JPH07260713A - Ｘ線撮像装置 - Google Patents
Ｘ線撮像装置Info
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- JPH07260713A JPH07260713A JP6048316A JP4831694A JPH07260713A JP H07260713 A JPH07260713 A JP H07260713A JP 6048316 A JP6048316 A JP 6048316A JP 4831694 A JP4831694 A JP 4831694A JP H07260713 A JPH07260713 A JP H07260713A
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- JP
- Japan
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- electron beam
- target
- transmission
- electron
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-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K7/00—Gamma- or X-ray microscopes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/112—Non-rotating anodes
- H01J35/116—Transmissive anodes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】透過形ターゲットを使用した微小焦点Ｘ線撮像
装置において、均一な明るさのＸ線透過像を得る。 【構成】ベリリウム箔１１にタングステン膜１０を薄く
蒸着したターゲットに対し、微細な集束電子線１を照射
する。タングステン膜１０は、環状の電子冷却素子１４
で冷却されている。電子線１の進行方向の延長線上を外
してＸ線イメージインテンシファイア２２を配置する。
試料７の透過Ｘ線像をＸ線イメージインテンシファイア
２２とＣＣＤカメラ２４で検出する。 【効果】薄い透過形ターゲットでは、電子線の進行方向
に強いＸ線が発生する。電子線の進行方向の延長線上を
外してＸ線イメージインテンシファイアを配置するた
め、一様な強度のＸ線がＸ線イメージインテンシファイ
アに入射する。このため、均一な明るさのＸ線透過画像
が得られる。
装置において、均一な明るさのＸ線透過像を得る。 【構成】ベリリウム箔１１にタングステン膜１０を薄く
蒸着したターゲットに対し、微細な集束電子線１を照射
する。タングステン膜１０は、環状の電子冷却素子１４
で冷却されている。電子線１の進行方向の延長線上を外
してＸ線イメージインテンシファイア２２を配置する。
試料７の透過Ｘ線像をＸ線イメージインテンシファイア
２２とＣＣＤカメラ２４で検出する。 【効果】薄い透過形ターゲットでは、電子線の進行方向
に強いＸ線が発生する。電子線の進行方向の延長線上を
外してＸ線イメージインテンシファイアを配置するた
め、一様な強度のＸ線がＸ線イメージインテンシファイ
アに入射する。このため、均一な明るさのＸ線透過画像
が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線撮像装置に関する
もので、特に、高解像度Ｘ線透視試験に好適な透過形タ
ーゲットを使用する微小焦点Ｘ線撮像装置に関するもの
である。
もので、特に、高解像度Ｘ線透視試験に好適な透過形タ
ーゲットを使用する微小焦点Ｘ線撮像装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線透視試験における検出解像度を支配
する一要因として、Ｘ線源の焦点寸法が挙げられる。こ
のため、高解像度が要求されるＸ線透視試験において
は、微小焦点のマイクロフォーカスＸ線源が使用されて
いる。
する一要因として、Ｘ線源の焦点寸法が挙げられる。こ
のため、高解像度が要求されるＸ線透視試験において
は、微小焦点のマイクロフォーカスＸ線源が使用されて
いる。
【０００３】マイクロフォーカスＸ線源に使用されるタ
ーゲットは、ターゲットを透過したＸ線を用いる透過形
と、横方向に出たＸ線を用いる反射形に大別される。解
像度の点では、ターゲット内での電子線の拡がりを小さ
くできるため、透過形が優れている。透過形ターゲット
を使用したＸ線源については、例えば、特開平２−１３
８８５６号、特開平３−２７４５００号、特開平４−１
４４０４５号に記載されている。集束電子線を透過形薄
膜のターゲットに照射することで得られた微小焦点サイ
ズのＸ線を試料に照射し、その透過Ｘ線を幾何学的に拡
大投影した画像を撮像し、試料の微小な内部構造を観察
する。
ーゲットは、ターゲットを透過したＸ線を用いる透過形
と、横方向に出たＸ線を用いる反射形に大別される。解
