JPH08287854A - 低温エミッタを有するｘ線管 - Google Patents
低温エミッタを有するｘ線管Info
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- JPH08287854A JPH08287854A JP8085536A JP8553696A JPH08287854A JP H08287854 A JPH08287854 A JP H08287854A JP 8085536 A JP8085536 A JP 8085536A JP 8553696 A JP8553696 A JP 8553696A JP H08287854 A JPH08287854 A JP H08287854A
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- H01J2235/16—Vessels
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- H01J2235/168—Shielding arrangements against charged particles
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温エミッタを有するＸ線管において、電子
エミッタ、ひいてはＸ線管の寿命が延長されるように構
成すること。 【解決手段】 アノード（１０）と電子エミッタ（５）
とを有するＸ線管であって、該電子エミッタから電子ビ
ーム（ＥＳ）が出射し、かつ前記電子エミッタは少なく
ともエミッタを放出する面領域では電子放出材料から構
成されており、該電子放出材料は、タングステンよりも
小さな電子出射動作をし、電子エミッタ（５）とアノー
ド（１０）との間に配置されたホール絞り（２０）を有
し、該ホール絞りはアノードと同じ電位にあり、前記電
子ビーム（ＥＳ）は前記ホール絞りを通過し、焦点（Ｂ
Ｆ）でアノード（１０）の衝突面（２２）に衝突し、該
焦点から有効Ｘ線ビーム束が出射する。
エミッタ、ひいてはＸ線管の寿命が延長されるように構
成すること。 【解決手段】 アノード（１０）と電子エミッタ（５）
とを有するＸ線管であって、該電子エミッタから電子ビ
ーム（ＥＳ）が出射し、かつ前記電子エミッタは少なく
ともエミッタを放出する面領域では電子放出材料から構
成されており、該電子放出材料は、タングステンよりも
小さな電子出射動作をし、電子エミッタ（５）とアノー
ド（１０）との間に配置されたホール絞り（２０）を有
し、該ホール絞りはアノードと同じ電位にあり、前記電
子ビーム（ＥＳ）は前記ホール絞りを通過し、焦点（Ｂ
Ｆ）でアノード（１０）の衝突面（２２）に衝突し、該
焦点から有効Ｘ線ビーム束が出射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アノードと電子エ
ミッタとを有するＸ線管に関する。
ミッタとを有するＸ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビームの電子がアノードに衝突する
と、所望のＸ線ビームの他にイオンも発生し、このイオ
ンは電子エミッタとアノードとの間の電界の電界曲線に
沿って、電子エミッタ方向に運動する。イオンはこの電
子エミッタに相応の力学的エネルギーで衝突する。その
際に電子エミッタの損傷が例えば溶解、化学反応または
エミッション層の剥離によって発生し得る。このことは
エミッタの放出能力を低減しかねない。
と、所望のＸ線ビームの他にイオンも発生し、このイオ
ンは電子エミッタとアノードとの間の電界の電界曲線に
沿って、電子エミッタ方向に運動する。イオンはこの電
子エミッタに相応の力学的エネルギーで衝突する。その
際に電子エミッタの損傷が例えば溶解、化学反応または
エミッション層の剥離によって発生し得る。このことは
エミッタの放出能力を低減しかねない。
【０００３】現在広範に使用されているＸ線管には例え
ばタングステンの電子エミッタが配置されている。タン
グステンはイオン衝撃に対して比較的強い。しかしいず
れにしろこの種の電子エミッタの寿命はその高い動作温
度によって制限されている。なぜなら、電子エミッタ材
料の蒸着により結局はＸ線管が機能しなくなるからであ
る。その代わりに、ＤＥ４０２６３００Ａ１およびＷＯ
９２／０３８３７Ａ１から公知の冒頭に述べた形式のＸ
線管では、いわゆる低温エミッタが使用される。すなわ
ち、少なくとも電子放出面領域ではタングステンよりも
小さな電子放出動作をする材料からなる電子エミッタが
使用される。したがってこの低温エミッタはすでに比較
的低温で電子放出をし、電子エミッタの寿命、ひいては
Ｘ線間の寿命がイオン衝撃により制限される。
ばタングステンの電子エミッタが配置されている。タン
グステンはイオン衝撃に対して比較的強い。しかしいず
れにしろこの種の電子エミッタの寿命はその高い動作温
度によって制限されている。なぜなら、電子エミッタ材
料の蒸着により結局はＸ線管が機能しなくなるからであ
る。その代わりに、ＤＥ４０２６３００Ａ１およびＷＯ
９２／０３８３７Ａ１から公知の冒頭に述べた形式のＸ
線管では、いわゆる低温エミッタが使用される。すなわ
ち、少なくとも電子放出面領域ではタングステンよりも
小さな電子放出動作をする材料からなる電子エミッタが
使用される。したがってこの低温エミッタはすでに比較
的低温で電子放出をし、電子エミッタの寿命、ひいては
Ｘ線間の寿命がイオン衝撃により制限される。
【０００４】ＤＥ４０２６３００Ａ１およびＷＯ９２／
０３８３７Ａ１によるＸ線管の場合、電子ビームが他に
ホール絞りを通過する。このホール絞りはＷＯ９２／０
３８３７Ａ１の場合は焦点電極として、ＤＥ４０２６３
００Ａ１の場合は格子または焦点電極として用いる。
０３８３７Ａ１によるＸ線管の場合、電子ビームが他に
ホール絞りを通過する。このホール絞りはＷＯ９２／０
３８３７Ａ１の場合は焦点電極として、ＤＥ４０２６３
００Ａ１の場合は格子または焦点電極として用いる。
【０００５】電子ビームがホール絞りを通過するＸ線管
はその他にＤＥ４２３００４７Ｃ１からも公知である。
はその他にＤＥ４２３００４７Ｃ１からも公知である。
【０００６】ＤＥ４０２６３００Ａ１のＸ線管も、ＤＥ
４０２６３０１Ａ１から公知のＸ線管と同じように低温
