JP2003123676A - 最適電子光学設計による高性能ｘ線像観察装置 - Google Patents
最適電子光学設計による高性能ｘ線像観察装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高分解能で倍率変更によっても像が回転しな
いＸ線像観察装置を提供することであり、また、光軸調
整が容易で実時間観察ができ、かつ視野内から所望の部
分を高品質画像として記録できる高性能Ｘ線像観察装置
を提供する。 【解決手段】 光電変換面５に形成された光電子像を加
速し、最適の電子光学設計による磁界レンズ系２，２２
で結像・拡大して電子像可視化装置４に投影し拡大像と
して可視化するものであって、電子像可視化装置４がＸ
線照射軸上に配置される中央可視化ユニット４３を含む
複数の可視化ユニットを有し、さらに、電子像拡大レン
ズ系２の下流に偏向コイル３３を設けることにより電子
流を偏向させて可視化ユニットを選択してその上に光電
子像を投影することができるようにする。
いＸ線像観察装置を提供することであり、また、光軸調
整が容易で実時間観察ができ、かつ視野内から所望の部
分を高品質画像として記録できる高性能Ｘ線像観察装置
を提供する。 【解決手段】 光電変換面５に形成された光電子像を加
速し、最適の電子光学設計による磁界レンズ系２，２２
で結像・拡大して電子像可視化装置４に投影し拡大像と
して可視化するものであって、電子像可視化装置４がＸ
線照射軸上に配置される中央可視化ユニット４３を含む
複数の可視化ユニットを有し、さらに、電子像拡大レン
ズ系２の下流に偏向コイル３３を設けることにより電子
流を偏向させて可視化ユニットを選択してその上に光電
子像を投影することができるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線像観察装置に
関し、特に試料を透過するＸ線に応じて光電変換面から
放出される光電子を電子光学的に結像・拡大して撮像素
子で可視化して観察するために使用するＸ線像観察装置
に関する。
関し、特に試料を透過するＸ線に応じて光電変換面から
放出される光電子を電子光学的に結像・拡大して撮像素
子で可視化して観察するために使用するＸ線像観察装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＸ線像拡大観察装置は、Ｘ線透過
性を有する支持基板上に形成された光電変換面を備え、
試料を透過したＸ線をこの光電変換面に当てて光電変換
面からＸ線の強度に対応して放出される光電子を加速
し、磁界レンズを用いてマイクロチャンネルプレート上
に結像させ、電子増倍して蛍光面に入射させて可視像化
して、目視もしくはテレビカメラでリアルタイムに観察
するようになっている。
性を有する支持基板上に形成された光電変換面を備え、
試料を透過したＸ線をこの光電変換面に当てて光電変換
面からＸ線の強度に対応して放出される光電子を加速
し、磁界レンズを用いてマイクロチャンネルプレート上
に結像させ、電子増倍して蛍光面に入射させて可視像化
して、目視もしくはテレビカメラでリアルタイムに観察
するようになっている。
【０００３】従来のＸ線像拡大観察装置では、光電子を
加速して結像・拡大するために複数の磁界レンズが用い
られているが、レンズの収差が大きいばかりでなく、視
野の所望部分を偏向コイルにより選出しているために、
光軸外の像を観察することが多く、またレンズに絞り板
を入れることができないため分解能がそれ程良くなく約
０．５μｍに制限されていた。さらに、倍率の変化に伴
って像の回転が起こり、視野中の所望部分の抽出や特定
部位の同定に困難があった。
加速して結像・拡大するために複数の磁界レンズが用い
られているが、レンズの収差が大きいばかりでなく、視
野の所望部分を偏向コイルにより選出しているために、
光軸外の像を観察することが多く、またレンズに絞り板
を入れることができないため分解能がそれ程良くなく約
０．５μｍに制限されていた。さらに、倍率の変化に伴
って像の回転が起こり、視野中の所望部分の抽出や特定
部位の同定に困難があった。
【０００４】また、光電変換面で変換された光電子を加
速する方向にマイクロチャンネルプレートが設けられて
いるため、光電変換面を透過したＸ線が蛍光面もしくは
チャンネルプレート上に到達して発光させるので、画像
におけるバックグランドノイズとなって像質を劣化さ
せ、さらにはチャンネルプレート自体が損傷を受けるこ
とが避けられなかった。
速する方向にマイクロチャンネルプレートが設けられて
