JP2010021012A - Rotary anode type x-ray tube device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子発生源から発生する電子を回転する陽極ターゲットに衝突させてＸ線を発生させる回転陽極型Ｘ線管装置に関する。 The present invention relates to a rotary anode type X-ray tube apparatus that generates X-rays by colliding electrons generated from an electron generation source with a rotating anode target.
従来、例えば、Ｘ線ＣＴ装置などでは、陰極の電子発生源から発生する電子を回転する陽極ターゲットに衝突させ、この陽極ターゲットの電子が衝突して形成されるＸ線焦点からＸ線を発生させる回転陽極型Ｘ線管装置が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in an X-ray CT apparatus, electrons generated from an electron source of a cathode collide with a rotating anode target, and X-rays are generated from an X-ray focal point formed by the collision of electrons on the anode target. A rotary anode X-ray tube apparatus is used.
このようなＸ線ＣＴ装置などでは、Ｘ線撮影中に、回転陽極型Ｘ線管装置で異なった位置にＸ線焦点を配置することにより、被写体を通じて検出器に入射するＸ線の入射角度をわずかにずらし、Ｘ線撮影画像の解像特性を向上させる技術が知られている。 In such an X-ray CT apparatus or the like, the X-ray focal point is arranged at different positions in the rotary anode type X-ray tube apparatus during X-ray imaging, so that the incident angle of the X-ray incident on the detector through the subject can be set. A technique is known that slightly shifts and improves the resolution characteristics of an X-ray image.
Ｘ線撮影中に、回転陽極型Ｘ線管装置で異なった位置にＸ線焦点を配置するには、Ｘ線焦点を瞬時に微小移動させる必要がある。 In order to place the X-ray focus at different positions in the rotary anode X-ray tube apparatus during X-ray imaging, it is necessary to momentarily move the X-ray focus.
Ｘ線焦点を瞬時に微小移動させる方式の１つとして、真空外囲器内に配置する偏向電極に偏向電圧を印加し、静電的に電子ビームを偏向させる静電的電子ビーム偏向方式がある（例えば、特許文献１参照。）。 As one of the methods for instantaneously moving the X-ray focal point, there is an electrostatic electron beam deflection method in which a deflection voltage is applied to a deflection electrode arranged in the vacuum envelope to electrostatically deflect the electron beam. (For example, refer to Patent Document 1).
一般的に、陰極と陽極との間の電圧が１００ｋＶを超えるＸ線管では、少なくとも陰極には負の高電圧電位が供給されるため、陰極電圧供給用ケーブルとしては高電圧ケーブルが採用されているが、静電的電子ビーム偏向方式では、偏向電極に偏向電圧を印加させる必要があるために従来の高電圧ケーブルを使用することができず、専用の高電圧ケーブルが必要となり、また、高電圧電源も専用の電源が必要となる。そのため、回転陽極型Ｘ線管装置を交換するのみで既存のＸ線ＣＴ装置のアップグレイドを達成することはできず、経済性に問題が生じ、逆に、静電偏向方式の回転陽極型Ｘ線管装置、専用高電圧電源と専用高電圧ケーブルを採用した新しいＸ線ＣＴ装置に、従来の回転陽極型Ｘ線管装置を搭載することが困難であるため、回転陽極型Ｘ線管装置がダウンした場合の復旧に支障を来たす場合が生じる。 In general, in an X-ray tube in which the voltage between the cathode and the anode exceeds 100 kV, a negative high voltage potential is supplied to at least the cathode, so a high voltage cable is adopted as the cathode voltage supply cable. However, in the electrostatic electron beam deflection method, since it is necessary to apply a deflection voltage to the deflection electrode, a conventional high voltage cable cannot be used, and a dedicated high voltage cable is required. A dedicated power supply is also required for the voltage power supply. Therefore, the upgrade of the existing X-ray CT apparatus cannot be achieved only by exchanging the rotary anode X-ray tube apparatus, resulting in a problem in terms of economy, and conversely, the electrostatic deflection type rotary anode X Because it is difficult to mount a conventional rotating anode X-ray tube device on a new X-ray CT device that employs a tube device, a dedicated high-voltage power supply and a dedicated high-voltage cable, the rotating anode X-ray tube device In some cases, it may interfere with recovery in the event of down.
また、Ｘ線焦点を瞬時に微小移動させる他の方式として、磁極が発生する偏向磁界により電子ビームを偏向させる磁気的電子ビーム変更方式がある。 As another method for instantaneously moving the X-ray focal point minutely, there is a magnetic electron beam changing method in which an electron beam is deflected by a deflection magnetic field generated by a magnetic pole.
