JP2013037910A - X-ray tube device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray tube device capable of reliably reducing temperature rise on an X-ray transmission window and reducing X-rays going toward the X-ray transmission window from an area other than a focal point, by suppressing direct hits of recoil electrons to the X-ray transmission window.SOLUTION: An X-ray tube device includes an X-ray tube and a deflection unit. The X-ray tube includes: a cathode for emitting electron beams in a first direction d1; an anode target 35 having a target surface 35b where a focal point F is formed for emitting X-ray beams to be used with a second direction d2 as a central axis; a vacuum envelope having an X-ray transmission window for taking the X-ray beams to be used to the outside; and an X-ray shield member 5. The X-ray shield member 5 includes a passage unit for making the electron beams and the X-ray beams to be used pass through it, and shields X-rays going toward the X-ray transmission window from an area other than the focal point F. The deflection unit deflects the electron beams to be incident on the target surface 35b in a third direction d3.

Description

本発明の実施形態は、X線管装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an X-ray tube apparatus.

X線管装置は、X線管を備えている。X線管は、陽極ターゲットに電子ビームを衝突させてX線を発生する構成になっている。このようなX線管装置は、医療用の診断装置あるいは工業用の非破壊検査装置や材料分析装置など、多くの用途に利用されている。   The X-ray tube apparatus includes an X-ray tube. The X-ray tube is configured to generate an X-ray by colliding an electron beam with an anode target. Such an X-ray tube apparatus is used in many applications such as a medical diagnostic apparatus, an industrial nondestructive inspection apparatus, and a material analysis apparatus.

X線管装置では、陰極から放射された電子ビームは、陰極と陽極ターゲット間の電位勾配により加速、集束され、典型的には20〜150keVのエネルギを持って、陽極ターゲットのターゲット面にほぼ垂直(90°±20°)に衝突してX線発生源となる焦点を形成する。焦点に高いエネルギを持った電子ビームが衝突すると、電子ビームはターゲット材により急速に減速されるためX線が放出される。X線に変換される割合は、陽極ターゲットに衝突する電子の運動エネルギの中の1%以下とわずかである。残りのエネルギは熱に変換される。   In an X-ray tube apparatus, an electron beam emitted from a cathode is accelerated and focused by a potential gradient between the cathode and the anode target, and typically has an energy of 20 to 150 keV and is substantially perpendicular to the target surface of the anode target. A focal point that forms an X-ray generation source by colliding with (90 ° ± 20 °) is formed. When an electron beam with high energy collides with the focal point, the electron beam is rapidly decelerated by the target material, so that X-rays are emitted. The rate of conversion to X-rays is as small as 1% or less of the kinetic energy of electrons that collide with the anode target. The remaining energy is converted to heat.

特開2002−216683号公報JP 2002-216683 A

ところで、ターゲット面から広い角度範囲に亘って、反跳電子は、焦点から飛び出す。従って、X線透過窓方向に飛び出した反跳電子は、X線透過窓を直撃し、X線透過窓を加熱することになり、その結果、X線管内の真空度が低下して放電を起こしたり、X線透過窓が破損したりする恐れがあった。X線透過窓の温度上昇は、特にX線透過窓が陽極ターゲットと同電位である場合に深刻である。   By the way, the recoil electrons jump out of the focal point over a wide angle range from the target surface. Therefore, recoil electrons that jump out in the direction of the X-ray transmission window directly hit the X-ray transmission window and heat the X-ray transmission window. As a result, the degree of vacuum in the X-ray tube decreases and discharge occurs. Or the X-ray transmission window may be damaged. The temperature rise of the X-ray transmission window is particularly serious when the X-ray transmission window is at the same potential as the anode target.

そして、上記したX線透過窓の加熱が原因となって、X線出力を増大させるために電子ビーム出力をより増加させたり、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させることに限界が生じてしまうという問題がある。さらに、X線透過窓の加熱は、冷却液中に溶け出したX線遮蔽材料である鉛や、X線管や冷却器の配管の材料である銅などの重金属がX線透過窓の外側に堆積する現象を促進し、短期間でX線透過窓のX線透過特性が損なわれてしまうという問題もある。   Then, due to the heating of the X-ray transmission window described above, the electron beam output is increased to increase the X-ray output, the X-rays are emitted more frequently, or the X-ray is emitted for a longer time. There is a problem that there is a limit to the continuous emission of the line. Furthermore, heating of the X-ray transmission window is performed by bringing lead, which is an X-ray shielding material dissolved in the coolant, and heavy metal such as copper, which is the material of the X-ray tube and the cooling pipe, to the outside of the X-ray transmission window. There is also a problem that the phenomenon of deposition is accelerated and the X-ray transmission characteristics of the X-ray transmission window are impaired in a short period of time.

また、ターゲット面の焦点から飛び出した反跳電子の一部は再びターゲット面に戻り、焦点の周りに比較的密度の高い衝突領域を形成する。衝突領域からもX線は放出される。このため、焦点から放出される利用X線束に、衝突領域から放出される不所望なX線(焦点外X線)が混入してしまう。   Further, a part of the recoil electrons jumping out from the focal point of the target surface returns to the target surface again, and a relatively high-density collision region is formed around the focal point. X-rays are also emitted from the collision area. For this reason, undesired X-rays (out-of-focus X-rays) emitted from the collision area are mixed into the utilization X-ray bundle emitted from the focal point.

さらに、焦点から放出されたX線は、X線透過窓から逸れると、陰極や真空外囲器の内面で散乱してしまう。このため、焦点から放出される利用X線束に、散乱した不所望なX線(焦点外X線、散乱X線)の一部も混入してしまう。上記のように、焦点以外からX線透過窓にX線が向かうと、X線撮影像の解像度を劣化させてしまうことにもなる。   Furthermore, when the X-rays emitted from the focal point deviate from the X-ray transmission window, they are scattered on the inner surface of the cathode and the vacuum envelope. For this reason, part of the scattered unwanted X-rays (out-of-focus X-rays, scattered X-rays) is also mixed into the used X-ray bundle emitted from the focal point. As described above, when the X-rays go from other than the focal point to the X-ray transmission window, the resolution of the X-ray image is also deteriorated.

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、X線透過窓への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓の温度上昇を確実に低減することができ、焦点以外からX線透過窓に向かうX線を低減することができるX線管装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and its object is to suppress recoil electrons directly hitting the X-ray transmission window, and to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window. An object of the present invention is to provide an X-ray tube apparatus capable of reducing X-rays directed from an X-ray to an X-ray transmission window.

一実施形態に係るX線管装置は、
第1方向に向けて電子ビームを放出する陰極と、前記電子ビームが入射されることにより前記第1方向とは異なる第2方向を中心軸とする利用X線束を放出する焦点が形成されるターゲット面を有した陽極ターゲットと、前記陽極ターゲット及び陰極を収容し、内部が真空状態であり、前記利用X線束を外部に取り出すためのX線透過窓を有した真空外囲器と、前記真空外囲器内の前記焦点及びX線透過窓間に位置し、前記電子ビーム及び利用X線束を通過させる通過部を有し、前記焦点以外から前記X線透過窓に向かうX線を遮蔽するX線シールド部材と、を具備したX線管と、
前記陰極から放出される電子ビームを偏向させ、前記電子ビームを、前記ターゲット面に、前記第1方向とは異なる第3方向に向けて入射させる偏向部と、を備えたことを特徴としている。
An X-ray tube apparatus according to one embodiment
A target that forms a cathode that emits an electron beam in a first direction, and a focal point that emits a utilization X-ray bundle having a second direction different from the first direction as a central axis when the electron beam is incident. An anode target having a surface, a vacuum envelope containing the anode target and the cathode, the inside of which is in a vacuum state, and having an X-ray transmission window for taking out the used X-ray bundle to the outside; An X-ray that is located between the focal point and the X-ray transmission window in the envelope and has a passing part that allows the electron beam and the X-ray beam to pass therethrough, and shields X-rays from other than the focal point toward the X-ray transmission window. An X-ray tube comprising a shield member;
And a deflecting unit that deflects the electron beam emitted from the cathode and causes the electron beam to enter the target surface in a third direction different from the first direction.

図1は、第1の実施形態に係るX線装置を示す模式図であり、ターゲット面に垂直な方向から見た図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the X-ray apparatus according to the first embodiment, as viewed from a direction perpendicular to the target surface. 図2は、図1に示したX線装置を示す他の模式図であり、ターゲット面に沿った方向から見た図である。FIG. 2 is another schematic diagram showing the X-ray apparatus shown in FIG. 1 and is a view seen from a direction along the target surface. 図3は、図1及び図2に示した陽極ターゲット及びX線シールド部材を示す斜視図であり、電子ビームを偏向させることで、焦点を形成している様子を示す図である。FIG. 3 is a perspective view showing the anode target and the X-ray shield member shown in FIGS. 1 and 2, and shows a state where a focal point is formed by deflecting an electron beam. 図4は、第2の実施形態に係るX線装置の陽極ターゲット及びX線シールド部材を示す斜視図であり、電子ビームを偏向させることで、焦点を形成している様子を示す図である。FIG. 4 is a perspective view showing an anode target and an X-ray shield member of the X-ray apparatus according to the second embodiment, and shows a state where a focal point is formed by deflecting an electron beam. 図5は、第3の実施形態に係るX線装置の陽極ターゲット及びX線シールド部材を示す斜視図であり、電子ビームを偏向させることで、焦点を形成している様子を示す図である。FIG. 5 is a perspective view showing an anode target and an X-ray shield member of an X-ray apparatus according to the third embodiment, and shows a state where a focal point is formed by deflecting an electron beam. 図6は、第4の実施形態に係るX線装置の陽極ターゲット及びX線シールド部材を示す斜視図であり、電子ビームを偏向させることで、焦点を形成している様子を示す図である。FIG. 6 is a perspective view showing an anode target and an X-ray shield member of an X-ray apparatus according to the fourth embodiment, and shows a state where a focal point is formed by deflecting an electron beam. 図7は、第5の実施形態に係るX線装置の陽極ターゲット及びX線シールド部材を示す斜視図であり、電子ビームを偏向させることで、焦点を形成している様子を示す図である。FIG. 7 is a perspective view showing an anode target and an X-ray shield member of the X-ray apparatus according to the fifth embodiment, and shows a state in which a focal point is formed by deflecting an electron beam. 図8は、第6の実施形態に係るX線装置の陽極ターゲット及びX線シールド部材を示す斜視図であり、電子ビームを偏向させることで、焦点を形成している様子を示す図である。FIG. 8 is a perspective view showing an anode target and an X-ray shield member of an X-ray apparatus according to the sixth embodiment, and shows a state where a focal point is formed by deflecting an electron beam. 図9は、上記第1の実施形態に係るX線装置の変形例を示す模式図であり、上記陰極及びX線シールド部材の位置を変更し、第3方向の向きを変更する様子を示す図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing a modification of the X-ray apparatus according to the first embodiment, and shows how the positions of the cathode and the X-ray shield member are changed and the direction of the third direction is changed. It is. 図10は、図9に示したX線装置を示す他の模式図であり、ターゲット面に沿った方向から見た図である。FIG. 10 is another schematic diagram illustrating the X-ray apparatus illustrated in FIG. 9 and is a diagram viewed from a direction along the target surface. 図11は、上記第1の実施形態に係るX線装置の他の変形例を示す模式図であり、ターゲット面に沿った方向から見た図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing another modification of the X-ray apparatus according to the first embodiment, as viewed from the direction along the target surface. 図12は、図11に示した陽極ターゲット及びX線シールド部材を示す斜視図であり、電子ビームを偏向させることで、焦点がターゲット面上を移動する様子を示す図である。FIG. 12 is a perspective view showing the anode target and the X-ray shield member shown in FIG. 11, and shows how the focal point moves on the target surface by deflecting the electron beam. 図13は、第7の実施形態に係るX線装置のX線管装置を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an X-ray tube apparatus of an X-ray apparatus according to the seventh embodiment. 図14は、図13の線XIV−XIVに沿ったX線管装置を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing the X-ray tube device taken along line XIV-XIV in FIG. 図15は、第8の実施形態に係るX線装置のX線管装置を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing an X-ray tube apparatus of an X-ray apparatus according to the eighth embodiment. 図16は、第9の実施形態に係るX線装置のX線管装置を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing an X-ray tube apparatus of an X-ray apparatus according to the ninth embodiment. 図17は、図16の線XVII−XVIIに沿ったX線管装置を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing the X-ray tube device taken along line XVII-XVII in FIG. 図18は、上記X線シールド部材の変形例を概略的に示す正面図である。FIG. 18 is a front view schematically showing a modification of the X-ray shield member. 図19は、上記X線シールド部材の他の変形例を概略的に示す正面図である。FIG. 19 is a front view schematically showing another modification of the X-ray shield member. 図20は、上記X線シールド部材の他の変形例を概略的に示す正面図である。FIG. 20 is a front view schematically showing another modification of the X-ray shield member. 図21は、上記X線シールド部材の他の変形例を概略的に示す正面図である。FIG. 21 is a front view schematically showing another modification of the X-ray shield member. 図22は、上記X線シールド部材の他の変形例を概略的に示す正面図である。FIG. 22 is a front view schematically showing another modified example of the X-ray shield member. 図23は、上記X線シールド部材の他の変形例を概略的に示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing another modification of the X-ray shield member.

以下、図面を参照しながら第1の実施形態に係るX線装置について詳細に説明する。第1の実施形態では、X線装置の基本的な概念を説明する。
図1、図2及び図3に示すように、X線装置は、X線管装置10を備えている。X線管装置10は、X線管30と、偏向部70と、を備えている。X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。
Hereinafter, the X-ray apparatus according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In the first embodiment, a basic concept of an X-ray apparatus will be described.
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the X-ray apparatus includes an X-ray tube apparatus 10. The X-ray tube device 10 includes an X-ray tube 30 and a deflection unit 70. The X-ray tube 30 includes an anode target 35, a cathode 36, a vacuum envelope 31, and an X-ray shield member 5.

陰極36は、第1方向d1に向けて電子ビームを放出する。陰極36の電子放出源36aには陰極36に印加される電圧及び電流が供給される。電子放出源36aは、電極や、コイル状のフィラメント等で形成されている。ここでは、電子放出源36aは、コイル状のフィラメントで形成されている。   The cathode 36 emits an electron beam in the first direction d1. A voltage and current applied to the cathode 36 are supplied to the electron emission source 36 a of the cathode 36. The electron emission source 36a is formed of an electrode, a coiled filament, or the like. Here, the electron emission source 36a is formed of a coiled filament.

