(57)【要約】  カソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置は、周囲が密封され且つ内部が高真空である真空ボックス（４）と、互いに独立し、真空ボックス（４）の内部の一端に配列されて取り付けられる複数の陰極（１）と、陰極（１）にそれぞれ対応して、真空ボックス（４）内の陰極（１）に近い位置に配列されて取り付けられ、かつ、それぞれが互いに接続される複数のフォーカル電流制限器（２）と、金属からなり、真空ボックス（４）内の他端に取り付けられ、且つ、長さ方向にフォーカル電流制限器（２）と平行で、幅方向がフォーカル電流制限器（２）と所定角度の夾角をなす陽極（３）と、複数の陰極電源（ＰＳ）、フォーカル電流制限器（２）と接続されたフォーカル電流制限器電源（−Ｖ）、陽極高電圧電源（＋Ｈ．Ｖ．）及び制御装置を有する電源と制御システム（７）と、陽極（３）を陽極高電圧電源（＋Ｈ．Ｖ．）のケーブルと接続して、真空ボックス（４）の陽極（３）の一端に近い側面に取り付けられるための挿脱可能な高電圧接続装置（５）と、陰極（１）を陰極電源（ＰＳ）と接続して、真空ボックス（４）の陰極（１）の一端に近い側面に取り付けられるための複数の挿脱可能な陰極電源接続装置（６）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲が密封され且つ内部が高真空である真空ボックスと、
それぞれが互いに独立し、線形アレイに配列され、前記真空ボックスの内部の一端に取り付けられ、且つ、それぞれが陰極フィラメント、前記陰極フィラメントと接続された陰極表面及び前記陰極フィラメントの両端から引き出したフィラメントリードを有する複数の陰極と、
前記陰極にそれぞれ対応して線形アレイに配列されて、前記真空ボックス内の中部における前記陰極に近い位置に取り付けられ、且つ、それぞれが互いに接続される複数のフォーカル電流制限器と、
金属からなり、前記真空ボックス内の他端に取り付けられ、且つ、長さ方向に前記フォーカル電流制限器と平行で、幅方向が前記フォーカル電流制限器と所定角度の夾角をなす陽極と、
陰極電源と、互いに接続されるフォーカル電流制限器と接続されたフォーカル電流制限器電源と、陽極高電圧電源と、各電源に対して総合ロジック制御を行うための制御装置とを有する電源・制御システムと、
前記陽極を前記陽極高電圧電源と接続して、前記真空ボックスの前記陽極の一端に近い側面に取り付けるための挿脱可能な高電圧接続装置と、
前記陰極を前記陰極電源と接続して、前記真空ボックスの前記陰極の一端に近い側面に取り付けるための複数の挿脱可能な陰極電源接続装置と、
を備えることを特徴とするカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項２】
前記陰極は、更に、前記陰極フィラメント及び前記陰極表面を囲んで、且つ前記陰極表面の中心に対応する位置に、外縁に平面構造が設けられたビーム流開孔が設けられ、この平面構成の外縁に斜面が設けられる陰極ハウジングと、前記陰極ハウジングの外側において、前記陰極ハウジングの前記ビーム流開孔が設けられた面以外の他の面を囲む陰極シールドとを備え、
前記フィラメントリードが前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドを貫通して、前記挿脱可能な陰極電源接続装置に引き出される
ことを特徴とする請求項１に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項３】
前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドは直方体形状であり、前記陰極表面及び前記陰極表面の中心に対応する前記ビーム流開孔が共に長方形である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項４】
前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドは直方体形状であり、前記陰極表面及び前記陰極表面の中心に対応する前記ビーム流開孔が円形である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項５】
前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドは直方体形状であり、前記陰極表面が球面円弧形であり、前記陰極表面の中心に対応する前記ビーム流開孔が円形である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項６】
前記真空ボックスはガラス製又はセラミックス製である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項７】
前記真空ボックスは金属材料製である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項８】
前記挿脱可能な高電圧接続装置の内部が前記陽極と接続され、外部が前記真空ボックスから伸び出して、前記真空ボックスの壁と緊密に接続され、共に真空密封構造を形成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項９】
前記挿脱可能な陰極電源接続装置のそれぞれは前記真空ボックスの内部において前記陰極の前記フィラメントリードと接続され、外部が前記真空ボックスから伸び出して、前記真空ボックスの壁と緊密に接続され、共に真空密封構造を形成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項１０】
更に、前記電源・制御システムに含まれる真空電源と、前記真空ボックスの側壁に取り付けられ、前記真空電源を利用して作動し、前記真空ボックス内の高真空を維持する真空装置とを備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項１１】
更に、前記真空ボックスの外側に取り付けられ、利用可能なＸ線出口位置に前記陽極に対応する長手形開口が開かれているシールド・コリメート装置を備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項１２】
前記シールド・コリメート装置に鉛材が用いられる
ことを特徴とする請求項１１に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項１３】
前記フォーカル電流制限器は、金属製で、かつ中央に限流孔を有する電界均一面と、金属製かつ筒状であり、先端が前記陰極のビーム流開孔に真向かう集束電極とを含み、
