JPH09178676A - X-ray collimator and x-ray radiation apparatus - Google Patents

X-ray collimator and x-ray radiation apparatus

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JPH09178676A
JPH09178676A JP33497595A JP33497595A JPH09178676A JP H09178676 A JPH09178676 A JP H09178676A JP 33497595 A JP33497595 A JP 33497595A JP 33497595 A JP33497595 A JP 33497595A JP H09178676 A JPH09178676 A JP H09178676A
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JP
Japan
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collimator
ray
rays
light
tube
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Application number
JP33497595A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyobei Otani
清兵衛 大谷
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an X-ray collimator in which X-rays of high intensity can be taken out while the parallelism of the X-rays is being kept to be high by a method wherein a plurality of thin tubes comprising a tube wall part which does not transmit the X-rays are provided and a holding body which bundles and holds the thin tubes in a parallel state is provided. SOLUTION: A light-emitting device 22 emits light toward the inside of a collimator body 20. By a semitransparent mirror 24, the light which is emitted from the light-emitting device 22 advances through every thin tube 30. The semi-transparent mirror 24 does not obstruct the advance of X-rays passing inside the collimator body 20. X-rays which are incident on a collimator 10 advance through every thin tube 30. The X-rays advance inside every thin tube 30 without being transmitted through its tube wall part. In the collimator 10, the intensity of the X-rays is extremely strong as compared with a collimator in conventional cases when a collimator diameter and also a divergent angle are identical. That is to say, while the parallelism of the X-rays is being kept to be high, the intensity of the X-rays can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、各種の方向へ進
行するX線のうちからほぼ平行なX線のみを取り出すX
線コリメータに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to X-rays which take out only parallel X-rays from X-rays traveling in various directions.
It relates to a line collimator.

【0002】[0002]

【発明の背景】固体の物質の性質を分析するために、X
線回折が利用されることがある。そのための装置として
は、次のようなものがある。図6,図7に示すように、
その装置は、X線発生装置100と、ゴニオメータ11
0と、センサ120を有している。センサ120はコン
ピュータ130に接続されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION To analyze the properties of solid materials, X
Line diffraction may be used. The following devices are available for this purpose. As shown in FIGS. 6 and 7,
The apparatus includes an X-ray generator 100 and a goniometer 11
0 and the sensor 120. The sensor 120 is connected to the computer 130.

【0003】X線発生装置100においては、モリブデ
ン等からなるターゲット102に対して電子ビーム照射
器104から電子ビームが照射され、ターゲット102
から各方向へX線が放射される。X線発生装置100に
はコリメータ150が設けられており、X線発生装置1
00(ターゲット102)から放射されるX線のうち、
平行なX線のみが外部へ放射されるようにしてある。ま
た、センサ120の手前側にもスリット160(コリメ
ータでもよい)が設けられており、平行なX線のみがセ
ンサ120に取り入れられるようにされている。被測定
物Wはゴニオメータ110に載置され、その姿勢を種々
に変えられるようにされている。
In the X-ray generator 100, a target 102 made of molybdenum or the like is irradiated with an electron beam from an electron beam irradiator 104, and the target 102 is
X-rays are emitted from each direction. The X-ray generator 100 is provided with a collimator 150, and the X-ray generator 1
Of the X-rays emitted from 00 (target 102),
Only parallel X-rays are emitted to the outside. Further, a slit 160 (may be a collimator) is also provided on the front side of the sensor 120 so that only parallel X-rays can be taken into the sensor 120. The object to be measured W is placed on the goniometer 110, and its posture can be variously changed.

【0004】そして、X線発生装置100からコリメー
タ150を経て放射されたX線が被測定物Wに入射され
(そのX線を入射X線という)、被測定物Wから回折す
る回折X線がスリット160を経てセンサ120によっ
て受け取られ、それがコンピュータ130によって分析
される。
The X-rays emitted from the X-ray generator 100 through the collimator 150 are incident on the object to be measured W (the X-rays are referred to as incident X-rays), and diffracted X-rays diffracted from the object to be measured W are generated. Received by sensor 120 via slit 160, which is analyzed by computer 130.

【0005】そして、入射X線も、回折X線のうちセン
サ120に取り入れられるX線も、平行なものである必
要がある。このために、上記のようにコリメータ150
又はスリット160が設けられているである。
Both the incident X-rays and the X-rays of the diffracted X-rays that are taken into the sensor 120 must be parallel. For this purpose, as described above, the collimator 150
Alternatively, the slit 160 is provided.

【0006】[0006]

【従来の技術】そして、従来のコリメータ(150)と
しては、次のようなものがある。すなわち、そのコリメ
ータ50は、図8に示すように、X線の進行方向に少な
くとも2つのピンホール部材52,54を有している。
そして、その両ピンホール部材52,54(その各ピン
ホール)を透過したX線のみが取り出されるのである。
そのX線の発散角α2 は次式で表される。 α2 =D2 /L2 (ラジアン)=360 D2 /(2πL2 )(°) なお、D2 はピンホールの径であり、L2 は両ピンホー
ル部材52,54間の距離である。また、以下、便宜的
に、D2 をコリメータ径、L2 をコリメータ長とも称す
ることとする。そして、この発散角α2 の値が小さいほ
ど平行度が高い。
2. Description of the Related Art The following is a conventional collimator (150). That is, as shown in FIG. 8, the collimator 50 has at least two pinhole members 52 and 54 in the X-ray traveling direction.
Then, only the X-rays transmitted through both the pinhole members 52, 54 (the respective pinholes) are taken out.
The divergence angle α 2 of the X-ray is expressed by the following equation. α 2 = D 2 / L 2 (radian) = 360 D 2 / (2πL 2 ) (°) Note that D 2 is the diameter of the pinhole and L 2 is the distance between the two pinhole members 52 and 54. . Further, hereinafter, for convenience, D 2 is also referred to as a collimator diameter, and L 2 is also referred to as a collimator length. The smaller the value of this divergence angle α 2 , the higher the parallelism.

