JPH0777125B2 - 長尺光電子増倍管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は光電子増倍管、特に詳細には筒状の本体部分に
その長軸方向に延びる細長い受光面を備えた長尺の光電
子増倍管に関するものである。

（従来の技術） ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電
子線、紫外線等）を照射すると、この放射線のエネルギ
ーの一部が蛍光体中に蓄積され、その後この蛍光体に可
視光等の励起光を照射すると、蓄積されているエネルギ
ーに応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られてお
り、このような性質を示す蛍光体は蓄積性蛍光体（輝尽
性蛍光体）と呼ばれる。

この蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写体の放射線
画像情報を一旦蓄積性蛍光体からなる層を有するシート
（以下、「蓄積性蛍光体シート」と言う。）に記録し、
この蓄積性蛍光体シートにレーザ光等の励起光を照射し
て輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的
に読み取って画像信号を得、この画像信号を処理して診
断適性の良い被写体の放射線画像を得る放射線画像情報
記録再生方法が提案されている（例えば特開昭55-12429
号、同55-116340号、同55-163472号、同56-11395号、同
56-104645号など）。

上述のような放射線画像情報読取装置は一般に、蓄積性
蛍光体シート上に励起光を主走査させる主走査手段と、
該シートを励起光に対して主走査の方向と略直角な方向
に相対移動させる副走査手段と、蓄積性蛍光体シートか
ら発せられた輝尽発光光を検出する光検出手段とから構
成されることが多い。

ところで近時、上記光検出手段の１つとして、例えば特
開昭62-16666号公報に示されるように、長尺の光電子増
倍管を用いるものが提案されている。この長尺の光電子
増倍管は、蓄積性蛍光体シート上の主走査線に沿って延
びる受光面を有し、そして筒状の本体の内面において上
記受光面に沿って光電陰極が取り付けられ、また一般に
上記受光面上には、該受光面に沿って延び輝尽発光光を
本体内方側に導いて上記光電陰極に向けて出射させる光
ガイドが取り付けられたものとなっている。この構成の
長尺光電子増倍管においては、蓄積性蛍光体シートから
発せられた無指向性の輝尽発光光が光ガイドによって光
電陰極に導かれる。この輝尽発光光の照射を受けて光電
陰極から生じた光電子は、ダイノードの二次電子放出効
果により次々と増倍される。

上記のような長尺の光電子増倍管を用いれば、蓄積性蛍
光体シート上の主走査方向のどの位置から発せられた輝
尽発光光も効率良く検出することができる。またこの長
尺の光電子増倍管を用いれば、受光面の小さな光電子増
倍管を用い、この受光面に例えば特開昭54-87808号公報
に示されるような複雑な形状の集光体を取り付けて輝尽
発光光を検出する場合と比べて、放射線画像情報読取装
置を小型に形成することができる。

（発明が解決しようとする課題） ところがの長尺の光電子増倍管においては、光電陰極か
ら多量の光電子を飛び出させることが難しい、という問
題が認められている。すなわち、光電陰極において多量
の光電子を発生させるためには、該光電陰極での輝尽発
光光の吸収効率を上げる必要があり、その点からは該光
電陰極を厚く形成するのが好ましい。しかし光電陰極の
表面から深い位置で発生した光電子は該光電陰極から飛
び出し難いので、この点を考慮すれば光電陰極は薄く形
成するのが好ましい。このように背反する２つの条件が
あるため、光電陰極から多量の光電子を飛び出させるこ
とが難しくなっているのである。

以上、長尺光電子増倍管によって輝尽発光光を検出する
場合の問題について述べたが、このような問題は時に輝
尽発光光に限らず、その他の光を長尺光電子増倍管によ
って検出する場合にも同様に認められる。

本発明は、上記の問題を解決することができる長尺光電
子増倍管を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の長尺光電子増倍管は、本体の内部に前述した細
長い受光面に沿って延びる反射板を設けて、この反射板
と受光面との間に光電陰極を配設し、そして上記反射板
を、上記光電陰極を通過した光が該光電陰極に向けて反
射されるような向きに配置したことを特徴とするもので
ある。

