DE69932647T2

DE69932647T2 - Röntgenstrahlen-Erzeugungsgerät

Info

Publication number: DE69932647T2
Application number: DE69932647T
Authority: DE
Inventors: c/o Hamamatsu Photonics K.K. Yutaka Hamamatsu-shi Ochiai; c/o Hamamatsu Photonics K.K. Tutomu Hamamatsu-shi Inazuru
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1999-02-05
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2019-02-06
Also published as: EP1052675A4; EP1335401B1; EP1335401A2; US20050147207A1; WO1999040606A1; EP1052675B1; EP1699069A3; EP1699069B1; EP1699069A2; DE69913491T2; DE69913491D1; KR20010040658A; AU2186899A; EP1335401A3; JPH11224624A; US6856671B2; KR100694938B1; JP4574755B2; US20030068013A1; US6490341B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Röntgenröhre zum Erzeugen von Röntgenstrahlen, einen Röntgengenerator und ein Untersuchungssystem für ein mit deren Hilfe zu untersuchendes Objekt.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine bekannte konventionelle Röntgenröhre enthält eine Elektronenkanone zum Emittieren von Elektronen und ein Target zum Erzeugen von Röntgenstrahlen als Reaktion auf die Elektronen, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 7-296751 beschrieben wird. Andererseits enthält ein bekannter konventioneller Röntgengenerator eine Röntgenröhre, eine Treiberschaltung für die Röntgenröhre und dergleichen, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 7-29532 beschrieben wird.
Eine solche Röntgenröhre und ein solcher Röntgengenerator werden hauptsächlich für die zerstörungsfreie/berührungsfreie Betrachtung interner Strukturen von Objekten und dergleichen verwendet, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. HEI 6-315152 beschrieben wird. Ein zu untersuchendes Objekt wird beispielsweise mit Röntgenstrahlen bestrahlt, die von der Röntgenröhre und dem Röntgengenerator emittiert werden, und die durch das Objekt geleiteten Röntgenstrahlen werden von einem Röntgenstrahl-/Fluoreszenzvervielfacher (einer Bildverstärkerröhre) oder dergleichen erfasst. Dann wird das entstandene vergrößerte Durchdringungsbild des Objektes betrachtet, wodurch die zerstörungsfreie/berührungsfreie Betrachtung der internen Struktur des Objektes möglich wird.
Wie in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. HEI 6-94650 und HEI 6-18450 beschrieben ist, wird bei einer solchen Untersuchung des zu untersuchenden Objektes im All gemeinen eine Technik eingesetzt, bei der das Objekt um eine Achse gedreht wird, die senkrecht zu der Richtung verläuft, in der die Röntgenstrahlen emittiert werden, um die Ausrichtung des Objektes zu verändern, wodurch eine fehlerhafte Stelle genau bestimmt wird.
Andererseits wird das Vergrößerungsverhältnis des Durchdringungsbildes von dem Verhältnis zwischen dem Abstand (A) von der Röntgenstrahlerzeugungsposition (der Brennpunktposition der Röntgenröhre) innerhalb der Röntgenröhrenvorrichtung zu der Position des Objektes und dem Abstand (B) von der Position des Objektes zu der Röntgenstrahleintrittsfläche der Bildverstärkerröhre bestimmt. Das heißt, das Vergrößerungsverhältnis M lässt sich folgendermaßen ausdrücken: M = (A + B)/A (1)
Normalerweise ist A << B, und daher lässt sich der Ausdruck (1) folgendermaßen darstellen: M = B/A (2)
Und zwar kann in Betracht gezogen werden, A zu verringern oder B zu erhöhen, wenn man ein größeres Vergrößerungsverhältnis erhalten will. Durch ein Erhöhen von B erhöht sich jedoch nicht nur die Gesamtgröße der Röntgenuntersuchungsvorrichtung, sondern auch deren Gewicht in beträchtlichem Ausmaß, da eine größere Menge Bleiabschirmung benötigt wird, damit die Röntgenstrahlen nicht nach außen dringen können, usw.
Es ist daher wünschenswert, dass A so klein wie möglich ist. Wenn eine Technik verwendet wird, bei der die Ausrichtung des zu untersuchenden Objektes wie oben erwähnt verändert wird, kann jedoch eine Probenhalterung für das Befestigen des Objektes oder dergleichen mit der Austrittsfläche der Röntgenröhre in Berührung kommen, falls A verkleinert wird. Infolgedessen gibt es eine bestimmte Grenze für das Vergrößern des Vergrößerungsverhältnisses des Durchdringungsbildes. Es ist daher schwierig gewesen, den Zustand eines zu untersuchenden Objektes genau zu untersuchen und dabei ein Durchdringungsbild davon mit hohem Vergrößerungsverhältnis zu betrachten.
Um Probleme wie die oben genannten zu lösen, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Röntgenröhre, einen Röntgengenerator und ein Untersuchungssystem bereitzustellen, das Röntgenstrahlen emittieren kann, während zu untersuchende Objekte in größerer Nähe dazu angeordnet werden.
OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Erzeugen von Röntgenstrahlen mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereitgestellt.
