JP2017054591A - X-ray generation tube and x-ray generation device using the same, x-ray imaging system - Google Patents
X-ray generation tube and x-ray generation device using the same, x-ray imaging system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017054591A JP2017054591A JP2015175555A JP2015175555A JP2017054591A JP 2017054591 A JP2017054591 A JP 2017054591A JP 2015175555 A JP2015175555 A JP 2015175555A JP 2015175555 A JP2015175555 A JP 2015175555A JP 2017054591 A JP2017054591 A JP 2017054591A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- tube
- ray generator
- target
- cathode member
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、医療機器における診断応用及び産業機器分野における非破壊X線撮影等に適用されるX線発生管及びこれを備えたX線発生装置とX線撮影システムに関する。 The present invention relates to an X-ray generation tube applied to diagnostic applications in medical equipment and non-destructive X-ray imaging in the field of industrial equipment, and an X-ray generation apparatus and X-ray imaging system including the X-ray generation tube.
近年、電子部品実装基板の高密度実装化が進み、検査対象が微細化している。これら微細部品の不良箇所を検出するためのX線撮影システムにおいては、1μm乃至数μm程度の解像度を実現可能なX線発生装置が用いられている。 In recent years, high-density mounting of electronic component mounting boards has progressed, and inspection objects have become finer. In an X-ray imaging system for detecting a defective portion of these fine parts, an X-ray generator capable of realizing a resolution of about 1 μm to several μm is used.
一般に透過型X線発生管は、反射型X線発生管と比較して観察対象をターゲット近傍へより近付けることが可能であり、高倍率観察に対して有利である。透過型X線発生管では、焦点位置で発生するX線をターゲット材料自身を透過して外部へ取り出す必要があるため、ターゲットである重金属を数ミクロン程度の薄膜にして用いる必要がある。また、高解像度を実現する上で、X線を発生するターゲットへ入射する電子線の焦点サイズを解像度と同程度のサイズに微小化する必要があるため、電子線のエネルギーを厚さ数ミクロン程度の薄膜材料内の10μm以下の領域に集中させる必要がある。 In general, a transmission X-ray generator tube can bring an observation object closer to the vicinity of the target as compared with a reflection X-ray generator tube, and is advantageous for high-magnification observation. In the transmission type X-ray generator tube, since X-rays generated at the focal position need to pass through the target material itself and be taken out to the outside, it is necessary to use a heavy metal as a target as a thin film of about several microns. In order to achieve high resolution, it is necessary to reduce the focal size of the electron beam incident on the target that generates X-rays to the same size as the resolution, so the energy of the electron beam is several microns thick. It is necessary to concentrate on a region of 10 μm or less in the thin film material.
上記のように透過型X線発生管において、薄膜材料であるターゲット上の定位置に長時間電子線を照射し続けた場合、電子線の焦点でターゲット材料の蒸発、マイグレーション等により材料の損耗が生じるため性能維持寿命を短縮させることがあった。性能維持寿命を延長するためには、電子線の照射量に応じてターゲット上の微小な焦点を適宜移動させる手法が有効である。例えば、特許文献1には、X線発生管の真空容器の一部に真空ベローズを設け、陰極側を可動フランジとし、前記フランジに固定された電子銃の軸方向を微小に偏向可能とした構成が開示されている。
As described above, in a transmission X-ray generator tube, when a fixed position on a target, which is a thin film material, is continuously irradiated with an electron beam for a long time, the material is worn out by evaporation, migration, etc. of the target material at the focus of the electron beam. As a result, the performance maintenance life may be shortened. In order to extend the performance maintenance life, it is effective to appropriately move a minute focus on the target in accordance with the amount of electron beam irradiation. For example,
しかしながら特許文献1に開示されたX線発生管は、高価な真空ベローズを用いなければならず、また長期間使用した場合にベローズから真空リークなどが発生する懸念がある。
However, the X-ray generating tube disclosed in
本発明の課題は、高解像度のX線発生装置に用いられる透過型X線発生管において、簡易な構成によりターゲット上の電子線の焦点を移動させて性能維持寿命の延長を図ることにある。さらに本発明は、性能維持寿命が延長されたX線発生管を用いたX線発生装置、X線撮影システムを提供することにある。 An object of the present invention is to extend the performance maintenance life of a transmission X-ray generator tube used in a high-resolution X-ray generator by moving the focal point of an electron beam on a target with a simple configuration. It is another object of the present invention to provide an X-ray generation apparatus and an X-ray imaging system using an X-ray generation tube with an extended performance maintenance life.
