(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管を構成する真空外囲器と、この真空外囲器の一方の端部に設けられたＸ線透過窓と、このＸ線透過窓の真空側に設けられたＸ線ターゲットを形成する金属薄膜と、前記Ｘ線ターゲットを照射する電子ビームを発生する電子銃とを具備したＸ線管において、前記金属薄膜の膜厚を場所によって相違させ、かつ、前記電子ビームを偏向する偏向装置を設け、電子ビームを偏向する大きさが前記電子ビームの加速電圧に対応していることを特徴とする透過型Ｘ線管装置。
【請求項２】
真空外囲器内部を真空引きする真空ポンプが設けられた請求項１記載の透過型Ｘ線管装置。
【請求項３】
金属薄膜の膜厚は、Ｘ線ターゲットの一方の側から他方の側へ徐々に厚くなっている請求項１記載の透過型Ｘ線管装置。
【請求項４】
Ｘ線管を構成する真空外囲器と、この真空外囲器の一方の端部に設けられたＸ線透過窓と、このＸ線透過窓の真空側に設けられたＸ線ターゲットを形成する金属薄膜と、前記Ｘ線ターゲットを照射する電子ビームを発生する電子銃とを具備したＸ線管において、前記電子銃を複数設け、前記複数の電子銃が発生する電子ビームの加速電圧がそれぞれ相違し、かつ前記複数の電子銃が正対する部分の金属薄膜の膜厚がそれぞれ相違することを特徴とする透過型Ｘ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は透過型Ｘ線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透過型Ｘ線管は、Ｘ線管を構成する真空容器の一方の側にＸ線を透過する透過窓が設けられ、真空容器内の他方の側には電子ビームを発生する電子銃が配置されている。透過窓は、ベリリウムなどＸ線に対して透過率の高い材料で構成され、透過窓の真空側には、タングステンなどの金属薄膜が直接付着され、Ｘ線を発生する陽極ターゲットが形成されている。
【０００３】
上記した構成において、電子銃が発生した電子ビームが陽極ターゲットに照射され、陽極ターゲット内に電子が侵入する。このとき、制動放射によって電子の運動エネルギーがＸ線に変換され、透過窓を通してＸ線が外部に放出される。
【０００４】
陽極ターゲットに侵入する電子ビームの深さは、加速電圧や陽極ターゲットの材質で相違する。陽極ターゲットの材質が同じ場合、電子ビームが侵入する深さは加速電圧のＮ乗（Ｎは約１．７）に比例する。タングステンの場合、電子ビームが侵入する深さは、加速電圧が３０ｋＶで約１μｍ、加速電圧が１００ｋＶで約８μｍとなる。
【０００５】
ところで、電子ビームの加速電圧は、撮影する被写体のＸ線の透過量によって調整される。工業用Ｘ線装置において、被写体が、たとえばプラスチックのようにＸ線透過率が高い材質では、加速電圧は２０〜４０ｋＶ程度に設定される。アルミ缶などＸ線透過率の低い材質では１００ｋＶ程度に設定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の透過型Ｘ線管は、１つのＸ線管には１つの電子銃が搭載されている。このため、電子ビームはアノード面の一点に入力し、アノード面上の電子ビームの焦点が破壊されるとＸ線管は寿命となり、使用できなくなる。
【０００７】
また、透過型Ｘ線管では、電子ビームの加速電圧の大きさに対応して、陽極ターゲットの厚みの最適値が変化する。陽極ターゲットの厚さが電子が侵入する深さより厚いと、陽極ターゲット内で発生したＸ線が減衰する。電子が侵入する深さよりも薄いと、電子は運動エネルギを保持したまま陽極ターゲットを貫通し、Ｘ線への変換効率が低下する。したがって、陽極ターゲットの厚みは電子が侵入する深さと一致することが望ましい。
【０００８】
従来の透過型Ｘ線管装置は、陽極ターゲットの厚みが一定であるため、封じ切りのＸ線管の場合、加速電圧の変化には対応できない。真空ポンプを内蔵したＸ線管の場合は、真空を大気に曝し、陽極ターゲットの厚さが相違する他の透過窓と交換し、その後、真空引きすれば対応できる。しかし、透過窓を交換する時間や大気状態から真空状態への真空引きの時間が必要となり、短時間での変更は困難である。
【０００９】
この発明は、上記した欠点を解決し、長寿命化および電子ビームのＸ線への変換効率を向上させた透過型Ｘ線管装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ線管を構成する真空外囲器と、この真空外囲器の一方の端部に設けられたＸ線透過窓と、このＸ線透過窓の真空側に設けられたＸ線ターゲットを形成する金属薄膜と、前記Ｘ線ターゲットを照射する電子ビームを発生する電子銃とを具備したＸ線管において、前記金属薄膜の膜厚を場所によって相違させ、かつ、前記電子ビームを偏向する偏向装置を設け、電子ビームを偏向する大きさが前記電子ビームの加速電圧に対応していることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図１を参照して説明する。符号１１は、透過型Ｘ線管を構成する真空外囲器で、真空外囲器１１の一方の側にＸ線を透過する透過窓１２が設けられている。透過窓１２は、ベリリウムなどＸ線透過率の高い材料で構成されている。透過窓１２の真空側の面には、タングステンなどの金属薄膜によって陽極ターゲット１３が形成されている。この場合、金属薄膜の厚さｔは、たとえば陽極ターゲット１３一方の側で薄く形成され、他方の側に向って徐々に厚くなるように形成されている。
