TWI674039B - Ｘ射線產生裝置、ｘ射線裝置以及結構物之製造方法 - Google Patents

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Takeshi Endo
三浦聰
Satoshi Miura
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Abstract

X射線產生裝置係藉由自陰極發射之電子束到達靶材而發射X射線者，且具有於陰極及靶材之間相互串聯連接且分別使電子束加速之第1及第2高電壓電源，且第2高電壓電源係以使第2高電壓電源產生之第2高電壓之變動成分之相位相對於第1高電壓電源產生之第1高電壓之變動成分之相位成為特定關係之方式輸出第2高電壓。

Description

X射線產生裝置、X射線裝置以及結構物之製造方法
本發明係關於一種X射線產生裝置、X射線裝置以及結構物之製造方法。
先前以來，已知有如下X射線源：藉由對燈絲與靶材間施加高電壓，而使自燈絲發射之電子束碰撞於靶材，產生X射線(例如專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2004-504710號公報
然而，因高電壓電源引起之高電壓中所存在之較大之變動成分而使電子束之加速中產生偏差，因此，於藉由電子光學系統將電子束收斂於靶材之情形時，利用該電子光學系統所產生之像差值產生變動。其結果，存在電子束碰撞於靶材時之光點尺寸產生變動，從而投影像之解析度 下降導致計測精度劣化之類的問題。
根據本發明之第1態樣，其係一種藉由自陰極發射之電子束到達靶材而發射X射線之X射線產生裝置，且具有於陰極及靶材之間相互串聯連接且分別使電子束加速之第1及第2高電壓電源，且第2高電壓電源係以使第2高電壓電源產生之第2高電壓之變動成分之相位相對於第1高電壓電源產生之第1高電壓之變動成分之相位成為特定關係之方式輸出第2高電壓。
根據本發明之第2態樣，其係如第1態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為具備相位設定部，該相位設定部係以自第1高電壓電源輸出之第1高電壓之變動成分之相位與自第2高電壓電源輸出之第2高電壓之變動成分之相位成為特定關係之方式，控制第1高電壓電源或第2高電壓電源之至少一者。
根據本發明之第3態樣，其係如第2態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為第1高電壓之變動成分之週期與第2高電壓之變動成分之週期實質上相同，且相位設定部以第1高電壓之變動成分之相位與第2高電壓之變動成分之相位實質上錯開180度之方式，控制第1高電壓電源或第2高電壓電源之至少一者。
根據本發明之第4態樣，其係如第2或第3態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為第1高電壓電源與第2高電壓電源具有交流電壓產生部；及多倍壓整流電路，其係產生相對於自交流電壓產生部輸出之電壓為特定倍之第1或第2高電壓；且交流電壓產生部係基於自相位設定部輸出之控制 信號，產生特定週期之交流電壓。
根據本發明之第5態樣，其係如第4態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為多倍壓整流電路具備多個靜電電容元件。
根據本發明之第6態樣，其係如第2至第5態樣中任一態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為更具備：第1中間電極，其係配置於陰極與靶材之間；及第2中間電極，其係配置於第1中間電極與靶材之間；且第1高電壓電源係對陰極與第1中間電極之間施加第1高電壓，第2高電壓電源係對第1中間電極與第2中間電極之間施加第2高電壓。
根據本發明之第7態樣，其係如第6態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為更具備配置於第2中間電極與靶材之間之電子束收斂部。
根據本發明之第8態樣，其係如第2至第5態樣中任一態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為更具備配置於陰極與靶材之間之第1中間電極，且第1高電壓電源係對陰極與第1中間電極之間施加第1高電壓，第2高電壓電源係對第1中間電極與靶材之間施加第2高電壓。
根據本發明之第9態樣，其係如第8態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為更具備配置於第1中間電極與靶材之間之電子束收斂部。
根據本發明之第10態樣，其係如第2至第9態樣中任一態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為更具備檢測自靶材產生之X射線之X射線檢測部，且相位設定部係基於X射線檢測部之檢測輸出，控制第1高電壓電源或第2高電壓電源之至少一者。
根據本發明之第11態樣，其係一種藉由自陰極發射之電子束到達靶材而發射X射線之X射線產生裝置，且具備：第1中間電極，其係配置於陰 極與靶材之間；第1高電壓電源，其係對陰極與第1中間電極之間施加第1高電壓；第2中間電極，其係配置於第1中間電極與靶材之間；第2高電壓電源，其係對第1中間電極與第2中間電極之間施加第2高電壓；第3高電壓電源，其係對第2中間電極與靶材之間施加第3高電壓；及相位設定部，其係以自第1高電壓電源輸出之第1高電壓之變動成分之相位、自第2高電壓電源輸出之第2高電壓之變動成分之相位、及自第3高電壓電源輸出之第3高電壓之變動成分之相位成為特定關係之方式，控制第1高電壓電源、第2高電壓電源、及第3高電壓電源之至少2者。
根據本發明之第12態樣，其係如第11態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為第1高電壓之變動成分之週期、第2高電壓之變動成分之週期及第3高電壓之變動成分之週期大致相同，且相位設定部係以第1高電壓之變動成分之相位及第2高電壓之變動成分之相位、與第2高電壓之變動成分之相位及第3高電壓之變動成分之相位分別實質上錯開120度之方式，控制第1高電壓電源、第2高電壓電源及第3高電壓電源中之至少2者。
根據本發明之第13態樣，其係如第11或第12態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為第1高電壓電源、第2高電壓電源及第3高電壓電源具有：交流電壓產生部；及多倍壓整流電路，其係產生相對於自交流電壓產生部輸出之電壓為特定倍之第1高電壓、第2高電壓或第3高電壓；且交流電壓產生部係基於自相位設定部輸出之控制信號，產生特定週期之交流電壓。
根據本發明之第14態樣，其係如第13態樣之X射線產生裝置，其中，較佳為多倍壓整流電路具備多個靜電電容元件。
根據本發明之第15態樣，其係如第11至第14態樣中任一態樣之X射 線產生裝置，其中，較佳為更具備檢測自靶材產生之X射線之X射線檢測部，且相位設定部係基於X射線檢測部之檢測輸出，控制第1高電壓電源、第2高電壓電源及第3高電壓電源中之至少2者。
根據本發明之第16態樣，X射線裝置具備：第1至第15態樣中任一態樣之X射線產生裝置；檢測部，其係檢測自X射線產生裝置放射且穿過被測定物之X射線；及移動部，其係使X射線產生裝置及檢測部對於被測定物相對地移動。
根據本發明之第17態樣，其係如第16態樣之X射線裝置，其中，較佳為具備再構成部，該再構成部係於X射線產生裝置及檢測部之相對於被測定物之位置不同之狀態下，基於藉由檢測部所檢測之多個投影資料，產生被測定物之內部結構資訊。
