JP2015170424A - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のＸ線源を配置したＸ線発生装置において、均一な線質または強度となるように出力Ｘ線量を制御することが可能なＸ線発生装置を提供する。【解決手段】 Ｘ線発生装置１は、複数の微小Ｘ線源Ｓを２次元マトリクス状に配置した２次元配列Ｘ線源２を有する。Ｘ線量検出部３（Ｘ線／可視光変換装置３１、集光装置３２、光検出装置３３）は２次元配列Ｘ線源２のＸ線照射面から出力されるＸ線量をＸ線源グループＧ毎または個々の微小Ｘ線源Ｓ毎に計測する。制御部４は、計測した値に応じて各Ｘ線源グループＧまたは個々の微小Ｘ線源Ｓからの出力Ｘ線量が均一となるようにフィードバック制御を行う。これにより、複数の微小Ｘ線源Ｓを用いても、その製造上の特性のバラつき等に影響されず、常にＸ線発生装置１のＸ線照射面から均一なＸ線を得ることが可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線発生装置に係り、詳細には、Ｘ線発生装置から出力するＸ線量の制御に関する。

従来より、複数のＸ線源を２次元に配置したＸ線発生装置が開発されている。例えば特許文献１には、２次元に配置した複数の電子源と、それらに対向する位置に配置され、位置によって異なる材質からなるターゲットとを有するマルチＸ線発生装置について記載されている。特許文献１のマルチＸ線発生装置は、複数の電子源を選択的に駆動することで、ターゲット部から発生箇所と線質が異なるＸ線を照射することが可能となっている。また従来より、電子放出源としては、例えば、ニードル型金属体、カーボンナノチューブ、表面伝導型電子源等、いくつかの種類がある。

特開２００９−２０５９９２号公報

しかしながら、複数のＸ線源を配置する場合、全てのＸ線源の特性を合わせ、均一な強度分布を持つＸ線を照射することが可能なＸ線発生装置を製造することは困難である。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、複数のＸ線源を配置したＸ線発生装置において、均一な線質または強度となるように出力Ｘ線量を制御することが可能なＸ線発生装置を提供することである。

前述した目的を達成するために本発明は、複数の微小Ｘ線源が２次元に配置された２次元配列Ｘ線源と、前記２次元配列Ｘ線源に対して所定の電圧を印加し、Ｘ線を出力させる制御部と、前記２次元配列Ｘ線源から出力されたＸ線量を検出するＸ線量検出部と、を備え、前記制御部は、前記Ｘ線量検出部により検出されたＸ線量に応じて、個々の微小Ｘ線源毎に、または複数の微小Ｘ線源から構成されるグループ毎に前記電圧の値を調整することを特徴とするＸ線発生装置である。

本発明により、複数のＸ線源を配置したＸ線発生装置において、均一な線質または強度となるように出力Ｘ線量を制御することが可能なＸ線発生装置を提供できる。

Ｘ線発生装置１の全体構成図 ２次元配列Ｘ線源２におけるＸ線源グループＧ１〜Ｇ４の一例 微小Ｘ線源Ｓの構成図 Ｘ線発生装置１の各部の動作タイミングを示すタイミングチャート 第２の実施の形態のＸ線発生装置１Ａの全体構成図 Ｘ線発生装置１Ａの各部の動作タイミングを示すタイミングチャート 第３の実施の形態のＸ線発生装置におけるＸ線量検出部について説明する図 第４の実施の形態のＸ線発生装置１Ｃの全体構成図 Ｘ線発生装置１Ｃの各部の動作タイミングを示すタイミングチャート １×５個の微小Ｘ線源Ｓから照射されるＸ線について説明する図 各微小Ｘ線源Ｓから照射されるＸ線の強度分布を示す図 図１０に示す配列の微小Ｘ線源Ｓから照射されるＸ線の合成Ｘ線強度分布を示す図 欠損した微小Ｘ線源がある場合のＸ線強度分布と、その欠損補償について説明する図

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明に係るＸ線発生装置１の構成について説明する。

Ｘ線発生装置１は、複数の微小Ｘ線源Ｓが２次元に配列された２次元配列Ｘ線源２と、２次元配列Ｘ線源２に対して所定の電圧を印加し、Ｘ線を出力させる制御部４と、２次元配列Ｘ線源２から出力されたＸ線量を検出するＸ線量検出部３と、を備える。制御部４は、Ｘ線量検出部３により検出されたＸ線量に応じて、個々の微小Ｘ線源Ｓ毎に、または複数の微小Ｘ線源Ｓから構成されるＸ線源グループＧ毎に印加する電圧値を調整する機能を有する。

制御部４は、加速電圧制御部４１及び電界放出電子量制御部４２を有する。加速電圧制御部４１は、微小Ｘ線源Ｓにおける陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧である加速電圧の印加を制御する。電界放出電子量制御部４２は、微小Ｘ線源Ｓにおけるゲート電極１４と陰極１１との間に印加する電圧であるゲート電極印加電圧の印加を制御する（図３参照）。

第１の実施の形態において、制御部４は、微小Ｘ線源Ｓにおける陰極１１とゲート電極１４との間にはすべてのＸ線源グループＧに対し、常に一定の電圧（ゲート電極印加電圧）を印加する。また制御部４は、微小Ｘ線源Ｓにおける陰極１１と陽極１０との間にはＸ線源グループＧ毎に期間をずらして所定の電圧（加速電圧）を印加するものとする。例えば図２に示すように、２次元配列Ｘ線源２に含まれる微小Ｘ線源Ｓを４つのＸ線源グループＧ１〜Ｇ４に分割する場合には、Ｘ線照射時間の１区間を４つの小区間に等分し、予め定められた順番（例えば、Ｇ１→Ｇ２→Ｇ３→Ｇ４の順）で陰極１１と陽極１０との間に加速電圧を印加する。これを繰り返すことで、所定のＸ線照射時間、Ｘ線を照射する。

加速電圧制御部４１及び電界放出電子量制御部４２は、図示しない操作器から入力される指令値、或いはＸ線量検出部３から通知されたＸ線量に応じて、加速電圧の値またはゲート電極印加電圧の値を変更する。

Ｘ線量検出部３は、例えば図１に示すように、Ｘ線／可視光変換装置３１と、集光装置３２と、光検出装置３３とにより構成される。Ｘ線量検出部３により検出されたＸ線量が制御部４に通知される。

制御部４は、Ｘ線量検出部３から通知されたＸ線量に応じて、個々の微小Ｘ線源Ｓ毎に、または複数の微小Ｘ線源Ｓから構成されるグループＧ毎に、印加する電圧の値を調整する。第１の実施の形態では、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧である加速電圧をＸ線源グループＧ毎に調整するものとする。