【0007】ところで、前述のようなX線回折を用いた
分析等においては、X線がほぼ平行である必要があると
ともに、X線の強度も強い方が好ましい。そして、放射
状に進行するX線の強度は距離の2乗に反比例して減衰
することから、X線の強度の点からは、X線の進行距離
が短い範囲内でX線回折を行うことが望ましい。
By the way, in the above-mentioned analysis using X-ray diffraction, it is preferable that the X-rays are substantially parallel and the intensity of the X-rays is strong. Since the intensity of X-rays traveling radially is attenuated in inverse proportion to the square of the distance, from the point of view of the intensity of X-rays, X-ray diffraction can be performed within a range where the traveling distance of X-rays is short. desirable.

【0008】しかしながら、上記従来のコリメータ50
でコリメータ長L2 を短くすると、X線の強度(コリメ
ータ50を通って進行するX線の強度)は強くなるが、
発散角α2 は大きくなってX線の平行度は低くなってし
まう。また、コリメータ長L2 を短くするとともにコリ
メータ径D2 を小さくすれば、X線の平行度は保たれる
が、もともと入射するX線の強度が小さくなるために、
X線の強度が低くなってしまう。このように、X線の強
度と平行度は相反する関係にある。
However, the conventional collimator 50 described above is used.
When the collimator length L 2 is shortened, the intensity of X-rays (the intensity of X-rays traveling through the collimator 50) becomes stronger,
The divergence angle α 2 increases and the parallelism of X-rays decreases. Further, if the collimator length L 2 is shortened and the collimator diameter D 2 is reduced, the parallelism of X-rays is maintained, but the intensity of incident X-rays originally decreases,
X-ray intensity becomes low. In this way, the intensity of X-rays and the parallelism have a contradictory relationship.

【0009】なお、X線は屈折率が小さいためにレンズ
で集光させて平行にさせることも困難であり、また、X
線は反射もしにくいので反射面で反射させて平行にさせ
ることも困難である。
Since X-rays have a low refractive index, it is difficult to focus them by a lens and make them parallel to each other.
Since lines are difficult to be reflected, it is difficult to make them parallel by reflecting them on a reflecting surface.

【0010】また、前述のようなX線発生装置100で
は、電子ビーム照射器104からターゲット102に照
射される電子ビームのエネルギーのうち発生するX線の
エネルギー(強度)は1%以下と弱い上に、その弱いX
線がターゲット102から多方向に分散して放射され
る。このため、X線発生器(ターゲット102)から放
射されるX線のうちから取り出される平行な(ほぼ平行
な)X線の強度は非常に弱いことから、距離による減衰
は最小限に抑えたいという要望がある。
Further, in the X-ray generator 100 as described above, the energy (intensity) of the X-rays generated out of the energy of the electron beam with which the electron beam irradiator 104 irradiates the target 102 is as low as 1% or less. And that weak X
Lines are radiated from the target 102 in multiple directions. For this reason, since the intensity of the parallel (nearly parallel) X-rays extracted from the X-rays emitted from the X-ray generator (target 102) is very weak, it is desired to minimize the attenuation due to the distance. There is a request.

【0011】そこで、本発明は、X線の平行度を高く保
ちつつ、強度の高いX線を取り出すことができるX線コ
リメータを提供することを課題とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an X-ray collimator capable of extracting highly intense X-rays while keeping the parallelism of the X-rays high.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、請求項1に係る発明は、各種の方向へ進行するX線
のうちからほぼ平行なX線のみを取り出すX線コリメー
タであって、X線を透過させない管壁部を有する複数本
の細管と、それら複数本の細管を平行状態で束ねて保持
する保持体とを有することを特徴とする。ここで、「細
管」とは、円筒状の管に限らず、四角筒状や六角筒状等
の多角形管等も含まれる。また、中空状のものに限ら
ず、X線を透過し得る物質が充填されている場合も含ま
れるものとする。
In order to solve this problem, the invention according to claim 1 is an X-ray collimator for extracting only substantially parallel X-rays from X-rays traveling in various directions. It is characterized in that it has a plurality of thin tubes having a tube wall portion that does not transmit X-rays, and a holding body that holds the plurality of thin tubes in a bundle in a parallel state. Here, the “narrow tube” is not limited to a cylindrical tube, but includes a polygonal tube such as a square tube or a hexagonal tube. Further, the material is not limited to a hollow material, but may be filled with a substance that can transmit X-rays.

