DE102015015738B4

DE102015015738B4 - Röntgenstrahlröhrenanordnung

Info

Publication number: DE102015015738B4
Application number: DE102015015738.8A
Authority: DE
Inventors: Masahiko TEZUKA; Hidero Anno
Original assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2035-12-05
Also published as: US9847207B2; CN105702543B; DE102015015738A1; CN105702543A; US20160172149A1

Abstract

Röntgenstrahlröhrenanordnung (10), gekennzeichnet durch:eine Kathode (36), die ein Elektron emittiert und zumindest einen Oberflächenabschnitt aufweist, der aus einem ersten nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist,ein Anodenzielobjekt (35), das zumindest einen Oberflächenabschnitt aufweist, der aus einem zweiten nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist, der Kathode gegenüber liegend vorgesehen ist, und eine Zielobjektoberfläche aufweist, von welcher Röntgenstrahlen erzeugt werden, indem zugelassen wird, dass das von der Kathode emittierte Elektron mit der Zielobjektoberfläche kollidiert,eine Vakuumummantelung (31), welche die Kathode und das Anodenzielobjekt enthält, ein in einem vakuumluftdichten Zustand abgedichtetes Inneres aufweist, und zumindest einen abgesenkten Abschnitt aufweist, der von außen abgesenkt und ausgebildet ist, um die Kathode von beiden Seiten dazwischen aufzunehmen, undeinen ersten magnetischen Deflektor (60), der mit einem Wechselstrom von einer Energiequelle versorgt wird, außerhalb der Vakuumummantelung vorgesehen ist, zumindest ein erstes magnetisches Polpaar (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) aufweist, das aus zwei gepaarten magnetischen Polen zusammengesetzt ist, welche das alternierende magnetische Feld erzeugen, und ein alternierendes magnetisches Feld zum Ablenken einer Elektronenbahn des von der Kathode emittierten Elektrons zu dem Anodenzielobjekt hin zwischen der Kathode und dem Anodenzielobjekt durch das erste magnetische Polpaar erzeugt,wobei das erste magnetische Polpaar (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) in naher Umgebung einer Wandoberfläche des abgesenkten Abschnitts vorgesehen ist, um die Kathode dazwischen aufzunehmen,eine Endoberfläche des ersten magnetischen Polpaars (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) an einem Eckabschnitt des abgesenkten Abschnitts angeordnet ist, und mit einem Winkel γ in Richtung einer geraden Linie entlang einer Emissionsrichtung des von der Kathode emittierten Elektrons geneigt ist,der Eckabschnitt entlang der Endoberfläche geneigt ist, undder Neigungswinkel γ in einem Bereich von 0°<γ<90° liegt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Hier beschriebene Ausführungsbeispiele beziehen sich im Allgemeinen auf eine Röntgenstrahlröhrenanordnung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung ist eine Vorrichtung, welche von einer Kathodenelektronenemissionsquelle erzeugte Elektronen dazu bringt, mit einem drehenden Anodenzielobjekt zu kollidieren, um Röntgenstrahlen in einem Röntgenstrahlfokus zu erzeugen, der aufgrund der Kollision der Elektronen mit dem Anodenzielobjekt ausgebildet ist. Im Allgemeinen wird die Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung in einer Röntgenstrahl-CT-Vorrichtung oder dergleichen eingesetzt.
In einer Röntgenstrahl-CT-Vorrichtung mit fliegendem Fokus (Fokuslagenverschiebung) ist ein Röntgenstrahlfokus an unterschiedlichen Positionen während einer Photographie unter Verwendung von Röntgenstrahlen durch die Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung angeordnet, und ein Neigungswinkel der auf einem Detektor durch ein Zielobjekt einfallenden Röntgenstrahlen wird leicht variiert. Es ist bekannt, dass die Auflösungseigenschaft des Röntgenstrahlbildes konsequent verbessert wird. Um somit den Röntgenstrahlfokus an unterschiedlichen Positionen durch die Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung während der Röntgenstrahlphotographie anzuordnen, muss der Röntgenstrahlfokus intermittierend, kontinuierlich und periodisch in einer kurzen Zeit von 1 ms oder weniger genau bewegt werden.
Es sind mehrere Systeme zum genauen Bewegen des Röntgenstrahlfokus in einer kurzen Zeit bekannt. Eines davon ist eine magnetische Elektronenstrahländerung, welche den Elektronenstrahl durch das ablenkende magnetische Feld, in welchem ein magnetischer Pol erzeugt ist, ablenkt. In der magnetischen Elektronenstrahlablenkung ist ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser in einer zwischen der Kathode und dem Anodenzielobjekt angeordneten Vakuumummantelung vorgesehen, und magnetische Pole sind in dem Abschnitt angeordnet, um das ablenkende magnetische Feld zu erzeugen. In einer Konstitution der magnetischen Elektronenstrahlablenkung wird eine Entfernung zwischen den in dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser angeordneten magnetischen Polen klein, eine magnetische Flussdichte kann an der Elektronenstrahlposition erhöht werden, und eine Elektronenbahn kann sicher abgelenkt werden.
Da der Abschnitt mit kleinem Durchmesser in der Vakuumummantelung ausgebildet ist, ist die Kathode von dem Anodenzielobjekt in der Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung entfernt angeordnet. Da zusätzlich der Abschnitt mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist, variiert eine Potentialverteilung, und der Elektronenstrahl kann kaum konvergieren. Demzufolge können eine Ausdehnung, eine Unschärfe und eine Verformung des Röntgenstrahlfokus, eine Verringerung der Elektronenemissionsmenge der Kathode usw. auftreten.
Somit besteht die Aufgabe der Ausführungsbeispiele darin, eine Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung vorzusehen, die in der Lage ist, die Elektronenbahn von der Kathode zu dem Anodenzielobjekt hin sicher abzulenken, ohne den Abschnitt mit kleinem Durchmesser in der Vakuumummantelung auszubilden, und ein Auftreten der Ausdehnung, der Unschärfe und der Verformung des Röntgenstrahlfokus sowie eine Verringerung der Elektronenemissionsmenge der Kathode usw. zu unterdrücken.
JP 2010-80399 A offenbart, dass für die einem Magnetpol gegenüberliegende Oberfläche eines Kathodenträgers ein nichtmagnetisches Metallmaterial verwendet wird. In der dem Kathodenträger und einem Anodenziel gegenüberliegenden Richtung wird ein Verhältnis von 0,5Y>X>-0,5Y hergestellt, wobei Y die Länge des Magnetpols und X der Abstand zwischen der dem Anodenziel gegenüberliegenden Oberfläche des Kathodenträgers und der Mitte des Magnetpols ist. Auf diese Weise wird ein ablenkendes Magnetfeld an einer Position in der Nähe eines Glühfadens erzeugt, um die Bahn der Elektronen während einer Zeit, in der die Geschwindigkeit der sich von dem Glühfaden zu dem Anodenziel bewegenden Elektronen relativ gering ist, zuverlässig abzulenken.
JP 2010-21012 A offenbart, dass ein Kathodenträger eine Form hat, bei der die Breite in Richtung der Breitenrichtung eines Glühfadens kürzer ist als die Breite in der Längsrichtung. Vertiefungsabschnitte, die in ein Vakuumgehäuse hineinragen, sind an den Positionen auf beiden Seiten in der Richtung entlang der Breitenrichtung des Glühfadens in dem Vakuumgehäuse und gegenüber der Flugbahn installiert, in der sich von dem Glühfaden erzeugte Elektronen zu einem Anodenziel bewegen. Mehrere Magnetpole sind an der Außenseite des Vakuumgehäuses gegenüber den Vertiefungsabschnitten angeordnet. Durch die Sicherung des räumlichen Isolationsabstandes zwischen dem Kathodenträger und dem Vertiefungsabschnitt des Vakuumgehäuses wird der Abstand zwischen der Kathode und dem Anodenziel verringert und die magnetische Flussdichte des Ablenkmagnetfeldes in der Elektronenstrahlposition erhöht.
US 6 339 635 B1 offenbart, dass eine Röntgenröhre ein Vakuumgehäuse mit einer Kathodenanordnung hat, die Elektronen emittiert, und einer Anode mit einer Zielfläche, auf der die durch ein elektrisches Feld beschleunigten und einen Elektronenstrahl ausbildenden Elektronen in einem Brennpunkt auftreffen, und mit einem Quadrupolmagnetsystem einschließlich einer Spule zur Fokussierung und Ablenkung des Elektronenstrahls. An das Quadrupolmagnetsystem ist eine Steuereinheit angeschlossen. In der Steuereinheit sind verschiedene Parametersätze vorbestimmter Spulenströme gespeichert, die aktiviert werden können, so dass der Brennpunkt in Abhängigkeit von dem jeweiligen Parametersatz diskret azimutal auf bestimmte Stellen der Zielfläche der Anode verschoben werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer Röntgenstrahlröhrenanordnung eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
2A ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick der Röntgenstrahlröhre des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
2B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIA-IIA in 2A gesehen.
2C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIB-IIB in 2B gesehen.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick einer Röntgenstrahlröhre eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
4A ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick einer Röntgenstrahlröhre eines dritten Ausführungsbeispiels zeigt.
4B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IVA-IVA in 4A gesehen.
4C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IVB-IVB in 4B gesehen.
5A ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick der Röntgenstrahlröhre eines vierten Ausführungsbeispiels zeigt.
5B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VA-VA in 5A gesehen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Röntgenstrahlröhrenanordnung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 bereit. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung befinden sich in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 6.
Im Allgemeinen weist eine Röntgenstrahlröhrenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel Folgendes auf:

eine Kathode (36), die ein Elektron emittiert und zumindest einen Oberflächenabschnitt aufweist, der aus einem ersten nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist; ein Anodenzielobjekt (35), das zumindest einen Oberflächenabschnitt aufweist, der aus einem zweiten nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist, der Kathode gegenüber liegend vorgesehen ist, und eine Zielobjektoberfläche aufweist, von welcher Röntgenstrahlen erzeugt werden, indem zugelassen wird, dass das von der Kathode emittierte Elektron mit der Zielobjektoberfläche kollidiert; eine Vakuumummantelung (31), welche die Kathode und das Anodenzielobjekt enthält, ein in einem vakuumluftdichten Zustand abgedichtetes Inneres aufweist, und zumindest einen abgesenkten Abschnitt aufweist, der von außen abgesenkt und ausgebildet ist, um die Kathode von beiden Seiten dazwischen aufzunehmen; und einen ersten magnetischen Deflektor (60), der mit einem Wechselstrom von einer Energiequelle versorgt wird, außerhalb der Vakuumummantelung vorgesehen ist, zumindest ein erstes magnetisches Polpaar (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) aufweist, das aus zwei gepaarten magnetischen Polen zusammengesetzt ist, welche das alternierende magnetische Feld erzeugen, und ein alternierendes magnetisches Feld zum Ablenken einer Elektronenbahn des von der Kathode emittierten Elektrons zu dem Anodenzielobjekt hin zwischen der Kathode und dem Anodenzielobjekt durch das erste magnetische Polpaar erzeugt, wobei das erste magnetische Polpaar (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) in naher Umgebung einer Wandoberfläche des abgesenkten Abschnitts vorgesehen ist, um die Kathode dazwischen aufzunehmen.
Eine Röntgenstrahlröhrenanordnung von Ausführungsbeispielen wird nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

(Erstes Ausführungsbeispiel)
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer Röntgenstrahlröhrenanordnung 10 des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, weist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 10 eine Statorspule 8, ein Gehäuse 20, eine Röntgenstrahlröhre 30, ein Hochspannungsisolierungselement 39, einen ersten magnetischen Deflektor 60, Behälter 301 und 302 und Röntgenstrahlabschirmungselemente 510, 520, 530 und 540 auf. Beispielsweise ist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 10 eine Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung. Die Röntgenstrahlröhre 30 ist z. B. eine Drehanoden-Röntgenstrahlröhre. Beispielsweise ist die Röntgenstrahlröhre 30 eine Sternpunkterdungstyp-Drehanoden-Röntgenstrahlröhre. Jedes der Röntgenstrahlabschirmungselemente 510, 520, 530 und 540 ist aus Blei ausgebildet.