Bei Ausführungsformen der Erfindung kann eine Röntgenröhre bereitgestellt werden, die eine vordere Stirnfläche mit einem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster und in der Nähe des emittierenden Fensters der vorderen Stirnfläche eine schräge Fläche aufweist, die in Bezug zu einer Röntgenstrahlemissionsrichtung geneigt ist. Es kann auch eine Röntgenröhre bereitgestellt werden, bei der zwei schräge Flächen, die beide oben erwähnt wurden, symmetrisch auf beiden Seiten an dem emittierenden Fenster ausgebildet sind. Des Weiteren kann eine Röntgenröhre bereitgestellt werden, bei der die beiden schrägen Flächen in Bezug zu der Röntgenstrahlemissionsrichtung im gleichen Winkel geneigt sind. Es kann auch eine Röntgenröhre bereitgestellt werden, die in einem Untersuchungssystem eingesetzt wird, das einen Zustand eines zu untersuchenden Objektes dadurch untersucht, dass es einen Röntgenstrahl in Richtung des Objektes emittiert und den von dem Objekt durchgelassenen Röntgenstrahl erfasst, wobei das Untersuchungssystem eine Ausrichtung des Objektes um eine Achse justieren kann, die eine Röntgenstrahlemissionsrichtung schneidet, wobei die Röntgenröhre an einer vorderen Stirnfläche davon ein dem Objekt zugewandtes, Röntgenstrahlen emittierendes Fenster aufweist sowie eine schräge Fläche, die in der Nähe des Röntgenstrahlen emittierenden Fensters der vorderen Stirnfläche ausgebildet und in Bezug zu einer Röntgenstrahlemissionsrichtung geneigt ist und dabei parallel zu der Achse verläuft.
Wenn diese Merkmale bei einem Untersuchungssystem eingesetzt werden, das eine interne Struktur eines zu untersuchenden Objektes und dergleichen untersucht, indem es das Objekt mit einem Röntgenstrahl bestrahlt und den von dem Objekt durchgelassenen Röntgenstrahl erfasst, dann kann die darin ausgebildete schräge Fläche verhindern, dass das Objekt an der vorderen Stirnfläche anliegt, selbst wenn es um die Achse gedreht wird, die die Emissionsrichtung schneidet, während das Objekt in der Nähe des Röntgenstrahlen emittierenden Fensters angeordnet ist. Somit kann die Ausrichtung des zu untersuchenden Objektes geändert werden, während es in der Nähe der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Infolgedessen erhält man nicht nur ein vergrößertes Durchdringungsbild von dem Objekt mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, sondern es lässt sich ebenfalls die interne Struktur des Objektes und dergleichen im Einzelnen verifizieren, während die Ausrichtung des Objektes verändert wird.
Andererseits kann auch ein Röntgengenerator bereitgestellt werden, der ein Röntgenstrahlen emittierendes Mittel zum Emittieren eines Röntgenstrahls umfasst, wobei es sich bei dem Röntgenstrahlen emittierenden Mittel um eine der oben genannten Röntgenröhren handelt. Es kann aber auch ein Röntgengenerator bereitgestellt werden, der ein Röntgen strahlen emittierendes Mittel zum Emittieren eines Röntgenstrahls umfasst, wobei der Röntgengenerator ein Gehäuse zum Aufnehmen einer Komponente umfasst, wobei eine Fläche des Gehäuses, die mit einem emittierenden Fenster des Röntgenstrahlen emittierenden Mittels versehen ist, eine schräge Fläche aufweist, die in Bezug zu einer Röntgenstrahlemissionsrichtung geneigt ist. Des Weiteren kann ein Röntgengenerator bereitgestellt werden, bei dem das emittierende Fenster in einer Fläche des Gehäuses an einer Position angeordnet ist, die zu einer Seite hin gelegen ist, und die schräge Fläche ist in der Fläche an der anderen Seite ausgebildet. Es kann auch ein Röntgengenerator bereitgestellt werden, bei dem zwei schräge Flächen, die beide oben erwähnt wurden, symmetrisch auf beiden Seiten an dem emittierenden Fenster ausgebildet sind. Des Weiteren kann ein Röntgengenerator bereitgestellt werden, bei dem die beiden schrägen Flächen in Bezug zu der Röntgenstrahlemissionsrichtung im gleichen Winkel geneigt sind.
Wenn diese Merkmale bei einem Untersuchungssystem eingesetzt werden, das eine interne Struktur eines zu untersuchenden Objektes und dergleichen untersucht, indem es das Objekt mit einem Röntgenstrahl bestrahlt und den von dem Objekt durchgelassenen Röntgenstrahl erfasst, dann kann die darin ausgebildete schräge Fläche verhindern, dass das Objekt an der vorderen Stirnfläche anliegt, selbst wenn es um die Achse gedreht wird, die die Emissionsrichtung schneidet, während es in der Nähe des Röntgenstrahlen emittierenden Fensters angeordnet ist. Somit kann die Ausrichtung des zu untersuchenden Objektes geändert werden, während es in der Nähe der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Infolgedessen erhält man nicht nur ein vergrößertes Durchdringungsbild von dem Objekt mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, sondern es lässt sich ebenfalls die interne Struktur des Objektes und dergleichen im Einzelnen verifizieren, während die Ausrichtung des Objektes verändert wird.
