(57)【要約】【課題】陰極組立体用の電気接続構成を提供する。【解決手段】いくつかの実施形態で、陰極組立体は、第１の電子エミッタと第２の電子エミッタを備えた陰極ヘッドを含むことができる。第１の電子エミッタは、第１の接続位置及び第２の接続位置を有することができる。第２の電子エミッタは、第３の接続位置及び第４の接続位置を有することができる。第３の接続位置は、第１の電子エミッタの第２の接続位置と電気的に連結されてもよい。陰極組立体は、第１のコネクタと第２のコネクタを有するレセプタクルを含むことができる。第１のコネクタが、第１の電子エミッタの第１の接続位置に電気的に連結され得る。第２のコネクタが、第１の電子エミッタの第２の接続位置及び第２の電子エミッタの第３の接続位置に電気的に連結され得る。第３のコネクタが、第２の電子エミッタの第４の接続位置に電気的に連結され得る。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管用の陰極組立体であって、
第１の接続位置及び第２の接続位置を有する第１の電子エミッタと、
第３の接続位置及び第４の接続位置を有する第２の電子エミッタであって、前記第３の接続位置が前記第１の電子エミッタの前記第２の接続位置に電気的に連結されている第２の電子エミッタ、ならびに
前記第１の電子エミッタの前記第１の接続位置に電気的に連結された第１のコネクタ、  前記第１の電子エミッタの前記第２の接続位置及び前記第２の電子エミッタの前記第３の接続位置に電気的に連結された第２のコネクタ、及び
前記第２の電子エミッタの前記第４の接続位置に電気的に連結された第３のコネクタ
を含む陰極ヘッド
を含む、前記陰極組立体。
【請求項２】
前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタは、電源が前記第２のコネクタと電気的に連結され、電気共通部が前記第１のコネクタ及び前記第３のコネクタと電気的に連結されるときに並列で動作するように構成され、
前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタは、前記電源が前記第１のコネクタと電気的に連結され、前記電気共通部が前記第３のコネクタと電気的に連結されるとき、直列で動作するように構成される、
請求項１に記載の陰極組立体。
【請求項３】
前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタが、実質的に同じ大きさである、請求項１に記載の陰極組立体。
【請求項４】
第５の接続位置及び第６の接続位置を有する第３の電子エミッタをさらに備え、前記第５の接続位置が前記第２の電子エミッタの前記第４の接続位置及び前記陰極組立体の前記第３のコネクタに電気的に連結され、前記第３の電子エミッタの前記第５の接続位置に電気的に連結される第４のコネクタをさらに備える、請求項１に記載の陰極組立体。
【請求項５】
前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタが同じ大きさであり、前記第３の電子エミッタは、前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタの対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を含む、請求項４に記載の陰極組立体。
【請求項６】
前記第３のコネクタは、電気共通部に電気的に連結されるように構成され、前記第４のコネクタは、電源に電気的に連結されるように構成される、請求項４に記載の陰極組立体。
【請求項７】
前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタは、第１の電源が前記第２のコネクタと電気的に連結され、電気共通部が前記第１のコネクタ及び前記第３のコネクタと電気的に連結され、第２の電源が前記第４のコネクタと電気的に連結されるとき、並列で動作するように構成され、
前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタは、前記第１の電源が前記第１のコネクタと電気的に連結され、前記電気共通部が前記第３のコネクタと電気的に連結され、前記第２の電源が前記第４のコネクタと電気的に連結されるとき、直列で動作するように構成される、
請求項６に記載の陰極組立体。
【請求項８】
前記陰極ヘッドは、集束構造をさらに含み、前記集束構造と電気的に連結された第４のコネクタをさらに含み、電源が前記第４のコネクタと電気的に連結される、請求項１に記載の陰極組立体。
【請求項９】
第１の接続位置及び第２の接続位置を有する第１の電子エミッタと、
第３の接続位置及び第４の接続位置を有する第２の電子エミッタであって、前記第３の接続位置が前記第１の電子エミッタの前記第２の接続位置に電気的に連結されている第２の電子エミッタ、ならびに
前記第１の電子エミッタの前記第１の接続位置に電気的に連結された第１の陰極コネクタ、
前記第１の電子エミッタの前記第２の接続位置及び前記第２の電子エミッタの前記第３の接続位置に電気的に連結された第２の陰極コネクタ、及び
前記第２の電子エミッタの前記第４の接続位置に電気的に連結された第３の陰極コネクタ
を含む陰極組立体
を含む、Ｘ線イメージングシステム。
【請求項１０】
発電機をさらに備え、前記発電機は、
第１の電源に電気的に連結された第１の発電機コネクタと、
第２の電源に電気的に連結された第２の発電機コネクタと
を含む、請求項９に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１１】
発電機の第１の発電機コネクタを前記第２の陰極コネクタに電気的に連結し、前記発電機の第２の発電機コネクタを前記第１の陰極コネクタ及び前記第３の陰極コネクタに電気的に連結するように構成された導電性カプラをさらに備える、請求項９に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１２】
発電機の第１の発電機コネクタを前記第１の陰極コネクタに電気的に連結し、前記発電機の第２の発電機コネクタを前記第３の陰極コネクタに電気的に連結するように構成された導電性カプラをさらに備える、請求項９に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１３】
第５の接続位置及び第６の接続位置を有する第３の電子エミッタであって、前記第５の接続位置が前記第２の電子エミッタの前記第４の接続位置及び前記第３の陰極コネクタに電気的に連結された第３の電子エミッタと、
前記第３の電子エミッタの前記第６の接続位置に電気的に連結された第４の陰極コネクタと
を前記陰極組立体がさらに含む、請求項９に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１４】
発電機の第１の発電機コネクタを前記第２の陰極コネクタに電気的に連結して、前記発電機の第２の発電機コネクタを前記第１の陰極コネクタと前記第３の陰極コネクタに電気的に連結し、前記発電機の第３の発電機コネクタと前記第４の陰極コネクタとを電気的に連結するように構成される導電性カプラをさらに備える、請求項１３に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１５】
発電機の第１の発電機コネクタを前記第１の陰極コネクタに電気的に連結して前記発電機の第２の発電機コネクタを前記第３の陰極コネクタに電気的に連結し、前記発電機の第３の発電機コネクタを前記第４の陰極コネクタと電気的に連結するように構成される導電性カプラをさらに備える、請求項１３に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１６】
発電機の第１の発電機コネクタを前記第１の陰極コネクタに電気的に連結して前記発電機の第２の発電機コネクタを前記第２の陰極コネクタと前記第３の陰極コネクタに電気的に連結し、前記発電機の第３の発電機コネクタと前記第４の陰極コネクタとを電気的に連結するように構成される導電性カプラをさらに備える、請求項１３に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１７】
前記陰極組立体が、
集束構造、及び
前記集束構造と電気的に連結された第５の陰極コネクタ
をさらに含む、請求項９に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１８】
発電機であって、
第１の電源に電気的に連結された第１の発電機コネクタと、
電気共通部に電気的に連結された第２の発電機コネクタと、
第２の電源に電気的に連結された第３の発電機コネクタと、
第３の電源に電気的に連結された第４の発電機コネクタと、
を含む発電機、ならびに
以下の少なくとも１つ：
前記第１の発電機コネクタを前記第１の陰極コネクタに電気的に連結し、前記第２の発電機コネクタを前記第３の陰極コネクタに電気的に連結し、前記第３の発電機コネクタを前記第４の陰極コネクタに電気的に連結し、前記第４の発電機コネクタを前記第５の陰極コネクタに電気的に連結するように構成される第１の導電性カプラ、及び
前記第１の発電機コネクタを前記第２の陰極コネクタに電気的に連結し、前記第２の発電機コネクタを前記第１の陰極コネクタ及び前記第３の陰極コネクタに電気的に連結し、前記第３の発電機コネクタを前記第４の陰極コネクタに電気的に連結し、前記第４の発電機コネクタを前記第５の陰極コネクタに電気的に連結するように構成される第２の導電性カプラ
をさらに含む、請求項１７に記載のＸ線イメージングシステム。
【請求項１９】
発電機をＸ線管と電気的に連結するように構成された導電性カプラであって、
前記発電機の第１の発電機コネクタを前記Ｘ線管の第１の電子エミッタと電気的に連結するように構成される第１のカプラであって、前記発電機が前記第１の発電機コネクタで高電圧源を提供するように構成された第１のカプラと、
前記発電機の第２の発電機コネクタを前記Ｘ線管の第２の電子エミッタと電気的に連結するように構成された第２のカプラであって、前記発電機が前記第２の発電機コネクタで電気共通部を提供するように構成された第２のカプラと
を含み、
前記第１の電子エミッタと前記第２の電子エミッタとを同時に動作させるように構成され、前記発電機と前記Ｘ線管との間に延在し、前記発電機と前記Ｘ線管を取り外し可能に連結するよう構成される、前記導電性カプラ。
【請求項２０】
前記発電機の前記第２の発電機コネクタを前記第１の電子エミッタに電気的に連結するように構成された第３のカプラをさらに備え、
前記第３のカプラは、前記第１の電子エミッタの第１コネクタと前記第２の発電機コネクタとを電気的に連結するように構成され、
前記第１のカプラは、前記第１の電子エミッタの第２のコネクタと前記第２の電子エミッタの第３のコネクタとを前記第１の発電機コネクタと電気的に連結するように構成され、
前記第２のカプラは、前記第２の電子エミッタの第４のコネクタを前記第２の発電機コネクタと電気的に連結するように構成される、請求項１９に記載の導電性カプラ。
【請求項２１】
前記第１のカプラは、前記第１の電子エミッタの第１のコネクタと前記第１の発電機コネクタとを電気的に連結するように構成され、
前記第１の電子エミッタの第２のコネクタは、前記第２の電子エミッタの第３のコネクタに電気的に連結され、
前記第２のカプラは、前記第２の電子エミッタの第４のコネクタを前記第２の発電機コネクタと電気的に連結するように構成される、
請求項１９に記載の導電性カプラ。
【請求項２２】
前記発電機の前記第２の発電機コネクタを前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタに電気的に連結するように構成された第３のカプラをさらに備え、
前記第１のカプラは、前記第１の電子エミッタの第１のコネクタと前記第１の発電機コネクタとを電気的に連結するように構成され、
前記第２のカプラは、前記第１の電子エミッタの第２のコネクタと前記第２の電子エミッタの第３コネクタとを第２発電機コネクタと電気的に連結するように構成され、
前記第３のカプラは、前記第２の電子エミッタの第４のコネクタと前記第２の発電機コネクタとを電気的に連結するように構成される、
請求項１９に記載の導電性カプラ。
【請求項２３】
前記第２のカプラは、前記第２の発電機コネクタを前記Ｘ線管の第３の電子エミッタと電気的に連結するように構成される、請求項１９に記載の導電性カプラ。
【請求項２４】
前記第２のカプラは、前記第２の発電機コネクタを前記第３の電子エミッタの第５のコネクタと電気的に連結するように構成され、前記第３の電子エミッタの第６のコネクタを第３の発電機コネクタと電気的に連結するように構成された第３のカプラをさらに含み、前記発電機が前記第３の発電機コネクタで第２の高電圧源を提供するように構成される、  請求項２３に記載の導電性カプラ。
