Verfahren und Einrichtung zum Kontrollieren und Korrigieren der Lage des durch einen Kathodenstrahl erzeugten Brennflecks auf der Antikathode einer Röntgenröhre Bei der herkömmlichen Methode der Herstellung von Röntgenaufnahmen der Zähne wird der Röntgen film in den Mund des Patienten eingeführt und durch eine ausserhalb des Mundes angeordnete Röntgen quelle belichtet, wobei die Zähne durchstrahlt wer den. Der Film muss dabei gewöhnlich von dem Pa tienten festgehalten werden. An einem Film lassen sich auf diese Weise drei bis vier Zähne abbilden.
Die Methode ist besonders zeitraubend und umständlich, wenn sehr viele Aufnahmen nacheinander aufgenom men werden sollen, z. B. bei vollständigen Statusauf nahmen des Gebisses. Eine solche Aufnahmeserie birgt im weiteren noch den Nachteil, dass die hinter dem Film im Röntgenstrahlenkegel liegenden Schädel partien den Röntgenstrahlen ausgesetzt sind, wobei sie teilweise wiederholt bestrahlt werden. Auch bei an deren zahnärztlichen Röntgenaufnahmen, z. B. bei den Röntgenaufnahmen der Kiefer, ist dies der Fall und kann sich auch bei anderweitigen Hohlkörperaufnah- men sehr nachteilig auswirken.
Eine zweite Aufnahmemethode, welche diese Schwierigkeiten beseitigt, besteht darin, dass die Rönt genquelle im Innern und der Film ausserhalb des Hohlkörpers angeordnet wird. Für zahnärztliche Zwecke zum Beispiel sind Röntgenröhren vorgeschla gen worden, deren Röhrenkolben einen in die Mund höhle einführbaren Teil aufweisen, welcher die Anti kathode der Röntgenröhre enthält und von einem Schutzrohr umgeben ist.
Da in einer solchen Röntgen röhre der durch einen Kathodenstrahl erzeugte Brenn fleck sehr nahe am Objekt, das heisst an den Zähnen liegt, muss die Brennfleckgrösse sehr klein gewählt werden, will man Bilder guter Auflösung erhalten. Anderseits verlangt die Lage der Antikathode in der Mundhöhle, dass in der Horizontalen die Röntgen- strahlen in einem Winkelraum, welcher grösser ist als 180 , auf den Film projiziert werden, damit man in einer einzigen Aufnahme das ganze Gebiss erfassen kann.
Um diese Bedingung zu erfüllen, muss die Anti kathode eine Dachkante oder eine Spitze aufweisen, und der Brennfleck muss genau zentrisch auf der Dachkante bzw. der Spitze der Antikathode liegen, damit eine symmetrische Röntgenstrahlenverteilung resultiert. Dabei darf der Fleckdurchmesser. höch stens einige Zehntelmillimeter betragen, da der Ab stand vom Brennfleck zum Objekt sehr klein ist und der Film nicht sehr dicht an das Objekt gebracht werden kann.
Für intrakavernöse Anwendungen, insbesondere zur Aufnahme des Zahr_status, ist eine Röntgenröhre bekannt, welche eine pyramidenförmige Antikathode sowie elektromagnetische oder elektrostatische Ab lenkmittel zum Steuern des Kathodenstrahles auf die Spitze oder eine der Pyramidenkanten oder Pyrami- denflächen der Antikathode aufweist.
Das Zentrieren des feinen Brennflecks auf die Spitze oder eine Kante der Antikathode verursacht in der Praxis wegen der fehlenden Kontrollmöglichkeit jedoch grosse Schwie rigkeiten, welche durch die vorliegende Erfindung be hoben werden können.
Schon seit einiger Zeit ist es bekannt, bei einer Röntgenröhre die Intensität des Kathodenstrahles automatisch zu regeln entsprechend der von der Anti kathode ausgehenden Sekundärelektronenstrahlung, welcher eine in die Röhre eingebaute Messelektrode ausgesetzt wird. Hierbei findet jedoch keine Rich tungssteuerung des Kathodenstrahles statt.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kontrollieren und Korrigieren der Lage des durch einen Elektronenstrahl erzeugten Brennflecks auf der Antikathode einer Röntgenröhre, bei welcher zur Erzielung einer Röntgenstrahlung in einem 180 übersteigenden Winkelraum die Anti kathode eine Dachkante oder eine Spitze aufweist, auf welche der Brennfleck des Kathodenstrahls zen triert werden soll.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass man die Intensität der von der Antikathode emit tierten Sekundärelektronenstrahlung nach verschiede nen Richtungen ermittelt und die Richtung des Katho denstrahls entsprechend beeinflusst, bis die Intensitäts verteilung der Sekundärelektronenstrahlung mit der gewünschten Verteilung der Röntgenstrahlung über einstimmt.
