JP2002324507A - X-ray generator and x-ray device using it - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray generator of high power micro-focus, which is capable of switching a focal length depending on its uses or requirements in its manufacturing and making its current larger. SOLUTION: This X-ray generator comprises an electron beam source 11, and an electron beam path 13 which focuses the electron beam emitted from the electron beam source 11, and an anode which generates X-rays colliding the electron beam against the anode, and a power source which drives the electron beam source 11, the electron focusing path 13 and the anode. Here the electron beam source 11 and the electron focusing path 13 are composed of more than one member respectively, and a plurality of the electron beams emitted from a plurality of the electron beam sources 11 are focused at one point on the anode. In addition, the anode is rotated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、工業用或いは医療
用のＸ線透視装置等に好適なＸ線発生装置に関し、特に
多用な使用方法が可能であり、また極めて高輝度のＸ線
を発生することが可能なＸ線発生装置およびそれを用い
たＸ線装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray generator suitable for use in an industrial or medical X-ray fluoroscope, and more particularly, to an X-ray generator which can be used in a variety of ways and generates X-rays of extremely high brightness. The present invention relates to an X-ray generator capable of performing the same and an X-ray apparatus using the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】被検物を透過するＸ線の線量を測定し、
被検物の検査を行うＸ線装置は、種々の製品の異物検
査、欠陥検査等の工業用として、またＸ線透視装置やＸ
線撮像装置などの医療用として広く応用されている。2. Description of the Related Art The dose of X-rays transmitted through a subject is measured,
An X-ray apparatus for inspecting an object is used for industrial purposes such as foreign substance inspection and defect inspection of various products.
Widely applied for medical uses such as line imaging devices.

【０００３】このようなＸ線装置において、対象物が微
小な場合にはできるだけ拡大された像を得ることが望ま
しい。そのためには、Ｘ線発生源においてＸ線の発生領
域である焦点の大きさを極めて小さくする必要がある。
このような要請を受けて、近年、焦点寸法数μｍ程度と
いうマイクロフォーカスＸ線源が普及し始めてきた。In such an X-ray apparatus, it is desirable to obtain an image as large as possible when the object is minute. For that purpose, it is necessary to extremely reduce the size of the focal point, which is the X-ray generation area, in the X-ray generation source.
In response to such a request, recently, a microfocus X-ray source having a focal length of about several μm has begun to spread.

【０００４】一方、高画質の透視像を得るために、Ｘ線
を発生させる電子ビーム電流（管電流）はできるだけ大
きいことが要求される。例えば、食品中の異物検査等を
感度の低いラインセンサーを使用して検査するＸ線装置
や、流れている検査物をイメージインテンシファイア
（Ｉ．Ｉ）カメラのシャッター機能を使用して一瞬の静
止画像として得るインラインの自動検査用Ｘ線装置で
は、大電流が要求される。また医療用Ｘ線装置において
も、Ｘ線フィルム撮影とＸ線透視を兼用機とする仕様に
おいて撮影時間を短縮するために、大電流が必要とな
る。On the other hand, in order to obtain a high quality fluoroscopic image, the electron beam current (tube current) for generating X-rays is required to be as large as possible. For example, an X-ray apparatus for inspecting a foreign substance in food using a low-sensitivity line sensor, or an instantaneous inspection of a flowing object using a shutter function of an image intensifier (II) camera. A large current is required for an in-line automatic inspection X-ray apparatus that obtains a still image. Also, in a medical X-ray apparatus, a large current is required in order to shorten an imaging time in a specification in which an X-ray film radiograph and an X-ray fluoroscope are used as a combined machine.

【０００５】しかし管電流には、許容負荷の制限があ
り、大電流化を図ることが困難である。即ち、管電流が
大きすぎると電子衝撃部の発熱により陽極が溶融してし
まうので、管電流は、ある値で制限されている。この許
容される負荷の最大値が許容負荷である。[0005] However, the tube current is limited in allowable load, and it is difficult to increase the current. That is, if the tube current is too large, the anode is melted by the heat generated by the electron impact portion, so that the tube current is limited to a certain value. The maximum value of the allowable load is the allowable load.

【０００６】特に上述したマイクロフォーカスＸ線源で
は、陽極として固定陽極方式を採用しているため、回転
陽極方式に比べ許容負荷が小さく、得られる管電流は小
さい。In particular, in the microfocus X-ray source described above, since the fixed anode method is adopted as the anode, the allowable load is small and the obtained tube current is small as compared with the rotating anode method.

【０００７】マイクロフォーカスＸ線源においても、陽
極の溶融時に電子衝撃部を移動する、あるいは電子照射
を中断するといった方式が提案されているが（米国特許
第4344013号、特表平10−503618号）、これらの技術は
陽極表面の溶融を許容するものであり、溶融現象自体を
回避するものではない。陽極が溶融した場合、管内真空
度は悪化し、耐電圧性の劣化、電子ビーム電流の低下と
いった悪影響を及ぼす。また溶融発生時には照射を中断
しなければならず、使用者にとって不都合は避けられな
かった。In the case of a microfocus X-ray source, a method has been proposed in which the electron impact portion is moved when the anode is melted, or the electron irradiation is interrupted (US Pat. No. 4,434,003, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-503618). ), These techniques allow the anode surface to melt, but do not avoid the melting phenomenon itself. When the anode is melted, the degree of vacuum in the tube is deteriorated, and adverse effects such as a decrease in withstand voltage and a decrease in electron beam current are caused. In addition, irradiation must be interrupted when melting occurs, which is inevitable for the user.

