專利名稱：X射線圖像管、其制造方法以及x射線攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分辨率提高的X射線圖像管、其制造方法以及X射線攝影裝置。
已往X射線圖像管一般廣泛地應(yīng)用在醫(yī)療用的X射線攝像裝置和工業(yè)上無損檢查用的X射線工業(yè)電視等。
還有，已往的X射線圖像管包括具有輸入X射線的輸入窗的真空管殼。而且在該真空管殼的內(nèi)部，與輸入窗相對配置彎曲基板，在彎曲基板的與輸入窗相反一側(cè)面上依次層積著輸入熒光屏以及光電面。還在真空管殼的輸出側(cè)配置了陽極以及熒光屏并沿真空管殼內(nèi)部的側(cè)壁設(shè)置了聚焦電極。
從X射線管放射出的X射線透過被照體經(jīng)過輸入窗與彎曲基板由輸入熒光屏變換為光。這光由光電面變換成電子，靠由聚焦電極與陽極構(gòu)成的電子透鏡加速、聚焦而由輸出熒光屏變換成可視像。
而且該可視像由電視攝像機(jī)、攝影機(jī)或現(xiàn)場攝像機(jī)等顯像，以進(jìn)行醫(yī)療診斷等。
下面參照

圖1說明用在上述X射線圖像管中的輸入熒光屏的一例。
該輸入熒光屏，是在鋁質(zhì)基板1上形成作為碘化銫(CsI)熒光體層的不連續(xù)層2，在該不連續(xù)層2上層積作為碘化銫熒光體的連續(xù)層3，連續(xù)地層積光電面4而形成的。
因而上述輸入熒光屏首先具有光傳導(dǎo)效果。即，碘化銫對于波長420μm附近的發(fā)光折射率為1.84，理論上，如圖10所示在晶體中產(chǎn)生的發(fā)光以大于臨界角33°以上的角到達(dá)晶體與真空的界面時就全反射而不會出射到晶體以外。因此光的一部分到達(dá)光電面4上，且光被強(qiáng)制地沿晶體成長方向傳送。
還有在結(jié)晶與真空界面的光發(fā)生衰減。因此以小于臨界角33°的角度出射到晶體以外的光再次到達(dá)鄰接的別的不連續(xù)層2。這時大部分的光是被留在晶體內(nèi)的，一部分如圖10所示經(jīng)菲涅耳反射回到原來的晶體中。另外從晶體出射到真空時也是一樣的。這樣沿橫向傳播的光逐次衰減，偏離晶體成長方向的光所通過界面的次數(shù)越多，衰減的幅度越大。因此發(fā)生越近晶體成長方向就以越小衰減量到達(dá)光電面4上。
如上所述在不連續(xù)層發(fā)出的光會到達(dá)離發(fā)光點不太遠(yuǎn)的光電面4上，而得到作為輸入熒光屏單個的分辨率。
而且近幾年的X射線圖像管，以盡可能多地拾取透過被照體的X射線信號為目的，而將輸入熒光屏的厚度設(shè)定在400μm以上以期望X射線吸收效率的提高。
還有在上述作用中，光傳導(dǎo)的效果不依賴于輸入熒光屏的厚度，而對于真空與界面的光衰減，輸入熒光屏的厚度變厚時由界產(chǎn)生的衰減效果就會差，輸入熒光屏的分辨率則下降。
為增強(qiáng)該分辨率可考慮使不連續(xù)層2的直徑變細(xì)而使面方向的光學(xué)界面致密。于是可想到，由于這樣使化學(xué)界面致密，沿橫向傳播的光就會增加每單位光程衰減的比例。
又不連續(xù)層2的直徑是依賴于屏蒸鍍工藝中的基板溫度的，在蒸鍍時基板溫度維持在150℃的情況下，在4.5Pa的壓力下形成碘化銫膜，便形成6μm晶體柱的不連續(xù)層2，基板維持在溫度180℃則形成9μm的不連續(xù)層2。
對形成有這些不連續(xù)層2的輸入熒光屏的析像度測定，在20lp/cm，CTF(對比度傳遞函數(shù)(Contrast Transfer Function))值都略等于24%左右，即使50lp/cm，6μm的輸入熒光屏的值也不過超出了1%。另外，若是這種程度的CTF的差異，在X射線圖像管內(nèi)部裝著入射熒光屏的情況下，經(jīng)攝像系統(tǒng)在電視畫面上出現(xiàn)的差異就變小。
