DE19510048C2 - Röntgenröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Röntgenröhren (siehe z. B. EP 0 210 076 A2) werden in Röntgenabbildungssystemen eingesetzt. Bei herkömmlichen Röntgenröhren ergibt sich eine Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlung im Brennfleck mit zwei Höckern. Eine solche Intensitätsverteilung wirkt sich zum einen negativ auf die die Bildqualität bestimmende Modulationstransferfunktion aus (siehe hierzu A. Gebauer et al., "Das Röntgenfernsehen", Georg Thieme-Verlag, Stuttgart, 1974, Seiten 26 bis 33). Hinzu kommt, daß im Bereich der beiden Höcker im Brennfleck die Leistungsdichte und damit die Temperatur der Anode beson­ ders hoch ist. Mit einer gaußkurvenähnlichen Intensitätsver­ teilung ließe sich sowohl ein günstigerer Verlauf der Modula­ tionstransferfunktion als auch eine theoretisch um ca. 10% geringere Maximaltemperatur der Anode (bzw. eine entspre­ chende Steigerung der Leistung bei gleicher Maximaltempera­ tur) erreichen.

Röntgenröhren der eingangs genannten Art sind auch in der EP 0 115 731 A2, der FR 26 50 703 A1, der US 4 698 809 der DE 43 04 142 C2 und der DE 30 01 141 A1 beschrieben. Als Fokussierungsmittel ist dabei jeweils ein mit einer den Elek­ tronenemitter aufnehmenden Nut versehener Kathodenkopf vorge­ sehen, deren einander gegenüberliegende Wandungen im Falle der drei zuerst genannten Druckschriften mit unterschied­ lichen Potentialen beaufschlagbar sind, um eine Verlagerung des Brennfleck auf der Auftrefffläche der Anode zu ermög­ lichen. Dagegen sollen im Falle der beiden zuletzt genannten Druckschriften Brennflecke unterschiedlicher Größe einstell­ bar sein. Dies wird im Falle der DE 30 01 141 A1 durch eine Unterteilung des Kathodenkopfes in Längsrichtung der Nut in mehrere Abschnitte erreicht, die mit unterschiedlichen Poten­ tialen beaufschlagbar sind. Im Falle der DE 43 04 142 C2 ist der Elektronenemitter in eine ungerade Anzahl von Abschnitten unterteilt, von denen entweder nur der mittlere Abschnitt oder außerdem auch Paare von einander entsprechenden äußeren Abschnitten aktiv sind.

Brennflecke unterschiedlicher Größe sind auch bei einer in der DE-PS 1 51 237 beschriebenen Röntgenröhre der eingangs ge­ nannten Art realisierbar, und zwar durch zwei relativ zuein­ ander axial verschiebbare Elektronenemitter-Abschnitte, von denen je nach Verschiebestellung entweder nur der innere kreisförmige oder zusätzlich auch der äußere ringförmige Ab­ schnitt aktiv ist. Eine Fokussierung des Elektronenstrahles wird dabei durch eine hohlspiegelartige Krümmung der Elektro­ nenemitter-Abschnitte erreicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Röntgen­ röhre der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sich ein Brennfleck mit gaußkurvenähnlicher Intensitätsverteilung er­ gibt.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den kenn­ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1.

