JP7062469B2 - Ｘ線管 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線管に関する。

一般に、Ｘ線管は、医療診断システムや工業診断システム等に用いられている。上記Ｘ線管は、例えば、工業用分野等で行うＸ線異物検査やＸ線分析に使用される。Ｘ線分析とは、各種材料の成分分析や製品の組成分析である。Ｘ線分析に使用されるＸ線管は、陽極と、陰極と、真空外囲器と、を備えている。また、Ｘ線管は、Ｘ線透過窓としてＢｅ（ベリリウム）窓を有している。Ｂｅ窓は、真空外囲器の一部を構成し、利用Ｘ線束を透過させる（外部に取り出す）。Ｂｅ窓は、ガラス窓と比較してＸ線の減衰量を小さくすることができる。例えば、Ｂｅ窓は、軟Ｘ線のカットを抑えることができるため、エネルギの小さいＸ線で軽元素の被写体を撮影することが可能となる。

陰極は、電子を放出するフィラメントを有している。フィラメントから放出される電子は、陽極に向かう。そして、陽極に形成された焦点からＸ線が放射され、Ｘ線透過窓を透過する。Ｘ線透過窓より外部に取り出される利用Ｘ線束は、コーンビームとなる。利用Ｘ線束の照射角度は、Ｘ線透過窓の開口部形状、焦点位置からＸ線透過窓までの幾何学的寸法などにより決定される。コーンビームは、一般的なＸ線撮影のように被検査物をＸ線管と検出器（平面検出器、又はイメージ管）の間にセットし、検出器の検出面（Ｘ線を検出可能な領域）より広い範囲を１回の曝射で撮影する場合に使用される。

ところで、利用Ｘ線束は、上記コーンビーム（円錐状）と、ファンビーム（扇状）とに分けられる。空港の手荷物検査や食品異物検査のように被測定物をベルトコンベアにのせて搬送し、連続したＸ線撮影が可能なラインセンサの場合、利用Ｘ線束としてはファンビームが適している。

特開２００５－２２８６９６号公報 特開昭６３－２６４０４３号公報

本実施形態は、利用Ｘ線束の照射角を大きくすることのできるＸ線管を提供する。

一実施形態に係るＸ線管は、
開口を有した真空外囲器と、前記真空外囲器に収容され電子を放出する陰極と、管軸に沿った方向に前記陰極に隙間を置いて配置され、前記真空外囲器に収容され前記陰極から放出される電子が衝突することによりＸ線を放出する陽極と、前記開口と対向しベリリウムで形成され前記Ｘ線のうち少なくとも利用Ｘ線束を透過させるＸ線透過窓と、前記利用Ｘ線束を通過させる通過口を含み前記開口と対向したＸ線管取付け部と、を有し、前記真空外囲器に気密に取り付けられたＸ線透過アセンブリと、を備え、前記通過口は、長方形、長円、又は角丸長方形の第１形状を有し、前記第１形状は、前記管軸に直交する長軸を持っている。

図１は、一実施形態に係るＸ線管を示す断面図である。 図２は、図１に示した鍔部を示す平面図である。 図３は、上記鍔部を示す断面図であり、上記鍔部の通過口を通過した利用Ｘ線束を説明するための図である。 図４は、上記実施形態の変形例１に係るＸ線管の鍔部を示す平面図である。 図５は、図４の鍔部を示す断面図であり、上記鍔部の通過口を通過した利用Ｘ線束を説明するための図である。 図６は、上記実施形態の変形例２に係るＸ線管の鍔部を示す平面図である。 図７は、上記実施形態の変形例３に係るＸ線管の鍔部を示す平面図である。 図８は、上記実施形態の変形例４に係るＸ線管の鍔部を示す平面図である。 図９は、比較例１に係るＸ線管の鍔部を示す平面図である。 図１０は、比較例２に係るＸ線管を示す断面図である。 図１１は、図１０に示した鍔部を示す平面図であり、上記鍔部の通過口を通過した利用Ｘ線束を説明するための図である。

