JPS61179045A - X ray tube - Google Patents
X ray tubeInfo
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- JPS61179045A JPS61179045A JP60260982A JP26098285A JPS61179045A JP S61179045 A JPS61179045 A JP S61179045A JP 60260982 A JP60260982 A JP 60260982A JP 26098285 A JP26098285 A JP 26098285A JP S61179045 A JPS61179045 A JP S61179045A
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- ray tube
- filament
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
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- H—ELECTRICITY
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- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/06—Cathodes
- H01J35/064—Details of the emitter, e.g. material or structure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
- H05G1/08—Electrical details
- H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
- H05G1/30—Controlling
- H05G1/52—Target size or shape; Direction of electron beam, e.g. in tubes with one anode and more than one cathode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/06—Cathode assembly
- H01J2235/068—Multi-cathode assembly
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はＸ線管に関する。[Detailed description of the invention] field of invention The present invention relates to an X-ray tube.
従来技術
ＸＩＩ管では、フィラメントによって発生された電子が
焦点スポットにおいて陽極に向けられ、ｘｉｔ−発生す
る。In prior art XII tubes, the electrons generated by the filament are directed at the anode in a focal spot and xit-generated.
従来のＸ線管は異なる診断用途に合せて異なる大きさの
多重焦点スボツ）１発生できるようになっている。ひと
つの大きさのスポットは一般的な用途に必要で１）、こ
れと興なる大きさのスポットはオーツグラムに必要であ
り、またさらに別な大きさのスポットはデジタル式レン
トゲン法に必要である。多重焦点スポットを発生させる
代表的な方法では、各焦点スポットに応じて異なる長さ
のフィラメントを付勢する。Conventional X-ray tubes are capable of producing multifocal spots of different sizes for different diagnostic applications. A spot of one size is required for general applications 1), a spot of a different size is required for oatograms, and a further size of spot is required for digital radiography. A typical method for generating multiple focal spots is to energize different lengths of filament for each focal spot.
焦点スポットが長くなる程、Ｘ線管陰極に長いフィラメ
ントを取付ける必要がある。ところが、フィラメントが
長くなると、フィラメントがショートしたシ、破断する
恐れが大きくなる。The longer the focal spot, the longer the filament needs to be attached to the X-ray tube cathode. However, as the filament becomes longer, there is a greater risk that the filament will short-circuit or break.
このように破断すると、フィラメントと、これを取付け
た陰極カップとが接触することになる。Such breakage results in contact between the filament and the cathode cup to which it is attached.
長いフィシメン）１−使用した場合、さらに別な問題が
生じる。Ｘ線管陽極を冷却する極めて一般的な方法では
、陽極を回転させ、単一スポットではなく、その表面周
囲の帯域に電子が衝突するようにしている。焦点スポッ
トはこの帯域を横断して延長し、このスポットの一端は
陽極の内領域に位置し、かつ他端は外領域に位置する。Further problems arise when using long ficimenes. A very common method of cooling an x-ray tube anode is to rotate the anode so that electrons impinge on a band around its surface rather than a single spot. A focal spot extends across this zone, with one end of the spot located in the inner region of the anode and the other end located in the outer region.
外領域における陽極面は内領域におけるそれよりも速く
移動するが、単一フィラメントの場合には、電子束は内
外の焦点スポット部において同じである。この結果、Ｘ
ｌｌ１Ｉ焦点スポットにそって望ましくないエネルギー
分布が生じる０
発明の要約
本発明の目的は長いフィラメントに関する前記問題のな
いＸ線管を提供することにある。The anode surface in the outer region moves faster than that in the inner region, but in the case of a single filament the electron flux is the same in the inner and outer focal spots. As a result,
Undesirable energy distribution along the ll1I focal spot occurs. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide an X-ray tube that does not have the above-mentioned problems with long filaments.
