JP3455595B2 - Radiation magnification observation device - Google Patents

Radiation magnification observation device

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JP3455595B2
JP3455595B2 JP21008494A JP21008494A JP3455595B2 JP 3455595 B2 JP3455595 B2 JP 3455595B2 JP 21008494 A JP21008494 A JP 21008494A JP 21008494 A JP21008494 A JP 21008494A JP 3455595 B2 JP3455595 B2 JP 3455595B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、X線及びその他の放射
線で試料を観察することが可能な放射線像拡大観察装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation image magnifying observation apparatus capable of observing a sample with X-rays and other radiation.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は従来の放射線像拡大観察装置の構
造を示す断面図である。同図より、従来の放射線像拡大
観察装置は、略円筒形状の筐体100の内部に斜入射反
射鏡101とストッパ102が配置され、筐体100の
一端面100aに入射窓103が、他端面100bに蛍
光面104がそれぞれ形成されている。また、筐体10
0の入射窓103に近接して試料台105、フィルタ1
06、及びX線源107が設置され、蛍光面104に近
接してカメラ108、フレームメモリ109、及びモニ
タ110が設置されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a sectional view showing the structure of a conventional radiographic image magnifying and observing apparatus. As shown in the figure, in the conventional radiographic image magnifying observation apparatus, a grazing incidence reflecting mirror 101 and a stopper 102 are arranged inside a substantially cylindrical housing 100, an entrance window 103 is provided on one end surface 100a of the housing 100, and another end surface is provided. The phosphor screens 104 are formed on the respective 100b. In addition, the housing 10
0, the sample stage 105, the filter 1 near the entrance window 103.
06 and an X-ray source 107 are installed, and a camera 108, a frame memory 109, and a monitor 110 are installed near the phosphor screen 104.

【0003】本装置の動作を次に示す。まず、X線源1
07を出射したX線はフィルタ106を透過して波長制
限され、試料台105に固定された試料111に入射す
る。試料111を透過したX線は、入射窓103を介し
て斜入射反射鏡101に入射する。入射したX線は斜入
射反射鏡101で拡大され、ストッパ102を通過した
X線がX線像として光電面112上に結像する。ここ
で、ストッパ102は不要なX線が光電面112に入射
するのを防いでいる。光電面112にX線が入射すると
光電面112の裏面から光電子が放出され、放出された
光電子はマイクロチャンネルプレート(MCP)113
で増倍され、蛍光面104に光学像を形成する。この光
学像はカメラ108に取り込まれた後、フレームメモリ
109に一時蓄えられ、その後、モニタ110に与えら
れて、光学像が表示される。
The operation of this device will be described below. First, the X-ray source 1
The X-ray emitted from 07 is transmitted through the filter 106, wavelength-limited, and enters the sample 111 fixed to the sample stage 105. The X-ray transmitted through the sample 111 is incident on the oblique incidence reflecting mirror 101 through the incident window 103. The incident X-rays are magnified by the oblique incidence reflecting mirror 101, and the X-rays that have passed through the stopper 102 are imaged on the photocathode 112 as an X-ray image. Here, the stopper 102 prevents unnecessary X-rays from entering the photocathode 112. When X-rays are incident on the photocathode 112, photoelectrons are emitted from the back surface of the photocathode 112, and the emitted photoelectrons are microchannel plate (MCP) 113.
To form an optical image on the phosphor screen 104. This optical image is taken into the camera 108, then temporarily stored in the frame memory 109, and then given to the monitor 110 to display the optical image.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の放射
線拡大観察装置の分解能を決めているのは、斜入射反射
鏡101の反射面の加工精度である。例えば、数nmの
波長のX線を使用する場合、斜入射反射鏡101の全反
射面を数nm以下の表面粗さとサブμm以下程度の形状
誤差に収めなければ、所定レベルの分解能が得られな
い。
By the way, it is the processing accuracy of the reflecting surface of the grazing incidence reflecting mirror 101 that determines the resolution of the conventional radiation magnifying observation apparatus. For example, when using X-rays having a wavelength of several nm, a predetermined level of resolution can be obtained unless the total reflection surface of the grazing incidence reflecting mirror 101 is included in the surface roughness of several nm or less and the shape error of sub-μm or less. Absent.

【0005】しかし、上記の精度は反射面の一部のみな
ら達成できるが、反射面全体に亘って達成するのはなか
なか難しく、そのため、所定レベルの分解能を得ること
ができなかった。
However, the above-mentioned accuracy can be achieved by only a part of the reflecting surface, but it is difficult to achieve it over the entire reflecting surface, so that a predetermined level of resolution cannot be obtained.

