JP2000030642A - Ｘ線管装置 - Google Patents
Ｘ線管装置Info
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- JP2000030642A JP2000030642A JP10208544A JP20854498A JP2000030642A JP 2000030642 A JP2000030642 A JP 2000030642A JP 10208544 A JP10208544 A JP 10208544A JP 20854498 A JP20854498 A JP 20854498A JP 2000030642 A JP2000030642 A JP 2000030642A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターゲット上での電子密度分布を略均一にで
きるＸ線管装置を提供する。 【解決手段】 上記課題は、陰極部材１はフィラメント
１ａの端部から発生した熱電子線５ｂを制限する集束筒
１ｃを設けたことで解決される。
きるＸ線管装置を提供する。 【解決手段】 上記課題は、陰極部材１はフィラメント
１ａの端部から発生した熱電子線５ｂを制限する集束筒
１ｃを設けたことで解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電子を集束する
集束体を有する陰極部材とこの陰極部材と対向配置され
た陽極部材を備えるＸ線管装置に係り、特に陽極部材に
衝突する熱電子の衝突面積を制限するための技術に関す
るものである。
集束体を有する陰極部材とこの陰極部材と対向配置され
た陽極部材を備えるＸ線管装置に係り、特に陽極部材に
衝突する熱電子の衝突面積を制限するための技術に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線管装置は、高電圧電源で負電
位が印加される陰極部材と、この陰極部材に対向配置さ
れ前記高電圧電源で正電位が印加される陽極部材と、こ
れらの陰極部材と陽極部材を真空気密するための外囲器
を有している。
位が印加される陰極部材と、この陰極部材に対向配置さ
れ前記高電圧電源で正電位が印加される陽極部材と、こ
れらの陰極部材と陽極部材を真空気密するための外囲器
を有している。
【０００３】陰極部材は外部に設けられるヒータ電源に
よって電源が供給されるフィラメントを有している。こ
のフィラメントはヒータ電源を通電させることにより熱
電子を発生する。この熱電子は陰極部材と陽極部材にそ
れぞれ印加された高電圧より加速され陽極部材のターゲ
ットへ衝突して、Ｘ線と熱エネルギーに変換される。
よって電源が供給されるフィラメントを有している。こ
のフィラメントはヒータ電源を通電させることにより熱
電子を発生する。この熱電子は陰極部材と陽極部材にそ
れぞれ印加された高電圧より加速され陽極部材のターゲ
ットへ衝突して、Ｘ線と熱エネルギーに変換される。
【０００４】また、フィラメントは集束体に取付けられ
ている。この集束体はフィラメントからの熱電子を電子
レンズ効果によって集束させる作用を有しており、この
電子レンズの効果によって熱電子の焦点（Ｘ線焦点）を
形成することになる。Ｘ線焦点の長さ方向はフィラメン
トの長手方向と対応づけられる。Ｘ線焦点の長さ方向の
熱電子は、フィラメント長手方向に巻かれる素線相互の
輻射熱によりフィラメントの長手方向の位置の温度分布
の違いができるために、比較的温度の高くなるフィラメ
ントの長手方向の中央部付近は「密」に、比較的温度の
低くなるフィラメントの長手方向の両端部付近は「疎」
になる分布ができている。
ている。この集束体はフィラメントからの熱電子を電子
レンズ効果によって集束させる作用を有しており、この
電子レンズの効果によって熱電子の焦点（Ｘ線焦点）を
形成することになる。Ｘ線焦点の長さ方向はフィラメン
トの長手方向と対応づけられる。Ｘ線焦点の長さ方向の
熱電子は、フィラメント長手方向に巻かれる素線相互の
輻射熱によりフィラメントの長手方向の位置の温度分布
の違いができるために、比較的温度の高くなるフィラメ
ントの長手方向の中央部付近は「密」に、比較的温度の
低くなるフィラメントの長手方向の両端部付近は「疎」
になる分布ができている。
【０００５】一方、Ｘ線焦点の長さ方向に垂直な方向で
あるＸ線焦点の幅方向はフィラメントコイルの直径，集
束体の形状，フィラメントと集束体の取付関係の位置等
のファクタから電子密度分布が変化する。特にフィラメ
ント側面部から放出される熱電子は単峰性，複峰性など
のＸ線焦点に悪影響を与える電子密度分布を形成する要
因となっている。
あるＸ線焦点の幅方向はフィラメントコイルの直径，集
束体の形状，フィラメントと集束体の取付関係の位置等
