JPH1064460A - Ｘ線管 - Google Patents
Ｘ線管Info
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- JPH1064460A JPH1064460A JP9176714A JP17671497A JPH1064460A JP H1064460 A JPH1064460 A JP H1064460A JP 9176714 A JP9176714 A JP 9176714A JP 17671497 A JP17671497 A JP 17671497A JP H1064460 A JPH1064460 A JP H1064460A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith
- H01J35/18—Windows
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 カソード５およびアノード１０を収容す
る、導電性のビーム出射ウィンドウ２３を備えたＸ線管
において、ビーム出射ウィンドウの、後方散乱電子によ
る損傷が低減されるようにする。 【解決手段】 真空ケーシングはＸ線管の作動中負の電
位に接続され、負の電位に関連して正の電位に抵抗２
０，２６を介して電気的に接続されており、抵抗は、ビ
ーム出射ウィンドウと正の電位との間の電位差が数キロ
ボルトのオーダにあるように選定されている。
る、導電性のビーム出射ウィンドウ２３を備えたＸ線管
において、ビーム出射ウィンドウの、後方散乱電子によ
る損傷が低減されるようにする。 【解決手段】 真空ケーシングはＸ線管の作動中負の電
位に接続され、負の電位に関連して正の電位に抵抗２
０，２６を介して電気的に接続されており、抵抗は、ビ
ーム出射ウィンドウと正の電位との間の電位差が数キロ
ボルトのオーダにあるように選定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カソードおよびア
ノードを収容している真空ケーシングを有しており、該
真空ケーシングが導電性のビーム出射ウィンドウを備え
ているＸ線管に関する。
ノードを収容している真空ケーシングを有しており、該
真空ケーシングが導電性のビーム出射ウィンドウを備え
ているＸ線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のＸ線管は米国特許第３５０００
９７号明細書から公知である。
９７号明細書から公知である。
【０００３】このＸ線管では、ビーム出射ウィンドウに
後方散乱される電子流が著しく大きい場合にビーム出射
ウィンドウが破壊されるおそれがある。確かに電力が低
い場合には、アース電位に接続されていて、真空ケーシ
ングに対して電気的に絶縁されていない導電性のビーム
出射ウィンドウが後方散乱された電子を放出することが
できる。しかし、電子の制動の際に生じる出力密度によ
って限界が生じる。即ち、損失熱を同様にビーム出射ウ
ィンドウから放出しなければならずかつビーム出射ウィ
ンドウの溶融を招くおそれがある。
後方散乱される電子流が著しく大きい場合にビーム出射
ウィンドウが破壊されるおそれがある。確かに電力が低
い場合には、アース電位に接続されていて、真空ケーシ
ングに対して電気的に絶縁されていない導電性のビーム
出射ウィンドウが後方散乱された電子を放出することが
できる。しかし、電子の制動の際に生じる出力密度によ
って限界が生じる。即ち、損失熱を同様にビーム出射ウ
ィンドウから放出しなければならずかつビーム出射ウィ
ンドウの溶融を招くおそれがある。
【０００４】米国特許第２６６３８１２号明細書から、
電気的に絶縁性の材料から成る、Ｘ線管のビーム出射ウ
ィンドウが真空側において、電気抵抗が１０００Ω以上
ではない導電性の膜を備えるようにすることが公知であ
る。この場合も電力が低い場合には、後方散乱された電
子をこの導電性の膜を介して真空ケーシングに放出する
ことができる。しかしこの場合も、電子の制動の際に生
じる出力密度によって限界が生じる。即ち、相応の損失
熱を同様にビーム出射ウィンドウから放出しなければな
らずかつビーム出射ウィンドウがひび割れ等の損傷を受
けるおそれがある。
電気的に絶縁性の材料から成る、Ｘ線管のビーム出射ウ
ィンドウが真空側において、電気抵抗が１０００Ω以上
ではない導電性の膜を備えるようにすることが公知であ
る。この場合も電力が低い場合には、後方散乱された電
子をこの導電性の膜を介して真空ケーシングに放出する
ことができる。しかしこの場合も、電子の制動の際に生
じる出力密度によって限界が生じる。即ち、相応の損失
熱を同様にビーム出射ウィンドウから放出しなければな
らずかつビーム出射ウィンドウがひび割れ等の損傷を受
けるおそれがある。
【０００５】電力が比較的高い場合には、磁石による偏
向によって、後方散乱される電子の衝突場所はビーム出
射ウィンドウから真空ケーシングの別の部分に移動する
可能性がある。しかしこのために、磁石は真空ケーシン
グの内部に取り付けられなければならず、それ自体で既
に、１次電子が影響を受けるおそれのために不都合なこ
とになる。というのは、磁石は皿形アノード支持体に密
に取り付けられなければならないからである。
向によって、後方散乱される電子の衝突場所はビーム出
射ウィンドウから真空ケーシングの別の部分に移動する
可能性がある。しかしこのために、磁石は真空ケーシン
グの内部に取り付けられなければならず、それ自体で既
に、１次電子が影響を受けるおそれのために不都合なこ
とになる。というのは、磁石は皿形アノード支持体に密
に取り付けられなければならないからである。
【０００６】更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３
１０７９４９号公報から公知である、アノード材料とカ
ソード材料との間の電位にある、銅から成る遮蔽板を設
ける方法がある。この場合遮蔽板は、カソード電位に対
して正である電位にある真空ケーシングに対して電気的
