特開 2022-134597 放射線管及び放射線源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022134597

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】放射線管及び放射線源

(51)【国際特許分類】

   H05G 1/06 20060101AFI20220908BHJP

【ＦＩ】

H05G1/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021033834

(22)【出願日】2021-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松浦 正佳

【テーマコード（参考）】

4C092

【Ｆターム（参考）】

4C092AA01

4C092AB17

4C092AB27

4C092AC01

4C092AC20

4C092BB12

4C092BB17

4C092BB23

(57)【要約】

【課題】放射線管を備える放射線源を従来よりも小型化することができる、放射線管及び放射線源を提供する。
【解決手段】放射線管６０は、放射線画像撮影用の放射線源に用いられる放射線管６０であって、電子を放出するエミッタ電極９２を有するカソード部９０、及びゲート電極９６を有する電子放出部７２と、カソード部９０と対向するアノード面７５を有し電子が衝突することにより放射線Ｒを発生するアノード部７４と、ゲート電極９６に定電圧の駆動電圧を供給する定電圧供給部７０と、定電圧供給部７０子、電子放出部７２、及びアノード部７４を収容する真空管７６と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線画像撮影用の放射線源に用いられる放射線管であって、
電子を放出するエミッタ電極を有するカソード部、及びゲート電極を有する電子放出部と、
前記カソード部と対向するアノード面を有し前記電子が衝突することにより放射線を発生するアノード部と、
前記ゲート電極に定電圧の駆動電圧を供給する定電圧供給部と、
前記電子放出部、前記アノード部、及び前記定電圧供給部を収容する真空管と、
を備えた放射線管。

【請求項2】

前記定電圧供給部は、前記ゲート電極と前記カソード部とに対して並列に接続されたツェナーダイオード、及び前記ツェナーダイオードに並列に接続された平滑コンデンサを含む
請求項１に記載の放射線管。

【請求項3】

前記定電圧供給部は、前記ツェナーダイオードに直列に接続された温度補償用ダイオードをさらに含む
請求項２に記載の放射線管。

【請求項4】

前記定電圧供給部のうち少なくとも前記ツェナーダイオードは、前記電子放出部と同一基板上に搭載されている、
請求項２または請求項３に記載の放射線管。

【請求項5】

前記定電圧供給部が形成された定電圧基板は、前記電子放出部が形成された電子放出部用基板と接触した状態で配置されている
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線管。

【請求項6】

前記定電圧供給部が形成された定電圧基板は、前記電子放出部が形成された電子放出部用基板とは間隔を空けて配置されている
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線管。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線管と、
前記放射線管の真空管の外部に設けられ、昇圧したアノード電圧を前記アノード部に供給する陽極側昇圧回路部と、
前記真空管の外部に設けられ、昇圧したカソード電圧を前記カソード部に供給する陰極側昇圧回路部と、
を備えた放射線源。

【請求項8】

前記陰極側昇圧回路部が昇圧した駆動電圧は、前記陽極側昇圧回路部が昇圧した電源電圧よりも大きい
請求項７に記載の放射線源。

【請求項9】

前記陽極側昇圧回路部は、陽極トランスを有し、
前記陰極側昇圧回路部は、１次側のコイルの巻き線の巻き数に対する２次側のコイルの巻き線の巻き数の比が前記陽極トランスよりも大きい陰極トランスを有する
請求項８に記載の放射線源。

【請求項10】

前記陽極側昇圧回路部は、昇圧された電源電圧に応じた電荷を蓄積する陽極コンデンサを有し、
前記陰極側昇圧回路部は、昇圧された前記駆動電圧に応じた電荷を蓄積し、かつ前記陽極コンデンサよりも容量が大きい陰極コンデンサを有する
請求項８または請求項９に記載の放射線源。

【請求項11】

前記放射線管を収容するハウジングをさらに備えた
請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の放射線源。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、放射線管及び放射線源に関する。

【背景技術】

【0002】

被写体の放射線画像を撮影する場合に被写体に向けて放射線を出射する放射線源が知られている。放射線源は、放射線を発生する放射線管を有する。放射線管としては、電極としてのフィラメントを加熱して熱電子を放出する放射線管の他に、電極を加熱せずに電子を放出する冷陰極を備えた放射線管が知られている。こうした放射線管は、カソード部とカソード部に電圧を印加するためのゲート電極とを有し、冷陰極を構成する電子放出部と、カソード部と対向するアノード面を有するアノード部と、ゲート電極に定電圧の駆動電圧を供給する定電圧供給部と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の放射線管は、真空管内に電子放出部とアノード部とが収容されており、真空管の外部に定電圧供給部を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－３３４１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

放射線源は、放射線管を収容するハウジングを備えている。放射線管の真空管の外部でかつハウジング内に定電圧供給部を設けた場合、ハウジングの外壁はグランド電位となっているため、定電圧供給部とハウジングとの外壁に十分な距離が必要とされる。例えば、定電圧供給部が形成された定電圧基板と、ハウジングの外壁との間を十分に離間して設ける必要がある。そのため、従来の技術では、ハウジングのサイズを大型化する必要があるため、放射線源の全体のサイズが比較的、大型化してしまうという問題があった。