【請求項２５】
前記Ｘ線管の集束構造を第３の発電機コネクタと電気的に連結するように構成された第３のカプラをさらに備え、前記発電機が前記第３の発電機コネクタでグリッド電圧を供給するように構成される、請求項１９に記載の導電性カプラ。
【請求項２６】
前記Ｘ線管の集束構造を前記第２の発電機コネクタと電気的に連結するように構成された第３のカプラをさらに備える、請求項１９に記載の導電性カプラ。
【請求項２７】
前記導電性カプラは、前記第１の電子エミッタ及び前記第２の電子エミッタを並列または直列で動作させるように構成される、請求項１９に記載の導電性カプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１７年１月２６日に出願された米国仮特許出願第６２／４５１，０５６号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、概して、Ｘ線管用の陰極組立体に関する。特に、本開示は、Ｘ線管の陰極組立体用の電気接続構成に関連し得る。
【０００３】
Ｘ線管は、様々な産業及び医療用途で使用されている。例えば、Ｘ線管は、医学診断検査、治療用放射線、半導体の製造、及び材料分析にて使用される。より具体的には、Ｘ線管は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）またはＸ線イメージングシステムにおいて、医用イメージング処置の患者またはパッケージのスキャン中の対象物を分析するために頻繁に使用されている。
【０００４】
典型的なＸ線管の動作中、電流を陰極の電子エミッタまたはフィラメントに供給することができる。これにより、熱電子放出として知られているプロセスを経て、エミッタに電子が形成される。陽極と陰極との間に印加された高電圧差の存在下で、電子は、エミッタから、陽極に形成されたターゲットトラックに向かって加速する。陽極に当たったとき、衝突する電子から生じる運動エネルギーの一部がＸ線に変換される。大部分の電子が衝突する陽極の領域は、一般に「焦点」と呼ばれる。次いで、生じたＸ線は、Ｘ線透過窓を通過し、調べる患者または他の対象物に向けられる。典型的な環境では、患者／対象物を通過するＸ線に基づいて画像が作成される。結果として得られる画質には多くの要因が影響するが、１つの要因は、焦点領域内の電子の大きさ、性質及び／またはエネルギーレベルである。
【０００５】
特許請求される主題は、何らかの欠点を解決する実施形態にも、上記のような環境においてのみ動作する実施形態にも限定されない。この背景技術は、本開示が利用され得る例を説明するためにのみ提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１Ａ】例示的なＸ線管の斜視図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＸ線管の側面図である。
【図１Ｃ】図１ＡのＸ線管の断面図である。
【図２】陰極組立体の実施形態の斜視図である。
【図３Ａ】陰極ヘッドの実施形態の斜視上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの陰極ヘッドの斜視底面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの陰極ヘッドの断面図である。
【図４】例示的な陰極組立体の図である。
【図５】図４の陰極組立体用の例示的な電気接続構成の図である。
【図６】図４の陰極組立体用の別の例示的な電気接続構成の図である。
【図７】図４の陰極組立体用の別の例示的な電気接続構成の図である。
【図８】陰極組立体用の別の例示的な電気接続構成の図である。
【図９】図８の陰極組立体用の別の例示的な電気接続構成の図である。
【図１０】図８の陰極組立体用の別の例示的な電気接続構成の図である。
【図１１】図８の陰極組立体用の別の例示的な電気接続構成の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示は、概して、Ｘ線管用の陰極組立体に関する。特に、本開示は、Ｘ線管の陰極組立体用の電気接続構成に関連し得る。
【０００８】
Ｘ線管では、典型的には陰極のフィラメントで実装される電子エミッタを使用して通常電子が生成される。電圧差の存在下で、電子は、その後、陽極に形成されるターゲット面上の焦点領域に向けて加速でき、ターゲット面に衝突すると、陽極との電子衝突によって生じたエネルギーの一部が、Ｘ線に変換される。次いで、Ｘ線管によって生じたＸ線は、分析または治療のために患者または対象物に向けることができる。
【０００９】
図１Ａ〜図１Ｃは、本明細書に記載された１つ以上の実施形態を実装することができるＸ線管１００の一例の図である。具体的には、図１Ａは、Ｘ線管１００の斜視図を示し、図１Ｂは、Ｘ線管１００の側面図を示し、図１Ｃは、Ｘ線管１００の断面図を示す。図１Ａ〜図１Ｃに示されるＸ線管１００は、例示的な動作環境を表し、本明細書で開示される実施形態を限定するものではない。
【００１０】
概して、Ｘ線はＸ線管１００内で発生させ、次いでその一部はＸ線管１００を出て１つ以上の用途で利用される。Ｘ線管１００は、Ｘ線管１００の外部構造として機能することができる真空エンクロージャ構造１０２を含むことができる。真空エンクロージャ構造１０２は、陰極ハウジング１０４及び陽極ハウジング１０６を含むことができる。図１Ｃに図示するように、陰極ハウジング１０４は、陽極ハウジング１０６に固定でき、内部陰極容積部１０３が陰極ハウジング１０４によって画定され、内部陽極容積部１０５が陽極ハウジング１０６によって画定され、その各々が真空エンベロープを画定するように接合されるようにする。
【００１１】
図１Ａ及び図１Ｃに示すように、Ｘ線管１００は、Ｘ線透過窓１０８を含むことができる。Ｘ線管１００で生じたＸ線の一部は、窓１０８を通って出ることができる。窓１０８は、ベリリウムまたは他の適切なＸ線透過性材料から構成されてもよい。
【００１２】
図１Ｃを参照すると、陰極ハウジング１０４は、陰極組立体１１０と呼ばれるＸ線管の一部を形成する。陰極組立体１１０は、概して、電子ビーム、１１２を一緒に形成する電子の生成に関連する構成要素を含む。例えば、陰極組立体１１０は、陰極ヘッド１１５の端部に配置された電子エミッタシステム１２２を有する陰極ヘッド１１５を含むことができる。
【００１３】
陽極ハウジング１０６によって画定された内部陽極容積部１０５内には、陽極１１４が配置されている。陽極１１４は、陰極組立体１１０から離間して対向している。電流が電子エミッタシステム１２２に印加されると、電子エミッタシステム１２２は、熱電子放出によって電子を放出するように構成されている。電子は陽極１１４のターゲット１２８に向かって加速する電子ビーム１１２を共に形成する。
【００１４】
電子エミッタシステム１２２によって放出された電子は、電子ビーム１１２を形成し、加速領域１２６に入って通過し、陽極１１４に向かって加速する。より具体的には、電子ビーム１１２は、図１Ａ〜１Ｃに含まれる任意に画定される座標系によるとｚ方向に加速し、加速領域１２６を通る方向に電子エミッタシステム１２２から離れていくようにし得る。
【００１５】
図示の構成では、陽極１１４は、軸受組立体または他の適切な構造に連結された回転可能に取り付けられたシャフト１６４を介して回転するように構成された回転陽極である。電子ビーム１１２が電子エミッタシステム１２２から放出されると、電子が陽極１１４のターゲット１２８に衝突する。この実施形態では、ターゲット１２８は、回転陽極１１４上に配置された環状リングとして形成される。電子ビーム１１２が大きく集中してターゲット面１２８に衝突する領域、焦点として知られている。ターゲット面１２８は、タングステンまたは高次の原子（「高Ｚ」）番号を有する同様の材料で構成することができる。高次の原子番号を有する材料をターゲット１２８に使用して、衝突する電子と相互作用してＸ線を発生させることのできる、「高次の」電子殻の電子を、材料が相応に含むようにする。この実施形態では、陽極１１４は回転陽極であるが、本明細書に記載される概念は、固定陽極などの他の陽極構成に適用されてもよい。
【００１６】
Ｘ線管１００の動作中、陽極１１４と電子エミッタシステム１２２は、電気回路内で接続される。電気回路により、陽極１１４と電子エミッタシステム１２２との間に高電圧電位を印加することが可能になる。さらに、電子エミッタシステム１２２は、電子エミッタシステム１２２のフィラメントまたはエミッタに電流を導く電源に接続され、熱電子放出によって電子を発生させる。陽極１１４と電子エミッタシステム１２２との間に高電圧差を印加すると、放出された電子が電子ビーム１１２を形成し、加速領域１２６を通ってターゲット１２８に向かって加速する。電子ビーム１１２内の電子が加速すると、電子ビーム１１２は運動エネルギーを得る。ターゲット１２８に当たると、この運動エネルギーの一部がＸ線に変換される。ターゲット１２８は、Ｘ線が窓１０８を通過し、窓１０８を介してＸ線管１００を出ることができるように配向する。
【００１７】
いくつかの実施形態で、真空エンクロージャ１０２は、真空エンクロージャ１０２の外面から熱を放散するように、液体または空気などの冷却材が内部に循環される外部ハウジング（図示せず）内に配置されることがある。外部熱交換器（図示せず）は、冷却材から熱を除去し、それを外部ハウジング内で再循環させるように動作可能に接続してもよい。いくつかの構成では、陰極ハウジング１０４、陽極ハウジング１０６またはＸ線管１００の構成要素は、冷却材用通路を含むことができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、Ｘ線管１００は、１つ以上の電子ビーム操作用構成要素を含むことができる。そのような構成要素は、電子ビーム１１２が領域１２６を横切る前に電子ビーム１１２を「集束する」、「誘導する」、及び／または「偏向する」ように実装でき、それにより、ターゲット面１２８上の焦点の寸法及び／または位置を操作または「トグル」する。追加的または代替的に、電子ビームの断面形状（例えば、長さ及び／または幅）を変更または「集束」し、それによってターゲット１２８の焦点の形状及び寸法を変更するために、操作用構成要素またはシステムを使用することができる。いくつかの構成では、電子ビームを「集束する」、「誘導する」、及び／または「偏向する」ように構成された構成要素は、陰極ヘッド１１５及び／または陰極組立体１１０に配置できる。
【００１９】
図２は、陰極組立体１１０の実施形態の斜視図である。図２を参照して、陰極組立体１１０の態様をさらに詳細に説明する。図示のように、陰極組立体１１０は、底部２６０と、中間部２６２と、頂部２８０とを含む。頂部２８０は表面２８２を含み、それには開口部２８４が形成されている。頂部２８０は内部の空洞を画定し、その内部に陰極ヘッド１１５が配置される。そのような構成では、頂部２８０は陰極シールドと呼ぶことができる。陰極ヘッド１１５の電子エミッタシステム１２２は、陽極１１４に向かってビーム１１２内のシールド開口部２８４を通って電子を放出するように配置して配向される（図１Ｃ参照）。
【００２０】
陰極組立体１１０は、ビームの集束及び／または誘導を提供するように構成された集束タブ２２０を含むことができる。集束タブ２２０は、開口部２８４内に延在する表面２８２の頂部２８０に配置することができる。いくつかの実施形態では、一対の集束タブ２２０を、陰極ヘッド１１５の対応するフィラメントまたはエミッタごとに含めることができる。所望の焦点の形状及び大きさを提供することによって電子ビームを集束させるように、対応する電子ビームに空間的制限を課すように一対の集束タブ２２０を構成してもよい。追加的または代替的に、集束タブ２２０の各対は、陽極ターゲットの焦点を配置することによって、対応する電子ビームを誘導するように構成してもよい。他の構成では、集束タブ２２０は陰極組立体１１０の一部として含まれなくてもよく、集束及び／または誘導構造は陰極ヘッド自体に設けられてもよい。そのような構成の例が図３Ａ〜図３Ｃに示されている。
【００２１】
図３Ａ〜３Ｃは、陰極ヘッド６００の例示的な実施形態を示す。図３Ａは、陰極ヘッド６００の斜視上面図であり、図３Ｂは、陰極ヘッド６００の斜視底面図であり、図３Ｃは、カソードヘッド６００の断面図である。陰極ヘッド６００は、図１Ａ〜図１Ｃ及び図２のＸ線管１００に実装することができる。陰極ヘッド６００に関して説明した任意の適切な態様が、本明細書に記載の他の実施形態に含まれる場合がある。
【００２２】
図示のように、陰極ヘッド６００は、陰極本体６０２と、第１のフィラメント５０４と、第２のフィラメント５０６と、第３のフィラメント６０４とを含む。フィラメント６０４は、フィラメント５０４とフィラメント５０６との間に配置される。フィラメント５０４、５０６、６０４は互いに離間している。図示の構成では、フィラメント５０４、５０６、６０４は、渦線形状または螺旋形状に配置されたワイヤで形成されたコイル状フィラメントである。例示された構成では、フィラメント５０４及び５０６は実質的に同じ大きさであり、フィラメント６０４はフィラメント５０４、５０６よりも小さいが、他の構成を実装してもよい。
