JP2004014402A - Ｘ線装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｘ線管内の電子ビームの光軸調整を好適に行うことができるＸ線装置を提供する。
【解決手段】開放型Ｘ線管１内で電子銃１１とターゲット１３とを結ぶ電子ビームＢの光軸周りに、電子ビームＢの位置検出に用いられる特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄを有する初段アパーチャ２５が位置しており、制御部４１は、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御し、この際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整するので、電子ビームＢの位置情報を取得することができ、電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【選択図】 図１
【解決手段】開放型Ｘ線管１内で電子銃１１とターゲット１３とを結ぶ電子ビームＢの光軸周りに、電子ビームＢの位置検出に用いられる特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄを有する初段アパーチャ２５が位置しており、制御部４１は、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御し、この際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整するので、電子ビームＢの位置情報を取得することができ、電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、工業分野、医療分野などに用いられるＸ線装置に係り、特に、Ｘ線装置に用いられるＸ線管内の電子ビーム光軸調整の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工業分野で使用されているＸ線装置は、図６に示すように、Ｘ線管としての開放型Ｘ線管１００と、この開放型Ｘ線管１００から出射されたＸ線を検出するためのＩ・Ｉ管（イメージ・インテンシファイア）２００とを備えているものがある。この開放型Ｘ線管１００は、電子ビームＢを発生する電子銃１０１と、この電子銃１０１に対向配置され、電子銃１０１からの電子ビームＢの衝突によりＸ線を発生するターゲット１０３と、電子銃１０１とターゲット１０３との間に配置され、電子ビームＢを偏向する偏向器１０５と、電子銃１０１の近傍に設けられ、中央部が開口されたアノード（陽極）１０７と、ターゲット１０３の近傍に設けられ、電子ビームＢを収束させるための収束コイル１０９と、ターゲット１０３の近傍に設けられ、電子ビームＢを絞るための絞り孔１１１が中央に形成されたアパーチャ１１３とを備えている。
【０００３】
理想的には、電子銃１０１より出射された電子は、ターゲット１０３に向って加速され、収束コイル１０９によりターゲット１０３中心上に収束されるはずである。しかし、実際には、各部品の機械的公差は不可避であるため、機械軸Ｋ（電子銃１０１中心とターゲット１０３中心とを物理的に結んだ軸）と、電子ビームＢの光軸（実際に電子が出射される軸）とが異なり、電子ビームＢ中心をターゲット１０３中心に到達させることができないことがある。そこで、これを補正するために、電子銃１０１とターゲット１０３との間に偏向器１０５を配置し、電子ビームＢを走査することにより、電子ビームＢ中心をターゲット１０３中心に導いている。具体的には、偏向器１０５により電子ビームＢを走査して、Ｉ・Ｉ管で検出されたターゲット１０３からのＸ線出力が最大となるように偏向器１０５の出力を決定することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のＸ線装置では、ビームラインＢＬ中に複数個（例えば２個）のアパーチャを設ける場合がある。つまり、図７に示すように収束コイル１０９を二段とし、初段の収束コイル１０９（電子銃１０１に近い側の収束コイル）近傍にもアパーチャ（以下「初段アパーチャ１１５」と呼ぶ。）を挿入することがある。なお、ターゲット１０３近傍に位置する後段の収束コイル１０９側に設けられたアパーチャを、後段アパーチャ１１３と呼ぶ。この場合には、電子ビームＢを、初段アパーチャ１１５の中央の絞り孔１１７中心に通すとともに、後段アパーチャ１１３の中央の絞り孔１１１中心にも通すように光軸調整する必要がある。しかしながら、前述した通り各構成部品には機械的公差があるため、偏向器１０５、１０５’により電子ビームＢを走査して、Ｉ・Ｉ管２００で検出されたターゲット１０３からのＸ線出力が最大となるように偏向器１０５’の出力を決定したとしても、電子ビームＢが必ずしも初段アパーチャ１１５の絞り孔１１７の中心Ｃ（図７にて２点鎖線で示す）を通っているとは限らないことから、Ｘ線出力が最大に調整されているとは限らないという問題がある。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線管内の電子ビームの光軸調整を好適に行うことができるＸ線装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、（ａ）電子ビームを発生する電子源と、前記電子源に対向配置され、前記電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生するターゲットと、前記電子源と前記ターゲットとの間に配置され、電子ビームを偏向する偏向手段とを有するＸ線管と、（ｂ）前記Ｘ線管に対向配置され、前記Ｘ線管から出射されたＸ線を検出するためのＸ線検出手段と、（ｃ）前記Ｘ線検出手段で得られたＸ線検出データに基づいて前記偏向手段を制御する制御手段とを有するＸ線装置において、（ｄ）前記Ｘ線管内で前記電子源と前記ターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置し、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材を備え、（ｅ）前記制御手段は、前記部材の特異部位に電子ビームを照射するように前記偏向手段を走査制御し、この際における前記偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と前記部材の特異部位で発生したＸ線を前記Ｘ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整することを特徴とするものである。
【０００７】
（作用・効果）請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線管内で電子源とターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材が位置しており、制御手段は、この部材の特異部位に電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、この際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べてＸ線発生量の異なるものであることを特徴とするものである。
【０００９】
（作用・効果）請求項２に記載の発明によれば、部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べてＸ線発生量の異なるものとしているので、特異部位とそれ以外の箇所に電子ビームを衝突させた際の各Ｘ線発生量に差をつけることができ、より高精度に電子ビームの位置情報を取得することができ、より高精度に電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位が電子ビームの光軸周りの４箇所にそれぞれ設けられ、かつ、これらの特異部位が光軸周りに９０度ごとに個別に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
