(57)【要約】【課題】放射線の線質の切換えによって生じる放射線焦点（電子線照射領域の中心）のずれを抑制すると共に、高エネルギーの放射線の線質に明確な変化がつけられる放射線発生ユニットを提供する。【解決手段】放射線発生ターゲット８に電子線を照射する電子線発生源５として、放射線発生ターゲット８における電子線照射領域の大きさを、電子線照射領域の中心の位置を一定に維持した状態で変化させることが可能なものとし、しかも放射線発生ターゲット８として、電子線照射領域に含まれるターゲット層の種類数を、電子線照射領域の大きさを変化させることで変化させることができるものを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線発生源から、支持基板の上に複数種類のターゲット層を設けた放射線発生ターゲットの前記ターゲット層へ電子線を照射することで放射線を発生させる放射線発生管と、該放射線発生管の駆動を制御するための駆動回路とを収納容器に収容した放射線発生ユニットであって、
前記電子線発生源は、前記放射線発生ターゲットにおける電子線照射領域の大きさを、該電子線照射領域の中心の位置を一定に維持した状態で変化させることが可能で、しかも前記放射線発生ターゲットは、前記電子線照射領域に含まれる前記ターゲット層の種類数を、前記電子線照射領域の大きさを変化させることで変化させることができることを特徴とする放射線発生ユニット。
【請求項２】
前記放射線発生ターゲットは、前記複数種類のターゲット層が、前記電子線照射領域の大きさを大きくした時に、前記電子線照射領域の内側に同時に含まれる前記ターゲット層の種類数が増加する位置に有することを特徴とする請求項１に記載の放射線発生ユニット。
【請求項３】
前記電子線照射領域の大きさを変化させることで、前記電子線照射領域に含まれる種類の異なる前記ターゲット層の面積比率をも選択可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線発生ユニット。
【請求項４】
前記電子線照射領域が円形で、複数種類の前記ターゲット層が、前記支持基板の同一平面上に前記電子線照射領域の中心に対する同心円状に同一厚さで設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項５】
前記ターゲット層は、タングステン、モリブデン、ロジウム、タンタル、ニオブまたはこれらを含む合金で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項６】
複数種類の前記ターゲット層は、互いに原子番号が２以上離れた金属またはその合金で形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項７】
前記電子線発生源は、電子線の収束状態を変化させることで前記放射線発生ターゲットにおける電子線照射領域の大きさを変化させることが可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項８】
前記電子線発生源は、電位を調整することで電子線の収束状態を変化させる電子線集束電極を備えていることを特徴とする請求項７に記載の放射線発生ユニット。
【請求項９】
前記電子線集束電極は、内部を電子線が通過する円筒形をなしていることを特徴とする請求項８に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１０】
前記放射線発生ターゲットが、前記支持基板が放射線透過性材料で形成された透過型ターゲットであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１１】
前記放射線発生ターゲットが、発生した前記放射線を取り出すために前記放射線発生管に設けられている透過窓を構成していることを特徴とする請求項１０に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１２】
前記支持基板が、ダイヤモンド、ベリリウム、カーボンのいずれかからなることを特徴とする請求項１０または１１に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１３】
前記放射線発生ターゲットの両面の周囲に放射線遮蔽部材が突設されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の放射線発生ユニット。
【請求項１４】
電子線発生源から、支持基板の上にターゲット層を設けた放射線発生ターゲットの前記ターゲット層へ電子線を照射することで放射線を発生させる放射線発生管と、該放射線発生管の駆動を制御するための駆動回路とを収納容器に収容した放射線発生ユニットと、
