JP2006024480A - X-ray tube, x-ray generating device, and x-ray inspection device - Google Patents

X-ray tube, x-ray generating device, and x-ray inspection device Download PDF

Info

Publication number
JP2006024480A
JP2006024480A JP2004202527A JP2004202527A JP2006024480A JP 2006024480 A JP2006024480 A JP 2006024480A JP 2004202527 A JP2004202527 A JP 2004202527A JP 2004202527 A JP2004202527 A JP 2004202527A JP 2006024480 A JP2006024480 A JP 2006024480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
anode
ray
envelope
electric field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004202527A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidefumi Okamura
秀文 岡村
Makoto Otsuka
誠 大塚
Yoshihiko Dan
芳彦 壇
Keiji Koyanagi
慶二 小柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Original Assignee
Hitachi Medical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corp filed Critical Hitachi Medical Corp
Priority to JP2004202527A priority Critical patent/JP2006024480A/en
Publication of JP2006024480A publication Critical patent/JP2006024480A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray tube with a reduced size, securing an insulation distance between a metallic envelope 12 and a cathode 1. <P>SOLUTION: The X-ray tube comprises a cathode 1 irradiating thermion beam from a filament, to which a prescribed power is supplied; an anode 2, with which the thermion beam emitted from the cathode collides; a high-voltage power source for X-ray generation 19 impressing a prescribed field between the anode 2 and the cathode 1, and making a target 7 generate X-ray by accelerating the thermion discharged from the cathode 1 and making the thermion collide on the target 7 of the anode 2; and an envelope 3 and the metallic envelope 12 housing the anode 2 and the cathode 1 in an airtight vacuum state. The high-voltage power source for X-ray generation 19 sets the voltage to be impressed respectively on the anode 2 and on the cathode 1 in compliance with the insulation distance between the position of a charged part of positive potential of a direct current impressed on the anode 2 and the metallic envelope 12, and the insulation distance between the position of a charged part of negative potential of a direct current impressed on the cathode 1 and the metallic envelope 12. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを所定の加速電界によって加速して放射し、該放射された加速熱電子ビームをターゲットに衝突させることによりX線を発生するX線管に係り、特に加速電界が形成される電極の配置によりX線管本体を小型化したX線管に関する。
また、上記X線管を有したX線発生器に関する。
さらにまた、上記X線発生器を有したX線検査装置に関する。
The present invention relates to an X-ray tube for generating X-rays by accelerating and emitting a thermoelectron beam from a filament supplied with power by a predetermined accelerating electric field and colliding the radiated accelerated thermoelectron beam with a target. In particular, the present invention relates to an X-ray tube in which the X-ray tube main body is miniaturized by arranging electrodes that generate an acceleration electric field.
The present invention also relates to an X-ray generator having the X-ray tube.
Furthermore, the present invention relates to an X-ray inspection apparatus having the X-ray generator.

近年、焦点が数ミクロンであるマイクロフォーカスX線管が注目されている。マイクロフォーカスX線管は、半導体集積回路のボンディングワイヤ、半田ボールなどの微細な構造検査やラットの脳の組織検査など細胞レベルまでの高分解能のX線透過像を得ることが期待されている。
しかし、画像化のための拡大率は数ミリの焦点の普及のX線管と比較して格段に大きくしなければならないので、陰極、陽極とこれらに印加する高電圧回路の絶縁回避について工夫しなければ、前記普及X線管よりも大きな構造が必要になってしまう。
In recent years, a microfocus X-ray tube having a focus of several microns has attracted attention. The microfocus X-ray tube is expected to obtain high-resolution X-ray transmission images down to the cell level such as fine structure inspection of bonding wires and solder balls of semiconductor integrated circuits and tissue inspection of rat brain.
However, since the enlargement ratio for imaging must be much larger than the popular X-ray tube with a focal point of several millimeters, we devised insulation avoidance of the cathode, anode and the high voltage circuit applied to them. Otherwise, a larger structure than the popular X-ray tube is required.

そこで、このような問題に対処するため、特許文献1には、マイクロフォーカスX線管を中性点接地方式とし、マイクロフォーカスを形成するために配置された複数のグリッド電極に印加するグリッド電圧を高電圧発生回路の負の高電圧発生部から分圧した電圧を使用してグリッド電圧発生回路で生成し、グリッド電圧発生回路は制御部のグリッド電圧制御部からの光信号によって制御され、グリッド電圧発生回路とグリッド電圧制御部との間は光ケーブルで接続され、X線管を中性点接地方式にしたことにより、焦点とX線放射窓(外囲器)との間隔を小さくすることができ、高拡大率撮影が可能となるものを開示されている。   Therefore, in order to cope with such a problem, Patent Document 1 adopts a microfocus X-ray tube as a neutral point grounding method, and grid voltages applied to a plurality of grid electrodes arranged to form a microfocus. Generated by the grid voltage generation circuit using the voltage divided from the negative high voltage generation unit of the high voltage generation circuit, the grid voltage generation circuit is controlled by the optical signal from the grid voltage control unit of the control unit, the grid voltage The generator circuit and the grid voltage control unit are connected by an optical cable, and the X-ray tube has a neutral point grounding system, so the distance between the focal point and the X-ray radiation window (envelope) can be reduced. In addition, what enables high-magnification shooting is disclosed.