Es wurde festgestellt, daß sich bei einer derartigen Ausle­ gung der Fokussierungsmittel im Brennfleck eine gaußkurven­ ähnliche Intensitätsverteilung ergibt. Dabei ist der Begriff "Fokus" im Sinne von Hauptfokus zu verstehen, d. h. als Fokus der für die Intensität des Brennfleckes maßgeblichen Anteile des Elektronenstrahles, die gewöhnlich von den der Anode un­ mittelbar benachbarten Bereichen des Elektronenemitters aus­ gehen. Bezüglich für die Intensität des Brennfleckes nicht maßgebender Anteile des Elektronenstrahles, die von der Anode mehr oder weniger abgewandten Bereichen des Elektronenemit­ ters, z. B. von dessen Rückseite, ausgehen, können unter Um­ ständen von dem Hauptfokus abweichende Nebenfoki deutlich ge­ ringerer Intensität vorhanden sein. Bei dem Fokus kann es sich je nach Gestalt des Elektronenemitters und der Wirkung der Fokussierungsmittel um einen zumindest annähernd punkt­ förmigen oder zumindest annähernd linienförmigen Fokus han­ deln, wobei im Falle eines Linienfokus die gaußkurvenähnliche Intensitätsverteilung nur quer zu dem Linienfokus vorliegt.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß als Elektronenemitter ein Flachemitter vorgesehen ist. Es läßt sich so eine weitere Annäherung an eine gaußkurvenförmige Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlung im Brennfleck er­ reichen, da ein mit einem Flachemitter erzeugter Brennfleck von dem gaußkurvenförmigen Ideal weniger weit entfernt ist als ein beispielsweise mittels eines wendelförmigen Elektro­ nenemitters erzeugter Brennfleck. Unter einem Flachemitter soll übrigens ein Elektronenemitter verstanden werden, dessen zur Elektronenemission vorgesehener Bereich eine wenigstens im wesentlichen ebene Oberfläche darstellt. Natürlich läßt sich in der Praxis nicht vermeiden, daß auch außerhalb der an sich zur Elektronenemission vorgesehenen ebenen Fläche Elek­ tronen emittiert werden, jedoch ist dieser Teil der Elektro­ nenemission in der Praxis von untergeordneter Bedeutung. Er kann aber dennoch zu unerwünschten Abweichungen von der ange­ strebten Intensitätsverteilung im Brennfleck führen. Beson­ ders günstig ist es daher, wenn der Flachemitter derart be­ schichtet ist, daß die Emission von Elektronen wenigstens im wesentlichen ausschließlich im Bereich der der Anode zuge­ wandten Fläche des Flachemitters erfolgt. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, daß die zur Emission vorgesehene Fläche mit einem Material beschichtet ist, das ein im Ver­ gleich zu dem (den) an den übrigen Flächen des Flachemitters vorliegenden Material(ien) ein höheres Elektronenemissions­ vermögen aufweist, und/oder der Flachemitter außerhalb der zur Elektronenemission vorgesehenen Fläche mit einem Material beschichtet ist, das im Vergleich zu dem im Bereich der zur Elektronenemission vorgesehenen Fläche vorhandenen Material ein geringeres Elektronenemissionsvermögen aufweist.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist der Elektronenemitter in einer Fokussierungsnut der Fokussierungsmittel aufgenom­ men. Dabei liegt wenigstens eine der Wandungen der Fokussie­ rungsnut auf einem die Lage des Fokus beeinflussenden Poten­ tial. Insbesondere im Falle der Verwendung eines Flachemit­ ters ist die Fokussierungsnut zweckmäßigerweise abgestuft, und zwar derart, daß die der Anode benachbarte Stufe breiter als die von der Anode entfernte Stufe ist, wobei der Flach­ emitter im Bereich des Überganges von der der Anode entfern­ ten Stufe in die der Anode benachbarte Stufe angeordnet ist. Dabei kann gemäß Ausführungsformen der Erfindung wenigstens eine Stufe der Fokussierungsnut einen rechteckigen Quer­ schnitt und/oder wenigstens eine Stufe der Fokussierungsnut einen trapezförmigen Querschnitt mit in Richtung auf die Anode divergierenden Wandungen aufweisen.

Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß die Fokussierungsnut durch zwei elektrisch voneinander isolierte Paare voneinander gegenüber­ liegenden Wandungen begrenzt ist, wobei die Wandungen des einen Paares auf einem ersten und die des anderen Paares auf einem zweiten elektrischen Potential liegen, wobei bezüglich wenigstens eines Paares das elektrische Potential derart ge­ wählt ist, daß sich der entsprechende Fokus zwischen dem Elektronenemitter und dem Brennfleck befindet. Es besteht al­ so die Möglichkeit, die Lage des Fokus in zwei Richtungen, z. B. in Richtung der Länge und in Richtung der Breite des Brennfleckes, unabhängig voneinander zu wählen.

Der Erfindung liegt die weiterführende Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise unter Beibehaltung einer gaußkurvenähnlichen Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlung im Brennfleck die Größe des Brennfleckes verstellen zu können. Diese Aufgabe wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dadurch ge­ löst, daß der Abstand des Fokus der Fokussierungsmittel von dem Brennfleck verstellbar ist. Dieser Maßnahme liegt die Er­ kenntnis zugrunde, daß der Abstand des Fokus von dem Brenn­ fleck für die Brennfleckgröße bestimmend ist, wobei der Brennfleck um so größer ist, je weiter der Fokus vom Brenn­ fleck entfernt ist. Da sich der Fokus unabhängig davon, wel­ che Brennfleckgröße eingestellt ist, zwischen dem Elektro­ nenemitter und dem Brennfleck befindet, ist unabhängig von der eingestellten Brennfleckgröße eine gaußkurvenähnliche Intensitätsverteilung im Brennfleck gewährleistet.