いるため、光電変換面を透過したＸ線が蛍光面もしくは
チャンネルプレート上に到達して発光させるので、画像
におけるバックグランドノイズとなって像質を劣化さ
せ、さらにはチャンネルプレート自体が損傷を受けるこ
とが避けられなかった。
【０００５】特開平３−１３４９４３には、Ｘ線像拡大
観察装置における透過Ｘ線による上記障害を削減するた
め、図２に示すように、光電子像の結像系の後方に偏向
コイルを設置して電子ビーム軌道を軸から逸らせて蛍光
面に導くようにした技術が開示されている。この文献に
開示された技術は、Ｘ線が直進する性質を利用して、光
電子像を軸から外れた蛍光面上に結像させることによ
り、軸に沿って進行するＸ線が蛍光面に入射しないよう
にして、蛍光像のバックグランドノイズを減少させるも
ので、上記の欠点を除き良質な観察画像を得ることがで
きる。
観察装置における透過Ｘ線による上記障害を削減するた
め、図２に示すように、光電子像の結像系の後方に偏向
コイルを設置して電子ビーム軌道を軸から逸らせて蛍光
面に導くようにした技術が開示されている。この文献に
開示された技術は、Ｘ線が直進する性質を利用して、光
電子像を軸から外れた蛍光面上に結像させることによ
り、軸に沿って進行するＸ線が蛍光面に入射しないよう
にして、蛍光像のバックグランドノイズを減少させるも
ので、上記の欠点を除き良質な観察画像を得ることがで
きる。
【０００６】Ｘ線像拡大観察装置の内部の電子軌道は偏
向コイルによって簡単に変更することができるが、照射
Ｘ線が目に見えない上、電子軌道を偏向させた場合に
は、透過Ｘ線光軸と電子レンズ系光軸を正確に整合させ
ることができなかった。また、エネルギー水準や波長に
より物体の部分ごとにＸ線の吸収特性が変化するためＸ
線像には対象物体について多くの情報が含まれている
が、開示された装置では可視化できる画像は１種類に限
られるので別の特性を利用するときは測定条件を変更し
て改めて観察する必要があった。このように、Ｘ線像に
は多岐にわたる情報が含まれているのにも拘わらず、こ
れら情報をうまく引き出して活用することについて配慮
されていなかった。
向コイルによって簡単に変更することができるが、照射
Ｘ線が目に見えない上、電子軌道を偏向させた場合に
は、透過Ｘ線光軸と電子レンズ系光軸を正確に整合させ
ることができなかった。また、エネルギー水準や波長に
より物体の部分ごとにＸ線の吸収特性が変化するためＸ
線像には対象物体について多くの情報が含まれている
が、開示された装置では可視化できる画像は１種類に限
られるので別の特性を利用するときは測定条件を変更し
て改めて観察する必要があった。このように、Ｘ線像に
は多岐にわたる情報が含まれているのにも拘わらず、こ
れら情報をうまく引き出して活用することについて配慮
されていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明が解決
しようとする課題は、球面収差および色収差の小さい磁
界レンズの最適な組合せによって高分解能を実現し、か
つ、倍率の変更によっても像が回転しないようなＸ線像
観察装置を提供することであり、また、検出特性の異な
る複数の検出器もしくは可視化ユニットを設けて、光軸
調整が容易で、実時間で観察でき、かつ視野内から所望
の部分を抽出でき、しかも高品質画像として記録が可能
な高性能Ｘ線像観察装置を提供することである。
しようとする課題は、球面収差および色収差の小さい磁
界レンズの最適な組合せによって高分解能を実現し、か
つ、倍率の変更によっても像が回転しないようなＸ線像
観察装置を提供することであり、また、検出特性の異な
る複数の検出器もしくは可視化ユニットを設けて、光軸
調整が容易で、実時間で観察でき、かつ視野内から所望
の部分を抽出でき、しかも高品質画像として記録が可能
な高性能Ｘ線像観察装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のＸ線像観察装置は、光電変換面、複数の磁
界レンズからなる電子像拡大レンズ系および電子像可視
化装置を備え、光電変換面からの光電子を加速して電子
像として結像し、拡大レンズで拡大して電子像可視化装
置に投影し、拡大像として可視化するものであって、電
子像可視化装置が複数の可視化ユニットを有し、さらに
電子像拡大レンズ系の下流に偏向コイルを設けることに
より電子流を偏向させて光電子像を投影する可視化ユニ
ットを選択できるようにしたことを特徴とする。また、
電子像拡大レンズ系は第１磁界レンズと第２磁界レンズ
