JP6502514B2 - 電子ビームの操縦及び集束用の２元的グリッド及び２元的フィラメントの陰極を有するｘ線管 - Google Patents

Description

Ｘ線管は、様々な産業及び医療用途で使用されている。例えば、Ｘ線管は、医学診断検査、治療用放射線、半導体製造、及び材料分析に用いられる。用途にかかわらず、ほとんどのＸ線管は同様に動作する。高周波電磁放射であるＸ線が、陰極に電流を印加して、熱電子放出によって陰極から電子を放出させることによって、Ｘ線管内で発生する。電子が陽極へと加速してから陽極に衝突する。陰極と陽極との間の距離は、一般にＡ−Ｃ間隔または投射距離として知られている。電子が陽極に衝突すると、電子は陽極と衝突してＸ線を発生することができる。電子が衝突する陽極の領域は、一般に焦点として知られている。

Ｘ線は、電子が陽極と衝突する際に発生し得る少なくとも２つのメカニズムによって発生させることができる。第１のＸ線発生機構は、蛍光Ｘ線または特性Ｘ線発生と呼ばれる。蛍光Ｘ線は、陽極の材料と衝突する電子が、内側の電子殻から陽極の軌道の電子をノックするのに十分なエネルギーを有するときに生じる。外側の電子殻の陽極の他の電子は、内側の電子殻に残っている空孔を埋める。陽極の電子が外側の電子殻から内側の電子殻に移動する結果として、特定の周波数のＸ線が発生する。第２のＸ線発生機構は制動放射と呼ばれる。制動放射では、陽極の核により偏向すると、陰極から放出された電子が減速する。減速する電子は運動エネルギーを失い、それによってＸ線を発生する。制動放射で発生されたＸ線は、周波数のスペクトルを持っている。制動放射または蛍光Ｘ線のいずれかを介して発生されたＸ線は、次いでＸ線管を出て、上述の用途の１つ以上に利用され得る。

本明細書で特許請求される主題は、任意の欠点を解決する実施形態、または上記のような環境においてのみ動作する実施形態に限定されない。むしろ、この背景技術は、本明細書に記載されたいくつかの実施形態が実施され得る１つの例示的な技術領域を例示するためにのみ提供される。

開示された実施形態は、改善された電子放出特性を介してＸ線画像品質を改善することによって、及び／または陽極ターゲットの焦点サイズの制御の改善をもたらすことによって、これらの問題や他の問題に対処する。これは、空間解像度を高めることや、得られる画像のアーチファクトを減らすことに寄与する。

一実施形態では、陰極ヘッドは、第１のサイズを有する第１の電子エミッタフィラメントと、第１の電子エミッタフィラメントを内部に有する第１のフィラメントスロットの壁を画定する第１のグリッド対であって、第１のグリッド対の各グリッド部材は、異なる電圧源に電子的に接続される第１のグリッド対と、第１の電子エミッタフィラメントから離間した異なる第２のサイズを有する第２の電子エミッタフィラメントと、第１の電子エミッタを内部に有する第２のフィラメントスロットの壁を画定する第２のグリッド対であって、第２のグリッド対の各グリッド部材は、異なる電圧源に電子的に接続される第２のグリッド対を含み得る。一態様では、第１のグリッド対は、第１のグリッド部材及び第２のグリッド部材を有し、第２のグリッド対は第２のグリッド部材と第３のグリッド部材とを有する。一態様では、第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、同じ電圧源に電子的に接続され、第２のグリッド部材は、異なる電圧源に電子的に接続される。

一実施形態では、陰極ヘッドを製造する方法は、陰極ベースを形成することと、陰極ベースにセラミック絶縁体を形成することと、セラミック絶縁体に主要グリッド部材を形成することと、主要グリッド部材からセラミック絶縁体まで２つのフィラメントスロットを形成し、グリッド部材から３つの別々の集束グリッド部材を形成し、１つのフィラメントスロットが隣接する別個の集束グリッド部材の間にあるようにすることとを含み得る。一態様では、本方法は、陰極ベースをセラミック絶縁体にろう付けすることと、セラミック絶縁体を主要グリッド部材グリッド部材にろう付けすることとを含むことができる。一態様では、この方法は、放電加工（ＥＤＭ）による２つのフィラメントスロットの形成を含むことができる。一態様では、本方法は、主要グリッド部材に接合される前に２つのフィラメント凹部が内部に予め形成されたセラミック絶縁体を提供することを含むことができる。一態様では、本方法は、２つのフィラメントスロットを形成して、セラミック絶縁体に２つの予め形成されたフィラメント凹部を曝すことを含むことができる。一態様では、本方法は、２つのフィラメントスロットにコイル状フィラメントを含む陰極シールドキャビティを形成するように、陰極シールドを陰極ベースに電気的に接続するように、陰極ベースに接続することを含むことができる。

一実施形態では、陰極から陽極に電子を放出する方法は、第１のコイル状フィラメントから電子を第１の電子ビームとして放出することと、第１の電子ビームを第１の集束グリッド対で集束させることと、第１のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることと、第２のコイル状フィラメントから第２の電子ビームとして電子を放出することと、第２の電子ビームを第２の集束グリッド対で集束させることと、第２のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることとを含み得る。一態様では、本方法は、一度に第１または第２のコイル状フィラメントの一方のみから電子を放出することを含むことができる。一態様では、本方法は、第１の電子ビームを第１の焦点から第１の集束グリッド対を用いて第２の焦点に操縦すること、または第２の電子ビームを第３の焦点から第２の集束グリッド対を用いて第４の焦点に操縦することを含み得る。一態様では、本方法は、第１の集束グリッド対を用いて第１の電子ビームが陽極に達するのをゲーティングすること、または第２の集束グリッド対を用いて第２の電子ビームが陽極に達するのをゲーティングすることを含み得る。一態様では、本方法は、第１の集束タブ対によって、第１の集束グリッド対による集束と直交する集束方向に第１の電子ビームを集束することと、第２の集束タブ対によって、第２の集束グリッド対による集束と直交する集束方向に第２の電子ビームを集束することとを含むことができる。

前述の概要は例示に過ぎず、決して限定することを意図したものではない。上記の例示的な態様、実施形態、及び特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、及び特徴は、図面及び以下の詳細な説明を参照することによって明らかになるであろう。

添付の図面と併せて、以下の説明及び添付の特許請求の範囲から、本開示の前述及び以下の情報ならびに他の特徴がより十分に明らかになるであろう。これらの図面は、本開示に従ったいくつかの実施形態のみを描写し、したがって、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことを理解しながら、本開示は、添付の図面の使用を通じてさらなる具体性及び詳細と共に記載される。

本明細書に記載された１つまたは複数の実施形態を実施することができる、例示的なＸ線管の斜視図である。 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。 陰極の実施形態の斜視図である。 陰極ヘッドの実施形態の上面図である。 陰極ヘッドの実施形態の側面図である。 陰極ヘッドの実施形態の上面図である。 陰極ヘッド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。 陰極シールドの実施形態の斜視図である。 陰極シールド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。 陰極ヘッドの実施形態の側面図である。 陰極ヘッドを動作させるための電力及び制御システムの実施形態の概略図である。

以下の発明を実施するための形態では、その一部を形成する添付の図面を参照する。図面において、類似の記号は、文脈が別のことを指示しない限り、典型的には類似した構成要素を特定している。発明を実施するための形態、図面、及び特許請求の範囲に記載された例示的な実施形態は、限定することを意図しているものではない。本明細書に提示される主題の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてもよく、他の変更が行われてもよい。本明細書に全般的に記載され、図面に示されている本開示の態様は、広範囲の異なる構成で配置され、置換され、接続され、分離され、設計され得、これらのすべてが本明細書で明示的に企図されることを容易く理解するであろう。

本技術の実施形態は、陰極と陽極が配置された真空ハウジングを有するタイプのＸ線管を対象とする。陰極は、電子が放出されるエミッタに対して各々実質的に垂直な２つの電子ビームの形態で電子を放出する２つの電子エミッタを含み、各ビームの電子は、陰極と陽極との間の電圧差により加速され、焦点と呼ばれる電子の領域において陽極上のターゲット面に衝突させる。また、実施形態は、電子ビーム（複数可）から得る１つ以上の焦点の長さ及び／または幅の寸法を変更するように電子ビーム（複数可）を集束することによって、電子ビーム（複数可）を操作するように構成された、電子ビーム集束用構成要素及び集束システムも含むことができる。集束用構成要素及び集束システムはまた、電子ビーム（複数可）を操縦するために使用することもできる。異なる実施形態は、陰極ヘッド設計、２元的電子集束グリッド、２元的集束タブ、陰極ヘッドシールド、及び／またはシールドタブを含むことができる、そのような集束用構成要素及び集束システムの異なる構成を利用する。Ｘ線管は、集束用構成要素を含むことができ、集束などの様々なＸ線方法論における集束用構成要素、そして任意選択で電子ビームの操縦を選択的に利用することができる。

実施形態は、各フィラメントが２つの集束グリッド（例えば、集束グリッド対）に関連し、任意選択で各フィラメントが２つの集束タブ（例えば、集束タブ対）に関連し、２つの電子エミッタフィラメントを有する陰極ヘッドを含む電子ビーム集束用構成要素を含むことができる。集束グリッド対は、電子ビームを一方向、例えば「Ｘ軸」方向に集束させることができ、集束タブ対は、電子ビームを他の方向に、例えば「Ｙ軸」方向に、またはその逆などに集束させることができる。さらに、集束グリッド対は、例えば、集束グリッド対の２つの集束グリッド間の電圧を変化させることによって、電子ビームを操縦するように動作させることができる。Ｘ線管の１つの例は、以下にさらに詳細に論じるこれらの特徴のうちのいくつかを有することができ、それらを図１Ａ〜図１Ｃに示す。