【０００８】さらに大電流を妨げる要因として、上記許
容負荷のほかに、電子ビーム自身の負荷による空間電荷
制限がある。これは電子の持つ電荷によりお互いが反発
されビーム径が大きくなってしまう効果である。ビーム
電流が少ない場合は電界又は磁界のレンズ作用が反発効
果に打ち勝つことができるために集束することができる
が、ビーム電流が多くなるとレンズ作用が機能しなくな
ってしまうという問題である。Further, as a factor that hinders a large current, there is space charge limitation due to the load of the electron beam itself in addition to the above-mentioned allowable load. This is an effect that the beam diameter becomes large due to the repulsion of each other by the charge of the electrons. When the beam current is small, the lens action of the electric or magnetic field can overcome the repulsion effect, so that the focusing can be performed. However, when the beam current is large, the lens action does not work.

【０００９】また上述した大電流化の要請とは別に、小
焦点、大電流等種々の用途に応じた機能の切替が要求さ
れる場合がある。例えば、アルミ鋳物（エンジンブロッ
ク）の検査等では、検査物の厚み、形状、欠陥（気泡、
異物等）が様々であるため、それに対応する機能が要求
される。しかし、従来のＸ線装置では、このような自在
の切替ができなかった。[0009] In addition to the above-described request for a large current, switching of functions according to various uses such as a small focus and a large current may be required. For example, in the inspection of aluminum castings (engine blocks), the thickness, shape, defects (bubbles,
(Foreign matter, etc.), various functions are required. However, the conventional X-ray apparatus cannot perform such a free switching.

【００１０】さらに、Ｘ線管管球の製造工程において、
大焦点側の電子ビームによりターゲットを加熱して脱ガ
スを行うことができれば、製造工程における加熱時間を
短縮でき好適であるが、上記マイクロフォーカスＸ線源
では、このような脱ガスを行うことができなかった。Further, in the manufacturing process of the X-ray tube,
It is preferable that the target can be degassed by heating the target with the electron beam on the large focal point side because the heating time in the manufacturing process can be shortened. However, in the microfocus X-ray source, such degassing can be performed. could not.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、高出
力マイクロフォーカスＸ線発生源において、大電流化を
図るとともに、Ｘ線装置の種々の用途に応じて、或いは
Ｘ線管製造上の要請に応じて焦点寸法の切り替えが可能
なＸ線発生装置を提供すること、このようなＸ線発生装
置を搭載したＸ線装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a high-power microfocus X-ray generation source that aims to increase the current and to respond to various uses of the X-ray apparatus or to a demand for manufacturing an X-ray tube. It is an object of the present invention to provide an X-ray generator capable of switching the focal size according to the above, and to provide an X-ray apparatus equipped with such an X-ray generator.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電子線発生源と、前記電子線発生源が発生
する電子線を集束する電子集束経路と、前記電子線が衝
突することによりＸ線を発生する陽極と、前記電子線発
生源、電子集束経路および陽極を駆動制御する制御系と
を備えたＸ線発生装置であって、前記電子線発生源は複
数で構成され、前記電子集束経路は前記複数の電子線発
生源から発生する複数の電子線を前記陽極上の１箇所に
集束する複数の集束経路を備えたことを特徴とするＸ線
発生装置を提供する。According to the present invention, there is provided an electron beam source, an electron focusing path for focusing an electron beam generated by the electron beam source, and the electron beam colliding with the electron beam. An X-ray generating apparatus comprising: an anode that generates X-rays; and a control system that drives and controls the electron beam source, the electron focusing path, and the anode, wherein the electron beam source includes a plurality of sources, The X-ray generator according to claim 1, wherein the electron focusing path includes a plurality of focusing paths for focusing a plurality of electron beams generated from the plurality of electron beam sources at one location on the anode.

【００１３】このＸ線発生装置によれば、電子線発生源
を複数の発生源で構成することにより、小焦点であって
も管電流の大電流化が可能となる。また大電流による陽
極溶融の問題は陽極を回転可能にすることにより解決し
たものである。即ち、本発明のＸ線発生装置は、上記構
成において陽極を回転する機構を備えたものである。According to this X-ray generator, since the electron beam source is composed of a plurality of sources, it is possible to increase the tube current even at a small focal point. Further, the problem of anode melting due to a large current is solved by making the anode rotatable. That is, the X-ray generator of the present invention has a mechanism for rotating the anode in the above configuration.

【００１４】さらに本発明のＸ線発生装置は、前記電子
集束経路が、陽極上に集束する電子線の焦点の大きさが
異なる複数の集束経路から構成されるものである。この
ような構成のＸ線発生装置は、用途に応じた焦点の電子
線発生源及び電子集束経路を選択駆動することにより種
々の用途に対応することが可能である。Further, in the X-ray generator according to the present invention, the electron focusing path is constituted by a plurality of focusing paths having different focal points of the electron beam focused on the anode. The X-ray generator having such a configuration can respond to various uses by selectively driving an electron beam source and an electron focusing path having a focus according to the use.

