JP2011216303A - X線源及びx線源の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギ効率に優れ、安定してX線を放射することができ、大型化を抑制することのできるX線源及びX線源の製造方法を提供する。
【解決手段】X線源1は、電子源4と、第1貫通孔5hを有した抑制電極5と、第1貫通孔5hの径と同一又はそれを超えたサイズの径を持つ第2貫通孔7hを有した引出電極7と、第3貫通孔11hを有した加速電極11と、レンズ電極13と、透過型のターゲット3と、遮蔽部材10と、真空容器2と、を備えている。遮蔽部材10は、引出電極7に固定され、電子ビームを遮蔽する材料で形成され、第2貫通孔7hに対向し第2貫通孔7hの径未満の径を持つ第4貫通孔10hを有し、電子ビームの通過範囲を狭める。
【選択図】図1
【解決手段】X線源1は、電子源4と、第1貫通孔5hを有した抑制電極5と、第1貫通孔5hの径と同一又はそれを超えたサイズの径を持つ第2貫通孔7hを有した引出電極7と、第3貫通孔11hを有した加速電極11と、レンズ電極13と、透過型のターゲット3と、遮蔽部材10と、真空容器2と、を備えている。遮蔽部材10は、引出電極7に固定され、電子ビームを遮蔽する材料で形成され、第2貫通孔7hに対向し第2貫通孔7hの径未満の径を持つ第4貫通孔10hを有し、電子ビームの通過範囲を狭める。
【選択図】図1
Description
この発明は、X線源及びX線源の製造方法に関する。
一般に、X線源として、低エネルギのX線を放射できるX線源が知られている。上記のようなX線源は、低い電圧で駆動され、微小な対象物を高分解能で検査する非破壊検査装置などに広く利用されている。X線源は、電子源から放出される電子ビームを、各種の電極を用いて加速及び集束して透過型のターゲットに入射させ、ターゲットから対象物に向けてX線を放射させている(例えば、特許文献1参照)。
微小な対象物を検査するためには、ターゲットに形成する電子ビームの焦点を小さくする必要があるため、針状のカソード電極を用い小径の電子ビームを発生させている。発生させた小径の電子ビームをターゲットまで電送させるために、中央に小径の貫通口を設けた抑制電極及び引出電極を正確に位置合わせする必要がある。ここで、位置あわせを行うとき第1に、カソード電極が抑制電極の貫通孔の中央に顕微鏡で合わせ、第2に引出抑制電極の貫通孔の中央を顕微鏡で合わせる工程が必要であるため、引出電極の貫通口は抑制電極の貫通口より小径にすることは困難であり、引出電極の貫通孔を通過した電子ビームは大きな口径となる。X線源は、太い電子ビームから中央部の電子ビームのみ切り出して小口径の電子ビームをターゲットに照射するために、引出電極及びターゲット間にアパーチャマスクを設けている。これにより、X線源は小口径となり、微小な対象物を精度よく検査することができる。
ところで、上記X線源は、必要な電子ビーム以外アパーチャマスクで遮蔽する構造であるため、エネルギ効率が悪く、所望のエネルギのX線を放射するためにはX線源を駆動する電流をより多くする必要がある。このため、高電圧電源装置等を大型化し、X線源に供給する電流をより多くしなければならない。また、不必要な電子ビームを真空容器内に流すため、電極などが加熱されたり、電極などの表面に荒れ等が生じたりし、動作が不安定になる。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、エネルギ効率に優れ、安定してX線を放射することができ、大型化を抑制することのできるX線源及びX線源の製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の態様に係るX線源は、
電子を放出する電子源と、
前記電子源の電子放出側の先端部が挿入された又は前記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔を有し、前記電子源からの電子放出量を抑制する抑制電極と、
前記抑制電極に対向配置され、前記第1貫通孔に対向し前記第1貫通孔の径を超えたサイズの径を持つ第2貫通孔を有し、前記電子源から放出された電子を電子ビームとして引出す引出電極と、