Es kann auch ein Untersuchungssystem bereitgestellt werden, das einen Zustand eines zu untersuchenden Objektes dadurch untersucht, dass es das Objekt mit einem Röntgenstrahl bestrahlt und den von dem Objekt durchgelassenen Röntgenstrahl erfasst, wobei das Untersuchungssystem Folgendes umfasst: einen beliebigen der oben genannten Röntgengeneratoren zum Emittieren eines Röntgenstrahls, ein Drehmittel zum Drehen des Objektes um eine Achse, die eine Röntgenstrahlemissionsrichtung schneidet, und ein Röntgenstrahlerfassungsmittel, das in Röntgenstrahlemissionsrichtung hinter dem Objekt angeordnet ist und den durch das Objekt geleiteten Röntgenstrahl erfasst.
Gemäß diesen Merkmalen kann die darin ausgebildete schräge Fläche verhindern, dass das Objekt an der vorderen Stirnfläche anliegt, selbst wenn es um die Achse gedreht wird, die die Emissionsrichtung schneidet, während es in der Nähe des Röntgenstrahlen emittierenden Fensters angeordnet ist. Somit kann die Ausrichtung des zu untersuchenden Objektes geändert werden, während es in der Nähe der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Infolgedessen erhält man nicht nur ein vergrößertes Durchdringungsbild von dem Objekt mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, sondern es lässt sich ebenfalls die interne Struktur des Objektes und dergleichen im Einzelnen verifizieren, während die Ausrichtung des Objektes verändert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine veranschaulichende Ansicht einer Röntgenröhre und eines Röntgengenerators gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 ist eine veranschaulichende Ansicht der Röntgenröhre gemäß der ersten Ausführungsform,
3 ist eine veranschaulichende Ansicht der Röntgenröhre gemäß der ersten Ausführungsform,
4 ist eine veranschaulichende Ansicht des Röntgengenerators gemäß der ersten Ausführungsform,
5 ist eine veranschaulichende Ansicht eines Untersuchungssystems, das den Röntgengenerator und die Röntgenröhre verwendet,
6 ist eine veranschaulichende Ansicht eines Verfahrens für die Verwendung des Röntgengenerators und der Röntgenröhre,
7 ist eine veranschaulichende Ansicht zum Stand der Technik,
8 ist eine veranschaulichende Ansicht einer Röntgenröhre gemäß einer zweiten Ausführungsform,
9 ist eine veranschaulichende Ansicht einer Röntgenröhre gemäß der zweiten Ausführungsform,
10 ist eine veranschaulichende Ansicht einer Röntgenröhre gemäß der zweiten Ausführungsform,
11 ist eine veranschaulichende Ansicht einer Röntgenröhre gemäß der zweiten Ausführungsform, und
12 ist eine veranschaulichende Ansicht des Röntgengenerators gemäß einer dritten Ausführungsform.
BESTE ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei den Zeichnungen werden miteinander identi sche Bestandteile mit identischen Bezugszahlen bezeichnet, und ihre miteinander übereinstimmenden Beschreibungen werden nicht wiederholt. Die Abmessungsverhältnisse in den Zeichnungen stimmen auch nicht immer mit denen in der Erläuterung überein.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt den Röntgengenerator und die Röntgenröhre gemäß dieser Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt handelt es sich bei dem Röntgengenerator 1 um eine Vorrichtung zum Emittieren von Röntgenstrahlen, die ein Gehäuse 2 umfasst, das Komponenten wie beispielsweise eine Treiberschaltung aufnimmt. Das Gehäuse 2 ist im Wesentlichen wie ein in vertikaler Richtung längliches, rechteckiges Parallelepiped geformt, dessen obere Fläche 21 mit einer Röntgenröhre 3 zum Emittieren von Röntgenstrahlen ausgestattet ist. Ein Kantenabschnitt des Gehäuses 2 zwischen der oberen Fläche 21 und einer Seitenfläche 22 ist so abgeschrägt, dass er eine schräge Fläche 23 bildet. Bei der schrägen Fläche 23 handelt es sich um eine Fläche, die in Bezug zu der Röntgenstrahlemissionsrichtung (der vertikalen Richtung in 1) geneigt und in einer Richtung ausgebildet ist, die weder parallel noch senkrecht zur Röntgenstrahlemissionsrichtung verläuft.
Die schräge Fläche 23 ist auch nur an dem Kantenabschnitt zwischen der oberen Fläche 21 des Gehäuses 2 und einer Seitenfläche 22 davon ausgebildet. Die Röntgenröhre 3 ist an einer Position ausgebildet, die von der Mitte des Gehäuses 2 aus zu einer Seite hin gelegen ist. Die Röntgenröhre 3 ist beispielsweise an einer Position ausgebildet, die zu der Seite hin gelegen ist, die nicht mit der schrägen Fläche 23 versehen ist. Die Röntgenröhre 3 erzeugt Röntgenstrahlen und umfasst einen Elektronenkanonenabschnitt 4 und einen Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnitt 5.