始めに、本発明の実施形態の基本構想について説明する。

非破壊検査に利用されるＸ線束としては、極力照射角の大きなコーンビームが要求される。照射角の小さいＸ線管で広い範囲を撮影する場合、Ｘ線管から被測定物までの距離を大きくする必要がある。その場合、Ｘ線装置の大型化を招くことになったり、Ｘ線量低下により測定時間が長くなる事態を招いたりするなど、不都合が生じる。上記のことから、利用Ｘ線束の照射範囲を大きくするための手段として、Ｘ線管から被測定物までの距離を大きくすることは望ましくない。また、Ｘ線管における組立ての寸法バラツキやＸ線透過アッセンブリと管軸の傾きやズレにより、利用Ｘ線束の照射角が小さくなったり、管軸に対する左右のバランスが悪くなったりする場合がある。そのため、計算上、利用Ｘ線束の照射角に大きなマージンを持たせることができるよう、Ｘ線管を設計することも求められている。

Ｘ線管から取り出される利用Ｘ線束の照射角は、Ｘ線透過窓の開口部の寸法と、焦点からＸ線透過窓までの距離により決まる。照射角を大きくするには、Ｘ線透過窓の開口部の寸法を大きくする手段や、焦点からＸ線透過窓までの距離を小さくする手段がある。Ｘ線透過窓の開口部を大きくするには、Ｘ線透過窓及び鍔部を含むＸ線透過アセンブリの寸法を大きくする必要があり、Ｘ線透過アセンブリの大型化、重量化、及び高価格化を招いてしまう。

一方、焦点からＸ線透過窓までの距離を小さくするには、Ｘ線透過窓の高さ寸法を低くする手段、及び電子ビームの軌道をＸ線管軸からそらす手段（オフセンターする手段）が考えられる。なお、Ｘ線透過窓の高さ寸法は、Ｘ線管軸に直交する方向におけるＸ線透過窓の寸法である。Ｘ線透過窓の高さを低くする場合、陰極や陽極がＸ線透過窓（接地電位）に近づくため、耐電圧が低くなる問題が発生する。また、陰極の中心軸をＸ線管軸よりＸ線透過窓側に近付けて配置することは、真空外囲器と陰極の同軸度をずらすことになるため、不平等電界により、耐電圧が低下する問題が発生する。この場合、Ｘ線管の大型化を招いてしまう。

さらに、陰極の中心軸をＸ線管軸から傾けて配置することで、焦点の位置をＸ線透過窓側に近付けることも考えられる。しかしながら、陰極を傾ける場合、焦点からＸ線透過窓の距離が、陰極、陽極の組立て寸法の影響を受け易く受け、照射角のバラツキに直結する。そのため、陰極を傾ける手段は、現実的ではない。

そこで、本発明の実施形態においては、Ｘ線透過アセンブリの構成を新規の構成とすることにより、利用Ｘ線束の照射角を大きくすることのできるＸ線管を得ることができるものである。

本発明の実施形態によれば、
（１）Ｘ線管から被測定物までの距離を大きくする必要はなく、
（２）Ｘ線管における組立ての寸法バラツキの影響を受け難く、
（３）Ｘ線透過アセンブリの大型化などを招く事態を回避することができ、
（４）Ｘ線透過窓の高さ寸法を低くする必要はなく、
（５）陰極をＸ線透過窓側に近付けて配置する必要はなく、
（６）陰極の中心軸をＸ線管軸から傾けて配置する必要はなく、
（７）Ｘ線管の耐電圧が低くなる事態を回避することができる。

次に、上記基本構想を具体化する手段に関する実施形態ついて図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（一実施形態）
まず、一実施形態に係るＸ線管１について説明する。

図１に示すように、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは互いに直交している。第３方向Ｚは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにそれぞれ直交している。なお、本実施形態と異なり、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙは、９０°以外の角度で交差していてもよい。Ｘ線管１は、固定陽極型のＸ線管である。Ｘ線管１は、真空外囲器１０と、Ｘ線透過アセンブリ２０と、陰極３０と、陽極４０と、を備えている。