図２は、２次元配列Ｘ線源２について説明する図である。
２次元配列Ｘ線源２は、複数の微小Ｘ線源Ｓ（１，１），Ｓ（１，２），…がＭ×Ｎのマトリクス状に配置される。また、これらの複数の微小Ｘ線源Ｓ（１，１），Ｓ（１，２），…は、個々に出力Ｘ線量が調整可能な構成としてもよいし、いくつかの微小Ｘ線源ＳでＸ線源グループＧを構成し、Ｘ線源グループＧ毎に出力Ｘ線量を調整可能な構成としてもよい。

以下の説明では、一例として図２に示すように、２×２の微小Ｘ線源Ｓ（１，１），Ｓ（１，２），Ｓ（２，１），Ｓ（２，２）からなる微小Ｘ線源群を１つのＸ線源グループＧ１とする。同様に、微小Ｘ線源Ｓ（１，３），Ｓ（１，４），Ｓ（２，３），Ｓ（２，４）からなる微小Ｘ線源群をを別のＸ線源グループＧ２とする。このようにして、４×４個の微小Ｘ線源Ｓを有する２次元配列Ｘ線源２から、２×２個の微小Ｘ線源Ｓから構成される４つのＸ線源グループＧ１〜Ｇ４が構成される。第１の実施の形態では、制御部４は、Ｘ線源グループＧ１〜Ｇ４毎にそれぞれ陰極１１と陽極１０との間の印加電圧（加速電圧）の値を調整することで、出力Ｘ線量を調整する例について説明する。

なお、２次元配列Ｘ線源２の微小Ｘ線源Ｓの数や、各Ｘ線源グループＧを構成する微小Ｘ線源Ｓの数は、上述の例に限定されるものではなく任意の数としてよい。また、以下の説明では、個々の微小Ｘ線源Ｓを夫々区別して説明する場合は、Ｓ（１，１），Ｓ（１，２）のように要素毎に配置を示す符号を付し、個々を区別しない場合はＳの符号を用いる。また、Ｘ線源グループＧについては、個々のＸ線源グループを区別して説明する場合はＧ１〜Ｇ４のようにグループ別の符号を付し、個々を区別しない場合はＧの符号を用いる。

図３は、微小Ｘ線源Ｓの構成図である。
図３に示すように、微小Ｘ線源Ｓは、真空中で電子放出源１２から放出された電子を陰極１１と陽極（ターゲット）１０との間に高電圧を印加することにより得られる電位差で加速し、陽極（ターゲット）１０に衝突させる。これによりＸ線を発生させる。陰極１１と陽極（ターゲット）１０との間に印加する電圧は、数十から百数十ｋＶ程度である。また、陽極（ターゲット）１０は、タングステン等で構成される。

なお、図３において微小Ｘ線源Ｓは、電子放出源１２としてゲート電極１４に電圧を印加し、ニードル型金属体の先端に局所電界を与えることにより電子を得る電界放出型電子源を示しているが、必ずしもこの形態に限らない。また図３の例では、一般に透過型ターゲットと呼ばれる構造の微小Ｘ線源Ｓを一例として示しているが、この形態に限定されるものではない。透過型ターゲットとは、陽極１０を介し、電子衝突面と反対側に透過するＸ線を利用するものである。その他の構造の微小Ｘ線源Ｓとしては、例えば、カーボンナノチューブや表面伝導型電子源等を利用したものがあるが、これらを利用してもよい。また図３の例では、陽極１０は真空容器１３内に固定された、一般に固定陽極と呼ばれる構造を示しているが、必ずしもこの形態に限定されない。陽極１０を真空容器１３内で高速回転させて陽極表面での電子衝突面を増やし、Ｘ線発生時の損失による発生する熱の処理を容易とする一般に回転陽極と呼ばれる構造の利用も可能である。

図１のＸ線量検出部３について説明する。
Ｘ線量検出部３は、２次元配列Ｘ線源２から出力されるＸ線量の大きさを計測するものであり、例えば図１に示すように、Ｘ線／可視光変換装置３１と、集光装置３２と、光検出装置３３とを備える。Ｘ線量検出部３により検出されたＸ線量は制御部４に通知される。

Ｘ線／可視光変換装置３１は、２次元配列Ｘ線源２のＸ線照射面全体を覆うように２次元配列Ｘ線源２のＸ線照射方向に設けられ、２次元配列Ｘ線源２から照射されるＸ線の一部を可視光に変換する装置である。Ｘ線／可視光変換装置３１は、一般のＸ線画像診断装置に多用される例えば、タングステン酸カルシウム、酸硫化ガドリニウム・テルビウム、酸硫化ガドリニウム・プラセオジム等の蛍光体を塗布した、Ｘ線用蛍光板等により構成される。

集光装置３２は、Ｘ線／可視光変換装置３１により変換された可視光を集光し、光検出装置３３の受光面に向かって放出させる。集光装置３２は、例えば、プリズムを用い、光の屈折を利用した機構等により構成される。

光検出装置３３は、集光装置３２から放出された可視光を検出し、電気信号に変換する装置である。光検出装置３３は、例えば、フォトダイオード等により構成される。フォトダイオードに可視光が入射すると、その入射強度に応じた出力電流（電気信号）を取り出すことができる。光検出装置３３は検出した電気信号を制御部４に通知する。

制御部４は、光検出装置３３により検出された電気信号の大きさに応じて２次元配列Ｘ線源２から出力されるＸ線量を、Ｘ線源グループＧ毎に調整する。すなわち、制御部４は、光検出装置３３により検出された電気信号をＸ線源グループＧ毎に取得し、取得した電気信号を所定のＸ線照射時間分、積算し、その積算値を所定の目標値と比較する。そして、積算値（実測値）と目標値との偏差分を打ち消すように、そのＸ線源グループＧが次のＸ線照射期間において印加する電圧の調整値を算出する。例えば、第１の実施の形態では、制御部４は、光検出装置３３から通知された電気信号の大きさに基づいて陰極１１と陽極１０との間に印加する加速電圧の調整値を算出する。算出された調整値は、加速電圧制御部４１に通知され、当該Ｘ線源グループＧの次のＸ線照射期間において反映される。

加速電圧制御部４１は、微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧である加速電圧を生成するユニットである。第１の実施の形態では、加速電圧制御部４１が各Ｘ線源グループＧの微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０の間に印加する電圧を調整することにより、出力Ｘ線量の調整を行う。調整値の算出方法及び手順については、後述する。

電界放出電子量制御部４２は、微小Ｘ線源Ｓのゲート電極１４に印加するゲート電極印加電圧を生成し、印加するユニットである。第１の実施の形態では、電界放出電子量制御部４２は、Ｘ線照射期間中、全ての微小Ｘ線源Ｓ（すべてのＸ線源グループＧ）に対し、常に一定のゲート電極印加電圧を印加するものとする。