Der untere Teil der vorderen Fläche 24 des Gehäuses 2 ist mit einer Lüftungsöffnung 25 und einem Verbindungsstück 26 versehen. Die Lüftungsöffnung 25 dient zur Verbindung der Luft im Inneren und außerhalb des Gehäuses 2, und in der Lüftungsöffnung 25 ist ein (nicht dargestellter) Kühlventilator angeordnet. Das Verbindungsstück 26 wird für den Kabelanschluss an eine Röntgenstrahl-Steuervorrichtung zum Steuern des Antreibens des Röntgengenerators 1 oder dergleichen verwendet.
2 zeigt eine Schnittansicht der Röntgenröhre gemäß dieser Ausführungsform, während 3 eine Vorderansicht der Röntgenröhre zeigt.
Wie in 2 gezeigt wird der Röntgenstrahlen erzeugende Abschnitt 5 der Röntgenröhre 3 zum Erzeugen von Röntgenstrahlen als Reaktion auf Elektronen von dem Elektronenkanonenabschnitt 4 verwendet und besteht aus einem Körperteil 51 und einem Kopfteil 52. Der Kopfteil 52 ist säulenförmig und in seiner axialen Richtung vertikal ausgerichtet, und seine obere Fläche 53 weist ein Röntgenstrahlen emittierendes Fenster 54 zum Emittieren von Röntgenstrahlen auf. Kantenabschnitte zwischen der oberen Fläche 53 und der Seitenfläche 55 des Kopfteils 52 sind so abgeschrägt, dass sie schräge Flächen 56 bilden.
Bei jeder schrägen Fläche 56 handelt es sich um eine Fläche, die in Bezug zu der Röntgenstrahlemissionsrichtung (der vertikalen Richtung in den 2 und 3) geneigt und in einer Richtung ausgebildet ist, die weder parallel noch senkrecht zur Röntgenstrahlemissionsrichtung verläuft. Die beiden schrägen Flächen 56 sind symmetrisch an dem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster 54 ausgebildet, während sie in Bezug zu der Röntgenstrahlemissionsrichtung den gleichen Winkel bilden.
Wie in 3 gezeigt ist der Elektronenkanonenabschnitt 4 mit einem Seitenabschnitt des Kopfteiles 52 des Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnittes 5 verbunden. Der Elektronenkanonenabschnitt 4 erzeugt Elektronen und emittiert sie in Richtung des Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnittes 5, und eine Heizvorrichtung 41 zum Erzeugen von Wärme als Reaktion auf das von außen erfolgende Zuführen von elektrischem Strom, eine Kathode 42 zum Emittieren von Elektronen, wenn sie von der Heizvorrichtung 41 erwärmt wird, und eine Fokusgitterelektrode 43 zum Konvergieren der von der Kathode 42 emittierten Elektronen sind darin angeordnet. Die jeweiligen Innenräume des Elektronenkanonenabschnittes 4 und des Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnittes 5 sind miteinander verbunden und von der Außenseite der Röntgenröhre 3 hermetisch abgeschlossen. Die Innenräume des Elektronenkanonenabschnittes 4 und des Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnittes 5 werden ebenfalls im Wesentlichen in einem Vakuumzustand gehalten.
In dem Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnitt 5 ist ein Target 6 installiert. Das Target 6 empfängt Elektronen von dem Elektronenkanonenabschnitt 4 an einer vorderen Stirnfläche davon und erzeugt Röntgenstrahlen und ist so angeordnet, dass es in der axialen Richtung des Kopfteils 52 und des Körperteils 51 des Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnittes 5 ausgerichtet ist.
4 zeigt eine von der Vorderseite aus gesehene Schnittansicht des Röntgengenerators.
Wie in 4 gezeigt ist ein Hochspannungsblockabschnitt 7 in dem Gehäuse 2 des Röntgengenerators 1 angeordnet. In dem Hochspannungsblockabschnitt 7 sind Komponenten untergebracht, an die eine Hochspannung angelegt wird. Und zwar sind der Körperteil 51 der Röntgenröhre 3, ein Vorbelastungswiderstand 71, eine Cockcroft-Schaltung 72, ein Aufspanntransformator 73 und dergleichen in den Hochspannungs blockabschnitt 7 integriert. In dem Gehäuse 2 sind außerdem Treiberschaltungen 81, 82 installiert. Die Treiberschaltungen 81, 82 bestehen aus einer Target-Spannungsschaltung, einer Kathodenspannungsschaltung, einer Gitterspannungsschaltung, einer Heizvorrichtungsspannungsschaltung und dergleichen.
Es wird nun ein Verfahren für die Verwendung der Röntgenröhre und des Röntgengenerators erläutert.
5 zeigt die Konfiguration eines Untersuchungssystems, das die Röntgenröhre und den Röntgengenerator verwendet. Wie in 5 gezeigt ist eine Röntgenstrahl-Steuervorrichtung 91 mit dem Röntgengenerator 1 verbunden. Die Röntgenstrahl-Steuervorrichtung 91 steuert die Aktionen des Röntgengenerators 1. Die Röntgenstrahl-Steuervorrichtung 91 ist mit einer CPU 92 verbunden. Die CPU 92 steuert das gesamte Untersuchungssystem.