In der Röntgenstrahlröhrenanordnung 10 ist ein zwischen einer Innenseite des Gehäuses 20 und einer Außenseite der Röntgenstrahlröhre 30 ausgebildeter Raum mit einem als Kühlmittel dienenden isolierenden Öl 9 gefüllt. Beispielsweise ist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 10 konfiguriert, um das isolierende Öl 9 durch ein Zirkulationskühlsystem (Kühler) (nicht gezeigt) zu zirkulieren, der mit dem Gehäuse 20 durch Schläuche (nicht gezeigt) verbunden ist, und das isolierende Öl 9 zu kühlen. In diesem Fall weist das Gehäuse 20 einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss für das isolierende Öl 9 auf. Das Zirkulationskühlsystem weist z. B. einen Kühler, welcher von dem isolierenden Öl 9 in dem Gehäuse 20 Hitze abstrahlt und das isolierende Öl 9 zirkuliert, und Leitungen (Schläuche oder dergleichen) auf, durch welche der Kühler mit dem Einlassanschluss und dem Auslassanschluss des Gehäuses 20 luftdicht und flüssigkeitsdicht kommuniziert. Der Kühler weist eine Zirkulationspumpe und einen Wärmetauscher auf. Die Zirkulationspumpe stößt das von Seiten des Gehäuses 20 eingelassene isolierende Öl 9 in den Wärmetauscher aus und erzeugt eine Strömung des isolierenden Öls 9 in dem Gehäuse 20. Der Wärmetauscher ist ausgebildet, um mit einem Intervall zwischen dem Gehäuse 20 und der Zirkulationspumpe zu kommunizieren, und um die Hitze des isolierenden Öls 9 an die Außenseite auszustoßen.
Eine detaillierte Konfiguration der Röntgenstrahlröhrenanordnung 10 wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
Das Gehäuse 20 weist einen zylindrisch geformten Gehäusekörper 20e und Deckelabschnitte (Seitenplatten) 20f, 20g und 20h auf. Der Gehäusekörper 20e und die Deckelabschnitte 20f, 20g und 20h sind aus einem Gussteil unter Verwendung von Aluminium ausgebildet. Falls sie aus einem Harzmaterial ausgebildet sind, können ein Abschnitt, wie etwa ein Gewindeabschnitt, welcher eine hohe Stärke aufweisen muss, ein Abschnitt, welcher durch Spritzgießen unter Verwendung von Harz schwer auszubilden ist, eine Abschirmungsschicht (nicht gezeigt), welche ein Entweichen von elektromagnetischem Rauschen aus dem Gehäuse 20 nach außen verhindert usw. in einem Teil aus Metall zusammen mit dem Harzmaterial ausgebildet sein. Eine durch eine zylindrische Mitte des Gehäusekörpers 20e verlaufende Mittelachse wird als eine Röhrenachse TA bezeichnet.
Ein ringförmig gestufter Abschnitt ist an einem Öffnungsabschnitt des Gehäuses 20e als eine innere Umfangsoberfläche ausgebildet, die dünner als der Gehäusekörper 20e ist. Ein ringförmiger Nutabschnitt ist entlang des Innenumfangs des gestuften Abschnitts ausgebildet. Der Nutabschnitt des Gehäusekörpers 20e ist durch Schneiden des Körpers von der Stufe des gestuften Abschnitts zu einer Position einer vorbestimmten Länge in der Außenseitenrichtung entlang der Röhrenachse TA ausgebildet. Die vorbestimmte Länge ist z. B. im Wesentlichen gleich der Dicke eines Deckelabschnitts 20f. Ein C-Typ-Haltering 20i ist in den Nutabschnitt des Gehäusekörpers 20e eingepasst. Anders ausgedrückt, der Öffnungsabschnitt des Gehäusekörpers 20e ist durch den Deckelabschnitt 20f, den C-Typ-Haltering 20i usw. flüssigkeitsdicht geschlossen.
Der Deckelabschnitt 20f ist scheibenförmig ausgebildet. An dem Deckelabschnitt 20f ist ein Gummielement 2a entlang dem Außenumfangsabschnitt vorgesehen, welcher in den gestuften Abschnitt, der an dem Öffnungsabschnitt des Gehäusekörpers 20e ausgebildet ist, eingepasst ist.
Das Gummielement 2a ist z. B. in einer O-Ringform ausgebildet. Wie vorstehend erklärt ist, ist das Gummielement 2a zwischen dem Gehäusekörper 20e und dem Deckelabschnitt 20f vorgesehen, um ein Intervall zwischen dem Gehäusekörper 20e und dem Deckelabschnitt 20f flüssigkeitsdicht abzudichten. Ein Umfangsabschnitt des Deckelabschnitts 20f ist in Kontakt mit dem gestuften Abschnitt des Gehäusekörpers 20e in einer Richtung entlang der Röhrenachse TA der Röntgenstrahlröhrenanordnung 10.
Ein C-Typ-Haltering 20i ist ein Befestigungselement. Der C-Typ-Haltering 20i ist in den Nutabschnitt des Gehäusekörpers 20e eingepasst und befestigt den Deckelabschnitt 20f wie vorstehend erklärt, um eine Bewegung des Deckelabschnitts 20f in der Richtung entlang der Röhrenachse TA einzuschränken.
Die Deckelabschnitte 20g und 20h sind in einen Öffnungsabschnitt gegenüber dem Öffnungsabschnitt des Gehäusekörpers 20e, in welchem der Deckelabschnitt 20f vorgesehen ist, eingepasst. Anders ausgedrückt, die Deckelabschnitte 20g und 20h sind an dem Endabschnitt an der Seite gegenüber dem Endabschnitt des Gehäusekörpers 20e, an welchem der Deckelabschnitt 20f vorgesehen ist, vorgesehen, um zu dem Deckelabschnitt 20f parallel zu sein und einander gegenüber zu liegen. Der Deckelabschnitt 20g ist flüssigkeitsdicht an einer vorbestimmten Position in den Gehäusekörper 20e eingepasst. An dem Endabschnitt des Gehäusekörpers 20e, an welchem der Deckelabschnitt 20h vorgesehen ist, ist ein ringförmiger Nutabschnitt an einem Innenumfangsabschnitt an der Außenseite neben der Position ausgebildet, an welcher der Deckelabschnitt 20h vorgesehen ist. Ein Gummielement 2b ist zwischen den Deckelabschnitten 20g und 20h ausdehnbar vorgesehen, um den flüssigkeitsdichten Zustand aufrechtzuerhalten. Der Deckelabschnitt 20h ist in dem Gehäusekörper 20e weiter außen vorgesehen als der Deckelabschnitt 20g. Der C-Typ-Haltering 20i ist in den Nutabschnitt eingepasst, der in naher Umgebung der Position ausgebildet ist, an welcher der Deckelabschnitt 20h vorgesehen ist. Anders ausgedrückt, der Öffnungsabschnitt des Gehäusekörpers 20e ist durch die Deckelabschnitte 20g und 20h, den C-Typ-Haltering 20i, das Gummielement 2b usw. flüssigkeitsdicht geschlossen.
Der Deckelabschnitt 20g ist kreisförmig mit im Wesentlichen demselben Durchmesser wie ein Durchmesser des Innenumfangs des Gehäusekörpers 20e ausgebildet. Der Deckelabschnitt 20g umfasst einen Öffnungsabschnitt 20k zum Einlassen oder Ausstoßen des isolierenden Öls 9.
Der Deckelabschnitt 20h ist kreisförmig mit im Wesentlichen demselben Durchmesser wie der Innenumfang des Gehäusekörpers 20e ausgebildet. Ein Belüftungsloch 20m, durch welches als Atmosphäre dienende Luft eintritt und austritt, ist in dem Deckelabschnitt 20h ausgebildet.
Der C-Typ-Haltering 20j ist ein Befestigungselement, welches den Zustand des Deckelabschnitts 20h, der an einem Umfangsabschnitt (Abdichtungsabschnitt) des Gummielements 2b eingespannt ist, hält.
Das Gummielement 2b ist ein Gummibalg (Gummifilm). Das Gummielement 2b ist kreisförmig ausgebildet. Der Umfangsabschnitt (Abdichtungsabschnitt) des Gummielements 2b ist in einer O-Ringform ausgebildet. Das Gummielement 2a ist zwischen dem Gehäusekörper 20e und den Deckelabschnitten 20g und 20f vorgesehen, um sie flüssigkeitsdicht abzudichten. Das Gummielement 2b ist an dem Innenumfang des Endabschnitts des Gehäusekörpers 20e vorgesehen. Anders ausgedrückt, das Gummielement 2b ist vorgesehen, um einen Raum eines bestimmten Teils in dem Gehäuse aufzuteilen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gummielement 2a in einem durch die Deckelabschnitte 20g und 20h umgebenden Raum vorgesehen, um den Raum flüssigkeitsdicht aufzuteilen. Der Raum an der Seite des Deckelabschnitts 20g wird als erster Raum bezeichnet, und der Raum an der Seite des Deckelabschnitts 20h wird als zweiter Raum bezeichnet. Der erste Raum kommuniziert mit dem Raum in dem Gehäuse 20e, welcher mit dem isolierenden Öl 9 gefüllt ist, durch den Öffnungsabschnitt 20k. Aus diesem Grund ist der erste Raum mit dem isolierenden Öl 9 gefüllt. Der zweite Raum kommuniziert mit dem Außenraum durch das Belüftungsloch 20m. Aus diesem Grund ist der zweite Raum eine Luftatmosphäre.
Ein Öffnungsabschnitt 20o ist in dem Gehäusekörper 20e ausgebildet. Ein Röntgenstrahlbestrahlungsfenster 20w und ein Röntgenstrahlabschirmungsabschnitt 540 sind an dem Öffnungsabschnitt 20o vorgesehen. Der Öffnungsabschnitt 20o ist durch das Röntgenstrahlbestrahlungsfenster 20w und den Röntgenstrahlabschirmungsabschnitt 540 flüssigkeitsdicht geschlossen. Die Röntgenstrahlabschirmungselemente 520 und 540 sind an dem Öffnungsabschnitt 20o vorgesehen, um gegen den Röntgenstrahl zu der Außenseite des Gehäuses abzuschirmen, was nachstehend detailliert erläutert wird.
Das Röntgenstrahlbestrahlungsfenster 20w ist aus einem Element ausgebildet, welches zulässt, dass Röntgenstrahlen leicht hindurch verlaufen. Beispielsweise ist das Röntgenstrahlbestrahlungsfenster 20w aus einem Metall ausgebildet, welches für Röntgenstrahlen hoch durchlässig ist.
Die Röntgenstrahlabschirmungselemente 510, 520, 530 und 540 können aus einem röntgendichten Material ausgebildet sein, das zumindest Blei enthält, oder können aus einer Bleilegierung oder dergleichen ausgebildet sein.
Das Röntgenstrahlabschirmungselement 510 ist an einer inneren Oberfläche des Deckelabschnitts 20g vorgesehen. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 510 schirmt gegen Röntgenstrahlen ab, die von der Röntgenstrahlröhre 30 ausgestrahlt werden. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 510 weist ein erstes Abschirmungselement 511 und ein zweites Abschirmungselement 512 auf. Das erste Abschirmungselement 511 ist an einer inneren Oberfläche des Deckelabschnitts 20g vorgesehen. Das erste Abschirmungselement 511 ist vorgesehen, um die gesamte innere Oberfläche des Deckelabschnitts 20g zu bedecken. Das zweite Abschirmungselement 512 ist derart vorgesehen, dass ein Endabschnitt des zweiten Abschirmungselements 512 an der inneren Oberfläche des ersten Abschirmungselements 511 gestapelt ist, während der andere Endabschnitt des zweiten Abschirmungselements 512 innerhalb des Gehäusekörpers 20e in der Richtung entlang der Röhrenachse TA angeordnet ist, um von dem Öffnungsabschnitt 20k beabstandet zu sein. Anders ausgedrückt, das zweite Abschirmungselement 512 ist derart vorgesehen, dass das isolierende Öl 9 durch den Öffnungsabschnitt 20k eintritt und austritt.
Das Röntgenstrahlabschirmungselement 520 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 520 ist an einem Teil des Innenumfangsabschnitts des Gehäusekörpers 20e vorgesehen. Einer von Endabschnitten des Röntgenstrahlabschirmungselements 520 befindet sich in naher Umgebung des ersten Abschirmungselements 511. Aus diesem Grund können die Röntgenstrahlabschirmungselemente 510 und 520 gegen eine Röntgenstrahlentweichung aus der Lücke zwischen den Röntgenstrahlabschirmungselementen 510 und 520 zu der Außenseite des Gehäuses abschirmen. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 520 erstreckt sich von dem ersten Abschirmungselement 511 zu der Umgebung der Statorspule 8 entlang der Röhrenachse. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 520 ist an dem Gehäuse 20 nach Bedarf befestigt.