本発明の第一は、絶縁管と、
電子線の照射によりX線を発生するターゲットと、前記ターゲットを保持し、前記絶縁管の一端に接続された陽極部材と、を備えた陽極と、
前記絶縁管の他端に接続された陰極部材と、一端が前記陰極部材に接続され他端に電子源が固定されたネック部を有し、前記電子源より放出された電子線を前記ターゲットに照射する電子銃と、を備えた陰極と、
を有するX線発生管において、
前記ネック部が変形部を有し、前記変形部の変形が、前記ターゲットに対する前記電子源の向きに傾動を生じさせるか、前記ネック部の長手方向と交差する向きに前記電子源の位置を移動させることを特徴とする。
The first of the present invention is an insulating tube,
An anode comprising: a target that generates X-rays by irradiation of an electron beam; and an anode member that holds the target and is connected to one end of the insulating tube;
A cathode member connected to the other end of the insulating tube; a neck portion having one end connected to the cathode member and an electron source fixed to the other end; and an electron beam emitted from the electron source to the target A cathode having an electron gun for irradiation;
In an X-ray generator tube having
The neck portion has a deformation portion, and the deformation of the deformation portion causes a tilt in the direction of the electron source with respect to the target or moves the position of the electron source in a direction crossing the longitudinal direction of the neck portion. It is characterized by making it.
本発明の第二は、上記本発明のX線発生管と、前記X線発生管を収納した収納容器と、前記収納容器の内部の余空間に充填された絶縁性流体と、を備えたことを特徴とするX線発生装置である。 A second aspect of the present invention includes the X-ray generation tube of the present invention, a storage container storing the X-ray generation tube, and an insulating fluid filled in an extra space inside the storage container. The X-ray generator characterized by the above.
本発明の第三は、上記本発明のX線発生装置と、
前記X線発生装置から発生し被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線発生装置と前記X線検出器とを連携制御するシステム制御装置とを有することを特徴とするX線撮影システムである。
The third aspect of the present invention is the X-ray generator of the present invention,
An X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray generator and transmitted through the subject;
An X-ray imaging system comprising: a system control device that controls the X-ray generation device and the X-ray detector in a coordinated manner.
本発明においては、単純な構成で陰極部材から突出した電子銃のネック部に絶縁管の軸方向を中心として非対称な変形を発生させることにより、電子源の向き或いは位置をずらせてターゲット上の電子線の焦点を絶縁管の半径方向にずらせることができる。よって、X線発生管の性能維持寿命の延長を図り、長時間の使用が可能なX線発生管、該X線発生管を用いることで長期間、安定した性能が得られるX線発生装置、X線撮影システムが提供される。 In the present invention, the electron gun on the target is displaced by shifting the direction or position of the electron source by generating an asymmetric deformation around the axial direction of the insulating tube at the neck portion of the electron gun protruding from the cathode member with a simple configuration. The focal point of the line can be shifted in the radial direction of the insulating tube. Therefore, the X-ray generator tube is designed to extend the performance maintenance life of the X-ray generator tube, can be used for a long time, and can be used for a long period of time by using the X-ray generator tube. An x-ray imaging system is provided.
以下に、本発明の好ましい実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。図1乃至図13は、本発明のX線発生管の実施形態の構成を模式的に示す図であり、各図において(a)は平面図、(b)は(a)中のA−A’断面図、即ち絶縁管の管軸を含む断面図である。尚、各図の(a)においては、説明に必要な主要な部材のみを示し、他の部材については図示を省略する。これらの実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲を限定するものではない。また、本明細書で特に図示又は記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 13 are diagrams schematically showing a configuration of an embodiment of an X-ray generation tube of the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is an AA in (a). 'A cross-sectional view, that is, a cross-sectional view including a tube axis of an insulating tube. In addition, in (a) of each figure, only the main members required for description are shown, and illustration is abbreviate | omitted about another member. The dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the constituent members described in these embodiments do not limit the scope of the present invention. In addition, well-known or publicly known techniques in the technical field are applied to portions that are not particularly illustrated or described in the present specification.
