(57)【要約】【課題】  Ｘ線を正確に制御することができるＸ線発生装置を提供することを目的とする。【解決手段】  Ｘ線発生装置は、テーブルを備えている。このテーブルは、点灯条件に関連した物理量である点灯時間、および電子ビーム量（エミッション電流）の相関関係を予め記憶している。このエミッション電流のうち最適エミッション電流は、電子ビーム特性を最適にする値であって、例えば仮想光源径が最小となる条件である。点灯時間が長くなるのにしたがって最適エミッション電流Ｉは低くなる。上述した相関関係をテーブルから読み出すことで現時点での点灯時間に応じた電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、Ｘ線を正確に制御することができる。【選択図】        図５
2006019205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットとを備えたＸ線発生装置であって、電子ビーム量を所定値に設定する電子ビーム量設定手段と、電子源を点灯させて所定値の電子ビーム量を発生させることが可能な点灯制御手段と、その点灯制御手段により点灯させた電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を記憶した記憶手段とを備え、前記点灯制御手段は、前記記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線発生装置において、前記点灯条件に関連した物理量は、前記点灯時間、前記電子源の温度、真空度であって、前記記憶手段は、点灯時間，電子源の温度，真空度のうち少なくとも１つを含む物理量と前記電子ビーム量との相関関係を記憶することを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＸ線発生装置において、前記電子源は、６ホウ化ランタンまたは６ホウ化セリウムで形成された単結晶あるいは焼結体のチップであることを特徴とするＸ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、工業分野、医療分野などに用いられるＸ線発生装置に係り、特に、Ｘ線発生装置内に配置された電子源からの電子ビームの量を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線発生装置では、電子銃を構成する陰極（電子源）から発生した電子ビームを加速させてターゲットに衝突することでＸ線を発生させる。このＸ線の明るさ（輝度）を制御するのは、従来では電子銃から発生した電子ビーム量（『管電流』あるいは『エミッション電流』とも呼ばれる）を制御することで行われている。この電子ビーム量を制御するには、以下のような手法で行われている。
【０００３】
すなわち、電子銃は、陰極（カソード），ウェネルト電極，陽極（アノード）から構成され、陰極からターゲットに向かう電子ビームの照射方向には、陰極とターゲットとの間に、上述したウェネルト電極，陽極を順に配設している。陽極は、陰極から発生する電子ビームを引き出し、この陽極による引き出しで電子ビームはターゲットに向かって加速する。そして、ウェネルト電極は、陽極によって引き出される陰極からの電子ビームの電子ビーム量を制御するもので、ウェネルト電極の電位によって電子ビーム量を変えることができる。
【０００４】
従来では陰極としてタングステンで形成されたフィラメントを用いていたが、近年では高輝度で消耗や切断に強い６ホウ化ランタン（ＬａＢ6）や６ホウ化セリウム（ＣｅＢ6）などで形成された単結晶あるいは焼結体のチップを用いる場合がある（例えば、特許文献１参照）。これらのチップで陰極を形成した場合には、タングステンで陰極を形成した場合と比較すると約１０倍程度の電子ビーム量が得られる。フィラメントおよびチップのいずれの場合においても、消耗や切断に対する耐久性の相違を除けば、電子ビームを発生させるために陰極を長時間点灯させ続けると寿命がつきる。そこで、点灯条件に関連した物理量、例えば点灯時間や陰極の温度（すなわち陰極温度）や真空度に依存して陰極が消耗するという関係を利用して、上述した点灯条件に関連した物理量と寿命（あるいは寿命に関連した材料損失）との相関関係を予め記憶して、実際の物理量に基づいて寿命を想定する（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０２−２０４９５２号公報（第１−３頁、第１−第４図）
【特許文献２】特開２００３−１１５３９８号公報（第３−６頁、図２−４，７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ウェネルト電極を操作してエミッション電流を制御することで、Ｘ線の明るさを制御しても、所望の分解能や明るさを有したＸ線が得られない場合がある。
【０００６】
