DE950666C

DE950666C - X-ray tubes with continuously changeable focal spot diameter

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Publication number: DE950666C
Application number: DEA10465D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1939-10-18
Filing date: 1939-10-18
Publication date: 1956-10-11

Description

Röntgenröhre mit stetig veränderbarem Brennfleckdurchmesser In der Röntgentechnik besteht oft das Bedürfnis, in ein und derselben Röhre wahlweise Brennflecke mit großem und kleinem Durchmesser zu erzeugen. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Röntgenröhren mit zwei verschieden großen Kathoden auszurüsten, die wahlweise als Elektronenquelle benutzt werden. Es ist ferner bekannt, eine stetige Regelung der Brennfleckgröße durch Veränderung der Anordnung oder der Feldstärke der magnetischen oder elektrischen Linsen zu bewirken, die zur Bündelung des Elektronenstrahles benutzt werden. Die erste Anordnung hat den Nachteil, daß sie eine stetige Regelung der Brennfleckgröße nicht gestattet. Bei den bekannten Anordnungen des zweiten Verfahrens zur Regelung der Brennfleckgröße wird nur bei einer einzigen Brennfleckgröße eine scharfe Abbildung der Kathode auf die Antikathode bewirkt. Besonders wenn es@ sich darum handelt, die Brennfleckgröße in einem großen Bereich., beispielsweise von o, r auf 3 mm, zu verändern, wirkt sich diese Unschärfe des Brennflecks bei großen Brennfleckdurchmessern besonders ungünstig aus. Es ist nämlich die Brennfleckbelastung bei den bekannten Anordnungen über die Fläche des Brennflecks sehr ungleichmäßig. Infolge der bei den bekannten. Anordnungen mit der Brennfleckgröße sich ändernden. Verteilung der Brennfleckbelastung ist es nicht möglich, bei diesen Anordnungen bei, jeder Brenufleckgröße die hohe Belastung zu erreichen, die bei der gewünschten günstigsten Belastungsverteilung möglich wäre. Diese günstigste Belastungsverteilung wird bei den bekannten Anordnungen nur bei einer einzigen Brennfleckgröße erreicht.X-ray tube with continuously variable focal spot diameter In the X-ray technology often means that there is a need to selectively have focal points in one and the same tube to produce with large and small diameter. It is known to this end To equip X-ray tubes with two cathodes of different sizes, which can optionally be used as Electron source can be used. It is also known, a continuous regulation of the Focal spot size by changing the arrangement or the field strength of the magnetic or to effect electrical lenses that are used to focus the electron beam will. The first arrangement has the disadvantage that it is a continuous regulation of the Focal spot size not permitted. In the known arrangements of the second method to regulate the focal spot size, a causes sharp imaging of the cathode on the anticathode. Especially if it @ itself is about the focal spot size in a large range., for example from Changing o, r to 3 mm, affects this blurring of the focal spot at large Focal spot diameters are particularly unfavorable. Namely, it is the focal point load in the known arrangements over the area of the focal spot very much unevenly. As a result of the well-known. Arrangements with the focal spot size changing. Distribution of the focal point load is not possible with these Arrangements in order to achieve the high load that with the desired, most favorable load distribution would be possible. This cheapest In the known arrangements, load distribution is only achieved with a single focal spot size achieved.

Auch bei der bekannten Verwendung von mehreren hintereinandergeschalteten Linsen, die wahlweise abschaltbar oder umschaltbar sind, kann. nur bei einer einzigen Einstellung der Brennfleck scharf auf der Anode abgebildet werden, während er beim Abschalten: oder Umschalten stets unscharf ist.Even with the known use of several series-connected Lenses that can optionally be switched off or switched can. only with a single one Adjustment of the focal spot can be imaged sharply on the anode while he is at Switch off: or toggle is always disarmed.

Bei einigen: bekannten Anordnungen wird die Änderung der Brennfleckgröße nicht durch Regelung der Spannung der elektrischen Linsen oder durch Regelung des Stromes der magnetischen Linsen, sondern durch Verschieben der Linsen in Richtung der Achse des Elektronenstrahles erreicht. Diese Verfahren sind umständlich, da die elektrischen Linsen, im Innern der Röhre angeordnet werden müssen und die magnetischen Linsen in der Regel ein sehr großes Gewicht haben. Es kommt hinzu, daß sie einen verhältnismäßig großen Raumbedarf aufweisen, so. däß der Teil der Röhre, auf dem die magnetische Linse verschoben. werden muß, ungünstig große Abmessungen erhält.In some known arrangements, the change in the focal spot size not by regulating the voltage of the electric lenses or by regulating the Current of the magnetic lenses, but by moving the lenses in the direction reached the axis of the electron beam. These procedures are cumbersome because the electric lenses, which must be placed inside the tube, and the magnetic ones Lentils are usually very heavy. In addition, they have one have a relatively large space requirement, so. that the part of the tube on which the magnetic lens moved. must be, receives unfavorably large dimensions.

