JPS5927072B2 - 像増強管用入力面 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＸ線等の放射線像を可視像に変換する像増強管
の入力面の改良に関する。

Ｘ線などの高エネルギー放射線を光に変換してより明る
い可視像を得る像増強管は放射線による像を光電子像に
変換する入力面と、入力面から放射された光電子像を可
視像に変換する出力面を備えている。

通常入力面は放射線像を透過しやすい基板として例えば
アルミニウムを用い、この基板上に放射線によって効率
よく発光するアルカリハライド螢光体層を蒸着によって
形成し、さらにこの螢光体層上にこの螢光体の発光に減
応する物質例えばアンチモン−セシウムからなる光電面
によって構成されている。

このような像増強管は画面の全域にわたって明るさく輝
度）が一様で、かつ解像度も中央部と同様全域にわたっ
て良いことが要求される。

しかしながら従来上述の課題を充分満足に解決した入力
面はない。

それは像増強管の特性に由来するものと入力面の特に螢
光体層の特性に由来する。

即ち、例えば輝度の場合、放射線源は十分に小さく（点
源とみなせる）、像増強管との距離も１メートル内外で
ある。

したがって像増強管に入射した放射線の強度は中央部に
くらべて周辺部の方が小さい。

さらに光電面から放出された光電子も中央部にくらべ周
辺部から放出されたものは斜方向から入射するだめ単位
面積当りの発光強度が弱いので出力面の発光が弱い。

これらの理由により螢光体層の厚ざが均一で光電子放射
能が同じであっても明るさは中央部に対し周辺部では約
７０％しか得られない。

解像度についても被写体を透過し入力面に入射した放射
線像は中央部より周辺部で画像の密度が粗であり、さら
に螢光体層では透過距離が中央部より周辺部で長くなり
光像の拡散も大きい。

光電面から放出された光電子も周辺部から放出されたも
のは強い偏向を受けると共に飛程距離も長いので出力面
での結像も中央部にくらべて甘くなる。

これらの理由により例えば螢光体層の厚ざが均一で中央
部の解像度が２８ Ａｐ／ｃｍの入力面でも周辺部では
２５１ｐ／ｃｒｒＬ〜２２１ｐ／ｃＩｎしか得られない
。

入力面で輝度の均一性を向上きせるために周辺部の螢光
体層の膜厚を増加すると周辺部の解像度が更に減少する
し、周辺の解像度を向上きせるために周辺部の螢光体層
の膜厚を減らすと輝度の不均衡がさらに進行するという
矛盾を有する。

本発明は従来上述の理由でできなかった解像度の低下を
ともなわずに明るきの均一性を向上させた像増強管用入
力面の改良に関する。

第１図は本発明を例えばＸ線像から光像に変換するＸ線
螢光増倍管に適用したものである０すなわちＸ線螢光増
倍管はガラスよりなる外囲器１とこのガラス外囲器１内
に配設された入力面２、出力面３、集束電極４、加速電
極５等よりなる。

Ｘ線６が被写体７に照射され、被写体７のＸ線吸収能に
より変調されたＸ線像が外囲器１を透過し、入力面２の
螢光体層９で光を発する。

この光は中間層薄膜１０を透過し光電面１１から光電子
１２を放出する。

光電子１２は集束電極５により加速されて出力面３上に
入力面で得られた光像より数千借間るい光像を再現する
。

本実施例において入力面２は第２図に示すような構造を
有する。

すなわち基板２１とこの基板２１の一表面に形成された
多数のモザイク構造２２（図において２点鎖線で示す位
置より上部の基板構造）を区画する微細な溝部２３と、
前記モザイク構造面上に蒸着されこの面にほぼ垂直方向
に延びた沃化セシウム等からなる螢光体層２４の結晶と
、この螢光体層２４上に蒸着きれた例えばアルミナより
なる中間層薄膜２５を介して形成された光電面２６とか
らなる。

