JPS63207038A

JPS63207038A - Ｘ線管装置

Info

Publication number: JPS63207038A
Application number: JP3902887A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Sakuma; 佐久間　立也
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1988-08-26

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は高出力、高映像を得る場合に使用して好適な
Ｘ線管装置に係り、特にその陰極構体の改良に関する。

（従来の技術）一般に、Ｘ線管装置は例えばＸ線診断装置に取付けて医
療用に利用されているが、胃の検診などの場合には、い
わゆる回転陽極型と言われるＸ線管装置が用いられてい
る。

この種のＸ線管装置は、真空外囲器内に陰極構体と回転
陽極ターゲットが対向して配設されているが、従来の陰
極構体２は、第６図に示すように構成され、集束電極１
０２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り、熱電子を集束
電極１０２により集束させる。このため、陰極フィラメ
ント１０１と集束電極１０２は略同電位に設定されてい
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、符号１０４は陰極フィラメント１０
１のほぼ中央部から放出された電子の軌跡を表わし、符
号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Ｚ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、
この陰極フィラメント１０１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１０１
の近傍の等電位曲線は、点線１０３で示すように陰極フ
ィラメント１０１の中央で脹らんだ形となり、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
方に向うことになる。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１
０４とを同一方向に集束させることが出来ず、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
すべての電子をある程度集束させた位置では、第６図（
ｂ）に示したように双峰性の電子強度分布ｅ２を示す。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように、コイル状の陰極フィラメント１０１を使
用した場合、陽極ターゲット３上に双峰性の電子強度分
布ｅ２を結ぶ。その電子強度分布ｅ２の裾野は広く、こ
のような焦点でＸ線撮影をした場合、第５図に点線Ｒで
示すように十分な解像度が得られない。又、陽極ターゲ
ット３の電子衝突面の温度は、ｅ２の尖頭値により決ま
る。

この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、解像度が
優れ、Ｘ線出力が大きく、Ｘ線撮影が可能な微小焦点を
備えたＸ線管装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）この発明は、真空外囲器内に陰極構体と回転陽極ターゲ
ットが対向して配設され、上記陰極構が平坦な電子放出
面を有する平板陰極フィラメントと、この平板陰極フィ
ラメントの電子放出面の前方に配置され電子ビーム制限
孔及び集束溝を有する集束電極とを備えたＸ線管装置に
おいて、上記陽極ターゲット上の電子ビーム電流密度分
布が回転方向に最大値から漸減する分布となるように、
上記平板陰極フィラメントが傾斜して配設されてなるＸ
線管装置であり、上記平板陰極フィラメントは板厚が５
０μｍ以下のタングステン材からなり、上記平板陰極フ
ィラメント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。

（作用）この発明によれば、Ｑ、２ｍｍ未満の微小魚点由平板陰
極フィラメントにより、優れた解像度のＸ線撮影が可能
である。

（実施例）以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。尚、同一部分は同一符号で表す。

第１図及び第２図に示す実施例は、Ｘ線管装置の陰極構
体を示している。図中の符号亘は陰極構体、１３は集束
電極、２１は小焦点用集束溝、２３は小焦点用平板陰極
フィラメント、２５．２６は一対のフィラメント支持柱
、２７．２８はその支持スリーブ、２９はセラミックス
絶縁支持板、３０は支持用カップ、３１は遮蔽電極、３
５は、支持円筒を表わしている。

ところで、平板陰極フィラメント２３は、５０μｍ以下
、例えば２５μｍの板厚のタングステン材（タングステ
ン合金を含む）からなり、中央の平坦部の両側がそれぞ
れＵ字状に折返され、その両端部２３１　％　２３２が
支持柱２５．２６の先端に溶接により固着されている。

又、遮蔽電極３１は、平板陰極フィラメント２３の中央
の電子放射平坦面を近接して取囲み、支持用カップ３０
に保持されて、図示しない導電体で平板陰極フィラメン
ト２３に電気的に短絡されて同電位になっている。セラ
ミックス絶縁支持板２９は、支持円筒３５により集束電
極１３の下端部に固定されている。それにより、遮蔽電
極３１と集束電極１３とは電気的に分離されている。そ
して、集束電極１３には、平板陰極フィラメント２３の
電子放出面２３ａの前方に、これに相対向して電子ビー
ム制限孔４１が形成されている。この電子ビーム制限孔
４１は、第３図（ａ）、（ｂ）に示すように、好ましく
は電子放出面２３ａの面積より小さい面積の例えば長方
形にして、電子放出面２３ａの約０．７ｍｍ〜１．５ｍ
ｍ前方に位置している。更に、この発明では、平板陰極
フィラメント２３つまり電子放出面２３ａは、陽極ター
ゲット３上の電子ビーム電流密度分布が回転方向に最大
値から漸減する分布となるように、対面する電子ビーム
制限孔４１の面に対して傾斜して配設されている。