Diese Nachteile der bekannten Anordnungen werden erfindungsgemäß vermieden bei einer Röntgenröhre mit stetig veränderbarem Brennfleckdurchmesser durch ein. System von zwei od-eir mehr elektrischen und/oder magnetischen Linsen:, deren Brennweiten zum Zwecke der Änderung der Brennfleckgröße so verändert werden können, daß bei jeder Brennfleckgröße eine scharfe elektronenoptische Abbildung der Kathode entsteht.These disadvantages of the known arrangements are avoided according to the invention in the case of an X-ray tube with a continuously variable focal spot diameter through a. System of two od-eir more electric and / or magnetic lenses: their focal lengths for the purpose of changing the focal spot size can be changed so that at a sharp electron-optical image of the cathode is created for each focal spot size.

Die Zeichnungen zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der Erfindung bei einer Röntgenröhre. Es besteht bei der Anordnung nach Fig. i die Aufgabe, die elektronenemittierende Kathode i auf die Antikathode 2 abzubilden. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß ein System von zwei elektrischen Linsen 3 und 4 im Innern des Anodenrohres 5 vorgesehen. Die Änderung der Brennweiten der beiden Linsen. wird durch. Änderung der Potentiale der Teile 6 bzw. 7 .gegenüber den mit dem. Anodenrohr 5 verbundenen Teilen 8 bewirkt. Wenn beispielsweise ein sehr kleiner Brennfleck erzeugt werden soll, wird die Brennweite der Linse 4 verkleinert, die Brennweite der Linse 3 vergrößert. Die Regelung wirrt dabei so vorgenommen, daß in jedem Fall die Abbildung der Kathode i auf die Antikathode 2 scharf bleibt. Wenn umgekehrt ein sehr großer Brennfleck erzeugt werden soll, wird die Brennweite der Linse 4 vergrößert und die der Linse 3 verkleinert. Die Regulierung der Brennweiten der Linsen wird vorteilhaft zwangläufig so vorgenommen, daß diese Forderung stets erfüllt ist. Es können beispielsweise die beiden Linsen über einen Transformator 9 gespeist werden, deren Primärspannung durch zwei Spannungsteiler io und i i verändert wird. Es kann zu diesem Zweck ein einziger Spannungsteiler mit zwei Abgriffen verwendet werden. Die Spannungsteiler sind nun so gewickelt bzw. die Abgreifer so miteinander gekuppelt, daß eine Verkleinerung der Spannung der Linse 3 mit einer Vergrößerung der.Spannung der Linse ¢ zwangläufig verknüpft ist. Es ist dabei im allgemeinen zweckmäßig, wie dargestellt, die Anordnung so zu treffen, daß die Regulierung auf der Niederspannungsseite erfolgt. Es ist jedoch insbesondere bei mit Gleichspannung gespeisten Röntgenröhren auch möglich, die Regulierung der Linsenspannung auf hohem Potential vorzunehmen.The drawings show exemplary embodiments in a partially schematic representation of the invention in an X-ray tube. In the arrangement according to FIG Task to map the electron-emitting cathode i onto the anticathode 2. For this purpose, according to the invention, a system of two electrical lenses 3 and 4 is provided in the interior of the anode tube 5. The change in the focal lengths of the two Lenses. is through. Change in the potentials of parts 6 and 7. Compared to those with to the. Anode tube 5 connected parts 8 causes. For example, if a very small Focal spot is to be generated, the focal length of the lens 4 is reduced The focal length of the lens 3 is enlarged. The scheme is made so that in any case, the image of the cathode i on the anticathode 2 remains sharp. if conversely, a very large focal spot is to be generated, the focal length is the Lens 4 is enlarged and that of lens 3 is reduced. The regulation of the focal lengths of the lenses is advantageously inevitably made so that this requirement always is satisfied. For example, the two lenses can be connected to a transformer 9 are fed, the primary voltage of which is changed by two voltage dividers io and i i will. A single voltage divider with two taps can be used for this purpose will. The voltage dividers are now wound in this way or the taps with one another in this way coupled that a decrease in the voltage of the lens 3 with a magnification The tension of the lens ¢ is inevitably linked. It is there in general expedient, as shown, to make the arrangement so that the regulation on the low voltage side. However, it is especially true when using DC voltage X-ray tubes powered also possible to regulate the lens tension on high Potential.

