KR102439978B1 - X선 발생 장치 및 x선 촬상 장치 - Google Patents

X선 발생 장치 및 x선 촬상 장치 Download PDF

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Abstract

X선 발생 장치는, 제1 방향으로 전자를 방출하는 전자 방출부를 포함하는 음극, 및, 상기 전자 방출부로부터 방사된 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 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 연통한 내부 공간이 형성되도록 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 서로 연결하는 연결부를 갖고, 상기 연결부가 상기 내부 공간을 향해 뾰족한 볼록부를 갖는 수납 용기와, 상기 도전선 및 상기 음극 중 적어도 한쪽의 적어도 일부분을 둘러싸도록 상기 내부 공간에 배치된 절연 부재를 구비한다. 상기 절연 부재는, 상기 도전선과 상기 볼록부 사이의 적어도 최단 경로를 차단하도록 배치되고, 상기 절연 부재는, 적어도 2개의 부재를 접착 재료에 의해 결합한 구조를 갖고, 상기 접착 재료와 상기 도전선 사이의 직선 경로, 및, 상기 접착 재료와 상기 음극 사이의 직선 경로를 차단하도록 배치되어 있다.

Description

X선 발생 장치 및 X선 촬상 장치
본 발명은, X선 발생 장치 및 X선 촬상 장치에 관한 것이다.
X선 투과상의 확대율은, 타깃 상에 형성되는 X선 발생부와 피검체의 거리가 가까울수록 증가될 수 있다. 그래서, 피검체가 쑥 들어간 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.
특허문헌 1에는, X선 발생관과, X선 발생관을 수납하는 수납 용기를 구비하는 X선 발생 장치가 기재되어 있다. X선 발생관은, 양극과, 전자 방출원을 갖는 음극과, 양극과 음극 사이에 진공 공간을 형성하는 절연관을 구비하고, 양극은, 수납 용기에 전기적으로 접속되어 있다. 수납 용기는, 후방 수납부와, 후방 수납부로부터 이어지는 부분으로부터 X선 발생관의 절연관을 향하여 접근하여 절연관을 둘러싸는 플랜지부와, 플랜지부로부터 돌출된 돌출부를 갖고, 돌출부에 X선 발생관의 양극이 고정되어 있다. 돌출부와 플랜지부 사이에 환상 굴곡부가 형성되어 있다. X선 발생관의 음극과, 환상 굴곡부 사이에는 보호 부재가 배치되어 있다. 보호 부재는, L자 형상의 단면을 회전시킨 환상 부재이다.
특허문헌 1의 상기와 같은 환상 부재는, 예를 들어 복수의 부재를 제작하고, 그것들을 접착 재료에 의해 결합함으로써 제조될 수 있다. 그러나, 그와 같은 방법으로 제조된 환상 부재를 X선 발생 장치에 있어서 사용한 경우, 접착 재료를 관통하는 바와 같은 방전이 발생할 수 있다고 하는 문제가 본 출원인에 의한 실험에 의해 밝혀졌다.
일본 특허 공개 제2018-73625호 공보
본 발명은, 접착 재료를 통과한 방전의 발생을 억제하기 위해 유리한 구조를 갖는 X선 발생 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면은, X선 발생 장치에 관한 것이며, 상기 X선 발생 장치는, 제1 방향으로 전자를 방출하는 전자 방출부를 포함하는 음극, 및, 상기 전자 방출부로부터 방사된 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 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 연통한 내부 공간이 형성되도록 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 서로 연결하는 연결부를 갖고, 상기 연결부가 상기 내부 공간을 향해 뾰족한 볼록부를 갖는 수납 용기와, 상기 도전선 및 상기 음극 중 적어도 한쪽의 적어도 일부분을 둘러싸도록 상기 내부 공간에 배치된 절연 부재를 구비하고, 상기 절연 부재는, 상기 도전선과 상기 볼록부 사이의 적어도 최단 경로를 차단하도록 배치되고, 상기 절연 부재는, 적어도 2개의 부재를 접착 재료에 의해 결합한 구조를 갖고, 상기 접착 재료와 상기 도전선 사이의 직선 경로, 및, 상기 접착 재료와 상기 음극 사이의 직선 경로를 차단하도록 배치되어 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 X선 발생 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 제2 실시 형태의 X선 발생 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 3은 제1 또는 제2 실시 형태의 X선 발생 장치에 적용 가능한 절연 부재의 제1 변형예를 도시하는 도면.
도 4는 제1 또는 제2 실시 형태의 X선 발생 장치에 적용 가능한 절연 부재의 제2 변형예를 도시하는 도면.
도 5는 제1 또는 제2 실시 형태의 X선 발생 장치에 적용 가능한 절연 부재의 제3 변형예를 도시하는 도면.
도 6은 일 실시 형태의 X선 촬상 장치의 구성을 도시하는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허 청구 범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 모두가 발명에 필수인 것이라고는 할 수 없고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 붙이고, 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 발생시키는 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, 해당 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 되고, 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) 및 음극(104) 중 적어도 한쪽의 적어도 일부분을 둘러싸도록 수납 용기(130)의 내부 공간 ISP에 배치될 수 있다.