像度の点では、ターゲット内での電子線の拡がりを小さ
くできるため、透過形が優れている。透過形ターゲット
を使用したＸ線源については、例えば、特開平２−１３
８８５６号、特開平３−２７４５００号、特開平４−１
４４０４５号に記載されている。集束電子線を透過形薄
膜のターゲットに照射することで得られた微小焦点サイ
ズのＸ線を試料に照射し、その透過Ｘ線を幾何学的に拡
大投影した画像を撮像し、試料の微小な内部構造を観察
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】解像度を向上させるた
めには、集束電子線のスポット径を小さくすると共に、
透過形ターゲットの膜厚を薄くする必要がある。しか
し、透過形ターゲットの膜厚を薄くする、あるいは、集
束電子線の加速電圧を上げると、発生するＸ線の強度に
方向性が生じ、撮像したＸ線透過画像の中心部に明るい
輝点が生じる。このため、画像の質が著しく低下する。
めには、集束電子線のスポット径を小さくすると共に、
透過形ターゲットの膜厚を薄くする必要がある。しか
し、透過形ターゲットの膜厚を薄くする、あるいは、集
束電子線の加速電圧を上げると、発生するＸ線の強度に
方向性が生じ、撮像したＸ線透過画像の中心部に明るい
輝点が生じる。このため、画像の質が著しく低下する。
【０００５】また、集束電子線のスポット径を小さくす
ると、ターゲットに照射される集束電子線の電流密度が
増加するため、ターゲットの損傷が増大する。
ると、ターゲットに照射される集束電子線の電流密度が
増加するため、ターゲットの損傷が増大する。
【０００６】本発明の第１の目的は、画像に明るい輝点
が発生しない、透過形ターゲットを使用したＸ線撮像装
置を提供することである。
が発生しない、透過形ターゲットを使用したＸ線撮像装
置を提供することである。
【０００７】第２の目的は、ターゲットの寿命の長い、
透過形ターゲットを使用したＸ線撮像装置を提供するこ
とである。
透過形ターゲットを使用したＸ線撮像装置を提供するこ
とである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的は、電子
線を発生させ加速する手段と、電子線を集束する手段
と、Ｘ線を発生させる透過形ターゲットと、試料を透過
したＸ線を検出するＸ線検出手段を使用し、透過形ター
ゲットに照射する集束電子線の進行方向の延長線上に、
Ｘ線検出手段を配置しないことにより達成される。
線を発生させ加速する手段と、電子線を集束する手段
と、Ｘ線を発生させる透過形ターゲットと、試料を透過
したＸ線を検出するＸ線検出手段を使用し、透過形ター
ゲットに照射する集束電子線の進行方向の延長線上に、
Ｘ線検出手段を配置しないことにより達成される。
【０００９】上記第２の目的は、電子線を発生させ加速
する手段と、電子線を集束する手段と、Ｘ線を発生させ
る透過形ターゲットと、透過形ターゲットを冷却する手
段と、試料を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段よ
り、達成される。
する手段と、電子線を集束する手段と、Ｘ線を発生させ
る透過形ターゲットと、透過形ターゲットを冷却する手
段と、試料を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段よ
り、達成される。
【００１０】
【作用】微小焦点サイズのＸ線源を実現するためには、
透過形ターゲットに照射する電子線を細く絞るだけでは
不十分である。何故なら、ターゲットに入射した電子
は、散乱し、ターゲットの内部まで侵入するためであ
り、例えば、加速電圧１００ｋＶの電子線の散乱領域
は、５μｍ以上であると言われている。このため、ター
ゲットを薄膜にして電子の散乱領域を制限し、焦点サイ
ズを微小化することが必要である。
透過形ターゲットに照射する電子線を細く絞るだけでは
不十分である。何故なら、ターゲットに入射した電子
は、散乱し、ターゲットの内部まで侵入するためであ
り、例えば、加速電圧１００ｋＶの電子線の散乱領域
は、５μｍ以上であると言われている。このため、ター
ゲットを薄膜にして電子の散乱領域を制限し、焦点サイ
ズを微小化することが必要である。
【００１１】透過形ターゲットを薄膜にすると、発生す
るＸ線の強度に方向性が生じる。図１に示すように、透
過形ターゲットに入射する集束電子線の進行方向に発生
するＸ線の強度が強い。膜厚１μｍのタングステンター
ゲットから発生するＸ線の強度分布の実測例を図２、図
３に示す。図２は集束電子線の加速電圧が７５ｋＶのデ
ータであり、図３は加速電圧２００ｋＶのデータであ
る。加速電圧が高くなると、Ｘ線の強度ピークが急激に
大きくなっている。また、Ｘ線の強い範囲はおよそ０．
７度であり、その部分を外すと一定のＸ線強度が得られ
る。
るＸ線の強度に方向性が生じる。図１に示すように、透
過形ターゲットに入射する集束電子線の進行方向に発生
するＸ線の強度が強い。膜厚１μｍのタングステンター
ゲットから発生するＸ線の強度分布の実測例を図２、図