先ず、図1及び図2を用いて本発明のX線発生管におけるターゲット上の電子線の焦点の移動について説明する。 First, the movement of the focal point of the electron beam on the target in the X-ray generator tube of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明のX線発生管は、透過型のX線発生管であり、図1に示されるように、絶縁管3と陽極7と陰極19とを備えている。陽極7は、電子線1の照射によりX線2を発生する透過型のターゲット4と、ターゲット4を保持する陽極部材6とを備え、陽極部材6が周縁部において絶縁管1の管軸方向の一端に接続されている。
The X-ray generator tube of the present invention is a transmission type X-ray generator tube, and includes an
ターゲット4は、電子線1の照射によりX線2を発生するターゲット層4aと、X線透過性の高い材料からなるターゲット支持基板4bとからなり、ターゲット層4aはターゲット支持基板4bの中央に本例では同心円状に配置されている。よって、絶縁管3の半径方向において、ターゲット4の中心はターゲット層4aの中心でもある。
The target 4 includes a
ターゲット支持基板4bは、X線の透過性が高く、熱伝導が良く、真空封止に耐える必要がある。例えば、ダイヤモンド、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミ、グラファイト、ベリリウム等を用いることができる。より好ましくは、X線の透過率がアルミニウムよりも小さく熱伝導率がタングステンよりも大きい、ダイヤモンド、窒化アルミ、窒化ケイ素が望ましい。支持基板4bの厚さは、上記の機能を満足すれば良く、材料によって異なるが、0.3mm以上2mm以下が好ましい。特に、ダイヤモンドは、他の材料に比べて熱伝導性が極めて大きく、放射線の透過性も高く、真空を保持しやすいためより優れている。
The
ターゲット層4aには、通常、原子番号26以上の金属材料を用いることができる。より好適には、熱伝導率が大きく融点が高いものほど良い。具体的には、タングステン、モリブデン、クロム、銅、コバルト、鉄、ロジウム、レニウム等の金属材料、又はこれらの合金材料を好適に用いることができる。ターゲット層4aの厚さは、加速電圧によってターゲット層4aへの電子線1の浸入深さ、即ち放射線の発生領域が異なるため、最適な値は異なるが、1μm乃至15μmである。ターゲット支持基板4bへのターゲット層4aの形成は、スパッタ、蒸着、スクリーン印刷等の手段により行なうことができ、ターゲット4とすることができる。また、別の方法としては、別途、圧延や研磨により所定の厚さのターゲット層4aを作製し、ターゲット支持基板4bに高温高圧下で拡散接合することによりターゲット4とすることも可能である。
In general, a metal material having an atomic number of 26 or more can be used for the
絶縁管3は、通常、円管が用いられるが、本発明においてはこれに限定されず、多角管であっても良い。尚、絶縁管3が多角管の場合には、多角の中心を通る軸が管軸であり、該管軸に直交する方向が半径方向となる。絶縁管3はガラスやセラミックス等で構成することができ、放射線発生管1の内部は真空排気(減圧)された空間となっている。X線発生管の内部は、平均自由行程として、電子源12とX線を放出するターゲット層4aとの間の距離を、少なくとも電子が飛翔可能なだけの圧力下で実現される程度の真空度であれば良く、1×10-4Pa以下の真空圧力が適用可能である。使用する電子源12や、動作する温度等を考慮して適宜選択することが可能であり、冷陰極型電子放出源等の場合は、1×10-6Pa以下の真空圧力とするのがより好ましい。X線発生管内の真空圧力の維持の為に、ゲッター(不図示)を絶縁管3内部に配置するか、もしくは内部空間に連通している補助スペース(不図示)に設置することも可能である。
As the insulating
陽極部材6,陰極部材11には、銅やアルミニウム、コバールなどの金属材料が好ましく用いられる。
For the
陰極19は、絶縁管3の管軸方向の他端に接続された陰極部材11と、陰極部材11から陽極7に向かって突出する電子銃18を備えている。電子銃18は、陰極部材11に一端が接続されたネック部14を有しており、ネック部14の陽極7側の他端には、電子源12が固定されている。本例においては、ネック部14は、2本の柱15a,15bを備え、ネック部14の陽極7側に電子線集束部13が取り付けられ、電子源12は電子線集束部13の基底に不図示の絶縁部材を介して取り付けられている。係る電子線集束部13は柱15a,15bを介して陰極部材11の電位に規定されるか、或いは、別途電位規定手段を介して独立に電位を規定される。電子源12には、絶縁材料で構成された電流導入端子部22を通して外部に引き出される配線21を介してX線発生管の外部から電子放出が制御される。尚、電子源12は柱15a、15bに直接、取り付け部材を介して取り付けても良い。
The
電子源12の電子放出機構としては、真空容器の外部から電子放出量を制御可能な電子源であれば良く、熱陰極型電子源、冷陰極型電子源等を適宜適用することが可能である。
The electron emission mechanism of the
