CN112912987B - X射线发生装置和x射线摄影系统 - Google Patents

Abstract

公开的X射线发生装置具有：阴极，其包括生成电子射线的电子源；阳极，其包括透射型靶，该透射型靶能够使因电子射线的碰撞而生成的X射线在电子射线的入射方向上透过；以及聚焦电极，其使电子射线朝向透射型靶聚焦，其中，透射型靶具有厚度局部较小的第一区域，所述X射线发生装置还具有切换单元，该切换单元构成为能够使电子射线向透射型靶入射的入射位置在所一区域与第二区域之间进行切换，第二区域具有比第一区域的厚度大的厚度。

Description

X射线发生装置和X射线摄影系统

技术领域

本发明涉及一种X射线发生装置和X射线摄影系统。

背景技术

作为工业用的非破坏检查装置之一，已知有X射线摄影系统。例如，在对以半导体集成电路基板为代表的电子器件的检查中，使用具备微焦点X射线管的X射线检查装置。X射线管是通过向阳极与阴极之间施加与X射线能量相应的规定电位差的高电压并且将因该高电压而加速的电子向靶照射来使X射线从靶放出的X射线源。

X射线焦点直径越小，越是提高X射线摄影系统中的分辨率。因此，以往提出了用于将X射线焦点直径微小化的各种技术。在专利文献1中，提出了以下技术：通过在具有大到尽管电子射线照射到靶而生成X射线但是该X射线无法透射到与电子射线的照射侧相反的一侧(被靶内部吸收)的厚度的靶中设置微小的凹部(X射线低吸收率部位)，从而不管电子射线向靶入射的入射区域(电子射线的光斑)的尺寸如何，都实现基于该X射线低吸收率部位的直径尺寸的X射线焦点直径。另外，在专利文献2中提出了以下技术：在靶的电子射线照射侧设置将靶屏蔽于电子射线之外的屏蔽层，在该屏蔽层设置微小的开口部，由此无论电子射线的光斑直径如何，都实现基于该开口部的直径尺寸的X射线焦点直径。

这样，在专利文献1和专利文献2所记载的技术中，X射线发生装置的X射线焦点直径是通过在靶、靶层叠构造体预先形成的凹部、开口部的直径尺寸来规定的。因此，需要对靶、靶层叠构造体实施期望的X射线焦点直径尺寸的微细加工。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2016/125289号公报

专利文献2：日本特开2005-332623号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为不依赖于这样的凹部、开口部的尺寸而使X射线焦点直径微小化的方法，存在使电子射线向靶平面入射的入射区域(光斑)变小的方法。电子射线的光斑直径依赖于X射线射出条件(管电压和管电流)以及向聚焦电极施加的施加电压(聚焦电压)，该聚焦电极用于聚焦从包括电子源的阴极去向包括靶的阳极的电子。X射线射出条件是配合被检体来决定的，因此通过针对期望的X射线射出条件调整聚焦电压，来使电子射线的光斑直径缩小。聚焦电压的调整是通过如下来进行：在期望的X射线射出条件下对聚焦电极施加各种电压来获取X射线透射图像，对各个X射线透射图像进行图像处理并将分辨率精密地进行比较来确定分辨率最高的聚焦电压(恰好聚焦电压)。然而，该聚焦电压的调整方法是非常费工夫的。

本发明的目的在于提供一种能够易于缩小X射线焦点直径的X射线发生装置以及X射线摄影系统。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个观点，提供一种X射线发生装置，具有：阴极，其包括生成电子射线的电子源；阳极，其包括透射型靶，该透射型靶能够使因所述电子射线的碰撞而生成的X射线在所述电子射线的入射方向上透过；以及聚焦电极，其使所述电子射线朝向所述透射型靶聚焦，其中，所述透射型靶具有厚度局部较小的第一区域，所述X射线发生装置还具有切换单元，该切换单元构成为能够使所述电子射线向所述透射型靶入射的入射位置在所述第一区域与第二区域之间进行切换，所述第二区域具有比所述第一区域的厚度大的厚度。

另外，根据本发明的另一观点，提供一种X射线焦点直径的调整方法，其是X射线发生装置中的X射线焦点直径的调整方法，该X射线发生装置具有：阴极，其包括生成电子射线的电子源；阳极，其包括透射型靶，该透射型靶能够使因所述电子射线的碰撞而生成的X射线在所述电子射线的入射方向上透过；以及聚焦电极，其使所述电子射线朝向所述透射型靶聚焦，在所述调整方法中，在使所述电子射线入射到在所述透射型靶中形成的厚度局部较小的第一区域的状态下使向聚焦电极施加的施加电压发生变化，获取向所述聚焦电极施加的施加电压与从所述靶放出的X射线量的关系，基于所述关系来决定恰好聚焦电压。

发明的效果

根据本发明，能够易于缩小X射线焦点直径。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的X射线发生装置的结构例的概要截面图。

