KR102362008B1

KR102362008B1 - X선 발생 장치 및 x선 촬영 장치

Info

Publication number: KR102362008B1
Application number: KR1020217028669A
Authority: KR
Inventors: 준야 가와세
Original assignee: 캐논 아네르바 가부시키가이샤
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2022-02-14
Also published as: CN113632195B; CN113632195A; TW202044302A; EP3923312A4; JP6639757B1; EP3923312C0; KR20210116674A; EP3923312A1; EP3923312B1; TWI749520B; WO2020213039A1; US10743396B1; JPWO2020213039A1

Abstract

X선 발생 장치는, 제1 방향으로 전자를 방출하는 전자 방출부를 포함하는 음극, 및 상기 전자 방출부로부터 방사된 전자가 충돌함으로써 X선을 발생하는 타깃을 포함하는 양극을 갖는 X선 발생관과, 도전선을 통해 상기 X선 발생관에 전압을 공급하는 전압 공급부와, 상기 전압 공급부를 수납하는 제1 공간을 형성하는 제1 부분, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 있어서의 폭이 상기 제1 공간보다도 작고 상기 X선 발생관을 수납하는 제2 공간을 형성하는 제2 부분, 및 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연통되도록 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 서로 연결하는 연결부를 갖는 수납 용기와, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연통한 내부 공간에 충전된 절연성 액체를 구비하고, 상기 연결부는, 상기 내부 공간을 향해 뾰족한 볼록부를 갖고, 상기 제1 방향에 있어서, 상기 음극은, 상기 볼록부와 상기 양극 사이에 배치되고, 상기 도전선의 적어도 일부분을 둘러쌈과 함께, 상기 도전선과 상기 볼록부 사이의 적어도 직선 경로를 차단하도록 절연 부재가 배치되어 있다.

Description

X선 발생 장치 및 X선 촬영 장치

본 발명은, X선 발생 장치 및 X선 촬영 장치에 관한 것이다.

X선 투과상의 확대율은, X선 발생부인 타깃과 피검체와의 거리가 가까울수록 증가될 수 있다. 그래서, 피검체가 깊숙한 위치에 있는 경우라도 충분한 확대율이 얻어지도록, 수납 용기의 본체부에, 본체부로부터 가늘고 길게 돌출시킨 돌출부를 마련하고, 그 돌출부의 선단에 X선 발생부를 설치한 X선 발생 장치가 알려져 있다. 이와 같은 X선 발생 장치는, 특허문헌 1에 기재되어 있다.

상기와 같은 X선 발생 장치에 있어서, 수납 용기와 X선 발생관의 음극 사이에는 큰 전위차가 발생하는 데 더하여, 수납 용기에는 본체부와 돌출부의 접속 부분에 굴곡부가 형성되어 있다. 그 때문에, 수납 용기의 굴곡부와 X선 발생관의 음극 사이에 있어서 방전이 발생하기 쉽다. 이와 같은 과제에 대하여, 특허문헌 1에는, X선 발생관의 관축 방향에 있어서의 음극과 양극 사이에 굴곡부를 배치 함과 함께, 굴곡부와 음극의 거리를 양극과 음극의 거리보다도 길게 하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 1에는, 굴곡부와 음극의 거리를 양극과 음극의 거리보다도 짧게 하는 경우에는, 관축 방향에 있어서의 음극과 양극 사이에 굴곡부를 배치하고, 굴곡부가 음극으로부터 직시되지 않도록 절연 부재를 배치하는 것이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2018-73625호 공보

특허문헌 1에 기재된 상기 2개의 어프로치 중 어느 것에서도, 수납 용기의 굴곡부와 X선 발생관의 음극 사이의 방전을 저감시키기 위해서, 관축 방향에 있어서의 양극-절연관 접합부(X선 발생관의 외측(유측)에 있어서의 양극과 절연관의 접합부)와 음극-절연관 접합부(X선 발생관의 외측(유측)에 있어서의 음극과 절연관의 접합부)의 사이에 수납 용기의 굴곡부를 배치하는 것을 요건으로 한다. 그러나, 보다 깊숙한 위치에 배치되는 피검체를 촬상할 때의 확대율의 향상을 위해서는, 수납 용기의 돌출부의 길이를 보다 길게 할 것이 요구된다. 특허문헌 1은, 이와 같은 요구에 대한 해결책을 제공하는 것은 아니다.