上記構成において、電気配線21を介して電子源12に電力を供給し、電子線1を放出させる。放出された電子線1は、電子線集束部13により集束され、ターゲット層4aに入射し、X線2が発生し、X線2は、ターゲット層4a自体とターゲット支持基板4bとを透過して外部へ放射される。図1中の8は電子線1のターゲット層4a上の焦点である。
In the above configuration, electric power is supplied to the
本例においては、ネック部14を構成する柱15a,15bのそれぞれに発熱体23a,23bを接触させることにより、柱15a,15bを管軸方向に伸縮可能な変形部としている。発熱体23a,23bは、不図示の配線によって外部より個別に通電制御可能に構成されている。
In this example, the
図1のX線発生管において、発熱体23a,23bに通電しなかった場合、柱15aと15bの管軸方向の長さは等しく、電子源12の陽極7側の表面は図2(b)の25の位置にある。そのため、電子源12から放出された電子線1は管軸方向に平行に直進してターゲット4の中心に入射し、焦点8を形成する。
In the X-ray generating tube of FIG. 1, when the
発熱体23aに通電すると、図2(b)に示されるように、柱15aが発熱体23aによる加熱によって熱膨張を生じ、管軸方向の全長が柱15bよりtだけ長くなる。その結果、ネック部14の先端において、柱15a側が柱15b側よりも陽極7側に突出し、電子線集束部3の基底が傾いて電子源12の表面は26の位置に移動し、ターゲット4に対して傾くため、管軸方向から傾いた方向に電子線1が放出される。電子源12から傾いて放出された電子線1は傾いた状態で電子線集束部13内を通過した後、陽極7に向かって管軸方向に平行に進む。そして電子線1のターゲット4上の焦点8’は電子線集束部13を通過する間に偏向した分だけ、ターゲット4上で本来の焦点8よりもずれた位置に形成される。尚、電子線集束部13を用いない構成においても、電子源12から電子線1が傾いて放出された場合には、当初の焦点8よりもずれた位置に焦点8’が形成される。
When the
また、発熱体23bに通電し、柱15bに熱膨張を生じさせた場合には、発熱体23aに通電した場合とは逆方向に電子源12が傾き、電子線1の焦点8は、図2(a)に示された焦点8’とは逆方向、即ち柱15a側に移動する。
Further, when the
上記のように、ターゲット4上で電子線1の焦点8を移動させることで、電子線のエネルギー集中により局所的にターゲット層4aが損耗する位置をずらして広範囲でターゲット層4aを利用することができる。これにより、ターゲット層4aの寿命が延び、X線発生管を長時間使用することが可能となる。
As described above, by moving the
図1、図2では、複数本の柱毎に発熱体を接触させているが、どちらか一方でもかまわない。その場合、電子線1の焦点8の移動先は一箇所のみとなる。
In FIG. 1 and FIG. 2, the heating element is brought into contact with each of a plurality of pillars, but either one may be used. In that case, the moving destination of the
さらに、柱の数は3本以上としても良い。図3に示す例では、4本の柱15a乃至15dにそれぞれ発熱体23a乃至23dを接触させ、それぞれ個別に通電制御可能とし、通電する発熱体を選択することで、電子線1の焦点8をより広範囲にずらせることができる。具体的には、発熱体23a乃至23dのいずれか一つに通電することで、電子線1の焦点8は通電された発熱体が接触する柱から離れる方向4箇所に移動することができる。また、発熱体23aと23b、23bと23c、23cと23d、23dと23aのように隣り合う二つの発熱体に通電することで、いずれか一つに通電した場合に移動する焦点位置の間に移動させることができる。
Furthermore, the number of pillars may be three or more. In the example shown in FIG. 3, the
また、図1乃至図3の例ではネック部14を複数本の柱で構成していたが、図4に示されるように、円筒体31で構成してもよい。この場合、円筒体31の発熱体23を接触させた領域及びその近傍が本発明に係る変形部に相当する。また、発熱体23は二箇所以上に配置し、個別に通電可能とすることで、より広範囲に電子線1の焦点8を移動させることができる。
Further, in the example of FIGS. 1 to 3, the
さらに、図5に、変形部をバイメタルで構成した例を示す。本例は、2本の柱15a,15bのうちの1本15aを高膨張金属36と低膨張金属37とからなるバイメタル35で構成し、制御手段としての発熱体23を係るバイメタル35に接触させている。係る構成において、発熱体23に通電してバイメタル35を加熱すると、図6(b)に示されるように、バイメタル35が内側に凸となるように湾曲し、バイメタル35側でネック部14の管軸方向の長さが短くなり、電子源12の表面が傾く。その結果、電子源12が傾く前は図5(a)に示されるように焦点8はターゲット4の中央に位置していたが、電子源12が傾くことで、図6(a)に示されるように、電子線1の焦点8’はターゲット4の中央からずれた位置に移動する。
Further, FIG. 5 shows an example in which the deformed portion is made of bimetal. In this example, one of the two
