JP2003149392A - Ｘ線増強反射板及びｘ線検査装置 - Google Patents
Ｘ線増強反射板及びｘ線検査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 線状検出器を用いたＸ線検査装置の信号量を
大幅に増強させることができるＸ線増強反射板及びＸ線
検査装置を提供する。 【解決手段】 極めて平滑な金属板が２次元楕円面を成
すようにＸ線の反射板として配置され、その楕円の一方
の焦点位置に配置されたＸ線源から放射されるＸ線を前
記楕円面で全反射させて他方の焦点位置に線状に集束さ
せることによって、Ｘ線の線状検出器に入るＸ線強度を
増強させるようにする。
大幅に増強させることができるＸ線増強反射板及びＸ線
検査装置を提供する。 【解決手段】 極めて平滑な金属板が２次元楕円面を成
すようにＸ線の反射板として配置され、その楕円の一方
の焦点位置に配置されたＸ線源から放射されるＸ線を前
記楕円面で全反射させて他方の焦点位置に線状に集束さ
せることによって、Ｘ線の線状検出器に入るＸ線強度を
増強させるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、線状検出器を有す
るＸ線検査装置に関し、特にＸ線源からのＸ線を多層の
反射板を用いて線状に集束し、信号強度を増幅するデバ
イスに関する。
るＸ線検査装置に関し、特にＸ線源からのＸ線を多層の
反射板を用いて線状に集束し、信号強度を増幅するデバ
イスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｘ線の全反射を利用する装置とし
てはＸ線顕微鏡の対物レンズ、Ｘ線天体望遠鏡のレンズ
など主として学術的用途のものが考案され、その原理は
知られていたが、検査装置などの産業機器に応用された
ものはほとんどなかった。一般的に、医療や産業検査装
置に用いられるＸ線は、電子線を対陰極に当てて発生さ
せる方法が採用されているが、そのＸ線発生効率が極め
て小さいため、在来、Ｘ線管のパワーアップ、イメージ
インテンシファイヤー（像増強装置）の改良などによっ
て対応してきた。Ｘ線源からのＸ線が対象物に照射され
るまでの間にＸ線を増強するようにしたＸ線増強装置と
しては、多数の微小中空管を束ね、その内面でＸ線を全
反射させて所望の焦点、もしくはラインに集束させるも
のが考案された程度であり、実用化されたものはなかっ
た。
てはＸ線顕微鏡の対物レンズ、Ｘ線天体望遠鏡のレンズ
など主として学術的用途のものが考案され、その原理は
知られていたが、検査装置などの産業機器に応用された
ものはほとんどなかった。一般的に、医療や産業検査装
置に用いられるＸ線は、電子線を対陰極に当てて発生さ
せる方法が採用されているが、そのＸ線発生効率が極め
て小さいため、在来、Ｘ線管のパワーアップ、イメージ
インテンシファイヤー（像増強装置）の改良などによっ
て対応してきた。Ｘ線源からのＸ線が対象物に照射され
るまでの間にＸ線を増強するようにしたＸ線増強装置と
しては、多数の微小中空管を束ね、その内面でＸ線を全
反射させて所望の焦点、もしくはラインに集束させるも
のが考案された程度であり、実用化されたものはなかっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、医療
や産業検査装置に用いられるＸ線は、Ｘ線の発生効率が
極めて小さく、必要なＸ線の強度を得るためには、Ｘ線
源側のパワーアップやイメージインテンシファイヤーの
改良などによって対応していた。しかしながら、Ｘ線の
線状検出器においては、このような対応をしてもＸ線源
から放射されたＸ線束のうち線状検出器に入射するＸ線
の量は少なく、かなりのＸ線が捨てられて無駄になって
いた。
や産業検査装置に用いられるＸ線は、Ｘ線の発生効率が
極めて小さく、必要なＸ線の強度を得るためには、Ｘ線
源側のパワーアップやイメージインテンシファイヤーの
改良などによって対応していた。しかしながら、Ｘ線の
線状検出器においては、このような対応をしてもＸ線源
から放射されたＸ線束のうち線状検出器に入射するＸ線
の量は少なく、かなりのＸ線が捨てられて無駄になって
いた。
【０００４】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、線状検出器を用いたＸ線検
査装置の信号量を大幅に増強させることができるＸ線増
強反射板及び装置を提供することにある。
のであり、本発明の目的は、線状検出器を用いたＸ線検
査装置の信号量を大幅に増強させることができるＸ線増
強反射板及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、全反射を用い
てＸ線を増強するＸ線増強反射板及びＸ線検査装置に関
するものであり、本発明の上記目的は、Ｘ線増強反射板
に関しては、Ｘ線の反射板として極めて平滑な金属板が
２次元楕円面を成すように配置され、その楕円の一方の
焦点位置に配置されたＸ線源から放射されるＸ線を前記
楕円面で全反射させて他方の焦点位置に線状に集束させ
ることによって、Ｘ線の線状検出器に入るＸ線強度を増
