JP2006019205A - X-ray generator - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray generator capable of accurately controlling X-ray. <P>SOLUTION: The X-ray generator is provided with a table. This table prestores the correlation between a lighting time which is a physical quantity relevant to a lighting condition and the amount of electron beams (emission current). An optimal emission current of this emission current is a value which optimizes electron beam characteristics, for example, a condition in which the diameter of a virtual light source becomes minimum. The optimal emission current I becomes lower as the lighting time becomes longer. The amount of the electron beams according to the lighting time at present is set by reading the correlation from the table. Accordingly, the amount of electron beams can always be accurately and optimally set regardless of the situation of lighting conditions, and an X-ray can be controlled accurately. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、工業分野、医療分野などに用いられるX線発生装置に係り、特に、X線発生装置内に配置された電子源からの電子ビームの量を制御する技術に関する。   The present invention relates to an X-ray generator used in an industrial field, a medical field, or the like, and more particularly, to a technique for controlling the amount of an electron beam from an electron source disposed in the X-ray generator.

X線発生装置では、電子銃を構成する陰極(電子源)から発生した電子ビームを加速させてターゲットに衝突することでX線を発生させる。このX線の明るさ(輝度)を制御するのは、従来では電子銃から発生した電子ビーム量(『管電流』あるいは『エミッション電流』とも呼ばれる)を制御することで行われている。この電子ビーム量を制御するには、以下のような手法で行われている。   The X-ray generator generates X-rays by accelerating an electron beam generated from a cathode (electron source) constituting an electron gun and colliding with a target. The X-ray brightness (luminance) is conventionally controlled by controlling the amount of electron beam (also called “tube current” or “emission current”) generated from the electron gun. In order to control the electron beam amount, the following method is used.

すなわち、電子銃は、陰極(カソード),ウェネルト電極,陽極(アノード)から構成され、陰極からターゲットに向かう電子ビームの照射方向には、陰極とターゲットとの間に、上述したウェネルト電極,陽極を順に配設している。陽極は、陰極から発生する電子ビームを引き出し、この陽極による引き出しで電子ビームはターゲットに向かって加速する。そして、ウェネルト電極は、陽極によって引き出される陰極からの電子ビームの電子ビーム量を制御するもので、ウェネルト電極の電位によって電子ビーム量を変えることができる。   That is, the electron gun is composed of a cathode (cathode), a Wehnelt electrode, and an anode (anode). In the irradiation direction of the electron beam from the cathode to the target, the above-mentioned Wehnelt electrode and anode are placed between the cathode and the target. They are arranged in order. The anode extracts an electron beam generated from the cathode, and the electron beam is accelerated toward the target by the extraction by the anode. The Wehnelt electrode controls the electron beam quantity of the electron beam from the cathode drawn out by the anode, and the electron beam quantity can be changed by the potential of the Wehnelt electrode.

従来では陰極としてタングステンで形成されたフィラメントを用いていたが、近年では高輝度で消耗や切断に強い6ホウ化ランタン(LaB6)や6ホウ化セリウム(CeB6)などで形成された単結晶あるいは焼結体のチップを用いる場合がある(例えば、特許文献1参照)。これらのチップで陰極を形成した場合には、タングステンで陰極を形成した場合と比較すると約10倍程度の電子ビーム量が得られる。フィラメントおよびチップのいずれの場合においても、消耗や切断に対する耐久性の相違を除けば、電子ビームを発生させるために陰極を長時間点灯させ続けると寿命がつきる。そこで、点灯条件に関連した物理量、例えば点灯時間や陰極の温度(すなわち陰極温度)や真空度に依存して陰極が消耗するという関係を利用して、上述した点灯条件に関連した物理量と寿命(あるいは寿命に関連した材料損失)との相関関係を予め記憶して、実際の物理量に基づいて寿命を想定する(例えば、特許文献2参照)。
特開平02−204952号公報(第1−3頁、第1−第4図) 特開2003−115398号公報(第3−6頁、図2−4,7)
Conventionally, a filament made of tungsten was used as the cathode, but in recent years, a single crystal formed of lanthanum hexaboride (LaB 6 ), cerium hexaboride (CeB 6 ), etc., which has high brightness and is resistant to wear and cut. Or a chip | tip of a sintered compact may be used (for example, refer patent document 1). When the cathode is formed with these chips, an electron beam amount of about 10 times is obtained as compared with the case where the cathode is formed with tungsten. In either case of the filament or the chip, except for the difference in durability against wear and cutting, the life is extended if the cathode is kept on for a long time in order to generate the electron beam. Therefore, the physical quantity related to the lighting condition described above is utilized by utilizing the physical quantity related to the lighting condition, for example, the relation that the cathode is consumed depending on the lighting time, the cathode temperature (that is, the cathode temperature) and the degree of vacuum. Alternatively, the correlation with the material loss related to the lifetime is stored in advance, and the lifetime is assumed based on the actual physical quantity (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 02-204952 (page 1-3, FIG. 1 to FIG. 4) JP 2003-115398 A (page 3-6, FIGS. 2-4, 7)

しかしながら、ウェネルト電極を操作してエミッション電流を制御することで、X線の明るさを制御しても、所望の分解能や明るさを有したX線が得られない場合がある。   However, by controlling the emission current by operating the Wehnelt electrode, there are cases where X-rays having a desired resolution and brightness cannot be obtained even if the brightness of the X-rays is controlled.

例えば、X線画像を明るくするために、ウェネルト電極付近の電子ビーム量を多く設定、すなわちエミッション電流を高く設定すると、仮想光源径が必要以上に大きくなるという問題や、エミッション電流を極端に低く設定すると、空間電荷効果により本来の電子源の輝度が得られないという問題がある。   For example, in order to brighten the X-ray image, setting a large amount of electron beam near the Wehnelt electrode, that is, setting the emission current high, causes the problem that the virtual light source diameter becomes larger than necessary, and setting the emission current extremely low. As a result, there is a problem that the brightness of the original electron source cannot be obtained due to the space charge effect.