一般に、本明細書に記載される例示的な実施形態は、実質的に任意のＸ線管、例えば長投射長のＸ線管、短投射、または任意の投射の長さで使用可能な２つのコイル状フィラメントの電子エミッタを有する陰極アセンブリに関する。適切な電流がコイル状フィラメントのいずれかを通過すると、コイル状の放出面は、電子を放出し、それは電子ビームを形成し、加速領域を通って伝搬して、焦点で陽極のターゲット面に衝突する。

一実施形態では、光線管は、Ｘ線システム、例えばＣＴシステムまたは任意の医療用Ｘ線システムに含むことができ、電子ビーム制御を含むことができる。Ｘ線管は、コイル状フィラメントからの放射に集束して高出力を有することができる。Ｘ線管は、ビームまたは焦点領域の規定された放射領域へとビームを制御することができる。

一実施形態では、陰極は、各コイル状フィラメントから一度に１つずつ、陰極から陽極に向かって流れる電子ビームを放射し、その結果各ビームが通過中に電子を離散させ、集束グリッド対と、任意選択で集束タブ対が、電子ビームを所定の焦点に集束させる。一態様では、集束グリッド対と集束タブ対の両方が電子ビームの集束効果をもたらす。これにより、ビーム長（例えば、Ｙ軸）とビーム幅（例えば、Ｘ軸）両方の集束が可能となり、集束グリッド対または集束タブ対の一方が長さで集束し、集束グリッド対または集束タブ対の他方が幅で集束する。一態様では、集束タブ対は長さを集束することができ、集束グリッド対は幅を集束することができる。一態様では、集束タブ対は長さを集束して固定し、集束グリッド対は電子ビーム放出中に幅の集束を能動的に調節することができる。一態様では、ビームの長さは集束タブ対で固定され、複数の幅を集束グリッド対で作り出すことができる。集束グリッド対を使用して、バイアスで幅を設定または変更することができる。また、所望の幅を維持しながらビームをＸ方向に移動させるために、集束グリッド対の個々のグリッド部材を変調することができる。一態様では、集束タブ対は幅を集束することができ、集束グリッド対は長さを集束することができる。一態様では、集束タブ対は幅を集束して固定し、集束グリッド対は電子ビーム放射中に長さの集束を能動的に変調することができる。一態様では、ビームの幅は集束タブ対で固定され、複数の長さを集束グリッド対で作り出すことができる。集束グリッド対を使用して、バイアスで長さを設定または変更することができる。また、集束グリッド対の個々のグリッド部材は、所望の長さを維持しながらビームをＹ方向に移動させるように変調することができる。また、これによってコイル状エミッタの１つから複数の異なるタイプの焦点サイズをＸ線管が作り出せるようになり、そのような集束の変化及びビームの長さ及び／または幅の変化は、ＣＴ検査の間などのイメージング間に実行することができる。一度に１つ、両方のコイル状エミッタから電子ビームを能動的に集束することは、有益であり得る。

一実施形態では、Ｘ線管は、焦点位置の制御及び集束をする複数のフィラメントの陰極ヘッドを含むことができる。各フィラメントは、別個の電子エミッタであってもよい。複数のフィラメントは、大きなコイル状フィラメント及び小さなコイル状フィラメントを含むことができ、両方とも陰極ヘッド内にあり、各々はそれに関連する集束用構成要素を有する。各コイル状フィラメントは、陰極ヘッド内にあるそれ自身のフィラメントスロット内に配置することができる。各コイル状フィラメントは、それ自身の電気集束グリッド対を有することができ、各々はそれ自身の集束タブ対を有することができる。集束グリッド対の各々は、第１のグリッド部材（例えば、第１のグリッド電極）及び第２のグリッド部材（例えば、第２のグリッド電極）を含むことができる。集束グリッド対の第１のグリッド部材及び第２のグリッド部材は、場合によっては同じ電圧を有することができ、他の例において静電ビーム成形、集束、操縦及び操作のために、各々異なる電圧を有することができる。一態様では、第１のコイル状フィラメント用のグリッド部材の１つを、第２のコイル状フィラメント用のグリッド部材の１つとして使用することができ、それにより各集束グリッド対は共通のグリッド部材（例えば、両方のコイル状フィラメント間にあるグリッド部材）を共有できる。あるいは、各コイル状フィラメントは、他のコイル状フィラメントと共有されない独自の集束グリッド部材（例えば、独自の集束グリッド対）を有することができる。グリッド部材の電圧を変調して、直交する次元での各コイル状のフィラメントの外側からの限られた放出で、所与の次元のビームをもたらすことができ、それにおいてビームの直交という次元の大きさは、電圧の変調により変調できる。各コイル状フィラメント用の２つのグリッド部材の間の電圧差は、直交という次元を変調するために利用することができる。タブ対を使用して、所与の次元を設定または調整することができる。

一実施形態では、陰極から陽極に電子を放出する方法は、第１のコイル状フィラメントから電子を第１の電子ビームとして放出することと、第１の電子ビームを第１の集束グリッド対で集束させることと、第１のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることと、第２のコイル状フィラメントから第２の電子ビームとして電子を放出することと、第２の電子ビームを第２の集束グリッド対で集束させることと、第２のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることとを含み得る。１つの選択肢では、第１及び第２の集束グリッド対の両方が共通のグリッド（例えば、共通電極）を共有する。一態様では、２つのコイル状フィラメントのうちの１つだけが一度に電子を放出する。しかし、両方のコイル状フィラメントが同時に電子を放出し、ビームの集束及び／または操縦を同時に発生することが可能である点を理解すべきである。一態様では、本方法は、第１の集束タブ対で第１の電子ビームを集束させることと、第２の電子ビームを第２の集束タブ対で集束させることとを含む。

一実施形態では、第１及び第２の集束グリッド対は、２つのコイル状フィラメントを提供するために、グリッド部材の各々の間にコイル状フィラメントを有する３つのグリッド部材を組み合わせて含むことができる。一方の側から他方の側への順序は、第１のグリッド部材、第１のコイル状フィラメント、第２のグリッド部材、第２のコイル状フィラメント、第３のグリッド部材であり得る。ここで、第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、共通する電圧源に繋げることができ、第２のグリッド部材は、異なる電圧源に繋げることができる。この構成は、一度に１つのコイル状フィラメントのみが電子を放出し、どのホイル状フィラメントが電子ビームを放出するように活性化されるかに依存して、第１の集束グリッド対（例えば、第１のグリッド部材と第２のグリッド部材）または第２の集束グリッド対（例えば、第２のグリッド部材と第３のグリッド部材）により集束を変調できるようにするため、利益がある。したがって、第１及び第３のグリッド部材は第１の電圧を有することができ、第２のグリッド部材は異なる電圧を有することができる。しかし、電圧は、場合によっては３つのグリッド部材すべてについて同じであってもよい。

一実施形態では、各グリッド部材は、電子ビームを操縦するように各コイル状フィラメントに対して静電的に変調することができる。所与のコイル状フィラメント用の各グリッド部材間の電圧差を変化させることによって、電子ビームを一方向または他方の反対方向に効果的に移動させることができる。これは、Ｘ線処置中に起こり得る。例えば、１つのグリッド（例えば、中央のグリッド）の電圧を低減し、他のグリッド（例えば、外側のグリッド）の電圧を増加させることによって、そのときに、集束グリッド対による集束機能が、陰極ヘッドの中心と軸を共有する（例えば、位置合わせされた）焦点に、電子を向けさせるように、電圧のフィールドを変化させることができる。電圧差を逆にすることで、陰極ヘッドの端で位置合わせされる焦点に、電子をより多く向けることができる。これにより、より高電圧のグリッド部材を一方から他方に変えることによって、ビームを前後に移動させ、より低電圧で電子ビームがグリッド部材の方へ操縦されるようにする、切り替えグリッドの供給が可能になる。電圧の切り替えは迅速に実行することができ、その結果陽極の焦点を移動させているように見える。

一実施形態では、集束グリッド対の両方のグリッド部材は、集束グリッド対が電子放出をゲーティングし、電子が陽極に移動するのをゲーティングするレベルまで電圧を増加させることができる。したがって、グリッド対は、電子ビームのゲートとして機能するレベルに帯電され、電子ビームが陽極へ移動するのを停止することができる。

