WO2019149482A1 - Emissionsvorrichtung - Google Patents

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WO2019149482A1
WO2019149482A1 PCT/EP2019/050387 EP2019050387W WO2019149482A1 WO 2019149482 A1 WO2019149482 A1 WO 2019149482A1 EP 2019050387 W EP2019050387 W EP 2019050387W WO 2019149482 A1 WO2019149482 A1 WO 2019149482A1
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Jörg FREUDENBERGER
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Siemens Healthcare Gmbh
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    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/13—Solid thermionic cathodes
    • H01J1/20—Cathodes heated indirectly by an electric current; Cathodes heated by electron or ion bombardment
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    • H01J2235/00—X-ray tubes
    • H01J2235/06—Cathode assembly
    • H01J2235/068—Multi-cathode assembly

Definitions

  • the invention relates to an emission device.
  • US 2001/0019601 A1 discloses an emission device which is designed as a thermionic emission device.
  • the cathode comprises a flat emitter having a main emission surface which is switchable to a main potential, and a switchable field effect electron emitter with an unstructured Schupo potential which is switchable to a heating potential which is different from the Hauptpo potential. Since neither the heating emission surface nor the main emission surface has structuring (segmentation), the intensity of electron emission can not be selectively controlled.
  • US Pat. No. 4,115,720 describes an anode which is arranged at a distance from a cathode. Both the anode and the cathode have no segmentation, so that no selective control of electron emission is possible.
  • US 2011/0116593 A1 describes an indirectly heated cathode which comprises an electron source.
  • the electric nenán, which heats the cathode this case can be designed as Feldef Anlagenemitter or as a thermal emitter.
  • the electron source may in this case be multi-part, wherein the Ka method is not segmented, so that no selective control of the electron emission is possible.
  • a cathode heated by electrons is known.
  • the electrons are emitted by a needle-shaped emitter on the back of the cathode, whereby the cathode heats up.
  • Such a heated cathode is suitable for an X-ray tube.
  • the cathode is again not segmented, so that even in this case no selective control of the electron emission is possible.
  • US 2015/0078511 A1 discloses an X-ray machine with a predeterminable number of independent and non-segmented cathodes.
  • Another emission device embodied as a thermionic emission device is e.g. from the
  • the known thermionic emission device comprises an indirectly heated main emitter formed as a flat emitter with an unstructured main emission surface, and a heater emitter formed as a flat center with a structured heating emission surface.
  • An unstructured emission surface is understood to mean a flat, substantially homogeneous emission surface without slits or similar interruptions.
  • An Emissionsflä surface, which is interrupted for example by slots or has a meandering trace is referred to as structured.
  • the main emitter and the heating emitter each have at least two terminal lugs, where the heater is, as it were, nested in the main emitter.
  • the main emission surface and the Schuemissi ons Design are aligned substantially parallel and centric to each other.
  • the terminal lugs of the main emitter are directed substantially perpendicular to the main emission surface and do not project beyond the main emission surface in the lateral direction.
  • the known thermionic emission device with structurally simple means the highest possible quality of the focal spot is achieved and even at high thermal loads an undesirable widening or defocusing of the electron beam avoided the.
  • Electron beam impinges in a focal spot on a Drehano de Due to the focal spot profile of the electron beam, a surface temperature of up to 2,400 ° C is generated on the focal track. This surface temperature of the focal path can not be increased without undesirable shortening of the life of the rotary anode, so that only a very small increase in power over a very short period of time and a subsequent cooling phase can be realized.
  • WO 2013/080074 A1 describes the use of carbon nanotubes (carbon nanotubes) as emitters in x-ray tubes.
  • Asymmetric emission of electrons is e.g. from US Pat. No. 7,835,501 B2.
  • an electron beam emerging from the cathode is modulated by a focal spot modulation unit such that an asymmetrical intensity distribution of the electron beam is adjustable.