尚、図5,図6では複数本の柱のうち1本をバイメタルで構成した例を示したが、複数本の柱全てをバイメタルで構成し、それぞれに個別に通電制御可能な発熱体を接触させてもよい。この場合、ターゲット4上の電子線1の焦点8を2方向に移動させることができ、より広範囲にターゲット4を用いることができる。また、各バイメタルの湾曲方向は逆、即ち外側に凸であってもかまわない。
5 and 6 show an example in which one of a plurality of pillars is made of a bimetal. However, all of the plurality of pillars are made of a bimetal, and each of them is in contact with a heating element that can be individually controlled for energization. You may let them. In this case, the
また、バイメタルを用いた他の構成例としては、図7に示されるように、2本の柱15a,15bのうちの1本15aを変形部としてバイメタル35a,35bを上下に直列に配置した構成も挙げられる。この構成では、柱15aに接触させた発熱体23に通電して加熱した場合に、図8(b)に示されるように上下のバイメタル35a,35bの湾曲方向が絶縁管3の半径方向において互いに逆方向となるように配置する。即ち、高膨張金属36a,36b及び低膨張金属37a,37bの半径方向の位置をバイメタル35a,35bで逆となるようにする。係る構成で発熱体23に通電し、バイメタル35a,35bを加熱すると、図8(b)に示されるように上下のバイメタル35a,35bが湾曲し、柱15aの管軸方向の長さが柱15bより短くなる。その結果、図8(a)に示されるように焦点8’はターゲット4の中央からずれた位置に形成される。尚、本例についても、複数本の柱全てをバイメタルで構成し、それぞれに個別に通電制御可能な発熱体を接触させ、より広範囲に焦点8を移動させることができる。
As another configuration example using a bimetal, as shown in FIG. 7, a configuration in which one of the two
上記した図1乃至図8の実施形態では、ターゲット4に対する電子源12の向きに傾動を生じさせることで電子線1の焦点8を移動させる形態を示した。本発明では、電子源12をネック部14の長手方向と交差する向き、即ち管軸に直交する方向に移動させても同様の効果が得られる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 8 described above, the
図9に示される実施形態は、ネック部14が複数本の柱15a、15bと、該複数本の柱15a,15bを互いに連結する連結部材39を備え、柱15a、15bがそれぞれ、陰極部材11側にバイメタル35a,35bを備えている。バイメタル35a,35bは、それぞれにおける高膨張金属36a,36bと低膨張金属37a,37bの配置が同じであり、発熱体23a,23bに同時に通電して加熱した際に、図10(b)に示されるように、絶縁管3の半径方向において同方向に湾曲する。その結果、柱15a,15bが絶縁管3の半径方向において同方向に移動するのに伴い、電子源12も柱15a,15bの移動方向と同じ方向に移動し、図10(a)に示されるように、焦点8’はターゲット4の中央からずれた位置に形成される。
In the embodiment shown in FIG. 9, the
上記した図1乃至図10の実施形態では、変形部の変形を制御する制御手段としての発熱体を柱や円筒体に接触させた形態を示したが、係る発熱体は変形部に取り付けても、別途不図示の支持部材で変形部に接触するように固定しても良い。また、上記実施形態では、制御手段をX線発生管の内部に配置した構成を示したが、本発明においては、外部に制御手段を配置することもできる。 In the embodiment of FIGS. 1 to 10 described above, the heating element as the control means for controlling the deformation of the deforming portion is shown in contact with the column or the cylindrical body, but the heating element may be attached to the deforming portion. Alternatively, it may be fixed so as to come into contact with the deformed portion by a separate support member (not shown). Moreover, in the said embodiment, although the structure which has arrange | positioned the control means inside the X-ray generator tube was shown, in this invention, a control means can also be arrange | positioned outside.
