JP2008140654A - X-ray generator - Google Patents

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Hidetoshi Kinoshita
秀俊 木下
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Shimadzu Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray generator capable of optimizing and controlling impressing voltage on a focusing means, and as a result, capable of controlling the X-rays optimally. <P>SOLUTION: The X-ray generator is provided with an optimum value table 28 which stores an impressing voltage (target voltage) to a target 13, current (tube current) regarding electron beam volume, and correlations of a focus voltage to optimize the diameter of electron beams B by a focus electrode 12, and a focus voltage control part 29 to control the focus voltage to an optimal value based on the correlations, the tube current, and the target voltage stored in the optimum value table 28. The focus voltage can be changed to the optimal value by the focus voltage control part 29 based on the tube current and the target voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、工業分野、医療分野などに用いられるＸ線発生装置に関する。   The present invention relates to an X-ray generator used in the industrial field, the medical field, and the like.

Ｘ線発生装置として、カソード（電子源）をヒータなどで加熱して電子ビームを放出させる熱電子放出型を例に採って説明する。Ｘ線管発生装置は、各電極を内部に有する外囲器で構成されたＸ線管を備えている。Ｘ線管は、電子ビームを発生させるカソード（電子源）と、カソードからの電子ビームを集束させるフォーカス電極（集束手段）と、フォーカス電極を通った電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットとを備えている。   As an X-ray generator, a thermionic emission type in which a cathode (electron source) is heated by a heater or the like to emit an electron beam will be described as an example. The X-ray tube generator includes an X-ray tube configured by an envelope having each electrode inside. The X-ray tube includes a cathode (electron source) that generates an electron beam, a focus electrode (focusing means) that focuses the electron beam from the cathode, and a target that generates X-rays by collision of the electron beam that passes through the focus electrode. It has.

カソードやフォーカス電極やターゲットの各電極に電圧を印加することで、電子ビーム量や電子ビームの径を制御する。マイクロフォーカスＸ線管の場合には、ターゲットへ衝突する電子ビームの径を微小に制御しなければならず、そのためにはフォーカス電極に印加する電圧（以下、「フォーカス電圧」と呼ぶ）の値を最適に設定しなければならない。実際には、フォーカス電圧を一定にした場合、電子ビームの径は主にターゲットへの印加電圧（以下、「ターゲット電圧」と呼ぶ）の影響を受けて変化する。つまり、電子ビームの径が最小になるフォーカス電圧の最適値は、ターゲット電圧によって変化する。   By applying a voltage to the cathode, focus electrode, and target electrodes, the amount of electron beam and the diameter of the electron beam are controlled. In the case of a microfocus X-ray tube, the diameter of the electron beam impinging on the target must be finely controlled. For this purpose, the value of the voltage applied to the focus electrode (hereinafter referred to as “focus voltage”) is set. Must be set optimally. Actually, when the focus voltage is constant, the diameter of the electron beam changes mainly under the influence of the voltage applied to the target (hereinafter referred to as “target voltage”). That is, the optimum value of the focus voltage that minimizes the diameter of the electron beam varies depending on the target voltage.

そこで、フォーカス電極を接地（グランド）して、ターゲット電圧の変化に連動させて、一定の比率でカソードへの印加電圧（以下、「カソード電圧」と呼ぶ）を変化させるように制御する手法がある（例えば、特許文献１参照）。そして、電子ビームの径が微小になるターゲット電圧とカソード電圧との比率を予め求め、その一定の比率でターゲット電圧に応じてカソード電圧を設定する。このように設定することで、ターゲット電圧が変化しても電子ビームの径は変わらずに微小のままに保つことができ、電子ビームの径が微小になるような（カソードから見た）フォーカス電圧を相対的に最適に制御することができる。なお、フォーカス電極を接地してカソード電圧を制御することで、カソードから見ればフォーカス電圧を相対的に制御することになる。
特許第２６３４３６９号公報（第１−５，７−９頁、図１０−１２） Therefore, there is a method of controlling the ground electrode so that the applied voltage to the cathode (hereinafter referred to as “cathode voltage”) is changed at a constant rate in conjunction with the change of the target voltage. (For example, refer to Patent Document 1). Then, the ratio between the target voltage and the cathode voltage at which the diameter of the electron beam becomes minute is obtained in advance, and the cathode voltage is set according to the target voltage at the constant ratio. By setting in this way, even if the target voltage changes, the electron beam diameter can be kept small without changing, and the focus voltage that makes the electron beam diameter small (as viewed from the cathode) Can be controlled relatively optimally. In addition, by controlling the cathode voltage by grounding the focus electrode, the focus voltage is relatively controlled when viewed from the cathode.
Japanese Patent No. 2634369 (pages 1-5, 7-9, FIG. 10-12)

しかしながら、上述した特許文献１の場合には、各々のＸ線管の特性を考慮することなく一定の比率で固定してカソード電圧を制御しているので、Ｘ線管の実際の特性、および個体差に対する電子ビームの径の最適化が行えず、ひいてはＸ線をＸ線管の性能上の最小径に集束させることができない。   However, in the case of Patent Document 1 described above, the cathode voltage is controlled by fixing at a constant ratio without considering the characteristics of each X-ray tube. The electron beam diameter cannot be optimized with respect to the difference, and as a result, the X-rays cannot be focused to the minimum diameter in terms of performance of the X-ray tube.

