JPS61128451A - X ray tube device - Google Patents

X ray tube device

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JPS61128451A
JPS61128451A JP59248619A JP24861984A JPS61128451A JP S61128451 A JPS61128451 A JP S61128451A JP 59248619 A JP59248619 A JP 59248619A JP 24861984 A JP24861984 A JP 24861984A JP S61128451 A JPS61128451 A JP S61128451A
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Japan
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filament
ray tube
electron beam
tube device
emitting part
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JP59248619A
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Katsuhiro Ono
勝弘 小野
Tatsuya Sakuma
佐久間 立也
Hiroshi Takahashi
宏 高橋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00X-ray tubes
    • H01J35/02Details
    • H01J35/04Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H01J35/06Cathodes
    • H01J35/064Details of the emitter, e.g. material or structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J35/06Cathodes
    • H01J35/066Details of electron optical components, e.g. cathode cups

Abstract

PURPOSE:To restrain the variation of the form of focus, by forming a flat plate filament so as to fold both ends of it from a flat electron emitting part toward the opposite direction of an anode target in U-shape, and connecting these both ends of the filament to a pair of supporting poles. CONSTITUTION:A revolving anode type X ray tube is formed as arranging a cathode structural body 300 in opposition to an anode target 33, in a vacuum enclosing receptacle. Here, a flat plate filament 301 is formed of a flat electron emitting part 301a, the legs which are shaped so as to fold both ends of this flat electron emitting part 301a at right angles, and folded parts 301b which are shaped so as to fold these legs in U-shape. Said folded parts 301b are welded to supporting poles 302, a ratio of the distance L1 from the flat electron emitting part 301a to the lower ends of the U-shaped folded parts 301b, to the distance L2 from the points of contact with the supporting poles 302 to the lower ends of the folded parts 301b, is set 0.5-1.5, and this unit is combined with an electron beam shaping electrode 303. Accordingly, a microfocus can be got as the relative position of the electron emitting part 301a to a beam restriction orifice 304 or a focusing groove 305 is not varied.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、X線管装置に係わり、とくにフィラメントを
改良して焦点形状の経時的変化を抑制するとともに、微
小焦点を実現しうるX線管装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an X-ray tube device, and in particular to an X-ray tube that improves the filament to suppress changes in the shape of a focal point over time and that can realize a minute focal point. Regarding equipment.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

一般にX線管装置は例えばX線診断として医療用≦二利
用されているが、胃の検診などの場合には従来第16図
に示すようなX線管が用いられている。
In general, X-ray tube devices are used for medical purposes, for example, for X-ray diagnosis, and in cases such as gastric examination, an X-ray tube as shown in FIG. 16 has been conventionally used.

このX線管はいわゆる回転陽極形で、真空外囲器01)
内(;陰極構体器と傘形陽極ターゲット(至)が管軸か
ら偏心して相対向配設されている。そして陽極ターゲッ
ト(至)は、ステータ(至)により電磁誘導で回転駆動
されるロータ(至)により回転するようになっている。
This X-ray tube is of the so-called rotating anode type, and has a vacuum envelope 01).
The cathode structure and the umbrella-shaped anode target are arranged opposite to each other, eccentric from the tube axis. (to) rotates.

従来一般のX線管の陰極構体器は第17図に示すように
構成され、集束電極(102)の集束溝(106)内に
陰極フイラメン) (101)が配設されている。
The cathode assembly of a conventional general X-ray tube is constructed as shown in FIG. 17, in which a cathode filament (101) is disposed within a focusing groove (106) of a focusing electrode (102).

この陰極フイラメン) (101)は熱電子を放出する
ためタングステンコイルからなり、熱電子を集束電極(
102) cより集束させる。このためフイラメン) 
(101)と集束電極(102)は同電位とされる。
This cathode filament (101) is made of a tungsten coil to emit thermionic electrons, and the focusing electrode (101) emits thermionic electrons.
102) Focus from c. For this reason, filamen)
(101) and the focusing electrode (102) are at the same potential.

尚、図中、点線(108)は集束電極(102)の近傍
の等電位曲線を表わし、符号(104)は陰極フイラメ
ン) (101)のほぼ中央部から放出された電子の軌
跡を表わし、  (105)は陰極フィラメント(10
1)の側面に近い所から放出された電子の軌跡を表わし
ている。
In the figure, the dotted line (108) represents the equipotential curve near the focusing electrode (102), and the symbol (104) represents the trajectory of electrons emitted from approximately the center of the cathode filament (101). 105) is the cathode filament (10
1) represents the trajectory of electrons emitted from a location close to the side.

ところで上記従来の陰極構体器においては、陰極フィラ
メントをほぼ温度制限領域で使用するため、陰極フイラ
メン) (101)の近傍の電界を強くする目的でこの
フィラメントの一部を集束電極(102)の中に突出さ
せている。このため陰極フイラメン) (101)の近
傍の等電位面は、点線(108)で示すように陰極フイ
ラメン) (101)の中央でふくらんだ形となり、陰
極フィラメント(101)の略側壁から放出された電子
(105)は側方に面うこととなる。この電子(105
)と、陰極フィラメント(101)の略中央部から放出
されて前方に面う電子(104)とを同一方向に集束さ
せることができなく、図示したようにこれらの軌跡は軸
上で交差する。
By the way, in the above-mentioned conventional cathode assembly, since the cathode filament is used almost in a temperature-limited region, a part of this filament is inserted into the focusing electrode (102) in order to strengthen the electric field near the cathode filament (101). It stands out. Therefore, the equipotential surface near the cathode filament (101) becomes bulged at the center of the cathode filament (101), as shown by the dotted line (108), and the energy is emitted from approximately the side wall of the cathode filament (101). The electrons (105) will face to the side. This electron (105
) and the electrons (104) emitted from approximately the center of the cathode filament (101) and facing forward cannot be focused in the same direction, and their trajectories intersect on the axis as shown.

従って、およそ全ての電子をある程度集束させた位置で
は、図示したように双峰性の電子強度分布(107)を
示す。
Therefore, at a position where approximately all the electrons are focused to some extent, a bimodal electron intensity distribution (107) is shown as shown.

ところが上記のように、陰極フイラメン) (101)
から放出された電子を集束電極(102) l二よって
十分小さく集束できないので、陽極ターゲット(ハ)の
位置で小さな焦点を得るためには、小さな陰極を用いる
必要がある。従って、陰極温度を高めないと十分な高密
度の電子を得ることができず、陰極フィラメントの信頼
性に問題があった。
However, as mentioned above, the cathode filament) (101)
Since the electrons emitted from the focusing electrode (102) cannot be focused sufficiently small by the focusing electrode (102), it is necessary to use a small cathode in order to obtain a small focus at the position of the anode target (c). Therefore, unless the cathode temperature is raised, sufficient high-density electrons cannot be obtained, which poses a problem in the reliability of the cathode filament.

又、陽極ターゲットの位置での電子の進行方向が揃わな
いため、微小焦点が得られず、また電子分布C:シャー
プさがなく、所望した電子分布を得ることができない。
Furthermore, since the traveling directions of the electrons at the position of the anode target are not aligned, a minute focus cannot be obtained, and electron distribution C: lacks sharpness, making it impossible to obtain a desired electron distribution.

このため(;十分な高解像度を得ることと、陽極ターゲ
ット上での電子入射による温度上昇の最高値を低下させ
て入射電子量を増大させることとを両立させることがで
きない。これらは、陽極ターゲットから発生するX線に
よって投影画像を作る場合に、解像度の増大とフォトレ
ノイズの減少の防害となり、十分l:鮮明な画像を得る
ことができない。
For this reason, it is not possible to simultaneously obtain a sufficiently high resolution and increase the amount of incident electrons by reducing the maximum temperature rise due to electron incidence on the anode target. When creating a projection image using X-rays generated from the rays, it is necessary to increase the resolution and reduce photorenoise.