強させるようになっていることによって達成される。
てＸ線を増強するＸ線増強反射板及びＸ線検査装置に関
するものであり、本発明の上記目的は、Ｘ線増強反射板
に関しては、Ｘ線の反射板として極めて平滑な金属板が
２次元楕円面を成すように配置され、その楕円の一方の
焦点位置に配置されたＸ線源から放射されるＸ線を前記
楕円面で全反射させて他方の焦点位置に線状に集束させ
ることによって、Ｘ線の線状検出器に入るＸ線強度を増
強させるようになっていることによって達成される。
【０００６】さらに、前記Ｘ線の全反射の臨界角度を大
きくするために前記反射板の反射面が高密度の重金属で
構成されており、更に前記反射板が多層に配置され、波
長の短いＸ線は内側、波長の長いＸ線は外側の反射板で
それぞれ反射させるようになっていること；前記反射板
は、鏡面に近い仕上げを施した部材（ガラス若しくは金
属の板）を基板として、その基板の表面の微小な凹凸を
減らすために高分子材料から成る薄膜の層が形成され、
更にその薄膜の層の上に高密度の重金属から成る反射面
が形成されていること；前記薄膜の層は、重合体に転化
させた高分子材料を溶液のかたちで表面に塗布して前記
高分子材料を半密閉状態の容器内で乾燥させることによ
って（若しくは半重合状態の高分子材料を塗布後に加熱
処理をして完全に重合させることによって）形成され、
前記反射面は、前記薄膜の層に重金属を蒸着することに
よって形成されていること；前記２次元楕円面は、所望
の楕円に溝加工した枠に平らな反射板を嵌着することに
よって形成されるようになっていること；によって、そ
れぞれ一層効果的に達成される。また、Ｘ線検査装置に
関しては、上記構成のＸ線増強反射板を有することによ
って達成される。
きくするために前記反射板の反射面が高密度の重金属で
構成されており、更に前記反射板が多層に配置され、波
長の短いＸ線は内側、波長の長いＸ線は外側の反射板で
それぞれ反射させるようになっていること；前記反射板
は、鏡面に近い仕上げを施した部材（ガラス若しくは金
属の板）を基板として、その基板の表面の微小な凹凸を
減らすために高分子材料から成る薄膜の層が形成され、
更にその薄膜の層の上に高密度の重金属から成る反射面
が形成されていること；前記薄膜の層は、重合体に転化
させた高分子材料を溶液のかたちで表面に塗布して前記
高分子材料を半密閉状態の容器内で乾燥させることによ
って（若しくは半重合状態の高分子材料を塗布後に加熱
処理をして完全に重合させることによって）形成され、
前記反射面は、前記薄膜の層に重金属を蒸着することに
よって形成されていること；前記２次元楕円面は、所望
の楕円に溝加工した枠に平らな反射板を嵌着することに
よって形成されるようになっていること；によって、そ
れぞれ一層効果的に達成される。また、Ｘ線検査装置に
関しては、上記構成のＸ線増強反射板を有することによ
って達成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明に係るＸ線増強反射板（以下、Ｘ線反射板ユニットと
言う）の概略構成を断面図で示しており、図２は同反射
板の概略構成を斜視図で示している。なお、図１及び図
２は、楕円の短軸の長さを実際より大幅に拡大して模式
的に示している。本発明に係るＸ線反射板ユニット１０
は、金のような高密度の極めて平滑な表面を持つ金属板
（反射板）１１を２次元楕円面Ｒの一部を成すように、
例えば図中に示すように２枚の反射板１１を対向して配
置し、それらの２次元楕円面を有する反射板１１の中心
を通る楕円の一方の焦点位置Ｆ１にＸ線源１を配置し、
そのＸ線源１から放射されるＸ線２を反射面１２で全反
射を起こさせ、図２中に示すように所定の位置に線状に
焦点Ｆ２を結ばせることで、線状検出器を用いたＸ線検
査装置の信号量を大幅に増強させるようにしたものであ
る。なお、本発明の好適な実施の形態で言う「２次元楕
円面」とは、断面が常に同一形状の楕円となる環形円柱
の周壁の面を意味する。
適な実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発
明に係るＸ線増強反射板（以下、Ｘ線反射板ユニットと
言う）の概略構成を断面図で示しており、図２は同反射
板の概略構成を斜視図で示している。なお、図１及び図
２は、楕円の短軸の長さを実際より大幅に拡大して模式
的に示している。本発明に係るＸ線反射板ユニット１０
は、金のような高密度の極めて平滑な表面を持つ金属板
（反射板）１１を２次元楕円面Ｒの一部を成すように、
例えば図中に示すように２枚の反射板１１を対向して配
置し、それらの２次元楕円面を有する反射板１１の中心
を通る楕円の一方の焦点位置Ｆ１にＸ線源１を配置し、
そのＸ線源１から放射されるＸ線２を反射面１２で全反
射を起こさせ、図２中に示すように所定の位置に線状に
焦点Ｆ２を結ばせることで、線状検出器を用いたＸ線検
査装置の信号量を大幅に増強させるようにしたものであ
る。なお、本発明の好適な実施の形態で言う「２次元楕
円面」とは、断面が常に同一形状の楕円となる環形円柱
の周壁の面を意味する。
【０００８】図３は、上記の反射板１１を備えたＸ線反
射板ユニットのハウジングの構成例を斜視図で示してい