절연 부재(120)는, 예를 들어 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 모든 경로에 있어서, 도전선(109)과 연결부(133)의 볼록부(135) 사이의 직선 경로를 차단하도록 배치될 수 있다. 또한, 절연 부재(120)는, 음극 부재(21)와 연결부(133)의 볼록부(135) 사이의 직선 경로를 차단하도록 배치될 수 있다.
절연 부재(120)는, 예를 들어 음극(104)의 적어도 일부분, 예를 들어 음극 부재(21)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 음극(104)의 적어도 일부분, 예를 들어 음극 부재(21)는, 절연성 액체(108)를 통해 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 일부분, 예를 들어 음극 부재(21)는, 절연성 액체(108)를 통해 절연 부재(120)와 대면하도록 배치될 수 있다. 해당 평면(에 있어서의 단면도)에 있어서, 절연 부재(120)는, 절연성 액체(108)를 통해 제2 부분(132)과 대면할 수 있다. 절연 부재(120)는, 절연성의 고체이면 되고, 세라믹, 유리 재료, 에폭시 유리 적층판 등의 수지 재료 등이 적용될 수 있다. 절연 부재(120)는, 25℃에서의 체적 저항에 있어서 1×105Ωｍ 이상의 절연성을 갖는 것이 바람직하다.
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 발생시키는 X선 발생 개소이므로, 상기와 같은 구성은, X선 발생 개소를 피검체에 접근시키기 위해, 즉, 촬영 시의 확대율을 향상시키기 위해 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 부재(21) 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, 환상을 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 평면 상에 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 발생시킨다. 타깃층(1a)의 두께는, X선의 발생에 기여하는 전자 침입 길이와, 발생한 X선이 지지창(1b)을 투과할 때의 자기 감쇠량의 밸런스로부터 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 외부로 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 위해, 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 저감하는 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 대해 고정하는 고정부(22)를 포함할 수 있다. 전자 방출부(23)는, 예를 들어 음극 부재(21)에 대해, 납재를 통해 접속되어도 되고, 레이저 용접 등에 의해 열융착되어도 되고, 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 정전장을 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 받아, 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 접속되어, 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 구성되고, 서로 전기적으로 접속되어, 접지될 수 있다. 이와 같은 구성은, 전기적인 안전성을 확보하기 위해 유리하다. 제1 부분(131), 제2 부분(132) 및 연결부(133)는, 금속 재료로 구성될 수 있다. 절연성 액체(108)는, 수납 용기(130)에 대해 진공 충전될 수 있다. 이 이유는, 절연성 액체(108) 중에 기포가 존재하면, 주위의 절연성 액체(108)에 비해 국소적으로 저유전율의 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)과의 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.
수납 용기(130)의 연결부(133)는, 예를 들어 제1 방향(Z 방향)에 직교하는 방향으로 확대된 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 대해 맞닿아질 수 있다. 혹은, 해당 판부는, X선 발생 장치(100)를 지지하는 구조체의 개구부에 끼워 넣어질 수 있다. 수납 용기(130)에 있어서, 해당 판부의 개구 OP의 측면과 제2 부분(132)의 내측 측면은, 단차를 갖지 않는 연속한 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, 적어도 2개의 부재(121, 122)를 접착 재료(123)에 의해 결합한 구조를 갖고, 접착 재료(123)와 도전선(109) 사이의 직선 경로, 및, 접착 재료(123)와 음극(104) 사이의 직선 경로를 차단하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 접착 재료(123)를 통해, 도전선(109)과 볼록부(135) 사이에서의 방전의 발생을 억제할 수 있다. 혹은, 절연 부재(120)는, 그것을 구성하는 적어도 2개의 부재(121, 122)를 결합하는 접착 재료(123)와 음극(104)의 적어도 일부, 예를 들어 음극 부재(21)와의 사이의 직선 경로를 차단하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 접착 재료(123)를 통해, 음극(104)과 볼록부(135) 사이에서의 방전 발생을 억제할 수 있다.
구체적인 일 구성예에 있어서, 절연 부재(120)는, 적어도 2개의 부재로서, 통 형상부(121)와, 통 형상부(121)로부터 외부 방향으로 연장되어 있는 플랜지부(122)를 포함할 수 있다. 일례에 있어서, 통 형상부(121)는, 원통 형상부를 포함할 수 있고, 플랜지부(122)는, 링 형상부를 포함할 수 있다. 절연 부재(120)는, 통 형상부(121)와 플랜지부(122)가 접착 재료(123)에 의해 결합(접착)된 구조를 가질 수 있다. 플랜지부(122)는, 예를 들어 연결부(133)의 판부를 따라서 연장될 수 있다. 보다 구체적으로는, 플랜지부(122)는, 예를 들어 연결부(133)의 판부와 평행하게 배치될 수 있다. 접착 재료(123)는, 적어도 경화 후의 상태가 절연성의 고체이면 되고, 예를 들어 에폭시 수지 또는 페놀 수지일 수 있다. 플랜지부(122)는, 관통 구멍을 가질 수 있고, 해당 관통 구멍 중에 통 형상부(121)의 일부가 위치할 수 있다.
