X射線管的制作方法
【專利摘要】X射線管具有陽極靶、陰極(10)、以及真空外圍器。陰極(10)具有燈絲和包括槽部(16)的收斂電極。槽部(16)具有一對第1底面(S1)、以及一對第2底面(S2)。燈絲位于與一對第1底面(S1)相同的平面上，且該一對第1底面(S1)在槽部(16)的寬度方向上夾住燈絲。一對第2底面(S2)在槽部(16)的長度方向上夾住燈絲和一對第1底面(S1)，且與一對第1底面(S1)相比，位于更靠近開口(16a)一側(cè)的位置。
【專利說明】X射線管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方式涉及X射線管。

【背景技術(shù)】
[0002]X射線管被用于X射線圖像診斷、非破壞性檢查等用途。作為X射線管，具有固定陽極型的X射線管、旋轉(zhuǎn)陽極型的X射線管，對應(yīng)于其用途來被使用。X射線管具有陽極靶、陰極、以及真空外圍器。陽極靶形成有焦點(diǎn)，該焦點(diǎn)用于通過射入電子束來釋放出X射線。
[0003]陰極具有燈絲線圈和電子束收斂杯。燈絲線圈能夠釋放出電子。陽極靶和陰極之間施加有數(shù)十至數(shù)百kv的較高的管電壓。因此，電子束收斂杯能夠起到電子透鏡的作用，即能夠使朝向陽極靶的電子束收斂。
[0004]旋轉(zhuǎn)陽極型的X射線管一般被用于醫(yī)療診斷用途中。通常X射線管具有如下2個(gè)焦點(diǎn):即，尺寸較大且能夠輸入大電流的大焦點(diǎn)，以及尺寸較小且能夠減小輸入、但分辨率較高的小焦點(diǎn)。其中，也有具有3個(gè)焦點(diǎn)的X射線管。這些焦點(diǎn)的尺寸取決于燈絲線圈和電子束收斂杯彼此之間的形狀和位置關(guān)系，通常是固定的。在使用大焦點(diǎn)或小焦點(diǎn)的情況下，根據(jù)診斷的用途判斷空間分辨率和輸入電流(對對比度、噪聲的影響)，確定拍攝條件，從而區(qū)分使用大焦點(diǎn)和小焦點(diǎn)。
[0005]然而，有時(shí)因僅使用2個(gè)焦點(diǎn)而導(dǎo)致拍攝條件變得不連續(xù)且無法得到X射線圖像診斷中所需的圖像。尤其是當(dāng)在X射線CT裝置中進(jìn)行螺旋掃描等在軸向上對被拍攝物體連續(xù)地進(jìn)行拍攝時(shí)，因不連續(xù)的2個(gè)焦點(diǎn)而導(dǎo)致輸入可變，因而有時(shí)無法保證畫質(zhì)的連續(xù)性且無法得到正確的圖像診斷。因而，已有通過根據(jù)電信號使多個(gè)電極的電壓可變，由此使焦點(diǎn)尺寸可變的方法等。
[0006]然而，在這些焦點(diǎn)尺寸可變的方法中，控制和結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，且為了調(diào)整管電流和焦點(diǎn)尺寸之比需要復(fù)雜的控制。另外，雖然利用焦點(diǎn)尺寸對可輸入的管電流進(jìn)行限制，但是如果電流和焦點(diǎn)尺寸的控制是不同的系統(tǒng)，則在電流控制和尺寸控制發(fā)生不一致的情況下，有可能產(chǎn)生過電流，導(dǎo)致X射線管破損。
[0007]再者，在使焦點(diǎn)尺寸可變的情況下，難以將焦點(diǎn)控制成所希望的尺寸。例如，相對于施加到電子束收斂杯的偏置電壓的變化，焦點(diǎn)的長度和寬度的變化量大不相同。因此，難以同時(shí)將焦點(diǎn)尺寸的比和電流量調(diào)整成適當(dāng)?shù)牧?。因而，已提出一種分別準(zhǔn)備控制焦點(diǎn)的長度的電極和控制焦點(diǎn)的寬度的電極、從而將焦點(diǎn)控制成所希望的尺寸的技術(shù)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平4 - 87299號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2005-56843號公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2009-158138號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0014]然而，在利用上述技術(shù)將焦點(diǎn)控制成所希望的尺寸的情況下，在負(fù)的高電壓中，需要控制2個(gè)或者3個(gè)以上的電極的電壓。對于電源的負(fù)載、到X射線管為止的布線耐壓、以及X射線管內(nèi)的電極結(jié)構(gòu)的耐壓等都需要花工夫。X射線管的結(jié)構(gòu)、對其的控制變得復(fù)雜。