【００２３】
陰極本体６０２は、ここではフィラメントスロット５１４として実装される第１のフィラメント凹部と、フィラメントスロット５１６として示される第２のフィラメント凹部と、フィラメントスロット６０６として示される第３のフィラメント凹部とを画定する。図示の実施形態では、フィラメント５０４は、フィラメントスロット５１４の内部に少なくとも部分的に配置され、第２のフィラメント５０６は、フィラメントスロット５１６の内部に少なくとも部分的に配置され、第３のフィラメント６０４は、フィラメントスロット６０６の内部に少なくとも部分的に配置される。
【００２４】
陰極本体６０２はまた、集束スロット５１０として実装される第１の集束凹部と、集束スロット５１２として示される第２の集束凹部と、集束スロット６０８として示される第３の集束凹部とを画定する。フィラメント５０４及びフィラメントスロット５１４は集束スロット５１０の内側に位置し、フィラメント５０６とフィラメントスロット５１６は集束スロット５１２の内側に位置し、フィラメント６０４とフィラメントスロット６０６は集束スロット６０８の内側に位置する。集束スロット５１０は、フィラメント５０４によって発生させた電子ビームを集束及び／または方向付けるような大きさ及び形状にすることができ、集束スロット５１２は、フィラメント５０６によって発生させた電子ビームを集束及び／または方向付けるような大きさ及び形状にすることができ、集束スロット６０８は、フィラメント６０４によって発生させた電子ビームを集束及び／または方向付けるような大きさ及び形状にすることができる。
【００２５】
いくつかの構成では、フィラメント５０４、フィラメントスロット５１４、及び集束スロット５１０は、各々が共通軸を共有するように互いに整列してもよい。同様に、フィラメント５０６、フィラメントスロット５１６、及び集束スロット５１２は、各々が第２の共通軸を共有するように互いに整列してもよい。フィラメント６０４、フィラメントスロット６０６、及び集束スロット６０８は、各々が共通軸を共有するように互いに整列してもよい。いくつかの構成では、共通軸は、陰極本体６０２の縦軸であってもよい。他の構成では、構成要素は整列されなくてよく、他の適切な構成で配向してもよい。
【００２６】
図３Ａ〜３Ｃに示す構成では、フィラメント５０４、５０６は互いに離間しており、陽極のターゲットに電子を同時に動作させ、かつ同時に方向付けるように構成されている（例えば図１Ｃ参照）。フィラメント５０４、５０６、フィラメントスロット５１４、５１６、及び集束スロット５１０、５１２は、共通のターゲットに配向する。具体的には、集束スロット５１０は、フィラメント５０４からの電子ビームとフィラメント５０６からの電子ビームが一般に共通ターゲットで交差するように、共通ターゲットに向かって集束スロット５１２に対して角度を付けてもよい。同様に、フィラメントスロット５１４は、フィラメント５０４からの電子ビーム及びフィラメント５０６からの電子ビームが共通のターゲットに向けられるように、フィラメントスロット５１６に対して角度を付けてもよい。
【００２７】
フィラメント５０４及び５０６は、同時に動作し、同時に陽極上のターゲットに電子を向けるように構成するが、フィラメント６０４は、フィラメント５０４及び５０６とは独立して動作するように構成してもよい。したがって、フィラメント６０４は、フィラメント５０４及び５０６を停止させたときに作動するか、その逆であるように構成できる。それにもかかわらず、フィラメント６０４、フィラメントスロット６０６、及び集束スロット６０８は、フィラメント５０４及び５０６によって形成される焦点と同じまたは類似の領域内のターゲット上に焦点を形成するように構成してもよい。したがって、フィラメント５０４、５０６、６０４、フィラメントスロット５１４、５１６、６０６及び集束スロット５１０、５１２、６０８は、共通のターゲットの方に配向することができる。具体的には、集束スロット５１０、５１２は、フィラメント５０４、５０６、及び６０４からの電子ビームが一般に共通のターゲットに向けられるように、共通のターゲットに向かって角度を付けてもよい。他の構成では、フィラメント５０４、５０６、及び６０４の３つすべてを、同時に、個別に、または任意の適切な構成で動作するように構成することができる。
【００２８】
上述したように、フィラメント６０４は、フィラメント５０４、５０６より小さくてもよい。フィラメント６０４は、フィラメント５０４及び／またはフィラメント５０６よりも小さい少なくとも１つの寸法を含み得る。例えば、フィラメント６０４は、全体の長さ、コイルの長さ、フィラメントの直径、コイルの直径、またはフィラメント５０４及び／またはフィラメント５０６の対応する寸法よりも小さい他の寸法を含むことができる。追加的または代替的に、フィラメント６０４は、フィラメント５０４、５０６と異なる電流及び／または電圧レベルで動作してもよい。そのため、フィラメント６０４によって生成される焦点は、フィラメント５０４、５０６によって生成される焦点、またはフィラメント５０４、５０６の両方によって生成される組み合わされる焦点とは異なる大きさ（例えば、より小さい１つまたは複数の寸法）であり得る。他の構成では、フィラメント６０４は、フィラメント５０４、５０６と実質的に同じ大きさであってもよく、またはフィラメント５０４、５０６、６０４の各々が異なる大きさであってもよい。
【００２９】
上述したように、フィラメント５０４は、フィラメントスロット５１４の内部に少なくとも部分的に配置されてもよく、第２のフィラメント５０６は、フィラメントスロット５１６の内部に少なくとも部分的に配置されてもよい。図３Ｃに示すように、フィラメント５０６は、エミッタ５０４がフィラメントスロット５１４から延在するよりも、フィラメントスロット５１６からさらに延びるように配置してもよい。このような構成では、フィラメント５０４、５０６の大きさが実質的に同じであっても、フィラメント５０６における電子を放出する表面積は、フィラメント５０４における電子を放出する表面積よりも大きい。したがって、フィラメント５０６は、フィラメント５０４によって発生させた電子ビームの断面よりも大きな断面を有する電子ビームを生じる。具体的には、フィラメント５０６によって発生させた電子ビームは、フィラメントによって発生させる電子ビームよりも広い、または外に広がる。ひいては、フィラメント５０６によってターゲットに生成される焦点は、フィラメント５０４によって生成される焦点より大きくてもよい。いくつかの構成では、フィラメント５０４、５０６の各々の焦点は、互いに重なり合ってもよい。いくつかの重なり合う構成では、フィラメント５０４のより小さい焦点は、フィラメント５０６のより大きな焦点内に部分的にまたは全体的に配置されてもよい。
【００３０】
いくつかの構成では、陰極ヘッド６００は、集束及び／または誘導構造（全般的に「集束構造」と称する）を含むことができる。「集束」は所望の焦点の形状及び大きさを提供し、「誘導」は陽極ターゲットの焦点の位置を変えることができる。集束構造は、フィラメント５０４、５０６、６０４を少なくとも部分的に囲め、電界及び／または電子ビームへの空間的制限を課すことによって、フィラメント５０４、５０６、６０４によって放射された電子ビームを集束及び／または誘導することができる。
【００３１】
図示の構成では、集束構造は、第１のグリッド部材６４２、第２のグリッド部材６４４、第３のグリッド部材６４５、及び第４のグリッド部材６４６を含む集束グリッド６４０を含む。第１のグリッド部材６４２と第２のグリッド部材６４４との組み合わせが第１の集束グリッド対を形成し、第２のグリッド部材６４４と第３のグリッド部材６４５との組み合わせが第２の集束グリッド対を形成し、第３のグリッド部材６４５と第４のグリッド部材６４６との組み合わせが、第３の集束グリッド対を形成する。
【００３２】
図３Ｃに最もよく示されているように、第１のグリッド部材６４２及び第２のグリッド部材６４４は、それらの間に配置されたフィラメント５０４を含み、第２のグリッド部材６４４及び第３のグリッド部材は、それらの間に配置されたフィラメント６０４を含み、第３のグリッド部材６４５及び第４のグリッド部材６４６は、それらの間に配置されたフィラメント５０６を含む。集束グリッド６４０は、フィラメント５０４、５０６、６０４によって放出された電子を集束させるためにグリッド電圧を受け取るように構成し得る。特に、集束グリッド６４０は、電子ビームをビーム経路に垂直な一方向に集束させ、及び／またはそのビーム経路に垂直な同じ方向のビームを誘導し得る。グリッド部材６４２、６４４、６４５、及び６４６の電圧は、所与の寸法のビームを提供するように変調することができる。具体的には、各コイル状フィラメントの２つのグリッド部材間の電圧差を変調して、電子ビームの１つ以上の断面の寸法を変えることができる。
【００３３】
追加的または代替的に、集束構造は、第２の集束グリッド６２０を含むことができる。集束グリッド６２０は、フィラメント５０４、５０６、６０４の各々に対応する集束タブ対を含むことができる。集束グリッド６２０は、フィラメント５０４をその間に配置した第１のタブ５２２及び第２のタブ５２４で形成される第１のタブ対を含む。また、集束グリッド６２０は、フィラメント５０６をその間に配置した、第３のタブ５２６及び第４のタブ５２８で形成される第２のタブ対を含む。さらに、集束グリッド６２０は、フィラメント６０４をその間に配置した第５のタブ６４１及び第６のタブ６４２で形成される第３のタブ対を含む。
【００３４】
集束グリッド６２０は、フィラメント５０４、５０６、６０４によって放出された電子を集束させるためにグリッド電圧を受け取るように構成してもよい。集束タブ５２２、５２４、５２６、５２８、６４１及び６４２は、集束グリッド対を形成してもよく、電圧差を受けて、集束グリッド６４０に直交する方向に電子ビームを集束及び／または誘導してもよい。集束タブ５２２、５２４、５２６、５２８、６４１及び６４２の電圧は、所与の次元のビームを提供するように変調することができる。具体的には、各コイル状フィラメントの２つのタブ間の電圧差を変調して、電子ビームの１つ以上の断面の寸法を変化させることができる。他の構成では、集束タブ５２２、５２４、５２６、５２８、６４１、及び６４２は、集束及び／または誘導を静電的に提供するのではなく、対応する電子ビームに空間的制約を課すことができる。
【００３５】
いくつかの状況では、集束グリッド６２０及び／または集束グリッド６４０は、電子ビームがターゲット及び／または焦点に到達するのを防止するのに十分大きな電圧を供給することによって、電子ビームを「遮断」するために利用してもよい。したがって、集束グリッド６２０及び／または集束グリッド６４０は、フィラメント５０４、５０６、６０４から電子ビームを遮断することによって、Ｘ線管からのＸ線の放出を制御するために利用してもよい。
【００３６】
本明細書で説明される実施形態は、磁気、静電、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切な集束構造で実装されてもよい。説明された実施形態は、単一の静電集束グリッドまたは複数のグリッド構成（例えば、デュアルグリッド）を使用して実装されてもよい。図示の構成では、集束構造は２つの集束グリッド６２０、６４０を含むが、他の構成で、一方または他方のみが含まれてもよい。
【００３７】
２つのフィラメントが同時に動作してより大きな電子強度を有する焦点を作出する構成では、同一または類似の強度の焦点を生成する単一のフィラメント構成と比較した場合、電子ビームを集束及び／または誘導する集束構造を実装及び使用することが、より容易になり得る。特に、フィラメント双方からの電子が凝集するので、各フィラメントは、電子強度がより大きな焦点を作出するのに必要な電流及び／または電圧が少なくなる可能性がある。フィラメントは、より低い電流及び電圧レベルで動作することができるので、電子ビームを十分に集束及び／または誘導するための、集束グリッドにおいて必要な電圧がより低くなり得る。同様に、電子ビームを「遮断」するために必要な電圧をより低くすることができる。対照的に、より大きなフィラメントを使用するか、より高い電流または電圧をフィラメントに印加する構成では、電子ビームを集束及び／または誘導するためにより大きなグリッド電圧を必要とする場合がある。さらに、２つ以上の類似または同一のフィラメントが同時に動作する場合、単一のグリッド電圧を利用して、個々の電子ビーム各々を集束及び／または誘導することができる。対照的に、異なる大きさのフィラメントは、各々に別個のグリッド電圧を使用することが必要であることがある。
【００３８】