前記引出電極に対して前記抑制電極の反対側に位置し、前記第2貫通孔に対向した第3貫通孔を有し、前記第2貫通孔を通過した電子ビームを加速させる加速電極と、
前記加速電極に対して前記引出電極の反対側に位置し、前記加速電極の第3貫通孔から取出される電子ビームを集束するレンズ電極と、
前記レンズ電極に対して前記加速電極の反対側に位置し、前記レンズ電極により集束された電子ビームが入射されることでX線を放射する透過型のターゲットと、
前記引出電極に固定され、電子ビームを遮蔽する材料で形成され、前記第2貫通孔に対向し前記第2貫通孔の径未満の径を持ち電子ビームを通過させる第4貫通孔を有し、電子ビームの通過範囲を狭める遮蔽部材と、
前記ターゲットが設けられ、前記ターゲットから放射されるX線を透過させるX線透過窓を有し、前記電子源、抑制電極、引出電極、加速電極、レンズ電極、ターゲット及び遮蔽部材を収容した真空容器と、を備えていることを特徴としている。
電子を放出する電子源と、
前記電子源の電子放出側の先端部が挿入された又は前記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔を有し、前記電子源からの電子放出量を抑制する抑制電極と、
前記抑制電極に対向配置され、前記第1貫通孔に対向し前記第1貫通孔の径を超えたサイズの径を持つ第2貫通孔を有し、前記電子源から放出された電子を電子ビームとして引出す引出電極と、
前記引出電極に対して前記抑制電極の反対側に位置し、前記第2貫通孔に対向した第3貫通孔を有し、前記第2貫通孔を通過した電子ビームを加速させる加速電極と、
前記加速電極に対して前記引出電極の反対側に位置し、前記加速電極の第3貫通孔から取出される電子ビームを集束するレンズ電極と、
前記レンズ電極に対して前記加速電極の反対側に位置し、前記レンズ電極により集束された電子ビームが入射されることでX線を放射する透過型のターゲットと、
前記引出電極に固定され、電子ビームを遮蔽する材料で形成され、前記第2貫通孔に対向し前記第2貫通孔の径未満の径を持ち電子ビームを通過させる第4貫通孔を有し、電子ビームの通過範囲を狭める遮蔽部材と、
前記ターゲットが設けられ、前記ターゲットから放射されるX線を透過させるX線透過窓を有し、前記電子源、抑制電極、引出電極、加速電極、レンズ電極、ターゲット及び遮蔽部材を収容した真空容器と、を備えていることを特徴としている。
また、本発明の他の態様に係るX線源の製造方法は、
電子を放出する電子源と、前記電子源の電子放出側の先端部が挿入された又は前記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔を有し、前記電子源からの電子放出量を抑制する抑制電極と、を用意し、
前記第1貫通孔に対向し、前記第1貫通孔の径を超えたサイズの径を持つ第2貫通孔を有し、前記電子源から放出された電子を電子ビームとして引出す引出電極を前記抑制電極に対向配置し、
電子ビームを遮蔽する材料で形成され、前記第2貫通孔に対向し前記第2貫通孔の径未満の径を持ち電子ビームを通過させる第4貫通孔を有し、電子ビームの通過範囲を狭める遮蔽部材を前記引出電極に固定し、
前記電子源、抑制電極、引出電極及び遮蔽部材に、
前記引出電極に対して前記抑制電極の反対側に位置し、前記第2貫通孔に対向した第3貫通孔を有し、前記第2貫通孔を通過した電子ビームを加速させる加速電極と、
前記加速電極に対して前記引出電極の反対側に位置し、前記加速電極の第3貫通孔から取出される電子ビームを集束するレンズ電極と、
前記レンズ電極に対して前記加速電極の反対側に位置し、前記レンズ電極により集束された電子ビームが入射されることでX線を放射する透過型のターゲットと、
前記ターゲットから放射されるX線を透過させるX線透過窓を有し、前記電子源、抑制電極、引出電極、加速電極、レンズ電極及びターゲットを収容した真空容器と、を組合せることを特徴としている。
電子を放出する電子源と、前記電子源の電子放出側の先端部が挿入された又は前記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔を有し、前記電子源からの電子放出量を抑制する抑制電極と、を用意し、