【００１５】本発明のＸ線装置は、Ｘ線を発生するＸ線
発生源と、前記Ｘ線発生源から発生し、被検体を透過し
たＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器から出
力される検出Ｘ線量に対応する信号を入力し、前記被検
体の透視画像を作成する画像形成部と、前記Ｘ線発生源
を制御する制御系とを有し、Ｘ線発生源として上記構成
のＸ線発生装置を備えたものである。更に本発明のＸ線
装置は、制御系が、複数の電子線発生源のうち所望の電
子線発生源を選択駆動する手段を有するものである。An X-ray apparatus according to the present invention comprises: an X-ray source for generating X-rays; an X-ray detector for detecting X-rays generated from the X-ray source and transmitted through a subject; An image forming unit that receives a signal corresponding to a detected X-ray dose output from a detector and creates a fluoroscopic image of the subject; and a control system that controls the X-ray source. Provided with the X-ray generator having the above configuration. Further, in the X-ray apparatus according to the present invention, the control system has means for selectively driving a desired electron beam source from among the plurality of electron beam sources.

【００１６】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明のＸ線発生装置の実
施形態を図面を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the X-ray generator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１７】図１は、本発明のＸ線発生装置の一実施形
態を示す図である。このＸ線発生装置は、電子線を発生
する陰極を備えた電子銃１と、電子線が衝突することに
よりＸ線を発生する陽極ターゲット２と、陽極ターゲッ
ト２を回転するための回転駆動機構３、陰極と陽極との
間に高電圧を印加するための高電圧発生部４と、高電圧
発生部４に制御信号を与えて所望の動作を行なわしめる
制御部５を備えている。電子銃１、陽極ターゲット２及
び回転駆動機構３の一部は、金属あるいはガラスででき
た外囲器６で真空に封じられており、Ｘ線管管球を構成
する。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the X-ray generator of the present invention. The X-ray generator includes an electron gun 1 having a cathode for generating an electron beam, an anode target 2 for generating an X-ray by collision of the electron beam, and a rotation drive mechanism 3 for rotating the anode target 2. A high voltage generator 4 for applying a high voltage between the cathode and the anode; and a controller 5 for supplying a control signal to the high voltage generator 4 to perform a desired operation. A part of the electron gun 1, the anode target 2, and a part of the rotary drive mechanism 3 are sealed in a vacuum by an envelope 6 made of metal or glass, and constitutes an X-ray tube.

【００１８】Ｘ線管管球は、さらに高電圧発生部４とと
もにシステム容器７内に保持され、制御部５と分離され
ている。制御部５からの制御信号は信号ケーブルで高電
圧発生部４に接続されている。外囲器６およびシステム
容器７には、陽極ターゲット２で発生したＸ線を外部に
取り出すための放射窓および窓９が形成されている。The X-ray tube is held in the system container 7 together with the high-voltage generator 4 and separated from the control unit 5. A control signal from the control unit 5 is connected to the high voltage generation unit 4 by a signal cable. The envelope 6 and the system container 7 are provided with a radiation window and a window 9 for extracting X-rays generated in the anode target 2 to the outside.

【００１９】電子銃1は、電子線を発生する陰極と、陰
極から電子線を引き出す引出し電極と、電子線を集束す
る電子集束経路とからなり、本発明のＸ線発生装置で
は、このような電子銃１を複数設け、各電子銃１の焦点
が陽極ターゲット２の1箇所に集束するように構成され
ている。電子銃１の詳細な構成および機能については後
述する。The electron gun 1 includes a cathode for generating an electron beam, an extraction electrode for extracting the electron beam from the cathode, and an electron focusing path for focusing the electron beam. A plurality of electron guns 1 are provided, and the focus of each electron gun 1 is focused on one location of the anode target 2. The detailed configuration and function of the electron gun 1 will be described later.

【００２０】陽極ターゲット２は、図２に示すように、
円盤状の形状を有し、電子線が衝突する面は電子線の進
行方向と垂直な面に対し所定の傾斜角度αを有する。こ
れによって陽極ターゲット２の面で発生したＸ線は、電
子線の進行方向と略直交する方向（図中、矢印で示す方
向）に放射される。このような陽極ターゲット２は、Ｘ
線の発生効率のよい高原子番号の材料からなる。典型的
には、タングステン、タンタル等が使用される。The anode target 2 is, as shown in FIG.
It has a disk-like shape, and the surface on which the electron beam collides has a predetermined inclination angle α with respect to a surface perpendicular to the traveling direction of the electron beam. As a result, X-rays generated on the surface of the anode target 2 are emitted in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the electron beam (the direction indicated by the arrow in the figure). Such an anode target 2 has X
It is made of a material with a high atomic number, which has a high line generation efficiency. Typically, tungsten, tantalum, or the like is used.