[0015]本發(fā)明是基于上述問題而設(shè)計(jì)的，其目的在于提供一種X射線管，能夠簡便且穩(wěn)定地進(jìn)行焦點(diǎn)尺寸的可變控制和管電流控制。
[0016]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0017]一個(gè)實(shí)施方式所涉及的X射線管具有:
[0018]陽極靶，該陽極靶通過射入電子束來釋放出X射線；
[0019]陰極，該陰極具有燈絲和收斂電極，該收斂電極具有用于收納所述燈絲的槽部，且使從所述燈絲通過所述槽部的開口朝向所述陽極靶的電子束收斂；以及
[0020]真空外圍器，該真空外圍器收納有所述陽極靶和所述陰極，
[0021]若將所述槽部的長度方向設(shè)為沿著所述燈絲的長軸的方向，將所述槽部的寬度方向設(shè)為與所述槽部的深度方向及長度方向垂直的方向，則
[0022]所述槽部具有:
[0023]一對第I底面，所述燈絲位于與該一對第I底面相同的平面上，且該一對第I底面在所述寬度方向上夾住所述燈絲；以及
[0024]一對第2底面，該一對第2底面在所述長度方向上夾住所述燈絲和所述一對第I底面，且所述一對第2底面與所述一對第I底面相比，位于更靠近所述開口一側(cè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式所涉及的X射線管裝置的剖視圖。
[0026]圖2是放大顯示上述實(shí)施方式的實(shí)施例所涉及的陰極而得到的圖，圖2 (a)是俯視圖，圖2(b)是剖視圖，圖2(c)是其它的剖視圖。
[0027]圖3是從與X射線管的管軸垂直的2個(gè)方向觀察上述實(shí)施例所涉及的陰極和陽極靶而得到的概要圖，是表示在使施加到電子束收斂杯的偏置電壓與燈絲等壓同為OV的情況下、從燈絲線圈向陽極靶照射電子束的狀態(tài)的圖。
[0028]圖4是從與X射線管的管軸垂直的2個(gè)方向觀察上述實(shí)施例所涉及的陰極和陽極靶而得到的概要圖，是表示在對電子束收斂杯施加與燈絲電壓相比為負(fù)的偏置電壓的情況下、從燈絲線圈向陽極靶照射電子束的狀態(tài)的圖。
[0029]圖5是用曲線表示上述實(shí)施例所涉及的焦點(diǎn)尺寸相對于偏置電壓的變化的圖。其中，將燈絲電壓設(shè)為OV。
[0030]圖6是放大顯示上述實(shí)施方式所涉及的陰極的變形例而得到的圖，圖6 (a)是俯視圖，圖6(b)是剖面圖，圖6(c)是其它的剖面圖，圖6(d)是其它的剖面圖。
[0031]圖7是放大顯示上述實(shí)施方式所涉及的陰極的其它變形例而得到的圖，圖7(a)是俯視圖，圖7(b)是剖視圖，圖7(c)是其它的剖視圖。
[0032]圖8是放大顯示上述實(shí)施方式所涉及的X射線管的變形例的陰極和電極而得到的圖，圖8(a)是俯視圖，圖8(b)是剖視圖，圖8(c)是其它的剖視圖。
[0033]圖9是表示上述實(shí)施方式所涉及的陰極的其它變形例的立體圖，是表示陰極的一部分的立體圖，是表示平板燈絲以及支承部的圖。
[0034]圖10是放大顯示上述比較例所涉及的陰極而得到的圖，圖10(a)是俯視圖，圖10(b)是剖視圖，圖10(c)是其它的剖視圖。
[0035]圖11是從與X射線管的管軸垂直的2個(gè)方向觀察上述比較例所涉及的陰極和陽極靶而得到的概要圖，是表示在使施加到電子束收斂杯的偏置電壓與燈絲電壓同為OV的情況下、從燈絲線圈向陽極靶照射電子束的狀態(tài)的圖。
[0036]圖12是從與X射線管的管軸垂直的2個(gè)方向觀察上述比較例所涉及的陰極和陽極靶而得到的概要圖，是表示在對電子束收斂杯施加與燈絲電壓相比為負(fù)的偏置電壓的情況下、從燈絲線圈向陽極靶照射電子束的狀態(tài)的圖。
[0037]圖13是用曲線表示上述比較例所涉及的焦點(diǎn)尺寸相對于偏置電壓的變化的圖。其中，將燈絲電壓設(shè)為OV。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，參照附圖對一個(gè)實(shí)施方式所涉及的X射線管裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。在該實(shí)施方式中，X射線管裝置是旋轉(zhuǎn)陽極型的X射線管裝置。