特別是作為提高在真空與界面間的光衰減的，已知道例如特開昭62-43046公報中記載的那樣，使光吸收層介于不連續(xù)層的晶體柱間的，如特開昭59-121933公報中記載的那樣，在不連續(xù)層的晶體柱間充填光反射物質(zhì)的粉末的。
然而不連續(xù)層的晶體柱間為1μm大小，對這些晶體柱間的間隙加工是非常困難的。
進(jìn)而在特公昭54-4071公報中記載了通過使混入銅的柱狀熒光體在氧化性氣氛中退火，在柱狀熒光體的光學(xué)界面上形成氧化膜的構(gòu)造。
不過該特公昭54-4071公報中記載的構(gòu)造中，記載著柱狀熒光體內(nèi)的光經(jīng)輸入熒光屏的氧化膜反射而不輸出到熒光體外的構(gòu)思。
如上述的特開昭62-43046公報或特開昭59-121733公報所記載的那樣，作為提高在真空與界面間光衰減的，使光吸收層介于不連續(xù)層晶體柱間或充填光反射物質(zhì)的粉末，有不連續(xù)層的晶體柱間為1μm大小加工這些晶體柱間的間隙是非常困難的問題。
還有如特開昭62-43046公報所記載的那樣使光吸收物質(zhì)介于不連續(xù)層的晶體柱間，在不連續(xù)層的晶體柱間吸收從熒光體發(fā)出的光的情況下，就有無法充分地提高分辨率的問題。
進(jìn)一步特公昭54-4071公報記載的構(gòu)造有柱狀熒光體內(nèi)的光由輸入熒光面的氧化膜反射無法輸出的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種鑒于上述問題的，能以簡單的構(gòu)造使分辨率提高的X射線圖像管、其制造方法以及X射線攝影裝置。
權(quán)利要求1記載的X射線圖像管，包括將X射線變換成光的熒光體;與包含有對該熒光體發(fā)出光進(jìn)行吸收的光吸收物質(zhì)的輸入熒光屏。
權(quán)利要求2記載的X射線圖像管，是在權(quán)利要求1記載的X射線圖像管中，輸入熒光屏包括靠光學(xué)界面在面方向上呈不連續(xù)形狀并且越靠近所述光學(xué)界面光吸收物質(zhì)濃度越高的不連續(xù)層。
權(quán)利要求3記載的X射線圖像管，是在包括了具有將X射線變換為光的熒光體的熒光體層的X射線圖像管中，所述熒光體層，含有比起主要構(gòu)成所述熒光體的元素離子對于某種氣體還要活潑的，同時與其在前述熒光體層的晶體中以金屬離子存在的場合還不如在晶體外以所述氣體的化合物存在的場合有效地吸收所述熒光體發(fā)光的元素，并且靠光學(xué)界面而在面方向上呈不連續(xù)構(gòu)造。
權(quán)利要求4記載的X射線圖像管，是在權(quán)利要求3記載的X射線圖像管中，熒光體層含有氧化銅、氧化鐵、氧化鉻、氧化錳、氧化鍶以及氧化汞中的至少一種。
權(quán)利要求5記載的X射線圖攝影裝置是將權(quán)利要求1至4任一所記載的X射圖像管與攝像元件組合。
權(quán)利要求6記載的X射線圖像管的制造方法，是在包括了具有將X射線變換成光的熒光體的熒光體層的X射線圖像管制造方法中，含有比起主要構(gòu)成的元素離子對于某種氣體還要活潑的，同時與其在晶體中以金屬離子存在的場合還不如在晶體外以所述氣體的化合物存在的場合有效地吸收發(fā)光的元素，并使所述氣體跟含有該元素的表面接觸，形成越近表面?zhèn)仍轿展獍l(fā)光的所述熒光體層。
權(quán)利要求1記載的X射線圖像管，因在輸入熒光屏中含有光吸收物質(zhì)，因而光衰減以提高分辨率。
權(quán)利要求2記載的X射線圖像管，是在權(quán)利要求1記載的X射線圖像管中，靠光學(xué)界面在面方向上具有不連續(xù)構(gòu)造的輸入熒光屏不連續(xù)層，因所含有的光吸收物質(zhì)越接近光學(xué)界面光吸收物質(zhì)的濃度越高，從熒光體發(fā)出的發(fā)光越偏離晶體成長方向，輸入熒光屏的光程越長，因而衰減量增加分辨率提高。
