JP3206274B2 - 固定陽極ｘ線管装置 - Google Patents
固定陽極ｘ線管装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線透視撮影装置や
Ｘ線ＣＴ装置等の医用Ｘ線診断装置に備えられる固定陽
極Ｘ線管装置に関する。
Ｘ線ＣＴ装置等の医用Ｘ線診断装置に備えられる固定陽
極Ｘ線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の固定陽極Ｘ線管装置は、
ガラスで形成された外囲器に、陰極と固定陽極とが対向
した状態で収納されている。陰極の先端部（固定陽極と
対向する端部）には、凹状の集束電極が設けられ、その
集束電極の凹部内にはコイル状に巻かれたフィラメント
が設けられている。一方、固定陽極の先端面（陰極と対
向する端面）には、表面形状が平面であるターゲットが
設けられている。このターゲットはタングステンで構成
され、例えば、タングステン板を陽極先端面に埋め込ん
だり、陽極先端面にタングステンを化学蒸着させる等し
て、陽極先端面にターゲットが形成されている。
ガラスで形成された外囲器に、陰極と固定陽極とが対向
した状態で収納されている。陰極の先端部（固定陽極と
対向する端部）には、凹状の集束電極が設けられ、その
集束電極の凹部内にはコイル状に巻かれたフィラメント
が設けられている。一方、固定陽極の先端面（陰極と対
向する端面）には、表面形状が平面であるターゲットが
設けられている。このターゲットはタングステンで構成
され、例えば、タングステン板を陽極先端面に埋め込ん
だり、陽極先端面にタングステンを化学蒸着させる等し
て、陽極先端面にターゲットが形成されている。
【０００３】Ｘ線照射時には、陰極と固定陽極との間に
高電圧（管電圧）を印加し、また、フィラメントにフィ
ラメント電流を供給してフィラメントから熱電子を放出
させ、放出された熱電子を集束電極で集束してターゲッ
ト上の焦点に衝突させＸ線を発生させ、所定方向に向け
てＸ線が、固定陽極Ｘ線管装置から照射される。
高電圧（管電圧）を印加し、また、フィラメントにフィ
ラメント電流を供給してフィラメントから熱電子を放出
させ、放出された熱電子を集束電極で集束してターゲッ
ト上の焦点に衝突させＸ線を発生させ、所定方向に向け
てＸ線が、固定陽極Ｘ線管装置から照射される。
【０００４】ところで、Ｘ線像の幾何学的ぼけを減少さ
せるためには焦点を小さくする必要がある。しかし、焦
点を小さくすると、フィラメントからの熱電子がターゲ
ットに衝突する際の発熱による影響が増大するので、管
電圧、管電流の積算値を制限（負荷を小さく）しなけれ
ばならない。そこで、従来装置では、ターゲットを管軸
垂直方向に対して傾斜させて、熱電子が実際に衝突する
実焦点を大きくするとともに、Ｘ線が照射される側から
見た実効焦点を小さくし、Ｘ線像の幾何学的ぼけを減少
させるとともに負荷の減少を抑制している。
せるためには焦点を小さくする必要がある。しかし、焦
点を小さくすると、フィラメントからの熱電子がターゲ
ットに衝突する際の発熱による影響が増大するので、管
電圧、管電流の積算値を制限（負荷を小さく）しなけれ
ばならない。そこで、従来装置では、ターゲットを管軸
垂直方向に対して傾斜させて、熱電子が実際に衝突する
実焦点を大きくするとともに、Ｘ線が照射される側から
見た実効焦点を小さくし、Ｘ線像の幾何学的ぼけを減少
させるとともに負荷の減少を抑制している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、Ｘ線像の幾何学的ぼけを増大させず、
負荷を大きくするためには、同じ大きさの実効焦点に対
して、実焦点を大きくしてやる必要があるが、従来装置
のように、ターゲットを管軸垂直方向に対して傾斜させ
るだけでは、実焦点を大きくするのに限界がある。
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、Ｘ線像の幾何学的ぼけを増大させず、
負荷を大きくするためには、同じ大きさの実効焦点に対
して、実焦点を大きくしてやる必要があるが、従来装置
のように、ターゲットを管軸垂直方向に対して傾斜させ
るだけでは、実焦点を大きくするのに限界がある。
【０００６】また、固定陽極Ｘ線管装置には、一般的に
次のような特性があることが知られている。すなわち、
フィラメントから熱電子を放出させるためにフィラメン
トにフィラメント電流を供給してフィラメントを加熱す
ると、フィラメントから導電性の物質が蒸発して放出さ
れ、その導電性物質が、外囲器の内周面に付着して導電
性の蒸着膜が形成されていく。そして、最後には、陰極
と固定陽極に印加する管電圧により、外囲器内周面に形
成された導電性蒸着膜への放電現象が起こるに到る。こ
の放電現象が起こると、管電圧を印加できなくなり、Ｘ
線を発生させることができなくなる。これが、耐電圧寿
命と呼ばれるものであるが、固定陽極Ｘ線管装置を長期