この欠点を除去する方法としては、平板状の陰極フィラ
メントを使用することが考えられる。
One way to eliminate this drawback is to use a flat cathode filament.

この例として特開昭55−68056号公報に開示され
る提案がある。
As an example of this, there is a proposal disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-68056.

このような帯状平板からなる陰極フィラメントを有する
第18図の従来例について述べる。同図中の符号(20
1)は帯状平板からなりロ状に形成された陰極フィラメ
ントで、フィラメント支柱(図示せず)(=取付けられ
ており、通電により直熱され熱電子を放出するっ符号(
202)は集束溝の深さく6)が浅い集束電極であり、
陰極フィラメント(201)から出てきた電子を集束す
る。符号(208)は集束電極(202)の近傍の等電
位曲線である。(208)で示す陽極ターゲットは陰極
フィラメン) (201)及び集束電極(202)に対
して正の高電位に保たれ、その位置は集束電極(202
)の電子レンズの焦点距離(f)と等しくしである。
A conventional example shown in FIG. 18 having a cathode filament made of such a strip-like flat plate will be described. The code (20
1) is a cathode filament made of a strip-shaped flat plate and formed in a rectangular shape. It is attached to a filament support (not shown), and is directly heated by electricity and emits thermoelectrons.
202) is a focusing electrode in which the depth of the focusing groove is shallow and 6) is shallow;
The electrons coming out of the cathode filament (201) are focused. The symbol (208) is the equipotential curve in the vicinity of the focusing electrode (202). The anode target indicated by (208) is kept at a high positive potential with respect to the cathode filament (201) and the focusing electrode (202);
) is equal to the focal length (f) of the electron lens.

ところがこの従来例では、以下に述べる欠点を有してい
る。その第1は、電子の集束に限界があることである。
However, this conventional example has the following drawbacks. The first is that there is a limit to the focusing of electrons.

即ち、陽極ターゲラ) (208)上の電子ビームの広
がりの幅Wは、 w=zr−VLフて ・・・・・・・・・(1)で与え
られることが知られている。ここで、voは電子の初速
エネルギー(eV)でV、は陽極電位である。ところが
実際t:使用される値を考えると、f =15 ”” 
% Vo =O−2e V % Va −80k e 
Vを上式(1)に代入すると、w=o、oamとなり、
十分な微小焦点が得られない。
That is, it is known that the spread width W of the electron beam on the anode (208) is given by w=zr-VL (1). Here, vo is the initial velocity energy (eV) of electrons, and V is the anode potential. However, considering the actual value of t: f = 15 ””
% Vo = O-2e V % Va -80ke
Substituting V into the above equation (1), w=o, oam,
Sufficient microfocus cannot be obtained.

欠点の第2は、陰極フィラメントの側面から出た電子が
中央から出た電子とその軌道が大きく異なり、陽極ター
ゲット上の電子分布は副焦点を持つことになる。
The second drawback is that the electrons emitted from the sides of the cathode filament have very different trajectories from the electrons emitted from the center, and the electron distribution on the anode target has a subfocus.

又、集束電極をフィラメントと同電位とした上で、より
一層集束効果を持たせるた11りに集束電極の深さく口
)を大きくして(f)を小さくする場合には、陰極フィ
ラメントの近傍の電界が弱くなり、空間電荷制限状態と
なって陽極電位によって電流値が変化する。又、陽極電
圧V、が80kv@度では、電流値が10mA以上とれ
ない場合がある。
In addition, when the focusing electrode is made to have the same potential as the filament and the depth of the focusing electrode is increased (f) to make (f) smaller, in order to have an even greater focusing effect, it is necessary to The electric field becomes weaker, the space charge becomes limited, and the current value changes depending on the anode potential. Further, when the anode voltage V is 80 kV@degree, the current value may not be greater than 10 mA.

なお、集束電極又は少し前方に浅い集束溝をもつ電極を
置きこれに陰極フィラメントに対して正のバイアス電圧
を印加する例もあるが、この場合には、陰極フィラメン
トの長手方向(第18図と直−角の方向)における電子
ビームの集束性が悪くなることが考えられる。もつとも
、前記公開公報に示される技術は焦点形状の相似的変化
を得る目的での実現方策は何ら示されていない。
In some cases, a positive bias voltage is applied to the cathode filament by placing a focusing electrode or an electrode with a shallow focusing groove slightly in front of it, but in this case, it is necessary to It is conceivable that the convergence of the electron beam in the perpendicular direction) becomes poor. However, the technique disclosed in the above-mentioned publication does not disclose any measures for achieving a similar change in focal point shape.

ところで、第19図に示すように薄肉平板のフィラメン
トを口状に折曲げて両端を一対のフィラメント支持柱(
215)、 (215)に固定する構造では、X線管装
置の動作中のフィラメント熱膨張により、一点鎖線(2
01a)に示すように中央部すなわち電子放射部が湾曲
するととも!二上方に大きくずれてしまう。また両脚部
も外方に変形する。とクシ;電子放射部の位置がフィラ
メント温度の変化にともなって変化すると、ビーム整形
電極すなわち集束電極の集束溝との相対位置関係が変化
し、ターゲット上の焦点形状が変化してしまう。このこ
とはまた焦点形状のみならず焦点@(ホ)の大きな変化
としてあられれるので、微小焦点の実現の妨げとなる。
By the way, as shown in Fig. 19, a thin flat plate of filament is bent into a mouth shape, and both ends are connected to a pair of filament support columns (
215), (215), due to thermal expansion of the filament during operation of the X-ray tube device, the
As shown in 01a), the central part, that is, the electron emitting part is curved! It shifts significantly upwards. Both legs also deform outward. When the position of the electron emitting section changes with changes in filament temperature, the relative positional relationship with the focusing groove of the beam shaping electrode, that is, the focusing electrode changes, and the shape of the focal point on the target changes. This also appears as a large change in not only the shape of the focal point but also the focal point, which hinders the realization of a fine focal point.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、フィラ
メントの形状を改良することにより電子放射部のと電子
ビーム整形電極との位置関係が経時的および電子放射部
の温度変化C:対してほとんど変化せず、ターゲット上
でのビーム焦点形状の変化を抑制しえ、したがってまた
微小焦点を実現しうるX線管装置を提供するものである
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by improving the shape of the filament, the positional relationship between the electron emitting part and the electron beam shaping electrode can be adjusted over time and with respect to the temperature change C of the electron emitting part. An object of the present invention is to provide an X-ray tube device that can suppress changes in the shape of a beam focus on a target with almost no change, and can therefore realize a fine focus.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、集束溝を備える電子ビーム整形電極のビーム
制限孔ζ二対応し近接して配設される平板状フィラメン
トの形状として、ビーム制限孔に対向する平坦な電子放
射部からその両側が陽極ターゲットに対して反対方向に
折曲げられたうえほぼU字状に折返され、さらに両端部
が垂直≦:横力向:;折曲げられて一対のフィラメント
支持柱に接合されてなることを特徴とするX線管装置で
あるつそして好ましくはフィラメントの平坦な電子放射
部からU字状折返し下端部までの軸方向寸法(Ll)に
対するこのU字状折返し部下端部からフィラメント支持
柱(;接合された位置までの軸方向寸法(L2)の比(
L2/Ll)が、0.5以上、1.5以下の範囲(;設
定されてなるものである。
The present invention has a shape of a flat filament disposed adjacent to and corresponding to the beam limiting hole ζ of an electron beam shaping electrode having a focusing groove. It is characterized by being bent in the opposite direction to the target and then folded back into a substantially U-shape, with both ends being bent perpendicularly≦:lateral force direction:; and joined to a pair of filament support columns. The X-ray tube apparatus is an X-ray tube apparatus, and preferably includes a filament supporting column (; The ratio of the axial dimension (L2) up to the position (
L2/Ll) is set in a range of 0.5 or more and 1.5 or less.

