JP2018186070A - 高放出焦点のための複数のフィラメントを備えた陰極ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】多くの電子ビームを生成できるＸ線管用陰極を提供する。
【解決手段】Ｘ線管の陰極３００は、第１の電子エミッタ３０４と、第１の電子エミッタから間隔を置いた第２の電子エミッタ３０６とを含む。陰極は、第１の凹部３１４と第２の凹部３１６とを画定する陰極本体３０２を含む。第１の凹部は第１の凹部の中に少なくとも部分的に配置された第１の電子エミッタを有し、第２の凹部は第２の凹部の中に少なくとも部分的に配置された第２の電子エミッタを有する。第２の電子エミッタは、第１の電子エミッタが第１の凹部の外に延びるよりも長く第２の凹部の外に延びる。第１の電子エミッタ及び第２の電子エミッタは、陽極上のターゲットに電子を同時に向けるように構成される。
【選択図】図３Ｂ

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１月２６日出願のＵＳ仮特許出願番号第６２／４５１，０５１号の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込む。
背景

本開示は、一般的に、Ｘ線管の陰極ヘッドに関する実施形態を含むＸ線管に関する。

Ｘ線管は、様々な産業用途及び医療用途で使用される。例えば、Ｘ線管は、医療診断検査、放射線治療、半導体製造、及び、材料分析に採用される。より詳細には、Ｘ線管は、医用撮像法で患者を分析、または、パッケージスキャン中の物体を分析するために、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）またはＸ線撮像システムに使用されることが多い。

典型的なＸ線管の操作中、電流が、陰極の電子エミッタまたはフィラメントに供給されてよい。これによって、熱電子放出として知られるプロセスを介して、電子がエミッタ上に形成される。陽極と陰極の間に印加された大きい電圧差の存在下で、電子は、加速してエミッタから陽極に形成されたターゲット軌道に向かう。陽極に衝突すると、衝突する電子により生じた運動エネルギーの一部は、Ｘ線に変換される。電子の大半が衝突する陽極の領域は、一般に「焦点」と呼ばれる。結果として生じるＸ線は、次に、Ｘ線透過窓を通ってよく、検査する患者または他の物体の方に向けられる。一般的環境においては、患者／物体を通過するＸ線に基づいて、画像が提供される。多くの要因が、生じる画像の品質に影響するが、要因の１つは、焦点領域の電子のサイズ、品質、及び／または、エネルギー順位である。

請求の主題は、上記の環境等の環境でしか、欠点を解決しない、または機能しない実施形態には限定されない。この背景は、本開示を利用し得る例を示すためにのみ提供される。

Ｘ線管の例の斜視図である。 図１ＡのＸ線管の側面図である。 図１ＡのＸ線管の断面図である。 陰極アセンブリの実施形態の斜視図である。 陰極ヘッドの実施形態の斜視図である。 図３Ａの陰極ヘッドの断面図である。 図３Ａの陰極ヘッドによって作られる焦点の概略図である。 ターゲット上の焦点強度の図である。 陰極ヘッドの実施形態の斜視図である。 図４Ａの陰極ヘッドの断面図である。 陰極ヘッドの実施形態の上面斜視図である。 図５Ａの陰極ヘッドの底面斜視図である。 図５Ａの陰極ヘッドの断面図である。 陰極ヘッドの実施形態の上面斜視図である。 図６Ａの陰極ヘッドの底面斜視図である。 図６Ａの陰極ヘッドの断面図である。

詳細な説明
図面を参照し、具体的な言葉を使用して、開示の様々な態様を記載する。このような図面と記載の使用は、開示の範囲を限定するものとみなすべきではない。追加の態様は、請求項を含む開示を考慮すると明らかである、または、実践によって習得されてよい。

Ｘ線管において、電子は、一般的に、電子エミッタを使用して生成され、電子エミッタは、一般的に、陰極のフィラメントを用いて実装される。電圧差の存在下で、次に、電子は、陽極上の焦点またはターゲットに向けられてよく、ターゲットに衝突すると、陽極との電子の衝突によって発生したエネルギーの一部が、Ｘ線に変換される。そして、Ｘ線管によって生成されたＸ線が、分析または治療のために、患者または物体に向けられてよい。

状況によっては、陰極によって生成される電子量を増加させること、または、陰極によって電子が放出される割合を増加させることが望ましい場合がある。これは、陽極に衝突する電子の数を増加させ、それによって、Ｘ線管から生成、放出されるＸ線の量を増加させる。Ｘ線管から放出されるＸ線量の増加は、Ｘ線撮像に様々な利点を提供し得る。例えば、物体または患者をより速くスキャンするために、Ｘ線放出率の増加が使用されてよい。

陰極によって生成される電子量は、Ｘ線管の様々な特性に左右され得る。例えば、電子放出は、フィラメントの表面積を大きくすることによって増加させてよい。フィラメントの表面積は、フィラメントのサイズまたは形状等、フィラメントの寸法を変化させることによって大きくしてよい。別の例においては、電子放出は、フィラメントに供給する電流を増やすことによって増加させてよい。さらに別の例においては、電子放出は、Ｘ線管の電圧（または、電圧差）を大きくすることにより増加させてよい。

実際には、Ｘ線管の設計は、コストに関する制限、製造の制限、並びに、既存のＸ線管及び撮像システムとの互換性によって制約を受けることが多い。従って、多くの状況において、例えば、フィラメントに供給する電流を増やすことによって、Ｘ線管の電圧を上げることによって、または、フィラメントのサイズもしくは表面積を大きくすることによって、電子を増やすことは適切ではない。さらに、Ｘ線管は、特定の、フィラメントの寸法、陰極サイズ、陽極サイズ、及び、それらの間の間隔に関する空間電荷の制限によって本質的に制限され得るので、フィラメントの電流の増加によってＸ線放出が増加しない場合がある。

Ｘ線管で使用されるフィラメントの種類の１つは、コイルフィラメントである。コイルフィラメントは、一般的に、渦巻またはらせん構造に配置された線によって形成される。Ｘ線管で使用され得る別の種類のフィラメントは、平らな、または、平面のフィラメントである。コイルフィラメントの１つの利点は、コストが抑えられ、Ｘ線管で幅広く使用されることである。コイルフィラメントの別の利点は、低電圧で電子ビームを選択的に「カットオフ」する能力が高いことで、これについては以下により詳細に記載する。従って、状況によっては、Ｘ線管にコイルフィラメントを実装すると有利な場合がある。

状況によっては、例えば、フィラメントのサイズまたは表面積を大きくすることによってフィラメントからの電子放出を増やすことは、陽極上の焦点サイズを大きくし、その結果、Ｘ線画像の品質を低下させ得るので、実際的でない場合がある。別の例においては、フィラメントへの電流を増加させることも、撮像用途によっては不適切なサイズに焦点を拡大し得るので、実際的でない場合がある。さらに、フィラメントへの電流を増加させることは、フィラメントの動作寿命を減少させる場合がある。

さらに、多くのＸ線管は、電子流を誘導または集束させる構成を含む。例えば、Ｘ線管の中には、陰極上または陰極周辺の構成要素にグリッド電圧を印加することによって、電子ビームを誘導するものがある。しかしながら、構成によっては、フィラメントサイズ、または、フィラメントに供給する電流を増やすことによって電子ビームを増加させることは、電子ビームの効果的な誘導に必要なグリッド電圧を著しく増加させ得るので、実用的でない場合がある。

開示の実施形態は、陰極によって生成される電子の数を増加させること、及び／または、陰極によって電子が放出される割合を増加させることを容易にし得る。実施形態によっては、陰極が、同じ焦点及び／または焦点領域に向けられる電子を同時に生成する２つ以上のフィラメントを含んでよい。陰極は、両方のフィラメントによって生成される電子を同じ焦点及び／または同じ焦点領域に同時に向けることによって、より多くの電子を生成する。このような構成によって、どちらのフィラメント表面積も増やすことなく、電子放出を増やすことを可能にし得る。このような構成は、どちらのフィラメントの形状も変更することなく、電子放出を増やすことも可能にし得る。さらに、または、代わりに、このような構成によって、フィラメントに供給する電流もＸ線管の電圧も増加させることなく、電子放出を増やすことを可能にし得る。さらに、このような構成は、低コストのコイルフィラメントを使用して実装し得る。

開示の実施形態は、Ｘ線管の撮像特性も向上させ得る。例えば、開示の実施形態は、より強い強度の焦点を生成し、それによって、スキャン時間を速くし得る、及び／または、撮像侵入深さ（imaging penetration）が向上し得る。別の例においては、開示の実施形態は、強度がより均一に分布した焦点を陽極に生成し得る、それによって、画像解像度は向上する。

さらに、開示の実施形態は、陰極によって生成される電子ビームの誘導を容易にし得る。例えば、フィラメントサイズ、または、フィラメントに供給される電流が増加しないので、電子ビームを誘導するためのグリッド電圧の上昇を必要としない。

以前の陰極設計は、複数のフィラメントを含んでいたが、以前の構成では、各フィラメントは、交互に、作動された。このような構成では、一度にフィラメントの１つのみが作動され、１つのフィラメントからの電子放出は、他のフィラメントから電子が放出される前に、停止することになる。

図１Ａ〜図１Ｃは、本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態を実施し得るＸ線管１００の一例の図である。詳細には、図１Ａは、Ｘ線管１００の斜視図を示し、図１Ｂは、Ｘ線管１００の側面図を示し、そして図１Ｃは、Ｘ線管１００の断面図を示す。図１Ａ〜図１Ｃに示すＸ線管１００は、動作環境の例を表し、本明細書に開示の実施形態を限定するものではない。

