CN107251186A - X射线管装置 - Google Patents
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Abstract
实施方式的X线管装置包括:阴极(36),该阴极(36)沿电子轨道的方向射出电子;阳极靶(35),该阳极靶(35)与阴极相对设置,并包括靶面,该靶面通过与从阴极射出的电子碰撞以产生X射线;真空***器(31),该真空***器(31)对阴极和阳极靶进行收容,并将内部密闭成真空气密;以及四极子磁场产生部(60),该四极子磁场产生部(60)通过从电源供给直流电流以形成磁场,并以从沿电子轨道的直线偏心的方式设置于真空***器的外侧,所述四极子磁场产生部(60)由四极子构成,上述四极子将电子轨道的一部分的周围包围。
Description
技术领域
实施方式涉及一种X射线管装置。
(相关申请的引用)
本申请以2015年2月27日申请的在先的日本专利申请第2015-037842号为基础,要求其优先权的利益,同时通过引用将上述日本专利申请的全部内容包含在本申请中。
背景技术
旋转阳极型X射线管装置是使从阴极的电子产生源产生的电子与旋转的阳极靶发生碰撞,并从上述阳极靶的电子发生碰撞而形成的X射线焦点处产生X射线的装置。上述旋转阳极型X射线管装置一般在X射线CT装置等中被利用。
一般来说,旋转阳极型X射线管装置为了将与目的相应的多个不同尺寸的电子束的焦点形成于阳极靶,而设置有丝极(日文:フィラメント)和聚焦槽,其中,上述丝极与形成的焦点的形状相对应,上述聚焦槽设置于用于对上述丝极进行收纳的阴极罩。此外,作为使焦点尺寸在更大的范围内连续地变化的技术,已知一种使用四极子磁场来使圆形的电子束变形成线焦点的形状的结构等。
下面示出与上述的技术相关的文献,并通过引用将全部内容纳入本文。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开平10-106462号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,由于四极子磁场对于电子束施加的作用是在一个方向上使电子束收缩的作用和在与该方向垂直的方向上使电子束膨胀的作用,因此,无法独立地对各个作用进行控制。通常,四极子磁场是为了使圆形的电子束变形成线状或矩形形状的目的而进行使用的,但无法在保持矩形的长度的状态下仅减小宽度。此外,本来也无法使矩形的束的长度及宽度独立地发生变形。因而,很难在考虑到X射线图像的析像特性和焦点的热负荷特性两者的同时,形成与目的相应的最佳的焦点形状。
因而,本发明的实施方式所要解决的技术问题在于提供一种旋转阳极型X射线管装置,能根据使用目的,使电子束形状磁性变化成最佳的形状。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明实施方式的X射线管装置包括:阴极,该阴极沿电子轨道的方向射出电子;阳极靶,该阳极靶与阴极相对设置,并包括靶面,该靶面通过与从阴极射出的电子碰撞以产生X射线;真空***器,该真空***器对阴极和阳极靶进行收容,并将内部密闭成真空气密;以及四极子磁场产生部,该四极子磁场产生部通过被从电源供给直流电流以形成磁场,并以从沿电子轨道的直线偏心的方式设置于真空***器的外侧,并且上述四极子磁场产生部由四极子构成,该四极子将电子轨道的一部分的周围包围。
附图说明
图1是表示第一实施方式的X射线管装置的一例的剖视图。
图2A是表示第一实施方式的X射线管的大致情况的剖视图。
图2B是沿图2A的IIA-IIA线的剖视图。
图2C是沿图2B的IIB1-IIB1线的剖视图。
图3是表示第一实施方式的四极子磁场产生部的原理的剖视图。
图4是表示第二实施方式的X射线管的大致情况的剖视图。
图5A是表示第二实施方式的双极子磁场的原理的图。
图5B是表示第二实施方式的四极子磁场产生部的原理的图。
图6A是表示第二实施方式的变形例1的X射线管的大致情况的图。
图6B是沿图6A的VIA-VIA线的剖视图。
图7A是表示第二实施方式的变形例1的四极子磁场的原理的剖视图。
图7B是表示第二实施方式的变形例1的双极子磁场的原理的剖视图。
图7C是表示第二实施方式的变形例1的四极子磁场产生部的原理的剖视图。
图8是表示第二实施方式的变形例2的X射线管的大致情况的剖视图。
图9是沿图8的VIII-VIII线的剖视图。
图10是表示第三实施方式的X射线管装置的一例的剖视图。
图11A是表示第三实施方式的X射线管的大致情况的剖视图。
图11B是沿图11A的XIA-XIA线的剖视图。
图11C是沿图11B的XIB1-XIB1线的剖视图。
图11D是沿图11B的XIB2-XIB2线的剖视图。
图11E是沿图11E的XID-XID线的剖视图。
图12A是表示第三实施方式的四极子磁场的原理的剖视图。
图12B是表示第三实施方式的双极子的原理的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图,对实施方式的X射线管装置进行详细说明。
(第一实施方式)
图1是表示第一实施方式的X射线管10的一例的剖视图。
如图1所示,第一实施方式的X射线管装置10大体上包括:定子线圈8;外壳20;X射线管30;高电压绝缘构件39;四极子磁场产生部60;插座301、302;以及X射线遮蔽部510、520、530、540。例如,X射线管装置10是旋转阳极侧X射线管装置。X射线管30例如是旋转阳极型的X射线管。X射线管30例如是中性点接地型的旋转阳极型X射线管。X射线遮蔽部510、520、530和540分别由铅形成。
在X射线管装置10中,在形成于外壳20的内侧与X射线管30的外侧之间的空间内,填充有作为冷却液的绝缘油9。例如,X射线管10构成为通过循环冷却***(冷却器)(未图示)使上述绝缘油9循环以进行冷却,其中,上述循环冷却***通过软管(未图示)与外壳20连接。在这种情况下,外壳20包括绝缘油9的导入口和排出口。循环冷却***例如包括:冷却器,该冷却器使外壳20内的绝缘油9散热并循环;以及导管(软管等),该导管将冷却器与外壳20的导入口和排出口液密和气密地连结。冷却器具有循环泵和热交换器。循环泵将从外壳20一侧取入的绝缘油9排出至热交换器,并在外壳20内制造绝缘油9的流动。热交换器连结在外壳20与循环泵之间,并将绝缘油9的热向外部释放。
以下,参照附图,对X射线管装置10的详细结构进行说明。
外壳20包括:外壳主体20e,该外壳主体20e形成为筒状;以及盖部(侧板)20f、20g、20h。外壳主体20e和盖部20f、20g、20h由使用了铝的铸件形成。在使用树脂材料的情况下,也可以将金属局部地并用于螺纹部等需要强度的部位、难以通过树脂的注塑成型进行成型的部位、或是防止电磁噪声向外壳20的外部泄漏的遮蔽层(未图示)等处。在此,将穿过外壳主体20e的圆筒的圆的中心的中心轴设为管轴TA。
在外壳主体20e的开口部形成有环状的阶梯部,以作为比外壳主体20e的壁厚薄的内周面。沿上述阶梯部的内周形成有环状的槽部。外壳主体20e的槽部以从阶梯部的阶梯沿管轴TA朝外侧方向切削至规定长度的位置的方式形成。在此,规定的长度例如是与盖部20f的厚度大致相同的长度。在外壳主体20e的槽部嵌合有C形限位环20i。即,外壳主体20e的开口部被盖部20f和C形限位环20i等液密地封闭。
盖部20f形成为圆盘形状。盖部20f沿外周部设有橡胶构件j2a,并与形成于外壳主体20e的开口部的阶梯部嵌合。
橡胶构件2a例如形成为O形环状。如上所述,橡胶构件2a设置在外壳主体20e与盖部20f之间,并将两者之间液密地密封。在X射线管装置10的沿着管轴TA的方向上,盖部20f的周缘部与外壳主体20e的阶梯部接触。
C形限位环20i是固定构件。C形限位环20i为了阻止盖部20f在沿着管轴TA的方向上的移动,而如上所述地与外壳主体20e的槽部嵌合,以将盖部20f固定。
在与外壳主体20e的设有盖部20f的开口部相反一侧的开口部嵌合有盖部20g和盖部20h。即,盖部20g和盖部20h分别在与外壳主体20e的设有盖部20f的端部相反一侧的端部处,与盖部20f平行且彼此相对地设置。盖部20g嵌合在外壳主体20e内侧的规定的位置处,以被液密地设置。在外壳主体20e的设有盖部20h的端部的、与盖部20h的设置位置相邻的外侧的内周部处,形成有环状的槽部。在盖部20g与盖部20h之间,橡胶构件2b设置成能伸缩地保持液密。上述盖部20h设置在外壳主体20e的比盖部20g更靠外侧的位置处。在上述槽部中嵌合有C形限位环20j。即,外壳主体20e的开口部被盖部20g、盖部20h、C形限位环20j和橡胶构件2b等液密地封闭。
盖部20g形成为与外壳主体20e的内周大致相同直径的圆形形状。盖部20g包括用于将绝缘油9注入和排出的开口部20k。
盖部20h形成为与外壳主体20e的内周大致相同直径的圆形形状。盖部20h形成有供作为气氛的空气进入、排出的通气孔20m。
