(57)【要約】Ｘ線発生装置（７００）は、ターゲット層（５１０）を備えた陽極（５００）と、電子ビーム（２１０）を送出するための陰極（２００）と、電界により電子ビームをターゲット層に偏向するための偏向ユニット（３００）と、電子ビームを集束するための集束ユニット（８００）とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット層（５１０）を備えた陽極（５００）と、
電子ビーム（２１０）を送出するための陰極（２００）と、
電界により前記ターゲット層（５１０）上で前記電子ビーム（２１０）を偏向させるための偏向ユニット（３００）と、
前記電子ビーム（２１０）を集束させるための集束ユニット（４００、８００）と、
前記陽極（５００）の前記ターゲット層（５１０）で発生したＸ線を、前記ターゲット層（５１０）上に投射する前記電子ビーム（２１０）の進行方向とは逆の戻り方向に放出するためのＸ線窓と、を備え、
前記陰極（２００）が、前記陽極（５００）から出発する前記戻り方向に対して、ずらさされて配置された、
Ｘ線発生装置（１００、７００）。
【請求項２】
前記集束ユニット（４００、８００）が、前記電子ビーム（２１０）の進行方向に対して偏向ユニット（３００）の後に配置された、
請求項１記載の装置（１００、７００）。
【請求項３】
前記偏向ユニット（３００）が湾曲した遮蔽管（３３０）を有し、
前記遮蔽管（３３０）内に第１の電極（３１０）と第２の電極（３２０）が配置された、
先行する請求項の１つに記載の装置（１００、７００）。
【請求項４】
集束ユニット（４００、８００）が内側シャーレ（４２０、８２０）を有し、
陽極（５００）が内側シャーレ（４２０，８２０）内に配置された、
先行する請求項の１つに記載の装置（１００、７００）。
【請求項５】
内側シャーレ（４２０、８２０）が球状シャーレとして形成された、
請求項４記載の装置（１００、７００）。
【請求項６】
前記集束ユニット（４００、８００）が外側シャーレ（４１０、８１０）を有し、
前記外側シャーレ（４１０、８１０）が内側シャーレ（４２０、８２０）を少なくとも部分的に囲む、
請求項４または５記載の装置（１００、７００）。
【請求項７】
前記外側シャーレ（４１０）が球状シャーレとして形成された、
請求項６記載の装置（１００）。
【請求項８】
前記外側シャーレ（８１０）が球状キャップ形シャーレとして形成された、
請求項６記載の装置（７００）。
【請求項９】
前記内側シャーレ（４２０、８２０）および前記外側シャーレ（４１０、８１０）が電子ビーム（２１０）を通過させるために設けられるそれぞれ少なくとも１つの開口（４１１、４１２、４２１、４２２、８１１、８２１、８２２）を有する、
請求項６から８の１つに記載の装置（１００、７００）。
【請求項１０】
前記陽極（５００）を貫通した電子ビーム（２１０）の電子を捕捉するために設けられたコレクタ（６００、９００）を有する、
先行する請求項の１つに記載の装置（１００、７００）。
【請求項１１】
前記コレクタ（９００）および前記集束ユニット（８００）の外前記側シャーレ（８１０）が、共に前記集束ユニット（８００）の前記内側シャーレ（８２０）を囲む、
請求項１０および請求項６、８および９の１つに記載の装置（７００）。
【請求項１２】
前記コレクタ（９００）が円筒状部分（９１０）を有し、
前記コレクタ（９００）の前記円筒状部分（９１０）が前記外側シャーレ（８１０）に隣接しており、
前記外側シャーレ（８１０）および前記円筒状部分（９１０）が互いに電気的に絶縁された、
請求項１１記載の装置（７００）。
【請求項１３】
前記遮蔽管（３３０）および前記外側シャーレ（４１０、８１０）が前記陰極（２００）に対し第１の電圧を印加され、
前記第１の電極（３１０）が前記陰極（２００）に対し第２の電圧を印加され、
前記内側シャーレ（４２０、８２０）が前記陰極（２００）に対し第３の電圧を印加され、
前記第１の電圧が前記第２の電圧よりも高い正の電圧値を有し、
前記第３の電圧が前記第１の電圧よりも高い正の電圧値を有する、
請求項３および６記載のＸ線発生装置（１００、７００）の作動方法。
【請求項１４】
前記第２の電極（３２０）が、同様に前記陰極(２００)に対し第１の電圧を印加される、
請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