【００２１】回転駆動機構３は、陽極ターゲット２に固
定されたローター、軸受け、支持部およびステータコイ
ル８からなる。ローター、軸受けおよび支持部は外囲器
６内に封入されており、ローターを取り巻くように外囲
器６の外側にステータコイル８が設けられている。この
ステータコイル８に励磁電流を流すことにより発生した
磁界の作用で陽極ターゲット２を回転させる。The rotation drive mechanism 3 includes a rotor, a bearing, a support, and a stator coil 8 fixed to the anode target 2. The rotor, the bearing, and the support are enclosed in an envelope 6, and a stator coil 8 is provided outside the envelope 6 so as to surround the rotor. The anode target 2 is rotated by the action of a magnetic field generated by flowing an exciting current through the stator coil 8.

【００２２】次に本発明の特徴である複数の電子銃１の
構成および機能について説明する。図３は、電子銃１の
構造を示すもので、図示するように、電子銃１は、複数
の陰極11（11a〜11d）と、各陰極毎に設けられ陰極を加
熱するためのヒーター12と、電子線集束路を形成する数
段のグリッド電極13と、これら電極13を支持する支持部
14とから構成される。Next, the configuration and function of a plurality of electron guns 1 which are features of the present invention will be described. FIG. 3 shows the structure of the electron gun 1. As shown, the electron gun 1 includes a plurality of cathodes 11 (11a to 11d), a heater 12 provided for each cathode and heating the cathodes. , Several stages of grid electrodes 13 forming an electron beam focusing path, and a support portion for supporting these electrodes 13
It consists of 14.

【００２３】なお、図では４つの陰極と、３段の電極を
示しているが、これらの数は図示するものに限定されな
い。Although four cathodes and three stages of electrodes are shown in the figure, the numbers are not limited to those shown.

【００２４】電子線を発生する陰極11は、タングステン
や六ホウ化ランタンといった電子放出特性の優れた材質
を先端形状が細くなるように加工を施したもの、あるい
はブラウン管用として広く用いられている酸化物カソー
ド、含浸カソード等からなる。図４に酸化物カソードか
らなる陰極の例を示す。ヒーター12は、電流を流すこと
により発熱し、これにより陰極11を加熱し、電子を放出
させる。ヒーター12の電力も高電圧発生部４によって供
給される。The cathode 11 for generating an electron beam is made of a material having an excellent electron emission characteristic such as tungsten or lanthanum hexaboride, which is processed so as to have a thin tip, or an oxide widely used for cathode ray tubes. Consisting of a product cathode, an impregnated cathode and the like. FIG. 4 shows an example of a cathode composed of an oxide cathode. The heater 12 generates heat by passing an electric current, thereby heating the cathode 11 and emitting electrons. The electric power of the heater 12 is also supplied by the high voltage generator 4.

【００２５】各電極13には、各陰極11a〜11dが発生する
電子線が通るための孔が電極数に対応してそれぞれ設け
られている。また各電極13は、高電圧発生部４及びその
制御部に接続されており、各電極には電子ビームを集束
する電界レンズを形成するために電位差がつけられてい
る。即ち、第二の電極電位が高く、第一、第三の電極電
位が低くなるように設定される。Each of the electrodes 13 is provided with a hole through which an electron beam generated by each of the cathodes 11a to 11d passes, corresponding to the number of electrodes. Each electrode 13 is connected to the high voltage generator 4 and its controller, and each electrode is provided with a potential difference to form an electric lens for focusing the electron beam. That is, it is set so that the second electrode potential is high and the first and third electrode potentials are low.

【００２６】また各電極の孔は、第一、第二、第三と進
むにつれ、電極の中心方向にずれて形成されている。す
なわち第一の電極13aでは、陰極11にほぼ対応する位置
に４つの孔が形成され、第二の電極13bでは、第一の電
極13aに形成された孔よりも中心よりの位置に４つの孔
が形成され、第三の電極13cでは、第二の電極13bに形成
された孔よりも、さらに中心よりの位置に４つの孔が形
成されている。The holes of the respective electrodes are formed so as to be shifted toward the center of the electrodes as the first, second and third holes proceed. That is, in the first electrode 13a, four holes are formed at positions substantially corresponding to the cathode 11, and in the second electrode 13b, four holes are formed at positions closer to the center than the holes formed in the first electrode 13a. Are formed, and in the third electrode 13c, four holes are formed at positions further from the center than the holes formed in the second electrode 13b.

【００２７】各電極間に上述のような電極電位を設ける
ことにより、図５に示すように、孔に入り込むような電
界分布が形成されるが、ここで孔の位置が中心方向にず
れていることにより、この分布は傾きを持つ。このよう
な傾きを持つ電界分布は電子ビームを偏向させる。陰極
から放出された電子は、まず第一の電極の孔を通過し、
次に第二の電極の孔を通るが、この時、第二の電極の孔
のずれの方向に、電子ビームは偏向し、さらに第三の電
極の孔を通るときに偏向する。By providing the above-described electrode potentials between the electrodes, an electric field distribution is formed as shown in FIG. 5, which penetrates the holes. Here, the positions of the holes are shifted toward the center. Thus, this distribution has a slope. The electric field distribution having such a gradient deflects the electron beam. The electrons emitted from the cathode first pass through the hole of the first electrode,
Next, the electron beam passes through the hole of the second electrode. At this time, the electron beam is deflected in the direction of displacement of the hole of the second electrode, and further deflected when passing through the hole of the third electrode.