のファクタから電子密度分布が変化する。特にフィラメ
ント側面部から放出される熱電子は単峰性，複峰性など
のＸ線焦点に悪影響を与える電子密度分布を形成する要
因となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線焦
点に悪影響を与える熱電子の密度分布は、Ｘ線画像の画
質にムラやボケなどの影響を与えてしまうという問題が
あった。
点に悪影響を与える熱電子の密度分布は、Ｘ線画像の画
質にムラやボケなどの影響を与えてしまうという問題が
あった。
【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、ターゲット上での電子
密度分布を略均一にできるＸ線管装置を提供することに
ある。
されたものであり、その目的は、ターゲット上での電子
密度分布を略均一にできるＸ線管装置を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、熱電子を放
出するようにヒータ電源が印加される少なくとも１つの
フィラメントと前記フィラメントを収容し前記フィラメ
ントから放出される熱電子を集束する集束体を有する陰
極部材と、この陰極部材に対向配置され前記集束体によ
って集束された熱電子を衝突させるためのターゲットを
有する陽極部材とを備え、これらの陰極部材と陽極部材
に高電圧電源を印加させ前記熱電子を加速して前記ター
ゲットに衝突させ前記ターゲットからＸ線を発生させる
Ｘ線管装置において、前記集束体のフィラメントが配設
された空間の開口よりも狭い開口を前記集束体の開口部
に形成したことを特徴とするＸ線管装置によって達成さ
れる。
出するようにヒータ電源が印加される少なくとも１つの
フィラメントと前記フィラメントを収容し前記フィラメ
ントから放出される熱電子を集束する集束体を有する陰
極部材と、この陰極部材に対向配置され前記集束体によ
って集束された熱電子を衝突させるためのターゲットを
有する陽極部材とを備え、これらの陰極部材と陽極部材
に高電圧電源を印加させ前記熱電子を加速して前記ター
ゲットに衝突させ前記ターゲットからＸ線を発生させる
Ｘ線管装置において、前記集束体のフィラメントが配設
された空間の開口よりも狭い開口を前記集束体の開口部
に形成したことを特徴とするＸ線管装置によって達成さ
れる。
【０００９】前記集束体のフィラメントが配設された空
間の開口よりも狭い開口を前記集束体の開口部に形成し
たことにより、この狭い開口部が前記フィラメントの側
面から放出する熱電子を制限する。従って、ターゲット
にはＸ線焦点に悪影響を与える熱電子が衝突することが
極めて少なくなる。
間の開口よりも狭い開口を前記集束体の開口部に形成し
たことにより、この狭い開口部が前記フィラメントの側
面から放出する熱電子を制限する。従って、ターゲット
にはＸ線焦点に悪影響を与える熱電子が衝突することが
極めて少なくなる。
【００１０】また、前記開口部の上面に少なくとも１つ
の負バイアス用の電極を設け、前記電極に負のバイアス
電圧を印加して、グリッド効果を発揮させることによ
り、ターゲットにはＸ線焦点に悪影響を与える熱電子が
衝突することがないとともに、前記バイアス電圧により
精密な熱電子の加速制御が可能となる。
の負バイアス用の電極を設け、前記電極に負のバイアス
電圧を印加して、グリッド効果を発揮させることによ
り、ターゲットにはＸ線焦点に悪影響を与える熱電子が
衝突することがないとともに、前記バイアス電圧により
精密な熱電子の加速制御が可能となる。
【００１１】
【発明の実施形態】本発明のＸ線管装置の実施形態につ
いて図面を用いて説明する。図１は本発明のＸ線管装置
の実施形態のフィラメントの長手方向の断面図，図２は
図１のフィラメントの短手方向の断面図，図５はＸ線管
装置の構成の説明図，図６は従来の焦点幅寸法の説明図
である。
いて図面を用いて説明する。図１は本発明のＸ線管装置
の実施形態のフィラメントの長手方向の断面図，図２は
図１のフィラメントの短手方向の断面図，図５はＸ線管
装置の構成の説明図，図６は従来の焦点幅寸法の説明図
である。
【００１２】Ｘ線管装置は図５に示すような回転陽極形
Ｘ線管を例示し、これらは陰極部材１と、陰極部材１と
対向配置される陽極部材２と、陰極部材１と陽極部材２
を略真空に封入する外囲器３を備えている。また、外部
の高電圧電源（図示しない）より、陰極部材１には負電
位が陽極部材２には正電位がそれぞれ与えられている。
Ｘ線管を例示し、これらは陰極部材１と、陰極部材１と
対向配置される陽極部材２と、陰極部材１と陽極部材２
を略真空に封入する外囲器３を備えている。また、外部
の高電圧電源（図示しない）より、陰極部材１には負電
位が陽極部材２には正電位がそれぞれ与えられている。