これによってX線管装置の動作中においてフィラメント
温度の変化があってもその電子放射部とビーム整形電極
のビーム制限孔および集束溝との相対位置関係がほとん
ど変化せず、陽極ターゲット上での焦点形状の変化が抑
制される。したがってまた微小焦点を形成するのにきわ
めて有利である。
As a result, even if the filament temperature changes during operation of the X-ray tube device, the relative positional relationship between the electron emitting section and the beam limiting hole and focusing groove of the beam shaping electrode hardly changes, and the focus on the anode target remains unchanged. Changes in shape are suppressed. Therefore, it is also extremely advantageous for forming a minute focus.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお同一部分は同一符号であられす。Identical parts are designated by the same reference numerals.

この発明を例えば乳房撮影用として陽極電圧80kT/
、最大陽極電流29mA%X線焦点が50μm乃至11
1111の範囲を変えられるX線管に適用した場合を例
に示す。これは第1図乃至第7図に示すように構成され
、X線管の図示しない真空外囲器内に陽極ターゲット(
至)及びこれ::対向して陰極構体燻囮が設けられてい
るうこの陽極構体は、直熱凰隘極フィラメント(101
)が一対のフィラメント支持柱(802)、 (802
) を二重性けられている。この場合、陰極フイラメン
) (301)は帯状平板、例えば幅(D、)が全体に
わたって均等で約21111を有し1厚さがo、o a
m b度のタングステン薄板からなり、中央部が電子放
射部(301a)となるように平坦に形成され、その両
側は直角に折曲げられて脚部となり、さらにU字状に折
曲げられて折返し部(aotb)が形成され、各端部は
外方へ直角に延長され、上記電子放射部(101a)に
近い高さのところでフィラメント支持柱(802)、 
(802) l二溶接され電気的に接続されている。
For example, this invention can be used for mammography with an anode voltage of 80 kT/
, maximum anode current 29mA% X-ray focus is 50μm to 11
An example of application to an X-ray tube in which the range of 1111 can be changed will be shown. This is constructed as shown in Figs. 1 to 7, and an anode target (
) and this: : The anode structure of the cathode structure, which is provided with a cathode structure smoke decoy opposite to it, is made of a directly heated phoenix pole filament (101
) is a pair of filament support columns (802), (802
) is double-sided. In this case, the cathode filament (301) is a strip-like flat plate, for example, the width (D, ) is uniform throughout and about 21111, and the thickness is o, o a
It is made of a thin tungsten plate with a degree of m b, and is formed flat so that the central part becomes the electron emitting part (301a), and both sides are bent at right angles to form the legs, which are further bent into a U-shape to form the folded parts. a filament support column (802), each end extending outwardly at right angles, at a height close to the electron emitting section (101a);
(802) Two welded and electrically connected.

なおフイラメン) (801)の材料は純タングステン
のほか、ランタンモリブデンのような高融点合金材を使
用することもできる。
In addition to pure tungsten, a high melting point alloy material such as lanthanum molybdenum can also be used as the material for the filament (801).

このような陰極フイラメン) (801)を取囲むよう
に、円形カップ状の電子ビーム整形電極(801)が配
設され、この電子ビーム整形電極(808)に上記フィ
ラメント支持柱(802)、 (802)が絶縁性支持
柱(図示せず)を介して固定されている。電子ビーム整
形電極(801)−二は、上記陰極フィラメント(80
1)の電子放射部(8ota)に対向して、電子ビーム
制限孔(804)が形成されている。この電子ビーム制
限孔(804)は、上記電子放射部(10,la)の面
積より小さい面積の例えば長方形(ニして、電子放射部
(801a)の約0.71al(寸法dt)前方に位置
しており、電子放射部(801a准の開口面は電子放射
部(101a)と実質的に平行となっている。このよう
な電子ビーム制限孔(fl104) l二連続してその
前方に集束溝(305)が電子ビーム整形電極に穿設さ
れている。この集束溝(805)は電子ビーム制限孔(
304)より径大な例えば長方形にして、電子ビーム制
限孔(804)、電子放射部(801a)と共に同軸的
C:形成され、深さくd、)が十分深い寸法に形成され
ている。そして集束溝(105)の底面は制限孔(80
4) l二かけてテーパ状に形成されている。このテー
パ而の中心軸(C)方向に沿う寸法は深さd、に対して
数分の1以下のわずかな寸法となるように形成されてい
る。
A circular cup-shaped electron beam shaping electrode (801) is arranged so as to surround such a cathode filament (801), and the filament support columns (802), (802) are connected to this electron beam shaping electrode (808). ) are fixed via insulating support columns (not shown). The electron beam shaping electrode (801)-2 is connected to the cathode filament (80
An electron beam limiting hole (804) is formed opposite to the electron emitting part (8ota) of 1). This electron beam limiting hole (804) is located in front of the electron emitting part (801a) by approximately 0.71 al (dimension dt), for example, in a rectangular shape having an area smaller than the area of the electron emitting part (10, la). The aperture surface of the electron emitting part (801a) is substantially parallel to the electron emitting part (101a).Two such electron beam limiting holes (fl104) are successively provided with a focusing groove in front of them. (305) is bored in the electron beam shaping electrode.This focusing groove (805) is the electron beam limiting hole (
304) A larger diameter, for example, a rectangle, is formed coaxially with the electron beam limiting hole (804) and the electron emitting part (801a), and the depth d is formed to be sufficiently deep. The bottom of the focusing groove (105) has a restriction hole (80).
4) It is formed in a tapered shape over l2. The dimension along the central axis (C) direction of this taper is formed to be a small dimension, less than a fraction of the depth d.

いる。There is.

さて、X線管の使用中においては、脚部がU字状に折返
された陰極フイラメン) (801)は、支持柱に溶接
された端部寄りは比較的低温となるが電子放射部(80
1a)とこれ1:近いU字状部は略同等の温度に上昇し
電子放出可能となる。そこで、フィラメントのうち電子
放射部(801a)以外の部分から出ようとする熱電子
が正電位が印加される電子ビーム、尚形電極(308)
の内壁面に流入することおよびフィラメントからの熱輻
射を防止するため、図示のように両者間1ニシールド部
材(816)が介在されている。このシールド部材(3
16)は、フィラメントのU字状部および一対のフィラ
メント支持柱(802)をとり囲こむ略有底円節状(;
構成され、フィラメントの電子放射部(801a)が突
出する部分(=矩形孔(820)が形成されてなる。そ
してこの矩形孔(820)の周壁にフィラメント脚部を
とりまく角筒部(917)が固定されている。またフィ
ラメントの平坦な電子放射部(801m)のすぐ下にこ
のフィラメント平坦部の裏面からの電子放出を抑制する
とともに熱反射作用を呈する補助シールド板(818)
が矩形孔に橋渡しされた形でとりつけられている。
Now, when an X-ray tube is in use, the cathode filament (801) whose legs are folded back into a U-shape is relatively cold near the end where it is welded to the support column, but the electron emitting part (801) is relatively low temperature.
1a) and this 1: The nearby U-shaped portions rise to approximately the same temperature and can emit electrons. Therefore, the thermoelectrons trying to exit from the part of the filament other than the electron emitting part (801a) are connected to the electron beam to which a positive potential is applied, and the straight-shaped electrode (308).
In order to prevent heat radiation from flowing into the inner wall surface of the filament and heat radiation from the filament, a shield member (816) is interposed between the filament and the filament as shown. This shield member (3
16) is a substantially bottomed cylindrical shape (;
A rectangular hole (820) is formed in the part from which the electron emitting part (801a) of the filament protrudes.A rectangular cylinder part (917) surrounding the filament leg is formed on the peripheral wall of this rectangular hole (820). Also, there is an auxiliary shield plate (818) immediately below the flat electron emitting part (801m) of the filament that suppresses electron emission from the back side of the filament flat part and also has a heat reflecting effect.
is attached to the rectangular hole in the form of a bridge.