例えば、Ｘ線画像を明るくするために、ウェネルト電極付近の電子ビーム量を多く設定、すなわちエミッション電流を高く設定すると、仮想光源径が必要以上に大きくなるという問題や、エミッション電流を極端に低く設定すると、空間電荷効果により本来の電子源の輝度が得られないという問題がある。
【０００７】
仮想光源径や空間電荷効果について、図２を参照して具体的に説明する。図２（ａ）は、仮想光源径が小さいときの説明図であり、図２（ｂ）は、仮想光源径が大きいときの説明図である。図２中の符号１１は陰極を示し、符号１６はウェネルト電極を示し、符号１７は陽極を示し、符号Ｂは電子ビームを示し、符号φは仮想光源径を示す。上述したように、陽極１７による引き出しで電子ビームＢはターゲット（図２では図示省略）に向かって加速する。このとき、ウェネルト電極１６の電位が低すぎる（電位の負の値が大きすぎる）と、電荷が陰極１１付近で蓄積されやすくなって、空間電荷効果により電子ビームＢが陽極１７に引き出されずエミッション電流は低くなる。言い換えれば、エミッション電流を低く設定すれば空間電荷効果により電子ビームＢが陽極１７に引き出されない。ウェネルト電極１６の電位を高く（電位の負の値を小さく）していけば電子ビームＢが陽極１７に引き出されやすくなって、ウェネルト電極１６の電位を高くするのに伴ってエミッション電流も高くなる。電子ビームＢはウェネルト電極１６の電位によって集束して、陽極１７付近で一旦結像する。このときの結像の径を、本明細書では『仮想光源径』と呼ぶ。
【０００８】
空間電荷効果が発生しないようにウェネルト電極１６の電位を高くしていけば、図２（ａ）に示すように仮想光源径φが一旦小さくなる。しかし、電位を高くしすぎると、図２（ｂ）に示すように仮想光源径φが大きくなってしまう。仮想光源径φが大きくなるとＸ線源径も大きくなって、装置の分解能が低下する。逆に仮想光源径φが小さい場合には分解能も向上する。
【０００９】
これら電子ビームの引き出しについての挙動は、陰極形状に大きく依存している。したがって、ある時点で仮想光源径が最小となるエミッション電流値（ウェネルト電極の電位）を設定したとしても、点灯により陰極が経時的に消耗して、陰極形状が変われば仮想光源径も最小でなくなってしまうことになる。
【００１０】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線を正確に制御することができるＸ線発生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記問題を解決するために、発明者らは、以下のような知見を得た。点灯による陰極形状の経時的変化は、点灯条件、すなわち、点灯時間や陰極温度（電子源の温度）や真空度から推定される。したがって、各陰極形状と、電子ビーム特性が最適となる電子ビーム量との相関関係を予め記憶しておけば、常に最適な状態での装置動作が可能となる。
【００１２】
つまり、電子ビーム量を初期に最適値に設定して、点灯条件に関連した物理量と最適となる電子ビーム量との相関関係を予め求めて記憶すれば、電子ビーム量の最適値が経時的に変化し、点灯時間に応じた電子ビーム量の最適値を上述した相関関係に基づいて想定することができる。つまり、電子ビーム量を経時的に最適値に設定することができる。
【００１３】
電子ビーム量を最適値に設定する指標としては、例えば上述した仮想光源径を利用する。図３は、エミッション電流に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフである。ウェネルト電極の電位が低すぎると上述したように空間電荷効果が起こり、結果的にエミッション電流が低くなるが、空間電荷効果が起こらない範囲では、ウェネルト電極の電位が高くなるのに伴ってエミッション電流が高くなる。図３に示すように、エミッション電流Iが高くなると仮想光源径φは一旦小さくなって、さらに高くすると仮想光源径φは大きくなる。仮想光源径φが最小となるエミッション電流Ｉ（またはそれに対応したウェネルト電極１６の電位）が、最適値の電子ビーム量に相当する。また、点灯時間に伴ってエミッション電流Ｉに対する仮想光源径φの変化は、点線に示すように変化する。
【００１４】
以上のことから、点灯条件と装置動作が最適となる電子ビーム量との相関関係を予め求めて記憶すれば、電子ビーム量を経時的に最適値に設定することができるという知見を得た。
【００１５】
このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
【００１６】
