JP2000090862A - Ｘ線管 - Google Patents
Ｘ線管Info
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- JP2000090862A JP2000090862A JP10263670A JP26367098A JP2000090862A JP 2000090862 A JP2000090862 A JP 2000090862A JP 10263670 A JP10263670 A JP 10263670A JP 26367098 A JP26367098 A JP 26367098A JP 2000090862 A JP2000090862 A JP 2000090862A
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- ray tube
- ray
- electron beam
- rays
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】Ｘ線吸収が大きい試料やＸ線吸収が少ない試料
を一つのＸ線管で検査してもコントラストのあるＸ線画
像を得ることができるＸ線管を提供する。 【解決手段】開放透過型Ｘ線管のターゲット基台３３上
に厚さの異なるターゲット１４ａと１４ｂを、所定のピ
ッチで取り付け、そのターゲット基台３３をＸ線管のポ
ールピース１０上にＯ−リングを介して載せ、上方から
ターゲットホルダ１３をかぶせ、４個のスライドレバー
１５で締め付け、真空気密にする。ターゲットホルダ１
３にはスライド溝３５が設けられており、ターゲット基
台３３が嵌め込まれているターゲットホルダ１３を、ス
ライド溝３５の方向に移動させることができる。一方、
下方からの電子ビームは収束コイル８によって電子ビー
ム径が収束されターゲット１４ｂ上に衝突する。その時
Ｘ線が外方に放射される。
を一つのＸ線管で検査してもコントラストのあるＸ線画
像を得ることができるＸ線管を提供する。 【解決手段】開放透過型Ｘ線管のターゲット基台３３上
に厚さの異なるターゲット１４ａと１４ｂを、所定のピ
ッチで取り付け、そのターゲット基台３３をＸ線管のポ
ールピース１０上にＯ−リングを介して載せ、上方から
ターゲットホルダ１３をかぶせ、４個のスライドレバー
１５で締め付け、真空気密にする。ターゲットホルダ１
３にはスライド溝３５が設けられており、ターゲット基
台３３が嵌め込まれているターゲットホルダ１３を、ス
ライド溝３５の方向に移動させることができる。一方、
下方からの電子ビームは収束コイル８によって電子ビー
ム径が収束されターゲット１４ｂ上に衝突する。その時
Ｘ線が外方に放射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線管に関し、特
に開放透過型Ｘ線管の陽極形状に関する。
に開放透過型Ｘ線管の陽極形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】微細な内部構造を非破壊検査法で観察す
る手法が各分野で要求されている。例えば半導体パッケ
ージングの開発や実装検査・品質保証のために、微小焦
点を有するＸ線管を使って内部の欠陥などが調べられて
いる。このＸ線管は開放型構造で、ターゲットに厚さが
薄いタングステンプレートを使用し、収束された電子ビ
ームをこのターゲットに打ち込み、そこで発生するＸ線
を透過した裏側から放射するものである。検査部品の微
細な構造を観察するため、焦点寸法は微小なものが使わ
れている。図７に開放透過型Ｘ線管の断面構造を示す。
このＸ線管はカソード部５０（下部）とアノード部５１
（中部）とターゲット部５２（上部）、から構成されて
おり、各部はＯ−リングで互いに真空気密に連結されて
おり、ターボポンプとロータリーポンプ（図示せず）に
よる２段引きがされた真空チャンバ５を形成している。
カソード部５０は高圧ケーブル挿込み口３４に高圧ケー
ブルが挿し込まれ、ウエネルト２の電極とフィラメント
１に負の高電圧が印加される。アノード部５１、ターゲ
ット部５２及び真空チャンバ５の外装は接地電位に保た
れている。高圧ケーブル（図示されていない）からフィ
ラメント１に電圧が印加され電流が流れ加熱されると、
熱電子が放出されアノード４に向かって加速され、電子
ビームＥを形成する。アノード部５１はレンズホルダ７
にアノード４とパイプ６を組み込んだものである。電子
ビームＥはパイプ６の中空部を通り、ターゲット部５２
の収束コイル８によって、微小な径の電子ビームＥに収
束されターゲット１２に突入する。ターゲット部５２は
ポールピース９の円筒内に収束コイル８を組み込み、ポ
ールピース１０（ＴＯＰ）の上部と、ターゲットホルダ
１１の間にターゲット基台１１Ｋがサンドイッチされた
状態で組込まれており、ターゲット基台１２ａ上の内側
にターゲット１２がマウントされている。ターゲット１
２は例えば厚さが０．０５ｍｍ程度のタングステンが使
われている。このターゲット１２に電子ビームＥが突入
すると、そこでＸ線を放射する。その放射方向は指向性
を持っており、透過した方向のＸ線ビームＸを利用して
いる。Ｘ線管のＸ線条件は管電圧は５〜１６０ｋＶ、管
電流は〜０．３ｍＡ程度で、焦点寸法は１〜２００μｍ
程度のものが使われている。ターゲット１２に衝突した
電子の運動エネルギーの一部はＸ線に変換され、その強
度はＩ＝ｋ・ｉ・Ｚ・Ｖ２により与えられる。ここでＩ
はＸ線強度、ｋは定数、ｉは管電流、Ｚはターゲット元
素の原子番号、Ｖは加速電圧である。ターゲット１２は
固定式で、ターゲット基台１１Ｋに厚み一定の箔または
薄膜が取り付けられており、発生するＸ線の強度は波長
分布を持ち、その分布は加速電圧Ｖとターゲットの材質
とターゲットの厚みなどにより決定される。図８はタン
グステンターゲットの厚みによるＸ線スペクトルの違い
を示す。横軸に光子エネルギー、縦軸に相対Ｘ線強度を
示す。厚みが厚いターゲットＡは厚みが薄いターゲット
Ｕに比べて、光子エネルギーの低い領域におけるＸ線強