根據本發明之第18態樣，結構物之製造方法係製作與結構物之形狀相關之設計資訊，且基於設計資訊製作結構物，且使用第17態樣之X射線裝置計測所製作之結構物之形狀而獲得形狀資訊，且將所得之形狀資訊與設計資訊進行比較。
根據本發明之第19態樣，其係如第18態樣之結構物之製造方法，其中，較佳為基於形狀資訊與設計資訊之比較結果而執行，且進行結構物之再加工。
根據本發明之第20態樣，其係如第19態樣之結構物之製造方法，其中，較佳為結構物之再加工係基於設計資訊再次進行結構物之製作。
根據本發明，可降低用以使電子束加速之加速電壓中產生之 變動成分之影響。
2‧‧‧X射線產生部
4‧‧‧檢測器
5‧‧‧控制裝置
21‧‧‧燈絲
22‧‧‧靶材
24‧‧‧中間電極
25‧‧‧電子光學構件
26‧‧‧第1高電壓電源部
27、37‧‧‧第2高電壓電源部
28‧‧‧第3高電壓電源部
30‧‧‧X射線產生裝置
51‧‧‧X射線控制部
53‧‧‧圖像產生部
54‧‧‧圖像再構成部
55‧‧‧圖像評價部
241‧‧‧第1中間電極
242‧‧‧第2中間電極
261‧‧‧第1交流電壓產生部
262‧‧‧第1多倍壓整流電路
271、371‧‧‧第2交流電壓產生部
272、372‧‧‧第2多倍壓整流電路
281‧‧‧第3交流電壓產生部
282‧‧‧第3多倍壓整流電路
400‧‧‧結構物製造系統
410‧‧‧設計裝置
420‧‧‧成形裝置
430‧‧‧控制系統
432‧‧‧檢查部
440‧‧‧修復裝置
圖1係表示本發明之實施形態之X射線裝置之構成之圖。
圖2係表示第1實施形態之X射線產生部之構成之圖。
圖3係說明第1及第3實施形態之高電壓電源之電路圖。
圖4係說明於第1~第3實施形態中藉由第1及第2多倍壓整流電路而產生之電壓之變動成分與加速電壓之變動成分之圖。
圖5係表示第2實施形態之X射線產生裝置之構成之圖。
圖6係說明第2實施形態之高電壓電源之電路圖。
圖7係表示第3實施形態之X射線產生裝置之構成之圖。
圖8係表示第4實施形態之X射線產生裝置之構成之圖。
圖9係說明第4實施形態之高電壓電源之電路圖。
圖10係說明於第4實施形態中藉由第1、第2及第3多倍壓整流電路而產生之電壓之變動成分與加速電壓之變動成分之圖。
圖11係說明第5實施形態之結構物製造系統之構成之圖。
圖12係說明結構物製造系統之處理之流程圖。
-第1實施形態-
一面參照圖式，一面對本發明之第1實施形態之X射線裝置進行說明。X射線裝置係藉由對被測定物照射X射線，檢測穿透被測定物之穿透X射 線，而非破壞地獲得被測定物之內部資訊(例如內部結構)等。於被測定物係例如機械零件或電子零件等產業用零件為對象之情形時，X射線裝置被稱為檢查產業用零件之產業用X射線CT(Computed Tomography，電腦斷層掃描攝影)檢查裝置。
又，本實施形態係用於為理解發明之主旨而具體地進行說明者，且只要未作特別指定，則並非限定本發明。
圖1係表示本實施形態之X射線裝置100之構成之一例之圖。再者，為了方便說明，而如圖所示地設定由X軸、Y軸、Z軸所構成之座標系統。
X射線裝置100具備殼體1、X射線產生部2、載置部3、檢測器4、控制裝置5及框架6。殼體1係以與XZ平面實質上成為平行(水平)之方式配置於工廠等之地面上，且於內部收容有X射線產生部2、載置部3、檢測器4、及框架6。殼體1係作為材料含有鉛，以避免X射線向殼體1之外部洩漏。
X射線產生部2係根據控制裝置5之控制，沿以圖1所示之出射點P為頂點且平行於Z軸之光軸Zr，朝向Z軸+方向放射呈圓錐狀擴展之X射線(所謂之錐形射束(cone beam))。該出射點P係與下述於X射線產生部2內傳播之電子束之焦點位置一致。即，光軸Zr係將X射線產生部2之電子束之焦點位置即出射點P與下述檢測器4之攝像區域之中心連結之軸。再者，X射線產生部2係就取代放射圓錐狀之X射線者，而放射扇狀之X射線(所謂之扇形射束(fan beam))或線狀之X射線(所謂之筆形射束(pencil beam))者而言，亦包含於本發明之一態樣。X射線產生部2係 照射例如約50eV之超軟X射線、約0.1~2keV之軟X射線、約2~20keV之X射線及約20~100keV之硬X射線之至少1者。再者，對於X射線產生部2之詳細情況，下文敍述說明。
載置部3係包含其供載置被測定物S之載置台31、及由旋轉驅動部32、X軸移動部33、Y軸移動部34及Z軸移動部35所構成之操縱器部36，且相較X射線產生部2設置於Z軸+側。載置台31係設為可藉由旋轉驅動部32而旋轉，且如下所述地於旋轉驅動部32之旋轉軸Yr朝向X軸、Y軸、Z軸方向移動時一同地移動。旋轉驅動部32係由例如電動馬達等所構成，且藉由受到下述控制裝置5控制而驅動之電動馬達所產生之旋轉力，而以平行於Y軸且穿過載置台31之中心之軸為旋轉軸Yr使載置台31旋轉。X軸移動部33、Y軸移動部34及Z軸移動部35係由控制裝置5控制，且以被測定物S位於自X射線產生部2射出之X射線之照射範圍內之方式，使載置台31分別朝向X軸方向、Y軸方向及Z軸方向移動。進而，Z軸驅動部35係由控制裝置5控制，且以X射線產生部2至被測定物S為止之距離成為與被攝像之圖像中之被測定物S之放大率相對應之距離之方式，使載置台31朝向Z軸方向移動。
圖1所示之檢測器4係相較X射線產生部2及載置台31設置於Z軸+側。即，載置台31係於Z軸方向上設置於X射線產生部2與檢測器4之間。檢測器4具有平行於XY平面之入射面41，且包含自X射線產生部2放射且穿透載置於載置台31上之被測定物S之穿透X射線之X射線入射至入射面41。檢測器4係由包含公知之閃爍物質之閃爍體部、及接受由閃爍體部發射之光之受光部等構成，且將閃爍體部之入射至入射面41 之X射線轉換為光能，且藉由上述受光部而將該光能轉換為電能，作為電訊號向控制裝置5輸出。再者，檢測器4亦可將入射之X射線不轉換為光能而轉換為電訊號輸出。又，檢測器4具有將閃爍體部與受光部分別分割成多個像素之結構，且將該等像素二維地排列。藉此，可一次性地獲得自X射線產生部2放射且穿過被測定物S之X射線之強度分佈。因此，可藉由1次攝像而獲得被測定物S之整體之投影像。
框架6係支持X射線產生部2、載置部3之操縱器部36、及檢測器4。該框架6係具有充分之剛性地製造。因此，於獲取被測定物S之投影像之過程中，可不產生變化地支持X射線產生部2、操縱器部36及檢測器4之相對位置。又，框架6係由抑振機構61支持，可防止於外部產生之振動直接傳遞至框架6。
控制裝置5具有微處理器及其周邊電路等，且藉由讀入且執行預先記憶於未圖示之記憶媒體(例如快閃記憶體等)之控制程式，而控制X射線裝置100之各部。控制裝置5係作為功能而具備X射線控制部51，其控制X射線產生部2之動作；操縱器控制部52，其控制操縱器部36之驅動動作；圖像產生部53，其基於自檢測器4輸出之電訊號，產生被測定物S之X射線投影圖像資料；及圖像再構成部54，其一面控制操縱器部36，一面分別基於投影方向之不同之被測定物S之投影圖像資料，實施公知之圖像再構成處理，產生被測定物S之再構成圖像。藉由圖像再構成處理，而產生作為被測定物S之內部結構(剖面結構)之三維資料。於該情形時，作為圖像再構成處理，存在反投影法、濾波修正反投影法、逐次近似法等。
一面參照圖2，一面對由X射線產生部2與控制裝置5之X 射線控制部51所構成之第1實施形態之X射線產生裝置30之詳細情況進行說明。圖2係模式性表示X射線產生裝置30之構成之圖。X射線產生部2具備韋乃特(Wehnelt)電源20、燈絲21、靶材22、韋乃特電極23、中間電極24、電子光學構件25、第1高電壓電源部26、及第2高電壓電源部27。X射線產生部2係以燈絲21、中間電極24、電子光學構件25、靶材22之順序配置。即，將中間電極24設置於燈絲21與靶材22之間。