この磁気的電子ビーム偏向方式では、陰極と陽極ターゲットとの間に位置する真空外囲器に径小となる窪み部を設け、そこに偏向磁界を発生する磁極を配置した構成がある。この構成では、窪み部により真空外囲器が径小となるため、磁極間の距離が短くなり、電子ビーム位置での磁束密度を高め、電子の速度が速くても偏向することが可能となる（例えば、特許文献２〜４参照。）。
In this magnetic electron beam deflection method, there is a configuration in which a recess having a small diameter is provided in a vacuum envelope located between a cathode and an anode target, and a magnetic pole for generating a deflection magnetic field is disposed there. In this configuration, since the vacuum envelope has a small diameter due to the recess, the distance between the magnetic poles is shortened, the magnetic flux density at the electron beam position is increased, and deflection is possible even when the electron velocity is high. (For example, refer to
また、磁気的電子ビーム変更方式において、陰極の一部を磁性体からなる磁路とし、磁路に巻き付けられたコイルにより磁界を発生させる構成もあるが（例えば、特許文献５参照。）、この構成では、コイルが真空外囲器内の陰極位置に配置されているため、コイルへの電流供給は高電圧ケーブルを通して行う必要があり、上述した静電的電子ビーム偏向方式の問題点と全く同様の問題点がある。
上述のように、電子の軌道を確実に偏向させるために、陰極と陽極ターゲットとの間に位置する真空外囲器に窪み部を設け、その窪み部に磁極を配置した磁気的電子ビーム偏向方式では、静電的電子ビーム偏向方式や、磁気的電子ビーム変更方式においても陰極の一部を磁路としてコイルを巻き付けた構成のような問題点がない利点がある。 As described above, in order to reliably deflect the electron trajectory, a magnetic electron beam deflection system in which a recess is provided in a vacuum envelope located between the cathode and the anode target, and a magnetic pole is disposed in the recess. In the electrostatic electron beam deflection method and the magnetic electron beam changing method, there is an advantage that there is no problem as in the configuration in which a coil is wound with a part of the cathode as a magnetic path.
しかしながら、真空外囲器の窪み部の形成に伴い、陰極と真空外囲器との間の空間絶縁距離を維持させるために、陰極を陽極ターゲットからより離して配置する必要が生じ、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどが発生する問題がある。 However, with the formation of the recess of the vacuum envelope, it is necessary to dispose the cathode further away from the anode target in order to maintain the spatial insulation distance between the cathode and the vacuum envelope. There is a problem that enlargement, blur, and distortion occur.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる回転陽極型Ｘ線管装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a rotary anode X-ray tube apparatus that can reduce the occurrence of enlargement, blurring, distortion, and the like of the X-ray focus.
本発明は、真空外囲器と、この真空外囲器内に配置され、幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する方向で幅が短い幅方向とを有する形状の電子発生源と、この電子発生源を支持し、この電子発生源の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状の陰極支持体と、前記真空外囲器内に回転可能に配置され、前記電子発生源から発生する電子が衝撃してＸ線を発生するＸ線焦点が形成される陽極ターゲットと、前記真空外囲器における前記電子発生源の幅方向に沿った方向の両側でかつ前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に、前記真空外囲器内に突出して設けられた窪み部と、前記窪み部に対向する前記真空外囲器の外側に配置される複数の磁極を有し、前記電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段とを具備しているものである。 The present invention includes a vacuum envelope, an electron generation source that is disposed in the vacuum envelope and has a long longitudinal direction and a width direction that is perpendicular to the longitudinal direction and a short width. A cathode support that supports an electron generation source and that has a width in a direction along the width direction of the electron generation source that is shorter than a width in a direction along the longitudinal direction, and is rotatably disposed in the vacuum envelope. An anode target on which an X-ray focal point for generating X-rays upon impact of electrons generated from the electron generation source is formed, on both sides in a direction along the width direction of the electron generation source in the vacuum envelope, and A hollow portion projecting into the vacuum envelope at a position facing a trajectory in which electrons generated from the electron source move to the anode target; and a vacuum envelope facing the hollow portion. A plurality of magnetic poles arranged on the outside, the electron generation Those that and a deflection magnetic field forming means for forming a deflection magnetic field for deflecting the electron trajectories to be generated from.
また、本発明は、真空外囲器と、この真空外囲器内に配置され、幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する方向で幅が短い幅方向とを有する形状の電子発生源と、この電子発生源を支持し、この電子発生源の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状の陰極支持体と、前記真空外囲器内に回転可能に配置され、前記電子発生源から発生する電子が衝撃してＸ線を発生するＸ線焦点が形成される陽極ターゲットと、前記真空外囲器内における前記電子発生源の幅方向に沿った方向の両側でかつ前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に設けられた磁路形成体と、前記磁路形成体に対向する前記真空外囲器の外側に配置される複数の磁極を有し、これら複数の磁極と前記磁路形成体とで協働して前記電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段とを具備しているものである。 The present invention also provides a vacuum envelope, and an electron generation source that is disposed in the vacuum envelope and has a long longitudinal direction and a width direction that is short in the direction perpendicular to the longitudinal direction. Supporting the electron generation source, the cathode support having a shape whose width in the direction along the width direction of the electron generation source is shorter than the width in the direction along the longitudinal direction, and being rotatable in the vacuum envelope An anode target disposed to form an X-ray focal point for generating X-rays upon impact of electrons generated from the electron generation source, and a direction along a width direction of the electron generation source in the vacuum envelope A magnetic path forming body provided on both sides and at a position facing an orbit where electrons generated from the electron generating source move to the anode target, and disposed outside the vacuum envelope facing the magnetic path forming body A plurality of magnetic poles, and the plurality of magnetic poles and the magnet Cooperate out with formers are those which comprise a deflection magnetic field forming means for forming a deflection magnetic field for deflecting the electron trajectories to be generated from the generating source.
