本发明专利技术涉及X射线产生管、X射线产生装置和X射线成像系统。提供一种减少对靶的热损伤的高输出X射线产生管。X射线产生管包含靶、电子源和设置在靶与电子源之间的具有多个电子通过开口的格栅电极。相对于格栅电极处于电子源侧的源侧电子束具有电流密度分布，并且，格栅电极具有开口率分布，使得源侧电子束的电流密度最大的区域与格栅电极的开口率最小的区域对准。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及X射线产生管、X射线产生装置和X射线成像系统。提供一种减少对靶的热损伤的高输出X射线产生管。X射线产生管包含靶、电子源和设置在靶与电子源之间的具有多个电子通过开口的格栅电极。相对于格栅电极处于电子源侧的源侧电子束具有电流密度分布，并且，格栅电极具有开口率分布，使得源侧电子束的电流密度最大的区域与格栅电极的开口率最小的区域对准。【专利说明】X射线产生管、X射线产生装置和X射线成像系统
本专利技术涉及X射线产生管、X射线产生装置和X射线成像系统的输出功率的改善。
技术介绍
X射线产生管是用于医疗诊断或诸如异物检测的非破坏性检查的应用中的X射线产生装置的X射线源。X射线产生管包含用于发射电子束的电子枪、用于加速电子的阳极和用于通过电子的碰撞产生X射线的靶。靶与阳极电连接。已知，为了获得预先确定的分析分辨率，X射线产生装置包含出于减小在靶上形成的电子束的焦点直径的目的具有静电透镜作用的格栅电极(grid electrode)。日本专利申请公开N0.2011-81930描述了包含设置在电子发射部分与靶之间的用于聚焦电子束的透镜电极的X射线产生装置。另一方面，当X射线产生管输出X射线时，包含于照射靶的电子束中的电子的动能的约1%被用于X射线，并且，大部分的输入能量被转换成热能，结果是靶的温度上升。X射线产生管的靶被聚焦的电子束照射，并由此易于在电子束的电流密度分布最大的区域处受到热损伤。日本审查技术申请公开N0.H04-3384公开了通过设计阴极结构减少对革巴的焦点中心部分的热损伤的方法。日本审查技术申请公开N0.H04-3384公开了这样一种方法，其中，阴极细丝形成为螺旋形状，并且，细丝的端部位于螺旋细丝的中心部分中，以降低电子束的中心部分的温度，并降低发射的热电子的电子束的电流密度。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供能够减少对靶的热损伤并发射具有高输出强度的X射线的X射线产生管。并且，本专利技术的另一目的是，提供靶具有高的寿命特性并且输出功率高的X射线产生装置和X射线成像系统。根据本专利技术的一个实施例，提供一种X射线产生管，该X射线产生管包括:用于通过电子束的照射产生X射线的靶；与靶相对设置的电子源；和具有多个电子通过开口的格栅电极，其中，格栅电极被设置在靶与电子源之间，使得从电子源发射的源侧电子束的一部分通过多个电子通过开口并照射靶，其中，源侧电子束具有电流密度分布，格栅电极具有开口率分布，并且，源侧电子束的电流密度最大的区域与格栅电极的开口率最小的区域对准。并且，根据本专利技术的一个实施例，提供一种X射线产生装置，该X射线产生装置包括:本专利技术的一个实施例的X射线产生管；与靶和电子源中的每一个电连接以输出要在靶与电子源之间施加的管电压的管电压电路；和用于限定格栅电极与靶之间的电压的格栅电势电路。并且，根据本专利技术的一个实施例,提供一种X射线成像系统,该X射线成像系统包括:本专利技术的一个实施例的X射线产生装置；和用于检测从X射线产生装置发射并通过被检体的X射线的X射线检测器。从下面参照附图对示例性实施例进行的描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。【专利附图】【附图说明】图1A是示出根据本专利技术的第一实施例的X射线产生管的示意图，图1B是根据本专利技术的实施例的格栅电极的部分放大图。图2A和图2B是分别示出靶侧的电子束的电流密度分布的特性图，其中，图2A是参照例的特性图，图2B是本专利技术的实施例的X射线产生管的特性图。图3A、图3B、图3C和图3D是根据本专利技术的其它实施例的格栅电极的示图。图4是示出根据本专利技术的实施例的X射线产生管的电极光学系统的概念图。图5A是示出现有技术的X射线产生管的示意图，图5B是示出图5A的格栅电极的电子通过开口的布局的示图。图6是示出根据本专利技术的实施例的X射线产生装置的示图。