DE112021002363T5

DE112021002363T5 - Ablenkungselektrodenanordnung, Röntgenquelle und Röntgenbildgabesystem

Info

Publication number: DE112021002363T5
Application number: DE112021002363.2T
Authority: DE
Inventors: Zhiqiang Chen; Huaping Tang; Xin Jin
Original assignee: Nuray Tech Co Ltd; NURAY TECHNOLOGY Co Ltd; Tsinghua University; Nuctech Co Ltd
Current assignee: Nuray Tech Co Ltd; NURAY TECHNOLOGY Co Ltd; Tsinghua University; Nuctech Co Ltd
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2023-02-16
Also published as: US20230255576A1; JP7403009B2; AU2021323079B2; CN114068267A; JP2023529496A; AU2021323079A1; CN114068267B; WO2022028173A1

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Ablenkelektrodenanordnung, eine Röntgenquelle und ein Röntgenbildgabesystem. Die Ablenkelektrodenanordnung umfasst: eine erste Elektrodenplatte, die einen ersten Verbindungsabschnitt und eine Vielzahl erster Zahnabschnitte umfasst, wobei die Vielzahl erster Zahnabschnitte auf dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet und voneinander beabstandet ist, wobei sich die ersten Zahnabschnitte von dem ersten Verbindungsabschnitt derart erstrecken, dass die erste Elektrodenplatte als Kammform ausgebildet ist; und eine zweite Elektrodenplatte, die einen zweiten Verbindungsabschnitt und eine Vielzahl zweiter Zahnabschnitte umfasst, wobei die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte auf dem zweiten Verbindungsabschnitt angeordnet und voneinander beabstandet ist, wobei sich die zweiten Zahnabschnitte von dem zweiten Verbindungsabschnitt derart erstrecken, dass die zweite Elektrodenplatte als Kammform ausgebildet ist. Die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte sind derart angeordnet, dass: die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte einander nicht kontaktieren, und die Vielzahl erster Zahnabschnitte und die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte zumindest teilweise versetzt angeordnet sind, um eine Vielzahl von Elektronenstrahldurchgängen zu bilden; jeder Elektronenstrahldurchgang sich zwischen angrenzenden ersten und zweiten Zahnabschnitten befindet.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Offenbarung beansprucht die Priorität der chinesischen Patentanmeldung Nr. 202010772301.1, die am 4. August 2020 eingereicht wurde und den Titel „Deflection electrode assembly, X-ray source and X-ray imaging system“ („Ablenkelektrodenanordnung, Röntgenquelle und Röntgenbildgabesystem“) trägt, die hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
Hintergrund der Erfindung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein technisches Gebiet der Röntgentechnik, insbesondere eine Ablenkelektrodenanordnung für eine Röntgenquelle, eine Röntgenquelle und ein Röntgenbildgabesystem.
Beschreibung des Standes der Technik
Röntgenstrahlen werden in der industriellen zerstörungsfreien Prüfung, in der Sicherheitsprüfung sowie in der medizinischen Diagnose und Behandlung eingesetzt. Die Vorrichtung, die Röntgenstrahlen erzeugt, wird als Röntgenquelle bezeichnet. Die Röntgenquelle besteht in der Regel aus einer Röntgenröhre, einem Stromversorgungs- und Steuersystem, einer Kühlung, einer Abschirmung und anderen Hilfsvorrichtungen, wobei das Herzstück die Röntgenröhre ist. Die Röntgenröhre besteht in der Regel aus einer Kathode, einer Anode und einem Mantel. Die Kathode erzeugt einen Elektronenstrahl. Der Elektronenstrahl wird durch ein elektrisches Hochspannungsfeld zwischen Kathode und Anode beschleunigt und trifft auf die Anode, wodurch die Röntgenstrahlen erzeugt werden. Die herkömmliche Röntgenröhre weist lediglich eine Kathode zum Erzeugen der Elektronenemission auf und kann lediglich einen Röntgenfokuspunkt mit einer festen Position erzeugen.
Die neue verteilte Röntgenquelle (oder multifokale Röntgenquelle) ist eine Art Röntgenquelle mit mehreren Kathoden und mehreren Zielen, bei der Röntgenstrahlen aus mehreren verschiedenen Positionen erzeugt werden können. Sie hat sehr große Vorteile im Bereich der er für die Mehrbild- und 3D-Bildgabe. Um Röntgenstrahlen aus verschiedenen Positionen zu erzeugen, wurden in vielen Patentdokumenten verschiedene technische Lösungen offenbart. Die US-Patentanmeldung US4926452A beispielsweise lenkt die Elektronenstrahlen durch elektromagnetische Feldabtastung ab, um Fokuspunkte mit unterschiedlichen Positionen zu erzeugen. Da es sich um einen kontinuierlichen Prozess handelt, bei dem die herkömmliche Heißkathode in Zusammenarbeit mit der elektromagnetischen Feldabtastung Elektronen emittiert, ist die Änderung der Position des Fokuspunkts eine kontinuierliche dynamische Änderung und es entstehen Bewegungsartefakte in der Röntgenbildgabe, weshalb diese Lösung nicht weit verbreitet ist. Die sich abzeichnende technische Lösung verwendet mehrere Elektronenquellen (Kathoden), um Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen zu erzeugen und Röntgenstrahlen an verschiedenen Positionen zu erzeugen, wodurch Artefakte, die durch die kontinuierlichen Änderungen der Zielpositionen verursacht werden, beseitigt werden. So verwendet beispielsweise das chinesische Patent CN104470177B mehrere Heißkathoden, um Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen zu erzeugen, und das amerikanische Patent US6980627B2 verwendet eine Feldemissions-Kaltkathode, um Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen zu erzeugen.
Mit der Entwicklung der 3D-Röntgenbildgabetechnik wird eine immer höhere Bildauflösung gefordert. Zu den Verfahren zur Erzielung hochauflösender Bilder gehören in der Regel: kontinuierliche Verringerung der Detektorpixel, kontinuierliche Verringerung der Größe des Fokuspunkts und Erhöhung der Verteilungsdichte des Fokuspunkts. Die physikalischen Schwierigkeiten der ersten beiden Punkte werden immer größer, so dass eine wichtige Verbesserungsmaßnahme darin besteht, die Verteilungsdichte des Fokuspunkts zu erhöhen. Die im chinesischen Patent CN104465279B dargestellte verteilte Heißkathoden-Lichtquelle ist durch die physische Größe und die Anforderungen an die thermische Isolierung der Kathode selbst begrenzt und hat daher einen großen Kathodenabstand (normalerweise nicht weniger als 20 mm) und eine geringe Fokuspunktdichte. Die chinesische Patentanmeldung CN107464734A schlägt ein Verfahren vor, um die Anzahl der Fokuspunkte durch zusätzliche Ablenkelektroden zu erhöhen. Die Gesamtstruktur dieser Lösung ist jedoch relativ kompliziert und umfasst Kompensationselektroden; die Anordnung und Verbindung der Fokussierungselektroden ist kompliziert, wobei die Fokussierungselektroden in zwei Kategorien unterteilt sind, von denen jede eine große Anzahl unabhängiger Elektroden umfasst, und bei der Installation und Befestigung jeder Kategorie von Fokussierungselektroden muss die Gesamtinstallationsgenauigkeit sowie die elektrische Isolierung zwischen jeder unabhängigen Elektrode und der Installationsstruktur berücksichtigt werden, so dass die Gesamtlösung kompliziert ist und hohe Kosten verursacht.
Daher ist eine Ablenkelektrodenbaugruppe mit vereinfachtem Aufbau und geringen Kosten erforderlich.
Kurzfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Ablenkelektrodenanordnung, eine Röntgenquelle und ein Röntgenbildgabesystem mit vereinfachtem Aufbau und reduzierter Anzahl von Komponenten bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Ablenkelektrodenanordnung, eine Röntgenquelle und ein Röntgenbildgabesystem bereitzustellen, die die Anzahl der Röntgenemissionspositionen erhöhen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, eine Ablenkelektrodenanordnung, eine Röntgenquelle und ein Röntgenbildgabesystem bereitzustellen, die die Bildgabequalität verbessern.
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung stellt eine Ablenkelektrodenanordnung für eine Röntgenquelle bereit, wobei die Ablenkelektrodenanordnung umfasst: eine erste Elektrodenplatte, die einen ersten Verbindungsabschnitt und eine Vielzahl erster Zahnabschnitte aufweist, wobei die Vielzahl erster Zahnabschnitte auf dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet und voneinander beabstandet ist, und jeder erste Zahnabschnitt sich von dem ersten Verbindungsabschnitt aus derart erstreckt, dass die erste Elektrodenplatte in einer Kammform geformt ist; und eine zweite Elektrodenplatte, die einen zweiten Verbindungsabschnitt und eine Vielzahl zweiter Zahnabschnitte aufweist, wobei die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte auf dem zweiten Verbindungsabschnitt angeordnet und voneinander beabstandet ist, und jeder zweite Zahnabschnitt sich von dem zweiten Verbindungsabschnitt derart erstreckt, dass die zweite Elektrodenplatte in einer Kammform ausgebildet ist, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte einander nicht kontaktieren, und dass die Vielzahl erster Zahnabschnitte und die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte zumindest teilweise versetzt sind, um mehrere Elektronenstrahldurchgänge zu bilden, wobei jeder Elektronenstrahldurchgang zwischen einem angrenzenden ersten Zahnabschnitt und einem angrenzenden zweiten Zahnabschnitt angeordnet ist.