本発明によれば、陰極支持体を電子発生源の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状とし、真空外囲器における電子発生源の幅方向に沿った方向の両側でかつ電子発生源から発生する電子が陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に真空外囲器内に突出する窪み部を設け、これら窪み部に対向する真空外囲器の外側に複数の磁極を配置したので、陰極支持体と真空外囲器の窪み部との間の空間絶縁距離を確保したうえで、陰極と陽極ターゲットとの距離を近付けて配置できるとともに、電子ビーム位置での偏向磁界の磁束密度を高めることができ、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる。 According to the present invention, the cathode support is shaped so that the width in the direction along the width direction of the electron generation source is shorter than the width in the direction along the longitudinal direction, and along the width direction of the electron generation source in the vacuum envelope. Dents projecting into the vacuum envelope are provided on both sides in the direction and opposite to the trajectory where electrons generated from the electron source move to the anode target, and outside the vacuum envelope facing these dents. Since multiple magnetic poles are arranged, the space between the cathode support and the hollow part of the vacuum envelope can be secured, and the distance between the cathode and the anode target can be set close to each other, and the electron beam position can be The magnetic flux density of the deflection magnetic field can be increased, and the occurrence of expansion, blurring, distortion, etc. of the X-ray focal point can be reduced.
また、本発明によれば、陰極支持体を電子発生源の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状とし、真空外囲器内における電子発生源の幅方向に沿った方向の両側でかつ電子発生源から発生する電子が陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に磁路形成体を設け、これら磁路形成体に対向する真空外囲器の外側に複数の磁極を配置したので、これら複数の磁極と磁路形成体とで協働して電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成することができ、陰極支持体と磁路形成体との間の空間絶縁距離を確保したうえで、陰極と陽極ターゲットとの距離を近付けて配置できるとともに、電子ビーム位置での偏向磁界の磁束密度を高めることができ、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる。 According to the present invention, the cathode support is shaped so that the width in the direction along the width direction of the electron generation source is shorter than the width in the direction along the longitudinal direction, and the width direction of the electron generation source in the vacuum envelope Magnetic path forming bodies are provided on both sides in the direction along the direction and opposite to the trajectory where the electrons generated from the electron generating source move to the anode target, and a plurality of them are provided outside the vacuum envelope facing these magnetic path forming bodies. The magnetic poles of the cathode support and the magnetic path can be formed by coordinating the magnetic poles and the magnetic path forming body to form a deflection magnetic field that deflects the electron trajectory generated from the electron source. While ensuring the space insulation distance between the body and the cathode and the anode target can be placed close to each other, the magnetic flux density of the deflection magnetic field at the electron beam position can be increased, the X-ray focal point can be expanded, Reduce blurring and distortion .
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１ないし図４に第１の実施の形態を示す。 1 to 4 show a first embodiment.
図１および図２に示すように、回転陽極型Ｘ線管装置は、ハウジング11、およびこのハウジング11内に配置された陽極接地型の回転陽極型Ｘ線管12を備えている。ハウジング11と回転陽極型Ｘ線管12との間の空間には水系の冷却液が満たされ、この冷却液をハウジング11に対してホースで接続された冷却器に循環させて冷却するように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotary anode X-ray tube apparatus includes a
回転陽極型Ｘ線管12は、真空外囲器15を備え、この真空外囲器15は、径大部16、この径大部16の上下の径小部17，18を有する円筒状に形成されている。さらに、真空外囲器15の径大部16上には円筒状の陰極収納部19が形成されている。
The rotary anode
陰極収納部19を含む真空外囲器15の材料は、非磁性体であり、交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗材であることが好ましい。例えば、非磁性ステンレス鋼、インコネル、インコネルＸ、チタン、導電性セラミクス、表面を金属薄膜でコーティングした非導電性セラミクスなどを用いてもよい。
The material of the
真空外囲器15の径大部16の外周面には、陰極収納部19の位置に対応して、Ｘ線が透過するＸ線透過窓20が取り付けられている。
An
また、真空外囲器15内には、真空外囲器15の中心に固定軸23が配置されているとともに、この固定軸23に対して回転可能に支持された回転体24が配置されている。この固定軸23は、回転体24からみて、回転体24の回転中心となる回転軸として構成される。