すなわち、請求項1に記載の発明は、電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットとを備えたＸ線発生装置であって、電子ビーム量を所定値に設定する電子ビーム量設定手段と、電子源を点灯させて所定値の電子ビーム量を発生させることが可能な点灯制御手段と、その点灯制御手段により点灯させた電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を記憶した記憶手段とを備え、前記点灯制御手段は、前記記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御することを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、記憶手段は、電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を予め記憶している。点灯制御手段は、その記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、点灯制御手段は、上述した相関関係を記憶手段から読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、Ｘ線を正確に制御することができる。
【００１８】
上述した発明の一例として、点灯条件に関連した物理量は、点灯時間、電子源の温度、真空度であって、記憶手段は、点灯時間，電子源の温度，真空度のうち少なくとも１つを含む物理量と電子ビーム量との相関関係を記憶する（請求項２に記載の発明）ことが挙げられる。なお、これらの物理量の全てが必要なわけでなく、点灯条件から最適な電子ビーム量を把握できればよい。したがって、これらの点灯時間や電子源の温度や真空度の組み合わせで電子ビーム量を設定すればよい。
【００１９】
各発明において、電子源の一例は、６ホウ化ランタンまたは６ホウ化セリウムで形成された単結晶あるいは焼結体のチップである（請求項３に記載の発明）。電子源の他の一例は、タングステンで形成されたフィラメントである。
【００２０】
なお、本明細書は、次のようなＸ線撮像装置に係る発明も開示している。
【００２１】
（１）Ｘ線を発生させて照射するＸ線発生手段と、照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段とを備え、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を撮像するＸ線撮像装置であって、前記Ｘ線発生手段は、電子ビームを発生させる電子源と、電子源からの電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲットと、電子ビーム量を所定値に設定する電子ビーム量設定手段と、電子源を点灯させて所定値の電子ビーム量を発生させることが可能な点灯制御手段と、その点灯制御手段により点灯させた電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を記憶した記憶手段とを備え、前記点灯制御手段は、前記記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御することを特徴とするＸ線撮像装置。
【００２２】
前記（１）に記載の発明によれば、Ｘ線発生手段から照射されたＸ線をＸ線検出手段が検出することで、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を撮像する。このＸ線発生手段において、記憶手段は、電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を予め記憶している。点灯制御手段は、その記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、点灯制御手段は、上述した相関関係を記憶手段から読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、Ｘ線を正確に制御することができる。そして、所望に制御されたＸ線画像を精度よく撮像することができる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明に係るＸ線発生装置によれば、記憶手段は、電子源の点灯条件に関連した物理量、およびその点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係を予め記憶している。点灯制御手段は、その記憶手段に記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、点灯制御手段は、上述した相関関係を記憶手段から読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、Ｘ線を正確に制御することができる。
する。）
【実施例】
【００２４】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
【００２５】
図１は、実施例に係るＸ線管の構成を示す概略断面図である。
【００２６】