【0005】

放射線画像撮影装置は小型化の要望があり、特に、放射線源を移動させる移動機構を有する場合は、放射線源の小型化の要望が強い。

【0006】

本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、放射線管を備える放射線源を従来よりも小型化することができる、放射線管及び放射線源を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために本開示の第１の態様の放射線管は、放射線画像撮影用の放射線源に用いられる放射線管であって、電子を放出するエミッタ電極を有するカソード部、及びゲート電極を有する電子放出部と、カソード部と対向するアノード面を有し電子が衝突することにより放射線を発生するアノード部と、ゲート電極に定電圧の駆動電圧を供給する定電圧供給部と、電子放出部、アノード部、及び定電圧供給部を収容する真空管と、を備える。

【0008】

本開示の第２の態様の放射線管は、第１の態様の放射線管において、定電圧供給部は、ゲート電極とカソード部とに対して並列に接続されたツェナーダイオード、及びツェナーダイオードに並列に接続された平滑コンデンサを含む。

【0009】

本開示の第３の態様の放射線管は、第２の態様の放射線管において、定電圧供給部は、ツェナーダイオードに直列に接続された温度補償用ダイオードをさらに含む。

【0010】

本開示の第４の態様の放射線管は、第２の態様または第３の態様の放射線管において、定電圧供給部のうち少なくともツェナーダイオードは、電子放出部と同一基板上に搭載されている。

【0011】

本開示の第５の態様の放射線管は、第１の態様から第３の態様のいずれか１態様の放射線管において、定電圧供給部が形成された定電圧基板は、電子放出部が形成された電子放出部用基板と接触した状態で配置されている。

【0012】

本開示の第６の態様の放射線管は、第１の態様から第３の態様のいずれか１態様の放射線管において、定電圧供給部が形成された定電圧基板は、電子放出部が形成された電子放出部用基板とは間隔を空けて配置されている。

【0013】

本開示の第７の態様の放射線源は、本開示の放射線管と、放射線管の真空管の外部に設けられ、昇圧したアノード電圧をアノード部に供給する陽極側昇圧回路部と、真空管の外部に設けられ、昇圧したカソード電圧をカソード部に供給する陰極側昇圧回路部と、を備える。

【0014】

本開示の第８の態様の放射線源は、第７の態様の放射線源において、陰極側昇圧回路部が昇圧した駆動電圧は、陽極側昇圧回路部が昇圧した電源電圧よりも大きい。

【0015】

本開示の第９の態様の放射線源は、第８の態様の放射線源において、陽極側昇圧回路部は、陽極トランスを有し、陰極側昇圧回路部は、１次側のコイルの巻き線の巻き数に対する２次側のコイルの巻き線の巻き数の比が陽極トランスよりも大きい陰極トランスを有する。

【0016】

本開示の第１０の態様の放射線源は、第８の態様または第９の態様の放射線源において、陽極側昇圧回路部は、昇圧された電源電圧に応じた電荷を蓄積する陽極コンデンサを有し、陰極側昇圧回路部は、昇圧された駆動電圧に応じた電荷を蓄積し、かつ陽極コンデンサよりも容量が大きい陰極コンデンサを有する。

【0017】

本開示の第１１の態様の放射線源は、第７の態様から第１０の態様のいずれか１態様の放射線源において、放射線管を収容するハウジングをさらに備える。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、放射線管を備える放射線源を従来よりも小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態のマンモグラフィ装置の外観の一例を表した側面図である。

【図2】実施形態の放射線源の構成の一例を表したブロック図である。

【図3】実施形態の放射線管及び昇圧回路部の回路構成の一例を表す構成図である。

【図4】構成例１のカソード部及び定電圧供給部構成の一例の概略を表す図である。

【図5】構成例２のカソード部及び定電圧供給部構成の一例の概略を表す図である。

【図6A】構成例３の定電圧供給部の定電圧基板及び電子放出部の支持基板の一例を表す斜視図である。

【図6B】構成例３の定電圧供給部及び電子放出部の一例を表す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明を限定するものではない。

【0021】

まず、本実施形態のマンモグラフィ装置の構成の一例について説明する。図１には、本実施形態のマンモグラフィ装置１０の外観の一例を表す側面図が示されている。なお、図１は、被検者の左側からマンモグラフィ装置１０を見た場合の外観の一例を示している。

【0022】

本実施形態のマンモグラフィ装置１０は、図示を省略したコンソールの制御に応じて動作し、被検者の乳房を被写体として、乳房に放射線Ｒ（例えば、Ｘ線）を照射して乳房の放射線画像を撮影する装置である。なお、マンモグラフィ装置１０は、被検者が起立している状態（立位状態）のみならず、被検者が椅子（車椅子を含む）等に座った状態（座位状態）において、被検者の乳房を撮影する装置であってもよい。