仮想光源径や空間電荷効果について、図2を参照して具体的に説明する。図2(a)は、仮想光源径が小さいときの説明図であり、図2(b)は、仮想光源径が大きいときの説明図である。図2中の符号11は陰極を示し、符号16はウェネルト電極を示し、符号17は陽極を示し、符号Bは電子ビームを示し、符号φは仮想光源径を示す。上述したように、陽極17による引き出しで電子ビームBはターゲット(図2では図示省略)に向かって加速する。このとき、ウェネルト電極16の電位が低すぎる(電位の負の値が大きすぎる)と、電荷が陰極11付近で蓄積されやすくなって、空間電荷効果により電子ビームBが陽極17に引き出されずエミッション電流は低くなる。言い換えれば、エミッション電流を低く設定すれば空間電荷効果により電子ビームBが陽極17に引き出されない。ウェネルト電極16の電位を高く(電位の負の値を小さく)していけば電子ビームBが陽極17に引き出されやすくなって、ウェネルト電極16の電位を高くするのに伴ってエミッション電流も高くなる。電子ビームBはウェネルト電極16の電位によって集束して、陽極17付近で一旦結像する。このときの結像の径を、本明細書では『仮想光源径』と呼ぶ。   The virtual light source diameter and space charge effect will be specifically described with reference to FIG. FIG. 2A is an explanatory diagram when the virtual light source diameter is small, and FIG. 2B is an explanatory diagram when the virtual light source diameter is large. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a cathode, reference numeral 16 denotes a Wehnelt electrode, reference numeral 17 denotes an anode, reference numeral B denotes an electron beam, and reference numeral φ denotes a virtual light source diameter. As described above, the extraction by the anode 17 accelerates the electron beam B toward the target (not shown in FIG. 2). At this time, if the electric potential of the Wehnelt electrode 16 is too low (the negative value of the electric potential is too large), charges are likely to be accumulated in the vicinity of the cathode 11, and the electron beam B is not drawn out to the anode 17 due to the space charge effect. Becomes lower. In other words, if the emission current is set low, the electron beam B is not extracted to the anode 17 due to the space charge effect. Increasing the electric potential of the Wehnelt electrode 16 (decreasing the negative value of the electric potential) facilitates the extraction of the electron beam B to the anode 17 and increases the emission current as the electric potential of the Wehnelt electrode 16 increases. . The electron beam B is focused by the potential of the Wehnelt electrode 16 and once forms an image near the anode 17. The imaging diameter at this time is referred to as “virtual light source diameter” in this specification.

空間電荷効果が発生しないようにウェネルト電極16の電位を高くしていけば、図2(a)に示すように仮想光源径φが一旦小さくなる。しかし、電位を高くしすぎると、図2(b)に示すように仮想光源径φが大きくなってしまう。仮想光源径φが大きくなるとX線源径も大きくなって、装置の分解能が低下する。逆に仮想光源径φが小さい場合には分解能も向上する。   If the potential of the Wehnelt electrode 16 is increased so that the space charge effect does not occur, the virtual light source diameter φ is once reduced as shown in FIG. However, if the potential is increased too much, the virtual light source diameter φ increases as shown in FIG. As the virtual light source diameter φ increases, the X-ray source diameter also increases and the resolution of the apparatus decreases. Conversely, when the virtual light source diameter φ is small, the resolution is also improved.

これら電子ビームの引き出しについての挙動は、陰極形状に大きく依存している。したがって、ある時点で仮想光源径が最小となるエミッション電流値(ウェネルト電極の電位)を設定したとしても、点灯により陰極が経時的に消耗して、陰極形状が変われば仮想光源径も最小でなくなってしまうことになる。   The behavior of extracting these electron beams greatly depends on the shape of the cathode. Therefore, even if the emission current value (Wernert electrode potential) that minimizes the virtual light source diameter at a certain point in time is set, the virtual light source diameter will not be minimum if the cathode shape changes over time due to lighting. It will end up.

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線を正確に制御することができるX線発生装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an X-ray generator capable of accurately controlling X-rays.

上記問題を解決するために、発明者らは、以下のような知見を得た。点灯による陰極形状の経時的変化は、点灯条件、すなわち、点灯時間や陰極温度(電子源の温度)や真空度から推定される。したがって、各陰極形状と、電子ビーム特性が最適となる電子ビーム量との相関関係を予め記憶しておけば、常に最適な状態での装置動作が可能となる。   In order to solve the above problems, the inventors have obtained the following knowledge. The time-dependent change of the cathode shape due to lighting is estimated from lighting conditions, that is, lighting time, cathode temperature (electron source temperature), and degree of vacuum. Therefore, if the correlation between each cathode shape and the amount of electron beam with which the electron beam characteristics are optimized is stored in advance, the apparatus can always operate in an optimum state.

つまり、電子ビーム量を初期に最適値に設定して、点灯条件に関連した物理量と最適となる電子ビーム量との相関関係を予め求めて記憶すれば、電子ビーム量の最適値が経時的に変化し、点灯時間に応じた電子ビーム量の最適値を上述した相関関係に基づいて想定することができる。つまり、電子ビーム量を経時的に最適値に設定することができる。   In other words, if the electron beam amount is initially set to an optimum value, and the correlation between the physical quantity related to the lighting condition and the optimum electron beam amount is obtained and stored in advance, the optimum value of the electron beam amount can be obtained over time. The optimum value of the amount of electron beam corresponding to the lighting time can be assumed based on the above-described correlation. That is, the electron beam amount can be set to an optimum value over time.

電子ビーム量を最適値に設定する指標としては、例えば上述した仮想光源径を利用する。図3は、エミッション電流に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフである。ウェネルト電極の電位が低すぎると上述したように空間電荷効果が起こり、結果的にエミッション電流が低くなるが、空間電荷効果が起こらない範囲では、ウェネルト電極の電位が高くなるのに伴ってエミッション電流が高くなる。図3に示すように、エミッション電流Iが高くなると仮想光源径φは一旦小さくなって、さらに高くすると仮想光源径φは大きくなる。仮想光源径φが最小となるエミッション電流I(またはそれに対応したウェネルト電極16の電位)が、最適値の電子ビーム量に相当する。また、点灯時間に伴ってエミッション電流Iに対する仮想光源径φの変化は、点線に示すように変化する。   As an index for setting the electron beam amount to the optimum value, for example, the above-described virtual light source diameter is used. FIG. 3 is a graph schematically showing changes in the virtual light source diameter with respect to the emission current. If the electric potential of the Wehnelt electrode is too low, the space charge effect occurs as described above, resulting in a lower emission current. However, in the range where the space charge effect does not occur, the emission current increases as the electric potential of the Wehnelt electrode increases. Becomes higher. As shown in FIG. 3, the virtual light source diameter φ once decreases when the emission current I increases, and the virtual light source diameter φ increases when it further increases. The emission current I that minimizes the virtual light source diameter φ (or the potential of the Wehnelt electrode 16 corresponding thereto) corresponds to the optimum amount of electron beam. Further, the change of the virtual light source diameter φ with respect to the emission current I with the lighting time changes as shown by the dotted line.

以上のことから、点灯条件と装置動作が最適となる電子ビーム量との相関関係を予め求めて記憶すれば、電子ビーム量を経時的に最適値に設定することができるという知見を得た。   From the above, it has been found that if the correlation between the lighting conditions and the amount of electron beam that optimizes the device operation is obtained and stored in advance, the amount of electron beam can be set to an optimum value over time.

このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。   The present invention based on such knowledge has the following configuration.

すなわち、請求項1に記載の発明は、電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームの衝突によりX線を発生させるターゲットとを備えたX線発生装置であって、電子ビーム量を所定値に設定する電子ビーム量設定手段と、電子源を点灯させて所定値の電子ビーム量を発生させることが可能な点灯制御手段と、その点灯制御手段により点灯させた電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を記憶した記憶手段とを備え、前記点灯制御手段は、前記記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御することを特徴とするものである。   That is, the invention described in claim 1 is an X-ray generator comprising an electron source that generates an electron beam and a target that generates X-rays by collision of the electron beam from the electron source, An electron beam amount setting means for setting a predetermined value, a lighting control means capable of generating an electron beam amount of a predetermined value by turning on the electron source, and a lighting condition for the electron source lighted by the lighting control means And storage means for storing a correlation between electron beam quantities for optimizing electron beam characteristics based on a history of lighting conditions, and the lighting control means includes a correlation stored in the storage means. Control is performed so that the amount of electron beam is changed to an optimum value over time based on the relationship.