該放射線発生ユニットから放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、
前記放射線発生ユニットと前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えている放射線撮影システムにおいて、
前記電子線発生源は、前記放射線発生ターゲットにおける電子線照射領域の大きさを、該電子線照射領域の中心の位置を一定に維持した状態で変化させることが可能で、しかも前記放射線発生ターゲットは、複数種類のターゲット層を、前記電子線照射領域の内側に同時に含まれる前記ターゲット層の種類数を前記電子線照射領域の大きさを変化させることで選択可能な位置に有することを特徴とする放射線撮影システム。
【請求項１５】
支持基板の上に設けられたターゲット層を有し、該ターゲット層へ電子線を照射することで放射線を発生させる放射線発生ターゲットにおいて、
複数種類のターゲット層が、前記支持基板の同一平面上に同心円状に同一厚さで設けられていることを特徴とする放射線発生ターゲット。
【請求項１６】
前記ターゲット層は、タングステン、モリブデン、ロジウム、タンタル、ニオブまたはこれらを含む合金で形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の放射線発生ターゲット。
【請求項１７】
複数種類の前記ターゲット層は、互いに原子番号が２以上離れた金属またはその合金で形成されていることを特徴とする請求項１５または１６に記載の放射線発生ターゲット。
【請求項１８】
前記支持基板が放射線透過性材料で形成された透過型ターゲットであることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の放射線発生ターゲット。
【請求項１９】
前記支持基板が、ダイヤモンド、ベリリウム、カーボンのいずれかからなることを特徴とする請求項１８に記載の放射線発生ターゲット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線を照射することにより放射線を発生させる放射線発生ターゲット、この放射線発生ターゲットを用いた放射線発生ユニット及びこの放射線発生ユニットを備えた放射線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線発生ユニットは、電子線発生源から放射線発生ターゲットのターゲット層へ電子線を照射することで放射線を発生させる放射線発生管と、放射線発生管の駆動を制御するための駆動回路とを収納容器に収容した構成となっている。この放射線発生ユニットは、放射線撮影システムの放射線源として用いられている。
【０００３】
医療の分野では、より明確に患部を観察する方法の一つにデュアルエネルギー撮影による画像診断が知られている。このデュアルエネルギー撮影による画像診断には、例えば、ターゲット層として原子番号が大きいタングステンが成膜された放射線発生ターゲットと、原子番号が小さなモリブデンが成膜された放射線発生ターゲットとを用いる。両放射線発生ターゲットを切り換えて被検体に放射線を照射し、タングステンからの放射線による投影データと、モリブデンからの放射線による投影データとを収集する。そして、エネルギー分布（線質）の異なる２種類の放射線による２種類の投影データに、重み付け加減算処理、画像再構成処理等を行うことで、１種類の放射線撮影では分別が困難な組織を容易に分別できるようなり、臨床的に価値のある画像を生成可能となる。
【０００４】
ところが、放射線発生管の放射線発生ターゲットを切り替える手法として、機械的に放射線発生ターゲットを動かしたのでは高速切り替えが難しい。また、放射線発生ターゲットは放射線発生管の真空容器内に配置されるため、高い真空中での可動機構、真空機密性の保持の信頼性に不安が残る。
【０００５】
従来、機械的に放射線ターゲットを動かさずに線質を切り替えるために、複数種類のターゲット層を設けた放射線発生ターゲットを用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような電子線発生ターゲットを用いると、電子線発生源から放出された電子線を静電的または磁気的に偏向させて違うターゲット層に当てることで線質の違う放射線を得ることができる。
【０００６】