一実施形態では、集束グリッド対は一方向（例えば、幅）で集束することができ、集束タブ対は、一方向に対して直交する方向（例えば、長さ）で集束することができる。集束タブ対は、陰極ベースと電気的に接続することができる。１つの任意選択の態様では、陰極ベースの電圧を変調し、集束タブ対の電圧を変調して、電子ビームを集束させることができる。さもなければ、集束タブ対は、陰極ベースの電圧で保つことができる。例えば、集束タブ対は、リードがセラミックから陰極ベースまで貫通した状態の各タブ部材を有することができる。集束タブ対は、陰極ヘッドシールドにあってもよく、内部にあってセラミック絶縁体に取り付けられてもよい。したがって、シールド集束タブまたは内部集束タブのいずれかを陰極ベースに電気的に接続することができる。一態様では、Ｘ線管が陽極端接地されていない場合など、陰極ベースが接地されている場合に、集束タブを接地することができ、陽極が高温（例えば、陰極接地）の工業用管に使用することができる。一態様では、陰極ベースは接地されていない。それは基準電圧にある。一例では、陰極ベースは、十分なｋＶ（例えば、８０〜１４０）である。一実施形態では、第１のコイル状フィラメント用の第１の集束タブ対の第１の集束タブの各々は、第２のコイル状フィラメント用の第２の集束タブ対の第２の集束タブの各々の寸法と比較して、異なる寸法を有することができる。しかし、第１及び第２の集束タブ対の寸法は同じであってもよい。さらに別の代替案では、集束タブ部材がすべて異なる寸法を有するように、各集束タブ部材が、他のものと比較して、独自の寸法を有することができる。内部集束タブ部材の場合、寸法は、セラミック絶縁体からタブ部材の先端までの寸法とすることができる。シールド集束タブの場合、寸法は、シールド開口の周囲からタブ部材の先端に向かうものとし得る。また、集束タブ対のタブ部材の先端間の寸法は、集束のために変調することができ、タブの先端がより近いと、１つの集束パラメータを有し、互いとより遠く離れた集束タブ対のタブの先端は、異なる集束パラメータを有し得る。より近いタブの先端は、互いに遠く離れたタブの先端よりも多くの集束を実装することができる。各タブの寸法及び／または集束タブ対のタブの先端間の寸法は、製造中に設定することができるが、設計及び反復性の最適化中に、最適な寸法（複数可）を判定すべく調整することができる。反復性の判定プロセスは、集束タブの寸法及び／またはタブの先端間の寸法を最適化するために利用できる。異なるＸ線装置が、異なる集束タブの寸法及びタブの先端間の寸法を利用することができる。集束タブの寸法またはタブの先端の間の寸法は、コイル状フィラメントにある電子が電圧のフィールドの影響を受けるかどうかと同様に、電子ビームの軌道及び集束を変化させる影響を電圧のフィールドに及ぼし得る。

一実施形態では、陰極ヘッドを製造する方法は、陰極ベースを形成することと、陰極ベースにセラミック絶縁体を形成することと、セラミック絶縁体にグリッド部材を形成することと、グリッド部材からセラミック絶縁体まで２つのフィラメントスロットを形成し、グリッド部材から３つの別々の集束グリッド部材を形成し、１つのフィラメントスロットが隣接する別個の集束グリッド部材の間にあるようにすることとを含み得る。陰極ベース、セラミック絶縁体、及びグリッド部材は、グリッド部材の成形またはフィラメントスロットの形成に先立って、ろう付けまたは他の方法で接合または付着させることができる。２つのフィラメントスロットの形成は、任意の期間のＥＤＭのような機械加工によって、行うことができる。セラミック絶縁体は、フィラメントスロットと共に機械加工しても、しなくてもよい。一態様では、セラミック絶縁体は、グリッド部材に接合する前に予備成形された２つのフィラメント凹部を既に有していてもよく、その結果、機械加工によってセラミック絶縁体の予備成形されたフィラメント凹部が曝される。陰極ヘッドシールドは、そのとき陰極ベースに電気的に接続されるように、陰極ベースに接続することができる。

一実施形態では、コイル状のフィラメント用の各フィラメントスロットは、陰極ヘッド面の平面（例えば、グリッドまたはすべての集束グリッドから形成される平面）から、または陰極ヘッドベースの平面からある角度をなすスロット側壁を有することができる。すなわち、平行である大小のコイル状フィラメント用のフィラメントスロットの代わりに、フィラメントスロットは互いに向かって角度を付けることができる。陰極ヘッド面全体は、平坦ではない場合があるが、電子ビームに対して垂直または直交するグリッド部材の表面によって、平面を形成することができる。フィラメントスロットのスロット側壁の角度は、陰極ヘッド面の平面に対して９０度、または他方のフィラメントスロットのスロット側壁に対して０度とすることができる。１つの選択肢では、フィラメントスロットの両方のスロット側壁は、陰極ヘッド面（例えば、陰極面の平面）、または電子ビームから同じ角度を有することができる。１つの選択肢では、すべてのフィラメントスロットのスロット側壁全部が同じ角度を有することができる。１つの選択肢では、スロット側壁は、陰極ヘッド平面に対して９０度であり、または互いに対して０度である。１つの選択肢では、異なるフィラメントスロットのスロット側壁は、陰極ヘッド平面から９０度とは異なる角度、例えば８０、７０、６０、５０、または４５度まで、または互いから１０、２０、３０、４０、または４５度である。両方のフィラメントスロットは、陰極ヘッド平面に対してまたは互いに対して角度を付けてもよく、その場合フィラメントスロットは平行であってもよく、共通の焦点の方に向くよう角度を付けてもよい。すなわち、スロット側壁は、同じ分だけ角度を付けることができ、各フィラメントスロットが同じ大きさの角度を付けるが、両方のフィラメントスロットが平行である代わりに、共通のターゲットの方に向くようにする。これにより、フィラメントスロットの形状を一点に集中させることができる。一態様では、両方のフィラメントスロットを陽極の共通の焦点に向けることができる。１つの選択肢では、一方のフィラメントスロットは、陰極ヘッド平面に対して９０度にでき、他方のフィラメントスロットは、９０度以外の角度にできる。１つの選択肢では、一方のフィラメントスロットを第１の角度にすることができ、他方のフィラメントスロットを異なる角度にすることができる。

一実施形態では、陰極ヘッドは、電子エミッタとして２つのコイル状フィラメントを含むことができ、コイル状フィラメントは異なるサイズである。コイルの長さ及び／またはコイルの直径で、異なるサイズにすることが可能である。さらに、コイル状フィラメントは、より堅密なコイルまたはルーザーコイルとなるように、異なるコイルのターンのピッチを有することができる。一例では、より小さいコイル状フィラメントは、より緊密なコイル（例えば、より緊密なピッチまたは細かいピッチ）を有し得、大きなコイル状フィラメントは、より緩いコイル（例えば、より緩やかなピッチまたはコースピッチを有し得る。各コイル部材の断面直径は、同じサイズであっても異なるサイズであってもよい。

図１Ａ〜図１Ｃは、本明細書に記載された１つ以上の実施形態を実施することができるＸ線管１００の一例の図である。具体的には、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、対して図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、例示的な動作環境を表しており、本明細書で説明する実施形態を限定することを意図していない。

全般的に、Ｘ線はＸ線管１００内で発生され、次いでその一部はＸ線管１００を出て１つ以上の用途に利用される。Ｘ線管１００は、真空エンクロージャ構造１０２を含むことができ、これは、Ｘ線管１００の外部構造として作用し得る。真空エンクロージャ構造１０２は、陰極ハウジング１０４及び陽極ハウジング１０６を含むことができる。陰極ハウジング１０４は、陽極ハウジング１０６に固定されてもよく、その結果陰極ハウジング１０４によって陰極内部容積１０３が画定され、陽極内部容積１０５は、陽極ハウジング１０６によって画定され、その各々は、真空エンクロージャ１０２を画定するように接合される。

いくつかの実施形態では、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、その内部で真空エンクロージャ１０２の外面から熱を放散するように、液体または空気などの冷却剤が循環される。冷却剤から熱を除去し、それを外部ハウジング内で再循環させるように、外部熱交換器（図示せず）が動作可能に接続される。陰極ハウジング１０４及び陽極ハウジング１０６またはそれに関連する構成要素は、冷却剤用通路を含むことができる。

また、Ｘ線管１００はＸ線透過窓１０８を含むことができる。Ｘ線管１００内で発生したＸ線の一部は、窓１０８を通って出ることができる。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し得る。

図１Ｃを特に参照すると、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、概して、共に電子ビームを形成する電子の発生に関連する構成要素を含み、１１２で表示する。また、陰極アセンブリ１１０は、陰極ハウジング１０４の端部１１６と陽極１１４との間のＸ線管の構成要素を含むことができる。例えば、陰極アセンブリ１１０は、概して１２２で表示する電子エミッタシステムを有する陰極ヘッド１１５を有することができ、陰極ヘッド１１５の端部に配置される。さらに記載するように、開示された実施形態では、電子エミッタシステム１２２は、２つのコイル状フィラメントの電子エミッタとして構成することができる。電流が電子エミッタシステム１２２に印加されると、電子エミッタシステム１２２は、陽極ターゲット１２８に向かって加速する層状電子ビーム１１２を共に形成する、熱電子放出を介する電子を放出するように構成される。

陽極１１４は、陽極ハウジング１０６によって画定される陽極内部容積１０５内に配置される。陽極１１４は、陰極アセンブリ１１０から離間して対向している。一般に、陽極１１４は、１６０で表示される、熱伝導性材料または基板で、少なくとも一部構成されるようにし得る。例えば、導電性材料は、タングステンまたはモリブデン合金を含むことができる。陽極基板１６０の裏面は、ここでは例として１６２で示された、グラファイトバッキングなどの追加の熱伝導性材料を含むことができる。

