KR100731455B1 - Ｘ선 발생 장치, ｘ선 촬상 장치 및 ｘ선 검사 시스템 - Google Patents

Ｘ선 발생 장치, ｘ선 촬상 장치 및 ｘ선 검사 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 그리드 전압 제어부(110)에 의해 X선관(11)의 제 1 그리드 전극(71)에 인가되는 전압은, 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 있어서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사범위)에 없고, 펄스 발생기(105)로부터 출력되는 펄스가 오프 상태일 때에는, 부전압 발생부(112)으로부터의 소정의 부전압를 기준으로 제어되며, 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 있어서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사범위)에 있으며, 펄스 발생기(105)로부터 출력되는 펄스가 온 상태일 때에는, 기준 전압 발생부(115)로부터의 기준의 정전압을 기준에 제어되게 되고, 컷 오프 전압 및 그리드 동작 전압의 양자와도 안정한 상태로 인가된다.
정전압, 촬상 수단, 캐소드, 양극 타겟, X 선관

Description

Ｘ선 발생 장치, Ｘ선 촬상 장치 및 Ｘ선 검사 시스템{X-RAY GENERATOR, X-RAY IMAGING APPARATUS AND X-RAY INSPECTION SYSTEM}
본 발명은 캐소드(cathode)로부터 방출된 전자를 양극 타겟에 충돌시키는 것에 의해서 X선을 발생시키는 X선 발생 장치와, 이 X선 발생 장치에 의해 발생된 X선을 피검사 대상물에 대하여 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상하는 X선 촬상 장치와, 소정의 방향으로 반송되고 있는 피검사 대상물을 X선 검사하는 X선 검사 시스템에 관한 것이다.
종래, 캐소드로부터 방출된 전자를 양극 타겟에 충돌시키는 것에 의해서 X선을 발생시키는 X선관을 갖는 X선 발생 장치로서, 미국특허 제 5,077,771 호에 개시된 것이 알려져 있다. 이 문헌에 기재된 X선 발생 장치에서는, 그리드 전극에 인가하는 그리드 전압의 제어 방법으로서 PWM 방식이 사용되고 있고, 제어 펄스의 펄스 폭을 바꾸어 실효 그리드 전압을 제어하고 있다.
일반적인 검사 장치로서는, 광원을 플래시(펄스) 점등시켜, 피검사 대상물의 화상(정지 화상)을 촬상하는 방법이 많이 사용되고 있으며, X선 검사에 있어서도 상술한 바와 같은 수법의 응용이 요구되고 있지만, X선관으로부터 발생하는 X선을 펄스화시키는 X선 발생 장치의 실현예는 거의 없다. X선관에서는, 각 전극에 인가되는 전압이 약간 변화하더라도, X선관에서 발생되는 X선 출력이 크게 변화한다. 이 때문에, 안정한 펄스형의 X선을 발생시키는 것이 어렵고, 안정한 펄스형의 X선을 발생시키는 기술이 충분하게 확립되어 있지 않다.
본 발명은 상술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 제 1 목적은, X선관으로부터 펄스형의 X선을 발생시키는 것이 가능한 X선 발생 장치를 제공하는 것에 있다.
제 2 목적은, X선관으로부터 발생된 안정한 펄스형의 X선을 피검사 대상물에 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 정확하게 획득하는 것이 가능한 X선 촬상 장치를 제공하는 것에 있다.
제 3 목적은, 소정의 방향으로 반송되고 있는 피검사 대상물에 대하여, X선관으로부터 발생된 안정한 펄스형의 X선을 조사하고, 이 안정한 펄스형의 X선의 조사에 의해 형성되는 피검사 대상물의 X선 투시상을 정확하게 획득하는 것이 가능한 X선 검사 시스템을 제공하는 것에 있다.
상술한 제 1 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 X선 발생 장치는, 진공으로 밀봉된 케이스 내에서, 캐소드로부터 방출된 전자를, 그리드 전극을 사이에 두고 양극 타겟에 충돌시키는 것에 의해서 X선을 발생시키는 X선관과, 그리드 전극에 인가되는 그리드 전압을 제어하는 그리드 전압 제어 수단과, 오프 상태로부터 온 상태로 되고, 온 상태가 소정 시간 유지되는 펄스를 발생시키는 펄스 발생 수단을 구비하며, 그리드 전압 제어 수단은, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스를 받아, 펄스 가 오프 상태에 있을 때에, 캐소드로부터 방출된 전자가 양극 타겟에 도달하지 않도록, 컷 오프 전압을 그리드 전극에 대하여 인가하고, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스를 받아, 펄스가 온 상태에 있을 때에, 캐소드로부터 방출되어 양극 타겟에 충돌하는 전자의 양이 소정치가 되도록 조정된 그리드 동작 전압을 그리드 전극에 대하여 인가하는 것을 특징으로 하고 있다.
펄스 발생 수단에서 발생된 펄스를 받아 그리드 전압 제어 수단은, 펄스가 오프 상태에 있을 때에, 캐소드로부터 방출된 전자가 양극 타겟에 도달하지 않도록, 컷 오프 전압을 그리드 전극에 대하여 인가하고, 펄스가 온 상태에 있을 때에, 캐소드로부터 방출되어 양극 타겟에 충돌하는 전자의 양이 소정치가 되도록 조정된 그리드 동작 전압을 그리드 전극에 대하여 인가한다. 이로써, X선관으로부터는, 그리드 동작 전압을 그리드 전극에 대하여 인가하고 있는 기간에 대응한, 펄스 폭을 갖는 펄스형의 X선을 발생시키는 것이 가능해진다. 또한, 그리드 전극에 인가되는 그리드 동작 전압은, 캐소드로부터 방출되어 양극 타겟에 충돌하는 전자의 양이 소정치가 되도록 조정되기 때문에, X선관으로부터 발생되는 펄스형의 X선을 안정화시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 X선 발생 장치에 있어서는, 그리드 전압 제어 수단은, 캐소드 전류를 검출하는 캐소드 전류 검출 수단을 가지며, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스를 받아, 펄스가 온 상태에 있을 때에, 캐소드 전류 검출 수단에서 검출된 캐소드 전류가 소정치가 되도록 조정된 그리드 동작 전압을 그리드 전극에 대하여 인가하는 것을 특징으로 하여도 좋다.