（作用） 上述のように反射板と受光面との間に光電陰極を配設し
ておいて、前記輝尽発光光等の光をこの反射板に向けて
入射させれば、この光は少なくとも反射板側に進行する
際と、該反射板で反射した後の２回、光電陰極を通過す
ることになる。したがって上記光を光電陰極に１回だけ
通過させる場合と比べると、光電陰極からより多量の光
電子が放出されるようになる。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明
する。

第１図は本発明の第１実施例による長尺光電子増倍管の
側断面形状を示すものであり、また第２図はこの長尺光
電子増倍管を用いて前述の輝尽発光光を検出するように
構成された放射線画像情報読取装置を示している。第２
図に示されるように、例えば被写体を透過した放射線を
照射する等により、この被写体の放射線画像情報が蓄積
記録された蓄積性蛍光体シート10は、エンドレスベルト
等のシート移送手段11により、励起光副走査のために矢
印Ｙ方向に搬送される。またレーザ光源12から射出され
た励起光としてのレーザビーム13は、ガルバノメータミ
ラー等の光偏向器14によって偏向され、蓄積性蛍光体シ
ート10上を副走査方向Ｙと略直角な方向Ｘに主走査す
る。こうしてレーザビーム13が照射された蓄積性蛍光体
シート10の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像
情報に応じた光量の輝尽発光光15が発散される。この輝
尽発光光15は、後に詳述するようにして、長尺の光電子
増倍管17によって検出される。輝尽発光光15の光量を示
す光電子増倍管17の出力S1は、読取回路20に入力されて
増幅、対数変換等の処理を受ける。またこの出力S1は、
レーザビーム13の走査と同期した同期信号S2に基づいて
所定期間毎に積分処理され、それにより読取回路20から
は画素分割された時系列のアナログ読取画像信号S3が出
力される。この読取画像信号S3は例えばA/D変換器21に
よってディジタル化された後、画像処理回路22において
階調処理、周波数処理等の信号処理（画像処理）を受け
てからCRT、プリンター等の画像再生装置23に入力さ
れ、蓄積性蛍光体シート10に記録されていた放射線画像
の再生に供せられる。

次に第１図を参照して、上記長尺の光電子増倍管17につ
いて詳しく説明する。この光電子増倍管17のガラス製の
本体17Aは円筒形状で、内部は真空状態とされており、
本体17Aの内面には、その長手方向に延びる細長い受光
面17aに対向させて光電陰極17bが設けられており、その
内側には湾曲した反射板17rが取り付けられている。ま
た本体17A内には、二次電子放出効果を有する複数のダ
イノード17cが組み合わされてなる増倍部17dが配設され
ている。この増倍部17dの図中最左端のダイノード17cに
対向する位置には、シールド電極17eが配されている。
さらにこのシールド電極17e内には、上記増倍部17dで増
倍された電子流を集めて信号として外部に取り出す陽極
17gが配されている。以上述べた各電極はそれぞれ、本
体17Aの側端に設けられた端子群17hの各端子と１対１に
接続されている。なお反射板17r、ダイノード17c、シー
ルド電極17eおよび陽極17gは、光電陰極17bと同程度の
長さを有する。

本体17Aの受光面17a上には、透明のアダプタ17Dと、例
えば前記輝尽発光光15を良好に透過させる一方、蓄積性
蛍光体シート10上で反射したレーザビーム13はカットす
るフィルタ17Bとが取り付けられ、さらにこのフィルタ1
7Bの上には、ガラス等からなる光ガイド17Cが取り付け
られている。これらのフィルタ17Bおよび光ガイド17C
も、光電陰極17bと同程度の長さとされている。光電子
増倍管17は、上記光ガイド17Cの細長い外端面17mが蓄積
性蛍光体シート10上のレーザビーム走査ライン（主走査
ライン）に近接して、該走査ラインに沿って延びるよう
に配設されている。また光ガイド17Cは、その外端面
（光入射端）17mの長手方向中心軸と内端面（光出射
端）17nの長手方向中心軸を含む面Ｌが光電陰極17bに対
して鋭角をなして交わる向きに取り付けられている。