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、集束手段への印加電圧を最適化して制御し、ひいてはＸ線を最適に制御することができるＸ線発生装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an X-ray generator capable of optimizing and controlling the voltage applied to the focusing means, and thus optimally controlling X-rays. With the goal.

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームを集束させる集束手段と、集束手段を通った電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットとを備えたＸ線発生装置であって、ターゲットへの印加電圧、および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備えることを特徴とするものである。 In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the invention described in claim 1 includes an electron source that generates an electron beam, a focusing unit that focuses the electron beam from the electron source, and a target that generates X-rays by collision of the electron beam that has passed through the focusing unit. An X-ray generator comprising: a storage means for storing a correlation between an applied voltage to the target and an applied voltage to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means; And a focusing control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on the correlation and the applied voltage to the target.

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、ターゲットへの印加電圧、および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備える。各々の装置ごとにかかる相関関係を記憶しているので、各々の装置ごとに、ターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を集束制御手段は最適値に変更することができる。その結果、集束手段への印加電圧を最適化して制御し、ひいてはＸ線を最適に制御することができる。   [Operation / Effect] According to the invention described in claim 1, the storage means storing the correlation between the voltage applied to the target and the voltage applied to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means; Focusing control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on the correlation stored by the storage means and the applied voltage to the target. Since the correlation is stored for each device, the focusing control unit can change the voltage applied to the focusing unit to the optimum value for each device based on the voltage applied to the target. As a result, it is possible to optimize and control the voltage applied to the focusing means, and thus to optimally control the X-rays.

また、請求項２に記載の発明は、電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームを集束させる集束手段と、集束手段を通った電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットとを備えたＸ線発生装置であって、ターゲットへの印加電圧、電子ビーム量に関する電流および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、電子ビーム量に関する電流およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備えることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron source that generates an electron beam, a focusing unit that focuses the electron beam from the electron source, a target that generates X-rays by collision of the electron beam that has passed through the focusing unit, A storage means for storing a correlation between an applied voltage to a target, a current relating to an amount of electron beam and a voltage applied to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means; And focusing control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on the correlation stored by the storage means, the current relating to the amount of electron beam, and the applied voltage to the target. Is.

［作用・効果］また、請求項２に記載の発明によれば、ターゲットへの印加電圧、電子ビーム量に関する電流および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、電子ビーム量に関する電流およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備える。各々の装置ごとにかかる相関関係を記憶しているので、各々の装置ごとに、電子ビーム量に関する電流およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を集束制御手段は最適値に変更することができる。その結果、集束手段への印加電圧を最適化して制御し、ひいてはＸ線を最適に制御することができる。   [Operation / Effect] According to the invention described in claim 2, the correlation among the voltage applied to the target, the current relating to the amount of electron beam and the voltage applied to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means. And storage control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on the correlation stored by the storage means, the current relating to the amount of electron beam and the applied voltage to the target, and Is provided. Since the correlation is stored for each apparatus, the focusing control means changes the applied voltage to the focusing means to the optimum value for each apparatus based on the current relating to the amount of electron beam and the applied voltage to the target. can do. As a result, it is possible to optimize and control the voltage applied to the focusing means, and thus to optimally control the X-rays.

この発明に係るＸ線発生装置によれば、(1)ターゲットへの印加電圧、および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備える、あるいは(2)ターゲットへの印加電圧、電子ビーム量に関する電流および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、電子ビーム量に関する電流およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備える。各々の装置ごとにかかる相関関係を記憶しているので、各々の装置ごとに、(1)ターゲットへの印加電圧、あるいは(2)電子ビーム量に関する電流およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を集束制御手段は最適値に変更することができる。その結果、集束手段への印加電圧を最適化して制御し、ひいてはＸ線を最適に制御することができる。   According to the X-ray generator of the present invention, (1) storage means for storing the correlation between the voltage applied to the target and the voltage applied to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means; Focusing control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on the correlation stored by the means and the applied voltage to the target, or (2) the applied voltage to the target, Storage means storing the correlation between the current relating to the amount of electron beam and the voltage applied to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means, the correlation stored by the storage means, the current relating to the amount of electron beam and the target Focusing control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on the applied voltage. Since the correlation is stored for each device, the focusing means based on (1) the voltage applied to the target or (2) the current relating to the amount of electron beam and the voltage applied to the target for each device. The focusing control means can change the applied voltage to the optimum value. As a result, it is possible to optimize and control the voltage applied to the focusing means, and thus to optimally control the X-rays.

