JP5787556B2 - X-ray generator and X-ray imaging apparatus - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置、特に透過型ターゲットに電子を照射することでＸ線を発生させ、Ｘ線撮影等に適用できるＸ線発生装置、及び該Ｘ線発生装置を用いたＸ線撮影装置に関する。   The present invention relates to an X-ray generator that generates X-rays, in particular, an X-ray generator that generates X-rays by irradiating electrons to a transmission target and can be applied to X-ray imaging, and the X-ray generator. The present invention relates to the used X-ray imaging apparatus.

Ｘ線を発生するＸ線管として、従来から反射型ターゲット又は透過型ターゲットを用いた構成が知られている。これらのいずれの構成も電子源から放出された電子をターゲットに衝突させ、その衝突エネルギーによりターゲットからＸ線を発生させる方式であり、発生したＸ線はＸ線管に設けられたＸ線取り出し窓を通して外部へ放出される。   2. Description of the Related Art Conventionally, a configuration using a reflection target or a transmission target is known as an X-ray tube that generates X-rays. Each of these configurations is a system in which electrons emitted from an electron source collide with a target and X-rays are generated from the target by the collision energy. The generated X-rays are X-ray extraction windows provided in the X-ray tube. It is discharged to the outside through.

一般に、Ｘ線管は電子を放出する電子源と、電子源から放出された電子を集束するレンズ電極と、電子が衝突することでＸ線を発生するターゲットとを備えている。電子源はフィラメント（直熱型の場合）やカソード電極（傍熱型の場合）等の電子放出源と、電子放出源から電子を引き出すグリッド電極とを備えている構成が一般的である。また、ターゲットは単体の材料からなる構成、又はターゲット膜とターゲット基板からなる構成が一般的である。   In general, an X-ray tube includes an electron source that emits electrons, a lens electrode that focuses the electrons emitted from the electron source, and a target that generates X-rays when the electrons collide. Generally, the electron source includes an electron emission source such as a filament (in the case of direct heating type) or a cathode electrode (in the case of an indirectly heated type), and a grid electrode that draws electrons from the electron emission source. The target is generally composed of a single material, or composed of a target film and a target substrate.

透過型ターゲットを用いたＸ線管（透過型Ｘ線管）としては、ターゲット膜とターゲット基板をＸ線取り出し窓とし、Ｘ線取り出し窓枠によりターゲット膜とターゲット基板を保持する構成のＸ線管がある。また、透過型Ｘ線管では、透過型ターゲットに電子が衝突するとその衝突領域から全方向にＸ線が放射されるため、Ｘ線管の内外に遮蔽部材を設けることでＸ線が不要な方向へ放射されるのを抑制する方法が知られている。   As an X-ray tube using a transmission target (transmission X-ray tube), the target film and the target substrate are used as an X-ray extraction window, and the target film and the target substrate are held by an X-ray extraction window frame. There is. In addition, in a transmissive X-ray tube, when electrons collide with a transmissive target, X-rays are radiated from the collision region in all directions. Therefore, by providing a shielding member inside and outside the X-ray tube, X-rays are not required. There are known methods for suppressing radiation to the surface.

Ｘ線管が備えるフィラメント、カソード電極、グリッド電極、レンズ電極、ターゲット等には、外部の駆動回路からそれぞれ所要の電力が供給される。通常、Ｘ線管では、Ｘ線の発生時に電子放出源、グリッド電極、レンズ電極、ターゲット等に対する各電圧の印加順を制御する必要があり、Ｘ線の停止時に電子放出源、グリッド電極、レンズ電極、ターゲット等に対する各電圧の印加停止順を制御する必要がある。例えばＸ線の照射時においては、予めフィラメント又はヒータに所定の電圧を印加して予熱しておき、グリッド電極及びレンズ電極に電子放出源から放出された電子をターゲットに到達させないための電圧を印加しておく。そして、実際にＸ線を発生させる際に、まずターゲットに所定の高電圧を印加する。次にレンズ電極に電子放出源から放出された電子を集束させるための電圧を印加し、最後にグリッド電極に電子放出源から電子を引き出すための電圧を印加する。   Necessary electric power is supplied from an external drive circuit to the filament, cathode electrode, grid electrode, lens electrode, target, and the like included in the X-ray tube. In general, in an X-ray tube, it is necessary to control the order in which each voltage is applied to an electron emission source, a grid electrode, a lens electrode, a target, etc. when X-rays are generated, and when the X-ray is stopped, the electron emission source, grid electrode, lens It is necessary to control the order of stopping the application of each voltage to the electrode, target, and the like. For example, at the time of X-ray irradiation, preheating is performed by applying a predetermined voltage to the filament or heater in advance, and a voltage for preventing the electrons emitted from the electron emission source from reaching the target is applied to the grid electrode and the lens electrode. Keep it. When actually generating X-rays, a predetermined high voltage is first applied to the target. Next, a voltage for focusing electrons emitted from the electron emission source is applied to the lens electrode, and finally, a voltage for extracting electrons from the electron emission source is applied to the grid electrode.

ここで、例えばターゲットに所定の高電圧を超えた電圧が印加された場合には、ターゲットに想定以上の電力が供給されることがある。ターゲットへの想定以上の電力供給は、レンズ電極に電子放出源から放出された電子を集束させるための電圧以外の電圧が印加された場合、グリッド電極に電子放出源から電子を引き出すための電圧が想定した時間より大幅に長く印加された場合等にも起こり得る。ターゲットに想定以上の電力が供給されると、ターゲット膜とターゲット基板からなるターゲットでは、ターゲット基板が高温になり、例えばターゲット基板としてダイヤモンドを用いた場合には一部がグラファイト化するといった劣化のおそれがある。また、ターゲット膜も高温になり溶融するおそれがある。このような高温によるターゲットの劣化・溶融を防ぐ方法として、ターゲットの近傍に温度センサーを配置することによりターゲットの温度を検出し、異常温度に到達する前にＸ線の照射を停止する方法が考えられる。   Here, for example, when a voltage exceeding a predetermined high voltage is applied to the target, more power than expected may be supplied to the target. When a voltage other than the voltage for focusing the electrons emitted from the electron emission source is applied to the lens electrode, the voltage for extracting the electrons from the electron emission source is applied to the grid electrode. It can also occur when it is applied significantly longer than the expected time. If the target is supplied with more power than expected, the target consisting of the target film and the target substrate will become hot, and for example, if diamond is used as the target substrate, there is a risk of degradation such as partial graphitization. There is. In addition, the target film may become hot and melt. As a method to prevent such deterioration and melting of the target due to high temperature, a method of detecting the temperature of the target by arranging a temperature sensor near the target and stopping X-ray irradiation before reaching the abnormal temperature is considered. It is done.

また、温度センサーを用いたＸ線発生装置としては、ターゲット表面の焦点近傍に温度センサーを備え、ターゲットの温度を温度センサーで測定し焦点の制御に利用する技術が開示されている（特許文献１参照）。   Further, as an X-ray generation apparatus using a temperature sensor, a technique is disclosed in which a temperature sensor is provided in the vicinity of the focal point of the target surface, and the temperature of the target is measured by the temperature sensor and used for controlling the focal point (Patent Document 1). reference).