캐소드 전류 검출 수단에 의해 캐소드 전류를 검출하고, 그리드 전압 제어 수단은 상기 캐소드 전류가 소정치가 되도록 조정된 그리드 동작 전압을 그리드 전극에 대하여 인가하게 된다. 예를 들면, 캐소드로부터 방출되어 양극 타겟에 충돌하는 전자의 양을 검출하는 수단으로서, 양극 타겟 전류를 검출하는 수단을 설치하는 것도 생각되지만, 통상, 양극 타겟에는 고전압이 인가되어 있고, 양극 타겟 전류를 검출하는 것이 어렵다. 따라서, 캐소드 전류 검출 수단에 의해 용이하게 캐소드로부터 방출되어 양극 타겟에 충돌하는 전자의 양을 검출할 수 있으며, 그리드 전압 제어 수단에 의한 그리드 동작 전압의 조정도 용이하게 행하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 X선 발생 장치에 있어서는, 캐소드 전류 검출 수단은, 캐소드에 접속되고, 캐소드 전류를 검출하기 위한 캐소드 전류 검출용 저항기를 갖고, 그리드 전압 제어 수단은, 소정의 부(負)전압을 발생시키는 부전압 발생부와, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스가 입력되고, 펄스의 온 상태 및 오프 상태를 반전시킨 반전 펄스를 발생시키는 펄스 반전기와, 펄스 반전기에서 발생된 반전 펄스가 입력되며, 반전 펄스가 온 상태에 있을 때에, 부전압 발생부에서 발생된 소정의 부전압을 출력하는 제 1 스위치와, 기준의 정전압을 발생시키는 기준 전압 발생부와, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스가 입력되고, 펄스가 온 상태에 있을 때에, 기준 전압 발생부에서 발생된 기준의 정전압을 출력하는 제 2 스위치와, 한쪽의 입력 단자에 대하여, 캐소드 전류 검출용 저항기에 생기는 전압이 입력되고, 다른쪽의 입력 단자에 대하여, 제 1 스위치로부터 출력된 소정의 부전압 및 제 2 스위치로부터 출 력된 기준의 정전압이 입력되는 연산 증폭기와, 연산 증폭기로부터의 출력을 받아 그리드 전극에 인가되는 그리드 전압을 제어하는 그리드 전압 제어 회로를 갖는 것을 특징으로 하여도 좋다.
안정한 펄스형의 X선을 발생시키기 위해서 그리드 전극에 인가되는 그리드 전압을 제어하기 위한 그리드 전압 제어 수단의 구성이 간이하고 또한 저 비용의 회로 구성으로써 실현 가능해진다.
상술한 제 2 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 X선 촬상 장치는, 청구 범위 제 1 항에 기재된 X선 발생 장치에 의해 발생된 X선을 피검사 대상물에 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상하는 촬상 수단을 구비하고, 촬상 수단은, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스를 받아, 펄스가 온 상태에 있을 때에, X선 투시상을 촬상하는 것을 특징으로 하고 있다.
촬상 수단은, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스를 받아, 펄스가 온 상태에 있을 때에, X선 투시상을 촬상하게 된다. 이로써, 촬상 수단이, X선관으로부터 발생된 안정한 펄스형의 X선을 피검사 대상물에 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 정확하게 획득하는 것이 가능해진다.
상술한 제 3 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 X선 검사 시스템은, 청구 범위 제 1 항에 기재된 X선 발생 장치와, X선 발생 장치에 의해 발생된 X선을 피검사 대상물에 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상하는 촬상 수단을 갖는 X선 촬상 장치와, 피검사 대상물이 X선 촬상 장치에 있어서의 촬상 범위에 도달하는 것을 검지하는 피검사 대상물 검지 수단을 구비하며, 펄스 발생 수단은, 피검 사 대상물 검지 수단에 의한 피검사 대상물의 검지에 기초하여 트리거 신호를 출력하는 트리거 신호 출력 수단을 갖고, 트리거 신호 출력 수단으로부터 트리거 신호가 출력되었을 때에 펄스를 출력하여, 촬상 수단은 펄스 발생 수단에서 출력된 펄스를 받아, 펄스가 온 상태에 있을 때에, X선 투시상을 촬상하는 것을 특징으로 하고 있다.
피검사 대상물이 X선 촬상 장치에 있어서의 촬상 범위에 도달하는 것을 피검사 대상물 검지 수단에 의해 검지되고, 그 검지에 기초하여, 트리거 신호 발생수단이 트리거 신호를 발생시켜 펄스 발생 수단이 펄스를 발생하게 된다. 이로써, 펄스가 온 상태에 있을 때에, X선관으로부터 안정한 펄스형의 X선이 발생된다. 또한, 촬상 수단에서는, 펄스 발생 수단에서 발생된 펄스를 받아, 펄스가 온 상태에 있을 때에, X선 투시상이 촬상된다. 따라서, 소정의 방향으로 반송되고 있는 피검사 대상물에 대하여, X선관으로부터 발생된 안정한 펄스형의 X선을 조사하여, 이 안정한 펄스형의 X선의 조사에 의해 형성되는 피검사 대상물의 X선 투시상을 정확하게 획득하는 것이 가능해진다.
상술한 제 1 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 X선 발생 장치는, 캐소드와, 양극 타겟과, 캐소드와 양극 타겟과의 사이에 배치되는 그리드 전극을 갖는 X선관과, X선관으로부터 소정의 펄스 폭을 갖는 펄스형의 X선을 발생시키도록, 그리드 전극에 인가되는 그리드 전압을 제어하는 그리드 전압 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
그리드 전압 제어 수단은, 선관으로부터 소정의 펄스 폭을 갖는 펄스형의 X 선을 발생시키도록 그리드 전극에 인가되는 그리드 전압을 제어한다. 이로써, X선관으로부터 소정의 펄스 폭을 갖는 펄스형의 X선을 발생시키는 것이 가능해진다.
도 1은 X선 검사 시스템을 도시하는 사시도.
도 2는 X선 검사 시스템에 포함되는 X선관의 주요부를 도시하는 단면도.
도 3은 X선 검사 시스템의 구성을 도시하는 블록도.
도 4a는 광전 스위치의 출력 신호의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4b는 트리거 신호 발생기로부터 출력되는 트리거 신호의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4c는 펄스 발생기로부터의 출력 펄스의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4d는 제 2 스위치에 입력되는 펄스의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4e는 제 1 스위치에 입력되는 펄스의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4f는 타겟 전압의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4g는 캐소드 전압의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4h는 제 1 그리드 전극 전원부로부터의 전압의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
도 4i는 제 1 그리드 전극에 인가되는 전압의 경시적 변화를 도시하는 그래프이다.
도 4j는 X선의 출력의 경시적 변화를 도시하는 그래프.
본 발명의 실시예에 따른 X선 검사 시스템에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 X선 발생 장치 및 X선 촬상 장치는, 본 실시예에 따른 X선 검사 시스템에 포함된다.
우선, 본 실시예에 따른 X선 검사 시스템에 있어서의 X선원(1), 촬상 수단으로서의 X선 이미지 인텐시파이어(2) 및, 광전 스위치(3)의 배치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 X선 검사 시스템을 도시하는 사시도이다.