图2是示出本发明的第一实施方式的X射线发生装置的结构例的俯视图。

图3是示出本发明的第一实施方式的X射线发生装置中的靶的结构例的概要截面图。

图4是示出电子射线的光斑与焦点位置的关系的概要图。

图5是示出向聚焦电极施加的施加电压与X射线量的关系的曲线图。

图6是示出本发明的第一实施方式的X射线发生装置中的X射线焦点直径的调整方法的流程图。

图7是示出本发明的第二实施方式的X射线发生装置的结构例的俯视图。

图8是示出本发明的第三实施方式的X射线发生装置的结构例的俯视图。

图9是示出本发明的第四实施方式的X射线摄影系统的概要结构的框图。

图10是示出本发明的第四实施方式的X射线摄影系统中的X射线焦点直径的调整方法的流程图。

具体实施方式

[第一实施方式]

使用图1来说明本发明的第一实施方式的X射线发生装置的概要结构。图1是示出本实施方式的X射线发生装置的结构例的概要截面图。

如图1所示，本实施方式的X射线发生装置100具有X射线管20、驱动电路50、控制部60、电子射线偏转部70以及存储装置80。优选的是，它们之中的至少X射线管20和驱动电路50配置在收纳容器10内。为了确保在收纳容器10中配设的各部之间的绝缘耐压，能够在该收纳容器10中填充绝缘油90。作为绝缘油90，优选矿物油、硅油、氟系油等电绝缘油。也可以使用树脂来代替绝缘油。在使用了额定的管电压为100kV左右的X射线管20的X射线发生装置中，优选应用易于处理的矿物油。

X射线管20具有电子源22、栅电极24、聚焦电极26以及阳极28。阴极具有电子源22。阳极28具有阳极构件30、靶32以及靶支承体34。电子源22、栅电极24及聚焦电极26与驱动电路50连接，从驱动电路50分别施加期望的控制电压。阳极28与被保持为地电位的收纳容器10连接。

电子源22没有特别的限定，但是例如能够应用钨丝、浸渍型阴极那样的热阴极、碳纳米管等冷阴极。构成靶32的材料优选熔点高且X射线生成效率高的材料，例如能够应用钨、钽、钼以及它们的合金等。在本发明中使用的靶32是具有能够使所生成的X射线透射到与电子的照射侧相反的一侧的厚度的透射型靶。靶支承体34支承靶32，并且构成用于使X射线从靶32向外部放射的X射线透射窗。构成靶支承体34的材料优选X射线的透射性和导热性高的材料，例如能够应用金刚石。使用导热性高的材料会具有如下效果：抑制因电子射线照射引起的靶32的温度上升，从而减少靶32的劣化。

通过与阳极28之间的高电压对从电子源22放出的电子进行加速来形成电子射线，使该电子射线与设置于阳极28的靶32碰撞，由此在靶32生成X射线。从靶32放射的X射线量能够根据向靶32照射的电子射线量来控制。向靶32照射的电子射线量能够通过施加到栅电极24的栅电压来控制。另外，电子射线的光斑直径能够通过施加到聚焦电极26的聚焦电压来控制。

电子射线偏转部70设置在X射线管20的管外(外侧)且阴极与阳极28之间。例如，电子射线偏转部70设置在聚焦电极26与靶32之间。而且，电子射线偏转部70构成为具备使磁场作用于在X射线管20的内部生成的电子射线来使向靶32入射的电子射线的轨道偏转的功能，从而能够切换电子射线的入射位置。电子射线偏转部70可以是永磁体，也可以是电磁体。例如，可以如图1所示，电子射线偏转部70具备两个永磁体，两个永磁体以使一个永磁体的S极与另一个永磁体的N极在管直径方向上相对的方式配置在X射线管20的周围。或者，电子射线偏转部70也可以是以使磁极朝向管直径方向的方式配置在X射线管20的周围的一个永磁体。

此外，电子射线偏转部70只要能使电子射线入射到靶32的位置在两个地点之间进行切换，可以是任意的结构。例如，电子射线偏转部70可以以可装卸的方式构成，或者也可以以可旋转的方式构成。例如，在电子射线偏转部70为永磁体的情况下，电子射线偏转部70可以构成为：通过螺纹或弹簧固定而能够相对于X射线发生装置100进行拆卸。在电子射线偏转部70为电磁体的情况下，可以构成为能够接通/断开使电流流向电磁体的电源。也可以将电子射线偏转部70构成为：电子射线偏转部70具备具有马达等的旋转机构、移动机构等，由此能够改变作用于电子射线的电子射线偏转部70的磁场的强度、方向。

驱动电路50包括高电压发生电路、电子源驱动电路、栅电压控制电路、聚焦电压控制电路(均未图示)等。高电压发生电路用于生成向X射线管20的阳极28与阴极(电子源22)之间施加的高电压。电子源驱动电路用于控制向电子源22供给的电压、电流。栅电压控制电路用于控制向栅电极24供给的栅电压。聚焦电压控制电路用于控制向聚焦电极26供给的聚焦电压。控制部60与驱动电路50连接。控制部60向驱动电路50供给用于控制高电压发生电路、电子源驱动电路、栅电压控制电路、聚焦电压控制电路、电子射线偏转部70(也可以具备旋转机构、移动机构)等的控制信号。存储装置80保存有将各种X射线射出条件与该条件下的恰好聚焦电压相关联地记录而得到的电压表。

