JPS61206140A

JPS61206140A - Ｘ線管装置

Info

Publication number: JPS61206140A
Application number: JP60046018A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Ono; 勝弘小野; Tatsuya Sakuma; 佐久間　立也; Hiroshi Takahashi; 宏高橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-12

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】〔発明の技術分野〕この発明は、被検体の種類、大きさに応じて必要な任意
の大きさの焦点を得ることができ。

焦点の大きさに応じた必要な任意の大きさの管電流を得
ることができるＸ線管装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般にＸ線管装置は例えばＸ線診断として医療用に利用
されているが、胃の検診などの場合には従来第７図に示
すようなＸ線管が用いられている。このＸ線管はいわゆ
る回転陽極型といわれるもので、真空外囲器１内に陰極
構体２と傘形陽極ターゲット３が管軸から偏心して対向
配設されている。そして陽極ターゲット３は。

ステータ４により電磁誘導で回転駆動されるロータ５に
より回転するようになっている。

従来一般のＸ線管の陰極構体２は第８図に示すように構
成され、集束電極１０２の集束溝１０６内に陰極フィラ
メン）Ｊ　０１が配設されている。この陰極フィラメン
ト１０ノは熱電子を放出するためタングステンコイルか
らなり。

熱電子を上記集束１！極１０２により集束させる。

このためフィラメント１０１と集束電極１０２は同電位
とされる。尚１図中１点線１０３は集束電極１０２の近
傍の等電位曲線を表わ［、。

１０４は陰極フイラメン）７０１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
１０１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。

ところで上記従来の陰極構体２においては。

陰極フィラメント１０１をほぼ温度制限領域で使用する
ため、陰極フィラメント１０１の近傍の電界を強くする
目的で陰極の一部を集束電極１０２の中に突出させてい
る。このため６１５フイラメント１０１の近傍の等電位
面は、点線１０３で示すように陰極フィラメント１σ１
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は側方に向うことと
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１方に向う電子１０４とを同一方
向に集束させることができなく９図示したようにこれら
の軌跡は軸上で交差する。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１図示したように双峰性の
電子強度分布１０７を示す。

ところが上記のよう（二、陰極フィラメント１０）から
放出された電子を集束電極１０２１：よって十分小さく
集束できないので、陽極ターゲット３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力ｉ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１０１の信頼性に問題があった。

又、陽極ターゲツト３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、また電子分布にシャー
プさがなく、所望した電子分布を得ることができない。

このために十分な高解像度を得ることと、陽極ターゲッ
ト３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３から発生するＸ
線によって投影画像を作る場合に、解僧度の増大とフォ
トンノイズの減少の妨害となり、十分に鮮明な画像を得
ることができない。

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。

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。

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９図の従来例Ｃ；ついて述べる。同図中の符号２０１
は帯状平板からなり口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）に取付けられており
１通電により直熱され熱電子を放出する。２０２は集束
溝の深さＨが浅い集束電極であり、上記陰極フィラメン
ト２０１から出てきた電子を集束する。

２０３は集束電極２０２の近傍の等電位曲線である。２
０８で示す陽極ターゲットは陰極フィラメント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。

ところがこの従来例では、以下Ｃ二連べる欠点を有して
いる。

即ち、陰極フィラメント２０１の側面から出た電子２０
５が中央から出た電子２０４とその軌道が大きく異なり
、陽極ターゲット２０８上の電子分布２０７は１図示し
たごとく副焦点を持つことになる。この原因は、第９図
と同一箇所に同一符号を付した第１１図に示す如く、帯
状平板からなる陰極フィラメント２０１の端部より出た
電子の軌跡は線２０９の如くになる。

なお点線２１０はこの陰極フィラメント２０１の表面に
ごく近い位置での等電位曲線を表わす。

２１０は図示したように陰極フィラメント２０１の端部
と集束電極２０２との間隙２１１で凹形分布となり、局
部的な凹レンズを形成する。このために、陰極フィラメ
ント２０１の端部近傍から発した電子の軌跡２０９は１
等電位曲線２１０が一様な場合よりも集束電極２０２の
壁に近づく。一方、集束電極２０２内の等電位曲線２０
３は集束電極２０２の壁に近い部分において、集束電極
２０２の中央部におけるよりも曲率が大きくなり、軌跡
２０９は２０４よりも焦点距離が短かくなり収差を生じ
る。このようにして十分な集束度を得ることができない
。