【0006】本発明は、このような問題を解決して、分
解能の高い放射線拡大観察装置を提供することを目的と
する。
It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a radiation magnifying observation apparatus having a high resolution.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の放射線拡大観察装置は、試料の配置位置に
向けて放射線を出射する放射線源と、試料を透過した放
射線の像を拡大・結像させる略円筒形状の斜入射反射鏡
と、この斜入射反射鏡で拡大・結像した放射線像を検出
する検出手段とを備えた放射線拡大観察装置であって、
斜入射反射鏡の入射面或いは出射面に近接すると共にこ
れらの面とほぼ平行に配置され、周辺部分の一部領域
に、斜入射反射鏡の反射面の所定部分で反射する放射線
を通過させる開口を有する遮蔽板を備え、遮蔽板は、斜
入射反射鏡の中心軸を中心に回転可能である。
In order to solve the above-mentioned problems, a radiation magnifying and observing apparatus of the present invention magnifies a radiation source for emitting radiation toward a position where a sample is arranged and an image of the radiation transmitted through the sample. A radiation magnifying and observing device comprising a substantially cylindrical oblique-incidence reflecting mirror for forming an image and a detection unit for detecting a radiation image formed by the oblique-incidence reflecting mirror.
An opening that is arranged close to the entrance surface or the exit surface of the grazing incidence reflecting mirror and is substantially parallel to these surfaces, and allows the radiation reflected at a predetermined portion of the reflecting surface of the grazing incidence reflecting mirror to pass through a partial area of the peripheral portion. And a shield plate rotatable about the central axis of the oblique incidence reflecting mirror.

【0008】あるいは、本発明の放射線拡大観察装置
は、試料の配置位置に向けて放射線を出射する放射線源
と、試料を透過した放射線の像を拡大・結像させる略円
筒形状の斜入射反射鏡と、この斜入射反射鏡で拡大・結
像した放射線像を検出する検出手段とを備えた放射線拡
大観察装置であって、斜入射反射鏡の入射面或いは出射
面に近接すると共にこれらの面とほぼ平行に配置され、
周辺部分の一部領域に、斜入射反射鏡の反射面の所定部
分で反射する放射線を通過させる開口を有する遮蔽板を
備え、斜入射反射鏡は、その中心軸を中心に回転可能で
ある。
Alternatively, the apparatus for magnifying radiation according to the present invention comprises a radiation source which emits radiation toward a position where the sample is arranged, and a substantially cylindrical oblique-incidence reflecting mirror which magnifies and forms an image of the radiation transmitted through the sample. And a detection means for detecting a radiation image magnified / formed by the oblique incidence reflecting mirror, which is close to the entrance surface or the exit surface of the oblique incidence reflecting mirror and Placed almost parallel,
A shielding plate having an opening through which the radiation reflected at a predetermined portion of the reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror passes is provided in a partial region of the peripheral portion, and the oblique incidence reflecting mirror is rotatable about its central axis.

【0009】[0009]

【作用】本発明の放射線拡大観察装置によれば、放射線
源を出射した放射線は試料を透過して、斜入射反射鏡に
入射する。入射した放射線は斜入射反射鏡で拡大・結像
されて検出手段に与えられ、X線像として検出される。
斜入射反射鏡の入射面或いは出射面に近接する位置に、
これらの面とほぼ平行に遮蔽板が配置されている。この
遮蔽板は周辺部分の一部領域に開口を有しており、斜入
射反射鏡の反射面の一部分に入射するX線(或いは斜入
射反射鏡の反射面の一部分で反射したX線)がこの開口
を通過して検出手段に到達する。また、斜入射反射鏡の
反射面の他の部分に入射するX線(或いは斜入射反射鏡
の反射面の他の部分で反射したX線)は、遮蔽板で遮蔽
されるので、検出手段に到達することはない。このた
め、斜入射反射鏡の反射面の内、加工精度の高い部分を
選択的に用いて、X線を拡大・結像させることができ、
高解像度のX線像を検出手段で検出することができる。
According to the radiation magnifying and observing apparatus of the present invention, the radiation emitted from the radiation source passes through the sample and enters the oblique incidence reflecting mirror. The incident radiation is magnified and imaged by the grazing incidence reflecting mirror, given to the detecting means, and detected as an X-ray image.
At a position close to the entrance surface or the exit surface of the oblique incidence reflecting mirror,
A shield plate is arranged substantially parallel to these planes. This shielding plate has an opening in a part of the peripheral portion thereof, so that X-rays (or X-rays reflected by a part of the reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror) It passes through this opening and reaches the detection means. Further, the X-rays that enter the other part of the reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror (or the X-rays that are reflected by the other part of the reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror) are shielded by the shielding plate, so that they are detected by the detecting means. Never reach. For this reason, it is possible to magnify and form an X-ray image by selectively using a portion of the reflecting surface of the grazing incidence reflecting mirror, which has high processing accuracy.
A high-resolution X-ray image can be detected by the detection means.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照して説明する。図1は、本実施例に係る放射線像拡
大観察装置の断面構造を示す斜視図である。同図より、
本実施例の放射線像拡大観察装置は、略円筒形状の筐体
10の内部にX線像を拡大・結像する斜入射反射鏡11
と、周辺部分の一部領域に開口12aが形成され斜入射
反射鏡11を通過したX線の一部のみを通過させる円盤
形状のストッパ12と、ストッパ12を回転させる軸付
きウォーム13が組み込まれている。筐体10の一端面
10aには入射窓14が、他端面10bには蛍光面15
がそれぞれ形成され、斜入射反射鏡11によるX線の結
像位置に光電面16が形成されている。また、光電面1
6側の蛍光面15上にマイクロチャンネルプレート(M
CP)17が配置されている。さらに、筐体10の入射
窓14に近接して試料台18、フィルタ19、X線源2
0が設置され、蛍光面15に近接してカメラ21、フレ
ームメモリ22、及びモニタ23が設置されている。さ
らにまた、筐体10の光電面16と蛍光面15の間の外
周に、コイル24,25が巻き付けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a cross-sectional structure of the radiographic image magnification observation apparatus according to the present embodiment. From the figure,
The radiation image magnifying and observing apparatus of the present embodiment is an oblique-incidence reflecting mirror 11 that magnifies and forms an X-ray image inside a substantially cylindrical casing 10.
In addition, a disk-shaped stopper 12 which has an opening 12a formed in a partial region of the peripheral portion and which allows only a part of the X-ray that has passed through the oblique incidence reflecting mirror 11 and a worm 13 with a shaft which rotates the stopper 12 are incorporated. ing. An entrance window 14 is provided on one end surface 10a of the housing 10, and a fluorescent screen 15 is provided on the other end surface 10b.
And the photocathode 16 is formed at the image forming position of the X-ray by the oblique incidence reflecting mirror 11. Also, the photocathode 1
Microchannel plate (M
CP) 17 is arranged. Further, the sample table 18, the filter 19, the X-ray source 2 are provided in the vicinity of the entrance window 14 of the housing 10.
0 is installed, and a camera 21, a frame memory 22, and a monitor 23 are installed near the fluorescent screen 15. Furthermore, coils 24 and 25 are wound around the outer periphery of the housing 10 between the photocathode 16 and the phosphor screen 15.

