JP2010080400A - Rotary anode type x-ray tube assembly - 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1msec以下の周期で周期的に微小移動させる必要がある。 In order to place the X-ray focal point at different positions in the rotary anode X-ray tube apparatus during X-ray imaging, it is necessary to periodically move the X-ray focal point with a cycle of 1 msec or less.
X線焦点を周期的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 systems for periodically moving the X-ray focal point, there is an electrostatic electron beam deflection system in which a deflection voltage is applied to a deflection electrode disposed 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偏向方式がある。 As another method for instantaneously moving the X-ray focal point minutely, there is a magnetic electron beam deflection 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くびれ部を設け、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、くびれ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 system, there is a configuration in which a constriction portion 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 diameter of the vacuum envelope is reduced by the constricted portion, the distance between the magnetic poles is shortened, the magnetic flux density at the electron beam position is increased, and it is possible to deflect even if 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偏向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、偏向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、偏向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くびれ部を設け、そのくびれ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偏向コイルを巻き付けた構成の場合のような問題点がでない利点がある。 As described above, a magnetic electron beam deflection system in which a constriction is provided in a vacuum envelope positioned between a cathode and an anode target, and a magnetic pole is disposed in the constriction, in order to reliably deflect the electron trajectory. 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 case of a configuration in which a deflection coil is wound with a part of the cathode as a magnetic path.
しかしながら、真空外囲器のくびれ部の形成に伴い、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、くびれ部の形成に伴い、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, as the constriction of the vacuum envelope is formed, it is necessary to dispose the cathode further away from the anode target in order to maintain the space 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.
このように真空外囲器にくびれ部を作り磁気的に電子ビームを変更する方式においては多くの困難を伴う。真空外囲器に特別にくびれ部分を設けずに磁極を配置する方式では相対的に偏向電力が大きくなるという問題が生じるが、一方それ以外は従来技術の適用でシステムを構成することができるという大きなメリットがある。 As described above, the method of magnetically changing the electron beam by forming the constricted portion in the vacuum envelope involves many difficulties. The method of arranging the magnetic poles without providing the constricted portion in the vacuum envelope has a problem that the deflection power is relatively large, but the system can be configured by applying the prior art in other cases. There is a big merit.
本発明者らは、磁気的電子ビーム偏向方式の場合、X線管内の、陽極ターゲット上のビームスポットの運動として、偏向コイルの駆動電圧が相対的に低くて済む正弦波運動を採用することに着眼し、真空外囲器に特別にくびれ部分を設けない方式を実現すべく研究を進めてきた。正弦波の偏向電流を用いる装置の場合においては駆動電源の電力を低減させるために共振回路を用いることが一般的に知られている。真空外囲器に特別にくびれ部分を設けない電磁偏向方式の例では偏向コイルには数十A以上の大きな電流を流す必要があるが、共振回路を構成することにより,駆動電源側の電流を1/5から1/10に低減させることが可能である。その結果、駆動電源の電力も1/5から1/10に低減できる。 In the case of the magnetic electron beam deflection method, the present inventors adopt a sinusoidal motion that requires a relatively low driving voltage of the deflection coil as the motion of the beam spot on the anode target in the X-ray tube. Attention has been focused on research to realize a method that does not have a special constriction in the vacuum envelope. In the case of a device using a sinusoidal deflection current, it is generally known to use a resonance circuit in order to reduce the power of the drive power supply. In the case of the electromagnetic deflection method in which the vacuum envelope is not particularly provided with a constricted portion, it is necessary to flow a large current of several tens of A or more to the deflection coil. However, by configuring a resonance circuit, the current on the drive power supply side can be reduced. It is possible to reduce from 1/5 to 1/10. As a result, the power of the drive power source can be reduced from 1/5 to 1/10.
一般的に共振回路を構成するためには、偏向コイルと電気的に並列に、所望の共振周波数になるような静電容量を持ったコンデンサが駆動電源内に配置される。 In general, in order to configure a resonance circuit, a capacitor having an electrostatic capacity so as to achieve a desired resonance frequency is arranged in the drive power supply in parallel with the deflection coil.