特開２００１−３５１５５２号公報JP 2001-351552 A

透過型Ｘ線管において、Ｘ線管の中のターゲットの近傍に温度センサーを配置する場合、Ｘ線管の中は真空容器内であるため配線等が困難である。Ｘ線管の外側のターゲットの近傍、例えばターゲット膜とターゲット基板からなるＸ線取り出し窓の外面に温度センサーを配置する場合には、温度センサーにＸ線が直接照射されるため温度センサーが劣化し寿命が低下する。また、特許文献１の技術のようにターゲットの電子照射面に温度センサーを配置する場合でも、Ｘ線は全方向に放射されるため温度センサーにＸ線が直接照射されることになり温度センサーが劣化し寿命が低下する。   In a transmission X-ray tube, when a temperature sensor is disposed in the vicinity of a target in the X-ray tube, wiring or the like is difficult because the X-ray tube is in a vacuum container. When a temperature sensor is arranged near the target outside the X-ray tube, for example, on the outer surface of the X-ray extraction window composed of the target film and the target substrate, the temperature sensor deteriorates because the temperature sensor is directly irradiated with X-rays. The service life is reduced. Even when a temperature sensor is arranged on the electron irradiation surface of the target as in the technique of Patent Document 1, since the X-rays are emitted in all directions, the temperature sensor is directly irradiated with the X-rays. Deteriorates and lifespan decreases.

そこで、本発明は、温度センサーの劣化を抑制して長寿命化を可能とし、温度センサーでターゲットの温度をより正確に検出し検出温度をターゲットの劣化・溶融の防止に利用でき、信頼性の高いＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置の提供を目的とする。   Therefore, the present invention makes it possible to extend the life by suppressing the deterioration of the temperature sensor, more accurately detect the temperature of the target with the temperature sensor, and use the detected temperature to prevent the deterioration and melting of the target. An object is to provide a high X-ray generator and an X-ray imaging apparatus using the same.

上記課題を解決するために、本発明は、電子放出源と、
前記電子放出源に対向して配置されたターゲットとを有し、
前記電子放出源から放出された電子が前記ターゲットの内面に照射されることにより発生するＸ線が、前記内面と対向する外面側から取り出されるＸ線発生装置であって、
前記電子放出源側の開口部から前記ターゲットに向かって前記電子を通過させる電子通過孔を有する遮蔽部材が前記内面側に配置され、
前記ターゲットの内面周縁の少なくとも一部と前記遮蔽部材との重なり領域である重複部を有し、
前記外面上の、前記重複部との対応領域に温度センサーの端部が配置され、前記端部に接続された配線部は、前記遮蔽部材に沿って配置されていることを特徴とするＸ線発生装置を提供するものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides an electron emission source,
A target disposed opposite to the electron emission source,
An X-ray generator that generates X-rays generated by irradiating an inner surface of the target with electrons emitted from the electron emission source, and is extracted from an outer surface facing the inner surface,
A shielding member having an electron passage hole that allows the electrons to pass from the opening on the electron emission source side toward the target is disposed on the inner surface side,
Having an overlapping portion that is an overlapping region between at least a part of the inner periphery of the target and the shielding member;
An X-ray characterized in that an end of a temperature sensor is disposed in a region corresponding to the overlapping portion on the outer surface, and a wiring portion connected to the end is disposed along the shielding member. A generator is provided.

本発明によれば、温度センサーをターゲットの外面におけるＸ線が通過しない領域に配置することができる。このように配置することにより、温度センサーにＸ線が直接照射されないため温度センサーの劣化を抑制することができ、温度センサーの長寿命化を実現できる。また、温度センサーをターゲットに配置するためターゲットの温度をより正確に検出でき、検出した温度を用いることで高温によるターゲットの劣化・溶融を防止できる。これにより、信頼性の高いＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置を実現できる。   According to the present invention, the temperature sensor can be disposed in a region where X-rays on the outer surface of the target do not pass. By arranging in this way, the temperature sensor is not directly irradiated with X-rays, so that deterioration of the temperature sensor can be suppressed, and the life of the temperature sensor can be extended. In addition, since the temperature sensor is arranged on the target, the temperature of the target can be detected more accurately, and deterioration and melting of the target due to high temperature can be prevented by using the detected temperature. Thereby, a highly reliable X-ray generator and an X-ray imaging apparatus using the same can be realized.

第１の実施形態のＸ線発生装置の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the X-ray generator of 1st Embodiment. 第１の実施形態のＸ線発生装置のターゲット周辺部の模式図である。It is a schematic diagram of the target periphery part of the X-ray generator of 1st Embodiment. 第１の実施形態のＸ線発生装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the X-ray generator of 1st Embodiment. 第２の実施形態のＸ線発生装置のターゲット周辺部の模式図である。It is a schematic diagram of the target peripheral part of the X-ray generator of 2nd Embodiment. 第３の実施形態のＸ線発生装置のターゲット周辺部の模式図である。It is a schematic diagram of the target periphery part of the X-ray generator of 3rd Embodiment. 本発明のＸ線発生装置を含むＸ線撮影装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the X-ray imaging apparatus containing the X-ray generator of this invention.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第１の実施形態〕
図１は本実施形態のＸ線発生装置の一構成例を示す模式図である。図１のＸ線発生装置は、電子放出源２１、電子放出源２１から放出された電子の照射によりＸ線を発生するターゲット２４、ターゲット２４から放出されたＸ線を遮蔽する遮蔽部材１６、及びターゲット２４の温度を検出するための温度センサー３を備えている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the configuration of the X-ray generator of this embodiment. 1 includes an electron emission source 21, a target 24 that generates X-rays by irradiation of electrons emitted from the electron emission source 21, a shielding member 16 that shields X-rays emitted from the target 24, and A temperature sensor 3 for detecting the temperature of the target 24 is provided.

電子放出源２１には、タングステンフィラメントや、含浸型カソードのような熱陰極、又はカーボンナノチューブ等の冷陰極を使用できる。電子放出源２１は、本実施形態のようにフィラメント２２とカソード電極２９からなる構成としても良いし、これ以外の構成としても良い。   The electron emission source 21 may be a tungsten filament, a hot cathode such as an impregnated cathode, or a cold cathode such as a carbon nanotube. The electron emission source 21 may have a configuration including the filament 22 and the cathode electrode 29 as in this embodiment, or may have a configuration other than this.

ターゲット２４は、ターゲット２４の内面を電子放出源２１に対向させて配置されている。本明細書では、ターゲット２４の電子放出源側の面を「ターゲット２４の内面」、ターゲット２４の電子放出源と反対側の面を「ターゲット２４の外面」ということとする。ターゲット２４は、本実施形態のようにターゲット膜２５とターゲット基板２６からなる構成としても良いし、単体の材料からなる構成としても良い。また、これら以外の構成としても良い。図２（ａ）は図１におけるターゲット２４周辺部の模式図であり、図２（ｂ）は図１におけるターゲット２４周辺部を拡大して表した模式図である。   The target 24 is disposed with the inner surface of the target 24 facing the electron emission source 21. In this specification, the surface of the target 24 on the electron emission source side is referred to as “the inner surface of the target 24”, and the surface of the target 24 opposite to the electron emission source is referred to as “the outer surface of the target 24”. The target 24 may be configured by the target film 25 and the target substrate 26 as in the present embodiment, or may be configured by a single material. Moreover, it is good also as structures other than these. 2A is a schematic view of the periphery of the target 24 in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic view of the periphery of the target 24 in FIG.

ターゲット膜２５は、ターゲット基板２６の電子放出源側の面に配置されている（図２）。ターゲット膜２５を構成する材料は、融点が高く、Ｘ線発生効率の高いものが好ましい。例えばタングステン、タンタル、モリブデン等を使用できる。発生したＸ線がターゲット膜２５を透過する際に生じる吸収を軽減するため、ターゲット膜２５の厚みは数μｍ〜十数μｍ程度が適当である。   The target film 25 is disposed on the surface of the target substrate 26 on the electron emission source side (FIG. 2). The material constituting the target film 25 preferably has a high melting point and high X-ray generation efficiency. For example, tungsten, tantalum, molybdenum or the like can be used. In order to reduce absorption generated when the generated X-rays pass through the target film 25, the thickness of the target film 25 is suitably about several μm to several tens of μm.