一般的に、Ｘ線はＸ線管１００内で生成されて、その一部がＸ線管１００を出て１つまたは複数の用途に利用される。Ｘ線管１００は、Ｘ線管１００の外側構造として作用し得る真空エンクロージャ構造１０２を含んでよい。真空エンクロージャ構造１０２は、陰極ハウジング１０４と陽極ハウジング１０６を含んでよい。図１Ｃに示すように、陰極ハウジング１０４は、陽極ハウジング１０６に固定されてよく、それによって、内部の陰極室１０３が陰極ハウジング１０４によって画定され、内部の陽極室１０５が陽極ハウジング１０６によって画定され、それぞれ、真空エンクロージャ１０２を画定するように結合される。

図１Ａ及び１Ｃに示すように、Ｘ線管１００は、Ｘ線透過窓１０８を含んでよい。Ｘ線管１００で生成されるＸ線の一部は、窓１０８を通って出射しよい。窓１０８は、ベリリウムまたは他の適切なＸ線透過性材料で構成されてよい。

図１Ｃを参照すると、陰極ハウジング１０４は、陰極アセンブリ１１０と呼ばれるＸ線管の一部を形成する。陰極アセンブリ１１０は、通常、集まって電子ビーム１１２を形成する電子の生成に関連する構成要素を含む。例えば、陰極アセンブリ１１０は、陰極ヘッド１１５を含んでよく、陰極ヘッド１１５の端に電子エミッタシステム１２２が配置されている。

陽極ハウジング１０６によって画定される陽極内部室１０５内には、陽極１１４が配置されている。陽極１１４は、陰極アセンブリ１１０と間隔を置いて、反対側にある。電子エミッタシステム１２２は、電流が電子エミッタシステム１２２に印加されると熱電子放出を介して電子を放出する構成であり、電子は集まって電子ビーム１１２を形成し、電子ビーム１１２は電圧差の存在下で加速して陽極１１４のターゲット１２８に向かう。

電子エミッタシステム１２２が放出した電子は、電子ビーム１１２を形成し、加速領域１２６に入って、横断し、加速して、陽極１１４に向かう。より詳細には、図１Ａ〜図１Ｃに含まれる任意に定義された座標系従うと、電子ビーム１１２は電子エミッタシステム１２２から離れて加速領域１２６を通る方向であるｚ方向に加速してよい。

図示の構成において、陽極１１４は、ベアリングアセンブリ１６４または他の適切な構造に結合された回転可能に取り付けられたシャフトを介して回転するように構成された回転陽極である。電子ビーム１１２が電子エミッタシステム１２２から放出されると、電子は陽極１１４のターゲット１２８に衝突する。本実施形態においては、ターゲット１２８は、回転陽極１１４に配置された環状リングとして形成される。電子ビーム１１２をなす密集した電子がターゲット表面１２８に衝突する領域は、焦点として知られている。ターゲット表面１２８は、タングステン、または、高い原子（「高いＺ」）番号を有する類似の材料で構成されてよい。高い原子番号を有する材料が、ターゲット１２８に使用されてよく、その材料は、衝突電子と相互作用してＸ線を生成し得る「高い」電子殻に電子を相応に含むようになっている。本実施形態においては、陽極１１４は回転陽極であるが、本明細書に記載の概念は、固定陽極等、他の陽極構成に適用されてよい。

Ｘ線管１００の動作中、陽極１１４及び電子エミッタシステム１２２は、電気回路で接続される。電気回路は、陽極１１４と電子エミッタシステム１２２の間に高い電位（または、電圧差）の適用を可能にする。さらに、電子エミッタシステム１２２は電源に接続され、電源は、電子エミッタシステム１２２のフィラメントまたはエミッタに電流を導いて、熱電子放出によって電子を生成させる。陽極１１４と電子エミッタシステム１２２の間に高い電圧差を印加することによって、放出された電子に電子ビーム１１２を形成させ、電子ビーム１１２は、加速領域１２６を通って加速し、ターゲット１２８に向かう。電子ビーム１１２内の電子が加速するにつれて、電子ビーム１１２は、運動エネルギーを得る。ターゲット１２８に衝突すると、この運動エネルギーの一部はＸ線に変換される。ターゲット１２８は、Ｘ線が窓１０８を通過し、窓１０８を介してＸ線管１００から出射し得るように配向される。

実施形態によっては、真空エンクロージャ１０２は、外部ハウジング（図示せず）内に配置されてよく、外部ハウジング内では、真空エンクロージャ１０２の外側表面から熱を放散するように、液体または空気等の冷却剤が循環される。外部熱交換器（図示せず）は、冷却剤から熱を取り除くように、また、外部ハウジング内で冷却剤を再循環させるように動作可能に接続されてよい。構成によっては、陰極ハウジング１０４、陽極ハウジング１０６、または、Ｘ線管１００の構成要素は、冷却剤通路を含んでよい。

実施形態によっては、Ｘ線管１００は、1つまたは複数の電子ビーム操作構成要素を含んでよい。このような構成要素を実装して、電子ビーム１１２が領域１２６を横断する前に、電子ビームを「集束」、「誘導」、及び／または、「偏向」することができ、それによって、ターゲット表面１２８上の焦点の寸法及び／または位置を操作または「切り替える（toggling）」。さらに、または、代わりに、操作構成要素またはシステムを使用して、電子ビームの断面形状（例えば、長さ及び／または幅）を変更、または、「集束」でき、それによって、ターゲット１２８上の焦点の形状及び寸法を変更できる。構成によっては、電子ビームを「集束」、「誘導」、及び／または、「偏向」するように構成された構成要素は、陰極ヘッド１１５及び／または陰極アセンブリ１１０に置かれてよい。図１Ａ〜図１Ｃに示す実施形態においては、電子ビームの集束及び誘導は、図２に示すように、集束タブ２２０によって提供される。

図２は、陰極アセンブリ１１０の実施形態の斜視図である。図２を参照して、陰極アセンブリ１１０の態様をさらに詳細に記載する。図に示すように、陰極アセンブリ１１０は、底部分２６０、中間部分２６２、及び、上部分２８０を含む。上部分２８０は、開口２８４が形成された表面２８２を含む。上部分２８０は内部空洞を画定し、内部空洞に陰極ヘッド１１５が配置される。このような構成において、上部分２８０は、陰極シールドと呼ばれてよい。陰極ヘッド１１５の電子エミッタシステム１２２は、シールド開口２８４を通して電子を放出し、電子がビーム１１２の形で陽極１１４に向かうように配置、配向される（図１Ｃ参照）。

上記のように、集束タブ２２０は、ビームを集束及び／または誘導してよい。集束タブ２２０は、上部分２８０の表面２８２に配置されて、開口２８４内に延びてよい。実施形態によっては、陰極ヘッド１１５の各対応するフィラメントまたはエミッタに対して、集束タブ２２０の対が含まれてよい。集束タブ２２０の各対は、所望の焦点形状とサイズを提供することによって電子ビームを集束するように、対応する電子ビームに空間的制限を課すように構成されてよい。さらに、または、代わりに、集束タブ２２０の各対は、陽極ターゲットに焦点を位置させることによって、対応する電子ビームを誘導するように構成されてよい。他の構成においては、集束タブ２２０は、陰極アセンブリ１１０の一部として含まれなくてもよく、集束及び／または誘導構造が、陰極ヘッド自体に備えられてよい。このような構造を図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ〜図５Ｃ、図６Ａ〜図６Ｃに示し、以下に記載する。

図３Ａ及び図３Ｂは、陰極ヘッド３００の実施形態の例を示す。図３Ａは、陰極ヘッド３００の斜視図であり、図３Ｂは、陰極ヘッド３００の断面図である。陰極ヘッド３００は、図１Ａ〜図１Ｃ、及び、図２のＸ線管１００に実装されてよい。さらに、または、代わりに、陰極ヘッド３００に関して記載される任意の適切な態様は、本明細書に記載の他の実施形態に含まれてよい。

図に示すように、陰極ヘッド３００は、陰極本体３０２、第１のフィラメント３０４、及び、第２のフィラメント３０６を含む（本開示を通して、「フィラメント」を「電子エミッタ」と呼ぶ場合もある）。図示の構成において、フィラメント３０４、３０６は、渦巻またはらせん構造に配置された線で形成されたコイルフィラメントである。フィラメント３０４、３０６は、実質的に同じサイズで、互いに間隔を置いている。他の構成においては、フィラメント３０４、３０６は、異なるサイズであってよい。

陰極本体３０２は、ここではフィラメントスロット３１４として実施される第１のフィラメント凹部と、フィラメントスロット３１６として示される第２のフィラメント凹部とを画定する。フィラメント３０４はフィラメントスロット３１４内に少なくとも部分的に配置され、第２のフィラメント３０６はフィラメントスロット３１６内に少なくとも部分的に配置される。陰極本体３０２は、集束スロット３１０として示される第１の集束凹部と、集束スロット３１２として例に示される第２の集束凹部も画定する。図示の実施形態において、フィラメント３０４及びフィラメントスロット３１４は集束スロット３１０の内側に配置され、フィラメント３０６及びフィラメントスロット３１６は集束スロット３１２の内側に配置される。第１の集束スロット３１０は、フィラメント３０４によって生成された電子ビームを集束するようなサイズ、形状であってよく、第２の集束スロット３１２は、フィラメント３０６によって生成された電子ビームを集束するようなサイズ、形状であってよい。さらに、または、代わりに、第１の集束スロット３１０は、フィラメント３０４によって生成された電子ビームをターゲットに向けるようなサイズ、形状であってよく、第２の集束スロット３１２は、フィラメント３０６によって生成された電子ビームをターゲットに向けるようなサイズ、形状であってよい。