Die Lage des Fokus kann verstellt werden, indem das die Lage des Fokus beeinflussende Potential bzw. das erste und/oder das zweite Potential verstellt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Lage des Fokus dadurch zu beeinflussen, daß die Lage des Elektronenemitters in der Fokussierungsnut in Richtung der Mittelachse des Elektronenstrahles verstellt wird.

Im Falle der elektrischen Verstellung kann für den Fall, daß sowohl das erste als auch das zweite Potential verstellbar ist, vorgesehen sein, daß das erste und das zweite Potential unabhängig voneinander verstellbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Rönt­ genröhre in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der Kathodenanordnung der Röntgenröhre der Fig. 1,

Fig. 3 und 4 die Funktion der Röntgenröhre gemäß den Fig. 1 und 2 verdeutlichende, elektrische Feldlinien und Elektronenbahnen enthaltende Diagramme,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die wesentlichen Teile der Kathodenanordnung einer weiteren erfindungsgemäßen Röntgenröhre,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Elektronenemitter einer er­ findungsgemäßen Röntgenröhre, und

Fig. 7 in zu der Fig. 6 analoger Darstellung eine Variante eines Elektronenemitters.

In der Fig. 1 ist mit 1 der Kolben der Röntgenröhre bezeich­ net, der im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles in bekannter Weise unter Verwendung von Metall und Keramik oder Glas - andere Materialien sind möglich - hergestellt ist. Innerhalb des Kolbens 1 ist an einem Trägerteil 2 eine Katho­ denanordnung 3 angebracht, die einen innerhalb eines als Fokussierungsmittel vorgesehenen Kathodenkörpers 4 aufgenom­ menen Elektronenemitter aufweist, der als Glühkathode 5 aus­ geführt ist. Der Glühkathode 5 gegenüberliegend ist eine ins­ gesamt mit 7 bezeichnete Drehanode vorgesehen, die einen über eine Welle 8 mit einem Rotor 9 verbundenen Anodenteller 10 aufweist. Der Rotor 9 ist in in der Fig. 1 nicht dargestell­ ter Weise auf einer mit dem Kolben 1 verbundenen Achse 11 drehbar gelagert. Im Bereich des Rotors 9 ist auf die Außen­ wand des Kolbens 1 ein Stator 12 aufgesetzt, der mit dem Rotor 9 zur Bildung eines zum Antrieb der Drehanode dienenden Elektromotors zusammenwirkt.

Beim Betrieb der Röntgenröhre wird dem Stator 12 über Leitun­ gen 13 und 14 ein Wechselstrom zugeführt, so daß der über die Achse 11 mit dem Rotor 9 verbundene Anodenteller 10 rotiert.

Die Röhrenspannung wird über Leitungen 15 und 16 angelegt, wobei die Leitung 16 mit einem Anschluß der Glühkathode 5 verbunden ist. Der andere Anschluß der Glühkathode 5 ist mit einer Leitung 17 verbunden, über die ihr ein Heizstrom zuge­ führt werden kann. Ist dies der Fall, geht von der Glüh­ kathode 5 ein Elektronenstrahl aus.

Dieser trifft wie in Fig. 1 strichliert angedeutet in einem mit BF bezeichneten Brennfleck auf eine Auftrefffläche 19 des Anodentellers 10 auf. Die von dem Brennfleck BF ausgehende Röntgenstrahlung tritt durch ein Strahlenaustrittsfenster 20 aus.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, handelt es sich bei der Glühkathode 5 um einen Flachemitter, der in einer abge­ stuften Fokussierungsnut 21 des Kathodenkörpers 4 aufgenommen ist.

Der Kathodenkörper 4 weist vier Wandteile 22a, 22b und 23a, 23b auf, die die Fokussierungsnut 21 begrenzen. Die Wandteile 22a und 22b bzw. 23a und 23b sind jeweils einander parallel gegenüberliegend angeordnet.