で構成されるが、これら磁界レンズの間に第２の偏向コ
イルを設けることにより、両磁界レンズ相互の光軸調整
を行うことができるようになっている。さらに、この偏
向コイルで高倍率像をわずかな量だけ電気的にシフトす
ることもできる。
め、本発明のＸ線像観察装置は、光電変換面、複数の磁
界レンズからなる電子像拡大レンズ系および電子像可視
化装置を備え、光電変換面からの光電子を加速して電子
像として結像し、拡大レンズで拡大して電子像可視化装
置に投影し、拡大像として可視化するものであって、電
子像可視化装置が複数の可視化ユニットを有し、さらに
電子像拡大レンズ系の下流に偏向コイルを設けることに
より電子流を偏向させて光電子像を投影する可視化ユニ
ットを選択できるようにしたことを特徴とする。また、
電子像拡大レンズ系は第１磁界レンズと第２磁界レンズ
で構成されるが、これら磁界レンズの間に第２の偏向コ
イルを設けることにより、両磁界レンズ相互の光軸調整
を行うことができるようになっている。さらに、この偏
向コイルで高倍率像をわずかな量だけ電気的にシフトす
ることもできる。
【０００９】なお、光電変換面はＸ線が入射すると線量
に対応する電子を放出するものであって、このような光
電変換面は、Ｘ線透過性の膜の上に光電変換機能を有す
る薄膜を形成することにより構成することができる。こ
の光電変換面では、Ｘ線透過膜側からＸ線が入射すると
線量に対応する光電子が光電変換機能薄膜上に生成する
ので、これを正電界で加速し結像することにより、Ｘ線
像を光電子像に変換することができる。
に対応する電子を放出するものであって、このような光
電変換面は、Ｘ線透過性の膜の上に光電変換機能を有す
る薄膜を形成することにより構成することができる。こ
の光電変換面では、Ｘ線透過膜側からＸ線が入射すると
線量に対応する光電子が光電変換機能薄膜上に生成する
ので、これを正電界で加速し結像することにより、Ｘ線
像を光電子像に変換することができる。
【００１０】また、複数の可視化ユニットのうちの１個
を光電変換面に照射するＸ線の軸上に配置することが好
ましい。何故なら、Ｘ線は磁界レンズなどの存在にかか
わらず装置内を直進するため、Ｘ線軸上に中央可視化ユ
ニットを配置することによりＸ線照射軸の位置を中央可
視化ユニット上に目視できる形で確認することができる
からである。したがって、中央可視化ユニットを用いれ
ば、容易に電子レンズ系の光軸とＸ線軸が一致するよう
に調整することができる。その後に、Ｘ線軸から外れる
ところに設置された他の可視化ユニットに偏向コイルを
用いて光電子像を投影させる。
を光電変換面に照射するＸ線の軸上に配置することが好
ましい。何故なら、Ｘ線は磁界レンズなどの存在にかか
わらず装置内を直進するため、Ｘ線軸上に中央可視化ユ
ニットを配置することによりＸ線照射軸の位置を中央可
視化ユニット上に目視できる形で確認することができる
からである。したがって、中央可視化ユニットを用いれ
ば、容易に電子レンズ系の光軸とＸ線軸が一致するよう
に調整することができる。その後に、Ｘ線軸から外れる
ところに設置された他の可視化ユニットに偏向コイルを
用いて光電子像を投影させる。
【００１１】なお、光電子像の結像位置に設けられる複
数の可視化ユニットは感度、ダイナミックレンジなど特
性が異なるものを含むようにすることが好ましい。一般
に、光電子に変換されずに透過するＸ線は相当の強度を
有し、また電子光学的な軸合わせも強い電子ビームで行
う方が容易であるので、これらのＸ線や電子線の軸合わ
せに用いる中央可視化ユニットには最も丈夫で安価な蛍
光塗料を用いることが最適である。蛍光塗料は弱い入射
信号に対しては出力光量が不足で極めて長時間の露出を
要するので、他の電子的増幅をしたユニットとの併用が
必要となる。しかし、中央部に蛍光塗料による蛍光面を
用いることは極めて有効であり、現状では不可欠であ
る。
数の可視化ユニットは感度、ダイナミックレンジなど特
性が異なるものを含むようにすることが好ましい。一般
に、光電子に変換されずに透過するＸ線は相当の強度を
有し、また電子光学的な軸合わせも強い電子ビームで行
う方が容易であるので、これらのＸ線や電子線の軸合わ
せに用いる中央可視化ユニットには最も丈夫で安価な蛍
光塗料を用いることが最適である。蛍光塗料は弱い入射
信号に対しては出力光量が不足で極めて長時間の露出を
要するので、他の電子的増幅をしたユニットとの併用が
必要となる。しかし、中央部に蛍光塗料による蛍光面を
用いることは極めて有効であり、現状では不可欠であ