【0013】この発明によれば、各細管ごとに、従来の
コリメータのように平行なX線が取り出される。このた
め、X線の平行度を高めるためには各細管を細く(正確
には通路断面積を小さく)すればよく、その分、各細管
の長さを短くすることによって、各細管ごとにおけるX
線の強度を保つことができる(強度の減少を小さくする
ことができる)。また、各細管を細くしたことによって
入射するX線の強度が減少する分(それによって、取り
出されるX線の強度も減少する)は、束ねる細管の数を
多くすることによって補うことができる。このように、
本発明では、X線の平行度と強度の双方とも高くするこ
とができるのである。
According to the present invention, parallel X-rays are extracted from each thin tube as in the conventional collimator. Therefore, in order to increase the parallelism of the X-rays, it is sufficient to make each thin tube thin (correctly, the cross-sectional area of the passage is small), and by shortening the length of each thin tube accordingly, X in each thin tube is reduced.
The strength of the line can be maintained (the decrease in strength can be reduced). Further, the reduction in the intensity of the incident X-rays due to the thinning of each thin tube (thus reducing the intensity of the X-rays extracted) can be compensated by increasing the number of thin tubes bundled. in this way,
In the present invention, both the parallelism and the intensity of X-ray can be increased.

【0014】また、請求項2に係る発明は、請求項1に
係る発明であって、前記細管の管壁部が光も透過させな
いものであり、前記細管の近傍に設けられた発光部と、
前記細管の上流側に設けられ、前記発光部からの光を反
射させてその反射光が前記細管内を進行するようにする
とともに、前記X線源からのX線の進行を許容しつつ、
前記発光部から発光させる光を反射してその反射光を前
記細管へと導くハーフミラーとを有することを特徴とす
る。ここで、「発光部」とは、発光ダイオードによる発
光やレーザーによる発光等、種々のものが適用される。
また、そのもの自体が発光するものに限らず、他の場所
において発光された光が光ファイバーによって導かれて
きて、その光を発光するものも含まれるものとする。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the tube wall portion of the thin tube does not transmit light, and a light emitting portion provided near the thin tube,
Provided on the upstream side of the thin tube to reflect the light from the light emitting unit so that the reflected light travels in the thin tube, while allowing the X-rays from the X-ray source to travel,
And a half mirror that reflects the light emitted from the light emitting unit and guides the reflected light to the thin tube. Here, as the “light emitting portion”, various things such as light emission by a light emitting diode and light emission by a laser are applied.
Further, the light itself is not limited to the one that emits light, and the light emitted in other places is also guided by an optical fiber to emit the light.

【0015】この発明によれば、ハーフミラーによって
X線の進行は許容しつつ、発光器から発光される光が反
射されて、その反射光は細管を通って、X線と同様に、
平行な光のみが取り出される。そして、その光はX線と
同一方向のものである。このため、その光の到達位置を
確認することによってX線の到達位置(照準)を容易に
認識することができ、このコリメータの向き等を調整す
るのに便利である。
According to the present invention, the light emitted from the light-emitting device is reflected while the X-rays are allowed to travel by the half mirror, and the reflected light passes through the thin tube and, like the X-rays,
Only parallel light is extracted. Then, the light is in the same direction as the X-ray. Therefore, the arrival position (aim) of the X-ray can be easily recognized by confirming the arrival position of the light, which is convenient for adjusting the direction and the like of the collimator.

【0016】また、請求項3に係る発明は、請求項1に
係る発明であって、前記細管の管壁部が光も透過させな
いものであり、前記細管の近傍に設けられた受光器と、
前記複数本の細管よりも上流側に設けられ、X線の進行
を許容しつつ、当該X線の進行方向とは反対方向に前記
細管内を進行してくる光を反射させて前記受光器へと導
くハーフミラーとを有することを特徴とする。なお、
「受光器」には、カメラ等が該当する。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the tube wall portion of the thin tube does not transmit light, and a light receiver provided in the vicinity of the thin tube,
It is provided on the upstream side of the plurality of thin tubes, allows the X-rays to travel, and reflects the light traveling in the thin tubes in a direction opposite to the traveling direction of the X-rays to the light receiver. And a half mirror that guides. In addition,
A camera or the like corresponds to the “light receiver”.

【0017】この発明によれば、X線の到達位置からの
光(室内灯等の反射光)が細管をX線の進行方向とは反
対方向に進行し、ハーフミラーによって反射されて受光
器によって受光される。なお、請求項2の発明と同様
に、ハーフミラーはX線の進行は阻害しない。このた
め、その受光器の受光したもの(反射光の発生位置)を
認識することによって、X線の到達位置(照準)を容易
に認識することが可能となり、請求項2の発明と同様の
効果を得ることができる。
According to the present invention, the light from the arrival position of the X-ray (reflected light from an interior lamp or the like) travels in the thin tube in the direction opposite to the X-ray traveling direction, is reflected by the half mirror, and is received by the light receiver. Received light. As in the second aspect of the invention, the half mirror does not hinder the progress of X-rays. Therefore, it is possible to easily recognize the arrival position (aim) of the X-ray by recognizing the light received by the light receiver (the generation position of the reflected light), and the same effect as that of the invention of claim 2 is obtained. Can be obtained.