間に渡って使用するためには、この帯電圧寿命を延ばす
ことが望まれる。しかしながら、従来、この耐電圧寿命
を延ばすための有効な考案はなされていない。
次のような特性があることが知られている。すなわち、
フィラメントから熱電子を放出させるためにフィラメン
トにフィラメント電流を供給してフィラメントを加熱す
ると、フィラメントから導電性の物質が蒸発して放出さ
れ、その導電性物質が、外囲器の内周面に付着して導電
性の蒸着膜が形成されていく。そして、最後には、陰極
と固定陽極に印加する管電圧により、外囲器内周面に形
成された導電性蒸着膜への放電現象が起こるに到る。こ
の放電現象が起こると、管電圧を印加できなくなり、Ｘ
線を発生させることができなくなる。これが、耐電圧寿
命と呼ばれるものであるが、固定陽極Ｘ線管装置を長期
間に渡って使用するためには、この帯電圧寿命を延ばす
ことが望まれる。しかしながら、従来、この耐電圧寿命
を延ばすための有効な考案はなされていない。
【０００７】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、負荷の向上と、耐電圧寿命を延ばす
という別意の目的を同時に満たす固定陽極Ｘ線管装置を
提供することを目的とする。
れたものであって、負荷の向上と、耐電圧寿命を延ばす
という別意の目的を同時に満たす固定陽極Ｘ線管装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、このような
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明は、フィラメントと集束電極とを先端部に
備えた陰極と、前記陰極先端部のフィラメントに対向さ
せてターゲットを先端面に備えた固定陽極とが外囲器に
収納され、前記陰極と前記固定陽極との間に高電圧を印
可して、所定方向にＸ線を照射させる固定陽極Ｘ線管装
置において、前記ターゲットの表面形状を、Ｘ線照射方
向に平行であって、かつ管軸に交差する軸線を前記陽極
先端面に投影した陽極投影軸を稜線とした楔形に形成し
たことを特徴とするものである。
目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、この発明は、フィラメントと集束電極とを先端部に
備えた陰極と、前記陰極先端部のフィラメントに対向さ
せてターゲットを先端面に備えた固定陽極とが外囲器に
収納され、前記陰極と前記固定陽極との間に高電圧を印
可して、所定方向にＸ線を照射させる固定陽極Ｘ線管装
置において、前記ターゲットの表面形状を、Ｘ線照射方
向に平行であって、かつ管軸に交差する軸線を前記陽極
先端面に投影した陽極投影軸を稜線とした楔形に形成し
たことを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】この発明の作用は次のとおりである。すなわ
ち、ターゲットの表面形状を、Ｘ線照射方向に平行であ
って、かつ管軸に交差する軸線を陽極先端面に投影した
陽極投影軸を稜線とした楔形に形成したことにより、タ
ーゲットの表面に傾斜が付けられるので、傾斜が付けら
れた方向において、同じ大きさの実効焦点に対して実焦
点を大きくすることができる。従って、Ｘ線像の幾何学
的ぼけを増大させることなく、負荷を大きくすることが
可能となる。
ち、ターゲットの表面形状を、Ｘ線照射方向に平行であ
って、かつ管軸に交差する軸線を陽極先端面に投影した
陽極投影軸を稜線とした楔形に形成したことにより、タ
ーゲットの表面に傾斜が付けられるので、傾斜が付けら
れた方向において、同じ大きさの実効焦点に対して実焦
点を大きくすることができる。従って、Ｘ線像の幾何学
的ぼけを増大させることなく、負荷を大きくすることが
可能となる。
【００１０】また、ターゲットの表面形状を楔形にした
ことにより、フィラメントとターゲット間の等電位線も
楔形になることから、熱電子は楔形のターゲットの稜線
付近に集束し易くなる。従って、予め決められた実焦点
に熱電子を集束させるためには、集束電極による熱電子
の集束性を弱めてやる必要がある。これにより、集束電
極による熱電子の拘束を緩和させることがき、フィラメ
ントから放出された熱電子が、効率良くターゲット側に
流れるので、エミッション特性が向上する。すなわち、
フィラメント電流を小さくすることができるので、フィ
ラメントから蒸発する導電性物質の量を減少させること
ができ、外囲器内周面の導電性物質蒸着膜への放電現象
が起きるまでに要する時間（耐電圧寿命）が長くなる。
ことにより、フィラメントとターゲット間の等電位線も
楔形になることから、熱電子は楔形のターゲットの稜線
付近に集束し易くなる。従って、予め決められた実焦点
に熱電子を集束させるためには、集束電極による熱電子
の集束性を弱めてやる必要がある。これにより、集束電
極による熱電子の拘束を緩和させることがき、フィラメ
ントから放出された熱電子が、効率良くターゲット側に