また、透過型の放射線発生ターゲットを用いた透過型の放射線発生管について、ターゲット層の中心部と周辺部間に段差をもって両者間の厚さを変え、かつ放射線発生管の外側に電磁石を設けた放射線発生管とすること提案されている（例えば、特許文献２参照）。この放射線発生管の場合、電子線の照射領域の大きさを電磁石によって変更して、ターゲット層の肉厚の薄い部分と厚い部分の一方または両者に電子線を照射することで、ターゲット層の肉厚の相違による放射線の線質変化を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３２６２５０号公報
【特許文献２】アメリカ２０１１／０１５０１８４号公開特許明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に示されるように、電子線の経路を変更させて電子線の照射位置を変更すると、放射線の発生位置の中心（放射線焦点）と被検体との位置関係にずれが生じてしまう。そのため、得られた投影データを演算しても、投影データ同士や再構成画像同士の重み付け加減算処理等に悪影響を及ぼし、被検体の輪郭に誤差が生じる等、目的とする生成画像の精度が悪くなるという問題がある。
【０００９】
一方、特許文献２のようにターゲット層の厚さを変えた場合、厚い部分で発生する放射線はターゲット層を更に透過して放出されることから、フィルター作用を強く受け、高エネルギー側に比して低エネルギー側がより選択的に減衰してしまう。つまり二つの線質の違いは、低エネルギー側では大きくなり、高エネルギー側では小さくなってしまう。しかし医療用として生体患部の組織の判別のためには、２０ＫＶあるいは３０ＫＶ以上の高エネルギー側での線質の違いがより望ましく、逆に低エネルギー側は被爆量に対して透過率が低いために遮蔽して用いられている。特許文献２の厚さ変化で線質に変化をつける方法は、医療用として有効な高エネルギー側では明確な変化をつけにくい問題がある。
【００１０】
本発明は、放射線の線質の切換えによって生じる放射線焦点のずれを抑制すると共に、高エネルギーの放射線の線質に明確な変化がつけられるようにし、もってデュアルエネルギー撮影により高精度な画像が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的のために、本発明の第１は、電子線発生源から、支持基板上に複数種類のターゲット層を設けた放射線発生ターゲットの前記ターゲット層へ電子線を照射することで放射線を発生させる放射線発生管と、該放射線発生管の駆動を制御するための駆動回路とを収納容器に収容した放射線発生ユニットであって、
前記電子線発生源は、前記放射線発生ターゲットにおける電子線照射領域の大きさを、該電子線照射領域の中心の位置を一定に維持した状態で変化させることが可能で、しかも前記放射線発生ターゲットは、前記電子線照射領域に含まれる前記ターゲット層の種類数を、前記電子線照射領域の大きさを変化させることで変化させることができることを特徴とする放射線発生ユニットを提供するものである。
【００１２】
本発明の第２は、電子線発生源から、支持基板上にターゲット層を設けた放射線発生ターゲットの前記ターゲット層へ電子線を照射することで放射線を発生させる放射線発生管と、該放射線発生管の駆動を制御するための駆動回路とを収納容器に収容した放射線発生ユニットと、
該放射線発生ユニットから放出され、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置と、
前記放射線発生ユニットと前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えている放射線撮影システムにおいて、
前記電子線発生源は、前記放射線発生ターゲットにおける電子線照射領域の大きさを、該電子線照射領域の中心の位置を一定に維持した状態で変化させることが可能で、しかも前記放射線発生ターゲットは、複数種類のターゲット層を、前記電子線照射領域の内側に同時に含まれる前記ターゲット層の種類数を前記電子線照射領域の大きさを変化させることで選択可能な位置に有することを特徴とする放射線撮影システムを提供するものである。
【００１３】
更に本発明の第３は、支持基板上に設けられたターゲット層を有し、該ターゲット層へ電子線を照射することで放射線を発生させる放射線発生ターゲットにおいて、
複数種類のターゲット層が、前記支持基板の同一平面上に同心円状に同一厚さで設けられていることを特徴とする放射線発生ターゲットを提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の放射線発生ユニットは、放射線発生ターゲットにおける電子線照射領域の大きさを、電子線照射領域の中心の位置を一定に維持した状態で変化させることが可能である。従って、放射線焦点をずらすことなく電子線照射領域の大きさを変えることができる。そして、電子線照射領域の大きさを変えることで、電子線を照射するターゲットの種類数を変化させることができるので、発生する放射線の線質を変えることができる。しかもこの放射線の線質変化は、電子線が照射されるターゲットの種類によってもたらされるので、高エネルギーの放射線についての線質変化を容易に得ることができる。一般に電子線が照射されるターゲット層を構成する材料の原子番号が大きいほど放射線の量は多く、また元素固有のエネルギーピークを持った特性の放射線が得られる。