【0011】また、ストッパ12の外周縁には回転角調
整用のギヤ12bが形成されウォームホイールになって
いる。このギヤ12bには軸付きウォーム13のウォー
ム13aが噛合されるようになっており、軸付きウォー
ム13を回転させることによってストッパ12が回転す
る。軸付きウォーム13は筐体10外部に設けられたパ
ルスモータ26等で駆動し、ストッパ12の回転角を正
確に設定できるようになっている。
A gear 12b for adjusting the rotation angle is formed on the outer peripheral edge of the stopper 12 to form a worm wheel. The worm 13a of the worm 13 with a shaft is meshed with the gear 12b, and the stopper 12 is rotated by rotating the worm 13 with a shaft. The shaft-mounted worm 13 is driven by a pulse motor 26 or the like provided outside the housing 10 so that the rotation angle of the stopper 12 can be set accurately.

【0012】本実施例の放射線像拡大観察装置は以下の
ように動作する。まず、観察すべき試料27を試料台1
8に固定し、これらを入射窓14とフィルタ19の間に
配置する。次に、X線源20からX線を出射すると、X
線はフィルタ19を透過して波長制限され、試料台18
に固定された試料27上に照射される。X線が試料27
を透過するとX線像が形成される。透過したX線は入射
窓14を通過して斜入射反射鏡11に入射し、斜入射反
射鏡11によって拡大されたX線像が光電面16上に結
像される。光電面16の裏面からは、このX線像に対応
した光電子が放出され、この光電子による電子像がコイ
ル24,25で拡大される。そして、拡大された電子像
はMCP17で増倍された後、蛍光面15に結像されて
光学像を得る。蛍光面15に形成された光学像はカメラ
21で取り込まれた後、フレームメモリ22に一時蓄え
られ、その後にCRT等を備えたモニタ23に与えられ
る。また、このフレームメモリ22は、現在記憶してい
る画像と新たに与えられた画像とを合成する機能を持っ
ている。
The radiation image magnifying observation apparatus of this embodiment operates as follows. First, the sample 27 to be observed is placed on the sample table 1
8 and is arranged between the entrance window 14 and the filter 19. Next, when X-rays are emitted from the X-ray source 20, X
The line passes through the filter 19 and is wavelength-limited, and the sample stage 18
It is irradiated onto the sample 27 fixed to the. X-ray is sample 27
An X-ray image is formed after passing through. The transmitted X-rays pass through the entrance window 14 and enter the oblique incidence reflecting mirror 11, and an X-ray image enlarged by the oblique incidence reflecting mirror 11 is formed on the photocathode 16. Photoelectrons corresponding to the X-ray image are emitted from the back surface of the photocathode 16, and the electron image by the photoelectrons is enlarged by the coils 24 and 25. Then, the magnified electronic image is multiplied by the MCP 17 and then focused on the fluorescent screen 15 to obtain an optical image. The optical image formed on the fluorescent screen 15 is captured by the camera 21, temporarily stored in the frame memory 22, and then provided to the monitor 23 equipped with a CRT or the like. Further, the frame memory 22 has a function of synthesizing an image currently stored and a newly given image.

【0013】本実施例の特徴は、斜入射反射鏡11の反
射面で反射したX線の一部を通過させるストッパ12を
備えている点である。このストッパ12によって、斜入
射反射鏡11の大部分の反射面で反射したX線は遮蔽さ
れることとなり、反射面の所望の部分で反射したX線の
みが光電面16に到達し、X線像が形成される。ストッ
パ12は駆動ギヤ13によって回転させることができ、
開口12aを所定の位置に移動させることができる。本
実施例の装置を用いた試料27の観察方式としては、ま
ず、駆動ギヤ13によってストッパ12を回転させ、開
口12aを所定の位置に移動させた後にストッパ12を
固定して、この状態で光学像をモニタ23で観察する第
1の方式と、駆動ギヤ13によってストッパ12を一回
転させ、所定角度回転させるごとに光学像をカメラ21
で撮像し、所定角度ごとに得られた画像を合成してこの
合成画像をモニタ23で観察する第2の方式とがある。
以下、第1の観察方式と第2の観察方式に分けて説明す
る。
The feature of this embodiment is that it is provided with a stopper 12 for passing a part of the X-rays reflected by the reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror 11. By this stopper 12, the X-rays reflected by most of the reflecting surface of the grazing incidence reflecting mirror 11 are shielded, and only the X-rays reflected by the desired portion of the reflecting surface reach the photocathode 16 and the X-rays are reflected. An image is formed. The stopper 12 can be rotated by the drive gear 13,
The opening 12a can be moved to a predetermined position. As a method of observing the sample 27 using the apparatus of this embodiment, first, the stopper 12 is rotated by the drive gear 13 to move the opening 12a to a predetermined position, and then the stopper 12 is fixed. With the first method of observing the image on the monitor 23, the stopper 12 is rotated once by the drive gear 13, and an optical image is obtained every time the stopper 12 is rotated by a predetermined angle.
There is a second method in which the images are captured, the images obtained at predetermined angles are combined, and the combined image is observed on the monitor 23.
Hereinafter, the first observation method and the second observation method will be separately described.