接着，使用图2和图3来说明第一实施方式的X射线发生装置中的特征性的构造。图2是示出第一实施方式的X射线发生装置100的构造的俯视图。在图2中，示出了与电子射线的行进方向(Z轴方向)垂直的面(与X-Y面平行的面)上的第一实施方式的X射线发生装置100的俯视图。图1的X射线管20的部分的截面图相当于图2的A-A’线截面图。

第一实施方式中的X射线发生装置100中设置的靶32具有厚度局部较小的薄膜部36。而且，该薄膜部36位于聚焦电极26的中心轴(光轴)的延长线上。

并且，第一实施方式中的X射线发生装置100具有电子射线偏转部70，该电子射线偏转部70构成为能够在不使磁场作用于朝向靶32的电子射线的状态与使磁场作用于朝向靶32的电子射线的状态之间进行切换。由于薄膜部36位于聚焦电极26的中心轴(光轴)的延长线上，因此在电子射线偏转部70不使磁场作用于由聚焦电极26聚焦后的电子射线的情况下，由聚焦电极26聚焦后的电子射线向靶32的薄膜部36入射。另一方面，在电子射线偏转部70使磁场作用于由聚焦电极26聚焦后的电子射线的情况下，电子射线受到洛伦兹力而进行偏转，向电子射线照射部42入射。换言之，电子射线偏转部70是使电子射线向靶32入射的入射位置在第一区域(薄膜部36)与第二区域(电子射线照射部42)之间切换的切换单元，第一区域为在靶32中厚度局部较小的区域，第二区域为在靶32中与第一区域不同的区域。

电子射线偏转部70只要能使电子射线的入射位置在两个地点(薄膜部36和电子射线照射部42)之间进行切换，可以是任意的结构，例如是电磁体。作为其它的例子，电子射线偏转部70也可以是构成为通过螺纹或弹簧卡止而能够相对于X射线发生装置100进行装卸的永磁体。在图1中示出了具备两个永磁体的电子射线偏转部70。两个永磁体以使一个永磁体的S极与另一个永磁体的N极在管直径方向上相对的方式配置在X射线管20的周围。此外，在X射线管20的周围配置的永磁体也可以仅为一个。作为其它的例子，也可以在电子射线偏转部70与X射线管20之间设置以可配置/除去的方式构成的用于屏蔽磁场的屏蔽板。

图3是示出具有电子射线照射部42和薄膜部36的靶32的结构例的截面图。电子射线照射部42具有X射线能够在电子射线的入射方向上透过的膜厚度、即能够将X射线引出到与电子射线的入射面相反的一侧的靶支承体34侧的膜厚度。电子射线照射部42的膜厚度例如是10微米以下，更优选是5微米以下。另一方面，薄膜部36只要构成为与电子射线照射部42相比靶32的膜厚度变薄即可，没有特别的限定。例如图3的(a)和图3的(b)所示，薄膜部36能够由设置于靶32的凹部38构成。在图3中，凹部38形成在与靶支承体34相对的一侧，但是凹部38也可以存在于靶支承体34侧，也可以存在于两侧。另外，如图3的(c)和图3的(d)所示，薄膜部36能够由设置于靶32的贯通孔40构成。贯通孔40相当于靶32的薄膜部36的膜厚度为0的情况。

优选的是，本发明的靶32在薄膜部36处的厚度朝向薄膜部36的重心(中心轴)连续性或者阶段性地减少。由于薄膜部36具有这样的厚度，因此下述详细地说明的聚焦电压与X射线量的关系变得清楚，更易于确定恰好聚焦电压。另外，优选的是，薄膜部36的形状相对于中心轴是旋转对称的。例如图3的(a)和图3的(c)所示，薄膜部36能够由矩形形状的凹部38或贯通孔40构成。或者，如图3的(b)和图3的(d)所示，薄膜部36能够由大致球面形状的凹部38或贯通孔40构成。

靶32的薄膜部36可以在装配X射线发生装置之前通过机械性的加工来预先形成于靶32，或者也可以在装配X射线发生装置之后通过有意地向靶32过量地照射电子射线来形成。本发明的薄膜部36如下述详细地说明那样不会直接规定X射线焦点直径，因此薄膜部36的直径(面积)可以大于期望的电子射线的光斑直径(面积)，也可以小于期望的电子射线的光斑直径(面积)。因此，不需要现有技术的在靶32、靶层叠构造体形成直接规定X射线焦点直径的凹部、开口部的精密的微细加工。

接着，使用图4至图6来说明本发明的X射线焦点直径的调整方法的概念。

本发明中的靶32具有X射线能够在电子射线的入射方向上透过的膜厚度、即能够将X射线引出到与电子射线的入射面相反的一侧的靶支承体34侧的膜厚度。在使用这样的靶32的情况下，从X射线管20放出的X射线的焦点直径依赖于入射到靶32的电子射线的光斑直径而发生变化。即，电子射线的光斑直径越大则X射线焦点直径越大，电子射线的光斑直径越小则X射线焦点直径越小。为了使X射线焦点直径变小，需要使入射到靶32的电子射线的光斑直径变小。而且，电子射线的光斑直径在电子射线的焦点位于靶32上的状态下最小。