[作用・効果]請求項1に記載の発明によれば、記憶手段は、電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を予め記憶している。点灯制御手段は、その記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、点灯制御手段は、上述した相関関係を記憶手段から読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、X線を正確に制御することができる。   [Operation / Effect] According to the invention described in claim 1, the storage means stores the physical quantity related to the lighting condition of the electron source and the electron beam quantity that optimizes the electron beam characteristics based on the history of the lighting condition. The correlation is stored in advance. The lighting control means controls to change the electron beam amount to an optimal value with time based on the correlation stored in the storage means. That is, the lighting control unit sets the optimum electron beam amount according to the current lighting time by reading the above-described correlation from the storage unit. As a result, the electron beam amount can always be set accurately and optimally regardless of the lighting conditions, and X-rays can be accurately controlled.

上述した発明の一例として、点灯条件に関連した物理量は、点灯時間、電子源の温度、真空度であって、記憶手段は、点灯時間,電子源の温度,真空度のうち少なくとも1つを含む物理量と電子ビーム量との相関関係を記憶する(請求項2に記載の発明)ことが挙げられる。なお、これらの物理量の全てが必要なわけでなく、点灯条件から最適な電子ビーム量を把握できればよい。したがって、これらの点灯時間や電子源の温度や真空度の組み合わせで電子ビーム量を設定すればよい。   As an example of the above-described invention, the physical quantity related to the lighting condition is the lighting time, the temperature of the electron source, and the degree of vacuum, and the storage means includes at least one of the lighting time, the temperature of the electron source, and the degree of vacuum. The correlation between the physical quantity and the electron beam quantity is stored (the invention according to claim 2). Note that not all of these physical quantities are necessary, and it is only necessary to know the optimum electron beam quantity from the lighting conditions. Therefore, the electron beam amount may be set by a combination of the lighting time, the temperature of the electron source, and the degree of vacuum.

各発明において、電子源の一例は、6ホウ化ランタンまたは6ホウ化セリウムで形成された単結晶あるいは焼結体のチップである(請求項3に記載の発明)。電子源の他の一例は、タングステンで形成されたフィラメントである。   In each invention, an example of the electron source is a single crystal or sintered chip formed of lanthanum hexaboride or cerium hexaboride (the invention according to claim 3). Another example of the electron source is a filament formed of tungsten.

なお、本明細書は、次のようなX線撮像装置に係る発明も開示している。   The present specification also discloses an invention relating to the following X-ray imaging apparatus.

(1)X線を発生させて照射するX線発生手段と、照射されたX線を検出するX線検出手段とを備え、検出されたX線に基づいてX線画像を撮像するX線撮像装置であって、前記X線発生手段は、電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームの衝突によりX線を発生させるターゲットと、電子ビーム量を所定値に設定する電子ビーム量設定手段と、電子源を点灯させて所定値の電子ビーム量を発生させることが可能な点灯制御手段と、その点灯制御手段により点灯させた電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を記憶した記憶手段とを備え、前記点灯制御手段は、前記記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御することを特徴とするX線撮像装置。   (1) X-ray imaging that includes an X-ray generation unit that generates and irradiates X-rays and an X-ray detection unit that detects the irradiated X-rays, and captures an X-ray image based on the detected X-rays In the apparatus, the X-ray generation means includes an electron source that generates an electron beam, a target that generates X-rays by collision of the electron beam from the electron source, and an electron beam amount that sets the electron beam amount to a predetermined value. Setting means, lighting control means capable of generating an electron beam amount of a predetermined value by turning on the electron source, physical quantities related to the lighting conditions of the electron source turned on by the lighting control means, and the lighting conditions Storage means for storing an electron beam quantity correlation for optimizing the electron beam characteristics based on the history of the light, and the lighting control means determines the electron beam quantity over time based on the correlation stored in the storage means. The best X-ray imaging apparatus and controls to change the value.

前記(1)に記載の発明によれば、X線発生手段から照射されたX線をX線検出手段が検出することで、検出されたX線に基づいてX線画像を撮像する。このX線発生手段において、記憶手段は、電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を予め記憶している。点灯制御手段は、その記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、点灯制御手段は、上述した相関関係を記憶手段から読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、X線を正確に制御することができる。そして、所望に制御されたX線画像を精度よく撮像することができる。   According to the invention described in (1) above, the X-ray detection unit detects the X-rays emitted from the X-ray generation unit, so that an X-ray image is captured based on the detected X-rays. In this X-ray generation means, the storage means stores in advance the correlation between the physical quantity related to the lighting condition of the electron source and the electron beam quantity that optimizes the electron beam characteristics based on the history of the lighting condition. The lighting control means controls to change the electron beam amount to an optimal value with time based on the correlation stored in the storage means. That is, the lighting control unit sets the optimum electron beam amount according to the current lighting time by reading the above-described correlation from the storage unit. As a result, the electron beam amount can always be set accurately and optimally regardless of the lighting conditions, and X-rays can be accurately controlled. Then, a desired controlled X-ray image can be taken with high accuracy.

この発明に係るX線発生装置によれば、記憶手段は、電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を予め記憶している。点灯制御手段は、その記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、点灯制御手段は、上述した相関関係を記憶手段から読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、X線を正確に制御することができる。
する。)
According to the X-ray generator of the present invention, the storage means stores in advance the correlation between the physical quantity related to the lighting condition of the electron source and the electron beam quantity that optimizes the electron beam characteristics based on the history of the lighting condition. I remember it. The lighting control means controls to change the electron beam amount to an optimal value with time based on the correlation stored in the storage means. That is, the lighting control unit sets the optimum electron beam amount according to the current lighting time by reading the above-described correlation from the storage unit. As a result, the electron beam amount can always be set accurately and optimally regardless of the lighting conditions, and X-rays can be accurately controlled.
To do. )

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、実施例に係るX線管の構成を示す概略断面図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an X-ray tube according to an embodiment.

図1に示すX線管1はX線非破壊検査機器など代表されるX線撮像装置に用いられ、X線撮像装置は、X線管1と、X線管1から照射されたX線を検出するX線検出器2とを備えている。X線検出器2は、例えばイメージインテンシファイア(I.I)やフラットパネル型X線検出器(FPD)などがある。X線管1から照射されたX線をX線検出器2が検出することで、検出されたX線に基づいてX線画像を撮像する。X線管1と後述するコントローラ32を含むコントローラ32周辺の各構成とはこの発明におけるX線発生装置に相当し、この発明におけるX線発生手段にも相当する。また、X線検出器2は、この発明におけるX線検出手段に相当する。   An X-ray tube 1 shown in FIG. 1 is used in a representative X-ray imaging apparatus such as an X-ray nondestructive inspection device. The X-ray imaging apparatus uses the X-ray tube 1 and X-rays irradiated from the X-ray tube 1. And an X-ray detector 2 for detection. Examples of the X-ray detector 2 include an image intensifier (II) and a flat panel X-ray detector (FPD). When the X-ray detector 2 detects the X-rays emitted from the X-ray tube 1, an X-ray image is captured based on the detected X-rays. Each component around the controller 32 including the X-ray tube 1 and the controller 32 described later corresponds to the X-ray generator in the present invention, and also corresponds to the X-ray generating means in the present invention. The X-ray detector 2 corresponds to the X-ray detection means in this invention.

