(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-14
(45)【発行日】2022-02-22
(54)【発明の名称】Ｘ線チューブ
(51)【国際特許分類】
H01J 35/06 20060101AFI20220215BHJP
H01J 35/08 20060101ALI20220215BHJP
H01J 35/16 20060101ALI20220215BHJP
H01J 35/18 20060101ALI20220215BHJP
【ＦＩ】
H01J35/06 E
H01J35/06 H
H01J35/08 B
H01J35/08 E
H01J35/16
H01J35/18
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2020001959
(22)【出願日】2020-01-09
(65)【公開番号】P2020113536
(43)【公開日】2020-07-27
【審査請求日】2020-10-28
(31)【優先権主張番号】10-2019-0003460
(32)【優先日】2019-01-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2019-0127153
(32)【優先日】2019-10-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】596180076
【氏名又は名称】韓國電子通信研究院
【氏名又は名称原語表記】Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
【住所又は居所原語表記】２１８，Ｇａｊｅｏｎｇ－ｒｏ Ｙｕｓｅｏｎｇ－ｇｕ Ｄａｅｊｅｏｎ ３４１２９，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100105153
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 悟
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(72)【発明者】
【氏名】ジョン、ジン－ウ
【審査官】右▲高▼ 孝幸
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２８７６７３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－１４２１２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－００４０６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－３１９６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－２８６２６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０９１６０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１６７３９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００８０８７６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００８０１０６（ＫＲ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ３５／０６
Ｈ０１Ｊ ３５／０８
Ｈ０１Ｊ ３５／１６
Ｈ０１Ｊ ３５／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１軸を中心軸とする中空の柱形状のチャンバーと、前記チャンバーの下面上のカソード電極と、
前記カソード電極と前記第１軸とが交わる位置に提供されるエミッタと、
前記第１軸を中心軸とする貫通ホール及び前記第１軸に対して傾いたターゲット層を含むアノード電極と、
前記カソード電極及び前記アノード電極の間で前記エミッタを露出させる開口を有するゲート電極と、
前記ゲート電極及び前記アノード電極の間の集束電極と、
前記アノード電極の前記ターゲット層と離隔されるウインドーと、
前記チャンバーの上面上に提供され、前記ウインドーの側面を固定するウインドー電極と、を含み、
前記ウインドー電極は、接地されるＸ線チューブ。
【請求項2】
前記集束電極は、複数に提供され、前記集束電極は、各々前記エミッタを露出させる開口を有する請求項１に記載のＸ線チューブ。
【請求項3】
前記集束電極及び前記ゲート電極は、側面に提供される突出部を各々含み、前記突出部は、前記開口を囲み、
前記突出部の厚さは、各々前記集束電極及び前記ゲート電極の厚さより小さい請求項２に記載のＸ線チューブ。
【請求項4】
前記カソード電極は、前記第１軸と垂直になる平面形状の第１部分及び前記第１部分から前記第１軸と平行である方向に突出された第２部分を含む請求項１に記載のＸ線チューブ。
【請求項5】