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めに集束電極２０２の深さＨ
な大きくしてｆを小さくする場合には、陰極フィラメン
ト２０１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ｖａが３ＱｋＶ程度”Ｃ”　ハ、　Ｎ　流値力１０　
ｍ　Ａ以上とれない場合がある。

なお、集束電極２０２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２０１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９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。

もっとも、前記公開公報Ｃ：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。

この例では、陰極フィラメントは特開昭５５−６８０５
６号公報の第９図乃至第１１図に示されたよう（：、実
質的に細長い熱電子放出面を有しており、この例では特
開昭５９−９４３４８号公報に示されるように、陰極フ
ィラメントの長手方向と短手方向（＝独立した別々のバ
イアス電圧を印加しないと、Ｘ線焦点の大きさを変えた
場合に、その形状を相似的に保つことができないと考え
られる。

焦点形状を一定に保って異なる大きさの焦点を得るため
の従来例として、特開昭５９−９４３４８号公報に記載
された例がある。これは焦点の長さ方向０幅方向に対応
する直交した２方向に独立して電圧を与えるもので、第
１０図（ａｌ　、　（ｂｌに示すような構造となってい
る、この例では、希望する焦点サイズを得るためには。

長手方向と短手方向に別々の電圧を印加する必要があり
、Ｘ線管の構造が複雑になるだけでなく、高電圧ケーブ
ルの芯線数を増す必要もあり。

又、使用時に対応する電圧を決めるのが困難である。而
も、この例では既述のように、陰極の側面からの電子に
よりシャープなエツジを有する焦点が得られない。更に
、電極のコーナ一部の電界により、焦点のコーナ一部の
形状がバイアス電圧と共に変化する。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、Ｘ線の照射方向から見たＸ線焦点の
形状が実質的に円形又は正方形、又は長手方向の長さが
短手方向の長さの１．４倍以下の長方形又は楕円形又は
これらに近い形を保ち乍ら、１つのバイアス電圧を予め
設定された焦点サイズに対応する値に可変、設定するこ
とにより、大きな範囲例えば０．１　ｕ以下かう１．５
−以上で、Ｘ線焦点のサイズな曝射条件に合う任意の大
きさに変えられ、而もその焦点サイズに対応して管電流
な０〜１０１００Ｏ程度の大きな範囲に可変、設定でき
る万能焦点を有するＸ線管装置を提供することである。

〔発明の概要〕

この発明は、平板状陰極の前方に、正方形又は円形の電
子ビーム制限孔及び長方形又は楕円形の集束溝（長径Ｓ
ｙ、短径ＳＸ）が配置され。

陽極ターゲット角をθとするどきにの関係を満足するように構成され、焦点サイズを広範囲
（０，１〜１．５　Ｋｌ　）に可変可能となっているＸ
線管装置である。

〔発明の実施例〕

この発明を例えば陽極電圧１２０　ｋＶ、陽極電流が１
０ｍＡから１０１００Ｏまで変えられ。

Ｘ線焦点が５０μｍ乃至１ｆｌ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（ａｌ　、
　（ｂｌ　、　（Ｃ）　、　（ｄｌ　、　（ｅｌ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３及
びこれに対向して陰極構体３００が設けられている。こ
の陰極構体は、直熱型陰極フィラメント３０１がフィラ
メント支柱３０２゜３０２に取付けられている。この場
合、陰極フィラメント３０〕は第２図体）に示すように
切欠きを有する帯状平板１例えば幅Ｄｃが約１０Ｉｕｌ
で、厚さが０．０３ｕ程度のタングステン等の重金属の
薄板からなり、中央部が電子放射面３０１ａとなるよう
に平坦に形成され、その両側は略直角に折曲げられて脚
部となり、さらにＵ字状に曲げられて折返し部３０１ｂ
、３０１ｂが形成され、各端部３０１Ｇ、３０１Ｃは外
方へ略直角に折曲げられ上記電子放射面３０１ａに近い
高さのところでフィラメント支柱３０２゜３０２に電子
ビーム溶接等によって取付けられ電気的に接続されてい
る。