る。
【００１２】電子増幅をした可視化ユニットの感度など
の検出特性は種類により異なり、たとえばマイクロチャ
ンネルプレートは、像の忠実度、分解能はそれ程良くな
いが、明るい像になるので実時間の像観察および記録に
適する。一方、ＣＣＤなどの半導体素子はマイクロチャ
ンネルプレートよりは長時間の積算を必要とするがダイ
ナミックレンジは極めて広く、量子効率も高いので良質
の像が期待できる。電子像可視化装置が特性差を有する
複数の可視化ユニットから構成されていれば、Ｘ線像に
含まれる多岐にわたる情報をそれぞれ引き出して利用す
ることができる。
の検出特性は種類により異なり、たとえばマイクロチャ
ンネルプレートは、像の忠実度、分解能はそれ程良くな
いが、明るい像になるので実時間の像観察および記録に
適する。一方、ＣＣＤなどの半導体素子はマイクロチャ
ンネルプレートよりは長時間の積算を必要とするがダイ
ナミックレンジは極めて広く、量子効率も高いので良質
の像が期待できる。電子像可視化装置が特性差を有する
複数の可視化ユニットから構成されていれば、Ｘ線像に
含まれる多岐にわたる情報をそれぞれ引き出して利用す
ることができる。
【００１３】また、偏向量を変化させれば可視化ユニッ
トの投影画像の中心位置と中央可視化ユニットにおける
光軸位置をずらすことができるので、元のＸ線像の適当
な位置における拡大画像を表示することができる。さら
に、複数の可視化ユニットについて異なる偏向量を設定
することにより、異なる位置の拡大像を簡単に切り替え
て観察することができる。
トの投影画像の中心位置と中央可視化ユニットにおける
光軸位置をずらすことができるので、元のＸ線像の適当
な位置における拡大画像を表示することができる。さら
に、複数の可視化ユニットについて異なる偏向量を設定
することにより、異なる位置の拡大像を簡単に切り替え
て観察することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下実施例を用いて本発明を詳細
に説明する。図１は本実施例のＸ線像観察装置を示す概
念構成図である。本実施例のＸ線像観察装置は、真空容
器１と電子像拡大レンズ系２と電磁偏向コイル３１、３
３を備える。真空容器１は、直管の一端に拡幅された可
視化装置１１が形成されたもので、可視化装置１１には
電子像可視化ユニット４が収納され、可視化装置１１の
反対側端部１２には光電変換面５が形成されている。
に説明する。図１は本実施例のＸ線像観察装置を示す概
念構成図である。本実施例のＸ線像観察装置は、真空容
器１と電子像拡大レンズ系２と電磁偏向コイル３１、３
３を備える。真空容器１は、直管の一端に拡幅された可
視化装置１１が形成されたもので、可視化装置１１には
電子像可視化ユニット４が収納され、可視化装置１１の
反対側端部１２には光電変換面５が形成されている。
【００１５】光電変換面５は、ベリリウム膜などのＸ線
透過性がある膜で形成された窓の内側に光電変換機能を
有する金などの薄膜を形成したもので、容器外部からＸ
線を照射すると真空容器１の内側に面する表面にＸ線像
に応じた光電子像を生成する。本装置を密着型Ｘ線顕微
鏡方式で用いる場合には、光電変換面５に試料を密着さ
せてその上からＸ線を照射する。照射されたＸ線は、試
料中の材質や透過厚さに従って吸収されるので、光電変
換面５に形成される光電子像は試料形状や試料を構成す
る材料に関する情報が含まれ、このＸ線像を解析するこ
とにより試料の性質を解明することができる。また、試
料を離してセットして可干渉性の大きいＸ線を照射し、
物体を透過したＸ線を光電変換面５に投影してＸ線ホロ
グラムを作る方式の場合においても、同様の情報を含む
光電子による拡大Ｘ線ホログラム像を得ることができ
る。得られたホログラム像は再生処理によって普通のＸ
線像に戻される。
透過性がある膜で形成された窓の内側に光電変換機能を
有する金などの薄膜を形成したもので、容器外部からＸ
線を照射すると真空容器１の内側に面する表面にＸ線像
に応じた光電子像を生成する。本装置を密着型Ｘ線顕微
鏡方式で用いる場合には、光電変換面５に試料を密着さ
せてその上からＸ線を照射する。照射されたＸ線は、試
料中の材質や透過厚さに従って吸収されるので、光電変
換面５に形成される光電子像は試料形状や試料を構成す
る材料に関する情報が含まれ、このＸ線像を解析するこ
とにより試料の性質を解明することができる。また、試
料を離してセットして可干渉性の大きいＸ線を照射し、
物体を透過したＸ線を光電変換面５に投影してＸ線ホロ