Das Röntgenstrahlabschirmungselement 530 ist zylindrisch ausgebildet und entlang des Außenumfangs des nachstehend zu erläuternden Behälters 302 in das Gehäuse 20 eingepasst. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 530 ist derart vorgesehen, dass einer von Endabschnitten des Zylinders mit einer Wandoberfläche des Gehäusekörpers 20e in Kontakt ist. Dazu ist ein Loch, durch welches der Endabschnitt des Röntgenstrahlabschirmungselements 530 verläuft, in dem Röntgenstrahlabschirmungselement 520 ausgebildet. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 530 ist an dem Röntgenstrahlabschirmungselement 520 nach Bedarf befestigt.
Das Röntgenstrahlabschirmungselement 540 ist in einer Rahmenform ausgebildet und an einem Seitenrand des Öffnungsabschnitts 20o des Gehäuses 20 vorgesehen. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 540 ist entlang einer Innenwand des Öffnungsabschnitts 20o vorgesehen. Der Endabschnitt des Röntgenstrahlabschirmungselements 540 in dem Gehäusekörper 20e ist mit dem Röntgenstrahlabschirmungselement 520 in Kontakt. Das Röntgenstrahlabschirmungselement 540 ist an dem Seitenrad des Öffnungsabschnitts 20o nach Bedarf befestigt.
Der Behälter 301 für die Anode und der Behälter 302 für die Kathode sind mit dem Gehäusekörper 20e verbunden. Jeder der Behälter 301 und 302 ist in einer Form eines Zylinders mit Boden und einem Öffnungsabschnitt ausgebildet. In jedem der Behälter 301 und 302 ist der Bodenabschnitt in dem Gehäuse 20 vorgesehen, während sich der Öffnungsabschnitt zu der Außenseite hin öffnet. Beispielsweise sind die Behälter 301 und 302 in dem Gehäusekörper 20e vorgesehen, um mit einem vorbestimmten Intervall beabstandet zu sein, und ihre Öffnungsabschnitte sind vorgesehen, um derselben Richtung zugewandt zu sein.
Der Behälter 301 und ein Stecker (nicht gezeigt), der in den Behälter 301 einzufügen ist, sind von einem Nicht-Oberflächendrucktyp und ausgebildet, um abnehmbar zu sein. Eine hohe Spannung (z. B. +70 bis +80 kV) wird von dem Stecker einem Anschluss 201 zugeführt, während der Stecker mit dem Behälter 301 gekoppelt ist.
Der Behälter 301 ist an der Seite des Deckelabschnitts 20f in dem Gehäuse 20 an einer Position vorgesehen, die weiter innen als der Deckelabschnitt 20f liegt. Der Behälter 301 weist ein Gehäuse 321, das als ein elektrisch isolierendes Element dient, und den Anschluss 201, der als ein Hochspannungszufuhranschluss dient, auf.
Das Gehäuse 321 ist aus einem isolierenden Material, z. B. Harz, ausgebildet. Das Gehäuse 321 ist in einer Form eines Zylinders mit Boden und einer Plug-In-Auslassöffnung zu der Außenseite ausgebildet. Das Gehäuse 321 weist den Anschluss 201 an dem Bodenabschnitt auf. Ein ringförmiger Vorsprung ist an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 321 an dem Endabschnitt an der Öffnungsseite ausgebildet. Der Vorsprung des Gehäuses 321 ist ausgebildet, um in einen gestuften Abschnitt 20ea eingepasst zu sein, welcher eine Stufe ist, die an dem Endabschnitt des Vorsprungs des Gehäusekörpers 20e ausgebildet ist. Der Anschluss 201 ist an dem Bodenabschnitt des Gehäuses 321 flüssigkeitsdicht angebracht und durchdringt den Bodenabschnitt. Der Anschluss 201 ist mit einem nachstehend zu erläuternden Hochspannungszufuhranschluss 44 über einen isolierenden Leiter verbunden.
Zusätzlich ist ein Gummielement 2f zwischen dem Vorsprung des Gehäuses 321 und dem Gehäusekörper 20e vorgesehen. Das Gummielement 2f ist zwischen dem Vorsprung des Gehäuses 321 und der Stufe des gestuften Abschnitts 20ea vorgesehen, um den Vorsprung des Gehäuses 321 und den Gehäusekörper 20e flüssigkeitsdicht abzudichten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gummielement 2f aus einem O-Ring ausgebildet. Das Gummielement 2f verhindert ein Entweichen des isolierenden Öls 9 zu der Außenseite des Gehäuses 20. Das Gummielement 2f ist z. B. aus Schwefelvulkanisiertem Gummi ausgebildet.
Das Gehäuse 321 ist durch eine Ringnut 311 befestigt. Eine Gewindenut ist an einem Außenumfangsabschnitt der Ringnut 311 ausgebildet. Beispielsweise ist der Außenumfangsabschnitt der Ringnut 311 als ein Außengewinde verarbeitet, während der Innenumfangsabschnitt des gestuften Abschnitts 20ea als ein Innengewinde verarbeitet ist. Der Vorsprung des Gehäuses 321 ist deshalb gegen den gestuften Abschnitt 20ea über das Gummielement 2f durch Verschrauben der Ringnut 311 gedrückt. Demzufolge ist das Gehäuse 321 an dem Gehäusekörper 20e befestigt.
Der Behälter 302 ist an der Seite des Deckelabschnitts 20g in dem Gehäuse 20 an einer Position vorgesehen, die weiter innen als der Deckelabschnitt 20g liegt. Der Behälter 302 ist ausgebildet, um im Wesentlichen ähnlich zu dem Behälter 301 zu sein. Der Behälter 302 weist ein Gehäuse 322, das als ein elektrisch isolierendes Element dient, und Anschlüsse 202, die als Hochspannungszufuhranschlüsse dienen, auf.
Das Gehäuse 322 ist aus einem isolierenden Material, z. B. aus Harz, ausgebildet. Das Gehäuse 322 ist in einer Form eines Zylinders mit Boden und einer Plug-In-Auslassöffnung zu der Außenseite ausgebildet. Das Gehäuse 322 weist die Anschlüsse 202 an dem Bodenabschnitt auf. Ein ringförmiger Vorsprung ist an der äußeren Oberfläche des Gehäuses 322 an dem Endabschnitt an der Öffnungsseite ausgebildet. Der Vorsprung des Gehäuses 322 ist ausgebildet, um in einen gestuften Abschnitt 20eb eingepasst zu sein, welcher eine Stufe ist, die an dem Endabschnitt des Vorsprungs des Gehäusekörpers 20e ausgebildet ist. Die Anschlüsse 202 sind an dem Bodenabschnitt des Gehäuses 321 flüssigkeitsdicht angebracht und durchdringen den Bodenabschnitt. Die Anschlüsse 202 sind mit den nachstehend zu erläuternden Hochspannungszufuhranschlüssen 54 über isolierte Leiter verbunden.
Zusätzlich ist ein Gummielement 2g zwischen dem Vorsprung des Gehäuses 322 und dem Gehäusekörper 20e vorgesehen. Das Gummielement 2g ist zwischen dem Vorsprung des Gehäuses 322 und der Stufe des gestuften Abschnitts 20eb vorgesehen, um den Vorsprung des Gehäuses 322 und den Gehäusekörper 20e flüssigkeitsdicht abzudichten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gummielement 2g aus einem O-Ring ausgebildet. Das Gummielement 2g verhindert ein Entweichen des isolierenden Öls 9 zu der Außenseite des Gehäuses 20. Das Gummielement 2g ist z. B. aus Schwefelvulkanisiertem Gummi ausgebildet.
Das Gehäuse 322 ist durch eine Ringnut 312 befestigt. Eine Gewindenut ist an einem Außenumfangsabschnitt der Ringnut 312 ausgebildet. Beispielsweise ist der Außenumfangsabschnitt der Ringnut 312 als ein Außengewinde verarbeitet, während der Innenumfangsabschnitt des gestuften Abschnitts 20eb als ein Innengewinde verarbeitet ist. Der Vorsprung des Gehäuses 322 ist deshalb gegen den gestuften Abschnitt 20eb über das Gummielement 2g durch Verschrauben der Ringnut 312 gedrückt. Demzufolge ist das Gehäuse 322 an dem Gehäusekörper 20e befestigt.
2A ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick der Röntgenstrahlröhre 30 zeigt, 2B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIA-IIA in 2A gesehen, und 2C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIB-IIB in 2B gesehen. In 2C ist eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA als gerade Linie L1 bezeichnet, und eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA und der geraden Linie L1 ist als gerade Linie L2 bezeichnet.
Die Röntgenstrahlröhre 30 weist eine befestigte Welle 11, einen Drehkörper 12, Lagerungen 13, einen Rotor 14, eine Vakuumummantelung 31, ein Anodenzielobjekt 35, eine Kathode 36, einen Hochspannungszufuhranschluss 44, Hochspannungszufuhranschlüsse 54 und ein KOV-Element 55 auf.
Die befestigte Welle 11 ist säulenförmig ausgebildet. Der Drehkörper 12 ist durch die Lagerungen 13 durch die befestigte Welle 11 gelagert, um drehbar zu sein. Die befestigte Welle 11 weist einen Vorsprung, der an der Vakuumummantelung 31 vakuumdicht angebracht ist, an einem von Endabschnitten auf. Der Vorsprung der befestigten Welle 11 ist an dem Hochspannungsisolierungselement 39 befestigt. Dazu durchdringt ein Distalabschnitt des Vorsprungs der befestigten Welle 11 das Hochspannungsisolierungselement 39. Der Hochspannungszufuhranschluss 44 ist mit dem Distalabschnitt des Vorsprungs der befestigten Welle 11 elektrisch verbunden.
Der Drehkörper 12 ist in einer Form eines Zylinders mit Boden ausgebildet. Die befestigte Welle 11 ist in den Drehkörper 12 eingefügt, und der Drehkörper 12 ist koaxial mit der befestigten Welle 11 vorgesehen. Der Drehkörper 12 ist mit einem nachstehend zu erläuternden Anodenzielobjekt 35 an dem Distalabschnitt an der Bodenseite verbunden und zusammen mit dem Anodenzielobjekt 35 drehbar vorgesehen.
Die Lagerungen 13 sind zwischen einem Innenumfangsabschnitt des Drehkörpers 12 und einem Außenumfangsabschnitt der befestigten Welle 11 vorgesehen.
Der Rotor 14 ist vorgesehen, um in der zylindrisch ausgebildeten Statorspule 8 angeordnet zu sein.
Der Hochspannungszufuhranschluss 44 legt eine relative positive Spannung an das Anodenzielobjekt 35 über die befestigte Welle 11, den Drehkörper 12 und die Lagerungen 13 an. Der Hochspannungszufuhranschluss 44 ist mit dem Behälter 301 verbunden und wird mit einem elektrischen Strom versorgt, wenn eine Hochspannungszufuhrquelle, wie etwa ein Stecker (nicht gezeigt), mit dem Behälter 301 verbunden ist. Der Hochspannungszufuhranschluss 44 ist ein Metallanschluss.
Das Anodenzielobjekt 35 ist scheibenförmig ausgebildet. Das Anodenzielobjekt 35 ist koaxial mit dem Drehkörper 12 an dem Distalabschnitt an der Bodenseite des Drehkörpers 12 verbunden. Beispielsweise ist die Mittelachse des Drehkörpers 12 und des Anodenzielobjekts 35 entlang der Röhrenachse TA vorgesehen. Anders ausgedrückt, die Achse des Drehkörpers 12 und des Anodenzielobjekts 35 ist parallel zu der Röhrenachse TA. In diesem Fall sind der Drehkörper 12 und das Anodenzielobjekt 35 um die Röhrenachse drehbar vorgesehen.
Das Anodenzielobjekt 35 weist eine schirmförmige Zielobjektschicht 35a auf, die an einem Teil einer äußeren Oberfläche des Anodenzielobjekts vorgesehen ist. Die Zielobjektschicht 35a emittiert Röntgenstrahlen, wenn die von der Kathode 36 emittierten Elektronen an der Zielobjektschicht 35a kollidieren. Eine Außenumfangsoberfläche des Anodenzielobjekts 35 und eine Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 gegenüber der Zielobjektschicht 35a werden einer Schwarzfärbungsbehandlung unterzogen. Das Anodenzielobjekt 35 ist aus einem nicht-magnetischen Element mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet. Beispielsweise ist das Anodenzielobjekt 35 aus einem nicht-magnetischen Element (zweites Metallelement) mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie etwa Kupfer, Wolfram, Molybdän, Niob, Tantal oder einem nicht-magnetischen Edelstahl, Titan, Chrom, ausgebildet. Das Anodenzielobjekt 35 kann zumindest einen aus einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildeten Oberflächenabschnitt aufweisen. Zusätzlich kann das Anodenzielobjekt 35 den mit einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit überzogenen Oberflächenabschnitt aufweisen. Wie in 2A gezeigt ist, ist ein Winkel eines Abschnitts, der von dem Außenumfang des Anodenzielobjekts 35, das an dem schirmförmigen Abschnitt ausgebildet ist, zu einem zentralen flachen Abschnitt hin geneigt ist, durch θ dargestellt.