【0018】また、請求項4に係る発明は、X線取出し
窓からX線を放射するX線管球と、そのX線取出し窓の
前方に設けられ、X線及び光を透過させない管壁部を有
する複数本の細管が平行状態で束ねられて構成されたコ
リメータと、そのコリメータの近傍に設けられた発光部
とを有し、その発光部からの光が前記X線管球のX線取
出し窓に対して照射され、その反射光が前記コリメータ
に導かれるものであることを特徴とする。なお、以上の
請求項1〜請求項4に係る発明において、細管の管壁部
がX線や光を透過させないというのは、全く透過させな
いものに限らず、細管の内部を進行する量と比べて管壁
部を透過する量がかなり少ないものも含まれることとす
る。
Further, the invention according to claim 4 is the X-ray tube which radiates X-rays from the X-ray extraction window, and the tube wall portion which is provided in front of the X-ray extraction window and which does not transmit X-rays and light. Has a collimator configured by bundling a plurality of thin tubes in a parallel state, and a light emitting portion provided in the vicinity of the collimator, and the light from the light emitting portion emits X-rays of the X-ray tube. The window is irradiated, and the reflected light is guided to the collimator. In the inventions according to claims 1 to 4 described above, the fact that the tube wall portion of the thin tube does not transmit X-rays or light is not limited to the one that does not transmit at all, and compared with the amount that advances inside the thin tube. The amount of light that penetrates through the tube wall is considerably small.

【0019】この発明においては、X線管球の内部にお
いて発生されたX線がX線取出し窓から放射され、その
X線がコリメータを経て、請求項1の発明と同様に、ほ
ぼ平行なX線のみが取り出される。また、発光部からの
光がX線管球のX線取出し窓に対して照射され、その反
射光がコリメータを経て、請求項2の発明と同様に、X
線と同一の平行な光のみが取り出される。このため、そ
の光の到達位置を確認することによってX線の到達位置
(照準)を容易に認識することができ、このコリメータ
の向き等を調整するのに便利である。また、この発明で
は、X線管球のX線取出し窓を用いて光を反射させるた
め、光を反射させる部材を別個設ける必要がなく、装置
のコンパクト化を図ることができる。なお、この発明に
おいては、X線取出し窓に、発生源からの光を反射しや
すくするための加工(アルミニウムの薄膜等)がなされ
ることが望ましい。また、反射光を細管に集中させるよ
うな曲面状をしていることが望ましい。
In the present invention, the X-rays generated inside the X-ray tube are radiated from the X-ray extraction window, the X-rays pass through the collimator, and the X-rays are almost parallel to each other, as in the invention of claim 1. Only lines are taken out. Further, the light from the light emitting portion is irradiated to the X-ray extraction window of the X-ray tube, and the reflected light passes through the collimator, and the X-ray extraction window is provided with the X-ray extraction window.
Only parallel light that is the same as the line is extracted. Therefore, the arrival position (aim) of the X-ray can be easily recognized by confirming the arrival position of the light, which is convenient for adjusting the direction and the like of the collimator. Further, in the present invention, since the light is reflected by using the X-ray extraction window of the X-ray tube, it is not necessary to separately provide a member for reflecting the light, and the device can be made compact. In the present invention, it is desirable that the X-ray extraction window be processed (a thin film of aluminum or the like) to make it easier to reflect the light from the source. Further, it is desirable to have a curved surface so that the reflected light is concentrated on the thin tube.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

<第1実施形態>次に、本発明の第1実施形態を図面に
基づいて説明する。図1に示すように、このX線コリメ
ータ10は、コリメータ本体20(保持体)と、多数の
細管30を有している。コリメータ本体20は、円筒状
をなしている。先端部はやや絞られている。その最小の
内径をコリメータ径D1 と称することとする。図2に示
すように、各細管30は、各々同じ構造の細い円管状を
なしている。その全長をL1 として、外径をdo,内径を
diで表示することとする。なお、便宜的に、この細管3
0の長さL1 のこともコリメータ長とも称することとす
る。
<First Embodiment> Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the X-ray collimator 10 has a collimator body 20 (holding body) and a large number of thin tubes 30. The collimator body 20 has a cylindrical shape. The tip is slightly squeezed. The minimum inner diameter will be referred to as the collimator diameter D 1 . As shown in FIG. 2, each thin tube 30 has a thin circular tube shape having the same structure. The total length is L 1 , the outer diameter is do, and the inner diameter is
It will be displayed as di. In addition, for convenience, this thin tube 3
The length L 1 of 0 is also referred to as a collimator length.

【0021】各細管30(その管壁部)は、X線を透過
しない材質のもので構成されている。例えば、鉛ガラス
(鉛を50%含有するガラス)等である。また、この管
壁部は光も透過させない。各細管30の内部は空洞状と
なっており、その内部をX線が透過できるようにされて
いる。光も透過できる。そして、これら各細管30が平
行状態で束ねられて、コリメータ本体20の内側に充填
されて保持されている。
Each thin tube 30 (tube wall portion thereof) is made of a material that does not transmit X-rays. For example, lead glass (glass containing 50% lead) and the like. In addition, this tube wall portion does not transmit light. The inside of each thin tube 30 is hollow, and X-rays can pass through the inside thereof. It can also transmit light. Then, the thin tubes 30 are bundled in a parallel state, filled and held inside the collimator body 20.

