特許 7395086 Ｘ線発生装置、ターゲットの調整方法、および、Ｘ線発生装置の使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】Ｘ線発生装置、ターゲットの調整方法、および、Ｘ線発生装置の使用方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/08 20060101AFI20231201BHJP

   H01J 35/30 20060101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

H01J35/08 C

H01J35/30

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023566722

(86)(22)【出願日】2022-03-31

(86)【国際出願番号】 JP2022016711

【審査請求日】2023-10-27

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000227294

【氏名又は名称】キヤノンアネルバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】安藤 洋一

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１５０１８４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－１２６６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－１２４６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０８４６６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３５３２８８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３５／０８

Ｈ０１Ｊ ３５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットとを有するＸ線発生装置であって、
第１電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットを薄化するための第１モードと、第２電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによってＸ線を発生させる第２モードとの実行を制御する制御部を備え、
前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限より大きい、
ことを特徴とするＸ線発生装置。

【請求項2】

前記電子線を偏向させる偏向器を更に備え、
前記ターゲットに対する前記電子線の入射位置は、前記電子銃のカソードと前記ターゲットとの間に印加される加速電圧によって変化し、
前記制御部は、前記第１モードにおいて、複数の加速電圧にそれぞれ対応する複数の入射位置のそれぞれについて前記ターゲットを薄化する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記ターゲットから放射されるＸ線の線量に基づいて、前記第１モードにおける前記ターゲットの薄化の終了を判定する、
ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線発生装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記第２モードにおいて前記ターゲットから放射されるＸ線の線量に基づいて、前記第１モードにおいて前記ターゲットの薄化の終了を判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線発生装置。

【請求項5】

前記第１モードでは、前記ターゲットの前記電子線が入射した部分が蒸発することによって前記ターゲットが薄化され、
前記制御部は、前記加速電圧が前記ターゲットの薄化を行うべき加速電圧に維持された状態で、前記第１モードにおける前記ターゲットの薄化と、前記第２モードにおける前記ターゲットから放射されるＸ線の線量の検出とを繰り返しながら、所定の条件が満たされるまで前記ターゲットを薄化する、
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線発生装置。

【請求項6】

前記所定の条件は、前記ターゲットから放射されるＸ線の線量のピークが検出されることである、
ことを特徴とする請求項５に記載のＸ線発生装置。

【請求項7】

前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限の２倍以上である、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項8】

前記電子銃は、カソードと、前記ターゲットを含むアノードと、前記カソードとアノードとの間に配置された引出電極と、前記引出電極と前記アノードとの間に配置された収束電極とを含み、
前記制御部は、前記第１モードでは、前記引出電極の電位を第１電位に設定し、前記第２モードでは、前記引出電極の電位を前記第１電位とは異なる第２電位に設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項9】

電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットとを有するＸ線発生装置における前記ターゲットの厚さを調整する調整方法であって、
第１電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットの厚さを薄化する薄化工程と、
第２電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによってＸ線を発生させ、前記Ｘ線を検出する検出工程と、とを含み、
前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限より大きい、
ことを特徴とする調整方法。

【請求項10】

前記検出工程において前記ターゲットから放射されるＸ線の線量が所定の条件を満たすまで、前記薄化工程および前記検出工程を繰り返す、
ことを特徴とする請求項９に記載の調整方法。

【請求項11】

前記所定の条件は、前記ターゲットから放射されるＸ線の線量のピークが検出されることである、
ことを特徴とする請求項１０に記載の調整方法。

【請求項12】

前記Ｘ線発生装置は、前記電子線を偏向させる偏向器を更に備え、
前記ターゲットに対する前記電子線の入射位置は、前記電子銃のカソードと前記ターゲットとの間に印加される加速電圧によって変化し、
前記薄化工程および前記検出工程は、複数の加速電圧にそれぞれ対応する複数の入射位置のそれぞれについて実行される、
ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の調整方法。

【請求項13】

前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限の２倍以上である、
ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の調整方法。

