JP2002541496A - Ｘ線レンズ・システム - Google Patents

Ｘ線レンズ・システム

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JP2002541496A JP2000611288A JP2000611288A JP2002541496A JP 2002541496 A JP2002541496 A JP 2002541496A JP 2000611288 A JP2000611288 A JP 2000611288A JP 2000611288 A JP2000611288 A JP 2000611288A JP 2002541496 A JP2002541496 A JP 2002541496A
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オスミック，インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 Ｘ線を発生する放射線源およびＸ線を指向させるレンズ・システムを備える、かつＸ線を向ける場合に使用するモデュール方式のＸ線レンズ・システムであって、Ｘ線レンズ・システムは、Ｘ線を焦点に集束し、前記焦点の強度を変化させるように構成されることがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） 本発明はＸ線集束装置に関する。より詳細には、本発明は高エネルギーＸ線を
集束するように設計されたレンズのモデュール方式装置に関する。
【０００２】 集束Ｘ線の利用の恩恵を受けることがある様々な応用がある。次の背景および
説明が、本質的に単に模範的であり、かつ本発明またはその利用を制限すること
を決して意図されない本発明の応用を示す。さらに、次の説明は、医学的応用お
よび結晶回折応用で利用されるように設計されたＸ線レンズ・システムを示すが
、Ｘ線構造解析およびＸ線分光を含むけれどもそれに限定されない種々のＸ線応
用で本発明を利用することを当業者に適切に教示するように意図されている。
【０００３】 現在、放射線療法のような医学的応用は、悪性組織を破壊するために平行Ｘ線
を使用する。放射線療法は、脳腫瘍のようなあるタイプの癌を治療する場合に、
主な方法の１つ、時として唯一の方法である。Ｘ線を発生する直線加速装置が、
そのような悪性腫瘍を破壊する放射線療法で広く利用されてきた。放射線療法で
用いられる直線加速装置は通常マルチリーフ・コリメータを使用して、Ｘ線の成
形ビームを生成する。成形Ｘ線ビーム強度がその限界を通じて不変のフラックス
強度を有する。そのような装置によって発生するＸ線のエネルギー範囲が、通常
、有効であるＭｅＶ範囲に達する。腫瘍を破壊するために、直線加速装置は標的
の悪性組織に絶えず向けられ、かつそれを中心に回転する必要がある。直線加速
装置の高エネルギー（ＭｅＶ）およびそれらの平行放射線によって、腫瘍を囲む
多量の健全な組織が場合によっては損傷を与えるＭｅＶ範囲のＸ線密度にさらさ
れる。本発明の集束Ｘ線ビームが、正確に制御された方法で標的を治療するため
、ならびに早期に標的を治療するために使用されるより低いエネルギーＸ線の高
輝度集束スポットを与える。より低いエネルギーＸ線は標的の後で急速に減衰す
るので、Ｘ線にさらされることがある影響されやすい器官に対する組織の損傷を
減らす。
【０００４】 本発明のＸ線集束特性を利用するシステムが、側副組織への少ない損傷および
４０ＫｅＶ〜１００ＫｅＶのエネルギー使用で同じ結果を達成できる。この集束
システムを使用する利点は健全な人体組織のＸ線による被曝および損傷が少ない
ことであり、ＫｅＶ範囲のＸ線が、Ｘ線集束ポイント／治療領域を囲む放射線強
度を減少させて悪性腫瘍に直接集束されることが可能であるので、標的近辺の影
響されやすい器官に対する損傷を排除し、Ｘ線のエネルギーは腫瘍に供給される
薬剤のような特定の物質の吸収端の上側に設定されることが可能であり、非常に
小さい腫瘍の治療がより正確な方法で行われることが可能であり、本発明の全体
のコストは以前の直線加速装置に比べて小さい。
【０００５】 本発明のＸ線集束特性はまた結晶構造の研究で使用されることがある。結晶構
造を研究するために使用される一般的な方法がＸ線回折である。この方法は標本
結晶をＸ線のビームで照射することにもとづいている。Ｘ線ビームの一部が標本
結晶を貫通できず、もっと適切に言えば、いくらかの放射線が偏向または回折さ
れ、標本からいろいろな角度で出射する。入射Ｘ線が結晶の原子間の空間に沿っ
て進むか、または原子によって偏向される。Ｘ線が標本結晶から出射するときに
Ｘ線によって発生されるＸ線回折パターンを検出するセンサが使用される。この
回折パターンは結晶の原子構造配列に対応する。そのような装置はＸ線回折計と
して技術的に知られている。本発明の集束特性は標本結晶における束密度を改善
して、回折パターンを改善できる。
【０００６】 全反射鏡、曲げ単結晶、傾斜多層素子、およびモザイク結晶のような多数の素
子が、Ｘ線を集束および／または反射するために使用され得る。これらの素子の
主な目的は、Ｘ線発生器によって生成されたＸ線束を集め、それを所望の領域に
向けることである。反射および集束素子の束強度を決定する３つの主因子、即ち
反射角、反射力、およびロッキング・カーブ幅がある。反射角はＸ線が反射面の
表面から反射される角度であり、反射力はＸ線が表面に入射した後に表面から戻
るエネルギー量であり、ロッキング・カーブ幅は特定の入射範囲にわたってエネ
ルギーを集め反射する能力である。
【０００７】 全反射鏡はすべての前述の素子のうちで最小反射角を有し、これは最小捕獲角
を生じ、その結果として、その反射力は１００％に近いけれども、小さいスルー
プットを生じる。全反射鏡はまた、所望または非所望のＸ線波長を反射するだろ
う。医学的応用で、これらの非所望のＸ線波長は治療を受けている人に対する皮
膚の損傷を場合によっては起し得る。
【０００８】 曲げ単結晶は大きい反射角および大きい尖頭反射力を有し、しかし集められた
束を少量に制限する非常に狭い帯域を有する。
【０００９】 多層Ｘ線反射器はかなり広いロッキング・カーブ幅および大きい尖頭反射力を
有する。反射角はまた全反射鏡より大きい。反射力およびロッキング・カーブ幅
は、より小さなｄ層間隔がより大きな反射角を実現するために使用される場合に
低下するだろう。数１０ＫｅＶ範囲のような高エネルギーＸ線の場合、多層反射
