JPH02239555A

JPH02239555A - Ｘ線管

Info

Publication number: JPH02239555A
Application number: JP5848989A
Authority: JP
Inventors: Tatsuzo Hosokawa; 細川　辰三; Yasushi Osugi; 大杉　泰; Hiroshi Koyama; 博小山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-03-11
Filing date: 1989-03-11
Publication date: 1990-09-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野］この発明はＸ線管、とくにその陰極部の分野で利用され
る．この発明は、Ｘ線管に関し、詳しくは１つの外囲器内に
真空包持された陽極部と陰極部とからなり、陽極部は陰
極部からの加速、集束された電子と衝突させるターゲッ
トを有するＸ線管に関し、とくにその陰極部に関する．（従来技術コこのようなｘｉｓ管の概略縦断面は第１８図により図示
されており、１は外囲器、２は陽極部、３はそのターゲ
ット、４は陰極部、５はその集束電極部である．また、陰極部のフィラメントコイルとターゲット３との
関係は第１９図の見取り図により説明される．　この図
において、４１がフィラメントコイルないしコイル、３
がターゲット、３Ｆが焦点、３Ｌが焦点長さ、３Ｗが焦
点幅、４Ｂが電子ビーム、４Ｃが陰極カップである。

このように、従来では、陰極部にフィラメントコイル４
ｌを用いる場合、コイル４１の長さ方向をターゲット３
（陽極）上にできるＸ線焦点の長さ方向とし、他方コイ
ル４ｌの幅方向をその幅方向としている．また、かりに複数のフィラメントコイルを使う場合の集
束電極との固定は一般に第２３図のようになる．　第２
２図は集束電極の平面図で、第２３図はその横断面図で
あり、集束電極６に対するフィラメントコイルの固定の
態様例を示している．フィラメントコイル４１の両端部
を個別の絶縁端子４１Ｔにより集束電極６に固定し、端
子４１Ｔの中心に通された導電性を有するアンカ４２に
より外部に引き出され、フィラメントコイル加熱電源４
１Ｐを介して電力が供給される．このような端子は、第
２４図により詳細に示されている．　端子４．ｌＴはフ
レア４３を有し、このフレア４３は集束電極６に溶接な
どで固定される．　通常、アンカ４２よりセラミック部
４５は幅広く、フレア４３はさらに広い。　例えば、ア
ンカ４２を直径１ｍｍ程度にすると、セラミック部４５
は４ｍ．ｒｎ以上、フレア４３は６ｒｎｍ以上となる．さらに、複数のフィラメントコイルを用いる場合に、こ
れらコイル間のすきまは一般に第２２図に示すものが提
案される．コイル中心間距ＭＣｄをコイル直径Ｄｐより長くし、コ
イル同士の間にすき間が大きく設けて配置される．　こ
のような場合に生ずるターゲット３に対向した面とコイ
ル４１との等電位面は第２６図に例示される．等電位面３０ａのコイル近傍は概ねコイルの幾何学的配
置に大きく依存し、電子軌道はコイル曲率とコイル間の
等電位面変曲点の逆曲率によって歪められ、その結果、
ターゲット３に到達する電子分布は平均化されず、局所
的に集中化する。

コイル曲率と中心間距離を適当に配置することにより、
電子分布を均一化することは可能であるが、特定の電位
差に固定されたり、また電子密度が変化することにより
空間電荷も変化し、均一な分布にならなくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のフィラメントの用い方であると、焦点の電子ビー
ム密度の分布は、焦点の幅方向については、管電流が変
化するに伴いその分布も変化してしまう．　すなわち、
撮影条件によって管電流は変化するため、それに伴い、
焦点のＸ線強度分布が変化し、そのため、撮影される像
の解像度が一定せず、このような像は的確な診断におい
て不都合である．そこで、複数のフィラメントコイルの使用が提案される
が、第２４図に示すような単一フィラメントコイルを使
って通用される、集束電極へのフィラメントコイルの固
定では問題がある。