真空外囲器１０は、ガラス及び金属で形成されている。本実施形態において、真空外囲器１０は、第１金属容器１１、第２金属容器１２、及びガラス容器１３で形成されている。ガラス容器１３は、例えば硼珪酸ガラスを利用して形成されている。ガラス容器１３は、例えば複数のガラス部材を溶接により気密に接合し形成することができる。ガラス容器１３は、一端部が閉塞された円筒状に形成されている。ガラス容器１３は、円筒部１３ａを有している。円筒部１３ａは、後述する収容部３４、ターゲット４２などを囲んでいる。円筒部１３ａ（ガラス容器１３）は、開口１３ｗを有している。この実施形態において、開口１３ｗは円形である。開口１３ｗは、後述するターゲット面４３付近に位置している。開口１３ｗを形成することにより、ガラス容器１３による利用Ｘ線束の線量の減衰を防止することができる。

第１金属容器１１は、ガラス容器１３の外側に位置し、開口１３ｗを取囲むように設けられている。第１金属容器１１は、例えば、コバールを利用して環状に形成されている。第１金属容器１１は、ガラス容器１３に融着により気密に接続されている。第１金属容器１１には、Ｘ線透過アセンブリ２０と結合するための鍔部が形成されている。この実施形態において、第１金属容器１１（鍔部）は円形枠状に形成されている。

第２金属容器１２は、ガラス容器１３の他端部と後述する陽極本体４１とに気密に接続されている。第２金属容器１２は、例えば、コバールを利用して環状に形成されている。第２金属容器１２は、ガラス容器１３に融着により気密に接続されている。

真空外囲器１０は、陰極３０、陽極４０などを収容し、陽極４０の一部が露出するように形成されている。

Ｘ線透過アセンブリ２０は、第１金属容器１１（真空外囲器１０）に取り付けられ開口１３ｗを気密に閉塞している。これにより、真空外囲器１０は、密閉されている。真空外囲器１０の内部の真空状態は維持されている。

Ｘ線透過アセンブリ２０は、窓枠２１と、窓枠鍔部２１ａと、Ｘ線透過窓２２と、鍔部２３と、を有している。

窓枠２１は、開口１３ｗに対向している。窓枠２１には、第１金属容器１１と結合するための窓枠鍔部２１ａが気密に取り付けられている。この実施形態において、窓枠２１は円錐形枠状に形成されている。窓枠２１は、第１金属容器１１（真空外囲器１０）に気密に取り付けられている。窓枠２１は、金属として例えば銅で形成されている。窓枠鍔部２１ａは金属として例えば鉄で形成されている。この実施形態において、窓枠２１と窓枠鍔部２１ａはろう付けにより固定されている。この実施形態において、窓枠鍔部２１ａと第１金属容器１１の鍔部とが溶接されることにより、窓枠２１は真空外囲器１０に気密に取り付けられている。

窓枠２１は、貫通孔２１ｈと、取付け面２１ｓと、を有している。この実施形態において、貫通孔２１ｈは円形状であり、取付け面２１ｓは円形枠状である。取付け面２１ｓは平坦である。貫通孔２１ｈを形成することにより、窓枠２１による利用Ｘ線束の線量の減衰や遮蔽を防止することができる。取付け面２１ｓは、貫通孔２１ｈの外側に形成され、真空外囲器１０の一部を形成している。

Ｘ線透過窓２２は、Ｘ線を透過させ、真空外囲器の一部を構成するものである。Ｘ線透過窓２２は、Ｘ線透過性を示し、かつ機械的強度の高い材料を利用して形成することができる。この実施形態において、Ｘ線透過窓２２はＢｅ板（ベリリウム薄板：ベリリウムを利用した薄板）で形成されている。

Ｘ線透過窓２２は平板状に形成されている。この実施形態において、Ｘ線透過窓２２は円板状に形成されている。Ｘ線透過窓２２は、取付け面２１ｓに対向し窓枠２１に取付けられる取付け領域と、貫通孔２１ｈに対向したＸ線透過領域と、を有している。Ｘ線透過窓２２は、Ｘ線のうち少なくとも利用Ｘ線束を透過させる。