本発明によれば、陽極１２と、電子が陽極１２に衝突し
た場所でＸ線を発生させるため、陽極１２に電子を向け
るように設けた少なくとも２つのフィラメント５０，３
２１−有する陰極１４とからなるＸＩｓ管において、
ひとつの一体的領域４０の、実質的にそれぞれの隣接部
分４０旦、４０互においてｘ、ｉ＊’を発生するように
フィラメント３０．５２ｆ：設けたことを大きくするＸ
線管が提供される。According to the invention, an anode 12 and at least two filaments 50, 3 are arranged to direct electrons towards the anode 12 in order to generate X-rays where the electrons strike the anode 12.
In an XIs tube consisting of a cathode 14 having 21- filaments 30.52f: provided so as to generate x, i*' in substantially each adjacent portion 40, 40 of one integral region 40. make things bigger
A wire tube is provided.
なお、本発明では２本以上のフィラメントヲ使用しても
、単一フィラメントの場合よシも損傷する恐れが少ない
。In the present invention, even if two or more filaments are used, there is less risk of damage than when a single filament is used.
陽極が回転陽極で、上記領域が陽極の回転軸線の半径方
向に細長い場合、例えば、フィラメントの付勢電流を変
えることによって、上記領域に発生する電子束全該回転
軸線から離れるのに従って大きくするようにしておくの
が好適である。If the anode is a rotating anode and the region is elongated in the radial direction of the axis of rotation of the anode, the total electron flux generated in the region can be made to increase as it moves away from the axis of rotation, for example by varying the energizing current of the filament. It is preferable to leave it as .
以下、本発明によるひとつのＸ線管を添付図面につい説
明する。Hereinafter, one X-ray tube according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図に示すＸＩｓ管１０は回転陽極１２と静止陽極１
４を有する。これら陽極及び陰極は真空排気した室１６
内に支持する。この室１６の透過窓１８を介して、陽極
に衝突した電子によって発生したＸ１ｓが診断室及び／
又は治療室で使用できるように伝達される。The XIs tube 10 shown in FIG. 1 has a rotating anode 12 and a stationary anode 1.
It has 4. These anodes and cathodes are placed in an evacuated chamber 16.
Support within. Through the transmission window 18 of this chamber 16, X1s generated by the electrons colliding with the anode is transmitted to the diagnostic chamber and/or
or transmitted for use in the treatment room.
上記室１６のほぼ中心を通る中心軸線２２を中心にして
回動できるようにベアリング２０に陽極１２を支持する
。陽極１２に衝突する電子は従って単一点ではなくリン
グにそってその表面に衝突する。このようにして、陽極
に過剰な熱が蓄積されることが防止される。The anode 12 is supported on a bearing 20 so as to be rotatable about a central axis 22 passing approximately through the center of the chamber 16. Electrons striking the anode 12 therefore strike its surface along a ring rather than at a single point. In this way, excess heat is prevented from building up at the anode.
陽極１２及び陰極１４は大きな電位差によって分離され
ているので、電子が静止陰極から回転陽極に向けて加速
される。この電圧分離を行うためを一本の高電圧ケーブ
ル２４を上記室１６の外部から延長させ、回転陽極１２
に電気的に接続する。このケーブル２４はほぼ７５，０
００Ｖの正電圧を搬送する。陰極に対する高電圧入力２
６はケーブル２４を介して送られる正電圧とほぼ同じ大
きさの高い負電圧を搬送する。即ち、これら２つの入力
によって１ｓｏ、ｏｏｏＶだけ陰極と陽極が分離される
。Since the anode 12 and cathode 14 are separated by a large potential difference, electrons are accelerated from the stationary cathode toward the rotating anode. In order to perform this voltage separation, a single high voltage cable 24 is extended from the outside of the chamber 16, and the rotating anode 12 is
electrically connected to. This cable 24 is approximately 75,0
It carries a positive voltage of 00V. High voltage input 2 to cathode
6 carries a high negative voltage of approximately the same magnitude as the positive voltage sent via cable 24. That is, these two inputs separate the cathode and anode by 1so, oooV.