このようにシて第5図から理解される通り、シールド部
(816)から実質的にフィラメントの電子放射部(8
01a)のみが突出している。このシールド部材((1
6)は、フィラメントに対して電気的に絶縁して例えば
負の電位を与えうるよう(;構成してもよいが、図示の
よう(ニ一方のフィラメント支持柱(802) r:溶
接して電気的に同電位とし、他方の支持柱に絶縁スペー
サ(321)を介して機械的に固定させている。
In this way, as can be understood from FIG.
Only 01a) stands out. This shield member ((1
6) may be constructed so that it can be electrically insulated to the filament and, for example, can be given a negative potential, but as shown in the figure (2) one filament support column (802) r: welded and are at the same potential, and are mechanically fixed to the other support column via an insulating spacer (321).

フィラメントの脚部端部と支持柱との接合構造の好まし
い例としては、第4図に示すように支持柱C802’)
と5字状に成形したMo製金属片(819)とでフィラ
メント端部をはさみ、矢印CP)の如く金属片の上方か
ら電子ビームあるいはレーザビームを当てて溶接した構
造である。これによってフィラメント自体の局部的溶融
による脆化が防止されるとともに、広い面積で溶接でき
る。
A preferred example of the joint structure between the filament leg end and the support column is the support column C802' as shown in FIG.
The end of the filament is sandwiched between the filament and a Mo metal piece (819) formed into a 5-shape, and welded by applying an electron beam or a laser beam to the metal piece from above as shown by the arrow CP). This prevents the filament itself from becoming brittle due to local melting, and allows welding over a wide area.

次(;、微小焦点を得る構成について説明する。Next (;, the configuration for obtaining a minute focus will be explained.

ターゲット(至)が、電子ビーム(、)の中心@(この
例では管軸Cと一致する)とターゲツト面とが交わる角
度なβとし、ターゲツト面とX線をとり出す方向のX線
放射軸Xとの交わる角度なθとする。
Let the target (to) be the angle β where the center of the electron beam (,) (coinciding with tube axis C in this example) and the target plane intersect, and the target plane and the X-ray emission axis in the direction in which the X-rays are taken out. Let θ be the angle at which it intersects with X.

またターゲツト面上の電子ビーム断面形状e0の短辺な
一13xr長辺なぷアとする。そしてX線放射軸方向か
らみた焦点形状X0が、当該分野で広く認められている
ように長辺と短辺との比が1.4以下に保たれるよう1
:する場合を考える。この比が1.0となれば焦点形状
が正方形であり最も好ましい状態である。その上うにな
るために、ターゲツト面上の電子ビーム射突面形状が次
の条件を満足するように設定される。
Further, it is assumed that the short side of the electron beam cross-sectional shape e0 on the target surface is 13xr. Then, the focal point shape X0 viewed from the X-ray radiation axis direction is set so that the ratio of the long side to the short side is kept at 1.4 or less, as is widely accepted in the field.
: Consider the case. When this ratio is 1.0, the focal point shape is square, which is the most preferable state. In order to achieve this, the shape of the electron beam projection surface on the target surface is set so as to satisfy the following conditions.

1.81nθ なお、上記のよう(;X線放射軸方向からみた焦点形状
は、短、長辺比が約1.41で許容されるので、ビーム
焦点e0の長、短辺比は次の範囲にあれば十分である。
1.81nθ As mentioned above, the focal shape seen from the X-ray radiation axis direction is allowed with a short to long side ratio of approximately 1.41, so the length and short side ratio of the beam focal point e0 is within the following range. It is sufficient if

そして所定ビーム電流C:おいて最小の焦点(例えば−
辺が50μm)を得るとき、ビームウェストすなわち電
子ビームeの断面寸法が最小となる位置が丁度ターゲツ
ト面(ニ一致するように形成されている。なお、電子ビ
ームeはビームウェストの下流では電子の相互反発で次
第1=広がり、断面寸法が増大してゆく。なおビーム焦
点形状の長手方向がX線放射軸Xと一致する方向にする
Then, at a given beam current C: the minimum focal point (for example -
When obtaining a side of 50 μm, the beam waist, that is, the position where the cross-sectional dimension of the electron beam e is the smallest, is formed so that it exactly coincides with the target plane. Due to mutual repulsion, the beam gradually spreads and the cross-sectional dimension increases.The longitudinal direction of the beam focal shape is made to coincide with the X-ray emission axis X.

そこで、ターゲット上のビーム焦点e6の電流密度分布
が均一となるようにするために、ビーム焦点66の形状
とビーム整形電極(308)のビーム制限孔(304)
の平面形状を略相似形とする。最小焦点を得る整形電極
バイアス電位の下で細長い制限孔(so4)を出た電子
ビームが、その短手方向Xも長手方向yも、ともC:タ
ーゲツト面上(ニビームウエスト位置が一致するよう(
ニしなくてはなうない。これを満足するため(=、各部
の寸法を次のように設定している。
Therefore, in order to make the current density distribution at the beam focal point e6 on the target uniform, the shape of the beam focal point 66 and the beam limiting hole (304) of the beam shaping electrode (308) are
The planar shapes of are assumed to be approximately similar. The electron beam exiting the elongated restriction hole (so4) under the shaping electrode bias potential that obtains the minimum focus is placed on the target surface (C: so that the two beam waist positions match) in both the widthwise direction X and the lengthwise direction y. (
I have to do it. In order to satisfy this requirement, the dimensions of each part are set as follows.

まず、集束溝(805)の深さ寸法d、は、製作が容易
となるようにX方向にもy方向にも等しい寸法(;シて
あり、この電極(808)からターゲット焦点位置まで
の距離d、に対して1/4乃至1の範囲となるよう1;
構成する。すなわち1.0≦ □≦4.0 d。
First, the depth dimension d of the focusing groove (805) is equal in both the 1 to be in the range of 1/4 to 1 for d;
Configure. That is, 1.0≦□≦4.0 d.

を満足するようにしている。I am trying to satisfy you.

また、ビーム制限孔(804)と集束溝(805)の平
面形状、寸法関係を次のように定めている。制限孔の開
口長辺をDア、短辺をD!とし、また矩形状集束溝の長
辺を8 、短辺をS!として、Sア/D。
Further, the planar shape and dimensional relationship between the beam limiting hole (804) and the focusing groove (805) are determined as follows. The long side of the restriction hole opening is D, and the short side is D! Also, the long side of the rectangular focusing groove is 8, and the short side is S! As, S A/D.