器のＸ線集束効率は十分ではない。
【００１０】 モザイク結晶は、互いにほぼ平行であるが全く平行ではない多数の微小な独立
結晶領域から構成される。黒鉛結晶のようなモザイク結晶は大きい反射力、大き
い反射角、したがって大きい捕獲角を有する。モザイク結晶はまた、それらのモ
ザイク構造に拠る大きいロッキング・カーブ幅を有する。これらの因子のすべて
が、モザイク結晶を高エネルギーＸ線を反射し向ける魅力的な選択肢とする。本
発明の集束レンズは黒鉛結晶のようなモザイク結晶から構成される。
【００１１】 （発明の概要） 本発明はＸ線の集束に使用するレンズのモジュール・システムである。このレ
ンズはブラッグ反射およびラウエ回折の原理を使用して操作される。これらのレ
ンズの理想的結晶表面および結晶平面はヨハンセンの図式に従う。実際上では、
集束の式に取り組むために円筒形、円錐形、多角形の表面でさえも使用すること
ができる。ブラッグ回折を使用するレンズは狭い周波数帯域（実質的に単色光）
のＸ線を提供するが、ラウエ回折を使用するレンズは制御された広周波数帯域の
Ｘ線を提供する。同じ光源−焦点間距離を有するような多くのレンズが設計可能
である。それぞれのレンズは異なった光源−レンズおよびレンズ−焦点距離を有
しており、焦点のスポット・サイズ、作用距離（レンズ前端部から焦点まで）、
および線束に応じて異なるレンズまたはいくつかのレンズの組み合わせを使用す
ることができる。このモジュール方式は強度、焦点スポット・サイズ、および作
用距離を変えるために単純だがそれでも柔軟性のある式を創出する。
【００１２】 ブラッグ反射を利用するレンズはその内側表面にモザイク・グラファイト結晶
を円筒構造に配置して使用する。このレンズはグラファイト層を曲げ処理して形
成されるか、または別の選択肢ではレンズ・ハウジング上にグラファイトを直接
的に成長させて形成される。ブラッグ・レンズでは、グラファイトはモザイク結
晶を選択することが、その優れた反射特性ゆえに好ましい。ラウエ透過図式で使
用するラウエ・レンズは同様にモザイク・グラファイト結晶から構成されるが、
しかしＸ線はモザイク・グラファイト結晶の入射表面から反射されるだけよりも
むしろ結晶容積を透過して回折を受ける。
【００１３】 多くの応用について、様々な焦点スポット・サイズおよび強度が線束密度要求
性を変えるために必要とされる。これらの要求性は、構造の限定はされないが、
内部が球形、円筒形、円錐形、放物線形、楕円形または他の円錐タイプの構造を
もつ付録のブラッグ反射Ｘ線レンズの使用に合わせることができる。これらの付
録のＸ線レンズはＸ線を集めて焦点距離を変えながら集束処理を行ない、焦点エ
リアと強度を変えるために使用することができる。このモジュール方式は単純で
はあるがそれでも柔軟性のあるＸ線ビームの強度、焦点距離、および焦点エリア
を変える式を創出する。
【００１４】 したがって、本発明はＸ線を方向設定するためのＸ線システムであって、前記
Ｘ線を方向設定するレンズ・システムを含み、前記レンズ・システムが概して封
止された内部をもつハウジングを有する少なくとも１つのレンズ素子を含み、前
記ハウジングの前記内部にはブラッグＸ線回折および反射層が並んでいる。その
ようなＸ線システムが付加的に含むことがあり得るのは、モザイク結晶の前記ブ
ラッグＸ線回折および反射層、縦方向に曲線断面を有する前記ブラッグＸ線回折
および反射層および前記曲線断面とは異なる半径の曲線状の結晶平面を有する前
記モザイク結晶、縦方向に曲線断面を有する前記レンズ素子の前記内部、前記Ｘ
線を回折して透過する前記ブラッグＸ線回折および反射層、横方向に円形断面を
有する前記レンズ素子の前記内部、縦方向に円錐形断面を有する前記レンズ素子
の前記内部、縦方向に長方形の断面を有する前記レンズ素子の前記内部、対称軸
に沿って結合した複数のレンズ素子を含む前記レンズ・システム、概してヨハン
セン結晶反射表面を形成している前記複数レンズ素子、同軸状に結合した複数の
レンズ素子を含む前記レンズ・システム、環状装置であって、その中心に結合し
たフィルタ媒体を有し、前記環状装置が前記レンズ・システム上に入射しないで
前記レンズ・システムの集束領域にさしこまない前記Ｘ線の一部を閉じ込め、前
記フィルタ媒体が前記集束領域に向いた前記Ｘ線の一部をフィルタ処理する環状
装置、前記Ｘ線を焦点に合わせる前記レンズ・システム、ビーム・ストッパーで
あって、前記ビーム・ストッパーが集束領域に向いていない前記Ｘ線をブロック
するビーム・ストッパー、または前記レンズ・システムを透過した非反射のＸ線
をブロックする前記ビーム・ストッパーである。
【００１５】 また別の態様では、本発明はＸ線を集束するためのＸ線システムであって、前
記Ｘ線を集め、前記Ｘ線を焦点に合わせる複数のレンズを有するモジュールのレ
ンズ・システムを含み、前記モジュールのレンズ・システムのＸ線集束特性は前
記レンズを外したり追加すること、または前記レンズの特性を変えることによっ
て変化させることができる。そのようなＸ線システムはさらに、Ｘ線スペクトル
通過帯域、作用距離、線束強度、焦点スポット・サイズ、および焦点距離から成
るグループから選択される前記Ｘ線の集束特性を含み、前記複数のレンズのそれ
ぞれがブラッグＸ線回折および反射層を有するハウジングを含み、前記ブラッグ
Ｘ線回折および反射層はモザイク結晶から成り、前記ブラッグＸ線回折および反
射層はグラファイトから成り、前記複数のレンズのそれぞれが縦方向に円形の断
面を有する内部表面を有し、前記複数のレンズのそれぞれが横方向に円形の断面
を有する内部表面を有し、前記複数のレンズのうち少なくとも１つは縦方向に円
錐形断面を有する内部表面を有し、前記複数のレンズのうち少なくとも１つは縦
方向に長方形の断面を有する内部表面を有し、前記複数のレンズ素子は同軸状に
結合され、そこで前記複数のレンズ素子はＸ線光源−焦点の軸に沿って結合され
、または前記複数のレンズ素子は概してヨハンセン結晶反射表面を形成する内部
表面を有する。
【００１６】 また別の態様では、本発明は複数のレンズを含むＸ線レンズ・システムとして
定義され、前記複数のレンズのそれぞれがグラファイトを並べた内部表面をもつ
ハウジング、前記複数のレンズに最も近いＸ線フィルタを有し、組み合わされた
前記複数のレンズの前記内部表面は前記Ｘ線レンズ・システムに概して球形の内
部表面を与えるように形成される。
【００１７】 さらなる態様では、本発明はＸ線を方向付けするためのＸ線システムであって