前記エミッタは、前記カソード電極の前記第２部分の上面上に提供される請求項４に記載のＸ線チューブ。
【請求項6】
前記カソード電極の前記第１部分と連結される制御回路部をさらに含み、前記制御回路部は、信号が印加される少なくとも１つ以上のトランジスタを含む請求項４に記載のＸ線チューブ。
【請求項7】
前記アノード電極は、前記第１軸と垂直になる平面形状の第１部分と、
前記貫通ホールを囲む中空の柱形状の第２部分と、
前記第２部分の上面の一部分上に提供される第３部分と、をさらに含み、
前記第１部分の中心部に前記貫通ホールの下部開口が提供され、
前記第２部分の中心部に前記貫通ホールの上部開口が提供され、
前記第２部分の上面は、前記第１部分の上面に対して勾配を有し、
前記第３部分の側面部に前記ターゲット層が提供される請求項１に記載のＸ線チューブ。
【請求項8】
前記ターゲット層のターゲット面は、前記第３部分の側面部と平行であり、前記ターゲット面は、前記第１軸に対して勾配を有する請求項７に記載のＸ線チューブ。
【請求項9】
前記ターゲット層は、タングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）の中で少なくともいずれか１つを含む請求項１に記載のＸ線チューブ。
【請求項10】
前記ウインドー電極は、前記第１軸と垂直になる平面形状の第１部分と、
前記第１部分と前記チャンバーの上面との間の第２部分と、
前記第２部分から前記第１軸と平行である方向に延長される第３部分と、を含み、
前記第１部分は、前記ウインドーを囲み、
前記第３部分は、前記チャンバーの側面と離隔される請求項１に記載のＸ線チューブ。
【請求項11】
前記ウインドーの厚さは、前記第１部分の厚さより小さく、前記第３部分が前記第１軸と平行である方向に延長される長さは、前記第２部分が前記第１軸と平行である方向に延長される長さより大きい請求項１０に記載のＸ線チューブ。
【請求項12】
前記ウインドーは、ベリリウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びモリブデン（Ｍｏ）の中で少なくともいずれか１つを含む請求項１に記載のＸ線チューブ。
【請求項13】
前記チャンバーは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含む請求項１に記載のＸ線チューブ。
【請求項14】
第１軸を中心軸とする中空の柱形状のチャンバーと、前記チャンバーの下面上のカソード電極と、
前記カソード電極上に提供され、前記カソード電極の上面と垂直になる方向に電子ビームを放出するエミッタと、
前記電子ビームが通過する第１開口を有するゲート電極と、
前記電子ビームが通過する第２開口を有する第１集束電極と、
前記電子ビームが通過する第３開口を有する第２集束電極と、
前記電子ビームが通過する貫通ホール及び前記電子ビームが衝突してＸ線が放射されるターゲット層を含むアノード電極と、
前記Ｘ線が前記チャンバーの外部に放出されるウインドーと、
前記ウインドーの側面を固定するウインドー電極と、を含み、
前記ゲート電極、前記第１集束電極、及び前記第２集束電極は、各々が、前記第１軸と垂直に延長される第１部分と、前記第１軸と平行に延長される第２部分と、前記第１軸と垂直に延長される第３部分とを含み、
前記ゲート電極は前記ゲート電極の前記第３部分の側面から前記第１軸に近接する方向に延長されて前記第１開口を囲む第１突出部を含み、前記第１集束電極は前記第１集束電極の前記第３部分の側面から前記第１軸に近接する方向に延長されて前記第２開口を囲む第２突出部を含み、前記第２集束電極は前記第２集束電極の前記第３部分の側面から前記第１軸に接近する方向に延長されて前記第３開口を囲む第３突出部を含み、
前記ゲート電極、前記第１集束電極、及び前記第２集束電極は、互いに離隔され、
前記第１乃至第３突出部は、前記ゲート電極、前記第１集束電極、及び前記第２集束電極の各々の前記第３部分の前記垂直方向の厚さよりも小さく、
前記第２開口の第２幅は、前記第３開口の第３幅より大きく、
前記ウインドーは、前記ターゲット層と離隔されている、Ｘ線チューブ。
【請求項15】
前記カソード電極の上面と垂直になる前記電子ビームの経路上に前記第１乃至第３開口の中心、前記貫通ホールの中心軸及び前記ターゲット層の中心が整列される請求項１４に記載のＸ線チューブ。
【請求項16】
中空の柱形状のチャンバーと、前記チャンバーの下面上のカソード電極と、
前記カソード電極上に提供され、前記カソード電極の上面と垂直になる方向に電子ビームを放出するエミッタと、
前記電子ビームが通過する第１開口を有するゲート電極と、
前記電子ビームが通過する第２開口を有する第１集束電極と、
前記電子ビームが通過する第３開口を有する第２集束電極と、
前記電子ビームが通過する貫通ホール及び前記電子ビームが衝突してＸ線が放射されるターゲット層を含むアノード電極と、
前記Ｘ線が前記チャンバーの外部に放出されるウインドーと、
前記ウインドーの側面を固定するウインドー電極と、を含み、
前記アノード電極は、前記チャンバーの側面に固定され、
前記アノード電極の一部分の側面部に前記ターゲット層が提供され、