제1 실시 형태에 있어서, 플랜지부(122)의 해당 관통 구멍의 내면과, 통 형상부(121)의 외면 중 해당 내면에 대면하는 영역 사이에 접착 재료(123)가 배치될 수 있다. 바꾸어 말하면, 접착 재료(123)와 도전선(109) 사이, 및, 접착 재료(123)와 음극 부재(21) 사이에는, 통 형상부(121)가 배치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 접착 재료(123)를 통한, 도전선(109)과 볼록부(135) 사이에서의 방전, 및, 음극(104)과 볼록부(135) 사이에서의 방전의 발생을 억제할 수 있다.
통 형상부(121)는, X선 발생관(102)의 절연관(4)의 적어도 일부를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 여기서, 통 형상부(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 뿔면)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 뿔면)은, 절연 부재(120)와 교차할 수 있다. 도전선(109)의 2개의 단부의 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.
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, 이와 같은 방법은 X선 발생 장치(100)의 대형화를 초래하므로, 바람직하지 않다.
이하, 도 2를 참조하면서 제2 실시 형태의 X선 발생 장치(100)에 대해 설명한다. 제2 실시 형태의 X선 발생 장치(100)로서 언급하지 않은 사항은, 제1 실시 형태에 따를 수 있다. 제2 실시 형태에서는, X선 발생관(102)의 관축 방향인 제1 방향(Z 방향)에 있어서, 볼록부(135)가 음극(104)과 양극(103) 사이에 배치된 구조를 갖는다. 도 2에 도시된 예에서는, 제2 부분(132)은, 제1 방향(Z 방향)에 있어서의 길이가 X선 발생관(102)보다 짧다.
도 3, 도 4, 도 5에는, 제1 실시 형태의 X선 발생 장치(100)의 절연 부재(120)의 제1, 제2, 제3 변형예가 도시되어 있다. 도 3 내지 도 5에 도시된 절연 부재(120)의 제1, 제2, 제3 변형예는, 제2 실시 형태에 적용되어도 된다.
제1, 제2 실시 형태에서는, 플랜지부(122)의 관통 구멍의 내면과, 통 형상부(121)의 외면 중 해당 내면에 대면하는 영역 사이에 접착 재료(123)가 배치될 수 있다. 한편, 제1, 제2, 제3 변형예에서는, 플랜지부(122)의 방사 방향(제2 방향)으로 연장되는 면과, 통 형상부(121)의 외면 중 해당 면에 대면하는 영역 사이에 접착 재료(123)가 배치될 수 있다. 제1, 제2, 제3 변형예와 같은 구성에서는, 통 형상부(121)에 대해 접착 재료(123)를 통해 플랜지부(122)를 보다 강하게 압박하는 것이 용이하므로, 예를 들어 접착 재료(123)에 도입될 수 있는 기포를 소멸시키기 위해 유리하다. 이것은, 절연 성능의 향상을 가져올 수 있다. 또한, 2개의 부재(121, 122)를 보다 강하게 압박함으로서, 접착 재료(123)의 두께(제1 방향의 치수)를 보다 작게 할 수 있음과 함께, 접착 재료(123)의 폭(제2 방향의 치수)을 보다 크게 할 수 있으므로, 절연 성능을 보다 높일 수도 있다.
구체적으로는, 제1, 제2, 제3 변형예에 있어서, 통 형상부(121)는, 제2 방향(예를 들어, X 방향 또는 Y 방향)에 있어서의 치수(외경)가 해당 제2 방향에 있어서의 플랜지부(122)의 관통 구멍의 치수(구멍 직경)보다 큰 제1 부(1211)와, 제1 부(1211)로부터 제1 방향(예를 들어, Z 방향)으로 연장되어 있으며 제2 방향에 있어서의 치수(외경)가 제2 방향에 있어서의 플랜지부(122)의 관통 구멍의 치수(구멍 직경)보다 작은 제2 부(1212)를 포함할 수 있다. 제1 부(1211)와 제2 부(1212)에 의해 통 형상부(121)의 외주면에 단차면 SS가 형성되고, 단차면 SS와, 플랜지부(122) 중 단차면 SS에 대면하는 접착 영역과의 사이에 접착 재료(123)가 배치된다. 단차면 SS는, 통 형상부(121)의 외면에서 방사 방향(제2 방향)으로 연장된다.
도 3에 도시된 제1 변형예 및 도 5에 도시된 제3 변형예에 있어서, 플랜지부(122)는, 연결부(133)에 대면하는 부분을 갖는 제1 면 S1을 갖고, 플랜지부(122)의 접착 영역은, 제1 면 S1에 마련되며, 해당 접착 영역과 단차면 SS 사이에 접착 재료(123)가 배치되어 있다. 도 4에 도시된 제2 변형예에 있어서, 플랜지부(122)는, 연결부(133)에 대면하는 부분을 갖는 제1 면 S1과 제1 면 S1의 반대측의 제2 면 S2를 갖고, 플랜지부(122)의 접착 영역은, 제2 면 S2에 마련되고, 해당 접착 영역과 단차면 SS 사이에 접착 재료(123)가 배치되어 있다. 제1, 제2, 제3 변형예는, 절연 부재(120)의 제조 시에 있어서, 통 형상부(121)의 단차면 SS에 대해 접착 재료(123)를 통해 플랜지부(122)를 강하게 대고 누르는 것이 용이하므로, 예를 들어 접착 재료(123)에 도입될 수 있는 기포를 소멸시키기 위해 유리하다. 이것은, 절연 성능의 향상을 가져올 수 있다.
도 6에는 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 방사되어 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.
발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 공표하기 위해 청구항을 첨부한다.