第２４図に示すような個別の端子でフイラメントを固定
し、集束電極に配置する場合には、このような端子はフ
レアの大きさ以下には密にならない．　コイルの足を曲
げることによりフィラメント同士を密に配置できるが、
加熱時の応力緩和によるコイル形状の乱れにより、コイ
ルがショートしたりすることもある．　そこで、第２５
図に示すような配置方法もあるが、加工形状が複雑にな
り経済的とは言えない．　いずれにおいても集束電極固
定精度は全て加工精度と取付け精度に依存し、安定な性
能が出ない。　つまり、電極固定精度は絶縁端子自体の
構成改良を求めている．さらに、複数のフィラメントコ
イルが使われた場合のコイル間の配置にも問題があり、
陰極・陽極間電位差および電子流密度に依存せず、ター
ゲットに到達する電子分布を平均化する手立てが必要で
ある．そこで、この第１の発明の目的は、焦点の電子ビーム密
度分布が焦点の幅方向で管電流の変化に対して変化が少
なくした、Ｘ線管を提供することである。

第２発明の目的は、第１の目的を達成するためには複数
のフィラメントコイルを使う必要があるが、１つのフィ
ラメントコイルでも同様の効果が得られる、Ｘ線管を提
供することである。

第３発明の目的は、複数のフィラメントコイルを使う場
合における集束電極に対するフィラメントコイルの固定
精度を向上できる、Ｘ線管を提供することである．第４発明の目的は、同様に複数のフィラメントコイルを
使う場合におけるコイル間の配置を改良してターゲット
間の電子分布を均一化できる、Ｘ線管を提供することで
ある。

〔謀題を解決するための手段コ前記した第１発明の目的は、１つの外囲器内に真空包持
された陽極部と陰極部とからなり、陽極部は陰極部から
の加速、集達された電子と衛突させるターゲットを有す
るＸ線管において、陰極部は幾何学的に並列に張設され
た複数のフィラメントコイルを具備し、該複数のフィラ
メントコイルの全幅を各々のフィラメントコイルの長さ
より大きくすることにより、達成される。

また、第２発明の目的は、複数のフィラメントコイルに
代えて、幅が長さより大きい１つのフィラメントコイル
を使用することにより、達成される．さらに、第３発明の目的は、それぞれのフィラメントコ
イルの各端部をアンカを介して小片の導電端子に接続し
、この導電端子をセラミック部の一部に接着することに
より、達成される．なお、また第４発明の目的は、隣り
合うフィラメントコイルについてコイル部中心間距離を
コイル部直径より長くしないと共に、コイル部同士を互
いに干渉させないことにより、達成される．（作　用］第１の発明では、フィラメントコイルの長さ方向に対応
する焦点面での電子密度分布は、管電流の変化に対して
ほとんど変化せず、ガウス型の分布となっていることに
着目して、従来のコイルの長さ方向を焦点の幅方向に対
応させ、またコイルの幅方向にコイルを複数並べてこの
方向を焦点の長さ方向とする．　これにより、焦点面に
おける幅方向の電子ビームの分布が、ガウス型に近づい
て電流の変化に対しても安定しているため、さまざまな
撮影条件での撮影においても、解像度の良い、安定した
像が得られる．第２の発明では、複数のフィラメントコイルを並べる代
わりに、コイル部の直径ないし幅自体が大きぐなるよう
成形された１つのフィラメントコイルを使い、その作用
は第１の目的と同じである．第３の発明では、コイルの
固定、支承とコイル通電部分を絶縁物（セラミック部）
上で一体に構成し、これを１つのブロックとし、複数の
ブロックにより複数のフィラメントコイルを集密配置さ
せる．　これは、絶縁物中を貫通して導電部材を引き出
さなくて良いため、絶縁物が小形化でき、フィラメント
を密に並列配置できる．！＠４の発明では、隣り合うコイル間の距離が短かいの
で、ターゲットに対向したコイル群表面近傍の等電位面
が平担化され、電子の放射方向がターゲットに直交した
方向に揃えられる．（実　施　例］本発明の好通な実施例は、図面に基づいて説明される。