본 발명자는, 관축 방향에 있어서 수납 용기의 굴곡부와 양극 사이에 음극이 배치된 구성에 있어서 굴곡부와 음극의 거리가 커질수록, X선 발생 장치의 동작이 불안정해진다는 것을 발견하고, 그것을 해결하는 과정에서 본 발명에 이르렀다. 본 발명은, 확대율의 향상과 X선 발생 장치의 동작의 안정성의 향상에 유리한 기술을 제공한다.

본 발명의 하나의 측면은, X선 발생 장치에 관한 것으로, 상기 X선 발생 장치는, 제1 방향으로 전자를 방출하는 전자 방출부를 포함하는 음극, 및 상기 전자 방출부로부터 방사된 전자가 충돌함으로써 X선을 발생하는 타깃을 포함하는 양극을 갖는 X선 발생관과, 도전선을 통해 상기 X선 발생관에 전압을 공급하는 전압 공급부와, 상기 전압 공급부를 수납하는 제1 공간을 형성하는 제1 부분, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 있어서의 폭이 상기 제1 공간보다도 작고 상기 X선 발생관을 수납하는 제2 공간을 형성하는 제2 부분, 및 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연통되도록 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 서로 연결하는 연결부를 갖는 수납 용기와, 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연통한 내부 공간에 충전된 절연성 액체를 구비하고, 상기 연결부는, 상기 내부 공간을 향해 뾰족한 볼록부를 갖고, 상기 제1 방향에 있어서, 상기 음극은, 상기 볼록부와 상기 양극 사이에 배치되고, 상기 도전선 중 적어도 일부분을 둘러쌈과 함께, 상기 도전선과 상기 볼록부 사이의 적어도 최단 경로를 차단하도록 절연 부재가 배치되어 있다.

본 발명에 따르면, 확대율의 향상과 X선 발생 장치의 동작의 안정성의 향상에 유리한 기술이 제공된다.

도 1은 제1 실시 형태의 X선 발생 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 제2 실시 형태의 X선 발생 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 제3 실시 형태의 X선 발생 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 일 실시 형태의 X선 촬상 장치의 구성을 나타내는 도면.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 청구범위에 따른 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징의 전부가 발명에 필수적인 것이라고 는 할 수 없으며, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 부여하고, 중복된 설명은 생략한다.

도 1에는, 제1 실시 형태의 X선 발생 장치(100)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. X선 발생 장치(100)는, X선 발생관(102)과, 전압 공급부(110)와, 수납 용기(130)와, 절연성 액체(108)와, 절연 부재(120)를 구비할 수 있다. X선 발생관(102)은, 관축 방향인 제1 방향(Z 방향)으로 전자를 방출하는 전자 방출부(23)를 포함하는 음극(104), 및 전자 방출부(23)로부터 방사된 전자가 충돌함으로써 X선을 발생하는 타깃(1)을 포함하는 양극(103)을 가질 수 있다. 전압 공급부(110)는, 도전선(109)을 통해 X선 발생관(102), 보다 상세하게는 음극(104)에 전압을 공급한다. 도전선(109)은, 도전성 부재와, 상기 도전성 부재를 피복하는 절연재를 포함할 수 있지만, 해당 절연재를 갖지 않아도 된다.