Fig.2 zeigt als weiteres Ausführungsbeispiel eine Röntgenröhre gemäß der Erfindung, die mit zwei auf dem Anodenrohr 5 angebrachten magnetischen Linsen r2 und 13 versehen ist. Die Spalte 14 und 15 im Eisenweg werden zweckmäßig, wie dargestellt, unsymmetrisch, und zwar so angebracht, daß das Anodenrohr 5 möglichst kurz ausgeführt werden kann. Die Regulierung der Brennfleckgröße wird dadurch vorgenommen, daß durch die Änderung des Linsenstromes der einen Linse deren Brennweite vergrößert bzw. verkleinert wird, während gleichzeitig durch Änderung des Linsenstromes der anderen Linse deren Brennweite im umgekehrten Sinne verändert, d. h. verkleinert bzw. vergrößert wird. Die Regelung erfolgt auch hierbei so, daß stets ein scharfes Bild der elektronenemittierenden Kathode auf der Antikathode 2 erzeugt wird. Die zwangläufige Veränderung der Brennweiten der beiden Linsen wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch Verschieben des Stromabgriffes am Widerstand 16 vorgenommen. Wird der Stromabnehmer in die Nähe des rechten Endes des Widerstandes geschoben, so. ist die Brennweite der Spule 12, die dann einen sehr großen Strom führt, klein, die Brennweite der Spule 13, die einen. kleinen Strom führt, sehr groß. Es wird also ein großer Brennfleck erzeugt. Wird umgekehrt der Stromabnehmer in die Nähe der linken Seite des Widerstandes 16 geschoben, so wird, wie die entsprechenden Überlegungen zeigen, ein scharfer kleiner Brennfleck erzeugt. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, noch einen Vorwiderstand 17 vorzusehen, der entsprechend der jeweils benutzten Anodenspannung die Größe der Spulenströme gemeinsam zu regeln gestattet.As a further exemplary embodiment, FIG. 2 shows an X-ray tube according to of the invention with two magnetic lenses attached to the anode tube 5 r2 and 13 is provided. Columns 14 and 15 in Eisenweg are useful as shown, asymmetrically, attached so that the anode tube 5 as possible can be carried out briefly. The regulation of the focal spot size is done by that by changing the lens current of one lens increases its focal length or is reduced in size, while at the same time by changing the lens current of the another lens whose focal length changes in the opposite sense, d. H. scaled down or is enlarged. Here, too, the regulation is carried out in such a way that there is always a sharp Image of the electron-emitting cathode on the anticathode 2 is generated. the inevitable change of the focal lengths of the two lenses is in this embodiment made by moving the current tap on resistor 16. Becomes the pantograph pushed near the right end of the resistance, so. is the focal length the coil 12, which then carries a very large current, small, the focal length of the Coil 13, the one. small current leads, very large. So it becomes a big focal point generated. Conversely, the pantograph is placed near the left side of the resistor 16, then, as the corresponding considerations show, a sharp one becomes creates a small focal spot. In some cases it is useful to add a series resistor 17 to provide the size of the corresponding to the anode voltage used Coil currents can be regulated together.