Further, in the
この回転体24には、径大部16内に回転可能に配置される円板部25、および下部側の径小部18内に回転可能に配置されるロータ部26が形成されている。回転体24の円板部25の上面外周部側は、Ｘ線透過窓20へ向けて対向するように所定の角度で下降傾斜され、この下降傾斜された表面に電子が衝突してＸ線を発生する陽極ターゲット27が設けられている。
The rotating
真空外囲器15の下部側の径小部18の外側には、誘導電磁界を発生してロータ部26を介して回転体24および陽極ターゲット27を回転させるコイル28が配置されている。
A
また、真空外囲器15の陰極収納部19内には、陽極ターゲット27に対向するように配置された陰極31が収納されている。この陰極31は、図３に示すように、電子を発生する電子発生源としてのフィラメント32、およびこのフィラメント32を支持する陰極支持体33を備えている。
A
フィラメント32は、小焦点用フィラメント32aと大焦点用フィラメント32bとを備え、それぞれ幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する幅が狭い幅方向とを有する形状に形成され、陰極支持体33に対して幅方向に沿った方向に互いに並列に配置されている。フィラメント32の長手方向が陽極ターゲット27の径方向に沿って配置され、幅方向が陽極ターゲット27の回転方向に沿って配置されている。
The
陰極支持体33の外形は、フィラメント32の長さ方向に沿った方向の幅に比べてフィラメント32の幅方向に沿った方向の幅が狭い形状であって、フィラメント32の長さ方向に沿った方向の両側面が円筒面状で、フィラメント32の幅方向に沿った方向の両側面が軸方向に平行に削ぎ落として平面部34を形成した形状となっている。
The outer shape of the
陰極支持体33の材料は、例えば、非磁性ステンレス鋼、インコネル、インコネルＸ、等の非磁性体であってもよいし、または鉄、コバール、電磁ステンレス鋼、ニッケル、ニッケル合金などの軟磁性体であってもよい。
The material of the
陰極支持体33は、絶縁体35によって真空外囲器15に支持されている。
The
また、図１および図２に示すように、真空外囲器15の陰極収納部19は、上部側が円筒状の周壁部38にて構成され、下部側が環状の反跳電子捕獲構造体39にて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
反跳電子捕獲構造体39は、陽極ターゲット27からの反跳電子を捕獲するもので、中心部にはフィラメント32から発生する電子を通過させる円形状の開口部40が形成されており、フィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道を取り囲むように配置されている。反跳電子捕獲構造体39の陰極31に対向する面は凹面に形成され、陽極ターゲット27に対向する面は平坦面に形成され、外周面は円筒状側面に形成されている。
The recoil
反跳電子捕獲構造体39の材料は、非磁性体でかつ高熱伝導性材であることが好ましく、例えば、銅、銅合金、ＧＬＩＤ−ＣＯＰなどの強化銅、モリブデン、モリブデン合金などの金属材料の他、熱伝導率が大きいＳｉＣ、ＡｌＮ、ＢｅＯなどのセラミクス表面を金属薄膜でコーティングしたものを用いてもよい。
The material of the recoil
図示していないが、反跳電子捕獲構造体39は冷却構造を備えており、この冷却構造としては、例えば、反跳電子捕獲構造体39の内部に冷却液が循環する冷却液流路が形成され、この冷却液流路の冷却液を冷却器に循環させて反跳電子捕獲構造体39を冷却するように構成されている。
Although not shown, the recoil
真空外囲器15の陰極収納部19における周壁部38と反跳電子捕獲構造体39との間には、フィラメント32の幅方向に沿った方向の両側でかつフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道に対向する位置に、真空外囲器15内に突出する窪み部41が形成されている。この窪み部41は、断面略コ字形の窪み形成部材42によって形成されている。この窪み形成部材42は、真空外囲器15と同様の材料で形成されている。
Between the
また、図１および図４に示すように、真空外囲器15の陰極収納部19の外側には、フィラメント32から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段51が配置されている。この偏向磁界形成手段51は、略コ字形のヨーク52、およびこのヨーク52の両端にそれぞれ巻回されたコイル53を有し、ヨーク52の両端に対の磁極54が形成された双極子で構成されている。対の磁極54は、陰極収納部19の外側で両側の窪み部41内に配置され、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に互いに対向されている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 4, a deflection magnetic field forming means 51 for forming a deflection magnetic field for deflecting the trajectory of electrons generated from the
ヨーク52を構成する主材料は、軟磁性体であり、かつ交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗体であり、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ合金（珪素鋼）、Ｆｅ−Ａｌ合金、電磁ステンレス鋼、パーマロイなどのＦｅ−Ｎｉ高透磁率合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金などからなる薄板を電気絶縁膜を挟んで積層させた積層体や、これら材料からなる線材を電気絶縁膜で覆ってから束にして固めた集合体、またはこれら材料を１μｍ程度の微細な粉末にしてその表面を電気絶縁膜で覆ってから圧縮成形により形成した成形体を用いてもよい。さらに、ソフトフェライトも最適な材料である。
The main material constituting the
そして、図１に示すように、陰極支持体33と陽極ターゲット27とが互いに対向する方向にみて、磁極54の長さをＹ、陽極ターゲット27に対向する陰極支持体33の表面と磁極の前記方向における中心位置との距離をＸとした場合、Ｙ＞Ｘの関係を有する。
As shown in FIG. 1, the length of the
より具体的には、陽極ターゲット27に対向する陰極支持体33の表面を基準に陽極ターゲット27に対して反対側を−側とした場合、Ｙ＞Ｘ＞−Ｙの関係を有し、より好ましくは０．５Ｙ＞Ｘ＞−０．５Ｙの関係を有する。
More specifically, when the negative side is the negative side with respect to the surface of the
なお、この陽極接地型の回転陽極型Ｘ線管12は、陽極のみならず、反跳電子捕獲構造体39や真空外囲器15の金属部分も接地電位である。
In the anode grounded rotary
また、図２に示すように、ハウジング11には、真空外囲器15のＸ線透過窓20に対向してＸ線が透過するＸ線透過窓11aが設けられている。
Further, as shown in FIG. 2, the
そうして、図２において、Ｘ線撮影時には、回転陽極型Ｘ線管装置において、回転体24および陽極ターゲット27が回転し、陰極31のフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27に衝突して、フィラメント32の形状に対応したＸ線焦点が形成され、この陽極ターゲット27のＸ線焦点から発生したＸ線が真空外囲器15のＸ線透過窓20およびハウジング11のＸ線照射窓11aを通じて外部へ照射される。
2, during X-ray imaging, in the rotary anode X-ray tube apparatus, the rotating
ここで、Ｘ線焦点とは、実焦点ではなく、実効焦点を意味している。 Here, the X-ray focal point means not an actual focal point but an effective focal point.
