JPH02267894A - Ｘ線発生器の焦点補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線発生器の焦点の状態を制御するＸ線発生
器の焦点補正装置に関゛する。

（従来の技術） 一般に、マイクロフォーカスＸ線発生器と称される微小
焦点Ｘ線発生器は、焦点の大きさが数μ膳〜数十μ層と
極めて小さく、撮影時の拡大倍率を大きくしても焦点の
大きさに起因する撮影像のぼけが小さいため、微細構造
のＸ線検査に広く利用されつつある。

このようなＸ線発生器においても、従来から普及してい
るＸ線発生器と同様に電子線を集束させてタングステン
等からなるターゲットに当て、そこから制動放射により
Ｘ線を発生するという方式％式％ 従って、Ｘ線発生器のＸ線の焦点の位置、大きさおよび
形状等の焦点の状態は前記電子線がターゲットに当たっ
た部分の位置、大きさおよび形状によって決定され、微
小焦点Ｘ線発生器では焦点自身の大きさが小さいため、
電子線の進路および線径等の時間的・空間的変動が無視
できず、一般にほとんどの微小焦点Ｘ線発生器はＸ線管
電圧や電流を変化させても焦点の状態が変化してしまう
という特性があり、手動または自動で焦点の位置または
大きさを制御できる手段を有している。しかしながら、
このような手段はあくまでも予め設定された値に焦点の
状態を調整しようとするものであり、実際の焦点の状態
を外部からモニタしているわけではないので、使用する
場合には、その時のＸ線発生器の使用状態に応じてその
度に手動で微調整を行うことが必要である。また、従来
、Ｘ線発生器から出力されるＸ線の焦点の状態を七二り
してリアルタイムにフィードバック制御をかけることは
実施されていない。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、微小焦点Ｘ線発生器は焦点が小さいた
め、管電圧と管電流の積である陽極損失が数＋Ｗ程度で
あって一般のＸ線発生器の１／１０〜１／３０程度と極
めて小さいので、単位時間当りに発生するＸ線量も同程
度の比率で小さくなる。従って、産業用ＸＩＩＣＴスキ
ャプに適用した場合、−断面の撮影時間が一般のＸ線ｉ
ａを使用した場合の１０〜３０倍になることに相当し、
例えば第２世代の産業用ＸＩＩＣＴスキャナでは、約２
０〜６０分程度の長時間が必要となり、焦点の状態がま
すます不安定になるという問題がある。

また、産業用ＣＴスキャナでは、撮影中に焦点の状態を
リアルタイムに観測できる手段はなく、県影直前に焦点
の状態を最適に調整しておいても撮影中の変動を補正す
ることができないという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とす
るところは、Ｘ線発生器の焦点の状態をリアルタイムに
制御し、常に最適な焦点状態を維持することができるＸ
線発生器の焦点補正装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のＸ線発生器の焦点
補正装置は、Ｘ線発生器から出力されるＸ線の焦点の状
態を観察し得る画像を提供するｘ１！焦点観測用基準手
段と、該基準手段を通過する前記Ｘ線発生器からのＸ線
を受けて前記基準手段の画像を撮像するＷｉ画像段と、
該撮像手段で撮像した前記基準手段の画像を所定の基準
画像情報と比較して前記Ｘ線発生器からのＸ線の焦点の
変化を検出する検出手段と、該検出手段が検出したＸ線
の焦点の変化に応じてＸ線の焦点を補正するように前記
Ｘ線発生器を制御する制御手段とを有することを要旨と
する。

（作用） 本発明のＸ線発生器の焦点補正装置では、Ｘ線焦点観測
用基準手段のｉ像画像を所定の基準画像情報と比較して
Ｘ線の焦点の変化を検出し、このＸ線の焦点の変化に応
じてＸ線発生器を制御し、Ｘ線の焦点を補正している。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わるＸ線発生器の焦点補
正装置の構成図である。同図において、１は微小焦点Ｘ
線発生器、１ａは該Ｘ線発生器１の焦点、３は内部状態
を検査される被検査物、５はＸ線発生器１から出力され
るＸ線による被検査物３の画像が映るＸｌｌ１．１．等
のリアルタイムｌｌｌ像系またはＸ線フィルム等の潜像
搬像系等からなるＸＩ！撮像部、７はＸ線発生器１の管
電圧、管電流等のＸ線発生条件を設定制御するとともに
Ｘ線発生器１の焦点の状態を設定および制御する機能を
有するＸ線制御器、９はＸ線発生用の高電圧をＸ線発生
器１に供給する高電圧発生器である。