수납 용기(130)는, 제1 부분(131), 제2 부분(132) 및 연결부(133)를 포함할 수 있다. 제1 부분(131)은, 전압 공급부(110)를 수납할 수 있다. 제2 부분(132)은, X선 발생관(102)을 수납할 수 있다. 연결부(133)는, 제1 부분(131)의 내측의 제1 공간 SP1과 제2 부분(132)의 내측의 제2 공간 SP2가 연통한 내부 공간 ISP가 형성되도록 제1 부분(131) 및 제2 부분(132)을 서로 연결할 수 있다. 제2 부분(132)은, 제1 방향(Z 방향)과 직교하는 제2 방향(Y 방향)에 있어서의 폭이 제1 부분(131)보다 작다. 또한, 제2 공간 SP2는, 제1 방향(Z 방향)과 직교하는 제2 방향(Y 방향)에 있어서의 폭이 제1 공간 SP1보다 작다. 연결부(133)는, 수납 용기(130)의 내부 공간 ISP를 향해 뾰족한 볼록부(135)를 가질 수 있다. 제2 부분(132)은, 예를 들어 원통 형상 등의 관 형상을 가질 수 있다. 볼록부(135)의 단면(예를 들어, 도 1과 같은 단면도)에 있어서, 볼록부(135)는, 90도의 내각을 가져도 되고, 예각의 내각을 가져도 되며, 둔각의 내각을 가져도 된다. 제1 방향(Z 방향)에 있어서, 연결부(133)의 볼록부(135)와 X선 발생관(102)의 양극(103) 사이에 X선 발생관(102)의 음극(104)이 위치할 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 제2 부분(132)은, 제1 방향(Z 방향)에 있어서의 길이가 X선 발생관(102)보다 길다.

절연성 액체(108)는, 음극(104)에 접촉하고 도전선(109)을 둘러싸도록 수납 용기(130)의 내부 공간 ISP에 충전될 수 있다. 절연 부재(120)는, 도전선(109)의 적어도 일부분을 둘러싸도록 수납 용기(130)의 내부 공간 ISP에 배치될 수 있다. 절연 부재(120)는, 도전선(109)과 연결부(133)의 볼록부(135) 사이의 적어도 최단 경로를 차단하도록 배치될 수 있다. 절연 부재(120)는, 전압 공급부(110)와 음극(104) 사이의 도전선(109)의 전체 경로에 있어서, 도전선(109)과 연결부(133)의 볼록부(135) 사이의 직선 경로를 차단하도록 배치될 수 있다. 절연 부재(120)는, 고체 부재일 수 있다. 제2 부분(132)에 수납된 X선 발생관(102)의 타깃(1)은, 제2 부분(132)의 선단부(도 1에 있어서 하단부)에 위치할 수 있다. 타깃(1)은, X선을 발생하는 X선 발생 개소이므로, 상기와 같은 구성은, X선 발생 개소를 피검체에 접근하기 위해서, 즉, 촬영 시의 확대율을 향상시키기 위해서 유리하다.

X선 발생관(102)은, 투과형 X선 발생관일 수 있다. X선 발생관(102)은, 양극(103), 음극(104) 및 절연관(4)을 포함할 수 있다. 양극(103), 음극(104) 및 절연관(4)은, 진공 기밀 용기를 구성한다. 절연관(4)은, 관 형상, 예를 들어 원통 형상을 갖고, 양극(103)과 음극(104)을 서로 절연하면서 접속한다. 양극(103)은, 타깃(1)과, 양극 부재(2)를 포함할 수 있다. 타깃(1)은, 타깃층(1a)과, 타깃층(1a)을 지지하는 지지창(1b)을 포함할 수 있다. 양극 부재(2)는, 환 형상을 가질 수 있다. 양극 부재(2)는, 타깃(1)을 지지한다. 양극 부재(2)는, 타깃층(1a)과 전기적으로 접속될 수 있다. 양극 부재(2)와 지지창(1b)은, 예를 들어 납재에 의해 결합될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 타깃(1)과 제2 부분(132)의 선단부가 동일 평면상에 배치되어 있다. 그러나, 타깃(1)은, 제2 부분(132)과 동전위(즉, 접지)되어 있으면, 제2 부분(132)의 선단부로부터 외측으로 돌출되도록 배치되어 있어도 되고, 제2 부분(132)의 선단부로부터 오목해지도록 배치되어 있어도 된다. 타깃(1)이 제2 부분(132)의 선단부에 위치하는 형태는, 이와 같은 형태도 포함할 수 있다.

타깃층(1a)은, 예를 들어 텅스텐 또는 탄탈 등의 중금속을 함유하고, 전자가 조사됨으로써 X선을 발생한다. 타깃층(1a)의 두께는, X선의 발생에 기여하는 전자 침입 길이와, 발생한 X선이 지지창(1b)을 투과할 때의 자기 감쇠량과의 밸런스로 결정될 수 있다. 타깃층(1a)의 두께는, 예를 들어 1㎛ 내지 수십㎛의 범위 내일 수 있다.