上記フィラメント支柱３０２，３０２には。

絶縁物３０２１１，３０２ａを介してフィラメント固定
用ブロック３０２ｂ、３０２ｂが機械的に強固に取付け
てあり、上記陰極フィラメントの端部３０１Ｃが図示の
ように電子ビーム溶接等によって取付けである。従って
、陰極フィラメント加熱時には、フィラメント支柱３０
２゜３０２と上記したように切欠かれた各部は電気的に
直列に接続され、陰極フィラメントのインピーダンスは
高くなり、従来管と同程度のフィラメント電流及びフィ
ラメント電圧で動作させることができる。更に、熱膨張
等による変形も少なくできる。

このような陰極フィラメント３０１を取囲むように１円
形カップ状の電子ビーム整形電極３０３が配設され、こ
の電子ビーム整形電極３０３に上記フィラメント支柱３
０２，３０２が絶縁性支持体（図示せず）を介して固定
されている。電子ビーム整形電極３０３には、上記陰極
フィラメント３０１の電子放射面３０１ａに対向して、
電子ビーム制限孔３０４が形成されている。この電子ビ
ーム制限孔３０４は、上記電子放射面３０１ａの面積よ
り小さい面積の例えば正方形又は円形又はこれに近い形
にして。

電子放射面３０１ａの約０．７１１１１（寸法’ｔ　　
）前方に位置しており、′ｉＩＫ、子放射面３０１ａ側
の開口面は電子放射面３０１ａと実質的に平行となって
いる。このような電子ビーム側限孔３０４に沿って、更
に集束溝３０５が電子ビーム整形１！極３０３に連設さ
れている。この集束溝３０５は上記電子ビーム制限孔３
０４より径大な例えば長方形にして、電子ビーム制限孔
３０４、電子放射面３０１ａと共に同軸的に形成され深
さｄ、が十分深い寸法に形成されている。そして集束溝
３０５の底面は制限孔３０４にかけてテーパ状に形成さ
れている。このテーバ面の軸（ｑ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。

又、上記陰極フィラメント３０１のうち、電子放出面３
０１ａ以外の部分から出て来る熱電子による電子ビーム
整形電極３０３の過熱を防止するために、陰極フィラメ
ント３０１の周囲にシールド構体３１６，３１７，３１
８が取付けられている。尚、これらのうち、一部分は省
略してもよい。これらシールド構体３１６゜３１７．３
１８は、フィラメント支柱３０２の一方と同電位又は近
い電位に保たれており、他方のフィラメント支柱３０２
とから絶縁されている。尚、シールド構体３１６，３１
７，３１８は、フィラメント支柱３０２の片方に機械的
に固定すると都合がよい。

又、′ｓ１図（ｅｌに示すように、上記陰極フィラメン
ト３０１はフィラメント支柱３０２と他の例えばＭＯか
らなる金属片３１９とで挾み、この金属片３１９の上方
から電子ビーム溶接又はレーザビーム溶接を行なって製
作すると、陰極フィラメント３０１とフィラメント支柱
３０２とが広い面積で接合され、電気抵抗及び熱抵抗が
小さくなり１局部的な加熱が防止される。

さて、陽極ターゲット３が、ターゲツト面とＸ線を取り
出で方向のＸ線放射軸Ｘとの交わる角度をθとする（一
般的にθは７°〜２０°である）。又、ターゲツト面上
の電子ビーム断面形状ｅ０の短辺をＡＸ、長辺を！ｙ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にする場合を考える。この
比が１．０となれば焦点形状が正方形であり、空間解像
度を良くすると云う点では最も好ましい状態である。そ
のようになるために、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。

なお、上記のようにＸ線放射軸方向からみた焦点形状は
、短、長辺比が約１．４まで許容されるので、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。

そして所定ビーム電流において最小の焦点（例えば−辺
が５０μｍ）を得るとき、短辺又は短径方向の電子ビー
ムの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に一致するように形
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に広がり、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。

又、陰極フィラメント３０１に対して正のバイアス電圧
を上記電子ビーム制限孔３０４１”−印加して、より大
きな焦点を得る場合Ｃ：は、ビームウェストの位置は上
記ターゲット３の後方に位置するようＣ二なる。そして
、より大きなバイアス電圧に対して、より後方にビーム
ウェストが移動し、ＡＸ　、ｆＹが式（２１を保ち乍ら
大きくなる。