【0022】コリメータ本体20のうちの細管30より
も上流側(X線の進行方向とは反対側)の一側部には、
発光器22が設けられている。発光器22は、コリメー
タ本体20の内側へ向かって光を発光する。また、コリ
メータ本体20の内側には、発光器22に対応して(す
なわち細管30よりも上流側)、ハーフミラー24が設
けられている。ハーフミラー24は、発光器22から発
せられる光が、各細管30(その内部)を通って進行す
るようにしている。このハーフミラー24は、コリメー
タ本体20内を通過するX線の進行を妨げることはな
い。
At one side of the collimator body 20 upstream of the thin tube 30 (opposite to the X-ray traveling direction),
A light emitter 22 is provided. The light emitter 22 emits light toward the inside of the collimator body 20. Further, inside the collimator body 20, a half mirror 24 is provided corresponding to the light emitter 22 (that is, on the upstream side of the thin tube 30). The half mirror 24 allows the light emitted from the light emitter 22 to travel through each thin tube 30 (inside). The half mirror 24 does not hinder the progress of X-rays passing through the inside of the collimator body 20.

【0023】次に、このX線コリメータ10の作用効果
について説明する。コリメータ10に入射するX線は、
各細管30(その内部の通路)を通って進行する。X線
は、各細管30内においてその管壁部を透過することな
く進行する。すなわち、実線で示すように、細管30の
管壁部に当たらないX線は直進する。破線で示すよう
に、細管30の管壁部に対する入射角θが小さい場合に
は、その管壁部において反射される。また、2点鎖線で
示すように入射角θがある程度以上大きい場合には、細
管30の管壁部において吸収される。
Next, the function and effect of the X-ray collimator 10 will be described. The X-ray incident on the collimator 10 is
It advances through each thin tube 30 (passage inside it). The X-rays propagate in each thin tube 30 without penetrating the tube wall. That is, as indicated by the solid line, X-rays that do not hit the tube wall of the thin tube 30 go straight. As shown by the broken line, when the incident angle θ of the thin tube 30 with respect to the tube wall portion is small, it is reflected by the tube wall portion. Further, as shown by the chain double-dashed line, when the incident angle θ is larger than a certain value, it is absorbed by the tube wall portion of the thin tube 30.

【0024】各細管30から発せられるX線の発散角α
11は、次式で表される(図2参照)。 α11=di/L1 (ラジアン)=360di /(2πL1 )(°) そして、このコリメータ10から発せられるX線の発散
角α1 は、次式のように、各細管30ごとの発散角α11
と同じ値となる(図1参照)。 α1 =α11=di/L1 (ラジアン)=360di /(2πL1 )(°)
Divergence angle α of X-ray emitted from each thin tube 30
11 is represented by the following equation (see FIG. 2). α 11 = di / L 1 (radian) = 360di / (2πL 1 ) (°) Then, the divergence angle α 1 of the X-ray emitted from the collimator 10 can be calculated by the following formula: α 11
And the same value (see FIG. 1). α 1 = α 11 = di / L 1 (radian) = 360di / (2πL 1 ) (°)

【0025】一方、このコリメータ10のコリメータ径
1 と従来のコリメータ50のコリメータ径D2 が同一
として、このコリメータ10のX線の通路断面積S
1 (各細管30の合計)と、従来のコリメータ50の通
路断面積S2 の比を求める。 S1 :S2 =(di/do)2 ・f+(1−f):1 ここで、fとはコリメータ本体20の内側において細管
30が充填された際の充填度合いである。(1−f)
は、各細管30間の隙間を示す。細管30の内部と同様
に細管30間の隙間もX線が進行するからである。f
は、図4中の2点鎖線の三角形の内部で計算することに
よって、次のようになる。 f=(3×(πdo2 /4)/6)/((do/2)・(31/2 ・do/2) ) =π/(2・31/2 ) また、各細管30における外径doと内径diの比が次のよ
うであるとする。 do:di≒1.5:1 すると、両通路断面積S1 とS2 の比は次のようにな
る。 S1 :S2 =1:2
On the other hand, as a collimator diameter D 2 of the collimator diameter D 1 and a conventional collimator 50 of the collimator 10 is the same, cross-sectional area S of the X-ray collimator 10
The ratio of 1 (total of each thin tube 30) and the passage cross-sectional area S 2 of the conventional collimator 50 is obtained. S 1 : S 2 = (di / do) 2 · f + (1-f): 1 Here, f is the filling degree when the thin tube 30 is filled inside the collimator body 20. (1-f)
Indicates a gap between the thin tubes 30. This is because the X-rays propagate in the gaps between the thin tubes 30 as in the inside of the thin tubes 30. f
Is as follows by calculating inside the two-dot chain line triangle in FIG. in f = (3 × (πdo 2 /4) / 6) / ((do / 2) · (3 1/2 · do / 2)) = π / (2 · 3 1/2) Further, each capillary 30 It is assumed that the ratio of the outer diameter do and the inner diameter di is as follows. When do: di≈1.5: 1, the ratio of the cross-sectional areas S 1 and S 2 of both passages is as follows. S 1 : S 2 = 1: 2