（作用・効果）請求項３に記載の発明によれば、部材は、その特異部位が電子ビームの光軸周りの４箇所にそれぞれ設けられ、かつ、これらの特異部位が光軸周りに９０度ごとに個別に設けられている、つまり、互いに直交する二軸の交点から各軸上の所定距離の位置にそれぞれの特異部位が位置しているので、各特異部位に電子ビームを衝突させた際の各Ｘ線発生データに基づいて、より正確に電子ビームの位置情報を取得することができ、より正確に電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べて材質または肉厚の異なるものとしていることを特徴とするである。
【００１３】
（作用・効果）請求項４に記載の発明によれば、部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べて材質または肉厚の異なるものとしているので、特異部位とそれ以外の箇所に電子ビームを衝突させた際の各Ｘ線発生量に差をつけることができ、高精度に電子ビームの位置情報を取得することができ、高精度に電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＸ線装置において、前記部材は、その中央に電子ビームを絞るための絞り孔を有し、かつ、前記絞り孔の周囲に前記特異部位としての貫通孔が開けられたアパーチャとすることを特徴とするものである。
【００１５】
（作用・効果）請求項５に記載の発明によれば、部材は、その中央に電子ビームを絞るための絞り孔を有し、かつ、この絞り孔の周囲に特異部位としての貫通孔が開けられたアパーチャとしているので、特異部位を有する部材をアパーチャとは別途に設ける必要が無いし、特異部位としての貫通孔辺りに電子ビームを衝突させることで発生したＸ線を、貫通孔を通過させてＸ線検出手段に到達させることができ、つまり、アパーチャに吸収されて減衰することが可及的に低減されており、高精度に電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームをアパーチャの絞り孔の中心を通過する方向に設定することができ、つまり電子ビームをアパーチャの絞り孔の中心位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００１６】
なお、本明細書は、次のようなＸ線管の光軸調整方法および電子ビーム装置も開示している。
【００１７】
（１）電子ビームを発生する電子源と、前記電子源に対向配置され、前記電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生するターゲットと、前記電子源と前記ターゲットとの間に配置され、電子ビームを偏向する偏向手段とを有するＸ線管の光軸調整方法において、
前記Ｘ線管内で前記電子源と前記ターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置する、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材に、電子ビームを照射するように前記偏向手段を走査制御するビーム走査過程と、
前記ビーム走査過程の際における前記偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と前記部材の特異部位で発生したＸ線を、前記Ｘ線管に対向配置され、前記Ｘ線管から出射されたＸ線を検出するためのＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整する光軸調整過程と
を備えることを特徴とするＸ線管の光軸調整方法。
【００１８】
前記（１）に記載のＸ線管の光軸調整方法によれば、ビーム走査過程は、Ｘ線管内で電子源とターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置する、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材に、電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、光軸調整過程は、ビーム走査過程の際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００１９】
（２）電子ビームを発生する電子源と、前記電子源に対向配置され、前記電子源からの電子ビームを出射させる出射口と、前記電子源と前記出射口との間に配置され、電子ビームを偏向する偏向手段とを有する本体部を備え、前記本体部から被対象物に電子ビームを照射する電子ビーム装置において、
（ａ）前記本体部に対向配置され、前記電子源からの電子ビームが前記本体部内の所定箇所に照射されたことに起因して発生したＸ線を検出するためのＸ線検出手段と、
（ｂ）前記Ｘ線検出手段で得られたＸ線検出データに基づいて前記偏向手段を制御する制御手段と、
（ｃ）前記本体部内で前記電子源と前記出射口とを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置し、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材と
を備え、
（ｄ）前記制御手段は、前記部材の特異部位に電子ビームを照射するように前記偏向手段を走査制御し、この際における前記偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と前記部材の特異部位で発生したＸ線を前記Ｘ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整することを特徴とする電子ビーム装置。
【００２０】
前記（２）に記載の電子ビーム装置によれば、本体内で電子源と出射口とを結ぶ電子ビームの光軸周りに、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材が位置しており、制御手段は、この部材の特異部位に電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、この際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＸ線装置の一実施例について説明する。図１は実施例に係るＸ線装置の要部構成を示す概略斜視図、図２は実施例のＸ線装置の構成を示す概略断面図である。図３（ａ）は初段アパーチャの貫通孔に電子ビームを照射することでＸ線が生じることを説明するための模式図であり、図３（ｂ）は初段アパーチャの断面図である。
【００２２】
図１，図２に示すように、実施例のＸ線装置は、Ｘ線を発生させる開放型Ｘ線管１と、この開放型Ｘ線管１から出射されたＸ線を検出するためのＸ線検出器、例えばＩ・Ｉ管（イメージ・インテンシファイア）２とを備えている。このＸ線装置は、対向配置された開放型Ｘ線管１とＩ・Ｉ管２との間に、撮影すべき被対象物（例えば電子部品など）を位置させ、開放型Ｘ線管１から出射されて被対象物を透過したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出することで、被対象物のＸ線透過画像を取得するものである。以下、実施例装置の各部構成を具体的に説明する。
【００２３】
