(57)【要約】【課題】出力部において発生する反射電子の影響を抑制して、コントラストなどの画質を向上させたＸ線イメージ管を提供する。【解決手段】Ｘ線像を光電子に変換する入力部１２と、この入力部１２で変換された光電子を加速集束する集束電極１３およびアノード電極１４と、光電子を光出力像に変換する出力部１５と、入力部１２および集束電極１３、アノード電極１４、出力部１５を収納した真空外囲器１１とを具備したＸ線イメージ管において、出力部１５に最も近く配置されるアノード電極１４の出力部１５に対向する面に反射電子低減層１７を設けている。【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、前記光電子を光出力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、前記出力部を収納した真空外囲器とを具備したＸ線イメージ管において、
前記複数の電極のうち前記出力部に最も近く配置されるアノード電極の前記出力部に対向する面に反射電子低減層を設けたことを特徴とするＸ線イメージ管。
【請求項２】
前期アノード電極はアルミニウムからなり、前記反射電子低減層はアルミニウム元素より軽元素の物質あるいはこの物質を主成分とする化合物から成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】
前記反射電子低減層はダイヤモンドライクカーボンから成ることを特徴とする請求項２に記載のＸ線イメージ管。
【請求項４】
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、前記光電子を出力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、前記出力部を収納した真空外囲器とを具備したＸ線イメージ管において、
前記複数の電極のうち前記出力部に最も近く配置されるアノード電極が、アルミニウム元素より軽元素の金属物質あるいはこの金属物質を主成分とする合金から成ることを特徴とするＸ線イメージ管。
【請求項５】
前記アノード電極はグラファイトから成ることを特徴とする請求項４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、コントラスト等の画質の特性を向上させる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５を参照して説明する。真空外囲器５１内の一方の端部にＸ線像が入力する入力部５２が設けられている。入力部５２に入力したＸ線像は入力部５２の蛍光層および光電面により電子像たとえば光電子に変換され、入力部５２から光電子として出力される。入力部５２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３の集束電極５３およびアノード電極５４で加速集束され、真空外囲器５１内の他方の端部に設けられた出力部５５に到達する。出力部５５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５６を通して外部に出力される。
【０００４】
次に、Ｘ線イメージ管のアノード電極５４および出力部５５の構造について図６の拡大図を参照して説明する。真空外囲器５１の一部を構成しているガラス製の出力窓５６の内側に、出力部５５を構成する蛍光層５５１およびメタルバック層の金属層５５２が順に形成されている。ここで、蛍光層５５１はたとえばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）を賦活物質とするＺｎＳ：Ａｌ、Ｃｕから成る緑色蛍光体のような蛍光体層で構成され、金属層５５２はたとえばＡｌにより形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記Ｘ線イメージ管における可視光像のコントラストを低下させる要因として、入力部５２の蛍光層の蛍光が管球内部で乱反射して入力部５２に戻ること、および出力部５５の蛍光層５５１で発光する光が出力部ガラス５６内での反射と散乱をおこすこと、また、加速集束された光電子の一部が管内壁や電極に衝突して発生する２次電子などが悪影響を及ぼすこと等があり、これらを抑制する手法が検討されてきた。しかしながら、本発明者の試行実験から、上記光の散乱あるいは２次電子発生の他に、出力部からの反射電子の発生が上記コントラストを低減させていることが判明した。
【０００６】
集束電極５３およびアノード電極５４により加速集束された光電子が出力部５５に到達すると、蛍光層５５１から反射電子が発生する。また、金属層５５２からも同様な反射電子が生じる。
【０００７】
これに対して、反射電子は光電子の加速電圧２５ｋＶ〜３０ｋＶとほぼ同等のエネルギーになる。すなわち、反射電子は、図６に示すように、加速集束された光電子が矢印ｅ０の方向から出力部５５に入射し蛍光層５５１あるいは金属層５５２で反射して、矢印ｅ１で示すようにアノード電極５４に進む。その後、この反射電子は、たとえばアルミニウム合金から成るアノード電極５４において更に再反射し、矢印ｅ２で示すように出力部５５に入射する。ここで、アノード電極５４と金属層５５２は同電位あるいは略同電位になることから、上記反射電子のエネルギーは元の加速集束された光電子のエネルギーとほぼ同じになる。そして、この高いエネルギーをもつ反射電子は、出力部５５に捕獲されて出力部５５の蛍光面５５１を強く発光させる。この場合、この反射電子は、入力部５２に入力するＸ線像としての情報は持っていない。そのため、反射電子による出力部５５の発光はＸ線像を反映しない光となり、Ｘ線イメージ管のコントラストなどの画質を大きく低下させる。
【０００８】