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線発生装置のブロック図であり、図２は、ターゲットへの印加電圧（ターゲット電圧）およびフォーカス電極への印加電圧（フォーカス電圧）の数値テーブルをグラフ化した模式図であり、図３は、管電流を動かしたときのターゲットへの印加電圧（ターゲット電圧）およびフォーカス電極への印加電圧（フォーカス電圧）の数値テーブルをグラフ化した模式図である。本実施例では、Ｘ線管としてマイクロフォーカスＸ線管を例に採って説明するとともに、カソードとしてヒータなどで加熱して電子ビームを放出させる熱電子放出型を例に採って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram of an X-ray generator according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram of a numerical table of a voltage applied to a target (target voltage) and a voltage applied to a focus electrode (focus voltage). FIG. 3 is a schematic diagram in which a numerical table of the voltage applied to the target (target voltage) and the voltage applied to the focus electrode (focus voltage) when the tube current is moved is graphed. In this embodiment, a microfocus X-ray tube will be described as an example of the X-ray tube, and a thermoelectron emission type in which an electron beam is emitted by heating with a heater as a cathode will be described as an example.

図１に示すＸ線管１を備えたＸ線発生装置１０は、Ｘ線非破壊検査機器などに代表されるＸ線撮像装置に用いられ、Ｘ線管１から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器２とを備えている。Ｘ線検出器２は、例えばイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）やフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）などがある。Ｘ線管１から照射されたＸ線をＸ線検出器２が検出することで、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を撮像する。Ｘ線管１と後述するフォーカス電圧制御部２９を含むフォーカス電圧制御部２９周辺の各構成とを備えたＸ線発生装置１０は、この発明におけるＸ線発生装置に相当する。   An X-ray generator 10 having an X-ray tube 1 shown in FIG. 1 is used in an X-ray imaging apparatus typified by an X-ray non-destructive inspection device and detects X-rays emitted from the X-ray tube 1. And an X-ray detector 2. Examples of the X-ray detector 2 include an image intensifier (II) and a flat panel X-ray detector (FPD). When the X-ray detector 2 detects the X-rays emitted from the X-ray tube 1, an X-ray image is captured based on the detected X-rays. The X-ray generator 10 provided with the X-ray tube 1 and each component around the focus voltage control unit 29 including the focus voltage control unit 29 described later corresponds to the X-ray generation device in the present invention.

Ｘ線管１は、電子ビームＢを発生させるカソード１１と、カソード１１からの電子ビームＢを集束させるフォーカス電極１２と、フォーカス電極１２を通った電子ビームＢの衝突によりＸ線を発生させるターゲット１３とを備えている。本実施例では、カソード１１を接地して、カソード１１を基準にして、各電極への印加電圧を決定している。したがって、フォーカス電圧は、接地されたカソード１１から見たフォーカス電極１２への印加電圧であって、ターゲット電圧は、接地されたカソード１１から見たターゲット１３への印加電圧である。また、カソード１１から発生した電子ビーム量に関する電流は「カソード電流」とも呼ばれ、本実施例では、管電流をこのカソード電流としている。カソード１１は、この発明における電子源に相当し、フォーカス電極１２は、この発明における集束手段に相当し、ターゲット１３は、この発明におけるターゲットに相当する。また、管電流（カソード電流）は、この発明における電子ビーム量に関する電流に相当する。   The X-ray tube 1 includes a cathode 11 that generates an electron beam B, a focus electrode 12 that focuses the electron beam B from the cathode 11, and a target 13 that generates X-rays by collision of the electron beam B passing through the focus electrode 12. And. In this embodiment, the cathode 11 is grounded, and the voltage applied to each electrode is determined based on the cathode 11. Therefore, the focus voltage is an applied voltage to the focus electrode 12 as viewed from the grounded cathode 11, and the target voltage is an applied voltage to the target 13 as viewed from the grounded cathode 11. The current related to the amount of electron beam generated from the cathode 11 is also called “cathode current”. In this embodiment, the tube current is used as the cathode current. The cathode 11 corresponds to the electron source in the present invention, the focus electrode 12 corresponds to the focusing means in the present invention, and the target 13 corresponds to the target in the present invention. The tube current (cathode current) corresponds to a current related to the amount of electron beam in the present invention.

