JP2003344596A - Ｘ線管の光軸合わせ方法 - Google Patents
Ｘ線管の光軸合わせ方法Info
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- JP2003344596A JP2003344596A JP2002157010A JP2002157010A JP2003344596A JP 2003344596 A JP2003344596 A JP 2003344596A JP 2002157010 A JP2002157010 A JP 2002157010A JP 2002157010 A JP2002157010 A JP 2002157010A JP 2003344596 A JP2003344596 A JP 2003344596A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２段以上の磁場型電子レンズを備えるＸ線管
の光軸合わせを確実に行う。 【解決手段】 アライメントコイルによる電子ビームの
調整を、単純偏向機能、チルト機能及びピボット機能を
逐次に又は組み合わせて段階的に行う。初期状態で
は、電子ビーム（破線で示されている）はレンズ中心と
異なる位置に入射している。まず、アライメントコイ
ルを用いて、電子ビームがレンズ中心に入射するように
調整する。その後、レンズ中心をピボット点としてビ
ーム角度をふり、電子ビームが光軸と一致するように調
整する。
の光軸合わせを確実に行う。 【解決手段】 アライメントコイルによる電子ビームの
調整を、単純偏向機能、チルト機能及びピボット機能を
逐次に又は組み合わせて段階的に行う。初期状態で
は、電子ビーム（破線で示されている）はレンズ中心と
異なる位置に入射している。まず、アライメントコイ
ルを用いて、電子ビームがレンズ中心に入射するように
調整する。その後、レンズ中心をピボット点としてビ
ーム角度をふり、電子ビームが光軸と一致するように調
整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は試料にＸ線を照射し
て内部構造などを観察するのに使用するＸ線管に関し、
特に微小なサイズのＸ線ビームを発生することのできる
Ｘ線管に関するものである。
て内部構造などを観察するのに使用するＸ線管に関し、
特に微小なサイズのＸ線ビームを発生することのできる
Ｘ線管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線管では、電子顕微鏡と異なり、直接
電子ビームパターンを観察する手段がなく、電子光学系
の光軸合わせは主にＸ線撮像装置（Ｉ．Ｉ．）等のＸ線
検出器で測定されるＸ線量をもとに実行される。この方
法では、電子ビームがＸ線管の内部をどのような軌道を
描いてレンズへ入射しターゲットへ最終的に到達してい
るかを把握することが困難である。そのために、電子光
学系の光軸合わせを適切に行うことも困難であった。
電子ビームパターンを観察する手段がなく、電子光学系
の光軸合わせは主にＸ線撮像装置（Ｉ．Ｉ．）等のＸ線
検出器で測定されるＸ線量をもとに実行される。この方
法では、電子ビームがＸ線管の内部をどのような軌道を
描いてレンズへ入射しターゲットへ最終的に到達してい
るかを把握することが困難である。そのために、電子光
学系の光軸合わせを適切に行うことも困難であった。
【０００３】Ｘ線管において電子光学系の光軸調整が不
完全な場合、電子レンズのレンズパワーを変化させる
と、電子レンズで縮小結象された焦点（電子ビームスポ
ット）位置が移動してしまい、場合によっては電子ビー
ムが全くターゲットへ到達しなくなるという不具合が生
じる。
完全な場合、電子レンズのレンズパワーを変化させる
と、電子レンズで縮小結象された焦点（電子ビームスポ
ット）位置が移動してしまい、場合によっては電子ビー
ムが全くターゲットへ到達しなくなるという不具合が生
じる。
【０００４】特に、Ｘ線焦点サイズを小さくする目的で
２段又はそれ以上の電子レンズで電子ビームを縮小結像
する装置では、電子レンズの個数と同じだけの光軸が存
在し、電子ビームがすべての光軸に対して一致するよう
に調整する必要がある。複数の電子レンズを装備するＸ
線管では、不完全な光軸調整による電子ビームずれの挙
動は複雑となり、Ｘ線装置の性能を劣化させてしまう。
したがって、複数の光軸に対して確実に光軸合わせを行
うことが必要となるが、電子ビーム軌道を把握できない
従来方法では、調整が非常に困難となる。
２段又はそれ以上の電子レンズで電子ビームを縮小結像
する装置では、電子レンズの個数と同じだけの光軸が存
在し、電子ビームがすべての光軸に対して一致するよう
に調整する必要がある。複数の電子レンズを装備するＸ
線管では、不完全な光軸調整による電子ビームずれの挙
動は複雑となり、Ｘ線装置の性能を劣化させてしまう。
したがって、複数の光軸に対して確実に光軸合わせを行
うことが必要となるが、電子ビーム軌道を把握できない