벨트 컨베이어(4)는 도면의 화살표에 의해 도시되는 방향으로 이동하고 있다. 피검사 대상물(5)은, 벨트 컨베이어(4)의 위에 놓여지고, 벨트 컨베이어(4)의 이동에 의해, 도면 중의 화살표에 의해 도시되는 방향으로 반송되고 있다. X선원(1)은, 벨트 컨베이어(4)의 상방에 배치되고, X선관(11)으로부터 일정 각도 범위로 향하여 X선을 발산 출력하며, 벨트 컨베이어(4) 상의 피검사 대상물(5) 중 일정 범위에 존재하는 것으로 향하여 X선을 조사한다. X선 이미지 인텐시파이어(2)는, 벨트 컨베이어(4)를 사이에 두고 X선원(1)과 대향하여, 그 X선원(1; X선관(11))으로부터 출력된 X선이 도달할 수 있는 위치에 배치되고, 입력되는 게이트 신호에 따라서, 피검사 대상물(5)의 X선 투시상을 촬상한다.
벨트 컨베이어(4)의 측부에는, 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시파이어(2)에서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사 범위)에 도달하는 것을 검지하는 피검사 대상물 검지 수단으로서의 광전 스위치(3)가 설치되어 있다. 상기 광전 스위치(3)는 벨트 컨베이어(4)를 사이에 두고, 발광 소자(3a)와 수광 소자(3b)를 갖고 있다. 상기 벨트 컨베이어(4)의 광전 스위치(3)가 설치되어 있 는 위치에 피검사 대상물(5)이 도달하면 발광 소자(3a)로부터의 빛이 차단되는 것을 이용하여, 피검사 대상물(5)의 통과를 검출하고 있다. 피검사 대상물(5)이 없는 상태에서는 발광 소자(3a)로부터의 빛이 차단되는 일이 없기 때문에, 광전 스위치(3; 수광 소자(3b))로부터의 출력 신호는 온 상태가 된다. 또한, 광전 스위치(3)가 설치되어 있는 위치에 피검사 대상물(5)이 도달하면 발광 소자(3a)로부터의 빛이 차단되기 때문에, 광전 스위치(3; 수광 소자(3b))로부터의 출력 신호는 오프 상태가 된다.
X선원(1)은, 도 2에 도시되는 X선관(11)을 갖고 있다. 도 2는 본 실시예에 따른 X선 검사 시스템에 포함되는 X선관의 주요부를 도시하는 단면도이다. X선관(11)은 마이크로 포커스 X선관이고, 전자(80)를 발생·방출하는 전자총부(12)와, 상기 전자총부(12)로부터의 전자(80)를 받아 X선(81)을 발생시키는 X선 발생부(13)를 구비하고 있다. 이러한 전자총부(12) 및 X선 발생부(13)는 각 구성 부품을 수용하는 케이스로서의 통형의 용기(21, 31)로 각각의 외곽이 구성된다. 이러한 용기(21, 31)는 도전체로 이루어지고, 서로 직교하도록 연결되어 있다. 용기(21) 내와 용기(31) 내는 용기(21, 31)의 경계부에 형성된 집속 전극(25)에 의해 구분되는 동시에, 이 집속 전극(25)에 형성된 개구(25a)를 통하여 연결되고, 용기(21) 내에는 전자총(50)이, 용기(31) 내에는 양극 타겟(32)이, 각각 배치되어 있다. 또한, 용기(21, 31)는 밀봉되고, 그 내부는 진공 상태로 되어 있다.
용기(21) 내에 배치된 전자총(50)은 대략, 발열원으로서의 히터(76)와, 이 히터(76)에 의해 가열되어 전자(80)를 발생·방출하는 열전자원으로서의 캐소드(73)과, 이 캐소드(73)으로부터 방출된 전자(80)를 가속·수렴시키는 제 1, 제 2 그리드 전극(71, 72)과, 상기 제 2 그리드 전극(72)과 집속 전극(25)과의 사이에 개재하여 상기 제 2 그리드 전극(72)과 집속 전극(25)과의 간격을 소정 간격으로 설정하는 스페이서(18)와, 상기 제 1, 제 2 그리드 전극(71, 72), 히터(76), 캐소드(73)에 소정의 전압을 용기 외부로부터 공급하기 위한 복수의 핀(15)과, 이러한 핀(15)이 관통 고정되는 동시에 용기의 덮개부로서 기능하는 스템(stem; 14)을 구비한다.
상기 스템(14), 히터(76), 캐소드(73), 제 1, 제 2 그리드 전극(71, 72) 및 스페이서(18)는, 집속 전극(25) 측으로 향하여 이 순서로 병설되고, 이들 구성 부품의 각 축심이 일치하는 동시에 집속 전극(25)의 개구(25a)의 축심, 통형을 이루는 용기(21)의 축심과 동축에 위치하도록 배치되어 있다. 제 1, 제 2 그리드 전극(71, 72)은, 캐소드(73)과 양극 타겟(32)과의 사이에 배치되게 된다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 캐소드(73)은 절연체로 이루어지는 통체(74)의 선단에 설치되고, 이 통체(74) 내에, 상기 캐소드(73)을 가열하는 상기 히터(76)가 설치되어 있다. 상기 제 1 그리드 전극(71)은 캐소드(73)으로부터 집속 전극(25)측에 배치되고, 상기 제 1 그리드 전극(71)으로부터 집속 전극(25)측에, 상기 제 2 그리드 전극(72)이 배치된다. 상기 제 2 그리드 전극(72)은 제 1 그리드 전극(71)의 집속 전극(25)측에, 복수의 세라믹봉(절연체; 19)을 사이에 두고 지지되며, 상기 캐소드(73) 및 히터(76)를 갖는 통체(74)는 제 1 그리드 전극(71)의 집속 전극(25)측과는 반대측에, 절연체(75)를 사이에 두고 지지되어 있다.
제 1, 제 2 그리드 전극(71, 72)은, 각각 원판형을 이루는 동시에, 각각의 상기 캐소드(73)에 대향하는 위치에, 캐소드(73)으로부터의 전자(80)가 통과하는 개구(71a, 72a)를 구비한다. 제 2 그리드 전극(72)은, 캐소드(73)으로부터의 전자(80)를 용기(31) 내의 타겟(32)측으로 끌어 당기는 전극이다. 또한, 제 1 그리드 전극(71)은, 제 2 그리드 전극(72)에 의해 타겟(32)측으로 끌어 당겨지는 전자(80)를 캐소드(73)측으로 되돌리는 전극이고, 이 제 1 그리드 전극(71)에 공급하는 전압을 조정함으로써, 타겟(32)측으로 향하는 전자(80)가 증감된다. 또한, 제 1, 제 2 그리드 전극(71, 72)의 개구(71a, 72a)에 의해, 캐소드(73)으로부터의 전자(80)를 타겟(32)에 집속시키는 미소 전자 렌즈군이 구성되어 있다.