図１に示すＸ線管１はＸ線非破壊検査機器など代表されるＸ線撮像装置に用いられ、Ｘ線撮像装置は、Ｘ線管１と、Ｘ線管１から照射されたＸ線を検出するＸ線検出器２とを備えている。Ｘ線検出器２は、例えばイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ）やフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）などがある。Ｘ線管１から照射されたＸ線をＸ線検出器２が検出することで、検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を撮像する。Ｘ線管１と後述するコントローラ３２を含むコントローラ３２周辺の各構成とはこの発明におけるＸ線発生装置に相当し、この発明におけるＸ線発生手段にも相当する。また、Ｘ線検出器２は、この発明におけるＸ線検出手段に相当する。
【００２７】
Ｘ線管１は、電子ビームＢを発生させる陰極（カソード）１１と、この陰極１１に対向配置され、陰極１１からの電子ビームＢの衝突によりＸ線を発生させるターゲット１２と、陰極１１とターゲット１２との間に配置され、電子ビームＢを集束させる２つの集束コイル１３を備えている。つまり、本実施例では、集束コイル１３を２段に設けている。本明細書中では、陰極１１側の集束コイル１３を『第１集束コイル１３1』とし、ターゲット１２側の集束コイル１３を『第２集束コイル１３2』とする。なお、特に断りがないときには『集束コイル１３』で統一して以下を説明する。
【００２８】
本実施例では、陰極１１として６ホウ化ランタン（ＬａＢ6）や６ホウ化セリウム（ＣｅＢ6）などで形成された単結晶あるいは焼結体のチップを用いている。このチップは、タングステンで形成されたフィラメントと比較すると消耗や切断に強い。陰極１１は、この発明における電子源に相当し、ターゲット１２は、この発明におけるターゲットに相当する。
【００２９】
集束コイル１３は円環状に構成されており、その中心には電子ビームＢを絞る絞り孔１４を有したアパーチャ１５を配設している。各集束コイル１３は、Ｘ線管１の外部にある各レンズ電源３１を介してコントローラ３２に接続されており、レンズ電源３１から集束コイル１３に電流を流すことで磁界を発生させて、光学の集束レンズと同様に集束コイル１３は電子ビームＢを集束させる。なお、集束コイル１３は、それに流す電流、すなわち励起強度を変えることで電子ビームＢの焦点距離を自在に変えることができる。本明細書中では、第１集束コイル１３1に電流を流すレンズ電源３１を『第１レンズ電源３１1』とし、第２集束コイル１３2に電流を流すレンズ電源３１を『第２レンズ電源３１2』とする。なお、特に断りがないときには『レンズ電源３１』で統一して以下を説明する。
【００３０】
陰極１１と第１集束コイル１３1との間には、陰極１１から第１集束コイル１３1に向かう電子ビームＢの照射方向に、ウェネルト電極１６，陽極（アノード）１７を順に配設している。なお、陽極１７は、通常では接地電位となっている。
【００３１】
ウェネルト電極１６は、陽極１７によって引き出される陰極１１からの電子ビームＢの電子ビーム量（すなわちエミッション電流）を制御するもので、ウェネルト電極１６の電位によって電子ビーム量が変化する。陽極１７は、陰極１１から発生する電子ビームＢを引き出す。この陽極１７による引き出しで電子ビームＢはターゲット１２に向かって加速する。上述したこれらの陰極１１とウェネルト電極１６と陽極１７とで電子銃１８を構成している。また、ウェネルト電極１６は、この発明における電子ビーム量設定手段に相当する。
【００３２】
陰極１１やウェネルト電極１６や陽極１７で構成された電子銃１８は真空容器に収容されており、この真空容器に真空度を測定する真空計１９を配設している。真空計１９によって測定された真空度をコントローラ３２に送り込む。
【００３３】
この他に、陰極１１と第２集束コイル１３2との間には、図示を省略する偏向コイルを備えており、電子ビームＢの照射を偏向する。そして、この偏向コイルに電流を流すことで磁界を発生させて偏向を行う。偏向コイルの配設箇所や、配設個数については特に限定されず、陰極１１と第２集束コイル１３2との間であれば、電子ビームＢの照射状況に応じて適宜変更することができる。
【００３４】
次に、コントローラ３２周辺の具体的な構成について説明する。コントローラ３２周辺には、上述したレンズ電源３１の他に、入力部３３やモニタ３４やメモリ部３５や高電圧電源３６や陰極用電源３７やウェネルト用電源３８や点灯時間計測部３９を備えている。
【００３５】
コントローラ３２は、コントローラ３２周辺のレンズ電源３１やモニタ３４やメモリ部３５や高電圧電源３６や陰極用電源３７やウェネルト用電源３８の各構成やＸ線管１を統括制御し、入力部３３から入力された入力データを、コントローラ３２を介して、コントローラ３２周辺の各構成やＸ線管１に与える。また、本実施例では、コントローラ３２は、後述するメモリ部３５のテーブル３５ａに基づいて、真空計１９で計測された真空度や点灯時間計測部３９で計測された点灯時間から電子ビーム量を常に最適値にする演算を行っている。コントローラ３２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、この発明における点灯制御手段に相当する。