Eine zu untersuchende Probe 93 ist in der Röntgenstrahlemissionsrichtung des Röntgengenerators 1 angeordnet. Zu der Probe 93 gehören nicht nur elektronische Bauelemente wie beispielsweise IC- und Aluminiumdruckgussprodukte, sondern auch verschiedene Produkte und Komponenten aus Metallen, Gummiarten, Kunststoffen, Keramikmaterialien und dergleichen. Die Probe 93 ist so ausgelegt, dass sie ihre Ausrichtung ändert, indem sie sich nach Betätigung eines Manipulators 94 um eine Achse dreht, die im Wesentlichen senkrecht zu der Röntgenstrahlemissionsrichtung verläuft. Der Manipulator 94 weist eine Radialwelle auf, die im Wesentlichen senkrecht zur Röntgenstrahlemissionsrichtung verläuft, und treibt diese auf einen entsprechenden Befehl von der CPU 92 hin mithilfe einer Treiberschaltung 95 an.
Der Manipulator 94 weist außerdem einen solchen Aufbau auf, dass er die Probe 93 in der Röntgenstrahlemissionsrichtung verfahren kann. Bei diesem Verfahrvorgang bewegt sich die Probe 93 zur Röntgenstrahlemissionsposition hin oder von dieser weg. Somit kann das Vergrößerungsverhältnis des vergrößerten Durchdringungsbildes der Probe 93, das von dem Untersuchungssystem erhalten wird, beliebig verändert werden.
Wenn die zu untersuchende Probe 93 eben ist, kann sie direkt an der Radialwelle des Manipulators 94 angebracht werden. Wenn die Probe 93 nicht eben oder wenn sie winzig ist, dann kann sie mithilfe einer ebenen Halterung oder dergleichen auf indirekte Weise an der Radialwelle des Manipulators 94 angebracht werden.
Eine Röntgenkamera 96 ist in Röntgenstrahlemissionsrichtung hinter der Probe 93 installiert. Die Röntgenkamera 96 enthält eine Bildverstärkerröhre oder dergleichen und erfasst Röntgenstrahlen. Eine Bildverarbeitungseinheit 97 ist mit der Röntgenkamera 96 verbunden, und ein vergrößertes Durchdringungsbild der Probe 93 wird von der Bildverarbeitungseinheit 97 gebildet. Außerdem ist die Bildverarbeitungseinheit 97 mit der CPU 92 verbunden und überträgt Daten des vergrößerten Durchdringungsbildes der Probe 93 zur CPU 92. Andererseits ist ein Monitor 98 mit der CPU 92 verbunden. Entsprechend einem von der CPU 92 übertragenen Signal zeigt der Monitor 98 das vergrößerte Durchdringungsbild der Probe 93 an.
Wenn die Probe 93 vor die Röntgenstrahlemissionsposition gelegt wird, während der Röntgengenerator 1 in einem solchen Untersuchungssystem Röntgenstrahlen emittiert, dann bestrahlen die Röntgenstrahlen die Probe 93 und werden durch diese hindurch geleitet und treten in die Röntgenkamera 96 ein. Die Röntgenstrahlen werden von der Röntgenkamera 96 erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das entstehende Signal wird der Bildverarbeitungseinheit 97 zugeführt und arithmetisch berechnet, so dass Daten für das vergrößerte Durchdringungsbild der Probe 93 ermittelt werden. Die Daten für das vergrößerte Durchdringungsbild werden mithilfe der CPU 92 zu dem Monitor 98 übertragen, und das vergrößerte Durchdringungsbild der Probe 93 wird seinen Daten entsprechend auf dem Monitor 98 angezeigt.
Somit lässt sich die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen dadurch verifizieren, dass das vergrößerte Durchdringungsbild der Probe 93 zu sehen ist.
Die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen lässt sich andererseits genauer erfassen, wenn die Ausrichtung der Probe 93 in Bezug zur Röntgenstrahlrichtung geändert wird. Und zwar können, wenn die Radialwelle des Manipulators 4 entsprechend so gedreht wird, dass sich die Ausrichtung der Probe 93 ändert, vergrößerte Durchdringungsbilder von der aus unterschiedlichen Richtungen betrachteten Probe 93 auf dem Monitor 98 angezeigt werden. Somit kann genau ermittelt werden, ob es in der Probe 93 Haarrisse, Blasen und dergleichen gibt oder nicht.
Hier ist die schräge Fläche 23 bei dem Röntgengenerator 1 wie in 6 gezeigt in Bezug zu der Röntgenstrahlemissionsrichtung geneigt, die Röntgenröhre 3 ist in einer von der Mitte des Gehäuses 2 zu einer Seite hin gelegenen Position angeordnet, und die schräge Fläche 56 bei der Röntgenröhre 3 ist in Bezug zur Röntgenstrahlemissionsrichtung geneigt.
Somit kann die Ausrichtung der Probe 93 vollständig verändert werden, während die Probe 93 näher an dem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster 54 angeordnet ist. Demzufolge erhält man ein vergrößertes Durchdringungsbild von der Probe 93 mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, und es lässt sich die interne Struktur und dergleichen von der Probe 93 im Einzelnen verifizieren, indem die Ausrichtung der Probe 93 verändert wird.