Ｘ線透過窓２２の取付け領域は、取付け面２１ｓに気密に取り付けられている。例えば、Ｘ線透過窓２２は、図示しないろう材を利用して取付け面２１ｓにろう付けすることにより、窓枠２１に取付けられている。これにより、Ｘ線透過窓２２は、窓枠２１に収められ、窓枠２１とともに真空外囲器１０の内部の気密状態を保持することができる。

Ｘ線管取付け部としての鍔部２３は、開口１３ｗに対向している。この実施形態において、鍔部２３は円形枠状に形成されている。鍔部２３は、窓枠２１に対して第１金属容器１１の反対側に位置し、窓枠２１に真空気密に取り付けられている。鍔部２３は、金属として例えばステンレス鋼で形成されている。この実施形態において、鍔部２３と窓枠２１とがろう接されることにより、鍔部２３は窓枠２１に取り付けられている。

鍔部２３は、利用Ｘ線束を通過させる通過口２３ｈを有している。通過口２３ｈの形状に関しては後述する。通過口２３ｈを形成することにより、鍔部２３によるＸ線の減衰や遮蔽を防止することができる。上記のことから、Ｘ線透過窓２２を透過するＸ線の出射路上に、第１金属容器１１、ガラス容器１３、及び窓枠２１は、存在していない。鍔部２３は、Ｘ線透過窓２２を透過したＸ線のうち、利用Ｘ線束を通過させ、利用Ｘ線束以外のＸ線を遮蔽する。

陰極３０は、真空外囲器１０に収容されている。陰極３０は、Ｘ線管軸Ａに沿った第３方向Ｚに、陽極４０に間隔を置いて配置されている。陰極３０は、電子放出源としてのフィラメント３１、フィラメント端子３２ａ，３２ｂ、カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、収容部３４、絶縁部材３５ａ，３５ｂ、及び支持部材３６を有している。

フィラメント３１は、陽極４０に照射する電子を放出する。本実施形態において、フィラメント３１は、フィラメントコイルを有している。フィラメント端子３２ａは、フィラメント３１の一方の延出部を支持し、フィラメント３１に電気的に接続されている。フィラメント端子３２ｂは、フィラメント３１の他方の延出部を支持し、フィラメント３１に電気的に接続されている。

カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、導電性を有している。本実施形態において、カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、金属を利用し、棒状に形成されている。カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、ガラス容器１３に取り付けられている。カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、融着によりガラス容器１３に気密に接続されている。カソードピン３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、それぞれ真空外囲器１０の外側に位置する一端部を有している。カソードピン３３ａはフィラメント端子３２ａに電気的に接続され、カソードピン３３ｂはフィラメント端子３２ｂに電気的に接続され、カソードピン３３ｃは収容部３４に電気的に接続されている。

収容部３４は、円柱状に形成されている。収容部３４は、集束溝３４ａと、収容溝３４ｂと、を有している。集束溝３４ａは、陽極４０側に開口し、電子を集束させる機能を有している。収容溝３４ｂは、集束溝３４ａの底面に形成され、陽極４０側に開口し、フィラメント３１を収容している。

また、収容部３４は、フィラメント端子３２ａを通すための貫通孔３４ｃと、フィラメント端子３２ｂを通すための貫通孔３４ｄと、を有している。

絶縁部材３５ａは、貫通孔３４ｃに設けられ、収容部３４に固定されている。絶縁部材３５ａは、筒状に形成され、内部にフィラメント端子３２ａが挿入されている。フィラメント端子３２ａは、絶縁部材３５ａに固定された接続部品（スリーブ）５１ａに接触されている。

絶縁部材３５ｂは、貫通孔３４ｄに設けられ、収容部３４に固定されている。絶縁部材３５ｂは、筒状に形成され、内部にフィラメント端子３２ｂが挿入されている。フィラメント端子３２ｂは、絶縁部材３５ｂに固定された接続部品（スリーブ）５１ｂに接触されている。

