JPH0955176A - Ｘ線撮像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造時のベーキング熱でアモルファスセレン
膜が破壊されないような構造とする。 【解決手段】 蛍光体層２２とアモルファスセレン膜２
３とが形成されたＸ線入力板２０を真空外囲器１１中に
納めたＸ線撮像管１０において、真空外囲器１１のＸ線
入射窓部分１２を、Ｘ線入力板２０の中央部に接触する
ような凹面形状の金属板で形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、医療の診断ある
いは非破壊材料検査などに用いられる、Ｘ線像を直接撮
像して画像信号を得るＸ線撮像管に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｘ線像の画像信号を得るために
は、通常、Ｘ線イメージインテンシファイアとＴＶカメ
ラとを組み合わせていた。Ｘ線イメージインテンシファ
イアでは、ＣｓＩ等のＸ線−可視光線の変換膜と、光電
膜とが備えられ、入射Ｘ線が可視光線に変換され、これ
に応じて光電膜から電子が放出し、この電子が増倍させ
られながら出力蛍光膜に結像させられることにより、こ
の出力蛍光膜から可視光の画像が出力する。この可視光
の出力画像を光学系を介してＴＶカメラの撮像面に結像
させる。ＴＶカメラでは、撮像面（光電変換膜）に入射
光に応じた電荷が蓄積され、これを電子ビームで走査す
ることにより読み出し、電気的な画像信号として出力す
る。

【０００３】ところが、このようなＸ線イメージインテ
ンシファイアとＴＶカメラとを組み合わせる構成では、
Ｘ線像から最終の電気的画像信号が得られるまでには、
上記のようにＸ線−可視光線−電子−可視光線−光学系
−可視光線−電気信号というように多くの変換工程が含
まれており、そのため変換効率が悪化する傾向にあり、
最終画像のＳ／Ｎ比を低下させる原因となることが避け
られない。それとともに、Ｘ線イメージインテンシファ
イアとＴＶカメラとを組み合わせるため、装置が複雑・
大型化するという問題がある。

【０００４】そこで、Ｘ線像を直接撮像して画像信号を
得るＸ線撮像管が考えられている。このＸ線撮像管は、
Ｘ線入力板（ターゲット板）として、ライトガイド板の
両面に蛍光体層とアモルファスセレン膜とをそれぞれ積
層したものを用いる。蛍光体層でＸ線から可視光への変
換が行なわれ、アモルファスセレン膜で可視光から増幅
された電気信号の変換が行なわれる。蛍光体層で生じた
光はライトガイド板によりアモルファスセレン膜内に導
かれ、電荷が発生し、この電荷がアバランシェ現象によ
り増倍される。こうしてアモルファスセレン膜に形成さ
れた電荷像（入射Ｘ線像に対応）が、電子銃から発射さ
れ、この膜上を２次元走査される電子ビームによって読
み出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線撮像管では、製造時に問題が生じる。すなわち、Ｘ
線入力板や電子銃を真空外囲器中に納めた後、真空外囲
器を真空排気し、電子銃（カソード部分）を真空ベーキ
ングするため、誘導加熱コイルなどにより加熱するが、
そのときの輻射熱によってＸ線入力板が熱せられる。Ｘ
線入力板は周囲で固定されていて、周辺部はその固定部
分を通じて放熱が生じるが、中央部分は空間に浮いた状
態となっているため、その中央部分に熱が蓄積し、結果
的にアモルファスセレンの結晶化温度である６０°Ｃを
超えてしまい、光電変換膜としての機能が破壊されてし
まう。そして、このような破壊を避けようとすれば、ベ
ーキングの加熱条件を下げざるを得ず、そうすると、真
空ガス出しが不十分になって、後に電子ビームが出にく
い、Ｘ線撮像管としての寿命が短くなる、等々の不都合
が生じる。

【０００６】この発明は、上記に鑑み、製造時の問題を
回避し得る構造となっていて、そのため高性能・長寿命
とすることが容易な、Ｘ線撮像管を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によれば、ライトガイド板の両面にそれぞ
れ形成された蛍光体層およびアモルファスセレン膜より
なるＸ線入力板と、該Ｘ線入力板に向けて電子ビームを
発射する電子銃と、これらＸ線入力板および電子銃を覆
う外囲器と、上記の電子ビームを上記Ｘ線入力板上に走
査するよう偏向させる偏向手段とを有するＸ線撮像管に
おいて、上記の外囲器のＸ線入力板付近に設けられたＸ
線入射窓部分を、少なくとも上記の外囲器を真空吸引す
る時に上記Ｘ線入力板の中央付近に接触している構造と
したことが特徴となっている。