請求項１０記載のＸ線発生装置（１００、７００）が形成され、
前記コレクタ（６００、９００）が、前記陰極（２００）に対して第４の電圧を印加され、
前記第４の電圧が、前記第１の電圧よりも高い正の電圧値を有し、
前記第３の電圧が、前記第４の電圧よりも高い正の電圧値を有する、
請求項１３または１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１によるＸ線発生装置、並びに請求項１３によるＸ線発生装置の作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線を発生するためのＸ線管は従来技術から知られている。Ｘ線管は、電子を放出するための陰極を有する。放出された電子は、高電圧により陽極上に加速される。陽極では、電子が制動され、その際に制動Ｘ線と特性Ｘ線を発生する。制動Ｘ線は幅広のスペクトル分布を有するのに対し、特性Ｘ線は不連続線スペクトルを有する。Ｘ線管から放射されるＸ線には、両種の放射線が重畳される。
【０００３】
一定の使用目的には、不連続エネルギーを有する特性Ｘ線が制動Ｘ線よりも好適である。Ｘ線を金属製のフィルタでろ過し、制動Ｘ線成分を減少させることが知られている。勿論、このようなフィルタは特性Ｘ線の成分も減衰させる。
【０００４】
さらに、Ｘ線管から送出されるＸ線の制動Ｘ線成分は異方性であり、投射電子の方向により規定される進行方向において最大値を有することが知られている。特性Ｘ線は、これに対し等方性である。特許文献１によれば、Ｘ線をＸ線管から放出するための窓を陽極上に投射する電子の方向とは反対の方向に配置することが提案されている。電子源をこの範囲の外側に配置できるようにするために、上述の文献によれば、陽極上に向けられた電子ビームを磁気偏向装置により偏向することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７４３６９３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、改良されたＸ線発生装置を提供することにある。本発明の別の課題は、このような装置の作動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
装置の課題は、請求項１の特徴を備えた装置により解決される。方法の課題は、請求項１３の特徴を備えた方法により解決される。有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明によるＸ線発生装置は、ターゲット層を備えた陽極と、電子ビームを送出するための陰極、電界により電子ビームをターゲット層上に偏向するための偏向ユニットと、電子ビームを集束するための集束ユニットと、陽極のターゲット層で作られたＸ線をターゲット層上に投射する電子ビームとは逆の戻り方向に放出するためのＸ線窓とを備える。この場合、陰極は陽極から出発する戻り方向に対し側方にずらされて配置される。有利なことに、この装置は特にコンパクトに形成することができる。集束ユニットにより、有利なことに陽極上に電子ビームの特に小さい焦点を作ることができる。偏向ユニットは、有利なことに、陽極により作られるＸ線を陽極上に投射する電子の方向とは逆の方向に出射することを許容する。これにより、出射されるＸ線は制動Ｘ線成分が比較的少なく、特性Ｘ線成分が比較的多くなる。
【０００９】
装置の一実施態様では、集束ユニットは電子ビームの進行方向に偏向ユニットの後に配置される。有利なことに、集束ユニットは電子ビームを陽極のターゲット層の一点に直接集束することができる。
【００１０】
装置の一実施態様では、偏向ユニットは湾曲した遮蔽管を有する。この場合、遮蔽管内には第１の電極と第２の電極が配置される。こうすれば有利なことに、偏向ユニットの構成要素には、偏向ユニット中を進行する電子ビームを遮蔽管の湾曲に沿って偏向させる電圧を印加することができる。
【００１１】
装置の一実施態様では、集束ユニットは内側シャーレを有する。この場合、陽極は内側シャーレ内に配置される。こうすれば有利なことに、集束ユニットは電子ビームを陽極上に集束することができる。この場合、陽極は電界の無い範囲に配置される。
【００１２】
装置の一実施態様では、内側シャーレは球状シャーレとして形成される。こうすれば、有利なことに集束ユニットは高い対称性を有することになり、これにより良好に区画された電界が作られる。