X線管1は、電子ビームBを発生させる陰極(カソード)11と、この陰極11に対向配置され、陰極11からの電子ビームBの衝突によりX線を発生させるターゲット12と、陰極11とターゲット12との間に配置され、電子ビームBを集束させる2つの集束コイル13を備えている。つまり、本実施例では、集束コイル13を2段に設けている。本明細書中では、陰極11側の集束コイル13を『第1集束コイル131』とし、ターゲット12側の集束コイル13を『第2集束コイル132』とする。なお、特に断りがないときには『集束コイル13』で統一して以下を説明する。 The X-ray tube 1 includes a cathode (cathode) 11 that generates an electron beam B, a target 12 that is opposed to the cathode 11 and generates X-rays by collision of the electron beam B from the cathode 11, and the cathode 11 and the target. 12 and two focusing coils 13 for focusing the electron beam B. That is, in this embodiment, the focusing coil 13 is provided in two stages. In the present specification, the focusing coil 13 on the cathode 11 side is referred to as “first focusing coil 13 1 ”, and the focusing coil 13 on the target 12 side is referred to as “second focusing coil 13 2 ”. If there is no notice in particular, the following explanation will be made by unifying “focusing coil 13”.

本実施例では、陰極11として6ホウ化ランタン(LaB6)や6ホウ化セリウム(CeB6)などで形成された単結晶あるいは焼結体のチップを用いている。このチップは、タングステンで形成されたフィラメントと比較すると消耗や切断に強い。陰極11は、この発明における電子源に相当し、ターゲット12は、この発明におけるターゲットに相当する。 In this embodiment, a single crystal or sintered chip formed of lanthanum hexaboride (LaB 6 ), cerium hexaboride (CeB 6 ), or the like is used as the cathode 11. This chip is more resistant to wear and cut than a filament made of tungsten. The cathode 11 corresponds to the electron source in the present invention, and the target 12 corresponds to the target in the present invention.

集束コイル13は円環状に構成されており、その中心には電子ビームBを絞る絞り孔14を有したアパーチャ15を配設している。各集束コイル13は、X線管1の外部にある各レンズ電源31を介してコントローラ32に接続されており、レンズ電源31から集束コイル13に電流を流すことで磁界を発生させて、光学の集束レンズと同様に集束コイル13は電子ビームBを集束させる。なお、集束コイル13は、それに流す電流、すなわち励起強度を変えることで電子ビームBの焦点距離を自在に変えることができる。本明細書中では、第1集束コイル131に電流を流すレンズ電源31を『第1レンズ電源311』とし、第2集束コイル132に電流を流すレンズ電源31を『第2レンズ電源312』とする。なお、特に断りがないときには『レンズ電源31』で統一して以下を説明する。 The focusing coil 13 is formed in an annular shape, and an aperture 15 having a diaphragm hole 14 for focusing the electron beam B is disposed at the center thereof. Each focusing coil 13 is connected to a controller 32 via each lens power supply 31 outside the X-ray tube 1, and a current is passed from the lens power supply 31 to the focusing coil 13 to generate a magnetic field. Similar to the focusing lens, the focusing coil 13 focuses the electron beam B. The focusing coil 13 can freely change the focal length of the electron beam B by changing the current passed through it, that is, the excitation intensity. In the present specification, the lens power supply 31 for supplying current to the first focusing coil 13 1 is referred to as “first lens power supply 31 1 ”, and the lens power supply 31 for supplying current to the second focusing coil 13 2 is referred to as “second lens power supply 31. 2 ”. If there is no notice, the following description will be unified with “lens power supply 31”.

陰極11と第1集束コイル131との間には、陰極11から第1集束コイル131に向かう電子ビームBの照射方向に、ウェネルト電極16,陽極(アノード)17を順に配設している。なお、陽極17は、通常では接地電位となっている。 Between the cathode 11 and the first focusing coil 13 1 , a Wehnelt electrode 16 and an anode (anode) 17 are arranged in this order in the irradiation direction of the electron beam B from the cathode 11 toward the first focusing coil 13 1 . . The anode 17 is normally at ground potential.

ウェネルト電極16は、陽極17によって引き出される陰極11からの電子ビームBの電子ビーム量(すなわちエミッション電流)を制御するもので、ウェネルト電極16の電位によって電子ビーム量が変化する。陽極17は、陰極11から発生する電子ビームBを引き出す。この陽極17による引き出しで電子ビームBはターゲット12に向かって加速する。上述したこれらの陰極11とウェネルト電極16と陽極17とで電子銃18を構成している。また、ウェネルト電極16は、この発明における電子ビーム量設定手段に相当する。   The Wehnelt electrode 16 controls the amount of electron beam B (ie, emission current) of the electron beam B extracted from the cathode 11 by the anode 17, and the amount of electron beam varies depending on the potential of the Wehnelt electrode 16. The anode 17 extracts the electron beam B generated from the cathode 11. The extraction by the anode 17 accelerates the electron beam B toward the target 12. These cathode 11, Wehnelt electrode 16 and anode 17 constitute an electron gun 18. The Wehnelt electrode 16 corresponds to the electron beam amount setting means in this invention.

陰極11やウェネルト電極16や陽極17で構成された電子銃18は真空容器に収容されており、この真空容器に真空度を測定する真空計19を配設している。真空計19によって測定された真空度をコントローラ32に送り込む。   An electron gun 18 composed of a cathode 11, a Wehnelt electrode 16 and an anode 17 is housed in a vacuum vessel, and a vacuum gauge 19 for measuring the degree of vacuum is disposed in this vacuum vessel. The degree of vacuum measured by the vacuum gauge 19 is sent to the controller 32.

この他に、陰極11と第2集束コイル132との間には、図示を省略する偏向コイルを備えており、電子ビームBの照射を偏向する。そして、この偏向コイルに電流を流すことで磁界を発生させて偏向を行う。偏向コイルの配設箇所や、配設個数については特に限定されず、陰極11と第2集束コイル132との間であれば、電子ビームBの照射状況に応じて適宜変更することができる。 In addition, between the cathode 11 and the second focusing coil 13 2 is provided with deflection coils not shown, for deflecting the electron beam irradiation B. Then, a current is passed through the deflection coil to generate a magnetic field and perform deflection. Distribution設箇plants and the deflection coils, is not particularly restricted but the distribution設個number, if between the cathode 11 and the second focusing coil 13 2, can be changed according to the irradiation conditions of the electron beam B.