ターゲット基板２６は、ターゲット膜２５を支持し、ターゲット膜２５で発生するＸ線の少なくとも一部を透過させるものである。ターゲット基板２６を構成する材料は、ターゲット膜２５を支持できる強度を有し、ターゲット膜２５で発生したＸ線の吸収が少なく、かつターゲット膜２５で発生した熱をすばやく放熱できるよう熱伝導率の高いものが好ましい。例えばダイヤモンド、窒化シリコン、窒化アルミニウム等を使用できる。ターゲット基板２６への上記要求事項を満たすため、ターゲット基板２６の厚みは０．１ｍｍ〜数ｍｍ程度が適当である。   The target substrate 26 supports the target film 25 and transmits at least part of X-rays generated in the target film 25. The material constituting the target substrate 26 has a strength capable of supporting the target film 25, has a small amount of X-ray absorption generated in the target film 25, and has a thermal conductivity so that heat generated in the target film 25 can be quickly dissipated. A high one is preferred. For example, diamond, silicon nitride, aluminum nitride or the like can be used. In order to satisfy the above requirements for the target substrate 26, the thickness of the target substrate 26 is suitably about 0.1 mm to several mm.

遮蔽部材１６は、電子放出源側の開口部からターゲット２４に向かって電子を通過させる電子通過孔を有している（図２）。電子放出源２１から放出された電子は電子通過孔を通過してターゲット２４に衝突し、ターゲット２４で発生し内方（電子照射方向と反対方向）に散乱したＸ線は遮蔽部材１６で遮蔽される。遮蔽部材１６の形状としては円筒形等の筒形が好適に用いられる。遮蔽部材１６を構成する材料は、Ｘ線の吸収率が高く、かつ熱伝導率の高いものが好ましい。例えばタングステン、タンタル等の金属材料を使用できる。不要なＸ線を遮蔽するため、遮蔽部材１６の厚みは３ｍｍ以上が適当である。   The shielding member 16 has an electron passage hole through which electrons pass from the opening on the electron emission source side toward the target 24 (FIG. 2). Electrons emitted from the electron emission source 21 pass through the electron passage hole and collide with the target 24, and X-rays generated at the target 24 and scattered inward (opposite to the electron irradiation direction) are shielded by the shielding member 16. The A cylindrical shape such as a cylindrical shape is preferably used as the shape of the shielding member 16. The material constituting the shielding member 16 is preferably a material having a high X-ray absorption rate and a high thermal conductivity. For example, a metal material such as tungsten or tantalum can be used. In order to shield unnecessary X-rays, the thickness of the shielding member 16 is suitably 3 mm or more.

本実施形態のＸ線発生装置は、ターゲット２４の内面周縁の少なくとも一部と遮蔽部材１６との重なり領域である重複部を有している。遮蔽部材１６を用いることによりターゲット２４の電子照射領域が物理的に制限され、上記重複部を有することによりターゲット２４の外面における上記重複部との対応領域（図２（ｂ）のａの領域）にはＸ線が通過しない。Ｘ線が通過しない上記対応領域に温度センサー３が配置されている。上記対応領域は温度センサー３が配置できる広さであれば良いが、温度センサー３を安定させて配置する観点からすると、上記対応領域は広い方が良い。上記構成をとることにより、温度センサー３にＸ線が直接照射されることがないため温度センサー３の劣化を抑制することができる。また、温度センサー３をターゲット２４に配置するためターゲット２４の温度をより正確に検出できる。温度センサー３の配線はターゲット２４の外面から放出されるＸ線を妨げないように、遮蔽部材１６に沿って配置されている（図２）。   The X-ray generator of this embodiment has an overlapping portion that is an overlapping region between at least a part of the inner peripheral edge of the target 24 and the shielding member 16. By using the shielding member 16, the electron irradiation region of the target 24 is physically limited, and by having the overlapping portion, a corresponding region with the overlapping portion on the outer surface of the target 24 (region a in FIG. 2B). X-rays do not pass through. The temperature sensor 3 is arranged in the corresponding area where X-rays do not pass. Although the said corresponding area should just be the width which can arrange | position the temperature sensor 3, from the viewpoint of arrange | positioning the temperature sensor 3 stably, the one where the said corresponding area is wide is good. By adopting the above configuration, the temperature sensor 3 is not directly irradiated with X-rays, so that deterioration of the temperature sensor 3 can be suppressed. Further, since the temperature sensor 3 is disposed on the target 24, the temperature of the target 24 can be detected more accurately. The wiring of the temperature sensor 3 is arranged along the shielding member 16 so as not to disturb the X-rays emitted from the outer surface of the target 24 (FIG. 2).

ターゲット基板２６としてダイヤモンドを用いた場合、ターゲット基板２６が高温になるとグラファイト化が始まることが知られており、温度センサー３を配置した上記対応領域では温度が約２００℃〜２５０℃になる。このため、温度センサー３は２５０℃前後の温度が検出でき、かつ上記対応領域に配置できる形状のものを選定する必要がある。Ｋタイプの熱電対であれば先端径２５０μｍ、シース被覆径２５０μｍのものもあり配置が可能である。測温抵抗体等も温度センサー３として使用できる。   When diamond is used as the target substrate 26, it is known that graphitization starts when the target substrate 26 reaches a high temperature. In the corresponding region where the temperature sensor 3 is disposed, the temperature becomes approximately 200 ° C. to 250 ° C. For this reason, it is necessary to select the temperature sensor 3 having a shape that can detect a temperature around 250 ° C. and can be disposed in the corresponding region. K-type thermocouples with a tip diameter of 250 μm and a sheath covering diameter of 250 μm can be arranged. A resistance temperature detector or the like can also be used as the temperature sensor 3.

温度センサー３として熱電対を用いた場合、熱電対の固定には二つの点に注意を要する。一つは接着剤であり、３００℃以上の高温に適用可能なロウ付けや、セラミック接着剤等を用いることができる。もう一つは、取り付け箇所の絶縁処理である。ターゲット２４はアノード電極であり導体であることから、熱電対の先端部が絶縁コート処理されたものを取り付ける方法が良い。その他には、取り付け箇所の表面に絶縁コート処理を施す方法やカプトンテープのような絶縁テープ、絶縁シートを貼り付ける方法でも良い。   When a thermocouple is used as the temperature sensor 3, attention must be paid to two points for fixing the thermocouple. One is an adhesive, and brazing applicable to a high temperature of 300 ° C. or higher, a ceramic adhesive, or the like can be used. The other is the insulation treatment of the attachment location. Since the target 24 is an anode electrode and is a conductor, it is preferable to attach a thermocouple whose tip is subjected to an insulation coating. In addition, a method of applying an insulating coating treatment to the surface of the attachment portion, a method of attaching an insulating tape such as Kapton tape, or an insulating sheet may be used.

電子放出源２１、ターゲット２４及び遮蔽部材１６は、図１のようにＸ線管２０に備えられている。Ｘ線管２０は、その他には、外囲器１９、グリッド電極２７、レンズ電極２８等を備えている。   The electron emission source 21, the target 24, and the shielding member 16 are provided in the X-ray tube 20 as shown in FIG. In addition, the X-ray tube 20 includes an envelope 19, a grid electrode 27, a lens electrode 28, and the like.