に絶縁されていて、後方散乱された電子をビーム出射ウ
ィンドウから遠ざけるようにしている。
１０７９４９号公報から公知である、アノード材料とカ
ソード材料との間の電位にある、銅から成る遮蔽板を設
ける方法がある。この場合遮蔽板は、カソード電位に対
して正である電位にある真空ケーシングに対して電気的
に絶縁されていて、後方散乱された電子をビーム出射ウ
ィンドウから遠ざけるようにしている。
【０００７】更に、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４
２０９３７７号公報から、カソードおよびアノードを収
容する真空ケーシングを有し、該真空ケーシングがアー
ス電位に接続されているビーム出射ウィンドウを備えて
いるＸ線管が公知である。
２０９３７７号公報から、カソードおよびアノードを収
容する真空ケーシングを有し、該真空ケーシングがアー
ス電位に接続されているビーム出射ウィンドウを備えて
いるＸ線管が公知である。
【０００８】そもそも、Ｘ線出力を高めおよび／または
アノード負荷を低減するために、例えば米国特許第５１
２８９７７号明細書に記載されているように、電子ビー
ムが扁平に（例えばアノード表面と電子ビームとの間の
角度が１０°）アノードに射出されるＸ線管は特別問題
がある。というのは、アノードから後方散乱される電子
の成分は非常に高く（８０％）かつ更に発生されたＸ線
および後方散乱された電子は同じ空間角度エレメントに
おいて放出されるからである。従って、ビーム出射ウィ
ンドウの熱的負荷は特別高く、その結果アノードによっ
て後方散乱された電子は別個の捕捉電極によって捕捉さ
れなければならない。ビーム出射ウィンドウの負荷を低
減するための別の手法によれば、ビーム出射ウィンドウ
が後方散乱された電子の主伝播方向に対してずらされ
る。しかしＸ線に対して別の空間角度エレメントを利用
するこの手法は、比較的大きな領域がＸ線ビームによっ
て不均質に照射されるという結果をもたらす。
アノード負荷を低減するために、例えば米国特許第５１
２８９７７号明細書に記載されているように、電子ビー
ムが扁平に（例えばアノード表面と電子ビームとの間の
角度が１０°）アノードに射出されるＸ線管は特別問題
がある。というのは、アノードから後方散乱される電子
の成分は非常に高く（８０％）かつ更に発生されたＸ線
および後方散乱された電子は同じ空間角度エレメントに
おいて放出されるからである。従って、ビーム出射ウィ
ンドウの熱的負荷は特別高く、その結果アノードによっ
て後方散乱された電子は別個の捕捉電極によって捕捉さ
れなければならない。ビーム出射ウィンドウの負荷を低
減するための別の手法によれば、ビーム出射ウィンドウ
が後方散乱された電子の主伝播方向に対してずらされ
る。しかしＸ線に対して別の空間角度エレメントを利用
するこの手法は、比較的大きな領域がＸ線ビームによっ
て不均質に照射されるという結果をもたらす。
【０００９】
【発明の課題】本発明の課題は、冒頭に述べた形式のＸ
線管を、後方散乱された電子の衝突によるビーム出射ウ
ィンドウの損傷の危険が少なくとも低減されるように構
成することである。
線管を、後方散乱された電子の衝突によるビーム出射ウ
ィンドウの損傷の危険が少なくとも低減されるように構
成することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、 ａ）カソードおよびアノードを収容する真空ケーシング
を有し、 ｂ）該真空ケーシングは導電性のビーム出射ウィンドウ
を備え、 ｃ）前記真空ケーシングはＸ線管の作動中負の電位に接
続されておりかつ該負の電位に関連して正の電位に抵抗
を介して電気的に接続されており、前記抵抗は、Ｘ線管
の作動中、前記ビーム出射ウィンドウと正の電位との間
の電位差が数キロボルト、例えば３ないし２０Ｋｉｌｏ
ｖｏｌｔのオーダにあるように選定されていることによ
って解決される。
ば、 ａ）カソードおよびアノードを収容する真空ケーシング
を有し、 ｂ）該真空ケーシングは導電性のビーム出射ウィンドウ
を備え、 ｃ）前記真空ケーシングはＸ線管の作動中負の電位に接
続されておりかつ該負の電位に関連して正の電位に抵抗
を介して電気的に接続されており、前記抵抗は、Ｘ線管
の作動中、前記ビーム出射ウィンドウと正の電位との間
の電位差が数キロボルト、例えば３ないし２０Ｋｉｌｏ
ｖｏｌｔのオーダにあるように選定されていることによ
って解決される。
【００１１】ビーム出射ウィンドウは負の電位にあるの
で、それは到来する後方散乱された電子に対して反発作
用をしかつエネルギー選択的に散乱する。これにより、
電子はビーム出射ウィンドウの周りに散乱しかつビーム
出射ウィンドウに衝突せず、真空ケーシングの壁に衝突
する。従ってビーム出射ウィンドウは熱的に負荷軽減さ
れるので、ビーム出射ウィンドウの、後方散乱された電
子による損傷の危険は、排除されないまでも、低減され
る。真空ケーシングに危険が及ぶことはない。というの
は、このケーシングはビーム出射ウィンドウより熱的お
よび機械的に著しく強いからである。
で、それは到来する後方散乱された電子に対して反発作
用をしかつエネルギー選択的に散乱する。これにより、
電子はビーム出射ウィンドウの周りに散乱しかつビーム
出射ウィンドウに衝突せず、真空ケーシングの壁に衝突
する。従ってビーム出射ウィンドウは熱的に負荷軽減さ
れるので、ビーム出射ウィンドウの、後方散乱された電
子による損傷の危険は、排除されないまでも、低減され
る。真空ケーシングに危険が及ぶことはない。というの
は、このケーシングはビーム出射ウィンドウより熱的お
よび機械的に著しく強いからである。
【００１２】有利には、ビーム出射ウィンドウの電位に
対して正である電位はアース電位に等しい。というの
は、ビーム出射ウィンドウの電位に対して正である電位
を用意するために特別な手段が必要でないからである。
真空ケーシングは大抵アース電位にあるので、本発明の
変形例によれば、ビーム出射ウィンドウは抵抗を介して
真空ケーシングに接続されているようになっている。こ