[0039]如圖1所示，X射線管具有旋轉(zhuǎn)陽極型的X射線管1，作為產(chǎn)生磁場的線圈的定子線圈2，收納X射線管和定子線圈的框體3，填充于框體內(nèi)的作為冷卻液的絕緣油4，以及控制部5。
[0040]X射線管I具有陰極(陰極電子槍)10，滑動軸承單元20，陽極靶60，以及真空外圍器70。
[0041]滑動軸承單元20具有旋轉(zhuǎn)體30、作為固定體的固定軸40、以及作為潤滑材料的未圖示的金屬潤滑材料，且使用滑動軸承。
[0042]旋轉(zhuǎn)體30形成為圓筒狀，且其一個(gè)端部被封閉。旋轉(zhuǎn)體30沿著成為該旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)動作的中心軸的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行延伸。在該實(shí)施方式中，上述旋轉(zhuǎn)軸與X射線管I的管軸al相同,下面作為管軸al進(jìn)行說明。旋轉(zhuǎn)體30能夠以管軸al為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)體30具有位于其一個(gè)端部的連接部31。旋轉(zhuǎn)體30用Fe (鐵)或Mo (錳)等材料來形成。
[0043]固定軸40形成為尺寸比旋轉(zhuǎn)體30要小的圓柱形。固定軸40設(shè)置為與旋轉(zhuǎn)體30同軸，且沿著管軸al進(jìn)行延伸。固定軸40嵌合在旋轉(zhuǎn)體30的內(nèi)部。固定軸40用Fe或Mo等材料來形成。固定軸40的一個(gè)端部露出至旋轉(zhuǎn)體30的外部。固定軸40以旋轉(zhuǎn)體30能夠旋轉(zhuǎn)的方式對其進(jìn)行支承。
[0044]金屬潤滑材料填充在旋轉(zhuǎn)體30和固定軸40之間的間隙中。
[0045]陽極靶60在沿著管軸al的方向上，以與固定軸40的另一個(gè)端部相對的方式進(jìn)行配置。陽極靶60具有陽極主體61，以及設(shè)置在該陽極主體的外表面的局部的靶層62。
[0046]陽極主體61通過連接部31固定于旋轉(zhuǎn)體30。陽極主體61的形狀為圓盤形，且用Mo等材料來形成。陽極主體61能夠以管軸al為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。靶層62形成為環(huán)形。靶層62具有靶面62S，該靶面62S在沿著管軸al的方向上以與陰極10隔開間隔且相對的方式進(jìn)行配置。陽極靶60通過向靶面62S射入電子束，由此在靶面62S形成焦點(diǎn)，從而從焦點(diǎn)釋放出X射線。
[0047]陽極靶60通過固定軸40和旋轉(zhuǎn)體30等與端子91電連接。
[0048]如圖1和圖2所示，陰極10具有I個(gè)或多個(gè)燈絲線圈，以及作為收斂電極的電子束收斂杯15。在該實(shí)施方式中，陰極10具有燈絲線圈11。此處，燈絲線圈11用以鎢為主要成分的材料來形成。燈絲線圈11以延伸成直線形的方式來形成。燈絲線圈11和電子束收斂杯15與端子81、82、83電連接。
[0049]電子束收斂杯15包括用于收納燈絲線圈(電子釋放源)的I個(gè)或多個(gè)槽部。在該實(shí)施方式中，電子束收斂杯15包括收納燈絲線圈11的槽部16。燈絲線圈11位于槽部16的內(nèi)表面(底面)中，且隔開間隙。向燈絲線圈11提供電流(燈絲電流)。由此，燈絲線圈11釋放出電子(熱電子)。
[0050]通過固定軸40和旋轉(zhuǎn)體30等，利用端子91向陽極靶60提供相對為正的電壓。利用端子81至83，向燈絲線圈11和電子束收斂杯15提供相對為負(fù)的電壓。
[0051]由于對陽極靶60和陰極之間施加X射線管電壓(下面稱為管電壓)，因此，從燈絲線圈11釋放出的電子被加速，且作為電子束射入靶面62S。電子束收斂杯15對從燈絲線圈11通過槽部16的開口 16a朝向陽極靶60的電子束進(jìn)行收斂。
[0052]如圖1所示，真空外圍器70形成為圓筒形。利用玻璃和陶瓷等絕緣材料、金屬等的組合來形成真空外圍器70。在真空外圍器70中，與陽極靶60相對的部位的直徑大于與旋轉(zhuǎn)體30相對的部位的直徑。真空外圍器70具有開口部71。開口部71與固定軸40的一個(gè)端部緊貼，以使得真空外圍器70保持密封狀態(tài)。真空外圍器70對固定軸40進(jìn)行固定。將陰極10安裝于真空外圍器70的內(nèi)壁。真空外圍器70被密封，且收納有陰極10、滑動軸承單元20以及陽極靶60等。真空外圍器70的內(nèi)部保持真空狀態(tài)。