この他に、Ｘ線管１は、カソード１１とフォーカス電極１２との間にグリッド電極１４を配設している。このグリッド電極１４は上述した管電流（カソード電流）をフィードバック制御する。   In addition, the X-ray tube 1 is provided with a grid electrode 14 between the cathode 11 and the focus electrode 12. The grid electrode 14 performs feedback control of the above-described tube current (cathode current).

本実施例では、カソード１１として熱電子放出型を採用しているので、熱電子放出型であれば、カソード１１を形成する物質や形状については特に限定されない。図１では傍熱形（ディスペンサー形も含む）のカソードを用いて説明しているが、直熱形でも良い。直熱形の場合はカソードへの配線は、ヒータ（フィラメント）に接続され、ヒータがカソードとして作用する。カソード１１は、例えば、６ホウ化ランタン（ＬａＢ６）や６ホウ化セリウム（ＣｅＢ６）などで形成された単結晶あるいは焼結体のチップであってもよいし、タングステンで形成されたフィラメントであってもよいし、含浸型陰極であってもよい。上述したチップは、タングステンで形成されたフィラメントと比較すると消耗や切断に強い。また、上述した含浸型陰極は、タングステンで形成されたフィラメントと比較すると長寿命である。 In the present embodiment, since the thermoelectron emission type is adopted as the cathode 11, the material and shape forming the cathode 11 are not particularly limited as long as they are the thermoelectron emission type. In FIG. 1, description is made using an indirectly heated (including dispenser) cathode, but a directly heated cathode may also be used. In the case of the direct heating type, the wiring to the cathode is connected to a heater (filament), and the heater acts as the cathode. The cathode 11 may be, for example, a single crystal or sintered chip formed of lanthanum hexaboride (LaB 6 ), cerium hexaboride (CeB 6 ), or a filament formed of tungsten. It may be an impregnated cathode. The above-described chip is more resistant to consumption and cutting than a filament formed of tungsten. Further, the above-described impregnated cathode has a long life as compared with a filament formed of tungsten.

グリッド電極１４は、後述するグリッド電圧発生部２５に接続されており、フォーカス電極１２は、後述するフォーカス電圧発生部３０に接続されている。また、ターゲット１３は、後述するターゲット電圧発生部２７に接続されている。また、ターゲット１３は、タングステンなどで形成されている。ターゲット１３を形成する物質や形状についても、上述したタングステンに限定されない。   The grid electrode 14 is connected to a grid voltage generator 25 described later, and the focus electrode 12 is connected to a focus voltage generator 30 described later. Further, the target 13 is connected to a target voltage generation unit 27 described later. The target 13 is made of tungsten or the like. The material and shape forming the target 13 are not limited to the above-described tungsten.

これらの電極は、外囲器１５内に収容され、外囲器１５にＸ線窓１５ａを設ける。本実施例の場合には、電子ビームＢの光軸に対して直交方向にＸ線が出射され、出射されたＸ線がＸ線窓１５ａを通って取り出される。   These electrodes are accommodated in the envelope 15, and an X-ray window 15 a is provided in the envelope 15. In this embodiment, X-rays are emitted in a direction orthogonal to the optical axis of the electron beam B, and the emitted X-rays are extracted through the X-ray window 15a.

Ｘ線発生装置１０は、ヒータ電源２１と電流検出部２２と管電流設定部２３と電流制御部２４とグリッド電圧発生部２５とターゲット電圧設定部２６とターゲット電圧発生部２７と最適値テーブル２８とフォーカス電圧制御部２９とフォーカス電圧発生部３０とを備えている。フォーカス電圧制御部２９は、この発明における集束制御手段に相当する。   The X-ray generator 10 includes a heater power source 21, a current detection unit 22, a tube current setting unit 23, a current control unit 24, a grid voltage generation unit 25, a target voltage setting unit 26, a target voltage generation unit 27, and an optimum value table 28. A focus voltage control unit 29 and a focus voltage generation unit 30 are provided. The focus voltage control unit 29 corresponds to the focusing control means in this invention.

ヒータ電源２１は、カソード１１を加熱するための電源であって、加熱によってカソード１１は電子ビームＢを発生させて放出させる。電流検出部２２は、カソード１１から発生した管電流（カソード電流）を検出するように構成されている。   The heater power source 21 is a power source for heating the cathode 11, and the cathode 11 generates and emits an electron beam B by heating. The current detection unit 22 is configured to detect a tube current (cathode current) generated from the cathode 11.

