JP4260993B2

JP4260993B2 - Ｘ線管

Info

Publication number: JP4260993B2
Application number: JP24524399A
Authority: JP
Inventors: 泰裕勝野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2019-08-31
Also published as: JP2001068045A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はＸ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陽極が回転する構造のＸ線管たとえば回転陽極型Ｘ線管は、回転状態にある陽極ターゲットに対して電子ビームを衝突させ、陽極ターゲットからＸ線を発生させる電子管で、医療用診断装置などに多く使用されている。
【０００３】
ここで、従来のＸ線管について、回転陽極型Ｘ線管を例にとり、その円盤状回転陽極および陰極構体の各部分を抜き出して示した図４の断面図を参照して説明する。符号４１は円盤状回転陽極で、円盤状回転陽極４１は回転体などの回転機構に連結され、回転する構造になっている。円盤状回転陽極４１の周辺は傾斜し、その傾斜面４２に、Ｘ線を発生する陽極ターゲット４３が環状に設けられている。陽極ターゲット４３と対向して陰極構体４４が配置され、陰極構体４４は板状支持体４５に固定されている。陰極構体４４は、集束体４６などから構成され、その一部に集束溝４７が形成されている。集束溝４７内には、電子ビームを発生するフィラメント（図示せず）が配置されている。
【０００４】
上記した構成において、円盤状回転陽極４１を回転させ、陽極ターゲット４３を回転させる。この状態で、陰極構体４４のフィラメントから放出された電子ビームｅを陽極ターゲット４３に衝突させ、陽極ターゲット４３からＸ線を発生させる。発生したＸ線は矢印Ｙ方向に進み、外部に取り出される。
【０００５】
次に、電子ビームを放出する陰極構体４４について図５を参照して説明する。図５は、図４の矢印Ａで示したように、集束溝４７を垂直方向から見た図で、符号５１は、たとえば、陽極ターゲット４３と対向する集束体４５表面における集束溝４７の開口部分を示している。集束溝４７は１つの方向、たとえば図の左右方向に長く形成され、その長手方向において幅が一様なほぼ長方形状をしている。そして、集束溝４７内にフィラメント５２が配置されている。このとき、フィラメント５２の長手方向と集束溝４７の長手方向とが一致するように配置される。同時に、集束溝４７の長手方向の中心位置ｍと、フィラメント５２の長手方向の中心位置ｎとが一致するように配置されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の回転陽極型Ｘ線管は、陽極ターゲット４３が円盤状回転陽極４１の傾斜面４２に形成されていることもあり、陽極ターゲット４３と集束溝４７とは必ずしも平行になっていない。このため、集束溝４７と陽極ターゲット４３間の距離が、集束溝４７の長手方向の位置によって相違する。したがって、図４の矢印Ｂで示すように陽極タ一ゲット４３を垂直方向から見ると、図６（ａ）で示すように、電子ビームの焦点６１の形状は、放射口側すなわち陽極ターゲット４３から発生したＸ線が進む線分ｂ−ｂの側で幅が狭くなり、これと反対の反放射口側すなわち線分ａ−ａの側で幅が広くなり、焦点６１の幅が一様にならない。線ｍは焦点６１の中心線を示している。また、焦点６１上における電子ビーム密度は、図（ｂ）に示すように放射口側ｂが大きく、反放射口側ａが小さくなる。
【０００７】
この場合、図６（ａ）の反放射口側に近い線分ａ−ａ、および、放射口側に近い線分ｂ−ｂにおける焦点の幅、および、電子ビーム密度を図で示すと、図の（ｃ）および（ｄ）のようになる。図（ｃ）、（ｄ）の縦軸は焦点の幅、横軸は電子ビーム密度を示している。
