JP2576711Y2 - X線管を備えるx線装置 - Google Patents

X線管を備えるx線装置

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JP2576711Y2
JP2576711Y2 JP1991072435U JP7243591U JP2576711Y2 JP 2576711 Y2 JP2576711 Y2 JP 2576711Y2 JP 1991072435 U JP1991072435 U JP 1991072435U JP 7243591 U JP7243591 U JP 7243591U JP 2576711 Y2 JP2576711 Y2 JP 2576711Y2
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    • 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
    • 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

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この考案は、断面の細長い電子線
束を放出するための細長い陰極を有し、電子線束の電子
をX線の発生のために陽極に向かって加速することがで
きるX線管を備えたX線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アメリカ合衆国特許第4340816 号明細書
から、細長い又は円弧形に湾曲した陽極を有し、この陽
極が複数の陰極に向かい合って配置されているX線源が
知られている。これらの陰極は電子の放出のために個々
に次々に制御することができる。その際電子は電子線と
してX線束の発生のために陽極に向かって加速すること
ができる。その際発生したX線束は円錐形に形成されて
いる。次々に発生させられた円錐形の個々のX線束は撮
影対象物を透視してX線受像器に当たり、このX線受像
器は同期して陰極の制御と逆の方向へ移動させられる。
陽極と個々の陰極との間には各一つの格子が設けられ、
この格子により個々の陰極の電子放出を制御することが
できる。
【0003】X線管を備えるX線検査装置がアメリカ合
衆国特許第4490835 号明細書から知られている。X線管
により発生させられたX線束は焦点に近い一次X線絞り
によりスリット状の扇形X線に絞り込まれる。このスリ
ット状の扇形X線は撮影対象物及び続いて同様にスリッ
ト状の絞り込み装置を通り抜け、撮像層支持体上に当た
る。一次X線絞り及び絞り込み装置は、対象物のX線撮
影を実施するために均等にかつ相互に強固に関連して撮
像層支持体の上方で位置調節可能であるように相互に整
列させられている。このX線検査装置により散乱X線成
分の少ないX線撮影を実施可能である。散乱X線は撮影
対象物の情報を含まずX線写真の質を低下させるので、
このことは望ましい。
【0004】焦点に近い一次X線絞りによりX線管の円
錐形有効X線の大部分が遮蔽されるので、発生させられ
たX線の僅かな部分が撮像に役立つにすぎない。X線管
をX線撮影に必要なX線量の発生のために利用しようと
すれば、X線管は大きい負荷を受ける。
【0005】英国特許第949312号明細書から、均一な細
長い電子密度分布を陽極上に発生させるためのX線管の
陰極が知られている。このためにこの陰極は細長い螺旋
形に巻かれていないフィラメントを有し、このフィラメ
ントは電子の運動方向に向かって凸状の円弧形に成形さ
れている。フィラメントを収容するスリットを備えた金
属のシールドが設けられ、陽極の方向へフィラメントを
越えて突出するシールドの前面が同様に凸状に円弧形に
湾曲している。フィラメント陰極はX線管の運転中に電
子放出材料の高い蒸発速度を有し、それにより寿命が制
限される。更に細長い特に螺旋形に巻かれていないフィ
ラメントの電子放出は比較的少ない。
【0006】アメリカ合衆国特許第3833494 号明細書か
ら、放電管のための陰極が知られており、この陰極は寿
命が長く高い電子放出能力を有する。この陰極はRe製
支持体から成り、この支持体上に電気泳動法によりLa
6 層が塗布され強固に焼結されている。陰極の運転中
の強いホウ化物形成がRe支持体の速い消耗従って破損
を招くおそれがあり、それにより陰極の寿命が減少す
る。
【0007】高い放出能力を有する電子管のための赤熱
陰極がアメリカ合衆国特許第4752713 号明細書から知ら
れている。この赤熱陰極は支持体として働く耐熱性の金
属体又はセラミック体と、電子放出を促進する金属の活
性化物質とから成り、この活性化物質は周期表のVIII族
の一つの金属並びにRe及びBa、Ca、La、Y、G
d、Ce、Th、Uの群のうちの一つの元素の合金から
成るか、又はこれらの元素の金属間化合物により置き替
えられる。この活性化物質は支持体の表面全体を覆いL
a−Pt合金を有することができる。
【0008】
【考案が解決しようとする課題】この考案の課題は、X