지지창(1b)은, 타깃층(1a)에서 발생한 X선을 투과시켜 X선 발생관(102)의 밖으로 방출하는 기능을 갖는다. 지지창(1b)은, X선을 투과시키는 재료, 예를 들어 베릴륨, 알루미늄, 질화규소, 또는 탄소의 동소체 등으로 구성될 수 있다. 지지창(1b)은, 타깃층(1a)의 발열을 효과적으로 양극 부재(2)에 전달하기 위해서, 예를 들어 열전도성이 높은 다이아몬드로 구성될 수 있다.

절연관(4)은, 진공 기밀성과 절연성을 구비한 알루미나 또는 지르코니아 등의 세라믹 재료, 소다석회, 또는 석영 등의 유리 재료로 구성될 수 있다. 음극 부재(21) 및 양극 부재(2)는, 절연관(4)과의 사이의 열응력을 저감시키는 관점에 있어서, 절연관(4)의 선팽창 계수 αi(ppm/℃)에 가까운 선팽창 계수 αc(ppm/℃), αa(ppm/℃)를 갖는 재료로 구성될 수 있다. 음극 부재(21) 및 양극 부재(2)는, 예를 들어 코바르 또는 모넬 등의 합금으로 구성될 수 있다.

음극(104)은, 전자 방출부(23)와, 음극 부재(21)와, 전자 방출부(23)를 음극 부재(21)에 대하여 고정시키는 고정부(22)를 포함할 수 있다. 전자 방출부(23)는, 예를 들어 음극 부재(21)에 대하여, 납재를 개재하여 접속되어도 되고, 레이저 용접 등에 의해 열 융착되어도 되며, 다른 방법으로 전기적으로 접속되어도 된다. 전자 방출부(23)는, 함침형 열전자원, 필라멘트형 열전자원 또는 냉음극 전자원 등의 전자원을 포함할 수 있다. 전자 방출부(23)는, 인출 그리드 전극, 집속 렌즈 전극 등의 정전기장을 규정하는 도시하지 않은 정전 렌즈 전극을 포함할 수 있다. 고정부(22)는, 전자원, 정전 렌즈 전극에 전기적으로 접속되는 도전선(109)을 통과시키는 관 형상을 가질 수 있다. 도전선(109)은, 서로 절연된 복수의 도전 부재를 포함할 수 있다.

X선 발생 장치(100)는, 양극(103)이 접지된 양극 접지 방식으로서 구성될 수 있다. 양극 접지 방식에서는, 양극(103)이 수납 용기(130)에 전기적으로 접속될 수 있다. 수납 용기(130)는, 접지 단자(105)에 전기적으로 접속될 수 있다. 음극(104)은, 도전선(109)을 통해 전압 공급부(110)에 전기적으로 접속될 수 있다.

전압 공급부(110)는, 전원 회로(111)와, 전원 회로(111)로부터 전원선(107)을 통해 공급되는 전력을 받아서, 도전선(109)을 통해 X선 발생관(102)을 구동하는 구동 회로(112)를 포함할 수 있다. 구동 회로(112)는, 전원선(107), 전원 회로(111) 및 접지선(106)을 통해 수납 용기(130)에 전기적으로 접속될 수 있다. 구동 회로(112)는, 전자원, 인출 그리드 전극, 집속 렌즈 전극 등에 공급하는 전압을 제어함으로써, 전자원으로부터의 방출 전자량이나 전자 빔 직경을 제어할 수 있다. 전원 회로(111)의 정극 단자는, 접지선(106) 및 수납 용기(130)를 통해 접지되고, 전원 회로(111)의 부극 단자는, 전원선(107)을 통해 구동 회로(112)에 접속되고, 구동 회로(112)에 부의 전압을 공급한다. 구동 회로(112)에는, 예를 들어 수납 용기(130)의 외부에 배치된 도시하지 않은 제어부로부터 광섬유 케이블 등의 케이블을 통해 제어 신호가 공급될 수 있다.