【0023】

図１に示すように、本実施形態のマンモグラフィ装置１０は、撮影台２４内部に制御部４０、記憶部４２、及びＩ／Ｆ（Interface)部４４を備える。制御部４０は、コンソールの制御に応じて、マンモグラフィ装置１０の全体の動作を制御する。制御部４０は、いずれも図示を省略した、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵで実行される、放射線画像の撮影に関する制御を行うための撮影処理プログラムを含む各種のプログラム等が予め記憶されている。ＲＡＭは、各種データを一時的に記憶する。

【0024】

記憶部４２には、放射線検出器２０により撮影された放射線画像の画像データや、その他の各種情報等が記憶される。記憶部４２の具体例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等が挙げられる。Ｉ／Ｆ部４４は、無線通信または有線通信により、コンソール１２との間で各種情報の通信を行う。マンモグラフィ装置１０で放射線検出器２０により撮影された放射線画像の画像データは、Ｉ／Ｆ部４４を介してコンソール等の外部の装置に無線通信または有線通信によって送信される。

【0025】

また、操作部４６は、例えば、マンモグラフィ装置１０の撮影台２４等に設けられた複数のスイッチである。なお、操作部４６は、タッチパネル式のスイッチとして設けられていてもよいし、医師及び技師等のユーザが足で操作するフットスイッチとして設けられていてもよい。

【0026】

図１に示すように、放射線検出器２０は、撮影台２４の内部に配置されている。本実施形態のマンモグラフィ装置１０では、撮影を行う場合、撮影台２４の撮影面２４Ａ上には、被検者の乳房がユーザによってポジショニングされる。

【0027】

放射線検出器２０は、被写体である乳房を通過した放射線Ｒを検出する。詳細には、放射線検出器２０は、被検者の乳房及び撮影台２４内に進入して放射線検出器２０の検出面２０Ａに到達した放射線Ｒを検出し、検出した放射線Ｒに基づいて放射線画像を生成し、生成した放射線画像を表す画像データを出力する。本実施形態の放射線検出器２０の種類は、特に限定されず、例えば、放射線Ｒを光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器であってもよいし、放射線Ｒを直接電荷に変換する直接変換方式の放射線検出器であってもよい。

【0028】

撮影を行う際に乳房を圧迫するために用いられる圧迫板３８は、撮影台２４に設けられた圧迫ユニット３６に取り付けられる。詳細には、圧迫ユニット３６には、圧迫板３８を撮影台２４に近づく方向または離れる方向（以下、「上下方向」という）に移動する圧迫板駆動部（図示省略）が設けられている。圧迫板３８の支持部３９は、圧迫板駆動部に着脱可能に取り付けられ、圧迫板駆動部により上下方向に移動し、撮影台２４との間で被検者の乳房を圧迫する。

【0029】

また、図１に示すように本実施形態のマンモグラフィ装置１０は、撮影台２４と、アーム部３３と、基台３４と、軸部３５と、を備えている。アーム部３３は、基台３４によって、上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に保持される。また、軸部３５によりアーム部３３が基台３４に対して回転をすることが可能である。軸部３５は、基台３４に対して固定されており、軸部３５とアーム部３３とが一体となって回転する。

【0030】

軸部３５及び撮影台２４の圧迫ユニット３６にそれぞれギアが設けられ、このギア同士の噛合状態と非噛合状態とを切替えることにより、撮影台２４の圧迫ユニット３６と軸部３５とが連結されて一体に回転する状態と、軸部３５が撮影台２４と分離されて空転する状態とに切り替えることができる。なお、軸部３５の動力の伝達・非伝達の切り替えは、上記ギアに限らず、種々の機械要素を用いることができる。

【0031】

アーム部３３と撮影台２４は、軸部３５を回転軸として、別々に、基台３４に対して相対的に回転可能となっている。本実施形態では、基台３４、アーム部３３、及び撮影台２４の圧迫ユニット３６にそれぞれ係合部（図示省略）が設けられ、この係合部の状態を切替えることにより、アーム部３３、及び撮影台２４の圧迫ユニット３６の各々が基台３４に連結される。軸部３５に連結されたアーム部３３、及び撮影台２４の一方または両方が、軸部３５を中心に一体に回転する。マンモグラフィ装置１０は、放射線源２９を放射線検出器２０に対して正対させた姿勢で被写体を撮影する単純撮影が可能であることに加えて、放射線検出器２０に対して放射線源２９を相対的に移動させることにより被写体に対する放射線Ｒの照射角度を変化させながら複数回の撮影を行ういわゆるトモシンセシス撮影が可能である。マンモグラフィ装置１０において、トモシンセシス撮影を行う場合、放射線源２９は、アーム部３３の回転により、照射角度が異なる複数の照射位置の各々に移動される。