エミッタを有する。この低温エミッタでは電子を放出す
る材料としてLanthanhexaborid（ＬａＢ６）が使用され
る。
４０２６３０１Ａ１から公知のＸ線管と同じように低温
エミッタを有する。この低温エミッタでは電子を放出す
る材料としてLanthanhexaborid（ＬａＢ６）が使用され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低温
エミッタを有するＸ線管において、電子エミッタ、ひい
てはＸ線管の寿命が延長されるように構成することであ
る。
エミッタを有するＸ線管において、電子エミッタ、ひい
てはＸ線管の寿命が延長されるように構成することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、アノードと電子エミッタとを有するＸ線管であっ
て、該電子エミッタから電子ビームが出射し、かつ前記
電子エミッタは少なくともエミッタを放出する面領域で
は電子放出材料から構成されており、該電子放出材料
は、タングステンよりも小さな電子出射動作をし、電子
エミッタとアノードとの間に配置されたホール絞りを有
し、該ホール絞りはアノードと同じ電位にあり、前記電
子ビームは前記ホール絞りを通過し、焦点でアノードの
衝突面に衝突し、該焦点から有効Ｘ線ビーム束が出射す
るように構成して解決される。
り、アノードと電子エミッタとを有するＸ線管であっ
て、該電子エミッタから電子ビームが出射し、かつ前記
電子エミッタは少なくともエミッタを放出する面領域で
は電子放出材料から構成されており、該電子放出材料
は、タングステンよりも小さな電子出射動作をし、電子
エミッタとアノードとの間に配置されたホール絞りを有
し、該ホール絞りはアノードと同じ電位にあり、前記電
子ビームは前記ホール絞りを通過し、焦点でアノードの
衝突面に衝突し、該焦点から有効Ｘ線ビーム束が出射す
るように構成して解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】ホール絞りがアノード電位にある
ので、ホール絞りの領域ではアノードの衝突面とホール
絞りとの間に電磁界のない空間が存在する。アノードの
電子衝突により形成されるイオンが電磁界のない空間に
発生するから、ホール絞りと電子エミッタとの間の電磁
界のない空間をホール絞りを通ったイオンだけが電子エ
ミッタに到達することができる。したがって形成された
イオンのうち比較的にわずかな部分だけが電子エミッタ
に達することができ、これにより電子エミッタの寿命、
ひいてはＸ線管の寿命が延長される。
ので、ホール絞りの領域ではアノードの衝突面とホール
絞りとの間に電磁界のない空間が存在する。アノードの
電子衝突により形成されるイオンが電磁界のない空間に
発生するから、ホール絞りと電子エミッタとの間の電磁
界のない空間をホール絞りを通ったイオンだけが電子エ
ミッタに到達することができる。したがって形成された
イオンのうち比較的にわずかな部分だけが電子エミッタ
に達することができ、これにより電子エミッタの寿命、
ひいてはＸ線管の寿命が延長される。
【００１０】イオンがホール絞りを通って電子エミッタ
に達する確率は、絞り開口部が小さければ小さいほど同
じように小さいから、電子ビームが衝突面の面法線に対
して４５゜より大きな角度を以て焦点で衝突すると有利
である。すなわちこの場合は、とりわけホール絞りが電
子ビームに対して少なくとも実質的に直角に延在する平
面に配置されていれば、電子ビームのそれぞれの横断面
に対して最小の大きさの絞り開口部が得られる。その他
電子ビームが円形横断面を有していれば、電子ビームの
所定の横断面に対してホール絞りの通過開口部の大きさ
は最小となる。
に達する確率は、絞り開口部が小さければ小さいほど同
じように小さいから、電子ビームが衝突面の面法線に対
して４５゜より大きな角度を以て焦点で衝突すると有利
である。すなわちこの場合は、とりわけホール絞りが電
子ビームに対して少なくとも実質的に直角に延在する平
面に配置されていれば、電子ビームのそれぞれの横断面
に対して最小の大きさの絞り開口部が得られる。その他
電子ビームが円形横断面を有していれば、電子ビームの
所定の横断面に対してホール絞りの通過開口部の大きさ
は最小となる。
【００１１】低温エミッタに対して電子を放出する材料
としては、とくにイリジウム−Ｃｅｒおよびイリジウム
−ランタン系の合金が適する。低温エミッタに対して同
じように適する材料はLanthanhexaboridである。
としては、とくにイリジウム−Ｃｅｒおよびイリジウム
−ランタン系の合金が適する。低温エミッタに対して同
じように適する材料はLanthanhexaboridである。
【００１２】
【実施例】図１には、１によりＸ線管の真空ケーシング
が示されている。この真空ケーシングは実施例の場合、
公知のように金属およびセラミックまたはガラス（他の
材料も可能である）を用いて作製される。真空ケーシン
グ１内の管状ケーシング突起２にはカソード装置３が設
けられている。このカソード装置は、回転対称のウェー
ネルト電極４内に収容された電子エミッタを有し、この
エミッタは円盤状の白熱カソードの形態で扁平エミッタ
として構成され、セラミックディスク６によりウェーネ
ルト電極４に取り付けられている。白熱カソード５に対
向して、全体で７と付された回転アノードが設けられて
いる。この回転アノードはシャフト８を介してロータ９
と結合されたアノード皿１０を有する。ロータ９は、図
１には図示されていない仕方で、真空ケーシング１と結
合された軸１１に回転可能に支承されている。ロータ９
の領域では、真空ケーシング１の外壁に固定子１２が取
り付けられている。この固定子はロータ９と共に、回転
アノードの駆動に用いる電気モータを形成する。
が示されている。この真空ケーシングは実施例の場合、
公知のように金属およびセラミックまたはガラス（他の
材料も可能である）を用いて作製される。真空ケーシン
グ１内の管状ケーシング突起２にはカソード装置３が設
けられている。このカソード装置は、回転対称のウェー
ネルト電極４内に収容された電子エミッタを有し、この
エミッタは円盤状の白熱カソードの形態で扁平エミッタ
として構成され、セラミックディスク６によりウェーネ
ルト電極４に取り付けられている。白熱カソード５に対
向して、全体で７と付された回転アノードが設けられて
