JP2016536764A - X線装置及び該x線装置を有するctデバイス - Google Patents

X線装置及び該x線装置を有するctデバイス Download PDF

Info

Publication number
JP2016536764A
JP2016536764A JP2016543301A JP2016543301A JP2016536764A JP 2016536764 A JP2016536764 A JP 2016536764A JP 2016543301 A JP2016543301 A JP 2016543301A JP 2016543301 A JP2016543301 A JP 2016543301A JP 2016536764 A JP2016536764 A JP 2016536764A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode
grid
electron emission
filament
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016543301A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6496321B2 (ja
Inventor
華平 唐
華平 唐
傳祥 唐
傳祥 唐
懷璧 陳
懷璧 陳
文会 黄
文会 黄
曙▲斤▼ 鄭
曙▲斤▼ 鄭
化一 張
化一 張
耀紅 劉
耀紅 劉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Publication of JP2016536764A publication Critical patent/JP2016536764A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6496321B2 publication Critical patent/JP6496321B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06Cathodes
    • H01J35/064Details of the emitter, e.g. material or structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06Cathodes
    • H01J35/065Field emission, photo emission or secondary emission cathodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/12Cooling non-rotary anodes
    • H01J35/13Active cooling, e.g. fluid flow, heat pipes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/24Tubes wherein the point of impact of the cathode ray on the anode or anticathode is movable relative to the surface thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/10Power supply arrangements for feeding the X-ray tube
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/26Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30Controlling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2235/00X-ray tubes
    • H01J2235/06Cathode assembly
    • H01J2235/068Multi-cathode assembly
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/08Anodes; Anti cathodes
    • H01J35/112Non-rotating anodes
    • H01J35/116Transmissive anodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/16Vessels; Containers; Shields associated therewith
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05GX-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08Electrical details
    • H05G1/70Circuit arrangements for X-ray tubes with more than one anode; Circuit arrangements for apparatus comprising more than one X ray tube or more than one cathode

Abstract

周りがシールされ、かつ内部が高真空である真空ボックス(3)と、曲面において曲面の軸線方向に沿って軸線に向かって複数列に配列されるように真空ボックス(3)の壁に配置される複数の電子放出ユニット(1)と、金属から構成され、軸線に配置されるように真空ボックス(3)内に配置され、陽極チューブ(202)と陽極ターゲット面(203)を含む陽極(2)と、陽極(2)に接続する高圧電源(702)、複数の電子放出ユニット(1)のそれぞれに接続するフィラメント電源(704)、複数の電子放出ユニット(1)のそれぞれに接続するグリッド制御装置(703)、各電源を制御するための制御システム(701)を有する電源及び制御システム(7)と、を有する曲面アレイ分散型X線装置である。【選択図】 図1

