JP2010027447A - Rotary anode x-ray tube device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子発生源から発生する電子を回転する陽極ターゲットに衝突させてX線を発生させる回転陽極型X線管装置に関する。 The present invention relates to a rotary anode type X-ray tube apparatus that generates X-rays by colliding electrons generated from an electron generation source with a rotating anode target.
従来、例えば、X線CT装置などでは、陰極の電子発生源から発生する電子を回転する陽極ターゲットに衝突させ、この陽極ターゲットの電子が衝突して形成されるX線焦点からX線を発生させる回転陽極型X線管装置が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an X-ray CT apparatus, electrons generated from an electron source of a cathode collide with a rotating anode target, and X-rays are generated from an X-ray focal point formed by the collision of electrons on the anode target. A rotary anode X-ray tube apparatus is used.
このようなX線CT装置などでは、X線撮影中に、回転陽極型X線管装置で異なった位置にX線焦点を配置することにより、被写体を通じて検出器に入射するX線の入射角度をわずかにずらし、X線撮影画像の解像特性を向上させる技術が知られている。 In such an X-ray CT apparatus or the like, the X-ray focal point is arranged at different positions in the rotary anode type X-ray tube apparatus during X-ray imaging, so that the incident angle of the X-ray incident on the detector through the subject can be set. A technique is known that slightly shifts and improves the resolution characteristics of an X-ray image.
X線撮影中に、回転陽極型X線管装置で異なった位置にX線焦点を配置するには、X線焦点を瞬時に微小移動させる必要がある。 In order to place the X-ray focus at different positions in the rotary anode X-ray tube apparatus during X-ray imaging, it is necessary to momentarily move the X-ray focus.
X線焦点を瞬時に微小移動させる方式の1つとして、真空容器内に配置する偏向電極に偏向電圧を印加し、静電的に電子ビームを偏向させる静電的電子ビーム偏向方式がある(例えば、特許文献1参照。)。 As one of the methods for instantaneously moving the X-ray focal point minutely, there is an electrostatic electron beam deflection method in which a deflection voltage is applied to a deflection electrode arranged in a vacuum vessel to electrostatically deflect the electron beam (for example, , See Patent Document 1).
一般的に、陰極と陽極との間の電圧が100kVを超えるX線管では、少なくとも陰極には負の高電圧電位が供給されるため、陰極電圧供給用ケーブルとしては高電圧ケーブルが採用されているが、静電的電子ビーム偏向方式では、偏向電極に偏向電圧を印加させる必要があるために従来の高電圧ケーブルを使用することができず、専用の高電圧ケーブルが必要となり、また、高電圧電源も専用の電源が必要となる。そのため、回転陽極型X線管装置を交換するのみで既存のX線CT装置のアップグレイドを達成することはできず、経済性に問題が生じ、逆に、静電偏向方式の回転陽極型X線管装置、専用高電圧電源と専用高電圧ケーブルを採用した新しいX線CT装置に、従来の回転陽極型X線管装置を搭載することが困難であるため、回転陽極型X線管装置がダウンした場合の復旧に支障を来たす場合が生じる。 In general, in an X-ray tube in which the voltage between the cathode and the anode exceeds 100 kV, a negative high voltage potential is supplied to at least the cathode, so a high voltage cable is adopted as the cathode voltage supply cable. However, in the electrostatic electron beam deflection method, since it is necessary to apply a deflection voltage to the deflection electrode, a conventional high voltage cable cannot be used, and a dedicated high voltage cable is required. A dedicated power supply is also required for the voltage power supply. Therefore, the upgrade of the existing X-ray CT apparatus cannot be achieved only by exchanging the rotary anode X-ray tube apparatus, resulting in a problem in terms of economy, and conversely, the electrostatic deflection type rotary anode X Because it is difficult to mount a conventional rotating anode X-ray tube device on a new X-ray CT device that employs a tube device, a dedicated high-voltage power supply and a dedicated high-voltage cable, the rotating anode X-ray tube device In some cases, it may interfere with recovery in the event of down.
また、X線焦点を瞬時に微小移動させる他の方式として、磁極が発生する偏向磁界により電子ビームを偏向させる磁気的電子ビーム変更方式がある。 As another method for instantaneously moving the X-ray focal point minutely, there is a magnetic electron beam changing method in which an electron beam is deflected by a deflection magnetic field generated by a magnetic pole.
