JP2002358919A - Ｘ線発生装置 - Google Patents
Ｘ線発生装置Info
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
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- H01J35/147—Spot size control
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高解像度の透過型Ｘ線管を提供すること。
【解決手段】 電子レンズ形成部１００Ａは、ヨーク１
３０の内部に形成された中心軸部１３１と、ヨーク１３
０の外周を規定する外周部１３３を含む。中心軸部１３
１の先端部１３５の一部は、電子銃側に位置する磁極１
１０となる。磁極１１０により第１開口部１１１が規定
されている。外周部１３３の先端部１３７の一部は、タ
ーゲット３００側に位置する磁極１２０となる。磁極１
２０により第２開口部１２１が規定されている。第２開
口部１２１の径ｄ2の値は、第１開口部１１１の径ｄ1の
値より大きい。
３０の内部に形成された中心軸部１３１と、ヨーク１３
０の外周を規定する外周部１３３を含む。中心軸部１３
１の先端部１３５の一部は、電子銃側に位置する磁極１
１０となる。磁極１１０により第１開口部１１１が規定
されている。外周部１３３の先端部１３７の一部は、タ
ーゲット３００側に位置する磁極１２０となる。磁極１
２０により第２開口部１２１が規定されている。第２開
口部１２１の径ｄ2の値は、第１開口部１１１の径ｄ1の
値より大きい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、非破壊検
査に用いることができるＸ線発生装置に関する。
査に用いることができるＸ線発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線発生装置の一例であるＸ線管は、陰
極から電界で加速した電子ビームをターゲットに当て、
その衝撃でＸ線を発生させる真空機器である。Ｘ線管の
うち、電子ビームをターゲットの一方の面に当てること
により、ターゲットの他方の面からＸ線が放射されるの
を透過型Ｘ線管という。透過型Ｘ線管は、非破壊検査、
厚み計測、Ｘ線分析等に使用される。例えば、電子部品
のような小型かつ高密度なものについて非破壊検査する
場合、透過型Ｘ線管にマイクロフォーカス機能が要求さ
れる。
極から電界で加速した電子ビームをターゲットに当て、
その衝撃でＸ線を発生させる真空機器である。Ｘ線管の
うち、電子ビームをターゲットの一方の面に当てること
により、ターゲットの他方の面からＸ線が放射されるの
を透過型Ｘ線管という。透過型Ｘ線管は、非破壊検査、
厚み計測、Ｘ線分析等に使用される。例えば、電子部品
のような小型かつ高密度なものについて非破壊検査する
場合、透過型Ｘ線管にマイクロフォーカス機能が要求さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子部品のう
ち、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chi
pSize Package）のような半導体実装部品は、小型化か
つ高密度化が進んでいる。このような半導体実装部品に
ついて、透過型Ｘ線管を用いて非破壊検査する場合、透
過型Ｘ線管を高解像度にする必要がある。
ち、例えば、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chi
pSize Package）のような半導体実装部品は、小型化か
つ高密度化が進んでいる。このような半導体実装部品に
ついて、透過型Ｘ線管を用いて非破壊検査する場合、透
過型Ｘ線管を高解像度にする必要がある。
【０００４】本発明の目的は、高解像度のＸ線発生装置
を提供することである。
を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子ビームを
ターゲットの一方の面に当てることにより、ターゲット
の他方の面からＸ線が放射されるＸ線発生装置であっ
て、電子ビームを発生する手段と、電子ビーム発生手段
側に位置する一方磁極とターゲット側に位置する他方磁
極を含み、これらの磁極により発生する磁場を用いて電
子ビームを収束させる電子レンズを形成する手段と、を
備え、一方磁極は、電子ビーム発生手段で発生した電子
ビームが出射される第１開口部を有し、他方磁極は、第
１開口部から出射された電子ビームが入射する第２開口
部を有し、第２開口部の径の値は、第１開口部の径の値
以上である。
ターゲットの一方の面に当てることにより、ターゲット
の他方の面からＸ線が放射されるＸ線発生装置であっ
て、電子ビームを発生する手段と、電子ビーム発生手段
側に位置する一方磁極とターゲット側に位置する他方磁
極を含み、これらの磁極により発生する磁場を用いて電
子ビームを収束させる電子レンズを形成する手段と、を
備え、一方磁極は、電子ビーム発生手段で発生した電子
ビームが出射される第１開口部を有し、他方磁極は、第
１開口部から出射された電子ビームが入射する第２開口
部を有し、第２開口部の径の値は、第１開口部の径の値
以上である。
【０００６】Ｘ線発生装置を高解像度にするには、例え
ば、Ｘ線焦点径を小さくする、Ｘ線像の拡大率を上げ
る、Ｘ線像の画質を上げる等がある。本発明によれば、
第２開口部の径の値が第１開口部の径の値以上であるの
で、電子レンズの形成位置をターゲット側に近づけるこ
とができる。これにより、電子レンズの拡大率を小さく
できるので、ターゲットへ入射される電子ビームの径を
小さくできる。この結果、Ｘ線焦点径を小さくすること
ができるので、Ｘ線発生装置を高解像度にすることがで
きる。
ば、Ｘ線焦点径を小さくする、Ｘ線像の拡大率を上げ
る、Ｘ線像の画質を上げる等がある。本発明によれば、
第２開口部の径の値が第１開口部の径の値以上であるの