グラムを作る方式の場合においても、同様の情報を含む
光電子による拡大Ｘ線ホログラム像を得ることができ
る。得られたホログラム像は再生処理によって普通のＸ
線像に戻される。
【００１６】光電変換面５の内側に隣接して加速電極と
なる電子線用アパーチャー５１が設けられている。光電
変換面５は陰極になっているので、光電変換面５から放
出された光電子は電子線用アパーチャー５１との間に生
成する電位差によって真空容器１の内部に向かって加速
される。電子線用アパーチャー５１にはピンホールが設
けられていて、加速された光電子のうち適当な開き角を
有するものだけを選り分けて、結像される光電子像の像
質を向上させる。
なる電子線用アパーチャー５１が設けられている。光電
変換面５は陰極になっているので、光電変換面５から放
出された光電子は電子線用アパーチャー５１との間に生
成する電位差によって真空容器１の内部に向かって加速
される。電子線用アパーチャー５１にはピンホールが設
けられていて、加速された光電子のうち適当な開き角を
有するものだけを選り分けて、結像される光電子像の像
質を向上させる。
【００１７】電子像可視化ユニット４は、光電子像を可
視像化する機能素子で、たとえばマイクロチャンネルプ
レートなどの電子増幅素子４１と蛍光面などの可視化素
子４２から構成され、肉眼で観察できる可視像にした
り、さらに、図には表示しないが、蛍光面の後方に設け
られたリレーレンズを内蔵する光学系とＣＣＤカメラに
より電気信号化して画像処理してからモニターに表示す
る機能を付帯しても良い。電子像可視化ユニット４は、
拡幅部に複数配置されている。可視化ユニットのうち１
個を光電変換面５に照射するＸ線の軸上に配置して中央
可視化ユニット４３とし、他の可視化ユニット４を中央
可視化ユニット４３の周囲に配置する。
視像化する機能素子で、たとえばマイクロチャンネルプ
レートなどの電子増幅素子４１と蛍光面などの可視化素
子４２から構成され、肉眼で観察できる可視像にした
り、さらに、図には表示しないが、蛍光面の後方に設け
られたリレーレンズを内蔵する光学系とＣＣＤカメラに
より電気信号化して画像処理してからモニターに表示す
る機能を付帯しても良い。電子像可視化ユニット４は、
拡幅部に複数配置されている。可視化ユニットのうち１
個を光電変換面５に照射するＸ線の軸上に配置して中央
可視化ユニット４３とし、他の可視化ユニット４を中央
可視化ユニット４３の周囲に配置する。
【００１８】なお、可視化ユニット４は、それぞれエネ
ルギー感度や検出波長など電子像検出機能に差のある素
子を用いて構成しても良い。可視化ユニット４は拡幅部
の可視化装置１１の端面に互いに特性の違う電子像変換
部を形成することにより構成するが、それぞれ筒で仕切
って、互いに干渉しないようにしてもよい。特に中央可
視化ユニット４３は反射したＸ線が散乱して他の可視化
ユニット４に侵入しないように周囲を囲む仕切り４４を
設けることが好ましい。
ルギー感度や検出波長など電子像検出機能に差のある素
子を用いて構成しても良い。可視化ユニット４は拡幅部
の可視化装置１１の端面に互いに特性の違う電子像変換
部を形成することにより構成するが、それぞれ筒で仕切
って、互いに干渉しないようにしてもよい。特に中央可
視化ユニット４３は反射したＸ線が散乱して他の可視化
ユニット４に侵入しないように周囲を囲む仕切り４４を
設けることが好ましい。
【００１９】電子像拡大レンズ系２は、光電変換面５の
位置付近に配置される第１磁界レンズ２１と、真空容器
１の直管部１３の中間に配置される第２磁界レンズ２２
で構成される。第１磁界レンズ２１は、光電変換面５か
らの光電子を結像する対物レンズとして作用し、第２磁
界レンズ２２は、第１磁界レンズ２１で結像した光電子
像を拡大して可視化ユニット４の受像面に結像させる投
射レンズとして作用する。投射レンズは、１組の同じ構
造を持つレンズが逆向きに励磁されるようにしてあり、
倍率を変化させても像の回転が生じないようになってい
る。第１磁界レンズ２１と第２磁界レンズ２２の励磁電
流を調整することにより、可視化ユニット４に形成する
電子拡大像の倍率が変化しても対物レンズのピント合わ
せにより鮮明な状態を維持することができる。
位置付近に配置される第１磁界レンズ２１と、真空容器
１の直管部１３の中間に配置される第２磁界レンズ２２
で構成される。第１磁界レンズ２１は、光電変換面５か
らの光電子を結像する対物レンズとして作用し、第２磁
界レンズ２２は、第１磁界レンズ２１で結像した光電子
像を拡大して可視化ユニット４の受像面に結像させる投
