(57)【要約】【課題】Ｘ線を発生するＸ線装置において、簡易な構成で、高効率化、小型化及び低価格化を図ることができ、また、より精密なＸ線測定装置を実現することができ、Ｘ線照射の被検体へのダメージも抑制可能にする。【解決手段】Ｘ線管のカソード２に冷陰極源を使用し、アノード３に例えばＣｕターゲットを使用する。そして、高圧電源１によりカソード２とアノード３の間に直流高電圧を印加して、Ｘ線を発生させる。その際、Ｘ線検出器６によりＸ線管から発生したＸ線を検出し、その検出結果に基きコントローラ５を介してＦＥＴ４を制御し、Ｘ線管に流れる電流を安定化させる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、該Ｘ線管に高電圧を供給する高圧電源とを有し、前記Ｘ線管に流れる放電電流を制御する制御手段を備えたことを特徴とするＸ線装置。
【請求項２】
制御手段は、Ｘ線管から発生したＸ線を検出する検出器と、その検出結果に応じて前記Ｘ線管の電流を可変する制御素子とからなることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項３】
制御手段は、所定のパルスを発生するパルス発生器と、そのパルスによりＸ線管をパルス動作させる制御素子とからなることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項４】
制御素子は、Ｘ線管と直列接続されたトランジスターであることを特徴とする請求項１ないし３何れか記載のＸ線装置。
【請求項５】
制御素子は、Ｘ線管と直列に接続されたオーストンスイッチであることを特徴とする請求項請求項１ないし３何れか記載のＸ線装置。
【請求項６】
オーストンスイッチを動作させるための光照射源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項５記載のＸ線装置。
【請求項７】
オーストンスイッチを動作させるための光照射源は、レーザーダイオードであることを特徴とする請求項５記載のＸ線装置。
【請求項８】
制御手段は、カソードに光を照射する光照射源と、この光照射源を制御する制御素子とからなることを特徴とする請求項１記載のＸ線装置。
【請求項９】
制御素子は、Ｘ線管から発生したＸ線を検出する検出器の検出結果に応じて光照射源の光照射を制御することを特徴とする請求項８記載のＸ線装置。
【請求項１０】
制御素子は、パルス発生器からの所定のパルスにより光照射源を制御してＸ線管をパルス動作させることを特徴とする請求項８記載のＸ線装置。
【請求項１１】
光照射源は、発光ダイオードからなることを特徴とする請求項８ないし１０何れか記載のＸ線装置。
【請求項１２】
光照射源は、レーザーダイオードからなることを特徴とする請求項８ないし１０何れか記載のＸ線装置。
【請求項１３】
Ｘ線管と、該Ｘ線管に高電圧を供給する高圧電源とを有し、前記高圧電源は、前記Ｘ線管の電流を可変する制御機能を備えていることを特徴とするＸ線装置。
【請求項１４】
Ｘ線管と、該Ｘ線管に高電圧を供給する高圧電源とを有し、前記高圧電源は、前記Ｘ線管をパルス動作させる制御機能を備えていることを特徴とするＸ線装置。
【請求項１５】
Ｘ線管は、２極構造であることを特徴とする請求項１ないし１４何れか記載のＸ線装置。
【請求項１６】
Ｘ線管は、３極構造であることを特徴とする請求項１ないし１４何れか記載のＸ線装置。
【請求項１７】
Ｘ線管のアノードは、マイクロフォーカスＸ線とするために先端部以外を絶縁体でコートしたことを特徴とする請求項１ないし１６何れか記載のＸ線装置。
【請求項１８】
Ｘ線管のアノードは、マイクロメートル以下の周期的ならびに非周期的微細構造パターンを有することを特徴とする請求項１ないし１７何れか記載のＸ線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にＸ線管に冷陰極源を使用したＸ線装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線を発生させる装置としては、従来熱電子を利用したものが多く用いられている。これは、例えば特許公報第２７１０９３号、２７１０９４号等に示されているように、Ｘ線透過性材料により形成された基体の中に、熱電子を受けてＸ線を放射するターゲット膜を設けたものであり、熱カソードによる電子放出現象を利用したものである。また、冷陰極源を用いたＸ線装置も知られている。