従来方法では、調整が非常に困難となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】電子光学系に対する光
軸合わせは、電子顕微鏡の分野で開発されてきた。電子
顕微鏡では、蛍光板や撮像管を用いて電子ビームパター
ンを直接観察しながら軸調整が行える。ところが、Ｘ線
管では一般的に、電子ビームを直接観察する手段がない
ために、電子光学系の光軸合わせの感覚をつかみにく
い。特に電子レンズが２つ又はそれ以上になると、調整
作業は非常に困難となる。
軸合わせは、電子顕微鏡の分野で開発されてきた。電子
顕微鏡では、蛍光板や撮像管を用いて電子ビームパター
ンを直接観察しながら軸調整が行える。ところが、Ｘ線
管では一般的に、電子ビームを直接観察する手段がない
ために、電子光学系の光軸合わせの感覚をつかみにく
い。特に電子レンズが２つ又はそれ以上になると、調整
作業は非常に困難となる。
【０００６】本発明では、Ｘ線透視像を得るために通
常、標準でＸ線管が備えているＸ線撮像装置でＸ線透視
像又はＸ線強度を測定しながら、電子ビームの軌道を偏
向するためのアライメントコイルを適切に制御し、２段
以上の磁場型電子レンズを備えるＸ線管の光軸合わせを
確実に行うことを目的とするものである。
常、標準でＸ線管が備えているＸ線撮像装置でＸ線透視
像又はＸ線強度を測定しながら、電子ビームの軌道を偏
向するためのアライメントコイルを適切に制御し、２段
以上の磁場型電子レンズを備えるＸ線管の光軸合わせを
確実に行うことを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子銃と電子
銃からの電子ビームが照射されてＸ線を発生するターゲ
ットとの間に配置されて電子ビームを縮小結像させる２
段以上の電子レンズと、電子銃と１段目の電子レンズ及
び電子レンズ間にそれぞれ配置されて電子ビーム軌道を
偏向できるアライメントコイルとを備えたＸ線管を対象
とし、ターゲットの背後にＸ線撮像装置を配置してその
Ｘ線撮像装置によりターゲットに到達する電子ビームを
検知しながらアライメントコイルを用いて電子ビームの
軌道を調整する光軸合わせ方法において、アライメント
コイルによる電子ビームの調整は、アライメントコイル
に入射した電子ビームを曲げて、その射出角度を変える
単純偏向機能と、光源から任意の角度で放出されている
電子ビームを光軸上にもどすチルト機能と、ある固定点
を中心にして電子ビームの入射角度を任意にふるピボッ
ト機能とを逐次に又は組み合わせて段階的に行うことを
特徴とするものである。
銃からの電子ビームが照射されてＸ線を発生するターゲ
ットとの間に配置されて電子ビームを縮小結像させる２
段以上の電子レンズと、電子銃と１段目の電子レンズ及
び電子レンズ間にそれぞれ配置されて電子ビーム軌道を
偏向できるアライメントコイルとを備えたＸ線管を対象
とし、ターゲットの背後にＸ線撮像装置を配置してその
Ｘ線撮像装置によりターゲットに到達する電子ビームを
検知しながらアライメントコイルを用いて電子ビームの
軌道を調整する光軸合わせ方法において、アライメント
コイルによる電子ビームの調整は、アライメントコイル
に入射した電子ビームを曲げて、その射出角度を変える
単純偏向機能と、光源から任意の角度で放出されている
電子ビームを光軸上にもどすチルト機能と、ある固定点
を中心にして電子ビームの入射角度を任意にふるピボッ
ト機能とを逐次に又は組み合わせて段階的に行うことを
特徴とするものである。
【０００８】対象とするＸ線管の好ましい一例は、アラ
イメントコイルを電子銃と１段目の電子レンズ及び電子
レンズ間にそれぞれ２段づつ備えたものであり、かつ各
電子レンズのギャップ部分に絞りを備えて電子ビームの
通過範囲を制限しているものである。
イメントコイルを電子銃と１段目の電子レンズ及び電子
レンズ間にそれぞれ２段づつ備えたものであり、かつ各
電子レンズのギャップ部分に絞りを備えて電子ビームの
通過範囲を制限しているものである。
【０００９】また、電子レンズは磁場型とすることがで
きる。その場合、このＸ線管はレンズ励磁電流を変調す
る装置を備え、電子レンズに供給する励磁電流を変調す
ることにより観察されるＸ線透視像の振動を観測し、光
軸と電子ビームの一致度を評価しながら、アライメント
コイルを調整して電子光学系の光軸合わせを行う工程を
さらに備えていることが好ましい。
きる。その場合、このＸ線管はレンズ励磁電流を変調す
る装置を備え、電子レンズに供給する励磁電流を変調す
ることにより観察されるＸ線透視像の振動を観測し、光
軸と電子ビームの一致度を評価しながら、アライメント
コイルを調整して電子光学系の光軸合わせを行う工程を
さらに備えていることが好ましい。
【００１０】各電子レンズにおいては、アライメントコ
イルを用いて、電子ビームが電子レンズ中心に入射する
ように調整し、その後、レンズ中心をピボット点として
電子ビームの角度をふり、電子ビームがその電子レンズ
の光軸と一致するように調整することが好ましい。
イルを用いて、電子ビームが電子レンズ中心に入射する