【００２８】複数の電子集束経路について、同様に中心
方向に電子線を偏向させることにより、陽極上の一点
（微小面積）に電子線を集束させることができる。これ
により空間電荷により電子が互いに反発して集束できな
い問題を回避してビーム電流を大きくすることができ
る。Similarly, by deflecting the electron beam toward the center for a plurality of electron focusing paths, the electron beam can be focused at one point (small area) on the anode. Thereby, the problem that electrons repel each other due to space charge and cannot be focused can be avoided, and the beam current can be increased.

【００２９】これら電子線が形成する焦点の大きさは、
電極間の距離、電極電位を調整することにより調整する
ことができる。本実施例では電極間距離は、固定されて
いるので、電極電位を調整することにより調整する。従
って制御部５は、Ｘ線撮像の条件に応じて高電圧発生部
４を制御し、所望の焦点寸法が得られるように電極電位
を制御する。これにより陽極ターゲットが溶融しない許
容負荷の範囲で、大電流化、小焦点化を図ることができ
る。The size of the focal point formed by these electron beams is
It can be adjusted by adjusting the distance between the electrodes and the electrode potential. In this embodiment, since the distance between the electrodes is fixed, the distance is adjusted by adjusting the electrode potential. Therefore, the control unit 5 controls the high voltage generation unit 4 according to the conditions of the X-ray imaging, and controls the electrode potential so that a desired focal size is obtained. As a result, the current can be increased and the focus can be reduced within the allowable load range where the anode target does not melt.

【００３０】以上のような構成において、ヒーター12を
加熱することによって各陰極11が熱せられると、各陰極
11から電子線が発生する。この電子線は電子集束経路の
電子レンズ効果によって集束し、陽極ターゲット２上の
一点（微小面積）に衝突する。これにより単一の電子線
自体の流れ（管電流）は小さくても全体として大きな管
電流が得られることになる。図示する例では、一つの電
子集束経路を用いた場合に比べ４倍の管電流が得られ
る。In the above configuration, when each cathode 11 is heated by heating the heater 12, each cathode 11 is heated.
An electron beam is generated from 11. The electron beam is focused by the electron lens effect of the electron focusing path and collides with one point (small area) on the anode target 2. As a result, a large tube current can be obtained as a whole even though the flow (tube current) of the single electron beam itself is small. In the illustrated example, a tube current four times as large as that obtained when one electron focusing path is used is obtained.

【００３１】電子線が陽極ターゲット２上に衝突するこ
とにより、発生した制動Ｘ線は外囲器６に設けられた放
射窓、更にシステム容器７に設けられた窓９から外部へ
取り出される。外部へ取り出されたＸ線は、被対象物を
透過して検出部へ入射する。そして検出部で画像信号に
変換されて被対象物の画像が得られる。When the electron beam collides with the anode target 2, the generated braking X-ray is extracted to the outside through a radiation window provided in the envelope 6 and a window 9 provided in the system container 7. The X-ray taken out is transmitted through the object and enters the detection unit. Then, the image is converted into an image signal by the detection unit, and an image of the object is obtained.

【００３２】一方、電子線が陽極ターゲット２上に衝突
する間、陽極ターゲット２は回転機構３によって回転し
ており、電子線の衝撃部は常に変化している。従って上
記のような大電流であっても、電子線衝撃部の温度上昇
が低く押えられ、ターゲットが溶融することはない。On the other hand, while the electron beam collides with the anode target 2, the anode target 2 is rotated by the rotating mechanism 3, and the impact portion of the electron beam is constantly changing. Therefore, even with the large current as described above, the temperature rise of the electron beam impact portion is suppressed low, and the target does not melt.

【００３３】例えば、通常マイクロフォーカスＸ線源で
必要とされる電子ビーム負荷（0.1ｍＡ、100ｋＶ、焦点
寸法５μｍ程度）の場合、タングステンを用いた固定陽
極では、電子衝撃部の温度は3600℃にも上昇し、タング
ステンの融点を超えてしまうが、本発明で採用する回転
ターゲットでは、例えば焦点部の移動速度が２ｍ／sと
なる回転数を与えた場合、電子衝撃部の温度は2500℃と
タングステンの融点以下に押えることができる。For example, in the case of an electron beam load (0.1 mA, 100 kV, focal length of about 5 μm) normally required for a microfocus X-ray source, the temperature of the electron impact portion is 3600 ° C. with a fixed anode using tungsten. Although the temperature rises and exceeds the melting point of tungsten, in the rotating target employed in the present invention, for example, when the rotation speed at which the moving speed of the focal point becomes 2 m / s is given, the temperature of the electron impact portion becomes 2500 ° C. It can be kept below the melting point of tungsten.

