WO2020084664A1 - Ｘ線発生装置及びｘ線撮影システム - Google Patents

Ｘ線発生装置及びｘ線撮影システム Download PDF

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WO2020084664A1
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ray
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target
voltage
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PCT/JP2018/039203
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和哉 辻野
安藤　洋一
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キヤノンアネルバ株式会社
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • H01J2235/086—Target geometry

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray generator and an X-ray imaging system.
  • An X-ray imaging system is known as one of the industrial non-destructive inspection devices.
  • an X-ray inspection apparatus equipped with a microfocus X-ray tube is used to inspect an electronic device represented by a semiconductor integrated circuit board.
  • the X-ray tube applies a high voltage having a predetermined potential difference according to X-ray energy between an anode and a cathode, and irradiates the target with electrons accelerated by this high voltage to emit X-rays from the target. It is an X-ray source.
  • Patent Document 2 a shield layer that shields the target from the electron beam is provided on the electron beam irradiation side of the target, and a minute opening is provided in the shield layer, so that this opening can be achieved regardless of the spot diameter of the electron beam.
  • Techniques have been proposed for realizing the X-ray focal diameter based on the diameter of the portion.
  • the X-ray focal diameter of the X-ray generator is defined by the diameter dimensions of the recesses and openings formed in the target and the target laminated structure in advance. It Therefore, it is necessary to perform fine processing of the target X-ray focal point diameter dimension on the target and the target laminated structure.
  • the spot diameter of the electron beam depends on the X-ray emission conditions (tube voltage and tube current) and the applied voltage (focus voltage) to the focusing electrode that focuses the electrons from the cathode including the electron source toward the anode including the target. . Since the X-ray emission conditions are determined according to the subject, the spot diameter of the electron beam is reduced by adjusting the focus voltage for the desired X-ray emission conditions.
  • the focus voltage is adjusted by applying various voltages to the focusing electrode under desired X-ray emission conditions to obtain X-ray transmission images, and image-processing the respective X-ray transmission images to compare the resolutions closely. This is done by specifying the focus voltage (just focus voltage) that gives the highest resolution.
  • this method of adjusting the focus voltage is very troublesome.
  • An object of the present invention is to provide an X-ray generator and an X-ray imaging system that can easily reduce the X-ray focal diameter.
  • a cathode that includes an electron source that generates an electron beam, and an anode that includes a transmissive target that can transmit an X-ray generated by collision of the electron beam in the incident direction of the electron beam,
  • An X-ray generator having a focusing electrode that focuses the electron beam toward the transmissive target, wherein the transmissive target has a first region having a locally small thickness
  • An X-ray generator having a switching unit configured to switch the incident position of the electron beam on a target between the first region and a second region having a thickness larger than that of the first region.
  • a cathode including an electron source for generating an electron beam, and a transmissive target capable of transmitting an X-ray generated by collision of the electron beam in an incident direction of the electron beam.
  • a method of adjusting an X-ray focal spot diameter in an X-ray generation device comprising: an anode including the electron beam; and a focusing electrode that focuses the electron beam toward the transmissive target, the method comprising: locally forming on the transmissive target.
  • the voltage applied to the focusing electrode is changed while the electron beam is incident on the first region having a small thickness, and the relationship between the voltage applied to the focusing electrode and the X-ray dose emitted from the target is acquired.
  • a method of adjusting the X-ray focal diameter for determining the just focus voltage based on the above relationship is provided.
  • the X-ray focal diameter can be easily reduced.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration example of an X-ray generator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a target in the X-ray generator according to the first embodiment of the present invention.
  • It is a schematic diagram showing a relation between a spot of an electron beam and a focal position.
  • It is a graph which shows the relationship between the applied voltage to a focusing electrode, and X-ray dose.
  • 6 is a flowchart showing a method for adjusting an X-ray focal diameter in the X-ray generator according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of the X-ray generator according to the present embodiment.
  • the X-ray generator 100 includes an X-ray tube 20, a drive circuit 50, a control unit 60, an electron beam deflection unit 70, and a storage device 80.
  • the X-ray tube 20 and the drive circuit 50 are preferably arranged in the storage container 10.
  • the storage container 10 may be filled with insulating oil 90 in order to secure a withstand voltage between the respective parts arranged therein.
  • the insulating oil 90 is preferably an electric insulating oil such as mineral oil, silicone oil, or fluorine-based oil. Resin may be used instead of insulating oil.
  • Mineral oil which is easy to handle, is preferably applied to the X-ray generator using the X-ray tube 20 having a rated tube voltage of about 100 kV.
  • the X-ray tube 20 has an electron source 22, a grid electrode 24, a focusing electrode 26, and an anode 28.
  • the cathode has an electron source 22.
  • the anode 28 has an anode member 30, a target 32, and a target support 34.
  • the electron source 22, the grid electrode 24, and the focusing electrode 26 are connected to the drive circuit 50, and a desired control voltage is applied to each from the drive circuit 50.
  • the anode 28 is connected to the storage container 10 held at the ground potential.
  • the electron source 22 is not particularly limited, but for example, a hot cathode such as a tungsten filament or an impregnated cathode, or a cold cathode such as a carbon nanotube can be applied.
  • a hot cathode such as a tungsten filament or an impregnated cathode
  • a cold cathode such as a carbon nanotube
  • a material forming the target 32 a material having a high melting point and a high X-ray generation efficiency is preferable, and for example, tungsten, tantalum, molybdenum, or an alloy thereof can be applied.
  • the target 32 used in the present invention is a transmissive target having a thickness capable of transmitting generated X-rays to the side opposite to the electron irradiation side.
  • the target support 34 supports the target 32 and constitutes an X-ray transmission window for radiating X-rays from the target 32 to the outside.
  • the material forming the target support 34 is preferably a material having high X-ray transparency and high thermal conductivity, and for example, diamond can be applied.
  • the use of a material having high thermal conductivity has an effect of suppressing a temperature rise of the target 32 due to electron beam irradiation and reducing deterioration of the target 32.
  • X-rays are generated at the target 32 by accelerating the electrons emitted from the electron source 22 at a high voltage between the anode 28 and the electron beam to collide with the target 32 provided on the anode 28.
  • the X-ray dose emitted from the target 32 can be controlled by the electron dose applied to the target 32.
  • the electron dose applied to the target 32 can be controlled by the grid voltage applied to the grid electrode 24.
  • the spot diameter of the electron beam can be controlled by the focus voltage applied to the focusing electrode 26.
  • the electron beam deflecting unit 70 is provided outside (outside) the X-ray tube 20 and between the cathode and the anode 28.
  • the electron beam deflection unit 70 is provided between the focusing electrode 26 and the target 32.
  • the electron beam deflection unit 70 has a function of causing a magnetic field to act on the electron beam generated inside the X-ray tube 20 to deflect the trajectory of the electron beam incident on the target 32, and switches the incident position of the electron beam. It is configured to be able to.
  • the electron beam deflection unit 70 may be a permanent magnet or an electromagnet. For example, as shown in FIG.
  • the electron beam deflection unit 70 includes two permanent magnets, and the two permanent magnets have an S pole of one permanent magnet and an N pole of the other permanent magnet in the tube radial direction. They may be arranged around the X-ray tube 20 so as to face each other. Alternatively, the electron beam deflector 70 may be a single permanent magnet arranged around the X-ray tube 20 so that the magnetic poles thereof are oriented in the tube radial direction.
  • the electron beam deflection unit 70 may have any configuration as long as the position at which the electron beam enters the target 32 can be switched between two points.
  • the electron beam deflection unit 70 may be configured to be detachable or rotatable.
  • the electron beam deflection unit 70 may be configured to be detachable from the X-ray generation device 100 by being fastened with a screw or a spring.
  • the electron beam deflection unit 70 is an electromagnet, it may be configured so that a power supply for supplying a current to the electromagnet can be turned on and off.
  • the electron beam deflecting unit 70 is provided with a rotating mechanism or a moving mechanism having a motor or the like so that the strength and direction of the magnetic field of the electron beam deflecting unit 70 acting on the electron beam can be changed. May be configured.
  • the drive circuit 50 includes a high voltage generation circuit, an electron source drive circuit, a grid voltage control circuit, a focus voltage control circuit (all not shown), and the like.
  • the high voltage generating circuit generates a high voltage applied between the anode 28 and the cathode (electron source 22) of the X-ray tube 20.
  • the electron source drive circuit controls the voltage and current supplied to the electron source 22.
  • the grid voltage control circuit controls the grid voltage supplied to the grid electrode 24.
  • the focus voltage control circuit controls the focus voltage supplied to the focusing electrode 26.
  • the control unit 60 is connected to the drive circuit 50.
  • the control unit 60 includes, in the drive circuit 50, a high voltage generation circuit, an electron source drive circuit, a grid voltage control circuit, a focus voltage control circuit, an electron beam deflection unit 70 (which may include a rotation mechanism and a movement mechanism), and the like. It supplies a control signal for controlling.
  • the storage device 80 stores a voltage table in which various X-ray emission conditions and the just focus voltage under the conditions are recorded in association with each other.
  • FIG. 2 is a plan view showing the structure of the X-ray generator 100 of the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a plan view of the X-ray generator 100 of the first embodiment in a plane (plane parallel to the XY plane) perpendicular to the traveling direction (Z-axis direction) of the electron beam.
  • the sectional view of the portion of the X-ray tube 20 in FIG. 1 corresponds to the sectional view along the line AA ′ in FIG.
  • the target 32 provided in the X-ray generator 100 according to the first embodiment has a thin film portion 36 having a locally small thickness.
  • the thin film portion 36 is located on an extension of the central axis (optical axis) of the focusing electrode 26.
  • the X-ray generation apparatus 100 has the electron beam deflection unit 70 configured to be capable of switching between a state in which the magnetic field does not act on the electron beam toward the target 32 and a state in which the magnetic field acts. Since the thin film portion 36 is located on the extension line of the central axis (optical axis) of the focusing electrode 26, when the magnetic field is not applied by the electron beam deflecting unit 70 to the electron beam focused by the focusing electrode 26, The electron beam focused by the focusing electrode 26 enters the thin film portion 36 of the target 32.