In einer bestehenden verteilten Röntgenquelle benötigt jeder Elektronenstrahldurchgang zwei unabhängige Elektroden, um den Ablenkeffekt zu erzeugen, und die Anzahl unabhängiger Elektroden ist doppelt so hoch wie die der Elektronenstrahldurchgänge. Daher ist die Anzahl der Komponenten groß, und die Installation, Befestigung und elektrische Verbindung der Elektroden sind kompliziert. In der Ablenkelektrodenanordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die Zahnabschnitte der beiden Elektrodenplatten versetzt angeordnet, und der Verbindungsabschnitt der Elektrodenplatte dient als gemeinsamer Verbindungsabschnitt der Vielzahl von Zahnabschnitten, wodurch einerseits eine strukturelle Verbindung für die Vielzahl von Zahnabschnitten geschaffen und andererseits eine elektrische Verbindung der Vielzahl von Zahnabschnitten erreicht wird. Daher umfasst jede Elektrodenplatte den Verbindungsabschnitt und die Vielzahl miteinander verbundener Zahnabschnitte, was die Installation, die Befestigung und die elektrische Verbindung der Ablenkelektrodenbaugruppe erheblich vereinfacht und eine höhere Positionierungsgenauigkeit leichter erreichen kann. Um die Ablenkung des Elektronenstrahls zu erreichen, muss jeder Zahnabschnitt (die Elektrodenplatte) mit dem gleichen oder einem anderen Potenzial beaufschlagt werden, und daher muss der Zahnabschnitt von den angrenzenden Komponenten (wie anderen gegenüberliegenden Zahnabschnitten, der Kathode, der Anode und sogar von tragenden Bauteilen) elektrisch isoliert werden. Bei der bestehenden technischen Lösung sind die jeweiligen Elektroden unabhängig voneinander, und es ist schwierig, die Elektroden so zu installieren, dass die relative isolierende Installation und Positionierung der jeweiligen Elektroden erreicht wird. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung werden, durch die innovative Kammstruktur, eine Vielzahl von Elektroden mit einem Potenzial als eine Einheit (die erste Elektrodenplatte) und eine Vielzahl von Elektroden mit einem anderen Potenzial als eine andere Einheit (die zweite Elektrodenplatte) ausgebildet, wodurch die Installation, Befestigung und elektrische Verbindung der Elektroden stark vereinfacht werden.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet, dass ein zweiter Zahnabschnitt zwischen jeweils zwei ersten Zahnabschnitten und ein erster Zahnabschnitt zwischen jeweils zwei zweiten Zahnabschnitten angeordnet ist. Durch Versetzen der Zahnabschnitte der beiden Elektrodenplatten kann die Anzahl der Elektronenstrahldurchgänge erhöht werden, was zum Erzeugen von mehr Röntgenfokuspunkten auf der Basis von weniger Kathodeneinheiten beiträgt, wodurch mehr Röntgenbildgabeinformationen erhalten werden, die Kosten der verteilten Röntgenquelle reduziert und die Bildqualität des Röntgenbildsystems verbessert wird.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung verlaufen bei jedem Elektronenstrahldurchgang die gegenüberliegenden Seitenflächen des angrenzenden ersten Zahnabschnitts und des zweiten Zahnabschnitts parallel zueinander. Daher ist das elektrische Ablenkungsfeld zwischen den beiden Zahnabschnitten relativ gleichmäßig, was zur Steuerung der Ablenkung des Elektronenstrahls und der Abweichung der Fokuspunktposition beiträgt.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist die Vielzahl erster Zahnabschnitte mit dem gleichen Abstand auf dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet, ist die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte mit dem gleichen Abstand auf dem zweiten Verbindungsabschnitt angeordnet, und ist die Vielzahl von Elektronenstrahldurchgängen mit dem gleichen Abstand verteilt. Daher sind die jeweiligen Zahnabschnitte gleichmäßig und in gleichen Abständen verteilt, und sind die jeweiligen Elektronenstrahldurchgänge ebenfalls gleichmäßig und in gleichen Abständen verteilt. Dies trägt zur Vereinfachung der Verarbeitung der Elektrodenplatten und der Installation der Ablenkelektrodenanordnung bei und kann die Ablenkungs- und Fokussierungseffekte der Elektronenstrahlen gleichmäßiger machen.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung weist die Vielzahl erster Zahnabschnitte die gleiche Form auf, und weist die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte die gleiche Form auf.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung umfasst der erste Verbindungsabschnitt eine erste Innenfläche, die mit der Vielzahl erster Zahnabschnitte angeordnet ist, und umfasst der zweite Verbindungsabschnitt eine zweite Innenfläche, die mit der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte angeordnet ist, wobei die erste Innenfläche senkrecht zu den Seitenflächen der ersten Zahnabschnitte und die zweite Innenfläche senkrecht zu den Seitenflächen der zweiten Zahnabschnitte verläuft. Daher kann die Elektrodenplatte eine gleichmäßigere Struktur aufweisen, was für die Verarbeitung und Installation praktisch ist.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung umfasst jeder Elektronenstrahldurchgang eine Eingangsseite des Elektronenstrahls und eine Ausgangsseite des Elektronenstrahls; umfasst jeder erste Zahnabschnitt der ersten Elektrodenplatte eine obere Fläche auf der Ausgangsseite des Elektronenstrahls und eine untere Fläche auf der Eingangsseite des Elektronenstrahls, und befinden sich die oberen Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte alle in derselben Ebene; weist jeder zweite Zahnabschnitt der zweiten Elektrodenplatte eine obere Fläche auf der Ausgangsseite des Elektronenstrahls und eine untere Fläche auf der Eingangsseite des Elektronenstrahls auf, und liegen die oberen Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte alle in derselben Ebene.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet, dass die oberen Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte und die oberen Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte in der gleichen Ebene liegen. Die oberen Flächen der beiden Elektrodenplatten liegen in derselben Ebene, was zur Vereinfachung der Verarbeitung und Installation der Elektrodenplatten beiträgt. Wenn die Ablenkelektrodenanordnung in der Röntgenquelle installiert ist, ist es außerdem vorteilhaft, wenn die oberen Flächen der Elektrodenplatten parallel zur gegenüberliegenden Oberfläche der Anode angeordnet sind, so dass ein gleichmäßigeres elektrisches Feld zwischen den Elektrodenplatten und der Anode gebildet werden kann und somit die Elektronenstrahlen aus den jeweiligen Elektronenstrahldurchgängen eine gleichmäßigere Fokussierungs- und Beschleunigungswirkung haben können.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet, dass die unteren Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte und die unteren Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte alle in der gleichen Ebene liegen. Die unteren Flächen der Elektrodenplatten befinden sich ebenfalls in der gleichen Ebene, was die Verarbeitung und den Einbau der Elektrodenplatten vereinfacht und gleichzeitig, beim Einbau der Ablenkelektrodenanordnung in die Röntgenquelle, den Einbau der Kathodeneinheiten erleichtert.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung haben der erste Zahnabschnitt und der zweite Zahnabschnitt beide eine rechteckige Form.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung umfasst der erste Zahnabschnitt eine Endfläche, die von dem ersten Verbindungsabschnitt entfernt ist, und umfasst der zweite Zahnabschnitt eine Endfläche, die von dem zweiten Verbindungsabschnitt entfernt ist; und sind die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet, dass ein Abstand zwischen der Endfläche des ersten Zahnabschnitts und der zweiten Innenfläche des zweiten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 mm liegt, und ein Abstand zwischen der Endfläche des zweiten Zahnabschnitts und der ersten Innenfläche des ersten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 mm liegt. Der vorstehend beschriebene Isolationsabstand trägt dazu bei, dass eine Isolation von einigen zehn Volt bis zu einigen tausend Volt zwischen den beiden Elektrodenplatten erreicht wird.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet, dass der Abstand zwischen der Endfläche des ersten Zahnabschnitts und der zweiten Innenfläche des zweiten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,5 mm bis 5 mm liegt, und der Abstand zwischen der Endfläche des zweiten Zahnabschnitts und der ersten Innenfläche des ersten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,5 mm bis 5 mm liegt. Der vorstehend beschriebene Isolationsabstand trägt dazu bei, dass die Anforderungen an die Verarbeitungsgenauigkeit und die Installationsgenauigkeit zu erfüllen.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet, dass jeder Elektronenstrahldurchgang eine Länge zwischen 3 mm und 50 mm von der Eingangsseite des Elektronenstrahls zur Ausgangsseite des Elektronenstrahls aufweist. Wenn der Elektronenstrahldurchgang zu kurz ist, ist das Ablenkungspotenzial zu hoch, was die Kosten der Potenzialsteuervorrichtung erhöht. Ist der Elektronenstrahldurchgang zu lang, nimmt die Ablenkelektrodenbaugruppe einen großen Raum in der Röntgenquelle ein, was der Reduzierung von Größe und Gewicht der Röntgenquelle nicht zuträglich ist.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung umfasst die Ablenkelektrodenanordnung ferner eine Potenzialsteuervorrichtung, die mit der ersten Elektrodenplatte bzw. der zweiten Elektrodenplatte elektrisch verbunden ist, wobei die Potenzialsteuervorrichtung die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte mit elektrischem Strom versorgen kann, um eine Vielzahl von Potenzialdifferenzen zwischen der ersten Elektrodenplatte und der zweiten Elektrodenplatte zu erzeugen.
Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Anmeldung sieht eine Röntgenquelle vor, die umfasst: eine Vielzahl von Kathodeneinheiten zum Erzeugen von Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen; eine Anode zum Empfangen der Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen; und die Ablenkelektrodenbaugruppe gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte der Ablenkelektrodenbaugruppe zwischen der Vielzahl von Kathodeneinheiten und der Anode angeordnet sind, wobei jede Kathodeneinheit derart angeordnet ist, dass sie einen Elektronenstrahldurchgang der Ablenkelektrodenbaugruppe derart ausrichtet, dass die von der Vielzahl von Kathodeneinheiten erzeugten Elektronenstrahlen jeweils durch die entsprechenden Elektronenstrahldurchgänge hindurchgehen und die Anode erreichen können.
In der Röntgenquelle gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird der Elektronenstrahl abgelenkt, wenn die beiden Elektrodenplatten der Ablenkelektrodenanordnung mit unterschiedlichen Potenzialen beaufschlagt werden. Wenn eine hohe Spannung an die Anode angelegt wird, kann ein fokussierendes elektrisches Feld am Ausgang des Elektronenstrahldurchgangs der Ablenkelektrodenanordnung erzeugt werden, um den Elektronenstrahl zu fokussieren. Daher werden während der Bewegung des Elektronenstrahls die Fokussierung und die Ablenkung jeweils durch zwei elektrische Felder erreicht, während der endgültige Effekt überlagert wird, das heißt, wenn der Elektronenstrahl die Ablenkelektrodenanordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung durchläuft, wird er gleichzeitig fokussiert und abgelenkt.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung umfasst die Röntgenquelle ferner eine Kathodensteuervorrichtung, die elektrisch mit der Vielzahl von Kathodeneinheiten verbunden ist, um jede Kathodeneinheit derart zu steuern, dass sie den Elektronenstrahl erzeugt oder nicht erzeugt.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung enthält die Röntgenquelle ferner eine kooperative Steuervorrichtung, die mit der Kathodensteuervorrichtung und der Potenzialsteuervorrichtung der Ablenkelektrodenanordnung in Verbindung steht, um eine Röntgenemissionsanforderung an die Kathodensteuervorrichtung und die Ablenkelektrodenanordnung zu senden oder Röntgenemissionsinformationen von der Kathodensteuervorrichtung und der Ablenkelektrodenanordnung zu empfangen.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wobei n Arten von Potenzialdifferenzen zwischen der ersten Elektrodenplatte und der zweiten Elektrodenplatte der Ablenkelektrodenanordnung vorgesehen sind, n ≥ 2, und die Röntgenquelle einen der folgenden Betriebszustände aufweist: die Vielzahl von Kathodeneinheiten emittieren nacheinander n-mal Elektronenstrahlen, und während der n-maligen Elektronenstrahlemission jeder Kathodeneinheit befindet sich die Ablenkelektrodenanordnung jeweils auf den n Arten von Potenzialdifferenzen; und die Vielzahl von Kathodeneinheiten n Zyklen der Elektronenstrahlemission durchführt, und im ersten Zyklus die Vielzahl von Kathodeneinheiten nacheinander den Elektronenstrahl einmal emittieren, während die Ablenkelektrodenanordnung auf einer ersten Potenzialdifferenz bleibt, bis im n-ten Zyklus die Vielzahl von Kathodeneinheiten nacheinander den Elektronenstrahl einmal emittieren, während die Ablenkelektrodenanordnung auf der n-ten Potenzialdifferenz bleibt.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung liegen die oberen Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte der ersten Elektrodenplatte in derselben Ebene wie die oberen Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte der zweiten Elektrodenplatte und verlaufen parallel zu einer Oberfläche der Anode, die der ersten Elektrodenplatte und der zweiten Elektrodenplatte gegenüberliegt.
Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung stellt ein Röntgenbildgabesystem bereit, das umfasst: die Röntgenquelle gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zum Erzeugen von Röntgenstrahlen aus verschiedenen Positionen.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung enthält das Röntgenbildsystem außerdem eine Bildgabesteuervorrichtung zum Erfassen von Röntgenemissionsinformationen von der Röntgenquelle.
Figurenliste
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 eine dreidimensionale schematische Darstellung einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
3 ein Strukturdiagramm einer Röntgenquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
4 eine schematische Darstellung eines Fokussierungszustands einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
5a bis 5c schematische Darstellungen eines Ablenkzustands einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
6 ein Zeitdiagramm eines Betriebszustands einer Röntgenquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
7 ein Zeitdiagramm eines anderen Betriebszustands einer Röntgenquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
8 eine schematische Darstellung eines Röntgenbildgabesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die nachstehende ausführliche Beschreibung und die beigelegten Zeichnungen dienen dazu, das Prinzip der vorliegenden Offenbarung anhand von Beispielen zu veranschaulichen. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt, und der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung wird durch die Ansprüche definiert. Die vorliegende Offenbarung wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben, von denen einige in den beigelegen Zeichnungen dargestellt sind. Die nachstehende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, und sofern nicht anders angegeben, stehen die gleichen Bezugszeichen in verschiedenen Zeichnungen für gleiche oder ähnliche Elemente. Die in den nachstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Lösungen stellen nicht alle Lösungen der vorliegenden Offenbarung dar. Im Gegenteil, diese Lösungen sind lediglich Beispiele für Systeme und Verfahren verschiedener Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung, die in den beigefügten Ansprüchen enthalten sind.
Nachstehend wird die Ablenkelektrodenanordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. 2 zeigt eine dreidimensionale schematische Darstellung einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Ablenkelektrodenanordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zwei Elektrodenplatten 1 und 2. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel weisen die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 die gleiche Struktur auf. In einigen Ausführungsbeispielen können die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 unterschiedliche Strukturen aufweisen.
Die Elektrodenplatte 1 umfasst einen Verbindungsabschnitt 11 und eine Vielzahl von Zahnabschnitten 12. Die Vielzahl der Zahnabschnitte 12 ist auf dem Verbindungsabschnitt 11 angeordnet und voneinander beabstandet. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von Zahnabschnitten 12 mit dem gleichen Abstand beabstandet. Der Verbindungsabschnitt 11 dient als gemeinsamer Verbindungsabschnitt und bietet eine strukturelle Unterstützung für die Vielzahl der Zahnabschnitte 12. Die Elektrodenplatte 1 ist kammförmig ausgebildet, wobei sich die Vielzahl der Zahnabschnitte 12 von dem Verbindungsabschnitt 11 aus erstreckt.
Die Elektrodenplatte 2 umfasst einen Verbindungsabschnitt 21 und eine Vielzahl von Zahnabschnitten 22. Die Vielzahl der Zahnabschnitte 22 ist auf dem Verbindungsabschnitt 21 angeordnet und voneinander beabstandet. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von Zahnabschnitten 22 mit dem gleichen Abstand beabstandet. Der Verbindungsabschnitt 21 dient als gemeinsamer Verbindungsabschnitt und bietet eine strukturelle Unterstützung für die Vielzahl von Zahnabschnitten 22. Die Elektrodenplatte 2 ist kammförmig ausgebildet, wobei sich die Vielzahl der Zahnabschnitte 22 vom Verbindungsabschnitt 21 aus erstreckt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 derart angeordnet, dass sie einander nicht kontaktieren, und die Vielzahl von Zahnabschnitten 12 und die Vielzahl von Zahnabschnitten 22 sind versetzt angeordnet, um mehrere Elektronenstrahldurchgänge zu bilden. Jeder Elektronenstrahldurchgang befindet sich zwischen einem angrenzenden Zahnabschnitt 12 und einem Zahnabschnitt 22. Der von einer Kathode emittierte Elektronenstrahl kann durch den Elektronenstrahldurchgang hindurchgehen und dann auf eine Anode auftreffen (nachstehend ausführlich beschrieben). In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist ein Zahnabschnitt 22 zwischen jeweils zwei Zahnabschnitten 12 angeordnet, und ist ein Zahnabschnitt 12 zwischen jeweils zwei Zahnabschnitten 22 angeordnet, wie in 1 und 2 gezeigt. Wenn zum Beispiel die Vielzahl von Zahnabschnitten 12 der Elektrodenplatte 1 jeweils mit A1, A2, A3, A4, ...... , die Vielzahl der Zahnabschnitte 22 der Elektrodenplatte 2 jeweils mit B1, B2, B3, B4, ...... und die Vielzahl der Elektronenstrahldurchgänge jeweils mit S1, S2, S3, S4, ...... bezeichnet sind, sind die Zahnabschnitte 12, 22 der Elektrodenplatten 1, 2 und die Elektronenstrahldurchgänge in der folgenden Reihenfolge angeordnet: A1, S1, B1, S2, A2, S3, B2, S4, A3, S5, B3, S6, A4, S7, B4, ......, wie in 1 gezeigt.
Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Ablenkelektrodenanordnung eine Potenzialsteuervorrichtung 3 umfassen. Die Potenzialsteuervorrichtung 3 ist elektrisch mit der Elektrodenplatte 1 bzw. der Elektrodenplatte 2 verbunden, um die Elektrodenplatte 1 bzw. die Elektrodenplatte 2 mit Strom zu versorgen. Die Potenzialsteuervorrichtung 3 kann das Potenzial V_A an die Elektrodenplatte 1 und das Potenzial V_B an die Elektrodenplatte 2 anlegen. Das Potenzial V_A und das Potenzial V_B können gleich oder unterschiedlich sein, z.B. ein Nullpotenzial, ein positives Potenzial oder ein negatives Potenzial. Die Potenzialsteuervorrichtung 3 kann die Potenzialdifferenz (V_A - V_B) zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 derart steuern, dass eine Vielzahl von Potenzialdifferenzen zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 vorhanden ist. Wenn die Potenzialdifferenz zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 unterschiedlich ist, kann der Elektronenstrahldurchgang zwischen dem angrenzenden Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 in einem unterschiedlichen elektrischen Feld liegen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die Potenzialdifferenz zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 die folgenden drei Zustände annehmen: Die Potenzialdifferenz beträgt Null (d.h. d.h. V_A =V_B); die Potenzialdifferenz ist positiv (d.h. V_A > V_B, z.B. V_A - V_B = +100V); oder die Potenzialdifferenz ist negativ (d.h. V_A < V_B, z.B. V_A - V_B = -100V).
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wie in 1 gezeigt, umfasst der Verbindungsabschnitt 11 der Elektrodenplatte 1 eine Innenfläche 111, und ist die Vielzahl von Zahnabschnitten 12 auf der Innenfläche 111 des Verbindungsabschnitts 11 angeordnet, d.h. die Zahnabschnitte 12 erstrecken sich von der Innenfläche 111 des Verbindungsabschnitts 11. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche 111 als ebene Fläche ausgebildet. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl der Zahnabschnitte 12 der Elektrodenplatte 1 gleichmäßig auf dem Verbindungsabschnitt 11 mit demselben Abstand verteilt. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst der Verbindungsabschnitt 21 der Elektrodenplatte 2 eine Innenfläche 211, und ist die Vielzahl von Zahnabschnitten 22 auf der Innenfläche 211 des Verbindungsabschnitts 21 angeordnet, d.h. die Zahnabschnitte 22 erstrecken sich von der Innenfläche 211 des Verbindungsabschnitts 21. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Innenfläche 211 als ebene Fläche ausgebildet. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von Zahnabschnitten 22 der Elektrodenplatte 2 gleichmäßig auf dem Verbindungsabschnitt 21 mit demselben Abstand verteilt.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 derart angeordnet, dass die mehreren Elektronenstrahldurchgänge in gleichem Abstand verteilt sind. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel haben die Vielzahl von Elektronenstrahldurchgängen die gleiche Grö-ße.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst der Zahnabschnitt 12 eine Seitenfläche 121 und eine Endfläche 122. Ein Ende des Zahnabschnitts 12 ist mit dem Verbindungsabschnitt 11 (der Innenfläche 111) verbunden, und das andere Ende weist die Endfläche 122 auf. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel steht die Innenfläche 111 des Verbindungsabschnitts 11 senkrecht zur Seitenfläche 121 des Zahnabschnitts 12. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wie in 2 gezeigt, umfasst der Zahnabschnitt 22 eine Seitenfläche 221 und eine Endfläche 222. Ein Ende des Zahnabschnitts 22 ist mit dem Verbindungsabschnitt 21 (der Innenfläche 211) verbunden, und weist das andere Ende die Endfläche 222 auf. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel steht die Innenfläche 211 des Verbindungsabschnitts 21 senkrecht zur Seitenfläche 221 des Zahnabschnitts 22. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel verlaufen die einander gegenüberliegenden Seitenflächen 121 und 221 des angrenzenden Zahnabschnitts 12 und des Zahnabschnitts 22 parallel zueinander, d.h. die einander gegenüberliegenden und den Elektronenstrahldurchgang bildenden Seitenflächen 121 und 221 verlaufen parallel.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel weist die Vielzahl von Zahnabschnitten 12 der Elektrodenplatte 1 die gleiche Form auf, z.B. sind sie jeweils etwa rechteckig, wie in 1 und 2 gezeigt. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel haben die Vielzahl von Zahnabschnitten 22 der Elektrodenplatte 2 die gleiche Form, z.B. sind sie jeweils etwa rechteckig, wie in 1 und 2 dargestellt. In einigen Ausführungsbeispielen weisen die Verbindungsabschnitte 11 und 21 jeweils eine etwa rechteckige Form auf.