前記限流孔のサイズが前記集束電極の中心孔以下である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項１４】
前記複数の陰極は直線型に配列され、かつ前記複数のフォーカル電流制限器もそれに対応して直線型に配列される
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項１５】
前記複数の陰極が円弧型に配列され、かつ前記複数のフォーカル電流制限器も前記複数の陰極に対応するように円弧型に配列され、
前記陽極が円錐面円弧形であり、かつ、前記陰極、前記フォーカル電流制限器及び前記陽極はこの順で配置され、かつ、前記陽極の外縁のアークが位置する平面は、前記複数の陰極が位置する第一平面及び前記複数のフォーカル電流制限器が位置する第二平面と平行である第三平面であり、前記陽極の内縁と前記フォーカル電流制限器との距離が前記陽極の外縁と前記フォーカル電流制限器との距離よりも遠くなっている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか１項に記載のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置を備える
ことを特徴とするＣＴ設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型のＸ線を発生する装置に関し、特に、Ｘ線源の設備において複数の独立熱陰極を配置し、かつカソードを制御することにより、所定順で焦点位置が変更されるＸ線を発生するカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置及びこのＸ線装置を有するＣＴ設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線源とは、Ｘ線を発生する設備であって、通常、Ｘ線管、電源と制御システム、冷却及びシールドなどの補助装置などから構成され、そのコアはＸ線管である。通常、Ｘ線管は陰極、陽極、ガラス又はセラミックスのハウジングからなる。陰極は直熱型螺旋状タングステンフィラメントであって、作動時に、電流が通過し、約２０００Ｋの作動温度まで加熱し、熱放出される電子ビーム流を発生する。陰極は先端が溝付きの金属カバーに囲まれ、金属カバーが電子に焦点を合わせる。陽極は、銅ブロックの端面に象嵌されたタングステンターゲットであって、作動時に、陽極と陰極との間に数十万Ｖの高電圧を印加し、陰極に生じた電子が電界の作用で加速運動し、陽極に向かって飛び、ターゲット面にぶつかることで、Ｘ線を発生する。
【０００３】
Ｘ線は、工業用非破壊検査、安全検査、医療診断及び治療などの分野に広く応用されている。特に、Ｘ線の高透過力を利用したＸ線透視撮影設備は、人々の日常生活の各方面において重要な役割を果たしている。このような設備の初期のものはフィルム式の平面透視撮影設備であり、現在の先進技術はデジタル化され、多視角で、かつ高解像度の立体撮影設備であり、例えばＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）であり、高解像度の三次元立体図形又は断面画像を得ることができ、先進のハイエンドアプリケーションである。
【０００４】
ＣＴ設備（工業用欠陥検出ＣＴ、荷物安全検査ＣＴ、医療診断ＣＴなどを含む）においては、通常の場合、Ｘ線源が検査対象の一方側に配置され、検査対象の他方側に放射線を受ける検出器が配置され、Ｘ線が検査物を透過すると、その強度が検査物の厚さ、密度などの情報によって変わるため、検出器で受けたＸ線の強さが検査物の一つの視角方向の構成情報を含むこととなる。更に検査物をめぐって、Ｘ線源と検出器の位置を交換すれば、異なる視角方向の構成情報を得ることができる。これらの情報に対して、コンピューターシステム及びソフトウェアアルゴリズムを利用して構造を再構築すると、検査対象の立体画像を得ることができる。従来のＣＴ設備は、検査対象を囲む円形スリップリングにＸ線源及び検出器を固定して、作動中に、１サークル運動すると、検査対象の一つの厚さの断面画像が得られ、この画像がセクションと呼ばれる。そして、検査対象がさらに厚さ方向に沿って運動して、一連のセクションを得て、これらのセクションを合わせたものが検査対象の三次元ファイン立体構造である。したがって、従来のＣＴ設備において、異なる視角画像情報を得るために、Ｘ線源の位置を変更する必要があるので、Ｘ線源及び検出器をスリップリング上で運動させる必要がある。検査速度を向上させるために、通常、Ｘ線源及び検出器の運動速度は非常に速い。Ｘ線源及び検出器がスリップリング上で高速運動することにより、設備全体の信頼性と安定性が低下する。また、運動速度の制限により、ＣＴの検査速度も制限されている。近年、最新のＣＴは円周に配列された検出器を採用することにより、検出器を運動させなくなったが、Ｘ線源は依然としてスリップリング上で運動する必要がある。また、Ｘ線源を１サークル運動させて複数の断面画像を得られるように、複数の列の検出器を増加することにより、ＣＴの検査速度を向上させることができるが、これはスリップリング上での運動からもたらされる問題を根本的に解決できなかった。したがって、ＣＴ設備において、位置を移動しなくても多視角を生じることができるＸ線源が要求されている。
【０００５】
また、検査速度を向上させるために、通常、Ｘ線源の陰極で発生された電子ビームが大きなパワーでかつ長時間にわたって陽極のタングステンターゲットに衝撃を与え続けるが、ターゲットスポットの面積がとても小さいため、ターゲットスポットの放熱も大きな問題になっている。
【０００６】
従来のＣＴ設備におけるスリップリングによる信頼性と安定性の問題、検査速度の問題、及び陽極のターゲットスポットの耐熱の問題を解決するために、先行特許文献において一部の方法が提案されている。例えば回転ターゲットＸ線源は、陽極ターゲットが過熱する問題をある程度解決できるが、その構成が複雑で、かつＸ線源の全体に対して、生じたＸ線のターゲットスポットが依然として固定されたターゲットスポット位置にある。例えば、固定されて動かないＸ線源の多視角を実現するために、Ｘ線源の運動に代わって、複数の独立する従来のＸ線源を一つの円周に緊密に配列する技術があり、多視角も実現できるが、コストが高く、かつ異なる視角のターゲットスポットの間隔が大きいので、撮影の品質（立体解像度）が悪い。また、特許文献１（ＵＳ４９２６４５２）には、陽極ターゲットが大きな面積を有し、ターゲットの過熱問題を緩和でき、かつ、ターゲットスポットの位置が円周に沿って変化し、多視角を生じることのできる分散型Ｘ線を発生する光源及び方法が提出されている。