(57)【要約】【課題】ターゲットと電子放出源から放出された電子線を制御するレンズ電極との、組立時の位置合わせを精度よく行うと同時に、組立後の位置ずれを抑制した位置精度の高い放射線発生管を提供する。【解決手段】電子放出源１１と引き出し電極１３とレンズ電極１４とを有するカソードユニット１０と、ターゲット２２と遮蔽部材２１とを有するアノードユニット２０とを、柱状のスペーサ３０を介して互いに接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出源を備えたカソードユニットと、前記電子放出源から放出された電子が照射されて放射線を放出するターゲットと前記ターゲットの周囲に配置された放射線遮蔽部材とを備えたアノードユニットとを有する放射線発生管において、
前記カソードユニットと、前記アノードユニットとが、複数の柱状のスペーサを介して互いに接合されていることを特徴とする放射線発生管。
【請求項２】
前記カソードユニットは、前記電子放出源を保持する保持部材と、前記電子放出源から放出された電子が通過する開口部を有して前記保持部材に接合された引き出し電極と、前記電子が通過する開口部を有して前記引き出し電極に接合されたレンズ電極とを有し、
前記スペーサは、前記レンズ電極と、前記遮蔽部材とに接合されている請求項１に記載の放射線発生管。
【請求項３】
前記レンズ電極がモリブデンからなる請求項２に記載の放射線発生管。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、ターゲットに接する内周側に位置するタングステン層と、前記タングステン層の外周に位置する銅層からなる請求項２又は３に記載の放射線発生管。
【請求項５】
前記カソードユニットは、列状に配置された複数の電子放出源を有し、
前記アノードユニットは、前記複数の電子放出源の各々に対応して配置された複数のターゲットを有し、
前記スペーサは、前記カソードユニットの電子放出源及び前記アノードユニットのターゲットの配列方向の両端部に配置されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線発生管。
【請求項６】
前記放射線発生管が互いに対向する二壁面にそれぞれ開口部を有する外囲器を備え、前記カソードユニットが一方の開口部に、前記アノードユニットが他方の開口部にそれぞれ取り付けられ、前記外囲器の内部が真空に保持されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線発生管。
【請求項７】
前記外囲器が電気的に絶縁性である請求項６に記載の放射線発生管。
【請求項８】
前記放射線発生管が一壁面に開口部を有する外囲器を備え、前記カソードユニットと前記アノードユニットの一方が前記開口部に取り付けられ、前記外囲器の内部が真空に保持されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線発生管。
【請求項９】
前記外囲器が導電性である請求項８に記載の放射線発生管。
【請求項１０】
前記放射線発生管が外囲器を備え、前記カソードユニットと前記アノードユニットが前記外囲器の内部に収納され、前記外囲器の内部が真空に保持されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線発生管。
【請求項１１】
前記外囲器が導電性である請求項１０に記載の放射線発生管。
【請求項１２】
前記スペーサが絶縁性のセラミクスからなり、長尺方向において側面に凹凸を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線発生管。
【請求項１３】
前記放射線発生管が、透過型ターゲットを備えた透過型放射線発生管である請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の放射線発生管。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の放射線発生管と、
前記放射線発生管から放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、