【0032】

放射線源２９は、制御部４０の制御により放射線Ｒを発生させ、発生させた放射線Ｒを被写体に向けて照射する。図２には、本実施形態の放射線源２９の構成の一例を表すブロック図が示されている。図２に示すように、放射線源２９は、放射線管６０と、昇圧回路部６２と、放射線管６０及び昇圧回路部６２と、ハウジング６４と、を備える。ハウジング６４は、グランド電位ＧＮＤに接続されており、放射線管６０及び昇圧回路部６２を収容する。

【0033】

図１及び図２に示すように昇圧回路部６２には、基台３４内に設けられた電源装置２５から電圧ケーブル２５Ａを介して所定の電圧が供給される。昇圧回路部６２は、電源装置２５から電圧ケーブル２５Ａを介して供給された所定の電圧を昇圧して放射線管６０に供給する機能を有する。

【0034】

昇圧回路部６２は、陽極側昇圧回路部６３Ａ及び陰極側昇圧回路部６３Ｂを有する。陽極側昇圧回路部６３Ａは、放射線管６０の真空管７６の外部に設けられており、昇圧したアノード電圧を放射線管６０のアノード部７４に供給する。具体的には、陽極側昇圧回路部６３Ａは、電源装置２５から電圧ケーブル２５Ａを介して供給された電圧を昇圧し、昇圧した電圧をアノード電圧として放射線管６０のアノード部７４に供給する。一方、陰極側昇圧回路部６３Ｂは、放射線管６０の真空管７６の外部に設けられており、昇圧したカソード電圧を放射線管６０の電子放出部７２に供給する。具体的には、陰極側昇圧回路部６３Ｂは、電源装置２５から電圧ケーブル２５Ａを介して供給された電圧を昇圧し、昇圧した電圧をカソード電圧として放射線管６０の電子放出部７２に供給する。

【0035】

放射線管６０は、放射線画像撮影用の放射線源２９に用いられる放射線管であって、昇圧回路部６２から供給されたアノード電圧及びカソード電圧に応じて放射線Ｒを発生する。放射線管６０は、定電圧供給部７０と、電子放出部７２と、アノード部７４と、真空管７６と、を備える。電子放出部７２は、陰極側昇圧回路部６３Ｂから供給されるカソード電圧に応じて、電子を放出する機能を有する。定電圧供給部７０は、電子放出部７２のゲート電極９６（図３参照、詳細後述）に定電圧の駆動電圧を供給する機能を有する。アノード部７４は、電子放出部７２が放出した電子により放射線Ｒを発生する機能を有する。

【0036】

真空管７６は、定電圧供給部７０、電子放出部７２、及びアノード部７４を収容する機能を有する。真空管７６は、例えば円筒形状をしており、ガラス又はセラミック等で構成される。真空管７６の内部は密閉されており、真空状態に保たれている。

【0037】

図３を参照してさらに、本実施形態の放射線源２９について説明する。図３には、本実施形態の放射線管６０及び昇圧回路部６２の回路構成の一例を表す構成図が示されている。

【0038】

図３に示すように本実施形態の電子放出部７２は、カソード部９０及びゲート電極９６を有する。カソード部９０は、シリコン等の支持基板９１上に形成された電子放出素子９４を有するエミッタ電極９２を含む。具体的には、本実施形態のエミッタ電極９２は、外部から電界が加えられることにより電子を放出する複数の電子放出素子９４をマトリクス状に配列した電界放出アレイ（Field Emitter Array)で構成される。電子放出素子９４は、例えば先端が尖った円錐形状をしており、一例として、支持基板９１上にモリブデンを蒸着することにより形成されるスピント型のエミッタ電極９２の電子放出素子が用いられる。

【0039】

ゲート電極９６は、カソード部９０に対して電界を加えるための電極である。ゲート電極９６は、エミッタ電極９２上に、絶縁層９５を介して設けられている。ゲート電極９６は、各電子放出素子９４を囲う状態に形成されており、各電子放出素子９４に対応してマトリクス状に配置された複数の開口部を有する。この開口部から電子が放出される。

【0040】

ゲート電極９６及びカソード部９０の形成方法は一例として次のとおりである。まず、支持基板９１上にゲート電極９６を構成する材料となる酸化膜を形成し、酸化膜上にゲート電極９６のパターンに応じてレジストを形成する。レジストが形成された後、酸化膜をエッチングすることにより、酸化膜に開口部が形成される。酸化膜においてレジストが形成されていない部分が開口部となる。開口部が形成された後、電子放出素子９４の材料となるモリブデンの膜が蒸着により形成される。これにより、開口部内に円錐形状の電子放出素子９４を有するエミッタ電極９２が形成される。図３において、カソード部９０とゲート電極９６とは分離されているように描かれているが、実際には、１つの支持基板９１上に形成されている。電子放出素子９４の材料としては、カーボンナノチューブ等を用いてもよい。換言すると本実施形態では、カソード部９０及びゲート電極９６は、ワンチップで形成される。