管電流設定部２３は、電流制御部２４およびフォーカス電圧制御部２９に接続されており、管電流設定部２３で設定された管電流の値を電流制御部２４およびフォーカス電圧制御部２９に送り込む。電流制御部２４は、上述した電流検出部２２に接続されており、電流検出部２２で検出された管電流の値を電流制御部２４に送り込む。電流制御部２４は、管電流設定部２３で設定された管電流の値と電流検出部２２で検出された管電流の値とを比較して、その比較結果に応じてグリッド電圧発生部２５を制御する。もし、電流検出部２２で検出された管電流の値が、管電流設定部２３で設定された管電流の値よりも低くなれば、グリッド電圧発生部２５からグリッド電極１４に印加する電圧（以下、「グリッド電圧」と呼ぶ）の値を小さくする。逆に、電流検出部２２で検出された管電流の値が、管電流設定部２３で設定された管電流の値よりも高くなれば、グリッド電圧発生部２５からグリッド電極１４に印加するグリッド電圧の値を大きくする。したがって、電流検出部２２、管電流設定部２３、電流制御部２４およびグリッド電圧発生部２５を用いて、グリッド電極１４は管電流をフィードバック制御する。   The tube current setting unit 23 is connected to the current control unit 24 and the focus voltage control unit 29, and sends the tube current value set by the tube current setting unit 23 to the current control unit 24 and the focus voltage control unit 29. The current control unit 24 is connected to the above-described current detection unit 22, and sends the tube current value detected by the current detection unit 22 to the current control unit 24. The current control unit 24 compares the value of the tube current set by the tube current setting unit 23 with the value of the tube current detected by the current detection unit 22, and determines the grid voltage generation unit 25 according to the comparison result. Control. If the value of the tube current detected by the current detection unit 22 is lower than the value of the tube current set by the tube current setting unit 23, a voltage applied to the grid electrode 14 from the grid voltage generation unit 25 (hereinafter referred to as the tube current value). , Called “grid voltage”). On the contrary, if the value of the tube current detected by the current detection unit 22 is higher than the value of the tube current set by the tube current setting unit 23, the grid voltage applied from the grid voltage generation unit 25 to the grid electrode 14. Increase the value of. Therefore, the grid electrode 14 performs feedback control of the tube current using the current detection unit 22, the tube current setting unit 23, the current control unit 24, and the grid voltage generation unit 25.

ターゲット電圧設定部２６は、ターゲット電圧発生部２７およびフォーカス電圧制御部２９に接続されており、ターゲット電圧設定部２６で設定されたターゲット電圧の値をターゲット電圧発生部２７およびフォーカス電圧制御部２９に送り込む。ターゲット電圧設定部２６で設定されたターゲット電圧の値にしたがってターゲット電圧発生部２７はターゲット電圧をターゲット１３に印加すべく発生させる。   The target voltage setting unit 26 is connected to the target voltage generation unit 27 and the focus voltage control unit 29, and the target voltage value set by the target voltage setting unit 26 is sent to the target voltage generation unit 27 and the focus voltage control unit 29. Send it in. The target voltage generator 27 generates a target voltage to be applied to the target 13 according to the target voltage value set by the target voltage setting unit 26.

最適値テーブル２８は、ターゲット１３への印加電圧（ターゲット電圧）、電子ビーム量に関する電流（管電流）およびフォーカス電極１２による電子ビームＢの径を最適化するフォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）の相関関係を記憶している。本実施例では、これらの相関関係を数値テーブルとしている。数値テーブルは離散データであるので、最小自乗法などの公知の近似式を用いて、図２または図３に示すように、連続的なデータとしてグラフ化する。このようなテーブルは、Ｘ線発生装置１０のＸ線管１の特性によって異なるので、各Ｘ線発生装置１０ごと、あるいは各Ｘ線管１ごとに、予め求めて最適値テーブル２８に記憶する。最適値テーブル２８は、この発明における記憶手段に相当する。   The optimum value table 28 is a voltage applied to the focus electrode 12 (target voltage), a current related to the amount of electron beam (tube current), and a voltage applied to the focus electrode 12 that optimizes the diameter of the electron beam B by the focus electrode 12 (focus voltage). ) Is stored. In this embodiment, these correlations are used as a numerical table. Since the numerical table is discrete data, it is graphed as continuous data as shown in FIG. 2 or FIG. 3 using a known approximate expression such as the least square method. Since such a table varies depending on the characteristics of the X-ray tube 1 of the X-ray generator 10, it is obtained in advance and stored in the optimum value table 28 for each X-ray generator 10 or for each X-ray tube 1. The optimum value table 28 corresponds to the storage means in this invention.