수납 용기(130)를 구성하는 제1 부분(131), 제2 부분(132) 및 연결부(133)는, 도전성을 갖는 재료로 구성되며, 서로 전기적으로 접속되고, 접지될 수 있다. 이와 같은 구성은, 전기적인 안전성을 확보하기 위해서 유리하다. 제1 부분(131), 제2 부분(132) 및 연결부(133)는, 금속 재료로 구성될 수 있다. 절연성 액체(108)는, 수납 용기(130)에 대하여 진공 충전될 수 있다. 이 이유는, 절연성 액체(108) 중에 기포가 존재하면, 주위의 절연성 액체(108)에 비해서 국소적으로 저유전율인 영역이 형성되고, 이것이 방전의 요인이 될 수 있기 때문이다.

절연성 액체(108)는, X선 발생관(102)과 수납 용기(130) 사이의 방전 및 전압 공급부(110)(전원 회로(111), 구동 회로(112))와 수납 용기(130) 사이의 방전을 억제하는 기능도 갖는다. 절연성 액체(108)로서는, X선 발생 장치(100)의 동작 온도역에 있어서의 내열성, 유동성, 전기적 절연성이 우수한 액체, 예를 들어 실리콘 오일, 불소 수지계 오일 등의 화학 합성유, 광유 등이 사용될 수 있다.

X선 발생관(102)은, 수납 용기(130)의 제2 부분(132)의 선단부(도 1에 있어서 하단부)에 형성된 개구부에 접합됨으로써 제2 부분(132)에 고정될 수 있다. X선 발생관(102)과 제2 부분(132)의 내측면 사이에는, 절연성 액체(108)로 채워질 수 있다. 전원 회로(111) 및 구동 회로(112)는, 도시하지 않은 고정 부재에 의해 수납 용기(130)의 제1 부분(131)에 고정될 수 있다. 전원 회로(111) 및 구동 회로(112)는, 절연성 액체(108)에 의해 둘러싸일 수 있다. 도전선(109)은, 절연성 액체(108)에 의해 둘러싸일 수 있다.

절연 부재(120)는, 음극(104)의 적어도 일부, 예를 들어 음극 부재(21)를 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 음극(104)의 적어도 일부, 예를 들어 음극 부재(21)는, 절연성 액체(108)를 개재하여 절연 부재(120)와 대면하도록 배치될 수 있다. 제1 방향(Z 방향)에 직교하는, 어떤 평면(에 있어서의 단면도)에 있어서, 음극(104)의 적어도 일부, 예를 들어 음극 부재(21)는, 절연성 액체(108)를 개재하여 절연 부재(120)와 대면하도록 배치될 수 있다. 해당 평면(에 있어서의 단면도)에 있어서, 절연 부재(120)는, 절연성 액체(108)를 개재하여 제2 부분(132)과 대면할 수 있다.

수납 용기(130)의 연결부(133)는, 제1 방향(Z 방향)에 직교하는 방향으로 넓어진 판부를 갖고, 해당 판부는, 도전선(109)이 통과하는 개구 OP를 갖는다. 해당 판부는, X선 발생 장치(100)를 지지하는 구조체(예를 들어, 하우징)의 설치면에 대하여 맞닿게 된다. 또는, 해당 판부는, X선 발생 장치(100)를 지지하는 구조체의 개구부에 끼워넣어지게 된다. 수납 용기(130)에 있어서, 해당 판부의 개구 OP의 측면과 제2 부분(132)의 내측 측면은, 단차를 갖지 않는 연속된 면을 구성할 수 있다. 일례에 있어서, 개구 OP는, 원형 개구이며, 제2 부분(132)의 내측 측면은, 원통면일 수 있다. 볼록부(135)는, 개구 OP의 단부로 구성될 수 있다.

절연 부재(120)는, 통형상부(121)와, 연결부(133)의 판부를 따라 연장되는 플랜지부(122)를 갖고, 통형상부(121)의 일단부와 플랜지부(122)가 연결된 구성을 가질 수 있다. 플랜지부(122)는, 예를 들어 연결부(133)의 판부와 평행하게 배치될 수 있다. 통형상부(121)는, X선 발생관(102)의 절연관(4)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 여기서, 통형상부(121)는, 절연관(4)의 전체를 둘러싸도록 배치되어도 되고, 절연관(4)의 일부만을 둘러싸도록 배치되어도 된다. 플랜지부(122)는, 플랜지부(122)의 전부 또는 일부가 연결부(133)에 접촉하도록 배치되어도 된다. 또한, 플랜지부(122)는, 플랜지부(122)의 전부 또는 일부가 제2 부분(132)에 접촉하도록 배치되어도 된다.