外囲器１９は、Ｘ線管２０の内部を真空に保つためのものであり、ガラスやセラミクス材料等が用いられる。外囲器１９内の真空度は１０^-4〜１０^-8Ｐａ程度であれば良い。また、本実施形態のように排気管２３を設けても良い。排気管２３を設けた場合、例えば排気管２３を通じて外囲器１９内を真空に排気した後、排気管２３の一部を封止することで外囲器１９が形成される。外囲器１９の内部には真空度を保つために、不図示のゲッターを配置しても良い。 The envelope 19 is for keeping the inside of the X-ray tube 20 in a vacuum, and glass, ceramic material, or the like is used. The degree of vacuum in the envelope 19 may be about 10 ⁻⁴ to 10 ⁻⁸ Pa. Moreover, you may provide the exhaust pipe 23 like this embodiment. In the case where the exhaust pipe 23 is provided, for example, after the inside of the envelope 19 is evacuated to vacuum through the exhaust pipe 23, the envelope 19 is formed by sealing a part of the exhaust pipe 23. A getter (not shown) may be disposed inside the envelope 19 in order to maintain the degree of vacuum.

グリッド電極２７は、電子放出源２１で発生した電子を引き出すためのものであり、レンズ電極２８は、ターゲット２４の内面側における電子の焦点径を制御するためのものである。本実施形態のようにグリッド電極２７とレンズ電極２８を配置した場合、グリッド電極２７によって形成される電界により電子放出源２１から放出された電子は、レンズ電極２８で集束され、ターゲット２４に入射しＸ線が発生する。このとき、電子放出源２１とターゲット２４の間に印加される管電圧は、Ｘ線の使用用途によって異なるものの、概ね４０ｋＶ〜１２０ｋＶ程度である。   The grid electrode 27 is for extracting electrons generated by the electron emission source 21, and the lens electrode 28 is for controlling the focal diameter of electrons on the inner surface side of the target 24. When the grid electrode 27 and the lens electrode 28 are arranged as in the present embodiment, the electrons emitted from the electron emission source 21 by the electric field formed by the grid electrode 27 are focused by the lens electrode 28 and enter the target 24. X-rays are generated. At this time, the tube voltage applied between the electron emission source 21 and the target 24 is approximately 40 kV to 120 kV although it varies depending on the intended use of the X-ray.

また、図１のＸ線発生装置は、Ｘ線管２０の各電極に電圧信号を印加するＸ線電源駆動部１５、及びＸ線管２０やＸ線電源駆動部１５等を収納する収納容器１を備えている。   1 includes an X-ray power source drive unit 15 that applies a voltage signal to each electrode of the X-ray tube 20, and a storage container 1 that stores the X-ray tube 20, the X-ray power source drive unit 15, and the like. It has.

Ｘ線電源駆動部１５は、配線４、５、６、７、８を介してＸ線管２０の各電極に接続され、配線９を介して温度センサー３に接続されている。   The X-ray power supply drive unit 15 is connected to each electrode of the X-ray tube 20 through wirings 4, 5, 6, 7, and 8, and is connected to the temperature sensor 3 through wiring 9.

収納容器１は、容器としての十分な強度を有していれば良く、金属やプラスチックス材料等から構成される。収納容器１にはガラス、アルミニウム、ベリリウム等からなるＸ線透過窓２が形成されており、Ｘ線管２０のターゲット２４の外面から放出されたＸ線はＸ線透過窓２を通して外部に取り出される。収納容器１の内部にＸ線管２０を収納した余空間には電気絶縁油を充填しても良い。電気絶縁油は、絶縁媒体及びＸ線管２０の冷却媒体としての役割を有しており、鉱油、シリコーン油等が用いられる。電気絶縁油を充填した場合、熱電対の配線は電気絶縁油内を引き回すことになるため、その被覆は電気絶縁油による変質のないテフロン（登録商標）製等を使用することが望ましい。   The storage container 1 only needs to have sufficient strength as a container, and is made of metal, plastics material, or the like. An X-ray transmission window 2 made of glass, aluminum, beryllium or the like is formed in the storage container 1, and X-rays emitted from the outer surface of the target 24 of the X-ray tube 20 are taken out through the X-ray transmission window 2. . The extra space in which the X-ray tube 20 is stored inside the storage container 1 may be filled with electrical insulating oil. The electrical insulating oil has a role as an insulating medium and a cooling medium for the X-ray tube 20, and mineral oil, silicone oil, or the like is used. When the electric insulating oil is filled, the thermocouple wiring is routed around the electric insulating oil. Therefore, it is desirable to use a coating made of Teflon (registered trademark) or the like that is not deteriorated by the electric insulating oil.

次に、図３を用いて本実施形態のＸ線発生装置の電気回路構成について説明する。   Next, the electric circuit configuration of the X-ray generator of this embodiment will be described with reference to FIG.

図３は、本実施形態のＸ線発生装置の一構成例を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態のＸ線発生装置はＸ線電源駆動部１５及びＸ線管２０を備えている。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the X-ray generation apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the X-ray generator of this embodiment includes an X-ray power supply driving unit 15 and an X-ray tube 20.

Ｘ線電源駆動部１５は、ＤＣ電源部４１、制御回路部４２、高電圧発生部４３、レンズ電極駆動部４４、グリッド電極駆動部４７、電子源フィラメント駆動部４５及びターゲット温度検出回路部４０を備えている。   The X-ray power source drive unit 15 includes a DC power source unit 41, a control circuit unit 42, a high voltage generation unit 43, a lens electrode drive unit 44, a grid electrode drive unit 47, an electron source filament drive unit 45, and a target temperature detection circuit unit 40. I have.

ＤＣ電源部４１は、外部の直流電源又は交流電源から電力を受給し、制御回路部４２、高電圧発生部４３、レンズ電極駆動部４４、グリッド電極駆動部４７及び電子源フィラメント駆動部４５に所定の直流電圧を供給する。   The DC power supply unit 41 receives power from an external DC power supply or an AC power supply, and supplies power to the control circuit unit 42, the high voltage generation unit 43, the lens electrode driving unit 44, the grid electrode driving unit 47, and the electron source filament driving unit 45. DC voltage is supplied.

制御回路部４２は、制御部（図３に不図示）からの指示に従って高電圧発生部４３、レンズ電極駆動部４４、グリッド電極駆動部４７及び電子源フィラメント駆動部４５の動作を制御する。また、ターゲット温度検出回路部４０からの信号を受けて、温度センサー３によるターゲット２４の温度の正常／異常を判断し、制御部及び各駆動部に伝達する。   The control circuit unit 42 controls operations of the high voltage generation unit 43, the lens electrode driving unit 44, the grid electrode driving unit 47, and the electron source filament driving unit 45 in accordance with instructions from a control unit (not shown in FIG. 3). Further, it receives a signal from the target temperature detection circuit unit 40, determines whether the temperature of the target 24 is normal or abnormal by the temperature sensor 3, and transmits it to the control unit and each drive unit.

本実施形態では、ターゲット２４を接地電位（アースグランド）に接続する陽極接地方式を採用することができる。陽極接地方式を採用すると、中点接地方式等と比べて温度センサー３の電気的な配置が容易になる点でより好ましい。以下、陽極接地方式を採用した場合で説明する。   In the present embodiment, an anode grounding method in which the target 24 is connected to a ground potential (earth ground) can be employed. Employing the anode grounding method is more preferable in terms of facilitating electrical arrangement of the temperature sensor 3 compared to the midpoint grounding method or the like. Hereinafter, the case where the anode grounding method is adopted will be described.

