JPH0410342A

JPH0410342A - 回転陽極形ｘ線管

Info

Publication number: JPH0410342A
Application number: JP11041290A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Aoki; 久敏青木; Masataka Arita; 有田　昌隆; Seiji Mochizuki; 望月　清次
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1992-01-14

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Ｊ（産業上の利用分野）この発明は、Ｘ線撮影等に用いられる回転陽極形Ｘ線管
の改良に関する。

（従来の技術）従来の回転陽極形Ｘ線管は、第６図に示すように、ター
ゲット１　（回転陽極）がアノードロータ２に直結され
ており、アノードロータ２は外部で固定されているアノ
ードシャフト３にヘアリング４を介して支持されている
。アノードロータ２はガラスバルブ５の外側の回転用モ
ータ（電磁石）６によって発生する回転磁界による電磁
誘導により回転するようになっている。なお、図中の角
度θはターゲットアングルを示す。

Ｘ線は陰極７がら出た電子流（電子ビーム）が高電圧に
よって加速されターゲット１に衝突する際に発生する。

このとき電子のエネルギーの大部分は熱に変わるため、
衝突点（焦点）は非常な高温となり、過負荷状態では焦
点に熱が集中しターゲット１が溶解してしまう。このた
め、電子ビームの焦点位置をターゲットに対して相対的
に移動させ熱集中を防ぐようにターゲット１を回転させ
ている。

なお、Ｘ線撮影においては、Ｘ線の出力が大きいほど撮
影画像の解像力か向上することから、ターゲット１に照
射する電子ビームの量を多くし、Ｘ線の出力を増大させ
ることが望まれている。

第７図に従来の回転陽極形Ｘ線管のターゲットにおける
電子ビームの焦点軌道を示す。従来の回転陽極形Ｘ線管
では、陰極７が固定されターゲット１が一方向に回転し
ているので、ターゲット１上の電子ビームの焦点軌道は
ターゲット１と同心円で１条となっている。ところが、
この構成ではターゲット１が回転するたびに電子ビーム
がターゲット上の同じ軌跡をたどるので、Ｘ線を発生さ
せる際に発生する焦点位置における熱の冷却効率が低く
、ターゲットに照射することのできる電子ビーム量の限
界が低かった。したがって、このような従来の回転陽極
形Ｘ線管の構成では、これ以上Ｘ線の発生出力を大きく
することかできないという問題点があった。

また、別の問題として従来の回転陽極形Ｘ線管には、Ｘ
線管のターゲットアングルθとＸ線照射野とＸ線出力と
の関係に関するものがある。この関係は、ターゲットア
ングルθを大きくすると、出力は小さくなるが照射野を
広くでき、逆に、ターゲットアングルθを小さくすると
、照射野は狭くなるか出力を大きくすることができると
いうものである。このため、実際にはＸ線撮影に必要な
照射野と出力とのバランスを考慮してＸ線管の選択がな
されている。

しかし、撮影は常に最大照射野で行われる訳ではなく、
通常はもっと狭い照射野の場合が多い。

Ｘ線管は最大照射野に対してターゲットアングルが選択
されているため、小さい照射野ではＸ線発生出力を増加
させることができない。したがって、それを補うために
陰極−陽極間の電圧を上げる方法や、撮影時間を延ばす
等の方法が用いられている。ところが、電圧上昇は画像
のコントラストの低下を、時間延長は被検体の動きによ
る画像のボケをもたらし、診断能力を著しく低下させて
しまうという問題があった。また、本来は撮影ごとに必
要なたけの照射野を持つＸ線管を用いることが望まれる
が、実際に種々のＸ線管を用いるとなるとＸ線管の取換
えの煩雑さや、価格的に高価になるという問題かある。

したがって、１つのＸ線管で複数のターゲットアングル
を有するようなＸｉ管が望まれていた。

（発明か解決しようとする課題）このように従来の回転陽極形Ｘ線管においては、陰極か
固定され、ターゲット（陽極）が一方向に回転している
ため、ターゲット上の電子ビームの焦点軌道がターゲッ
トと同心円で１条となっており、ターゲットが回転する
たびに電子ビームがターゲット上の同じ軌跡をたどるよ
うになっていた。