図11はX線発生管の外部において陰極部材11に発熱体23a,23bを接触させた形態であり、発熱体23a,23bはそれぞれ、ネック部14の柱15a,15bの陰極部材11への取り付け位置に接触させている。発熱体23a,23bはそれぞれ個別に通電制御可能である。よって、発熱体23a又は23bによって陰極部材11を介して柱15a又は15bを加熱し、膨張させることで柱15aと15bとの管軸方向の長さに差を生じせしめ、ターゲット4に対する電子源12の向きを傾けることができる。
FIG. 11 shows a form in which
さらに、ネック部14を外部から変形させる方法としては、発熱体に限らず、図12に示されるように、ネック部14の柱15a,15bの陰極部材11への取り付け位置に放熱体38a,38bを接触させても良い。本例では、放熱体38a,38bのいずれかを接触させる、両方を接触させない、の3つの状態を切り替えることで、ターゲット4に対する電子源12の向きを切り替え、ターゲット4上の電子線1の焦点8の位置を3箇所のいずれかに切り替えることができる。
Further, the method of deforming the
一般にX線発生管は、100kV程度の高電圧が印加されて使用されている。また発熱量も大きいため、電気絶縁と冷却のために絶縁性油や絶縁性ガス中に設置されて使用される。電子源12としては通常加熱フィラメントを有しており、一般に約1000℃程度の高温状態で電子を放出させており、X線発生管の内部は真空であるため、電子源12で発生した熱は、ネック部14を介して陰極部材8の表面から外部へ放出される。よって、柱15a,15bの陰極部材11への取り付け位置に放熱体38a,38bを接触可能に配置し、上記3つの状態を切り替えることで、ターゲット4上の電子線1の焦点8を3箇所に切り替えることができる。
In general, an X-ray generating tube is used with a high voltage of about 100 kV applied. In addition, since it generates a large amount of heat, it is installed in insulating oil or gas for electrical insulation and cooling. The
上記図1乃至図12の実施形態においては、発熱体や放熱体などを制御手段としてネック部14の変形部の温度を制御し、変形部と変形部以外の領域との温度差によってネック部14を変形させる形態を示した。本発明においては、係る形態に限定されず、変形部の変形を直接電気信号などで制御する形態でも良い。例えば、図13に示されるように、ネック部14が2本の柱15a,15bを備え、それぞれの陰極部材11側の端部を圧電素子41a,41bで構成し、変形部とすることができる。係る形態では、不図示の配線を介して外部から圧電素子41a又は41bに通電する。その結果、圧電素子41a又は41bに絶縁管3の管軸方向に沿った伸縮を生じせしめ、柱15aと15bの管軸方向の長さに差を生じさせてターゲット4に対する電子源12の向きに傾動を生じさせることができる。圧電素子は柱15a,15bのいずれか一方のみでも良いし、また、柱の本数を3本以上としても良い。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 12, the temperature of the deformed portion of the
次に、本発明のX線発生装置について説明する。図14は本発明のX線発生管を備えるX線発生装置の構成の一例を示す断面模式図である。本発明のX線発生装置60は、図14に示されるように、本発明のX線発生管50と、これを収容する収納容器52とを備え、収納容器52の余空間には冷却媒体として絶縁性流体53が充填されている。
Next, the X-ray generator of the present invention will be described. FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of an X-ray generator provided with the X-ray generator tube of the present invention. As shown in FIG. 14, the
収納容器52の内部には、不図示の回路基板及び絶縁トランス等から構成される駆動回路51を設けても良い。駆動回路51を設けた場合、例えばX線発生管50に駆動回路51から所定の電圧信号が印加され、X線の発生を制御することができる。
A
収納容器52は、容器としての十分な強度を有していれば良く、金属やプラスチックス材料等から構成される。収納容器52には、X線を透過し収納容器52の外部にX線を取り出すためのX線放出窓53が設けられている。X線発生管50から放出されたX線はこのX線放出窓53を通して外部に放出される。X線放出窓53には、ガラス、アルミニウム、ベリリウム等が用いられる。
The
絶縁性流体54は、電気絶縁性が高く、冷却能力が高く、熱による変質の少ない絶縁性液体が好ましく、例えば、シリコーン油、トランス油、フッ素系オイル等の電気絶縁油、ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系の絶縁性液体等が使用可能である。
The insulating
次に、図15に基づいて、本発明に係るX線撮影システムの一実施形態を説明する。図15に示されるように、本発明のX線発生装置60は、そのX線放出窓53部分に可動絞りユニット55を有していてもよい。可動絞りユニット55は、X線発生管50から照射されるX線2の照射野の広さを調整する機能を有する。また、可動絞りユニット55として、X線2の照射野を可視光により模擬表示できる機能が付加されたものを用いることもできる。
Next, an embodiment of the X-ray imaging system according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15, the
システム制御装置62は、X線発生装置60とX線検出装置61とを連携制御する。駆動回路51は、システム制御装置62の制御の下に、X線発生管50に各種の制御信号を出力する。この制御信号により、X線発生装置60から放出されたX線2は、被検体64を透過してX線検出器66で検出される。X線検出器66は、検出したX線を画像信号に変換して信号処理部65に出力する。信号処理部65は、システム制御装置62による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置62に出力する。システム制御装置62は、処理された画像信号に基づいて、表示装置63に画像を表示させるための表示信号を表示装置63に出力する。表示装置63は、表示信号に基づく画像を、被検体64の撮影画像としてディスプレイに表示する。本発明のX線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。
The
(実施例1)
図1,図2に示されるX線発生管を作製した。陰極部材11と陽極部材6とは、厚さ5mmで熱膨張係数がセラミックスに近いコバール合金で形成し、厚さ5mm、外径60mm、長さ110mmのアルミナセラミックスからなる絶縁管3に接合して気密封止した。X線発生管の内部は、不図示の排気管により真空排気した後に封止し、内部を真空に保持した。
Example 1
The X-ray generating tube shown in FIGS. 1 and 2 was produced. The