本明細書に記載の実施形態は、空間的、磁気的、静電的、またはそれらの組み合わせなど、任意の適切な集束構造で実装することができる。説明された実施形態は、単一の静電集束グリッドまたは複数のグリッド構成（例えば、デュアルグリッド）を利用して実装してもよい。他の構成では、実施形態は静電集束を含まなくてもよく、空間的及び／または磁気的などの他の適切な集束構造に依拠してもよい。図示の構成では、集束構造は２つの集束グリッドを含むが、他の構成で１つのみを含んでいてもよい。
【００３９】
図３Ｂに最も良く示されているように、陰極ヘッド６００は、電気的連結部５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃ、５３０ｄ、５３０ｅ、及び５３０ｆを含むことができる。電気的連結部５３０ａ〜ｆは、フィラメント５０４、５０６、６０４を連結するために陰極本体を通って延びることができる。電源は、電気的連結部５３０ａ〜ｆを介して、フィラメント５０４、フィラメント５０６、及びフィラメント６０４に電気的に連結され得る。特に、電気的連結部５３０ａ〜ｆは、フィラメント５０４、５０６、６０４を連結するために陰極本体５０２を通って延びることができる。フィラメント５０４、５０６、６０４の各々は、対応する一対の電気的連結部を含むことができる。例えば、電気的連結部５３０ａ及び５３０ｂはフィラメント５０４に対応でき、電気的連結部５３０ｃ及び５３０ｄはフィラメント５０６に対応でき、電気的連結部５３０ｅ及び５３０ｆはフィラメント６０４に対応できる。図示されていないが、集束構造を電気的に連結するために電気的連結部を設けてもよい。
【００４０】
電源は、電流をフィラメント５０４、５０６に同時に向けることができ、フィラメント５０４、５０６が、陽極の焦点またはターゲットに向けられる電子を同時に生成するようにする。いくつかの構成では、電源は、フィラメント５０４、５０６を実質的に同じ電流及び／または電圧レベルで動作させるように構成することができるが、他の構成を実装してもよい。フィラメント５０４、５０６は、所望の構成に応じて、直列または並列のいずれかの電源に連結することができる。電源はフィラメント５０４、５０６とは独立してフィラメント６０４に電流を向けることができ、フィラメント５０４、５０６が作動していないときにフィラメント６０４が電子を生成し、逆もまた同様であるようにする。いくつかの構成で、電源は、フィラメント６０４とは異なる電流及び／または電圧レベルでフィラメント５０４、５０６を動作させるように構成してもよい。
【００４１】
図示された構成は３本のフィラメント５０４、５０６、６０４を含むが、他の構成が任意の適切な数のフィラメントを含むことがある。例えば、いくつかの構成は、フィラメント６０４を含まない場合がある。他の構成が、同じ大きさまたは異なる大きさの３つ以上のフィラメントを含む場合もある。
【００４２】
開示の実施形態では、陰極組立体は、２つ以上のフィラメント（「エミッタ」または「電子エミッタ」と呼ばれることもある）を含むことができる。いくつかの構成では、複数フィラメントが同時に動作して、陽極の共通の焦点に電子ビームを向ける。したがって、このような構成は、陰極によって生成される電子の量を増加させるか、電子が陰極によって放出される速度を増大させることができる。これにより、陽極に当たる電子の数が増加し、それによって、Ｘ線管から発生して放出されるＸ線の量が増加する。Ｘ線管から放出されるＸ線が増加すると、Ｘ線イメージングに対する様々な利点が得られる。例えば、Ｘ線放射速度が増大することは、対象物または患者をより迅速に走査するために利用できる。別の例で、Ｘ線放射速度が増加することは、患者または対象物の透過の改善をもたらすために使用することができる。
【００４３】
他の実施形態は、電子の流れを誘導または集束させる構成を含むことができる。そのような特徴は、「集束」及び／または「誘導」構造と呼ぶことができる。電子ビームを集束することは、所望の焦点の形状及び大きさを提供することができ、誘導は、陽極ターゲットの焦点の位置を変えることができる。集束構造は、電界及び／または電子ビームへの空間的制限を課すことによって、フィラメントによって放出された電子ビームを集束及び／または誘導することができる。他の構成で、集束構造は、磁場を用いて集束及び／または誘導することができる。一部の状況で、集束構造は、陰極組立体の一部として、例えば陰極組立体の陰極ヘッドに設けられてもよい。
【００４４】
開示の実施形態では、陰極組立体は、発電機などの電源により駆動される。発電機は、フィラメント５０４、５０６、６０４の１つ以上に電流を供給する。さらに、発電機は、集束構造が電気的に駆動される構成において、集束構造に電力を供給することができる。発電機は、別の電源からの電圧をステップアップさせる高電圧発電機であってもよい。
【００４５】
様々な状況において、同一の複数フィラメント式陰極組立体は、所与の用途及び／または利用可能な設備の必要性に応じて異なる構成で使用できる。例えば、複数フィラメント式陰極組立体は、単一フィラメント構成（例えば、フィラメント６０４）または複数フィラメント構成（例えば、フィラメント５０４、５０６）のいずれかで使用することができる。本明細書で使用するような、「単一フィラメント構成」は、複数フィラメント式陰極組立体の単一のフィラメントが所与の瞬間に動作され、残りのフィラメントが動作されない構成を示す。本明細書で使用されるような、「複数フィラメント構成」は、複数フィラメント式陰極組立体の２つ以上のフィラメントが所与の瞬間に動作され、残りのフィラメントが動作されない構成を示す。
【００４６】
単一フィラメント構成の場合、複数フィラメント式陰極組立体は、複数フィラメント式陰極組立体のフィラメント５０４、５０６、６０４のいずれか１つが作動され得るように構成できる。したがって、複数フィラメント式陰極組立体は、各フィラメント５０４、５０６、６０４に対して個別の単一フィラメント構成を含むことができる。例えば、３つのフィラメントを有する複数フィラメント式陰極組立体は、各フィラメントを独立して動作させるものである３つの異なる単一フィラメント構成を含むことができる。
【００４７】
複数フィラメント構成の場合、フィラメント５０４、５０６、６０４のうちの２つ以上を直列または並列（「直列構成」または「並列構成」）のいずれかで動作させることができる。直列構成では、フィラメント５０４、５０６、６０４のうちの２つ以上が単一の経路に沿って接続されているので、各フィラメントには同じ電流が流れる。並列構成では、フィラメント５０４、５０６、６０４のうちの２つ以上が、各フィラメントに同じ電圧が印加されるように、連結されている。複数フィラメントを並列構成で動作させる場合、フィラメントにかかる電圧は同じであってもよいが、フィラメントの特性が同一ではない可能性があるため、各フィラメントを流れる電流は異なってもよい。例えば、２つのフィラメントの抵抗は、欠陥または製造上の許容誤差のために異なることがあり、そのことが２つのフィラメントを通って流れる電流の大きさに差異を引き起こす可能性がある。複数フィラメントを直列構成で動作させる場合、フィラメントを流れる電流の大きさは実質的に同じである。
【００４８】
複数フィラメント式陰極組立体の様々な構成により、発電機と陰極組立体の構成要素（すなわち、フィラメント、集束構造など）との間で異なる電気接続構成が必要となることがある。いくつかの実施形態では、所望の構成ごとに異なるＸ線管を設けることによって、異なる電気接続構成を実装することができる。そのような実施形態では、各Ｘ線管は、単一の構成のための必要な電気的連結を含む。しかし、これにより、複数フィラメント式陰極組立体の異なる構成の各々に対し、各々が異なる電気的連結をする、いくつかの異なるＸ線管を製造することが必要になり得る。異なる電気的構成に対し、いくつかの異なるＸ線管を製造すると、製造プロセスがさらに複雑になる可能性がある。追加的または代替的に、異なる電気的構成に対していくつかの異なるＸ線管を製造すると、顧客へのコストを増加させる可能性があり、及び／または顧客が異なる適用に対して異なる構成を実装できることへの制限が生じる可能性がある。
【００４９】
開示された実施形態は、複数フィラメント式陰極組立体を有する単一のＸ線管が、異なる構成及び動作モード、例えば、直列、並列、または単一フィラメントで駆動できるようにすることができる。したがって、異なる電気的構成を有する複合的な異なるＸ線管は、異なる構成の複数フィラメント式陰極組立体を動作させるために必要ではないことがある。
【００５０】
開示された実施形態は、Ｘ線管の内部に（またはいくつかの構成では、Ｘ線管の真空エンベロープ内に）電気的接続を有する構成を含むことができる。それは、発電機をＸ線管に電気的に連結する導電性カプラ（例えば、ケーブル）の構成に応じて、様々な構成（例えば、直列、並列、または単一のフィラメント）で、複数フィラメント式陰極組立体を駆動することを可能にする構成である。したがって、複数フィラメント式陰極組立体の構成は、発電機をＸ線管に電気的に連結する導電性カプラ（例えば、ケーブル）を単に変更することによって、直列、並列または単一フィラメントの構成の間で変更することができる。いくつかの状況では、各構成に対して専用の導電性カプラを設けることができ、所望の構成に応じて導電性カプラの１つを選択することができる。したがって、Ｘ線管の内部（またはＸ線管の真空エンベロープの内部）の電気的接続を変更して、複数フィラメント式陰極組立体を異なる構成で動作させる必要はない。
【００５１】
様々な異なる構成で使用できる単一のＸ線管を提供することは、複数の異なるＸ線管を製造する必要がないので、製造コストを低減することができる。さらに、すべての構成で同じＸ線管が使用され、その動作モードは、使用される導電性カプラ（ケーブル）のみに依拠する。また、開示された実施形態は、異なる構成に対して異なるＸ線管を購入する必要がないので、顧客に対するコストを低減することができる。さらに、顧客はＸ線管の構成を柔軟に選択できる。
【００５２】
開示される実施形態は、導電性カプラを単に切り替えることによって、使用するフィラメントの選択を可能にすることができる。例えば、第１のフィラメントを動作させるために１つの導電性カプラを使用しても、第２のフィラメントを動作させるために第２の導電性カプラを使用しても、第３のフィラメントを動作させるために第３の導電性カプラを使用しても、その他（Ｘ線管に含まれるフィラメントの数による）であってもよい。導電性カプラの各々は、フィラメントの１つを発電機に電気的に連結する異なる電気的接続を含み、それによってフィラメントを動作させる電力を供給することができる。好適には、フィラメントのうちの１つがもはや動作可能でない場合、陰極組立体は、１つ以上の残ったフィラメントで動作するように構成され、それによって陰極組立体（及びＸ線管）の寿命を延ばすことができる。
【００５３】
さらに、開示された実施形態は、既存の発電機と適合性があってもよい。例えば、開示された実施形態は、所与の発電機と共に使用するための適切な導電性カプラを選択することによって、単に既存の発電機を複数フィラメント式陰極組立体に連結できるようにすることが可能である。
【００５４】
したがって、開示された実施形態は、Ｘ線管の内部（またはＸ線管の真空エンベロープの内部）の電気的接続のための構成を含むことができる。追加的または代替的に、開示された実施形態は、Ｘ線管を発電機（Ｘ線管の外側またはＸ線管の真空エンベロープの外側）に電気的に連結するように構成された導電性カプラを含むことができる。より詳細には、導電性カプラは、Ｘ線管の陰極ヘッドまたは陰極組立体を発電機に連結するように構成してもよい。
【００５５】
複数フィラメントを有する陰極組立体に関する追加の詳細は、「ＣＡＴＨＯＤＥ  ＨＥＡＤ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＦＩＬＡＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＥＭＩＳＳＩＯＮ  ＦＯＣＡＬ  ＳＰＯＴ」と題する米国仮特許出願第６２／４５１０５１号、及び「ＣＡＴＨＯＤＥ  ＨＥＡＤ  ＷＩＴＨ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＦＩＬＡＭＥＮＴＳ  ＦＯＲ  ＨＩＧＨ  ＥＭＩＳＳＩＯＮ  ＦＯＣＡＬ  ＳＰＯＴ」と題する特許出願第１５／７１７２９８号が開示されており、これらは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。参照された出願に記載されている任意の適切な態様が、本開示の実施形態において実装されてもよい。
【００５６】
