(57)【要約】【課題】可視光像の出力窓において、その減光ガラスの減光度を低コストで簡便に調整し可視光像のコントラストを向上させたＸ線イメージ管を提供する。【解決手段】真空外囲器１１の一端の入力窓１２から入射するＸ線像を光電子に変換する入力部１３と、この入力部１３で変換された光電子を加速集束する集束電極１４およびアノード電極１５と、光電子を可視光像に変換する出力部１６と、入力部１３および集束電極１４、アノード電極１５を収納し出力部１６を内面に配置した出力窓１６３を有する真空外囲器１１とを具備したＸ線イメージ管において、可視光像を取り出すために真空外囲器１１の他端に取り付けられる出力窓１６３は、可視光像の光強度を減少させる減光ガラス１７１と透明ガラス１７２とが接合し所定の厚さに形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線像を光電子に変換する入力部と、この入力部で変換された前記光電子を加速集束する複数の電極と、前記光電子を可視光像に変換する出力部と、前記入力部および前記複数の電極を収納し、内面に配置した出力窓を有する真空外囲器とを具備したＸ線イメージ管において、
前記可視光像を前記真空外囲器の外に取り出す前記出力窓の外面に、前記可視光像の光強度を減少させる減光ガラスと透明ガラスとが貼り合わせて接合され所定の厚さに形成されたフィルタが設けられていることを特徴とするＸ線イメージ管。
【請求項２】
前記減光ガラスと前記透明ガラスの貼り合わせによる所定の光学厚さは、前記減光ガラスの厚さと透過率によらず前記透明ガラスの厚さで調整されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線イメージ管。
【請求項３】
前記減光ガラスは中性濃度フィルタから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線イメージ管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線像の変換された可視光像を取り出す出力窓において可視光像の光強度を簡便に調整し、可視光像のコントラストを向上させたＸ線イメージ管に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線イメージ管は、Ｘ線の強度分布であるＸ線像を可視光像などの出力像に変換する電子管であって、医療用診断装置や工業用非破壊検査装置などに使用されている。
【０００３】
ここで、従来のＸ線イメージ管について図４を参照して説明する。真空外囲器４１内の一方の端部にＸ線像が入力する入力窓４２、その内側に入力蛍光層および光電面から成る入力部４３が設けられている。入力部４３に入力したＸ線像はその入力蛍光層および光電層により電子像たとえば光電子に変換され、入力部４３から光電子として出力される。入力部４３から出力した光電子は複数の電極、すなわち電子レンズを構成する第１〜第２の集束電極４４およびアノード電極４５で加速集束され、真空外囲器４１内の他方の端部に設けられた出力部４６に到達する。出力部４６に到達した光電子は出力像たとえば可視光像に変換され、出力窓４６３を通して外部に出力される。
【０００４】
次に、Ｘ線イメージ管の出力部４６およびフィルタ４７の構造について図５の拡大図を参照して説明する。出力部４６では、メタルバック層の金属層４６１、出力蛍光層４６２が真空外囲器４１の光学平面ガラスでできた出力窓４６３の内面に形成されている。ここで、金属層４６１はたとえばアルミニウム（Ａｌ）により形成され、出力蛍光層４６２は例えば緑色蛍光体で構成される。
【０００５】
そして、出力蛍光層４６２で形成される可視光像が取り出される出力窓の外面には、可視光像の光強度を調整するための減光ガラス４７１が貼られている。さらに減光ガラス外面に無反射コーティング層４７２から構成されている。ここで、減光ガラス４７１は、通常では中性濃度（ＮＤ）フィルタから成り、可視光像の分光組成を変えないで減光する機能を有している。そして、このフィルタ４７から取り出された可視光像は、所定の光学レンズ４８を介して撮像装置４９に取り込まれ結像するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記Ｘ線イメージ管においてＸ線像を変換した可視光像は、ノイズが少なく、そのコントラストおよび解像度が高くなること、および輝度が適性であることが望ましい。その中で可視光像のコントラストは、入力部４３の入力蛍光層および出力部４６の出力蛍光層４６２で発光する光の散乱、加速集束された光電子が出力部４６に到達し出力蛍光層４６２から発生する反射電子の影響等、種々の要因によって低下する。そこで、例えば、発光の散乱が小さくなるように上記入出力蛍光層を調節する方法、集束電極４４およびアノード電極４５により加速集束される光電子のエネルギーを調整し、上記２次電子、反射電子による影響を抑制する方法等がこれまで実施されてきた。そして、減光ガラス４７１の減光度を調整し可視光像の光強度を変えることによってその画像コントラストを向上させてきた。