また、金属外囲器を用いたX線管に供給するためのインバータ式X線装置としては、特許文献2に開示されている。
特開2003−317996号公報 特開平5−316085号公報
Patent Document 2 discloses an inverter type X-ray apparatus for supplying to an X-ray tube using a metal envelope.
JP2003-317996A JP-A-5-316085

しかしながら、上記特許文献1は、外囲器がステンレス、銅を含む金属などが導電物で形成されているとき、グリッド電極(加速電極)との絶縁距離の確保について何ら言及していない。   However, Patent Document 1 makes no mention of securing an insulation distance from the grid electrode (acceleration electrode) when the envelope is made of a conductive material such as stainless steel or copper.

また、上記特許文献2は、金属外囲器を有するX線管に供給する電源の陽極アース電圧と陰極アース電圧を均衡に保っての高圧側の回路の整流器等を破壊しないものである。本発明には、寧ろ不均衡であることを考慮した電源を採用するものである。   Further, Patent Document 2 does not destroy a rectifier or the like of a high-voltage circuit that keeps the anode ground voltage and cathode ground voltage of a power source supplied to an X-ray tube having a metal envelope in balance. Rather, the present invention employs a power supply that takes into account the imbalance.

本発明のX線管装置は、所定の電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを放射する陰極部と、この陰極部によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する陽極部と、この陽極部と前記陰極部に所定の電界を印加し、前記印加された電界によって前記陰極により放出された熱電子を加速して前記陽極のターゲットに衝突させることで前記ターゲットよりX線を発生させる加速電界発生部と、この加速電界発生部、前記陽極部及び前記陰極部を真空気密して収容する外囲器と、を備えたX線管において、前記加速電界発生部は、前記陽極に印加される直流の正電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離と前記陰極に印加される直流の負電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離に応じて前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定する電圧設定手段を備える。
これによって、金属外囲器と加速電極との絶縁距離を確保とX線管の小型化が実現できる。
An X-ray tube apparatus of the present invention includes a cathode part that emits a thermoelectron beam from a filament supplied with a predetermined power source, an anode part that has a target that collides the thermoelectron beam emitted by the cathode part, Acceleration that generates X-rays from the target by applying a predetermined electric field to the anode part and the cathode part, accelerating the thermal electrons emitted from the cathode by the applied electric field and colliding with the target of the anode In an X-ray tube comprising an electric field generation unit and an envelope that accommodates the acceleration electric field generation unit, the anode unit, and the cathode unit in a vacuum-tight manner, the acceleration electric field generation unit is applied to the anode. Depending on the insulation distance between the position of the DC positive potential charging part and the envelope and the insulation distance between the position of the DC negative potential charging part applied to the cathode and the envelope. The anode or It includes a voltage setting means for setting a voltage applied to each of the serial cathode.
As a result, it is possible to secure an insulation distance between the metal envelope and the acceleration electrode and to reduce the size of the X-ray tube.

本発明のX線発生器は、X線を発生するX線管と、このX線管が絶縁媒体により油密されるように収容する収容器と、この収容器に前記X線管へ高電圧を供給する高圧電源と、を備えたX線発生器であって、前記X線管は、所定の電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを放射する陰極部と、この陰極部によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する陽極部と、この陽極部と前記陰極部に所定の電界を印加し、前記印加された電界によって前記陰極により放出された熱電子を加速して前記陽極のターゲットに衝突させることで前記ターゲットよりX線を発生させる加速電界発生部と、この加速電界発生部、前記陽極部及び前記陰極部を真空気密して収容する外囲器と、を具備したX線発生器において、前記加速電界発生部は、前記陽極に印加される直流の正電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離と前記陰極に印加される直流の負電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離に応じて前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定する電圧設定手段を備える。
これによって、X線管の金属外囲器と加速電極との絶縁距離を確保とX線発生器の小型化が図れる。
The X-ray generator of the present invention includes an X-ray tube that generates X-rays, a container that accommodates the X-ray tube so as to be oil-tight with an insulating medium, and a high voltage to the X-ray tube in the container. A high-voltage power supply for supplying an X-ray generator, wherein the X-ray tube emits a thermoelectron beam from a filament to which a predetermined power supply is supplied, and is emitted by the cathode unit. An anode part having a target that collides with a thermionic beam, a predetermined electric field is applied to the anode part and the cathode part, and the thermoelectrons emitted by the cathode are accelerated by the applied electric field to X-rays comprising: an accelerating electric field generating unit that generates X-rays from the target by colliding with the target; and an envelope that accommodates the accelerating electric field generating unit, the anode unit, and the cathode unit in a vacuum-tight manner In the generator, the acceleration electric field generator is The insulation distance between the position of the DC positive potential charging portion applied to the anode and the envelope, and the position of the DC negative potential charging portion applied to the cathode and the envelope. Voltage setting means for setting a voltage applied to each of the anode and the cathode according to the insulation distance.
As a result, the insulation distance between the metal envelope of the X-ray tube and the acceleration electrode can be secured and the X-ray generator can be downsized.