この磁気的電子ビーム偏向方式では、陰極と陽極ターゲットとの間に位置する真空外囲器に径小となる窪み部を設け、そこに偏向磁界を発生する磁極を配置した構成がある。この構成では、窪み部により真空外囲器が径小となるため、磁極間の距離が短くなり、電子ビーム位置での磁束密度を高め、電子の速度が速くても偏向することが可能となる(例えば、特許文献2〜4参照。)。
In this magnetic electron beam deflection method, there is a configuration in which a recess having a small diameter is provided in a vacuum envelope located between a cathode and an anode target, and a magnetic pole for generating a deflection magnetic field is disposed there. In this configuration, since the vacuum envelope has a small diameter due to the recess, the distance between the magnetic poles is shortened, the magnetic flux density at the electron beam position is increased, and deflection is possible even when the electron velocity is high. (For example, refer to
また、磁気的電子ビーム変更方式において、陰極の一部を磁性体からなる磁路とし、磁路に巻き付けられたコイルにより磁界を発生させる構成もあるが(例えば、特許文献5参照。)、この構成では、コイルが真空外囲器内の陰極位置に配置されているため、コイルへの電流供給は高電圧ケーブルを通して行う必要があり、上述した静電的電子ビーム偏向方式の問題点と全く同様の問題点がある。
上述のように、電子の軌道を確実に偏向させるために、陰極と陽極ターゲットとの間に位置する真空外囲器に窪み部を設け、その窪み部に磁極を配置した磁気的電子ビーム偏向方式では、静電的電子ビーム偏向方式や、磁気的電子ビーム変更方式においても陰極の一部を磁路としてコイルを巻き付けた構成のような問題点がない利点がある。 As described above, in order to reliably deflect the electron trajectory, a magnetic electron beam deflection system in which a recess is provided in a vacuum envelope located between the cathode and the anode target, and a magnetic pole is disposed in the recess. In the electrostatic electron beam deflection method and the magnetic electron beam changing method, there is an advantage that there is no problem as in the configuration in which a coil is wound with a part of the cathode as a magnetic path.
しかしながら、真空外囲器の窪み部の形成に伴い、陰極と真空外囲器との間の空間絶縁距離を維持させるために、陰極を陽極ターゲットからより離して配置する必要が生じ、また、窪み部の形成に伴い、電子ビームが集束しにくくなるように電位分布が変化してしまい、これらが相俟って、X線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどが発生する問題がある。 However, with the formation of the hollow portion of the vacuum envelope, it is necessary to dispose the cathode further away from the anode target in order to maintain the spatial insulation distance between the cathode and the vacuum envelope. As the portion is formed, the potential distribution changes so that the electron beam is less likely to be focused, and these together cause problems such as expansion, blurring, and distortion of the X-ray focus.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、X線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる回転陽極型X線管装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a rotary anode X-ray tube apparatus that can reduce the occurrence of enlargement, blurring, distortion, and the like of the X-ray focus.
本発明は、真空外囲器と、この真空外囲器内に配置され、幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する方向で幅が短い幅方向とを有する形状の電子発生源と、この電子発生源を支持する陰極支持体と、前記真空外囲器内に回転可能に配置され、前記電子発生源から発生する電子が衝撃してX線を発生するX線焦点が形成される陽極ターゲットと、前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道を取り囲むように配置され、前記陽極ターゲットからの反跳電子を捕獲する反跳電子捕獲構造体と、この反跳電子捕獲構造体の一部を構成し、前記電子発生源の幅方向に沿った方向でかつ前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に設けられた磁路形成体と、前記反跳電子捕獲構造体の磁路形成体に対向する前記真空外囲器の外側に配置される複数の磁極を有し、これら複数の磁極と前記磁路形成体とで協働して前記電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段とを具備しているものである。 The present invention includes a vacuum envelope, an electron generation source that is disposed in the vacuum envelope and has a long longitudinal direction and a width direction that is perpendicular to the longitudinal direction and a short width. A cathode support that supports an electron generation source, and an anode target that is rotatably disposed in the vacuum envelope and that forms an X-ray focal point that generates X-rays upon impact of electrons generated from the electron generation source. A recoil electron capture structure that is disposed so as to surround an orbit where electrons generated from the electron generation source move to the anode target, and captures recoil electrons from the anode target, and the recoil electron capture structure A magnetic path forming body provided in a position along a width direction of the electron generation source and facing a trajectory in which electrons generated from the electron generation source move to the anode target; The recoil electron capture structure And a plurality of magnetic poles arranged on the outside of the vacuum envelope facing the magnetic path forming body, and electrons generated from the electron generating source in cooperation with the plurality of magnetic poles and the magnetic path forming body And a deflecting magnetic field forming means for forming a deflecting magnetic field for deflecting the trajectory.