いる。この回転アノードはシャフト８を介してロータ９
と結合されたアノード皿１０を有する。ロータ９は、図
１には図示されていない仕方で、真空ケーシング１と結
合された軸１１に回転可能に支承されている。ロータ９
の領域では、真空ケーシング１の外壁に固定子１２が取
り付けられている。この固定子はロータ９と共に、回転
アノードの駆動に用いる電気モータを形成する。
【００１３】Ｘ線管の動作時には、固定子１２に線路１
３と１４を介して交流電流が供給され、軸１１を介して
ロータ９と結合されたアノード皿１０が回転する。
３と１４を介して交流電流が供給され、軸１１を介して
ロータ９と結合されたアノード皿１０が回転する。
【００１４】管電圧は線路１５と１６を介して印加され
る。線路１５は軸１１と接続している。この線路は真空
ケーシング１とも電気的に接続している。線路１６は白
熱カソード５の一方の端子と接続されている。白熱カソ
ード５の他方の端子は線路１７と接続されており、この
線路を介して白熱カソード５にヒート電流を供給するこ
とができる。これは、白熱カソード５から円形横断面の
電子ビームＥＳが放射される場合である。図１には電子
ビームＥＳの中心軸線しかプロットされていないが、図
２及び図３にはその輪郭ないし境界線も示されている。
る。線路１５は軸１１と接続している。この線路は真空
ケーシング１とも電気的に接続している。線路１６は白
熱カソード５の一方の端子と接続されている。白熱カソ
ード５の他方の端子は線路１７と接続されており、この
線路を介して白熱カソード５にヒート電流を供給するこ
とができる。これは、白熱カソード５から円形横断面の
電子ビームＥＳが放射される場合である。図１には電子
ビームＥＳの中心軸線しかプロットされていないが、図
２及び図３にはその輪郭ないし境界線も示されている。
【００１５】電子ビームはまず焦点電極１９を通り、次
にホール絞り２０の絞り開口部Ａをとおり、そして次に
図示のようにＢＦの付された焦点でアノード皿１０の衝
突面２２に衝突する。焦点電極１９は絶縁体２１を中間
挿入して真空ケーシング１に取り付けられている。ホー
ル絞り２０は、真空ケーシング１と電気的に接続されて
おり、つまりアノード電位と同じであり、また電子ビー
ムＥＳに対して少なくとも実質的に直角の平面に配置さ
れている。焦点ＢＦからＸ線ビームが発する。有効Ｘ線
ビーム束の中心ビームと縁ビームが図１と図２では一点
鎖線で示されており、それぞれＺＳないしＲＳと付され
ている。この有効Ｘ線ビームはビーム出射窓２３を通っ
て出射する。
にホール絞り２０の絞り開口部Ａをとおり、そして次に
図示のようにＢＦの付された焦点でアノード皿１０の衝
突面２２に衝突する。焦点電極１９は絶縁体２１を中間
挿入して真空ケーシング１に取り付けられている。ホー
ル絞り２０は、真空ケーシング１と電気的に接続されて
おり、つまりアノード電位と同じであり、また電子ビー
ムＥＳに対して少なくとも実質的に直角の平面に配置さ
れている。焦点ＢＦからＸ線ビームが発する。有効Ｘ線
ビーム束の中心ビームと縁ビームが図１と図２では一点
鎖線で示されており、それぞれＺＳないしＲＳと付され
ている。この有効Ｘ線ビームはビーム出射窓２３を通っ
て出射する。
【００１６】白熱カソード５はいわゆる低温エミッタで
あり、カソード材料として通常使用されるタングステン
より低温で出射動作する材料からなり、したがって低い
動作温度を有する。白熱カソード５はイリジウムおよび
Ｃｅｒ（Ｉｒ−Ｃｅ）またはイリジウムとランタン（Ｉ
ｒ−Ｌａ）またはLanthanhexaborid（ＬａＢ６）からな
る焼結体として構成される。低温エミッタに対する材料
として、一般的にはレニウムないし第ＶＩＩＩ類金属か
らなる合金が適する。周期表の縦列およびバリウム類元
素からカルシウム、ランタン、イットリウム、ガドリウ
ム、Ｃｅｒ、トリウム、ウラン。その他に、酸化ランタ
ン（Ｌａ２Ｏ３）のドープされたタングステンベースま
たはモリブデンベース。さらにトーライト・タングステ
ンも低温エミッタに対する材料として適する。
あり、カソード材料として通常使用されるタングステン
より低温で出射動作する材料からなり、したがって低い
動作温度を有する。白熱カソード５はイリジウムおよび
Ｃｅｒ（Ｉｒ−Ｃｅ）またはイリジウムとランタン（Ｉ
ｒ−Ｌａ）またはLanthanhexaborid（ＬａＢ６）からな
る焼結体として構成される。低温エミッタに対する材料
として、一般的にはレニウムないし第ＶＩＩＩ類金属か
らなる合金が適する。周期表の縦列およびバリウム類元
素からカルシウム、ランタン、イットリウム、ガドリウ
ム、Ｃｅｒ、トリウム、ウラン。その他に、酸化ランタ
ン（Ｌａ２Ｏ３）のドープされたタングステンベースま
たはモリブデンベース。さらにトーライト・タングステ
ンも低温エミッタに対する材料として適する。
【００１７】白熱カソード５の端子とウェーネルト電極
４との間には、図１ではウェーネルト電圧ＵＷが印加さ
れる。さらに図１では、白熱カソード５の一方の端子と
焦点電極１９との間に焦点電圧ＵＦが印加される。
４との間には、図１ではウェーネルト電圧ＵＷが印加さ
れる。さらに図１では、白熱カソード５の一方の端子と
焦点電極１９との間に焦点電圧ＵＦが印加される。
【００１８】電子ビームＥＳに対して設けられた、焦点
電極１９の回転対称な通過開口部の形状および焦点電圧
ＵＦとウェーネルト電圧ＵＷは次のように選択されてい
る。すなわち仮想焦点または電子ビームＥＳの“クロス
オーバー”が白熱カソード５から見て衝突面２２の後ろ
に生ずるように選択される。このことによって層状電子
ビームが得られる。すなわち、白熱カソード５と焦点Ｂ
Ｆとの間には実質的に交差する電子ビームが存在しな
い。
電極１９の回転対称な通過開口部の形状および焦点電圧
ＵＦとウェーネルト電圧ＵＷは次のように選択されてい
る。すなわち仮想焦点または電子ビームＥＳの“クロス
オーバー”が白熱カソード５から見て衝突面２２の後ろ
に生ずるように選択される。このことによって層状電子
ビームが得られる。すなわち、白熱カソード５と焦点Ｂ
Ｆとの間には実質的に交差する電子ビームが存在しな
い。
【００１９】衝突面の熱負荷が許容限界を越えないよう
にするため、電子ビームＥＳは次のような角度αで焦点
ＢＦにある衝突面２２の面法線Ｎに衝突する。すなわ
ち、直線状の焦点、正確に言えば楕円形焦点ＢＦが得ら