Die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 sind derart angeordnet, dass sie einander nicht kontaktieren, um einen bestimmten Isolationsabstand einzuhalten. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung befindet sich der kürzeste Abstand zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 zwischen der Innenfläche 111 des Verbindungsabschnitts 11 und der Endfläche 222 des Zahnabschnitts 22 und/oder zwischen der Innenfläche 211 des Verbindungsabschnitts 21 und der Endfläche 122 des Zahnabschnitts 12. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 derart angeordnet, dass die Innenfläche 111 des Verbindungsabschnitts 11 parallel zu der Endfläche 222 des Zahnabschnitts 22 und/oder die Innenfläche 211 des Verbindungsabschnitts 21 parallel zu der Endfläche 122 des Zahnabschnitts 12 verlaufen/verläuft. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel liegt der Abstand zwischen der Endfläche 122 des Zahnabschnitts 12 und der Innenfläche 211 des Verbindungsabschnitts 21 in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 mm, zum Beispiel von 0,5 mm bis 5 mm; und/oder liegt der Abstand zwischen der Endfläche 22 des Zahnabschnitts 222 und der Innenfläche 111 des Verbindungsabschnitts 11 in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 mm, zum Beispiel von 0,5 mm bis 5 mm.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wie in 2 gezeigt, umfasst der Zahnabschnitt 12 eine obere Fläche 123 und eine (nicht gezeigte) untere Fläche. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel stehen die obere Fläche 123 und die untere Fläche des Zahnabschnitts 12 senkrecht zu der Innenfläche 111 des Verbindungsabschnitts 11 und der Seitenfläche 121 des Zahnabschnitts 12, d.h. die obere Fläche 123 und die untere Fläche sind entlang einer Dickenrichtung des Zahnabschnitts verteilt. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel liegen die oberen Flächen 123 der Vielzahl von Zahnabschnitten 12 alle in der gleichen Ebene. In einigen Ausführungsbeispielen liegen auch die unteren Flächen der Vielzahl von Zahnabschnitten 12 in derselben Ebene. In dieser Offenbarung ist die obere Oberfläche eine Oberfläche auf einer Ausgangsseite des Elektronenstrahls, d.h. eine Oberfläche, die der Anode zugewandt ist (siehe unten); ist die untere Oberfläche eine Oberfläche auf einer Eingangsseite des Elektronenstrahls, d.h. eine Oberfläche, die der Kathodeneinheit zugewandt ist (siehe unten); und ist die Dickenrichtung eine Richtung von der Eingangsseite des Elektrodenstrahls zu der Ausgangsseite des Elektronenstrahls.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wie in 2 gezeigt, umfasst der Zahnabschnitt 22 eine obere Fläche 223 und eine (nicht gezeigte) untere Fläche. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die obere Fläche 223 und die untere Fläche des Zahnabschnitts 22 senkrecht zu sowohl der Innenfläche 211 des Verbindungsabschnitts 21 als auch der Seitenfläche 221 des Zahnabschnitts 22, d.h. die obere Fläche 223 und die untere Fläche sind entlang einer Dickenrichtung des Zahnabschnitts verteilt. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel liegen die oberen Flächen 223 der Vielzahl von Zahnabschnitten 22 alle in der gleichen Ebene. In einigen Ausführungsbeispielen liegen auch die unteren Flächen der Vielzahl von Zahnabschnitten 22 in derselben Ebene.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 derart angeordnet, dass die oberen Flächen 123 der Vielzahl von Zahnabschnitten 12 und die oberen Flächen 223 der Vielzahl von Zahnabschnitten 22 alle in derselben Ebene liegen. In einigen Ausführungsbeispielen befinden sich die gesamte obere Fläche der Elektrodenplatte 1 und die gesamte obere Fläche der Elektrodenplatte 2 in derselben Ebene. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 derart angeordnet, dass die unteren Flächen der Vielzahl von Zahnabschnitten 12 und die unteren Flächen der Vielzahl von Zahnabschnitten 22 alle in derselben Ebene liegen. In einigen Ausführungsbeispielen liegen die gesamte untere Fläche der Elektrodenplatte 1 und die gesamte untere Fläche der Elektrodenplatte 2 in derselben Ebene.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 derart angeordnet, dass der Elektronenstrahldurchgang eine Länge von der Eingangsseite des Elektronenstrahls bis zur Ausgangsseite des Elektronenstrahls (die Größe in Richtung der Dicke) zwischen 3 mm und 50 mm aufweist.
Nachstehend wird eine Röntgenquelle gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm einer Röntgenquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Röntgenquelle gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung eine Kammer 4, eine Ablenkelektrodenanordnung wie vorstehend beschrieben, eine Vielzahl von Kathodeneinheiten 5 und eine Anode 6. 3 zeigt die Kammer 4, die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 der Ablenkelektrodenanordnung, die Kathodeneinheiten 5 und die Anode 6 in einer Schnittdarstellung.
Die Beschreibung der Ablenkelektrodenbaugruppe gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist bereits vorstehend angegeben und wird hier nicht wiederholt. 3 zeigt die Vielzahl von Zahnabschnitten der Elektrodenplatten 1 und 2 und die Elektronenstrahldurchgänge zwischen angrenzenden Zahnabschnitten in einer Schnittdarstellung. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verbindungsabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 in 3 nicht dargestellt sind, um die Beschreibung zu erleichtern und zu verhindern, dass wichtige Punkte untergehen. In 3 sind die Vielzahl von Zahnabschnitten der Elektrodenplatte 1 mit A1, A2, A3, A4, ......, die Vielzahl von Zahnabschnitten der Elektrodenplatte 2 mit B1, B2, B3, B4, ......, und die Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 bezeichnet sind in der folgenden Reihenfolge angeordnet: A1, B1, A2, B2, A3, B3, A4, B4, .......
Die Elektrodenplatten 1 und 2 der Ablenkelektrodenanordnung, die Kathodeneinheiten 5 und die Anode 6 sind in der Kammer 4 angeordnet. Die Kammer 4 ist eine Vakuumkammer, die eine Vakuumarbeitsumgebung für die internen Komponenten bietet. In einigen Ausführungsbeispielen sind die Elektrodenplatten 1 und 2 der Ablenkelektrodenanordnung in der Kammer 4 durch isolierende Teile (z.B. keramische Isolierteile) miteinander verbunden.
Die Vielzahl von Kathodeneinheiten 5 wird verwendet, um Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen zu erzeugen. In 3 werden diese Kathodeneinheiten 5 jeweils als C1, C2, C3, C4 ...... und diese Elektronenstrahlen jeweils als E1, E2, E3, E4 ...... bezeichnet. Die Anode 6 wird verwendet, um die Elektronenstrahlen von verschiedenen Positionen aus zu empfangen und so Röntgenstrahlen zu erzeugen. In 3 sind die Positionen der Fokuspunkte (Empfangspositionen der Elektronenstrahlen) auf der Anode 6 jeweils mit T1, T2, T3, T4 ...... bezeichnet. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel liegen die oberen Flächen der Vielzahl von Zahnabschnitten der Elektrodenplatte 1 und die oberen Flächen der Vielzahl von Zahnabschnitten der Elektrodenplatte 2 alle in derselben Ebene, und liegen die oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Anode 6 (der Elektronenstrahlempfangsfläche der Anode 6), die den Elektrodenplatten 1 und 2 gegenüberliegt. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel liegen die unteren Flächen der Vielzahl von Zahnabschnitten der Elektrodenplatte 1 und der Vielzahl von Zahnabschnitten der Elektrodenplatte 2 alle in derselben Ebene, und liegen die unteren Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 in einer Ebene parallel zu den Oberflächen der Vielzahl von Kathodeneinheiten 5 (den Elektronenstrahlemissionsoberflächen der Kathodeneinheiten 5), die den Elektrodenplatten 1 und 2 gegenüberliegen.
Die Elektrodenplatten 1 und 2 der Ablenkelektrodenanordnung sind zwischen der Vielzahl von Kathodeneinheiten 5 und der Anode 6 angeordnet, und die Kathodeneinheiten 5 (die Emissionspositionen der Elektronenstrahlen der Kathodeneinheiten 5) sind jeweils auf die entsprechenden Elektronenstrahldurchgänge der Ablenkelektrodenanordnung ausgerichtet. Somit können die von den Kathodeneinheiten 5 erzeugten Elektronenstrahlen durch die entsprechenden Elektronenstrahldurchgänge der Ablenkelektrodenbaugruppe hindurchtreten und auf die Anode 6 auftreffen, nachdem sie durch die Ablenkelektrodenbaugruppe abgelenkt und/oder fokussiert wurden (wie nachstehend ausführlich beschrieben). Jeder Elektronenstrahldurchgang umfasst die Eingangsseite des Elektronenstrahls und die Ausgangsseite des Elektronenstrahls. In dieser Offenbarung ist die Eingangsseite des Elektronenstrahls die Seite, die den Kathodeneinheiten 5 zugewandt ist, und ist die Ausgangsseite des Elektronenstrahls die Seite, die der Anode 6 zugewandt ist.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Röntgenquelle außerdem eine Kathodensteuervorrichtung 7 und eine Anodensteuervorrichtung 8 umfassen. In einigen Ausführungsbeispielen können die Kathodensteuervorrichtung 7, die Anodensteuervorrichtung 8 und/oder eine kooperative Steuervorrichtung 9 außerhalb der Kammer 4 angeordnet sein. Die Potenzialsteuervorrichtung 3 der Ablenkelektrodenanordnung kann auch außerhalb der Kammer 4 angeordnet sein. Die Kathodensteuervorrichtung 7 ist jeweils mit der Vielzahl der Kathodeneinheiten 5 elektrisch verbunden. Die Anodensteuervorrichtung 8 ist mit der Anode 6 elektrisch verbunden. Die elektrischen Verbindungsleitungen der Kathodensteuervorrichtung 7, der Anodensteuervorrichtung 8 und der Potenzialsteuervorrichtung 3 können z.B. über die Kammer 4 durchdringende Steckverbinder (z.B. keramisch isolierte Steckverbinder) mit der Vielzahl der Kathodeneinheiten 5, der Anode 6 und den Elektrodenplatten 1 und 2 der Ablenkelektrodenanordnung elektrisch verbunden sein.
Die Kathodensteuervorrichtung 7 dient zur Steuerung des Betriebszustands jeder Kathodeneinheit 5, d.h. zum Erzeugen oder Nicht-Erzeugen eines Elektronenstrahls. Die Anodensteuervorrichtung 8 dient zum Anlegen einer Hochspannung an die Anode 6, in der Regel einer Hochspannung von einigen zehn bis einigen hundert Kilovolt. Durch Anlegen der Hochspannung an die Anode 6 wird daher ein beschleunigendes elektrisches Feld zwischen der Anode 6 und der Kathodeneinheit 5 derart erzeugt, dass der von der Kathodeneinheit 5 erzeugte Elektronenstrahl beschleunigt wird und auf die Anode 6 trifft, wodurch Röntgenstrahlen erzeugt werden. Ferner kann durch Anlegen der Hochspannung an die Anode 6 auch ein fokussierendes elektrisches Feld an der Auslassposition (der Ausgangsseite des Elektronenstrahls) des Elektronenstrahldurchgangs der Ablenkelektrodenbaugruppe erzeugt werden, um den Elektronenstrahl zu fokussieren (wie nachstehend ausführlich beschrieben).