陽極ターゲット35は、この陽極ターゲットの外面の一部に設けられたターゲット面35bを有している。ターゲット面35bは、陰極36から放射される電子ビームが入射されることにより第1方向d1とは異なる第2方向d2を中心軸とする利用X線束を放出する焦点Fが形成される。この実施形態において、ターゲット面35bは平面である。陽極ターゲット35は、タングステン合金等の金属で形成されている。陰極36には相対的に負の電圧が印加され、陽極ターゲット35には相対的に正の電圧が印加される。   The anode target 35 has a target surface 35b provided on a part of the outer surface of the anode target. The target surface 35b is formed with a focal point F that emits a utilization X-ray bundle having a second axis d2 that is different from the first direction d1 as a central axis when an electron beam emitted from the cathode 36 is incident thereon. In this embodiment, the target surface 35b is a flat surface. The anode target 35 is made of a metal such as a tungsten alloy. A relatively negative voltage is applied to the cathode 36 and a relatively positive voltage is applied to the anode target 35.

真空外囲器31は、陽極ターゲット35及び陰極36を収容している。真空外囲器31は、真空容器32、X線透過窓33及び金属表面部34を有している。真空外囲器31の内部は真空状態である。真空容器32は、銅、ステンレス、アルミニウム等の金属、及びガラス、セラミクス等の絶縁物で形成されている。   The vacuum envelope 31 contains an anode target 35 and a cathode 36. The vacuum envelope 31 includes a vacuum container 32, an X-ray transmission window 33, and a metal surface portion 34. The inside of the vacuum envelope 31 is in a vacuum state. The vacuum vessel 32 is formed of a metal such as copper, stainless steel, or aluminum, and an insulator such as glass or ceramics.

X線透過窓33は、利用X線束を外部に取り出すためのものである。例えば、X線透過窓33は、焦点Fから第2方向d2に向かう方向が中心位置を通るように配置されている。X線透過窓33は、真空容器32に気密に設けられている。ここでは、X線透過窓33は、ベリリウムで形成されている。X線透過窓33のX線透過方向の厚みは、0.1乃至2mmである。その他、X線透過窓33は、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、クロム鋼、鉄合金のうちの何れか1つを主成分として形成することも可能である。   The X-ray transmission window 33 is for taking out the used X-ray flux to the outside. For example, the X-ray transmission window 33 is arranged such that the direction from the focal point F toward the second direction d2 passes through the center position. The X-ray transmission window 33 is provided in the vacuum container 32 in an airtight manner. Here, the X-ray transmission window 33 is made of beryllium. The X-ray transmission window 33 has a thickness in the X-ray transmission direction of 0.1 to 2 mm. In addition, the X-ray transmission window 33 can be formed by using any one of aluminum, titanium, nickel, stainless steel, chromium steel, and iron alloy as a main component.

金属表面部34は、真空側のX線透過窓33の表面側を含む真空外囲器31の内側に設けられている。ここでは、金属表面部34は、接地電位(0V)に設定されている。   The metal surface portion 34 is provided inside the vacuum envelope 31 including the surface side of the vacuum side X-ray transmission window 33. Here, the metal surface portion 34 is set to the ground potential (0 V).

X線シールド部材5は、真空外囲器31内の焦点F及びX線透過窓33間に位置している。X線シールド部材5は、陰極36から焦点Fに向かう電子ビーム及び利用X線束を通過させる通過部を有している。この実施形態において、X線シールド部材5は、円環状に形成されている。このため、上記通過部は、X線シールド部材5に形成された円形の開口部5aである。   The X-ray shield member 5 is located between the focal point F in the vacuum envelope 31 and the X-ray transmission window 33. The X-ray shield member 5 has a passing portion that allows the electron beam from the cathode 36 toward the focal point F and the used X-ray flux to pass therethrough. In this embodiment, the X-ray shield member 5 is formed in an annular shape. For this reason, the passing portion is a circular opening 5 a formed in the X-ray shield member 5.

X線シールド部材5は、少なくともX線を遮蔽する材料で形成されている。X線シールド部材5は、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を遮蔽するものである。
また、X線シールド部材5は、X線を遮蔽し、導電性を示す材料で形成されていてもよい。X線シールド部材5は、後述する第3方向d3に向かう電子ビームが開口部5aの中心を通過するように位置していてもよい。このため、開口部5aは、通過する電子ビームの軌道を中心に軸対称に形作られている。
The X-ray shield member 5 is formed of a material that shields at least X-rays. The X-ray shield member 5 shields X-rays that are directed from other than the focal point F toward the X-ray transmission window 33.
The X-ray shield member 5 may be made of a material that shields X-rays and exhibits conductivity. The X-ray shield member 5 may be positioned so that an electron beam traveling in a third direction d3 to be described later passes through the center of the opening 5a. For this reason, the opening 5a is formed symmetrically about the trajectory of the passing electron beam.

X線シールド部材5は、真空外囲器31内で位置が固定されている。この実施形態では、X線シールド部材5は、真空外囲器31に固定されている。そして、X線シールド部材5は、金属表面部34に電気的に接続されている。X線シールド部材5は、真空外囲器31(金属表面部34)と同電位(ほぼ同電位)である。   The position of the X-ray shield member 5 is fixed in the vacuum envelope 31. In this embodiment, the X-ray shield member 5 is fixed to the vacuum envelope 31. The X-ray shield member 5 is electrically connected to the metal surface portion 34. The X-ray shield member 5 has the same potential (substantially the same potential) as the vacuum envelope 31 (metal surface portion 34).

なお、X線シールド部材5は、真空外囲器31以外の部材に固定されていてもよい。また、X線シールド部材5は、陽極ターゲット35と同電位(ほぼ同電位)となるように設定されていてもよい。   The X-ray shield member 5 may be fixed to a member other than the vacuum envelope 31. The X-ray shield member 5 may be set to have the same potential (substantially the same potential) as the anode target 35.

偏向部70は、陰極36から放出される電子ビームを偏向させ、上記電子ビームを、ターゲット面35bに、第1方向d1とは異なる第3方向d3に向けて入射させる。この実施形態において、偏向部70は、磁気偏向部であり、より詳しくは永久磁石である。偏向部70は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部70は、磁場Ha1により運動する電子ビームに作用するローレンツ力を利用するものである。ここでは、偏向部70は、電子ビームを90°近く偏向させている。   The deflecting unit 70 deflects the electron beam emitted from the cathode 36 and causes the electron beam to enter the target surface 35b in a third direction d3 different from the first direction d1. In this embodiment, the deflection unit 70 is a magnetic deflection unit, and more specifically a permanent magnet. The deflection unit 70 is provided outside the vacuum envelope 31 at a position surrounding the trajectory of the electron beam. The deflecting unit 70 uses Lorentz force acting on the electron beam moving by the magnetic field Ha1. Here, the deflecting unit 70 deflects the electron beam close to 90 °.

ここで、焦点Fが形成される位置のターゲット面35bに接する平面を第1平面S1とする。焦点Fを通りターゲット面35bの上方を向き第1平面S1に垂直な方向を第4方向d4とする。第2方向d2及び第4方向d4を含む平面を第2平面S2とする。第3方向d3及び第4方向d4を含む平面を第3平面S3とする。   Here, a plane in contact with the target surface 35b at the position where the focal point F is formed is defined as a first plane S1. A direction passing through the focal point F and facing the target surface 35b and perpendicular to the first plane S1 is defined as a fourth direction d4. A plane including the second direction d2 and the fourth direction d4 is defined as a second plane S2. A plane including the third direction d3 and the fourth direction d4 is defined as a third plane S3.

また、第3方向d3が第1平面S1からなす角度をαとする。第3平面S3が、第2平面S2に対して内側になす角度をβとする。第2方向d2が第1平面S1からなす角度をγとする。   In addition, an angle formed by the third direction d3 from the first plane S1 is α. An angle formed by the third plane S3 on the inner side with respect to the second plane S2 is β. An angle formed by the second direction d2 from the first plane S1 is γ.

角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは、特に限定されるものではないが、−30°乃至+30°の範囲内の何れかである。なお、角度αは、第1方向d1及び磁場Ha1の向きに依存している。角度γは、特に限定されるものではないが、例えば、5°乃至25°の範囲内に設定されている。この実施形態において、角度αは30°であり、角度βは0°であり、角度γは15°である。
なお、磁場Ha1は、第1平面S1に平行であり、第2平面S2及び第3平面S3に垂直である。
The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. Although the angle β is not particularly limited, it is any one within the range of −30 ° to + 30 °. The angle α depends on the first direction d1 and the direction of the magnetic field Ha1. The angle γ is not particularly limited, but is set within a range of 5 ° to 25 °, for example. In this embodiment, the angle α is 30 °, the angle β is 0 °, and the angle γ is 15 °.
The magnetic field Ha1 is parallel to the first plane S1, and is perpendicular to the second plane S2 and the third plane S3.

X線管30には、高電圧電源15が接続されている。高電圧電源15は、陰極36及び陽極ターゲット35に高電圧を供給するためのものである。この実施形態において、高電圧電源15は、陰極36にのみ高電圧を供給する。   A high voltage power supply 15 is connected to the X-ray tube 30. The high voltage power supply 15 is for supplying a high voltage to the cathode 36 and the anode target 35. In this embodiment, the high voltage power supply 15 supplies a high voltage only to the cathode 36.

X線管30の陰極36及び陽極ターゲット35間に、管電圧Vが印加されている。陽極ターゲット35の電位をVA、陰極36の電位をVCとすると、管電圧Vは、VA−VCである。管電圧Vは、20kV乃至200kVである。   A tube voltage V is applied between the cathode 36 and the anode target 35 of the X-ray tube 30. When the potential of the anode target 35 is VA and the potential of the cathode 36 is VC, the tube voltage V is VA-VC. The tube voltage V is 20 kV to 200 kV.

この実施形態において、高電圧電源15は、陰極36に−Vの電圧を供給している。陽極ターゲット35、X線透過窓33を含む真空外囲器31の金属部、及びX線シールド部材5は接地されている(0V)。   In this embodiment, the high voltage power supply 15 supplies a voltage of −V to the cathode 36. The anode target 35, the metal part of the vacuum envelope 31 including the X-ray transmission window 33, and the X-ray shield member 5 are grounded (0 V).

陰極36の電位は、−Vに限定されるものではなく、−V乃至0Vの範囲内の何れかに設定されていればよい(−V≦VC≦0)。陽極ターゲット35の電位は、接地電位に限定されるものではなく、接地電位以上、+V以下の範囲内の何れかに設定されていればよい(0≦VA≦+V)。例えば、陰極36及び真空外囲器31の金属部の電位が0Vに、陽極ターゲット35の電位及びX線シールド部材5の電位が+Vに、それぞれ設定されていてもよい。   The potential of the cathode 36 is not limited to −V, and may be set to any value within the range of −V to 0V (−V ≦ VC ≦ 0). The potential of the anode target 35 is not limited to the ground potential, and may be set to any value within the range of the ground potential to + V (0 ≦ VA ≦ + V). For example, the potential of the metal part of the cathode 36 and the vacuum envelope 31 may be set to 0V, and the potential of the anode target 35 and the potential of the X-ray shield member 5 may be set to + V, respectively.

特に、陰極36の電位が−V乃至−V/2の範囲内の何れかに設定され(−V≦VC≦−V/2)、陽極ターゲット35の電位が接地電位以上、+V/2以下の範囲内の何れかに設定されていれている(0≦VA≦+V/2)場合、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制することができる。   In particular, the potential of the cathode 36 is set to be in the range of −V to −V / 2 (−V ≦ VC ≦ −V / 2), and the potential of the anode target 35 is equal to or higher than the ground potential and equal to or lower than + V / 2. When it is set to any one of the ranges (0 ≦ VA ≦ + V / 2), recoil electrons directly hitting the X-ray transmission window 33 can be suppressed.

このように構成されたX線管30では、例えば、陰極36に−100kV以上の負の高電圧を印加する。陽極ターゲット35及び真空外囲器31は接地されている。陰極36の電子放出源36aには、±100V以下の低電圧及び電流がさらに与えられる。   In the X-ray tube 30 configured as described above, for example, a negative high voltage of −100 kV or more is applied to the cathode 36. The anode target 35 and the vacuum envelope 31 are grounded. The electron emission source 36a of the cathode 36 is further given a low voltage and current of ± 100 V or less.

これにより陰極36から放出される電子ビームは、偏向部70により偏向され、陽極ターゲット35のターゲット面35bに入射される。そして、ターゲット面35bに形成される焦点FからX線が放射され、X線(利用X線束)は、X線透過窓33を透過して外部へ放射される。   As a result, the electron beam emitted from the cathode 36 is deflected by the deflecting unit 70 and is incident on the target surface 35 b of the anode target 35. Then, X-rays are emitted from the focal point F formed on the target surface 35b, and X-rays (utilized X-ray bundles) are transmitted through the X-ray transmission window 33 and emitted to the outside.

上記のように構成された第1の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。陰極36は負の高電位に設定され、陽極ターゲット35と、X線透過窓33を含む真空外囲器31と、X線シールド部材5と、は接地されている。   According to the X-ray apparatus according to the first embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The cathode 36 is set to a negative high potential, and the anode target 35, the vacuum envelope 31 including the X-ray transmission window 33, and the X-ray shield member 5 are grounded.

第1方向d1は、ターゲット面35bに垂直であるが、偏向部70による磁場Ha1の作用により、角度αを30°とすることができる。反跳電子は、焦点Fから第3平面S3に沿って入射電子があたかもターゲット面35bで鏡面反射する方向に最も多くなり、かつ電子が入射してくる方向で最も少なくなるような角度分布をもって飛び出すものである。電子ビームは、X線透過窓33側からターゲット面35bに入射されるため、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制することができ、X線透過窓33の加熱を抑制することができる。そして、X線透過窓33の破損を防止することができる。なお、焦点Fから飛び出す反跳電子の殆どは、X線透過窓33から外れた真空容器32の内面に衝撃を与えることとなる。上記の効果は、角度αが5°乃至60°の範囲内の何れかである場合に得ることができる。   The first direction d1 is perpendicular to the target surface 35b, but the angle α can be set to 30 ° by the action of the magnetic field Ha1 by the deflecting unit 70. Recoil electrons jump from the focal point F along the third plane S3 with an angular distribution such that the incident electrons are the largest in the direction of specular reflection at the target surface 35b and the smallest in the direction in which the electrons are incident. Is. Since the electron beam is incident on the target surface 35b from the X-ray transmission window 33 side, direct hit of recoil electrons to the X-ray transmission window 33 can be suppressed, and heating of the X-ray transmission window 33 can be suppressed. Can do. And damage to the X-ray transmission window 33 can be prevented. Note that most of the recoil electrons that jump out of the focal point F impact the inner surface of the vacuum vessel 32 that is out of the X-ray transmission window 33. The above-described effect can be obtained when the angle α is in the range of 5 ° to 60 °.