Eine zum Ausüben dieses Verfahrens geeignete Einrichtung weist eine Röntgenröhre auf, die eine Kathode, eine Fokussierelektrode, eine Anode und eine Antikathode besitzt, welch letztere zur Erzielung einer Röntgenstrahlung in einem 180' übersteigenden Winkelraum eine Dachkante oder eine Spitze besitzt, auf die der Brennfleck des Kathodenstrahls zentriert werden soll.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Innern der Rönt genröhre Messelektroden bezüglich der Antikathode symmetrisch angeordnet sind und mit dem positiven Pol der die Röntgenröhre speisenden Hochspannungs quelle durch elektrische Stromwege in Verbindung stehen, in denen sich Ströme entsprechend den auf die Messelektroden auftreffenden, von der Antikathode emittierten Sekundärelektronen ausbilden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsge mässen Einrichtung werden an Hand der Zeichnung, aus der das Verfahren gemäss der Erfindung beispiels weise hervorgeht, nachstehend erläutert.
Fig. 1 zeigt teils im senkrechten Schnitt und teils in Seitenansicht einen Teil einer Einrichtung zur Her stellung von Hohlkörper-Röntgenaufnahmen für zahn ärztliche Diagnostik, wobei auch ein menschlicher Kopf angedeutet ist.
Fig. 2 stellt dasselbe teils im waagrechten Schnitt und teils in Draufsicht dar.
Fig. 3 zeigt schematisch teils in Ansicht und teils im senkrechten Schnitt die elektrisch wirksamen Teile der Einrichtung gemäss einem ersten Ausführungsbei spiel mit dachkantförmiger Antikathode und elektro statischer Zentriervorrichtung für den Kathodenstrahl.
Fig. 4 ist eine analoge Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels mit kegelförmiger Antikathode. Fig. 5 zeigt teils in Ansicht und teils im senkrech ten Schnitt einen Teil eines dritten Ausführungsbei spiels mit pyramidenförmiger Antikathode und elektro magnetischer Zentriervorrichtung für den Kathoden strahl.
Fig. 6 stellt zum Teil einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5 und zum Teil eine elektrische Schal tung der Einrichtung dar.
Fig.7 ist die analoge Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels mit pyramidenförmiger Anti kathode und elektrostatischer Zentriervorrichtung. Fig.8 zeigt einen Teil eines weiteren Ausfüh- rungsbeispiels im Schnitt analog demjenigen längs der Linie VI-VI in Fig. 5.
Die in Fig. 1 und 2 veranschaulichte Röntgenein richtung weist ein im wesentlichen zylindrisches, aus elektrischem und thermischem Isoliermaterial beste hendes Schutzgehäuse 11 auf, das in einen Hohlkörper eingeführt werden kann. Gemäss Fig. 1 und 2 ist das Schutzgehäuse 11 in die Mundhöhle eines Menschen eingeführt zwecks Röntgenaufnahme des gesamten Gebisses in einer einzigen Aufnahme. Das Schutz gehäuse 11 enthält einen entsprechend geformten Teil einer Röntgenröhre, die sich zum Teil aber auch in einem weiteren Gehäuse 12 befindet, welches weitere Elemente der Röntgeneinrichtung enthält.
Auf dem Schutzgehäuse 11 ist ein gekrümmter Halter 13 für einen Röntgenfilm 14 angeordnet, der in seiner Mittel partie eine Durchbrechung aufweist, durch welche das Schutzgehäuse 11 hindurchgeschoben ist. Der Halter 13 ist derart geformt, dass er den Film 14 an der Aussenseite des menschlichen Kopfes im Bereich des Gebisses zu halten vermag, wie in Fig. 1 und 2 an gedeutet ist. Der Halter 13 besteht zweckmässigerweise ebenfalls aus elektrisch und thermisch isolierendem Material.