  • the electron beam deflecting unit 70 when the electron beam deflecting unit 70 causes a magnetic field to act on the electron beam focused by the focusing electrode 26, the electron beam receives the Lorentz force and is deflected to enter the electron beam irradiation unit 42.
  • the electron beam deflecting unit 70 sets the incident position of the electron beam on the target 32 to the first region (thin film portion 36) which is a region where the thickness is locally small in the target 32 and the first region in the target 32. It is a switching means for switching between a second region (electron beam irradiation unit 42) which is a region different from.
  • the electron beam deflection unit 70 may have any configuration as long as the incident position of the electron beam can be switched between two points (the thin film unit 36 and the electron beam irradiation unit 42), and is, for example, an electromagnet.
  • the electron beam deflector 70 may be a permanent magnet that is detachably attached to the X-ray generator 100 by being locked with a screw or a spring.
  • FIG. 1 shows an electron beam deflecting unit 70 including two permanent magnets. The two permanent magnets are arranged around the X-ray tube 20 so that the S pole of one permanent magnet and the N pole of the other permanent magnet face each other in the tube radial direction. It should be noted that only one permanent magnet may be arranged around the X-ray tube 20.
  • a shield plate that is arranged / removable to shield the magnetic field may be provided between the electron beam deflection unit 70 and the X-ray tube 20.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the target 32 having the electron beam irradiation unit 42 and the thin film unit 36.
  • the electron beam irradiation unit 42 has a film thickness capable of transmitting X-rays in the electron beam incident direction, that is, a film thickness capable of extracting X-rays on the side of the target support 34 opposite to the electron beam incident surface.
  • the film thickness of the electron beam irradiation part 42 is, for example, 10 micrometers or less, and more preferably 5 micrometers or less.
  • the thin film portion 36 is not particularly limited as long as it is configured so that the target 32 has a smaller film thickness than the electron beam irradiation portion 42.
  • the thin film portion 36 can be configured by a recess 38 provided in the target 32, as shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the recess 38 is formed on the side facing the target support 34, but it may be present on the target support 34 side or on both sides.
  • the thin film portion 36 may be configured by a through hole 40 provided in the target 32, as shown in FIGS. 3C and 3D. The through hole 40 corresponds to the case where the film thickness of the thin film portion 36 of the target 32 is zero.
  • the thickness of the target 32 in the thin film portion 36 of the present invention continuously or stepwise decreases toward the center of gravity (center axis) of the thin film portion 36.
  • the shape of the thin film portion 36 is preferably rotationally symmetrical with respect to the central axis.
  • the thin film portion 36 may be configured by a rectangular recess 38 and a through hole 40, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (c).
  • the thin film portion 36 may be configured by a substantially spherical recess 38 and a through hole 40, as shown in FIGS. 3B and 3D.
  • the thin film portion 36 of the target 32 may be formed in advance on the target 32 by mechanical processing before the assembly of the X-ray generator, or after the assembly of the X-ray generator, the thin film portion 36 may be intentionally electronized to the target 32. It may be formed by irradiating the wire excessively.
  • the thin film portion 36 of the present invention does not directly define the X-ray focal diameter, so the diameter (area) of the thin film portion 36 is the desired electron beam spot diameter (area). It may be larger or smaller. Therefore, in the prior art, precise fine processing for forming the concave portion and the opening portion that directly defines the X-ray focal diameter in the target 32 or the target laminated structure is not necessary.
  • the target 32 in the present invention has a film thickness capable of transmitting X-rays in the electron beam incident direction, that is, a film thickness capable of extracting X-rays on the side of the target support 34 opposite to the electron beam incident surface.
  • the focal diameter of the X-ray emitted from the X-ray tube 20 changes depending on the spot diameter of the electron beam incident on the target 32. That is, the larger the spot diameter of the electron beam, the larger the X-ray focal diameter, and the smaller the spot diameter of the electron beam, the smaller the X-ray focal diameter.
  • FIG. 4 shows a case where different focus voltages are applied to the focusing electrode 26 in a state where the electron beam deflecting unit 70 does not apply a magnetic field to the electron beam using the X-ray generator 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A shows a case where the focus voltage is A and the focus of the electron beam 44 is located closer to the electron source 22 than the target 32 (overfocus state).
  • FIG. 4B shows the case where the focus voltage is B (just focus voltage), and the focus of the electron beam 44 is located on the target 32 (just focus state).
  • FIG. 4C shows a case where the focus voltage is C and the focus of the electron beam 44 is located at a position farther from the electron source 22 than the target 32 (under-focus state).
  • the ratio of the thin film portion 36 to the electron beam spot is larger than when the focus voltage is A or C.
  • the thin film portion 36 is a region in which the concave portion 38 and the through hole 40 are provided in the target 32, and the amount of target atoms in the thin film portion 36 is smaller than the amount of target atoms in the surrounding region. Therefore, as the focus voltage approaches B (just focus voltage), the X-ray dose emitted from the target 32 decreases.
  • FIG. 5A shows a state in which the electron beam deflecting unit 70 does not cause a magnetic field to act on the electron beam using the X-ray generator 100 according to the first embodiment of the present invention (that is, the electron beam is the thin film portion 36 of the target 32).
  • 6 is a graph showing an example of the relationship between the X-ray dose emitted from the target 32 and the focus voltage applied to the focusing electrode 26 in a state where the electron beam trajectory (the central axis of the electron beam) is fixed so as to be incident on the beam.
  • the X-ray dose emitted from the target 32 decreases as the focus voltage approaches B (just focus voltage). This is because the smaller the electron beam spot, the larger the ratio of the thin film portion 36 to the electron beam spot.
  • the just focus voltage can be specified more easily.
  • FIG. 5B as a comparative example, the electron beam is emitted from the target 32 in a state where the electron beam is incident on the target 32 having a constant thickness (that is, the target on which the thin film portion 36 is not formed) 32.
  • 6 is a graph showing the relationship between the X-ray dose and the focus voltage applied to the focusing electrode 26. In this case, the X-ray dose emitted from the target 32 is constant regardless of the focus voltage.
  • the focus voltage that minimizes the X-ray dose emitted when the electron beam is incident on the thin film portion 36 of the target 32 minimizes the spot diameter of the electron beam and, at the same time, the just focus that minimizes the X-ray focal diameter. Voltage.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the method of adjusting the X-ray focal diameter in the X-ray generator according to the present embodiment.
  • the electron beam is incident on the thin film portion 36 of the target 32 (step S101).
  • a plurality of focus voltages are applied to the focusing electrode 26, and each X-ray dose emitted from the X-ray generator 100 is measured by an X-ray detector (dosimeter or the like) provided outside the X-ray generator 100. taking measurement.
  • information regarding a plurality of focus voltages and information regarding a plurality of corresponding X-ray doses are acquired as a plurality of associated information (step S102).
  • the focus voltage that minimizes the X-ray dose is specified as the just focus voltage based on the plurality of associated information (step S103).
  • the just focus voltage may be calculated by acquiring the relationship between the focus voltage and the X-ray dose based on a plurality of pieces of associated information.
  • the thin film portion 36 of the first embodiment is located on the extension line of the central axis (optical axis) of the focusing electrode 26, when switching the incident position of the electron beam to the thin film portion 36, for example, a permanent magnet is set to X. It may be performed by removing it from the line generating device 100, or by stopping the current applied to the electromagnet.
  • the X-ray generator stores a voltage table in which various X-ray emission conditions and the just focus voltage under the conditions are recorded in association with each other.
  • a voltage table in which various X-ray emission conditions and the just focus voltage under the conditions are recorded in association with each other.
  • a plurality of X-ray transmission images having different focus voltages under various X-ray emission conditions are acquired, and the respective X-transmission images are image-processed to compare the resolutions closely, It was necessary to specify the just focus voltage that gives the highest resolution.
  • the X-ray dose emitted when the electron beam is incident on the thin film portion 36 of the target 32 is minimized under each X-ray emission condition. All you have to do is find the focus voltage. Therefore, in the X-ray generation device 100 according to the first embodiment, highly accurate image processing is not necessary for creating the voltage table, and the creation of the voltage table can be simplified.
  • the electron beam emitted from the electron source 22 is deflected by the electron beam deflection unit 70, and the electron beam is deflected.
  • the incident position of the beam is switched to the electron beam irradiation unit 42 of the target 32 (that is, the electron beam trajectory (the central axis of the electron beam) is fixed so that the electron beam enters the thin film unit 36 of the target 32).
  • the control unit 60 refers to the voltage table stored in the storage device 80 and applies a just focus voltage according to a predetermined X-ray emission condition to the focusing electrode 26.
  • the thin film portion 36 is irradiated with an electron beam that is not deflected by the electron beam deflecting section 70, and the electron beam irradiating section 42 is irradiated with the electron beam deflected by the electron beam deflecting section 70.
  • the area irradiated with the electron beam may be reversed.
  • the X-ray focal diameter can be easily reduced.
  • FIG. 7 is a plan view showing a configuration example of the X-ray generator according to the present embodiment.
  • the incident position of the electron beam on the target 32 is switched depending on whether or not the magnetic field acts on the electron beam focused by the focusing electrode 26.
  • the incident position of the electron beam on the target 32 is switched by changing the direction of the magnetic field applied to the electron beam.
  • the electron beam deflector 70 is configured so that the direction of the magnetic field applied to deflect the electron beam can be rotated about the central axis (optical axis) of the focusing electrode 26.
  • the pair of electron beam deflecting units 70 facing each other across the X-ray tube 20 may include a rotating mechanism including a motor or the like for rotating the focusing electrode 26 about the central axis thereof.
  • FIG. 7 exemplifies a case where a pair of electron beam deflection units 70 facing each other with the X-ray tube 20 interposed therebetween are configured to rotate about the central axis of the focusing electrode 26 in steps of 30 degrees. There is.
  • the electron beam deflection unit 70 When the electron beam deflection unit 70 is in the position shown in FIG. 7, the electron beam emitted from the electron source 22 receives the Lorentz force and is deflected, and then enters the electron beam irradiation unit 42 of the target 32.
  • the electron beam irradiation unit 42 changes according to the position of the electron beam deflection unit 70.