前記螢光体層２４は溝部２３によって区画されるモザイ
ク構造２２間の空隙２７によってそれぞれ光学的に独立
した螢光体ブロック２８を有する。

前記入力面は基板２１の溝部２３からひきつがれて螢光
体層２４中に形成された空隙２Ｔによって螢光体ブロッ
ク２８を区画し、螢光体ブロック２８内で発光した光は
ブロック内で反射を繰返し光電面側へ取り出される（光
誘導効果）。

その結果螢光体層２４での光の拡散が減少し、高い解像
度を有する入力面が得られる。

解像度の良否は螢光体層２４内に形成される空隙２７の
消長によって左右される。

空隙２７が途中で消滅しないで完全に表面層まで残ると
表面層までそれぞれ独立した螢光体ブロックが形成され
、プらにその上面に光電面２６が形成されても円滑な光
電子放出が行われないという致命的な欠点となる。

本実施例の入力面は前記構造に加えて螢光体層の厚さが
中央から周辺部にかけて漸次増加してゆき最外周の螢光
体層が最も厚い。

例えば９インチの大きさの入力面で中央部の螢光体層の
厚きは１５０ミクロンで周辺部の厚さは２２０ミクロン
を示した。

このような入力面ではＸ線螢光増倍管に適用した場合間
るきの比ば１：０．９５で略均−な明るきのものが得ら
れる。

第３図に本実施例の入力面の螢光体層の膜厚分布とこの
入力面を使用して作られたＸ線螢光増倍管での輝度の分
布を示す。

周辺部の螢光体層の厚烙が増加したことによっておこる
解像度の低下は基板の表面に形成された溝部の巾を中央
部より広くして、溝部からひきつがれて螢光体層内に存
在する空隙を表面層近くまで残すことによって向上ζせ
中央部との平衡をはかつている。

螢光体層内に形成きれる空隙の消長は基板の表面に形成
する溝部の巾によって制御することができる。

例えば螢光体層の厚さが１５０ミクロンでは基板の溝巾
が３〜６ミクロンの場合４０１ｐ／ｃＩｒＬの解像度が
入力面の中心部で得られる。

７ミクロン以上になると空隙が螢光体層の表面にまで到
達し、空隙によって隔絶された螢光体の表面層が生じ、
その結果当該部分からの円滑な光電子放出が不可能とな
る欠点が生じてくる。

螢光体層の厚きが２２０ミクロンでは溝巾６〜９ミクロ
ンで３８Ａ’ｐ／ｃｒｆＬの解像度が入力面の中心部で
得られる。

３〜５ミクロンでは３０１ｐ／（ｍの解像度しか得られ
ない。

従って螢光体層の厚さを変えて輝度の均一化をはかった
場合解像度は基板に形成する溝巾を中心部から周辺部に
かけて広くしてゆかねばならない。

第４図に基板の溝巾の変化と得られる解像度の変化を示
す。

以下に本発明の入力面の作成方法の一実施例について第
５図を参照して説明するＯ 厚さ０．５ ｍｍ、直径が２４０ｍｍのＸ線螢光増倍管
用入力面のアルミニウム基板を脱脂し、表面層を苛性ソ
ーダでエツチングして清浄したのち陽極酸化を行う。

陽極酸化は３％蓚酸溶液中で前記基板３１を陽極にし、
前記基板３１の凹面側と近接対向はせて配置した外径２
６０ｍｍ、内径２００ ｍｒｎ。

厚を１ｍｒｎのアルミニウム板を陰極として約２時間４
Ａの通電を行う。

次いで沸騰水中で２時開封孔処理を行なう○この基板に
２５０℃以上で加熱処理を行なうと基板表面に微細な溝
３２が形成される。

基板３１に形成きれた溝３２巾は陽極酸化によって形成
された酸化物層の膜厚に関係し、厚い部分で広く薄い部
分で挾い。

陽極酸化時に基板３１の凹面側をアルミニウム板陰極と
対向させるので、電流密度は周辺部で犬きく、中央部で
小さく、基板３１に形成きれる酸化物層は周辺部で厚く
、中央部で薄くなる。