【０００３】
Ｘ線は、真空のガラス管の中で、高電圧下にて陰極からでた電子が陽極に衝突したときに発生するが、陰極と陽極の間の管電圧がＸ線の透過性を決めるポイントとなり、管電圧が低いと透過力の弱い長波長のＸ線となり、管電圧が高いと透過力の強い短波長のＸ線となる。
【０００４】
また最近では、ナノ構造を利用したＸ線発生装置も実用化されている。この装置は、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）並びにスピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型ナノ構造を利用した冷陰極源を作製してなるもので、コールドエミッション（Ｃｏｌｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ）と呼ばれ、電子放出を起こさせるには１０−６ｔｏｒｒ以下の高真空を必要とする。
【０００５】
上記のＣＮＴを利用したＸ線発生装置は、例えば公開特許公報・特開２００１−２５０４９６に示されているように、ＣＮＴからなる冷陰極電子放出源を陰極に用いるようにしたもので、このことによって熱陰極を用いることによる種々の問題を解決することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなカソードからの熱電子を利用する従来のＸ線発生装置においては、次のような問題点があった。
【０００７】
（１）Ｗ（タングステン）などの金属カソードを２０００℃から３０００℃に加熱して電子を発生させているため、電子を発生させるためのエネルギー効率が悪い（通常０．１％程度）。
【０００８】
（２）熱を発生させるために大電流電源が必要となり、コストが高くなるとともに、大きな設備（装置の大型化）となってしまう。
【０００９】
（３）カソード部分以外が溶解しないようにするため、水冷等の冷却機構が必要となる。
【００１０】
（４）カソード部分が高熱になるため、残存する酸素・Ｈ２Ｏと反応してカソードが劣化あるいは消失してしまう。
【００１１】
また、上記の問題を解決するために、冷陰極源を作製してＸ線発生装置とする場合には、高真空を必要とし、高電圧をカソード及びアノード部分にかけるとその部分に分子等が吸着して電子の放出が不安定になり、ひいては発生するＸ線が大きく揺らぐという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、高効率化、小型化及び低価格化を図ることができ、また、より精密なＸ線測定装置を実現することができ、Ｘ線照射の被検体へのダメージも抑制可能なＸ線装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線装置は、次のように構成したものである。
【００１４】
（１）Ｘ線管と、該Ｘ線管に高電圧を供給する高圧電源とを有し、前記Ｘ線管に流れる放電電流を制御する制御手段を備えた。
【００１５】
（２）上記（１）において、制御手段は、Ｘ線管から発生したＸ線を検出する検出器と、その検出結果に応じて前記Ｘ線管の電流を可変する制御素子とからなるようにした。
【００１６】
（３）上記（１）において、制御手段は、所定のパルスを発生するパルス発生器と、そのパルスによりＸ線管をパルス動作させる制御素子とからなるようにした。
【００１７】
（４）上記（１）ないし（３）何れかにおいて、制御素子は、Ｘ線管と直列接続されたトランジスターとした。
【００１８】
（５）上記（１）ないし（３）何れかにおいて、制御素子は、Ｘ線管と直列に接続されたオーストンスイッチであるようにした。
【００１９】
（６）上記（５）において、オーストンスイッチを動作させるための光照射源は、発光ダイオードであるようにした。
【００２０】
（７）上記（５）において、オーストンスイッチを動作させるための光照射源は、レーザーダイオードであるようにした。
【００２１】
（８）上記（１）において、制御手段は、カソードに光を照射する光照射源と、この光照射源を制御する制御素子とからなるようにした。
【００２２】