Description

本発明は分散型X線を発生する装置に関し、特にX線光源装置において、曲面に複数の独立する電子放出ユニットを配置して、軸線に陽極を配置して、陰極制御又はグリッド制御によって、所定の順番に従って焦点位置を変えるX線を発生する曲面アレイ分散型X線及び該X線装置を有するCTデバイスに関する。
一般的に、X線は工業非破壊検査、安全検査、医療診断及び治療などの分野に広く応用されている。特に、X線の高透過性を利用して製造されるX線透視イメージングデバイスは、人々の日常生活の各方面において重要な役割を発揮している。このようなデバイスは、初期にはフィルム式の平面透視イメージングデバイスであるが、現在の先進技術はデジタル化、マルチビュー、かつ高解像度の立体イメージングデバイスである。例えば、CT(computed tomography)は、高精細度の3次元立体図形又はスライス画像を得ることができ、先進のハイエンドアプリケーションである。
従来のCTデバイスにおいて、X線源及び検知器はスリップリングに運動する必要があり、検査速度を向上させるために、通常、X線源及び検知器の運動速度が非常に高いので、デバイス全体の信頼性及び安定性が低下し、また、運動速度に制限されるため、CTの検査速度も制限される。そのため、CTデバイスにおいて位置を移動せずに複数のビューを発生することができるX線源が必要である。
従来のCTデバイスにおけるスリップリングによる信頼性、安定性の問題、検査速度の問題及び陽極ターゲットスポットの耐熱問題を解決するために、従来の特許文献にはいくつかの方法が提供されている。例えば、回転ターゲットX線源は、ある程度で陽極ターゲットの過熱の問題を解決することができるが、その構造が複雑であり、かつX線を発生するターゲットスポットはX線源全体に対して依然として確定されるターゲットスポット位置である。例えば、固定されるX線源の複数のビューを実現するために、X線源の運動の代りに、一つの円周において緊密に複数の独立する従来のX線源を配列する技術があり、このようにマルチビューを実現することができるが、コストが高く、かつ異なるビューのターゲットスポット間隔が大きく、イメージング品質(立体解像度)が悪い。また、特許文献1(US4926452)には分散型X線を発生する光源及び方法が提供されており、陽極ターゲットは大きな面積を有し、ターゲット過熱の問題を緩和させると同時に、ターゲットスポット位置が円周に沿って変化し、複数のビューを発生することができる。特許文献1は加速される高エネルギー電子ビームに対して走査して偏向し、制御し難く、ターゲットスポット位置が離間しなく、並びに再現性が悪い問題があるが、依然として分散型光源を発生することができる効果的な方法である。また、例えば、特許文献2(US20110075802)及び特許文献3(WO2011/119629)には分散型X線を発生する光源及び方法が提供されており、陽極ターゲットは大きな面積を有し、ターゲット過熱の問題を緩和させると同時に、ターゲットスポット位置が分散して固定され、かつアレイ式に配列され、複数のビューを発生することができる。また、カーボンナノチューブを冷陰極として採用し、かつ冷陰極をアレイ配列し、陰極グリッドの間の電圧を利用して電界放出を制御することで、各陰極が順番に従って電子を放出することを制御し、陽極には相応する順番位置に応じてターゲットスポットに衝撃し、分散型X線源になっている。しかし、生産プロセスが複雑であり、カーボンナノチューブの放射能力と寿命が高くないという欠陥がある。
本発明は上記の課題を解決するために提出されるものであり、光源を移動する必要がなく、複数のビューを生成することができ、かつ構造を簡易化し、システムの安定性、信頼性を向上させ、検査効率を向上させることに有利である曲面アレイ分散型X線装置及び該曲面アレイ分散型X線装置を有するCTデバイスを提供することを目的とする。
上記の目的を実現するために、本発明は、周りがシールされ、かつ内部が高真空である真空ボックスと、曲面において前記曲面の軸線方向に沿って前記軸線に向かって複数列に配列されるように、前記真空ボックスのボックス壁に配置される複数の電子放出ユニットと、金属から構成され、前記軸線に配置されるように前記真空ボックス内に配置される陽極と、前記陽極に接続する高圧電源、前記複数の電子放出ユニットのそれぞれに接続するフィラメント電源、前記複数の電子放出ユニットのそれぞれに接続するグリッド制御装置、各電源を制御するための制御システムを有する電源及び制御システムと、を備えて、前記陽極は、金属から構成され、中空の管状形状を有する陽極チューブと、前記陽極チューブに配置される陽極支持部材と、前記陽極チューブの外表面に設けられ、前記電子放出ユニットに面する陽極ターゲット面と、を含むことを特徴とする曲面アレイ分散型X線装置を提供する。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記陽極ターゲット面は前記陽極チューブの外円の一部が切除されて形成した傾斜平面である。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記陽極ターゲット面は前記陽極チューブの外円の一部が切除されて形成した傾斜平面に、重金属タングステン又はタングステン合金材料を形成してなる。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記電子放出ユニットは、フィラメントと、前記フィラメントに接続する陰極と、開口を有し、前記フィラメントと前記陰極を囲んだ絶縁支持部材と、前記フィラメントの両端から引き出されたフィラメントリード線と、前記陰極に対向するように前記陰極の上方に配置されて、その表面が前記軸線に面するグリッドと、前記絶縁支持部材に接続して、前記電子放出ユニットを前記真空ボックスのボックス壁に取り付けて、真空シール接続を形成した接続固定部材と、を有し、前記グリッドは、金属から作られ、中央に開孔を形成したグリッドフレームと、金属から作られ、前記グリッドフレームの前記開孔の位置に固定されたグリッドメッシュと、前記グリッドフレームから引き出されたグリッドリード線と、を有し、前記フィラメントリード線と前記グリッドリード線は、前記絶縁支持部材を貫通して、電子放出ユニットの外部に引き出され、前記フィラメントリード線は前記フィラメント電源に接続し、前記グリッドリード線は前記グリッド制御装置に接続する。
本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記接続固定部材は前記絶縁支持部材の下端の外縁に接続し、前記電子放出ユニットの陰極端は前記真空ボックスの内部に位置し、前記電子放出ユニットのリード線端は前記真空ボックスの外部に位置する。
本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記接続固定部材は前記絶縁支持部材の上端に接続し、前記電子放出ユニット全体は前記真空ボックスの外部に位置する。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、冷却装置と、前記陽極の両端に接続し、前記真空ボックスの外部で前記冷却装置に接続し、真空ボックスの陽極に近い一端の側面に取り付けられた冷却接続装置と、前記電源及び制御システム内に含まれて、前記冷却装置を制御するための冷却制御装置と、をさらに有する。
また、本発明の曲面アレイ分布式X線装置において、前記陽極と前記高圧電源のケーブルとを接続して、前記真空ボックスの前記陽極に近い一端の側壁に取り付けられた高圧電源接続装置と、前記フィラメントと前記フィラメント電源とを接続するためのフィラメント電源接続装置と、前記電子放出ユニットの前記グリッドと前記グリッド制御装置とを接続するためのグリッド制御装置接続装置と、前記電源及び制御システム内に含まれた真空電源と、前記真空ボックスの側壁に取り付けられ、前記真空電源で作動し、前記真空ボックスにおける高真空を維持する真空装置と、をさらに有する。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記複数の電子放出ユニットの曲面アレイ配列は一つの方向に曲線であり、もう一つの方向に直線又は区分的直線である。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記複数の電子放出ユニットの曲面アレイ配列は一つの方向に曲線であり、もう一つの方向に円弧、区分的円弧、或いは直線と円弧の組み合わせである。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、前記グリッド制御装置は、制御器、負高圧モジュール、正高圧モジュール及び複数の高圧スイッチ素子を含み、前記複数の高圧スイッチ素子のそれぞれは少なくとも一つの制御端、二つの入力端、及び一つの出力端を含み、各端点の間の耐電圧は少なくとも前記負高圧モジュールと前記正高圧モジュールから構成される最大電圧より大きく、前記負高圧モジュールが前記複数の高圧スイッチ素子のそれぞれの一つの入力端に安定な負高圧を提供し、前記正高圧モジュールが前記複数の高圧スイッチ素子のそれぞれのもう一つの入力端に安定な正高圧を提供し、前記制御器が前記複数の高圧スイッチ素子のそれぞれに対して独立して制御し、前記グリッド制御装置は複数の制御信号出力チャンネルをさらに有し、一つの前記高圧スイッチ素子の出力端が前記制御信号出力チャンネルのうちの一つに接続する。