特許文献１は、加速できた高エネルギー電子ビームを偏向走査させるもので、制御が難しく、ターゲットスポットの位置がディスクリートではなく、且つ重複性が悪いという問題があるが、依然として分散型の光源を生じられる有効的な方法である。また、例えば特許文献２（ＵＳ２０１１００７５８０２）及び特許文献３（ＷＯ２０１１／１１９６２９）には、陽極ターゲットが大きな面積を有し、ターゲットの過熱問題を緩和でき、且つ、ターゲットスポットの位置が分散して固定されてアレイ状に配列され、多視角を生じられる分散型Ｘ線を発生する光源及び方法が提出されている。また、冷陰極としてカーボンナノチューブを採用し、冷陰極をアレイ配列して、陰極グリッドの間の電圧を利用して電界放射を制御することで、各陰極が順次電子を発射するように制御され、陽極において相応的な順番位置にターゲットスポットを衝撃して、分散型Ｘ線源になる。しかし、生産プロセスが複雑で、カーボンナノチューブの発射能力が高くなく、寿命が長くないという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、光源を移動させずに多視角を生じることができ、構成を簡素化させてシステムの安定性及び信頼性を向上させ、検査効率を向上させることができるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線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】
【０００８】
本発明は、周囲が密封され且つ内部が高真空である真空ボックスと、それぞれが互いに独立し、線形アレイに配列され、前記真空ボックスの内部の一端に取り付けられ、且つ、それぞれが陰極フィラメント、前記陰極フィラメントと接続された陰極表面及び前記陰極フィラメントの両端から引き出されたフィラメントリードを有する複数の陰極と、前記陰極にそれぞれ対応して線形アレイに配列されて、前記真空ボックス内の中部における前記陰極に近い位置に取り付けられ、且つ、それぞれが互いに接続される複数のフォーカル電流制限器と、金属からなり、前記真空ボックス内の他端に取り付けられ、且つ、長さ方向に前記フォーカル電流制限器と平行で、幅方向が前記フォーカル電流制限器と所定角度の夾角をなす陽極と、陰極電源と、互いに接続されるフォーカル電流制限器と接続されたフォーカル電流制限器電源と、陽極高電圧電源と、各電源に対して総合ロジック制御を行うための制御装置とを有する電源と制御システムと、前記陽極を前記陽極高電圧電源と接続して、前記真空ボックスの前記陽極の一端に近い側面に取り付けるための挿脱可能な高電圧接続装置と、前記陰極を前記陰極電源と接続して、前記真空ボックスの前記陰極の一端に近い側面に取り付けられるための複数の挿脱可能な陰極電源接続装置と、を備えることを特徴とするカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置を提供する。
【０００９】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記陰極が、更に、前記陰極フィラメント及び前記陰極表面を囲んで、且つ前記陰極表面の中心に対応する位置に、外縁に平面構造が設けられたビーム流開孔が設けられ、この平面構造の外縁に斜面が設けられる陰極ハウジングと、前記陰極ハウジングの外側において、前記陰極ハウジングのビーム流開孔が設けられた面以外の他の面を囲む陰極シールドとを備え、前記フィラメントリードが前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドを貫通して、前記挿脱可能な陰極電源接続装置に引き出されてもよい。
【００１０】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドが直方体形状であり、前記陰極表面及び前記陰極表面の中心に対応する前記ビーム流開孔が共に長方形であってもよい。
【００１１】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドが直方体形状であり、前記陰極表面及び前記陰極表面の中心に対応する前記ビーム流開孔が円形であってもよい。
【００１２】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記陰極ハウジング及び前記陰極シールドが直方体形状であり、前記陰極表面が球面円弧状であり、前記陰極表面の中心に対応する前記ビーム流開孔が円形であってもよい。
【００１３】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記真空ボックスはガラス製又はセラミックス製であってもよい。
【００１４】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記真空ボックスは金属製で、真空ボックスの内壁は、前記複数の陰極と、前記フォーカル電流制限器と、前記陽極との十分な絶縁距離を保持してもよい。
【００１５】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記挿脱可能な高電圧接続装置の内部が前記陽極と接続され、外部が前記真空ボックスから伸び出して、前記真空ボックスの壁と緊密に接続され、共に真空密封構造を形成してもよい。
【００１６】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記挿脱可能な陰極電源接続装置のそれぞれが前記真空ボックスの内部において前記陰極の前記フィラメントリードと接続され、外部が前記真空ボックスから伸び出して、前記真空ボックスの壁と緊密に接続され、共に真空密封構造を形成してもよい。
【００１７】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、更に、前記電源と制御システムに含まれる真空電源と、前記真空ボックスの側壁に取り付けられ、前記真空電源を利用して作動して、前記真空ボックス内の高真空を維持する真空装置とを備えてもよい。
【００１８】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、更に、前記真空ボックスの外側に取り付けられ、利用可能なＸ線出口位置に前記陽極に対応する長手形開口が開かれているシールド・コリメート装置を備えてもよい。
【００１９】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記シールド・コリメート装置に鉛材が用いられてもよい。