前記放射線発生管と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とする放射線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器及び産業機器分野における診断応用や非破壊Ｘ線撮影等に適用される放射線発生管及びそれを用いた放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に制御電極系を備えた放射線発生管は、フィラメント等の電子放出源から放出された熱電子を制御電極系に導き、電子の軌道を制御し、ターゲットの所望の位置に衝突させることで、該ターゲットより放射線を発生させる。発生させた放射線は、ターゲットを透過して被照射体に照射され、撮影を行う（特許文献１参照）。さらに、上述した基本的な構成の他、放射線を発生させるターゲットの直前に、放射線及び反射電子の遮蔽部材を設置することで、不要な放射線及び反射電子の遮蔽と放熱特性の改善が行われている（特許文献２参照）。
【０００３】
上記構成の放射線発生管において、遮蔽部材に電子を衝突させることなく、ターゲットの所望の位置に電子を衝突させるためには、制御電極系とターゲットとを高精度に位置決めすることが必要になる。即ち、放射線発生管の各構成部材の位置決めは、電子が所望の軌道を通ってターゲット面の所望の位置に衝突するための位置決めである。
【０００４】
通常、制御電極系内において、複数の電極は、電子が通過する電極の開口径の中心が同一軸（開口軸）上に位置するように配置されている。電子の集合体である電子ビームの重心は、上記軸上に沿って移動し、電子ビームが制御電極系から出射される。その後、電子ビームは、ターゲットの直前に配置された遮蔽部材の開口部の軸（開口軸）上を通ってターゲットに照射される。従って、制御電極系の開口軸と遮蔽部材の開口軸とを精度良く位置決めする必要がある。
【０００５】
従来知られた放射線発生管において、多くの場合は、電子放出源を含むカソードユニットと、ターゲットと遮蔽部材とを含むアノードユニットとをそれぞれ別個に外囲器に固定していた。図１０にその一例を示す。図中、１０はカソードユニットで、電子放出源１１、引き出し電極１３、レンズ電極１４を備え、電子放出源１１を保持する保持部材１２を介して支持部材６１で外囲器４０に取り付けられている。また、２０はアノードユニットで、ターゲット２２と遮蔽部材２１とを備え、外囲器４０の一壁面に設けた開口部に取り付けられ、外囲器４０の壁面の一部を構成している。
【０００６】
上記のように、カソードユニット１０とアノードユニット２０とがそれぞれ外囲器４０に取り付けられている構成においては、制御電極系であるレンズ電極１４の開口部１４ａと遮蔽部材２１の開口部２１ａとの位置関係は、外囲器４０の加工精度に依存する。また、放射線発生管の動作中の温度変化によって、外囲器４０が変形した場合には、レンズ電極１４の開口部１４ａと遮蔽部材２１の開口部２１ａとの位置関係にも影響が出てしまう。
【０００７】
特許文献３に開示された技術では、外囲器にアノードユニットとカソードユニットとをそれぞれ別個に固定する直前まで、これらを直接連結する治具を挟むことにより、組立時においては外囲器の加工精度に依存しない位置合わせを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２４５７２７号公報
【特許文献２】特開２００９−２０５９９２号公報
【特許文献３】特開２０１２−７９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、特許文献３の技術によれば、外囲器の加工精度に依存せずに制御電極系の開口軸と遮蔽部材の開口軸との位置合わせを行うことができる。しかしながら、制御電極系を含むカソードユニットと、遮蔽部材を含むアノードユニットとをそれぞれ外囲器に取り付ける構成においては、組立後において、放射線発生管動作中の温度変化による外囲器の変形が位置精度に影響することに変わりない。
【００１０】
本発明の課題は、放射線発生管を構成するターゲットと電子放出源から放出された電子線を制御するレンズ電極との、組立時の位置合わせを精度よく行うと同時に、組立後の位置ずれを抑制した位置精度の高い放射線発生管を提供することにある。さらに、係る放射線発生管を用いて、高精度な画像が得られる放射線撮影システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１は、電子放出源を備えたカソードユニットと、前記電子放出源から放出された電子が照射されて放射線を放出するターゲットと前記ターゲットの周囲に配置された放射線遮蔽部材とを備えたアノードユニットとを有する放射線発生管において、
前記カソードユニットと、前記アノードユニットとが、複数の柱状のスペーサを介して互いに接合されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２は、前記本発明の放射線発生管と、
前記放射線発生管から放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、
