KR20210057788A

KR20210057788A - X선 발생 장치 및 x선 촬영 시스템

Info

Publication number: KR20210057788A
Application number: KR1020217010730A
Authority: KR
Inventors: 가즈야 츠지노; 요이치 안도
Original assignee: 캐논 아네르바 가부시키가이샤
Priority date: 2018-10-22
Filing date: 2018-10-22
Publication date: 2021-05-21
Also published as: JPWO2020084664A1; JP6695011B1; US20210233734A1; TWI732319B; CN112912987A; US11244801B2; EP3872834A4; TW202038281A; EP3872834A1; WO2020084664A1; CN112912987B; KR102278305B1

Abstract

개시된 X선 발생 장치는, 전자선을 발생하는 전자원을 포함하는 음극과, 전자선의 충돌에 의해서 발생한 X선을 전자선의 입사 방향으로 투과 가능한 투과형 타겟을 포함하는 양극과, 전자선을 투과형 타겟을 향해서 집속시키는 집속 전극을 갖는 X선 발생 장치로서, 투과형 타겟은 국소적으로 작은 두께를 갖는 제1 영역을 갖고, 투과형 타겟에의 전자선의 입사 위치를 제1 영역과, 제1 영역보다도 큰 두께를 갖는 제2 영역 사이에서 전환 가능하게 구성되어 있는 전환 수단을 갖는다.

Description

X선 발생 장치 및 X선 촬영 시스템

본 발명은, X선 발생 장치 및 X선 촬영 시스템에 관한 것이다.

공업용의 비파괴 검사 장치의 하나로서, X선 촬영 시스템이 알려져 있다. 예를 들면, 반도체 집적 회로 기판으로 대표되는 전자 디바이스의 검사에는, 마이크로 포커스 X선관을 구비한 X선 검사 장치가 이용되고 있다. X선관은, 양극과 음극 사이에 X선 에너지에 따른 소정의 전위차의 고전압을 인가하고, 이 고전압으로 가속한 전자를 타겟에 조사함에 의해서, 타겟으로부터 X선을 방출시키는 X선원이다.

X선 촬영 시스템에 있어서의 분해능은, X선 초점 직경이 작을수록 향상한다. 그래서 종래, X선 초점 직경을 미소화하기 위한 다양한 기술이 제안되어 있다. 특허문헌 1에는, 전자선이 타겟에 조사되어 X선이 발생했다고 해도, 그 X선이 전자선의 조사측과는 반대측까지 투과할 수 없을(타겟 내부에서 흡수되어 버릴) 정도로 큰 두께를 갖는 타겟에, 미소한 오목부(X선 저흡수율 부위)를 마련함에 의해서, 타겟에의 전자선의 입사 영역(전자선의 스폿)의 치수에 상관없이, 이 X선 저흡수율 부위의 직경 치수에 의거하는 X선 초점 직경을 실현하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 타겟의 전자선 조사측에 타겟을 전자선으로부터 차단하는 실드층을 마련하고, 그 실드층에 미소한 개구부를 마련함으로써, 전자선의 스폿 직경에 상관없이, 이 개구부의 직경 치수에 의거하는 X선 초점 직경을 실현하는 기술이 제안되어 있다.

이와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 기술에 있어서, X선 발생 장치의 X선 초점 직경은, 타겟이나 타겟 적층 구조체에 미리 형성된 오목부나 개구부의 직경 치수에 의해서 규정된다. 그 때문에, 타겟이나 타겟 적층 구조체에 원하는 X선 초점 직경 치수의 미세 가공을 실시할 필요가 있었다.

국제공개 제2016/125289호 공보 일본 특개2005-332623호 공보

이와 같은 오목부나 개구부의 치수에 의존하지 않고, X선 초점 직경을 미소화시키는 방법으로서는, 타겟 평면에의 전자선의 입사 영역(스폿)을 작게 하는 방법이 있다. 전자선의 스폿 직경은, X선 출사 조건(관전압 및 관전류)과, 전자원을 포함하는 음극으로부터 타겟을 포함하는 양극을 향하는 전자를 집속시키는 집속 전극에의 인가 전압(포커스 전압)에 의존한다. X선 출사 조건은, 피검체에 맞춰서 결정되기 때문에, 원하는 X선 출사 조건에 대하여, 포커스 전압을 조정함에 의해서 전자선의 스폿 직경을 축소시킨다. 포커스 전압의 조정은, 원하는 X선 출사 조건 하에서 집속 전극에 각종 전압을 인가해서 X선 투과 화상을 취득하고, 각각의 X선 투과 화상을 화상 처리해서 해상도를 치밀하게 비교하여, 가장 해상도가 높게되는 포커스 전압(저스트 포커스 전압)을 특정함에 의해서 행하고 있었다. 그러나, 이 포커스 전압의 조정 방법은, 매우 수고스럽다.

본 발명의 목적은, X선 초점 직경을 용이하게 축소할 수 있는 X선 발생 장치 및 X선 촬영 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 관점에 의하면, 전자선을 발생하는 전자원을 포함하는 음극과, 상기 전자선의 충돌에 의해서 발생한 X선을 상기 전자선의 입사 방향으로 투과 가능한 투과형 타겟을 포함하는 양극과, 상기 전자선을 상기 투과형 타겟을 향해서 집속시키는 집속 전극을 갖는 X선 발생 장치로서, 상기 투과형 타겟은 국소적으로 작은 두께를 갖는 제1 영역을 갖고, 상기 투과형 타겟에의 상기 전자선의 입사 위치를 상기 제1 영역과, 상기 제1 영역보다도 큰 두께를 갖는 제2 영역 사이에서 전환 가능하게 구성되어 있는 전환 수단을 갖는 X선 발생 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 일 관점에 의하면, 전자선을 발생하는 전자원을 포함하는 음극과, 상기 전자선의 충돌에 의해서 발생한 X선을 상기 전자선의 입사 방향으로 투과 가능한 투과형 타겟을 포함하는 양극과, 상기 전자선을 상기 투과형 타겟을 향해서 집속시키는 집속 전극을 갖는 X선 발생 장치에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법으로서, 상기 투과형 타겟에 형성된 국소적으로 작은 두께를 갖는 제1 영역에 상기 전자선을 입사시킨 상태에서 집속 전극에의 인가 전압을 변화시키고, 상기 집속 전극에의 인가 전압과 상기 타겟으로부터 방출되는 X선량의 관계를 취득하고, 상기 관계에 의거하여 저스트 포커스 전압을 결정하는 X선 초점 직경의 조정 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, X선 초점 직경을 용이하게 축소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치의 구성예를 나타내는 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치의 구성예를 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치에 있어서의 타겟의 구성예를 나타내는 개략 단면도.
도 4는 전자선의 스폿과 초점 위치의 관계를 나타내는 개략도.
도 5는 집속 전극에의 인가 전압과 X선량의 관계를 나타내는 그래프.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법을 나타내는 플로차트.
도 7은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 X선 발생 장치의 구성예를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 X선 발생 장치의 구성예를 나타내는 평면도.
도 9는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도.
도 10은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법을 나타내는 플로차트.