【0041】

また、図３に示すように本実施形態の定電圧供給部７０は、ツェナーダイオード８０、温度補償用ダイオード８２、及び平滑コンデンサ８４を含む。

【0042】

ツェナーダイオード８０は、ゲート電極９６とカソード部９０とに対して並列に接続されている。より具体的には、ツェナーダイオード８０は、カソードがゲート電極９６に接続されており、アノードが温度補償用ダイオード８２を介してカソード部９０にカソード電圧を印加する配線に接続されている。ツェナーダイオード８０は、ゲート電極９６から流れる電流が変化しても、ゲート電極９６に供給される電圧を定電圧とする機能を有する。

【0043】

温度補償用ダイオード８２は、ツェナーダイオード８０に直列に接続されている。ゲート電極９６から電流が流れることにより、ツェナーダイオード８０が発熱する。そのため、温度補償用ダイオード８２は、ツェナーダイオード８０の温度係数を打ち消すために、順方向に設けられたダイオードである。なお、図３では、１つの温度補償用ダイオード８２をツェナーダイオード８０に直列に接続させた形態を示したが、温度補償用ダイオード８２を設ける数等は本形態に限定されず、ツェナーダイオード８０の温度係数に応じ、温度係数を打ち消すことを可能とする数等とすればよい。

【0044】

また、平滑コンデンサ８４は、ツェナーダイオード８０に並列に接続されている。平滑コンデンサ８４は、ゲート電極９６－カソード部９０間の電圧のリップルを抑える機能を有する。具体的には、電圧が高い場合は、平滑コンデンサ８４に電荷を蓄積し、電圧が低い場合には蓄積した電荷を放電することで、ゲート電極９６－カソード部９０間の電圧の変動を抑制する。

【0045】

また、図３に示すように、アノード部７４は、カソード部９０に対抗するアノード面７５を有している。アノード部７４は、電子放出部７２から放出された電子がアノード面７５に衝突することにより放射線Ｒを発生する。アノード部７４は、例えば、銅によって構成される。

【0046】

一方、図３に示すように、昇圧回路部６２の陽極側昇圧回路部６３Ａは、昇圧トランスである陽極トランス５０Ａ、ダイオード５４Ａ、５５Ａ、及びコンデンサ５２Ａ、５３Ａを有する。コンデンサ５２Ａ及びコンデンサ５３Ａは、アノード部７４と陰極側昇圧回路部６３Ｂとの間に直列に接続されている。具体的には、コンデンサ５２Ａの一端がアノード部７４に接続されており、コンデンサ５２Ａの他端とコンデンサ５３Ａの一端が接続されており、かつコンデンサ５３Ａの他端が陰極側昇圧回路部６３Ｂに接続されている。本実施形態のコンデンサ５２Ａ及びコンデンサ５３Ａが本開示の陽極トランジスタの一例である。

【0047】

また、ダイオード５４Ａ及びダイオード５５Ａは直列に接続されており、コンデンサ５２Ａ及びコンデンサ５３Ａに並列に接続されている。具体的には、ダイオード５４Ａのカソードがコンデンサ５２Ａの一端に接続されており、ダイオード５４Ａのアノードとダイオード５５Ａのカソードとが接続されており、ダイオード５５Ａのアノードがコンデンサ５３Ａの他端に接続されている。

【0048】

また、陽極トランス５０Ａは、昇圧トランスであり、電源装置２５に接続された１次側コイル５１Ａ_１と、アノード部７４に電圧を供給するための２次側コイル５１Ａ_２とを含む。陽極トランス５０Ａは、電源装置２５から供給される電圧を、１次側コイル５１Ａ_１の巻き線の巻き数に対する２次側コイル５１Ａ_２の巻き線の巻き数の比に応じたアノード電圧に昇圧する。２次側コイル５１Ａ_２の一端はダイオード５４Ａ及びダイオード５５Ａの中点に接続されている。また、２次側コイル５１Ａ_２の他端は、コンデンサ５２Ａ及びコンデンサ５３Ａの中点に接続されている。

【0049】

陽極側昇圧回路部６３Ａは、電源装置２５から供給された電圧を陽極トランス５０Ａにより昇圧し、ダイオード５４Ａ、５５Ａ、及びコンデンサ５２Ａ、コンデンサ５３Ａにより整流して蓄積することで、アノード部７４にアノード電圧を供給する。

【0050】

また、図３に示すように、昇圧回路部６２の陰極側昇圧回路部６３Ｂは、陽極側昇圧回路部６３Ａと同様の構成を有する。具体的には、昇圧トランスである陰極トランス５０Ｂ、ダイオード５４Ｂ、５５Ｂ、及びコンデンサ５２Ｂ、５３Ｂを有する。コンデンサ５２Ｂ及びコンデンサ５３Ｂは、陽極側昇圧回路部６３Ａとカソード部９０との間に直列に接続されている。具体的には、コンデンサ５２Ｂの一端が陽極側昇圧回路部６３Ａに接続されており、コンデンサ５２Ｂの他端とコンデンサ５３Ｂの一端が接続されており、かつコンデンサ５３Ｂの他端がカソード部９０に接続されている。本実施形態のコンデンサ５２Ｂ及びコンデンサ５３Ｂが本開示の陰極トランジスタの一例である。