の場合必要な、ビーム出射ウィンドウと真空ケーシング
との抵抗を介する接続を簡単な手法で保証するために、
本発明の変形例によれば、ビーム出射ウィンドウは真空
ケーシングに、有利にはその外側において、抵抗材料の
被膜を備えている絶縁材体を介して接続されている。
対して正である電位はアース電位に等しい。というの
は、ビーム出射ウィンドウの電位に対して正である電位
を用意するために特別な手段が必要でないからである。
真空ケーシングは大抵アース電位にあるので、本発明の
変形例によれば、ビーム出射ウィンドウは抵抗を介して
真空ケーシングに接続されているようになっている。こ
の場合必要な、ビーム出射ウィンドウと真空ケーシング
との抵抗を介する接続を簡単な手法で保証するために、
本発明の変形例によれば、ビーム出射ウィンドウは真空
ケーシングに、有利にはその外側において、抵抗材料の
被膜を備えている絶縁材体を介して接続されている。
【００１３】本発明の変形例によれば、真空ケーシング
はビーム出射ウィンドウを取り囲む領域において冷却装
置を備えている。これにより、大きな出力のＸ線管の場
合ですら、電子が衝突する、真空ケーシングの領域の熱
的負荷が大して高くならないことが保証されている。
はビーム出射ウィンドウを取り囲む領域において冷却装
置を備えている。これにより、大きな出力のＸ線管の場
合ですら、電子が衝突する、真空ケーシングの領域の熱
的負荷が大して高くならないことが保証されている。
【００１４】本発明の別の変形例によれば、真空ケーシ
ングはビーム出射ウィンドウを取り囲む領域において、
小さな原子番号（原子番号Ｚ＜４０）の被膜を備えてい
る。これにより、散乱された電子が衝突する、真空ケー
シングの領域から出るフォーカスを外れたＸ線ビームが
無視できる程度に僅かであることが保証されている。
ングはビーム出射ウィンドウを取り囲む領域において、
小さな原子番号（原子番号Ｚ＜４０）の被膜を備えてい
る。これにより、散乱された電子が衝突する、真空ケー
シングの領域から出るフォーカスを外れたＸ線ビームが
無視できる程度に僅かであることが保証されている。
【００１５】本発明の利点は、カソードから出る電子ビ
ームが、アノードの表面と電子ビームとの間に存在する
角度が鋭角であるような角度においてアノードに衝突す
るようにするとき、特別効果を発揮する。
ームが、アノードの表面と電子ビームとの間に存在する
角度が鋭角であるような角度においてアノードに衝突す
るようにするとき、特別効果を発揮する。
【００１６】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１７】図１には、１でＸ線管の真空ケーシングが
示されている。ケーシングは説明する実施例の場合、公
知のように金属およびセラミックまたはガラスを使用し
て製造されている。しかし別の材料も可能である。真空
ケーシング１内に、管形状のケーシング突起２において
カソード装置３が取り付けられている。カソード装置は
回転対称なウェーネルト電極４内に収容されている電子
エミッタを有している。電子エミッタは説明する実施例
の場合、円板形状のグローカソード５の形の扁平エミッ
タとして実現されておりかつセラミック板６を用いてウ
ェーネルト電極４に取り付けられている。グローカソー
ド５に相対向して全体が７で示されている回転式アノー
ドが設けられている。アノードは軸８を介してロータ９
に接続されている皿形のアノード支持体１０を有してい
る。ロータ９は図１には図示されていない方法で真空ケ
ーシング１に連結されている軸１１に回転可能に支承さ
れている。ロータ９の領域において、真空ケーシング１
の外壁にステータ１２が装着されている。ステータは、
回転アノードの駆動のために用いられる電気モータを形
成するように協働する。
示されている。ケーシングは説明する実施例の場合、公
知のように金属およびセラミックまたはガラスを使用し
て製造されている。しかし別の材料も可能である。真空
ケーシング１内に、管形状のケーシング突起２において
カソード装置３が取り付けられている。カソード装置は
回転対称なウェーネルト電極４内に収容されている電子
エミッタを有している。電子エミッタは説明する実施例
の場合、円板形状のグローカソード５の形の扁平エミッ
タとして実現されておりかつセラミック板６を用いてウ
ェーネルト電極４に取り付けられている。グローカソー
ド５に相対向して全体が７で示されている回転式アノー
ドが設けられている。アノードは軸８を介してロータ９
に接続されている皿形のアノード支持体１０を有してい
る。ロータ９は図１には図示されていない方法で真空ケ
ーシング１に連結されている軸１１に回転可能に支承さ
れている。ロータ９の領域において、真空ケーシング１
の外壁にステータ１２が装着されている。ステータは、
回転アノードの駆動のために用いられる電気モータを形
成するように協働する。
【００１８】Ｘ線管の作動の際、ステータ１２に線路１
３および１４を介して交流電流が供給されるので、軸１
１を介してロータ９に連結されている皿形のアノード支
持体１０が回転する。
３および１４を介して交流電流が供給されるので、軸１
１を介してロータ９に連結されている皿形のアノード支
持体１０が回転する。
【００１９】グローカソード５の一方の接続端子とウェ
ーネルト電極４との間に、Ｘ線管の作動中図１に示され
ているようにウェーネルト電圧ＵＷが加えられる。管電
圧ＵＲは線路１５および１６を介して印加される。線路
１５は軸１１に接続されており、軸１１は真空ケーシン
グ１に電気的に接続されている。線路１６は、グローカ
ソード５の１つの接続端子に接続されている。グローカ
ソードの他方の接続端子は線路１７に接続されている。
この線路と線路１６との間に、グローカソード５の加熱
電圧ＵＨが加えられ、その結果グローカソード５から円
形の横断面の電子ビームＥＳが出る。図１には電子ビー
ムＥＳの中心軸線しか図示されていないが、図２にはそ
の輪郭ないしその境界線が図示されている。
ーネルト電極４との間に、Ｘ線管の作動中図１に示され