また、１１は前記Ｘ線発生器１と同一の架台等に支持さ
れており、Ｘ線発生器１から出力されるＸ線の焦点１ａ
の状態を観測し得るような画像を提供するＸ線焦点観測
用基準物、１３は前記Ｘ線発生器１およびＸ線焦点観測
用基準物１１との相対位置が変化しないように支持され
ており、Ｘ線発生！！！１から発生するＸ線により映る
前記Ｘ線焦点観測用基準物１１の画像を撮像するＸ線撮
像部。

１５は前記Ｘ線搬像部１３から出力されるＸ線焦点観測
用基準物１１の画像の電気信号を処理し判定して前記焦
点１ａの状態が最適になるように前記ＸＰＪ制御器７を
フィールドバック制御するための制御信号を出力する焦
点状態判定器、３ａは被検査物検査用Ｘ線経路、１１ａ
はＸ線焦点観測用Ｘ線経路である。

以上のように構成されたものにおいて、前記Ｘ線発生器
１から発生したＸ線は被検査物３を透過し、Ｘ線路像部
５上に被検査物３の画像を形成すると同時に、Ｘ線発生
器１から発生したＸ線は前記被検査物３を透過する被検
査物検査用Ｘ線経路３ａとは別のＸ線焦点観測用Ｘ線経
路１１ａ中に設けられているＸ線焦点観測用基準物１１
を透過し、該Ｘ線焦点観測用基準物１１の画像をＸ線撮
像部１３上に撮像する。

ここで、Ｘ線発生器１の焦点１ａの状態、すなわち焦点
１ａの位置、大きさおよび形状等が１つでも変化すると
、Ｘ線撮像部１３で撮像されるＸ線焦点観測用基準物１
１の画像も変化する。従って、Ｘ線撮像部１３で撮像し
たＸ線焦点１２測用基準物１１の画像を処理することに
よりＸＩＩ発生器１の焦点１ａの状態を判断することが
できる。そこで、このｘｔａｍ像部１３でＷｉ像したＸ
線焦点観測用基準物１１の画像の電気信号を焦点状態判
定器１５に供給し、焦点状態判定器１５で処理判定し、
この判定結果によってＸ線発生器１の焦点１ａが所定の
基準状態になるように前記Ｘ線制御器７を制御し、該Ｘ
線制御器７によってＸ線発生器１および高電圧発生器９
を制御することにより、時々刻々変化する焦点１ａの状
態を常にリアルタイムに補正制御し、人手の介入なく焦
点１ａの状態を所定の基準状態に常に維持することがで
きるのである。

第２図は本発明の他の実施例の構成図である。

同図において、第１図と同じ構成要素には同じ符号を付
しである。

第２図に示すＸ線発生器の焦点補正装置は、産業用Ｘｌ
１ｌＣＴスキヤナに適用されたものであり、第３世代の
ものである。同図において、Ｘ線発生器１から出力され
るＸ線はコリメータ２３を介して試料台２５上に載置さ
れている被検査物３を透過し、それから更にコリメータ
２１を介して多チヤンネルＸ線検出器５０で検出される
。該多チヤンネルＸ線検出器５０は被検査物３の画像を
空間的に分割された状態で分離して検出Ｃ１この検出し
た被検査物３の画像をデータ収集＠Ｍ３１に供給する。

該データ収集装置３１は多チヤンネルＸ線検出器５０で
検出したＸ線の電気信号に対して積分、サンプルホール
ド、マルチプレックス、Ａ／Ｄ変換等の処理を施して計
算機３３にディジタル信号として供給する。計算１１３
３はデータ収集装置３１から収集した被検査物３の画像
データから被検査物３の断層像を再構成演算し、その断
層像を画像表示装置３５で表示する。前記試料台２５は
被検査物３を回転させ、これにより被検査物３の全周か
らＸａを照射するためのものである。

コリメータ２１．２３はＸ線発生器１からのＸ線を所望
の厚さにコリメートするものである。

一方、Ｘ線発生器１からのＸ線はＸ線焦点観測用Ｘ線経
路１１ａ中に設けられているＸ線焦点観測用基準物１０
を照射する。該Ｘ線焦点観測用基準物１０は例えば１０
０μｌの直線状の白金線を十字形に直交させたものであ
り、その設置方向はＸ線発生器１の焦点移動可能方向と
一致している。