しかし、この場合、駆動電源とX線管とを結ぶ給電線およびターミナルは大きな電流容量を必要とし、また、給電線の電気抵抗は特に共振回路の振幅増大係数に大きく影響し、偏向電力を増大させてしまう問題がある。 However, in this case, the power supply line and the terminal connecting the drive power supply and the X-ray tube require a large current capacity, and the electric resistance of the power supply line particularly affects the amplitude increase coefficient of the resonance circuit, thereby increasing the deflection power. There is a problem that will let you.
可能な限り短く、太い給電線が好ましいが、長さを短くすることは装置上の制約があり、給電線を太くして電気抵抗を低く抑えることは装置のコストを高めるという問題が生じる。 A feed line that is as short and thick as possible is preferable. However, shortening the length has restrictions on the apparatus, and increasing the supply line to keep the electrical resistance low raises the problem of increasing the cost of the apparatus.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、偏向コイルに電流を供給する駆動電源の電力を低減でき、ハウジング内部の偏向コイルとハウジング外部に配置される駆動電源との間を結ぶ給電線や接続ターミナルなどの電流容量も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 can reduce the power of the drive power supply that supplies current to the deflection coil, and can connect the deflection coil inside the housing and the drive power supply disposed outside the housing. An object of the present invention is to provide a rotating anode type X-ray tube apparatus that can reduce current capacity of electric wires and connection terminals.
本発明は、真空外囲器と、この真空外囲器内に配置された陰極の電子発生源と、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を有する回転陽極型X線管と、前記回転陽極型X線管の真空外囲器の外側で、前記真空外囲器内の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配置され、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コイルと、前記偏向コイルと電気的に並列に接続されるコンデンサを有する共振回路と、前記回転陽極型X線管、前記偏向コイル、前記共振回路の少なくともコンデンサを冷却液とともに内蔵するハウジングとを具備しているものである。 The present invention relates to a vacuum envelope, a cathode electron generation source disposed in the vacuum envelope, a cathode support for supporting the electron generation source, and a rotatable rotation in the vacuum envelope. A rotary anode type X-ray tube having an anode target on which an X-ray focal point is formed that generates X-rays upon impact of electrons generated from the electron generation source, and a vacuum envelope of the rotary anode type X-ray tube A deflection that deflects the trajectory of electrons generated from the electron source, arranged outside the chamber at a position opposite to the trajectory where electrons generated from the electron source in the vacuum envelope move to the anode target A deflection coil that forms a magnetic field, a resonance circuit having a capacitor electrically connected in parallel with the deflection coil, the rotary anode X-ray tube, the deflection coil, and at least a capacitor of the resonance circuit are incorporated with a coolant. Howe to It is what you are and a grayed.
本発明によれば、回転陽極型X線管装置のハウジング内部に、偏向コイルと並列にコンデンサを接続して共振回路を構成することで、偏向コイルに電流を供給する駆動電源の電力を低減でき、ハウジング内部の偏向コイルとハウジング外部に配置される駆動電源との間を結ぶ給電線や接続ターミナルなどの電流容量も低減できる。さらに、コンデンサは発熱を伴うが、ハウジング内に収納することで、X線管と同時に冷却され、使用時の特性変化を防止できる。 According to the present invention, the resonance circuit is configured by connecting a capacitor in parallel with the deflection coil inside the housing of the rotary anode X-ray tube device, thereby reducing the power of the drive power supply that supplies current to the deflection coil. In addition, the current capacity of a feeder line or a connection terminal that connects between the deflection coil inside the housing and the drive power source arranged outside the housing can be reduced. Furthermore, although a capacitor | condenser accompanies heat_generation | fever, by accommodating in a housing, it cools simultaneously with an X-ray tube and can prevent the characteristic change at the time of use.
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5に第1の実施の形態を示す。 1 to 5 show a first embodiment.