第３図は、上記光電子増倍管17を駆動して光電出力を取
り出す電気回路50を示している。なおこの第３図におい
て光電子増倍管17の各部分には、第１、第２図中と同一
の番号を付してある。光電陰極17bには負高圧印加端子5
1を介して負の高電圧が印加される。また、負高圧印加
端子51に印加された負の高電圧はブリーダ抵抗群52によ
り分圧され、各ダイノード17cにそれぞれ印加される。
また、シールド電極17eは接地されており、陽極17gは抵
抗53を介してブリーダ抵抗群52に接続されると共に増幅
器54の一方の端子に接続されている。

前述したように、レーザビーム13の照射を受けて蓄積性
蛍光体シート10から発散された輝尽発光光15は、上記光
ガイド17cの外端面17mから該光ガイド17c内に入射し、
その内部を伝達して内端面17nから出射する。この輝尽
発光光15は前記フィルタ17Bおよび受光面17aを通過し
て、光電陰極17bを照射し、そこから光電子Ｅを放出さ
せる。この光電子Ｅは直接ダイノード17c側に向って、
電界に従って進行する。

また反射板17rは、光電陰極17bを通過した輝尽発光光15
が該光電陰極17bに向けて折り返すような向きに配設さ
れているので、輝尽発光光15がこのように折り返して再
度光電陰極17bを照射する際にも光電子Ｅが放出され
る。こうして放出された光電子Ｅも、上記と同様にして
ダイノード17cに向かって流れる。

このように本光電子増倍管17においては、輝尽発光光15
は少なくとも２回（輝尽発光光15が本体17A内面で反射
して再々度光電陰極17bに入射することもある）光電陰
極17bを通過するので、光電陰極に１回だけ光を通過さ
せるようになっている従来の長尺光電子増倍管と比べれ
ば、光電子Ｅの発生効率が高められる。

上述のようにして光電子Ｅが陽極17gに向かって流れる
際に、該光電子Ｅはダイノード17cに当たり、それによ
りダイノード17cから二次電子が放出される。このよう
にして各ダイノード17cによって光電子が次々と増倍さ
れ、それによって得られた電流が増幅器54に入力され
る。したがって増幅器54の出力端子55からは、輝尽発光
光15の光量、すなわち蓄積性蛍光体シート10に記録され
ていた画像情報を担うアナログの電気信号S1が出力され
る。

なお本実施例の光電子増倍管17においては、先に述べた
通り光ガイド17Cが光電陰極17bに対して傾けて取り付け
られているので、この点においても、光電陰極17bから
より多量の光電子Ｅが放出しうるようになっている。以
下、この点を詳しく説明する。蓄積性蛍光体シート10か
ら発散される輝尽発光光15は無指向性の光であり、した
がって光ガイド17Cの光出射端17nからの輝尽発光光15の
出射角もまちまちである。しかし、この光ガイド17Cが
本体17Aに対してその半径方向に直立している場合と比
べると、該光ガイド17Cが傾いているこの光電子増倍管1
7においては、輝尽発光光15が光電陰極17bに対して斜め
に入射する確率がより高くなる。このように輝尽発光光
15が光電陰極17bに対して斜めに入射すれば、当然輝尽
発光光15の光電陰極17bにおける通過長がより長くな
る。そうなれば、光電陰極17bにおける輝尽発光光15の
吸収量が増大し、光電子Ｅの発生量がより多くなる。

この光電子増倍管17においては、前述したように輝尽発
光光15を光電陰極17bに少なくとも２回通過させるとと
もに、上述のようにして輝尽発光光の吸収量向上を図っ
ているから、この輝尽発光光吸収量向上のために光電陰
極17bを特に厚めに形成する必要がない。こうして光電
陰極17bが比較的薄く形成されていれば、各光電子Ｅは
この光電陰極17bの表面に近い部分で生じることにな
り、該光電陰極17bから放出しやすくなる。

次に、第４図を参照して本発明の第２実施例について説
明する。なおこの第４図において、前記第１図中の要素
と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明
は、特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。この
第２実施例の長尺光電子増倍管60においては、反射板17
rの受光面側の表面上にも光電陰極17b′が取り付けられ
ている。したがってこの実施例においては、本体17A内
面に取り付けられた光電陰極17bによって前記第１実施
例におけるのと同様にして光電子Ｅが放出されるのに加
えて、上記光電陰極17b′を輝尽発光光15が反射板17r側
に進行する際、および該反射板17rで反射して再度光電
陰極17b′を通過する際にも光電子Ｅが放出され、光電
子発生効率はより一層高められる。