前記第1貫通孔に対向し、前記第1貫通孔の径を超えたサイズの径を持つ第2貫通孔を有し、前記電子源から放出された電子を電子ビームとして引出す引出電極を前記抑制電極に対向配置し、
電子ビームを遮蔽する材料で形成され、前記第2貫通孔に対向し前記第2貫通孔の径未満の径を持ち電子ビームを通過させる第4貫通孔を有し、電子ビームの通過範囲を狭める遮蔽部材を前記引出電極に固定し、
前記電子源、抑制電極、引出電極及び遮蔽部材に、
前記引出電極に対して前記抑制電極の反対側に位置し、前記第2貫通孔に対向した第3貫通孔を有し、前記第2貫通孔を通過した電子ビームを加速させる加速電極と、
前記加速電極に対して前記引出電極の反対側に位置し、前記加速電極の第3貫通孔から取出される電子ビームを集束するレンズ電極と、
前記レンズ電極に対して前記加速電極の反対側に位置し、前記レンズ電極により集束された電子ビームが入射されることでX線を放射する透過型のターゲットと、
前記ターゲットから放射されるX線を透過させるX線透過窓を有し、前記電子源、抑制電極、引出電極、加速電極、レンズ電極及びターゲットを収容した真空容器と、を組合せることを特徴としている。
この発明によれば、エネルギ効率に優れ、安定してX線を放射することができ、大型化を抑制することのできるX線源及びX線源の製造方法を提供することができる。
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態に係るX線源及びX線源の製造方法について詳細に説明する。始めに、X線源の構成について説明する。
図1に示すように、X線源1は、電子源4と、抑制電極5と、引出電極7と、加速電極11と、レンズ電極13と、ターゲット3と、遮蔽部材10と、真空容器2と、を備えている。
電子源4は、導電材料でコーン状に形成され、電子源4の先端部は針状に形成されている。電子源4は、加熱され電圧が与えられることにより電子を放出するものである。
抑制電極5は、導電材料で桶状に形成され、電子源4の電子放出側の先端部が挿入された又は上記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔5hを有している。第1貫通孔5hは、抑制電極5の底壁を貫通して形成されている。第1貫通孔5hは円形である。この実施の形態において、第1貫通孔5hには電子源4の電子放出側の先端部が挿入されている。抑制電極5は、電子源4からの広がる電子放出量を抑制するものである。
抑制電極5は、導電材料で桶状に形成され、電子源4の電子放出側の先端部が挿入された又は上記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔5hを有している。第1貫通孔5hは、抑制電極5の底壁を貫通して形成されている。第1貫通孔5hは円形である。この実施の形態において、第1貫通孔5hには電子源4の電子放出側の先端部が挿入されている。抑制電極5は、電子源4からの広がる電子放出量を抑制するものである。
引出電極7は、抑制電極5に所定の間隔を置いて対向配置され、導電材料で形成されている。引出電極7は、板状、詳しくは円盤状に形成されている。引出電極7は、第1貫通孔5hに対向し第1貫通孔5hの径を超えたサイズの径を持つ第2貫通孔7hを有している。第2貫通孔7hは円形である。この実施の形態において、引出電極7は、第2貫通孔7hの中心軸の延長線と第1貫通孔5hの中心軸の延長線とが一致するよう位置している。
引出電極7は、加速電極11と対向した側に形成された凹部7aを有している。凹部7aは引出電極7の表面を窪めて形成されている。この実施の形態において、凹部7aは引出電極7の表面を円盤状に窪めて形成されている。引出電極7の平面に沿った方向において、凹部7aのサイズは、第2貫通孔7hより大きい。凹部7aは、凹部7aの中心軸の延長線が第2貫通孔7hの中心軸の延長線と一致するよう引出電極7に形成されている。引出電極7は、電子源4から放出された電子を電子ビームとして引出すものである。
加速電極11は、引出電極7に対して抑制電極5の反対側に位置し、引出電極7に所定の間隔を置いて配置され、導電材料で形成されている。加速電極11は、円盤状に形成されている。