陰極アセンブリ１１０は、陰極ハウジング１０４によってさらに画定され、電子エミッタシステム１２２に隣接する加速領域１２６をさらに含むことができる。電子エミッタシステム１２２によって放出された電子は、適切な電圧差に起因して、電子ビーム１１２を形成し、加速領域１２６に入ってそれを横断し、陽極１１４に向かって加速する。より具体的には、図１Ａ〜図１Ｃに含まれる任意に規定された座標系によれば、電子ビーム１１２は、加速領域１２６を通る方向に、電子エミッタシステム１２２からｚ方向に加速することができる。

陽極１１４は、ここで１６４と表示されている回転可能に取り付けられた軸を介して回転するように構成してもよく、ボールベアリング、液体金属ベアリングまたは他の適切な構造を介したロータアセンブリへの電磁誘導された回転力によって、回転する。電子ビーム１１２が電子エミッタシステム１２２から放出されるとき、電子が陽極１１４のターゲット面１２８に衝突する。ターゲット面１２８は、回転陽極１１４の周囲のリングとして形成される。電子ビーム１１２がターゲット面１２８に衝突する位置は、焦点（図示せず）として知られている。焦点のいくつかの追加の詳細については、以下で説明する。ターゲット面１２８は、タングステンまたは高い原子番号（「高いＺ」）の同様の材料で構成することができる。高い原子番号の材料が、ターゲット面１２８のために使用でき、材料は、衝突する電子と相互作用することができる「高次の」電子殻の電子を対応して含み、周知の方法でＸ線を発生するようにする。

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、電気回路内で接続される。電気回路は、陽極１１４と電子エミッタシステム１２２との間に高電圧電位を印加することを可能にする。さらに、電子エミッタシステム１２２は電源に接続され、電流が電子エミッタシステム１２２を通過するようにして、電子が熱電子放出によって発生するようにする。陽極１１４と電子エミッタシステム１２２との間で高電圧差を適用することにより、放出された電子が電子ビーム１１２を形成し、電子ビーム１１２は加速領域１２６を通ってターゲット面１２８に向かって加速する。具体的には、高電圧差により、電子ビーム１１２が加速領域１２６を通って加速する。電子ビーム１１２内の電子が加速すると、電子ビーム１１２は運動エネルギーを得る。ターゲット面１２８に衝突すると、この運動エネルギーの一部は、高い周波数を有する電磁放射線、すなわちＸ線に変換される。ターゲット面１２８は、Ｘ線が窓１０８に向かって導かれるように、窓１０８に関して方向付けられる。次いで、Ｘ線の少なくとも一部は、窓１０８を介してＸ線管１００から出る。

任意選択的に、１つ以上の電子ビーム操作用構成要素を提供することができる。このような装置は、電子ビーム１１２が領域１２６を横切る前に、電子ビーム１１２を「集束させる」、「操縦する」、及び／または「偏向する」ように実装され得、それによって、ターゲット面１２８の焦点の寸法及び／または位置を操作、要は「トグル」する。すなわち、電子ビームを「集束する」、「操縦する」、及び／または「偏向する」ように構成された構成要素を、陰極ヘッド１１５に配置することができる。加えてまたは代替的に、操作用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、要は「集束」し、それによってターゲット面１２８の焦点の形状及び寸法を変更することができる。図示した実施形態では、電子ビームの集束と操縦は、集束グリッド対２１０及び集束タブ対２２０によってもたらされる。これらは、本明細書でより詳細に説明される。

図１Ｃは、本明細書に記載の電子エミッタシステム１２２及び集束システム２００を備えたＸ線管１００に使用することができる陰極アセンブリ１１０の実施形態の断面図を示す。図示のように、電子エミッタシステム１２２と陽極１１４のターゲット面１２８との間の投射経路は、加速領域１２６を含むことができる。

集束システム２００は、集束グリッド対２１０と集束タブ対２２０との様々な組み合わせを含むことができ、陰極ヘッド１１５に配置して、電子ビームに電界を、また電子ビームに空間的制限を課してビームを集束して任意選択で操縦するようにする。集束システム及びその構成要素の例は、図２Ａ〜図２Ｂ、図３Ａ〜図３Ｃ、図４、５、６、及び図７Ａ〜７Ｂに示されている。

実施形態では、集束システム２００は、２つの異なる集束グリッド対２１０ａ、２１０ｂとして実装される。これらは、第１のコイル状フィラメント２３０（例えば、大きなコイル状フィラメント）用の第１の集束グリッド対２１０ａと、第２のコイル状フィラメント２４０（例えば、小さなコイル状フィラメント）用の第２の集束グリッド対２１０ｂを備える。さらに、集束システムは、２つの異なる集束タブ対２２０ａ、２２０ｂを実装することができる。これらは、第１のコイル状フィラメント２３０用の第１の集束タブ対２２０ａと、第２のコイル状フィラメント２４０用の第２の集束タブ対２２０ｂとを備える。２つの集束グリッド対２１０ａ、２１０ｂは各々、（ａ）ビーム経路に垂直な一方向に集束し、任意選択に（ｂ）ビーム経路に垂直な同じ方向にビームを操縦するように構成される。２つの集束タブ対２２０ａ、２２０ｂは各々、（ａ）ビーム経路に垂直な直交方向及び一方向に集束するように構成される。「集束」は所望の焦点の形状及びサイズを提供し、「操縦」は、陽極ターゲット面１２８の焦点の位置決めに影響を及ぼす。

図２Ａは、電子放出及び電子ビーム集束用に配置されたＸ線装置の陰極アセンブリ１１０の構成要素を示す。陰極アセンブリ１１０は、陰極底部２６０と、第１の中間部２６２ａ及び第２の中間部２６２ｂとで構成される陰極中間部２６２と、陰極ヘッド１１５とを含むように示されている。陰極ヘッド１１５は、陰極シールド２８０を含み、これはシールド開口２８４が内部に形成されているシールド面２８２を備える。陰極シールド２８０は、陰極ヘッド１１５のための内部キャビティを形成する。陰極ヘッド１１５は、内部に電子エミッタシステム１２２を含み、陽極１１４に向かってビーム１１２の電子を放出するように配向される。

図２Ｂは、陰極ヘッド１１５の上面図を示し、シールド開口２８４を透かすようにして、陰極シールド２８０の内部キャビティの中身を注視するようにしている。陰極シールド２８０は、エミッタシステム１２２と陽極１１４との間に配置される実質的に平らなシールド面２８２を有するよう示している。シールド面２８２は、集束タブ対２２０を有する。これは、第１の集束タブ対２２０ａ及び第２の集束タブ対２２０ｂとして形成され、シールド開口２８４内に形成されている。シールド開口２８４は開口周囲２８６を画定する。第１の集束タブ対２２０ａは、第１の集束タブ部材２２２を含み、第２の集束タブ対２２０ｂは、第２の集束タブ部材２２４を含む。各第１の集束タブ部材２２２は、第１の集束タブ先端２２２ａを有し、各第２の集束タブ部材２２４は、第２の集束タブ先端２２４ａを有する。第１の集束タブ先端の寸法は第１の集束タブ先端２２２ａの間にあり、第２のタブ先端の寸法は第２の集束タブ先端２２４ａの間にある。

図３Ａ〜図３Ｃは、陰極ヘッド１１５を含む陰極シールド２８０の内部の構成要素を示す。陰極ベース３１０、セラミック絶縁体３２０、及び集束グリッド２１０が図示されている。陰極ベース３１０は、底部３１２、底部３１２の上にそこから突出する中間拡張棚部３１４と、中間拡張棚部３１４の上にある頂部３１６とを含む。中間拡張棚部３１４は、陰極シールド２８０を据え付けることができる。

セラミック絶縁体３２０は、セラミック絶縁体材料から形成された絶縁体本体３２２を含むことができる。絶縁体本体３２２は、第１のフィラメント２３０用の第１のフィラメント凹部３２４と、第２のフィラメント２４０用の第２のフィラメント凹部３２６とを含むことができる。図示されていないが、第１のフィラメント凹部３２４は、第１のフィラメント凹部３２４の各側にあるものなど、第１のフィラメント２３０のリード線を内部に収容する第１のフィラメント凹部ベース３２４ａのフィラメントリード穴を含み得る。図示されていないが、第２のフィラメント凹部３２６は、第２のフィラメント凹部３２６の各側にあるものなど、第２のフィラメント２４０のリード線を内部に収容する第２のフィラメント凹部ベース３２６ａのフィラメントリード穴を含み得る。したがって、第１のフィラメント２３０は、第１のフィラメント凹部ベース３２４ａから延び、第２のフィラメント２４０は、第２のフィラメント凹部ベース３２６ａから延びている。

集束グリッド２１０は、第１のグリッド部材２１２と、第２のグリッド部材２１４と、第３のグリッド部材２１６とを含む。第１のグリッド部材２１２と第２のグリッド部材２１４との組み合わせは、第１の集束グリッド対２１０ａとすることができ、第２のグリッド部材２１４と第３のグリッド部材２１６との組み合わせは、第２の集束グリッド対２１０ｂとすることができる。第１のグリッド部材２１２及び第２のグリッド部材２１４は、第１のフィラメント２３０を含む第１のフィラメントスロット３３０を間に含むことができる。第３のグリッド部材２１６及び第２のグリッド部材２１４は、第２のフィラメント２４０を含む第２のフィラメントスロット３４０を間に含むことができる。