また、反跳電子は真空外囲器31、または後述するターゲット面35bの上方に配置された捕捉体60により捕捉されるため、焦点F近傍を含むターゲット面35bへの反跳電子の再衝突を抑制することができる。これにより、ターゲット面35b(焦点F)の温度上昇や、ターゲット面35bに引き起こされる荒れを抑制でき、放電の発生やX線の出力低下を抑制することができる。さらに、焦点F以外からのX線の放射を抑制できるため、X線画像の明瞭度の低下を抑制することができる。 上記の効果は、角度αが5°乃至60°の範囲内の何れかである場合に得ることができる。   Further, since recoil electrons are captured by the vacuum envelope 31 or the capturing body 60 disposed above the target surface 35b described later, the recoil electrons are re-collised with the target surface 35b including the vicinity of the focal point F. Can be suppressed. Thereby, the temperature rise of the target surface 35b (focal point F) and the roughness caused by the target surface 35b can be suppressed, and the occurrence of discharge and the decrease in the output of X-rays can be suppressed. Furthermore, since the emission of X-rays from other than the focal point F can be suppressed, it is possible to suppress a decrease in the clarity of the X-ray image. The above-described effect can be obtained when the angle α is in the range of 5 ° to 60 °.

X線シールド部材5は、開口部5aを有している。このため、陰極36から焦点Fに向かう電子ビームと、焦点Fから放出される利用X線束と、の軌道を遮ること無しに焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を遮蔽することができる。   The X-ray shield member 5 has an opening 5a. For this reason, it is possible to shield X-rays from other than the focus F toward the X-ray transmission window 33 without blocking the trajectory between the electron beam from the cathode 36 toward the focus F and the used X-ray flux emitted from the focus F. it can.

また、上記のように、陽極ターゲット35と、X線透過窓33を含む真空外囲器31と、X線シールド部材5と、は接地されている。陽極ターゲット35及びX線シールド部材5は、同電位である。このため、X線シールド部材5は、焦点Fに向かう電子ビームを加速させる加速電極として機能することができる。   Further, as described above, the anode target 35, the vacuum envelope 31 including the X-ray transmission window 33, and the X-ray shield member 5 are grounded. The anode target 35 and the X-ray shield member 5 are at the same potential. For this reason, the X-ray shield member 5 can function as an accelerating electrode that accelerates the electron beam toward the focal point F.

さらに、第3方向d3に向かう電子ビームが開口部5aの中心を通過するようにX線シールド部材5が位置することにより、X線シールド部材5は、焦点Fに向かう電子ビームを集束させる集束電極として機能することができる。   Furthermore, the X-ray shield member 5 is positioned so that the electron beam traveling in the third direction d3 passes through the center of the opening 5a, whereby the X-ray shield member 5 focuses the electron beam traveling toward the focal point F. Can function as.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time.

さらに、X線透過窓33の厚みを減少させたり、X線透過窓33を形成する材料を、より安価なアルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、クロム鋼、鉄合金のうちの何れか1つに代替したりすることが可能となる。   Further, the thickness of the X-ray transmission window 33 is reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 is changed to any one of cheaper aluminum, titanium, nickel, stainless steel, chromium steel, and iron alloy. It is possible to substitute.

次に、第2の実施形態に係るX線装置について説明する。第2の実施形態では、X線装置の構成の基本的な他の概念を説明する。この実施形態において、上記第1の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, another basic concept of the configuration of the X-ray apparatus will be described. In this embodiment, the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4に示すように、X線装置は、陰極36の位置が異なっている点と、偏向部70が電子ビームに作用させる磁場Ha1の大きさが異なっている点以外、上記第1の実施形態のX線装置と同様に形成されている。   As shown in FIG. 4, the X-ray apparatus is the same as that of the first embodiment except that the position of the cathode 36 is different and the magnitude of the magnetic field Ha1 that the deflection unit 70 acts on the electron beam is different. The X-ray apparatus is formed in the same manner.

陰極36は、第2平面S2に沿い、X線透過窓33側に向かう第1方向d1に電子ビームを放出する。磁場Ha1は、第1平面S1に平行であり、第2平面S2及び第3平面S3に垂直である。偏向部70は、ここでは、電子ビームを180°近く偏向させている。角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは0°である。角度γは、5°乃至25°の範囲内に設定されている。   The cathode 36 emits an electron beam in the first direction d1 along the second plane S2 toward the X-ray transmission window 33 side. The magnetic field Ha1 is parallel to the first plane S1 and perpendicular to the second plane S2 and the third plane S3. Here, the deflecting unit 70 deflects the electron beam close to 180 °. The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. The angle β is 0 °. The angle γ is set within a range of 5 ° to 25 °.

上記のように構成された第2の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。第1方向d1は、第2平面S2に沿い、X線透過窓33側に向かう方向であるが、偏向部70による磁場Ha1の作用により、角度αを5°乃至60°の範囲内の何れかとすることができる。このため、第2の実施形態に係るX線装置は、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray apparatus according to the second embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The first direction d1 is a direction along the second plane S2 toward the X-ray transmission window 33 side, and the angle α is set to any one within the range of 5 ° to 60 ° by the action of the magnetic field Ha1 by the deflection unit 70. can do. For this reason, the X-ray apparatus according to the second embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment described above.

また、陰極36を、第1平面S1に沿って平行となるように寝かせた状態にして配置することができるため、第4方向d4に立たせた状態にして配置した場合に比べて、第4方向d4に沿ったX線管30のサイズをよりコンパクトにすることができる。   In addition, since the cathode 36 can be placed in a lying state so as to be parallel along the first plane S1, the fourth direction can be compared to the case where the cathode 36 is placed in a state of standing in the fourth direction d4. The size of the X-ray tube 30 along d4 can be made more compact.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを減少させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

次に、第3の実施形態に係るX線装置について説明する。第3の実施形態では、X線装置の構成の基本的な他の概念を説明する。この実施形態において、上記第1の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to a third embodiment will be described. In the third embodiment, another basic concept of the configuration of the X-ray apparatus will be described. In this embodiment, the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5に示すように、X線装置は、陰極36の位置が異なっている点と、偏向部70が電子ビームに作用させる磁場Ha1の向き及び大きさが異なっている点以外、上記第1の実施形態のX線装置と同様に形成されている。   As shown in FIG. 5, the X-ray apparatus is different from the first embodiment except that the position of the cathode 36 is different and the direction and magnitude of the magnetic field Ha1 that the deflection unit 70 acts on the electron beam is different. It is formed similarly to the X-ray apparatus of the embodiment.

陰極36は、第1平面S1に平行であり、第3平面S3に垂直となる第1方向d1に電子ビームを放出する。偏向部70は、第4方向d4の逆方向から傾斜した方向に磁場Ha1を作用させる。磁場Ha1は、第3平面S3に平行であり、第1方向d1及び第3方向d3を含む平面に垂直である。偏向部70は、ここでは、電子ビームを90°偏向させている。角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは0°である。角度γは、5°乃至25°の範囲内に設定されている。   The cathode 36 emits an electron beam in a first direction d1 that is parallel to the first plane S1 and perpendicular to the third plane S3. The deflecting unit 70 applies the magnetic field Ha1 in a direction inclined from the reverse direction of the fourth direction d4. The magnetic field Ha1 is parallel to the third plane S3 and perpendicular to the plane including the first direction d1 and the third direction d3. Here, the deflecting unit 70 deflects the electron beam by 90 °. The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. The angle β is 0 °. The angle γ is set within a range of 5 ° to 25 °.

上記のように構成された第3の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。第1方向d1は、第3平面S3に垂直であるが、偏向部70による磁場Ha1の作用により、角度αを5°乃至60°の範囲内の何れかとすることができる。このため、第3の実施形態に係るX線装置は、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray apparatus according to the third embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The first direction d1 is perpendicular to the third plane S3, but the angle α can be set within a range of 5 ° to 60 ° by the action of the magnetic field Ha1 by the deflecting unit 70. For this reason, the X-ray apparatus according to the third embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment described above.

また、陰極36を、第1平面S1に平行となるように寝かせた状態にして配置することができるため、第4方向d4に沿ったX線管30のサイズをよりコンパクトにすることができる。   In addition, since the cathode 36 can be placed in a state of being laid parallel to the first plane S1, the size of the X-ray tube 30 along the fourth direction d4 can be made more compact.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを減少させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

次に、第4の実施形態に係るX線装置について説明する。第4の実施形態では、X線装置の構成の基本的な他の概念を説明する。この実施形態において、上記第1の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, another basic concept of the configuration of the X-ray apparatus will be described. In this embodiment, the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6に示すように、X線装置は、陰極36の位置が異なっている点と、他の偏向部をさらに備えている点以外、上記第3の実施形態のX線装置と同様に形成されている。   As shown in FIG. 6, the X-ray apparatus is formed in the same manner as the X-ray apparatus of the third embodiment except that the position of the cathode 36 is different from that of the X-ray apparatus and further includes another deflecting unit. ing.

陰極36は、第1平面S1に平行であり、X線透過窓33側に向かう第1方向d1に電子ビームを放出する。第1の偏向部は、第4方向d4の逆方向に磁場Ha1を作用させる。第1の偏向部は、ここでは、電子ビームを90°偏向させている。   The cathode 36 is parallel to the first plane S1 and emits an electron beam in the first direction d1 toward the X-ray transmission window 33 side. The first deflecting unit applies the magnetic field Ha1 in the direction opposite to the fourth direction d4. Here, the first deflecting unit deflects the electron beam by 90 °.

第2の偏向部は、磁場Ha1によって偏向された電子ビームをさらに偏向させ、上記電子ビームを、ターゲット面35bに、第1方向d1とは異なる第3方向d3に向けて入射させる。この実施形態において、2つの偏向部は、磁気偏向部であり、より詳しくは永久磁石である。2つの偏向部は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。
角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは0°である。角度γは、5°乃至25°の範囲内に設定されている。
The second deflecting unit further deflects the electron beam deflected by the magnetic field Ha1, and causes the electron beam to enter the target surface 35b in a third direction d3 different from the first direction d1. In this embodiment, the two deflecting units are magnetic deflecting units, more specifically permanent magnets. The two deflecting units are provided outside the vacuum envelope 31 at positions that surround the electron beam trajectory.
The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. The angle β is 0 °. The angle γ is set within a range of 5 ° to 25 °.

上記のように構成された第4の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。第1方向d1は、X線透過窓33側に向かう方向であるが、第1の偏向部による磁場Ha1の作用及び第2の偏向部による磁場Ha2の作用により、角度αを5°乃至60°の範囲内の何れかとすることができる。このため、第4の実施形態に係るX線装置は、上述した第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray apparatus according to the fourth embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The first direction d1 is a direction toward the X-ray transmission window 33 side, and the angle α is set to 5 ° to 60 ° by the action of the magnetic field Ha1 by the first deflection unit and the action of the magnetic field Ha2 by the second deflection unit. Can be any of those within the range. For this reason, the X-ray apparatus according to the fourth embodiment can obtain the same effects as those of the third embodiment described above.

また、陰極36を、第1平面S1に平行となるように寝かせた状態にして配置することができるため、第4方向d4に沿ったX線管30のサイズをよりコンパクトにすることができる。   In addition, since the cathode 36 can be placed in a state of being laid parallel to the first plane S1, the size of the X-ray tube 30 along the fourth direction d4 can be made more compact.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを減少させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

次に、第5の実施形態に係るX線装置について説明する。第5の実施形態では、X線装置の構成の基本的な他の概念を説明する。この実施形態において、上記第1の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, another basic concept of the configuration of the X-ray apparatus will be described. In this embodiment, the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図7に示すように、X線装置は、陰極36の位置が異なっている点と、偏向部70が電子ビームに作用させる磁場Ha1の向き及び大きさが異なっている点以外、上記第3の実施形態のX線装置と同様に形成されている。   As shown in FIG. 7, the X-ray apparatus is the same as the third one except that the position of the cathode 36 is different and the direction and magnitude of the magnetic field Ha1 that the deflection unit 70 acts on the electron beam is different. It is formed similarly to the X-ray apparatus of the embodiment.

陰極36は、第2平面S2及び第3平面S3に垂直であり、第1平面S1から角度αだけ傾斜した第1方向d1に電子ビームを放出する。偏向部70は、第4方向d4の逆方向に磁場Ha1を作用させる。偏向部70は、ここでは、電子ビームを90°偏向させている。角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは0°である。角度γは、5°乃至25°の範囲内に設定されている。   The cathode 36 is perpendicular to the second plane S2 and the third plane S3, and emits an electron beam in a first direction d1 inclined by an angle α from the first plane S1. The deflecting unit 70 applies the magnetic field Ha1 in the direction opposite to the fourth direction d4. Here, the deflecting unit 70 deflects the electron beam by 90 °. The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. The angle β is 0 °. The angle γ is set within a range of 5 ° to 25 °.

上記のように構成された第5の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。第1方向d1は、第3平面S3に垂直であるが、第1平面S1から角度αだけ傾斜していることにより、また、偏向部70による磁場Ha1の作用により、角度αを5°乃至60°の範囲内の何れかとすることができる。このため、第5の実施形態に係るX線装置は、上述した第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray apparatus according to the fifth embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The first direction d1 is perpendicular to the third plane S3, but is inclined by an angle α from the first plane S1, and the angle α is set to 5 ° to 60 by the action of the magnetic field Ha1 by the deflection unit 70. It can be anywhere within the range of °. For this reason, the X-ray apparatus according to the fifth embodiment can obtain the same effects as those of the third embodiment described above.