图4是示出使用本发明的第一实施方式的X射线发生装置100在电子射线偏转部70不使磁场作用于电子射线的状态下向聚焦电极26施加了不同的聚焦电压的情况下电子射线44的焦点位置不同的示意图。图4的(a)是在聚焦电压为A的情况下，电子射线44的焦点位于比靶32更靠电子源22侧的位置(过聚焦的状态)。图4的(b)是在聚焦电压为B(恰好聚焦电压)的情况下电子射线44的焦点位于靶32上(恰好聚焦的状态)。图4的(c)是在聚焦电压为C的情况下，电子射线44的焦点位于比靶32更远离电子源22的场所(欠聚焦的状态)。

在聚焦电压为B的情况(恰好聚焦的状态)下，与聚焦电压为A或C的情况相比，薄膜部36在电子射线的光斑中所占的比例变多。薄膜部36是在靶32中设置有凹部38或贯通孔40的区域，薄膜部36处的靶原子的量少于薄膜部36周围的区域处的靶原子的量。因而，随着聚焦电压接近B(恰好聚焦电压)，从靶32放出的X射线量减少。

图5的(a)是示出使用本发明的第一实施方式的X射线发生装置100在电子射线偏转部70不使磁场作用于电子射线的状态(即，以使电子射线入射到靶32的薄膜部36的方式固定了电子射线轨道(电子射线的中心轴)的状态)下从靶32放出的X射线量与施加到聚焦电极26的聚焦电压的关系的一例的曲线图。如上述说明的那样，随着聚焦电压接近B(恰好聚焦电压)，从靶32放出的X射线量减少。这是因为，电子射线的光斑越小，薄膜部36在电子射线的光斑中所占的比例越大。当靶32在薄膜部36处的厚度朝向薄膜部36的重心(中心轴)连续性或者阶段性地减少时，在恰好聚焦电压附近处的X射线量的变化量变得更大，能够更易于确定恰好聚焦电压。

另一方面，图5的(b)是作为比较例而示出在电子射线入射到具有固定的厚度的靶(即，未形成薄膜部36的靶)32的状态下从靶32放出的X射线量与施加到聚焦电极26的聚焦电压的关系的曲线图。在该情况下，从靶32放出的X射线量不管聚焦电压如何都为固定。

因而，使在将电子射线入射到靶32的薄膜部36时放出的X射线量最小化的聚焦电压是使电子射线的光斑直径最小化同时使X射线焦点直径最小化的恰好聚焦电压。

也就是说，本发明中的X射线焦点直径的调整方法如下。图6是示出本实施方式的X射线发生装置中的X射线焦点直径的调整方法的流程图。首先，使电子射线入射到靶32的薄膜部36(步骤S101)。接着，向聚焦电极26施加多个聚焦电压，通过设置于X射线发生装置100的外部的X射线检测器(剂量计等)测定从X射线发生装置100放出的各X射线量。然后，将多个与聚焦电压有关的信息以及多个与对应的X射线量有关的信息获取为多个相关联的信息(步骤S102)。基于多个相关联的信息来确定使X射线量最小化的聚焦电压作为恰好聚焦电压(步骤S103)。也可以在确定恰好聚焦电压时，基于多个相关联的信息获取聚焦电压与X射线量的关系，来计算恰好聚焦电压。

由于第一实施方式的薄膜部36位于聚焦电极26的中心轴(光轴)的延长线上，因此在将电子射线的入射位置切换为薄膜部36时，例如可以通过从X射线发生装置100拆卸永磁体来进行，也可以通过将施加到电磁体的电流停止来进行。

通常，在X射线发生装置中保存有将各种X射线射出条件与该条件下的恰好聚焦电压相关联地记录而得到的电压表。以往，为了制作该电压表，需要在各种X射线射出条件下获取聚焦电压不同的多个X射线透射图像，对各个X透射图像进行图像处理并将分辨率精密地进行比较来确定分辨率最高的恰好聚焦电压。

相对于此，在第一实施方式的X射线发生装置100中，对于各个X射线射出条件，只要发现使在将电子射线入射到靶32的薄膜部36时放出的X射线量最少的聚焦电压即可。因而，在第一实施方式的X射线发生装置100中，在制作电压表时不需要高精度的图像处理，能够将电压表的制作简化。

另外，由于电压表的制作变得容易，因此也能够定期地更新电压表。由此，即使恰好聚焦电压因装置的未预期的随时间经过的变化而发生变化，也能够长期地维持高分辨率。

另一方面，在使用第一实施方式的X射线发生装置来进行X射线摄影等时(X射线生成模式)，从电子源22放出的电子射线被电子射线偏转部70偏转，将电子射线的入射位置切换为靶32的电子射线照射部42(即，以使电子射线入射到靶32的薄膜部36的方式固定电子射线轨道(电子射线的中心轴))。另外，控制部60参照存储装置80中保存的电压表，来向聚焦电极26施加与规定的X射线射出条件相应的恰好聚焦电压。

此外，在本实施方式中，例示了将不利用电子射线偏转部70进行偏转的状态的电子射线照射到薄膜部36、并且将利用电子射线偏转部70进行了偏转的电子射线照射到电子射线照射部42的情况，但是照射电子射线的区域也可以相反。

这样，根据本实施方式，能够易于缩小X射线焦点直径。

[第二实施方式]