韋乃特電源20係對於韋乃特電極23將負偏電壓施加至燈絲21。燈絲21含有例如鎢，且具有朝向靶材22尖銳化之圓錐形狀。於燈絲21之兩端，設置有燈絲加熱用電源電路211。燈絲加熱用電源電路211係藉由使電流流入燈絲21而加熱燈絲21。燈絲21若於被韋乃特電極23施加負電荷之狀態下藉由利用燈絲加熱用電源電路211通電而被加熱，則自尖銳化之前端朝向靶材22發射電子束(熱電子)。藉由因施加至韋乃特電極23之負偏電壓所產生之電場，而將自燈絲21發射之電子束收斂，從而抑制被發射之電子束之發散。靶材22含有例如鎢，且因自燈絲21發射之電子束之碰撞或電子束之行進之變化而產生X射線。如圖2所示，將本實施形態之X射線產生部2由反射型X射線產生部構成之情形作為一例而表示，但由穿透型X射線產生部構成之情形亦包含於本發明之一態樣。
將中間電極24接地(ground)。因此，對著中間電極24將負電壓施加至燈絲21。電子光學構件25係配置於中間電極24與靶材22之間。電子光學構件25係由將電子束聚焦之電磁透鏡、及使電子束偏轉之偏轉器等構成。電子光學構件25係利用磁場之作用將來自燈絲21之電子束聚焦，使電子束碰撞於靶材22之局部區域(X射線焦點)。
第1高電壓電源部26係電性連接於燈絲21及中間電極24，且對著中間電極24將負電壓施加至燈絲21。第1高電壓電源26係由控制裝置5之X射線控制部51進行控制，且對燈絲21與中間電極24之間施加直流之第1高電壓V1。第2高電壓電源27係電性連接於中間電極24及靶材22，且對著中間電極24將正電壓施加至靶材22。第2高電壓電源部27係由控制裝置5之X射線控制部51控制，且對中間電極24與靶材22之間施加直流之第2高電壓V2。第1高電壓電源部26及第2高電壓電源部27串聯地配置於燈絲21與靶材22之間。因此，燈絲21相對於靶材22具有負電位。
燈絲21若被第1高電壓電源部26施加第1高電壓V1，則作為如上所述地發射電子束之陰極發揮功能。於本實施形態中，作為一例，一面直接加熱燈絲21一面使其作為陰極發揮功能。本發明並非限定於該例，亦可為除了陰極以外，具有另行加熱陰極之加熱器者。又，亦可為不加熱陰極，而藉由於陰極之周圍形成較強之電場來發射電子束者。自燈絲21朝向靶材22發射之電子束係被韋乃特電極23縮窄，且藉由相當於由第1高電壓電源部26及第2高電壓電源部27所施加之第1高電壓V1與第2高電壓V2之和的高電壓的加速電壓V3而加速，朝向靶材22行進。而且，電子束係藉由電子光學構件25而聚焦，且電子束碰撞於配置於電子束之收斂位置(焦點)之靶材22，從而自靶材22產生X射線。
進而，使用圖3所示之電路圖，對第1高電壓電源部26及第2高電壓電源部27之構成進行說明。圖3(a)係第1高電壓電源部26之電路構成圖，圖3(b)係第2高電壓電源部27之電路構成圖。第1高電 壓電源部26具備第1交流電壓產生部261及第1多倍壓整流電路262，且第2高電壓電源部27具備第2交流電壓產生部271及第2多倍壓整流電路272。再者，由於第1高電壓電源部26及第2高電壓電源部27具有相同之構成，故而於以下之說明中，以第1高電壓電源部26之構成為中心進行說明，且關於第2高電壓電源部27，對於與第1高電壓電源部26不同之構成進行說明。
如圖3(a)所示，第1交流電壓產生部261係由下述控制裝置5之X射線控制部51進行控制，且輸出具有特定週期之矩形波(脈衝波)之交流電壓。若將第1交流電壓產生部261之交流電源261a之電壓施加至變壓器之一次繞組261b1，則於二次繞組261b2之兩端產生電壓。
第1多倍壓整流電路262係由具有多個電容器及多個二極體之公知之柯克勞夫-沃耳吞(Cockcroft-Walton)電路構成。第1多倍壓整流電路262係將自第1交流電壓產生部261輸出之交流電壓一面進行整流一面以特定之倍率使電壓升壓。於第1多倍壓整流電路262中，接地電極262a2連接於第1多倍壓整流電路262之二次繞組261b2，且輸出端262a1可相對於接地電極262a2獲得負之高電壓。輸出端262a1係連接於負極、即燈絲21，且接地電極262a2係連接於中間電極24。第1多倍壓整流電路262係於上述二次繞組261b2中產生於兩端之電壓之正負每次進行切換時，對第1多倍壓整流電路262之多個電容器(靜電電容元件)進行充電，從而產生二次繞組261b2之電壓之多倍之輸出電壓。隨著使第1多倍壓整流電路262所具有之電容器與二極體之組合數增加，而愈輸出高電壓。
於圖3(b)所示之第2高電壓電源部27中，第2多倍壓整流電路272 之構成不同於第1高電壓電源部26之第1多倍壓整流電路262之構成。第2多倍壓整流電路272係多個二極體之極性相對於第1多倍壓整流電路262反轉。因此，相對於接地電極272a2，輸出端272a1可獲得正之高電壓。輸出端272a1係連接於靶材22，且接地電極272a2係連接於中間電極24。
圖2所示之X射線控制部51係由例如FPGA(field programmable gate array，現場可程式閘陣列)電路構成。X射線控制部51係於內部具備基準時脈訊號產生部501與相位調節部502。X射線控制部51係對第1交流電壓產生部261及第2交流電壓產生部271輸出以特定週期調節相位所得之控制信號。即，第1交流電壓產生部261及第2交流電壓產生部271產生與來自基準時脈訊號產生部501之基準時脈訊號之週期對應之同一週期之脈衝狀之交流電壓。X射線控制部51可藉由根據例如使用者對操作構件(未圖示)之操作，控制相位調整部502，而調節第1交流電壓產生部261及第2交流電壓產生部271之各者中產生之交流電壓之相位差。即，X射線控制部51係以各個脈衝波之相位成為特定關係之方式進行控制。相位調整部502亦可由延遲電路構成，該延遲電路係由可變電阻或可變電容器所構成。又，亦可以多級地構成電容器與開關元件，且藉由控制開關元件之開關動作而調整相位差之方式構成。設為使第1交流電源產生部261及第2交流電源產生部271之至少任一者之相位延遲。本實施形態係設為使第2交流電壓產生部271產生之脈衝波之相位延遲而進行以下之說明。
如圖4之模式圖所示，於經上述第1多倍壓整流電路262及第2多倍壓整流電路272整流之直流電壓，分別產生三角波狀之變動成分(漣波)。該漣波係因用於第1多倍壓整流電路262及第2多倍壓整流電路272 之電容器之充放電時間而產生。再者，於圖4中，將橫軸設為時刻t，將由第1多倍壓整流電路262產生之第1高電壓V1之變動成分表示為L1，將由第2多倍壓整流電路272產生之第2高電壓V2之變動成分表示為L2，將用以將自燈絲21發射之電子束加速之加速電壓V3之變動成分表示為L3。
如上所述，第1交流電壓產生部261及第2交流電壓產生部271係藉由來自X射線控制部51之控制信號而產生特定週期之脈衝波。因此，圖4所示之藉由第1多倍壓整流電路262及第2多倍壓整流電路272而輸出之直流電壓之變動成分L1、L2具有與藉由第1交流電壓產生部261及第2交流電壓產生部271而產生之脈衝波實質上相同之週期。又，第1多倍壓整流電路262及第2多倍壓整流電路272分別具有多個電容器。
於將第1高電壓V1與第2高電壓V2相加所得之加速電壓V3中，變動成分L3成為變動成分L1與變動成分L2相加所得者。