Die Kathode 36 umfasst einen Heizdraht (Elektronenemissionsquelle), welcher die Elektronen (Elektronenstrahlen) emittiert. Die Kathode 36 ist an einer Position gegenüber der Zielobjektschicht 35a vorgesehen. Die Kathode 36 emittiert Elektronen zu dem Anodenzielobjekt 35 hin. Beispielsweise ist die Kathode 36 säulenförmig ausgebildet und emittiert die Elektronen von dem in der Mitte des Kreises der Säule vorgesehenen Heizdraht zu der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 hin. Dazu ist eine durch die Mitte der Kathode 36 verlaufende gerade Linie annähernd parallel zu der Röhrenachse TA. Eine Richtung der von der Kathode 36 emittierten Elektronen und eine Bahn der Elektronen werden oft nachstehend als eine „Elektronenbahn“ bezeichnet. Eine relative negative Spannung wird an die Kathode 36 angelegt. Die Kathode 36 ist an einer nachstehend zu erläuternden Kathodenhalterung (Kathodenhalterung oder Kathodenhalteelement) 37 angebracht und mit den Hochspannungszufuhranschlüssen 54 verbunden, welche das Innere der Kathodenhalterung 37 durchdringen. Die Kathode 36 wird häufig als Elektronenemissionsquelle bezeichnet.
Die Kathode 36 weist eine nicht-magnetische Abdeckung auf, welche einen gesamten Körper des Außenumfangs abdeckt. Die nicht-magnetische Abdeckung ist in einer zylindrischen Form vorgesehen, um die Kathode 36 zu umgeben. Die nicht-magnetische Abdeckung ist z. B. aus irgendeinem von Kupfer, Wolfram, Molybdän, Niob, Tantal und einem nicht-magnetischen Edelstahl, Titan, Chrom oder einem nicht-magnetischen Metallelement, wie etwa einem Metallmaterial, das irgendeines von den vorstehend erwähnten als Hauptkomponente enthält, ausgebildet. In geeigneter Weise ist die nicht-magnetische Abdeckung aus einem Element (erstes Metallelement) mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet. Für den Fall, dass die nicht-magnetische Abdeckung in einem alternierenden magnetischen Feld angeordnet ist, kann die nicht-magnetische Abdeckung eine Verformung der magnetischen Feldlinie aufgrund des alternierenden magnetischen Feldes in einer entgegengesetzten Richtung basierend auf einem Wirbelstrom stärker erzeugen, wenn die elektrische Leitfähigkeit hoch ist, als wenn die elektrische Leitfähigkeit niedrig ist. Indem somit die magnetische Feldlinie verformt wird, verläuft die magnetische Feldlinie entlang dem Umfang der Kathode 36, und das magnetische Feld (alternierendes magnetisches Feld) in der Nähe der Oberfläche der Kathode 36 wird verstärkt. Demzufolge kann die Kathode 36 eine Kraft zum Ablenken der Elektronen eines ersten magnetischen Deflektors 60 erhöhen, was nachstehend erläutert wird. Die Kathode 36 kann zumindest die aus einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildete Oberfläche aufweisen. Somit kann z. B. ein gesamter Körper der Kathode 36 aus einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet sein.
Außerdem weist die Kathode 36 eine nicht-magnetische Abdeckung auf, die den Außenumfangsabschnitt umgibt, kann aber aus einem nicht-magnetischen Metall ganzheitlich ausgebildet oder aus einem nicht-magnetischen Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit in einer integrierten Struktur ausgebildet sein.
Die Kathodenhalterung 37 befestigt die Kathode 36 an einem von Endabschnitten und das KOV-Element 55 an dem anderen Endabschnitt. Die Kathodenhalterung 37 umfasst die Hochspannungszufuhranschlüsse 54. Wie in 2A gezeigt ist, ist die Kathodenhalterung 37 vorgesehen, um sich von dem KOV-Element 55, das in der Umgebung der Röhrenachse TA vorgesehen ist, zu der Umgebung des Außenumfangs des Anodenzielobjekts 35 hin zu erstrecken. Zusätzlich ist die Kathodenhalterung 37 fast parallel zu dem Anodenzielobjekt 35 vorgesehen und von dem Anodenzielobjekt 35 mit einem vorbestimmten Intervall beabstandet. Dazu befestigt die Kathodenhalterung 37 die Kathode 36 an dem Endabschnitt an der Außenumfangsseite des Anodenzielobjekts 35. Die Kathodenhalterung 37 kann die mit einer nicht-magnetischen Abdeckung abgedeckte Umgebung oder zumindest die aus einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildete Oberfläche aufweisen.
Das KOV-Element 55 ist aus einer Legierung mit geringer thermischer Ausdehnung ausgebildet. Das KOV-Element 55 weist einen von Endabschnitten, der zu der Kathodenhalterung 37 befestigt ist, und den anderen Endabschnitt, der an dem Hochspannungsisolierungselement 50 befestigt ist, auf. Das KOV-Element 55 deckt die Hochspannungszufuhranschlüsse 54 in der Vakuumummantelung 31 ab, was nachstehend erläutert wird.
Die Hochspannungszufuhranschlüsse 54 sind mit dem Hochspannungsisolierungselement 50 durch Hartlöten gebondet. Die Hochspannungszufuhranschlüsse 54 durchdringen das Hochspannungsisolierungselement 50 und sind in der Vakuumummantelung 31 eingefügt. Dazu sind die Einfügungsabschnitte der Hochspannungszufuhranschlüsse 54 in einem vakuumdichten Zustand abgedichtet und in der Vakuumummantelung 31 eingefügt.
Die Hochspannungszufuhranschlüsse 54 verlaufen durch das Innere der Kathodenhalterung 37 und sind mit der Kathode 36 verbunden. Die Hochspannungszufuhranschlüsse 54 legen eine relative negative Spannung an die Kathode 36 an und führen einem Heizdraht (Elektronenemissionsquelle) (nicht gezeigt) der Kathode 36 einen Heizstrom zu. Die Hochspannungszufuhranschlüsse 54 sind mit dem Behälter 302 verbunden und werden mit einem elektrischen Strom versorgt, wenn eine Hochspannungszufuhrquelle, wie etwa ein Stecker (nicht gezeigt), mit dem Behälter 302 verbunden ist. Die Hochspannungszufuhranschlüsse 54 sind Metallanschlüsse.
Die Vakuumummantelung 31 ist in einem Vakuumatmosphären-(vakuumdichten) Zustand abgedichtet und enthält die Röntgenstrahlröhre 30, welche die befestigte Welle 11, den Drehkörper 12, die Lagerungen 13, den Rotor 14, das Anodenzielobjekt 35, die Kathode 36, den Hochspannungszufuhranschluss 54 und das KOV-Element 55 aufweist. Der Vakuumbehälter 32 als eine Komponente der Vakuumummantelung 31 umhüllt die Kathode 36 und das Anodenzielobjekt 35.
Der Vakuumbehälter 32 weist ein röntgenstrahldurchlässiges Fenster 38 in einem vakuumdichten Zustand auf. Das röntgenstrahldurchlässige Fenster 38 ist an einem Wandabschnitt des Vakuumbehälters 32 gegenüber einem Gebiet zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35 vorgesehen. Das röntgenstrahldurchlässige Fenster 38 ist z. B. aus einem Metall, wie etwa Beryllium, Titan, Edelstahl oder Aluminium ausgebildet und an einem Abschnitt gegenüber dem Röntgenstrahlbestrahlungsfenster 20w vorgesehen. Beispielsweise ist der Vakuumbehälter 32 durch das röntgenstrahldurchlässige Fenster 38, das aus Beryllium ausgebildet ist, welches ein Element ist, das Röntgenstrahlen durchlässt, luftdicht abgedichtet. Außerhalb der Vakuumummantelung 31 ist das Hochspannungsisolierungselement 39 von der Seite des Hochspannungszufuhranschlusses 44 zu der Umgebung des Anodenzielobjekts 35 angeordnet. Das Hochspannungsisolierungselement 39 ist aus einem elektrisch isolierenden Harz ausgebildet.
Der Vakuumbehälter 32 weist abgesenkte Abschnitte 32a und 32b auf. Die abgesenkten Abschnitte 32a und 32b sind an Teilen des Vakuumbehälters 32 ausgebildet, welcher an einer Position gegenüber der Kathode 36 vorgesehen ist. Die Teile des Vakuumbehälters 32 umfassen zumindest die Oberfläche des Vakuumbehälters 32, welche der Kathode 36 entlang der Röhrenachse TA gegenüber liegt. Die abgesenkten Abschnitte 32a und 32b sind an Teilen des Vakuumbehälters 32 ausgebildete Absenkungen, um Magnetpole 68a und 68b eines ersten magnetischen Deflektors 60 zu enthalten, was nachstehend erläutert wird, und sind Teile des Vakuumbehälters 32, welcher die Absenkungen umgibt. Beispielsweise sind die abgesenkten Abschnitte 32a und 32b ausgebildet, indem der Vakuumbehälter 32 von der Außenseite abgesenkt ist, um die Kathode dazwischen aufzunehmen. Anders ausgedrückt, Wandoberflächen der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b sind ausgebildet, um zu der Kathode 36 hin vorzustehen, bei Betrachtung aus dem Inneren des Vakuumbehälters 32. Die abgesenkten Abschnitte 32a und 32b sind ausgebildet, um nicht so nah an der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 und der Oberfläche der Kathode 36 zu sein, dass ein Ausstoßen verhindert wird. Beispielsweise ist der abgesenkte Abschnitt 32a in der Richtung entlang der Röhrenachse TA bis zu einer Position abgesenkt, die von der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 weiter entfernt ist, als von der Oberfläche der Kathode 36, die der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 gegenüber liegt. Alternativ ist der abgesenkte Abschnitt 32a in der Richtung entlang der Röhrenachse TA bis zu einer Position abgesenkt, welche dieselbe wie die Oberfläche der Kathode 36 gegenüber der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 ist, oder einer Position, die etwas näher an der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 ist, als an der Oberfläche der Kathode 36 gegenüber der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35.
Zusätzlich sind in den abgesenkten Abschnitten 32a und 32b Eckabschnitte, die zu der Seite des Anodenzielobjekts 35 hin vorstehen, ausgebildet, um so geneigt zu sein, dass sie von der Zielobjektoberfläche des Anodenzielobjekts 35 und der Oberfläche der Kathode 36 entfernt sind, um ein Auftreten eines Ausstoßens usw. zu verhindern. Beispielsweise ist ein Eckabschnitt des abgesenkten Abschnitts 32a mit einem Neigungswinkel korrespondierend zu einem Neigungswinkel einer Endoberfläche des nachstehend zu erläuternden magnetischen Pols 68a ausgebildet. In ähnlicher Weise ist ein Eckabschnitt des abgesenkten Abschnitts 32b mit einem Neigungswinkel korrespondierend zu einem Neigungswinkel einer Endoberfläche des nachstehend zu erläuternden magnetischen Pols 68b ausgebildet. Die Eckabschnitte der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b können gleichmäßig gebogen sein. Beispielsweise ist jeder der Eckabschnitte der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b ausgebildet, um einen vorbestimmten Durchmesser aufzuweisen. Jeder der Eckabschnitte der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b, die zu der Seite des Anodenzielobjekts 35 hin vorstehen, muss nicht ausgebildet sein, um eine Neigung oder einen Durchmesser aufzuweisen. Alternativ können abgesenkte Abschnitte als ein Körper in der Drehrichtung um die Kathode 36 ausgebildet sein, oder die Anzahl von abgesenkten Abschnitten korrespondierend zu der Anzahl von nachstehend zu erläuternden magnetischen Polen können ausgebildet sein.