次に、コントローラ32周辺の具体的な構成について説明する。コントローラ32周辺には、上述したレンズ電源31の他に、入力部33やモニタ34やメモリ部35や高電圧電源36や陰極用電源37やウェネルト用電源38や点灯時間計測部39を備えている。   Next, a specific configuration around the controller 32 will be described. In addition to the lens power source 31 described above, the controller 32 includes an input unit 33, a monitor 34, a memory unit 35, a high voltage power source 36, a cathode power source 37, a Wehnelt power source 38, and a lighting time measuring unit 39. .

コントローラ32は、コントローラ32周辺のレンズ電源31やモニタ34やメモリ部35や高電圧電源36や陰極用電源37やウェネルト用電源38の各構成やX線管1を統括制御し、入力部33から入力された入力データを、コントローラ32を介して、コントローラ32周辺の各構成やX線管1に与える。また、本実施例では、コントローラ32は、後述するメモリ部35のテーブル35aに基づいて、真空計19で計測された真空度や点灯時間計測部39で計測された点灯時間から電子ビーム量を常に最適値にする演算を行っている。コントローラ32は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されており、この発明における点灯制御手段に相当する。   The controller 32 controls each component of the lens power source 31, monitor 34, memory unit 35, high voltage power source 36, cathode power source 37, Wehnelt power source 38 around the controller 32 and the X-ray tube 1. The inputted input data is given to each component around the controller 32 and the X-ray tube 1 via the controller 32. In the present embodiment, the controller 32 always calculates the electron beam amount from the degree of vacuum measured by the vacuum gauge 19 and the lighting time measured by the lighting time measuring unit 39 based on a table 35a of the memory unit 35 described later. An operation to obtain the optimum value is performed. The controller 32 includes a central processing unit (CPU) and the like, and corresponds to the lighting control means in the present invention.

入力部33は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。モニタ34は、入力部33から入力された入力データやコントローラ32周辺の各構成から送られたデータを表示する。   The input unit 33 includes a pointing device represented by a mouse, a keyboard, a joystick, a trackball, a touch panel, and the like. The monitor 34 displays input data input from the input unit 33 and data transmitted from each component around the controller 32.

メモリ部35は、コントローラ32を介して送られてきた各種のデータを書き込んで記憶して、必要に応じて読み出す機能を備えている。メモリ部35は、ROM(Read-only Memory)やRAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、メモリ部35は、点灯条件とウェネルト電極16付近の電子ビーム量(エミッション電流)との相関関係としてテーブル(図5のグラフを参照)を記憶したテーブル35aを備えている。この相関関係を示すテーブルは、エミッション電流が最適値となる条件の下で成立する。また、エミッション電流が最適値となる条件は、仮想光源径がφ(図3を参照)が最小となる仮想光源径φms(図3を参照)におけるときである。テーブル35aは、この発明における記憶手段に相当する。 The memory unit 35 has a function of writing and storing various data sent via the controller 32 and reading it out as necessary. The memory unit 35 is configured by a storage medium represented by ROM (Read-only Memory), RAM (Random-Access Memory), and the like. In addition, the memory unit 35 includes a table 35 a that stores a table (see the graph of FIG. 5) as a correlation between the lighting conditions and the amount of electron beam (emission current) in the vicinity of the Wehnelt electrode 16. The table indicating the correlation is established under the condition that the emission current becomes the optimum value. The condition for the emission current to be an optimum value is when the virtual light source diameter is at a virtual light source diameter φ ms (see FIG. 3) at which φ (see FIG. 3) is minimum. The table 35a corresponds to the storage means in this invention.

高電圧電源36は、陰極用電源37に高電圧を供給するとともに、ウェネルト用電源38に高電圧を供給する。この陰極用電源37は、陰極11に負の値の高電圧を印加する。そして、陰極用電源37からの電圧の印加により陰極11に電流が流れ、陰極11が加熱点灯して電子ビームBを発生させる。つまり、陰極用電源37は、電子源である陰極11を点灯させることで電子ビームBを陰極11から発生させる。   The high voltage power supply 36 supplies a high voltage to the cathode power supply 37 and also supplies a high voltage to the Wehnelt power supply 38. The cathode power source 37 applies a negative high voltage to the cathode 11. Then, a current flows through the cathode 11 by applying a voltage from the cathode power source 37, and the cathode 11 is heated and lit to generate the electron beam B. That is, the cathode power source 37 generates the electron beam B from the cathode 11 by turning on the cathode 11 as an electron source.

ウェネルト用電源38は、ウェネルト電極16にウェネルト電極16の電位として負の値の高電圧電源を印加する。ウェネルト電極16に印加するウェネルト電極16の電位によって電子ビーム量(エミッション電流)の値が変化する。   The Wehnelt power source 38 applies a high voltage power source having a negative value as the potential of the Wehnelt electrode 16 to the Wehnelt electrode 16. The value of the electron beam amount (emission current) changes depending on the potential of the Wehnelt electrode 16 applied to the Wehnelt electrode 16.

コントローラ32は、高電圧電源36や陰極用電源37やウェネルト用電源38を操作することで、陰極11の点灯のON/OFFやエミッション電流の値の設定を制御する。また、陰極11の点灯ON/OFFによって点灯時間が分かり、この点灯時間を点灯時間計測部39で測定してコントローラ32に送り込む。なお、点灯時間は、陰極11の使用開始からの点灯時間を蓄積したものであって、前回に点灯された最終的な点灯時間に累積されながら点灯時間は計測される。   The controller 32 controls ON / OFF of the lighting of the cathode 11 and setting of the value of the emission current by operating the high voltage power source 36, the cathode power source 37, and the Wehnelt power source 38. The lighting time is determined by turning on / off the cathode 11, and the lighting time is measured by the lighting time measuring unit 39 and sent to the controller 32. Note that the lighting time is obtained by accumulating the lighting time from the start of use of the cathode 11, and the lighting time is measured while being accumulated in the final lighting time that was lighted last time.

また、点灯時の陰極温度、真空度も併せてテーブル35aに記憶しており、これらの点灯履歴から陰極消耗度を推定することが可能である。つまり、陰極形状を推定することができるので、次回の点灯時における最適値の電子ビーム量の設定が可能となる。   Further, the cathode temperature and the degree of vacuum at the time of lighting are also stored in the table 35a, and the degree of cathode consumption can be estimated from the lighting history. That is, since the cathode shape can be estimated, it is possible to set the electron beam amount at the optimum value at the next lighting.

続いて、テーブル35aの具体的な内容について、図2の説明図および図3〜図5のグラフを参照して説明する。図2(a)は、仮想光源径が小さいときの説明図であり、図2(b)は、仮想光源径が大きいときの説明図である。また、図3は、エミッション電流に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフであり、図4は、点灯時間に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフであり、図5は、点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。   Next, the specific contents of the table 35a will be described with reference to the explanatory diagram of FIG. 2 and the graphs of FIGS. FIG. 2A is an explanatory diagram when the virtual light source diameter is small, and FIG. 2B is an explanatory diagram when the virtual light source diameter is large. FIG. 3 is a graph schematically showing a change in the virtual light source diameter with respect to the emission current, FIG. 4 is a graph schematically showing a change in the virtual light source diameter with respect to the lighting time, and FIG. 6 is a graph schematically showing a change in emission current with respect to lighting time.