於圖4(a)中模式性表示未藉由X射線控制部51以相位成為特定關係之方式進行控制之情形之一例。於圖4(a)之時刻t1中，將中間電極24之位置設為接地之情形時，第1高電壓V1之變動成分L1之相距接地之電位差為V1_1a，第2高電壓V2之變動成分L2之相距接地之電位差為V2_1a。因此，於時刻t1中，加速電壓V3中之變動成分L3之電位差成為(V1_1a+V2_1a)。再者，於圖4中，出於易於理解發明之目的，而將與接地相距之電位差V1_1a與電位差V2_1a之值設為相等者進行處理。
於自時刻t1起半週期後之時刻t2中，第1高電壓V1之變動成分L1之電位差為V1_2a(V1_1a>V1_2a)，第2高電壓V2之變動成分L2之相距接地之電位差為V2_2a(V2_1a>V2_2a)。因此，於時刻t2中，加 速電壓V3中之變動成分L3之電位差成為(V1_2a+V2_2a)，成為小於時刻t1之情形之電位差。因此，如圖4(a)所示，加速電壓V3之變動成分L3具有週期性且重複進行增減。再者，於圖4中，出於易於理解發明之目的，而將與接地相距之電位差V1_2a與電位差V2_2a之值設為相等者進行處理。
燈絲21至靶材22間之加速電壓V3中產生之變動成分L3係於將自燈絲21發射之電子束加速時產生影響，從而穿過電子光學構件25之電子束之速度因變動成分L3之變動週期與振幅而變化。因此，電子光學構件25之像差值、尤其色像差產生變動，從而電子束碰撞於靶材22之區域、即出射點P之光點尺寸產生變動。光點尺寸之變動使於藉由檢測器4獲取自X射線產生部2出射之X射線之情形時之投影像之解析度產生變動，因此，變得無法維持X射線裝置100之測定精度。
於本實施形態中，X射線控制部51之相位調整部502係為了抑制光點尺寸之變動，而以控制第2交流電壓產生部271所產生之交流電壓之相位之方式，對第2交流電壓產生部271輸出控制信號，將變動成分L1及L2之相位設定為特定關係。於該情形時，相位調整部502係使第2交流電壓產生部271所產生之交流電壓之相位延遲，例如將第1交流電壓產生部261之交流電壓與第2交流電壓產生部271之交流電壓之相位差設為半週期(180度)。其結果，第1多倍壓整流電路262之變動成分L1之相位與第2多倍壓整流電路272之變動成分L2之相位錯開半週期(180度)。再者，亦可使來自第1交流電壓產生部261之交流電壓之相位延遲。
圖4(b)係模式性表示藉由X射線控制部51以相位成為特定關係之方式進行控制之情形之一例。於圖4(b)之時刻t1中，變動成分 L1之相距接地之電位差為V1_1a，變動成分L2之相距接地之電位差為V2_2a。因此，於時刻t1中，加速電壓V3中之變動成分L3之電位差成為(V1_1a+V2_2a)。於自時刻t1起半週期後之時刻t2中，變動成分L1之電位差為V1_2a，變動成分L2之相距接地之電位差為V2_1a。因此，於時刻t2中，加速電壓V3中之變動成分L3之電位差成為(V1_2a+V2_1a)。由於電位差V1_1a與電位差V2_1a之值相等，且電位差V1_2a與電位差V2_2a之值相等，故而於時刻t1及時刻t2中，變動成分L3之電位差變為實質上相同，從而將加速電壓V3平滑化。其結果，電子束可藉由加速電壓V3而不變動地被加速，因此，可於電子束將電子光學構件25中產生之像差值之變動抑制，光點尺寸之變動得到抑制之狀態下，自X射線產生部2中放射X射線。
自X射線產生部2放射之X射線係照射被測定物S而入射至檢測器4。檢測器4於載置台31每選擇特定之旋轉，檢測穿透被測定物S之穿透X射線，且將該穿透射線作為電訊號向控制裝置5輸出。控制裝置5之圖像產生部53基於每一旋轉角度所獲得之電訊號，產生每一投影方向之被測定物S之投影圖像資料。即，圖像產生部53產生來自多個不同方向之被測定物S之投影圖像資料。控制裝置5之圖像再構成部54使用被測定物S之多個投影圖像資料，進行公知之圖像再構成處理，產生作為被測定物S之內部結構(剖面結構)之三維資料。於該情形時，作為圖像再構成處理，存在有反投影法、濾波修正反投影法、逐次近似法等。所產生之被測定物S之內部結構之三維資料係顯示於顯示器(未圖示)等。
根據以上說明之第1實施形態之X射線產生裝置30，可獲 得如下作用效果。
第2高電壓電源27以第2高電壓V2之變動成分L2之相位相對於第1高電壓電源26所產生之第1高電壓V1之變動成分L1之相位成為特定關係之方式，輸出第2高電壓V2。具體而言，X射線控制部51以自第1高電壓電源26輸出之第1高電壓V1之變動成分L1之相位、與自第2高電壓電源27輸出之第2高電壓V2之變動成分L2之相位實質上錯開180度之方式，控制第1高電壓電源26或第2高電壓電源27之至少一者。因此，於將第1高電壓V1與第2高電壓V2相加所得之加速電壓V3中，變動成分L3之產生得到抑制，因此，電子束可藉由加速電壓V3而不產生變動地被加速。其結果，可於電子束將電子光學構件25中產生之像差值之變動抑制，光點尺寸之變動得到抑制之狀態下，自X射線產生部2放射X射線。因此，可抑制藉由檢測器4獲取自靶材放射之X射線之情形時之投影像之解析度之變動，從而維持被測定物之測定精度。
進而，由於藉由利用第1高電壓電源26與第2高電壓電源27獲得之較大之加速電壓V3而將電子束加速，故而可使自靶材22放射之X射線之亮度增加。其結果，即便於被測定物S為大型之結構物等之情形時，亦可藉由X射線裝置100而獲取內部結構之計測資料。
-第2實施形態-
參照圖式，對本發明之X射線裝置之第2實施形態進行說明。於以下之說明中，對於與第1實施形態相同之構成要素標註相同之符號，且主要說明不同之處。未作特別說明之方面係與第1實施形態相同。本實施形態係與第1實施形態不同之處在於X射線產生部具備2個中間電極之方面。
圖5係模式性表示第2實施形態之X射線產生部2之構成之圖。本實施形態之X射線產生部2係取代第1實施形態中之中間電極24，而具備第1中間電極241及第2中間電極242。第1中間電極241及第2中間電極242係設置於燈絲21與電子光學構件25之間。第1中間電極241係設置於燈絲21側，第2中間電極242係設置於電子光學構件25側。再者，於本實施形態中，使第2中間電極242接地(ground)。
第1高電壓電源部26係電性連接於燈絲21及第1中間電極241，且對著第1中間電極241將負電壓施加至燈絲21。第1高電壓電源部26係由X射線控制部51控制，且對燈絲21與第1中間電極241之間施加直流之第1高電壓V1。第2高電壓電源部37係電性連接於第1中間電極241及第2中間電極242，且對著第1中間電極241將正電壓施加至第2中間電極242。第2高電壓電源部37係由X射線控制部51控制，且對第1中間電極241與第2中間電極242之間施加第2高電壓V2。再者，第2中間電極242與靶材22成為相同電位。
使用圖6所示之電路圖，對第2實施形態之第1高電壓電源部26及第2高電壓電源部37之構成進行說明。圖6(a)係第1高電壓電源部26之電路構成圖，圖6(b)係第2高電壓電源部37之電路構成圖。第1高電壓電源部26係與第1實施形態同樣地具備第1交流電壓產生部261及第1多倍壓整流電路262。但，第1多倍壓整流電路262之二次繞組261b2側之輸出端262a2係連接於第1中間電極241，且輸出端262a1係連接於燈絲21。因此，藉由第1多倍壓整流電路262一面將自第1交流電壓產生部261輸出之交流電壓進行整流一面以特定之倍率使電壓升壓，輸出端262a1 便可相對於第1中間電極241獲得負高電壓V1。