[0053]以與旋轉(zhuǎn)體30的側(cè)面相對的方式來設(shè)置定子線圈2，以使其包圍真空外圍器70的外側(cè)。定子線圈2的形狀為環(huán)形。定子線圈2與電流供給端子(未圖示)電連接，且通過電流供給端子對定子線圈2進(jìn)行驅(qū)動。
[0054]框體3具有X射線透過窗3a，該X射線透過窗3a使X射線透過與陰極10相對的靶層62的附近。在框體3的內(nèi)部，除了收納有X射線管I和定子線圈2以外，還填充由絕緣油4。
[0055]控制部5通過端子81、82、83與陰極10電連接?？刂撇?能夠驅(qū)動燈絲線圈11，且能夠控制該燈絲線圈11。
[0056]接著，對用于釋放出X射線的上述X射線管裝置的動作進(jìn)行說明。
[0057]如圖1所示，在X射線管動作時(shí)，首先通過端子92、93對定子線圈2進(jìn)行驅(qū)動，以使該定子線圈2產(chǎn)生磁場。即，定子線圈2產(chǎn)生提供給旋轉(zhuǎn)體30的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。因此，旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)，陽極祀60也旋轉(zhuǎn)。
[0058]接著，控制部5通過端子81至83提供用于驅(qū)動燈絲線圈11的電流。于是，向燈絲線圈11和電子束收斂杯15提供相對為負(fù)的高電壓(公共電壓)。作為上述負(fù)的高電壓，例如為負(fù)的數(shù)十kV至負(fù)的150kV左右。還向燈絲線圈11提供電流。向電子束收斂杯15施加一 5kV至OV的偏置電壓(以燈絲電壓為基準(zhǔn)的重疊電壓)。通過端子91，對陽極靶60提供相對為正的電壓。
[0059]由于向燈絲線圈11(陰極10)和陽極靶60之間施加管電壓，因此，從燈絲線圈釋放出的電子被收斂并加速，沖撞向靶層62。S卩，從陽極10向靶面62S上的焦點(diǎn)流動X射線管電流(下面稱為管電流)。
[0060]通過射入電子束以使靶層62釋放出X射線，從焦點(diǎn)釋放出的X射線通過X射線透過窗3a釋放到框體3的外部。此處，通過射入電子束，以使焦點(diǎn)具有與燈絲線圈11的長軸相對應(yīng)的長度、以及與燈絲線圈11的短軸相對應(yīng)的寬度。由此，能夠?qū)嵤射線拍攝。
[0061]接著，對本實(shí)施方式所涉及的實(shí)施例的X射線管裝置的結(jié)構(gòu)及其動作、和比較例的X射線管裝置的結(jié)構(gòu)及其動作進(jìn)行說明。在實(shí)施例和比較例的X射線管裝置中，除了電子束收斂杯15的槽部以外,其它結(jié)構(gòu)均相同。
[0062](實(shí)施例)
[0063]如圖1和圖2所示，槽部16的開口 16a是具有沿著第I方向da的邊、以及沿著第2方向db的邊的矩形。第I方向da是槽部16的長邊方向，是沿著燈絲線圈11的長軸的方向。第2方向db是槽部16的寬度方向，是與槽部的深度方向及長度方向垂直的方向。槽部16的深度方向是第3方向dc。槽部16具有一對第I底面S1、一對第2底面S2、以及第3底面S3。開口 16a、一對第I底面S1、一對第2底面S2、以及第3底面S3相互平行。
[0064]第3底面S3在第3方向dc上與燈絲線圈11相對。第3底面S3是具有沿著第I方向da的長邊和沿著第2方向db的短邊的矩形。在第I方向da和第2方向db上，將第3底面S3形成為大于燈絲線圈11的尺寸。
[0065]燈絲線圈11與一對第I底面SI位于同一個(gè)平面上。一對第I底面SI在第2方向db上夾著第3底面S3。一對第I底面SI相比于第3底面S3,位于更靠近開口 16a —側(cè)的位置。
[0066]—對第2底面S2在第I方向da上夾住第3底面S3和一對第I底面SI。一對第2底面S2相比于一對第I底面SI,位于更靠近開口 16a —側(cè)的位置。
[0067]一對第2底面S2在第2方向db上分別與燈絲線圈11的端部相對。
[0068](比較例)
[0069]如圖1和圖10所示，槽部16的開口 16a是具有沿著第I方向da的邊、以及沿著第2方向db的邊的矩形。槽部16具有第3底面S3和第I底面SI。
[0070]第3底面S3在第3方向dc上與燈絲線圈11相對。第3底面S3是具有沿著第I方向da的長邊和沿著第2方向db的短邊的矩形。在第I方向da和第2方向db上，將第3底面S3形成為大于燈絲線圈11的尺寸。