本発明によれば、反跳電子捕獲構造体には、電子発生源の幅方向に沿った方向でかつ電子発生源から発生する電子が陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に磁路形成体を設け、この反跳電子捕獲構造体の磁路形成体に対向する真空外囲器の外側に複数の磁極を配置することにより、これら複数の磁極と磁路形成体とで協働して電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成することができるため、従来のように真空外囲器に窪み部を設けて磁極間の距離を短くしなくても、電子ビーム位置での偏向磁界の磁束密度を高めることができ、陰極支持体と陽極ターゲットとの距離を近付けて配置でき、X線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる。 According to the present invention, the recoil electron capturing structure includes a magnetic path forming body in a direction along the width direction of the electron generation source and at a position facing an orbit where electrons generated from the electron generation source move to the anode target. And arranging a plurality of magnetic poles on the outside of the vacuum envelope facing the magnetic path forming body of the recoil electron capturing structure, whereby the plurality of magnetic poles and the magnetic path forming body cooperate with each other. Since a deflection magnetic field that deflects the trajectory of electrons generated from the source can be formed, the electron beam position can be reduced without providing a recess in the vacuum envelope and shortening the distance between the magnetic poles. The magnetic flux density of the deflection magnetic field can be increased, the cathode support and the anode target can be arranged close to each other, and the occurrence of enlargement, blurring, distortion, etc. of the X-ray focal point can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1ないし図4に第1の実施の形態を示す。 1 to 4 show a first embodiment.
図1および図2に示すように、回転陽極型X線管装置は、ハウジング11、およびこのハウジング11内に配置された陽極接地型の回転陽極型X線管12を備えている。ハウジング11と回転陽極型X線管12との間の空間には水系の冷却液が満たされ、この冷却液をハウジング11に対してホースで接続された冷却器に循環させて冷却するように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotary anode X-ray tube apparatus includes a
回転陽極型X線管12は、真空外囲器15を備え、この真空外囲器15は、径大部16、この径大部16の上下の径小部17,18を有する円筒状に形成されている。さらに、真空外囲器15の径大部16上には円筒状の陰極収納部19が形成されている。
The rotary anode
陰極収納部19を含む真空外囲器15の材料は、非磁性体であり、交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗材であることが好ましい。例えば、非磁性ステンレス鋼、インコネル、インコネルX、チタン、導電性セラミクス、表面を金属薄膜でコーティングした非導電性セラミクスなどを用いてもよい。
The material of the
真空外囲器15の径大部16の外周面には、陰極収納部19の位置に対応して、X線が透過するX線透過窓20が取り付けられている。
An
また、真空外囲器15内には、真空外囲器15の中心に固定軸23が配置されているとともに、この固定軸23に対して回転可能に支持された回転体24が配置されている。この固定軸23は、回転体24からみて、回転体24の回転中心となる回転軸として構成される。
Further, in the
この回転体24には、径大部16内に回転可能に配置される円板部25、および下部側の径小部18内に回転可能に配置されるロータ部26が形成されている。回転体24の円板部25の上面外周部側は、X線透過窓20へ向けて対向するように所定の角度で下降傾斜され、この下降傾斜された表面に電子が衝突してX線を発生する陽極ターゲット27が設けられている。
The rotating
真空外囲器15の下部側の径小部18の外側には、誘導電磁界を発生してロータ部26を介して回転体24および陽極ターゲット27を回転させるコイル28が配置されている。
A
また、真空外囲器15の陰極収納部19内には、陽極ターゲット27に対向するように配置された陰極31が収納されている。この陰極31は、図3に示すように、電子を発生する電子発生源としてのフィラメント32、およびこのフィラメント32を支持する陰極支持体33を備えている。
A
フィラメント32は、小焦点用フィラメント32aと大焦点用フィラメント32bとを備え、それぞれ幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する幅が狭い幅方向とを有する形状に形成され、陰極支持体33に対して幅方向に沿った方向に互いに並列に配置されている。フィラメント32の長手方向が陽極ターゲット27の径方向に沿って配置され、幅方向が陽極ターゲット27の回転方向に沿って配置されている。