度が大きく異なる。これは光子エネルギーの低い領域の
Ｘ線、つまり波長が長いＸ線（軟Ｘ線）は、短い波長の
Ｘ線（硬Ｘ線）に比べてターゲット１２の内部吸収によ
り大きく減衰するためである。したがって透過型Ｘ線管
において発生するＸ線のスペクトルは、加速電圧Ｖ、タ
ーゲット１２の材質、そしてターゲット１２の厚みによ
り決定される。ターゲット基台１１ＫもそのためＸ線透
過率の良い材料が使われる。
る手法が各分野で要求されている。例えば半導体パッケ
ージングの開発や実装検査・品質保証のために、微小焦
点を有するＸ線管を使って内部の欠陥などが調べられて
いる。このＸ線管は開放型構造で、ターゲットに厚さが
薄いタングステンプレートを使用し、収束された電子ビ
ームをこのターゲットに打ち込み、そこで発生するＸ線
を透過した裏側から放射するものである。検査部品の微
細な構造を観察するため、焦点寸法は微小なものが使わ
れている。図７に開放透過型Ｘ線管の断面構造を示す。
このＸ線管はカソード部５０（下部）とアノード部５１
（中部）とターゲット部５２（上部）、から構成されて
おり、各部はＯ−リングで互いに真空気密に連結されて
おり、ターボポンプとロータリーポンプ（図示せず）に
よる２段引きがされた真空チャンバ５を形成している。
カソード部５０は高圧ケーブル挿込み口３４に高圧ケー
ブルが挿し込まれ、ウエネルト２の電極とフィラメント
１に負の高電圧が印加される。アノード部５１、ターゲ
ット部５２及び真空チャンバ５の外装は接地電位に保た
れている。高圧ケーブル（図示されていない）からフィ
ラメント１に電圧が印加され電流が流れ加熱されると、
熱電子が放出されアノード４に向かって加速され、電子
ビームＥを形成する。アノード部５１はレンズホルダ７
にアノード４とパイプ６を組み込んだものである。電子
ビームＥはパイプ６の中空部を通り、ターゲット部５２
の収束コイル８によって、微小な径の電子ビームＥに収
束されターゲット１２に突入する。ターゲット部５２は
ポールピース９の円筒内に収束コイル８を組み込み、ポ
ールピース１０（ＴＯＰ）の上部と、ターゲットホルダ
１１の間にターゲット基台１１Ｋがサンドイッチされた
状態で組込まれており、ターゲット基台１２ａ上の内側
にターゲット１２がマウントされている。ターゲット１
２は例えば厚さが０．０５ｍｍ程度のタングステンが使
われている。このターゲット１２に電子ビームＥが突入
すると、そこでＸ線を放射する。その放射方向は指向性
を持っており、透過した方向のＸ線ビームＸを利用して
いる。Ｘ線管のＸ線条件は管電圧は５〜１６０ｋＶ、管
電流は〜０．３ｍＡ程度で、焦点寸法は１〜２００μｍ
程度のものが使われている。ターゲット１２に衝突した
電子の運動エネルギーの一部はＸ線に変換され、その強
度はＩ＝ｋ・ｉ・Ｚ・Ｖ２により与えられる。ここでＩ
はＸ線強度、ｋは定数、ｉは管電流、Ｚはターゲット元
素の原子番号、Ｖは加速電圧である。ターゲット１２は
固定式で、ターゲット基台１１Ｋに厚み一定の箔または
薄膜が取り付けられており、発生するＸ線の強度は波長
分布を持ち、その分布は加速電圧Ｖとターゲットの材質
とターゲットの厚みなどにより決定される。図８はタン
グステンターゲットの厚みによるＸ線スペクトルの違い
を示す。横軸に光子エネルギー、縦軸に相対Ｘ線強度を
示す。厚みが厚いターゲットＡは厚みが薄いターゲット
Ｕに比べて、光子エネルギーの低い領域におけるＸ線強
度が大きく異なる。これは光子エネルギーの低い領域の
Ｘ線、つまり波長が長いＸ線（軟Ｘ線）は、短い波長の
Ｘ線（硬Ｘ線）に比べてターゲット１２の内部吸収によ
り大きく減衰するためである。したがって透過型Ｘ線管
において発生するＸ線のスペクトルは、加速電圧Ｖ、タ
ーゲット１２の材質、そしてターゲット１２の厚みによ
り決定される。ターゲット基台１１ＫもそのためＸ線透
過率の良い材料が使われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のＸ線管は以上の
ように構成されているが、厚みがある金属材料の試料の
透過検査を行なう場合には、加速電圧Ｖを上げて波長の
短いエネルギーの高いＸ線（硬Ｘ線）を発生させて、試
料の透過能力を上げている。このような試料では軟Ｘ線
成分は試料内部で吸収されるため画像には反映されない
が、試料内部にＸ線吸収が少ない部分が混在する場合に
はハレーションの原因になる。一方、試料の厚みが薄い
場合や樹脂材料などのＸ線吸収が少ない試料について
は、波長の短いＸ線（硬Ｘ線）を照射しても試料透過能
力が高すぎて十分な内部構造のコントラストを得ること
は難しいという問題点がある。従って、この場合には波
長の長いＸ線（軟Ｘ線）のほうがよりＸ線の吸収差を得
やすいことになる。
ように構成されているが、厚みがある金属材料の試料の
透過検査を行なう場合には、加速電圧Ｖを上げて波長の
短いエネルギーの高いＸ線（硬Ｘ線）を発生させて、試
料の透過能力を上げている。このような試料では軟Ｘ線
成分は試料内部で吸収されるため画像には反映されない
が、試料内部にＸ線吸収が少ない部分が混在する場合に
はハレーションの原因になる。一方、試料の厚みが薄い
場合や樹脂材料などのＸ線吸収が少ない試料について
は、波長の短いＸ線（硬Ｘ線）を照射しても試料透過能
力が高すぎて十分な内部構造のコントラストを得ること
は難しいという問題点がある。従って、この場合には波
長の長いＸ線（軟Ｘ線）のほうがよりＸ線の吸収差を得
やすいことになる。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、厚さの厚い試料やＸ線吸収が大きい試
料、又は厚さの薄い試料やＸ線吸収が少ない試料を一つ
のＸ線管で検査してもコントラストのあるＸ線画像を得
ることができるＸ線管を提供することを目的とする。
たものであって、厚さの厚い試料やＸ線吸収が大きい試
料、又は厚さの薄い試料やＸ線吸収が少ない試料を一つ
のＸ線管で検査してもコントラストのあるＸ線画像を得
ることができるＸ線管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のＸ線管は、陰極フィラメントから放出され