第１のグリッド部材２１２は、第１のスロット側壁２１２ａ、第１の棚面２１２ｂ、及び第１の凹部側壁２１２ｃを含む。第２のグリッド部材２１４は、第１の中間スロット側壁２１４ａ、第１の中間棚面２１４ｂを含み、図示されていない第１の中間凹部側壁を任意選択に含むことができ、第２の中間スロット側壁２１５ａ、第２の中間棚面２１５ｂを含み、任意選択に、図示されていない第２の中間凹部側壁を含むことができる。第３のグリッド部材２１６は、第２のスロット側壁２１６ａと、第２の棚面２１６ｂと、第２の凹部側壁２１６ｃとを含む。第１のスロット側壁２１２ａと第１の中間スロット側壁２１４ａとの間の領域は、第１のフィラメント２３０を有する第１のフィラメントスロット３３０を含む。第２のスロット側壁２１６ａと第２の中間スロット側壁２１５ａとの間の領域は、第２のフィラメント２４０を有する第２のフィラメントスロット３４０を含む。第１の凹部側壁２１２ｃと第２の凹部側壁２１６ｃとの間の領域は、第１の棚面２１２ｂ、第１の中間棚面２１４ｂ、第２の中間棚面２１５ｂ、及び第２の棚面２１６ｂによって画定されるヘッド凹部３５０とすることができる。

図３Ｂは、フィラメントのリード線を受け入れるように構成されたセラミック絶縁体３２０の穴３６０、２６２を示す。図示のように、第１のフィラメント２３０は、第１のフィラメントリード穴３６０内に延びるリード線を含み、第２のフィラメント２４０は、第２のフィラメントリード穴３６２内に延びるリード線を含む。また、上面図である図３Ｂはその中の特徴の配置を示す。

図４は、本明細書に記載の陰極ヘッド１１５の特徴を含むことができる陰極ヘッド１１５の別の実施形態を示す。さらに、陰極ヘッド１１５は、ヘッド集束タブ対４２０を含む。ヘッド集束タブ対４２０は、第１のヘッド集束タブ対４２０ａと第２のヘッド集束タブ対４２０ｂとを含み、これらはセラミック絶縁体３２０に搭載されている。第１のヘッド集束タブ対４２０ａは第１のヘッド集束タブ部材４２２を含み、第２のヘッド集束タブ対４２０ｂは第２のヘッド集束タブ部材４２４を含む。各第１のヘッド集束タブ部材４２２は、第１のヘッド集束タブ先端４２２ａを有し、各第２のヘッド集束タブ部材４２４は、第２のヘッド集束タブ先端４２４ａを有する。第１のヘッドタブ先端の寸法は、第１のヘッド集束タブ先端４２２ａの間に存在し、第２のヘッドタブ先端の寸法は、第２のヘッド集束タブ先端４２４ａの間に存在する。

図５は、シールド集束タブ５２０が内部に形成されたシールド開口５８４を有する陰極シールド５８０の実施形態を示す。陰極シールド５８０は、エミッタシステム１２２と陽極１１４との間に配置されたシールド開口５８４を有する実質的に平坦なシールド面５８２を有するように示されている。シールド面５８２は、シールド集束タブ対５２０ａ、５２０ｂを有しており、これらはシールド開口５８４内に形成される第１のシールド集束タブ対５２０ａ及び第２のシールド集束タブ対５２０ｂとして形成される。シールド開口５８４は、開口周囲５８６を画定する。第１のシールド集束タブ対５２０ａは、第１のシールド集束タブ部材５２２を含み、第２のシールド集束タブ対２２０ｂは第２のシールド集束タブ部材５２４を含む。各第１のシールド集束タブ部材５２２は、第１のシールド集束タブ先端５２２ａを有し、各第２のシールド集束タブ部材５２４は、第２のシールド集束タブ先端５２４ａを有する。第１のシールド集束タブ先端５２２ａの間に第１のタブ先端の寸法があり、第２のシールド集束タブ先端５２４ａの間に第２のタブ先端の寸法がある。陰極シールド５８０は、図３Ａ〜図３Ｃ及び図４のものなどの本明細書で提供される陰極ヘッド１１５の実施形態のいずれかに関し使用することができる。陰極シールド５８０はシールド集束タブ５２０を含むが、ヘッド集束タブ４２０あり（図４）またはヘッド集束タブ４２０なし（図３Ａ〜３Ｃ）の陰極ヘッド１１５に関し使用し得る。

図６は、シールド集束タブが内部に形成されていないシールド開口６８４を有する陰極シールド６８０の実施形態を示す。陰極シールド６８０は、エミッタシステム１２２と陽極１１４との間に配置されたシールド開口６８４を有する実質的に平坦なシールド面６８２を有するように示されている。陰極シールド６８０は、本明細書で提供される陰極ヘッド１１５の実施形態のいずれか、例えば図３Ａ〜図３Ｃ及び図４のものに関し使用し得る。陰極シールド６８０は、シールド集束タブを含まないが、ヘッド集束タブ４２０あり（図４）、またはヘッド集束タブ４２０なし（図３Ａ〜図３Ｃ）の陰極カソードヘッド１１５に関し使用することができる。このように、Ｘ線管は、ヘッド集束タブ４２０を含むことも省略することもでき、これにより、集束グリッドのみで集束を行うことができる。しかし、好ましくは、Ｘ線がヘッド集束タブ４２０またはシールド集束タブ５２０のいずれかを含み、それによって陰極シールド６８０が好ましくは図４の陰極ヘッド１１５に関して使用される。

図７Ａは、角度を付けられたフィラメントスロット７３０、７４０を含む陰極ヘッド７１５の実施形態を示す。ここで、フィラメントスロット７３０、７４０は、共通のターゲットの方を向くように角度付けされている。代表的な角度があるが、角度は、９０度と４５度の間の任意の角度、場合によってははるかに低い角度であってもよい。角度は、陰極ヘッド平面（例えば、図７Ｂの破線）または電子ビームに対して規定することができる。陰極ヘッド７１５は、第１の集束グリッド７１２、第２の集束グリッド７１４（例えば、中央グリッド）、及び第３の集束グリッド７１６を有する陰極ベース７１０及びセラミック絶縁体７２０を依然として含む。第１の集束グリッド７１２は、第１の側壁７１２ａを含み、第２の集束グリッド７１４は、第１の中間側壁７１４ａ及び第２の中間側壁７１４ｂを含み、第３の集束グリッド７１６は、第２の側壁７１６ａを含む。第１の側壁７１２ａと第１の中間側壁７１４ａとの間の領域は、第１のフィラメント２３０を有する第１のフィラメントスロット７３０を含む。第２の側壁７１６ａと第２の中間側壁７１４ｂとの間の領域は、第２のフィラメント２４０を有する第２のフィラメントスロット７４０を含む。また、第１のフィラメントスロット７３０の底部は、第１のフィラメント２３０を保持する第１のフィラメント凹部７３２を有してもよく、第２のフィラメントスロット７４０の底部は、第２のフィラメント２４０を保持する第２のフィラメント凹部７４２を有してもよい。第１の側壁７１２ａ及び第１の中間側壁７１４ａは、陰極ヘッド平面に対して同じ角度を有してもよく、第２の側壁７１６ａ及び第２の中間側壁７１４ｂは、陰極ヘッド平面に対して同じ角度を有してもよい。したがって、フィラメントスロット７３０、７４０は各々、陰極ヘッド平面に対して規定された角度を有することができ、それらは同じであっても異なっていてもよい。また、第１のフィラメント凹部７３２及び第２のフィラメント凹部７４２は、これらの角度または異なる角度を有することもできる。第１のフィラメントスロット７３０と第２のフィラメントスロット７４０は平行ではない。図示されていないが、陰極ヘッド７１５は、図４に示すように同様に配置されたヘッド集束タブを含むこともできる。また、陰極ヘッド７１５は、図５（例えば、集束タブあり）または図６（例えば、集束タブなし）の陰極シールドに関して使用し得る。

図８は、本明細書に記載のＸ線管のための電圧制御システム８００の概略図を示す。電圧制御システム８００は、第１のグリッド部材８１２、第２のグリッド部材８１４、及び第３のグリッド部材８１６を含む。第１のコイル状フィラメント２３０は、第１のグリッド部材８１２と第２のグリッド部材８１４との間にある。第２のコイル状フィラメント２４０は、第２のグリッド部材８１４及び第３のグリッド部材８１６の間にある。第１のグリッド部材８１２及び第３のグリッド部材８１６は、第１のグリッド部材８１２及び第３のグリッド部材８１６の両方に同じ電圧を供給するように構成された第１の電圧制御装置８２０と電気的に接続される。第２のグリッド部材８１４は、第２のグリッド部材８１４に電圧を供給するように構成された第２の電圧制御装置８３０に電気的に接続される。第１の電圧制御装置８２０及び第２の電圧制御装置８３０は、電圧の大きさだけでなく、電圧が供給されるときに関連して、第１の電圧制御装置８２０及び第２の電圧制御装置８３０に命令を与えることができる中央制御装置８４０と動作可能に接続される。また、中央制御装置８４０は、第１の電圧制御装置８２０と第２の電圧制御装置８３０の間を切り替えるスイッチとして機能することができ、それらのうちの一方だけが一度に電圧を供給するようにする。また、中央制御装置８４０は、その電圧を制御すると共に、ある時点でどのフィラメントが帯電されて電子を放出しているかを制御するために、第１のコイル状フィラメント２３０及び第２のコイル状フィラメント２４０を動作可能に接続し得る。動作中、第１のコイル状フィラメント２３０が電子ビームを放出するか、第２のコイル状フィラメント２４０が電子ビームを放出する。このような電子ビームの放出間、中央制御装置８４０は、コイル状フィラメントを制御し、第１の電圧制御装置８２０及び第２の電圧制御装置８３０の電圧を制御することができる。一態様において、使用者は、第１の電圧制御装置８２０及び第２の電圧制御装置８３０のための電圧を、中央制御装置に投入することができる。