ように調整し、その後、レンズ中心をピボット点として
電子ビームの角度をふり、電子ビームがその電子レンズ
の光軸と一致するように調整することが好ましい。
【００１１】
【作用】２段以上の電子レンズから構成されるＸ線管で
は、電子銃から放出された電子ビームがどのような軌道
をたどってターゲットへ到達しているかを把握すること
は困難であり、光軸調整が複雑となる。本発明に示す単
純偏向機能、チルト機能及びピボット機能を逐次に又は
組み合わせて段階的に行う手順に従って電子ビーム軌道
をアライメントコイルで偏向し調整を行うことで、Ｘ線
管内の電ビームの軌道を把握でき、複雑な光軸合わせ作
業を確実に行うことができる。
は、電子銃から放出された電子ビームがどのような軌道
をたどってターゲットへ到達しているかを把握すること
は困難であり、光軸調整が複雑となる。本発明に示す単
純偏向機能、チルト機能及びピボット機能を逐次に又は
組み合わせて段階的に行う手順に従って電子ビーム軌道
をアライメントコイルで偏向し調整を行うことで、Ｘ線
管内の電ビームの軌道を把握でき、複雑な光軸合わせ作
業を確実に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１にＬａＢ６−マイクロフォー
カスＸ線管の光学系概念図を示す。ＬａＢ６を陰極とす
る電子銃Gunから放出された電子ビームを、アライメン
トコイルCoil１，Coil２とCoil３，Coil４を用いて軌道
を変え、二つの電子レンズLens１，２の光軸に入射させ
る。以下、アライメントコイルCoil１等を単に「コイル
１」等といい、電子レンズLens１等を単に「レンズ１」
等という。アライメントコイルは、電子銃とレンズ１の
間、及びレンズ１とレンズ２の間にそれぞれ２段づつ配
置されている。レンズ１、レンズ２では、それぞれのギ
ャップ部分に、絞り（Aperture）１、絞り２がそれぞれ
配置され、電子ビームの通過範囲を制限している。
カスＸ線管の光学系概念図を示す。ＬａＢ６を陰極とす
る電子銃Gunから放出された電子ビームを、アライメン
トコイルCoil１，Coil２とCoil３，Coil４を用いて軌道
を変え、二つの電子レンズLens１，２の光軸に入射させ
る。以下、アライメントコイルCoil１等を単に「コイル
１」等といい、電子レンズLens１等を単に「レンズ１」
等という。アライメントコイルは、電子銃とレンズ１の
間、及びレンズ１とレンズ２の間にそれぞれ２段づつ配
置されている。レンズ１、レンズ２では、それぞれのギ
ャップ部分に、絞り（Aperture）１、絞り２がそれぞれ
配置され、電子ビームの通過範囲を制限している。
【００１３】Ｘ−Ｚ平面には、図示のように、電子ビー
ムをＹ方向へ偏向するアライメントコイルが４つ（コイ
ル１〜コイル４）配置されており、図には表れていない
が、Ｙ−Ｚ平面にも同様にＸ偏向用のアライメントコイ
ルが４つ配置されている。図で破線で示されているのは
光軸であり、光軸合わせのことをアライメントと呼ぶ。
ムをＹ方向へ偏向するアライメントコイルが４つ（コイ
ル１〜コイル４）配置されており、図には表れていない
が、Ｙ−Ｚ平面にも同様にＸ偏向用のアライメントコイ
ルが４つ配置されている。図で破線で示されているのは
光軸であり、光軸合わせのことをアライメントと呼ぶ。
【００１４】アライメントコイルの基本機能は図２に示
される３つである。アライメントコイルを単独で使用す
ると、電子ビームを１方向へ偏向できる（単純偏向）。
また、アライメントコイルを２段連動動作させることで
チルト（Tilt）機能とピボット（Pivot）機能を実現で
きる。
される３つである。アライメントコイルを単独で使用す
ると、電子ビームを１方向へ偏向できる（単純偏向）。
また、アライメントコイルを２段連動動作させることで
チルト（Tilt）機能とピボット（Pivot）機能を実現で
きる。
【００１５】（ａ）単純偏向（Deflection）機能（図２
左側図）：アライメントコイルに入射した電子ビームを
曲げて、その射出角度を変える機能である。
左側図）：アライメントコイルに入射した電子ビームを
曲げて、その射出角度を変える機能である。
【００１６】（ｂ）チルト（Tilt）機能（図２中央
図）：光源から任意の角度で放出されている電子ビーム
を、光軸上にもどす機能である。コイル１とコイル２を
連動させてチルト機能を実現するには、コイル１とコイ
ル２に１＋Ｌ0／Ｌ1：Ｌ0／Ｌ1の比でコイル電流を流せ
ばよい。
図）：光源から任意の角度で放出されている電子ビーム
を、光軸上にもどす機能である。コイル１とコイル２を
連動させてチルト機能を実現するには、コイル１とコイ
ル２に１＋Ｌ0／Ｌ1：Ｌ0／Ｌ1の比でコイル電流を流せ
ばよい。
【００１７】（ｃ）ピボット（Pivot）機能（図２右側
図）：ある固定点（ピボット点）を中心にして電子ビー
ムの入射角度を任意にふる機能である。コイル１とコイ
ル２を連動させてピボット機能を実現するには、コイル
１とコイル２に１：１＋Ｌ1／Ｌ2の比で電流を流せばよ