Eine noch feinere Anpassung der durch die Spulenströme bedingten Brennweiten läßt sich erzielen durch. Verwendung gesonderter Widerstände für jeden Spulenstromkreis, deren Stromabnehmer miteinander gekuppelt sind, und wenn die Spannung der Stromquelle der Spulenkreise der Röhrenspannung angepaßt wird, wie dies in Fig. 3 schematisch angedeutet ist.An even finer adjustment of the focal lengths caused by the coil currents can be achieved through. Use of separate resistors for each coil circuit, whose pantographs are coupled together, and if the voltage of the power source the coil circuits of the tube voltage is adapted, as shown schematically in FIG is indicated.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem eine einzige Magnetspule 18 für die beiden magnetischen Linsen verwendet wird, deren Brennweite durch die Größe der Spalte i9 und 2o im Eisenweg verändert wird. Diese Veränderung kann beispielsweise dadurch vorgenommen werden, daß der Mantel 22 gegenüber dem Eisenkern 21 in Richtung der Achse des Elektronenstrahles verschoben wird. Dabei kommt es auf die Lage der Wicklung der Spule 18 gegenüber dem Kern 21 und dem Mantel 22 nicht an. Es wird sich im allgemeinen empfehlen, die Wicklung an dem nicht bewegten Teil zu befestigen.. Die Änderung der Spaltweiten i9 und 20 kann, auch auf andere Weise, wie beispielsweise in den Fig.5 bis 7 dargestellt ist, durch Verschieben zweier Eisenteile 23, 23', 24 vorgenommen werden. Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen, geschieht die Bewegung der beiden Eisenteile 23, 24 durch Drehen des die Spule 18 enthaltenden Eisenmantels 22 um die Achse des Anodenrohres 5. Der Spurenkörper ist mit einem Stift 25, der in einem schmalen Schlitz des Eisenteiles 23 läuft, versehen. Ein Drehen des Spurenkörpers bewirkt daher eine Drehung dies Teiles 23. Am Anodenrohr bzw. einem mit ihm fest verbundenen nichtmagnetischen weiteren Rohr ist ein Stift 26 vorgesehen, der in einer vorzugsweise gekrümmten Rille 27 des Teiles 23 läuft. Bei einer Drehung des Teiles 23 findet daher eine Verschiebung dieses Teiles in Richtung der Achse des Anodenrohres statt. Die Abhängigkeit der Verschiebung von der Drehung ist durch die Form der Rille 27 gegeben. Es ist beispielsweise möglich, die Anordnung so zu treffen, daß bei großem Spalt eine Drehung des Teiles 22 um einen bestimmten Winkel eine stärkere Verschiebung des Teiles 23 bewirkt als bei kleinem Spalt :2o. Der zweite Eisenteil 24 kann mit einer ebenso ausgebildeten Einrichtung versehen werden. Er kann jedoch auch, wie in Fig. 5 dargestellt ist, durch einen in einem Schlitz des Teiles 23 laufenden Stift 28 von diesem mitgenommen werden. Seine Vorwärtsbewegung, die die Veränderung des zweiten Spaltes i9 bewirkt, wird bestimmt durch die Formgebung einer der Rille 27 entsprechenden Rille im Eisenteil 24. Falls die Bewegung der Teile 23 und 24 verschieden sein soll, müssen die beiden Rillten entsprechendverschieden ausgebildetwerden. Zur Führung des Eisenmantels 212 dienen je ein links und rechts vorgesehener Eisenring 29. Die Ablesung der Stellung des Eisemnantels 22 und damit der Größe der Spalte i9 und 20 wird durch einen am Anodenrohr angebrachten Zeiger 30, erleichtert.4 shows a further embodiment in which a single magnetic coil 18 is used for the two magnetic lenses, the focal length of which is changed by the size of the gaps i9 and 2o in the iron path. This change can be made, for example, by shifting the jacket 22 in relation to the iron core 21 in the direction of the axis of the electron beam. The position of the winding of the coil 18 relative to the core 21 and the jacket 22 is not important. It is generally recommended to attach the winding to the non-moving part. The change in the gap widths i9 and 20 can also be done in other ways, as shown for example in FIGS. 5 to 7, by moving two iron parts 23, 23 ', 24 can be made. In the embodiments shown in FIGS. 5 and 6, the movement of the two iron parts 23, 24 is done by rotating the iron jacket 22 containing the coil 18 around the axis of the anode tube 5. The trace body is with a pin 25 which is in a narrow slot of the iron part 23 is running, provided. Rotating the trace body therefore causes this part 23 to rotate. A pin 26 is provided on the anode tube or a further non-magnetic tube firmly connected to it and runs in a preferably curved groove 27 of the part 23. When the part 23 is rotated, this part is therefore shifted in the direction of the axis of the anode tube. The dependence of the displacement on the rotation is given by the shape of the groove 27. It is possible, for example, to arrange the arrangement so that with a large gap a rotation of the part 22 through a certain angle causes a greater displacement of the part 23 than with a small gap: 2o. The second iron part 24 can be provided with a device designed in the same way. However, as shown in FIG. 5, it can also be carried along by a pin 28 running in a slot of the part 23. Its forward movement, which causes the change in the second gap 19, is determined by the shape of a groove corresponding to the groove 27 in the iron part 24. If the movement of the parts 23 and 24 is to be different, the two grooves must be designed differently accordingly. An iron ring 29, provided on the left and right, serves to guide the iron jacket 212. The reading of the position of the iron jacket 22 and thus the size of the gaps 19 and 20 is facilitated by a pointer 30 attached to the anode tube.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel steht die Spule 18 einschließlich dies Eisenmantels 22 fest. Die Bewegung der Eisenteile 23' und 24 wird mittels des Ringes 31 bewirkt, der mittels des Hebels 32 betätigt werden kann. Gegen axile Verschiebung ist dieser Ring durch den Gewindering 34 gesichert. Als Mitnehmer für den Eisenteil 23' dienen ein oder mehrere Stifte 35 aus nichtmagnetischem Material, die in entsprechende kleine Bohrungen des Teiles 23' eingreifen. Die axiale Verschiebung des Teiles 23' wird wieder durch den in reiner Rille 27 laufenden Stift 26 bewirkt. Der Teil 24 ist .mit dem Teil 23 beispielsweise in der gleichen Weise, wie in Fig. 5 dargestellt, gekuppelt. Es kann jedoch auch für die Betätigung dieses Teiles die für den Teil 23' dargestellte Einrichtung auf der linken Seite der Spulte i8 noch einmal vorgesehen werden. In diesem Fall ist eine getrennte Betätigung der beiden die Größe der Spalte i9 und 2o bestimmenden Verschiebungen der Teile 23 und 24 möglich. Die jeweilige Stellung kann, mittels des Zeigers 33 an dem Einstellhebel 32 abgelesen. werden.In the embodiment shown in FIG. 7, the coil is stationary 18 including this iron jacket 22 firmly. The movement of the iron parts 23 'and 24 is effected by means of the ring 31 which is actuated by means of the lever 32 can. This ring is secured against axial displacement by the threaded ring 34. One or more non-magnetic pins 35 serve as drivers for the iron part 23 ' Material that engage in corresponding small holes in the part 23 '. The axial Displacement of the part 23 'is again carried out by the pin running in a pure groove 27 26 causes. The part 24 is .with the part 23 for example in the same way, as shown in Fig. 5, coupled. However, it can also be used for actuating this Part of the device shown for part 23 'on the left side of the reel i8 should be provided again. In this case, a separate actuation is the both the size of the column i9 and 2o determining displacements of parts 23 and 24 possible. The respective position can, by means of the pointer 33 on the setting lever 32 read. will.