図３Ｂに示すように、陰極本体３０２は、前後方向軸Ａ１をおおまかに画定してよい。図示の構成において、前後方向軸Ａ１は、陰極本体３０２によって画定された平面の陰極面３０３に対して垂直であるが、他の構成を実施してもよい。集束スロット３１０、３１２は、陰極面３０３を貫通する。フィラメント３０４、フィラメントスロット３１４、及び／または、集束スロット３１０は、前後方向軸Ａ２を中心とするように配向されてよい。同様に、フィラメント３０６、フィラメントスロット３１６、及び／または、集束スロット３１２は、前後方向軸Ａ３を中心とするように配向されてよい。図示の構成において、フィラメント３０４、フィラメントスロット３１４、及び、集束スロット３１０は、それぞれ、共通の軸である前後方向軸Ａ２を共有するように、互いに対して整列している。さらに、フィラメント３０６、フィラメントスロット３１６、及び、集束スロット３１２は、それぞれ、共通の軸である前後方向軸Ａ３を共有するように、互いに対して整列している。しかしながら、他の構成においては、フィラメント３０４、フィラメントスロット３１４、集束スロット３１０、フィラメント３０６、フィラメントスロット３１６、及び、集束スロット３１２は、整列しなくてもよく、他の適切な構成で配向されてよい。

図３Ａ及び３Ｂに示す構成において、フィラメント３０４、３０６は、同時に動作するように構成され、陽極のターゲットに同時に電子を向けるように構成される（例えば、図１Ｃ参照）。フィラメント３０４、３０６、フィラメントスロット３１４、３１６、及び、集束スロット３１０、３１２は、共通のターゲットの方に配向される。詳細には、集束スロット３１０は、フィラメント３０４からの電子ビームとフィラメント３０６からの電子ビームがほぼ共通のターゲットで交差するように、共通のターゲットに向かって集束スロット３１２に対して角度をなしてよい。同様に、フィラメントスロット３１４は、フィラメント３０４からの電子ビームとフィラメント３０６からの電子ビームが共通のターゲットに向けられるように、フィラメントスロット３１６に対して角度をなしてよい。

図３Ｂを参照すると、構成によっては、共通のターゲットは、軸Ａ２と軸Ａ３との実質的に交差点、または、その近辺に位置してよい。従って、軸Ａ２は、軸Ａ３を横断してよい。軸Ａ２は、軸Ａ１を横断してよく、及び／または、軸Ａ３は、軸Ａ１を横断してよい。例示の図において、軸Ａ２及び軸Ａ３は、互いと軸Ａ１とに一点で交差することが示されている。従って、軸Ａ２は軸Ａ３を横断してよい。しかしながら、現実には、軸は、陰極ヘッド３００とその構成要素の製造公差のために、図に示すようには実際には整列していない場合がある。さらに、他の構成においては、軸Ａ２及びＡ３は、軸Ａ１からオフセットした点で交差するように配向されてよい。

フィラメント３０４は、距離Ｄ１によって示すように、フィラメント３０６と間隔を置いている。距離Ｄ１と、軸Ａ２と軸Ａ３との角度とは、フィラメント３０４、３０６が陽極のターゲットの所望の焦点に向かう電子流を生成するように、選択されてよい。例えば、距離Ｄ１と、軸Ａ２とＡ３の角度とは、フィラメント３０４、３０６から焦点までの距離に基づいて選択されてよい。

上記のように、フィラメント３０４はフィラメントスロット３１４内に少なくとも部分的に配置され、第２のフィラメント３０６はフィラメントスロット３１６内に少なくとも部分的に配置される。図３Ｂに示すように、フィラメント３０４はフィラメントスロット３１４の外に距離Ｄ２だけ延びてよく、フィラメント３０６はフィラメントスロット３１６の外に距離Ｄ３だけ延びてよい。

フィラメント３０４、３０６がそれらの個々のフィラメントスロット３１４、３１６の外に延びる距離は、フィラメント３０４、３０６が生成する電子ビームの様々な特性を決定する。詳細には、フィラメントは、通常、対応するフィラメントスロットの外に延びるフィラメントの上面から電子を放出する。フィラメントスロットの外に延びるフィラメントの距離が大きくなると、フィラメントスロットの外に延びるフィラメントの上面も増加し、それによって、電子を放出するフィラメントの表面積を増加させる。詳細には、フィラメントスロットの外に延びるフィラメントの距離を増加させることによって、（例えば、陰極と陽極の間の）高勾配のポテンシャルギャップにさらされるフィラメントの表面積を増加させ、その結果、熱電子放出に関与するように利用できる電子の数を増やして、放出電流を増加させる。

さらに、または、代わりに、フィラメントが対応するフィラメントスロットの外に延びる距離を増加させることによって、フィラメントによって生成される電子ビームの断面を大きくし、それによって、陽極のターゲット上の焦点のサイズを大きくし得る。詳細には、電子を放出するフィラメントの表面積を増加させることによって、より幅の広い、または、より広がった（例えば、断面の少なくとも１つの寸法がより大きい）電子ビームとなる。より幅の広い電子ビームは、一般に、陽極のターゲットにより大きい焦点を生成する。

図３Ｂに示すように、フィラメント３０６は、フィラメント３０４がフィラメントスロット３１４の外に延びるより大きくフィラメントスロット３１６の外に延びる。従って、距離Ｄ３は、距離Ｄ２より大きい。このような構成において、フィラメント３０６で電子を放出する表面積は、フィラメント３０４、３０６のサイズが実質的に同じであっても、フィラメント３０４で電子を放出する表面積より大きい。従って、フィラメント３０６は、フィラメント３０４によって生成される電子ビームの断面より大きい断面を有する電子ビームを生成する。詳細には、フィラメント３０６によって生成される電子ビームは、フィラメントによって生成される電子ビームより広い、または、広がっている。そして、フィラメント３０６によってターゲットに生成される焦点は、フィラメント３０４によって生成される焦点より大きくなり得る。

距離Ｄ３と距離Ｄ２との差は、陰極ヘッド３００によって放出される電子全体を増やすためには有益であるが、フィラメントスロット３１４の外に延びるフィラメント３０４の距離Ｄ２を減らすこと（または、フィラメントスロット３１４のより奥にフィラメント３０４を配置すること）は、フィラメント３０４から放出される電子を減らし得、または、ターゲット上の焦点のサイズ（例えば、幅）を減らし得、それによって、状況によっては、画像の品質に負の影響を与える場合がある。従って、距離Ｄ３及び距離Ｄ２（従って、Ｄ３とＤ２との差）は、放出される電子、及び／または、ターゲット上の焦点のサイズの望ましくない減少を避けるように選択されてよい。このような構成において、距離Ｄ３と距離Ｄ２との差は、陰極ヘッド３００の他の寸法に比較して小さくてよい。ある例においては、距離Ｄ３と距離Ｄ２との差は、陰極ヘッド３００の製造公差より大きくてよい。別の例においては、距離Ｄ３と距離Ｄ２との差は、５ミクロン（μｍ）と２５μｍとの間であってよい。

電源は、フィラメント３０４とフィラメント３０６に電気的に結合されてよい。電源は、フィラメント３０４、３０６が陽極上の焦点またはターゲットに向けられる電子を同時に生成するように、フィラメント３０４、３０６に同時に電流を導いてよい。構成によっては、電源は、実質的に同じ電流レベル及び／または電圧レベルでフィラメント３０４、３０６を動作させるように構成されてよいが、他の構成を実施してもよい。フィラメント３０４、３０６は、所望の構成に応じて、直列または並列に電源に接続されてよい。

図３Ｃは、陰極ヘッド３００によって作られた焦点の概略図である。上記のように、フィラメント３０４とフィラメント３０６は、共通のターゲット３５０の方に配向される。フィラメント３０４からの電子ビームは第１の焦点３５４でターゲット３５０に衝突し、フィラメント３０６からの電子ビームは、第２の焦点３５６でターゲット３５０に衝突する。図に示すように、焦点３５６は、焦点３５４を越えて広がる。従って、焦点３５４は、完全に焦点３５６内に位置する、または、実質的に焦点３５６内に位置する。焦点３５４と焦点３５６は、合成焦点３５８を形成する。

上記のように、フィラメント３０６は、フィラメント３０４がフィラメントスロット３１４の外に位置するより長くフィラメントスロット３１６の外に位置するので、フィラメント３０６が生成する電子ビームは、フィラメント３０４が生成する電子ビームの断面より大きい断面を有する。詳細には、フィラメント３０６が生成する電子ビームは、フィラメント３０４が生成する電子ビームの対応する断面より大きい少なくとも１つの断面寸法を有する。これは、フィラメント３０４、３０６が、実質的に同じサイズ及び形状を有することに関わらない。次に、フィラメント３０６が生成する焦点３５６は、フィラメント３０４が生成する焦点３５４の対応する断面寸法より大きい少なくとも１つの断面寸法を有する。