【0014】第1の観察方式は、まず、斜入射反射鏡1
1の反射面の一部に加工精度が高い面がある場合に用い
られる。これは、高解像度のX線像を光電面16に形成
するためには、斜入射反射鏡11の加工精度(表面粗
さ、形状誤差)をnmオーダーにする必要があるが、全
反射面をこのような精度で加工することは現在の加工技
術では不可能であることによる。そこで、斜入射反射鏡
11の反射面の内、nmオーダーの加工精度を有する面
を選択し、この面で反射したX線のみをストッパ12の
開口12aを通過させて、光電面16に到達させてい
る。このため、高解像度のX線像が光電面16上に形成
され、蛍光面15には高解像度の光学像が形成される。
なお、斜入射反射鏡11の反射面で反射したX線の大部
分はストッパ12で遮蔽されるので、光電面16まで到
達するX線量は非常に少ない。このため、この観察方式
では長時間露光して十分なX線量を確保する必要があ
る。
The first observation method is as follows: First, the grazing incidence reflecting mirror 1
It is used when a part of the reflecting surface of No. 1 has a high processing accuracy. In order to form a high-resolution X-ray image on the photocathode 16, it is necessary to set the processing accuracy (surface roughness, shape error) of the grazing incidence reflecting mirror 11 to the nm order. This is because processing with such accuracy is impossible with the current processing technology. Therefore, of the reflecting surfaces of the grazing incidence reflecting mirror 11, a surface having a processing accuracy on the order of nm is selected, and only the X-ray reflected by this surface passes through the opening 12a of the stopper 12 and reaches the photocathode 16. ing. Therefore, a high-resolution X-ray image is formed on the photocathode 16 and a high-resolution optical image is formed on the fluorescent screen 15.
Since most of the X-rays reflected by the reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror 11 are blocked by the stopper 12, the X-ray dose reaching the photocathode 16 is very small. Therefore, in this observation method, it is necessary to perform long-time exposure to secure a sufficient X-ray dose.

【0015】また、第1の観察方式は、斜入射反射鏡1
1の反射面に加工精度の高い部分がない場合でも、カメ
ラ21で撮像される画像の解像方向が一方向(ストッパ
12の回転軸と開口12aとを結ぶ線分に沿った方向)
だけでよい場合に用いられる。斜入射反射鏡11の加工
精度の低い反射面を使って拡大したX線像は、ストッパ
12を取り去って斜入射反射鏡11の反射面全体を使っ
て拡大したX線像に比べて、その面に垂直な方向の解像
度が高い。これは、反射面の他の部分で反射した解像度
を悪化させるX線をストッパ12が遮蔽したためであ
る。そこで、画像の解像方向が一方向だけでよい場合に
は、反射面全面の加工精度が低い場合でも、本方式が用
いられる。なお、この解像度の向上の度合いは使用する
面の加工精度(表面粗さ、形状誤差)によるので、使用
する反射面は反射面全体の内、最も加工精度の高い面に
設定する必要がある。
The first observation method is the oblique incidence reflecting mirror 1
Even if there is no highly processed portion on the reflecting surface of No. 1, the resolution direction of the image captured by the camera 21 is one direction (the direction along the line segment connecting the rotation axis of the stopper 12 and the opening 12a).
It is used when it is enough. The X-ray image magnified by using the reflection surface of the oblique-incidence reflecting mirror 11 having low processing accuracy is larger than that of the X-ray image enlarged by using the entire reflecting surface of the oblique-incidence reflecting mirror 11 after removing the stopper 12. The vertical resolution is high. This is because the stopper 12 shields X-rays that deteriorate the resolution reflected by other portions of the reflecting surface. Therefore, when the resolution direction of the image is only one direction, this method is used even when the processing accuracy of the entire reflecting surface is low. Since the degree of improvement in the resolution depends on the processing accuracy (surface roughness, shape error) of the surface to be used, it is necessary to set the reflective surface to be used to the surface having the highest processing accuracy of the entire reflective surface.