제 2 그리드 전극(72)과 집속 전극(25)의 사이에는 스페이서(18)가 개재하고 있다. 상기 스페이서(18)는 캐소드(73)으로부터 타겟(32)으로 향하는 전자(8O)가 통과 가능하게 통형으로 되는 동시에 축선 방향으로 소정 길이를 갖고, 한쪽의 단부(18b)가 제 2 그리드 전극(72)의 단면에 고정되고, 다른쪽의 단부(18c)가 집속 전극(25)에 접촉된다. 이 소정 길이를 갖는 스페이서(18)가 제 2 그리드 전극(72)과 집속 전극(25)과의 사이에 개재함으로써, 상기 제 2 그리드 전극(72)과 집속 전극(25)과의 간격이 소정 간격으로 설정되어 있다. 여기서 말하는 소정의 간격이란, 원하는 초점 직경을 얻는 데 필요한 제 2 그리드 전극(72)과 집속 전극(25)과의 간격이다. 상기 스페이서(18)는 예를 들면 스테인리스 등의 도전체로 이루어지고, 이 스페이서(18)를 고정하는 상기 제 2 그리드 전극(72)은, 예를 들면 내열성이 좋은 Mo(몰리브덴)로 이루어진다. 이와 같이, 본 실시예에서는, 통상의 용접을 하기 어 려운 Mo를 제 2 그리드 전극(72)으로서 사용하고 있기 때문에, Ni(니켈) 리본(17)을 복수개 사용하여 저항 용접에 의해 제 2 그리드 전극(72)과 스페이서(18)가 연결되어 있다. 이 Ni 리본(17)에 의한 연결은, 제 2 그리드 전극(72)의 단면과 스페이서(18)의 한쪽의 단부(18b) 내주면과의 사이에서 이루어져 있다. 또한, 스페이서(18)는 그 주변벽에, 스페이서(18) 및 이 스페이서(18)를 고정하는 제 2 그리드 전극(72)을 경계부로서 구획되는 타겟(32)측의 공간부와 캐소드(73)측의 공간부를 연결하여 통과하는 가스 추출용의 구멍(18a)을, 복수개 구비하고 있다.
상기 제 1 그리드 전극(71)은 그 타겟(32)측과는 반대측에 꽂힌 복수의 핀(15)을 갖고 있다. 이들의 핀(15)은, 예를 들면 세라믹 등의 절연체로 이루어지는 원판형의 스템 기판(14a)을 관통하여 해당 스템 기판(14a)에 고정되어 있다. 즉, 상기 스페이서(18), 제 2 그리드 전극(72), 통체(74) 등을 지지하는 제 1 그리드 전극(71)은, 복수의 핀(15)을 사이에 두고 스템 기판(14a)에 지지되어 있다. 상기 스템 기판(14a)에는, 도시를 생략한 복수의 다른 핀도 관통하여 고정되어 있다. 상기 복수의 다른 핀의 각각에 대해서는, 상기 제 2 그리드 전극(72)의 리드선(72f), 상기 캐소드(73) 및 히터(76)의 도시를 생략한 리드선이 각각 접속되어 있다. 또한, 상기 스템 기판(14a)의 외주에는, 둥근 고리 형상의 스템 링(14b)이 접합되어 있다.
이상과 같이 전자총(50)은 구성된다. 전자총(50)의 스템 링(14b)은 용기(21)의 단부에 형성된 개구부(22)에, 예를 들면 납땜(brazing) 등에 의해 고착되어 있다. 상기 스템 링(14b)이 용기(21)의 개구부(22)에 고착됨으로써, 상기 개구부(22) 가 스템 기판(14a) 및 스템 링(14b)으로 구성되는 스템(14)에 의해 덮여지는 용기(21, 31)는 밀봉되어 있다.
상기 집속 전극(25)의 개구(25a)를 사이에 두고 용기(21) 내에 연통되는 용기(31) 내에는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 타겟(32)이 설치되어 있다. 상기 타겟(32)은 전자총(50)으로부터의 전자(80)를 받아 X선(81)을 발생시키는 것이고, 금속제의 막대형 바디를 이루며, 그 축 방향을 전자(80)가 진입하여 오는 방향에 대하여 교차하는 방향에 배치되어 있다. 이 타겟(32)의 선단면(32a)은, 전자총(50)으로부터의 전자(80)를 받는 면이고, 그 전자(80)가 진입하여 오는 전방의 위치에 배치되며, 입사되는 전자(80)와 출사되는 X선(81)이 직교하도록 경사면으로 된다. 용기(31)에는, X선 출사창(33)이 설치되어 있다. 이 X선 출사창(33)은, 타겟(32)으로부터 발생한 X선(81)을 용기(31)의 외부로 출사시키기 위한 창이고, 예를 들면, X선 투과재인 Be재로 이루어지는 판체 등에 의해 구성된다. 이 X선 출사창(33)은 타겟(32)의 선단의 전방에 배치되고, 그 중심이 타겟(32)의 중심축의 연장 상에 위치하도록 형성되어 있다.
도 3은 본 실시예에 따른 X선 검사 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 이 X선 검사 시스템은 이미 설명한 X선관(11; X선원(1), X선 이미지 인텐시파이어(2) 및 광전 스위치(3; 수광 소자(3b)) 외에, 타겟 전원부(101)와, 캐소드 전원부(102)와, 펄스 발생 수단으로서의 펄스 발생부(103)와, 그리드 전압 제어 수단으로서의 그리드 전압 제어부(110)와, 게이트 신호 발생부(150)와, 화상 처리부(160)와, CRT(170)를 구비하고 있다. 또한, 도 3에 있어서는, X선관(11)은 제 2 그리드 전극(72) 및 히터(76) 등을 생략하고, 간략화하여 도시하고 있다.
타겟 전원부(101)는 타겟(32)에 대하여 소정의 정(正)의 고전압(타겟 전압)을 인가한다. 캐소드 전원부(102)는 캐소드(73)에 대하여 소정의 전압(캐소드 전압)을 인가한다. 펄스 발생부(103)는 수광 소자(3b)로부터의 출력된 신호에 기초하여, 온 상태가 소정 시간 유지되는 펄스를 발생시킨다. 그리드 전압 제어부(110)는 제 1 그리드 전극(71)에 인가되는 전압을 제어한다. 게이트 신호 발생부(150)는 펄스 발생부(103)로부터 출력된 펄스에 기초하여 게이트 신호를 발생하고, 그 게이트 신호를 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 준다. 화상 처리부(160)는 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 의해 촬상된 피검사 대상물(5)의 X선 투시상이 보내지고, 그 X선 투시상을 화상 처리(화상 확대 등)한다. CRT(170)는 화상 처리부(160)로부터의 화상 데이터가 보내지고, 화상 처리부(160)에서 화상 처리된 X선 투시상을 표시한다.