をP、8./D、をQとしたとき、 0.4<二二<2.0 となる範囲に設定している。つまり、制限孔の矩形≦二
対して集束溝は七〇長辺寸法が相対的に短かくなるよう
(ニしている。なお、ビーム制限孔(804)の側壁の
厚さは、溝(805)の深さd!の1/10以下、好ま
しくは1/20程度砿:極めて薄く形成しである。
P,8. /D, is set to a range of 0.4<22<2.0. In other words, in contrast to the rectangular shape of the limiting hole (804), the focusing groove has a relatively short long side dimension (2).The thickness of the side wall of the beam limiting hole (804) is ) is 1/10 or less of the depth d!, preferably about 1/20.

前述の動作条件で好ましい各部の寸法例を示すと次のよ
うになる。
Preferred dimensions of each part under the above-mentioned operating conditions are as follows.

D、 =1.21111    D =3.01111
s、 = s、2 ma    8. = 6.010
1a  =4.laa    a、=8.0+s鵞 制限開口の側壁厚さd、=0.2諺  β=70”、θ
=20゜そしてフィラメント(801) l:フィラメ
ント電源(806)から加熱電力を与え直熱する。また
フィラメントに対してビーム整形電極(303) CO
〜−t−tooovの範囲を可変できるノ(イアスミ源
(307)からバイアス電位を与え、さらに陽極ターゲ
ット(至)に正の13QkV程度の陽極電圧を電源(8
08)から与えて動作させる。これによってバイアス電
位が約200v付近で電子ビームCのビームウェストが
ターゲツト面ζ;合致する。
D, =1.21111 D =3.01111
s, = s, 2 ma 8. = 6.010
1a = 4. laa a, = 8.0 + s side wall thickness of limiting opening d, = 0.2 β = 70”, θ
= 20° and filament (801) l: Apply heating power from filament power source (806) and heat directly. Also, a beam shaping electrode (303) CO is connected to the filament.
A bias potential is applied from the Iasumi source (307) that can vary the range of ~-t-tooov, and a positive anode voltage of about 13 QkV is applied to the anode target (to) from the power supply (8
08) and operate it. As a result, the beam waist of the electron beam C coincides with the target plane ζ when the bias potential is around 200V.

そしてターゲツト面上の電子ビーム焦点e0の大きさは
、短辺もが約60μm1長辺4.が約126Pとなり、
X線放射軸Xの方向からみた実効焦点X0は一辺が約5
0μmのほぼ正方形となり、均等な電子密度分布が得ら
れた。
The size of the electron beam focus e0 on the target surface is approximately 60 μm on the short side and 4 on the long side. is approximately 126P,
The effective focal point X0 viewed from the direction of the X-ray radiation axis X has a side of approximately 5
A substantially square shape of 0 μm was obtained, and a uniform electron density distribution was obtained.

また、バイアス電位なOvから+1000 Vの範囲で
変化することにより焦点形状をほぼ相似的にして大きさ
を一辺が約50μmから約1露の寸法まで変化させるこ
とができた。
In addition, by changing the bias potential in the range from Ov to +1000 V, it was possible to make the focus shape almost similar and change the size from about 50 μm on a side to about 1 dew.

しかも上述の各寸法関係の範囲にすることにより、陽極
電圧を最大150kV 、陽極電流を600mAまでの
範囲で使用するX線管装置に適用して、実効焦点を長、
短辺比が約1.4以下にとどめることができた。バイア
ス電位と電子ビーム焦点の短辺! 、長辺)の関係は第
8図に示すようになり、X線実効焦点X0の辺の比はお
よそ1.4以下にとどめることができる。
Moreover, by making the above-mentioned dimensional relationship ranges, it can be applied to an X-ray tube device that uses an anode voltage of up to 150 kV and anode current of up to 600 mA, and the effective focal point can be made longer and longer.
The short side ratio could be kept at about 1.4 or less. Bias potential and the short side of the electron beam focus! .

上記実施例の電子ビーム集束状態を電子計算機(;よる
シミュレーションの結果を第9図C:示して説明する。
The electron beam focusing state of the above embodiment will be explained by showing the results of a simulation using an electronic computer (FIG. 9C).

即ち、第9図は第1図に相当する断面図である。そして
、既述のよう(;陰極フイラメン) (101)は幅が
略2闘程度で、厚さがo、os町耀のタングステン薄板
からできており、フィラメント支持柱(802)を通し
て通電され加熱される。陰極フイラメン) (801)
の表面から放出された熱電子は、電子ビーム制限孔(8
04)と陰極フイクメン) (801)の間に印加され
たバイアス電圧によってできる電界によって加速され、
電子ビーム制限孔(804) <;到達する。
That is, FIG. 9 is a sectional view corresponding to FIG. 1. As mentioned above, the cathode filament (101) is made of a thin tungsten plate with a width of about 2 mm and a thickness of 0 and 100 mm, and is heated by being energized through the filament support column (802). Ru. cathode filament) (801)
Thermionic electrons emitted from the surface of the electron beam confining hole (8
Accelerated by the electric field created by the bias voltage applied between 04) and the cathode (801),
Electron beam restriction hole (804) <; reaches.

この際、陰極フイラメン) (801)の狭面と電子ビ
ーム制限孔(804)の表面が略平行となっているため
、その間の等電位曲線(810)は略平行となり、電子
ビーム制限孔(804)の端部を通る電子軌道をあまり
乱さない。又、陰極フィラメント(801)の端部及び
側面より出た電子(112)は電子ビーム制限孔(a0
4)の壁に吸収され、集束溝(805) l二人らない
At this time, since the narrow surface of the cathode filament (801) and the surface of the electron beam limiting hole (804) are approximately parallel, the equipotential curves (810) therebetween are approximately parallel, and the electron beam limiting hole (804) ) does not disturb the electron trajectory passing through the edge too much. Further, the electrons (112) emitted from the end and side surface of the cathode filament (801) enter the electron beam limiting hole (a0
4) Absorbed by the wall, focusing groove (805) l There are no two people.

従って、陰極フィラメント中央部の電子放射部(301
a)から出たフリンジング効果を含まない電子ビームの
み陽極ターゲラ)C33に達すること4二なる。電子ビ
ーム制限孔と陰極フィラメントの距離d1は、陰極フィ
ラメントの表面から出た電子がバイアス電圧によって温
度制限領域で動作するよう(;決められている。従って
、電子ビーム制限孔(804)を通過する電子の量は、
陰極フィラメントの温度のみによって決まり、陽極ター
ゲット上での電子密度分布の大きさは、バイアス電圧に
よって電流値と独立に可変できるよう(ニなっている。
Therefore, the electron emitting part (301
Only the electron beam without fringing effect emitted from a) reaches the anode target (42) C33. The distance d1 between the electron beam limiting hole and the cathode filament is determined so that the electrons emitted from the surface of the cathode filament operate in the temperature limited region by the bias voltage.Therefore, they pass through the electron beam limiting hole (804). The amount of electrons is
It is determined only by the temperature of the cathode filament, and the size of the electron density distribution on the anode target can be varied independently of the current value by changing the bias voltage.

電子ビーム制限孔によって制限された電子(812)は
内壁(818)を加熱するが、内壁(818)は電子ビ
ーム整形電極(80B)の放射方向にテーパ状態:厚く
なっており、十分熱伝導を良くして局部過熱とならない
。電子ビーム制限孔(804)を通過した電子は、距離
d1を通過する間に、その間の凹レンズ作用(=よって
拡散させられるが、その電子ビーム密度は極めて均一と
なっている。この電子ビームは、十分深くて強い凸レン
ズ作用を有する集束溝(805) +”:よって強く集
束され、短径、長径の両方ともそのビームウェストが陽
極ターゲット(至)の表面に位置する。
The electrons (812) restricted by the electron beam restriction hole heat the inner wall (818), but the inner wall (818) is tapered in the radiation direction of the electron beam shaping electrode (80B) and is thick enough to conduct heat sufficiently. At best, local overheating will not occur. The electrons that have passed through the electron beam restriction hole (804) are diffused by the concave lens action (=) while passing through the distance d1, but the electron beam density is extremely uniform. Focusing groove (805) +'' that is sufficiently deep and has a strong convex lens effect: Therefore, it is strongly focused, and the beam waist of both the short axis and long axis is located on the surface of the anode target.