本発明のX線検査装置は、被検査物にX線を照射するX線発生器と、このX線発生器と対向配置され前記被検査物の透過X線を検出するX線検出器と、このX線検出器により検出された透過X線を画像として出力する表示器と、を備え、前記X線発生器は、X線を発生するX線管と、このX線管が絶縁媒体により油密されるように収容する収容器と、この収容器に前記X線管へ高電圧を供給する高圧電源と、を備えたX線発生器であって、前記X線管は、所定の電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを放射する陰極部と、この陰極部によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する陽極部と、この陽極部と前記陰極部に所定の電界を印加し、前記印加された電界によって前記陰極により放出された熱電子を加速して前記陽極のターゲットに衝突させることで前記ターゲットよりX線を発生させる加速電界発生部と、この加速電界発生部、前記陽極部及び前記陰極部を真空気密して収容する外囲器と、を具備したX線発生器において、前記加速電界発生部は、前記陽極に印加される直流の正電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離と前記陰極に印加される直流の負電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離に応じて前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定する電圧設定手段を備える。
これによって、X線管の金属外囲器と加速電極との絶縁距離を確保とX線検査装置の小型化が図れる。
The X-ray inspection apparatus of the present invention is an X-ray generator that irradiates an inspection object with X-rays, an X-ray detector that is disposed opposite to the X-ray generator and detects transmitted X-rays of the inspection object, A display that outputs the transmitted X-rays detected by the X-ray detector as an image. The X-ray generator includes an X-ray tube that generates X-rays, and the X-ray tube is oiled by an insulating medium. An X-ray generator comprising: a container that is housed in a sealed manner; and a high-voltage power supply that supplies a high voltage to the container to the X-ray tube, wherein the X-ray tube has a predetermined power source. A cathode part that emits a thermoelectron beam from the supplied filament, an anode part that has a target that collides the thermoelectron beam emitted by the cathode part, and a predetermined electric field is applied to the anode part and the cathode part. Accelerating thermionic electrons emitted by the cathode by the applied electric field to target the anode X-rays comprising: an accelerating electric field generating unit that generates X-rays from the target by colliding with a target; and an envelope that accommodates the accelerating electric field generating unit, the anode unit, and the cathode unit in a vacuum-tight manner In the generator, the accelerating electric field generating unit is configured to charge a negative DC potential applied to the cathode and an insulation distance between a position of a DC positive potential charged portion applied to the anode and the envelope. Voltage setting means is provided for setting a voltage applied to each of the anode and the cathode according to an insulation distance between the position of the portion and the envelope.
As a result, the insulation distance between the metal envelope of the X-ray tube and the acceleration electrode can be secured and the X-ray inspection apparatus can be downsized.

また、本発明の望ましい一実施形態によれば、前記電圧設定手段は、前記正電位の充電部分の位置と前記外囲器との絶縁距離が前記負電位の充電部分の位置と前記外囲器との絶縁距離より短くなるように、前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定する。
これによって、特にマイクロフォーカスX線管において、X線焦点からの被検査物までの拡大率が設定しやすい構造となる。
According to still another preferred embodiment of the present invention, the voltage setting means includes a position of the charged portion having the positive potential and the envelope, and a position of the charged portion having the negative potential and the envelope. The voltage applied to each of the anode or the cathode is set so as to be shorter than the insulation distance.
This makes it easy to set an enlargement ratio from the X-ray focal point to the object to be inspected, particularly in a microfocus X-ray tube.

本発明によれば、金属外囲器12と陰極1との絶縁距離を確保ができる。    According to the present invention, an insulation distance between the metal envelope 12 and the cathode 1 can be ensured.

本発明の第1の実施形態について図面を用いて説明する。この第1の実施形態は、X線管とそのX線管を有したX線発生器について説明する。
図1は本発明で採用されるX線管の構成例を示す図である。図1(a)は回転陽極型マイクロフォーカスX線管の構造例を示し、図1(b)は固定陽極型マイクロフォーカスX線管の構造例を示す。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, an X-ray tube and an X-ray generator having the X-ray tube will be described.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an X-ray tube employed in the present invention. FIG. 1 (a) shows a structural example of a rotating anode type microfocus X-ray tube, and FIG. 1 (b) shows a structural example of a fixed anode type microfocus X-ray tube.

両方の型に共通するマイクロフォーカスX線管は、図1に示されるように、陰極1と、陰極1に対向配置される陽極2と、陰極1と陽極2を収容する外囲器3と、を有している。   As shown in FIG. 1, the microfocus X-ray tube common to both types includes a cathode 1, an anode 2 disposed opposite to the cathode 1, an envelope 3 that accommodates the cathode 1 and the anode 2, have.

陰極1は熱電子4の発生源である。具体的には陰極1は熱電子4の放出源となるフィラメント(カソード)5と、放出された熱電子4を収束するためのグリッド電極6とから構成されている。陰極1全体は陽極2と比較して負の電位になっており、この電位が陰極1の基準電位となっている。これに対してグリッド電極6は陰極1の基準電位に対して数キロボルト分正電位となるように電位が調整されており、この調整された電位と基準電位の差によりカソード5から放出された熱電子4を収束する。陰極1と陽極2間には、X線発生用高圧電源19によってカソード5から放出された熱電子を加速するために高電圧(以下、「管電圧」という)が印加される。この印加される高電圧によりフィラメントから放出される熱電子が陽極2に到達するまでに加速され、熱電子4が陽極2に衝突し、X線10を発生する。    The cathode 1 is a source of thermionic electrons 4. Specifically, the cathode 1 is composed of a filament (cathode) 5 serving as a source for emitting thermoelectrons 4 and a grid electrode 6 for converging the emitted thermoelectrons 4. The entire cathode 1 has a negative potential compared to the anode 2, and this potential is the reference potential of the cathode 1. In contrast, the grid electrode 6 is adjusted to have a positive potential of several kilovolts relative to the reference potential of the cathode 1, and the heat released from the cathode 5 due to the difference between the adjusted potential and the reference potential. Convergence electron 4. A high voltage (hereinafter referred to as “tube voltage”) is applied between the cathode 1 and the anode 2 in order to accelerate the thermal electrons emitted from the cathode 5 by the high-voltage power supply 19 for X-ray generation. The applied high voltage accelerates the thermoelectrons emitted from the filament before reaching the anode 2, and the thermoelectrons 4 collide with the anode 2 to generate X-rays 10.