なお、加速電圧制御部４１が全ての微小Ｘ線源Ｓ（すべてのＸ線源グループＧ）に対し、常に一定の加速電圧を印加し、電界放出電子量制御部４２がゲート電極印加電圧を調整することにより各Ｘ線源グループＧまたは各微小Ｘ線源Ｓの出力Ｘ線量の調整を行うことも可能である。この具体的な処理については第４の実施の形態で説明する。

次に、第１の実施形態のＸ線発生装置１の動作について説明する。
図４は、図１に示す構造を有するＸ線発生装置１が、Ｘ線発生装置１の前面から均一なＸ線を照射する一連の動作のタイミングチャートである。

時刻ｔ＝ｔ_０はＸ線照射が開始される時刻である。
時刻ｔ＝ｔ_０以前に、操作者は、図示しない操作器により管電圧、管電流、パルス幅等のパラメータを指定する。これらのパラメータはＸ線のスペクトルまたは強度に寄与するものである。管電圧は、Ｘ線源の陰極と陽極との間に印加する電圧である。管電流は、陰極と陽極との間に流れる電子の量である。パルス幅は、Ｘ線を放射する時間である。

（時刻ｔ＝ｔ_０）
時刻ｔ＝ｔ_０において、図示しない操作器によりＸ線照射の要求が発行されると、電界放出電子量制御部４２はその要求に従い、全てのＸ線源グループＧのゲート電極群に、設定された管電流に応じた電圧を印加する。管電流とゲート電極１４への印加電圧との関係は、予め既知であるものとする。一方、加速電圧制御部４１は、まず、Ｘ線源グループＧ１に含まれる各微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に予め設定された電圧（管電圧）を印加する。

ゲート電極１４への電圧印加と同時に、電子放出源１２の先端に局所電界が生じ、電子の電界放出が開始される。この電界放出電子群は、微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間の電位差で加速され、陽極（ターゲット）１０と衝突し、Ｘ線が放射される。このＸ線の一部はＸ線／可視光変換装置３１により可視光に変換される。変換された可視光は集光装置３２により集光される。集光された可視光は、光検出装置３３により電気信号に変換されて制御部４に入力される。光検出装置３３が出力する電気信号は、Ｘ線の線量率（例えば［Ｓｖ／ｍｉｎ］）に比例し、またその積算値はＸ線量［Ｓｖ］に比例する値である。

制御部４は、光検出装置３３から入力された電気信号の積算処理を行い、Ｘ線源グループＧ１からのＸ線照射が終了した時点で、積算値を保持する。制御部４は保持された積算値を参照して、次のＸ線源グループＧ１のＸ線照射時刻（ｔ＝ｔ_１０）までの間に、各Ｘ線源グループＧから照射されるＸ線量が均一となるようにするための電圧値の調整処理を行う。

調整処理において制御部４は、光検出装置３３から入力された電気信号の積算値（実測値）を所定の目標値と比較し、積算値（実測値）と目標値との偏差分を打ち消すように、そのＸ線源グループＧにおいて印加する加速電圧の調整値を求める。積算値（実測値）が目標値より大きい場合は、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ小さくするよう調整する。一方、積算値（実測値）が上述の目標値以下となる場合は、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ大きくするよう調整する。

（時刻ｔ＝ｔ_１）
時刻ｔ＝ｔ_１において、加速電圧制御部４１は、Ｘ線源グループＧ１への陰極１１及び陽極１０間への電圧印加を停止してＸ線照射を一旦停止するとともに、別のＸ線源グループＧ２の微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に電圧の印加を開始する。Ｘ線源グループＧ２においても、Ｘ線源グループＧ１と同様に、陰極／陽極間への電圧印加と同時にＸ線が放射され、そのＸ線の一部がＸ線／可視光変換装置３１、集光装置３２、及び光検出装置３３を介し、電気信号として取り出される。取り出された電気信号は、制御部４に入力される。加速電圧制御部４２は、光検出装置３３から入力された電気信号を積算し、Ｘ線源グループＧ２からのＸ線照射終了時（ｔ＝ｔ_２）にその積算値を保持する。そして、当該Ｘ線源グループＧ２の次のＸ線照射開始時刻（ｔ＝ｔ_１１）までの間に、積算値（実測値）と所定の目標値との比較結果に基づいて、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）の調整処理を行なう。
以下、この動作を全てのＸ線源グループＧ１〜Ｇ４について繰り返し行う。

制御部４は各Ｘ線源グループＧについて、調整処理により積算値（実測値）と目標値との偏差を算出し、次のＸ線照射開始時刻において当該グループＧに印加する新たな陰極／陽極間電圧を求める。新たな陰極／陽極間電圧を求めた後は、制御部４は保持した積算値をリセットする。

（時刻ｔ＝ｔ_１０以降）
時刻ｔ＝ｔ_１０以降は、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２，…からそれぞれ２回目のＸ線照射が開始される。各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２，…の陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）は、前回（１回目）のＸ線照射期間後の調整処理において算出された調整後の値とする。

図４のタイミングチャートの下段に示すように、１回目のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_０〜）において、光検出装置３３から入力された電気信号の積算値（実測値）は、Ｘ線源グループＧ１については目標値より小さく、Ｘ線源グループＧ２については目標値より大きい。この場合、制御部４は、次のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_１０〜）において、加速電圧制御部４１は陰極１１と陽極１０の間に印加する電圧（加速電圧）を、Ｘ線源グループＧ１については前回（１回目）よりも大きく設定し、Ｘ線源グループＧ２については前回（１回目）よりも小さく設定する（図４の「陰極陽極間印加電圧」欄参照）。

（時刻ｔ＝ｔ_２０以降）
時刻ｔ＝ｔ_２０において、各Ｘ線源グループＧから３回目のＸ線照射が開始される。３回目以降も２回目のＸ線照射と同様に、各Ｘ線源グループＧの陰極１１と陽極１０の間に印加する電圧（加速電圧）は、前回のＸ線照射後に求めた調整後の電圧とする。

図４のタイミングチャートに示すように、２回目のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_１０〜）において、光検出装置３３から入力された電気信号の積算値（実測値）は、Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２についていずれも目標値と等しくなっている。この場合、３回目のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_２０〜）において、加速電圧制御部４１は、前回（２回目）と等しい電圧を陰極１１と陽極１０の間に印加する。

以下、この調整処理に係る動作は、積算動作時間が設定したパルス幅と等しくなるまで繰り返される。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線発生装置１は、複数の微小Ｘ線源Ｓを２次元マトリクス状に配置した２次元配列Ｘ線源２を有し、その２次元配列Ｘ線源２からの出力Ｘ線量を各Ｘ線源グループＧ毎にＸ線量検出部３（Ｘ線／可視光変換装置３１、集光装置３２、光検出装置３３）により計測し、計測した値に応じて各Ｘ線源グループＧまたは個々の微小Ｘ線源Ｓからの出力Ｘ線量が均一となるようにフィードバック制御を行う。これにより、複数の微小Ｘ線源Ｓを用いても、その製造上の特性のバラつき等に影響されず、常にＸ線発生装置１のＸ線照射面から均一なＸ線を得ることが可能となる。