【0026】ここで、X線の強度Pと、通路断面積S及
び距離Mとの間には、次の関係がある。 P∝S/(M2 ) なお、X線の強度Pとは、コリメータ10の先端部にお
けるX線の強度のことであり、距離Mとは、ターゲット
102からコリメータ10の先端部までの距離である
(図2参照)。また、X線の強度Pについては、このコ
リメータ10の場合はP1 ,従来のコリメータ50の場
合はP2 が該当する。また、同じく通路断面積Sについ
ては、S1 ,S2 が該当し、距離MについてはM1 ,M
2 と表示する。そして、この距離Mのうちのコリメータ
長L(このコリメータ10の場合は前述のように細管3
0の長さL1 であり、従来のコリメータ50の場合も前
述したように両ピンホール部材52,54間の長さL2
である。)以外の部分の長さは、このコリメータ10の
場合も従来のコリメータ50の場合も同一であるとす
る。その長さをNとする。
Here, there is the following relationship between the intensity P of the X-ray, the passage cross-sectional area S and the distance M. P∝S / (M 2 ) The X-ray intensity P is the X-ray intensity at the tip of the collimator 10, and the distance M is the distance from the target 102 to the tip of the collimator 10. Yes (see Figure 2). Also, the intensity P of the X-ray, in the case of the collimator 10 P 1, in the case of the conventional collimator 50 corresponds is P 2. Similarly, the passage cross-sectional area S corresponds to S 1 and S 2 , and the distance M corresponds to M 1 and M 2.
Display as 2 . Then, the collimator length L of this distance M (in the case of this collimator 10, as described above, the thin tube 3
The length L 1 is 0, and in the case of the conventional collimator 50, the length L 2 between the pinhole members 52 and 54 is as described above.
It is. It is assumed that the lengths of the portions other than () are the same in both the collimator 10 and the conventional collimator 50. Let its length be N.

【0027】このため、発散角α1 ,α2 が同一の場合
におけるX線の強度Pの比(このコリメータ10の場合
の強度P1 と従来のコリメータ50の強度P2 の比)
は、次のようになる。 P1 :P2 =S1 /(M1 2 ):S2 /(M2 2 ) =1/(L1 +N)2 :2/(L2 +N)2 =(L2 +N)2 :2(L1 +N)2 ここで、従来のコリメータ50のコリメータ径D2
1.7mm,コリメータ長L2 =220mm のとき、その
発散角α2 は次のようになる。 α2 =360 D2 /(2πL2 ) =0.44(°)
Therefore, when the divergence angles α 1 and α 2 are the same, the ratio of the intensity P of the X-ray (the ratio of the intensity P 1 of the collimator 10 to the intensity P 2 of the conventional collimator 50).
Is as follows: P 1 : P 2 = S 1 / (M 1 2 ): S 2 / (M 2 2 ) = 1 / (L 1 + N) 2 : 2 / (L 2 + N) 2 = (L 2 + N) 2 : 2 (L 1 + N) 2 Here, the collimator diameter D 2 of the conventional collimator 50 =
When 1.7 mm and collimator length L 2 = 220 mm, the divergence angle α 2 is as follows. α 2 = 360 D 2 / (2πL 2 ) = 0.44 (°)

【0028】そして、このコリメータ10において各細
管30の内径di=0.1mmとして、上記と同一の発散角
α1 =α2 となる場合のコリメータ長L1 は、次のよう
に求められる。 L1 =360di /(2πα1 ) =13(mm)
In the collimator 10, the collimator length L 1 when the inner diameter of each thin tube 30 is di = 0.1 mm and the same divergence angle α 1 = α 2 as described above is obtained, is as follows. L 1 = 360di / (2πα 1 ) = 13 (mm)

【0029】そして、ともにN=20(mm)とすると、
強度Pの比は次のようになる。 P1 :P2 =(L2 +N)2 :2(L1 +N)2 =57600:2178 =26.5:1
If both N = 20 (mm),
The ratio of intensity P is as follows. P 1: P 2 = (L 2 + N) 2: 2 (L 1 + N) 2 = 57600: 2178 = 26.5: 1

【0030】このように、このコリメータ10は、従来
のコリメータ50と比べて、コリメータ径が同一で発散
角も同一の場合において、X線の強度は26.5倍も強
いものとなる。すなわち、X線の平行度を高く保ちつ
つ、そのX線の強度を高くすることができるのである。
As described above, the collimator 10 has an X-ray intensity that is 26.5 times stronger than that of the conventional collimator 50 when the collimator diameter is the same and the divergence angle is the same. That is, the intensity of the X-ray can be increased while keeping the parallelism of the X-ray high.

【0031】また、このコリメータ10を用いてX線回
折を行う前に、次のようにコリメータ10の向きを調整
することができる。すなわち、発光器22から光を発光
させると、その光はハーフミラー24によって反射され
て、各細管30を通って進行する。その進行方向はX線
と同一である。このため、その光が当たる位置(被測定
物W)を確認することによってX線の到達位置(照準)
を予め容易に認識することができるのである。それによ
って、X線が適切な位置に到達するようにコリメータ1
0の向きを調整することができる。もちろん、事後にお
いてX線の到達位置を確認するために使用することもで
きる。
Before performing X-ray diffraction using this collimator 10, the orientation of the collimator 10 can be adjusted as follows. That is, when light is emitted from the light emitter 22, the light is reflected by the half mirror 24 and travels through each thin tube 30. The traveling direction is the same as the X-ray. For this reason, the arrival position of the X-ray (aim) is confirmed by confirming the position where the light hits (object to be measured W).
Can be easily recognized in advance. As a result, the collimator 1 is set so that the X-rays reach the appropriate position.
The orientation of 0 can be adjusted. Of course, it can be used to confirm the arrival position of the X-ray after the fact.