C形限位环20j是对盖部20h向橡胶构件2b的周缘部(密封部)压接的状态进行保持的固定构件。
橡胶构件2b是橡胶波纹管(橡胶膜)。橡胶构件2b形成为圆形形状。此外,橡胶构件2b的周缘部(密封部)形成为O形环状。橡胶构件2b设置在外壳主体20e、盖部20g与盖部20h之间,并将三者之间液密地密封。橡胶构件2b沿外壳主体20e的端部的内周设置。即,橡胶构件2b以分离出外壳内的一部分的空间的方式设置。在本实施方式中,橡胶构件2b设置在由盖部20g和盖部20h围成的空间内,并将该空间液密地一分为二。在此,将盖部20g一侧的空间称作第一空间,将盖部20h一侧的空间称作第二空间。第一空间经由开口部20k而与供绝缘油9填充的外壳主体20e的内侧的空间相连。因而,第一空间会被绝缘油9填满。第二空间经由通气孔20m而与外部空间相连。因而,第二空间是空气气氛。
外壳主体20e在一部分处形成贯通的开口部20o。在开口部20o设有X射线放射窗20w和X射线遮蔽部540。开口部20o被上述X射线放射窗20w和X射线遮蔽部540液密地封闭。虽在后文中会详细叙述,但X射线遮蔽部520及540是为了对在开口部20o中向外壳20的外部放射的X射线进行遮蔽而设置的。
X射线放射窗20w由可透过X射线的构件形成。例如,X射线放射窗20w由可透过X射线的金属形成。
X射线遮蔽部510、520、530及540只要由至少包括铅的不能透过X射线的材料形成即可,也可以由铅合金等形成。
X射线遮蔽部510设于盖部20g内侧的表面。X射线遮蔽部510是将从X射线管30放射出的X射线进行遮蔽的构件。X射线遮蔽部510包括第一遮蔽部511和第二遮蔽部512。第一遮蔽部511与盖部20g内侧的表面接合。第一遮蔽部511以将盖部20g内侧的整个表面覆盖的方式设置。此外,第二遮蔽部512设置成一端部层叠于第一遮蔽部511内侧的面,另一端部与沿管轴TA的方向的外壳主体20e的内侧空开间隔地设置于开口部20k。即,第二遮蔽部512设置成能使绝缘油9经由开口部20k进入、排出。
X射线遮蔽部520形成为大致圆筒状。X射线遮蔽部520设置于外壳主体20e的内周部的一部分。X射线遮蔽部520的一端部靠近第一遮蔽部511。因而,能将可能会从X射线遮蔽部510与X射线遮蔽部520间的间隙发射出的X射线遮蔽。X射线遮蔽部520形成为筒状,并沿管轴从第一遮蔽部511延伸至定子线圈8附近。在本实施方式中,X射线遮蔽部520从第一遮蔽部511延伸至定子线圈8近前。X射线遮蔽部520根据需要而固定于外壳20。X射线遮蔽部530形成为筒状,并沿外壳20内部的后述的插座302的外周嵌入。X射线遮蔽部530设置成使圆筒的一端部与外壳主体20e的壁面相接触。此时,在X射线遮蔽部520形成有用于供X射线遮蔽部530的一端部穿过的孔。X射线遮蔽部530根据需要而固定于后述的插座302的外周。
X射线遮蔽部540形成为框状,并设于外壳20的开口部20o的侧缘。X射线遮蔽部540沿开口部20o的内壁设置。外壳主体20e内侧的X射线遮蔽部540的端部与X射线遮蔽部520相接触。X射线遮蔽部540根据需要而固定于开口部20o的侧缘。
阳极用的插座301和阴极用的插座302分别与外壳主体20e连接。插座301、302分别形成为包括开口部的有底筒状。插座301、302各自的底部设置在外壳20的内部,且开口部侧向外侧开口。例如,插座301、302相互空开规定的间隔地设置于外壳主体20e,且开口部朝向相同的方向设置。
插座301和***到插座301的插件(未图示)是非面压式的,并形成为能够装拆。在将插件连结于插座301的状态下,从插件向端子201供给高电压(例如,+70~+80kV)。
插座301设置在外壳20中的靠盖部20f一侧且位于比盖部20f更靠内侧的位置处。插座301具有作为电绝缘构件的外壳321和作为高电压供给端子的端子201。
外壳321由作为绝缘性的材料、例如树脂形成。外壳321形成为插件***口朝外侧开口的有底的圆筒状。外壳321在底部设有端子201。外壳321在开口一侧的端部的外表面形成有环状的突出部。上述外壳321的突出部形成为与阶梯部20ea嵌合,该阶梯部20ea是形成于外壳主体20e的突出部的端部的阶梯。端子201液密地安装于外壳321的底部,并贯穿上述底部。端子201经由绝缘覆盖配线而与后述的高电压供给端子44连接。
此外,在外壳321的突出部与外壳主体20e之间设有橡胶构件2f。橡胶构件2f设置在外壳321的突出部与阶梯部20ea的阶梯部分之间,并将外壳321的突出部与外壳主体20e之间液密地密封。在本实施方式中,橡胶构件2f由O形环形成。橡胶构件2f防止绝缘油9向外壳20外部泄漏。橡胶构件2f由例如硫磺硫化橡胶(日文:硫黄加硫ゴム)形成。
外壳321被环形螺母311固定。在环形螺母311的外周部形成有螺纹槽。例如,环形螺母311的外周部被加工为阳螺纹,阶梯部20ea的内周部被加工为阴螺纹。因而,通过与环形螺母311螺合,从而外壳321的突出部经由橡胶构件2f而被按压于阶梯部20ea。其结果是,外壳321固定于外壳主体20e。
插座302设置在外壳20中的靠盖部20g一侧且位于比盖部20g更靠内侧的位置处。插座302形成为与插座301大致相同。插座302具有作为电绝缘构件的外壳322和作为高电压供给端子的端子202。
外壳322由作为绝缘性的材料、例如树脂形成。外壳322形成为插件***口朝外侧开口的有底的圆筒状。外壳322在底部设有端子201。外壳322在开口一侧的端部的外表面形成有环状的突出部。上述外壳322的突出部形成为与阶梯部20eb嵌合,该阶梯部20eb是形成于外壳主体20e的突出部的端部的阶梯。端子202液密地安装于外壳321的底部,并贯穿上述底部。端子202经由绝缘覆盖配线而与后述的高电压供给端子54连接。
此外,在外壳322的突出部与外壳主体20e之间设有橡胶构件2g。橡胶构件2g设置在外壳322的突出部与阶梯部20eb的阶梯部分之间,并将外壳321的突出部与外壳主体20e之间液密地密封。在本实施方式中,橡胶构件2g由O形环形成。橡胶构件2g防止绝缘油9向外壳20外部泄漏。橡胶构件2g由例如硫磺硫化橡胶形成。
外壳322被环形螺母312固定。在环形螺母312的外周部形成有螺纹槽。例如,环形螺母312的外周部被加工为阳螺纹,阶梯部20eb的内周部被加工为阴螺纹。因而,通过与环形螺母312螺合,从而外壳322的突出部经由橡胶构件2g而被按压于阶梯部20eb。其结果是,外壳322固定于外壳主体20e。
图2A是表示第一实施方式的X射线管30的大致情况的剖视图,图2B是沿图2A的IIA-IIA线的剖视图,图2C是沿图2B的IIB-IIB线的剖视图。在图2C中,将与管轴TA正交的直线设为直线L1,将与管轴TA和直线L1正交的直线设为直线L2。
X射线管30包括固定轴11、旋转体12、轴承13、转子14、真空***器31、真空容器32、阳极靶35、阴极36、高电压供给端子44以及高电压供给端子54。
在图2C中,将与沿阴极36的中心或是电子束的射出方向的直线正交、且与直线L2平行的直线设为直线L3。
固定轴11形成为圆柱状。固定轴11经由轴承13将旋转体12支承成能旋转。固定轴11在一个端部设有突出部,该突出部气密地安装于真空***器31。固定轴11的突出部固定于高电压绝缘构件39。此时,固定轴11的突出部的前端部贯穿高电压绝缘构件39。在固定轴11的突出部的前端部电连接有高电压供给端子44。
旋转体12形成为有底的筒状。旋转体12在内部***有固定轴11,并与上述固定轴11同轴设置。旋转体12在底部侧的前端部处与后述的阳极靶35连接,并设置成能与阳极靶35一起旋转。
轴承13设置在旋转体的内周部与固定轴11的外周部之间。
转子14以配置于形成为圆筒状的定子线圈8内侧的方式设置。
高电压供给端子44经由固定轴11、轴承13和旋转体12而对阳极靶35相对地施加正的电压。高电压供给端子44连接于插座301,并在未图示的插件等高电压供给源连接于插座301的情况下被供给电流。高电压供给端子44是金属端子。
阳极靶35形成为圆盘状。阳极靶35在旋转体12的底部一侧的前端部处而与旋转体12同轴连接。例如,旋转体12和阳极靶35的中心轴沿管轴TA设置。即,旋转体12和阳极靶35的轴线与管轴TA平行。在这种情况下,旋转体12和阳极靶35设置成以管轴TA为中心自由旋转。
阳极靶35具有伞状的靶层35a,该靶层35a设置在上述阳极靶的外表面的一部分。靶层35a通过与从阴极36发射出的电子发生碰撞而放出X射线。对阳极靶35的外侧面、阳极靶35的与靶层35a相反一侧的表面实施黑化处理。阳极靶35由非磁性体且导电度(导电性)高的构件形成。例如,阳极靶35由铜、钨、钼、铌、钽、非磁性不锈钢等形成。另外,阳极靶35也可以是在至少表面部分由非磁性体且导电度高的金属构件形成的结构。此外,阳极靶35也可以为用由非磁性体且导电度高的金属构件形成的覆盖构件将表面部分覆盖的结构。