ているようにウェーネルト電圧ＵＷが加えられる。管電
圧ＵＲは線路１５および１６を介して印加される。線路
１５は軸１１に接続されており、軸１１は真空ケーシン
グ１に電気的に接続されている。線路１６は、グローカ
ソード５の１つの接続端子に接続されている。グローカ
ソードの他方の接続端子は線路１７に接続されている。
この線路と線路１６との間に、グローカソード５の加熱
電圧ＵＨが加えられ、その結果グローカソード５から円
形の横断面の電子ビームＥＳが出る。図１には電子ビー
ムＥＳの中心軸線しか図示されていないが、図２にはそ
の輪郭ないしその境界線が図示されている。
【００２０】電子ビームＥＳはアイソレータ２１を中間
介挿して真空ケーシング１に取り付けられている集束電
極１９を通って出る。集束電極とグローカソード５との
間に、図１に示されているように、集束電圧ＵＦが加え
られる。それから電子ビームＥＳは図１に示されている
ように、ＢＦで示されている焦点スポットにおいて皿形
アノード支持板１０に衝突する。焦点スポットからＸ線
が出る。中心ビームおよび縁ビームが図１および図２に
破線で示されている有効Ｘ線ビーム束がビーム出射ウィ
ンドウ２３を通って出る。
介挿して真空ケーシング１に取り付けられている集束電
極１９を通って出る。集束電極とグローカソード５との
間に、図１に示されているように、集束電圧ＵＦが加え
られる。それから電子ビームＥＳは図１に示されている
ように、ＢＦで示されている焦点スポットにおいて皿形
アノード支持板１０に衝突する。焦点スポットからＸ線
が出る。中心ビームおよび縁ビームが図１および図２に
破線で示されている有効Ｘ線ビーム束がビーム出射ウィ
ンドウ２３を通って出る。
【００２１】更に電子ビームＥＳの円形の横断面のため
に、焦点スポットＢＦにおいて任意の方向に対するＸ線
ビームのガウス曲線に類似した強度分布が生じる可能性
があるということに対する前提条件がある。
に、焦点スポットＢＦにおいて任意の方向に対するＸ線
ビームのガウス曲線に類似した強度分布が生じる可能性
があるということに対する前提条件がある。
【００２２】出射面の熱的負荷が許容限界値を上回るの
を回避するために、電子ビームＥＳは出射面２２に対し
て鋭角にないし出射面２２の法線Ｎに対して角度α＞４
５°を以て焦点スポットＢＦにおいて衝突するので、線
分形状の、正確に言えば楕円形の焦点スポットＢＦが生
じる（図２参照）。焦点スポットＢＦの幅Ｂは出射面２
２の直接近傍において電子ビームＥＳの直径に相応す
る。電子ビームＥＳの直径は、グローカソード５，ウェ
ーネルト電極４および集束電極１９の幾何学形状が決め
られておりかつか熱電流および管電圧が決めされている
場合、ウェーネルト電圧ＵＷおよび集束電圧ＵＦに依存
している。
を回避するために、電子ビームＥＳは出射面２２に対し
て鋭角にないし出射面２２の法線Ｎに対して角度α＞４
５°を以て焦点スポットＢＦにおいて衝突するので、線
分形状の、正確に言えば楕円形の焦点スポットＢＦが生
じる（図２参照）。焦点スポットＢＦの幅Ｂは出射面２
２の直接近傍において電子ビームＥＳの直径に相応す
る。電子ビームＥＳの直径は、グローカソード５，ウェ
ーネルト電極４および集束電極１９の幾何学形状が決め
られておりかつか熱電流および管電圧が決めされている
場合、ウェーネルト電圧ＵＷおよび集束電圧ＵＦに依存
している。
【００２３】普通望まれる焦点スポット寸法を考慮し
て、角度αは、０．１ないし２．０ｍｍの電子ビームＥ
Ｓの直径Ｄにおいて１および１５ｍｍの間にある焦点ス
ポットの長さＬが生じるように選択されている。挙げら
れた直径領域は、皿形アノード支持板１０の出射面２２
の直接近傍における電子ビームの直径に対して当てはま
る。
て、角度αは、０．１ないし２．０ｍｍの電子ビームＥ
Ｓの直径Ｄにおいて１および１５ｍｍの間にある焦点ス
ポットの長さＬが生じるように選択されている。挙げら
れた直径領域は、皿形アノード支持板１０の出射面２２
の直接近傍における電子ビームの直径に対して当てはま
る。
【００２４】ビーム出射ウィンドウ２３の姿勢は、有効
Ｘ線ビーム束の中心ビームＺＳと出射面２２の面法線Ｎ
との間の角度βが少なくとも実質的に角度αに等しいよ
うに選択されている。有効Ｘ線ビーム束の中心ビームＺ
Ｓの方向に見て、高い結像品質にとって有利な円形状の
フォーカスが生じる。
Ｘ線ビーム束の中心ビームＺＳと出射面２２の面法線Ｎ
との間の角度βが少なくとも実質的に角度αに等しいよ
うに選択されている。有効Ｘ線ビーム束の中心ビームＺ
Ｓの方向に見て、高い結像品質にとって有利な円形状の
フォーカスが生じる。
【００２５】ビーム出射ウィンドウ２３は適当な導電材
料（例えばアルミニウム、チタンまたはベリリウム）か
ら形成されておりかつ例えばセラミックから形成された
管形状の絶縁材体２０を介して真空ケーシング１に結合
されている。
料（例えばアルミニウム、チタンまたはベリリウム）か
ら形成されておりかつ例えばセラミックから形成された
管形状の絶縁材体２０を介して真空ケーシング１に結合
されている。
【００２６】ビーム出射ウィンドウ２３は、Ｘ線管の作
動中、図３に略示されてるように、抵抗Ｒを介してビー
ム出射ウィンドウ２３の電位に比べて正の電位、即ちア
ース電位に、従って真空ケーシング１と同じ電位に加え
られている。この電位および抵抗Ｒの抵抗値は、 Ｘ線
管の作動中、ビーム出射ウィンドウ２３の負の電位と正
の電位との間の電位差が数キロボルト、例えば５ないし
２５ｋｉｌｏｖｏｌｔのオーダにあるように選択されて
いる。これにより、ビーム出射ウィンドウ２３上を移動
する後方散乱される電子が反発されかつエネルギー選択
的に散乱される。円形状のビーム出射ウィンドウ２３の
場合、それはビーム出射ウィンドウ２３を中心に回転対
称に散乱される。従って電子は出射ウィンドウ２３に衝
突せず、ビーム出射ウィンドウ２３を取り囲む、真空ケ
ーシング１の壁の領域に衝突する。
動中、図３に略示されてるように、抵抗Ｒを介してビー
ム出射ウィンドウ２３の電位に比べて正の電位、即ちア