Indessen erhält man im Gegensatz zu einem solchen Röntgengenerator 1 und einer solchen Röntgenröhre 3 gemäß dieser Ausführungsform kein vergrößertes Durchdringungsbild von der Probe 93 mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, während die Ausrichtung der Probe 93 verändert wird, wenn diese mithilfe eines Röntgengenerators, der nicht mit der schrägen Fläche 23 versehen ist, und einer Röntgenröhre, die nicht mit den schrägen Flächen 56 versehen ist, untersucht wird.
Wenn die Probe 93 beispielsweise wie in 7 gezeigt mithilfe eines Röntgengenerators C, der nicht mit der schrägen Fläche 23 versehen ist, und einer Röntgenröhre D, die nicht mit den schrägen Flächen 56 versehen ist, untersucht wird, kann sie mit Kantenabschnitten des Röntgengenerators C oder Kantenabschnitten der Röntgenröhre D in Berührung kommen, wenn die Ausrichtung der Probe 93 verändert werden soll, während sie sich der Röntgenstrahlemissionsposition nähert, um das Vergrößerungsverhältnis des vergrößerten Durchdringungsbildes der Probe 93 zu erhöhen.
Aus diesem Grund muss die Probe 93 von der Röntgenstrahlemissionsposition mindestens um einen vorgegebenen Abstand A2 getrennt sein, damit die Ausrichtung der Probe 93 verändert werden kann. Dieser Abstand A2 hat, wie durch den oben aufgeführten Ausdruck (2) angegeben wird, einen direkten Einfluss auf das Vergrößerungsverhältnis des. vergrößerten Durchdringungsbildes, so dass sich das Vergrößerungsverhältnis erhöht, wenn der Abstand A2 kürzer wird. Außerdem ist der Abstand A2 in dem Fall, dass der Röntgengenerator 1 und die Röntgenröhre 3 gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden, größer als der Abstand A1 (siehe 6). Infolgedessen lässt sich bei dem Röntgengenerator C, der nicht mit der schrägen Fläche 23 versehen ist, und der Röntgenröhre D, die nicht als solche mit den schrägen Flächen 56 versehen ist, kein vergrößertes Durch dringungsbild mit hohem Vergrößerungsverhältnis erhalten, und die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen kann nicht im Einzelnen verifiziert werden.
Wie oben können der Röntgengenerator 1 und die Röntgenröhre 3 gemäß dieser Ausführungsform und das Untersuchungssystem, das diese verwendet, die Ausrichtung der Probe 93 verändern, während diese näher an der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Folglich erhält man ein vergrößertes Durchdringungsbild von der Probe 93 mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, und es lässt sich die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen im Einzelnen verifizieren, indem die Ausrichtung der Probe 93 verändert wird.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
Es werden nunmehr die Röntgenröhren, der Röntgengenerator und dergleichen gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert.
8 zeigt eine Röntgenröhre 3a gemäß dieser Ausführungsform. Bei der in 8 gezeigten Röntgenröhre 3a sind beide Seitenabschnitte des Kopfteiles 52 vertikal abgeschnitten, und am oberen Abschnitt des Kopfteiles 52 ist an der vorderen Seite eine schräge Fläche 56 ausgebildet.
9 zeigt eine Röntgenröhre 3b gemäß dieser Ausführungsform. Bei der in 9 gezeigten Röntgenröhre 3b sind Kantenabschnitte zwischen der oberen Fläche 53 und der Seitenfläche 55 des oberen Teils 52 so abgerundet, dass sie eine schräge Fläche 56 bilden. Der Begriff „schräge Fläche" bezieht sich hier nicht nur auf geneigte Ebenen, sondern auch auf nach außen oder innen gekrümmte Flächen.
10 zeigt eine Röntgenröhre 3c gemäß dieser Ausführungsform. Bei der in 10 gezeigten Röntgenröhre 3c sind an beiden Seitenabschnitten und an der Vorderseite des Kopfteiles 52 Schrägen 56 ausgebildet.
11 zeigt eine Röntgenröhre 3d gemäß dieser Ausführungsform. Bei der in 11 gezeigten Röntgenröhre 3d sind beide Seitenabschnitte und die Vorderfläche des Kopfteiles 52 vertikal abgeschnitten.
Wenn diese Röntgenröhren 3a bis 3d bei einem Untersuchungssystem eingesetzt werden, das die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen untersucht, indem es die Probe 93 mit Röntgenstrahlen bestrahlt und wie bei der Röntgenröhre 3 gemäß der ersten Ausführungsform die von der Probe 93 durchgelassenen Röntgenstrahlen erfasst, dann können die darin ausgebildeten schrägen Flächen 56 oder abgeschnittenen Bereiche verhindern, dass die Probe 93 mit der oberen Fläche 53 in Berührung kommt, selbst wenn sie um eine Achse gedreht wird, die die Emissionsrichtung schneidet, während sie näher an dem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster 54 angeordnet ist. Somit kann die Ausrichtung der Probe 93 verändert werden, während sie näher an der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Infolgedessen erhält man ein vergrößertes Durchdringungsbild von der Probe 93 mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, und es lässt sich die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen im Einzelnen verifizieren, indem die Ausrichtung der Probe 93 verändert wird.