上記のように、フィラメント３０６が、フィラメント３０４より、対応するフィラメントスロットの外に長く位置することは、陰極ヘッド３００が放出する電子全体を増やすためには有益であり得る。しかしながら、フィラメントスロット３１４の外に延びるフィラメント３０４の距離を減らすこと（または、フィラメント３０４をフィラメントスロット３１４のより奥に配置すること)は、フィラメント３０４から放出される電子を減らし得る、または、ターゲット３５０上の焦点３５４のサイズ（例えば、幅）を減らし得る、また、状況によっては、これは、３５５で示す、焦点３５６が焦点３５４と重ならないターゲット３５０の部分に関して、特に画質を低下させ得る。従って、フィラメント３０４、３０６が対応するフィラメントスロット３１４、３１６の外に延びる距離は、放出される電子、及び／または、ターゲット３５０上の焦点３５４、３５６のサイズの望ましくない減少を避けるように選択されてよい。

例えば、距離Ｄ３と距離Ｄ２との差は、焦点３５４が焦点３５６の面積の７０％から９９％をカバーするように、または、重なるようにされてよい。別の例においては、距離Ｄ３と距離Ｄ２との差は、焦点３５４が焦点３５６の面積の８０％から９９％をカバーするように、または、重なるようにされてよい。別の例においては、距離Ｄ３と距離Ｄ２との差は、焦点３５４が焦点３５６の面積の９０％から９９％をカバーするように、または、重なるようにされてよい。

図３Ｃに示すように、焦点３５４は幅Ｗ１を含み、焦点３５６は幅Ｗ２を含む。フィラメント３０６からの電子放出は、フィラメント３０４からの電子放出より広く広がるので、幅Ｗ２は、幅Ｗ１より大きい。また、焦点３５４は高さＨ１を含み、焦点３５６は、高さＨ２を含む。高さＨ１と高さＨ２の寸法は、対応するフィラメント３０４、３０６のコイル長に少なくとも部分的に依存してよい。フィラメント３０４、３０６のコイル長は、実質的に等しいので、高さＨ１と高さＨ２は、実質的に同じである。とはいえ、他の構成も実施してよい。

合成焦点３５８は、焦点３５４及び３５６の外側寸法によって画定される。従って、焦点３５４は、完全に焦点３５６内に位置する、または、実質的に焦点３５６内に位置するので、合成焦点３５８は、幅Ｗ２と高さＨ２を含む。図に示すように、焦点３５４は、焦点３５６内の中央にある。焦点３５４及び３５６は、同心であってよい。

図３Ｃにおいて、焦点３５４、３５６は長方形で表され、長方形は、各電子ビームの電子がターゲット３５０に衝突する場所をおおまかに表している。とはいえ、電子ビームから外れてターゲット３５０の他の部分に衝突し得る電子があることは理解される。さらに、他の構成においては、焦点３５４、３５６は、実質的に長方形でなくてもよく、他の形状及びサイズの焦点を有してよい。さらに、または、代わりに、焦点３５４、３５６は、各電子ビームがターゲット３５０に衝突する際の各電子ビームの寸法を表し得るので、ターゲット３５０における各電子ビームの断面を表してよい。

ターゲット３５０は、図１Ｃの陽極１１４のターゲット１２８を表してよい。詳細には、陽極１１４は、回転陽極であり、ターゲット１２８は環状リングなので、ターゲット３５０は、所与の時に電子ビーム（複数可）を受けるターゲット１２８の特定の部分を表す。あるいは、ターゲット３５０は、固定陽極上の固定ターゲットを表してよい。

上記のように、焦点３５４と焦点３５６は、焦点３５４及び３５６の外側寸法によって画定される合成焦点３５８を形成する。本明細書に開示の構成を用いることによって、１つのフィラメントによって生成される焦点と比較して、より均一な強度を有する合成焦点が生じ得る。図３Ｄは、１つのフィラメントによって形成される焦点３５９と合成焦点３５８を比較した焦点強度の図である。詳細には、図は、一方向のターゲット上の位置に関する電子ビーム強度を示す。

図に示すように、１つのフィラメントによって形成される焦点３５９は、焦点の端の方に位置するピーク３５９ａ、３５９ｂと、焦点の中央の方に位置する谷部３５９ｃとを含む。従って、焦点３５９は、あまり均一な濃度を示さず、その結果、Ｘ線画像解像度が低くなり得る。

対照的に、合成焦点３５６は、電子ビーム分布において大きなピークや谷部が無く、より均一な電子ビーム強度を示す。大きい方の焦点３５６内に小さい方の焦点３５４を完全に位置させることによって、均一なビーム分布を容易にしてよく、これについては、図３Ｃ及び図３Ｄを合わせて参照して説明する。詳細には、焦点３５４、３５６のいずれか、または、両方は、焦点３５９に関して示すピーク及び谷部と同様のピーク及び谷部を個々に示し得る。しかしながら、大きい方の焦点３５６内に小さい方の焦点３５４を完全に位置させることによって、電子分布を組み合わせると、より均一な強度のプロファイルを生成する。例えば、大きい方の焦点３５６によって形成され得る谷部は、そのサイズ（例えば、ほぼ谷部のサイズ）、及び／または、位置（例えば、大きい方の焦点３５６のほぼ中心）に基づいて、小さい方の焦点３５４からの電子ビームによって少なくとも部分的に埋められてよい。同様に、小さい方の焦点３５４によって形成され得る谷部は、大きい方の焦点３５６からの電子ビームによって少なくとも部分的に軽減されてよい。従って、合成されると、焦点３５４、３５６は、より均一な電子ビーム強度を有する合成焦点３５８を作成し得る。

さらに、状況によっては、例えば、製造公差によって、２つのフィラメントから放出される焦点を正確に位置付けることは難しい場合がある。従って、均一な焦点強度を維持しながら、焦点を並べて配置すること、または、互いに重なるようにすることは難しい場合がある。対照的に、大きい方の焦点３５６内に小さい方の焦点３５４を位置させることは、製造公差が原因の焦点サイズと位置のばらつきを補償するのを容易にし得る。従って、記載の実施形態は、製造公差に関わらず、均一な焦点を形成するのを容易にする。これは、陰極ヘッドとＸ線管の信頼性も向上させ得る。

図４Ａ及び図４Ｂは、陰極ヘッド４００の実施形態の別の例を示す。図４Ａは陰極ヘッド４００の斜視図であり、図４Ｂは陰極ヘッド４００の断面図である。陰極ヘッド４００は、陰極ヘッド３００に関して上述した態様を含み、このような構成要素は、図３Ａ及び図３Ｂに関して上述した同じ番号で示される。陰極ヘッド４００は、図１Ａ〜図１Ｃ及び図２のＸ線管１００に実装されてよい。さらに、または、代わりに、陰極ヘッド４００に関して記載された任意の適切な態様は、本明細書に記載の他の実施形態に含まれてよい。

陰極ヘッド４００は、第１のフィラメント３０４と、第２のフィラメント３０６と、さらには第１のフィラメント３０４と第２のフィラメント３０６との間の第３のフィラメント４０４を含む。フィラメント４０４は、渦巻またはらせん構造に配置された線で形成されたコイルフィラメントである。フィラメント３０４、３０６は、実質的に同じサイズで、フィラメント４０４は、フィラメント３０４、３０６より小さいが、他の構成を実施してもよい。

陰極ヘッド４００は、陰極本体４０２を含み、陰極本体４０２は、ここでは、フィラメントスロット３１４として示される第１のフィラメント凹部と、フィラメントスロット３１６として示される第２のフィラメント凹部と、フィラメントスロット４０６として実施される第３のフィラメント凹部とを画定する。フィラメント４０４は、フィラメントスロット４０６内に少なくとも部分的に配置される。陰極本体４０２は、第１の集束スロット３１０と第２の集束スロット３１２と共に、集束スロット４０８として示される第３の集束スロットも画定する。フィラメント４０４とフィラメントスロット４０６は、集束スロット４０８の内側に配置される。

集束スロット４０８は、フィラメント４０４が生成する電子ビームを集束及び／または方向付けるようなサイズ及び形状であってよい。フィラメント４０４、フィラメントスロット４０６、及び、集束スロット４０８は、それぞれ、共通の軸を共有するように、互いに対して整列してよい。構成によっては、共通の軸は、陰極本体４０２の前後方向軸であってよい。フィラメント４０４、フィラメントスロット４０６、及び、集束スロット４０８は、フィラメント３０４、３０６として、同じ共通の焦点の方に配向されてよい。

上記のように、フィラメント４０４は、フィラメント３０４、３０６より小さくてよい。フィラメント４０４は、フィラメント３０４及び／またはフィラメント３０６より小さい少なくとも１つの寸法を含んでよい。例えば、フィラメント４０４は、フィラメント３０４及び／またはフィラメント３０６の対応する寸法より小さい全長、コイル長、フィラメント径、コイル径、または、他の寸法を含んでよい。さらに、または、代わりに、フィラメント４０４は、フィラメント３０４、３０６と異なる電流レベル及び／または電圧レベルで動作してよい。従って、フィラメント４０４によって生成される焦点は、フィラメント３０４、３０６によって生成される焦点、または、フィラメント３０４、３０６の両方によって生成される合成焦点とは異なるサイズ（例えば、より小さい１つまたは複数の寸法）であってよい。

上記のように、フィラメント３０４、３０６は、同時に動作するように構成され、且つ、陽極上のターゲットに電子を同時に向けるように構成される（例えば、図１Ｃ参照）。対照的に、フィラメント４０４は、フィラメント３０４、３０６とは独立して動作するように構成されてよい。従って、フィラメント４０４は、フィラメント３０４、３０６が停止される時、作動するように構成されてよく、逆もまた同様である。にもかかわらず、フィラメント４０４、フィラメントスロット４０６、及び、集束スロット４０８は、フィラメント３０４、３０６によって形成された焦点と同じまたは類似の面積で、ターゲット上に焦点を形成するように構成されてよい。従って、フィラメント３０４、３０６、４０４、フィラメントスロット３１４、３１６、４０６、及び、集束スロット３１０、３１２、４０８は、共通のターゲットの方に配向される。詳細には、集束スロット３１０、３１２は、フィラメント３０４、３０６、及び、４０４からの電子ビームが共通のターゲットにほぼ向けられるように、共通のターゲットの方に角度が合わせられてよい。