３に示す。図２は集束電子線の加速電圧が７５ｋＶのデ
ータであり、図３は加速電圧２００ｋＶのデータであ
る。加速電圧が高くなると、Ｘ線の強度ピークが急激に
大きくなっている。また、Ｘ線の強い範囲はおよそ０．
７度であり、その部分を外すと一定のＸ線強度が得られ
る。
【００１２】従来の透過形ターゲットを使用したＸ線撮
像装置では、電子銃、透過形ターゲット、試料、Ｘ線検
出器が一直線上に並んでいるため、透過形ターゲットに
入射する集束電子線の進行方向にＸ線検出器が配置され
ていた。このため、Ｘ線検出器の中心にＸ線強度分布の
ピークがあった。
像装置では、電子銃、透過形ターゲット、試料、Ｘ線検
出器が一直線上に並んでいるため、透過形ターゲットに
入射する集束電子線の進行方向にＸ線検出器が配置され
ていた。このため、Ｘ線検出器の中心にＸ線強度分布の
ピークがあった。
【００１３】本発明によれば、電子銃と透過形ターゲッ
トを結ぶ直線と、透過形ターゲット、試料、Ｘ線検出器
を結ぶ直線とが一致せず、互いに傾いているため、透過
形ターゲットに入射する集束電子線の進行方向にＸ線検
出器がなく、斜め方向にＸ線検出器が配置される。この
ため、Ｘ線検出器に入射するＸ線の強度は一様となる。
トを結ぶ直線と、透過形ターゲット、試料、Ｘ線検出器
を結ぶ直線とが一致せず、互いに傾いているため、透過
形ターゲットに入射する集束電子線の進行方向にＸ線検
出器がなく、斜め方向にＸ線検出器が配置される。この
ため、Ｘ線検出器に入射するＸ線の強度は一様となる。
【００１４】次に、ターゲットに照射される電子のエネ
ルギーのうちＸ線に変換される割合は１％以下であり、
残りの９９％は熱に変換されると言われている。このた
め、ターゲットは非常に高温となり、損傷が激しい。そ
こで、反射形ターゲットでは、ターゲットを回転した
り、あるいは、水冷を行なっている。透過形ターゲット
では、２層膜にして熱を逃がすことが行なわれている
が、冷却は行なわれていない。この理由は、透過形ター
ゲットと試料との距離（ワーキング ディスタング：Ｗ
Ｄ）を縮めるため、ターゲット冷却する構造を配置する
空間が無いためである。透過形ターゲットでは、その微
小焦点寸法を活かすため、試料を透過したＸ線像を幾何
学的に拡大投影した後検出し、高倍率を得たいがため
に、ＷＤを小さくする必要がある。
ルギーのうちＸ線に変換される割合は１％以下であり、
残りの９９％は熱に変換されると言われている。このた
め、ターゲットは非常に高温となり、損傷が激しい。そ
こで、反射形ターゲットでは、ターゲットを回転した
り、あるいは、水冷を行なっている。透過形ターゲット
では、２層膜にして熱を逃がすことが行なわれている
が、冷却は行なわれていない。この理由は、透過形ター
ゲットと試料との距離（ワーキング ディスタング：Ｗ
Ｄ）を縮めるため、ターゲット冷却する構造を配置する
空間が無いためである。透過形ターゲットでは、その微
小焦点寸法を活かすため、試料を透過したＸ線像を幾何
学的に拡大投影した後検出し、高倍率を得たいがため
に、ＷＤを小さくする必要がある。
【００１５】本発明によれば、透過形ターゲットの集束
電子線の照射側に円管状の冷却装置を配置し、透過形タ
ーゲットを冷却する。冷却装置は円管上であるため、中
空の所を集束電子線が通過してターゲットに入射する。
冷却装置は電子線の入射面側にあるため、Ｘ線の取り出
し面のすぐそばまで試料を近接することができる。
電子線の照射側に円管状の冷却装置を配置し、透過形タ
ーゲットを冷却する。冷却装置は円管上であるため、中
空の所を集束電子線が通過してターゲットに入射する。
冷却装置は電子線の入射面側にあるため、Ｘ線の取り出
し面のすぐそばまで試料を近接することができる。
【００１６】以上により高解像度なＸ線撮像装置が実現
できる。高解像度なＸ線撮像装置の代表的な構成は、電
子銃、電子レンズ、冷却装置、透過形ターゲット、試料
ステージ、Ｘ線ＴＶ撮影装置、ＴＶモニター装置などか
らなる。電子銃で発生した電子線を電子レンズにより細
く集束し、透過形ターゲットに照射する。この時、ター
ゲットは冷却装置により冷却されている。電子線のビー
ム径を十分に細くし、Ｘ線を発生する薄膜を十分に薄く
すると、微小な焦点サイズが得られるため、半影ぼけの
ない鮮明な試料の透視像が得られる。この試料の透視Ｘ
線像を斜めに配置したＸ線ＴＶ撮影装置にて検出し、Ｔ
Ｖモニター装置に表示させる。また、試料は、試料ステ
ージで保持しておき、ステージを移動することで、透視
箇所を変える。
できる。高解像度なＸ線撮像装置の代表的な構成は、電
子銃、電子レンズ、冷却装置、透過形ターゲット、試料
ステージ、Ｘ線ＴＶ撮影装置、ＴＶモニター装置などか
らなる。電子銃で発生した電子線を電子レンズにより細
く集束し、透過形ターゲットに照射する。この時、ター
ゲットは冷却装置により冷却されている。電子線のビー
ム径を十分に細くし、Ｘ線を発生する薄膜を十分に薄く
すると、微小な焦点サイズが得られるため、半影ぼけの
ない鮮明な試料の透視像が得られる。この試料の透視Ｘ
線像を斜めに配置したＸ線ＴＶ撮影装置にて検出し、Ｔ