【００１２】
真空外囲器１１の他方の端部には、電子ビームｅを発生する電子銃１４が配置されている。陽極ターゲット１３と電子銃１４との間で、電子銃１４に近い領域には、電子ビームｅを集束する複数の集束電極１５ａ〜１５ｃが配置されている。陽極ターゲット１３に近い領域、たとえば陽極ターゲット１３と集束電極１５ｃとの間に、電子ビームｅを偏向する偏向電極１６が配置されている。偏向電極１６は、たとえば対向する一対の電極板１６ａ、１６ｂから構成されている。
【００１３】
上記した構成において、電子銃１４から発生した電子ビームｅが陽極ターゲット１３に照射される。このとき、陽極ターゲット１３からＸ線が発生し、透過窓１２を通してＸ線が外部に出力される。
【００１４】
この場合、電子銃１４から発生する電子ビームｅの加速電圧に対応させて、偏向電極１６に印加される偏向電圧を変化させ、符号Ａ、Ｂ、Ｃで示すように、陽極ターゲット１３の厚さｔが加速電圧に対して最適場所、たとえば、陽極ターゲット１３の金属薄膜の厚さと電子が侵入する深さとが一致する場所に入力させる。
【００１５】
この構成によれば、加速電圧に対応して最適な厚さをもつ陽極ターゲット１３部分に電子を照射させることができ、照射位置も瞬時に変更できる。また、Ｘ線管が大気に曝されることもない。
【００１６】
図１では、偏向電極１６を一対の電極板１６ａ、１６ｂで構成している。しかし、もう１つの一対の電極板を直交する方向に設け、電子ビームｅを２次元方向に偏向させることもできる。この構成によれば、陽極ターゲット１３面を広く利用でき、Ｘ線管をより長寿命化できる。
【００１７】
次に、本発明の他の実施形態について図２を参照して説明する。
【００１８】
符号２１は、透過型Ｘ線管を構成する真空外囲器で、真空外囲器２１の一方の側にＸ線を透過する透過窓２２が設けられている。透過窓２２は、通常、ベリリウムなどＸ線透過率の高い材料で構成される。透過窓２２の真空側の面には、タングステンなどの金属薄膜によって陽極ターゲット２３が構成されている。この場合、金属薄膜の厚さは、陽極ターゲット２３の一方の側が薄く、他方の側に向って徐々に厚くなるように形成されている。
【００１９】
真空外囲器１１内の他方の端部には、たとえば３個の電子銃１４、１５、１６が一列に配置されている。３個の電子銃１４、１５、１６は、それぞれカソード１４Ｋ、１５Ｋ、１６Ｋや第１グリッド１４Ｇ１、１５Ｇ１、１６Ｇ１、第２グリッド１４Ｇ２、１５Ｇ２、１６Ｇ２などから構成されている。なお、３個の電子銃１４、１５、１６の外側にはシールド円筒１７が配置されている。
【００２０】
上記した構成において、３個の電子銃１４、１５、１６から発生する電子ビームは、それぞれ陽極ターゲット１３に照射される。このとき、陽極ターゲット１３からＸ線が発生し、透過窓１２を通してＸ線が外部に出力される。
【００２１】
この場合、３個の電子銃１４、１５、１６は、たとえば、カソード１４Ｋ、１５Ｋ、１６Ｋや第１グリッド１４Ｇ１、１５Ｇ１、１６Ｇ１、第２グリッド１４Ｇ２、１５Ｇ２、１６Ｇ２に印加する電圧が相違し、３個の電子銃１４、１５、１６で発生する電子ビームの加速電圧が相違するように設定されている。そして、たとえば、それぞれの電子銃１４、１５、１６の真正面に位置し正対する部分の陽極ターゲット１３の金属薄膜の厚さが加速電圧に対応して最適な値に選ばれている。
【００２２】
この構成によれば、加速電圧に対応して最適な厚さをもつ陽極ターゲット１３部分に電子を照射させることができる。また、照射位置を瞬時に変更でき、Ｘ線管内が大気に曝されることもない。また、複数の電子銃を設けているため、陽極ターゲット１３に入力する電子ビームが集中しなくなりＸ線管を長寿命化できる。
【００２３】
また、電子ビームを偏向する偏向装置を設ければ、陽極ターゲットに入力する電子ビームの領域が分散し、Ｘ線管をより長寿命化できる。また、１つの電子銃の電子ビームによって照射されるアノード面上の１つの焦点が破壊されても、他の電子銃を利用してアノード面上の他の場所に電子ビームを入力することができ、Ｘ線管の使用時間を長期化できる。
【００２４】
なお、上記した構成は、真空外囲器内部を真空引きする真空ポンプが設けられた構造のＸ線管にも適用できる。この場合、真空外囲器内を大気に曝しても、その後、真空引きすることによって内部を真空にできるため、陽極ターゲットが設けられた透過窓や電子銃などの部品の交換に対応できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線への変換効率のよい透過型Ｘ線管装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略の断面構造図である。
【図２】本発明の他の実施形態を説明するための概略の断面構造図である。
【符号の説明】
１１…真空外囲器
１２…透過窓
１３…陽極ターゲット
１４…電子銃
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…集束電極
１６…偏向電極
１６ａ、１６ｂ…偏向電極の偏向板
ｅ…電子ビーム
ｔ…陽極ターゲットを形成する金属薄膜の膜厚
【図１】
0004204717.tif 000002
【図２】
0004204717.tif 000003