【0016】次に、第2の観察方式について説明する。
第2の観察方式は、斜入射反射鏡11の反射面に加工精
度の高い部分がない場合で、且つカメラ21で撮像され
る画像が全方向に亘って高解像度であることが要求され
る場合に用いられる。この観察方法は、まず、試料27
表面にX線を照射して、試料27を透過したX線を斜入
射反射鏡11の反射面で反射させる。この反射面で反射
したX線の内、ストッパ12の開口12aを通過したX
線が光電面16に到達し、光電面16上に拡大X線像を
形成する。X線の到達により光電面16から光電子が放
出され、この光電子がMCP17で増倍されて蛍光面1
5に拡大光学像を形成する。この光学像をカメラ21で
撮像し、フレームメモリ22を介してモニタ23で観察
する。
Next, the second observation method will be described.
The second observation method is when the reflecting surface of the grazing incidence reflecting mirror 11 does not have a portion with high processing accuracy, and when the image captured by the camera 21 is required to have high resolution in all directions. Used for. In this observation method, first, the sample 27
The surface is irradiated with X-rays, and the X-rays transmitted through the sample 27 are reflected by the reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror 11. Of the X-rays reflected by this reflecting surface, the X-rays passing through the opening 12a of the stopper 12
The rays reach the photocathode 16 and form an enlarged X-ray image on the photocathode 16. Upon arrival of X-rays, photoelectrons are emitted from the photocathode 16 and the photoelectrons are multiplied by the MCP 17 to produce a fluorescent screen 1.
An enlarged optical image is formed at 5. This optical image is picked up by the camera 21 and observed by the monitor 23 via the frame memory 22.

【0017】次に、ストッパ12を少し回転させる。回
転させる角度は、開口12aの大きさにより、前の位置
での開口12aと次の位置での開口12aとで間が開か
ないように設定する(開口12aの大きさは斜入射反射
鏡11の反射面の加工精度によるが、発明者の行った可
視光による実験より、斜入射反射鏡11の出射面の開口
面積の2割以下でよいと考えられる。)。
Next, the stopper 12 is slightly rotated. The angle of rotation is set so that there is no gap between the opening 12a at the previous position and the opening 12a at the next position, depending on the size of the opening 12a (the size of the opening 12a is that of the oblique reflection mirror 11). Although it depends on the processing accuracy of the reflecting surface, it is considered that the opening area of the emitting surface of the grazing incidence reflecting mirror 11 may be 20% or less from the experiment by the inventor conducted with visible light).

【0018】その後、再びX線を試料27に照射し、試
料27からの透過X線を拡大し、このX線像による光学
像をカメラ21で撮像し、得られた画像をフレームメモ
リ22上で前の画像と合成する。さらにまた、ストッパ
12を回転させて、開口12aの位置を変えて撮像し、
前の2つの画像と合成する。以後、ストッパ12の開口
12aが元の位置に戻るまで(一回転するまで)、この
工程を繰り返す。このようにして得られた合成画像は、
斜入射反射鏡11の反射面全面を用いた画像よりも高コ
ントラストで解像度の高い画像となる。
After that, the sample 27 is irradiated again with X-rays, the transmitted X-rays from the sample 27 are enlarged, an optical image of this X-ray image is taken by the camera 21, and the obtained image is stored on the frame memory 22. Combine with previous image. Furthermore, by rotating the stopper 12 to change the position of the opening 12a and capturing an image,
Combine with the previous two images. After that, this process is repeated until the opening 12a of the stopper 12 returns to its original position (until one rotation). The composite image obtained in this way is
The image has a higher contrast and a higher resolution than an image using the entire reflecting surface of the oblique incidence reflecting mirror 11.

【0019】本実施例では、上記画像の合成に特別な方
法を用いて解像度を向上させている。次に、この画像処
理方法について図2〜図6を用いて説明する。
In this embodiment, the resolution is improved by using a special method for combining the images. Next, this image processing method will be described with reference to FIGS.

【0020】図2(b)に示すような斜入射反射鏡11
の出射面より一回り小さい従来のストッパ12′を用い
て、図2(a)に示すような格子パターンの試料27を
撮像すると、図3(a)に示すような全体にぼけた画像
となる。このことは、図3(b)の相対輝度の分布のグ
ラフからも明らかである。つまり、図3(b)のグラフ
では最大輝度と最小輝度の差が小さく、明るい部分と暗
い部分のコントラストの差が少ない。このことより鮮明
でない画像であることが判る。
An oblique-incidence reflecting mirror 11 as shown in FIG.
When the sample 27 having the lattice pattern as shown in FIG. 2A is imaged by using the conventional stopper 12 'which is slightly smaller than the exit surface of the image, the whole image becomes blurred as shown in FIG. 3A. . This is also clear from the graph of the relative luminance distribution in FIG. That is, in the graph of FIG. 3B, the difference between the maximum luminance and the minimum luminance is small, and the contrast between the bright portion and the dark portion is small. From this, it can be seen that the image is not clear.