一実施形態では、コイル状フィラメントの電子エミッタは、タングステンワイヤで構成することができるが、他の材料を使用することもできる。タングステンの合金及び他のタングステン変種を使用することができる。また、放出面は、より低温で放出を生じさせる材料の仕事関数を減少させる組成物でコーティングすることができる。例えば、コーティングは、タングステン、タングステン合金、トリウムタングステン、ドープされたタングステン（例えば、カリウムドープされたもの）、炭化ジルコニウム混合物、バリウム混合物または他のコーティングとすることができ、それらは放出温度を低下させるために使用することができる。放射温度を低下させるような任意の既知のエミッタ材料またはエミッタのコーティングを、エミッタ材料またはコーティングに使用することができる。適切な材料の例は、特定の参照によりその全体が本明細書に組み込まれる“Ｃａｔｈｏｄｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｆｏｒ Ｘ−ｒａｙ Ｔｕｂｅｓ”と題する米国特許第７，７９５，７９２号に記載されている。

一実施形態では、グリッド部材は、導電性を有するように電極として構成することができ、電極に一般的に使用される材料から製造することができる。例えば、グリッド部材は、ニッケルまたはステンレス鋼から製造することができる。一実施形態では、タブ部材は電極として構成することができ、導電性となるように、一般的に電極に使用される材料から製造することができる。

例えば、タブ部材は、ニッケルまたはステンレス鋼から製造することができる。したがって、陰極シールドは、このような材料から製造され得、ヘッドタブ部材は、そのような材料から製造され得る。

一実施形態では、陰極ヘッドは、第１のサイズを有する第１の電子エミッタフィラメントと、第１の電子エミッタフィラメントを内部に有する第１のフィラメントスロットの壁を画定する第１のグリッド対であって、第１のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電子的に接続される第１のグリッド対と、第１の電子エミッタフィラメントから離間した異なる第２のサイズを有する第２の電子エミッタフィラメントと、第１の電子エミッタを内部に有する第２のフィラメントスロットの壁を画定する第２のグリッド対であって、第２のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電子的に接続される第２のグリッド対を含み得る。一態様では、第１のグリッド対は、第１のグリッド部材及び第２のグリッド部材を有し、第２のグリッド対は第２のグリッド部材と第３のグリッド部材とを有する。一態様では、第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、同じ電圧源に電子的に接続され、第２のグリッド部材は、異なる電圧源に電子的に接続される。

一実施形態では、陰極ヘッドは、陰極ベースと、陰極ベース上のセラミック絶縁体と、互いに離間するようにした、セラミック絶縁体の第１のグリッド部材、第２のグリッド部材、及び第３のグリッド部材を含み得る。

一実施形態では、陰極ヘッドは、第１の電子エミッタから放出された電子が第１のタブ対の間を通過するように、第１の電子エミッタフィラメントに関連付けられた第１のタブ対と、第２の電子エミッタから放出された電子が第２のタブ対の間を通過するように、第２の電子エミッタフィラメントに関連付けられた第２のタブ対とを含み得る。

一実施形態では、陰極ヘッドは、第１の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置する第１のタブ対の各タブ部材と、第１の電子エミッタフィラメントの対向する側に位置する第１のグリッド対の各グリッド部材、及び第２の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置する第２のタブ対の各タブ部材と、第２の電子エミッタフィラメントの対向する側に位置する第２のグリッド対の各グリッド部材を含み得る。

一実施形態では、第１のタブ対は第１のタブ部材と第２のタブ部材を含み、第２のタブ対は第３のタブ部材と第４のタブ部材を含む。

一実施形態では、陰極ヘッドは、第１のタブ対及び第２のタブ対を含むことができ、両者共第１及び第２のグリッド対から電子的に絶縁されるようにセラミック絶縁体に配置され、両者共接地された陰極ベースに電子的に接続される。

一実施形態では、陰極ヘッドは、第１及び第２の電子エミッタフィラメント及び第１及び第２のグリッド対を含むシールドキャビティを画定し、シールド開口の周囲に形成された第１及び第２のタブ対を有するシールド開口を画定する陰極シールドを含むことができる。

一実施形態では、陰極ヘッドは、陰極ベースと、セラミック絶縁体から外方に突出する陰極ベース環状リングを形成するための陰極ベース上のセラミック絶縁体と、互いに離間するようにした、セラミック絶縁体の第１のグリッド部材、第２のグリッド部材、及び第３のグリッド部材と、ここで第１のグリッド対が第１のグリッド部材と第２のグリッド部材とを有し、第２のグリッド対が第２のグリッド部材と第３のグリッド部材とを有する、また陰極ベース環状リングに接続された陰極シールドとを含み得る。

一実施形態では、第１のフィラメントスロット及び第２のフィラメントスロットは、電子放出方向に平行な壁を有する。一態様では、第１のフィラメントスロット及び第２のフィラメントスロットは、第１のフィラメントスロット及び第２のフィラメントスロットが共通の焦点に向かって開くように、電子放出方向に角度が付けられた壁を有することができる。

一実施形態では、Ｘ線管は、実施形態のいずれかの陰極ヘッドと、陰極ヘッドから離間した陽極とを含むことができる。

一実施形態では、Ｘ線装置は、陰極ヘッドを有するＸ線管と、第１の電圧源と、第２の電圧源と、第１のグリッド部材と第２のグリッド部材とを有する第１のグリッド対と、第２のグリッド部材と第３のグリッド部材を有する第２のグリッド対と、ここで第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、第１の電圧源に電子的に接続され、第２のグリッド部材は、第２の電圧源に電子的に接続されている、を含むことができる。

一実施形態では、陰極ヘッドを製造する方法は、陰極ベースを形成することと、陰極ベースにセラミック絶縁体を形成することと、セラミック絶縁体に主要グリッド部材を形成することと、主要グリッド部材からセラミック絶縁体まで２つのフィラメントスロットを形成し、グリッド部材から３つの別々の集束グリッド部材を形成し、１つのフィラメントスロットが隣接する別個の集束グリッド部材の間にあるようにすることとを含み得る。一態様では、本方法は、陰極ベースをセラミック絶縁体にろう付けすることと、セラミック絶縁体を主要グリッド部材グリッド部材にろう付けすることとを含み得る。一態様では、この方法は、ＥＤＭによる２つのフィラメントスロットの形成を含むことができる。一態様では、本方法は、主要グリッド部材に接合される前に２つのフィラメント凹部が内部に予め形成されたセラミック絶縁体を提供することを含むことができる。一態様では、この方法は、セラミック絶縁体に２つの予め形成されたフィラメント凹部を曝すよう２つのフィラメントスロットを形成することを含むことができる。一態様では、本方法は、２つのフィラメントスロット内にコイル状フィラメントを含む陰極シールドキャビティを形成するように、陰極シールドを陰極ベースに電気的に接続するように、陰極ベースに接続することを含むことができる。

一実施形態では、陰極から陽極に電子を放出する方法は、第１のコイル状フィラメントから電子を第１の電子ビームとして放出することと、第１の電子ビームを第１の集束グリッド対で集束させることと、第１のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることと、第２のコイル状フィラメントから第２の電子ビームとして電子を放出することと、第２の電子ビームを第２の集束グリッド対で集束させることと、第２のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることとを含み得る。一態様では、本方法は、一度に第１または第２のコイル状フィラメントの一方のみから電子を放出することを含むことができる。一態様では、本方法は、第１の電子ビームを第１の焦点から第１の集束グリッド対を用いて第２の焦点に操縦すること、または第２の電子ビームを第３の焦点から第２の集束グリッド対を用いて第４の焦点に操縦することを含むことができる。一態様では、本方法は、第１の集束グリッド対を用いて第１の電子ビームが陽極に達するのをゲーティングすること、または第２の集束グリッド対を用いて第２の電子ビームが陽極に達するのをゲーティングすることを含み得る。一態様では、本方法は、第１の集束タブ対によって、第１の集束グリッド対による集束と直交する集束方向に第１の電子ビームを集束することと、第２の集束タブ対によって、第２の集束グリッド対による集束と直交する集束方向に第２の電子ビームを集束することとを含み得る。

前述したことから、本開示の様々な実施形態が、説明の目的のために本明細書に記載されたことや、本開示の範囲及び精神から逸脱することなく様々な修正がなされ得ることが理解される。したがって、本明細書に開示された様々な実施形態は、以下の特許請求の範囲によって示される真の範囲及び精神と共に、限定することを意図するものではない。