【００１５】
本発明の放射線発生ユニットは、上記のように、機械的な可動部なしで、放射線焦点の位置を変化させることなく、線質が異なる種類以上の高エネルギー領域の放射線を素早い切り替えで発生させることができる。そして、この放射線発生ユニットを用いた本発明の放射線撮影システムによれば、被検体のブレがない短時間で２種類以上の放射線による投影データを取得でき、個々の画像データを演算することにより、高精細な生成画像を得ることができる。
【００１６】
さらに、本発明の放射線発生ターゲットによれば、同心円状に配置されたターゲット層の中心に電子線照射領域の中心を一致させることで、異なるエネルギー特性を持った放射線を放射線焦点を中心とした点対称で均一に放出させることができる。従って、電子線照射領域を切り替えて得られる投影データ間の演算においても画像のエッジに不均一な誤差が生じずに精度の高い効率的な生成画像が得られ、またデータ補正するに当たっても演算負荷を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の放射線発生ユニットの一実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の放射線発生ターゲットの第１の実施形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の放射線発生ターゲットの第２の実施形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の放射線発生ターゲットの第３の実施形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の放射線撮影システムの一実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。
【００１９】
本発明の放射線発生ユニット１３は、放射線発生管１と、駆動回路１４と、収納容器１１と、放射線透過窓１０と、絶縁性液体１７とからなる。
【００２０】
駆動回路１４は、電流導入端子４を介して電子放出源３と接続されており、さらに、電圧印加端子１９を介して電子線集束電極１８とも接続されている。駆動回路１４は、接続されている部材を制御可能にするために、制御回路が組み込まれている構成でもある。
【００２１】
収納容器１１には、放射線発生管１と駆動回路１４とが収容されており、さらに、内部は絶縁性液体１７で満たされている。また、接地端子１６が接続されている構成でもある。収納容器１１の素材は、強度が求められるため、例えば、鉄、ステンレス、真鍮等の素材のものが望ましい。また、収納容器１１の全周囲若しくは一部を鉛のような放射線を遮断できる部材を配置する構成とすることもできる。
【００２２】
放射線透過窓１０は、収納容器１１に配置され、放射線発生管１から発生した放射線を収納容器１１外部に照射するために設けられる。放射線を透過して照射できるように、素材はアクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等の重元素を含まないプラスチックを用いることができるが、これに限定されない。
【００２３】
絶縁性液体１７は上述したように、収納容器１１内部を隙間なく満たしている絶縁性の液体であり、この実施例では絶縁油を利用している。絶縁性液体１７は、電気絶縁性と冷却能力が高く、さらに熱による変質の少ないものが好ましい。例えば、シリコーン油、トランス油、フッ素系オイル等の電気絶縁油、ハイドロフルオロエーテル等のフッ素系の絶縁性液体等が使用可能である。
【００２４】
放射線発生管１は、電子線発生源５と、放射線発生ターゲット８と、放射線遮蔽部材７と、透過窓９と、真空容器６とを備えている。
【００２５】
電子線発生源５は、後端に電流導入端子４、先端に電子放出部２を備えた電子放出源３と、電圧印加端子１９から電圧が供給される電子線集束電極１８とを有している。電子線発生源５は、後述するように、電子線の収束状態を制御可能となっている。
【００２６】
電子放出源３は、真空容器６の外部より放出電子量を制御可能なものであれば良く、熱陰極型電子放出源や、冷陰極型電子放出源を適宜利用することが可能である。電子放出源３は、真空容器６を貫通するように配した電流導入端子４を介して、電子放出量および電子放出のオン・オフ状態を制御可能なように、真空容器６の外部に設置した駆動回路１４に電気的に接続されている。