ここで、本明細書中において「最適化」とは、電子ビームＢの径が微小になる条件の下でのターゲット電圧、管電流およびフォーカス電圧の組み合わせである。したがって、電子ビームＢの径が微小になるように、ターゲット電圧および管電流をそれぞれ変えて、そのときのフォーカス電圧をプロットする。管電流を一定にしたときのグラフは図２に示す通りになり、管電流を動かしたときのグラフは図３に示す通りになる。図２および図３では、横軸をターゲット電圧にして、縦軸をフォーカス電圧にしている。図３のように管電流をも動かしたときには、図中の１点鎖線あるいは２点鎖線のように特性が変化する。   Here, “optimization” in the present specification is a combination of a target voltage, a tube current, and a focus voltage under the condition that the diameter of the electron beam B is small. Therefore, the target voltage and the tube current are respectively changed so that the diameter of the electron beam B becomes small, and the focus voltage at that time is plotted. The graph when the tube current is made constant is as shown in FIG. 2, and the graph when the tube current is moved is as shown in FIG. 2 and 3, the horizontal axis is the target voltage, and the vertical axis is the focus voltage. When the tube current is also moved as shown in FIG. 3, the characteristics change like the one-dot chain line or the two-dot chain line in the figure.

図１の説明に戻って、最適値テーブル２８で記憶された相関関係、管電流設定部２３で設定された管電流の値、ターゲット電圧設定部２６で設定されたターゲット電圧の値に基づいて、フォーカス電圧をフォーカス電圧制御部２９は最適値に変更するようにフォーカス電圧発生部３０を制御する。フォーカス電圧制御部２９で変更された最適値にしたがってフォーカス電圧発生部３０はフォーカス電圧をフォーカス電極１２に印加すべき発生させる。   Returning to the description of FIG. 1, based on the correlation stored in the optimum value table 28, the value of the tube current set by the tube current setting unit 23, and the value of the target voltage set by the target voltage setting unit 26, The focus voltage control unit 29 controls the focus voltage generation unit 30 to change the focus voltage to an optimum value. In accordance with the optimum value changed by the focus voltage control unit 29, the focus voltage generation unit 30 generates a focus voltage to be applied to the focus electrode 12.

例えば、管電流が一定の条件の下で、ターゲット電圧設定部２６で設定されたターゲット電圧の値がＴ１のときには、図２に示すようにフォーカス電圧の最適値はＦ１となるので、フォーカス電圧制御部２９はＦ１に変更して、フォーカス電圧発生部３０はＦ１をフォーカス電極１２に印加する。また、管電流を動かした場合で、管電流設定部２３で設定された管電流の値がＩ２のときで、ターゲット電圧設定部２６で設定されたターゲット電圧の値がＴ２のときには、図３に示すようにフォーカス電圧の最適値はＦ２となるので、フォーカス電圧制御部２９はＦ２に変更して、フォーカス電圧発生部３０はＦ２をフォーカス電極１２に印加する。 For example, when the target voltage value set by the target voltage setting unit 26 is T 1 under a constant tube current condition, the optimum value of the focus voltage is F 1 as shown in FIG. the voltage control unit 29 is changed to F 1, the focus voltage generator 30 applies a F 1 to the focus electrode 12. Further, when the tube current is moved, the tube current value set by the tube current setting unit 23 is I 2 , and the target voltage value set by the target voltage setting unit 26 is T 2 , 3, since the optimum value of the focus voltage is F 2 , the focus voltage control unit 29 changes to F 2 , and the focus voltage generation unit 30 applies F 2 to the focus electrode 12.

以上のように構成されたＸ線管１を備えたＸ線発生装置１０によれば、ターゲット１３への印加電圧（ターゲット電圧）、電子ビーム量に関する電流（管電流）およびフォーカス電極１２による電子ビームＢの径を最適化するフォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）の相関関係を記憶した最適値テーブル２８と、最適値テーブル２８によって記憶された相関関係、電子ビーム量に関する電流（管電流）およびターゲット１３への印加電圧（ターゲット電圧）に基づいてフォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）を最適値に変更するように制御するフォーカス電圧制御部２９とを備える。各々の装置ごとにかかる相関関係を記憶しているので、各々の装置ごとに、電子ビーム量に関する電流（管電流）およびターゲット１３への印加電圧（ターゲット電圧）に基づいてフォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）をフォーカス電圧制御部２９は最適値に変更することができる。その結果、フォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）を最適化して制御し、ひいてはＸ線を最適に制御することができる。   According to the X-ray generator 10 including the X-ray tube 1 configured as described above, the voltage applied to the target 13 (target voltage), the current related to the amount of electron beam (tube current), and the electron beam generated by the focus electrode 12 The optimum value table 28 storing the correlation of the applied voltage (focus voltage) to the focus electrode 12 that optimizes the diameter of B, the correlation stored by the optimum value table 28, and the current (tube current) related to the electron beam amount And a focus voltage control unit 29 for controlling the applied voltage (focus voltage) to the focus electrode 12 to be changed to an optimum value based on the applied voltage (target voltage) to the target 13. Since the correlation is stored for each device, the application to the focus electrode 12 is performed for each device based on the current (tube current) related to the amount of electron beam and the voltage (target voltage) applied to the target 13. The focus voltage control unit 29 can change the voltage (focus voltage) to an optimum value. As a result, the voltage applied to the focus electrode 12 (focus voltage) can be optimized and controlled, and thus the X-ray can be optimally controlled.