この開放型Ｘ線管１は、電子ビームＢを発生する電子銃１１と、この電子銃１１に対向配置され、電子銃１１からの電子ビームＢの衝突によりＸ線を発生するターゲット１３と、電子銃１１とターゲット１３との間に配置され、電子ビームＢを偏向する複数個（例えば４個）の偏向器１５と、電子銃１１の近傍に設けられ、中央部が開口されたアノード（陽極）１７と、ビームラインＢＬの例えば中程に設けられ、電子ビームＢを収束させるための初段収束コイル１９と、ターゲット１３の近傍に設けられ、電子ビームＢを収束させるための後段収束コイル２１と、初段収束コイル１９の近傍に設けられ、電子ビームＢを絞るための絞り孔２３が中央に形成された初段アパーチャ２５と、ターゲット１３の近傍に設けられ、電子ビームＢを絞るための絞り孔２７が中央に形成された後段アパーチャ２９とを備えている。
【００２４】
初段アパーチャ２５は、その周方向に４個の貫通孔３１ａ〜３１ｄがそれぞれ個別に設けられている。これらの４個の貫通孔３１ａ〜３１ｄは、絞り孔２３の周りに９０度ごとに個別に設けられている。図１に示すように、絞り孔２３の中心が、互いに直交する２軸（ｘ軸，ｙ軸）の交点（原点）であるとすると、ｙ軸上で原点から等距離にある各位置に貫通孔３１ａ，３１ｃが形成されており、ｘ軸上で原点から等距離にある各位置に貫通孔３１ｂ，３１ｄが形成されている。ここでは便宜上、各貫通孔３１ａ〜３１ｄを原点から等距離に配置しているが、位置関係さえ既知であれば必ずしも等距離である必要はない。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、初段アパーチャ２５の４個の貫通孔３１ａ〜３１ｄは、その貫通方向がターゲット１３の中心に向けるようにして形成された傾斜孔となっている。この傾斜角度は、電子ビームＢが貫通孔３１ａ〜３１ｄに衝突することなくターゲット１３に直接に到達するのを防止することを目的として設定されており、初段アパーチャ２５からターゲット１３までの距離と、初段アパーチャ２５の絞り孔２３から各貫通孔３１ａ〜３１ｄまでの距離などに応じて、好適な任意の値に設定すればよく、この実施例では、初段アパーチャ２５の絞り孔２３の中心線（図３（ｂ）にて１点鎖線で示す）に対して、例えば１０度程度となるようにしている。
【００２６】
図１に示すように、この実施例のＸ線装置は、Ｉ・Ｉ管２からのＸ線透過データに基づいて偏向器１５を制御する制御部４１を備えている。制御部４１は、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御し、この際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整する。
【００２７】
なお、上述した開放型Ｘ線管１が本発明のＸ線管に相当し、上述したＩ・Ｉ管２が本発明のＸ線検出手段に相当し、上述した電子銃１１が本発明の電子源に相当し、上述した偏向器１５が本発明の偏向手段に相当し、上述した制御部４１が本発明の制御手段に相当し、上述した初段アパーチャ２５が本発明の部材に相当し、上述した各貫通孔３１ａ〜３１ｄが本発明の特異部位に相当する。
【００２８】
続いて、前述した構成の実施例装置の開放型Ｘ線管１内の電子ビームＢの光軸調整について、図４，図５も参照しながら具体的に説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は各貫通孔で発生したＸ線をＩ・Ｉ管で検出した画像を示す模式図である。図５は電子ビームの光軸を絞り孔中心に位置させる偏向量を求めることを示す模式図である。
【００２９】
まず、図１に示すように、制御部４１は、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御する。つまり、各貫通孔３１ａ〜３１ｄに順番に電子ビームＢを照射していく。
【００３０】
具体的には、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａに照射されると、図３（ａ）に示すように、電子ビームＢを構成する複数個の電子が初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ辺りに衝突しＸ線が発生する。この発生したＸ線のうちの一部は初段アパーチャ２５内を進行することで吸収されてしまうが、残りのＸ線は貫通孔３１ａを通ってターゲット１３の方に向い、ターゲット１３等を透過することでその一部が減衰してＩ・Ｉ管２に到達する（図１参照）。このときＩ・Ｉ管２では、発生したＸ線が後段アパーチャ２９の絞り穴２７を通してピンホールカメラの原理により図４（ａ）に示すような画像Ｇ１が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ１，ｙ１）を記憶する。
【００３１】
次に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄに照射されると、前述と同様に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄ辺りに衝突することでＸ線が発生し、この発生したＸ線の一部がＩ・Ｉ管２に到達する。このときＩ・Ｉ管２では、図４（ｂ）に示すような画像Ｇ２が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ２，ｙ２）を記憶する。
【００３２】
次に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂに照射されると、前述と同様に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂ辺りに衝突することでＸ線が発生し、この発生したＸ線の一部がＩ・Ｉ管２に到達する。このときＩ・Ｉ管２では、図４（ｃ）に示すような画像Ｇ３が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ３，ｙ３）を記憶する。
【００３３】
次に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃに照射されると、前述と同様に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃ辺りに衝突することでＸ線が発生し、この発生したＸ線の一部がＩ・Ｉ管２に到達する。このときＩ・Ｉ管２では、図４（ｄ）に示すような画像Ｇ４が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ４，ｙ４）を記憶する。
【００３４】
そして、図５に示すように、制御部４１は、前述の画像Ｇ１〜Ｇ４での各偏向量（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ４，ｙ４）に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の絞り孔２３中心に位置する偏向量（ｘ０，ｙ０）を求める。この偏向量（ｘ０，ｙ０）を偏向器１５に与えることで、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の絞り孔２３中心に位置することになる。
【００３５】
なお、上述したように、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御する過程が本発明におけるビーム走査過程に相当し、このビーム走査過程の際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線を、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整する過程が本発明における光軸調整過程に相当する。
【００３６】
