JPS62184747A - Ｘ線管装置 - Google Patents

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、高出力、高解像を得る場合に使用して好適
なＸ線管装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

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６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によシ
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７図（、）に示す
ように構成され、集束電極１０２の集束溝１０６内に陰
極フィラメント１０１が配設されている。この陰極フィ
ラメント１０１は熱電子を放出するためタングステンコ
イルからなシ、熱電子を上記集束電極１０２によシ集束
させる。

このため陰極フイラメン）７０１と集束電極１０２は同
電位とされる。尚、図中、点線１０３は集束電極１０２
の近傍の等電位曲線を表わし、１０４は陰極フィラメン
ト１０ノ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ノの側面に近い所か
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１０ノ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
ため陰極フィラメント１０ノ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
放出されて前方に向う電子１０４とを同一方向に集束さ
せることができなく、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、第７図（ｂ）に示したように双峰性
の電子強度分布１０７を示すＯ ところが、このような電子密度分布１０７は、一定焦点
幅の中に、入力電圧を入れる上で、電子密度分布１０７
の尖頭値により陽極電子衝突面の温度が決まるため、制
限を与える他、Ｘｌｌｌｌｉｌ画像の上からも、解像度
を低下させ、悪影響を与える。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、解像度が良好でＸ線出力が大きい焦
点分布が得られる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、上記目的を達成するために、電子ビーム制
限孔内壁のうち、陽極ターグットの回転方向員向する側
内壁の厚さが互いに異なるように形成され、陽極ターｃ
ｙト上の電子密度分布が最大値から漸減する分布となる
ように構成されたＸ＠管装置である。

〔発明の実施例〕

この発明を例えば陽極電圧３０　ｋＶ〜１２０ｋＶ。

陽極電流２０　ｍＡ、　Ｘ線焦点が５０　ｐｍ乃至１閣
の範囲を変えられるＸ線管に適用した場合を例に示す。

即ち、この発明のＸ線管装置の要部は第１図及び第２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’Ｉ’　ｙ　）　３及びこれに対向して陰
極構体２００が設けられている。この陰極構体２０θは
、直熱型陰極フィラメント２０１がフィラメント支柱２
１１に取付けられている。この場合、陰極フィラメント
２０１は帯状平板、例えば幅が約２咽で、厚さが０．０
３＋ｍ程度のタングステン薄板からなり、中央部が電子
放出面２０１ａ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、更にＵ字状に曲げ
られて折返し部が形成され、各端部は外方へ直角に延長
されて上記電子放出面２０１ａに近い高さの所でフィラ
メント支柱２１１に取付けられ、電気的に接続されてい
る。更に、陰極フィラメント２０１の周囲には、フィラ
メントカバー２１２が設ケられている。

このような陰極フィラメント２０１及びフィラメントカ
バー２１２を取囲むように、円形力、ｆ状の集束電極２
０２が配設され、この集束電極２０２に上記フィラメン
ト支柱２１１が絶縁性支持体（図示せず）を介して固定
されている。集束電極２０２には、上記陰極フィラメン
ト２０１の電子放出面２０１ｍの前方に、これに相対向
して電子ビーム制限孔２０２が形成されている。この電
子ビーム制限孔２０７は、第２図（ａ）　ｌ　（ｂ）か
らも明らかなように、上記電子放出面２０１ａの面積よ
シ小さい面積の例えば長方形にして、電子放出面２０１
ａの約０．７門前方に位置しており、電子放出面２０１
ａ側の開口面は、電子放出面２０１ａ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２０７に沿っ
て、更に集束溝２０６が集束電極２０２に連設されてい
る。この集束溝２０６は、上記電子ビーム制限孔２０７
よシ径犬な例えば長方形に形成され、集束溝２０６の底
面は電子ビーム制限孔２θ２にかけてテーノや一状に形
成されている。更に、上記電子ビーム制限孔２０７の内
壁のうち、上記陽極ターゲット３の回転方向の対向する
側内４２１４，２１５の厚さが互いで示し九陽極ターダ
ット３０回転進行方向の側の内壁２１５が薄く、反対側
の内壁２１４が厚く形成され、第１図（ｂ）に示すよう
に、陽極ターゲット３上のビーム電流密度分布が略最大
値か源２θ１１，２１０は直列に接続されているが。

陽極ターゲット３は高電圧電源２０９の正側に接続され
、集束電極２０２はバイアス電圧制御電源２０８の正側
に接続され、フィラメントカバー２１２はバイアス電圧
制御電源２１０の正側に接続され、この電源２１０の負
側にフィラメント支柱２１１つまシ陰極フィラメント２
０１が接続されている。

この結果、陰極フィラメント２０１に対して正のバイア
ス電圧を電子ビーム制限孔２０７に印加してなる電子凹
レンズと、集束溝２０６が構成する電子凸レンズとによ
り電子レンズが合成され、その焦点が陽極ターダ、ト３
上に結ばれるようになっている。