れるような角度で衝突する（図３参照）。頂点ＢＦの幅
Ｂは電子ビームの直径Ｄに相当する（図４参照）。この
直径は、白熱カソード５、ウェーネルト電極４、焦点電
極１９およびホール絞り２０の形状が所定のものであ
り、ヒート電流と管電圧も所定のものであれば、ウェー
ネルト電圧ＵＷと焦点電圧ＵＦに依存する。
にするため、電子ビームＥＳは次のような角度αで焦点
ＢＦにある衝突面２２の面法線Ｎに衝突する。すなわ
ち、直線状の焦点、正確に言えば楕円形焦点ＢＦが得ら
れるような角度で衝突する（図３参照）。頂点ＢＦの幅
Ｂは電子ビームの直径Ｄに相当する（図４参照）。この
直径は、白熱カソード５、ウェーネルト電極４、焦点電
極１９およびホール絞り２０の形状が所定のものであ
り、ヒート電流と管電圧も所定のものであれば、ウェー
ネルト電圧ＵＷと焦点電圧ＵＦに依存する。
【００２０】通常得ようと努められる焦点寸法の観点か
らは、角度αは次のように選択される。すなわち、電子
ビームＥＳの直径Ｄが０．１から２．０ｍｍであるとき
焦点の長さＬが１から１５ｍｍであるように選択され
る。上記の直径領域はホール絞り２０後方の電子ビーム
ＥＳの直径に対しても当てはまる。
らは、角度αは次のように選択される。すなわち、電子
ビームＥＳの直径Ｄが０．１から２．０ｍｍであるとき
焦点の長さＬが１から１５ｍｍであるように選択され
る。上記の直径領域はホール絞り２０後方の電子ビーム
ＥＳの直径に対しても当てはまる。
【００２１】ビーム出射窓２３の長さは次のように選択
される。すなわち、有効Ｘ線ビーム束の中心ビームＺＳ
と、焦点ＢＦにある衝突面２２の面法線Ｎとの角度βが
少なくとも実質的に角度αと等しくなるように選択す
る。Ｘ線ビーム束の中心ビームの方向で見て、高い結像
品質に有利な少なくとも実質的に円形の焦点が得られ
る。
される。すなわち、有効Ｘ線ビーム束の中心ビームＺＳ
と、焦点ＢＦにある衝突面２２の面法線Ｎとの角度βが
少なくとも実質的に角度αと等しくなるように選択す
る。Ｘ線ビーム束の中心ビームの方向で見て、高い結像
品質に有利な少なくとも実質的に円形の焦点が得られ
る。
【００２２】電子ビームＥＳの円形横断面によってま
ず、焦点ＢＦにおいてＸ線ビームのガウス曲線状強度分
布を任意の方向で得るための前提条件が得られる。電子
ビームＥＳは、白熱カソード５とアノード皿１０との間
に配置され、アノード電位にあるホール絞り１０を通過
するから、電子ビームＥＳがアノード皿１０のごく近傍
でも円形横断面を有することが保証される。ホール絞り
２０がアノード電位にあるので、すなわちホール絞りと
アノード皿１０との間に電磁界のない空間が存在し、こ
の空間内では電子ビームＥＳの横断幾何形状に電磁界に
起因する歪みが発生しないから、衝突面２２には実際上
円形横断面の電子ビームＥＳが衝突する。これにより任
意の方向で見てもガウス曲線状の理想に良好に近似する
Ｘ線ビーム強度分布が焦点ＢＦで保証される。このよう
な強度分布は、円形横断面の電子ビームＥＳを形成する
カソード装置３を使用したとしても、ホール絞り２０が
存在しなければ保証されないであろう。なぜなら、衝突
面２２に衝突する電子ビームＥＳがその横断面形状の点
で明らかに円形横断面から異なることとなるからであ
る。
ず、焦点ＢＦにおいてＸ線ビームのガウス曲線状強度分
布を任意の方向で得るための前提条件が得られる。電子
ビームＥＳは、白熱カソード５とアノード皿１０との間
に配置され、アノード電位にあるホール絞り１０を通過
するから、電子ビームＥＳがアノード皿１０のごく近傍
でも円形横断面を有することが保証される。ホール絞り
２０がアノード電位にあるので、すなわちホール絞りと
アノード皿１０との間に電磁界のない空間が存在し、こ
の空間内では電子ビームＥＳの横断幾何形状に電磁界に
起因する歪みが発生しないから、衝突面２２には実際上
円形横断面の電子ビームＥＳが衝突する。これにより任
意の方向で見てもガウス曲線状の理想に良好に近似する
Ｘ線ビーム強度分布が焦点ＢＦで保証される。このよう
な強度分布は、円形横断面の電子ビームＥＳを形成する
カソード装置３を使用したとしても、ホール絞り２０が
存在しなければ保証されないであろう。なぜなら、衝突
面２２に衝突する電子ビームＥＳがその横断面形状の点
で明らかに円形横断面から異なることとなるからであ
る。
【００２３】電子ビームＥＳは層状のビームプロフィー
ルを有しているから、ガウス曲線状の理想にさらに近似
したＸ線ビーム強度分布が焦点ＢＦで達成される。
ルを有しているから、ガウス曲線状の理想にさらに近似
したＸ線ビーム強度分布が焦点ＢＦで達成される。
【００２４】ホール絞り２０は白熱カソード５をイオン
衝撃からも守る。すなわち、本発明のＸ線管の場合は、
アノード皿１０と電子ビームＥＳが衝突することにより
形成されるイオンが電磁界のない空間に発生するので、
ホール絞り２０を通ってホール絞り２０と白熱カソード
５との間の電磁界のない空間に入り込まないイオンだけ
が白熱カソード５に到達することができる。したがって
形成されたイオンのうち比較的にわずかな部分だけが白
熱カソード５に達することができ、したがって本発明の
Ｘ線管では白熱カソード５の寿命が高められ、ひいては
Ｘ線管の寿命がホール絞りのないエックス線管よりも長
くなる。白熱カソード５として使用される低温エミッタ
の、従来のエミッタ、例えばタングステンからなるエミ
ッタに対する利点は、動作温度が低温であるため、寿命
を延長することのできることであり、非常に有利であ
る。なぜなら、イオン衝撃による白熱カソード５の早期
の故障が回避されるからである。
衝撃からも守る。すなわち、本発明のＸ線管の場合は、
アノード皿１０と電子ビームＥＳが衝突することにより
形成されるイオンが電磁界のない空間に発生するので、
ホール絞り２０を通ってホール絞り２０と白熱カソード
５との間の電磁界のない空間に入り込まないイオンだけ
が白熱カソード５に到達することができる。したがって
形成されたイオンのうち比較的にわずかな部分だけが白
熱カソード５に達することができ、したがって本発明の
Ｘ線管では白熱カソード５の寿命が高められ、ひいては
Ｘ線管の寿命がホール絞りのないエックス線管よりも長
くなる。白熱カソード５として使用される低温エミッタ
の、従来のエミッタ、例えばタングステンからなるエミ
ッタに対する利点は、動作温度が低温であるため、寿命
を延長することのできることであり、非常に有利であ