使用图7来说明本发明的第二实施方式的X射线发生装置。对与第一实施方式的X射线发生装置相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略说明或者使说明简洁。图7是示出本实施方式的X射线发生装置的结构例的俯视图。

在第一实施方式中，通过是否使磁场作用于由聚焦电极26聚焦后的电子射线，来切换电子射线向靶32入射的入射位置。在第二实施方式中，说明通过改变作用于电子射线的磁场的方向来切换电子射线向靶32入射的入射位置的实施方式。

第二实施方式的电子射线偏转部70构成为能够使为了将电子射线偏转而施加的磁场的方向以聚焦电极26的中心轴(光轴)为轴进行旋转。例如，隔着X射线管20相对的一对电子射线偏转部70能够具备具有马达等的旋转机构，以使所述一对电子射线偏转部70以聚焦电极26的中心轴为轴进行旋转。通过这样构成，能够使在一对电子射线偏转部70之间产生的磁场的方向以聚焦电极26的中心轴为轴进行旋转。在图7中，例示了隔着X射线管20相对的一对电子射线偏转部70构成为以聚焦电极26的中心轴为轴且以30度为步长进行旋转的情况。

在电子射线偏转部70处于图7所示的位置时，从电子源22放出的电子射线受到洛伦兹力而进行偏转，入射到靶32的电子射线照射部42。该电子射线照射部42根据电子射线偏转部70的位置而发生变化。如图7中●记号和○记号所示，在电子射线偏转部70构成为以30度为步长进行旋转的情况下，电子射线照射部42的位置也位于以聚焦电极26的中心轴为轴且以30度为步长进行旋转后的部位。

在第二实施方式中，在随着电子射线偏转部70旋转而电子射线能够入射的任意部位设置厚度局部较薄的薄膜部36。例如，在图7的例子中，将在使电子射线偏转部70移动到电子射线偏转部70’的位置时电子射线入射的位置设为薄膜部36。

通过这样构成靶32，仅通过变更由电子射线偏转部70施加到电子射线的磁场的方向，就能够容易地使电子射线入射的位置在薄膜部36与电子射线照射部42之间进行切换。另外，在因长时间的使用而靶32的电子射线照射部42劣化(即，膜厚度减少)的情况下，也可以将劣化的电子射线照射部42用作新的薄膜部36。在该情况下，将由电子射线偏转部70偏转后的电子射线能够入射的未劣化的靶区域设定为新的电子射线照射部42。而且，仅通过变更由电子射线偏转部70施加的磁场的方向，就能够将电子射线的入射位置切换为新的电子射线照射部42。

此外，在本实施方式中，示出了通过永磁体构成电子射线偏转部70并且使用旋转机构使电子射线偏转部70旋转的例子，但是也可以通过电磁体构成电子射线偏转部70。另外，也可以配置多组由电磁体构成的电子射线偏转部70，向任意的电磁体进行通电来形成期望方向的磁场，以代替使电子射线偏转部70旋转。

这样，在第二实施方式中，也能够以与第一实施方式同样的原理在不进行高精度的图像处理的情况下易于缩小X射线焦点直径。

[第三实施方式]

在第一实施方式中，通过是否使磁场作用于由聚焦电极26聚焦后的电子射线，来切换电子射线向靶32入射的入射位置。另外，在第二实施方式中，通过改变作用于电子射线的磁场的方向，来切换电子射线向靶32入射的入射位置。在第三实施方式中，说明通过改变作用于电子射线的磁场的大小来切换电子射线向靶32入射的入射位置的实施方式。

第三实施方式的电子射线偏转部70构成为能够变更为了将电子射线偏转而施加的磁场的大小。例如，通过使施加到电磁体的电流发生变化或者使所设置的永磁体的数量发生变化，能够使作用于电子射线的磁场的大小发生变化。即，在通过永磁体构成电子射线偏转部70的情况下，通过增加永磁体的数量，能够使作用于电子射线的磁场的大小变大。在通过电磁体构成电子射线偏转部70的情况下，通过增加施加到电磁体的电流，能够使作用于电子射线的磁场的大小变大。通过使作用于电子射线的磁场的大小变大，从而电子受到的洛伦兹力也变大，电子射线的偏转量变得更大。

图8示意性地示出在使由电子射线偏转部70施加的磁场变化为第一大小和不同于第一大小的第二大小的情况下的电子射线向靶32照射的照射位置。在图8中，示出了通过将作用于电子射线的磁场设定为第一大小来使电子射线入射到薄膜部36、并且通过将作用于电子射线的磁场设定为大于第一大小的第二大小来使电子射线入射到电子射线照射部42的例子。在该情况下，薄膜部36位于比电子射线照射部42更接近聚焦电极26的中心轴的一侧的位置。

也可以设为：通过将作用于电子射线的磁场设定为第一大小来使电子射线入射到薄膜部36，并且通过将作用于电子射线的磁场设定为小于第一大小的第二大小来使电子射线入射到电子射线照射部42。在该情况下，薄膜部36位于比电子射线照射部42更远离聚焦电极26的中心轴的一侧的位置。