で、電子レンズの形成位置をターゲット側に近づけるこ
とができる。これにより、電子レンズの拡大率を小さく
できるので、ターゲットへ入射される電子ビームの径を
小さくできる。この結果、Ｘ線焦点径を小さくすること
ができるので、Ｘ線発生装置を高解像度にすることがで
きる。
【０００７】本発明において、他方磁極は、第２開口部
に入射した電子ビームをターゲットに向けて出射する第
３開口部を有し、第３開口部の径の値は、第２開口部の
径の値より小さくしてもよい。
に入射した電子ビームをターゲットに向けて出射する第
３開口部を有し、第３開口部の径の値は、第２開口部の
径の値より小さくしてもよい。
【０００８】これよれば、ターゲット側に近づいた電子
レンズ（磁場分布）がターゲットの他方の面、つまり、
Ｘ線が放射される面側に広がるのを防ぐことが可能とな
る。この結果、次の二つの効果が生じる。一つは、被測
定物の性能が磁場分布により劣化するのを防ぐことがで
きる効果である。他の一つは、被測定物が磁性体の場
合、電子レンズ（磁場分布）の形状が変化するのを防ぐ
ことができるので、電子ビームを適正に収束させること
ができる効果である。
レンズ（磁場分布）がターゲットの他方の面、つまり、
Ｘ線が放射される面側に広がるのを防ぐことが可能とな
る。この結果、次の二つの効果が生じる。一つは、被測
定物の性能が磁場分布により劣化するのを防ぐことがで
きる効果である。他の一つは、被測定物が磁性体の場
合、電子レンズ（磁場分布）の形状が変化するのを防ぐ
ことができるので、電子ビームを適正に収束させること
ができる効果である。
【０００９】本発明において、第３開口部の径の値は、
第１開口部の径の値より小さくしてもよい。第３開口部
の径の値は、第１開口部の径の値より大きくしてもよ
い。第３開口部の径の値は、第１開口部の径の値と同じ
にしてもよい。
第１開口部の径の値より小さくしてもよい。第３開口部
の径の値は、第１開口部の径の値より大きくしてもよ
い。第３開口部の径の値は、第１開口部の径の値と同じ
にしてもよい。
【００１０】本発明において、電子レンズ形成手段の一
方磁極は、貫通孔を有する強磁性体部を含み、貫通孔
は、電子ビーム発生手段で発生した電子ビームを第１開
口部に導くための径路となり、貫通孔は、ターゲット側
に位置し、第１の径を有する第１部分と、電子ビーム発
生手段側に位置し、第１部分より径の値が大きい第２の
径を有する第２部分と、を有し、第１部分は、第１開口
部を含むようにしてもよい。
方磁極は、貫通孔を有する強磁性体部を含み、貫通孔
は、電子ビーム発生手段で発生した電子ビームを第１開
口部に導くための径路となり、貫通孔は、ターゲット側
に位置し、第１の径を有する第１部分と、電子ビーム発
生手段側に位置し、第１部分より径の値が大きい第２の
径を有する第２部分と、を有し、第１部分は、第１開口
部を含むようにしてもよい。
【００１１】これによれば、第１部分の径の値、つま
り、第１開口部の径の値を小さくできるので、電子レン
ズを形成する際に、電磁石のコイル部に流す電流を小さ
くすることができる。
り、第１開口部の径の値を小さくできるので、電子レン
ズを形成する際に、電磁石のコイル部に流す電流を小さ
くすることができる。
【００１２】本発明において、Ｘ線発生装置は、電子レ
ンズに入射した電子ビームのうち、電子レンズの中心付
近を通過する電子ビームのみをターゲットへ導く手段を
備えるようにしてもよい。
ンズに入射した電子ビームのうち、電子レンズの中心付
近を通過する電子ビームのみをターゲットへ導く手段を
備えるようにしてもよい。
【００１３】これによれば、電子レンズの中心付近を通
過しない電子ビームは、上記ターゲットへ導く手段によ
りカットされ、ターゲットには到達しない。これによ
り、Ｘ線像の画質を向上させることができる。
過しない電子ビームは、上記ターゲットへ導く手段によ
りカットされ、ターゲットには到達しない。これによ
り、Ｘ線像の画質を向上させることができる。
【００１４】本発明において、Ｘ線発生装置は、一方磁
極と他方磁極とのギャップの距離を一定に保つための手
段を備えるようにしてもよい。
極と他方磁極とのギャップの距離を一定に保つための手
段を備えるようにしてもよい。
【００１５】これによれば、一方磁極と他方磁極とのギ
ャップの距離を一定値に保つことができるので、電子レ
ンズの形状を一定にすることができる。よって、所望の
Ｘ線焦点径を得ることができる。
ャップの距離を一定値に保つことができるので、電子レ
ンズの形状を一定にすることができる。よって、所望の
Ｘ線焦点径を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明に係るＸ線発生装置の好適
な実施形態について、図面を用いて説明する。本実施形
態のＸ線発生装置は、透過型Ｘ線管である。
な実施形態について、図面を用いて説明する。本実施形
態のＸ線発生装置は、透過型Ｘ線管である。
【００１７】［透過型Ｘ線管の概略］本実施形態の透過
型Ｘ線管の概略について説明する。図２は、透過型Ｘ線
管１０００の断面図である。透過型Ｘ線管１０００は、
電子レンズ形成部１００Ａ、電子銃２００及びターゲッ
ト３００を備える。
型Ｘ線管の概略について説明する。図２は、透過型Ｘ線
管１０００の断面図である。透過型Ｘ線管１０００は、
電子レンズ形成部１００Ａ、電子銃２００及びターゲッ
ト３００を備える。
【００１８】まず、透過型Ｘ線管１０００の動作を簡単
に説明する。電子銃２００は、電子ビーム発生手段の一
例であり、フィラメント２０１を含む。フィラメント２
０１から電子ビームが出射される。電子レンズ形成部１
００Ａにより、電子ビームを収束させて、電子ビームを
ターゲット３００の一方の面に当てる。これにより、タ
ーゲット３００の他方の面からＸ線が放射される。
に説明する。電子銃２００は、電子ビーム発生手段の一
例であり、フィラメント２０１を含む。フィラメント２
０１から電子ビームが出射される。電子レンズ形成部１