【００１３】陰極部材１は、外部よりヒータ電源（図示
しない）を印加してフィラメントより熱電子線を発生す
るフィラメント１ａと、フィラメント１ａを収容し前記
熱電子線を集束する集束体１ｂを有している。集束体１
ｂはフィラメント１ａの側面部から放出される熱電子線
を制限する部材である集束筒１ｃを有している。陽極部
材２は陰極部材１と陽極部材２に印加された高電圧によ
り熱電子線を加速させて衝突させるターゲット２ａと、
ターゲット２ａを回転可能に支持するロータ部２ｂを有
している。
しない）を印加してフィラメントより熱電子線を発生す
るフィラメント１ａと、フィラメント１ａを収容し前記
熱電子線を集束する集束体１ｂを有している。集束体１
ｂはフィラメント１ａの側面部から放出される熱電子線
を制限する部材である集束筒１ｃを有している。陽極部
材２は陰極部材１と陽極部材２に印加された高電圧によ
り熱電子線を加速させて衝突させるターゲット２ａと、
ターゲット２ａを回転可能に支持するロータ部２ｂを有
している。
【００１４】また、説明のための符号を、４が電界線，
５，５ａ，５ｂが熱電子線，６がＸ線として定義する。
５，５ａ，５ｂが熱電子線，６がＸ線として定義する。
【００１５】この陰極部材１と陽極部材２は前記高電圧
電源によって例えば百数十ｋＶの高電圧を印加される。
熱電子線５はフィラメント１ａへ前記ヒータ電源によっ
て発生され、前記高電圧で加速されてターゲット２ａに
衝突させられる。衝突した熱電子線５は熱エネルギーと
Ｘ線６に変換される。ここで熱電子線５は、高電圧を印
加することで生ずる電界線４に対し垂直方向に進みター
ゲット２ａへ衝突する。特に、図６に示すように、従来
のＸ線管装置では、焦点幅方向における熱電子線５ａ及
び５ｂの軌道は、陰極部材形状，フィラメント１ａの取
付位置によって変化する。フィラメント１ａから発生し
た熱電子線５ａは電界線４に対し垂直方向に運動しＸ線
の焦点（正焦点）を形成する。また、フィラメントの側
面より発生した熱電子線５ｂも同様の軌道が描かれるこ
とから、別のＸ線の焦点（副焦点）として形成される。
この副焦点のためにターゲット２ａ上の電子密度分布は
不均一なものとなった。
電源によって例えば百数十ｋＶの高電圧を印加される。
熱電子線５はフィラメント１ａへ前記ヒータ電源によっ
て発生され、前記高電圧で加速されてターゲット２ａに
衝突させられる。衝突した熱電子線５は熱エネルギーと
Ｘ線６に変換される。ここで熱電子線５は、高電圧を印
加することで生ずる電界線４に対し垂直方向に進みター
ゲット２ａへ衝突する。特に、図６に示すように、従来
のＸ線管装置では、焦点幅方向における熱電子線５ａ及
び５ｂの軌道は、陰極部材形状，フィラメント１ａの取
付位置によって変化する。フィラメント１ａから発生し
た熱電子線５ａは電界線４に対し垂直方向に運動しＸ線
の焦点（正焦点）を形成する。また、フィラメントの側
面より発生した熱電子線５ｂも同様の軌道が描かれるこ
とから、別のＸ線の焦点（副焦点）として形成される。
この副焦点のためにターゲット２ａ上の電子密度分布は
不均一なものとなった。
【００１６】そこで、図１及び図２に示すように、陰極
部材１は、従来に加え集束体１ｂの上面（熱電子の放出
方向）に集束筒１ｃを備える。
部材１は、従来に加え集束体１ｂの上面（熱電子の放出
方向）に集束筒１ｃを備える。
【００１７】また、陰極部材１の各構成要素の材料をそ
れぞれ説明すると、フィラメント１ａはタングステンま
たはレニウムタングステン等からから形成される。集束
体１ｂはニッケル，ステンレス等から形成される。集束
筒１ｃはニッケル，ステンレス等から形成され、ターゲ
ット２ａの方向に熱電子線を放出するための開口を持
つ。ターゲット２ａはタングステン等の高耐熱材から形
成される。
れぞれ説明すると、フィラメント１ａはタングステンま
たはレニウムタングステン等からから形成される。集束
体１ｂはニッケル，ステンレス等から形成される。集束
筒１ｃはニッケル，ステンレス等から形成され、ターゲ
ット２ａの方向に熱電子線を放出するための開口を持
つ。ターゲット２ａはタングステン等の高耐熱材から形
成される。
【００１８】以上説明したように集束体１ｂの上面方向
に集束筒１ｃを配置するため、図１に示すように、集束
筒１ｃがフィラメント１ａの長手方向の両端部で比較的
温度が低い「疎」の部分からの熱電子線５ｂを制限す
る。また、図２に示すように、集束筒１ｃがフィラメン
ト１ａの側面から発生した熱電子線５ｂも制限する。従
って、集束筒１ｃはフィラメント１ａから発生した熱電
子線のうちの「疎」の部分およびフィラメント１ａの側
面から発生した熱電子線を制限するので、これら制限さ
れた熱電子線を除く均一な分布を呈した熱電子線のみを
ターゲット２ａに到達させることが可能となる。
に集束筒１ｃを配置するため、図１に示すように、集束