權(quán)利要求3記載的X射線圖像管，因使熒光體層靠光學(xué)界面在界面方向呈不連續(xù)的構(gòu)造，因采用比起主要構(gòu)成熒光體的元素離子對于某種氣體還要活潑的，同時與其在熒光體層的晶體中以金屬離子存在的場合下還不如在晶體外以化合物存在的場合下有效地吸收熒光體發(fā)光的元素，故與其在熒光體內(nèi)部還不如在氣體多的光學(xué)界面活化形成化合物以有效地吸收發(fā)光，使沿橫向傳播的光衰減而抑制光擴(kuò)散，使分辨率提高。
權(quán)利要求4記載的X射線圖像管，是在權(quán)利要求3記載的X射線圖像管中，因熒光體層含有氧化銅、氧化鐵、氧化鉻、氧化錳、氧化鍶以及氧化汞的至少一種，故而能有效地吸收熒光體層內(nèi)的發(fā)光。
權(quán)利要求5記載的X射線圖像管，是使權(quán)利要求1至4任一所記載的X射線圖像管與攝像元件組合，因而使光衰減抑制光的擴(kuò)散以提高分辨率。
權(quán)利要求6記載的X射線圖像管的制造方法，因含有比起主要構(gòu)成元素離子對于某種氣體還要活潑的、同時與其在晶體中以金屬離子存在的場合下還不如在晶體外以氣體的化合物存在的場合下有效地吸收發(fā)光的元素，使氣體跟含有該元素的表面接觸，越接近表面與氣體的接觸越大，能容易地形成越接近表面?zhèn)仍轿瞻l(fā)光的熒光體層，有效地吸收發(fā)光，使沿橫向傳播的光衰減抑制光擴(kuò)散，從而使分辨率提高。
圖1是示出本發(fā)明X射線圖像管的輸入熒光屏的一個實施例的截面圖。
圖2是示出本發(fā)明X射線圖像管的輸入熒光屏的制造裝置的說明圖。
圖3是示出采用了本發(fā)明X射線圖像管的系統(tǒng)的說明圖。
圖4是示出本發(fā)明X射線圖像管的輸入熒光屏與已有例的輸入熒光屏的CTF值的曲線圖。
圖5是示出本發(fā)明X射線圖像管的輸入熒光屏別的實施例的截面圖。
圖6是示出本發(fā)明X射線圖像管的輸入面的退火工藝中碘氣體發(fā)生總量與時間的關(guān)系的曲線圖。
圖7是示出本發(fā)明X射線圖像管輸入面的分光透過光量的曲線圖。
圖8是示出本發(fā)明X射線圖像管輸入熒光屏與已有例的輸入熒光屏的CTF值的曲線圖。
圖9是示出本發(fā)明X射線圖像管與已有例X射線圖像管CTF值的曲線圖。
圖10是示出入射角與反射關(guān)系的說明圖。
以下參照圖面說明本發(fā)明的X射線圖像管的一個實施例。
本發(fā)明實施例的X射線圖像管與已有例相同也具有將X射線變換成光的輸入熒光屏，該輸入熒光屏也如圖1中所示的那樣。即輸入熒光屏，在鋁質(zhì)(Al)基板1上沿面方向形成作為熒光體層的不連續(xù)的纖維柱狀的由許多柱狀結(jié)晶纖維2a構(gòu)成的碘化銫(CsI)的不連續(xù)層2，在該不連續(xù)層2上層積碘化銫的連續(xù)層3，使光電面4連續(xù)地形成。
而且在不連續(xù)層2中混入平均濃度0.1Wt%以下，最好是0.01-0.1Wt%的碘化鐵(FeI2)，透明度變低，在不連續(xù)層2的晶體表面上形成了鐵(Fe)的氧化物層。
還有在不連續(xù)層2以及連續(xù)層3中，含有適當(dāng)濃度的鉈離子(Tl+)、鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)用于提高發(fā)光效率。
另外，鄰接的纖維體2a的間隔即光學(xué)界面的間隔，較好是0.1-40μm，最好是0.1-3μm，纖維體2a的直徑較好是40μm以下，最好是5-15μm。
接著參照圖2說明上述X射線圖像管的制造裝置。
