(57)【要約】２つのフィラメントを有するＸ線管組立体（１６）は、真空エンベロープ（５２）を含み、真空エンベロープは、その第１の端に陽極（５４）が配置され、その第２の端に陰極組立体（６２）が配置される。陰極組立体は、可変長の焦点で陽極に衝突する電子ビームを放射する可変長フィラメント組立体（７２、７４；１００）を含む。陰極組立体は更に、複数の電気的に絶縁される偏向電極（６４、６６、６８；１１０、１１２）に分割される陰極カップを含む。フィラメント選択回路（８０）は、可変長フィラメント組立体（７２、７４）の一部を選択的に且つ個々に加熱する。フィラメント組立体から放射される電子ビームは、偏向電極の様々な電極に電位を印加することによって静電的にフォーカスされ且つ制御される。
2004528682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空エンベロープと、
上記真空エンベロープ内に配置され、陽極軸について回転する陽極と、
上記真空エンベロープにおいて上記陽極に向かい合って配置され、或る焦点長と或る焦点幅を有する焦点において上記陽極に衝突する電子ビームを放射し、上記焦点において上記陽極に衝突するよう加速される電子を放射する可変長フィラメント組立体及び互いに電気的に絶縁される複数の静電偏向電極を画成する陰極カップを含む、陰極組立体と、
上記陰極カップの上記静電偏向電極のうち様々な電極に、個々に且つ選択的に、電位を印加して、上記陽極上の上記焦点の幅及び場所を制御する手段と、を含み、
上記焦点長は、上記フィラメント組立体の有効長に応じて変わる、Ｘ線管組立体。
【請求項２】
上記可変長フィラメント組立体は、
少なくとも第１のフィラメント及び第２のフィラメントを含み、
上記第１のフィラメントは、上記第２のフィラメントより長く、
上記陰極カップは、少なくとも３つの部分に分割され、
上記部分の数は、フィラメントの数より１大きく、
上記少なくとも３つの部分は、互いに電気的に絶縁される請求項１記載のＸ線管組立体。
【請求項３】
上記陰極カップの偏向電極は、
上記第１のフィラメントに隣接して配置される第１の偏向電極と、
上記第２のフィラメントに隣接して配置される第２の偏向電極と、
上記第１のフィラメントと上記第２のフィラメントの間に配置される共通偏向電極と、を含む請求項１又は２記載のＸ線管組立体。
【請求項４】
上記第１の偏向電極及び上記第２の偏向電極は、電気的に接続される請求項３記載のＸ線管組立体。
【請求項５】
上記第１のフィラメントは、上記陽極に衝突するよう加速される電子を放射し、第１の焦点長を有する焦点をもたらし、
上記第２のフィラメントは、上記陽極に衝突するよう加速される電子を放射し、第２の焦点長を有する焦点をもたらし、
上記第１の焦点長は、上記第２の焦点長より大きい、請求項２乃至４のうちいずれか一項記載のＸ線管組立体。
【請求項６】
上記真空エンベロープに隣接して配置され、上記第１のフィラメント及び上記第２のフィラメントの一方を選択的に且つ個々に加熱するためのフィラメント選択回路を更に含む請求項２乃至５のうちいずれか一項記載のＸ線管組立体。
【請求項７】
上記フィラメント選択回路は、
厚スライスＣＴ走査適用のために上記第１のフィラメントを選択的に加熱する手段と、
薄スライスＣＴ走査適用のために上記第２のフィラメントを選択的に加熱する手段と、を含む請求項６記載のＸ線管組立体。
【請求項８】
上記可変長フィラメント組立体は、
フィラメント長を有する１つのフィラメントと、
上記フィラメントと電気的に連通する複数のフィラメントリード線と、を含み、
上記フィラメントリード線は、上記フィラメント長の各所に配置され、
上記陰極カップは、互いに電気的に絶縁される２つの部分に分割される請求項１記載のＸ線管組立体。
【請求項９】
上記可変長フィラメント組立体は、
上記フィラメントの両端に電気的に連通する第１のフィラメントリード線と、
上記フィラメントの中心部に電気的に連通する共通フィラメントリード線と、
端と中心部の間で上記フィラメントに沿っての２点に電気的に連通する第２のフィラメントリード線と、を含む請求項８記載のＸ線管組立体。