高電圧発生部４３は、インバータ回路４６、不図示のトランス回路及び管電圧昇圧回路４８を備え、カソード電極２９に供給する、電子放出源２１の電位を基準電位とする直流電圧（約−１００ｋＶ）を生成する。インバータ回路４６は、制御回路部４２の制御により、例えばＤＣ電源部４１から供給される直流電圧を、周波数が数ｋ〜数十ｋＨｚでありピーク電圧が２００Ｖ程度の交流電圧に変換する。管電圧昇圧回路４８は、インバータ回路４６から出力された交流電圧を昇圧し、約−１００ｋＶの直流電圧に変換する。管電圧昇圧回路４８から出力された直流電圧はカソード電極２９に供給される。   The high voltage generator 43 includes an inverter circuit 46, a transformer circuit (not shown) and a tube voltage booster circuit 48, and is supplied to the cathode electrode 29 and has a direct current voltage (about −100 kV) with the potential of the electron emission source 21 as a reference potential. Is generated. The inverter circuit 46 converts, for example, a DC voltage supplied from the DC power supply unit 41 into an AC voltage having a frequency of several k to several tens of kHz and a peak voltage of about 200 V under the control of the control circuit unit 42. The tube voltage booster circuit 48 boosts the AC voltage output from the inverter circuit 46 and converts it to a DC voltage of about −100 kV. The DC voltage output from the tube voltage booster circuit 48 is supplied to the cathode electrode 29.

レンズ電極駆動部４４は、インバータ回路４９、不図示のトランス回路及びレンズ電極駆動回路５１を備え、レンズ電極２８に供給する、電子放出源２１の電位を基準電位とする直流電圧（第１の電圧及び第２の電圧）を生成する。レンズ電極２８に供給する第１の電圧は、例えば電子放出源２１と同電位に設定する。インバータ回路４９は、制御回路部４２の制御により、例えばＤＣ電源部４１から供給される直流電圧を、周波数が数ｋ〜数十ｋＨｚでありピーク電圧が１００Ｖ程度の交流電圧（パルス列）に変換する。レンズ電極駆動回路５１は、インバータ回路４９から出力された交流電圧を約１ｋＶの直流電圧に変換し、この直流電圧を第２の電圧としてレンズ電極２８に供給する。   The lens electrode drive unit 44 includes an inverter circuit 49, a transformer circuit (not shown), and a lens electrode drive circuit 51. The lens electrode drive unit 44 supplies a DC voltage (first voltage) supplied to the lens electrode 28 using the potential of the electron emission source 21 as a reference potential. And a second voltage). For example, the first voltage supplied to the lens electrode 28 is set to the same potential as the electron emission source 21. The inverter circuit 49 converts, for example, a DC voltage supplied from the DC power supply unit 41 into an AC voltage (pulse train) having a frequency of several k to several tens of kHz and a peak voltage of about 100 V under the control of the control circuit unit 42. . The lens electrode drive circuit 51 converts the AC voltage output from the inverter circuit 49 into a DC voltage of about 1 kV, and supplies this DC voltage to the lens electrode 28 as a second voltage.

グリッド電極駆動部４７は、インバータ回路５０、不図示のトランス回路及びグリッド電極駆動回路５２を備え、グリッド電極２７に供給する、電子放出源２１の電位を基準電位とする直流電圧（第１の電圧及び第２の電圧）を生成する。インバータ回路５０は、制御回路部４２の制御により、例えばＤＣ電源部４１から供給される直流電圧を、周波数が数ｋ〜数十ｋＨｚでありピーク電圧が１００Ｖ程度の交流電圧（パルス列）に変換する。グリッド電極駆動回路５２は、インバータ回路５０から出力された交流電圧を約１００Ｖの直流電圧に変換し、この直流電圧を第２の電圧としてグリッド電極２７に供給する。また、第１の電圧として、グリッド電極駆動部４７内にある不図示の回路により、約−７０Ｖの直流電圧に変換され、グリッド電極駆動回路５２の出力電圧に加算される。   The grid electrode drive unit 47 includes an inverter circuit 50, a transformer circuit (not shown), and a grid electrode drive circuit 52, and is supplied to the grid electrode 27 with a DC voltage (first voltage) using the potential of the electron emission source 21 as a reference potential. And a second voltage). The inverter circuit 50 converts, for example, a DC voltage supplied from the DC power supply unit 41 into an AC voltage (pulse train) having a frequency of several k to several tens kHz and a peak voltage of about 100 V under the control of the control circuit unit 42. . The grid electrode drive circuit 52 converts the AC voltage output from the inverter circuit 50 into a DC voltage of about 100 V, and supplies this DC voltage to the grid electrode 27 as a second voltage. The first voltage is converted to a DC voltage of about −70 V by a circuit (not shown) in the grid electrode driving unit 47 and added to the output voltage of the grid electrode driving circuit 52.

電子源フィラメント駆動部４５は、インバータ回路５３、不図示のトランス回路及び電子源フィラメント駆動回路５４を備え、電子放出源２１のフィラメントに供給する約１０Ｖの直流電圧を生成する。インバータ回路５３は、制御回路部４２の制御により、例えばＤＣ電源部４１から供給される直流電圧を、周波数が数ｋ〜数十ｋＨｚでありピーク電圧が１００Ｖ程度の交流電圧に変換する。電子源フィラメント駆動回路５４は、インバータ回路５３から出力された交流電圧を約１０Ｖの直流電圧に変換し、この直流電圧をフィラメント２２に供給する。   The electron source filament driving unit 45 includes an inverter circuit 53, a transformer circuit (not shown) and an electron source filament driving circuit 54, and generates a DC voltage of about 10 V supplied to the filament of the electron emission source 21. The inverter circuit 53 converts, for example, a DC voltage supplied from the DC power supply unit 41 into an AC voltage having a frequency of several k to several tens kHz and a peak voltage of about 100 V under the control of the control circuit unit 42. The electron source filament drive circuit 54 converts the AC voltage output from the inverter circuit 53 into a DC voltage of about 10 V, and supplies this DC voltage to the filament 22.

ターゲット温度検出回路部４０は、温度センサー３に接続され、ターゲット２４の温度を検出する。例えば温度センサー３として熱電対を用いた場合には、０℃基準による計測方法と比べて端子温度計測方法で計測する方が実装上容易であるため、ターゲット温度検出回路部４０の中に０℃基準の代わりとなる補正回路が組込まれている。ターゲット温度検出回路部４０で温度補正が行われた温度検出電気信号は、制御回路部４２に入力される。制御回路部４２では、入力された温度検出電気信号をＡＤ変換し常時モニタする。   The target temperature detection circuit unit 40 is connected to the temperature sensor 3 and detects the temperature of the target 24. For example, when a thermocouple is used as the temperature sensor 3, it is easier to implement the measurement by the terminal temperature measurement method than the measurement method based on the 0 ° C. standard. A correction circuit is incorporated in place of the reference. The temperature detection electric signal whose temperature has been corrected by the target temperature detection circuit unit 40 is input to the control circuit unit 42. In the control circuit unit 42, the input temperature detection electric signal is AD converted and constantly monitored.