た電子を加速収束してターゲット陽極に衝突させ透過方
向にＸ線を発生させる開放型構造の透過形Ｘ線管におい
て、ターゲット基台の同一平面上に厚さの異なる複数の
ターゲットを配置したことを特徴とする。
め、本発明のＸ線管は、陰極フィラメントから放出され
た電子を加速収束してターゲット陽極に衝突させ透過方
向にＸ線を発生させる開放型構造の透過形Ｘ線管におい
て、ターゲット基台の同一平面上に厚さの異なる複数の
ターゲットを配置したことを特徴とする。
【０００６】さらに、請求項２の本発明のＸ線管は陰極
フィラメントから放出された電子を加速収束してターゲ
ット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を発生させる開放型
構造の透過形Ｘ線管において、ターゲット基台の同一平
面上に厚さの異なる複数のターゲットを配置し、電子ビ
ーム光軸に対して直角な平面でターゲット基台を平行も
しくは回転移動させることにより厚さの異なるターゲッ
ト位置に電子を入射させる機構を備えることを特徴とす
る。
フィラメントから放出された電子を加速収束してターゲ
ット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を発生させる開放型
構造の透過形Ｘ線管において、ターゲット基台の同一平
面上に厚さの異なる複数のターゲットを配置し、電子ビ
ーム光軸に対して直角な平面でターゲット基台を平行も
しくは回転移動させることにより厚さの異なるターゲッ
ト位置に電子を入射させる機構を備えることを特徴とす
る。
【０００７】さらに、請求項３の本発明のＸ線管は陰極
フィラメントから放出された電子を加速収束してターゲ
ット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を発生させる開放型
構造の透過形Ｘ線管において、ターゲット基台の同一平
面上に厚さの異なる複数のターゲットを配置し、真空封
じ下で電子ビーム光軸を厚さの異なるターゲット位置ま
で機械的に移動させる機構を備えることを特徴とする。
フィラメントから放出された電子を加速収束してターゲ
ット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を発生させる開放型
構造の透過形Ｘ線管において、ターゲット基台の同一平
面上に厚さの異なる複数のターゲットを配置し、真空封
じ下で電子ビーム光軸を厚さの異なるターゲット位置ま
で機械的に移動させる機構を備えることを特徴とする。
【０００８】さらに、請求項４の本発明のＸ線管は陰極
フィラメントから放出された電子を加速収束してターゲ
ット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を発生させる開放型
構造の透過形Ｘ線管において、ターゲット基台の同一平
面上に厚さの異なる複数のターゲットを配置し、真空封
じ下で偏向コイルにより電子ビーム光軸を厚さの異なる
ターゲット位置まで偏向させる機構を備えることを特徴
とする。
フィラメントから放出された電子を加速収束してターゲ
ット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を発生させる開放型
構造の透過形Ｘ線管において、ターゲット基台の同一平
面上に厚さの異なる複数のターゲットを配置し、真空封
じ下で偏向コイルにより電子ビーム光軸を厚さの異なる
ターゲット位置まで偏向させる機構を備えることを特徴
とする。
【０００９】本発明のＸ線管は上記のように構成されて
おり、同一平面上に厚みの異なるターゲットを配置し、
検査対象に応じて電子ビーム光軸とターゲットの相対位
置関係を簡便に切りかえられる様にする。つまり、厚み
の異なるターゲット位置まで電子ビーム光軸を移動させ
るか、もしくは厚みの異なるターゲットを電子ビーム光
軸まで移動させるための機構を設けることで、発生する
Ｘ線の線質を選択することができ、コントラストのある
Ｘ線画像を得ることができる。
おり、同一平面上に厚みの異なるターゲットを配置し、
検査対象に応じて電子ビーム光軸とターゲットの相対位
置関係を簡便に切りかえられる様にする。つまり、厚み
の異なるターゲット位置まで電子ビーム光軸を移動させ
るか、もしくは厚みの異なるターゲットを電子ビーム光
軸まで移動させるための機構を設けることで、発生する
Ｘ線の線質を選択することができ、コントラストのある
Ｘ線画像を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明のＸ線管の一実施例を図１
を参照しながら説明する。図１は本発明のＸ線管のター
ゲット部の上面（ａ）と断面（ｂ）を示す。図２はその
外観を示す。ターゲット基台３３の内側に厚さの異なる
ターゲット１４ａ、１４ｂが取り付けられ、ターゲット
基台３３はポールピース（ＴＯＰ）１０の上面にＯ−リ
ングを介してセットされ、上方からターゲットホルダ１
３により４個のスライドレバー１５で締め付け固定され
る。ターゲットホルダ１３にはスライド溝３５が設けら
れ、スライドレバー１５を緩めるとスライド溝３５の方
向にターゲットホルダ１３を移動することができる。タ
ーゲット基台３３がターゲットホルダ１３の凹面に嵌め
られているので、同時にスライド溝３５の方向に移動す
る構造である。ターゲット基台３３はＸ線透過率の良い
材料（例えばベリリュウムなど）が使われ、その内側に
厚みの異なるターゲット１４ａ（例えばタングステン
箔：厚み３０μｍ）、１４ｂ（例えばタングステン薄
膜：厚み３μｍ）をスライド溝３５の長さに対応したピ
ッチで取り付けられている。ターゲット部の収束コイル
８によって収束された電子ビームＥは中央に位置したタ
ーゲット１４ｂに突入する。検査対象がかわり別の厚み
のターゲット１４ａに切り換えたい時は、まず４個のス
ライドレバー１５を少し緩めて、ターゲットホルダ１３
をスライド溝３５の方向に移動し、その後再度スライド
レバー１５を締め込む。ターゲット基台３３はＯ−リン