【請求項１０】
（ｉ）上記フィラメント長全体、及び、（ｉｉ）上記フィラメント長の一部の一方を選択的に電気的に加熱する手段を更に含む請求項８又は９記載のＸ線管組立体。
【請求項１１】
上記フィラメント長全体の電気的加熱に応答して、上記フィラメントは、上記陽極に衝突するよう加速され、第１の焦点長を有する焦点を画成する電子を放射し、
上記フィラメント長の一部の電気的加熱に応答して、上記フィラメントは、上記陽極に衝突するよう加速され、第２の焦点長を有する焦点を画成する電子を放射し、
上記第１の焦点長は、上記第２の焦点長より大きい、請求項８乃至１０のうちいずれか一項記載のＸ線管組立体。
【請求項１２】
上記陰極組立体は、
長フィラメント部及び短フィラメント部を収容する基部を含み、
上記長フィラメント部及び上記短フィラメント部は、上記基部から電気的に絶縁され、
上記第１の静電偏向電極、第２の静電偏向電極、及び、上記共通静電偏向電極は、上記基部から電気的に絶縁される請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載のＸ線管組立体。
【請求項１３】
上記陰極組立体は、
長フィラメント部及び短フィラメント部を収容する基部と、
上記基部の側面に取り付けられる少なくとも２つの絶縁素子と、を含み、
上記長フィラメント部及び上記短フィラメント部は、上記基部から電気的に絶縁され、
上記第１の偏向電極及び上記第２の偏向電極は、上記２つの絶縁素子に取り付けられるＬ字型の金属板を含む、請求項３乃至７のうちいずれか一項記載のＸ線管組立体。
【請求項１４】
上記真空エンベロープに隣接して配置され、上記長フィラメント部及び上記短フィラメント部の一方に選択的に動力を供給し、且つ、上記静電偏向電極にバイアスをかけるフィラメント選択回路を更に含み、
上記フィラメント選択回路は、
上記フィラメント部に選択的に動力を供給し、上記偏向電極にバイアスをかけるために複数のリレーコイル及び対応する電気接触子を含む請求項１乃至１１のうちいずれか一項記載のＸ線管組立体。
【請求項１５】
陰極組立体は、
長フィラメントセグメント及び短フィラメントセグメントを有する１つのフィラメントと、
上記フィラメントの上記長フィラメントセグメントの端に電気的に連通する第１のフィラメントリード線と、
上記フィラメントの中心部に電気的に連通する共通フィラメントリード線と、
端と中心部との間で上記フィラメントの上記短フィラメントセグメントに沿っての２点に電気的に連通する第２のフィラメントリード線と、
両端において、上記フィラメントに隣接して配置される第１の静電偏向電極及び第２の静電偏向電極と、を含む請求項１記載のＸ線管。
【請求項１６】
陰極組立体と、
陽極と、
上記陰極組立体及び上記陽極を取り囲む真空エンクロージャと、を含み、
上記陰極組立体は、
長フィラメント部及び短フィラメント部と、
上記長フィラメント部と上記短フィラメント部との間に配置される共通静電電極と、
上記共通電極とは反対側で、上記長フィラメント部に隣接して配置される第１の静電偏向電極と、
上記共通電極とは反対側で、上記短フィラメント部に隣接して配置される第２の静電偏向電極と、を有する、Ｘ線管。
【請求項１７】
回転陽極から間隔が置かれる電子放射陰極組立体を有する真空エンベロープと、
フィラメント選択回路と、を含み、
上記陰極組立体は、
焦点において上記陽極に衝突する電子をビーム状に放射する少なくとも第１のフィラメント及び第２のフィラメントと、
少なくとも３つの電気的に絶縁される偏向電極に分割される陰極カップを含み、
上記フィラメント選択回路は、
焦点長を選択するために上記第１のフィラメント及び上記第２のフィラメントの一方を、選択的且つ個々に、電気的に加熱する手段と、
上記陽極上の焦点の幅及び場所を制御するために、上記偏向電極の様々な電極に、個々に且つ選択的に、電位を印加する手段を含む、Ｘ線管組立体。
【請求項１８】