The
陰極支持体33の材料は、例えば、非磁性ステンレス鋼、インコネル、インコネルX、等の非磁性体であってもよいし、または鉄、コバール、電磁ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル合金などの軟磁性体であってもよい。
The material of the
陰極支持体33は、絶縁体35によって真空外囲器15に支持されている。
The
また、図1および図2に示すように、真空外囲器15の陰極収納部19は、上部側が円筒状の周壁部38にて構成され、下部側が環状の反跳電子捕獲構造体39にて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
反跳電子捕獲構造体39は、陽極ターゲット27からの反跳電子を捕獲するもので、中心部にはフィラメント32から発生する電子を通過させる円形状の開口部40が形成されており、フィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道を取り囲むように配置されている。反跳電子捕獲構造体39の陰極31に対向する面は凹面に形成され、陽極ターゲット27に対向する面は平坦面に形成され、外周面は円筒状側面に形成されている。
The recoil
反跳電子捕獲構造体39は、主要部を構成する主構造体41、開口部40を構成する開口形成体42、およびフィラメント32の幅方向に沿った方向でかつフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道に対向する位置に設けられた磁路形成体43を備えている。
The recoil
主構造体41の材料は、非磁性体でかつ高熱伝導性材であることが好ましく、例えば、銅、銅合金、GLID−COPなどの強化銅、モリブデン、モリブデン合金などの金属材料の他、熱伝導率が大きいSiC、AlN、BeOなどのセラミクス表面を金属薄膜でコーティングしたものを用いてもよい。
The material of the
開口形成体42の材料は、主構造体41と同様の材料が用いられる。
As the material of the opening
磁路形成体43の材料は、軟磁性体であり、例えば、鉄やニッケルなどが用いられる。より好ましくは、軟磁性体であると同時に交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗材からなる薄板を電気絶縁膜を挟んで積層させた積層体や、これら材料からなる線材を電気絶縁膜で覆ってから束にして固めた集合体、またはこれら材料を1μm程度の微細な粉末にしてその表面を電気絶縁膜で覆ってから圧縮成形により形成した成形体を使用することが好ましい。さらに、ソフトフェライトも最適な材料である。電気絶縁膜は真空管内で使用するため、無機質であるものが好ましい。また、ソフトフェライトは真空中でのガス放出を低減させるため、ホットプレスフェライトのように気孔率の少ないものを使用することが好ましい。
The material of the magnetic
図示していないが、反跳電子捕獲構造体39は冷却構造を備えており、この冷却構造としては、例えば、反跳電子捕獲構造体39の内部に冷却液が循環する冷却液流路が形成され、この冷却液流路の冷却液を冷却器に循環させて反跳電子捕獲構造体39を冷却するように構成されている。
Although not shown, the recoil
また、図1および図4に示すように、真空外囲器15の陰極収納部19の外側には、反跳電子捕獲構造体39の磁路形成体43と協働してフィラメント32から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段51が配置されている。この偏向磁界形成手段51は、略コ字形のヨーク52、およびこのヨーク52の両端にそれぞれ巻回されたコイル53を有し、ヨーク52の両端に対の磁極54が形成された双極子で構成されている。対の磁極54は、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に互いに対向して配置され、すなわちX線透過窓20からX線を取り出すX線取出方向に対して交差する両側に別れて配置され、反跳電子捕獲構造体39を介在し、この反跳電子捕獲構造体39の対の磁路形成体43に対向されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 4, the outer side of the
ヨーク52を構成する主材料は、軟磁性体であり、かつ交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗体であり、例えば、Fe−Si合金(珪素鋼)、Fe−Al合金、電磁ステンレス鋼、パーマロイなどのFe−Ni高透磁率合金、Ni−Cr合金、Fe−Ni−Cr合金、Fe−Ni−Co合金、Fe−Cr合金などからなる薄板を電気絶縁膜を挟んで積層させた積層体や、これら材料からなる線材を電気絶縁膜で覆ってから束にして固めた集合体、またはこれら材料を1μm程度の微細な粉末にしてその表面を電気絶縁膜で覆ってから圧縮成形により形成した成形体を用いてもよい。さらに、ソフトフェライトも最適な材料である。
The main material constituting the
なお、この陽極接地型の回転陽極型X線管12は、陽極のみならず、反跳電子捕獲構造体39や真空外囲器15の金属部分も接地電位である。
In the anode grounded rotary
また、図2に示すように、ハウジング11には、真空外囲器15のX線透過窓20に対向してX線が透過するX線透過窓11aが設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, the
そうして、図2において、X線撮影時には、回転陽極型X線管装置において、回転体24および陽極ターゲット27が回転し、陰極31のフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27に衝突して、フィラメント32の形状に対応したX線焦点が形成され、この陽極ターゲット27のX線焦点から発生したX線が真空外囲器15のX線透過窓20およびハウジング11のX線透過窓11aを通じて外部へ照射される。
2, during X-ray imaging, in the rotary anode X-ray tube apparatus, the rotating
ここで、X線焦点とは、実焦点ではなく、実効焦点を意味している。 Here, the X-ray focal point means not an actual focal point but an effective focal point.