【請求項14】

前記電子銃は、カソードと、前記ターゲットを含むアノードと、前記カソードとアノードとの間に配置された引出電極と、前記引出電極と前記アノードとの間に配置された収束電極とを含み、
前記薄化工程では、前記引出電極の電位が第１電位に設定され、前記検出工程では、前記引出電極の電位が前記第１電位とは異なる第２電位に設定される、
ことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の調整方法。

【請求項15】

電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットとを有するＸ線発生装置の使用方法であって、
第１電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットの薄化する薄化工程と、
第２電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによってＸ線を発生させる発生工程と、を含み、
前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限より大きい、
ことを特徴とするＸ線発生装置の使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線発生装置、ターゲットの調整方法、および、Ｘ線発生装置の使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

透過型のＸ線管では、電子線をターゲットに照射することでターゲットからＸ線が放射される。カソードにおいて発生した電子線は、加速電圧によって加速されてターゲットに照射される。この加速電圧を変化させると、ターゲットに衝突する電子線が持つエネルギーが変化する。ターゲットが最適厚より薄い場合、電子線の一部がターゲットを透過してしまうためにＸ線の発生量が減少する。一方、ターゲットが最適厚より厚い場合、発生したＸ線がターゲットを透過する際に減衰する。すなわち、Ｘ線の放射量が最大になるターゲットの厚さは、加速電圧に依存して変化する。そのため、単一のターゲットでは、加速電圧の範囲が制限される。加速電圧の範囲を広げるためには、厚さが互いに異なる複数のターゲットを備える必要があった。

【0003】

特許文献１には、Ｘ線透過窓と、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、電子ビームを発生する電子銃と、電子ビームを偏向する偏向器とを有する透過型Ｘ線管装置が記載されている。この金属薄膜は、徐々に変化する厚さを有する。このＸ線管装置では、金属薄膜の厚さと電子が進入する深さとが一致する場所に電子ビームが照射される。しかし、Ｘ線管装置では、金属薄膜の加工精度、Ｘ線管装置の組み立て公差などによる個体差が存在するので、電子ビームを金属薄膜の目標位置、即ち、目標膜厚を有する位置に正確に入射させることは難しい。よって、従来のＸ線管装置では、金属薄膜に対する電子ビームの入射位置を調整するための特別な構成や調整工程が必要であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－１２６６５０号公報

【発明の概要】

【0005】

本発明は、Ｘ線を効率的に発生するために有利な技術を提供する。

【0006】

本発明の第１の側面は、電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットとを有するＸ線発生装置に係り、前記Ｘ線発生装置は、第１電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットを薄化するための第１モードと、第２電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによってＸ線を発生させる第２モードとの実行を制御する制御部を備え、前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限より大きい。

【0007】

本発明の第２の側面は、電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットと、前記電子線を偏向させる偏向器とを有するＸ線発生装置に係り、前記Ｘ線発生装置において、前記ターゲットは、複数の凹部を有し、前記複数の凹部は、前記電子銃のカソードと前記ターゲットとの間に印加される複数の加速電圧にそれぞれ対応する位置に配置され、前記複数の凹部における前記ターゲットの厚さは、互いに異なる。

【0008】

本発明の第３の側面は、電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットとを有するＸ線発生装置における前記ターゲットの厚さを調整する調整方法に係り、前記調整方法は、第１電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットの厚さを薄化する薄化工程と、第２電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによってＸ線を発生させ、前記Ｘ線を検出する検出工程と、とを含み、前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限より大きい。

【0009】

本発明の第４の側面は、電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットとを有するＸ線発生装置の使用方法に係り、前記使用方法は、第１電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットの薄化する薄化工程と、第２電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによってＸ線を発生させる発生工程と、を含み、前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限より大きい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態のＸ線発生管の構成を模式的に示す図。