【０００８】
電子ビーム密度に大小があると、電子ビーム密度が大きい陽極ターゲット部分が溶け易くなり、回転陽極型Ｘ線管への熱入力は放射口側における焦点の電子ビーム密度で制限される。
【０００９】
この発明は、上記した欠点を解決するもので、陽極ターゲット上に形成される電子ビームの焦点の幅が一様な回転陽極型Ｘ線管を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、１つの方向に長い集束溝が形成された集束体およびこの集束体の前記集束溝内にその長手方向を前記集束溝の長手方向に一致させて配置したフィラメントを有する陰極構体と、前記フィラメントが放出する電子ビームの衝突によってＸ線を発生する陽極ターゲットが設けられた陽極とを具備したＸ線管において、前記集束溝の長手方向の中心位置が前記フィラメントの長手方向の中心位置よりも前記Ｘ線が進む放射口側にずれていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、回転陽極型Ｘ線管を例にとり、その円盤状回転陽極および陰極構体の部分を抜き出して示した図１の断面図を参照して説明する。
【００１２】
符号１１は円盤状回転陽極で、円盤状回転陽極１１は回転体などの回転機構（図示せず）に連結され、回転する構造になっている。円盤状回転陽極１１の周辺は傾斜し、その傾斜面１２に、Ｘ線を発生する陽極ターゲット１３が環状に設けられている。陽極ターゲット１３と対向して陰極構体１４が配置され、陰極構体１４は円板状支持体１５に固定されている。陰極構体１４は、集束体１６などから構成され、その一部に集束溝１７が形成され、集束溝１７内に電子ビームを発生するフィラメント（図示せず）が配置されている。
【００１３】
上記した構成において、円盤状回転陽極１１を回転させ、陽極ターゲット１３を回転させる。この状態で、陰極構体１４のフィラメントから放出された電子ビームｅを陽極ターゲット１３に衝突させ、陽極ターゲット１３からＸ線を発生させる。発生したＸ線は矢印Ｙ方向に進み、外部に取り出される。
【００１４】
次に、電子ビームを放出する陰極構体１４について図２を参照して説明する。図２は、図１において矢印Ａで示すように、陰極構体１４の集束溝１７の部分を垂直方向に見た図で、符号２１は、集束溝１７の開口で、たとえば陽極ターゲット１３と対向する集束体１６表面における集束溝１７の開口部分を示し、集束溝１６内にフィラメント２２が配置されている。この場合、フィラメント２２の長手方向と集束溝１７の長手方向とが一致するように配置される。これらの長手方向は、Ｘ線が進む矢印Ｙ方向（図１）とほぼ一致している。そして、集束溝１７の長手方向の中心位置ｐが、フィラメント２２の長手方向の中心位置ｑよりも、放射口側すなわち陽極ターゲット１３から発生したＸ線が進む側にずらして配置されている。
【００１５】
集束溝１７は１つの方向たとえばＸ線が進む図の左右方向に長く形成され、その４隅部分は、集束溝１７を垂直方向から見て曲面Ｒ１〜Ｒ４に形成されている。集束溝１７の長手方向に沿う幅Ｗ、すなわち長手方向に直交する方向の幅は、４隅に形成された曲面Ｒ１〜Ｒ４の一部を除き、放射口側すなわち陽極ターゲット１３から発生したＸ線が進む側で広く形成され、その反対側の反放射口側に向って徐々に狭くなっている。また、集束溝１７の長手方向に位置する内壁、たとえば放射口側に位置する曲面Ｒ１と反放射口側に位置する曲面Ｒ２とを結ぶ集束溝１７の内壁１７ａ、および、放射口側に位置する曲面Ｒ４と反放射口側に位置する曲面Ｒ３とを結ぶ集束溝１７の内壁１７ｂはそれぞれ、フィラメント２２の中心線Ｘに対して対称で、かつ、中心線Ｘに対して同じ傾斜に形成され、同時に、集束溝１７の幅は直線的に徐々に狭くなっている。
【００１６】