本発明は、上記した欠点を解決するもので、出力部において発生する反射電子を吸収させその影響を抑制して、コントラストなどの画質を向上させた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】
【０００９】
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、前記光電子を光出力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、前記出力部を収納した真空外囲器とを具備したＸ線イメージ管において、前記複数の電極のうち前記出力部に最も近く配置されるアノード電極の前記出力部に対向する面に反射電子低減層を設けた構成になっている。
【００１０】
あるいは、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、前記光電子を光出力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、前記出力部を収納した真空外囲器とを具備したＸ線イメージ管において、前記複数の電極のうち前記出力部に最も近く配置されるアノード電極がアルミニウム元素より軽元素の金属物質あるいはこの金属物質を主成分とする合金から成る構成になっている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、出力部における反射電子の影響を抑制することにより、コントラストなどの画質を向上させたＸ線イメージ管を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明の好適な実施形態のいくつかについて図面を参照して説明する。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。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るＸ線イメージ管について図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に示した領域Ｐにおけるアノード電極の一部拡大図である。そして、図３は本実施形態の効果の説明に供するＸ線イメージ管のアノード電極および出力部の構造を示す拡大図である。
【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の内側に、Ｘ線像が入力する入力部１２が設けられている。入力部１２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１２に入力したＸ線像は入力部１２のＣｓＩ蛍光層および光電面により電子像たとえば光電子に変換され、入力部１２から光電子として出力される。
【００１４】
そして、入力部１２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１３やアノード電極１４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１５に、加速集束された光電子として到達する。ここで、アノード電極１４は出力部１５に最も近い電極となる。出力部１５に到達した光電子は光出力像たとえば可視光像に変換され、出力窓１６を通して外部に出力される。ここで、アノード電極１４の上記出力部１５に対向する表面部に反射電子低減層１７が設けられている。
【００１５】
次に、Ｘ線イメージ管のアノード電極１４の構造について図２を参照して説明する。たとえばアルミニウム（アルミニウム合金を含む）から成るアノード電極１４であって出力部１５に対向する表面部に、たとえばダイヤモンドライクカーボンから成る膜厚が５μｍ程度の反射電子低減層１７が設けられている。このダイヤモンドライクカーボンは、たとえばメタンガスあるいはエタンガス等を原料ガスにした周知のプラズマ励起の化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）法により電極基材の一表面に成膜されたものである。
【００１６】
たとえば截頭円錐形状の円筒にしたアノード電極１４の表面部に上記ＰＥＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカーボンを成膜する。この場合には、アノード電極１４の一表面とその対向面にダイヤモンドライクカーボンが形成されることになるが構わない。また、ダイヤモンドライクカーボンが形成された板状の電極基材が所望の形状に加工されてアノード電極１４にされてもよい。
【００１７】
上記ダイヤモンドライクカーボンからなる反射電子低減層１７は、アノード電極１４を構成しているＡｌ元素よりも質量の小さい軽元素により構成され、従来の技術で説明したような出力部１５から発生しアノード電極１４側に放出される反射電子が入射しても効果的に再放出を低減するようになる。ここで、ダイヤモンドライクカーボンの厚さは、加速集束された光電子の運動エネルギーがたとえば３０ｋｅＶ程度の場合、５μｍ以上であれば下地まで届くことはなく、効果的に反射電子の再放出を低減することができる。なお、上記光電子の運動エネルギーが小さくなれば、上記膜厚は薄くすることが可能である。
【００１８】
上述した構成によれば、図３に示すように、加速集束された光電子が矢印ｅ０で示すように出力部１５に入射し、蛍光層１５１あるいは金属層１５２で反射され矢印ｅ１方向に進む反射電子は、アノード電極１４表面部の反射電子低減層１７に吸収され、再放出される反射電子は大幅に低減する。したがって、上記反射電子の大部分は出力部１５に再入射する量を大幅に低減させる事が出来る。このため、出力部１５では、反射電子による余分な発光がなくなり、入力部１２から出力された光電子によるＸ線像の情報が出力部の蛍光層で正確に可視光像に変換される。その結果、コントラスト特性の低下がない、良質な画質をもつ可視光像が得られることになる。このように本実施形態では、出力部に到達した光電子により発生する反射電子の影響が抑えられ、コントラストなど画質が向上したＸ線イメージ管が得られる。