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Röntgenquelle außerdem eine kooperative Steuervorrichtung 9 umfassen. Die kooperative Steuervorrichtung 9 kann mit der Potenzialsteuervorrichtung 3 und der Kathodensteuervorrichtung 7 kommunizieren, zum Beispiel durch drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation, um eine kooperative Steuervorrichtung der Potenzialsteuervorrichtung 3 und der Kathodensteuervorrichtung 7 durchzuführen. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die kooperative Steuervorrichtung 9 eine Anforderung zur Röntgenemission an die Kathodensteuervorrichtung 7 und die Potenzialsteuervorrichtung 3 senden oder Röntgenemissionsinformationen von der Kathodensteuervorrichtung 7 und der Potenzialsteuervorrichtung 3 empfangen. Die kooperative Steuervorrichtung 9 kann Anweisungen an die Kathodensteuervorrichtung 7 senden, wie z.B. Anweisungen über den Elektronenstrahlemissionszustand der Kathodeneinheit 5, und/oder Informationen von der Kathodensteuervorrichtung 7 erlangen, wie z.B. Informationen über den Elektronenstrahlemissionszustand der Kathodeneinheit 5. Ferner kann die kooperative Steuervorrichtung 9 Anweisungen an die Potenzialsteuervorrichtung 3 senden, beispielsweise Anweisungen über den Potenzialdifferenzzustand zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2, und/oder Informationen von der Potenzialsteuervorrichtung 3 erlangen, beispielsweise Informationen über den Potenzialdifferenzzustand zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2. Wenn beispielsweise die Kathodensteuervorrichtung 7 eine bestimmte Kathodeneinheit steuert, um einen Elektronenstrahl zu erzeugen oder nicht zu erzeugen, kann die kooperative Steuervorrichtung 9 der Potenzialsteuervorrichtung 3 mitteilen, welches Potenzial an die Elektrodenplatten 1 und 2 der Ablenkelektrodenanordnung angelegt wird, um die erforderliche Potenzialdifferenz zu erzeugen. Die kooperative Steuervorrichtung 9 kann die Position des Röntgenfokuspunkts der Röntgenquelle in Echtzeit steuern, indem sie mit der Kathodensteuervorrichtung 7 und der Potenzialsteuervorrichtung 3 kommuniziert, oder die Position des Röntgenfokuspunkts in Echtzeit an andere Steuervorrichtungen zurückmelden.
Das Funktionsprinzip der Ablenkelektrodenanordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 3, 4 und 5a bis 5c beschrieben. 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Fokussierungszustands einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung. 5a bis 5c zeigen schematische Darstellungen von Ablenkzuständen einer Ablenkelektrodenanordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung. 4 und 5a bis 5c zeigen schematisch eine Kathodeneinheit 5, einen Teil der Anode 6, ein Paar angrenzender Zahnabschnitte 12 und 22 der Ablenkelektrodenanordnung und den Elektronenstrahldurchgang zwischen dem Paar angrenzender Zahnabschnitte 12 und 22. Zur Vereinfachung der Beschreibung und um zu vermeiden, dass wichtige Punkte untergehen, sind die Verbindungsabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 und andere Komponenten der Röntgenquelle in den 4 und 5a bis 5c nicht dargestellt.
Nachstehend wird das Funktionsprinzip der Röntgenquelle und der Ablenkelektrodenanordnung am Beispiel des Emissionsvorgangs des Elektronenstrahls (E1, wie in 3 gezeigt) durch eine Kathodeneinheit 5 beschrieben. Wenn die Kathodeneinheit C1 der Vielzahl von Kathodeneinheiten 5 den Elektronenstrahl E1 emittiert, tritt der Elektronenstrahl E1 mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit (nach oben, wie in 3 gezeigt) in den entsprechenden Elektronenstrahldurchgang der Ablenkelektrodenanordnung ein, insbesondere in den Elektronenstrahldurchgang zwischen dem Zahnabschnitt A1 der Zahnabschnitte 12 der Elektrodenplatte 1 und dem Zahnabschnitt B1 der Zahnabschnitte 22 der Elektrodenplatte 2. Die Potenzialsteuervorrichtung 3 der Ablenkelektrodenanordnung steuert die Potenzialdifferenz (V_A - V_B) zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 derart, dass sich die Potenzialdifferenz zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 in einem der drei Zustände befindet: V_A > V_B, V_A = V_B und V_A < V_B. Wenn sich der Elektronenstrahl E1 zwischen dem Zahnabschnitt 12 (A1) und dem Zahnabschnitt 22 (B1) bewegt, wird er entsprechend der Potenzialdifferenz zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 nach A1 (links in 3) abgelenkt, nicht abgelenkt oder nach B1 (rechts in 3) abgelenkt. Infolgedessen erzeugt die Ablenkelektrodenanordnung eine Ablenkwirkung auf den Elektronenstrahl. Wenn der Elektronenstrahl E1 die Auslassposition (den oberen Teil, wie in 3 gezeigt) des Elektronenstrahldurchgangs zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 erreicht, verringert sich die Querschnittsfläche des Elektronenstrahls aufgrund der Fokussierung (wie nachstehend ausführlich beschrieben). Daher können die Ablenkelektrodenanordnung und die Röntgenquelle den Fokussierungseffekt auf den Elektronenstrahl weiter verstärken. Nach dem Verlassen des Elektronenstrahldurchgangs wird der Elektronenstrahl E1 durch das elektrische Hochspannungsbeschleunigungsfeld zwischen der Anode 6 und der Kathodeneinheit 5 beschleunigt und trifft auf die Anode 6, wodurch die Röntgenstrahlen erzeugt werden. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Röntgenquelle den Fokussierungseffekt verstärken, wodurch die Kompensationselektrode wegfällt und die Struktur weiter vereinfacht wird; inzwischen sind die beiden Funktionen der Fokussierung und Ablenkung auf einer integrierten Struktur entworfen, wodurch die strukturelle Optimierung der Gesamtheit erreicht wird.
4 zeigt die Fokussierungswirkung der Ablenkelektrodenanordnung gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung. In der Röntgenröhre wird die Hochspannung, in der Regel einige zehn bis einige hundert Kilovolt, an die Anode 6 angelegt. Die Elektrodenplatte 1 und die Elektrodenplatte 2 der Ablenkelektrodenanordnung befinden sich zwischen der Kathode 6 und der Anodeneinheit 5, und die Potenzialdifferenz zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 ist weitaus geringer als die Potenzialdifferenz zwischen der Anode 6 und der Kathodeneinheit 5, in der Regel nicht mehr als ± 3 kV, beispielsweise im Bereich von plus oder minus ein paar hundert Volt. Daher wird zwischen der Anode 6 und den Elektrodenplatten 1 und 2 der Ablenkelektrodenanordnung ein elektrisches Hochspannungsbeschleunigungsfeld gebildet. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel verläuft, wie vorstehend beschrieben, die Ebene, auf der die oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 liegen, parallel zur Elektronenstrahlempfangsfläche der Anode 6. In diesem Fall ist das elektrische Hochspannungsbeschleunigungsfeld zwischen der Elektronenstrahlempfangsfläche der Anode 6 und den oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 in den meisten Bereichen gleichmäßig, d.h. die elektrischen Kraftlinien verlaufen parallel, und die elektrischen Kraftlinien des elektrischen Hochspannungsbeschleunigungsfeldes sind von der Anode 6 zu den oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 gerichtet.
Da jedoch in der Nähe der oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 Elektronenstrahldurchgänge (Lücken) zwischen den Zahnabschnitten der Elektrodenplatten 1 und den Zahnabschnitten der Elektrodenplatte 2 vorhanden sind, sind die oberen Flächen der Elektrodenplatten 1 und 2 nicht als eine vollständige Ebene ausgebildet. Ein Teil der elektrischen Kraftlinien des elektrischen Hochspannungsbeschleunigungsfeldes tritt in den Elektronenstrahldurchgang ein und biegt sich so, dass sie auf die Seitenfläche des Zahnabschnitts der Elektrodenplatte 1 und/oder die Seitenfläche des Zahnabschnitts der Elektrodenplatte 2 zeigen, wie in 4 gezeigt. Daher erzeugen die elektrischen Kraftlinien des elektrischen Hochspannungsbeschleunigungsfeldes eine lokale Verformung an der Auslassposition des Elektronenstrahldurchgangs. Die Elektronen an der Auslassposition des Elektronenstrahldurchgangs bewegen sich gegen die elektrischen Kraftlinien im beschleunigten elektrischen Hochspannungsfeld, der Elektronenstrahl wird an der Auslassposition des Elektronenstrahldurchgangs konvergieren und fokussieren, wodurch die Querschnittsfläche des Elektronenstrahls verringert wird. In der Röntgenquelle trägt ein solcher Fokussierungseffekt zu der Verringerung der Querschnittsfläche des Elektronenstrahls bei, wodurch die Größe des Röntgenfokuspunkts verringert wird, wenn der Elektronenstrahl auf die Anode trifft, und je kleiner der Röntgenfokuspunkt ist, desto besser ist die Bildqualität der Röntgenbildgabe.
5a bis 5c zeigen die Ablenkwirkung der Ablenkelektrodenanordnung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung. Das Ablenkungsprinzip der Ablenkelektrodenanordnung wird nachstehend am Beispiel von drei verschiedenen Potenzialdifferenzzuständen zwischen den Elektrodenplatten 1 und 2 beschrieben. Die Potenzialsteuervorrichtung (in den 5a bis 5c nicht dargestellt) steuert das Anlegen unterschiedlicher Potenziale an die Elektrodenplatten 1 und 2 der Ablenkelektrodenanordnung, so dass die Potenzialdifferenz (V_A - V_B) zwischen den Elektrodenplatten 1 und 2 einen der drei Zustände V_A > V_B, V_A = V_B und V_A < V_B annimmt und unterschiedliche elektrische Feldzustände zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 erzeugt werden.
In 5a ist die Potenzialdifferenz zwischen den Elektrodenplatten 1 und 2 positiv (V_A > V_B), was ein elektrisches Ablenkungsfeld zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 erzeugt. In dem elektrischen Ablenkungsfeld zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 sind die elektrischen Kraftlinien vom Zahnabschnitt 12 zum Zahnabschnitt 22 gerichtet. Nachdem der von der Kathodeneinheit 5 emittierte Elektronenstrahl mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit in den Elektronenstrahldurchgang zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 eingetreten ist, wird er der seitlichen Kraft des elektrischen Ablenkungsfeldes (entgegen der Richtung der elektrischen Kraftlinien) ausgesetzt und seitlich in Richtung des Zahnabschnitts 12 abgelenkt. Da der Elektronenstrahl beim Durchgang durch den Elektronenstrahldurchgang in Richtung des Zahnabschnitts 12 abgelenkt wird, trifft der Elektronenstrahl auf die Anode 6 an einer Position T1, die dem Zahnabschnitt 12 entspricht und eine gewisse Abweichung aufweist, wenn er schließlich die Anode 6 erreicht, und die Röntgenstrahlen werden an dieser Position T1 erzeugt.
In 5b beträgt die Potenzialdifferenz zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 Null (V_A = V_B), und es gibt kein elektrisches Ablenkungsfeld zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22. Wenn der von der Kathodeneinheit 5 emittierte Elektronenstrahl mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit in den Elektronenstrahldurchgang zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 eintritt, ist er nicht der seitlichen Kraft des elektrischen Ablenkungsfeldes ausgesetzt, sondern bewegt sich weiterhin in seiner ursprünglichen Richtung. Da der Elektronenstrahl beim Durchgang durch den Elektronenstrahldurchgang nicht abgelenkt wird, wird der Elektronenstrahl die Anode 6 an einer Position T treffen, die einer mittleren Position zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 entspricht, wenn er schließlich die Anode 6 erreicht, und die Röntgenstrahlen werden an dieser Position T erzeugt.