【図2】電子銃から放射された電子線がターゲットに衝突する様子を模式的に示す図。

【図3】加速電圧に応じた偏向量（即ち、入射位置）ごとにターゲットを薄化する動作を模式的に示す図。

【図4】一実施形態のＸ線発生装置の構成を例示的に示すブロック図。

【図5】一実施形態のＸ線撮像装置の構成を模式的に示す図。

【図6】第１モード（加工モード）および第２モード（Ｘ線発生モード）の実行に関するＸ線発生装置の動作例を示す図。

【図7】１つの管電圧（カソード電位）についてのターゲットの厚さの調整に関するＸ線発生装置の動作例を示す図。

【図8】Ｘ線発生装置の動作例あるいは使用例を示す図。

【図9A】加工モードで加工されたターゲットを有するＸ線発生装置の構成例の一部を模式的に示す図。

【図9B】加工モードで加工されたターゲットを有するＸ線発生装置の構成例の一部を模式的に示す図。

【図9C】加工モードで加工されたターゲットを有するＸ線発生装置の構成例の一部を模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0012】

図１には、一実施形態のＸ線発生管ＸＧ中心付近の断面構成が模式的に示されている。Ｘ線発生装置１は、透過型Ｘ線発生装置として構成されうる。Ｘ線発生装置１は、Ｘ線発生管ＸＧを備えている。Ｘ線発生管ＸＧは、電子銃ＥＧを備えている。またＸ線発生管ＸＧは、電子銃ＥＧから放射される電子線あるいは電子を受けてＸ線を発生させるターゲット２２とを含みうる。一例において、Ｘ線発生管ＸＧは、２つの開口端を有する絶縁管１０と、絶縁管１０の２つの開口端の一方を閉塞するアノード２０と、絶縁管１０の２つの開口端の他方を閉塞する閉塞部材３０とを備えうる。アノード２０は、ターゲット２２と、ターゲット２２を保持するターゲット保持板２１と、ターゲット保持板２１を支持しつつターゲット保持板２１を介してターゲット２２に電位を与える電極２３とを含みうる。アノード２０は、例えば、接地電位に維持されうる。他の閉塞部材３０は、電子銃ＥＧを保持するように構成されうる。絶縁管１０、アノード２０および閉塞部材３０は、密閉空間を規定する容器を構成しうる。該密閉空間は、真空、あるいは高い真空度に維持される。

【0013】

電子銃ＥＧは、カソードＣＴと、カソードＣＴとアノード２０との間に配置された引出電極ＥＥと、引出電極ＥＥとアノード２０との間に配置された収束電極ＣＥとを含みうる。カソードＣＴは、電子を放出する。カソードＣＴとアノード２０との間には、加速電圧が供給される。アノード２０のターゲット２２に時間当たりに入射する電子の量、即ち電流は、管電流と呼ばれ、引出電極ＥＥに供給される引出電位に依存しうる。収束電極ＣＥは、カソードＣＴから放出された電子あるいは電子線を収束させる。収束電極ＣＥは、複数の電極を含んでもよい。

【0014】

Ｘ線発生装置１は、カソードＣＴにカソード電位を供給するカソード電位供給部４１を備えうる。カソード電位供給部４１は、接地電位に維持されうるアノード２０とカソードＣＴとの間に加速電圧を供給する構成要素として理解されてもよい。Ｘ線発生装置１は、引出電極ＥＥに引出電位を供給する引出電位供給部４２を備えうる。引出電位供給部４２は、カソードＣＴと引出電極ＥＥとの間に引出電圧を供給する構成要素として理解されてもよい。Ｘ線発生装置１は、収束電極ＣＥに収束電位を供給する収束電位供給部４３を備えうる。収束電位供給部４３は、カソードＣＴと収束電極ＣＥとの間に収束電圧を供給する構成要素として理解されてもよい。