い。
図）：ある固定点（ピボット点）を中心にして電子ビー
ムの入射角度を任意にふる機能である。コイル１とコイ
ル２を連動させてピボット機能を実現するには、コイル
１とコイル２に１：１＋Ｌ1／Ｌ2の比で電流を流せばよ
い。
【００１８】この実施例のＬａＢ６−マイクロフォーカ
スＸ線管では、次の５つのアライメントコイル機能を用
いて光軸合わせを行う。 機能１：コイル１−２連動チルト機能 機能２：コイル１−２連動ピボット機能 機能３：コイル４−単純偏向機能 機能４： (コイル１−２連動ピボット機能)＋(回転補正用コイル
３−単純偏向機能)機能５：コイル３−４連動ピボット
機能
スＸ線管では、次の５つのアライメントコイル機能を用
いて光軸合わせを行う。 機能１：コイル１−２連動チルト機能 機能２：コイル１−２連動ピボット機能 機能３：コイル４−単純偏向機能 機能４： (コイル１−２連動ピボット機能)＋(回転補正用コイル
３−単純偏向機能)機能５：コイル３−４連動ピボット
機能
【００１９】ここで、機能４の(コイル１−２連動ピボ
ット機能)＋(回転補正用コイル３−単純偏向機能)は回
転補正付きコイル１−２連動ピボット機能とも称す。こ
の機能を図３を参照して説明する。
ット機能)＋(回転補正用コイル３−単純偏向機能)は回
転補正付きコイル１−２連動ピボット機能とも称す。こ
の機能を図３を参照して説明する。
【００２０】コイル１−２連動ピボット機能を用いて、
ビームがレンズ１へ入射する角度を変えると、レンズ２
での絞り２への入射位置も変わる。図３の左側の図に示
したように、コイル１−２連動ピボット機能でｘ方向角
度をδ変化させると、絞り２の面上で（Ｒcosφ，Ｒsin
φ）だけビームずれが生じる。ここで、Ｒ＝（Ｌ0＋
Ｌ1）tanδである。回転角φは、レンズ１が磁気レンズ
であるために物側と像側のｘ−ｙ座標系が回転すること
に起因する。
ビームがレンズ１へ入射する角度を変えると、レンズ２
での絞り２への入射位置も変わる。図３の左側の図に示
したように、コイル１−２連動ピボット機能でｘ方向角
度をδ変化させると、絞り２の面上で（Ｒcosφ，Ｒsin
φ）だけビームずれが生じる。ここで、Ｒ＝（Ｌ0＋
Ｌ1）tanδである。回転角φは、レンズ１が磁気レンズ
であるために物側と像側のｘ−ｙ座標系が回転すること
に起因する。
【００２１】コイル１−２連動ピボット機能使用にとも
なうビームの位置ずれは、コイル３による単純偏向機能
を用いてキャンセルできる。本装置では、図３の右側図
に示すように、コイル１−２連動ピボット機能に連動さ
せてコイル３−単純偏向機能を付加し、回転補正付きコ
イル１−２連動ピボット機能を実現している。すなわ
ち、コイル１−２連動ピボット機能でｘ方向にδふった
場合、レンズ１での回転作用を考慮すると、コイル３面
上では（ｒcosφ，ｒsinφ）の位置にビームがずれる。
このビームをコイル３による単純偏向機能でレンズ２で
の絞り２の中心にもどす。
なうビームの位置ずれは、コイル３による単純偏向機能
を用いてキャンセルできる。本装置では、図３の右側図
に示すように、コイル１−２連動ピボット機能に連動さ
せてコイル３−単純偏向機能を付加し、回転補正付きコ
イル１−２連動ピボット機能を実現している。すなわ
ち、コイル１−２連動ピボット機能でｘ方向にδふった
場合、レンズ１での回転作用を考慮すると、コイル３面
上では（ｒcosφ，ｒsinφ）の位置にビームがずれる。
このビームをコイル３による単純偏向機能でレンズ２で
の絞り２の中心にもどす。
【００２２】このように、回転補正付きコイル１−２連
動ピボット機能により任意のピボット角δに対して適切
な補正が行える。
動ピボット機能により任意のピボット角δに対して適切
な補正が行える。
【００２３】次に、この実施例におけるアライメントの
原理を説明する。図４はアライメントの概念を順に示し
たものである。ここでは、絞り中心とレンズ中心が一致
しているとする。） 初期状態では、電子ビーム（実線で示されている）は
レンズ中心と異なる位置に入射している。 まず、アライメントコイルを用いて、電子ビームがレ
ンズ中心に入射するように調整する。 その後、レンズ中心をピボット点としてビーム角度を
ふり、電子ビームが光軸と一致するように調整する。
原理を説明する。図４はアライメントの概念を順に示し
たものである。ここでは、絞り中心とレンズ中心が一致
しているとする。） 初期状態では、電子ビーム（実線で示されている）は
レンズ中心と異なる位置に入射している。 まず、アライメントコイルを用いて、電子ビームがレ
ンズ中心に入射するように調整する。 その後、レンズ中心をピボット点としてビーム角度を
ふり、電子ビームが光軸と一致するように調整する。
【００２４】図１で、電子銃から放出された電子ビーム
はまずレンズ１に入射する。アライメントは、初めにレ
ンズ１の光軸に電子ビームを合わせ、その後レンズ２の
光軸に電子ビームを合わせる。レンズ１に対するアライ
メント時は、レンズ２はオフにする。その後２つレンズ
１とレンズ２を連動動作させ、電子ビームをターゲット