陽極2は熱電子4が衝突するターゲット7を有しており、回転陽極型(図1(a))ではターゲット7を回転させる回転機構8が併設される。加速された熱電子4はターゲット7に衝突する。この衝突面はX線の焦点9と言われる。   The anode 2 has a target 7 with which the thermoelectrons 4 collide. In the rotating anode type (FIG. 1 (a)), a rotating mechanism 8 for rotating the target 7 is provided. The accelerated thermoelectrons 4 collide with the target 7. This collision surface is said to be the focal point 9 of X-rays.

また、固定陽極型(図1(b))ではターゲット7が回転せずに固定される。この両者の違いは、加速熱電子がターゲットに衝突する面が常に一定である固定型よりも前記衝突面が異動する回転型の方が、より高い管電圧や大きい管電流、すなわちより大きなエネルギーのX線を発生させるのに有利である点である。   In the fixed anode type (FIG. 1 (b)), the target 7 is fixed without rotating. The difference between the two is that the rotating type in which the collision surface moves is higher than the fixed type in which the surface where the accelerated thermoelectrons collide with the target is always constant. This is advantageous for generating X-rays.

外囲器3は陰極1と陽極2を収容している。陰極1と陽極2の間には、X線発生の際に数百キロボルトの電位差が発生しているので、外囲器3内での放電を防止する必要性から、外囲器3内部はほぼ真空に保たれている。   The envelope 3 contains a cathode 1 and an anode 2. Since a potential difference of several hundred kilovolts is generated between the cathode 1 and the anode 2 when X-rays are generated, the inside of the envelope 3 is almost the same from the necessity of preventing discharge in the envelope 3. It is kept in a vacuum.

また、外囲器3にはX線10を放射するためのベリリウム製の放射窓11が設けられ、その放射窓11を固定するために外囲器3の一部に金属部分が設けられる。この金属部分は金属外囲器12という。   The envelope 3 is provided with a radiation window 11 made of beryllium for emitting X-rays 10, and a metal portion is provided in a part of the envelope 3 in order to fix the radiation window 11. This metal part is called a metal envelope 12.

次に、図1(a)のマイクロフォーカスX線管13を含むX線発生装置について、図2を用いて説明する。
図2は、図1(a)の回転陽極型マイクロフォーカスX線管を含むX線発生器の構成例を示す図である。
Next, an X-ray generator including the microfocus X-ray tube 13 of FIG. 1 (a) will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an X-ray generator including the rotating anode type microfocus X-ray tube of FIG. 1 (a).

X線発生装置22は、図2に示されるように、図1(a)で示されるマイクロフォーカスX線管12と、マイクロフォーカスX線管12の陽極2を回転可能とするように取り付けられるステータコイル14と、マイクロフォーカスX線管13を収容容器17に取り付ける管球支持部材15と、を有している。   As shown in FIG. 2, the X-ray generator 22 is a stator that is attached so that the microfocus X-ray tube 12 shown in FIG. 1 (a) and the anode 2 of the microfocus X-ray tube 12 can rotate. A coil 14 and a tube support member 15 for attaching the microfocus X-ray tube 13 to the storage container 17 are provided.

ステータコイル14は、陽極2を回転軸として誘導電動機のように回転するために電力が供給される。
管球支持部材15は、絶縁油16やフロリナートなどの電気的に絶縁する絶縁媒体に満たされた収容容器17内にマイクロフォーカスX線管13を取り付ける。
また、この収納容器17内部には放射窓以外からのX線10が漏洩を防止するために鉛18で覆われている。
The stator coil 14 is supplied with electric power to rotate like an induction motor about the anode 2 as a rotation axis.
The tube support member 15 attaches the microfocus X-ray tube 13 in a storage container 17 filled with an electrically insulating medium such as insulating oil 16 or Fluorinert.
In addition, X-rays 10 from other than the radiation window are covered with lead 18 inside the storage container 17 in order to prevent leakage.

また、収納容器17には、X線発生用高圧電源19と、X線制御用電源20とを収納して、X線管と電源を一体化し、モノタンクと呼ばれるものとして取扱いを容易にする場合もある。
さらに、収納容器17は、回転陽極型マイクロフォーカスX線管13を搭載する場合、ステータコイル用のスタータ電源21が収納される。
In addition, the storage container 17 may contain a high-voltage power supply 19 for X-ray generation and a power supply 20 for X-ray control, and the X-ray tube and power supply may be integrated to facilitate handling as a so-called mono tank. is there.
In addition, when the rotating anode type microfocus X-ray tube 13 is mounted on the storage container 17, the starter power source 21 for the stator coil is stored.