【0015】

Ｘ線発生装置１は、電子銃ＥＧから放射される電子線を偏向させる偏向器５０を更に備えうる。偏向器５０は、Ｘ線発生管ＸＧの外側に配置されうる。偏向器５０は、例えば、偏向器５０を横切る仮想平面ＶＰ３がターゲット２２の電子線入射面（電子銃ＥＧに対面する面）を含む仮想平面ＶＰ１と電子銃ＥＧの先端面（ターゲット２２側の面）を含む仮想平面ＶＰ２との間に位置するように配置されうる。仮想平面ＶＰ１、ＶＰ２、ＶＰ３は、電子銃ＥＧの中心軸ＡＸに垂直に交差する平面として定義されうる。偏向器５０は、電子銃ＥＧから放射された電子線に対して磁界を作用させることによって該電子線を偏向させる。偏向器５０が電子線を偏向させる量は、加速電圧に依存しうる。

【0016】

偏向器５０は、永久磁石で構成されてもよいし、電磁石で構成されてもよいし、永久磁石および電磁石で構成されてもよい。一例において、偏向器５０は、第１磁石および第２磁石を含みうる。第１磁石の第１磁極（例えば、Ｓ極）と第２磁石の第２磁極（例えば、Ｎ極）とは、絶縁管１０あるいはＸ線発生管ＸＧを介して互いに対向するように配置されうる。偏向器５０は、磁極が絶縁管１０あるいはＸ線発生管ＸＧの径方向を向くように配置された１つの磁石で構成されてもよい。

【0017】

電極２３は、ターゲット２２に電気的に接続されていて、ターゲット２２に電位を与える。ターゲット２２は、電子銃ＥＧからの電子がターゲット２２に衝突することによってＸ線を発生する。ターゲット２２が発生したＸ線は、ターゲット保持板２１を透過してＸ線発生管ＸＧの外部に放射される。アノード２０は、例えば、接地電位に維持されうるが、他の電位に維持されてもよい。ターゲット２２は、金属材料で構成される。ターゲット２２は、融点が高い材料、例えば、タングステン、タンタルまたはモリブデン等で構成されることが望ましく、これらの材料は、Ｘ線の発生効率を向上させるために有利である。ターゲット保持板２１は、例えば、Ｘ線を透過し易い材料、例えば、ベリリウム、ダイヤモンド等で構成されうる。Ｘ線発生装置１は、アノード２０のターゲット２２に時間当たりに入射する電子の量、即ち管電流を検出する管電流検出部４４を更に備えうる。

【0018】

図２には、電子銃ＥＧから放射された電子線ＥＢがターゲット２２に衝突する様子が模式的に示されている。図２では、電子銃ＥＧとターゲット２２とが近接して示されているが、電子銃ＥＧとターゲット２２とは、より離隔して配置されうる。電子銃ＥＧから放出された電子線ＥＢは、偏向器５０が発生する磁界によって偏向された後にターゲット２２に入射あるいは衝突する。電子線ＥＢが偏向される量、換言すると、ターゲット２２に対する電子線ＥＢの入射位置は、偏向器５０が発生する磁界、および、加速電圧に依存しうる。

【0019】

図２において、電子線ＥＢａは、加速電圧（カソードＣＴとアノード２０との間に印加される電圧）Ｖａにおける電子線ＥＢの軌道を模式的に示し、電子線ＥＢａは、ターゲット２２に対して、加速電圧Ｖａによって定まる深さＤａまで進入する。電子線ＥＢｂは、加速電圧Ｖｂにおける電子線ＥＢの軌道を模式的に示し、電子線ＥＢｂは、ターゲット２２に対して、加速電圧Ｖｂによって定まる深さＤｂまで進入する。電子線ＥＢｃは、加速電圧Ｖｃにおける電子線ＥＢの軌道を模式的に示し、電子線ＥＢｃは、ターゲット２２に対して、加速電圧Ｖｃによって定まる深さＤｃまで進入する。ここで、｜Ｖａ｜＞｜Ｖｂ｜＞｜Ｖｃ｜である。電子線ＥＢａの偏向量（中心軸ＡＸからの電子線ＥＢの入射位置のシフト量）はｄａ、電子線ＥＢｂの偏向量はｄｂ、電子線ＥＢｃの偏向量はｄｃである。偏向器５０が発生する磁界の強度が等しい場合、ｄａ＜ｄｂ＜ｄｃである。