前記放射線発生管と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とする放射線撮影システムである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、カソードユニットとアノードユニットとがスペーサを介して接合された構成であるため、組立時にカソードユニットとアノードユニットとをスペーサで接合した接合した状態で外囲器に取り付けることができる。即ち、カソードユニットに含まれるレンズ電極の開口軸とアノードユニットに含まれる遮光部材の開口軸とを直接位置合わせした状態で放射線発生管が組み立てられるため、高精度な位置合わせが実現する。さらに、放射線発生管動作中の外囲器の熱変形によって、カソードユニットとアノードユニットの一方に位置ずれが生じた場合でも、スペーサを介して他方が係る位置ずれに追従するため、互いの位置関係のずれは該位置ずれよりも低減される。よって、本発明においては、組立時に高精度に位置合わせされ、動作中の位置ずれも抑制された放射線発生管が提供される。さらに、係る放射線発生管を用いることによって、高精度な画像が得られる放射線撮影システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は本発明の放射線発生管の第１の実施形態の断面模式図であり、（ｂ）はアノードユニットの他の構成例の断面模式図である。
【図２】本発明において、カソードユニットとアノードユニットとをスペーサを介して接合した様子を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の放射線発生管の第２の実施形態の断面模式図である。
【図４】本発明の放射線発生管の第３の実施形態の断面模式図である。
【図５】本発明の放射線発生管の第４の実施形態であり、電子放出源を複数有する構成の断面模式図である。
【図６】本発明に用いられる柱状スペーサの形状を示す模式図であり、（ａ）はその一例の斜視図、（ｂ）は他の例の断面図である。
【図７】本発明に係るアノードユニットの一例の構成を示す模式図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図８】本発明に係るアノードユニットの一例の構成を示す模式図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
【図９】本発明の放射線撮影システムの一実施形態を示す図である。
【図１０】従来の放射線発生管の構成例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の好ましい実施形態を図面を用いて詳細に説明する。この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１６】
〔実施形態１〕
図１（ａ）は本発明の放射線発生管の第１の実施形態の断面模式図であり、カソードユニット１０は電子放出源１１と引き出し電極１３とレンズ電極１４とを備えている。電子放出源１１は保持部材１２によって保持され、保持部材１２と引き出し電極１３、引き出し電極１３とレンズ電極１４とが互いに電気的に絶縁性のスペーサ５１，５２によって接合されている。そして保持部材１２は支持部材６１によって外囲器４０に取り付けられている。
【００１７】
電子放出源１１は電子放出材料と加熱ヒータを組み合わせた熱電子放出源であってもよいし、フィールドエミッタのような冷陰極であってもよい。引き出し電極１３は、電子放出源１１から放出された電子７１が通過するための開口部１３ａを備え、レンズ電極１４は引き出し電極１３の開口部１３ａを通過した電子７１が通過するための開口部１４ａを有している。保持部材１２、引き出し電極１３及びレンズ電極１４の構成材料としては、一般に高融点金属であって、真空中での脱ガスが少ないモリブデンが好ましく用いられる。保持部材１２は、電子放出源１１と絶縁をとるために、電子放出源１１との間にアルミナ層等の絶縁層を介在させる。保持部材１２、引き出し電極１３、レンズ電極１４を互いに接合するスペーサ５１，５２としては、アルミナ等の絶縁部材が用いられる。
【００１８】
アノードユニット２０は、ターゲット２２と該ターゲット２２の周囲に配置された放射線遮蔽部材２１とを有している。ターゲット２２は、ターゲット膜２２ａと、該ターゲット膜２２ａを成膜したターゲット基板２２ｂとからなり、ターゲット膜２２ａの材料としては、特に制限はないが、タングステンやモリブデンが用いられることが多く、その膜厚は１μｍ乃至１０μｍ程度である。ターゲット膜２２ａには高いエネルギー密度の電子ビームが照射されるため、放熱性を高めるためにターゲット基板２２ｂは熱伝導率が大きいことが好ましく、例えばダイヤモンド基板を厚さ０．５ｍｍ乃至５ｍｍの範囲で用いる。また、ターゲット２２の位置精度を確保するために、ターゲット基板２２ｂは剛性の高い材料、構造であることが好ましい。