Ｖモニター装置に表示させる。また、試料は、試料ステ
ージで保持しておき、ステージを移動することで、透視
箇所を変える。
【００１７】
【実施例】まず、従来の透過形ターゲットを使用したＸ
線撮像装置の構成を図４に示す。電子銃５で発生した電
子線１を電子レンズ６で集束し、透過形ターゲット２に
照射すると、Ｘ線３が発生する。試料７を透過したＸ線
は拡大投影され、Ｘ線検出器８で検出される。このと
き、電子銃５、透過形ターゲット２、試料７、Ｘ線検出
器８は中心軸９上に並んでいる。透過形ターゲット２の
膜厚を薄くすると、中心軸方向に発生するＸ線の強度が
増加し、Ｘ線検出器８では、中心が明るく検出される。
線撮像装置の構成を図４に示す。電子銃５で発生した電
子線１を電子レンズ６で集束し、透過形ターゲット２に
照射すると、Ｘ線３が発生する。試料７を透過したＸ線
は拡大投影され、Ｘ線検出器８で検出される。このと
き、電子銃５、透過形ターゲット２、試料７、Ｘ線検出
器８は中心軸９上に並んでいる。透過形ターゲット２の
膜厚を薄くすると、中心軸方向に発生するＸ線の強度が
増加し、Ｘ線検出器８では、中心が明るく検出される。
【００１８】本発明によるＸ線撮像装置の第１の実施例
を図５に示す。電子銃５で発生した電子線１は、電子レ
ンズ６で集束され、透過形ターゲットに照射される。透
過形ターゲットは、Ｘ線の発生するタングステン膜１０
と、タングステン膜を保持するベリリウム膜１１の２層
膜であり、さらに、タングステン膜１０の上には、メッ
シュ１２が密着している。この透過形ターゲットは、押
え１３により電子冷却素子１４に密着されている。偏向
コイル１５により電子線１はタングステン膜１０上を走
査され、そこから発生する反射電子、あるいは２次電子
が電子線検出器１６で検出される。走査像検出回路１７
は、偏向コイル１５を駆動し、電子線検出器１６からの
信号を受け、生成した走査電子像をディスプレイ１８に
表示する。電子線１の通路は、真空容器１９で密閉さ
れ、バルブ２０を介して、真空ポンプ２１で真空に保た
れている。真空容器１９の一部は、Ｘ線３を取り出すベ
リリウムの窓２２になっている。試料７を透過したＸ線
像はＸ線イメージインテンシファイア２２で光学像に変
換され、検出像がディスプレイ２５に表示される。
を図５に示す。電子銃５で発生した電子線１は、電子レ
ンズ６で集束され、透過形ターゲットに照射される。透
過形ターゲットは、Ｘ線の発生するタングステン膜１０
と、タングステン膜を保持するベリリウム膜１１の２層
膜であり、さらに、タングステン膜１０の上には、メッ
シュ１２が密着している。この透過形ターゲットは、押
え１３により電子冷却素子１４に密着されている。偏向
コイル１５により電子線１はタングステン膜１０上を走
査され、そこから発生する反射電子、あるいは２次電子
が電子線検出器１６で検出される。走査像検出回路１７
は、偏向コイル１５を駆動し、電子線検出器１６からの
信号を受け、生成した走査電子像をディスプレイ１８に
表示する。電子線１の通路は、真空容器１９で密閉さ
れ、バルブ２０を介して、真空ポンプ２１で真空に保た
れている。真空容器１９の一部は、Ｘ線３を取り出すベ
リリウムの窓２２になっている。試料７を透過したＸ線
像はＸ線イメージインテンシファイア２２で光学像に変
換され、検出像がディスプレイ２５に表示される。
【００１９】第１の実施例の動作を以下に示す。電子銃
５は、電子を発生し、所定の管電圧まで電子を加速す
る。電子を発生させるフィラメントは、高輝度なランタ
ンヘキサボライト（ＬａＢ6）が望ましいが、一般的な
タングステン（Ｗ）でも良い。電子レンズ６は、所望の
Ｘ線焦点寸法以下に電子線を集束させる働きがある。高
分解能を得るためには、微小な焦点寸法が不可欠であ
り、例えば、１μｍ程度に電子線を集束する。
５は、電子を発生し、所定の管電圧まで電子を加速す
る。電子を発生させるフィラメントは、高輝度なランタ
ンヘキサボライト（ＬａＢ6）が望ましいが、一般的な
タングステン（Ｗ）でも良い。電子レンズ６は、所望の
Ｘ線焦点寸法以下に電子線を集束させる働きがある。高
分解能を得るためには、微小な焦点寸法が不可欠であ
り、例えば、１μｍ程度に電子線を集束する。
【００２０】図５には１個の電磁レンズを図示している
が、電子線を細く絞るためには、複数個の電磁レンズを
使用するのが望ましく、また、静電レンズを使用するこ
とも考えられる。透過形ターゲットは、ベリリウム膜１
１の上にタングステン膜１０をスパッタリングやＣＶＤ
により蒸着した２層膜である。ベリリウム膜１１の膜厚
は１０から数百μｍであり、タングステン膜１０の膜厚
は、所望のＸ線焦点寸法以下、例えば、１から４μｍと
する。タングステン膜１０の表面に集束電子線１が確実
に絞られているかを確認するために、透過形ターゲット
表面の走査電子像を検出する。透過形ターゲットの表面
が最も鮮明に見えるように電子レンズに励磁電流を調整
し、電子線の焦点を合わせる。タングステン膜１０の表
面は滑らかであるため、その上にメッシュを密着させ、
メッシュパターンを検出して焦点を合わすと良い。メッ