（９）上記（８）において、制御素子は、Ｘ線管から発生したＸ線を検出する検出器の検出結果に応じて光照射源の光照射を制御するようにした。
【００２３】
（１０）上記（８）において、制御素子は、パルス発生器からの所定のパルスにより光照射源を制御してＸ線管をパルス動作させるようにした。
【００２４】
（１１）上記（８）ないし（１０）何れかにおいて、光照射源は、発光ダイオードからなるようにした。
【００２５】
（１２）上記（８）ないし（１０）何れかにおいて、光照射源は、レーザーダイオードからなるようにした。
【００２６】
（１３）Ｘ線管と、該Ｘ線管に高電圧を供給する高圧電源とを有し、前記高圧電源は、前記Ｘ線管の電流を可変する制御機能を備えているようにした。
【００２７】
（１４）Ｘ線管と、該Ｘ線管に高電圧を供給する高圧電源とを有し、前記高圧電源は、前記Ｘ線管をパルス動作させる制御機能を備えているようにした。
【００２８】
（１５）上記（１）ないし（１４）何れかにおいて、Ｘ線管は、２極構造であるようにした。
【００２９】
（１６）上記（１）ないし（１４）何れかにおいて、Ｘ線管は、３極構造であるようにした。
【００３０】
（１７）上記（１）ないし（１６）何れかにおいて、Ｘ線管のアノードは、マイクロフォーカスＸ線とするために先端部以外を絶縁体でコートした。
【００３１】
（１８）上記（１）ないし（１７）何れかにおいて、Ｘ線管のアノードは、マイクロメートル以下の周期的ならびに非周期的微細構造パターンを有するようにした。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。
【００３３】
図１は本発明の第１の実施例の構成図であり、冷陰極源を用いたＸ線発生装置の概略構成を模式的に示している。
【００３４】
同図において、１は直流の高圧電源で、Ｘ線管を構成する冷陰極源のカソード２と金属ターゲットを用いたアノード３の間に高電圧を印加する。４は上記Ｘ線管に直列接続された制御素子としての高耐圧ＦＥＴ（トランジスター）で、ゲートにコントローラ５が接続されており、Ｘ線管から発生されるＸ線を検出するＸ線検出器６の検出結果に応じてＸ線管に流れる電流を可変し、Ｘ線検出器６と共にＸ線管に流れる放電電流を制御する制御手段を構成している。
【００３５】
本実施例では、ガラスチューブに金属のアノード３とカソード２を対向するように配置している。アノード３としては様々な金属が利用可能であり、このターゲットを変えることによって発生する特性Ｘ線のエネルギーも変化する。また、特性Ｘ線の他に加速電圧に応じて制動放射Ｘ線も発生する。
【００３６】
カソード２としては、シリコンナノ構造体，ＣＮＴ、ＧＮＦ（グラファイトナノファイバー）及び金属や半導体を先鋭化させて電界集中を起こりやすくするようにしたスピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型電極を利用することができるが、パルス的なＸ線の発生を考える場合には、エミッション電流密度が大きく取れるＣＮＴ、ＧＮＦが好適である。
【００３７】
上記のＧＮＦは、例えば公開特許公報・特開２００１−２７９４４１に示されるように、比較的大きな基板に均一に成膜形成することができる。またスピント型電極に代表される電界放射陰極においても、安定した放射電流特性を有したものを容易に得ることができる。
【００３８】
また、負の電気親和力を有する材料、例えばＡＩＮ、ＢＮ、ダイヤモンド半導体などを利用することによって、低い電圧から電子放出が起こり、高効率で大きな電流密度を得ることができ、ひいては高輝度のＸ線を発生させることが可能となる。
【００３９】
カソード２とアノード３間の距離は、フィールドエミッション（電界放出）の閾値電圧と発生させる特性Ｘ線（ターゲットに依存する）のエネルギーに依存するが、例えばＣｕとＣＮＴターゲットの組み合わせを用いた場合、ＣｕとＣＮＴの間には１０ｋＶ以上の電圧をかけないと特性Ｘ線が発生しないので、ＣＮＴの閾値電圧が４Ｖ／μｍ程度であることから、大体３ｍｍ程度の間隔を必要とする。
【００４０】
したがって、上記のような間隔でアノード３とカソード２を真空中で配置する。このとき、真空容器としてガラス管を使用する場合には、低エネルギー（２ｋｅＶ−２０ｋｅＶ）領域のＸ線の透過率は悪いので、ガラスに穴あけ加工等を施して、その孔をベリリウム、グラファイト、ポリイミド、アルミニウム、チッカボロン等の薄膜で真空漏れのないように塞ぐ必要がある。