X선 발생관(102)의 음극(104)은, 그 전체가 제2 공간 SP2에 배치될 수 있다. 다른 관점에 있어서, X선 발생관(102)의 음극(104)은, X선 발생관(102)의 양극(103)과 연결부(133)의 개구 OP 사이에 배치될 수 있다. 또 다른 관점에 있어서, X선 발생관(102)의 음극(104)의 측방의 전체가, 제2 부분(132)에 의해 둘러싸이도록 배치될 수 있다.

도전선(109)의 2개의 단부 중 전압 공급부(110)(구동 회로(112)) 측의 단부와 볼록부(135)를 연결하는 가상적인 직선(혹은 추면)은, 절연 부재(120)와 교차할 수 있다. 도전선(109)의 2개의 단부 중 음극(104) 측의 단부와 볼록부(135)를 연결하는 가상적인 직선(혹은 추면)은, 절연 부재(120)와 교차할 수 있다. 도전선(109)의 2개의 단부 사이의 모든 위치와 볼록부(135)를 연결하는 가상적인 직선은, 절연 부재(120)와 교차할 수 있다. 전압 공급부(110)와 볼록부(135)를 연결하는 가상적인 직선은, 절연 부재(120)와 교차할 수 있다. 물리적인 공간에 있어서, 구동 회로(112)는, 전원 회로(111)와 음극(104) 사이에 배치되고, 구동 회로(112)와 볼록부(135)를 연결하는 가상적인 직선은, 절연 부재(120)와 교차할 수 있다.

도전선(109)과 연결부(133)의 볼록부(135) 사이의 직선 경로를 차단하도록 절연 부재(120)가 배치되지 않은 경우, 제1 방향에 있어서의 제2 부분(132)의 길이 증가에 수반하여 X선 발생 장치(100)의 동작이 불안정해진다. 이 원인으로서, 절연성 액체(108)의 유동에 의한 도전선(109)의 흔들림이 생각된다. 보다 구체적으로는, 본 발명자는, 다음과 같이 생각하였다. 우선, 절연성 액체가 전계를 구동력으로 하여 유동할 수 있는 것은, EHD 현상으로서 알려져 있다. 그리고, 접지 전위인 제2 부분(132)의 제1 방향에 있어서의 길이의 증가에 수반하여, 접지 전위에 대하여 큰 전위차를 갖는 전압(부전위)이 인가되어 있는 도전선(109)의 길이도 연장되었다. 바꾸어 말하면, 전계가 집중하기 쉬운 볼록부(135) 부근에 있어서의 양쪽의 전극(제2 부분(132), 도전선(109))의 표면적이 증가하고, 절연성 액체(108)와 양쪽의 전극과의 접촉 면적이 증가하였다. 이 양쪽의 전극과의 접촉 면적의 증대에 의해, EHD 현상이 증강되고, 절연성 액체(108)의 대류 속도가 증가하였다. 또한, 절연성 액체(108)는, 서로 연통하고, 서로 다른 전계가 발생하는 제1 공간 SP1 및 제2 공간 SP2의 양쪽에 충전되어 있으며, 절연성 액체(108)를 대류시키는 구동력은 복잡화하였다. 이들이 도전선(109)의 흔들림을 증가시켰다. 이 흔들림에 의해 도전선(109)과 볼록부(135)의 거리가 작아져서, 도전선(109)과 볼록부(135)의 사이에서 방전이 유발되었다. 또한, 도전선(109)의 최소 곡률 반경이 음극(104)의 최소 곡률 반경보다도 작은 경우, 도전선(109)의 길이의 연장은, 도전선(109)과 볼록부(135) 사이의 방전을 보다 유발할 수 있다.

이와 같은 불안정한 동작은, 도전선(109)과 연결부(133)의 볼록부(135) 사이의 직선 경로를 차단하도록 절연 부재(120)를 배치함으로써 해결된다. 다른 해결 방법으로서, 볼록부(135)를 규정하는 개구 OP의 치수를 크게 함으로써 볼록부(135)와 도전선(109)의 거리를 크게 하는 방법이 있지만, 이러한 방법은 X선 발생 장치(100)의 대형화를 초래하므로, 바람직하지 않다.