非磁性体在配置于交流磁界内的情况下,与导电度低的情况相比,在导电度高的情况下,能更有力地使由基于涡电流的反向的交流磁界的作用产生的磁力线发生歪曲。由于磁力线以上述方式歪曲,因此,即使在后述的四极子磁场产生部60靠近阳极靶35,且四极子磁场产生部60产生交流磁场的情况下,磁力线也会沿阳极靶35的表面流动,以使得阳极靶35表面附近的磁界(交流磁界)得到加强。
阴极36包括射出电子(电子束)的丝极(电子产生源)。阴极36设于与靶层35a相对的位置。阴极36以与阳极靶35的表面隔开规定的距离的方式设置。阴极36向阳极靶35射出电子。例如,阴极36形成为圆柱状,并从设于该圆的中心的丝极向阳极靶35的表面射出电子。此时,穿过阴极36的中心的直线与管轴TA平行。在下文中,有时也将从阴极36射出的电子的方向及其轨道记载为电子轨道。在阴极36相对地施加有负的电压。阴极36安装于后述的阴极支承部(阴极支承体、阴极支承构件)37,并与穿过阴极支承部37内部的高电压供给端子54连接。另外,有时也将阴极36称作电子产生源。另外,在阴极36中,电子束的射出位置与中心一致。上述阴极36的中心在下文中有时也包括穿过中心的直线。
阴极支承部37在一端部设有阴极36,另一端部连接于真空***器31(真空容器32)的内壁。此外,阴极支承部37在内部设有高电压供给端子54。如图2A所示,阴极支承部37从真空***器31(真空容器32)的内壁面向阳极靶35延伸直至阴极36的表面。例如,阴极支承部37形成为圆柱状,并与阴极36同轴状地设置。此时,阴极支承部37的一端面连接于真空***器31(真空容器32)的表面,另一端面连接于阴极36的表面。
阴极36包括对外周整体进行覆盖的非磁性体罩。上述非磁性体罩以包围阴极36周围的方式设置成圆筒状。非磁性体罩由例如铜、钨、钼、铌、钽、非磁性不锈钢中的任一种、或以它们中的任一种为主要成分的金属材料等非磁性金属构件形成。较为理想的是,非磁性体罩由导电度高的构件形成。非磁性体罩在配置于交流磁界内的情况下,与导电度低的情况相比,在导电度高的情况下,能更有力地使由基于涡电流的反向的交流磁界的作用产生的磁力线发生歪曲。由于磁力线以上述方式歪曲,因此,即使在后述的四极子磁场产生部60靠近阴极36,且四极子磁场产生部60产生交流磁场的情况下,磁力线也会沿阴极36的周围流动,而使得阳极靶36表面附近的磁界(交流磁界)得到加强。另外,阴极36也可以由导电度高且非磁性体的金属构件形成至少表面部分。
高电压供给端子54的一端部穿过阴极支承部37的内部而连接于阴极36,另一端部连接于插座302,并在未图示的插件等高电压供给源连接于插座302的情况下向阴极36供给电流。高电压供给端子54是金属端子。高电压供给端子54相对地对阴极36施加负的电压,并且将丝极电流供给至阴极36的未图示的丝极(电子放出源)。
真空***器31被密闭成真空气氛(真空气密),并将固定轴11、旋转体12、轴承13、转子14、真空容器32、阳极靶35、阴极36和高电压供给端子54收纳在内部。
真空容器32真空气密地设有X射线透过窗38。X射线透过窗38设于真空***器31(真空容器32)的壁部,该真空***器31与位于阴极36与阳极靶35间的阳极靶35的靶面相对。X射线透过窗38由例如铍或钛、不锈钢和铝等金属形成,并设于与X射线放射窗20w相对的部分。例如,真空容器32被X射线透过窗38气密地封闭,其中,上述X射线透过窗38作为能透过X射线的构件,且由铍形成。
真空***器31从高电压供给端子44一侧至阳极靶35周围配置有高电压绝缘构件39。高电压绝缘构件39由电绝缘性的树脂形成。
真空***器31(真空容器32)包括用于设置阴极36的收纳部31a。收纳部31a包括小径部31b,该小径部31b的直径在阳极靶35与阴极36之间的一部分变小。例如,收纳部31a形成为圆筒状。收纳部31a是真空***器31的一部分,并从X射线透过窗38附近沿与管轴TA平行的直线的方向向X射线管30的外侧延伸。此外,收纳部31a以与阳极靶35的表面相对的方式设置。例如,如图2A所示,收纳部31a与阳极靶35的径向的端部的表面相对,且从X射线透过窗38附近沿与管轴TA平行的直线的方向延伸而设置。
小径部31b是为了在设置后述的四极子磁场产生部60时加强磁场(磁界)对从阴极36射出的电子束的作用而设置。小径部31b形成为直径比周围的收纳部31a小。如图2A和图2B所示,小径部31b在阳极靶35与阴极36之间以比周围的收纳部31a的直径小的直径形成。
此外,真空***器31捕获从阳极靶35反射的反冲电子。因而,真空***器31受到反冲电子的碰撞而使得温度容易上升,通常由铜等导热度高的构件形成。较为理想的是,真空***器31由在受到交流磁界的影响的情况下不会产生反磁界的构件构成。例如,真空***器31由非磁性体的金属构件形成。较为理想的是,真空***器31为了不因交流电流产生过电流而由非磁性体的高电阻构件形成。非磁性体的高电阻构件由例如非磁性不锈钢、因科镍合金、因科镍合金X、钛、导电性陶瓷、由金属薄膜涂覆表面而成的非导电性陶瓷等。
高电压绝缘构件39形成为一端为圆锥形、另一端封闭的环状。高电压绝缘构件39直接或经由后述的定子线圈8等间接地固定于外壳20。高电压绝缘构件39将固定轴11与外壳20和定子线圈8之间电绝缘。因而,高电压绝缘构件39设置在定子线圈8与固定轴11之间。即,高电压绝缘构件39设置成将X射线管30的固定轴11的突出部一侧的X射线管30(真空容器2)收纳于内侧。
返回至图1,定子线圈8在多个部位处被固定于外壳20。定子线圈8以包围转子14和高电压绝缘构件39的外周部的方式设置。定子线圈8使转子14、旋转体12和阳极靶35旋转。由于通过向定子线圈8供给规定的电流以产生施加于转子14的磁界,因此,使阳极靶35等以规定的速度旋转。即,通过将电流供给至作为旋转驱动装置的定子线圈8,从而使转子14旋转,且阳极靶35随着转子14的旋转而旋转。
绝缘油9被填充到外壳20的内部中的由橡胶波纹管2b、外壳主体20e、盖部20f、插座301和插座302围成的空间。绝缘油9是对X射线管30所产生的热的至少一部分进行吸收的构件。
返回至图2A至图2C,对四极子磁场产生部60进行说明。
如图2B和图2C所示,四极子磁场产生部60包括:线圈64(64a、64b、64c和64d)、轭铁66以及磁极68(68a、68b、68c和68d)。
四极子磁场产生部60通过从电源供给电流以产生磁场(磁界)。四极子磁场产生部60能对因被供给的电流的强弱及方向等而产生的磁场的强度(磁通量密度)和磁界的定向等进行变更。四极子磁场产生部60由以四个磁极中相邻的磁极为不同极性的方式靠近且排列的四极子(或四重极)形成。在将相邻的两个磁极视为一个双极子,并将剩余的两个磁极视为另一个双极子的情况下,这两个双极子所产生的磁场互为反向。因而,四极子磁场产生部60根据所产生的磁界的不同而对电子束的宽度和高度等的形状发生作用。电子束的“宽度”和“高度”分别是与X射线管30的空间配置无关,其是与沿电子束的射出方向的直线垂直的方向上的长度,且是相互正交的方向的长度。在本实施方式中,四极子磁场产生部60的四个磁极68配置成正方形形状。虽然详细内容将在后文中叙述,但在四极子磁场产生部60中,磁极68a、68b、68c和68d以各自彼此相对的方式设于轭铁66的内侧例如,如图2C所示,在四极子磁场产生部60中,磁极68a与磁极68d相对设置,磁极68b与磁极68c相对设置。
四极子磁场产生部60设置成在后述的轭铁66的内周部处将小径部31b包围。四极子磁场产生部60以阴极36的中心轴与中心不重叠的方式偏心设置。即,四极子磁场产生部60以使中心位置从阴极36的中心轴偏移(偏心)的方式设置。此时,四极子磁场产生部60的中心与由中空的圆形或多边形形成的后述的轭铁66的中心大致相同。例如,如图2C所示,四极子磁场产生部60设置在从阴极36的中心位置向阳极靶35的中心位置朝径向(或是沿直线L1)移动的位置处。另外,四极子磁场产生部60也可以以相对于与前述不同的电子束的轨道(电子轨道)朝垂直的方向偏移(偏心)的方式设置。
线圈64被从用于四极子磁场产生部60的电源(未图示)供给电流,以产生磁场。例如,线圈64是电磁线圈。在本实施方式中,线圈64被从电源(未图示)供给直流电流。线圈64包括多个线圈64a、64b、64c和64d。线圈64a至64d分别卷绕于后述的磁极68a、68b、68c和68d的一部分周围。
轭铁66形成为中空的多边形或中空圆筒状。轭铁66由软磁性体且不易因交流磁界而产生涡电流的高电阻体形成。例如,由层叠体、集合体等形成,其中,上述层叠体是用电绝缘膜将由Fe-Si合金(硅钢)、Fe-Al合金、电磁不锈钢、坡莫合金等Fe-Ni高透磁率合金、Ni-Cr合金、Fe-Ni-Cr合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Cr合金等形成的薄板夹持并层叠而成的,上述集合体是在用电绝缘膜覆盖由上述材料形成的线材之后将其捆扎成束而成的。此外,轭铁66也可以由成型体等形成,该成型体将前述的这些材料制成1μm左右的微细的粉末,并在用电绝缘膜覆盖其表面之后通过压缩成型而形成的。此外,轭铁66也可以由软丝极等形成。