如圖6(b)所示，第2高電壓電源部37具備第2交流電壓產生部371及第2多倍壓整流電路372。第2交流電壓產生部371具有與第1交流電壓產生部261相同之電路構成。即，若將第2交流電壓產生部371之交流電源371a之電壓施加至變壓器之一次繞組371b1，則於二次繞組371b2之兩端產生電壓。第2多倍壓整流電路372具有與第1多倍壓整流電路262相同之電路構成。即，於第2多倍壓整流電路372中，將多個二極體之極性設置為相對於設置於第1多倍壓整流電路262之多個二極體之極性不反轉。但，第2多倍壓整流電路372之接地電極372a2係連接於第2中間電極242，且輸出端372a1係連接於第1中間電極241。因此，藉由第2多倍壓整流電路372一面將自第2交流電壓產生部371輸出之交流電壓進行整流一面以特定之倍率使電壓升壓，第2中間電極242便可相對於第1中間電極241獲得正高電壓V2。
亦於本實施形態中，X射線控制部51為抑制光點尺寸之變動，而與第1實施形態同樣地對第2交流電壓產生部371輸出控制信號以控制交流電壓之相位，且以變動成分L1及L2之相位錯開半週期(180度)之方式進行控制。即，X射線控制部51係與圖4(b)所示之情形同樣地使第2交流電壓產生部371產生之交流電壓之相位延遲，將第1交流電壓產生部261之交流電壓與第2交流電壓產生部371之交流電壓之相位差設為半週期(180度)。再者，使第1交流電壓產生部261產生之交流電壓之相位延遲者亦包含於本發明之一態樣。其結果，於加速電壓V3之變動成分L3以實質上成為固定之方式被平滑化之狀態下，將自燈絲21發射之電子束加速。
如上所述，於燈絲21與第2中間電極242之間對電子束施加特定之加速電壓。又，第2中間電極242與靶材22為相同電位，故而，穿過第2中間電極242之電子束於碰撞於靶材22之前之期間內不被加速。即，電子光學構件25使以固定速度前進之電子束收斂。因此，與如第1實施形態般電子光學構件25使於中間電極24與靶材22之間被加速之電子束收斂者相比，可不易受到藉由第2高電壓電源27所產生之漣波之影響，從而可縮小電子束碰撞於靶材22時之光點尺寸。
根據上述第2實施形態之X射線產生裝置30，除了可獲得藉由第1實施形態獲得之作用效果以外，亦可獲得以下之作用效果。
於燈絲21與靶材22之間配置有第1中間電極241，且於第1中間電極241與靶材22之間配置有第2中間電極242。第1高電壓電源26對燈絲21與第1中間電極241之間施加第1高電壓V1，第2高電壓電源37對第1中間電極241與第2中間電極242之間施加第2高電壓V2。繼而，於第2中間電極242與靶材22之間配置有電子光學構件25。因此，可藉由電子光學構件25使藉由第1高電壓電源26及第2高電壓電源37而加速結束且以固定速度前進之電子束收斂，故而可縮小電子束碰撞於靶材22時之光點尺寸。其結果，可提昇X射線裝置100對被測定物S之計測時之解像度。
進而，根據第2實施形態之X射線產生裝置30，由於第2中間電極242接地，故而與第2中間電極242為相同電位之靶材22成為接地電位。一般而言，載置台31係經由框架6等而接地，因此，載置於載置台31之被測定物S與設為接地電位之靶材22成為相同電位。因此，與如第1實施形態般對靶材22施加正高電位之情形相比，可抑制於自靶材22至被測定物S之 間產生較大之電位差。即，即便於將靶材22與被測定物S之間設為極其狹小之間隔之情形時，亦可抑制自靶材22引起異常放電，因此，能夠以高倍率獲得被測定物S之投影像。
-第3實施形態-
參照圖式，對本發明之X射線裝置之第3實施形態進行說明。於以下之說明中，對與第1實施形態相同之構成要素標註相同之符號，且主要說明不同之處。未作特別說明之方面係與第1實施形態相同。本實施形態係與第1實施形態不同之處在於具備使用測試圖表等計測自靶材放射之X射線，且基於計測結果控制第1及第2高電壓電源部之相位之圖像評價部之方面。
圖7係模式性表示第3實施形態之X射線產生裝置30之構成之圖。於本實施形態中，X射線裝置100之控制裝置5更具備圖像評價部55發揮作用，且X射線產生裝置30係由具有與第1實施形態相同之構成之X射線產生部2、檢測器4、控制裝置5之X射線控制部51、圖像產生部53、及圖像評價部55所構成。來自X射線產生部2之X射線照射形成有微細之狹縫等之試片TP(test piece)(例如JIMA(Japan Inspection Instruments Manufacturers' Association，日本檢查機器工業會)圖)，且入射至檢測器4。檢測器4將穿透試片TP之穿透X射線之強度分佈轉換為電訊號，輸出至控制裝置5之圖像產生部53。圖像產生部53基於輸入之電訊號產生試片TP之投影圖像資料。
圖像評價部55使用所產生之投影圖像資料，基於形成於試片TP之狹縫等之對比度，判定邊緣部分之投影像之銳度。於該情形時，圖 像評價部55係於對比度較低之情形時，判定銳度為較低者。於銳度低於特定之閾值之情形時，圖像評價部55判定為因加速電壓V3之變動成分L3之影響而於電子束之光點尺寸產生變動者。再者，上述特定值係基於實驗等計測、算出之值，且預先儲存於特定之記憶區域(未圖示)。
於藉由圖像評價部55而判定為銳度低於特定之閾值之情形時，X射線控制部51為了抑制光點尺寸之變動，而如使用圖4(b)所說明，與第1實施形態同樣地，對第2交流電壓產生部271輸出控制信號，以變動成分L1及L2之相位錯開半週期(180度)之方式進行控制。再者，較佳為基於所檢測之銳度與閾值之差值，預先設定自計測時之狀態使相位偏移之量。於該情形時，較佳為預先將所檢測之銳度與閾值之差值、與使相位偏移之量建立對應關係所得之表格等記憶於特定之記憶區域。又，使第1交流電壓產生部261產生之脈衝波之相位延遲者亦包含於本發明之一態樣。
如下情況亦包含於本發明之一態樣：將於銳度低於閾值之情形時存在光點尺寸中產生變動導致解析度下降之可能性之主旨作為訊息顯示於監視器(未圖示)，或作為聲音資料自揚聲器(未圖示)輸出報告給使用者。於該情形時，X射線控制部51只要根據由接收到報告之使用者進行之操作構件(未圖示)之操作，調節第2交流電壓產生部271產生之交流電壓之相位即可。
根據以上說明之第3實施形態之X射線產生裝置30，除了可獲得藉由第1實施形態而獲得之作用效果以外，亦可獲得以下之作用效果。
檢測器4檢測自靶材22產生之X射線之試片TP之投影像，控制裝置 5之圖像產生部53獲取由檢測器4所檢測之試片TP之投影圖像資料，圖像評價部55使用該投影圖像資料判定銳度。X射線控制部51基於所判定之銳度，控制第1高電壓電源26或第2高電壓電源27之至少一者。因此，可藉由使用基於自檢測器4輸出之電訊號之投影圖像資料之銳度進行回饋，而一面確認加速電壓V3中所產生之變動成分L3，一面調節第1高電壓電源26或第2高電壓電源27之至少一者。其結果，使相位差之調節精度提昇，從而抑制電子束碰撞於靶材22時之光點尺寸之變動，有助於計測精度之提昇。
再者，使用第2實施形態中所說明之X射線產生部2構成X射線產生裝置30之情形亦包含於本發明之一態樣。於該情形時，可將電子束碰撞於靶材22時之光點尺寸抑制為較小，因此，可提昇X射線裝置100計測被測定物S時之解像度。
-第4實施形態-
參照圖式，對本發明之X射線裝置之第4實施形態進行說明。於以下之說明中，對於與第1實施形態相同之構成要素標註相同之符號，且主要說明不同之處。未作特別說明之方面係與第1實施形態相同。本實施形態係與第1實施形態不同之處在於X射線產生部具備3個高電壓電源部之方面。
圖8係模式性表示第4實施形態之X射線產生裝置30之構成之圖。如圖8所示，於本實施形態之X射線產生部2中，取代第1實施形態中之中間電極24，而設置有第1中間電極241及第2中間電極242，並且不僅串聯設置有第2實施形態中之第1高電壓電源部26及第2高電壓電 源部37，而且亦串聯設置有第3高電壓電源部28。
