JPS60212951A - Ｘ線イメ−ジ管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、真空外囲器内の入力側に、中心から周縁に
向って曲率が異なり、その開口部が皇ゆ外囲器内の出力
側に設けた螢光面の方を向く球形槽体状の光電陰極を有
するＸ線イメージ管に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般にＸ線イメージ管は、医療用のＸ線診断においてＸ
線像を得る場合に、よく用いられている。そして、電子
光学的結像による公知のＸ線イメージ管においては、球
面又は双曲面の球形帽体状光電陰極が使用される。この
光電陰極から放出された電子の結像面は平面とならず、
可成り彎曲の大きいものとなる。しかし、Ｘ線イメージ
管の螢光面上の像をレンズ系を通してテレビカメラや光
学カメラで撮像するため、及び螢光面の形成の容易さの
ため、螢光面は平面である。従って、光電陰極による結
像面が平面からずれると、それだけ結像が悪くなり、螢
光面に得られる像の解像力が悪くなる。

即ち、光電陰極が球面の場合、光電陰誉の全面を入力視
野とする場合、結像面は比較的平面に近くなシ、全面に
わたって比較的良好な解像度が得られる。ところが入力
視野の中央部をより良く見るため、入力視野の中央部例
えば全入力視野が３２０−径の場合、１６０１ｗ＋径や
２３０＋ａ＋径の部分を螢光面の全入力視野を写したと
同じ大きさに写して見ることが、しばしば行なわれる。

この場合、入力視野の１６０ｍ径や、２３０箇径のそれ
ぞれの周辺部から放出された電子軌道は、全入力視野の
周辺部より放出された電子軌道よりも電子レンズ系の陽
極側で、より外側を通るため、よシ強く集束されて、結
果としてこれら１６０■径や２３０ｍ径の部分を拡大し
て用いる場合、その結像面が大巾に螢光内平面からずれ
て解像力が悪くなる。そこで、光電陰極としてその断面
の子午線曲率半径が光電陰極の中央から周辺に向って増
大し、その増分が中央からの間隙に対する比例的関係よ
シも太きい、例えば双曲面を用いると１６０ｍ径や２３
０■径の周辺部の電子の放出方向が電子レンズ系の軸に
より平行に近づき、電子レンズ系の陽極側で、電子レン
ズ系のより内側を通る。従って、集束が弱まｐ１結果と
して１６０＋ａ＋径や２３０■径の部分からの結像面が
より螢光内平面に近づき、解像力が良くなる。

ところが、光電陰極の断面の子午線曲率半径が中央から
周辺に向って増大し、その増分が中央からの間隙に対す
る比例的関係よシも大きい例えば双曲面にすると、全入
力視野を用いる場合、全入力視野の周辺部から放出され
る電子も電子レンズ系の軸により平行な方向に放出され
ることになる。そこで、周辺部から放出された電子軌道
は電子レンズ系の陰極側のよシ周辺部を通ることになり
、より強く集束され、全入力視野の結像面は大きく螢光
内平面からずれ、解像力の悪いものとなり、光電陰極全
面を有効視野として用いられない。

〔背景技術の問題点〕

光電陰極を球面とすると、全光電陰極を入力視野とする
場合は、比較的良好な解像力が得られるが、より詳細に
観察するため、全充電陰極の中央部のみを入力視野とし
て拡大して螢光面に結像させる場合、結像面のずれが大
きく解像力が悪くなる。又、中央部のみを拡大して結像
させた時の結像面のずれを少たくするため、光電陰極の
断面の子午線曲率半径が一定の球面から双曲面のように
子午線曲率半径が中央から周辺に向って増大し、その増
分が中央からの間隙に対する比例的関係よシも大きくな
るような面を採用すると、中央部を拡大して結像させる
場合は、良い解像力が得られるが、全光電陰極を結像さ
せる場合、周辺部の解像力が大巾に悪くなる。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、光電陰極の全面の結像面及び中央部
のみの結像面の両者をよシ平面に近すけ、全光電陰極及
び中央部のみのどちらを用いた場合においても、その像
の解像力を著しく向上させたＸ線イメージ管を提供する
ことであるＯ 〔発明の概要〕 この発明は、螢光面とこの螢光面に向って凹型の光電陰
極を有するＸ線イメージ管において、上記光電陰極の子
午線曲率半径が中央から周縁に向って増大する増分が光
電陰極の径１／２〜４１５の点までは中央からの間隙に
対する比例的関係よシも大きく、更に上記点より周縁に
向っては子午線曲率半径が連続的に減少するＸ＠イメー
ジ管である。

〔発明の実施例〕

この発明によれば、球形帽体状の光電陰極と、この光電
陰極に対向する螢光面を有するＸ線イメージ管において
、光電陰極の断面の子午線曲率半径が中央から周縁に向
って光電陰極の１／２径〜４１５径の間の点まで増大し
、その増分が光電陰極の中央からの間隙に対する比例的
関係よりも大きく、且つこの点よりも周縁に向っては光
電陰極の断面の子午線曲率半径が連続的に減少するよう
に構成した光電陰極を有している。