る。なぜなら、イオン衝撃による白熱カソード５の早期
の故障が回避されるからである。
【００２５】電子ビームＥＳは、４５゜よりも大きな角
度αで衝突面２２の面法線Ｎに衝突して焦点ＢＦに達
し、ホール絞り２０は電子ビームＥＳに対して少なくと
も実質的に直角に延在する面に配置されているから、ホ
ール絞り２０の絞り開口部Ａの大きさは、電子ビームが
焦点を形成するために同じ寸法で、かつ衝突面２２の面
法線Ｎに対して鋭角に焦点ＢＦに衝突する場合より大き
い。このことは有利である。なぜなら、イオンが白熱カ
ソード５に達する確率が、絞り開口部Ａが小さければ小
さいほど同じように小さくなるからである。電子ビーム
ＥＳはその他に円形状の横断面を有しているから、所定
の電子ビームＥＳの横断面と角度αに対してホール絞り
２０の絞り開口部Ａの大きさは最小である。
度αで衝突面２２の面法線Ｎに衝突して焦点ＢＦに達
し、ホール絞り２０は電子ビームＥＳに対して少なくと
も実質的に直角に延在する面に配置されているから、ホ
ール絞り２０の絞り開口部Ａの大きさは、電子ビームが
焦点を形成するために同じ寸法で、かつ衝突面２２の面
法線Ｎに対して鋭角に焦点ＢＦに衝突する場合より大き
い。このことは有利である。なぜなら、イオンが白熱カ
ソード５に達する確率が、絞り開口部Ａが小さければ小
さいほど同じように小さくなるからである。電子ビーム
ＥＳはその他に円形状の横断面を有しているから、所定
の電子ビームＥＳの横断面と角度αに対してホール絞り
２０の絞り開口部Ａの大きさは最小である。
【００２６】ケーシング突起２を閉鎖するセラミック部
材２４の壁部分の内側と、ウェーネルト電極４を白熱カ
ソード５と共に収容するセラミック管２５との間には、
２つの圧電変換器２６、２７が設けられている。この圧
電変換器は実質的にピエゾ結晶である。圧電変換器２
６、２７は、カソード装置３とケーシング突起２との機
械的結合に用いる。また、この圧電変換器は調整のため
に、白熱カソード５と回転アノード７とを相対的相互に
調整するために用いる。この調整は、衝突面２２の面法
線Ｎに対する電子ビームＥＳの角度αが変化し、また焦
点ＢＦが衝突面２２上で移動するように行われる。この
ことは簡単には次のようにして達成される。すなわち、
白熱カソード５と回転アノード７とが、電子ビームＥＳ
と面法線Ｎを含む平面内で相対的相互に調整できるよう
にして達成される。このために圧電変換器２６、２７は
これに印加される電圧が変化する際に実質的に面法線Ｎ
の方向で長さ変化するように構成される。
材２４の壁部分の内側と、ウェーネルト電極４を白熱カ
ソード５と共に収容するセラミック管２５との間には、
２つの圧電変換器２６、２７が設けられている。この圧
電変換器は実質的にピエゾ結晶である。圧電変換器２
６、２７は、カソード装置３とケーシング突起２との機
械的結合に用いる。また、この圧電変換器は調整のため
に、白熱カソード５と回転アノード７とを相対的相互に
調整するために用いる。この調整は、衝突面２２の面法
線Ｎに対する電子ビームＥＳの角度αが変化し、また焦
点ＢＦが衝突面２２上で移動するように行われる。この
ことは簡単には次のようにして達成される。すなわち、
白熱カソード５と回転アノード７とが、電子ビームＥＳ
と面法線Ｎを含む平面内で相対的相互に調整できるよう
にして達成される。このために圧電変換器２６、２７は
これに印加される電圧が変化する際に実質的に面法線Ｎ
の方向で長さ変化するように構成される。
【００２７】圧電変換器２６、２７は図２によれば、操
作ユニット８に接続されている。ｘで示された回転ヘッ
ド２９ａまたはαで示された回転ヘッド２９ｂが操作さ
れるかに応じて、圧電変換器２６と２７が同方向または
反対方向に制御される。同方向に制御される場合は、電
子ビームＥＳが面法線Ｎの方向に一方または他方の方向
で平行移動される。反対方向に制御される場合は、電子
ビームＥＳの角度αが面法線Ｎに対して一方または他方
に変化する。
作ユニット８に接続されている。ｘで示された回転ヘッ
ド２９ａまたはαで示された回転ヘッド２９ｂが操作さ
れるかに応じて、圧電変換器２６と２７が同方向または
反対方向に制御される。同方向に制御される場合は、電
子ビームＥＳが面法線Ｎの方向に一方または他方の方向
で平行移動される。反対方向に制御される場合は、電子
ビームＥＳの角度αが面法線Ｎに対して一方または他方
に変化する。
【００２８】圧電変換器２６、２７はまた調整ユニット
を形成する。この調整ユニットにより、圧電変換器２６
と２７の調整限界内でカソード装置３と回転アノード７
の配向を相対的相互に、焦点ＢＦがそれぞれ所望の位置
を取るように調整することができる。
を形成する。この調整ユニットにより、圧電変換器２６
と２７の調整限界内でカソード装置３と回転アノード７
の配向を相対的相互に、焦点ＢＦがそれぞれ所望の位置
を取るように調整することができる。
【００２９】この調整の可能性は、面法線Ｎと電子ビー
ムＥＳとの間の角度が非常に大きく、例えば８０゜であ
るときに非常に重要である。というのは、このような場
合にはわずかな調整誤差でさえ次のことを引き起こす危
険性があるからである。すなわち、電子ビームＥＳが、
Ｘ線管の動作中に発生する熱に起因する回転アノード７
の軸方向移動と、白熱カソード５を含むカソード装置３
の熱に起因する傾斜および／または移動によって、衝突
面２２を外すという危険性があるのである。
ムＥＳとの間の角度が非常に大きく、例えば８０゜であ
るときに非常に重要である。というのは、このような場
合にはわずかな調整誤差でさえ次のことを引き起こす危
険性があるからである。すなわち、電子ビームＥＳが、
Ｘ線管の動作中に発生する熱に起因する回転アノード７
の軸方向移動と、白熱カソード５を含むカソード装置３
の熱に起因する傾斜および／または移動によって、衝突
面２２を外すという危険性があるのである。
【００３０】圧電変換器２６と２７は真空のＸ線管にお
いても操作ユニット２８によって操作することができる
から、熱に起因する回転アノード７の軸方向移動の場合
でも、白熱カソード５を含むカソード装置３の熱に起因
する傾斜および／または移動の場合でも、圧電変換器２
６と２７の相応の操作によって補正することができる。
Ｘ線管の取り付けはまた簡単に行うことができる。なぜ
なら電子ビームが回転アノード７の衝突面２２に正常に