にフォーカスさせた状態でアライメント調整を行う。
はまずレンズ１に入射する。アライメントは、初めにレ
ンズ１の光軸に電子ビームを合わせ、その後レンズ２の
光軸に電子ビームを合わせる。レンズ１に対するアライ
メント時は、レンズ２はオフにする。その後２つレンズ
１とレンズ２を連動動作させ、電子ビームをターゲット
にフォーカスさせた状態でアライメント調整を行う。
【００２５】以下に、手動アライメント手順を追いなが
らアライメントの原理について説明する。自動アライメ
ントの場合も、同様の処理を行う。
らアライメントの原理について説明する。自動アライメ
ントの場合も、同様の処理を行う。
【００２６】（１）レンズ１の中心に電子ビームの中心
を入射させる。具体的には次のように行う。 次のようにして、電子ビームが絞り１の中心付近を通
過するように調整する。絞り１としては、図５の左側の
図に示されるように、中央に電子ビームを通す本来の開
口が設けられており、その周囲のＸ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ方
向に４つの開口が内側を向くように設けられたものを使
用する。レンズ１、レンズ２ともにオフ状態のとき、電
子ビームは、レンズ１の絞り１へ入射する。コイル１−
２連動チルト機能を用いて電子ビームを絞り１上でスキ
ャンすると、図５右側の図に示すように、絞り１の４つ
の開口の内壁に電子ビームがあたってＸ線が発生し、Ｘ
線管正面に設置してあるＸ線撮像装置でＸ線画像を観測
すると、図５中央の図のように、絞り１の中央開口の周
辺にある４つの開口が輝点として確認できる。輝点Ｐn
（ｎ＝１，２，３，４）に対するコイル１−２連動チル
ト機能のアライメント量を（ＴＸn，ＴＹn）とすると、
アライメント量（（ＴＸ1＋ＴＸ2）／２，（ＴＹ3＋Ｔ
Ｙ4）／２）の電流をコイル１−２連動チルト機能のコ
イル１とコイル２へ与えると、絞り１の中央開口の中心
付近にビームを通すことができる。
を入射させる。具体的には次のように行う。 次のようにして、電子ビームが絞り１の中心付近を通
過するように調整する。絞り１としては、図５の左側の
図に示されるように、中央に電子ビームを通す本来の開
口が設けられており、その周囲のＸ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ方
向に４つの開口が内側を向くように設けられたものを使
用する。レンズ１、レンズ２ともにオフ状態のとき、電
子ビームは、レンズ１の絞り１へ入射する。コイル１−
２連動チルト機能を用いて電子ビームを絞り１上でスキ
ャンすると、図５右側の図に示すように、絞り１の４つ
の開口の内壁に電子ビームがあたってＸ線が発生し、Ｘ
線管正面に設置してあるＸ線撮像装置でＸ線画像を観測
すると、図５中央の図のように、絞り１の中央開口の周
辺にある４つの開口が輝点として確認できる。輝点Ｐn
（ｎ＝１，２，３，４）に対するコイル１−２連動チル
ト機能のアライメント量を（ＴＸn，ＴＹn）とすると、
アライメント量（（ＴＸ1＋ＴＸ2）／２，（ＴＹ3＋Ｔ
Ｙ4）／２）の電流をコイル１−２連動チルト機能のコ
イル１とコイル２へ与えると、絞り１の中央開口の中心
付近にビームを通すことができる。
【００２７】次に、電子ビームが効率よくターゲット
へ到達するように調整する。そのために、図６の左側図
に示されるように調整で定まった絞り１通過点をピボ
ット点とし、コイル１−２連動ピボット機能を用いて、
図６の右側図に示されるように電子ビームが効率よく絞
り２を通過するように、すなわち、Ｘ線撮像装置で検出
されるＸ線量が最大となるように、コイル１−２連動ピ
ボット機能を調節する。
へ到達するように調整する。そのために、図６の左側図
に示されるように調整で定まった絞り１通過点をピボ
ット点とし、コイル１−２連動ピボット機能を用いて、
図６の右側図に示されるように電子ビームが効率よく絞
り２を通過するように、すなわち、Ｘ線撮像装置で検出
されるＸ線量が最大となるように、コイル１−２連動ピ
ボット機能を調節する。
【００２８】次に、電子ビームが絞り１中心（レンズ
１中心）を通過するように調整する。そのために、ここ
でレンズ１をオンにし、電子ビームをターゲット面に結
像させる。図７左側図に示されるように、この時点では
電子ビームが光軸に一致していないため、レンズ１を励
磁するにつれて電子ビームはずれていく。ずれ量が大き
くなると電子ビームは絞り２を通過できなくなる。
１中心）を通過するように調整する。そのために、ここ
でレンズ１をオンにし、電子ビームをターゲット面に結
像させる。図７左側図に示されるように、この時点では
電子ビームが光軸に一致していないため、レンズ１を励
磁するにつれて電子ビームはずれていく。ずれ量が大き
くなると電子ビームは絞り２を通過できなくなる。
【００２９】レンズ１を徐々に励磁しながら、図７右側
図に示されるように、コイル４−単純偏向機能を用いて
ビームが絞り２を通過できるように調整する。レンズ１