陽極ターゲット27からの反跳電子が反跳電子捕獲構造体39で捕獲される。
Recoil electrons from the
また、図４に示すように、偏向磁界形成手段51のコイル53への通電にて偏向磁界が発生し、この偏向磁界により、フィラメント32から陽極ターゲット27へ向かう電子が陽極ターゲット27の径方向（フィラメント32の長手方向）に偏向され、陽極ターゲット27に形成されるＸ線焦点が陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長手方向）に微小移動する。
Further, as shown in FIG. 4, a deflection magnetic field is generated by energizing the
このとき、磁極54は、陰極支持体33に対して、Ｙ＞Ｘの関係、好ましくはＹ＞Ｘ＞−Ｙの関係、より好ましくは０．５Ｙ＞Ｘ＞−０．５Ｙの関係を有するため、フィラメント32に近い位置で偏向磁界を発生させるため、フィラメント32から陽極ターゲット27へ移動する電子の速度が比較的遅いうちに電子の軌道を確実に偏向させることができる。
At this time, the
磁極54は、陰極支持体33に対して、Ｙ＞Ｘの関係、より好ましくは０．５Ｙ＞Ｘの関係にないと、磁極54が陰極支持体33から陽極ターゲット27の方向に離れてしまい、フィラメント32から陽極ターゲット27へ移動する電子の速度が速い位置で電子の軌道を偏向させることになるため、電子を偏向しにくくなり、従来のように磁極間の距離を近付けるなどして磁界強度を高める必要が生じる。一方、Ｘ＞−Ｙの関係、より好ましくはＸ＞−０．５Ｙの関係にないと、磁極54が陰極支持体33側に寄り過ぎるために、フィラメント32から陽極ターゲット27へ移動する電子に対して磁極54が発生する偏向磁界が弱くなり、電子を偏向しにくくなる。
If the
また、陰極支持体33をフィラメント32の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状とし、真空外囲器15におけるフィラメント32の幅方向に沿った方向の両側でかつフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道に対向する位置に真空外囲器15内に突出する窪み部41を設け、これら窪み部41に対向する真空外囲器15の外側に複数の磁極54を配置したので、陰極支持体33と真空外囲器15の窪み部41との間の空間絶縁距離を確保したうえで、陰極31と陽極ターゲット27との距離を近付けて配置できるとともに、対の磁極54の間の間隔を狭くして電子ビーム位置での偏向磁界の磁束密度を高めることができ、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる。
In addition, the
しかも、磁場を発生するためのコイル53への電流を低減させることができ、発熱が少なく、効率の良い偏向磁界形成手段51を実現することができる。
In addition, the current to the
次に、図５に第２の実施の形態を示す。 Next, FIG. 5 shows a second embodiment.
偏向磁界形成手段51の双極子の対の磁極54を、窪み部41内に配置するとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対して所定の角度αだけずらした位置に互いに対向して配置する。
The
そして、対の磁極54が発生する偏向磁界により、Ｘ線焦点は陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）に同時に移動することができる。
The X-ray focal point can be moved simultaneously in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the rotation direction (the width direction of the X-ray focal point) of the
角度αは、Ｘ線焦点の陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）への移動距離および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）への移動距離の比に合わせて設定する。
The angle α is set in accordance with the ratio of the movement distance of the
Ｘ線焦点を、Ｘ線焦点の長さ方向と幅方向に等しい距離移動させるためには、角度αは陽極ターゲット27の傾斜角に等しくする。
In order to move the X-ray focus by the same distance in the length direction and the width direction of the X-ray focus, the angle α is set equal to the inclination angle of the
次に、図６は第３の実施の形態を示す。 Next, FIG. 6 shows a third embodiment.