[제1 실시형태]

본 발명의 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치의 개략 구성에 대하여, 도 1을 이용해서 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 X선 발생 장치의 구성예를 나타내는 개략 단면도이다.

본 실시형태에 따른 X선 발생 장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, X선관(20)과, 구동 회로(50)와, 제어부(60)와, 전자선 편향부(70)와, 기억 장치(80)를 갖는다. 이들 중 적어도 X선관(20) 및 구동 회로(50)는, 수납 용기(10) 내에 배치하는 것이 바람직하다. 수납 용기(10)에는, 그 중에 배치된 각 부 간의 절연내압을 확보하기 위하여, 절연유(90)가 충전될 수 있다. 절연유(90)로서는, 광유, 실리콘유, 불소계유 등의 전기절연유가 바람직하다. 절연유 대신에 수지를 이용해도 된다. 정격의 관전압이 100kV 정도인 X선관(20)을 이용한 X선 발생 장치에는, 취급이 쉬운 광유가 바람직하게 적용된다.

X선관(20)은, 전자원(22)과, 그리드 전극(24)과, 집속 전극(26)과, 양극(28)을 갖는다. 음극은, 전자원(22)을 갖는다. 양극(28)은, 양극 부재(30)와, 타겟(32)과, 타겟 지지체(34)를 갖는다. 전자원(22), 그리드 전극(24) 및 집속 전극(26)은, 구동 회로(50)에 접속되어 있고, 구동 회로(50)로부터 각각에 원하는 제어 전압이 인가된다. 양극(28)은, 그라운드 전위로 유지된 수납 용기(10)에 접속되어 있다.

전자원(22)은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 텅스텐 필라멘트나 함침형 캐소드와 같은 열음극, 카본 나노 튜브 등의 냉음극을 적용할 수 있다. 타겟(32)을 구성하는 재료는, 융점이 높고 X선 발생 효율이 높은 재료가 바람직하며, 예를 들면, 텅스텐, 탄탈륨, 몰리브덴 및 그들의 합금 등을 적용할 수 있다. 본 발명에서 이용하는 타겟(32)은, 발생한 X선을 전자의 조사측과 반대측으로 투과 가능한 두께를 갖는 투과형 타겟이다. 타겟 지지체(34)는, 타겟(32)을 지지함과 함께, 타겟(32)으로부터 외부에 X선을 방사하기 위한 X선 투과창을 구성한다. 타겟 지지체(34)를 구성하는 재료는, X선의 투과성 및 열전도성이 높은 재료가 바람직하며, 예를 들면 다이아몬드를 적용할 수 있다. 열전도성이 높은 재료를 이용하는 것에는, 전자선 조사에 의한 타겟(32)의 온도 상승을 억제하고, 타겟(32)의 열화(劣化)를 저감하는 효과가 있다.

전자원(22)으로부터 방출된 전자를 양극(28)과의 사이의 고전압으로 가속해서 전자선으로 하고, 양극(28)에 마련된 타겟(32)에 충돌시킴에 의해, 타겟(32)에서 X선이 발생한다. 타겟(32)으로부터 방사되는 X선량은, 타겟(32)에 조사되는 전자선량에 의해서 제어할 수 있다. 타겟(32)에 조사되는 전자선량은, 그리드 전극(24)에 인가하는 그리드 전압에 의해서 제어할 수 있다. 또한, 전자선의 스폿 직경은, 집속 전극(26)에 인가하는 포커스 전압에 의해서 제어할 수 있다.

전자선 편향부(70)는, X선관(20)의 관외(외측)이며, 음극과 양극(28) 사이에 마련된다. 예를 들면, 전자선 편향부(70)는, 집속 전극(26)과 타겟(32) 사이에 마련된다. 그리고, 전자선 편향부(70)는, X선관(20)의 내부에 생성된 전자선에 자장을 작용시켜서, 타겟(32)에 입사하는 전자선의 궤도를 편향하는 기능을 구비하고, 전자선의 입사 위치의 전환을 행할 수 있도록 구성되어 있다. 전자선 편향부(70)는, 영구 자석이어도 되고, 전자석이어도 된다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전자선 편향부(70)는, 2개의 영구 자석을 구비하고, 2개의 영구 자석은, 한쪽의 영구 자석의 S극과 다른 쪽의 영구 자석의 N극이 관 직경 방향에 대향하도록 X선관(20)의 주위에 배치되어도 된다. 혹은, 전자선 편향부(70)는, 자극이 관 직경 방향을 향하도록 X선관(20)의 주위에 배치된 하나의 영구 자석이어도 된다.

또, 전자선 편향부(70)는, 전자선이 타겟(32)에 입사하는 위치가 2지점 사이에서 전환되면, 어떠한 구성이어도 된다. 예를 들면, 전자선 편향부(70)는, 착탈 가능하게 구성되어 있어도 되고, 혹은, 회전 가능하게 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 전자선 편향부(70)가 영구 자석인 경우에는, 전자선 편향부(70)는, 나사나 스프링에 의해서 고정됨에 의해서, X선 발생 장치(100)에 분리 가능하게 구성되어 있어도 된다. 전자선 편향부(70)가 전자석인 경우에는, 전자석에 전류를 흘려보내는 전원을 ON·OFF 가능하게 구성되어 있어도 된다. 전자선 편향부(70)가 모터 등을 구비한 회전 기구나 이동 기구 등을 구비함에 의해서, 전자선에 작용시키는 전자선 편향부(70)의 자장의 강도나 방향을 바꿀 수 있도록 전자선 편향부(70)를 구성해도 된다.

구동 회로(50)는, 고전압 발생 회로, 전자원 구동 회로, 그리드 전압 제어 회로, 포커스 전압 제어 회로(모두 도시하지 않음) 등을 포함한다. 고전압 발생 회로는, X선관(20)의 양극(28)과 음극(전자원(22)) 사이에 인가하는 고전압을 생성한다. 전자원 구동 회로는, 전자원(22)에 공급하는 전압이나 전류를 제어한다. 그리드 전압 제어 회로는, 그리드 전극(24)에 공급하는 그리드 전압을 제어한다. 포커스 전압 제어 회로는, 집속 전극(26)에 공급하는 포커스 전압을 제어한다. 제어부(60)는, 구동 회로(50)에 접속되어 있다. 제어부(60)는, 구동 회로(50)에, 고전압 발생 회로, 전자원 구동 회로, 그리드 전압 제어 회로, 포커스 전압 제어 회로, 전자선 편향부(70)(회전 기구나 이동 기구를 구비하고 있어도 됨) 등을 제어하기 위한 제어 신호를 공급한다. 기억 장치(80)는, 각종 X선 출사 조건과, 그 조건에 있어서의 저스트 포커스 전압을 관련지어서 기록한 전압 테이블을 저장하고 있다.