Ｘ線発生器１から発生したｘｔａのＸ線焦点観測用基準
物１０の透過像はＸ線ビジコン２７で撮像される。この
Ｘ線ビジコン２７で撮像されるＸ線のＸ線焦点観測用Ｘ
線経路１１ａと前記多チヤンネルＸ線検出Ｐ！Ａ５０で
撮像されるＸ線の被検査物検査用Ｘ線経路３ａとの間に
は散乱線遮蔽板２９ａ。

２９ｂが設けられ、所望範囲外のＸ線が散乱入射するこ
とを防止している。Ｘ線ビジコン２７で撮像したＸ線焦
点観測用基準物１０の画像信号は焦点状態判定器１５に
供給され処理判定され、この判定結果によってＸ線発生
器１の焦点１ａが所定の基準状態になるようにＸ　ＩＩ
　ＩＩ　ｔｌｌ器７を制御し、該Ｘ線制御器７によって
Ｘ線発生器１および高電圧発生器９を制御する。

また、第２図の装置は、データ収集のタンミングを指令
、制御するシステム制御装置！３７を有し、該システム
１１制御装置１３７によって前記計算１１３３を制御す
るとともに、機構制ａｌｌ装置・３９を１ｉＩＩｉＩｌ
シ、これにより前記試料台２５の回転制御を行っている
。

次に、第３図および第４図を参照して、本Ｘ線発生器の
焦点補正装置のＸ線焦点自動補正機能について説明する
。

Ｘ線発生器１の焦点１ａから発生したＸ線によるＸ線焦
点観測用基準物１０の像は、第３図に示すようにＸ線ビ
ジコン２７の入射面２７ａに投影される。ここで、焦点
１ａの位置が変動すると、Ｘ線ビジコン２７の入射面上
の像の位置は焦点１ａの移動方向とは反対の方向に移動
する。すなわち、Ｘｌｉ焦点観測用基準物１０の一方の
白金線と平行な方向をＸ、この方向と直交する他方の白
金線と平行な方向をｙとすると（この場合、×、■は焦
点１ａの位＠調整が可能な方向ともそれぞれ一致してい
るものとする）、焦点１ａが第３図に示すように１α、
１β、１γ、１δの各方向に移動すると、Ｘ線ビジコン
２７の入射面上の像はそれぞれ２７α、２７β、２７γ
、２７δの各方向に移動することになる。従って、Ｘ線
発生器１゜Ｘ線焦点観測用基準物１０およびＸ線ビジコ
ン２７の相対位置関係を固定しておくことにより焦点１
ａの移動をＸ線ビジコン２７の入射面上で観測できる。

また、焦点１ａの位置は不動でも大きさが変化すると、
第４図に示すように、Ｘ線ビジコン２７の入射面上での
Ｘ線強度分布の状態が変化するので、焦点の大きさの変
動をＸ線ビジコン２７の入射面上で観測することができ
る。第４図において、２７８′は焦点の大きさが最適な
場合のＸ線ビジコン２７の入射面上のＸ線強度分布であ
り、２７ａ”は焦点の大きさが大きく変化した場合のＸ
線ビジコン２７の入射面上のＸ線強度分布である。

更に、焦点１ａの形状が変化した場合も、第４図に示し
た場合と同じ原理によってその変化を観測することがで
きる。

以上説明したように、焦点１ａの位置、大きさおよび形
状が変化した場合には、Ｘ線ビジコン２７の入射面にそ
の変化が像として表れるので、Ｘ線ビジコン２７によっ
て電気信号に変換して焦点状態判定器１５に供給し、焦
点状態判定器１５において予め記憶しである最適な状態
で撮像した画像情報と比較することにより焦点１ａの状
態を判定することができる。そして、この判定した焦点
１ａの状態を最適な状態と同じ状態になるようにＸ線制
御器７に対して制御信号を供給し、ｘｍ制御器７および
高電圧発生器９を介してＸ線発生器１を制御する。

Ｘ線発生器１は内部に電子線の進路および集束の状態を
制御できる機能を有している。すなわち、焦点１ａ内の
電子線の進路の周りには複数の偏向コイルおよびステア
リングコイルが設けられており、これらのコイルに流す
電流を変化させることによりｘ！１発生器１内の電子線
の進路および集束の状態を変えることができる。従って
、焦点状態判定器１５は焦点の最適状態との相違判定結
果をＸ線制御器７に供給し、Ｘ線制御器７は最適状態に
なるようにＸ線発生器１に対して制御信号を供給すれば
Ｘ線発生器１の焦点１ａの状態を常に最適状態に制御す
ることができる。