【0051】

また、ダイオード５４Ｂ及びダイオード５５Ｂは直列に接続されており、コンデンサ５２Ｂ及びコンデンサ５３Ｂに並列に接続されている。具体的には、ダイオード５４Ｂのカソードがコンデンサ５２Ｂの一端に接続されており、ダイオード５４Ｂのアノードとダイオード５５Ｂのカソードとが接続されており、ダイオード５５Ｂのアノードがコンデンサ５３Ｂの他端に接続されている。

【0052】

また、陰極トランス５０Ｂは、昇圧トランスであり、電源装置２５に接続された１次側コイル５１Ｂ_１と、カソード部９０に電圧を供給するための２次側コイル５１Ｂ_２とを含む。陰極トランス５０Ｂは、電源装置２５から供給される電圧を、１次側コイル５１Ｂ_１の巻き線の巻き数に対する２次側コイル５１Ｂ_２の巻き線の巻き数の比に応じたカソード電圧に昇圧する。２次側コイル５１Ｂ_２の一端はダイオード５４Ｂ及びダイオード５５Ｂの中点に接続されている。また、２次側コイル５１Ｂ_２の他端は、コンデンサ５２Ｂ及びコンデンサ５３Ｂの中点に接続されている。

【0053】

陰極側昇圧回路部６３Ｂは、電源装置２５から供給された電圧を陰極トランス５０Ｂにより昇圧し、ダイオード５４Ｂ、５５Ｂ、及びコンデンサ５２Ｂ、コンデンサ５３Ｂにより整流して蓄積することで、カソード部９０にカソード電圧を供給する。

【0054】

なお、本実施形態では、陰極トランス５０Ｂの１次側コイル５１Ｂ_１の巻き線の巻き数に対する２次側コイル５１Ｂ_２の巻き線の巻き数の比は、陽極トランス５０Ａの１次側コイル５１Ａ_１の巻き線の巻き数に対する２次側コイル５１Ａ_２の巻き線の巻き数の比よりも大きい。換言すると、陰極トランス５０Ｂの巻き数比は、陽極トランス５０Ａの巻き数比よりも大きい。すなわち、陽極トランス５０Ａよりも陰極トランス５０Ｂの方が昇圧する程度が大きい。さらに、本実施形態では、陰極側昇圧回路部６３Ｂのコンデンサ５２Ｂ、５３Ｂの容量は、陽極側昇圧回路部６３Ａのコンデンサ５２Ａ、５３Ａの容量よりも大きい。従って、陰極側昇圧回路部６３Ｂのコンデンサ５２Ｂ、５３Ｂは、陽極側昇圧回路部６３Ａのコンデンサ５２Ａ、５３Ａよりも多くの電荷を蓄積することができる。

【0055】

上述したようにカソード部９０は電子を放出するため、カソード部９０に供給するカソード電圧をアノード電圧より大きくすることが好ましい。上記のように、陽極トランス５０Ａよりも陰極トランス５０Ｂの方が巻き数の比を大きくすることにより、アノード電圧よりも大きなカソード電圧を発生することができる。陰極側昇圧回路部６３Ｂのコンデンサ５２Ｂ、５３Ｂの容量を陽極側昇圧回路部６３Ａのコンデンサ５２Ａ、５３Ａよりも大きくすることで、カソード部９０に、アノード電圧をよりも大きなカソード電圧を安定して供給することができる。

【0056】

このように、本実施形態の放射線管６０では、カソード部９０にカソード電圧が供給され、かつアノード部７４にアノード電圧が印加されると、ツェナーダイオード８０のツェナー電圧に応じた管電流が発生し、管電流に応じた放射線Ｒが発生する。なお、カソード電圧は負の電位を有し、アノード電圧は正の電位を有する。

【0057】

また、本実施形態の放射線管６０では、定電圧供給部７０により、ゲート電極９６を駆動するための駆動電圧を定電圧とするため、ゲート電極９６に供給さえるゲート電圧を安定化することができる。放射線管６０が発生する放射線Ｒの線量を安定させることができる。