【００４１】
このとき、例えば一番安価なポリイミド膜を使用する場合、ＣｕＫａ、８．０４ｋｅＶのエネルギーで、吸収係数αは６．６８ｃｍ−１となるので、８０％程度の透過率を得るためには、３３０μｍ程度の厚さのポリイミドフィルムを使用することが可能となる。
【００４２】
そして、上記のようなガラス管を真空ポンプを使用して１０−１から１０−８ｔｏｒｒに引き封じることによって、Ｘ線発生装置が完成する。また、発生するＸ線をマイクロフォーカスにしたい場合は、アノード電極を先鋭化し、先端以外を図１１に示すように、テフロン（Ｒ）あるいはエナメル等の絶縁材料でコートすることによって、アノード先端部のみに電界集中が起こり、冷陰極から引き出された電子が、被覆していない先端部分に衝突するため、効率良く先端の微小部位からＸ線が発生し、マイクロフォーカスＸ線とすることが可能となる。
【００４３】
このとき、電子の阻止能と加速電圧の関係は、Ｃｕ電極の場合、５０ｋｅＶ電子の阻止能は５×１０−３（ｇ／ｃｍ２）であり、またＣｕの密度は８．９４（ｇ／ｃｍ３）とわかっているので、これらの数値より５０ｋｅＶ電子の到達距離は５．６μｍ程度となる。また、Ｘ線発生装置の真空度を保っておきたいときは、ガラスチューブの中にＴｉ等の金属からなるゲッター材を一緒に封入して、真空にしておくと良い。
【００４４】
このようにして作製したＸ線発生装置のＸ線発生部のグラウンド側にトランジスター（実施例ではＦＥＴ４）を挿入してカソード２とグラウンド間に流れる電流を外部変調することによって、図２に示すようにＸ線強度を安定化することが可能になるとともに、図４に示すようにＸ線を高速で変調することも可能になる。このとき、流れる電流量を精密にコントロールできる高耐圧トランジスターを選択する必要がある。例えば、流れる電流量がマイクロアンペア（μＡ）の場合、１０〜１００ｎＡ程度の制御性を必要とする。
【００４５】
図２は本実施例の動作を示す波形図であり、（ａ）はＦＥＴ４がないときのＸ線強度の時間変化、（ｂ）はＦＥＴ４を外付けしたときのＸ線強度の時間変化をそれぞれ示している。
【００４６】
次に、図１に示すＸ線を安定化する装置について説明する。上記の方法によって作製したＸ線源をフィードバックループを形成することによって安定化を図る。すなわち、Ｘ線強度を検出するためのＸ線検出器６によって現在発生しているＸ線強度をリアルタイムでモニターする。このとき発生しているＸ線強度は、図２の（ａ）に示すように非常に大きく揺らいでいるので、この揺らぎを安定化させるようにＦＥＴ４に流れる電流量を検出器６の出力を受けて制御するようにする。
【００４７】
例えば、正極性のトランジスターを利用する場合、Ｘ線出力が下がった場合、ゲート電圧を上げてアノード‐カソード間により多くの電流が流れるようにフィードバックをかける。このとき、フィードバック回路の時定数を適当に調節しないと、かえって揺らぎが大きくなる場合がある（発振現象として既知）。このようにフィードバック回路を形成して安定化を図ることによって、図２の（ｂ）に示すように安定化した出力を得ることができる。
【００４８】
図３は本発明の第２の実施例の構成を示す図であり、図１と同一符号は同一構成要素を示している。本実施例は、パルスＸ線発生装置を構成するもので、上記実施例のＸ線安定化装置におけるＸ線モニター、フィードバック回路に代えて、所望の電気的パルスをトランジスターに印加できるようなパルス発生器７を使用している。このことによって、アノード‐カソード間に流れる電流をパルス的に制御し、ひいては図４の（ａ）に示すように、パルス発生器７に追随したパルスＸ線を発生させることができる。図４の（ａ）、（ｂ）は本実施例の動作を示す波形図である。
【００４９】
図４では、Ｘ線の変調周波数としてｋＨｚ程度の結果を示している。これは、一般的なＸ線検出器の時間分解能がこの程度になっているためであり、Ｘ線発生システムの応答速度はもっと高速であることが可能で、ＭＨｚ以上の変調を行うことが可能である。
【００５０】
以上の例では、アノード‐カソードのみを有する２極構造のＸ線管について説明したが、上述の効果はグリッドを有する３極構造（アノード、カソード、グリッド）のＸ線管に対しても同様に得ることができる。