今、第８図に示すように陰極フィラメント３０１と電子
ビーム制限孔３０４とで作られる凹レンズの長手方向及
び短手方向の焦点距離をそれぞれｆｙｔ　　ｔｆｘ、　
とじ、集束溝３０６の長平方向及び短手方向の焦点距離
をそれぞれｆｙｌ　　、　ｆＸｌとすると１次の関係が
成立つ。

ここで。Ｄ、、Ｄｘは電子ビーム制限孔３０４の長手方
向及び短手方向の長さである。

式（３）よりを得る。これを陰極フィラメント３０１と電子ビーム制
限孔３０４との間に印加されるバイアス電圧ＶＢに関係
せず、一定であることが好ましい。式（４）をＶＢで微
分すると６　ｆｙｔ　ｔｆｘｔはｖＢに実質的に無関係
であるから。

・・・・・・（５）を得る。これを０にするためにはｄｆｘｓ　　　ｆｘｔ　　ｄｆｙ１ □＝□・□　・・・・・・・・・・・・・・・（６）ｄ
ｖＢｆｄＶＢとする必要があるが、これが全てのＶＢについて成立す
るためζ：はであればよい。

これが成立する場合は、電圧ｖＢによる電界強度分布が
、電子ビーム制限孔３０４と陰極フィラメント３０１の
間で、長手方向ｙと短手方向Ｘとで等しくなる場合であ
る。換言すれば。

上記した構造でＤｘ＝Ｄｙの場合となる。

この場合１式（４）よりなる関係が成立し１式（２）を満すためシーはであれは
よい。

集束溝３０５の長手方向及び幅方向の長さをそれぞれＳ
ｙ、Ｓｘとすると１式（９）の関係を満丁Ｓｙ、Ｓｘの
範囲を計算機により実験的に求めると。

であることが判った。

第１図の実施例では集束溝３０５の深さ寸法ｄ、は、製
作が容易となるようにＸ方向にもＸ方向にも等しい寸法
にしてあり、この’７１１１１３０３からターゲット焦
点位置までの距離ｄ、に対して１／　乃至１１０５の範
囲となるように構成す３りる。すなわち０．５≦−二≦　３．５ｄ。

を満足するようにしている。しかしながら１式（９）が
成立する範囲でｄ、をもつと大きくすることは、差支え
ない。

そしてフィラメント３０１にフィラメント電＃３０６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に正の５０〜１・ｏｏｏｖの範囲
を可変できるバイアス電源３０７からバイアス電位を与
え、さらに陽極ターゲット３に正の１２０ｋＶ程度の陽
極電圧を電源３０Ｂ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ｅの短手
方向のビームウェストがターゲツト面に合致する。

そしてターゲツト面上の電子ビーム焦点ｅ０の最小の大
きさは、短辺ノ、が約５０μｍ、長辺！ｙが約１８０μ
ｍとなり、ターゲット角度が１６０（７’１合にＸ線放
射軸Ｘの方向からみた実効焦点Ｘ０は一辺が約５０ａｍ
のほぼ正方形となり、均等な電子密度分布が得られた。

また、バイアス電位を５０Ｖから１００ＯＶ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Ｉ鶴の寸法まで変化させること
ができた。

しかも陽極電圧を最大１５０ｋＶ、陽極電流を焦点の大
きさに応じてフィラメント電圧３０６を変えることによ
り最大１０１００Ｏまでの範囲で使戸するＸ線管に適用
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Ａ　ｚ　、長辺！ｙの関
係は第４図（二示すよう（：なり、Ｘ線実効焦点Ｘ０の
辺の比はｉよそ１．４以下にとどめることができる。

上記実施例の電子ビーム集束状態を電子計算機：二よる
シミュレーションの結果を１’！５図に示して説明する
。即ち、第５図は最小焦点時の第１図（ｂｌに相当する
断面図である。そして、既述のように陰極フィラメント
３０１は幅が略１゜Ｕ程度で、厚さが０．０３ｍ１程度
のタングステン薄板からできており、フィラメント支柱
３０２を通して通電され加熱される。陰極フィラメント
３０１の表面から放出された熱電子は、電子ビーム制限
孔３０４と陰極フィラメント３０１の間Ｃ；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３０４に到達する。