通过这样构成靶32，仅通过变更由电子射线偏转部70施加于电子射线的磁场的大小，就能够容易地使电子射线入射的位置在薄膜部36与电子射线照射部42之间进行切换。

这样，在第三实施方式中，也能够以与第一实施方式同样的原理在不进行高精度的图像处理的情况下易于缩小X射线焦点直径。

[第四实施方式]

使用图9和图10来说明本发明的第四实施方式的X射线摄影系统。对与第一实施方式和第二实施方式的X射线发生装置相同的结构要素标注相同的附图标记，并省略说明或者使说明简洁。

首先，使用图9来说明本实施方式的X射线摄影系统的概要结构。图9是示出本实施方式的X射线摄影系统的概要结构的框图。

如图9所示，本实施方式的X射线摄影系统200具有X射线发生装置100、X射线检测装置110、信息获取部120、系统控制装置130以及显示装置140。X射线发生装置100是第一实施方式或第二实施方式的X射线发生装置，具有X射线管20、驱动电路50、控制部60以及存储装置80。控制部60除了具备第一实施方式和第二实施方式中说明的功能之外，还具备作为接收包括X射线检测装置110获取到的与X射线量有关的信息的信息的接收部的功能。X射线检测装置110具有X射线检测器112。

系统控制装置130与X射线发生装置100的控制部60、X射线检测装置110的X射线检测器112、信息获取部120及显示装置140连接。

接着，说明第四实施方式的X射线摄影系统的特征性的构造。第四实施方式的X射线摄影系统具有信息获取部120。信息获取部120具有将施加到聚焦电极26的聚焦电压和在施加该聚焦电压时由X射线检测器112检测到的X射线量获取为相关联的信息的功能。信息获取部120只要具有该功能，可以为任意的结构。例如图9所示，信息获取部120可以是与X射线发生装置100、X射线检测装置110及系统控制装置130的各装置连接的独立的结构要素，也可以是X射线发生装置100、X射线检测装置110及系统控制装置130中的任一个装置的一部分。

接着，使用图9来说明本实施方式的X射线摄影系统200的动作的概要。

系统控制装置130控制包括X射线发生装置100、X射线检测装置110及信息获取部120的系统整体。X射线发生装置100的控制部60根据来自系统控制装置130的指示来控制驱动电路50从而向X射线管20输出各种控制信号。例如，系统控制装置130对控制部60提供与X射线射出条件(例如，管电压和管电流)有关的信息。接收到与X射线射出条件有关的信息的控制部60参照存储装置80中保存的电压表，来获取从系统控制装置130提供的X射线射出条件下的恰好聚焦电压。控制部60控制驱动电路50来向X射线管20输出与X射线射出条件相应的管电压、从电压表获取到的恰好聚焦电压等的各种驱动信号。由此，能够控制从X射线发生装置100射出的X射线的放出状态。

从X射线发生装置100射出的X射线104透过被检体106而被X射线检测器112检测。X射线检测器112只要能够测定从X射线发生装置100放射的X射线的量(照射剂量、吸收剂量、剂量当量、放射能等)来作为二维信息，可以为任意的方式。X射线检测器112具备多个未图示的检测元件(例如剂量计、计数管)，获取透射X射线像。或者，也可以使用具备图像增强器、摄像机等的X射线检测器112来获取与X射线量有关的信息，X射线检测器112将获取到的透射X射线像转换为图像信号并将该图像信号输出。也可以在X射线管20与被检体106之间配置未图示的狭缝、准直器等，以抑制不需要的X射线的照射。

X射线检测器112基于系统控制装置130的控制来向图像信号实施规定的信号处理，将处理后的图像信号向系统控制装置130输出。系统控制装置130基于处理后的图像信号来将显示信号向显示装置140输出，以使图像显示在显示装置140中。显示装置140基于显示信号将被检体106的摄影图像显示在屏幕中。

接着，使用图9和图10来说明本实施方式的X射线摄影系统200中的X射线焦点直径的调整方法。图10是示出本实施方式的X射线摄影系统中的X射线焦点直径的调整方法的流程图。

本实施方式的X射线摄影系统200中的X射线焦点直径的调整方法能够通过X射线发生装置100的控制部60按照例如图10所示的流程图执行来实现，或者通过系统控制装置130经由控制部60按照例如图10所示的流程图执行来实现。图10的流程图所示的各步骤能够通过在控制部60、系统控制装置130中安装电路部件来在硬件上实现，该电路部件是编入了程序的LSI等硬件部件。或者，也能够通过使构成控制部60或系统控制装置130的计算机执行程序来在软件上实现，该程序用于执行图10的流程图所示的各步骤。

或者，也可以构成为：使上述程序记录于记录介质，读出该记录介质中记录的程序作为代码，在计算机中执行该程序。即，计算机可读取的记录介质也包含于本实施方式的范围内。另外，记录有上述的程序的记录介质不用说，该程序自身也包含于本实施方式的范围内。作为该记录介质，例如能够使用floppy(注册商标)盘、硬盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、磁带、非易失性存储卡、ROM。另外，不限于由该记录介质中记录的程序单体执行处理，与其它软件、扩展板的功能共同地在OS上进行动作来执行处理也包含于本实施方式的范畴内。