加速電極11は、第2貫通孔7hに対向し後述する第4貫通孔10hの径を超えたサイズの径を持つ第3貫通孔11hを有している。第3貫通孔11hは円形である。第3貫通孔11hの中心軸に沿った方向において、加速電極11は、第3貫通孔11hが第4貫通孔10h全体に重なるよう位置している。なお、加速電極11は、第3貫通孔11hの中心軸の延長線と第4貫通孔10hの中心軸の延長線とが一致するよう位置していた方が好ましい。加速電極11は、第2貫通孔7h、より詳しくは第4貫通孔10hを通過した電子ビームを加速させるものである。
レンズ電極13は、加速電極11に対して引出電極7の反対側に位置し、加速電極11に所定の間隔を置いて配置され、導電材料で形成されている。レンズ電極13は、筒状に形成されている。レンズ電極13は、加速電極11の第3貫通孔11hからターゲット3に向かう電子ビームの軌道を取り囲むように設けられている。なお、レンズ電極13は、レンズ電極13の中心軸の延長線が第3貫通孔11hの中心軸の延長線と一致するよう位置している。
レンズ電極13は、加速電極11の第3貫通孔11hから取出される電子ビームを集束するものである。なお、レンズ電極13は、電子ビームを集束してターゲット3に照射させる。
ターゲット3は、レンズ電極13に対して加速電極11の反対側に位置し、レンズ電極13に所定の間隔を置いて配置されている。ターゲット3は、例えばタングステンで薄膜に形成されている。この実施の形態において、ターゲット3の形状は、円形である。ターゲット3は、後述するX線透過窓24上に直接形成され、X線透過窓24と一体化されている。ターゲット3は、X線透過型のターゲットであり、レンズ電極13により集束された電子ビームが入射されることでX線透過窓24側にX線を放射するものである。
遮蔽部材10は、引出電極7に固定され、電子ビームを遮蔽する材料で形成されている。この実施の形態において、遮蔽部材10は導電材料で形成され、引出電極7と同電位に設定されている。
遮蔽部材10は、加速電極11に対向している。遮蔽部材10は、第2貫通孔7hに対向し、第2貫通孔7hの径未満の径を持ち電子ビームを通過させる第4貫通孔10hを有している。より詳しくは、第4貫通孔10hは、第1貫通孔5hの径未満のサイズの径を持っている。
この実施の形態において、遮蔽部材10は、サイズ及び形状が凹部7aと同一である。遮蔽部材10は円盤状に形成されている。遮蔽部材10は、引出電極7の凹部7a内に収容され、第4貫通孔10hの中心軸に直交した方向の位置が固定されている。遮蔽部材10は、レーザ溶接により引出電極7に接合されている。詳しくは、遮蔽部材10及び引出電極7の円形枠状の境界線上の任意の4個所でレーザ溶接されている。なお、レーザ溶接個所の位置及び個数は、種々変形可能であり、遮蔽部材10を引出電極7に固定できればよい。
遮蔽部材10は、第4貫通孔10hの中心軸の延長線と、第1貫通孔5hの中心軸の延長線と、電子源4の先端と、第2貫通孔7hの中心軸の延長線と、が一致するよう位置している。遮蔽部材10は、電子ビームの通過範囲を狭めるものである。
真空容器2は、円盤部21、筒部22及びX線透過窓24を有し、電子源4、抑制電極5、引出電極7、加速電極11、レンズ電極13、ターゲット3及び遮蔽部材10を収容している。
円盤部21は、絶縁材料で円盤状に形成されている。円盤部21は、電子源4及び抑制電極5を電気的に絶縁して固定している。
円盤部21は、絶縁材料で円盤状に形成されている。円盤部21は、電子源4及び抑制電極5を電気的に絶縁して固定している。
筒部22は、両端が開口した筒状に形成されている。筒部22は金属で形成されている。筒部22の一端は円盤部21で閉塞されている。円盤部21及び筒部22は、ロウ付けにより気密に接合されている。筒部22の他端の開口部にはロウ付けによりX線透過窓24が気密に接合されている。ここで、X線透過窓24は、導電性を有するX線透過材として、例えばベリリウムで形成されている。上記のように、X線透過窓24にターゲット3が設けられ、X線透過窓24は、ターゲット3から放射されるX線を透過させるものである。
筒部22の内部には、円環状の絶縁支持材18と絶縁部材32を介して加速電極11が固定されている。また、絶縁支持材18に設置した円環状の絶縁部材33を介してレンズ電極13が固定されている。