電源は、フィラメント３０４、フィラメント３０６、及び、フィラメント４０４に電気的に結合されてよい。電源は、フィラメント３０４、３０６が、陽極上の焦点またはターゲットに向けられる電子を同時に生成するように、フィラメント３０４、３０６に同時に電流を導いてよい。電源は、フィラメント３０４、３０６とは独立して、フィラメント４０４に電流を導いてよい。その結果、フィラメント３０４、３０６が作動されない時は、フィラメント４０４が電子を製造し、逆も同様である。構成によっては、電源は、フィラメント４０４と異なる電流及び／または電圧レベルで、フィラメント３０４、３０６を動作させるように構成されてよい。

他の構成においては、フィラメント３０４、３０６、及び、４０４の３つ全てが、同時に動作してよい。このような構成において、電源は、フィラメント３０４、３０６、４０４が、陽極上の焦点またはターゲットに向けられる電子を同時に生成するように、フィラメント３０４、３０６、４０４に同時に電流を導いてよい。このような構成においては、フィラメント３０４、３０６、４０４の３つ全てが、実質的に同じサイズ及び形状であってよいが、他の構成を実施してもよい。フィラメント３０４、３０６、４０４は、所望の構成に応じて、直列または並列に電源に接続されてよい。

図５Ａ〜図５Ｃは、陰極ヘッド５００の実施形態の別の例を示す。図５Ａは、陰極ヘッド５００の上面斜視図で、図５Ｂは、陰極ヘッド５００の底面斜視図で、図５Ｃは、陰極ヘッド５００の断面図である。陰極ヘッド５００は、陰極ヘッド３００及び４００に関して上述したものと類似した態様を含み、類似の構成要素には類似の番号が使用される。陰極ヘッド３００及び４００に関して記載した任意の適切な態様が、陰極ヘッド５００に関して適用されてよい。さらに、または、代わりに、陰極ヘッド５００に関して記載される任意の適切な態様が、本明細書に記載の他の実施形態に含まれてよい。

図に示すように、陰極ヘッド５００は、陰極本体５０２、第１のフィラメント５０４、及び、第２のフィラメント５０６を含む。図示の構成において、フィラメント５０４及び５０６は、渦巻またはらせん構造に配置された線で形成されたコイルフィラメントである。フィラメント５０４及び５０６は、実質的に同じサイズで、互いに間隔を置いている。他の構成においては、フィラメント５０４及び５０６は、異なるサイズであってよい。

陰極本体５０２は、フィラメントスロット５１４で示す第１のフィラメント凹部と、フィラメントスロット５１６で示す第２のフィラメント凹部とを画定する。フィラメント５０４は、フィラメントスロット５１４の内側に少なくとも部分的に配置され、第２のフィラメント５０６は、フィラメントスロット５１６の内側に少なくとも部分的に配置される。陰極本体５０２は、集束スロット５１０で示される第１の集束凹部と、集束スロット５１２で示される第２の集束凹部も画定する。フィラメント５０４及びフィラメントスロット５１４は集束スロット５１０の内側に配置され、フィラメント５０６及びフィラメントスロット５１６は集束スロット５１２の内側に配置される。第１の集束スロット５１０はフィラメント５０４が生成する電子ビームを集束するようなサイズ、形状であってよく、第２の集束スロット５１２はフィラメント５０６が生成する電子ビームを集束するようなサイズ、形状であってよい。さらに、または、代わりに、第１の集束スロット５１０はフィラメント５０４によって生成された電子ビームをターゲットに向けるようなサイズ、形状であってよく、第２の集束スロット５１２はフィラメント５０６によって生成された電子ビームをターゲットに向けるようなサイズ、形状であってよい。

構成によっては、フィラメント５０４、フィラメントスロット５１４、及び、集束スロット５１０は、それぞれ、共通の軸を共有するように、互いに対して整列してよい。同様に、フィラメント５０６、フィラメントスロット５１６、及び、集束スロット５１２は、それぞれ、第２の共通の軸を共有するように、互いに対して整列してよい。他の構成においては、フィラメント５０４、フィラメントスロット５１４、及び、集束スロット５１０と、フィラメント５０６、フィラメントスロット５１６、及び、集束スロット５１２は、整列しなくてもよく、他の適切な構成で配向されてよい。

図５Ａ及び図５Ｂに示す構成において、フィラメント５０４及び５０６は、互いに間隔を置き、同時に動作するように構成され、且つ、陽極上のターゲットに電子を同時に向けるように構成される（例えば、図１Ｃを参照）。フィラメント５０４、５０６、フィラメントスロット５１４、５１６と集束スロット５１０、５１２は、共通のターゲットの方に配向される。詳細には、集束スロット５１０は、フィラメント５０４からの電子ビームとフィラメント５０６からの電子ビームが、ほぼ共通のターゲットで交差するように、共通のターゲットの方に集束スロット５１２に対して角度をなしてよい。同様に、フィラメントスロット５１４は、フィラメント５０４からの電子ビームとフィラメント５０６からの電子ビームが共通のターゲットに向けられるように、フィラメントスロット５１６に対して角度をなしてよい。共通のターゲットの方に配向することに関する追加の詳細は、上述の通りである（図３Ａ及び３Ｂの記載を参照）。

上記のように、フィラメント５０４は、フィラメントスロット５１４内に少なくとも部分的に配置され、第２のフィラメント５０６は、フィラメントスロット５１６内に少なくとも部分的に配置される。図５Ｃに示すように、フィラメント５０６は、フィラメント５０４がフィラメントスロット５１４の外に延びるより長くフィラメントスロット５１６の外に延びる。このような構成においては、フィラメント５０４、５０６のサイズが実質的に同じであったとしても、フィラメント５０６で電子を放出する表面積は、フィラメント５０４で電子を放出する表面積より大きい。従って、フィラメント５０６は、フィラメント５０４によって生成される電子ビームの断面より大きい断面を有する電子ビームを生成する。詳細には、フィラメント５０６によって生成される電子ビームは、フィラメントによって生成される電子ビームより広い、または、より広がる。次に、フィラメント５０６によってターゲット上に生成される焦点は、フィラメント５０４によって生成される焦点より大きくてよい。フィラメントスロットに関するフィラメントの位置決めに関する追加の詳細は、上述の通りである（図３Ａ及び３Ｂの記載を参照）。

陰極本体５０２は、陰極面５０３を画定する。図３Ａ及び図３Ｂに示す平面の陰極面３０３と対照的に、陰極面５０３は、単一面に沿って広がっていない。代わりに、陰極面５０３は、第１の傾斜部５０３ａと第２の傾斜部５０３ｂを含む。傾斜部５０３ａは、フィラメント５０４、フィラメントスロット５１４、及び、集束スロット５１０を通して延びる前後方向軸を横断して、または、その前後方向軸にほぼ垂直に延びてよい。傾斜部５０３ｂは、フィラメント５０６、フィラメントスロット５１６、及び、集束スロット５１２を通って延びる前後方向軸を横断して、または、その前後方向軸にほぼ垂直に延びてよい。

構成によっては、陰極ヘッド５００は、集束及び／または誘導構造（一般的に「集束構造」と呼ばれる）を含んでよい。「集束」は、所望の焦点形状とサイズを提供してよく、「誘導」は、陽極ターゲット上の焦点の位置を変更し得る。集束構造は、フィラメント５０４、５０６を少なくとも部分的に囲んでよく、且つ、電場及び／または空間的制限を電子ビームに課すことによって、フィラメント５０４、５０６が放出する電子ビームを集束及び／または誘導してよい。

図示の構成において、集束構造は、集束グリッド５４０を含み、集束グリッド５４０は、第１のグリッド部材５４２、第２のグリッド部材５４４、及び、第３のグリッド部材５４６を含む。第１のグリッド部材５４２及び第２のグリッド部材５４４の組み合わせは第１の集束グリッド対を形成し、第２のグリッド部材５４４及び第３のグリッド部材５４６の組み合わせは第２の集束グリッド対を形成する。図５Ｃに最もよく示されるように、第１のグリッド部材５４２及び第２のグリッド部材５４４はそれらの間に配置されたフィラメント５０４を含み、第３のグリッド部材５４６及び第２のグリッド部材５４４はそれらの間に配置されたフィラメント５０６を含む。集束グリッド５４０は、グリッド電圧を受けて、フィラメント５０４、５０６によって放出される電子を集束するように構成されてよい。詳細には、集束グリッド５４０は、ビーム経路に垂直な一方向に電子ビームを集束してよく、及び／または、ビーム経路に垂直なその同じ方向にビームを誘導してよい。グリッド部材５４２、５４４、５４６の電圧は、所与の寸法のビームを提供するように調節することができる。詳細には、各コイルフィラメントの２つのグリッド部材間の電圧差は、電子ビームの１つまたは複数の断面寸法を変更するように調節されてよい。