In 5c ist die Potenzialdifferenz zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 positiv (V_A < V_B), was ein elektrisches Ablenkungsfeld zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 erzeugt. In dem elektrischen Ablenkungsfeld zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 sind die elektrischen Kraftlinien vom Zahnabschnitt 22 zum Zahnabschnitt 12 gerichtet. Nachdem der von der Kathodeneinheit 5 emittierte Elektronenstrahl mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit in den Elektronenstrahldurchgang zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 eingetreten ist, wird er der seitlichen Kraft des elektrischen Feldes (entgegen der Richtung der elektrischen Kraftlinien) ausgesetzt und seitlich in Richtung des Zahnabschnitts 22 abgelenkt. Da der Elektronenstrahl beim Durchgang durch den Elektronenstrahldurchgang in Richtung des Zahnabschnitts 22 abgelenkt wird, trifft der Elektronenstrahl auf die Anode 6 an einer Position T2, die dem Zahnabschnitt 22 entspricht und eine bestimmte Abweichung aufweist, wenn er schließlich die Anode 6 erreicht, und die Röntgenstrahlen werden an dieser Position T2 erzeugt.
Es ist ersichtlich, dass bei einer von Null verschiedenen Potenzialdifferenz zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 ein elektrisches Ablenkungsfeld zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 erzeugt wird. Aufgrund der Wirkung des elektrischen Ablenkungsfeldes zwischen dem Zahnabschnitt 12 und dem Zahnabschnitt 22 wird der Elektronenstrahl beim Durchgang durch den Elektronenstrahldurchgang abgelenkt, was eine Abweichung der Position verursacht, an der der Elektronenstrahl auf die Anode 6 trifft. Der Betrag der Positionsabweichung kann sich auf die Anfangsgeschwindigkeit des Elektronenstrahls, den Betragswert der Potenzialdifferenz (V_A - V_B) zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2, die Länge des Elektronenstrahldurchgangs usw. beziehen. Im Allgemeinen gilt: je größer der Betragswert der Potenzialdifferenz (V_A - V_B) zwischen der Elektrodenplatte 1 und der Elektrodenplatte 2 ist, desto größer ist die Abweichung der Position.
Nachstehend wird der zeitliche Ablauf des Betriebszustands der Röntgenquelle gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben. 6 zeigt ein Zeitdiagramm eines Betriebszustands einer Röntgenquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. 7 zeigt ein Zeitdiagramm eines anderen Betriebszustands einer Röntgenquelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
6 zeigt eine Betriebsart einer Röntgenquelle mit der Ablenkelektrodenanordnung. Die erste Linie in 6 stellt den Elektronenstrahlemissionszustand einer Vielzahl von Kathodeneinheiten dar. Die Rechteckwelle der ersten Linie enthält zwei Zustände: hoch und niedrig, wobei der hohe Zustand die Erzeugung des Elektronenstrahls darstellt, und C1, C2, C3, C4...... verschiedene Kathodeneinheiten darstellen, die Elektronenstrahlen erzeugen. Die zweite Linie stellt den Änderungszustand der Potenzialdifferenz zwischen den beiden Elektrodenplatten der Ablenkelektrodenanordnung dar. In 6 sind drei verschiedene Zustände der Potenzialdifferenz (V_A > V_B, V_A = V_B und V_A < V_B) zwischen den beiden Elektrodenplatten als Beispiele dargestellt. Die Rechteckwelle der zweiten Linie umfasst hohe, mittlere und niedrige Zustände, die jeweils drei verschiedene Zustände der Potenzialdifferenz darstellen. Die dritte Linie stellt die Zeit dar, t1, t2, t3, t4...... sind verschiedene Zeiten, und jede Zeit entspricht der einmaligen Erzeugung des Elektronenstrahls. Die vierte Linie stellt den Änderungszustand der Empfangsposition des Elektronenstrahls auf der Anode dar, wobei T1, T2, T3, T4 ..... die Empfangspositionsbereiche darstellen, die den verschiedenen Kathodeneinheiten entsprechen, und der tiefgestellte Index den Abweichungszustand der Position darstellt; außerdem umfasst die Rechteckwelle der vierten Linie hohe und niedrige Zustände, und der hohe Zustand stellt die Erzeugung der Röntgenstrahlen dar.
Die Position, an der die Anode den Elektronenstrahl empfängt (Position des Röntgenfokuspunkts), hängt vom Zustand der Elektronenstrahlemission der Kathodeneinheit und vom Änderungszustand der Potenzialdifferenz zwischen den beiden Elektrodenplatten ab. In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird zu jedem Zeitpunkt t1, t2, t3, t4 ...... lediglich eine Kathodeneinheit verwendet, um den Elektronenstrahl zu emittieren, und gleichzeitig befindet sich die Potenzialdifferenz (V_A - V_B) zwischen den beiden Elektrodenplatten in einem bestimmten Zustand (V_A > V_B, V_A = V_B, oder V_A < VB).
In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Betriebsart der Röntgenquelle wie folgt: bei gleichmäßig beabstandeten Zeiten t1, t2, t3, t4 ......emittiert jede Kathodeneinheit dreimal Elektronenstrahlen (C1 emittiert zum Zeitpunkt t1, t2, t3, C2 emittiert zum Zeitpunkt t4, t5, t6, usw.); für die drei Elektronenstrahlemissionen derselben Kathodeneinheit befindet sich die Ablenkelektrodenanordnung jeweils in drei Potenzialdifferenzzuständen (die Potenzialdifferenz ist zum Zeitpunkt t1 positiv, die Potenzialdifferenz beträgt zum Zeitpunkt t2 null, die Potenzialdifferenz ist zum Zeitpunkt t3 negativ, usw.). Auf diese Weise ändert sich die Empfangsposition des Elektronenstrahls auf der Anode nacheinander. In einigen Ausführungsbeispielen kann die kooperative Steuervorrichtung die entsprechenden Elektronenstrahlempfangspositionen aufzeichnen.
In einer solchen Betriebsart bewegt sich die Position des Fokuspunkts (Empfangsposition des Elektronenstrahls) der Röntgenquelle nacheinander. Zum Beispiel zum Zeitpunkt t1 erzeugt die Kathodeneinheit C1 den Elektronenstrahl, V_A - V_B ist positiv, und die Position des Fokuspunkts ist T1₁; zum Zeitpunkt t2 erzeugt die Kathodeneinheit C1 den Elektronenstrahl, V_A - V_B beträgt Null, und die Position des Fokuspunkts ist T1; zum Zeitpunkt t3 erzeugt die Kathodeneinheit C1 den Elektronenstrahl, V_A - V_B ist negativ, und die Position des Fokuspunkts ist T1₂; zum Zeitpunkt t4 erzeugt die Kathodeneinheit C2 den Elektronenstrahl, V_A - V_B ist positiv, und die Position des Fokuspunkts ist T2₁; zum Zeitpunkt t5 erzeugt die Kathodeneinheit C2 den Elektronenstrahl, V_A - V_B beträgt Null, und die Position des Fokuspunkts ist T2; zum Zeitpunkt t6 erzeugt die Kathodeneinheit C2 den Elektronenstrahl, V_A - V_B ist negativ, und die Position des Fokuspunkts ist T2₂; und so weiter. Auf diese Weise kann die Röntgenquelle, nachdem alle Kathodeneinheiten drei aufeinanderfolgende Elektronenstrahlemissionen abgeschlossen haben, in den Ausgangszustand (Zeitpunkt t1) für den zyklischen Betrieb zurückkehren.
7 zeigt eine weitere Betriebsart der Röntgenquelle einschließlich der Ablenkelektrodenanordnung. Die erste Linie in 7 stellt den Zustand der Elektronenstrahlemission einer Vielzahl von Kathodeneinheiten dar. Die Rechteckwelle der ersten Linie umfasst zwei Zustände: hoch und niedrig, wobei der hohe Zustand die Erzeugung des Elektronenstrahls angibt. In 7 sind beispielhaft vier Kathodeneinheiten dargestellt, wobei C1, C2, C3 und C4 verschiedene Kathodeneinheiten darstellen, die Elektronenstrahlen erzeugen. Die zweite Linie stellt den Änderungszustand der Potenzialdifferenz zwischen den beiden Elektrodenplatten der Ablenkelektrodenanordnung dar. In 7 sind drei verschiedene Zustände der Potenzialdifferenz (V_A > V_B, V_A = V_B, und V_A < V_B) zwischen den beiden Elektrodenplatten als Beispiele dargestellt. Die Rechteckwelle der zweiten Linie umfasst hohe, mittlere und niedrige Zustände, die jeweils drei verschiedene Zustände der Potenzialdifferenz darstellen. Die dritte Linie stellt die Zeit dar, t1, t2, t3, t4 ...... sind verschiedene Zeiten, und jede Zeit entspricht der einmaligen Erzeugung eines Elektronenstrahls. Die vierte Linie stellt den Änderungszustand der Elektronenstrahlempfangsposition auf der Anode dar, wobei T1, T2, T3 und T4 die Empfangspositionsbereiche darstellen, die verschiedenen Kathodeneinheiten entsprechen, und der tiefgestellte Index den Abweichungszustand der Position darstellt; außerdem umfasst die Rechteckwelle der vierten Linie hohe und niedrige Zustände, und der hohe Zustand stellt die Erzeugung der Röntgenstrahlen dar.
Die Position, an der die Anode den Elektronenstrahl empfängt (Position des Röntgenfokuspunkts), hängt vom Zustand der Elektronenstrahlemission der Kathodeneinheit und vom Änderungszustand der Potenzialdifferenz zwischen den beiden Elektrodenplatten ab. In dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird wie in 6 zu jedem Zeitpunkt t1, t2, t3, t4 ...... lediglich eine Kathodeneinheit zur Emission des Elektronenstrahls verwendet, und gleichzeitig befindet sich die Potenzialdifferenz (V_A - V_B) zwischen den beiden Elektrodenplatten in einem definierten Zustand (V_A > V_B, V_A = V_B, oder V_A < V_B).
In dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel lautet die Betriebsart der Röntgenquelle wie folgt: zu gleichmäßig beabstandeten Zeiten t1, t2, t3, t4 ...... emittiert jede Kathodeneinheit den Elektronenstrahl einmal (C1 emittiert zum Zeitpunkt t1, C2 emittiert zum Zeitpunkt t2, C3 emittiert zum Zeitpunkt t3 usw.); im ersten Emissionszyklus der Vielzahl von Kathodeneinheiten verbleibt die Ablenkelektrodenanordnung im ersten Zustand der drei Potenzialdifferenzzustände; im zweiten Emissionszyklus der Vielzahl von Kathodeneinheiten verbleibt die Ablenkelektrodenanordnung im zweiten Zustand der drei Potenzialdifferenzzustände; und im dritten Emissionszyklus der Vielzahl von Kathodeneinheiten verbleibt die Ablenkelektrodenanordnung im dritten Zustand der drei Potenzialdifferenzzustände (z.B. ist die Potenzialdifferenz vom Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t4 positiv, beträgt die Potenzialdifferenz vom Zeitpunkt t5 bis zum Zeitpunkt t8 null, ist die Potenzialdifferenz vom Zeitpunkt t9 bis zum Zeitpunkt t12 negativ, usw.). Somit ändert sich die Empfangsposition des Elektronenstrahls auf der Anode sukzessive. In einigen Ausführungsbeispielen kann die kooperative Steuervorrichtung die entsprechenden Elektronenstrahlempfangspositionen aufzeichnen.