图7是示出根据本专利技术的实施例的X射线成像系统的示图。【具体实施方式】参照附图描述本专利技术的实施例。图5A示出作为参照例的现有技术的X射线产生管的结构。本参照例的X射线产生管200包含具有平面上的(planate)电子发射部分的电子源201。只示意性地示出与本专利技术的实施例比较所需要的部件的布局。在图5A中，省略构成该参照例的X射线产生管的镜筒部分的绝缘管。电子源201基于提取电极202和向与提取电极202电连接的格栅电极210施加的格栅电势(grid potential)产生源侧电子束230。包含于产生的源侧电子束230中的电子通过由在阳极204与电子源201之间施加的管电压形成的加速电场被加速，以照射靶205。源侧电子束230的一部分照射格栅电极210，并且，通过格栅电极210的多个电子通过开口 211的电子束通过聚焦电极203被聚焦，并作为靶侧电子束231照射靶205。结果，在被靶侧电子束231照射的区域中，在靶205上形成焦点，并由此从焦点发射X射线。如图5B所示，本参照例的格栅电极210具有在均匀布置图案中形成的多个电子通过开口 211。在本说明书中，在电子通过开口的布置上使用的“均匀布置”意指电子通过开口的开口率分布是均勻的。开口率分布由电子通过开口的开口面积或电子通过开口布置密度中的至少一个限定。如图5A所示，构成X射线产生管200的电极的中心部分被设置为与电子束的中心轴206对准。在包含具有开口率均匀的多个电子通过开口的格栅电极210的本参照例的X射线产生管200中，当向格栅电极210施加预先确定的格栅电势时，在靶205上形成与作为图2A所示的Gaussian分布的电流密度分布对应的焦点。图2A所示的靶205上的电流密度分布在中心轴206处具有最大电流密度。在这种情况下，作为靶205与中心轴206的交点的电子束中心部分(以下称为焦点中心)在靶205上具有最高温度。源侧电子束230具有电流密度分布的事实意味着，电子束沿源侧电子束230的束直径方向在靶上具有照射密度分布。因此，在现有技术的X射线产生管200中，必须在焦点中心处达不到耐热极限的范围内设定照射靶205的电子束的电流上限。作为增强照射靶205的电子束的电流上限的方法，存在提高阳极204和靶205的耐热性和散热性的方法、降低靶205上的焦点中心处的电流密度的方法等。在降低焦点中心处的电流密度的方法中，由于焦点中心处的热负载减小，因此与常规值相比能够提高输入能量的上限。作为降低的方法中的一种，存在增加焦点直径的方法。但是，如果增加焦点直径，那么成像分辨率劣化。因此，对于获得更高的X射线输出功率而言重要的是，在不增加焦点直径的情况下降低靶205上的焦点中心处的电流密度，以增大对靶205的能量输入的上限。例如，在日本审查技术申请公开N0.H04-3384中描述的方法具有电子发射部分的形状的限制和电子束的电流密度分布的产生的限制等。因此，希望提供减少对靶的热损伤以在不是细丝型的冷阴极和浸溃型热阴极等中也实现更高的输出功率的方法。(第一实施例)图1A和图1B是示出根据本专利技术的第一实施例的X射线产生管100的示图，并且是示出描述本专利技术所需要的部件的布局的示意图。在图1A中，构成本实施例的X射线产生管的镜筒部分的绝缘管被省略。电子源101和构成X射线产生管100的阳极104固定到绝缘管(未示出)。另外，本实施例的X射线产生管具有从与靶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X射线产生管，包括：靶，所述靶用于通过电子束的照射产生X射线；电子源，所述电子源与所述靶相对地被设置；和格栅电极，所述格栅电极具有多个电子通过开口，其中，所述格栅电极被设置在所述靶与所述电子源之间，使得从所述电子源发射的源侧电子束的一部分通过所述多个电子通过开口并照射所述靶，其中，所述源侧电子束具有电流密度分布，其中，所述格栅电极具有开口率分布，并且，其中，所述源侧电子束的电流密度最大的区域与所述格栅电极的开口率最小的区域对准。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：辻野和哉，上田和幸，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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