다음으로, 도 2 및 도 3을 이용해서, 제1 실시형태의 X선 발생 장치에 있어서의 특징적인 구조를 설명한다. 도 2는, 제1 실시형태의 X선 발생 장치(100)의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 2에는, 전자선의 진행 방향(Z축 방향)에 대해서 수직인 면(X-Y면에 평행한 면)에 있어서의 제1 실시형태의 X선 발생 장치(100)의 평면도를 나타내고 있다. 도 1의 X선관(20)의 부분의 단면도는, 도 2의 A-A' 선 단면도에 상당한다.

제1 실시형태에 있어서의 X선 발생 장치(100)에 마련되어 있는 타겟(32)은, 두께가 국소적으로 작은 박막부(36)를 갖고 있다. 그리고, 이 박막부(36)는, 집속 전극(26)의 중심축(광축)의 연장선 상에 위치해 있다.

또한, 제1 실시형태에 있어서의 X선 발생 장치(100)는, 타겟(32)을 향하는 전자선에 자장을 작용시키지 않은 상태와, 자장을 작용시키는 상태를 전환 가능하게 구성된 전자선 편향부(70)를 갖는다. 박막부(36)는, 집속 전극(26)의 중심축(광축)의 연장선 상에 위치해 있기 때문에, 집속 전극(26)에 의해서 집속시켜진 전자선에 대해서 전자선 편향부(70)에 의해 자장을 작용시키지 않을 경우, 집속 전극(26)에 의해 집속된 전자선은 타겟(32)의 박막부(36)에 입사한다. 한편, 집속 전극(26)에 의해서 집속시켜진 전자선에 대해서 전자선 편향부(70)에 의해 자장을 작용시킬 경우, 전자선은 로렌츠력을 받아서 편향하여, 전자선 조사부(42)에 입사한다. 환언하면, 전자선 편향부(70)는, 타겟(32)에의 전자선의 입사 위치를, 타겟(32)에 있어서 두께가 국소적으로 작은 영역인 제1 영역(박막부(36))과, 타겟(32)에 있어서 제1 영역과는 다른 영역인 제2 영역(전자선 조사부(42)) 사이에서 전환하는 전환 수단이다.

전자선 편향부(70)는, 전자선의 입사 위치가 2지점(박막부(36) 및 전자선 조사부(42)) 사이에서 전환되면, 어떠한 구성이어도 되며, 예를 들면 전자석이다. 다른 예로서는, 전자선 편향부(70)는, 나사나 스프링에 의해서 걸림에 의해서, X선 발생 장치(100)에 착탈 가능하게 구성된 영구 자석이어도 된다. 도 1에, 2개의 영구 자석을 구비한 전자선 편향부(70)가 나타나 있다. 2개의 영구 자석은, 한쪽의 영구 자석의 S극과 다른 쪽의 영구 자석의 N극이 관 직경 방향에 대향하도록 X선관(20)의 주위에 배치되어 있다. 또, X선관(20)의 주위에 배치되는 영구 자석은 단 하나여도 된다. 그 밖의 예로서는, 전자선 편향부(70)와 X선관(20) 사이에 배치/제거 가능하게 구성된 자장을 차폐하는 차폐판을 마련해도 된다.

도 3은, 전자선 조사부(42) 및 박막부(36)를 갖는 타겟(32)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 전자선 조사부(42)는, 전자선의 입사 방향으로 X선이 투과 가능한 막두께, 즉, 전자선의 입사면과는 반대측의 타겟 지지체(34)의 측에 X선을 취출할 수 있는 막두께를 갖는다. 전자선 조사부(42)의 막두께는, 예를 들면 10마이크로미터 이하, 보다 바람직하게는 5마이크로미터 이하이다. 한편, 박막부(36)는, 전자선 조사부(42)와 비교해서 타겟(32)의 막두께가 얇아지도록 구성되어 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 박막부(36)는, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 타겟(32)에 마련된 오목부(38)에 의해서 구성될 수 있다. 도 3에서는, 오목부(38)는 타겟 지지체(34)와 대향하는 측에 형성되어 있지만, 타겟 지지체(34)측에 존재해도 되고, 양측에 존재해도 된다. 또한, 박막부(36)는, 도 3의 (c) 및 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 타겟(32)에 마련된 관통 구멍(40)에 의해서 구성될 수 있다. 관통 구멍(40)은, 타겟(32)의 박막부(36)의 막두께가 0인 경우에 상당한다.

본 발명의 박막부(36)에 있어서의 타겟(32)의 두께는, 박막부(36)의 중심(중심축)을 향해서 연속적으로 혹은 단계적으로 감소하고 있는 것이 바람직하다. 박막부(36)가 이와 같은 두께를 가짐에 의해서, 하기에서 상세히 설명하는, 포커스 전압과 X선량의 관계가 선명해져서, 저스트 포커스 전압을 보다 특정하기 쉬워진다. 또한, 박막부(36)의 형상은, 중심축에 대해서 회전 대칭인 것이 바람직하다. 예를 들면, 박막부(36)는, 도 3의 (a) 및 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 직사각형 형상의 오목부(38)나 관통 구멍(40)에 의해서 구성될 수 있다. 혹은, 박막부(36)는, 도 3의 (b) 및 도 3의 (d)에 나타내는 바와 같이, 대략 구면(球面) 형상의 오목부(38)나 관통 구멍(40)에 의해서 구성될 수 있다.

타겟(32)의 박막부(36)는, X선 발생 장치의 조립 전에 기계적인 가공에 의해서 미리 타겟(32)에 형성된 것이어도 되고, 혹은, X선 발생 장치의 조립 후, 타겟(32)에 의도적으로 전자선을 과잉하게 조사함에 의해서 형성해도 된다. 본 발명의 박막부(36)는, 하기에서 상세히 설명하는 바와 같이, X선 초점 직경을 직접 규정하는 것은 아니기 때문에, 박막부(36)의 직경(면적)은, 원하는 전자선의 스폿 직경(면적)보다 커도 되고, 작아도 된다. 따라서, 종래 기술에 있어서 X선 초점 직경을 직접 규정하는 오목부나 개구부를 타겟(32)이나 타겟 적층 구조체에 형성하기 위한 정밀한 미세 가공은 불필요하다.

다음으로, 본 발명의 X선 초점 직경의 조정 방법의 개념에 대하여, 도 4 내지 도 6을 이용해서 설명한다.

본 발명에 있어서의 타겟(32)은, 전자선의 입사 방향으로 X선이 투과 가능한 막두께, 즉, 전자선의 입사면과는 반대측의 타겟 지지체(34)의 측에 X선을 취출할 수 있는 막두께를 갖는다. 이와 같은 타겟(32)을 이용할 경우, X선관(20)으로부터 방출되는 X선의 초점 직경은, 타겟(32)에 입사하는 전자선의 스폿 직경에 의존해서 변화한다. 즉, 전자선의 스폿 직경이 클수록 X선 초점 직경은 커지고, 전자선의 스폿 직경이 작을수록 X선 초점 직경은 작아진다. X선 초점 직경을 작게 하기 위해서는, 타겟(32)에 입사하는 전자선의 스폿 직경을 작게 할 필요가 있다. 그리고, 전자선의 스폿 직경은, 전자선의 초점이 타겟(32) 상에 위치하는 상태에서 최소로 된다.