る。図３において、ハウジング１３の両端部には、Ｘ線
源１から放射されるＸ線を入射する入射用開口部１３ａ
と、反射板で全反射させたＸ線を出射する出射用開口部
１３ｂがそれぞれ設けられており、両側の内壁部には放
電加工等により所望の楕円に溝加工が施された反射板嵌
入用の溝１３ｃが所定の間隔で複数形成されている。本
例のＸ線反射板ユニットは、反射板となる平らな金属板
の両端部をハウジング１３の両側の溝１３ｃに嵌入して
固定することによって、それぞれの反射板の反射面が所
望の２次元楕円面を成すように、多層に対向して配置さ
れるようになっている。
射板ユニットのハウジングの構成例を斜視図で示してい
る。図３において、ハウジング１３の両端部には、Ｘ線
源１から放射されるＸ線を入射する入射用開口部１３ａ
と、反射板で全反射させたＸ線を出射する出射用開口部
１３ｂがそれぞれ設けられており、両側の内壁部には放
電加工等により所望の楕円に溝加工が施された反射板嵌
入用の溝１３ｃが所定の間隔で複数形成されている。本
例のＸ線反射板ユニットは、反射板となる平らな金属板
の両端部をハウジング１３の両側の溝１３ｃに嵌入して
固定することによって、それぞれの反射板の反射面が所
望の２次元楕円面を成すように、多層に対向して配置さ
れるようになっている。
【０００９】図３の例では、Ｘ線の各波長に応じた曲率
を有する各楕円に対応させて楕円の溝１３ｃが４本形成
されており、各溝１３ｃに金属板が嵌着されることで、
楕円の第１の焦点と第２の焦点（線状の焦点群）とを通
る平面に対して対象の位置に２組の反射板が対向して配
置されるようになっている。
を有する各楕円に対応させて楕円の溝１３ｃが４本形成
されており、各溝１３ｃに金属板が嵌着されることで、
楕円の第１の焦点と第２の焦点（線状の焦点群）とを通
る平面に対して対象の位置に２組の反射板が対向して配
置されるようになっている。
【００１０】図４（Ａ）〜（Ｃ）は、Ｘ線反射板ユニッ
トに反射板が装着された状態を示しており、図４（Ａ）
が入射用開口部１３ａの形状を示す正面図、図４（Ｂ）
が出射用開口部１３ｂの形状を示す背面図、図４（Ｃ）
が反射板の側面形状を示す一部側面断面図である。本例
では、楕円の長軸の長さ（≒第１焦点から第２焦点まで
の長さ）＝５７０、楕円の長軸方向の端部（≒Ｘ線源の
位置）から入射用開口部１３ａまでの長さ＝１００と
し、図４中の各サイズを示す値は、反射板のサイズＷ＝
９０，奥行きＤ＝９０，Ｗｉ１＝１．２６，Ｗｉ２＝
４．４６，Ｗｏ１＝１．５５，Ｗｏ２＝５．５（単位は
それぞれ“ｍｍ”）としている。そして、波長の短いＸ
線は内側の反射板１１−１、波長の長いＸ線は外側の反
射板１１−２でそれぞれ反射させるようになっている。
なお、図４（Ｃ）中の２点鎖線で示す部分は、反射板を
３層にした場合を示しており、その場合、Ｗｉ３＝６．
９６，Ｗｏ３＝８．５８となる。これらのサイズは、適
用されるＸ線検査装置に応じて決定されるものであり、
本実施例に限るものではない。さらに、反射板の層の数
や、入射用開口部１３ａの形状、出射用開口部１３ｂの
形状についても本実施例に限るものではない。
トに反射板が装着された状態を示しており、図４（Ａ）
が入射用開口部１３ａの形状を示す正面図、図４（Ｂ）
が出射用開口部１３ｂの形状を示す背面図、図４（Ｃ）
が反射板の側面形状を示す一部側面断面図である。本例
では、楕円の長軸の長さ（≒第１焦点から第２焦点まで
の長さ）＝５７０、楕円の長軸方向の端部（≒Ｘ線源の
位置）から入射用開口部１３ａまでの長さ＝１００と
し、図４中の各サイズを示す値は、反射板のサイズＷ＝
９０，奥行きＤ＝９０，Ｗｉ１＝１．２６，Ｗｉ２＝
４．４６，Ｗｏ１＝１．５５，Ｗｏ２＝５．５（単位は
それぞれ“ｍｍ”）としている。そして、波長の短いＸ
線は内側の反射板１１−１、波長の長いＸ線は外側の反
射板１１−２でそれぞれ反射させるようになっている。
なお、図４（Ｃ）中の２点鎖線で示す部分は、反射板を
３層にした場合を示しており、その場合、Ｗｉ３＝６．
９６，Ｗｏ３＝８．５８となる。これらのサイズは、適
用されるＸ線検査装置に応じて決定されるものであり、
本実施例に限るものではない。さらに、反射板の層の数
や、入射用開口部１３ａの形状、出射用開口部１３ｂの
形状についても本実施例に限るものではない。
【００１１】また、図３に示した反射板ユニット１０
は、Ｘ線源１がその中心を通り、且つ線状検出器に平行
になるように正確に調整するために、位置と方向を自在
に調整することができる機構（図３中のネジ式等の調整
機構）が設けられる。
は、Ｘ線源１がその中心を通り、且つ線状検出器に平行
になるように正確に調整するために、位置と方向を自在
に調整することができる機構（図３中のネジ式等の調整
機構）が設けられる。
【００１２】ここで、上記のように反射板を多層に配置
する理由について説明する。図５は、Ｘ線ターゲットに
或るエネルギーに加速した電子を当てた場合のＸ線の波
長と強度との関係をグラフで示したもので、一般的に、
Ｘ線源から放射されるＸ線は、加速エネルギーによって
決まる最短波長を持つ連続Ｘ線とターゲットの物質（元
素）によって決まる特性Ｘ線（図５中の点線）とからな