圖2是輸入熒光屏的制造裝置。11是真空槽，在該真空槽11的內(nèi)部載置著鋁質(zhì)基板1。而且分別在鋁質(zhì)基板1的上部配置了加熱器12，下部配置了舟皿13、14。而且在一舟皿13中放入混有0.1Wt%的碘化鐵(FeI2)的碘化銫(CsI)，另一舟皿14中放入碘化銫(CsI)。
接著，首先用加熱器12把鋁質(zhì)基板1加熱到180℃，在保持真空槽11內(nèi)的壓力為4.5×10-1Pa的狀態(tài)下，加熱舟皿13，在鋁質(zhì)基板1上膜壓形成380°μm的柱狀不連續(xù)層2。在該狀態(tài)下繼續(xù)加熱鋁質(zhì)基板1至180℃，使真空槽11的壓力處于10-3Pa以下，加熱另一舟皿14，在不連續(xù)層2上形成約20μm厚度的連續(xù)層3。接著使形成了這些不連續(xù)層2以及連續(xù)層3的鋁質(zhì)基板1，暴露于空氣中在200℃焙燒2小時。
進(jìn)一步說明作用。
構(gòu)成X射線圖像管的輸入熒光屏的物質(zhì)碘化銫(CsI)是離子晶體，格子中的Cs(銫)離子(Cs+)或碘離子(I-)，可容易地同別的化學(xué)元素離子置換。例如在輸入熒光屏中，為提高發(fā)光效率，如化學(xué)式1所示微量添加了鉈離子(Tl+)、鈉離子(Na+)。
(化學(xué)式1)
利用該性質(zhì)，就可在保持晶體格子的情況下，將光吸收物質(zhì)混入不連續(xù)層2中。這即使是多價離子也是可能的，在添加量少的場合較少損壞不連續(xù)層2的熒光體本來物性。又例如2價的鐵離子(Fe++)場合如化學(xué)式2所示。
(化學(xué)式2)
(+陽空穴)這樣在混入了某種化學(xué)元素離子的晶體，就具有在純碘化銫(CsI)或加入了鈉離子(Na+)的碘化銫(CsI)中所沒有的光吸收特性，原來對于發(fā)光大致透明的輸入熒光屏其光透過率也減小。
因而發(fā)光越是向著偏離了不連續(xù)層2結(jié)晶方向的方向的光則到達(dá)光電面4的距離越長，輸入熒光屏的傾斜度越小，到達(dá)光電面4上離開發(fā)光點地方的衰減越大，故而輸入熒光屏的分辨率提高。
而且通過選擇注入晶體中的物質(zhì)，就能使混入物質(zhì)的分布變化。例如對均勻混入鐵離子(Fe++)的碘化鐵(FeI2)的結(jié)晶在氧氣氛中加熱時，如化學(xué)式3在不連續(xù)層2的晶體表面附近即光學(xué)界面處析出鐵(Fe)的氧化物。
(化學(xué)式3)
另外這時銫離子(Cs+)比起鐵離子(Fe++)對氧氣(O2)是不活潑的，故難于得到銫(Cs)的氧化物，較少使不連續(xù)層2的熒光膜劣化。
進(jìn)一步隨著不連續(xù)層2表面附近的氧化反應(yīng)的進(jìn)行而缺少鐵離子(Fe++)，由于通過加熱主體中的鐵離子(Fe++)擴(kuò)散而得到補(bǔ)充，因而反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，越接近不連續(xù)層2的晶體表面即光學(xué)界面形成越高濃度的氧化鐵(Fe2O3)層。
通過這類反應(yīng)精制出的輸入熒光屏，在晶體主體中作為光吸收物質(zhì)的光吸收離子濃度較低，因而能將不連續(xù)層的熒光體的發(fā)光效率的降低抑制在最小限度，進(jìn)而若選擇作為光吸收物質(zhì)的鐵一類的氧化物，就能使光衰減性能保持在同等水平。
如上制造的輸入熒光屏裝在了輸入視野9英吋，輸出孔直徑25mm的X射線圖像管，就得到如圖3所示的結(jié)果，即采用了上述輸入熒光屏的X射線圖像管在視野尺寸為9英吋CTF值A(chǔ)，與將已有的X射線圖像管的視野尺寸擴(kuò)大至4.5英吋的CTF值B大致是同樣的，比起使已有的X射線圖像管的視野同樣為9英吋的CTF值C，則大大地提高了。
還有對作為其他實施例，采用氧化銅以取代氧化鐵的構(gòu)造進(jìn)行說明。