【００５１】
また、半導体カソードを利用することによって、上記のトランジスターを冷陰極源と一体化して作製することが可能であり、よりコンパクト、低価格化を図ることが可能となる。
【００５２】
図９は本発明の第３の実施例を示す構成図である。本実施例では、第１の実施例で使用したトランジスターに変えて、オーストンスイッチ（Ａｕｓｔｏｎ　Ｓｗｉｔｃｈ）１１を挿入して、カソードとグラウンド間に流れる電流を外部変調することによって、第１の実施例と同様にＸ線強度を安定化することが可能となる。
【００５３】
ここで、オーストンスイッチ１１とは、光スイッチの一種であり、ほぼ絶縁性の半導体に断線（断線部のギャップはおおむね１−１０ｍｉｃｒｏｎ）した金属電極を設け、この断線部位にエネルギーギャップ以上の光を半導体発光素子（ＬＥＤ）あるいは半導体レーザーを利用して照射することによってキャリアを発生させ、ひいては断線状態から導通状態に変化させるものである（例えば，光学，１９９７年，２６巻，２号，８６ｐ，参照）。
【００５４】
図１０は本発明の第４の実施例の構成を示す図であり、図９と同一符号は同一構成要素を示している。本実施例は、パルスＸ線発生装置を構成するもので、上記実施例のＸ線安定化装置におけるＸ線モニター、フィードバック回路に代えて、所望の電気的パルスをオーストンスイッチに印加できるようなパルス発生器７を利用している。このことによって、アノード−カソード間に流れる電流をパルス的に制御し、ひいては、図４の（ａ）、（ｂ）に示す結果と同様な、パルス発生器７に追随したパルスＸ線を発生させることができる。
【００５５】
図５は本発明の第５の実施例の構成を示す図である。本実施例は、冷陰極源にＬＥＤ（発光ダイオード）光あるいはＬＤ（レーザーダイオード）光を照射して発生するエミッション電流を制御し、ひいては発生するＸ線強度を安定化させるようにしたものである。同図中、８はその光照射源、９はこれを制御するコントローラである。
【００５６】
光照射によってＸ線発生系を制御するためには、バンドギャップ以上の光を照射して電子を生成し制御するため、電子のないＰ型あるいは真性半導体がリーク電流も少なく光照射して電子放出を起こさせるには好適な材料となる。ここでは、冷陰極源としてＰ型ＧａＡｓ半導体を前述のスピント（Ｓｐｉｎｄｔ）型に先鋭化させた電極について説明する。
【００５７】
カソード２とアノード３の問に特性Ｘ線が発生するぐらいの電界をかけておく。ただし、Ｐ型半導体を用いているので、電子放出はＮ型半導体と比較して起こりにくくなっている。このとき、ＧａＡｓ半導体のバンドギャップ以上のエネルギーを有する光をこのカソード２に図に示すように、例えば裏面から照射することによって、大量の電子をＰ型半導体中に生成することが可能となる。ＧａＡｓ半導体は移動度が大きいので（６０００ｃｍ２／Ｖｓ）、カソード２の厚さにはそれほど冷陰極放出現象に依存しないが、カソード２に対して照射する光の波長の光吸収係数を考えてカソード２の厚さを選択する（ｅｘｐ（−αｄ）＝０．１から０．０１　ただし、αは照射光波長に対する吸収係数、ｄはカソード２の厚さ）。
【００５８】
このように、光照射によって、電子放出を起こすことができ、ひいては照射する光強度を制御することによって、エミッション電流を制御することが可能となる。このため、前述の実施例と同様に、Ｘ線モニター、コントローラ９、光照射源８、カソード２の間でフィードバックループを形成することによって、発生するＸ線の強度を安定化することが可能となる。
【００５９】
図６は本発明の第６の実施例の構成を示す図である。本実施例では、光照射によってパルスＸ線発生装置を構成するために、上述のＸ線安定化装置におけるＸ線モニター、フィードバック回路に代えて、所望の電気的パルスをコントローラ９に印加できるようなパルス発生器７を使用している。これによって、光照射によりアノード−カソード間にパルス的な電流発生を行うことができ、ひいては図４の（ａ）に示すようなパルス発生器７に追随したパルスＸ線を発生することができる。
【００６０】
このとき、より短いパルス発生を行うためには、カソード２に高速フォトダイオード技術をそのまま適用することが可能である。すなわち、光吸収による電子輸送現象を利用することができ、この単一走行キャリアフォトダイオードの技術を適用することによって、３００ＧＨｚ程度の高速変調が可能である。