流れるので、エミッション特性が向上する。すなわち、
フィラメント電流を小さくすることができるので、フィ
ラメントから蒸発する導電性物質の量を減少させること
ができ、外囲器内周面の導電性物質蒸着膜への放電現象
が起きるまでに要する時間（耐電圧寿命）が長くなる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る固定陽極
Ｘ線管装置の概略構成を示す図であり、図２（ａ）は、
実施例装置の固定陽極の先端面付近を拡大した図、図２
（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ｃ）
は、図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
説明する。図１は、この発明の一実施例に係る固定陽極
Ｘ線管装置の概略構成を示す図であり、図２（ａ）は、
実施例装置の固定陽極の先端面付近を拡大した図、図２
（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ｃ）
は、図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００１２】図１に示すように、この実施例装置は、ガ
ラスで形成された外囲器１に、陰極２と固定陽極３とが
対向した状態で収納されている。陰極２の先端部には、
凹状の集束電極４が設けられ、その集束電極４の凹部内
にはコイル状に巻かれたフィラメント５が設けられてい
る。一方、銅で形成されている固定陽極３の先端面に
は、後で説明するターゲット６が設けられている。
ラスで形成された外囲器１に、陰極２と固定陽極３とが
対向した状態で収納されている。陰極２の先端部には、
凹状の集束電極４が設けられ、その集束電極４の凹部内
にはコイル状に巻かれたフィラメント５が設けられてい
る。一方、銅で形成されている固定陽極３の先端面に
は、後で説明するターゲット６が設けられている。
【００１３】Ｘ線照射時には、陰極２と固定陽極３との
間に高電圧（管電圧）を印加し、また、フィランメント
５にフィラメント電流を供給してフィラメント５から熱
電子を放出させ、放出された熱電子を集束電極４で集束
してターゲット６に衝突させてＸ線を発生させ、Ｙ方向
に向けてＸ線を照射させる。
間に高電圧（管電圧）を印加し、また、フィランメント
５にフィラメント電流を供給してフィラメント５から熱
電子を放出させ、放出された熱電子を集束電極４で集束
してターゲット６に衝突させてＸ線を発生させ、Ｙ方向
に向けてＸ線を照射させる。
【００１４】なお、図１および以下の各図における符号
Ｙは、実施例装置からのＸ線照射方向を示し、Ｊ１はＸ
線照射方向Ｙに平行な軸線、Ｊ２は管軸、Ｈは管軸垂直
方向をそれぞれ示す。また、この実施例では、Ｘ線照射
方向Ｙに平行な軸線Ｊ１と管軸垂直方向Ｈとは平行であ
る。
Ｙは、実施例装置からのＸ線照射方向を示し、Ｊ１はＸ
線照射方向Ｙに平行な軸線、Ｊ２は管軸、Ｈは管軸垂直
方向をそれぞれ示す。また、この実施例では、Ｘ線照射
方向Ｙに平行な軸線Ｊ１と管軸垂直方向Ｈとは平行であ
る。
【００１５】次に、この実施例装置の固定陽極およびタ
ーゲットの構成を図２を参照して説明する。この実施例
では、タングステン板で形成されたターゲット６が固定
陽極３の先端面に埋め込んである。また、ターゲット６
は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、従来装置と同
様、管軸垂直方向Ｈに対して角度θで傾斜されており、
ターゲット６の表面形状は、図２（ａ）、（ｃ）に示す
ように、Ｘ線照射方向Ｙに平行であって、かつ管軸Ｊ２
に交差する軸線Ｊ１を陽極先端面に投影した陽極投影軸
Ｊ３を稜線とした、傾斜角αの楔形に形成されている。
ーゲットの構成を図２を参照して説明する。この実施例
では、タングステン板で形成されたターゲット６が固定
陽極３の先端面に埋め込んである。また、ターゲット６
は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、従来装置と同
様、管軸垂直方向Ｈに対して角度θで傾斜されており、
ターゲット６の表面形状は、図２（ａ）、（ｃ）に示す
ように、Ｘ線照射方向Ｙに平行であって、かつ管軸Ｊ２
に交差する軸線Ｊ１を陽極先端面に投影した陽極投影軸
Ｊ３を稜線とした、傾斜角αの楔形に形成されている。
【００１６】次に、このように構成された実施例装置の
作用効果を説明する。まず、同じ面積の実効焦点に対す
る、この実施例装置の実焦点の面積と、従来装置の実焦
点の面積とを比較してみる。
作用効果を説明する。まず、同じ面積の実効焦点に対す
る、この実施例装置の実焦点の面積と、従来装置の実焦
点の面積とを比較してみる。
【００１７】従来装置の固定陽極およびターゲットの構
成を図３に示す。なお、図３（ａ）は、従来装置の固定