この際、陰極フィラメント３０１の表面と電子ビーム制
限孔３０４の表面が略平行となっているため、その間の
等電位曲線３１０は略平行となり、電子ビーム制限孔３
０４の端部な通る電子軌道をあまり乱さない。又、陰極
フィラメント３０ノの端部及び側面より出た電子３１２
は電子ビーム制限孔３０４の壁に吸収され、集束溝３０
５に入らない。

従って、陰極フィラメント３０１の中央部より出たフリ
ンジング効果を含まない電子ビームのみ陽極ターゲット
３に達することになる。電子ビーム制限孔３０４と陰極
フィラメント３０１の距離ｄ、は、陰極フィラメント３
０１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に決められている。従って。

電子ビーム制限孔３０４を通過する電子の置版陰極フィ
ラメント３０１の温度のみによって決まり、陽春ターゲ
ット３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になっている。電
子ビーム制限孔３０４によって制限された電子３１２は
内壁３１３を加熱するが、内壁３１３は電子ビーム整形
′ＩＩＬ極３０３の放射方向にテーバ状に厚くなってお
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３０４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Ｃ二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３０５によって強く集束され、短径、長径の両
方の寸法が式（２）を満たすようになっている。

又、集束溝３０５はその内部の等電位曲線３１４が中央
部の電子軌跡３１５と端部の電子軌跡３１ノで収差をほ
とんど生じない。

以上、第１図（ｂｌｌ＝示す短手方向について述べたが
、第１ｆ（ａｌに示す長手方向でも同様の動作が得られ
る。

〔発明の効果〕

この発明によれば、次のような優れた効果が得られる。

■　陰極フィラメント３０１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任慧の
大きさの焦点を得ることができる。又、陰極フィラメン
ト３０１の側面から出た電子ビームが、電子ビーム制限
孔３０４にてカットされるため、副焦点を生じない。

■　Ｘ線焦点の形状を常にほぼ一定に保ちながら、その
大きさをただ１つの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。

ところで上記実施例によれば、陰極フィラメント３０１
の熱変形が少なく、熱電子放出面３０１ａの温度が均一
であるため、安定した動作を行なう。即ち、第１２図は
従来の帯状平板からなる陰極フィラメント２０１であり
、フィラメント支柱２０６に取付けられているが１通電
により陰極フィラメント２０１の温度が高くなると、そ
の熱膨張により破線２０１′で示すように、中央部（熱
電子放出面）が彎曲すると共に上方（二大きくずれるた
め、上記特性の安定性が得られない。しかし、この発明
では第２図（Ｃ１に示すように、陰極フィラメント３０
１の脚部の熱膨張は折返し部５ｏ１ｂ、５ｏｌｂによっ
て殆ど打ち消され、破線で示すように熱電子放出面３０
１ａの移動が少ない。又、熱電子放出面３０１ａの膨張
は脚部の折返し部５ｏＪｂ。

３０１ｂで吸収されるため、彎曲することはない。更（
：１脚部の強度が十分あり、自身の重量が少ないため、
共振周波数が高くなり外部振動！：よるゆれも少ない。

このようにして、電子集束特性を常に良好に保つことが
できる。

〔発明の変形例〕

上記実施例では、電子ビーム制限孔３０４及び集束溝３
０５はいずれも正方形に形成されていたが、第６図に示
すように、電子ビーム制限孔３０４を円形に集束溝３０
５を楕円形に形成してもよい。そして集束溝３０５の短
径Ｓｘ。

長径Ｓｙ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の効果が得られる。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１／ｌｈθ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Ｘ０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ε二略円形
を保ちながらその大きさを変えることＣ二なる。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にもほ
ぼ円形に保たれる。

尚、上記実施例及び変形例において、陰極フィラメント
３０１の脚部の幅は、電子放出面３０１ａよりも広くて
もよい。

又、電子ビーム制限孔３０４，３０７と集束溝３０５，
３０８とは必ずしも一体構造である必要はない。

又、陰極フィラメント３０１の電子放出面３０１ａの幅
は、電子ビーム制限孔３０４゜３０７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。

又、管電流が変化した場合；；、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。

又、この実施例では、１１Ｅ子ビーム制限孔３０４と集
束溝ＳＯＳを一体構造の電子ビーム整形電′　　　極３
０３内に設けているが、これらを機械的に分離しても良
いことは勿論であるし、これらの間に他のバイアス電圧
を印加しても良いことは勿論である。