Der Röntgengenerator gemäß dieser Ausführungsform benutzt beliebige der oben genannten Röntgenröhren 3a bis 3d anstelle der Röntgenröhre 3 bei dem Röntgengenerator 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Wenn ein solcher Röntgengenerator bei einem Untersuchungssystem eingesetzt wird, das die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen untersucht, indem es die Probe 93 mit Röntgenstrahlen bestrahlt und wie bei dem Röntgengenerator gemäß der ersten Ausführungsform die von der Probe 93 durchgelassenen Röntgenstrahlen er fasst, dann kann die darin ausgebildete schräge Fläche 23 verhindern, dass die Probe 93 mit der oberen Fläche 21 in Berührung kommt, selbst wenn sie um eine Achse gedreht wird, die die Emissionsrichtung schneidet, während sie näher an dem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster 54 angeordnet ist. Somit kann die Ausrichtung der Probe 93 verändert werden, während die Probe 93 näher an der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Infolgedessen erhält man ein vergrößertes Durchdringungsbild mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, und es lässt sich die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen im Einzelnen verifizieren, indem die Ausrichtung der Probe 93 verändert wird.
Des Weiteren erhält man Funktionsweisen und Effekte, die denen des Untersuchungssystems gemäß der ersten Ausführungsform ähneln, auch dann, wenn die Röntgenröhre oder der Röntgengenerator gemäß dieser Ausführungsform bei dem Untersuchungssystem gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
Es werden nunmehr die Röntgenröhre, der Röntgengenerator und dergleichen gemäß einer dritten Ausführungsform erläutert.
12 zeigt den Röntgengenerator 1e gemäß dieser Ausführungsform. Der Röntgengenerator 1e umfasst wie in 12 gezeigt ein in horizontaler Richtung längliches Gehäuse 2e. Die obere Fläche 21 des Gehäuses 2e ist mit einer Röntgenröhre 3d ausgestattet, die Röntgenstrahlen emittiert. Beide Kantenabschnitte zwischen der oberen Fläche 21 und den Seitenflächen 22, 22 des Gehäuses 2e sind so abgeschrägt, dass sie deren jeweilige schräge Fläche 23 bilden.
Wenn ein solcher Röntgengenerator 1e bei einem Untersuchungssystem eingesetzt wird, das die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen untersucht, indem es die Probe 93 mit Röntgenstrahlen bestrahlt und wie bei dem Röntgengenerator gemäß der ersten Ausführungsform die von der Probe 93 durchgelassenen Röntgenstrahlen erfasst, dann können die darin ausgebildeten schrägen Flächen 23 verhindern, dass die Probe 93 mit der oberen Fläche 21 in Berührung kommt, selbst wenn sie um eine Achse gedreht wird, die die Emissionsrichtung schneidet, während sie näher an dem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster 54 angeordnet ist. Somit kann die Ausrichtung der Probe 93 verändert werden, während die Probe 93 näher an der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Infolgedessen erhält man ein vergrößertes Durchdringungsbild mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, und es lässt sich die interne Struktur der Probe 93 und dergleichen im Einzelnen verifizieren, indem die Ausrichtung der Probe 93 verändert wird.
Außerdem kann der Röntgengenerator 1e gemäß dieser Ausführungsform anstelle der Röntgenröhre 3d eine beliebige der Röntgenröhren 3, 3a bis 3c verwenden. Auch in diesem Fall erhält man Funktionsweisen und Effekte, die den oben genannten ähneln.
Des Weiteren kann man Funktionsweisen und Effekte, die denen bei dem Untersuchungssystem gemäß der ersten Ausführungsform ähneln, auch dann erhalten, wenn die Röntgenröhre oder der Röntgengenerator gemäß dieser Ausführungsform bei dem Untersuchungssystem gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird.
Wie bereits erläutert wurde, ergeben sich gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Effekte.
Wenn die interne Struktur eines zu untersuchenden Objektes oder dergleichen untersucht wird, indem man das Objekt mit Röntgenstrahlen bestrahlt und die von dem Objekt durchgelassenen Röntgenstrahlen erfasst, dann kann das Ausbilden einer schrägen Fläche verhindern, dass das Objekt an der vorderen Stirnfläche anliegt, selbst wenn es um eine Achse gedreht wird, die die Emissionsrichtung schneidet, während es näher an dem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster angeordnet ist. Somit kann die Ausrichtung des Objektes geändert werden, während es näher an der Röntgenstrahlemissionsposition angeordnet ist. Infolgedessen erhält man ein vergrößertes Durchdringungsbild von dem Objekt mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis, und es lässt sich die interne Struktur des Objektes und dergleichen im Einzelnen verifizieren, indem die Ausrichtung des Objektes verändert wird.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wenn sie in einem Untersuchungssystem eingesetzt werden, das die interne Struktur eines zu untersuchenden Objektes und dergleichen dadurch untersucht, dass es das Objekt mit Röntgenstrahlen bestrahlt und die von dem Objekt durchgelassenen Röntgenstrahlen erfasst, dann kann sich das Objekt dank der Röntgenröhre zum Erzeugen von Röntgenstrahlen, des Röntgengenerators und des Untersuchungssystems zum Untersuchen des Objektes, das diese gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt, um eine Achse drehen, die die Emissionsrichtung schneidet, während es näher an dem Röntgenstrahlen emittierenden Fenster angeordnet ist, wobei sie dadurch nützlich sind, dass man ein vergrößertes Durchdringungsbild mit einem hohen Vergrößerungsverhältnis erhält und sich die interne Struktur des Objektes und dergleichen im Einzelnen verifizieren lässt, indem die Ausrichtung des Objektes verändert wird.