したがってこの構成では、Ｘ線を発生させる際に発生す
るターゲットの焦点位置における熱の冷却効率が低く、
ターゲットに入力することのできる電子ビーム量に限界
があり、それ以上Ｘ線の発生出力を大きくすることがで
きないという問題点があった。

また、本来は撮影ごとに必要なだけの照射野を持つＸ線
管を用いることか望ましいが、実際に種々のＸ線管を用
いるとなるとＸ線管の取換えの煩雑さや価格的に高価に
なるという問題があり、】つのＸ線管で複数のターゲッ
トアングルを有するようなｘＢ管が望まれていた。

本発明は上記の問題点を除去し改良するものであり、タ
ーゲットに照射することのできる電子ビームの瓜を増加
させ、Ｘ線の発生出力を従来よりも大きくすることか可
能な回転陽極形Ｘ線管、および１つのＸｌ管で複数のタ
ーゲットアングルを有するような回転陽極形Ｘ線管を提
供することを目的とするものである。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、第１の発明の回転陽極形Ｘ
線管においては、電子流を照射する陰極と、この陰極か
ら照射される電子流に対し所定の角度をもって配設され
側面が円筒形をなすターゲットを有する陽極と、この陽
極を前記円筒の中心軸を回転軸として円周方向に回転さ
せる回転手段と、前記陽極を前記回転軸方向に移動する
移動手段とを具備するようにしたものである。

また第２の発明は、第１の発明に加え陰極から照射され
る電子流に対し２つ以上の角度をもって配設される円筒
側面状および円錐側面状のターゲットを有する陽極を具
備するようにしたものである。

（作用）上記のように構成された回転陽極形Ｘ線管を用いると、
ターゲット上の電子ビームの焦点軌道の長さを従来と比
べ格段に長くすることができ、Ｘ線を発生させる際に発
生するターゲットの焦点位置における熱の冷却効率を高
めることができるので、ターゲットに入力することので
きる電子ビームの量を従来よりも増加させることかでき
、Ｘ線の発生出力を従来よりも増大させることが可能と
なる。

また、ターゲットを回転軸方向へ移動させることにより
、電子ビームに対して複数のターゲットアングルを選択
して使用できるので、必要に応じてＸ線照射野及びそれ
に対応したＸ線出力を切換えることが可能となる。

（実施例）実施例について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明の回転陽極形Ｘ線管の第１の実施例を
示す側面図（一部所面図）である。

ターゲット２１は側面が円筒形をなしており、この円筒
の中心軸上に設けられた回転軸２２に固定されている。

また、陰極７から照射される電子ビームに対し所定の角
度を持つように配設されている。アノードロータ２７は
回転軸２２の両端に直結しており、表面部分には永久磁
石２８が設けられ、ガラスバルブ２５の外部に設けられ
た浮上用磁石２９（電磁石、永久磁石のどちらでも可）
によってアノードシャフト３０から浮上した状態で支持
されている。また、アノードロータ２７はガラスバルブ
２５の外部に設けられた回転用モータ３１（電磁石）に
よってつくられる回転磁界による電磁誘導によって回転
軸２２を中心として回転する。なお、アノードロータ２
７は磁気浮上によりアノードシャフト３０から浮いて回
転するか、回転中のぶれによりアノードシャフト３０と
衝突する場合を考え、アノードシャフト３０の側にベア
リング３２を設けておく。また、永久磁石２４が設けら
れた回転軸方向磁界受註盤２３ａ、２３ｂがターゲット
２１の両端の回転軸２２に設けられ、ガラスバルブ２５
の外部の前記回転軸方向に設けられた回転軸方向浮上用
電磁石２６ａ、２６ｂによって起こす磁界の変化により
回転軸方向にターゲット２１を移動できるようになって
いる。

また、陰極７とターゲット２１との間にグリッド電極３
３を設け、後述するように、この電極３３に電圧をかけ
ることにより陰極７からの電子がターゲット２１に到達
しないよう制御できるようにしておく。