により電子ビームがターゲット上に結像できたら、コイ
ル４−単純偏向機能で電子ビームをふり、ビーム中心が
絞り２の中央を通過するように調整する。
図に示されるように、コイル４−単純偏向機能を用いて
ビームが絞り２を通過できるように調整する。レンズ１
により電子ビームがターゲット上に結像できたら、コイ
ル４−単純偏向機能で電子ビームをふり、ビーム中心が
絞り２の中央を通過するように調整する。
【００３０】この状態で、図８に示されるように、コイ
ル１−２連動チルト機能を用い、Ｘ線撮像装置で検出さ
れるＸ線量が最大となるように調整する。この調整によ
り、電子ビームが絞り１の中心を通過するようになる。
ル１−２連動チルト機能を用い、Ｘ線撮像装置で検出さ
れるＸ線量が最大となるように調整する。この調整によ
り、電子ビームが絞り１の中心を通過するようになる。
【００３１】（２）電子ビームをレンズ１の光軸に合わ
せる。これまでの作業で、電子ビームが絞り１の中心を
通過した状態になっている（図４の状態） 次に、電子ビームと絞り１面の交点をピボット点とし
て、ビーム角度をふり、中心ビームを光軸に一致させる
（図４の状態）。光軸とビームが一致したかどうかを
判断するために、レンズ１の励磁電流を結像（focus）
状態から±数％〜１０％変調（レンズ１ウォブリングと
いう）しＸ線画像を観察する。光軸とビームが一致して
いない場合、観察されるパターンが回転移動する。光軸
とビームが一致すると、パターンの回転移動はなくなり
デフォーカスに起因するパター−ンの振動が観察される
ようになる。上記のピボット操作のために図３で説明し
た回転補正付きコイル１−２連動ピボット機能を用い
る。以上の（１）と（２）の操作により、レンズ１の光
軸に電子ビームを合わせることができる。
せる。これまでの作業で、電子ビームが絞り１の中心を
通過した状態になっている（図４の状態） 次に、電子ビームと絞り１面の交点をピボット点とし
て、ビーム角度をふり、中心ビームを光軸に一致させる
（図４の状態）。光軸とビームが一致したかどうかを
判断するために、レンズ１の励磁電流を結像（focus）
状態から±数％〜１０％変調（レンズ１ウォブリングと
いう）しＸ線画像を観察する。光軸とビームが一致して
いない場合、観察されるパターンが回転移動する。光軸
とビームが一致すると、パターンの回転移動はなくなり
デフォーカスに起因するパター−ンの振動が観察される
ようになる。上記のピボット操作のために図３で説明し
た回転補正付きコイル１−２連動ピボット機能を用い
る。以上の（１）と（２）の操作により、レンズ１の光
軸に電子ビームを合わせることができる。
【００３２】続けてレンズ２の光軸合わせを行う。レン
ズ２を（必要に応じてレンズ１も）励磁し、電子ビーム
をターゲットに結像させる。コイル４−単純偏向機能を
用いて、電子ビームを絞り２の中心に入射させ、レンズ
２ウォブリングを行い、Ｘ線画像を観察しながらコイル
３−４連動ピボット機能でビームをレンズ２の光軸に合
わせる。調整の仕方はレンズ１と同様である。
ズ２を（必要に応じてレンズ１も）励磁し、電子ビーム
をターゲットに結像させる。コイル４−単純偏向機能を
用いて、電子ビームを絞り２の中心に入射させ、レンズ
２ウォブリングを行い、Ｘ線画像を観察しながらコイル
３−４連動ピボット機能でビームをレンズ２の光軸に合
わせる。調整の仕方はレンズ１と同様である。
【００３３】以上に述べたアライメントは適当な加速電
圧（管電圧）に対して行う。アライメント後、加速電圧
を変化させた場合には、それに合わせてアライメントコ
イル電流及びレンズ電流を調整することにより、アライ
メント及び結像状態を原理的には維持できる。具体的に
は、加速電圧がＮ倍になったとき、アライメントコイル
電流、レンズ電流をそれぞれＮ1/2倍にすることで、電
子ビームの軌道を加速電圧によらず一定にすることがで
きる。この調整を行う場合、相対論補正を考慮したファ
クタをアライメントコイル電流及びレンズ電流に用いる
ことで、より精度の高い補正を行うことができる。
圧（管電圧）に対して行う。アライメント後、加速電圧
を変化させた場合には、それに合わせてアライメントコ
イル電流及びレンズ電流を調整することにより、アライ
メント及び結像状態を原理的には維持できる。具体的に
は、加速電圧がＮ倍になったとき、アライメントコイル
電流、レンズ電流をそれぞれＮ1/2倍にすることで、電
子ビームの軌道を加速電圧によらず一定にすることがで
きる。この調整を行う場合、相対論補正を考慮したファ
クタをアライメントコイル電流及びレンズ電流に用いる
ことで、より精度の高い補正を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明に基づいた手順にしたがって調整
を行うことで、２段以上の電子レンズからなるＸ線管の
光軸合わせが確実に行える。また、調整の指針が明確で
あることから、調整者の高度な技能を必要しないため、
効率よく調整作業が行える。特に、各手順をソフトウェ
アにより制御することで、光軸合わせの自動化も可能で
ある。
