JPH10188865A

JPH10188865A - Ｘ線イメージ管

Info

Publication number: JPH10188865A
Application number: JP25194097A
Authority: JP
Inventors: Junichi Takahashi; 淳一高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-11-01
Filing date: 1997-09-17
Publication date: 1998-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】解像度あるいはコントラストを向上させたＸ
線イメージ管を提供すること。【解決手段】ガラスプレート２１上に蛍光体層２２が
形成され、この蛍光体層２２上に導電薄膜２３が形成さ
れた出力スクリーンにおいて、出力スクリーンの蛍光体
層２２は蛍光体粒子２４同士が結合物質２５で結合され
るとともに、蛍光体粒子２４の発光で発生する光子の透
過率を低くする材料が含まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、解像度あるいはコ
ントラストを向上させたＸ線イメージ管に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線イメージ管は、医療用Ｘ線診断装置
や工業用非破壊検査等に使用される電子管で、Ｘ線画像
を電子線像に変換する入力スクリーンや、電子線像を加
速集束する電極、そして電子線像を可視画像などに変換
する出力スクリーン等から構成されている。

【０００３】ここで、従来のＸ線イメージ管について、
その出力スクリーン部分の構造を図７を参照して説明す
る。図７は、出力スクリーンの一部を拡大して示した図
で、出力スクリーン５１は、ガラスプレート５２上に蛍
光体層５３が形成され、蛍光体層５３上に導電薄膜５４
が構成されている。なお、蛍光体層５３は、蛍光体粒子
５５同士が結合物質５６で結合されている。

【０００４】上記した構成において、入力スクリーンか
ら電子流ｅ⁻が入力され、そのエネルギーによって蛍光
体粒子５５が発光する。そして、蛍光体粒子５５の発光
で発生した光子は、蛍光体粒子５５や蛍光体粒子５５同
士を結合する結合物質５６、または、それらの間の真空
部分５７を矢印Ｙのように通りガラスプレート５２に到
達する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のＸ線イ
メージ管は、図８で示したように１つの蛍光体粒子５５
で発生した光子は、矢印Ｙで示したような経路ａ〜ｃを
通ってガラスプレート５２に到達する。

【０００６】ａ：蛍光体粒子５５一蛍光体粒子５５−ガ
ラスプレート５２ｂ：蛍光体粒子５５一蛍光体粒子同士を結合する結合物
質５６一真空部分５７−ガラスプレート５２ｃ：ａとｂの組み合わせなお、図８は、図７に対応する部分には同一の符号を付
し、重複する説明は省略している。

【０００７】上記した経路ａの場合、蛍光体粒子５５と
蛍光体粒子５５の界面での反射はない。したがって、蛍
光体粒子５５で発生した光子群で蛍光体粒子５５の界面
方向に放射されたものは１００％が透過する。しかし、
蛍光体粒子５５が接する面積が小さいため透過する光量
の割合はあまり多くない。

【０００８】また、経路ｂの場合、蛍光体粒子同士を結
合する結合物質５６として、一般に水ガラスが使用され
ている。この場合、可視光領域での透過率は１００％に
近くなる。しかし、蛍光体粒子５５の屈折率は一般に
２．３、また水ガラスの屈折率は１．５となっている。
したがって、蛍光体粒子５５から水ガラスへの可視光の
透過率Ｔｆ、および、水ガラスから真空部分への可視光
の透過率Ｔｇは以下のように計算される。

【０００９】Ｔｆ＝４×２．３×１．５／（２．３＋
１．５）²＝０．９６Ｔｇ＝４×１．５×１／（１．５＋１）²＝０．９６このように蛍光体粒子５５内で発生した光子群のうち経
路ｂをとるものは、その９０％以上が蛍光体粒子５５か
ら水ガラスを通り真空部分５７まで出ていく。光子は蛍
光体粒子５５の発光中心からほぼ同心球状に放射され、
また、その立体角が大きいために透過する光量の割合が
多くなる。