第1中間電極241及第2中間電極242係設置於燈絲21與電子光學構件25之間。第1中間電極241係設置於燈絲21側，第2中間電極242係設置於電子光學構件25側。第1高電壓電源部26係電性連接於燈絲21及第1中間電極241，且對著第1中間電極241將負電壓施加至燈絲21。第1高電壓電源部26係由X射線控制部51控制，且對燈絲21與第1中間電極241之間施加第1高電壓V1。第2高電壓電源部37係電性連接於第1中間電極241及第2中間電極242，且對著第1中間電極241將正電壓施加至第2中間電極242。第2高電壓電源部37係由X射線控制部51控制，且對第1中間電極241與第2中間電極242之間施加第2高電壓V2。第3高電壓電源部28係電性連接於第2中間電極242及靶材22，且對著第2中間電極242將正電壓施加至靶材22。第3高電壓電源部28係由X射線控制部51控制，且對第2中間電極242與靶材22之間施加第3高電壓V4。
使用圖9所示之電路圖，對第3實施形態之第1高電壓電源部26、第2高電壓電源部37及第3高電壓電源部28之構成進行說明。圖9(a)係第1高電壓電源部26之電路構成圖，圖9(b)係第2高電壓電源部37之電路構成圖，圖9(c)係第3高電壓電源部28之電路構成圖。第1高電壓電源部26及第2高電壓電源部37具有與圖6所示之第2實施形態中之第1高電壓電源部26及第2高電壓電源部37相同之電路構成。與第2實施形態同樣地，將第1多倍壓整流電路262之二次繞組261b2側之輸出端262a2連接於第1中間電極241，將輸出端262a1連接於燈絲21。第2多倍壓整流電路372之接地電極372a2係連接於第2中間電極242，且輸出端372a1係 連接於第1中間電極241。因此，藉由第1多倍壓整流電路262一面對自第1交流電壓產生部261輸出之交流電壓進行整流一面以特定之倍率使電壓升壓，輸出端262a1便可相對於第1中間電極241獲得負之高電壓V1。藉由第2多倍壓整流電路372一面對自第2交流電壓產生部371輸出之交流電壓進行整流一面以特定之倍率使電壓升壓，第2中間電極242便可相對於第1中間電極241獲得正之高電壓V2。
如圖9(c)所示，第3高電壓電源部28具備第3交流電壓產生部281及第3多倍壓整流電路282。第3交流電壓產生部281具備與第1交流電壓產生部261相同之構成。即，若將第3交流電壓產生部281之交流電源281a之電壓施加至變壓器之一次繞組281b1，則於二次繞組281b2之兩端產生電壓。第3多倍壓整流電路282具有與第1實施形態之第2多倍壓整流電路272相同之電路構成。即，第3多倍壓整流電路282係多個二極體之極性相對於第1多倍壓整流電路262反轉。但，第3多倍壓整流電路282之接地電極282a2係連接於第2中間電極242，且輸出端282a1係連接於靶材22。因此，藉由第3多倍壓整流電路282一面對自第3交流電壓產生部281輸出之交流電壓進行整流一面以特定之倍率使電壓升壓，靶材22便可相對於第2中間電極242獲得正之高電壓V3。
X射線控制部51之基準時脈訊號產生部501係對第1交流電壓產生部261、第2交流電壓產生部371及第3交流電壓產生部281輸出用以產生與基準時脈訊號之週期對應之同一週期之脈衝狀之交流電壓之控制信號。X射線控制部51之相位調整部502a及502b係藉由使來自第1交流電壓產生部261、第2交流電壓產生部371及第3交流電壓產生部281中 之2個交流電壓產生部之交流電壓之相位延遲，而抑制加速電壓V3中產生變動成分L3。於本實施形態中，作為一例，對使第2交流電壓產生部272及第3交流電壓產生部281中產生之交流電壓之相位延遲之情形進行說明。
X射線控制部51之相位調整部502a係使第2交流電壓產生部371中產生之交流電壓之相位延遲，例如，將第1交流電壓產生部261之交流電壓與第2交流電壓產生部371之交流電壓之相位差設為120度。進而，相位調整部502b使第3交流電壓產生部281中產生之交流電壓之相位延遲，例如，將第2交流電壓產生部371之交流電壓與第3交流電壓產生部281之交流電壓之相位差設為120度。
於圖10中模式性表示加速電壓V3之變動成分得到控制之狀態。於圖10中，將橫軸設為時刻t，將藉由第1多倍壓整流電路262而產生之變動成分表示為L1，將藉由第2多倍壓整流電路372而產生之變動成分表示為L2，將藉由第3多倍壓整流電路282而產生之變動成分表示為L4，且將用以將自燈絲21發射之電子束加速之加速電壓V3之變動成分表示為L3。
如圖10所示，於時刻t1中，將第2中間電極242之位置設為接地，且變動成分L1之相距接地之電位差為V1_1a，變動成分L2之相距接地之電位差之V2_2a，變動成分L4之相距接地之電位差為V4_2a。因此，時刻t1中之加速電壓V3之變動成分L3成為(V1_1a+V2_2a+V4_2a)。再者，於圖10之各電位差中，尾綴所示之1a表示各變動成分中之波峰時之電位，尾綴所示之2a表示於各變動成分中自波峰時起相位偏移120度之狀態下之電位。
於自時刻t1起相位以120度之週期偏移後之時刻t2中，變動成分L1之電位差為V1_2a，變動成分L2之電位差為V2_1a，變動成分L4之電位差為V4_2a。因此，時刻t2中之加速電壓V3之變動成分L3成為(V1_2a+V2_1a+V4_2a)。於自時刻t2起相位以120度之週期偏移後之時刻t3中，變動成分L1之電位差為V1_2a，變動成分L2之電位差為V2_2a，變動成分L4之電位差為V4_1a。因此，時刻t3中之加速電壓V3之變動成分L3成為(V1_2a+V2_2a+V4_1a)。
於各時刻t1、t2、t3中，變動成分L1、L2、L3中之任一者為波峰時之電位，其餘2個為自波峰時起相位偏移120度後之狀態之電位。因此，時刻t1、t2、t3中之燈絲21與靶材22間之加速電壓V3之變動成分L3之電位(V1_1a+V2_2a+V4_2a)、(V1_2a+V2_1a+V4_2a)及(V1_2a+V2_2a+V4_1a)實質上相同。又，於與上述時刻t1、t2、t3不同之時序中，燈絲21與靶材22之間之電位差中產生變動。然而，該變動成分之振幅係於由第1高電壓電源部26、第2高電壓電源部37及第3高電壓電源部28之各自中產生之變動成分相等之情形時，可抑制為上述各高電壓電源部中產生之變動成分之振幅之1/9。因此，其結果，電子束可藉由加速電壓V3而不產生變動地加速，因此，可於電子束將電子光學構件25引起之像差值之變動抑制，且光點尺寸之變動被抑制之狀態下，自X射線產生部2放射X射線。
根據第4實施形態之X射線產生裝置30，除了可獲得第1實施形態之作用效果以外，亦可獲得如下作用效果。
於燈絲21與靶材22之間配置有第1中間電極241，且於第1中間電極 241與靶材22之間配置有第2中間電極242。第1高電壓電源26係對燈絲21與第1中間電極241之間施加第1高電壓V1，第2高電壓電源37係對第1中間電極241與第2中間電極242之間施加第2高電壓V2，第3高電壓電源28係對第2中間電極242與靶材22之間施加第3高電壓V4。X射線控制部51係以自第1高電壓電源26輸出之第1高電壓V1之變動成分L1之相位、自第2高電壓電源37輸出之第2高電壓V2之變動成分L2之相位、及自第3高電壓電源28輸出之第3高電壓V4之變動成分L4之相位中之2個相位實質上錯開120度之方式進行控制。因此，即便於以使電子束之加速度增大為目的，而增加高電壓電源之個數之情形時，亦可抑制加速電壓V3中產生變動成分L3，從而於光點尺寸之變動得到抑制之狀態下，自X射線產生部2放射X射線。因此，可抑制藉由檢測器4獲取自靶材放射之X射線之情形時之投影像之解析度之變動，維持被測定物之測定精度。