도 4는, 본 발명의 제1 실시형태의 X선 발생 장치(100)를 이용해서, 전자선 편향부(70)가 전자선에 자장을 작용시키지 않은 상태에서, 집속 전극(26)에 서로 다른 포커스 전압을 인가했을 경우에, 전자선(44)의 초점 위치가 서로 다른 것을 나타내는 모식도이다. 도 4의 (a)는, 포커스 전압이 A인 경우에, 전자선(44)의 초점이 타겟(32)보다도 전자원(22)측에 위치하는 (오버 포커스의 상태)이다. 도 4의 (b)는, 포커스 전압이 B(저스트 포커스 전압)인 경우에, 전자선(44)의 초점이 타겟(32) 상에 위치하는 (저스트 포커스의 상태)이다. 도 4의 (c)는, 포커스 전압이 C인 경우에, 전자선(44)의 초점이 타겟(32)보다도 전자원(22)으로부터 떨어진 장소에 위치하는 (언더 포커스의 상태)이다.

포커스 전압이 B인 경우(저스트 포커스의 상태)는, 포커스 전압이 A나 C인 경우보다도, 전자선의 스폿에 차지하는 박막부(36)의 비율이 많아진다. 박막부(36)는 타겟(32)에 오목부(38)나 관통 구멍(40)이 마련된 영역이고, 박막부(36)에 있어서의 타겟 원자의 양은 그 주위의 영역에 있어서의 타겟 원자의 양보다도 적다. 따라서, 포커스 전압이 B(저스트 포커스 전압)에 가까워짐에 따라, 타겟(32)으로부터 방출되는 X선량은 감소한다.

도 5의 (a)는, 본 발명의 제1 실시형태의 X선 발생 장치(100)를 이용해서, 전자선 편향부(70)가 전자선에 자장을 작용시키지 않은 상태(즉, 전자선이 타겟(32)의 박막부(36)에 입사하도록 전자선 궤도(전자선의 중심축)를 고정한 상태)에 있어서, 타겟(32)으로부터 방출되는 X선량과 집속 전극(26)에 인가하는 포커스 전압의 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 포커스 전압이 B(저스트 포커스 전압)에 가까워짐에 따라, 타겟(32)으로부터 방출되는 X선량은 감소한다. 이는, 전자선의 스폿이 작아질수록, 전자선의 스폿에 박막부(36)가 차지하는 비율이 커지기 때문이다. 박막부(36)에 있어서의 타겟(32)의 두께가, 박막부(36)의 중심(중심축)을 향해서 연속적으로 혹은 단계적으로 감소하고 있으면, 저스트 포커스 전압 부근에 있어서의 X선량의 변화량이 보다 커져서, 저스트 포커스 전압의 특정을 보다 용이하게 행할 수 있다.

한편, 도 5의 (b)는, 비교예로서, 전자선이 일정한 두께를 갖는 타겟(즉, 박막부(36)가 형성되어 있지 않은 타겟)(32)에 입사하고 있는 상태에 있어서, 타겟(32)으로부터 방출되는 X선량과 집속 전극(26)에 인가하는 포커스 전압의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 경우, 타겟(32)으로부터 방출되는 X선량은, 포커스 전압에 상관없이 일정하다.

따라서, 타겟(32)의 박막부(36)에 전자선을 입사했을 때에 방출되는 X선량을 최소화하는 포커스 전압이, 전자선의 스폿 직경을 최소화함과 동시에, X선 초점 직경을 최소화하는 저스트 포커스 전압이다.

즉, 본 발명에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법은 이하와 같다. 도 6은, 본 실시형태에 따른 X선 발생 장치에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법을 나타내는 플로차트이다. 우선, 전자선을 타겟(32)의 박막부(36)에 입사시킨다(스텝 S101). 다음으로, 집속 전극(26)에 복수의 포커스 전압을 인가하고, X선 발생 장치(100)로부터 방출되는 각 X선량을, X선 발생 장치(100)의 외부에 마련된 X선 검출기(선량계 등)에 의해서 측정한다. 그리고, 복수의 포커스 전압에 관한 정보와, 복수의 대응하는 X선량에 관한 정보를, 복수의 관련지은 정보로서 취득한다(스텝 S102). 복수의 관련지은 정보에 의거해, X선량을 최소화하는 포커스 전압을 저스트 포커스 전압으로서 특정한다(스텝 S103). 저스트 포커스 전압을 특정할 때, 복수의 관련지은 정보에 의거해, 포커스 전압과 X선량의 관계를 취득하고, 저스트 포커스 전압을 산출해도 된다.

제1 실시형태의 박막부(36)는, 집속 전극(26)의 중심축(광축)의 연장선 상에 위치해 있기 때문에, 전자선의 입사 위치를 박막부(36)로 전환하는데 있어서는, 예를 들면, 영구 자석을 X선 발생 장치(100)로부터 분리함에 의해서 행해도 되고, 전자석에 인가하는 전류를 정지함에 의해서 행해도 된다.

통상적으로, X선 발생 장치에는, 각종 X선 출사 조건과, 그 조건에 있어서의 저스트 포커스 전압을 관련지어서 기록한 전압 테이블이 저장되어 있다. 종래, 이 전압 테이블을 작성하기 위해서는, 각종 X선 출사 조건에 있어서 포커스 전압이 서로 다른 복수의 X선 투과 화상을 취득하고, 각각의 X선 투과 화상을 화상 처리해서 분해능을 치밀하게 비교하여, 가장 분해능이 높게되는 저스트 포커스 전압을 특정할 필요가 있었다.

이에 대하여, 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치(100)에 있어서는, 각각의 X선 출사 조건에 대해서, 타겟(32)의 박막부(36)에 전자선을 입사했을 때에 방출되는 X선량이 최소로 되는 포커스 전압을 발견하기만 해도 된다. 따라서, 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치(100)에 있어서는, 전압 테이블의 작성에 있어서 정밀도가 높은 화상 처리는 불필요하여, 전압 테이블의 작성을 간략화할 수 있다.

또한, 전압 테이블의 작성이 용이하게 되었기 때문에, 전압 테이블을 정기적으로 갱신하는 것도 가능하다. 이에 의해, 장치의 예기치 않은 경시(經時) 변화에 의해 저스트 포커스 전압이 변화했다고 해도, 장기간에 걸쳐서 높은 해상도를 유지할 수 있다.

한편, 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치를 이용해서 X선 촬영 등을 행할 때(X선 발생 모드)에는, 전자원(22)으로부터 방출된 전자선을 전자선 편향부(70)에 의해 편향시켜서, 전자선의 입사 위치를 타겟(32)의 전자선 조사부(42)로 전환한다(즉, 전자선이 타겟(32)의 박막부(36)에 입사하도록 전자선 궤도(전자선의 중심축)를 고정). 또한, 제어부(60)는, 기억 장치(80)에 저장되어 있는 전압 테이블을 참조하여, 소정의 X선 출사 조건에 따른 저스트 포커스 전압을 집속 전극(26)에 인가한다.