【0021】ところで、図2(c)〜図2(e)に示す
ように本実施例のストッパ12を所定角度ずつ回転させ
て撮像した画像を単純に足し合わせた合成画像は、図5
(a)に示すようなぼけた画像となる。図5(b)のグ
ラフは図3(b)のグラフより最大輝度と最小輝度の差
が大きいが、この合成画像は3方向の画像を足し合わせ
ただけにすぎず、全方向の画像を足し合わせた場合に
は、図3(a)の画像とほとんど同等の解像度の画像と
なることが予想される。その理由は次の通りである。ス
トッパ12の開口12aを通過したX線によるX線像
は、開口12aと回転軸を結ぶ線分12bに沿った方向
の解像度は高いが、この線分12bに垂直な方向の解像
度は低い。したがって、ストッパ12を回転させるごと
に撮像した複数の画像を単純に足し合わせたのでは、解
像度の低い方向の成分も加えられることとなり、合成画
像の解像度は比較的低いものとなる。具体的には、図2
(a)の格子パターンの試料27の透過画像を、図2
(c)のように上部に開口12aが位置するストッパ1
2を用いて撮像した場合、図4(a)に示すようにY軸
方向の線は高解像度で得られるが、それと垂直なX軸方
向の線はぼやけてしまう。これとは逆に、図2(d)の
ように右側部に開口12aが位置するストッパ12を用
いて撮像した場合、Y軸方向の線がぼけて、X軸方向の
線が明瞭となる。従って、これら二つの画像を足し合わ
せると全体として解像度が低下する。さらに、これを全
方向で行ってすべての画像を足し合わせると、図2
(b)の従来のストッパ12′で撮像した画像と同程度
の低解像度の画像になる。
By the way, as shown in FIGS. 2 (c) to 2 (e), the composite image obtained by simply adding the images picked up by rotating the stopper 12 of this embodiment by a predetermined angle is shown in FIG.
The image becomes blurred as shown in (a). The graph of FIG. 5 (b) has a larger difference between the maximum brightness and the minimum brightness than the graph of FIG. 3 (b), but this composite image is only the addition of images in three directions, and the addition of images in all directions. When combined, it is expected that the image has almost the same resolution as the image of FIG. The reason is as follows. An X-ray image of an X-ray that has passed through the opening 12a of the stopper 12 has a high resolution in the direction along the line segment 12b connecting the opening 12a and the rotation axis, but a low resolution in the direction perpendicular to this line segment 12b. Therefore, if a plurality of images captured each time the stopper 12 is rotated are simply added, a component in the direction of low resolution is also added, and the resolution of the composite image is relatively low. Specifically, FIG.
The transmission image of the sample 27 having the lattice pattern of (a) is shown in FIG.
The stopper 1 having the opening 12a at the upper portion as shown in (c)
When the image is picked up using 2, the line in the Y-axis direction can be obtained with high resolution as shown in FIG. 4A, but the line in the X-axis direction perpendicular thereto is blurred. On the contrary, when an image is captured using the stopper 12 having the opening 12a on the right side as shown in FIG. 2D, the line in the Y-axis direction is blurred and the line in the X-axis direction becomes clear. Therefore, when these two images are added together, the resolution is lowered as a whole. Furthermore, if this is done in all directions and all images are added,
The image has a low resolution comparable to the image picked up by the conventional stopper 12 'in (b).

【0022】ここで撮るべき対象物の中にある特定の部
分に注目し、そこからの信号(透過X線)を図2(c)
のストッパ12と図2(d)のストッパ12のいずれか
の開口12aを通過させて結像させた場合、同じ結像位
置でも明瞭に見えているときの信号量は、ぼけていると
きの信号量に比べて多くなっている(ぼけているときは
そこに結像すべき信号が周りの画素に広がってしま
う。)。そこで両画像の各画素ごとの大きいほうを選択
して出力すれば、両画像を単に足し合わせた画像よりも
高画質の画像となる。
Here, paying attention to a specific portion in the object to be photographed, a signal (transmission X-ray) from that portion is shown in FIG.
When an image is formed by passing through one of the openings 12a of the stopper 12 of FIG. 2 and the stopper 12 of FIG. 2D, the signal amount when the image is clearly visible even at the same image forming position is the signal when the image is blurred. It is larger than the amount (when it is blurred, the signal to be imaged there spreads to surrounding pixels). Therefore, if the larger one of each pixel of both images is selected and output, an image of higher image quality is obtained than an image obtained by simply adding both images.

【0023】従って、各画像を足し合わせるのではな
く、各画像を各画素ごとに比較して、その中の最大値を
選択するようにして、最終的な画像を構成すれば、図2
(b)に示すストッパ12′で撮った画像よりも高解像
度の画像が得られる。但し、この場合、本来信号がない
部分(影となって透過X線がない部分)のバックグラン
ドも上がってしまうが、それでも解像度は単純に足し合
わせた画像よりも良くなる。また、この最大値を選択し
た画像において、信号量が多い場合、オフセットを掛け
て、バックグランド成分をカットしてやれば、さらによ
い画像が得られる。さらに、これらの処理は信号量(X
線量)が多い場合に有効である。この画像の例を図6
(a)に示す。この図より図3(a)の画像に比べて高
い解像度の画像が得られたことが判る。特に、図6
(b)に示すグラフの最大輝度と最小輝度の差は大き
く、極めて鮮明な画像が得られたと言える。
Therefore, instead of adding up the images, the images are compared pixel by pixel and the maximum value is selected to form the final image.
An image having a higher resolution than the image taken by the stopper 12 'shown in (b) can be obtained. However, in this case, the background of a portion where there is originally no signal (a portion that becomes a shadow and does not have a transmitted X-ray) also rises, but the resolution is still better than that of an image that is simply added. Further, in the image in which the maximum value is selected, if the signal amount is large, an even better image can be obtained by applying an offset to cut the background component. Further, these processes are performed by the signal amount (X
It is effective when the dose is high. An example of this image is shown in FIG.
It shows in (a). From this figure, it can be seen that an image having a higher resolution than that of the image of FIG. In particular, FIG.
It can be said that an extremely clear image was obtained because the difference between the maximum luminance and the minimum luminance in the graph shown in (b) is large.