Um bei Bewegung nur eines einzigen Teiles, beispielsweise des Mantels, gegenüber dem Kern der Magnetspule eine möglichst genaue, Scharfeinstellung zu erhalten, kann man, wie in den Fig. 8 und, 9 zum Teil schematisch dargestellt ist, den Eisenkern 36, 39 und den Mantel 37 unsymmetrisch ausbilden, so daß eine Verschiebung des Mantels gegenüber dem Kern einen verschieden starken Einfluß auf die Änderung der Brennweite der beiden Linsen ausübt.In order to move only a single part, for example the jacket, to obtain the most precise focus possible compared to the core of the magnetic coil, one can, as shown partially schematically in FIGS. 8 and 9, the iron core 36, 39 and form the jacket 37 asymmetrically, so that a displacement of the jacket compared to the core has a differently strong influence on the change in the focal length of the two lenses.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 werden durch Drehung des Teiles 37 auf den aus nichtmagnetischem Material bestehenden Teil die Spaltweiten der beiden Linsen entgegengesetzt geändert. Es empfiehlt sich, ein Gewinde mit großer Steighöhe zu verwendien; um mit einer verhältnismäßig kleinen Drehung eine große Verschiebung zu erreichen, oder die Teile 37 und 38 so auszubilden, daß eine Verschiebung in Richtung des Elektronenstrahles möglich ist.In the embodiment of FIG. 8, by rotating the part 37 on the part made of non-magnetic material, the gap widths of the two Lenses changed in the opposite direction. It is advisable to use a thread with a large rise to use; around a large displacement with a relatively small turn to achieve, or to form the parts 37 and 38 so that a shift in Direction of the electron beam is possible.

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Anodenrohr 5 besonders kurz ausgebildet werden, da der Mantel 37 mit der Spule 18 fest auf ihm angeordnet ist und lediglich der Eisenkern 39 im Innern der Spule verschoben wird. Zur Betätigung dient das Rohr 40, das mit einem in einer Längsrille laufenden Stift 41 versehen ist und um die Achse dies Anodenrohres 5 gedreht werden kann. Durch die Übertragung dieser Drehung auf den Eisenteil 39 wird eine Verschiebung dieses Teiles in Richtung des Elektronenstrahles in der gleichen Weise bewirkt, wie dies in den Fig. 5 und 6 für den Teil 23 dargestellt ist. Es ist nämlich an dem festen Teil ein Stift 42 vorgesehen, der in einer entsprechend gekrümmten Rille des Teiles 39 läuft. Der den Hohlraum am erweiterten Ende des Eisenteiles 39 ausfüllende Werkstoff 43 ist ebenso wie der Werkstoff des Ringes 44, der mit dem Rohr 40 verbunden ist, aus nichtmagnetischem Werkstoff hergestellt. Zur Betätigung dient der mit einem Zeiger versehene Hebel 45.In the embodiment shown in FIG. 9, the anode tube 5 are made particularly short, since the jacket 37 is firmly attached to the coil 18 it is arranged and only moved the iron core 39 inside the coil will. For actuation, the tube 40 is used, which runs in a longitudinal groove with a Pin 41 is provided and around the axis of this anode tube 5 can be rotated. By transmitting this rotation to the iron part 39, there is a shift causes this part in the direction of the electron beam in the same way, as shown in FIGS. 5 and 6 for part 23. Because it is on the fixed part a pin 42 is provided, which is in a correspondingly curved groove of part 39 is running. The one that fills the cavity at the widened end of the iron part 39 Material 43, like the material of the ring 44, is connected to the tube 40 is made of non-magnetic material. The with one is used for actuation Pointer provided levers 45.