このような新形式の光電陰極においては、その中央部を
拡大して観察する場合は、光電陰極の中央部、通常、全
光電陰極の径の１／２〜４１５が中央部として用いられ
るが、この中央部の光電陰極の断面の子午線曲率半径は
中央から周縁に向って、その増分が中央からの間隙に対
する比例的関係よりも大きく、例えば双曲面よシなって
いる。このような光電陰極の径の１／２〜４１５からな
る中央部の内の周縁部よシ放出される電子軌道は、電子
レンズの陰極側では充分電子レンズの中央部を通るが、
電子レンズの陽極側では電子レンズの周辺部を通る。従
って、上記中央部の内の中心部から放出された電子に比
べ、中央部の内の周縁部よシ放出された電子はより強く
集束される傾向にある。

ところがこの発明のように、光電陰極の中央部の断面の
子午線曲率半径の増分を、中心からの間隙に対する比例
的関係よりも大きくする。

例えば中央部の断面を双曲面にすると、ここが球面の場
合に比べて、中央部の内の周縁部から放出された電子軌
道が、電子レンズの陽極側でより電子レンズの中心部を
通るため、集束作用が余り強くならず、結果として中央
部全体の結像面が螢光面平面に近づき中央部全面の解像
力が良好となる。

次に光電陰極全体を観察する場合は、上述の光電陰極の
中央部は双曲面であるが、周縁部はその断面の子午線曲
率半径が周縁に向うに従い連続的に減少しておυ、例え
ば楕円面で構成されている。楕円面は、その短軸との接
点から長軸との接点へ向うに従って、その曲率半径が減
少する。従って、楕円面の一部分の短軸に近い側を双曲
面に接合して構成する。尚中央部と周縁部の接続部では
、両者の接線が共通になるように接線接続をさせる。そ
して、光電陰極全体を観察する場合、この周縁部から放
出される電子軌道は、電子レンズ系の陰極側で電子レン
ズ系の周辺部を通るので、強く集束される。

ところがこの発明のように、周縁部の子午線曲率半径が
連続的に減少している例えば楕円面の一部で構成されて
いると、従来のように光電陰極全体が双曲面の場合に比
べ、周辺部の電子の放出方向がよシミ子しンズ系の軸の
方を向くため、電子レンズ系の陰極側でより電子レンズ
系の中心部に近いところを通るため、その集束作用が弱
められ、光電陰極全体の結像面がより螢光面平面に近づ
き、光電陰極全体として良好な解像が得られる。このよ
うに、この発明によるＸ線イメージ管は光電陰極全体を
観察する場合と、その中央部のみを観察する場合の両方
において、良好な解像を得ることができる。

次に具体的衣一実施例について、この発明の詳細な説明
する。即ち、この発明のＸ線イメージ管は第１図に示す
ように構成され、１は真空外囲器であり、１５はその入
力窓部で、この例では凸型にしてアルミニウム材より成
っている。

他の例では凹型のチタニウム材で形成することもできる
。そして、真空外囲器１内の入力側つまシ入力窓部１５
に近い方に光電陰極１６が配設されている。この光電陰
極１６は通常、アルミニウム基板５の上にＸ線で発光す
る沃化セシウム等からなる螢光面２が形成されておシ、
その上に螢光面２と光電面４の反応を防止し、更に光電
面４の基板に導電性を与えるアルミナや酸化インジウム
からなる中間層３が形成され、この中間層３上にアンチ
モンとアルカリ金属例えばアンチモン、セシウム及びカ
リからなる光電面４が形成されている。

一方、真空外囲器１内の出力側つまり出力窓部１４の近
くに陽極１１が設けられ、この陽極１１と上記光電陰極
１６との間に、集束電極６゜７ｒ８＋９が配設されてい
る。集束電極の数は種々なケースがあｐ１最も少ない場
合は１つであり、多い場合は５つである。又、上記陽極
１ノの端部で出力窓部１４に接して、電子で発光する螢
光面（出力螢光面）１２が設けられている。この螢光面
１２はガラス基板１３の上に形成されておシ、螢光面１
２上にはアルミニウムの薄膜からなる遮光導電面１７が
形成されている。尚、上記ガラス基板１３は、透明なガ
ラス板の場合とファイバーオノチックガラス板の場合が
ある。又、上記各電極に加える電圧は、例えば光電陰極
１６にｏｖ、陽極１１に３　Ｑ　ｋＶ、集束電極６，７
，８．９には光電陰極全体を観察する場合と中央部のみ
観察する場合で異なるが、光電陰極１５の電圧と陽極１
１の電圧の間の設定された電圧が加えられる。そして、
光電陰極１５の径は３３４■、光電陰極１６の中心から
螢光面１２までの距離は４０７ｍである。