本明細書中に列挙されるすべての参考文献は、その全体が特定の参照により本明細書に組み込まれる。
１．
第１のサイズを有する第１の電子エミッタフィラメントと、
前記第１の電子エミッタフィラメントを内部に有する第１のフィラメントスロットの壁を画定する第１のグリッド対であって、前記第１のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電子的に接続される第１のグリッド対と、
前記第１の電子エミッタフィラメントから離間した異なる第２のサイズを有する第２の電子エミッタフィラメントと、
前記第１の電子エミッタを内部に有する第２のフィラメントスロットの壁を画定する第２のグリッド対であって、前記第２のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電子的に接続される第２のグリッド対と
を含む、陰極ヘッド。
２．
第１のグリッド部材と第２のグリッド部材とを有する前記第１のグリッド対と、
前記第２のグリッド部材と第３のグリッド部材とを有する前記第２のグリッド対と
を含む、前記１．に記載の陰極。
３．
前記第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、前記同じ電圧源に電子的に接続され、前記第２のグリッド部材は、異なる電圧源に電子的に接続される、前記２．に記載の陰極。
４．
陰極ベースと、
前記陰極ベースのセラミック絶縁体と、
互いに離間するようにした、前記セラミック絶縁体の前記第１のグリッド部材、第２のグリッド部材、及び第３のグリッド部材と
を含む、１．に記載の陰極。
５．
前記第１の電子エミッタから放出された電子が前記第１のタブ対の間を通過するように、前記第１の電子エミッタフィラメントに関連付けられた第１のタブ対と、
前記第２の電子エミッタから放出された電子が前記第２のタブ対の間を通過するように、前記第２の電子エミッタフィラメントに関連付けられた第２のタブ対と
を含む、前記１．に記載の陰極。
６．
前記第１の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置する前記第１のタブ対の各タブ部材、及び前記第１の電子エミッタフィラメントの対向する側に位置する前記第１のグリッド対の各グリッド部材と、
前記第２の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置する前記第２のタブ対の各タブ部材、及び前記第２の電子エミッタフィラメントの対向する側に位置する前記第２のグリッド対の各グリッド部材と
を含む、前記５．に記載の陰極。
７．
前記第１のタブ対が、第１のタブ部材と第２のタブ部材とを含み、前記第２のタブ対が、第３のタブ部材と第４のタブ部材とを含む、前記６．に記載の陰極。
８．
前記第１のタブ対と第２のタブ対の両方が、前記第１及び第２のグリッド対から電子的に絶縁されるようにセラミック絶縁体に配置され、両方とも基準電圧で陰極ベースに電気的に接続される、前記６．に記載の陰極。
９．
前記第１及び第２の電子エミッタフィラメント及び第１及び第２のグリッド対を含むシールドキャビティを画定し、シールド開口の周囲に形成された前記第１及び第２のタブ対を有する前記シールド開口を画成する陰極シールド
を含む、前記５．に記載の陰極。
１０．
陰極ベースと、
前記セラミック絶縁体から外方に突出する陰極ベース環状リングを形成するための前記陰極ベース上のセラミック絶縁体と、
互いに離間するようにした、前記セラミック絶縁体の第１のグリッド部材、第２のグリッド部材、及び第３のグリッド部材と、ここで前記第１のグリッド対が前記第１のグリッド部材と第２のグリッド部材とを有し、前記第２のグリッド対が前記第２のグリッド部材と前記第３のグリッド部材とを有する、
前記陰極ベース環状リングに接続された前記陰極シールドと
を含む、前記９．に記載の陰極。
１１．
平行な壁を有する、前記第１のフィラメントスロットと第２のフィラメントスロットとを含む、前記１．に記載の陰極。
１２．
第１のフィラメントスロット及び第２のフィラメントスロットが共通の焦点に向かって開くように角度の付けられる壁を有する前記第１のフィラメントスロット及び第２のフィラメントスロットを含む、前記１．に記載の陰極。
１３．
前記１．に記載の前記陰極ヘッドと、
前記陰極ヘッドから離間された陽極と
を含む、Ｘ線管。
１４．
前記１３．に記載の前記Ｘ線管と、
第１の電圧源と、
第２の電圧源と、
第１のグリッド部材及び第２のグリッド部材とを有する前記第１のグリッド対と、前記第２のグリッド部材及び第３のグリッド部材を有する前記第２のグリッド対とを含み、前記第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、前記第１の電圧源に電子的に接続され、前記第２のグリッド部材は、前記第２の電圧源に電子的に接続されている、Ｘ線装置。
１５．
陰極ベースを形成することと、
前記陰極ベースにセラミック絶縁体を形成することと、
前記セラミック絶縁体に主要グリッド部材を形成することと、
前記主要グリッド部材から前記セラミック絶縁体まで２つのフィラメントスロットを形成し、前記グリッド部材から３つの別々の集束グリッド部材を形成し、１つのフィラメントスロットが隣接する別個の集束グリッド部材の間にあるようにすることと
を含む、陰極ヘッドを製造する方法。
１６．
前記陰極ベースを前記セラミック絶縁体にろう付けすることと、
前記セラミック絶縁体を前記主要グリッド部材グリッド部材にろう付けすることと
を含む、前記１５．に記載の方法。
１７．
前記２つのフィラメントスロットの前記形成が、ＥＤＭによるものである、前記１５．に記載の方法。
１８．
前記主要グリッド部材に接合する前に、２つのフィラメント凹部が内部に予め形成された前記セラミック絶縁体を提供することを含む、前記１５．に記載の方法。
１９．
前記２つのフィラメントスロットを形成することが、前記セラミック絶縁体に前記２つの予め形成されたフィラメント凹部を曝す、前記１８．に記載の方法。
２０．
前記２つのフィラメントスロット内にコイル状フィラメントを含む陰極シールドキャビティを形成するように、陰極シールドを電気的に接続するように、前記陰極ベースに接続することを含む、前記１５．に記載の方法。
２１．
陰極から陽極へ電子を放出する方法であって、
第１のコイル状フィラメントから電子を第１の電子ビームとして放出することと、
前記第１の電子ビームを第１の集束グリッド対で集束させることと、
前記第１のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることと、
第２のコイル状フィラメントから第２の電子ビームとして電子を放出することと、
前記第２の電子ビームを第２の集束グリッド対で集束させることと、
前記第２のコイル状フィラメントからの電子放出を停止させることと
を含む、前記方法。
２２．
一度に前記第１または第２のコイル状フィラメントの一方のみから電子を放出することを含む、前記２１．に記載の方法。
２３．
前記第１の電子ビームを第１の焦点から前記第１の集束グリッド対を用いて第２の焦点に操縦すること、または
前記第２の電子ビームを第３の焦点から前記第２の集束グリッド対を用いて第４の焦点に操縦すること
を含む、前記２１．に記載の方法。
２４．
前記第１の集束グリッド対を用いて前記第１の電子ビームが前記陽極に達するのをゲーティングすること、または
前記第２の集束グリッド対を用いて前記第２の電子ビームが前記陽極に達するのをゲーティングすること
を含む、前記２１．に記載の方法。
２５．
第１の集束タブ対によって、前記第１の集束グリッド対による集束と直交する集束方向に前記第１の電子ビームを集束することと、
第２の集束タブ対によって、前記第２の集束グリッド対による集束と直交する集束方向に前記第２の電子ビームを集束することと
を含む、前記２１．に記載の方法。

Claims (26)

