JP2004507042A - 小型の遮蔽配置を伴う回転式陽極 - Google Patents

Abstract

回転式陽極（４４）陰極（１）及び望まれていない二次放射に対する効果的な遮蔽用の小型の遮蔽手段（５）を含むＸ線管（４０）。二次放射は、回転式陽極（４４）の標的円盤（４）における放射面（１１）の近傍で生成され、電子及びＸ線の成分の両方を含む。望まれない二次放射は、標的円盤の放射面からある一定の制限された立体角で発散する。従って、遮蔽手段（５）の遮蔽特性を最適化するために、後者は、二次放射の源のごく近傍に位置決めされる。回転式陽極の回転軸（１２）に向って発散する望まれない二次放射を遮るために、後者には、環状の突起物（７）が備え付けられる。

Description

【０００１】
本発明は、Ｘ線技術の分野に、特に、管の箱体、回転軸のまわりで回転可能な標的円盤を有する回転式陽極、回転式陽極の放出面において電子のビームの衝突でＸ線を発生させるための電子のビームを生成するための陰極、前記放出面が起源である望まれない二次放射を遮るための遮蔽手段を含むＸ線管に、関する。
【０００２】
このタイプのＸ線管は、欧州特許第０，０００９，９４６号形成する既知である。既知のＸ線管には、実質的にＸ線に不透明な遮蔽手段が提供され、前記手段は、外囲器の形状に製造される。既知のＸ線管において、外囲器は、回転式陽極の標的円盤を含み、陰極が起源である電子ビームを入れるための入口窓及び有用なＸ線ビームを放出するための出口窓が提供される。Ｘ線ビームは、焦点スポット領域で回転式陽極の標的円盤における前記電子ビームの衝突によって生成され、さらに二次放射と呼ばれることになる。回転式陽極の焦点スポット領域は、回転式陽極の標的円盤における放出面の一部分を構成する。Ｘ線ビームは、実質的に２πの立体角で放出面から発散する。出口部分を通じて透過するＸ線ビームのその部分のみが、Ｘ線管の有用なＸ線放射に寄与する。Ｘ線ビームの残りの部分は、望まれない二次放射に寄与する。一次電子の一部分が標的円盤において散乱を受けることは既知である。これらの散乱された電子は、なお望まれない二次放射に寄与する。既知のＸ線管において、望まれない二次放射は、外囲器によって遮られる。既知のＸ線管の欠点は、遮蔽手段が同時に管の箱体を構成し、遮蔽手段の実際の容積、よって、使用される材料の量及び重量を増加させる。さらに、遮蔽の目的に適切である材料の製造は、高価であり、相当な環境の負荷を引き起こす。
【０００３】
本発明の目的は、望まれない二次放射に対して効果的及び小型の遮蔽を伴うＸ線管を提供することであり、前記遮蔽は、回転式陽極組み立て品の寸法に最小限の効果を有する。これは、遮蔽手段が管の箱体内に実質的に平坦な遮蔽板を含み、遮蔽板が、前記回転軸へ横に延び、陰極と標的円盤の放出面との間で位置決めされることを特徴とする、本発明に従うＸ線管において達成される。本発明に従う遮蔽の効率は、二次放射が、実質的に回転式陽極の標的円盤の放出面を起源とすると共に、その源のごく近傍で遮蔽板によって遮られるという事実によって説明される。Ｘ線が、実質的に入射電子ビームに垂直に、２πの立体角で放出されるという事実によって、陽極の放出面は、前記ビームに対して不透明である。従って、放出面の内側及び外側の境界を導入することは可能である。有用なＸ線ビームは、この２πの立体角の一部分のみを構成することになる。本発明に従う遮蔽手段の設置を、遮蔽手段が、回転式陽極の放出面と回転式陽極組み立て品の外部からの電子ビームとの両方に最大限に接近するような方式で選択することが可能であるかもしれない。従って、遮蔽手段の有効な立体角は、最適化されることになる。本発明に従うＸ線管のさらなる実施例は、遮蔽手段が、陰極と向かい合う標的円盤の表面に環状の突起物をさらに含むことを特徴とする。回転式陽極のこの配置は、電子によって生成されるＸ線と一緒に回転式陽極の放出面において散乱を受けてきた電子から周囲の空間を遮蔽することになる。この望まれない二次放射は、回転式陽極の回転軸に向かう方向に発散していると共に、回転式陽極の表面における環状の突起物によって遮られることになる。本発明に従うＸ線管のさらなる実施例は、遮蔽板は、環状であることを特徴とする。遮蔽手段のこの配置は、回転式陽極の標的円盤の形状に一致する。Ｘ線ビームの有用な部分は、回転式陽極の標的円盤の放出面と遮蔽板との間に形成されるトンネルを通じて透過することになる。回転式陽極の標的円盤の外径と同じである遮蔽板の外径を選択することは都合がよいことかもしれない。この配置は、回転式陽極組み立て品の外側の大きさを拡大せず、Ｘ線管の寸法の最小化に寄与することになる。本発明に従うＸ線管のさらなる実施例は、遮蔽板が、固定手段で回転式陽極に固定されることを特徴とする。この場合には、回転式陽極の標的円盤は、遮蔽手段の支持物を構成し、追加の機械的構造を、遮蔽手段を支持するために必要としない。本発明に従うＸ線管のさらなる実施例は、固定手段が、遮蔽板の表面に取り付けられた円筒状のピンを含み、前記ピンは、標的円盤における穴と協働することを特徴とする。本発明に従うＸ線管の別の実施例は、固定手段が、遮蔽板に製造される剛体の突起物を含み、前記突起物は、標的円盤における切り欠きと協働することを特徴とする。固定手段の与えられた両方の実施例において、回転式陽極の標的円盤の表面における三つの固定位置を選択することは十分であり、前記点は、約１２０度だけ相互に分離される。回転式陽極の標的円盤の温度が固定手段の機械的安定性に対する問題を誘発するいくつかの状況において、標的円盤の裏面における温度障壁を加えるかもしれない。この温度障壁を、制限された断面を伴う熱伝導素子によって実施することができ、前記素子は、それぞれ、標的円盤の裏面を各々の固定素子と接続する。
【０００４】