上記のことから、フィラメント３１は、収容部３４に対して電気的に絶縁されている。

支持部材３６は、真空外囲器１０に固定され、収容部３４を支持している。このため、収容部３４は、真空外囲器１０に固定されている。支持部材３６は、ガラス封着金属で形成されている。支持部材３６は、ガラス融着によりガラス容器１３に固定されている。本実施形態において、支持部材３６はコバールで形成されている。

陽極４０は、真空外囲器１０に収容されている。陽極４０は、陽極本体４１と、陽極本体４１のうち陰極３０側の端面の位置に設けられたターゲット４２と、を有している。陽極本体４１は、円柱状に形成されている。陽極本体４１は、銅、銅合金等の高熱伝導性の金属で形成されている。

ターゲット４２は、円板状に形成されている。ターゲット４２は、タングステン（Ｗ）、タングステン合金等の高融点金属等で形成されている。ターゲット４２は、陰極３０と対向する側にターゲット面４３を有している。ターゲット面４３には、フィラメント３１から放出される電子が衝突することによりＸ線を放出する焦点Ｆが形成される。

なお、上記第２金属容器１２は、陽極本体４１に気密に固定されている。ここでは、第２金属容器１２は、陽極本体４１にろう付けにより気密に接続されている。

次に、上述したＸ線管１について鍔部２３を中心に説明する。

図１及び図２に示すように、通過口２３ｈは、少なくとも長方形の第１形状２３ｈ１を有している。本実施形態において、通過口２３ｈは、第１形状２３ｈ１と円形の第２形状２３ｈ２とを重ねた形状を有している。第１形状２３ｈ１は、Ｘ線管軸Ａに直交する長軸ＡＸ１と、Ｘ線管軸Ａに平行な短軸ＡＸ２と、を持っている。第１形状２３ｈ１は、長軸ＡＸ１に平行な２つの辺Ｓ１を有している。第２形状２３ｈ２の直径Ｂは、長軸ＡＸ１より短く、短軸ＡＸ２より長い。第２形状２３ｈ２は、２つの辺Ｓ１と交差している。

鍔部２３は、ねじ穴２３ａ及び環状の収容溝２３ｂを有している。例えば、Ｘ線管１を図示しないハウジングの内部に収容し、Ｘ線管１を上記ハウジングに固定する際、ねじ穴２３ａを利用してＸ線管１を上記ハウジングにねじ止めすることができる。収容溝２３ｂに図示しないＯリングを収容することで、上記Ｏリングは鍔部２３と上記ハウジングとの隙間を封止することができる。例えば、上記ハウジングとＸ線管１との間の空間に冷却液が存在する場合、上記Ｏリングは、上記冷却液の漏洩を抑制することができる。その他に、上記冷却液が漏洩する恐れのある個所は、適宜、封止されていればよい。例えば、窓枠２１はさらに第１金属容器１１に液密に取り付けられ、鍔部２３はさらに窓枠２１に液密に取り付けられている。

複数のねじ穴２３ａは、通過口２３ｈの外側にて同一円上に位置している。上記同一円は、鍔部２３の中心軸Ｃを中心とする円である。本実施形態において、中心軸Ｃは第２方向Ｙに平行である。第１形状２３ｈ１の外接円ＣＩ１の半径ｒ１は、複数のねじ穴２３ａの内接円ＣＩ２の半径ｒ２より大きい。外接円ＣＩ１と内接円ＣＩ２とは、中心軸Ｃを中心に持つ同心円である。

通過口２３ｈの第１形状２３ｈ１が専有する領域を確保する観点から、複数のねじ穴２３ａの数は６個以下である方が望ましい。但し、複数のねじ穴２３ａの数は７個以上であってもよい。その場合、複数のねじ穴２３ａは、第１形状２３ｈ１が専有する領域の外側の領域に集中して設けられる。

本実施形態において、複数のねじ穴２３ａの数は、６個である。複数のねじ穴２３ａは、上記同一円上にて等間隔に位置している。隣り合う一対のねじ穴２３ａの間の直線距離Ｄは、第１形状２３ｈ１の短軸ＡＸ２より長い。複数のねじ穴２３ａを等間隔に設けても、第１形状２３ｈ１が専有する領域を確保することができる。また、収容溝２３ｂに収容されるＯリングに加わる応力の均一化を図ることができるため、６個のねじ穴２３ａが等間隔に位置していない場合と比較して、上記Ｏリングによる上記冷却液の漏洩を、一層、抑制することができる。