る。また、Ｘ線の全反射の臨界角は、Ｘ線の波長に比例
するという特性がある。ここで、全反射の臨界角とは、
その角度以下で入射した或る波長以上のＸ線はすべて入
射角と等しい角度で反射するが、それ以上の角度で入射
したものは反射を起さず吸収される臨界の角度を意味す
る。従って、短い波長のＸ線に対する反射板は偏平な２
次元楕円面となり、長い波長のＸ線に対するそれは膨ら
んだものになる。そこで、本発明では、或る短い波長の
Ｘ線に対する小さい入射角を持つ反射板を内側に、長い
波長に対する反射板を外側に多層に配置する構成とする
ことで、広範囲の波長のＸ線を効率的に集束させてＸ線
強度の高効率化を図るようにしている。
する理由について説明する。図５は、Ｘ線ターゲットに
或るエネルギーに加速した電子を当てた場合のＸ線の波
長と強度との関係をグラフで示したもので、一般的に、
Ｘ線源から放射されるＸ線は、加速エネルギーによって
決まる最短波長を持つ連続Ｘ線とターゲットの物質（元
素）によって決まる特性Ｘ線（図５中の点線）とからな
る。また、Ｘ線の全反射の臨界角は、Ｘ線の波長に比例
するという特性がある。ここで、全反射の臨界角とは、
その角度以下で入射した或る波長以上のＸ線はすべて入
射角と等しい角度で反射するが、それ以上の角度で入射
したものは反射を起さず吸収される臨界の角度を意味す
る。従って、短い波長のＸ線に対する反射板は偏平な２
次元楕円面となり、長い波長のＸ線に対するそれは膨ら
んだものになる。そこで、本発明では、或る短い波長の
Ｘ線に対する小さい入射角を持つ反射板を内側に、長い
波長に対する反射板を外側に多層に配置する構成とする
ことで、広範囲の波長のＸ線を効率的に集束させてＸ線
強度の高効率化を図るようにしている。
【００１３】一般的に、加速エネルギーが数１０ｋｅＶ
のものがＸ線検査装置に利用されているので、タングス
テン・ターゲットを５０ｋｅＶで励起した場合を考える
と、図５の連続Ｘ線の強度の最大は２７ｋｅＶ付近にあ
り、特性Ｘ線としては、Ｋ線が５９ｋｅＶのエネルギー
なのでこの場合は励起されず、Ｌ線、Ｍ線になる。図３
に示したＸ線反射板ユニット１０は、波長領域ｍ（連続
Ｘ線のピークより幾分高エネルギーの３０ｋｅＶからＬ
線まで）のＸ線を特に効率的に集束させるように、各反
射板を多層に配置した構成としている。３０ｋｅＶより
高エネルギーの短波長のＸ線を反射させることも反射板
の入射角を小さくすることによって勿論可能である。ま
た、Ｌ線より長波長のＸ線は取り入れられるが、エネル
ギーが小さく、透過力も落ちるので入力信号としての寄
与は小さくなる。
のものがＸ線検査装置に利用されているので、タングス
テン・ターゲットを５０ｋｅＶで励起した場合を考える
と、図５の連続Ｘ線の強度の最大は２７ｋｅＶ付近にあ
り、特性Ｘ線としては、Ｋ線が５９ｋｅＶのエネルギー
なのでこの場合は励起されず、Ｌ線、Ｍ線になる。図３
に示したＸ線反射板ユニット１０は、波長領域ｍ（連続
Ｘ線のピークより幾分高エネルギーの３０ｋｅＶからＬ
線まで）のＸ線を特に効率的に集束させるように、各反
射板を多層に配置した構成としている。３０ｋｅＶより
高エネルギーの短波長のＸ線を反射させることも反射板
の入射角を小さくすることによって勿論可能である。ま
た、Ｌ線より長波長のＸ線は取り入れられるが、エネル
ギーが小さく、透過力も落ちるので入力信号としての寄
与は小さくなる。
【００１４】次に、Ｘ線反射板ユニット１０に収容され
る反射板の構成について、具体例を示して説明する。
る反射板の構成について、具体例を示して説明する。
【００１５】Ｘ線の屈折率は、可視光や赤外線と比較し
て非常に小さいため、屈折を利用した光学素子は殆どな
く、代わりに全反射を利用することになるが、Ｘ線源か
ら放射されたＸ線を有効に使用するためには、全反射の
臨界角度を可能な限り大きくすることが望ましい。そこ
で、反射面を構成する反射体の材料としては、高密度の
重金属を使用するのが効果的である。何故なら、Ｘ線の
全反射の臨界角θｃは、Ｘ線の波長をλ、反射体の密度
をρとすると、θｃ≦１．６×１０５×λ×ρ 1/2と表
され、反射体の密度ρが大きいほど臨界角を大きくでき
るからである。
て非常に小さいため、屈折を利用した光学素子は殆どな
く、代わりに全反射を利用することになるが、Ｘ線源か
ら放射されたＸ線を有効に使用するためには、全反射の
臨界角度を可能な限り大きくすることが望ましい。そこ
で、反射面を構成する反射体の材料としては、高密度の
重金属を使用するのが効果的である。何故なら、Ｘ線の
全反射の臨界角θｃは、Ｘ線の波長をλ、反射体の密度
をρとすると、θｃ≦１．６×１０５×λ×ρ 1/2と表
され、反射体の密度ρが大きいほど臨界角を大きくでき
るからである。
【００１６】重金属としては、密度の高い順に、イリジ
ウム，オスミウム，白金，レニウム，ネプツニウム，プ
ルトニウム，金，タングステンなどが挙げられるが、表
面粗さ、加工性、コスト、耐蝕性、融点、価格などの様
々な観点から総合的に評価すると、反射体に用いる重金
属としては、金，オスミウム，白金，イリジウムなどが
好ましい。但し、このような重金属を反射板として単体