【0058】

以下、本実施形態の定電圧供給部７０及び電子放出部７２の構成例についてさらに説明する。

【0059】

（構成例１）
図４には、本構成例の定電圧供給部７０及び電子放出部７２を表す断面図が示されている。本構成例の定電圧供給部７０及び電子放出部７２は、同一基板上に搭載されており、いわゆるワンチップとして形成されている。図４に示した例では、カソード部９０の支持基板９１上に、定電圧供給部７０のツェナーダイオード８０及び温度補償用ダイオード８２が搭載されている。ツェナーダイオード８０及び温度補償用ダイオード８２は、カソード部９０と同様に表面実装部品として、支持基板９１上に形成することができる。そのため、図４に示した形態のように、電子放出部７２と、ツェナーダイオード８０及び温度補償用ダイオード８２とをワンチップ化してもよい。なお、図４においては、図示を省略しているが定電圧供給部７０の平滑コンデンサ８４は、電子放出部７２とワンチップ化することが困難な場合がある。そのため、平滑コンデンサ８４と、電子放出部７２とをワンチップにせずともよい。すなわち、支持基板９１上に平滑コンデンサ８４を搭載せずともよい。この場合、平滑コンデンサ８４は、任意の場所に配置することができる。例えば、構成例２及び３に後述するように、支持基板９１とは別の基板上に平滑コンデンサ８４を形成してもよい。

【0060】

このように本構成例の放射線管６０は、定電圧供給部７０及び電子放出部７２を同一基板上に搭載している。換言すると本構成例の放射線管６０は、定電圧供給部７０及び電子放出部７２をワンチップ化している。そのため、本構成例の放射線管６０によれば、放射線管６０をより小型化することができる。また、定電圧供給部７０及び電子放出部７２を同時に製造することができるため、製造歩留まりを向上させることができる。

【0061】

（構成例２）
図５には、本構成例の定電圧供給部７０及び電子放出部７２を表す断面図が示されている。本構成例の定電圧供給部７０及び電子放出部７２は各々別個の基板に形成されており、かつ、放射線管６０内において、定電圧供給部７０が形成された基板と、電子放出部７２が形成された基板とが離間して設けられている。図５に示した例では、電子放出部７２のカソード部９０が形成された支持基板９１と、定電圧供給部７０が形成された定電圧基板８５とが、離間して設けられている。具体的には、カソード部９０の支持基板９１における電子放出素子９４が形成されている面と反対側の面と対向する状態に定電圧基板８５が設けられている。定電圧基板８５は、カソード部９０にカソード電圧を供給するためのステムピン９８が貫通している。定電圧基板８５におけるステムピン９８の貫通部には、絶縁材８６が設けられている。また、電子放出素子９４と、定電圧基板８５とは、ゲート配線９７により接続されており、定電圧供給部７０からゲート配線９７を介してゲート配線９７に駆動電圧が供給される。

【0062】

このように本構成例の放射線管６０は、定電圧供給部７０及び電子放出部７２が各々別個の基板に形成されており、かつ、定電圧供給部７０が形成された基板と、電子放出部７２が形成された基板とが離間して設けられている。構成例１のように、定電圧供給部７０及び電子放出部７２をワンチップ化した場合、定電圧供給部７０及び電子放出部７２のいずれか一方に不具合が生じた場合、チップ全体が不良となる。これに対して、本構成例の放射線管６０によれば、定電圧供給部７０及び電子放出部７２を各々別個の基板に形成しているため、定電圧供給部７０及び電子放出部７２のいずれか一方に不具合が生じた場合、不具合が生じた方のみを交換等すればよい。また、本構成例の放射線管６０によれば、既存の、定電圧供給部７０及び電子放出部７２を利用することができる。従って、本構成例の放射線管６０によれば、製造歩留まりを向上させることができ、また、製造コストを抑制することができる。

【0063】

（構成例３）
図６Ａには、本構成例の定電圧供給部７０の定電圧基板８５及び電子放出部７２の支持基板９１の斜視図が示されている。なお、図６Ａでは、定電圧供給部７０の各素子、及び電子放出部７２の各素子の記載を省略している。また、図６Ｂには、本構成例の定電圧供給部７０及び電子放出部７２を表す平面図が示されている。上述した構成例２と同様に、本構成例の定電圧供給部７０及び電子放出部７２は各々別個の基板に形成されている。また、上述した構成例２と異なり、放射線管６０内において、定電圧供給部７０が形成された定電圧基板８５と、電子放出部７２が形成された支持基板９１とが接触した状態に設けられている。図６Ａに示した例では、定電圧供給部７０の定電圧基板８５上に、電子放出部７２の支持基板９１が定電圧基板８５に接触した状態で載せられている。

【0064】

図６Ｂには、電子放出部７２の支持基板９１における、ゲート電圧印加用のゲートパターン９６Ａが示されている。ゲートパターン９６Ａの近傍には、電子放出素子９４が設けられたエミッタ電極９２が設けられており、ここから電子が放出される。また、図６Ｂには、定電圧供給部７０の定電圧基板８５における、ツェナーダイオード８０、温度補償用ダイオード８２、平滑コンデンサ８４が示されている。また、定電圧基板８５には、ステムピン９８が接続されるカソード電圧印加部８９が設けられており、カソード電圧印加部８９は、定電圧供給部７０のツェナーダイオード８０及び平滑コンデンサ８４に接続されていると共に、電子放出部７２のカソード部９０に接続されている。