Der innere Aufbau der Röntgenröhre ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Zur Erzeugung eines scharf gebündelten Elektronen- oder Kathodenstrahls 20 weist die Röntgenröhre in bekannter Weise eine Ka thode 21, einen Wehnelt-Zylinder 22 und eine Anode 23 auf. Die Kathode 21 und der Wehnelt-Zylinder 22 stehen mit dem negativen Pol, und die Anode 23 steht mit dem positiven Pol einer elektrischen Hoch spannungsquelle 24 in Verbindung. Der Kathoden strahl 20 geht durch eine Öffnung 25 der Anode 23 hindurch und ist gegen eine Antikathode 26 gerich tet, die sich an dem in die Körperhöhle einzuführen den Ende der Röntgenröhre befindet und ebenfalls an den positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 ange schlossen ist.
Wo der Kathodenstrahl auf die Anti kathode auftrifft, entsteht der sogenannte Brennfleck, von dem bekanntlich die zu erzeugenden Röntgen strahlen ausgehen. Um eine Röntgenstrahlung in einem 180 übersteigenden Winkelraum A (Fig. 2) zu erzielen, weist die Antikathode 26 gemäss Fig. 3 zwei Aufprallflächen auf, die sich längs einer Dachkante 27 schneiden, auf welche der Brennfleck des Kathoden strahls 20 zentriert werden soll. Zur Lenkung des Kathodenstrahls 20 in zur Dachkante 27 rechtwinklig verlaufender Richtung sind zwischen der Anode 23 und der Antikathode 26 zwei elektrostatische Ablenk- platten 28 und 29 vorhanden, zwischen denen der Kathodenstrahl hindurchläuft.
Die eine Platte 28 ist an den positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 an geschlossen, während die andere Platte 29 mit einem veränderlichen Spannungsteiler 30 in Verbindung steht, mit dessen Hilfe das Potential an der Platte 29 bezüglich demjenigen an der Platte 28 sowohl in posi tivem als auch in negativem Sinn verändert werden kann, wie es an sich bekannt ist. Die bisher beschriebenen Elemente der Röntgen röhre, mit Ausnahme der Hochspannungsquelle 24, sind in einem evakuierten Glaskolben angeordnet, der im wesentlichen zylindrische Form hat und in das Schutzgehäuse 11 hineinragt.
Bei einer Röntgenröhre dieser Art ist es während des Betriebes schwierig, fest zustellen, ob der Brennfleck des Kathodenstrahls 20 genau auf die Dachkante 27 der Antikathode 26 zen triert ist oder überwiegend oder ganz auf die eine oder andere der schrägen Aufprallflächen der Antikathode fällt. Ist letzteres der Fall, so ergibt sich eine unglei che Verteilung der Intensität der Röntgenstrahlung im Winkelraum A.
Gemäss Fig. 3 sind nun zwei zusätzliche, einander gleich ausgebildete Messelektroden 31 und 32 vorhan den, die ebenfalls im Innern des Glaskolbens angeord net sind, und zwar symmetrisch in bezug auf die durch die Dachkante 27 gehende Symmetrieebene der Anti kathode und zwischen der Antikathode 26 und den zur Zentrierung des Kathodenstrahls 20 dienenden Ablenkplatten 28 und 29. Die Elektrode 31 ist über ein elektrisches Messinstrument 35 und die Elektrode 32 über ein gleiches Messinstrument 36 mit dem posi tiven Pol der Hochspannungsquelle 24 verbunden.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschrie benen Röntgeneinrichtung und das Verfahren zum Kontrollieren und Korrigieren der Lage des Brenn- flecks auf der Antikathode sind wie folgt: Durch den Aufprall der Elektronen des Katho denstrahls 20 auf die Antikathode 26 entstehen nicht nur Röntgenstrahlen, sondern auch Sekundärelektro nen. Falls der Kathodenstrahl 20 zentrisch auf die Dachkante der Antikathode fällt, stimmt die Intensi tätsverteilung der Sekundärelektronenstrahlung mit der gewünschten Verteilung der Röntgenstrahlung überein.
Beide Strahlungen weisen dann gleiche Sym metrie auf wie die Antikathode. Mittels der Messelek- troden 31 und 32 werden die Sekundärelektronen in den hier interessierenden Richtungen aufgefangen. In den zwischen den Elektroden 31 und 32 und dem positiven Pol der Hochspannungsquelle vorhandenen Stromwegen fliessen elektrische Ströme, deren Stärke proportional der Intensität der Sekundärelektronen strahlung auf die Elektroden 31 und 32 sind. Mit Hilfe der Messinstrumente 35 und 36 können die Stromstärken ermittelt und miteinander verglichen werden.