【００２０】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記フォーカル電流制限器は、金属製で、かつ中央に限流孔を有する電界均一面と、金属製かつ筒状であり、先端が前記陰極のビーム流開孔に真向かう集束電極とを含み、前記限流孔のサイズが前記集束電極の中心孔以下であってもよい。
【００２１】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記複数の陰極が直線型に配列され、かつ前記複数のフォーカル電流制限器もそれに対応して直線型に配列されてもよい。
【００２２】
本発明に提供されるカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、前記複数の陰極が円弧型に配列され、かつ前記複数のフォーカル電流制限器も前記複数の陰極に対応するように円弧型に配列され、前記陽極が円錐面円弧形であり、かつ、前記陰極、前記フォーカル電流制限器及び前記陽極は、この順で配置され、かつ、前記陽極の外縁のアークが位置する平面は、前記複数の陰極が位置する第一平面及び前記複数のフォーカル電流制限器が位置する第二平面と平行である第三平面であり、前記陽極の内縁と前記フォーカル電流制限器との距離が前記陽極の外縁と前記フォーカル電流制限器との距離よりも遠くなっていてもよい。
【００２３】
また、本発明は、上記のようなカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置を備えるＣＴ設備を提供する。
【００２４】
本発明のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置は、複数の独立する陰極、複数のフォーカル電流制限器、陽極、真空ボックス、挿脱可能な高電圧接続装置、複数の挿脱可能な陰極電源接続装置、電源と制御システムを備える。そのうち、陰極、フォーカル電流制限器及び陽極は真空ボックス内に取り付けられ、高電圧接続装置及び陰極電源接続装置は真空ボックスの壁に取り付けられ、真空ボックスと共に全体密封構造を形成する。陰極は、陰極フィラメントの加熱作用により電子を生じ、通常、フォーカル電流制限器が陰極に対して百ボルト級の負電圧を有し、電子を陰極内に制限する。制御システムは、所定の制御ロジックに従って、各陰極電源を順次各陰極に千ボルト級の負高電圧パルスを印加させ、負高電圧パルスを受けた負陰極の内部の電子がフォーカル電流制限器へ高速で飛び、小スポットビーム流に集束されて、限流孔を通過し、フォーカル電流制限器と陽極との間の高電圧加速電界エリアに入り、数十から数百千ボルトの電界加速を受け、エネルギーを得て、最終的に陽極に衝撃し、Ｘ線を発生する。複数の独立陰極がアレイに配列されているため、電子ビーム流の発生位置及び陽極に衝撃して発生したＸ線もそれに対応してアレイに配列されている。
【００２５】
本発明のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、一つの光源設備において、焦点位置がある順で周期的に変更するＸ線を発生する。本発明は、熱陰極源を採用することにより、他の設計に対して、発射電流が大きく、寿命が長いという長所がある。複数の独立する陰極は一つの線形アレイに配列され、陰極のそれぞれが独立し、かつ何れも独立する陰極電源により制御されるため、便利で柔軟である。陰極のそれぞれに対応するフォーカル電流制限器は直線に配列されかつ互いに接続され、安定の小負電圧の電位にあるため、制御しやすい。陰極とフォーカル電流制限器との間に一定の距離があるため、加工製造が容易である。長手状かつ大陽極の設計を採用することで、陽極が過熱する問題が効果的に緩和され、光源のパワーを向上させることに有利である。陰極は直線状に配列され、全体が直線型の分散型Ｘ線装置になっても良く、円弧型に配列され、全体が円弧型の分散型Ｘ線装置になっても良いので、柔軟に応用できる。本発明は、他の分散型Ｘ線源設備に対して、電流が大きく、ターゲットスポットが小さく、ターゲットスポットの位置分布が均一でかつ重複性が良く、出力パワーが高く、構造が簡単で、制御しやすい。
【００２６】
本発明の分散型Ｘ線源をＣＴ設備に応用することで、光源を移動しなくても多視角を生じられるので、スリップリング運動を省略でき、構造を簡単化させ、システムの安定性、信頼性を向上させ、検査効率を向上させることに有利である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置の概略図である。
【図２】本発明における独立する陰極の構造の一種の概略図である。
【図３】本発明におけるフォーカル電流制限器の構造の一種の概略図である。
【図４】本発明における長方形の陰極の構造の一種の概略図であり、（Ａ）が側面図で、（Ｂ）が平面図である。
【図５】本発明における長方形陰極を採用した分散型Ｘ線装置の一部の側面の構造の概略図である。
【図６】本発明の実施の形態における陰極と、フォーカル電流制限器と、陽極との相対位置関係の概略概略図である。
【図７】円弧型に配置された分散型Ｘ線装置の構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明を説明する。
【００２９】
図１は本発明のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置の概略図である。図１に示すように、本発明のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置は、複数の陰極１（少なくとも二つで、後述するように具体的には陰極１１、１２、１３、１４、１５とも言う）、複数の陰極１に対応する複数のフォーカル電流制限器２（後述するように具体的にはフォーカル電流制限器２１、２２、２３、２４、２５とも言う）、陽極３、真空ボックス４、挿脱可能な高電圧接続装置５、複数の挿脱可能な陰極電源接続装置６、及び電源・制御システム７を有する。
【００３０】
複数の陰極１、複数のフォーカル電流制限器２及び陽極３は真空ボックス４の内部に取り付けられ、複数の陰極１が一つの直線に配列され、複数のフォーカル電流制限器２のそれぞれは陰極１毎にそれぞれ対応して、一つの直線に配列され、これらの二つの直線が互いに平行で、かつ共に陽極３の表面と平行であり、挿脱可能な高電圧接続装置５及び挿脱可能な陰極電源接続装置６が真空ボックス４の壁に取り付けられ、真空ボックス４と共に全体密封構造を形成する。
【００３１】