ース電位に、従って真空ケーシング１と同じ電位に加え
られている。この電位および抵抗Ｒの抵抗値は、 Ｘ線
管の作動中、ビーム出射ウィンドウ２３の負の電位と正
の電位との間の電位差が数キロボルト、例えば５ないし
２５ｋｉｌｏｖｏｌｔのオーダにあるように選択されて
いる。これにより、ビーム出射ウィンドウ２３上を移動
する後方散乱される電子が反発されかつエネルギー選択
的に散乱される。円形状のビーム出射ウィンドウ２３の
場合、それはビーム出射ウィンドウ２３を中心に回転対
称に散乱される。従って電子は出射ウィンドウ２３に衝
突せず、ビーム出射ウィンドウ２３を取り囲む、真空ケ
ーシング１の壁の領域に衝突する。
【００２７】抵抗Ｒは、説明した実施例の場合、絶縁材
体２０によって形成されている。絶縁材体はビーム出射
ウィンドウ２３を真空ケーシング１に結合しかつ図４に
示されているように外側に抵抗材料の被膜２６を備えて
いる。
体２０によって形成されている。絶縁材体はビーム出射
ウィンドウ２３を真空ケーシング１に結合しかつ図４に
示されているように外側に抵抗材料の被膜２６を備えて
いる。
【００２８】ビーム出射ウィンドウ２３を取り囲む、真
空ケーシング１の壁の領域は、説明している実施例の場
合、図示されていない方法で適当な冷却装置に接続され
ている管スパイラル２５を用いて冷却されているので、
電子が負荷される、真空ケーシング１の領域の熱的過負
荷が排除されている。
空ケーシング１の壁の領域は、説明している実施例の場
合、図示されていない方法で適当な冷却装置に接続され
ている管スパイラル２５を用いて冷却されているので、
電子が負荷される、真空ケーシング１の領域の熱的過負
荷が排除されている。
【００２９】更に、真空ケーシング１の壁の熱的過負荷
に関して、ビーム出射ウィンドウ２３よりいずれにせよ
高く負荷可能である、真空ケーシング１の壁における電
子の散乱のために、従来のＸ線管のビーム出射ウィンド
ウに比して一段と低い出力密度が生じることが有利に作
用する。
に関して、ビーム出射ウィンドウ２３よりいずれにせよ
高く負荷可能である、真空ケーシング１の壁における電
子の散乱のために、従来のＸ線管のビーム出射ウィンド
ウに比して一段と低い出力密度が生じることが有利に作
用する。
【００３０】関連の研究が示しているように（L. Reime
r, Scanning Electron Microscopy,Spronger-Verlag, B
erlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1985, page 13
8）、別の手段なしに、皿形アノード支持体１０の出射
面２２から電子は１０°の角度αにおいて約３０°の角
度範囲において反射される。この角度範囲は図１には一
点鎖線で示されている。この場合、焦点スポットＢＦ
の、ビーム出射ウィンドウ２３からの間隔が約３ｃｍで
あるとすれば、相応の損失電力が約２ｃｍ２の大きさの
面積にわたって放出されるはずである。これに対して散
乱によって４０°の平均偏向角度が生じると、このこと
は図１で破線で示されているように、約２０ｃｍ２の面
が使用可能であり、しかもこの面は、次の領域、即ちビ
ーム出射ウィンドウ２３より機械的および熱的に安定し
ておりかつ更に積極的に冷却することができる、真空ケ
ーシング１の壁にある。
r, Scanning Electron Microscopy,Spronger-Verlag, B
erlin, Heidelberg, New York, Tokyo, 1985, page 13
8）、別の手段なしに、皿形アノード支持体１０の出射
面２２から電子は１０°の角度αにおいて約３０°の角
度範囲において反射される。この角度範囲は図１には一
点鎖線で示されている。この場合、焦点スポットＢＦ
の、ビーム出射ウィンドウ２３からの間隔が約３ｃｍで
あるとすれば、相応の損失電力が約２ｃｍ２の大きさの
面積にわたって放出されるはずである。これに対して散
乱によって４０°の平均偏向角度が生じると、このこと
は図１で破線で示されているように、約２０ｃｍ２の面
が使用可能であり、しかもこの面は、次の領域、即ちビ
ーム出射ウィンドウ２３より機械的および熱的に安定し
ておりかつ更に積極的に冷却することができる、真空ケ
ーシング１の壁にある。
【００３１】即ち単位要素面当たり係数１０だけ低い熱
負荷のため、更に所定の用途では積極的な冷却を省略す
ることができ、即ち損失電力を特別な手段なしに絶縁お
よび冷却媒体、例えば通例はＸ線管を収容する保護ケー
シング内に存在する絶縁オイルを介して放出することが
できる。
負荷のため、更に所定の用途では積極的な冷却を省略す
ることができ、即ち損失電力を特別な手段なしに絶縁お
よび冷却媒体、例えば通例はＸ線管を収容する保護ケー
シング内に存在する絶縁オイルを介して放出することが
できる。
【００３２】真空ケーシング１はビーム出射ウィンドウ
２３を取り囲む領域において、小さな原子番号（例えば
炭素）の材料の被膜２７を備えている。これにより、ビ
ーム出射ウィンドウ２３によって散乱される電子が衝突
する、真空ケーシング１の領域から出るフォーカスの外
れたＸ線が無視できる程度に僅かであることが保証され
ている。
２３を取り囲む領域において、小さな原子番号（例えば
炭素）の材料の被膜２７を備えている。これにより、ビ
ーム出射ウィンドウ２３によって散乱される電子が衝突
する、真空ケーシング１の領域から出るフォーカスの外
れたＸ線が無視できる程度に僅かであることが保証され
ている。
【００３３】後方散乱される電子を偏向する平均偏向角
度は、ビーム出射ウィンドウ２３の負の電位の大きさ、
ひいては抵抗Ｒないし２０，２６およびビーム出射ウィ
ンドウ２３が抵抗Ｒないし２０，２６を介して接続され
ているところの電位に依存している。この電位は概し
て、説明している実施例の場合とは異なって、アース電
位とは異なっていてもよい。
度は、ビーム出射ウィンドウ２３の負の電位の大きさ、
ひいては抵抗Ｒないし２０，２６およびビーム出射ウィ