【００２７】
電子放出源３は電子放出部２を有しており、電子放出部２から放出された電子は、不図示の引き出しグリッド、不図示の加速電極により、２０ｋｅＶ〜１５０ｋｅＶ程度のエネルギーを有する電子線となり、電子放出部２に対向するように配置した放射線発生ターゲット８に入射可能としている。前述した引き出しグリッドおよび加速電極は、電子放出源３が熱陰極型電子放出源の場合、熱陰極の電子銃管に内蔵することも可能である。また、電子線の照射スポット位置および電子線の非点収差の調整のための補正電極を電子放出源３に付加した上で、外部に配置した不図示の補正回路と接続することも可能である。
【００２８】
電子線集束電極１８は、この実施形態では円筒形状であり、放射線発生ターゲット８に照射される電子線の照射領域を、放射線発生ターゲット８における電子線照射領域の中心位置を変えずに径の大きさを変化できるように制御するためのものである。電子線集束電極１８は、真空容器６の外側に電圧印加端子１９を介して駆動回路１４に接続されている。
【００２９】
電子線集束電極１８の形状に限定はなく、電子線の径（焦点サイズ）を確実に変更できる形状であればよい。この実施形態では、電子線集束電極１８の電位をより下げることにより、電子線の反発を利用して電子線発生ターゲット８上に照射される電子線の径を小さくすることができる。逆に、電子線集束電極１８の電位を上げることにより、電子線の反発力が弱まり、電子線の径を大きくすることができる。つまり、電子線集束電極１８の中心を電子線が通過するように配置し、電子線集束電極１８の電位を制御して電子線の径を変更すると、放射線発生ターゲット８上の電子線照射領域の中心位置を一定に維持したまま電子線照射領域の大きさを変えることができる。なお、電子線照射領域の中心とは、電子線が照射される領域と同じ形状で均一厚さの板材を想定した場合の当該板材の重心位置を言う。
【００３０】
放射線遮蔽部材７は、この実施形態では、後方放射線遮蔽部材７Ａと、前方放射線遮蔽部材７Ｂとからなり、後述する放射線発生ターゲット８を挟持するよう接合した構成となっている。後方放射線遮蔽部材７Ａは、電子線を放射線発生ターゲット８に導くための電子線導入孔が設けられた円筒形状である。また、前方放射線遮蔽部材７Ｂは、放射線発生ターゲット８で発生した放射線を出射できるように開口部が形成された円筒形状である。また、本実施形態における開口部は、放射線が徐々に広がって出射されるよう、放射線の出射方向に拡径したテーパー形状となっているが、他の形状とすることもできる。また、放射線遮蔽部材７には、発生した放射線を、必要な放射線照射領域を形成する前方だけに向かって放出し、他の方向に放射される放射線を遮蔽する目的もある。そのため、放射線遮蔽部材７に用いる材質は、電気伝導性および熱伝導性を有していると共に、２０ｋＶ〜１５０ｋＶで発生する放射線を遮蔽できるものであることが好ましい。例えば、タングステン、タンタル、モリブデン、ジルコニウム、ニオブ、およびその合金を用いることができる。この実施形態の放射線遮蔽部材７は、透過窓９とは別に設けられた放射線発生ターゲット８と共に真空容器６内部に配置された構成となっている。しかし、放射線発生ターゲット８が図示されるような透過型ターゲットの場合、透過窓９を放射線発生ターゲット８で構成し、この透過窓９を構成する放射線発生ターゲット８の周囲に放射線遮蔽部材７を設けることもできる。すなわち、放射線発生ターゲット８の両面の周囲から放射線発生管１の内方と外方とに向けてそれぞれ後方放射線遮蔽部材７Ａと前方放射線遮蔽部材７Ｂとを突設した構成とすることもできる。
【００３１】
放射線遮蔽部材７と放射線発生ターゲット８の接合は、不図示のろう付けにより行うことができる。ろう付けのろう材としては放射線遮蔽部材７の材料や、耐熱温度等により適宜選択することができる。例えば、放射線発生ターゲット８が高温になる場合には、高融点金属性ろう材として、Ｃｒ-Ｖ系、Ｔｉ−Ｔａ−Ｍｏ系、Ｔｉ−Ｖ−Ｃｒ−Ａｌ系、Ｔｉ−Ｃｒ系、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｂｅ系、Ｚｒ−Ｎｂ−Ｂｅ系などを選択できる。他に、Ａｕ−Ｃｕを主成分とするろう材、ニッケルろう、黄銅ろう、銀ろう、パラジウムろうを用いることができる。
【００３２】