Claims (11)

  1. 제1 방향으로 전자를 방출하는 전자 방출부를 포함하는 음극, 및, 상기 전자 방출부로부터 방사된 전자가 충돌함으로써 X선을 발생시키는 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 연통한 내부 공간이 형성되도록 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분을 서로 연결하는 연결부를 갖고, 상기 연결부가 상기 내부 공간을 향해 뾰족한 볼록부를 갖는 수납 용기와,
    상기 도전선 및 상기 음극 중 적어도 한쪽의 적어도 일부분을 둘러싸도록 상기 내부 공간에 배치된 절연 부재를 구비하고,
    상기 절연 부재는, 상기 도전선과 상기 볼록부 사이의 적어도 최단 경로를 차단하도록 배치되고,
    상기 절연 부재는, 적어도 2개의 부재를 접착 재료에 의해 결합한 구조를 갖고, 상기 접착 재료와 상기 도전선 사이의 직선 경로, 및, 상기 접착 재료와 상기 음극 사이의 직선 경로를 차단하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 부재는, 통 형상부와, 상기 통 형상부로부터 외측 방향으로 연장되어 있는 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플랜지부는, 관통 구멍을 갖고, 상기 관통 구멍 중에 상기 통 형상부의 일부가 위치하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관통 구멍의 내면과, 상기 통 형상부의 외면 중 상기 내면에 대면하는 영역 사이에 상기 접착 재료가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 통 형상부는, 외경이 상기 관통 구멍의 구멍 직경보다 큰 제1 부와, 상기 제1 부로부터 상기 제1 방향으로 연장되어 있고 외경이 상기 관통 구멍의 구멍 직경보다 작은 제2 부를 포함하고, 상기 제1 부의 외주면과 상기 제2 부의 외주면에 의해 상기 통 형상부의 외주면에 단차면이 형성되고,
    상기 단차면과, 상기 플랜지부 중 상기 단차면에 대면하는 접착 영역과의 사이에 상기 접착 재료가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플랜지부는, 상기 연결부에 대면하는 부분을 갖는 제1 면을 갖고, 상기 접착 영역은, 상기 제1 면에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 플랜지부는, 상기 연결부에 대면하는 부분을 갖는 제1 면과 상기 제1 면의 반대측의 제2 면을 갖고, 상기 접착 영역은, 상기 제2 면에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향에 있어서, 상기 음극은, 상기 볼록부와 상기 양극 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향에 있어서, 상기 볼록부는, 상기 음극과 상기 양극 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 내부 공간에 충전된 절연성 액체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, X선 발생 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 X선 발생 장치와,
    상기 X선 발생 장치로부터 방사되어 물체를 투과한 X선을 검출하는 X선 검출 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, X선 촬상 장치.
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