  • US Pat. No. 5,703,924 A describes a Glühk method designed as a flat emitter, which consists of a basic body made of tungsten. and a coating of a dispenser-cathode material, eg Lanthanhexaborid (LaB ö) exists.
  • a dispenser-cathode material eg Lanthanhexaborid (LaB ö) exists.
  • Object of the present invention is to provide an emission device for an X-ray tube, which ensures a longer life of the X-ray tube with the same image quality.
  • the emission device comprises fiction, according to an emitter with a structured main emission surface, which is switchable to a main potential, and a switchable field effect electron emitter with a struc tured heating emission surface, the switching to a heating potential bar, which is different from the main potential.
  • the structuring can be realized with an emitter having a rectangular surface, for example by means of slots on the main emission surface. On the heating emission surface, this structuring is e.g. by a corresponding segmentation of Feldcouemittermateri as feasible. By such structuring, a defined focal spot is easily obtained.
  • the heating emission surface of the emission device according to claim 1 further comprises a prescribable number of individually controllable field effect emitter segments.
  • the structured main emission surface of the emitter is heated by electrons which are emitted by the structured heating emission surface of the field effect electron emitter.
  • the field effect electron emitter thus forms an indirect heater for the emitter. Characterized in that in the field effect electron emitter, a cold emission of the electrons, the heating potential that affects the emission of electrons from the Schuemissions Diagram be different from the main potential, which leads to the thermal emission of the rule emissive electrons from the main emission surface of the emitter.
  • the field effect emitters can be embodied, for example, as CNT-based field emitters (CNT, carbon nanotubes, carbon nanotubes) or as Si-based field emitters (Si, silicon).
  • CNT-based field emitters CNT, carbon nanotubes, carbon nanotubes
  • Si-based field emitters Si, silicon
  • nanocrystalline diamond is suitable for the production of cold cathodes according to DE 197 27 606 A1.
  • the emis sion device According to a particularly advantageous embodiment of the emis sion device, the Wienemissions Stimprint to the main mission area a predetermined distance (claim 2).
  • the predeterminable distance between the heating emission surface and the main emission surface is, for example, between approximately 0.5 mm and 5 mm.
  • CNT-based field emitters Si-based field emitters (Si, silicon) can also be used.
  • Si-based field emitters Si, silicon
  • the use of at least two different field emission materials is possible, please include the scope of the invention.
  • the main emission surface of the emission device can be heated by the heating emission surface in a vorgebbaren range in front of advantageous manner (claim 3).
  • the emission device according to the invention or its front part embodiments are suitable for installation in a focus head (claim 4).
  • a focus head (claim 4).
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of a
  • FIG. 2 shows a perspective view of the emission device along the line II-II in FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a structured main emission surface of an emitter also designed as a flat emitter in a perspective view.
  • the emission device illustrated in FIG. 1 comprises a flat emitter 1 with a main emission surface 11 and a field effect electron emitter 2 with a heating emission surface 21.
  • the flat emitter 1 is switchable to a main potential Ui and the field effect electron emitter 2 is switchable to a heating potential U2, which is different from the main potential Ui.
  • the heating emission surface 21 of the field effect electron emitter 2 comprises a predeterminable number of segments 22, which are applied by way of example to a substrate 23 by metallization.
  • the structuring of the heating emission surface 21 is achieved in the embodiment shown by the individually controllable field effect emitter segments 22.
  • the main emission surface 11 and the heating emission surface 21 are structured.
  • the heating emission surface 21 has a predeterminable distance 3 from the main emission surface 11.
  • at least one spacer 4 is arranged in the edge region of the substrate 23, by means of which the distance 3 between the heating emission surface 21 and the main emission surface 11 is ensured.
  • a U-shaped spacer holder 4 is provided according to FIG 2, which is arranged on three sides and has a contact 41 for the flat emitter 1.
  • a longitudinal side of the substrate 23 is not occupied by the spacer 4 in order to be able to electrically contact the field effect emitter segments 22 arranged on the substrate 23.
  • the main emission surface 11 is defined in a vorgeb ble surface area heated.