【０００８】上記のＸ線入射窓部分は、真空吸引時にＸ
線入力板の中央付近に接触するよう可撓性を有するよう
に形成しておくことができる。

【０００９】また、上記のＸ線入射窓部分は、最初から
Ｘ線入力板の中央付近に接触するような形状に形成して
おいてもよい。

【００１０】Ｘ線入力板は、その周辺部分を保持される
ことにより真空外囲器中に固定されるため、中央部分は
空間に浮いた形となっている。そのため、真空ベーキン
グ時に熱が加わると、Ｘ線入力板の中央部分では熱が逃
げず、蓄熱されるが、少なくとも真空吸引時にはＸ線入
射窓部分がその中央部分に接触する形状となっているた
め、この接触したＸ線入力窓部分を通じて、外部への放
熱が行なわれるようになって、蓄熱が避けられる。その
ため、ベーキング時にアモルファスセレンが結晶化する
ような、６０°Ｃの温度に到達することを避けることが
でき、ベーキング加熱条件を上げて真空ガス出しとベー
キングを十分に行なうことが可能となり、結果的に、性
能の優れた、信頼性の高い、長寿命なＸ線撮像管を容易
に製造することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示す
ように、Ｘ線撮像管１０は、前面にＸ線入射窓部分１２
を有する真空外囲器１１中に、Ｘ線入力板（ターゲット
板）２０と電子銃１３とを納めて構成されている。被写
体（図示しない）を透過したＸ線が（図の左方向から）
Ｘ線入射窓部分１２を経てＸ線入力板２０に入射する。
真空外囲器１１はガラスで作られているが、Ｘ線入射窓
部分１２は、ここではたとえば厚さ１ｍｍのアルミニウ
ム板で作られる。そして、このＸ線入射窓部分１２は、
真空外囲器１１の外から見たとき凹面となっていて、Ｘ
線入力板２０（の蛍光体層２２）に接触するような形状
に形成されている。

【００１２】Ｘ線入力板２０は、ライトガイド板２１
と、その両面にそれぞれ形成された蛍光体層２２とアモ
ルファスセレン膜２３とからなり、ライトガイド板２１
の周囲が支持されることにより真空外囲器１１中に固定
される。この蛍光体層２２はＸ線を可視光に変換するた
めのものである。この蛍光体層２２を形成する蛍光体と
しては、Ｘ線吸収効率および発光効率が高く、粒径が小
さく、しかも潮解性がなく、アモルファスセレン膜２３
の分光感度に適合するものが望ましい。さらに、上記の
ようにＸ線入射窓部分１２が接触するため、その接触に
よって破壊されない程度に、比較的機械的強度が高いも
のが望ましい。そのため、たとえば、Ｇｄ2Ｏ2ＳやＢａ
ＦＣｌなどを使用することができる。

【００１３】ライトガイド板２１は、蛍光体層２２で発
生した光をアモルファスセレン膜２３に伝えるためのも
ので、透明ガラス板、望ましくは光ファイバプレート
（ＦＯＰ）により構成される。光ファイバプレートは、
多数の光ファイバを面方向に並べて一体化したもので、
各光ファイバは面の厚さ方向に延びているため、光ファ
イバプレートの厚さを大きくして強度を高めても、伝達
光を面方向に拡散することがない。そのため、この光フ
ァイバプレートは、機械的強度と光の伝達特性とを両立
させる上で非常に好都合である。

【００１４】アモルファスセレン膜２３では、光の入射
によってその中で電荷（電子・正孔対）が発生する。ア
モルファスセレン膜２３のライトガイド板２１の側には
図では省略しているが透明電極が設けられており、電子
銃１３との間に印加された高電圧によって生じたアモル
ファスセレン膜２３内の強電界により、アバランシェ現
象が生じて電荷がなだれ（アバランシェ）的に増加す
る。入射Ｘ線強度が大きい部分では蛍光体層２２から強
い光が発生し、そのためその部分では多量の電荷が形成
されるが、入射Ｘ線強度が小さいと光は弱く形成される
電荷も少ない。そのため、入射Ｘ線強度の２次元分布
（Ｘ画像）に対応した電荷の２次元分布（電荷像）がア
モルファスセレン膜２３に形成されることになる。

【００１５】電子銃１３からはＸ線入力板２０に向けて
電子ビームが発射させられると、この電子がアモルファ
スセレン膜２３に当たり、その当たった部分の電荷に応
じた電流が透明電極との間に流れる。この電流値はその
電子ビームが当たった箇所での入射Ｘ線強度に対応する
ことになる。電子ビームは図示しない偏向コイル（真空
外囲器１１の周囲に設けられる）によりＸ線入力板２０
上を２次元的に走査させられるため、Ｘ線画像を表わす
画像信号が得られる。