以上の構成より、本実施例のＸ線管は、ターゲット２１
の回転と回転軸方向への移動制御により、陰極７からタ
ーゲット２１に照射される電子ビームの焦点軌道を、第
２図に示すような軌道にすることが可能である。この場
合のターゲット２１の回転軸２２方向への移動制御とは
、電子ビームのターゲット２１上での焦点位置が、ター
ゲット２１の一端からもう一端（以後、先出の一端を第
１の一端、後出の一端を第２の一端とする）へ向かって
徐々に移動するようにターゲット２１を移動させていく
制御であり、焦点位置が第２の一端にまできたら第１の
一端まで瞬時に焦点位置が戻るようターゲット２１を移
動させ、これを繰り返していく制御である。

このとき、電子ビームの焦点位置がターゲット２１の第
１の一端から第２の一端にまで移動したことを判定する
方法としては、第３図に示すように、回転方向磁界交円
盤２３ａ　（２３ｂ）の円周部の一点に反射鏡３４を取
り付け、ガラスバルブ２５の外部に設けられた光線照射
手段３５と光線検知手段３６とを用いる。反射鏡３４の
位置が所定の位置（電子ビームのターゲット２１上の焦
点位置が第２の一端にまで移動したときの反射鏡３４の
位置）にきたときに、光線照射手段３５から照射された
光線が反射鏡３４に反射して光線検知手段３６で検知で
きるようにしておき、この光線が検知できたかどうかで
判定を行う。

また、ターゲット２１上の電子ビームの焦点位置を第２
の一端から第１の一端へ戻すためにターゲット２１を移
動させる場合において、電子ビームをターゲット２１に
照射してしまうと第４図に示すように焦点軌道が重なる
部分（交点）が出てきてしまう。交点だけ熱負荷が他の
部分より増加してしまい、Ｘ線の発生可能出力がこの部
分で制限されてしまうと、ターゲット２１を移動させる
ことによって焦点軌道の長さを長くし、焦点位置の熱冷
却効率を高めた効果が半減してしまうという問題が出て
くる。したがってこれを解決するため、電子ビームの焦
点位置を第２の一端から第１の一端へ戻すためにターゲ
ット２１を移動させる間には、グリッド電極３３に電圧
をかけ、陰極７からの電子がターゲット２１に到達しな
いように制御を行う。なお、この間にＸ線が発生できな
くても実質上の問題がないように、この間の時間はでき
る限り短くする。

このように、ターゲットを回転軸を中心として回転させ
、かつ回転軸方向に移動させ、ターゲツト面全体を電子
ビームの焦点として利用することにより、焦点軌道の長
さを従来よりも格段に長くすることができるので、Ｘ線
を発生させる際に発生する焦点位置における熱の冷却が
十分に行え、ターゲットに入力可能な電子ビームの量を
従来よりも増加させることが可能となり、Ｘ線の発生出
力を従来よりも増大させることが可能になる。したがっ
て、Ｘ線撮影において撮影画像の解像度を向上させるこ
とができ、従来よりも診断効果を高めることができる。

なお、本実施例においては、ターゲットを回転軸方向へ
移動可能とするための構成、すなわちアノードロータと
アノードシャフトとが固定されないような構成を実現す
る方法として「磁気浮上」という方法を用いたが、同じ
くアノードロータとアノードシャフトとが固定されない
「流体軸受け」という方法を用いても本発明の回転陽極
形Ｘ線管は実現することが可能である。

つぎに、第１の実施例を改良したものであり、１つのＸ
線管で２つ以上のＸ線照射野をもたらすことか可能な回
転陽極形Ｘ線管を、第２の実施例として開示する。

第２の実施例である回転陽極形Ｘ線管は、第５図（ａ）
　（ｂ）に示すように、側面が円筒形および円錐形とな
ったターゲット４１が、陰極７から照射される電子ビー
ムに対し所定の２つの角度をもつように配設されている
。なお、他の部分（図示しない部分を含む）の構成に関
しては第１の実施例の回転陽極形Ｘ線管と同じ構成をし
ている。