陰極に対し正の電圧に維持するよう適応される陽極から間隔が置かれる陰極を有する真空エンベロープを含み、上記陰極は、長焦点長と短焦点長と可変焦点長のうち少なくとも１つを有する焦点において上記陽極に衝突する電子をビーム状に選択的に放射するフィラメント組立体と、互いに電気的に絶縁される複数の部分を有する陰極カップとを含む、Ｘ線管を動作させる方法であって、
（ｉ）上記短焦点長、及び、（ｉｉ）上記長焦点長の一方を有する焦点を形成するよう上記陽極に向けて加速される電子を放射するために、上記フィラメント組立体の一部を選択的に加熱する段階と、
上記陽極上の上記焦点の幅及び場所を制御するために、上記陰極カップの上記部分の様々な部分に、個々に且つ選択的に、電位を印加する段階と、を含む方法。
【請求項１９】
少なくとも第１のフィラメント及び第２のフィラメントを含み、上記第１のフィラメントは上記第２のフィラメントより長さが長い、可変長フィラメント組立体に対し、上記選択的に加熱する段階は、
上記第１のフィラメント及び上記第２のフィラメントの一方を電気的に加熱する段階を含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
上記電気的に加熱する段階は、
厚スライスＣＴ走査のために上記第１のフィラメントを電気的に加熱する段階と、
薄スライスＣＴ走査のために上記第２のフィラメントを電気的に加熱する段階と、を含む請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
（ｉ）上記第１のフィラメントに隣接して配置される第１の偏向電極と、（ｉｉ）上記第２のフィラメントに隣接して配置される第２の偏向電極と、（ｉｉｉ）上記第１のフィラメントと上記第２のフィラメントとの間に配置される共通偏向電極とを含む陰極カップに対し、上記電位を印加する段階は、
上記共通偏向電極を、上記第１の偏向電極及び上記第２の偏向電極の一方に電気的に接続する段階と、
上記第１の偏向電極及び上記第２の偏向電極のもう一方と、上記共通電極との間に電位を印加する段階と、を含む請求項１９又は２０記載の方法。
【請求項２２】
上記電位を印加する段階は、
上記第１の偏向電極を上記第２の偏向電極に電気的に接続する段階と、
接続された上記第１の偏向電極及び上記第２の偏向電極と、上記共通電極の間に電位を印加する段階と、を含む請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
本発明は特に、ＣＴ走査器等と共に用いる高出力Ｘ線管に関連する用途に用いられ、その用途を特に参照しながら説明する。しかし、本発明は、従来のＸ線診断装置、及び、医療検査及び非医療検査用の他の透過線装置に関連する用途にも用いられることを理解するものとする。
【０００３】
一般的に、高出力Ｘ線管は、加熱又はフィラメント電流がその中を通される陰極フィラメントを保持する真空エンベロープ又はハウジングを含む。一般的に、１００−２００ｋＶのオーダの高い電位が、陰極と、これも真空エンベロープ内に配置される陽極との間に印加される。この電位によって、管電流又は電子ビームが、真空エンベロープの内部の真空領域を通り、陰極から陽極に流れる。電子ビームは、十分なエネルギーで陽極の小さな領域又は焦点に衝突し、Ｘ線が生成される。
【０００４】
ＣＴ走査器の分解能を増加するには、焦点の位置を２つ以上の位置で変えるか、又は、焦点の寸法を２つ以上の寸法で変えて、２つの別個の放射点源を形成することが好適である。従来では、２つの異なる方法を用いて、焦点の位置及び／又は幅を制御していた。１つの焦点制御方法は、１つのフィラメントの共通脚に関連付けられる静電グリッド又はバイアス電極を用いる。２つの静電グリッドに印加される電圧が変えられて、陽極の焦点軌道上に衝突する電子ビームの場所及び幅が変更される。この静電気的な方法は、幅のある焦点位置制御を与えるが、１つの長さの焦点を与えることに限定される。
【０００５】