偏向磁界形成手段51として、２組の双極子を備える。
The deflection magnetic
２組の双極子の対の磁極54を、窪み部41内に配置するとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対してそれぞれ反対側へ所定の角度αずつずらした位置に互いに対向して配置する。
The
そして、２組の双極子の対の磁極54が発生する偏向磁界により、Ｘ線焦点は陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）に同時に移動することができる。
The X-ray focal point is in the radial direction (length direction of the X-ray focal point) and the rotational direction (width direction of the X-ray focal point) of the
Ｘ線焦点の陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）への移動距離および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）への移動距離の比は、２組の双極子のそれぞれの磁界の比を変えることにより、０からｔａｎαの間の範囲で自由に変えることができる。 The ratio of the moving distance of the X-ray focal point in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the moving distance in the rotational direction (the width direction of the X-ray focal point) of each of the two sets of dipoles. By changing the ratio of the magnetic fields, it can be freely changed in the range between 0 and tanα.
次に、図７は第４の実施の形態を示す。 Next, FIG. 7 shows a fourth embodiment.
偏向磁界形成手段51として、個別のヨーク52とコイル53とを組み合わせて個別の対の磁極54を設けた双磁極子を用い、これら対の磁極54を、窪み部41内に配置するとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に配置する。
As the deflecting magnetic field forming means 51, a dipole having a pair of
そして、対の磁極54が発生する偏向磁界により、Ｘ線焦点は陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）に移動することができる。
The X-ray focal point can be moved in the radial direction of the anode target 27 (the length direction of the X-ray focal point) by the deflection magnetic field generated by the pair of
次に、図８は第５の実施の形態を示す。 Next, FIG. 8 shows a fifth embodiment.
偏向磁界形成手段51の双磁極子の対の磁極54を、窪み部41内に配置するとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対して所定の角度αだけずらした位置に、互いに対向して配置する。
A pair of
そして、対の磁極54が発生する偏向磁界により、Ｘ線焦点は陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）に同時に移動することができる。
The X-ray focal point can be moved simultaneously in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the rotation direction (the width direction of the X-ray focal point) of the
角度αは、Ｘ線焦点の陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）への移動距離および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）への移動距離の比に合わせて設定する。
The angle α is set in accordance with the ratio of the movement distance of the
Ｘ線焦点を、Ｘ線焦点の長さ方向と幅方向に等しい距離移動させるためには、角度αは陽極ターゲット27の傾斜角に等しくする。
In order to move the X-ray focus by the same distance in the length direction and the width direction of the X-ray focus, the angle α is set equal to the inclination angle of the
次に、図９は第６の実施の形態を示す。 Next, FIG. 9 shows a sixth embodiment.
偏向磁界形成手段51として、２組の双磁極子を備える。 As the deflection magnetic field forming means 51, two sets of dipoles are provided.
２組の双磁極子の対の磁極54を、窪み部41内に配置するとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対してそれぞれ反対側へ所定の角度αずつずらした位置に、互いに対向して配置する。
The pair of
そして、２組の双磁極子の対の磁極54が発生する偏向磁界により、Ｘ線焦点は陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）に同時に移動することができる。
The X-ray focus is in the radial direction of the anode target 27 (the length direction of the X-ray focus) and the rotation direction (the width direction of the X-ray focus) due to the deflection magnetic field generated by the pair of
Ｘ線焦点の陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）への移動距離および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）への移動距離の比は、２組の双磁極子のそれぞれの磁界の比を変えることにより、０からｔａｎαの間の範囲で自由に変えることができる。 The ratio of the movement distance of the X-ray focal point in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the movement distance in the rotational direction (the width direction of the X-ray focal point) of each of the two pairs of dipoles By changing the ratio of the magnetic field, it can be freely changed in the range between 0 and tanα.
次に、図１０ないし図１２に第７の実施の形態を示す。 Next, FIGS. 10 to 12 show a seventh embodiment.
この第７の実施の形態では、第１の実施の形態のように窪み部41が設けるのに代えて、真空外囲器15の陰極収納部19内において、フィラメント32の幅方向に沿った方向の両側でかつフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道に対向する位置に磁路形成体61が配置されている。
In the seventh embodiment, instead of providing the
陰極支持体33と陽極ターゲット27とが互いに対向する方向にみて、磁路形成体61の位置は、第１の実施の形態の磁極54の位置関係と同じ関係にある。
When viewed in the direction in which the
この磁路形成体61を構成する材料は、軟磁性体であり、かつ交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗体であり、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ合金（珪素鋼）、Ｆｅ−Ａｌ合金、電磁ステンレス鋼、パーマロイなどのＦｅ−Ｎｉ高透磁率合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金などからなる薄板を電気絶縁膜を挟んで積層させた積層体や、これら材料からなる線材を電気絶縁膜で覆ってから束にして固めた集合体、またはこれら材料を１μｍ程度の微細な粉末にしてその表面を電気絶縁膜で覆ってから圧縮成形により形成した成形体を用いてもよい。さらに、ソフトフェライトも最適な材料である。
The material forming the magnetic
偏向磁界形成手段51の対の磁極54は、陰極収納部19の外側で両側の磁路形成体61に対向して配置されるとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に互いに対向されている。
The pair of
そして、対の磁極54と磁路形成体61とで協働してフィラメント32から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する。
The pair of
このように、陰極支持体33をフィラメント32の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状とし、真空外囲器15内におけるフィラメント32の幅方向に沿った方向の両側でかつフィラメント32から発生する電子が陽極ターゲット27へ移動する軌道に対向する位置に磁路形成体61を設け、これら磁路形成体61に対向する真空外囲器15の外側に対の磁極54を配置したので、これら対の磁極54と磁路形成体61とで協働してフィラメント32から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成することができ、陰極支持体33と磁路形成体61との間の空間絶縁距離を確保したうえで、陰極31と陽極ターゲット27との距離を近付けて配置できるとともに、電子ビーム位置での偏向磁界の磁束密度を高めることができ、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みなどの発生を低減できる。
Thus, the
しかも、磁場を発生するためのコイル53への電流を低減させることができ、発熱が少なく、効率の良い偏向磁界形成手段51を実現することができる。
In addition, the current to the
次に、図１３に第８の実施の形態を示す。 Next, FIG. 13 shows an eighth embodiment.