上述したように本実施例装置によれば、開放型Ｘ線管１内で電子銃１１とターゲット１３とを結ぶ電子ビームＢの光軸周りに、電子ビームＢの位置検出に用いられる特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄを有する初段アパーチャ２５が位置しており、制御部４１は、この初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御し、この際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整するので、電子ビームＢの位置情報を取得することができ、電子ビームＢを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００３７】
また、初段アパーチャ２５は、その貫通孔３１ａ〜３１ｄがこの貫通孔３１ａ〜３１ｄ以外の箇所と比べてＸ線発生量の異なるものとしているので、貫通孔３１ａ〜３１ｄとそれ以外の箇所に電子ビームＢを衝突させた際の各Ｘ線発生量に差をつけることができ、より高精度に電子ビームＢの位置情報を取得することができ、より高精度に電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００３８】
また、初段アパーチャ２５は、その貫通孔３１ａ〜３１ｄが電子ビームＢの光軸周りの４箇所にそれぞれ設けられ、かつ、これらの貫通孔３１ａ〜３１ｄが光軸周りに９０度ごとに個別に設けられている、つまり、互いに直交する二軸（ｘ軸、ｙ軸）の交点（原点）から各軸上の所定距離の位置にそれぞれの貫通孔３１ａ〜３１ｄが位置しているので、各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを衝突させた際の各Ｘ線発生データに基づいて、より正確に電子ビームＢの位置情報を取得することができ、より正確に電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００３９】
また、中央に電子ビームＢを絞るための絞り孔２３を有し、かつ、この絞り孔２３の周囲に特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄが開けられた初段アパーチャ２５としているので、特異部位を有する部材を初段アパーチャ２５とは別途に設ける必要が無いし、貫通孔３１ａ〜３１ｄ辺りに電子ビームＢを衝突させることで発生したＸ線を、貫通孔３１ａ〜３１ｄを通過させてＩ・Ｉ管２に到達させることができ、つまり、初段アパーチャ２５に吸収されて減衰することが可及的に低減されており、高精度に電子ビームＢの位置情報を取得することができ、電子ビームＢを初段アパーチャ２５の絞り孔２３の中心を通過する方向に設定することができ、つまり電子ビームＢを初段アパーチャ２５の絞り孔２３の中心位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００４０】
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
【００４１】
（１）実施例装置では、図１に示すように、初段アパーチャ２５に特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄを設けているが、初段アパーチャ２５の特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べて材質または肉厚の異なるものとしてもよい。
【００４２】
（２）実施例装置では、図１に示すように、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄを特異部位としているが、ビームラインＢＬ中に設けられている、ターゲット１３以外の部材（初段アパーチャ２５であってもよい）の任意の箇所（例えば外終端のネジ部等）を特異部位として採用しても良い。この場合の任意の箇所としては、電子ビームが照射されることで発生したＸ線がＩ・Ｉ管２で検出できて、電子ビームＢの位置検出に用いることができる必要があることは言うまでもない。例えば、ターゲット１３以外の部材の外終端のネジ部等に電子ビームＢを照射してＸ線を発生させ、このＸ線をＩ・Ｉ管２で検出することで、電子ビームＢの位置情報を得るようにしてもよい。
【００４３】
（３）実施例装置では、初段アパーチャ２５に４個の特異部位（貫通孔３１ａ〜３１ｄ）を設けているが、初段アパーチャ２５の絞り孔２３周りに３個の特異部位（貫通孔等）を設けるようにして電子ビームＢの位置情報を取得するようにしてもよい。また、逆に特異部位の数を４個より増やし、例えば８個などにしてもよい。
【００４４】
（４）実施例装置では、Ｘ線検出手段としてＩ・Ｉ管２を採用しているが、フラットパネル型Ｘ線検出器、Ｘ線ＣＣＤカメラ、イメージングプレートなどを採用してもよい。
【００４５】
（５）実施例装置は、アパーチャを２個（初段アパーチャ２５と後段アパーチャ２９の２個）とし、偏向器１５を４個としているが、これらを任意の数量としても構わない。
【００４６】
（６）実施例装置は、Ｘ線装置を一例として説明しているが、この発明は、Ｘ線装置に限られるものではなく、例えば、Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ）や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）など各種の電子ビーム装置における電子ビーム光軸調整にも適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明のＸ線装置によれば、Ｘ線管内で電子源とターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材が位置しており、制御手段は、この部材の特異部位に電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、この際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＸ線装置の要部構成を示す概略斜視図である。
【図２】実施例のＸ線装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は初段アパーチャの貫通孔に電子ビームを照射することでＸ線が生じることを説明するための模式図であり、（ｂ）は初段アパーチャの断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は各貫通孔で発生したＸ線をＩ・Ｉ管で検出した画像を示す模式図である。
【図５】電子ビームの光軸を絞り孔中心に位置させる偏向量を求めることを示す模式図である。
【図６】従来のＸ線装置の構成を示す概略断面図である。
【図７】従来のＸ線装置で２個のアパーチャを備えている場合の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … 開放型Ｘ線管（Ｘ線管）
２ … Ｉ・Ｉ管（Ｘ線検出手段）
１１ … 電子銃（電子源）
１５ … 偏向器（偏向手段）
２５ … 初段アパーチャ（部材）
３１ａ〜３１ｄ … 貫通孔（特異部位）
４１ … 制御（制御手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、工業分野、医療分野などに用いられるＸ線装置に係り、特に、Ｘ線装置に用いられるＸ線管内の電子ビーム光軸調整の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工業分野で使用されているＸ線装置は、図６に示すように、Ｘ線管としての開放型Ｘ線管１００と、この開放型Ｘ線管１００から出射されたＸ線を検出するためのＩ・Ｉ管（イメージ・インテンシファイア）２００とを備えているものがある。この開放型Ｘ線管１００は、電子ビームＢを発生する電子銃１０１と、この電子銃１０１に対向配置され、電子銃１０１からの電子ビームＢの衝突によりＸ線を発生するターゲット１０３と、電子銃１０１とターゲット１０３との間に配置され、電子ビームＢを偏向する偏向器１０５と、電子銃１０１の近傍に設けられ、中央部が開口されたアノード（陽極）１０７と、ターゲット１０３の近傍に設けられ、電子ビームＢを収束させるための収束コイル１０９と、ターゲット１０３の近傍に設けられ、電子ビームＢを絞るための絞り孔１１１が中央に形成されたアパーチャ１１３とを備えている。