高電圧発生部４３からカソード電極２９に高電圧が印加されているときに、制御回路部４２でターゲット基板２６がグラファイト化する温度を検出した場合の制御方法としては例えば次の方法がある。その方法とは、高電圧発生部４３のインバータ回路４６の稼動を停止し、カソード電極２９への高電圧の印加を停止する方法である。例えば２００℃〜２５０℃の温度を検出して停止する。この動作と並行して、制御回路部４２は、Ｘ線発生装置の表示部（図３に不図示）にターゲットの温度異常を表示する。後述の図６のようにＸ線撮影装置１０内にＸ線発生装置１１が配置されている場合には、制御部１３を経て表示部１４にターゲット２４の温度異常が表示される。   As a control method when the control circuit unit 42 detects the temperature at which the target substrate 26 is graphitized while a high voltage is applied from the high voltage generation unit 43 to the cathode electrode 29, for example, there is the following method. The method is a method of stopping the operation of the inverter circuit 46 of the high voltage generator 43 and stopping the application of the high voltage to the cathode electrode 29. For example, a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. is detected and stopped. In parallel with this operation, the control circuit unit 42 displays the target temperature abnormality on the display unit (not shown in FIG. 3) of the X-ray generator. When the X-ray generator 11 is arranged in the X-ray imaging apparatus 10 as shown in FIG. 6 described later, the temperature abnormality of the target 24 is displayed on the display unit 14 via the control unit 13.

制御回路部４２でターゲット２４の温度異常を検出した場合の制御方法は、上述した高電圧発生部４３によるカソード電極２９への高電圧の印加を停止する方法に限定されるわけではない。例えばグリッド電極駆動部４７によるグリッド電極２７への第２の電圧の印加を停止する方法でも良いし、高電圧発生部４３とグリッド電極駆動部４７の両方の動作を停止する方法でも良い。その他には、次の方法がある。ターゲット温度検出回路部４０内に正常温度の上限値と比較できる比較器を構成し、その比較器による温度異常信号を制御回路部４２に出力する。その出力と同時に、ソフトウェアを介さずに管電圧昇圧回路４８やグリッド電極２７のインバータ回路５０の出力をＯＮ／ＯＦＦできる不図示の開閉回路へ出力し、カソード電極２９への高電圧の印加やグリッド電極２７への第２の電圧の印加を停止する方法である。   The control method when the temperature abnormality of the target 24 is detected by the control circuit unit 42 is not limited to the method of stopping the application of the high voltage to the cathode electrode 29 by the high voltage generation unit 43 described above. For example, a method of stopping the application of the second voltage to the grid electrode 27 by the grid electrode driving unit 47 or a method of stopping the operations of both the high voltage generating unit 43 and the grid electrode driving unit 47 may be used. In addition, there are the following methods. A comparator that can be compared with the upper limit value of the normal temperature is configured in the target temperature detection circuit unit 40, and a temperature abnormality signal from the comparator is output to the control circuit unit 42. Simultaneously with the output, the output of the tube voltage booster circuit 48 and the inverter circuit 50 of the grid electrode 27 is output to a switching circuit (not shown) that can be turned on / off without using software, and a high voltage is applied to the cathode electrode 29 or the grid In this method, the application of the second voltage to the electrode 27 is stopped.

また、制御回路部４２において、ターゲット２４の温度異常のみを検出するのではなく、Ｘ線照射時にターゲット２４の温度を常時モニタし、ターゲット２４の温度が異常値まで上昇しないように制御する方法もある。連続稼働を強いられるＸ線撮影装置においては、簡単に稼働を停止しないような制御方法が必要となる。その制御方法としては、例えばＸ線照射時のターゲット２４に集中する電力を下げることによりターゲット２４の温度上昇を抑える方法がある。そのためには、Ｘ線照射エネルギーとしての必要最低限のエネルギーになるまで段階的に管電圧を下げ、ターゲット２４の温度上昇を常時モニタし制御する方法等が考えられる。その他には、冷却装置で冷却することによりターゲット２４の温度上昇を抑える方法等がある。   In addition, the control circuit unit 42 does not detect only the temperature abnormality of the target 24 but also constantly monitors the temperature of the target 24 during X-ray irradiation and performs control so that the temperature of the target 24 does not rise to an abnormal value. is there. An X-ray imaging apparatus that is forced to operate continuously requires a control method that does not easily stop the operation. As the control method, for example, there is a method of suppressing the temperature rise of the target 24 by reducing the electric power concentrated on the target 24 at the time of X-ray irradiation. For this purpose, a method of continuously monitoring and controlling the temperature increase of the target 24 by gradually reducing the tube voltage until the necessary minimum energy as the X-ray irradiation energy can be considered. In addition, there is a method of suppressing the temperature increase of the target 24 by cooling with a cooling device.

以上より、本実施形態のＸ線発生装置によれば、上記構成をとるため温度センサー３にターゲット２４の外面から放出されたＸ線が直接照射されることがない。これにより、温度センサー３の劣化を抑制することができ、温度センサー３の長寿命化を実現できる。また、温度センサー３でターゲット２４の温度をより正確に検出でき、検出した温度を用いることで高温によるターゲット２４の劣化・溶融を防止できる。   As described above, according to the X-ray generator of this embodiment, the temperature sensor 3 is not directly irradiated with the X-rays emitted from the outer surface of the target 24 because of the above configuration. Thereby, deterioration of the temperature sensor 3 can be suppressed and the lifetime of the temperature sensor 3 can be extended. In addition, the temperature of the target 24 can be detected more accurately by the temperature sensor 3, and by using the detected temperature, deterioration and melting of the target 24 due to high temperature can be prevented.

〔第２の実施形態〕
図４は本実施形態のＸ線発生装置のターゲット２４周辺部の模式図である。本実施形態のＸ線発生装置は、ターゲット２４を透過したＸ線を遮蔽する遮蔽部材１７が配置されていること以外は第１の実施形態と同じである。図４において、図２と同一部分は同一符号を記している。本実施形態のＸ線発生装置の一構成例を示す模式図、Ｘ線発生装置の一構成例を示すブロック図については、図１及び図３と同じであるため説明を省略する。 [Second Embodiment]
FIG. 4 is a schematic view of the periphery of the target 24 of the X-ray generator of this embodiment. The X-ray generator of this embodiment is the same as that of the first embodiment except that a shielding member 17 that shields X-rays that have passed through the target 24 is disposed. 4, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. A schematic diagram showing one configuration example of the X-ray generation apparatus of the present embodiment and a block diagram showing one configuration example of the X-ray generation apparatus are the same as those in FIGS.

温度センサー３は、第１の実施形態と同様に、ターゲット２４の外面における、ターゲット２４の内面周縁の少なくとも一部と遮蔽部材１６との重なり領域である重複部との対応領域に配置されている。   Similarly to the first embodiment, the temperature sensor 3 is disposed in a corresponding region of the outer surface of the target 24 corresponding to an overlapping portion that is an overlapping region between the shielding member 16 and at least a part of the inner periphery of the target 24. .

遮蔽部材１７は、ターゲット側の開口部から外方（Ｘ線取り出し方向）に向かってＸ線を通過させるＸ線通過孔を有している（図４）。ターゲット２４を透過したＸ線はＸ線通過孔を通過して取り出され、不要なＸ線は遮蔽部材１７で遮蔽される。遮蔽部材１７の形状としては円筒形等の筒形が好適に用いられる。遮蔽部材１７を構成する材料は、Ｘ線の吸収率が高く、かつ熱伝導率の高いものが好ましい。例えばタングステン、タンタル等の金属材料を使用できる。不要なＸ線を遮蔽するため、遮蔽部材１７の厚みは３ｍｍ以上が適当である。なお、遮蔽部材１６と遮蔽部材１７は一つの遮蔽部材で一体的に構成しても良い。   The shielding member 17 has an X-ray passage hole that allows X-rays to pass outward from the opening on the target side (X-ray extraction direction) (FIG. 4). X-rays that have passed through the target 24 are extracted through the X-ray passage hole, and unnecessary X-rays are shielded by the shielding member 17. A cylindrical shape such as a cylindrical shape is preferably used as the shape of the shielding member 17. The material constituting the shielding member 17 is preferably a material having a high X-ray absorption rate and a high thermal conductivity. For example, a metal material such as tungsten or tantalum can be used. In order to shield unnecessary X-rays, the thickness of the shielding member 17 is suitably 3 mm or more. In addition, you may comprise the shielding member 16 and the shielding member 17 integrally by one shielding member.