【００１９】
上記反射電子低減層１７として使用できる物質としては、金属層１５２を構成しているＡｌ元素よりも質量の小さい軽元素により構成されるものであればよく、上記ダイヤモンドライクカーボンの他に、グラファイト、リチウム（Ｌｉ）金属、マグネシウム（Ｍｇ）金属、ベリウム（Ｂｅ）金属、あるいはこれ等の金属を主成分とするＬｉ−Ｍｇのような合金が挙げられる。また、ＬｉＦ、ＭｇＦ２のような化合物が挙げられる。更に、ＢＮのようなセラミックス、上記アルカリ金属の酸化物であってもよい。
【００２０】
アノード電極１４表面への上記物質の成膜には、その材質に合わせて、周知の真空蒸着法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法、プラズマ溶射法、陽極接合法、塗装法などが好適に用いられる。ここで、真空外囲器１１内において、上記成膜された反射電子低減層１７から脱ガスが少なくなるようにすることが好ましい。
【００２１】
なお、出力部１５からの反射電子のうち、アノード電極開口を通過する反射電子が出力部に戻ることは少いのでその影響を無視できる。
【００２２】
ここで、反射電子低減層の形成により、アノード電極１４は導電性を有する物質であればよく、反射電子低減層１７との接着性のよい導電体材料が適宜に選択される。アルミニウムやその合金の他に、たとえば鉄、ステンレス等の金属物質、あるいはタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属あるいはこれ等の合金であっても好適に使用できる。
【００２３】
また、出力部１５を構成する蛍光層１５１は、従来の技術で説明したような緑色蛍光体の他に、たとえばＥｕを賦活物質とするＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ等から成る青色蛍光体など光出力像を撮像するカメラの特性に応じた材料を使用することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図４を参照して説明する。この実施形態では、上記Ｘ線イメージ管に使用するアノード電極が、Ａｌよりも軽元素を主成分とする金属、その合金等の導電体により構成されている。なお、Ｘ線イメージ管のその他の構造は図１で示したものと同様である。
【００２５】
図４に示すように、第１の実施形態で説明したのと同様にＸ線イメージ管の入力部から出力した光電子は、ほぼ筒状の複数の電極である集束電極およびアノード電極１４ａで加速集束され、真空外囲器１１内の出力部１５に、加速集束された光電子として到達する。そして、出力部１５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１６を通して外部に出力される。ここで、アノード電極１４ａは、Ａｌ元素より軽元素を主成分とする導電体で構成されている。このアノード電極１４ａを構成する好適な物質としてはマグネシウムが挙げられる。
【００２６】
その他に上記アノード電極１４ａとして使用できる物質としては、金属層１５２を構成しているＡｌ元素よりも質量の小さい軽元素により構成されるものであればよく、上記マグネシウムの他に、ベリリウム金属、あるいはこれ等の金属を主成分とするＬｉ−Ｍｇのような合金が挙げられる。
【００２７】
上記実施形態では、第１の実施形態で説明したのと同様な効果が生じる。そして、この場合には、アノード電極１４ａが簡便に形成できる。
【００２８】
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。たとえば、集束電極１３あるいは真空外囲器１１内壁の表面部にも反射電子低減層１７が形成される構成になっていてもよい。
【００２９】
また、第２の実施形態で説明したアノード電極１４ａの出力部１５に対向する面に第１の実施形態で説明した反射電子低減層１７が形成されている構成になっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１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】本発明の第１の実施形態に係るＸ線イメージ管のアノード電極の一部拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の効果の説明に供するＸ線イメージ管のアノード電極および出力部の構造を示す拡大図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るＸ線イメージ管のアノード電極および出力部の構造を示す拡大図である。
【図５】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６】従来の技術におけるＸ線イメージ管のアノード電極および出力部の構造を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１…真空外囲器
１２…入力部
１３…集束電極
１４，１４ａ…アノード電極
１５…出力部
１５１…蛍光層
１５２…金属層
１６…出力窓
１７…反射電子低減層
【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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【図６】
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