陽極ターゲット27からの反跳電子が反跳電子捕獲構造体39で捕獲される。
Recoil electrons from the
また、図4に示すように、偏向磁界形成手段51のコイル53への通電にて偏向磁界が発生し、この偏向磁界により、フィラメント32から陽極ターゲット27へ向かう電子が陽極ターゲット27の径方向(フィラメント32の長手方向)に偏向され、陽極ターゲット27に形成されるX線焦点が陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長手方向)に微小移動する。
Further, as shown in FIG. 4, a deflection magnetic field is generated by energizing the
このとき、反跳電子捕獲構造体39にはフィラメント32の幅方向に沿った方向に磁路形成体43を設け、これら磁路形成体43に対向する真空外囲器15の外側に対の磁極54を配置しているため、これら磁極54と磁路形成体43とで協働してフィラメント32から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する。
At this time, the recoil
そのため、従来のように真空外囲器に窪み部を設けて磁極間の距離を短くしなくても、電子ビーム位置での偏向磁界の磁束密度を高めることができ、陰極支持体33と陽極ターゲット27との距離を近付けて配置でき、X線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる。
Therefore, the magnetic flux density of the deflection magnetic field at the electron beam position can be increased without providing a recess in the vacuum envelope to shorten the distance between the magnetic poles as in the prior art, and the
しかも、磁場を発生するためのコイル53への電流を低減させることができ、発熱が少なく、効率の良い偏向磁界形成手段51を実現することができる。
In addition, the current to the
また、偏向磁界形成手段51の対の磁極54を、真空外囲器15の外側で、反跳電子捕獲構造体39を介在して配置したので、過電流が反跳電子捕獲構造体39に流れても、冷却構造を有する反跳電子捕獲構造体39からの放熱により、反跳電子捕獲構造体39の温度が過度に上昇して電気抵抗値が変化するのを防止でき、運転中に時間経過とともに磁界が不安定に変化するのを防止でき、したがって、運転中の偏向磁界形成手段51の特性変化を少なくできる。
In addition, since the pair of
次に、図5に第2の実施の形態を示す。 Next, FIG. 5 shows a second embodiment.
反跳電子捕獲構造体39の磁路形成体43、および偏向磁界形成手段51の対の磁極54を、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対して所定の角度αだけずらした位置に配置する。
The magnetic
そして、磁路形成体43と協働して対の磁極54が発生する偏向磁界により、X線焦点は陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)および回転方向(X線焦点の幅方向)に同時に移動することができる。
Then, due to the deflection magnetic field generated by the pair of
角度αは、X線焦点の陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)への移動距離および回転方向(X線焦点の幅方向)への移動距離の比に合わせて設定する。
The angle α is set in accordance with the ratio of the movement distance of the
X線焦点を、X線焦点の長さ方向と幅方向に等しい距離移動させるためには、角度αは陽極ターゲット27の傾斜角に等しくする。
In order to move the X-ray focus by the same distance in the length direction and the width direction of the X-ray focus, the angle α is set equal to the inclination angle of the
次に、図6は第3の実施の形態を示す。 Next, FIG. 6 shows a third embodiment.