【0065】

このように本構成例の放射線管６０は、定電圧供給部７０及び電子放出部７２が各々別個の基板に形成されており、かつ、定電圧供給部７０が形成された基板と、電子放出部７２が形成された基板とが接触した状態で設けられている。本構成例の放射線管６０は、構成例２の放射線管６０と同様に、定電圧供給部７０及び電子放出部７２が各々別個の基板に形成されているため、定電圧供給部７０及び電子放出部７２をワンチップ化した場合に比べて、製造歩留まりを向上させることができ、また、製造コストを抑制することができる。また、本構成例の放射線管６０によれば、定電圧供給部７０及び電子放出部７２を接触した状態で設けているため、定電圧供給部７０と電子放出部７２とを電気的に接続する配線を短くすることができ、電気的な接続不良を抑制することができる。また、本構成例の放射線管６０によれば、放射線管６０をより小型化することができる。

【0066】

以上説明したように、上記各形態のマンモグラフィ装置１０の放射線管６０は、放射線画像撮影用の放射線源に用いられる放射線管６０であって、電子を放出するエミッタ電極９２を有するカソード部９０、及びゲート電極９６を有する電子放出部７２と、カソード部９０と対向するアノード面７５を有し電子が衝突することにより放射線Ｒを発生するアノード部７４と、ゲート電極９６に定電圧の駆動電圧を供給する定電圧供給部７０と、定電圧供給部７０子、電子放出部７２、及びアノード部７４を収容する真空管７６と、を備える。

【0067】

放射線管６０が収容されたハウジング６４は、図２に示したように、グランド電位となっている。そのため、上記各形態と異なり、電子放出部７２のゲート電極９６に定電圧の駆動電圧を供給するための定電圧回路を真空管の外部に設けた従来の形態では、ハウジング６４と、定電圧回路との間を十分に離間して設ける必要がある。そのため、真空管の外部に定電圧回路を設けた場合、ハウジング６４のサイズを大型化する必要がある。これに対して、上記各形態の放射線管６０では、上記各形態の放射線管６０では、定電圧供給部７０及び電子放出部７２が、真空管７６内に収容されている。そのため、真空管７６をハウジング６４とハウジング６４と真空管７６との間を、上記従来の形態よりも狭くしても、ハウジング６４と定電圧供給部７０との間を十分に離間して設けることができる。

【0068】

従って上記各形態のマンモグラフィ装置１０の放射線管６０によれば、放射線管６０を備える放射線源２９を従来よりも小型化することができる。

【0069】

なお、上記各形態では、定電圧供給部７０がツェナーダイオード８０を用いた形態について説明したが、定電圧供給部７０の具体的な構成は、本形態に限定されず、ゲート電極９６に定電圧の駆動電圧を供給可能な構成であれば限定されるものではない。

【0070】

なお、上記各形態では、真空管７６内に定電圧供給部７０の定電圧基板８５が収まりきる形態について説明したが、本形態に限定されず、定電圧基板８５が真空管７６外に突出する形態としてもよい。

【0071】

また、上記形態では、本開示の技術をマンモグラフィ装置１０の放射線管６０及び放射線源２９に適用する形態について説明したが、マンモグラフィ装置１０以外の放射線画像撮影装置の放射線管及び放射線源に適用する形態としてもよい。例えば、被写体を胸部や腹部等とした放射線画像撮影装置の放射線管及び放射線源に適用する形態であってもよい。

【符号の説明】

【0072】

１０ マンモグラフィ装置
２０ 放射線検出器、２０Ａ 検出面
２４ 撮影台、２４Ａ 撮影面
２５ 電源装置、２５Ａ 電圧ケーブル
２９ 放射線源
３３ アーム部
３４ 基台
３５ 軸部
３６ 圧迫ユニット
３８ 圧迫板
３９ 支持部
４０ 制御部
４２ 記憶部
４４ Ｉ／Ｆ部
４６ 操作部
５０Ａ 陽極トランス、５０Ｂ 陰極トランス
５１Ａ_１、５１Ｂ_１ １次側コイル、５１Ａ_２、５１Ｂ_２ ２次側コイル
５２Ａ、５２Ｂ、５３Ａ、５３Ｂ コンデンサ
５４Ａ、５４Ｂ、５５Ｂ、５５Ｂ ダイオード
６０ 放射線管
６２ 昇圧回路部
６３Ａ 陰極側昇圧回路部、６３Ｂ 陰極側昇圧回路部
６４ ハウジング
７０ 定電圧供給部
７２ 電子放出部
７４ アノード部
７５ アノード面
７６ 真空管
８０ ツェナーダイオード
８２ 温度補償用ダイオード
８４ 平滑コンデンサ
８５ 定電圧基板
８６ 絶縁材
８９ カソード電圧印加部
９０ カソード部
９１ 支持基板
９２ エミッタ電極
９４ 電子放出素子
９５ 絶縁層
９６ ゲート電極、９６Ａ ゲートパターン
９７ ゲート配線
９８ ステムピン
ＧＮＤ グランド電位
Ｒ 放射線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】