  • the position of the electron beam irradiation unit 42 is also set with the central axis of the focusing electrode 26 as an axis, as indicated by the ⁇ and ⁇ marks in FIG. 7. It is located at the place rotated by 30 degrees.
  • the thin film portion 36 having a locally thin thickness is provided at an arbitrary position where the electron beam can be incident as the electron beam deflecting portion 70 is rotated.
  • the position where the electron beam is incident when the electron beam deflecting unit 70 is moved to the position of the electron beam deflecting unit 70 ' is the thin film unit 36.
  • the position where the electron beam is incident is set between the thin film portion 36 and the electron beam irradiating portion 42 only by changing the direction of the magnetic field applied to the electron beam by the electron beam deflecting portion 70. You can easily switch with. If the electron beam irradiation unit 42 of the target 32 deteriorates (that is, the film thickness decreases) due to long-term use, the deteriorated electron beam irradiation unit 42 may be used as a new thin film unit 36. In that case, the target region which is not deteriorated and into which the electron beam deflected by the electron beam deflecting unit 70 can enter is set as the new electron beam irradiating unit 42. Then, the incident position of the electron beam can be switched to the new electron beam irradiation unit 42 simply by changing the direction of the magnetic field applied by the electron beam deflection unit 70.
  • the electron beam deflecting unit 70 is composed of a permanent magnet, and the electron beam deflecting unit 70 is rotated by using the rotating mechanism.
  • the electron beam deflecting unit 70 is composed of an electromagnet. May be.
  • a plurality of sets of electron beam deflecting units 70 each including an electromagnet may be arranged, and instead of rotating the electron beam deflecting unit 70, an arbitrary electromagnet may be energized to form a magnetic field in a desired direction.
  • the X-ray focal diameter can be easily reduced based on the same principle as in the first embodiment without performing highly accurate image processing.
  • the incident position of the electron beam on the target 32 is switched depending on whether or not the magnetic field acts on the electron beam focused by the focusing electrode 26. Further, in the second embodiment, the incident position of the electron beam on the target 32 is switched by changing the direction of the magnetic field applied to the electron beam. In the third embodiment, an embodiment will be described in which the incident position of the electron beam on the target 32 is switched by changing the magnitude of the magnetic field applied to the electron beam.
  • the electron beam deflection unit 70 is configured to be able to change the magnitude of the magnetic field applied to deflect the electron beam.
  • the magnitude of the magnetic field applied to the electron beam can be changed by changing the current applied to the electromagnet or changing the number of permanent magnets installed. That is, in the case where the electron beam deflecting unit 70 is composed of permanent magnets, the magnitude of the magnetic field acting on the electron beam can be increased by increasing the number of permanent magnets.
  • the electron beam deflection unit 70 is composed of an electromagnet, the magnitude of the magnetic field applied to the electron beam can be increased by increasing the current applied to the electromagnet.
  • FIG. 8 schematically shows the irradiation position of the electron beam on the target 32 when the magnetic field applied by the electron beam deflecting unit 70 is changed to the first magnitude and the second magnitude different from the first magnitude. It is shown in the figure.
  • FIG. 8 by setting the magnetic field acting on the electron beam to the first magnitude, the electron beam is incident on the thin film portion 36, and the magnetic field acting on the electron beam is set to the second magnitude which is larger than the first magnitude.
  • An example in which the electron beam is incident on the electron beam irradiation unit 42 by setting the height to the value is shown.
  • the thin film portion 36 is located closer to the central axis of the focusing electrode 26 than the electron beam irradiation portion 42.
  • the electron beam is made incident on the thin film portion 36, and the magnetic field acting on the electron beam is set to a second magnitude smaller than the first magnitude. Therefore, the electron beam may be incident on the electron beam irradiation unit 42.
  • the thin film portion 36 is located farther from the central axis of the focusing electrode 26 than the electron beam irradiation portion 42.
  • the position where the electron beam is incident is set between the thin film portion 36 and the electron beam irradiating portion 42 only by changing the magnitude of the magnetic field applied to the electron beam by the electron beam deflecting portion 70. You can easily switch between them.
  • the X-ray focal diameter can be easily reduced without performing highly accurate image processing based on the same principle as that of the first embodiment.
  • FIGS. 9 and 10 An X-ray imaging system according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the same components as those of the X-ray generator according to the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the X-ray imaging system according to the present embodiment.
  • the X-ray imaging system 200 includes an X-ray generation device 100, an X-ray detection device 110, an information acquisition unit 120, a system control device 130, and a display device 140.
  • the X-ray generation device 100 is the X-ray generation device of the first or second embodiment, and includes the X-ray tube 20, the drive circuit 50, the control unit 60, and the storage device 80.
  • the control unit 60 further has a function as a reception unit that receives information including information regarding the X-ray dose acquired by the X-ray detection apparatus 110.
  • the X-ray detection device 110 has an X-ray detector 112.
  • the system control device 130 is connected to the control unit 60 of the X-ray generation device 100, the X-ray detector 112 of the X-ray detection device 110, the information acquisition unit 120, and the display device 140.
  • the X-ray imaging system of the fourth embodiment has an information acquisition unit 120.
  • the information acquisition unit 120 has a function of acquiring, as associated information, the focus voltage applied to the focusing electrode 26 and the X-ray dose detected by the X-ray detector 112 when the focus voltage is applied.
  • the information acquisition unit 120 may have any configuration as long as it has this function.
  • the information acquisition unit 120 may be an independent component connected to each of the X-ray generation device 100, the X-ray detection device 110, and the system control device 130. It may be a part of any of the generator 100, the X-ray detector 110, and the system controller 130.
  • the system controller 130 controls the entire system including the X-ray generator 100, the X-ray detector 110, and the information acquisition unit 120.
  • the control unit 60 of the X-ray generator 100 controls the drive circuit 50 according to an instruction from the system controller 130, and outputs various control signals to the X-ray tube 20.
  • the system controller 130 provides the control unit 60 with information regarding X-ray emission conditions (for example, tube voltage and tube current).
  • the control unit 60 that has received the information on the X-ray emission conditions refers to the voltage table stored in the storage device 80, and acquires the just focus voltage under the X-ray emission conditions given from the system controller 130.
  • the control unit 60 controls the drive circuit 50 to output various drive signals to the X-ray tube 20, such as a tube voltage according to the X-ray emission conditions and a just focus voltage acquired from a voltage table. Thereby, the emission state of the X-rays emitted from the X-ray generator 100 can be controlled.
  • the X-ray 104 emitted from the X-ray generator 100 passes through the subject 106 and is detected by the X-ray detector 112.
  • the X-ray detector 112 may have any form as long as it can measure the amount of X-rays emitted from the X-ray generator 100 (irradiation dose, absorbed dose, dose equivalent, radioactivity, etc.) as two-dimensional information. May be
  • the X-ray detector 112 includes a plurality of detection elements (for example, dosimeters and counting tubes) not shown, and acquires a transmission X-ray image.
  • the X-ray detector 112 equipped with an image intensifier, a camera, or the like may be used to acquire the information regarding the X-ray dose.
  • the X-ray detector 112 converts the acquired transmission X-ray image into an image signal. Convert and output.
  • a slit, a collimator or the like may be arranged between the X-ray tube 20 and the subject 106 to suppress unnecessary X-ray irradiation.
  • the X-ray detector 112 subjects the image signal to predetermined signal processing, and outputs the processed image signal to the system controller 130.
  • the system control device 130 outputs a display signal to the display device 140 for displaying an image on the display device 140 based on the processed image signal.
  • the display device 140 displays a captured image of the subject 106 based on the display signal on the screen.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the method of adjusting the X-ray focal diameter in the X-ray imaging system according to the present embodiment.
  • the method of adjusting the X-ray focal diameter in the X-ray imaging system 200 is performed by the control unit 60 of the X-ray generation device 100 or the system control device 130 via the control unit 60, for example, the flowchart shown in FIG. It can be realized by executing the following.
  • Each step shown in the flowchart of FIG. 10 can be realized in hardware by mounting a circuit component, which is a hardware component such as an LSI in which a program is incorporated, in the control unit 60 or the system control device 130. is there.
  • it can be realized by software by causing a computer constituting the control unit 60 or the system control device 130 to execute a program for executing each step shown in the flowchart of FIG.
  • the above program may be recorded in a recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read as a code and executed by a computer. That is, a computer-readable recording medium is also included in the scope of this embodiment. Further, not only the recording medium in which the above program is recorded but also the program itself is included in the scope of the present embodiment.
  • the recording medium for example, a floppy (registered trademark) disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, magnetic tape, non-volatile memory card, ROM can be used.
  • the present invention is not limited to the one executing the process by the program recorded in the recording medium, but may be the one executing the process by operating on the OS in cooperation with other software and the function of the extension board. It is included in the category of.
  • the system controller 130 shifts to the X-ray focal diameter adjustment mode in response to an instruction from the user or at the timing when a predetermined condition is satisfied.
  • the system control device 130 notifies the control unit 60 of the X-ray generation device 100 and the X-ray detection device 110 of information indicating that the mode has been changed to the X-ray focal point adjustment mode.
  • the predetermined conditions include, for example, that the cumulative irradiation time at one location on the target 32 irradiated with the electron beam has passed a predetermined time, and that the X-ray dose has fallen below a predetermined value. In this way, by automatically shifting to the adjustment mode of the X-ray focal diameter on a regular basis, it is possible to maintain high resolution for a longer period of time.
  • the control unit 60 receives the information from the system control device 130 to detect the shift to the X-ray focus diameter adjustment mode (step S201).
  • the control unit 60 which has detected the shift to the X-ray focal diameter adjustment mode, causes the electron beam emitted from the electron source 22 to enter the region of the target 32 including the thin film unit 36, so that the electron beam deflection unit 70. Is controlled (step S202).
  • the control unit 60 sets the voltage value of the focus voltage applied to the focusing electrode 26 to a plurality of values, and controls the drive circuit 50 so that the X-ray tube 20 emits X-rays at each voltage value.
  • the control unit 60 sets the voltage value of the focus voltage applied to the focusing electrode 26 to a plurality of values under the X-ray emission conditions (tube current and tube voltage) specified by the system controller 130.