【0020】

ここで、与えられた加速電圧においてＸ線が最も効率的に放射させるターゲット２２の厚さを最適厚とすると、ターゲット２２の厚さが最適厚より厚いと、Ｘ線は、ターゲット２２を通過するまでに減衰する。一方、ターゲット２２の厚さが最適厚より薄いと、ターゲット２２における電子線からＸ線への変換効率が低下する。よって、最適厚は、加速電圧に依存する。また、前述のとおり、電子線の偏向量（ターゲット２２に対する電子線の入射位置）も加速電圧に依存する。これは、加速電圧に応じた偏向量（即ち、入射位置）ごとにターゲット２２の厚さを調整することができることを意味する。

【0021】

図３には、加速電圧に応じた偏向量（即ち、入射位置）ごとにターゲット２２を薄化する動作が模式的に示されている。前述のとおり、電子線ＥＢがターゲット２２に進入する深さは、加速電圧によって定まる。一方、ターゲット２２における電子線ＥＢが入射する位置ではジュール熱が発生し、このジュール熱の量は、引出電極ＥＥに供給される引出電位に依存する管電流によって定まる。詳細を後述するように、Ｘ線発生装置１は、第１電流範囲内に調整された電流でターゲット２２に電子線を照射することによってターゲット２２を薄化するための第１モードと、第２電流範囲内に調整された電流でターゲット２２に電子線を照射することによってＸ線を発生させる第２モードとを有する。第１電流範囲の下限は、第２電流範囲の上限より大きい。第１電流範囲の下限は、例えば、第２電流範囲の上限の２倍以上、３倍以上、４倍以上、または、５倍以上でありうる。第１モードは、ターゲット２２の厚さを調整するための加工モードとして、第２モードは、Ｘ線を発生するＸ線発生モードとして理解されてもよい。

【0022】

第１モード（加工モード）では、ターゲット２２に対する電子線ＥＢの照射によって発生するジュール熱によってターゲット２２における電子線ＥＢが入射する箇所を蒸発させることによってターゲット２２を薄化、あるいはターゲット２２の厚さを調整する。本実施形態では、第１モードにおいて、設定された管電圧でターゲット２２の厚さを最適厚に調整し、第２モード（Ｘ線発生モード）において、その設定された管電圧でターゲット２２に電子線ＥＢが照射されうる。これによって、その最適厚に調整された位置に電子線ＥＢが照射され、Ｘ線を効率的に発生させることができる。複数の管電圧の各々について、即ち、ターゲット２２の複数の位置の各々について、ターゲット２２の厚さをそれぞれの最適厚に調整することによって、複数の管電圧の各々についてＸ線を効率的に発生させることができる。

【0023】

図３には、電子線ＥＢａを発生させる加速電圧Ｖａ、電子線ＥＢｂを発生させる加速電圧Ｖｂ、電子線ＥＢｃを発生させる加速電圧Ｖｃの各々が入射する位置において、ターゲット２２の厚さをそれぞれの最適厚に調整した例が模式的に示されている。

【0024】

図４は、一実施形態のＸ線発生装置１の構成を例示的に示すブロック図である。Ｘ線発生装置１は、例えば、Ｘ線発生管ＸＧと、昇圧回路１１０と、駆動回路４０と、制御部ＣＮＴとを備えうる。Ｘ線発生管ＸＧは、前述のように、電子銃ＥＧと、電子銃ＥＧから射出される電子線ＥＢが照射されることによってＸ線を発生するターゲット２２とを含みうる。昇圧回路１１０は、外部から供給される電圧を昇圧し、昇圧された電圧を駆動回路４０に供給しうる。昇圧回路１１０は、駆動回路４０の一部として理解されてもよい。

【0025】

駆動回路４０は、例えば、カソード電位供給部４１、引出電位供給部４２、収束電位供給部４３および管電流検出部４４を含みうる。制御部ＣＮＴは、例えば、ＣＰＵと、プログラムを格納したメモリと、を含み、該ＣＰＵは、該プログラムに基づいて動作することによって駆動回路４０を制御するように動作しうる。あるいは、制御部ＣＮＴは、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）等で構成されてもよい。

