X射線發(fā)生管、x射線發(fā)生裝置和射線照相系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可以應(yīng)用到醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域中的非破壞性X射線成像的X射線發(fā)生裝置，以及具有X射線發(fā)生裝置的射線照相系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]最近，具有微聚焦X射線發(fā)生管的X射線檢查裝置已經(jīng)開(kāi)始用于電子設(shè)備的檢查。應(yīng)用到這樣的X射線檢查裝置的微聚焦X射線發(fā)生管被稱為具有透射靶的透射型X射線發(fā)生管。透射型X射線發(fā)生管與反射型靶相比在如下方面是有優(yōu)勢(shì)的，即可以確保寬的輻射角、短的源-物體間距離(SOD)和大的放大倍數(shù)。
[0003]日本專利公開(kāi)號(hào)2012-104272公開(kāi)了透射型微聚焦X射線發(fā)生管，其中導(dǎo)電波紋管置于靶的后面，因而抑制由于后向散射的電子導(dǎo)致的波紋管的帶電并且使電子軌跡穩(wěn)定化。日本專利公開(kāi)號(hào)2012-104272還公開(kāi)了，其中說(shuō)明的透射型微聚焦X射線發(fā)生管由于抑制了帶電，從而改進(jìn)了焦點(diǎn)的位置精度并且減少了焦點(diǎn)未對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)。
[0004]日本專利公開(kāi)號(hào)2002-298772公開(kāi)了透射型微聚焦X射線發(fā)生管，其中電子發(fā)射源(在其尖端具有聚焦透鏡電極)很接近靶。
[0005]日本專利公開(kāi)號(hào)2012-104272和日本專利公開(kāi)號(hào)2002-298772 二者公開(kāi)的透射型微聚焦X射線發(fā)生管具有朝向靶突出的電子發(fā)射源以及管狀的陽(yáng)極構(gòu)件，所述管狀的陽(yáng)極構(gòu)件在陰極側(cè)延伸以在管軸方向上與電子發(fā)射源交迭。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在日本專利公開(kāi)號(hào)2012-104272和日本專利公開(kāi)號(hào)2002-298772中公開(kāi)的透射型微聚焦X射線發(fā)生管，特別是比起在X射線發(fā)生管的陽(yáng)極/陰極管軸方向上的沿面距離而言，具有相對(duì)短的絕緣距離，因此很難實(shí)現(xiàn)尺寸的減小和必要的分辨率(X射線管電壓的上限)二者，因而限制了其可銷(xiāo)售性。
[0007]提供實(shí)現(xiàn)耐電壓性能和減小尺寸二者的透射型微聚焦X射線發(fā)生管和透射型微聚焦X射線發(fā)生裝置已經(jīng)是所期望的。提供能夠產(chǎn)出高清晰度透射X射線圖像的射線照相系統(tǒng)也已經(jīng)是所期望的。
[0008]X射線發(fā)生管包括:陽(yáng)極，包括配置為在電子的照射下生成X射線的靶，以及與所述靶電連接的陽(yáng)極構(gòu)件；陰極，包括被配置為沿著朝向所述靶的方向發(fā)射電子束的電子發(fā)射源以及與所述電子發(fā)射源電連接的陰極構(gòu)件；以及絕緣管，在所述陽(yáng)極構(gòu)件和所述陰極構(gòu)件之間延伸。所述陽(yáng)極還包括與所述陽(yáng)極構(gòu)件電連接的內(nèi)周陽(yáng)極層，所述內(nèi)周陽(yáng)極層沿著絕緣管的內(nèi)周面延伸，并且遠(yuǎn)離所述陰極構(gòu)件。
[0009]參照附圖，根據(jù)下面對(duì)示例性實(shí)施例的說(shuō)明，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清晰。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1A到圖1C是例示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的X射線發(fā)生管的示意性配置圖。
[0011]圖2A和圖2B是說(shuō)明與第一實(shí)施例相關(guān)的技術(shù)意義的示意圖。
[0012]圖3A到圖3C是說(shuō)明與第一實(shí)施例相關(guān)的其它技術(shù)意義的示意圖。
[0013]圖4是例示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的X射線發(fā)生裝置的配置圖。
[0014]圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的射線照相系統(tǒng)的配置圖。
[0015]圖6是例示了用于示例性實(shí)施例的評(píng)價(jià)系統(tǒng)的配置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將參照附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的X射線發(fā)生管和微聚焦X射線發(fā)生裝置的實(shí)施例做出示例性說(shuō)明。然而，應(yīng)注意到的是，實(shí)施例中說(shuō)明的配置的材料、尺寸、形狀、位置關(guān)系等等不是旨在限制本發(fā)明的范圍，除非具體聲明。將參照?qǐng)D1A到圖5對(duì)X射線發(fā)生管102、X射線發(fā)生裝置101和射線照相系統(tǒng)200做出說(shuō)明。
[0017]第一實(shí)施例:χ射線發(fā)生管