Liegt der Brennfleck genau symmetrisch auf der Dachkante 27, so zeigen die beiden Messinstrumente 35 und 36 die gleiche Stromstärke an. Ist jedoch der Brennfleck zum Beispiel nach rechts verschoben, so ist die Sekundärelektronenstrahlung nach der Elek trode 31 grösser als nach der Elektrode 32, und das Messinstrument 35 zeigt eine höhere Stromstärke als das Messinstrument 36.
Wenn dies der Fall ist, regelt man mit Hilfe des Spannungsteilers 30 die Ablenk- platte 29 auf ein höheres Potential, wodurch der Ka thodenstrahl 20 entsprechend nach links gelenkt wird. Die Korrektur der Lage des Brennflecks wird so lange durchgeführt, bis die beiden Messinstrumente 35 und 36 gleiche Stromstärke anzeigen, dann ist der Brenn- fleck genau auf die Dachkante 27 zentriert.
Völlig analog verfährt man, wenn der Brennfleck nach links abgewichen ist und dadurch die Stromstärke durch das Instrument 36 grösser ist als durch das andere Instru ment 35. In diesem Falle wird die Ablenkplatte 29 mittels des Spannungsteilers 30 auf ein niedrigeres Potential gebracht, um eine entsprechende Lenkung des Kathodenstrahls nach rechts hervorzurufen, bis die Stromstärke an beiden Messinstrumenten 35 und 36 dieselbe wird.
Anhand der Instrumente 35 und 36 ist es mög lich, festzustellen, ob der Brennfleck richtig auf die Dachkante 27 zentriert ist. Wenn dies der Fall ist, erhält man eine Röntgenstrahlung, deren Intensität in der Horizontalen über einen Winkelraum A (Fig. 2) von mehr als 180 und in der Vertikalen über einen kleineren Winkelraum B (Fig. 1) eine symmetrische Verteilung aufweist. Es ist dann möglich, in einer einzigen Aufnahme ein Röntgenbild von einem gesam ten menschlichen Gebiss herzustellen.
Die Elektroden 28 und 29 sind derart dünn ausgebildet, dass sie die Röntgenstrahlen praktisch ungeschwächt durchlassen.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 unterschei det sich vom beschriebenen zunächst einmal dadurch, dass die Antikathode 127 eine rotationssymmetrische, kegelige Aufprallfläche und somit anstelle einer Dach kante eine Spitze 127 aufweist, auf welche der Brenn fleck des Kathodenstrahls 20 zentriert werden soll; um eine gleichmässige Intensitätsverteilung der Röntgen strahlung nach allen Richtungen in einem Winkelraum von mehr als 180 zu erzielen. Zum Zentrieren des Kathodenstrahls 20 auf die Spitze 127 sind zwei Paare von elektrostatischen Ablenkplatten 28, 29 bzw. 38, 39 vorhanden, die rechtwinklig in bezug aufeinander angeordnet sind.
Die Platten 28 und 38 sind an den positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 angeschlos sen, während die andern Platten 29 und 39 mit einem veränderbaren Spannungsteiler 30 bzw. 40 in Verbin dung stehen, mit dessen Hilfe das Potential der Elek trode 29 bzw. 39 gegenüber demjenigen der Elektro den 28 und 38 positiv oder negativ geregelt werden kann.
Zwischen den Ablenkplatten 28 und 29 und der Antikathode 126 sind drei einander gleiche, stift- förmige Messelektroden <B>131,</B> 132 und 133 symme- trisch in bezug aufeinander und auf die Rotations- symmetrieachse der Antikathode 126 angeordnet.
Wenn der Brennfleck des Kathodenstrahls 20 nicht genau auf die Spitze 127 der Antikathode 126 zen triert ist, ist die Intensität der Sekundärelektronen strahlung zu den drei Messelektroden 131, 132 und 133 verschieden, so dass sich auch unterschiedliche Ströme durch die einander gleichen Messinstrumente 35 und 36 und 37 einstellen. Wird mit Hilfe der ver änderbaren Spannungsteiler 30 und 40 der Kathoden strahl derart gelenkt, dass der Brennfleck genau auf die Spitze 127 der Antikathode 126 fällt, dann zeigen die- drei Messinstrumente 35, 36 und 37 gleiche Strom stärke an.
Mit Hilfe der Instrumente 35, 36 und 37 ist es also möglich, festzustellen, ob der Brennfleck des Kathodenstrahls richtig auf die Spitze 127 der Antikathode 126 zentriert ist.
Anstatt nur drei könnten selbstverständlich auch mehr Messelektroden, z. B. zweckmässigerweise vier, regelmässig und symmetrisch zur Rotationssymmetrie achse der Antikathode 126 angeordnet sein.