また、陰極36を、第1平面S1に平行となるように寝かせた状態にして配置することができるため、第4方向d4に沿ったX線管30のサイズをよりコンパクトにすることができる。   In addition, since the cathode 36 can be placed in a state of being laid parallel to the first plane S1, the size of the X-ray tube 30 along the fourth direction d4 can be made more compact.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを減少させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

次に、第6の実施形態に係るX線装置について説明する。第6の実施形態では、X線装置の構成の基本的な他の概念を説明する。この実施形態において、上記第1の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to a sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, another basic concept of the configuration of the X-ray apparatus will be described. In this embodiment, the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図8に示すように、X線装置は、陰極36の位置が異なっている点と、磁場Ha2の向き及び大きさが異なっている点以外、上記第4の実施形態のX線装置と同様に形成されている。   As shown in FIG. 8, the X-ray apparatus is the same as the X-ray apparatus of the fourth embodiment except that the position of the cathode 36 is different and the direction and magnitude of the magnetic field Ha2 are different. Is formed.

陰極36は、第1平面S1から角度αだけ傾斜し、X線透過窓33側に向かう第1方向d1に電子ビームを放出する。第1の偏向部は、第4方向d4の逆方向に磁場Ha1を作用させる。第1の偏向部は、ここでは、電子ビームを90°偏向させている。   The cathode 36 is inclined by an angle α from the first plane S1, and emits an electron beam in a first direction d1 toward the X-ray transmission window 33 side. The first deflecting unit applies the magnetic field Ha1 in the direction opposite to the fourth direction d4. Here, the first deflecting unit deflects the electron beam by 90 °.

第2の偏向部は、磁場Ha1によって偏向された電子ビームをさらに偏向させ、上記電子ビームを、ターゲット面35bに、第1方向d1とは異なる第3方向d3に向けて入射させる。この実施形態において、2つの偏向部は、磁気偏向部であり、より詳しくは永久磁石である。2つの偏向部は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。   The second deflecting unit further deflects the electron beam deflected by the magnetic field Ha1, and causes the electron beam to enter the target surface 35b in a third direction d3 different from the first direction d1. In this embodiment, the two deflecting units are magnetic deflecting units, more specifically permanent magnets. The two deflecting units are provided outside the vacuum envelope 31 at positions that surround the electron beam trajectory.

第2の偏向部は、第4方向d4の逆方向に磁場Ha2を作用させ、電子ビームを90°偏向させている。
角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは0°である。角度γは、5°乃至25°の範囲内に設定されている。
The second deflecting unit applies a magnetic field Ha2 in the direction opposite to the fourth direction d4 to deflect the electron beam by 90 °.
The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. The angle β is 0 °. The angle γ is set within a range of 5 ° to 25 °.

上記のように構成された第6の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。第1方向d1は、X線透過窓33側に向かう方向であるが、偏向部70による磁場Ha1の作用及び他の偏向部による磁場Ha2の作用により、角度αを5°乃至60°の範囲内の何れかとすることができる。このため、第6の実施形態に係るX線装置は、上述した第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。   According to the X-ray apparatus according to the sixth embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The first direction d1 is a direction toward the X-ray transmission window 33 side, but the angle α is within a range of 5 ° to 60 ° by the action of the magnetic field Ha1 by the deflecting unit 70 and the action of the magnetic field Ha2 by another deflecting unit. It can be either. For this reason, the X-ray apparatus according to the sixth embodiment can obtain the same effects as those of the fourth embodiment described above.

また、陰極36を、第1平面S1に平行となるように寝かせた状態にして配置することができるため、第4方向d4に沿ったX線管30のサイズをよりコンパクトにすることができる。   In addition, since the cathode 36 can be placed in a state of being laid parallel to the first plane S1, the size of the X-ray tube 30 along the fourth direction d4 can be made more compact.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを減少させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

次に、上述した第1乃至第6の実施形態に係るX線装置の角度βの変形例について説明する。
角度βは、0°に限らず、−30°乃至+30°の範囲内の何れかであってもよい。この場合であっても、X線シールド部材5(開口部5a)のサイズを大きくしたり、軸対称ではなくなるがX線シールド部材5(開口部5a)の形状を楕円形にするなど調整したりすることで、陰極36から焦点Fに向かう電子ビームと、焦点Fから放出される利用X線束と、の軌道を遮ること無しに焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を遮蔽することができる。
Next, modified examples of the angle β of the X-ray apparatus according to the first to sixth embodiments described above will be described.
The angle β is not limited to 0 °, and may be any one within the range of −30 ° to + 30 °. Even in this case, the size of the X-ray shield member 5 (opening 5a) is increased, or the shape of the X-ray shield member 5 (opening 5a) is adjusted to be elliptical although it is not axially symmetric. As a result, X-rays traveling from other than the focal point F to the X-ray transmission window 33 are blocked without blocking the trajectory between the electron beam traveling from the cathode 36 toward the focal point F and the utilization X-ray bundle emitted from the focal point F. Can do.

また、上記のように、角度βを設定しても、焦点Fに大きなぼけや歪みが生じたりしないため、より良いX線撮影画像の取得への寄与を維持することができる。又、このように角度βを設定しても、X線透過窓33を衝撃する反跳電子の数が増大することはないため、X線透過窓33の温度低減の効果を維持することができる。   As described above, even if the angle β is set, the focal point F is not greatly blurred or distorted, so that it is possible to maintain a contribution to obtaining a better X-ray image. Even if the angle β is set in this way, the number of recoil electrons that impact the X-ray transmission window 33 does not increase, so that the temperature reduction effect of the X-ray transmission window 33 can be maintained. .

角度βを−30°乃至+30°の範囲内の何れかに設定するための手法としては、(1)例えば、図9及び図10に示すように、陰極36の位置を変更して第3方向d3の向きを変更することや、(2)陰極36の位置を変えず、X線透過窓33の位置を変更して第2方向d2の向きを変更することや、(3)1以上の磁場を作用させることにより、第3方向d3を所望の向きに設定することにより、対応することができる。上記(3)においては、磁場の替わりに電界を利用することにより、対応することも可能である。   As a method for setting the angle β to any of the range from −30 ° to + 30 °, (1) for example, as shown in FIGS. 9 and 10, the position of the cathode 36 is changed to change the third direction. changing the direction of d3, (2) changing the position of the X-ray transmission window 33 without changing the position of the cathode 36, and changing the direction of the second direction d2, or (3) one or more magnetic fields. Can be accommodated by setting the third direction d3 in a desired direction. The above (3) can be dealt with by using an electric field instead of a magnetic field.

次に、上述した第1乃至第6の実施形態に係るX線装置のターゲット面35bの変形例について説明する。ターゲット面35bは、平面に限らず、円錐面や、円周面であってもよい。   Next, modified examples of the target surface 35b of the X-ray apparatus according to the first to sixth embodiments described above will be described. The target surface 35b is not limited to a flat surface, and may be a conical surface or a circumferential surface.

ターゲット面35bが円錐面の場合とは、例えば、X線管30が回転陽極型のX線管であり、陽極ターゲット35が円盤状に形成され、ターゲット面35bが、陽極ターゲット35の一端面を形成している場合が挙げられる。   The case where the target surface 35b is a conical surface is, for example, that the X-ray tube 30 is a rotary anode type X-ray tube, the anode target 35 is formed in a disc shape, and the target surface 35b covers one end surface of the anode target 35. The case where it forms is mentioned.

ターゲット面35bが円周面の場合とは、例えば、X線管30が回転陽極型のX線管であり、陽極ターゲット35が円盤状に形成され、ターゲット面35bが、陽極ターゲット35の外周面を形成している場合が挙げられる。   When the target surface 35b is a circumferential surface, for example, the X-ray tube 30 is a rotary anode type X-ray tube, the anode target 35 is formed in a disk shape, and the target surface 35b is an outer circumferential surface of the anode target 35. Is formed.

次に、上述した第1乃至第6の実施形態に係るX線装置の変形例であり、ターゲット面35b上を焦点Fを移動させる場合ついて説明する。
X線装置は、焦点Fがターゲット面35b上を周期的に移動するように電子ビームを偏向させる他の偏向部をさらに備えていてもよい。上記他の偏向部は、偏向部70の磁場Ha1が作用する領域(磁場Ha2が作用する場合においては磁場Ha1、Ha2が作用する領域)より陰極36に近い領域で、電子ビームを偏向させるものである。
Next, a modified example of the X-ray apparatus according to the first to sixth embodiments described above, and a case where the focal point F is moved on the target surface 35b will be described.
The X-ray apparatus may further include another deflecting unit that deflects the electron beam so that the focal point F periodically moves on the target surface 35b. The other deflecting unit deflects the electron beam in a region closer to the cathode 36 than the region where the magnetic field Ha1 of the deflecting unit 70 acts (the region where the magnetic fields Ha1 and Ha2 act when the magnetic field Ha2 acts). is there.

例えば、図11及び図12に示すように、X線装置は、X線管装置10の他、偏向電源81及び偏向電源制御部82をさらに備えている。X線管装置10は、他の偏向部としての偏向部80をさらに備えている。   For example, as shown in FIGS. 11 and 12, the X-ray apparatus further includes a deflection power supply 81 and a deflection power supply control unit 82 in addition to the X-ray tube apparatus 10. The X-ray tube apparatus 10 further includes a deflection unit 80 as another deflection unit.

偏向部80は、偏向部70の磁場Ha1が作用する領域より陰極36に近い領域で、電子ビームを偏向させるものである。偏向部80は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部80は、第1方向d1に向かう電子ビームに磁場Hb1を作用させ、偏向角θが得られるよう、上記電子ビームを偏向させるものである。   The deflecting unit 80 deflects the electron beam in a region closer to the cathode 36 than the region where the magnetic field Ha1 of the deflecting unit 70 acts. The deflection unit 80 is provided outside the vacuum envelope 31 at a position surrounding the trajectory of the electron beam. The deflecting unit 80 deflects the electron beam so that the magnetic field Hb1 acts on the electron beam traveling in the first direction d1 to obtain the deflection angle θ.

偏向電源81は偏向部80に電圧を供給するものである。偏向電源制御部82は、偏向電源81が偏向部80に供給する電圧を制御するものである。偏向部80、偏向電源81及び偏向電源制御部82は、焦点位置移動用の偏向磁場発生ユニットを形成している。   The deflection power supply 81 supplies a voltage to the deflection unit 80. The deflection power supply control unit 82 controls the voltage that the deflection power supply 81 supplies to the deflection unit 80. The deflection unit 80, the deflection power source 81, and the deflection power source control unit 82 form a deflection magnetic field generation unit for moving the focal position.

偏向電源制御部82は、焦点Fが連続的又は間欠的に移動するよう偏向電源81が偏向部80に供給する電圧を制御することができる。偏向部80は、制御された電圧が供給されることにより、陰極36から放出される電子ビームを第3平面S3に沿った方向に偏向させ、焦点Fの位置を第3平面S3に沿ったターゲット面35b上で移動させることができる。言い換えると、偏向部80は、電子ビームをターゲット面35b上を周期的(連続的又は間欠的)に走査させることができる。   The deflection power supply control unit 82 can control the voltage that the deflection power supply 81 supplies to the deflection unit 80 so that the focal point F moves continuously or intermittently. The deflecting unit 80 deflects the electron beam emitted from the cathode 36 in the direction along the third plane S3 by being supplied with the controlled voltage, and the position of the focal point F is the target along the third plane S3. It can be moved on the surface 35b. In other words, the deflecting unit 80 can scan the electron beam periodically (continuously or intermittently) on the target surface 35b.

また、X線装置をCT装置に搭載した場合、焦点位置を切り替えながらスキャンを行うことができるため、フライングフォーカス(焦点位置シフト)方式のCT装置に応用することができる。   In addition, when the X-ray apparatus is mounted on a CT apparatus, scanning can be performed while switching the focal position, so that it can be applied to a flying focus (focal position shift) type CT apparatus.

さらに、電子ビームは、偏向部80によってターゲット面35bを十分速い速度で走査されるため、焦点F温度の上昇を軽減することができる。そのため、電子ビームを走査しない場合には陽極ターゲットが溶けてしまい実用できない固定陽極型のX線装置の場合でも、使用を可能とすることができる。   Furthermore, since the electron beam is scanned on the target surface 35b at a sufficiently high speed by the deflecting unit 80, an increase in the focus F temperature can be reduced. Therefore, it is possible to use even a fixed anode type X-ray apparatus that cannot be put into practical use because the anode target melts without scanning the electron beam.

角度αが90°付近(90°±20°)の場合、焦点Fの位置を移動させるため、電子ビームの偏向角θを比較的大きくする必要がある。このため、偏向電源81は偏向部80に比較的高い電圧を供給する必要がある。この場合、電子ビームをエネルギ効率よく偏向できるX線装置を実現することができない。   When the angle α is around 90 ° (90 ° ± 20 °), the deflection angle θ of the electron beam needs to be relatively large in order to move the position of the focal point F. For this reason, the deflection power supply 81 needs to supply a relatively high voltage to the deflection unit 80. In this case, it is impossible to realize an X-ray apparatus capable of deflecting an electron beam with energy efficiency.

これに対し、角度αが5°乃至60°の範囲内の何れかである場合、角度αを90°付近とした場合に比べ、焦点Fを同じ距離だけ移動させるための電子ビームの偏向角θを小さくすることができる。すなわち、偏向電源81が偏向部80に供給する電圧を低くできることから、電子ビームをエネルギ効率よく偏向することができる。   On the other hand, when the angle α is in the range of 5 ° to 60 °, the deflection angle θ of the electron beam for moving the focal point F by the same distance as compared with the case where the angle α is around 90 °. Can be reduced. That is, since the voltage supplied from the deflection power supply 81 to the deflection unit 80 can be lowered, the electron beam can be deflected in an energy efficient manner.

図11及び図12に示したX線装置の場合であっても、X線シールド部材5(開口部5a)のサイズを大きくしたり、軸対称ではなくなるがX線シールド部材5(開口部5a)の形状を楕円形にするなど調整したりすることで、陰極36から焦点Fに向かう電子ビームと、焦点Fから放出される利用X線束と、の軌道を遮ること無しに焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を遮蔽することができる。   Even in the case of the X-ray apparatus shown in FIG. 11 and FIG. 12, the size of the X-ray shield member 5 (opening 5a) is increased, or the X-ray shield member 5 (opening 5a) is not axially symmetric. X-rays from other than the focal point F without obstructing the trajectory between the electron beam from the cathode 36 toward the focal point F and the utilized X-ray flux emitted from the focal point F. X-rays traveling toward the transmission window 33 can be shielded.