前記ターゲット層のターゲット面は前記カソード電極の上面と垂直になる前記電子ビームの経路に対して勾配を有するＸ線チューブ。
【請求項17】
前記ウインドーの垂直方向の厚さは、前記ウインドー電極の垂直方向の厚さより小さく、前記ウインドー電極は、接地される請求項１４に記載のＸ線チューブ。
【請求項18】
中空の柱形状のチャンバーと、前記チャンバーの下面上のカソード電極と、
前記カソード電極上に提供され、前記カソード電極の上面と垂直になる方向に電子ビームを放出するエミッタと、
前記電子ビームが通過する第１開口を有するゲート電極と、
前記電子ビームが通過する第２開口を有する第１集束電極と、
前記電子ビームが通過する第３開口を有する第２集束電極と、
前記電子ビームが通過する貫通ホール及び前記電子ビームが衝突してＸ線が放射されるターゲット層を含むアノード電極と、
前記Ｘ線が前記チャンバーの外部に放出されるウインドーと、
前記ウインドーの側面を固定するウインドー電極と、を含み、
前記ウインドー電極は、前記チャンバーの上面を覆い、
前記ウインドー電極は、前記チャンバーの内部で前記カソード電極に向かう方向に延長される一部分を含み、
前記一部分は、前記チャンバーの側面と離隔され、
前記一部分の下面は、前記チャンバーの上面より低いレベルに位置するＸ線チューブ。
【請求項19】
前記ゲート電極、前記第１集束電極、前記第２集束電極、及び前記アノード電極は、各々第１乃至第４電圧源と連結され、前記第４電圧源は、前記第１乃至第３電圧源より高電圧である請求項１４に記載のＸ線チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はＸ線チューブに関り、より詳細には電子ビームを小さいサイズのフォーカルスポットに集束する微小焦点Ｘ線チューブ（ｍｉｃｒｏ ｆｏｃｕｓ Ｘ－ｒａｙ ｔｕｂｅ）に係る。
【背景技術】
【0002】
Ｘ線チューブは真空容器の内部で電子を発生させ、電子をアノード方向に加速させてアノードの金属ターゲットに衝突させることによって、制動放射（Ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ）方法にＸ線を発生させる。この時、アノードとカソードとの間の電圧差が電子を加速する加速電圧として定義され、Ｘ線チューブの用度に応じて数ｋＶ乃至数百ｋＶの加速電圧に電子を加速する。また、Ｘ線チューブはアノードとカソードとの間のゲート電極及び集束電極等をさらに含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】韓国特許公開公報第１０－２０１３－０１１６００４号明細書
【文献】韓国特許公開公報第１０－２０１６－０１２３９８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は充分なＸ線量及び高解像度の映像を得ることができるＸ線チューブを提供することにある。
【0005】
本発明が解決しようとする課題は以上で言及された課題に制限されなく、言及されないその他の課題は下の記載から該当技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態に係るＸ線チューブは第１軸を中心軸とする中空の柱形状のチャンバー、前記チャンバーの下面上のカソード電極、前記カソード電極と前記第１軸とが交わる位置に提供されるエミッタ、前記第１軸を中心軸とする貫通ホール及び前記第１軸に対して傾いたターゲット層を含むアノード電極、前記カソード電極及び前記アノード電極の間で前記エミッタを露出させる開口を有するゲート電極、前記ゲート電極及び前記アノード電極の間の集束電極、前記アノード電極の前記ターゲット層と離隔されるウインドー、及び前記チャンバーの上面上に提供され、前記ウインドーの側面を固定するウインドー電極を含み、前記ウインドー電極は接地されることができる。
【0007】
前記集束電極は複数に提供され、前記集束電極は各々前記エミッタを露出させる開口を有することができる。
【0008】
前記集束電極及び前記ゲート電極は側面に提供される突出部を各々含み、前記突出部は前記開口を囲み、前記突出部の厚さは各々前記集束電極及び前記ゲート電極の厚さより小さいことができる。
【0009】
前記カソード電極は前記第１軸と垂直になる平面形状の第１部分及び前記第１部分から前記第１軸と平行である方向に突出された第２部分を含むことができる。
【0010】
前記エミッタは前記カソード電極の前記第２部分の上面上に提供されることができる。
【0011】
前記カソード電極の前記第１部分と連結される制御回路部をさらに含み、前記制御回路部は信号が印加される少なくとも１つ以上のトランジスタを含むことができる。
【0012】
前記アノード電極は、前記第１軸と垂直になる平面形状の第１部分、前記貫通ホールを囲む中空の柱形状の第２部分、及び前記第２部分上面の一部分上に提供される第３部分をさらに含み、前記第１部分の中心部に前記貫通ホールの下部開口が提供され、前記第２部分の中心部に前記貫通ホールの上部開口が提供され、前記第２部分の上面は前記第１部分の上面に対して勾配を有し、前記第３部分の側面部に前記ターゲット層が提供されることができる。