図2および図3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13が満たされ、この冷却液13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. 2 and 3, 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4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2および図3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. 2 and 3, 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 recoil
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2および図5に示すように、真空外囲器15の陰極収納部19の外側には、フィラメント32から発生する電子の軌道を周期的に偏向する偏向交流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偏向コイル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。偏向コイル53は、1本の巻線を巻回して形成され、ヨーク52の一端に巻回されたコイル部53aとヨーク52の他端に巻回されたコイル部53bとを有し、これらコイル部53a,53bが接続されている。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ている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 5, a deflection magnetic field is formed outside 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
そして、図2に示すように、陰極支持体33と陽極ターゲット27とが互いに対向する方向にみて、磁極54の長さをY、陽極ターゲット27に対向する陰極支持体33の表面と磁極の前記方向における中心位置との距離をXとした場合、Y>Xの関係を有する。
Then, as shown in FIG. 2, when the
より具体的には、陽極ターゲット27に対向する陰極支持体33の表面を基準に陽極ターゲット27に対して反対側を−側とした場合、Y>X>−Yの関係を有し、より好ましくは0.5Y>X>−0.5Yの関係を有する。
More specifically, when the negative side is the negative side with respect to the surface of 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3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. 3, the
また、図1は偏向系の給電システムを示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a deflection-type power feeding system.
ハウジング11の内部には、回転陽極型X線管12、偏向コイル53、この偏向コイル53と並列に接続されて共振回路61を構成するコンデンサ62、ハウジング11に設けられた接続ターミナルである電流供給端子63と偏向コイル53およびコンデンサ62とを接続する給電線64が内蔵されている。これらハウジング11の内部に内蔵される機器および部品の全ての電気露出部は、冷却液13に対して絶縁被覆処理が施されている。
Inside the
ハウジング11の外部には駆動電源65が配置され、この駆動電源65と電流供給端子63とが給電線66で接続されている。駆動電源65はコントローラ67により所望の出力に制御される。
A
偏向コイル53は例えば巻き数70ターンでそのインダクタンスは1.1mH、それと並列に接続されるコンデンサ62は1.25μFで共振周波数4.3kHzになっている。所望の電子ビーム偏向量を得るためには、偏向コイル53に供給する電流は最大28Armsであるが、コンデンサ62をハウジング11内に収容しているので、共振回路61の振幅増大係数を大きくできる結果、駆動電源65から供給される電流は約3.5Armsで済んでいる。駆動電源65は定電圧動作または定電流動作のいずれでも良い。なお、この効果は、以下に示す各実施の形態のいずれにおいても同様である。
The
そうして、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。
Thus, at the time of X-ray imaging, in the rotating 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5に示すように、偏向磁界形成手段51の偏向コイル53への通電にて周期的に変化する偏向磁界が発生し、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)に周期的に微小移動する。
Further, as shown in FIG. 5, a deflection magnetic field that periodically changes is generated by energization of the
このとき、磁極54は、陰極支持体33に対して、Y>Xの関係、好ましくはY>X>−Yの関係、より好ましくは0.5Y>X>−0.5Yの関係を有するため、フィラメント32に近い位置で偏向磁界を発生させるため、フィラメント32から陽極ターゲット27へ移動する電子の速度が比較的遅いうちに電子の軌道を確実に偏向させることができる。
At this time, the
磁極54は、陰極支持体33に対して、Y>Xの関係、より好ましくは0.5Y>Xの関係にないと、磁極54が陰極支持体33から陽極ターゲット27の方向に離れてしまい、フィラメント32から陽極ターゲット27へ移動する電子の速度が速い位置で電子の軌道を偏向させることになるため、電子を偏向しにくくなり、従来のように磁極間の距離を近付けるなどして磁界強度を高める必要が生じる。一方、X>−Yの関係、より好ましくはX>−0.5Yの関係にないと、磁極54が陰極支持体33側に寄り過ぎるために、フィラメント32から陽極ターゲット27へ移動する電子に対して磁極54が発生する偏向磁界が弱くなり、電子を偏向しにくくなる。
If the
そのため、従来のように真空外囲器にくびれ部を設け、磁極間の距離を短くして磁束密度を高めなくてもよいことから、X線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる。 Therefore, it is not necessary to provide a constricted portion in the vacuum envelope and shorten the distance between the magnetic poles to increase the magnetic flux density as in the conventional case, so that the occurrence of expansion, blurring, distortion, etc. of the X-ray focal point can be reduced. .