于是在圖1所示的實施例的不連續(xù)層2中，取代鐵混入平均濃度0.1wt%以下、最好是0.01-0.1wt%的銅(Cu)，在不連續(xù)層2的各纖維體2a的晶體中的表面處覆蓋了由銅的氧化物氧化銅(CuO)構(gòu)成的黑色膜5。
另外，所謂銅元素是指比起主要構(gòu)成熒光體的例如鈉活化碘化銫(CsI∶Na)等元素離子對于氧氣還要活潑的，同時與其在連續(xù)層3的晶體中以金屬離子存在的場合下還不如在晶體外以氧化物存在的場合有效地吸收熒光體發(fā)光的元素。
另外同樣地，鄰接的纖維體2a的間隔即光學(xué)界面的間隔較好為0.1-40μm，最好為0.1-3μm，纖維體2a的直徑較好為40μm以下，最好為5-15μm。
這樣在采用銅的場合也使用如圖2中所示的輸入熒光屏的制造裝置。
這樣采用銅的場合，一舟皿13中放入混入了0.02wt%的碘化銅(CuI)的碘化銫(CsI)以及微量的碘化鈉(NaI)，另一舟皿14中放入碘化銫(CsI)以及微量的碘化鈉(NaI)。而且進(jìn)行與含有碘化鐵的不連續(xù)層2以及連續(xù)層3相同的工作，最后暴露鋁質(zhì)基板1在空氣中在280℃進(jìn)行5小時焙燒形成。
進(jìn)而說明得到上述輸入熒光屏構(gòu)造的理由。
構(gòu)成X射線圖像管的輸入熒光屏的物質(zhì)碘化銫(CsI)，因為是離子晶體，因而格子中的銫離子(Cs+)或碘離子(I-)可容易地與其他化學(xué)元素離子置換。例如輸入熒光屏中，為提高發(fā)光效率，如化學(xué)式4所示，微量添加了鉈離子(Tl+)、鈉離子(Na+)。
(化學(xué)式4)
利用這性質(zhì)，就可在保持結(jié)晶格子的情況下，在不連續(xù)層2中混入光吸收物質(zhì)。這用多價離子也是可能的，在添加量較少的情況下很少損壞不連續(xù)層2的熒光體本來的物性。還有例如為1價銅離子Cu+的情況下是如化學(xué)式5中所示的那樣。
(化學(xué)式5)
另外這類構(gòu)造的晶體，是通過對在碘化銫中混合了碘化銅粉末一類的物質(zhì)進(jìn)行真空蒸鍍而得到的。
而且如圖5所示，因銅離子(Cu+)，對于氧氣(O2)跟構(gòu)成熒光體的銫離子(Cs+)以及碘離子(I-)相比還要活潑，因而能通過暴露在空氣中使其氧化。
這時反應(yīng)式為(化學(xué)式6)
(化學(xué)式7)
而且由于氧氣比起不連續(xù)層2的內(nèi)部更多地供給到光學(xué)界面，因而使光學(xué)界面為中心發(fā)生反應(yīng)。
還有隨著不連續(xù)層2表面附近的氧化反應(yīng)進(jìn)行而銅離子(Cu+)缺少，由于通過加熱使主體中的銅離子(Cu+)擴(kuò)散而被補(bǔ)充，反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，形成越接近不連續(xù)層2的晶體表面即光學(xué)界面越高濃度的氧化銅(CuO)的黑色膜5。
在進(jìn)行形成該黑色膜5反應(yīng)的場合用于得到充分的反應(yīng)速度的溫度，可通過監(jiān)視碘化銅氧化形成氧化銅時的碘氣體(I2)的量來求得。
即如圖6中所示，橫軸為時間，縱軸為磺氣體的發(fā)生總量，標(biāo)繪了測定值時，由于溫度上升到280℃時，碘氣體量急劇增多，280℃的溫度可以說是起化學(xué)式6、化學(xué)式7反應(yīng)中足夠的溫度。
還有通過在氧氣中加熱上述晶體中的雜質(zhì)而使其析出的內(nèi)容記載在《晶體生長期刊》(Journal of crystal Growth)第7期(1970)的259頁-260頁的“在不純的NaCl晶體中通過雜質(zhì)由體到面的擴(kuò)散生成Mn2O3薄膜”(GROWTH OF Mn2O3THIN FILMS BY IM-PURITY DIFFUSION FROM VOLUME TO′SURFACE IN IM-PURE NaCl CRYSTALS)等。