本発明は前記曲面アレイ分散型X線装置を備えることを特徴とするCTデバイスを提供する。
本発明は主に曲面アレイ分散型X線装置を提供する。曲面に配置された複数の電子放出ユニット、陽極、真空ボックス、高圧電源接続装置、フィラメント電源接続装置、グリッド制御装置接続装置、冷却接続装置、真空装置、冷却装置、電源及び制御システムなどを含む曲面アレイ分散型X線装置である。その内、電子放出ユニットは曲面(円柱面と円環面を含む)において、軸線の方向に沿って少なくとも二列に配置されて、陽極は曲面の軸線に配置されて、内部に冷却剤(冷媒)が循環して流れる管路を有する。高圧電源接続装置、電子放出ユニット、真空装置及び冷却接続装置は真空ボックスの壁に取り付けられ、真空ボックスと共に全体シール構造を形成する。陰極はフィラメントの加熱作用で電子を発生して、通常、グリッドは陰極に対して、百ボルト級の負電圧を有し、電子を電子放出ユニット内に制限する。制御システムはある設定に従ってロジックを制御して、各電子放出ユニットのグリッドに一つのキロボルト級の正高圧パルスを獲得させ、この電子放出ユニットのグリッドと陰極との間に正方向電場を発生して、電子が急速にグリッドへ飛んで、グリッドメッシュを通して、電子放出ユニットと陽極との間の高圧加速電場エリアに入り、数十〜数百キロボルトの電場加速を受け、エネルギーを得て、最終的に陽極ターゲットに衝撃して、X線を発生する。複数の独立する電子放出ユニットは曲面において軸線の方向に沿って複数列に配列されるため、電子ビーム流の発生位置が分散して、電子ビームが陽極に衝撃して発生したX線が軸線に沿って分散して配列される。
本発明は、主に曲面(円柱面と円環面を含む)アレイ分散型X線装置を提供し、一つの光源デバイスにおいて、ある順番に従って周期的に焦点位置を変えるX線を発生する。本発明の電子放出ユニットは熱陰極を採用し、放射電流が大きく、寿命が長いという利点を有する。グリッド制御又は陰極制御によって、各電子放出ユニットの作動状態を制御し、便利で柔軟である。管状の陽極は冷却の設計を有し、陽極の過熱問題を解決した。電子放出ユニットの曲面アレイ配列はターゲットスポットの密度を向上させる。電子放出ユニットの曲面配列は円柱面でもよく、円環面でもよく、全体として直線型分散型X線装置又は環型分散型X線装置になり、応用が柔軟である。
本発明の分散型X線光源をCTデバイスに応用すると、光源を移動する必要がなく、複数のビューを生成することができるため、スリップリングの運動を省略することができ、構造を簡易化させ、システムの安定性、信頼性を向上させ、検査効率を向上させることに有利である。
本発明の曲面アレイ分散型X線装置の内部構造の模式図である。 本発明の曲面アレイ分散型X線装置の内部構造の端面模式図である。 本発明の陽極の異なる構造の模式図である。 本発明のある電子放出ユニットの構成模式図である。 本発明のほかの電子放出ユニットの構成模式図である。 本発明のある曲面アレイ分散型X線装置の全体構造の模式図である。 本発明の陽極及び異なる冷却接続構造の模式図である。 本発明のあるグリッド制御装置の構造の模式図である。 本発明のある環型分散型X線装置の内部における電子放出ユニットと陽極との配置関係の模式図である。
以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。
図1は本発明の曲面アレイ分散型X線装置の内部構造の模式図である。
図1〜図8に示すように、本発明の曲面アレイ分散型X線装置は複数の電子放出ユニット1(少なくとも四つであり、以降、具体的に電子放出ユニット11a、11b、12a、12b、13a、13b、14a、14b、……とも称する)、陽極2、真空ボックス3、高圧電源接続装置4、フィラメント電源接続装置5、グリッド制御装置接続装置6、真空装置8、冷却接続装置9、冷却装置10及び電源及び制御システム7から構成され、そのうち、電子放出ユニット1は曲面において軸線方向に沿って軸線Oに向かって複数列に配列して、また、陽極2が曲面の軸線Oに配置されている。電子放出ユニット1、高圧電源接続装置4、真空装置8及び冷却接続装置9は真空ボックス3のボックス壁に取り付けられ、真空ボックス3と共に全体シール構造を構成して、陽極2は真空ボックスの中に取り付けられる。
また、上記の曲面は円柱面と円環面を含む。図2は本発明のある曲面アレイ分散型X線装置の内部構造の端面模式図であり、具体的に、図2にはある円柱面アレイ分散型X線装置の内部構造の模式図を示した。電子放出ユニット1は円柱面において軸線の方向に沿って複数列に配列され、電子放出ユニット1の上表面(電子放出面)が軸線Oに面する。陽極2は円柱の軸線Oに配置される。通常、電子放出ユニット1が同じ低電位にあって、陽極2が高電位にあって、陽極2と電子放出ユニット1との間に正電場を構成して、電場が各電子放出ユニット1の表面から陽極2の軸線に向かって集まり、電子ビーム流Eが電子放出ユニット1から陽極2の軸線へ運動して、陽極2に衝撃して、最終的にX線を発生する。
また、上記の電子放出ユニット1は曲面において軸線の方向に沿って軸線に向かって複数列に配列され、複数列の電子放出ユニットが前後列において合わせられてもよく、好ましくは、前後列の位置をずらして、それぞれの電子放出ユニットが発生した電子ビームは陽極に衝撃する位置が重なり合わない。
また、陽極2は中空管路状の構造を有し、冷却剤はその内部で流れることができる。図3には、本発明のある陽極及びその支持部材の構造を示した。陽極2は陽極支持部材201、陽極チューブ202、陽極ターゲット面203からなる。陽極支持部材201は陽極チューブ202に取り付けられ、高圧電源接続装置4の頂端(小さい端)と接続され、陽極2を支持して固定することに用いられる。陽極チューブ202は陽極2の本体構造であり、両端がそれぞれ二つの冷却接続装置9の一端に接続し、且つ、内部が冷却接続装置9と連通し、冷却剤が循環して流れる通路になる。陽極チューブ202は通常、耐高温の金属材料を選択して、複数種の構成方式を有し、円形の管路が好ましい。また、ある場合に、例えば陽極の熱パワーが小さい場合、陽極2が非中空の管路の柱形構造でもよい。また、陽極ターゲット面203は電子ビームが陽極チューブ202に衝撃する位置であり、細かい構造上で複数種の設計を有する。例えば、図3(1)に示すように、陽極チューブ202の外円面は電子ビームの衝撃位置であり、この場合、陽極チューブ202全体は耐高温の重金属材料、例えば、タングステン又はタングステン合金を採用する。図3(2)に示すように、陽極チューブ202の外円の一部が切除されて小さい傾斜平面を形成して、この傾斜平面は電子ビームの衝撃位置になり、該傾斜平面の傾斜方向は有用なX線の出射方向であり、このような構成設計は有用なX線の方向が一致して引き出されることに有利である。好ましくは、図3(3)に示すように、陽極チューブ202の外表面に特に陽極ターゲット面203を設け、陽極ターゲット面203は耐高温の重金属材料、例えばタングステン又はタングステン合金を採用し、厚さが20μm(ミクロン)以上であり、電気めっき、貼り付け、溶接又は他の方式で陽極チューブ202の外縁で加工された小さい傾斜平面に固定されて、この場合に、陽極チューブ202は普通の金属材料を採用することができるので、コストを低下させることができる。