上述したように、複数フィラメント式陰極組立体の異なる構成は、発電機と陰極組立体の構成要素（すなわち、フィラメント、集束構造など）との間に異なる電気接続構成を必要とすることがある。図４は、複数フィラメント式陰極組立体を有する単一のＸ線管を、直列、並列または単一フィラメントなどの異なる構成で駆動することを可能にし得る例示的な電気接続構成を示す。いくつかの実施形態では、電気接続構成は、Ｘ線管内及び／またはＸ線管の真空エンベロープ内に配置することができる（例えば、図１Ｃ及び真空エンベロープの上記説明を参照）。
【００５７】
図４は、例示的な陰極組立体８００の図である。陰極組立体８００は、図１Ａ〜図１Ｃ及び図２の陰極組立体１１０に概ね対応することができ、本明細書に記載される適切な態様は、Ｘ線管１００に実装することができる。
【００５８】
陰極組立体８００は、陰極ヘッド８０２を含むことができ、陰極ヘッド８０２は、線８０７の上にある対象によって表すことができる。陰極ヘッド８０２は、概して、図１Ｃ及び図２の陰極ヘッド１１５または図３Ａ〜図３Ｃの陰極ヘッド６００に対応することができる。陰極組立体８００はさらに、線８０５の上方かつ線８０７の下方の対象によって表すことができるレセプタクル８０４を含むことができる。レセプタクル８０４は、概して、図２の陰極組立体１１０の一部に対応することができ、底部２６０、中間部２６２、及び／または頂部２８０の少なくとも一部分を含む。
【００５９】
陰極ヘッド８０２は、電子エミッタ８０３を含むことができる。電子エミッタ８０３は、概して、図３Ａ〜図３Ｃのフィラメント５０４に対応することができる。電子エミッタ８０３は、接続位置８０８及び接続位置８１０を含むことができる。いくつかの実施形態では、接続位置８０８及び接続位置８１０は、接続位置８０８及び接続位置８１０が高電圧源及び／または電気共通部に連結され得るように、陰極ヘッド８０２から延びることができる。いくつかの構成では、接続位置８０８と接続位置８１０との間に高電圧差が作出され、上述したように電子エミッタ８０３が熱電子放出によって電子を生成するように、接続位置８０８及び接続位置８１０は、高電圧源及び低電圧源（例えば、電気共通部）に連結されてもよい。本明細書で使用されているように、図面を簡略化するために、電気共通部はまた高電圧源よりも低い低電圧源も含む。電子を生成するために、本明細書に記載される電子エミッタ８０３及び他の電子エミッタを動作させることは、電子エミッタを「駆動する」または「実行する」と称することができる。
【００６０】
さらに、陰極ヘッド８０２は、電子エミッタ８１２を含むことができる。電子エミッタ８１２は、電子エミッタ８０３に概ね類似していてもよく、及び／または図３Ａ〜図３Ｃのフィラメント５０６に対応してもよい。電子エミッタ８１２は、接続位置８１４及び接続位置８１６を含むことができる。接続位置８１４及び接続位置８１６は、概して、電子エミッタ８０３の接続位置８０８及び接続位置８１０各々に類似し得る。いくつかの構成で、電子エミッタ８０６及び電子エミッタ８１２が実質的に同じ大きさであってもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、接続位置８１４及び接続位置８１６は、陰極ヘッド８０２から延びている場合があり、接続位置８１４及び接続位置８１６が高電圧源及び／または電気共通部に接続されてもよい。いくつかの構成では、接続位置８１４と接続位置８１６は、高電圧源と電気共通部に接続する場合があり、接続位置８１４と接続位置８１６との間に高電圧差が作出され、電子エミッタ８１２が熱電子放出によって電子を生成するようにする。
【００６２】
いくつかの構成では、接続位置８０８、８１０、８１４及び／または８１６は電気リードであってもよい。さらに、いくつかの構成で、接続位置８０８、８１０、８１４及び／または８１６が、電子エミッタ８０３、８１２の一部であってもよい。例えば、電子エミッタ８０３、８１２がコイル状フィラメントである場合、接続位置８０８、８１０、８１４及び８１６は、電子エミッタ８０３、８１２のコイルではない部分を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、レセプタクル８０４は、セラミックレセプタクル８０４を含むことができる。例えば、レセプタクル８０４は、電気及び／または断熱のためのセラミックを含むことができる。追加的または代替的に、レセプタクル８０４は、陰極組立体８００のハウジングまたは本体によって少なくとも部分的に画定されてもよい。
【００６３】
本明細書で使用されるように、電気的に連結されるということは、構成要素間の電気的通信を促進するように連結された構成要素を記述することができる。いくつかの例で、電気的に連結された対象は、導電性材料で接続しているのでもよい。
【００６４】
陰極組立体８００は、電子エミッタ８０３の接続位置８０８に電気的に連結されたコネクタ８１８を含むことができる。陰極組立体８００は、電子エミッタ８０３の接続位置８１０及び電子エミッタ８１２の接続位置８１４に電気的に連結されるコネクタ８２０を含み得る。したがって、例えば接続位置８１０及び接続位置８１４は、電気的に連結することができる。図示している構成では、接続位置８１０及び接続位置８１４はレセプタクル８０４で連結されるが、他の構成で、接続位置８１０、８１４は陰極ヘッド８０２または陰極組立体８００の他の位置で連結されてもよい。
【００６５】
陰極組立体８００は、電子エミッタ８１２の接続位置８１６と電気的に連結されたコネクタ８２２を含むことができる。図示のように、コネクタ８１８、８２０、及び８２２は、レセプタクル８０４と関連している。しかし、他の構成では、コネクタ８１８、８２０、及び８２２は、陰極組立体８００の任意の適切な部分に配置することができる。
【００６６】
図４に示す陰極組立体８００の構成要素は、概して、Ｘ線管の一部として含まれてもよい。例えば、陰極組立体８００は、部分的にまたは全体的に、Ｘ線管の内部に含まれていてもよい。別の例では、陰極組立体８００は、部分的にまたは全体的に、Ｘ線管の真空エンベロープの内部に含まれていてもよい。いくつかの構成では、コネクタ８１８、８２０、及び／または８２２（例えば、第１、第２及び第３のコネクタ）は、Ｘ線管の内部の構成要素をＸ線管の外部の構成要素に電気的に連結できるよう構成してもよい。したがって、コネクタ８１８、８２０及び／または８２２は、Ｘ線管の内部からＸ線管の外部に延在することができる。例えば、コネクタ８１８、８２０及び／または８２２は、Ｘ線管の本体、レセプタクル、または真空エンベロープの内部から、本体、レセプタクル、または真空エンベロープの外部に延在することができる。別の例で、コネクタ８１８、８２０及び／または８２２は、Ｘ線管の陰極組立体の内部からＸ線管の陰極組立体の外部に延在することができる。
【００６７】
以下でさらに詳細に説明するように、陰極組立体８００の構成によって、複数電子エミッタ８０３及び８１２を、直列、並列または単一フィラメントなどの異なる構成で駆動させることができる。さらに、陰極組立体８００の構成により、陰極組立体８００またはＸ線管を何ら変更することなく、複数電子エミッタ８０３及び８１２を異なる構成で駆動できるようにすることが可能である。
【００６８】
図５は、陰極組立体８００の例示的な電気接続構成９００の図である。図示のように、構成９００は、図４に関して説明したように陰極組立体８００を含むことができる。構成９００は、陰極組立体８００の電子エミッタ８０３及び８１２を並列（すなわち、並列構成）で動作するよう実装できる。
【００６９】
構成９００は、線８５３の下に表すことができる発電機８５４を含むことができる。発電機８５４は、第１の発電機コネクタ８５６及び第２の発電機コネクタ８５８を含むことができる。いくつかの構成では、コネクタ８５６は、高電圧源に関連付けられてもよく、コネクタ８５８は、電気共通部に関連付けられてもよい。特に、コネクタ８５６は高電圧源を提供することができ、コネクタ８５８は電気共通部を提供することができるが、他の構成を実装することもできる。
【００７０】
導電性カプラ９０２は、発電機８５４と陰極組立体８００との間に延在することができる。導電性カプラ９０２は、線８５３の上方かつ線８０５の下方の対象によって表すことができる。導電性カプラ９０２は、発電機８５４と陰極組立体８００を電気的に連結するように構成することができる。
【００７１】
特に、導電性カプラ９０２は、発電機８５４のコネクタ８５６をレセプタクル８０４のコネクタ８２０に電気的に連結するように構成することができる。さらに、導電性カプラ９０２は、発電機８５４のコネクタ８５８をレセプタクル８０４のコネクタ８１８、８２２に電気的に連結するように構成することができる。図示のように、導電性カプラ９０２は、第１のカプラ９０４と、第２のカプラ９０６と、第３のカプラ９０８とを含む。カプラ９０４は、コネクタ８５６とコネクタ８２０との間に延在し、コネクタ８５６とコネクタ８２０とを電気的に連結する。カプラ９０６は、コネクタ８５８とコネクタ８１８との間に延在し、コネクタ８５８とコネクタ８１８とを電気的に連結する。カプラ９０８は、コネクタ８５８とコネクタ８２２との間に延在し、コネクタ８５８とコネクタ８２２とを電気的に連結する。図示のように、いくつかの構成で、カプラ９０６をカプラ９０８に連結する場合がある。そのような構成では、カプラ９０６は、カプラ９０８を介してコネクタ８１８、８５８を連結するが、他の適切な構成を実装することもできる。
【００７２】
図示している構成では、コネクタ８５６からの高電圧源を接続位置８１０及び接続位置８１４に供給することができる。コネクタ８５８からの電気共通部は、接続位置８０８及び接続位置８１６に電気的に連結される。動作時には、電子エミッタ８０３が電子を生成するように接続位置８０８と接続位置８１０との間に高電圧差が作出され、電子エミッタ８１２が電子を生成するように接続位置８１４と接続位置８１６との間に高電圧差が作出される。図示しているように、電子エミッタ８０３、８１２は、並列の電気的構成で発電機８５４に電気的に連結される。
【００７３】
図６は、陰極組立体８００の例示的な電気接続構成９１０の図である。図示のように、構成９１０は、図４及び図５に関して記載しているように、陰極組立体８００及び発電機８５４を含み得る。構成９１０は、陰極組立体８００の電子エミッタ８０３及び８１２を直列に（すなわち、直列構成に）動作させるように実装することができる。
【００７４】
構成９１０は、コネクタ８５６をコネクタ８１８と電気的に連結するように構成された導電性カプラ９１２を含むことができる。さらに、導電性カプラ９１２は、コネクタ８５８をコネクタ８２２に電気的に連結するように構成できる。図示の構成では、導電性カプラ９１２は、レセプタクル８０４のコネクタ８２０を発電機８５４に直接連結していない。
【００７５】
図示のように、導電性カプラ９１２は、第１のカプラ９１４及び第２のカプラ９１６を含む。カプラ９１４は、コネクタ８５６とコネクタ８１８との間に延在し、コネクタ８５６とコネクタ８１８とを電気的に連結する。カプラ９１６は、コネクタ８５８とコネクタ８２２との間に延在し、コネクタ８５８とコネクタ８２２とを電気的に連結する。接続位置８１０と接続位置８１４は、コネクタ８２０を介して互いに連結される。
【００７６】
図示の構成では、コネクタ８５６からの高電圧源を接続位置８０８に提供することができる。コネクタ８５８からの電気共通部は、接続位置８１６に電気的に連結される。動作中、高電圧差が接続位置８０８と接続位置８１６の間で作出される。高電圧差が、電子エミッタ８０３、８１２の両方を介して作出され、電子エミッタ８０３、８１２が電子を生成する。図示のように、電子エミッタ８０３、８１２は、直列の電気的構成で発電機８５４に電気的に連結されている。好適には、電子エミッタ８０３、８１２が直列構成で動作するとき、両方の電子エミッタ８０３、８１２を通って流れる電流は実質的に同じであってもよい。
【００７７】
図７は、陰極組立体８００の例示的な電気接続構成９２０の図である。図示のように、構成９２０は、図４及び図５に関して記載しているように、陰極組立体８００及び発電機８５４を含み得る。構成９２０は、電子エミッタ８０３及び８１２のうちの単一のもの、具体的には電子エミッタ８０３（すなわち、単一のフィラメント構成）を動作させるように実装されてもよい。
【００７８】
構成９２０は、コネクタ８５６をコネクタ８１８に電気的に連結するように構成された導電性カプラ９２２を含むことができる。さらに、コネクタ８５８をコネクタ８２０、８２２に電気的に連結するように導電性カプラ９２２を構成することができる。
【００７９】
図示のように、導電性カプラ９２２は、第１のカプラ９２４と、第２のカプラ９２６と、第３のカプラ９２８とを含む。カプラ９２４は、コネクタ８５６とコネクタ８１８との間に延在し、コネクタ８５６とコネクタ８１８とを電気的に連結する。カプラ９２６は、コネクタ８５８とコネクタ８２０との間に延在し、コネクタ８５８とコネクタ８２０とを電気的に連結する。カプラ９２８は、コネクタ８５８とコネクタ８２２との間に延在し、コネクタ８５８とコネクタ８２２とを電気的に連結する。図示のように、いくつかの構成で、カプラ９２６は、カプラ９２８に連結されてもよい。このような構成で、カプラ９２６はカプラ９２８を介してコネクタ８２０、８５８に連結されているが、他の適切な構成を実装してもよい。