【００１９】
遮蔽部材２１はターゲット２２で発生した放射線及び反射電子のうち、後方、即ちカソードユニット１０へ向かう成分を遮蔽する部材であり、放熱機能も有している。放射線遮蔽機能を有する素材として、無酸素銅が好ましく用いられるが、図１（ｂ）に示すように、ターゲット２２に接する内周側に、銅よりも放射線遮蔽機能に優れるタングステン層２１ｂを配置することが好ましい。そしてタングステン層２１ｂの外周には、タングステンよりも熱伝導率の高い銅層２１ｃを設けて放熱機能を維持する。アノードユニット２０が図１（ａ）の如く外囲器４０の壁面の一部を構成する場合には、タングステン層２１ｂと銅層２１ｃとの接合には真空保持できる気密性が必要となる。接合には、気密性と熱伝導性とを考慮して、例えば、銀ロウ付けを用いることが好ましい。
【００２０】
外囲器４０は電子７１が通過する空間を真空に保つために機能する。ここで、ターゲット基板２２ｂ及び遮蔽部材２１は大気側に露出していてもよく、本実施形態のように、外囲器４０の気密壁の一部となっていてもよい。外囲器４０は導電性部材であっても電気的に絶縁性の部材であってもよい。但し、外囲器４０が導電性部材であって、一壁面に開口部を設け、カソードユニット１０、アノードユニット２０の一方を該開口部に取り付ける場合には、開口部にとりつけない方を絶縁性の支持部材を用いて外囲器４０に取り付ける。
【００２１】
本実施形態では、アノードユニット２０が外囲器４０に設けた開口部に取り付けられ、カソードユニット１０が支持部材６１を介して外囲器４０に接合されている。よって、外囲器４０を導電性部材で構成する場合には、支持部材６１を絶縁性部材で構成する。外囲器４０に用いられる導電性部材としては、ＳＵＳ３０４が好ましく用いられ、絶縁性部材としては、アルミナが好ましく用いられる。絶縁性の支持部材６１についても、アルミナが好ましく用いられる。外囲器４０が導電性部材である場合、外囲器４０とアノードユニット２０とが同電位となる。通常、遮蔽部材２１を介してターゲット２２は接地電位に設定される。そのため、本実施形態の如くアノードユニット２０を外囲器４０の開口部に取り付け、外囲器４０を導電性部材で構成した場合には、外囲器４０を接地することでターゲット２２を接地電位とすることができる。支持部材６１の外囲器４０への取り付けは、内壁へのビス止めでもよいし、溶接でもよい。また、絶縁性の支持部材６１は、側面に長尺方向において凹凸を設けることによって、沿面距離が支持部材６１の長さよりも長くなり、沿面放電を防止する上で好ましい。
【００２２】
本発明においては、カソードユニット１０とアノードユニット２０とが、柱状のスペーサ３０を介して互いに接合されていることが構成上の特徴である。具体的には、カソードユニット１０とアノードユニット２０とは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のスペーサ３０を介して接合されている。スペーサ３０の取り付け位置は、アノードユニット２０については、遮蔽部材２１にスペーサ３０を取り付けることになる。
【００２３】
図２（ａ）の場合には、電子放出源１１を中心に両側にスペーサ３０を配置する。また、図２（ｂ）のようにカソードユニット１０の平面形状が円形の場合には、スペーサ３０を３本用い、電子放出源１１及びターゲット２２の中心を内側に含む三角形の頂点にスペーサ３０を配置する。
【００２４】
スペーサ３０の取り付けに際しては、アノードユニット２０の遮蔽部材２１に２箇所以上の基準点を設け、係る基準点に対応する基準点をカソードユニット１０の保持部材１２、引き出し電極１３、レンズ電極１４のいずれかに設ける。アノードユニット２０の基準点とカソードユニット１０の基準点とは互いに対をなし、それぞれの対は該対と同数のスペーサ３０を介して接合される。アノードユニット２０における遮蔽部材２１とターゲット２２の位置関係、及びカソードユニット１０における保持部材１２又は引き出し電極１３又はレンズ電極１４と電子放出源１１との位置関係は加工精度と組立精度によって保証されるものとする。電子放出源１１から放出される電子７１の光軸はレンズ電極１４の位置に大きく影響されるのでカソードユニット１０の基準点はレンズ電極１４に設ける、即ち、スペーサ３０をレンズ電極１４に接合することが好ましい。
【００２５】