図4には、ある電子放出ユニット1の具体的な構造を示し、具体的には、陰極102とグリッド103とが一体として、グリッド103によって制御されるモードである。また、電子放出ユニット1はフィラメント101、陰極102、グリッド103、絶縁支持部材104、フィラメントリード線105及び接続固定部材109を含み、また、グリッド103がグリッドフレーム106、グリッドメッシュ107及びグリッドリード線108からなる。図4には、フィラメント101、陰極102、グリッド103などの位置が電子放出ユニットの陰極端に定義され、接続固定部材109の位置が電子放出ユニットのリード線端に定義される。陰極102はフィラメント101に接続され、フィラメント101は通常、タングステンフィラメントを採用し、陰極102は通常、電子の熱放射能力が強い材料、例えば酸化バリウム、スカンデート、六ホウ化ランタンなどを使う。絶縁支持部材104はフィラメント101と陰極102を囲み、電子放出ユニット1のケースに相当し、絶縁材を採用し、通常はセラミックスである。フィラメントリード線105とグリッドリード線108は絶縁支持部材104を貫通して、電子放出ユニット1のリード線端から引き出され、フィラメントリード線105およびグリッドリード線108と絶縁支持部材104との間は真空シールの構造である。グリッド103は絶縁支持部材104の上端に取り付けられ(即ち、絶縁支持部材104の開口に配置される)、陰極102に対向して、グリッド103と陰極102の中心が上下に合わせられ、グリッド103がグリッドフレーム106と、グリッドメッシュ107と、グリッドリード線108とを含み、かつグリッドフレーム106、グリッドメッシュ107及びグリッドリード線108はいずれも金属で作られ、通常、グリッドフレーム106がステンレス鋼材料又はコバール材料であり、グリッドメッシュ107がモリブデン材料であり、グリッドリード線108がステンレス鋼材料又はコバール材料である。
また、具体的には、グリッド103の構造について、その本体は金属板(例えば、ステンレス鋼材料)、すなわち、グリッドフレーム106であり、グリッドフレーム106の中央に開孔が形成され、該開孔の形状が四角形又は円形などでもよく、該開孔の位置に金網(例えば、モリブデン材料)、すなわち、グリッドメッシュ107が固定され、かつ、金属板のある位置から一本のリード線(例えば、ステンレス鋼材料)、すなわち、グリッドリード線108が引き出され、グリッド103を1つの電位に接続することができる。また、グリッド103は陰極102の真上に位置し、グリッド103の上記開孔の中心と陰極102の中心とが合わせられ(すなわち、上下が一本の鉛直線にある)、開孔の形状は陰極102の形状に対応し、通常、開孔の大きさが陰極102の面積より小さい。しかし、電子ビーム流がグリッド103を通過することができれば、グリッド103の構造が上記構造に限定されない。また、グリッド103と陰極102との間は絶縁支持部材104によって相対位置固定を行うことができる。
また、具体的に、接続固定部材109の構造について、その本体が円形ナイフエッジフランジであり、中央に開孔が形成され、該開孔の形状が四角形又は円形などでもよく、開孔の位置と絶縁支持部材104の下端の外縁とがシール接続され、例えば、溶接接続され、ナイフエッジフランジの外縁にネジ穴が形成され、ボルト接続によって電子放出ユニット1を真空ボックス3のボックス壁に固定することができ、そのナイフエッジと真空ボックス3のボックス壁との間に真空シール接続を形成することが好ましい(この場合に、電子放出ユニット1の陰極端が真空ボックス3の内部に位置し、電子放出ユニット1のリード線端が真空ボックス3の外部に位置する)。それは取り外しやすい柔軟な構造であり、複数の電子放出ユニット1のうちの1つが故障を発生する時に、柔軟に交換することができる。ただし、接続固定部材109の機能は絶縁支持部材104と真空ボックス3との間のシール接続を実現することであり、複数種の柔軟な方式を有し、例えば、金属フランジ移行による溶接、又はガラス高温溶融シール接続、又はセラミックス金属化後に金属と溶接するなどの方式を有する。
図5には他の電子放出ユニット1の具体的な構造を示した。電子放出ユニット1はフィラメント101、陰極102、グリッド103、絶縁支持部材104、フィラメントリード線105、グリッドリード線108及び接続固定部材109を含む。陰極102とフィラメント101とが接続され、グリッド103が陰極102の真上に位置し、外形が陰極102と同じで、陰極102の上表面に近く、絶縁支持部材104がフィラメント101と陰極102を囲み、フィラメント101の両端から引き出されたフィラメントリード線105とグリッド103から引き出されたグリッドリード線108が、絶縁支持部材104を貫通して電子放出ユニット1の外部に引き出され、フィラメントリード線105およびグリッドリード線108と絶縁支持部材104との間が真空シール構造である。この場合、接続固定部材109が絶縁支持部材104の上端に接続して、電子放出ユニット1全体が真空ボックス3の外部に位置する。
また、電子放出ユニット1は全体(一体)構造でもよく、陰極102とグリッド103とは分離した構造でもよく、陰極102により電子放出ユニット1の作動状態を制御することができ、グリッド103により電子放出ユニット1の作動状態を制御することもできる。
図6には曲面アレイ分散型X線装置の全体構造を示した。そのうち、真空ボックス3は周りがシールされたキャビティケースであり、その内部が高真空である。電子放出ユニット1は要求に応じて電子ビーム流を発生することに用いられ、真空ボックス3のボックス壁に取り付けられる。陽極2は高圧加速電場を形成すること及びX線を発生することに用いられ、真空ボックス3の内部に取り付けられる。高圧電源接続装置4は陽極2と高圧電源702のケーブルとを接続することに用いられ、真空ボックス3の陽極2に近い一端の側面に取り付けられる。冷却接続装置9は陽極2の両端を接続することに用いられ、且つ、真空ボックス3の外部に冷却装置10が接続され、冷却剤流通回路を構成し、真空ボックス3の陽極2に近い一端の側面に取り付けられる。フィラメント電源接続装置5はフィラメント101とフィラメント電源704とを接続することに用いられ、通常、数本の両端にコネクタ付きのマルチコアケーブルである。グリッド制御装置接続装置6は電子放出ユニット1のグリッド103とグリッド制御装置703とを接続することに用いられ、通常は数本の両端にコネクタ付きの同軸ケーブルである。真空装置8は真空ボックス3内の高真空を維持することに用いられ、真空ボックス3の側壁に取り付けられる。
また、高圧電源接続装置4は錐形の構造であり、大きい端が真空ボックス3にシール接続し、小さい端が陽極2に接続し、通常、例えばセラミックスなどの真空絶縁材を採用し、その両端が金属化された後に、大きい端が真空ボックス3のボックス壁と溶接されて、シール構造を形成し、小さい端が金属化された後に、フランジを溶接して、陽極2が陽極支持部材201を介して、フランジに固定される。高圧電源接続装置4の内部は空の錐面管路であり、小さい端がシールされ、中心にフランジと連通した一本の高圧リード線がある。特定形状の高圧ケーブルプラグは高圧電源接続装置4の大きい端から錐面管路に入って、高圧リード線に接続することができる。
また、冷却装置10はサーモスタット冷却システムであり、少なくとも循環ポンプと冷却システムを含み、冷却制御装置706の制御で作動する。循環ポンプは冷却剤を陽極チューブ202、冷却接続装置9、冷却装置10から構成されたシール回路に循環して流すことに用いられる。冷却システムは冷却剤の循環流動を制御して、熱を排出することに用いられ、冷却剤の温度を下げることができる。冷却制御装置706は冷却装置10の作動を制御することに用いられ、冷却装置10から流れ出した冷却剤を一定の温度に維持すること、十分な圧力と流量を維持すること、冷却剤の温度を測定すること、流量、温度の異常又は冷却装置に他の故障が発生した時に、故障信号をリアルタイムで上級の制御装置701にフィードバックすることを含む。
また、冷却接続装置9は通常、真空絶縁材、例えばセラミックス又はガラスを採用する。冷却接続装置9は通常二つであり、各冷却接続装置9の一端が真空ボックス3にシール接続し、真空ボックス3の外部で管路を介して冷却装置10に接続することができ、他端が真空ボックス3の内部でそれぞれ陽極2の両端に接続する。冷却接続装置9は錐形構造でもよく、普通の管路構造でもよく、螺旋管路構造でもよく、好ましくはガラス螺旋管路構造である。
また、図7には冷却接続装置9の異なる構造の模式図を示した。図7(1)に示すように、冷却接続装置9は高圧電源接続装置4と同じような錐形構造であり、セラミックス材料を採用することができ、両端が金属化され、大きい端の金属化された縁が真空ボックス3に溶接されて、真空シール構造を形成して、小さい端の金属化された縁が陽極2の端に溶接されて、内部に冷却剤が流れる通路を形成する。図7(2)に示すように、冷却接続装置9は普通の管路であり、セラミックス又はガラス材料でもよく、一端が真空ボックス3に緊密に接続されて、真空シール構造を形成し、他端が陽極2に接続され、内部に冷却剤が流れる通路を形成する。図7(3)に示すように、好ましくは冷却接続装置9は普通の管路が巻かれた螺旋構造であり、例えばガラス螺旋管であり、一端が真空ボックス3に緊密に接続されて真空シール構造を形成し、他端が陽極2に接続されて、内部に冷却剤が流れる通路を形成する。螺旋管路は限られた空間内で管路の長さを増やし、絶縁耐電圧能力を向上させる。