【００１０】このとき、１つの蛍光体粒子５５内で発生
しガラスプレート５２に到達する光量の概略の分布は図
９の曲線Ｍのようになる。図９の縦軸は光の強度を、横
軸はガラスプレート５２上の出力位置を示している。上
記したようにいろいろな経路を経て光子は横方向に拡散
する。この結果、曲線Ｍはすそ野が広くなりピークが低
くなる。

【００１１】このような光子の拡散は、Ｘ線イメージ管
の解像度あるいはコントラストを低下させる。

【００１２】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、解像度あるいはコントラストを向上させるＸ線イメ
ージ管を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、真空容器内
に、ガラスプレート上に形成された蛍光体層およびこの
蛍光体層上に形成された導電薄膜を有する出力スクリー
ンが設けられたＸ線イメージ管において、前記出力スク
リーンの前記蛍光体層は蛍光体粒子同士が結合物質で結
合されるとともに、蛍光体粒子の発光で発生する光子の
透過率を低くする材料が含まれていることを特徴として
いる。

【００１４】また、この発明は、真空容器内に、ガラス
プレート上に蛍光体層を形成した出力スクリーンが設け
られたＸ線イメージ管において、前記蛍光体層を構成す
る蛍光体の表面に光子を反射する反射層を形成したこと
を特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図１を
参照して説明する。符号１１はＸ線イメージ管を構成す
る真空容器で、その一端のＸ線入力側に入力スクリーン
１２が形成され、他端の画像出力側に出力スクリーン１
３が形成されている。また、入力スクリーン１２と出力
スクリーン１３間には複数の電極、例えば、２個の集束
電極１４と陽極１５が配置されている。

【００１６】入力スクリーン１２は、その入力面でＸ線
像を可視光像に変換し、また、その光電面で可視光像を
電子線像に変換し、電子ｅ⁻として放出している。入力
スクリーン１２から放出された電子ｅ⁻は、集束電極１
４や陽極１５で加速集束され、出力スクリーン１３に到
達する。出力スクリーン１３に到達した電子ｅ⁻は出力
スクリーン１３の蛍光体にそのエネルギーを与え、蛍光
体を発光させる。そして、この発光によって出力スクリ
ーン１３に例えば可視像が再現される。

【００１７】ここで、上記したＸ線イメージ管の出力ス
クリーン１３について図２を参照して説明する。出力ス
クリーン１３は、ガラスプレート２１上に蛍光体層２２
が形成され、蛍光体層２２上に導電薄膜２３が形成され
ている。また、蛍光体層２２は、蛍光体粒子２４同士が
結合物質２５で結合されている。そして、入力スクリー
ン１２（図１）から入力されてくる電子のエネルギーに
よって蛍光体粒子２４が発光し、蛍光体粒子２４の発光
で発生した光子が、蛍光体粒子２４や蛍光体粒子同士を
結合する結合物質２５、または、それらの間の真空部分
２６を通ってガラスプレート２１に到達する構成になっ
ている。

【００１８】なお、上記した構成において、蛍光体粒子
同士を結合する結合物質２５に、例えば、硫酸バリウム
や酸化鉄等の鉱物質系着色剤が混合されている。このた
め、蛍光体粒子同士を結合する結合物質２５の光子の透
過率は可視光域の光子に対し低くなっている。

【００１９】上記した構成によれば、蛍光体粒子２４の
発光で発生した光子のうち、蛍光体粒子２４−蛍光体粒
子同士を結合する結合物質２５−真空部分２６−ガラス
プレート２１という経路をとるものは、蛍光体粒子同士
を結合する結合物質２５部分での透過量が少ないため、
ガラスプレート２１に到達する割合が小さくなる。この
ため、図３の例えば矢印Ｙ１〜Ｙ３で示すように蛍光体
粒子２４−蛍光体粒子２４−ガラスプレート２１という
経路、即ち、蛍光体粒子２４部分のみを通過してガラス
プレート２１に到達する光子の割合が相対的に多くな
る。この結果、ガラスプレート２１に到達する光子の拡
散が抑えられる。なお、図３の符号ｅ⁻は入力スクリー
ン１２（図１）から入力される電子を示し、また、図２
に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明は
省略している。