【００３４】なお、複数の陰極をすべて駆動した場合に
おいて、電子衝撃部の温度が融点を超える可能性がある
場合には、２ないし３の陰極を駆動して許容負荷内に管
電流を押えることも可能である。When the temperature of the electron impact portion is likely to exceed the melting point when all of the plurality of cathodes are driven, drive the two or three cathodes to suppress the tube current within the allowable load. Is also possible.

【００３５】このように、本実施形態によれば、複数の
集束経路で電子線を１点に集める構成にしたので、空間
電荷による制限を受けることなく、焦点寸法を維持しつ
つ電子ビーム電流を大きくすることができる。As described above, according to the present embodiment, since the electron beam is collected at one point by a plurality of focusing paths, the electron beam current is maintained while maintaining the focal size without being limited by space charge. Can be bigger.

【００３６】以上、本発明の一実施形態として、１つの
電子銃内に複数の陰極と電子集束経路を設けたＸ線発生
装置を説明したが、１つの電子銃の代わりに、複数の電
子銃を用いて、複数の電子集束経路を構成することも可
能である。このような実施形態を図６に示す。尚、電子
銃以外の構成は、図１の実施形態と同様であるので省略
している。As described above, as one embodiment of the present invention, an X-ray generator in which a plurality of cathodes and an electron focusing path are provided in one electron gun has been described. Can be used to configure a plurality of electron focusing paths. Such an embodiment is shown in FIG. The configuration other than the electron gun is the same as that of the embodiment shown in FIG.

【００３７】図示するように、この実施形態のＸ線発生
装置は、陰極61及び陰極61が発生する電子線を集束する
電子レンズからなる電子集束経路62を備えた電子銃60
を、電子線が放射される方向が１点に集束するような幾
何学的配置で複数設けたものである。この実施形態でも
陰極61の構成は、図３に示す陰極11の構成と同様であ
り、また電子集束経路62は公知の電子銃の電子集束経路
62と同様に電子線を加速すると共に所定の焦点サイズと
なるように集束するためのカソード電極群Ｇ1、Ｇ2、Ｇ
3からなる。As shown in the figure, the X-ray generator of this embodiment has an electron gun 60 having an electron focusing path 62 composed of a cathode 61 and an electron lens for focusing an electron beam generated by the cathode 61.
Are provided in a geometrical arrangement such that the direction in which the electron beam is emitted converges at one point. Also in this embodiment, the configuration of the cathode 61 is the same as the configuration of the cathode 11 shown in FIG. 3, and the electron focusing path 62 is an electron focusing path of a known electron gun.
Similarly to 62, the cathode electrode groups G1, G2, G for accelerating the electron beam and focusing it to have a predetermined focal size.
Consists of three.

【００３８】本実施形態では、複数の電子銃の幾何的配
置によって、発生する電子線を１点に集束させる。これ
により第一の実施形態と同様に、空間電荷による制限を
受けることなく、電流値を数倍にすることができる。こ
の実施形態では、第一の実施形態に比べ、Ｘ線管管球が
大型化するが、電子集束経路62を構成する電極の設計が
容易である。In this embodiment, the generated electron beam is focused on one point by the geometrical arrangement of a plurality of electron guns. As a result, similarly to the first embodiment, the current value can be increased several times without being limited by the space charge. In this embodiment, the size of the X-ray tube is larger than in the first embodiment, but the design of the electrodes constituting the electron focusing path 62 is easier.

【００３９】また本実施形態においても、電子銃によっ
て焦点寸法およびビーム電流を切り替えることが可能で
ある。例えばここでも第二の電極Ｇ2の電極電位が高
く、第一、第三の電極Ｇ1、Ｇ3の電極電位が低くなるよ
うに設定し、第一、第三電極電位の値を調整することに
より、ビーム電流と焦点寸法を調整することができる。
具体的には、ビーム電流について大電流（例えば、１ｍ
Ａ）または小電流（例えば0.5ｍＡ）、焦点寸法につい
て小焦点（例えば、５μｍ）または大焦点（例えば、10
μｍ）に切り替え、４通りの条件を達成することができ
る。Also in this embodiment, the focal size and the beam current can be switched by the electron gun. For example, also here, by setting the electrode potential of the second electrode G2 to be high and the electrode potentials of the first and third electrodes G1 and G3 to be low, and adjusting the values of the first and third electrode potentials, Beam current and focus size can be adjusted.
Specifically, a large current (for example, 1 m
A) or small current (eg 0.5 mA), small focus (eg 5 μm) or large focus (eg 10
μm), and four conditions can be achieved.

【００４０】このように本実施形態においては、電子銃
によって焦点寸法およびビーム電流を異ならせることが
可能であるので、たとえば大焦点用の経路を駆動するこ
とにより、Ｘ線管管球の製造工程においては大焦点側の
電子ビームによりターゲットを加熱して脱ガスを行うこ
とができる。これにより管球製造工程における加熱時間
を短縮でき、生産性を向上することができる。As described above, in the present embodiment, since the focal size and the beam current can be made different depending on the electron gun, for example, by driving the path for the large focus, the manufacturing process of the X-ray tube is performed. In, the target can be degassed by heating the target with the electron beam on the large focal point side. Thereby, the heating time in the tube manufacturing process can be reduced, and the productivity can be improved.