また、冷却剤は流動可能な高圧絶縁材であり、例えば変圧器油(高圧絶縁油)又は六フッ化硫黄ガス(SF6)であり、変圧器油が好ましい。
また、電源及び制御システム7は制御システム701、高圧電源702、グリッド制御装置703、フィラメント電源704、真空電源705、冷却制御装置706などを含む。高圧電源702は真空ボックス3のボックス壁における高圧電源接続装置4を介して、陽極2に接続される。グリッド制御装置703はグリッド制御装置接続装置6を介して、それぞれ各グリッドリード線108に接続され、グリッド制御装置703の出力経路数がグリッドリード線108の数量と同じである。フィラメント電源704はフィラメント電源接続装置5を介して、それぞれ各フィラメントリード線105に接続され、通常、電子放出ユニット1の数量と同じ組数の独立したフィラメントリード線105を有し(即ち、上記のように、電子放出ユニットのそれぞれがいずれも一組で2本のフィラメントリード線を有し、それぞれフィラメントの両端に接続される)、フィラメント電源704がフィラメントリード線105と同じ数量の出力回路を有する。真空電源705は真空装置8に接続し、冷却制御装置706は冷却装置10に接続する。制御システム701は高圧電源702、グリッド制御装置703、フィラメント電源704、真空電源705、冷却制御装置706の作動状態をロジック制御して総合管理する。
また、図8に示すように、グリッド制御装置703は制御器70301、負高圧モジュール70302、正高圧モジュール70303及び複数の高圧スイッチ素子switch1、switch2、switch3、switch4、……を含む。複数の高圧スイッチ素子のそれぞれは少なくとも1つの制御端(C)、2つの入力端(In1とIn2)、及び1つの出力端(Out)を含み、各端点の間の耐電圧は少なくとも負高圧モジュール70302と正高圧モジュール70303から構成される最大電圧より大きい(すなわち、負高圧出力が−500Vであって、かつ正高圧出力が+2000Vであると、各端点の間の耐電圧は少なくとも2500Vより大きい必要がある)。制御器70301は複数経路の独立する出力を有し、各経路が1つの高圧スイッチ素子の制御端に接続する。負高圧モジュール70302は1つの安定な負高圧出力、通常、負の数百ボルトを提供し、範囲が0V乃至−10kVでもよく、−500Vであることが好ましく、該負高圧は各高圧スイッチ素子の1つの入力端に接続する。また、正高圧モジュール70303は1つの安定な正高圧出力、通常、正の数キロボルトを提供し、範囲が0V乃至+10kVであり、+2000Vであることが好ましく、該正高圧が各高圧スイッチ素子のもう1つの入力端に接続する。各高圧スイッチ素子の出力端は制御信号出力チャンネルchannel1a、channel1b、channel2a、channel2b、channel3a、channel3b、……にそれぞれ接続して、複数経路の制御信号に合流して出力する。制御器70301は各高圧スイッチ素子の作動状態を制御し、各出力チャンネルの制御信号が負高圧又は正高圧になる。
また、電源及び制御システム7は異なる使用条件でフィラメント電源704の各出力回路の電流の大きさを調節することで、各加熱フィラメント101の陰極102に対する加熱温度を調節し、各電子放出ユニット1の発射電流の大きさを変更して、最終的に各回のX線放射の強度を調節することができる。また、グリッド制御装置703の各出力チャンネルの正高圧制御信号の強度を調節することで、各電子放出ユニット1の発射電流の大きさを変更して、最終的に各回のX線放射の強度を調節することもできる。また、各電子放出ユニット1の作動シーケンス及び組合せ作動モードに対してプログラミングして、柔軟に制御することもできる。
また、特に、異なる使用需要を満たすために、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、その軸線が直線でもよく、円弧でもよく、全体として線状分散型X線装置又は環状分散型X線装置になる。図9にはある環状分散型X線装置内部の電子放出ユニットと陽極の配置効果図を示した。陽極2は平面の円周に配置され、電子放出ユニット1は陽極2の下方に配置され、二列の電子放出ユニット1は陽極2の方向に従って円周で配列される共に、陽極2の中心を軸線とする円弧面に配列され、即ち、各電子放出ユニット1のグリッド103の表面が陽極2の軸線に向かう。電子ビーム流Eは電子放出ユニット1のグリッド103の表面から放出されて、陽極2と電子放出ユニット1との間の高圧電場に加速されて、陽極2の下縁ターゲット面に衝撃して、陽極2に円形に配列されたアレイX線のターゲットスポットを形成して、有用なX線の出射方向がすべて陽極2が位置する円周の円心に向かう。環状分散型X線装置の真空ボックス3はその内部の電子放出ユニット1の配置及び陽極2の形に対応して、環型の構造でもある。環状分散型X線装置は完全な環でもよく、一部の環長でもよく、線源が円形に配列される必要がある場合に応用することができる。
また、特に、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、電子放出ユニットのアレイが二列でもよく、複数列でもよい。
また、特に、本発明の電子放出ユニットに対する説明において、「独立」とは、各電子放出ユニットは独立して電子ビーム流を放出する能力を有し、具体的な構造において、離間する構造でも良く、関連して接続する、ある構造でもよい。
また、特に、「曲面」とは各種形式の曲面であり、円柱面、円環面、楕円面、又は区分的直線から構成される曲面を含み、例えば、正多角形柱面又は区分的弧線から構成される曲面などでもよく、上記のような円柱面及び円環面であることが好ましい。
また、特に、本発明の陽極配置位置に対する説明において、「軸線」とは電子放出ユニットが配置された各種形式の曲面の実質的軸線又は形式的軸線であり、例えば、円柱面の軸線とは円柱の中心軸線であり、円環面の軸線とは円環内部の中心軸線であり、楕円曲面の軸線とは該セクションの楕円に近い近軸軸線であり、正多角形柱面の軸線とは正多角形の中心から構成される軸線である。
また、特に、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、陽極内部チューブの断面は円形孔、方形孔、多角形孔、放熱片(フィン)構造を有する内側歯車状孔、又は放熱面積を増加することができる他の形状でもよい。
また、特に、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、電子放出ユニットの曲面アレイ配列は1つの配列方向に曲線であるが、もう1つの配列方向に直線、区分的直線、弧線、区分的弧線、又は直線セクションと弧線セクションとの組合せである。
また、特に、本発明の曲面アレイ分散型X線装置において、電子放出ユニットの曲面アレイ配列は2つの方向に間隔が均一で一致してもよく、各方向に間隔が均一であるが、2つの方向に間隔が一致しなくてもよく、1つの方向に間隔が均一であるが、もう1つの方向に間隔が非均一でも良く、2つの方向に間隔がいずれも非均一でもよい。
また、特に、本発明の二次元分散型X線装置において、真空ボックスの外形全体は立方体形でもよく、円柱体形でもよく、円環体形でもよく、電子放出ユニットと陽極との相対配置関係を影響しないほかの構造でもよい。
(システムの構成)