偏向磁界形成手段51の双極子の対の磁極54を、磁路形成体61に対向させるとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対して所定の角度αだけずらした位置に互いに対向して配置する。
The
そして、対の磁極54と磁路形成体61とが協働して発生する偏向磁界により、Ｘ線焦点は陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）に同時に移動することができる。
The X-ray focal point is in the radial direction (length direction of the X-ray focal point) and the rotational direction (X-ray focal point) of the
角度αは、Ｘ線焦点の陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）への移動距離および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）への移動距離の比に合わせて設定する。
The angle α is set in accordance with the ratio of the movement distance of the
Ｘ線焦点を、Ｘ線焦点の長さ方向と幅方向に等しい距離移動させるためには、角度αは陽極ターゲット27の傾斜角に等しくする。
In order to move the X-ray focus by the same distance in the length direction and the width direction of the X-ray focus, the angle α is set equal to the inclination angle of the
次に、図１４は第９の実施の形態を示す。 Next, FIG. 14 shows a ninth embodiment.
偏向磁界形成手段51として、２組の双極子を備える。
The deflection magnetic
２組の双極子の対の磁極54を、磁路形成体61に対向させるとともに、陽極ターゲット27の回転方向であってフィラメント32の幅方向に沿った方向に対してそれぞれ反対側へ所定の角度αずつずらした位置に互いに対向して配置する。
The
そして、２組の双極子の対の磁極54と磁路形成体61とで協働して発生する偏向磁界により、Ｘ線焦点は陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）に同時に移動することができる。
The X-ray focal point is the radial direction of the anode target 27 (the length direction of the X-ray focal point) and the deflection magnetic field generated in cooperation with the
Ｘ線焦点の陽極ターゲット27の径方向（Ｘ線焦点の長さ方向）への移動距離および回転方向（Ｘ線焦点の幅方向）への移動距離の比は、２組の双極子のそれぞれの磁界の比を変えることにより、０からｔａｎαの間の範囲で自由に変えることができる。 The ratio of the moving distance of the X-ray focal point in the radial direction (the length direction of the X-ray focal point) and the moving distance in the rotational direction (the width direction of the X-ray focal point) of each of the two sets of dipoles. By changing the ratio of the magnetic fields, it can be freely changed in the range between 0 and tanα.
次に、図１５および図１６は第１０の実施の形態を示す。 Next, FIG. 15 and FIG. 16 show a tenth embodiment.