【００３６】
入力部３３は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。モニタ３４は、入力部３３から入力された入力データやコントローラ３２周辺の各構成から送られたデータを表示する。
【００３７】
メモリ部３５は、コントローラ３２を介して送られてきた各種のデータを書き込んで記憶して、必要に応じて読み出す機能を備えている。メモリ部３５は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、メモリ部３５は、点灯条件とウェネルト電極１６付近の電子ビーム量（エミッション電流）との相関関係としてテーブル（図５のグラフを参照）を記憶したテーブル３５ａを備えている。この相関関係を示すテーブルは、エミッション電流が最適値となる条件の下で成立する。また、エミッション電流が最適値となる条件は、仮想光源径がφ（図３を参照）が最小となる仮想光源径φms（図３を参照）におけるときである。テーブル３５ａは、この発明における記憶手段に相当する。
【００３８】
高電圧電源３６は、陰極用電源３７に高電圧を供給するとともに、ウェネルト用電源３８に高電圧を供給する。この陰極用電源３７は、陰極１１に負の値の高電圧を印加する。そして、陰極用電源３７からの電圧の印加により陰極１１に電流が流れ、陰極１１が加熱点灯して電子ビームＢを発生させる。つまり、陰極用電源３７は、電子源である陰極１１を点灯させることで電子ビームＢを陰極１１から発生させる。
【００３９】
ウェネルト用電源３８は、ウェネルト電極１６にウェネルト電極１６の電位として負の値の高電圧電源を印加する。ウェネルト電極１６に印加するウェネルト電極１６の電位によって電子ビーム量（エミッション電流）の値が変化する。
【００４０】
コントローラ３２は、高電圧電源３６や陰極用電源３７やウェネルト用電源３８を操作することで、陰極１１の点灯のＯＮ／ＯＦＦやエミッション電流の値の設定を制御する。また、陰極１１の点灯ＯＮ／ＯＦＦによって点灯時間が分かり、この点灯時間を点灯時間計測部３９で測定してコントローラ３２に送り込む。なお、点灯時間は、陰極１１の使用開始からの点灯時間を蓄積したものであって、前回に点灯された最終的な点灯時間に累積されながら点灯時間は計測される。
【００４１】
また、点灯時の陰極温度、真空度も併せてテーブル３５ａに記憶しており、これらの点灯履歴から陰極消耗度を推定することが可能である。つまり、陰極形状を推定することができるので、次回の点灯時における最適値の電子ビーム量の設定が可能となる。
【００４２】
続いて、テーブル３５ａの具体的な内容について、図２の説明図および図３〜図５のグラフを参照して説明する。図２（ａ）は、仮想光源径が小さいときの説明図であり、図２（ｂ）は、仮想光源径が大きいときの説明図である。また、図３は、エミッション電流に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフであり、図４は、点灯時間に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフであり、図５は、点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。
【００４３】
上述したようにウェネルト電極１６の電位が低すぎると空間電荷効果により電子ビームＢが陽極１７に引き出されず、ウェネルト電極１６の電位を高くしていけば、それに伴ってエミッション電流が高くなる。そして、図２および図３に示すように、仮想光源径φは一旦小さくなって、さらにウェネルト電極１６の電位を高くしていけば、それに伴ってエミッション電流Ｉが高くなる。そして、図２および図３に示すように、仮想光源径φは大きくなる。仮想光源径φが最小となる仮想光源径φmsにおけるエミッション電流Ｉが、最適値の電子ビーム量となる。
【００４４】
具体的には、例えばエミッション電流を変化させたときの電子ビームの拡がり（エミッションパターン）を予め求めて、パターンが空間電荷効果によってぼけずにかつ仮想光源径φが最小のときの電子ビーム量を最適値としてメモリ部３５に記憶する。また、エミッションパターンにおける仮想光源径φをエミッション電流に対応させたグラフが図３のグラフとなる。
【００４５】
また、陰極１１を長時間点灯させると、陰極１１の点灯時間や陰極１１の温度（すなわち陰極温度）や真空度に依存して陰極１１のチップが消耗して、チップの形状が変化する。これによって、図３に示すように、エミッション電流Ｉに対する仮想光源径φの変化も、点線に示すように変化する。