타겟 전원부(101)에는 도시하지 않는 제어 유닛으로부터 애노드(anode) 전압 설정 신호가 입력된다. 타겟 전원부(101)는 애노드 전압 설정 신호에 따른 소정의 고전압(타겟 전압)을 발생시킨다. 캐소드 전원부(102)에는, 도시하지 않는 타겟 전압 검출부로부터, 타겟 전압 검출부로부터 검출된 타겟 전압을 나타내는 타겟 전압 레퍼런스 신호가 입력된다. 캐소드 전원부(102)는 이 타겟 전압 레퍼런스 신호에 따른 소정의 전압(캐소드 전압)을 발생시킨다.
펄스 발생부(103)는 수광 소자(3b)로부터의 출력된 신호가 입력되는 트리거 신호 발생기(104)와 트리거 신호 발생기(104)로부터 출력된 트리거 신호가 입력되어 펄스 발생기(105)를 구비하고 있다. 트리거 신호 발생기(104)는 수광 소자(3b) 로부터의 출력된 신호가 온 상태로부터 오프 상태로 변화하였을 때에, 소정의 펄스 폭을 갖는 트리거 신호를 발생시켜, 출력한다. 펄스 발생기(105)는 트리거 신호가 입력되었을 때에, 온 상태가 소정 시간 유지되는 펄스를 발생하고 출력한다. 더욱이, 펄스 발생부(103)는 펄스 발생기(105)에서 출력되는 펄스의 온 상태가 유지되는 상술한 소정 시간을 가변 설정하기 위한 시간 설정기(106)도 구비하고 있다.
그리드 전압 제어부(110)는 캐소드 전원부(102)와 캐소드(73)과의 사이에 설치된다. 그리드 전압 제어부(110)는 캐소드 전류 검출 수단으로서의 캐소드 전류 검출용 저항기(111)와, 부전압 발생부(112)와, 펄스 발생기(105)로부터 펄스가 입력되는 펄스 반전기(113)와, 펄스 반전기(113)로부터 반전 펄스가 입력되는 제 1 스위치(114)와, 펄스 발생기(105)로부터 펄스가 입력되는 제 2 스위치(116)와, 연산 증폭기(117)와, 그리드 전압 제어 회로(118)를 구비하고 있다.
캐소드 전류 검출용 저항기(111)는 캐소드 전류를 검출한다. 부전압 발생부(112)는, 소정의 부전압를 발생시킨다. 펄스 반전기(113)는, 입력된 펄스의 온 상태와 오프 상태를 반전시킨 반전 펄스를 발생시킨다. 제 1 스위치(114)는 펄스 반전기(113)로부터의 반전 펄스가 온 상태에 있을 때에, 부전압 발생부(112)에서 발생된 소정의 부전압를 출력한다. 기준 전압 발생부(115)는, 기준의 정전압을 발생시킨다. 제 2 스위치(116)는, 펄스 발생기(105)로부터의 펄스가 온 상태에 있을 때에, 기준 전압 발생부(115)에서 발생된 기준의 정전압을 출력한다. 연산 증폭기(117)는, 입력 단자(+)와 입력 단자(1)를 갖고 있고, 입력 단자(+)에 대해서는, 캐소드 전류 검출용 저항기(111)에 생기는 전압이 입력되고, 입력 단자(-)에 대해 서는, 제 1 스위치(114)로부터 출력된 소정의 부전압 혹은 제 2 스위치(116)로부터 출력된 기준의 정전압이 입력된다. 그리드 전압 제어 회로(118)는 연산 증폭기(117)로부터의 출력을 받아 제 1 그리드 전극(71)에 인가되는 전압을 제어한다.
기준 전압 발생부(115)는 도시하지 않는 제어 유닛 등으로부터 출력된 관(캐소드) 전류 레퍼런스 신호가 입력되어 이 관(캐소드) 전류 레퍼런스 신호를 소정의 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(119), A/D 컨버터(119)로부터 출력 신호가 입력되는 포토 커플러(photo-coupler120)와, 포토 커플러(120)로부터의 출력 신호가 소정의 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터(121)를 갖고 있고, 상기 D/A 컨버터(121)로부터 최종적으로 출력되는 출력 신호가 상술한 기준의 정전압을 나타내는 신호에 상당한다. 또한, 부전압 발생부(112)와 제 1 스위치(114)와의 사이에는 분압기(122)가 설치되어 있으며, 부전압 발생부(112)로부터 주어지는 소정의 부전압은, 분압기(122)에서 분압된 후에, 제 1 스위치(114)에 주어진다.
그리드 전압 제어 회로(118)에는, 제 1 그리드 전극(71)에 대하여 인가하는 전압을 발생시키는 제 1 그리드 전극 전원부(123)로부터의 전압이 주어지고 있다. 그리드 전압 제어 회로(118)는 상기 제 1 그리드 전극 전원부(123)로부터 주어지는 전압을 연산 증폭기(117)로부터의 출력에 따라서 제어하고, 제 1 그리드 전극(71)에 대하여, 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 도달하지 않도록 컷 오프 전압을 인가하거나 혹은, 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 충돌하도록 그리드 동작 전압을 인가한다.
제 1 그리드 전극 전원부(123)에는, 캐소드 전원부(102)와 마찬가지로, 도시하지 않는 타겟 전압 검출부로부터 검출된 타겟 전압을 나타내는 타겟 전압 레퍼런스 신호가 입력된다. 제 1 그리드 전극 전원부(123)는 이 타겟 전압 레퍼런스 신호에 따른 소정의 전압(그리드 전압)을 발생시킨다.
본 실시예에 있어서는, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)의 전단 위치와, 연산 증폭기(117)의 후단 위치를 접속하는 클램프 회로(124)가 설치되어 있고, 트리거 신호가 무입력(오프 상태)일 때에 연산 증폭기(117)의 안정 상태를 유지하고 있다. 이 위치에 클램프 회로(124)를 삽입하는 것에 의해, 펄스 발생기(105)로부터 펄스가 발생하고, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)에 기준 전압 발생부(115)로부터의 기준의 전압이 주어졌을 때에, 연산 증폭기(117)로부터는 상승보다 빠른 전류 펄스를 출력하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 실시예에 따른 X선 검사 시스템의 동작에 대하여, 도 4a 내지 도 4j를 사용하여 설명한다.
타겟(32)에 대해서는, 도 4f에 도시되는 바와 같이, 타겟 전압으로서 타겟 전원부(101)로부터 소정의 고전압(+HV)이 주어지고 있다. 캐소드(73)에 대해서는, 도 4g에 도시되는 바와 같이, 캐소드 전압으로서 캐소드 전원부(102)로부터 소정의 전압(V1)이 주어지고 있다. 또한, 그리드 전압 제어 회로(118)에 대해서는, 도 4h에 도시되는 바와 같이, 제 1 그리드 전극 전원부(123)로부터 소정의 전압(V2＜V1)이 주어지고 있다.