磁极68包括多个磁极68a、68b、68c和68d。磁极68a、68b、68c和68d分别设于轭铁66的内周壁。磁极68a至68d以在小径部31b的周围将电子束的电子轨道包围的方式配置。即,在四极子磁场产生部60中,磁极68a至68d分别在阳极靶35的旋转方向上均等地配置于与从阴极36所含的丝极射出的电子的射出方向垂直的方向的位置处。例如,如图2C所示,即,磁极68a至68d以分别配置于正方形的顶点的位置的方式设置。较为理想的是,为了提高磁通量密度,磁极68a至68d分别以靠近从阴极36所含的丝极射出的电子的射出方向(电子轨道)的方式设置。
磁极68a至68d形成为彼此大致相同的形状。磁极68a至68d分别包括彼此成对的两个双磁极子。例如,磁极68a和磁极68b是双极子(磁极对68a、68b),磁极68c和磁极68d是双极子(磁极对68c、68d)。此时,在经由各个线圈64(64a、64b、64c和64d)向磁极68供给直流电流的情况下,磁极对68a、68b与磁极对68c、68d形成彼此反向的直流磁场。为了提高磁通量密度而使从阴极36射出的电子束的形状变形,磁极68a至68d分别相对于从阴极36射出的电子束的电子轨道朝向表面(端面)设置。
以下,参照附图,对本实施方式的四极子磁场产生部60的原理进行说明。图3是表示本实施方式的四极子磁场产生部的原理的图。在图3中,X方向和Y方向是与电子束射出的方向垂直的方向,且相互正交。此外,X方向是从磁极68b(磁极68a)一侧朝向磁极68d(磁极68c)一侧的方向,Y方向是从磁极68d(磁极68b)一侧朝向磁极68c(磁极68a)一侧的方向。
在图3中,电子束BM1从附图的近前侧向里侧行进。电子束BM1设置成呈圆形射出的电子束。此外,在图3中,磁极68a产生N极磁场,磁极68b产生S极磁场,磁极68c产生S极磁场,磁极68d产生N极磁场。在这种情况下,形成有从磁极68c向磁极68a和磁极68d的磁场以及从磁极68b向磁极68a和磁极68d的磁场。若电子束BM1穿过由磁极68a至68d包围的空间的大致中心,则能利用所生成的磁场的洛仑兹力在X方向上朝彼此面对的方向发生变形,在Y方向上朝彼此分开的方向发生变形。在本实施方式中,四极子磁场产生部60以使中心从阴极36的中心位置朝阳极靶35的径向(或Y方向)偏心的方式设置。因而,电子束BM1强烈地受到在X方向上彼此相向的方向的洛仑兹力和在Y方向上朝向任一方向的洛仑兹力的作用。例如,如图3所示,电子束BM1强烈地受到在X方向上彼此面对的方向的洛仑兹力和在Y方向(阳极靶35的径向)上向着与朝向阳极靶35的中心的方向相反的方向的洛仑兹力的作用。即,四极子磁场产生部60通过改变相对于从阴极36射出的电子束的位置,从而使作用于电子束的磁界(磁场)的作用强度发生变化。其结果是,如图3所示,电子束BM1虽然X方向的宽度变小,但Y方向的长度几乎不发生变形,并且在Y方向(或阳极靶35的径向)上向与朝向阳极靶35的中心的方向相反的方向偏向。
在本实施方式中,在X射线管装置1被驱动的情况下,从阴极36所含的丝极向阳极靶35上的供电子碰撞的焦点射出电子。在此,电子所射出的方向(电子轨道)设为沿穿过阴极36的中心的直线的方向。四极子磁场产生部60从未图示的电源向各个线圈64(线圈64a至线圈64d)供给直流电流。当从电源供给直流电流时,四极子磁场产生部60会在作为四极子的磁极68a至68d之间产生磁界(磁场)。从阴极36射出的电子束以将在阴极36与阳极靶35之间生成的磁界横切的方式向阳极靶35碰撞。此时,电子束通过由四极子磁场产生部60生成的磁场而使束形状得以形成(聚焦)。在本实施方式中,四极子磁场产生部60以使中心位置在阳极靶35的径向上偏移(偏心)的方式设置。因而,四极子磁场产生部60和与阴极36的中心轴同轴配置的情况不同,能缩小光束宽度,且能使电子束朝阳极靶35的径向偏向。例如,如图3所示,四极子磁场产生部60通过使呈圆形射出的电子束在X方向上收缩以变形(聚焦)成椭圆形,且使电子束在Y方向(阳极靶35的径向)上朝向与朝阳极靶35的中心的方向相反的方向偏向。在这种情况下,四极子磁场产生部60能使电子束形成为外形上的焦点小、实际与阳极靶35表面上发生碰撞的焦点大。其结果是,能减轻对阳极靶35的热负荷。
根据本实施方式,X射线管装置1包括X射线管30和四极子磁场产生部60,该四极子磁场产生部60生成用于形成电子束的磁界。四极子磁场产生部60通过从电源向线圈64供给直流电流以在磁极68a至68d之间产生磁界。四极子磁场产生部60能利用由磁极68a至68d生成的磁场,使从阴极36射出的电子束变形和偏向。此时,四极子磁场产生部60以根据所期望的束形状和偏向方向来使中心位置从电子束的轨道的位置移动的方式设置。因而,本实施方式的X射线管装置1能根据使用目的,来使电子束形状磁性变化成最佳形状。
接着,对另一实施方式的X射线管装置进行说明。在另一实施方式中,对于与前述的第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略其详细说明。(第二实施方式)
第二实施方式的X射线管装置1除了第一实施方式的结构之外,还包括用于使电子束偏向的线圈。
图4是表示第二实施方式的X射线管装置的大致情况的图。
如图4所示,第二实施方式的四极子磁场产生部60还包括偏向线圈部69a、69b。
四极子磁场产生部60重叠地产生从两个成对的磁极产生的磁场相互为相同方向的双极子直流磁场。四极子磁场产生部60包括成对的磁极68a和磁极68c以及成对的磁极68b和磁极68d。磁极对68a、68c和磁极对68b、68d分别作为双极子来形成磁场。四极子磁场产生部60通过对后述的各个偏向线圈69a、69b供给电流,从而进一步将直流磁场与在磁极对68a、68c和磁极对68b、68d间生成的直流磁场重叠,以形成磁界(磁场)。
四极子磁场产生部60通过偏向电源控制部(未图示)对从电源(未图示)向后述偏向线圈部69a、69b的每一个供给的直流电流进行控制。四极子磁场产生部60通过以使中心朝与电子轨道垂直的方向偏心的方式设置,从而能使所期望的方向的电子束的形状变形且偏向。例如,如图4所示,四极子磁场产生部60能使从阴极36射出的电子束的宽度变形得较细,且通过偏向对伴随着宽度的变形而朝径向的移动进行修正。即,四极子磁场产生部60能实现在阳极靶35的表面上电子束发生碰撞的焦点的位置的调节和焦点处的热负荷的减轻。
偏向线圈部69a、69b(第一偏向线圈部、第二偏向线圈部)是从电源(未图示)供给电流以产生磁场的电磁线圈。在本实施方式中,偏向线圈部69a、69b分别从电源(未图示)供给直流电流,以生成直流磁场。偏向线圈部69a、69b通过改变所供给的电流的电流比,从而能使电子束的轨道朝规定的方向偏向。偏向线圈部69a、69b分别卷绕于与轭铁66连接的磁极68a至68d的任意中间的位置。如图4所示,偏向线圈部69a卷绕于磁极68a与磁极68c中间的轭铁66的主体部处。偏向线圈部69b卷绕于磁极68b与磁极68d中间的轭铁66的主体部处。在这种情况下,磁极对68a、68c在相互之间生成直流磁场,磁极对68b、68d在相互之间生成直流磁场。
以下,参照附图,对本实施方式的四极子磁场产生部60的原理进行说明。图5A是表示第二实施方式的双极子磁场的原理的图,图5B是表示第二实施方式的四极子磁场产生部60的原理的图。在图5A和图5B中,X方向和Y方向是分别与电子束射出的方向垂直的方向,且相互正交。此外,X方向是从磁极68d(磁极68c)一侧朝向磁极68b(磁极68a)一侧的方向,Y方向是从磁极68d(磁极68b)一侧朝向磁极68c(磁极68a)一侧的方向。
在图5A和图5B中,电子束BM1从附图的近前侧向里侧行进。此外,在图5A和图5B中,磁极68a和磁极68c是成对的双极子(磁极对),磁极68b和磁极68d是成对的双极子(磁极对)。磁极对68a、68c生成在X方向上的直流磁界,磁极对68b、68d生成在X方向上的直流磁界。在此,在不受偏向线圈部69a、69b的作用的情况下,四极子磁场产生部60生成第一实施方式的图3所示这样的磁场。
如图5A所示,偏向线圈部69a在磁极68a生成N极磁场,在磁极68c生成S极磁场。同样地,偏向线圈部69b在磁极68b生成N极磁场,在磁极68d生成S极磁场。因而,通过偏向线圈部69a和偏向线圈部69a分别形成从磁极68a向磁极68c的磁界和从磁极68b向磁极68d的磁界。
四极子磁场产生部60受到图5A所示的偏向线圈部69a、69b的磁界的作用,并在从磁极68a向磁极68c的磁场上进一步重叠由偏向线圈部69a生成的磁场,并在从磁极68d向磁极68b的磁场上进一步重叠由偏向线圈部69b生成的磁场。因而,如图5B所示,四极子磁场产生部60除了生成四极子的磁场之外,还生成从磁极68c向磁极68a的进行了重叠的磁场。在此,磁极68b与磁极68d间的磁场抵消。