【００４６】
したがって、エミッション電流を変化させたときのエミッションパターンを求めてメモリ部３５に記憶するという操作を、点灯時間を長くしていきながら繰り返す。このときのグラフが図４および図５のグラフとなる。また、このときに得られたデータを相関関係としてテーブル３５ａに記憶する。
【００４７】
なお、仮想光源径やエミッションパターンは、全装置について計測してもよいが、特定の装置で予め取得したデータを、テーブル３５ａに記憶しておいてもよい。
【００４８】
点灯時間を０としたとき最適値となるエミッション電流の値を固定した状態で、点灯時間を横軸にして、仮想光源径φを縦軸にしたのが図４のグラフである。点灯時間が長くなると、図３にも示すように最適値となるエミッション電流Ｉが低い方にシフトする。ところが、図４のグラフでは点灯時間を０としたとき最適値となるエミッション電流Ｉの値を固定しているので、そのエミッション電流Ｉの値が最適値から外れて、最適値のエミッション電流から見れば、値を固定したエミッション電流Ｉが見かけ上高い方にシフトすることになる。その結果、点灯時間が０のときに最小であった仮想光源径φが、図４に示すように点灯時間が長くなるのにしたがって大きくなる。
【００４９】
一方、仮想光源径φを最小としたときの条件で、点灯時間を横軸にして、最適エミッション電流Ｉを縦軸にしたのが図５のグラフである。上述したように点灯時間が長くなると最適値となるエミッション電流Ｉが低い方にシフトする。エミッション電流Ｉの値が最適値になることは、仮想光源径φが最小となることと同義であるので、仮想光源径φを最小に固定し、点灯時間が長くなると、図５に示すようにエミッション電流は低くなる。図５中の点灯時間は、この発明における点灯条件に関連した物理量に相当し、図５中のエミッション電流Ｉは、この発明における電子ビーム量に相当する。また、仮想光源径φが最小となる条件は、この発明における電子ビーム特性が最適となる条件に相当する。また、この図５のグラフは、仮想光源径φが最小となる条件の下で成立するので、図５のグラフを示す点灯時間およびエミッション電流Ｉの関係は、この発明における点灯条件に関連した物理量、および点灯条件の履歴に基づいた電子ビーム特性を最適化する電子ビーム量の相関関係に相当する。
【００５０】
このように、図５に示すグラフがテーブル３５ａに予め記憶されているので、このテーブルを利用して、点灯時間計測部３９で計測された現時点での点灯時間に応じたエミッション電流を設定する。より具体的に説明すると、現時点での点灯時間を図５のグラフに当てはめて、そのグラフ上で交わった値Ｉが最適なエミッション電流Ｉとなる。点灯時間が変わっても、この図５中のグラフ上の実線にあるエミッション電流に変更するように、すなわち電子ビーム量を経時的に最適値に変更するようにウェネルト電極１６をコントローラ３２が操作する。
【００５１】
なお、図５のグラフは、真空度が一定の下でのグラフであるが、真空度が変わると図５のグラフの特性も変わる。真空度をそれぞれ変えたときのグラフは図６に示すとおりである。図６は、真空度をそれぞれ変えたときの点灯時間に対する最適エミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。
【００５２】
図６に示すように、真空度をＰ1，Ｐ2，Ｐ3とし、Ｐ1＜Ｐ2＜Ｐ3とすると、真空度が高くなるのにしたがってエミッション電流Ｉが低い方にシフトする。この図６のグラフもテーブル３５ａに予め記憶されている。このテーブルを利用して、真空計１９によって測定された真空度および点灯時間計測部３９で計測された現時点での点灯時間に応じたエミッション電流を設定する。
【００５３】
以上のように構成されたＸ線管１およびコントローラ３２周辺の各構成からなるＸ線発生装置によれば、メモリ部３５のテーブル３５ａは、点灯条件に関連した物理量である点灯時間、および電子ビーム量（エミッション電流）の相関関係を予め記憶している（図５のグラフを参照）。このエミッション電流のうち最適エミッション電流は、電子ビーム特性を最適にする値であって、点灯条件の履歴に基づいて求められる。コントローラ３２は、そのテーブル３５ａに記憶された相関関係に基づいて電子ビーム量を経時的に最適値に変更するように制御する。つまり、コントローラ３２は、上述した相関関係をテーブル３５ａから読み出すことで現時点での点灯時間に応じた最適な電子ビーム量を設定する。その結果、点灯条件の状況に関わらず電子ビーム量を常に正確に最適に設定することができ、例えば所望の輝度を有したＸ線を得ることができるというように、Ｘ線を正確に制御することができる。
【００５４】
また、図６のグラフでは、点灯条件に関連した物理量として、点灯時間の他に真空度を挙げており、点灯時間と真空度の組み合わせで電子ビーム量を設定している。
【００５５】