で用いると、表面が極めて平滑で且つ精密な２次元楕円
面を形成するのが難しく、また、形状を維持するために
反射板を肉薄にできず、低コスト化や軽量化を妨げる要
因となる。
ウム，オスミウム，白金，レニウム，ネプツニウム，プ
ルトニウム，金，タングステンなどが挙げられるが、表
面粗さ、加工性、コスト、耐蝕性、融点、価格などの様
々な観点から総合的に評価すると、反射体に用いる重金
属としては、金，オスミウム，白金，イリジウムなどが
好ましい。但し、このような重金属を反射板として単体
で用いると、表面が極めて平滑で且つ精密な２次元楕円
面を形成するのが難しく、また、形状を維持するために
反射板を肉薄にできず、低コスト化や軽量化を妨げる要
因となる。
【００１７】そこで、本発明の好適な実施の形態では、
反射板は、図６の断面図に示すように、平滑化するため
の２層１１ａ，１１ｂの部材上に反射層１１ｃを設けた
構成としている。図６中の第１の層１１ａは、反射板の
基板であり、材料としては、平滑な表面を有し、加工性
やコスト、重量の点で優れた軽金属（例えばアルミニウ
ム）若しくは合金を使用するのが好ましい。基板１１ａ
の上の層１１ｂは、基板の表面を更に平滑化するための
層であり、本例では、基板１１ａの上にアクリル系樹脂
等の高分子材料を塗布するなどにより薄膜１１ｂの層を
形成している。そして、第３の層１１ｃは、Ｘ線を全反
射させるための反射層であり、上述した重金属を反射体
として薄膜１１ｂの層の上に蒸着する等により反射面を
形成している。
反射板は、図６の断面図に示すように、平滑化するため
の２層１１ａ，１１ｂの部材上に反射層１１ｃを設けた
構成としている。図６中の第１の層１１ａは、反射板の
基板であり、材料としては、平滑な表面を有し、加工性
やコスト、重量の点で優れた軽金属（例えばアルミニウ
ム）若しくは合金を使用するのが好ましい。基板１１ａ
の上の層１１ｂは、基板の表面を更に平滑化するための
層であり、本例では、基板１１ａの上にアクリル系樹脂
等の高分子材料を塗布するなどにより薄膜１１ｂの層を
形成している。そして、第３の層１１ｃは、Ｘ線を全反
射させるための反射層であり、上述した重金属を反射体
として薄膜１１ｂの層の上に蒸着する等により反射面を
形成している。
【００１８】ここで、基板１１ａの材料として“アルミ
ニウム”、薄膜１１ｂの材料として“プラスチック”、
反射層１１ｃの材料として“金”を用いた場合を例とし
て、反射板１１の製造方法の具体例を説明する。
ニウム”、薄膜１１ｂの材料として“プラスチック”、
反射層１１ｃの材料として“金”を用いた場合を例とし
て、反射板１１の製造方法の具体例を説明する。
【００１９】なお、反射板１１の幅Ｗは、線状検出器の
検出部の幅に応じて決定され、奥行きＤは、第１，第２
の焦点間の距離，Ｘ線源からの反射板１１の配置位置、
重金属の密度（全反射の臨界角度）等に応じて決定され
る。
検出部の幅に応じて決定され、奥行きＤは、第１，第２
の焦点間の距離，Ｘ線源からの反射板１１の配置位置、
重金属の密度（全反射の臨界角度）等に応じて決定され
る。
【００２０】先ず、精密ロール（超精密圧延）によって
鏡面に近い仕上げを施した厚さＴ１の平らな基板を製作
する。基板の部材としてはガラス若しくは金属が好まし
く、本例では、厚さＴ１＝０．３ｍｍ，幅Ｗ＝９０ｍ
ｍ，奥行きＤ＝９０ｍｍのアルミニウム板を基板として
いる（ステップ１）。次に、アルミニウム板の表面の微
小な凹凸を減らすために、プラスチックの膜を薄く塗布
する。その際、重合によってより高い分子量を持つ重合
体に転化させたものを溶液として塗布、或いは半重合の
ものを塗布して薄膜（本例では、厚さＴ２＝０．５ミク
ロン程度）を形成する（ステップ２）。次に、薄膜が固
まる際に空気中の水分などが起因して表面が粒状になる
のを回避するために、半密閉状態の容器内で薄膜を乾燥
若しくは重合させる。これにより、塗布した薄膜層の体
積を変えずに固めることができる（ステップ３）。そし
て、プラスチック膜の上に密度の大きい金を蒸着してＸ
線の反射面（本例では、金の厚さＴ３＝２００〜３００
Å程度の反射面）を形成する。その際、プラスチック膜
の上にクロムを着けた上に金を蒸着するようにしても良
い（ステップ４）。この反射面が形成された反射板を精
密に所望の楕円に溝加工した枠（図３中の溝１３ｃ）に
嵌入し、固定することによって２次元の楕円面を形成す
る（ステップ５）。以上の工程により、極めて平滑で且
つ臨界角度の大きな反射面を有する反射板を製作するこ
とができ、また、各反射板の反射面が所望の２次元の楕
円面を成すように配置された反射板ユニットを容易に製
作することができる。
鏡面に近い仕上げを施した厚さＴ１の平らな基板を製作
する。基板の部材としてはガラス若しくは金属が好まし
く、本例では、厚さＴ１＝０．３ｍｍ，幅Ｗ＝９０ｍ
ｍ，奥行きＤ＝９０ｍｍのアルミニウム板を基板として
いる（ステップ１）。次に、アルミニウム板の表面の微
小な凹凸を減らすために、プラスチックの膜を薄く塗布
する。その際、重合によってより高い分子量を持つ重合
体に転化させたものを溶液として塗布、或いは半重合の
ものを塗布して薄膜（本例では、厚さＴ２＝０．５ミク