【0026】

制御部ＣＮＴは、駆動回路４０に組み込まれてもよい。制御部ＣＮＴの全部または一部は、昇圧回路１１０、駆動回路４０およびＸ線発生管ＸＧを収容する不図示の筐体に内部に配置されてもよいし、該筺体の外部に配置されてもよい。制御部ＣＮＴは、第１電流範囲内に調整された電流でターゲット２２に電子線ＥＢを照射することによってターゲット２２を薄化するための第１モードと、第２電流範囲内に調整された電流でターゲット２２に電子線ＥＢを照射することによってＸ線を発生させる第２モードとの実行を制御するように構成されうる。第１モードの実行が不要になった場合、第１モードを実行するためのモジュールは、制御部ＣＮＴから取り除かれてもよい。

【0027】

図５には、一実施形態のＸ線撮像装置２００の構成が示されている。Ｘ線撮像装置２００は、Ｘ線発生装置１と、Ｘ線発生装置１から放射され物体２３０を透過したＸ線ＸＲを検出するＸ線検出装置２４０を備えうる。Ｘ線検出装置２４０は、制御装置２１０および表示装置２２０を更に備えてもよい。Ｘ線検出装置２４０は、Ｘ線検出器２４２および信号処理部２４４を含みうる。制御装置２１０は、Ｘ線発生装置１およびＸ線検出装置２４０を制御しうる。前述の制御部ＣＮＴの全部または一部は、制御装置２１０に組み込まれてもよい。Ｘ線検出器２４２は、Ｘ線発生装置１から放射され物体２３０を透過したＸ線ＸＲを検出あるいは撮像しうる。信号処理部２４４は、Ｘ線検出器２４２から出力される信号を処理して、処理された信号を制御装置２１０に供給しうる。制御装置２１０は、信号処理部２４４から供給される信号に基づいて、表示装置２２０に画像を表示させる。

【0028】

図６には、第１モード（加工モード）および第２モード（Ｘ線発生モード）の実行に関するＸ線発生装置１の動作例が示されている。図６に示された動作は、制御部ＣＮＴによって制御されうる。工程Ｓ６０１では、制御部ＣＮＴは、モードの指定を読み込む。工程Ｓ６０２では、制御部ＣＮＴは、工程Ｓ６０１で読み込んだモードの指定が第１モードであるか、第２モードであるかを判断し、第１モードが指定されている場合には工程Ｓ６０３を実行し、第２モードが指定されている場合には工程Ｓ６０４を実行する。なお、制御部ＣＮＴが実行可能なモードは、第１モードおよび第２モード以外に、第３モード等の他のモードを含んでもよい。

【0029】

工程Ｓ６０３では、制御部ＣＮＴは、第１モード（加工モード）の実行の準備として、第１電流範囲内の管電流を流すための第１引出電位を発生するように、引出電位供給部４２を設定する。工程Ｓ６０４では、制御部ＣＮＴは、第２モード（Ｘ線発生モード）の実行の準備として、第２電流範囲内の管電流を流すための第２引出電位を発生するように、引出電位供給部４２を設定する。

【0030】

図７には、１つの管電圧（カソード電位）についてのターゲット２２の厚さの調整に関するＸ線発生装置１の動作例が示されている。複数の管電圧（カソード電位）の各々についてのターゲット２２の厚さを調整する場合には、各管電圧について図７に示された動作が実行されうる。図７に示された動作は、制御部ＣＮＴによって制御されうる。工程Ｓ７０１では、制御部ＣＮＴは、目標とする管電圧が発生するようにカソード電位供給部４１を設定する。以下の工程Ｓ７０２～Ｓ７１０は、工程Ｓ７０１で設定された管電圧が維持された状態で実行される。工程Ｓ７０２では、制御部ＣＮＴは、以下の処理で使用するパラメータＤｍａｘを０又は０に近い値に設定する。