Die Messinstrumente 35, 36 und 37 brauchen nicht in jedem Fall Zeigerinstrumente zu sein, sondern könnten zur Anzeige zum Beispiel auch Glimmstek- ker aufweisen oder sonstwie ausgebildet sein.
Es ist klar, dass bei den beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen anstelle der elektrostatischen auch magnetische Ablenkmittel zum Zentrieren des Brenn- flecks des Kathodenstrahls vorhanden sein könnten.
Ein magnetische Ablenkmittel aufweisendes Aus führungsbeispiel ist in Fig. 5 und 6 veranschaulicht. Vier Elektromagnete 41, 42, 43 und 44 sind recht winklig zueinander und radial zum zylindrischen Glas kolben 45 der Röntgenröhre angeordnet. Die Mittel zum Befestigen der Magnete, z. B. ein Ring aus ferro- magnetischem Material, welcher zugleich den magne tischen Rückschluss bildet, sind der Einfachheit wegen nicht dargestellt.
Die Antikathode 226 der Röntgen röhre ist eine Pyramide mit rechteckiger Grundfläche und besitzt folglich zwei Symmetrieebenen, die recht winklig aufeinander stehen, beispielsweise vertikal und horizontal. Die Antikathode 226 ist koaxial im Glas kolben 45 angeordnet. An der Innenwand des Glas kolbens 45 sind vier gleiche Messelektroden 231, 232, 233 und 234 in Form von dünnen, metallischen Be lägen angebracht, und zwar symmetrisch zu den ge nannten Symmetrieebenen der Antikathode 226 und den schrägen Pyramidenflächen der Antikathode ge genüberliegend.
Beispielsweise können die Beläge aus kolloidalem Graphit nach den gut bekannten Verfah- ren der Röhrentechnik hergestellt werden. Ein anderer Herstellungsweg bietet die Vakuumaufdampfung eines passenden Metalles oder Halbleiters, beispielsweise mit Hilfe einer Abdeckmaske, so dass der notwendige Isolationsraum zwischen einzelnen Elektroden gewahrt bleibt.
Ein weiterer interessanter Herstellungsweg be steht in der Auftragung eines halbleitenden Zinnoxyd- Belages auf chemischem Wege oder durch Vakuum- aufdampfung.
In den Glaskolben sind Anschlussdrähte 46 bzw. 47 eingeschmolzen, die zu den Messelektroden bzw. zur Antikathode führen.
Die bisher beschriebene Einrichtung gemäss Fig.5 und teils Fig. 6 lässt sich wie folgt verwenden: Die Antikathode 226 wird direkt, und die Messelektroden 231-234 werden je über ein elektrisches Messinstru- ment mit dem positiven Pol der Hochspannungsquelle verbunden, analog zu den vorherigen Ausführungsbei spielen.
Die Spulen der einander axial gegenüberlie genden Elektromagnete 41 und 42 bzw. 43 und 44 liegen in einem Gleichstromkreis, der auch nicht dar gestellte Mittel zum Regeln der Stromstärke und der Polarität des durch die Spulen fliessenden Stromes enthält, das Ganze derart, dass eine Lenkung des Kathodenstrahls 20 auf die Spitze <B>127</B> der pyramiden- förmigen Antikathode 226 möglich ist.
Wenn<I>der</I> Brennfleck des Kathodenstrahls 20 richtig auf die Spitze 127 zentriert ist, so sind die Sekundärelektro- nenströme zu den einander gegenüberliegenden Mess- elektroden und durch die zugehörigen Messinstrumente einander gleich. Weil die Antikathode 226 eine Pyra mide mit rechteckiger Grundfläche und somit keine re gelmässige Pyramide ist, ergeben sich nicht zu allen Messelektroden 231-234 gleich grosse Sekundärelek- tronenströme, sondern nur zu den einander paarweise gegenüberliegenden Elektroden.
In jedem Fall ist die richtige Zentrierlage des Brennflecks des Kathoden strahls dann erreicht, wenn die Sekundärelektronen ströme zu den Messelektroden einander die Waage halten.
In Fig. 6 ist ferner dargestellt, wie die Lenkung des Kathodenstrahls bzw. die Zentrierung des Brenn- flecks auf die Spitze 127 der Antikathode 226 auto matisch erfolgen kann. Der Einfachheit wegen sind nur diejenigen Mittel gezeichnet, welche dazu dienen, den Kathodenstrahl in horizontaler Richtung zu len ken und die Sekundärelektronenströme zu den Mess- elektroden 231 und 232 einander gleich zu machen. Die übrigen an die Messelektroden 233 und 234 so wie die Magnete 43 und 44 angeschlossenen Mittel, welche zur Lenkung des Kathodenstrahls in vertikaler Richtung dienen, sind völlig analog.