換言すれば、陽極ターゲット３の回転方向に対向する側
内壁４２．４３との距離が異なって配設されている。

即ち、第３図（ａ）から明らかなように、電子ビームク
ロスオーバ一点が、陽極ターゲット３面よりも後方に位
置する場合、矢印（第３図（ｂ）参照）で示した陽極タ
ーゲット３の回転進行方向の側で平板陰極フィラメント
２３と電子ビーム制限孔壁４２との距離が反対側の壁４
３との距離より大きく配設され、第３図（ｂ）に示すよ
うに、陽極ターゲット３上の電子ビーム電流密度分布ｅ
１が略最大値から漸減する分布となるように構成されて
いる。そして、電子ビームクロスオーバ一点が陽極ター
ゲット３面より前方に位置する場合は、回転方向を逆に
する。

さて動作時には、第３図に示すように、電源４５から、
平板陰極フィラメント２３に対して集束電極１３は正の
電位が印加される。そして、平板陰極フィラメント２３
と電子ビーム制限孔４１によって形成される等電位面は
、４８で示すように形成される。従って、空間出力制限
領域において、電子ビーム制限孔４１の内壁４３の側の
距離が内壁４２の側に比べ短いため、電流密度が内壁４
３の側で高くなる。即ち、但し、Ｊ：電流密度 ■：管電圧ｄ：電極間距離その結果、初期的に電子密度が高密度から低密度へ分布
することになる。それが電子ビーム制限孔４１を！過し
、電子凸レンズ４９により集束され、片落ちの電子密度
分布（ｆａｌｌｉｎｇｌｏａｄ）ｅｌが得られる。

一方、コイル状陰極フィラメント１０１による焦点の電
子密度分布は、既述のように第６図（ｂ）の双峰性の電
子強度分布ｅ２となる。

この小焦点用平板陰極フィラメント２３により、第５図
の空間周波数変調度伝達関数（ＭＴＦ）を示す図に実線
曲線Ｐで示すように、従来のコイルフィラメントによる
場合（点線曲線Ｒ）に比べて十分高い解像度及びコント
ラストが得られることが裏付けられている。

（他の実施例）第４図に示す実施例は、小焦点用平板陰極フィラメント
２３を、第１の集束電極１３に、コイル状フィラメント
２４を反対側の集束電極１３ａ内に配置したものである
。このコイル状フィラメント２４は、主として排気工程
で陽極ターゲット３を電子衝撃により加熱してガス放出
のために用いられる。同図において、符号３８は真空容
器、３６はＸ線放射窓、３７はロータ部を表わしている
。

［発明の効果］以上説明したように、この発明によれば、０．２ｍｍ未
満の微小焦点、特に小焦点用平板陰極フィラメントによ
り優れた解像度のＸ線撮影が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るＸ線管装置の要部を
示す縦断面図、第２図は第１図の２−２′線に沿って切
断し矢印方向に見た断面図、第３図（ａ）、（ｂ）は第
１図の動作原理を示し、電子ビーム軌道、焦点電子密度
分布及び等電位線を表わした模式図、第４図はこの発明
の他の実施例に係る要部を示す縦断面図、第５図は変調
伝達関数を示す特性図、第６図（ａ）、（ｂ）は従来の
Ｘ線管装置の陰極構体と電子ビーム軌道、焦点電子密度
分布及び等電位線を表わした縦断面図及び模式図である
。３・・・陽極ターゲット、１２・・・陰極構体、１３・
・・集束電極、２１・・・集束溝、２３・・・平板陰極
フィラメント、２３・ａ・・・電子放出面、４１・・・
電子ビーム制限孔。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図第２図第　４　因第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空外囲器内に陰極構体と回転陽極ターゲットが
対向して配設され、上記陰極構体が平坦な電子放出面を
有する平板陰極フィラメントと、この平板陰極フィラメ
ントの電子放出面の前方に配置され電子ビーム制限孔及
び集束溝を有する集束電極とからなるＸ線管装置におい
て、上記陽極ターゲット上の電子ビーム電流密度分布が回転
方向に最大値から漸減する分布となるように、上記平板
陰極フィラメントが対面する上記電子ビーム制限孔の面
に対して傾斜して配設されてなることを特徴とするＸ線
管装置。
（２）上記平板陰極フィラメントは板厚が５０μｍ以下
のタングステン材からなる特許請求の範囲第１項記載の
Ｘ線管装置。
（３）上記平板陰極フィラメント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項又は第２項記載のＸ線管装置
。