もう１つの焦点制御方法は、陰極から放射される電子ビームの進路に影響を与える磁界を生成するために、磁気ヨークを用いる。磁気ヨークを用いるこの方法は、２つのフィラメントを用い、従って、２つの焦点長及び幅が与えるが、幾つかの理由から不利である。磁気ヨーク管は、Ｘ線管ハウジング内に２つの追加のコネクタを通すことを必要とし、このことは、磁気ヨーク管を多くのＣＴ装置に用いることを適切でなくしてしまう。更に、電子ビームを偏向且つフォーカスするために用いる磁界は、２つの焦点位置間で方形波状に動かすことができないので、収集データに切れ目を生じさせてしまう。
【０００６】
従って、被曝時間を抑えるよう高変調の伝達関数、及び、高Ｘ線束を有する装置を形成するために多数の焦点長及び幅を供給するＸ線管組立体が必要である。本発明は、上述した問題及び他の問題を解決する、調節可能な焦点長及び幅を有する新規の、且つ、改善されたＸ線管を提供することを目的とする。
【０００７】
［発明の概要］
本発明の１つの面によると、Ｘ線管組立体は、真空エンベロープと、陽極軸について回転するよう真空エンベロープの１つの端に配置される陽極を含む。真空エンベロープの第２の端に配置される陰極組立体は、或る焦点長及び焦点幅を有する焦点において陽極に衝突する電子ビームを放射する。陰極組立体は、可変の長さを有する焦点で陽極に衝突する電子ビームを放射する可変長フィラメント組立体を含む。陰極カップは、互いに電気的に絶縁される複数の静電偏向電極を画成する。更に、陰極カップの静電電極の様々な電極に、個々に且つ選択的に、電位が印加されて、陽極上の焦点の幅及び場所が制御される。
【０００８】
本発明の別の面によると、Ｘ線管は、長いフィラメント部と短いフィラメント部、及び、長いフィラメント部と短いフィラメント部の間に配置される共通静電偏向電極を有する陰極組立体を含む。第１の静電偏向電極は、共通電極の反対側で長いフィラメント部に隣接して配置され、第２の静電偏向電極は、共通電極の反対側で短いフィラメント部に隣接して配置される。Ｘ線管は更に、陽極と、陰極組立体と陽極を取り囲む真空エンクロージャを含む。
【０００９】
本発明の別の面によると、Ｘ線管組立体は、回転陽極から間隔が置かれた電子放射陰極組立体を有する真空エンベロープを含み、陰極組立体は、可変長及び可変幅を有する焦点で陽極に衝突する電子をビーム状に放射する少なくとも第１のフィラメント及び第２のフィラメントを含む。陰極カップは、少なくとも３つの電気的に絶縁される偏向電極に分割される。フィラメント選択回路は、真空エンベロープに隣接して配置される。フィラメント選択回路は、第１のフィラメント及び第２のフィラメントの一方を、選択的に且つ個々に、電気的に加熱する手段と、陽極上の焦点の幅及び場所を制御するために静電偏向電極の様々な電極に、個々に且つ選択的に、電位を印加する手段を含む。
【００１０】
本発明の別の面によると、コンピュータトモグラフィ装置は、被験者受容アパーチャに配置される被験者を通過するＸ線を放射する透過線源を含む。透過線源は、少なくとも２つの放射線点源を含み、各放射線点源は、異なる焦点距離を有する放射線ビームを与える。放射線点源に検出器手段が接続され、放射線点源から放射されて被験者を透過した後の放射線を検出する。放射線点源と検出器手段は、回転式ガントリに取り付けられる。装置は更に、検出された放射線を、トモグラフィ画像表現に処理する手段も含む。
【００１１】
本発明のより限定した面によると、透過線源は、真空エンベロープと、真空エンベロープの１つの端に配置される陽極を含む。陰極組立体が、真空エンベロープの第２の端に配置され、陰極基部、及び、少なくとも第１のフィラメント及び第２のフィラメントを含み、第１のフィラメントは第２のフィラメントより長い。少なくとも３つの偏向電極が、陰極基部に取り付けられ、陰極基部から電気的に絶縁される。透過線源は更に、偏向電極の様々な電極に、個々に且つ選択的に、電位を印加する手段を含む。
【００１２】
本発明の別の面によると、Ｘ線管は、陰極に対し正の電圧に維持されるよう適応される陽極から間隔が置かれる陰極を有する真空エンベロープを含む。陰極は、長い焦点長、短い焦点長、及び、可変の焦点長の少なくとも１つを有する焦点において陽極に衝突する電子をビーム状で選択的に放射するフィラメント組立体と、互いに電気的に絶縁される複数の部分を有する陰極カップを含む。Ｘ線管を動作させる方法は、短い焦点長及び長い焦点長の一方を有する電子ビームを放射するよう可変フィラメント組立体の一部を選択的に加熱する段階を含む。本発明の方法は更に、陽極上の焦点の幅及び場所を制御するために、陰極カップの部分の様々な部分に、個々に且つ選択的に、電位を印加する段階を含む。