ロン程度）を形成する（ステップ２）。次に、薄膜が固
まる際に空気中の水分などが起因して表面が粒状になる
のを回避するために、半密閉状態の容器内で薄膜を乾燥
若しくは重合させる。これにより、塗布した薄膜層の体
積を変えずに固めることができる（ステップ３）。そし
て、プラスチック膜の上に密度の大きい金を蒸着してＸ
線の反射面（本例では、金の厚さＴ３＝２００〜３００
Å程度の反射面）を形成する。その際、プラスチック膜
の上にクロムを着けた上に金を蒸着するようにしても良
い（ステップ４）。この反射面が形成された反射板を精
密に所望の楕円に溝加工した枠（図３中の溝１３ｃ）に
嵌入し、固定することによって２次元の楕円面を形成す
る（ステップ５）。以上の工程により、極めて平滑で且
つ臨界角度の大きな反射面を有する反射板を製作するこ
とができ、また、各反射板の反射面が所望の２次元の楕
円面を成すように配置された反射板ユニットを容易に製
作することができる。
【００２１】なお、上述した実施の形態においては、反
射面が２次元の楕円面を成すようにした場合を例として
説明したが、Ｘ線源と線状の点群の各点とを第１，第２
焦点とする楕円群で形成される３次元楕円面を反射面と
し、その反射面を有する反射板を配置して、第１焦点の
位置のＸ線源からのＸ線を各第２焦点の位置に線状に集
束させるようにしても良い。また、Ｘ線を線状に集束さ
せる場合を例として説明したが、楕円体の楕円面を反射
面とし、その反射面を有する環状の反射板若しくは複数
の反射板を配置し、Ｘ線を点状に集束させるようにして
も良い。
射面が２次元の楕円面を成すようにした場合を例として
説明したが、Ｘ線源と線状の点群の各点とを第１，第２
焦点とする楕円群で形成される３次元楕円面を反射面と
し、その反射面を有する反射板を配置して、第１焦点の
位置のＸ線源からのＸ線を各第２焦点の位置に線状に集
束させるようにしても良い。また、Ｘ線を線状に集束さ
せる場合を例として説明したが、楕円体の楕円面を反射
面とし、その反射面を有する環状の反射板若しくは複数
の反射板を配置し、Ｘ線を点状に集束させるようにして
も良い。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、一方の焦
点位置に配置されたＸ線源から放射されるＸ線を楕円面
で全反射させて他方の焦点位置に線状に集束させるよう
にしているので、線状検出器を用いたＸ線検査装置の信
号量を大幅に増強させるデバイスを実現することができ
る。Ｘ線検査装置は、分解能を向上させるため検出器の
寸法を小型化する方向にある。これは必然的に信号量の
減少を招くことになるが、本発明に係るＸ線増強反射板
を適用することにより、今までＸ線検出部に入射されず
に捨てていたＸ線を、波長が２．３Å程度の長い場合で
数十倍、０．４Å程度の短い場合で１０倍程度の利得
で、有効な信号として取込むことが可能となる。そのこ
とは、高分解能で早い処理が可能となることを意味し、
その効果は極めて大きい。そのため、Ｘ線顕微鏡，異物
検査装置，物質の表面検査装置，蛍光Ｘ線分析装置など
の各種の産業検査装置や、Ｘ線診断装置などの医用Ｘ線
装置に好適に適用することができる。
点位置に配置されたＸ線源から放射されるＸ線を楕円面
で全反射させて他方の焦点位置に線状に集束させるよう
にしているので、線状検出器を用いたＸ線検査装置の信
号量を大幅に増強させるデバイスを実現することができ
る。Ｘ線検査装置は、分解能を向上させるため検出器の
寸法を小型化する方向にある。これは必然的に信号量の
減少を招くことになるが、本発明に係るＸ線増強反射板
を適用することにより、今までＸ線検出部に入射されず
に捨てていたＸ線を、波長が２．３Å程度の長い場合で
数十倍、０．４Å程度の短い場合で１０倍程度の利得
で、有効な信号として取込むことが可能となる。そのこ
とは、高分解能で早い処理が可能となることを意味し、
その効果は極めて大きい。そのため、Ｘ線顕微鏡，異物
検査装置，物質の表面検査装置，蛍光Ｘ線分析装置など
の各種の産業検査装置や、Ｘ線診断装置などの医用Ｘ線
装置に好適に適用することができる。
【００２３】また、請求項２に係る発明によれば、Ｘ線
の全反射の臨界角度を大きくすることができると共に、
複数の波長のＸ線を線状に集束させることができるの
で、Ｘ線強度の高効率化を図ることができる。また、請
求項３及び４に係る発明によれば、極めて平滑な反射面
を有する反射板を提供することができるので、Ｘ線の全
反射を正確に起させることができ、照射領域上のＸ線分
布の均一化及びＸ線の乱反射や反射板透過に伴うＸ線量
の低減を回避することができる。また、請求項５に係る
発明によれば、精密な２次元楕円面を容易に形成するこ
とができるので、Ｘ線増強反射板を安価に提供すること
ができる。
の全反射の臨界角度を大きくすることができると共に、
複数の波長のＸ線を線状に集束させることができるの
で、Ｘ線強度の高効率化を図ることができる。また、請
求項３及び４に係る発明によれば、極めて平滑な反射面
を有する反射板を提供することができるので、Ｘ線の全
反射を正確に起させることができ、照射領域上のＸ線分