この実施の形態において、上記円盤部21、絶縁支持材18、絶縁部材31、絶縁部材32及び絶縁部材33は、セラミックで形成されている。真空容器2の内部は、真空状態に保持されている。
この実施の形態において、第1貫通孔5hの径は約0.4mmであり、第2貫通孔7hの径は約0.6mmであり、第3貫通孔11hの径は約1mmであり、第4貫通孔10hの径は約0.2mmである。
X線源1の各電極には、図示しない電源より電圧を印加している。抑制電極5には、電子源4に対して負の電圧を印加する。これにより、電子源4からの電子放出量を抑制している。この実施の形態において、抑制電極5には電子源4に対して約−0.3kVの電圧を印加し、引出電極7(遮蔽部材10)には電子源4に対して約−3kVの電圧を印加し、レンズ電極13には電子源4に対して約−3.5kVの電圧を印加している。なお、加速電極11、筒部22及びX線透過窓24は接地している。このため、ターゲット3は接地電位に設定している。電子源4は設置し対して、−30kVの電圧が印加する。
電子源4にはフィラメントが設置し、フィラメントには接続した直流安定化電源から電流を与えることにより電子源4を加熱して電子(熱電子)を放出する。
後述するが、X線源1は、真空容器2の一部である固定金具15と、固定金具16と、締め具としてのネジ17とをさらに備えている。
上記のようにX線源1が形成されている。
後述するが、X線源1は、真空容器2の一部である固定金具15と、固定金具16と、締め具としてのネジ17とをさらに備えている。
上記のようにX線源1が形成されている。
次に、上記X線源1の製造方法について説明する。
図2に示すように、まず、円盤部21と、円盤部21に固定された電子源4及び抑制電極5と、を用意する。次いで、円盤部21に固定金具15を間接的に固定する。これにより、電子源4及び抑制電極5と、固定金具15との相対的な位置は固定されている。固定金具15にはネジ孔15hが形成されている。
図2に示すように、まず、円盤部21と、円盤部21に固定された電子源4及び抑制電極5と、を用意する。次いで、円盤部21に固定金具15を間接的に固定する。これにより、電子源4及び抑制電極5と、固定金具15との相対的な位置は固定されている。固定金具15にはネジ孔15hが形成されている。
図3に示すように、続いて、引出電極7、絶縁部材31及び固定金具16を用意する。なお、固定金具16は、円環状に形成され、絶縁部材31にロウ付けにより接合されている。固定金具16にはネジ孔16hが形成されている。その後、固定金具15上に固定金具16を載置し、ネジ孔16hをネジ孔15hに重ねる。これにより、第2貫通孔7hの中心軸の延長線が第1貫通孔5hの中心軸の延長線にほぼ一致した状態で、引出電極7が抑制電極5に対向配置される。
次いで、凹部7aと対向した側に顕微鏡50を配置し、顕微鏡50を用いて、第1貫通孔5h及び第2貫通孔7hの位置関係を確認する。そして、ネジ17をネジ孔16h及びネジ孔15hに嵌めこみ、固定金具16及び固定金具15をネジ止めする。ネジ止めする際、顕微鏡50で位置確認し、第2貫通孔7hの中心軸の延長線、電子源4の先端及び第1貫通孔5hの中心軸の延長線が一致するよう、位置合わせしながら行う。これにより、電子源4及び抑制電極5、並びに引出電極7の相対的な位置が固定される。
図4に示すように、続いて、遮蔽部材10を引出電極7の凹部7a内に収容する(嵌め込む)。これにより、第4貫通孔10hの中心軸に直交した方向の遮蔽部材10の位置が固定される。その後、遮蔽部材10を引出電極7に固定する。固定する際、遮蔽部材10及び引出電極7をレーザ溶接し、接合する。これにより、電子源4の先端及び第1貫通孔5hの中心軸の延長線、並びに第4貫通孔10hの中心軸の延長線が一致した状態で、電子源4及び抑制電極5、並びに遮蔽部材10の相対的な位置が固定される。
図1に示すように、その後、電子源4、抑制電極5、引出電極7及び遮蔽部材10等に、加速電極11と、レンズ電極13と、ターゲット3と、真空容器2と、を組合せ、モジュールに組立てる。これにより、X線源1が完成する。
以上のように構成されたX線源1及びX線源1の製造方法によれば、X線源1は、電子源4と、抑制電極5と、引出電極7と、加速電極11と、レンズ電極13と、ターゲット3と、遮蔽部材10と、真空容器2と、を備えている。