又、集束溝(805)はその内部の等電位線(814)
が中央部の電子軌跡(815) >よび端部の電子軌跡
(111)で収差をほとんど生じない。
In addition, the focusing groove (805) has an equipotential line (814) inside it.
However, almost no aberration occurs in the electron trajectory (815) at the center and the electron trajectory (111) at the end.

以上、第1図堪;示す短辺がわについて述べたが、第2
図C:示す長辺がわでも同様の集束作用が得られる。
Above, I have described the short side shown in Figure 1.
Figure C: A similar focusing effect can be obtained along the long side shown.

このX線管装置≦二よれば、次のような優れた効果が得
られる。
According to this X-ray tube device≦2, the following excellent effects can be obtained.

■ 陰極フィラメントの中央部からの電子のみを加速す
るため、収差の少ないエツジがシャープな微小焦点を得
ることができる。又、陰極フィラメントの側面から出た
電子ビームが、電子ビーム制限孔シニてカットされるた
め、副焦点を生じない。
■ Because only the electrons from the center of the cathode filament are accelerated, it is possible to obtain a fine focus with a sharp edge with little aberration. Further, since the electron beam emitted from the side surface of the cathode filament is cut by the electron beam restriction hole, no subfocus is generated.

■ X線焦点の形状を常にほぼ一定に保ちながら、その
大きさをバイアス電圧の制御によって制御できる。そし
て陽極電流を増大しても焦点形状および電子密度分布が
劣化しない。
■ The size of the X-ray focus can be controlled by controlling the bias voltage while keeping the shape of the X-ray focus almost constant. Even if the anode current is increased, the focal spot shape and electron density distribution do not deteriorate.

そしてと<に、陰極フィラメントの位置変化が少なく、
熱電子放射部(801g)の温度が均一であるため、安
定した動作が得られる。即ち、第10図に示すよう4二
、陰極フィラメント(801)の脚部の熱膨張はU字状
折返し部(801b)、 (801b) に上って殆ど
打ち消され、破線で示すように熱磁子放射部(aria
)の移動が少ない。又、熱電子放射部(fiolm)の
膨張は脚部の折返し部(aolb)、 (sotb)で
吸収されるため、湾曲することがない。更区二、脚部の
強度が十分あり、フィラメント自身の重量が少ないため
、外部振動6二よるゆれも少ない。このよう(ニして、
電子集束特性を常(;一定で良好に保つことができる。
And, there is little change in the position of the cathode filament,
Since the temperature of the thermionic emission part (801g) is uniform, stable operation can be obtained. That is, as shown in FIG. 10, the thermal expansion of the legs of the cathode filament (801) is almost canceled out by the U-shaped folded parts (801b), (801b), and as shown by the broken line, thermal expansion Child radiant part (aria)
) moves less. Further, the expansion of the thermionic emission part (film) is absorbed by the folded parts (aolb) and (sotb) of the leg parts, so that it does not curve. Second, the legs have sufficient strength and the weight of the filament itself is small, so there is little vibration due to external vibrations. Like this (d)
Electron focusing characteristics can be kept constant and good.

〔発明の変形例〕[Modified example of the invention]

上記実施例では、電子ビーム制限孔及び集束溝はいずれ
もフィラメントの長手方向に沿った長方形に形成されて
いたが、第U図に示すよう口、電子ビーム制限孔(30
4)及び集束@ (805)をいずれもフィラメントの
長手方向シニ細長い楕円形に形成してもよい。そしてそ
れらの短径D118X m長径Dア、Sアを前述の関係
式の範囲を満足するように構成する。これにより上記実
施例と同様効果が得られる。この場合、陽極ターゲット
上での電子ビーム焦点は長軸が短軸の1A111 aに
なる楕円形となる。従って、X線管のX線放射口から見
たX線焦点X、はほぼ真円形となる。又、バイアス電圧
を変えた場合は、X線焦点は常に略円形を保ちながらそ
の大きさを変えること(;なる。上記した関係はバイア
ス電圧等の設定条件を変えた場合−二もは尚、上記実施
例及び変形例において、陰極フイラメン) (801)
の脚部の幅、あるいは板厚は、電子放射部(801i)
のそれらよりも大きくてもよい。
In the above embodiment, both the electron beam limiting hole and the focusing groove were formed in a rectangular shape along the longitudinal direction of the filament.
4) and focusing @ (805) may both be formed into an elongated oval shape in the longitudinal direction of the filament. And their short axis D118X m, long axis Da, and Sa are configured so as to satisfy the range of the above-mentioned relational expression. As a result, the same effects as in the above embodiment can be obtained. In this case, the electron beam focus on the anode target becomes an ellipse in which the major axis is 1A111a, the minor axis. Therefore, the X-ray focal point X seen from the X-ray emission port of the X-ray tube is approximately a perfect circle. Also, when changing the bias voltage, the X-ray focus always maintains a substantially circular shape while changing its size. In the above embodiments and modifications, cathode filament) (801)
The width of the leg or the thickness of the electron emitting part (801i)
may be larger than those of

又、電子ビーム制限孔と集束溝とは必ずしも一体構造で
ある必要はない。
Furthermore, the electron beam limiting hole and the focusing groove do not necessarily have to be of an integral structure.

又、陰極フィラメントの電子放射部(8011k)の幅
は、電子ビーム制限孔(304)の幅よりも狭くても、
上記と同様の効果を持たせることができる。
Moreover, even if the width of the electron emitting part (8011k) of the cathode filament is narrower than the width of the electron beam restriction hole (304),
The same effect as above can be achieved.

又、管電流が開化した場合に、それに対応してバイアス
電圧を変えることによって、管電流の変化にも拘らず、
所望の焦点の大きさを得ることができる。
In addition, when the tube current becomes open, by changing the bias voltage accordingly, it is possible to
A desired focal spot size can be obtained.

第12図に示す実施例は、ビーム整形電極(808)を
、薄板をプレス成形してビーム制限孔(J104)及び
集束溝(805)を一体形成したものである。そしてそ
の底部空間(880) C、フィヲメン) (801)
の脚部両端(301c)と支持柱(802)との接合部
を延在させてなる。フィラメント(801)の脚部両端
(aolc)は電子放射部(801a)の位置よりも上
方まで延長しである。そしてフイラメン) (801)
の電子放射部(301a) ’a外の部分即ちU字状折
曲げ部分(801b)並びに両支持柱(802)をとり
囲んでシールド部材(116)を設けである。この実施
例によれば、フィラメントの両端部を長くして支持柱に
溶接し、この溶接部をビーム整形電極の底部空間(88
0)内に位置させているため、電子放射部の変位を一層
確実に抑制しうるとともに、プレスカップ状の整形電極
の内側空間を有効に利用できるので、コンパクト(=構
成できる。
In the embodiment shown in FIG. 12, a beam shaping electrode (808) is formed by press-molding a thin plate, and a beam limiting hole (J104) and a focusing groove (805) are integrally formed. And its bottom space (880) C, fiwomen) (801)
The joint between both ends of the leg (301c) and the support column (802) is extended. Both ends (aolc) of the leg of the filament (801) extend above the position of the electron emitting part (801a). and filamen) (801)
A shield member (116) is provided surrounding the outside portion of the electron emitting portion (301a)'a, that is, the U-shaped bent portion (801b) and both support columns (802). According to this embodiment, both ends of the filament are lengthened and welded to the support column, and this welded portion is connected to the bottom space (88
0), the displacement of the electron emitting part can be more reliably suppressed, and the space inside the press cup-shaped shaping electrode can be effectively used, so that it can be configured compactly.