Die Belastung des Brennflecks nimmt mit abnehmendem Brennfleckdurchmess-er ab. Wenn man also die Röhre stets mit der höchsten zulässigen Belastung betreiben will, ist es notwendig, bei gegebener Röhrenspannung mit abnehmendem Brennfleckdurchmesser den Röhrenstrom zu verringern. Man kann zu diesem Zweck die in den. Fig. i bis 9 dargestellten Einrichtungen zur Veränderung der Brennweiten der Linsen mit einer Einrichtung zur Regelung des Röhrenstromes mechanisch oder elektrisch derart verbinden, daß selbsttätig mit einer Verkleinerung des Brennfleckdurchmessers eine Herabsetzung des Röhrenstromes erfolgt. Die Herabsetzung des Röhrenstromes kann beispielsweise durch Änderung des Heizstromes der Kathode oder durch Änderung der Potentiale zwischengeschalteter Elektroden oder Gitter erfolgen. In Fig. ro ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung schematisch dargestellt. Die zur Veränderung dies Heizstromes, des Potentials des Kathodenzylinders, des Gitters und der Ströme der Spulen 1q. und 15 dienenden Widerstände 46 bis 50 werden durch eine gemeinsame Reguliereinrichtung 51 betätigt. Durch entsprechende Ausbildung der Wicklung dieser Widerstände kann ohne weiteres erreicht werden, daß bei jeder Brennfleckgröße der höchstzulässige Röhrenstrom eingestellt wird. Unter Umständen genügt es, nur eine der Regeleinrichtungen q.6 bis 48 vorzusehen.The load on the focal spot decreases as the focal spot diameter decreases. So if you always want to operate the tube with the highest permissible load, it is necessary, with a given tube voltage, to reduce the tube current as the focal spot diameter decreases. One can use the in the. FIGS. I to 9 mechanically or electrically connect devices for changing the focal lengths of the lenses with a device for regulating the tube current in such a way that the tube current is automatically reduced when the focal spot diameter is reduced. The tube current can be reduced, for example, by changing the heating current of the cathode or by changing the potentials of interposed electrodes or grids. An exemplary embodiment of such an arrangement is shown schematically in FIG. To change this heating current, the potential of the cathode cylinder, the grid and the currents of the coils 1q. and 1 5 serving resistors 46 to 50 are operated by a common regulator 51. By appropriately designing the winding of these resistors, it can easily be achieved that the maximum permissible tube current is set for each focal spot size. Under certain circumstances it is sufficient to provide only one of the control devices q.6 to 48.