【００１３】
装置の一実施態様では、集束ユニットは外側シャーレを有し、この場合外側シャーレは内側シャーレを少なくとも部分的に囲むようにされる。こうすれば有利なことに、電子ビームは外側シャーレと内側シャーレとの間で集束することができる。さらに電子ビームの電子は、外側シャーレと内側シャーレとの間で運動方向に加速させることができる。
【００１４】
装置の一実施態様では、外側シャーレは球状シャーレとして形成される。有利なことに、これにより装置の集束ユニットの特に簡単で対称的な形態が得られる。
【００１５】
装置の別の実施態様では、外側シャーレは球状スカルキャップ形シャーレとして形成される。有利なことに、この場合にも集束ユニットのコンパクトで簡単な対称的な形態が得られる。
【００１６】
装置の一実施態様では、内側シャーレおよび外側シャーレは、それぞれ電子ビームを通過させるために設けられる少なくとも１つの開口を有する。こうすれば有利なことに、電子ビームは内側シャーレ内に配置された陽極上に方向付けおよび集束することができる。
【００１７】
装置の一実施態様では、この装置は陽極を貫通した電子ビームの電子を捕捉するために設けられるコレクタを有する。有利なことに、コレクタにより捕捉された電子は電流回路に戻され、これにより装置のエネルギー効率が改良される。
【００１８】
装置の一実施態様では、コレクタおよび集束ユニットの外側シャーレは一緒に集束ユニットの内側シャーレを囲むようにされる。こうすれば有利なことにコレクタは大きな空間角度範囲に散乱する電子を捕捉するのに適する。
【００１９】
装置の一実施態様では、コレクタは円筒状部分を有し、この場合コレクタの円筒状部分は外側シャーレに接続される。この場合、外側シャーレおよび円筒状部分は、互いに電気的に絶縁される。有利なことに、コレクタはこうすれば電子ビームの陽極に向かう電子の大部分を捕捉するのに適する。この場合、コレクタは、有利なことに集束ユニットの外側シャーレとは異なる電位に置くことができる。
【００２０】
本発明によるＸ線発生装置の作動方法では、遮蔽管および外側シャーレは陰極に対し第１の電圧を印加される。この場合、第１の電極は陰極に対し第２の電圧を印加される。さらに内側シャーレは、陰極に対し第３の電圧を印加される。この場合、第１の電圧は、第２の電圧よりも正の電圧値を有する。さらに第３の電圧は、第１の電圧よりも正の電圧値を有する。こうすれば有利なことに、電子ビームは偏向ユニットにおいて偏向される。さらに電子ビームは、集束ユニットの外側シャーレと内側シャーレの間で集束される。さらに電子ビームの電子は、外側シャーレと内側シャーレの間で運動方向に加速される。
【００２１】
方法の一実施態様では、第２の電極は、同様に陰極に対し第１の電圧を印加される。こうすれば、有利なことに、電子ビームの電子は偏向ユニット内でその速度量を変更するおそれがなくなる。
【００２２】
方法の一実施態様では、コレクタは陰極に対し第４の電圧を印加される。この場合、第４の電圧は第１の電圧よりも正の電圧値を有する。さらに第３の電圧は、第４の電圧よりも正の電圧値を有する。こうすれば有利なことに、陽極を貫通した電子ビームの電子はコレクタにより制動され、これにより電子のエネルギーの一部が回収される。これにより、この方法は有利なことに高いエネルギー効率を有する。
【００２３】
本発明の上述の特性、特徴および利点、並びにこれらを達成するための態様は、以下に図面と関連して詳細に説明した実施例の記載によりさらに明瞭に理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は第１の実施態様によるＸ線発生装置の概略断面図を示す。
【図２】図２はこのＸ線発生装置の概略斜視図を示す。
【図３】図３を第２の実施態様によるＸ線発生装置の概略断面図示す。
【図４】図４はこの第２の実施態様によるＸ線発生装置の概略斜視図を示す。
【発明を実施するための態様】
【００２５】
図１は、Ｘ線発生装置１００の著しく略した断面図を示す。図１に示したＸ線発生装置１００の構成要素は、真空管の中に配置することができる。この場合には、Ｘ線発生装置１００はＸ線管とも呼ばれる。図２は、Ｘ線発生装置１００の概略斜視図を示す。図を判り易くする理由から図２には、装置２００の一部の要素しか示していない。
【００２６】