第２図及び第３図に陰極１４の構造をより詳細に図示す
る。これらの図から判るようを陰極１４の陰極カップ２
８に２つの陰極フィラメント３０．３２ｔ−取付ける。2 and 3 illustrate the structure of cathode 14 in more detail. As can be seen from these figures, the cathode cup 2 of the cathode 14
Attach two cathode filaments 30.32t to 8.
陰極カップ２８は陰極の幅を横断して延長する２つの細
長い溝３４全形成するが、これら溝には２つのフィラメ
ントを取付ける。操作時、付勢された陽極カップ２８が
これら溝の付近に電場を形成し、２つのフィラメン）３
０．３２から熱電子的に放出された電子焦点に集中させ
ると共に整形する。フィラメントのひとつから電子が熱
電子的にいったん放出されると、陽極と陰極との間に生
じた電圧分離のため、これらは強い電場の作用を受ける
。この電場により電子が加速されるため、十分なエネル
ギーをもって陽極１２に衝突し、Ｘ線が発生する。The cathode cup 28 defines two elongated grooves 34 extending across the width of the cathode in which two filaments are mounted. In operation, the energized anode cup 28 creates an electric field in the vicinity of these grooves, causing the two filaments to
Thermionic electrons emitted from 0.32 are focused and shaped. Once electrons are emitted thermionically from one of the filaments, they are subjected to a strong electric field due to the voltage separation created between the anode and cathode. Since the electrons are accelerated by this electric field, they collide with the anode 12 with sufficient energy and generate X-rays.
第３図により明示しであるようを２つのフィラメントは
重畳関係かジグザグ関係になるように取付ける。このよ
うな配向が、電場の陰極からの焦点効果と併せて、２つ
のフィラメントからの電子が異なる位置において、特に
ひとつの一体重領域の各隣接部分において陽極に衝突す
るため、ひとつの陽極スポットが形成する。The two filaments are mounted in an overlapping or zigzag relationship as shown more clearly in FIG. Such orientation, together with the focusing effect of the electric field from the cathode, causes the electrons from the two filaments to impinge on the anode at different locations, especially in each adjacent part of one monolithic region, so that one anode spot is Form.
この概略図を第４図として図示するが、図示のようをひ
とつの一体重な細長いスポット領域４０は２つのスポッ
ト部分４０旦及び４０）で構成される。第一スポット部
分は第一フィラメント３０から熱電子的に発生した電子
によシ形成され、一方第二スポット部分４０互は第二フ
ィラメント３２から放出された電子により形成される０
図示のようをフィラメント３０に対応するスポット部分
４０ａはフィラメント３２に対応するスポット部分４０
互よりも陽極の回転軸１！２２の方に近接している。従
って、フィラメント３０からの電子が、フィラメント３
２からの電子が衝突する部分よシも遅く移動する陽極１
２の表面部分に衝突する。This schematic diagram is shown in FIG. 4, and as shown, a single solid elongated spot area 40 is comprised of two spot portions 40 and 40). The first spot portion 40 is formed by thermionically generated electrons from the first filament 30, while the second spot portion 40 is formed by electrons emitted from the second filament 32.
As shown, the spot portion 40a corresponding to the filament 30 is the spot portion 40a corresponding to the filament 32.
They are closer to the rotation axis 1!22 of the anode than to each other. Therefore, the electrons from filament 30
Anode 1 moves slower than the part where the electrons from 2 collide.
It collides with the surface part of 2.
この速度差を補償するためを異なる電流によって２つの
フィラメント３０，３２ｔ−付勢するので、陽極に異な
る電子束が発生する０最外側のスポット部分４０ｂに対
して電子を発生させるフィラメント３２は、最内側のス
ポット部分４０旦に対して電子を発生するフィラメント
よりも大きな電子束を発生する。所定のスポット部分に
対する適当な電子電力密度ｐは陽極の中心からの焦点ス
ポット部分の距離Ｒに依存するものである。各スポット
部分に対するフィラメントへの電流は、陽極に衝突する
電子電力密度ｐに距離の２東根倍の定数Ｋに等しくなる
ように決定する。In order to compensate for this speed difference, the two filaments 30 and 32t are energized by different currents, so that the filament 32 that generates electrons is the one that generates electrons for the outermost spot portion 40b, which generates different electron fluxes at the anode. It generates a larger electron flux than the filament which generates electrons for the inner spot portion 40°. The appropriate electron power density p for a given spot portion depends on the distance R of the focal spot portion from the center of the anode. The current in the filament for each spot portion is determined to be equal to the constant K times the distance to the electron power density p impinging on the anode.
