JPS58916Y2 - Ｘ線けい光増倍管 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はＸ線けい光増倍管の改良に関する。

Ｘ線像を明るく増強された可視光像に変換するＸ線けい
光増倍管は真空外囲器内に入力面、集束電極、陽極およ
び出力面等を備え、被写体のＸ線透過率に応じたＸ線像
は入力面で電子ビームに変換され、出力面に焦点を結び
ここで光学像に変換されてきわめて明るい出カイ象を作
るもので゛ある。

このような出力面には出力基板としてファイバーフ。

レートを用いたものがあり、このファイバープレートは
外囲器の一部を構成するとともにその入力面側表面上に
出力螢光面が形成されている。

かかるファイバープレートを出力基板に用いたＸ線けい
光増倍管にあっては出力けい光面で発する光の横方向へ
の拡がりを抑制できるのでコントラストはすぐれている
が、ファイバープレートの耐電圧は１５〜２０ ＫＶが
限度である。

Ｘ線けい光増倍管の動作時には普通これより高電圧が印
加されるため集束電極と入力面とに負の高電圧（たとえ
ば２５ＫＶ）を印加し、陽極を接地しなければならない
。

そのため入力面端子および集束電極端子と真空外囲器を
包囲して取りつけられた管容器との間に放電またはリー
クをおこし易く、また電源の集束調整が負の高電圧が印
加されるためきわめて繁雑で、安定な状態で動作させる
ことが困難である。

このような欠点を排除したＸ線けい光増倍管として第１
図に示すようなものがある。

すなわち図において、１はガラスよりなる真空外囲器で
、２は入力部、３は胴部、４は出力部である。

前記入力部２の内側管内端部には入力面５が設けられ、
この入力面５は基板６と、その上に形成された入力けい
光面７と、さらにその上に被着形成された充電面８とか
ら戊っている。

前記出力部４はガラスからなる出力フェース部９の内側
管内にファイバーフ。

レートからなる出力基板１０が設けられ、このファイバ
ープレート出力基板１０の入力面側表面上には、出力け
い光面１１が形成されて出力面１２は戒っている。

陽極１３が前記ファイバープレート１０を包み囲むよう
に取りつけられ、この陽極１３の端部は２枚の金属リン
グ１４．１５を介してファイバープレートを固定し、一
端はスプリング１６を介して出力部に固定されている。

胴部３の内側管内には集束電極１７が配設されている。

このように形成されたＸ線けい光増倍管は外部電源と接
続して動作させるものであるが、ファイバープレートが
出力基板として外囲器内に配設されて用いられるので、
耐電圧とは関係なく、シたがって陽極を正の高電圧に印
加して使用することができ、前述した管容器と電極等の
とり出し端子との間の放電やリークが全くなくなり安定
な動作をすることかで゛きる。

また出カイ象のコントラストについてみると、このコン
トラストは例えばＸ線けい光増倍管のコントラストが１
５％のときには通常のガラス板を出力基板として用いた
ものではＸ線散乱と入力けい光面での光の散乱によるも
の３％、管内反射によるもの１％、出力部によるもの１
１％であって、出力部の特性がコントラストには最もき
くことが分るが、この出力部では出力基板の管壁側での
光の反射が大部分を占めているものであって、出力フェ
ース部の内外面での反射はほとんど無視することができ
る。

したがって前記出力基板としてファイバープレートトが
用いられたものでは、光の横方向への拡がりが抑制され
直進するので、前記した例では出力部によるもののコン
トラストは１％とすることができ、Ｘ線けい光増倍管の
コントラストとしては５％位となり、コントラストを大
幅に向上させることができる。

しかしながら前記出力基板として用いられるファイバー
プレートは直径が５μで長さが３〜５ｍｍの単繊維のコ
アーガラスを束ばねで溶着一体形成したその板厚が３〜
５ｍｍのものが一般に多く用いられている。

ところがこのような非常に小さな単繊維の集合体からな
るファイバープレートを作る工程において、前記単繊維
２０が第２図に示すようにファイバープレート１０の基
準面Ａに対しては必ずしも全部が規則正しく垂直に配列
するとは限らず一部分の単繊維が曲った部分イや、傾い
た部分口が生じてしまうことが殆んどである。

このようなファイバープレートを用いると、出力けい光
面１１上に結像した可視光学像はファイバープレート１
０を通過する際に単繊維の曲りや傾いた部位で曲げられ
る結果、ファイバープレートの反対側面に忠実な像を再
現し得ない。

第３図ａｂはその態様を示したもので第３図ａで示すよ
うに出力けい光面上に出現した可視光学像が直線である
とすると、ファイバープレートを通って反対側面に再現
する可視光学像は第３図すに示すように直線が途中で切
れかつずれた別の線を示すようになる。

この像曲りの程度は例えば板厚が５ｍｍのファイバープ
レートにおいて５０μ程度である。

この像曲りの現象はＸ線けい光倍管のような極めて高解
像度を要求される場合には致命的なものとなり実用に供
し得ない。

本考案は上述した欠点を改良するためになされたもので
、すなわちファイバープレートを適切な板厚にすること
により、コン１−ラストのよいしかも高解像度のＸ線け
い光増倍管を提供するものである。