Der Vakuumbehälter 32 nimmt ein von dem Anodenzielobjekt 35 reflektiertes Rückstoßelektron ein. Aus diesem Grund ist der Vakuumbehälter 32 aus einem Element ausgebildet, dessen Temperatur nicht einfach auf Grund eines Impulses des Rückstoßelektrons angehoben werden kann, wie etwa Kupfer mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sollte allerdings der Vakuumbehälter 32 vorzugsweise aus einem Element ausgebildet sein, welches kein diamagnetisches Feld erzeugt, da die Vakuumummantelung 31 durch das durch die nachstehend zu erläuternden magnetischen Pole 68a und 68b erzeugte alternierende magnetische Feld beeinflusst wird. Beispielsweise ist der Vakuumbehälter 32 aus einem nicht-magnetischen Metallelement ausgebildet. Das nicht-magnetische Metallelement ist z. B. Kupfer, Molybdän, ein nicht-magnetischer Edelstahl, Inconel, Inconel X, Titan, leitende Keramik, nicht-leitende Keramik mit einer Oberfläche, die mit einem Metalldünnfilm überzogen ist, usw. In geeigneter Weise ist der Vakuumbehälter 32 aus einem nicht-magnetischen Element mit hohem elektrischem Widerstand ausgebildet, um zu verhindern, dass ein Wirbelstrom durch den Wechselstrom erzeugt wird. Insbesondere sind in dem Vakuumbehälter 32 die abgesenkten Abschnitte 32a und 32b aus einem nicht-magnetischen Element mit hohem elektrischem Widerstand ausgebildet, und Abschnitte, die sich von den abgesenkten Abschnitten 32a und 32b unterscheiden, sind aus einem nicht-magnetischen Element, wie etwa Kupfer, mit hoher thermischer Leitfähigkeit ausgebildet.
Das Hochspannungsisolierungselement 39 ist ringförmig ausgebildet, wobei eines von Enden kegelförmig ist und das andere Ende abgedichtet ist. Das Hochspannungsisolierungselement 39 ist an dem Gehäuse 20 direkt oder über die Statorspule 8 indirekt befestigt, was nachstehend erläutert wird. Das Hochspannungsisolierungselement 39 erzeugt eine elektrische Isolierung zwischen der befestigten Welle 11 und dem Gehäuse 20 und der Statorspule 8. Aus diesem Grund ist das Hochspannungsisolierungselement 39 zwischen der Statorspule 8 und der befestigten Welle 11 vorgesehen. Anders ausgedrückt, das Hochspannungsisolierungselement 39 ist vorgesehen, um die Vorsprungseite der befestigten Achse 11 zu enthalten.
In 1 ist die Statorspule 8 an dem Gehäuse 20 an einer Vielzahl von Abschnitten befestigt. Die Statorspule 8 ist vorgesehen, um einen Außenumfangsabschnitt des Rotors 14 und das Hochspannungsisolierungselement 39 zu umgeben. Die Statorspule 8 dreht den Rotor 14, den Drehkörper 12 und das Anodenzielobjekt 35. Da ein an den Rotor 14 anzulegendes magnetisches Feld erzeugt wird, indem ein vorbestimmter Strom der Statorspule 8 zugeführt wird, wird ein Anodenzielobjekt 35 usw. mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit gedreht. Anders ausgedrückt, der Rotor 14 wird gedreht, und das Anodenzielobjekt 35 wird gemäß der Drehung des Rotors 14 gedreht, indem ein Strom der Statorspule 8 zugeführt wird, die als Drehungsantreiber dient.
Ein durch den Gummibalg 2b, das Gehäuse 20e, den Deckelabschnitt 20f und die Behälter 301 und 302 umgebender Raum in dem Gehäuse 20 ist mit dem isolierenden Öl 9 gefüllt. Das isolierende Öl 9 absorbiert zumindest einen Teil der durch die Röntgenstrahlröhre 30 erzeugten Hitze.
Der erste magnetische Deflektor 60 wird mit Bezug auf 2A bis 2C erläutert.
Wie in 2B gezeigt ist, weist der erste magnetische Deflektor 60 eine Spule 64, eine Gabel 66 und die magnetischen Pole 68a und 68b auf. Der erste magnetische Deflektor 60 erzeugt ein magnetisches Feld, welches die Bahn der Elektronen, die von dem in der Kathode 36 enthaltenen Heizdraht emittiert werden, intermittierend oder sequentiell ablenkt. Der erste magnetische Deflektor 60 lenkt die von der Kathode 36 emittierten Elektronen (Strahlen) in einer Richtung entlang der Durchmesserrichtung des Anodenzielobjekts 35 ab. Die gepaarten magnetischen Pole 68a und 68b, welche nachstehend detailliert erläutert werden, sind jeweils an den jeweiligen Enden der Gabel 66 in dem ersten magnetischen Deflektor 60 ausgebildet. Der erste magnetische Deflektor 60 kann eine Vielzahl von magnetischen Polen aufweisen. Die magnetischen Pole umfassen zumindest ein Paar von magnetischen Polen, die ein magnetisches Feld dazwischen erzeugen und als Dipol gepaart sind. Die magnetischen Pole, die ein magnetisches Feld dazwischen erzeugen und als Dipol gepaart sind, werden nachstehend häufig als magnetisches Polpaar bezeichnet.
Zusätzlich wird in dem ersten magnetischen Deflektor 60 ein von einer Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) zugeführter Strom durch eine Ablenkungsenergiequellensteuerung (nicht gezeigt) gesteuert. Der erste magnetische Deflektor 60 kann eine Position des Fokus, d. h., einen Punkt, in welchem die Elektronen (Strahlen) kollidieren, intermittierend oder sequentiell auf der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 bewegen, indem zugelassen wird, dass der zugeführte Strom gesteuert wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der erste magnetische Deflektor 60 mit einem Wechselstrom von einer Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) versorgt. In diesem Fall erzeugt der erste magnetische Deflektor 60 ein alternierendes magnetisches Feld. Wie in 2B gezeigt ist, erzeugt z. B. der erste magnetische Deflektor 60 ein alternierendes magnetisches Feld MG1.
Die Spule 64 wird mit dem Strom von der Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) für den ersten magnetischen Deflektor 60 versorgt und erzeugt das magnetische Feld. Die Spule 64 ist um einen Teil der Gabel 66 gewickelt. Beispielsweise ist die Spule 64 in seitlicher Symmetrie von der Mitte der Gabel 66 gewickelt.
Die Gabel 66 ist klammerförmig ausgebildet. Beispielsweise ist die Gabel 66 derart vorgesehen, dass eine gerade Linie entlang der Röhrenachse TA durch die Mitte der Gabel 66 verläuft. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Distalabschnitte der Gabel 66 in naher Umgebung jeweils der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b vorgesehen. Dazu ist die Gabel 66 vorgesehen, um die Kathode 36 zwischen zwei Distalabschnitten aufzunehmen. Zusätzlich ist die Spule 64 um einen Teil der Gabel 66 gewickelt.
Die Gabel 66 ist aus einem weichen magnetischen Material und einem hohen elektrischen Widerstand ausgebildet, in welchem ein Wirbelstrom durch das alternierende magnetische Feld kaum erzeugt werden kann. Die Gabel 66 ist z. B. durch einen Schichtstoff ausgebildet, in welchem dünne Platten, die aus einer Fe-Si-Legierung (Siliziumstahl), einer Fe-Al-Legierung, einem elektromagnetischen Edelstahl, einer Fe-Ni-Legierung mit hoher magnetischer Permeabilität, wie etwa Permalloy, einer Ni-Cr-Legierung, einer Fe-Ni-Cr-Legierung, einer Fe-Ni-Co-Legierung, einer Fe-Cr-Legierung oder dergleichen ausgebildet sind, zwischen einem elektrisch isolierenden Film aufgenommen und geschichtet sind, oder einer Anordnung, die durch Abdecken von Walzdrähten von vorstehend erläuterten Materialien mit einem elektrisch isolierenden Film und Bündeln der Walzdrähte usw. ausgebildet ist. Die Gabel 66 kann aus einer Anordnung ausgebildet sein, die durch Malen vorstehend erläuterter Materialien zu feinem Pulver mit einem Durchmesser von ungefähr 1 µm, Abdecken der Pulveroberfläche mit einem elektrisch isolierenden Film, und Formen des Pulvers durch Formpressen ausgebildet ist. Außerdem kann die Gabel 66 aus Weichferriten usw. ausgebildet sein.
Die magnetischen Pole 68a und 68b sind jeweils an Endabschnitten der Gabel 66 vorgesehen. Die magnetischen Pole 68a und 68b sind so vorgesehen, dass die Kathode 36 zwischen den magnetischen Polen aufgenommen ist. Anders ausgedrückt, in dem ersten magnetischen Deflektor 60 ist jeder der magnetischen Pole 68a und 68b auf einer geraden Linie entlang einer Richtung senkrecht zu der Emissionsrichtung der Elektronen, die von dem in der Kathode 36 enthaltenen Heizdraht emittiert werden, vorgesehen.
In geeigneter Weise ist zum Erhöhen der magnetischen Flussdichte jeder der magnetischen Pole 68a und 68b vorgesehen, um in der Nähe der Emissionsrichtung (Elektronenbahn) der Elektronen zu sein, die von dem in der Kathode 36 enthaltenen Heizdraht emittiert werden. Anders ausgedrückt, der magnetische Pol 68a ist in naher Umgebung zu dem Eckabschnitt des abgesenkten Abschnitts 32a vorgesehen, während der magnetische Pol 68b in der Nähe des Eckabschnitts des abgesenkten Abschnitts 32b vorgesehen ist. Beispielsweise ist die Oberfläche des Endabschnitts (Endoberfläche) des magnetischen Pols 68a gemäß der Neigung des Eckabschnitts des abgesenkten Abschnitts 32a, welcher zu der Seite des Anodenzielobjekts 35 hin vorsteht, ausgebildet. In diesem Fall ist der magnetische Pol 68a derart vorgesehen, dass die Endoberfläche des magnetischen Pols 68a zu der Neigung des Eckabschnitts des abgesenkten Abschnitts 32a korrespondiert. In ähnlicher Weise ist die Endoberfläche des magnetischen Pols 68b gemäß der Neigung des Eckabschnitts des abgesenkten Abschnitts 32b, welcher zu der Seite des Anodenzielobjekts 35 hin vorsteht, ausgebildet. In diesem Fall ist der magnetische Pol 68b derart vorgesehen, dass die Endoberfläche des magnetischen Pols 68b zu der Neigung des Eckabschnitts des abgesenkten Abschnitts 32b korrespondiert.
Das magnetische Polpaar 68a und 68b (erstes magnetisches Polpaar) ist in einer im Wesentlichen ähnlichen Form ausgebildet. Das magnetische Polpaar 68a und 68b (erstes magnetisches Polpaar) ist als Dipol gepaart. Das magnetische Polpaar 68a und 68b ist vorgesehen, um den Oberflächen (Endoberflächen) zu der Elektronenemissionsrichtung der Kathode 36 hin zugewandt zu sein, um die von der Kathode 36 emittierten Elektronen an Positionen abzulenken, welche nicht so nah zu dem Anodenzielobjekt 35 sind. Anders ausgedrückt, die Oberfläche des magnetischen Pols 68a ist ausgebildet, um zu der geraden Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung hin geneigt zu sein. In ähnlicher Weise ist die Oberfläche des magnetischen Pols 68b ausgebildet, um zu der geraden Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung hin geneigt zu sein. Beispielsweise ist die Emissionsrichtung des Elektronenstrahls der Kathode 36 die Richtung entlang der Röhrenachse TA. Dazu sind die magnetischen Pole 68a und 68b vorgesehen, um mit demselben Winkel zu der Elektronenemissionsrichtung geneigt zu sein. Wie in 2B gezeigt ist, ist der Winkel von der Elektronenemissionsrichtung entlang der Röhrenachse TA zu der Oberfläche des magnetischen Pols 68a durch γ1 dargestellt, und der Winkel von der Elektronenemissionsrichtung zu der Oberfläche des magnetischen Pols 68b ist durch γ2 dargestellt. Somit ist γ1 gleich zu γ2, falls z. B. die magnetischen Pole 68a und 68b vorgesehen sind, um in ähnlicher Weise geneigt zu sein. Zusätzlich sind die Neigungswinkel γ (γ1 und y2) zu der Elektronenemissionsrichtung der magnetischen Pole 68a und 68b innerhalb eines Bereichs von 0°<γ<90° eingestellt. Dazu ist jeder der Neigungswinkel γ der magnetischen Pole 68a und 68b ausgebildet, um innerhalb des Bereichs von 0°<γ<90° zu liegen. Falls z. B. die Neigungswinkel γ1 und γ2 der magnetischen Pole 68a und 68b gleich sind, ist jeder der Neigungswinkel γ1 und γ2 der magnetischen Pole 68a und 68b innerhalb eines Bereichs von 30°≤γ≤60° ausgebildet. Außerdem kann jeder der Neigungswinkel γ1 und γ2 der magnetischen Pole 68a und 68b ausgebildet sein, um 45° zu der Elektronenemissionsrichtung zu betragen. Es ist zu beachten, dass eine Vielzahl von magnetischen Polpaaren in dem ersten magnetischen Deflektor 60 vorgesehen sein kann.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Elektronen von dem Heizdraht in der Kathode 36 zu dem Fokus der Elektronen des Anodenzielobjekts 35 hin emittiert, wenn die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 angetrieben wird. Es wird angenommen, dass die Emissionsrichtung der Elektronen entlang einer geraden Linie liegt, welche durch die Mitte der Kathode 36 verläuft. Zusätzlich sind die Neigungswinkel γ1 und γ2 der magnetischen Pole 68a und 68b des in 2B gezeigten ersten magnetischen Deflektors 60 gleich. Der erste magnetische Deflektor 60 wird mit einem Wechselstrom von einer Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) versorgt. Wenn der erste magnetische Deflektor 60 mit einem Wechselstrom versorgt wird, erzeugt der erste magnetische Deflektor 60 ein magnetisches Feld zwischen dem magnetischen Polpaar 68a und 68b, welches als Dipol gepaart ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das magnetische Polpaar 68a und 68b vorgesehen, um die magnetischen Felder zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35 zu erzeugen. Anders ausgedrückt, der erste magnetische Deflektor 60 erzeugt ein magnetisches Feld zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35. Die von der Kathode 36 emittierten Elektronen kollidieren mit dem Anodenzielobjekt 35, um das zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35 erzeugte magnetische Feld entlang der Röhrenachse TA zu kreuzen.