Die Wandteile 22a und 22b bzw. 23a und 23b liegen jeweils auf einem gemeinsamen Potential U₁ bzw. U₂. Sie sind dazu mit Spannungsquellen 24 und 25 über Leitungen 26 und 27 verbun­ den. Die Wandteile 22a und 22b sind in in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellter Weise von den Wandteilen 23a und 23b elektrisch isoliert.

Das an den den längeren Seiten des Flachemitters benachbarten Wandteilen 22a und 22b anliegende Potential U₁ ist so ge­ wählt, daß der von der dem Anodenteller 10 zugewandten Seite des Flachemitters ausgehende Elektronenstrahl derart fokus­ siert wird, daß der Fokus F₁ zwischen dem Flachemitter und dem Brennfleck BF liegt (siehe Fig. 3).

Durch diese Maßnahme ergibt sich quer zur Richtung der Längs­ achse des Flachemitters betrachtet eine aus den eingangs ge­ nannten Gründen günstige gaußkurvenähnliche Intensitätsver­ teilung der von dem Brennfleck ausgehenden Röntgenstrahlen, die infolge des Umstandes, daß der Fokus F₁ zwischen dem Flachemitter und dem Brennfleck BF liegt, dem gaußkurvenförmigen Ideal stärker angenähert ist, als dies der Fall wäre, wenn der Fokus F₁, so wie beim Stand der Technik üblich, von dem Flachemitter aus gesehen jenseits des Brenn­ fleckes BF, also innerhalb des Anodentellers 10, läge.

Um die Breite B des Brennfleckes BF variieren zu können, kann das Potential, auf dem die Wandteile 22a und 22b liegen, ver­ schoben werden. Zu diesem Zweck ist das von der Spannungs­ quelle 24 gelieferte Potential verstellbar, was in Fig. 2 durch einen Stellpfeil angedeutet ist, und zwar derart, daß sowohl positive als auch negative Potentiale angestellt wer­ den können.

Dabei wandert der Fokus F₁ mit zunehmend positivem Potential U₁ in Richtung auf den Brennfleck BF, dessen Breite B somit geringer wird. Mit zunehmend negativem Potential U₁ wandert der Fokus F₁ ausgehend von der in Fig. 3 dargestellten Posi­ tion in Richtung auf den Flachemitter, mit der Folge, daß die Breite B des Brennfleckes BF zunimmt.

Bezüglich der den schmalen Seiten des Flachemitters benach­ barten Wandteile 23a und 23b ist die Anordnung derart getrof­ fen, daß dann, wenn die Wandteile 23a und 23b auf einem Potential U₂ von 0 Volt liegen, der zu den Wandteilen 23a und 23b gehörige Fokus F₂ wie in Fig. 4 dargestellt, innerhalb bzw. jenseits des Anodentellers 10 liegt. In Richtung der Längsachse des Flachemitters gesehen, ergibt sich dann zwar eine der Gaußkurvenform weniger gut angenäherte Intensitäts­ verteilung der Röntgenstrahlung im Brennfleck BF, jedoch ist dies von geringerer Bedeutung, da die Längsachse des Brenn­ fleckes BF und der Zentralstrahl 2 des von dem Brennfleck BF ausgehenden Röntgenstrahlenbündels gemäß Fig. 3 infolge der kegelstumpfförmigen Gestalt der Auftrefffläche der Drehanode 7 einen spitzen Winkel α einschließen. Von einem Strahlen­ empfänger, z. B. einem Röntgenfilm oder einem Röntgenbildver­ stärker, aus gesehen, treten die Höcker in der Intensitäts­ verteilung der Röntgenstrahlung in Richtung der Längsachse des Brennfleckes BF also nicht besonders stark in Erschei­ nung.

Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, bezüglich der Wandteile 23a und 23b die Anordnung derart zu treffen, daß der Fokus F2 zwischen dem Brennfleck BF und dem Flach­ emitter liegt. Auch im Falle der Wandteile 23a und 23b be­ steht die Möglichkeit, die Lage des Fokus F zu verlagern, was eine Verstellung der Länge L des Brennfleckes BF ermöglicht. Dazu wird das Potential U₂ verstellt. Der Brennfleck wird dann um so länger, je positiver das Potential U2 wird (Entfernung des Fokus F₂ von dem Flachemitter wird größer).

Je negativer das Potential U₂ wird, um so geringer wird die Länge L des Brennfleckes BF (der Fokus F2 nähert sich dem Brennfleck BF an).