이하, 도 2를 참조하면서 제2 실시 형태의 X선 발생 장치(100)에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태의 X선 발생 장치(100)로서 언급하지 않은 사항은, 제1 실시 형태를 따를 수 있다. 제2 실시 형태의 X선 발생 장치(100)는, 도전선(109)의 움직임을 제한하는 규제 부재(150)를 구비하고 있다. 규제 부재(150)는, 도전선(109)의 전체 중 도전선(109)의 2개의 단부 사이의 부분의 위치를 고정 또는 제한하도록 배치될 수 있다. 규제 부재(150)는, 예를 들어 도전선(109)의 위치를 규제하는 포위 부재(151)와, 포위 부재(151)를 고정하는 고정 부재(152)를 가질 수 있다. 고정 부재(152)는, 포위 부재(151)와 절연 부재(120)를 결합하는 결합 부재일 수 있다. 고정 부재(152)는, 수납 용기(130)를 개재시키지 않고, 직접 절연 부재(120)에 결합될 수 있다. 또는, 고정 부재(152)는, 수납 용기(130)에 직접 접속되어도 된다. 또는, 고정 부재(152)는, 다른 부재를 개재하여 절연 부재(120) 또는 수납 용기(130)에 고정되어도 된다. 규제 부재(150)는, 절연체로 구성될 수 있다. 포위 부재(151) 및 고정 부재(152)는, 절연체로 구성될 수 있다.

제2 실시 형태는, 도전선(109)의 움직임을 제한하는 규제 부재(150)를 구비함으로써, 도전선(109)의 흔들림에 의한 도전선(109)과 연결부(133)의 볼록부(135) 사이의 방전을 억제하여, X선 발생 장치(100)의 동작을 안정시키기 위해서 유리하다. 또한, 제2 실시 형태의 효과의 적어도 일부는, 절연 부재(120)가 없는 경우에 있어서도 얻어질 수 있다.

이하, 도 3을 참조하면서 제3 실시 형태의 X선 발생 장치(100)에 대하여 설명한다. 제3 실시 형태의 X선 발생 장치(100)로서 언급하지 않는 사항은, 제1 또는 제2 실시 형태에 따를 수 있다. 제3 실시 형태의 X선 발생 장치(100)는, 구동 회로(112)를 둘러싸도록 제1 공간 SP1에 배치된 도전성 부재(160)를 구비하고 있다. 도전성 부재(160)는, 고정 전위로 유지될 수 있다. 도전성 부재(160)는, 예를 들어 전압 공급부(110)의 전원 단자(고정 전위로 유지되는 단자)에 접속될 수 있다. 도전성 부재(160)는, 도전선(109, 107)을 관통시키기 위한 관통 구멍을 가질 수 있다. 도전성 부재(160)는, 구동 회로(112) 외에, 전원 회로(111)를 둘러싸도 된다. 즉, 도전성 부재(160)는, 전압 공급부(110)를 둘러싸도 된다. 절연성 액체(108)는, 도전성 부재(160)를 둘러싸도록 배치될 수 있다.

절연성 액체(108)가 수납 용기(130)의 내부 공간 ISP에서 대류하면, 절연성 액체(108)와, 내부 공간 ISP에 배치되어 있는 다양한 절연체와의 사이에서 마찰이 일어나, 절연성 액체(108)와 절연체가 서로 역극성으로 대전할 수 있다. 제1 방향에 있어서의 제2 부분(132)의 길이를 증가시킴에 따른 절연성 액체(108)의 대류 속도가 증가하면, 마찰에 의해 발생하는 대전량도 증가하여, 절연성 액체(108) 중의 구동 회로(112)가 오작동을 일으킬 수 있다. 도전성 부재(160)는, 이와 같은 원인에 의한 구동 회로(112)의 오동작을 억제하여, X선 발생 장치(100)의 동작을 안정시키기 위해서 유리하다.