衝突することを保証するための特別な調整が必要ないか
らである。
いても操作ユニット２８によって操作することができる
から、熱に起因する回転アノード７の軸方向移動の場合
でも、白熱カソード５を含むカソード装置３の熱に起因
する傾斜および／または移動の場合でも、圧電変換器２
６と２７の相応の操作によって補正することができる。
Ｘ線管の取り付けはまた簡単に行うことができる。なぜ
なら電子ビームが回転アノード７の衝突面２２に正常に
衝突することを保証するための特別な調整が必要ないか
らである。
【００３１】前記の実施例の場合は、コストを低減する
ために圧電変換器２６、２７が設けられている。しかし
他の電気的調整素子、機械的調整素子、または電気機械
的調整素子を設けることもできる。
ために圧電変換器２６、２７が設けられている。しかし
他の電気的調整素子、機械的調整素子、または電気機械
的調整素子を設けることもできる。
【００３２】前記の実施例の場合は、圧電変換器２６と
２７により形成された調整ユニットがカソード装置３に
配属されている。これは、圧電変換器の質量と重量が小
さいためである。すなわち、カソード装置３と回転アノ
ード７との間で所望の相対運動を得るために、カソード
装置３だけが調整される。しかし基本的には、調整ユニ
ットを回転アノード７に配属し、これにより所望の相対
運動を回転アノード７の調整だけによって得ることもで
きる。さらに、カソード装置３と回転アノード７とに調
整ユニットを配属して、所望の相対運動をカソード装置
３と回転アノード７の調整によって得ることもできる。
前記の実施例の場合、調整ユニットは複数の調整素子を
有する。すなわち、２つの圧電変換器２６と２７を有す
る。しかし場合によっては調整ユニットが１つの調整素
子しか有していなくても十分である。
２７により形成された調整ユニットがカソード装置３に
配属されている。これは、圧電変換器の質量と重量が小
さいためである。すなわち、カソード装置３と回転アノ
ード７との間で所望の相対運動を得るために、カソード
装置３だけが調整される。しかし基本的には、調整ユニ
ットを回転アノード７に配属し、これにより所望の相対
運動を回転アノード７の調整だけによって得ることもで
きる。さらに、カソード装置３と回転アノード７とに調
整ユニットを配属して、所望の相対運動をカソード装置
３と回転アノード７の調整によって得ることもできる。
前記の実施例の場合、調整ユニットは複数の調整素子を
有する。すなわち、２つの圧電変換器２６と２７を有す
る。しかし場合によっては調整ユニットが１つの調整素
子しか有していなくても十分である。
【００３３】焼結体としての白熱カソード５の前記の構
成に対する択一的実施例として、白熱カソード５を基体
と、電子放出のために設けられた面の領域で基体に取り
付けられた被覆部とから構成することもできる。この場
合被覆部は、基体の材料と比較して小さな電子放出動作
をする材料からなる。基体に対する材料として、例えば
タングステンまたはモリブデンが、被覆部に対する材料
としてLanthanhexaborid（ＬａＢ６）が考えられる。
成に対する択一的実施例として、白熱カソード５を基体
と、電子放出のために設けられた面の領域で基体に取り
付けられた被覆部とから構成することもできる。この場
合被覆部は、基体の材料と比較して小さな電子放出動作
をする材料からなる。基体に対する材料として、例えば
タングステンまたはモリブデンが、被覆部に対する材料
としてLanthanhexaborid（ＬａＢ６）が考えられる。
【００３４】さらに、白熱カソード５を基体と被覆部と
から構成し、この被覆部が電子放出のために設けられた
面領域の外でも基体を覆い、かつ被覆部が基体の材料と
比較して高い電子出射動作をするような材料からなるよ
うにすることもできる。基体に対する材料としては、例
えばＬａＢ６が、被覆部に対する材料としてはタングス
テンまたはモリブデンが適する。
から構成し、この被覆部が電子放出のために設けられた
面領域の外でも基体を覆い、かつ被覆部が基体の材料と
比較して高い電子出射動作をするような材料からなるよ
うにすることもできる。基体に対する材料としては、例
えばＬａＢ６が、被覆部に対する材料としてはタングス
テンまたはモリブデンが適する。
【００３５】イオン衝撃に対して強い電子エミッタが設
けられているれば、ホール絞り２０の代わりに、アノー
ド電位にある他の電極を設けることもできる。この電極
によっても、電子ビームＥＳが実際に円形横断面を以て
衝突面２２に衝突することが保証される。
けられているれば、ホール絞り２０の代わりに、アノー
ド電位にある他の電極を設けることもできる。この電極
によっても、電子ビームＥＳが実際に円形横断面を以て
衝突面２２に衝突することが保証される。
【００３６】前記の実施例では、回転アノードＸ線管が
取り扱われた。しかし本発明は固定アノードを有するＸ
線管にも適用することができる。
取り扱われた。しかし本発明は固定アノードを有するＸ
線管にも適用することができる。
【００３７】前記の実施例では、電子エミッタが直接加
熱される白熱カソードによって形成される。しかし直接
加熱される白熱カソードの代わりに、他の電子エミッ
タ、例えば間接加熱されるカソードまたは例えばPierce
による電子銃を使用することもできる。電子エミッタと
して直接加熱される白熱カソードを使用する場合、この
カソードをかならずしも前記の実施例のように面状エミ
ッタとして構成する必要はない。例えば凹面状に湾曲し
た電子エミッタを使用することもできる。
熱される白熱カソードによって形成される。しかし直接
加熱される白熱カソードの代わりに、他の電子エミッ
タ、例えば間接加熱されるカソードまたは例えばPierce
による電子銃を使用することもできる。電子エミッタと
して直接加熱される白熱カソードを使用する場合、この
カソードをかならずしも前記の実施例のように面状エミ
ッタとして構成する必要はない。例えば凹面状に湾曲し
た電子エミッタを使用することもできる。
【図１】本発明のＸ線管の概略を示す縦断面図である。
【図２】図１のＸ線管の一部拡大縦断面図である。
【図３】図１および図２のＸ線管の焦点の拡大斜視図で
ある。
ある。
【図４】図３のラインＩＶ−ＩＶの断面図である。