この第１０の実施の形態では、第７の実施の形態に対して反跳電子捕獲構造体39の形状が異なる。
In the tenth embodiment, the shape of the recoil
すなわち、反跳電子捕獲構造体39は、陰極31に対向する面が平坦面に形成され、陽極ターゲット27に対向する面が凹面に形成され、外周面は円筒状側面に形成されている。
That is, in the recoil
15 真空外囲器
27 陽極ターゲット
31 陰極
32 電子発生源としてのフィラメント
33 陰極支持体
41 窪み部
51 偏向磁界形成手段
54 磁極
61 磁路形成体
15 Vacuum envelope
27 Anode target
31 Cathode
32 Filament as electron source
33 Cathode support
41 depression
51 Deflection magnetic field forming means
54 Magnetic pole
61 Magnetic path former
Claims (4)
この真空外囲器内に配置され、幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する方向で幅が短い幅方向とを有する形状の電子発生源と、
この電子発生源を支持し、この電子発生源の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状の陰極支持体と、
前記真空外囲器内に回転可能に配置され、前記電子発生源から発生する電子が衝撃してＸ線を発生するＸ線焦点が形成される陽極ターゲットと、
前記真空外囲器における前記電子発生源の幅方向に沿った方向の両側でかつ前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に、前記真空外囲器内に突出して設けられた窪み部と、
前記窪み部に対向する前記真空外囲器の外側に配置される複数の磁極を有し、前記電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段と
を具備していることを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。 A vacuum envelope,
An electron source arranged in the vacuum envelope and having a long longitudinal direction and a width direction short in the direction perpendicular to the longitudinal direction;
A cathode support having a shape that supports the electron generation source and whose width in the direction along the width direction of the electron generation source is shorter than the width in the direction along the longitudinal direction;
An anode target which is rotatably arranged in the vacuum envelope and forms an X-ray focal point where X-rays are generated by impact of electrons generated from the electron generation source;
In the vacuum envelope, on both sides of the direction along the width direction of the electron generation source in the vacuum envelope and at a position facing an orbit where electrons generated from the electron generation source move to the anode target. A recess provided projecting,
A deflecting magnetic field forming means for forming a deflecting magnetic field for deflecting an electron trajectory generated from the electron generating source, and having a plurality of magnetic poles disposed outside the vacuum envelope facing the hollow portion. A rotating anode X-ray tube device characterized by comprising:
この真空外囲器内に配置され、幅が長い長手方向とこの長手方向に直交する方向で幅が短い幅方向とを有する形状の電子発生源と、
この電子発生源を支持し、この電子発生源の幅方向に沿った方向の幅が長手方向に沿った方向の幅より短い形状の陰極支持体と、
前記真空外囲器内に回転可能に配置され、前記電子発生源から発生する電子が衝撃してＸ線を発生するＸ線焦点が形成される陽極ターゲットと、
前記真空外囲器内における前記電子発生源の幅方向に沿った方向の両側でかつ前記電子発生源から発生する電子が前記陽極ターゲットへ移動する軌道に対向する位置に設けられた磁路形成体と、
前記磁路形成体に対向する前記真空外囲器の外側に配置される複数の磁極を有し、これら複数の磁極と前記磁路形成体とで協働して前記電子発生源から発生する電子の軌道を偏向する偏向磁界を形成する偏向磁界形成手段と
を具備していることを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。 A vacuum envelope,
An electron source arranged in the vacuum envelope and having a long longitudinal direction and a width direction short in the direction perpendicular to the longitudinal direction;
A cathode support having a shape that supports the electron generation source and whose width in the direction along the width direction of the electron generation source is shorter than the width in the direction along the longitudinal direction;
An anode target which is rotatably arranged in the vacuum envelope and forms an X-ray focal point where X-rays are generated by impact of electrons generated from the electron generation source;
A magnetic path forming body provided on both sides in a direction along the width direction of the electron generation source in the vacuum envelope and at a position facing a trajectory in which electrons generated from the electron generation source move to the anode target. When,
Electrons generated from the electron generation source having a plurality of magnetic poles arranged outside the vacuum envelope facing the magnetic path forming body and cooperating with the plurality of magnetic poles and the magnetic path forming body A rotating anode type X-ray tube device comprising: a deflecting magnetic field forming means for forming a deflecting magnetic field for deflecting the trajectory.
ことを特徴とする請求項１または２記載の回転陽極型Ｘ線管装置。 The rotating anode X-ray tube apparatus according to claim 1, wherein the deflection magnetic field forming unit forms a deflection magnetic field that moves the X-ray focal point in a radial direction of the anode target.
ことを特徴とする請求項１または２記載の回転陽極型Ｘ線管装置。 The rotary anode type X-ray tube apparatus according to claim 1 or 2, wherein the deflection magnetic field forming means forms a deflection magnetic field for simultaneously moving the X-ray focal point in a radial direction and a rotation direction of the anode target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008180320A JP2010021012A (en) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | Rotary anode type x-ray tube device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2008180320A JP2010021012A (en) | 2008-07-10 | 2008-07-10 | Rotary anode type x-ray tube device |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012204156A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Sii Nanotechnology Inc | X-ray tube and x-ray analysis device |
| WO2016136360A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 東芝電子管デバイス株式会社 | X-ray tube device |
| WO2016136373A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 東芝電子管デバイス株式会社 | X-ray tube device |
| DE102015015738B4 (en) | 2014-12-16 | 2024-05-02 | Canon Electron Tubes & Devices Co., Ltd. | X-ray tube arrangement |
-
2008
- 2008-07-10 JP JP2008180320A patent/JP2010021012A/en not_active Abandoned
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|---|---|---|---|---|
| JP2012204156A (en) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Sii Nanotechnology Inc | X-ray tube and x-ray analysis device |
| DE102015015738B4 (en) | 2014-12-16 | 2024-05-02 | Canon Electron Tubes & Devices Co., Ltd. | X-ray tube arrangement |
| WO2016136360A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 東芝電子管デバイス株式会社 | X-ray tube device |
| WO2016136373A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | 東芝電子管デバイス株式会社 | X-ray tube device |
| CN107251186A (en) * | 2015-02-27 | 2017-10-13 | 东芝电子管器件株式会社 | X-ray pipe device |
| CN107430970A (en) * | 2015-02-27 | 2017-12-01 | 东芝电子管器件株式会社 | X ray pipe device |
| EP3264441A4 (en) * | 2015-02-27 | 2018-11-07 | Toshiba Electron Tubes & Devices Co., Ltd. | X-ray tube device |
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