【0031】

工程Ｓ７０３では、制御部ＣＮＴは、図６に示された動作を起動し、Ｘ線発生装置１あるいは引出電位供給部４２を第２モード（Ｘ線発生モード）に設定する。工程Ｓ７０４では、制御部ＣＮＴは、カソードＣＴから電子線ＥＢを放射させることによってターゲット２２からＸ線を放射させ、そのＸ線を検出するように配置されたＸ線検出器にＸ線を検出させ、その検出結果をＤｄｅｔとして取り込む。このＸ線検出器は、図７に示された動作の実行の前に、Ｘ線発生装置１が発生するＸ線を検出可能な位置に設置され、制御部ＣＮＴと通信可能に接続されうる。このＸ線検出器として、図５に示されたＸ線撮像装置２００のＸ線検出器２４２のようなＸ線検出器が使用されてもよい。工程Ｓ７０３は、現在の管電圧（換言すると、ターゲット２２に対する電子線ＥＢの入射位置）、および、当該入射位置におけるターゲット２２の厚さにおいてターゲット２２から放射されるＸ線の線量を確認する工程であると理解されてよい。

【0032】

工程Ｓ７０５では、制御部ＣＮＴは、ＤｍａｘからのＤｄｅｔの変化率Δを計算する。変化率Δを計算するための計算式は、例えばΔ＝（Ｄｍａｘ－Ｄｄｅｔ）／Ｄｍａｘで与えられうる。ここで、変化率Δの値が正であることは、第１モード（加工モード）におけるターゲット２２の加工（薄化）によるＸ線の線量の変化がピークを過ぎたことを示唆する。一方、変化率Δの値が負であることは、第１モード（加工モード）におけるターゲット２２の加工（薄化）によるＸ線の線量の変化がまだピークに到達していないことを示唆する。

【0033】

工程Ｓ７０６では、制御部ＣＮＴは、変化率Δの値が判定基準値Ｒ以上になったかどうか、換言すると、薄化が終了したかどうかを判定し、変化率Δの値が判定基準値Ｒ以上になったら図７に示された動作を終了し、そうでなければ、工程Ｓ７０７を実行する。この例では、判定基準値Ｒは正の値であり、変化率Δの値が判定基準値Ｒ以上になったことは、第１モード（加工モード）におけるターゲット２２の加工（薄化）によるＸ線の線量の変化がピークを過ぎたことが確認されたこと、換言すると、Ｘ線の線量のピークが検出されたことを意味する。判定基準値Ｒの値は、ノイズおよび検出誤差等を考慮して任意に設定されてよく、例えば、０．０１に設定されうる。判定基準値Ｒが０．０１であることは、検出されたＸ線の線量がピーク値から１％低下したことを意味する。ここでは、上記の計算式および判定基準値を満たすまでターゲット２２の薄化を行うが、ターゲット２２の薄化は、他の所定の条件が満たされるまで実行されてもよい。他の所定の条件は、例えば、電子線の入射位置におけるターゲット２２の厚さが目標膜厚の許容範囲に入ることでありうる。

【0034】

工程Ｓ７０７では、制御部ＣＮＴは、ＤｄｅｔがＤｍａｘより大きいかどうかを判断し、ＤｄｅｔがＤｍａｘより大きければ、工程Ｓ７０８においてＤｍａｘの値をＤｄｅｔの値で置き換える（即ち、Ｄｍａｘを更新）。

【0035】

工程Ｓ７０９では、制御部ＣＮＴは、図６に示された動作を起動し、Ｘ線発生装置１あるいは引出電位供給部４２を第１モード（加工モード）に設定する。工程Ｓ７１０では、制御部ＣＮＴは、ターゲット２２を加工（薄化）するための第１電流範囲内に調整された電流でターゲット２２に電子線ＥＢを照射することによってターゲット２２（の管電圧によって定る入射位置）を薄化する。工程Ｓ７１０は、例えば、予め設定された時間にわたって実行され、その後に工程Ｓ７０１～Ｓ７１０が繰り返される。