図1〜図8に示すように、曲面アレイ分散型X線装置、具体的に、円柱面アレイ分散型X線装置は複数の電子放出ユニット1、陽極2、真空ボックス3、高圧電源接続装置4、フィラメント電源接続装置5、グリッド制御装置接続装置6、真空装置8、冷却接続装置9、冷却装置10、電源及び制御システム7からなる。複数の電子放出ユニット1は円柱面において軸線の方向に沿って軸線に向かって二列に配列されて、且つ、真空ボックス3のボックス壁に取り付けられ、陽極2が円柱の軸線に配置され、真空ボックス3が陽極2を囲む。陽極2は中空管路状の構造を有し、冷却剤が内部で流れることができる。陽極2は陽極支持部材201、陽極チューブ202、陽極ターゲット面203からなる。陽極チューブ202は陽極2の本体構造であり、一定の長さ、例えば30〜100cm(センチメートル)を有する。陽極支持部材201は陽極チューブ202の中ほどの部分の裏面(背面)にあって、高圧電源接続装置4の頂端(小さい端)に接続され、陽極2を支持して固定することに用いられる。陽極チューブ202の両端はそれぞれ二つの冷却接続装置9の一端に接続し、内部が連通し、冷却剤の流動通路になる。冷却剤は高圧絶縁性能を有する変圧器油である。陽極チューブ202の外円の下縁の一部が切除されて小さい斜面を形成して、この斜面に陽極ターゲット面203が取り付けられ、電子ビームの衝撃を受けてX線を発生することに用いられて、且つ有用なX線の出射方向を一致させる。陽極ターゲット面203はタングステン材料であり、厚さが200μm(ミクロン)であり、電気めっきにて固定される。また、電子ビームは陽極に衝撃して、発生したX線が360度で立体に放射されるが、使用中に、ある方向の一部しか使うことができなく、有用なX線と称する。電子放出ユニット1はフィラメント101、陰極102、グリッド103、絶縁支持部材104、フィラメントリード線105及び接続固定部材109から構成され、グリッド103はグリッドフレーム106、グリッドメッシュ107とグリッドリード線108からなる。電子放出ユニット1は陽極2の長手方向に沿って陽極ターゲット面203の下方で二つの長列に配列され、例えば第1列がそれぞれ11a、12a、13a 、……であり、第2列がそれぞれ11b、12b、13b、……であり、各電子放出ユニット1の上表面(グリッド103の表面)がいずれも陽極2に向かって、即ち、二列の電子放出ユニット1は一つの平面に位置することではなく、陽極2を軸線とする円柱面に位置する。高圧電源接続装置4は真空ボックス3の陽極2に近い一端に取り付けられ、真空ボックス3の内部で陽極2に接続し、外部が高圧電源702に接続し、フィラメント電源接続装置5は各電子放出ユニット1のフィラメントリード線105をフィラメント電源704に接続する。フィラメント電源接続装置5は複数本の両端にコネクタ付きの二芯ケーブルである。グリッド制御装置接続装置6は各電子放出ユニット1のグリッドリード線108をグリッド制御装置703に接続する。グリッド制御装置接続装置6は複数本の両端にコネクタ付きの高圧同軸ケーブルである。真空装置8は真空ボックス3の側壁に取り付けられる。二つの冷却接続装置9は真空ボックス3の陽極に近い一端に取り付けられ、真空ボックス3の内部でそれぞれ陽極2の両端に接続し、真空ボックス3の外部で冷却装置10に接続する。電子放出ユニット1、高圧電源接続装置4、真空装置8、冷却接続装置9及び真空ボックス3は全体シール構造を構成する。電源及び制御システム7は制御システム701、高圧電源702、グリッド制御装置703、フィラメント電源704、真空電源705、冷却制御装置706などの複数のモジュールを含み、電力ケーブルと制御ケーブルを介して、システムの複数の電子放出ユニット1のフィラメント101、グリッド103及び陽極2、真空装置8、冷却装置10などの部材を接続する。
(作動原理)
本発明の円柱面アレイ分散型X線装置において、電源及び制御システム7がフィラメント電源704、グリッド制御装置703および高圧電源702などを制御する。フィラメント電源704の作用で、加熱フィラメント101は陰極102を1000〜2000℃に加熱し、陰極102は表面に大量の電子を発生する。グリッド制御装置703は各グリッド103を負電圧、例えば、−500Vにあるようにさせ、各電子放出ユニット1のグリッド103と陰極102との間に負電場を形成し、電子が陰極102の表面に制限される。高圧電源702は陽極2を非常に高い正高圧、例えば、+180KVにあるようにさせ、電子放出ユニット1と陽極2との間に正の加速電場を形成する。X線を発生する必要がある場合、制御システム701は指令又は設定されるプログラムに従って、グリッド制御装置703のある出力を負電圧から正電圧に切り替え、かつシーケンスに応じて各経路の出力信号を変換する。例えば、時刻1に、グリッド制御装置703の出力チャンネルchannel1aは−500Vから+2000Vに変わり、対応する電子放出ユニット11a内において、グリッド103と陰極102との間の電場が正電場に変わり、電子が陰極102の表面からグリッド103へ運動し、グリッドメッシュ107を貫通して電子放出ユニット11aと陽極2との間の正方向電場に入り、これにより、加速され、高エネルギーになり、最終的に陽極ターゲット面203に衝撃し、21aの位置でX線の放射を発生する。時刻2に、グリッド制御装置703の出力チャンネルchannel1bは−500Vから+2000Vに変わり、対応する電子放出ユニット11bが電子を放出し、陽極ターゲット面203に衝撃し、かつ21bの位置でX線の放射を発生する。時刻3に、グリッド制御装置703の出力チャンネルchannel2aは−500Vから+2000Vに変わり、対応する電子放出ユニット12aが電子を放出し、陽極ターゲット面203に衝撃し、かつ22aの位置でX線の放射を発生する。時刻4に、グリッド制御装置703の出力チャンネルchannel2bは−500Vから+2000Vに変わり、対応する電子放出ユニット12bが電子を放出し、陽極ターゲット面203に衝撃し、かつ22bの位置でX線の放射を発生する。このように類推して、その後に、23aの位置でX線の放射を発生し、その後に、23bの位置でX線の放射を発生し……、かつ循環して繰り返す。そのため、制御システムはグリッド制御により、各電子放出ユニット1があるシーケンスに従って交替で作動して電子ビームを放出し、かつ、陽極ターゲット面203の異なる位置において交替でX線を発生し、それにより、分散型X線源になる。
陽極ターゲット面203が電子ビーム流の衝撃を受けた時に放出した気体は、真空装置8にリアルタイムで引き出されて、真空ボックス3内に高真空を維持して、長い時間の安定な稼働に有利である。陽極ターゲット面203が電子ビーム流の衝撃を受けた時に、同時に大量の熱を発生して、温度が高くなり、熱が急速に陽極チューブ202に伝導され、陽極チューブ202の内部で循環する冷却剤により除去され、陽極ターゲット面203をあまり高くない温度に維持する。制御システムは、所定のプログラムに従って各部材を駆動して作動を協調するように各電源を制御し、高圧電源、真空電源、冷却制御装置などのフィードバック信号を受信してチェーン(interlocking)制御を行うほかに、同時に通信インターフェイスとマンマシンインタフェースを介して外部の命令を受信して、システムの重要なパラメーターを修正・設定して、プログラムを更新して自動制御調整を行うことができる。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線装置をCTデバイスに応用することで、システムの安定性と信頼度がよく、検査効率が高いCTデバイスを得ることができる。
(効果)
本発明は、主に曲面(円柱面と円環面を含む)アレイ分散型X線装置を提供し、一つの光源デバイスにおいて、ある順番に従って周期的に焦点位置を変えるX線を発生する。本発明の電子放出ユニットは熱陰極を採用し、放射電流が大きく、寿命が長いという利点を有する。グリッド制御又は陰極制御により各電子放出ユニットの作動状態を制御し、便利で柔軟である。管状の陽極は冷却設計を有し、陽極の過熱問題を解決した。電子放出ユニットの曲面アレイ配列はターゲットスポットの密度を向上させる。電子放出ユニットの曲面配列は円柱面でもよく、円環面でもよく、全体として直線型分散型X線装置又は環型分散型X線装置になり、応用が柔軟である。
また、本発明の曲面アレイ分散型X線光源をCTデバイスに応用すると、光源を移動する必要がなく、複数のビューを生成することができるため、スリップリングの運動を省略することができ、構造を簡易化させ、システムの安定性、信頼性を向上させ、検査効率を向上させることに有利である。
上記のように、本願発明を説明したが、これに限られなく、本発明の主旨範囲内で各種の変更を行うことができると理解すべきである。
1:電子放出ユニット
2:陽極
E:電子ビーム流
X:X線
1a:電子放出ユニット(第1列)
1b:電子放出ユニット(第2列)
201:陽極支持部材
202:陽極チューブ
203:陽極ターゲット面
101:フィラメント
102:陰極
103:グリッド
104:絶縁支持部材
105:フィラメントリード線
106:グリッドフレーム
107:グリッドメッシュ
108:グリッドリード線
109:接続固定部材
3:真空ボックス
4:高圧電源接続装置
5:フィラメント電源接続装置
6:グリッド制御装置接続装置
7:電源及び制御システム
8:真空装置
9:冷却接続装置
10:冷却装置
701:制御システム
702:高圧電源
703:グリッド制御装置
704:フィラメント電源
705:真空電源
706:冷却制御装置
70301:制御器
70302:負高圧モジュール
70303:正高圧モジュール
Switch:高圧スイッチ素子
Channel:制御信号出力チャンネル