線管により発生させられるX線が明らかに大きい割合で
撮像のために役立ち、X線管の陰極が高い電子放出能力
と長い寿命とを有するように、X線装置を改良すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本考案によればこの課題
は、請求項1,4,9記載の構成を備えたX線装置によ
り解決される。
【0010】
【作用効果】この考案の長所は、X線管から細長いX線
束が放射されるので、細長いスリット状のX線束を得る
ために円錐形X線の僅かな絞り込みを必要とするにすぎ
ないということである。それにより発生させられたX線
の画像形成に寄与する割合が従来の技術より著しく高
い。全体に電子放出材料を充填された成形体を形成する
陰極は、陰極の材料が希土類の群のうちの少なくとも一
つの元素と、貴金属の群のうちの少なくとも一つの元素
又はホウ素を含むときに、容易に粉末冶金法で製造でき
そして特に高い電子放出能力を有する。電子放出材料は
La、更に詳細にはLaB6 又はLa−Pt合金を含む
のが有利である。
【0011】陰極の成形体が隣接して並びLaを含む個
々の成形体により形成されると有利であり、これらの成
形体は個々に制御可能であるので、細長い電子線束の断
面を変更することができる。
【0012】陽極は細長いのが有利である。それにより
細長い電子線束が細長い陽極上に当たるので、細長く幅
の狭いX線束が得られる。X線管の負荷容量は改善され
た温度分布により向上する。
【0013】陰極と陽極との間に電子放出を制御する格
子が設けられると有利であり、また格子がスリット状に
形成されるとそれにより陰極から発生する細長い電子線
束を格子により画成することができるので有利である。
【0014】陰極から陽極の方向へ向きそれぞれ制御電
圧を印加可能である個々の格子セグメントを格子が有す
るならば、個々の格子セグメントに阻止電圧を印加する
ことにより局部的に電子放出を制限するか又は制御する
ことができる。許容された従って阻止しない状態ではそ
れぞれの格子セグメントは、陰極により発生させられ陽
極上に衝突する際に円錐形X線を発生させる電子線束か
ら一つの集束された電子線を絞り出す。
【0015】そのようにして発生させられた個々の円錐
形X線の重畳により、撮影対象物の1点を陽極の種々の
箇所から照射することができる。種々の方向から1対象
点を照射することは望ましくない。なぜならばこの対象
点はもはや点としてではなくゆがめられてX線受像器上
に投影されるからである。従って陽極には放射方向へ個
々の縦孔を有するX線格子が後置接続されると有利であ
り、縦孔の長手軸線は陽極の長手軸線に垂直に向けられ
ている。発生させられた円錐形X線は縦孔を貫通した後
に、撮影対象物の1点が一つの円錐形X線だけによりX
線受像器上に投影されるように絞り込まれる。
【0016】X線管の特に高い負荷を可能にしようとす
るならば、陽極は回転陽極として皿形又は円筒形に構成
される。
【0017】
【実施例】次にこの考案に基づくX線装置の複数の実施
例を示す図面により、この考案を詳細に説明する。
【0018】図1は例として第1のX線管を備えるこの
考案に基づくX線装置を示す。X線管はガラス管球1を
有し、このガラス管球中に陰極2及び陽極3が配置され
ている。この考案に基づき陰極2は細長い。陽極3もこ
の実施例によれば同様に細長い。陰極2はLaを含む固
体化合物又はLaを含む合金望ましくはLaB6 を電子
放出材料の構成部分として有し、それによりWの使用に
比べて所定の放出温度の際に一層高い放出電流密度が達
成される。また陰極2の寿命及び安定性が高められる。
陰極2が希土類の群のうちの少なくとも一つの元素と貴
金属の群のうちの少なくとも一つの元素、望ましくはL
aPtx (ただし望ましくはx=1、2又は3である)
を電子放出材料の構成部分として有するときには、同じ
長所が維持される。陰極2はLaB6 又はLaPtx
ようなLaを含む化合物又は合金の単一の棒状成形体、
又は隣接して並べられた複数の成形体例えば円板5から
成ることができる。この成形体は粉末冶金法及びプレス
により特に容易に製造することができる。電子の放出の
ために陰極2が放出温度に加熱され、加熱は直接通電に
よるか又は外部からの熱供給により行うことができる。
図1に示す実施例の場合には陰極2が電圧源4の電圧を
供給される。すなわち陰極2は直接通電により放出温度
に加熱される。陰極2がLaB6 又はLaPtx のよう
なLaを含む化合物又は合金から成る個々の複数の円板
5を有するならば、それぞれの個々の円板5に破線で示
すように電圧源4のそれぞれ発生可能な電圧を供給する
ことができる。それにより個々の円板5を電子の放出の
ために励起することができるので、陰極2の電子を放射
する面を変更することができる。
【0019】X線の発生のために陰極2と陽極3とには
別の電圧源6の電圧を印加することができる。それによ
り陰極2から放出された電子が陽極3に向かって加速さ
れ、陽極で電子はそのエネルギーを熱及びX線の形で放
出する。従って陰極2は断面の細長い電子線束を陽極3
の方向へ放出する。