ここで、陰極1と陽極2の間に印加する管電圧は150kVとしている。管電圧は予め決められた絶縁距離に基づき電圧設定され、電圧設定された結果により、各々陽極2に正電位100kV、陰極1に負電位の50kVを印加することとする。150kVの管電圧はこの印加条件を採用すると、75kVずつ二等分した場合と比較し、陰極1の基準電位が75kVから50kVへ低下することになる。このため、陰極1の負電位が充電された位置と金属外囲器12の絶縁距離を67%にまで縮小できる。
これによって、陰極1と金属外囲器12の配置をターゲット7の配置方向の距離を短くできることとなり、金属外囲器12の寸法のターゲット7の配置方向を小さくできるから、X線管の小型化に寄与できることとなる。
ここでの正電位及び負電位への印加条件は一例であり、前記二等分を除くものであれば、あらゆる組み合わせを含むものとする。
Here, the tube voltage applied between the cathode 1 and the anode 2 is 150 kV. The tube voltage is set based on a predetermined insulation distance, and a positive potential of 100 kV is applied to the anode 2 and a negative potential of 50 kV is applied to the cathode 1 based on the result of the voltage setting. When this application condition is adopted for the tube voltage of 150 kV, the reference potential of the cathode 1 is reduced from 75 kV to 50 kV as compared with the case where it is divided into two equal parts of 75 kV. For this reason, the insulation distance between the position where the negative potential of the cathode 1 is charged and the metal envelope 12 can be reduced to 67%.
As a result, the distance between the cathode 1 and the metal envelope 12 in the arrangement direction of the target 7 can be shortened, and the arrangement direction of the target 7 having the dimensions of the metal envelope 12 can be reduced. It can contribute to.
The application conditions to the positive potential and the negative potential here are only examples, and any combination is possible as long as it excludes the bisection.

またこの場合、陽極2の正電位の充電部分の位置と金属外囲器12との絶縁距離が、陰極1の負電位の充電部分の位置と金属外囲器12との絶縁距離より短くなるようにしている。これによって、金属外囲器12と陽極2との絶縁距離を大きくとれば、それだけ図面下方にターゲット7を配置させることとなり、そのターゲット7とX線放射窓11との間の距離を大きくとることが可能となるから、特にマイクロフォーカスX線管において、X線焦点からの被検査物までの拡大率が設定しやすい構造となる。   Also, in this case, the insulation distance between the position of the positively charged part of the anode 2 and the metal envelope 12 is shorter than the insulation distance between the position of the negatively charged part of the cathode 1 and the metal envelope 12. I have to. As a result, if the insulation distance between the metal envelope 12 and the anode 2 is increased, the target 7 is disposed at the lower side of the drawing, and the distance between the target 7 and the X-ray radiation window 11 is increased. Therefore, in particular, in a microfocus X-ray tube, the magnification rate from the X-ray focal point to the inspection object can be easily set.

本実施形態によれば、所定の電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを放射する陰極1と、この陰極部によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する陽極2と、この陽極2と陰極1に所定の電界を印加し、前記印加された電界によって陰極1により放出された熱電子を加速して陽極2のターゲット7に衝突させることでターゲット7よりX線を発生させるX線発生用高圧電源19と、このX線発生用高圧電源19、陽極2及び陰極1を真空気密して収容する外囲器3及び金属外囲器12と、を備えたX線管において、X線発生用高圧電源19は、陽極2に印加される直流の正電位の充電部分の位置と金属外囲器12との間の絶縁距離と、陰極1に印加される直流の負電位の充電部分の位置と金属外囲器12との間の絶縁距離が異なって位置されるように、陽極2又は陰極1のそれぞれに印加される電圧を設定することよって、金属外囲器12と陰極1との絶縁距離を確保とX線管の小型化が達成できる。   According to this embodiment, the cathode 1 that emits a thermionic beam from a filament supplied with a predetermined power source, the anode 2 that has the target that collides the thermionic beam emitted by the cathode portion, and the anode 2 X-ray generation that generates a X-ray from the target 7 by applying a predetermined electric field to the cathode 1 and accelerating the thermal electrons emitted from the cathode 1 by the applied electric field and colliding with the target 7 of the anode 2 X-ray generation in an X-ray tube comprising a high-voltage power supply 19 for use, an envelope 3 for housing the anode 2 and the cathode 1 in a vacuum-tight manner, and a metal envelope 12 The high-voltage power supply 19 is used for the insulation distance between the position of the DC positive potential charging portion applied to the anode 2 and the metal envelope 12, and the position of the DC negative potential charging portion applied to the cathode 1. So that the insulation distance between the metal envelope 12 and the metal envelope 12 is located differently What I setting the voltage applied to each of the electrode 2 or the cathode 1, the metal envelope 12 and the miniaturization of the insulation distance ensured and X-ray tube the cathode 1 can be achieved.

また、上記X線管13と、X線管13が絶縁媒体により油密されるように収容する収納容器17と、収納容器17にX線管13へ高電圧を供給する高圧電源と、を備えたX線発生器によって、金属外囲器12と陰極1との絶縁距離を確保とX線発生器の小型化が達成できる。   The X-ray tube 13, a storage container 17 for storing the X-ray tube 13 so as to be oil-tight with an insulating medium, and a high-voltage power supply for supplying a high voltage to the X-ray tube 13 in the storage container 17 are provided. In addition, the X-ray generator can secure the insulation distance between the metal envelope 12 and the cathode 1 and can reduce the size of the X-ray generator.