また、Ｘ線発生装置１０を備えたＸ線撮像装置によれば、このＸ線発生装置においてＸ線を最適に制御することができる結果、所望に制御されたＸ線画像を精度よく撮像することができる。   In addition, according to the X-ray imaging apparatus provided with the X-ray generation apparatus 10, X-rays can be optimally controlled in this X-ray generation apparatus, and as a result, a desired controlled X-ray image can be accurately captured. Can do.

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.

（１）上述した実施例では、非破壊検査機器などの工業用装置を例に採ってＸ線撮像装置を説明したが、この発明は、Ｘ線診断装置などの医用装置にも適用することができる。   (1) In the above-described embodiments, the X-ray imaging apparatus has been described by taking an industrial apparatus such as a non-destructive inspection apparatus as an example. However, the present invention can also be applied to a medical apparatus such as an X-ray diagnostic apparatus. it can.

（２）上述した実施例では、カソードとして熱電子放出型を例に採って説明したが、電界によるトンネル効果によって電子ビームを放出させる電界放出型の電子源を備えた装置にも適用することができる。   (2) In the above-described embodiments, thermionic emission type is taken as an example of the cathode, but the present invention can also be applied to an apparatus including a field emission type electron source that emits an electron beam by a tunnel effect by an electric field. it can.

（３）上述した実施例では、この発明における集束手段はフォーカス電極１２であったが、電子ビームを集束させる手段であれば、特に限定されない。例えば、円環状に構成された集束コイルであってもよい。集束コイルの場合には、レンズ電源（図示省略）から集束コイルに電流を流すことで磁界を発生させて、光学の集束レンズと同様に集束コイルは電子ビームを集束させる。   (3) In the embodiment described above, the focusing means in the present invention is the focus electrode 12, but it is not particularly limited as long as it is a means for focusing the electron beam. For example, a focusing coil configured in an annular shape may be used. In the case of a focusing coil, a magnetic field is generated by passing a current from a lens power supply (not shown) to the focusing coil, and the focusing coil focuses an electron beam in the same manner as an optical focusing lens.

（４）上述した実施例では、電子ビームＢの光軸に対して直交方向にＸ線を反射させたが、図４に示すように電子ビームＢの光軸に沿って平行にＸ線を透過させた装置にも適用することができる。   (4) In the above-described embodiment, X-rays are reflected in a direction orthogonal to the optical axis of the electron beam B, but X-rays are transmitted in parallel along the optical axis of the electron beam B as shown in FIG. The present invention can also be applied to the apparatus.

（５）上述した実施例では、管電流をカソード電流としたが、ターゲット付近の電子ビーム量に関する電流（ターゲット電流）に例示されるように、電子ビーム量に関する電流であれば特に限定されない。   (5) In the above-described embodiments, the tube current is the cathode current. However, the current is not particularly limited as long as the current is related to the amount of electron beam as exemplified by the current related to the amount of electron beam near the target (target current).

（６）上述した実施例では、カソード１１を基準にして、各電極への印加電圧を決定したが、基準にする電極はカソードに限定されない。例えば、フォーカス電極あるいはターゲットを基準にして、各電極への印加電圧を決定してもよい。   (6) In the above-described embodiment, the voltage applied to each electrode is determined based on the cathode 11, but the reference electrode is not limited to the cathode. For example, the voltage applied to each electrode may be determined based on the focus electrode or the target.

（７）上述した実施例では、カソード１１を接地したが、接地する電極はカソードに限定されない。例えば、フォーカス電極あるいはターゲットを接地してもよい。   (7) In the embodiment described above, the cathode 11 is grounded, but the electrode to be grounded is not limited to the cathode. For example, the focus electrode or the target may be grounded.

（８）相関関係は、図２に示すようなターゲット１３への印加電圧（ターゲット電圧）およびフォーカス電極１２による電子ビームＢの径を最適化するフォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）の関係であってもよいし、図３に示すようなターゲット１３への印加電圧（ターゲット電圧）、電子ビーム量に関する電流（管電流）、およびフォーカス電極１２による電子ビームＢの径を最適化するフォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）の相関関係であってもよい。図２の場合には、相関関係およびターゲット１３への印加電圧（ターゲット電圧）に基づいてフォーカス電極１２への印加電圧（フォーカス電圧）を最適値に変更するように制御する。   (8) The correlation is the relationship between the applied voltage (target voltage) to the target 13 as shown in FIG. 2 and the applied voltage (focus voltage) to the focus electrode 12 that optimizes the diameter of the electron beam B by the focus electrode 12. The focus electrode that optimizes the voltage applied to the target 13 (target voltage), the current related to the amount of electron beam (tube current), and the diameter of the electron beam B by the focus electrode 12 as shown in FIG. 12 may be a correlation of applied voltage (focus voltage). In the case of FIG. 2, control is performed so that the applied voltage (focus voltage) to the focus electrode 12 is changed to an optimum value based on the correlation and the applied voltage (target voltage) to the target 13.