【0013】
前記ターゲット層のターゲット面は前記第３部分の側面部と並べ、前記ターゲット面は前記第１軸に対して勾配を有することができる。
【0014】
前記ターゲット層はタングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）の中で少なくともいずれか１つを含むことができる。
【0015】
前記ウインドー電極は、前記第１軸と垂直になる平面形状の第１部分、前記第１部分と前記チャンバーの上面との間の第２部分、及び前記第２部分から前記第１軸と平行である方向に延長される第３部分を含み、前記第１部分は前記ウインドーを囲み、前記第３部分は前記チャンバーの側面と離隔されることができる。
【0016】
前記ウインドーの厚さは前記第１部分の厚さより小さく、前記第３部分が前記第１軸と平行である方向に延長される長さは前記第２部分が前記第１軸と平行である方向に延長される長さより大きいことができる。
【0017】
前記ウインドーはベリリウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びモリブデン（Ｍｏ）の中で少なくともいずれか１つを含むことができる。
【0018】
前記チャンバー酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含むことができる。
【0019】
また、本発明の実施形態に係るＸ線チューブは中空の柱形状のチャンバー、前記チャンバーの下面上のカソード電極、前記カソード電極上に提供され、前記カソード電極の上面と垂直になる方向に電子ビームを放出するエミッタ、前記電子ビームが通過する第１開口を有するゲート電極、前記電子ビームが通過する第２開口を有する第１集束電極、前記電子ビームが通過する第３開口を有する第２集束電極、前記電子ビームが通過する貫通ホール及び前記電子ビームが衝突してＸ線が放射されるターゲット層を含むアノード電極、前記Ｘ線が前記チャンバーの外部に放出されるウインドー、及び前記ウインドーの側面を固定するウインドー電極を含み、前記第２開口の第２幅は前記第３開口の第３幅より大きいことができる。
【0020】
前記カソード電極の上面と垂直になる前記電子ビームの経路上に前記第１乃至第３開口の中心、前記貫通ホールの中心軸、及び前記ターゲット層の中心が整列されることができる。
【0021】
前記アノード電極は前記チャンバーの側面に固定され、前記アノード電極の一部分の側面部に前記ターゲット層が提供され、前記ターゲット層のターゲット面は前記カソード電極の上面と垂直になる前記電子ビームの経路に対して勾配を有することができる。
【0022】
前記ウインドーは前記ターゲット層と離隔され、前記ウインドーの垂直方向の厚さは前記ウインドー電極の垂直方向の厚さより小さく、前記ウインドー電極は接地されることができる。
【0023】
前記ウインドー電極は前記チャンバーの上面を覆い、前記ウインドー電極は前記チャンバーの内部で前記カソード電極に向かう方向に延長される一部分を含み、前記一部分は前記チャンバーの側面と離隔され、前記一部分の下面は前記チャンバーの上面より低いレベルに位置することができる。
【0024】
前記ゲート電極、前記第１集束電極及び前記第２集束電極は各々前記第１乃至第３開口を囲む第１乃至第３突出部を含み、前記ゲート電極、前記第１集束電極、及び前記第２集束電極は互いに離隔されることができる。
【0025】
前記ゲート電極、前記第１集束電極、前記第２集束電極、及び前記アノード電極は各々第１乃至第４電圧源と連結され、前記第４電圧源は前記第１乃至第３電圧源より高電圧である。
【発明の効果】
【0026】
本発明の実施形態に係るＸ線チューブはウインドーが接地されて被写体とアノード電極との間の距離を最小化することができ、ゲート電極及び集束電極を含んでエミッタから放出される電子ビームを効果的に集束することができる。
【0027】
したがって、本発明の実施形態に係るＸ線チューブは充分なＸ線量を有する高解像度の映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の実施形態に係るＸ線チューブの構造を示す断面図である。
【図3A】本発明の実施形態に係るＸ線チューブのアノード電極を詳細に説明するための拡大斜視図である。
【図3B】本発明の実施形態に係るＸ線チューブのアノード電極を詳細に説明するための拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
本発明の構成及び効果を十分に理解するために、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【0030】
本発明は以下で開示される実施形態に限定されることではなく、様々な形態に具現されることができ、多様な修正及び変更を加えることができる。単なる、本実施形態の説明を通じて本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。添付された図面で構成要素は説明の便宜のためにそのサイズが実際より拡大して示したことであり、各構成要素の比率は誇張されるか、或いは縮小されることができる。