次に、本実施形態のＸ線管１が放出する利用Ｘ線束について説明する。ここでは、Ｘ線管１が放出する利用Ｘ線束を仮想の投影面Ｐに投影した場合における利用Ｘ線束の輪郭Ｅについて説明する。

図３に示すように、投影面Ｐは、Ｘ－Ｚ平面に平行な平面である。利用Ｘ線束の輪郭Ｅは、通過口２３ｈの形状に対応した形状を有している。なお、輪郭Ｅは、投影面Ｐを平面視した（第２方向Ｙからみた）状態で示されている。輪郭Ｅで囲まれた範囲内に、領域ＲＡが含まれている。領域ＲＡは、第１形状２３ｈ１を通過するＸ線の照射範囲のうち第２形状２３ｈ２を通過するＸ線の照射範囲を除く範囲である。なお、図中、領域ＲＡには斜線を付している。

そのため、領域ＲＡの分、第１方向Ｘにおける利用Ｘ線束の照射範囲を大きくすることができる。Ｘ－Ｙ平面上における利用Ｘ線束の照射角に注目すると、第１形状２３ｈ１を通過するＸ線の照射角θ１は、第２形状２３ｈ２を通過するＸ線の照射角θ２より大きい。そのため、通過口２３ｈが第１形状２３ｈ１を有していない場合と比較して、利用Ｘ線束の照射角を大きくすることができる。

上記のように構成された一実施形態に係るＸ線管１によれば、Ｘ線管１は、真空外囲器１０と、Ｘ線透過アセンブリ２０と、陰極３０と、陽極４０と、を備えている。Ｘ線透過アセンブリ２０は、Ｘ線透過窓２２と、Ｘ線管取付け部としての鍔部２３と、を有している。鍔部２３の通過口２３ｈは長方形の第１形状２３ｈ１を有し、第１形状２３ｈ１はＸ線管軸Ａに直交する長軸ＡＸ１を持っている。鍔部２３は、Ｘ線管軸Ａに垂直な第１方向Ｘにて、利用Ｘ線束（ファンビーム）の照射角θ１を大きくすることができる。

手荷物検査や食品異物検査のようにベルトコンベアで搬送する被検査物をＸ線管１が放出する利用Ｘ線束（ファンビーム）で撮影する場合、照射角θ１が大きいほど、Ｘ線管１から被検査物までの距離を小さくすることができる。そのため、本実施形態のＸ線管１を使用して被検査物を撮影することにより、撮影期間の短縮を図ることができる。

また、利用Ｘ線束の照射角を大きくするための部材をＸ線管１に、別途、付加する必要はない。Ｘ線管１の製造コストの高騰を抑制することができるため、Ｘ線管１の製品価格の高騰を抑制することができる。

利用Ｘ線束の照射角を大きくするため、Ｘ線透過アセンブリ２０のサイズを大きく必要はない。そのため、Ｘ線透過アセンブリ２０の大型化及び重量化を抑制することができる。

さらに、通過口２３ｈが第１形状２３ｈ１を有しても、Ｘ線管１の耐電圧が低くなることはない。そのため、Ｘ線管１の耐電圧が低くなる事態を回避することができる。

上記のことから、利用Ｘ線束の照射角を大きくすることのできるＸ線管１を得ることができる。

（変形例１）
次に、上記実施形態の変形例１に係るＸ線管１について説明する。

図４に示すように、変形例１のＸ線管１は、通過口２３ｈの形状以外、上記実施形態のＸ線管と同様に構成されている。変形例１の通過口２３ｈは、第１形状２３ｈ１を有しているが、第２形状２３ｈ２を有していない。

次に、本変形例１のＸ線管１が放出する利用Ｘ線束について説明する。ここでも、Ｘ線管１が放出する利用Ｘ線束を投影面Ｐに投影した場合における利用Ｘ線束の輪郭Ｅについて説明する。