【００４１】次に上述のＸ線発生装置を採用したＸ線装
置について説明する。Next, an X-ray apparatus employing the above-described X-ray generator will be described.

【００４２】図７は、工業用インライン自動検査に適し
たＸ線撮像装置の概要を示す図で、このＸ線撮像装置
は、Ｘ線を放出するＸ線源71と、被検物70を透過したＸ
線像を検出するＸ線イメージインテンシファイア72と、
ＣＣＤカメラ73と、Ｘ線源71を制御する制御部74からな
り、Ｘ線源71として、例えば図６のＸ線発生装置を採用
している。FIG. 7 is a diagram showing the outline of an X-ray imaging apparatus suitable for industrial in-line automatic inspection. This X-ray imaging apparatus transmits an X-ray source 71 for emitting X-rays and a test object 70. Done X
An X-ray image intensifier 72 for detecting a line image,
It comprises a CCD camera 73 and a control unit 74 for controlling the X-ray source 71. As the X-ray source 71, for example, the X-ray generator shown in FIG.

【００４３】制御系74は、被検物の種類や撮像の条件に
応じて、Ｘ線源71に備えられた複数の電子線発生源の所
望のものを駆動し、管電流、焦点寸法を制御する。The control system 74 drives a desired one of a plurality of electron beam sources provided in the X-ray source 71 in accordance with the type of the test object and imaging conditions, and controls the tube current and the focal size. I do.

【００４４】このような構成において、例えば高画質の
静止画像を得るために大電流で撮像する場合には、各電
子銃のカソード電極電位を制御し、管電流を1ｍＡに設
定し、すべての電子銃を駆動してＸ線を発生させる。こ
れにより透視像を画像化する場合に対象物を透過した線
量が多く、検出系で変換される画像化のための信号強度
を大きくすることができ、結果としてより鮮明な画像を
得ることができる。In such a configuration, for example, when imaging with a large current in order to obtain a high-quality still image, the cathode electrode potential of each electron gun is controlled, the tube current is set to 1 mA, and all the electrons are set. The gun is driven to generate X-rays. Accordingly, when imaging a fluoroscopic image, a large amount of light is transmitted through the object, and the signal intensity for imaging converted by the detection system can be increased. As a result, a clearer image can be obtained. .

【００４５】この場合、焦点寸法が小さいと回転陽極を
使用してもターゲット材料の融点を超える可能性がある
ので、制御部74から焦点切り替えの信号を送出し、大焦
点の電子線を発生するようにする。焦点寸法を例えば5
μmから10μmにすれば、熱入力密度は1/4となるため、
温度上昇も概略1/4に抑えることができる。また全部の
電子銃を駆動するのではなく、例えば４つの電子銃のう
ちの所望の電子銃を駆動することも可能である。In this case, if the focal dimension is small, there is a possibility that the melting point of the target material may be exceeded even if the rotating anode is used. Therefore, a signal for switching the focal point is transmitted from the control unit 74 to generate a large focal electron beam. To do. Focus dimension e.g. 5
If you change from μm to 10 μm, the heat input density will be 1/4,
The temperature rise can be suppressed to about 1/4. Instead of driving all the electron guns, for example, it is also possible to drive a desired one of the four electron guns.

【００４６】一方、対象物が微小であってＸ線発生領域
の焦点ができるだけ小さいことが要求される場合には、
各電子銃の電子集束経路の各カソード電極に小焦点用の
制御電圧を与えて、例えば5μｍの小焦点にする。この
場合には、全ての電子銃を駆動した場合、熱入力密度が
高くなるので、管電流を例えば1ｍＡから0.5ｍＡに下げ
るか、４つの電子銃のうち３つ以下の電子銃を駆動す
る。これによりターゲット材料が溶融する問題を回避す
ることができる。On the other hand, when the object is minute and the focus of the X-ray generation area is required to be as small as possible,
A small focus control voltage is applied to each cathode electrode of the electron focusing path of each electron gun to make the focus small, for example, 5 μm. In this case, when all the electron guns are driven, the heat input density becomes high. Therefore, the tube current is reduced from 1 mA to 0.5 mA, for example, or three or less of the four electron guns are driven. Thereby, the problem that the target material is melted can be avoided.

【００４７】このように本発明のＸ線装置によれば、検
査対象や検査目的に応じてＸ線源の焦点寸法や管電流を
切り替えることができ、ターゲット溶融の問題を回避し
つつ最適な撮像条件で撮像を行うことができる。As described above, according to the X-ray apparatus of the present invention, it is possible to switch the focal size and the tube current of the X-ray source according to the inspection object and the inspection purpose, and to optimize the imaging while avoiding the problem of target melting. Imaging can be performed under conditions.