[0071]燈絲線圈11與第I底面SI位于同一個(gè)平面上。第I底面SI形成為框狀，且包圍第3底面S3。第I底面SI相比于第3底面S3，位于更靠近開口 16a—側(cè)的位置。
[0072]此處，本申請的發(fā)明人進(jìn)行了利用上述實(shí)施例所涉及的X射線管裝置來釋放出X射線的模擬，以及利用上述比較例所涉及的X射線管裝置來釋放出X射線的模擬。此時(shí)，對施加在電子束收斂杯15的偏置電壓進(jìn)行了調(diào)整。形成于靶面62S上的焦點(diǎn)是單焦點(diǎn)。另外，模擬在相同的條件下進(jìn)行。
[0073]首先，對利用實(shí)施例所涉及的X射線管裝置來釋放出X射線的模擬的方法及其結(jié)果進(jìn)行說明。
[0074]如圖1、圖2和圖3所示，首先利用上述實(shí)施例所涉及的X射線管裝置，對燈絲線圈11和電子束收斂杯15施加公共的負(fù)的高電壓，使施加到電子束收斂杯15的偏置電壓為0V，從而在靶面62S上形成大焦點(diǎn)F1。電子從整個(gè)燈絲線圈11向著靶面62S射出。利用因電子束收斂杯15的槽部16而形成的電場的作用，對電子束進(jìn)行收斂。將所形成的大焦點(diǎn)(實(shí)際焦點(diǎn))F1的長度設(shè)為L，將其寬度設(shè)為W。
[0075]如圖1、圖2和圖4所示，接著利用上述實(shí)施例所涉及的X射線管裝置，對燈絲線圈11和電子束收斂杯15施加公共的負(fù)的高電壓，再對電子束收斂杯15施加相比于燈絲電壓為負(fù)的偏置電壓，從而在靶面62S上形成小焦點(diǎn)F2。電子從燈絲線圈11的中央部向著靶面62S射出。燈絲線圈11的端部的電場作用大于燈絲線圈11的中央部的電場作用，使得來自燈絲線圈11的端部的電子的出射量減少。利用因電子束收斂杯15的槽部16而形成的電場的作用，對電子束進(jìn)行收斂。
[0076]所形成的小焦點(diǎn)(實(shí)際焦點(diǎn))F2的寬度為0.5W。另外，如上所述，由于來自燈絲線圈11的端部的電子的出射量較少，因此小焦點(diǎn)(實(shí)際焦點(diǎn))F2的長度為0.5L。另外，能夠通過改變槽部16的階梯形狀，來應(yīng)對小焦點(diǎn)F2的長度的變化量。因此，根據(jù)X射線管I的使用用途，來適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)槽部16的階梯形狀即可。
[0077]另外，如圖5所示，使施加到電子束收斂杯15的偏置電壓連續(xù)地變化，從而測定焦點(diǎn)尺寸。在本實(shí)施例中，焦點(diǎn)的長度以與焦點(diǎn)的寬度相同的幅度進(jìn)行變化?？芍?通過使施加到電子束收斂杯15的偏置電壓變化，能夠使焦點(diǎn)的長度和寬度同時(shí)以相同幅度進(jìn)行變化。上述情形至少在小焦點(diǎn)F2的長度在0.5L至0.8L的范圍內(nèi)、小焦點(diǎn)F2的寬度在0.5W至0.8W的范圍內(nèi)的情況下成立。
[0078]接著，對利用比較例所涉及的X射線管裝置來釋放出X射線的模擬的方法及其結(jié)果進(jìn)行說明。
[0079]如圖1、圖10和圖11所示，首先利用上述比較例所涉及的X射線管裝置，對燈絲線圈11和電子束收斂杯15施加公共的負(fù)的高電壓，使施加到電子束收斂杯15的偏置電壓為0V,從而在祀面62S上形成大焦點(diǎn)F1。比較例的大焦點(diǎn)(實(shí)際焦點(diǎn))Fl以與實(shí)施例相同的方式來形成，其長度為L，其寬度為W。
[0080]如圖1、圖10和圖12所示，接著利用上述比較例所涉及的X射線管裝置，對燈絲線圈11和電子束收斂杯15施加公共的負(fù)的高電壓，再對電子束收斂杯15施加負(fù)的偏置電壓，從而在靶面62S上形成小焦點(diǎn)F2。電子從整個(gè)燈絲線圈11向著靶面62S射出。來自燈絲線圈11的端部的電子的出射量并未減少。
[0081]所形成的小焦點(diǎn)(實(shí)際焦點(diǎn))F2的寬度為0.5W。另外，如上所述，由于來自燈絲線圈11的端部的電子的出射量并未減少，因此小焦點(diǎn)(實(shí)際焦點(diǎn))F2的長度為0.85L。