上記した構成によれば、集束溝１７の形成方向、たとえば集束体１６表面における集束溝１７の開口で形成される平面の向きと、集束溝１７の開口直下に位置する陽極ターゲット１３の円盤状回転陽極１１のその径方向における向きとが平行に形成されていない場合でも、図１の矢印Ｂ方向、すなわち陽極タ一ゲット１３上に形成される電子ビームの焦点を垂直方向からみると、図３（ａ）の符号３１で示すように長手方向でほぼ一様の幅となる。線ｍは焦点３１の中心線を示している。また、焦点３１上における電子ビームの密度も、図（ｂ）に示すように全体にわたりほぼ一様となる。
【００１７】
この場合、図３（ａ）の反放射口側に近い線分ａ−ａ、および、放射口側に近い線分ｂ−ｂにおける焦点３１の幅、および、電子ビーム密度をそれぞれ図で示すと、図の（ｃ）、（ｄ）のようになり、どちらも全体にわたりほぼ一様になる。なお、図（ｃ）、（ｄ）の縦軸は焦点の幅、横軸は電子ビーム密度を示している。
【００１８】
上記の実施形態では、集束溝の長手方向の中心位置をフィラメントの長手方向の中心位置よりもＸ線が進む放射口側にずらし、同時に、集束溝の幅を、放射口側の方を反放射口側よりも大きくしている。しかし、集束溝の長手方向の中心位置をフィラメントの長手方向の中心位置よりもＸ線が進む放射口側にずらす構成、あるいは、集束溝の幅を、放射口側の方を反放射口側よりも大きくする構成によっても電子ビーム焦点の幅を均一化できる。なお、両方の構成を組み合わせれば、電子ビーム焦点の幅および電子ビーム密度をより均一化できる。
【００１９】
上記したように、本発明によれば、陽極ターゲット上に形成される電子ビーム焦点の形状が均整の取れたほぼ長方形となる。このため、被写体を撮影した際のボケの程度が一定となり、画質が向上する。また、電子ビーム密度も、反放射口側から放射口側までほぼ均一化する。そのため、電子ビーム密度が不均一の場合に、電子ビーム密度の高い領域で決定されていたＸ線管への熱入力の制約がなくなり、Ｘ線管に対する熱入力を向上できる。
【００２０】
なお、上記の実施形態では、回転陽極型Ｘ線管の例で説明しているが、この発明は固定陽極型Ｘ線管についても適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
この発明のよれば、陽極ターゲット上に形成される焦点の幅が一様な回転陽極型Ｘ線管が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を説明するための断面図である。
【図２】この発明に係る集束溝とフィラメントの配置関係を説明するための正面図である。
【図３】この発明に係る電子ビーム焦点の形成状態を説明するための図である。
【図４】従来例を説明するための断面図である。
【図５】従来例に係る集束溝とフィラメントの配置関係を説明するための正面図である。
【図６】従来例に係る電子ビーム焦点の形成状態を説明するための図である。
【符号の説明】
１１…円盤状回転陽極
１２…円盤状回転陽極の傾斜面
１３…陽極タ一ゲット
１４…陰極構体
１５…陰極構体の支持体
１６…集束体
１７…集束溝
２１…集束溝の開口
２２…フィラメント
ｐ…集束溝の長手方向の中心位置
ｑ…フィラメントの長手方向の中心位置

Claims

１つの方向に長い集束溝が形成された集束体およびこの集束体の前記集束溝内にその長手方向を前記集束溝の長手方向に一致させて配置したフィラメントを有する陰極構体と、前記フィラメントが放出する電子ビームの衝突によってＸ線を発生する陽極ターゲットが設けられた陽極とを具備したＸ線管において、前記集束溝の長手方向の中心位置が前記フィラメントの長手方向の中心位置よりも前記Ｘ線が進む放射口側にずれていることを特徴とするＸ線管。
集束溝の長手方向と直交する方向における集束溝の幅が、放射口側の方がこれと反対側の反放射口側よりも大きく形成されている請求項１記載のＸ線管。