【0024】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
となく、種々の変形が可能である。例えば、本実施例で
は、斜入射反射鏡11の出射側にストッパ12を設けて
いるが、斜入射反射鏡11の入射側に設けても良い。さ
らに、試料27の前(X線源20と試料27の間)にス
トッパ12を設けても良い。試料27の前に置いた場
合、試料27に照射されるX線量を減らし、試料に与え
る放射線損傷を小さくすることができる。ストッパ12
が試料27の後方に設置された図1の実施例では、試料
27を透過してきたX線の一部のみを使って結像させ、
残りは捨てている。つまり、不必要なX線を試料27に
照射していることになる。特に、ストッパ12を回転さ
せて画像を合成する場合、1枚の画像を得るのに例えば
n枚の画像合成が必要だとすると、従来の1回の照射で
撮像していた場合に比べ、n倍も多く同じ試料27にX
線が照射される。これは、生物試料等の放射線によるダ
メージが考えられる試料27においては問題である。そ
こで、ストッパ12を試料27の前に置くことで、試料
27に照射するX線を必要最小限に抑えている(第1の
観察方式においては開口12aの1部のみであるからそ
の効果が大きい。ストッパ12を回転させる第2の観察
方式でも結局全開口で1回で撮像した場合と変わりがな
い。)。ストッパ12を試料27の前に置く実施例を図
7に示す。X線源20と試料27の前に集光用の斜入射
反射鏡11aを設置し、その入射側、または出射側のど
ちらかにストッパ12を置けば良い(ここで設けたスト
ッパ12の開口12aの位置は、結像用の斜入射反射鏡
11bでは180°ずれた方向であることに注意する。
例えば、第1の観察方式で結像用の斜入射反射鏡11b
のAの部分を選択して使用する場合、ストッパ12の開
口12aの位置はB方向となる。)。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, in this embodiment, the stopper 12 is provided on the exit side of the oblique incidence reflecting mirror 11, but it may be provided on the entrance side of the oblique incidence reflecting mirror 11. Further, the stopper 12 may be provided in front of the sample 27 (between the X-ray source 20 and the sample 27). When placed in front of the sample 27, the X-ray dose irradiated to the sample 27 can be reduced and the radiation damage given to the sample can be reduced. Stopper 12
In the embodiment of FIG. 1 in which the sample is placed behind the sample 27, an image is formed using only a part of the X-ray transmitted through the sample 27,
The rest is discarded. That is, the sample 27 is irradiated with unnecessary X-rays. In particular, when combining the images by rotating the stopper 12, if it is necessary to combine, for example, n images in order to obtain one image, it is n times as large as that in the conventional case where imaging is performed by one irradiation. Many same sample 27 X
The line is illuminated. This is a problem in the sample 27 such as a biological sample which may be damaged by radiation. Therefore, by placing the stopper 12 in front of the sample 27, the X-rays that irradiate the sample 27 are suppressed to a necessary minimum (in the first observation method, only a part of the opening 12a is effective, so that the effect is great). Even in the second observation method in which the stopper 12 is rotated, there is no difference from the case where an image is taken at one time with all openings. An embodiment in which the stopper 12 is placed in front of the sample 27 is shown in FIG. An oblique-incidence reflecting mirror 11a for condensing light is installed in front of the X-ray source 20 and the sample 27, and a stopper 12 may be placed on either the incident side or the emitting side (the opening 12a of the stopper 12 provided here). Note that the position of is in a direction shifted by 180 ° in the oblique-incidence reflecting mirror 11b for image formation.
For example, the oblique incidence reflecting mirror 11b for image formation in the first observation method
When the portion A of A is selected and used, the position of the opening 12a of the stopper 12 is in the B direction. ).

【0025】また、本実施例では、ストッパ12を回転
させて、X線を反射させる斜入射反射鏡11の反射面を
変更させているが、斜入射反射鏡11自体を回転させて
もよい。さらに、本実施例では、回転機構として、ウォ
ームホイールを構成する円盤形状のストッパ12と軸付
きウォーム13を用いたウォームギヤを用いているが、
この機構に限定されることなく、例えば、特開平2−2
2589号公報(放射線拡大観察装置)に記載した絞り
手段の回転機構のようなものでもよい。
Further, in this embodiment, the stopper 12 is rotated to change the reflecting surface of the grazing incidence reflecting mirror 11 for reflecting X-rays, but the grazing incidence reflecting mirror 11 itself may be rotated. Further, in the present embodiment, a worm gear using a disk-shaped stopper 12 and a worm 13 with a shaft which form a worm wheel is used as the rotating mechanism.
Without being limited to this mechanism, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-2
The rotating mechanism of the diaphragm means described in Japanese Patent No. 2589 (Radiation Enlargement Observation Device) may be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の放
射線像拡大観察装置であれば、斜入射反射鏡の反射面の
大部分の加工精度が悪い場合でも、反射面の加工精度が
良い部分が一部にでもあれば、その部分で反射した放射
線だけを遮蔽板の開口を通過させることができる。この
ため、遮蔽板の開口を通過した放射線が拡大・結像した
放射線像の解像度は非常に高く、高分解能の放射線像が
検出手段で検出される。
As described in detail above, in the radiation image magnifying and observing apparatus of the present invention, even if most of the processing accuracy of the reflecting surface of the grazing incidence reflecting mirror is poor, the processing accuracy of the reflecting surface is good. If there is even a part of the portion, only the radiation reflected by the portion can pass through the opening of the shield plate. Therefore, the resolution of the radiation image in which the radiation that has passed through the opening of the shielding plate is magnified / formed is very high, and the radiation image of high resolution is detected by the detection means.