射レンズとして作用する。投射レンズは、１組の同じ構
造を持つレンズが逆向きに励磁されるようにしてあり、
倍率を変化させても像の回転が生じないようになってい
る。第１磁界レンズ２１と第２磁界レンズ２２の励磁電
流を調整することにより、可視化ユニット４に形成する
電子拡大像の倍率が変化しても対物レンズのピント合わ
せにより鮮明な状態を維持することができる。
【００２０】第２電磁偏向コイル３３は、直管部１３と
拡幅部の可視化装置１１の境付近に配置され、これに供
給する電流を制御する偏向コイル制御装置３４を付属さ
せて、コイル電流を調整することにより、電子拡大像を
投射するために選択した任意の可視化ユニット４に向け
て電子ビームを偏向させる。なお、第２電磁偏向コイル
３３に代えて、静電偏向板を用いることもできる。
拡幅部の可視化装置１１の境付近に配置され、これに供
給する電流を制御する偏向コイル制御装置３４を付属さ
せて、コイル電流を調整することにより、電子拡大像を
投射するために選択した任意の可視化ユニット４に向け
て電子ビームを偏向させる。なお、第２電磁偏向コイル
３３に代えて、静電偏向板を用いることもできる。
【００２１】本実施例のＸ線像観察装置によれば、光電
変換面５にＸ線が入射すると光電変換面５の真空容器１
側にＸ線強度に対応して光電子が放出される。電子線用
アパーチャー５１と光電変換面５との間に印加された電
位差により光電変換面５に強い電界が作用しているた
め、表面に発生した光電子は真空容器１の内側に引き出
されて拡幅部の可視化装置１１に向かって加速される。
変換面５にＸ線が入射すると光電変換面５の真空容器１
側にＸ線強度に対応して光電子が放出される。電子線用
アパーチャー５１と光電変換面５との間に印加された電
位差により光電変換面５に強い電界が作用しているた
め、表面に発生した光電子は真空容器１の内側に引き出
されて拡幅部の可視化装置１１に向かって加速される。
【００２２】電子線用アパーチャー５１にはピンホール
が設けられているため、電子線のうち直管部１３の軸に
対して大きな角度を有するものは除去されて適当な開き
角以内の成分のみが通過して電子像拡大レンズ系２の領
域に進入する。電子像拡大レンズ系２の対物レンズとし
て作用する第１磁界レンズ２１は光電変換面５上に生成
された光電子を投射レンズとして作用する第２磁界レン
ズ２２の手前に結像する。第２磁界レンズ２２は結像し
た光電子像を拡大して可視化ユニット４の受像面に結像
する。
が設けられているため、電子線のうち直管部１３の軸に
対して大きな角度を有するものは除去されて適当な開き
角以内の成分のみが通過して電子像拡大レンズ系２の領
域に進入する。電子像拡大レンズ系２の対物レンズとし
て作用する第１磁界レンズ２１は光電変換面５上に生成
された光電子を投射レンズとして作用する第２磁界レン
ズ２２の手前に結像する。第２磁界レンズ２２は結像し
た光電子像を拡大して可視化ユニット４の受像面に結像
する。
【００２３】なお、第１磁界レンズ２１と第２磁界レン
ズ２２の間には、第１の電磁偏向コイル３１が介装され
ており第１の偏向コイル制御装置３２により調整できる
ようになっていて、両レンズの間の軸合わせと、高倍率
像の僅かな電気的シフトに利用されている。このように
して、光電変換面５から放出された光電子像は第１磁界
レンズ２１と第２磁界レンズ２２の働きにより所定の距
離だけ離れた位置に像を結ぶ。
ズ２２の間には、第１の電磁偏向コイル３１が介装され
ており第１の偏向コイル制御装置３２により調整できる
ようになっていて、両レンズの間の軸合わせと、高倍率
像の僅かな電気的シフトに利用されている。このように
して、光電変換面５から放出された光電子像は第１磁界
レンズ２１と第２磁界レンズ２２の働きにより所定の距
離だけ離れた位置に像を結ぶ。
【００２４】また、複数設けられた可視化ユニット４に
は、それぞれ異なる特性を有する撮像素子を配置できる
ので、第２電磁偏向コイル３３で可視化ユニット４を切
り替えて光電子像を投影することによって、それぞれの
検出器の特性に応じたＸ線像を取得することができる。
したがって、たとえば可視化ユニット４としてダイナミ
ックレンジ、量子効率あるいはノイズ特性が異なるもの
を選択しておくと、第２電磁偏向コイル３３を切り替え
ることにより異なる特性の可視化ユニットを選べるの
で、ひとつのＸ線像から試料に関するいろいろな特性を
引き出して観察することができるようになる。
は、それぞれ異なる特性を有する撮像素子を配置できる