図５に示すように、利用Ｘ線束の輪郭Ｅは、第１形状２３ｈ１に対応した形状を有している。本変形例１においても、上記実施形態と同様、輪郭Ｅで囲まれた範囲内に領域ＲＡが含まれている。そのため、大きい照射角θ１の利用Ｘ線束を放出するＸ線管１を得ることができる。

上記のことから、本変形例１においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例２）
次に、上記実施形態の変形例２に係るＸ線管１について説明する。

図６に示すように、変形例２のＸ線管１は、通過口２３ｈの形状以外、上記実施形態のＸ線管と同様に構成されている。変形例２の通過口２３ｈは、長円の第１形状２３ｈ１を有している。本変形例２の長円は、長さが等しく長軸ＡＸ１に平行な２つの辺Ｓ１と、半径の等しい２つの半円形Ｔ１と、を有している。本変形例２のように、第１形状２３ｈ１は、長方形でなくともよい。本変形例２においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例３）
次に、上記実施形態の変形例３に係るＸ線管１について説明する。

図７に示すように、変形例３のＸ線管１は、通過口２３ｈの形状以外、上記実施形態のＸ線管と同様に構成されている。変形例３の通過口２３ｈは、角丸長方形の第１形状２３ｈ１を有している。上記角丸長方形は、長軸ＡＸ１に平行な２つの辺Ｓ１と、短軸ＡＸ２に平行な２つの辺Ｓ２と、４つの円弧Ｔ２と、を有している。本変形例３において、２つの辺Ｓ１の長さは等しく、２つの辺Ｓ２の長さは等しく、４つの円弧Ｔ２の半径は等しい。但し、本変形例３と異なり、２つの辺Ｓ１の長さは同一でなくともよく、２つの辺Ｓ２の長さは同一でなくともよく、４つの円弧Ｔ２の半径は同一でなくともよい。

本変形例３においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例４）
次に、上記実施形態の変形例４に係るＸ線管１について説明する。

図８に示すように、変形例４のＸ線管１は、通過口２３ｈの形状以外、上記実施形態のＸ線管と同様に構成されている。第１形状２３ｈ１は、複数のねじ穴２３ａの内接円ＣＩ２と１個所のみで交差していてもよい。なお、上記実施形態の第１形状２３ｈ１は、内接円ＣＩ２と２個所で交差している（図２）。

本変形例４においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（比較例１）
次に、比較例１に係るＸ線管１について説明する。

図９に示すように、比較例１のＸ線管１は、通過口２３ｈの形状以外、上記実施形態のＸ線管と同様に構成されている。比較例１の通過口２３ｈは、第２形状２３ｈ２を有しているが、第１形状２３ｈ１を有していない。鍔部２３は、通過口２３ｈを通過する利用Ｘ線束以外のＸ線を遮蔽する。比較例１のＸ線管１が放出する利用Ｘ線束は、コーンビームとなる。比較例１の利用Ｘ線束の照射角θ２は、上述した実施形態の照射角θ１より小さい。

上記のことから、比較例１のＸ線管１では、利用Ｘ線束の照射角を大きくすることは困難である。

（比較例２）
次に、比較例２に係るＸ線管１について説明する。比較例２のＸ線管１は、陽極４０の構成と、通過口２３ｈの形状以外、上記実施形態のＸ線管と同様に構成されている。

図１０に示すように、陽極４０は、陽極フード４５をさらに備えている。陽極フード４５は、ターゲット面４３を覆っている。陽極フード４５は、陽極本体４１に物理的及び電気的に接続されている。例えば、陽極フード４５は、陽極本体４１を形成する材料と同一の材料で形成され、かつ、陽極本体４１にろう接などで固定されている。陽極フード４５は、導入口４５ｈ１、及び通過口４５ｈ２を有している。導入口４５ｈ１は、フィラメント３１からターゲット面４３に向かう電子の軌道を囲んでいる。