【００２０】この場合、１つの蛍光体粒子２４内で発生
しガラスプレート２１に到達する光量の概略の分布は図
４の曲線Ｍようになる。図４の縦軸は光の強度を、また
横軸はガラスプレートの出力位置を示している。光子
は、蛍光体粒子２４と接するガラスプレート２１部分を
主に透過してくる。したがって、すそ野が低くピークの
高い分布となる。

【００２１】例えば、蛍光体粒子同士を結合する結合物
質２５の透過率が８０％以下の場合、光量分布の半値幅
は、透過率が１００％のときに比べ所定の条件で８０％
程度狭くなる。これは、解像度にするとほぼ１０ｌｐ／
ｃｍの向上に対応する。また、コントラストは２０：１
が２５：１に向上する。

【００２２】なお、上記した構成の場合、蛍光体粒子同
士を結合する結合物質２５が蛍光体粒子同士の界面や、
蛍光体粒子とガラスプレートの界面に存在すると、ガラ
スプレート２１に到達する光量が少なくなる。したがっ
て、蛍光体粒子同士を結合する結合物質２５の透過率は
３０％以上とし、また、蛍光体層２２の形成の際に、こ
れらの界面に結合物質２５が入らないようにしている。

【００２３】次に、本発明の他の実施形態について、出
力スクリーン１３の一部を抜き出した図５を参照して説
明する。図５では、図２に対応する部分には同一の符号
を付し、重複する説明は一部省略している。この実施形
態では、蛍光体粒子２４の表面に反射率の高い反射層２
７を形成し、そして、反射層２７の形成された蛍光体粒
子２４同士を結合物質２５で結合している。

【００２４】したがって、入力スクリーン１２（図１）
から入力される電子のエネルギーによって蛍光体粒子２
４が発光すると、発生した光子は、蛍光体粒子２４や、
蛍光体粒子２４の表面に形成された反射層２７、蛍光体
粒子同士を結合する結合物質２５、または、それらの間
の真空部分２６を通って、ガラスプレート２１に到達す
る。

【００２５】反射層２７は、金属もしくは金属の化合物
で形成されている。この場合、例えば、アルミニウムな
ど電子の透過率の高い金属が有効である。なお、反射層
２７の膜厚は、蛍光体粒子２４同士が接している箇所で
は、蛍光体粒子２４の発光する光子の波長以下になるよ
うにしている。一方、蛍光体粒子２４同士が接していな
い箇所、例えば、蛍光体粒子２４同士を結合する結合物
質２５が中間に挟まるような場所では、光子の波長より
も十分厚くなるようにしている。例えば、反射層２７の
厚さは、他の蛍光体粒子２４およびガラスプレート２１
と接する箇所では１μｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以
下にしている。また、反射層２７の反射率は、可視光域
の波長の上限が８００ｎｍ程度であるため、例えば８０
０ｎｍ以下の少なくとも一部の波長光子に対し２０％以
上、好ましくは５０％以上で１００％よりも小さくして
いる。

【００２６】上記した構成によれば、図６の矢印Ｙ１〜
Ｙ３で示すようないくつかの経路のうち、例えば、蛍光
体粒子２４一反射層２７一蛍光体粒子同士を結合する物
質２５一真空部分２６−ガラスプレー卜２１という経路
をとる場合は、蛍光体粒子２４同士が接しない反射層２
７が厚い箇所で光子の透過量が小さくなる。このため、
ほとんどの光子が蛍光体粒子２４内に反射される。

【００２７】また、蛍光体粒子２４−反射層２７一蛍光
体粒子２４ー……一反射層２７−ガラスプレート２１と
いう経路をとる場合は、光子の物質への侵人深さはほぼ
波長程度であるため、光子の波長程度と厚さが薄くなっ
ている反射層２７を光子が透過する割合が高くなる。し
たがって、ほとんどの光子がこの経路を通る。

【００２８】このように蛍光体粒子２４内で発生した光
子は拡散が抑えられてガラスプレート２１に到達する。
そのため、光子は、ガラスプレート２１と蛍光体粒子２
４が接している部分からのみガラスプレート２１を透過
してくる。この結果、１つの蛍光体内で発生した光量の
分布は、すそ野が低くピ一クが高い図４の曲線Ｍのよう
になる。したがって、解像度あるいはコントラストを向
上させたＸ線イメージ管を実現できる。