また、陰極１は電子を生じるためのもので、真空ボックス４の内部の一端（ここで下端と定義する。図１参照。）に取付けられる。また、図２は、陰極１の構造の一種を示し、この構造は、陰極フィラメント１０１と、陰極表面１０２と、陰極ハウジング１０３と、陰極シールド１０４と、フィラメントリード１０５とを含む。図２に示すように、陰極表面１０２と陰極フィラメント１０１が一緒に接続され、且つ、これらが陰極ハウジング１０３に囲まれ、陰極ハウジング１０３における陰極表面１０２の中心に対応する位置にビーム流開孔が設けられ、陰極ハウジング１０３の外側において、ビーム流開孔が設けられた面以外の他の面が陰極シールド１０４に囲まれ、フィラメントリード１０５が陰極フィラメント１０１の両端から引き出されて、陰極ハウジング１０３と陰極シールド１０４を貫通する。通常、陰極フィラメント１０１としてタングステンフィラメントを採用し、陰極表面１０２として電子を熱発射する性能が強い材料を採用し、例えば酸化バリウム、スカンデート、六ホウ化ランタンなどを採用することができる。陰極ハウジング１０３は、金属材料で製造され、陰極フィラメント１０１の一端に電気的に接続され、ビーム流開孔及び周囲の電界を集中するように、陰極ハウジング１０３のビーム流開孔が設けられた面において、ビーム流開孔の外縁に平面構造が設けられ、隣接する陰極間の電界がスムーズに移行するように、この平面構造の外縁に斜面が設けられる。陰極の機械的強度の保護及び隣接する陰極間の絶縁のために、陰極シールド１０４として絶縁の耐高温材料を採用し、例えばセラミックスを採用することができ、陰極シールド１０４の底部に二本のフィラメントリード１０５が通過するための二つの開孔が設けられる。しかし、二本のフィラメントリード１０５が通過するための開孔は、陰極シールド１０４の底部に設けられることに限られず、フィラメントリード１０５が通過できる位置に設けられれば良い。陰極が作動する際に、陰極電源の作用により、陰極フィラメント１０１は陰極表面１０２を１０００〜２０００℃まで加熱し、陰極表面１０２に大量の電子が生じられ、通常の場合、陰極ハウジング１０３のビーム流開孔での電界が負であり、電子が陰極ハウジング１０３内に制限され、電源・制御システム７が陰極電源に一つの負の高電圧パルスを発生させ、通常負の２ｋＶ〜１０ｋＶで、例えば負の５ｋＶの高電圧パルスを発生させると、ビーム流開孔での電界が正となり、電子がビーム流開孔から発射され、発射電子ビーム流Ｅになり、発射電流密度が数Ａ／ｃｍ２になることができる。
【００３２】
また、フォーカル電流制限器２は、電子ビーム流を集束して、そのサイズを制限するためのもので、真空ボックス４の内部に取り付けられ、陰極１に近い。図３は一つのフォーカル電流制限器２の構造の一種を示す。フォーカル電流制限器２は、集束電極２０１、限流孔２０２及び電界均一面２０３からなる。フォーカル電流制限器２はオール金属構造である。集束電極２０１は金属で製造され、筒状であり、また、その先端が陰極１のビーム流開孔に真向かい、電界が陰極ハウジング１０３の上面のビーム流開孔及びその周囲平面からフォーカル電流制限器２の集束電極２０１の先端に集中して、フォーカル電界を形成し、陰極１から発射された電子ビーム流に対して集束作用がある。また、電界均一面２０３は金属で製造され、その中央に限流孔２０２が位置する。限流孔２０２のサイズは、筒状の集束電極２０１の中心孔のサイズ以下であり、電子ビーム流が集束電極２０１の中心孔を通過してフォーカル電流制限器２に入り、一時的な前向きドリフト運動をして、限流孔２０２に到着する時、周縁にある、前向き性の悪い電子が限流孔２０２の周囲の限流構造（即ち、電界均一面２０３における限流孔２０２以外の部分）により妨害されるため、前向き性が良い、狭い範囲に集中する電子ビーム流のみが限流孔２０２を通過してフォーカル電流制限器２と陽極３との間の高電圧電界に入る。ここでは、限流孔２０２の中心軸が集束電極２０１の中心軸と同じであることが好ましい。これより、前向き性のより良い電子ビーム流が限流孔２０２を通過してフォーカル電流制限器２と陽極３との間の高電圧電界に入ることができる。フォーカル電流制限器２と陽極３との間に、電力線が互いに平行で、かつ陽極３に垂直な高電圧電界を形成するように、フォーカル電流制限器２の、陽極３に対向する電界均一面２０３は平面であり、長さ方向（即ち、図１及び図３の左右方向）に陽極３の表面と平行である。フォーカル電流制限器２は、陰極ハウジング１０３のビーム流開孔で逆電界（即ち、ビーム流開孔での電界が負である）を形成するために、フォーカル電流制限器の電源により一つの負電圧−Ｖが印加されて、陰極表面１０２の熱電子が陰極ハウジング１０３から飛び出すことは制限される。
【００３３】
また、上記のように、フォーカル電流制限器２の構成について説明したが、フォーカル電流制限器２の構成がこれに限定されない。集束と限流の作用を発揮できれば、他の構造でもよく、例えば、複数のフォーカル電流制限器２の電界均一面２０３が一体に形成され、かつ、所定距離おきに限流孔２０２が形成される。このように、フォーカル電流制限器２及びＸ線装置の製造工程を減らし、製造コストを低下させることができる。
【００３４】
また、陰極１は、外側が方形で内側が円形である構造でもよい。即ち、陰極ハウジング１０３と陰極シールド１０４が直方体形状であり、陰極表面１０２が円形であり、陰極ハウジング１０３の上面におけるビーム流開孔が円形である。また、陰極表面１０２に生じた電子を集中する効果をより良く実現させるために、通常、陰極表面１０２が球面の円弧形に加工される。陰極表面１０２の直径は、通常数ｍｍ〜数十ｍｍであり、例えば直径が４ｍｍである。陰極ハウジング１０３のビーム流開孔の直径が通常数ｍｍであり、例えば直径が２ｍｍである。対応するフォーカル電流制限器２の集束電極２０１は、円筒状であり、かつ限流孔２０２も円形である。通常、集束電極２０１の直径と陰極ハウジング１０３のビーム流開孔の直径は大きな差がなく、例えば、集束電極２０１の内孔径が１．５ｍｍであり、限流孔２０２の直径が１ｍｍである。フォーカル電流制限器２の集束電極２０１から限流孔２０２までの距離は通常数ｍｍであり、例えば距離が４ｍｍである。
【００３５】
また、好ましくは、陰極は内外が長方形の構造であり、即ち、陰極ハウジング１０３及び陰極シールド１０４が直方体形状であり、かつ、陰極表面１０２及び陰極表面１０２の中心に対応するビーム流開孔が何れも長方形である。複数の陰極１の線形配列の方向がひとつの陰極の短辺（長方形の幅）であり、陰極１の配列方向に垂直するのが長辺（長方形の長さ）である。図４は、長方形の陰極の構造の一種を示し、（Ａ）が側面図であり、（Ｂ）が平面図である。陰極表面１０２は長方形であり、好ましくは円柱弧面であり、これが短辺方向の電子ビーム流を更に集中することに有利である。通常、弧面の長さが数ｍｍ〜十数ｍｍで、幅が数ｍｍであり、例えば弧面の長さが１０ｍｍで、幅が３ｍｍである。陰極ハウジング１０３の上面でのビーム流開孔のサイズについて、幅Ｗが２ｍｍであり、長さＤが８ｍｍであることが好ましい。また、対応するフォーカル電流制限器２の集束電極２０１が長方体筒状であり、限流孔２０２が長方形であり、かつ、複数のフォーカル電流制限器２が複数の陰極１の配置に応じて線形に配列され、集束電極２０１の内孔サイズは長さが８ｍｍで、幅が１．５ｍｍであることが好ましく、限流孔２０２のサイズは長さが８ｍｍで、幅が１ｍｍであることが好ましく、集束電極２０１から限流孔２０２までの距離が４ｍｍであることが好ましい。