陽極フード４５は、焦点Ｆから放出されるＸ線を遮蔽する。そこで、陽極フード４５に長方形の通過口４５ｈ２が形成されている。通過口４５ｈ２を通過した利用Ｘ線束は、ファンビームとなり、Ｘ線透過窓２２を透過する。そのため、通過口４５ｈ２を通過した後であり通過口２３ｈを通過する前である状態の利用Ｘ線束は、Ｘ－Ｙ平面上にて、上記実施形態と同等の照射角（照射角θ１）を得ることができる。

図１１に示すように、比較例２の通過口２３ｈは、第２形状２３ｈ２を有しているが、第１形状２３ｈ１を有していない。比較例２のＸ線管１が放出する利用Ｘ線束はファンビームとなるが、利用Ｘ線束の照射角θ２は、上述した実施形態の照射角θ１より小さい。上記のことから、比較例２のＸ線管１でも、利用Ｘ線束の照射角を大きくすることは困難である。

また、比較例２では、利用Ｘ線束をファンビームとするために、Ｘ線管１は陽極フード４５を必要としている。比較例２では、Ｘ線管１の製造コストの高騰を抑制することは困難であるため、Ｘ線管１の製品価格の高騰を抑制することは困難である。

本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上記の新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記の実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…Ｘ線管、１０…真空外囲器、１３ｗ…開口、２０…Ｘ線透過アセンブリ、
２２…Ｘ線透過窓、２３…鍔部、２３ｈ…通過口、２３ｈ１…第１形状、
２３ｈ２…第２形状、２３ａ…ねじ穴、２３ｂ…収容溝、３０…陰極、４０…陽極、
Ｆ…焦点、Ｓ１，Ｓ２…辺、Ｔ１…半円形、Ｔ２…円弧、ＡＸ１…長軸、ＡＸ２…短軸、
θ１，θ２…照射角、ＣＩ１…外接円、ＣＩ２…内接円、Ａ…Ｘ線管軸、Ｄ…直線距離。

Claims (7)

1. 開口を有した真空外囲器と、
   前記真空外囲器に収容され電子を放出する陰極と、
   管軸に沿った方向に前記陰極に隙間を置いて配置され、前記真空外囲器に収容され前記陰極から放出される電子が衝突することによりＸ線を放出する陽極と、
   前記開口と対向しベリリウムで形成され前記Ｘ線のうち少なくとも利用Ｘ線束を透過させるＸ線透過窓と、前記利用Ｘ線束を通過させる通過口を含み前記開口と対向したＸ線管取付け部と、を有し、前記真空外囲器に気密に取り付けられたＸ線透過アセンブリと、を備え、
   前記通過口は、長方形、長円、又は角丸長方形の第１形状を有し、
   前記第１形状は、前記管軸に直交する長軸を持っている、
   Ｘ線管。
2. 前記第１形状は、前記管軸に平行な短軸を持ち、
   前記通過口は、前記第１形状と円形の第２形状とを重ねた形状を有し、
   前記第２形状の直径は、前記長軸より短く、前記短軸より長い、
   請求項１に記載のＸ線管。
3. 前記第１形状は、前記長軸に平行な２つの辺を有し、
   前記通過口は、前記第１形状と円形の第２形状とを重ねた形状を有し、
   前記第２形状は、前記２つの辺と交差している、
   請求項１に記載のＸ線管。
4. 前記Ｘ線管取付け部は、前記通過口の外側にて同一円上に位置した複数のねじ穴を有し
   、
   前記第１形状の外接円の半径は、前記複数のねじ穴の内接円の半径より大きい、
   請求項１に記載のＸ線管。
5. 前記外接円と前記内接円とは、同心円である、
   請求項４に記載のＸ線管。
6. 前記複数のねじ穴の数は、６個以下である、
   請求項４に記載のＸ線管。
7. 前記複数のねじ穴の数は、６個であり、
   前記複数のねじ穴は、前記同一円上にて等間隔に位置し、
   前記第１形状は、前記管軸に平行な短軸を持ち、
   隣り合う一対のねじ穴の間の直線距離は、前記短軸より長い、
   請求項６に記載のＸ線管。

Images