次に、本発明の第2の実施形態について図面を用いて説明する。この第1の実施形態は、第1の実施形態のX線発生器を有したX線検査装置について説明する。
図3は図2のX線発生器を採用したX線検査装置の構成例を示す図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, an X-ray inspection apparatus having the X-ray generator of the first embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an X-ray inspection apparatus employing the X-ray generator of FIG.

X線検査装置29は、図3に示すように、被検査物24にX線を照射するマイクロフォーカスX線管13を含むX線発生器22と、このX線発生器22と対向配置され被検査物24の透過X線を検出するX線検出器23と、X線発生器22とX線検出器23をX線遮蔽する遮蔽体26と、X線検出器23と電気的に接続されるモニタ部27と、X線発生器22、X線検出器23及びモニタ部27を制御する制御部28と、を有する。   As shown in FIG. 3, the X-ray inspection apparatus 29 includes an X-ray generator 22 including a microfocus X-ray tube 13 that irradiates the inspection object 24 with X-rays, and an X-ray generator 22 disposed opposite to the X-ray generator 22. An X-ray detector 23 that detects transmitted X-rays of the inspection object 24, a shield 26 that shields the X-ray generator 22 and the X-ray detector 23 from X-rays, and the X-ray detector 23 are electrically connected. The monitor unit 27 includes an X-ray generator 22, an X-ray detector 23, and a control unit 28 that controls the monitor unit 27.

X線発生器22は、観察台25に乗った被検査物24にX線を照射する。X線検出器23は、被検査物24の透過X線を検出するもので、イメージ・インテンシファイアやフラット・パネル・ディテクタなどによってX線検出される。被検体24は半導体の集積回路である。観察台25は被検体24を乗せ、被検体24を任意の位置、角度に移動できるターンテーブルのような構造を持ち、様々な角度から観察が可能となっている。遮蔽体26はこれらのX線発生器22、X線検出器23、観察台25を収容し、周囲へのX線防護を行う。モニタ部27はX線検出器23で検出した画像信号を表示出力する。制御部28はX線発生器22のX線条件や観察台25の位置制御を行う。   The X-ray generator 22 irradiates the inspection object 24 on the observation table 25 with X-rays. The X-ray detector 23 detects transmitted X-rays of the inspection object 24 and is detected by an image intensifier, a flat panel detector, or the like. The subject 24 is a semiconductor integrated circuit. The observation table 25 has a structure like a turntable on which the subject 24 is placed and can move the subject 24 to an arbitrary position and angle, and observation is possible from various angles. The shield 26 accommodates these X-ray generator 22, X-ray detector 23, and observation table 25, and performs X-ray protection to the surroundings. The monitor unit 27 displays and outputs the image signal detected by the X-ray detector 23. The control unit 28 controls the X-ray conditions of the X-ray generator 22 and the position of the observation table 25.

X線検査装置29で採用する拡大率は、光学的拡大率を用いる。画像処理による拡大率ではX線検出器23で得られた画像信号に基づき拡大を行うため、画像の劣化要因となるからである。これに対して光学的拡大ではX線10の焦点9と被検査物24、X線検出器23の幾何形状により決定されるものである。
ここで、焦点と被検査物間の距離(Focus Object Distance:以下「FOD」という)30とし、焦点9とX線検出器23との距離(Focus Detector Distance:以下「FDD」という)31とすると、光学的拡大率はFDD31をFOD30で除算することにより決定される。
この光学的拡大率を大きくするためにはFOD30を可能な限り小さくすることが必要となるが、FOD30を小さくすると、X線管の陰極1及び陽極2は放射窓11を含む金属外囲器12に接近することになる。金属外囲器12は通常アース電位に固定されているため、FOD30は陰極1、陽極2及び金属外囲器12により形成される電界の電界強度により、その絶縁が維持される状態の範囲内となる。
The magnification used in the X-ray inspection apparatus 29 is an optical magnification. This is because the enlargement ratio obtained by image processing is enlarged based on the image signal obtained by the X-ray detector 23, which causes deterioration of the image. On the other hand, the optical magnification is determined by the focal point 9 of the X-ray 10, the inspection object 24, and the geometric shape of the X-ray detector 23.
Here, the distance between the focal point and the object to be inspected (Focus Object Distance: hereinafter referred to as “FOD”) 30 and the distance between the focal point 9 and the X-ray detector 23 (Focus Detector Distance: hereinafter referred to as “FDD”) 31 are assumed. The optical magnification is determined by dividing FDD31 by FOD30.
In order to increase the optical magnification, it is necessary to make the FOD 30 as small as possible. However, when the FOD 30 is reduced, the cathode 1 and the anode 2 of the X-ray tube have a metal envelope 12 including a radiation window 11. Will approach. Since the metal envelope 12 is normally fixed at the ground potential, the FOD 30 is within the range where the insulation is maintained by the electric field strength of the electric field formed by the cathode 1, the anode 2 and the metal envelope 12. Become.

本実施形態によれば、被検査物24にX線を照射する第1の実施形態のX線発生器22と、このX線発生器22と対向配置され被検査物24の透過X線を検出するX線検出器23と、X線検出器23により検出された透過X線を画像として出力するモニタ部27と、を備えるので、X線管の金属外囲器と加速電極との絶縁距離を確保とX線検査装置の小型化が図れる。   According to the present embodiment, the X-ray generator 22 of the first embodiment for irradiating the inspection object 24 with X-rays, and the transmitted X-rays of the inspection object 24 that are arranged opposite to the X-ray generator 22 are detected. X-ray detector 23 and monitor unit 27 that outputs the transmitted X-rays detected by X-ray detector 23 as an image, so that the insulation distance between the metal envelope of the X-ray tube and the acceleration electrode can be increased. Secure and miniaturize X-ray inspection equipment.