In dieser Betriebsart springt die Position des Fokuspunkts der Röntgenquelle. Mit einer Röntgenquelle mit vier Kathodeneinheiten als Beispiel, erzeugt zum Zeitpunkt t1 die Kathodeneinheit C1 den Elektronenstrahl, ist V_A - V_B positiv, und ist die Position des Fokuspunkts T1₁; erzeugt zum Zeitpunkt t2 die Kathodeneinheit C2 den Elektronenstrahl, ist V_A - V_B positiv, und ist die Position des Fokuspunkts T2₁; erzeugt zum Zeitpunkt t3 die Kathodeneinheit C3 den Elektronenstrahl, ist V_A - V_B positiv, und ist die Position des Fokuspunkts T3₁; erzeugt zum Zeitpunkt t4 die Kathodeneinheit C4 den Elektronenstrahl, ist V_A - V_B positiv, und ist die Position des Fokuspunkts T4₁; erzeugt zum Zeitpunkt t5 die Kathodeneinheit C1 den Elektronenstrahl, beträgt V_A - V_B Null, und ist die Position des Fokuspunkts T1; ......; erzeugt zum Zeitpunkt t8 die Kathodeneinheit C4 den Elektronenstrahl, beträgt V_A - V_B Null, und ist die Position des Fokuspunkts T4; erzeugt zum Zeitpunkt t9 die Kathodeneinheit C1 den Elektronenstrahl, ist V_A - V_B negativ, und ist die Position des Fokuspunkts T1₂; ......; erzeugt zum Zeitpunkt t12 die Kathodeneinheit C4 den Elektronenstrahl, ist V_A - V_B negativ, und ist die Position des Fokuspunkts T4₂. Auf diese Weise kann die Röntgenquelle in den Ausgangszustand (Zeitpunkt t1) zurückkehren und zyklisch arbeiten, bis alle Kathoden den Elektronenstrahl mehrmals emittieren (z.B. dreimal, und die Anzahl der Male, bei denen jede Kathode den Elektronenstrahl emittiert, ist die gleiche wie die Anzahl der Potenzialdifferenzzustände zwischen den beiden Elektrodenplatten).
Das Funktionsprinzip der Ablenkelektrodenanordnung und der Röntgenquelle wurde am Beispiel von drei verschiedenen Potenzialdifferenzzuständen zwischen den beiden Elektrodenplatten beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann es zwei oder mehr als vier verschiedene Potenzialdifferenzzustände zwischen den beiden Elektrodenplatten der Ablenkelektrodenanordnung geben.
Vorstehend wurden zwei Zustände der Elektronenstrahlemission der Kathodeneinheit beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Kathodeneinheit der Röntgenquelle auch andere Elektronenstrahlemissionszustände aufweisen. In einigen Ausführungsbeispielen können die Elektronenstrahlemissionszustände der Kathodeneinheit mit den Potenzialdifferenzzuständen zwischen den beiden Elektrodenplatten übereinstimmen. Wenn beispielsweise die Anzahl der Potenzialdifferenzzustände zwischen den beiden Elektrodenplatten n (n ≥ 2) beträgt, kann jede Kathodeneinheit n-mal einen Elektronenstrahl emittieren, oder kann die Vielzahl von Kathodeneinheiten den Elektronenstrahl nacheinander einmal emittieren.
Zwei Betriebsarten der Röntgenquelle sind vorstehend beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Röntgenquelle auch andere Betriebsarten aufweisen. Die Betriebsart der Röntgenquelle kann verschiedene Verteilungen der Fokuspunktpositionen (Elektronenstrahlempfangspositionen) der Röntgenquelle entsprechend verschiedenen Kombinationen des Elektronenstrahlemissionszustands der Kathodeneinheit und des Potenzialdifferenzzustands zwischen den beiden Elektrodenplatten erreichen.
Wie vorstehend beschrieben, sendet lediglich eine Kathodeneinheit gleichzeitig einen Elektronenstrahl aus. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung können mehrere Kathodeneinheiten gleichzeitig einen Elektronenstrahl aussenden.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Betriebsart der Röntgenquelle durch die kooperative Steuervorrichtung 9 gesteuert werden. Zum Beispiel steuert die kooperative Steuervorrichtung die Elektronenstrahlemission der Kathodeneinheit und die Potenzialdifferenz der Ablenkelektrodenanordnung entsprechend dem erforderlichen Fokuspunktverteilungszustand (die Fokuspunktposition zu jeder Zeit). Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Betriebsart der Röntgenquelle durch andere Steuervorrichtungen gesteuert werden, und die kooperative Steuervorrichtung 9 kann die Betriebsart der Röntgenquelle aufzeichnen (z.B. einschließlich der Emissionszeit des Elektronenstrahls, der Fokuspunktposition, der Röntgenstrahl-Erzeugungszeit, der Röntgenstrahlintensität und dergleichen).
Wie vorstehend beschrieben, liegen die oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 in einer Ebene parallel zur unteren Fläche der Anode 6. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung liegt die obere Fläche der Ablenkelektrodenanordnung (die oberen Flächen der Zahnabschnitte) womöglich nicht parallel zur unteren Fläche der Anode 6.
Wie vorstehend beschrieben, liegen die oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 in der gleichen Ebene. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung sind die oberen Flächen der Zahnabschnitte der Elektrodenplatten 1 und 2 womöglich nicht in der gleichen Ebene angeordnet.
Nachstehend wird ein Röntgenbildgabesystem gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Röntgenbildgabesystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Wie in 8 gezeigt, umfasst das Röntgenbildsystem gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung die vorstehend beschriebene Röntgenquelle und eine Erfassungseinrichtung 11. Die Beschreibung der Röntgenquelle gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung befindet sich vorstehend und wird hier nicht wiederholt. Die Röntgenquelle kann Röntgenstrahlen aus mehreren Positionen (Fokuspunktpositionen) erzeugen. Die Röntgenquelle gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann auch als verteilte Röntgenquelle bezeichnet werden. Die Röntgenquelle ist gegenüber der Erfassungseinrichtung 11 angeordnet, so dass sich ein zu untersuchendes Objekt zwischen der Röntgenquelle und der Erfassungseinrichtung 11 befinden kann. Während des Betriebs des Röntgenbildgabesystems können die von der Röntgenquelle erzeugten Röntgenstrahlen das zu untersuchende Objekt durchdringen (z.B. Gepäck, Industrieprodukte, Fahrzeuge, Spezialvorrichtungen, menschliche Körperteile). Die Erfassungseinrichtung 11 wird verwendet, um die Röntgenstrahlen zu sammeln, die das zu prüfende Objekt durchdringen, um Röntgenerfassungsinformationen zu erzeugen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann die Erfassungseinrichtung 11 eine Vielzahl von Erfassungseinheiten umfassen, um eine Erfassungsanordnung zu bilden, oder die Erfassungseinrichtung 11 kann eine Flachpaneel-Erfassungseinrichtung sein. Die vorliegende Offenbarung schränkt die Anordnung der Röntgenquelle und der Erfassungseinrichtung 11 nicht ein, solange die von der Röntgenquelle emittierten Röntgenstrahlen nach dem Durchdringen des zu untersuchenden Objekts von der Erfassungseinrichtung 11 erfasst werden kann. Beispielsweise können die Röntgenquelle und die Erfassungseinrichtung 11 jeweils auf zwei Seiten des zu untersuchenden Objekts angeordnet sein oder das zu untersuchende Objekt ganz oder teilweise umgeben.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Röntgenbildgabesystem außerdem eine Bildgabesteuervorrichtung 12 enthalten. Die Bildgabesteuervorrichtung 12 kann mit der Röntgenquelle in Verbindung stehen, z.B. ist sie mit der kooperativen Steuervorrichtung 9, der Potenzialsteuervorrichtung 3 und/oder der Kathodensteuervorrichtung 7 der Röntgenquelle über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation verbunden. Die Bildgabesteuervorrichtung 12 kann die Röntgenerfassungsinformationen von der Erfassungseinrichtung 11 und die Röntgenemissionsinformationen von der Röntgenquelle erfassen. Zum Beispiel kann die Bildgabesteuervorrichtung 12 die zu verschiedenen Zeiten gesammelten Röntgensignale von der Erfassungseinrichtung 11 erhalten und die Informationen wie die Röntgenemissionsposition und - intensität zu der entsprechenden Zeit von der Röntgenquelle erhalten. Die Bildsteuervorrichtung 12 kann ein Röntgenbild (z.B. ein zweidimensionales Bild oder ein dreidimensionales Bild) auf der Grundlage der von der Erfassungseinrichtung 11 erhaltenen Röntgenerfassungsinformationen und der von der Röntgenquelle erhaltenen Röntgenemissionsinformationen erzeugen. Beispielsweise kann die Bildgabesteuervorrichtung 12 ein Bild (CT) konstruieren, das die tomografische Struktur oder dreidimensionale Informationen des zu untersuchenden Objekts durch Datenanalyse und - verarbeitung und einen Rekonstruktionsalgorithmus wiedergibt. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Bildsteuervorrichtung 12 eine zentrale Steuereinheit, eine Signalverarbeitungseinheit, eine Datenumwandlungseinheit, eine Algorithmuseinheit, eine Bildanzeigeeinheit und dergleichen umfassen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet das Röntgenbildgabesystem auf folgende Weise: die Bildgabesteuervorrichtung 12 des Röntgenbildgabesystems bestimmt die Anforderungen an die Röntgenemission (wie z.B. die Position des Fokuspunkts zu jedem Zeitpunkt, die Dauer der Röntgenstrahlenerzeugung und die Röntgenintensität) entsprechend den Bildgabeanforderungen; die Steuervorrichtung 12 sendet die Anforderungen an die Röntgenemission an die Röntgenquelle (wie z.B. die kooperative Steuervorrichtung 9); die Röntgenquelle steuert (z.B. durch die kooperative Steuervorrichtung 9) den Betriebszustand der Kathodeneinheiten 5 und der Ablenkelektrodenanordnung entsprechend den Röntgenemissionsanforderungen, um die den Anforderungen entsprechende Röntgenemission zu erzeugen; und die Bildgabesteuervorrichtung 12 erfasst die Röntgenerfassungsinformationen von der Erfassungseinrichtung 11 und die Röntgenemissionsinformationen von der Röntgenquelle, um das Röntgenbild zu erzeugen.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet das Röntgenbildgabesystem auf folgende Weise: die kooperative Steuervorrichtung 9 der Röntgenquelle steuert die Betriebszustände der Kathodeneinheiten 5 und der Ablenkelektrodenanordnung, um Röntgenemission zu erzeugen; die kooperative Steuervorrichtung 9 überträgt die Röntgenemissionsinformationen (einschließlich beispielsweise der Fokuspunktposition zu jeder Zeit, der Röntgenerzeugungsdauer und der Röntgenintensität) an die Bildgabesteuervorrichtung 12 des Röntgenbildgabesystems; und die Bildgabesteuervorrichtung 12 erlangt die Röntgenerfassungsinformationen von der Erfassungseinrichtung 11 und erzeugt das Röntgenbild auf der Grundlage der Röntgenerfassungsinformationen und der Röntgenemissionsinformationen.