グにて真空封じされているが、移動させる場合にも加圧
したまま移動させるので真空の漏れは最小限に押えるこ
とができる。このようにしてターゲット１４ａが電子ビ
ームＥの光軸に位置してこのターゲット１４ａでＸ線放
射をすることができる。ここではＸ線管のターゲット部
のみを図示したが、アノード部、カソード部については
図７に示す従来と同じ構造をしている。このＸ線管はカ
ソード側に負の高圧が印加され、アノード側が接地電位
に設定されており、外部の真空チャンバ５は接地電位で
ある。
を参照しながら説明する。図１は本発明のＸ線管のター
ゲット部の上面（ａ）と断面（ｂ）を示す。図２はその
外観を示す。ターゲット基台３３の内側に厚さの異なる
ターゲット１４ａ、１４ｂが取り付けられ、ターゲット
基台３３はポールピース（ＴＯＰ）１０の上面にＯ−リ
ングを介してセットされ、上方からターゲットホルダ１
３により４個のスライドレバー１５で締め付け固定され
る。ターゲットホルダ１３にはスライド溝３５が設けら
れ、スライドレバー１５を緩めるとスライド溝３５の方
向にターゲットホルダ１３を移動することができる。タ
ーゲット基台３３がターゲットホルダ１３の凹面に嵌め
られているので、同時にスライド溝３５の方向に移動す
る構造である。ターゲット基台３３はＸ線透過率の良い
材料（例えばベリリュウムなど）が使われ、その内側に
厚みの異なるターゲット１４ａ（例えばタングステン
箔：厚み３０μｍ）、１４ｂ（例えばタングステン薄
膜：厚み３μｍ）をスライド溝３５の長さに対応したピ
ッチで取り付けられている。ターゲット部の収束コイル
８によって収束された電子ビームＥは中央に位置したタ
ーゲット１４ｂに突入する。検査対象がかわり別の厚み
のターゲット１４ａに切り換えたい時は、まず４個のス
ライドレバー１５を少し緩めて、ターゲットホルダ１３
をスライド溝３５の方向に移動し、その後再度スライド
レバー１５を締め込む。ターゲット基台３３はＯ−リン
グにて真空封じされているが、移動させる場合にも加圧
したまま移動させるので真空の漏れは最小限に押えるこ
とができる。このようにしてターゲット１４ａが電子ビ
ームＥの光軸に位置してこのターゲット１４ａでＸ線放
射をすることができる。ここではＸ線管のターゲット部
のみを図示したが、アノード部、カソード部については
図７に示す従来と同じ構造をしている。このＸ線管はカ
ソード側に負の高圧が印加され、アノード側が接地電位
に設定されており、外部の真空チャンバ５は接地電位で
ある。
【００１１】次に操作手順を説明する。まず図７に示す
真空チャンバ５の内部をリークバルブ（図示せず）を介
して大気圧にする。次にターゲット部のスライドレバー
１５を緩め、ターゲットホルダ１３を取り外し、ターゲ
ット基台３３を取り出す。ターゲット基台３３に検査試
料に応じた厚みの異なるターゲット１４ａ、１４ｂを所
定の位置（スライド溝３５の長さに対応したピッチ）に
取り付ける。ターゲット基台３３をターゲットホルダ１
３に嵌め込み、Ｏ−リングの状態を確かめてターゲット
基台３３を装着したターゲットホルダ１３をポールピー
ス（ＴＯＰ）１０の上部にのせ、４個のスライドレバー
１５でスライド溝３５の端で、必要とするターゲット１
４ｂが中央にくるように位置して締め付け固定する。こ
の状態でロータリポンプ（図示していない）を働かせて
真空粗引きし、ターボポンプ（図示していない）で真空
度を上げる。真空度が所定値に安定したところでＸ線管
に高電圧を印加し、フィラメント１に電流を流す。フィ
ラメント１から放出した電子ビームＥはアノード４に向
かって加速され、アノード部のパイプ６の中を通過し
て、ターゲット部の収束コイル８によって細い径に収束
されてターゲット１４ｂに突入する。ターゲット１４ｂ
で発生するエネルギースペクトルでＸ線が放射される。
次に、検査対象がかわり別の厚みのターゲット１４ａに
切り換えたい時は、真空ポンプの真空排気回路を一次的
に閉じて、次の操作にうつる。まず４個のスライドレバ
ー１５を少し緩めて、ターゲットホルダ１３をスライド
溝３５の方向に移動し、その後再度スライドレバー１５
を締め込む。ターゲット基台３３はＯ−リングにて真空
封じされているが、移動させる場合にも加圧したまま移
動させるので真空の漏れは最小限に押えることができる
が、ターボポンプ（図示されていない）の動作に影響し
ないように真空排気回路を一時的に閉じておく。再度ス
ライドレバー１５を締め込み、その後に真空排気回路を
開けて真空チャンバ５の内部を真空ポンプ（図示されて
いない）で真空引きする。真空度が所定値に安定したと
ころで再びＸ線管に高電圧を印加し、フィラメント１に
電流を流し、電子ビームＥを収束コイル８により収束さ
せ、ターゲット１４ａに突入させて、ターゲット１４ａ
で発生するＸ線質でＸ線が放射される。検査終了後はＸ
線管の高電圧とフィラメント電流を遮断し、真空ポンプ
の真空引き回路を閉じて、電源を切りＸ線管の内部は真
空状態にしておく。このように一つのＸ線管で、厚さの
異なるターゲット１４ａ、１４ｂを使い分けることで、
線質の異なるＸ線を放射することができる。
真空チャンバ５の内部をリークバルブ（図示せず）を介
して大気圧にする。次にターゲット部のスライドレバー
１５を緩め、ターゲットホルダ１３を取り外し、ターゲ
ット基台３３を取り出す。ターゲット基台３３に検査試
料に応じた厚みの異なるターゲット１４ａ、１４ｂを所
定の位置（スライド溝３５の長さに対応したピッチ）に
取り付ける。ターゲット基台３３をターゲットホルダ１
３に嵌め込み、Ｏ−リングの状態を確かめてターゲット
基台３３を装着したターゲットホルダ１３をポールピー
ス（ＴＯＰ）１０の上部にのせ、４個のスライドレバー
１５でスライド溝３５の端で、必要とするターゲット１
４ｂが中央にくるように位置して締め付け固定する。こ
の状態でロータリポンプ（図示していない）を働かせて
真空粗引きし、ターボポンプ（図示していない）で真空
度を上げる。真空度が所定値に安定したところでＸ線管
に高電圧を印加し、フィラメント１に電流を流す。フィ