シュには、銅製の１０００メッシュや２０００メッシュ
が入手しやすく、便利である。
が、電子線を細く絞るためには、複数個の電磁レンズを
使用するのが望ましく、また、静電レンズを使用するこ
とも考えられる。透過形ターゲットは、ベリリウム膜１
１の上にタングステン膜１０をスパッタリングやＣＶＤ
により蒸着した２層膜である。ベリリウム膜１１の膜厚
は１０から数百μｍであり、タングステン膜１０の膜厚
は、所望のＸ線焦点寸法以下、例えば、１から４μｍと
する。タングステン膜１０の表面に集束電子線１が確実
に絞られているかを確認するために、透過形ターゲット
表面の走査電子像を検出する。透過形ターゲットの表面
が最も鮮明に見えるように電子レンズに励磁電流を調整
し、電子線の焦点を合わせる。タングステン膜１０の表
面は滑らかであるため、その上にメッシュを密着させ、
メッシュパターンを検出して焦点を合わすと良い。メッ
シュには、銅製の１０００メッシュや２０００メッシュ
が入手しやすく、便利である。
【００２１】電子線の焦点を合わせた後は、走査を止
め、タングステン膜１０上の一点に照射して、Ｘ線源を
固定する。照射する点を日によって変えることで、タン
グステン膜１０のダメージを減らすことができ、長期間
交換の必要が無い。電子線の照射により発生した熱によ
り高温になった透過形ターゲットを冷却するため、透過
形ターゲットは電子冷却素子１４に密着されている。電
子冷却素子１４は、透過形ターゲットの熱を真空容器１
９に伝えるヒートポンプの働きをする。透過形ターゲッ
トは、真空中にあるため、室温以下に冷却しても露や霜
の心配が無く、ゼロ度以下に冷却することができる。ま
た、真空中であるため、断熱性が良く、冷却効率が良
い。電子冷却素子１４を使用せず、環状のパイプで水冷
するだけでも効果はある。
め、タングステン膜１０上の一点に照射して、Ｘ線源を
固定する。照射する点を日によって変えることで、タン
グステン膜１０のダメージを減らすことができ、長期間
交換の必要が無い。電子線の照射により発生した熱によ
り高温になった透過形ターゲットを冷却するため、透過
形ターゲットは電子冷却素子１４に密着されている。電
子冷却素子１４は、透過形ターゲットの熱を真空容器１
９に伝えるヒートポンプの働きをする。透過形ターゲッ
トは、真空中にあるため、室温以下に冷却しても露や霜
の心配が無く、ゼロ度以下に冷却することができる。ま
た、真空中であるため、断熱性が良く、冷却効率が良
い。電子冷却素子１４を使用せず、環状のパイプで水冷
するだけでも効果はある。
【００２２】発生したＸ線は、ベリリウム窓２２を介し
て、外部に取り出される。Ｘ線は、電子線の進行方向に
強度のピークを持つため、Ｘ線検出器を電子線の進行方
向の延長線上に置かずに斜め方向に置く。これにより、
Ｘ線検出器には一様な強度のＸ線が入射する。試料７も
斜めに置く必要があるため、真空容器１９のＸ線取り出
し口周辺は円錐形状であることが望ましい。Ｘ線検出器
は、Ｘ線イメージインテンシファイアとビデオカメラで
構成されている。試料７の透過Ｘ線像は、Ｘ線イメージ
インテンシファイア２２で可視光像に変換され、ファイ
バープレート２３で伝送され、ＣＣＤイメージセンサ２
４で検出される。もちろん、ビデオカメラとしてＣＣＤ
イメージセンサ以外に撮像管を使用することも可能であ
る。Ｘ線透過画像は一般にノイズが多いため、検出画像
の加算がよく行なわれる。長時間露光タイプのＣＣＤイ
メージセンサを使用すると、素子上で画像を加算できる
ため、好都合である。また、Ｘ線イメージインテンシフ
ァイア２２とＣＣＤイメージセンサ２４とのカップリン
グはファイバープレートを用いずにレンズを用いても良
い。
て、外部に取り出される。Ｘ線は、電子線の進行方向に
強度のピークを持つため、Ｘ線検出器を電子線の進行方
向の延長線上に置かずに斜め方向に置く。これにより、
Ｘ線検出器には一様な強度のＸ線が入射する。試料７も
斜めに置く必要があるため、真空容器１９のＸ線取り出
し口周辺は円錐形状であることが望ましい。Ｘ線検出器
は、Ｘ線イメージインテンシファイアとビデオカメラで
構成されている。試料７の透過Ｘ線像は、Ｘ線イメージ
インテンシファイア２２で可視光像に変換され、ファイ
バープレート２３で伝送され、ＣＣＤイメージセンサ２
４で検出される。もちろん、ビデオカメラとしてＣＣＤ
イメージセンサ以外に撮像管を使用することも可能であ
る。Ｘ線透過画像は一般にノイズが多いため、検出画像
の加算がよく行なわれる。長時間露光タイプのＣＣＤイ
メージセンサを使用すると、素子上で画像を加算できる
ため、好都合である。また、Ｘ線イメージインテンシフ
ァイア２２とＣＣＤイメージセンサ２４とのカップリン
グはファイバープレートを用いずにレンズを用いても良
い。
【００２３】本発明によるＸ線撮像装置の第２の実施例
を図６に示す。電子銃５で発生した電子線１は、電子レ
ンズ６で集束され、透過形ターゲットに照射される。透
過形ターゲットは、Ｘ線の発生するタングステン膜１０
と、タングステン膜を保持するベリリウム膜１１の２層