（９）上述した実施例では、相関関係は、離散的な数値テーブルを近似式などで連続的にしたグラフであったが、図５に示すように離散的な数値テーブルであってもよい。また、ターゲット電圧のみ、あるいはターゲット電圧および管電流を変数としたフォーカス電圧に関する関数式で、グラフを表して、その関数式をプログラミングして、ターゲット電圧のみ、あるいはターゲット電圧および管電流が設定されたら、そのプログラムに基づいて制御すべきフォーカス電圧の値を計算して出力するようにしてもよい。   (9) In the above-described embodiment, the correlation is a graph in which a discrete numerical table is continuous with an approximate expression or the like, but it may be a discrete numerical table as shown in FIG. Also, if the target voltage alone or the target voltage and tube current are set, the graph is expressed with a function expression related to the focus voltage with the target voltage and tube current as variables, and the function expression is programmed to set only the target voltage or the target voltage and tube current. The value of the focus voltage to be controlled based on the program may be calculated and output.

実施例に係るＸ線発生装置のブロック図である。It is a block diagram of the X-ray generator which concerns on an Example. ターゲットへの印加電圧（ターゲット電圧）およびフォーカス電極への印加電圧（フォーカス電圧）の数値テーブルをグラフ化した模式図である。It is the schematic diagram which graphed the numerical table of the applied voltage (target voltage) to a target, and the applied voltage (focus voltage) to a focus electrode. 管電流を動かしたときのターゲットへの印加電圧（ターゲット電圧）およびフォーカス電極への印加電圧（フォーカス電圧）の数値テーブルをグラフ化した模式図である。It is the schematic diagram which graphed the numerical table of the applied voltage (target voltage) to the target when moving a tube current, and the applied voltage (focus voltage) to a focus electrode. 変形例に係るＸ線発生装置のブロック図である。It is a block diagram of the X-ray generator which concerns on a modification. ターゲットへの印加電圧（ターゲット電圧）およびフォーカス電極への印加電圧（フォーカス電圧）の数値テーブルの模式図である。It is a schematic diagram of a numerical table of the voltage applied to the target (target voltage) and the voltage applied to the focus electrode (focus voltage).

符号の説明Explanation of symbols

１０ … Ｘ線発生装置
１１ … カソード
１２ … フォーカス電極
１３ … ターゲット
２８ … 最適値テーブル
２９ … フォーカス電圧制御部
Ｂ … 電子ビーム DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... X-ray generator 11 ... Cathode 12 ... Focus electrode 13 ... Target 28 ... Optimum value table 29 ... Focus voltage control part B ... Electron beam

Claims (2)

電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームを集束させる集束手段と、集束手段を通った電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットとを備えたＸ線発生装置であって、ターゲットへの印加電圧、および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備えることを特徴とするＸ線発生装置。   An X-ray generator comprising: an electron source that generates an electron beam; a focusing unit that focuses the electron beam from the electron source; and a target that generates X-rays by collision of the electron beam that passes through the focusing unit, The storage means storing the correlation between the voltage applied to the target and the voltage applied to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means, the correlation stored by the storage means, and the voltage applied to the target An X-ray generator comprising: focusing control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on it. 電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームを集束させる集束手段と、集束手段を通った電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットとを備えたＸ線発生装置であって、ターゲットへの印加電圧、電子ビーム量に関する電流および集束手段による電子ビームの径を最適化する集束手段への印加電圧の相関関係を記憶した記憶手段と、記憶手段によって記憶された相関関係、電子ビーム量に関する電流およびターゲットへの印加電圧に基づいて集束手段への印加電圧を最適値に変更するように制御する集束制御手段とを備えることを特徴とするＸ線発生装置。   An X-ray generator comprising: an electron source that generates an electron beam; a focusing unit that focuses the electron beam from the electron source; and a target that generates X-rays by collision of the electron beam that passes through the focusing unit, Storage means for storing the correlation between the voltage applied to the target, the current relating to the amount of electron beam and the voltage applied to the focusing means for optimizing the diameter of the electron beam by the focusing means, and the correlation stored by the storage means, the electron beam An X-ray generator comprising: focusing control means for controlling the applied voltage to the focusing means to be changed to an optimum value based on the current relating to the quantity and the applied voltage to the target.
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