【００３６】
また、陽極３は長手状の金属であり、真空ボックス４の内部の他端（ここで上端と定義される。図１を参照。）に取り付けられ、長さ方向にフォーカル電流制限器２と平行であり、かつ幅方向にフォーカル電流制限器２と小さな夾角をなす。陽極３は長さ方向にフォーカル電流制限器２と完全に平行（図１に示すように）であり、陽極３に正高電圧を印加し、通常数十ｋＶ〜数百ｋＶで、典型的には１８０ｋＶのような正高電圧を印加することで、陽極３とフォーカル電流制限器２との間に平行である高電圧電界を形成し、限流孔２０２を通過した電子ビーム流が高電圧電界での加速を受け、電界方向に沿って運動して、最終的には陽極３に衝撃し、Ｘ線を発生する。また、陽極３は耐高温の金属のタングステン材を採用することが好ましい。
【００３７】
また、図５は、長方形の陰極１を採用した分散型Ｘ線装置の一部の側面の構造（ここでは、図面における左右方向を幅方向とし、紙面に垂直する方向を長さ方向とし、長さ方向は陰極１の線形配列の方向である）を示す。図６は、陰極１と、フォーカル電流制限器２と、陽極３との相対位置関係を概略的に示し、（Ａ）が幅方向を示し、（Ｂ）が長さ方向を示す。図５及び図６に示すように、陽極３の幅方向がフォーカル電流制限器２と小さな夾角Ｃをなす。電子ビーム流が陽極３に衝撃して発生したＸ線は、入射した電子ビームと９０度の角になる方向に強度が最大であり、この方向が放射線の利用可能な方向となる。陽極３は、フォーカル電流制限器２に対して所定の小さな角度Ｃで傾斜し、通常数度〜十数度である角度Ｃで傾斜し、これはＸ線の出射に有利であり、一方、比較的に広い電子ビーム流（ここでは、電子ビーム流の幅をＴと記する）、例えばＴ＝８ｍｍの電子ビーム流が陽極３に投射されるが、Ｘ線の出射方向から見ると、生じたＸ線の焦点Ｈが小さく、例えばＨ＝１ｍｍであり、これが焦点サイズを小さくしたことに相当する。
【００３８】
また、真空ボックス４は周囲が密封された中空ハウジングで、内部が高真空で、ハウジングが例えばガラス又はセラミックスなどの絶縁材料であることが好ましいが、ステンレスなどの金属材料でも良い。そして、真空ボックス４の壁は、陰極１、フォーカル電流制限器２、陽極３との十分な絶縁距離を保持する。真空ボックス４の内部には、複数の陰極１がその下端に取り付けられ直線に配列され、中部には、複数のフォーカル電流制限器２が陰極１のアレイに近く取り付けられ、フォーカル電流制限器２のそれぞれが陰極１の位置に対応して、同様に直線に配列され、かつ隣接するフォーカル電流制限器２の電界均一面２０３が互いに接続されて一つの平面になり、上端に長手形の陽極３が取り付けられ、かつ、長さ方向には、陽極３、フォーカル電流制限器２及び陰極１の三者が互いに平行である。真空ボックス４の内部の空間において、電子ビーム流を電界に十分に運動させることができ、妨害されることがない。真空ボックス４内の高真空は、高温排気炉においてベーキングし排気することで得られ、真空度が通常１０−５Ｐａよりも優れる。
【００３９】
また、挿脱可能な高電圧接続装置５は、陽極３を高電圧電源のケーブルと接続するためのもので、真空ボックス４の陽極３の一端に近い側面に取付けられる。挿脱可能な高電圧接続装置５の内部は、陽極３と接続され、外部が真空ボックス４の外に伸び出して、真空ボックス４の壁に緊密に接続され、共に真空密封構造を形成する。
【００４０】
挿脱可能な陰極電源接続装置６（挿脱可能な陰極電源接続装置６１、６２、６３、６４、６５．．．．．．を挿脱可能な陰極電源接続装置６と総称する）は、陰極1を陰極電源と接続するためのもので、真空ボックス４の陰極１の一端に近い側面に取付けられる。挿脱可能な陰極電源接続装置６は、陰極１と同じ数量及び配列方式を有し、陰極電源接続装置６のそれぞれが真空ボックス４の内部において陰極１のフィラメントリード１０５と接続され、外部が真空ボックス４から伸び出して、真空ボックス４の壁に緊密に接続され、共に真空密封構造を形成する。
【００４１】
電源・制御システム７は、カソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置の各部材に必要な電源と作動制御を提供する。電源・制御システム７は、陰極１に電気を供給するための複数の陰極電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４、ＰＳ５．．．．．．と、フォーカル電流制限器２に電気を供給するためのフォーカル電流制限器電源−Ｖ．と、陽極３に電気を供給するための陽極高電圧電源＋Ｈ．Ｖ．と、制御装置などを含む。制御装置は、各電源に対して総合ロジック制御を行って、システム全体の正常作動を制御して、更に、外部制御インターフェイスとヒューマンマシンインターフェースを提供できる。典型的には、システムプログラムを制御することにより、それぞれの陰極電源の出力のフィラメント電流の大きさと陰極負高電圧パルスの大きさに対してプログラムセッティング及び負フィードバックの自動調整を行うことができ、それぞれの陰極に発生した電子ビーム流が加速され、ターゲットを打った後、発生したＸ線の強度が一致することを実現する。また、システムプログラムを制御することにより、各陰極電源の出力の負高電圧パルスの順に応じて、それぞれの陰極の作動シーケンスを決定することもでき、陰極が一つずつ順次作動したり（例えば、第１個→第２個→第３個→第４個→第５個→．．．．．．）、複数の離間される陰極が順次作動したり（例えば、（第１、５、９個）→（第２、６、１０個）→（第３、７、１１個）→．．．．．．）するなど、多種のプログラムの設定案でも良い。また、陰極に電気を供給するための陰極電源について、上記の方式では複数（即ち、複数の陰極電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４、ＰＳ５．．．．．．）であるが、複数ではなく一つの陰極電源を複数路に分けて、それぞれ各陰極に電気を供給してもよい。
【００４２】