筒１ｃがフィラメント１ａの長手方向の両端部で比較的
温度が低い「疎」の部分からの熱電子線５ｂを制限す
る。また、図２に示すように、集束筒１ｃがフィラメン
ト１ａの側面から発生した熱電子線５ｂも制限する。従
って、集束筒１ｃはフィラメント１ａから発生した熱電
子線のうちの「疎」の部分およびフィラメント１ａの側
面から発生した熱電子線を制限するので、これら制限さ
れた熱電子線を除く均一な分布を呈した熱電子線のみを
ターゲット２ａに到達させることが可能となる。
【００１９】次に、図１と異なる実施形態について図３
及び図４を用いて説明する。図３は図１の他の実施形態
のフィラメントの長手方向の断面図，図４は図３のフィ
ラメントの短手方向の断面図である。
及び図４を用いて説明する。図３は図１の他の実施形態
のフィラメントの長手方向の断面図，図４は図３のフィ
ラメントの短手方向の断面図である。
【００２０】図１及び図２と共通する符号とその説明は
省略し、この実施形態特有のものについてのみ説明す
る。集束筒１ｃに絶縁体１ｅ例えば、メタライズされた
セラミックを介して導電体の枠１ｆで囲まれる開口１ｄ
を設け、この導電体の枠１ｆを熱電子線５ａ，５ｂを制
御するための負のバイアス電圧の電極として使用する。
具体的な構造は、この枠１ｆと電気的に接続されたリー
ド線７を設け、リード線７へ外部から負バイアス電圧を
負バイアス電源（図示しない）にて印加する。これによ
り、集束筒１ｃは制限された熱電子線を除く均一な分布
を呈した熱電子線のみをターゲット２ａに到達させるこ
とが可能となるとともに、バイアス電圧により精密な熱
電子線の加速制御が可能となる。
省略し、この実施形態特有のものについてのみ説明す
る。集束筒１ｃに絶縁体１ｅ例えば、メタライズされた
セラミックを介して導電体の枠１ｆで囲まれる開口１ｄ
を設け、この導電体の枠１ｆを熱電子線５ａ，５ｂを制
御するための負のバイアス電圧の電極として使用する。
具体的な構造は、この枠１ｆと電気的に接続されたリー
ド線７を設け、リード線７へ外部から負バイアス電圧を
負バイアス電源（図示しない）にて印加する。これによ
り、集束筒１ｃは制限された熱電子線を除く均一な分布
を呈した熱電子線のみをターゲット２ａに到達させるこ
とが可能となるとともに、バイアス電圧により精密な熱
電子線の加速制御が可能となる。
【００２１】なお、本実施の形態の説明に採用したＸ線
管装置は回転陽極Ｘ線管装置であったが、Ｘ線管装置は
陽極を回転させない所謂固定陽極Ｘ線管装置にも採用で
きることはいうまでもない。
管装置は回転陽極Ｘ線管装置であったが、Ｘ線管装置は
陽極を回転させない所謂固定陽極Ｘ線管装置にも採用で
きることはいうまでもない。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、ターゲット上での電子密度分
布を略均一にできるＸ線管装置を提供するという効果を
奏する。
布を略均一にできるＸ線管装置を提供するという効果を
奏する。
【図１】本発明のＸ線管装置の実施形態のフィラメント
の長手方向の断面図。
の長手方向の断面図。
【図２】図１のフィラメントの短手方向の断面図。
【図３】図１の他の実施形態のフィラメントの長手方向
の断面図。
の断面図。
【図４】図３のフィラメントの短手方向の断面図。
【図５】Ｘ線管装置の構成の説明図。
【図６】従来の焦点幅寸法の説明図。
１ 陰極部材 １ａ フィラメント １ｂ 集束体 １ｃ 集束筒 １ｄ 開口 １ｅ 絶縁体 １ｆ 枠 ２ 陽極部材 ２ａ ターゲット ２ｂ ロータ部 ３ 外囲器 ７ リード線
Claims (1)
- 【請求項１】 熱電子を放出するようにヒータ電源が印
加される少なくとも１つのフィラメントと前記フィラメ
ントを収容し前記フィラメントから放出される熱電子を
集束する集束体を有する陰極部材と、この陰極部材に対
向配置され前記集束体によって集束された熱電子を衝突
させるためのターゲットを有する陽極部材とを備え、こ
れらの陰極部材と陽極部材に高電圧電源を印加させ前記
熱電子を加速して前記ターゲットに衝突させ前記ターゲ
ットからＸ線を発生させるＸ線管装置において、前記集
束体のフィラメントが配設された空間の開口よりも狭い
開口を前記集束体の開口部に形成したことを特徴とする