次に、第５図を参照して本発明の第３実施例について説
明する。この第３実施例の長尺光電子増倍管70において
は、本体17Aの内面に比較的幅広の光電陰極75が取り付
けられ、この光電陰極75の外側において本体17Aの外面
に反射板71が取り付けられている。また本体17Aの内部
には、光電陰極75と向き合うように２枚の反射板72、73
が配設され、これらの反射板72、73の間において光電陰
極75に臨むように第１ダイノード17c（図中最上部のも
の）が配置されている。反射板71は、上記第１ダイノー
ド17cに対向し、また一部が受光面17aにも対向するよう
に形成されている。

上記の構成においては、受光面17aから本体17A内に入射
した輝尽発光光15は、その入射角によっては、光電陰極
75の一端部を通過した後、本体内部を進行して光電陰極
75の他端部を照射するようになる。それによって光電陰
極75から放出された光電子Ｅは、直接ダイノード17c側
に進行する。また光電陰極75を本体17Aの外側に向けて
透過した輝尽発光光15は、反射板71において反射して再
度光電陰極75を通過するようになる。こうして輝尽発光
光15が再度光電陰極75を通過する際にも光電子Ｅが放出
され、この光電子Ｅは直接ダイノード17c側に進行す
る。

また上記のように反射板71で反射して再度光電陰極75を
通過した輝尽発光光15の一部は、さらに反射板72あるい
は73で反射して光電陰極75を照射し、光電子Ｅを放出さ
せる。さらに、光電陰極75の一端部を通過し反射板72お
よび73方向に向った輝尽発光光15はそれら反射板で反射
して光電陰極75を照射し、光電子Ｅを放出させる。この
ようにして本実施例の長尺光電子増倍管70においても、
光電子発生効率は著しく高められうる。

なお本発明は、以上述べたような電極構造を有する光電
子増倍管に限らず、その他の電極構造、例えば前記特開
昭62-16666号公報に示されるベネシアン・ブラインド形
と称される電極構造あるいはボックス形と称される電極
構造を有する長尺光電子増倍管に対しても適用可能であ
る。

また本発明の長尺光電子増倍管は、以上説明した蓄積性
蛍光体シート10から発せられる輝尽発光光15に限らず、
その他の光の検出のために用いることも勿論可能であ
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の長尺光電子増倍管にお
いては、受光面に対向させて配置した反射板と受光面と
の間に光電陰極を配置して、被検出光が少なくとも２回
光電陰極を通過するようにしたことにより、該光電陰極
からより多量の光電子が放出されるようになっている。
したがって本発明の長尺光電子増倍管によれば、微弱な
光を高S/Nで検出可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による長尺光電子増倍管を
示す側断面図、 第２図は第１図の光電子増倍管を用いた画像読取装置の
一例を示す概略斜視図、 第３図は上記長尺光電子増倍管の電気回路を示す回路
図、 第４図と第５図はそれぞれ、本発明の第２実施例、第３
実施例の長尺光電子増倍管を示す側断面図である。 10……蓄積性蛍光体シート、11……シート移送手段 12……レーザ光源、13……レーザビーム 14……光偏向器、15……輝尽発光光 17、60、70……長尺光電子増倍管、17A……本体 17C……光ガイド、17a……受光面 17b、17b′、75……光電陰極 17r、71、72、73……反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久嶋 浩之 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 山下 和美 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (56)参考文献 特公 昭41−9931（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状の本体部分にその長軸方向に延びる受
   光面が形成され、本体の内部に前記受光面に沿って延び
   る光電陰極と、光照射を受けてこの光電陰極から放出さ
   れた光電子を増倍するダイノードとを備えた長尺光電子
   増倍管において、 前記受光面に対向し該受光面に沿って延びる反射板が設
   けられ、この反射板と前記受光面との間に光電陰極が配
   設され、前記反射板がこの前記光電陰極を通過した光を
   該光電陰極に向けて反射するように配置されていること
   を特徴とする長尺光電子増倍管。