本実施形態において、カソードユニット１０及びアノードユニット２０とスペーサ３０との接合は、電子放出源１１が１個でスペーサ３０間の間隔が狭く、外囲器４０の熱変形の影響が軽微であるため、銀ロウ付けや接着剤により固定する。スペーサ３０は絶縁性であり、好ましくは絶縁性セラミクス、具体的にはアルミナを用いることが好ましい。スペーサ３０の側面は、スペーサ３０の長尺方向において凹凸を設けることで、沿面距離がスペーサ３０の長さよりも長くなり、沿面放電を防止する上で好ましい。
【００２６】
本発明においては、カソードユニット１０とアノードユニット２０とがスペーサ３０を介して接合された構成であるため、予めカソードユニット１０とアノードユニット２０とをスペーサ３０を介して接合した状態で外囲器４０に取り付けることができる。よって、カソードユニット１０のレンズ電極１４の開口軸とアノードユニット２０の遮蔽部材２１の開口軸との位置合わせを最短距離で行うことができ、高精度な位置合わせが実現する。尚、外囲器４０への取り付けに際しては、既に接合済みのカソードユニット１０とアノードユニット２０との位置関係に影響を与えないように、外囲器４０とアノードユニット２０の接合は、レーザ溶接などの歪みの発生が少ない手段を用いて接合する。また、遮蔽部材２１及び外囲器４０の端部が溶接不可能な部材である場合は、溶接可能な部材を予め接合しておくことが必要となる。例えば、外囲器４０がアルミナからなる場合には、予め外囲器４０の開口端部にコバール材を銀ロウ付けしておけばよい。
【００２７】
本発明においては、スペーサ３０を介してカソードユニット１０とアノードユニット２０とが接合されているため、組立時の位置合わせが高精度である。また、遮蔽部材２１の開口部２１ａに位置ずれが生じたとしても、カソードユニット１０がスペーサ３０によってアノードユニット２０の位置ずれに追従する。そのため、係る位置ずれで生じる、遮蔽部材２１の開口軸とレンズ電極１４の開口軸との位置関係のずれは、開口部２１ａの位置ずれよりも小さく抑えられる。
【００２８】
尚、本実施形態ではアノードユニット２０を外囲器４０の開口部に取り付け、カソードユニット１０を絶縁性の支持部材６１を介して外囲器４０に取り付ける形態を示したが、逆の取り付け構成でも良い。即ち、カソードユニット１０を外囲器４０に設けた開口部に取り付け、アノードユニット２０を支持部材を介して外囲器４０に接合する形態である。この時、外囲器４０が導電性部材である場合には、アノードユニット２０は絶縁性の支持部材を介して外囲器４０に接合する。
【００２９】
〔実施形態２〕
図３は本発明の第２の実施形態であり、第１の実施形態との違いは、カソードユニット１０とアノードユニット２０の両方がそれぞれ、外囲器４０の壁面の一部を構成していることにある。即ち、外囲器４０の互いに対向する二壁面にそれぞれ開口部を設け、一方の開口部にカソードユニット１０を、他方の開口部にアノードユニット２０を取り付ける。係る構成以外は第１の実施形態と同じである。本実施形態においても、外囲器４０としては導電性部材、絶縁性部材のいずれでも用いられるが、外囲器４０が導電性部材の場合には、カソードユニット１０とアノードユニット２０の少なくとも一方は絶縁性部材を介して外囲器４０に接合する。
【００３０】
〔実施形態３〕
図４は、本発明の第３の実施形態であり、第１の実施形態との違いは、カソードユニット１０とアノードユニット２０の両方を支持部材６１，６２を介して外囲器４０に取り付けた点にある。係る構成以外は第１の実施形態と同じである。本実施形態では、外囲器４０に予め開口部を設けておき、カソードユニット１０とアノードユニット２０とをスペーサ３０を介して接合した状態で、上記開口部より外囲器４０内に収納し、該開口部を対応する蓋により密閉することにより、内部を気密とする。支持部材６１，６２の接合方法はカソードユニット１０とアノードユニット２０の位置関係に影響を与えない方法であればよく、例えば、外囲器４０内壁へのビス止めでもよいし、溶接でもよい。尚、本実施形態においても、外囲器４０としては導電性部材、絶縁性部材のいずれでも用いられるが、外囲器４０が導電性部材の場合には、支持部材６１，６２は絶縁性部材とする。
【００３１】
尚、本実施形態では、アノードユニット２０が外囲器４０の内部にあるため、ターゲット２２で発生する放射線を外囲器４０の外側へ透過する窓８０が必要となる。具体的には、外囲器４０の遮蔽部材２１の開口部２１ａに面する部分に、例えばベリリウムを材料とする窓を設けて、放射線の透過と真空気密の確保を両立させる。
【００３２】
〔実施形態４〕