上述したようにウェネルト電極16の電位が低すぎると空間電荷効果により電子ビームBが陽極17に引き出されず、ウェネルト電極16の電位を高くしていけば、それに伴ってエミッション電流が高くなる。そして、図2および図3に示すように、仮想光源径φは一旦小さくなって、さらにウェネルト電極16の電位を高くしていけば、それに伴ってエミッション電流Iが高くなる。そして、図2および図3に示すように、仮想光源径φは大きくなる。仮想光源径φが最小となる仮想光源径φmsにおけるエミッション電流Iが、最適値の電子ビーム量となる。 As described above, if the potential of the Wehnelt electrode 16 is too low, the electron beam B is not extracted to the anode 17 due to the space charge effect, and if the potential of the Wehnelt electrode 16 is increased, the emission current increases accordingly. As shown in FIGS. 2 and 3, if the virtual light source diameter φ is once reduced and the potential of the Wehnelt electrode 16 is further increased, the emission current I increases accordingly. 2 and 3, the virtual light source diameter φ is increased. The emission current I at the virtual light source diameter φ ms that minimizes the virtual light source diameter φ is the optimum amount of electron beam.

具体的には、例えばエミッション電流を変化させたときの電子ビームの拡がり(エミッションパターン)を予め求めて、パターンが空間電荷効果によってぼけずにかつ仮想光源径φが最小のときの電子ビーム量を最適値としてメモリ部35に記憶する。また、エミッションパターンにおける仮想光源径φをエミッション電流に対応させたグラフが図3のグラフとなる。   Specifically, for example, the electron beam spread (emission pattern) when the emission current is changed is obtained in advance, and the electron beam amount when the pattern is not blurred by the space charge effect and the virtual light source diameter φ is minimum is calculated. The optimum value is stored in the memory unit 35. A graph in which the virtual light source diameter φ in the emission pattern is associated with the emission current is the graph of FIG.

また、陰極11を長時間点灯させると、陰極11の点灯時間や陰極11の温度(すなわち陰極温度)や真空度に依存して陰極11のチップが消耗して、チップの形状が変化する。これによって、図3に示すように、エミッション電流Iに対する仮想光源径φの変化も、点線に示すように変化する。   When the cathode 11 is lit for a long time, the tip of the cathode 11 is consumed depending on the lighting time of the cathode 11, the temperature of the cathode 11 (that is, the cathode temperature), and the degree of vacuum, and the shape of the tip changes. As a result, as shown in FIG. 3, the change in the virtual light source diameter φ with respect to the emission current I also changes as shown by the dotted line.

したがって、エミッション電流を変化させたときのエミッションパターンを求めてメモリ部35に記憶するという操作を、点灯時間を長くしていきながら繰り返す。このときのグラフが図4および図5のグラフとなる。また、このときに得られたデータを相関関係としてテーブル35aに記憶する。   Therefore, the operation of obtaining the emission pattern when the emission current is changed and storing it in the memory unit 35 is repeated while increasing the lighting time. The graph at this time is the graph of FIG. 4 and FIG. Further, the data obtained at this time is stored in the table 35a as a correlation.

なお、仮想光源径やエミッションパターンは、全装置について計測してもよいが、特定の装置で予め取得したデータを、テーブル35aに記憶しておいてもよい。   Note that the virtual light source diameter and emission pattern may be measured for all devices, but data acquired in advance by a specific device may be stored in the table 35a.

点灯時間を0としたとき最適値となるエミッション電流の値を固定した状態で、点灯時間を横軸にして、仮想光源径φを縦軸にしたのが図4のグラフである。点灯時間が長くなると、図3にも示すように最適値となるエミッション電流Iが低い方にシフトする。ところが、図4のグラフでは点灯時間を0としたとき最適値となるエミッション電流Iの値を固定しているので、そのエミッション電流Iの値が最適値から外れて、最適値のエミッション電流から見れば、値を固定したエミッション電流Iが見かけ上高い方にシフトすることになる。その結果、点灯時間が0のときに最小であった仮想光源径φが、図4に示すように点灯時間が長くなるのにしたがって大きくなる。   FIG. 4 is a graph in which the lighting time is plotted on the horizontal axis and the virtual light source diameter φ is plotted on the vertical axis in a state where the emission current value that is the optimum value when the lighting time is 0 is fixed. As the lighting time becomes longer, as shown in FIG. 3, the emission current I that is the optimum value shifts to a lower value. However, in the graph of FIG. 4, the value of the emission current I which is the optimum value when the lighting time is set to 0 is fixed, so that the value of the emission current I deviates from the optimum value and can be seen from the optimum emission current. For example, the emission current I having a fixed value is shifted to the higher one. As a result, the virtual light source diameter φ, which is the minimum when the lighting time is 0, becomes larger as the lighting time becomes longer as shown in FIG.

一方、仮想光源径φを最小としたときの条件で、点灯時間を横軸にして、最適エミッション電流Iを縦軸にしたのが図5のグラフである。上述したように点灯時間が長くなると最適値となるエミッション電流Iが低い方にシフトする。エミッション電流Iの値が最適値になることは、仮想光源径φが最小となることと同義であるので、仮想光源径φを最小に固定し、点灯時間が長くなると、図5に示すようにエミッション電流は低くなる。図5中の点灯時間は、この発明における点灯条件に関連した物理量に相当し、図5中のエミッション電流Iは、この発明における電子ビーム量に相当する。また、仮想光源径φが最小となる条件は、この発明における電子ビーム特性が最適となる条件に相当する。また、この図5のグラフは、仮想光源径φが最小となる条件の下で成立するので、図5のグラフを示す点灯時間およびエミッション電流Iの関係は、この発明における点灯条件に関連した物理量、および点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係に相当する。   On the other hand, FIG. 5 is a graph in which the lighting time is plotted on the horizontal axis and the optimum emission current I is plotted on the vertical axis under the conditions when the virtual light source diameter φ is minimized. As described above, when the lighting time becomes longer, the emission current I that is the optimum value shifts to a lower value. Since the value of the emission current I becomes the optimum value is synonymous with the fact that the virtual light source diameter φ is minimized, as shown in FIG. 5, when the virtual light source diameter φ is fixed to the minimum and the lighting time becomes long. The emission current is low. The lighting time in FIG. 5 corresponds to the physical quantity related to the lighting conditions in the present invention, and the emission current I in FIG. 5 corresponds to the electron beam quantity in the present invention. Further, the condition for minimizing the virtual light source diameter φ corresponds to the condition for optimizing the electron beam characteristics in the present invention. 5 is established under the condition that the virtual light source diameter φ is minimum, the relationship between the lighting time and the emission current I shown in the graph of FIG. 5 is a physical quantity related to the lighting condition in the present invention. , And the electron beam quantity correlation that optimizes the electron beam characteristics based on the lighting condition history.