第１図から第６図までは第１発明に関係する図面である
．第１図は第１発明の１実施例を示した陰極部の説明図で
、その（Ａ）は平面図、（Ｂ）横断面図（Ｃ）は縦断面
図である．陰極カップ４Ｃに、フィラメント４】を並列にならべて
、各々にフィラメント電流が与えられる．この発明では
、並列に配置された複数のフィラメントコイル４１の全
幅Ｗが各々のフィラメントコイル４１の長さしより大き
い．　各々のフィラメントコイルには、それぞれ独立し
た電流、電圧、或いはそのうちの複数ずつ間一の電流、
電圧、さらには全て同一電流、電圧を供給するなど必要
により供給方法が選ばれる．第２図は第１の発明による電子分布の態様例を示してお
り、（Ａ）はターゲット３の焦点長さ方向３Ｌについて
、（Ｂ）はその幅方向３Ｗについて図示されている．第３図はこの発明により低管電流を適用した電子ビーム
の分布例示図であり、従来例では第２０図のようになる
。　第４図は大管電流を通用した電子ビームの分希例示
図であり、従来例は第２１図に示されている．　これら
の図面により、この発明のものと従来例のものとの間に
、焦点の電子ビーム密度に違いが顕著であることが明白
である．第２の発明の構成については、第５図に示すよ
うに、長さ方向が、幅方向よりも短いフィラメントを用
いて、１つのコイル４１で陰極を形成してもよい．　な
お、同図（Ａ）平面図、（Ｂ）は横断面図、（Ｃ）は縦
断面図である．　また、第５図は円筒型のコイルを示し
ているが、楕円でもよく、さらには第６図に示すように
ヘリカル型であってもよい．第７図と第８図は第３発明の１実施例を示した１つのフ
ィラメントコイルについての導電端子ブロック平面図で
あり、両図では導電端子４４の寄りが逆になっている。

ここで、ブロック４７ａ，４７ｂとは、＄９図に示すよ
うに、フィラメントコイル４１の足を固定、支承してい
るアンカ４２と、これに接続されている小片の導電端子
４２と、セラミック部４６とからなる．　　このように
、フィラメント４１はアンカ４２に固定され、アンカ４
２は導電端子４４に固定される．　導電端子４４はセラ
ミック部４６の部分メタライズ面とでろう接されている
．導電端子４４の一部はセラミック部４６の切り欠いた
部分に露出し、圧着、溶接、あるいはろう接などの手段
により、他のブロック（４１、４２、４４、４６）と電
気的に接続される．第１０図では、固定枠４８を使い、これらブロック群（
４７ａ，４７ｂ，４７ａ，４７ｂ）がはめ込まれ、適当
な手段により外部に通電端子を引き出し、電力（４　１
　Ｐ）が供給できるようにしている．この図示例では固定忰４８は絶縁物であるが、導電端子
の形状と配置を変更することにより、固定枠を金属で構
成することも可能である．この発明によれば、コイルの
足には無理な応力をかけずに済む．　また、セラミック
部も従来よりも小さく構成できるため、幅で約２ｍｍの
大きさにすることも可能である．さらに、従来では、集束電極部材には、一般に鉄合金や
ニッケル合金が用いられるため、タングステン合金フィ
ラメントとの膨張差によりその足に応力が加わることが
あったが、この発明では、タングステンの膨張係数に比
較的近いセラミックを用いることにより応力も緩和され
る．第１１図は別の導電端子４４ａを示しており、この
場合同様の導電端子４４ａまたは前示の導電端子４４が
隣り合っても相互間の通電は行われない。

第１２図は別の通電手段を例示している．　ここでは、
第１０図の固定枠４８を使用せず、導電板４９が使われ
、通電手段と固定とを兼ねた作用を行う．第４の発明は第１３図から第１７図に関係する．第１３
図はこの発明の１実施例を示したコイル配置例を示して
いる．ここでは、２つのフィラメントコイルをその軸方向から
示されており、第１４図は同一の状態をターゲットから
見た図を示している．第１３図のように、コイル中心間距ＲＣｄはコイル部４
１ｃの直径Ｄｐより小さくして重ねられる．　また、第
１４図のように、各フィラメントコイル４ｌのコイルビ
ツチＰｄが横に揃っており、その際ビツチＰｄから線径
を引いたすき間距離Ｃｇは線径よりも大きくとって重ね
合わされる．第１５図はこの発明による等電位面を例示
しており、第１７図はこの発明によるターゲットに到達
する電子密度分布を例示している．　横軸はこの例では
ターゲット傾斜方向にとってあり、通常、焦点長さ方向
と呼ばれる．第１６図は従来例による電子密度分布例示図であり、フ
ィラメント・コイルすき間を約０．２ｍｍとった例では
、最大値と中間の極小値との差は約６０％にも達するが
、この発明で、コイルすき間をＯとした場合でも３０％
以下になり、凹みの度合が減少する．また、長さ方向（第１４図Ｘ方向）の電子密度分布以外
に、焦点り方向（同図Ｙ方向）について言えば、１つの
フィラメントコイルにおいて、コイルピッチのすき間Ｃ
ｇを線径よりも大きくとると、焦点長さ方向の電子分布
か、第１６図に示されたのと同じ理由で平担になりに《
い．しかし、この発明では、このすき間を隣り合った他
のコイルが補うため、実質的にピッチのすき間を線径よ
り小さくすることができる．（効　果］第１と第２の発明では、焦点の幅方向の電子分布が、ガ
ウス型に近く、管電流の変化によってもほとんど変化が
少なく、そのため、Ｘ線出力分布が常に一定となり、解
像度の良い安定した撮影を行うことができる．　実証例
では、幅方向の解像度が、従来椀よりも１．５〜２倍程
度向上し、管電流も約１．２倍増大した．第３の発明では、コイル取り付けの精度からみると、フ
ィラメントコイルの足への応力は少なく、その膨張差に
よるコイルへの引張り応力も減少するため、フィラメン
トの乱れが少なくなる。