次に第13図および第14図により、フィラメント(8
01)のU字状折曲げ形状の好ましい寸法関係(;つい
て説明する。既に述べたように電子放射部の温度分布を
均一(ニするため(;は、U字状折曲げ脚部の幅、又は
板厚寸法を電子放射部Cニルべて著しく大きくすること
は好ましくない。画部分の幅、板厚が同等であれば第1
3図に示すよう(;、電子放射部(801a)からU字
状折返し部(aolb)の下端までの軸方向寸法(L 
1 ) C対する、このU字状折返し部下端から7′イ
ヲメント端部(801c)のフィラメント支持柱への接
合位置までの軸方向寸法(L2)の比率(L2/1.1
)を、は%io、5又はそれ以上に設定すれば、電子放
射部(801m)の変位を約0.04111以下≦二と
どめることができる。このような形状のフィラメントは
第1図弓;示すような形状のビーム整形電極と組合せて
使用する陰極構体に七のコンパクト化のためにと<に適
する。
Next, according to FIGS. 13 and 14, the filament (8
The preferable dimensional relationship ( ; ) of the U-shaped bent shape of 01) will be explained. As already mentioned, in order to make the temperature distribution of the electron emitting part uniform ( ; ), the width of the U-shaped bent leg part, Or, it is not preferable to significantly increase the plate thickness dimension for the electron emitting part C.If the width of the image part and the plate thickness are the same, the first
As shown in Figure 3, the axial dimension (L) from the electron emitting part (801a) to the lower end of the U-shaped folded part (aolb)
1) Ratio of the axial dimension (L2) from the lower end of this U-shaped folded end to the joining position of the 7' width end (801c) to the filament support column to C (L2/1.1
) is set to %io, 5 or more, the displacement of the electron emitting part (801 m) can be kept to about 0.04111 or less≦2. A filament having such a shape is suitable for compaction of a cathode structure used in combination with a beam shaping electrode having a shape as shown in FIG.

一方、第14図に示すよう(=U字状折返し部の下端か
ら支持柱への接合位置までの寸法(L2)を、(Ll)
よりも長く形成すれば、U字状部をはさむ両側のフィラ
メント脚部の熱膨張差を零又はきわめて小さくすること
ができる。実用上の比(L2/Ll)は約1.5以下が
適当である。それ以上C(L2)を長くすると逆に電子
放射部の変動が大きくなり、また不安定で振動しやすく
なる。したがって、寸法比(L 2/L 1 )は0.
5以上、1.5以下の範囲が実用的である。
On the other hand, as shown in FIG.
By forming the filament to be longer than that, the difference in thermal expansion between the filament legs on both sides of the U-shaped portion can be made zero or extremely small. Practical ratio (L2/Ll) is suitably about 1.5 or less. If C(L2) is made longer than that, the fluctuation of the electron emitting part becomes large, and it becomes unstable and easily vibrates. Therefore, the size ratio (L 2 /L 1 ) is 0.
A range of 5 or more and 1.5 or less is practical.

なお前述の如く、フィラメントの幅寸法、又は板厚寸法
は、電子放射部のそれら寸法(ニルべてU字状脚部のそ
れら寸法の一方又は両方を同等又はわずか≦二人きく形
成してもよいことは当然である。
As mentioned above, the width or thickness of the filament is the same as that of the electron emitting part (even if one or both of the dimensions of the U-shaped leg are made equal or slightly smaller) Good things are natural.

そしてそれらの関係から寸法比(L2/Ll)を上記範
囲に設定すればよい。
Based on these relationships, the size ratio (L2/Ll) may be set within the above range.

なお、得られる陽極電流を増大する目的で電子放射部の
面積1幅寸法を大きくする場合は、フィラメント電流が
増加するのでフィラメント電流供給用ケープを兼ねる高
電圧供給用ケープ(図示せず)の電圧降下が相対的砿二
人きくなってしまう。
Note that when increasing the area/width dimension of the electron emitting part for the purpose of increasing the obtained anode current, the filament current will increase, so the voltage of the high voltage supply cape (not shown) which also serves as the filament current supply cape will be increased. The descent becomes relatively difficult for two people.

これを防止するためX線管収容容器()1ウペ)の内部
又はそれ6:近いところ(;フィラメントトランスを設
けてこのトランスで降圧してフィラメントに給電するよ
うに構成することが望ましい。また第15図に示すよう
に第17図の如き従来一般のX線管のビーム整形電極(
808)の集束溝(805)の内側底部i二、本発明に
よる薄板状フィラメント(801)を配置してもよい。
In order to prevent this, it is desirable to provide a filament transformer inside the X-ray tube storage container (1) or near it, and configure the transformer to step down the voltage and supply power to the filament. As shown in Fig. 15, the beam shaping electrode (
At the inner bottom part of the focusing groove (805) of 808), a lamellar filament (801) according to the invention may be placed.