偏向磁界形成手段51として、2組の双極子を備える。
The deflection magnetic
2組の双極子の対の磁極54を、反跳電子捕獲構造体39の磁路形成体43に対向し、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対してそれぞれ反対側へ所定の角度αずつずらした位置に配置する。
The
そして、磁路形成体43と協働して2組の双極子の対の磁極54が発生する偏向磁界により、X線焦点は陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)および回転方向(X線焦点の幅方向)に同時に移動することができる。
The X-ray focal point is rotated in the radial direction of the anode target 27 (the length direction of the X-ray focal point) and rotated by the deflection magnetic field generated by the pair of dipole
X線焦点の陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)への移動距離および回転方向(X線焦点の幅方向)への移動距離の比は、2組の双極子のそれぞれの磁界の比を変えることにより、0からtanαの間の範囲で自由に変えることができる。 The ratio of the moving distance of the X-ray focal point in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the moving distance in the rotational direction (the width direction of the X-ray focal point) of each of the two sets of dipoles. By changing the ratio of the magnetic fields, it can be freely changed in the range between 0 and tanα.
次に、図7は第4の実施の形態を示す。 Next, FIG. 7 shows a fourth embodiment.
偏向磁界形成手段51として、個別のヨーク52とコイル53とを組み合わせて個別の対の磁極54を設けた双磁極子を用い、これら対の磁極54を、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に配置して、反跳電子捕獲構造体39の磁路形成体43に対向させる。
As the deflection magnetic field forming means 51, a dipole having a pair of individual
そして、磁路形成体43と協働して対の磁極54が発生する偏向磁界により、X線焦点は陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)に移動することができる。
The X-ray focal point can be moved in the radial direction of the anode target 27 (the length direction of the X-ray focal point) by the deflection magnetic field generated by the pair of
次に、図8は第5の実施の形態を示す。 Next, FIG. 8 shows a fifth embodiment.
反跳電子捕獲構造体39の磁路形成体43、および偏向磁界形成手段51の双磁極子の対の磁極54を、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対して所定の角度αだけずらした位置に配置する。
The magnetic
そして、磁路形成体43と協働して対の磁極54が発生する偏向磁界により、X線焦点は陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)および回転方向(X線焦点の幅方向)に同時に移動することができる。
Then, due to the deflection magnetic field generated by the pair of
角度αは、X線焦点の陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)への移動距離および回転方向(X線焦点の幅方向)への移動距離の比に合わせて設定する。
The angle α is set in accordance with the ratio of the movement distance of the
X線焦点を、X線焦点の長さ方向と幅方向に等しい距離移動させるためには、角度αは陽極ターゲット27の傾斜角に等しくする。
In order to move the X-ray focus by the same distance in the length direction and the width direction of the X-ray focus, the angle α is set equal to the inclination angle of the
次に、図9は第6の実施の形態を示す。 Next, FIG. 9 shows a sixth embodiment.
偏向磁界形成手段51として、2組の双磁極子を備える。 As the deflection magnetic field forming means 51, two sets of dipoles are provided.
2組の双磁極子の対の磁極54を、反跳電子捕獲構造体39の磁路形成体43に対向し、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対してそれぞれ反対側へ所定の角度αずつずらした位置に配置する。
The pair of
そして、磁路形成体43と協働して2組の双磁極子の対の磁極54が発生する偏向磁界により、X線焦点は陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)および回転方向(X線焦点の幅方向)に同時に移動することができる。
Then, in cooperation with the magnetic
X線焦点の陽極ターゲット27の径方向(X線焦点の長さ方向)への移動距離および回転方向(X線焦点の幅方向)への移動距離の比は、2組の双磁極子のそれぞれの磁界の比を変えることにより、0からtanαの間の範囲で自由に変えることができる。 The ratio of the movement distance of the X-ray focal point in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the movement distance in the rotational direction (the width direction of the X-ray focal point) of each of the two pairs of dipoles By changing the ratio of the magnetic field, it can be freely changed in the range between 0 and tanα.
次に、図10および図11は第7の実施の形態を示す。 Next, FIG. 10 and FIG. 11 show a seventh embodiment.