또, 본 실시형태에서는, 전자선 편향부(70)에 의해서 편향시키지 않은 상태의 전자선을 박막부(36)에 조사하고, 전자선 편향부(70)에 의해서 편향시킨 전자선을 전자선 조사부(42)에 조사하는 경우를 예시했지만, 전자선을 조사하는 영역은 반대여도 된다.

이와 같이, 본 실시형태에 따르면, X선 초점 직경을 용이하게 축소할 수 있다.

[제2 실시형태]

본 발명의 제2 실시형태에 따른 X선 발생 장치에 대하여, 도 7을 이용해서 설명한다. 제1 실시형태에 따른 X선 발생 장치와 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하거나 혹은 간결하게 한다. 도 7은, 본 실시형태에 따른 X선 발생 장치의 구성예를 나타내는 평면도이다.

제1 실시형태에서는, 집속 전극(26)에 의해서 집속시켜진 전자선에의 자장의 작용의 유무에 따라서, 전자선의 타겟(32)에의 입사 위치를 전환했다. 제2 실시형태에서는, 전자선에 작용시키는 자장의 방향을 바꿈으로써, 전자선의 타겟(32)에의 입사 위치를 전환하는 실시형태를 설명한다.

제2 실시형태에 따른 전자선 편향부(70)는, 전자선을 편향하기 위하여 인가하는 자장의 방향이, 집속 전극(26)의 중심축(광축)을 축으로 해서 회전할 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들면, X선관(20)을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 전자선 편향부(70)는, 집속 전극(26)의 중심축을 축으로 해서 회전시키기 위해서 모터 등을 구비한 회전 기구를 구비할 수 있다. 이와 같이 구성함으로써, 한 쌍의 전자선 편향부(70) 사이에 발생하는 자장의 방향을, 집속 전극(26)의 중심축을 축으로 해서 회전시킬 수 있다. 도 7에는, X선관(20)을 사이에 두고 대향하는 한 쌍의 전자선 편향부(70)가, 집속 전극(26)의 중심축을 축으로 해서, 30도씩 회전하도록 구성되어 있는 경우를 예시하고 있다.

전자선 편향부(70)가 도 7에 나타내는 위치에 있을 때, 전자원(22)으로부터 방출된 전자선은 로렌츠력을 받아서 편향하여, 타겟(32)의 전자선 조사부(42)에 입사한다. 이 전자선 조사부(42)는, 전자선 편향부(70)의 위치에 따라서 변화한다. 전자선 편향부(70)가 30도씩 회전하도록 구성되어 있었을 경우, 도 7에 ● 표시 및 ○ 표시로 나타내는 바와 같이, 전자선 조사부(42)의 위치도 집속 전극(26)의 중심축을 축으로 해서 30도씩 회전한 개소에 위치한다.

제2 실시형태에서는, 전자선 편향부(70)를 회전시키는 것에 수반해서 전자선이 입사할 수 있는 임의의 개소에, 두께가 국소적으로 얇은 박막부(36)를 마련하고 있다. 예를 들면, 도 7의 예에서는, 전자선 편향부(70)를 전자선 편향부(70')의 위치까지 이동했을 때에 전자선이 입사하는 위치를, 박막부(36)로 하고 있다.

타겟(32)을 이와 같이 구성함에 의해, 전자선 편향부(70)에 의해 전자선에 인가하는 자장의 방향을 변경하는 것만으로, 전자선이 입사하는 위치를 박막부(36)와 전자선 조사부(42) 사이에서 용이하게 전환할 수 있다. 또한, 장시간의 사용에 의해서 타겟(32)의 전자선 조사부(42)가 열화(즉, 막두께의 감소)한 경우에는, 열화한 전자선 조사부(42)를 새로운 박막부(36)로서 이용해도 된다. 그 경우, 전자선 편향부(70)에 의해서 편향시킨 전자선이 입사할 수 있는 열화되어 있지 않은 타겟 영역을 새로운 전자선 조사부(42)로서 설정한다. 그리고, 전자선 편향부(70)에 의해 인가하는 자장의 방향을 변경하는 것만으로, 전자선의 입사 위치를 새로운 전자선 조사부(42)로 전환할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 전자선 편향부(70)를 영구 자석에 의해 구성하고, 회전 기구를 이용해서 전자선 편향부(70)를 회전하는 예를 나타냈지만, 전자선 편향부(70)를 전자석에 의해 구성하도록 해도 된다. 또한, 전자석에 의해 구성된 전자선 편향부(70)를 복수 세트 배치하고, 전자선 편향부(70)를 회전하는 대신에, 임의의 전자석에 통전해서 원하는 방향의 자장을 형성하도록 해도 된다.

이와 같이, 제2 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 마찬가지의 원리로, 정밀도가 높은 화상 처리를 행하지 않고, X선 초점 직경을 용이하게 축소시킬 수 있다.

[제3 실시형태]

제1 실시형태에서는, 집속 전극(26)에 의해서 집속시켜진 전자선에의 자장의 작용의 유무에 따라서, 전자선의 타겟(32)에의 입사 위치를 전환했다. 또한, 제2 실시형태에서는, 전자선에 작용시키는 자장의 방향을 바꿈으로써, 전자선의 타겟(32)에의 입사 위치를 전환했다. 제3 실시형태에서는, 전자선에 작용시키는 자장의 크기를 바꿈으로써, 전자선의 타겟(32)에의 입사 위치를 전환하는 실시형태에 대하여 설명한다.

제3 실시형태에 따른 전자선 편향부(70)는, 전자선을 편향하기 위하여 인가하는 자장의 크기를 변경 가능하게 구성되어 있다. 예를 들면, 전자석에 인가하는 전류를 변화시키거나, 설치하는 영구 자석의 수를 변화시킴으로써, 전자선에 작용시키는 자장의 크기를 변화시킬 수 있다. 즉, 전자선 편향부(70)를 영구 자석에 의해 구성하는 경우에 있어서는, 영구 자석의 수를 늘림에 의해, 전자선에 작용시키는 자장의 크기를 크게 할 수 있다. 전자선 편향부(70)를 전자석에 의해 구성하는 경우에 있어서는, 전자석에 인가하는 전류를 증가함에 의해, 전자선에 작용시키는 자장의 크기를 크게 할 수 있다. 전자선에 작용시키는 자장의 크기를 크게 함으로써, 전자가 받는 로렌츠력도 커지고, 전자선의 편향량은 보다 커진다.

도 8은, 전자선 편향부(70)에 의해 인가하는 자장을, 제1 크기와, 제1 크기와는 다른 제2 크기로 변화한 경우에 있어서의, 타겟(32)에의 전자선의 조사 위치를 모식적으로 나타낸 것이다. 도 8에는, 전자선에 작용시키는 자장을 제1 크기로 설정함에 의해 전자선을 박막부(36)에 입사하고, 전자선에 작용시키는 자장을 제1 크기보다도 큰 제2 크기로 설정함에 의해 전자선을 전자선 조사부(42)에 입사하는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 박막부(36)는, 전자선 조사부(42)보다도 집속 전극(26)의 중심축에 가까운 측에 위치하게 된다.