膜であり、さらに、タングステン膜１０の上には、メッ
シュ１２が密着している。この透過形ターゲットは、押
え１３により電子冷却素子１４に密着されている。偏向
コイル１５により電子線１はタングステン膜１０上を走
査され、そこから発生する反射電子、あるいは２次電子
が電子線検出器１６で検出される。
を図６に示す。電子銃５で発生した電子線１は、電子レ
ンズ６で集束され、透過形ターゲットに照射される。透
過形ターゲットは、Ｘ線の発生するタングステン膜１０
と、タングステン膜を保持するベリリウム膜１１の２層
膜であり、さらに、タングステン膜１０の上には、メッ
シュ１２が密着している。この透過形ターゲットは、押
え１３により電子冷却素子１４に密着されている。偏向
コイル１５により電子線１はタングステン膜１０上を走
査され、そこから発生する反射電子、あるいは２次電子
が電子線検出器１６で検出される。
【００２４】走査像検出回路１７は、偏向コイル１５を
駆動し、電子線検出器１６からの信号を受け、生成した
走査電子像をディスプレイ１８に表示する。電子線１の
通路は、真空容器１９で密閉され、バルブ２０を介し
て、真空ポンプ２１で真空に保たれている。真空容器１
９の一部は、Ｘ線３を取り出すベリリウムの窓２２にな
っている。試料７を透過したＸ線像はＸ線イメージイン
テンシファイア２２で光学像に変換され、検出像がディ
スプレイ２５に表示される。以上、基本的な構成は第１
の実施例と同じである。第１の実施例との違いは、透過
形ターゲットの取付け向きである。第１の実施例では、
電子線照射系の軸と垂直に透過形ターゲットを取り付け
ており、透過形ターゲットに対して垂直に電子線が入射
する。第２の実施例では、斜めに透過形ターゲットが取
り付いており、斜め方向から電子線が入射する。透過形
ターゲットと試料とＸ線検出器とを平行にすることで、
透過形ターゲットと試料との間隔（ＷＤ）を小さくする
ことが容易となり、高倍率を得ることができる。
駆動し、電子線検出器１６からの信号を受け、生成した
走査電子像をディスプレイ１８に表示する。電子線１の
通路は、真空容器１９で密閉され、バルブ２０を介し
て、真空ポンプ２１で真空に保たれている。真空容器１
９の一部は、Ｘ線３を取り出すベリリウムの窓２２にな
っている。試料７を透過したＸ線像はＸ線イメージイン
テンシファイア２２で光学像に変換され、検出像がディ
スプレイ２５に表示される。以上、基本的な構成は第１
の実施例と同じである。第１の実施例との違いは、透過
形ターゲットの取付け向きである。第１の実施例では、
電子線照射系の軸と垂直に透過形ターゲットを取り付け
ており、透過形ターゲットに対して垂直に電子線が入射
する。第２の実施例では、斜めに透過形ターゲットが取
り付いており、斜め方向から電子線が入射する。透過形
ターゲットと試料とＸ線検出器とを平行にすることで、
透過形ターゲットと試料との間隔（ＷＤ）を小さくする
ことが容易となり、高倍率を得ることができる。
【００２５】Ｘ線撮像装置に使用する透過形ターゲット
の第１の実施例を図７に示す。保持層であるベリリウム
膜１１の上にＸ線発生層であるタングステン膜１０をス
パッタリングやＣＶＤにより蒸着した２層膜である。Ｘ
線は、重金属であるタングステン膜１０で発生するが、
軽元素であるベリリウム膜１１では殆ど発生しない。ベ
リリウム膜１１は、機械的強度を増す働きと、タングス
テン膜１０で発生する熱を逃がす働きがある。ベリリウ
ム膜１１の膜厚は１０から数百μｍであり、タングステ
ン膜１０の膜厚は、所望のＸ線焦点寸法以下、例えば、
１から４μｍとする。Ｘ線発生層としては、タングステ
ン以外の重金属、例えば、モリブデンなどでも構わな
い。保持層としては、ベリリウム以外の軽元素、例え
ば、カーボン等でも良い。タングステン膜１０には、走
査像の検出を容易にするため、メッシュを密着する。メ
ッシュには、銅製の１０００メッシュや２０００メッシ
ュを使用する。
の第１の実施例を図７に示す。保持層であるベリリウム
膜１１の上にＸ線発生層であるタングステン膜１０をス
パッタリングやＣＶＤにより蒸着した２層膜である。Ｘ
線は、重金属であるタングステン膜１０で発生するが、
軽元素であるベリリウム膜１１では殆ど発生しない。ベ
リリウム膜１１は、機械的強度を増す働きと、タングス
テン膜１０で発生する熱を逃がす働きがある。ベリリウ
ム膜１１の膜厚は１０から数百μｍであり、タングステ
ン膜１０の膜厚は、所望のＸ線焦点寸法以下、例えば、
１から４μｍとする。Ｘ線発生層としては、タングステ
ン以外の重金属、例えば、モリブデンなどでも構わな
い。保持層としては、ベリリウム以外の軽元素、例え
ば、カーボン等でも良い。タングステン膜１０には、走
査像の検出を容易にするため、メッシュを密着する。メ
ッシュには、銅製の１０００メッシュや２０００メッシ
ュを使用する。
【００２６】Ｘ線撮像装置に使用する透過形ターゲット
の第２の実施例を図８に示す。ベリリウム膜１１の上に
タングステン膜１０をスパッタリングやＣＶＤにより蒸
着した２層膜である。タングステン膜１０には、走査像