ンドウ２３が抵抗Ｒないし２０，２６を介して接続され
ているところの電位に依存している。この電位は概し
て、説明している実施例の場合とは異なって、アース電
位とは異なっていてもよい。
【００３４】ビーム出射ウィンドウは説明している実施
例の場合のように必ずしも、完全に導電性の材料から形
成されている必要はない。場合によっては、抵抗を介し
て正の電位に接続されている、ウィンドウの内側におい
て十分に僅かな抵抗（例えば＜５００Ω）の導電性の被
膜で十分である。
例の場合のように必ずしも、完全に導電性の材料から形
成されている必要はない。場合によっては、抵抗を介し
て正の電位に接続されている、ウィンドウの内側におい
て十分に僅かな抵抗（例えば＜５００Ω）の導電性の被
膜で十分である。
【００３５】図１ないし図４のＸ線管の場合、アノード
および真空ケーシングが図１に示されているように、ア
ース電位に接続されておりかつカソードがアース電位に
対して負である電位ＵＲに接続されている所謂単極のＸ
線管であるが、本発明は、図５に略示されているよう
に、真空ケーシング１がアース電位に、カソード５がア
ースに対して負であるカソード電位ＵＫに接続されてお
りかつアノードがアースに対して正であるアノード電位
ＵＡに接続されている２極のＸ線管の場合にも使用する
ことができる。
および真空ケーシングが図１に示されているように、ア
ース電位に接続されておりかつカソードがアース電位に
対して負である電位ＵＲに接続されている所謂単極のＸ
線管であるが、本発明は、図５に略示されているよう
に、真空ケーシング１がアース電位に、カソード５がア
ースに対して負であるカソード電位ＵＫに接続されてお
りかつアノードがアースに対して正であるアノード電位
ＵＡに接続されている２極のＸ線管の場合にも使用する
ことができる。
【００３６】ビーム出射ウィンドウは抵抗を介して真空
ケーシングに接続されている必要はない。むしろ、ビー
ム出射ウィンドウを真空ケーシングに対して電気的に絶
縁してかつ通例の電気抵抗を介してビーム出射ウィンド
ウの負の電位に関して正である電位に接続することも可
能である。
ケーシングに接続されている必要はない。むしろ、ビー
ム出射ウィンドウを真空ケーシングに対して電気的に絶
縁してかつ通例の電気抵抗を介してビーム出射ウィンド
ウの負の電位に関して正である電位に接続することも可
能である。
【００３７】抵抗は必ずしも、被膜を備えた絶縁材体に
よって形成されている必要はない。むしろそれに代わっ
て、例えば、制限された導電性のセラミック、例えば炭
素がドーピングされている酸化アルミニウムから成る部
材が抵抗を形成しかつビーム出射ウィンドウを真空ケー
シングに接続することができる。
よって形成されている必要はない。むしろそれに代わっ
て、例えば、制限された導電性のセラミック、例えば炭
素がドーピングされている酸化アルミニウムから成る部
材が抵抗を形成しかつビーム出射ウィンドウを真空ケー
シングに接続することができる。
【００３８】本発明は、説明した実施例の場合とは異な
って、円形の横断面の電子ビームが使用されないＸ線管
にも適している。その場合、グローカソード５の説明し
てきた構成に対して択一的に、グロー螺旋として構成さ
れている従来のグローカソードを使用することも可能で
ある。
って、円形の横断面の電子ビームが使用されないＸ線管
にも適している。その場合、グローカソード５の説明し
てきた構成に対して択一的に、グロー螺旋として構成さ
れている従来のグローカソードを使用することも可能で
ある。
【００３９】これまで説明してきた実施例は、回転アノ
ードＸ線管である。しかし本発明は、固定アノードを備
えたＸ線管にも使用することができる。
ードＸ線管である。しかし本発明は、固定アノードを備
えたＸ線管にも使用することができる。
【図１】本発明のＸ線管の縦断面略図である。
【図２】図１のＸ線管の焦点スポットを拡大して示す斜
視図である。
視図である。
【図３】図１および図２のＸ線管の極めて概略的な基本
略図である。
略図である。
【図４】図１ないし図３のＸ線管の部分拡大図である。
【図５】別の本発明のＸ線管の、図３に対応する基本略
図である。
図である。
１ 真空ケーシング、 ２ ケーシング突起、 ３ カ
ソード装置、 ４ ウェーネルト電極、 ５ グローカ
ソード、 ６ セラミック円板、 ７ 回転アノード、
８，１１ 軸、 １２ ステータ、 １３〜１７ 線
路、 １９ 集束電極、 ２０ 絶縁材部分、 ２１
アイソレータ、 ２２ 衝突面、 ２３ビーム出射ウィ
ンドウ、 ２５ 管スパイラル、 ２６，２７ 被膜、
ＢＦ焦点スポット、 ＥＳ 電子ビーム
ソード装置、 ４ ウェーネルト電極、 ５ グローカ
ソード、 ６ セラミック円板、 ７ 回転アノード、
８，１１ 軸、 １２ ステータ、 １３〜１７ 線
路、 １９ 集束電極、 ２０ 絶縁材部分、 ２１
アイソレータ、 ２２ 衝突面、 ２３ビーム出射ウィ
ンドウ、 ２５ 管スパイラル、 ２６，２７ 被膜、
ＢＦ焦点スポット、 ＥＳ 電子ビーム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年７月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (8)
- 【請求項１】 ａ）カソード（５）およびアノード（１
０）を収容する真空ケーシング（１）を有し、 ｂ）該真空ケーシングは導電性のビーム出射ウィンドウ
（２３）を備え、 ｃ）前記真空ケーシングはＸ線管の作動中負の電位に接
続されておりかつ該負の電位に関連して正の電位に抵抗
（２０，２６）を介して電気的に接続されており、前記
抵抗は、 Ｘ線管の作動中、前記ビーム出射ウィンドウ
（２３）と正の電位との間の電位差が数キロボルトのオ
ーダにあるように選定されていることを特徴とするＸ線
管。 - 【請求項２】 正の電位はアース電位に等しい請求項１
記載のＸ線管。 - 【請求項３】 前記ビーム出射ウィンドウが抵抗（２
０，２６）を介して前記真空ケーシング（１）に接続さ