Versuche haben gezeigt, daß beim Verstellen der Länge L des Brennfleckes BF praktisch keine Veränderung der jeweils ein­ gestellten Breite B des Brennfleckes BF auftritt. Das gleiche gilt umgekehrt.

Die in den Fig. 3 und 4 angegebenen Achsenbezeichnungen be­ ziehen sich übrigens auf die Koordinatenachsen des in Fig. 2 eingetragenen räumlichen Koordinatensystems.

Der Röntgenröhre ist gemäß Fig. 1 eine Steuereinheit 28 zuge­ ordnet, die alle zum Betrieb der Röntgenröhre erforderlichen Spannungen und Ströme erzeugt und außerdem die Verstellung der Lage des Fokus F und damit der Breite B und der Länge L des Brennfleckes BF übernimmt, d. h. die Steuereinheit 28 ent­ hält auch die Spannungsquellen 24 und 25. Die Verstellung der Abmessungen des Brennfleckes BF kann von einer Bedienperson mittels einer mit der Steuereinheit 28 verbundenen Stellein­ heit 29 bewerkstelligt werden, die für die Breite B und die Länge L des Brennfleckes BF einen entsprechend bezeichneten Drehknopf B bzw. L aufweist. Die Verstellung kann auch auto­ matisch erfolgen, z. B. in Abhängigkeit von dem jeweils einge­ stellten Abstand zwischen Brennfleck BF und Strahlenempfänger bzw. Strahlenempfänger und Objekt. Diese Abstände sind für den jeweiligen Vergrößerungsfaktor maßgeblich.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen dadurch, daß anstelle der Verstell­ barkeit der Potentiale U₁ und U₂ eine Verstellbarkeit des Flachemitters und der Fokussierungsnut 21 relativ zueinander vorgesehen ist, und zwar im Sinne einer Veränderung der Tie­ fenlage des Flachemitters in der Fokussierungsnut 21.

Im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 5 wird dies da­ durch erreicht, daß der Flachemitter an einem Keramikteil 34 angebracht ist, das durch eine Öffnung eines zweiten Keramik­ teiles 35, das die Wandteile 22a, 22b (in Fig. 5 nicht sicht­ bar), 23a und 23b trägt. Auf das Keramikteil 34 wirken sche­ matisch angedeutete Verstellmittel 36 ein, bei denen es sich zum Beispiel um einen Piezotranslator oder eine Schwingspule, ähnlich der Schwingspule in einem Lautsprecher, handeln kann. Die Verstellmittel 36 ermöglichen eine geradlinige Verstel­ lung des Flachemitters in Richtung der Mittelachse des Elek­ tronenstrahles E. Die Verstellrichtung 2 ist in Fig. 5 durch einen entsprechend bezeichneten Doppelpfeil angedeutet.

Während sich durch eine Verlagerung des Flachemitters in Z- Richtung die Breite B des Brennfleckes BF sehr gut beeinflus­ sen läßt, bleibt die Länge L des Brennfleckes BF nahezu kon­ stant. Wenn im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 5 also auch die Länge L des Brennfleckes BF in stärkerem Maße verändert werden soll, ist es erforderlich, dazu das Poten­ tial U₂, auf dem die Wandteile 23a und 23b liegen, zu verän­ dern, was in Fig. 5 dadurch angedeutet ist, daß in strichlierter Darstellung die Spannungsquelle 25 über die Leitung 27 mit den Wandteilen 23a und 23b verbunden ist.

Durch die strichliert angedeutete Anordnung ergibt sich zu­ gleich der Vorteil, daß auch im Falle des Ausführungsbeispie­ les gemäß Fig. 5 die Breite B und die Länge L des Brenn­ fleckes BF unabhängig voneinander einstellbar sind, da dies einerseits durch Verstellen des Potentials U₂ und anderer­ seits durch Verlagern des Flachemitters Z-Richtung erfolgt.

Im Falle beider Ausführungsbeispiele ist die Fokussierungsnut 21 derart abgestuft, daß die der Drehanode 7 benachbarte Stufe breiter als die von der Drehanode 7 entfernte Stufe ist. Der Flachemitter ist gemäß der Fig. 2 im Bereich des Überganges der von der Drehanode 7 entfernten Stufe in die der Drehanode 7 benachbarte Stufe angeordnet. Die Fokussie­ rungsnut 21 weist im Bereich der von der Drehanode 7 entfern­ ten Stufe sowohl im Längs- als auch im Querschnitt eine rechteckige Kontur auf. Im Bereich der der Drehanode 7 be­ nachbarten Stufe weist die Fokussierungsnut 21 sowohl im Längs- als auch im Querschnitt eine V-förmige Kontur auf, die sich in Richtung auf die Drehanode 7 erweitert. Während die rechteckige Kontur im Längsschnitt der Fokussierungsnut 23 unmittelbar in die V-förmige Kontur übergeht, ist im Quer­ schnitt der Fokussierungsnut 21 ein Absatz vorgesehen.