ラメント１から放出した電子ビームＥはアノード４に向
かって加速され、アノード部のパイプ６の中を通過し
て、ターゲット部の収束コイル８によって細い径に収束
されてターゲット１４ｂに突入する。ターゲット１４ｂ
で発生するエネルギースペクトルでＸ線が放射される。
次に、検査対象がかわり別の厚みのターゲット１４ａに
切り換えたい時は、真空ポンプの真空排気回路を一次的
に閉じて、次の操作にうつる。まず４個のスライドレバ
ー１５を少し緩めて、ターゲットホルダ１３をスライド
溝３５の方向に移動し、その後再度スライドレバー１５
を締め込む。ターゲット基台３３はＯ−リングにて真空
封じされているが、移動させる場合にも加圧したまま移
動させるので真空の漏れは最小限に押えることができる
が、ターボポンプ（図示されていない）の動作に影響し
ないように真空排気回路を一時的に閉じておく。再度ス
ライドレバー１５を締め込み、その後に真空排気回路を
開けて真空チャンバ５の内部を真空ポンプ（図示されて
いない）で真空引きする。真空度が所定値に安定したと
ころで再びＸ線管に高電圧を印加し、フィラメント１に
電流を流し、電子ビームＥを収束コイル８により収束さ
せ、ターゲット１４ａに突入させて、ターゲット１４ａ
で発生するＸ線質でＸ線が放射される。検査終了後はＸ
線管の高電圧とフィラメント電流を遮断し、真空ポンプ
の真空引き回路を閉じて、電源を切りＸ線管の内部は真
空状態にしておく。このように一つのＸ線管で、厚さの
異なるターゲット１４ａ、１４ｂを使い分けることで、
線質の異なるＸ線を放射することができる。
【００１２】本発明の他の実施例を図３を参照しながら
説明する。図３は本発明のＸ線管のターゲット部５２の
上面（ａ）と断面（ｂ）を示す。図４はその外観を示
す。ターゲット基台３３がシャフト１７を中心にしたＸ
線透過率の良い材料からなる円形状のプレートで作ら
れ、そのターゲット基台３３の内側に電子ビームＥの突
入する位置に、厚さの異なるターゲット１６ａ、１６ｂ
が取り付けられている。ターゲットホルダ１８Ａはポー
ルピース（ＴＯＰ）１０に固定されており、ターゲット
基台３３はポールピース（ＴＯＰ）１０の上面に、Ｏ−
リングとターゲットホルダ１８Ａを介してセットされ、
上方からターゲットホルダ１８Ｂにより回転レバー２０
で締め付け固定される。ターゲットホルダ１８Ｂには回
転溝３６が設けられ、回転レバー２０を緩めると回転溝
３６の円弧方向にターゲットホルダ１８Ｂをシャフト１
７を中心に回転することができる。ターゲット基台３３
がターゲットホルダ１８Ｂの内面に全円周部が接触して
いるので、回転レバー２０を緩めると、ターゲット基台
３３は手動でシャフト１７を中心にして回転することが
できる構造である。ここではＸ線管のターゲット部のみ
を図示したが、アノード部、カソード部に付いては図７
に示す従来と同じ構造をしている。また、このＸ線管の
動作及び操作の方法は前記の実施例に準ずる。いずれも
厚みの異なるターゲットを電子ビーム光軸まで移動させ
るため、直線に移動させるか、回転により移動させるか
の違いで、この機構を設けることで、発生するＸ線の線
質を選択することができ、コントラストのあるＸ線画像
を得ることができる。
説明する。図３は本発明のＸ線管のターゲット部５２の
上面（ａ）と断面（ｂ）を示す。図４はその外観を示
す。ターゲット基台３３がシャフト１７を中心にしたＸ
線透過率の良い材料からなる円形状のプレートで作ら
れ、そのターゲット基台３３の内側に電子ビームＥの突
入する位置に、厚さの異なるターゲット１６ａ、１６ｂ
が取り付けられている。ターゲットホルダ１８Ａはポー
ルピース（ＴＯＰ）１０に固定されており、ターゲット
基台３３はポールピース（ＴＯＰ）１０の上面に、Ｏ−
リングとターゲットホルダ１８Ａを介してセットされ、
上方からターゲットホルダ１８Ｂにより回転レバー２０
で締め付け固定される。ターゲットホルダ１８Ｂには回
転溝３６が設けられ、回転レバー２０を緩めると回転溝
３６の円弧方向にターゲットホルダ１８Ｂをシャフト１
７を中心に回転することができる。ターゲット基台３３
がターゲットホルダ１８Ｂの内面に全円周部が接触して
いるので、回転レバー２０を緩めると、ターゲット基台
３３は手動でシャフト１７を中心にして回転することが
できる構造である。ここではＸ線管のターゲット部のみ
を図示したが、アノード部、カソード部に付いては図７
に示す従来と同じ構造をしている。また、このＸ線管の
動作及び操作の方法は前記の実施例に準ずる。いずれも
厚みの異なるターゲットを電子ビーム光軸まで移動させ
るため、直線に移動させるか、回転により移動させるか
の違いで、この機構を設けることで、発生するＸ線の線
質を選択することができ、コントラストのあるＸ線画像
を得ることができる。
【００１３】本発明の他の実施例を図５を参照しながら
説明する。図５は本発明のＸ線管のターゲット部がＸ線
管球本体２４と真空ベローズ２３で連結されている構造
の断面を示す。ターゲット基台３３の内側に電子ビーム
Ｅの突入する位置に、厚さの異なる２個のターゲット２
１が取り付けられている。そのターゲット基台３３はタ
ーゲットホルダ２２に真空気密状態で取り付けられ、そ
のターゲットホルダ２２は筐体２５に同じく真空気密状
態に固定されている。下部の筐体２５にはＸ線管球本体
２４が固定されており、上部の筐体２５と下部の筐体２
５が真空ベローズ２３でＯ−リングを介して結合し、内
部は真空ポンプ（図示していない）で真空引きがされ
る。真空ベローズ２３により、ターゲット２１とＸ線管
球本体２４とは自由に相対位置を移動することができ
る。そのためＸ線管球本体２４の電子ビーム光軸を必要
とするターゲット２１に移動して合わせ、ターゲット２
１の一つを選択することができる。この場合はターゲッ
ト選択時に前記の実施例のような真空度の変化は発生し
ない。ここではＸ線管のターゲット部のみを図示した
が、Ｘ線管球本体２４のアノード部、カソード部に付い
ては図７に示す従来と同じ構造をしている。
説明する。図５は本発明のＸ線管のターゲット部がＸ線