Claims (12)

  1. 周りがシールされ、かつ内部が高真空である真空ボックスと、
    曲面において前記曲面の軸線方向に沿って前記軸線に向かって複数列に配列されるように前記真空ボックスのボックス壁に配置される複数の電子放出ユニットと、
    金属から構成され、前記軸線に配置されるように前記真空ボックス内に配置される陽極と、
    を備えることを特徴とするX線装置。
  2. 前記陽極に接続する高圧電源、前記複数の電子放出ユニットのそれぞれに接続するフィラメント電源、前記複数の電子放出ユニットのそれぞれに接続するグリッド制御装置、各電源を制御するための制御システムを有する電源及び制御システムをさらに有し、
    前記陽極は、金属から構成され、中空の管状形状を有する陽極チューブと、前記陽極チューブに配置される陽極支持部材と、前記陽極チューブの外表面に設けられ、前記電子放出ユニットに面する陽極ターゲット面と、を含むことを特徴とする請求項1に記載のX線装置。
  3. 前記陽極ターゲット面は前記陽極チューブの外円の一部が切除されて形成した傾斜平面であることを特徴とする請求項2に記載のX線装置。
  4. 前記陽極ターゲット面は前記陽極チューブの外円の一部が切除されて形成した傾斜平面に、重金属材料のタングステン又はタングステン合金を形成してなることを特徴とする請求項2に記載のX線装置。
  5. 前記電子放出ユニットは、フィラメントと、前記フィラメントに接続する陰極と、開口を有し、前記フィラメントと前記陰極を囲んだ絶縁支持部材と、前記フィラメントの両端から引き出されたフィラメントリード線と、前記陰極に対向するように前記陰極の上方に配置されるグリッドと、前記絶縁支持部材に接続して、前記電子放出ユニットを前記真空ボックスのボックス壁に取り付けて、真空シール接続を形成した接続固定部材と、を有し、
    前記グリッドは、金属から作られ、中央に開孔を形成したグリッドフレームと、金属から作られ、前記グリッドフレームの前記開孔の位置に固定されたグリッドメッシュと、前記グリッドフレームから引き出されたグリッドリード線と、を有し、
    前記フィラメントリード線と前記グリッドリード線は、前記絶縁支持部材を貫通して、電子放出ユニットの外部に引き出され、前記フィラメントリード線は前記フィラメント電源に接続し、前記グリッドリード線は前記グリッド制御装置に接続し、前記グリッドの表面は前記軸線に面することを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか1項に記載のX線装置。
  6. 前記接続固定部材は前記絶縁支持部材の下端の外縁に接続し、前記電子放出ユニットの陰極端は前記真空ボックスの内部に位置し、前記電子放出ユニットのリード線端は前記真空ボックスの外部に位置することを特徴とする請求項5に記載のX線装置。
  7. 前記接続固定部材は前記絶縁支持部材の上端に接続し、前記電子放出ユニット全体は前記真空ボックスの外部に位置することを特徴とする請求項5に記載のX線装置。
  8. 冷却装置と、前記陽極に接続し、前記真空ボックスの外部で前記冷却装置に接続し、真空ボックスの陽極に近い一端の側面に取り付けられた冷却接続装置と、前記電源及び制御システム内に含まれ、前記冷却装置を制御するための冷却制御装置と、をさらに有することを特徴とする請求項2から請求項7のいずれか1項に記載のX線装置。
  9. 前記陽極と前記高圧電源のケーブルとを接続して、前記真空ボックスの前記陽極に近い一端の側壁に取り付けられた高圧電源接続装置と、前記フィラメントと前記フィラメント電源とを接続するためのフィラメント電源接続装置と、前記電子放出ユニットの前記グリッドと前記グリッド制御装置とを接続するためのグリッド制御装置接続装置と、前記電源及び制御システム内に含まれた真空電源と、前記真空ボックスの側壁に取り付けられ、前記真空電源で作動し、前記真空ボックスにおける高真空を維持する真空装置と、をさらに有することを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のX線装置。
  10. 前記軸線が直線又は区分的直線であることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のX線装置。
  11. 前記軸線が円弧又は区分的円弧であることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のX線装置。
  12. 請求項1から請求項11のいずれか1項に記載のX線装置を備えることを特徴とするCTデバイス。
JP2016543301A 2013-09-18 2014-09-17 X線装置及び該x線装置を有するctデバイス Active JP6496321B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310427001.X 2013-09-18
CN201310427001.XA CN104470176B (zh) 2013-09-18 2013-09-18 X射线装置以及具有该x射线装置的ct设备
PCT/CN2014/086678 WO2015039595A1 (zh) 2013-09-18 2014-09-17 X射线装置以及具有该x射线装置的ct设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016536764A true JP2016536764A (ja) 2016-11-24
JP6496321B2 JP6496321B2 (ja) 2019-04-03