【0027】[0027]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例に係る放射線像拡大観察装置の断面構
造を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a cross-sectional structure of a radiographic image magnification observation apparatus according to the present embodiment.

【図2】試料およびストッパの形状を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing shapes of a sample and a stopper.

【図3】拡大画像及びこの画像の輝度分布を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an enlarged image and a luminance distribution of this image.

【図4】拡大画像及びこの画像の輝度分布を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an enlarged image and a luminance distribution of this image.

【図5】拡大画像及びこの画像の輝度分布を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an enlarged image and a luminance distribution of this image.

【図6】拡大画像及びこの画像の輝度分布を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an enlarged image and a luminance distribution of this image.

【図7】別の実施例に係る放射線像拡大観察装置の構造
を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of a radiographic image magnification observation apparatus according to another embodiment.

【図8】従来の放射線像拡大観察装置の構造を示す断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of a conventional radiographic image magnifying observation apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…筐体、11…斜入射反射鏡、12…ストッパ、1
2a…開口、12b…ギヤ、13…軸付きウォーム、1
4…入射窓、15…蛍光面、16…光電面、17…マイ
クロチャンネルプレート、18…試料台、19…フィル
タ、20…X線源、21…カメラ、22…フレームメモ
リ、23…モニタ、24,25…コイル、26…パルス
モータ、27…試料。
10 ... Housing, 11 ... Oblique incidence reflecting mirror, 12 ... Stopper, 1
2a ... aperture, 12b ... gear, 13 ... worm with shaft, 1
4 ... Incident window, 15 ... Phosphor screen, 16 ... Photocathode, 17 ... Microchannel plate, 18 ... Sample stage, 19 ... Filter, 20 ... X-ray source, 21 ... Camera, 22 ... Frame memory, 23 ... Monitor, 24 , 25 ... coil, 26 ... pulse motor, 27 ... sample.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−22599(JP,A) 特開 昭61−186900(JP,A) 実開 昭61−67549(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 23/00 - 23/223 G21K 7/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-2-22599 (JP, A) JP-A 61-186900 (JP, A) Actual development Sho-61-67549 (JP, U) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) G01N 23/00-23/223 G21K 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 試料の配置位置に向けて放射線を出射す
る放射線源と、前記試料を透過した放射線の像を拡大・
結像させる略円筒形状の斜入射反射鏡と、この斜入射反
射鏡で拡大・結像した放射線像を検出する検出手段とを
備えた放射線拡大観察装置であって、 前記斜入射反射鏡の入射面或いは出射面に近接すると共
にこれらの面とほぼ平行に配置され、周辺部分の一部領
域に、前記斜入射反射鏡の反射面の所定部分で反射する
放射線を通過させる開口を有する遮蔽板を備え、 前記遮蔽板は、前記斜入射反射鏡の中心軸を中心に回転
可能であることを特徴とする放射線拡大観察装置。
1. A radiation source that emits radiation toward a position where a sample is arranged, and a magnified image of the radiation transmitted through the sample.
What is claimed is: 1. A radiation magnifying and observing device comprising: a substantially cylindrical oblique-incidence reflecting mirror for forming an image; and detection means for detecting a radiation image magnified / formed by the oblique-incidence reflecting mirror. A shield plate which is arranged close to the surface or the emission surface and is arranged substantially parallel to these surfaces, and which has an opening in a partial area of the peripheral portion through which the radiation reflected by a predetermined portion of the reflection surface of the oblique incidence reflecting mirror passes. The radiation magnifying observation apparatus, comprising: the shielding plate rotatable about a central axis of the oblique incidence reflecting mirror.
【請求項2】 試料の配置位置に向けて放射線を出射す
る放射線源と、前記試料を透過した放射線の像を拡大・
結像させる略円筒形状の斜入射反射鏡と、この斜入射反
射鏡で拡大・結像した放射線像を検出する検出手段とを
備えた放射線拡大観察装置であって、 前記斜入射反射鏡の入射面或いは出射面に近接すると共
にこれらの面とほぼ平行に配置され、周辺部分の一部領
域に、前記斜入射反射鏡の反射面の所定部分で反射する
放射線を通過させる開口を有する遮蔽板を備え、 前記斜入射反射鏡は、その中心軸を中心に回転可能であ
ることを特徴とする放射線拡大観察装置。
2. A radiation source that emits radiation toward a position where a sample is arranged and an image of the radiation that has passed through the sample.
What is claimed is: 1. A radiation magnifying and observing device comprising: a substantially cylindrical oblique-incidence reflecting mirror for forming an image; and detection means for detecting a radiation image magnified / formed by the oblique-incidence reflecting mirror. A shield plate which is arranged close to the surface or the emission surface and is arranged substantially parallel to these surfaces, and which has an opening in a partial area of the peripheral portion through which the radiation reflected by a predetermined portion of the reflection surface of the oblique incidence reflecting mirror passes. A radiation magnifying observation apparatus, comprising: the grazing incidence reflecting mirror rotatable about a central axis thereof.
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