Der erste magnetische Deflektor 60 kann die durch das magnetische Feld verlaufenden Elektronenstrahlen intermittierend oder sequentiell bewegen, indem zugelassen wird, dass der von der Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) zugeführte Wechselstrom gesteuert wird. Der erste magnetische Deflektor 60 lenkt die von der Kathode 36 emittierten Elektronen (Strahlen) in der Richtung entlang der Durchmesserrichtung des Anodenzielobjekts 35 ab, indem der von der Ablenkungsenergiequellensteuerung (nicht gezeigt) zugeführte Strom gesteuert wird. Anders ausgedrückt, der erste magnetische Deflektor 60 kann die Position des Fokus bewegen, d. h., den Punkt, in welchem die Elektronen auf der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 kollidieren, indem der zugeführte Strom durch die Ablenkungsenergiequellensteuerung (nicht gezeigt) gesteuert wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der erste magnetische Deflektor 60 die Elektronenstrahlen in der Richtung senkrecht zu dem magnetischen Feld bewegen. Beispielsweise bewegt der erste magnetische Deflektor 60 die Elektronenstrahlen in zwei Richtungen senkrecht zu dem alternierenden magnetischen Feld MG1, ähnlich zu der in 2C gezeigten Richtung D1.
Wenn der erste magnetische Deflektor 60 das alternierende magnetische Feld MG1 erzeugt, lässt die nicht-magnetische Abdeckung der Kathode 36 zu, dass das magnetische Feld in der Richtung entgegengesetzt zu dem alternierenden magnetischen Feld MG1 erzeugt wird, basierend auf dem Wirbelstrom, da die nicht-magnetische Abdeckung aus einem nicht-magnetischen Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist. In ähnlicher Weise lässt das Anodenzielobjekt 35 zu, dass das magnetische Feld in der zu dem alternierenden magnetischen Feld MG1 entgegengesetzten Richtung erzeugt wird, basierend auf dem Wirbelstrom, da das Anodenzielobjekt 35 aus einem nicht-magnetischen Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist. Das alternierende magnetische Feld MG1 wird durch die von der nicht-magnetischen Abdeckung und dem Anodenzielobjekt 35 erzeugten magnetischen Feldern in der entgegengesetzten Richtung verschoben. Indem somit das alternierende magnetische Feld MG1 verschoben wird, verläuft das alternierende magnetische Feld MG1 in der Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Elektronenemissionsrichtung ist, an einer Position zwischen der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 und der Oberfläche der Kathode 36, wie in 2B gezeigt ist. Zusätzlich wird, indem somit das alternierende magnetische Feld MG1 verschoben wird, die Stärke (magnetische Flussdichte) des alternierenden magnetischen Feldes MG1 in dem Gebiet in der Nähe der Position zwischen der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 und der Oberfläche der Kathode 36 erhöht. Demzufolge wird die Ablenkungskraft bezüglich der Elektronen (Strahlen) erhöht, indem die magnetische Flussdichte erhöht wird, und der erste magnetische Deflektor 60 kann die Elektronen (Strahlen) effizient ablenken.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 die Röntgenstrahlröhre 30 auf, welche die abgesenkten Abschnitte 32a und 32b und den ersten magnetischen Deflektor 60 aufweist, welcher die von der Röntgenstrahlröhre 30 emittierten Elektronen ablenkt. Der erste magnetische Deflektor 60 lässt zu, dass ein magnetisches Feld zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35 durch die magnetischen Pole 68a und 68b erzeugt wird. Jedes des magnetischen Polpaars 68a und 68b ist vorgesehen, um der Oberfläche zu der Elektronenemissionsrichtung hin mit einer vorbestimmten Neigung zugewandt zu sein, um die von der Kathode 36 emittierten Elektronen an der Position zwischen dem Anodenzielobjekt 35 und der Kathode 36 abzulenken. Die Kathode 36 weist eine nicht-magnetische Abdeckung, die aus einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist, an einem Umfangsabschnitt derselben in der Vakuumummantelung 31 der Röntgenstrahlröhre 30 auf. Zusätzlich ist das Anodenzielobjekt 35 auch aus einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet. Wenn der erste magnetische Deflektor 60 mit dem Wechselstrom versorgt wird, wird somit ein Teil des durch den ersten magnetischen Deflektor 60 erzeugten alternierenden magnetischen Feldes MG1 verstärkt. Demzufolge kann der erste magnetische Deflektor 60 die von der Kathode 36 emittierten Elektronen sicher ablenken.
Zusätzlich kann in der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 die Entfernung zwischen dem Anodenzielobjekt 35 und der Kathode 36 verringert werden, da ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser nicht zwischen dem Anodenzielobjekt 35 und der Kathode 36 vorgesehen ist. Demzufolge kann ein Auftreten einer Ausdehnung, einer Unschärfe und einer Verformung des Röntgenstrahlfokus, eine Verringerung der Elektronenemissionsmenge der Kathode 36 usw. in der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verringert werden.
Im Folgenden wird eine Röntgenstrahlröhrenanordnung eines anderen Ausführungsbeispiels erläutert. In dem anderen Ausführungsbeispiel sind Abschnitte, die ähnlich oder gleich zu denen des vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiels sind, durch dieselben Bezugszeichen oder Symbole gekennzeichnet, und auf eine detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Eine Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist von der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des ersten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die abgesenkten Abschnitte 32a und 32b und den ersten magnetischen Deflektor 60 verschieden.
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick einer Röntgenstrahlröhre 30 des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt. In 3 ist eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA als gerade Linie L1 bezeichnet, eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA und der geraden Linie L1 ist als gerade Linie L2 bezeichnet, und eine gerade Linie, welche orthogonal zu einer geraden Linie entlang einer Elektronenemissionsrichtung und der geraden Linie L1 ist, und welche parallel zu der geraden Linie L2 ist, ist als gerade Linie L3 bezeichnet. Zusätzlich ist eine gerade Linie, die mit einem Winkel α0 zu der geraden Linie L3 um die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung geneigt ist, als gerade Linie L4 bezeichnet. Es wird angenommen, dass die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung durch die Mitte der Kathode 36 verläuft.
Wie in 3 gezeigt ist, weist in der Röntgenstrahlröhre 30 des zweiten Ausführungsbeispiels jeder der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b einen Wandabschnitt auf, der gebogen ist, um die Kathode 36 zu umgeben. Die Wandabschnitte der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b liegen einander auf einer geraden Linie orthogonal zu der geraden Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung gegenüber. Die Wandabschnitte der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b müssen nicht gebogen sein, um die Kathode 36 zu umgeben.
Beispielsweise weist, wie in 3 gezeigt ist, der abgesenkte Abschnitt 32a den Wandabschnitt auf, welcher die gerade Linie L4 senkrecht schneidet, und welcher der Kathode 36 gegenüber liegt. In ähnlicher Weise weist der abgesenkte Abschnitt 32b den Wandabschnitt auf, welcher die gerade Linie L4 senkrecht schneidet, und welcher der Kathode 36 gegenüber liegt. Die Wandabschnitte der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b sind auf der geraden Linie L4 vorgesehen, um einander gegenüber zu liegen.
Der erste magnetische Deflektor 60 ist vorgesehen, um sich mit einem vorbestimmten Winkel um die gerade Linie entlang der Emissionsrichtung des Elektronenstrahls zu drehen. Beispielsweise ist, wie in 3 gezeigt ist, der erste magnetische Deflektor 60 vorgesehen, um parallel zu der geraden Linie L4 geneigt zu sein. In diesem Fall sind die magnetischen Pole 68a und 68b des ersten magnetischen Deflektors 60 vorgesehen, um die Kathode 36 auf der geraden Linie L4 dazwischen aufzunehmen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der erste magnetische Deflektor 60 den Elektronenstrahl gleichzeitig in einer Durchmesserrichtung und einer Drehrichtung des Anodenzielobjekts 35 ablenken, indem das durch die gepaarten magnetischen Pole 68a und 68b erzeugte magnetische Feld MG1 alterniert. Anders ausgedrückt, der erste magnetische Deflektor 60 kann einen Fokus des Elektronenstrahls mit einem Verhältnis von tanα0 der Bewegungsentfernung in der Drehrichtung zu der Bewegungsentfernung in der Durchmesserrichtung des Anodenzielobjekts bewegen. Im Allgemeinen wird die Form des Fokus, durch das röntgenstrahldurchlässige Fenster 38 entlang der geraden Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA und die Mitte des Fokus schneidend betrachtet, als der effektive Fokus bezeichnet. Falls sich der Fokus in der Durchmesserrichtung um x bewegt, bewegt sich dann der effektive Fokus in der Röhrenachsenrichtung um xtanθ. Andererseits, falls sich der Fokus in der Drehrichtung um y (=xtanα0) bewegt, bewegt sich dann der effektive Fokus in der Drehrichtung um dieselbe Größe, y (=xtanα0).
Damit sich der effektive Fokus in einer gleichen Entfernung in der Röhrenachsenrichtung (welche die Richtung entlang der Länge des effektiven Fokus darstellt) und der Drehrichtung (welche die Richtung entlang der Breite des effektiven Fokus darstellt) bewegt, ist beispielsweise der erste magnetische Deflektor 60 derart angeordnet, dass der Winkel α0, welcher durch die gerade Line L4 zu der geraden Line L3 gebildet ist, gleich dem Neigungswinkel θ des Anodenzielobjekts 35 ist.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste magnetische Deflektor 60 vorgesehen, um sich mit einem vorbestimmten Winkel um die gerade Linie entlang der Emissionsrichtung des Elektronenstrahls zu drehen. Demzufolge kann der erste magnetische Deflektor 60 den von der Kathode 36 emittierten Elektronenstrahl in eine Richtung ablenken, die von der des ersten Ausführungsbeispiels verschieden ist.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Eine Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ist von der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf ein weiteres Merkmal verschieden, welches einen zweiten magnetischen Deflektor 70 darstellt.
Die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gleich zu der Röhrenstrahlröhrenanordnung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels konfiguriert. In dem dritten Ausführungsbeispiel sind Abschnitte, die gleich oder ähnlich zu denen des vorstehend erläuterten zweiten Ausführungsbeispiels sind, durch dieselben Bezugszeichen oder Symbole gekennzeichnet, und auf eine detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
4A ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick einer Röntgenstrahlröhre 30 des dritten Ausführungsbeispiels zeigt, 4B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IVA-IVA in 4A gesehen, und 4C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IVB-IVB in 4B gesehen. In 4B ist eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA als gerade Linie L1 bezeichnet, und eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA und der geraden Linie L1 ist als gerade Linie L2 bezeichnet, und eine gerade Linie, welche orthogonal zu einer geraden Linie entlang einer Elektronenemissionsrichtung und der geraden Linie L1 ist, und welche parallel zu der geraden Linie L2 ist, ist als gerade Linie L3 bezeichnet.