また、絶縁物の中を導電部材などが貫通せずに済むため
、相対的に小さくできるため、フィラメントの並列配置
を密にできる．さらに、フィラメントがブロック化されるため、並列配
置する数は固定枠を変更するだけで済む．第４の発明に
よれば、焦点長さ方向の電子密度分布の凹みを小さくで
き、焦点幅方向もコイル群同士が電子密度分布の凹みを
補い合うように作用する．

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の実施例を示した複数のフィラメン
トコイル配置例示図、第２図はその場合における魚点長
さ及び幅方向の電子分布例示図、第３図と第４図はそれ
らの詳細斜視図、第５図はｊｉ！２の発明の実施例を示
した１つのフィラメントコイルの形状例示図、第６図は
他の形状例示図、第７図と第８図は第３の発明の実施例
を示したフィラメントコイル固定ブロック例示図、第９
図はその見取り図、第ｌＯ図は複数のブロック組合わせ
例示図、第１１図は他のブロック例示図、第１２図は他
のブロック組合わせ例示図、第１３図は第４の発明の実
施例を示したコイル配置例示図、第１４図はその横断面
図、第１５図はその発明による等電位分布例示図、第１
６図は従来例電子分布例示図、第１７図はその発明によ
る電子分布例示図、゜第１８図はＸ線管の全体図、ｓ１
９図は陰極とターゲット焦点との関係説明図、第２０図
と第２１図は従来例の電子密度分布詳細例示図、第２２
図は集束電極の平面図、第２３図はその横断面図、第２
４図は従来例のフィラメントコイル固定説明図、第２５
図は複数のフィラメントコイルの固定例示図、第２６図
は従来例の等電位分布例示図であ−る．トコイル、導電端子、ロック、４絶練端子、４２はアンカ、４３はフレア、４４は４５と４６はセラミック部、４７はブ８は固定枠、４９は導電板、４１Ｔは４１Ｐは加熱電源である。ｌは外囲器、２は陽極部、３はターゲット、４は陰極部
、６は集束電極、３Ｗは焦点幅、３Ｌは焦点長さ、３Ｆ
は焦点、３０は等電位、４Ｃは陰極カップ、４Ｂは電子
ビーム、４１はフィラメン第７図第図第閲第１０図ム８第１１図ｓ　ｉｚ図第１４図１Ｉ１５圀第１６図第２０図

Claims

【特許請求の範囲】１、１つの外囲器内に真空包持された陽極部と陰極部と
からなり、陽極部は陰極部からの加速、集束された電子
と衝突させるターゲットを有するＸ線管において、陰極
部は幾何学的に並列に張設された複数のフィラメントコ
イルを具備し、該複数のフィラメントコイルの全幅が各
々のフィラメントコイルの長さより大であることを特徴
とする、Ｘ線管。２、１つの外囲器内に真空包持された陽極部と陰極部と
からなり、陽極部は陰極部からの加速、集束された電子
と衝突させるターゲットを有するＸ線管において、陰極
部は幅が長さより大きい１つのフィラメントコイルを具
備していることを特徴とする、Ｘ線管。３、それぞれのフィラメントコイルの各端部がアンカを
介して小片の導電端子に接続され、この導電端子はセラ
ミツク部の一部に接着されていることを特徴とする、請
求項１に記載のＸ線管。４、隣り合うフィラメントコイルについてコイル部中心
間距離がコイル部直径より長くないと共に、コイル部同
士が互いに干渉していないことを特徴とする、請求項１
または同３に記載のＸ線管。