Der erforderliche Spulenstrom bzw. die Linsenspannungen sind von der Röhrenspannung abhängig. Bei großer Röhrenspannung ist ein stärkeres elektrisches oder magnetisches Feld zur Ablenkung der Elektronen in der gewünschten Weise notwendig. Mit weitgehender Annäherung erhält man mit den bisher dargestellten Einrichtungen stets eine scharfe Abbildung, wenn man die zur Speisung des Spulenstromes bzw. der Linsenspannungen dienenden Spannungsquellen beim Übergang von einer Röhrenspannung auf die andere entsprechend verändert. Für besonders hohe Anforderungen an die Scharfeinstellung bei jeder Röhrenspannung und jeder Brennfleckgröße ist es jedoch zweckmäßig, die die Brennwelte der Linsen bestimmenden Betriebsgrößen, beispielsweise die Linsenspannungen, Linsenströme oder Spaltweiten, sowohl in Abhängigkeit von der gewünschten Brennfleckgröße als auch in Abhängigkeit von der Röhrenspannung zu ändern. Die Fig. rr und 12 zeigen in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel für eine solche höchsten Anforderungen entsprechende Einrichtung. Die Welle 52 kann zur Einstellung der gewünschten Brennfleckgröße um ihre Achse gedreht werden und ferner zur Einstellung der gewünschten oder jeweils vorhandenen Röhrenspannung in Achsenrichtung verschoben werden. An der Welle 52 sind Arme 53 angebracht, die zur Übertragung der Drehbewegung der Welle 52 auf beispielsweise drei Wellen 54 dienen. Die Wellen 54 sind mit einem mindestens teilweisse gekrümmten, etwa schaufelartigen Teil 56 starr verbunden. Die Spitzen 57 der Arme 53 gleiten auf den Flächen 56 dieser schaufelartigen Teile 55. Eine Drehung der Welle 52 bewirkt als eine Drehung der Welle 5.a.. Die Abhängigkeit der beiden Drehungen voneinander ist bestimmt durch die Kurvenform der Fläche 56, in der auf der Achse von 52 senkrecht stehenden, durch den Berührungspunkt zwischen den Teilen 56 und 57 hindurchgehenden Ebene. Durch die verschiedene Ausbildung der Kurvenform der Fläche 56 in der gleichen Ebene ist es möglich, die Abhängigkeit der Drehungen der drei Wellen 5.4 von der Drehung der Welle 52 verschieden. voneinander zu machen. -Verschiebt man nun die Welle 52 in Richtung ihrer Achse, so ändert s'ic'h die Abhängigkeit der Drehung der Wellen 54 von der Drehung der Welle 52, sofern in dieser neuen Stellung der Welle 52 die Kurvenform der Fläche 56 in der durch den Berührungspunkt gehenden, auf der Achse der Welle 52 senkrecht stehenden Ebene anders ist als in der vorhergehenden Stellung. Die dargestellte Einrichtung gestattet es also, die Drehung jeder der Wellen 54 von, der Drehung der Welle 52 in einer von der Höhenlage der Berührungspunkte 57 abhängigen Weise völlig verschieden abhängig zu machen. Die Fläche 56 kann stellenweise auch eben sein. Es ist jedoch notwendig, daß sie nicht über ihre ganze Ausdehnung zylindrisch ist mit einer zu der Achse der Welle 52 parallelen Erzeugenden. In diesem Fall wäre nämlich eine Änderung der Ab- hängigkeit der Drehbewegungen der Wellen 54 von der Drehung der Welle 52 durch Verschieben der Welle 52 in Richtung ihrer Achse nicht möglich.The required coil current or the lens voltages are dependent on the tube voltage. If the tube voltage is high, a stronger electric or magnetic field is necessary to deflect the electrons in the desired way. With the devices shown so far, a sharp image is always obtained with a close approximation if the voltage sources used to supply the coil current or the lens voltages are changed accordingly during the transition from one tube voltage to the other. However, for particularly high demands on the focus setting for every tube voltage and every focal spot size, it is advisable to change the operating parameters that determine the focal worlds of the lenses, for example the lens tensions, lens currents or gap widths, both as a function of the desired focal spot size and as a function of the tube voltage . FIGS. Rr and 12 show, in a partially schematic representation, an exemplary embodiment for such a device that meets the highest requirements. The shaft 52 can be rotated about its axis to set the desired focal spot size and can also be displaced in the axial direction to set the desired or respectively existing tube voltage. Arms 53 are attached to the shaft 52 and serve to transmit the rotational movement of the shaft 52 to, for example, three shafts 54. The shafts 54 are rigidly connected to an at least partially curved, approximately shovel-like part 56. The tips 57 of the arms 53 slide on the surfaces 56 of these blade-like parts 55. A rotation of the shaft 52 causes a rotation of the shaft 5.a .. The dependence of the two rotations on one another is determined by the curve shape of the surface 56 in which on the axis of 52 perpendicular plane passing through the point of contact between the parts 56 and 57. Due to the different design of the curve shape of the surface 56 in the same plane, it is possible to differentiate the dependence of the rotations of the three shafts 5.4 on the rotation of the shaft 52. to make from each other. If the shaft 52 is now shifted in the direction of its axis, then the dependence of the rotation of the shafts 54 on the rotation of the shaft 52 changes, provided that in this new position of the shaft 52 the curve shape of the surface 56 in the Point of contact going, on the axis of the shaft 52 perpendicular plane is different than in the previous position. The device shown thus allows the rotation of each of the shafts 54 to be made completely differently dependent on the rotation of the shaft 52 in a manner dependent on the height of the contact points 57. The surface 56 can also be flat in places. It is necessary, however, that it not be cylindrical over its entire extent with a generatrix parallel to the axis of the shaft 52. In this case, a change in the dependence of the rotational movements of the shafts 54 would be 52 not by the rotation of the shaft 52 by shifting the shaft in the direction of its axis viz.

Bei dem dargestellten Beispiel bewegt die eine Welle 54 die Bürste 57 eines Widerstandes über die Kontaktflächen 58 hinweg. Durch entsprechende Wahl der Anzapfungen an dem Regulierwiderstand kann. man die Abhängigkeit des Stromes von der Drehung der Welle 54 beeinflussen. Die Wellen 54. können jedoch auch zur mechanischen Verstellung der Luftspalte, beispielsweise r9, 20, oder des Eisenmantels (Fig. q. und 8) benutzt werden. Durch die Längsverschiebung der Welle 52 kann die Röhrenspannung geändert werden, oder es kann diese Verschiebung direkt oder indirekt mit den Betätigungseinrichtungen für die Änderung der Röhrenspannung gekuppelt werden. Die Wellen 54 können auch zur Änderung des Röhrenstromes beispielsweise durch Änderung des Heizstromes oder der Potentiale von Elektroden oder Gittern herangezogen werden. Erforderlichenfalls wird die Welle 52 mit mehr als drei Armen 53 versehen, die auch in verschiedener Höhenlage angebracht werden können, falls nur Sorge dafür getragen wird, daß sie bei jeder Höhenlage der Welle 52 nur auf die für sie bestimmte Fläche 56 einwirken.. Damit die Berührung stets unter Druck erfolgt, empfiehlt es sich, beispielsweise durch Federkraft zu bewirken, daß die Wellen 54 sIch stets bis zur Berührung mit den Spitzen 57 drehen.In the example shown, one shaft 54 moves the brush 57 of a resistor across the contact surfaces 58. By appropriate choice the taps on the regulating resistor can. one the dependence of the current influence of the rotation of the shaft 54. However, the waves 54th can also be used for mechanical adjustment of the air gap, for example r9, 20, or the iron jacket (Fig. Q. And 8) can be used. The longitudinal displacement of the shaft 52 can Tube voltage can be changed, or this shift can be direct or indirect be coupled to the actuators for changing the tube voltage. The waves 54 can also be used to change the tube current, for example by changing it the heating current or the potentials of electrodes or grids can be used. If necessary, the shaft 52 is provided with more than three arms 53, which also Can be installed at different heights, if care is taken is that at any altitude of the shaft 52 only on the surface intended for them 56 act .. So that the contact is always under pressure, it is advisable to for example by spring force to cause the shafts 54 always up to Rotate contact with the tips 57.