従って基板３１に形成きれた溝幅３２は中央部で約４ミ
クロン、周辺部で６ミクロンであり、周辺部で広くなっ
ている。

さらに前記基板３１表面は溝３２によって隔絶された一
辺が３０〜１００ミクロンのモザイク構造３３が形成さ
れている。

次に真空中で前記処理を終了した基板３１表面に沃化セ
シウム螢光体を蒸着する。

前記処理を終了した基板３１の表面を下方に向けて基台
４１の上に設置し、基台４１は真空槽基板３５を経て外
部から駆動させ回転する。

基板３１の上部には基板加熱用発熱体３６が配設されペ
ルジャー３７の頂部に固定きれている。

基板３１の下方にタンタルを加工して形成したボート３
８に沃化セシウム３９を充填した蒸発源を対向して設置
する。

ボート３８の上部には熱遮蔽板４０があり、ボート３８
は予め求められている輝度が均一になる螢光体層３４の
膜厚分布が得られる位置へ設置きれる。

真空槽を排気し、圧力が１０６Ｔｏｒｒ台で蒸着を開始
する。

基台４と基板３１を２０ＲＰＭの速度で回転させながら
基板温度を９０℃に保持する。

次いでボート３８を加熱して沃化セシウム３９を５〜１
０ミクロン／分の蒸着速度に制御しながら基板３１上に
螢光体層３４を形成する。

螢光体層３４の厚きは中央部が最もうすく１５０ミクロ
ンで次第に厚くなり最外周では２１０ミクロンである。

このような条件で形成された螢光体層３４は基板３１の
モザイク構造面３３に直径が１〜４ミクロンの柱状結晶
が成長し、基板３１の溝３２の部分から形成きれる空隙
４２によって柱状結晶の束からなる螢光体ブロック４３
が基板３１から略垂直方向に形成きれている。

さらに螢光体層３４表面に従来と同様の方法で中間層と
光電面を形成したＸ線螢光増倍管に適用した結果間るき
の比は中心部１に対し周辺部で０．９５を示し全面にわ
たって殆んど均一であった。

解像度は中央部で４０ ｌｐ／Ｃｒ１ｌ、周辺部で３７
〜４０１ｐ／Ｃｍが得られ全面にわたる均一性は良好で
ある。

以上述べたように本発明は基板表面に微細な溝によって
モザイク構造を形成し、このモザイク面上にアルカリハ
ライドからなる螢光体を中央部から周辺部にかけて厚く
して輝度の均一化をはかり、さらに周辺部の螢光体層を
厚くしたことによって起る解像度の低下は基板表面に形
成した溝巾を中央部から周辺部にかけて漸次広くしてい
って基板の溝から引きつがれて螢光体層内に形成される
空隙を中央部より周辺部で漸次長く保持源せて光誘導効
果を中央部より周辺部で良くし解像度も略全面にわたっ
て良好な入力面を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線螢光増倍管を示す概略
断面図、第２図は本発明に係る入力面の一部を示す断面
図、第３図は本発明に係る入力面の螢光体層厚さ分布と
輝度特性、第４図は本発明に係る入力面の基板表面の溝
巾の分布と解像度特性、第５図は本発明に係る入力面の
製造工程を説明するだめの蒸着装置の概略図である。 ２・・・・・・入力面、９，２４，３４・・・・・・螢
光体層、１０．２５・・・・・・中間層、Ｉｆ、２６・
・・・・・光電面、２１．３１・・・・・・基板、２２
，３３・・・・・・基板のモザイク構造、２３，３２・
・・・・・基板の溝部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基板と、この基板の表面に形成される多数のモザイ
   クを区画する微細な溝と、前記モザイク構造面上に蒸着
   されたアルカリハライドからなる螢光体層と、この螢光
   体層に直接又は中間層薄膜を介して形成された光電面と
   を有する像増強管用入力面において、前記基板に形成き
   れた溝巾は基板の中央部から周辺部にかけて漸次広くな
   り前記螢光体層の厚ざは基板中央部から周辺部にかけて
   漸次厚くなることを特徴とする像増強管用入力面。