【００８０】
図示している構成では、発電機８５４のコネクタ８５６からの高電圧源を接続位置８０８に提供することができる。コネクタ８５８からの電気共通部は、接続位置８１０及び接続位置８１４、８１６双方に電気的に連結される。このような構成では、電子エミッタ８１２は短絡する。動作中、電子エミッタ８０３が電子を生成するように、接続位置８０８、８１０の間に高電圧差が作出される。しかし、電子エミッタ８１２は短絡し、動作しない。
【００８１】
図示のように、電子エミッタ８１２が短絡し、電子エミッタ８０３が動作しているが、他の構成を実装して、電子エミッタ８０３が動作せず電子エミッタ８１２が動作するようにすることもできる。
【００８２】
図８は、陰極組立体８０１用の例示的な電気接続構成９３０の図である。陰極組立体８０１は、陰極組立体８００に関して上述した態様を含む。さらに、陰極組立体８０１は、第３のエミッタ８６０と、陰極ヘッド８０２に配置された集束構造８６２とを含む。
【００８３】
電子エミッタ８６０は、電子エミッタ８０３、８１２と概ね類似していてもよく、及び／または図３Ａ〜図３Ｃのフィラメント６０４に対応してもよい。電子エミッタ８６０は、接続位置８６４と接続位置８６６とを含み得る。図示のように、接続位置８６４は、接続位置８１６に近接しているか、接続位置８１６と実質的に同じ位置にある。いくつかの構成で、電子エミッタ８１２及び電子エミッタ８６０は接続位置を共有することがある。他の構成で、電子エミッタ８１２の接続位置８１６は電子エミッタ８６０の接続位置８６４と電気的に連結することがある。
【００８４】
図示のように、電子エミッタ８０３及び８１２は、実質的に同じ大きさであってもよいが、一方で電子エミッタ８６０は電子エミッタ８０３、８１２よりも小さい。ただし、他の構成が実装されてもよい。電子エミッタ８６０は、電子エミッタ８０３及び／または電子エミッタ８１２よりも小さい少なくとも１つの寸法を含むことができる。例えば、電子エミッタ８６０は、全体の長さ、コイルの長さ、フィラメントの直径、コイルの直径、または電子エミッタ８０３及び／または電子エミッタ８１２の対応する寸法よりも小さい他の寸法を含み得る。
【００８５】
集束構造８６２は、集束グリッド６２０及び／または図３Ａ〜図３Ｃに関して説明した集束グリッドを有する集束構造に概ね類似していてもよい。いくつかの構成では、集束構造８６２は、電子エミッタ８０３、８１２、８６０の１つ以上を少なくとも部分的に取り囲む集束グリッドを含むことができ、電界及び／または電子ビームへの空間的制限を課すことによって、電子エミッタ８０３、８１２、８６０により放射される電子ビームを誘導及び／または集束するように構成される。いくつかの構成では、集束グリッドは、電子エミッタ８０３、８１２、８６０の３つすべてによって放射された電子ビームを誘導及び／または集束するように実装されてもよいが、他の構成を実装することもできる。集束構造８６２は、接続位置８６８を含むことができる。
【００８６】
陰極組立体８０１は、接続位置８６６と電気的に連結されたコネクタ８７０（例えば、第４のコネクタ）を含むことができる。陰極組立体８０１のコネクタ８２２は、接続位置８６４と電気的に連結され得る。陰極組立体８０１は、集束構造８６２の接続位置８６８と電気的に連結されるコネクタ８７２を含み得る。例示的な構成では、接続位置８１６及び接続位置８６４が陰極ヘッド８０２に連結されているが、他の構成では、接続位置８１６、８６４は、レセプタクル８０４または他の位置で連結できる。図示のように、コネクタ８７０、８７２はレセプタクル８０４と関連している。しかし、他の構成では、コネクタ８７０、８７２は陰極組立体８０１の任意の適切な部分に配置されてもよい。
【００８７】
図８に示す陰極組立体８０１の構成要素は、概して、Ｘ線管の一部として含まれていてもよい。例えば、陰極組立体８０１は、部分的にまたは全体的に、Ｘ線管の内部に含まれてもよい。別の例では、陰極組立体８０１は、部分的にまたは全体的に、Ｘ線管の真空エンベロープの内部に含まれていてもよい。
【００８８】
いくつかの構成では、接続位置８６４、８６６及び／または８６８は電気リードであってもよい。さらに、いくつかの構成では、接続位置８６４及び／または８６６は、電子エミッタ８６０の一部であってもよい。例えば、電子エミッタ８６０がコイル状フィラメントである場合、接続位置８６４及び／または８６６は、電子エミッタ８６０のコイルではない部分を含み得る。いくつかの構成では、電子エミッタ８１２及び電子エミッタ８６０は、各々の電気リードの少なくとも一部を共有することができる。他の構成では、電子エミッタ８１２、８９０の電気リードを互いに連結することができる。
【００８９】
いくつかの構成では、コネクタ８７０及び／または８７２は、Ｘ線管の内部の構成要素がＸ線管の外部の構成要素に電気的に連結されることを可能にするように構成できる。したがって、コネクタ８７０及び／または８７２は、Ｘ線管の内部からＸ線管の外部に延在することができる。例えば、コネクタ８７０及び／または８７２は、Ｘ線管の本体、レセプタクル、または真空エンベロープの内部から、本体、レセプタクル、または真空エンベロープの外部に延びることができる。別の例では、コネクタ８７０及び／または８７２は、Ｘ線管の陰極組立体の内部からＸ線管の陰極組立体の外部に延在することができる。
【００９０】
構成９３０は、概して、図５の構成９００に関して上述した特徴を含む。さらに、構成９３０は、第３のエミッタ８６０及び集束構造８６２に関連する構成要素を含む。構成９３０は、上述したような発電機８５４を含む。さらに、発電機８５４は、第３の発電機コネクタ８７４を含むことができる。いくつかの構成では、コネクタ８７４は、第２の高電圧源と関連することができる。特に、コネクタ８７４は、フィラメント８６０を駆動するように構成される高電圧源を提供することができる。いくつかの構成では、コネクタ８７４に供給される電圧は、コネクタ８５６に供給される電圧とは異なる場合がある。
【００９１】
導電性カプラ９３２は、コネクタ８５６をコネクタ８２０に電気的に連結するように構成することができる。さらに、導電性カプラ９３２は、コネクタ８５８をコネクタ８１８、８２２、及び８７２に電気的に連結するように構成することができる。さらに導電性カプラ９３２は、発電機８５４のコネクタ８７４をレセプタクル８０４のコネクタ８７０と電気的に連結するように構成することができる。
【００９２】
図示のように、導電性カプラ９３２は、第１のカプラ９０４と、第２のカプラ９０８と、第３のカプラ９３７と、第４のカプラ９０６と、第５のカプラ９３９とを含む。カプラ９０４は、コネクタ８５６とコネクタ８２０との間に延在し、コネクタ８５６とコネクタ８２０とを電気的に連結する。カプラ９０８は、コネクタ８５８とコネクタ８２２との間に延在し、コネクタ８５８とコネクタ８２２とを電気的に連結する。カプラ９３７は、コネクタ８７４とコネクタ８７０との間に延在し、コネクタ８７４とコネクタ８７０とを電気的に連結する。カプラ９０６は、カプラ９０８を介してコネクタ８１８とコネクタ８５８との間に延在し、コネクタ８１８とコネクタ８５８とを電気的に連結する。カプラ９３９は、カプラ９０８を介してコネクタ８７２とコネクタ８５８との間に延在し、コネクタ８７２とコネクタ８５８とを電気的に連結する。
【００９３】
図示している構成では、コネクタ８５６からの高電圧源は、接続位置８１０及び接続位置８１４に提供されてもよい。コネクタ８７４からの高電圧源は、接続位置８６６に提供されてもよい。コネクタ８５８からの電気共通部は、接続位置８０８、接続位置８１６、接続位置８６４、及び接続位置８６６に電気的に連結される。
【００９４】
動作中、電子エミッタ８０３が電子を生成するように、接続位置８０８と接続位置８１０との間に高電圧差が作出される。電子エミッタ８１２が電子を生成するように、接続位置８１４と接続位置８１６との間に高電圧差が作出される。電子エミッタ８６０が電子を生成するように、接続位置８６６と接続位置８６４との間に高電圧差が作出される。集束構造８６２は、電気共通部に電気的に連結され、したがって動作しない。図示のように、電子エミッタ８０３、８１２は、並列の電気的構成で発電機８５４に電気的に連結される。
【００９５】
いくつかの構成では、発電機８５４は、電子エミッタ８６０を電子エミッタ８０３、８１２とは異なる時間動作するように構成することができる。例えば、発電機８５４は、コネクタ８７４に電圧を供給するのとは異なる時間にコネクタ８５６に電圧を供給するように構成することができる。他の構成では、発電機８５４は、３つの電子エミッタ８０３、８１２、８６０のすべてを同時に動作させることができる。
【００９６】
図９は、陰極組立体８０１用の例示的な電気接続構成９４０の図である。図示のように、構成９４０は、図８の構成９３０に関して上述した特徴を含む。しかし、構成９４０は、電子エミッタ８０３、８１２、８６０に加えて、集束構造８６２を動作するよう構成される。したがって、構成９４０は、集束構造８６２及び電子エミッタ８０３、８１２、８６０を動作させるように構成された導電性カプラ９４２を含む。この構成で、発電機８５４は、第４の発電機コネクタ８７６を含む。コネクタ８７６は、集束構造８６２が電子エミッタ８０３、８１２、８６０からの１つ以上の電子ビームを集束及び／または誘導するようにグリッド電圧を供給するように構成してもよい。
【００９７】
導電性カプラ９４２は、図８の導電性カプラ９３２に関して上述したように、カプラ９０４、９０８、９３７、９０６を含む。しかし、カプラ９３９の代わりに、導電性カプラ９４２は、カプラ９４４を含み、これはコネクタ８７６とコネクタ８７２との間に延在し、コネクタ８７６とコネクタ８７２とを電気的に連結する。したがって、導電性カプラ９４２は、コネクタ８７６をコネクタ８７２と電気的に連結するように構成される。
【００９８】
構成９４０は、構成９３０に関して上述したように、電子エミッタ８０３、８１２、８６０を動作させる。さらに、構成９４０は、コネクタ８７６から接続位置８６６に電圧を供給することによって集束構造８６２を動作させる。
【００９９】
図１０は、陰極組立体８０１用の例示的な電気接続構成９５０の図である。図示のように、構成９５０は、図９の構成９４０に関して上述した特徴を含む。しかし、構成９５０は、電子エミッタ８０３及び８１２を並列ではなく直列で動作させる導電性カプラ９５２を含む。
【０１００】
特に、導電性カプラ９５２は、コネクタ８５６をコネクタ８１８に電気的に連結するように構成される。さらに、導電性カプラ９５２は、コネクタ８５８をコネクタ８２２に電気的に連結するように構成される。図示の構成では、導電性カプラ９５２は、レセプタクル８０４のコネクタ８２０を発電機８５４に直接的に連結しない。導電性カプラ９５２はまた、コネクタ８７４をコネクタ８７０に電気的に連結するように構成されている。導電性カプラ９５２はまた、コネクタ８７６をコネクタ８７２と電気的に連結するように構成されている。
【０１０１】
図示のように、導電性カプラ９５２は、第１のカプラ９１４、第２のカプラ９１６、第３のカプラ９３７、及び第４のカプラ９４４を含む。カプラ９１４は、コネクタ８５６とコネクタ８１８との間に延在し、コネクタ８５６とコネクタ８１８とを電気的に連結する。カプラ９１６は、コネクタ８５８とコネクタ８２２との間に延在し、コネクタ８５８とコネクタ８２２とを電気的に連結する。カプラ９３７は、コネクタ８７４とコネクタ８７０との間に延在し、コネクタ８７４とコネクタ８７０とを電気的に連結する。カプラ９４４は、コネクタ８７６とコネクタ８７２との間に延在し、コネクタ８７６とコネクタ８７２とを電気的に連結する。接続位置８１０及び接続位置８１４は、コネクタ８２０を介して互いに連結される。
【０１０２】
動作中、図６に関して説明したように、電子エミッタ８０３及び８１２は直列で動作する。電子エミッタ８６０は、図８で上述したように動作し、集束構造８６２は、図９で説明したように動作する。他の構成では、集束構造８６２は、図８に示すように発電機８５４の電気共通部に集束構造８６２を連結することによって、使用不能にすることができる。
【０１０３】
図１１は、陰極組立体８０１用の例示的な電気接続構成９６０の図である。図示のように、構成９６０は、図９の構成９５０に関して上述した特徴を含む。しかし、構成９６０は、電子エミッタ８０３及び電子エミッタ８６０を動作させるが、電子エミッタ８１２は動作させない導電性カプラ９６２を含む。さらに、構成９６０では、集束構造８６２は動作しない。したがって、図示している構成では、第４の発電機コネクタ８７６は、発電機８５４に含まれていない場合があるため図示していない。
【０１０４】