布の均一化及びＸ線の乱反射や反射板透過に伴うＸ線量
の低減を回避することができる。また、請求項５に係る
発明によれば、精密な２次元楕円面を容易に形成するこ
とができるので、Ｘ線増強反射板を安価に提供すること
ができる。
【図１】本発明に係るＸ線増強反射板の概略構成を模式
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図２】本発明に係るＸ線増強反射板の概略構成を模式
的に示す斜視図である。
的に示す斜視図である。
【図３】本発明に係るＸ線反射板ユニットのハウジング
の構成例を示す斜視図である。
の構成例を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るＸ線反射板ユニットに反射板が多
層に装着された状態を示す図である。
層に装着された状態を示す図である。
【図５】Ｘ線の波長とエネルギーとの関係を示す図であ
る。
る。
【図６】本発明に係る反射板の構成の一例を示す断面図
である。
である。
Ｆ１ 第１の焦点位置
Ｆ２ 第２の焦点位置
Ｒ ２次元楕円面
１ Ｘ線源
２ Ｘ線
１０ Ｘ線反射板ユニット
１１ 反射板
１１ａ 基板（第１の層）
１１ｂ 薄膜層（第２の層）
１１ｃ 反射層（第３の層）
１２ 反射面
１３ ハウジング
１３ａ 入射用開口部
１３ｂ 出射用開口部
１３ｃ 反射板嵌入用の溝
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｎ 23/02 Ｇ０１Ｎ 23/02
Ｈ０５Ｇ 1/00 Ｈ０５Ｇ 1/00 Ｇ
(72)発明者 斎藤 泰
東京都調布市多摩川一丁目43番２号 株式
会社東研内
Ｆターム(参考） 2G001 AA01 CA01 DA08
4C092 AB30 AC01 AC08 BD10
4C093 AA30 CA50 EA20
Claims (6)
- 【請求項１】 極めて平滑な金属板が２次元楕円面を成
すようにＸ線の反射板として配置され、その楕円の一方
の焦点位置に配置されたＸ線源から放射されるＸ線を前
記楕円面で全反射させて他方の焦点位置に線状に集束さ
せることによって、Ｘ線の線状検出器に入るＸ線強度を
増強させるようになっていることを特徴とするＸ線増強
反射板。 - 【請求項２】 前記Ｘ線の全反射の臨界角度を大きくす
るために前記反射板の反射面が高密度の重金属で構成さ
れており、更に前記反射板が多層に配置され、波長の短
いＸ線は内側、波長の長いＸ線は外側の反射板でそれぞ
れ反射させるようになっている請求項１に記載のＸ線増
強反射板。 - 【請求項３】 前記反射板は、鏡面に近い仕上げを施し
た部材を基板として、その基板の表面の微小な凹凸を減
らすために高分子材料から成る薄膜の層が形成され、更
にその薄膜の層の上に高密度の重金属から成る反射面が
形成されている請求項１又は２に記載のＸ線増強反射
板。 - 【請求項４】 前記薄膜の層は、重合体に転化させた高
分子材料を溶液のかたちで表面に塗布して前記高分子材
料を半密閉状態の容器内で乾燥させることによって形成
され、前記反射面は、前記薄膜の層に重金属を蒸着する
ことによって形成されている請求項３に記載のＸ線増強
反射板。 - 【請求項５】 前記２次元楕円面は、所望の楕円に溝加
工した枠に平らな反射板を嵌着することによって形成さ
れるようになっている請求項１乃至４のいずれかに記載
のＸ線増強反射板。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のＸ線
増強反射板を有することを特徴とするＸ線検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001345280A JP2003149392A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | Ｘ線増強反射板及びｘ線検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001345280A JP2003149392A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | Ｘ線増強反射板及びｘ線検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149392A true JP2003149392A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19158645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001345280A Pending JP2003149392A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | Ｘ線増強反射板及びｘ線検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003149392A (ja) |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011506929A (ja) * | 2007-12-07 | 2011-03-03 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 光学装置を用いた多重エネルギ・イメージング・システム及び方法 |