００Ａにより、電子ビームを収束させて、電子ビームを
ターゲット３００の一方の面に当てる。これにより、タ
ーゲット３００の他方の面からＸ線が放射される。
【００１９】次に、透過型Ｘ線管１０００の構造を簡単
に説明する。透過型Ｘ線管１０００は、電子銃２００と
電気的に接続された電源部４００を備える。本実施形態
では、電源部と電子銃が配置されている部分が一体構造
をしているが、一体構造でなくてもよい。電源部４００
は、電子銃２００に対して、電子ビーム発生に必要な高
電圧の供給や電子放出の制御を行う。電源部４００は、
例えば、エポキシ樹脂のような電気絶縁性の樹脂により
封止されている。電源部４００は、電源部４００の一部
が突き出た状態で箱部５００に収められている。
に説明する。透過型Ｘ線管１０００は、電子銃２００と
電気的に接続された電源部４００を備える。本実施形態
では、電源部と電子銃が配置されている部分が一体構造
をしているが、一体構造でなくてもよい。電源部４００
は、電子銃２００に対して、電子ビーム発生に必要な高
電圧の供給や電子放出の制御を行う。電源部４００は、
例えば、エポキシ樹脂のような電気絶縁性の樹脂により
封止されている。電源部４００は、電源部４００の一部
が突き出た状態で箱部５００に収められている。
【００２０】箱部５００上には、電源部４００の上記一
部を囲むように、筒部６００が配置されている。筒部６
００上には、電子レンズ形成部１００Ａを内部に含む筒
部７００が配置されている。透過型Ｘ線管１０００の動
作時、筒部６００、７００内は高真空にされる。筒部７
００と筒部６００には、ヒンジ６１０が取り付けられて
いる。筒部７００は、ヒンジ６１０の軸を回転軸とし
て、矢印Ａ方向に動かすことができる。これにより筒部
７００を倒した状態にすることができる。この状態にお
いて、フィラメント２０１の取り替え等のメンテナンス
を行う。筒部６００の側面には、ポンプ８００が取り付
けられている。フィラメント２０１の取り替え等をした
後、ポンプ８００により筒部６００、７００内を高真空
にする。これにより、透過型Ｘ線管１０００を再び使用
することができる。なお、箱部５００は、ゴム等からな
る振動吸収板９１０を介してベース板９００に固定され
ている。
部を囲むように、筒部６００が配置されている。筒部６
００上には、電子レンズ形成部１００Ａを内部に含む筒
部７００が配置されている。透過型Ｘ線管１０００の動
作時、筒部６００、７００内は高真空にされる。筒部７
００と筒部６００には、ヒンジ６１０が取り付けられて
いる。筒部７００は、ヒンジ６１０の軸を回転軸とし
て、矢印Ａ方向に動かすことができる。これにより筒部
７００を倒した状態にすることができる。この状態にお
いて、フィラメント２０１の取り替え等のメンテナンス
を行う。筒部６００の側面には、ポンプ８００が取り付
けられている。フィラメント２０１の取り替え等をした
後、ポンプ８００により筒部６００、７００内を高真空
にする。これにより、透過型Ｘ線管１０００を再び使用
することができる。なお、箱部５００は、ゴム等からな
る振動吸収板９１０を介してベース板９００に固定され
ている。
【００２１】筒部７００内には、その長手方向に電子ビ
ーム通過管７１０が配置されている。電子銃２００から
出射された電子ビームは、電子ビーム通過管７１０を通
り、電子レンズ形成部１００Ａに導かれる。筒部７００
内には、電子銃２００側から順に、電子ビーム通過管７
１０を囲むコイル部７２０、７３０と、電子ビーム通過
管７１０と接続される電子レンズ形成部１００Ａが配置
されている。電子レンズ形成部１００Ａは、電子銃２０
０側に位置する磁極１１０と、磁極１１０と所定のギャ
ップを設けてターゲット３００側に位置する磁極１２０
を含む。コイル部７２０とコイル部７３０は互いに独立
して動作する。コイル部７２０はコンデンサコイルであ
り、コイル部７３０はオブジェクトコイルである。
ーム通過管７１０が配置されている。電子銃２００から
出射された電子ビームは、電子ビーム通過管７１０を通
り、電子レンズ形成部１００Ａに導かれる。筒部７００
内には、電子銃２００側から順に、電子ビーム通過管７
１０を囲むコイル部７２０、７３０と、電子ビーム通過
管７１０と接続される電子レンズ形成部１００Ａが配置
されている。電子レンズ形成部１００Ａは、電子銃２０
０側に位置する磁極１１０と、磁極１１０と所定のギャ
ップを設けてターゲット３００側に位置する磁極１２０
を含む。コイル部７２０とコイル部７３０は互いに独立
して動作する。コイル部７２０はコンデンサコイルであ
り、コイル部７３０はオブジェクトコイルである。
【００２２】［電子レンズ形成部の説明］次に、電子レ
ンズ形成部１００Ａについて詳細に説明する。図１は、
電子レンズ形成部１００Ａの断面図である。電子レンズ
形成部１００Ａは、強磁性体材料からなるヨーク１３０
を備える。ヨーク１３０は、電子ビーム通過管７１０の
管軸方向（以下、管軸方向という）と同軸方向に配置さ
れておりヨーク１３０の中心軸となる中心軸部１３１
と、管軸方向と同軸方向であって中心軸部１３１の周囲
に配置された外周部１３３と、を含む。
ンズ形成部１００Ａについて詳細に説明する。図１は、
電子レンズ形成部１００Ａの断面図である。電子レンズ
形成部１００Ａは、強磁性体材料からなるヨーク１３０
を備える。ヨーク１３０は、電子ビーム通過管７１０の
管軸方向（以下、管軸方向という）と同軸方向に配置さ
れておりヨーク１３０の中心軸となる中心軸部１３１
と、管軸方向と同軸方向であって中心軸部１３１の周囲
に配置された外周部１３３と、を含む。
【００２３】外周部１３３は円筒形状をし、中心軸部１
３１と間を設けて配置されている。外周部１３３と中心
軸部１３１との間のうち電子銃側には、コイル部７３０
が取り付けられている。コイル部７３０は、管軸方向と
同軸方向に配置されている。外周部１３３と中心軸部１
３１は、電子銃側において、管軸方向と直交する直交部
１３６により接続されている。