次に、第7の実施形態に係るX線装置について説明する。この実施形態において、X線管は回転陽極型のX線管であり、以下、回転陽極型のX線管を備えた回転陽極型のX線装置について説明する。この実施形態において、上記第5の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to a seventh embodiment will be described. In this embodiment, the X-ray tube is a rotary anode type X-ray tube. Hereinafter, a rotary anode type X-ray apparatus including a rotary anode type X-ray tube will be described. In this embodiment, the same reference numerals are given to the same functional parts as those in the fifth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

図13及び図14に示すように、X線装置は、X線管装置10を備えている。図示しないが、X線装置は、上述した偏向電源81及び偏向電源制御部82も備えている。X線管装置10は、矩形箱状のハウジング20と、ハウジング20内に収納されたX線管30と、ハウジング20の内部に充填され、X線管30及びハウジング20間を満たす冷却液7と、回転駆動装置としてのステータコイル910と、捕捉体60と、偏向部70と、他の偏向部としての偏向部80と、焦点位置補正部90とを備えている。   As shown in FIGS. 13 and 14, the X-ray apparatus includes an X-ray tube apparatus 10. Although not shown, the X-ray apparatus also includes the deflection power source 81 and the deflection power source control unit 82 described above. The X-ray tube apparatus 10 includes a rectangular box-shaped housing 20, an X-ray tube 30 accommodated in the housing 20, and a coolant 7 filled in the housing 20 and filling between the X-ray tube 30 and the housing 20. And a stator coil 910 as a rotational drive device, a capturing body 60, a deflecting unit 70, a deflecting unit 80 as another deflecting unit, and a focal position correcting unit 90.

ハウジング20は、分断された2つの分割部20a、20cを有している。分割部20aは、開口端の外縁側に枠部20bを有している。分割部20cは、開口端の外縁側に枠部20dを有している。枠部20dは、枠部20bに対向した側に形成された枠状の溝部が形成されている。   The housing 20 has two divided parts 20a and 20c which are divided. The division part 20a has a frame part 20b on the outer edge side of the opening end. The division part 20c has a frame part 20d on the outer edge side of the opening end. The frame portion 20d is formed with a frame-like groove portion formed on the side facing the frame portion 20b.

分割部20a、20cは、枠部20b、20dが対向するよう接触され、図示しない締め具により締め付けられている。枠部20b及び枠部20d間の隙間は、上記溝部に設けられた枠状のOリングにより液密にシールされている。上記Oリングは、ハウジング20外部への冷却液7の漏れを防止する機能を有している。
ハウジング20には、ゴムベローズ21が設けられ、冷却液7の圧力調整が行われている。ハウジング20は、X線を透過しハウジング20外部に放射するX線放射窓24を有している。
The division parts 20a and 20c are brought into contact with each other so that the frame parts 20b and 20d face each other, and are fastened by a fastener (not shown). The gap between the frame part 20b and the frame part 20d is liquid-tightly sealed by a frame-shaped O-ring provided in the groove part. The O-ring has a function of preventing the coolant 7 from leaking outside the housing 20.
The housing 20 is provided with a rubber bellows 21 to adjust the pressure of the coolant 7. The housing 20 has an X-ray emission window 24 that transmits X-rays and emits the X-rays to the outside.

X線管30は、真空外囲器31を備えている。真空外囲器31は、金属で形成された真空容器32と、支持部材40と、絶縁部材50とを備えている。この実施形態において、絶縁部材50は、高電圧絶縁部材で形成されている。支持部材40には陽極ターゲット35が間接的に取り付けられ、絶縁部材50には陰極36が間接的に取り付けられている。陰極36は、陽極ターゲット35に電子ビームを放射するものである。陽極ターゲット35及び陰極36は、真空外囲器31に収納されている。   The X-ray tube 30 includes a vacuum envelope 31. The vacuum envelope 31 includes a vacuum vessel 32 made of metal, a support member 40, and an insulating member 50. In this embodiment, the insulating member 50 is formed of a high voltage insulating member. The anode target 35 is indirectly attached to the support member 40, and the cathode 36 is indirectly attached to the insulating member 50. The cathode 36 emits an electron beam to the anode target 35. The anode target 35 and the cathode 36 are housed in a vacuum envelope 31.

真空外囲器31の内部は真空状態である。X線透過窓33は、真空容器32に気密に設けられている。ここでは、X線透過窓33は、ベリリウムで形成されている。金属表面部34は、真空側のX線透過窓33の表面側を含む真空容器32の内側に設けられ、接地電位に設定される。   The inside of the vacuum envelope 31 is in a vacuum state. The X-ray transmission window 33 is provided in the vacuum container 32 in an airtight manner. Here, the X-ray transmission window 33 is made of beryllium. The metal surface part 34 is provided inside the vacuum vessel 32 including the surface side of the X-ray transmission window 33 on the vacuum side, and is set to ground potential.

陽極ターゲット35は、円盤状に形成されている。陽極ターゲット35は、この陽極ターゲットの外面の一部に設けられたターゲット層35aを有している。ターゲット層35aは、陰極36から放射される電子ビームが衝突されることによりX線(利用X線束)を放出する。ターゲット層35aは、モリブデン、モリブデン合金、タングステン合金等の金属で形成されている。ターゲット層35aはターゲット面35bを有している。ターゲット面35bは円錐面である。陽極ターゲット35は、回転軸A(管軸)を中心に回転可能である。この実施形態において、陽極ターゲット35は接地電位に設定される。   The anode target 35 is formed in a disc shape. The anode target 35 has a target layer 35a provided on a part of the outer surface of the anode target. The target layer 35a emits X-rays (utilized X-ray flux) when the electron beam emitted from the cathode 36 collides with it. The target layer 35a is formed of a metal such as molybdenum, a molybdenum alloy, or a tungsten alloy. The target layer 35a has a target surface 35b. The target surface 35b is a conical surface. The anode target 35 can rotate around the rotation axis A (tube axis). In this embodiment, the anode target 35 is set to the ground potential.

陰極36には陰極支持部材37が接続されている。電圧供給端子54は、陰極支持部材37の内部を通って陰極36に接続されている。電圧供給端子54は、陰極36に負の高電圧を印加するともに陰極36の電子放出源36aに電圧及び電流を供給するものである。   A cathode support member 37 is connected to the cathode 36. The voltage supply terminal 54 is connected to the cathode 36 through the inside of the cathode support member 37. The voltage supply terminal 54 applies a negative high voltage to the cathode 36 and supplies voltage and current to the electron emission source 36 a of the cathode 36.

真空容器32の内側には、集束電極9が位置している。集束電極9は、電子ビームを集束するものである。集束電極9は、陰極36から焦点Fに向かう電子ビームの軌道を取り囲むように設けられている。集束電極9は、例えば、陰極支持部材37に取り付けられている。集束電極9には、調整された負の高電圧が供給される。   The focusing electrode 9 is located inside the vacuum vessel 32. The focusing electrode 9 focuses the electron beam. The focusing electrode 9 is provided so as to surround the trajectory of the electron beam from the cathode 36 toward the focal point F. The focusing electrode 9 is attached to the cathode support member 37, for example. The adjusted negative high voltage is supplied to the focusing electrode 9.

真空容器32の内側には、加速電極8が位置している。加速電極8は、陰極36及び集束電極9から焦点Fに向かう電子ビームの軌道を取り囲み、電子ビームを加速させてターゲット面35bに入射させるものである。図示しないが、加速電極8は真空容器32に取り付けられ、加速電極8の電位は真空容器32及び陽極ターゲット35と同電位(接地電位)に固定されている。   The acceleration electrode 8 is located inside the vacuum vessel 32. The acceleration electrode 8 surrounds the trajectory of the electron beam from the cathode 36 and the focusing electrode 9 toward the focal point F, and accelerates the electron beam to enter the target surface 35b. Although not shown, the acceleration electrode 8 is attached to the vacuum vessel 32, and the potential of the acceleration electrode 8 is fixed to the same potential (ground potential) as the vacuum vessel 32 and the anode target 35.

X線シールド部材5は、真空外囲器31内の焦点F及びX線透過窓33間に位置している。X線シールド部材5は、陰極36から焦点Fに向かう電子ビーム及び利用X線束を通過させる通過部を有している。この実施形態において、X線シールド部材5は、円環状に形成されている。このため、上記通過部は、X線シールド部材5に形成された円形の開口部5aである。   The X-ray shield member 5 is located between the focal point F in the vacuum envelope 31 and the X-ray transmission window 33. The X-ray shield member 5 has a passing portion that allows the electron beam from the cathode 36 toward the focal point F and the used X-ray flux to pass therethrough. In this embodiment, the X-ray shield member 5 is formed in an annular shape. For this reason, the passing portion is a circular opening 5 a formed in the X-ray shield member 5.

X線シールド部材5は、X線を遮蔽し、導電性を示す材料で形成されている。X線シールド部材5は、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を遮蔽するものである。X線シールド部材5は、開口部5aの中心を電子ビームが通過するように位置している。   The X-ray shield member 5 is made of a material that shields X-rays and exhibits conductivity. The X-ray shield member 5 shields X-rays that are directed from other than the focal point F toward the X-ray transmission window 33. The X-ray shield member 5 is positioned so that the electron beam passes through the center of the opening 5a.

X線シールド部材5は、真空外囲器31に固定されている。そして、X線シールド部材5は、金属表面部34に電気的に接続されている。X線シールド部材5は、真空外囲器31(金属表面部34)と同電位(ほぼ同電位)である。   The X-ray shield member 5 is fixed to the vacuum envelope 31. The X-ray shield member 5 is electrically connected to the metal surface portion 34. The X-ray shield member 5 has the same potential (substantially the same potential) as the vacuum envelope 31 (metal surface portion 34).

X線管30は、ロータ920、軸受け930、固定体1及び回転体2を備えている。固定体1は円柱状に形成され、支持部材40に固定されている。固定体1は回転体2を回転可能に支持する。回転体2は筒状に形成され、固定体1と同軸的に設けられている。回転体2の外面にロータ920が取り付けられている。回転体2及び陽極ターゲット35は、継手部35cを介して接合されている。回転体2は、陽極ターゲット35とともに回転可能に設けられている。   The X-ray tube 30 includes a rotor 920, a bearing 930, a fixed body 1, and a rotating body 2. The fixed body 1 is formed in a columnar shape and is fixed to the support member 40. The fixed body 1 supports the rotating body 2 in a rotatable manner. The rotating body 2 is formed in a cylindrical shape and is provided coaxially with the fixed body 1. A rotor 920 is attached to the outer surface of the rotating body 2. The rotating body 2 and the anode target 35 are joined via a joint portion 35c. The rotating body 2 is provided so as to be rotatable together with the anode target 35.

支持部材40は、真空外囲器31の一部を形成している。支持部材40は、筒部46と、筒部46の一端側を閉塞した底部47とで形成されている。筒部46の他端は、真空容器32に気密に接合されている。   The support member 40 forms a part of the vacuum envelope 31. The support member 40 is formed of a cylindrical portion 46 and a bottom portion 47 that closes one end side of the cylindrical portion 46. The other end of the cylindrical portion 46 is airtightly joined to the vacuum vessel 32.

支持部材26は、円環状に形成され、真空容器32に気密に接続されている。支持部材26は絶縁部材50に接着されている。支持部材26は、分割部20a(ハウジング20)に対向している。支持部材26は、分割部20aと対向した側に形成された円環状の溝部を有している。支持部材26及び分割部20a間の隙間は、上記溝部に設けられた円環状のOリングによりシールされている。上記Oリングは、支持部材26及び分割部20a間の隙間から外部への冷却液7の漏れを防止する機能を有している。   The support member 26 is formed in an annular shape and is hermetically connected to the vacuum vessel 32. The support member 26 is bonded to the insulating member 50. The support member 26 faces the divided portion 20a (housing 20). The support member 26 has an annular groove formed on the side facing the dividing portion 20a. A gap between the support member 26 and the divided portion 20a is sealed by an annular O-ring provided in the groove portion. The O-ring has a function of preventing leakage of the coolant 7 from the gap between the support member 26 and the divided portion 20a to the outside.

絶縁部材50は、支持部材26に気密に取り付けられ、真空外囲器31の一部を形成している。絶縁部材50は、ハウジング20の外部に露出した外部端面50Sを有している。この実施形態において、外部端面50Sは平面である。   The insulating member 50 is hermetically attached to the support member 26 and forms a part of the vacuum envelope 31. The insulating member 50 has an external end surface 50 </ b> S exposed to the outside of the housing 20. In this embodiment, the outer end surface 50S is a flat surface.

絶縁部材50の内部には、陰極36に接続され、外部端面50S側へ導出する電圧供給端子54が設けられている。この実施形態において、電圧供給端子54は高電圧供給端子である。電圧供給端子54は、外部端面50Sを貫通して設けられ、陰極36に高電圧を供給するものである。   Inside the insulating member 50, a voltage supply terminal 54 connected to the cathode 36 and led out to the external end face 50S side is provided. In this embodiment, the voltage supply terminal 54 is a high voltage supply terminal. The voltage supply terminal 54 is provided so as to penetrate the external end face 50 </ b> S and supplies a high voltage to the cathode 36.

ケーブル102は、ハウジング20の開口部に設けられた絶縁部材20eにより固定されている。ケーブル102は、固定体1に電気的に接続されている。ケーブル102は、固定体1等を介して陽極ターゲット35を接地電位に設定する他、真空容器32(真空外囲器31)等を接地電位に設定するものである。   The cable 102 is fixed by an insulating member 20 e provided at the opening of the housing 20. The cable 102 is electrically connected to the fixed body 1. The cable 102 sets the anode target 35 to the ground potential via the fixed body 1 and the like, and sets the vacuum vessel 32 (vacuum envelope 31) and the like to the ground potential.

高電圧コネクタ200は、有底筒状のハウジング201と、ハウジング201内にその先端が挿入されたケーブル202と、ハウジング201内に充填され、ケーブル202の端子をハウジング201の開口部側に向けて固定するエポキシ樹脂材製の固定部203と、この固定部203と絶縁部材50の外部端面50Sとの間に挿入されたシリコーン樹脂材製のシリコーンプレート204とを備えている。この実施形態において、ケーブル202は高電圧ケーブルである。固定部203は、電気絶縁材である。   The high-voltage connector 200 includes a bottomed cylindrical housing 201, a cable 202 having a tip inserted into the housing 201, and the housing 201 filled with the terminal of the cable 202 facing the opening of the housing 201. A fixing portion 203 made of an epoxy resin material to be fixed and a silicone plate 204 made of a silicone resin material inserted between the fixing portion 203 and the outer end surface 50S of the insulating member 50 are provided. In this embodiment, cable 202 is a high voltage cable. The fixing part 203 is an electrical insulating material.