なお、上述の説明では、陰極１１と陽極１０との間に印加する加速電圧をＸ線源グループＧ毎に制御するものとしているが、加速電圧に代えて、陰極１１と陽極１０とに電位を与える時間（印加時間）をＸ線源グループＧ毎に制御しても同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、各Ｘ線源グループＧから出力されるＸ線量に比例する光検出装置３３の出力を所定時間積算し、その積算結果を元に、再度同Ｘ線源グループＧからＸ線が放射される際に、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧を調整する動作例を説明したが、必ずしもこのような動作に限定されない。例えば、常に光検出装置３３の出力を監視し、その出力値の例えば微分値が所望の目標値となるように、陰極／陽極間印加電圧のフィードバック制御を行うように動作させてもよい。

［第２の実施の形態］
図５〜図６を参照して本発明の第２の実施の形態について説明する。
図５は、第２の実施の形態のＸ線発生装置１Ａの構成を示す図である。図５において、第１の実施の形態のＸ線発生装置１の各部と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第１の実施の形態のＸ線発生装置１（図１参照）では、１つの２次元配列Ｘ線源２に対して、可視光を集光する集光装置３２と、集光された可視光を検出する光検出装置３３とをそれぞれ１つずつ備えていた。これに対し、第２の実施の形態のＸ線発生装置１Ａは、１つの２次元配列Ｘ線源２に対して、複数の集光装置３２ａ，３２ｂと複数の光検出装置３３ａ，３３ｂを備える。図５に示す例では、２次元配列Ｘ線源２に含まれる微小Ｘ線源Ｓを２つのＸ線源グループＧ１，Ｇ２に分割し、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２にそれぞれ集光装置３２ａ，３２ｂと光検出装置３３ａ，３３ｂを備えるものとする。

集光装置３２ａは、２次元配列Ｘ線源２により出力され、Ｘ線／可視光変換装置３１により変換された可視光のうち、Ｘ線源グループＧ１から放出された可視光を集光する。光検出装置３３ａは、集光装置３２ａにより集光された光量を検出し、電気信号に変換して制御部４Ａに出力する。つまり、Ｘ線源グループＧ１の出力Ｘ線量に応じた電気信号が制御部４Ａに入力される。

同様に、集光装置３２ｂは、２次元配列Ｘ線源２のＸ線源グループＧ２から出力され、Ｘ線／可視光変換装置３１により変換された可視光を集光する。光検出装置３３ｂは、集光装置３２ｂにより集光された光量を検出し、電気信号に変換して制御部４Ａに出力する。つまり、Ｘ線源グループＧ２の出力Ｘ線量に応じた電気信号が制御部４Ａに入力される。

第２の実施の形態において、電界放出電子量制御部４２は、Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２の、陰極１１とゲート電極１４との間には、常に一定の電圧を印加する。また、加速電圧制御部４１は、Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２の、陰極１１と陽極１０との間には、同時に加速電圧を印加する。

制御部４Ａは、光検出装置３３ａ，３３ｂから入力された各電気信号の大きさに基づき、Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２についてそれぞれ微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧である加速電圧の調整値を求める。具体的には、制御部４Ａは、光検出装置３３ａ，３３ｂから入力された各電気信号を所定の積算時間（図６のｔ＝ｔ_０〜ｔ_１、ｔ_２〜ｔ_３、…）それぞれ積算し、積算時間が終了した時点（ｔ＝ｔ_１、ｔ_３、…）で、各積算値を保持する。
そして、制御部４Ａは、各積算値（実測値）と所定の目標値とを比較し、積算値（実測値）の方が大きいＸ線源グループＧについては、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ小さくするよう更新する。一方、積算値（実測値）が上述の目標値以下となるＸ線源グループＧについては、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ大きくするよう更新する。

以下、図６を参照して、第２の実施の形態のＸ線発生装置１Ａの動作を説明する。図６は、図５に示す構造を有するＸ線発生装置１Ａが、Ｘ線発生装置１Ａの前面から均一なＸ線を照射する一連の動作のタイミングチャートである。

第１の実施の形態と同様に、操作者はまずＸ線の照射を開始する時刻ｔ＝ｔ_０以前に、管電圧、管電流、パルス幅等のパラメータを指定する。

（時刻ｔ＝ｔ_０)
時刻ｔ＝ｔ_０において、図示しない操作器によりＸ線照射の要求が発行されると、電界放出電子量制御部４２はその要求に従い、全てのＸ線源グループＧ１，Ｇ２のゲート電極群に、設定された管電流に応じた電圧を印加する。管電流とゲート電極１４への印加電圧との関係は、予め既知であるものとする。加速電圧制御部４１はＸ線源グループＧ１，Ｇ２の両方の各微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に予め設定された電圧（管電圧）を印加する。

電圧印加と同時に、Ｘ線が放射される。このＸ線の一部はＸ線／可視光変換装置３１により可視光に変換される。変換された可視光は集光装置３２ａ，３２ｂによりそれぞれ集光される。集光された可視光は、光検出装置３３ａ，３３ｂによりそれぞれ電気信号に変換されて制御部４Ａに入力される。

制御部４Ａは、光検出装置３３ａ，３３ｂから入力された各電気信号を所定時間（ｔ＝ｔ_０〜ｔ_１）それぞれ積算し、１区間の積算時間が終了した時点（ｔ＝ｔ_１）で、各積算値を保持する。

（時刻ｔ＝ｔ_１〜ｔ_２）
１回目の積算時間終了時刻ｔ＝ｔ_１から次の積算時間開始時刻ｔ＝ｔ_２の間に設けられる演算時間において、制御部４Ａは、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２について保持された各積算値を参照して、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２から照射されるＸ線量が均一となるように調整処理を行う。

調整処理において制御部４Ａは、光検出装置３３ａ，３３ｂから入力された電気信号の積算値（実測値）をそれぞれ所定の目標値と比較し、積算値（実測値）と目標値との偏差分を打ち消すように、加速電圧の調整値を求める。積算値（実測値）が目標値より大きい場合は、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ小さくするよう補正する。一方、積算値（実測値）が上述の目標値以下となる場合は、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ大きくするよう補正する。

なお、図６のタイミングチャートでは、時刻ｔ＝ｔ_１において、制御部４Ａは積算値（実測値）と目標値との偏差を算出し、新たな陰極／陽極間電圧を求めた後は、保持した積算値をリセットし、次の積算時間開始時刻ｔ＝ｔ_２まで電気信号の積算動作を停止するものとしている。