３１と間を設けて配置されている。外周部１３３と中心
軸部１３１との間のうち電子銃側には、コイル部７３０
が取り付けられている。コイル部７３０は、管軸方向と
同軸方向に配置されている。外周部１３３と中心軸部１
３１は、電子銃側において、管軸方向と直交する直交部
１３６により接続されている。
【００２４】中心軸部１３１、外周部１３３は、共に、
ターゲット側にそれらの先端部１３５、１３７が位置す
る。先端部１３５、１３７はターゲット側に向かう方向
に先細りをしている。先端部１３５の先端が、電子銃側
に位置する磁極１１０となる。先端部１３７の先端は、
管軸方向と直交する方向に曲がり、この先端がターゲッ
ト側に位置する磁極１２０となる。
ターゲット側にそれらの先端部１３５、１３７が位置す
る。先端部１３５、１３７はターゲット側に向かう方向
に先細りをしている。先端部１３５の先端が、電子銃側
に位置する磁極１１０となる。先端部１３７の先端は、
管軸方向と直交する方向に曲がり、この先端がターゲッ
ト側に位置する磁極１２０となる。
【００２５】磁極１１０と磁極１２０には、所定のギャ
ップが設けられている。磁極１２０により、第２開口部
１２１、第３開口部１２３が規定されている。第２開口
部１２１の径ｄ2の値は、第１開口部１１１の径ｄ1の値
より大きい。また、径ｄ2の値は、第３開口部１２３の
径ｄ3の値と等しい。
ップが設けられている。磁極１２０により、第２開口部
１２１、第３開口部１２３が規定されている。第２開口
部１２１の径ｄ2の値は、第１開口部１１１の径ｄ1の値
より大きい。また、径ｄ2の値は、第３開口部１２３の
径ｄ3の値と等しい。
【００２６】中心軸部１３１には、管軸方向に延びる貫
通孔１３９が形成されている。貫通孔１３９は、電子銃
で発生した電子ビームを第１開口部１１１に導くための
径路となる。貫通孔１３９には、電子ビーム通過管７１
０が挿入されている。電子銃で発生した電子ビームは、
電子ビーム通過管７１０を通り第１開口部１１１に導か
れ、第１開口部１１１から出射される。第１開口部１１
１から出射された電子ビームは、第２開口部１２１に入
射する。第２開口部１２１に入射した電子ビームは、第
３開口部１２３からターゲット３００に向けて出射す
る。
通孔１３９が形成されている。貫通孔１３９は、電子銃
で発生した電子ビームを第１開口部１１１に導くための
径路となる。貫通孔１３９には、電子ビーム通過管７１
０が挿入されている。電子銃で発生した電子ビームは、
電子ビーム通過管７１０を通り第１開口部１１１に導か
れ、第１開口部１１１から出射される。第１開口部１１
１から出射された電子ビームは、第２開口部１２１に入
射する。第２開口部１２１に入射した電子ビームは、第
３開口部１２３からターゲット３００に向けて出射す
る。
【００２７】磁極１１０と磁極１２０とで形成されるギ
ャップには、スペーサ１４０が配置されている。スペー
サ１４０の材料は、例えば、ＳＵＳである。スペーサ１
４０には、電子ビーム通過孔１４１が形成されている。
電子レンズにより収束された電子ビームのうち、電子レ
ンズの中心付近を通過する電子ビーム（以下、中心電子
ビームという）は、電子ビーム通過孔１４１を通りター
ゲット３００に導かれる。電子レンズの中心付近を通過
しない電子ビーム（以下、周辺電子ビームという）はス
ペーサ１４０によりカットされ、ターゲット３００には
到達しない。つまり、中心電子ビームがＸ線の発生に使
用され、周辺電子ビームはＸ線の発生に使用されないの
である。周辺電子ビームは、電子レンズの収差により、
大きく広がってターゲット３００の一方の面に到達す
る。これにより発生するＸ線はバックグランドノイズと
なり、Ｘ線像の画質を落とす要因となる。よって、レン
ズ収差の影響を受けにくい中心電子ビームのみをＸ線の
発生に使うように電子ビーム通過孔１４１が形成されて
いる。
ャップには、スペーサ１４０が配置されている。スペー
サ１４０の材料は、例えば、ＳＵＳである。スペーサ１
４０には、電子ビーム通過孔１４１が形成されている。
電子レンズにより収束された電子ビームのうち、電子レ
ンズの中心付近を通過する電子ビーム（以下、中心電子
ビームという）は、電子ビーム通過孔１４１を通りター
ゲット３００に導かれる。電子レンズの中心付近を通過
しない電子ビーム（以下、周辺電子ビームという）はス
ペーサ１４０によりカットされ、ターゲット３００には
到達しない。つまり、中心電子ビームがＸ線の発生に使
用され、周辺電子ビームはＸ線の発生に使用されないの
である。周辺電子ビームは、電子レンズの収差により、
大きく広がってターゲット３００の一方の面に到達す
る。これにより発生するＸ線はバックグランドノイズと
なり、Ｘ線像の画質を落とす要因となる。よって、レン
ズ収差の影響を受けにくい中心電子ビームのみをＸ線の
発生に使うように電子ビーム通過孔１４１が形成されて
いる。
【００２８】また、スペーサ１４０は、磁極１１０と磁
極１２０のギャップの距離を一定値に保つ機能を有す
る。ギャップの距離が変化すると、ギャップからもれる
磁束が変化するので、電子レンズの形状が変化する。こ
れにより、所望のＸ線焦点径を得られないのである。
極１２０のギャップの距離を一定値に保つ機能を有す
る。ギャップの距離が変化すると、ギャップからもれる
磁束が変化するので、電子レンズの形状が変化する。こ
れにより、所望のＸ線焦点径を得られないのである。
【００２９】先端部１３７には、第３開口部１２３を覆
うように、ターゲット保持部３１０が取り付けられてい
る。ターゲット保持部３１０は、第３開口部１２３から
出射された電子ビームが通過する貫通孔３２０を有す
る。ターゲット３００は、貫通孔３２０を覆うように、
ターゲット保持部３１０の表面に蒸着されている。ター
ゲット保持部３１０は、先端部１３７に対して取り外し
可能にされている。これにより、透過型Ｘ線管１０００
の使用によりターゲット３００が消耗すると、ターゲッ
ト保持部３００をターゲットが蒸着された新しいターゲ