【００６１】
上記の単一走行キャリアフォトダイオードは、電子のみを活性なキャリアとして用いる動作機構を持つもので、高い電子移動度によりキャリア空間電荷量が抑制され、電界変調効果も低減されるので、帯域を確保しつつ高電流、低電圧動作が可能となるものである。
【００６２】
また、半導体カソードを利用することによって、上述の発光部と冷陰極源とを一体化して作製することが可能であり、よりコンパクト化、低価格化を図ることができる。なお、上記の例ではＧａＡｓカソードの場合について説明したが、材料はこれに限るものではなく、Ｉ−ＶＩＩ、ＩＩ−ＶＩ、ＩＩＩ−Ｖ、ＩＶ属半導体、金属材料、炭素系材料全般にこの技術を適用可能である。
【００６３】
以上は、アノード−カソードのみを有する２極構造のＸ線管について説明したが、上述の効果はグリッドを有する３極構造のＸ線管に対しても同様の効果を得ることができる。
【００６４】
図７及び図８は本発明の第７の実施例及び第８の実施例の構成を示す図である。
【００６５】
図中、１０はカソード２とアノード３の間に高電圧を印加する高圧電源で、Ｘ線管を制御する制御機能を持っており、図７に示す高圧電源１０はＸ線検出器６の検出結果に基づいてＸ線管の電流を可変する制御機能を有し、図８に示す高圧電源１０はパルス発生器７からの所定のパルスによりＸ線管をパルス動作させる制御機能を有している。
【００６６】
本発明は、上述の実施例のように、トランジスター技術、光照射技術を用いなくても高圧電源自体を制御可能なようにしておけば、Ｘ線強度の安定化を図ることができ、またＸ線を高速変調、パルスＸ線の発生等を行うことが可能である。その際、１ＫＶ以上の高圧電源を変調するためには、トランジスター、ＬＥＤ等を用いた値段と比較して、非常に高価な装置となる。
【００６７】
また、上記実施例に拘らず、一般的にアノードに特別な工夫を行わないと、入力パワーに対して発生するＸ線のパワー（外部取り出し量子効率）は０．１％程度となる。しかし、アノードに図１２に示すような赤外線の発生、ひいては熱の発生を抑制するようなミクロな微細構造をエッチング等を利用して作り込んで共振器量子電磁力学効果を引き起こすことにより、入力パワーに対して発生するＸ線の発生パワー（外部取り出し量子効率）を１桁から２桁程度向上させることが可能となる。
【００６８】
ここで述べる共振器量子電磁力学とは、同一温度に対する黒体輻射スペクトルの変調方法に関するものである。すなわち、通常の黒体輻射スペクトルは、３次元的に広がりを有する物体が、ある温度に加熱されたときに示すスペクトルであるが、物体を低次元化することによって、系の取り得る状態密度、共振周波数を変調することが可能となり、ひいては、同一温度に対する黒体輻射スペクトルを３次元の場合と比較して、低次元では大きく変調させることが可能となる。この原理を応用することによって、熱の発生を抑えたＸ線源を作製することが可能となる。
【００６９】
例えば白熱電球においては、赤外線の放射を抑えるためにフィラメント表面にナノメートル領域の周期的パターンを加工し、可視光のみを外部へ取り出す方式のものが考案されている。
【００７０】
以上、本発明の各実施例について説明したが、上述の実施例によれば、簡易な構成で、高効率化、小型化及び低価格化を図ることができ、また、より精密なＸ線測定装置を実現することができ、Ｘ線照射の被検体へのダメージも抑制可能になる。
【００７１】
すなわち、次のような作用効果を得ることができる。
【００７２】
（１）熱電子を利用するＸ線発生装置と比較して、冷陰極源を使用することによって、高効率、小型化、低価格化が図れる。
【００７３】
（２）従来の熱カソードを利用するＸ線発生装置でＸ線をパルス発生的にする場合は、シャッター方式のため、パルス幅は、ｍｓのオーダーであるが、冷陰極源と本発明を組み合わせることによって、３桁から６桁程度パルス幅を短くすることが可能となる。同時に、低価格な装置で超短パルスＸ線を発生することが可能となる。
【００７４】
（３）従来の冷陰極源を利用したＸ線発生装置では安定化に問題があったが、本発明を利用して、簡単な装置でＸ線出力を安定化することができるので、より精密な測定装置を提供することができる。
【００７５】