さらに、または、代わりに、集束構造は、第２の集束グリッド５２０を含んでよい。集束グリッド５２０は、フィラメント５０４、５０６のそれぞれに対応する集束タブ対を含んでよい。フィラメント５０４は、第１のタブ５２２と第２のタブ５２４で形成される第１のタブ対の間に配置されてよい。フィラメント５０６は、第３のタブ５２６と第４のタブ５２６で形成される第１のタブ対の間に配置されてよい。集束グリッド５２０は、グリッド電圧を受けて、フィラメント５０４、５０６によって放出される電子を集束するように構成されてよい。集束タブ５２２、５２４、５２６及び５２８は、集束グリッド対を形成してよく、電圧差を受けて、集束グリッド５４０に直交する方向に電子ビームを集束及び／または誘導してよい。集束タブ５２２、５２４、５２６及び５２８の電圧は、所与の寸法のビームを提供するように調節できる。詳細には、各コイルフィラメントの２つのタブ間の電圧差は、電子ビームの１つまたは複数の断面寸法を変えるように調節されてよい。他の構成においては、集束タブ５２２、５２４、５２６及び５２８は、静電的に集束及び／または誘導するよりも、対応する電子ビームに空間的制限を課してよい。

状況によっては、集束グリッド５２０及び／または集束グリッド５４０を使用して、電子ビームがターゲット及び／または焦点に到達するのを防ぐのに十分な大きさの電圧を提供することによって、電子ビームを「カットオフ」してよい。電子ビーム（複数可）の「カットオフ」は、Ｘ線スキャン中、患者または物体が受ける総Ｘ線量の制御に使用されてよい。例えば、電子ビーム（複数可）のカットオフを使用して、スキャン中、患者または物体が受けるＸ線の量を制限してよい。これは、例えば、患者の心スキャン中、有用であり得る。従って、集束グリッド５２０及び／または集束グリッド５４０を使用して、フィラメント５０４、５０６からの電子ビームをカットオフすることによって、Ｘ線管からのＸ線放出を制御してよい。集束グリッド５２０及び／または集束グリッド５４０を使用して、フィラメント５０４、５０６両方の電子ビームを集束、方向付け、及び／または、カットオフしてよい。有利には、同じ集束構造を使用して、フィラメント５０４、５０６の両方の電子ビームを集束、方向付け、及び／または、カットオフしてよい。

２つのフィラメントを同時に動作させる構成においては、集束構造を実装及び使用して電子ビームを集束及び／または誘導する方が容易な場合がある。詳細には、両方のフィラメントから電子が集められるので、各フィラメントは、電子強度のより大きい焦点の作成に必要な電流及び／または電圧がより少なくてよい。フィラメントは、より低い電流レベル及び電圧レベルで動作しているので、電子ビームを十分に集束及び／または誘導するために集束グリッドに必要な電圧はより少なくてよい。同様に、電子ビームの「カットオフ」に必要な電圧もより低くてよい。対照的に、より大きいフィラメントを使用し、または、より大きい電流または電圧をフィラメントに印加する構成においては、電子ビームの集束及び／または誘導により大きいグリッド電圧を必要とし得る。さらに、２つの類似もしくは同じフィラメントが同時に動作される時、単一のグリッド電圧を使用して、電子ビームの両方を集束及び／または誘導してよい。対照的に、異なるサイズのフィラメントは、各々に対して別個のグリッド電圧を使用してよい。状況によっては、同時に複数のエミッタを使用することは、生成される電子ビームに所望の方法で影響を与えるのに十分な程度に、エミッタに対してグリッド構成要素（例えば、グリッド表面）を適切に近くに置くことを可能にする。

本明細書に記載の実施形態は、空間的、磁気的、静電的、または、それらの組み合わせ等の、任意の適切な集束構造を用いて実施されてよい。記載された実施形態は、単一の静電集束グリッドまたは複数のグリッド構成（例えば、二重グリッド）を用いて実施されてよい。他の構成においては、実施形態は、静電集束を含まなくてもよく、空間的、及び／または、磁気的等の他の適切な集束構造に依存してよい。図示の構成においては、集束構造は、２つの集束グリッドを含むが、他の構成においては、１つのみを含んでよい。さらに、または、代わりに、本明細書に記載の集束構造等、任意の適切な集束構造は、陰極ヘッド３００及び４００に実装されてよい。

図５Ｂに最もよく示されるように、陰極ヘッド５００は、電気的カップリング５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ及び５３０ｄを含んでよい。電源は、電気的カップリング５３０ａ〜５３０ｄを介してフィラメント５０４及びフィラメント５０６に電気的に結合されてよい。詳細には、電気的カップリング５３０ａ〜５３０ｄは、陰極本体５０２を貫通して、フィラメント５０４、５０６を結合してよい。フィラメント５０４、５０６は、それぞれ、電気的カップリングの対応する対を含んでよい。例えば、電気的カップリング５３０ａ及び５３０ｂは、フィラメント５０４に対応してよく、電気的カップリング５３０ｃ及び５３０ｄは、フィラメント５０６に対応してよい。図には示されていないが、集束構造を電気的に結合する電気的カップリングが備えられてよい。さらに、電気的カップリングは、陰極ヘッド４００及び５００に関しては図に示されていないが、陰極ヘッド４００及び５００も、適切な電気的カップリングを通常、含むことは理解されたい。

電源は、フィラメント５０４、５０６が陽極上の焦点またはターゲットに向けられる電子を同時に生成するように、フィラメント５０４、５０６に同時に電流を導いてよい。構成によっては、電源は、実質的に同じ電流レベル及び／または電圧レベルで、フィラメント５０４、５０６を動作させるように構成されてよいが、他の構成を実施してもよい。フィラメント５０４、５０６は、所望の構成に応じて、直列または並列に電源に接続されてよい。

図６Ａ〜図６Ｃは、陰極ヘッド６００の実施形態の別の例を示す。図６Ａは、陰極ヘッド６００の上面斜視図であり、図６Ｂは、陰極ヘッド６００の底面斜視図であり、図６Ｃは、陰極ヘッド６００の断面図である。陰極ヘッド６００は、陰極ヘッド５００に関して上述した態様を含み、このような構成要素は、図５Ａ〜図５Ｃに関して上述した同じ番号を用いて示される。陰極ヘッド６００は、図１Ａ〜図１Ｃ及び図２のＸ線管１００に実装されてよい。さらに、または、代わりに、陰極ヘッド６００に関して記載した任意の適切な態様は、本明細書に記載の他の実施形態に含まれてよい。

陰極ヘッド６００は、第１のフィラメント５０４及び第２のフィラメント５０６と、さらには第１のフィラメント５０４と第２のフィラメント５０６との間に配置された第３のフィラメント６０４を含む。フィラメント６０４は、渦巻またはらせん構成で配置された線で形成されたコイルフィラメントである。フィラメント５０４及び５０６は、実質的に同じサイズで、フィラメント６０４は、フィラメント５０４、５０６より小さいが、他の構成も実施されてよい。

陰極ヘッド６００は、陰極本体６０２を含み、陰極本体６０２は、フィラメントスロット５１４で示される第１のフィラメント凹部と、フィラメントスロット５１６で示される第２のフィラメント凹部と、フィラメントスロット６０６で示される第３のフィラメント凹部とを含む。フィラメント６０４は、フィラメントスロット６０６内に少なくとも部分的に配置される。陰極本体６０２は、（集束スロット５１０及び５１２として示される）第１の集束凹部及び第２の集束凹部と共に、集束スロット６０８で示される第３の集束スロットも画定する。フィラメント６０４及びフィラメントスロット６０６は、集束スロット６０８の内側に配置される。

集束スロット６０８は、フィラメント６０４によって生成される電子ビームを集束及び／または方向付けるようなサイズ、形状であってよい。フィラメント６０４、フィラメントスロット６０６、及び、集束スロット６０８は、それぞれ、共通の軸を共有するように互いに対して整列してよい。構成によっては、共通の軸は、陰極本体６０２の前後方向軸であってよい。フィラメント６０４、フィラメントスロット６０６、及び、集束スロット６０８は、フィラメント５０４及び５０６と同じ共通の焦点の方に配向されてよい。

上記のように、フィラメント６０４は、フィラメント５０４、５０６より小さくてよい。フィラメント６０４は、フィラメント５０４及び／またはフィラメント５０６より小さい少なくとも１つの寸法を含んでよい。例えば、フィラメント６０４は、フィラメント５０４及び／またはフィラメント５０６の対応する寸法より小さい全長、コイル長、フィラメント径、コイル径、または、他の寸法を含んでよい。さらに、または、代わりに、フィラメント６０４は、フィラメント５０４、５０６と異なる電流レベル及び／または電圧レベルで動作してよい。従って、フィラメント６０４によって生成される焦点は、フィラメント５０４、５０６によって生成される焦点、または、フィラメント５０４、５０６の両方によって生成される合成焦点とは異なるサイズ（例えば、より小さい１つまたは複数の寸法）であってよい。

上記のように、フィラメント５０４及び５０６は、同時に動作するように構成され、且つ、電子を同時に陽極上のターゲットに向けるように構成される（例えば、図１Ｃ参照）。対照的に、フィラメント６０４は、フィラメント５０４及び５０６とは独立して動作するように構成されてよい。従って、フィラメント６０４は、フィラメント５０４及び５０６が停止される時、作動するように構成されてよく、逆も同様である。にもかかわらず、フィラメント６０４、フィラメントスロット５０６、及び、集束スロット５０８は、フィラメント５０４及び５０６によって形成される焦点と同じまたは類似の面積で、ターゲット上に焦点を形成するように構成されてよい。従って、フィラメント５０４、５０６、６０４と、フィラメントスロット５１４、５１６、６０６と、集束スロット５１０、５１２、６０８とが、共通のターゲットの方に配向される。詳細には、集束スロット５１０、５１２は、フィラメント５０４、５０６、及び、６０４からの電子ビームが共通のターゲットにほぼ向けられるように、共通のターゲットの方に向けられてよい。