陽極の先端面付近の構成を示す図であり、図３（ｂ）
は、図３（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、図３（ｃ）は、図
３（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。図３（ａ）、
（ｂ）に示すように、従来装置の固定陽極１３の先端面
に設けられたターゲット１６は、管軸垂直方向Ｈに対し
て角度θで傾斜されており、また、その表面形状は、図
３（ａ）、（ｃ）に示すように平面である。
成を図３に示す。なお、図３（ａ）は、従来装置の固定
陽極の先端面付近の構成を示す図であり、図３（ｂ）
は、図３（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、図３（ｃ）は、図
３（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。図３（ａ）、
（ｂ）に示すように、従来装置の固定陽極１３の先端面
に設けられたターゲット１６は、管軸垂直方向Ｈに対し
て角度θで傾斜されており、また、その表面形状は、図
３（ａ）、（ｃ）に示すように平面である。
【００１８】従来装置における実焦点と実効焦点との関
係を図４（ａ）に示す。すなわち、面積（Ｌ１×Ｗ１）
の実効焦点ＥＳに対する実焦点ＲＳ１の面積は（Ｌ２×
Ｗ１）となる。図からも明らかなように、ターゲット１
６の表面形状は平面であるので、実焦点ＲＳ１の幅方向
の寸法は、実効焦点ＥＳの幅方向の寸法と同じＷ１であ
る。一方、ターゲット１６は、管軸垂直方向Ｈに対して
角度θで傾斜されているので、実焦点ＲＳ１の長さＬ２
は、実効焦点ＥＳの長さＬ１よりも長く（Ｌ２＞Ｌ１）
になる。Ｌ１とＬ２とは、図４（ｂ）に示すように、以
下の関係式で表せる。 Ｌ１／Ｌ２＝ｓｉｎθ ……… （１）
係を図４（ａ）に示す。すなわち、面積（Ｌ１×Ｗ１）
の実効焦点ＥＳに対する実焦点ＲＳ１の面積は（Ｌ２×
Ｗ１）となる。図からも明らかなように、ターゲット１
６の表面形状は平面であるので、実焦点ＲＳ１の幅方向
の寸法は、実効焦点ＥＳの幅方向の寸法と同じＷ１であ
る。一方、ターゲット１６は、管軸垂直方向Ｈに対して
角度θで傾斜されているので、実焦点ＲＳ１の長さＬ２
は、実効焦点ＥＳの長さＬ１よりも長く（Ｌ２＞Ｌ１）
になる。Ｌ１とＬ２とは、図４（ｂ）に示すように、以
下の関係式で表せる。 Ｌ１／Ｌ２＝ｓｉｎθ ……… （１）
【００１９】また、この実施例装置における実焦点と実
効焦点との関係を図５（ａ）に示す。すなわち、上記の
従来装置の場合と同じ面積（Ｌ１×Ｗ１）の実効焦点Ｅ
Ｓに対する実焦点ＲＳ２の面積は、（Ｌ２×（Ｗ２＋Ｗ
３））となる。
効焦点との関係を図５（ａ）に示す。すなわち、上記の
従来装置の場合と同じ面積（Ｌ１×Ｗ１）の実効焦点Ｅ
Ｓに対する実焦点ＲＳ２の面積は、（Ｌ２×（Ｗ２＋Ｗ
３））となる。
【００２０】この実施例装置は、従来装置と同じ角度θ
で、管軸垂直方向Ｈに対して傾斜されているので、実効
焦点ＥＳの長さ（Ｌ１）と実焦点の長さ（Ｌ２）との関
係は、従来装置の場合と同じになる。つまり、上式
（１）の関係式で定義できる。
で、管軸垂直方向Ｈに対して傾斜されているので、実効
焦点ＥＳの長さ（Ｌ１）と実焦点の長さ（Ｌ２）との関
係は、従来装置の場合と同じになる。つまり、上式
（１）の関係式で定義できる。
【００２１】しかしながら、この実施例装置のターゲッ
ト６の表面形状は、Ｘ線照射方向Ｙに平行な軸線Ｊ１を
陽極先端面に投影した陽極投影軸Ｊ３を稜線とした、傾
斜角αの楔形に形成されているので、実焦点ＲＳ２の幅
方向の寸法（Ｗ２＋Ｗ３）は、実効焦点ＥＳの幅方向の
寸法Ｗ１よりも長く（（Ｗ２＋Ｗ３）＞Ｗ１）になる。
Ｗ１と（Ｗ２＋Ｗ３）とは、図５（ｂ）に示すように、
以下の関係式で表せる。 Ｗ２／（Ｗ１／２）＝ｃｏｓα ……… （２） Ｗ３／（Ｗ１／２）＝ｃｏｓα ……… （３）
ト６の表面形状は、Ｘ線照射方向Ｙに平行な軸線Ｊ１を
陽極先端面に投影した陽極投影軸Ｊ３を稜線とした、傾
斜角αの楔形に形成されているので、実焦点ＲＳ２の幅
方向の寸法（Ｗ２＋Ｗ３）は、実効焦点ＥＳの幅方向の
寸法Ｗ１よりも長く（（Ｗ２＋Ｗ３）＞Ｗ１）になる。
Ｗ１と（Ｗ２＋Ｗ３）とは、図５（ｂ）に示すように、
以下の関係式で表せる。 Ｗ２／（Ｗ１／２）＝ｃｏｓα ……… （２） Ｗ３／（Ｗ１／２）＝ｃｏｓα ……… （３）
【００２２】すなわち、同じ面積（Ｌ１×Ｗ１）を得る
ための実効焦点ＥＳの面積を、この実施例装置と従来装
置とで比較してみると、実効焦点ＲＳ１、ＲＳ２の長さ
はＬ２で同じであるが、幅方向の寸法については、従来
装置ではＷ１であるのに対して、この実施例装置では
（Ｗ２＋Ｗ３）となり、この実施例装置の方が長くなる
ので、実効焦点の面積は、この実施例装置の方が従来装
置よりも大きくなる。
ための実効焦点ＥＳの面積を、この実施例装置と従来装