この実施形態において、高電圧コネクタ200の電気絶縁材としての固定部203は、絶縁部材50の外部端面50Sに間接的に密着されている。なお、固定部203は、外部端面50Sに直接密着されていても良い。高電圧コネクタ200は、電圧供給端子54に高電圧を与えるものである。   In this embodiment, the fixing portion 203 as an electrical insulating material of the high voltage connector 200 is in intimate contact with the outer end surface 50 </ b> S of the insulating member 50. Note that the fixing portion 203 may be in direct contact with the outer end surface 50S. The high voltage connector 200 applies a high voltage to the voltage supply terminal 54.

このように構成されたX線管装置10では、次のように用いられる。高電圧コネクタ200をハウジング20に取り付ける際に、シリコーンプレート204が、それぞれ固定部203と、絶縁部材50の外部端面50Sとに密着するように押圧する。   The X-ray tube apparatus 10 configured as described above is used as follows. When attaching the high voltage connector 200 to the housing 20, the silicone plates 204 are pressed so as to be in close contact with the fixing portion 203 and the outer end surface 50 </ b> S of the insulating member 50.

X線遮蔽部としてのX線遮蔽キャップ400は、高電圧コネクタ200を覆うようにハウジング20に着脱可能に取り付けられている。X線遮蔽キャップ400は、X線不透過材を含む材料で形成されている。   An X-ray shielding cap 400 as an X-ray shielding part is detachably attached to the housing 20 so as to cover the high voltage connector 200. The X-ray shielding cap 400 is made of a material containing an X-ray opaque material.

冷却液7は、ハウジング20内に充填され、X線管30及びハウジング20間を満たしている。冷却液7としては、絶縁油又は水系冷却液を用いることができる。この実施形態において、冷却液7として水系冷却液を用いている。   The coolant 7 is filled in the housing 20 and fills the space between the X-ray tube 30 and the housing 20. As the coolant 7, insulating oil or an aqueous coolant can be used. In this embodiment, an aqueous coolant is used as the coolant 7.

図7、図13及び図14に示すように、陰極36は、第2平面S2及び第3平面S3に垂直であり、第1方向d1に電子ビームを放出する。   As shown in FIGS. 7, 13, and 14, the cathode 36 is perpendicular to the second plane S2 and the third plane S3, and emits an electron beam in the first direction d1.

偏向部70(永久磁石)は、ヨーク71で接続されている。偏向部70は、第5の実施形態と異なり、第4方向d4の逆方向から傾斜した方向であり、回転軸Aに沿った方向に磁場Ha1を作用させる。偏向部70は、ここでは、電子ビームを90°偏向させている。角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは0°である。角度γは、5°乃至25°の範囲内に設定されている。   The deflection unit 70 (permanent magnet) is connected by a yoke 71. Unlike the fifth embodiment, the deflection unit 70 is a direction inclined from the reverse direction of the fourth direction d4, and causes the magnetic field Ha1 to act in a direction along the rotation axis A. Here, the deflecting unit 70 deflects the electron beam by 90 °. The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. The angle β is 0 °. The angle γ is set within a range of 5 ° to 25 °.

偏向部80は、偏向部70の磁場Ha1が作用する領域より陰極36に近い領域で、電子ビームを偏向させるものである。偏向部80は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部80は、第2平面S2及び第3平面S3に平行であり、回転軸Aに垂直な方向に磁場Hb1を作用させるものである。   The deflecting unit 80 deflects the electron beam in a region closer to the cathode 36 than the region where the magnetic field Ha1 of the deflecting unit 70 acts. The deflection unit 80 is provided outside the vacuum envelope 31 at a position surrounding the trajectory of the electron beam. The deflecting unit 80 applies a magnetic field Hb1 in a direction parallel to the second plane S2 and the third plane S3 and perpendicular to the rotation axis A.

偏向部80は、第1方向d1に向かう電子ビームに磁場Hb1を作用させて電子ビームを第1平面S1から角度αだけ傾斜してターゲット面35bに入射させ、かつ焦点Fがターゲット面35b上を周期的に移動するように上記電子ビームを偏向させるものである。焦点Fは、第3平面S3に沿ったターゲット面35b上を移動することになる。   The deflecting unit 80 applies the magnetic field Hb1 to the electron beam traveling in the first direction d1 so that the electron beam is incident on the target surface 35b with an angle α from the first plane S1, and the focal point F is on the target surface 35b. The electron beam is deflected so as to move periodically. The focal point F moves on the target surface 35b along the third plane S3.

焦点位置補正部90は、真空容器32の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。焦点位置補正部90は、偏向部70の磁場Ha1が作用する領域より陰極36に近い領域に、補正磁場Hc1を発生させる。焦点位置補正部90は、偏向部80と同一平面上に位置し、第2平面S2及び第3平面S3に平行であり、回転軸Aに平行となる方向に補正磁場Hc1を作用させるものである。補正磁場Hc1は、磁場Hb1に直交している。焦点位置補正部90は、焦点Fの位置を微調整するものである。   The focal position correction unit 90 is provided outside the vacuum container 32 at a position surrounding the trajectory of the electron beam. The focal position correction unit 90 generates the correction magnetic field Hc1 in a region closer to the cathode 36 than the region where the magnetic field Ha1 of the deflection unit 70 acts. The focal position correction unit 90 is located on the same plane as the deflection unit 80, is parallel to the second plane S2 and the third plane S3, and applies a correction magnetic field Hc1 in a direction parallel to the rotation axis A. . The correction magnetic field Hc1 is orthogonal to the magnetic field Hb1. The focal position correction unit 90 finely adjusts the position of the focal point F.

図示しないが、X線装置は、焦点位置補正部90に電圧を供給する補正電源と、補正電源が焦点位置補正部90に供給する電圧を制御する補正電源制御部とをさらに備えている。焦点位置補正部90、補正電源及び補正電源制御部は、焦点位置補正用の他の偏向磁場発生ユニットを形成している。   Although not shown, the X-ray apparatus further includes a correction power source that supplies a voltage to the focal position correction unit 90 and a correction power source control unit that controls a voltage supplied from the correction power source to the focal position correction unit 90. The focus position correction unit 90, the correction power source, and the correction power source control unit form another deflection magnetic field generation unit for focus position correction.

捕捉体60は、真空容器32に気密に接合され、真空外囲器31の一部を形成している。捕捉体60は、銅、銅合金、グリッドコップ、モリブデン、モリブデン合金、銅タン(スポンジ構造のタングステン材に銅を含浸させた材料)等の金属で形成可能である。捕捉体60は、陽極ターゲット35に対向配置されている。捕捉体60は、焦点Fから飛び出す反跳電子を捕捉するものである。捕捉体60は、陽極ターゲット35に対向した側に、凹凸面60Sを有している。凹凸面60Sは、捕捉体60の表面に形成された複数の突出部で形成されている。複数の突出部は、第3平面S3に沿った方向に並べられ、第3平面S3に垂直な方向に延出して形成されている。   The capturing body 60 is airtightly joined to the vacuum container 32 and forms a part of the vacuum envelope 31. The capturing body 60 can be formed of a metal such as copper, a copper alloy, a grid cup, molybdenum, a molybdenum alloy, or copper tan (a material obtained by impregnating copper with a sponge structure tungsten material). The capturing body 60 is disposed to face the anode target 35. The capturing body 60 captures recoil electrons jumping out from the focal point F. The capturing body 60 has an uneven surface 60 </ b> S on the side facing the anode target 35. The uneven surface 60 </ b> S is formed by a plurality of protrusions formed on the surface of the capturing body 60. The plurality of protrusions are arranged in a direction along the third plane S3 and are formed to extend in a direction perpendicular to the third plane S3.

焦点Fから飛び出した反跳電子の半分は捕捉体60で捕捉され、残りの半分は捕捉体60で反射される。しかしながら、捕捉体60は凹凸面60Sを有しているため、多重反射により、反跳電子の残りの半分も凹凸面60Sで、より多く捕捉することができる。   Half of the recoil electrons jumping out from the focal point F are captured by the capturing body 60, and the other half are reflected by the capturing body 60. However, since the capturing body 60 has the uneven surface 60S, the remaining half of the recoil electrons can be captured more by the uneven surface 60S due to multiple reflection.

捕捉体60の内部は、冷却液7の流路を形成している。捕捉体60が反跳電子を捕捉することにより加熱されても、冷却液7により、捕捉体60、特に凹凸面60Sを冷却することができる。捕捉体60は、ハウジング20の内部に開口した取入口及び吐出口を有している。捕捉体60の吐出口とハウジングに設けられた排出口20oは、ホース等により連結されている。   Inside the capturing body 60, a flow path for the coolant 7 is formed. Even if the capturing body 60 is heated by capturing recoil electrons, the capturing body 60, particularly the uneven surface 60 </ b> S, can be cooled by the coolant 7. The capturing body 60 has an intake port and a discharge port that are open inside the housing 20. The discharge port of the capturing body 60 and the discharge port 20o provided in the housing are connected by a hose or the like.

ハウジング20の外部には、図示しない冷却機構が設けられている。冷却機構は、ハウジング20の導入口20i及び排出口20oに連結されている。冷却機構は、冷却液7の流れをハウジング20内及び捕捉体60内に作り出す冷却液循環ポンプと、冷却液7の熱を外部に放出する熱交換器と、を有している。このため、冷却液7は、導入口20iからハウジング20内に導入され、排出口20oからハウジング20外に排出される。   A cooling mechanism (not shown) is provided outside the housing 20. The cooling mechanism is connected to the inlet 20 i and the outlet 20 o of the housing 20. The cooling mechanism includes a coolant circulation pump that creates a flow of the coolant 7 in the housing 20 and the capturing body 60, and a heat exchanger that releases heat of the coolant 7 to the outside. For this reason, the coolant 7 is introduced into the housing 20 through the introduction port 20 i and is discharged out of the housing 20 through the discharge port 20 o.

この実施形態において、冷却液7は、ハウジング20内に導入された後に捕捉体60内に導入されるが、これに限らず、捕捉体60内に導入された後にハウジング20内に導入されてもよい。   In this embodiment, the coolant 7 is introduced into the capturing body 60 after being introduced into the housing 20, but is not limited thereto, and may be introduced into the housing 20 after being introduced into the capturing body 60. Good.

このように構成されたX線管装置10では、ステータコイル910に所定の電流を印加することでロータ920が回転し、陽極ターゲット35が回転する。次に、高電圧コネクタ200に所定の高電圧を印加する。   In the X-ray tube apparatus 10 configured as described above, by applying a predetermined current to the stator coil 910, the rotor 920 rotates and the anode target 35 rotates. Next, a predetermined high voltage is applied to the high voltage connector 200.

ケーブル102を介し、固定体1、軸受け930、回転体2、継手部35c、及び陽極ターゲット35は接地電位に設定される。高電圧コネクタ200に印加された高電圧は、電圧供給端子54を介して陰極36に与えられる。X線透過窓33を含む真空外囲器31は、接地されている。陰極36の電位は、−Vに設定される。陽極ターゲット35の電位は、接地電位に設定される。X線シールド部材5の電位は、接地電位に設定される。   The fixed body 1, the bearing 930, the rotating body 2, the joint portion 35c, and the anode target 35 are set to the ground potential via the cable 102. The high voltage applied to the high voltage connector 200 is applied to the cathode 36 via the voltage supply terminal 54. The vacuum envelope 31 including the X-ray transmission window 33 is grounded. The potential of the cathode 36 is set to -V. The potential of the anode target 35 is set to the ground potential. The potential of the X-ray shield member 5 is set to the ground potential.

これにより、陰極36から放出された電子ビームは、磁場Ha1により偏向され、陽極ターゲット35のターゲット面35bに入射され、ターゲット面35bに焦点Fが形成される。焦点Fの位置は、補正磁場Hc1により補正することが可能である。そして、焦点Fは、磁場Hb1により、ターゲット面35b上を周期的に移動する。焦点Fから放出される利用X線束は、X線透過窓33及びX線放射窓24を透過して外部へ放射される。   As a result, the electron beam emitted from the cathode 36 is deflected by the magnetic field Ha1 and is incident on the target surface 35b of the anode target 35, and a focal point F is formed on the target surface 35b. The position of the focal point F can be corrected by the correction magnetic field Hc1. The focal point F periodically moves on the target surface 35b by the magnetic field Hb1. The utilized X-ray flux emitted from the focal point F is transmitted to the outside through the X-ray transmission window 33 and the X-ray emission window 24.

上記のように構成された第7の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。陰極36は負の高電位に設定され、陽極ターゲット35、X線透過窓33を含む真空外囲器31及びX線シールド部材5は接地されている。   According to the X-ray apparatus according to the seventh embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The cathode 36 is set to a negative high potential, and the anode target 35, the vacuum envelope 31 including the X-ray transmission window 33, and the X-ray shield member 5 are grounded.

第1方向d1は、第3平面S3に垂直であるが、偏向部70による磁場Ha1の作用により、角度αを5°乃至30°の範囲内の何れかとすることができる。このため、第7の実施形態に係るX線装置は、上述した第5の実施形態と同様の効果を得ることができ、X線透過窓33への反跳電子(2次電子)の直撃を抑制することができる。   The first direction d1 is perpendicular to the third plane S3, but the angle α can be set within a range of 5 ° to 30 ° by the action of the magnetic field Ha1 by the deflecting unit 70. For this reason, the X-ray apparatus according to the seventh embodiment can obtain the same effects as those of the fifth embodiment described above, and the recoil electrons (secondary electrons) directly hit the X-ray transmission window 33. Can be suppressed.

また、陽極ターゲット35の上方へ散乱する反跳電子は、捕捉体60により捕捉することができるため、焦点F近傍を含むターゲット面35bへの反跳電子の再衝突を抑制することができる。これにより、ターゲット面35b(焦点F)の温度上昇や、ターゲット面35bに引き起こされる荒れを抑制でき、放電の発生やX線の出力低下を抑制することができる。焦点F以外からのX線の放出を抑制できるため、X線画像の明瞭度の低下を抑制することができる。   Further, since recoil electrons scattered upward of the anode target 35 can be captured by the capturing body 60, re-collision of recoil electrons to the target surface 35b including the vicinity of the focal point F can be suppressed. Thereby, the temperature rise of the target surface 35b (focal point F) and the roughness caused by the target surface 35b can be suppressed, and the occurrence of discharge and the decrease in the output of X-rays can be suppressed. Since the emission of X-rays from other than the focal point F can be suppressed, a decrease in the clarity of the X-ray image can be suppressed.