【0031】
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとすることではない。また、本明細書で使用される用語は異なりに定義されない限り、該当技術分野で通常の知識を有する者に通常的に公知された意味として解釈されることができる。
【0032】
本明細書で、単数形は文句で特別に言及しない限り、複数形も含む。明細書で使用される‘含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）’及び／又は‘含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）’は言及された構成要素、段階、動作、及び／又は素子は１つ以上の他の構成要素、段階、動作、及び／又は素子の存在又は追加を排除しない。
【0033】
本明細書である層が他の層‘上に’にあると言及される場合に、それは他の層の上面に直接形成されるか、或いはそれらの間に第３の層が介在されてもよい。
【0034】
本明細書で第１、第２等の用語が多様な領域、層等を記述するために使用されたが、これらの領域、層がこのような用語によって限定されてはならない。これらの用語は単なるある所定領域又は層を他の領域又は層と区別させるために使用されただけである。したがって、いずれか一実施形態で第１部分として言及された部分が他の実施形態では第２部分に言及されることもあり得る。ここに説明され、例示される実施形態はその相補的な実施形態も含む。明細書の全体に亘って同一の参照番号で表示された部分は同一の構成要素を示す。
【0035】
【0036】
図１は本発明の実施形態に係るＸ線チューブの構造を示す断面図である。
【0037】
図１を参照すれば、本発明の実施形態に係るＸ線チューブはカソード電極１１０、エミッタ１１１、ゲート電極１２０、第１及び第２集束電極１３０、１４０、アノード電極１５０、ウインドー電極１６０、ウインドー１６７、及びチャンバー１７０を含むことができる。
【0038】
カソード電極１１０はチャンバー１７０の下面上に提供されることができる。カソード電極１１０はチャンバー１７０の下面を覆う第１部分１１０ａ及び第１部分１１０ａから突出された第２部分１１０ｂを含むことができる。第１部分１１０ａの上面は第１軸ＡＸ１と垂直に交わることができる。第１部分１１０ａは制御回路部ＣＣと電気的に連結されることができる。制御回路部ＣＣは少なくとも１つ以上のトランジスタを含むことができる。一例として、制御回路部ＣＣは第１トランジスタＴＲ１及び第２トランジスタＴＲ２を含む。第１部分１１０ａと第１及び第２トランジスタＴＲ１、ＴＲ２は互いに直列に連結されることができる。第１及び第２トランジスタＴＲ１、ＴＲ２は、一例として、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＭＯＳＦＥＴ）である。第１及び第２トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のゲート（Ｇａｔｅ）を通じて各々第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２が印加されることができる。第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２は約１０Ｖ以下の電圧を有することができる。但し、図示されたことと異なりに、第２トランジスタＴＲ２は提供されなくともよい。第２部分１１０ｂは第１軸ＡＸ１と並べに延長されることができる。一例として、第２部分１１０ｂは第１軸ＡＸ１を中心軸とする柱形状である。
【0039】
カソード電極１１０の第２部分１１０ｂ上にエミッタ１１１が提供されることができる。一例として、エミッタ１１１はカソード電極１１０の第２部分１１０ｂと第１軸ＡＸ１が交わる位置に提供されることができる。エミッタ１１１はカソード電極１１０の上面と垂直になる方向に電子ビームを放出することができる。電子ビームの放出方向は第１軸ＡＸ１と平行であることができる。
【0040】
ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０は各々チャンバー１７０の側面に固定されることができる。ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０は各々第１突出部１２１、第２突出部１３１、及び第３突出部１４１を含むことができる。第１乃至第３開口ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３は各々第１乃至第３突出部１２１、１３１、１４１で囲まれた位置に提供されることができる。第１乃至第３開口ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３はエミッタ１１１を露出させることができる。ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０は各々第１乃至第３電圧源Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３と電気的に連結されることができる。第１乃至第３電圧源Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は各々ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０の電位を制御することができる。ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０の電位に応じて、電子ビームが放出されるか否か及び電子ビームの経路が制御されることができる。ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０に対して図４を参照して詳細に後述する。