特に、導電性カプラ９６２は、コネクタ８５６をコネクタ８１８に電気的に連結するように構成される。さらに、導電性カプラ９６２は、コネクタ８５８をコネクタ８２０、８２２、８７２と電気的に連結するように構成される。さらに、導電性カプラ９６２は、コネクタ８７４をコネクタ８７０と電気的に連結するように構成される。
【０１０５】
図示のように、導電性カプラ９６２は、第１のカプラ９２４、第２のカプラ９２６、第３のカプラ９３９、及び第４のカプラ９０８、及び第５のカプラ９３７を含む。カプラ９２４は、コネクタ８５６とコネクタ８１８との間に延在し、コネクタ８５６とコネクタ８１８とを電気的に連結する。カプラ９０８は、コネクタ８５６とコネクタ８２２との間に延在し、コネクタ８５６とコネクタ８２２とを電気的に連結する。カプラ９２６は、コネクタ８５８とコネクタ８２０との間に延在し、カプラ９０８を介してコネクタ８５８とコネクタ８２０とを電気的に連結する。カプラ９３９は、コネクタ８５８とコネクタ８７２との間に延在し、カプラ９０８を介してコネクタ８５８とコネクタ８７２とを電気的に連結する。カプラ９３７は、コネクタ８７４とコネクタ８７０との間に延在し、コネクタ８７４とコネクタ８７０とを電気的に連結する。
【０１０６】
図示している構成では、電子エミッタ８１２は短絡し（これが両側の電気共通部に連結されているため）、電子エミッタ８０３は図７と同様に動作する。電子エミッタ８６０は図８に関して説明したように動作する。集束構造８６２は、図８に関して説明したように、電気共通部に電気的に連結され、したがって動作しない。いくつかの構成では、発電機８５４は、電子エミッタ８６０を電子エミッタ８０３とは異なる時間動作するよう構成できる。例えば、発電機８５４は、コネクタ８７４に電圧を供給するのとは異なる時間にコネクタ８５６に電圧を供給するように構成することができる。他の構成では、発電機８５４は電子エミッタ８０３、８６０を同時に動作させることができる。集束構造８６２は、構成９６０では作動しないが、集束構造８６２は、図１０に示すように、グリッド電圧を供給するように発電機８５６に電気的に連結することによって有効にすることができる。
【０１０７】
いくつかの構成では、導電性カプラ９０２、９１２、９２２、９３２、９４２、９５２は、発電機８５６と陰極組立体８００、８０１との間に延在する１つ以上の電気ケーブルまたはコードとして実装されてもよい。例えば、導電性カプラは、Ｘ線管を動作させるのに必要な電圧を扱うように設計された高電圧ケーブルであってもよい。一例では、高電圧ケーブルは、少なくとも１キロボルト（ｋＶ）の高い電圧差を提供することができる。別の例では、高電圧ケーブルは、少なくとも１０ｋＶの高い電圧差を提供することができる。これら及び他の実施形態では、高電圧ケーブルの端部は、導電性カプラをレセプタクル８０４及び発電機８５４のコネクタの構成と整列させる連結構造を含み得る。他の構成では、導電性カプラは、発電機８５６と陰極組立体８００、８０１を本明細書で説明するように連結するのに適した任意のカプラであってもよい。
【０１０８】
いくつかの構成では、図４〜図１１の線８０５上方の対象は、概して、Ｘ線管の一部として含まれてもよい。例えば、陰極組立体８００、８０１は、部分的にまたは全体的に、Ｘ線管の内部に含まれてもよい。別の例では、陰極組立体８００、８０１は、部分的にまたは全体的に、Ｘ線管の真空エンベロープの内部に含まれていてもよい。さらに、図４〜図１１の線８０５下方の対象は、Ｘ線管の外側にあってもよい。例えば、発電機８５４及び導電性カプラ９０２、９１２、９２２、９３２、９４２、９５２は、Ｘ線管の外側にあってもよい。別の例では、発電機８５４及び導電性カプラ９０２、９１２、９２２、９３２、９４２、９５２は、Ｘ線管の真空エンベロープの外側に含まれてもよい。他の構成では、導電性カプラ９０２、９１２、９２２、９３２、９４２、９５２は、Ｘ線管または真空エンベロープ内に延在することができる。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、Ｘ線イメージングシステムは、第１の電子エミッタ、第２の電子エミッタ、及び／または第３の電子エミッタを備えた陰極ヘッドまたは陰極組立体を含むことができる。第１の電子エミッタは、第１の接続位置及び第２の接続位置を含むことができる。第２の電子エミッタは、第３の接続位置及び第４の接続位置を含むことができる。第３の接続位置は、第１の電子エミッタの第２の接続位置と電気的に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の電子エミッタ及び第２の電子エミッタは、実質的に同じ大きさを有してもよい。第３の電子エミッタは、第５の接続位置及び第６の接続位置を含むことができる。いくつかの実施形態では、第３の電子エミッタは、第１の電子エミッタまたは第２の電子エミッタの対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を含むことができる。Ｘ線イメージングシステムは、集束構造を含むことができる。
【０１１０】
陰極組立体は、第１の電子エミッタの第１の接続位置に電気的に連結された第１の陰極コネクタを含むことができる。陰極組立体は、第１の電子エミッタの第２の接続位置及び第２の電子エミッタの第３の接続位置と電気的に連結された第２の陰極コネクタを含むことができる。陰極組立体は、第２の電子エミッタの第４の接続位置及び第３の電子エミッタの第５の接続位置に電気的に連結された第３の陰極コネクタを含むことができる。陰極組立体は、第３の電子エミッタの第６の接続位置に電気的に連結された第４の陰極コネクタを含むことができる。陰極組立体は、集束構造と電気的に連結された第５の陰極コネクタを含むことができる。
【０１１１】
Ｘ線イメージングシステムは、第１の発電機コネクタ、第２の発電機、及び第３の発電機コネクタを有する発電機を含むことができる。第１の発電機コネクタは、第１の電源と電気的に連結されてもよい。第２の発電機コネクタは、電気共通部に電気的に連結されてもよい。第３の発電機コネクタは、第２の電源と電気的に連結されてもよい。
【０１１２】
Ｘ線イメージングシステムは、第１、第２、第３及び第４の陰極コネクタを第１、第２、及び第３の発電機コネクタに電気的に連結するように構成された導電性カプラを含むことができる。導電性カプラの構成に基づいて、第３の電子エミッタは、動作するように構成されてもよく、また以下の少なくとも１つである：第１の電子エミッタ及び第２の電子エミッタは、並列で動作するように構成されてもよく、第１の電子エミッタ及び第２の電子エミッタは直列で動作するように構成されてもよく、第１の電子エミッタは動作するように構成されてもよく第２の電子エミッタは動作するように構成されず、第１の電子エミッタは動作しないように構成されてもよく第２の電子エミッタは動作するように構成されてもよい。
【０１１３】
いくつかの構成では、発電機は、第３の電源に電気的に連結された第４の発電機コネクタをさらに含むことができ、導電性カプラは、第５の陰極コネクタを、第２の発電機コネクタ及び第４の発電機コネクタの少なくとも１つに電気的に連結するようにさらに構成してもよい。
【０１１４】
１つの例示的な実施形態では、Ｘ線管（１００）の陰極組立体（１１０、８００）は、陰極ヘッド（１１５、６００）を含むことができる。陰極ヘッド（１１５、６００）は、第１の接続位置（８０８）と第２の接続位置（８１０）とを有する第１の電子エミッタ（５０４、８０３）、及び第３の接続位置（８１４）と第４の接続位置（８１６）とを有する第２の電子エミッタ（５０６、８１２）を含み得る。第３の接続位置（８１４）は、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第２の接続位置（８１０）と電気的に連結することができる。第１のコネクタ（８１８）は、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第１の接続位置（８０８）と電気的に連結することができる。第２のコネクタ（８２０）は、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第２の接続位置（８１０）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第３の接続位置（８１４）に電気的に連結することができる。第３のコネクタ（８２２）は、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第４の接続位置（８１６）と電気的に連結することができる。
【０１１５】
いくつかの構成で、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）は、電源が第２のコネクタ（８２０）と電気的に連結され得、電気共通部が、第１のコネクタ（８１８）及び第３のコネクタ（８２２）と電気的に連結され得るときに、並列で動作するよう構成してもよい。第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）は、電源が第１のコネクタ（８１８）と電気的に連結され得、電気共通部が、第３のコネクタ（８２２）と電気的に連結され得るときに、直列で動作するように構成されてもよい。いくつかの態様において、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）は、実質的に同じ大きさであってもよい。
【０１１６】
いくつかの構成では、陰極組立体（１１０、８００）は、第５の接続位置（８６４）及び第６の接続位置（８６６）を有する第３の電子エミッタ（６０４、８６０）をさらに含むことができる。第５の接続位置（８６４）は、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第４の接続位置（８１６）と陰極組立体（１１０、８００）の第３のコネクタ（８２２）と電気的に連結されてもよい。第４のコネクタ（８７０）は、第３の電子エミッタ（６０４、８６０）の第５の接続位置（８６４）と電気的に連結されてもよい。
【０１１７】
第１の電子エミッタ（５０４、８０３）と第２の電子エミッタ（５０６、８１２）は同じ大きさであってよく、第３の電子エミッタ（６０４、８６０）は、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を含むことができる。第３のコネクタ（８２２）は電気共通部に電気的に連結してもよく、第４のコネクタ（８７０）を電源に電気的に連結してもよい。
【０１１８】
第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）は、第１の電源が第２のコネクタ（８２０）と電気的に連結されているときに並列で動作するように構成されてもよく、電気共通部は第１のコネクタ（８１８）及び第３のコネクタ（８２２）と電気的に連結され、第２の電源は、第４のコネクタ（８７０）と電気的に連結され得る。第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）は、第１の電源が第１のコネクタ（８１８）と電気的に連結され、電気共通部が第３のコネクタ（８２２）と電気的に連結され、第２の電源が第４のコネクタ（８７０）に電気的に連結されているときに、直列で動作するように構成されてもよい。
【０１１９】
陰極ヘッド（１１５、６００）は、集束構造（８６２）をさらに含むことができる。第４のコネクタ（８６８）は、集束構造（８６２）と電気的に連結でき、電源は、第４のコネクタ（８７０）と電気的に連結され得る。
【０１２０】
別の例示的な実施形態において、Ｘ線イメージングシステムは、陰極組立体（１１０、８００）を含むことができる。陰極組立体（１１０、８００）は、第１の接続位置（８０８）及び第２の接続位置（８１０）を有する第１の電子エミッタ（５０４、８０３）と、第３の接続位置（８１４）及び第４の接続位置（８１６）を有する第２の電子エミッタ（５０６、８１２）とを含み得る。第３の接続位置（８１４）は、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第２の接続位置（８１０）と電気的に連結することができる。第１の陰極コネクタ（８１８）は、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第１の接続位置（８０８）と電気的に連結することができる。
【０１２１】
第２の陰極コネクタ（８２０）は、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第２の接続位置（８１０）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第３の接続位置（８１４）と電気的に連結されてもよい。第３の陰極コネクタ（８２２）は、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第４の接続位置（８１６）と電気的に連結されてもよい。