在本实施方式中,在X射线管装置1被驱动的情况下,从阴极36所含的丝极向阳极靶35的电子的焦点射出电子。在此,电子射出的方向设为沿穿过阴极36的中心的直线的方向。四极子磁场产生部60被从未图示的电源向偏向线圈部69a、69b供给直流电流。例如,当从电源供给直流电流时,四极子磁场产生部60在作为双极子的磁极对68a、68c和磁极对68b、68d间,将由偏向线圈部69a、69b生成的磁界(磁场)重叠于四极子的磁界(磁场),以形成磁界。因而,例如,如图5B所示,在以相对于电子轨道朝垂直的方向偏移(偏心)的方式配置时,四极子磁场产生部60能通过使电子束因四极子的磁界而在宽度(X方向)上发生变形时所产生的、朝向长度方向(Y方向)的移动(偏移或偏心)朝着相反方向发生偏向来进行修正。
根据本实施方式,X射线管装置1包括四极子磁场产生部60,该四极子磁场产生部60包括偏向线圈部69a、69b。四极子磁场产生部60能生成通过从电源向偏向线圈部69a和69b供给直流电流而进行了重叠后的偏向磁界。第一实施方式的四极子磁场产生部60通过以相对于电子束的轨道朝垂直方向偏移(偏心)的方式设置来朝一个方向进行偏向,但本实施方式的四极子磁场产生部60能通过使电子束在宽度(X方向)上变形时所产生的、朝向长度方向(Y方向)的移动(偏移、偏心)朝着相反方向偏向来进行修正。因而,本实施方式的X射线管装置1能根据使用目的,来使电子束形状磁性变化成最佳形状。
另外,在本实施方式中,四极子磁场产生部60从电源向偏向线圈部69a、69b供给直流电流,但也可以供给交流电流。
在这种情况下,四极子磁场产生部60产生从两个成对的磁极产生的磁场彼此为相同方向的双极子交磁场。例如,四极子磁场产生部60包括成对的磁极68a和磁极68c以及成对的磁极68b和磁极68d。磁极对68a、68c和磁极对68b、68d分别作为双极子来形成磁场。磁极对68a、68c和磁极对68b、68d分别在相互间形成交流磁场。
四极子磁场产生部60能利用因供给交流电流而在双极子间生成的交流磁场,来使电子轨道断续地或是连续地偏向。四极子磁场产生部60通过偏向电源控制部(未图示)对从电源(未图示)向后述偏向线圈部69a、69b的每一个供给的交流电流进行控制,以使从阴极36射出的电子束发生碰撞的焦点断续地或是连续地移动。四极子磁场产生部60能使从阴极36射出的电子束朝沿阳极靶35的径向的方向发生偏向。即,四极子磁场产生部60能使在阳极靶35的表面上电子束发生碰撞的焦点的位置移动。
以下,参照附图,对本实施方式的变形例进行说明。由于变形例的X射线管装置1是与第二实施方式的X射线管装置1大致相同的结构,因此,对于与第二实施方式的X射线管装置2相同的构成要素标注相同的附图标记,并省略其详细说明。
(变形例1)
第二实施方式的变形例1的X射线管装置1的偏向线圈相对于第二实施方式的偏向线圈69a、69b配置在绕阴极36旋转90°后的位置处。
图6A是表示第二实施方式的变形例1的X射线管30的大致情况的剖视图,图6B是沿图6A的VIA-VIA线的剖视图。
如图6A和图6B所示,本实施方式的变形例1的四极子磁场产生部60还包括偏向线圈部69c、69d。此外,如图6B所示,例如,变形例1的四极子磁场产生部60以从阴极36的中心轴沿直线L3的方向偏心的方式设置。
偏向线圈部69c、69d(第三偏向线圈部、第四偏向线圈部)被从电源(未图示)供给电流,以产生磁场。在本实施方式中,偏向线圈部69c、69d分别从电源(未图示)被供给直流电源,以生成直流磁场。偏向线圈部69c、69d能通过被供给的电流,使电子束的轨道朝规定的方向偏向。偏向线圈部69c、69d分别卷绕于与轭铁66连接的磁极68a至68d的任意中间的位置处。如图6B所示,偏向线圈部69c卷绕于磁极68a与磁极68b间的轭铁66的主体部处。偏向线圈部69d卷绕于磁极68c与磁极68d间的轭铁66的主体部处。在这种情况下,例如,磁极对68a、68b在相互之间生成直流磁场,磁极对68c、68d在相互之间生成直流磁场。
以下,参照附图,对本实施方式的四极子磁场产生部60的原理进行说明。图7A是表示第二实施方式的变形例1的四极子磁场的原理的剖视图,图7B是表示第二实施方式的变形例1的双极子磁场的原理的剖视图,图7C是表示第二实施方式的变形例1的四极子磁场产生部的原理的剖视图。在图7A至图7C中,X方向和Y方向是分别与电子束射出的方向垂直的方向,并且相互正交。此外,X方向是从磁极68b(磁极68a)一侧朝向磁极68d(磁极68c)一侧的方向,Y方向是从磁极68b(磁极68d)一侧朝向磁极68a(磁极68c)一侧的方向。
在图7A至图7C中,电子束BM1从附图的近前侧向里侧行进。此外,在图7A至图7C中,磁极68a和磁极68b是成对的双极子(磁极对),磁极68c和磁极68d是成对的双极子(磁极对)。磁极对68a、68b生成在Y方向上的直流磁界,磁极对68c、68d生成在Y方向上的直流磁界。
如图7A所示,在变形例1中,在未受偏向线圈部69c、69d的作用的情况下,四极子磁场产生部60生成第一实施方式的图3所示这样的磁场。
如图7B所示,偏向线圈部69c在磁极68a生成S极磁场,在磁极68b生成N极磁场。同样地,偏向线圈部69d在磁极68c生成S极磁场,在磁极68d生成N极磁场。因而,由偏向线圈部69a和偏向线圈部69b分别形成从磁极68b向磁极68a的磁界和从磁极68d向磁极68c的磁界。
四极子磁场产生部60受到图7B所示的偏向线圈部69c、69d的磁界的作用,并在从磁极68b向磁极68a的磁场上进一步重叠由偏向线圈部69c生成的磁场,并在从磁极68c向磁极68d的磁场上进一步重叠由偏向线圈部69d生成的磁场。因而,如图5B所示,四极子磁场产生部60除了生成图7A所示的四极子磁场之外,还生成从磁极68a向磁极68b的进行了重叠的磁场。在此,磁极68c与磁极68d间的磁场抵消。
在本实施方式中,在X射线管装置1被驱动的情况下,从阴极36所含的丝极向阳极靶35的电子的焦点射出电子。在此,电子射出的方向设为沿穿过阴极36的中心的直线的方向。四极子磁场产生部60被从未图示的电源向偏向线圈部69c、69d供给直流电流。例如,当从电源供给直流电流时,四极子磁场产生部60在作为双极子的磁极对68a、68b和磁极对68c、68d间,将由偏向线圈部69c、69d生成的磁界(磁场)重叠于四极子的磁界(磁场),以形成磁界。因而,例如,如图7C所示,在以相对于电子轨道朝垂直方向偏移(偏心)的方式配置时,四极子磁场产生部60能通过朝使电子束因四极子的磁界而在长度(X方向)上变形时所产生的、朝向宽度方向(Y方向)的移动(偏移或偏心)朝着相反方向发生偏向来进行修正。
根据本实施方式,X射线管装置1包括四极子磁场产生部60,该四极子磁场产生部60包括偏向线圈部69c、69d。四极子磁场产生部60能生成通过从电源向偏向线圈部69c和69d供给直流电流而进行了重叠后的磁界。第一实施方式的四极子磁场产生部60通过以相对于电子束的轨道朝垂直方向偏移(偏心)的方式设置而朝一个方向进行偏向,但本实施方式的四极子磁场产生部60能通过使电子束在长度(Y方向)上变形时所产生的、朝向宽度方向(Y方向)的移动(偏移、偏心)朝着相反方向发生偏向来进行修正。因而,本实施方式的X射线管装置1能根据使用目的,来使电子束形状磁性变化成最佳形状。
另外,在本实施方式的变形例1中,四极子磁场产生部60被从电源向偏向线圈部69c、60d供给直流电流,但也可以供给交流电流。
在这种情况下,四极子磁场产生部60产生从两个成对的磁极产生的磁场彼此为相同方向的双极子交磁场。例如,四极子磁场产生部60包括成对的磁极68a和磁极68b以及成对的磁极68c和磁极68d。磁极对68a、68b和磁极对68c、68d分别作为双极子来形成磁场。磁极对68a、68b和磁极对68c、68d分别在相互之间形成交流磁场。
四极子磁场产生部60能利用因供给交流电流而在双极子间生成的交流磁场,来使电子轨道断续地或是连续地偏向。四极子磁场产生部60通过偏向电源控制部(未图示)对从电源(未图示)向后述偏向线圈部69c、69d的每一个供给的交流电流进行控制,以使从阴极36射出的电子束发生碰撞的焦点断续地或是连续地移动。四极子磁场产生部60能使从阴极36射出的电子束朝沿阳极靶35的径向的方向发生偏向。即,四极子磁场产生部60能使在阳极靶35的表面上电子束发生碰撞的焦点的位置移动。
(变形例2)
第二实施方式的变形例2的X射线管装置1包括:四极子磁场产生部60,该四极子磁场产生部60具有前述的偏向线圈部69a和69b;以及四极子磁场产生部,该四极子磁场产生部包括偏向线圈部69c和69d。
图8是表示第二实施方式的变形例2的X射线管30的大致情况的剖视图。图9是沿图8的VIII-VIII线的剖视图。