（４）従来の冷陰極源を利用したＸ線発生装置ではパルス発生が困難であったが、本発明を利用することにより、簡単な装置でパルスＸ線、変調Ｘ線を発生することができるので、Ｘ線を用いた従来にない検出技術を可能とすることができる。例えば、Ｘ線位相検出技術（ロックインアンプとの組み合わせによるより高精度な検出）、ダイナミカルなＸ線構造解析、Ｘ線回折、時間分解Ｘ線分光、時間分解蛍光Ｘ線分光等、様々な利用を考えることが可能である。また、パルス幅を自在に制御できるので、Ｘ線照射量を被検体にダメージを与えないようにコントロールすることが可能となる。
【００７６】
（５）アノードに熱エネルギーへの変換過程を制御するような量子力学的な構造を作製しているので、従来より高効率にＸ線の発生が可能となる。
【００７７】
なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、例えば各実施例を種々組み合わせた構成としても良い。また本発明は、例えばレントゲン装置、Ｘ線投影画像装置、ＸＰＳ装置、ＸＲＤ装置、時間分解Ｘ線分光装置、Ｘ線非破壊検査装置、Ｘ線リソグラフィー光源、Ｘ線殺菌装置、Ｘ線分光装置、小型ＳＯＲ装置、Ｘ線樹脂硬化装置など、Ｘ線を必要とする各種装置に適用することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で、高効率化、小型化及び低価格化を図ることができ、また、より精密なＸ線測定装置を実現することができ、Ｘ線照射の被検体へのダメージも抑制可能になるという効果がある。
【００７９】
すなわち、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
【００８０】
（１）熱電子を利用するＸ線発生装置と比較して、冷陰極源を使用することによって、高効率、小型化、低価格化が図れる。
【００８１】
（２）従来の熱カソードを利用するＸ線発生装置でＸ線をパルス発生的にする場合は、シャッター方式のため、パルス幅は、ｍｓのオーダーであるが、冷陰極源と本特許を組み合わせることによって、３桁から６桁程度パルス幅を短くすることが可能となる。同時に、低価格な装置で超短パルスＸ線を発生することが可能となる。
【００８２】
（３）従来の冷陰極源を利用したＸ線発生装置では安定化に問題があったが、本発明では簡単な装置でＸ線出力を安定化することができるので、より精密な測定装置を提供することができる。
【００８３】
（４）従来の冷陰極源を利用したＸ線発生装置ではパルス発生が困難であったが、本発明では簡単な装置でパルスＸ線、変調Ｘ線を発生することができるので、Ｘ線を用いた、従来にない検出技術を可能とすることができる。例えば、Ｘ線位相検出技術（ロックインアンプとの組み合わせによるより高精度な検出）、ダイナミカルなＸ線構造解析、Ｘ線回折、時間分解Ｘ線分光、時間分解蛍光Ｘ線分光等、様々な利用を考えることが可能である。また、パルス幅を自在に制御できるので、Ｘ線照射量を被検体にダメージを与えないようにコントロールすることが可能となる。
【００８４】
（５）アノードに熱エネルギーへの変換過程を制御するような量子力学的な構造を作製しているので、従来より高効率にＸ線の発生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成図
【図２】第１の実施例の動作を示す波形図
【図３】本発明の第２の実施例の構成図
【図４】第２の実施例の動作を示す波形図
【図５】本発明の第５の実施例の構成図
【図６】本発明の第６の実施例の構成図
【図７】本発明の第７の実施例の構成図
【図８】本発明の第８の実施例の構成図
【図９】本発明の第３の実施例の構成図
【図１０】本発明の第４の実施例の構成図
【図１１】実施例のアノード電極の形状例を示す説明図
【図１２】アノードのミクロな微細構造を示す図
【符号の説明】
１　高圧電源
２　カソード
３　アノード
４　ＦＥＴ
５　コントローラ
６　Ｘ線検出器
７　パルス発生器
８　光照射源
９　コントローラ
１０　高圧電源
１１　オーストンスイッチ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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