전자선에 작용시키는 자장을 제1 크기로 설정함에 의해 전자선을 박막부(36)에 입사하고, 전자선에 작용시키는 자장을 제1 크기보다도 작은 제2 크기로 설정함에 의해 전자선을 전자선 조사부(42)에 입사하도록 해도 된다. 이 경우, 박막부(36)는, 전자선 조사부(42)보다도 집속 전극(26)의 중심축으로부터 먼 측에 위치하게 된다.

타겟(32)을 이와 같이 구성함에 의해, 전자선 편향부(70)에 의해 전자선에 인가하는 자장의 크기를 변경하는 것만으로, 전자선이 입사하는 위치를 박막부(36)와 전자선 조사부(42) 사이에서 용이하게 전환할 수 있다.

이와 같이, 제3 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 마찬가지의 원리로, 정밀도가 높은 화상 처리를 행하지 않고, X선 초점 직경을 용이하게 축소시킬 수 있다.

[제4 실시형태]

본 발명의 제4 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템에 대하여, 도 9 및 도 10을 이용해서 설명한다. 제1 및 제2 실시형태에 따른 X선 발생 장치와 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하거나 혹은 간결하게 한다.

먼저, 본 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템의 개략 구성에 대하여, 도 9를 이용해서 설명한다. 도 9는, 본 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.

본 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템(200)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, X선 발생 장치(100)와, X선 검출 장치(110)와, 정보 취득부(120)와, 시스템 제어 장치(130)와, 표시 장치(140)를 갖는다. X선 발생 장치(100)는, 제1 또는 제2 실시형태의 X선 발생 장치이고, X선관(20)과, 구동 회로(50)와, 제어부(60)와, 기억 장치(80)를 갖는다. 제어부(60)는, 제1 및 제2 실시형태에서 설명한 기능에 더하여, X선 검출 장치(110)가 취득한 X선량에 관한 정보를 포함하는 정보를 수신하는 수신부로서의 기능을 더 구비한다. X선 검출 장치(110)는, X선 검출기(112)를 갖는다.

시스템 제어 장치(130)는, X선 발생 장치(100)의 제어부(60), X선 검출 장치(110)의 X선 검출기(112), 정보 취득부(120) 및 표시 장치(140)에 접속되어 있다.

다음으로, 제4 실시형태의 X선 촬영 시스템의 특징적인 구조에 대하여 설명한다. 제4 실시형태의 X선 촬영 시스템은, 정보 취득부(120)를 갖는다. 정보 취득부(120)는, 집속 전극(26)에 인가된 포커스 전압과, 그 포커스 전압을 인가했을 때에 X선 검출기(112)가 검출한 X선량을, 관련지은 정보로서 취득하는 기능을 갖는다. 정보 취득부(120)는, 이 기능을 갖는 것이면 어떠한 구성이어도 된다. 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같이, 정보 취득부(120)는, X선 발생 장치(100), X선 검출 장치(110) 및 시스템 제어 장치(130)의 각각에 접속되어 있는 독립한 구성 요소여도 되고, X선 발생 장치(100), X선 검출 장치(110) 및 시스템 제어 장치(130) 중 어느 하나의 일부여도 된다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템(200)의 동작의 개략에 대하여, 도 9를 이용해서 설명한다.

시스템 제어 장치(130)는, X선 발생 장치(100), X선 검출 장치(110) 및 정보 취득부(120)를 포함하는 시스템 전체의 제어를 맡는다. X선 발생 장치(100)의 제어부(60)는, 시스템 제어 장치(130)로부터의 지시에 따라서 구동 회로(50)를 제어하고, X선관(20)에 각종 제어 신호를 출력한다. 예를 들면, 시스템 제어 장치(130)는, 제어부(60)에 대해서 X선 출사 조건(예를 들면, 관전압 및 관전류)에 관한 정보를 부여한다. X선 출사 조건에 관한 정보를 수신한 제어부(60)는, 기억 장치(80)에 저장되어 있는 전압 테이블을 참조하여, 시스템 제어 장치(130)로부터 부여된 X선 출사 조건에 있어서의 저스트 포커스 전압을 취득한다. 제어부(60)는, 구동 회로(50)를 제어하고, X선관(20)에, X선 출사 조건에 따른 관전압이나 전압 테이블로부터 취득한 저스트 포커스 전압 등의 각종 구동 신호를 출력한다. 이에 의해, X선 발생 장치(100)로부터 출사되는 X선의 방출 상태를 제어할 수 있다.

X선 발생 장치(100)로부터 출사된 X선(104)은, 피검체(106)를 투과해서 X선 검출기(112)에서 검출된다. X선 검출기(112)는, X선 발생 장치(100)로부터 방사되는 X선의 양(조사선량, 흡수선량, 선량당량, 방사능 등)을 2차원의 정보로서 측정할 수 있는 것이면 어떠한 형태여도 된다. X선 검출기(112)는, 도시하지 않은 검출 소자(예를 들면 선량계나 계수관)를 복수 구비하고 있고, 투과 X선상을 취득한다. 혹은, 이미지 인텐시파이어나 카메라 등을 구비한 X선 검출기(112)를 이용하여, X선량에 관한 정보를 취득하도록 해도 된다. X선 검출기(112)는, 취득한 투과 X선상을 화상 신호로 변환해서 출력한다. X선관(20)과 피검체(106) 사이에는, 불필요한 X선의 조사를 억제하기 위하여, 도시하지 않은 슬릿, 콜리메이터 등을 배치해도 된다.

X선 검출기(112)는, 시스템 제어 장치(130)에 의한 제어 하에, 화상 신호에 소정의 신호 처리를 실시하고, 처리된 화상 신호를 시스템 제어 장치(130)에 출력한다. 시스템 제어 장치(130)는, 처리된 화상 신호에 의거해서, 표시 장치(140)에 화상을 표시시키기 위해서 표시 신호를 표시 장치(140)에 출력한다. 표시 장치(140)는, 표시 신호에 의거하는 피검체(106)의 촬영 화상을 스크린에 표시한다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템(200)에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법에 대하여, 도 9 및 도 10을 이용해서 설명한다. 도 10은, 본 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법을 나타내는 플로차트이다.

본 실시형태에 따른 X선 촬영 시스템(200)에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법은, X선 발생 장치(100)의 제어부(60)가, 혹은, 제어부(60)를 통해서 시스템 제어 장치(130)가, 예를 들면 도 10에 나타내는 플로차트에 따라서 실행함에 의해 실현할 수 있다. 도 10의 플로차트에 나타내는 각 스텝은, 제어부(60)나 시스템 제어 장치(130)에, 프로그램을 도입한 LSI 등의 하드웨어 부품인 회로 부품을 실장함에 의해, 하드웨어적으로 실현하는 것이 가능하다. 혹은, 제어부(60) 또는 시스템 제어 장치(130)를 구성하는 컴퓨터에, 도 10의 플로차트에 나타내는 각 스텝을 실행하기 위한 프로그램을 실행시킴에 의해, 소프트웨어적으로 실현하는 것도 가능하다.