ット保持部に取り替えることができる。
うように、ターゲット保持部３１０が取り付けられてい
る。ターゲット保持部３１０は、第３開口部１２３から
出射された電子ビームが通過する貫通孔３２０を有す
る。ターゲット３００は、貫通孔３２０を覆うように、
ターゲット保持部３１０の表面に蒸着されている。ター
ゲット保持部３１０は、先端部１３７に対して取り外し
可能にされている。これにより、透過型Ｘ線管１０００
の使用によりターゲット３００が消耗すると、ターゲッ
ト保持部３００をターゲットが蒸着された新しいターゲ
ット保持部に取り替えることができる。
【００３０】［本実施形態の効果］次に、本実施形態に
よる効果を説明する。図１に示すように、本実施形態の
電子レンズ形成部１００Ａにおいて、第２開口部１２１
の径ｄ2の値は、第１開口部１１１の径ｄ1の値より大き
い。これにより、Ｘ線焦点径を小さくすることができ、
透過型Ｘ線管１０００を高解像度にすることができる。
以下、詳細に説明する。
よる効果を説明する。図１に示すように、本実施形態の
電子レンズ形成部１００Ａにおいて、第２開口部１２１
の径ｄ2の値は、第１開口部１１１の径ｄ1の値より大き
い。これにより、Ｘ線焦点径を小さくすることができ、
透過型Ｘ線管１０００を高解像度にすることができる。
以下、詳細に説明する。
【００３１】図３は、電子レンズが形成されている状態
の電子レンズ形成部１００Ａの断面図である。図３は、
図１をさらに拡大した図である。本実施形態の電子レン
ズ１５０Ａは、電磁レンズである。つまり、コイル部７
３０に電流を流すことにより、磁極１１０と磁極１２０
とのギャップで発生する磁場をレンズとしている。電子
レンズ１５０Ａにより電子ビームを収束させる。収束し
た電子ビームがターゲット３００の一方の面に当たるこ
とにより、ターゲット３００の他方の面からＸ線が放射
される。磁場分布の形状により電子ビームの収束のしか
たが変わる。
の電子レンズ形成部１００Ａの断面図である。図３は、
図１をさらに拡大した図である。本実施形態の電子レン
ズ１５０Ａは、電磁レンズである。つまり、コイル部７
３０に電流を流すことにより、磁極１１０と磁極１２０
とのギャップで発生する磁場をレンズとしている。電子
レンズ１５０Ａにより電子ビームを収束させる。収束し
た電子ビームがターゲット３００の一方の面に当たるこ
とにより、ターゲット３００の他方の面からＸ線が放射
される。磁場分布の形状により電子ビームの収束のしか
たが変わる。
【００３２】図４は、比較例であり、電子レンズ１５０
Ｂが形成されている状態の電子レンズ形成部１００Ｂの
断面図である。図３の符号が示すものと同一のものにつ
いては同一の符号を付している。電子レンズ形成部１０
０Ａとの相違は、径ｄ1の値と径ｄ2の値との関係であ
る。電子レンズ形成部１００Ｂにおいて、径ｄ1の値は
径ｄ2の値より大きい。図３、図４から分かるように、
径ｄ2の値を径ｄ1の値に対して大きくしていくと、それ
に従い電子レンズの形成位置がターゲット３００側に近
づく。
Ｂが形成されている状態の電子レンズ形成部１００Ｂの
断面図である。図３の符号が示すものと同一のものにつ
いては同一の符号を付している。電子レンズ形成部１０
０Ａとの相違は、径ｄ1の値と径ｄ2の値との関係であ
る。電子レンズ形成部１００Ｂにおいて、径ｄ1の値は
径ｄ2の値より大きい。図３、図４から分かるように、
径ｄ2の値を径ｄ1の値に対して大きくしていくと、それ
に従い電子レンズの形成位置がターゲット３００側に近
づく。
【００３３】電子レンズ形成部１００Ａ、１００Ｂにお
いて、カソード（つまり電子銃２００）付近の仮想点か
らターゲット３００までの距離をDとする。電子レンズ
の中心からターゲットまでの距離は、電子レンズ形成部
１００ＡがＤA、電子レンズ形成部１００ＢがＤBとす
る。
いて、カソード（つまり電子銃２００）付近の仮想点か
らターゲット３００までの距離をDとする。電子レンズ
の中心からターゲットまでの距離は、電子レンズ形成部
１００ＡがＤA、電子レンズ形成部１００ＢがＤBとす
る。
【００３４】電子レンズ形成部１００Ａの電子レンズ系
の拡大率ＭAは、ＤA／Ｄとなる。一方、電子レンズ形成
部１００Ｂの電子レンズ系の拡大率ＭBは、ＤB／Ｄとな
る。距離ＤAは距離ＤBより小さいので、拡大率ＭAは拡
大率ＭBより小さくなる。これにより、電子レンズ１５
０Ａは電子レンズ１５０Ｂよりも、ターゲット３００へ
入射される電子ビームの径を小さくできる。
の拡大率ＭAは、ＤA／Ｄとなる。一方、電子レンズ形成
部１００Ｂの電子レンズ系の拡大率ＭBは、ＤB／Ｄとな
る。距離ＤAは距離ＤBより小さいので、拡大率ＭAは拡
大率ＭBより小さくなる。これにより、電子レンズ１５
０Ａは電子レンズ１５０Ｂよりも、ターゲット３００へ
入射される電子ビームの径を小さくできる。
【００３５】図５は、本実施形態においてターゲット３
００へ入射される電子ビームを模式的に示す図である。
図６は、図４に示す比較例においてターゲット３００へ
入射される電子ビームを模式的に示す図である。符号３
０００は、ターゲット３００上の電子ビームの平面を模
式的に示している。符号４０００は、ターゲット３００
上のｘ方向であって電子ビームの中心部を通る部分の電
子ビームの密度を示している。符号５０００は、ターゲ
ット３００上のｙ方向であって電子ビームの中心部を通
る部分の電子ビームの密度を示している。
００へ入射される電子ビームを模式的に示す図である。
図６は、図４に示す比較例においてターゲット３００へ
入射される電子ビームを模式的に示す図である。符号３
０００は、ターゲット３００上の電子ビームの平面を模
式的に示している。符号４０００は、ターゲット３００
上のｘ方向であって電子ビームの中心部を通る部分の電
子ビームの密度を示している。符号５０００は、ターゲ
ット３００上のｙ方向であって電子ビームの中心部を通
る部分の電子ビームの密度を示している。
【００３６】図７は、図５の符号４０００で示すグラフ