焦点F以外からX線が放出されたとしても、X線シールド部材5は、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線(焦点外X線)を遮蔽することができるため、よりX線画像の明瞭度の低下を抑制することができる。   Even if X-rays are emitted from other than the focal point F, the X-ray shield member 5 can shield X-rays (out-of-focus X-rays) from other than the focal point F toward the X-ray transmission window 33, and thus more X-rays A decrease in the clarity of the image can be suppressed.

さらに、陰極36を、第1平面S1に概ね平行となるように寝かせた状態にして配置することができるため、回転軸Aに沿ったX線管30のサイズをよりコンパクトにすることができる。   Furthermore, since the cathode 36 can be placed in a state of being lying substantially parallel to the first plane S1, the size of the X-ray tube 30 along the rotation axis A can be made more compact.

偏向部80は、電子ビームをターゲット面35b上を周期的(連続的又は間欠的)に走査させることができる。X線装置をCT装置に搭載した場合、焦点位置を切り替えながらスキャンを行うことができるため、フライングフォーカス方式のCT装置に応用することができる。また、電子ビームは、偏向部80によってターゲット面35bを十分速い速度で走査されるため、焦点F温度の上昇を軽減することができる。   The deflecting unit 80 can scan the electron beam on the target surface 35b periodically (continuously or intermittently). When the X-ray apparatus is mounted on the CT apparatus, scanning can be performed while switching the focal position, and therefore, it can be applied to a flying focus type CT apparatus. Further, since the electron beam is scanned on the target surface 35b at a sufficiently high speed by the deflecting unit 80, an increase in the focus F temperature can be reduced.

角度αが5°乃至60°の範囲内の何れかである場合、角度αを90°付近とした場合に比べ、焦点Fを同じ距離だけ移動させるための電子ビームの偏向角θを小さくすることができる。すなわち、偏向電源81が偏向部80に供給する電圧を低くできることから、電子ビームをエネルギ効率よく偏向することができる。   When the angle α is in the range of 5 ° to 60 °, the deflection angle θ of the electron beam for moving the focal point F by the same distance is reduced as compared with the case where the angle α is around 90 °. Can do. That is, since the voltage supplied from the deflection power supply 81 to the deflection unit 80 can be lowered, the electron beam can be deflected in an energy efficient manner.

冷却液7として、熱伝達率が最も高い、水を主成分とする水系冷却液を用いることができる。このため、冷却液7は、真空容器32、捕捉体60、支持部材40、絶縁部材50、支持部材26に伝わる熱を最も有効に奪うことができる。また、水系冷却液は、絶縁油に比べて、比熱が大きい(絶縁油の約2倍)ため、X線管30の放熱による冷却液の温度上昇が低く抑えられる。   As the coolant 7, an aqueous coolant having the highest heat transfer coefficient and containing water as a main component can be used. For this reason, the coolant 7 can most effectively remove the heat transmitted to the vacuum vessel 32, the capturing body 60, the support member 40, the insulating member 50, and the support member 26. Further, since the water-based coolant has a larger specific heat than the insulating oil (about twice that of the insulating oil), the temperature rise of the coolant due to the heat radiation of the X-ray tube 30 is suppressed to a low level.

支持部材40は冷却液7に接するため、陽極ターゲット35からの熱を効果的に冷却液7に放散することができる。支持部材26は冷却液7に接するため、陰極36から絶縁部材50に伝わった熱を効果的に冷却液7に放散でき、絶縁部材50に接続された高電圧コネクタ200の温度を低くでき、長期にわたって高電圧コネクタ200の絶縁性を確保することができる。   Since the support member 40 is in contact with the coolant 7, the heat from the anode target 35 can be effectively dissipated into the coolant 7. Since the support member 26 is in contact with the cooling liquid 7, the heat transmitted from the cathode 36 to the insulating member 50 can be effectively dissipated to the cooling liquid 7, the temperature of the high voltage connector 200 connected to the insulating member 50 can be lowered, and long-term Insulation of the high voltage connector 200 can be ensured.

捕捉体60や真空容器32は、焦点Fから飛び出す反跳電子の殆どが衝撃したり、高温となった陽極ターゲット35からの熱輻射を受けて加熱されたりするが、真空容器32の外面や捕捉体60の内部は冷却液7に接するため、これらの熱を効果的に冷却液7に放散することができる。   The trapping body 60 and the vacuum vessel 32 are heated by receiving most of the recoil electrons jumping out from the focal point F or receiving heat radiation from the anode target 35 that has become high temperature. Since the inside of the body 60 is in contact with the coolant 7, these heats can be effectively dissipated into the coolant 7.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを低減させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

次に、第8の実施形態に係るX線装置について説明する。この実施形態において、X線管は回転陽極型のX線管であり、以下、回転陽極型のX線管を備えた回転陽極型のX線装置について説明する。この実施形態において、上記第7の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to an eighth embodiment will be described. In this embodiment, the X-ray tube is a rotary anode type X-ray tube. Hereinafter, a rotary anode type X-ray apparatus including a rotary anode type X-ray tube will be described. In this embodiment, the same reference numerals are given to the same functional portions as those in the seventh embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

図15に示すように、焦点位置補正部90は、ヨーク71に巻かれたコイルで形成されている。焦点位置移動用の他の偏向磁場発生ユニットは、焦点位置補正部90(コイル)に定電流を与えることが可能である。これにより、焦点位置補正部90は、偏向部70の磁場Ha1に重畳する補正磁場Hc1を発生させることができる。   As shown in FIG. 15, the focal position correction unit 90 is formed by a coil wound around a yoke 71. Another deflection magnetic field generating unit for moving the focal position can supply a constant current to the focal position correcting unit 90 (coil). Thereby, the focal position correction unit 90 can generate the correction magnetic field Hc1 superimposed on the magnetic field Ha1 of the deflection unit 70.

上記のように構成された第8の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。陰極36は負の高電位に設定され、陽極ターゲット35、X線透過窓33を含む真空外囲器31及びX線シールド部材5は接地されている。   According to the X-ray apparatus according to the eighth embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The cathode 36 is set to a negative high potential, and the anode target 35, the vacuum envelope 31 including the X-ray transmission window 33, and the X-ray shield member 5 are grounded.

この実施形態の焦点位置補正部90は、第7の実施形態と同様に、焦点Fの位置を微調整することができるものである。このため、第8の実施形態に係るX線装置は、上述した第7の実施形態と同様の効果を得ることができる。   The focal position correction unit 90 of this embodiment can finely adjust the position of the focal point F as in the seventh embodiment. For this reason, the X-ray apparatus according to the eighth embodiment can obtain the same effects as those of the seventh embodiment described above.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを低減させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33, and to move toward the X-ray transmission window 33 from other than the focal point F. An X-ray apparatus capable of reducing the number of lines can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

次に、第9の実施形態に係るX線装置について説明する。この実施形態において、X線管は回転陽極型のX線管であり、以下、回転陽極型のX線管を備えた回転陽極型のX線装置について説明する。この実施形態において、上記第1の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。   Next, an X-ray apparatus according to a ninth embodiment will be described. In this embodiment, the X-ray tube is a rotary anode type X-ray tube. Hereinafter, a rotary anode type X-ray apparatus including a rotary anode type X-ray tube will be described. In this embodiment, the same functional parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

第9の実施形態に係るX線装置は、図16及び図17に示す通りであり、X線装置の構成は、上述した実施形態を参照することにより、図16及び図17より了解できるものである。以下、X線装置の偏向部70、偏向部80及び焦点位置補正部90について説明する。   The X-ray apparatus according to the ninth embodiment is as shown in FIGS. 16 and 17, and the configuration of the X-ray apparatus can be understood from FIGS. 16 and 17 by referring to the above-described embodiment. is there. Hereinafter, the deflection unit 70, the deflection unit 80, and the focal position correction unit 90 of the X-ray apparatus will be described.

図3、図16及び図17に示すように、偏向部70は、陰極36から放出される電子ビームを偏向させ、上記電子ビームを、ターゲット面35bに、第1方向d1とは異なる第3方向d3に向けて入射させる。この実施形態において、偏向部70は、磁気偏向部であり、より詳しくは永久磁石である。偏向部70は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部70は、第2平面S2及び第3平面S3に垂直な方向に磁場Ha1を利用させる。ここでは、偏向部70は、電子ビームを90°偏向させている。角度αは、5°乃至60°の範囲内の何れかである。角度βは0°である。角度γは、5°乃至25°の範囲内に設定されている。   As shown in FIGS. 3, 16, and 17, the deflecting unit 70 deflects the electron beam emitted from the cathode 36, and causes the electron beam to travel on the target surface 35b in a third direction different from the first direction d1. Incident toward d3. In this embodiment, the deflection unit 70 is a magnetic deflection unit, and more specifically a permanent magnet. The deflection unit 70 is provided outside the vacuum envelope 31 at a position surrounding the trajectory of the electron beam. The deflecting unit 70 uses the magnetic field Ha1 in a direction perpendicular to the second plane S2 and the third plane S3. Here, the deflection unit 70 deflects the electron beam by 90 °. The angle α is in the range of 5 ° to 60 °. The angle β is 0 °. The angle γ is set within a range of 5 ° to 25 °.

偏向部80は、偏向部70の磁場Ha1が作用する領域より陰極36に近い領域で、電子ビームを偏向させるものである。偏向部80は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部80は、第2平面S2及び第3平面S3に平行であり、回転軸Aに垂直な方向に磁場Hb1を作用させるものである。   The deflecting unit 80 deflects the electron beam in a region closer to the cathode 36 than the region where the magnetic field Ha1 of the deflecting unit 70 acts. The deflection unit 80 is provided outside the vacuum envelope 31 at a position surrounding the trajectory of the electron beam. The deflecting unit 80 applies a magnetic field Hb1 in a direction parallel to the second plane S2 and the third plane S3 and perpendicular to the rotation axis A.

偏向部80は、第1方向d1に向かう電子ビームに磁場Hb1を作用させ、焦点Fがターゲット面35b上を周期的に移動するように上記電子ビームを偏向させるものである。焦点Fは、ターゲット面35b上を、第3平面S3に垂直な方向に移動することになる。   The deflecting unit 80 applies the magnetic field Hb1 to the electron beam traveling in the first direction d1, and deflects the electron beam so that the focal point F periodically moves on the target surface 35b. The focal point F moves on the target surface 35b in a direction perpendicular to the third plane S3.

焦点位置補正部90は、真空外囲器31の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。焦点位置補正部90は、偏向部70の磁場Ha1及び偏向部80の磁場Hb1が作用する領域より陰極36に近い領域に、補正磁場Hc1を発生させる。焦点位置補正部90は、第2平面S2及び第3平面S3に垂直であり、回転軸Aに直交する方向に補正磁場Hc1を作用させるものである。補正磁場Hc1は、磁場Hb1に直交している。焦点位置補正部90は、焦点Fの位置を微調整するものである。   The focal position correction unit 90 is provided outside the vacuum envelope 31 at a position surrounding the electron beam trajectory. The focal position correction unit 90 generates the correction magnetic field Hc1 in a region closer to the cathode 36 than the region where the magnetic field Ha1 of the deflection unit 70 and the magnetic field Hb1 of the deflection unit 80 act. The focal position correction unit 90 applies the correction magnetic field Hc1 in a direction perpendicular to the rotation plane A and perpendicular to the second plane S2 and the third plane S3. The correction magnetic field Hc1 is orthogonal to the magnetic field Hb1. The focal position correction unit 90 finely adjusts the position of the focal point F.

さらに、焦点位置補正部90は、他の偏向部として機能し、焦点Fがターゲット面35b上を周期的に移動するように電子ビームを偏向させるものであってもよい。この場合、焦点位置補正部90は、磁場Ha1、Hb1が作用する領域より陰極36に近い領域に、磁場Hb2を作用させ、電子ビームを偏向させるものである。   Further, the focal position correcting unit 90 may function as another deflecting unit and deflect the electron beam so that the focal point F periodically moves on the target surface 35b. In this case, the focal position correction unit 90 deflects the electron beam by causing the magnetic field Hb2 to act on a region closer to the cathode 36 than the region on which the magnetic fields Ha1 and Hb1 act.

焦点位置補正部90は、第2平面S2及び第3平面S3に垂直であり、回転軸Aに直交する方向に磁場Hb2を作用させるものである。 The focal position correcting unit 90 applies the magnetic field Hb2 in a direction perpendicular to the rotation axis A and perpendicular to the second plane S2 and the third plane S3.

焦点位置補正部90は、第1方向d1に向かう電子ビームに磁場Hb2を作用させ、焦点Fがターゲット面35b上を周期的に移動するように上記電子ビームを偏向させるものである。焦点Fは、ターゲット面35b上を、第3平面S3に沿った方向に移動することになる。   The focal position correction unit 90 applies the magnetic field Hb2 to the electron beam traveling in the first direction d1, and deflects the electron beam so that the focal point F periodically moves on the target surface 35b. The focal point F moves on the target surface 35b in the direction along the third plane S3.

X線シールド部材5は、真空外囲器31内の焦点F及びX線透過窓33間に位置している。X線シールド部材5は、陰極36から焦点Fに向かう電子ビーム及び利用X線束を通過させる通過部を有している。この実施形態において、X線シールド部材5は、円環状に形成されている。このため、上記通過部は、X線シールド部材5に形成された円形の開口部5aである。   The X-ray shield member 5 is located between the focal point F in the vacuum envelope 31 and the X-ray transmission window 33. The X-ray shield member 5 has a passing portion that allows the electron beam from the cathode 36 toward the focal point F and the used X-ray flux to pass therethrough. In this embodiment, the X-ray shield member 5 is formed in an annular shape. For this reason, the passing portion is a circular opening 5 a formed in the X-ray shield member 5.

X線シールド部材5は、X線を遮蔽し、導電性を示す材料で形成されている。X線シールド部材5は、焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を遮蔽するものである。   The X-ray shield member 5 is made of a material that shields X-rays and exhibits conductivity. The X-ray shield member 5 shields X-rays that are directed from other than the focal point F toward the X-ray transmission window 33.

X線シールド部材5は、真空外囲器31に固定されている。そして、X線シールド部材5は、金属表面部34に電気的に接続されている。X線シールド部材5は、真空外囲器31(金属表面部34)と同電位(ほぼ同電位)である。   The X-ray shield member 5 is fixed to the vacuum envelope 31. The X-ray shield member 5 is electrically connected to the metal surface portion 34. The X-ray shield member 5 has the same potential (substantially the same potential) as the vacuum envelope 31 (metal surface portion 34).