さて、動作時においては、等電位面２０４は電子ビーム
制限孔２０７を境にして、陽極タニダット３側は集束溝
６の中心線に対しほぼ線対称に分布している。一方、電
子ビーム制限孔２０７を境に陰極フィラメント２０１側
は１等電位面２１３は陰極フィラメント２０１に対し傾
いている。

陰極フィラメント２０１から放出された電子は、外向き
に拡がシながら放出されるが、陰極フィラメント２０１
の左半分の方が右半分に比べ等電位面２１３の密度が密
で電界強度が強いため、電子ビームの拡がシが大きい。

そして、拡がった電子ビームは等電位面２０４の形成す
る電子凸レンズにより強力に集束される。

一方、陰極フィラメント２０１の右半分から放出された
電子ビームは、左半分に比べ等電位面２１３の密度が疎
で、電界強度が弱く拡がる度合いが小さく、はぼ平行に
走行し、電子ビーム制限孔２０７を通過する。この電子
ビームは。

集束溝２０６で形成された等電位面２０４のほぼ平行な
等電位面によシ、余シ集束されないで走行する。そして
、陽極ターゲット３面に衝突し、第１図（ｂ）に示すよ
うな片落ちの電子分布（ｆａｌ目ｎｇ　１ｏａｄ）が得
られる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、陽極ターゲット上のビーム電流密度
分布が最大値から漸減する“分布となるように、電子ビ
ーム制限孔内壁のうち、上記陽極ターゲットの回転方向
の対向する両内壁の厚さが互いに異なるように形成され
ている。

これによシ、Ｘ線強度分布が短手方向 （ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ）に対し、非対称な片落
ち分布（ｆａｌ目ｎｇ　１ｏａｄ）が得られ、Ｘ線画像
の上からも、Ｘ線出力の点からも、優れたＸ線焦点が得
られる。

〔発明の変形例〕

上記実施例では、電子ビーム制限孔２０７及び集束溝２
０６はいずれも長方形に形成されていたが、第３図（ａ
）　、　（ｂ）に示すように、電子ビーム制限孔２０２
を長方形に集束溝２０６を円形に形成してもよい。又、
第４図に示すように、電子ビーム制限孔２０７及び集束
溝２０６をいずれも楕円形又は長円に形成してもよい。

又、上記実施例では、陰極フィラメント２０１は薄肉平
板状に形成されていたが、従来のコイル状の陰極フィラ
メントやインプレカソードを用いてもよい。

更に、電子ビーム制限孔２０７の厚さの異なる両内壁２
１４，２１５の断面形状を、第５図に示すように形成し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　１　（ｂ）はこの発明の一実施例に係る
Ｘ線管装置の要部と電子密度分布を示す断面図と特性曲
線図、第２図（ａ）　ｒ　（ｂ）はこの発明のＸ線管装
置に用いる集束電極を示す平面図と一部切欠斜視図、第
３図（ａ）　ｔ　（ｂ）はこの発明の変形例（集束電極
の変形例）を示す平面図と一部切欠斜視図、第４図はこ
の発明の別の変形例を示す平面図、第５図は同じく更に
別の変形例を示す断面図、第６図は従来のＸ線管装置を
示す概略構成図、第７図（ａ）　、　（ｂ）は従来のＸ
線管装置の要部と電子密度分布を示す断面図と特性曲線
図である。 ３・・・陽極ター’ｒ”　ｙ　）、２００・・・陰極構
体。 ２０１・・・陰極フィラメント、２０１ａ・・・電子放
出面、２０２・・・集束電極、２０６・・・集束溝、２
０７・・・電子ビーム制限孔、２１４，２１５・・・電
子ビーム制限孔の内壁。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦（ａ） （ｂ） 第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空外囲器内に回転陽極ターゲット及び陰極構体
   が相対向して設けられ、上記陰極構体が、平坦な電子放
   出面を有する陰極と、この陰極の電子放出面の前方に配
   置され電子ビーム制限孔および集束溝を備える集束電極
   とを有するＸ線管装置において、 上記陽極ターゲット上のビーム電流密度分布が最大値か
   ら漸減する分布となるように、上記電子ビーム制限孔内
   壁のうち、上記陽極ターゲットの回転方向の相対向する
   両内壁の厚さが互いに異なるように形成されてなること
   を特徴とするＸ線管装置。
2. （２）上記陰極に対して正のバイアス電圧を上記電子ビ
   ーム制限孔に印加してなる電子凹レンズと、上記集束溝
   が構成する電子凸レンズとにより合成された電子レンズ
   の焦点が、上記陽極ターゲット上に結ばれる特許請求の
   範囲第１項記載のＸ線管装置。