Die beiden einander gegenüberliegenden Mess- elektroden 231 und 232 sind mit den Steuergittern einer Doppeltriode 49 verbunden, deren Kathoden zu sammengeschaltet und sowohl an den positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 als auch an den nega tiven Pol einer zusätzlichen Gleichspannungsquelle 50 niedrigerer Spannung angeschlossen sind. Zwischen der Kathode und dem Steuergitter eines jeden Trioden systems der Röhre 49 ist ein verhältnismässig hoch- ohmiger Widerstand 51 bzw. 52 eingeschaltet, über welchen der positive Pol der Hochspannungsquelle 24 mit der Messelektrode 231 bzw. 232 in Verbindung steht.
Jeder der Elektromagnete 41-44 weist zwei Wicklungen mit entgegengesetztem Wicklungssinn auf. Die magnetisch einander gleichsinnig wirkenden Wick lungen a der Magnete 41 und 42 sind in Reihe mit einander zwischen die Anode des linken Trioden systems und den positiven Pol der Spannungsquelle 50 eingeschaltet. Die magnetisch ebenfalls einander gleichsinnig wirkenden Wicklungen b der Magnete 41 und 42 sind in Reihe miteinander zwischen die Anode des rechten Triodensystems und den positiven Pol der Spannungsquelle 50 eingeschaltet. Vorzugsweise haben die Wicklungen<I>a</I> und<I>b</I> gleiche Windungszahlen und sind die Widerstände 51 und 52 einander gleich.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ist wie folgt: Die durch Messelektroden 231 und 232 aufgefan genen Sekundärelektronen fliessen über die Wider stände 51 und 52 zum positiven Pol der Hochspan nungsquelle 24 ab. In den Widerständen 51 und 52 entstehen Spannungsabfälle, die den Sekundärelektro- nenströmen proportional sind und auf die Steuergitter der Doppeltriode 49 einwirken. Ist der Brennfleck des Kathodenstrahls 20 auf die Spitze der Antikathode 226 zentriert, so sind die Sekundärelektronenströme durch die Widerstände 51 und 52 bzw. die an diesen Widerständen auftretenden Spannungen einander gleich.
In den beiden Hälften der Doppeltriode 49 fliessen dann gleich grosse Anodenströme, so dass die magnetischen Wirkungen der beiden Wicklungen ,a und b eines jeden Magneten 41 bzw. 42 sich gegen seitig aufheben. Im Raume des Kathodenstrahls 20 entsteht somit kein von den Magneten 41 und 42 her rührendes magnetisches Feld, so dass der Kathoden strahl keine Ablenkung gegen die eine oder andere der Messelektroden 231 und 232 erleidet.
Liegt jedoch der Brennfleck des Kathodenstrahls 20 nicht zentrisch auf der Spitze der Antikathode 226, sondern zum Beispiel mehr an der Seite der Messelek- trode <B>231,</B> so ist der zu dieser Messelektrode abflie ssende Sekundärelektronenstrom grösser als derjenige zur Messelektrode 232.
Infolgedessen stellt sich am Steuergitter des linken Triodensystems der Doppel triode 49 eine grössere negative Spannung gegenüber der Kathode ein als am rechten Triodensystem. Im linken Triodensystem fliesst somit ein geringerer An odenstrom als im rechten Triodensystem, weshalb die magnetischen Wirkungen der Wicklungen<I>a</I> und<I>b</I> der Elektronenmagnete 41 und 42 einander nicht mehr aufheben können.
Es ergibt sich im Bereich des Ka thodenstrahls 20 eine magnetische Feldstärke, welche den Kathodenstrahl gegen die Messelektrode 232 hin ablenkt, bis die Spannungsabfälle an den Widerstän den 51 und 52 bis auf eine verhältnismässig geringe Rest-Regeldifferenz einander gleich werden.
Dies be deutet, dass dann die Sekundärelektronenströme, wel che durch die Widerstände 51 und 52 abfliessen, ein ander praktisch gleich sind und somit der Brennfleck des Kathodenstrahls 20 bis auf einen praktisch ver- nachlässigbaren Rest-Regelfehler zentrisch auf der Spitze der Antikathode 226 liegt.