【００１３】
本発明の１つの利点は、陽極軌道を過度に加熱することなく高いＸ線束が得られることにある。
【００１４】
本発明の別の利点は、多数の焦点長を有するＸ線を生成することにある。
【００１５】
本発明の別の利点は、Ｘ線管とＣＴ装置の間に追加の外部接続なく多数のフィラメントを有することにある。
【００１６】
本発明の別の利点は、フィラメント長選択と静電フォーカシングの組合せにある。
【００１７】
本発明の更に別の利点は、複数のフィラメントの１つを選択的に励起することにある。
【００１８】
本発明の更に別の利点は、より大きいサンプリング密度を与えるよう２つ以上の位置間で焦点を調節することにある。
【００１９】
［好適な実施例の詳細な説明］
本発明の他の利益及び利点は、好適な実施例を読み且つ理解することにより、当業者に明らかとなろう。
【００２０】
本発明は様々な構成要素及び構成要素の構成、また、様々な段階及び段階の構成の形をとり得る。図面は、好適な実施例を説明するものに過ぎず、本発明を制限するものではないことを理解するものとする。
【００２１】
図１を参照するに、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）走査器１０は、患者支持体１２上の被験者をＸ線撮影により検査し、診断画像を生成する。より具体的には、支持体１２上の被験者の関心容積が、検査領域１４内に動かされる。回転式ガントリに取り付けられるＸ線管組立体１６は、検査領域１４を通る、１つ以上の放射ビームを投射する。コリメータ１８は、放射ビームを１次元で平行にさせる。第３世代走査器では、２次元Ｘ線検出器２０が、Ｘ線管から検査領域１４の反対側に回転式ガントリ上に配置される。第４世代走査器では、２次元検出器２２のリング又はアレイが、回転式ガントリの周りの固定式ガンドリに取り付けられる。
【００２２】
２次元検出器２０、２２のそれぞれは、集積回路に接続される又は好適には組込まれる光検出器の２次元アレイを含む。検出器は、受信Ｘ線の強度を示す電気信号を生成する。受信Ｘ線の強度は、Ｘ線管とシンチレーションクリスタルセグメント間の対応するＸ線に沿っての積分Ｘ線吸収を表す。
【００２３】
回転式ガンドリの角度位置に関する情報と共に、電気信号は、アナログ−デジタル変換器によってデジタル化される。デジタル診断データは、データメモリ３０に通信される。データメモリ３０からのデータは、再構成プロセッサ３２によって再構成される。様々な周知の再構成技術が考えられる。再構成技術には、スパイラル及びマルチスライス走査技術、コンボリューション及びバックプロジェクション技術、コーンビーム再構成技術等が含まれる。再構成プロセッサ３２によって生成される容積画像は、容積画像メモリ３４に格納される。ビデオプロセッサ３６は、画像メモリの選択された部分を取出して、スライス画像、投影画像、サーフェスレンダリング等を形成し、それらを、ビデオ又はＬＣＤモニタといったモニタ３８上で表示するために形式を整える。
【００２４】
図２と、図１を再び参照するに、Ｘ線管組立体１６は、真空エンベロープ５２の両端に配置される陽極５０と、陰極組立体６２を含む。真空エンベロープ５２は、陰極組立体６２から陽極５０の環状円周面５４上の焦点に向けてビームが通るよう真空にされる。陽極５０は、回転ドライバ５８によって駆動される回転子５６を含み、回転子５６は、陽極軸６０の周りを回転する。真空エンベロープ５２は、油性の誘電性流体といった誘電性媒体７０内に置かれることが好適であり、この誘電性媒体７０は、冷却手段に向けて循環される。
【００２５】