  • Information about the focus voltage set by the control unit 60 for the drive circuit 50 is sent to the information acquisition unit 120.
  • the X-ray detector 112 of the X-ray detector 110 detects X-rays emitted from the X-ray generator 100 by the electron beam incident on the thin film portion 36 of the target 32.
  • the X-ray detection device 110 transmits information regarding the X-ray dose detected by the X-ray detector 112 to the information acquisition unit 120.
  • the information acquisition unit 120 acquires the information on the focus voltage received from the control unit 60 and the information on the X-ray dose received from the X-ray detection apparatus 110 as information associated with each other (step S203). That is, the information acquisition unit 120 associates the information about the voltage value of the focus voltage with the information about the X-ray dose obtained at that time.
  • the information acquisition unit 120 or the system control device 130 identifies the voltage value that minimizes the X-ray dose from the information that associates the voltage value with the X-ray dose.
  • the relationship between the focus voltage and the X-ray dose may be acquired from a plurality of pieces of information, and the voltage value with which the X-ray dose may be minimized may be specified based on this relationship (step S204).
  • the voltage value specified in this way is a voltage value that minimizes the spot diameter of the electron beam, and is also a voltage value (just focus voltage value) that minimizes the X-ray focal diameter.
  • the control unit 60 sets the focus voltage applied to the focusing electrode 26 to the just focus voltage value determined in step S104. Thereby, the spot diameter of the electron beam incident on the target 32 can be optimized.
  • the just focus voltage value thus determined can be stored as a voltage table in the storage device 80 of the X-ray generator 100 in association with the X-ray emission conditions.
  • the already stored voltage table may be updated with the newly acquired just focus voltage value.
  • the system control device 130 shifts the X-ray imaging system 200 to the imaging mode in response to an instruction from the user or at a timing satisfying a predetermined condition (such as ending the adjustment mode of the X-ray focal diameter).
  • the system control device 130 notifies the control unit 60 of the X-ray generation device 100 of information indicating that the imaging mode has been entered.
  • the control unit 60 which has detected the shift to the shooting mode, controls the electron beam deflection unit 70 so that the electron beam emitted from the electron source 22 enters the electron beam irradiation unit 42 of the target 32.
  • the control unit 60 refers to the voltage table stored in the storage device 80, selects a just focus voltage according to a predetermined X-ray emission condition, and controls the X-ray tube 20 via the drive circuit 50. As a result, the spot diameter of the electron beam incident on the target 32 can be optimized and the focal diameter of the X-ray emitted from the X-ray tube 20 can be reduced.
  • the X-ray focal diameter can be easily reduced without any trouble such as image processing. Accordingly, it is possible to easily realize the transmission X-ray image with high resolution.
  • an example in which a part of the configuration of any of the embodiments is added to another embodiment or an example in which a part of the configuration of another embodiment is replaced is also an embodiment of the present invention.

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Abstract

開示のＸ線発生装置は、電子線を発生する電子源を含む陰極と、電子線の衝突によって発生したＸ線を電子線の入射方向に透過可能な透過型ターゲットを含む陽極と、電子線を透過型ターゲットに向けて集束させる集束電極と、を有するＸ線発生装置であって、透過型ターゲットは局所的に小さい厚さを有する第１領域を有し、透過型ターゲットへの電子線の入射位置を第１領域と、第１領域よりも大きい厚さを有する第２領域との間で切り替え可能に構成されている切り替え手段を有する。

Description

Ｘ線発生装置及びＸ線撮影システム
　本発明は、Ｘ線発生装置及びＸ線撮影システムに関する。
　工業用の非破壊検査装置の一つとして、Ｘ線撮影システムが知られている。例えば、半導体集積回路基板に代表される電子デバイスの検査には、マイクロフォーカスＸ線管を備えたＸ線検査装置が用いられている。Ｘ線管は、陽極と陰極との間にＸ線エネルギーに応じた所定の電位差の高電圧を印加し、この高電圧で加速した電子をターゲットに照射することによって、ターゲットからＸ線を放出させるＸ線源である。
　Ｘ線撮影システムにおける分解能は、Ｘ線焦点径が小さいほど向上する。そこで従来、Ｘ線焦点径を微小化するための様々な技術が提案されている。特許文献１には、電子線がターゲットに照射されてＸ線が発生したとしても、そのＸ線が電子線の照射側とは反対側まで透過できない（ターゲット内部で吸収されてしまう）ほど大きい厚さを有するターゲットに、微小な凹部（Ｘ線低吸収率部位）を設けることによって、ターゲットへの電子線の入射領域（電子線のスポット）の寸法によらず、このＸ線低吸収率部位の径寸法に基づくＸ線焦点径を実現する技術が提案されている。また、特許文献２には、ターゲットの電子線照射側にターゲットを電子線から遮るシールド層を設け、そのシールド層に微小な開口部を設けることで、電子線のスポット径によらず、この開口部の径寸法に基づくＸ線焦点径を実現する技術が提案されている。
　このように、特許文献１及び特許文献２に記載された技術において、Ｘ線発生装置のＸ線焦点径は、ターゲットやターゲット積層構造体に予め形成された凹部や開口部の径寸法によって規定される。そのため、ターゲットやターゲット積層構造体に所望のＸ線焦点径寸法の微細加工を施す必要があった。
国際公開第２０１６／１２５２８９号公報 特開２００５－３３２６２３号公報
　このような凹部や開口部の寸法に依存せず、Ｘ線焦点径を微小化させる方法としては、ターゲット平面への電子線の入射領域（スポット）を小さくする方法がある。電子線のスポット径は、Ｘ線出射条件（管電圧及び管電流）と、電子源を含む陰極からターゲットを含む陽極に向かう電子を集束させる集束電極への印加電圧（フォーカス電圧）とに依存する。Ｘ線出射条件は、被検体に合わせて決まるため、所望のＸ線出射条件に対し、フォーカス電圧を調整することによって電子線のスポット径を縮小させる。フォーカス電圧の調整は、所望のＸ線出射条件下で集束電極に種々の電圧を印加してＸ線透過画像を取得し、それぞれのＸ線透過画像を画像処理して解像度を緻密に比較し、最も解像度が高くなるフォーカス電圧（ジャストフォーカス電圧）を特定することによって行っていた。しかしながら、このフォーカス電圧の調整方法は、非常に手間がかかる。
　本発明の目的は、Ｘ線焦点径を容易に縮小しうるＸ線発生装置及びＸ線撮影システムを提供することにある。
　本発明の一観点によれば、電子線を発生する電子源を含む陰極と、前記電子線の衝突によって発生したＸ線を前記電子線の入射方向に透過可能な透過型ターゲットを含む陽極と、前記電子線を前記透過型ターゲットに向けて集束させる集束電極と、を有するＸ線発生装置であって、前記透過型ターゲットは局所的に小さい厚さを有する第１領域を有し、前記透過型ターゲットへの前記電子線の入射位置を前記第１領域と、前記第１領域よりも大きい厚さを有する第２領域との間で切り替え可能に構成されている切り替え手段を有するＸ線発生装置が提供される。