と、図６の符号４０００で示すグラフとを比較した図で
ある。図８は、図５の符号５０００で示すグラフと、図
６の符号５０００で示すグラフとを比較した図である。
図７、図８中、実線が本実施形態であり、点線が比較例
である。電子ビームの広がりは、本実施形態のほうが比
較例より小さい。
と、図６の符号４０００で示すグラフとを比較した図で
ある。図８は、図５の符号５０００で示すグラフと、図
６の符号５０００で示すグラフとを比較した図である。
図７、図８中、実線が本実施形態であり、点線が比較例
である。電子ビームの広がりは、本実施形態のほうが比
較例より小さい。
【００３７】本発明者は以上に基づき、第２開口部１２
１の径ｄ2の値が第１開口部１１１の径ｄ1の値以上、つ
まり、径ｄ2の値が径ｄ1の値と等しい、又はそれより大
きい場合、本発明者が必要とするＸ線焦点径以下のＸ線
焦点径になることを見出した。よって、本実施形態によ
れば、Ｘ線焦点径を小さくすることができるので、透過
型Ｘ線管１０００を高解像度にすることができる。
１の径ｄ2の値が第１開口部１１１の径ｄ1の値以上、つ
まり、径ｄ2の値が径ｄ1の値と等しい、又はそれより大
きい場合、本発明者が必要とするＸ線焦点径以下のＸ線
焦点径になることを見出した。よって、本実施形態によ
れば、Ｘ線焦点径を小さくすることができるので、透過
型Ｘ線管１０００を高解像度にすることができる。
【００３８】［電子レンズ形成部の変形例の説明］次
に、本実施形態の電子レンズ形成部の変形例について説
明する。図１に示す電子レンズ形成部１００Ａの構成要
素と同一要素については同一の符号を付している。
に、本実施形態の電子レンズ形成部の変形例について説
明する。図１に示す電子レンズ形成部１００Ａの構成要
素と同一要素については同一の符号を付している。
【００３９】｛変形例１｝図９は、本実施形態の電子レ
ンズ形成部の第１変形例の断面図である。図９に示す電
子レンズ形成部１００Ｃが、電子レンズ形成部１００Ａ
と相違するのは、開口部の径である。すなわち、電子レ
ンズ形成部１００Ｃにおいて、第２開口部１２１の径ｄ
2の値は第１開口部１１１の径ｄ1の値と等しい。上記の
ように、径ｄ2の値が径ｄ1の値と等しい場合、図４に示
す第２開口部１２１の径ｄ2の値が第１開口部１１１の
径ｄ1より小さい場合に比べて、ターゲット３００へ入
射される電子ビームの径を小さくできる。これにより、
Ｘ線焦点径を小さくすることができ、透過型Ｘ線管１０
００を高解像度にすることができる。なお、電子レンズ
形成部１００Ｃにおいて、第２開口部１２１の径ｄ2の
値は第３開口部１２３の径ｄ3の値と等しい。
ンズ形成部の第１変形例の断面図である。図９に示す電
子レンズ形成部１００Ｃが、電子レンズ形成部１００Ａ
と相違するのは、開口部の径である。すなわち、電子レ
ンズ形成部１００Ｃにおいて、第２開口部１２１の径ｄ
2の値は第１開口部１１１の径ｄ1の値と等しい。上記の
ように、径ｄ2の値が径ｄ1の値と等しい場合、図４に示
す第２開口部１２１の径ｄ2の値が第１開口部１１１の
径ｄ1より小さい場合に比べて、ターゲット３００へ入
射される電子ビームの径を小さくできる。これにより、
Ｘ線焦点径を小さくすることができ、透過型Ｘ線管１０
００を高解像度にすることができる。なお、電子レンズ
形成部１００Ｃにおいて、第２開口部１２１の径ｄ2の
値は第３開口部１２３の径ｄ3の値と等しい。
【００４０】｛変形例２｝図１０は、本実施形態の電子
レンズ形成部の第２変形例の断面図である。図１０に示
す電子レンズ形成部１００Ｄは、電子レンズ形成部１０
０Ａと同様に、第２開口部１２１の径ｄ2の値が第１開
口部１１１の径ｄ1の値より大きく、第２開口部１２１
の径ｄ2の値が第３開口部１２３の径ｄ3の値と等しい。
レンズ形成部の第２変形例の断面図である。図１０に示
す電子レンズ形成部１００Ｄは、電子レンズ形成部１０
０Ａと同様に、第２開口部１２１の径ｄ2の値が第１開
口部１１１の径ｄ1の値より大きく、第２開口部１２１
の径ｄ2の値が第３開口部１２３の径ｄ3の値と等しい。
【００４１】電子レンズ形成部１００Ｄは、電子レンズ
形成部１００Ａと相違するのは、中心軸部１３１に形成
された貫通孔１３９の形状である。貫通孔１３９は、タ
ーゲット側に位置する第１部分１３２と、電子銃側に位
置する第２部分１３４とを含む。第１部分１３２は、第
１開口部１１１を含む。貫通孔１３９の第２部分１３４
に電子ビーム通過管７１０が挿入されている。第２部分
１３４の径ｄ4の値は、第１部分１３２の径ｄ1の値より
大きい。電子レンズ形成部１００Dによれば、第１部分
１３２の径ｄ1の値を小さくできるので、電子レンズを
形成する際に、コイル部７３０に流す電流を小さくする
ことができる。
形成部１００Ａと相違するのは、中心軸部１３１に形成
された貫通孔１３９の形状である。貫通孔１３９は、タ
ーゲット側に位置する第１部分１３２と、電子銃側に位
置する第２部分１３４とを含む。第１部分１３２は、第
１開口部１１１を含む。貫通孔１３９の第２部分１３４
に電子ビーム通過管７１０が挿入されている。第２部分
１３４の径ｄ4の値は、第１部分１３２の径ｄ1の値より
大きい。電子レンズ形成部１００Dによれば、第１部分
１３２の径ｄ1の値を小さくできるので、電子レンズを
形成する際に、コイル部７３０に流す電流を小さくする
ことができる。
【００４２】｛変形例３｝図１１は、本実施形態の電子
レンズ形成部の第３変形例の断面図である。図１１に示
す電子レンズ形成部１００Ｅは、電子レンズ形成部１０
０Ａと同様に、第２開口部１２１の径ｄ2の値が第１開
口部１１１の径ｄ1の値より大きい。電子レンズ形成部
１００Ｅが電子レンズ形成部１００Ａと相違するのは、
第３開口部１２３の径ｄ3の値が第２開口部１２１の径
ｄ2の値より小さいことである。これによる効果を説明
する。
レンズ形成部の第３変形例の断面図である。図１１に示
す電子レンズ形成部１００Ｅは、電子レンズ形成部１０
０Ａと同様に、第２開口部１２１の径ｄ2の値が第１開