また、Ｘ線ビジコン２７からの信号はデータ収集装置３
１にも供給され、各単位収集時間毎のＸ線強度変動補正
データとして使用されている。すなわち、被検査物３を
透過しないＸ線を収集し、Ｘ線の発生源からのＸ線強度
補正を行うための比較検出器としての機能もＸ線ビジコ
ン２７は有しているのである。

以上のように、焦点１ａ、Ｘ線焦点観測用基準物１０、
Ｘ線ビジコン２７および焦点状態判定器１５からなる焦
点状態観測系で焦点の最適状態の画像を記憶し、その後
Ｘ線ビジコン２７から逐次焦点状態判定器１５に供給さ
れる画像情報を焦点の最適な状態時の画像情報と比較し
、焦点状態判定器１５からＸ線制御器７に対して焦点の
状態変動を補正するように指令信号を供給することによ
り焦点の状態変動を補正し、常に焦点の最適な状態を自
動的に維持することができるのである。

従って、例えばＸ線ＣＴスキャナで問題となる焦点の状
態変動に伴う収集データの誤差に起因する再構成画像の
ぼけ、偽像の発生等を防止できる。

また、Ｘ線ビジコン２７はＸ線発生器１からのＸ線の強
度補正を行うための基準データを得る比較検出器として
のｂ１能も兼用できる。更に、時間的変動により電子線
が設定した以上に集束され、熱集中により焦点を溶解し
てしまうことを防止できる。

また、上記実施例においては、Ｘ線焦点観測用基準物１
０として白金線を十字形に直交させたものを使用してい
るが、これに限定されるものでなく、例えばピンホール
のようなものを使用してもよい。ピンホールを使用した
場合には、前述したｘ、ｙ方向に平行な直線状の状態は
不要となり、ＸＩＩ焦点観測用基準物１０に相当する部
分を簡略化できる。更に、上記実施例では、Ｘ線ビジコ
ン２７と多チヤンネルＸ線検出器５０とを別々に設けて
いるが、多チヤンネルＸ線検出器５０を大きく形成する
ことにより多チヤンネルＸ線検出器５０によってＸ線ビ
ジコン２７を兼用することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線焦点観測用
基準手段の撮像画像を所定の基準画像情報と比較してＸ
線の焦点の変化を検出し、このＸ線の焦点の変化に応じ
てＸ線発生器を制御し、Ｘ線の焦点を補正しているので
、Ｘ線発生器の焦点の状態を常に所望の状態に緒持でき
、予め設定した最適な状態で長時間安定して使用するこ
とができる。従って、焦点の状態変動が特に問題となる
例えばＸ線ＣＴスキャナ等にも微小焦点Ｘ線発生装置を
最も効果を発揮する状態で有効に使用できる。また、微
小焦点Ｘ線発生８置は焦点の大きさと陽極損失に一定の
関係があり、一定の陽極損失のもとでは焦点の大きさを
特定の値以下に小さくすると、熱集中により焦点を溶解
し、表面損傷等の損傷を受けてしまうことになるが、本
発明のＸ線発生器の焦点補正装置を適用することにより
このように焦点が小さくなってしまうことが防止され、
焦点の寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるＸ線発生器の焦点補
正装置の構成図、第２図は本発明の他の実施例の構成図
、第３図および第４図は第２図の実施例の要部の部分拡
大図である。 １・・・Ｘ線発生器 １ａ・・・焦点 ３・・・被検査物 ５・・・Ｘ線路像部 ７・・・Ｘ線制御器 ９・・・高電圧発生器 １１・・・Ｘ線焦点観測用基準物 １３・・・Ｘｌａ撮像部 １５・・・焦点状態判定器。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線発生器から出力されるＸ線の焦点の状態を観察し得
   る画像を提供するＸ線焦点観測用基準手段と、該Ｘ線焦
   点観測用基準手段を通過する前記Ｘ線発生器からのＸ線
   を受けて前記基準手段の画像を撮像する撮像手段と、該
   撮像手段で撮像した前記Ｘ線焦点観測用基準手段の画像
   を所定の基準画像情報と比較して前記Ｘ線発生器からの
   Ｘ線の焦点の変化を検出する検出手段と、該検出手段が
   検出したＸ線の焦点の変化に応じてＸ線の焦点を補正す
   るように前記Ｘ線発生器を制御する制御手段とを有する
   ことを特徴とするＸ線発生器の焦点補正装置。