第５図及び第６図にこの□制御された方法で２つのフィ
ラメント３０．３２ｔ−付勢する回路の別な実施態様を
示す。第５図の実施態様では、各フィラメント３０．３
２ｉ−それ自体のフイラメントトランスホーマ４２．４
４に接続する。5 and 6 show another embodiment of this circuit for energizing two filaments 30.32t in a controlled manner. In the embodiment of FIG. 5, each filament 30.3
2i - its own filament transformer 42.4
Connect to 4.
交流電源５２．５４ｔ−それぞれ各トランスホーマ４２
，４４に接続する。フィラメント３０゜３２０両者を付
勢すると、ひとつの焦点スポット４０が形成する。２つ
の交流電源５２．５４の電圧を変えることによって、フ
ィラメントの電子出力を制御する。所定モードで陰極カ
ップ２８ｔ？高電圧パルスが付勢し、ＸＩＩ管の所要パ
ルス電流を得る。AC power supply 52.54t - each transformer 42
, 44. When both filaments 30 and 320 are energized, a single focal spot 40 is formed. By varying the voltages of the two AC power sources 52,54, the electronic output of the filament is controlled. Cathode cup 28t in specified mode? A high voltage pulse is energized to obtain the required pulsed current of the XII tube.
第６図の回路によれば、２つのフィラメント３０．３２
’ｉ付勢するためにはひとつの変圧器５６が必要である
。この実施態様では、フィラメント３０に直列に推抗器
５８を接続しであるので、フィラメント３０を通る電流
がフィラメント３２を通る電流よりも小さくなる。抵抗
器５８の値を選択することによって上記電力分布が得ら
れる。According to the circuit of FIG. 6, two filaments 30.32
One transformer 56 is required to energize. In this embodiment, a thruster 58 is connected in series with filament 30 so that the current through filament 30 is less than the current through filament 32. By selecting the value of resistor 58, the above power distribution is obtained.
第６図の実施態様では、ＸＳ管からサイズがひとつの焦
点スポットが生じる。一方、第５図の実施態様では、２
つのフィラメントの両者かいずれか一方を選択的に付勢
することによってサイズが複数の焦点スポットが生じる
。従って、ひとつのフィラメント３０を付勢すると、こ
のフィラメントから焦点スポラ）４Ｑ旦が陽極に生じる
。フィラメント３２を付勢すると、焦点スポット４０互
が生じる。両者を同時に付勢すると、結合焦点４０が生
じる。In the embodiment of FIG. 6, a focal spot of one size results from the XS tube. On the other hand, in the embodiment of FIG.
By selectively energizing one or both of the two filaments, focal spots of multiple sizes are created. Therefore, when one filament 30 is energized, a focal spora (4Q) is generated from this filament at the anode. energizing the filament 32 produces a focal spot 40. When both are energized simultaneously, a coupling focus 40 is created.
以上説明してきた実施態様では、２つのフィラメントの
みを使用し念が、本発明ではより長い焦点スポットを得
るためによシ多くのフイラメント’を容易に使用できる
。Although the embodiments described above use only two filaments, the present invention can easily use more filaments to obtain a longer focal spot.