図６のタイミングチャートでは、１回目の積算時間（ｔ＝ｔ_０〜ｔ_１）において、Ｘ線源グループＧ１からのＸ線量（光検出装置３３ａから出力された電気信号の積算値）は目標値より小さく、Ｘ線源グループＧ２からのＸ線量（光検出装置３３ａから出力された電気信号の積算値）は目標値より大きい。この場合、時刻ｔ＝ｔ_２において、加速電圧制御部４１は、陰極１１と陽極１０の間に印加する電圧（加速電圧）を、Ｘ線源グループＧ１については前回（１回目）よりも大きく設定し、Ｘ線源グループＧ２については前回（１回目）よりも小さく設定する。

（時刻ｔ＝ｔ_２）
時刻ｔ＝ｔ_２以降は、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２からそれぞれ２回目の電気信号の積算動作が開始される。ここで、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２の陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）は、前回（１回目）の積算時間における電気信号の積算値に基づいて算出された調整後の電圧とする。

２回目の積算時間（ｔ＝ｔ_２〜ｔ_３）においても、制御部４Ａは１回目と同様に、光検出装置３３ａ，３３ｂから入力された電気信号をそれぞれ積算する。

２回目の積算時間（ｔ＝ｔ_２〜ｔ_３）において、光検出装置３３ａ，３３ｂから入力された電気信号の積算値（実測値）は、Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２についていずれも目標値と等しくなっている。この場合、時刻ｔ＝ｔ_４において、加速電圧制御部４１は、前回（２回目）の積算時間（ｔ＝ｔ_２〜ｔ_３）における印加電圧と等しい電圧を陰極１１と陽極１０の間に印加する。

以下、この動作は、積算動作時間が設定したパルス幅と等しくなるまで、繰り返される。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線発生装置１Ａは、２次元配列Ｘ線源２に含まれる複数の微小Ｘ線源ＳをグループＧ１，Ｇ２に分割し、各グループ毎に出力Ｘ線量をＸ線量検出部３（Ｘ線／可視光変換装置３１、集光装置３２、光検出装置３３）により計測する。そして、計測値に応じて各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２からの出力Ｘ線量が均一となるようにグループ毎にフィードバック制御を行う。これにより、第１の実施の形態のＸ線発生装置１による効果に加え、更に、各グループからの出力Ｘ線量を同時に計測して即時に応答できるようになる。

なお、第２の実施の形態では、集光装置３２及び光検出装置３３を各Ｘ線源グループに対して１つずつ設ける構成としたがこれに限定されない。例えば、図２に示すように、２次元配列Ｘ線源２に含まれる微小Ｘ線源Ｓを４つのグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４に分割する場合において、グループＧ１とグループＧ３からの出力Ｘ線量を図４の集光装置３２ａ及び光検出装置３３ａで検出し、グループＧ２とグループＧ４からの出力Ｘ線量を図４の集光装置３２ｂ及び光検出装置３３ｂで検出してもよい。この場合の動作は、１回目のＸ線照射期間の前半でグループＧ１とグループＧ２に対して陰極／陽極間電圧を印加し、光検出装置３３ａ，３３ｂからの出力電気信号をそれぞれ積算する。そして、次の当該グループＧ１，Ｇ２のＸ線照射開始時刻までに陰極／陽極間電圧の調整値をグループ毎にそれぞれ演算する。また、１回目のＸ線照射期間の後半でグループＧ３とグループＧ４に対し陰極／陽極間電圧を印加し、光検出装置３３ａ，３３ｂからの出力電気信号をそれぞれ積算する。そして、次の当該グループＧ３，Ｇ４のＸ線照射開始時刻までに陰極／陽極間電圧の調整値をそれぞれ演算する。

［第３の実施の形態］
図７を参照して本発明の第３の実施の形態について説明する。
図７は、微小Ｘ線源Ｓ、Ｘ線／可視光変換装置３１、集光装置３２Ｂ、及び光検出装置３３Ｂの配置例を示す図である。なお、図７は各装置の配置とＸ線束及び光束の入出力の関係を説明するための図であり、簡略のために全ての光束及びＸ線束について図示していない。また、光束およびＸ線束は、矢印を用いて表現している。また、図７において、第１の実施の形態のＸ線発生装置１の各部と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第３の実施の形態のＸ線発生装置では、図１に示した第１の実施の形態のＸ線発生装置１のＸ線検出部３において、図７に示すように、個々の微小Ｘ線源Ｓから放出されたＸ線束Ｒを可視光の光束Ｌに変換し、それぞれ集光し、電気信号として取り出す。

このため、第３の実施の形態の集光装置３２Ｂは、Ｘ線／可視光変換装置３１により変換された可視光を、微小Ｘ線源Ｓ毎に集光して、それぞれ所定の方向へ放出する。集光装置３２Ｂであるプリズムの形状は、Ｘ線／可視光変換装置３１と光検出装置３３Ｂとの位置関係により決定される。

光検出装置３３Ｂは、各微小Ｘ線源Ｓから放出されるＸ線束Ｒに対応する可視光Ｌの光束をそれぞれ検出する光検出素子Ｄを２次元に配置したものである。光検出装置３３Ｂは、２次元配列Ｘ線源２における微小Ｘ線源Ｓの配置に対応するように、複数の光検出素子Ｄをマトリクス状に配列する。すなわち、Ｍ×Ｎ個の微小Ｘ線源Ｓを有する２次元配列Ｘ線源２に対しては、Ｍ×Ｎ個の光検出素子Ｄを配列した２次元配列光検出装置を用いる。各光検出素子Ｄは、例えば、ＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）や、ＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）等を用いることができる。

図７に示すように、微小Ｘ線源Ｓ（１，１）から放射されたＸ線束Ｒ（１，１）は、Ｘ線／可視光変換装置３１により可視光の光束Ｌ（１，１）に変換される。更にその光束Ｌ（１，１）は集光装置３２Ｂで屈曲され、光検出装置３３Ｂの光検出素子Ｄ（１，１）に入射するよう構成される。同様に、Ｘ線束Ｓ（１，４）〜Ｓ（４，４）は、Ｘ線／可視光変換装置３１によりそれぞれ光束Ｌ（１，４）〜（４，４）に変換され、光検出装置３３Ｂの各光検出素子Ｄ（１，４）〜Ｄ（４，４）に入射するよう構成される。光検出装置３３Ｂの各光検出素子Ｄにより検出された電気信号は、それぞれ制御部４に入力される。

第３の実施の形態において、制御部４は、各光検出素子Ｄから入力された各電気信号の大きさに基づき、各微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧である加速電圧を調整する。