を行うことで、２段以上の電子レンズからなるＸ線管の
光軸合わせが確実に行える。また、調整の指針が明確で
あることから、調整者の高度な技能を必要しないため、
効率よく調整作業が行える。特に、各手順をソフトウェ
アにより制御することで、光軸合わせの自動化も可能で
ある。
【図１】本発明が適用されるＸ線管の一例としてのＬａ
Ｂ６−マイクロフォーカスＸ線管の光学系の概念図を示
す概略断面図である。
Ｂ６−マイクロフォーカスＸ線管の光学系の概念図を示
す概略断面図である。
【図２】アライメントコイルの基本機能を示す概略断面
図である。
図である。
【図３】回転補正付きコイル１−２連動ピボット機能を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図４】本発明におけるアライメントの概念を示す図で
ある。
ある。
【図５】絞り１の機能を説明する図であり、左側の図は
斜視図と断面図、右側の図はＸ線発生状態を示す概略正
面図、中央の図はＸ線撮像装置によるＸ線画像を示す図
である。
斜視図と断面図、右側の図はＸ線発生状態を示す概略正
面図、中央の図はＸ線撮像装置によるＸ線画像を示す図
である。
【図６】電子ビームが効率よくターゲットへ到達するよ
うに調整する工程を示す概略断面図である。
うに調整する工程を示す概略断面図である。
【図７】電子ビームが絞り２を通過するように調整する
工程を示す概略断面図である。
工程を示す概略断面図である。
【図８】電子ビームが絞り１の中心を通過するように調
整する工程を示す概略断面図である。
整する工程を示す概略断面図である。
Gun 電子銃
Coil１〜Coil４ アライメントコイル
Lens１，Lens２ 電子レンズ
Aperture 絞り
Target ターゲット
Claims (4)
- 【請求項１】 電子銃と、電子銃からの電子ビームが照
射されてＸ線を発生するターゲットと、電子銃とターゲ
ットとの間に配置されて電子ビームを縮小結像させる２
段以上の電子レンズと、電子銃と１段目の電子レンズ及
び電子レンズ間にそれぞれ配置されて電子ビーム軌道を
偏向できるアライメントコイルとを備えたＸ線管で、タ
ーゲットの背後にＸ線撮像装置を配置し、そのＸ線撮像
装置によりターゲットに到達する電子ビームを検知しな
がらアライメントコイルを用いて電子ビームの軌道を調
整する光軸合わせ方法において、 前記アライメントコイルによる電子ビームの調整は、ア
ライメントコイルに入射した電子ビームを曲げてその射
出角度を変える単純偏向機能と、光源から任意の角度で
放出されている電子ビームを光軸上にもどすチルト機能
と、ある固定点を中心にして電子ビームの入射角度を任
意にふるピボット機能とを逐次に又は組み合わせて段階
的に行うことを特徴とする光軸合わせ方法。 - 【請求項２】 前記Ｘ線管は、前記アライメントコイル
を前記電子銃と１段目の前記電子レンズ、及び前記電子
レンズ間にそれぞれ２段づつ備えたものであり、かつ前
記各電子レンズのギャップ部分に絞りを備えて電子ビー
ムの通過範囲を制限しているものである請求項１に記載
の光軸合わせ方法。 - 【請求項３】 前記電子レンズは磁場型であり、前記Ｘ
線管はレンズ励磁電流を変調する装置を備えたものであ
り、 前記電子レンズに供給する励磁電流を変調することによ
り観察されるＸ線透視像の振動を観測し、光軸と電子ビ
ームの一致度を評価しながら、前記アライメントコイル
を調整して電子光学系の光軸合わせを行う工程をさらに
備えている請求項１又は２に記載の光軸合わせ方法。 - 【請求項４】 前記各電子レンズにおいては、前記アラ
イメントコイルを用いて、電子ビームが電子レンズ中心
に入射するように調整し、その後、レンズ中心をピボッ
ト点として電子ビームの角度をふり、電子ビームがその
電子レンズの光軸と一致するように調整する請求項１か
ら３のいずれかに記載の光軸合わせ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002157010A JP4158419B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | Ｘ線管とその光軸合わせ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002157010A JP4158419B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | Ｘ線管とその光軸合わせ方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344596A true JP2003344596A (ja) | 2003-12-03 |
| JP2003344596A5 JP2003344596A5 (ja) | 2005-06-09 |
| JP4158419B2 JP4158419B2 (ja) | 2008-10-01 |
Family