陰極組立体６２は、真空エンベロープ５２のもう１つの端に配置される。１つの実施例では、陰極組立体６２は、３つの電圧バイアス又は偏向電極６４、６６、及び、６８に分割される陰極カップを含む。１つの実施例では、図２に示すように、２つの側部偏向電極６４、６８と、１つの中心偏向電極６６が互いに電気的に絶縁される。別の実施例では、図３Ａに示すように、２つの側部偏向電極６４、６８は、互いに、及び、電気リード線６９を介して共通の電圧源に電気接続される。以下により詳細に説明するように、偏向電極６４、６６、及び、６８は、フィラメント選択回路８０を介して、１対の偏向電極電源８２、８４及びフィラメント電源８６によって、選択的に動力が与えられる。１対の偏向電極電源８２、８４及びフィラメント電源８６は全て、高電圧源９０に切替え可能に接続される。
【００２６】
図３Ｂ及び図３Ｃと、図２を再び参照するに、陰極組立体６２は、可変長フィラメント組立体を含む。可変長フィラメント組立体は、可変長及び幅の焦点で陽極５０に衝突する電子ビームを放射する。図３Ｂに示す１つの実施例では、可変長フィラメント組立体は、異なる長さのフィラメント７２、７４を含み、各フィラメントは、異なる長さの焦点を生成する。フィラメント組立体の各フィラメント７２、７４は、偏向電極６４、６６、６８から電気的に絶縁される。以下により詳細に説明するように、フィラメント７２、７４は、所望の衝突適用に基づいて選択的に励起される。細いワイヤフィラメントを図示するが、フィラメントは、絶縁基板上に付着される細い金属層であることも可能であることを理解するものとする。
【００２７】
図３Ｃに示す別の実施例では、可変長フィラメント組立体は、２つの偏向電極１１０、１１２から電気的に絶縁される１つのタップ付きフィラメント１００を含む。タップ付きフィラメント１００は、３つのフィラメントリード線、即ち、第１のフィラメントリード線１０２、第２の又は共通フィラメントリード線１０４、及び、第３のフィラメントリード線１０６を含む。第１のフィラメントリード線１０２は、タップ付きフィラメント１００の両端に電気的に連通する。第２の又は共通フィラメントリード線１０４は、タップ付きフィラメント１００の中心に電気的に連通する。電極１０２、１０４に電流が流されると、フィラメントの全長が加熱され、電子が放射される。図３Ｃに示すように、第３のフィラメントリード線１０６は、第１のフィラメントリード線間で、且つ、共通リード線について左右対称である点において、タップ付きフィラメント１００に電気的に連通する。１つの実施例では、フィラメントリード線１０２、１０４、１０６は、はんだ接合又は溶接を介して、タップ付きフィラメント１００に電気的に接続される。しかし、フィラメントリード線は、タップ付きフィラメントに様々な従来の方法で電気的に接続可能であることは明らかである。
【００２８】
図３Ｃの実施例では、第１のフィラメントリード線１０２間にあるフィラメント長全体、又は、フィラメントリード線１０６間にあるフィラメント長の一部のいずれかが、特定の診断用途に応じて励起され得る。時間の経過と共にフィラメント抵抗は増加する。長いモード及び短いモードの両方に共通のフィラメント部を中心に置くことによって、フィラメント抵抗が増加しても、対応する高い電子生成は、ビームの中心において左右対称であることが保証される。
【００２９】
図３Ｄに示す別の実施例では、タップ付きフィラメント１００は、３つのフィラメントリード線、即ち、第１のフィラメントリード線１２２、第２のフィラメントリード線１２６、及び、共通フィラメントリード線１２４を含む。第１のフィラメントリード線１２２は、タップ付きフィラメント１００の第１の端に電気的に連通する。共通フィラメントリード線１２４は、タップ付きフィラメント１００のもう１つの端に電気的に連通する。図３Ｄに示すように、第２のフィラメントリード線１２６は、第１のフィラメントリード線と第２のフィラメントリード線との間の点においてタップ付きフィラメントに電気的に連通する。リード線１２２、１２４に電流が流れると、フィラメントの全長が加熱され、電子が放射される。リード線１２６、１２４のみに電流が流れると、フィラメントの一部のみが加熱されて電子が放射される。
【００３０】