口部１１１の径ｄ1の値より大きい。電子レンズ形成部
１００Ｅが電子レンズ形成部１００Ａと相違するのは、
第３開口部１２３の径ｄ3の値が第２開口部１２１の径
ｄ2の値より小さいことである。これによる効果を説明
する。
【００４３】例えば、被測定物２０００を非破壊検査す
る場合、被測定物２０００はターゲット３００のＸ線が
放射される面の近傍に置かれる。上記のように、本実施
形態によれば磁場分布（電子レンズ）がターゲット側に
広がるので、磁場分布が被測定物２０００の置かれた場
所にまで広がることがある。この磁場により、被測定物
２０００の性能が劣化する可能性がある。また、被測定
物２０００が磁性体の場合、磁場分布の形状、つまり電
子レンズの形状が変化する場合がある。電子レンズの形
状の変化により、電子ビームの収束の状態が変わるおそ
れがある。
る場合、被測定物２０００はターゲット３００のＸ線が
放射される面の近傍に置かれる。上記のように、本実施
形態によれば磁場分布（電子レンズ）がターゲット側に
広がるので、磁場分布が被測定物２０００の置かれた場
所にまで広がることがある。この磁場により、被測定物
２０００の性能が劣化する可能性がある。また、被測定
物２０００が磁性体の場合、磁場分布の形状、つまり電
子レンズの形状が変化する場合がある。電子レンズの形
状の変化により、電子ビームの収束の状態が変わるおそ
れがある。
【００４４】電子レンズ形成部１００Ｅによれば、第３
開口部１２３の径ｄ3の値が第２開口部１２１の径ｄ2の
値より小さいので、磁場分布が被測定物２０００の置か
れた場所にまで広がるのを防ぐことができる。
開口部１２３の径ｄ3の値が第２開口部１２１の径ｄ2の
値より小さいので、磁場分布が被測定物２０００の置か
れた場所にまで広がるのを防ぐことができる。
【００４５】｛変形例４｝図１２は、本実施形態の電子
レンズ形成部の第４変形例の断面図である。図１２に示
す電子レンズ形成部１００Ｆは、第１開口部１１１の径
ｄ1の値を図１０に示す電子レンズ１００Ｄの第１開口
部１１１の径ｄ1の値と同一にしている。電子レンズ形
成部１００Ｆは、第２開口部１２１の径ｄ2の値を図１
１に示す電子レンズ１００Eの第２開口部１２１の径ｄ2
の値と同一にしている。また、電子レンズ形成部１００
Ｆは、第３開口部１２３の径ｄ3の値を電子レンズ１０
０Eの第３開口部１２３の径ｄ3の値と同一にしている。
よって、電子レンズ形成部１００Ｆは、変形例２の効果
と変形例３の効果を有する。
レンズ形成部の第４変形例の断面図である。図１２に示
す電子レンズ形成部１００Ｆは、第１開口部１１１の径
ｄ1の値を図１０に示す電子レンズ１００Ｄの第１開口
部１１１の径ｄ1の値と同一にしている。電子レンズ形
成部１００Ｆは、第２開口部１２１の径ｄ2の値を図１
１に示す電子レンズ１００Eの第２開口部１２１の径ｄ2
の値と同一にしている。また、電子レンズ形成部１００
Ｆは、第３開口部１２３の径ｄ3の値を電子レンズ１０
０Eの第３開口部１２３の径ｄ3の値と同一にしている。
よって、電子レンズ形成部１００Ｆは、変形例２の効果
と変形例３の効果を有する。
【００４６】なお、変形例２、３、４の電子レンズ形成
部１００D、１００E、１００Ｆでは、第２開口部１２１
の径ｄ2の値が第１開口部１１１の径ｄ1の値より大きい
が、電子レンズ形成部１００Ｃのように径ｄ2の値が径
ｄ1の値と等しくてもよい。
部１００D、１００E、１００Ｆでは、第２開口部１２１
の径ｄ2の値が第１開口部１１１の径ｄ1の値より大きい
が、電子レンズ形成部１００Ｃのように径ｄ2の値が径
ｄ1の値と等しくてもよい。
【００４７】
【発明の効果】本発明のＸ線発生装置によれば、ターゲ
ット側の磁極に形成される第２開口部の径の値は、電子
ビーム発生手段側の磁極に形成される第１開口部の径の
値以上である。従って、電子レンズの形成位置をターゲ
ット側に近づけることができるので、Ｘ線焦点径を小さ
くすることができる。よって、本発明によれば、Ｘ線発
生装置を高解像度にすることができる。
ット側の磁極に形成される第２開口部の径の値は、電子
ビーム発生手段側の磁極に形成される第１開口部の径の
値以上である。従って、電子レンズの形成位置をターゲ
ット側に近づけることができるので、Ｘ線焦点径を小さ
くすることができる。よって、本発明によれば、Ｘ線発
生装置を高解像度にすることができる。
【図１】本実施形態の電子レンズ形成部の断面図であ
る。
る。
【図２】本実施形態の透過型Ｘ線管の断面図である。
【図３】本実施形態において、電子レンズが形成されて
いる状態の電子レンズ形成部の断面図である。
いる状態の電子レンズ形成部の断面図である。
【図４】比較例において、電子レンズが形成されている
状態の電子レンズ形成部の断面図である。
状態の電子レンズ形成部の断面図である。
【図５】本実施形態において、ターゲットへ入射される
電子ビームを模式的に示す図である。
電子ビームを模式的に示す図である。
【図６】比較例において、ターゲットへ入射される電子
ビームを模式的に示す図である。
ビームを模式的に示す図である。
【図７】図５の符号４０００で示すグラフと、図６の符
号４０００で示すグラフとを比較した図である。
号４０００で示すグラフとを比較した図である。
【図８】図５の符号５０００で示すグラフと、図６の符
号５０００で示すグラフとを比較した図である。
号５０００で示すグラフとを比較した図である。
【図９】本実施形態の電子レンズ形成部の第１変形例の
断面図である。
断面図である。
【図１０】本実施形態の電子レンズ形成部の第２変形例
の断面図である。
の断面図である。
【図１１】本実施形態の電子レンズ形成部の第３変形例
の断面図である。
の断面図である。
【図１２】本実施形態の電子レンズ形成部の第４変形例
の断面図である。
の断面図である。
１００Ａ〜Ｆ・・・電子レンズ形成部、１１０・・・磁
極、１１１・・・第１開口部、１２０・・・磁極、１２
１・・・第２開口部、１２３・・・第３開口部、１３０