装置１００は陰極２００を有する。陰極２００は、電子ビーム２１０を発生するための電子を放射するために設けられる。陰極２００は、電子をたとえば熱放射または電界放射により放射することができる。
【００２７】
装置１００は、さらに偏向ユニット３００を有する。偏向ユニット３００は、陰極２００から出る電子ビーム２１０を偏向する、すなわち電子ビーム２１０の方向を変更するために設けられる。偏向ユニット３００は、導電材料、たとえば金属から成る湾曲した遮蔽管３３０を有する。遮蔽管３３０の第１の長手端部３３１は、陰極２００に対向している。陰極２００から放射される電子ビーム２１０の電子は、第１の長手端部３３０を介して遮蔽管３３０に侵入することができる。
【００２８】
偏向ユニット３００の遮蔽管３３０内には、第１の電極３１０および第２の電極３２０が配置される。第１の電極３１０および第２の電極３２０はそれぞれ長延で湾曲した帯の形状を有し、遮蔽管３３０の長手方向に互いにほぼ平行に延在している。電極３１０、３２０の湾曲度は、遮蔽管３３０の湾曲度にほぼ相応する。電極３１０、３２０は互いに間隔を置いている。遮蔽管３３０の中心軸は第１の電極３１０および第２の電極３２０の間に延びている。第１の電極３１０および第２の電極３２０は、それぞれ導電材料、たとえば金属から成っている。
【００２９】
遮蔽管３３０の第１の長手端部３３１において、遮蔽管３３０に侵入する電子ビーム２１０の電子は、遮蔽管３３０を第１の電極３１０および第２の電極３２０の間で進行することができる。第１の電極３１０、第２の電極３２０および遮蔽管３３０に印加された適当な大きさの電圧により、偏向ユニット３００の遮蔽管３３０の内部に電界が生じ、これが電子ビーム３１０の電子を遮蔽管３３０の通過中に偏向して、電子ビーム２１０が遮蔽管３３０の湾曲度に従うようにさせる。これにより、電子ビーム２１０の方向が変更される。偏向ユニット３００を通過後、電子ビーム２１０の電子は、遮蔽管３３０をその第２の長手端部３３２から放出される。
【００３０】
Ｘ線発生装置１００は、さらに集束ユニット４００を有する。集束ユニット４００は、電子ビーム２１０を陽極５００のターゲット層５１０の焦点に集束させるのに役立つ。これは、できるだけ直径の小さい焦点を作る目的で行われるが、これはたとえば血管造影のような医療目的にとって有利である。
【００３１】
集束ユニット４００は、図示の実施態様では、外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０を有する。外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０は、それぞれ導電材料、たとえば金属から成る。外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０は、それぞれ球状シャーレとして形成される。外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０は、互いに同心的に配置される。外側シャーレ４１０は、第１の開口４１１を有する。内側シャーレ４２０は、第１の開口４２１を有する。同心的に配置されたシャーレ４１０、４２０の中心から見て、内側シャーレ４２０の第１の開口４２１および外側シャーレ４１０の第１の開口４１１は共通の半径方向にあり、偏向ユニット３００の遮蔽管３３０の第２の長手端部３３２に対向している。偏向ユニット３００の遮蔽管３３０を第２の長手端部３３２から出る電子ビーム２１０の電子は、外側シャーレ４１０の第１の開口４１１および内側シャーレ４２０の第１の開口４２１を介して、集束ユニット４００に侵入できる。
【００３２】
集束ユニット４００の別の実施態様では、外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０は、球状とは異なる形状（たとえば、楕円球形状）に形成することができ、また必ずしも同心的に配置しなくても良い。
【００３３】