【００１６】このようなＸ線撮像管１０を製造すると
き、真空外囲器１１中にＸ線入力板２０と電子銃１３と
を納めた後、真空外囲器１１の後端（電子銃１３の側の
端部、図では右端部分）から空気を吸引して真空排気を
行なうとともに電子銃（カソード部分）１３の真空ベー
キングを行なう。そのため、ベーキング用コイル３０を
使用し、このコイル３０に高周波電流を流すことによっ
て誘導加熱する。このベーキングのための加熱により、
その輻射熱が真空中を伝わってＸ線入力板２０に伝達さ
れる。Ｘ線入力板２０は上記の通りその周囲が支持され
ているものの中央部は空中に浮かんだ形になっていて、
その伝達された熱が中央部で蓄積されることになるが、
上記のようにこのＸ線入力板２０の中央部にはＸ線入射
窓部分１２が接触しているため、このＸ線入射窓部分１
２を介して外部に放熱されることになる。この真空外囲
器１１の後端の真空排気用開口は、真空ベーキングが終
了したら封止される。

【００１７】その結果、真空ベーキング時にＸ線入力板
２０の中央部分がアモルファスセレンの結晶化温度６０
°Ｃを超えることを避けることができる。これにより、
真空ガス出しを十分に行なうことができて、後に、電子
ビームが出にくくなったり、Ｘ線撮像管としての寿命が
短くなったりというような不都合が生じることを防止で
き、信頼性の高いＸ線撮像管を容易に製造できる。な
お、Ｘ線入射窓部分１２を介して真空外囲器１１の外部
に導かれた熱は、空気の対流により、あるいはペルチェ
効果素子を使用することにより、効果的に逃がすことが
できる。

【００１８】図２は別の実施の形態を示すものである。
この図２では、Ｘ線入射窓部分１２は通常のＸ線撮像管
１０と同様に外部に膨出した凸面状に形成されている
が、可撓性が良好で機械的強度の高い金属薄板により形
成される。そのため、真空排気することにより変形して
凹み、真空ベーキング時には図１のような形状、つまり
Ｘ線入力板２０の中央部分に接触するような形状とな
る。このように変形するＸ線入射窓部分１２はたとえば
厚さ０．１ｍｍのチタン板により形成することができ
る。他のＸ線入力板２０や電子銃１３等の構成は図１と
同様である。

【００１９】そこで、この図２の場合も、Ｘ線入射窓部
分１２は真空ベーキング時には図１と同じ形状となるた
め、Ｘ線入力板２０の中央部分の熱が、そこに接触した
Ｘ線入射窓部分１２を通じて外部に逃げることになり、
アモルファスセレン膜２３がその機能を果たさないほど
に熱により破壊されてしまう事態を避けることができ
る。なお、このＸ線入射窓部分１２は、最低限、真空ベ
ーキング時にのみへこんでＸ線入力板２０に接触すれば
よいので、真空ベーキングが終了した後は元の図２のよ
うな凸面の形状に戻っても、あるいはそのままへこんだ
凹面の形状となっていてもよい。

【００２０】なお、この発明は上記に限定されることな
く、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更でき
ることはもちろんである。たとえばライトガイド板２１
の構成や蛍光体層２２の材料などは他のものを採用でき
る。また、Ｘ線入射窓部分１２の材質・厚さ等も他のも
のとすることが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線撮
像管によれば、製造時のベーキング工程でアモルファス
セレンの破壊を防止しながらベーキングおよび真空排気
を十分に行なうことができるため、長寿命化できるとと
もに、信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるＸ線撮像管の製造時における
模式的な断面図。

【図２】この発明にかかる他のＸ線撮像管の製造時にお
ける模式的な断面図。

【符号の説明】

１０ Ｘ線撮像管 １１ 真空外囲器 １２ Ｘ線入射窓部分 １３ 電子銃 ２０ Ｘ線入力板（ターゲット板） ２１ ライトガイド板 ２２ 蛍光体層 ２３ アモルファスセレン膜 ３０ ベーキング用コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 四郎 東京都世田谷区砧１−10−11日本放送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 谷岡 健吉 東京都世田谷区砧１−10−11日本放送協会 放送技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライトガイド板の両面にそれぞれ形成さ
   れた蛍光体層およびアモルファスセレン膜よりなるＸ線
   入力板と、該Ｘ線入力板に向けて電子ビームを発射する
   電子銃と、これらＸ線入力板および電子銃を覆う外囲器
   と、上記の電子ビームを上記Ｘ線入力板上に走査するよ
   う偏向させる偏向手段とを有するＸ線撮像管において、
   上記の外囲器のＸ線入力板付近に設けられたＸ線入射窓
   部分は、少なくとも上記の外囲器を真空吸引する時に上
   記Ｘ線入力板の中央付近に接触している構造となってい
   ることを特徴とするＸ線撮像管。