前記Ｘ線を方向付けするレンズ・システムを含み、その中で前記レンズ・システ
ムは、内部をもつ円筒形ハウジングを有する少なくとも１つのレンズ素子を含み
、前記円筒形ハウジングの前記内部にはモザイク結晶が並び、それによって前記
モザイク結晶はブラッグまたはラウエレンズとしてはたらいて前記Ｘ線を方向付
けし、前記レンズ・システムに対して軸からそれたＸ線を閉じ込めるマスク手段
を含み、前記レンズ・システムに対して実質的に同軸であって集束領域に向けら
れたＸ線をフィルタ処理するフィルタ手段を含む。このＸ線システムはまた、前
記レンズ・システムによって捕捉されないＸ線および前記レンズ・システムの焦
点に向けて偏向されないＸ線を閉じ込める前記マスク手段を有することも可能で
ある。
【００１８】 また別の態様では、本発明はブラッグＸ線回折層を有するレンズを含む、Ｘ線
を方向付けするためのＸ線システムであって、前記方向付けされたＸ線は前記レ
ンズを通って透過および回折する。このシステムはまた、環状構造を有する前記
レンズを含むことも可能であり、前記レンズはモザイク結晶の複数の同心環から
構成されて複数の回折層、またはＸ線フィルタを形成する。
【００１９】 またさらに別の態様では、本発明は結晶塊からＸ線レンズを形成する方法であ
って、曲げ力を発生するステップ、前記結晶塊を前記曲げ力を基準にして配向配
置させるステップ、前記結晶塊を前記曲げ力で曲げ処理して曲線状表面を創出す
るステップを含む。この方法は前記結晶塊上に強化プレートを装着するステップ
、または前記結晶塊に内側ガイド・プレートおよび外側ガイド・プレートを装着
するステップを含むことが可能である。
【００２０】 また別の態様では、本発明はグラファイト結晶からレンズ素子を形成する方法
であって、グラファイト結晶プレートに強化プレートを装着するステップ、前記
グラファイト結晶プレートをロッド上でガイド・プレートと配向配置するステッ
プ、前記強化プレートに対して前記ロッドで曲げ力を加えて前記曲げ力が前記グ
ラファイト結晶プレートを曲げ処理するステップを含む。
【００２１】 最後の態様では、本発明は結晶からＸ線レンズを形成する方法であって、円錐
形環状体に結晶プレートを装着するステップ、円錐形ロッドを進ませる直線方向
の力を発生するステップ、前記円錐形ロッドを前記結晶プレートに作用させて前
記結晶プレートを円錐形状に形成するステップを含む。
【００２２】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 図１は本発明のレンズを利用したＸ線システムの図式的概観である。Ｘ線レン
ズ・システムは本発明の実施形態の中で概して２０で示され、Ｘ線フィルタ２２
、レンズ２４、主レンズ２６、および増設レンズ２８を含む。本発明はこれらの
レンズのうち１つだけを使用するか、またはこれらのレンズまたはこの説明の中
で規定する他のレンズのいずれかの組み合わせで使用することができる。Ｘ線発
生器３０は直接または同軸のＸ線を生み出し、それがＸ線フィルタ２２によりフ
ィルタ処理される。バンドパス、ハイパスまたはローパス・フィルタであっても
よいこのＸ線フィルタ２２は、レンズの内部で反射されない、および／またはレ
ンズ・システム２０の焦点３４に収斂しない軸外Ｘ線をブロックまたは吸収する
環状体２１を含む。フィルタ媒体２３はＸ線フィルタ２２の環状体２１内部に設
置され、レンズ・システム２０に入ってレンズ・システム２０の反射表面をバイ
パスし、焦点３４に直接的に伝播するＸ線をフィルタ処理する。別の選択肢では
、フィルタ２２がレンズ・システム２０の出口開口部に設置されることが可能で
あり、または２つのフィルタ２２がレンズ・システム２０の入り口開口部と出口
開口部の両方に同時に使用されることも可能である。
【００２３】 Ｘ線３２はＸ線レンズ・システム２０によって集められ、レンズ・システム２
０によってＸ線３６として集束され、これが焦点３４に収斂する。放射線治療で
は、本発明のＸ線集束特性を利用したシステムは悪性腫瘍を、横にある組織への
損傷を低減してエネルギー使用をＭｅＶ範囲よりもむしろＫｅＶとして破壊する
ことが可能である。この低エネルギーＸ線の使用は、標的組織の背後のより速い
離反を可能にさせ、標的組織の背後に位置する組織への損傷を低減する。レンズ
・システムの焦点３４が悪性腫瘍３８の上に直接的に配置されるとき、悪性腫瘍
または標的の物体３８は集束されたＸ線３６の最大強度に晒される。この集束の
操作はまた、悪性腫瘍を取り巻く健全な組織の放射線暴露を最少限にさせ、健康
組織への横の損傷を軽減する。レンズ・システム２０のモジュールの特性は焦点
距離および焦点エリアの調節が容易なことで立証される。このＸ線レンズ・シス
テムの焦点距離Ｘおよび焦点３４のエリアは様々な個別レンズ部品を所望の組み
合わせのレンズで置き換えることにより簡単に変えられる。本発明の集束の特性
はまた、Ｘ線回折またはその他のＸ線応用において改善された線束および解像度
を有するという利点にもつながる。
【００２４】 本発明のＸ線レンズはブラッグ反射およびラウエ回折の原理を利用している。
図２は単純なブラッグ反射器の図による具体的説明を提供するものである。格子
または多重層の間隔ｄを有する結晶または多重層４２上に波長λのＸ線放射４０
が入射される。狭帯域または概して単色光の放射線４４はその後、ブラッグの法
則によって反射される。モザイク・グラファイトは、狭帯域または概して単色光
化されたＸ線ビームを供給するためのブラッグ反射器として利用し得る好ましい
結晶構造である。他の実施形態では他の結晶または多重層のようなブラッグ構造
がレンズ・システム内でブラッグの法則を利用して放射線を反射するために置き
換えることができる。モザイク・グラファイトおよび他のブラッグ構造は次のブ
ラッグの等式が満足されるときにだけ放射線を反射する。すなわち、 ｎλ＝２ｄｓｉｎ（θ） であり、ここで、 ｎ＝反射の次数 λ＝入射放射線の波長 ｄ＝ブラッグ構造の層設定間隔または結晶の格子間隔 θ＝入射角度 である。
【００２５】 モザイク・グラファイトは、大きな反射角度、モザイク構造に起因する大きな
ロッキングカーブ幅、および高い反射率のような優れた性能特性が理由で、本発
明の実施形態で好ましいＸ線反射または回折材料として選択された。ブラッグお
よびラウエ回折の両方で、ブラッグの法則が入射Ｘ線の反射および／または回折
を設定する。唯一の差異はブラッグ回折において入射および回折ビームが同じ結
晶表面を分かち合っているのに対し、ラウエのケースでは入射および回折ビーム