  • FIGS. 3 and 4 respectively.
  • the main emission surface 11 according to FIG. 3 has a planar structure 12 with an integrally formed frame 13. Within the frame 13, a structure 12 is arranged, by which the main emission surface 11 is divided into segments 14a to 14f.
  • a freely selectable number of seg ments 14a to 14f by the Schuellt shown) of the field effect Elektronenemitters 2 defi ned be heated, whereby the emission of thermal electrons from the main emission surface 11 is targeted.
  • the main emission surface 11 according to FIG 4 also has ei ne planar structure 15 which is made of elastic elements 16 be.
  • the elastic members 16 are arranged in a Weggeteil th frame 17, wherein the greater proportion of elas tical elements 16 on the Schuemissions Chemistry 21 (Gestri Chelt shown) of the field effect Elektronenemitters 2 is arranged and the smaller proportion of the elastic elements 16 for mechanical temperature compensation serves.
  • the field effect emitter segments 22 of the field effect electron emitter 2 By applying voltages to the field effect emitter segments 22 of the field effect electron emitter 2, an electric field builds up between the flat emitter 1 (located at a uniform potential) and the field effect emitter segments 22 of the field effect electron emitter 2. As a result, the power registered in the field effect electron emitter 2 can be regulated individually for each field effect emitter segment 22. This results in that the emission distribution of the flat emitter 1 is controlled in a simple manner. This allows e.g. an asymmetrical focal spot distribution or an optimization of the emission distribution, whereby the modulation transfer functions (MTF) and thus the image quality are improved.
  • MTF modulation transfer functions

Landscapes

  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Emissionsvorrichtung, umfassend - einen Emitter (1) mit einer strukturierten Hauptemissionsfläche (11), der an ein Hauptpotential (U1) schaltbar ist, und - einen zuschaltbaren Feldeffekt-Elektronenemitter (2) mit einer strukturierten Heizemissionsfläche (21), der an ein Heizpotential (U2) schaltbar ist, das unterschiedlich zum Hauptpotential (U1) ist, und wobei - die Heizemissionsfläche (21) eine vorgebbare Anzahl von einzeln ansteuerbaren Feldeffekt-Emittersegmenten (22) umfasst. Eine derartige Emissionsvorrichtung besitzt eine längere Lebensdauer bei gleichbleibender Bildqualität.

Description

Beschreibung
EmissionsVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Emissionsvorrichtung.
In der US 2001/0019601 Al ist eine Emissionsvorrichtung of fenbart, die als thermionische Emissionsvorrichtung ausge führt ist. Die Kathode umfasst einen Flachemitter mit einer Hauptemissionsfläche, der an ein Hauptpotential schaltbar ist, sowie einen zuschaltbaren Feldeffekt-Elektronenemitter mit einer unstrukturierten Heizemissionsfläche, die an ein Heizpotential schaltbar ist, das unterschiedlich zum Hauptpo tential ist. Da weder die Heizemissionsfläche noch die Haup temissionsfläche eine Strukturierung (Segmentierung) aufwei sen, kann die Intensität der Elektronenmission nicht selektiv gesteuert werden.
In der US 4,115,720 ist eine Anode beschrieben, die beab- standet zu einer Kathode angeordnet ist. Sowohl die Anode als auch die Kathode weisen keine Segmentierung auf, sodass keine selektive Steuerung der Elektronenmission möglich ist.
In der US 2011/0116593 Al ist eine indirekt beheizte Kathode beschrieben, die eine Elektronenquelle umfasst. Die Elektro nenquelle, die die Kathode aufheizt, kann hierbei als Feldef fektemitter oder als thermischer Emitter ausgeführt sein. Die Elektronenquelle kann hierbei mehrteilig sein, wobei die Ka thode nicht segmentiert ist, sodass keine selektive Steuerung der Elektronenmission möglich ist.