【0032】また、この発光器22の代わりにカメラ2
6を設けた場合には、X線の到達位置からX線の進行方
向とは反対方向に進行する反射光がハーフミラー24に
よって反射され、それがカメラによってとらえられる。
こうして、X線の到達位置を予め認識することが可能と
なり、それに基づいて、コリメータ10の向きを調整す
ることができる。
Further, instead of the light emitter 22, the camera 2
When 6 is provided, the half mirror 24 reflects the reflected light traveling from the arrival position of the X-ray in the direction opposite to the traveling direction of the X-ray, and the reflected light is captured by the camera.
In this way, the arrival position of the X-ray can be recognized in advance, and the orientation of the collimator 10 can be adjusted based on it.

【0033】また、このコリメータ10は、図6におけ
るコリメータ150として用いられるのみでなく、スリ
ット160の代わりに用いられることもできる。すなわ
ち、入射X線を平行なものとするのに限らず、回折X線
のうちから平行なX線を取り出すものとして使用するこ
とができる。
The collimator 10 can be used not only as the collimator 150 in FIG. 6 but also as the slit 160. That is, the incident X-rays are not limited to parallel ones, and the parallel X-rays can be used out of the diffracted X-rays.

【0034】<第2実施形態>次に、本発明の第2実施
形態であるX線放射装置200を、第1実施形態との相
違点を中心に、図5に基づいて説明する。このX線放射
装置200は、X線管球(X線発生装置)210,シー
ルドボックス220,コリメータ310を有している。
コリメータ310は、第1実施形態のコリメータ10と
同様の構造のものであり、円筒状のコリメータ本体32
0を有し、その内側に細管330が束ねられて充填され
ている。コリメータ310は、シールドボックス220
の取付孔部222に取り付けられている。シールドボッ
クス220内にはX線管球210が収納されている。シ
ールドボックス220の取付孔部222の近傍には、コ
リメータ310を取り囲むように円周状に複数個の発光
ダイオード等の発光器224(発光部)が設けられてい
る。なお、2点鎖線で仮想的に示すように、他の場所で
発光した光が光ファイバー226によって導かれてくる
ものでもよい。
<Second Embodiment> Next, an X-ray emitting apparatus 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, focusing on the differences from the first embodiment. The X-ray emitting device 200 has an X-ray tube (X-ray generating device) 210, a shield box 220, and a collimator 310.
The collimator 310 has the same structure as the collimator 10 of the first embodiment, and has a cylindrical collimator body 32.
0, and the thin tubes 330 are bundled and filled inside. Collimator 310 is shield box 220
Is attached to the mounting hole 222. An X-ray tube 210 is housed in the shield box 220. In the vicinity of the mounting hole 222 of the shield box 220, a plurality of light emitters 224 (light emitting parts) such as light emitting diodes are provided in a circumferential shape so as to surround the collimator 310. It should be noted that, as virtually shown by a chain double-dashed line, light emitted at another place may be guided by the optical fiber 226.

【0035】X線管球210はほぼ円筒状をなし、その
内部には電子ビーム発生部212やターゲット214が
設けられている。また、X線管球210の側壁部には、
X線取出し窓216が設けられている。X線取出し窓2
16は、X線の減衰が少ない材料(ベリリウム等)から
形成されており、内側へ凹んだ凹面状とされている。X
線取出し窓216の表面には、光の反射率を向上させる
ために、アルミニウム(又はマグネシウム,合成樹脂,
セラミック等)の薄膜が設けられている。そして、電子
ビーム発生部212からターゲット214に対して電子
ビームが照射され、それによって発生したX線がX線取
出し窓216から放射され、そのX線がコリメータ31
0(各細管330)に入射し、平行度の高いX線がコリ
メータ310(各細管330)から外部へ発せられる。
The X-ray tube 210 has a substantially cylindrical shape, and an electron beam generator 212 and a target 214 are provided inside the X-ray tube 210. Also, on the side wall of the X-ray tube 210,
An X-ray extraction window 216 is provided. X-ray extraction window 2
Reference numeral 16 is made of a material (such as beryllium) that attenuates X-rays little, and has a concave shape that is recessed inward. X
On the surface of the line extraction window 216, aluminum (or magnesium, synthetic resin,
A thin film of ceramic or the like) is provided. Then, the target 214 is irradiated with an electron beam from the electron beam generator 212, the X-ray generated thereby is emitted from the X-ray extraction window 216, and the X-ray is emitted.
0 (each thin tube 330) is incident on the collimator 310 (each thin tube 330), and X-rays having high parallelism are emitted to the outside.