遮蔽手段を、回転式陽極の標的円盤よりも別の機械的な支持物に対して組み立てることは都合がよいかもしれない。本発明に従うＸ線管のさらなる実施例は、遮蔽板が陰極に固定されることを特徴とする。この実施例は、陰極が電子ビームに関して、よって望まれない二次放射の源に対して、動かないという事実を使用する。遮蔽手段を陰極のような動かない構造に固定することによって、望まれない二次放射が制限された立体角において発散すると、遮蔽板の寸法をさらに最小化することができる。本発明に従うＸ線管のさらなる実施例は、遮蔽板の内側の境界は、回転軸と標的円盤の放出面における内側の境界との間の距離そしてより小さい距離まで回転軸へ延びることを特徴とする。遮蔽板のこの構造は、散乱された電子及びに回転式陽極の回転軸に向かう方向に発散しているＸ線から周囲の空間を効果的に遮蔽する。この遮蔽板は、回転式陽極の標的円盤における外側の境界に向って突出する外部の部分も含むことができる。明らかに、一次電子ビームを透過させるために、このような遮蔽板に開口部がなければならない。この外部の部分は、環状の遮蔽板のものと同様に、ある方式でＸ線ビームの有用な部分のためのトンネルを生成することになる。このように配置された遮蔽手段の利点は、実質的に二次放射の立体角のみを覆うために遮蔽板の寸法を最小化することができ、回転式陽極に対するさらなる製造段階を必要としないことである。
【０００５】
本発明のこれら及び他の態様は、図面を使用して議論され、ここで、一致する引用符は、回転式陽極組み立て品の一致する部分を表す。
【０００６】
回転式陽極を伴うＸ線管４０の単純化された概略図を図１に与える。この例において、陰極１と一緒に回転式陽極４４は、箱体４２内に置かれる。回転式陽極は、動かないシャフト３０のまわりを回転する標的円盤４を含み、回転軸は、引用符１２によって描かれている。陰極１は、回転式陽極４４の標的円盤４に当たる電子ビーム２を放出する。一次電子は、標的円盤４の材料にそれらのエネルギーを堆積させて、Ｘ線を生成する。Ｘ線ビームの効果的な生成が起こる標的円盤の表面は、放出面１１と呼ばれる。Ｘ線ビーム３の有用な部分は、出口窓５０を通じて透過し、Ｘ線管のＸ線出力と呼ばれる。明瞭のために、遮蔽の配置は、この図に示してない。
【０００７】
図２ａは、遮蔽手段５と一緒に図１における回転式陽極の標的円盤４の概略断面図を与える。陰極１によって生成される一次電子ビーム２は、焦点領域１０と呼ばれる領域で標的円盤４の放出面１１に当たる。従って、回転式陽極４の標的円盤が回転軸１２のまわりで回転するという動作条件において、焦点領域１０は、環である。放出面１１における前記電子ビーム２の衝突において生成されるＸ線ビーム３’は、電子ビーム２の方向に対して実質的に垂直に、２πの立体角で発散する。Ｘ線ビームの有用な部分の伝播方向は、矢印３によって概略的に描かれている。生成されるＸ線ビームのこの成分は、図２ａに示してないＸ線管の出口窓によって、さらに透過させられる。図２ｂは、本発明に従う遮蔽手段と一緒に回転式陽極４の標的円盤の概略三次元図を与える。この例において、遮蔽手段は、ピン６によって回転式陽極の標的円盤へ組み立てられた遮蔽環５を含む。電子ビーム４からの電子のいくつかは、放出面１１において散乱を受けるので、望まれない二次放射は、これらの散乱された電子によって生成されるＸ線の成分だけでなくこれらの散乱された電子を含むことが理解される。回転式陽極の標的円盤は、回転式陽極の回転軸１２に向かう方向において伝播する望まれない二次放射を遮るために、陰極１の方向において環状の突起物７を含む。この実施例において、遮蔽環５は、回転式陽極４の標的円盤に組み立てられ、その回転軸１２のまわりをそれと一緒に回転する。相互に約１２０度だけ分離された三つの点で遮蔽環５を固定することは十分であることが見出される。しかしながら、別の数の固定点は、なお本発明の範囲内に収まる。
【０００８】
図３は、本発明に従う遮蔽環５と一緒に回転式陽極４の標的円盤の概略図を与え、前記環は、剛体の突起物８によって回転式陽極の標的円盤に組み立てられる。剛体の突起物は、遮蔽環５に製造され、回転式陽極の標的円盤４の本体に製造された切り欠き９と協働する。この例は、相互に約１２０度だけ分離された三つの固定点を示す。しかしながら、別の数の固定点は、なお本発明の範囲内に収まる。
【０００９】
図４は、本発明に従う遮蔽手段と一緒に回転式陽極４の標的円盤の概略断面図を与える。この実施例において、遮蔽手段は、遮蔽板２０を含み、陰極１へ組み立てられる。陰極１によって放出される電子ビーム２は、遮蔽板２０において開口部２’を通じて運ばれ、焦点領域１０で放出面１１に当たる。放出面は、電子ビーム２の伝播方向に関して斜めであり、内側の境界１３及び外側の境界１５を含む。望まれない二次放射の効果的な遮蔽のために、遮蔽板２０は、放出面のごく近傍に位置決めされ、後者は、実質的に二次放射の源である。回転式陽極の回転軸１２に向かう方向において伝播する二次放射を遮るために、遮蔽板２０の内側の境界１９は、前記回転軸と放出面１１の内側の境界１３との間の距離そしてよりも小さい距離まで、回転軸１２へ延びる。Ｘ線放射の有用な部分は、遮蔽板２０及び放出面１１によって形成されるトンネルにおいて、透過する。望まれない二次放射に対して効果的に遮蔽するために、遮蔽板２０の外側の境界１７が、実質的に放出面１１の外側の境界１５と回転軸１２との間の距離と同じ距離だけ回転式陽極４の標的円盤の外部へ延びることは、十分であることが見出される。図４において、遮蔽板２０は、平坦な構造として与えられるが、しかしながら、前記板を、外側の肩部１６が遮蔽板２０の内側の肩部１８に対して横であるような方法で、製造することは可能である。このように、前記屈曲は、遮蔽板２０の遮蔽の立体角を効果的に増加させることになる。この実施例は、遮蔽板２０が、回転式陽極に関して動かず、よって遮蔽板２０の絶対的な寸法を、例えば環の断片に至るまで、最小化することができるという利点を有する。さらに、陰極１と標的円盤４との間の最小の距離以上であってもよい標的円盤までのある距離に遮蔽板２０を搭載することも適用可能である。これは、陰極と標的円盤との距離を最適化するために、都合がよいかもしれない。環の断片以外の遮蔽板の形状は、なお本発明の範囲内に収まる。統合される遮蔽２０と共に陰極１を成形することも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｘ線管の単純化された概略の断面を与える。
【図２】本発明に従う遮蔽手段と一緒に回転式陽極の標的円盤の概略図を与え、ここで遮蔽環は、ピンによって回転式陽極の標的円盤へ組み立てられる。
【図３】本発明に従う遮蔽手段と一緒に回転式陽極の標的円盤の概略図を与え、ここで遮蔽環は、剛体の突起物によって回転式陽極の標的円盤へ組み立てられる。
【図４】本発明に従う遮蔽手段と一緒に回転式陽極の標的円盤の概略断面図を与え、ここで遮蔽板は、陰極へ組み立てられる。