도 4에는, 일 실시 형태의 X선 촬상 장치(200)의 구성이 도시되어 있다. X선 촬상 장치(200)는, X선 발생 장치(100)와, X선 발생 장치(100)로부터 방사되어 물체(191)를 투과한 X선(192)을 검출하는 X선 검출 장치(210)를 구비할 수 있다. X선 촬상 장치(200)는, 제어 장치(220) 및 표시 장치(230)를 더 구비해도 된다. X선 검출 장치(210)는, X선 검출기(212)와, 신호 처리부(214)를 포함할 수 있다. 제어 장치(220)는, X선 발생 장치(100) 및 X선 검출 장치(210)를 제어할 수 있다. X선 검출기(212)는, X선 발생 장치(100)로부터 방사되고 물체(191)를 투과한 X선(192)을 검출 혹은 촬상한다. 신호 처리부(214)는, X선 검출기(212)로부터 출력되는 신호를 처리하고, 처리된 신호를 제어 장치(220)에 공급할 수 있다. 제어 장치(220)는, 신호 처리부(214)로부터 공급되는 신호에 기초하여, 표시 장치(230)에 화상을 표시시킬 수 있다.

본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니며, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 공개하기 위해서 청구항을 첨부한다.

Claims

제1 방향으로 전자를 방출하는 전자 방출부를 포함하는 음극, 및 상기 전자 방출부로부터 방사된 전자가 충돌함으로써 X선을 발생하는 타깃을 포함하는 양극을 갖는 X선 발생관과,
도전선을 통해 상기 X선 발생관에 전압을 공급하는 전압 공급부와, 상기 전압 공급부를 수납하는 제1 공간을 형성하는 제1 부분, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 있어서의 폭이 상기 제1 공간보다도 작고 상기 X선 발생관을 수납하는 제2 공간을 형성하는 제2 부분, 및 상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연통되도록 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 서로 연결하는 연결부를 갖는 수납 용기와,
상기 제1 공간과 상기 제2 공간이 연통한 내부 공간에 충전된 절연성 액체
를 구비하고,
상기 연결부는, 상기 내부 공간을 향해 뾰족한 볼록부를 갖고,
상기 제1 방향에 있어서, 상기 음극은, 상기 볼록부와 상기 양극 사이에 배치되고, 상기 도전선의 적어도 일부분을 둘러쌈과 함께, 상기 도전선과 상기 볼록부 사이의 적어도 최단 경로를 차단하도록 절연 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 절연 부재는, 상기 음극의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 음극의 적어도 일부는, 상기 절연성 액체를 개재하여 상기 절연 부재와 대면하는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 방향에 직교하는 평면에 있어서, 상기 음극의 적어도 일부는, 상기 절연성 액체를 개재하여 상기 절연 부재와 대면하는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제4항에 있어서,
상기 평면에 있어서, 상기 절연 부재는, 상기 절연성 액체를 개재하여 상기 제2 부분과 대면하는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 연결부는, 상기 제1 방향에 직교하는 방향으로 넓어진 판부를 갖고, 상기 판부는, 상기 도전선이 통과하는 개구를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제6항에 있어서,
상기 개구의 측면과 상기 제2 부분의 내측 측면이, 단차를 갖지 않는 연속된 면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제6항에 있어서,
상기 절연 부재는, 통형상부와, 상기 판부에 평행한 면을 갖는 플랜지부를 갖고, 상기 통형상부의 일단부와 상기 플랜지부가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 도전선의 전체 중 상기 도전선의 2개의 단부 사이의 부분의 위치를 고정 또는 제한하는 규제 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제9항에 있어서,
상기 규제 부재는 절연체인 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제10항에 있어서,
상기 규제 부재는, 상기 절연 부재에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 절연성 액체는, 상기 전압 공급부를 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 전압 공급부는, 전원 회로와, 상기 전원 회로로부터 공급되는 전력을 받아서, 상기 도전선을 통해 상기 X선 발생관을 구동하는 구동 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제13항에 있어서,
상기 구동 회로를 둘러싸도록 상기 제1 공간에 배치된 도전성 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제14항에 있어서,
상기 절연성 액체는, 상기 도전성 부재를 둘러싸도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 X선 발생 장치와,
상기 X선 발생 장치로부터 방사되고 물체를 투과한 X선을 검출하는 X선 검출 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 X선 촬상 장치.