１ 真空ケーシング ２ ケーシング突起 ３ カソード装置 ４ ウェーネルト電極 ５ 白熱カソード ６ セラミック板 ７ 回転アノード ８ シャフト ９ 回転子 １０ アノード皿 １１ 軸 １２ 固定子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マティアス ヘルニヒ ドイツ連邦共和国 エアランゲン ライプ ツィガー シュトラーセ 74
Claims (7)
- 【請求項１】 アノード（１０）と電子エミッタ（５）
とを有するＸ線管であって、 該電子エミッタから電子ビーム（ＥＳ）が出射し、 かつ前記電子エミッタは少なくともエミッタを放出する
面領域では電子放出材料から構成されており、 該電子放出材料は、タングステンよりも小さな電子出射
動作をし、電子エミッタ（５）とアノード（１０）との
間に配置されたホール絞り（２０）を有し、 該ホール絞りはアノードと同じ電位にあり、 前記電子ビーム（ＥＳ）は前記ホール絞りを通過し、焦
点（ＢＦ）でアノード（１０）の衝突面（２２）に衝突
し、該焦点から有効Ｘ線ビーム束が出射する、ことを特
徴とする、低温エミッタを有するＸ線管。 - 【請求項２】 電子ビームは、衝突面（２２）の面法線
（Ｎ）に対して４５゜よりも大きな角度αで焦点（Ｂ
Ｆ）で衝突する、請求項１記載のＸ線管。 - 【請求項３】 電子ビーム（ＥＳ）は少なくとも実質的
に円形の横断面を有している、請求項１または２記載の
Ｘ線管。 - 【請求項４】電子エミッタ（５）は電子を放出する材料
として、Lanthnoxiｄのドープされたタングステンまた
はモリブデンまたはトーライト・タングステンを有す
る、請求項１から３までのいずれか１項記載のＸ線管。 - 【請求項５】 電子エミッタは電子を放出する材料とし
て、レニウムないし第ＶＩＩＩ類金属、周期表の縦列の
合金および、バリウム類元素、カルシウム、ランタン、
イットリウム、ガドリウム、Ｃｅｒ、トリウム、ウラン
を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載のＸ線
管。 - 【請求項６】 電子エミッタは電子を放出する材料とし
て、イリジウム／Ｃｅｒ（Ｉｒ／Ｃｅ）、イリジウム／
ランタン（Ｉｒ／Ｌａ）またはイリジウム／白金（Ｉｒ
／Ｐｔ）系を含む、請求項５記載のＸ線管。 - 【請求項７】 電子エミッタは電子を放出する材料とし
てLanthanhexaborid（ＬａＢ６）を含む、請求項５記載
のＸ線管。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19513290.4 | 1995-04-07 | ||
| DE19513290A DE19513290C1 (de) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | Röntgenröhre mit einem Niedrigtemperatur-Emitter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08287854A true JPH08287854A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=7759195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8085536A Withdrawn JPH08287854A (ja) | 1995-04-07 | 1996-04-08 | 低温エミッタを有するｘ線管 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5703924A (ja) |
| JP (1) | JPH08287854A (ja) |
| CN (1) | CN1138742A (ja) |
| DE (1) | DE19513290C1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005203358A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-07-28 | General Electric Co <Ge> | Ｘ線ビームの発生方法及び装置 |
| WO2017073523A1 (ja) * | 2015-10-28 | 2017-05-04 | 東芝電子管デバイス株式会社 | 回転陽極型ｘ線管 |
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| GB9620160D0 (en) * | 1996-09-27 | 1996-11-13 | Bede Scient Instr Ltd | X-ray generator |
| US6115453A (en) * | 1997-08-20 | 2000-09-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Direct-Heated flats emitter for emitting an electron beam |
| US5802140A (en) | 1997-08-29 | 1998-09-01 | Varian Associates, Inc. | X-ray generating apparatus with integral housing |
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| US6361208B1 (en) | 1999-11-26 | 2002-03-26 | Varian Medical Systems | Mammography x-ray tube having an integral housing assembly |
| JP3699666B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2005-09-28 | 株式会社リガク | Ｘ線管の熱陰極 |
| JP2009538500A (ja) * | 2006-05-22 | 2009-11-05 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電子ビームが回転性陽極運動と同時に処理されるｘ線管 |
| DE102006024437B4 (de) * | 2006-05-24 | 2012-08-09 | Siemens Ag | Röntgenstrahler |