【0036】この装置においては、X線の照準を合わせ
るために、次のようにされる。すなわち、発光器224
から光を発光させると、その光はX線取出し窓216に
当たって反射し、コリメータ310(各細管330)に
入射して、コリメータ310の方向と同一方向の光が外
部へ放射される。このため、その光の到達位置を確認す
ることによって、X線の到達位置を確認することができ
る。そして、それに基づいて、コリメータ310の向き
を調整することができるのである。
In this apparatus, in order to aim the X-ray, the following is done. That is, the light emitter 224
When the light is emitted from the light source, the light strikes the X-ray extraction window 216, is reflected, enters the collimator 310 (each thin tube 330), and the light in the same direction as the direction of the collimator 310 is emitted to the outside. Therefore, the arrival position of the X-ray can be confirmed by confirming the arrival position of the light. Then, based on this, the orientation of the collimator 310 can be adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態のX線コリメータを示す
図であり、(a) は(b) 中のA−A断面図であり、(b) は
(a) 中のB−B断面図である。
FIG. 1 is a view showing an X-ray collimator of a first embodiment of the present invention, (a) is a sectional view taken along line AA in (b), and (b) is
It is a BB sectional view in (a).

【図2】図1のコリメータ中の1つの細管を示す図であ
り、(a) は(b) 中のA−A断面図であり、(b) は(a) 中
のB−B断面図である。
FIG. 2 is a view showing one thin tube in the collimator of FIG. 1, (a) is a sectional view taken along line AA in (b), and (b) is a sectional view taken along line BB in (a). Is.

【図3】図2の細管におけるX線の進行を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing the progress of X-rays in the thin tube of FIG.

【図4】図2(a) の一部拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.

【図5】本発明の第2実施形態のX線放射装置を示す断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing an X-ray emitting device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】X線回折による分析装置の全体を示す斜視図で
ある。
FIG. 6 is a perspective view showing an entire analyzer by X-ray diffraction.

【図7】図6の装置の平面図である。FIG. 7 is a plan view of the device of FIG. 6;

【図8】従来のX線コリメータの要部を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a main part of a conventional X-ray collimator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,310 X線コリメータ 20,320 コリメータ本体(保持体) 30,330 細管 22 発光器 24 ハーフミラー 26 カメラ(受光器) 10,310 X-ray collimator 20,320 Collimator main body (holding body) 30,330 Capillary tube 22 Light emitter 24 Half mirror 26 Camera (light receiver)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各種の方向へ進行するX線のうちからほ
ぼ平行なX線のみを取り出すX線コリメータであって、 X線を透過させない管壁部を有する複数本の細管と、 それら複数本の細管を平行状態で束ねて保持する保持体
とを有することを特徴とするX線コリメータ。
1. An X-ray collimator for extracting substantially parallel X-rays from X-rays traveling in various directions, the plurality of thin tubes having a tube wall portion that does not transmit X-rays, and the plurality of thin tubes. X-ray collimator, which has a holder for bundling and holding the thin tubes in parallel.
【請求項2】 請求項1に記載のX線コリメータであっ
て、 前記細管の管壁部が光も透過させないものであり、 前記細管の近傍に設けられた発光部と、 前記細管の上流側に設けられ、前記発光部からの光を反
射させてその反射光が前記細管内を進行するようにする
とともに、前記X線源からのX線の進行を許容しつつ、
前記発光部から発光させる光を反射してその反射光を前
記細管へと導くハーフミラーとを有することを特徴とす
るX線コリメータ。
2. The X-ray collimator according to claim 1, wherein the tube wall portion of the thin tube does not transmit light, and a light emitting portion provided near the thin tube, and an upstream side of the thin tube. Is provided to reflect the light from the light emitting unit so that the reflected light travels in the narrow tube, while allowing the X-rays from the X-ray source to travel,
An X-ray collimator, comprising: a half mirror that reflects light emitted from the light emitting unit and guides the reflected light to the thin tube.
【請求項3】 請求項1に記載のX線コリメータであっ
て、 前記細管の管壁部が光も透過させないものであり、 前記細管の近傍に設けられた受光器と、 前記複数本の細管よりも上流側に設けられ、X線の進行
を許容しつつ、当該X線の進行方向とは反対方向に前記
細管内を進行してくる光を反射させて前記受光器へと導
くハーフミラーとを有することを特徴とするX線コリメ
ータ。
3. The X-ray collimator according to claim 1, wherein the tube wall portion of the thin tube does not transmit light, and a light receiver provided near the thin tube, and the plurality of thin tubes. And a half mirror that is provided on the upstream side of the half mirror, allows the X-rays to travel, and reflects the light traveling in the narrow tube in a direction opposite to the X-ray traveling direction to guide the light to the light receiver. An X-ray collimator having:
【請求項4】 X線取出し窓からX線を放射するX線管
球と、 そのX線取出し窓の前方に設けられ、X線及び光を透過
させない管壁部を有する複数本の細管が平行状態で束ね
られて構成されたコリメータと、 そのコリメータの近傍に設けられた発光部とを有し、 その発光部からの光が前記X線管球のX線取出し窓に対
して照射され、その反射光が前記コリメータに導かれる
ものであることを特徴とするX線放射装置。
4. An X-ray tube that emits X-rays from an X-ray extraction window, and a plurality of thin tubes provided in front of the X-ray extraction window and having a tube wall that does not transmit X-rays and light are parallel. The collimator is configured to be bundled in a state, and a light emitting portion provided in the vicinity of the collimator. Light from the light emitting portion is irradiated to the X-ray extraction window of the X-ray tube, An X-ray emitting device, wherein reflected light is guided to the collimator.
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