このように、図5に示すグラフがテーブル35aに予め記憶されているので、このテーブルを利用して、点灯時間計測部39で計測された現時点での点灯時間に応じたエミッション電流を設定する。より具体的に説明すると、現時点での点灯時間を図5のグラフに当てはめて、そのグラフ上で交わった値Iが最適なエミッション電流Iとなる。点灯時間が変わっても、この図5中のグラフ上の実線にあるエミッション電流に変更するように、すなわち電子ビーム量を経時的に最適値に変更するようにウェネルト電極16をコントローラ32が操作する。   Thus, since the graph shown in FIG. 5 is stored in the table 35a in advance, the emission current corresponding to the current lighting time measured by the lighting time measuring unit 39 is set using this table. More specifically, the current lighting time is applied to the graph of FIG. 5, and the value I intersected on the graph is the optimum emission current I. Even if the lighting time changes, the controller 32 operates the Wehnelt electrode 16 so as to change the emission current to the solid line on the graph in FIG. 5, that is, to change the electron beam amount to an optimum value with time. .

なお、図5のグラフは、真空度が一定の下でのグラフであるが、真空度が変わると図5のグラフの特性も変わる。真空度をそれぞれ変えたときのグラフは図6に示すとおりである。図6は、真空度をそれぞれ変えたときの点灯時間に対する最適エミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。   The graph of FIG. 5 is a graph under a constant degree of vacuum, but the characteristics of the graph of FIG. 5 change as the degree of vacuum changes. The graph when the degree of vacuum is changed is as shown in FIG. FIG. 6 is a graph schematically showing changes in the optimum emission current with respect to the lighting time when the degree of vacuum is changed.

図6に示すように、真空度をP1,P2,P3とし、P1<P2<P3とすると、真空度が高くなるのにしたがってエミッション電流Iが低い方にシフトする。この図6のグラフもテーブル35aに予め記憶されている。このテーブルを利用して、真空計19によって測定された真空度および点灯時間計測部39で計測された現時点での点灯時間に応じたエミッション電流を設定する。 As shown in FIG. 6, when the degree of vacuum is P 1 , P 2 , P 3 and P 1 <P 2 <P 3 , the emission current I shifts to the lower side as the degree of vacuum increases. The graph of FIG. 6 is also stored in advance in the table 35a. By using this table, the emission current according to the degree of vacuum measured by the vacuum gauge 19 and the current lighting time measured by the lighting time measuring unit 39 is set.

以上のように構成されたX線管1およびコントローラ32周辺の各構成からなるX線発生装置によれば、メモリ部35のテーブル35aは、点灯条件に関連した物理量である点灯時間、および電子ビーム量(エミッション電流)の相関関係を予め記憶している(図5のグラフを参照)。このエミッション電流のうち最適エミッション電流は、電子ビーム特性を最適にする値であって、点灯条件の履歴に基づいて求められる。コントローラ32は、そのテーブル35aに記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、コントローラ32は、上述した相関関係をテーブル35aから読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、例えば所望の輝度を有したX線を得ることができるというように、X線を正確に制御することができる。   According to the X-ray generation apparatus including the components around the X-ray tube 1 and the controller 32 configured as described above, the table 35a of the memory unit 35 includes the lighting time, which is a physical quantity related to the lighting conditions, and the electron beam. The correlation of quantity (emission current) is stored in advance (see the graph of FIG. 5). Among these emission currents, the optimum emission current is a value that optimizes the electron beam characteristics, and is obtained based on a history of lighting conditions. Based on the correlation stored in the table 35a, the controller 32 controls to change the electron beam amount to an optimal value over time. That is, the controller 32 sets the optimum electron beam amount according to the current lighting time by reading the above-described correlation from the table 35a. As a result, the amount of electron beam can always be set accurately and optimally regardless of the lighting conditions, and X-rays can be accurately controlled so that, for example, X-rays having a desired luminance can be obtained. be able to.

また、図6のグラフでは、点灯条件に関連した物理量として、点灯時間の他に真空度を挙げており、点灯時間と真空度の組み合わせで電子ビーム量を設定している。   In the graph of FIG. 6, the degree of vacuum is listed in addition to the lighting time as a physical quantity related to the lighting condition, and the electron beam amount is set by a combination of the lighting time and the degree of vacuum.

また、X線管1を備えたX線撮像装置によれば、このX線発生装置においてX線量を正確に制御することができる結果、所望に制御されたX線画像を精度よく撮像することができる。   Further, according to the X-ray imaging apparatus provided with the X-ray tube 1, the X-ray dose can be accurately controlled in the X-ray generation apparatus, and as a result, a desired controlled X-ray image can be accurately captured. it can.

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.

(1)上述した実施例では、非破壊検査機器などの工業用装置を例に採ってX線撮像装置を説明したが、この発明は、X線診断装置などの医用装置にも適用することができる。   (1) In the above-described embodiments, the X-ray imaging apparatus has been described by taking an industrial apparatus such as a non-destructive inspection apparatus as an example. However, the present invention can also be applied to a medical apparatus such as an X-ray diagnostic apparatus. it can.

(2)上述した実施例では、電子源として、消耗や切断に強い単結晶あるいは焼結体のチップを用いたが、タングステンで形成されたフィラメントを用いてもよい。   (2) In the embodiment described above, a single crystal or sintered chip that is resistant to wear and cut is used as the electron source, but a filament formed of tungsten may be used.

(3)上述した実施例では、集束コイル13はいわゆる2段式であったが、3段以上であってもよい。また1段のみでもよい。   (3) In the embodiment described above, the focusing coil 13 is a so-called two-stage type, but it may be three or more stages. Only one stage may be used.

(4)上述した実施例では、図5のグラフのように、点灯時間とエミッション電流との相関関係であり、図6のグラフのように、点灯時間および真空度とエミッション電流との相関関係であったが、図5および図6に示す相関関係に限定されない。例えば、図7に示すように、点灯時間および陰極11の温度(陰極温度)とエミッション電流との相関関係であってもよいし、点灯時間と陰極温度と真空度とを全部組み合わせて、それらとエミッション電流との相関関係であってもよい。陰極11の温度は、この発明における電子源の温度に相当する。   (4) In the above-described embodiment, there is a correlation between the lighting time and the emission current as shown in the graph of FIG. 5, and a correlation between the lighting time and the degree of vacuum and the emission current as shown in the graph of FIG. However, the present invention is not limited to the correlation shown in FIGS. For example, as shown in FIG. 7, there may be a correlation between the lighting time and the temperature of the cathode 11 (cathode temperature) and the emission current, or a combination of the lighting time, the cathode temperature, and the degree of vacuum. It may be a correlation with the emission current. The temperature of the cathode 11 corresponds to the temperature of the electron source in the present invention.