が２つの異なる表面を使用することである。前者は通常、“反射図式”と呼ばれ
、後者は“透過図式”と称される。
【００２６】 モザイク・グラファイトの構造は、Ｘ線のための自然な回折格子を形成する原
子の規則的な３次元アレイから構成される。ブラッグの式における量ｄは回折格
子を形成するモザイク・グラファイトの中の原子の平面間の垂直方向の距離であ
る。モザイク結晶は、平行に近いが互いに完全な平行状態ではない無数の小さな
独立した結晶領域から構成されている。Ｘ線源からのＸ線が反射表面をたたくと
き、様々なＸ線の反射地点はＸ線源から異なる距離にあるので入射角度が異なる
。モザイク・グラファイト上に射し込むＸ線の入射角度が異なると結晶領域はそ
のようにＸ線を反射するであろう。これはモザイク・グラファイト内部の個々の
結晶領域の異なる配向により引き起こされる。モザイク・グラファイトの総合的
な表面上への入射角度ばかりでなく、独立した結晶領域上での個々の局所的な入
射角度も存在するのである。モザイク・グラファイトに射し込むＸ線ビームは完
全な結晶よりも広範囲な入射角度で反射するであろう。なぜなら、広範囲な入射
角度でグラファイトに入るＸ線はその角度での反射のために正しく配向したモザ
イク素子に到達するであろうからである。モザイク・グラファイトは、モザイク
の配向の散乱状態に依存した角度範囲にわたって反射するが、その範囲は完全な
結晶または薄膜ブラッグ反射器よりも広い。
【００２７】 格子構造および結晶領域の配列は応用に応じてわずかに配列化されたものから
高度に配列化されたものまで変化し得る。エネルギーの異なるＸ線について、ブ
ラッグ角度は異なり、モザイク度は広い角度範囲にわたってより多くのエネルギ
ーを受けるための能力を提供する。好ましい実施形態では、本発明のブラッグ反
射レンズに使用されるグラファイトの主なパラメータは、 ｄ間隔 ｄ：３．３３Å FWHM ｗ：０．５° 反射率 Ｒ：５０％ 密度 ρ：２．２５ｇ／ｃｍ3 減衰 μ：０．１７５ｇ-1・ｃｍ2
【００２８】 図３はＸ線を反射するモザイク・カーボンの結晶領域４６の図式的概観図であ
る。ブラッグ・レンズの反射表面４８は円形様式に曲げられている。この曲率は
反射表面４８に広がって入射するＸ線について入射角度を一定に保つことによっ
て集束の特性を向上させるであろう。この理想的な反射表面は点Ａで生じるＸ線
５０および個々の結晶領域４６上への入射が点Ｂで集束されるのを可能にするで
あろう。個々の結晶領域４６は互いにわずかに平行から外れており、その結果と
して点Ｂで集束されることが示されている。ブラッグ条件は次の２つの条件に従
って保証され、それは入射Ｘ線および反射Ｘ線のつくる角度が円に沿って一定で
あることおよび小さな結晶領域が正しいブラッグ角度の出口をつくることである
。異なるｄ間隔の結晶および異なる線源−焦点について、ブラッグ角度要求に合
わせるために異なるサイズの円が選択されるであろう。実際の応用では、平坦な
結晶を使用するせいでＸ線は適切な結晶領域に確実に当たることはないであろう
。このことは焦点Ｂに拡大したビーム・スポットを生じることになるであろう。
モザイク結晶の平行度および性能はそのロッキングカーブ幅、固有の反射率、お
よび減衰係数によって完全に特徴付けられ、説明される。
【００２９】 本発明のさらなる実施形態では、Ｘ線を方向付けして集束するためにラウエの
回折／透過の原理が利用される。図４に見られるように、入射Ｘ線５２は結晶５
４を貫通し、入射Ｘ線５２の一部は回折を受け、回折した方向に沿って結晶５４
を通過して伝播し、集束されたＸ線５６として結晶５４を出る。環状体として構
成されたラウエ・レンズでは、Ｘ線は結晶内の異なる集束用の円で回折される。
結晶容積内の異なる点ではブラッグ角度は異なり、これが全体としてブラッグ反
射器よりも広いスペクトルという結果につながる。
【００３０】 本発明のレンズの理想的な内側モザイク・グラファイト結晶表面および結晶面
はヨハンセンの図式に従う。図５に見られるように、曲げヨハンセン結晶５８が
Ｘ線を反射および集束するために使用される。この曲げヨハンセン結晶５８はブ
ラッグの法則によってＸ線を反射するであろう。このヨハンセン結晶５８は結晶
を法線半径２Ｒの円筒状表面に曲げ処理し、それから反射表面６０を研磨して半
径Ｒの円筒状表面にすることで作製される。Ｘ線源６４により発生する入射線６
２と反射線６４のそれぞれの対がつくる角度は同じである。反射点７０を円７４
の他方にある、線源と焦点との対称点である点７２に結ぶライン６８は常に等し
く角度を２分する。したがって、これらのラインに直角をなす曲線はブラッグ面
を構成し、これがこの図の曲げ２Ｒ結晶面となる。
【００３１】 図６は本発明に使用される主Ｘ線レンズ２６の透視図である。この主Ｘ線レン
ズ２６は内側にグラファイト層７６を並べた中空を有する円筒形状である。予め
成形されるかまたは“曲げ処理された”グラファイト塊を一体化接着してレンズ
・ハウジング７８の内部のグラファイト層７６を形成することができる。本発明
の一実施形態では、それぞれがＸ線レンズ２６の内部の１／４をカバーする４つ
のグラファイト塊がＸ線レンズ２６の内部に装着されて曲線の内部表面を形成す
る。別の選択肢の構造では、レンズ・ハウジング７８内側に堆積処理によってグ
ラファイトが成長させられ、反射層を形成することができる。
【００３２】 本発明の好ましい実施形態では、図６に見られるように、モザイク・グラファ
イト層７６は図５に描かれたヨハンセン結晶の反射表面に近似するであろう。主
Ｘ線レンズ２６の内側表面はハウジングおよび入射Ｘ線７５に関して円形様式で
曲げられるであろう。レンズ・システムの断面図または二次元図面に関するとき
に円という用語が使用されるが、しかし三次元でレンズがハウジングに関して曲
げ処理されていることは当業者であれば認識するであろう。この曲げ処理は、モ
ザイク結晶がヨハンセン結晶の理想的な形で整列されて主Ｘ線レンズ２６の集束
特性を向上させると、小さな焦点エリアという結果につながる。
【００３３】 図７はＸ線を反射する本発明の主ブラッグ反射レンズ２６’の実施形態の縦方
向断面図である。図面に示されたように、この主ブラッグ反射レンズ２６’は傾
斜または角度をもたないグラファイト層７６’を有し、主レンズのハウジング７
８’に関して入射Ｘ線７５’に関してむしろ実質的に同心状に平坦である。した
がって主レンズ２６’の円筒または内側表面は概してその全長にわたって一定の
内径を有する。グラファイト層７６’の平坦な反射表面は図６に示した曲線のグ
