JP2006185827A

JP2006185827A - Ｘ線発生装置

Info

Publication number: JP2006185827A
Application number: JP2004380048A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sato; 秀樹佐藤; Makoto Fujita; 真藤田; Yoshihito Yuasa; 喜仁湯浅
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2024-12-28
Also published as: JP4389781B2

Abstract

【課題】Ｘ線発生装置において、アパーチャ１の通過孔１ａ周辺に電子ビームが直接当たることに起因してアパーチャ自体から発生する夾雑Ｘ線によるＸ線透過画像へのノイズ重畳を低減する。
【解決手段】アパーチャ１を備えたＸ線発生装置において、アパーチャ１の少なくとも電子ビームＢが照射される面を、アパーチャ１の材質よりもＸ線を発生しにくい材質からなる被覆膜２で構成する。この被覆膜２には、アパーチャの材質の原子番号よりも小さい原子番号の材質が使用され、カーボンシートやアルミニウム被膜が好適に採用される。電子ビームＢはアパーチャ１の通過孔１ａ周辺部や孔内壁を直接照射せず、被覆膜２を照射する。被覆膜２はアパーチャ１よりもＸ線を発生しにくい材質から構成されているため、アパーチャ１を直接照射する場合よりも夾雑Ｘ線の発生量を低減させ、Ｘ線透過画像へのノイズ重畳を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、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、Ｘ線透視画像の画像ノイズを低減させることのできるＸ線発生装置を提供するものである。微小なサイズのＸ線を発生するものにも好適に使用される。

一般的なＸ線発生装置の構成を図１に示す。陰極（電子銃）から発生した電子ビームは、電子光学系であるアライメントコイル群１、２および電子レンズを経てターゲットに衝突することによりＸ線を発生させる。また電子ビーム軌道上には一般に、電子ビームを絞るための通過孔が形成されたアパーチャを備えている。アパーチャの通過孔はこれに照射される電子ビームの径よりも小さいものとされており、電子ビームの周辺部を遮ってカットし、通過孔径に規定されたビームとしてこれを通過させる。

特開２００３−３４４５９６号公報（図１、Aperture１、Aperture２参照）

しかしながら、図２に示すように、アパーチャ１の通過孔１ａの内面や電子ビームＢ照射側の周辺部など、電子ビームが照射される面からもＸ線が発生し、こうして発生した夾雑Ｘ線がＸ線画像にノイズとなって重畳するという問題がある。

本発明はこのような事情を鑑みて為されたものであり、アパーチャ自身のエネルギービーム照射面から発生する夾雑Ｘ線の発生を低減させ、これに起因するＸ線画像ノイズを低減させることができるＸ線発生装置を提供するものである。

上記の目的を達成するため、本発明に係るＸ線発生装置は、エネルギービームを発生させるビーム源と、このビーム源に対向配置され、ビーム源からのエネルギービームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットと、前記ビーム源とターゲットとの間に配置され、エネルギービームを絞るための通過孔が形成されたアパーチャとを備えたＸ線発生装置であって、少なくとも前記アパーチャのエネルギービームが照射される面を、アパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質で構成したことを特徴とする。

また、アパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質として、アパーチャの材質の原子番号よりも小さい原子番号の材質を採用したことを特徴とする。

さらには、アパーチャの材質がリン青銅であり、アパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質をカーボン及び／又はアルミニウムとしたことを特徴とする。
リン青銅製のアパーチャはエネルギービームをカットする材質として好適な材質であり、安価かつ加工性、切削性、導電性、伝熱性、入手容易性などの面で好適である。またカーボンは安価でかつ導電性、伝熱性に優れ入手容易な材料であり、加工性に富む。また、アルミニウムにおいても、導電性、伝熱性に優れ、更に溶射が可能であるため皮膜形成も容易に行なうことができる。

本願発明に係るＸ線発生装置においては、アパーチャを上述の構成としたので、アパーチャ自身から発生する夾雑Ｘ線の発生を抑制し、Ｘ線画像へのノイズ重畳を低減させることができる。