電子源4及び抑制電極5、並びに引出電極7を位置合わせする際、第2貫通孔7hを通して第1貫通孔5hの位置を確認することができる。この位置合わせが終わった後、引出電極7に遮蔽部材10を固定している。
これにより、高い精度で電子源4、抑制電極5、引出電極7及び遮蔽部材10を位置合わせすることができる。そして、電子ビームが通過する第4貫通孔10hは、第2貫通孔7hの径未満の径を持ち、より詳しくは、第1貫通孔5hの径と同一又はそれ未満のサイズの径を持っている。
アパーチャマスクを設けること無しに、ターゲット3に電子ビームを集光照射でき、ターゲット3に微小焦点を形成できる。電子源4から放出される多くの不要な電流は引出電極7に流れ、消費される電力は電子源4と引出電極7間の電圧と電流の積であるから、電子源4から加速電極11や筒部22に流れる電力(電子源4と加速電極11間電圧と電流の積)より大きく押さえることが可能となる。そのため消費電力が小さくても所望のエネルギのX線を放射することができる。このため、エネルギ効率に優れたX線源1を得ることができる。そして、消費電力を低下することで電源装置等の大型化を抑制でき、ひいてはX線源1の大型化を抑制することができる。
また、必要な電子ビーム以外が各電極間に流れることを低減できるため、電極などの温度の上昇を抑制でき、電極などの表面が荒れる等を抑制でき、安定して、長時間X線を放射することのできるX線源1を得ることができる。
上記のことから、エネルギ効率に優れ、安定してX線を放射することができ、大型化を抑制することのできるX線源1及びX線源1の製造方法を得ることができる。
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
例えば、抑制電極5、引出電極7(遮蔽部材10)、加速電極11、レンズ電極13等の各種電極に印加する電圧値は、上述した値に限定されるものではなく種々変形可能であり、所望のX線エネルギとなるよう調整されていればよい。
第1貫通孔5h、第2貫通孔7h、第3貫通孔11h及び第4貫通孔10hのそれぞれの径は、上述した値に限定されるものではなく種々変形可能である。
この発明は、上記X線源1及びX線源1の製造方法に限らず、各種X線源及び各種X線源の製造方法に適用可能である。
この発明は、上記X線源1及びX線源1の製造方法に限らず、各種X線源及び各種X線源の製造方法に適用可能である。
1…X線源、2…真空容器、3…ターゲット、4…電子源、5…抑制電極、5h…第1貫通孔、7…引出電極、7h…第2貫通孔、7a…凹部、10…遮蔽部材、10h…第4貫通孔、11…加速電極、11h…第3貫通孔、13…レンズ電極、15,16…固定金具、15h,16h…ネジ孔、17…ネジ、24…X線透過窓、50…顕微鏡。
Claims (14)
- 電子を放出する電子源と、
前記電子源の電子放出側の先端部が挿入された又は前記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔を有し、前記電子源からの電子放出量を抑制する抑制電極と、
前記抑制電極に対向配置され、前記第1貫通孔に対向し前記第1貫通孔の径を超えたサイズの径を持つ第2貫通孔を有し、前記電子源から放出された電子を電子ビームとして引出す引出電極と、
前記引出電極に対して前記抑制電極の反対側に位置し、前記第2貫通孔に対向した第3貫通孔を有し、前記第2貫通孔を通過した電子ビームを加速させる加速電極と、
前記加速電極に対して前記引出電極の反対側に位置し、前記加速電極の第3貫通孔から取出される電子ビームを集束するレンズ電極と、
前記レンズ電極に対して前記加速電極の反対側に位置し、前記レンズ電極により集束された電子ビームが入射されることでX線を放射する透過型のターゲットと、
前記引出電極に固定され、電子ビームを遮蔽する材料で形成され、前記第2貫通孔に対向し前記第2貫通孔の径未満の径を持ち電子ビームを通過させる第4貫通孔を有し、電子ビームの通過範囲を狭める遮蔽部材と、
前記ターゲットが設けられ、前記ターゲットから放射されるX線を透過させるX線透過窓を有し、前記電子源、抑制電極、引出電極、加速電極、レンズ電極、ターゲット及び遮蔽部材を収容した真空容器と、を備えていることを特徴とするX線源。 - 前記遮蔽部材の第4貫通孔は、前記第1貫通孔の径と同一又はそれ未満のサイズの径を持っていることを特徴とする請求項1に記載のX線源。