ラファイト表面７６よりも容易に製造され、図５に示したヨハンセン結晶の表面
におおよそ近似するであろう。グラファイト層７６’の平坦な反射表面の集束特
性は、図６に示した曲線のグラファイト表面７６よりも多くの収差を有し、より
大きな焦点７９’につながるであろう。
【００３４】 図８は本発明のモジュールのＸ線レンズ・システムの断面図である。このレン
ズ・システム２０は複数のレンズ構成要素から構成可能である。本実施形態では
、レンズ２４が主レンズ２６に結合され、これがさらに増設レンズ２８に結合し
てＸ線を集束させる。これらのレンズはネジ部材、フランジまたは当該技術で知
られているその他の接続装置によって同軸状に物理的に結合させることができる
。これらのレンズは円筒形の構成であることが好ましい。これらのレンズの内側
のモザイク・グラファイト結晶表面８０、７６および８２は、互いに隣接し合う
とき、図５に示したヨハンセンの図式に従う。モザイク・グラファイト表面は理
想的なヨハンセン結晶反射形状に近似するように構成されている。前に検討した
ように、円形という用語はレンズ・システムの断面図または２次元図面に関する
ときに使用されるが、３次元でこれらのレンズが曲げ処理されていることは当業
者であれば認識するであろう。このシステムのモジュール方式もまた利点がある
。本発明の焦点およびＸ線強度は様々な反射特性のレンズを単純に配列、除去、
または追加することで変化させることができる。殆どすべての応用に合わせるた
めに、個々のレンズの多数の組み合わせが構成可能である。
【００３５】 図９を参照すると、レンズ２４’のモザイク・グラファイト層８０’は直線的
な様式で傾斜（３次元では円錐形）しており、主レンズ２６’のモザイク・グラ
ファイト層７６’は平坦（３次元では円筒）であり、増設のレンズ２８’のモザ
イク・グラファイト層８２’もまたモザイク・グラファイト層８０’と反対に直
線的な様式で傾斜（３次元では円錐形）している。これらのレンズは単独では曲
線状の形状を有することはないが、しかし一緒に設置されるとそれらの角度付き
および平坦表面でヨハンセン結晶の理想的な反射表面の曲線状の円形に近付く。
この円錐形システムもまたモジュール方式であり、性能を向上させるためにレン
ズを追加することおよび取り除くことができる。
【００３６】 Ｘ線レンズの主な性能はＸ線を集めて透過させる能力である。それは線源から
の立体角として規定されるスループットで記述可能であり、これはレンズが焦点
に供給する同量のフォトンを含む。もしもスループットの単位として両方向に１
°広がる立体角を規定する場合、この単位は、
【数１】 に等しい。
【００３７】 この節の中のすべてのブラッグ反射レンズはこの単位で評価されるであろう。
【００３８】 主レンズ２６’のパラメータは、 内径：２５ｍｍ 長さ：１１５ｍｍ 線源−レンズ中心間距離：４００ｍｍ レンズ中心−焦点間距離：４００ｍｍ 捕獲角：１．７０×１０-3ｓｔｒａｄ 焦点サイズ：２−４ｍｍ スループット：２．７８
【００３９】 ６０ＫｅＶでのＸ線の波長は以下の式から算出される。
【数２】
【００４０】 ブラッグ角は、
【数３】
【００４１】 捕獲角は次により決定されるであろう。
【数４】
【００４２】 主レンズ２６’のケースでは、スループットは平均反射率で乗算された捕獲角
に等しい。したがって、スループットは８．５×１０-4ｓｔｒａｄである。上記
で規定される単位では、我々のレンズ２６’のスループットは２．７８となるで
あろう。
【００４３】 レンズ２４’のパラメータは、 出口の内径：２５ｍｍ 入り口の内径：２３．５ｍｍ 長さ：８６．５ｍｍ 線源−レンズ中心間距離：２９９ｍｍ レンズ中心−焦点間距離：５０１ｍｍ 捕獲角：２．１８×１０-3ｓｔｒａｄ 焦点スポット・サイズ：４−１０ｍｍ、線源サイズによる スループット：３．５７ である。
【００４４】 捕獲角は次により決定されるであろう。
【数５】
【００４５】 上記で検討したように、スループットは平均反射率で乗算した捕獲角に等しい
。したがって、スループットは１．０９×１０-3であり、上記に規定した単位で
は、レンズ２４’のスループットは３．５７となる。レンズ２４’は大きなスル
ープットを与えるが、しかし大きな焦点スポットを生じるであろう。
【００４６】 増設レンズ２８’のパラメータは、 出口の内径：２３．５ｍｍ 入り口の内径：２５ｍｍ 長さ：８６．５ｍｍ 線源−レンズ中心間距離：５０１ｍｍ レンズ中心−焦点間距離：２９９ｍｍ 捕獲角：１．２２×１０-3ｓｔｒａｄ 焦点スポット・サイズ：線源サイズによる スループット：１．９７ である。
【００４７】 捕獲角は次により決定されるであろう。
【数６】
【００４８】 スループットは０．６１×１０-4ｓｔｒａｄであり、上記で規定した単位では
、レンズ２８’のスループットは１．９７である。増設レンズ２８’はより微小
な焦点およびより大きな収斂角度を有する。
【００４９】 特定の組み合わせのレンズの強度分布およびスループットは線源情報、線源発
射部サイズ、強度分布などを基本にして算出することができる。
【００５０】 本発明のさらなる実施形態では、ラウエ回折／透過レンズはＸ線を方向付けお
よび集束させることに利用される。図１０を参照すると、本発明のラウエ・レン
ズ８６が描かれている。入射Ｘ線８４はラウエ・レンズまたは結晶８６（環状体
構造）を貫通し、Ｘ線８４の一部は回折されて回折方向に沿ってレンズ８６を通
って伝播し、集束するＸ線８８としてレンズ８６を出る。ラウエ回折では、Ｘ線
は結晶内の異なる集束用の円で回折される。結晶容積内の異なる点ではブラッグ
角が異なり、これが全体としてブラッグ反射器よりも広いスペクトルという結果
につながる。Ｘ線８４はそれぞれの格子層から反射され、焦点９０に向けて方向
付けされる。線源９２とレンズ８６との間の距離はｆ1であり、レンズ８６と焦
点９０との間の距離はｆ2である。レンズの長さはＬである。ラウエ・レンズ８
６の内径はＲ1であり、外径はＲ2である。
【００５１】 ｆ1とｆ2が等しくないケースでは、ラウエ・レンズ８６の原子面の方向は直径
方向に沿って変化することが必要となるであろう。さもなければ、Ｘ線は所望の
焦点へと反射されないであろう。ｆ1＝ｆ2では、レンズは原子面を変えながら傾
斜した環状体の代わりに平坦な環状体となるであろう。以下に述べるのは２通り
の設計であり、一方は対称的な設計で他方は非対称的な設計である。それらは同
じ作用距離および異なる焦点スポット・サイズを有している。非対称設計の主な