実施形態１乃至３については、電子放出源が１個の場合を示したが、本発明においては、複数の電子放出源を有する構成も可能である。この場合、引き出し電極の開口部とレンズ電極の開口部の数は電子放出源の数に等しくても、複数の電子放出源に対して１個であっても良い。１個の場合は、複数の電子放出源から放出された電子を一括して制御する。ターゲットは引き出し電極及びレンズ電極の開口部に対応して配置される。電子放出源が複数で、引き出し電極及びレンズ電極の開口部が１個で、ターゲットが１個の場合は、実施形態１乃至３と同様にレンズ電極の１個の開口部と遮蔽部材の１個の開口部とを位置合わせして構成する。
【００３３】
本実施形態では、複数の電子放出源に対し、複数の開口部を設けた引き出し電極と、複数の開口部を設けたレンズ電極で制御し、複数のターゲットにそれぞれ照射する形態について説明する。尚、以下に説明する以外の構成部材については、実施形態１乃至３と同様であり、説明を省略する。
【００３４】
図５に、電子放出源１１及びターゲット２２をそれぞれ３個ずつ有する実施形態を示す。この場合、引き出し電極１３の開口部１３ａ、レンズ電極１４の開口部１４ａも、電子放出源１１及びターゲット２２に対応して３個ずつ形成される。隣接する２個の電子放出源１１の間隔は５ｍｍ乃至５０ｍｍ程度である。電子放出源１１、開口部１３ａ、１４ａは列状に配置され、スペーサ３０はその配列方向の両端部に配置される。尚、電子放出源１１とターゲット２２の数は３個に限らず、２個以上であればいくつでもよい。またスペーサ３０の本数は２本に限らず、３本以上であってもよいが、４本以上では、カソードユニット１０とアノードユニット２０との間の距離が一意に決定しない場合があるため、２本又は３本が好ましい。
【００３５】
カソードユニット１０とアノードユニット２０のスペーサ３０との接合は、銀ロウ付けや接着剤により固定するものではなく、凸部と凹部の嵌合と、その嵌合部分を挟みつける力を加えることにより行う。これは、電子放出源１１が複数で、２本のスペーサ３０の間隔が広いため、外囲器４０の熱変化の影響が大きいためである。
【００３６】
本実施形態で用いられるスペーサ３０は、図６（ａ）に示すように、円柱形であって、両端に凸部３０ａを有し、凸部３０ａの周辺に平坦部３０ｂを有する。両端の平坦部３０ａの面間距離（円柱の高さ）は５ｍｍ乃至３０ｍｍである。平坦部３０ｂがカソードユニット１０及びアノードユニット２０と接するため、平坦部３０ｂの面間距離がカソードユニット１０とアノードユニット２０との距離を規定する。また、スペーサ３０の側面は図６（ａ）のように平坦な形状でもよいし、図６（ｂ）のように長尺方向に凹凸のある形状でもよい。このように、スペーサ３０の側面に凹凸を設けることで、一方の平坦部３０ｂから他方の平坦部３０ｂまでの沿面距離が面間距離よりも長くなり、沿面放電を防止する上で好ましい。
【００３７】
スペーサ３０の凸部３０ａは、カソードユニット１０，アノードユニット２０に設けた凹部に嵌合する。具体的には、図７、図８に示すように、アノードユニット２０にスペーサ３０の凸部３０ａに対応する凹部２１ｄを設ける。カソードユニット１０も同様であり、保持部材１２、引き出し電極１３、レンズ電極１４のいずれかに、図４の凹部２１ｄと同様の凹部を設ける。尚、図７（ｂ）、図８（ｂ）は、図７（ａ）、図８（ａ）のＡ−Ａ’位置における垂直方向の断面模式図である。これら凹部２１ｄは、前記した基準点に相当し、レンズ電極１４に設ける場合には、開口部１４ａの配列方向の両端部に、遮蔽部材２１については開口部２１ａの配列方向の両端部にそれぞれ設ける。
【００３８】
スペーサ３０の凸部３０ａは、カソードユニット１０及びアノードユニット２０に設けた基準点である凹部に、０．０１ｍｍ乃至０．１ｍｍの隙間を有して嵌合されるように形成する。これにより０．０１ｍｍ乃至０．１ｍｍの位置精度でカソードユニット１０とアノードユニット２０とを接合することができる。
【００３９】
スペーサ３０が有する平坦部３０ｂは、カソードユニット１０及びアノードユニット２０に設けた基準点である凹部の周辺に設けた平坦部と接するものとすることで、カソードユニット１０とアノードユニット２０の平行度を一定以下に保つことができる。平行度は０．０２ｍｍ乃至０．１ｍｍとしている。平行度としては、アノードユニット２０のカソードユニット１０側表面を基準面とした時の、レンズ電極１４のアノードユニット２０側の表面の平行度として表すことができる。尚、カソードユニット１０及びアノードユニット２０に設けた基準点である凹部とスペーサ３０の凸部３０ａとの隙間は放射線発生管１００の動作中において形状変化に対する遊びとして働くこともある。場合によっては係る隙間が０．１ｍｍでも十分ではなく、スペーサ３０にせん断応力がかかる。そのような場合を想定して、図７、図８に示すように、アノードユニット２０に設けた基準点である２個の凹部２１ｄのうち一方（図７、図８においては紙面左側）を長穴として、形状変化に対する遊びを確保することもある。この場合、長穴の基準点は遮蔽部材２１の開口部２１ａの位置を固定することはできないが、回転方向の位置ずれを防ぐことができる。即ち、図７、図８において、開口部２１ａのＸ方向の位置の固定はできないが、Ｙ方向については遊びが少ないため、ＸＹ平面内でのアノードユニット２０の回転が防止される。