この場合もその電子放射部はほとんど位置変化しないの
で、焦点形状の変化を抑制できる。
In this case as well, the position of the electron emitting section hardly changes, so that changes in the shape of the focal point can be suppressed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明(=よれば、集束溝を備える
電子ビーム整形電極のビーム制限孔に対応し近接して配
設される平板状フィラメントの形状として、ビーム制限
孔(;対向する平坦な電子放射部からその両側が陽極タ
ーゲットに対して反対方向に折曲げられたうえほぼU字
状に折返され、さらに両端部が一対のフィラメント支持
柱に接合されてなり、そして好ましくはフィラメントの
平坦な電子放射部からU字状折返し下端部までの軸方向
寸法(Ll)に対するこのU字状折返し部下端部からフ
ィラメント支持柱に接合された位置までの軸方向寸法(
L2)の比(L2/Ll)が、0.5以上、1.5以下
の範囲に設定されてなるものであるため、X線管装置の
動作中においてフィラメント温度の変化があってもその
電子放射部とビーム整形電極のビーム制限孔訃よび集束
溝との相対位置関係がほとんど変化せず、陽極ターゲッ
ト上での焦点形状の変化が抑制される。したがってフィ
ラメント加熱電流の制御によって陽極電流を可変するば
あいでも焦点形状がほとんど変化せず、また微小焦点を
形成するのにきわめて有利である。
As explained above, according to the present invention, the shape of the flat filament that corresponds to and is disposed close to the beam-limiting hole of the electron beam shaping electrode provided with the focusing groove is the shape of the beam-limiting hole (; Both sides of the electron emitting part are bent in the opposite direction to the anode target and then folded back into a substantially U-shape, and both ends are joined to a pair of filament support columns, and preferably a flat filament. The axial dimension (Ll) from the lower end of this U-shaped fold to the position where it is joined to the filament support column is
Since the ratio (L2/Ll) of L2) is set in the range of 0.5 or more and 1.5 or less, even if the filament temperature changes during operation of the X-ray tube device, the electrons The relative positional relationship between the radiation section and the beam-limiting hole and the focusing groove of the beam-shaping electrode hardly changes, and the change in the focal point shape on the anode target is suppressed. Therefore, even when the anode current is varied by controlling the filament heating current, the shape of the focal spot hardly changes, and it is extremely advantageous for forming a minute focal spot.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す要部縦断面図、第2図
はその直角方向の縦断面図、第8図は同じくその要部拡
大図、第4図および第6図は各々はその要部斜視図、第
6図はその整形電極の上面図、第7図は同じくその斜視
図、第8図はビーム整形電極のバイアス電位とビーム焦
点寸法との関係を示す特性図、第9図は本発明装置の電
子計算機による集束作用のシミュレーション結果を示す
模式図、第10図は本発明のフィラメントの動作説明図
、第11図は本発明の他の実施例を示す要部平面図、第
認図は本発明のさらC:他の実施例を示す要部縦断面図
、第13図および第14図は各々本発明の実施例におけ
る寸法関係を示す側面図、第15図はさらに他の実施例
を示す要部断面図、第16図はX線管装置の概略図、1
17図は従来の陰極構体によるビーム集束模式図、第1
8図は同じ〈従来例におけるビーム集束の状態を示す模
式図、第19図は従来のフィラメント構造による熱変形
の状態を示す縦断面図である。 C(1)・・・真空外囲器、(300)・・・陰極構体
、(至)・・・陽極ターゲット、(801)・・・陰極
フィラメント、(801m)・・・電子放射部、(80
1b)・・・U字状折曲げ部、(802)・・・フィラ
メント支持柱、(808)・・・電子ビーム整形電極、
(f304)・・・電子ビーム制限孔、(105)・・
・集束溝、(a16)・・・シールド部材、 Ll・・・電子放射部からU字状折返し部までの軸方向
寸法、 L2・・・U字状折返し部からフィラメント支持柱に接
合された位置までの軸方向寸法。 第1図 r 第8図 第4図    第5図 第6図 第8図 I<′イ7スt    → 第9図 第10図 第11図 第12図 第18図    第14図 第15図 01v 第16図 第17図 第18図 第19図
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the main part showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a vertical cross-sectional view in the right angle direction, Fig. 8 is an enlarged view of the main part, and Figs. 6 is a top view of the shaping electrode, FIG. 7 is a perspective view thereof, FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the bias potential of the beam shaping electrode and the beam focal size, and FIG. Fig. 9 is a schematic diagram showing the results of a simulation of the focusing effect by an electronic computer of the device of the present invention, Fig. 10 is an explanatory diagram of the operation of the filament of the present invention, and Fig. 11 is a plan view of main parts showing another embodiment of the present invention. , FIG. 14 is a longitudinal cross-sectional view of the main part showing another embodiment of the present invention, FIG. 13 and FIG. 14 are side views showing the dimensional relationship in the embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a further 16 is a schematic diagram of an X-ray tube device, 1
Figure 17 is a schematic diagram of beam focusing using a conventional cathode structure, the first
FIG. 8 is a schematic diagram showing the state of beam focusing in the same conventional example, and FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing the state of thermal deformation due to the conventional filament structure. C(1)...Vacuum envelope, (300)...Cathode assembly, (To)...Anode target, (801)...Cathode filament, (801m)...Electron emission part, ( 80
1b)...U-shaped bent portion, (802)...filament support column, (808)...electron beam shaping electrode,
(f304)...Electron beam restriction hole, (105)...
・Focusing groove, (a16)...Shield member, Ll...Axial dimension from the electron emitting part to the U-shaped folded part, L2...Position joined to the filament support column from the U-shaped folded part Axial dimension up to. Figure 1 r Figure 8 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 8 I<'I7st → Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12 Figure 18 Figure 14 Figure 15 Figure 01v Figure 16 Figure 17 Figure 18 Figure 19

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)真空外囲器内に陽極ターゲットおよび陰極構体が
相対向して設けられ、前記陰極構体が平板状フィラメン
ト、および該フィラメントの前方に位置するを備える電
子ビーム整形電極が配設されてなるX線管装置において
、 上記フィラメントは、上記ビーム制限孔に対向する平坦
な電子放射部からその両側が上記ターゲットに対して反
対方向に折曲げられたうえほぼU字状に折返され、さら
に両端部がフィラメント支持柱に接合されてなることを
特徴とするX線管装置。
(1) An anode target and a cathode assembly are provided facing each other in a vacuum envelope, and the cathode assembly is provided with a flat filament and an electron beam shaping electrode located in front of the filament. In the X-ray tube device, the filament is bent from a flat electron emitting part facing the beam restriction hole at both sides in the opposite direction to the target, and then folded back into a substantially U-shape. An X-ray tube device characterized in that: is connected to a filament support column.
(2)フィラメントは、その平坦な電子放射部からU字
状折返し下端部までの軸方向寸法(L1)に対する、該
U字状折返し部下端部からフィラメント支持柱に接合さ
れた位置までの軸方向寸法(L2)の比(L2/L1)
が、0.5以上、1.5以下の範囲に設定されてなる特
許請求の範囲第1項記載のX線管装置。
(2) The filament has an axial dimension (L1) from the flat electron emitting part to the lower end of the U-shaped fold, and an axial direction from the lower end of the U-shaped fold to the position where it is joined to the filament support column. Ratio of dimensions (L2) (L2/L1)
The X-ray tube device according to claim 1, wherein is set to a range of 0.5 or more and 1.5 or less.
(3)フィラメントは、その平坦な電子放射部の幅寸法
よりも、U字状部乃至フィラメント支持柱への接合部付
近の幅寸法が同等又はわずかに大きい寸法に形成されて
なる特許請求の範囲第2項記載のX線管装置。
(3) Claims in which the width of the filament near the U-shaped part or the joint to the filament support column is equal to or slightly larger than the width of the flat electron emitting part. The X-ray tube device according to item 2.
(4)フィラメントは、その平坦な電子放射部の板厚寸
法よりも、U字状部乃至フィラメント支持柱への接合部
付近の板厚寸法が同等又はわずかに厚い寸法に形成され
てなる特許請求の範囲第2項記載のX線管装置。
(4) A patent claim in which the filament is formed so that the plate thickness near the U-shaped portion or the joint to the filament support column is equal to or slightly thicker than the plate thickness of the flat electron emitting portion. The X-ray tube device according to item 2.
(5)フィラメントのU字状部と電子ビーム整形電極の
内壁面との間に、シールド部材が配置されてなる特許請
求の範囲第1項記載のX線管装置。
(5) The X-ray tube device according to claim 1, wherein a shield member is disposed between the U-shaped portion of the filament and the inner wall surface of the electron beam shaping electrode.
(6)シールド部材は、一方のフィラメント支持柱に電
気的に接続されてなる特許請求の範囲第5項記載のX線
管装置。
(6) The X-ray tube device according to claim 5, wherein the shield member is electrically connected to one filament support column.
(7)電子ビーム整形電極は、外部バイアス電源により
フィラメントに対して正電位のが印加されてなる特許請
求の範囲第1項記載のX線管装置。
(7) The X-ray tube device according to claim 1, wherein the electron beam shaping electrode has a positive potential applied to the filament by an external bias power source.
(8)電子ビーム整形電極の集束溝と前記平板状フィラ
メントの間の位置に電子ビーム制限孔が設けられ、この
電子ビーム制限孔は、その平面形状がフィラメントの長
手方向に対応して細長い矩形又は楕円形をなしている特
許請求の範囲第1項記載のX線管装置。
(8) An electron beam limiting hole is provided at a position between the focusing groove of the electron beam shaping electrode and the flat filament, and the planar shape of the electron beam limiting hole is an elongated rectangle or a thin rectangle corresponding to the longitudinal direction of the filament. The X-ray tube device according to claim 1, which has an elliptical shape.
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JPS63174250A (en) * 1986-12-31 1988-07-18 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Cathode cup and making thereof

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