[0018]首先，將參照?qǐng)D1A到圖1C對(duì)根據(jù)本發(fā)明的X射線發(fā)生管的基本配置做出說(shuō)明，圖1A到圖1C例示了根據(jù)第一實(shí)施例的透射型X射線發(fā)生管102。X射線發(fā)生管102具有電子發(fā)射源9和透射靶I。本發(fā)明屬于具有透射靶的透射型X射線發(fā)生管。因此，在本說(shuō)明書(shū)中，為了簡(jiǎn)明的目的，術(shù)語(yǔ)“透射靶”和“透射型X射線發(fā)生管”此后將簡(jiǎn)稱為“靶”和“X射線發(fā)生管”。
[0019]X射線發(fā)生管102通過(guò)用從電子放出單元6放出的電子束流10照射靶I來(lái)生成X射線，電子發(fā)射源9具有所述電子放出單元6。陰極104至少包括放出電子的電子發(fā)射源9以及陰極構(gòu)件8，該陰極構(gòu)件8用作在X射線發(fā)生管102的陰極側(cè)限定靜電場(chǎng)的電極構(gòu)件以及組成外圍器111的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。
[0020]絕緣管4用于在陰極104和之后說(shuō)明的陽(yáng)極103之間絕緣，并且還與陽(yáng)極103和陰極104 —起組成外圍器111。內(nèi)部空間13由外圍器111限定。使用諸如玻璃材料或陶瓷材料等的絕緣材料來(lái)配置絕緣管4。絕緣管4在管軸方向Dtc上的兩端處與陰極104和之后說(shuō)明的陽(yáng)極103中的每一個(gè)相連接，使得之后說(shuō)明的靶I和電子發(fā)射源9彼此面對(duì)。
[0021 ] 陽(yáng)極103至少包括通過(guò)用電子照射而生成X射線的靶I以及陽(yáng)極構(gòu)件2，所述陽(yáng)極構(gòu)件2用作調(diào)節(jié)靶I的電位和X射線發(fā)生管102的陽(yáng)極側(cè)的電位的電極構(gòu)件和組成外圍器111的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。根據(jù)本實(shí)施例的陽(yáng)極103還沿著之后說(shuō)明的絕緣管4的內(nèi)周面設(shè)置并且從陽(yáng)極構(gòu)件2朝向陰極構(gòu)件8延伸。陽(yáng)極103包括遠(yuǎn)離陰極構(gòu)件8的內(nèi)周陽(yáng)極層3。
[0022]如圖1B和IC所例示的，內(nèi)周陽(yáng)極層3在管軸方向Dtc上從陽(yáng)極103側(cè)朝向陰極104的途中以沿面距離Laa覆蓋絕緣管4的內(nèi)周面。對(duì)陰極陽(yáng)極端11作為內(nèi)周陽(yáng)極層3的朝向陰極側(cè)的端部，環(huán)狀包圍著本實(shí)施例中的電子發(fā)射源9的頭部23。也就是說(shuō)，內(nèi)周陽(yáng)極層3通過(guò)沿著管周方向Dta延伸全周以包圍頭部23。之后將說(shuō)明頭部23和對(duì)陰極陽(yáng)極端11之間的布局關(guān)系。
[0023]應(yīng)注意到，圖1B和圖1C分別示出了沿著圖1A中的線IB和IC截取的剖面。如圖1A到圖1C所例示的，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中定義有關(guān)X射線發(fā)生管102和絕緣管4的方向時(shí)，將使用管軸方向Dtc、管周方向Dta和管徑方向Dtd中的一個(gè)。管軸方向Dtc、管周方向Dta和管徑方向Dtd中的每一個(gè)匹配絕緣管4和X射線發(fā)生管102而不失一般性。
[0024]管軸方向Dtc對(duì)應(yīng)于圖1A中的絕緣管4的開(kāi)口的中心延伸的方向。管軸方向Dtc與本實(shí)施例中的陰極構(gòu)件8和陽(yáng)極構(gòu)件2的法線平行。管周方向Dta對(duì)應(yīng)于圖1B中的絕緣管4的管壁延伸的環(huán)形方向。管徑方向Dtd是規(guī)定絕緣管4的直徑的方向，并且與垂直于管軸方向Dtc并且穿過(guò)絕緣管4的中心軸CA的方向一致。
[0025]接下來(lái)，將參照?qǐng)D1A到圖3C對(duì)作為本發(fā)明的特征的內(nèi)周陽(yáng)極層的技術(shù)意義進(jìn)行說(shuō)明。圖2A和圖2B例示了作為參考示例的X射線發(fā)生管112和113，所述X射線發(fā)生管112和113與根據(jù)第一實(shí)施例的X射線發(fā)生管102不同之處在于，所述X射線發(fā)生管112和113不具有內(nèi)周陽(yáng)極層。
[0026]圖2A中例示的根據(jù)參考示例的X射線發(fā)生管112展示了依據(jù)其曝光歷史的X射線焦點(diǎn)FS的“偏移”。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)勤奮的研究，發(fā)現(xiàn)了此焦點(diǎn)的偏移的原因是，由在焦點(diǎn)后面后方散射的后方散射X射線使絕緣管4的內(nèi)周面變得帶電。
[0027]已認(rèn)識(shí)到的機(jī)制如下。
[0028].由于從焦點(diǎn)FS后方散射的X射線進(jìn)入絕緣管4陽(yáng)極側(cè)的內(nèi)周面，絕緣管4的內(nèi)周面在陽(yáng)極側(cè)帶電。
[0029].這些電荷在管軸方向Dtc和管周方向Dta上具有不均勻的分布。
[0030].電子發(fā)射源9和靶I之間的靜電場(chǎng)由于這些電荷而變形，因而使電子束流10的軌跡偏移。
[0031]作為本發(fā)明的特征的內(nèi)周陽(yáng)極層3具有的第一技術(shù)意義在于其展示出抑制之前提到的后方散射的電子所導(dǎo)致的絕緣管4的帶電的效果。這是由于內(nèi)周陽(yáng)極層3與陽(yáng)極構(gòu)件2電連接并且位