図３Ｅに示す別の実施例では、タップ付きフィラメント１００は、タップ付きフィラメントと電気的に連通する４つのフィラメントリード線１３２、１３４、１３６、及び、１３８を含む。リード線１３２、１３４に電流が流れると、フィラメント全長が加熱されて電子が放射される。その結果、長い焦点距離を有するＸ線がもたらされる。反対に、リード線１３６、１３８に電流が流れると、フィラメントの中心部が加熱されて電子が放射される。その結果、短い焦点距離を有するＸ線がもたらされる。
【００３１】
２つの偏向電極１１０、１１２に電圧が印加され、この電圧は、２つの電極間で１８０°の位相のずれを有する矩形波の形で変更される。尚、電極電圧は、他の波形に応じても変更され得ることを理解するものとする。偏向電極に振動電圧を加えると、放射電子ビームが、回転陽極上の２つの衝突位置間を行き来するようになる。従って、Ｘ線ビームの発生源が、２つの発生源の間で変化することとなる。
【００３２】
図４と、図２を再び参照するに、陰極組立体６２は、Ｘ線管ハウジング７６内に配置されるフィラメント選択回路８０によって制御される。１つの実施例では、フィラメント選択回路８０は、４つの入力４０２、４０６、４１０、４１４と、陰極組立体（図示せず）に対して６つの出力４２０、４２４、４２８、４３２、４３６、４４０を含む。尚、Ｘ線管組立体に対し４つの入力を有することは、様々な従来のＸ線及びＣＴ装置との適合を容易にすることを理解するものとする。つまり、Ｘ線管組立体とＸ線装置間の外部の接続を変更する必要がない又は追加する必要がないということである。
【００３３】
フィラメント選択回路８０は、特定の用途に必要な所望の焦点長に応じて、２つのフィラメント７２、７４のうちの１つを選択的に又は個々に加熱することができる。所望のフィラメントは、端の偏向電極６４、６８がオンにされる、又は、動力が供給される順番によって選択される。より具体的には、（入力４１４を介して）大きい偏向電極６８に最初に動力が供給されると、大きいフィラメント７４が使用可能にされ、一方で、（入力４０２を介して）小さい偏向電極６４に最初に動力が供給されると、小さいフィラメント７２が使用可能にされる。更に、側部の偏向電極６４、６８に動力が供給される順番が、中心の偏向電極６６が短絡する側部偏向電極を決定する。
【００３４】
例えば、（出力４２４における）大きいフィラメント７４を選択的に励起するためには、大きい偏向電極６８に（入力４１４において）最初に動力が供給される。この動作は、小さいフィラメント選択回路を使用不可にする為に、フィラメント選択回路８０内の接触子４５２を開にするリレーコイル４５０を制御する。更に、図５Ａに示すように、（出力４３６における）共通の偏向電極６６は、（出力４２０における）小さい偏向電極６４に短絡される。尚、このことは、電子ビームが回転陽極に衝突する際の電子ビームの位置及び幅をより微細に制御可能にすることを理解するものとする。「２つの偏向電極」、即ち、大きい偏向電極６８と、偏向電極６４、６６の組合せに加えられる電圧が、２つの電極間で１８０°の位相ずれを有する矩形波の形で変えられることが好適である。尚、電極電圧は、他の波形によっても変更可能であることを理解するものとする。偏向電極に加えられる電圧を振動させることによって、電子ビームは２つの衝突位置間を行き来する。
【００３５】
（出力４２８における）小さなフィラメント７２を選択的に励起するには、小さい偏向電極６４に動力が供給される。この動作は、フィラメント選択回路８０内において、通常は閉である接触子４６２、４６４、及び、４６６を開にし、また、通常は開である接触子４６８、４７０を閉にするリレーコイル４６０に動力を供給する。このことは、（入力４０６における）フィラメント電源の励起されたリード線の、（出力４２８における）小さいフィラメント７２への経路を決定し、大きいフィラメント７２が電流を受けることを阻止する。更に、接触子４７０は、図５Ｂに示すように、（出力４３６における）共通の偏向電極６６を、（出力４４０における）大きい偏向電極６８に短絡させ、電子ビームの位置及び幅のより微細な制御を可能にする。「２つの偏向電極」、即ち、小さい偏向電極６４と、偏向電極６６、６８の組合せに加えられる電圧は、２つの電極間で１８０°の位相ずれを有する矩形波の形で変えられることが好適である。尚、電極電圧は、他の波形によっても変更可能であることを理解するものとする。