【０００３】
理想的には、電子銃１０１より出射された電子は、ターゲット１０３に向って加速され、収束コイル１０９によりターゲット１０３中心上に収束されるはずである。しかし、実際には、各部品の機械的公差は不可避であるため、機械軸Ｋ（電子銃１０１中心とターゲット１０３中心とを物理的に結んだ軸）と、電子ビームＢの光軸（実際に電子が出射される軸）とが異なり、電子ビームＢ中心をターゲット１０３中心に到達させることができないことがある。そこで、これを補正するために、電子銃１０１とターゲット１０３との間に偏向器１０５を配置し、電子ビームＢを走査することにより、電子ビームＢ中心をターゲット１０３中心に導いている。具体的には、偏向器１０５により電子ビームＢを走査して、Ｉ・Ｉ管で検出されたターゲット１０３からのＸ線出力が最大となるように偏向器１０５の出力を決定することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来のＸ線装置では、ビームラインＢＬ中に複数個（例えば２個）のアパーチャを設ける場合がある。つまり、図７に示すように収束コイル１０９を二段とし、初段の収束コイル１０９（電子銃１０１に近い側の収束コイル）近傍にもアパーチャ（以下「初段アパーチャ１１５」と呼ぶ。）を挿入することがある。なお、ターゲット１０３近傍に位置する後段の収束コイル１０９側に設けられたアパーチャを、後段アパーチャ１１３と呼ぶ。この場合には、電子ビームＢを、初段アパーチャ１１５の中央の絞り孔１１７中心に通すとともに、後段アパーチャ１１３の中央の絞り孔１１１中心にも通すように光軸調整する必要がある。しかしながら、前述した通り各構成部品には機械的公差があるため、偏向器１０５、１０５’により電子ビームＢを走査して、Ｉ・Ｉ管２００で検出されたターゲット１０３からのＸ線出力が最大となるように偏向器１０５’の出力を決定したとしても、電子ビームＢが必ずしも初段アパーチャ１１５の絞り孔１１７の中心Ｃ（図７にて２点鎖線で示す）を通っているとは限らないことから、Ｘ線出力が最大に調整されているとは限らないという問題がある。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線管内の電子ビームの光軸調整を好適に行うことができるＸ線装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、（ａ）電子ビームを発生する電子源と、前記電子源に対向配置され、前記電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生するターゲットと、前記電子源と前記ターゲットとの間に配置され、電子ビームを偏向する偏向手段とを有するＸ線管と、（ｂ）前記Ｘ線管に対向配置され、前記Ｘ線管から出射されたＸ線を検出するためのＸ線検出手段と、（ｃ）前記Ｘ線検出手段で得られたＸ線検出データに基づいて前記偏向手段を制御する制御手段とを有するＸ線装置において、（ｄ）前記Ｘ線管内で前記電子源と前記ターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置し、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材を備え、（ｅ）前記制御手段は、前記部材の特異部位に電子ビームを照射するように前記偏向手段を走査制御し、この際における前記偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と前記部材の特異部位で発生したＸ線を前記Ｘ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整することを特徴とするものである。
【０００７】
（作用・効果）請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線管内で電子源とターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材が位置しており、制御手段は、この部材の特異部位に電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、この際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べてＸ線発生量の異なるものであることを特徴とするものである。
【０００９】
（作用・効果）請求項２に記載の発明によれば、部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べてＸ線発生量の異なるものとしているので、特異部位とそれ以外の箇所に電子ビームを衝突させた際の各Ｘ線発生量に差をつけることができ、より高精度に電子ビームの位置情報を取得することができ、より高精度に電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位が電子ビームの光軸周りの４箇所にそれぞれ設けられ、かつ、これらの特異部位が光軸周りに９０度ごとに個別に設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
（作用・効果）請求項３に記載の発明によれば、部材は、その特異部位が電子ビームの光軸周りの４箇所にそれぞれ設けられ、かつ、これらの特異部位が光軸周りに９０度ごとに個別に設けられている、つまり、互いに直交する二軸の交点から各軸上の所定距離の位置にそれぞれの特異部位が位置しているので、各特異部位に電子ビームを衝突させた際の各Ｘ線発生データに基づいて、より正確に電子ビームの位置情報を取得することができ、より正確に電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べて材質または肉厚の異なるものとしていることを特徴とするである。
【００１３】
（作用・効果）請求項４に記載の発明によれば、部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べて材質または肉厚の異なるものとしているので、特異部位とそれ以外の箇所に電子ビームを衝突させた際の各Ｘ線発生量に差をつけることができ、高精度に電子ビームの位置情報を取得することができ、高精度に電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＸ線装置において、前記部材は、その中央に電子ビームを絞るための絞り孔を有し、かつ、前記絞り孔の周囲に前記特異部位としての貫通孔が開けられたアパーチャとすることを特徴とするものである。
【００１５】
（作用・効果）請求項５に記載の発明によれば、部材は、その中央に電子ビームを絞るための絞り孔を有し、かつ、この絞り孔の周囲に特異部位としての貫通孔が開けられたアパーチャとしているので、特異部位を有する部材をアパーチャとは別途に設ける必要が無いし、特異部位としての貫通孔辺りに電子ビームを衝突させることで発生したＸ線を、貫通孔を通過させてＸ線検出手段に到達させることができ、つまり、アパーチャに吸収されて減衰することが可及的に低減されており、高精度に電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームをアパーチャの絞り孔の中心を通過する方向に設定することができ、つまり電子ビームをアパーチャの絞り孔の中心位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００１６】