置とで比較してみると、実効焦点ＲＳ１、ＲＳ２の長さ
はＬ２で同じであるが、幅方向の寸法については、従来
装置ではＷ１であるのに対して、この実施例装置では
（Ｗ２＋Ｗ３）となり、この実施例装置の方が長くなる
ので、実効焦点の面積は、この実施例装置の方が従来装
置よりも大きくなる。
【００２３】なお、実効焦点ＥＳと、この実施例装置の
実焦点ＲＳ２と、従来装置の実焦点ＲＳ１とを、それぞ
れ平面視でまたは平面に展開して示すと図６のようにな
る。図６（ａ）は、従来装置の実効焦点を平面視で示し
た図、図６（ｂ）は、この実施例装置の実効焦点を平面
視で示した図、図６（ｃ）は、従来装置の実焦点を平面
視で示した図、図６（ｄ）は、この実施例装置の実焦点
を平面に展開した図である。なお、この実施例装置の実
効焦点ＥＳは従来装置の実効焦点ＥＳのように四角形で
はないが、面積は従来装置の実効焦点ＥＳと同じであ
る。
実焦点ＲＳ２と、従来装置の実焦点ＲＳ１とを、それぞ
れ平面視でまたは平面に展開して示すと図６のようにな
る。図６（ａ）は、従来装置の実効焦点を平面視で示し
た図、図６（ｂ）は、この実施例装置の実効焦点を平面
視で示した図、図６（ｃ）は、従来装置の実焦点を平面
視で示した図、図６（ｄ）は、この実施例装置の実焦点
を平面に展開した図である。なお、この実施例装置の実
効焦点ＥＳは従来装置の実効焦点ＥＳのように四角形で
はないが、面積は従来装置の実効焦点ＥＳと同じであ
る。
【００２４】また、例えば、Ｌ１＝１mm、Ｗ１＝１mm、
θ＝１０°、α＝３０°とした場合には、上式（１）よ
り、Ｌ２は約５．８mmになり、上式（２）、（３）よ
り、（Ｗ２＋Ｗ３）は約１．２mmになり、この場合に
は、従来装置の実焦点ＲＳ１とこの実施例装置の実焦点
ＲＳ２の面積比は、１：１．２となる。
θ＝１０°、α＝３０°とした場合には、上式（１）よ
り、Ｌ２は約５．８mmになり、上式（２）、（３）よ
り、（Ｗ２＋Ｗ３）は約１．２mmになり、この場合に
は、従来装置の実焦点ＲＳ１とこの実施例装置の実焦点
ＲＳ２の面積比は、１：１．２となる。
【００２５】すなわち、この実施例装置によれば、同じ
面積の実効焦点に対して実焦点の面積が大きくなった分
だけ、従来装置に比べて、Ｘ線像の幾何学的ぼけを増大
させることなく負荷を大きくすることができる。例え
ば、上記したように実効焦点ＲＳ１、ＲＳ２の面積比
が、１：１．２であれば、従来装置に比べて負荷を１．
２倍にすることができることになる。
面積の実効焦点に対して実焦点の面積が大きくなった分
だけ、従来装置に比べて、Ｘ線像の幾何学的ぼけを増大
させることなく負荷を大きくすることができる。例え
ば、上記したように実効焦点ＲＳ１、ＲＳ２の面積比
が、１：１．２であれば、従来装置に比べて負荷を１．
２倍にすることができることになる。
【００２６】次に、フィラメントから放出される熱電子
の軌道を、この実施例装置の場合と従来装置の場合とを
比較してみる。従来装置の場合の熱電子の軌道を図７
（ａ）に、この実施例装置の場合の熱電子の軌道を図７
（ｂ）に示す。
の軌道を、この実施例装置の場合と従来装置の場合とを
比較してみる。従来装置の場合の熱電子の軌道を図７
（ａ）に、この実施例装置の場合の熱電子の軌道を図７
（ｂ）に示す。
【００２７】従来装置の場合、ターゲット１６の表面形
状は平面であるので、フィラメント５とターゲット１６
との間の等電位線ＤＬ（点線で示す）は、図７（ａ）に
示すように平行である。また、フィラメント５からの熱
電子を、集束電極４でターゲット１６の所定領域（予め
決められた実焦点、幅方向の寸法Ｗ）内に集束させるた
め、フィラメント５は、集束電極４の凹部内に取り付け
られている。なお、この集束電極４の表面とフィラメン
ト５の取り付け位置との間の長さＤをフィラメント深さ
という。
状は平面であるので、フィラメント５とターゲット１６
との間の等電位線ＤＬ（点線で示す）は、図７（ａ）に
示すように平行である。また、フィラメント５からの熱
電子を、集束電極４でターゲット１６の所定領域（予め
決められた実焦点、幅方向の寸法Ｗ）内に集束させるた
め、フィラメント５は、集束電極４の凹部内に取り付け
られている。なお、この集束電極４の表面とフィラメン
ト５の取り付け位置との間の長さＤをフィラメント深さ
という。
【００２８】一方、この実施例装置の場合、ターゲット
６の表面形状は楔形であるので、フィラメント５とター
ゲット６との間の等電位線ＤＬ（点線で示す）は、図７
（ｂ）に示すようにターゲット６に近づくに従って楔形
に変化していく。従って、フィラメント５からターゲッ
ト６に流れる熱電子は、楔形のターゲットの稜線付近に
集束し易くなるので、実焦点の幅方向の寸法が小さくな
る傾向がある。一方、従来装置と同じ実効焦点を得るた
めには、図７（ｂ）に示すＷ（Ｗは図７（ａ）に示した
寸法と同じ）内に熱電子を集束させてやる必要がある。
従って、この実施例では、集束電極４による集束性を緩
和してやるために、従来装置に比べて、フィラメント深