Das Röntgenbildgabesystem gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung verwendet die verteilte Röntgenquelle mit der Ablenkelektrodenanordnung, wodurch die Anzahl der Röntgenstrahlen erzeugenden Fokuspunkte vervielfacht wird. Daher wird die perspektivische Information für die perspektivische Bildgabe durch das Röntgenbildgabesystem vervielfacht und eine verfeinerte perspektivische Segmentierung bereitgestellt, so dass die Qualität von tomographischen Bildern oder 3D-CT-Bildern weiter verbessert wird und eine hochauflösende Bildgabe erreicht werden kann. Darüber hinaus kann das Röntgenbildgabesystem klarere Erkennungsinformationen (z.B. Defektinformationen) über das zu untersuchende Objekt liefern und verfügt somit über eine stärkere automatische Erkennungsfähigkeit.
Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, erschließt sich dem Fachmann, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Konstruktion und die Verfahren der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Im Gegenteil, die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und gleichwertige Konfigurationen abdecken. Auch wenn verschiedene Elemente und Verfahrensschritte der Offenbarung in verschiedenen beispielhaften Kombinationen und Konfigurationen gezeigt werden, fallen auch andere Kombinationen mit mehr oder weniger Elementen oder Verfahren in den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4926452 A [0004]
CN 104470177 B [0004]
US 6980627 B2 [0004]
CN 104465279 B [0005]
CN 107464734 A [0005]

Claims

Ablenkelektrodenanordnung für eine Röntgenquelle, wobei die Ablenkelektrodenanordnung umfasst: eine erste Elektrodenplatte, die einen ersten Verbindungsabschnitt und eine Vielzahl erster Zahnabschnitte umfasst, wobei die Vielzahl erster Zahnabschnitte auf dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet und voneinander beabstandet ist, und sich jeder erste Zahnabschnitt von dem ersten Verbindungsabschnitt aus derart erstreckt, dass die erste Elektrodenplatte in einer Kammform ausgebildet ist; und eine zweite Elektrodenplatte, die einen zweiten Verbindungsabschnitt und eine Vielzahl zweiter Zahnabschnitte umfasst, wobei die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte auf dem zweiten Verbindungsabschnitt angeordnet und voneinander beabstandet ist, und jeder zweite Zahnabschnitt sich von dem zweiten Verbindungsabschnitt derart erstreckt, dass die zweite Elektrodenplatte in einer Kammform geformt ist, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte einander nicht kontaktieren, und dass die Vielzahl erster Zahnabschnitte und die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte zumindest teilweise versetzt sind, um mehrere Elektronenstrahldurchgänge zu bilden, wobei jeder Elektronenstrahldurchgang zwischen einem angrenzenden ersten Zahnabschnitt und einem angrenzenden zweiten Zahnabschnitt angeordnet ist.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass ein zweiter Zahnabschnitt zwischen jeweils zwei ersten Zahnabschnitten und ein erster Zahnabschnitt zwischen jeweils zwei zweiten Zahnabschnitten angeordnet ist.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 2, wobei an jedem Elektronenstrahldurchgang die gegenüberliegenden Seitenflächen des angrenzenden ersten Zahnabschnitts und des zweiten Zahnabschnitts parallel zueinander verlaufen.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl erster Zahnabschnitte mit dem gleichen Abstand auf dem ersten Verbindungsabschnitt angeordnet ist, die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte mit dem gleichen Abstand auf dem zweiten Verbindungsabschnitt angeordnet ist und die mehreren Elektronenstrahldurchgänge mit dem gleichen Abstand verteilt sind.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl erster Zahnabschnitte die gleiche Form aufweist und die Vielzahl zweiter Zahnabschnitte die gleiche Form aufweist.
Ablenkelektrodenbaugruppe nach Anspruch 5, wobei der erste Verbindungsabschnitt eine erste Innenfläche umfasst, die mit der Vielzahl erster Zahnabschnitte angeordnet ist, und der zweite Verbindungsabschnitt eine zweite Innenfläche umfasst, die mit der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte angeordnet ist, wobei die erste Innenfläche senkrecht auf den Seitenflächen der ersten Zahnabschnitte steht und die zweite Innenfläche senkrecht auf den Seitenflächen der zweiten Zahnabschnitte steht.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 6, wobei jeder Elektronenstrahldurchgang eine Eingangsseite des Elektronenstrahls und eine Ausgangsseite des Elektronenstrahls umfasst; jeder erste Zahnabschnitt der ersten Elektrodenplatte eine obere Fläche auf der Ausgangsseite des Elektronenstrahls und eine untere Fläche auf der Eingangsseite des Elektronenstrahls umfasst, und die oberen Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte alle in derselben Ebene liegen; jeder zweite Zahnabschnitt der zweiten Elektrodenplatte eine obere Fläche auf der Ausgangsseite des Elektronenstrahls und eine untere Fläche auf der Eingangsseite des Elektronenstrahls umfasst, und die oberen Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte alle in derselben Ebene liegen.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 7, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass die oberen Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte und die oberen Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte in der gleichen Ebene liegen.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 8, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass die unteren Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte und die unteren Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte alle in derselben Ebene liegen.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 9, wobei der erste Zahnabschnitt und der zweite Zahnabschnitt beide eine rechteckige Form aufweisen.
Ablenkelektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der erste Zahnabschnitt eine von dem ersten Verbindungsabschnitt entfernte Endfläche aufweist und der zweite Zahnabschnitt eine von dem zweiten Verbindungsabschnitt entfernte Endfläche aufweist; und die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass ein Abstand zwischen der Endfläche des ersten Zahnabschnitts und der zweiten Innenfläche des zweiten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 mm liegt, und ein Abstand zwischen der Endfläche des zweiten Zahnabschnitts und der ersten Innenfläche des ersten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 mm liegt.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 11, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass der Abstand zwischen der Endfläche des ersten Zahnabschnitts und der zweiten Innenfläche des zweiten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,5 mm bis 5 mm liegt, und der Abstand zwischen der Endfläche des zweiten Zahnabschnitts und der ersten Innenfläche des ersten Verbindungsabschnitts in einem Bereich von 0,5 mm bis 5 mm liegt.
Ablenkelektrodenanordnung nach Anspruch 12, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte derart angeordnet sind, dass jeder Elektronenstrahldurchgang eine Länge zwischen 3 mm und 50 mm von der Eingangsseite des Elektronenstrahls zu der Ausgangsseite des Elektronenstrahls aufweist.
Ablenkelektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die weiterhin eine Potenzialsteuervorrichtung umfasst, die mit der ersten Elektrodenplatte bzw. der zweiten Elektrodenplatte elektrisch verbunden ist, wobei die Potenzialsteuervorrichtung die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte mit elektrischem Strom versorgen kann, um eine Vielzahl von Potenzialdifferenzen zwischen der ersten Elektrodenplatte und der zweiten Elektrodenplatte zu erzeugen.
Röntgenquelle, die umfasst: eine Vielzahl von Kathodeneinheiten zum Erzeugen von Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen; eine Anode zum Empfangen der Elektronenstrahlen aus verschiedenen Positionen; und die Ablenkelektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die erste Elektrodenplatte und die zweite Elektrodenplatte der Ablenkelektrodenanordnung zwischen der Vielzahl von Kathodeneinheiten und der Anode angeordnet sind, wobei jede Kathodeneinheit derart angeordnet ist, um einen Elektronenstrahldurchgang der Ablenkelektrodenanordnung derart auszurichten, dass die von der Vielzahl der Kathodeneinheiten erzeugten Elektronenstrahlen jeweils durch die entsprechenden Elektronenstrahldurchgänge hindurchtreten und die Anode erreichen können.
Röntgenquelle nach Anspruch 15, die weiterhin eine Kathodensteuervorrichtung umfasst, die elektrisch mit der Vielzahl von Kathodeneinheiten verbunden ist, um jede Kathodeneinheit derart zu steuern, dass sie den Elektronenstrahl erzeugt oder nicht erzeugt.
Röntgenquelle nach Anspruch 16, die weiterhin eine kooperative Steuervorrichtung umfasst, die mit der Kathodensteuervorrichtung und der Potenzialsteuervorrichtung der Ablenkelektrodenanordnung verbunden ist, um eine Röntgenstrahlungsanforderung an die Kathodensteuervorrichtung und die Ablenkelektrodenanordnung zu senden oder Röntgenstrahlungsinformationen von der Kathodensteuervorrichtung und der Ablenkelektrodenanordnung zu empfangen.
Röntgenquelle nach Anspruch 17, wobei n Arten von Potenzialdifferenzen zwischen der ersten Elektrodenplatte und der zweiten Elektrodenplatte der Ablenkelektrodenanordnung vorgesehen sind, n ≥ 2, und die Röntgenquelle einen der folgenden Betriebszustände aufweist: die Vielzahl von Kathodeneinheiten emittieren nacheinander n-mal Elektronenstrahlen, und die Ablenkelektrodenanordnung weist während der n-maligen Elektronenstrahlemission jeder Kathodeneinheit jeweils die n Arten von Potenzialdifferenzen auf; und die Vielzahl von Kathodeneinheiten führt n Zyklen der Elektronenstrahlemission durch und im ersten Zyklus emittiert die Vielzahl von Kathodeneinheiten den Elektronenstrahl nacheinander einmal, während die Ablenkelektrodenanordnung auf einer ersten Potenzialdifferenz verbleibt, bis im n-ten Zyklus die Vielzahl von Kathodeneinheiten den Elektronenstrahl nacheinander einmal emittieren, während die Ablenkelektrodenanordnung auf der n-ten Potenzialdifferenz verbleibt.
Röntgenquelle nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die oberen Flächen der Vielzahl erster Zahnabschnitte der ersten Elektrodenplatte in derselben Ebene liegen wie die oberen Flächen der Vielzahl zweiter Zahnabschnitte der zweiten Elektrodenplatte und parallel zu einer der ersten Elektrodenplatte und der zweiten Elektrodenplatte zugewandten Oberfläche der Anode verlaufen.
Röntgenbildgabesystem, das umfasst: die Röntgenquelle nach einem der Ansprüche 15 bis 19 zum Erzeugen von Röntgenstrahlen aus verschiedenen Positionen.
Röntgenbildgabesystem nach Anspruch 20, das weiterhin eine Bildgabesteuervorrichtung zum Erfassen von Röntgenemissionsinformationen von der Röntgenquelle umfasst.