Zusätzlich ist eine gerade Linie, die um die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung mit einem Winkel α1 zu der geraden Linie L3 geneigt ist, als gerade Linie L5 bezeichnet, und eine gerade Linie, die um die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung mit einem Winkel α2 zu der geraden Linie L3 geneigt ist, als gerade Linie L6 bezeichnet. Es wird angenommen, dass die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung durch die Mitte der Kathode 36 verläuft. Die Neigungswinkel α1 und α2 der jeweiligen geraden Linien L5 und L6 sind nachstehend der Einfachheit halber eingestellt, um gleich zu sein. Die Neigungswinkel α1 und α2 können voneinander verschieden sein.
Neben der Konfiguration der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels weist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ferner einen zweiten magnetischen Deflektor 70 auf. Der zweite magnetische Deflektor 70 ist im Wesentlichen gleich zu dem ersten magnetischen Deflektor 60 konfiguriert. Wie in 4B gezeigt ist, ist ein abgesenkter Abschnitt 32a ausgebildet, um einen nachstehend erläuterten magnetischen Pol 68a und einen magnetischen Pol 78a aufzunehmen, während ein abgesenkter Abschnitt 32b ausgebildet ist, um einen nachstehend erläuterten magnetischen Pol 68b und einen magnetischen Pol 78b aufzunehmen.
Der zweite magnetische Deflektor 70 ist konfiguriert, um im Wesentlichen gleich zu dem ersten magnetischen Deflektor 60 zu sein, und auf eine detaillierte Erläuterung wird verzichtet.
Wie in 4C gezeigt ist, weist der zweite magnetische Deflektor 70 eine Spule 74, eine Gabel 76 und die magnetischen Pole 78a und 78b auf. Zusätzlich bildet, wie in 4C gezeigt ist, der zweite magnetische Deflektor 70 ein alternierendes magnetisches Feld MG2 aus, welches die Bahn der Elektronen, die von einem in der Kathode 36 enthaltenen Heizdraht emittiert werden, intermittierend oder sequentiell ablenkt. Der zweite magnetische Deflektor 70 lenkt die von der Kathode 36 emittierten Elektronen (Strahlen) in einer Richtung entlang der Durchmesserrichtung eines Anodenzielobjekts 35 ab. Der zweite magnetische Deflektor 70 ist aus den gepaarten magnetischen Polen 78a und 78b an beiden Enden der Gabel 76 gebildet.
Der zweite magnetische Deflektor 70 ist in naher Umgebung der abgesenkten Abschnitte 32a und 32b der Röntgenstrahlröhre 30 außerhalb der Röntgenstrahlröhre 30 vorgesehen. Wie in 4A gezeigt ist, ist der zweite magnetische Deflektor 70 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel koaxial zu dem ersten magnetischen Deflektor 60 auf der geraden Linie parallel zu der Röhrenachse TA, die durch die Mitte der Kathode 36 verläuft, vorgesehen. Zusätzlich ist der zweite magnetische Deflektor 70 vorgesehen, um sich mit einem vorbestimmten Winkel um die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung zu drehen. Beispielsweise ist, wie in 4B gezeigt ist, der erste magnetische Deflektor 60 vorgesehen, um entlang der geraden Line L5 geneigt zu sein, während der zweite magnetische Deflektor 70 vorgesehen ist, um entlang der geraden Linie L6 geneigt zu sein.
In dem zweiten magnetischen Deflektor 70 wird ein von einer Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) zugeführter Strom durch eine Ablenkungsenergiequellensteuerung (nicht gezeigt) gesteuert. Der zweite magnetische Deflektor 70 kann eine Position des Fokus auf der Oberfläche des Anodenzielobjekts 35 intermittierend oder sequentiell bewegen, indem zugelassen wird, dass der zugeführte Strom gesteuert wird. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der zweite magnetische Deflektor 70 mit einem Wechselstrom von einer Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) versorgt. In diesem Fall erzeugt der zweite magnetische Deflektor 70 ein alternierendes magnetisches Feld. Es ist zu beachten, dass die Ablenkungsenergiequelle und die Ablenkungsenergiequellensteuerung zu denen des ersten magnetischen Deflektors 60 gleich oder von diesen verschieden sein können.
Die magnetischen Pole 78a und 78b (zweites magnetisches Polpaar) sind jeweils an Endabschnitten der Gabel 76 vorgesehen. Die magnetischen Pole 78a und 78b sind derart vorgesehen, dass die dem Anodenzielobjekt 35 gegenüber liegende Kathode 36 zwischen den Magnetpolen 78a und 78b vorgesehen ist. Anders ausgedrückt, in dem zweiten magnetischen Deflektor 70 ist das Paar von magnetischen Polen 78a und 78a auf einer geraden Linie entlang einer Richtung senkrecht zu der Emissionsrichtung der Elektronen, die von dem in der Kathode 36 enthaltenen Heizdraht emittiert werden, oder z. B. auf der geraden Linie L6 vorgesehen.
Das magnetische Polpaar 78a und 78b ist in einer im Wesentlichen ähnlichen Form ausgebildet. Das magnetische Polpaar 78a und 78b ist als Dipol gepaart. Ähnlich zu dem magnetischen Polpaar 68a und 68b ist das magnetische Polpaar 78a und 78b vorgesehen, um zu der Elektronenemissionsrichtung der Kathode 36 hin zugewandt zu sein, um die von der Kathode 36 emittierten Elektronen an Positionen abzulenken, welche nicht so nah an dem Anodenzielobjekt 35 liegen. Beispielsweise ist die Emissionsrichtung des Elektronenstrahls der Kathode 36 die Richtung entlang der Röhrenachse TA. Dazu sind die magnetischen Pole 78a und 78b vorgesehen, um mit demselben Winkel zu der Elektronenemissionsrichtung geneigt zu sein. Wie in 4C gezeigt ist, ist der Winkel von der Elektronenemissionsrichtung entlang der Röhrenachse TA zu der Oberfläche des magnetischen Pols 78a durch γ3 dargestellt, und der Winkel von der Elektronenemissionsrichtung zu der Oberfläche des magnetischen Pols 78b ist durch γ4 dargestellt. Somit ist γ3 gleich zu γ4, falls z. B. die magnetischen Pole 78a und 78b vorgesehen sind, um in ähnlicher Weise geneigt zu sein. Zusätzlich sind Neigungswinkel γ (γ1, y2, γ3 und γ4) zu der Elektronenemissionsrichtung der magnetischen Pole 78a und 78b innerhalb eines Bereichs von 0°<γ<90° eingestellt. Dazu ist jeder der Neigungswinkel γ der magnetischen Pole 78a und 78b ausgebildet, um innerhalb des Bereichs von 0°<γ<90° zu liegen. Falls beispielsweise die Neigungswinkel γ3 und γ4 der magnetischen Pole 78a und 78b gleich zueinander sind, ist jeder Neigungswinkel γ3 und γ4 der magnetischen Pole 78a und 78b innerhalb eines Bereichs von 30°≤γ≤60° ausgebildet. Außerdem kann jeder Neigungswinkel γ3 und γ4 der magnetischen Pole 78a und 78b ausgebildet sein, um zu der Elektronenemissionsrichtung 45° zu betragen. Es ist zu beachten, dass eine Vielzahl von magnetischen Polpaaren in dem zweiten magnetischen Deflektor 70 vorgesehen sein kann.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Elektronen von dem Heizdraht in der Kathode 36 zu dem Fokus der Elektronen des Anodenzielobjekts 35 hin emittiert, wenn die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 angetrieben wird. Es wird angenommen, dass die Emissionsrichtung der Elektronen entlang einer geraden Linie liegt, welche durch die Mitte der Kathode 36 verläuft. Der erste magnetische Deflektor 60 und der zweite magnetische Deflektor 70 sind an Positionen vorgesehen, an welchen zwei Sätze von Dipolen, d. h. das magnetische Polpaar 68a und 68b und das magnetische Polpaar 78a und 78b mit vorbestimmten Winkeln α (α1 und α2) zu gegenüber liegenden Seiten der geraden Linie L3 hin um die Mittelachse der Kathode 36 drehen. Jedes des magnetischen Polpaars 68a und 68b des ersten magnetischen Deflektors 60 ist auf der geraden Linie L5 vorgesehen, die um einen Winkel α1 zu der geraden Linie L3 gedreht ist. Jedes des magnetischen Polpaars 78a und 78b des zweiten magnetischen Deflektors 70 ist auf der geraden Linie L5 vorgesehen, die um den Winkel α2 zu der geraden Linie L3 gedreht ist.
Zusätzlich sind die Neigungswinkel γ1 und γ2 der magnetischen Pole 68a und 68b des ersten magnetischen Deflektors 60 gleich zu den Neigungswinkeln γ3 und γ4 der magnetischen Pole 78a und 78b des zweiten magnetischen Deflektors 70. Jeder des ersten magnetischen Deflektors 60 und des zweiten magnetischen Deflektors 70 wird mit einem Wechselstrom von einer Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) versorgt. Wenn der erste magnetische Deflektor 60 mit dem Wechselstrom von der Ablenkungsenergiequelle versorgt wird, erzeugt der erste magnetische Deflektor 60 ein alternierendes magnetisches Feld MG1 zwischen dem magnetischen Polpaar 68a und 68b, das als Dipol dient. In ähnlicher Weise erzeugt der zweite magnetische Deflektor 70 ein alternierendes magnetisches Feld MG2 zwischen dem magnetischen Polpaar 78a und 78b, das als Dipol dient. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das magnetische Polpaar 68a und 68b sowie das magnetische Polpaar 78a und 78b vorgesehen, um die magnetischen Felder zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35 zu erzeugen. Die von der Kathode 36 emittierten Elektronen kollidieren mit dem Anodenzielobjekt 35, um das zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35 erzeugte alternierende magnetische Feld MG1 und/oder alternierende magnetische Feld MG2 entlang der Röhrenachse TA zu kreuzen.
Jeder des ersten magnetischen Deflektors 60 und des zweiten magnetischen Deflektors 70 kann den durch das magnetische Feld verlaufenden Elektronenstrahl intermittierend oder sequentiell bewegen, indem zugelassen wird, dass der von der Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) zugeführte Wechselstrom gesteuert wird.
Die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann den Fokus, in welchem die Elektronen kollidieren, auf dem Anodenzielobjekt 35 gleichzeitig in der Durchmesserrichtung und der Drehrichtung durch Ablenkungsmagnetfelder bewegen, die durch zwei Sätze der gepaarten magnetischen Pole 68a und 68b und der gepaarten magnetischen Pole 78a und 78b erzeugt werden.
Der erste magnetische Deflektor 60 kann den Elektronenstrahl gleichzeitig in der Durchmesserrichtung und der Drehrichtung des Anodenzielobjekts 35 ablenken, indem das durch die gepaarten magnetischen Pole 68a und 68b erzeugte magnetische Feld MG1 alterniert. Zusätzlich kann der zweite magnetische Deflektor 70 den Elektronenstrahl gleichzeitig in der Durchmesserrichtung und der Drehrichtung des Anodenzielobjekts 35 ablenken, indem das durch die gepaarten magnetischen Pole 78a und 78b erzeugte magnetische Feld MG2 alterniert. Anders ausgedrückt, der erste magnetische Deflektor 60 und der zweite magnetische Deflektor 70 können den Fokus des Elektronenstrahls mit einem vorbestimmten Verhältnis der Entfernungsbewegung in der Drehrichtung zu der Entfernungsbewegung in der Durchmesserrichtung des Anodenzielobjekts 35 bewegen. Das vorbestimmte Verhältnis kann innerhalb des Bereichs zwischen 0 und tanα ausgewählt werden, indem das Verhältnis der magnetischen Feldstärke von MG1 und der magnetischen Feldstärke von MG2 eingestellt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 den ersten magnetischen Deflektor 60 und den zweiten magnetischen Deflektor 70 auf. Demzufolge können der erste magnetische Deflektor 60 und der zweite magnetische Deflektor 70 den Fokus des Elektronenstrahls auf dem Anodenzielobjekt 35 frei bewegen, indem das Verhältnis ihrer jeweiligen magnetischen Feldstärken eingestellt wird.
(Viertes Ausführungsbeispiel)
Eine Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vierten Ausführungsbeispiels ist von der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf Strukturen eines ersten magnetischen Deflektors 60 und eines zweiten magnetischen Deflektors 70 verschieden.