理由は材料を保存することおよび全体的なシステムの寸法を小さくすることであ
る。
【００５２】 対称設計では、ラウエ回折のためのグラファイトの性能パラメータは、反射率
を除いて、ブラッグ反射についてのものと同じである。出願人らが最近測定した
ところでは、それは６０ＫｅＶ近辺で約１８％である。 ｄ間隔 ｄ：３．３３Å FWHM ｗ：０．４°（２４分角） ラウエ反射率 Ｒ：＜１８％ 密度 ρ：２．２５ｇ／ｃｍ3 減衰 μ：０．１７５ｇ-1・ｃｍ2
【００５３】 以下は性能評価のためのラウエ・レンズ８６の特定の設計である。レンズ８６
の主なパラメータは以下に一覧表にされている。 内径：１６．３ｍｍ 外径：３２．６ｍｍ 長さ：可変 線源−レンズ中心間距離：３５０ｍｍ レンズ中心−焦点間距離：３５０ｍｍ
【００５４】 ラウエ・レンズ８６の内側エッジは８０ＫｅＶではたらくように調整され、外
側エッジは４０ＫｅＶではたらくように調整される。それぞれの点での帯域通過
は、
【数７】
【数８】 で与えられる。
【００５５】 入射角度θの位置で、ブラッグの法則を満足するＸ線のエネルギーは、
【数９】 であり、したがってｑの関数としての帯域通過は
【数１０】 と書くことが可能であり、ここでΔθはロッキングカーブ幅である。
【００５６】 捕獲角は、次により決定されるであろう。
【数１１】 ここでθ2は外側エッジでの入射角度であり、θ1は内側エッジでの入射角度であ
る。
【数１２−１】
【数１２−２】
【数１２−３】 レンズ８６の効率は、
【数１３】 と書くことが可能であり、ここでＲは０．１８、およびΔθ＝０．４°＝０．０
０６９８Ｒａｄである。
【数１４】
【数１５】 「効果的立体角」単位では、スループットは電圧設定が１２０ｋＶであることを
仮定して
【数１６】 であるはずである。 性能の概略は、 捕獲角：５．１３×１０-3ｓｔｒａｄ 焦点スポット・サイズ：〜３ｍｍ（製造精度による） スループット：０．８２ 実効立体角：８．２×１０-5 である。
【００５７】 図１２に示された非対称のレンズ設計は材料を節約し、組み立て時間を短縮す
ることを可能にする。しかしながら、上記で検討したように、理論的にはそれぞ
れの層９４の傾斜角度は異なる。実際上は、結晶層の限られた数によってそれは
近似可能である。それぞれの層９４は結晶の全体塊で作製される。したがって、
それぞれの層９４内で結晶面の傾斜角度は同じである。
【００５８】 この特殊なレンズ１００の設計は、好ましい実施形態では２ｍｍの厚さを有す
る３つの同心の層９４（環状体）を含む。レンズの内側の直径は５．４ｍｍであ
り、それに対して外側の直径は１１．４ｍｍである。それぞれのレンズ層９４は
円錐構成を有する。この設計の主要なパラメータを表１に示す。
【表１】
【００５９】 図１３を参照すると、本発明のさらなる実施形態がＸ線を集束させるためにラ
ウエ反射を利用して示されている。Ｘ線源９２’がＸ線８４’をレンズまたは結
晶８６’へと方向付けし、そこである程度のＸ線８８’が回折され、集束され、
透過したＸ線９６が結晶から回折されることなく出る。ビーム・ストッパー９８
はこれらの透過Ｘ線９６をブロックする。同軸Ｘ線１０２は前に説明したＸ線フ
ィルタ２２と同様のＸ線フィルタ２２’によってフィルタ処理されるであろう。
【００６０】 ラウエおよびブラッグのレンズ・システムの組み合わせの断面が図１４により
描かれている。Ｘ線源９２”はＸ線８４”の一部を、好ましくはモザイク・グラ
ファイト結晶から成るブラッグ反射表面１０４へと方向付けし、これが概して単
色光的なＸ線を焦点９０”へと反射する。Ｘ線８４’の一部はグラファイト結晶
８６”にも向けられ、そこでいくらかのＸ線８８”が回折されて焦点９０”へと
集束する。結晶８６”を通って伝播する透過Ｘ線９６’は、透過Ｘ線９６’を焦
点９０”に集束させるように構成された第２のブラッグ反射表面またはレンズ１
０６に入射する。多数ブラッグおよびラウエ・レンズのこの構成は組み合わせレ
ンズ・システムの線束濃縮力を増大させる。以前には閉じ込められるかまたはブ
ロックされたＸ線が今では調整されて焦点９０”へと方向付けされる。
【００６１】 本発明のＸ線レンズのグラファイトの反射および回折層は、限定されるもので
はないが、レンズ・ハウジングへの直接成長および普通は平坦なグラファイト・
シートの曲げ処理を含む様々な方法により形成することができる。曲げ処理は室
温下で円錐形のグラファイト・レンズをつくることを可能にするであろう。
【００６２】 図１５〜１７を参照すると、本発明の一実施形態の中で、概して円錐形のレン
ズはグラファイトの４つの同様のプレート１１０の曲げ処理によって形成され、
曲げられたプレート１１０のそれぞれがレンズの１／４、すなわち９０度分であ
る。曲げられたプレート１１０はハウジングの中に組み込まれて完全な円錐形レ
ンズをつくる。曲げの量はグラファイト・レンズの性能に直接的に影響するであ
ろう。なぜなら曲げ処理の間の層の方向に沿った正の応力（圧縮力）がグラファ
イトのモザイク性に損傷を与えるであろうからである。例えば、図１５に示した
ように、もしも支持構造なしにグラファイト・レンズが曲げ処理されると、３つ
の異なる応力の層１１２が生じる。中央の層１１４は曲げ処理の間の応力を受け
ない。この中央層の下部および上部で、グラファイト層１１６は負および正の応
力を受けるであろう。応力の大きさは中央層１１４からの距離およびグラファイ
ト・プレート１１０の長さに直線的に比例する。グラファイトのモザイク性への
損傷は正の応力に直接的に関係する。
【００６３】 曲げ処理工程の間のグラファイト・プレートへの損傷を最少限にするために、
３通りの曲げ処理方法を使用することができる。第１の方法では、グラファイト
・プレートが短くなるにつれて曲げ処理の間に受ける応力も少なくなるので、前
述した本発明の実施形態に見られるように、いくつかの曲げられたプレートを使
用して完全な円を形成することが可能である。分節化されるグラファイト・プレ
ート１１０の数はグラファイト・プレート１１０の半径、グラファイト・プレー
ト１１０の厚さおよびグラファイト・プレート１１０の機械的特性に依存する。
第２の曲げ処理方法では、図１６に示したように、グラファイト・プレート１１
０の前面にゼロ応力層を移すために強化プレート１１８が導入される。好ましい
実施形態では、強化プレート１１８は曲げ処理の前にグラファイト・シート１１
０の前面に固着または貼付された透明なマイラー・シートから成る。曲げ処理の