【0020】電子放出の制御は陰極2と陽極3との間に
配置された格子7により行われ、この格子には第3の電
圧源8の電圧を印加することができる。この格子7は例
えばスリット状の孔9を有し、この孔により細長い電子
線束を画成することができる。
【0021】図2には、この考案に基づくX線装置が原
理図で示され、その際図1に示すX線管の陽極3には放
射方向へX線格子14が後置接続されている。このX線
格子14が個々の格子セグメントを縦孔16として有
し、その際縦孔16の長手軸線が陽極3の長手軸線に対
し垂直に向くのが有利である。実施例ではX線格子14
が陰極2及び陽極3に平行に向けられ少なくとも陽極3
と同じ長さを有する。
【0022】X線撮影を実施するために、X線格子14
とX線受像器18に前置接続された散乱X線網目格子1
7との間に検査対象物15を配置することができる。陽
極3から放射され既に述べたように発生させられた個々
の円錐形X線から集成された細長いX線束(一点鎖線参
照)が、個々の縦孔16を貫き検査対象物15上に当た
る。このX線束は縦孔16により隣接して並ぶ個々の扇
形X線に分割されるので、検査対象物15の対象領域は
常にこの対象領域に最も近い扇形X線だけにより透視さ
れる。従ってX線格子14により、対象領域が種々の方
向から透視されるという望ましくない事態が防止され
る。
【0023】検査対象物15に後置接続された散乱X線
網目格子17は、検査対象物15の透視の際にこの対象
物で発生する散乱X線を吸収する。
【0024】図3は、第2のX線管を備えるこの考案に
基づくX線装置の別の実施例を示す。既に図1で符号を
備える要素は同じ符号を有する。図1に示す実施例とは
異なって格子10は個々の格子セグメント11を有し、
それにより電子放出従ってX線放射を局部的に制御する
ことができる。
【0025】陰極12が電子放出のための細長い棒状の
要素だけを有するならば、個々の格子セグメント11に
制御及び場合によっては電子線束の広がりを制限するた
めの電圧を印加することができるのが有利である。陰極
12が図1の実施例に示すように隣接して並べられた放
出材料の複数の個々の円板を有するならば、一つ又は複
数の円板に一つの格子セグメント11を付設するのが有
利である。
【0026】図1に示す実施例とは異なって図3に示す
陽極13は円筒形に構成され、その長手軸線を中心とし
て回転自在に軸受支持されている。この陽極13がX線
の発生中にその長手軸線を中心として回転すると一層良
好な温度分布が達成されるので、そのように構成された
X線管には比較的大きい負荷を掛けることができる。放
射方向へ陽極13には同様に、既に図2で説明したX線
格子が後置接続されている。
【0027】図4は、第3のX線管を備えたX線装置を
示し、このX線管は電子放出のための細長い陰極19を
有し、陰極19は図1及び図3に示す実施例に従って構
成することができる。回転陽極20に向かって加速可能
な電子の制御のために、個々の格子セグメント22を有
する格子21が設けられている。この格子セグメント2
2には電圧を印加可能であるので、放出される電子線束
の長さを調節することができる。図4には、すべての格
子セグメント22が電圧を加えられていない状態、すな
わち陰極19から発生する電子線束が制限されていない
状態が示されている。阻止電圧をこの格子セグメント2
2に印加することにより、電子線束の広がりを例えば二
つの格子セグメント22に阻止電圧が印加されるときに
半分に調節するか、又は三つの格子セグメント22に阻
止電圧が印加されるときに4分の1に調節することがで
きる。このX線装置の場合には焦点23の面積を速やか
に変更することができる。
【0028】図4に示された実施例の場合には、それぞ
れ一つだけの格子セグメント22が電子線を解放すると
きに、焦点23すなわち電子線が回転陽極20上に当た
る領域を局部的に変更することもできる。自明のように
陰極19、回転陽極20及び格子21は真空容器中に融
封されている。回転陽極20を回転させる電動機並びに
陰極19、格子21及び回転陽極20の電圧供給に必要
な端子は図示されていない。
【0029】この考案に基づくX線装置は図1ないし図
4に示された実施例には制限されない。この考案に基づ
くX線装置は特にコンピュータ断層撮影装置に用いられ
るときには円弧形に形成されたX線管を有することもで
きる。コンピュータ断層撮影装置に使用するためのこの
種のX線管は、検査対象物の撮影のために用いられる検
査空間を囲む。
【0030】陰極2、12、19は希土類の群のうちの
一つの元素と貴金属の群のうちの一つの元素、例えばL
aPtx 又はLaB6 を含むときには、X線管の待機運
転中にも持続的にすなわち5分ないし24時間の期間に
わたり放出温度に保たれるのが特に有利である。それに
より陰極2、12、19の温度変動の際に発生する熱応
力が避けられる。従ってこの熱応力による陰極2、1
2、19の損傷が有効に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この考案に基づくX線管の第1の実施例の内部
斜視図である。