Die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vierten Ausführungsbeispiels ist im Wesentlichen gleich zu der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des dritten Ausführungsbeispiels konfiguriert. Somit sind Abschnitte in dem vierten Ausführungsbeispiel, die gleich oder ähnlich zu denen des vorstehend erläuterten dritten Ausführungsbeispiels sind, durch dieselben Bezugszeichen oder Symbole gekennzeichnet, und auf eine detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
5A ist eine Querschnittsansicht, die einen Überblick einer Röntgenstrahlröhre 30 des vierten Ausführungsbeispiels zeigt, und 5B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie VA-VA von 5A gesehen. In 5B ist eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA als gerade Linie L1 bezeichnet, eine gerade Linie orthogonal zu der Röhrenachse TA und der geraden Linie L1 ist als gerade Linie L2 bezeichnet, und eine gerade Linie, welche orthogonal zu einer geraden Linie entlang einer Elektronenemissionsrichtung und der geraden Linie L1 ist, und welche parallel zu der geraden Linie L2 ist, ist als gerade Linie L3 bezeichnet. Zusätzlich ist eine gerade Linie, die um die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung zu der geraden Linie L3 mit einem Winkel β1 geneigt ist, als gerade Linie L7 bezeichnet, und eine gerade Linie, die um die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung zu der geraden Linie L3 mit einem Winkel β2 geneigt ist, ist als gerade Linie L8 bezeichnet. Es wird angenommen, dass die gerade Linie entlang der Elektronenemissionsrichtung durch die Mitte der Kathode 36 verläuft. Die Neigungswinkel β1 und β2 der jeweiligen geraden Linien L7 und L8 sind nachstehend der Einfachheit halber als gleiche Winkel eingestellt. Die Neigungswinkel β1 und β2 können voneinander verschieden sein.
In der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vierten Ausführungsbeispiels ist der erste magnetische Deflektor 60 vorgesehen, um bezüglich des Aufbaus des ersten magnetischen Deflektors 60 des ersten Ausführungsbeispiels um 90° gedreht zu sein. Beispielsweise ist, wie in 5A gezeigt ist, der erste magnetische Deflektor 60 derart vorgesehen, dass beide Endabschnitte (magnetische Pole 68a und 68b) einer Gabel 66 in einem abgesenkten Abschnitt 32a enthalten sind. In ähnlicher Weise ist der zweite magnetische Deflektor 70 derart vorgesehen, dass beide Endabschnitte (magnetische Pole 78a und 78b) einer Gabel 76 in einem abgesenkten Abschnitt 32b enthalten sind.
Beispielsweise sind, wie in 5B gezeigt ist, die magnetischen Pole 68a und 68b parallel zu der geraden Linie L1 angeordnet und in dem abgesenkten Abschnitt 32a vorgesehen, während die magnetischen Pole 78a und 78b parallel zu der geraden Linie L1 angeordnet und in dem abgesenkten Abschnitt 32b vorgesehen sind. Dazu sind die magnetischen Pole 68a und 78a vorgesehen, um die Kathode 36 auf der geraden Linie L7 dazwischen aufzunehmen, während die magnetischen Pole 68b und 78b vorgesehen sind, um die Kathode 36 auf der geraden Linie L8 dazwischen aufzunehmen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Elektronen von dem Heizdraht in der Kathode 36 zu dem Fokus der Elektronen des Anodenzielobjekts 35 hin emittiert, wenn die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 angetrieben wird. Es wird angenommen, dass die Emissionsrichtung der Elektronen entlang einer geraden Linie liegt, welche durch die Mitte der Kathode 36 verläuft. Die magnetischen Pole 68a und 68b sind in dem abgesenkten Abschnitt 32a enthalten. In ähnlicher Weise sind die magnetischen Pole 78a und 78b vorgesehen, um in dem abgesenkten Abschnitt 32b enthalten zu sein.
Jeder des ersten magnetischen Deflektors 60 und des zweiten magnetischen Deflektors 70 wird mit einem Wechselstrom von einer Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) versorgt. Wenn der erste magnetische Deflektor 60 mit dem Wechselstrom von der Ablenkungsenergiequelle versorgt wird, erzeugt der erste magnetische Deflektor 60 ein alternierendes magnetisches Feld MG1 zwischen dem magnetischen Polpaar 68a und 68b, das als Dipol dient. In ähnlicher Weise erzeugt der zweite magnetische Deflektor 70 ein alternierendes magnetisches Feld MG2 zwischen dem magnetischen Polpaar 78a und 78b, das als Dipol dient. Dazu erzeugen die magnetischen Pole 68a und 68b ein alternierendes magnetisches Feld MG3 in einer Durchmesserrichtung des Anodenzielobjekts 35. Die magnetischen Pole 78a und 78b erzeugen ein alternierendes magnetisches Feld MG4 in einer Durchmesserrichtung des Anodenzielobjekts 35 an einer den magnetischen Polen 68a und 68b gegenüber liegenden Seite, wobei die Kathode 36 dazwischen eingefügt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das magnetische Polpaar 68a und 68b und das magnetische Polpaar 78a und 78b vorgesehen, um die magnetischen Felder zwischen der Kathode 36 und dem Anodenzielobjekt 35 zu erzeugen.
Jeder des ersten magnetischen Deflektors 60 und des zweiten magnetischen Deflektors 70 kann den durch das magnetische Feld verlaufenden Elektronenstrahl intermittierend oder sequentiell bewegen, indem zugelassen wird, dass der von der Ablenkungsenergiequelle (nicht gezeigt) zugeführte Wechselstrom gesteuert wird. Jeder des ersten magnetischen Deflektors 60 und des zweiten magnetischen Deflektors 70 lenkt die von der Kathode 36 emittierten Elektronen (Strahlen) in der Richtung entlang der Drehrichtung des Anodenzielobjekts 35 ab, indem der zugeführte Strom von der Ablenkungsenergiequellensteuerung (nicht gezeigt) gesteuert wird. Anders ausgedrückt, der erste magnetische Deflektor 60 und der zweite magnetische Deflektor 70 können den Fokus des Elektronenstrahls auf dem Anodenzielobjekt 35 in der Richtung entlang der Drehrichtung des Anodenzielobjekts 35 bewegen.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste magnetische Deflektor 60 derart vorgesehen, dass die magnetischen Pole 68a und 68b in dem abgesenkten Abschnitt 32a enthalten sind. In ähnlicher Weise ist der zweite magnetische Deflektor 70 derart vorgesehen, dass die magnetischen Pole 78a und 78b der Gabel 76 in dem abgesenkten Abschnitt 32b enthalten sind. Demzufolge können der erste magnetische Deflektor 60 und der zweite magnetische Deflektor 70 die von der Kathode 36 emittierten Elektronen (Strahlen) in der Richtung entlang der Drehrichtung des Anodenzielobjekts 35 ablenken.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel weist die Röntgenstrahlröhrenanordnung die Röntgenstrahlröhre auf, welche die abgesenkten Abschnitte und die magnetischen Deflektoren aufweist, welche die von der Röntgenstrahlröhre emittierten Elektronen ablenken. Jeder der magnetischen Deflektoren weist eine Vielzahl von magnetischen Polen auf. Die magnetischen Pole umfassen zumindest ein magnetisches Polpaar, das als Dipol dient. Das magnetische Polpaar lässt zu, dass das magnetische Feld zwischen der Kathode und dem Anodenzielobjekt erzeugt wird. Jeder der in dem magnetischen Polpaar enthaltenen magnetischen Pole weist eine Oberfläche auf, die der Elektronenemissionsrichtung zugewandt ist, um die von der Kathode emittierten Elektronen an der Position zwischen dem Anodenzielobjekt und der Kathode abzulenken. Die Kathode weist z. B. eine aus einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildete nicht-magnetische Abdeckung an einem Umfangsabschnitt derselben in der Vakuumummantelung der Röntgenstrahlröhre auf. Zusätzlich ist das Anodenzielobjekt auch aus z. B. einem nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet. Wenn jeder magnetische Deflektor mit dem Wechselstrom versorgt wird, wird somit ein Teil des durch den magnetischen Deflektor erzeugten magnetischen Feldes verstärkt. Demzufolge kann der magnetische Deflektor die von der Kathode emittierten Elektronen sicher ablenken.
Zusätzlich kann in der Röntgenstrahlröhrenanordnung die Entfernung zwischen dem Anodenzielobjekt und der Kathode verringert werden, da ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser nicht zwischen dem Anodenzielobjekt und der Kathode vorgesehen ist. Demzufolge kann ein Auftreten einer Ausdehnung, einer Unschärfe und einer Verformung des Röntgenstrahlfokus, einer Verringerung der Elektronenemissionsmenge der Kathode usw. in der Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels verringert werden.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 eine Drehanoden-Röntgenstrahlröhrenanordnung, kann aber auch eine Standanoden-Röhrenstrahlröhrenanordnung sein.
In den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist die Röntgenstrahlröhrenanordnung 1 eine Sternpunkterdungstyp-Röntgenstrahlröhrenanordnung, kann aber auch eine Anodenerdungs- oder Kathodenerdungs-Röhrenstrahlröhrenanordnung sein.

Claims

Röntgenstrahlröhrenanordnung (10), gekennzeichnet durch: eine Kathode (36), die ein Elektron emittiert und zumindest einen Oberflächenabschnitt aufweist, der aus einem ersten nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist, ein Anodenzielobjekt (35), das zumindest einen Oberflächenabschnitt aufweist, der aus einem zweiten nicht-magnetischen Metallelement mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist, der Kathode gegenüber liegend vorgesehen ist, und eine Zielobjektoberfläche aufweist, von welcher Röntgenstrahlen erzeugt werden, indem zugelassen wird, dass das von der Kathode emittierte Elektron mit der Zielobjektoberfläche kollidiert, eine Vakuumummantelung (31), welche die Kathode und das Anodenzielobjekt enthält, ein in einem vakuumluftdichten Zustand abgedichtetes Inneres aufweist, und zumindest einen abgesenkten Abschnitt aufweist, der von außen abgesenkt und ausgebildet ist, um die Kathode von beiden Seiten dazwischen aufzunehmen, und einen ersten magnetischen Deflektor (60), der mit einem Wechselstrom von einer Energiequelle versorgt wird, außerhalb der Vakuumummantelung vorgesehen ist, zumindest ein erstes magnetisches Polpaar (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) aufweist, das aus zwei gepaarten magnetischen Polen zusammengesetzt ist, welche das alternierende magnetische Feld erzeugen, und ein alternierendes magnetisches Feld zum Ablenken einer Elektronenbahn des von der Kathode emittierten Elektrons zu dem Anodenzielobjekt hin zwischen der Kathode und dem Anodenzielobjekt durch das erste magnetische Polpaar erzeugt, wobei das erste magnetische Polpaar (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) in naher Umgebung einer Wandoberfläche des abgesenkten Abschnitts vorgesehen ist, um die Kathode dazwischen aufzunehmen, eine Endoberfläche des ersten magnetischen Polpaars (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) an einem Eckabschnitt des abgesenkten Abschnitts angeordnet ist, und mit einem Winkel γ in Richtung einer geraden Linie entlang einer Emissionsrichtung des von der Kathode emittierten Elektrons geneigt ist, der Eckabschnitt entlang der Endoberfläche geneigt ist, und der Neigungswinkel γ in einem Bereich von 0°<γ<90° liegt.
Röntgenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der abgesenkte Abschnitt (32a, 32b) an einer Position vorgesehen ist, die von dem Anodenzielobjekt weiter entfernt ist als von der Endoberfläche der Kathode in der Emissionsrichtung.
Röntgenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Magnetpolpaar mit einem vorbestimmten Winkel um die gerade Linie drehbar vorgesehen ist.
Röntgenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch: einen zweiten magnetischen Deflektor (70), der mit einem Wechselstrom von einer Energiequelle versorgt wird, außerhalb der Vakuumummantelung vorgesehen ist, zumindest ein zweites magnetisches Polpaar aufweist, das aus zwei gepaarten magnetischen Polen zusammengesetzt ist, die vorgesehen sind, um die Kathode an Positionen dazwischen aufzunehmen, die von denen des ersten magnetischen Polpaars verschieden sind, und ein alternierendes magnetisches Feld zwischen der Kathode und dem Anodenzielobjekt durch das erste magnetische Polpaar erzeugt.
Röntgenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Endoberfläche des zweiten magnetischen Polpaars (60(68a, 68b), 60(78a, 78b)) an dem Eckabschnitt des abgesenkten Abschnitts angeordnet ist, und mit dem Winkel γ in Richtung der geraden Linie entlang der Emissionsrichtung des von der Kathode emittierten Elektrons geneigt ist.
Röntgenstrahlröhrenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes von dem ersten Metallelement und dem zweiten Metallelement ein Metallelement ist, das irgendeines oder einige von Kupfer, Wolfram, Molybdän, Niob, Tantal, und einem nicht-magnetischen Edelstahl, Titan, Chrom als Hauptkomponenten enthält.