さて、第２図に第１図に比して拡大した電極系の断面を
線図的に示す。図中、２１は光電陰極１６の光電子を放
出する面を示す陰極であり、２２．２３，２４．２５は
それぞれ集束電極６゜７．８．９に対応し、２６は陽極
１１に対応し、２７は螢光面１２に対応している。そし
て、光電陰極全体を観察する場合、光電陰極２１から放
出された光電子は、電子軌道２８のように螢光面２７に
達し、光電陰極１６上にできた光電子像に対応した光の
像が得られる。又、光電陰極の中央部のみを観察する場
合、電子軌道２９のように螢光面２７に達する。尚、３
０は管軸で中心電子軌道主軸と一致する。

光電陰極２１の断面の子午線曲率半径の分布を第３図に
示す。図中、カーブ４ノは従来の光電陰極２１で球面の
場合であり、カーブ４２も従来の光電陰極２１で双曲面
の場合である。カーブ４３がこの発明によるもので、こ
の例でけ光電陰極の径の７Ａｏの所までは曲率半径の増
分が双曲面として変化し、以下、周縁に向っては曲率半
径は減少し、この例では楕円面を用い、楕円面の短軸と
の接点に近い側で双曲面と接線接続とし、接続線上では
両者の曲率半径を等しくなるように設定する。このよう
にすると、光電陰極の中央部のみ観察する場合は、中央
部の内の周縁部の電子軌道２９が、電子レンズ系の陽極
側でより電子レンズの中心部を通り、その中心の電子軌
道３０との集束作用の差が少なくなり、中央部全体の結
像面が螢光面２７の平面によシ近づき、像全体の解像力
が良好となる。

次に光電陰極全体を観察する場合は、周縁部の電子軌道
２８は電子レンズの陰極側で電子レンズの周辺部を通る
が、この発明の場合、より電子レンズの中心部を通るた
め、中心の電子軌道３０との集束作用の差が少なくなシ
、光電陰極全体の結像面が螢光面２７の平面によシ近づ
き、像全体の解像力が良好となる。

そこで、このことを電子軌道のシミュレーション計算で
検討したところ、カーブ４２の場合、光電陰極全体を視
野とした場合の結像点のズレの管軸方向の値は２．６　
ｍｍ、光電陰極中央部径’Ａｃを視野とした場合、その
値は１．４　ｍ　、次にカーブ４１の場合、光電陰極全
体を視野とした場合、その値は１．９　ａｍ、光電陰極
中央部径’Ａ。

を視野とした場合、１．８　ｔｏ　、この発明による場
合のカーブ４３の場合、光電陰極全体を視野とした場合
、その値は２．２　ｍ　、中央部径’Ａｏを視野とした
場合１．５關となった。

このように従来の方式のものは、全光電陰極を視野とし
た場合か、その中央部かのどちらかが極端に悪くなり、
両視野を用いるＸ線イメージ管として非常に都合の悪い
ものであったが、この発明の方式では、全光電陰極を視
野とした場合と中央部のみを視野とした場合の両方とも
可成シ良好となシ、両視野を用いるＸ線イメージ管とし
て大変都合が良い。

〔発明の効果〕

この発明によれば、次のような優れた効果が得られる。

即ち、従来の方式のＸ線イメージ管では、全光電陰極を
視野とする場合と、中央部のみを拡大して視野とする場
合、そのどちらかの視野においてその解像力が極端に悪
くなり、両視野を有するＸ線イメー−２１１としての機
能が著しく劣っていた。しかるに、この発明の方式では
両視野共良好な解像力が得られ、両視野を有するＸ線イ
メージ管としての機能を充分発揮し、医療用のＸ線診断
装置に用いるＸ線イメージ管として大変有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るＸ線イメージ管を示
す断面図、第２図は第１図の要部を拡大して示す断面図
、第３図は従来例及びこの発明における光電陰極の断面
の子午線曲率半径の分布を示す説明図である。 １２．２７・・・螢光面、１６．２１・・・光電陰極、
４ノ・・・従来の光電陰極断面の子午線曲率半径分布例
（球面）、４２・・・従来の光電陰極断面の子午線曲率
半径分布例（双曲面）、４３・・・この発明による光電
陰極断面の子午線曲率半径分布例、２Ｂ　、２９．３０
・・・主電子軌道例。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 光電稚才止而主学位１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空外囲器内の入力側に光電陰極を設け、出力側に上記
   光電陰極より放出された電子が高い加速電圧により電子
   光学的に結像される螢光面を設けてなるＸ線イメージ管
   において、上記光電陰極の断面の子午線曲率半径におけ
   る中央から周縁に向って増大する増分が、上記光電陰極
   の径の１／２〜４１５の点までは中央からの間隙に対す
   る比例的関係よシ大きく、更に周縁に向っては子午線曲
   率半径が上記点より遠ざかるに従い小さくなることを特
   徴とするＸ線イメージ管。