JPH10241613A

JPH10241613A - 回転陽極型ｘ線管

Info

Publication number: JPH10241613A
Application number: JP3780097A
Authority: JP
Inventors: Masaji Kujirai; 政次鯨井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1997-02-21
Publication date: 1998-09-11

Abstract

(57)【要約】【課題】大、中、小と大きさが異なる熱電子の焦点を
回転陽極上に形成する場合に、最も小さな小焦点を形成
するフィラメントの熱電子放出効率を向上させた回転陽
極型Ｘ線管を提供すること【解決手段】熱電子を発生する３個のフィラメント１
４ａ、１４ｂ、１４ｃを有し、かつ、大、中、小と大き
さが異なり少なくとも一部が重畳する３個の熱電子の焦
点を回転陽極１１上に形成する電子銃１３とを具備した
回転陽極型Ｘ線管において、回転陽極１１上の焦点が形
成される領域に垂直な仮想平面Ｐを描いた場合に、小焦
点を形成するフィラメント１４ａが仮想平面Ｐの一方の
側に位置し、大焦点および中焦点を形成するフィラメン
ト１４ｂ、１４ｃが仮想平面Ｐの他方の側に位置してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大、中、小と大き
さが異なる熱電子の焦点を回転陽極上に形成する場合
に、最も小さな小焦点を形成するフィラメントの熱電子
放出効率を向上させた回転陽極型Ｘ線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、電子銃から発生し
た熱電子を回転する陽極に照射し、陽極からＸ線を発生
させる電子管で、Ｘ線による被写体の透視撮影や連続撮
影などに利用されている。この場合、透視撮影や連続撮
影など用途によって相違するＸ線量が用いられている。
例えば、透視撮影は少ないＸ線量で行われ、また、連続
撮影は透視撮影の場合よりも多いＸ線量で行われる。し
たがって、Ｘ線量の少ない透視撮影は焦点が小さい小焦
点が主に用いられ、また、Ｘ線量の多い連続撮影には大
焦点や中焦点が主に用いられている。

【０００３】このように従来の回転陽極型Ｘ線管では、
撮影部位や目的、必要とされる解像度など用途に応じた
Ｘ線量を得るために、大、中、小と大きさが異なる熱電
子の焦点を形成する電子銃が組み込まれている。

【０００４】ここで、大きさが異なる熱電子の焦点を形
成する従来の回転陽極型Ｘ線管について図３を参照して
説明する。符合３１は、台形状の断面を持つ回転陽極
で、軸Ｏを中心に回転する構造になっている。そして、
台形状断面の斜辺に相当する部分に、Ｘ線を発生する熱
電子の照射領域３２が設けられている。また、回転陽
極３１の照射領域３２に対向して電子銃３３が配置され
ている。電子銃３３は、大きさが相違し少なくとも一部
が互いに重畳する大、中、小の熱電子の焦点Ｆを照射領
域３２に形成する構造になっている。例えば、小焦点用
のフィラメント３４ａが中央に設けられている。その左
側に大焦点用のフィラメント３４ｂが設けられ、また、
右側に中焦点用のフィラメント３４ｃが設けられてい
る。３個のフィラメント３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、そ
の長手方向が図面の表側から裏側方向に垂直に延びてお
り、照射領域３２の側から見た場合、図３（ｂ）の円内
に示すようにその長手方向が平行し一方向に配列されて
いる。

【０００５】また、各フィラメント３４ａ、３４ｂ、３
４ｃの前方には、それぞれ小焦点形成用の集束電極３５
ａ、大焦点形成用の集束電極３５ｂ、中焦点形成用の集
束電極３５ｃが設けられている。なお、回転陽極３１お
よび電子銃３３は真空外囲器（図示せず）内に収納さ
れ、回転陽極３１で発生したＸ線は真空外囲器外に取り
出せるようになっている。