Ｘ線管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10208544A JP2000030642A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Ｘ線管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10208544A JP2000030642A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Ｘ線管装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000030642A true JP2000030642A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16557950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10208544A Pending JP2000030642A (ja) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Ｘ線管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000030642A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004504710A (ja) * | 2000-07-22 | 2004-02-12 | エックス−テック システムズ リミテッド | Ｘ線源 |
| JP2011049108A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Toshiba Corp | Ｘ線管及びそれを用いたｘ線ｃｔ装置 |
| CN105990077A (zh) * | 2015-03-17 | 2016-10-05 | 东芝电子管器件株式会社 | X射线管 |
| KR20160123981A (ko) * | 2015-04-17 | 2016-10-26 | 한국전자통신연구원 | 엑스선 튜브 |
| US9941091B2 (en) | 2015-04-17 | 2018-04-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | X-ray tube |
| CN114023618A (zh) * | 2021-09-23 | 2022-02-08 | 康达洲际医疗器械有限公司 | 一种用于焦点射线切换的切换方法与电路 |
-
1998
- 1998-07-09 JP JP10208544A patent/JP2000030642A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004504710A (ja) * | 2000-07-22 | 2004-02-12 | エックス−テック システムズ リミテッド | Ｘ線源 |
| JP2011049108A (ja) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Toshiba Corp | Ｘ線管及びそれを用いたｘ線ｃｔ装置 |
| CN105990077A (zh) * | 2015-03-17 | 2016-10-05 | 东芝电子管器件株式会社 | X射线管 |
| US9824847B2 (en) | 2015-03-17 | 2017-11-21 | Toshiba Electron Tubes & Devices Co., Ltd. | X-ray tube |
| CN105990077B (zh) * | 2015-03-17 | 2018-07-31 | 东芝电子管器件株式会社 | X射线管 |
| KR20160123981A (ko) * | 2015-04-17 | 2016-10-26 | 한국전자통신연구원 | 엑스선 튜브 |
| JP2016207645A (ja) * | 2015-04-17 | 2016-12-08 | 韓國電子通信研究院Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | Ｘ線チューブ |
| US9941091B2 (en) | 2015-04-17 | 2018-04-10 | Electronics And Telecommunications Research Institute | X-ray tube |
| KR101878257B1 (ko) * | 2015-04-17 | 2018-07-13 | 한국전자통신연구원 | 엑스선 튜브 |
| CN114023618A (zh) * | 2021-09-23 | 2022-02-08 | 康达洲际医疗器械有限公司 | 一种用于焦点射线切换的切换方法与电路 |
| CN114023618B (zh) * | 2021-09-23 | 2024-05-14 | 康达洲际医疗器械有限公司 | 一种用于焦点射线切换的切换方法与电路 |
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