1. 陰極ヘッドであって、
   陰極ベースと、
   前記陰極ベースの上方において第１のサイズを有する第１の電子エミッタフィラメントと、
   前記陰極ベースの上方において前記第１の電子エミッタフィラメントを内部に有する第１のフィラメントスロットの壁を画定する第１のグリッド対であって、前記第１のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電気的に接続され、前記第１のグリッド対の各グリッド部材が、前記第１の電子エミッタフィラメントの対向する側に配置される前記第１のグリッド対と、
   前記陰極ベースの上方において前記第１の電子エミッタフィラメントから離間した異なる第２のサイズを有する第２の電子エミッタフィラメントと、
   前記陰極ベースの上方において前記第２の電子エミッタフィラメントを内部に有する第２のフィラメントスロットの壁を画定する第２のグリッド対であって、前記第２のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電気的に接続され、前記第２のグリッド対の各グリッド部材が、前記第２の電子エミッタフィラメントの対向する側に配置される前記第２のグリッド対と、
   第１の集束タブ対であって、前記第１の集束タブ対の各集束タブ部材は第１の集束タブ先端を有し、前記第１の電子エミッタフィラメントは前記陰極ベース及び各第１の集束タブ先端の間にあり、各第１の集束タブ先端は、前記第１の電子エミッタから放出された電子が前記第１の集束タブ対の間を通過し且つ前記第１の集束タブ対によって集束されるように、前記第１の電子エミッタフィラメントに関連付けられる、前記第１の集束タブ対と、
   第２の集束タブ対であって、前記第２の集束タブ対の各集束タブ部材は第２の集束タブ先端を有し、前記第２の電子エミッタフィラメントは前記陰極ベース及び各第２の集束タブ先端の間にあり、各第２の集束タブ先端は、前記第２の電子エミッタから放出された電子が前記第２の集束タブ対の間を通過し且つ前記第２の集束タブ対によって集束されるように、前記第２の電子エミッタフィラメントに関連付けられる、前記第２の集束タブ対と、
   前記第１及び第２の電子エミッタフィラメント及び第１及び第２のグリッド対を含むシールドキャビティを画定し、シールド開口の周囲に形成された前記第１及び第２のタブ対を有する前記シールド開口を画成する陰極シールドと、を含み、
   前記第１の集束タブ対の各集束タブ部材は前記第１の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置すると共に前記陰極ベースに電気的に接続され、
   前記第２の集束タブ対の各集束タブ部材は前記第２の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置すると共に前記陰極ベースに電気的に接続されている、陰極ヘッド。
2. 第１のグリッド部材と第２のグリッド部材とを有する前記第１のグリッド対と、
   前記第２のグリッド部材と第３のグリッド部材とを有する前記第２のグリッド対と
   を含む、請求項１に記載の陰極。
3. 前記第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、同じ電圧源に電気的に接続され、前記第２のグリッド部材は、異なる電圧源に電気的に接続される、請求項２に記載の陰極。
4. 前記陰極ベース上のセラミック絶縁体と、
   互いに離間するようにした、前記セラミック絶縁体上の前記第１のグリッド部材、第２のグリッド部材、及び第３のグリッド部材と
   を含む、請求項１に記載の陰極。
5. 前記第１のタブ対が、第１のタブ部材と第２のタブ部材とを含み、前記第２のタブ対が、第３のタブ部材と第４のタブ部材とを含む、請求項１に記載の陰極。
6. 前記第１の集束タブ対と第２の集束タブ対の両方が、前記第１のグリッド対及び前記第２のグリッド対から電気的に絶縁されるようにセラミック絶縁体上に配置され、両方とも基準電圧で前記陰極ベースに電気的に接続される、請求項１に記載の陰極。
7. 平行な壁を有する、前記第１のフィラメントスロットと第２のフィラメントスロットとを含む、請求項１に記載の陰極。
8. 第１のフィラメントスロット及び第２のフィラメントスロットが共通の焦点に向かって開くように角度の付けられる壁を有する前記第１のフィラメントスロット及び第２のフィラメントスロットを含む、請求項１に記載の陰極。
9. 請求項１に記載の前記陰極ヘッドと、
   前記陰極ヘッドから離間された陽極と
   を含む、Ｘ線管。
10. 請求項９に記載の前記Ｘ線管と、
    第１の電圧源と、
    第２の電圧源と、
    第１のグリッド部材及び第２のグリッド部材とを有する前記第１のグリッド対と、前記第２のグリッド部材及び第３のグリッド部材を有する前記第２のグリッド対とを含み、前記第１のグリッド部材及び第３のグリッド部材は、前記第１の電圧源に電気的に接続され、前記第２のグリッド部材は、前記第２の電圧源に電気的に接続されている、Ｘ線装置。
11. 請求項１に記載の前記陰極ヘッドを製造する方法であって、
    前記陰極ベースを形成することと、
    前記陰極ベースにセラミック絶縁体を形成することと、
    前記セラミック絶縁体に主要グリッド部材を形成することと、
    前記主要グリッド部材から前記セラミック絶縁体まで２つのフィラメントスロットを形成し、前記グリッド部材から３つの別々の集束グリッド部材を形成し、１つのフィラメントスロットが隣接する別個の集束グリッド部材の間にあるようにすることと
    を含む、陰極ヘッドを製造する方法。
12. 前記陰極ベースを前記セラミック絶縁体にろう付けすることと、
    前記セラミック絶縁体を前記主要グリッド部材にろう付けすることと
    を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記２つのフィラメントスロットの前記形成が、ＥＤＭによるものである、請求項１１に記載の方法。
14. 前記主要グリッド部材に接合する前に、２つのフィラメント凹部が内部に予め形成された前記セラミック絶縁体を提供することを含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記２つのフィラメントスロットを形成することにより、前記セラミック絶縁体内部に予め形成された前記２つのフィラメント凹部を曝す、請求項１４に記載の方法。
16. 前記２つのフィラメントスロット内にコイル状フィラメントを含む陰極シールドキャビティを形成するように、陰極シールドを電気的に接続するように、前記陰極ベースに接続することを含む、請求項１１に記載の方法。
17. 陰極から陽極へ電子を放出する方法であって、
    請求項１に記載の前記陰極ヘッドを設けることと、
    前記第１の電子エミッタフィラメントから電子を第１の電子ビームとして放出することと、
    前記第１の電子ビームを前記第１のグリッド対で集束させることと、
    前記第１の電子エミッタフィラメントからの電子放出を停止させることと、
    前記第２の電子エミッタフィラメントから第２の電子ビームとして電子を放出することと、
    前記第２の電子ビームを前記第２のグリッド対で集束させることと、
    前記第２の電子エミッタフィラメントからの電子放出を停止させることと
    を含む、前記方法。
18. 一度に前記第１または第２の電子エミッタフィラメントの一方のみから電子を放出することを含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記第１の電子ビームを第１の焦点から前記第１のグリッド対を用いて第２の焦点に操縦すること、または
    前記第２の電子ビームを第３の焦点から前記第２のグリッド対を用いて第４の焦点に操縦すること
    を含む、請求項１７に記載の方法。
20. 前記第１のグリッド対を用いて前記第１の電子ビームが前記陽極に達するのをゲーティングすること、または
    前記第２のグリッド対を用いて前記第２の電子ビームが前記陽極に達するのをゲーティングすること
    を含む、請求項１７に記載の方法。
21. 前記第１の集束タブ対によって、前記第１のグリッド対による集束と直交する集束方向に前記第１の電子ビームを集束することと、
    前記第２の集束タブ対によって、前記第２のグリッド対による集束と直交する集束方向に前記第２の電子ビームを集束することと
    を含む、請求項１７に記載の方法。
22. 陰極ヘッドであって、
    陰極ベースと、
    前記陰極ベースの上方において第１のサイズを有する第１の電子エミッタフィラメントと、
    前記陰極ベースの上方において前記第１の電子エミッタフィラメントを内部に有する第１のフィラメントスロットの壁を画定する第１のグリッド対であって、前記第１のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電気的に接続される前記第１のグリッド対と、
    前記陰極ベースの上方において前記第１の電子エミッタフィラメントから離間した異なる第２のサイズを有する第２の電子エミッタフィラメントと、
    前記陰極ベースの上方において前記第２の電子エミッタフィラメントを内部に有する第２のフィラメントスロットの壁を画定する第２のグリッド対であって、前記第２のグリッド対の各グリッド部材が、異なる電圧源に電気的に接続される前記第２のグリッド対と、
    第１の集束タブ対であって、前記第１の集束タブ対の各集束タブ部材は第１の集束タブ先端を有し、前記第１の電子エミッタフィラメントは前記陰極ベース及び各第１の集束タブ先端の間にあり、各第１の集束タブ先端は、前記第１の電子エミッタから放出された電子が前記第１の集束タブ対の間を通過し且つ前記第１の集束タブ対によって集束されるように、前記第１の電子エミッタフィラメントに関連付けられる、前記第１の集束タブ対と、
    第２の集束タブ対であって、前記第２の集束タブ対の各集束タブ部材は第２の集束タブ先端を有し、前記第２の電子エミッタフィラメントは前記陰極ベース及び各第２の集束タブ先端の間にあり、各第２の集束タブ先端は、前記第２の電子エミッタから放出された電子が前記第２の集束タブ対の間を通過し且つ前記第２の集束タブ対によって集束されるように、前記第２の電子エミッタフィラメントに関連付けられる、前記第２の集束タブ対と、
    前記第１及び第２の電子エミッタフィラメント及び第１及び第２のグリッド対を含むシールドキャビティを画定し、シールド開口の周囲に形成された前記第１及び第２のタブ対を有する前記シールド開口を画成する陰極シールドと、を含み、
    前記第１の集束タブ対の各集束タブ部材は前記第１の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置すると共に前記陰極ベースに電気的に接続され、
    前記第２の集束タブ対の各集束タブ部材は前記第２の電子エミッタフィラメントの対向する端部に位置すると共に前記陰極ベースに電気的に接続されている、陰極ヘッド。
23. セラミック絶縁体から外方に突出する陰極ベース環状リングを形成するための前記陰極ベース上の前記セラミック絶縁体と、
    互いに離間するようにした、前記セラミック絶縁体上の第１のグリッド部材、第２のグリッド部材、及び第３のグリッド部材であって、前記第１のグリッド対が前記第１のグリッド部材と第２のグリッド部材とを有し、前記第２のグリッド対が前記第２のグリッド部材と前記第３のグリッド部材とを有する、前記第１のグリッド部材、前記第２のグリッド部材、及び前記第３のグリッド部材と、
    前記陰極ベース環状リングに接続された前記陰極シールドとを含む、請求項２２に記載の陰極。
24. 請求項２２に記載の前記陰極ヘッドと、
    前記陰極ヘッドから離間された陽極とを含む、Ｘ線管。
25. 請求項２４に記載の前記Ｘ線管と、
    第１の電圧源と、
    第２の電圧源と、
    前記第１のグリッド対は、第１のグリッド部材及び第２のグリッド部材を有し、前記第２のグリッド対は、前記第２のグリッド部材及び第３のグリッド部材を有し、
    前記第１のグリッド部材及び前記第３のグリッド部材は、前記第１の電圧源に電気的に接続され、前記第２のグリッド部材は、前記第２の電圧源に電気的に接続されている、Ｘ線装置。
26. 陰極から陽極へ電子を放出する方法であって、
    請求項２２に記載の前記陰極ヘッドを設けることと、
    前記第１の電子エミッタフィラメントから電子を第１の電子ビームとして放出することと、
    前記第１の電子ビームを前記第１のグリッド対で集束させることと、
    前記第１の電子エミッタフィラメントからの電子放出を停止させることと、
    前記第２の電子エミッタフィラメントから第２の電子ビームとして電子を放出することと、
    前記第２の電子ビームを前記第２のグリッド対で集束させることと、
    前記第２の電子エミッタフィラメントからの電子放出を停止させることと
    を含む、前記方法。

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