管球本体２４と真空ベローズ２３で連結されている構造
の断面を示す。ターゲット基台３３の内側に電子ビーム
Ｅの突入する位置に、厚さの異なる２個のターゲット２
１が取り付けられている。そのターゲット基台３３はタ
ーゲットホルダ２２に真空気密状態で取り付けられ、そ
のターゲットホルダ２２は筐体２５に同じく真空気密状
態に固定されている。下部の筐体２５にはＸ線管球本体
２４が固定されており、上部の筐体２５と下部の筐体２
５が真空ベローズ２３でＯ−リングを介して結合し、内
部は真空ポンプ（図示していない）で真空引きがされ
る。真空ベローズ２３により、ターゲット２１とＸ線管
球本体２４とは自由に相対位置を移動することができ
る。そのためＸ線管球本体２４の電子ビーム光軸を必要
とするターゲット２１に移動して合わせ、ターゲット２
１の一つを選択することができる。この場合はターゲッ
ト選択時に前記の実施例のような真空度の変化は発生し
ない。ここではＸ線管のターゲット部のみを図示した
が、Ｘ線管球本体２４のアノード部、カソード部に付い
ては図７に示す従来と同じ構造をしている。
【００１４】本発明の他の実施例を図６を参照しながら
説明する。図６は本発明のＸ線管のターゲット部に、電
子ビームを偏向コイル用いて電気的にシフトさせる方法
を示す。図６（ａ）は偏向コイルが一段のものであり、
図６（ｂ）は偏向コイルが２段の例である。ターゲット
基台３３上に厚さの異なるターゲット２７が２個セット
されており、フィラメント３２からの放出電子はウエネ
ルト３１の電極で絞られその電子ビームは、（ａ）では
偏向コイル２９でターゲット２７の方向に偏向され、収
束レンズ２８でそのビーム径が収束されてターゲット基
台３３上のターゲット２７に衝突し、Ｘ線を発生する。
一方、（ｂ）では電子ビームは偏向コイル３０と偏向コ
イル２９により電子ビームが平行にシフトされ、収束レ
ンズ２８でそのビーム径が収束されて、ターゲット基台
３３上のターゲット２７に直角に衝突し、Ｘ線を発生す
る。
説明する。図６は本発明のＸ線管のターゲット部に、電
子ビームを偏向コイル用いて電気的にシフトさせる方法
を示す。図６（ａ）は偏向コイルが一段のものであり、
図６（ｂ）は偏向コイルが２段の例である。ターゲット
基台３３上に厚さの異なるターゲット２７が２個セット
されており、フィラメント３２からの放出電子はウエネ
ルト３１の電極で絞られその電子ビームは、（ａ）では
偏向コイル２９でターゲット２７の方向に偏向され、収
束レンズ２８でそのビーム径が収束されてターゲット基
台３３上のターゲット２７に衝突し、Ｘ線を発生する。
一方、（ｂ）では電子ビームは偏向コイル３０と偏向コ
イル２９により電子ビームが平行にシフトされ、収束レ
ンズ２８でそのビーム径が収束されて、ターゲット基台
３３上のターゲット２７に直角に衝突し、Ｘ線を発生す
る。
【００１５】前記の機械的に電子ビーム光軸とターゲッ
ト位置をシフトさせた実施例では、操作を手動でできる
もので説明したが、手動に限定すること無く、自動化し
たシフト方法においても適用できる。また図５の実施例
では下部の筐体２５（Ｘ線管球本体２４が固定されてい
る側）は固定し、上部の筐体２５を動かす方法において
も同様に適用できる。以上の実施例の図１、図３、図５
に示したように機械的に電子ビーム光軸とターゲット位
置をシフトさせた方法や、図６に示すように偏向コイル
２９、３０を用いて電気的にシフトさせた方法を用いて
簡便に使用するターゲットの厚みを変更することが可能
であり、検査対象に応じて最適なＸ線スペクトルを発生
させることが可能となり、良好なコントラストの画像を
得ることができる。
ト位置をシフトさせた実施例では、操作を手動でできる
もので説明したが、手動に限定すること無く、自動化し
たシフト方法においても適用できる。また図５の実施例
では下部の筐体２５（Ｘ線管球本体２４が固定されてい
る側）は固定し、上部の筐体２５を動かす方法において
も同様に適用できる。以上の実施例の図１、図３、図５
に示したように機械的に電子ビーム光軸とターゲット位
置をシフトさせた方法や、図６に示すように偏向コイル
２９、３０を用いて電気的にシフトさせた方法を用いて
簡便に使用するターゲットの厚みを変更することが可能
であり、検査対象に応じて最適なＸ線スペクトルを発生
させることが可能となり、良好なコントラストの画像を
得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明のＸ線管は上記のように構成され
ており、検査対象に応じた、コントラストの高いＸ線画
像を得ることができる。具体的には同一試料内にＸ線吸
収量が高い部分と非常に低い部分が混在する試料を見る
場合には、厚みの厚いターゲットを選択することにより
軟Ｘ線成分を除去してハレーションの少ないＸ線画像を
取得し、樹脂材料など試料全体のＸ線吸収量が少ない試
料の吸収差を見る場合には、厚みの薄いターゲットを選
択することにより、軟Ｘ線成分の多い、微小な吸収差が
より強調された、コントラストの高いＸ線画像を取得す
ることができる。
ており、検査対象に応じた、コントラストの高いＸ線画
像を得ることができる。具体的には同一試料内にＸ線吸
収量が高い部分と非常に低い部分が混在する試料を見る
場合には、厚みの厚いターゲットを選択することにより
軟Ｘ線成分を除去してハレーションの少ないＸ線画像を
取得し、樹脂材料など試料全体のＸ線吸収量が少ない試
料の吸収差を見る場合には、厚みの薄いターゲットを選
択することにより、軟Ｘ線成分の多い、微小な吸収差が
より強調された、コントラストの高いＸ線画像を取得す
ることができる。
【図１】 本発明のＸ線管の一実施例を示す図である。
【図２】 本発明のＸ線管の外観を示す図である。
【図３】 本発明のＸ線管の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図４】 本発明のＸ線管の外観を示す図である。
【図５】 本発明のＸ線管の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図６】 本発明のＸ線管の他の実施例を示す図であ