【0041】
アノード電極１５０はカソード電極１１０、ゲート電極１２０、第１及び第２集束電極１３０、１４０と離隔されることができる。アノード電極１５０はチャンバー１７０の側面に固定されることができる。アノード電極１５０は第１部分１５１、第２部分１５３、第３部分１５５、ターゲット層ＴＬ、及び貫通ホールＰＨを含むことができる。アノード電極１５０の第１部分１５１は第４電圧源Ｖ４と電気的に連結されることができる。第４電圧源Ｖ４はアノード電極１５０の電位を制御することができる。第４電圧源Ｖ４によって制御されるアノード電極１５０の電位はカソード電極１１０の電位より高い。また、第４電圧源Ｖ４は第１乃至第３電圧源Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３より高電圧である。したがって、カソード電極１１０のエミッタ１１１から放出された電子ビームはアノード電極１５０に到達する時まで電位差によって加速されることができる。貫通ホールＰＨは第１軸ＡＸ１を中心軸とする空いた空間である。ターゲット層ＴＬの中心は第１乃至第３開口ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３の中心及び貫通ホールＰＨの中心軸と整列されることができる。エミッタ１１１から放出された電子ビームは第１乃至第３開口ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３の中心及び貫通ホールＰＨの中心軸を通過してターゲット層ＴＬの中心に到達する経路を進行することができる。
【0042】
ウインドー電極１６０及びウインドー１６７がチャンバー１７０の上面上に提供されることができる。ウインドー電極１６０は第１部分１６１、第２部分１６３及び第３部分１６５を含むことができる。ウインドー電極１６０の第１部分１６１はウインドー１６７を固定することができる。ウインドー１６７はアノード電極１５０のターゲット層ＴＬから放射されるＸ線２００を通過させることができる。ウインドー電極１６０は接地配線ＧＬを通じて接地されることができる。アノード電極１５０及びウインドー電極１６０の構造に対して図２、図３Ａ、及び図３Ｂを参照して詳細に後述する。
【0043】
チャンバー１７０は第１軸ＡＸ１を中心軸とする中空の柱形状である。チャンバー１７０は絶縁物質を含むことができる。一例として、チャンバー１７０は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含むことができる。チャンバー１７０はカソード電極１１０、ゲート電極１２０、第１及び第２集束電極１３０、１４０、及びアノード電極１５０を囲むことができる。チャンバー１７０の下面はカソード電極１１０で覆われることができる。また、チャンバー１７０の上面はウインドー１６７及びウインドー電極１６０で覆われることができる。チャンバー１７０の内部は高真空状態である。チャンバー１７０内部の高真空状態が維持されることによって、エミッタ１１１から放出された電子ビームが散乱されなく、アノード電極１５０のターゲット層ＴＬまで第１軸ＡＸ１に沿って進行することができる。
【0044】
デテクタ２１０及び被写体２２０はウインドー１６７から放射されるＸ線２００の経路上に提供されることができる。被写体２２０はウインドー１６７とデテクタ２１０との間に提供されることができる。被写体２２０はウインドー１６７及びデテクタ２１０と離隔されることができる。デテクタ２１０が被写体２２０から離隔されることによって、被写体２２０を通過したＸ線映像が拡大されることができる。被写体２２０を通過したＸ線映像を分析して被写体２２０を破壊しなく、被写体２２０内部の微細構造を精密に検査することができる。また、ウインドー１６７が接地配線ＧＬを通じて接地されることによって、デテクタ２１０及び被写体２２０とウインドー１６７との間の距離が最小化されることができる。また、被写体２２０とアノード電極１５０との間の距離が最小化されることができる。デテクタ２１０及び被写体２２０とウインドー１６７の間の距離及び被写体２２０とアノード電極１５０との間の距離が最小化されることによって、本発明の実施形態に係るＸ線チューブは充分なＸ線量及び高解像度の映像を得ることができる。
【0045】