【0036】

図８には、Ｘ線発生装置１の動作例あるいは使用例が示されている。図８に示された動作は、制御部ＣＮＴによって制御されうる。工程Ｓ８０１では、制御部ＣＮＴは、Ｘ線発生装置１が通常用途、典型的にはＸ線撮像のために使用されるかどうかを判断し、Ｘ線発生装置１が通常用途で使用される場合には、工程Ｓ８０２～Ｓ８０５を実行する。一方、制御部ＣＮＴは、ターゲット２２の厚さを調整する場合には、工程Ｓ８０６において図７に示された動作を実行する。

【0037】

工程Ｓ８０２では、図６に示された動作を起動し、Ｘ線発生装置１あるいは引出電位供給部４２を第２モード（Ｘ線発生モード）に設定する。工程Ｓ８０３では、制御部ＣＮＴは、目標とする管電圧が発生するようにカソード電位供給部４１を設定する。工程Ｓ８０４では、制御部ＣＮＴは、第２モード（Ｘ線発生モード）の実行の準備として、第２電流範囲内の管電流を流すための第２引出電位を発生するように、引出電位供給部４２を設定する。工程Ｓ８０５では、制御部ＣＮＴは、上位の制御装置、例えば、制御装置２１０からの指令に従って、カソードＣＴから電子線が放射されるようにカソード電位供給部４１を制御し、これにより、電子線が入射するターゲット２２からＸ線を放射させる。

【0038】

図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃには、上記の方法によって加工されたターゲット２２を有するＸ線発生装置１の構成の一部が模式的に示されている。図９Ａの例では、ターゲット２２は、複数の凹部９０１を有し、複数の凹部９０１は、電子銃ＥＧのカソードＣＴとターゲット２２との間に印加される複数の加速電圧にそれぞれ対応する位置に配置され、複数の凹部に９０１おけるターゲット２２の厚さは、互いに異なる。図９Ａの例では、複数の凹部９０１は、互いに分離されて配置されている。

【0039】

図９Ｂの例でも、ターゲット２２は、複数の凹部９０２を有し、複数の凹部９０２は、電子銃ＥＧのカソードＣＴとターゲット２２との間に印加される複数の加速電圧にそれぞれ対応する位置に配置され、複数の凹部に９０１おけるターゲット２２の厚さは、互いに異なる。図９Ｂの例では、複数の凹部９０２のうち隣り合う凹部９０２は、それらの周辺において互いに部分的に結合するように配置されている。

【0040】

図９Ｃの例では、ターゲット２２は、複数の加速電圧にそれぞれ対応する位置において調整された厚さを有するように傾斜面９０３を有する。

【0041】

本実施形態において、第１モードおよび第２モードにおいて、加速電圧が同じであれば、電子線はターゲットの同じ位置に入射するので、電子線をターゲット２２の最適位置（第１モードにおいて調整された厚さを有する位置）に入射させることができる。よって、本実施形態によれば、加速電圧に応じてターゲットに対する電子線の入射位置を調整するための構成や作業は不要である。

【0042】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0043】

１：Ｘ線発生装置、ＥＧ：電子銃、ＸＧ：Ｘ線発生管、ＣＴ：カソード、ＥＥ：引出電極、ＣＥ：収束電極、１０：絶縁管、２０：アノード、２１：ターゲット保持板、２２：ターゲット、２３：電極、３０：閉塞部材、５０：偏向器、ＡＸ：中心軸、ＥＢ：電子線

【要約】

Ｘ線発生装置は、電子銃と、前記電子銃から射出される電子線が照射されることによってＸ線を発生するターゲットとを有する。前記Ｘ線発生装置は、第１電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットを薄化するための第１モードと、第２電流範囲内に調整された電流で前記ターゲットに電子線を照射することによってＸ線を発生させる第２モードとの実行を制御する制御部を備え、前記第１電流範囲の下限は、前記第２電流範囲の上限より大きい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】