以下、図面を参照してこの発明をマイクロフォーカスＸ線管に適用した場合の実施例について説明する。

このマイクロフォーカスＸ線管の光学系概念図は図１のものと同じである。タングステン、６ホウ化ランタン（ＬａＢ６）、６ホウ化セリウム（ＣｅＢ６）など公知の陰極（カソード）から発生するエネルギービームである電子ビームは、電子光学系たるアライメントコイル群１、２により軌道を偏向され、電子レンズにより縮小結像されてターゲットに衝突し、微小焦点からＸ線を発生する。また、電子ビーム軌道上にはリン青銅製などの公知のアパーチャが配設されている。アパーチャには電子ビームを絞るための通過孔（絞り孔）が形成されているが、例えば照射される電子ビーム径が１ｍｍ〜５ｍｍ程度であるのに対し、アパーチャの通過孔径はこれより小さい０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度のものとされており、電子ビームはアパーチャの通過孔径により範囲制限されてこれを通過する。

このとき、図２に示すように、アパーチャ１の通過孔１ａのビーム照射面側の周辺部には電子ビームＢが直接当たっており、そこから夾雑Ｘ線が発生してしまい、後段で撮像されるＸ線画像にノイズとなって重畳されていた。あるいは、電子ビームが若干広がりを持って進んでいる場合には、通過孔１ａの内面からも夾雑Ｘ線が発生してしまい、ノイズ原因となっていた、そこで、本願発明においては、図３に示すように、アパーチャ１の通過孔１ａのビーム照射面側の周辺部やをアパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質からなる被覆膜２で構成するようにしている。

アパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質としては、例えばアパーチャの材質として使用している物質よりも原子番号の小さい物質から構成することができる。アパーチャの材質が化合物または異なる物質の混合物からなる場合には、各構成物質のいずれよりも原子番号の小さいものが採用される。なお、各構成物質とは夾雑物として極微少量混在しているものまでを指すのではなく、材質としてその物質に起因する性質を発現するだけの存在量を有するものを指す。

ここでは、アパーチャ１をリン青銅製のものとし、被覆膜２をアルミニウム製としている。被覆膜２を形成するためには、溶射等の公知の被膜形成技術を採用することができる。被覆膜２の厚さは、厚すぎると皮膜の側面部からX線が抜けてしまい，遮蔽効果が損なわれるので，電子ビームの被覆膜２への進入長と同程度にすると良い。

あるいは、簡易にノイズ低減の効果を得るための構成を実現するために、図４に示すように、アパーチャ１の通過孔１ａのビーム照射面側の周辺部にカーボンシート貼り付けても良い。カーボンシートは市販品で良く、例えば厚さ０．１ｍｍ程度のものが使用できる。カーボンシート（₆Ｃ）の原子番号は、アパーチャの材質であるリン青銅（₂₉Ｃｕ）に対して約１／５であるため、電子ビームがリン青銅のアパーチャに直接当たるのに対して、夾雑Ｘ線の発生量も約１／６に低減させることができる。

また、通過孔１ａの形状を、孔径が入射側から後方に向けて順次広がるようにテーパー状のものとすることにより、電子ビームが通過孔内面に当たる現象が低減させることができ、本発明による効果を一層得ることができるので望ましい。

なお、本発明の実施例においては被覆膜として構成したが、必ずしも膜状に限定する必要はなく、例えばアパーチャの一部を被覆膜と同じ主旨により選択される別材質から構成して組み合わせるようにしても良い。

被覆膜を配設する場所も、図３、図４のものに限定するものではなく、他面にも形成されることを妨げるものではない。

Ｘ線発生装置の光学系概念図である。アパーチャから夾雑Ｘ線が発生する現象の説明図である。本発明に係るＸ線発生装置のアパーチャの構成説明図である。本発明に係るＸ線発生装置のアパーチャの構成説明図である。

Claims

エネルギービームを発生させるビーム源と、
このビーム源に対向配置され、ビーム源からのエネルギービームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットと、
前記ビーム源とターゲットとの間に配置され、エネルギービームを絞るための通過孔が形成されたアパーチャとを備えたＸ線発生装置であって、
少なくとも前記アパーチャのエネルギービームが照射される面を、アパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質で構成したことを特徴とするＸ線発生装置。
前記アパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質とは、アパーチャの材質の原子番号よりも小さい原子番号の材質である請求項１記載のＸ線発生装置。
前記アパーチャの材質がリン青銅であって、前記アパーチャの材質よりもＸ線を発生しにくい材質をカーボン及び／又はアルミニウムとしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。