【図2】図1に示すX線管を備えるX線装置の略示図で
ある。
【図3】X線管の第2の実施例の内部斜視図である。
【図4】X線管の第3の実施例の要部側面図である。
【符号の説明】
2、12、19 陰極 3、13、20 陽極 5 成形体 7、10、21 格子 11、12 格子セグメント 14 X線格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−204452(JP,A) 特開 平1−276050(JP,A) 米国特許4752713(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05G 1/00 - 1/02

Claims (12)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線装置において、 排気されたケーシング(1)と、断面の細長い電子ビー
    ムを発生する陰極(2,12,19)と、陽極(3,1
    3)と、X線を発生させるため前記の陰極から陽極へ向
    かう電子ビーム中の電子を加速する手段とが設けられて
    おり、 前記陰極(2 12 19)は、全体に電子放出材料で
    充填された成形体により構成されており、 前記電子放出材料は、希土類の群のうちの少なくとも1
    つの元素と、貴金属の群のうちの少なくとも1つの元素
    を含み、 前記の陰極(2,12,19)と陽極(3,13)との
    間に電子ビームの放出を制御する格子(7,10,2
    1)が設けられているX線装置。
  2. 【請求項2】 前記格子(7)はスリット状の開口部
    (9)を有しており、該開口部を通って電子ビームが通
    過する、請求項1記載のX線装置。
  3. 【請求項3】 前記格子(10,21)は複数の個々の
    格子セグメント(11,22)から成り、該格子セグメ
    ント(11,22)を通過する電子ビーム中の電子を個
    々に制御するために各格子セグメント(11,22)に
    それぞれ制御電圧を供給する手段が設けられている、請
    求項1記載のX線装置。
  4. 【請求項4】 X線装置において、 排気されたケーシング(1)と、断面の細長い電子ビー
    ムを発生する陰極(2,12,19)と、陽極(3,1
    3)と、X線を発生させるため前記の陰極から陽極へ向
    かう電子ビーム中の電子を加速する手段とが設けられて
    おり、 前記陰極(2,12,19)は、全体に電子放出材料で
    充填された成形体により構成されており、 前記電子放出材料は、希土類の群のうちの少なくとも1
    つの元素と、貴金属の群のうちの少なくとも1つの元素
    を含み、 前記陽極(3,13)の後方において放射伝播方向に放
    射格子(14)が配置されており、該放射格子(14)
    は複数の個別の縦孔(16)を有しており、該縦孔(1
    6)を通って、前記陽極(3,13)の長手軸線に対し
    垂直に配向された長手軸を有する放射線が通過するX線
    装置。
  5. 【請求項5】 前記陰極(2,12,19)は互いに接
    合された複数のLa含有成形体(5)を有する、請求項
    4記載のX線装置。
  6. 【請求項6】 前記陽極(3,13)は細長い、請求項
    4記載のX線装置。
  7. 【請求項7】 前記陽極は回転陽極(20)である、請
    求項4記載のX線装置。
  8. 【請求項8】 前記陰極(2,12,19)を持続的に
    放出温度に保持する手段が設けられている、請求項4記
    載のX線装置。
  9. 【請求項9】 X線装置において、 排気されたケーシングと、断面の細長い電子ビームを発
    生する陰極(2,12,19)と、陽極(3,13)
    と、X線を発生させるため前記の陰極から陽極へ向かう
    電子ビーム中の電子を加速する手段とが設けられてお
    り、 前記陰極(2,12,19)は、全体に電子放出材料で
    充填された成形体を成し互いに並置されてじかに接合さ
    れた複数の別個の放出素子によって構成されており、 前記電子放出材料は、希土類の群のうちの少なくとも1
    つの元素と、貴金属の群のうちの少なくとも1つの元素
    またはホウ素を含むX線装置。
  10. 【請求項10】 前記陰極(2,12,19)はLaB
    を含む、請求項9記載のX線装置。
  11. 【請求項11】 前記陰極(2,12,19)はLaと
    Ptを含む、請求項9記載のX線装置。
  12. 【請求項12】 前記別個の放出素子を選択的に駆動し
    て電子を放出させるために、該別個の放出素子の各々に
    接続された電圧源が設けられている、請求項9記載のX
    線装置。
JP1991072435U 1990-08-20 1991-08-16 X線管を備えるx線装置 Expired - Lifetime JP2576711Y2 (ja)

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