Ｘ線通過孔のターゲット側の開口部の面積は、必要なＸ線を取り出せる大きさであれば良いが、Ｘ線をより多く取り出す観点からすると、電子通過孔のターゲット側の開口部の面積よりも大きい構成とするのが良い。   The area of the opening on the target side of the X-ray passage hole may be a size that can extract the necessary X-rays, but from the viewpoint of extracting more X-rays, the area of the opening on the target side of the electron passage hole It is good to have a large configuration.

図４では、Ｘ線通過孔のターゲット側の開口部の面積が、電子通過孔のターゲット側の開口部の面積よりも大きい構成としている。温度センサー３の配線はターゲット２４の外面から放出されるＸ線を妨げないように、遮蔽部材１７の内壁に沿ってＸ線通過孔の外方の開口部まで引き回して配置している（図４）。温度センサー３の配線の配置方法はこれ以外の方法でも良い。例えば温度センサー３の配線用に遮蔽部材１７の内壁に沿って溝を施し、その溝に埋め込んでＸ線通過孔の外方の開口部まで引き回し、引き続いてＸ線電源駆動部１５まで引き回す方法でも良い。その他には、遮蔽部材１７とターゲット２４の間に配線が通る隙間を設け、その隙間に配線を通して引き回す方法でも良いし、遮蔽部材１７に遮蔽部材１７の内壁と外壁を貫通する貫通孔を開け、その貫通孔に配線を通して引き回す方法でも良い。   In FIG. 4, the area of the opening on the target side of the X-ray passage hole is configured to be larger than the area of the opening on the target side of the electron passage hole. The wiring of the temperature sensor 3 is arranged so as to be routed along the inner wall of the shielding member 17 to the outer opening of the X-ray passage hole so as not to block the X-rays emitted from the outer surface of the target 24 (FIG. 4). ). The wiring arrangement method of the temperature sensor 3 may be other methods. For example, a method of forming a groove along the inner wall of the shielding member 17 for wiring of the temperature sensor 3, burying in the groove, routing to the outer opening of the X-ray passage hole, and subsequently routing to the X-ray power supply driving unit 15 is also possible. good. In addition, it is possible to provide a gap through which the wiring passes between the shielding member 17 and the target 24, and to route the wiring through the gap, or to open a through hole that penetrates the inner wall and the outer wall of the shielding member 17 in the shielding member 17, A method of drawing the wiring through the through hole may be used.

以上より、本実施形態のＸ線発生装置によれば、上記構成をとるため第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、遮蔽部材１７を追加した構成をとるためターゲット２４を透過し放出されたＸ線の中で不要なＸ線を遮蔽することができる。   As described above, according to the X-ray generation apparatus of the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained because of the above configuration, and the target 24 is transmitted and emitted because the configuration in which the shielding member 17 is added. Unnecessary X-rays can be shielded among the generated X-rays.

電子放出源側から見たとき、電子通過孔のターゲット側の開口部の重心とＸ線通過孔のターゲット側の開口部の重心が一致している構成とすると、Ｘ線をより確実に取り出せる点でより好ましい。本明細書において、「開口部の重心」とは、開口部と同一の大きさ・形状、均一の厚さを想定した場合の重心をいう。   When viewed from the electron emission source side, if the center of gravity of the opening on the target side of the electron passage hole and the center of gravity of the opening on the target side of the X-ray passage hole coincide, X-rays can be extracted more reliably. And more preferable. In this specification, “the center of gravity of the opening” means the center of gravity when assuming the same size / shape and uniform thickness as the opening.

また、ターゲット２４を透過したＸ線は放射状の広がりを持っているため、Ｘ線通過孔がターゲット側から外方に向かって徐々に拡大している構成とすると、Ｘ線をより多く取り出せる点でより好ましい。   In addition, since the X-ray transmitted through the target 24 has a radial spread, if the X-ray passage hole is gradually expanded outward from the target side, more X-rays can be extracted. More preferred.

〔第３の実施形態〕
図５（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置のターゲット２４周辺部の模式図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）におけるターゲット２４周辺部を拡大して表した模式図である。本実施形態のＸ線発生装置は、電子放出源側から見たとき、電子通過孔のターゲット側の開口部の重心とターゲット２４の重心がずれて配置されていること以外は第１の実施形態と同じである。図５において、図２と同一部分は同一符号を記している。本実施形態のＸ線発生装置の一構成例を示す模式図、Ｘ線発生装置の一構成例を示すブロック図については、図１及び図３と同じであるため説明を省略する。 [Third Embodiment]
FIG. 5A is a schematic diagram of the periphery of the target 24 of the X-ray generator of this embodiment, and FIG. 5B is a schematic diagram showing the periphery of the target 24 in FIG. is there. The X-ray generator of this embodiment is the same as that of the first embodiment except that the center of gravity of the opening on the target side of the electron passage hole and the center of gravity of the target 24 are shifted from each other when viewed from the electron emission source side. Is the same. 5, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. A schematic diagram showing one configuration example of the X-ray generation apparatus of the present embodiment and a block diagram showing one configuration example of the X-ray generation apparatus are the same as those in FIGS.

本実施形態のＸ線発生装置は、ターゲット２４の内面周縁の少なくとも一部と遮蔽部材１６との重なり領域である重複部を有している。遮蔽部材１６を用いることによりターゲット２４の電子照射領域が物理的に制限され、上記重複部を有することによりターゲット２４の外面における上記重複部との対応領域（図５（ｂ）のｂの領域）にはＸ線が通過しない。Ｘ線が通過しない上記対応領域に温度センサー３が配置されている。上記対応領域は温度センサー３が配置できる広さであれば良いが、温度センサー３を安定させて配置する観点からすると、上記対応領域は広い方が良い。上記構成をとることにより、第１の実施形態と同様に温度センサー３の劣化を抑制することができると共に、ターゲット２４の温度をより正確に検出できる。また、第１の実施形態と比べて上記重複部が少ないため第１の実施形態よりも図２（ｂ）のａの領域だけターゲット２４の形状を小さくすることができる。例えば遮蔽部材１６の形状は円筒形が一般的であるが、ターゲット２４の形状は角形等も可能となる。温度センサー３の配線はターゲット２４の外面から放出されるＸ線を妨げないように、遮蔽部材１６に沿って配置されている（図５）。   The X-ray generator of this embodiment has an overlapping portion that is an overlapping region between at least a part of the inner peripheral edge of the target 24 and the shielding member 16. By using the shielding member 16, the electron irradiation region of the target 24 is physically limited, and by having the overlapping portion, the corresponding region with the overlapping portion on the outer surface of the target 24 (region b in FIG. 5B). X-rays do not pass through. The temperature sensor 3 is arranged in the corresponding area where X-rays do not pass. Although the said corresponding area should just be the width which can arrange | position the temperature sensor 3, from the viewpoint of arrange | positioning the temperature sensor 3 stably, the one where the said corresponding area is wide is good. By adopting the above configuration, it is possible to suppress the deterioration of the temperature sensor 3 as in the first embodiment and to detect the temperature of the target 24 more accurately. Further, since the number of overlapping portions is smaller than that in the first embodiment, the shape of the target 24 can be made smaller by an area a in FIG. 2B than in the first embodiment. For example, the shape of the shielding member 16 is generally a cylindrical shape, but the shape of the target 24 can be a square shape or the like. The wiring of the temperature sensor 3 is disposed along the shielding member 16 so as not to block X-rays emitted from the outer surface of the target 24 (FIG. 5).