如图6所示,本实施方式的变形例2的X射线管30包括两个四极子磁场产生部601、602。四极子磁场产生部601、602分别设于小径部31b。即,四极子磁场产生部601、602排列在小径部31b上。四极子磁场产生部601设于小径部31b的靠阳极靶35一侧的位置,四极子磁场产生部602设于小径部31b的、相对于四极子磁场产生部601更靠阴极36一侧的位置。
此外,四极子磁场产生部601、602分别以相对于从阴极36射出的电子束的电子轨道朝垂直方向偏移(偏心)的方式设置。例如,如图9所示,四极子磁场产生部601与第二实施方式的变形例1同样地,以朝沿直线L3的方向偏移(偏心)的方式设置,四极子磁场产生部602与第二实施方式同样地,以朝沿直线L1的方向(阳极靶35的径向)偏心的方式设置。四极子磁场产生部601是与第二实施方式的变形例1和四极子磁场产生部60大致相同的结构。因而,省略相同的构成要素的详细说明。四极子磁场产生部601包括:线圈64(64a1、64b1、64c1和64d1);轭铁66ya;以及磁极68(68a1、68b1、68c1和68d1)。
线圈64(64a1、64b1、64c1和64d1)分别与第二实施方式的变形例1的线圈64(64a、64b、64c和64d)大致相同。
轭铁66ya与第二实施方式的变形例1的轭铁66大致相同。
磁极68(68a1、68b1、68c1和68d1)分别与第二实施方式的变形例1的磁极68(68a、68b、68c和68d)大致相同。
四极子磁场产生部602是与第二实施方式的四极子磁场产生部60大致相同的结构。四极子磁场产生部602包括:线圈64(64a2、64b2、64c2和64d2);轭铁66yb;以及磁极68(68a2、68b2、68c2和68d2)。
线圈64(64a2、64b2、64c2和64d2)分别与第二实施方式的线圈64(64a、64b、64c和64d)大致相同。
轭铁66yb与第二实施方式的轭铁66大致相同。
磁极68(68a2、68b2、68c2和68d2)分别与第二实施方式的磁极68(68a、68b、68c和68d)大致相同。
根据本实施方式,X射线管装置1包括:四极子磁场产生部601,该四极子磁场产生部601具有偏向线圈部69a、69b;以及四极子磁场产生部602,该四极子磁场产生部602包括偏向线圈部69c、69d。四极子磁场产生部601和602分别能生成通过从电源向偏向线圈部69a、69d供给直流电流和向偏向线圈部69c、69d供给直流电流来进行了重叠后的磁界。因而,本实施方式的X射线管装置1能根据使用目的,来使电子束形状磁性变化成最佳形状。
接着,对第三实施方式的X射线管装置进行说明。在第三实施方式中,对于与前述的实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略其详细说明。
(第三实施方式)
第三实施方式的X射线管装置10在为了省略收纳部31a而使阳极靶35与阴极36接近地设置这一点上,与前述的实施方式有所不同。因而,第三实施方式的X射线管装置10的真空***器31(真空容器32)和四极子磁场产生部的结构等与前述的实施方式不同。
图10是表示第三实施方式的X射线管装置的一例的剖视图。
图11A是表示第三实施方式的X射线管30的大致情况的剖视图,图11B是沿图11A的XIA-XIA线的剖视图,图11C是沿图11B的XIB1-XIB1线的剖视图,图11D是沿图11B的XIB2-XIB2线的剖视图,图11E是沿图11E的XID-XID线的剖视图。
在图11B和图11E中,将与管轴TA正交的直线设为直线L1,将与管轴TA和直线L1正交的直线设为直线L2。在图11B和图11E中,将与沿阴极36的中心或电子束的射出方向的直线正交、并且与直线L2平行的直线设为直线L3。
X射线管30除了前述的实施方式的结构之外,还包括KOV构件55。
阳极靶35由非磁性体且导电度(导电性)高的构件形成。例如,阳极靶35由铜、钨、钼、铌、钽、非磁性不锈钢等形成。另外,阳极靶35也可以是在至少表面部分由非磁性体且导电度高的金属构件形成的结构。此外,阳极靶35也可以为用由非磁性体且导电度高的金属构件形成的覆盖构件将表面部分覆盖的结构。
阴极36安装于后述的阴极支承部(阴极支承体、阴极支承构件)37,并与穿过阴极支承部37内部的高电压供给端子54连接。另外,有时也将阴极36称作电子产生源。另外,在阴极36中,电子束的射出位置与中心一致。上述阴极36的中心在下文中有时也包括穿过中心的直线。
阴极支承部37在一端部设有阴极36,在另一端部设有KOV构件55。此外,阴极支承部37在内部设有高电压供给端子54。如图11A所示,阴极支承部37以从设于管轴TA周边的KOV构件55延长直至阳极靶35的外周附近的方式设置。此外,阴极支承部37以与阳极靶35大致平行且隔开规定的间隔的方式设置。此时,阴极支承部37在阳极靶35的外周侧的端部设有阴极36。
KOV构件55由低膨胀合金形成。KOV构件55的一端部通过钎焊接合于阴极支承部37,另一端部通过钎焊接合于高电压绝缘构件50。KOV构件55在后述的真空***器31内对高电压供给端子54进行覆盖。
高电压供给端子54通过钎焊而接合于高电压绝缘构件50。高电压供给端子54和KOV构件55贯穿后述的真空容器32,并***到真空***器31的内部。此时,高电压供给端子54的***部被密闭成真空气密,并***到真空***器31的内部。
高电压供给端子54穿过阴极支承部37的内部而连接于阴极36。高电压供给端子54相对地对阴极36施加负的电压,并且将丝极电流供给至阴极36的未图示的丝极(电子放出源)。高电压供给端子54连接于插座302,并在未图示的插件等高电压供给源连接于插座302的情况下被供给电流。高电压供给端子54是金属端子。
真空***器31被密闭成真空气氛(真空气密),并将固定轴11、旋转体12、轴承13、转子14、真空容器32、阳极靶35、阴极36、高电压供给端子54和KOV构件55收纳在内部。
真空容器32真空气密地设有X射线透过窗38。X射线透过窗38设于真空***器31(真空容器32)的壁部,该真空***器31与位于阴极36与阳极靶35之间的区域相对。X射线透过窗38由例如铍或钛、不锈钢和铝等金属形成,并设于真空容器32的与X射线放射窗20w相对的部分。例如,真空容器32被X射线透过窗38气密地封闭,其中,上述X射线透过窗38作为能透过X射线的构件,且由铍形成。真空***器31从高电压供给端子44一侧至阳极靶35周围配置有高电压绝缘构件39。高电压绝缘构件39由电绝缘性的树脂形成。
真空***器31(真空容器32)包括凹坑部,该凹坑部用于对后述的四极子磁场产生部60的前端部进行收纳。如图11B所示,在本实施方式中,真空***器31(真空容器32)包括多个凹坑部32a、32b、32c、32d。凹坑部32a、32b、32c、32d分别形成于真空***器31(真空容器32)的一部分。即,凹坑部32a、32b、32c、32d是将上述凹坑包围的真空***器31(真空容器32)的一部分。例如,凹坑部32a至32d通过使真空***器31(真空容器32)从外部凹陷而形成,以在与电子束的射出方向垂直的方向上将阴极36包围。即,在从真空***器31(真空容器32)的内部观测的情况下,凹坑部32a至32d分别以与阴极36的电子束的射出方向平行地突出的方式形成。
凹坑部32a至32从规定的中心位置(凹坑部中心)开始绕中心轴均等地配置。凹坑部32a至32d分别例如以相对于电子轨道朝垂直方向偏心后的位置为中心(凹坑部中心)并以相同的角度间隔配置在阴极36的周围。在这种情况下,凹坑部32b在凹坑部中心周围形成在相对于凹坑部32a沿旋转方向(绕逆时针)旋转了90°的位置处。同样,凹坑部32d在阴极36的中心周围形成在相对于凹坑部32b朝旋转方向旋转了90°的位置处,凹坑部32c在阴极36的中心周围形成在相对于凹坑部32d朝旋转方向旋转了90°的位置处。
例如,如图11B所示,凹坑部32a在凹坑部中心周围设置在从直线L1朝旋转方向旋转了45°的位置处,凹坑部32b在阴极36的中心周围设置在从凹坑部32a朝旋转方向旋转了90°的位置处,凹坑部32d在阴极36的中心周围设置在从凹坑部32b朝旋转方向旋转了90°的位置处,凹坑部32c在阴极36的中心周围设置在从凹坑部32d朝旋转方向旋转了90°的位置处。即,凹坑部32a至32d设置成分别配置于正方形的顶点位置处。
此外,凹坑部32a至32d分别形成为不过度靠近阳极靶35的表面和阴极36的表面,以防止放电等。例如,凹坑部32a以在沿管轴TA的方向上凹陷至比与阳极靶35的表面相对的阴极36的表面更远离阳极靶35的表面的位置的方式形成。此外,凹坑部32a以在沿管轴TA的方向上凹陷到与阴极36的表面相同的位置处或是比阴极36的表面略微靠近阳极靶35的表面的位置处的方式形成。在凹坑部32a至32d中,朝阳极靶35一侧突出的角部分别以远离阳极靶35的靶表面和阴极36的表面的方式形成为曲面或倾斜,以防止放电等。例如,如图11C所示,凹坑部32a至32d的角部分别形成为曲面状。另外,凹坑部32a至32d的角部也可以分别以与后述的磁极68(68a、68b、68c和68d)的倾斜角度相应的倾斜角度形成。另外,凹坑部32a至32d的朝阳极靶35一侧突出的角部也可以不形成为具有倾斜和直径。