陰極ヘッド６００は、集束構造を含んでよい。集束構造は、フィラメント５０４、５０６、６０４を少なくとも部分的に囲んでよく、電子ビームに電場及び／または空間的制限を課すことによって、フィラメント５０４、５０６、６０４によって放出される電子ビームを集束及び／または誘導してよい。

図示の構成において、集束構造は、集束グリッド６４０を含み、集束グリッド６４０は、第１のグリッド部材６４２、第２のグリッド部材６４４、第３のグリッド部材６４５、及び、第４のグリッド部材６４６を含む。第１のグリッド部材６４２と第２のグリッド部材６４４の組み合わせは、第１の集束グリッド対を形成し、第２のグリッド部材６４４と第３のグリッド部材６４５の組み合わせは、第２の集束グリッド対を形成し、第２のグリッド部材６４５と第３のグリッド部材６４６の組み合わせは、第３の集束グリッド対を形成する。

図６Ｃに最もよく示されるように、第１のグリッド部材６４２及び第２のグリッド部材６４４は、それらの間に配置されたフィラメント５０４を含み、第２のグリッド部材６４４及び第３のグリッド部材は、それらの間に配置されたフィラメント６０４を含み、第３のグリッド部材６４５及び第４のグリッド部材６４６は、それらの間に配置されたフィラメント５０６を含む。集束グリッド６４０は、グリッド電圧を受けて、フィラメント５０４、５０６、６０４によって放出される電子を集束するように構成されてよい。詳細には、集束グリッド６４０は、ビーム経路に垂直な一方向に電子ビームを集束してよく、及び／または、ビーム経路に垂直なその同じ方向にビームを誘導してよい。グリッド部材６４２、６４４、６４５、及び、６４６の電圧は、所与の寸法のビームを提供するように調節されてよい。詳細には、各コイルフィラメントの２つのグリッド部材間の電圧差は、電子ビームの１つまたは複数の断面寸法を変更するように調節されてよい。

さらに、または、代わりに、集束構造は、第２の集束グリッド６２０を含んでよい。集束グリッド６２０は、フィラメント５０４、５０６、６０４のそれぞれに対応する集束タブ対を含んでよい。詳細には、集束グリッド６２０は、上記のように、第１のタブ５２２、第２のタブ５２４、第３のタブ５２６、及び、第４のタブ５２８から形成される集束タブ対を含んでよい。さらに、集束グリッド６２０は、第５のタブ６４０及び第６のタブ６４２から形成された第３のタブ対と、それらの間に配置されたフィラメント６０４とを含む。

集束グリッド６２０は、グリッド電圧を受けて、フィラメント５０４、５０６、６０４によって放出される電子を集束するように構成されてよい。集束タブ５２２、５２４、５２６、５２８、６４０、及び、６４２は、集束グリッド対を形成してよく、集束グリッド５２０に関して上述したように、電圧差を受けて、電子ビームを集束及び／または誘導してよい。

集束グリッド５２０、５４０に関して上述した方法で、集束グリッド６２０及び／または集束グリッド６４０を使用して、３つのフィラメント５０４、５０６、及び、６０４の全ての電子ビームを集束、方向付け、及び／または、カットオフしてよい。構成によっては、２つのフィラメント５０４、５０６が動作している時、１つのグリッド電圧を使用してよく、１つのフィラメント６０４が動作している時、異なるグリッド電圧を使用してよい。さらに、１つのカットオフ電圧を使用して、２つのフィラメント５０４、５０６の電子ビームをカットオフしてよく、異なるカットオフ電圧を使用して１つのフィラメント６０４の電子ビームをカットオフしてよい。有利には、同じ集束構造を使用して、３つのフィラメント５０４、５０６、及び、６０４の全ての電子ビームを集束、方向付け、及び／または、カットオフしてよい。

本明細書に記載の実施形態は、磁気的、静電的、または、それらの組み合わせ等、任意の適切な集束構造を用いて実施してよい。上記実施形態は、１つの静電集束グリッドまたは複数のグリッド構成（例えば、二重グリッド）を用いて実施されてよい。図示の構成においては、集束構造は２つの集束グリッドを含むが、他の構成においては、一方または他方のみを含んでよい。さらに、または、代わりに、本明細書に記載の集束構造等、任意の適切な集束構造が、陰極ヘッド３００、４００、及び、５００に実装されてよい。

図６Ｂに最もよく示されるように、陰極ヘッド５００は、電気的カップリング５３０ａ〜５３０ｄに加えて、電気的カップリング５３０ｅ及び５３０ｆを含んでよい。電気的カップリング５３０ｅ及び５３０ｆは、陰極本体を貫通して、フィラメント６０４を結合してよい。電源は、電気的カップリング５３０ａから５３０ｅを介してフィラメント５０４、フィラメント５０６、及び、フィラメント６０４に電気的に結合されてよい。フィラメント５０４、５０６が陽極上の焦点またはターゲットに向けられる電子を同時に生成するように、電源は、フィラメント５０４、５０６に同時に電流を導いてよい。電源は、フィラメント５０４、５０６と独立して、電流をフィラメント６０４に導いてよく、それによって、フィラメント５０４、５０６が作動されていない時にフィラメント６０４が電子を生成し、逆も同様である。構成によっては、電源は、フィラメント６０４と異なる電流レベル及び／または電圧レベルで、フィラメント５０４、５０６を動作させるように構成されてよい。図には示されていないが、集束構造を電気的に結合する電気的カップリングが備えられてよい。

他の構成においては、３つのフィラメント５０４、５０６、及び、６０４は全て、同時に動作してよい。このような構成においては、フィラメント５０４、５０６、６０４が陽極上の焦点またはターゲットに向けられる電子を同時に生成するように、電源は、フィラメント５０４、５０６、６０４に同時に電流を導いてよい。このような構成においては、フィラメント５０４、５０６、６０４の３つ全ては、実質的に同じサイズ及び形状であってよいが、他の構成を実施してもよい。フィラメント５０４、５０６、６０４は、所望の構成に応じて、直列または並列に電源に接続されてよい。

一実施形態においては、Ｘ線管（１００）の陰極（３００、４００、５００、６００）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）、及び、陰極本体（３０２、４０２、５０２、６０２）を含む。第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）と間隔を置く。陰極本体（３０２、４０２、５０２、６０２）は、第１の凹部（３１４、５１４）と第２の凹部（３１６、５１６）とを画定する。第１の凹部（３１４、５１４）は、第１の凹部の中に少なくとも部分的に配置された第１の電子エミッタ（３０４、５０４）を含み、第２の凹部（３１６、５１６）は、第２の凹部の中に少なくとも部分的に配置された第２の電子エミッタ（３０６、５０６）を含む。第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）が第１の凹部（３１４、５１４）の外に延びているよりも長く第２の凹部（３１６、５１６）の外に延びている。第１の電子エミッタ（３０４、５０４）と第２の電子エミッタ（３０６、５０６）とは、陽極（１１４）上のターゲット（１２８）に電子を同時に向けるように構成されてよい。

態様によっては、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）は第１の凹部（３１４、５１４）の外に第１の距離だけ延びており、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は第２の凹部（３１６、５１６）の外に第２の距離だけ延びており、第１の距離と第２の距離との差は５ミクロンと２５ミクロンの間である、または、第１の距離と第２の距離との差は、陰極ヘッド（３００）の製造公差より大きい。

別の態様において、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）は、ターゲット（１２８）上に第１の焦点を生成するように構成されており、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）はターゲット（１２８）上に第２の焦点を生成するように構成されており、第１の焦点は第２の焦点内に位置する。さらに別の態様においては、第２の焦点は第１の焦点より大きい。さらなる態様においては、第１の焦点は第２の焦点の面積の７０％から９９％に重なる。

さらに別の態様においては、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は実質的に同じサイズである。さらなる態様においては、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）は第１の電子ビームを生成するように構成されており、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は第２の電子ビームを生成するように構成されており、第２の電子ビームはターゲット（１２８）において第１の電子ビームの断面より大きい断面を有する。

さらなる態様においては、陰極本体（３０２、４０２、５０２、６０２）は第３の凹部（３１０、５１０）及び第４の凹部（３１２、５１２）をさらに画定する。第１の凹部（３１４、５１４）は第３の凹部（３１０、５１０）内に位置し、第２の凹部（３１６、５１６）は第４の凹部（３１２、５１２）内に位置する。第３の凹部（３１０、５１０）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）からの電子をターゲット（１２８）に向けるようなサイズ、形状であり、第４の凹部（３１２、５１２）は、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）からの電子をターゲット（１２８）に向けるようなサイズ及び形状である。

さらなる態様は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）に電気的に結合された電源を含む。電源は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）が陽極（１１４）上の焦点に向けられる電子を同時に生成するように、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）に同時に電流を導くように構成されている。

さらなる態様においては、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は、陽極（１１４）上のターゲット（１２８）の方に向けられている。

さらなる態様は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）を少なくとも部分的に囲む集束構造を含む。集束構造は、グリッド電圧を受けて、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）によって放出される電子を集束するように構成されている。

さらなる態様は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）と第２の電子エミッタ（３０６、５０６）との間に配置された第３の電子エミッタ（４０４、６０４）を含む。態様によっては、第３の電子エミッタ（４０４、６０４）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）または第２の電子エミッタ（３０６、５０６）より小さい少なくとも１つの寸法を含む。