Aus der JP H07 161303 A ist eine durch Elektronen beheizte Kathode bekannt. Die Elektronen werden von einem nadelförmi gen Emitter auf die Rückseite der Kathode emittiert, wodurch sich die Kathode erwärmt. Eine derart beheizte Kathode ist für eine Röntgenröhre geeignet. Die Kathode ist wiederum nicht segmentiert, sodass auch in diesem Fall keine selektive Steuerung der Elektronenmission möglich ist. Weiterhin ist in der US 2015/0078511 Al ein Röntgengerät mit einer vorgebbaren Anzahl von unabhängigen und nicht segmen tierten Kathoden offenbart.
Eine weitere Emissionsvorrichtung, die als thermionische Emissionsvorrichtung ausgeführt ist, ist z.B. aus der
DE 10 2009 005 454 B4 bekannt und in einer Röntgenröhre als Kathode wirksam. Die bekannte thermionische Emissionsvorrich tung umfasst einen indirekt beheizten Hauptemitter, der als Flachemitter mit einer unstrukturierten Hauptemissionsfläche ausgebildet ist, und mit einem Heizemitter, der als Flache mitter mit einer strukturierten Heizemissionsfläche ausgebil det ist.
Unter einer unstrukturierten Emissionsfläche wird eine fla che, im Wesentlichen homogene Emissionsfläche ohne Schlitze oder ähnliche Unterbrechungen verstanden. Eine Emissionsflä che, die beispielsweise durch Schlitze unterbrochen ist oder eine mäanderförmige Leiterbahn aufweist, wird als struktu riert bezeichnet.
Bei der aus der DE 10 2009 005 454 B4 bekannten thermioni- schen Emissionsvorrichtung weisen der Hauptemitter und der Heizemitter jeweils mindestens zwei Anschlussfahnen auf, wo bei der Heizemitter gewissermaßen in den Hauptemitter ge schachtelt ist. Die Hauptemissionsfläche und die Heizemissi onsfläche sind im Wesentlichen parallel und zentrisch zuei nander ausgerichtet. Die Anschlussfahnen des Hauptemitters sind im Wesentlichen senkrecht zur Hauptemissionsfläche aus gerichtet und stehen in lateraler Richtung nicht über die Hauptemissionsfläche heraus. Bei der bekannten thermionischen Emissionsvorrichtung wird mit konstruktiv einfach gehaltenen Mitteln eine möglichst hohe Qualität des Brennflecks erreicht und auch bei hohen thermischen Belastungen eine unerwünschte Aufweitung oder Defokussierung des Elektronenstrahls vermie den . Der in der thermionischen Emissionsvorrichtung erzeugte
Elektronenstrahl trifft in einem Brennfleck auf eine Drehano de auf. Aufgrund des Brennfleckprofils des Elektronenstrahls entsteht auf der Brennbahn eine Oberflächentemperatur von bis zu 2.400 °C. Diese Oberflächentemperatur der Brennbahn kann ohne unerwünschte Verkürzung der Lebensdauer der Drehanode nicht erhöht werden, so dass allenfalls nur eine sehr geringe Leistungserhöhung über einen sehr kurzen Zeitraum und einer anschließenden Abkühlphase realisierbar ist.
Weitere indirekte Heizungen für thermionische Emitter sind in der EP 0 349 387 Bl und der US 8,000,449 B2 offenbart.
In der US 7,903,788 B2 und der DE 10 2006 018 633 B4 sind je weils strukturierte Flachemitter beschrieben.
Aus der US 7,795,792 B2 ist es bekannt, Emittermaterialien durch ein Karburieren (Aufkohlen) in den Emissionseigenschaf ten zu verändern.
Die WO 2013/080074 Al beschreibt den Einsatz von Carbon Nano- tubes (Kohlenstoffnanoröhrchen) als Emitter in Röntgenröhren.
Weiterhin ist aus der US 6,556,656 B2 bekannt, Elektroden un ter dem eigentlichen Elektronenemitter anzuordnen, um eine Homogenisierung des elektrischen Feldes am Ort des Elektro nenemitters zu erhalten.