Der Flachemitter bzw. Glühkathode 5 sollte wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt innerhalb der von der Drehanode 7 entfern­ ten engeren Stufe angeordnet sein (negativer Sitz). Hierdurch wird erreicht, daß nur wenige der von der Rückseite und den Seitenkanten des Flachemitters ausgehenden Elektronen zur Auftrefffläche 19 gelangen können, mit der Folge, daß sich ein kleiner, scharfer Brennfleck ergibt.

Aus dem gleichen Grunde sollte auch der Abstand zwischen den Seitenkanten des Flachemitters und der ihn aufnehmenden Stufe der Fokussierungsnut gering sein (Größenordnung 0,1 bis 0,3 mm).

Ebenfalls aus dem gleichen Grunde sollte der Flachemitter bzw. die Glühkathoden 5 möglichst dünn sein, um zu erreichen, daß im Bereich der Seitenkanten des Flachemitters nur wenig Elektronen emittiert werden.

Es besteht aber alternativ oder zusätzlich auch die Möglich­ keit, in der in Fig. 6 am Beispiel der als Flachemitter aus­ gebildeten Glühkathode 5 veranschaulichten Weise den Flach­ emitter aus einem Grundkörper 30 und einer im Bereich der zur Elektronenemission vorgesehenen Fläche auf dem Grundkörper 30 angebrachten Beschichtung 31 aufzubauen. Dabei besteht die Beschichtung 31 aus einem Material, das im Vergleich zum Material des Grundkörpers 30 ein hohes Elektronenemissions­ vermögen aufweist. Als Material für den Grundkörper 30 kommt beispielsweise Wolfram oder Molybdän, als Material für die Beschichtung 31 Lanthanhexaborid (LaB₆) in Frage.

Alternativ besteht in der in Fig. 7 ebenfalls am Beispiel der als Flachemitter ausgebildeten Glühkathode 5 veranschaulich­ ten Weise die Möglichkeit, den Flachemitter aus einem Grund­ körper 32 und einer Beschichtung 33 aufzubauen, die den Grundkörper 32 außer im Bereich seiner zur Elektronenemission vorgesehenen Fläche bedeckt und aus einem Material besteht, die ein im Vergleich zu dem Material des Grundkörpers 32 ge­ ringes Elektronenemissionsvermögen aufweist. Zusätzlich be­ steht in der in Fig. 7 strichliert angedeuteten Weise die Möglichkeit, im Bereich der zur Elektronenemission vorgesehe­ nen Fläche noch eine Beschichtung 31 vorzusehen, die aus einem Material gebildet ist, das eine gegenüber dem Material des Grundkörpers 32 höhere Elektronenemissionsvermögen auf­ weist.

Als Material für den Grundkörper 32 eignet sich beispielswei­ se LaB₆, als Material für die Beschichtung 33 Wolfram oder Molybdän.

Es wurden übrigens Versuche sowohl mit einer gemäß den Fig. 1 und 2 als auch mit einer gemäß der Fig. 5 aufgebauten Röhre durchgeführt. In beiden Fällen betrug der Elektrodenabstand 13 mm, die Anodenspannung 5 kV, der Heizstrom 9,5 A und der Röhrenstrom einige µA. Der in den Röhren jeweils verwendete Flachemitter hatte eine Breite von 2 mm, eine Länge von 10 mm und eine Dicke von 50 µm. Durch Verändern des Potentials U₁ zwischen 40 und -40 V ließ sich die Breite B des Brennfleckes BF zwischen etwa 0,35 und etwa 1,3 mm verstellen. Durch Ver­ ändern des Potentials U2 zwischen 100 und -100 V ließ sich die Länge L des Brennfleckes BF zwischen 7 und 4,3 mm verstellen. Durch Verschieben des Flachemitters in Z-Richtung um 0,55 mm ließ sich die Breite B des Brennfleckes BF zwischen 0,4 und 1,5 mm verstellen. Dabei ist die Breite B des Brennfleckes BF um so größer, je tiefer der Flachemitter in der Fokussierungsnut 21 sitzt. Die Änderung der Länge des Brennfleckes für den genannten Verstellbereich des Flachemitters war vernachlässigbar.