| EP2285286A2 (en) * | 2008-05-09 | 2011-02-23 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | X-Ray Examination System with Integrated Actuator Means for Performing Translational and/or Rotational Disuplacement Movements of at Least One X-Radiation Emitting Anode's Focal Spot Relative to a Stationary Reference Position and Means for Compensating Resulting Parallel and/or Angular Shifts of the Emitted X-Ray Beams |
| DE102008026633A1 (de) * | 2008-06-04 | 2009-12-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenröhre |
| CN102224560B (zh) * | 2008-11-26 | 2015-08-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于x射线管的辅助格栅电极 |
| EP2478547A1 (en) * | 2009-09-15 | 2012-07-25 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Distributed x-ray source and x-ray imaging system comprising the same |
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| US8938050B2 (en) | 2010-04-14 | 2015-01-20 | General Electric Company | Low bias mA modulation for X-ray tubes |
| JP5614854B2 (ja) * | 2012-03-27 | 2014-10-29 | 株式会社リガク | 電子銃、ｘ線発生装置及びｘ線測定装置 |
| RU2505882C1 (ru) * | 2012-11-08 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Состав материала для изготовления электродов генераторов низкотемпературной плазмы |
| DE102012223569B4 (de) | 2012-12-18 | 2014-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenröhre |
| CN103337442B (zh) * | 2013-04-27 | 2016-06-08 | 中国人民解放军北京军区总医院 | 基于LaB6纳米材料热发射的X射线管及移动CT扫描仪 |
| CN103340641B (zh) * | 2013-04-27 | 2016-06-08 | 中国人民解放军北京军区总医院 | Ct扫描仪脉冲成像系统及其脉冲成像方法 |
| CN106206223B (zh) * | 2013-10-29 | 2019-06-14 | 万睿视影像有限公司 | 发射特点可调节以及磁性操控和聚焦的具有平面发射器的x射线管 |
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| US9748070B1 (en) | 2014-09-17 | 2017-08-29 | Bruker Jv Israel Ltd. | X-ray tube anode |
| JP2019501493A (ja) * | 2015-12-03 | 2019-01-17 | ヴァレックス イメージング コーポレイション | Ｘ線アセンブリ |
| EP3518266A1 (de) | 2018-01-30 | 2019-07-31 | Siemens Healthcare GmbH | Thermionische emissionsvorrichtung |
| US11302508B2 (en) | 2018-11-08 | 2022-04-12 | Bruker Technologies Ltd. | X-ray tube |
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| US5077774A (en) * | 1989-07-12 | 1991-12-31 | Adelphi Technology Inc. | X-ray lithography source |
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1995
- 1995-04-07 DE DE19513290A patent/DE19513290C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-04 US US08/627,999 patent/US5703924A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-04-05 CN CN96104604A patent/CN1138742A/zh active Pending
- 1996-04-08 JP JP8085536A patent/JPH08287854A/ja not_active Withdrawn
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| CN1138742A (zh) | 1996-12-25 |
| US5703924A (en) | 1997-12-30 |
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