また、Ｘ線管１を備えたＸ線撮像装置によれば、このＸ線発生装置においてＸ線量を正確に制御することができる結果、所望に制御されたＸ線画像を精度よく撮像することができる。
【００５６】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５７】
（１）上述した実施例では、非破壊検査機器などの工業用装置を例に採ってＸ線撮像装置を説明したが、この発明は、Ｘ線診断装置などの医用装置にも適用することができる。
【００５８】
（２）上述した実施例では、電子源として、消耗や切断に強い単結晶あるいは焼結体のチップを用いたが、タングステンで形成されたフィラメントを用いてもよい。
【００５９】
（３）上述した実施例では、集束コイル１３はいわゆる２段式であったが、３段以上であってもよい。また１段のみでもよい。
【００６０】
（４）上述した実施例では、図５のグラフのように、点灯時間とエミッション電流との相関関係であり、図６のグラフのように、点灯時間および真空度とエミッション電流との相関関係であったが、図５および図６に示す相関関係に限定されない。例えば、図７に示すように、点灯時間および陰極１１の温度（陰極温度）とエミッション電流との相関関係であってもよいし、点灯時間と陰極温度と真空度とを全部組み合わせて、それらとエミッション電流との相関関係であってもよい。陰極１１の温度は、この発明における電子源の温度に相当する。
【００６１】
陰極温度は、例えばパイロメータ（放射温度計）などで直接に計測してもよいが、陰極１１に通電する電流量から間接的に換算してもよい。図７に示すように、陰極温度をＴ1，Ｔ2，Ｔ3とし、Ｔ1＜Ｔ2＜Ｔ3とすると、陰極温度が高くなるのにしたがって最適エミッション電流Ｉが低い方にシフトする。この図６のグラフもテーブル３５ａに予め記憶すればよい。
【００６２】
また、点灯条件に関連した物理量は、点灯時間や陰極温度や真空度だけでなく、例えば図８に示すようなチップ前面の径Ｌや単位時間当たりに消耗する消耗レート（寿命に関連した材料損失）など、通常に用いられる点灯条件に関連した物理量であれば、特に限定されない。陰極１１がチップの場合には、消耗すると点線に示すようにチップ全体が小さくなる。電子ビームＢを照射する面を前面とした場合には、図９に示すように、この前面の径Ｌも点灯時間にしたがって短くなる。図９は、点灯時間に対するチップ前面の径Ｌの変化を模式的に表したグラフである。
【００６３】
（５）点灯時間の計測は、実施例のような計測に限定されない。例えば、電子ビームＢの有無、すなわち点灯のＯＮ／ＯＦＦを監視する手段（例えば光センサ）を設け、点灯がＯＮになっている時間を点灯時間としてもよい。この場合には、実際に点灯している時間を点灯時間として計測しているので、コントローラ３２から高電圧電源３６に点灯の命令を与えているのにも関わらず実際に点灯していないことで生じる点灯時間の誤差を防止することができる。
【００６４】
（６）上述した実施例では、最適な電子ビーム特性として仮想光源径が最小になるという設定で説明したが、これに限定されず、Ｘ線量が最大となる条件設定でもよいし、これら物理量と関係なく、時間が単純に経過すればエミッション電流を小さくするという構成にしても、結果として同じような結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例に係るＸ線管の構成を示す概略断面図である。
【図２】ウェネルト電極付近の電子ビームを模式的に表した説明図であり、（ａ）は、仮想光源径が小さいときの説明図であり、（ｂ）は、仮想光源径が大きいときの説明図である。
【図３】エミッション電流に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフである。
【図４】点灯時間に対する仮想光源径の変化を模式的に表したグラフである。
【図５】点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。
【図６】真空度をそれぞれ変えたときの点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。
【図７】陰極温度をそれぞれ変えたときの点灯時間に対するエミッション電流の変化を模式的に表したグラフである。
【図８】陰極を構成するチップの変化を模式的に表した説明図である。
【図９】点灯時間に対するチップ前面の径変化を模式的に表したグラフである。
【符号の説明】
【００６６】
１  …  Ｘ線管
２  …  Ｘ線検出器
１１  …  陰極
１２  …  ターゲット
１６  …  ウェネルト電極
３２  …  コントローラ
３５ａ  …  テーブル
Ｂ  …  電子ビーム
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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