혹은, 상기 프로그램을 기록 매체에 기록시키고, 당해 기록 매체에 기록된 프로그램을 코드로서 판독하고, 컴퓨터에서 실행하도록 구성해도 된다. 즉, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체도, 본 실시형태의 범위에 포함된다. 또한, 상기한 프로그램이 기록된 기록 매체는 물론, 그 프로그램 자체도, 본 실시형태의 범위에 포함된다. 당해 기록 매체로서는, 예를 들면 플로피(등록상표)디스크, 하드디스크, 광디스크, 광자기디스크, CD-ROM, 자기테이프, 불휘발성 메모리카드, ROM을 이용할 수 있다. 또한 당해 기록 매체에 기록된 프로그램 단체(單體)로 처리를 실행하고 있는 것으로 한정하지 않으며, 다른 소프트웨어, 확장 보드의 기능과 공동해서, OS 상에서 동작해서 처리를 실행하는 것도 본 실시형태의 범주에 포함된다.

시스템 제어 장치(130)는, 유저로부터의 지시에 따라서, 혹은, 소정의 조건을 만족한 타이밍에 있어서, X선 초점 직경의 조정 모드로 이행한다. 시스템 제어 장치(130)는, X선 초점 직경의 조정 모드로 이행한 것을 나타내는 정보를, X선 발생 장치(100)의 제어부(60) 및 X선 검출 장치(110)로 통지한다.

소정의 조건으로서는, 예를 들면, 전자선이 조사되고 있는 타겟(32)의 1개소에 있어서의 누적 조사 시간이 소정 시간을 경과한 것이나, X선량이 소정의 값 이하로 된 것 등을 들 수 있다. 이와 같이 해서, 정기적으로 X선 초점 직경의 조정 모드로 자동적으로 이행하도록 구성함으로써, 보다 장기간에 걸쳐서 높은 분해능을 유지할 수 있다.

제어부(60)는, 시스템 제어 장치(130)로부터의 정보를 수신함에 의해, X선 초점 직경의 조정 모드로 이행한 것을 검지한다(스텝 S201).

X선 초점 직경의 조정 모드로 이행한 것을 검지한 제어부(60)는, 전자원(22)으로부터 방출된 전자선이 타겟(32)의 박막부(36)를 포함하는 영역에 입사하도록, 전자선 편향부(70)를 제어한다(스텝 S202).

이어서, 제어부(60)는, 집속 전극(26)에 인가하는 포커스 전압의 전압값을 복수의 값으로 설정하고, 각각의 전압값에 있어서 X선관(20)으로부터 X선을 출사하도록, 구동 회로(50)를 제어한다. 예를 들면, 제어부(60)는, 시스템 제어 장치(130)에 의해서 지정되어 있는 X선 출사 조건(관전류 및 관전압)에 있어서, 집속 전극(26)에 인가하는 포커스 전압의 전압값을 복수의 값으로 설정한다. 제어부(60)가 구동 회로(50)에 대해서 설정한 포커스 전압에 관한 정보는, 정보 취득부(120)로 보내진다.

X선 검출 장치(110)의 X선 검출기(112)는, 타겟(32)의 박막부(36)에 입사한 전자선에 의해서 X선 발생 장치(100)로부터 방출된 X선을 검출한다. X선 검출 장치(110)는, X선 검출기(112)가 검출한 X선량에 관한 정보를 정보 취득부(120)로 송신한다.

정보 취득부(120)는, 제어부(60)로부터 수신한 포커스 전압에 관한 정보와, X선 검출 장치(110)로부터 수신한 X선량에 관한 정보를, 서로 관련지은 정보로서 취득한다(스텝 S203). 즉, 정보 취득부(120)는, 포커스 전압의 전압값에 관한 정보와 그때 얻어진 X선량에 관한 정보의 관련짓기를 행한다. 정보 취득부(120) 또는 시스템 제어 장치(130)는, 전압값과 X선량을 관련지은 정보 중에서, X선량이 최소로 되는 전압값을 특정한다. 복수의 정보로부터 포커스 전압과 X선량의 관계를 취득하고, 이 관계에 의거해서 X선량이 최소로 될 수 있는 전압값을 산출함에 의해서 특정해도 된다(스텝 S204). 이와 같이 해서 특정된 전압값은, 전자선의 스폿 직경이 최소로 되는 전압값임과 동시에, X선 초점 직경이 최소로 되는 전압값(저스트 포커스 전압값)이기도 하다.

제어부(60)는, 집속 전극(26)에 인가하는 포커스 전압을, 스텝 S104에서 결정된 저스트 포커스 전압값으로 설정한다. 이에 의해, 타겟(32)에 입사하는 전자선의 스폿 직경을 최적화할 수 있다.

이와 같이 해서 결정된 저스트 포커스 전압값은, X선 출사 조건과 관련지어, X선 발생 장치(100)의 기억 장치(80)에 전압 테이블로서 저장할 수 있다. 혹은, 이미 저장되어 있는 전압 테이블을, 새롭게 취득한 저스트 포커스 전압값에 의해서 갱신하도록 해도 된다.

다음으로, 피검체(106)의 투과 X선상을 촬영하는 촬영 모드에 대하여 설명한다. 시스템 제어 장치(130)는, 유저로부터의 지시에 따라서, 혹은, 소정의 조건을 만족한 타이밍(X선 초점 직경의 조정 모드의 종료 등)에 있어서, X선 촬영 시스템(200)을 촬영 모드로 이행시킨다. 시스템 제어 장치(130)는, 촬영 모드로 이행한 것을 나타내는 정보를, X선 발생 장치(100)의 제어부(60)에 통지한다. 촬영 모드로 이행한 것을 검지한 제어부(60)는, 전자원(22)으로부터 방출된 전자선이 타겟(32)의 전자선 조사부(42)에 입사하도록 전자선 편향부(70)를 제어한다.

제어부(60)는, 기억 장치(80)에 저장되어 있는 전압 테이블을 참조하여, 소정의 X선 출사 조건에 따른 저스트 포커스 전압을 선택하고, 구동 회로(50)를 통해서 X선관(20)을 제어한다. 이에 의해, 타겟(32)에 입사하는 전자선의 스폿 직경을 최적화하여, X선관(20)으로부터 방사되는 X선의 초점 직경을 미소화할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 화상 처리 등의 수고를 들이지 않고 X선 초점 직경을 용이하게 축소할 수 있다. 이에 의해, 해상도가 높은 투과 X선상의 촬영을 용이하게 실현할 수 있다.

[변형 실시형태]

본 발명은, 상기 실시형태로 한정하지 않으며 각종 변형이 가능하다.

예를 들면, 어느 하나의 실시형태의 일부의 구성을 다른 실시형태에 추가한 예나, 다른 실시형태의 일부의 구성으로 치환한 예도, 본 발명의 실시형태이다.

상기 실시형태는, 모두 본 발명을 실시하는데 있어서의 구체화의 예를 나타낸 것에 지나지 않으며, 이들에 의해서 본 발명의 기술적 범위가 한정적으로 해석되어서는 안된다. 즉, 본 발명은 그 기술사상, 또는 그 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다양한 형태로 실시할 수 있다.