【００３６】
図６は、陰極組立体の別の実施例を示す。より具体的には、図６は、２つのフィラメント５１０、５１４を収容する階段状の陰極基部５００を与える。フィラメントは、基部５００から絶縁される。側部及び中心偏向電極５２０、５２４、５２８は、複数の絶縁層５３０、５３４、５３８によって基部５００から電気的に絶縁される。或いは、基部の最後の２つの段差を無くして、電気的に絶縁される側部及び中心電極によって完全に取って代わられる。
【００３７】
図７は、陰極組立体の別の実施例を示し、この組立体は、少なくとも２つのボア６０４、６０８と、少なくとも１つの追加のボア（図示せず）が貫通される金属基部６００を含み、ボア６０４、６０８には、少なくとも２つのフィラメント６１４、６１６に電流を供給するリード線６１０、６１２が通される。リード線は、絶縁スリーブ６２０、６２６によって金属基部から絶縁される。金属基部６００は、フィラメントの付近において、段差６３０、６３２、６３４、６３６を形成するよう形付けられ、これらの段差は、基部のエッジを、フィラメント６１４、６１６から一定の距離におく。
【００３８】
絶縁素子６４０、６４２が、金属基部の外部側面６６０、６６２に固定される。絶縁素子６４０、６４２は、側部偏向電極６５０、６５２を支持する。絶縁素子６４０、６４２は、フィラメントに最も近い面には、２つの対向する面６４１、６４３を有するよう形付けられ、これらの対向する面は、基部６００の段差６３２、６３６と平行である。側部偏向電極６５０、６５２は、絶縁素子６４０、６４２の対向面、また、上面及び下面に付着される。側部偏向電極は、絶縁素子６４０、６４２を通される導体６７０、６７２によって電圧源（図示せず）に接続される。
【００３９】
中心偏向電極６５６は、２つのフィラメント６１４、６１６の間に配置される。中心偏向電極６５６は、絶縁素子６４６によって基部６００から絶縁される。中心電極は、基部６００内を通り、絶縁スリーブ６４６によって基部６００から絶縁される導体６７６によって電圧源に接続される。
【００４０】
上述した全ての実施例は、本発明の範囲から逸脱することなく様々な方法で組立てられ得ることを理解するものとする。１つの実施例では、偏向電極及び陰極基部は、セラミック基板に金属を付着することによって形成される。或いは、陰極組立体は、機械加工された金属、絶縁スペーサ、及び、フィラメント及び電極リード線を収容する密閉貫通接続から構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のＸ線管組立体を用いる従来技術のコンピュータトモグラフィ（ＣＴ）診断装置を示す図である。
【図２】本発明のＸ線管組立体の好適な実施例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の陰極組立体の好適な実施例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の陰極組立体の好適な実施例を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の陰極組立体の好適な実施例を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の陰極組立体の好適な実施例を示す図である。
【図３Ｅ】本発明の陰極組立体の好適な実施例を示す図である。
【図４】本発明のフィラメント選択回路を示す図である。
【図５Ａ】本発明のフィラメント選択回路による電気的切替えを示す図である。
【図５Ｂ】本発明のフィラメント選択回路による電気的切替えを示す図である。
【図６】本発明の陰極組立体の別の実施例を示す図である。
【図７】本発明の陰極組立体の別の実施例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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