【０００６】上記した構成において、小焦点用のフィラ
メント３４ａで発生した熱電子は集束電極３５ａで集束
され、照射領域３２に最も小さい焦点を形成する。ま
た、大焦点用のフィラメント３４ｂや中焦点用のフィラ
メント３４ｃで発生した熱電子はそれぞれ集束電極３５
ｂや集束電極３５ｃで集束され、照射領域３２に最も大
きい焦点や中間の大きさの焦点を形成する。

【０００７】ところで、中央に位置する小焦点用のフィ
ラメント３４ａおよび集束電極３５ａは、回転陽極３１
の照射領域３２と正対しており、フィラメント３４ａか
ら発生した熱電子は矢印Ｙａで示すように、照射領域３
２に対して垂直に進み照射領域３２までほぼ直進する。
また、大焦点用や中焦点用のフィラメント３４ｂ、３４
ｃから放出された熱電子は矢印ＹｂおよびＹｃで示すよ
うに照射領域３２まで弧を描くように進む。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】回転陽極型Ｘ線管の小
焦点は、これまで連続的透視に多く使用され、撮影管電
流も５ｍＡ程度となっている。しかし、近年、デジタル
技術が進歩し、また診断技術が高度化し、撮影管電流の
ピーク値も１００ｍＡ程度と大きくなっている。そし
て、ある時間間隔でＸ線を断続させて被写体を透視する
断続的透視が一般的となっている。このような断続的透
視の場合、熱電子を発生するフィラメントの応答に遅れ
が出る。このため、透視時に必要な撮影管電流が得られ
るように、透視が断の間でも、電子銃のフィラメントに
電流を流し加熱している。また、撮影管電流のピーク値
の増大などから、小焦点のフィラメントに対して、撮影
管電流を大きくしたいという要求が出てきている。

【０００９】ところで、撮影管電流を大きくする場合、
フィラメントの動作温度を上昇する方法が考えられる。
しかし、フィラメントの動作温度を上げると、フィラメ
ント寿命が短縮するという問題がある。このため、フィ
ラメントの動作温度を上げずに、例えば、フィラメント
および集束電極を回転陽極に近ずけたり、あるいは、フ
ィラメントおよび集束電極をできるだけ回転陽極の照射
領域に正対させたりして、フィラメントの熱電子放出効
率を上げる方法が考えられる。

【００１０】しかし、従来の回転陽極型Ｘ線管では、小
焦点用のフィラメントおよび集束電極は回転陽極の照射
領域に正対しているものの、照射領域からの距離が遠い
ため、熱電子放出効率の向上には限界がある。また、小
焦点用のフィラメントおよび集束電極を、照射領域まで
の距離が比較的短い大焦点用や中焦点用のフィラメント
や集束電極の位置に配置する方法が考えられる。しか
し、大焦点用や中焦点用のフィラメントや集束電極の位
置は、中央に位置するフィラメントや集束電極などの存
在によって、照射領域に対し大きく傾いている。このた
め、熱電子放出効率の向上に限界がある。

【００１１】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、最も小さな焦点を形成するフィラメントの熱電子放
出効率が高くした回転陽極型Ｘ線管を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱電子の照射
によってＸ線を発生する回転陽極と、前記熱電子を発生
する３個のフィラメントを有し、かつ、大、中、小と大
きさが異なり少なくとも一部が重畳する３個の熱電子の
焦点を前記回転陽極上に形成する電子銃とを具備した回
転陽極型Ｘ線管において、前記回転陽極上の焦点が形成
される領域に垂直な仮想平面を描いた場合に、小焦点を
形成する１つのフィラメントが前記仮想平面の一方の側
に位置し、大焦点および中焦点を形成する２つのフィラ
メントが前記仮想平面の他方の側に位置することを特徴
としている。