10 : 수납 용기
20 : X선관
22 : 전자원
24 : 그리드 전극
26 : 집속 전극
28 : 양극
30 : 양극 부재
32 : 타겟
34 : 타겟 지지체
36 : 박막부
38 : 오목부
40 : 관통 구멍
42 : 전자선 조사부
44 : 전자선
50 : 구동 회로
60 : 제어부
70 : 전자선 편향부
80 : 기억 장치
90 : 절연유
100 : X선 발생 장치
110 : X선 검출 장치
112 : X선 검출 소자
120 : 정보 취득부
130 : 시스템 제어 장치
140 : 표시부
200 : X선 촬영 시스템

Claims

전자선을 발생하는 전자원을 포함하는 음극과, 상기 전자선의 충돌에 의해서 발생한 X선을 상기 전자선의 입사 방향으로 투과 가능한 투과형 타겟을 포함하는 양극과, 상기 전자선을 상기 투과형 타겟을 향해서 집속시키는 집속 전극을 갖는 X선 발생 장치로서,
상기 투과형 타겟은 국소적으로 작은 두께를 갖는 제1 영역을 갖고,
상기 투과형 타겟에의 상기 전자선의 입사 위치를 상기 제1 영역과, 상기 제1 영역보다도 큰 두께를 갖는 제2 영역 사이에서 전환 가능하게 구성되어 있는 전환 수단을 갖는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 전환 수단은, X선 초점 직경의 조정을 행하는 조정 모드와, X선을 발생시키는 X선 발생 모드를 갖고, 상기 조정 모드에서는 상기 전자선을 상기 제1 영역에 입사시키고, 상기 X선 발생 모드에서는 상기 전자선을 상기 제2 영역에 입사시키는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 영역은, 상기 집속 전극의 중심축의 연장선 상에 위치 부여되어 있는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전환 수단은, 상기 전자선을 편향하는 전자선 편향부를 갖고, 상기 전자선에의 자장 인가의 유무에 따라서, 상기 투과형 타겟에의 상기 전자선의 입사 위치를 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에서 전환하도록 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 상기 집속 전극의 중심축의 동심원 상에 위치 부여되어 있는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항, 제2항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전환 수단은, 상기 전자선을 편향하는 전자선 편향부를 갖고, 상기 전자선 편향부가 상기 전자선에 제1 방향의 자장을 작용시킴에 의해서 상기 전자선을 상기 제1 영역에 입사시키고, 상기 전자선 편향부가 상기 전자선에 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향의 자장을 작용시킴에 의해서 상기 전자선을 상기 제2 영역에 입사시키도록 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전환 수단은, 상기 전자선을 편향하는 전자선 편향부를 갖고, 상기 전자선 편향부가 상기 전자선에 제1 크기의 자장을 작용시킴에 의해서 상기 전자선을 상기 제1 영역에 입사시키고, 상기 전자선 편향부가 상기 전자선에 상기 제1 크기와는 다른 제2 크기의 자장을 작용시킴에 의해서 상기 전자선을 상기 제2 영역에 입사시키도록 구성되어 있는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집속 전극에 인가하는 전압에 관한 정보와, 상기 투과형 타겟으로부터 방출되는 X선량에 관한 정보를, 관련지은 정보로서 취득하는 정보 취득부를 더 갖는
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
X선 출사 조건마다 저스트 포커스 전압을 기록한 전압 테이블이 갱신 가능한
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 영역은, 오목부 또는 관통 구멍인
것을 특징으로 하는 X선 발생 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 X선 발생 장치와,
상기 X선 발생 장치로부터 방사된 X선량을 검출하는 X선 검출 장치와,
상기 집속 전극에 인가하는 전압에 관한 정보와, 상기 X선 검출 장치로부터 공급되는 X선량에 관한 정보를 관련지은 정보로서 취득하는 정보 취득부를 갖는
것을 특징으로 하는 X선 촬영 시스템.
제11항에 있어서,
X선 초점 직경의 조정을 행하는 조정 모드를 갖고,
상기 조정 모드에 있어서, 상기 전환 수단은, 상기 전자선을 상기 제1 영역에 입사시키고, 상기 정보 취득부는, 복수의 상기 관련지은 정보로부터 상기 전압과 상기 X선량의 관계를 취득하고, 상기 관계에 의거하여 저스트 포커스 전압을 결정하는
것을 특징으로 하는 X선 촬영 시스템.
제12항에 있어서,
상기 X선 발생 장치는, X선 출사 조건마다의 저스트 포커스 전압을 기록한 전압 테이블과,
상기 전압 테이블에 의거해서, 상기 집속 전극에 인가하는 전압을 결정하는 제어부를 더 갖는
것을 특징으로 하는 X선 촬영 시스템.
제13항에 있어서,
상기 X선 발생 장치는, 상기 정보 취득부가 취득한 정보에 의거해서, 상기 전압 테이블을 갱신하는
것을 특징으로 하는 X선 촬영 시스템.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
피검체의 투과 X선상을 촬영하는 촬영 모드를 갖고,
상기 촬영 모드에 있어서, 상기 전환 수단은, 상기 전자선을 상기 제2 영역에 입사시킴에 의해 X선을 발생시키고, 상기 X선 검출 장치는, 상기 X선 발생 장치로부터 방출되어 피검체를 투과한 X선을 검출하는
것을 특징으로 하는 X선 촬영 시스템.
전자선을 발생하는 전자원을 포함하는 음극과, 상기 전자선의 충돌에 의해서 발생한 X선을 상기 전자선의 입사 방향으로 투과 가능한 투과형 타겟을 포함하는 양극과, 상기 전자선을 상기 투과형 타겟을 향해서 집속시키는 집속 전극을 갖는 X선 발생 장치에 있어서의 X선 초점 직경의 조정 방법으로서,
상기 투과형 타겟에 형성된 국소적으로 작은 두께를 갖는 제1 영역에 상기 전자선을 입사시킨 상태에서 상기 집속 전극에의 인가 전압을 변화시키고,
상기 집속 전극에의 인가 전압과 상기 투과형 타겟으로부터 방출되는 X선량의 관계를 취득하고, 상기 관계에 의거하여 저스트 포커스 전압을 결정하는
것을 특징으로 하는 X선 초점 직경의 조정 방법.
제16항에 있어서,
상기 제1 영역보다도 큰 두께를 갖는 상기 투과형 타겟의 제2 영역에의 상기 전자선의 누적 조사 시간이 소정 시간을 경과할 때마다, 상기 저스트 포커스 전압을 갱신하는
것을 특징으로 하는 X선 초점 직경의 조정 방법.
제16항 또는 제17항에 있어서,
상기 제1 영역보다도 큰 두께를 갖는 상기 투과형 타겟의 제2 영역으로부터 발생하는 X선량이 소정의 양 이하로 되었을 경우에, 상기 저스트 포커스 전압을 갱신하는
것을 특징으로 하는 X선 초점 직경의 조정 방법.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 기재된 X선 초점 직경의 조정 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램.
제19항에 기재된 프로그램을 기록한 컴퓨터가 판독 가능한 기록 매체.