すなわち本考案は第１図のＸ線けい光増倍管において、
ガラスからなる出力フェース部９の内側管内に配設され
かつ入力面側表面上に出力けい光面１１が形成されたフ
ァイバープレート出力基板１０を、その板厚が２ｍｍ以
下となるように形成したもので、これにより従来の５ｍ
ｍ板厚のファイバープレート出力基板を用いた場合にみ
られた５０μの像曲りを２０μ以下とすることができ、
高解像度を要求されるＸ線けい光増倍管の使用に充分耐
え得るものとなった。

第４図は本考案の実施例を示すもので、板厚が２ｍｍ以
下とされたファイバープレート２１、を透明ガラス支持
板２２に溶着一体形成して出力基板２３としたもので、
これの製作に当っては２ｍｍ以上の板厚のファイバープ
レートを透明ガラス支持板に溶着一体形成した後、ファ
イバープレート表面を研磨して２ｍｍ以下の板厚とする
。

このようにして製作すれば板厚を例えばＱ、５ｒｎｍ以
下とすることも簡単になし得る。

またこの時の透明ガラス支持板を含む全体の板厚を３ｍ
ｍというような所定の厚みにしてもよい。

このような構造によればファイバープレートを単体で研
磨して２ｍｍ以下の厚さに仕上げる際にみられるファイ
バープレートの亀裂等による破損を防止することができ
る。

さらに、前記出力基板を構成するファイバープレートの
単繊維と透明ガラス支持板との光屈折率について考察す
る。

第５図は出力けい光面で発光した光りがファイバープレ
ートの単繊維１２に入射し、透明ガラス支持板２２から
出てくるまでの光路を示したもので、ここで含率繊維１
２を構成するコアガラス２４の屈折率をｎｌ、クラッド
ガラス２５の屈折率をｎ２、透明ガラス支持板の屈折率
をｎ３、真空中の屈折率をｎ。

（−１）とすると次式が成り立つ。

ｎｏｓｉｎθ、＝ｎ ｌ５１ｎθ２−・−・（ｉ）ｎ１
ｓｉｎθ４−ｎ３Ｓｉｎθ５−・・・−（２）ｎ３Ｓｉ
ｎθ５−ｎ１ｓｉｎθ４−・−（３）またファイバープ
レートの一般的な構成として、ｎｌ〉ｎ２が常に成立す
るので、コアガラス２４内を伝わる光の入出力角は等し
く、 θ２−θ４・・・・・・（４） となる。

これを上記（１） 、 （２） 、 （３）式に代入す
れば、ｎｏｓｉｎθ１＝ｎｏｓｉｎθ６・・・・・・（
５）となり、したがって、 θ１＝θ６・・・・・・（６） となる。

そこで、透明ガラス支持板２２の屈折率ｎ３がファイバ
ープレートのコアガラス２４の屈折率ｎ１よりも小さい
関係、 ｎｌ〉ｎ３・・・・・・（７） に構成すると、上記（１） 、 （２）式から、θ２〈
θ５ となり、透明ガラス支持板から真空中に取り出される光
量を損失なく取り出すことができる。

上記に鑑み第４図示のファイバープレート２１を透明ガ
ラス支持板２２に溶着一体形成した構造の出力基板２３
において透明ガラス支持板の屈折率ｎ３を単繊維のコア
ガラスの屈折率ｎ１より小さく選定する例えばｎｌ−１
，６、ｎ２−ｎ３＝１．２とすることにより良好な結果
を得ることができた。

以上本考案はコントラストが良好でしかも高解像度のＸ
線はい光増倍管を提供することができるものでＸ線装置
としての診断性能の向上などに著しい効果を示すもので
ある。

以上はＸ線けい光増倍管の３極管について説明したが、
これに限ることなく、４板管、５極管についても適用さ
れることはいうまで゛もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来および本考案Ｘ線けい光増倍管を説明する
ための断面図、第２図は従来Ｘ線けい光増倍管のファイ
バープレート出力基板を拡大して示す断面図、第３図ａ
、ｌ）は従来Ｘ線けい光増倍管ファイバープレート基板
の出力けい光面上に出現する可視光学像と反対側面に再
現する可視光学像とを対比して示す可視光学像図、第４
図は本考案Ｘ線けい光増倍管のファイバープレート出力
基板について他の実施例を拡大して示す断面図、第５図
は第４図のファイバープレート基板を通して取り出され
る光の光路を示す一部拡大断面図である。 １・・・・・・外囲器、５・・・・・・出力部、５・・
・・・・入力面、９・・・・・・ガラス出力フェース部
、１０．２３・・・・・・ファイバープレート出力基板
板、１１・・・・・・出力けい光面、２２・・・・・・
透明ガ゛ラス支持板。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）真空外囲器と、この外囲器内一端部に設けられた
   入力面と、この入力面に対向して外囲器他端の出力フェ
   ース部内側に設けられた出力けい光面と、前記外囲器内
   の入力面と出力けい光面との間に配設された集束電極お
   よび陽極とを具備したＸ線けい光増倍管において、上記
   出力フェース部の内側管内に、透明ガラス支持板に溶着
   一体形成されたファイバープレート出力基板が設けられ
   、このファイバープレート出力基板上に上記出力けい光
   面が形成されてなることを特徴とするＸ線けい光増倍管
   。
2. （２）透明ガラス支持板の光屈折率が、ファイバープレ
   ート出力基板を構成する単繊維のコアガラスの光屈折率
   よりも小さい実用新案登録請求の範囲第１項記載のＸ線
   けい光増倍管。