Die Wirkungsweise der zur Lenkung des Katho denstrahls 20 in vertikaler Richtung dienenden Mittel ist völlig analog. Zur Speisung der nicht dargestellten Doppeltriode für die Vertikalsteuerung kann die glei che Spannungsquelle 50 verwendet werden wie für die Speisung der Doppeltriode 49.
Die Schaltung gemäss Fig. 6 kann bei einer nicht dargestellten Ausführungsvariante so abgeändert sein, dass alle Wicklungen der Magnete 41 und 42 magne tisch gleichsinnig wirkend in Reihe miteinander und zwischen die beiden Anoden der Doppeltriode 49 ge schaltet sind. Die Anoden sind dabei über gleich grosse Widerstände mit dem positiven Pol der Spannungs quelle 50 verbunden.
Wenn an den Gittern der Dop peltriode 49 gleich grosse Steuerspannungen herrschen, das heisst, wenn der Kathodenstrahl der Röntgenröhre richtig zentriert ist, so stellen sich an den Anoden der Doppeltriode gleiche Spannungen ein, so dass durch die Wicklungen der Magnete kein Strom fliesst und daher auch keine magnetische Beeinflussung des Ka thodenstrahls in horizontaler Richtung erfolgt. Ist je- doch der Brennfleck des Kathodenstrahls in horizon taler Richtung von der Spitze der Antikathode 226 abgewichen, so werden die Spannungen an den Git tern und auch die Spannungen an den beiden Anoden der Doppeltriode 49 voneinander verschieden.
Die Spannungsdifferenz an den Anoden verursacht einen Stromfluss durch die Wicklungen der Magnete 41 und42, wodurch die Magnete erregt werden und der Katho denstrahl in horizontaler Richtung korrigierend abge lenkt wird.
Es ist klar, dass anstelle von Doppeltrioden auch Einzeltrioden in doppelter Anzahl vorhanden sein könnten. Es ist aber auch möglich, die Elektronen röhren-Verstärker durch Transistor-Verstärker oder durch magnetische Verstärker zu ersetzen.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsvariante der in Fig. 5 und 6 gezeigten Einrichtung können die Trioden weggelassen und die Wicklungen <I>a</I> bzw.<I>b</I> der Elektromagnete 41 und 42 direkt zwischen die Messelektrode 231 bzw. 232 und den positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 eingeschaltet sein. In analo ger Weise sind dann die Wicklungen a und<I>b</I> der Ma gnete 43 und 44 zwischen die Messelektrode 233 bzw. 234 und den positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 eingeschaltet.
Die Sekundärelektronenströme flie ssen dann unmittelbar durch die Wicklungen der zur Lenkung des Kathodenstrahls dienenden Elektro magnete, ohne vorher verstärkt zu werden. Um eine ausreichende Regelempfindlichkeit zu erzielen, müs sen die Wicklungen a und b der Elektromagnete dann genügend hohe Windungszahl aufweisen.
Die in Fig. 6 veranschaulichte elektrische Schal tung kann mit geringfügiger Abänderung auch dann benutzt werden, wenn die Röntgenröhre eine elektro statisch wirkende Lenkvorrichtung für den Kathoden strahl aufweist, wie z. B. in Fig. 4 gezeigt ist. Anstelle der Magnetwicklungen liegen dann in den Anoden stromkreisen der Trioden Widerstände, an denen den Anodenströmen proportionale Spannungsabfälle ent stehen, welche an die elektrostatischen Ablenkplatten angelegt werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung zum automatischen Zentrieren des Brenn flecks ist in Fig. 7 veranschaulicht. Die Messelektro- den 231-234, welche wie beim vorherigen Beispiel als Beläge an der Innenwandung des Glaskolbens 45 der Röntgenröhre angeordnet sind, werden jetzt zu gleich als elektrostatische Ablenkplatten zur Lenkung, des Kathodenstrahls verwendet. Die Antikathode 226 hat auch hier die Form einer Pyramide mit rechtecki ger Grundfläche, und die Elektroden 231-234 sind den schrägen Pyramidenflächen gegenüberliegend an geordnet.
Der positive Pol der zur Speisung der Rönt genröhre dienenden Hochspannungsquelle 24 ist über Widerstände 61; 62, 63 und 64 mit den Elektroden <B>231,</B> 232, 233 bzw. 234 und über einen Widerstand 66 mit der Antikathode 226 verbunden. Sind die Elektroden 231-234 und die Antikathode 226 voll kommen zentrisch und symmetrisch in bezug aufein ander angeordnet, so sind die Widerstände 61 und 62 bzw. 63 und 64 paarweise gleich gross gewählt.