Eine asymmetrische Emission von Elektronen ist z.B. aus der US 7,835,501 B2 bekannt. Hierbei wird ein aus der Kathode austretender Elektronenstrahl durch eine Brennfleck- Modulationseinheit derart moduliert, dass eine asymmetrische Intensitätsverteilung des Elektronenstrahls einstellbar ist.
In der DE 195 13 290 CI sowie der korrespondierenden
US 5,703,924 A ist eine als Flachemitter ausgebildete Glühka thode beschrieben, die aus einem Grundkörper aus Wolfram be- steht und eine Beschichtung aus einem Dispenser-Kathoden- Material, z.B. Lanthanhexaborid (LaBö) , besteht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Emissionsvor richtung für eine Röntgenröhre zu schaffen, die bei gleich bleibender Bildqualität eine längere Lebensdauer der Röntgen röhre gewährleistet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Emissionsvorrich tung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprü chen .
Die Emissionsvorrichtung nach Anspruch 1 umfasst erfindungs gemäß einen Emitter mit einer strukturierten Hauptemissions fläche, der an ein Hauptpotential schaltbar ist, sowie einen zuschaltbaren Feldeffekt-Elektronenemitter mit einer struktu rierten Heizemissionsfläche, der an ein Heizpotential schalt bar ist, das unterschiedlich zum Hauptpotential ist. Bei der erfindungsgemäßen Emissionsvorrichtung ist die Strukturierung bei einem Emitter mit rechteckiger Oberfläche beispielsweise durch Schlitze auf der Hauptemissionsfläche realisierbar. Auf der Heizemissionsfläche ist diese Strukturierung z.B. durch eine entsprechende Segmentierung des Feldeffektemittermateri als realisierbar. Durch eine derartige Strukturierung erhält man auf einfache Weise einen definierten Brennfleck. Die Heizemissionsfläche der Emissionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 umfasst weiterhin eine vorgebbare Anzahl von einzeln ansteu erbaren Feldeffekt-Emittersegmenten .
Bei der erfindungsgemäßen Emissionsvorrichtung wird die strukturierte Hauptemissionsfläche des Emitters durch Elekt ronen aufgeheizt, die von der strukturierten Heizemissions fläche des Feldeffekt-Elektronenemitters emittiert werden.
Der Feldeffekt-Elektronenemitter bildet somit eine indirekte Heizung für den Emitter. Dadurch, dass bei dem Feldeffekt-Elektronenemitter eine kalte Emission der Elektronen erfolgt, ist das Heizpotential, das die Emission der Elektronen aus der Heizemissionsfläche be wirkt, unterschiedlich zum Hauptpotential, das zu der thermi schen Emission der Elektronen aus der Hauptemissionsfläche des Emitters führt.
Aufgrund der kalten Elektronenemission ist im Stand-by- Betrieb deshalb auch keine thermische Heizung des Elektro nenemitters erforderlich, wodurch sich eine längere Lebens dauer für die Emissionsvorrichtung nach Anspruch 1 ergibt.
Im Rahmen der Erfindung können die Feldeffekt-Elektronen emitter beispielsweise als CNT-basierte Feldemittern (CNT, Carbon Nano Tubes, Kohlenstoff-Nanoröhren) oder als Si- basierte Feldemitter (Si, Silizium) ausgeführt sein. Auch na- nokristalliner Diamant ist gemäß der DE 197 27 606 Al für die Herstellung von Kaltkathoden geeignet.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Emis sionsvorrichtung weist die Heizemissionsfläche zu der Haupte missionsfläche einen vorgebbaren Abstand auf (Anspruch 2).
Bei CNT-basierten Feldemittern (CNT, Carbon Nano Tubes, Koh lenstoff-Nanoröhren) liegt der vorgebbare Abstand zwischen Heizemissionsfläche und Hauptemissionsfläche beispielsweise zwischen ca. 0,5 mm und 5 mm. Anstelle von CNT-basierten Feldemittern sind auch Si-basierte Feldemitter (Si, Silizium) einsetzbar. Auch die Verwendung von wenigstens zwei verschie denen Feldemissions-Materialien ist Rahmen der Erfindung mög lich.