また、上記実施形態で説明したもののほか、特許請求の範囲に記載された技術を実現できるあらゆる構成は、本発明の技術思想に含まれる。   Further, in addition to what has been described in the above embodiment, any configuration capable of realizing the technology described in the claims is included in the technical idea of the present invention.

本発明で採用されるX線管の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the X-ray tube employ | adopted by this invention. 図1(a)の回転陽極型マイクロフォーカスX線管を含むX線発生器の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an X-ray generator including the rotating anode type microfocus X-ray tube of FIG. 図2のX線発生器を採用したX線検査装置の構成例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an X-ray inspection apparatus employing the X-ray generator of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…陰極 2…陽極 3…外囲器 11…放射窓 12…金属外囲器 13…マイクロフォーカスX線管   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cathode 2 ... Anode 3 ... Envelope 11 ... Radiation window 12 ... Metal envelope 13 ... Micro focus X-ray tube

Claims (6)

所定の電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを放射する陰極部と、この陰極部によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する陽極部と、この陽極部と前記陰極部に所定の電界を印加し、前記印加された電界によって前記陰極により放出された熱電子を加速して前記陽極のターゲットに衝突させることで前記ターゲットよりX線を発生させる加速電界発生部と、この加速電界発生部、前記陽極部及び前記陰極部を真空気密して収容する外囲器と、を備えたX線管において、
前記加速電界発生部は、前記陽極に印加される直流の正電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離と前記陰極に印加される直流の負電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離に応じて前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定する電圧設定手段を備えたことを特徴とするX線管。
A cathode part that emits a thermoelectron beam from a filament supplied with a predetermined power source, an anode part having a target that collides the thermoelectron beam emitted by the cathode part, and a predetermined part on the anode part and the cathode part Accelerated electric field generator for generating X-rays from the target by applying an electric field, accelerating the thermal electrons emitted from the cathode by the applied electric field and colliding with the target of the anode, and generation of the accelerated electric field An X-ray tube comprising: an envelope, an envelope containing the anode part and the cathode part in a vacuum-tight manner;
The accelerating electric field generator includes an insulation distance between the position of a DC positive potential charging portion applied to the anode and the envelope, and a position of a DC negative potential charging portion applied to the cathode. An X-ray tube comprising voltage setting means for setting a voltage applied to each of the anode and the cathode according to an insulation distance from the envelope.
前記電圧設定手段は、前記正電位の前記外囲器との絶縁距離が前記負電位の前記外囲器との絶縁距離より短くなるように、前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定することを特徴とする請求項1に記載のX線管。   The voltage setting means sets the voltage applied to each of the anode or the cathode so that an insulation distance from the positive potential envelope is shorter than an insulation distance from the negative potential envelope. The X-ray tube according to claim 1, wherein the X-ray tube is set. X線を発生するX線管と、このX線管が絶縁媒体により油密されるように収容する収容器と、この収容器に前記X線管へ高電圧を供給する高圧電源と、を備えたX線発生器であって、
前記X線管は、所定の電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを放射する陰極部と、この陰極部によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する陽極部と、この陽極部と前記陰極部に所定の電界を印加し、前記印加された電界によって前記陰極により放出された熱電子を加速して前記陽極のターゲットに衝突させることで前記ターゲットよりX線を発生させる加速電界発生部と、この加速電界発生部、前記陽極部及び前記陰極部を真空気密して収容する外囲器と、を具備したX線発生器において、
前記加速電界発生部は、前記陽極に印加される直流の正電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離と前記陰極に印加される直流の負電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離に応じて前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定する電圧設定手段を備えたことを特徴とするX線発生器。
An X-ray tube that generates X-rays, a container that accommodates the X-ray tube so as to be oil-tight with an insulating medium, and a high-voltage power source that supplies the container with a high voltage to the X-ray tube. X-ray generator,
The X-ray tube includes a cathode part that emits a thermoelectron beam from a filament supplied with a predetermined power source, an anode part that has a target that causes the thermoelectron beam emitted by the cathode part to collide, and the anode part. An accelerating electric field generation unit that generates a X-ray from the target by applying a predetermined electric field to the cathode, accelerating the thermal electrons emitted from the cathode by the applied electric field and colliding with the target of the anode And an X-ray generator comprising the accelerating electric field generating unit, the anode unit, and the envelope containing the cathode unit in a vacuum-tight manner,
The accelerating electric field generator includes an insulation distance between the position of a DC positive potential charging portion applied to the anode and the envelope, and a position of a DC negative potential charging portion applied to the cathode. An X-ray generator comprising voltage setting means for setting a voltage applied to each of the anode and the cathode according to an insulation distance from the envelope.
前記電圧設定手段は、前記正電位の前記外囲器との絶縁距離が前記負電位の前記外囲器との絶縁距離より短くなるように、前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定することを特徴とする請求項3に記載のX線発生器。   The voltage setting means sets the voltage applied to each of the anode or the cathode so that an insulation distance from the positive potential envelope is shorter than an insulation distance from the negative potential envelope. The X-ray generator according to claim 3, wherein the X-ray generator is set. 被検査物にX線を照射するX線発生器と、このX線発生器と対向配置され前記被検査物の透過X線を検出するX線検出器と、このX線検出器により検出された透過X線を画像として出力する表示器と、を備え、
前記X線発生器は、X線を発生するX線管と、このX線管が絶縁媒体により油密されるように収容する収容器と、この収容器に前記X線管へ高電圧を供給する高圧電源と、を備えたX線発生器であって、
前記X線管は、所定の電源が供給されたフィラメントからの熱電子ビームを放射する陰極部と、この陰極部によって放射された熱電子ビームを衝突させるターゲットを有する陽極部と、この陽極部と前記陰極部に所定の電界を印加し、前記印加された電界によって前記陰極により放出された熱電子を加速して前記陽極のターゲットに衝突させることで前記ターゲットよりX線を発生させる加速電界発生部と、この加速電界発生部、前記陽極部及び前記陰極部を真空気密して収容する外囲器と、を具備したX線発生器において、
前記加速電界発生部は、前記陽極に印加される直流の正電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離と前記陰極に印加される直流の負電位の充電部分の位置と前記外囲器との間の絶縁距離に応じて前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定する電圧設定手段を備えたことを特徴とするX線検査装置。
An X-ray generator for irradiating the inspection object with X-rays, an X-ray detector disposed opposite to the X-ray generator for detecting transmitted X-rays of the inspection object, and detected by the X-ray detector A display that outputs transmitted X-rays as an image;
The X-ray generator includes an X-ray tube that generates X-rays, a container that accommodates the X-ray tube so as to be oil-tight with an insulating medium, and supplies a high voltage to the X-ray tube. An X-ray generator comprising:
The X-ray tube includes a cathode part that emits a thermoelectron beam from a filament supplied with a predetermined power source, an anode part that has a target that causes the thermoelectron beam emitted by the cathode part to collide, and the anode part. Accelerated electric field generator for generating X-rays from the target by applying a predetermined electric field to the cathode, accelerating the thermal electrons emitted from the cathode by the applied electric field and colliding with the target of the anode And an X-ray generator comprising the accelerating electric field generating unit, the anode unit, and the envelope containing the cathode unit in a vacuum-tight manner,
The accelerating electric field generator includes an insulation distance between the position of a DC positive potential charging portion applied to the anode and the envelope, and a position of a DC negative potential charging portion applied to the cathode. An X-ray inspection apparatus comprising voltage setting means for setting a voltage applied to each of the anode and the cathode according to an insulation distance from the envelope.
前記電圧設定手段は、前記正電位の前記外囲器との絶縁距離が前記負電位の前記外囲器との絶縁距離より短くなるように、前記陽極又は前記陰極のそれぞれに印加される電圧を設定することを特徴とする請求項5に記載のX線検査装置。   The voltage setting means sets the voltage applied to each of the anode or the cathode so that an insulation distance from the positive potential envelope is shorter than an insulation distance from the negative potential envelope. The X-ray inspection apparatus according to claim 5, wherein the X-ray inspection apparatus is set.
JP2004202527A 2004-07-09 2004-07-09 X-ray tube, x-ray generating device, and x-ray inspection device Pending JP2006024480A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004202527A JP2006024480A (en) 2004-07-09 2004-07-09 X-ray tube, x-ray generating device, and x-ray inspection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004202527A JP2006024480A (en) 2004-07-09 2004-07-09 X-ray tube, x-ray generating device, and x-ray inspection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006024480A true JP2006024480A (en) 2006-01-26