ので、第２電磁偏向コイル３３で可視化ユニット４を切
り替えて光電子像を投影することによって、それぞれの
検出器の特性に応じたＸ線像を取得することができる。
したがって、たとえば可視化ユニット４としてダイナミ
ックレンジ、量子効率あるいはノイズ特性が異なるもの
を選択しておくと、第２電磁偏向コイル３３を切り替え
ることにより異なる特性の可視化ユニットを選べるの
で、ひとつのＸ線像から試料に関するいろいろな特性を
引き出して観察することができるようになる。
【００２５】
【発明の効果】Ｘ線像観察装置は、本来分解能が良くダ
イナミックレンジの広い像を得ることを目的とするが、
本発明のＸ線像観察装置は、それに加えて、異なる特性
を持つ複数の可視化ユニットを設けることで同じ試料に
ついて検出方式の異なるＸ線像を簡単に切り替えて観測
することができ、目的に応じた多岐の観察が可能とな
る。また、透過Ｘ線光軸と電子レンズ系光軸のずれを簡
単に評価することができて調整が容易なため、熟練者が
いないところでも十分に実用することができる。
イナミックレンジの広い像を得ることを目的とするが、
本発明のＸ線像観察装置は、それに加えて、異なる特性
を持つ複数の可視化ユニットを設けることで同じ試料に
ついて検出方式の異なるＸ線像を簡単に切り替えて観測
することができ、目的に応じた多岐の観察が可能とな
る。また、透過Ｘ線光軸と電子レンズ系光軸のずれを簡
単に評価することができて調整が容易なため、熟練者が
いないところでも十分に実用することができる。
【図１】本発明に係る１実施例のＸ線像観察装置を示す
概念構成図である。
概念構成図である。
【図２】従来のＸ線像観察装置の概念図である。
【符号の説明】
１…真空容器、１１…可視化装置、１２…真空容器端
部、１３…真空容器直管部、２…電子像拡大レンズ系、
２１…第１磁界レンズ、２２…第２磁界レンズ、３１…
第１電磁偏向コイル、３２…第１電磁偏向コイル制御装
置、３３…第２電磁偏向コイル、３４…第２電磁偏向コ
イル制御装置、４…電子像可視化ユニット、４１…電子
増幅素子、４２…可視化素子、４３…中央可視化ユニッ
ト、４４…仕切り、５…光電変換面、５１…対物レンズ
アパーチャー
部、１３…真空容器直管部、２…電子像拡大レンズ系、
２１…第１磁界レンズ、２２…第２磁界レンズ、３１…
第１電磁偏向コイル、３２…第１電磁偏向コイル制御装
置、３３…第２電磁偏向コイル、３４…第２電磁偏向コ
イル制御装置、４…電子像可視化ユニット、４１…電子
増幅素子、４２…可視化素子、４３…中央可視化ユニッ
ト、４４…仕切り、５…光電変換面、５１…対物レンズ
アパーチャー
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 栄治
千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業
株式会社野田工場内
(72)発明者 藤井 貞夫
千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業
株式会社野田工場内
(72)発明者 室 幹雄
千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業
株式会社野田工場内
Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA11 CA01 DA01 DA02
HA12 HA13
2G088 EE01 FF02 FF10 GG25 GG28
JJ01 JJ09 MM05
5C037 GG01 GG05 GG08 GH01 GH09
GH11 GH13 GH20
Claims (8)
- 【請求項１】 光電変換面と、複数の磁界レンズからな
る電子像拡大レンズ系と、電子像可視化装置を備え、光
電変換面からの光電子像を電子光学的に結像・拡大して
電子像可視化装置に投影し拡大像として可視化するＸ線
像観察装置であって、前記電子像可視化装置が複数の可
視化ユニットを有し、前記電子像拡大レンズ系の下流に
電子流偏向素子を設けて、該電子流偏向素子により電子
流を偏向させて可視化ユニットを選択するようにしたこ
とを特徴とするＸ線像観察装置。 - 【請求項２】 前記光電変換面はＸ線が入射すると線量
に対応する光電子を放出するものであることを特徴とす
る請求項１記載のＸ線像観察装置。 - 【請求項３】 前記電子像拡大レンズ系は、球面収差お
よび色収差が極力小さくなるような最適な電子光学的設
計がなされていて、高分解能なものであるのみならず、