【０１２２】
いくつかの態様では、Ｘ線イメージングシステムは、発電機（８５４）をさらに含むことができる。発電機（８５４）は、第１の電源と電気的に連結され得る第１の発電機コネクタ（８５６）と、第２の電源と電気的に連結され得る第２の発電機コネクタ（８５８）とを含み得る。
【０１２３】
導電性カプラは、発電機（８５４）の第１の発電機コネクタ（８５６）を第２の陰極コネクタ（８２０）と電気的に連結することができ、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）を第１の陰極コネクタ（８１８）及び第３の陰極コネクタ（８２２）と電気的に連結することができる。
【０１２４】
導電性カプラは、発電機（８５４）の第１の発電機コネクタ（８５６）を第１の陰極コネクタ（８１８）に電気的に連結することができ、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）を、第３の陰極コネクタ（８２２）に電気的に連結することができる。
【０１２５】
いくつかの態様で、陰極組立体（１１０、８００）はさらに、第５の接続位置（８６４）及び第６の接続位置（８６６）を有する第３の電子エミッタ（６０４、８６０）を含めてもよく、第５の接続位置（８６４）は、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第４の接続位置（８１６）及び第３の陰極コネクタ（８２２）と電気的に連結されてもよい。第４の陰極コネクタは、第３の電子エミッタ（６０４、８６０）の第６の接続位置（８６６）と電気的に連結されてもよい。
【０１２６】
いくつかの態様において、導電性カプラは、発電機（８５４）の第１の発電機コネクタ（８５６）を第２の陰極コネクタ（８２０）と電気的に連結でき、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）を第１の陰極コネクタ（８１８）及び第３の陰極コネクタ（８２２）に電気的に連結することができ、発電機（８５４）の第３の発電機コネクタを第４の陰極コネクタと電気的に連結することができる。
【０１２７】
別の態様において、導電性カプラは、発電機（８５４）の第１の発電機コネクタ（８５６）を第１の陰極コネクタ（８１８）と電気的に連結でき、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）を第３の陰極コネクタ（８２２）と電気的に連結でき、発電機（８５４）の第３の発電機コネクタを第４の陰極コネクタと電気的に連結することができる。
【０１２８】
さらに別の態様では、導電性カプラは、発電機（８５４）の第１の発電機コネクタ（８５６）を第１の陰極コネクタ（８１８）に電気的に連結することができ、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）を第２の陰極コネクタ（８２０）と第３の陰極コネクタ（８２２）に電気的に連結することができ、発電機（８５４）の第３の発電機コネクタ（８７４）を第４の陰極コネクタ（８７０）に電気的に連結することができる。
【０１２９】
いくつかの態様では、陰極組立体（１１０、８００）は集束構造（８６２）を含んでよく、第５の陰極コネクタ（８７２）は集束構造（８６２）と電気的に連結され得る。
【０１３０】
いくつかの態様では、Ｘ線イメージングシステムは、発電機（８５４）をさらに含むことができる。発電機（８５４）は、第１の電源に電気的に連結され得る第１の発電機コネクタ（８５６）、電気共通部に電気的に連結され得る第２の発電機コネクタ（８５８）、第２の電源と電気的に連結され得る第３の発電機コネクタ（８７４）、及び第３の電源と電気的に連結され得る第４の発電機コネクタ（８７６）を含むことができる。第１の導電性カプラは、第１の発電機コネクタ（８５６）を第１の陰極コネクタと電気的に連結し、第２の発電機コネクタ（８５８）を第３の陰極コネクタ（８２２）に電気的に連結し、第３の発電機コネクタ（８７４）を第４の陰極コネクタ（８７０）に電気的に連結し、第４の発電機コネクタ（８７６）を第５の陰極コネクタ（８７２）とを電気的に連結するように構成できる。第２の導電性カプラは、第１の発電機コネクタ（８５６）を第２の陰極コネクタ（８２０）と電気的に連結し、第２の発電機コネクタ（８５８）を第１の陰極コネクタ（８１８）及び第３の陰極コネクタ（８２２）と電気的に連結し、第３の発電機コネクタ（８７４）を第４の陰極コネクタ（８７０）と電気的に連結し、第４の発電機コネクタを第５の陰極コネクタと電気的に連結するように構成できる。
【０１３１】
別の例示的な実施形態において、導電性カプラは、発電機（８５４）をＸ線管（１００）と電気的に連結するように構成されてもよく、導電性カプラは、第１のカプラ及び第２のカプラを含み得る。第１のカプラは、発電機（８５４）の第１の発電機コネクタ（８５６）をＸ線管（１００）の第１の電子エミッタ（５０４、８０３）と電気的に連結するように構成されてもよく、発電機（８５４）は第１の発電機コネクタ（８５６）で高電圧源を提供するように構成できる。第２のカプラは、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）をＸ線管（１００）の第２の電子エミッタ（５０６、８１２）と電気的に連結するように構成されてもよく、発電機（８５４）は、第２の発電機コネクタ（８５８）で電気共通部を提供するように構成できる。導電性カプラは、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）と第２の電子エミッタ（５０６、８１２）を同時に動作させるように構成でき、導電性カプラは、発電機（８５４）とＸ線管（１００）の間に延在し、発電機（８５４）とＸ線管（１００）とを電気的に連結するように構成できる。
【０１３２】
いくつかの態様において、第３のカプラは、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）を第１の電子エミッタ（５０４、８０３）に電気的に連結するように構成してもよい。第３のカプラは、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第１のコネクタ（８１８）と第２の発電機コネクタ（８５８）とを電気的に連結するように構成することができる。第１のカプラは、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第２のコネクタ（８２０）と第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第３のコネクタ（８２２）とを、第１の発電機コネクタ（８５６）と電気的に連結するように構成してもよい。第２のカプラは、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第４のコネクタ（８７０）を第２の発電機コネクタ（８５８）と取り外し可能に連結するように構成してもよい。
【０１３３】
さらなる態様では、第１のカプラは、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第１のコネクタ（８１８）を第１の発電機コネクタ（８５６）と電気的に連結するように構成することができる。第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第２のコネクタ（８２０）は、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第３のコネクタ（８２２）に電気的に連結することができる。第２のカプラは、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第４のコネクタ（８７０）を第２の発電機コネクタ（８５８）と電気的に連結するように構成してもよい。
【０１３４】
いくつかの態様では、第３のカプラは、発電機（８５４）の第２の発電機コネクタ（８５８）を第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）に電気的に連結するように構成することができる。第１のカプラは、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第１のコネクタ（８１８）を第１の発電機コネクタ（８５６）に電気的に連結するように構成することができる。第２のカプラは、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）の第２のコネクタ（８２０）と第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第３コネクタ（８２２）とを第２の発電機コネクタ（８５８）に電気的に連結するように構成することができる。第３のカプラは、第２の電子エミッタ（５０６、８１２）の第４のコネクタ（８７０）を第２の発電機コネクタ（８５８）に電気的に連結するように構成することができる。
【０１３５】
いくつかの態様において、第２のカプラは、第２の発電機コネクタ（８５８）をＸ線管（１００）の第３の電子エミッタ（６０４、８６０）に電気的に連結するように構成してもよい。第２のカプラは、第２の発電機コネクタ（８５８）を第３の電子エミッタ（６０４、８６０）の第５のコネクタ（８６４）に電気的に連結するように構成することができる。第３のカプラは、第３の電子エミッタ（６０４、８６０）の第６のコネクタ（８６６）を第３の発電機コネクタ（８７４）と電気的に連結するように構成してもよい。発電機（８５４）は、第３の発電機コネクタ（８７４）で第２の高電圧源を提供するように構成することができる。
【０１３６】
さらなる態様において、第３のカプラは、Ｘ線管（１００）の集束構造（８６２）を第３の発電機コネクタ（８７６）と電気的に連結するように構成してもよく、発電機（８５４）は、第３の発電機コネクタ（８７６）でグリッド電圧を供給するよう構成できる。導電性カプラは、Ｘ線管（１００）の集束構造（８６２）を第２の発電機コネクタ（８７６）に電気的に連結するように構成された第３のカプラを含むことができる。導電性カプラは、第１の電子エミッタ（５０４、８０３）及び第２の電子エミッタ（５０６、８１２）を並列または直列で動作させるように構成してもよい。
【０１３７】
以下の説明及び特許請求の範囲で使用される用語及び単語は、書誌的な意味に限定されず、単に本開示の明確かつ一貫した理解を可能にするために使用されている。単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、文脈上他に明確に指示されない限り、複数の指示対象を含むということが理解されるべきである。したがって、例えば、「構成要素の表面」への言及は、そのような表面の１つまたは複数への言及を含む。
【０１３８】
「実質的に」という用語は、記載された特性、パラメータ、または値が正確に達成される必要はないが、例えば許容誤差、測定誤差、測定精度限界及び他の当業者に公知の因子を含む偏差または変動が、特性がもたらすことを意図している効果を排除しない量で生じ得ることを意味する。
【０１３９】
本開示の態様は、その趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の形態で具体化することができる。記載された態様は、すべての点において例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。特許請求されている主題は、上記の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に入るすべての変更は、その範囲内に含まれるべきである。
【図１Ａ】
2020181819.tif 000003
【図１Ｂ】
2020181819.tif 000004
【図１Ｃ】
2020181819.tif 000005
【図２】
2020181819.tif 000006
【図３Ａ】
2020181819.tif 000007
【図３Ｂ】
2020181819.tif 000008
【図３Ｃ】
2020181819.tif 000009
【図４】
2020181819.tif 000010
【図５】
2020181819.tif 000011
【図６】
2020181819.tif 000012
【図７】
2020181819.tif 000013
【図８】
2020181819.tif 000014
【図９】
2020181819.tif 000015
【図１０】
2020181819.tif 000016
【図１１】
2020181819.tif 000017
【外国語明細書】
2020181819000001.pdf