Claims (8)

1. 管の箱体、回転軸のまわりで回転可能な標的円盤を有する回転式陽極、前記回転式陽極の放出面において電子のビームの衝突でＸ線を発生させる前記電子のビームを生成する陰極、前記放出面が起源である望まれない二次放射を遮る遮蔽手段を含むＸ線管であって、
   前記遮蔽手段は、前記管の箱体内に、実質的に平坦な遮蔽板を含み、
   前記遮蔽板は、前記回転軸へ横に延び、前記陰極及び前記標的円盤の前記放出面の間で位置決めされることを特徴とするＸ線管。
2. 前記遮蔽手段は、前記陰極と向かい合う前記標的円盤の表面に、環状の突起物をさらに含む請求項１記載のＸ線管。
3. 前記遮蔽板は、環状である請求項１記載のＸ線管。
4. 前記遮蔽板は、固定手段で前記回転式陽極に固定される請求項３記載のＸ線管。
5. 前記固定手段は、前記遮蔽板の表面に取り付けられた円筒状のピンを含み、
   前記ピンは、前記標的円盤における穴と協働する請求項４記載のＸ線管。
6. 前記固定手段は、前記遮蔽板に製造された剛体の突起物を含み、
   前記突起物は、前記標的円盤における切り欠きと協働する請求項４記載のＸ線管。
7. 前記遮蔽板は、前記陰極に固定される請求項１記載のＸ線管。
8. 前記遮蔽板の内側の境界は、前記回転軸及び前記標的円盤の前記放出面における内側の境界間の距離そしてより小さい距離まで、前記回転軸へ延びる請求項７記載のＸ線管。