再者，關於設置4個以上之高電壓電源部之情形，亦包含於本發明之一態樣。於設置n個(n為n≧4之整數)之高電壓電源部之情形時，X射線控制部51只要對(n-1)個高電壓電源部，以分別將相位偏移(360度/n)之方式進行調節即可。
又，亦可與第3實施形態之情形同樣地，使用拍攝試片TP所得之圖像，控制各個高電壓電源之相位。即，只要一面確認加速電壓V3中產生之變動成分L3，一面調節第1高電壓電源部26、第2高電壓電源部37及第3高電壓電源部28之至少2個高電壓電源部即可。其結果，使相位差之調節精度提昇，抑制電子束碰撞於靶材22時之光點尺寸之變動，從而有助於計測精度之提昇。
-第5實施形態-
參照圖式，對本發明之實施形態之結構物製造系統進行說明。本實施形態之結構物製造系統係製作例如汽車之車門部分、引擎部分、齒輪部分及具備電路基板之電子零件等成型品。
圖11係表示本實施形態之結構物製造系統400之構成之一例之方塊圖。結構物製造系統400具備第1~第4各實施形態中說明之X射線裝置100、設計裝置410、成形裝置420、控制系統430、及修復裝置440。
設計裝置410係進行製作與結構物之形狀相關之設計資訊之設計處理。設計資訊係表示結構物之各位置之座標之資訊。設計資訊係輸出至成形裝置420及下述控制系統430。成形裝置420係進行使用由設計裝置410所製作之設計資訊製作、成形結構物之成形處理。於該情形時，成形裝置420係進行鑄造、鍛造及切削中之至少1個處理者亦包含於本發明之一態樣。
X射線裝置100係進行測定藉由成形裝置420而成形之結構物之形狀之測定處理。X射線裝置100將表示測定結構物所得之測定結果即結構物之座標之資訊(以後稱為形狀資訊)輸出至控制系統430。控制系統430具備座標記憶部431及檢查部432。座標記憶部431係記憶由上述設計裝置410製作之設計資訊。
檢查部432係判定藉由成形裝置420而成形之結構物是否按照由設計裝置410製作之設計資訊而成形。換言之，檢查部432判定所成形之結構物是否為良品。於該情形時，檢查部432進行將記憶於座標記憶部431中之設計資訊讀出，且將設計資訊與自X射線裝置100輸入之形狀資訊 進行比較之檢查處理。檢查部432係作為檢查處理而例如將設計資訊所表示之座標與對應之形狀資訊所表示之座標進行比較，於檢查處理之結果為設計資訊之座標與形狀資訊之座標一致之情形時，判定為按照設計資訊而成形之良品。於設計資訊之座標與對應之形狀資訊之座標不一致之情形時，檢查部432判定座標之差值是否為特定範圍內，且若為特定範圍內則判定為可修復之不良品。
於判定為可修復之不良品之情形時，檢查部432將表示不良部位與修復量之修復資訊輸出至修復裝置440。不良部位係與設計資訊之座標不一致之形狀資訊之座標，且修復量係不良部位中之設計資訊之座標與形狀資訊之座標之差值。修復裝置440進行基於所輸入之修復資訊，將結構物之不良部位進行再加工之修復處理。修復裝置440係藉由修復處理再次進行與成形裝置420所進行之成形處理相同之處理。
一面參照圖12所示之流程圖，一面對結構物製造系統400進行之處理進行說明。
於步驟S1中，設計裝置410藉由設計處理而製作關於結構物之形狀之設計資訊後，進入步驟S2。於步驟S2中，成形裝置420藉由成形處理而基於設計資訊製作、成形結構物後，進入步驟S3。於步驟S3中，X射線裝置100進行測定處理，計測結構物之形狀，且將形狀資訊輸出後，進入步驟S4。
於步驟S4中，檢查部432進行將由設計裝置410所製作之設計資訊與由X射線裝置100測定且輸出之形狀資訊進行比較之檢查處理後，進入步驟S5。於步驟S5中，檢查部432基於檢查處理之結果，判定藉 由成形裝置420所成形之結構物是否為良品。於結構物為良品之情形時、即設計資訊之座標與形狀資訊之座標一致之情形時，步驟S5被肯定判定，並結束處理。於結構物並非良品之情形時、即設計資訊之座標與形狀資訊之座標不一致之情形時，步驟S5被否定判定，且進入步驟S6。
於步驟S6中，檢查部432判定結構物之不良部位是否可修復。於不良部位無法修復之情形時、即不良部位中之設計資訊之座標與形狀資訊之座標之差值超過特定範圍之情形時，步驟S6被否定判定，並結束處理。於不良部位可修復之情形時、即不良部位中之設計資訊之座標與形狀資訊之座標之差值為特定範圍內之情形時，步驟S6被肯定判定，且進入步驟S7。於該情形時，檢查部432將修復資訊輸出至修復裝置440。於步驟S7中，修復裝置440基於所輸入之修復資訊，對結構物進行修復處理後，返回至步驟S3。再者，如上所述，修復裝置440係藉由修復處理而再次進行與成形裝置420所進行之成形處理相同之處理。
於以上所說明之第5實施形態之結構物製造系統400中，可獲得以下之作用效果。
(1)X射線裝置100進行基於設計裝置410之設計處理，獲取藉由成形裝置420而製作之結構物之形狀資訊之測定處理，且控制系統430之檢查部432進行將藉由測定處理而獲得之形狀資訊與藉由設計處理而製作之設計資訊進行比較之檢查處理。因此，可藉由非破壞檢查而獲得結構物之缺陷之檢查或結構物之內部之資訊，判定結構物是否為符合設計資訊所製作之良品，故而有助於結構物之品質管理。
(2)修復裝置440進行基於檢查處理之比較結果，對結構物 再次進行成形處理之修復處理。因此，於結構物之不良部分可修復之情形時，可對結構物再次實施與成形處理相同之處理，故而有助於接近設計資訊之高品質之結構物之製造。
如下所述之變形亦為本發明之範圍內，且亦可使變形例之一個或多個與上述實施形態進行組合。
(1)可變地構成來自第1高電壓電源部26及/或第2高電壓電源部27或37之輸出電壓者亦包含於本發明之一態樣。於該情形時，於圖3所示之電路圖中，藉由設置將施加至一次繞組261b1之中點之電壓設為可變之構成，而將二次繞組261b2中產生之電壓設為可變。其結果，可將來自第1多倍壓整流電路262之輸出電壓設為可變。
(2)漣波之波形並非限於三角波狀。尤其若根據電容器之充放電時間而調整高電壓產生部之週期，則能夠以較高之效率獲得可利用多倍壓整流電路獲得之高電壓電力，此時，漣波之波形為三角波狀。然而，於以週期長於充放電時間之交流電壓構成高電壓電源部之情形時，將產生梯形之漣波成分。即便產生此種漣波成分，亦可應用本發明，抑制燈絲21至靶材22間之加速電壓中之變動成分之產生。
(3)關於取代使載置台31移動者，而將載置台31固定使X射線產生部2及檢測器4移動者，亦包含於本發明之一態樣。即，只要使X射線產生部2及檢測器4相對於被測定物S向X軸、Y軸、Z軸方向相對移動即可。又，亦可取代使載置台31以旋轉軸Yr為中心旋轉者，而使X射線產生部2及檢測器4相對於載置台31旋轉、即以旋轉軸Yr為中心地旋轉。
只要不損及本發明之特徵，則本發明並非限定於上述實施形 態者，關於在本發明之技術性思想之範圍內可考慮之其他形態亦包含於本發明之範圍內。

Claims (24)

  1. 一種X射線產生裝置，其係藉由自陰極發射之電子束到達靶材而發射X射線，其特徵在於，具備：第1及第2高電壓電源，於上述陰極及上述靶材之間相互串聯連接，且分別使上述電子束加速；第1中間電極，配置於上述陰極與上述靶材之間；相位設定部，其以自上述第1高電壓電源輸出之第1高電壓之變動成分之相位與自上述第2高電壓電源輸出之第2高電壓之變動成分之相位成為上述特定關係之方式，控制上述第1高電壓電源或上述第2高電壓電源之至少一者；及第2中間電極，配置於上述第1中間電極與上述靶材之間；上述第1高電壓電源連接於上述陰極與上述第1中間電極之間，對上述陰極與上述第1中間電極之間施加上述第1高電壓；上述第2高電壓電源對上述第1中間電極與上述第2中間電極之間施加上述第2高電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項之X射線產生裝置，其中，上述第1高電壓之變動成分之週期與上述第2高電壓之變動成分之週期實質上相同，且上述相位設定部係以上述第1高電壓之變動成分之相位與上述第2高電壓之變動成分之相位實質上錯開180度之方式，控制上述第1高電壓電源或上述第2高電壓電源之至少一者。