系统控制装置130根据来自用户的指示或者在满足了规定条件的时刻向X射线焦点直径的调整模式转移。系统控制装置130将表示转移到了X射线焦点直径的调整模式的信息向X射线发生装置100的控制部60和X射线检测装置110通知。

作为规定的条件，例如列举出被照射电子射线的靶32的一个部位处的累积照射时间经过了规定时间、X射线量为规定的值以下等。这样，通过构成为定期地自动转移到X射线焦点直径的调整模式，能够更长期地维持高分辨率。

控制部60通过接收来自系统控制装置130的信息，来探测转移到了X射线焦点直径的调整模式(步骤S201)。

探测到转移到了X射线焦点直径的调整模式的控制部60控制电子射线偏转部70，以使从电子源22放出的电子射线入射到靶32的包括薄膜部36的区域(步骤S202)。

接着，控制部60将施加到聚焦电极26的聚焦电压的电压值设定为多个值，并且控制驱动电路50以在各个电压值下从X射线管20射出X射线。例如，在由系统控制装置130指定的X射线射出条件(管电流和管电压)下，控制部60将施加到聚焦电极26的聚焦电压的电压值设定为多个值。与控制部60针对驱动电路50设定的聚焦电压有关的信息被送至信息获取部120。

X射线检测装置110的X射线检测器112检测因入射到靶32的薄膜部36的电子射线而从X射线发生装置100放出的X射线。X射线检测装置110将X射线检测器112检测到的与X射线量有关的信息向信息获取部120发送。

信息获取部120将从控制部60接收到的与聚焦电压有关的信息以及从X射线检测装置110接收到的与X射线量有关的信息获取为彼此相关联的信息(步骤S203)。即，信息获取部120将与聚焦电压的电压值有关的信息以及与在此时获得的X射线量有关的信息进行相关联。信息获取部120或系统控制装置130从将电压值与X射线量相关联的信息中确定使X射线量最小的电压值。也可以通过从多个信息获取聚焦电压与X射线量的关系并基于该关系计算能够使X射线量最小的电压值来确定该电压值(步骤S204)。这样确定出的电压值是使电子射线的光斑直径最小的电压值，同时也是使X射线焦点直径最小的电压值(恰好聚焦电压值)。

控制部60将施加到聚焦电极26的聚焦电压设定为在步骤S104中决定出的恰好聚焦电压值。由此，能够将入射到靶32的电子射线的光斑直径优化。

能够将这样决定出的恰好聚焦电压值与X射线射出条件进行关联并且以电压表的形式保存于X射线发生装置100的存储装置80。或者，也可以利用新获取到的恰好聚焦电压值更新已经保存的电压表。

接着，说明对被检体106的透射X射线像进行拍摄的摄影模式。系统控制装置130根据来自用户的指示或者在满足了规定条件的时刻(X射线焦点直径的调整模式结束等)，使X射线摄影系统200转移到摄影模式。系统控制装置130将表示转移到了摄影模式的信息向X射线发生装置100的控制部60通知。探测到转移到了摄影模式的控制部60控制电子射线偏转部70，以使从电子源22放出的电子射线入射到靶32的电子射线照射部42。

控制部60参照存储装置80中保存的电压表来选择与规定的X射线射出条件相应的恰好聚焦电压，并借助驱动电路50来控制X射线管20。由此，能够将向靶32入射的电子射线的光斑直径优化，能够将从X射线管20放射的X射线的焦点直径微小化。

这样，根据本实施方式，能够在不耗费图像处理等工夫的情况下易于缩小X射线焦点直径。由此，能够易于实现分辨率高的透射X射线像的摄影。

[变形实施方式]

本发明不限于上述实施方式，能够进行各种变形。

例如，将任一个实施方式的一部分结构追加到其它实施方式而得到的例子、将任一个实施方式的一部分结构置换为其它实施方式的一部分结构而得到的例子也是本发明的实施方式。

上述实施方式均只不过示出了在实施本发明时的具体化的例子，本发明的保护范围不应被这些实施方式限定地解释。即，本发明能够在不超出其技术思想或其主要特征的情况下以各种形式进行实施。

附图标记说明

10：收纳容器；20：X射线管；22：电子源；24：栅电极；26：聚焦电极；28：阳极；30：阳极构件；32：靶；34：靶支承体；36：薄膜部；38：凹部；40：贯通孔；42：电子射线照射部；44：电子射线；50：驱动电路；60：控制部；70：电子射线偏转部；80：存储装置；90：绝缘油；100：X射线发生装置；110：X射线检测装置；112：X射线检测元件；120：信息获取部；130：系统控制装置；140：显示部；200：X射线摄影系统。

Claims (21)

1.一种X射线发生装置，具有：阴极，其包括生成电子射线的电子源；阳极，其包括透射型靶，该透射型靶能够使因所述电子射线的碰撞而生成的X射线在所述电子射线的入射方向上透过；以及聚焦电极，其使所述电子射线朝向所述透射型靶聚焦，所述X射线发生装置的特征在于，