Die Hauptemissionsfläche der Emissionsvorrichtung ist in vor teilhafter Weise durch die Heizemissionsfläche in einem vor gebbaren Bereich aufheizbar (Anspruch 3) .
Die Emissionsvorrichtung gemäß der Erfindung bzw. deren vor teilhafte Ausgestaltungen (Ansprüche 2 und 3) sind für den Einbau in einen Fokuskopf geeignet (Anspruch 4) . Mit der Emissionsvorrichtung (Ansprüche 1 bis 3) bzw. mit ei nem damit ausgestatteten Fokuskopf (Anspruch 4) ist auf ein fache Weise eine Röntgenröhre mit einer deutlich verbesserten Dosismodulation herstellbar (Ansprüche 5 und 6) .
Durch die kurzen Abkühlzeiten beim Abschalten des Heizemit ters sowie die deutlich kürzeren Abkühlzeiten des Hauptemit ters bei abgeschaltetem Heizemitter, werden die Strahlenbe lastungen entsprechend reduziert und die Aufnahmezeiten bei der Bildgebung verkürzt.
Die vorstehend beschriebenen Röntgenröhren (Ansprüche 5 und 6) können ohne Modifikationen in das Strahlergehäuse eines Röntgenstrahlers eingebaut werden (Anspruch 7).
Nachfolgend werden zwei schematisch dargestellte Ausführungs beispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
FIG 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer
EmissionsVorrichtung,
FIG 2 eine perspektivische Ansicht der Emissionsvorrichtung entlang der Linie II-II in FIG 1,
FIG 3 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine strukturierte
Hauptemissionsfläche eines als Flachemitter ausgebilde ten Emitters in Draufsicht und
FIG 4 ein zweites Ausführungsbeispiel für eine strukturierte Hauptemissionsfläche eines ebenfalls als Flachemitter ausgebildeten Emitters in perspektivischer Ansicht.
Die in FIG 1 dargestellte Emissionsvorrichtung umfasst einen Flachemitter 1 mit einer Hauptemissionsfläche 11 und einen Feldeffekt-Elektronenemitter 2 mit einer Heizemissionsfläche 21. Der Flachemitter 1 ist an ein Hauptpotential Ui schaltbar und der Feldeffekt-Elektronenemitter 2 ist an ein Heizpotential U2 schaltbar, das unterschiedlich zum Hauptpotential Ui ist.
Der Heizemissionsfläche 21 des Feldeffekt-Elektronenemitters 2 umfasst eine vorgebbare Anzahl von Segmenten 22, die bei spielsweises durch eine Metallisierung auf einem Substrat 23 aufgebracht sind. Die Strukturierung der Heizemissionsfläche 21 wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch die einzeln ansteuerbaren Feldeffekt-Emittersegmente 22 erreicht.
Erfindungsgemäß sind die Hauptemissionsfläche 11 und die Heizemissionsfläche 21 strukturiert.
Die Heizemissionsfläche 21 weist zu der Hauptemissionsfläche 11 einen vorgebbaren Abstand 3 auf. Hierzu ist im Randbereich des Substrats 23 wenigstens ein Abstandshalter 4 angeordnet, durch den der Abstand 3 zwischen Heizemissionsfläche 21 und Hauptemissionsfläche 11 sichergestellt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist gemäß FIG 2 ein U-förmiger Abstands halter 4 vorgesehen, der auf drei Seiten angeordnet ist und eine Kontaktierung 41 für den Flachemitter 1 aufweist. Eine Längsseite des Substrats 23 ist nicht durch den Abstandshal ter 4 belegt, um die auf dem Substrat 23 angeordneten Feldef- fekt-Emittersegmente 22 elektrisch kontaktieren zu können.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Strukturierung der Heizemissi onsfläche 21 ist die Hauptemissionsfläche 11 in einem vorgeb baren Flächenbereich definiert aufheizbar.