【００２９】例えば、反射層２７の反射率が４０％で透
過率が６０％の場合、ある条件での光量の分布の半値幅
を見ると、透過率が１００％の場合に比べ７０％程度狭
くなっている。このとき、解像度にするとほぽ１５ｌｐ
／ｃｍ向上する。また、コントラストにおいては２０：
１が２５：１に向上する。このとき、輝度が低下するよ
うなこともない。

【００３０】なお、蛍光体粒子２４同士が接している部
分で反射層２７の膜厚を薄くする方法としては、例え
ば、蛍光体層２２を形成した後、蛍光体層２２とガラス
プレート２１に圧力をかけて漬す方法がある。この場
合、蛍光体粒子同士を結合する物質２５はなくてもよ
い。また、反射層２７が導電性を持つ場合は、導電薄膜
２３を省略することもできる。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、解像度あるいはコン
トラストを向上させたＸ線イメージ管を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を説明するためのＸ線イメ
ージ管の概略の構造図である。

【図２】この発明の実施形態を説明する図で、出力スク
リーンの構造を説明する概略の構造図である。

【図３】この発明の実施形態を説明する図で、蛍光体粒
子が発生した光子の経路を説明する模式図である。

【図４】この発明の実施形態を説明する図で、出力スク
リーンのガラスプレートに透過してきた光量の分布を説
明する図である。

【図５】この発明の他の実施形態を説明する図で、出力
スクリーンの構造を説明する概略の構造図である。

【図６】この発明の他の実施形態を説明する図で、蛍光
体粒子が発生した光子の経路を説明する模式図である。

【図７】従来技術を説明する図で、出力スクリーン部分
を拡大した図である。

【図８】従来技術を説明する図で、蛍光体粒子が発生し
た光子の経路を説明する模式図である。

【図９】従来技術を説明する図で、出力スクリーンのガ
ラスプレートに透過してきた光量の分布を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１１…真空容器１２…入力スクリーン１３…出力スクリーン１４…集束電極１５…陽極２１…ガラスプレート２２…蛍光体層２３…導電薄膜２４…蛍光体粒子２５…結合物質２６…真空部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空容器内に、ガラスプレート上に形成
された蛍光体層およびこの蛍光体層上に形成された導電
薄膜を有する出力スクリーンが設けられたＸ線イメージ
管において、前記出力スクリーンの前記蛍光体層は蛍光
体粒子同士が結合物質で結合されるとともに、蛍光体粒
子の発光で発生する光子の透過率を低くする材料が含ま
れていることを特徴とするＸ線イメージ管。
【請求項２】光子の透過率を低くする材料が含まれて
いる結合物質の透過率が波長８００ｎｍ以下の少なくと
も一部の波長に対し８０％以下であることを特徴とする
請求項１記載のＸ線イメージ管。
【請求項３】光子の透過率を低くする材料が含まれて
いる結合物質の透過率が波長８００ｎｍ以下の少なくと
も一部に対し８０％以下で３０％以上の範囲であること
を特徴とする請求項１記載のＸ線イメージ管。
【請求項４】真空容器内に、ガラスプレート上に蛍光
体層を形成した出力スクリーンが設けられたＸ線イメー
ジ管において、前記蛍光体層を構成する蛍光体の表面に
光子を反射する反射層を形成したことを特徴とするＸ線
イメージ管。
【請求項５】反射層の厚さは、他の蛍光体およびガラ
スプレートと接する箇所では１μｍ以下、好ましくは６
００ｎｍ以下である請求項４記載のＸ線イメージ管。
【請求項６】反射層の反射率が、８００ｎｍ以下の少
なくとも一部の波長の光子に対し２０％以上である請求
項４記載のＸ線イメージ管。
【請求項７】反射層の反射率が、８００ｎｍ以下の少
なくとも一部の波長の光子に対し５０％以上で１００％
よりも小さい請求項４記載のＸ線イメージ管。