なお、本明細書は、次のようなＸ線管の光軸調整方法および電子ビーム装置も開示している。
【００１７】
（１）電子ビームを発生する電子源と、前記電子源に対向配置され、前記電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生するターゲットと、前記電子源と前記ターゲットとの間に配置され、電子ビームを偏向する偏向手段とを有するＸ線管の光軸調整方法において、
前記Ｘ線管内で前記電子源と前記ターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置する、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材に、電子ビームを照射するように前記偏向手段を走査制御するビーム走査過程と、
前記ビーム走査過程の際における前記偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と前記部材の特異部位で発生したＸ線を、前記Ｘ線管に対向配置され、前記Ｘ線管から出射されたＸ線を検出するためのＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整する光軸調整過程と
を備えることを特徴とするＸ線管の光軸調整方法。
【００１８】
前記（１）に記載のＸ線管の光軸調整方法によれば、ビーム走査過程は、Ｘ線管内で電子源とターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置する、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材に、電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、光軸調整過程は、ビーム走査過程の際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００１９】
（２）電子ビームを発生する電子源と、前記電子源に対向配置され、前記電子源からの電子ビームを出射させる出射口と、前記電子源と前記出射口との間に配置され、電子ビームを偏向する偏向手段とを有する本体部を備え、前記本体部から被対象物に電子ビームを照射する電子ビーム装置において、
（ａ）前記本体部に対向配置され、前記電子源からの電子ビームが前記本体部内の所定箇所に照射されたことに起因して発生したＸ線を検出するためのＸ線検出手段と、
（ｂ）前記Ｘ線検出手段で得られたＸ線検出データに基づいて前記偏向手段を制御する制御手段と、
（ｃ）前記本体部内で前記電子源と前記出射口とを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置し、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材と
を備え、
（ｄ）前記制御手段は、前記部材の特異部位に電子ビームを照射するように前記偏向手段を走査制御し、この際における前記偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と前記部材の特異部位で発生したＸ線を前記Ｘ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整することを特徴とする電子ビーム装置。
【００２０】
前記（２）に記載の電子ビーム装置によれば、本体内で電子源と出射口とを結ぶ電子ビームの光軸周りに、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材が位置しており、制御手段は、この部材の特異部位に電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、この際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＸ線装置の一実施例について説明する。図１は実施例に係るＸ線装置の要部構成を示す概略斜視図、図２は実施例のＸ線装置の構成を示す概略断面図である。図３（ａ）は初段アパーチャの貫通孔に電子ビームを照射することでＸ線が生じることを説明するための模式図であり、図３（ｂ）は初段アパーチャの断面図である。
【００２２】
図１，図２に示すように、実施例のＸ線装置は、Ｘ線を発生させる開放型Ｘ線管１と、この開放型Ｘ線管１から出射されたＸ線を検出するためのＸ線検出器、例えばＩ・Ｉ管（イメージ・インテンシファイア）２とを備えている。このＸ線装置は、対向配置された開放型Ｘ線管１とＩ・Ｉ管２との間に、撮影すべき被対象物（例えば電子部品など）を位置させ、開放型Ｘ線管１から出射されて被対象物を透過したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出することで、被対象物のＸ線透過画像を取得するものである。以下、実施例装置の各部構成を具体的に説明する。
【００２３】
この開放型Ｘ線管１は、電子ビームＢを発生する電子銃１１と、この電子銃１１に対向配置され、電子銃１１からの電子ビームＢの衝突によりＸ線を発生するターゲット１３と、電子銃１１とターゲット１３との間に配置され、電子ビームＢを偏向する複数個（例えば４個）の偏向器１５と、電子銃１１の近傍に設けられ、中央部が開口されたアノード（陽極）１７と、ビームラインＢＬの例えば中程に設けられ、電子ビームＢを収束させるための初段収束コイル１９と、ターゲット１３の近傍に設けられ、電子ビームＢを収束させるための後段収束コイル２１と、初段収束コイル１９の近傍に設けられ、電子ビームＢを絞るための絞り孔２３が中央に形成された初段アパーチャ２５と、ターゲット１３の近傍に設けられ、電子ビームＢを絞るための絞り孔２７が中央に形成された後段アパーチャ２９とを備えている。
【００２４】
初段アパーチャ２５は、その周方向に４個の貫通孔３１ａ〜３１ｄがそれぞれ個別に設けられている。これらの４個の貫通孔３１ａ〜３１ｄは、絞り孔２３の周りに９０度ごとに個別に設けられている。図１に示すように、絞り孔２３の中心が、互いに直交する２軸（ｘ軸，ｙ軸）の交点（原点）であるとすると、ｙ軸上で原点から等距離にある各位置に貫通孔３１ａ，３１ｃが形成されており、ｘ軸上で原点から等距離にある各位置に貫通孔３１ｂ，３１ｄが形成されている。ここでは便宜上、各貫通孔３１ａ〜３１ｄを原点から等距離に配置しているが、位置関係さえ既知であれば必ずしも等距離である必要はない。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、初段アパーチャ２５の４個の貫通孔３１ａ〜３１ｄは、その貫通方向がターゲット１３の中心に向けるようにして形成された傾斜孔となっている。この傾斜角度は、電子ビームＢが貫通孔３１ａ〜３１ｄに衝突することなくターゲット１３に直接に到達するのを防止することを目的として設定されており、初段アパーチャ２５からターゲット１３までの距離と、初段アパーチャ２５の絞り孔２３から各貫通孔３１ａ〜３１ｄまでの距離などに応じて、好適な任意の値に設定すればよく、この実施例では、初段アパーチャ２５の絞り孔２３の中心線（図３（ｂ）にて１点鎖線で示す）に対して、例えば１０度程度となるようにしている。
【００２６】
図１に示すように、この実施例のＸ線装置は、Ｉ・Ｉ管２からのＸ線透過データに基づいて偏向器１５を制御する制御部４１を備えている。制御部４１は、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御し、この際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整する。
【００２７】