上記のように構成された第9の実施形態に係るX線装置によれば、X線管30は、陽極ターゲット35と、陰極36と、真空外囲器31と、X線シールド部材5と、を備えている。陰極36は負の高電位に設定され、陽極ターゲット35、X線透過窓33を含む真空外囲器31及びX線シールド部材5は接地されている。   According to the X-ray apparatus according to the ninth embodiment configured as described above, the X-ray tube 30 includes the anode target 35, the cathode 36, the vacuum envelope 31, the X-ray shield member 5, It has. The cathode 36 is set to a negative high potential, and the anode target 35, the vacuum envelope 31 including the X-ray transmission window 33, and the X-ray shield member 5 are grounded.

第9の実施形態に係るX線装置は、偏向部70により電子ビームを偏向することができるため、上述した第1の実施形態と同様の効果を得ることができ、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制することができる。   Since the X-ray apparatus according to the ninth embodiment can deflect the electron beam by the deflecting unit 70, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained. Direct hit of recoil electrons can be suppressed.

上記したことから、X線透過窓33への反跳電子の直撃を抑制し、X線透過窓33の温度上昇を確実に低減することができ焦点F以外からX線透過窓33に向かうX線を低減することができるX線装置を得ることができる。これにより、例えば、X線撮影像の解像度を向上させることが可能となる。また、より頻繁にX線を放出させたり、より長時間に亘ってX線を連続的に放出させたりすることが可能となる。さらに、X線透過窓33の厚みを低減させたり、X線透過窓33を形成する材料をより安価な材料に代替したりすることが可能となる。   From the above, it is possible to suppress recoil electrons from directly hitting the X-ray transmission window 33, and to reliably reduce the temperature rise of the X-ray transmission window 33. Can be obtained. Thereby, for example, the resolution of the X-ray image can be improved. In addition, X-rays can be emitted more frequently or X-rays can be continuously emitted for a longer time. Furthermore, the thickness of the X-ray transmission window 33 can be reduced, or the material forming the X-ray transmission window 33 can be replaced with a cheaper material.

なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

例えば、X線シールド部材5及びX線シールド部材5の通過部のサイズ及び形状は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。図18に示すように、X線シールド部材5は矩形状であり、開口部5aは円形であってもよい。図19に示すように、X線シールド部材5は矩形状(例えば長方形)であり、開口部5aは楕円形であってもよい。図20に示すように、X線シールド部材5及び開口部5aは、楕円形であってもよい。   For example, the size and shape of the X-ray shield member 5 and the passage portion of the X-ray shield member 5 are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified. As shown in FIG. 18, the X-ray shield member 5 may be rectangular and the opening 5a may be circular. As shown in FIG. 19, the X-ray shield member 5 may be rectangular (for example, rectangular), and the opening 5a may be elliptical. As shown in FIG. 20, the X-ray shield member 5 and the opening 5a may be oval.

図21に示すように、X線シールド部材5は、電子ビーム及び利用X線束を通過させる通過部として、スリット5bを有していてもよい。図22に示すように、X線シールド部材5は、電子ビーム及び利用X線束を通過させる通過部として、スリット5cを有していてもよい。その他、X線シールド部材5は、例えば、互いに間隔を置いて位置した一対の板状部材で形成することにより、スリットを形成することができる。   As shown in FIG. 21, the X-ray shield member 5 may have a slit 5 b as a passing portion that allows the electron beam and the utilized X-ray bundle to pass therethrough. As shown in FIG. 22, the X-ray shield member 5 may have a slit 5 c as a passing portion that allows the electron beam and the utilized X-ray bundle to pass therethrough. In addition, the X-ray shield member 5 can form a slit, for example, by forming it with a pair of plate-like members positioned at a distance from each other.

図23に示すように、X線シールド部材5が厚く形成される場合、通過部の内面(内周面)をテーパ面としてもよい。テーパ面は、X線(利用X線束)の通過する方向に沿って次第に拡大するように形作られている。これにより、X線シールド部材5は、より広範囲にX線(利用X線束)を通過させることができる。   As shown in FIG. 23, when the X-ray shield member 5 is formed thick, the inner surface (inner peripheral surface) of the passage portion may be a tapered surface. The tapered surface is shaped so as to gradually expand along the direction in which X-rays (utilized X-ray flux) pass. Thereby, the X-ray shield member 5 can pass X-rays (utilized X-ray flux) in a wider range.

偏向部70は、永久磁石に限らず、電子ビームを偏向させる磁場を作用させるものであればよい。また、偏向部70、偏向部80及び焦点位置補正部90は、磁気偏向部に限らず、静電偏向部であってもよい。例えば、偏向部70が静電偏向部の場合、偏向部70は、電子ビームの軌道を取り囲むように真空容器32の内側に設けられ、電子ビームに電界を作用させることにより、電子ビームを偏向させることができる。
この発明は、上記X線管装置及びX線装置に限らず、各種X線管装置及びX線装置に適用することができる。
The deflection unit 70 is not limited to a permanent magnet, and may be any unit that acts on a magnetic field that deflects an electron beam. Further, the deflecting unit 70, the deflecting unit 80, and the focal position correcting unit 90 are not limited to the magnetic deflecting unit, and may be an electrostatic deflecting unit. For example, when the deflection unit 70 is an electrostatic deflection unit, the deflection unit 70 is provided inside the vacuum vessel 32 so as to surround the electron beam trajectory, and deflects the electron beam by applying an electric field to the electron beam. be able to.
The present invention is not limited to the above X-ray tube device and X-ray device, but can be applied to various X-ray tube devices and X-ray devices.

1…固定体、2…回転体、5…X線シールド部材、5a…開口部、5b…スリット、5c…スリット、7…冷却液、10…X線管装置、20…ハウジング、24…X線放射窓、30…X線管、31…真空外囲器、32…真空容器、33…X線透過窓、34…金属表面部、35…陽極ターゲット、35a…ターゲット層、35b…ターゲット面、36…陰極、36a…電子放出源、40…支持部材、50…絶縁部材、60…捕捉体、60S…凹凸面、70…偏向部、71…ヨーク、80…偏向部、81…偏向電源、82…偏向電源制御部、90…焦点位置補正部、102…ケーブル、200…高電圧コネクタ、202…ケーブル、A…回転軸、d1…第1方向、d2…第2方向、d3…第3方向、d4…第4方向、F…焦点、Ha1,Ha2,Hb1,Hb2,Hc1…磁場、S1…第1平面、S2…第2平面、S3…第3平面、α,β,γ…角度、θ…偏向角。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fixed body, 2 ... Rotating body, 5 ... X-ray shield member, 5a ... Opening part, 5b ... Slit, 5c ... Slit, 7 ... Coolant, 10 ... X-ray tube apparatus, 20 ... Housing, 24 ... X-ray Radiation window, 30 ... X-ray tube, 31 ... Vacuum envelope, 32 ... Vacuum container, 33 ... X-ray transmission window, 34 ... Metal surface portion, 35 ... Anode target, 35a ... Target layer, 35b ... Target surface, 36 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Cathode, 36a ... Electron emission source, 40 ... Support member, 50 ... Insulating member, 60 ... Capture body, 60S ... Uneven surface, 70 ... Deflection part, 71 ... Yoke, 80 ... Deflection part, 81 ... Deflection power source, 82 ... Deflection power supply control unit, 90 ... focal position correction unit, 102 ... cable, 200 ... high voltage connector, 202 ... cable, A ... rotating shaft, d1 ... first direction, d2 ... second direction, d3 ... third direction, d4 ... 4th direction, F ... Focus, Ha1, Ha2, b1, Hb2, Hc1 ... field, S1 ... first plane, S2 ... second plane, S3 ... third plane, α, β, γ ... angle, theta ... deflection angle.

Claims (18)

第1方向に向けて電子ビームを放出する陰極と、前記電子ビームが入射されることにより前記第1方向とは異なる第2方向を中心軸とする利用X線束を放出する焦点が形成されるターゲット面を有した陽極ターゲットと、前記陽極ターゲット及び陰極を収容し、内部が真空状態であり、前記利用X線束を外部に取り出すためのX線透過窓を有した真空外囲器と、前記真空外囲器内の前記焦点及びX線透過窓間に位置し、前記電子ビーム及び利用X線束を通過させる通過部を有し、前記焦点以外から前記X線透過窓に向かうX線を遮蔽するX線シールド部材と、を具備したX線管と、
前記陰極から放出される電子ビームを偏向させ、前記電子ビームを、前記ターゲット面に、前記第1方向とは異なる第3方向に向けて入射させる偏向部と、を備えたことを特徴とするX線管装置。
A target that forms a cathode that emits an electron beam in a first direction, and a focal point that emits a utilization X-ray bundle having a second direction different from the first direction as a central axis when the electron beam is incident. An anode target having a surface, a vacuum envelope containing the anode target and the cathode, the inside of which is in a vacuum state, and having an X-ray transmission window for taking out the used X-ray bundle to the outside; An X-ray that is located between the focal point and the X-ray transmission window in the envelope and has a passing part that allows the electron beam and the X-ray beam to pass therethrough, and shields X-rays from other than the focal point toward the X-ray transmission window. An X-ray tube comprising a shield member;
A deflection unit that deflects an electron beam emitted from the cathode and makes the electron beam incident on the target surface in a third direction different from the first direction. Tube device.
前記焦点が形成される位置の前記ターゲット面に接する平面を第1平面、前記焦点を通り前記ターゲット面の上方を向き前記第1平面に垂直な方向を第4方向、前記第2方向及び第4方向を含む平面を第2平面、前記第3方向及び第4方向を含む平面を第3平面、
とすると、
前記第3平面が、前記第2平面に対して内側になす角度は、−30°乃至+30°の範囲内の何れかであり、
前記第3方向が前記第1平面からなす角度は、5°乃至60°の範囲内の何れかであることを特徴とする請求項1に記載のX線管装置。
A plane in contact with the target surface at a position where the focal point is formed is a first plane, a direction passing through the focal point and above the target surface and perpendicular to the first plane is a fourth direction, the second direction, and a fourth direction. A plane including a direction is a second plane, a plane including the third direction and the fourth direction is a third plane,
Then,
The angle formed by the third plane on the inner side with respect to the second plane is in a range of −30 ° to + 30 °,
2. The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein an angle formed by the third direction from the first plane is in a range of 5 ° to 60 °.
前記陽極ターゲット及びX線シールド部材は、同電位であることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the anode target and the X-ray shield member have the same potential. 前記通過部は、前記X線シールド部材に形成された円形の開口部であり、
前記X線シールド部材は、前記第3方向に向かう前記電子ビームが前記開口部の中心を通過するように位置していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のX線管装置。
The passage is a circular opening formed in the X-ray shield member,
The X-ray shield member according to any one of claims 1 to 3, wherein the X-ray shield member is positioned so that the electron beam traveling in the third direction passes through a center of the opening. Tube device.
前記ターゲット面は、平面であることを特徴とする請求項1に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the target surface is a flat surface. 前記ターゲット面は、円錐面であることを特徴とする請求項1に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the target surface is a conical surface. 前記ターゲット面は、円周面であることを特徴とする請求項1に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the target surface is a circumferential surface. 前記偏向部は、永久磁石であり、磁場により前記電子ビームに作用するローレンツ力を利用することを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the deflecting unit is a permanent magnet, and utilizes a Lorentz force acting on the electron beam by a magnetic field. 前記焦点の位置を微調整する焦点位置補正部をさらに備えていることを特徴とする請求項8に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 8, further comprising a focus position correction unit that finely adjusts the position of the focus. 前記焦点位置補正部は、前記偏向部の磁場に重畳する補正磁場を発生させることを特徴とする請求項9に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 9, wherein the focus position correction unit generates a correction magnetic field superimposed on a magnetic field of the deflection unit. 前記焦点位置補正部は、前記偏向部の磁場が作用する領域より前記陰極に近い領域に、補正磁場を発生させることを特徴とする請求項9に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 9, wherein the focal position correction unit generates a correction magnetic field in a region closer to the cathode than a region where the magnetic field of the deflection unit acts. 前記焦点が前記ターゲット面上を周期的に移動するように前記電子ビームを偏向させる他の偏向部をさらに備えていることを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載のX線管装置。   The X-ray according to claim 1, further comprising another deflecting unit that deflects the electron beam so that the focal point periodically moves on the target surface. Tube equipment. 前記他の偏向部は、前記偏向部の磁場が作用する領域より前記陰極に近い領域で、前記電子ビームを偏向させることを特徴とする請求項12に記載のX線管装置。   13. The X-ray tube apparatus according to claim 12, wherein the other deflection unit deflects the electron beam in a region closer to the cathode than a region where the magnetic field of the deflection unit acts. 前記他の偏向部は、さらに、前記焦点の位置を微調整することを特徴とする請求項12に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 12, wherein the other deflection unit further finely adjusts the position of the focal point. 前記陽極ターゲットに対向配置され、前記焦点から飛び出す反跳電子を捕捉する捕捉体をさらに備えていることを特徴とする請求項1乃至14の何れか1項に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to claim 1, further comprising a capturing body that is disposed to face the anode target and captures recoil electrons that jump out of the focal point. 前記第2方向が前記第1平面からなす角度は、5°乃至25°の範囲内の何れかであることを特徴とする請求項1乃至15の何れか1項に記載のX線管装置。   The X-ray tube apparatus according to any one of claims 1 to 15, wherein an angle formed by the second direction from the first plane is in a range of 5 ° to 25 °. 前記陽極ターゲットを固定し、回転軸に沿って延出して筒状に形成され、前記回転軸を中心に回転可能な回転体と、
前記回転軸に沿って延出して前記回転体の内部に嵌合され、前記回転体を回転可能に支持する固定体と、
前記固定体及び回転体間に設けられた軸受けと、をさらに備えていることを特徴とする請求項1乃至16の何れか1項に記載のX線管装置。
The anode target is fixed, is formed in a cylindrical shape extending along a rotation axis, and is rotatable around the rotation axis;
A fixed body that extends along the rotating shaft and is fitted inside the rotating body and rotatably supports the rotating body;
The X-ray tube apparatus according to claim 1, further comprising a bearing provided between the fixed body and the rotating body.
前記X線透過窓は、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、クロム鋼、鉄合金のうちの何れか1つを主成分として形成されていることを特徴とする請求項1乃至17の何れか1項に記載のX線管装置。   The X-ray transmission window is formed of any one of aluminum, titanium, nickel, stainless steel, chromium steel, and iron alloy as a main component. X-ray tube apparatus as described in the item.
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