る。
る。
【図７】 従来のＸ線管を示す図である。
【図８】 ターッゲット厚さが異なる場合のＸ線スペク
トルを示す図である。
トルを示す図である。
１…フィラメント ２…ウエネルト ３…高電圧レセプタクル ４…アノード ５…真空チャンバ ６…パイプ ７…レンズホルダ ８…収束コイル ９…ポールピース １０…ポールピー
ス（ＴＯＰ） １１…ターゲットホルダ １２…ターゲッ
ト １３…ターゲットホルダ １４ａ、１４ｂ
…ターゲット １５…スライドレバー １６ａ、１６ｂ
…ターゲット １７…シャフト １８Ａ、１８Ｂ
…ターゲットホルダ ２０…回転レバー ２１…ターゲッ
ト ２２…ターゲットホルダ ２３…真空ベロ
ーズ ２４…Ｘ線管球本体 ２５…筐体 ２７…ターゲット ２８…収束レン
ズ ２９…偏向コイル ３０…偏向コイ
ル ３１…ウエネルト ３２…フィラメ
ント ３３…ターゲット基台 ３４…高圧ケー
ブル挿込み口 ３５…スライド溝 ３６…回転溝 １１Ｋ…ターゲット基台 ５０…カソード
部 ５１…アノード部 ５２…ターゲッ
ト部
ス（ＴＯＰ） １１…ターゲットホルダ １２…ターゲッ
ト １３…ターゲットホルダ １４ａ、１４ｂ
…ターゲット １５…スライドレバー １６ａ、１６ｂ
…ターゲット １７…シャフト １８Ａ、１８Ｂ
…ターゲットホルダ ２０…回転レバー ２１…ターゲッ
ト ２２…ターゲットホルダ ２３…真空ベロ
ーズ ２４…Ｘ線管球本体 ２５…筐体 ２７…ターゲット ２８…収束レン
ズ ２９…偏向コイル ３０…偏向コイ
ル ３１…ウエネルト ３２…フィラメ
ント ３３…ターゲット基台 ３４…高圧ケー
ブル挿込み口 ３５…スライド溝 ３６…回転溝 １１Ｋ…ターゲット基台 ５０…カソード
部 ５１…アノード部 ５２…ターゲッ
ト部
Claims (4)
- 【請求項１】陰極フィラメントから放出された電子を加
速収束してターゲット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を
発生させる開放型構造の透過形Ｘ線管において、ターゲ
ット基台の同一平面上に厚さの異なる複数のターゲット
を配置したことを特徴とするＸ線管。 - 【請求項２】陰極フィラメントから放出された電子を加
速収束してターゲット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を
発生させる開放型構造の透過形Ｘ線管において、ターゲ
ット基台の同一平面上に厚さの異なる複数のターゲット
を配置し、電子ビーム光軸に対して直角な平面でターゲ
ット基台を平行もしくは回転移動させることにより厚さ
の異なるターゲット位置に電子を入射させる機構を備え
ることを特徴とするＸ線管。 - 【請求項３】陰極フィラメントから放出された電子を加
速収束してターゲット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を
発生させる開放型構造の透過形Ｘ線管において、ターゲ
ット基台の同一平面上に厚さの異なる複数のターゲット
を配置し、真空封じ下で電子ビーム光軸を厚さの異なる
ターゲット位置まで機械的に移動させる機構を備えるこ
とを特徴とするＸ線管。 - 【請求項４】陰極フィラメントから放出された電子を加
速収束してターゲット陽極に衝突させ透過方向にＸ線を
発生させる開放型構造の透過形Ｘ線管において、ターゲ
ット基台の同一平面上に厚さの異なる複数のターゲット
を配置し、真空封じ下で偏向コイルにより電子ビーム光
軸を厚さの異なるターゲット位置まで偏向させる機構を
備えることを特徴とするＸ線管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26367098A JP3812165B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | Ｘ線管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26367098A JP3812165B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | Ｘ線管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000090862A true JP2000090862A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3812165B2 JP3812165B2 (ja) | 2006-08-23 |
Family
ID=17392721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26367098A Expired - Lifetime JP3812165B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | Ｘ線管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3812165B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007525807A (ja) * | 2004-02-26 | 2007-09-06 | オスミック、インコーポレイテッド | Ｘ線源 |
| JP2008140654A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Shimadzu Corp | Ｘ線発生装置 |
| KR100948650B1 (ko) * | 2008-01-14 | 2010-03-18 | 주식회사 쎄크 | 복합기능 타겟을 갖는 타겟유닛 및 그것을 구비한엑스-레이 발생장치 |
| JP2012054045A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線照射装置 |