れている請求項１魔羅は２記載のＸ線管。 - 【請求項４】 前記抵抗（２０，２６）が抵抗材料の被
膜（２６）を備えた絶縁材体（２０）によって形成され
ており、該絶縁材体が前記ビーム出射ウィンドウ（２
３）を前記真空ケーシング（１）に接続する請求項２ま
たは３記載のＸ線管。 - 【請求項５】 前記抵抗が、前記ビーム出射ウィンドウ
（２３）を前記真空ケーシング（１）に接続する、導電
性のセラミックから成る部材によって形成されている請
求項２または３記載のＸ線管。 - 【請求項６】 前記真空ケーシング（１）が前記ビーム
出射ウィンドウ（２３）を取り囲む領域に冷却装置（２
５）を備えている請求項１から５までのいずれか１項記
載のＸ線管。 - 【請求項７】 前記真空ケーシング（１）の内側が前記
ビーム出射ウィンドウ（２３）を取り囲む領域に、低い
秩序度数（Ordnungdzahl）の材料の被膜（２７）を備え
ている請求項１から６までのいずれか１項記載のＸ線
管。 - 【請求項８】 前記前記カソード（５）から電子ビーム
（ＥＳ）が出、該電子ビームは、鋭角である角度（α）
で前記アノード（１０）に衝突する請求項１から７まで
のいずれか１項記載のＸ線管。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19627025A DE19627025C2 (de) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | Röntgenröhre |
| DE19627025.1 | 1996-07-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064460A true JPH1064460A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=7798961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9176714A Withdrawn JPH1064460A (ja) | 1996-07-04 | 1997-07-02 | Ｘ線管 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5828727A (ja) |
| JP (1) | JPH1064460A (ja) |
| DE (1) | DE19627025C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066579A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Toshiba Corp | Ｘ線管装置の電圧印加方法およびｘ線管装置 |
| JP2010104819A (ja) * | 2010-02-01 | 2010-05-13 | Toshiba Corp | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びｘ線管装置 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19648051A1 (de) * | 1996-11-20 | 1998-05-28 | Siemens Ag | Vakuumgehäuse für eine Elektronenröhre |
| WO1998025292A1 (en) * | 1996-12-06 | 1998-06-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | X-ray tube having an internal window shield |
| US5802140A (en) * | 1997-08-29 | 1998-09-01 | Varian Associates, Inc. | X-ray generating apparatus with integral housing |
| US6118852A (en) * | 1998-07-02 | 2000-09-12 | General Electric Company | Aluminum x-ray transmissive window for an x-ray tube vacuum vessel |
| US6263046B1 (en) * | 1999-08-04 | 2001-07-17 | General Electric Company | Heat pipe assisted cooling of x-ray windows in x-ray tubes |
| US6421422B1 (en) | 1999-08-25 | 2002-07-16 | General Electric Company | Apparatus and method for increasing X-ray tube power per target thermal load |
| US6361208B1 (en) | 1999-11-26 | 2002-03-26 | Varian Medical Systems | Mammography x-ray tube having an integral housing assembly |
| EP1146542A1 (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-17 | General Electric Company | Apparatus and method for increasing X-ray tube power per target thermal load |
| US7027559B2 (en) * | 2001-09-07 | 2006-04-11 | General Electric Company | Method and apparatus for generating x-ray beams |