図２は図１のＡ部分を拡大した断面図である。図３Ａは本発明の実施形態に係るＸ線チューブのアノード電極を詳細に説明するための拡大斜視図である。図３Ｂは本発明の実施形態に係るＸ線チューブのアノード電極の一部分を詳細に説明するための拡大斜視図である。
【0046】
【0047】
アノード電極１５０の第１部分１５１は第１軸ＡＸ１と垂直になる平面形状である。第１部分１５１はチャンバー１７０の側面に固定されることができる。第１部分１５１の中心部に貫通ホールＰＨの下部開口ＰＨｂが提供されることができる。貫通ホールＰＨの下部開口ＰＨｂは上部に行くほど、幅が狭くなる。
【0048】
アノード電極１５０の第２部分１５３は貫通ホールＰＨを囲む中空の柱形状である。第２部分１５３は第１部分１５１から貫通ホールＰＨの側面に沿って垂直に延長されることができる。第２部分１５３の上面は第１部分１５１の上面に対して勾配を有することができる。即ち、第２部分１５３の上面は位置に応じて第１部分１５１からの高さが異なることができる。第２部分１５３の上面の中心部に貫通ホールＰＨの上部開口ＰＨｔが提供されることができる。貫通ホールＰＨの上部開口ＰＨｔは第２部分１５３の上面と同様に第１部分１５１の上面に対して勾配を有することができる。
【0049】
アノード電極１５０の第３部分１５５は第２部分１５３の上面の一部分に提供されることができる。第３部分１５５と接する第２部分１５３の上面の一部分は第１部分１５１からの高さが最も高い一部分である。第３部分１５５の側面部１５５ｓは第２軸ＡＸ２と平行である面である。第２軸ＡＸ２は第１軸ＡＸ１と第１角度θをなすことができる。第３部分１５５の側面部１５５ｓ上にターゲット層ＴＬが提供されることができる。例えば、ターゲット層ＴＬはタングステン（Ｗ）及びモリブデン（Ｍｏ）の中で少なくともいずれか１つを含むことができる。ターゲット層ＴＬのターゲット面ＴＬｓは第２軸ＡＸ２と平行である面である。第２軸ＡＸ２はターゲット層ＴＬのターゲット面ＴＬｓ上で延長されることができる。即ち、ターゲット層ＴＬのターゲット面ＴＬｓは第３部分１５５の側面部１５５ｓと平行である。第１軸ＡＸ１及び第２軸ＡＸ２はターゲット層ＴＬのターゲット面ＴＬｓの中心と交わる。第１軸ＡＸ１及び第２軸ＡＸ２が交わるターゲット面ＴＬｓの中心周辺にフォーカルスポットＦＳが形成されることができる。フォーカルスポットＦＳは集束された電子ビームがターゲット面ＴＬｓと交わる地点である。図３Ａ及び図３Ｂのように、フォーカルスポットＦＳは第２軸ＡＸ２を中心軸とする楕円形状である。電子ビームがフォーカルスポットＦＳに衝突することによって、ターゲット層ＴＬからＸ線２００が放射されることができる。Ｘ線２００は第２軸ＡＸ２に対して傾いた方向に放射されることができる。
【0050】
ウインドー電極１６０は第１部分１６１、第２部分１６３、及び第３部分１６５を含むことができる。
【0051】
ウインドー電極１６０の第１部分１６１は第１軸ＡＸ１と垂直になる平面形状である。第１部分１６１の一部にウインドー開口ＷＯが提供されることができる。ウインドー開口ＷＯの内部にウインドー１６７が提供されることができる。第１部分１６１はウインドー１６７を囲むことができる。即ち、第１部分１６１はウインドー１６７の側面を固定することができる。ウインドー１６７はアノード電極１５０のターゲット層ＴＬと離隔されることができる。ウインドー１６７の垂直方向の厚さはウインドー電極１６０の第１部分１６１の垂直方向の厚さより小さいことができる。以下で、垂直方向は第１軸ＡＸ１と平行である方向である。ウインドー１６７は金属を含むことができる。例えば、ウインドー１６７はベリリウム（Ｂｅ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、及びモリブデン（Ｍｏ）の中で少なくともいずれか１つを含むことができる。ウインドー１６７を通じてターゲット層ＴＬから放射されるＸ線２００がチャンバー１７０の外部に放出されることができる。
【0052】
ウインドー電極１６０の第２部分１６３は第１部分１６１からチャンバー１７０の上面に延長されることができる。第２部分１６３の水平方向の厚さはチャンバー１７０の側面の水平方向の厚さより大きいことができる。以下で、水平方向は第１軸ＡＸ１と垂直になる平面上の一方向である。第２部分１６３の下面はチャンバー１７０の上面と共面をなすことができる。
【0053】
ウインドー電極１６０の第３部分１６５は第２部分１６３から第１軸ＡＸ１と平行である方向に延長されることができる。一例として、第３部分１６５が第１軸ＡＸ１と平行である方向に延長される長さは第２部分１６３が第１軸ＡＸ１と平行である方向に延長される長さより大きいことができる。第３部分１６５はチャンバー１７０の側面と離隔されることができる。第３部分１６５の下面はチャンバー１７０の上面及び第２部分１６３の下面より低いレベルに位置することができる。第３部分１６５が無い場合、ウインドー電極１６０とチャンバー１７０の上面が接する部分に電界が集中され、電荷が蓄積されるやすいので、チャンバー１７０の絶縁特性が低下されることができる。即ち、チャンバー１７０の側面と離隔されて第１軸ＡＸ１と並べに延長される第３部分１６５はチャンバー１７０の絶縁特性低下を防止することができる。
【0054】
【0055】