因而在上述實施例中，可將在碘化銫(CsI)粉末中混合了碘化銅粉末的混合物進(jìn)行真空蒸鍍以形成由纖維體2a構(gòu)成的不連續(xù)層2，接著蒸鍍碘化銫(CsI)粉末形成連續(xù)層3，以后通過在空氣中在280℃中加熱5小時，在纖維體2a的光學(xué)界面處容易地形成高濃度的氧化銅(CuO)的黑色膜5。這種場合由于與連續(xù)層3相接的纖維體2a的表面不與空氣相接，因而不形成高濃度的氧化銅(CuO)黑色膜5。
另一方面，加熱條件以及晶體的尺寸與從晶表面雜質(zhì)析出狀態(tài)的關(guān)系記載在Revista Mexican de Fisica 30(4)(1984)685頁-692頁上。根據(jù)該記載，假設(shè)加熱時間為t，晶體尺寸為l，則t/l2為表示析出進(jìn)行狀況的參數(shù)。換言之，表示假使晶體尺寸為n倍，在晶體表面析出雜質(zhì)所必需的加熱時間必須為n2，原因是晶體中的雜質(zhì)到達(dá)表面的距離變長。
因此在構(gòu)成不連續(xù)層2的纖維體2a的直徑大的場合，極長的加熱時間是必要的。加熱時間變長，不僅對大量生產(chǎn)不利，還會因熱使晶體成崩塌的結(jié)構(gòu)。實際制作種種直徑的纖維體2a時，若纖維體2a的直徑超過50μm，就清楚在24小時的加熱中CuO黑色膜5的量會極少。
考慮到以上情況，在空氣中加熱溫度較好為60-350℃，最好是260°-300℃;加熱時間較好在24小時以下，最好3-5小時。
還有鄰接的纖維體2a的光學(xué)界面間的間隔在加熱工藝中成了氧氣供給源。因而在該間隙過于狹窄時，加熱當(dāng)中氧氣量不足，反應(yīng)速度就變慢。實際作成的膜中，寬全為0.3μm以上而沒有問題，然而比0.1μm還狹窄時，即使是幾十 的氧化膜也難以形成。
接下來對上述實施例的效果，就采用接下去示出的3種實施例場合進(jìn)行說明。
樣品D對已有的熒光屏在260℃中真空升溫的樣品E對混入了0.002wt%的碘化銅的熒光屏以實施例中示出的方法作成的樣品F對混入了0.002wt%的碘化銅的熒光屏以實施例中示出的方法作成，進(jìn)而在260℃中真空升溫的另外樣品D在260℃的真空升溫是益于熒光體活性的工藝。
還有樣品E是省略了在空氣中的升溫工藝的，而樣品F通過在空氣中升溫而形成氧化銅變色為灰色。
而且樣品如圖8所示，CTF曲線比起D大幅度地提高。還有樣品F雖然外觀是灰色發(fā)光量雖未圖示然而達(dá)到樣品D的36%。對于該外觀雖然是灰色但發(fā)光量下降較少，可考慮是因為不含有主體的晶體中的銅離子，如圖9所示，是透明的原因。
相反，樣品E其CFT曲線與樣品D相比無差異。而且，樣品E雖然是透明，但由于在主體的晶體中含有大量銅離子，故妨礙熒光體CsI/Na+的發(fā)光，發(fā)光量雖未圖示但降到樣品D的29%。
將如上述制造的輸入熒光屏裝在輸入視野9英吋，輸出孔直徑25mm的X射線圖像管中，就得到了如圖9所示的CTF曲線提高的效果。這時，與熒光屏單體實驗時相同，樣品F與樣品D相比，可被認(rèn)為輝度((cd/m2)/mRisec)下降，為防止輝度下降，可以使光吸收材料的濃度降低，或可以將含有光吸收材料的部分限定在輸入熒光屏的厚度方向的某一部分內(nèi)，可以對應(yīng)X射線圈像管的各種用途所必需的輝度來對濃度、構(gòu)造作評審。
另外如上述實施例，混入0.02wt%的碘化銅，得到了足夠的透明度，有助于離開光電面4的部分的發(fā)光，是X射線圈像管的重要性能因素，很少降低使射X射線信號盡可能多地取出作為有效信號的能力。