ID=29773035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002157010A Expired - Fee Related JP4158419B2 (ja) | 2002-05-30 | 2002-05-30 | Ｘ線管とその光軸合わせ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4158419B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1760760A2 (de) * | 2005-09-03 | 2007-03-07 | COMET GmbH | Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung |
| CN103250226A (zh) * | 2010-12-22 | 2013-08-14 | 伊克斯拉姆公司 | 校直和聚焦x射线源内的电子束 |
| JP2014115286A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Bruker Axs Gmbh | 偏向可能な電子ビームを用いるｘ線装置 |
| EP2750159A1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | Tsinghua University | Apparatus and method for generating distributed X-rays |
-
2002
- 2002-05-30 JP JP2002157010A patent/JP4158419B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1760760A2 (de) * | 2005-09-03 | 2007-03-07 | COMET GmbH | Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung |
| EP1760760A3 (de) * | 2005-09-03 | 2008-07-09 | COMET GmbH | Vorrichtung zur Erzeugung von Röntgen- oder XUV-Strahlung |
| CN103250226A (zh) * | 2010-12-22 | 2013-08-14 | 伊克斯拉姆公司 | 校直和聚焦x射线源内的电子束 |
| JP2014503960A (ja) * | 2010-12-22 | 2014-02-13 | エクシルム・エービー | Ｘ線源での電子ビームの整列および合焦 |
| US9380690B2 (en) | 2010-12-22 | 2016-06-28 | Excillum Ab | Aligning and focusing an electron beam in an X-ray source |
| US9947502B2 (en) | 2010-12-22 | 2018-04-17 | Excillum Ab | Aligning and focusing an electron beam in an X-ray source |
| JP2014115286A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Bruker Axs Gmbh | 偏向可能な電子ビームを用いるｘ線装置 |
| US10049850B2 (en) | 2012-12-06 | 2018-08-14 | Bruker Axs Gmbh | X-ray apparatus with deflectable electron beam |
| EP2750159A1 (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | Tsinghua University | Apparatus and method for generating distributed X-rays |
| US9786465B2 (en) | 2012-12-27 | 2017-10-10 | Tsinghua University | Apparatuses and methods for generating distributed x-rays |
| US9991085B2 (en) | 2012-12-27 | 2018-06-05 | Tsinghua University | Apparatuses and methods for generating distributed x-rays in a scanning manner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4158419B2 (ja) | 2008-10-01 |
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