さＤを浅くした位置にフィラメント５を取り付けてやる
必要がある。フィラメント深さＤを浅くしてフィラメン
ト５を取り付けると、集束電極４による熱電子の拘束が
緩和され、フィラメント５から放出された熱電子が、効
率良くターゲット６側に流れる。つまり、フィラメント
５から放出され、フィラメント５の近辺に分布する熱電
子の数は、フィラメント深さＤが浅くなるに従って減少
し、フィラメント５近辺に分布しなくなった熱電子はタ
ーゲット６側に流れるので、フィラメント５をフィラメ
ント深さＤを浅くして取り付けるに従って、フィラメン
ト５から放出された熱電子が、効率良くターゲット６側
に流れる。
６の表面形状は楔形であるので、フィラメント５とター
ゲット６との間の等電位線ＤＬ（点線で示す）は、図７
（ｂ）に示すようにターゲット６に近づくに従って楔形
に変化していく。従って、フィラメント５からターゲッ
ト６に流れる熱電子は、楔形のターゲットの稜線付近に
集束し易くなるので、実焦点の幅方向の寸法が小さくな
る傾向がある。一方、従来装置と同じ実効焦点を得るた
めには、図７（ｂ）に示すＷ（Ｗは図７（ａ）に示した
寸法と同じ）内に熱電子を集束させてやる必要がある。
従って、この実施例では、集束電極４による集束性を緩
和してやるために、従来装置に比べて、フィラメント深
さＤを浅くした位置にフィラメント５を取り付けてやる
必要がある。フィラメント深さＤを浅くしてフィラメン
ト５を取り付けると、集束電極４による熱電子の拘束が
緩和され、フィラメント５から放出された熱電子が、効
率良くターゲット６側に流れる。つまり、フィラメント
５から放出され、フィラメント５の近辺に分布する熱電
子の数は、フィラメント深さＤが浅くなるに従って減少
し、フィラメント５近辺に分布しなくなった熱電子はタ
ーゲット６側に流れるので、フィラメント５をフィラメ
ント深さＤを浅くして取り付けるに従って、フィラメン
ト５から放出された熱電子が、効率良くターゲット６側
に流れる。
【００２９】従って、陰極２と固定陽極３とに印加する
管電圧を従来装置と同じにし、フィラメント５からター
ゲット６に流れる熱電子の数に比例する管電流を従来装
置と同じにする際、この実施例装置では、フィラメント
５から放出させる熱電子の数は少なくて済むので、フィ
ラメント５に供給するフィラメント電流を従来装置より
も小さくすることができる。つまり、エミッション特性
が向上する。フィラメント電流を小さくすると、フィラ
メント５の加熱を小さくすることができるので、フィラ
メント５から蒸発する導電性物質の量を減少させること
ができ、外囲器内周面の導電性物質蒸着膜への放電現象
が起きるまでに要する時間（耐電圧寿命）を長くするこ
とができる。
管電圧を従来装置と同じにし、フィラメント５からター
ゲット６に流れる熱電子の数に比例する管電流を従来装
置と同じにする際、この実施例装置では、フィラメント
５から放出させる熱電子の数は少なくて済むので、フィ
ラメント５に供給するフィラメント電流を従来装置より
も小さくすることができる。つまり、エミッション特性
が向上する。フィラメント電流を小さくすると、フィラ
メント５の加熱を小さくすることができるので、フィラ
メント５から蒸発する導電性物質の量を減少させること
ができ、外囲器内周面の導電性物質蒸着膜への放電現象
が起きるまでに要する時間（耐電圧寿命）を長くするこ
とができる。
【００３０】上述したように、この実施例では、実効焦
点の面積を同じにしつつ実焦点の面積を大きくすること
ができるので、Ｘ線像の幾何学的ぼけを増大させること
なく負荷を大きくすることができ、同時に、耐電圧寿命
を長くすることができる。
点の面積を同じにしつつ実焦点の面積を大きくすること
ができるので、Ｘ線像の幾何学的ぼけを増大させること
なく負荷を大きくすることができ、同時に、耐電圧寿命
を長くすることができる。
【００３１】ところで、ターゲット６の表面形状を楔形
にする際の傾斜角αを大きくとると、ヒール効果により
固定陽極Ｘ線管装置から照射されるＸ線量が減少すると
ともに、熱電子がターゲット６に衝突して発生する熱が
陽極先端面付近に溜まり易くなるので好ましくない。従
って、上記傾斜角αとしては、１０°程度〜３０°程度
の範囲に設定するのが好ましい。
にする際の傾斜角αを大きくとると、ヒール効果により
固定陽極Ｘ線管装置から照射されるＸ線量が減少すると
ともに、熱電子がターゲット６に衝突して発生する熱が
陽極先端面付近に溜まり易くなるので好ましくない。従
って、上記傾斜角αとしては、１０°程度〜３０°程度
の範囲に設定するのが好ましい。
【００３２】ターゲット６を管軸垂直方向Ｈに対して傾
ける角度θは、従来装置と同様に、０°〜２０°程度に
設定される。ただし、角度θを０°に設定した場合に
は、図８に示すように、Ｘ線照射方向Ｙに対して、管軸
Ｊ２を傾けた状態で、固定陽極Ｘ線管装置をＸ線診断装
置（Ｘ線透視撮影装置やＸ線ＣＴ装置等）に取り付ける