後、グラファイト・プレート１１０の前面を環境中に露出させるために強化プレ
ート１１８は取り除かれる。第３の方法では、図１７に見られるように、２枚の
ガイド用プレート１２０および１２２が、均一な曲げを行なうためにグラファイ
ト・プレートをガイドするように使用される。
【００６４】 図１７に示された第３の方法では、円錐状のロッド１０９が内側のガイド用プ
レート１２０の上に設置され、グラファイト・プレート１１０は内側のガイド用
プレート１２０と外側のガイド用プレート１２２でサンドイッチされる。曲げ力
はガイド用プレート１２０および１２２を通してグラファイト・プレート１１０
に加えられ、それによってグラファイト・プレート１１０は円錐状ロッド１０９
に沿った形となり、円錐状ロッド１０９の形状を帯びる。
【００６５】 本発明に使用するためのレンズ組み立てには２つの方法がある。図１８はレン
ズ装着の第１の方法を示しており、曲げられたグラファイト・レンズの区画それ
ぞれが完全なレンズへと組み立てられる。レンズ・ホルダー１２６の軸１２８が
レンズ・システムの軸を規定する。Ｘ線カメラ１３０は焦点１３２に配置される
。個々の曲げグラファイト・プレート１３４の位置および角度は、反射されたビ
ームが焦点１３２に集束されるように調節される。曲げグラファイト・プレート
１３４は位置合わせの後にホルダー１２６に固定される。残りのグラファイト・
プレート区画もすべてこの手法でホルダー１２６に装着される。
【００６６】 図１９を参照すると、所望の円錐角度で形成された円錐状環状体１５２および
円錐状ロッド１５０を使用するレンズ組み立てのまた別の方法が描かれている。
すべての曲げグラファイト・プレート１５４は、この単一環状体レンズの方法で
は同時に組み立てられる。多層レンズ・システムのための層間の異なる円錐角度
により生じる隙間を埋めるために１つまたは複数のスペーサーが必要とされる。
内側のロッド１５０とこのスペーサーは、曲げグラファイト・プレート１５４よ
りもＸ線吸収が少なく、円錐状ロッド１５０により生じる曲げ力に耐えられるよ
うに充分な機械的強度と化学的安定性をもつ材料で作製される。
【００６７】 本発明が以上に描写および説明した厳密な構造に限定されるものでなく、添付
の特許請求の範囲に定義した本発明の範囲および精神から逸脱することなく多様
な変形および改造が可能であることは理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のレンズ・システムを利用したＸ線システムの図式的な概観図である。
【図２】 単純なブラッグ反射器の図である。
【図３】 Ｘ線を反射するモザイク・カーボンの結晶領域の図式的概観図である。
【図４】 Ｘ線レンズの中のラウエＸ線回折の図式的概観図である。
【図５】 曲げヨハンセン結晶の作用原理の図である。
【図６】 Ｘ線を集束して、かつ入射Ｘ線に関して曲線状の反射表面を有する本発明の主
レンズの縦方向断面図である。
【図７】 Ｘ線を集束して、かつ入射Ｘ線に関して平坦な反射表面を有する本発明の主レ
ンズの縦方向断面図である。
【図８】 入射Ｘ線に関して曲線状の表面を有する本発明の多重Ｘ線レンズ・システムの
縦方向断面図である。
【図９】 入射Ｘ線に関して平坦および角度付きの表面を有する本発明の多重Ｘ線レンズ
・システムの縦方向断面図である。
【図１０】 ラウエＸ線回折の原理を利用した本発明のＸ線レンズの図式的概観図である。
【図１１】 モザイク・グラファイト結晶の多重同心層から成る本発明のＸ線レンズの透視
図である。
【図１２】 図１１のライン１２−１２に沿ってとった断面図である。
【図１３】 ラウエＸ線回折の原理を利用し、ビーム・ストッパーおよびフィルタを装備し
た本発明のＸ線レンズの断面図である。
【図１４】 ラウエＸ線回折およびブラッグＸ線反射の原理を利用した組み合わせ型のＸ線
レンズの断面図である。
【図１５】 本発明のＸ線レンズを製造するために使用するグラファイトを曲げる方法を描
いた図である。
【図１６】 本発明のＸ線レンズを製造するために使用するグラファイトを曲げる方法を描
いた図である。
【図１７】 本発明のＸ線レンズを製造するために使用するグラファイトを曲げる方法を描
いた図である。
【図１８】 Ｘ線レンズおよびレンズ・ホルダーの較正について描いた図である。
【図１９】 本発明のレンズの円錐形表面を形成する方法を描いた図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ボングリー、キム アメリカ合衆国 ミシガン、トロイ、ヒル クレッセント ドライブ 2251 (72)発明者 ヨエンセン、カーステン、ダン デンマーク国 コペンハーゲン エヌ、モ ルガーデ ２、１ティーブイ

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｘ線を指向させるＸ線装置であって、 前記Ｘ線を指向させるレンズ・システムが通常、内部が密閉された筐体を有す
    る少なくとも１つのレンズ素子を含み、前記筐体の前記内部はブラッグＸ線回折
    および反射層で内張りされたＸ線装置。
  2. 【請求項２】 前記ブラッグＸ線回折および反射層がモザイク結晶である請
    求項１に記載のＸ線装置。
  3. 【請求項３】 前記ブラッグＸ線回折および反射層が曲がった断面を縦に有
    し、前記モザイク結晶が前記曲がった断面の半径と異なる半径を持つ曲がった結
    晶面を有する請求項２に記載のＸ線装置。
  4. 【請求項４】 前記レンズ素子の前記内部が曲がった断面を縦に有する請求
    項１に記載のＸ線装置。
  5. 【請求項５】 前記ブラッグＸ線回折および反射層が前記Ｘ線を回折し送る
    請求項１に記載のＸ線装置。
  6. 【請求項６】 前記レンズ素子の前記内部が横の方向の円形の断面を有する
    請求項１に記載のＸ線装置。
  7. 【請求項７】 前記レンズ素子の前記内部が円錐形の断面を縦に有する請求
    項１に記載のＸ線装置。
  8. 【請求項８】 前記レンズ素子の前記内部が長方形の断面を縦に有する請求
    項１に記載のＸ線装置。
  9. 【請求項９】 前記レンズ・システムがそれらの対称軸に沿って結合された
    複数のレンズ素子を含む請求項１に記載のＸ線装置。
  10. 【請求項１０】 前記複数のレンズ素子が普通ヨハンソン結晶反射面を形成
    する請求項９に記載のＸ線装置。
  11. 【請求項１１】 前記レンズ・システムが同軸に結合された複数のレンズ素