【０００７】
ここで、減光ガラス４７１の光学厚みを一定にしたまま減光度を調整するためには、たとえば吸収型のＮＤフィルタにおいてその透過率を変える方法と、減光ガラス４７１の厚さを変える方法が考えられる。しかしながら、前者の方法では、市販の標準タイプの透過率のＮＤフィルタを使用して調整できれば比較的に低コストで済むが、標準タイプから外れた透過率のものを調整しようとすると特別注文になり極めて高価なものとなる。
【０００８】
一方、後者では、減光ガラス４７１の厚さが変わることから、光学厚さが変化し、図５に示した出力部４６から光学レンズ４８を経由する撮像装置４９までの光路が変化し、規定化された装置内では撮像装置４９までの光路の調整限界を外れ可視光像の正確な結像ができなくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、Ｘ線像の変換された可視光像を取り出す出力窓に設けたフィルタにおいて、減光ガラスの減光度を低コストで簡便に調整し可視光像の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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明にかかるＸ線イメージ管は、Ｘ線像を光電子に変換する入力部と、この入力部で変換された前記光電子を加速集束する複数の電極と、前記光電子を可視光像に変換する出力部と、前記入力部および前記複数の電極を収納し、内面に配置した出力窓を有する真空外囲器とを具備したＸ線イメージ管において、前記可視光像を前記真空外囲器の外に取り出す前記出力窓の外面に、前記可視光像の光強度を減少させる減光ガラスと透明ガラスとが貼り合わせて接合され所定の厚さに形成されたフィルタが設けられている、という構成になっている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、Ｘ線像の変換された可視光像を取り出す出力窓に設けるフィルタにおいて、所定の減光度の減光ガラスを低コストで簡便に用いることができ可視光像の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ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。図１はＸ線イメージ管の一例を示す概略構成図である。図２は、図１に示した可視光像の出力部、出力窓およびフィルタの構造を示す拡大図である。そして、図３は上記Ｘ線イメージ管の変形例の説明に供するために可視光像の出力部、出力窓およびフィルタの構造を示す拡大図である。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１３】
図１に示すように、真空外囲器１１内の一方の端部であって真空外囲器１１の一部を構成する入力窓１２の内側に、Ｘ線像が入力する入力部１３が設けられている。入力部１３は、たとえばＸ線像が入力する側が凸の球面に形成されており、入力部１３に入力したＸ線像は入力部１３の入力蛍光層および光電層により電子像たとえば光電子に変換され、入力部１３から光電子として出力される。
【００１４】
そして、入力部１３から出力した光電子はほぼ筒状の複数の電極、たとえば集束電極１４やアノード電極１５で加速集束され、真空外囲器１１内の他方の端部に設けられた出力部１６に、加速集束された光電子として到達する。ここで、このアノード電極１５は出力部１６に最も近い電極となる。出力部１６に到達した光電子は出力像たとえば可視光像に変換され、出力窓１６３を通して外部に出力される。
【００１５】
Ｘ線イメージ管のフィルタ１７の構造について出力部１６および出力窓１６３と共に図２を参照して説明する。従来の技術で説明したのと同様に、出力部１６では、メタルバック層の金属層１６１、出力蛍光層１６２が真空外囲器１１の光学ガラス出力窓１６３の内面に形成されている。この出力窓の外面にフィルタ１７が設けられている。
【００１６】
フィルタ１７は、市販の標準タイプの透過率を有するたとえば中性濃度（ＮＤ）フィルタから成る減光ガラス１７１が透明ガラス１７２に貼り合わせ接合され、透明ガラス側が出力窓１６３側になるように配置されている。減光ガラスは可視光４２０〜６７０ｎｍ波長内でほぼ一定の透過率を有しその透過率は例えば４０，５０，６０，７０％と任意に選択することができる。ここで、空気層との接触部となる減光ガラス１７１表面に無反射コーティング層１７３が設けられる。そして、減光ガラス１７１の厚さは任意でよく、可視光像のコントラストを最大にすべく減光ガラス１７１の減光度が最適となるように選択される。また、透明ガラス１７２は出力蛍光層から発する可視光に対して透明でフィルタ機能を持たないガラスであり、減光ガラス１７１と透明ガラス１７２の厚さの総和が、従来の技術で説明した撮像装置において可視光像が正確に結像するように、たとえば１０ｍｍ厚の規定された厚さに調整されて光学厚さを一定にしている。減光ガラスに対応させる透明ガラス１７２は研磨によっても透過率が変化しないので厚さの調整は容易である。また、このときの出力窓の厚さは４ｍｍである。