低倍率から数千倍の倍率まで像が回転しないままズーミ
ングできることを特徴とする請求項１または２記載のＸ
線像観察装置。 - 【請求項４】 前記電子像拡大レンズ系は、対物レンズ
としての第１の磁界レンズと投射レンズとしての第２の
磁界レンズを直列に配置したものであって、該第１磁界
レンズと第２磁界レンズの間に電磁偏向コイルを配置し
たことを特徴とする請求項３記載のＸ線像観察装置。 - 【請求項５】 前記複数の可視化ユニットのうちの１個
を前記光電変換面に照射するＸ線の軸上に配置すること
を特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のＸ線像
観察装置。 - 【請求項６】 前記複数の可視化ユニットは検出特性が
異なる撮像素子を含むことを特徴とする請求項１から５
のいずれかに記載のＸ線像観察装置。 - 【請求項７】 前記電子流偏向素子は光電子像を投影す
る可視化ユニットを予め決められた順で、もしくは任意
に選択して、該可視化ユニットごとに異なる特性に基づ
く画像を形成させることを特徴とする請求項６記載のＸ
線像観察装置。 - 【請求項８】 前記電子流偏向素子は電磁偏向コイルで
あることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載
のＸ線像観察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316191A JP3705760B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 最適電子光学設計による高性能ｘ線像観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001316191A JP3705760B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 最適電子光学設計による高性能ｘ線像観察装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003123676A true JP2003123676A (ja) | 2003-04-25 |
| JP3705760B2 JP3705760B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=19134240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001316191A Expired - Fee Related JP3705760B2 (ja) | 2001-10-15 | 2001-10-15 | 最適電子光学設計による高性能ｘ線像観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3705760B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106707327A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-24 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种x射线成像器件的瞄准装置及其调校方法和应用方法 |
-
2001
- 2001-10-15 JP JP2001316191A patent/JP3705760B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106707327A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-24 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种x射线成像器件的瞄准装置及其调校方法和应用方法 |
| CN106707327B (zh) * | 2017-01-11 | 2023-05-26 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种x射线成像器件的瞄准装置及其调校方法和应用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3705760B2 (ja) | 2005-10-12 |
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