如上所述，一旦，晶體中使作為光吸收材料源的離子混入，經(jīng)后面的氧化處理使成為光吸收材料源的物質(zhì)在晶體界面處析出的一系列工藝，被組合到具有所要求的高分辨性能的X射線圖像管的纖維構(gòu)造的輸入熒光屏的形成工藝中，就發(fā)揮極大的效果，并得到非常簡單的所希望的構(gòu)造，因而作為工業(yè)生產(chǎn)手段也是有益的。
還有作為包含在碘化銫(CsI)中的光吸收物質(zhì)，除了鐵離子(Fe++)或銅離子(Cu+)以外，還揭示鉻(Cr)、錳(Mn)、鍶(Sr)、汞(Hg)這類與鐵(Fe)化學(xué)性質(zhì)相近的物質(zhì)，在碘化銫(CsI)的晶格中被獲得的光吸收物質(zhì)，即使采用1個或多個元素等也可得到同樣效果。另外在蒸鍍工藝中有必要在接近碘化銫(CsI)的蒸氣壓，同時進(jìn)行蒸發(fā)。
進(jìn)而，在除氧氣外例如氮氣(N2)，氨氣等氣體氣氛中為著色物質(zhì)也有效。另外，在含有氮氣的氣氛中進(jìn)行熱處理的場合下，是可以使用鉻、鐵等。
再有連續(xù)層3因靠近光電面4，為避免光電面4的變質(zhì)，不含鐵(Fe)這類光吸收物質(zhì)有時是可以的。以上說明的X射線圖像管，使其與X射線管以及攝像裝置組合，可作為X射線攝影系統(tǒng)使用，例如圖3是示出透視系統(tǒng)以及間接攝影系統(tǒng)X射線攝影系統(tǒng)的一個例子的圖。
如圖3所示，與X射線管21相對配置X射線圖像管22，與該X射線圖像管22的柵網(wǎng)23對向配置被照體24。另一方面，在X射線圖像管22的輸出側(cè)配置半透射反射鏡25，使得能由該半透射反射鏡25通過電視透鏡26送給電視攝像機(jī)27而在電視監(jiān)視器28中放像，同時會在攝影機(jī)29以及現(xiàn)場攝像機(jī)30中放像。
而且從X射線管21發(fā)出的X射線被照射到被照體24上，透過被照體24形成X射線透視像。該X射線透視像通過X射線柵網(wǎng)23除去散亂X射線入射到X射線圖像管22中。X射線透視像在這里變換成清晰的可視像，在透視系統(tǒng)場合下透過電視透鏡26而由電視攝像機(jī)27攝像在電視監(jiān)視器28上輸出X射線透視像。在間接攝影系統(tǒng)的場合下由半透射反射鏡25將光量的90%送到攝影機(jī)29，剩下的10%送到電視攝像機(jī)27而在電視監(jiān)視器28中輸出X射線透視像。而且根據(jù)需要反轉(zhuǎn)半透射反射鏡25，90%的光送到現(xiàn)場攝像機(jī)30一側(cè)，將X射線透視像印在膠卷或切割了的膠片上。
這樣，根據(jù)上述實施例的X射線圖像管，通過使高度感攝像元件組合就能具有S/N與已往同等且高分辨的性能。
根據(jù)上述實施例的X射線圖像管，由于在構(gòu)成輸入熒光屏的熒光體柱狀晶體的相互鄰接的側(cè)面處形成比起內(nèi)部光吸收元素濃度高、含有該元素的化合物的光吸收層，抑制橫向的光擴(kuò)散，因此能提高分辨率。而且因為在纖維體2a與連續(xù)層3的界面處不存在光吸收層，故很少會使發(fā)光效率以及亮度下降。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線圖像管，因使其在輸入熒光屏中含有光吸收物質(zhì)，故而光能衰減以提高分辨率。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線圖像管，在權(quán)利要求1記載的X射線圖像管中，靠光學(xué)界面在面方向上具有不連續(xù)構(gòu)造的輸入熒光屏的不連續(xù)層，由于所含有的光吸收物質(zhì)越靠近光學(xué)界面光吸收物質(zhì)濃度越高，故從熒光體發(fā)出的發(fā)光越偏離晶體成長方向，輸入熒光屏的光程越大，就能使衰減量增加提高分辨率。