  3. 如申請專利範圍第1項之X射線產生裝置，其中，進一步具備配置於上述第2中間電極與上述靶材之間之電子束收斂部。
  4. 如申請專利範圍第1項之X射線產生裝置，其中，進一步具備對上述第1中間電極與上述第2中間電極之間施加第3高電壓之第3高電壓電源，上述相位設定部，相對於上述第1高電壓之變動成分之相位或上述第2高電壓之變動成分之相位，相對控制上述第3高電壓之變動成分之相位。
  5. 一種X射線產生裝置，其係藉由自陰極發射之電子束到達靶材而發射X射線，其特徵在於，具備：第1及第2高電壓電源，於上述陰極及上述靶材之間相互串聯連接，且分別使上述電子束加速；第1中間電極，配置於上述陰極與上述靶材之間；及相位設定部，其係以自上述第1高電壓電源輸出之第1高電壓之變動成分之相位與自上述第2高電壓電源輸出之第2高電壓之變動成分之相位成為特定關係之方式，控制上述第1高電壓電源或上述第2高電壓電源之至少一者；上述第1高電壓電源連接於上述陰極與上述第1中間電極之間，對上述陰極與上述第1中間電極之間施加上述第1高電壓；上述第2高電壓電源對上述第1中間電極與上述靶材之間施加上述第2高電壓。
  6. 如申請專利範圍第5項之X射線產生裝置，其中，上述第1高電壓之變動成分之週期與上述第2高電壓之變動成分之週期實質上相同，且上述相位設定部係以上述第1高電壓之變動成分之相位與上述第2高電壓之變動成分之相位實質上錯開180度之方式，控制上述第1高電壓電源或上述第2高電壓電源之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之X射線產生裝置，其中，上述第1高電壓電源及上述第2高電壓電源具有：交流電壓產生部；及多倍壓整流電路，其係產生相對於自上述交流電壓產生部輸出之電壓為特定倍之上述第1或上述第2高電壓；上述交流電壓產生部係基於自上述相位設定部輸出之控制信號，產生特定週期之交流電壓。
  8. 如申請專利範圍第7項之X射線產生裝置，其中，上述多倍壓整流電路具備多個靜電電容元件。
  9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之X射線產生裝置，其中，上述第2高電壓電源連接於上述第1中間電極與上述靶材之間。
  10. 如申請專利範圍第5項之X射線產生裝置，其中，進一步具備配置於上述第1中間電極與上述靶材之間之電子束收斂部。
  11. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之X射線產生裝置，其中，進一步具備檢測自上述靶材產生之X射線之X射線檢測部，且上述相位設定部係基於上述X射線檢測部之檢測輸出，控制上述第1高電壓電源或上述第2高電壓電源之至少一者。
  12. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之X射線產生裝置，其中，上述相位設定部相對於上述第1高電壓之變動成分之相位，控制上述第2高電壓之變動成分之相位。
  13. 如申請專利範圍第12項之X射線產生裝置，其中，上述第1高電壓電源與上述第2高電壓電源具有：交流電壓產生部；多倍壓整流電路，其相對於自上述交流電壓產生部輸出之電壓生成特定倍之上述第1或上述第2高電壓；上述相位設定部控制輸入上述第1高電壓電源與上述第2高電壓電源之至少一者之交流電壓。
  14. 如申請專利範圍第13項之X射線產生裝置，其中，上述第1高電壓電源之正極側之電位，輸出低於上述第2高電壓電源之正極側之電位之電力。
  15. 一種X射線產生裝置，其係藉由自陰極發射之電子束到達靶材而發射X射線者，其特徵在於，具備：第1中間電極，其係配置於上述陰極與上述靶材之間；第1高電壓電源，其係對上述陰極與上述第1中間電極之間施加第1高電壓；第2中間電極，其係配置於上述第1中間電極與上述靶材之間；第2高電壓電源，其係對上述第1中間電極與上述第2中間電極之間施加第2高電壓；第3高電壓電源，其係對上述第2中間電極與上述靶材之間施加第3高電壓；及相位設定部，其係以自上述第1高電壓電源輸出之上述第1高電壓之變動成分之相位、自上述第2高電壓電源輸出之上述第2高電壓之變動成分之相位、及自上述第3高電壓電源輸出之上述第3高電壓之變動成分之相位成為特定關係之方式，控制上述第1高電壓電源、上述第2高電壓電源及上述第3高電壓電源中之至少2者。
  16. 如申請專利範圍第15項之X射線產生裝置，其中，上述第1高電壓之變動成分之週期、上述第2高電壓之變動成分之週期、及上述第3高電壓之變動成分之週期大致相同，且上述相位設定部係以上述第1高電壓之變動成分之相位及上述第2高電壓之變動成分之相位、與上述第2高電壓之變動成分之相位及上述第3高電壓之變動成分之相位分別實質上錯開120度之方式，控制上述第1高電壓電源、上述第2高電壓電源及上述第3高電壓電源中之至少2者。
  17. 如申請專利範圍第16項之X射線產生裝置，其中，上述第1高電壓電源、上述第2高電壓電源及上述第3高電壓電源具有：交流電壓產生部；及多倍壓整流電路，其係產生相對於自上述交流電壓產生部輸出之電壓為特定倍之上述第1高電壓、上述第2高電壓或上述第3高電壓；上述交流電壓產生部係基於自上述相位設定部輸出之控制信號，產生特定週期之交流電壓。
  18. 如申請專利範圍第17項之X射線產生裝置，其中，上述多倍壓整流電路具備多個靜電電容元件。
  19. 如申請專利範圍第15至18項中任一項之X射線產生裝置，其中，進一步具備檢測自上述靶材產生之X射線之X射線檢測部，且上述相位設定部係基於上述X射線檢測部之檢測輸出，控制上述第1高電壓電源、上述第2高電壓電源及上述第3高電壓電源中之至少2者。
  20. 一種X射線裝置，其具備：申請專利範圍第1至19項中任一項之X射線產生裝置；檢測部，其檢測自上述X射線產生裝置放射且穿過被測定物之X射線；及移動部，其使上述X射線產生裝置及上述檢測部對於上述被測定物相對地移動。
  21. 如申請專利範圍第20項之X射線裝置，其中，具備於上述X射線產生裝置及上述檢測部之相對於上述被測定物之位置不同之狀態下，基於藉由上述檢測部所檢測之多個投影資料，產生上述被測定物之內部結構資訊之再構成部。
  22. 一種結構物之製造方法，其係製作與結構物之形狀相關之設計資訊，基於上述設計資訊製作上述結構物，使用如申請專利範圍第21項之X射線裝置，計測所製作之上述結構物之形狀，獲得形狀資訊，將上述獲得之上述形狀資訊與上述設計資訊進行比較。
  23. 如申請專利範圍第22項之結構物之製造方法，其中，基於上述形狀資訊與上述設計資訊之比較結果而執行，且進行上述結構物之再加工。
  24. 如申請專利範圍第23項之結構物之製造方法，其中，上述結構物之再加工係基於上述設計資訊再次進行上述結構物之製作。
TW104109517A 2014-03-27 2015-03-25 Ｘ射線產生裝置、ｘ射線裝置以及結構物之製造方法 TWI674039B (zh)

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