    子を含む請求項１に記載のＸ線装置。
  12. 【請求項１２】 環状装置の中央に結合されたフィルタ媒体を有する前記環
    状装置をさらに備える請求項１に記載のＸ線装置であって、前記環状装置は、前
    記レンズ・システムに入射しない、かつ前記レンズ・システムの集束領域に入ら
    ない前記Ｘ線の一部をさえぎり、前記フィルタ媒体は前記集束領域に向けられる
    前記Ｘ線の一部をフィルタにかける請求項１に記載のＸ線装置。
  13. 【請求項１３】 前記レンズ・システムが前記Ｘ線を焦点に集束する請求項
    １に記載のＸ線装置。
  14. 【請求項１４】 ビーム・ストッパをさらに備える請求項１に記載のＸ線装
    置であって、前記ビーム・ストッパは集束領域に向けられない前記Ｘ線をさえぎ
    る請求項１に記載のＸ線装置。
  15. 【請求項１５】 前記ビーム・ストッパが前記レンズ・システムを通って送
    られる反射されないＸ線をさえぎる請求項１４に記載のＸ線装置。
  16. 【請求項１６】 Ｘ線を集束するＸ線装置であって、モデュール方式のＸ線
    レンズ・システムが、前記Ｘ線を集め、かつ前記Ｘ線を焦点に集束する複数のレ
    ンズを有し、前記モデュール方式のレンズ・システムのＸ線集束特性が、前記レ
    ンズを取り除いたり追加することによって、または前記レンズの特性を変化する
    ことによって、変更され得るＸ線装置。
  17. 【請求項１７】 前記Ｘ線集束特性が、Ｘ線スペクトラム帯域通過、作動距
    離、束強度、焦点サイズ、および焦点距離から成るグループから選ばれることが
    ある請求項１６に記載のＸ線装置。
  18. 【請求項１８】 前記複数のレンズの各々が、ブラッグＸ線回折および反射
    層を有する筐体を備える請求項１６に記載のＸ線装置。
  19. 【請求項１９】 前記ブラッグＸ線回折および反射層がモザイク結晶から成
    る請求項１８に記載のＸ線装置。
  20. 【請求項２０】 前記ブラッグＸ線回折および反射層が黒鉛から成る請求項
    １８に記載のＸ線装置。
  21. 【請求項２１】 前記複数のレンズの各々が、縦に曲がった断面を有する内
    面を有する請求項１８に記載のＸ線装置。
  22. 【請求項２２】 前記複数のレンズの各々が、横の方向の円形の断面を有す
    る内面を有する請求項１８に記載のＸ線装置。
  23. 【請求項２３】 前記複数のレンズの少なくとも１つが、 縦の円錐形の断面を有する内面を有する請求項１８に記載のＸ線装置。
  24. 【請求項２４】 前記複数のレンズの少なくとも１つが、 縦の長方形の断面を有する内面を有する請求項１８に記載のＸ線装置。
  25. 【請求項２５】 前記複数のレンズ素子が同軸に結合される請求項１８に記
    載のＸ線装置。
  26. 【請求項２６】 前記複数のレンズ素子がＸ線源焦点軸に沿って結合される
    請求項１８に記載のＸ線装置。
  27. 【請求項２７】 前記複数のレンズ素子が、一般にヨハンソン結晶反射面を
    形成する内面を有する請求項１８に記載のＸ線装置。
  28. 【請求項２８】 その各々は内面が黒鉛で裏打ちされた筐体を有する複数の
    レンズと、 前記複数のレンズに最も近いＸ線フィルタとを備え、 前記複数のレンズの前記内面は組み合わされて、前記Ｘ線レンズ・システムに
    大体球形の内面を与えるＸ線レンズ・システム。
  29. 【請求項２９】 Ｘ線を指向させるＸ線装置であって、 前記Ｘ線を指向させるレンズ・システムであって、前記レンズ・システムは、
    内部を持つ円筒形筐体を有する少なくとも１つのレンズ素子を含み、前記円筒形
    筐体の前記内部はモザイク結晶で内張りされ、それによって前記モザイク結晶は
    ブラッグまたはラウエ・レンズとして作用して前記Ｘ線を指向させるレンズ・シ
    ステムと、 Ｘ線をさえぎって前記レンズ・システムに対する軸から離すマスキング手段と
    、 前記レンズ・システムに対して大体同軸な、かつ集束領域に向けられるＸ線を
    フィルタにかけるフィルタ手段とを備えるＸ線装置。
  30. 【請求項３０】 前記マスキング手段が前記レンズ・システムによって遮断
    されないＸ線、および前記レンズ・システムの焦点に向かって偏向されないＸ線
    をさえぎる請求項２９に記載のＸ線装置。
  31. 【請求項３１】 Ｘ線を指向させるＸ線装置であって、レンズがブラッグＸ
    線回折層を有し、前記方向をもったＸ線は前記レンズを通して送られ、回折され
    るＸ線装置。
  32. 【請求項３２】 前記レンズが環構造を有する請求項３１に記載のＸ線装置
    。
  33. 【請求項３３】 前記レンズが、複数の回折層を形成するモザイク結晶の複
    数の同心環から構成される請求項３１に記載のＸ線装置。
  34. 【請求項３４】 Ｘ線フィルタをさらに備える請求項３１に記載のＸ線レン
    ズ・システム。
  35. 【請求項３５】 Ｘ線レンズを結晶ブロックから形成する方法であって、 曲げ力を発生するステップと、 前記曲げ力を基準として前記結晶ブロックを指向させるステップと、 前記結晶ブロックを前記曲げ力で曲げて、曲面を生成するステップとを含む方
    法。
  36. 【請求項３６】 補強板を前記結晶ブロックに取り付けるステップをさらに
    含む請求項３５に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 内部案内板および外部案内板を前記結晶ブロックに取り付
    けるステップをさらに含む請求項３５に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 レンズ素子を黒鉛結晶から形成する方法であって、 補強板を黒鉛結晶板に取り付けるステップと、 棒上の案内板を基準として前記黒鉛結晶板を指向させるステップと、 前記棒で曲げ力を前記補強板に加えるステップであって、前記曲げ力は前記黒
    鉛結晶板を曲げるステップとを含む方法。
  39. 【請求項３９】 Ｘ線レンズを結晶から形成する方法であって、 結晶板を円錐形環に取り付けるステップと、 円錐形棒を推進させる直線力を発生するステップと、 前記円錐形棒を前記結晶板の表面に動かして、前記結晶板を円錐形にするステ
    ップとを含む方法。
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