Bei den Versuchen behielt unabhängig von der jeweils einge­ stellten Breite B bzw. Länge L des Brennfleckes BF die Inten­ sitätsverteilung der Röntgenstrahlung im Brennfleck BF quer zur Längsachse des Flachemitters in guter Nähe eine gaußkur­ venähnliche Intensitätsverteilung bei.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen han­ delt es sich um Drehanoden-Röntgenröhren. Die Erfindung kann aber auch bei Röntgenröhren mit Festanode Anwendung finden.

Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispieles ist die Elektronenemittereinrichtung durch direkt beheizte Glühkatho­ den gebildet, die in dem jeweiligen Brennfleck auf die Auf­ trefffläche auftreffende Elektronenstrahlen erzeugen. An­ stelle von Glühkathoden können aber auch andere Elektronen­ emitter, z. B. indirekt beheizte Kathoden oder Elektronen­ strahlkanonen, verwendet werden. Falls als Elektronenemitter direkt beheizte Glühkathoden verwendet werden, müssen diese nicht notwendigerweise wie im Falle des beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispieles als Flachemitter ausgebildet sein. Vielmehr können auch mäanderförmige Bandemitter, wie sie beispielswei­ se in der DE 27 27 907 A1 beschrieben sind, oder herkömmliche Drahtwendeln verwendet werden, wobei besonders letztere aus den obengenannten Gründen weniger günstig sind.

Claims (9)

1. Röntgenröhre mit einer Anode (7) und einer im Abstand von der Anode (7) angebrachten, einen Elektronenemitter (5) auf­ weisenden Kathodenanordnung (3), welche Kathodenanordnung (3) Fokussierungsmittel (4, 22a, 22b, 23a, 23b, 24, 25; 4, 22a, 22b, 23a, 23b, 36) für den im Betrieb der Röntgenröhre von dem Elektronenemitter (5) ausgehenden, im Brennfleck (BF) auf die Anode (7) auftreffenden Elektronenstrahl (E) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Fokus (F₁) zwischen dem Elektro­ nenemitter (5) und dem Brennfleck (BF) befindet.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Elektronenemitter (5) ein Flachemitter vorgesehen ist.

3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenemitter (5) in einer Fokussierungsnut (21) der Fokussierungsmittel (4, 22a, 22b, 23a, 23b, 24, 25; 4, 22a, 22b, 23a, 23b, 36) aufgenommen ist, wobei wenigstens eine Wandung (22a, 22b) der Fokussierungsnut (21) auf einem die Lage des Fokus (F₁) beeinflussenden elektrischen Potential (U₁) liegt.

4. Röntgenröhre, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungsnut (21) durch zwei elektrisch voneinander isolierte Paare von einander gegenüberliegenden Wandungen (22a, 22b bzw. 23a, 23b) begrenzt ist, wobei die Wandungen (22a, 22b) des eines Paares auf einem ersten und die Wandungen (23a, 23b) des an­ deren Paares auf einem zweiten elektrischen Potential (U₁ bzw. U₂) liegen, wobei bezüglich wenigstens eines Paares das elektrische Potential (U₁) derart gewählt ist, daß sich der entsprechende Fokus (F₁) zwischen dem Elektronenemitter (5) und dem Brennfleck (BF) befindet.

5. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand des Fokus (F₁) von dem Brennfleck (BF) verstellbar ist.

6. Röntgenröhre nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (22a, 22b bzw. 23a, 23b) der Fokussierungsnut (21) auf einem verstell­ baren elektrischen Potential (U₁ bzw. U₂) liegt.

7. Röntgenröhre nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Potential (U₁ bzw. U₂) verstellbar sind/ist.

8. Röntgenröhre nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das erste Potential (U₁) unabhängig von dem zweiten Potential (U₂) verstellbar ist.

9. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 3 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß der Elektronenemitter (5) und die Fokussierungsnut (21) im Sinne einer Veränderung der Tiefenlage (x) des Elektronenemitters (5) in der Fokussierungsnut (21) relativ zueinander verstell­ bar sind.