Family

ID=35797597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004202527A Pending JP2006024480A (en) 2004-07-09 2004-07-09 X-ray tube, x-ray generating device, and x-ray inspection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006024480A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5713832B2 (en) Radiation generator and radiation imaging apparatus using the same
CN103733734B (en) Radiation generator and radiation imaging apparatus
US20130230143A1 (en) Radiation generating apparatus and radiation imaging apparatus
JP2013020791A (en) Radiation generating device and radiography device using it
JP2013122906A (en) Radiation generating apparatus and radiation photography apparatus
JP2013020792A (en) Radiation generating device and radiography device using it
JP2012221864A (en) X-ray generator and radiographic apparatus using the same
WO2016136360A1 (en) X-ray tube device
JP4619176B2 (en) Microfocus X-ray tube
JP2016126969A (en) X-ray tube device
JP4338352B2 (en) X-ray tube and X-ray apparatus using the same
KR102252811B1 (en) X-ray generator and X-ray imaging system
EP3264441A1 (en) X-ray tube device
WO2013081179A1 (en) Radiation generating apparatus and radiographing system using the same
JP2006164819A (en) Microfocus x-ray tube and x-ray device using it
JP4526113B2 (en) Microfocus X-ray tube and X-ray apparatus using the same
JP2006024480A (en) X-ray tube, x-ray generating device, and x-ray inspection device
JP2008226783A (en) X-ray generator, and x-ray device
JP2015076359A (en) X-ray tube apparatus
JP5370965B2 (en) X-ray tube and X-ray tube device
CN219475759U (en) Discharge monitoring device for monitoring arc discharge in power supply and power supply
JP2010080348A (en) X-ray tube device
US11139139B2 (en) Charged particle beam generator and charged particle beam apparatus
JP5449118B2 (en) Transmission type radiation tube, radiation generator, and radiation imaging apparatus
JP2015090840A (en) Radiation generator and radiography system