Die beschriebenen Anordnungen können jedoch nicht nur bei Röntgenröhren mit stetig veränderbarem Brennfleck, sondern auch bei anderen Entladungsapparaten mit elektronenoptischer Abbildung mit Vorteil verwendet werden. So besteht beispielsweise bei Elektronenmikroskopen das Bedürfnis, einen Gegenstand mit stetig veränderbarer Vergrößerung scharf abzubilden ohne Änderung der relativen Lage zwischen Gegenstand und Bild. Auch bei einem solchen Elektronenmikroskop kann von der Einrichtung nach der Erfindung Gebrauch gemacht werden. Falls Vorrichtungen zur Veränderung des Abstandes von Gegenstand und Bild vorgesehen sind, gestattet die Einrichtung nach der Erfindung die gleichen Änderungen des Vergrößerungsverhältnisses bei kleineren Änderungen des Bild-Gegenstand-Abstandes durchzuführen.However, the arrangements described can not only be used in the case of X-ray tubes with continuously changeable focal point, but also with other discharge devices with electron-optical imaging can be used with advantage. For example, there is with electron microscopes the need to find an object with continuously changeable Enlargement to be shown sharply without changing the relative position between objects and picture. Even with such an electron microscope, the device can use the invention can be made use of. If there are devices for changing the distance are provided by the object and image, allows the device according to the invention the same changes in the enlargement ratio for smaller changes of Image-object-distance.

Die Einrichtung nach der Erfindung bietet auch große Vorteile bei Fernseh- und anderen Braunschen Röhren, falls es darauf ankommt, die Größe des Bildpunktes dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechend einstellen zu können.The device according to the invention also offers great advantages TV and other Braun tubes, if it matters, the size of the pixel to be able to adjust the respective purpose accordingly.

Claims

PATENT CLAIMS: i. X-ray tube with continuously changeable focal spot diameter, characterized by a system of two or more electrical and / or magnetic Lenses whose focal lengths are changed in order to change the size of the focal spot can be that a sharp electron-optical image for every focal spot size the cathode is created.

2. X-ray tube according to claim i, characterized in that in addition to changing the focal lengths, the distance between one or more lenses in the system is changed by the part to be imaged and / or by the image location.

3. X-ray tube after Claim i or 2, characterized in that the focal length of at least one of the Lenses in the opposite sense as the focal length of another lens in the system will be changed. q ..

X-ray tube according to claim i and the following, characterized in that that the individual: magnetic lenses are provided with separate magnetic coils, whose amperage is regulated in the opposite sense.

5. X-ray tube after Claim i and following, characterized in that two or more of the magnetic: Lenses of the system have a completely or partially common iron path.

6th X-ray tube according to claims i and following, characterized in that the gaps in the iron path of the magnetic lenses by changing the relative position of the individual. Share this iron path in its size and / or position in relation to the picture or object to be changed.

7. X-ray tube according to claim 6, characterized in that the Iron core made up of two parts that can be moved towards one another and towards the jacket (23, 2q., 23 ') exists. B.

X-ray tube according to claim 6, characterized in that; that the inner diameter of the magnetic lenses, measured in their slit, in the iron path are of different sizes.

9. X-ray tube according to claim 8, characterized in that the inner diameter of the individual magnetic lenses are chosen with a reduced image that they decrease in the direction of the image, while conversely they increase in the same direction with an enlarged image. ok X-ray tube according to claim 1 and following, characterized in that the devices serving to regulate the focal lengths and / or the position of the lenses are electrically and / or mechanically coupled to one another in such a way that focusing is inevitably effected for each image size set. ii. X-ray roline according to claim i and the following, characterized in that one. directions are provided through which the image performance is reduced with decreasing image size, preferably with a simultaneous increase in the specific image load. i2. X-ray tube according to claim i and following, characterized in that devices are provided by which the image output when the tube voltage is increased and / or the image size is reduced by reducing the tube current; preferably by reducing the heating current of the cathode or changing the potential of: control electrodes, is automatically reduced. Considered publications: German Patent Nos. 313 957, 319 078, 4 88 8io, 643 827; "Advances in the field of X-rays", Vol. 56, Congress Supplement, pp. 95 to 98.