　また、本発明の他の一観点によれば、電子線を発生する電子源を含む陰極と、前記電子線の衝突によって発生したＸ線を前記電子線の入射方向に透過可能な透過型ターゲットを含む陽極と、前記電子線を前記透過型ターゲットに向けて集束させる集束電極と、を有するＸ線発生装置におけるＸ線焦点径の調整方法であって、前記透過型ターゲットに形成された局所的に小さい厚さを有する第１領域に前記電子線を入射させた状態で集束電極への印加電圧を変化させ、前記集束電極への印加電圧と前記ターゲットから放出されるＸ線量との関係を取得し、前記関係に基づきジャストフォーカス電圧を決定するＸ線焦点径の調整方法が提供される。
　本発明によれば、Ｘ線焦点径を容易に縮小することができる。
本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置の構成例を示す概略断面図である。 本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置の構成例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置におけるターゲットの構成例を示す概略断面図である。 電子線のスポットと焦点位置との関係を示す概略図である。 集束電極への印加電圧とＸ線量との関係を示すグラフである。 本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置におけるＸ線焦点径の調整方法を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるＸ線発生装置の構成例を示す平面図である。 本発明の第３実施形態によるＸ線発生装置の構成例を示す平面図である。 本発明の第４実施形態によるＸ線撮影システムの概略構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態によるＸ線撮影システムにおけるＸ線焦点径の調整方法を示すフローチャートである。
　［第１実施形態］
　本発明の第１実施形態によるＸ線発生装置の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態によるＸ線発生装置の構成例を示す概略断面図である。
　本実施形態によるＸ線発生装置１００は、図１に示すように、Ｘ線管２０と、駆動回路５０と、制御部６０と、電子線偏向部７０と、記憶装置８０と、を有する。これらのうち少なくともＸ線管２０及び駆動回路５０は、収納容器１０内に配置することが好ましい。収納容器１０には、その中に配された各部間の絶縁耐圧を確保するために、絶縁油９０が充填されうる。絶縁油９０としては、鉱油、シリコーン油、フッ素系油などの電気絶縁油が好ましい。絶縁油の代わりに樹脂を用いてもよい。定格の管電圧が１００ｋＶ程度のＸ線管２０を用いたＸ線発生装置には、取扱いが易しい鉱油が好ましく適用される。
　Ｘ線管２０は、電子源２２と、グリッド電極２４と、集束電極２６と、陽極２８と、を有する。陰極は、電子源２２を有する。陽極２８は、陽極部材３０と、ターゲット３２と、ターゲット支持体３４と、を有する。電子源２２、グリッド電極２４及び集束電極２６は、駆動回路５０に接続されており、駆動回路５０から各々に所望の制御電圧が印加される。陽極２８は、グラウンド電位に保持された収納容器１０に接続されている。
　電子源２２は、特に限定されるものではないが、例えば、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、カーボンナノチューブ等の冷陰極を適用することができる。ターゲット３２を構成する材料は、融点が高くＸ線発生効率の高い材料が好ましく、例えば、タングステン、タンタル、モリブデン及びそれらの合金等を適用することができる。本発明で用いるターゲット３２は、発生したＸ線を電子の照射側と反対側へ透過可能な厚みを有する透過型ターゲットである。ターゲット支持体３４は、ターゲット３２を支持するとともに、ターゲット３２から外部にＸ線を放射するためのＸ線透過窓を構成する。ターゲット支持体３４を構成する材料は、Ｘ線の透過性及び熱伝導性の高い材料が好ましく、例えばダイヤモンドを適用することができる。熱伝導性の高い材料を用いることには、電子線照射によるターゲット３２の温度上昇を抑制し、ターゲット３２の劣化を低減する効果がある。
　電子源２２から放出された電子を陽極２８との間の高電圧で加速して電子線とし、陽極２８に設けられたターゲット３２に衝突させることにより、ターゲット３２にてＸ線が発生する。ターゲット３２から放射されるＸ線量は、ターゲット３２に照射される電子線量によって制御することができる。ターゲット３２に照射される電子線量は、グリッド電極２４に印加するグリッド電圧によって制御することができる。また、電子線のスポット径は、集束電極２６に印加するフォーカス電圧によって制御することができる。
　電子線偏向部７０は、Ｘ線管２０の管外（外側）であって、陰極と陽極２８との間に設けられる。例えば、電子線偏向部７０は、集束電極２６とターゲット３２との間に設けられる。そして、電子線偏向部７０は、Ｘ線管２０の内部に生成された電子線に磁場を作用させ、ターゲット３２に入射する電子線の軌道を偏向する機能を備え、電子線の入射位置の切り替えを行えるように構成されている。電子線偏向部７０は、永久磁石であってもよいし、電磁石であってもよい。例えば、図１に示すように、電子線偏向部７０は、２つの永久磁石を備え、２つの永久磁石は、一方の永久磁石のＳ極と他方の永久磁石のＮ極とが管径方向に対向するようにＸ線管２０の周囲に配置されてよい。或いは、電子線偏向部７０は、磁極が管径方向に向くようにＸ線管２０の周囲に配置された１つの永久磁石であってもよい。
　なお、電子線偏向部７０は、電子線がターゲット３２に入射する位置を２地点の間で切り替えられれば、どのような構成であってもよい。例えば、電子線偏向部７０は、着脱可能に構成されていてもよいし、或いは、回転可能に構成されていてもよい。例えば、電子線偏向部７０が永久磁石の場合には、電子線偏向部７０は、ネジやバネによって留められることによって、Ｘ線発生装置１００に取り外し可能に構成されていてよい。電子線偏向部７０が電磁石の場合には、電磁石に電流を流す電源をＯＮ・ＯＦＦ可能に構成されていてよい。電子線偏向部７０がモータなどを備えた回転機構や移動機構などを備えることによって、電子線に作用させる電子線偏向部７０の磁場の強さや向きを変えることができるように電子線偏向部７０を構成してもよい。
　駆動回路５０は、高電圧発生回路、電子源駆動回路、グリッド電圧制御回路、フォーカス電圧制御回路（いずれも図示せず）等を含む。高電圧発生回路は、Ｘ線管２０の陽極２８と陰極（電子源２２）との間に印加する高電圧を生成する。電子源駆動回路は、電子源２２に供給する電圧や電流を制御する。グリッド電圧制御回路は、グリッド電極２４に供給するグリッド電圧を制御する。フォーカス電圧制御回路は、集束電極２６に供給するフォーカス電圧を制御する。制御部６０は、駆動回路５０に接続されている。制御部６０は、駆動回路５０に、高電圧発生回路、電子源駆動回路、グリッド電圧制御回路、フォーカス電圧制御回路、電子線偏向部７０（回転機構や移動機構を備えていてもよい）等を制御するための制御信号を供給する。記憶装置８０は、種々のＸ線出射条件と、その条件におけるジャストフォーカス電圧とを関連付けて記録した電圧テーブルを格納している。
　次に、図２及び図３を用いて、第１実施形態のＸ線発生装置における特徴的な構造を説明する。図２は、第１実施形態のＸ線発生装置１００の構造を示す平面図である。図２には、電子線の進行方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な面（Ｘ－Ｙ面に平行な面）における第１実施形態のＸ線発生装置１００の平面図を示している。図１のＸ線管２０の部分の断面図は、図２のＡ－Ａ′線断面図に相当する。
　第１実施形態におけるＸ線発生装置１００に設けられているターゲット３２は、厚さが局所的に小さい薄膜部３６を有している。そして、この薄膜部３６は、集束電極２６の中心軸（光軸）の延長線上に位置している。
　更に、第１実施形態におけるＸ線発生装置１００は、ターゲット３２に向かう電子線に磁場を作用させない状態と、磁場を作用させる状態とを切り替え可能に構成された電子線偏向部７０を有する。薄膜部３６は、集束電極２６の中心軸（光軸）の延長線上に位置しているため、集束電極２６によって集束させられた電子線に対して電子線偏向部７０により磁場を作用させない場合、集束電極２６により集束された電子線はターゲット３２の薄膜部３６に入射する。一方、集束電極２６によって集束させられた電子線に対して電子線偏向部７０により磁場を作用させる場合、電子線はローレンツ力を受けて偏向し、電子線照射部４２に入射する。言い換えると、電子線偏向部７０は、ターゲット３２への電子線の入射位置を、ターゲット３２において厚さが局所的に小さい領域である第１領域（薄膜部３６）と、ターゲット３２において第１領域とは異なる領域である第２領域（電子線照射部４２）との間で切り替える切り替え手段である。
　電子線偏向部７０は、電子線の入射位置を２地点（薄膜部３６及び電子線照射部４２）の間で切り替えられれば、どのような構成であってもよく、例えば電磁石である。別の例としては、電子線偏向部７０は、ネジやバネによって係止されることによって、Ｘ線発生装置１００に着脱可能に構成された永久磁石であってもよい。図１に、２つの永久磁石を備えた電子線偏向部７０が示されている。２つの永久磁石は、一方の永久磁石のＳ極と他方の永久磁石のＮ極とが管径方向に対向するようにＸ線管２０の周囲に配置されている。なお、Ｘ線管２０の周囲に配置される永久磁石はただ１つであってもよい。その他の例としては、電子線偏向部７０とＸ線管２０との間に配置／除去可能に構成された磁場を遮蔽する遮蔽板を設けてもよい。
　図３は、電子線照射部４２及び薄膜部３６を有するターゲット３２の構成例を示す断面図である。電子線照射部４２は、電子線の入射方向にＸ線が透過可能な膜厚、すなわち、電子線の入射面とは反対側のターゲット支持体３４の側にＸ線を取り出すことができる膜厚を有する。電子線照射部４２の膜厚は、例えば１０マイクロメートル以下、より好ましくは５マイクロメートル以下である。一方、薄膜部３６は、電子線照射部４２と比較してターゲット３２の膜厚が薄くなるように構成されていれば、特に限定されるものではない。例えば、薄膜部３６は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ターゲット３２に設けられた凹部３８によって構成されうる。図３では、凹部３８はターゲット支持体３４と対向する側に形成されているが、ターゲット支持体３４側に存在してもよいし、両側に存在してもよい。また、薄膜部３６は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、ターゲット３２に設けられた貫通孔４０によって構成されうる。貫通孔４０は、ターゲット３２の薄膜部３６の膜厚が０の場合に相当する。
　本発明の薄膜部３６におけるターゲット３２の厚さは、薄膜部３６の重心（中心軸）に向かって連続的に或いは段階的に減少していることが望ましい。薄膜部３６がこのような厚さを有することによって、下記にて詳細に説明する、フォーカス電圧とＸ線量との関係が鮮明になり、ジャストフォーカス電圧をより特定しやすくなる。また、薄膜部３６の形状は、中心軸に対して回転対称であることが望ましい。例えば、薄膜部３６は、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、矩形状の凹部３８や貫通孔４０によって構成されうる。或いは、薄膜部３６は、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように、略球面状の凹部３８や貫通孔４０によって構成されうる。
　ターゲット３２の薄膜部３６は、Ｘ線発生装置の組み立て前に機械的な加工によって予めターゲット３２に形成されたものでもよいし、或いは、Ｘ線発生装置の組み立て後、ターゲット３２に意図的に電子線を過剰に照射することによって形成してもよい。本発明の薄膜部３６は、下記で詳細に説明するように、Ｘ線焦点径を直接規定するものではないため、薄膜部３６の径（面積）は、所望の電子線のスポット径（面積）より大きくても、小さくてもよい。よって、従来技術においてＸ線焦点径を直接規定する凹部や開口部をターゲット３２やターゲット積層構造体に形成するための精密な微細加工は不要である。