別の実施形態においては、Ｘ線管（１００）の陰極（３００、４００、５００、６００）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）と第２の電子エミッタ（３０６、５０６）とを含む。第１の電子エミッタ（３０４、５０４）は、陽極（１１４）のターゲット（１２８）上に第１の焦点を生成するように配向されている。第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）と間隔を置き、陽極（１１４）のターゲット（１２８）上に第２の焦点を生成するように配向されている。第１の焦点は第２の焦点内に位置し、第２の焦点は第１の焦点より大きい。

態様によっては、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）と第２の電子エミッタ（３０６、５０６）とは、実質的に同じサイズである。

さらなる態様は、集束グリッド（５２０、５４０、６２０、６４０）を含み、集束グリッド（５２０、５４０、６２０、６４０）は、十分に大きい電圧が印加されると電子が第１の焦点または第２の焦点に到達するのを防ぐように構成されている。

さらに別の実施形態においては、Ｘ線管（１００）は陽極（１１４）と陰極（３００、４００、５００、６００）とを含む。陽極（１１４）はターゲット（１２８）を含む。陰極（３００、４００、５００、６００）は陽極（１１４）と間隔を置いている。陰極（３００、４００、５００、６００）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）、及び、陰極本体（３０２、４０２、５０２、６０２）を含む。第１の電子エミッタ（３０４、５０４）は、陽極（１１４）のターゲット（１２８）の方に配向されている。第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）と間隔を置き、陽極（１１４）のターゲット（１２８）の方に配向されている。陰極本体（３０２、４０２、５０２、６０２）は、第１の凹部（３１４、５１４）と第２の凹部（３１６、５１６）とを画定する。第１の凹部（３１４、５１４）は、第１の凹部の中に少なくとも部分的に配置された第１の電子エミッタ（３０４、５０４）を含み、第２の凹部（３１６、５１６）は、第２の凹部の中に少なくとも部分的に配置された第２の電子エミッタ（３０６、５０６）を含む。第１の電子エミッタ（３０４、５０４）は第１の凹部（３１４、５１４）の外に第１の距離だけ延びており、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は第２の凹部（３１６、５１６）の外に第２の距離だけ延びており、第２の距離は第１の距離より大きい。

さらなる態様は、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）に電気的に結合されて第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）に同時に電流を導く電源を含み、それによって、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は、陽極（１１４）のターゲット（１２８）に向けられる電子を同時に生成する。

さらなる態様においては、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）はターゲット（１２８）上に第１の焦点を生成するように構成されており、第２の電子エミッタ（３０６、５０６）はターゲット（１２８）上に第２の焦点を生成するように構成されている。第２の焦点は第１の焦点より大きく、第１の焦点は完全に第２の焦点内に位置する。さらなる態様においては、第１の電子エミッタ（３０４、５０４）及び第２の電子エミッタ（３０６、５０６）は実質的に同じサイズである。

本記載及び請求項で使用される用語と言葉は、文献的な意味に限定されず、単に開示を明瞭に一貫して理解できるように使用される。単数形「ａ」「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上、明らかに別段の意味でない限り、複数の指示対象を含むことを理解されたい。従って、例えば、「ａ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｓｕｒｆａｃｅ（構成要素表面）」という言及は、構成要素表面の１つまたは複数への言及を含む。

「実質的に」という語によって、記載された特徴、パラメータ、または、値は、正確に達成される必要はないが、例えば、公差、測定誤差、測定精度の限界、及び、当業者に既知の他の要素を含む、偏差またはばらつきは、特徴が提供しようと意図した効果を妨げない量で生じてよいことを意味する。

本開示の態様は、その精神または不可欠な特徴を逸脱することなく、他の形態で実現されてよい。記載された態様は、あらゆる点で、限定的ではなく、説明的なものとみなすべきである。請求の主題は、上述の記載によってはなく、添付の請求項によって示される。請求項と等価な意味と範囲内にある全ての変更は、請求項の範囲内に含まれるべきである。

Claims (20)

1. Ｘ線管の陰極であって、前記陰極は、
   第１の電子エミッタと、
   前記第１の電子エミッタと間隔を置いた第２の電子エミッタと、
   第１の凹部と第２の凹部とを画定する陰極本体と、を含み、前記第１の凹部は前記第１の凹部の中に少なくとも部分的に配置された前記第１の電子エミッタを有し、前記第２の凹部は前記第２の凹部の中に少なくとも部分的に配置された前記第２の電子エミッタを有し、前記第２の電子エミッタは、前記第１の電子エミッタが前記第１の凹部の外に延びているより長く、前記第２の凹部の外に延びている、
   前記陰極。
2. 前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタは、陽極上のターゲットに電子を同時に向けるように構成されている、請求項１に記載の前記陰極。
3. 前記第１の電子エミッタは前記第１の凹部の外に第１の距離だけ延びており、前記第２の電子エミッタは前記第２の凹部の外に第２の距離だけ延びており、前記第１の距離と前記第２の距離との差は前記陰極の製造公差より大きい、請求項１に記載の前記陰極。
4. 前記第１の電子エミッタは前記ターゲット上に第１の焦点を生成するように構成されており、前記第２の電子エミッタは前記ターゲット上に第２の焦点を生成するように構成されており、前記第１の焦点は前記第２の焦点内に位置する、請求項１に記載の前記陰極。
5. 前記第２の焦点は前記第１の焦点より大きい、請求項４に記載の前記陰極。
6. 前記第１の焦点は前記第２の焦点の面積の７０％から９９％に重なる、請求項４に記載の前記陰極。
7. 前記第１の電子エミッタと前記第２の電子エミッタとは実質的に同じサイズである、請求項１に記載の前記陰極。
8. 前記第１の電子エミッタは第１の電子ビームを生成するように構成されており、前記第２の電子エミッタは第２の電子ビームを生成するように構成されており、前記第２の電子ビームは前記ターゲットにおいて前記第１の電子ビームの断面より大きい断面を有する、請求項１に記載の前記陰極。
9. 前記陰極本体は第３の凹部と第４の凹部とをさらに画定し、前記第１の凹部は前記第３の凹部内に位置し、前記第２の凹部は前記第４の凹部内に位置し、前記第３の凹部は前記第１の電子エミッタから前記ターゲットに電子を向けるようなサイズ及び形状にされており、前記第４の凹部は前記第２の電子エミッタから前記ターゲットに電子を向けるようなサイズ及び形状にされている、請求項１に記載の前記陰極。
10. 前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタに電気的に結合された電源をさらに含み、前記電源は、前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタが同時に前記陽極上の前記焦点に向けられる電子を生成するように、前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタに同時に電流を導くように構成されている、請求項１に記載の前記陰極。
11. 前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタは前記陽極上の前記ターゲットの方に向けられている、請求項１に記載の前記陰極。
12. 前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタを少なくとも部分的に囲む集束構造をさらに含み、前記集束構造は、グリッド電圧を受けて、前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタによって放出される電子を集束するように構成されている、請求項１に記載の前記陰極。
13. 前記第１の電子エミッタと前記第２の電子エミッタとの間に配置された第３の電子エミッタをさらに含む、請求項１に記載の前記陰極。
14. 前記第３の電子エミッタは、前記第１の電子エミッタまたは前記第２の電子エミッタより小さい少なくとも１つの寸法を含む、請求項１３に記載の前記陰極。
15. Ｘ線管の陰極であって、
    陽極のターゲット上に第１の焦点を生成するように配向された第１の電子エミッタと、
    前記第１の電子エミッタと間隔を置いた第２の電子エミッタであって、前記陽極の前記ターゲットに第２の焦点を生成するように配向された前記第２の電子エミッタと、
    を含み、
    前記第１の焦点は、前記第２の焦点内に位置し、前記第２の焦点は、前記第１の焦点より大きい、前記陰極。
16. 前記第１の電子エミッタと前記第２の電子エミッタとは実質的に同じサイズである、請求項１５に記載の前記陰極。
17. 十分に大きな電圧が印加されると電子が前記第１の焦点または前記第２の焦点に到達するのを防ぐように構成された集束グリッドをさらに含む、請求項１５に記載の前記陰極。
18. ターゲットを含む陽極と、
    前記陽極と間隔を置いた陰極であって、
    前記陽極の前記ターゲットの方に配向された第１の電子エミッタと、
    前記第１の電子エミッタと間隔を置いた第２の電子エミッタであって、前記陽極の前記ターゲットの方に配向された前記第２の電子エミッタとを
    含む前記陰極と、
    第１の凹部と第２の凹部とを画定する陰極本体と、
    を含むＸ線管であって、前記第１の凹部は前記第１の凹部の中に少なくとも部分的に配置された前記第１の電子エミッタを有し、前記第２の凹部は前記第２の凹部の中に少なくとも部分的に配置された前記第２の電子エミッタを有し、前記第１の電子エミッタは前記第１の凹部の外に第１の距離だけ延びており、前記第２の電子エミッタは前記第２の凹部の外に第２の距離だけ延びており、前記第２の距離は前記第１の距離より大きい、前記Ｘ線管。
19. 前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタに電流を同時に導くように前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタに電気的に接続された電源をさらに含み、それによって前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタが、前記陽極の前記ターゲットに向けられる電子を同時に生成する、請求項1８に記載の前記Ｘ線管。
20. 前記第１の電子エミッタは前記ターゲット上に第１の焦点を生成するように構成されており、前記第２の電子エミッタは前記ターゲット上に第２の焦点を生成するように構成されており、前記第２の焦点は前記第１の焦点より大きく、前記第１の焦点は前記第２の焦点内に完全に位置し、前記第１の電子エミッタと前記第２の電子エミッタとは実質的に同じサイズである、請求項1８に記載の前記Ｘ線管。