電子源12は含浸型電子源であり、電子線集束部13は、SUS304ステンレス合金で構成し、絶縁管3の管軸方向の長さ28mm、外径16mmとした。柱15a,15bは、ステンレス(SUS304)製で絶縁管3の管軸方向の長さが70mm、半径方向の厚さ1mm、幅3mm、半径方向の柱15aと15bとの距離は15mmとした。
The
ターゲット層4aは、X線放射効率の高い重金属として厚さ4μmのタングステン薄膜を用いた。ターゲット支持基板4bには、厚さ0.6mmの多結晶人工ダイヤモンド基板を使用し、ろう着けによって陽極部材6に接合した。電子源12からターゲット4までの距離は40mmとした。
As the
上記X線発生管を絶縁油中に浸漬し、陰極19と陽極7との間の加速電圧を100kV、電子線集束部13の電子出射面における電位を1.8kVとし、X線放出駆動を行った。柱15a,15bに接触させた発熱体23a,23bに通電せずに駆動した場合、電子線1の焦点8はターゲット4の中心に位置した。
The X-ray generator tube is immersed in insulating oil, the acceleration voltage between the
次に、柱15aに接触させた発熱体23aにのみ通電して、柱15aの平均温度が柱15bに対して+5℃となるように調整した。この状態で柱15aは15bに対して+6μm程度の伸長を生じ、ネック部14の先端は傾き、電子線1の焦点8’はターゲット4上で焦点8から12μm移動したのが観察された。また、発熱体2bにのみ通電して、柱15bの平均温度が柱15aに対して+5℃となるように調整した場合には、ネック部14の先端が逆方向に傾き、電子線1の焦点8はターゲット4上で中心から上記とは逆の方向に12μm移動するのが観察された。
Next, only the
本例のX線発生管は、ターゲット4上での電子線1の焦点8のサイズが約7μmであり、発熱体の通電を制御することで、焦点8を焦点サイズよりも大きな移動量でターゲット4の中心から互いに逆方向の2箇所に移動させることができた。よって、薄膜からなるターゲット層4aの履歴に応じて適宜焦点8の位置を変更し、X線発生管の性能維持寿命を3倍に延長することが可能となった。
In the X-ray generator tube of this example, the size of the
1:電子線、2:X線、3:絶縁管、4:ターゲット、6:陽極部材、7:陽極、11:陰極部材、12:電子源、14:ネック部、15,15a,15b,15c,15d:柱、18:電子銃、19:陰極、23,23a,23b,23c,23d:発熱体、31:円筒体、35,35a,35b:バイメタル、38a,38b:放熱体、39:連結部材、41a,41b:圧電素子、50:X線発生管、54:絶縁性流体、60:X線発生装置、62:システム制御装置、64:被検体、66:X線検出器
1: electron beam, 2: X-ray, 3: insulating tube, 4: target, 6: anode member, 7: anode, 11: cathode member, 12: electron source, 14: neck portion, 15, 15a, 15b,
Claims (15)
電子線の照射によりX線を発生するターゲットと、前記ターゲットを保持し、前記絶縁管の一端に接続された陽極部材と、を備えた陽極と、
前記絶縁管の他端に接続された陰極部材と、一端が前記陰極部材に接続され他端に電子源が固定されたネック部を有し、前記電子源より放出された電子線を前記ターゲットに照射する電子銃と、を備えた陰極と、
を有するX線発生管において、
前記ネック部が変形部を有し、前記変形部の変形が、前記ターゲットに対する前記電子源の向きに傾動を生じさせるか、前記ネック部の長手方向と交差する向きに前記電子源の位置を移動させることを特徴とするX線発生管。 An insulation tube;
An anode comprising: a target that generates X-rays by irradiation of an electron beam; and an anode member that holds the target and is connected to one end of the insulating tube;
A cathode member connected to the other end of the insulating tube; a neck portion having one end connected to the cathode member and an electron source fixed to the other end; and an electron beam emitted from the electron source to the target A cathode having an electron gun for irradiation;
In an X-ray generator tube having
The neck portion has a deformation portion, and the deformation of the deformation portion causes a tilt in the direction of the electron source with respect to the target or moves the position of the electron source in a direction crossing the longitudinal direction of the neck portion. An X-ray generating tube characterized in that
前記X線発生装置から発生し被検体を透過したX線を検出するX線検出器と、
前記X線発生装置と前記X線検出器とを連携制御するシステム制御装置とを有することを特徴とするX線撮影システム。 X-ray generator according to claim 14,
An X-ray detector that detects X-rays generated from the X-ray generator and transmitted through the subject;
An X-ray imaging system comprising: a system control device that controls the X-ray generation device and the X-ray detector in a coordinated manner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015175555A JP2017054591A (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | X-ray generation tube and x-ray generation device using the same, x-ray imaging system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015175555A JP2017054591A (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | X-ray generation tube and x-ray generation device using the same, x-ray imaging system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017054591A true JP2017054591A (en) | 2017-03-16 |