以上より、本実施形態のＸ線発生装置によれば、上記構成をとるため第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、ターゲット２４の形状をより小さくすることができるため製作費用を軽減することができる。   As described above, according to the X-ray generator of the present embodiment, the above-described configuration can provide the same effects as those of the first embodiment, and the shape of the target 24 can be further reduced, thereby reducing the manufacturing cost. can do.

〔第４の実施形態〕
図６を用いて本発明のＸ線発生装置を含むＸ線撮影装置について説明する。図６は本実施形態のＸ線撮影装置の一構成例を示すブロック図である。図６に示すように、Ｘ線撮影装置１０はＸ線発生部であるＸ線発生装置１１、Ｘ線検出部１２、制御部１３及び表示部１４を備えている。 [Fourth Embodiment]
An X-ray imaging apparatus including the X-ray generator of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the X-ray imaging apparatus 10 includes an X-ray generation device 11 that is an X-ray generation unit, an X-ray detection unit 12, a control unit 13, and a display unit 14.

Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線管２０及びＸ線電源駆動部１５を備えており、制御部１３の指示に従ってＸ線を発生し、被検体（例えば人体）にＸ線を照射する。Ｘ線管２０は、例えば電子放出源から放出された電子をターゲットに衝突させ、ターゲットからＸ線を発生させる電子管である。Ｘ線電源駆動部１５は、制御部１３の指示に従ってＸ線管２０のフィラメント又はヒータ、グリッド電極、レンズ電極、ターゲット等にそれぞれ所要の電力を供給する。Ｘ線発生装置１１としては、例えば第１〜３の実施形態のＸ線発生装置が好適に用いられる。   The X-ray generator 11 includes an X-ray tube 20 and an X-ray power source drive unit 15, generates X-rays according to instructions from the control unit 13, and irradiates a subject (for example, a human body) with X-rays. The X-ray tube 20 is, for example, an electron tube that causes electrons emitted from an electron emission source to collide with a target and generate X-rays from the target. The X-ray power supply drive unit 15 supplies necessary power to the filament or heater, grid electrode, lens electrode, target, and the like of the X-ray tube 20 in accordance with instructions from the control unit 13. As the X-ray generator 11, for example, the X-ray generators of the first to third embodiments are preferably used.

Ｘ線検出部１２は、Ｘ線発生装置１１から放出され被検体を透過したＸ線を検出する。これにより被検体のＸ線画像を撮影できる。表示部１４は、Ｘ線検出部１２で検出された被検体のＸ線画像を表示する。Ｘ線検出部１２や表示部１４は、Ｘ線撮影装置１０内に備える必要はなく、それぞれ独立した装置であっても良い。   The X-ray detector 12 detects X-rays emitted from the X-ray generator 11 and transmitted through the subject. Thereby, an X-ray image of the subject can be taken. The display unit 14 displays an X-ray image of the subject detected by the X-ray detection unit 12. The X-ray detection unit 12 and the display unit 14 do not need to be provided in the X-ray imaging apparatus 10 and may be independent apparatuses.

制御部１３は、Ｘ線発生装置１１、Ｘ線検出部１２及び表示部１４の動作を制御する。例えばＸ線発生装置１１とＸ線検出部１２による被検体のＸ線撮影を制御し、Ｘ線検出部１２で検出された被検体のＸ線画像を表示部１４に表示させる。これらの制御は、例えば１台又は複数台のコンピュータで実現できる。コンピュータは、ＣＰＵ等の主制御手段、及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶手段を備えていれば良い。コンピュータが記憶手段に格納されたプログラムに従って主制御手段により所定の処理を実行することで上述した制御部１３としての機能を実現できる。コンピュータには、ネットワークカード等の通信手段や、キーボード、ディスプレイ、タッチパネル等の入出力手段等を備えていても良い。   The control unit 13 controls operations of the X-ray generation device 11, the X-ray detection unit 12, and the display unit 14. For example, the X-ray imaging of the subject by the X-ray generator 11 and the X-ray detection unit 12 is controlled, and the X-ray image of the subject detected by the X-ray detection unit 12 is displayed on the display unit 14. These controls can be realized by one or a plurality of computers, for example. The computer may include main control means such as a CPU and storage means such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The function as the control unit 13 described above can be realized by the computer executing a predetermined process by the main control unit according to the program stored in the storage unit. The computer may include communication means such as a network card, input / output means such as a keyboard, display, and touch panel.

３：温度センサー、１０：Ｘ線撮影装置、１１：Ｘ線発生装置、１２：Ｘ線検出部、１６、１７：遮蔽部材、２１：電子放出源、２４：ターゲット   3: temperature sensor, 10: X-ray imaging device, 11: X-ray generator, 12: X-ray detector, 16, 17: shielding member, 21: electron emission source, 24: target

Claims (6)

電子放出源と、
前記電子放出源に対向して配置されたターゲットとを有し、
前記電子放出源から放出された電子が前記ターゲットの内面に照射されることにより発生するＸ線が、前記内面と対向する外面側から取り出されるＸ線発生装置であって、
前記電子放出源側の開口部から前記ターゲットに向かって前記電子を通過させる電子通過孔を有する遮蔽部材が前記内面側に配置され、
前記ターゲットの内面周縁の少なくとも一部と前記遮蔽部材との重なり領域である重複部を有し、
前記外面上の、前記重複部との対応領域に温度センサーの端部が配置され、前記端部に接続された配線部は、前記遮蔽部材に沿って配置されていることを特徴とするＸ線発生装置。 An electron emission source;
A target disposed opposite to the electron emission source,
An X-ray generator that generates X-rays generated by irradiating an inner surface of the target with electrons emitted from the electron emission source, and is extracted from an outer surface facing the inner surface,
A shielding member having an electron passage hole that allows the electrons to pass from the opening on the electron emission source side toward the target is disposed on the inner surface side,
Having an overlapping portion that is an overlapping region between at least a part of the inner periphery of the target and the shielding member;
An X-ray characterized in that an end of a temperature sensor is disposed in a region corresponding to the overlapping portion on the outer surface, and a wiring portion connected to the end is disposed along the shielding member. Generator. 更に、前記ターゲット側の開口部から外方に向かって前記Ｘ線を通過させるＸ線通過孔を有する遮蔽部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。   The X-ray generator according to claim 1, further comprising a shielding member having an X-ray passage hole that allows the X-ray to pass outward from the opening on the target side. 前記Ｘ線通過孔のターゲット側の開口部の面積が、前記電子通過孔のターゲット側の開口部の面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。   The X-ray generator according to claim 2, wherein the area of the opening on the target side of the X-ray passage hole is larger than the area of the opening on the target side of the electron passage hole. 前記温度センサーは、熱電対からなり、前記熱電対の端部が、前記外面にロウ付けされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。 The X-ray generator according to claim 1, wherein the temperature sensor is a thermocouple, and an end portion of the thermocouple is brazed to the outer surface. 前記ターゲットがアースグランドに接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。 The X-ray generator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the target is connected to an earth ground. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、
前記Ｘ線発生装置から放出され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線発生装置と前記Ｘ線検出部とを制御する制御部と、
を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。 The X-ray generator according to any one of claims 1 to 5 ,
And X-ray detector for detecting X-rays transmitted through the object is released from the X-ray generator,
A control unit for controlling the X-ray generation apparatus and the X-ray detection unit;
An X-ray imaging apparatus comprising:

Images