なお、上述した開放型Ｘ線管１が本発明のＸ線管に相当し、上述したＩ・Ｉ管２が本発明のＸ線検出手段に相当し、上述した電子銃１１が本発明の電子源に相当し、上述した偏向器１５が本発明の偏向手段に相当し、上述した制御部４１が本発明の制御手段に相当し、上述した初段アパーチャ２５が本発明の部材に相当し、上述した各貫通孔３１ａ〜３１ｄが本発明の特異部位に相当する。
【００２８】
続いて、前述した構成の実施例装置の開放型Ｘ線管１内の電子ビームＢの光軸調整について、図４，図５も参照しながら具体的に説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は各貫通孔で発生したＸ線をＩ・Ｉ管で検出した画像を示す模式図である。図５は電子ビームの光軸を絞り孔中心に位置させる偏向量を求めることを示す模式図である。
【００２９】
まず、図１に示すように、制御部４１は、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御する。つまり、各貫通孔３１ａ〜３１ｄに順番に電子ビームＢを照射していく。
【００３０】
具体的には、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａに照射されると、図３（ａ）に示すように、電子ビームＢを構成する複数個の電子が初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ辺りに衝突しＸ線が発生する。この発生したＸ線のうちの一部は初段アパーチャ２５内を進行することで吸収されてしまうが、残りのＸ線は貫通孔３１ａを通ってターゲット１３の方に向い、ターゲット１３等を透過することでその一部が減衰してＩ・Ｉ管２に到達する（図１参照）。このときＩ・Ｉ管２では、発生したＸ線が後段アパーチャ２９の絞り穴２７を通してピンホールカメラの原理により図４（ａ）に示すような画像Ｇ１が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ１，ｙ１）を記憶する。
【００３１】
次に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄに照射されると、前述と同様に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄ辺りに衝突することでＸ線が発生し、この発生したＸ線の一部がＩ・Ｉ管２に到達する。このときＩ・Ｉ管２では、図４（ｂ）に示すような画像Ｇ２が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｄに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ２，ｙ２）を記憶する。
【００３２】
次に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂに照射されると、前述と同様に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂ辺りに衝突することでＸ線が発生し、この発生したＸ線の一部がＩ・Ｉ管２に到達する。このときＩ・Ｉ管２では、図４（ｃ）に示すような画像Ｇ３が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｂに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ３，ｙ３）を記憶する。
【００３３】
次に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃに照射されると、前述と同様に、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃ辺りに衝突することでＸ線が発生し、この発生したＸ線の一部がＩ・Ｉ管２に到達する。このときＩ・Ｉ管２では、図４（ｄ）に示すような画像Ｇ４が検出される。つまり、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃで発生したＸ線が検出される。制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の貫通孔３１ｃに照射されたときの偏向器１５の偏向量を記憶する。つまり、制御部４１は、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量が最大となるときまたはＸ線画像が最適に得られたときの偏向器１５の偏向量（ｘ４，ｙ４）を記憶する。
【００３４】
そして、図５に示すように、制御部４１は、前述の画像Ｇ１〜Ｇ４での各偏向量（ｘ１，ｙ１）〜（ｘ４，ｙ４）に基づいて、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の絞り孔２３中心に位置する偏向量（ｘ０，ｙ０）を求める。この偏向量（ｘ０，ｙ０）を偏向器１５に与えることで、電子ビームＢが初段アパーチャ２５の絞り孔２３中心に位置することになる。
【００３５】
なお、上述したように、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御する過程が本発明におけるビーム走査過程に相当し、このビーム走査過程の際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と、初段アパーチャ２５の各貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線を、Ｉ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整する過程が本発明における光軸調整過程に相当する。
【００３６】
上述したように本実施例装置によれば、開放型Ｘ線管１内で電子銃１１とターゲット１３とを結ぶ電子ビームＢの光軸周りに、電子ビームＢの位置検出に用いられる特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄを有する初段アパーチャ２５が位置しており、制御部４１は、この初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを照射するように偏向器１５を走査制御し、この際における偏向器１５の電子ビームＢの光軸偏向量と初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄで発生したＸ線をＩ・Ｉ管２で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームＢの光軸を調整するので、電子ビームＢの位置情報を取得することができ、電子ビームＢを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００３７】
また、初段アパーチャ２５は、その貫通孔３１ａ〜３１ｄがこの貫通孔３１ａ〜３１ｄ以外の箇所と比べてＸ線発生量の異なるものとしているので、貫通孔３１ａ〜３１ｄとそれ以外の箇所に電子ビームＢを衝突させた際の各Ｘ線発生量に差をつけることができ、より高精度に電子ビームＢの位置情報を取得することができ、より高精度に電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００３８】
また、初段アパーチャ２５は、その貫通孔３１ａ〜３１ｄが電子ビームＢの光軸周りの４箇所にそれぞれ設けられ、かつ、これらの貫通孔３１ａ〜３１ｄが光軸周りに９０度ごとに個別に設けられている、つまり、互いに直交する二軸（ｘ軸、ｙ軸）の交点（原点）から各軸上の所定距離の位置にそれぞれの貫通孔３１ａ〜３１ｄが位置しているので、各貫通孔３１ａ〜３１ｄに電子ビームＢを衝突させた際の各Ｘ線発生データに基づいて、より正確に電子ビームＢの位置情報を取得することができ、より正確に電子ビームＢを所望の位置に通すことができ、光軸調整をより好適に行うことができる。