另外,凹坑部只要以在周围将沿阴极36的电子束的射出方向的轴(电子轨道)的一部分包围的方式设置,则也可以不用四个。例如,凹坑部32a至32d也可以形成为一体。此外,凹坑部32a、32b和凹坑部32c、32d也可以分别形成为一体。
此外,真空***器31捕获从阳极靶35反射的反冲电子。因而,真空***器31受到反冲电子的碰撞而使得温度容易上升,通常由铜等导热度高的构件形成。较为理想的是,真空***器31由在受到交流磁界的影响的情况下不会产生反磁界的构件构成。例如,真空***器31由非磁性体的金属构件形成。较为理想的是,真空***器31为了不因交流电流产生过电流而由非磁性体的高电阻构件形成。非磁性体的高电阻构件由例如非磁性不锈钢、因科镍合金、因科镍合金X、钛、导电性陶瓷、由金属薄膜涂覆表面而成的非导电性陶瓷等。更为理想的是,在真空***器31中,凹坑部32a至32d由非磁性体的高电阻构件形成,凹坑部32a至32d之外的部分由铜等导热度高的非磁性构件形成。
以下,参照图11B至图11E,对四极子磁场产生部60进行详细说明。
如图11B和图11E所示,四极子磁场产生部60包括:线圈64(64a、64b、64c、64d);轭铁66(66a、66b、66c、66d);磁极68(68a、68b、68c、68d);以及偏向线圈部69a、69b。
在本实施方式中,四极子磁场产生部60以使中心相对于阴极36射出的电子轨道朝垂直方向偏心的方式设置。例如,如图11E所示,四极子磁场产生部60的四个磁极68配置成正方形。虽然详细内容将在后文中叙述,但四极子磁场产生部60在从轭铁66的主体部突出的突出部66a、66b、66c和66d各自的前端设有磁极68a、68b、68c、68d。
如图11C和图11D示意地示出,磁极对68a、68c和磁极对68b、68d分别在相互之间形成磁场。四极子磁场产生部60通过偏向电源控制部(未图示)来对从电源(未图示)供给至后述偏向线圈部69a、69b的每一个的直流电流进行控制。四极子磁场产生部60通过以使中心相对于电子轨道朝垂直方向偏心的方式设置,从而能使所期望的方向的电子束的形状变形,并且偏向。例如,如图4所示,四极子磁场产生部60能使从阴极36射出的电子束的宽度变形得较细,且通过偏向对阳极靶35上的焦点伴随着宽度的变形而朝径向的移动进行修正。即,四极子磁场产生部60能实现在阳极靶35的表面上电子束发生碰撞的焦点的位置的调节和焦点处的热负荷的减轻。
线圈64被从用于四极子磁场产生部60的电源(未图示)供给电流,以产生磁场。在本实施方式中,线圈64被从电源(未图示)供给直流电流。线圈64包括多个线圈64a、64b、64c、64d。线圈64a至64d分别卷绕于后述的轭铁66的突出部66a、66b、66c、66d的一部分周围。
轭铁66包括从主体部突出的突出部66a、66b、66c、66d。突出66a至66d分别以朝与电子束的射出方向(电子轨道)平行的方向突出的方式设置。突出部66a至66d分别向相同的方向突出,并且相互平行。此外,突出部66a至66d形成为相同的长度和形状。此外,轭铁66的主体部形成为中空的多边形或中空圆筒状。在本实施方式中,轭铁66设置成四个突出部66a至66a每一个收纳于凹坑部32a至32d。此时,轭铁66以通过四个突出部66a至66d将阴极36包围的方式配置。此外,四个突出部在一部分的周围卷绕有线圈64。
详细而言,轭铁66的突出部66a在一部分的周围卷绕有线圈64a,没有卷绕有上述线圈64a的部分收纳于凹坑部32a。同样地,突出部66b、66c、66d在各自的一部分的周围卷绕有线圈64b、64c、64d,没有卷绕有上述线圈64b、64c、64d的部分收纳于凹坑部32b、32c、32d。
磁极68包括多个磁极68a、68b、68c、68d。磁极68a、68b、68c、68d分别设于轭铁66的突出部66a、66b、66c、66d的前端部。磁极68a至68d以在周围将阴极36包围的方式配置。即,在四极子磁场产生部60中,磁极68a至68d分别绕中心(磁极中心)均等地配置在与从阴极36所含的丝极射出的电子的射出方向垂直的方向的位置处。此时,磁极68a至68d的配置中心(磁极中心)位置是穿过磁极68a至68d各自的中心的直线的交点。
例如,与上述凹坑部32a至32d同样地,如图11B所示,磁极68a在磁极中心C1周围设定在从直线L1朝旋转方向(逆时针)旋转了45°的位置处,磁极68b在磁极中心C1周围设置在从磁极68a朝旋转方向旋转了90°的位置处,磁极68d在磁极中心C1周围设置在从磁极68b朝旋转方向旋转了90°的位置处,磁极68c在磁极中心C1周围设置在从磁极68d朝旋转方向旋转了90°的位置处。即,磁极68a至68d设置成分别配置于正方形的顶点的位置。
较为理想的是,为了提高磁通量密度,磁极68a至68d分别以在从阴极36所含的丝极射出的电子的射出方向(电子轨道)上适当靠近的方式设置。即,磁极68a配置于凹坑部32a的靠阴极36一侧的弯曲壁面附近。同样地,磁极68b至68d分别配置于凹坑部32b至32d的靠阴极36一侧的弯曲壁面附近。另外,凹坑部32a至32d配置成不过度靠近阴极36,以防止放电等。
磁极68a至68d相互形成为大致相同的形状。磁极68a至68d分别包括彼此成对的两个双磁极子。例如,磁极68a和磁极68b是双极子(磁极对68a、68b),磁极68c和磁极68d是双极子(磁极对68c、68d)。此时,在直流电流经由线圈64供给至磁极68的情况下,磁极对68a、68b和磁极对68c、68d形成彼此反向的直流磁场。为了在不过度靠近阳极靶35的情况下,尽可能以磁通量密度得到提高的状态使从阴极36射出的电子束的形状发生变形,磁极68a至68d分别以使表面(端面)朝向磁极中心的方式设置。即,磁极68a至68d分别形成为表面彼此相对。
例如,磁极68a至68d分别由倾斜面形成,该倾斜面相对于穿过磁极中心C1且与管轴TA平行的直线具有相同的角度。将从穿过磁极中心C1且与管轴TA平行的直线至磁极68a的表面的倾斜角度设为γ1,将从穿过磁极中心C1且与管轴TA平行的直线至磁极68d的表面的倾斜角度设为γ4。将从穿过磁极中心C1且与管轴TA平行的直线至磁极68b的表面的倾斜角度设为γ2,同样地将从穿过磁极中心C1且与管轴TA平行的直线至磁极68c的表面的倾斜角度设为γ3。因而,例如,在磁极68a至68d以相同的倾斜设置的情况下,γ1=γ2=γ3=γ4。此时,磁极68a至68d的倾斜角度γ(γ1、γ2、γ3和γ4)设定在0°<γ<90°的范围内。此时,磁极68a至68d分别形成在倾斜角度γ为0°<γ<90°的范围内。例如,在磁极68a至68d的倾斜角度相同(γ1=γ2=γ3=γ4)的情况下,磁极对68a至68d的倾斜γ1、γ2、γ3和γ4分别形成在30°≤γ≤60°的范围内。此外,磁极68a至68d的倾斜γ1、γ2、γ3和γ4也可以分别以相对于穿过磁极中心C1且与管轴TA平行的直线成45°的方式形成。
偏向线圈部69a、69b(第一偏向线圈部、第二偏向线圈部)是被从电源(未图示)供给电流,以产生磁场的电磁线圈。在本实施方式中,偏向线圈部69a、69b分别被从电源(未图示)被供给直流电源,以生成直流磁场。偏向线圈部69a、69b分别卷绕于轭铁66的主体部的突出部66a至66d的任意中间位置处。如图11C和图11D所示,偏向线圈部69a卷绕于突出部66a与突出部66c间的轭铁66的主体部处。偏向线圈部69b卷绕于突出部66b与突出部66d间的轭铁66的主体部处。在这种情况下,磁极对68a、68c在相互之间生成直流磁场,磁极对68b、68d在相互之间生成直流磁场。
偏向线圈部69a、69b产生沿着垂直于阳极靶35的径向的方向、即阴极36所含的丝极的宽度方向相适应的方向形成的双极子磁场。偏向线圈部69a、69b通过流动的电流,从而能使电子束的轨道朝规定的方向偏向移动。
在下文中,参照附图,对本实施方式的四极子磁场产生部60的原理进行说明。图12A是表示第三实施方式的四极子磁场的原理的图,图12B是表示第二实施方式的双极子的原理的图。在图12A和图12B中,X方向和Y方向是分别与电子束射出的方向垂直的方向,且相互正交。此外,X方向是从磁极68b(磁极68a)一侧朝向磁极68d(磁极68c)一侧的方向,Y方向是从磁极68a(磁极68c)一侧朝向磁极68b(磁极68d)一侧的方向。
在图12A和图12B中,与图3、图5和图7不同,电子束BM1从附图的里侧朝向近前侧行进。此外,在图12A和图12B中,磁极68a和磁极68c是成对的双极子(磁极对),磁极68b和磁极68d是成对的双极子(磁极对)。磁极对68a、68c生成在X方向上的直流磁界,磁极对68b、68d生成在X方向上的直流磁界。