このような構成を有するＸ線発生装置により、微小Ｘ線源Ｓ毎にその出力Ｘ線量を検出することができる。また、第３の実施の形態のＸ線発生装置がＸ線を照射する一連の動作は、第２の実施の形態の動作と同様である。

すなわち、制御部４は、光検出装置３３Ｂの各光検出素子Ｄから入力される電気信号を取得し、それぞれ積算し、所定の時間毎にその積算値（実測値）と目標値とを比較する。積算値と目標値との間に差がある場合には、その偏差を打ち消すよう陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧の調整値を求める。加速電圧制御部４１は、制御部４により調整された電圧を対応する微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に印加する。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線発生装置は、２次元配列Ｘ線源２に含まれる各微小Ｘ線源Ｓからの出力Ｘ線量を、集光装置３２Ｂ及び光検出装置３３Ｂによって個別に計測できる。そして、制御部４は、計測値に応じて各微小Ｘ線源Ｓからの出力Ｘ線量が均一となるようにフィードバック制御を行う。これにより、複数の微小Ｘ線発生源Ｓを用いても、その製造上の特性のバラつき等に影響されず、常にＸ線発生装置１のＸ線照射面から均一なＸ線を得ることが可能となる。

［第４の実施の形態］
図８、図９を参照して本発明の第４の実施の形態について説明する。
図８は、第４の実施の形態のＸ線発生装置１Ｃの構成を示す図である。図８において、第１の実施の形態のＸ線発生装置１の各部と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第１〜第３の実施の形態では、各微小Ｘ線源Ｓのゲート電極１４に印加する電圧は常に一定とし、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）を調整することにより、各Ｘ線源グループＧまたは微小Ｘ線源Ｓから出力されるＸ線量を調整していた。
第４の実施の形態では、陰極１１と陽極１０との間に印加する電圧（加速電圧）を常に一定とする。そして各微小Ｘ線源Ｓのゲート電極１４に印加する電圧（ゲート電極印加電圧）を調整することで、各Ｘ線源グループＧまたは各微小Ｘ線源Ｓから出力されるＸ線量を調整する。

このため、第４の実施の形態のＸ線発生装置１Ｃは、電界放出電子量制御部４２が陰極１１とゲート電極１４の間に印加する電圧の値を調整するための制御部４Ｃを備える。制御部４Ｃは、光検出装置３３によって検出された電気信号を取得し、積算し、所定時刻毎に積算値（実測値）と所望の目標値とを比較する。積算値と目標値との間に偏差が存在する場合には、その偏差を打ち消すようゲート電極１４に印加する電圧を更新する。

なお、光検出装置３３による可視光の検出は、第１の実施の形態のように２次元配列Ｘ線源２のＸ線源グループＧ毎に行ってもよいし、第３の実施の形態のように個々の微小Ｘ線源Ｓ毎に行ってもよい。また、第２の実施の形態に示すように、複数の集光装置３２ａ，３２ｂ及び複数の光検出装置３３ａ，３３ｂを備え、各光検出装置３３ａ、３３ｂから出力された電気信号に基づいて、それぞれの電気信号に対応するＸ線源グループＧのゲート電極１４に印加する電圧を調整するようにしてもよい。

次に、第４の実施形態のＸ線発生装置１Ｃの動作について説明する。
図９は、図８に示すＸ線発生装置１Ｃが、Ｘ線発生装置１の前面から均一なＸ線を照射する一連の動作のタイミングチャートである。Ｘ線発生装置１Ｃの２次元配列Ｘ線源２は、図２に示すようにＸ線源グループＧ１〜Ｇ４毎にゲート電極１４に印加する電圧を制御できるように構成されているものとする。

第１の実施の形態と同様に、Ｘ線照射が開始される時刻ｔ＝ｔ_０以前に、操作者により管電圧、管電流、パルス幅等のパラメータが指定される。

（時刻ｔ＝ｔ_０)
時刻ｔ＝ｔ_０において、図示しない操作器によりＸ線照射の要求が発行されると、加速電圧制御部４１はその要求に従い、まず、Ｘ線源グループＧ１に含まれる各微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間に予め設定された電圧（管電圧）を印加する。一方、電界放出電子量制御部４２は、複数の微小Ｘ線源Ｓから構成されるＸ線源グループＧのうち１つのＸ線源グループＧ１のゲート電極群に、設定された管電流に応じた電圧を印加する。管電流とゲート電極１４への印加電圧との関係は、予め既知であるものとする。

ゲート電極１４への電圧印加と同時に、電子放出源１２の先端に局所電界が生じ、電子の電界放出が開始される。この電界放出電子群は、微小Ｘ線源Ｓの陰極１１と陽極１０との間の電位差で加速され、陽極（ターゲット）１０と衝突し、Ｘ線が放射される。このＸ線の一部はＸ線／可視光変換装置３１により可視光に変換される。変換された可視光は集光装置３２により集光される。集光された可視光は、光検出装置３３により電気信号に変換されて制御部４Ｃに入力される。

制御部４Ｃは、光検出装置３３から入力された電気信号の積算処理を行い、Ｘ線源グループＧ１からのＸ線照射が終了した時点での積算値を保持する。制御部４Ｃは保持された積算値を参照して、次のＸ線源グループＧ１のＸ線照射時刻（ｔ＝ｔ_１０）までの間に、各Ｘ線源グループＧから照射されるＸ線量が均一となるようにするための電圧値の調整処理を行う。

調整処理において制御部４Ｃは、光検出装置３３から入力された電気信号の積算値（実測値）を所定の目標値と比較し、積算値（実測値）と目標値との偏差分を打ち消すように、そのＸ線源グループＧの次のＸ線照射開始時刻におけるゲート電極印加電圧の調整値を求める。積算値（実測値）が目標値より大きい場合は、ゲート電極１４に印加する電圧（ゲート電極印加電圧）を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ小さくするよう調整する。一方、積算値（実測値）が上述の目標値以下となる場合は、ゲート電極印加電圧を積算値（実測値）と目標値との偏差分だけ大きくするよう調整する。

（時刻ｔ＝ｔ_１）
時刻ｔ＝ｔ_１において、電界放出電子量制御部４２は、Ｘ線源グループＧ１のゲート電極１４への電圧印加を停止してＸ線照射を一旦停止する。その後、別のＸ線源グループＧ２のゲート電極１４への電圧印加を開始する。Ｘ線源グループＧ２においても、Ｘ線源グループＧ１と同様に、ゲート電極１４への電圧印加と同時にＸ線が放射されるとともに、そのＸ線の一部をＸ線／可視光変換装置３１、集光装置３２、及び光検出装置３３を介し、電気信号として取り出す。取り出された電気信号は、制御部４Ｃに入力される。制御部４Ｃの電界放出電子量制御部４２は、光検出装置３３から入力された電気信号を積算し、Ｘ線源グループＧ２からのＸ線照射終了時（ｔ＝ｔ_２）にその積算値を保持する。そして、当該Ｘ線源グループＧ２の次のＸ線照射開始時刻（ｔ＝ｔ_１１）までの間に、積算値（実測値）と所定の目標値との比較結果に基づいて、Ｘ線源グループＧ２のゲート電極１４に印加する電圧の調整処理を行なう。
以下、この動作を全てのＸ線源グループＧについて繰り返し行う。