上記のような構成にすると、ターゲット４１を回転軸２
２の方向へ移動させることにより異なるターゲットアン
グルを容易に得ることかできるようになる。したがって
、必要に応じてターゲットアングルを切り換え、実際の
Ｘ線撮影に必要なＸ線照射野を選択できる。ここで、タ
ーゲツト面が円筒側面状の方を選択した場合には、第１
の実施例で開示した電子ビームの焦点移動を行うことに
よりターゲツト面の焦点位置の熱冷却が十分に行え、タ
ーゲットに入力可能な電子ビームの量を従来よりも増加
させることが可能となるので、Ｘ線の発生出力を従来よ
りも増大させることかできる。

ただし、ターゲツト面が円錐側面状の方を選択した場合
には、第１の実施例で開示した電子ビームの焦点移動を
行ってしまうと焦点位置の絶対座標か電子ビーム方向へ
移動してしまうので、この場合には回転軸方向への移動
は行わない。

この第２の実施例の回転陽極形Ｘ線管を用いると、Ｘ線
撮影を行う場合、撮影に必要なＸ線照射野によってター
ゲットアングルを必要なだけ小さく切換えることができ
るので、出力の大きいＸ線を発生することが可能となり
、解像度の高いＸ線画像か得られるようになる。

なお、第２の実施例ではターゲットアングルが２つの場
合について説明したが、２つ以上であっても構わない。

以上本発明の回転陽極形Ｘ線管について説明してきたが
、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、発
明の要旨に変更がないかぎり適宜変更実施可能である。

［発明の効果コ以上詳述したように本発明による回転陽極形Ｘ線管を用
いると、陰極から照射される電子ビームのターゲット上
の焦点軌道を従来よりも格段に長くすることができ、焦
点位置の熱冷却が十分に行えるようになるので、ターゲ
ットに入力可能な電子ビームの量を従来よりも増加させ
ることができ、Ｘ線の発生出力を従来よりも増大させる
ことが可能となる。また、複数のターゲットアングルを
有するＸ線管を得ることができるので、必要なＸ線照射
野によってターゲットアングルを切換えることにより出
力の大きいＸ線を発生することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の回転陽極形Ｘ線管を表
す側面図（一部所面図）、第２図はターゲツト面におけ
る電子ビームの焦点軌道を表す側面図、第３図はターゲ
ットの位置を判定する方法を表す図、第４図はターゲツ
ト面におｉする電子ビームの焦点軌道が重なる場合を表
す図、第５図は本発明の第２の実施例の回転陽極形Ｘ線
管におけるＸ線照射野の変化を表す図、第６図は従来の
回転陽極形Ｘ線管を表す側面図（一部所面図）、第７図
は従来の回転陽極形Ｘ線管のターゲツト面における電子
ビームの焦点軌道を表す平面図である。２１．４１・・・ターゲット２２・・・回転軸２３ａ、２３ｂ・・・回転軸方向磁界受口盤２４．２８
・・・永久磁石２５・・・ガラスバルブ２６ａ、２６ｂ・・・回転軸方向浮上用電磁石２７・・
・アノードロータ２９・・・浮上用磁石３０・・・アノードシャフト３１・・・回転用モータ（電磁石）３３・・・グリッド電極第　　１図第　　２図１Ｅ４図（ｂ）第図 ψ −ＲＡＹ第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子流を照射する陰極と、この陰極から照射される電子流に対し所定の角度をもっ
て配設され側面が円筒形をなすターゲットを有する陽極
と、この陽極を前記円筒の中心軸を回転軸として円周方向に
回転させる回転手段と、前記陽極を前記回転軸方向に移動する移動手段とを具備
することを特徴とする回転陽極形Ｘ線管。
（２）陰極から照射される電子流に対し２つ以上の角度
をもって配設され側面が円筒形および円錐形のターゲッ
トを有する陽極を具備することを特徴とする請求項１記
載の回転陽極形Ｘ線管。
（３）陰極と陽極との間にグリッド電極を設けたことを
特徴とする請求項１または２いずれか１項記載の回転陽
極形Ｘ線管。