適当な大きさの電圧が集束ユニット４００の外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０に印加されると、集束ユニット４００の外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０の間には半径方向に向いた電界が生じるので、外側シャーレ４１０の第１の開口４１１および内側シャーレ４２０の第１の開口４２１の間を進行する電子ビーム２１０の集束が行われる。電子ビーム２１０は、この場合電界の半径方向の経過により、集束ユニット４００の外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０の共通の中心線上にほぼ集束される。付加的に、電子ビーム２１０の電子は、外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０の間で加速されるので、電子ビーム２１０の電子の速度は高められる。電子ビーム２１０の電子運動エネルギーの増大は、この場合外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０の間の電位差により生じる。
【００３４】
集束ユニット４００の内側シャーレ４２０により囲まれる空間には、Ｘ線発生装置１００の陽極５００が配置される。陽極５００は、ターゲット層５１０を担持する担体５２０を有する。陽極５００の担体５２０は、たとえばダイアモンドを有するか、またはそれにより形成される。ターゲット層５１０は、たとえばタングステンを有するか、またはそれにより形成される。陽極５００は、前面５０１および背面５０２を有する。前面５０１は、ターゲット層５１０により形成される。
【００３５】
陽極５００は、外側シャーレ４１０の第１の開口４１１、および内側シャーレ４２０の第１の開口４２１を介して、集束ユニット４００に侵入する電子ビーム２１０が、陽極５００の前面５０１にあるターゲット層５１０上に投射するように配置される。有利には、電子ビーム２１０は、ターゲット層５１０にほぼ垂直に投射するようにされる。有利には、陽極５００は、集束ユニット４００の内側シャーレ４２０の内室に配置され、ターゲット層５１０が集束ユニット４００による電子ビーム２１０の焦点に配置されている。このようにすると、電子ビーム２１０の電子が、陽極５００のターゲット層５１０上に投射される焦点が、最小直径を有することになる。
【００３６】
陽極５００のターゲット層５１０上に投射する電子ビーム２１０の電子は、ターゲット層５１０で制動され、Ｘ線が生じる。このＸ線は、多数の、または全ての空間方向に放射される。Ｘ線は、この場合、制動Ｘ線と特性Ｘ線を含有する。制動Ｘ線成分は、ターゲット層５１０上に投射する電子ビーム２１０の方向により規定される進行方向の方が、これと逆の戻り方向よりも多い。
【００３７】
種々の医療的および技術的目的のため制動Ｘ線成分ができるだけ小さいことが望まれるので、Ｘ線発生装置１００では、陽極５００のターゲット層５１０で発生するＸ線ビームを戻り方向、すなわちターゲット層５１０上に投射する電子ビーム２１０の進行方向とは逆方向に導くためにＸ線窓１１０が設けられる。Ｘ線窓１１０は、この場合、たとえば＋/−２０°の空間角度範囲をカバーすることができる。
【００３８】
Ｘ線発生装置１００の一つの利点は、陰極２００が少なくとも部分的に、Ｘ線窓１１０から放出されるＸ線が、陽極５００のターゲット層５１０からの行路上通過する空間範囲の外側に配置されることである。これにより、Ｘ線は、陰極２００により遮蔽または減衰されることはなく、またはされてもごく少ない。Ｘ線窓により、カバーされる空間範囲の外側に陰極２００を配置することは、偏向ユニット３００により可能である。偏向ユニットは、陰極２００を戻り方向に対し側方にずらすように配置させ、電子ビーム２１０をそれにもかかわらず戻り方向とは逆の戻り方向に対して、陽極５００のターゲット層５１０上に導くことを可能にする。
【００３９】
Ｘ線発生装置１００は、さらにコレクタ６００を有する。コレクタ６００は、ターゲット層５１０上に投射する電子ビーム２００の方向により規定される進行方向に対して、集束ユニット４００の後方で、集束ユニット４００の外側シャーレ４１０の外側に配置される。
【００４０】
コレクタ６００は、陽極５００を完全に貫通した電子ビーム２１０の電子を集めて、装置１００のエネルギー効率を改善するのに役立つ。このため、内側シャーレ４２０は、第２の開口４２２を有する。外側シャーレ４１０は、同様に第２の開口４１２を有する。外側シャーレ４１０の第２の開口４１２および内側シャーレ４２０の第２の開口４２２は、外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０の第１の開口４１１、４２１の反対側に配置される。これにより、ターゲット層５１０上に投射した後に陽極５００を完全に貫通した電子ビーム２１０の電子は、集束ユニット４００を内側シャーレ４２０の第２の開口４２２および外側シャーレ４１０の第２の開口４１２から放出されて、コレクタ６００に到達することができる。