制御部４Ｃは各Ｘ線源グループＧについて、調整処理により積算値（実測値）と目標値との偏差を算出し、次の区間に印加する新たなゲート電極印加電圧を求める。新たなゲート電極印加電圧を求めた後は、制御部４Ｃは保持した積算値をリセットする。

（時刻ｔ＝ｔ_１０以降）
時刻ｔ＝ｔ_１０以降は、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２，…からそれぞれ２回目のＸ線照射が開始される。ここで、各Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２，…のゲート電極１４に印加する電圧（加速電圧）は、前回（１回目）のＸ線照射後の調整処理において算出された調整後の値とする。

図９のタイミングチャートの下段に示すように、１回目のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_０〜）において、光検出装置３３から入力された電気信号の積算値（実測値）は、Ｘ線源グループＧ１については目標値より小さく、Ｘ線源グループＧ２については目標値より大きい。この場合、次のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_１０〜）において、電界放出電子量制御部４２はゲート電極１４に印加する電圧を、Ｘ線源グループＧ１については前回（１回目）よりも大きく設定し、Ｘ線源グループＧ２については前回（１回目）よりも小さく設定する（図９の「ゲート電極印加電圧」欄参照）。

（時刻ｔ＝ｔ_２０以降）
時刻ｔ＝ｔ_２０において、各Ｘ線源グループＧから３回目のＸ線照射が開始される。３回目以降も２回目のＸ線照射と同様に、各Ｘ線源グループＧのゲート電極１４に印加する電圧（加速電圧）は、前回のＸ線照射後に求めた調整後の電圧とする。

図９のタイミングチャートに示すように、２回目のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_１０〜）において、光検出装置３３から入力された電気信号の積算値（実測値）は、Ｘ線源グループＧ１，Ｇ２についていずれも目標値と等しくなっている。この場合、次（３回目）のＸ線照射期間（ｔ＝ｔ_２０〜）において、電界放出電子量制御部４２は、前回（２回目）と等しい電圧をゲート電極１４に印加する。

以下、この調整処理に係る動作は、積算動作時間が設定したパルス幅と等しくなるまで繰り返される。

以上説明したように、本発明の第４の実施の形態に係るＸ線発生装置１Ｃは、２次元配列Ｘ線源２からの出力Ｘ線量をＸ線量検出部３（Ｘ線／可視光変換装置３１、集光装置３２、光検出装置３３）により計測し、計測した値に応じて各Ｘ線源グループＧからの出力Ｘ線量が均一となるように、ゲート電極１４へ印加する電圧の調整を行う。
これにより、第１から第３の実施の形態と同様に、複数の微小Ｘ線源Ｓを用いても、その製造上の特性のバラつき等に影響されず、常にＸ線発生装置１の前面から均一なＸ線を得ることが可能となる。

ゲート電極に印加する電圧を調整することにより出力Ｘ線量を調整する場合は、陰極／陽極間印加電圧を調整する場合と比較して、以下の点で有利である。
（１）陰極／陽極間印加電圧は、４０ｋＶ〜１５０ｋＶと高電圧であるのに対し、ゲート電極１４への印加電圧は低く、制御が容易である。そのため回路構成が簡略化でき、信頼性が向上し、装置の小型化やコストの低減を図ることが可能となる。
（２）陰極／陽極間印加電圧を調整すると、Ｘ線の線質（スペクトル形状）が変わる。その結果、画質に影響が及ぶことがあるが、ゲート電極１４に印加する電圧を調整する場合は、線質（スペクトル形状）を変化させることなくＸ線強度を調整できる。

なお、上述の説明では、各Ｘ線源グループＧから照射されるＸ線量が均一となるように、電界放出電子量制御部４２がゲート電極１４に印加する電圧をＸ線源グループＧ毎に制御しているが、ここでゲート電極電位の代替として、ゲート電極に電位を与える時間をＸ線源グループ毎に制御しても、同様の効果が得られる。

また、各Ｘ線源グループＧから出力されるＸ線量に比例する光検出装置３３の出力を所定時間積算し、その積算結果を元に、再度同Ｘ線源グループ３３からＸ線が放射される際に、ゲート電極１４に印加する電圧を調整するといった動作を説明したが、必ずしもこのような動作に限定されない。例えば、常に光検出装置３３の出力を監視し、その出力値の例えば微分値が所望の目標値となるように、ゲート電極１４に印加する電圧のフィードバック制御を行うように動作させてもよい。

［第５の実施の形態］
図１０〜図１３を参照して本発明の第５の実施の形態について説明する。図１０は、ＸＹＺ軸で表現する３次元空間に１×５個の微小Ｘ線源Ｓを配置した図である。図１０において、Ｘ線／可視光変換装置３１、集光装置３２等は省略している。また、以下の説明では、第１〜第４の実施形態のＸ線発生装置１，１Ａ，１Ｃ等と同一の構成要素については同一の符号を付すものとし、重複する説明を省略する。

図１０において、Ｘ線の放射方向はＺ軸方向である。図１０に示すＸ線源２ａのＸ線放射面から所定距離離れ、かつＸ軸と平行な線分上での１つの微小Ｘ線源Ｓから放射されるＸ線の強度分布の一例を図１１に示す。

１つの微小Ｘ線源Ｓから放射されるＸ線の強度分布が図１１に示すような強度分布になると仮定した場合、図１０に示すように複数の微小Ｘ線源Ｓから並べられたＸ線源２ａから放射されるＸ線の強度分布は、図１２に示す強度分布のようになる。なお、本来、Ｘ線強度とは３次元的に分布するものであるが、ここでは説明を簡便にするため、Ｘ軸方向のみについて図示している。

複数並べられた微小Ｘ線源Ｓ（１，１）〜Ｓ（１，５）のうち、例えばＳ（１，３）が欠損し、そのＸ線出力がゼロとなった場合、全体のＸ線強度分布は、図１３において実線で示す合成Ｘ線強度のようになる。