【００４８】なお、以上の実施形態では、本発明のＸ線
発生装置をＸ線検出器および画像形成部としてＩ．Ｉ．
（イメージインテンシファイア）とＣＣＤカメラを用い
たＸ線撮像装置に適用する場合を説明したが、本発明の
Ｘ線発生装置は、Ｘ線フィルム撮影等を行うＸ線装置や
Ｘ線フィルム撮影とＸ線透視の兼用機など種々のＸ線装
置に適用することができる。In the above embodiment, the X-ray generator according to the present invention is used as an X-ray detector and an image forming unit. I.
Although the case where the present invention is applied to an X-ray imaging apparatus using an (image intensifier) and a CCD camera has been described, the X-ray generation apparatus of the present invention is applicable to an X-ray apparatus for performing X-ray film photography or the like. The present invention can be applied to various X-ray apparatuses such as an X-ray fluoroscope.

【００４９】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、電子線発生源および電
子集束経路を複数で構成することにより、マイクロフォ
ーカスＸ線源の許容負荷を増大させることができ、より
鮮明な透視画像を得ることができる。According to the present invention, the allowable load of the microfocus X-ray source can be increased by constructing a plurality of electron beam sources and electron focusing paths, and a clearer fluoroscopic image can be obtained. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のＸ線発生装置の一実施形態を示す図FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an X-ray generator according to the present invention.

【図２】図１のＸ線発生装置の要部を示す図FIG. 2 is a diagram showing a main part of the X-ray generator of FIG.

【図３】図1のＸ線発生装置の電子銃の構成を示す図FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an electron gun of the X-ray generator of FIG.

【図４】陰極を示す図FIG. 4 shows a cathode.

【図５】図１のＸ線発生装置の原理を説明する図FIG. 5 is a view for explaining the principle of the X-ray generator of FIG. 1;

【図６】本発明のＸ線発生装置の他の実施形態の要部を
示す図FIG. 6 is a diagram showing a main part of another embodiment of the X-ray generator of the present invention.

【図７】本発明が適用されるＸ線装置の概要を示す図FIG. 7 is a diagram showing an outline of an X-ray apparatus to which the present invention is applied;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１・・・電子銃 ２・・・陽極ターゲット ３・・・陽極回転機構 ４・・・電源 ４・・・制御部 11・・・陰極 13・・・カソード電極（電子集束経路） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun 2 ... Anode target 3 ... Anode rotation mechanism 4 ... Power supply 4 ... Control part 11 ... Cathode 13 ... Cathode electrode (electron focusing path)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土肥 元達 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 Ｆターム(参考） 4C092 AA01 AB21 AC01 AC08 BD04 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Toi Gentatsu 1-1-1 Uchikanda, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Hitachi Medical Corporation 4C092 AA01 AB21 AC01 AC08 BD04

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電子線発生源と、前記電子線発生源が発
生する電子線を集束する電子集束経路と、前記電子線が
衝突することによりＸ線を発生する陽極と、前記電子線
発生源、電子集束経路および陽極を駆動する電源とを備
えたＸ線装置において、 前記電子線発生源は複数で構成され、前記電子集束経路
は前記複数の電子線発生源から発生する複数の電子線を
前記陽極上の１箇所に集束する複数の集束経路を備えた
ことを特徴とするＸ線発生装置。An electron beam source, an electron focusing path for focusing an electron beam generated by the electron beam source, an anode for generating X-rays by collision of the electron beam, and the electron beam source An X-ray apparatus including an electron focusing path and a power supply for driving an anode, wherein the electron beam generating source includes a plurality, and the electron focusing path includes a plurality of electron beams generated from the plurality of electron beam generating sources. An X-ray generator comprising a plurality of focusing paths for focusing at one location on the anode. 【請求項２】 請求項１記載のＸ線発生装置であって、
前記陽極を回転する機構を備えたことを特徴とするＸ線
発生装置。2. The X-ray generator according to claim 1, wherein
An X-ray generator comprising a mechanism for rotating the anode. 【請求項３】 前記電子集束経路は、前記陽極上に集束
する電子線の焦点の大きさが異なる複数の集束経路を含
むことを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線発生
装置。3. The X-ray generator according to claim 1, wherein the electron focusing path includes a plurality of focusing paths having different focal points of the electron beam focused on the anode. 【請求項４】 Ｘ線を発生するＸ線発生源と、前記Ｘ線
発生源から発生し、被検体を透過したＸ線を検出するＸ
線検出器と、前記Ｘ線検出器から出力される検出Ｘ線量
に対応する信号を入力し、前記被検体の透視画像を作成
する画像形成部と、前記Ｘ線発生源を制御する制御系と
を有するＸ線装置において、前記Ｘ線発生源として請求
項１または４いずれか１項記載のＸ線発生装置を用いた
ことを特徴とするＸ線装置。4. An X-ray source for generating X-rays, and an X-ray source for detecting X-rays generated from the X-ray source and transmitted through a subject.
A X-ray detector, an image forming unit that inputs a signal corresponding to a detected X-ray dose output from the X-ray detector, and creates a fluoroscopic image of the subject, and a control system that controls the X-ray source An X-ray apparatus comprising: the X-ray generator according to claim 1 as the X-ray generation source. 【請求項５】 前記制御系は、前記複数の電子線発生源
のうち所望の電子線発生源を選択駆動する手段を有する
ことを特徴とする請求項４記載のＸ線装置。5. The X-ray apparatus according to claim 4, wherein said control system has means for selectively driving a desired electron beam source from among the plurality of electron beam sources.