の検出を容易にするため、溝を切ってある。溝は、集束
イオンビーム、あるいは、リソグラフィ工程により加工
する。
の第２の実施例を図８に示す。ベリリウム膜１１の上に
タングステン膜１０をスパッタリングやＣＶＤにより蒸
着した２層膜である。タングステン膜１０には、走査像
の検出を容易にするため、溝を切ってある。溝は、集束
イオンビーム、あるいは、リソグラフィ工程により加工
する。
【００２７】透過形ターゲットを使用したＸ線ビーム発
生装置の実施例を図９に示す。電子銃５で発生した電子
線１は、電子レンズ６で集束され、透過形ターゲットに
照射される。透過形ターゲットは、Ｘ線の発生するタン
グステン膜１０と、タングステン膜を保持するベリリウ
ム膜１１の２層膜である。この透過形ターゲットは、押
え１３により電子冷却素子１４に密着されている。電子
線１の通路は、真空容器１９で密閉され、バルブ２０を
介して、真空ポンプ２１で真空に保たれている。真空容
器１９の一部は、Ｘ線ビーム３を取り出すベリリウムの
窓２２になっている。タングステン膜１０を薄くすると
電子線１の進行方向にピークを持つ指向性の高いＸ線が
発生する。電子線の進行方向の延長線上にＸ線の取り出
し窓２２を設けることで、Ｘ線ビームが得られる。
生装置の実施例を図９に示す。電子銃５で発生した電子
線１は、電子レンズ６で集束され、透過形ターゲットに
照射される。透過形ターゲットは、Ｘ線の発生するタン
グステン膜１０と、タングステン膜を保持するベリリウ
ム膜１１の２層膜である。この透過形ターゲットは、押
え１３により電子冷却素子１４に密着されている。電子
線１の通路は、真空容器１９で密閉され、バルブ２０を
介して、真空ポンプ２１で真空に保たれている。真空容
器１９の一部は、Ｘ線ビーム３を取り出すベリリウムの
窓２２になっている。タングステン膜１０を薄くすると
電子線１の進行方向にピークを持つ指向性の高いＸ線が
発生する。電子線の進行方向の延長線上にＸ線の取り出
し窓２２を設けることで、Ｘ線ビームが得られる。
【００２８】
【発明の効果】これまでの説明で明らかなように以下の
効果がある。
効果がある。
【００２９】Ｘ線発生層を薄膜とし、保持層との２層構
造の透過形ターゲットとしたことで、電子の散乱領域が
制限され、微小な焦点サイズのＸ線源が得られる。
造の透過形ターゲットとしたことで、電子の散乱領域が
制限され、微小な焦点サイズのＸ線源が得られる。
【００３０】薄い透過形ターゲットを使用することで、
電子線の進行方向にＸ線ビームを発生させることができ
る。
電子線の進行方向にＸ線ビームを発生させることができ
る。
【００３１】電子線の進行方向の延長線上にＸ線検出手
段を配置しないことにより、一様な強度のＸ線透過画像
を検出できる。
段を配置しないことにより、一様な強度のＸ線透過画像
を検出できる。
【００３２】環状の冷却機構により透過形ターゲットを
冷却することで、ターゲットの寿命が伸びると共に、大
電流の電子線を照射でき、発生するＸ線量が増す。さら
に、環状の冷却機構を電子線の照射側に配置すること
で、透過形ターゲットと試料の間隔を短くすることが可
能となり、高倍率が得られる。
冷却することで、ターゲットの寿命が伸びると共に、大
電流の電子線を照射でき、発生するＸ線量が増す。さら
に、環状の冷却機構を電子線の照射側に配置すること
で、透過形ターゲットと試料の間隔を短くすることが可
能となり、高倍率が得られる。
【００３３】電子線を偏向する機能を持たせ、Ｘ線発生
層の走査電子像を検出することで、電子線の焦点を確実
にＸ線発生層に合わすことができる。特に、Ｘ線発生層
にメッシュを置くとピントが合わせやすい。
層の走査電子像を検出することで、電子線の焦点を確実
にＸ線発生層に合わすことができる。特に、Ｘ線発生層
にメッシュを置くとピントが合わせやすい。
【００３４】電子線を偏向する機能を持たせ、ターゲッ
トが劣化したら、電子線の照射位置をずらすことで、タ
ーゲットの寿命が伸びる。
トが劣化したら、電子線の照射位置をずらすことで、タ
ーゲットの寿命が伸びる。
【００３５】薄いＸ線発生層と支持膜との２層構造とし
た透過形ターゲットに微細な電子線を照射して微小焦点
寸法のＸ線源を作り、電子光学系の光軸に対して斜め
に、試料とＸ線検出器（Ｘ線イメージインテンシファイ
アと長時間露光タイプのＣＣＤカメラ）を配置すること
で、高解像度のＸ線撮像装置が得られる。
た透過形ターゲットに微細な電子線を照射して微小焦点
寸法のＸ線源を作り、電子光学系の光軸に対して斜め
に、試料とＸ線検出器（Ｘ線イメージインテンシファイ
アと長時間露光タイプのＣＣＤカメラ）を配置すること
で、高解像度のＸ線撮像装置が得られる。
【図１】透過形ターゲットから発生するＸ線の強度分布
を示す模式図
を示す模式図
【図２】実験で求めた透過形ターゲットから発生するＸ
線の強度分布を示す図
線の強度分布を示す図
【図３】実験で求めた透過形ターゲットから発生するＸ
線の強度分布を示す図
線の強度分布を示す図
【図４】従来の透過形ターゲットを使用したＸ線撮像装
置の構成を示す図
置の構成を示す図