本発明の第５の実施形態のＸ線発生装置において、このようなＸ線源の欠損が生じた場合に、制御部４は、その欠損を補償する機能を更に備える。

制御部４は、２次元配列Ｘ線源２のどの微小Ｘ線源２に欠損が生じているかを、第１から第４の実施形態のいずれかに示すＸ線／可視光変換装置３１、集光装置３２（３２ａ、３２ｂ、３２Ｂ）、及び光検出装置３３（３３ａ，３３ｂ、３３Ｂ）を用いることにより認識できる。すなわち、制御部４は、光検出装置３３で検出された各微小Ｘ線源Ｓ（またはＸ線源グループＧ）に対応する電気信号の大きさを周囲の微小Ｘ線源Ｓ（またはＸ線源グループＧ）からの電気信号の大きさと比較することで、どの微小Ｘ線源Ｓ（またはＸ線源グループＧ）で欠損が生じているかを認識できる。

例えば、図１３の破線に示すように、微小Ｘ線源Ｓ（１，３）の欠損を認識した場合、電界放出電子制御部４１または加速電圧制御部４２は、その微小Ｘ線源Ｓ（１，３）に隣接するＸ線源であるＳ（１，２）及びＳ（１，４）のゲート電極電位もしくは陰極１１と陽極１０との間の加速電圧を調整する。これにより、微小Ｘ線源Ｓ（１，３）からのＸ線強度を補正する。

Ｓ（１，２）及びＳ（１，４）に印加するゲート電極電位または陰極／陽極間電圧を増加することで、図１３の中央の破線に示すように、Ｓ（１，３）のＸ線強度が増加する。

このように、第５の実施の形態において、制御部４は、２次元配列Ｘ線源２に配置されている微小Ｘ線源Ｓに欠損が認められた場合、隣接する微小Ｘ線源ＳまたはＸ線源グループＧがその欠損を補償する。このため、Ｘ線強度を均一な状態に近づけることができ、画像診断への影響を最小限に抑えることが可能となる。

なお、上述の説明では、一例として１×５個の微小Ｘ線源Ｓから構成されるＸ線源２ａとし、各々の微小Ｘ線源Ｓのゲート電極電位もしくは陰極と陽極との間の加速電圧を調整する構成としたが、この例に限定されない。例えば、幾つかの微小Ｘ線源Ｓから構成されるＸ線源グループＧ毎にゲート電極電位もしくは陰極と陽極との間の加速電圧を調整するものとしてもよい。

また、本第５の実施の形態においては、Ｘ線源２ａの欠損補償を、欠損した微小Ｘ線源に隣接する微小Ｘ線源Ｓのゲート電極電位または陰極と陽極との間の加速電圧を調整する方法を示したが、これに限定されない。例えば、微小Ｘ線源Ｓ毎に電子軌道を制御する集極電極を用意し、同電極の電位を調整する事により、欠損したＸ線源に隣接するＸ線源Ｓにおけるターゲット（陽極１０）への電子衝突面の形状を変え、Ｘ線強度分布を制御することも可能である。

以上、本発明に係るＸ線発生装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、２次元配列Ｘ線源２の近傍にＸ線量検出部３（Ｘ線／可視光変換装置３１、集光装置３２、光検出装置３３）を設けることを想定しているが、これに限定しない。例えば、Ｘ線診断装置等におけるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等のような複数の検出素子を備えたＸ線検出器によって検出したＸ線量を加速電圧制御部４１または電界放出電子量制御部４２に入力し、２次元配列Ｘ線源２の各微小Ｘ線源Ｓの出力Ｘ線量の調整を行ってもよい。ただし、Ｘ線検出器（ＦＰＤ）でＸ線量を計測する場合は、被検体の撮影中に行うと被検体によりＸ線の一部が遮られるため、撮影の事前に被検体がない状態で行う調整動作を実施する必要がある。一方、第１〜第４の実施の形態に示すように、２次元配列Ｘ線源２側にＸ線量検出部３を設ける場合は、被検体の撮影中であっても出力Ｘ線量を正確に計測できるため、撮影中にリアルタイムに出力Ｘ線量を調整できる点で優位である。

その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・・・・・・Ｘ線発生装置
２・・・・・・・・・２次元配列Ｘ線源
３・・・・・・・・・Ｘ線量検出部
３１・・・・・・・・Ｘ線／可視光変換装置
３２・・・・・・・・集光装置
３３・・・・・・・・光検出装置
４・・・・・・・・・制御部
４１・・・・・・・・加速電圧制御部
４２・・・・・・・・電界放出電子量制御部
Ｓ・・・・・・・・・微小Ｘ線源
Ｇ・・・・・・・・・Ｘ線源グループ
Ｒ・・・・・・・・・Ｘ線束
Ｌ・・・・・・・・・光束
Ｄ・・・・・・・・・光検出素子

Claims (8)

1. 複数の微小Ｘ線源が２次元に配置された２次元配列Ｘ線源と、
   前記２次元配列Ｘ線源に対して所定の電圧を印加し、Ｘ線を出力させる制御部と、
   前記２次元配列Ｘ線源から出力されたＸ線量を検出するＸ線量検出部と、を備え、
   前記制御部は、前記Ｘ線量検出部により検出されたＸ線量に応じて、個々の微小Ｘ線源毎に、または複数の微小Ｘ線源から構成されるグループ毎に前記電圧の値を調整することを特徴とするＸ線発生装置。
2. 前記Ｘ線量検出部は、
   前記２次元配列Ｘ線源のＸ線照射面全体を覆うように設けられ、前記２次元配列Ｘ線源から照射されるＸ線の少なくとも一部を可視光に変換するＸ線／可視光変換装置と、
   前記Ｘ線／可視光変換装置により変換された可視光を集光する集光装置と、
   前記集光装置により集光された可視光の大きさを検出し、前記制御部に通知する光検出装置と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
3. 前記制御部は、前記グループ毎に期間をずらして電圧を印加し、前記Ｘ線量検出部により検出したＸ線量を前記期間毎に積算した積算値と所定の目標値とを比較し、前記積算値と前記目標値との偏差分を打ち消すように、前記グループに印加する電圧値を調整することを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
4. 前記集光装置は、前記グループ毎に可視光を集光し、
   前記光検出装置は、前記グループ毎に集光された可視光の大きさを検出し、
   前記制御部は、前記グループ毎に検出された可視光の大きさに基づいて、前記グループに印加する電圧値を調整することを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。
5. 前記集光装置は、前記微小Ｘ線源毎に可視光を集光し、
   前記光検出装置は、前記微小Ｘ線源毎に集光された可視光の大きさを検出し、
   前記制御部は、前記微小Ｘ線源毎に検出された可視光の大きさに基づいて、前記微小Ｘ線源に印加する電圧値をそれぞれ調整することを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。
6. 前記制御部が調整する電圧の値は、前記微小Ｘ線源における陰極と陽極との間に印加する電圧の値であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
7. 前記制御部が調整する電圧の値は、前記微小Ｘ線源におけるゲート電極と陰極との間に印加する電圧の値であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
8. 前記制御部は、欠損した微小Ｘ線源の周囲の微小Ｘ線源に印加する電圧の値を調整することにより前記欠損の補償を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
   

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