Alle Widerstandswerte sind derart hoch, dass die Elektro den 231-234 durch die über die Widerstände 61-64 abgeleiteten Sekundärelektronenströme auf genügend hohe negative Spannung gegenüber dem positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 aufgeladen werden, um eine elektrostatische Lenkung des Kathodenstrahls hervorrufen zu können. Die Widerstände 61 und 62 bzw. 63 und 64 sind paarweise ausserdem so bemes sen, dass bei zentrischer Lage des Brennflecks auf der Spitze der Antikathode 226 alle vier Elektroden auf die gleiche Spannung aufgeladen werden, so dass zwi schen den einzelnen Elektroden keine Potentialdiffe renz besteht.
Der Widerstand 66 ist mit Vorteil derart bemessen, dass durch den über die Antikathode ab fliessenden Primärelektronenstrom der Röntgenröhre die Antikathode auf gleiches Potential gegenüber dem positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 zu liegen kommt wie die Elektroden 23l-234.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Wenn der Brennfleck genau auf die Spitze der Antikathode 226 zentriert ist, sind die Elektroden 231-234 alle auf dem gleichen Potential, so dass der Kathodenstrahl keinen ablenkenden elektrostatischen Feldkräften unterworfen ist. Allfällig vorhandene Zen trier- und Symmetriefelder zwischen den vier Elek troden 231-234 und der Antikathode 226 können durch entsprechende Korrekturen an den Widerstän den 61-64 behoben werden.
Wenn nachher der Brennfleck auf der Antikathode 226 nicht mehr zen trisch auf deren Spitze liegt; sondern beispielsweise gegen die Elektrode 233 verschoben ist, so wird der Sekundärelektronenstrom zur Elektrode 233 grösser und derjenige zur Elektrode 234 kleiner. Dies verur sacht einen Spannungsunterschied an den beiden ge nannten Elektroden, und zwar so, dass der Kathoden strahl gegen die Elektrode 234 hin abgelenkt wird, bis die Spannungen an beiden Elektroden 233 und 234 bis auf eine verhältnismässig geringe Regelrestgrösse gleich werden.
Damit wird auch die zentrale Lage des Brenn- flecks auf der Spitze der Antikathode 226 bis auf einen praktisch vernachlässigbaren Regelrestfehler automatisch wieder hergestellt.
Es ist möglich und gegebenenfalls zweckmässig, die Widerstände 61-64 im Innern des Röntgenröh- renkolbens anzuordnen. Die Widerstände verbinden dann die Elektroden 23l-234 mit einer andern, am positiven Pol der Hochspannungsquelle 24 angeschlos senen Elektrode, beispielsweise der Anode, der Rönt genröhre. Die Widerstände 61-64 können in diesem Fall durch Beläge eines elektrisch leitenden Stoffes auf der Innenwandung des Glaskolbens 45 gebildet sein.
Gemäss nicht dargestellten Ausführungsvarianten könnte die Antikathode der Röntgenröhre auch eine Pyramide sein, deren Grundfläche eine von vier ab weichende Anzahl Ecken aufweist. Bei einer Pyramide mit dreieckiger Grundfläche zum Beispiel müssen dann drei Messelektroden vorhanden sein. Bei einer sechseckigen Grundfläche der Pyramide genügen eben- falls drei Messelektroden, während bei zum Beispiel achteckiger Grundfläche vier Messelektroden nötig sind.
Ist die Grundfläche der Pyramide, welche die Antikathode bildet, ein regelmässiges Polygon, so kön nen die Messelektroden anstatt gegenüber der Seiten flächen der Pyramide auch gegenüber den Kanten der Pyramide angeordnet sein, wie in Fig. 8 am Beispiel einer pyramidenförmigen Antikathode 326 mit qua dratischer Grundfläche veranschaulicht ist.
Wenn in vorstehender Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen von einer Dachkante oder einer Spitze der Antikathode die Rede ist, so ist diese Bezeichnung nicht streng geometrisch, sondern tech nisch zu verstehen, das heisst, dass sowohl die Dachkante wie auch die Spitze einen gewissen Krümmungsradius aufweisen kann, der bei der praktischen Herstellung der Antikathode nicht beliebig klein gemacht werden kann. Der Krümmungsradius sollte aber den Durch messer des Brennflecks nicht überschreiten, wenn eine gute Streuung der Röntgenstrahlung in einem 180 übersteigenden Winkelraum erzeugt werden soll.