　次に、本発明のＸ線焦点径の調整方法の概念について、図４乃至図６を用いて説明する。
　本発明におけるターゲット３２は、電子線の入射方向にＸ線が透過可能な膜厚、すなわち、電子線の入射面とは反対側のターゲット支持体３４の側にＸ線を取り出すことができる膜厚を有する。このようなターゲット３２を用いる場合、Ｘ線管２０から放出されるＸ線の焦点径は、ターゲット３２に入射する電子線のスポット径に依存して変化する。すなわち、電子線のスポット径が大きいほどＸ線焦点径は大きくなり、電子線のスポット径が小さいほどＸ線焦点径は小さくなる。Ｘ線焦点径を小さくするには、ターゲット３２に入射する電子線のスポット径を小さくする必要がある。そして、電子線のスポット径は、電子線の焦点がターゲット３２上に位置する状態で最小となる。
　図４は、本発明の第１実施形態のＸ線発生装置１００を用いて、電子線偏向部７０が電子線に磁場を作用させない状態で、集束電極２６に異なるフォーカス電圧を印加した場合に、電子線４４の焦点位置が異なることを示す模式図である。図４（ａ）は、フォーカス電圧がＡの場合で、電子線４４の焦点がターゲット３２よりも電子源２２側に位置する（オーバーフォーカスの状態）である。図４（ｂ）は、フォーカス電圧がＢ（ジャストフォーカス電圧）の場合で、電子線４４の焦点がターゲット３２上に位置する（ジャストフォーカスの状態）である。図４（ｃ）は、フォーカス電圧がＣの場合で、電子線４４の焦点がターゲット３２よりも電子源２２から離れた場所に位置する（アンダーフォーカスの状態）である。
　フォーカス電圧がＢの場合（ジャストフォーカスの状態）は、フォーカス電圧がＡやＣの場合よりも、電子線のスポットに占める薄膜部３６の割合が多くなる。薄膜部３６はターゲット３２に凹部３８や貫通孔４０が設けられた領域であり、薄膜部３６におけるターゲット原子の量はその周囲の領域におけるターゲット原子の量よりも少ない。したがって、フォーカス電圧がＢ（ジャストフォーカス電圧）に近づくにつれ、ターゲット３２から放出されるＸ線量は減少する。
　図５（ａ）は、本発明の第１実施形態のＸ線発生装置１００を用いて、電子線偏向部７０が電子線に磁場を作用させない状態（すなわち、電子線がターゲット３２の薄膜部３６に入射するように電子線軌道（電子線の中心軸）を固定した状態）において、ターゲット３２から放出されるＸ線量と集束電極２６に印加するフォーカス電圧との関係の一例を示すグラフである。上記にて説明したように、フォーカス電圧がＢ（ジャストフォーカス電圧）に近づくにつれ、ターゲット３２から放出されるＸ線量は減少する。これは、電子線のスポットが小さくなるほど、電子線のスポットに薄膜部３６が占める割合が大きくなるためである。薄膜部３６におけるターゲット３２の厚さが、薄膜部３６の重心（中心軸）に向かって連続的に或いは段階的に減少していると、ジャストフォーカス電圧付近におけるX線量の変化量がより大きくなり、ジャストフォーカス電圧の特定をより容易に行なうことができる。
　一方、図５（ｂ）は、比較例として、電子線が一定の厚みを有するターゲット（すなわち、薄膜部３６が形成されていないターゲット）３２に入射している状態において、ターゲット３２から放出されるＸ線量と集束電極２６に印加するフォーカス電圧との関係を示すグラフである。この場合、ターゲット３２から放出されるＸ線量は、フォーカス電圧によらず一定である。
　したがって、ターゲット３２の薄膜部３６に電子線を入射したときに放出されるＸ線量を最小化するフォーカス電圧が、電子線のスポット径を最小化すると同時に、Ｘ線焦点径を最小化するジャストフォーカス電圧である。
　つまり、本発明におけるＸ線焦点径の調整方法は以下の通りである。図６は、本実施形態によるＸ線発生装置におけるＸ線焦点径の調整方法を示すフローチャートである。まず、電子線をターゲット３２の薄膜部３６に入射させる（ステップＳ１０１）。次に、集束電極２６に複数のフォーカス電圧を印加し、Ｘ線発生装置１００から放出される各Ｘ線量を、Ｘ線発生装置１００の外部に設けられたＸ線検出器（線量計など）によって測定する。そして、複数のフォーカス電圧に関する情報と、複数の対応するＸ線量に関する情報とを、複数の関連付けた情報として取得する（ステップＳ１０２）。複数の関連付けた情報に基づき、Ｘ線量を最小化するフォーカス電圧をジャストフォーカス電圧として特定する（ステップＳ１０３）。ジャストフォーカス電圧を特定する際、複数の関連付けた情報に基づき、フォーカス電圧とＸ線量との関係を取得し、ジャストフォーカス電圧を算出してもよい。
　第１実施形態の薄膜部３６は、集束電極２６の中心軸（光軸）の延長線上に位置しているため、電子線の入射位置を薄膜部３６に切り替えるにあたっては、例えば、永久磁石をＸ線発生装置１００から取り外すことによって行ってもよいし、電磁石に印加する電流を停止することによって行ってもよい。
　通常、Ｘ線発生装置には、種々のＸ線出射条件と、その条件におけるジャストフォーカス電圧とを関連付けて記録した電圧テーブルが格納されている。従来、この電圧テーブルを作成するためには、種々のＸ線出射条件においてフォーカス電圧が異なる複数のＸ線透過画像を取得し、それぞれのＸ透過画像を画像処理して分解能を緻密に比較し、最も分解能が高くなるジャストフォーカス電圧を特定する必要があった。
　これに対し、第１実施形態によるＸ線発生装置１００においては、各々のＸ線出射条件に対して、ターゲット３２の薄膜部３６に電子線を入射したときに放出されるＸ線量が最少となるフォーカス電圧を見つけるだけでよい。したがって、第１実施形態によるＸ線発生装置１００においては、電圧テーブルの作成にあたって精度の高い画像処理は不要であり、電圧テーブルの作成を簡略化することができる。
　また、電圧テーブルの作成が容易になったため、電圧テーブルを定期的に更新することも可能である。これにより、装置の予期せぬ経時変化によりジャストフォーカス電圧が変化したとしても、長期間に亘って高い解像度を維持することができる。
　一方、第１実施形態によるＸ線発生装置を用いてＸ線撮影等を行う際（Ｘ線発生モード）には、電子源２２から放出された電子線を電子線偏向部７０により偏向させ、電子線の入射位置をターゲット３２の電子線照射部４２に切り替える（すなわち、電子線がターゲット３２の薄膜部３６に入射するように電子線軌道（電子線の中心軸）を固定）。また、制御部６０は、記憶装置８０に格納されている電圧テーブルを参照し、所定のＸ線出射条件に応じたジャストフォーカス電圧を集束電極２６に印加する。
　なお、本実施形態では、電子線偏向部７０によって偏向させない状態の電子線を薄膜部３６に照射し、電子線偏向部７０によって偏向させた電子線を電子線照射部４２に照射する場合を例示したが、電子線を照射する領域は逆であってもよい。
　このように、本実施形態によれば、Ｘ線焦点径を容易に縮小することができる。
　［第２実施形態］
　本発明の第２実施形態によるＸ線発生装置について、図７を用いて説明する。第１実施形態によるＸ線発生装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図７は、本実施形態によるＸ線発生装置の構成例を示す平面図である。
　第１実施形態では、集束電極２６によって集束させられた電子線への磁場の作用の有無によって、電子線のターゲット３２への入射位置を切り替えた。第２実施形態では、電子線に作用させる磁場の向きを変えることで、電子線のターゲット３２への入射位置を切り替える実施形態を説明する。
　第２実施形態による電子線偏向部７０は、電子線を偏向するために印加する磁場の向きが、集束電極２６の中心軸（光軸）を軸として回転できるように構成されている。例えば、Ｘ線管２０を挟んで対向する一対の電子線偏向部７０は、集束電極２６の中心軸を軸として回転させるためにモータ等を備えた回転機構を備えることができる。このように構成することで、一対の電子線偏向部７０の間に生じる磁場の向きを、集束電極２６の中心軸を軸として回転させることができる。図７には、Ｘ線管２０を挟んで対向する一対の電子線偏向部７０が、集束電極２６の中心軸を軸として、３０度刻みで回転するように構成されている場合を例示している。
　電子線偏向部７０が図７に示す位置にあるとき、電子源２２から放出された電子線はローレンツ力を受けて偏向し、ターゲット３２の電子線照射部４２に入射する。この電子線照射部４２は、電子線偏向部７０の位置に応じて変化する。電子線偏向部７０が３０度刻みで回転するように構成されていた場合、図７に●印及び○印で示すように、電子線照射部４２の位置も集束電極２６の中心軸を軸として３０度刻みで回転した箇所に位置する。
　第２実施形態では、電子線偏向部７０を回転させることに伴って電子線が入射し得る任意の箇所に、厚さが局所的に薄い薄膜部３６を設けている。例えば、図７の例では、電子線偏向部７０を電子線偏向部７０′の位置まで移動したときに電子線が入射する位置を、薄膜部３６としている。
　ターゲット３２をこのように構成することにより、電子線偏向部７０により電子線に印加する磁場の向きを変更するだけで、電子線が入射する位置を薄膜部３６と電子線照射部４２との間で容易に切り替えることができる。また、長時間の使用によってターゲット３２の電子線照射部４２が劣化（すなわち、膜厚の減少）した場合には、劣化した電子線照射部４２を新しい薄膜部３６として利用してもよい。その場合、電子線偏向部７０によって偏向させた電子線が入射し得る劣化していないターゲット領域を新しい電子線照射部４２として設定する。そして、電子線偏向部７０により印加する磁場の向きを変更するだけで、電子線の入射位置を新しい電子線照射部４２に切り替えることができる。
　なお、本実施形態では、電子線偏向部７０を永久磁石により構成し、回転機構を用いて電子線偏向部７０を回転する例を示したが、電子線偏向部７０を電磁石により構成するようにしてもよい。また、電磁石により構成された電子線偏向部７０を複数組配置し、電子線偏向部７０を回転する代わりに、任意の電磁石に通電して所望の方向の磁場を形成するようにしてもよい。
　このように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の原理で、精度の高い画像処理を行わずに、Ｘ線焦点径を容易に縮小させることができる。
［第３実施形態］
　第１実施形態では、集束電極２６によって集束させられた電子線への磁場の作用の有無によって、電子線のターゲット３２への入射位置を切り替えた。また、第２実施形態では、電子線に作用させる磁場の向きを変えることで、電子線のターゲット３２への入射位置を切り替えた。第３実施形態では、電子線に作用させる磁場の大きさを変えることで、電子線のターゲット３２への入射位置を切り替える実施形態について説明する。
　第３実施形態による電子線偏向部７０は、電子線を偏向するために印加する磁場の大きさを変更可能に構成されている。例えば、電磁石に印加する電流を変化させたり、設置する永久磁石の数を変化させたりすることで、電子線に作用させる磁場の大きさを変化させることができる。すなわち、電子線偏向部７０を永久磁石により構成する場合あっては、永久磁石の数を増やすことにより、電子線に作用させる磁場の大きさを大きくすることができる。電子線偏向部７０を電磁石により構成する場合あっては、電磁石に印加する電流を増加することにより、電子線に作用させる磁場の大きさを大きくすることができる。電子線に作用させる磁場の大きさを大きくすることで、電子が受けるローレンツ力も大きくなり、電子線の偏向量はより大きくなる。
　図８は、電子線偏向部７０により印加する磁場を、第１の大きさと、第１の大きさとは異なる第２の大きさとに変化した場合における、ターゲット３２への電子線の照射位置を模式的に示したものである。図８には、電子線に作用させる磁場を第１の大きさに設定することにより電子線を薄膜部３６に入射し、電子線に作用させる磁場を第１の大きさよりも大きい第２の大きさに設定することにより電子線を電子線照射部４２に入射する例を示している。この場合、薄膜部３６は、電子線照射部４２よりも集束電極２６の中心軸に近い側に位置することになる。