如图12A所示,在未受偏向线圈部69a、69b的作用的情况下,四极子磁场产生部60在磁极68a生成N极磁场,在磁极68b生成S极磁场,在磁极68c生成S极磁场,在磁极68d生成N极磁场。
如图12B所示,偏向线圈部69a在磁极68a生成N极磁场,在磁极68c生成S极磁场。同样地,偏向线圈部69b在磁极68b生成N极磁场,在磁极68d生成S极磁场。因而,由偏向线圈部69a和偏向线圈部69a分别形成从磁极68a向磁极68c的磁界和从磁极68b向磁极68d的磁界。
四极子磁场产生部60受到图12B所示的偏向线圈部69a、69b的磁界的作用,并在从磁极68a向磁极68c的磁场上进一步重叠由偏向线圈部69a生成的磁场,并在从磁极68d向磁极68b的磁场上进一步重叠由偏向线圈部69b生成的磁场。因而,四极子磁场产生部60除了生成四极子的磁场之外,还生成从磁极68a向磁极68c的进行了重叠的磁场。在此,磁极68b与磁极68d之间的磁场抵消。
在本实施方式中,在X射线管装置1被驱动的情况下,从阴极36所含的丝极向阳极靶35的电子焦点射出电子。在此,电子所射出的方向设为沿穿过阴极36的中心的直线的方向。此外,图11B所示的四极子磁场产生部60的磁极68a至68d的倾斜γ1至γ4彼此相同。四极子磁场产生部60被从未图示的电源向线圈64供给直流电流。当被从电源供给直流电流时,四极子磁场产生部60会在作为四极子的磁极68a至68d之间产生磁界(磁场)。从阴极36射出的电子束以沿管轴TA将在阴极36及阴极支承部37与阳极靶35之间生成的磁界横切的方式朝向阳极靶35碰撞。此时,电子束通过由四极子磁场产生部60生成的磁场而使束形状得以形成(聚焦)。在本实施方式中,例如,如图3所示,四极子磁场产生部60使呈圆形射出的电子束沿Y方向变形(聚焦)成细长的椭圆形。在这种情况下,四极子磁场产生部60能使电子束形成为外形上的焦点小、实际与阳极靶35表面上发生碰撞的焦点大。其结果是,能减轻阳极靶35的热负荷。
根据本实施方式,X射线管装置1包括:X射线管30,该X射线管30具有凹坑部32a至32d;以及四极子磁场产生部60,该四极子磁场产生部60具有偏向线圈部69a和6b。四极子磁场产生部60能生成通过从电源向偏向线圈部69a和69b供给直流电流而进行了重叠的磁界。第一实施方式的四极子磁场产生部60通过以相对于电子束的轨道朝垂直方向偏心的方式设置而朝一个方向发生偏向,但本实施方式的四极子磁场产生部60能通过使电子束在宽度(X方向)上变形时所产生的、朝向长度方向(Y方向)的移动(偏移、偏心)发生偏向来进行修正。因而,本实施方式的X射线管装置1能根据使用目的,来使电子束形状磁性变化成最佳形状。
此外,本实施方式的X射线管装置1以使阳极靶35与阴极36比前述的实施方式更靠近的方式设置。因而,本实施方式的X射线管装置1能减少X射线焦点的放大、模糊、歪曲、阴极36的电子放出量的减少等的发生。
另外,本实施方式的X射线管装置1也可以还包括偏向线圈部69c、69d。偏向线圈部69c、69d(第三偏向线圈部、第四偏向线圈部)被从电源(未图示)供给电流,以产生磁场。在本实施方式中,偏向线圈部69c、69d分别被从电源(未图示)供给直流电源,以生成直流磁场。偏向线圈部69c、69d分别卷绕于轭铁66的主体部的突出部66a至66d的任意中间位置处。例如,偏向线圈部69c卷绕于突出部66a与突出部66b间的轭铁66的主体部处。偏向线圈部69d卷绕于突出部66c与突出部66d间的轭铁66的主体部处。在这种情况下,磁极对68a、68b在相互之间生成直流磁场,磁极对68c、68d在相互之间生成直流磁场。
偏向线圈部69c、69d产生沿着阳极靶35的径向、即垂直于阴极36所含的丝极的宽度方向的长度方向相适应的方向形成的双极子磁场。偏向线圈部69c、69d通过流动的电流,从而能使电子束的轨道朝规定的方向偏向移动。
另外,在本实施方式中,四极子磁场产生部60也可以包括偏向线圈部69a、69b、69c、69d。此时,偏向线圈部69a至69d也可以被从电源供给交流电流。在这种情况下,四极子磁场产生部60产生从两个成对的磁极产生的磁场彼此为相同方向的双极子交流磁场。
在向偏向线圈部69a和69b供给交流电流的情况下,例如,四极子磁场产生部60包括成对的磁极68a和磁极68c以及成对的磁极68b和磁场68d。磁极对68a、68c和磁极对68b、68d分别作为双极子来形成磁场。磁极对68a、68c和磁极对68b、68d分别在相互之间形成交流磁场。
在向偏向线圈部69c和69d供给交流电流的情况下,例如,四极子磁场产生部60包括成对的磁极68a和磁极68b以及成对的磁极68c、和磁极68d。磁极对68a、68b和磁极对68c、68d分别作为双极子来形成磁场。磁极对68a、68b和磁极对68c、68d分别在相互之间形成交流磁场。
四极子磁场产生部60能利用因供给交流电流而在双极子间生成的交流磁场来使电子轨道断续地或是连续地偏向。四极子磁场产生部60通过偏向电源控制部(未图示)对从电源(未图示)向后述偏向线圈部69a至69b的每一个供给的交流电流进行控制,以使从阴极36射出的电子束所碰撞的焦点断续地或是连续地移动。四极子磁场产生部60能使从阴极36射出的电子束朝沿阳极靶35的径向的方向发生偏向。即,四极子磁场产生部60能使在阳极靶35的表面上电子束发生碰撞的焦点的位置移动。
此外,本实施方式的X射线管装置1包括:第一四极磁场产生部,该第一四极磁场产生部具有偏向线圈部69a、69b;以及第二四极磁场产生部,该第二四极磁场产生部具有偏向线圈部69c、69d。在这种情况下,四极子磁场产生部60能使从阴极36射出的电子束朝阳极靶35的任意方向发生偏向。
根据前述的实施方式,X射线管装置1包括:X射线管,该X射线管具有多个凹坑部;以及四极子磁场产生部,该四极子磁场产生部形成由X射线管射出的电子束。四极子磁场产生部通过被从电源向线圈供给直流电流,从而在多个磁极之间产生磁界。四极子磁场产生部能使通过由多个磁极生成的磁场而从阴极射出的电子束发生变形。其结果是,本实施方式的X射线管装置1能降低X射线焦点的放大、模糊、歪曲、阴极的电子放出量减少等的发生。
另外,在前述的实施方式中,X射线管装置1采用旋转阳极型X射线管,但也可以为固定阳极型X射线管。
在前述的实施方式中,X射线管装置1为中性点接地型的X射线管装置,但也可以为阳极接地型或是阴极接地型的X射线管装置。
此外,在前述的实施方式中,阴极36包括将外周部包围的磁性体罩,但也可以为一体结构且全部由非磁性体或是导电度高的非磁性体的金属构成。
另外,本发明不局限于上述实施方式本身,在其实施的阶段能在不脱离其宗旨的范围内对构成要素进行变形而加以实现。此外,能通过上述实施方式所公开的多个构成要素的适当组合来形成各种发明。例如,也可以从实施方式所示的全部构成要素中删除若干个构成要素。另外,还可以使不同实施方式中的构成要素适当组合。
Claims (7)
1.一种X射线管装置,其特征在于,包括:
阴极,该阴极沿电子轨道的方向射出电子;
阳极靶,该阳极靶与所述阴极相对设置,并包括靶面,该靶面通过与从所述阴极射出的电子碰撞以产生X射线;
真空***器,该真空***器对所述阴极和所述阳极靶进行收容,并将内部密闭成真空气密;以及
四极子磁场产生部,该四极子磁场产生部通过被从电源供给直流电流以形成磁场,并以从沿所述电子轨道的直线偏心的方式设置于所述真空***器的外侧,所述四极子磁场产生部由四极子构成,所述四极子将所述电子轨道的一部分的周围包围。
2.如权利要求1所述的X射线管装置,其特征在于,
所述真空***器还包括收纳部,该收纳部在与所述阳极靶相对的位置处向外侧延伸,并对所述阴极进行收纳,在所述阳极靶与所述阴极之间形成有直径比周围的直径小的小径部,
所述四极子磁场产生部以将所述小径部的周围包围的方式配置。
3.如权利要求1所述的X射线管装置,其特征在于,
所述真空***器包括从外侧凹陷的凹坑部,所述四极子收纳于所述凹坑部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的X射线管装置,其特征在于,
还包括至少一个偏向线圈部,该偏向线圈部被从交流电源供给交流电流,并且设于所述四极子磁场产生部的一部分,至少一个所述偏向线圈部构成使所述四极子磁场产生部中的四极子生成交流磁场的至少一对双极子。
5.如权利要求4所述的X射线管装置,其特征在于,
所述阴极和所述靶面的至少表面部分由高导电度且非磁性体的金属构件形成。
6.如权利要求5所述的X射线管装置,其特征在于,
所述金属构件是铜、钨、钼、铌、钽、非磁性不锈钢中的任一种、或是以上述任一种为主要成分的金属材料。
7.如权利要求3所述的X射线管装置,其特征在于,
所述四极子磁场产生部的四极子的端面各自相对于所述电子轨道的角度设置成规定的倾斜角度γ,
所述倾斜角度γ为0°<γ<90°。
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