[0082]另外，如圖13所示，使施加到電子束收斂杯15的偏置電壓連續(xù)地變化，從而測定焦點(diǎn)尺寸。在比較例中，其結(jié)果是，隨著偏置電壓的變化，焦點(diǎn)的寬度也會發(fā)生變化，但是焦點(diǎn)的長度卻幾乎不會發(fā)生變化。
[0083]根據(jù)如上所述構(gòu)成的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的實(shí)施例的X射線管裝置，X射線管I具有通過射入電子束來釋放出X射線的陽極靶60，具有電子束收斂杯15的陰極10，以及收納有陽極靶60和陰極10的真空外圍器70。電子束收斂杯15包括收納燈絲線圈11的槽部16。
[0084]槽部16具有一對第I底面S1、一對第2底面S2、以及第3底面S3。第3底面S3最深，第2底面S2最淺。因此，實(shí)施例的X射線管裝置能夠獲得如下舉例的效果。
[0085].在不對電子束收斂杯15施加偏置電壓時(shí)，能夠形成大焦點(diǎn)Fl。.由于能夠增大管電流，因此能夠以更強(qiáng)的X射線強(qiáng)度來進(jìn)行拍攝。
[0086]?通過對施加到電子束收斂杯15的偏置電壓進(jìn)行調(diào)整，能夠使來自燈絲線圈11的端部的電子的出射量減少，由此形成小焦點(diǎn)F2。能夠使焦點(diǎn)的長度和焦點(diǎn)的寬度以相同的幅度進(jìn)行變化。能夠進(jìn)行分辨率較高的拍攝。此時(shí)，僅通過調(diào)整偏置電壓，能夠同時(shí)調(diào)整焦點(diǎn)尺寸和管電流，能夠進(jìn)行最佳的拍攝。
[0087]而且，在本實(shí)施方式中，槽部16具有第3底面S3。在第3底面S3形成有使燈絲線圈11的端部的腳部通過的孔，以使其貫穿電子束收斂部15。因此，能夠得到易于進(jìn)行用于在電子束收斂杯15中形成槽部16的加工(切割加工)的效果。另外，由于能夠?qū)臒艚z線圈11釋放出的熱量被第3底面S3反射至燈絲線圈11 一側(cè)，因此，燈絲線圈11的溫度較易上升。由此，能夠有效地增大來自燈絲線圈11的電子的出射量。
[0088]如上所述，可以得到能夠簡便且穩(wěn)定地進(jìn)行焦點(diǎn)尺寸的可變控制和管電流控制的X射線管1、以及具有X射線管I的X射線管裝置。
[0089]雖然對本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但該實(shí)施方式僅作為示例呈現(xiàn)，而并非要對發(fā)明范圍進(jìn)行限定。這些新的實(shí)施方式可以通過其他各種方式來實(shí)施，在不脫離發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形均包含在發(fā)明范圍和要旨中，并且也包含在權(quán)利要求書的范圍所記載的發(fā)明及其等同范圍內(nèi)。
[0090]例如陰極10可以具有多個(gè)燈絲線圈。電子束收斂杯15可以具有與燈絲線圈的個(gè)數(shù)相對應(yīng)的多個(gè)槽部。
[0091]如圖6所示，例如陰極10具有作為釋放出電子的第I燈絲線圈的燈絲線圈11，以及作為釋放出電子的第2燈絲線圈的燈絲線圈12。電子束收斂杯15包括作為收納燈絲線圈11的第I槽部的槽部16，以及作為收納燈絲線圈12的第2槽部的槽部17。
[0092]電子束收斂杯15使從燈絲線圈11通過槽部16的開口 16a朝向陽極祀60的電子束收斂，且使從燈絲線圈12通過槽部17的開口 17a朝向陽極靶60的電子束收斂。
[0093]槽部16具有一對第I底面S1、一對第2底面S2、以及第3底面S3。
[0094]槽部17具有一對第I底面S4、一對第2底面S5、以及第3底面S6。第3底面S6在槽部17的深度方向上與燈絲線圈12相對。燈絲線圈12與一對第I底面S4位于同一個(gè)平面上。一對第I底面S4在槽部17的寬度方向上夾住第3底面S6，且與第3底面S6相t匕，位于更靠近槽部17的開口 17a—側(cè)的位置。一對第2底面S5在槽部17的長度方向上夾住第3底面S6和一對第I底面S4，且與一對第I底面S4相比，位于更靠近槽部17的開口 17a—側(cè)的位置。
[0095]在陰極10具有多個(gè)燈絲線圈的情況下，多個(gè)燈絲線圈可以是相同種類，也可以是互不相同的種類。通過使它們種類不同，能夠選擇多個(gè)尺寸不同的焦點(diǎn)。在燈絲線圈為相同種類的情況下，能夠交替地使用它們以延長燈絲線圈的壽命。
[0096]在電子束收斂杯15具有多個(gè)槽部的情況下，可以使至少I個(gè)槽部以與上述實(shí)施例的槽部相同的方式來形成，也可以使其它槽部以與上述比較例的槽部相同的方式來形成。