　電子線に作用させる磁場を第１の大きさに設定することにより電子線を薄膜部３６に入射し、電子線に作用させる磁場を第１の大きさよりも小さい第２の大きさに設定することにより電子線を電子線照射部４２に入射するようにしてもよい。この場合、薄膜部３６は、電子線照射部４２よりも集束電極２６の中心軸から遠い側に位置することになる。
　ターゲット３２をこのように構成することにより、電子線偏向部７０により電子線に印加する磁場の大きさを変更するだけで、電子線が入射する位置を薄膜部３６と電子線照射部４２との間で容易に切り替えることができる。
　このように、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の原理で、精度の高い画像処理を行わずに、Ｘ線焦点径を容易に縮小させることができる。
　［第４実施形態］
　本発明の第４実施形態によるＸ線撮影システムについて、図９及び図１０を用いて説明する。第１及び第２実施形態によるＸ線発生装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。
　はじめに、本実施形態によるＸ線撮影システムの概略構成について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態によるＸ線撮影システムの概略構成を示すブロック図である。
　本実施形態によるＸ線撮影システム２００は、図９に示すように、Ｘ線発生装置１００と、Ｘ線検出装置１１０と、情報取得部１２０と、システム制御装置１３０と、表示装置１４０と、を有する。Ｘ線発生装置１００は、第１又は第２実施形態のＸ線発生装置であり、Ｘ線管２０と、駆動回路５０と、制御部６０と、記憶装置８０と、を有する。制御部６０は、第１及び第２実施形態で説明した機能に加え、Ｘ線検出装置１１０が取得したＸ線量に関する情報を含む情報を受信する受信部としての機能を更に備える。Ｘ線検出装置１１０は、Ｘ線検出器１１２を有する。
　システム制御装置１３０は、Ｘ線発生装置１００の制御部６０、Ｘ線検出装置１１０のＸ線検出器１１２、情報取得部１２０及び表示装置１４０に接続されている。
　次に、第４実施形態のＸ線撮影システムの特徴的な構造について説明する。第４実施形態のＸ線撮影システムは、情報取得部１２０を有する。情報取得部１２０は、集束電極２６に印加されたフォーカス電圧と、そのフォーカス電圧を印加した際にＸ線検出器１１２が検出したＸ線量とを、関連付けた情報として取得する機能を有する。情報取得部１２０は、この機能を有するものであればどのような構成であってもよい。例えば図９に示すように、情報取得部１２０は、Ｘ線発生装置１００、Ｘ線検出装置１１０及びシステム制御装置１３０のそれぞれに接続されている独立した構成要素であってもよいし、Ｘ線発生装置１００、Ｘ線検出装置１１０及びシステム制御装置１３０のうちのいずれかの一部であってもよい。
　次に、本実施形態によるＸ線撮影システム２００の動作の概略について、図９を用いて説明する。
　システム制御装置１３０は、Ｘ線発生装置１００、Ｘ線検出装置１１０及び情報取得部１２０を含むシステム全体の制御を司る。Ｘ線発生装置１００の制御部６０は、システム制御装置１３０からの指示に応じて駆動回路５０を制御し、Ｘ線管２０に各種の制御信号を出力する。例えば、システム制御装置１３０は、制御部６０に対してＸ線出射条件（例えば、管電圧及び管電流）に関する情報を与える。Ｘ線出射条件に関する情報を受信した制御部６０は、記憶装置８０に格納されている電圧テーブルを参照し、システム制御装置１３０から与えられたＸ線出射条件におけるジャストフォーカス電圧を取得する。制御部６０は、駆動回路５０を制御し、Ｘ線管２０に、Ｘ線出射条件に応じた管電圧や電圧テーブルから取得したジャストフォーカス電圧などの各種の駆動信号を出力する。これにより、Ｘ線発生装置１００から出射されるＸ線の放出状態を制御することができる。
　Ｘ線発生装置１００から出射されたＸ線１０４は、被検体１０６を透過してＸ線検出器１１２で検出される。Ｘ線検出器１１２は、Ｘ線発生装置１００から放射されるＸ線の量（照射線量、吸収線量、線量当量、放射能など）を２次元の情報として測定できるものであればどのような形態であってもよい。Ｘ線検出器１１２は、不図示の検出素子（例えば線量計や計数管）を複数備えており、透過Ｘ線像を取得する。或いは、イメージインテンシファイアやカメラ等を備えたＸ線検出器１１２を用い、Ｘ線量に関する情報を取得するようにしてもよい、Ｘ線検出器１１２は、取得した透過Ｘ線像を画像信号に変換して出力する。Ｘ線管２０と被検体１０６との間には、不要なＸ線の照射を抑制するために、不図示のスリット、コリメータ等を配置してもよい。
　Ｘ線検出器１１２は、システム制御装置１３０による制御のもと、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置１３０に出力する。システム制御装置１３０は、処理された画像信号に基づいて、表示装置１４０に画像を表示させるために表示信号を表示装置１４０に出力する。表示装置１４０は、表示信号に基づく被検体１０６の撮影画像をスクリーンに表示する。
　次に、本実施形態によるＸ線撮影システム２００におけるＸ線焦点径の調整方法について、図９及び図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態によるＸ線撮影システムにおけるＸ線焦点径の調整方法を示すフローチャートである。
　本実施形態によるＸ線撮影システム２００におけるＸ線焦点径の調整方法は、Ｘ線発生装置１００の制御部６０が、或いは、制御部６０を介してシステム制御装置１３０が、例えば図１０に示すフローチャートに従って実行することにより実現することができる。図１０のフローチャートに示す各ステップは、制御部６０やシステム制御装置１３０に、プログラムを組み込んだＬＳＩ等のハードウェア部品である回路部品を実装することにより、ハードウェア的に実現することが可能である。或いは、制御部６０又はシステム制御装置１３０を構成するコンピュータに、図１０のフローチャートに示す各ステップを実行するためのプログラムを実行させることにより、ソフトウェア的に実現することも可能である。
　或いは、上記プログラムを記録媒体に記録させ、該記録媒体に記録されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行するように構成してもよい。すなわち、コンピュータ読取可能な記録媒体も、本実施形態の範囲に含まれる。また、上記のプログラムが記録された記録媒体はもちろん、そのプログラム自体も、本実施形態の範囲に含まれる。該記録媒体としては、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また該記録媒体に記録されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウェア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作して処理を実行するものも本実施形態の範疇に含まれる。
　システム制御装置１３０は、ユーザからの指示に応じて、或いは、所定の条件を満たしたタイミングにおいて、Ｘ線焦点径の調整モードへと移行する。システム制御装置１３０は、Ｘ線焦点径の調整モードへと移行したことを示す情報を、Ｘ線発生装置１００の制御部６０及びＸ線検出装置１１０へと通知する。
　所定の条件としては、例えば、電子線が照射されているターゲット３２の１箇所における累積照射時間が所定時間を経過したことや、Ｘ線量が所定の値以下になったことなどが挙げられる。このようにして、定期的にＸ線焦点径の調整モードへと自動的に移行するように構成することで、より長期間に亘って高い分解能を維持することができる。
　制御部６０は、システム制御装置１３０からの情報を受信することにより、Ｘ線焦点径の調整モードへ移行したことを検知する（ステップＳ２０１）。
　Ｘ線焦点径の調整モードへと移行したことを検知した制御部６０は、電子源２２から放出された電子線がターゲット３２の薄膜部３６を含む領域に入射するように、電子線偏向部７０を制御する（ステップＳ２０２）。
　次いで、制御部６０は、集束電極２６に印加するフォーカス電圧の電圧値を複数の値に設定し、それぞれの電圧値においてＸ線管２０からＸ線を出射するように、駆動回路５０を制御する。例えば、制御部６０は、システム制御装置１３０によって指定されているＸ線出射条件（管電流及び管電圧）において、集束電極２６に印加するフォーカス電圧の電圧値を複数の値に設定する。制御部６０が駆動回路５０に対して設定したフォーカス電圧に関する情報は、情報取得部１２０へと送られる。
　Ｘ線検出装置１１０のＸ線検出器１１２は、ターゲット３２の薄膜部３６に入射した電子線によってＸ線発生装置１００から放出されたＸ線を検出する。Ｘ線検出装置１１０は、Ｘ線検出器１１２が検出したＸ線量に関する情報を情報取得部１２０へ送信する。
　情報取得部１２０は、制御部６０から受信したフォーカス電圧に関する情報と、Ｘ線検出装置１１０から受信したＸ線量に関する情報とを、互いに関連付けた情報として取得する（ステップＳ２０３）。すなわち、情報取得部１２０は、フォーカス電圧の電圧値に関する情報とそのときに得られたＸ線量に関する情報との関連付けを行う。情報取得部１２０又はシステム制御装置１３０は、電圧値とＸ線量とを関連付けた情報の中から、Ｘ線量が最小となる電圧値を特定する。複数の情報からフォーカス電圧とＸ線量との関係を取得し、この関係に基づいてＸ線量が最小となりうる電圧値を算出することによって特定してもよい（ステップＳ２０４）。このようにして特定された電圧値は、電子線のスポット径が最小となる電圧値であると同時に、Ｘ線焦点径が最小となる電圧値（ジャストフォーカス電圧値）でもある。
　制御部６０は、集束電極２６に印加するフォーカス電圧を、ステップＳ１０４で決定されたジャストフォーカス電圧値に設定する。これにより、ターゲット３２に入射する電子線のスポット径を最適化することができる。
　このようにして決定されたジャストフォーカス電圧値は、Ｘ線出射条件と関連付け、Ｘ線発生装置１００の記憶装置８０に電圧テーブルとして格納することができる。或いは、既に格納されている電圧テーブルを、新たに取得したジャストフォーカス電圧値によって更新するようにしてもよい。
　次に、被検体１０６の透過Ｘ線像を撮影する撮影モードについて説明する。システム制御装置１３０は、ユーザからの指示に応じて、或いは、所定の条件を満たしたタイミング（Ｘ線焦点径の調整モードの終了など）において、Ｘ線撮影システム２００を撮影モードへと移行させる。システム制御装置１３０は、撮影モードへと移行したことを示す情報を、Ｘ線発生装置１００の制御部６０に通知する。撮影モードへと移行したことを検知した制御部６０は、電子源２２から放出された電子線がターゲット３２の電子線照射部４２に入射するように電子線偏向部７０を制御する。
　制御部６０は、記憶装置８０に格納されている電圧テーブルを参照し、所定のＸ線出射条件に応じたジャストフォーカス電圧を選択し、駆動回路５０を介してＸ線管２０を制御する。これにより、ターゲット３２に入射する電子線のスポット径を最適化し、Ｘ線管２０から放射されるＸ線の焦点径を微小化することができる。
　このように、本実施形態によれば、画像処理などの手間をかけることなくＸ線焦点径を容易に縮小することができる。これにより、解像度の高い透過Ｘ線像の撮影を容易に実現することができる。
　［変形実施形態］
　本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
　例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例や、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。
　上記実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
１０…収納容器
２０…Ｘ線管
２２…電子源
２４…グリッド電極
２６…集束電極
２８…陽極
３０…陽極部材
３２…ターゲット
３４…ターゲット支持体
３６…薄膜部
３８…凹部
４０…貫通孔
４２…電子線照射部
４４…電子線
５０…駆動回路
６０…制御部
７０…電子線偏向部
８０…記憶装置
９０…絶縁油