放射線発生管１の透過窓９は、放射線発生ターゲット８で発生した放射線１５を外部に照射するためのもので、放射線透過性材料で構成されている。真空容器６内部は真空なため、放射線発生管１内の真空度を維持でき、放射線１５の透過をできるだけ減衰させない材料が望ましい。材料としては、例えばベリリウム、カーボン、ダイヤモンド、ガラス等で、重元素が含まないものが望ましい。また、前記のように、この透過窓９を放射線発生ターゲット８で形成することもできる。
【００３３】
本実施形態における真空容器６は、電子線発生源５と、放射線発生ターゲット８と、放射線遮蔽部材７を収納している容器であり、ガラスやセラミックスで構成することができる。また、真空容器６の内部は、真空排気されて減圧された内部空間１２となっている。
【００３４】
内部空間１２は、電子の平均自由行程として、電子放出源３と放射線を放出する放射線発生ターゲット８の間の距離を、少なくとも電子が飛翔可能なだけの真空度であれば良く、１×１０-4Ｐａ以下の真空度が適用可能である。また、使用する電子放出源や、動作する温度等を考慮して適宜選択することが可能であり、冷陰極電子放出源等の場合は、１×１０-6Ｐａ以下の真空度とすることがより好ましい。真空度の維持のために、不図示のゲッタを内部空間１２に配置するか、若しくは内部空間１２に連通している不図示の補助スペースに設置することも可能である。
【００３５】
放射線発生ターゲット８は、電子線が照射された際に放射線を発生させることができる部材であり、図２に示されるように、支持基板２１の表面にターゲット層２２，２３を成膜した構成となっている。支持基板２１は、発生する放射線に対して影響を与えないようなダイヤモンド、ベリリウム、カーボン等で形成するのが望ましい。
【００３６】
本発明の放射線発生ユニットの放射線発生ターゲット８は、支持基板２１の表面に異なる材料で形成した複数種類のターゲット層、すなわち第１のターゲット層２２と第２のターゲット層２３を形成したものとなっている。放射線発生源となる第１および第２のターゲット層２２，２３の構成材料としては、原子番号が大きく、融点の高いタングステン、モリブデン、ロジウム、タンタル、ニオブや、他の元素材料と組み合わせた合金を用いることができる。なお、原子番号が２以上離れた材料を選択して組み合わせることにより、発生するエネルギー分布を大きく変えることができる。従って、第１および第２のターゲット層２２，２３として、原子番号が隣り合わせの元素で組み合わせることもできるが、原子番号が互いに２以上離れた金属またはその合金の組み合わせとすることが好ましい。
【００３７】
支持基板２１上に配置する複数種類の第１および第２のターゲット層２２，２３の配置は、電子線照射領域の内側に同時に含まれるターゲット層の種類数を電子線照射領域の大きさを変化させることで変化させることができる配置となっている。具体的には、電子線の径（電子線照射領域の大きさ）を小さくした時の電子線照射領域内には第１のターゲット層２２のみが存在し、電子線の径を大きくした時の電子線照射領域内には、第１および第２のターゲット層２２，２３が存在するように配置されている。ターゲット層の成膜は、一般的な薄膜成膜方法であるスパッタリング法や、蒸着方法等を用いて行うことができる。成膜する膜厚は数百ｎｍ〜数十μｍであり、支持基板２１の同一平面上に同一厚さで設けることが好ましい。ターゲット層のパターン形成は、一般的なマスクを用いて行うことができる。より高精度なパターン形成を行うためには大きめに膜を堆積させて、リソグラフィー法を用いてレジストマスクを形成し、さらにエッチングすることによって形状を整えることも可能である。
【００３８】
なお、図２において、符号２４は、電子線の径を大きくした際の電子線照射領域の外周線であり、符号２５は電子線の径を絞った際の電子線照射領域の外周線で、いずれも円形をなしている。図示されるように、本例において電子線の径を絞った際には第１のターゲット層２２だけから放射線が発生する。また電子線の径を大きくした際には、第１のターゲット層２２と第２のターゲット層２３の両者に電子線が照射され、電子線が照射されるターゲット層の種類数が増加する。その結果、第１のターゲット層２２と第２のターゲット層２３の合成されたエネルギー特性を持った放射線を放出させることができる。また、同時に電子線が照射される第１のターゲット層２２と第２のターゲット層２３の電子線照射領域内の面積比率を選択可能とすることで、第１のターゲット層２２と第２のターゲット層２３の合成されたエネルギー特性を調整することができる。
【００３９】