【００４１】
Ｘ線発生装置１００の作動中に、装置１００の種々の構成要素には種々の電位が印加される。陰極２００は、この場合アースまたは基準電位を形成することができる。
【００４２】
有利には、偏向ユニット３００の遮蔽管３３０および集束ユニット４００の外側シャーレ４１０は、共通の正電位が与えられる。電圧は、この場合たとえば陰極２００に対して、１０ｋＶとすることができる。有利には、また偏向ユニット３００の第２の電極３２０も、この電位が与えられる。しかしまた、偏向ユニット３００の遮蔽管３３０、偏向ユニット３００の第２の電極３２０および集束ユニット４００の外側シャーレ４１０は、互いに異なる電位を与えることも可能であろう。
【００４３】
偏向ユニット３００の第１の電極３１０は、偏向ユニット３００の遮蔽管３３０の電位よりも低い正電位を与える。たとえば第１電極３１０は、陰極２００に対し１ｋＶの電位を与えることができる。
【００４４】
集束ユニット４００の内側シャーレ４２０は、集束ユニット４００の外側シャーレ４１０の電位よりも高い正電位が与えられる。たとえば、内側シャーレ４２０は陰極２００に対し、１５０ｋＶの電位を与えることができる。
【００４５】
コレクタ６００は、集束ユニット４００の外側シャーレ４１０および内側シャーレ４２０の電位の間の正電位を与えることができる。たとえばコレクタ６００は、陰極２００に対し４０ｋＶの電位を与えることができる。
【００４６】
図３は、第２の実施態様によるＸ線発生装置７００の概略断面図を示す。図４は、Ｘ線発生装置７００の概略斜視図を示す。簡略化のため図４には装置７００の幾つかの構成要素は示していない。
【００４７】
Ｘ線発生装置７００は、図１および図２に示したＸ線発生装置１００と一致した部分を有する。互いに相応する構成要素は、それゆえ同一の符号を有し、以下には、改めて説明することはしない。
【００４８】
集束ユニット４００の代わりに、Ｘ線発生装置７００は集束ユニット８００を有する。集束ユニット８００は、導電性の球状シャーレとして形成された内側シャーレ８２０を有する。内側シャーレ８２０は、第１の開口８２１を有しており、これを介して電子ビーム２１０の電子が内側シャーレ８２０により囲まれた空間内に侵入することができる。集束ユニット８００の内側シャーレ８２０の内室には、陽極５００が配置される。陽極５００を完全に貫通した電子ビーム２１０の電子は、内側シャーレ８２０を第２の開口８２２から放出される。集束ユニット８００の内側シャーレ８２０は、その限りにおいて図１および図２のＸ線発生装置１００の集束ユニット４００の内側シャーレ４２０に相当する。
【００４９】
Ｘ線発生装置７００の集束ユニット８００は、さらに外側シャーレ８１０を有する。外側シャーレ８１０は、導電材料、たとえば金属から形成される。外側シャーレ８１０は、球状シャーレの一部の形状を有する。外側シャーレ８１０は、半球状シャーレとして形成される。外側シャーレ８１０は、それゆえ球状キャップ形シャーレとも呼ばれる。外側シャーレ８１０は、集束ユニット８００の内側シャーレ８２０を部分的に囲っている。この場合、外側シャーレ８１０がその一部を形成する球状シャーレの中心点が内側シャーレ８２０の中心点と一致する。外側シャーレ８１０は、偏向ユニット３００の遮蔽管３３０の第２の長手端部３３２に対向する内側シャーレ８２０の側方に配置される。外側シャーレ８１０は開口８１１を有しており、これを介して偏向ユニット３００の遮蔽管３３０を第２の長手端部３３２から放出される電子ビーム２１０の電子は、集束ユニット８００に入射することができる。
【００５０】
集束ユニット８００の外側シャーレ８１０と内側シャーレ８２０の間にも適当な電圧の印加により電界が作られるので、外側シャーレ８１０と内側シャーレ８２０の間を進行する電子ビーム２１０の集束が行われる。電子ビーム２１０は、この場合も同様に集束ユニット８００の内側シャーレ８２０のほぼ中心点で集束される。同時に、電界は電子ビーム２１０の電子の速度を同様に高める働きをする。
【００５１】
コレクタ６００の代わりに、Ｘ線発生装置７００はコレクタ９００を有する。コレクタ９００は、導電材料、たとえば金属から成り、陽極５００を完全に貫通する電子ビーム２１０の電子を捕捉して、これにより同様にＸ線発生装置７００のエネルギー効率を高める働きをする。