[0097]可以在沒有第3底面S3、S6的情況下形成槽部16、17。
[0098]例如，如圖7所示，在沒有第3底面S3的情況下形成槽部16。在槽部16的底面中的第3底面S3不具有實(shí)質(zhì)作用的情況下，除了利用第3底面S3實(shí)現(xiàn)的熱反射的效果以外，能夠得到與上述實(shí)施方式相同的效果。
[0099]另外，在利用燈絲線圈11、和用于保持燈絲線圈11的未圖示的絕緣構(gòu)件來組裝成燈絲線圈裝置之后，能夠?qū)艚z線圈裝置安裝于電子束收斂杯15。再者，在安裝燈絲線圈裝置時(shí)，從電子束收斂杯15的背面?zhèn)?開口 16a的相反側(cè))向著電子束收斂杯15的內(nèi)部插入燈絲線圈11，通過將絕緣構(gòu)件固定于電子束收斂杯15的背面?zhèn)龋軌驅(qū)艚z線圈裝置進(jìn)行安裝。因此，在沒有第3底面S3、S6的情況下形成槽部16、17時(shí)，利用上述的實(shí)施方式能夠獲得易于組裝陰極10的效果。
[0100]如圖8所不，X射線管I還具有一對電極50,對該一對電極50施加有相比于施加到燈絲線圈11的電壓為負(fù)的電壓。一對電極50設(shè)置在陽極靶60和陰極10之間。一對電極50在槽部16的長度方向(沿著第I方向da、燈絲線圈11的長軸的方向)上相對，以使其包圍電子束的軌道。此處，一對電極50通過絕緣構(gòu)件51固定于電子束收斂杯15。
[0101]例如，能夠向一對電極50施加與施加到電子束收斂杯15的電壓相同的電壓?；蛘?，能夠向一對電極50施加與施加到電子束收斂杯15的電壓相比為負(fù)的電壓。在此情況下，對于一對電極50，施加施加到燈絲線圈11的電壓，進(jìn)一步再施加與燈絲電壓相比為負(fù)的偏置電壓(重疊電壓)。
[0102]利用由電子束收斂杯15的槽部16所形成的電場的作用和由一對電壓50所形成的電場的作用，使電子束收斂。通過加強(qiáng)一對電極50的電場作用，能夠維持焦點(diǎn)內(nèi)電子分布密封的均勻程度，并且能夠使焦點(diǎn)的長度更短。
[0103]作為電子釋放源的燈絲不僅限于燈絲線圈，也可以利用各種燈絲。
[0104]例如，如圖9所示，陰極10可以具有平板燈絲13，以代替燈絲線圈11。在此情況下，也能夠得到與上述實(shí)施方式相同的效果。平板燈絲13是具有作為平面的平坦的燈絲上表面(電子釋放面)13a和背面的平板狀的燈絲。燈絲上表面13a從開口 16a露出。
[0105]燈絲上表面13a是沿著第I方向da和第2方向db的平面。燈絲上表面13a與一對第I底面SI和一對第2底面S2相平行。平板燈絲13在第3方向dc上，位于第3底面S3和一對第2底面S2之間的空間中。平板燈絲13在第I方向da上具有長軸，且在第I方向da上延伸地形成。
[0106]在平板燈絲13上形成狹縫SL，以使平板燈絲13不會斷裂。由此，能夠使平板燈絲13的溫度分布均勻。
[0107]平板燈絲13位于第I方向da上的2個(gè)端部連接有平板狀的支承構(gòu)件13s。因此，支承構(gòu)件13s支承平板燈絲13，且固定平板燈絲13的位置。另外，支承構(gòu)件13s用導(dǎo)電材料來形成，且起到向平板燈絲13提供電壓、電流的導(dǎo)電構(gòu)件的功能。例如，能夠?qū)⒅С袠?gòu)件13s和平板燈絲13形成為一體。
[0108]本發(fā)明的X射線管裝置不僅限于上述的X射線管裝置，能夠進(jìn)行各種變形，能夠適用于各種X射線管裝置。例如，本發(fā)明的X射線管裝置也能夠適用于固定陽極型的X射線管裝置。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線管，其特征在于，包括: 陽極靶，該陽極靶通過射入電子束來釋放出X射線； 陰極，該陰極具有燈絲和收斂電極，該收斂電極具有用于收納所述燈絲的槽部，且使從所述燈絲通過所述槽部的開口朝向所述陽極靶的電子束收斂；以及真空外圍器，該真空外圍器收納有所述陽極靶和所述陰極， 若將所述槽部的長度方向設(shè)為沿著所述燈絲的長軸的方向，將所述槽部的寬度方向設(shè)為與所述槽部的深度方向及長度方向垂直的方向，則所述槽部具有: 一對第I底面，所述燈絲位于與該一對第I底面相同的平面上，且該一對第I底面在所述寬度方向上夾住所述燈絲；以及 一對第2底面，該一對第2底面在所述長度方向上夾住所述燈絲和所述一對第I底面，且所述一對第2底面與所述一對第I底面相比，位于更靠近所述開口 一側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于， 所述一對第2底面在所述寬度方向上分別夾住所述燈絲的端部。