벨트 컨베이어(4) 상에 피검사 대상물(5)이 재치되고, 도 1 중의 화살표 방 향으로 반송되며, 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 있어서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사 범위)에 들어갔을 때는, 피검사 대상물(5)이 광전 스위치(3)의 발광 소자(3a)와 수광 소자(3b)를 연결하는 직선을 통과하게 되고, 발광 소자(3a)로부터 출사된 빛이 피검사 대상물(5)에 의해 차단된다. 발광 소자(3a)로부터 출사된 빛이 피검사 대상물(5)에 의해 차단되면, 수광 소자(3b)로부터의 출력 신호는, 도 4a에 도시되는 바와 같이, 오프 상태가 된다. 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 있어서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사 범위)에 없을 때에는, 발광 소자(3a)로부터 출사된 빛이 피검사 대상물(5)에 의해 차단되지 않기 때문에, 수광 소자(3b)로부터의 출력 신호는 도 4a에 도시되는 바와 같이, 온 상태가 된다.
상기 수광 소자(3b)로부터의 출력 신호는 트리거 신호 발생기(104)에 입력되고, 트리거 신호 발생기(104)는 수광 소자(3b)로부터의 출력 신호의 온 상태로부터 오프 상태로의 변화(출력 신호의 하강)를 검지한다. 트리거 신호 발생기(104)는, 검지한 온 상태로부터 오프 상태로의 변화(출력 신호의 하강)에 동기하여, 도 4b에 도시되는 바와 같이, 트리거 신호를 출력한다. 트리거 신호 발생기(104)로부터 출력된 트리거 신호는 펄스 발생기(105)에 입력된다. 펄스 발생기(105)는, 트리거 신호의 입력, 특히 트리거 신호의 상승을 검지하고, 도 4c에 도시되는 바와 같이, 온 상태의 유지 시간이 시간 설정기(106)에서 설정된 시간에 대응한 소정 시간(펄스 폭(α))이 되는 펄스를 출력한다.
펄스 발생기(105)로부터 출력된 펄스는 펄스 반전기(113), 제 2 스위치(116), 게이트 신호 발생부(150) 및 화상 처리부(160)에 입력된다. 펄스 반전기(113)는, 도 4e에 도시되는 바와 같이, 입력된 펄스의 온 상태와 오프 상태를 반전시킨 반전 펄스를 제 1 스위치(114)에 출력한다. 제 1 스위치(114)는, 반전 펄스가 온 상태에 있을 때에, 분압기(122)를 사이에 두고 주어지는 부전압 발생부 (112)로부터의 소정의 부전압(분압)을 연산 증폭기(117)의 부의 입력 단자에 대하여 주도록 작동한다. 또한, 제 1 스위치(114)는, 반전 펄스가 오프 상태에 있을 때에는, 부전압 발생부(112)로부터의 소정의 부전압(분압)을 연산 증폭기(117)의 부의 입력 단자에 대하여 주지 않도록 작동한다.
제 2 스위치(116)에는, 도 4d에 도시되는 바와 같이, 펄스 발생기(105)로부터의 펄스가 입력된다. 제 2 스위치(116)는 입력된 펄스가 오프 상태에 있을 때에, 기준 전압 발생부(115)로부터 주어지는 기준의 정전압을 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)에 대하여 주지 않도록 작동한다. 또한, 제 2 스위치(116)는, 입력된 펄스가 온 상태에 있을 때에, 기준 전압 발생부(115)로부터 주어지는 기준의 정전압을 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)에 대하여 주도록 작동한다. 따라서, 펄스 발생기(105)로부터 출력된 펄스가 오프 상태에 있을 때는, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(1)에 대하여, 분압기(122)를 사이에 두고 주어지는 부전압 발생부(112)로부터의 소정의 부전압(분압)이 주어지고, 펄스 발생기(105)로부터 출력된 펄스가 온 상태에 있을 때는, 마찬가지로 연산 증폭기(117)의 입력 단자(1)에 대하여, 기준 전압 발생부(115)로부터 주어지는 기준의 정전압이 주어진다.
연산 증폭기(117)의 입력 단자(+)에는, 캐소드 전류 검출용 저항기(111)에 생기는 전압이 주어지고 있다. 연산 증폭기(117)는 입력 단자(-)로의 입력을 기준으로 하고, 입력 단자(+)로의 입력과 입력 단자(-)로의 입력이 동 전위가 되도록 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 펄스 발생기(105)로부터 출력된 펄스가 오프 상태에 있고, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)에 대하여, 분압기(122)를 사이에 두고 주어지는 부전압 발생부(112)로부터의 소정의 부전압(분압)이 주어질 때에는, 연산 증폭기(117)로부터는, 캐소드 전류 검출용 저항기(111)에 생기는 전압이 상기 부전압 발생부(112)로부터의 소정의 부전압(분압)과 동 전위가 되도록 신호가 출력된다.
연산 증폭기(117)로부터의 출력은 그리드 전압 제어 회로(118)에 보내지고, 제 1 그리드 전극 전원부(123)로부터 소정의 전압(V2)이 제어되며, 제 1 그리드 전극(71)에 대하여, 도 4i에 도시되는 바와 같이, 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 도달시키지 않게 하기 위한 컷 오프 전압(부; 負)이 주어진다. 이로써, 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 도달하지 않고, 도 4j에 도시되는 바와 같이, X선관(11)으로부터 X선이 발생되는 일은 없다. 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 도달하지 않기 때문에, 캐소드(관; 管) 전류는 발생하지 않고, 캐소드 전류 검출용 저항기(111)에 생기는 전압은 제로가 된다. 연산 증폭기(117)의 입력 단자(+)에 보내지는 전압은 제로가 되고, 또한, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)에는 부전압 발생부(112)로부터의 소정의 부전압(분압)이 계속하여 주어지기 때문에, 연산 증폭기(117)의 출력에 의해, 그리드 전압 제어 회로(118)로부터는, 안정한 컷 오프 전압(부)이 제 1 그리드 전극(71)에 대하여 주 어진다.
다음에, 펄스 발생기(105)로부터 출력된 펄스가 온 상태에 있고, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)에 대하여, 기준 전압 발생부(115)로부터 주어지는 기준의 정전압이 주어질 때는, 연산 증폭기(117)로부터는, 캐소드 전류 검출용 저항기(111)에 생기는 전압이 이 기준의 정전압과 동 전위가 되도록 신호가 출력된다.