【００５２】
コレクタ９００は円筒状部分９１０を有し、この部分は、一方が基底部分により閉鎖されている。コレクタ９００は、従ってカップ状に形成される。コレクタ９００の円筒状部分９１０は、集束ユニット８００の外側シャーレ８１０と同じ直径を有する。コレクタ９００の円筒状部分９１０の開放端は、外側シャーレ８１０の開放端に接続される。これにより、集束ユニット８００の内側シャーレ８２０は、外側シャーレ８１０およびコレクタ９００により、囲まれることになる。
【００５３】
外側シャーレ８１０とコレクタ９００の円筒状部分９１０の間には絶縁材９２０が配置され、これは外側シャーレ８１０をコレクタ９００に対し電気的に絶縁している。これにより、外側シャーレ８１０とコレクタ９００を異なる電位を与えることが可能となる。
【００５４】
陽極５００を貫通した電子ビーム２１０の電子は、陽極５００を幅広い角度分布で放出することができる。陽極５００の前面５０１への方向とは異なる電子の方向変更は、電子ビーム２１０の電子が陽極５００のターゲット層５１０と担体５２０の原子に投射することにより惹起される。陽極５００が、たとえばダイアモンド製の担体５２０と厚さが５００ｎｍのタングステン製のターゲット層５１０を有していれば、陽極５００を貫通した電子の角度分布は約＋/−６０°の範囲になる。コレクタ９００は、図１および図２のコレクタ６００に対し、コレクタ９００が電子をこのような全体として大きい空間角度範囲で捕捉できると言う利点を提供する。これにより、装置７００は、特に高いエネルギー効率を有することになる。有利には、電子を可能な散乱角度範囲全体から通過させるようにするため、内側シャーレ８２０の第２の開口８２２は相応の大きさに形成される。
【００５５】
Ｘ線発生装置７００の構成要素は、装置７００の作動中にＸ線発生装置１００の相応する構成要素と同じ電位を与えることができる。特に、外側シャーレ８１０は陰極２００に対し１０ｋＶの電位を与えることができる。集束ユニット８００の内側シャーレ８２０は、陰極２００に対し１５０ｋＶにすることができる。コレクタ９００は、陰極２００に対し４０ｋＶの電位にすることができる。
【００５６】
本発明を有利な実施例に基づき詳細に図示および説明してきたが、本発明は開示された例に限定されることはない。ほかの変形例は、発明の保護範囲を逸脱することなく、当業者により創案することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１００    Ｘ線発生装置
１１０    Ｘ線窓
２００    陰極
２１０    電子ビーム
３００    偏向ユニット
３１０    偏向ユニットの第１の電極
３２０    偏向ユニットの第２の電極
３３０    遮蔽管
３３１    遮蔽管の第１の長手端部
３３２    遮蔽管の第２の長手端部
４００    集束ユニット
４１０    外側シャーレ
４１１    外側シャーレの第１の開口
４１２    外側シャーレの第２の開口
４２０    内側シャーレ
４２１    内側シャーレの第１の開口
４２２    内側シャーレの第２の開口
５００    陽極
５０１    陽極の前面
５０２    陽極の背面
５１０    ターゲット層
５２０    担体
６００    コレクタ
７００    Ｘ線発生装置
８００    集束ユニット
８１０    外側シャーレ
８１１    外側シャーレの開口
８２０    内側シャーレ
８２１    内側シャーレの第１の開口
８２２    内側シャーレの第２の開口
９００    コレクタ
９１０    円筒状部分
９２０    絶縁材
【図１】
2015529386.tif 000003
【図２】
2015529386.tif 000004
【図３】
2015529386.tif 000005
【図４】
2015529386.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月3日(2015.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット層（５１０）を備えた陽極（５００）と、
電子ビーム（２１０）を送出するための陰極（２００）と、