所述透射型靶具有厚度局部较小的第一区域以及第二区域，该第二区域具有比所述第一区域的厚度大的厚度，

所述X射线发生装置还具有电子射线偏转部，该电子射线偏转部构成为能够使所述电子射线向所述透射型靶入射的入射位置在所述第一区域与所述第二区域之间进行切换，

所述电子射线偏转部具有进行X射线焦点直径的调整的调整模式、以及生成X射线的X射线生成模式，在所述调整模式下使所述电子射线入射到所述第一区域，在所述X射线生成模式下使所述电子射线入射到所述第二区域。

2.根据权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述第一区域定位在所述聚焦电极的中心轴的延长线上。

3.根据权利要求1或2所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述电子射线偏转部构成为通过是否向所述电子射线施加磁场，来使所述电子射线向所述透射型靶入射的入射位置在所述第一区域与所述第二区域之间进行切换。

4.根据权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述第一区域和所述第二区域定位在所述聚焦电极的中心轴的同心圆上。

5.根据权利要求1或4所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述电子射线偏转部构成为通过使第一方向的磁场作用于所述电子射线来使所述电子射线入射到所述第一区域，通过使与所述第一方向不同的第二方向的磁场作用于所述电子射线来使所述电子射线入射到所述第二区域。

6.根据权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述电子射线偏转部构成为通过使第一大小的磁场作用于所述电子射线来使所述电子射线入射到所述第一区域，通过使与所述第一大小不同的第二大小的磁场作用于所述电子射线来使所述电子射线入射到所述第二区域。

7.根据权利要求1或2所述的X射线发生装置，其特征在于，

还具有信息获取部，该信息获取部将与向所述聚焦电极施加的电压有关的信息以及与从所述透射型靶放出的X射线量有关的信息获取为相关联的信息。

8.根据权利要求1或2所述的X射线发生装置，其特征在于，

能够更新按每个X射线射出条件记录了恰好聚焦电压的电压表。

9.根据权利要求1或2所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述第一区域是凹部或贯通孔。

10.根据权利要求1或2所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述第一区域的厚度朝向所述第一区域的重心连续性或阶段性地减少。

11.根据权利要求1或2所述的X射线发生装置，其特征在于，

所述第二区域的因所述电子射线入射而向所述X射线发生装置之外放出的X射线量比所述第一区域的因所述电子射线入射而向所述X射线发生装置之外放出的X射线量大。

12.根据权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，

向所述X射线生成模式下的所述聚焦电极施加的电压为根据在所述调整模式下从所述透射型靶放出的X射线量确定的恰好聚焦电压。

13.一种X射线摄影系统，其特征在于，具有：

根据权利要求1至6中的任一项所述的X射线发生装置；

X射线检测装置，其检测从所述X射线发生装置放射的X射线量；

信息获取部，其将与向所述聚焦电极施加的电压有关的信息以及从所述X射线检测装置供给的与X射线量有关的信息获取为相关联的信息。

14.根据权利要求13所述的X射线摄影系统，其特征在于，

具有进行X射线焦点直径的调整的调整模式，

在所述调整模式下，所述电子射线偏转部使所述电子射线入射到所述第一区域，所述信息获取部从多个所述相关联的信息获取所述电压与所述X射线量的关系，基于所述关系来决定恰好聚焦电压。

15.根据权利要求14所述的X射线摄影系统，其特征在于，所述X射线发生装置还具有：

电压表，其记录有每个X射线射出条件的恰好聚焦电压；以及

控制部，其基于所述电压表来决定施加到所述聚焦电极的电压。

16.根据权利要求15所述的X射线摄影系统，其特征在于，

所述X射线发生装置基于所述信息获取部获取到的信息来更新所述电压表。

17.根据权利要求13至16中的任一项所述的X射线摄影系统，其特征在于，

具有拍摄被检体的透射X射线像的摄影模式，

在所述摄影模式下，所述电子射线偏转部通过使所述电子射线入射到所述第二区域来生成X射线，所述X射线检测装置对从所述X射线发生装置放出后透过了被检体的X射线进行检测。

18.一种X射线焦点直径的调整方法，其是X射线发生装置中的X射线焦点直径的调整方法，该X射线发生装置具有：阴极，其包括生成电子射线的电子源；阳极，其包括透射型靶，该透射型靶能够使因所述电子射线的碰撞而生成的X射线在所述电子射线的入射方向上透过；以及聚焦电极，其使所述电子射线朝向所述透射型靶聚焦，所述调整方法的特征在于，

在使所述电子射线入射到在所述透射型靶中形成的厚度局部较小的第一区域的状态下使向所述聚焦电极施加的施加电压发生变化，

获取向所述聚焦电极施加的施加电压与从所述透射型靶放出的X射线量的关系，基于所述关系来决定恰好聚焦电压。

19.根据权利要求18所述的X射线焦点直径的调整方法，其特征在于，

每当所述电子射线向所述透射型靶的具有比所述第一区域的厚度大的厚度的第二区域的累积照射时间经过规定时间时，更新所述恰好聚焦电压。

20.根据权利要求18或19所述的X射线焦点直径的调整方法，其特征在于，

在从所述透射型靶的具有比所述第一区域的厚度大的厚度的第二区域生成的X射线量为规定的量以下的情况下，更新所述恰好聚焦电压。

21.一种计算机可读取的记录介质，其记录有使计算机执行根据权利要求18至20中的任一项所述的X射线焦点直径的调整方法的程序。

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