・・・ヨーク、１３１・・・中心軸部、１３２・・・第
１部分、１３３・・・外周部、１３４・・・第２部分、
１３５・・・先端部、１３６・・・直交部、１３７・・
・先端部、１３９・・・貫通孔、１４０・・・スペー
サ、１４１・・・電子ビーム通過孔、１５０Ａ・・・電
子レンズ、１５０Ｂ・・・電子レンズ、２００・・・電
子銃、２０１・・・フィラメント、３００・・・ターゲ
ット、３１０・・・ターゲット保持部、３２０・・・貫
通孔、４００・・・電源部、５００・・・箱部、６００
・・・筒部、６１０・・・ヒンジ、７００・・・筒部、
７１０・・・電子ビーム通過管、７２０・・・コイル
部、７３０・・・コイル部、８００・・・ポンプ、９０
０・・・ベース板、９１０・・・振動吸収板、１０００
・・・透過型Ｘ線管、２０００・・・被測定物
極、１１１・・・第１開口部、１２０・・・磁極、１２
１・・・第２開口部、１２３・・・第３開口部、１３０
・・・ヨーク、１３１・・・中心軸部、１３２・・・第
１部分、１３３・・・外周部、１３４・・・第２部分、
１３５・・・先端部、１３６・・・直交部、１３７・・
・先端部、１３９・・・貫通孔、１４０・・・スペー
サ、１４１・・・電子ビーム通過孔、１５０Ａ・・・電
子レンズ、１５０Ｂ・・・電子レンズ、２００・・・電
子銃、２０１・・・フィラメント、３００・・・ターゲ
ット、３１０・・・ターゲット保持部、３２０・・・貫
通孔、４００・・・電源部、５００・・・箱部、６００
・・・筒部、６１０・・・ヒンジ、７００・・・筒部、
７１０・・・電子ビーム通過管、７２０・・・コイル
部、７３０・・・コイル部、８００・・・ポンプ、９０
０・・・ベース板、９１０・・・振動吸収板、１０００
・・・透過型Ｘ線管、２０００・・・被測定物
Claims (8)
- 【請求項１】 電子ビームをターゲットの一方の面に当
てることにより、前記ターゲットの他方の面からＸ線が
放射されるＸ線発生装置であって、 電子ビームを発生する手段と、 前記電子ビーム発生手段側に位置する一方磁極と前記タ
ーゲット側に位置する他方磁極を含み、これらの磁極に
より発生する磁場を用いて電子ビームを収束させる電子
レンズを形成する手段と、 を備え、 前記一方磁極は、前記電子ビーム発生手段で発生した電
子ビームが出射される第１開口部を有し、 前記他方磁極は、前記第１開口部から出射された電子ビ
ームが入射する第２開口部を有し、 前記第２開口部の径の値は、前記第１開口部の径の値以
上である、Ｘ線発生装置。 - 【請求項２】 前記他方磁極は、前記第２開口部に入射
した電子ビームを前記ターゲットに向けて出射する第３
開口部を有し、 前記第３開口部の径の値は、前記第２開口部の径の値よ
り小さい、請求項１記載のＸ線発生装置。 - 【請求項３】 前記第３開口部の径の値は、前記第１開
口部の径の値より小さい、請求項２記載のＸ線発生装
置。 - 【請求項４】 前記第３開口部の径の値は、前記第１開
口部の径の値より大きい、請求項２記載のＸ線発生装
置。 - 【請求項５】 前記第３開口部の径の値は、前記第１開
口部の径の値と同じである、請求項２記載のＸ線発生装
置。 - 【請求項６】 前記電子レンズ形成手段の前記一方磁極
は、貫通孔を有する強磁性体部を含み、 前記貫通孔は、前記電子ビーム発生手段で発生した電子
ビームを前記第１開口部に導くための径路となり、 前記貫通孔は、 前記ターゲット側に位置し、第１の径を有する第１部分
と、 前記電子ビーム発生手段側に位置し、前記第１部分より
径の値が大きい第２の径を有する第２部分と、 を有し、 前記第１部分は、前記第１開口部を含む、請求項１〜５
のいずれかに記載のＸ線発生装置。 - 【請求項７】 前記Ｘ線発生装置は、前記電子レンズに
入射した電子ビームのうち、前記電子レンズの中心付近
を通過する電子ビームのみを前記ターゲットへ導く手段
を備える、請求項１〜６のいずれかに記載のＸ線発生装
置。 - 【請求項８】 前記Ｘ線発生装置は、前記一方磁極と前
記他方磁極とのギャップの距離を一定に保つための手段
を備える、請求項１〜７のいずれかに記載のＸ線発生装
置。
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|---|---|---|---|
| JP2001165020A JP4772212B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Ｘ線発生装置 |
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| TW091111550A TW580721B (en) | 2001-05-31 | 2002-05-30 | Device for generating X-ray |
| PCT/JP2002/005291 WO2002097851A1 (en) | 2001-05-31 | 2002-05-30 | X-ray generator |
| US10/479,341 US7046767B2 (en) | 2001-05-31 | 2002-05-30 | X-ray generator |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001165020A JP4772212B2 (ja) | 2001-05-31 | 2001-05-31 | Ｘ線発生装置 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JP4772212B2 (ja) |
| CN (1) | CN100405525C (ja) |
| TW (1) | TW580721B (ja) |
| WO (1) | WO2002097851A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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