さらに、カソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置は、真空装置８を含んでもよい。真空装置８は、真空ボックス４の側壁に取り付けられ、真空電源の作用により作動し、真空ボックス４内の高真空を維持するためものである。通常、分散型Ｘ線装置が作動する際に、電子ビーム流が陽極３に衝撃して、陽極３が発熱して少量の気体を放出する。本発明において、真空装置８を用いてこの部分の気体を速く抽出し、真空ボックス４の内部の高真空度を維持することができる。また、真空装置８は真空イオンポンプを用いることが好ましい。それに応じて、カソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置の電源・制御システム７は、更に、真空装置８に電気を供給するための電源Ｖａｃｃ  ＰＳを含む。
【００４３】
さらに、カソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置は、シールド・コリメート装置９を含んでも良い。シールド・コリメート装置９は真空ボックス４の外側に取り付けられ、不要なＸ線を遮蔽するためのものである。利用可能なＸ線の出口位置に陽極３に対応する長手形開口が開かれており、この開口において、Ｘ線の出射方向に沿って、長さ方向、幅方向及び図５における上下方向にＸ線を応用する必要のある範囲に制限するための部分（図５参照）が設けられる。また、シールド・コリメート装置９が鉛材製であることが好ましい。
【００４４】
特に注意すべきものは、上記のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、複数の陰極１は、異なる応用の要求を満足するように、直線型に配列されてもよく、円弧型に配列されてもよい。図７は円弧型カソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置の構造の概略図であり、（Ａ）が立体図であり、（Ｂ）が端面図である。上から下への順で、第一平面において複数の陰極１が円弧形に配置され、それらに対応する複数のフォーカル電流制限器２が第一平面と平行である第二平面において円弧形に配置され、かつ、上下位置関係において、各フォーカル電流制限器２が各陰極１にそれぞれ対応する。また、円錐面円弧形の陽極３はフォーカル電流制限器２の下方に配置され、アーク方向に第一平面と平行であり、径方向に第一平面と所定の夾角Ｃをなし、夾角Ｃが通常数度〜十数度であり、そして、傾斜方向は陽極の内縁が下方へ傾斜することである（図７（Ｂ）に示すように）。即ち、陽極３の内縁とフォーカル電流制限器２との距離は、陽極３の外縁とフォーカル電流制限器２との距離よりも遠い。電子ビーム流は陰極１から発射し、フォーカル電流制限器２による集束および限流を受けた後、フォーカル電流制限器と陽極との間に入り、高電圧電界での加速を受け、陽極３に衝撃し、陽極３に円弧形に配列された一連の焦点３１、３２、３３、３４、３５、．．．．．．が形成され、利用可能なＸ線の出射方向が円弧の円心に向ける。円弧型分散型Ｘ線装置の出射Ｘ線は全部円弧の円心に向け、放射線源を円形に配列する必要のある場合に応用できる。
【００４５】
（システムの構成）
図１〜図７に示すように、本発明のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置は、複数の陰極１と、複数のフォーカル電流制限器２と、陽極３と、真空ボックス４と、挿脱可能な高電圧接続装置５と、複数の挿脱可能な陰極電源接続装置６と、電源・制御システム７とを有する。また、更に、真空装置８と、シールド・コリメート装置９とを有してもよい。複数の陰極１は線形アレイに配列され真空ボックス４内の下端に取り付けられ、各陰極１が互いに独立する。複数のフォーカル電流制限器２が真空ボックス４内の中部において陰極１に近い位置に取り付けられ、フォーカル電流制限器２が陰極１にそれぞれ対応し、線形アレイにも配列され、全てのフォーカル電流制限器２が互いに接続される。長手形の陽極３が真空ボックス４内の上端に取り付けられる。陰極１のアレイ、フォーカル電流制限器２のアレイ及び陽極３の三者が互いに平行である。挿脱可能な高電圧接続装置５は真空ボックス４の上端に取り付けられ、その内部が陽極３と接続され、外部が高電圧ケーブルに接続されることができる。複数の挿脱可能な陰極電源接続装置６が真空ボックス４の下端に取り付けられ、挿脱可能な陰極電源接続装置６の内部が陰極１と接続され、外部がケーブルを介してそれぞれの陰極電源に接続されることができる。真空装置８は真空ボックス４の側壁に取り付けられる。電源・制御システム７は、複数の陰極電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４、ＰＳ５、．．．．．．と、フォーカル電流制限器電源−Ｖ．と、真空電源Ｖａｃｃ  ＰＳと、陽極高電圧電源＋Ｈ．Ｖ．と、制御装置などの複数のモージュルを含み、電力ケーブルと制御ケーブルを介して複数の陰極１、複数のフォーカル電流制限器２、真空装置８、陽極３などの部材が接続される。
【００４６】
（作動原理）
カソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置において、電源・制御システム７の制御によって、複数の陰極電源ＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３、ＰＳ４、ＰＳ５、．．．．．．、フォーカル電流制限器電源−Ｖ．、真空電源Ｖａｃｃ  ＰＳ、陽極高電圧電源＋Ｈ．Ｖ．などが、設定されたプログラムに従って、それぞれ作動開始する。陰極電源は陰極フィラメント１０１に電気を供給し、陰極フィラメント１０１が陰極表面１０２を非常に高い温度まで加熱し、大量の熱発射電子を生じる。フォーカル電流制限器電源−Ｖ．は、互いに接続されたフォーカル電流制限器２に２００Ｖの負電圧を印加し、それぞれの陰極１のビーム流開孔において一つの逆電界を形成し、陰極表面１０２の熱電子が陰極ハウジング１０３から飛び出すことを制限する。陽極高電圧電源＋Ｈ．Ｖ．は、陽極３に１６０ｋＶの正の高電圧を提供し、フォーカル電流制限器２のアレイと陽極３との間に正の高電圧電界を形成する。タイミング１では、電源・制御システム７が陰極電源ＰＳ１を制御して一つの２ｋＶの負高電圧パルスを生じて、これを陰極１１に提供して、陰極１１の全体の電圧がパルス状に降下し、陰極１１とフォーカル電流制限器２１との間の電界が瞬間的に正の電界に変換して、陰極１１の陰極ハウジング内の熱電子がビーム流開孔から発射されて、フォーカル電流制限器２１の集束電極へ飛び、熱電子が運動中に集束の作用を受けて、小さなサイズの電子ビーム流になり、ほとんどが集束電極の中心孔に入り、一時的なドリフト運動をしてから限流孔に到着して、周縁にある、前向き性の悪い電子が限流孔の周囲の限流構造により妨害され、狭い範囲に集中する一致して前方に向かう電子のみが限流孔を通過して、正の高電圧電界に入り加速されて、エネルギーを得て、最終的に陽極３に衝撃して、Ｘ線を発生する。