연산 증폭기(117)로부터의 출력은 그리드 전압 제어 회로(118)에 보내지고, 제 1 그리드 전극 전원부(123)로부터 소정의 전압(V2)이 제어되며, 제 1 그리드 전극(71)에 대하여, 도 4i에 도시되는 바와 같이, 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 충돌시키기 위한 그리드 동작 전압(정; 正)이 주어진다. 이로써, 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 충돌하고, 펄스 발생기(105)에서 발생된 펄스의 온 상태가 유지되고 있는 시간(펄스 폭α)과 동등한 펄스 폭을 갖는 펄스형의 X선이, 도 4j에 도시되는 바와 같이, X선관(11)으로부터 발생되게 되며, 피검사 대상물(5)에 대하여 이 펄스형의 X선이 조사되게 된다. 이 때에, 캐소드(73)으로부터 방출된 전자가 타겟(32)에 충돌하기 때문에, 캐소드(관) 전류가 발생하여, 캐소드 전류 검출용 저항기(111)에는 전압 강하에 의해 소정 전압이 생긴다. 이 소정 전압이 연산 증폭기(117)의 입력 단자(+)에 보내지고, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(-)에는 기준 전압 발생부(115)로부터의 기준의 정전압이 계속하여 주어지기 때문에, 연산 증폭기(117)로부터 그리드 전압 제어 회로(118)에 대하여, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(+)에 보내지는 소정 전압이 기준의 정전압과 동전위가 되 도록 출력이 이루어지는, 소위 제 1 그리드 전극(71)에 인가되는 그리드 동작 전압의 피드 백 제어가 행해지기 때문에, 그리드 전압 제어 회로(118)로부터는, 안정한 그리드 동작 전압이 제 1 그리드 전극(71)에 주어진다.
펄스 발생기(105)로부터 출력된 펄스는 상술한 바와 같이, 게이트 신호 발생부(150) 및 화상 처리부(160)에도 입력된다. 게이트 신호 발생부(150)는 입력된 펄스에 동기하여 게이트 신호를 출력한다. X선 이미지 인텐시파이어(2)는 입력된 게이트 신호에 의해, X선원(1; X선관(11))으로부터 피검사 대상물(5)에 대하여 X선을 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상한다. 화상 처리부(160)는 입력된 펄스에 동기하여, X선 이미지 인텐시파이어(2)에서 촬상된 피검사 대상물(5)의 X선 투시상의 데이터를 프레임 메모리(도시하지 않음)에 격납한다. 그 후, 화상 처리부(160)는, 프레임 메모리에 격납된 피검사 대상물(5)의 X선 투시상의 데이터에 대하여, 소정의 화상 처리(화상 확대 등)를 실시하고, 화상 처리 후의 피검사 대상물(5)의 X선 투시상의 화상 데이터를 CRT(170)에 출력한다. 화상 처리 후의 피검사 대상물(5)의 X선 투시상의 화상이 CRT(170)에 표시된다. 프레임 메모리에 격납된 X선 투시상은, 게이트 신호가 발생한(펄스 발생기(105)로부터 펄스가 출력된) 타이밍에 있어서의, 피검사 대상물(5)의 정지상이라고 간주할 수 있다.
상술한 본 실시예의 X선 검사 시스템에 의하면, 우선, 그리드 전압 제어부(110)에 의해 제 1 그리드 전극(71)에 인가되는 전압은 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 있어서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사 범위)에 없을 때(펄스 발생기(105)로부터 출력되는 펄스가 오프 상태일 때)에는, 부전압 발생부(112)로부터의 소정의 부전압(분압)을 기준으로 제어된다. 또한, 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 있어서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사범위)에 있을 때(펄스 발생기(105)로부터 출력되는 펄스가 온 상태일 때)에는, 기준 전압 발생부(115)로부터의 기준의 정전압을 기준으로 제어된다. 이로써, 컷 오프 전압 및 그리드 동작 전압의 양쪽 모두 안정한 상태로 인가되게 된다.
더욱이, 펄스 발생기(105)로부터의 펄스의 변화(온 상태로부터 오프 상태, 또는, 오프 상태로부터 온 상태)에 대응하고, 제 1 스위치(114) 및 제 2 스위치(116)가 빠르게 작동하며, 연산 증폭기(117)의 입력 단자(1)에 대하여, 부전압 발생부(112)로부터의 소정의 부전압(분압) 또는 기준 전압 발생부(115)로부터의 기준의 정전압의 한쪽이 선택적으로 빠르게 주어지게 된다. 이 때문에, 그리드 전압 제어 회로(118)로부터 제 1 그리드 전극(71)에 대하여 인가되는 전압이 컷 오프 전압으로부터 그리드 동작 전압으로(도 4i에 있어서의 상승), 또는, 그리드 동작 전압으로부터 컷 오프 전압으로(도 4i에 있어서의 하강), 신속하게 변화한다.
이상의 사실로부터, 펄스 발생기(105)에서 발생된 펄스의 온 상태의 계속 시간(펄스 폭α)에 대응한, 펄스형의 X선을 안정화시킨 상태에서 X선관(11)으로부터 발생시킬 수 있다.
또한, 캐소드(73)으로부터 방출되어 타겟(32)에 충돌하는 전자의 양을 검출하는 수단으로서, 캐소드 전류 검출용 저항기(111)를 설치하여, 캐소드 전류를 검출하고 있기 때문에, 타겟 전류를 검출하는 수단을 설치하는 것 등과 비교하여, 캐 소드(73)으로부터 방출되어 타겟(32)에 충돌하는 전자의 양을 용이하게 검출할 수 있으며, 그리드 전압 제어부(110; 그리드 전압 제어 회로(118))에 의한 제 1 그리드 전극(71)에 대하여 인가되는 전압의 제어도 용이하게 행할 수 있다.
더욱이, 안정한 펄스형의 X선을 발생시키기 위해서 제 1 그리드 전극(71)에 인가되는 전압을 제어하는 그리드 전압 제어부(110)의 구성이, 간이하고 또한 저 비용의 회로 구성으로써 실현 가능해지는 효과도 갖고 있다.
또한, X선 이미지 인텐시파이어(2)는, 펄스 발생기(105)에서 발생된 펄스를 받아 게이트 신호 발생부(150)로부터 출력된 게이트 신호에 기초하여, 게이트 신호가 출력되었을 때(펄스가 온 상태라고 되었을 때)에, X선원(1; X선관(11))으로부터 피검사 대상물(5)에 대하여 X선을 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상하게 된다. 따라서, X선 이미지 인텐시파이어(2)가, X선원(1; X선관(11))으로부터 발생된 안정한 펄스형의 X선을 피검사 대상물(5)에 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 정확하게 획득할 수 있다.