ことになる。このときには、Ｘ線照射方向Ｙに平行な軸
線Ｊ２と管軸垂直方向Ｈとは平行ではない。
ける角度θは、従来装置と同様に、０°〜２０°程度に
設定される。ただし、角度θを０°に設定した場合に
は、図８に示すように、Ｘ線照射方向Ｙに対して、管軸
Ｊ２を傾けた状態で、固定陽極Ｘ線管装置をＸ線診断装
置（Ｘ線透視撮影装置やＸ線ＣＴ装置等）に取り付ける
ことになる。このときには、Ｘ線照射方向Ｙに平行な軸
線Ｊ２と管軸垂直方向Ｈとは平行ではない。
【００３３】なお、上述の実施例では、表面形状が楔形
のタングステン板を陽極先端面に埋め込んでターゲット
６を形成したが、表面形状が楔形である陽極先端面に、
タングステンを化学蒸着してターゲット６を形成しても
よい。
のタングステン板を陽極先端面に埋め込んでターゲット
６を形成したが、表面形状が楔形である陽極先端面に、
タングステンを化学蒸着してターゲット６を形成しても
よい。
【００３４】また、上述の実施例では、陽極先端面もタ
ーゲット６に従って楔形にしているが、ターゲット６の
みを楔形に、すなわち、表面形状が平面である陽極先端
面に表面形状が楔形であるターゲット６を設けてもよ
い。
ーゲット６に従って楔形にしているが、ターゲット６の
みを楔形に、すなわち、表面形状が平面である陽極先端
面に表面形状が楔形であるターゲット６を設けてもよ
い。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、ターゲットの表面形状を、Ｘ線照射方向に
平行であって、かつ管軸に交差する軸線を陽極先端面に
投影した陽極投影軸を稜線とした楔形に形成したことに
より、ターゲットの表面に傾斜が付けられるので、傾斜
が付けられた方向において、同じ大きさの実効焦点に対
して実焦点を大きくすることができる。従って、Ｘ線像
の幾何学的ぼけを増大させることなく、負荷を大きくす
ることができる。
明によれば、ターゲットの表面形状を、Ｘ線照射方向に
平行であって、かつ管軸に交差する軸線を陽極先端面に
投影した陽極投影軸を稜線とした楔形に形成したことに
より、ターゲットの表面に傾斜が付けられるので、傾斜
が付けられた方向において、同じ大きさの実効焦点に対
して実焦点を大きくすることができる。従って、Ｘ線像
の幾何学的ぼけを増大させることなく、負荷を大きくす
ることができる。
【００３６】また、ターゲットの表面形状を楔形にした
ことにより、集束電極による熱電子の拘束を緩和させて
やることができ、フィラメントから放出された熱電子
が、効率良くターゲット側に流れるので、エミッション
特性が向上する。従って、フィラメント電流を小さくす
ることができ、フィラメントから蒸発する導電性物質の
量を減少させることができるので、外囲器内周面の導電
性物質蒸着膜への放電現象が起きるまでに要する時間
（耐電圧寿命）を長くすることができる。
ことにより、集束電極による熱電子の拘束を緩和させて
やることができ、フィラメントから放出された熱電子
が、効率良くターゲット側に流れるので、エミッション
特性が向上する。従って、フィラメント電流を小さくす
ることができ、フィラメントから蒸発する導電性物質の
量を減少させることができるので、外囲器内周面の導電
性物質蒸着膜への放電現象が起きるまでに要する時間
（耐電圧寿命）を長くすることができる。
【図１】この発明の一実施例に係る固定陽極Ｘ線管装置
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図２】（ａ）：実施例装置の固定陽極の先端面付近を
拡大した図である。 （ｂ）：図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 （ｃ）：図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
拡大した図である。 （ｂ）：図２（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。 （ｃ）：図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図３】（ａ）：従来装置の固定陽極の先端面付近の構
成を示す図である。 （ｂ）：図３（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。 （ｃ）：図３（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
成を示す図である。 （ｂ）：図３（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。 （ｃ）：図３（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図４】従来装置における実焦点と実効焦点との関係を
示す図である。
示す図である。