【００１３】また、３個のフィラメントが並んで１つの
方向に配置され、小焦点を形成するフィラメントが端に
位置すること特徴としている。

【００１４】また、３個のフィラメントが３角形状の各
頂点に対応する位置に配置されていること特徴としてい
る。

【００１５】上記した構成によれば、回転陽極上の焦点
が形成される領域に垂直な仮想平面を描いた場合に、小
焦点を形成するフィラメントが仮想平面の一方の側に位
置し、大焦点および中焦点を形成する２つのフィラメン
トが仮想平面の他方の側に位置している。この場合、小
焦点を形成するフィラメントを仮想平面の近くに配置す
ることができる。したがって、小焦点を形成するフィラ
メントおよび集束電極の回転陽極の熱電子照射面に対す
る傾き、例えば、小焦点を形成する集束電極前面の開口
部分の熱電子照射面に対する傾きを小さくでき、熱電子
放出効率を高くできる。また、撮影管電流を大きくする
場合に、フィラメントの動作温度を上昇させないため、
長寿命の回転陽極型Ｘ線管を実現できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
の概略の構造図を参照して説明する。符合１１は、熱電
子の照射によってＸ線を発生する回転陽極で、台形状の
断面を有し、軸Ｏを中心に回転する構造になっている。
そして、台形状断面の斜辺に相当する部分に、Ｘ線を発
生する熱電子の照射領域１２が設けられている。

【００１７】また、熱電子の照射領域１２に対向して電
子銃１３が配置されている。電子銃１３は、図１の
（ａ）で示すように熱電子を発生する３個のフィラメン
ト１４ａ、１４ｂ、１４ｃが図の左から右方向に順に設
けられている。なお、３個のフィラメント１４ａ、１４
ｂ、１４ｃは、その長手方向が図面に垂直に表側から裏
側に延び、照射領域１２の側から見た場合、図１（ｂ）
の円内に示すように、その長手方向が平行になって一方
向に配列されている。

【００１８】また、３個のフィラメント１４ａ、１４
ｂ、１４ｃの前方には、各フィラメント１４ａ、１４
ｂ、１４ｃから放出された熱電子をそれぞれ集束する集
束電極１５ａ、１５ｂ、１５ｃが配置されている。例え
ば、フィラメント１４ａが発生した熱電子は集束電極１
５ａで集束され、矢印Ｙａ方向に進み照射領域１２に最
も小さい焦点Ｆを形成する。また、フィラメント１４ｂ
やフィラメント１４ｃが発生した熱電子は、集束電極１
５ｂや集束電極１５ｃで集束され、矢印Ｙｂ、Ｙｃ方向
に進み大きい焦点や中間の大きさの焦点Ｆを照射領域１
２に形成する。なお、照射領域１２に形成される大、
中、小の３個の焦点は少なくとも一部が互いに重畳する
関係になっている。

【００１９】そして、照射領域１２の面に垂直で、かつ
図面の表面から裏面に向かう仮想平面Ｐを描いた場合
に、小焦点を形成するフィラメント１４ａは仮想平面Ｐ
の一方の側に位置し、また仮想平面Ｐにできるだけ近い
位置に設けられている。また、大焦点および中焦点を形
成する２つのフィラメント１４ｂ、１４ｃは仮想平面Ｐ
の他方の側に設けられている。なお、図１（ｂ）では、
仮想平面Ｐが線分Ｐ−Ｐで示されている。

【００２０】また、回転陽極および電子銃は真空外囲器
（図示せず）内に収納され、回転陽極で発生したＸ線は
真空外囲器外に取り出せるようになっている。

【００２１】上記した構成によれば、小焦点を形成する
フィラメント１４ａおよび集束電極１５ａを、仮想平面
Ｐの一方の側において照射領域１２に近い位置に配置す
ることができる。また、集束電極１５ａ前面の開口部分
の照射領域１２の面に対する傾きの角度θ、即ち、仮想
平面Ｐに対する角度θが小さくなるように配置できる。
このため、熱電子の放出効率が向上する。

【００２２】次に、この発明の他の実施形態について図
２を参照して説明する。なお、図２では、図１に対応す
る部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省略
している。