또한, 피검사 대상물(5)이 X선 이미지 인텐시 파이어(2)에 있어서의 촬상 범위(X선원(1)으로부터의 X선의 조사 범위)에 도달하는 것을 광전 스위치(3)에 의해 검지되고, 그 검지에 기초하여, 트리거 신호 발생기(104)가 트리거 신호를 발생시키고, 펄스 발생기(105)가 펄스를 발생하게 된다. 이로써, 펄스가 온 상태에 있을 때에는, 상술한 바와 같이 X선관(11)으로부터 안정한 펄스형의 X선이 발생된다. 또한, X선 이미지 인텐시 파이어(2)는, 펄스 발생기(105)에서 발생된 펄스를 받아 게이트 신호 발생부(150)에서 출력된 게이트 신호에 기초하여, 게이트 신호가 출력 되었을 때(펄스 발생기(105)에서 발생된 펄스가 온 상태라고 되었을 때)에, X선원(1; X선관(11))으로부터 피검사 대상물(5)에 대하여 X선을 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상하게 된다. 따라서, 벨트 컨베이어(4)에 재치되어 반송되어 있는 피검사 대상물(5)에 대하여, X선관(11)으로부터 발생된 안정한 펄스형의 X선을 조사하고, 이 안정한 펄스형의 X선의 조사에 의해 형성되는 피검사 대상물의 X선 투시상을 X선 이미지 인텐시파이어(2)에 의해 정확하게 획득할 수 있다.
또한, 기준 전압 발생부(115)에 입력되는 관(캐소드) 전류 레퍼런스 신호를 가변 설정 가능해지도록 구성된 경우에는, 가변으로 된 관(캐소드) 전류 레퍼런스 신호에 대응하여, 기준 전압 발생부(115)로부터 출력되는 기준의 정전압이 변화하게 된다. 이로써, 연산 증폭기(117)에 있어서의 기준치가 변화하게 되며, 그리드 전압 제어 회로(118)로부터 제 1 그리드 전극(71)에 대하여 인가되는 그리드 동작 전압의 전압치가 변화하여, 캐소드(73)으로부터 방출된 타겟(32)에 충돌하는 전자의 양이 변화하기 때문에, X선관(11)에서 발생하는 X선량을 변화시킬 수 있다. 물론 이 경우에 있어서도, 안정한 펄스형의 X선을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 X선 발생 장치, X선 촬상 장치 및 X선 검사 시스템은 포장 용기 내에 수납되어 있는 상품 등을, 그 포장 용기 등을 파괴하지 않고서 투과하여 볼 수 있는 X선 비파괴 검사 장치에 이용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 진공으로 밀봉된 케이스 내에서, 캐소드로부터 방출된 전자를, 제1 그리드 전극, 제2 그리드 전극 및 집속 전극을 사이에 두고 양극 타겟에 집속시키는 것에 의해서 X선을 발생시키는 X선관;
    상기 제1 그리드 전극에 인가되는 그리드 전압을 제어하는 그리드 전압 제어 수단; 및
    오프 상태로부터 온 상태로 되고, 상기 온 상태가 소정 시간 유지되는 펄스를 발생시키는 펄스 발생 수단을 구비하며,
    상기 그리드 전압 제어 수단은 상기 펄스 발생 수단에서 발생된 상기 펄스를 받고, 상기 펄스가 상기 오프 상태에 있을 때에, 상기 캐소드로부터 방출된 상기 전자가 상기 양극 타겟에 도달하지 않도록, 컷 오프 전압을 상기 제1 그리드 전극에 대하여 인가하며, 상기 펄스 발생 수단에서 발생된 상기 펄스를 받고, 상기 펄스가 상기 온 상태에 있을 때에, 상기 캐소드로부터 방출되어 양극 타겟에 충돌하는 상기 전자의 양이 소정치가 되도록 조정된 그리드 동작 전압을 상기 제1 그리드 전극에 대하여 인가하고, 또한 상기 그리드 전압 제어 수단은 캐소드 전류를 검출하는 캐소드 전류 검출 수단을 갖고, 상기 펄스 발생 수단에서 발생된 상기 펄스를 받아, 상기 펄스가 상기 온 상태에 있을 때에, 상기 캐소드 전류 검출 수단에서 검출된 캐소드 전류가 소정치가 되도록 조정된 그리드 동작 전압을 상기 제1 그리드 전극에 대하여 인가하며,
    상기 캐소드 전류 검출 수단은 캐소드에 접속되고, 캐소드 전류를 검출하기 위한 캐소드 전류 검출용 저항기를 가지며,
    상기 그리드 전압 제어 수단은, 소정의 부전압을 발생시키는 부전압 발생부와, 상기 펄스 발생 수단에서 발생된 상기 펄스가 입력되며, 상기 펄스의 온 상태 및 오프 상태를 반전시킨 반전 펄스를 발생시키는 펄스 반전기와, 상기 펄스 반전기에서 발생된 상기 반전 펄스가 입력되며, 상기 반전 펄스가 온 상태에 있을 때에, 상기 부전압 발생부에서 발생된 상기 소정의 부전압를 출력하는 제 1 스위치와, 기준의 정전압을 발생시키는 기준 전압 발생부와, 상기 펄스 발생 수단에서 발생된 상기 펄스가 입력되고, 상기 펄스가 온 상태에 있을 때에, 상기 기준 전압 발생부에서 발생된 상기 기준의 정전압을 출력하는 제 2 스위치와, 한쪽의 입력 단자에 대하여, 상기 캐소드 전류 검출용 저항기에 생기는 전압이 입력되고, 다른쪽의 입력 단자에 대하여, 상기 제 1 스위치로부터 출력된 상기 소정의 부전압 및 상기 제 2 스위치로부터 출력된 상기 기준의 정전압이 입력되는 연산 증폭기와, 연산 증폭기로부터의 출력을 받아 상기 제1 그리드 전극에 인가되는 그리드 전압을 제어하는 그리드 전압 제어 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항1 에 기재된 X선 발생 장치에 의해 발생된 X선을 피검사 대상물에 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상하는 촬상 수단을 구비하고,
    상기 촬상 수단은 상기 펄스 발생 수단에서 발생된 상기 펄스를 받고, 상기펄스가 온 상태에 있을 때에, 상기 X선 투시상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 X선 촬상 장치.
  5. 청구항1 에 기재된 X선 발생 장치와, 상기 X선 발생 장치에 의해 발생된 X선을 피검사 대상물에 조사하는 것에 의해 형성되는 X선 투시상을 촬상하는 촬상 수단을 갖는 X선 촬상 장치와, 상기 피검사 대상물이 상기 X선 촬상 장치에 있어서의 촬상 범위에 도달하는 것을 검지하는 피검사 대상물 검지 수단을 구비하고,
    상기 펄스 발생 수단은 상기 피검사 대상물 검지 수단에 의한 상기 피검사 대상물의 검지에 기초하여 트리거 신호를 출력하는 트리거 신호 출력 수단을 가지고, 상기 트리거 신호 출력 수단으로부터 트리거 신호가 출력되었을 때에 상기 펄스를 출력하며,
    상기 촬상 수단은 상기 펄스 발생 수단에서 출력된 상기 펄스를 받아, 상기펄스가 온 상태에 있을 때에, 상기 X선 투시상을 촬상하는 것을 특징으로 하는 X선 검사 시스템.
  6. 삭제
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