- 前記遮蔽部材は、前記第4貫通孔の中心軸の延長線と前記第1貫通孔の中心軸の延長線とが一致するよう位置していることを特徴とする請求項1に記載のX線源。
- 前記電子源の先端部は、針状に形成され、
前記遮蔽部材は、前記第4貫通孔の中心軸の延長線と前記電子源の先端との位置が一致するよう位置していることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のX線源。 - 前記引出電極は、前記第2貫通孔の中心軸の延長線と前記第1貫通孔の中心軸の延長線とが一致するよう位置していることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のX線源。
- 前記遮蔽部材は導電材料で形成され、前記引出電極と同電位に設定されることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のX線源。
- 前記遮蔽部材は、レーザ溶接により前記引出電極に接合されていることを特徴とする請求項1に記載のX線源。
- 前記引出電極は、前記加速電極と対向した側に形成された凹部を有し、
前記遮蔽部材は、前記引出電極の凹部内に収容され、前記第4貫通孔の中心軸に直交した方向の位置が固定されていることを特徴とする請求項1に記載のX線源。 - 前記遮蔽部材及び凹部は、サイズ及び形状が同一であることを特徴とする請求項8に記載のX線源。
- 電子を放出する電子源と、前記電子源の電子放出側の先端部が挿入された又は前記先端部から放出された電子が通過する第1貫通孔を有し、前記電子源からの電子放出量を抑制する抑制電極と、を用意し、
前記第1貫通孔に対向し前記第1貫通孔の径を超えたサイズの径を持つ第2貫通孔を有し、前記電子源から放出された電子を電子ビームとして引出す引出電極を前記抑制電極に対向配置し、
電子ビームを遮蔽する材料で形成され、前記第2貫通孔に対向し前記第2貫通孔の径未満の径を持ち電子ビームを通過させる第4貫通孔を有し、電子ビームの通過範囲を狭める遮蔽部材を前記引出電極に固定し、
前記電子源、抑制電極、引出電極及び遮蔽部材に、
前記引出電極に対して前記抑制電極の反対側に位置し、前記第2貫通孔に対向した第3貫通孔を有し、前記第2貫通孔を通過した電子ビームを加速させる加速電極と、
前記加速電極に対して前記引出電極の反対側に位置し、前記加速電極の第3貫通孔から取出される電子ビームを集束するレンズ電極と、
前記レンズ電極に対して前記加速電極の反対側に位置し、前記レンズ電極により集束された電子ビームが入射されることでX線を放射する透過型のターゲットと、
前記ターゲットから放射されるX線を透過させるX線透過窓を有し、前記電子源、抑制電極、引出電極、加速電極、レンズ電極及びターゲットを収容した真空容器と、を組合せることを特徴とするX線源の製造方法。 - 前記引出電極を前記抑制電極に対向配置する際、前記第2貫通孔の中心軸の延長線と前記第1貫通孔の中心軸の延長線とを一致させて行うことを特徴とする請求項10に記載のX線源の製造方法。
- 前記引出電極は前記加速電極と対向した側に形成された凹部を有している上記X線源の製造方法において、
前記遮蔽部材を前記引出電極に固定する際、前記遮蔽部材を前記引出電極の凹部内に収容し、前記第4貫通孔の中心軸に直交した方向の前記遮蔽部材の位置を固定することを特徴とする請求項11に記載のX線源の製造方法。 - 前記遮蔽部材を前記引出電極に固定する際、レーザ溶接により前記遮蔽部材を前記引出電極に接合することを特徴とする請求項10に記載のX線源の製造方法。
- 前記引出電極は前記加速電極と対向した側に形成された凹部を有している上記X線源の製造方法において、
前記遮蔽部材を前記引出電極に固定する際、前記遮蔽部材を前記引出電極の凹部内に収容し、前記第4貫通孔の中心軸に直交した方向の前記遮蔽部材の位置を固定した後、レーザ溶接により前記遮蔽部材を前記引出電極に接合することを特徴とする請求項11に記載のX線源の製造方法。
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