| JP2016213042A (ja) * | 2015-05-08 | 2016-12-15 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線発生装置 |
| JP2017502447A (ja) * | 2013-10-21 | 2017-01-19 | エクスロン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＹｘｌｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｍｂｈ | Ｘ線管用のターゲット及び／又はフィラメント、ｘ線管、ターゲット及び／又はフィラメントの識別方法並びにターゲット及び／又はフィラメントの特性設定方法 |
| EP3214636A1 (en) * | 2013-03-04 | 2017-09-06 | Moxtek, Inc. | Multi-target x-ray tube with stationary electron beam position |
| WO2018198518A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｘ線管及びｘ線発生装置 |
| JP2019092585A (ja) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線発生システム |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP26367098A patent/JP3812165B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007525807A (ja) * | 2004-02-26 | 2007-09-06 | オスミック、インコーポレイテッド | Ｘ線源 |
| JP2012094531A (ja) * | 2004-02-26 | 2012-05-17 | Osmic Inc | Ｘ線源 |
| JP2008140654A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Shimadzu Corp | Ｘ線発生装置 |
| KR100948650B1 (ko) * | 2008-01-14 | 2010-03-18 | 주식회사 쎄크 | 복합기능 타겟을 갖는 타겟유닛 및 그것을 구비한엑스-레이 발생장치 |
| JP2012054045A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線照射装置 |
| EP3214636A1 (en) * | 2013-03-04 | 2017-09-06 | Moxtek, Inc. | Multi-target x-ray tube with stationary electron beam position |
| JP2017502447A (ja) * | 2013-10-21 | 2017-01-19 | エクスロン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＹｘｌｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｇｍｂｈ | Ｘ線管用のターゲット及び／又はフィラメント、ｘ線管、ターゲット及び／又はフィラメントの識別方法並びにターゲット及び／又はフィラメントの特性設定方法 |
| US9570266B2 (en) | 2015-05-08 | 2017-02-14 | Shimadzu Corporation | X-ray generating apparatus |
| JP2016213042A (ja) * | 2015-05-08 | 2016-12-15 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線発生装置 |
| WO2018198518A1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｘ線管及びｘ線発生装置 |
| JP2018190525A (ja) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｘ線管及びｘ線発生装置 |
| KR20190140899A (ko) * | 2017-04-28 | 2019-12-20 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | X선관 및 x선 발생 장치 |
| US10910191B2 (en) | 2017-04-28 | 2021-02-02 | Hamamatsu Photonics K.K. | X-ray tube and X-ray generation device |
| KR102472589B1 (ko) | 2017-04-28 | 2022-12-01 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | X선관 및 x선 발생 장치 |
| JP2019092585A (ja) * | 2017-11-17 | 2019-06-20 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線発生システム |
| JP7175602B2 (ja) | 2017-11-17 | 2022-11-21 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | Ｘ線ｃｔ装置及びｘ線発生システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3812165B2 (ja) | 2006-08-23 |
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