放射線発生ターゲット８の第２の実施形態を図３に示す。第１のターゲット層３１、第２のターゲット層３２が、支持基板２１の同一平面上に、電子線照射領域の中心を基準にした同心円状に同一厚さで設けられている。符号２４は、電子線の径を大きくした際の電子線照領域の外周線、符号２５は電子線の径を絞った際の電子線照射領域の外周線である。この形態で、電子線の径を絞った際には第１のターゲット層３１だけから放射線が発生する。また、電子線の径を大きくした際には、第１のターゲット層３１と第２のターゲット層３２の合成されたエネルギー特性を持った放射線が、電子線照射領域の中心を基準とした点対称に放出される。また、同時に電子線が照射される第１のターゲット層３１と第２のターゲット層３２の電子線照射領域内の面積比率を選択可能とすることで、第１のターゲット層３１と第２のターゲット層３２の合成されたエネルギー特性を調整することができる。
【００４０】
放射線発生ターゲット８の第３の実施形態を図４に示す。第１のターゲット層４１、第２のターゲット層４２が、支持基板２１の同一平面上に、電子線照射領域の中心を基準にした同心円状に同一厚さで設けられている。これに加え、電子線照射領域の中心を基準にした同心円状にさらに第３のターゲット層４３を同一厚さで配置した構成である。この構成とすることにより、電子線の径の変更により、第１のターゲット層２２だけの放射線、第１のターゲット層２２と第２のターゲット層４２の合成されたエネルギー特性を持った放射線、第１のターゲット層４１と第２のターゲット層４２と第３のターゲット層４３の合成されたエネルギー特性を持った放射線の３種類を任意に選択することができる。また、それぞれの合成されたエネルギー特性を持った放射線が、電子線照射領域の中心を中心点とした点対称に放出される。また、同時に電子線が照射される第１〜第３のターゲット層４１〜４３の電子線照射領域内の面積比率を選択可能とすることで、第１〜第３のターゲット層４１〜４３の合成されたエネルギー特性を調整することができる。
【００４１】
図５に基づいて、本発明に係る放射線撮影システムの一例を説明する。
【００４２】
本例において、既に説明した放射線発生ユニット１３は、その放射線透過窓１０部分に設けられた可動絞りユニット１００と共に放射線発生装置２００を構成している。可動絞りユニット１００は、放射線発生ユニット１３から照射される放射線の照射野の広さを調整する機能を有する。また、可動絞りユニット１００として、放射線の照射野を可視光により模擬表示できる機能が付加されたものを用いることもできる。
【００４３】
システム制御装置２０２は、放射線発生装置２００と放射線検出装置２０１とを連携制御する。駆動回路１４は、システム制御装置２０２による制御の下に、放射線発生管１に各種の制御信号を出力する。この制御信号により、放射線発生装置２００から放出される放射線の放出状態が制御される。放射線発生装置２００から放出された放射線は、被検体２０４を透過して検出器２０６で検出される。検出器２０６は、検出した放射線を画像信号に変換して信号処理部２０５に出力する。信号処理部２０５は、システム制御装置２０２による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置２０２に出力する。システム制御装置２０２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２０３に画像を表示させるための表示信号を表示装置２０３に出力する。表示装置２０３は、表示信号に基づく画像を、被検体２０４の撮影画像としてスクリーンに表示する。放射線の代表例はＸ線であり、本発明の放射線発生ユニット１３と放射線撮影システムは、Ｘ線発生ユニットとＸ線撮影システムとして利用することができる。Ｘ線撮影システムは、工業製品の非破壊検査や人体や動物の病理診断に用いることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１：放射線発生管、２：電子放出部、３：電子放出源、４：電流導入端子、５：電子線、６：真空容器、７：放射線遮蔽部材、８：放射線発生ターゲット、９：放射線発生管透過窓、１０：放射線透過窓、１１：収納容器、１２：内部空間、１３：放射線発生ユニット、１４：駆動回路、１５：放射線、１６：接地端子、１７：絶縁性液体、１８：電子線集束電極、１９：電圧印加端子、２１：支持基板、２２，３１：第１のターゲット層、２３，３２，４２：第２のターゲット層、４３：第３のターゲット層、２４：電子線の径を拡大した際の電子線照射領域の外周線、２５：電子線の径を集束させた際の電子線照射領域の外周線、１００：可動絞りユニット、２００：放射線発生装置、２０１：放射線検出装置、２０２：システム制御装置、２０３：表示装置、２０４：被検体、２０５：信号処理部、２０６：検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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