電界により前記ターゲット層（５１０）上で前記電子ビーム（２１０）を偏向させるための偏向ユニット（３００）と、
前記電子ビーム（２１０）を集束させるための集束ユニット（４００、８００）と、
前記陽極（５００）の前記ターゲット層（５１０）で発生したＸ線を、前記ターゲット層（５１０）上に投射する前記電子ビーム（２１０）の進行方向とは逆の戻り方向に放出するためのＸ線窓と、を備え、
前記陰極（２００）が、前記陽極（５００）から出発する前記戻り方向に対して、ずらさされて配置された、
Ｘ線発生装置（１００、７００）。
【請求項２】
前記集束ユニット（４００、８００）が、前記電子ビーム（２１０）の進行方向に対して偏向ユニット（３００）の後に配置された、
請求項１記載の装置（１００、７００）。
【請求項３】
前記偏向ユニット（３００）が湾曲した遮蔽管（３３０）を有し、
前記遮蔽管（３３０）内に第１の電極（３１０）と第２の電極（３２０）が配置された、
請求項１または２に記載の装置（１００、７００）。
【請求項４】
前記集束ユニット（４００、８００）が内側シャーレ（４２０、８２０）を有し、
前記陽極（５００）が内側シャーレ（４２０，８２０）内に配置された、
請求項１から３のいずれか１つに記載の装置（１００、７００）。
【請求項５】
前記内側シャーレ（４２０、８２０）が球状シャーレとして形成された、
請求項４記載の装置（１００、７００）。
【請求項６】
前記集束ユニット（４００、８００）が外側シャーレ（４１０、８１０）を有し、
前記外側シャーレ（４１０、８１０）が内側シャーレ（４２０、８２０）を少なくとも部分的に囲む、
請求項４または５記載の装置（１００、７００）。
【請求項７】
前記外側シャーレ（４１０）が球状シャーレとして形成された、
請求項６記載の装置（１００）。
【請求項８】
前記外側シャーレ（８１０）が球状キャップ形シャーレとして形成された、
請求項６記載の装置（７００）。
【請求項９】
前記内側シャーレ（４２０、８２０）および前記外側シャーレ（４１０、８１０）が電子ビーム（２１０）を通過させるために設けられるそれぞれ少なくとも１つの開口（４１１、４１２、４２１、４２２、８１１、８２１、８２２）を有する、
請求項６から８のいずれか１つに記載の装置（１００、７００）。
【請求項１０】
前記陽極（５００）を貫通した電子ビーム（２１０）の電子を捕捉するために設けられたコレクタ（６００、９００）を有する、
請求項１から９のいずれか１つに記載の装置（１００、７００）。
【請求項１１】
前記コレクタ（９００）および前記集束ユニット（８００）の外前記側シャーレ（８１０）が、共に前記集束ユニット（８００）の前記内側シャーレ（８２０）を囲む、
請求項６，８および９のいずれか１つを引用する請求項１０記載の装置（７００）。
【請求項１２】
前記コレクタ（９００）が円筒状部分（９１０）を有し、
前記コレクタ（９００）の前記円筒状部分（９１０）が前記外側シャーレ（８１０）に隣接しており、
前記外側シャーレ（８１０）および前記円筒状部分（９１０）が互いに電気的に絶縁された、
請求項１１記載の装置（７００）。
【請求項１３】
前記遮蔽管（３３０）および前記外側シャーレ（４１０、８１０）が前記陰極（２００）に対し第１の電圧を印加され、
前記第１の電極（３１０）が前記陰極（２００）に対し第２の電圧を印加され、
前記内側シャーレ（４２０、８２０）が前記陰極（２００）に対し第３の電圧を印加され、
前記第１の電圧が前記第２の電圧よりも高い正の電圧値を有し、
前記第３の電圧が前記第１の電圧よりも高い正の電圧値を有する、
請求項３を引用する請求項４、または該請求項４を引用する請求項５を引用する請求項６記載のＸ線発生装置（１００、７００）の作動方法。
【請求項１４】
前記第２の電極（３２０）が、同様に前記陰極(２００)に対し第１の電圧を印加される、
請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
請求項１０記載のＸ線発生装置（１００、７００）が形成され、
前記コレクタ（６００、９００）が、前記陰極（２００）に対して第４の電圧を印加され、
前記第４の電圧が、前記第１の電圧よりも高い正の電圧値を有し、
前記第３の電圧が、前記第４の電圧よりも高い正の電圧値を有する、
請求項１３または１４記載の方法。
【国際調査報告】
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