【図５】この実施例装置における実焦点と実効焦点との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図６】実施例装置および従来装置の実効焦点と実焦点
を平面視でまたは平面に展開して示した図である。
を平面視でまたは平面に展開して示した図である。
【図７】（ａ）：従来装置の場合の熱電子の軌道を示す
図である。 （ｂ）：この実施例装置の場合の熱電子の軌道を示す図
である。
図である。 （ｂ）：この実施例装置の場合の熱電子の軌道を示す図
である。
【図８】ターゲットを管軸垂直方向Ｈに対して傾ける角
度を０°にした場合の、固定陽極Ｘ線管装置のＸ線診断
装置への取り付け状態を示す図である。
度を０°にした場合の、固定陽極Ｘ線管装置のＸ線診断
装置への取り付け状態を示す図である。
１ … 外囲器 ２ … 陰極 ３ … 固定陽極 ４ … 集束電極 ５ … フィラメント ６ … ターゲット Ｙ … Ｘ線照射方向 Ｊ１ … Ｘ線照射方向に平行な軸線 Ｊ３ … Ｘ線照射方向に平行な軸線を陽極先端面に投
影した陽極投影軸
影した陽極投影軸
Claims (1)
- 【請求項１】 フィラメントと集束電極とを先端部に備
えた陰極と、前記陰極先端部のフィラメントに対向させ
てターゲットを先端面に備えた固定陽極とが外囲器に収
納され、前記陰極と前記固定陽極との間に高電圧を印可
して、所定方向にＸ線を照射させる固定陽極Ｘ線管装置
において、前記ターゲットの表面形状を、Ｘ線照射方向
に平行であって、かつ管軸に交差する軸線を前記陽極先
端面に投影した陽極投影軸を稜線とした楔形に形成した
ことを特徴とする固定陽極Ｘ線管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02317394A JP3206274B2 (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 固定陽極ｘ線管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02317394A JP3206274B2 (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 固定陽極ｘ線管装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211274A JPH07211274A (ja) | 1995-08-11 |
| JP3206274B2 true JP3206274B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=12103246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02317394A Expired - Fee Related JP3206274B2 (ja) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | 固定陽極ｘ線管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206274B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100903022B1 (ko) * | 2007-05-08 | 2009-06-15 | 한국기초과학지원연구원 | Ｘ선 발생장치 |
| CN104470179B (zh) * | 2013-09-23 | 2017-10-24 | 清华大学 | 一种产生均整x射线辐射场的装置以及方法 |
| JP6746699B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2020-08-26 | ルクスブライト・アーベー | 電子誘導及び受取素子 |
| EP3312868A1 (en) * | 2016-10-21 | 2018-04-25 | Excillum AB | Structured x-ray target |
| JP6918595B2 (ja) * | 2017-06-22 | 2021-08-11 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | 固定陽極型ｘ線管 |
| JP6961452B2 (ja) * | 2017-10-13 | 2021-11-05 | キヤノン電子管デバイス株式会社 | 固定陽極型ｘ線管 |
-
1994
- 1994-01-24 JP JP02317394A patent/JP3206274B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07211274A (ja) | 1995-08-11 |
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