第１図は電子を陽極に向けるように設けた回転陽極及び
静止陰極を有するＸ線管を示す図であり、
第２図は熱電子的に電子を放出するために麺極に取付け
た２つのフィラメントを示すＸ線管陰極を示す部分断面
図であシ、
第３図は陽極の位置からみた陰極の正面図であり、
第４図は第２図及び第３図に示した２つのフィラメント
ヲ同時に付勢することによって発生した焦点スポットを
示す陽極の平面図であシ、及び
第５図及び第６図は２つのフィラメントヲ付勢する付勢
回路である。
１２ ：′＠極
１４：陰極
１６：真空排気室
１８；Ｘ線透過窓
２２：回転軸線
３０、３２ ：フィラメントFigure 1 shows an X-ray tube with a rotating anode and a stationary cathode arranged to direct electrons toward the anode, and Figure 2 shows two X-ray tubes attached to a noodle electrode for thermionic emission of electrons. FIG. 3 is a front view of the cathode seen from the position of the anode; FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the X-ray tube cathode showing the filament; FIG. 5 is a plan view of the anode showing the focal spot generated by simultaneous energization, and FIGS. 5 and 6 are energization circuits for energizing two filaments; FIG. 12 :'@pole 14: cathode 16: evacuation chamber 18; X-ray transmission window 22: rotation axis 30, 32: filament
Claims (7)
線を発生させるため、陽極１２に電子を向けるように設
けた少なくとも２つのフィラメント３０、３２を有する
陰極１４とからなるＸ線管において、 ひとつの一体的領域４０の、実質的にそれぞれの隣接部
分４０￥ａ￥、４０￥ｂ￥においてＸ線を発生するよう
にフィラメント３０、３２を設けたことを特徴とするＸ
線管。(1) X at the anode 12 and the place where the electron collides with the anode 12
In an X-ray tube consisting of a cathode 14 having at least two filaments 30, 32 arranged to direct electrons to the anode 12 for the generation of radiation, substantially each adjacent portion of one integral region 40 X characterized in that filaments 30 and 32 are provided to generate X-rays at 40 yen a yen and 40 yen b yen.
wire tube.
該領域の長さの異なる部分からなる特許請求の範囲第１
項に記載のＸ線管。(2) Claim 1, in which the region 40 is an elongated region, and each of the regions has a different length.
The X-ray tube described in Section.
極１２の回転軸線の半径方向に細長い特許請求の範囲第
２項に記載のＸ線管。(3) The X-ray tube according to claim 2, wherein the anode 12 is a rotating anode, and the region 40 is elongated in the radial direction of the axis of rotation of the anode 12.
れるのに従って大きくなる特許請求の範囲第３項に記載
のＸ線管。(4) The X-ray tube according to claim 3, wherein the electron flux in the region 40 increases as the distance from the rotation axis 22 increases.
電子束を大きくする特許請求の範囲第４項に記載のＸ線
管。(5) The X-ray tube according to claim 4, in which the electron flux is increased by a difference in the energizing currents of the filaments 30 and 32.
ント３０、３２を設け、この室にＸ線透過窓１８を設け
、この窓を介して陽極１２で発生したＸ線を室１６から
放射するようにした特許請求の範囲第１〜５項のいずれ
かに記載のＸ線管。(6) An anode 12 and filaments 30, 32 are provided in the evacuated chamber 16, an X-ray transmission window 18 is provided in this chamber, and the X-rays generated in the anode 12 are radiated from the chamber 16 through this window. An X-ray tube according to any one of claims 1 to 5.
とつを付勢する手段４２、４４、５２、５４を設けた特
許請求の範囲第１〜６項のいずれかに記載のＸ線管。(7) The X-ray tube according to any one of claims 1 to 6, further comprising means 42, 44, 52, 54 for urging all or one of the filaments 30, 32.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US67365784A | 1984-11-21 | 1984-11-21 | |
| US673657 | 1984-11-21 |
Publications (1)
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|---|---|
| JPS61179045A true JPS61179045A (en) | 1986-08-11 |
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ID=24703566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60260982A Pending JPS61179045A (en) | 1984-11-21 | 1985-11-20 | X ray tube |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0182637A3 (en) |
| JP (1) | JPS61179045A (en) |
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