3.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于， 所述槽部還具有: 第3底面，該第3底面在所述深度方向上與所述燈絲相對，且相對于所述一對第I底面位于所述一對第2底面的相反一側(cè)，該第3底面在所述寬度方向上被所述一對第I底面夾住，且在所述長度方向上被所述一對第2底面夾住。
4.如權(quán)利要求3所述的X射線管，其特征在于， 所述燈絲在所述槽部的深度方向上位于所述第3底面和所述一對第2底面之間的空間中。
5.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于， 通過射入所述電子束，在所述陽極靶形成具有與所述燈絲的長軸相對應(yīng)的長度和與所述燈絲的短軸相對應(yīng)的寬度的焦點(diǎn)， 向所述燈絲及所述收斂電極施加公共的負(fù)的高電壓，在施加到所述收斂電極的重疊電壓為OV的情況下，所述焦點(diǎn)的所述長度為L，所述寬度為W， 向所述燈絲及所述收斂電極施加公共的負(fù)的高電壓，在進(jìn)一步對所述收斂電極施加負(fù)的重疊電壓的情況下，所述焦點(diǎn)的所述長度在0.5L至0.8L的范圍內(nèi)，所述寬度在0.5W至0.8W的范圍內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的X射線管，其特征在于， 所述重疊電壓在一 5kV至OV的范圍內(nèi)調(diào)整。
7.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于， 所述燈絲是燈絲線圈。
8.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于， 所述燈絲是平板燈絲。
9.如權(quán)利要求8所述的X射線管，其特征在于， 所述平板燈絲具有從所述開口一側(cè)露出的平坦的燈絲上表面， 所述燈絲上表面與所述一對第I底面和所述一對第2底面相平行。
10.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于， 還具有一對電極，該一對電極設(shè)置于所述陽極靶和所述陰極之間，且在所述長度方向上相對從而包圍所述電子束的軌道，并施加有與施加于所述燈絲的電壓相比為負(fù)的電壓。
11.一種X射線管，其特征在于，具有: 陽極靶，該陽極靶通過射入電子束來釋放出X射線； 陰極，該陰極具有第I燈絲、第2燈絲和收斂電極，該收斂電極具有用于收納所述第I燈絲的第I槽部和收納所述第2燈絲的第2槽部，且使從所述第I燈絲通過所述第I槽部的開口朝向所述陽極靶的電子束收斂，使從所述第2燈絲通過所述第2槽部的開口朝向所述陽極靶的電子束收斂； 真空外圍器，該真空外圍器收納有所述陽極靶和所述陰極， 若將所述第I槽部的長度方向設(shè)為沿著所述第I燈絲的長軸的方向，將所述第I槽部的寬度方向設(shè)為與所述第I槽部的深度方向及長度方向垂直的方向，且將所述第2槽部的長度方向設(shè)為沿著所述第2燈絲的長軸的方向，將所述第2槽部的寬度方向設(shè)為與所述第2槽部的深度方向及長度方向垂直的方向，則 所述第I槽部包括: 一對第I底面，所述第I燈絲位于與該一對第I底面相同的平面上，且該一對第I底面在所述第I槽部的寬度方向上夾住所述第I燈絲；以及 一對第2底面，該一對第2底面在所述第I槽部的長度方向上夾住所述第I燈絲和所述一對第I底面，且所述一對第2底面與所述一對第I底面相比，位于更靠近所述第I槽部的開口一側(cè)， 所述第2槽部包括: 一對第I底面，所述第2燈絲位于與該一對第I底面相同的平面上，且該一對第I底面在所述第2槽部的寬度方向上夾住所述第2燈絲；以及 一對第2底面，該一對第2底面在所述第2槽部的長度方向上夾住所述第2燈絲和所述一對第I底面，且所述一對第2底面與所述一對第I底面相比，位于更靠近所述第2槽部的開口 一側(cè)。
【文檔編號】H01J35/06GK104428865SQ201380035466
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月2日
【發(fā)明者】石原智成, 赤堀直紀(jì), 阿武秀郎 申請人:株式會社東芝, 東芝電子管器件株式會社