【００３９】
また、中央に電子ビームＢを絞るための絞り孔２３を有し、かつ、この絞り孔２３の周囲に特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄが開けられた初段アパーチャ２５としているので、特異部位を有する部材を初段アパーチャ２５とは別途に設ける必要が無いし、貫通孔３１ａ〜３１ｄ辺りに電子ビームＢを衝突させることで発生したＸ線を、貫通孔３１ａ〜３１ｄを通過させてＩ・Ｉ管２に到達させることができ、つまり、初段アパーチャ２５に吸収されて減衰することが可及的に低減されており、高精度に電子ビームＢの位置情報を取得することができ、電子ビームＢを初段アパーチャ２５の絞り孔２３の中心を通過する方向に設定することができ、つまり電子ビームＢを初段アパーチャ２５の絞り孔２３の中心位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【００４０】
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
【００４１】
（１）実施例装置では、図１に示すように、初段アパーチャ２５に特異部位としての貫通孔３１ａ〜３１ｄを設けているが、初段アパーチャ２５の特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べて材質または肉厚の異なるものとしてもよい。
【００４２】
（２）実施例装置では、図１に示すように、初段アパーチャ２５の貫通孔３１ａ〜３１ｄを特異部位としているが、ビームラインＢＬ中に設けられている、ターゲット１３以外の部材（初段アパーチャ２５であってもよい）の任意の箇所（例えば外終端のネジ部等）を特異部位として採用しても良い。この場合の任意の箇所としては、電子ビームが照射されることで発生したＸ線がＩ・Ｉ管２で検出できて、電子ビームＢの位置検出に用いることができる必要があることは言うまでもない。例えば、ターゲット１３以外の部材の外終端のネジ部等に電子ビームＢを照射してＸ線を発生させ、このＸ線をＩ・Ｉ管２で検出することで、電子ビームＢの位置情報を得るようにしてもよい。
【００４３】
（３）実施例装置では、初段アパーチャ２５に４個の特異部位（貫通孔３１ａ〜３１ｄ）を設けているが、初段アパーチャ２５の絞り孔２３周りに３個の特異部位（貫通孔等）を設けるようにして電子ビームＢの位置情報を取得するようにしてもよい。また、逆に特異部位の数を４個より増やし、例えば８個などにしてもよい。
【００４４】
（４）実施例装置では、Ｘ線検出手段としてＩ・Ｉ管２を採用しているが、フラットパネル型Ｘ線検出器、Ｘ線ＣＣＤカメラ、イメージングプレートなどを採用してもよい。
【００４５】
（５）実施例装置は、アパーチャを２個（初段アパーチャ２５と後段アパーチャ２９の２個）とし、偏向器１５を４個としているが、これらを任意の数量としても構わない。
【００４６】
（６）実施例装置は、Ｘ線装置を一例として説明しているが、この発明は、Ｘ線装置に限られるものではなく、例えば、Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｓｉｓ）や走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）など各種の電子ビーム装置における電子ビーム光軸調整にも適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明のＸ線装置によれば、Ｘ線管内で電子源とターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材が位置しており、制御手段は、この部材の特異部位に電子ビームを照射するように偏向手段を走査制御し、この際における偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と部材の特異部位で発生したＸ線をＸ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整するので、電子ビームの位置情報を取得することができ、電子ビームを目的とする方向に設定する、つまり電子ビームを所望の位置に通すことができ、光軸調整を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＸ線装置の要部構成を示す概略斜視図である。
【図２】実施例のＸ線装置の構成を示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は初段アパーチャの貫通孔に電子ビームを照射することでＸ線が生じることを説明するための模式図であり、（ｂ）は初段アパーチャの断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は各貫通孔で発生したＸ線をＩ・Ｉ管で検出した画像を示す模式図である。
【図５】電子ビームの光軸を絞り孔中心に位置させる偏向量を求めることを示す模式図である。
【図６】従来のＸ線装置の構成を示す概略断面図である。
【図７】従来のＸ線装置で２個のアパーチャを備えている場合の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ … 開放型Ｘ線管（Ｘ線管）
２ … Ｉ・Ｉ管（Ｘ線検出手段）
１１ … 電子銃（電子源）
１５ … 偏向器（偏向手段）
２５ … 初段アパーチャ（部材）
３１ａ〜３１ｄ … 貫通孔（特異部位）
４１ … 制御（制御手段）
Claims (5)
- （ａ）電子ビームを発生する電子源と、前記電子源に対向配置され、前記電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生するターゲットと、前記電子源と前記ターゲットとの間に配置され、電子ビームを偏向する偏向手段とを有するＸ線管と、（ｂ）前記Ｘ線管に対向配置され、前記Ｘ線管から出射されたＸ線を検出するためのＸ線検出手段と、（ｃ）前記Ｘ線検出手段で得られたＸ線検出データに基づいて前記偏向手段を制御する制御手段とを有するＸ線装置において、（ｄ）前記Ｘ線管内で前記電子源と前記ターゲットとを結ぶ電子ビームの光軸周りに位置し、電子ビームの位置検出に用いられる特異部位を有する部材を備え、（ｅ）前記制御手段は、前記部材の特異部位に電子ビームを照射するように前記偏向手段を走査制御し、この際における前記偏向手段の電子ビームの光軸偏向量と前記部材の特異部位で発生したＸ線を前記Ｘ線検出手段で検出したＸ線量またはＸ線画像とに基づいて、電子ビームの光軸を調整することを特徴とするＸ線装置。
- 請求項１に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べてＸ線発生量の異なるものであることを特徴とするＸ線装置。
- 請求項２に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位が電子ビームの光軸周りの４箇所にそれぞれ設けられ、かつ、これらの特異部位が光軸周りに９０度ごとに個別に設けられていることを特徴とするＸ線装置。
- 請求項２または請求項３に記載のＸ線装置において、前記部材は、その特異部位がこの特異部位以外の箇所と比べて材質または肉厚の異なるものとしていることを特徴とするＸ線装置。
- 請求項１から請求項４のいずれかに記載のＸ線装置において、前記部材は、その中央に電子ビームを絞るための絞り孔を有し、かつ、前記絞り孔の周囲に前記特異部位としての貫通孔が開けられたアパーチャとすることを特徴とするＸ線装置。
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