Family
ID=58317047
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015175555A Pending JP2017054591A (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | X-ray generation tube and x-ray generation device using the same, x-ray imaging system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017054591A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022506332A (en) * | 2018-11-05 | 2022-01-17 | エクシルム・エービー | Mechanical alignment of X-ray source |
CN114093736A (en) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 武汉联影医疗科技有限公司 | Electron emission device and X-ray tube |
-
2015
- 2015-09-07 JP JP2015175555A patent/JP2017054591A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022506332A (en) * | 2018-11-05 | 2022-01-17 | エクシルム・エービー | Mechanical alignment of X-ray source |
JP7396692B2 (en) | 2018-11-05 | 2023-12-12 | エクシルム・エービー | Mechanical alignment of the X-ray source |
CN114093736A (en) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 武汉联影医疗科技有限公司 | Electron emission device and X-ray tube |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5641916B2 (en) | Radiation generator and radiation imaging system | |
US20120307974A1 (en) | X-ray tube and radiation imaging apparatus | |
JP6327802B2 (en) | Radiation generating tube, radiation generating apparatus and radiation imaging system using the same | |
US10032597B2 (en) | X-ray generating tube, X-ray generating apparatus, X-ray imaging system, and anode used therefor | |
US9431206B2 (en) | X-ray generation tube, X-ray generation device including the X-ray generation tube, and X-ray imaging system | |
CN108933072B (en) | Anode and X-ray generating tube, X-ray generating apparatus and radiography system | |
JP6049350B2 (en) | Radiation generation tube, radiation generation unit and radiography system | |
US20130129045A1 (en) | Transmission type radiation generating source and radiography apparatus including same | |
JP2015191795A (en) | X-ray generator | |
JP2016103451A (en) | X-ray generation tube, x-ray generation device, and radiography system | |
US8213575B2 (en) | X-ray generating apparatus | |
JP2017054591A (en) | X-ray generation tube and x-ray generation device using the same, x-ray imaging system | |
JP6611490B2 (en) | X-ray generator and X-ray imaging system using the same | |
US10497533B2 (en) | X-ray generating tube including electron gun, X-ray generating apparatus and radiography system | |
JP6153314B2 (en) | X-ray transmission type target and manufacturing method thereof | |
JP2017135082A (en) | X-ray generation tube, x-ray generation device, and x-ray imaging system | |
JP2015005337A (en) | Radiation generation target, radiation generation tube using the same, radiation generation device, and radiation imaging system | |
JP5574672B2 (en) | X-ray tube device and X-ray device | |
JP6611495B2 (en) | X-ray generator tube, X-ray generator and X-ray imaging system | |
JP2017050070A (en) | X-ray generation tube, x-ray generation apparatus, x-ray imaging system and adjustment method for x-ray generation apparatus | |
JP2014067670A (en) | Radiation generation unit, and radiation image capturing system | |
JP2015079569A (en) | Radiation tube and radiographic system |