しかも、交流磁場を発生するための偏向コイル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
次に、図6に第2の実施の形態を示す。 Next, FIG. 6 shows a second embodiment.
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、互いに対向して配置する。
The pair of
そして、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。
The X-ray focal point can be moved simultaneously in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the rotation direction (the width direction of the X-ray focal point) of the
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7に第3の実施の形態を示す。 Next, FIG. 7 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、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、互いに対向して配置する。
The
そして、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 in the radial direction (length direction of the X-ray focal point) and the rotational direction (width direction of the X-ray focal point) of the
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8に第4の実施の形態を示す。 Next, FIG. 8 shows a fourth embodiment.
偏向磁界形成手段51として、個別のヨーク52と偏向コイル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する。
As the deflecting magnetic field forming means 51, a dipole having a pair of
そして、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9に第5の実施の形態を示す。 Next, FIG. 9 shows a fifth embodiment.
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、互いに対向して配置する。
The
そして、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。
The X-ray focal point can be moved simultaneously in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the rotation direction (the width direction of the X-ray focal point) of the
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10に第6の実施の形態を示す。 Next, FIG. 10 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、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、互いに対向して配置する。
The pair of
そして、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。
The X-ray focus is in the radial direction of the anode target 27 (the length direction of the X-ray focus) and the rotation direction (the width direction of the X-ray focus) due to the deflection magnetic field generated by the pair of
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11に第7の実施の形態を示す。 Next, FIG. 11 shows a seventh embodiment.
偏向磁界形成手段51として、両端に磁極54が形成される2つの双極子を備える。
The deflecting magnetic
2つの双極子の両端の磁極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それぞれ反対側へ所定の角度βずつずらした位置に配置する。
The
そして、2つの双極子の磁極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
次に、図12に第8の実施の形態を示す。 Next, FIG. 12 shows an eighth 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、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例えば45°ずつずらした等間隔位置に、互いに対向して配置する。
The pair of
そして、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。
The X-ray focus is in the radial direction of the anode target 27 (the length direction of the X-ray focus) and the rotation direction (the width direction of the X-ray focus) due to the deflection magnetic field generated by the pair of
11 ハウジング
12 回転陽極型X線管
13 冷却液
15 真空外囲器
27 陽極ターゲット
31 陰極
32 電子発生源としてのフィラメント
33 陰極支持体
53 偏向コイル
61 共振回路
62 コンデンサ
11 Housing
12 Rotating anode X-ray tube
13 Coolant
15 Vacuum envelope
27 Anode target
31 Cathode
32 Filament as electron source
33 Cathode support
53 Deflection coil
61 Resonant circuit
62 capacitors
Claims (3)
前記回転陽極型X線管の真空外囲器の外側で、前記真空外囲器内の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配置され、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コイルと、
前記偏向コイルと電気的に並列に接続されるコンデンサを有する共振回路と、
前記回転陽極型X線管、前記偏向コイル、前記共振回路の少なくともコンデンサを冷却液とともに内蔵するハウジングと
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, a cathode electron source disposed in the vacuum envelope, a cathode support for supporting the electron source, and a rotatable rotation in the vacuum envelope, the electron A rotating anode type X-ray tube having an anode target on which an X-ray focal point for generating X-rays upon impact of electrons generated from a generation source is formed;
Outside the vacuum envelope of the rotary anode X-ray tube, the electron generated from the electron generation source in the vacuum envelope is disposed at a position facing a trajectory moving to the anode target, and generating the electrons A deflection coil that forms a deflection magnetic field that deflects the trajectory of electrons generated from the source;
A resonant circuit having a capacitor electrically connected in parallel with the deflection coil;
A rotary anode X-ray tube device, comprising: the rotary anode X-ray tube; the deflection coil; and a housing containing at least a capacitor of the resonance circuit together with a coolant.
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 rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the cooling liquid is an aqueous cooling liquid, and at least an electrically exposed portion of the resonance circuit is covered with an insulation coating with respect to the cooling liquid.
ことを特徴とする請求項2記載の回転陽極型X線管装置。 The rotary anode X-ray tube apparatus according to claim 2, wherein the cooling liquid is an aqueous glycol solution.
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