| US7180981B2 (en) | 2002-04-08 | 2007-02-20 | Nanodynamics-88, Inc. | High quantum energy efficiency X-ray tube and targets |
| WO2004107384A2 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-09 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Enhanced electron backscattering in x-ray tubes |
| DE102004025119B4 (de) * | 2004-05-21 | 2012-08-02 | Siemens Ag | Röntgenstrahler |
| US7668298B2 (en) * | 2005-12-20 | 2010-02-23 | General Electric Co. | System and method for collecting backscattered electrons in an x-ray tube |
| US7359486B2 (en) * | 2005-12-20 | 2008-04-15 | General Electric Co. | Structure for collecting scattered electrons |
| EP2102884A1 (en) * | 2006-12-12 | 2009-09-23 | Philips Intellectual Property & Standards GmbH | Device and method for x-ray tube focal spot size and position control |
| US7869572B2 (en) * | 2008-05-07 | 2011-01-11 | General Electric Company | Apparatus for reducing kV-dependent artifacts in an imaging system and method of making same |
| DE102008038582A1 (de) * | 2008-08-21 | 2010-02-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenstrahler |
| WO2014041639A1 (ja) * | 2012-09-12 | 2014-03-20 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線管装置およびｘ線管装置の使用方法 |
| JP2015076359A (ja) * | 2013-10-11 | 2015-04-20 | 株式会社東芝 | Ｘ線管装置 |
| CN113571396B (zh) * | 2021-07-12 | 2024-11-05 | 无锡日联科技股份有限公司 | 一种靶窗分离双真空室透射x射线管 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2663812A (en) * | 1950-03-04 | 1953-12-22 | Philips Lab Inc | X-ray tube window |
| US3500097A (en) * | 1967-03-06 | 1970-03-10 | Dunlee Corp | X-ray generator |
| DE3107949A1 (de) * | 1981-03-02 | 1982-09-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Roentgenroehre |
| US5128977A (en) * | 1990-08-24 | 1992-07-07 | Michael Danos | X-ray tube |
| DE4209377A1 (de) * | 1992-03-23 | 1993-09-30 | Siemens Ag | Röntgenstrahler mit Schutzgehäuse |
| DE19542438C1 (de) * | 1995-11-14 | 1996-11-28 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
-
1996
- 1996-07-04 DE DE19627025A patent/DE19627025C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-02 US US08/887,192 patent/US5828727A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-02 JP JP9176714A patent/JPH1064460A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007066579A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Toshiba Corp | Ｘ線管装置の電圧印加方法およびｘ線管装置 |
| JP2010104819A (ja) * | 2010-02-01 | 2010-05-13 | Toshiba Corp | Ｘ線コンピュータ断層撮影装置及びｘ線管装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19627025A1 (de) | 1998-01-08 |
| US5828727A (en) | 1998-10-27 |
| DE19627025C2 (de) | 1998-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040907 |