【図５】透過形ターゲットを使用したＸ線撮像装置の第
１の実施例を示す図
１の実施例を示す図
【図６】透過形ターゲットを使用したＸ線撮像装置の第
２の実施例を示す図
２の実施例を示す図
【図７】透過形ターゲットの第１の実施例を示す図
【図８】透過形ターゲットの第１の実施例を示す図
【図９】Ｘ線ビーム発生装置の実施例を示す図
１ 電子線 ２ 透過形ターゲット
３ Ｘ線 ５ 電子銃 ６ 電子レンズ
７ 試料 ８ Ｘ線検出器 １０ タングステン膜
１１ ベリリウム膜 １２ メッシュ １４ 電子冷却素子
１５ 偏向コイル １６ 電子線検出器 ２２ Ｘ線イメージインテンシ
ファイア ２４ ＣＣＤカメラ
３ Ｘ線 ５ 電子銃 ６ 電子レンズ
７ 試料 ８ Ｘ線検出器 １０ タングステン膜
１１ ベリリウム膜 １２ メッシュ １４ 電子冷却素子
１５ 偏向コイル １６ 電子線検出器 ２２ Ｘ線イメージインテンシ
ファイア ２４ ＣＣＤカメラ
Claims (11)
- 【請求項１】透過形ターゲットを使用したＸ線源に対し
て、斜めにＸ線像検出器を配置したＸ線撮像装置。 - 【請求項２】集束電子線を透過形ターゲットに照射する
ことでＸ線を発生させ、集束電子線の進行方向を除いた
領域のＸ線を利用するＸ線撮像方法。 - 【請求項３】電子線を発生加速する電子銃と、電子銃か
ら発生した電子線を集束させ、透過形ターゲットに照射
する電子光学系と、電子線を偏向し、透過形ターゲット
からの反射電子や２次電子を検出する走査電子像検出ユ
ニットと、薄いＸ線発生層と支持層の２層構造の透過形
ターゲットと、透過形ターゲットを冷却する環状の冷却
素子と、電子線が透過形ターゲットに入射する方向の延
長線上を避けて配置したＸ線イメージインテンシファイ
アと、Ｘ線イメージインテンシファイアの出力像を撮像
するテレビカメラ、より構成されるＸ線撮像装置。 - 【請求項４】請求項３において、薄いＸ線発生層に焦点
合せ用のメッシュを密着した透過形ターゲットを使用す
るＸ線撮像装置。 - 【請求項５】請求項３において、薄いＸ線発生層に焦点
合せ用の溝を加工した透過形ターゲットを使用するＸ線
撮像装置。 - 【請求項６】請求項３において、薄いＸ線発生層がタン
グステンである透過形ターゲットを使用するＸ線撮像装
置。 - 【請求項７】請求項３において、支持層がベリリウムで
ある透過形ターゲットを使用するＸ線撮像装置。 - 【請求項８】請求項３において、薄いＸ線発生層の膜厚
が１から４μｍである透過形ターゲットを使用するＸ線
撮像装置。 - 【請求項９】請求項３において、１０から１００μｍで
ある透過形ターゲットを使用するＸ線撮像装置。 - 【請求項１０】請求項３において、テレビカメラが長時
間露光タイプのＣＣＤカメラであるＸ線撮像装置。 - 【請求項１１】電子線を発生加速する電子銃と、電子銃
から発生した電子線を集束させ、透過形ターゲットに照
射する電子光学系と、Ｘ線を発生する透過形ターゲット
と、透過形ターゲットを冷却する環状の冷却素子、より
構成され、電子線が透過形ターゲットに入射する方向の
延長線上に発生するＸ線を利用するＸ線ビーム発生装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04831694A JP3191554B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Ｘ線撮像装置 |
| US08/404,198 US5629969A (en) | 1994-03-18 | 1995-03-13 | X-ray imaging system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04831694A JP3191554B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Ｘ線撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07260713A true JPH07260713A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3191554B2 JP3191554B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=12800020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04831694A Expired - Fee Related JP3191554B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | Ｘ線撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5629969A (ja) |
| JP (1) | JP3191554B2 (ja) |
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