Family

ID=51582280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016543301A Active JP6496321B2 (ja) 2013-09-18 2014-09-17 X線装置及び該x線装置を有するctデバイス

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9734979B2 (ja)
EP (1) EP2851929B1 (ja)
JP (1) JP6496321B2 (ja)
KR (1) KR101813575B1 (ja)
CN (1) CN104470176B (ja)
PL (1) PL2851929T3 (ja)
RU (1) RU2652588C2 (ja)
WO (1) WO2015039595A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020533767A (ja) * 2017-09-20 2020-11-19 チェッテーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Mbfex管

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2531326B (en) * 2014-10-16 2020-08-05 Adaptix Ltd An X-Ray emitter panel and a method of designing such an X-Ray emitter panel
CN109216138A (zh) * 2017-06-30 2019-01-15 同方威视技术股份有限公司 X射线管
CN107481912B (zh) 2017-09-18 2019-06-11 同方威视技术股份有限公司 阳极靶、射线光源、计算机断层扫描设备及成像方法
CN108811287B (zh) * 2018-06-28 2024-03-29 北京纳米维景科技有限公司 一种面阵多焦点栅控射线源及其ct设备
KR102448410B1 (ko) * 2018-11-28 2022-09-28 주식회사 레메디 추출기를 가지는 소형 엑스레이 튜브
CN115988723A (zh) * 2019-03-06 2023-04-18 北京艾立科技有限公司 X射线组合机头
CN110211856B (zh) * 2019-04-23 2024-05-03 昆山市中医医院 一种x射线球管
CN112243310B (zh) * 2019-07-16 2022-04-22 清华大学 多射线源加速器和检查方法
CN110793981B (zh) * 2019-10-30 2022-03-22 新鸿电子有限公司 分时复用控制装置和系统
CN110957200B (zh) * 2019-12-12 2022-11-08 江苏锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 一种反射式x光管
US11404235B2 (en) * 2020-02-05 2022-08-02 John Thomas Canazon X-ray tube with distributed filaments

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53103392A (en) * 1977-02-21 1978-09-08 Shimadzu Corp Tomograph
JPS59196677A (ja) * 1983-04-22 1984-11-08 Toshiba Corp X線撮影装置
JPH04212335A (ja) * 1990-04-28 1992-08-03 Shimadzu Corp 回転陰極x線管装置
JPH07201489A (ja) * 1993-12-06 1995-08-04 Picker Internatl Inc X線管
WO2002067779A1 (fr) * 2001-02-28 2002-09-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Appareil de tomodensitometrie emettant des rayons x depuis une source de rayonnement multiple
JP2003223860A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Toshiba Corp X線管
JP2004357724A (ja) * 2003-05-30 2004-12-24 Toshiba Corp X線ct装置、x線発生装置及びx線ct装置のデータ収集方法
JP2012527079A (ja) * 2009-05-12 2012-11-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ X線ソース及びx線生成方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5546408A (en) * 1978-09-29 1980-04-01 Toshiba Corp X-ray device
US4592079A (en) * 1981-10-21 1986-05-27 Elscint Ltd. Medical imaging device using triggered plasma cathode flash X-ray sources
US4926452A (en) * 1987-10-30 1990-05-15 Four Pi Systems Corporation Automated laminography system for inspection of electronics
SE9902118D0 (sv) * 1999-06-04 1999-06-04 Radi Medical Systems Miniature X-ray source
EP1747570A1 (de) * 2004-05-19 2007-01-31 Comet Holding AG Röntgenröhre für hohe dosisleistungen
US7274772B2 (en) * 2004-05-27 2007-09-25 Cabot Microelectronics Corporation X-ray source with nonparallel geometry
US20100189223A1 (en) * 2006-02-16 2010-07-29 Steller Micro Devices Digitally addressed flat panel x-ray sources
CN101101849A (zh) * 2006-07-04 2008-01-09 东元电机股份有限公司 多角度多区域的x光源装置
WO2010024821A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Analogic Corporation Multi-cathode x-ray tubes with staggered focal spots, and systems and methods using same
US20110075802A1 (en) 2009-09-29 2011-03-31 Moritz Beckmann Field emission x-ray source with magnetic focal spot screening
WO2011119629A1 (en) 2010-03-22 2011-09-29 Xinray Systems Llc Multibeam x-ray source with intelligent electronic control systems and related methods
DE102011076912B4 (de) * 2011-06-03 2015-08-20 Siemens Aktiengesellschaft Röntgengerät umfassend eine Multi-Fokus-Röntgenröhre
CN203178216U (zh) * 2012-12-31 2013-09-04 清华大学 Ct设备
WO2015039603A1 (zh) * 2013-09-18 2015-03-26 清华大学 X射线装置以及具有该x射线装置的ct设备
CN203590580U (zh) * 2013-09-18 2014-05-07 清华大学 X射线装置以及具有该x射线装置的ct设备
CN203734907U (zh) * 2013-09-18 2014-07-23 同方威视技术股份有限公司 X射线装置以及具有该x射线装置的ct设备
CN203563254U (zh) 2013-09-18 2014-04-23 同方威视技术股份有限公司 X射线装置及具有该x射线装置的ct设备
CN103908288B (zh) 2014-03-21 2016-03-02 北京工业大学 沿真实牙弓轨迹扫描的数字化牙科曲面断层全景x光机

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53103392A (en) * 1977-02-21 1978-09-08 Shimadzu Corp Tomograph
JPS59196677A (ja) * 1983-04-22 1984-11-08 Toshiba Corp X線撮影装置
JPH04212335A (ja) * 1990-04-28 1992-08-03 Shimadzu Corp 回転陰極x線管装置
JPH07201489A (ja) * 1993-12-06 1995-08-04 Picker Internatl Inc X線管
WO2002067779A1 (fr) * 2001-02-28 2002-09-06 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Appareil de tomodensitometrie emettant des rayons x depuis une source de rayonnement multiple
US20030072407A1 (en) * 2001-02-28 2003-04-17 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Multisource type X-ray CT apparatus
JP2003223860A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Toshiba Corp X線管
JP2004357724A (ja) * 2003-05-30 2004-12-24 Toshiba Corp X線ct装置、x線発生装置及びx線ct装置のデータ収集方法
JP2012527079A (ja) * 2009-05-12 2012-11-01 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ X線ソース及びx線生成方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020533767A (ja) * 2017-09-20 2020-11-19 チェッテーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Mbfex管
US11183357B2 (en) 2017-09-20 2021-11-23 Cetteen Gmbh MBFEX tube
JP7015383B2 (ja) 2017-09-20 2022-02-02 チェッテーン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Mbfex管

Also Published As

Publication number Publication date
US9734979B2 (en) 2017-08-15
EP2851929B1 (en) 2017-11-08
US20150078510A1 (en) 2015-03-19
PL2851929T3 (pl) 2018-06-29
RU2016114715A (ru) 2017-10-20
CN104470176B (zh) 2017-11-14
EP2851929A1 (en) 2015-03-25
KR101813575B1 (ko) 2017-12-29
CN104470176A (zh) 2015-03-25
WO2015039595A1 (zh) 2015-03-26
RU2652588C2 (ru) 2018-04-27
KR20160081895A (ko) 2016-07-08
JP6496321B2 (ja) 2019-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6496321B2 (ja) X線装置及び該x線装置を有するctデバイス
JP6259524B2 (ja) X線装置及び該x線装置を有するctデバイス
JP6526014B2 (ja) X線装置及び該x線装置を有するctデバイス
JP6382320B2 (ja) X線装置及び該x線装置を有するctデバイス
JP6126239B2 (ja) カソード制御マルチカソード分散型x線装置、及びこの装置を有するct設備
CN203734907U (zh) X射线装置以及具有该x射线装置的ct设备
WO2020001276A1 (zh) 一种扫描式x射线源及其成像系统

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180921

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190308

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6496321

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250