Weiterhin ist nicht nur die Heizemissionsfläche 21 des Feld- effekt-Elektronenemitters 2 strukturiert, sondern auch die Hauptemissionsfläche 11 des Flachemitters 1. Für die Struktu rierung der Hauptemissionsfläche 11 ist in den FIG 3 und 4 jeweils ein Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Hauptemissionsfläche 11 gemäß FIG 3 weist eine plane Struktur 12 mit einem einteilig ausgebildeten Rahmen 13 auf. Innerhalb des Rahmens 13 ist eine Struktur 12 angeordnet, durch die die Hauptemissionsfläche 11 in Segmente 14a bis 14f unterteilt ist. Damit kann eine frei wählbare Anzahl von Seg menten 14a bis 14f durch die Heizemissionsfläche 21 (gestri chelt dargestellt) des Feldeffekt-Elektronenemitters 2 defi niert aufgeheizt werden, wodurch die Emission von thermischen Elektronen aus der Hauptemissionsfläche 11 gezielt verbessert wird .
Die Hauptemissionsfläche 11 gemäß FIG 4 besitzt ebenfalls ei ne plane Struktur 15, die aus elastischen Elementen 16 be steht. Die elastischen Elemente 16 sind in einem zweigeteil ten Rahmen 17 angeordnet, wobei der größere Anteil der elas tischen Elemente 16 über der Heizemissionsfläche 21 (gestri chelt dargestellt) des Feldeffekt-Elektronenemitters 2 ange ordnet ist und der kleinere Anteil der elastischen Elemente 16 zum mechanischen Temperaturausgleich dient.
Durch das Anlegen von Spannungen an die Feldeffekt- Emittersegmente 22 des Feldeffekt-Elektronenemitters 2 baut sich ein elektrisches Feld zwischen dem (auf einem einheitli chen Potential liegenden) Flachemitter 1 und den Feldeffekt- Emittersegmenten 22 des Feldeffekt-Elektronenemitters 2 auf. Dadurch kann die in die in den Feldeffekt-Elektronenemitter 2 eingetragene Leistung für jedes Feldeffekt-Emittersegment 22 einzeln geregelt werden. Dies führt dazu, dass die Emissions verteilung des Flachemitters 1 auf einfache Weise steuerbar ist. Dies erlaubt z.B. eine asymmetrische Brennfleckvertei lung oder eine Optimierung der Emissionsverteilung, wodurch die Modulationstransferfunktionen (MTF) und damit die Bild qualität verbessert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Emissionsvorrichtung, umfassend
- einen Emitter (1) mit einer strukturierten Hauptemissi onsfläche (11), der an ein Hauptpotential (Ui) schaltbar ist, und
- einen zuschaltbaren Feldeffekt-Elektronenemitter (2) mit einer strukturierten Heizemissionsfläche (21), der an ein Heizpotential (U2) schaltbar ist, das unterschied lich zum Hauptpotential (Ui) ist, und wobei
- die Heizemissionsfläche (21) eine vorgebbare Anzahl von einzeln ansteuerbaren Feldeffekt-Emittersegmenten (22) umfasst .
2. Emissionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizemis sionsfläche (21) zu der Hauptemissionsfläche (11) einen vor- gebbaren Abstand (3) aufweist,
3. Emissionsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hauptemissionsfläche (11) durch die Heizemissionsfläche (21) in einem vorgebbaren Bereich aufheizbar ist.
4. Fokuskopf mit einer Emissionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
5. Röntgenröhre, die eine Anode und eine Emissionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst.
6. Röntgenröhre, die eine Anode und einen Fokuskopf nach An spruch 4 umfasst.
7. Röntgenstrahler mit einem Strahlergehäuse, in dem eine Röntgenröhre nach Anspruch 5 oder 6 angeordnet ist.
PCT/EP2019/050387 2018-01-30 2019-01-09 Emissionsvorrichtung WO2019149482A1 (de)

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