【００１７】
ここで、減光ガラス１７１と透明ガラス１７２の接合は、例えば、公知の紫外線（ＵＶ）硬化型の接着剤を用いた貼り合わせにより簡便に行うことができる。また、出力部１６で形成される可視光像が透明ガラス１７２と減光ガラス１７１の接合面において反射し乱されないように、透明ガラス１７２、接着剤、減光ガラス１７１の光学特性を調整する。例えば、透明ガラス１７２、接着剤、減光ガラス１７１は、この順にそれ等の屈折率が大きくなるように設定すると好適である。なお、透明ガラス１７２、接着剤、減光ガラス１７１の屈折率が同じになるようにし例えばほぼ１．５になるように合わせても構わない。
【００１８】
上述した構成によれば、標準タイプの透過率を有するたとえば吸収型ＮＤフィルタを用いて減光ガラス１７１の減光度を調整することが可能になり、可視光像のコントラストを簡便にしかも低コストで向上させることができる。そして、良質な画質をもつ可視光像が自在に得られるようになる。本実施形態では、減光ガラス１７１の減光度が最適となるように選択されて、可視光像のコントラストが最大になるようにできる。
【００１９】
また、集束電極１４およびアノード電極１５により加速集束される光電子のエネルギーを調整し、上記２次電子あるいは反射電子の影響を抑制して可視光像のコントラストを調整する場合に可視光像の光強度が変化するが、この変化に合わせた減光ガラス１７１の減光度の微調整が可能になる。このため、Ｘ線イメージ管において、可視光像のコントラスト向上のための全体的なチューニング作業が容易になる。
【００２０】
なお、上記減光ガラス１７１と透明ガラス１７２を接合させないで合わせる配置方法もあるが、この場合にはそれぞれのガラス間に生じる空気層のために余分な反射が発生するので接合することが望ましい。
【００２１】
次に、上記実施形態の変形例について図３を参照して説明する。この変形例では、減光ガラス１７１と透明ガラス１７２の配置の順序が図２で示した場合と異なっている。すなわち、図３に示すように、出力部１６に近い方から順に減光ガラス１７１、透明ガラス１７２が配置されるように互いに接合されている。この場合には、空気層との接触部となる透明ガラス１７２表面に無反射コーティング層１７３が設けられる。
【００２２】
この場合においても、出力部１６で形成される可視光像が減光ガラス１７１と透明ガラス１７２の接合面において反射し乱されないように、減光ガラス１７１、接着剤、透明ガラス１７２の順に従って光学特性が変化し、たとえばその屈折率が大きくなるように設定すると好適になる。なお、この場合、減光ガラス１７１、接着剤、透明ガラス１７２の屈折率は同じになるように設定しても構わない。この変形例においても、減光ガラスの透過率の選択に伴う光学厚さの変化を透明ガラスの厚さで調節し光学厚さを所定に設定できる。
【００２３】
上記減光ガラス１７１は、吸収型ＮＤフィルタの他に反射型ＮＤフィルタであってもよい。しかし、反射光が生じるので、設計に注意を要する。また着色フィルタから成るものであってもよい。ここで、出力部１６の出力蛍光層１６２に使用される緑色蛍光体、赤色蛍光体あるいは青色蛍光体などの種類によって、着色フィルタの色相および明度が適宜に選択される。
【００２４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線イメージ管の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＸ線イメージ管の可視光像を形成する出力部、出力窓およびフィルタの拡大図である。
【図３】本発明の実施形態の変形例の説明に供するために可視光像の出力部、出力窓およびフィルタの構造を示す拡大図である。
【図４】従来の技術のおけるＸ線イメージ管を示す概略構成図である。
【図５】従来の技術におけるＸ線イメージ管の可視光像を形成する出力部、出力窓およびフィルタの拡大図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１…真空外囲器
１２…入力窓
１３…入力部
１４…集束電極
１５…アノード電極
１６…出力部
１６１…金属層
１６２…出力蛍光層
１６３…出力窓
１７…フィルタ
１７１…減光ガラス
１７２…透明ガラス
１７３…無反射コーティング層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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