【００４０】
また、本実施形態においても、アノードユニット２０としては、先の実施形態１において図１（ｂ）に挙げた、遮蔽部材２１をタングステン層２１ｂと銅層２１ｃとで構成する形態が適用される。本実施形態では、図７に示すように、各開口部２１ａ毎に内周側をタングステン層２１ｂ、その外側を銅層２１ｃとしても、図８に示すように、各開口部２１ａの内周を構成するタングステン層２１ｂを全ての開口部２１ａで連続させた構成としても良い。
【００４１】
本実施形態では、カソードユニット１０が支持部材６１を介して外囲器４０に接合されているが、該支持部材６１も、円柱形の一方に凸部を有し、該凸部を保持部材１２に設けた凹部に嵌合する形態が好ましい。この時、支持部材６１とカソードユニット１０との嵌合部においては、０．５ｍｍ乃至２ｍｍの隙間を設けて嵌合することにより遊びを確保することができる。
【００４２】
以上の構成により放射線源のターゲットと電子放出源の位置合わせを精度よく行うことができる。
【００４３】
〔実施形態５〕
本発明の放射線発生管は、実施形態１乃至４に記載したように、透過型ターゲットを備えた透過型放射線発生管である。本発明の放射線発生管は、放射線撮影システムに好ましく適用される。以下、図９に基づいて、本発明に係る放射線撮影システムの一実施形態を説明する。
【００４４】
図９に示すように、本発明の放射線発生管１００は、その駆動を制御する放射線駆動回路１０１と共に、放射線発生装置２００内に組み込まれている。放射線発生管１００で発生した放射線１０４は、放射線発生装置２００の放射線放出窓１０２から外部に放出されるものとなっている。放射線発生装置２００の放射線放出窓１０２部分に設けられた可動絞りユニット１０３は、放射線発生管１００から照射される放射線の照射野の広さを調整する機能を有する。また、可動絞りユニット１０３として、放射線の照射野を可視光により模擬表示できる機能が付加されたものを用いることもできる。
【００４５】
システム制御装置２０２は、放射線発生装置２００と放射線検出装置２０１とを連携制御する。駆動回路１０１は、システム制御装置２０２の制御の下に、放射線発生管１００に各種の制御信号を出力する。この制御信号により、放射線発生装置２００から放出された放射線は、被検体２０４を透過して検出器２０６で検出される。検出器２０６は、検出した放射線を画像信号に変換して信号処理部２０５に出力する。信号処理部２０５は、システム制御装置２０２による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置２０２に出力する。システム制御装置２０２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２０３に画像を表示させるための表示信号を表示装置２０３に出力する。表示装置２０３は、表示信号に基づく画像を、被検体２０４の撮影画像としてディスプレイに表示する。放射線の代表例はＸ線であり、本発明の放射線発生管１００と放射線撮影システムは、Ｘ線発生ユニットとＸ線撮影システムとして利用することができる。Ｘ線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。
【００４６】
本発明においては、放射線発生管１００において制御電極系とターゲットとの位置合わせが高精度に行われ、動作中の位置ずれも抑制されているため、係る放射線撮影システムにおいて高精度な画像が得られる。
【符号の説明】
【００４７】
１０：カソードユニット、１１：電子放出源、１２：保持部材、１３：引き出し電極、１４：レンズ電極、２０：アノードユニット、２１：遮蔽部材、２１ｂ：タングステン層、２１ｃ：銅層、２２：ターゲット、３０：スペーサ、４０：外囲器、６１，６２：支持部材、７１：電子、１００：放射線発生管、１０４：放射線、２００：放射線発生装置、２０１：放射線検出装置、２０２：システム制御装置、２０４：被検体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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