【００２３】図２の（ａ）は、各フィラメント１４ａ、
１４ｂ、１４ｃの延長方向から見た図で、また図２の
（ｂ）は、各フィラメント１４ａ、１４ｂ、１４ｃの延
長方向に対して垂直方向から見た図で、また図２の
（ｃ）は、照射領域１２の側から各フィラメント１４
ａ、１４ｂ、１４ｃ方向を見た図である。この実施形態
の場合、大焦点および中焦点を形成する２つのフィラメ
ント１４ｂ、１４ｃが並んで配置されている。そして、
小焦点を形成するフィラメント１４ａはフィラメント１
４ｂ、１４ｃの中間に位置し、各フィラメント１４ｂ、
１４ｃの長手方向に偏位した配置になっている。したが
って、３個のフィラメント１４ａ、１４ｂ、１４ｃはほ
ぼ３角形状の各頂点に対応する位置に配置されている。
そして、照射領域１２の面に垂直な仮想平面が図２の
（ａ）および（ｂ）では符号Ｐで、また、図２の（ｃ）
では線分Ｐ−Ｐで示されている。この場合も、小焦点を
形成する１つのフィラメント１４ａが仮想平面Ｐの一方
の側に位置し、また仮想平面Ｐにできるだけ近くに設け
られている。また、大焦点および中焦点を形成する２つ
のフィラメント１４ｂ、１４ｃは仮想平面Ｐの他方の側
に設けられている。

【００２４】また、大焦点および中焦点を形成する２つ
のフィラメント１４ｂ、１４ｃは同一平面上に位置し、
また、その長手方向が互いに平行するように配置されて
いる。小焦点を形成するフィラメント１４ａは、大焦点
や中焦点を形成するフィラメント１４ｂ、１４ｃと交差
する平面に位置し、照射領域１２の面に対する傾きの角
度θが小さくなるようにしている。この場合、２つのフ
ィラメント１４ｂ、１４ｃに設けられた集束電極１５
ｂ、１５ｃ前面の開口部分と小焦点を形成するフィラメ
ント１４ａ前面の開口部分とは同一平面上になく、ある
角度で交差した構造になっている。

【００２５】上記した構成によれば、小焦点用のフィラ
メント１４ａおよび集束電極１５ａを照射領域１２に近
い位置に配置できる。また、小焦点用のフィラメント１
４ａおよび集束電極１５ａの照射領域１２の面に対する
傾き、例えば、集束電極１５ａ前面の開口部分の照射領
域１２や仮想平面Ｐに対する角度を小さくでき、熱電子
放出効率を向上できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、最も小さな焦点を形成
するフィラメントの熱電子放出効率を高くした回転陽極
型Ｘ線管を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明する概略の構造図であ
る。

【図２】本発明の他の実施形態を説明する概略の構造図
である。

【図３】従来の技術を説明する概略の構造図である。

【符号の説明】

１１…回転陽極１２…熱電子の照射領域１３…電子銃１４ａ…小焦点を形成するフィラメント１４ｂ…大焦点を形成するフィラメント１４ｃ…中焦点を形成するフィラメント１５ａ〜１５ｃ…集束電極Ｐ…仮想平面Ｆ…熱電子の焦点Ｏ…回転陽極の回転軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱電子の照射によってＸ線を発生する回
転陽極と、前記熱電子を発生する３個のフィラメントを
有し、かつ、大、中、小と大きさが異なり少なくとも一
部が重畳する３個の熱電子の焦点を前記回転陽極上に形
成する電子銃とを具備した回転陽極型Ｘ線管において、
前記回転陽極上の焦点が形成される領域に垂直な仮想平
面を描いた場合に、小焦点を形成する１つのフィラメン
トが前記仮想平面の一方の側に位置し、大焦点および中
焦点を形成する２つのフィラメントが前記仮想平面の他
方の側に位置することを特徴とする回転陽極型Ｘ線管。
【請求項２】３個のフィラメントが並んで１つの方向
に配置され、小焦点を形成するフィラメントが端に位置
すること特徴とする請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管。
【請求項３】３個のフィラメントが３角形状の各頂点
に対応する位置に配置されていること特徴とする請求項
１記載の回転陽極型Ｘ線管。