Claims

Vorrichtung (1) zum Erzeugen von Röntgenstrahlen, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse (21, 22, 23, 24), ein in dem Gehäuse bereitgestelltes Stromversorgungsmittel (7) und eine Röntgenröhre (3), die sich von einer Vorderfläche (21) des Gehäuses aus nach außen erstreckt und ein Fenster (54) umfasst, durch das im Gebrauch Röntgenstrahlen in einer ersten Richtung emittiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine schräge Fläche (23) umfasst, die in Bezug zu der ersten Richtung geneigt ist und sich zwischen der Vorderfläche (21) des Gehäuses und einer senkrecht zu dieser Vorderfläche (21) verlaufenden ersten Fläche (22) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Röntgenröhre (3) Folgendes umfasst: einen Elektronen erzeugenden Abschnitt (4) mit einer Elektronenkanone und einen Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnitt (5) mit einem in einem Gehäuse (51, 52) bereitgestellten Target, das dafür ausgelegt ist, in der ersten Richtung durch das Fenster Röntgenstrahlen zu emittieren, wenn es von der Elektronenkanone mit Elektronen beschossen wird, wobei der Elektronen erzeugende Abschnitt mit einer Seite des Gehäuses (51, 52) verbunden ist, so dass Elektronen in einer zweiten Richtung, die in der Regel quer zur ersten Richtung verläuft, auf das Target fallen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die zweite Richtung senkrecht zur ersten Richtung verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der das Gehäuse (51, 52) des Röntgenstrahlen erzeugenden Abschnittes einen ersten Teil (51) und einen zweiten Teil (52) umfasst, wobei sich der erste Teil im Gehäuse erstreckt und der zweite Teil so angeordnet ist, dass er von der Vorderfläche (21) des Gehäuses vorsteht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der zweite Teil (52) eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als die des ersten Teils (51).
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der erste Teil (51) einen allgemein kreisförmigen Querschnitt und der zweite Teil (52) einen allgemein rechteckigen Querschnitt besitzt, wobei der zweite Teil eine Länge aufweist, die allgemein gleich einem Durchmesser des ersten Teils ist, und eine Breite, die geringer ist als der Durchmesser des ersten Teils (51).
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der der erste Teil (51) einen allgemein kreisförmigen Querschnitt und der zweite Teil (52) einen allgemein rechteckigen Querschnitt besitzt, wobei der zweite Teil eine Länge und eine Breite aufweist, die beide geringer sind als ein Durchmesser des ersten Teils (51).
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der zweite Teil eine obere Fläche (53) aufweist, die mit dem Fenster (54) versehen ist, und eine schräge Fläche (56), die in Bezug zu der ersten Richtung geneigt und zwischen der oberen Fläche (53) und einer senkrecht zur oberen Fläche (53) verlaufenden ersten Fläche (55) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, die eine zweite schräge Fläche umfasst, die sich zwischen der oberen Fläche (53) und einer senkrecht zur oberen Fläche verlaufenden zweiten Fläche erstreckt, die sich in einem Abstand zu der ersten Fläche (55) befindet und im Allgemeinen parallel dazu verläuft, wobei die erste und die zweite schräge Fläche zu beiden Seiten des Emissionsfensters (54) liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die erste und die zweite schräge Fläche in Bezug zu der ersten Richtung symmetrisch und entgegengesetzt geneigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Gehäuse eine zweite Fläche umfasst, die sich in einem Abstand zu der ersten Fläche (22) befindet und im Allgemeinen parallel dazu verläuft, wobei die Röntgenröhre näher an der zweiten Fläche liegt als an der ersten Fläche.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Gehäuse eine zweite Fläche umfasst, die sich in einem Abstand zu der ersten Fläche (22) befindet und im Allgemeinen parallel dazu verläuft, und eine in Bezug zu der ersten Richtung geneigte zweite schräge Fläche, die sich zwischen der Vorderfläche (21) des Gehäuses und der zweiten Fläche erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die erste und die zweite schräge Fläche in Bezug zu der ersten Richtung symmetrisch und entgegengesetzt geneigt sind.
Untersuchungssystem, das Folgendes umfasst: eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ein Mittel zum Drehen eines zu untersuchenden Objektes um eine Achse, die die erste Richtung schneidet, und ein Röntgenstrahlerfassungsmittel, das in der ersten Richtung linear mit dem Drehmittel angeordnet ist und Röntgenstrahlen erfasst, die von der Vorrichtung erzeugt und durch das Objekt geleitet werden.