１００…Ｘ線発生装置
１１０…Ｘ線検出装置
１１２…Ｘ線検出素子
１２０…情報取得部
１３０…システム制御装置
１４０…表示部
２００…Ｘ線撮影システム

Claims (20)

  1. 　電子線を発生する電子源を含む陰極と、前記電子線の衝突によって発生したＸ線を前記電子線の入射方向に透過可能な透過型ターゲットを含む陽極と、前記電子線を前記透過型ターゲットに向けて集束させる集束電極と、を有するＸ線発生装置であって、
    　前記透過型ターゲットは局所的に小さい厚さを有する第１領域を有し、
    　前記透過型ターゲットへの前記電子線の入射位置を前記第１領域と、前記第１領域よりも大きい厚さを有する第２領域との間で切り替え可能に構成されている切り替え手段を有する
    　ことを特徴とするＸ線発生装置。
  2. 　前記切り替え手段は、Ｘ線焦点径の調整を行う調整モードと、Ｘ線を発生させるＸ線発生モードとを有し、前記調整モードでは前記電子線を前記第１領域に入射させ、前記Ｘ線発生モードでは前記電子線を前記第２領域に入射させる
    　ことを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
  3. 　前記第１領域は、前記集束電極の中心軸の延長線上に位置付けられている
    　ことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生装置。
  4. 　前記切り替え手段は、前記電子線を偏向する電子線偏向部を有し、前記電子線への磁場印加の有無によって、前記透過型ターゲットへの前記電子線の入射位置を前記第１領域と前記第２領域との間で切り替えるように構成されている
    　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。
  5. 　前記第１領域及び前記第２領域は、前記集束電極の中心軸の同心円上に位置付けられている
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
  6. 　前記切り替え手段は、前記電子線を偏向する電子線偏向部を有し、前記電子線偏向部が前記電子線に第１方向の磁場を作用させることによって前記電子線を前記第１領域に入射させ、前記電子線偏向部が前記電子線に前記第１方向とは異なる第２方向の磁場を作用させることによって前記電子線を前記第２領域に入射させるように構成されている
    　ことを特徴とする請求項１、２、５のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
  7. 　前記切り替え手段は、前記電子線を偏向する電子線偏向部を有し、前記電子線偏向部が前記電子線に第１の大きさの磁場を作用させることによって前記電子線を前記第１領域に入射させ、前記電子線偏向部が前記電子線に前記第１の大きさとは異なる第２の大きさの磁場を作用させることによって前記電子線を前記第２領域に入射させるように構成されている
    　ことを特徴とする請求項１又は２記載のＸ線発生装置。
  8. 　前記集束電極へ印加する電圧に関する情報と、前記透過型ターゲットから放出されるＸ線量に関する情報とを、関連付けた情報として取得する情報取得部を更に有する
    　ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
  9. 　Ｘ線出射条件ごとにジャストフォーカス電圧を記録した電圧テーブルが更新可能である
    　ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
  10. 　前記第１領域は、凹部又は貫通孔である
    　ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
  11. 　請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、
    　前記Ｘ線発生装置から放射されたＸ線量を検出するＸ線検出装置と、
    　前記集束電極へ印加する電圧に関する情報と、前記Ｘ線検出装置から供給されるＸ線量に関する情報と、を関連付けた情報として取得する情報取得部と、を有する
    　ことを特徴とするＸ線撮影システム。
  12. 　Ｘ線焦点径の調整を行う調整モードを有し、
    　前記調整モードにおいて、前記切り替え手段は、前記電子線を前記第１領域に入射させ、前記情報取得部は、複数の前記関連付けた情報から前記電圧と前記Ｘ線量との関係を取得し、前記関係に基づきジャストフォーカス電圧を決定する
    　ことを特徴とする請求項１１記載のＸ線撮影システム。
  13. 　前記Ｘ線発生装置は、Ｘ線出射条件ごとのジャストフォーカス電圧を記録した電圧テーブルと、
    　前記電圧テーブルに基づいて、前記集束電極に印加する電圧を決定する制御部と、を更に有する
    　ことを特徴とする請求項１２記載のＸ線撮影システム。
  14. 　前記Ｘ線発生装置は、前記情報取得部が取得した情報に基づいて、前記電圧テーブルを更新する
    　ことを特徴とする請求項１３記載のＸ線撮影システム。
  15. 　被検体の透過Ｘ線像を撮影する撮影モードを有し、
    　前記撮影モードにおいて、前記切り替え手段は、前記電子線を前記第２領域に入射させることによりＸ線を発生させ、前記Ｘ線検出装置は、前記Ｘ線発生装置から放出されて被検体を透過したＸ線を検出する
    　ことを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。
  16. 　電子線を発生する電子源を含む陰極と、前記電子線の衝突によって発生したＸ線を前記電子線の入射方向に透過可能な透過型ターゲットを含む陽極と、前記電子線を前記透過型ターゲットに向けて集束させる集束電極と、を有するＸ線発生装置におけるＸ線焦点径の調整方法であって、
    　前記透過型ターゲットに形成された局所的に小さい厚さを有する第１領域に前記電子線を入射させた状態で前記集束電極への印加電圧を変化させ、
    　前記集束電極への印加電圧と前記透過型ターゲットから放出されるＸ線量との関係を取得し、前記関係に基づきジャストフォーカス電圧を決定する
    　ことを特徴とするＸ線焦点径の調整方法。
  17. 　前記第１領域よりも大きな厚さを有する前記透過型ターゲットの第２領域への前記電子線の累積照射時間が所定時間を経過する毎に、前記ジャストフォーカス電圧を更新する
    　ことを特徴とする請求項１６記載のＸ線焦点径の調整方法。
  18. 　前記第１領域よりも大きな厚さを有する前記透過型ターゲットの第２領域から発生するＸ線量が所定の量以下となった場合に、前記ジャストフォーカス電圧を更新する
    　ことを特徴とする請求項１６又は１７記載のＸ線焦点径の調整方法。
  19. 　請求項１６乃至１８のいずれか１項に記載のＸ線焦点径の調整方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  20. 　請求項１９記載のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023188338A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 キヤノンアネルバ株式会社 Ｘ線発生装置、ターゲットの調整方法、および、ｘ線発生装置の使用方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4336540A1 (en) * 2022-09-12 2024-03-13 Excillum AB Small-target x-ray system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4007375A (en) * 1975-07-14 1977-02-08 Albert Richard D Multi-target X-ray source
JP2001126650A (ja) * 1999-10-26 2001-05-11 Toshiba Corp 透過型ｘ線管装置
JP2005332623A (ja) 2004-05-18 2005-12-02 Toshiba Corp Ｘ線源及びその陽極
US20110150184A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Krzysztof Kozaczek Multiple wavelength x-ray source
WO2016125289A1 (ja) 2015-02-05 2016-08-11 株式会社島津製作所 Ｘ線発生装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3191554B2 (ja) * 1994-03-18 2001-07-23 株式会社日立製作所 Ｘ線撮像装置
DE19509516C1 (de) * 1995-03-20 1996-09-26 Medixtec Gmbh Medizinische Ger Mikrofokus-Röntgeneinrichtung
JP2008140654A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Shimadzu Corp Ｘ線発生装置
WO2017063156A1 (en) * 2015-10-14 2017-04-20 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. X-ray detectors of high spatial resolution
EP3312868A1 (en) * 2016-10-21 2018-04-25 Excillum AB Structured x-ray target
EP3336875A1 (en) * 2016-12-16 2018-06-20 Excillum AB Semiconductor x-ray target

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4007375A (en) * 1975-07-14 1977-02-08 Albert Richard D Multi-target X-ray source
JP2001126650A (ja) * 1999-10-26 2001-05-11 Toshiba Corp 透過型ｘ線管装置
JP2005332623A (ja) 2004-05-18 2005-12-02 Toshiba Corp Ｘ線源及びその陽極
US20110150184A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Krzysztof Kozaczek Multiple wavelength x-ray source
WO2016125289A1 (ja) 2015-02-05 2016-08-11 株式会社島津製作所 Ｘ線発生装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3872834A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023188338A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 キヤノンアネルバ株式会社 Ｘ線発生装置、ターゲットの調整方法、および、ｘ線発生装置の使用方法
US11823860B1 (en) 2022-03-31 2023-11-21 Canon Anelva Corporation X-ray generating apparatus, method of adjusting target, and method of using X-ray generating apparatus
JP7395086B1 (ja) 2022-03-31 2023-12-08 キヤノンアネルバ株式会社 Ｘ線発生装置、ターゲットの調整方法、および、ｘ線発生装置の使用方法

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