図４を参照すれば、ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０がチャンバー１７０の側面に提供されることができる。但し、図示されたことと異なりに、集束電極が一つのみが提供されるか、或いは３つ以上が提供されることができる。
【0056】
ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０は各々第１軸ＡＸと垂直に延長される部分及び第１軸ＡＸと平行に延長される部分を含むことができる。ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０の形状は実質的に類似であることができる。
【0057】
ゲート電極１２０は第１軸ＡＸ１と垂直に延長される第１部分１２０ａ及び第３部分１２０ｃと第１軸ＡＸ１と平行に延長される第２部分１２０ｂを含むことができる。第１部分１２０ａはチャンバー１７０の側面に固定されることができる。第１部分１２０ａはチャンバー１７０の側面から第１軸ＡＸ１に近接する方向に延長されることができる。第２部分１２０ｂは第１部分１２０ａの一端部からカソード電極１１０で遠くなる方向に延長されることができる。第２部分１２０ｂと接する第１部分１２０ａの一端部はチャンバー１７０と接しなくともよい。第３部分１２０ｃは第２部分１２０ｂから第１軸ＡＸ１に近接する方向に延長されることができる。但し、図示されたことと異なりに、ゲート電極１２０はチャンバー１７０の側面から第１軸ＡＸ１と垂直に延長される平面形状であってもよい。ゲート電極１２０は第３部分１２０ｃの側面に提供される第１突出部１２１をさらに含むことができる。第１突出部１２１は第３部分１２０ｃの側面から第１軸ＡＸ１に近接する方向に延長されることができる。第１突出部１２１の垂直方向の厚さは第３部分１２０ｃの垂直方向の厚さより小さいことができる。第３部分１２０ｃの厚さより第１突出部１２１の厚さが小さいことによって、電子ビーム集束効率がより増大されることができる。また、第１開口ＯＰ１は第１突出部１２１で囲まれた空間である。第１開口ＯＰ１はエミッタ１１１を露出させることができる。第１開口ＯＰ１の第１幅Ｄ１はエミッタ１１１の水平方向の幅より大きいことができる。以上で、ゲート電極１２０の形状に対して叙述した内容は第１集束電極１３０及び第２集束電極１４０の形状に対しても実質的に同様に成立することができる。
【0058】
以下で、ゲート電極１２０、第１集束電極１３０及び第２集束電極１４０の位置関係及び相違点を説明する。
【0059】
ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０は互いに離隔されることができる。即ち、ゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０は互いに電気的に分離されることができる。また、ゲート電極１２０はカソード電極１１０と離隔されることができ、第２集束電極１４０はアノード電極１５０と離隔されることができる。
【0060】
ゲート電極１２０の第３部分１２０ｃの側面は第１集束電極１３０の第３部分１３０ｃの側面より第１軸ＡＸ１と近い。また、第１集束電極１３０の第３部分１３０ｃの側面は第２集束電極１４０の第３部分１４０ｃの側面より第１軸ＡＸ１と近い。第１乃至第３開口ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３はゲート電極１２０、第１集束電極１３０、及び第２集束電極１４０の第１乃至第３突出部１２１、１３１、１４１で囲まれた空間に各々提供されることができる。第１乃至第３開口ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３はエミッタ１１１を露出させることができる。したがって、エミッタ１１１から放出される電子ビームは第１軸ＡＸ１に沿って進行することができる。この時、第２開口ＯＰ２の第２幅Ｄ２は第３開口ＯＰ３の第３幅Ｄ３より大きい。したがって、第２開口ＯＰ２を通過した電子ビームは第３開口ＯＰ３を経てさらに集束されることができる。
【0061】
以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更しなくとも、他の具体的な形態に実施されることができることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なことであり、限定的ではないことと理解しなければならない。
【符号の説明】
【0062】
１１０ カソード電極
１２０ ゲート電極
１３０ 第１集束電極
１４０ 第２集束電極
１５０ アノード電極
１６０ ウインドー電極
１７０ チャンバー
２１０ デテクタ
２２０ 被写体
ＰＨ 貫通ホール
ＴＬ ターゲット層
１２０ ゲート電極
１３０ 第１集束電極
１４０ 第２集束電極
１５０ アノード電極
１６０ ウインドー電極
１７０ チャンバー
２１０ デテクタ
２２０ 被写体
ＰＨ 貫通ホール
ＴＬ ターゲット層
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