この第7の実施の形態では、反跳電子捕獲構造体39が第1の実施の形態とは異なるだけで、その他は第1の実施の形態と同様である。
The seventh embodiment is the same as the first embodiment except that the recoil
反跳電子捕獲構造体39の形状は、陰極31に対向する面は平坦面に形成され、陽極ターゲット27に対向する面は凹面に形成され、外周面は円筒状側面に形成されている。この反跳電子捕獲構造体39は、主要部を構成する主構造体41、およびフィラメント32の幅方向に沿った方向でかつフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道に対向する位置に設けられた磁路形成体43を備えている。特に、磁路形成体43は、反跳電子捕獲構造体39が陰極支持体33に対向する面側の一部に設けられている。主構造体41および磁路形成体43の材料は第1の実施の形態と同様である。
As for the shape of the recoil
そして、このように構成された反跳電子捕獲構造体39の場合にも、磁極54と磁路形成体43とで協働してフィラメント32から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成することができる。
Also in the case of the recoil
15 真空外囲器
20 X線透過窓
27 陽極ターゲット
32 電子発生源としてのフィラメント
33 陰極支持体
39 反跳電子捕獲構造体
43 磁路形成体
51 偏向磁界形成手段
54 磁極
15 Vacuum envelope
20 X-ray transmission window
27 Anode target
32 Filament as electron source
33 Cathode support
39 Recoil electron capture structure
43 Magnetic path former
51 Deflection magnetic field forming means
54 Magnetic pole
Claims (4)
この真空外囲器内に配置され、幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する方向で幅が短い幅方向とを有する形状の電子発生源と、
この電子発生源を支持する陰極支持体と、
前記真空外囲器内に回転可能に配置され、前記電子発生源から発生する電子が衝撃してX線を発生するX線焦点が形成される陽極ターゲットと、
前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道を取り囲むように配置され、前記陽極ターゲットからの反跳電子を捕獲する反跳電子捕獲構造体と、
この反跳電子捕獲構造体の一部を構成し、前記電子発生源の幅方向に沿った方向でかつ前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に設けられた磁路形成体と、
前記反跳電子捕獲構造体の磁路形成体に対向する前記真空外囲器の外側に配置される複数の磁極を有し、これら複数の磁極と前記磁路形成体とで協働して前記電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段と
を具備していることを特徴とする回転陽極型X線管装置。 A vacuum envelope,
An electron source arranged in the vacuum envelope and having a long longitudinal direction and a width direction short in the direction perpendicular to the longitudinal direction;
A cathode support for supporting the electron source;
An anode target which is rotatably arranged in the vacuum envelope and forms an X-ray focal point where X-rays are generated by impact of electrons generated from the electron generation source;
A recoil electron capture structure that is disposed so as to surround an orbit where electrons generated from the electron source move to the anode target, and captures recoil electrons from the anode target;
It constitutes a part of this recoil electron capturing structure, and is provided in a direction along the width direction of the electron generation source and at a position facing the trajectory in which electrons generated from the electron generation source move to the anode target. A magnetic path former,
A plurality of magnetic poles disposed outside the vacuum envelope facing the magnetic path forming body of the recoil electron capturing structure, and the plurality of magnetic poles and the magnetic path forming body cooperate to A rotating anode type X-ray tube apparatus, comprising: a deflection magnetic field forming unit that forms a deflection magnetic field for deflecting an electron trajectory generated from an electron generation source.
前記複数の磁極は、前記X線透過窓からX線を取り出すX線取出方向に対して交差する両側に別れて配置されている
ことを特徴とする請求項1記載の回転陽極型X線管装置。 The vacuum envelope is provided with an X-ray transmission window for extracting the X-ray to the outside,
The rotary anode type X-ray tube device according to claim 1, wherein the plurality of magnetic poles are separately arranged on both sides intersecting an X-ray extraction direction for extracting X-rays from the X-ray transmission window. .
ことを特徴とする請求項1または2記載の回転陽極型X線管装置。 The rotating anode X-ray tube apparatus according to claim 1 or 2, wherein the deflection magnetic field forming unit forms a changing magnetic field for moving the X-ray focal point in a radial direction of the anode target.
ことを特徴とする請求項1または2記載の回転陽極型X線管装置。 The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 1 or 2, wherein the deflection magnetic field forming unit forms a changing magnetic field that simultaneously moves the X-ray focal point in a radial direction and a rotation direction of the anode target.
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JP2008188673A JP2010027447A (en) | 2008-07-22 | 2008-07-22 | Rotary anode x-ray tube device |
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---|---|---|---|---|
JP2013137987A (en) * | 2011-11-28 | 2013-07-11 | Toshiba Corp | X-ray tube device |
-
2008
- 2008-07-22 JP JP2008188673A patent/JP2010027447A/en not_active Withdrawn
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