又、陰極として、バリウム含浸カソード等の傍熱形のも
のを使用しても良いことは勿論である。

又、陰極フィラメント３０１の表面を曲面にしても、同
様の効果を持たせることはできる。

又、熱電子放出面３０１ａを正方形あるいは円形にして
も良いことは勿論である。

又、陰極フィラメントは分割のない平板でできていても
良いことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図体１〜（ｅ）はこの発明の一実施例に係るＸ線管
装置の要部（陰極構体）を示す断面図、平面図、斜視図
、断面図、第２図（ａｌ　ｔ　（ｂ）　Ｉ　（Ｃ１はこ
の発明で戸いる＃極フィラメントを示す組立平面図、斜
視図、断面図、第３図（ａｓ　ｅ　（ｂ）はこの発明の
Ｘ線管装置における短手方向及び長手方向の集束状態を
示す説明図、第４図はこの発明のＸ線管装置におけるバ
イアス電圧と陽極ターゲット上での帷子ビーム焦点の辺
と長さとの関係を示す特性曲線図、第５図はこの発明の
Ｘ線管装置における動作モードを説明するために用ｂζ
る断面図、＄６図はこの発−の変形例を示す平面図、第
７図は従来のＸ線管装置を示す概略構成図、第８図乃至
第１０図は従来のＸ線管装置における陰極構体の３例を
示す断面図％Ｉ’Ｇ１１図は第１０図の隘極構体Ｃ二お
ける欠点を説明するために用いる断面図、第１２図は従
来のＸ線管装置の陰極フィラメントを示す断面図である
。１・・・真空外囲器、２・・・陰極構体、３・・・陽極
ターゲット、３００・・・陰ｇＩ橙体、３０ノ・・・陰
極フィラメント、３０１ａ・・・電子放射面、３０１ｂ
・・・折返し部、３０２・・・フィラメント支柱、３０
３・・・電子ビーム整形電極、３０４・・・電子ビーム
制限孔、３０５・・・集束溝、３０７・・・バイアス制
御電源。出願人代理人　弁理士　　鈴　　江　　武　　彦第１図（Ｃ）第２図（ａ）（ｂ）（Ｃ）第３図（ａ） ℃′ （ｂ）第４図バイアス電圧　　　□ 第６図第８図第９図第１０図（ａ）（ｂ）２２　　　　、？、ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空外囲器内に陽極ターゲット及び陰極構体が相
対向して設けられ、上記陰極構体は熱電子放出用の陰極
及びその前方に設けられた電子ビーム制限手段及びその
前方に設けられた集束溝を有する電子ビーム集束手段を
有し、上記電子ビーム制限手段は実質的に正方形又は円
形又はこれらに近い形状の電子ビーム制限孔を有し、上
記集束溝は細長い長方形又は楕円形又は実質的にこれら
に近い形状であり、その長軸又は長径が、陽極ターゲッ
トから照射されるＸ線錐の略中心線と上記陰極の中心と
を含む平面内に実質的に含まれるように組込まれたこと
を特徴とするＸ線管装置。
（２）上記集束溝の長辺又は長径の長さをＳｙ、短辺又
は短径の長さをＳｘとし、上記陽極ターゲット上の電子
ビームが入射する点での接平面と上記陽極ターゲットか
ら照射されるＸ線錐の中心線とのなす角度をθとすると
き、これらの間に１＜Ｓｙ／Ｓｘ≦２／ｓｉｎθ の関係を満足する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。
（３）上記陰極は実質的に平面状の熱電子放出面を有し
ている特許請求の範囲第１項及び第２項記載のＸ線管装
置。
（４）上記電子ビーム制限手段に、上記陰極に対して正
のバイアス電圧を印加する手段を設け、Ｘ線焦点の形状
を実質的に相似形に保ちながら任意の大きさに変えるた
めに、上記バイアス電圧を希望する焦点の大きさに対応
して設定した特許請求の範囲第１項乃至第３項記載のＸ
線管装置。
（５）上記陰極は帯状平板で形成され、その中央部が電
子放射面となり、その両側が脚部にしてＵ字状に折り返
し部を有し、電子放射面の近傍の高さで外方に曲げられ
てフィラメント支柱に取付けられてなる特許請求の範囲
第３項記載のＸ線管装置。