陰極温度は、例えばパイロメータ(放射温度計)などで直接に計測してもよいが、陰極11に通電する電流量から間接的に換算してもよい。図7に示すように、陰極温度をT1,T2,T3とし、T1<T2<T3とすると、陰極温度が高くなるのにしたがって最適エミッション電流Iが低い方にシフトする。この図6のグラフもテーブル35aに予め記憶すればよい。 The cathode temperature may be directly measured by, for example, a pyrometer (radiation thermometer), but may be indirectly converted from the amount of current flowing through the cathode 11. As shown in FIG. 7, assuming that the cathode temperatures are T 1 , T 2 , T 3 and T 1 <T 2 <T 3 , the optimum emission current I shifts to the lower side as the cathode temperature increases. The graph of FIG. 6 may be stored in the table 35a in advance.

また、点灯条件に関連した物理量は、点灯時間や陰極温度や真空度だけでなく、例えば図8に示すようなチップ前面の径Lや単位時間当たりに消耗する消耗レート(寿命に関連した材料損失)など、通常に用いられる点灯条件に関連した物理量であれば、特に限定されない。陰極11がチップの場合には、消耗すると点線に示すようにチップ全体が小さくなる。電子ビームBを照射する面を前面とした場合には、図9に示すように、この前面の径Lも点灯時間にしたがって短くなる。図9は、点灯時間に対するチップ前面の径Lの変化を模式的に表したグラフである。   Further, the physical quantity related to the lighting condition is not only the lighting time, cathode temperature and vacuum degree, but also, for example, the diameter L of the front surface of the chip as shown in FIG. 8 and the consumption rate consumed per unit time (material loss related to life). And the like, as long as they are physical quantities related to lighting conditions that are normally used. When the cathode 11 is a chip, the entire chip becomes small as shown by the dotted line when consumed. In the case where the surface irradiated with the electron beam B is the front surface, as shown in FIG. 9, the diameter L of the front surface is also shortened according to the lighting time. FIG. 9 is a graph schematically showing a change in the diameter L of the front surface of the chip with respect to the lighting time.

(5)点灯時間の計測は、実施例のような計測に限定されない。例えば、電子ビームBの有無、すなわち点灯のON/OFFを監視する手段(例えば光センサ)を設け、点灯がONになっている時間を点灯時間としてもよい。この場合には、実際に点灯している時間を点灯時間として計測しているので、コントローラ32から高電圧電源36に点灯の命令を与えているのにも関わらず実際に点灯していないことで生じる点灯時間の誤差を防止することができる。   (5) The measurement of the lighting time is not limited to the measurement as in the embodiment. For example, a means (for example, an optical sensor) for monitoring the presence / absence of the electron beam B, that is, lighting ON / OFF may be provided, and the lighting time may be set as the lighting time. In this case, since the actual lighting time is measured as the lighting time, the controller 32 gives a lighting command to the high voltage power source 36, but the lighting is not actually performed. The error of the lighting time which arises can be prevented.

(6)上述した実施例では、最適な電子ビーム特性として仮想光源径が最小になるという設定で説明したが、これに限定されず、X線量が最大となる条件設定でもよいし、これら物理量と関係なく、時間が単純に経過すればエミッション電流を小さくするという構成にしても、結果として同じような結果を得ることができる。   (6) In the above-described embodiment, the setting has been described in which the virtual light source diameter is minimized as the optimum electron beam characteristics. However, the present invention is not limited to this, and may be a condition setting that maximizes the X-ray dose. Regardless, even if the emission current is reduced if the time simply passes, the same result can be obtained as a result.

実施例に係るX線管の構成を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the X-ray tube which concerns on an Example. ウェネルト電極付近の電子ビームを模式的に表した説明図であり、(a)は、仮想光源径が小さいときの説明図であり、(b)は、仮想光源径が大きいときの説明図である。It is explanatory drawing which represented typically the electron beam of a Wehnelt electrode vicinity, (a) is explanatory drawing when a virtual light source diameter is small, (b) is explanatory drawing when a virtual light source diameter is large. . エミッション電流に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフである。It is the graph which represented typically the change of the virtual light source diameter with respect to emission current. 点灯時間に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフである。It is the graph which represented typically the change of the virtual light source diameter with respect to lighting time. 点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。6 is a graph schematically showing a change in emission current with respect to lighting time. 真空度をそれぞれ変えたときの点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。It is the graph which represented typically the change of the emission current with respect to the lighting time when each degree of vacuum was changed. 陰極温度をそれぞれ変えたときの点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。It is the graph which represented typically the change of the emission current with respect to lighting time when each cathode temperature was changed. 陰極を構成するチップの変化を模式的に表した説明図である。It is explanatory drawing which represented typically the change of the chip | tip which comprises a cathode. 点灯時間に対するチップ前面の径変化を模式的に表したグラフである。It is the graph which represented typically the diameter change of the chip front surface with respect to lighting time.

符号の説明Explanation of symbols

1 … X線管
2 … X線検出器
11 … 陰極
12 … ターゲット
16 … ウェネルト電極
32 … コントローラ
35a … テーブル
B … 電子ビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube 2 ... X-ray detector 11 ... Cathode 12 ... Target 16 ... Wehnelt electrode 32 ... Controller 35a ... Table B ... Electron beam

Claims (3)

電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームの衝突によりX線を発生させるターゲットとを備えたX線発生装置であって、電子ビーム量を所定値に設定する電子ビーム量設定手段と、電子源を点灯させて所定値の電子ビーム量を発生させることが可能な点灯制御手段と、その点灯制御手段により点灯させた電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を記憶した記憶手段とを備え、前記点灯制御手段は、前記記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御することを特徴とするX線発生装置。   An X-ray generator comprising an electron source for generating an electron beam and a target for generating X-rays by collision of the electron beam from the electron source, and an electron beam amount setting means for setting the electron beam amount to a predetermined value Lighting control means capable of turning on the electron source to generate a predetermined amount of electron beam, physical quantities related to the lighting conditions of the electron source turned on by the lighting control means, and history of the lighting conditions Storage means for storing an electron beam amount correlation for optimizing the electron beam characteristics based on the above, and the lighting control means determines the electron beam amount over time based on the correlation stored in the storage means. An X-ray generator characterized by controlling to change to an optimum value. 請求項1に記載のX線発生装置において、前記点灯条件に関連した物理量は、前記点灯時間、前記電子源の温度、真空度であって、前記記憶手段は、点灯時間,電子源の温度,真空度のうち少なくとも1つを含む物理量と前記電子ビーム量との相関関係を記憶することを特徴とするX線発生装置。   2. The X-ray generator according to claim 1, wherein the physical quantity related to the lighting condition is the lighting time, the temperature of the electron source, and the degree of vacuum, and the storage means includes the lighting time, the temperature of the electron source, An X-ray generator characterized by storing a correlation between a physical quantity including at least one of the degrees of vacuum and the electron beam quantity. 請求項1または請求項2に記載のX線発生装置において、前記電子源は、6ホウ化ランタンまたは6ホウ化セリウムで形成された単結晶あるいは焼結体のチップであることを特徴とするX線発生装置。
3. The X-ray generator according to claim 1, wherein the electron source is a single crystal or sintered chip formed of lanthanum hexaboride or cerium hexaboride. Line generator.
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