Ｘ線の焦点位置は陰極１１の陰極表面１０２と、フォーカル電流制限器２１の集束電極２０１と、限流孔２０２との三者の連結線が陽極３における投影であり、即ち焦点３１である。タイミング２では、タイミング１に類似し、電源・制御システム７が陰極電源ＰＳ２を制御して一つの２ｋＶの負高電圧パルスを生じて、これを陰極１２に提供して、陰極１２の全体の電圧がパルス状に降下し、陰極１２とフォーカル電流制限器２２との間の電界が瞬間的に正の電界に変換して、陰極１２の陰極ハウジング内の熱電子がビーム流開孔から発射されて、フォーカル電流制限器２２の集束電極へ飛び、熱電子が運動中に集束の作用を受けて、小さなサイズの電子ビーム流になり、ほとんどが集束電極の中心孔に入り、一時的なドリフト運動をしてから限流孔に到着して、周縁にある、前向き性の悪い電子が限流孔の周囲の限流構造により妨害され、狭い範囲に集中する一致して前方に向かう電子のみが限流孔を通過して、正の高電圧電界に入り加速されて、エネルギーを得て、最終的に陽極３に衝撃して、Ｘ線を発生する。Ｘ線の焦点位置は陰極１２の陰極表面１０２と、フォーカル電流制限器２２の集束電極２０１と、限流孔２０２との三者の連結線が陽極３における投影であり、即ち焦点３２である。類似的に、タイミング３では、陰極１３がパルス負高電圧を得て、電子ビームを生じて、フォーカル電流制限器２３により集束���限流されて、高電圧電界エリアに入り加速されて、陽極３に衝撃して、Ｘ線を発生して、焦点位置が３３であり、タイミング４では焦点位置が３４であり、タイミング５では焦点位置が３５であり、．．．．．．最後の陰極がビーム流を発射して、最後の焦点位置を生じるまで、一つの作動サイクルが完了する。次のサイクルでは、再び焦点位置３１、３２、３３、３４、．．．．．．から順次Ｘ線を発生することを繰り返す。
【００４７】
陽極３が電子ビーム流の衝撃を受ける時に放出した気体は、真空装置８によりリアルタイムで抽出されて、真空ボックス４内において高真空が維持され、長時間の安定運転に有利である。シールド・コリメート装置９は、必要のない方向におけるＸ線を遮蔽して、必要のある方向におけるＸ線を通過させて、Ｘ線を所定の範囲内に限定する。電源・制御システム７は、各電源を制御して、設定されたプログラムに従って各部材を駆動して、歩調が合って作動させる以外、更に、通信インターフェイスとヒューマンマシンインターフェースにより外部の指令を受信し、システムの要となるパラメーターに対して修正と設定を行い、プログラムを更新して自動制御調整を行うことができる。
【００４８】
また、本発明のカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置をＣＴ設備に応用できる。これにより、Ｘ線装置の位置を移動しなくても多視角を生じられるＣＴ設備を得ることができる。
【００４９】
（効果）
本発明は、光源設備において所定の順番で周期的に焦点位置を変更するＸ線を発生するカソード制御マルチカソード分散型Ｘ線装置を提供する。本発明は、熱陰極源を採用することにより、他の設計に対して、発射電流が大きく、寿命が長いという長所がある。複数の独立する陰極は線形アレイに配列され、陰極のそれぞれが独立し、かつ何れも独立する陰極電源により制御されるため、便利で柔軟である。陰極のそれぞれに対応するフォーカル電流制限器は直線に配列されかつ互いに接続され、安定の小負電圧の電位にあるため、制御しやすい。陰極とフォーカル電流制限器との間に一定の距離があるため、加工製造が容易である。長手状かつ大陽極の設計を採用することで、陽極が過熱する問題が効果的に緩和され、光源のパワーを向上させることに有利である。陰極は直線状に配列され、全体が直線型の分散型Ｘ線装置になっても良く、陰極も円弧型に配列され、全体が円弧型分散型Ｘ線装置になっても良いので、柔軟に応用できる。本発明は、他の分散型Ｘ線源設備に対して、電流が大きく、ターゲットスポットが小さく、ターゲットスポットの位置分布が均一でかつ重複性が良く、出力パワーが高く、構造が簡単で、制御しやすい。また、本発明の分散型Ｘ線源をＣＴ設備に応用する場合に、光源を移動しなくても多視角を生じられるので、スリップリング運動を省略でき、構造を簡単化させ、システムの安定性、信頼性を向上させ、検査効率を向上させることに有利である。
【００５０】
上記のように、本願発明を説明したが、これらに限られず、本発明の主旨の範囲において各種の変更を行うことができることを理解すべきである。例えば、陽極は上記の実施の形態に用いられた陽極に限定されず、複数のターゲットスポットの位置を形成でき、かつ放熱に優れる陽極であれば、いずれも本発明に適用することが可能である。また、陰極も本発明の実施の形態に用いられた陰極の構造に限定されず、Ｘ線を発射できる陰極であれば、いずれも本発明に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１、１１、１２、１３、１４、１５  陰極
２、２１、２２、２３、２４、２５  フォーカル電流制限器
３  陽極
４  真空ボックス
５  挿脱可能な高電圧接続装置
６、６１、６２、６３、６４、６５  挿脱可能な陰極電源接続装置
７  電源・制御システム
８  真空装置
９  シールド・コリメート装置
Ｅ  電子ビーム流
Ｘ  Ｘ線
Ｃ  陽極とフォーカル電流制限器との夾角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（Ａ）】
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【図４（Ｂ）】
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【図５】
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【図６（Ａ）】
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【図６（Ｂ）】
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【図７（Ａ）】
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【図７（Ｂ）】
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【国際調査報告】
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