根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線圖像管，因使熒光體層靠光學(xué)界面在面方向上呈不連續(xù)構(gòu)造，因采用比起主要構(gòu)成熒光體的元素離子對于某種氣體還要活潑的，同時與其在熒光體層的晶體中以金屬離子存在不如在晶體時以化合物存在更有效地吸收熒光體發(fā)光的元素，故而能與其在熒光體內(nèi)部不如在氣體多的光學(xué)界面活化形成化合物以更有效地吸收發(fā)光，使橫向傳播的光衰減抑制光擴(kuò)散，使分辨率提高。
根據(jù)權(quán)利要求4所述的X射線圖像管，因在權(quán)利要求3記載的X射線圖像管中，熒光體層含有氧化銅、氧化鐵、氧化鉻、氧化錳、氧化鍶以及氧化汞中的至少一種，故能有效地吸收熒光體層內(nèi)的發(fā)光。
根據(jù)權(quán)利要求5所述的X射線攝影裝置，因使權(quán)利要求1至4任一記載的X射線圈像管與攝像元件組合，故能使光衰減抑制光的擴(kuò)散，使分辨率提高。
根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線圖像管的制造方法，因使其含有比起主要構(gòu)成的元素離子對于某種氣體還要活潑的，同時與其在晶體中以金屬離子存在不如在晶體外以氣體的化合物存在更有效地吸收發(fā)光的元素，并使氣體與含有該元素的表面相接觸，故越靠近表面與氣體的接觸越多，可容易地形成越靠近表面一側(cè)越吸收發(fā)光的熒光體層，能有效地吸收發(fā)光，使橫向傳播的光衰減抑制光擴(kuò)散，使分辨率提高。
權(quán)利要求
1.一種X射線圖像管，其特征在于包括將X射線變換成光的熒光體，含有吸收從該熒光體發(fā)出發(fā)光的光吸收物質(zhì)的輸入熒光屏。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線圖像管，其特征在于，輸入熒光屏具有靠光學(xué)界面在面方向上呈不連續(xù)形狀、并且越靠近所述光學(xué)界面光吸收物質(zhì)濃度越高的不連續(xù)層。
3.一種X射線圖像管，包括具有將X射線變換成光的熒光體的熒光體層，其特征在于，所述熒光體層含有比起主要構(gòu)成所述熒光體的元素離子對于某種氣體還要活潑的，同時與其在所述熒光體層的晶體中以金屬離子存在還不如在晶體外以所述氣體的化合物存在有效地吸收所述熒光體的發(fā)光的元素，并且靠光學(xué)界面在面方向上呈不連續(xù)的構(gòu)造。
4.如權(quán)利要求3所述的X射線圖像管，其特征在于熒光體層含有氧化銅、氧化鐵、氧化鉻、氧化錳、氧化鍶以及氧化汞中的至少一種。
5.一種X射線攝影裝置，其特征在于將如權(quán)利要求1至4任一所述的X射線圖像管與攝像元件組合。
6.一種X射線圖像管的制造方法，是包括了具有將X射線變換成光的熒光體的熒光體層的X射線圖像管的制造方法，其特征在于，使其含有比起主要構(gòu)成的元素離子對于某種氣體還要活潑，同時與其在結(jié)晶中以金屬離子存在不如在結(jié)晶外以所述氣體的化合物存在有效地吸收發(fā)光的元素，使所述氣體與含有該元素的表面接觸，形成越靠近表面一側(cè)越吸收光發(fā)光的所述熒光體層。
全文摘要
本發(fā)明提供能使分辨率提高的X射線圖像管。輸入熒光屏是在鋁質(zhì)基板1上在面方向上形成不連續(xù)的柱狀碘化銫(CsI)的不連續(xù)層2，使碘化銫的連續(xù)層3層積在不連續(xù)層2上，并連續(xù)形成了光電面4。在不連續(xù)層2中混入平均濃度0.1wt％的碘化鐵(FeI
文檔編號H01J31/50GK1067527SQ9210405
公開日1992年12月30日 申請日期1992年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月23日
發(fā)明者吉田篤也 申請人:東芝株式會社