| JP2016011955A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-01-21 | ヘレウス ノーブルライト アメリカ エルエルシー | モジュール型ｕｖｌｅｄランプ反射器組立体 |
| JP2019012695A (ja) * | 2013-09-19 | 2019-01-24 | シグレイ、インコーポレイテッド | Ｘ線ソース |
| US10656105B2 (en) | 2018-08-06 | 2020-05-19 | Sigray, Inc. | Talbot-lau x-ray source and interferometric system |
| WO2020132360A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Off-axis capillary x-ray optics |
| US10845491B2 (en) | 2018-06-04 | 2020-11-24 | Sigray, Inc. | Energy-resolving x-ray detection system |
| US10962491B2 (en) | 2018-09-04 | 2021-03-30 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray fluorescence with filtering |
| US10976273B2 (en) | 2013-09-19 | 2021-04-13 | Sigray, Inc. | X-ray spectrometer system |
| US10991538B2 (en) | 2018-07-26 | 2021-04-27 | Sigray, Inc. | High brightness x-ray reflection source |
| USRE48612E1 (en) | 2013-10-31 | 2021-06-29 | Sigray, Inc. | X-ray interferometric imaging system |
| US11056308B2 (en) | 2018-09-07 | 2021-07-06 | Sigray, Inc. | System and method for depth-selectable x-ray analysis |
| US11143605B2 (en) | 2019-09-03 | 2021-10-12 | Sigray, Inc. | System and method for computed laminography x-ray fluorescence imaging |
| US11175243B1 (en) | 2020-02-06 | 2021-11-16 | Sigray, Inc. | X-ray dark-field in-line inspection for semiconductor samples |
| US11217357B2 (en) | 2020-02-10 | 2022-01-04 | Sigray, Inc. | X-ray mirror optics with multiple hyperboloidal/hyperbolic surface profiles |
| US11215572B2 (en) | 2020-05-18 | 2022-01-04 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray absorption spectroscopy using a crystal analyzer and a plurality of detector elements |
| US11549895B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-01-10 | Sigray, Inc. | System and method using x-rays for depth-resolving metrology and analysis |
| US11686692B2 (en) | 2020-12-07 | 2023-06-27 | Sigray, Inc. | High throughput 3D x-ray imaging system using a transmission x-ray source |
| US11885755B2 (en) | 2022-05-02 | 2024-01-30 | Sigray, Inc. | X-ray sequential array wavelength dispersive spectrometer |
| US11992350B2 (en) | 2022-03-15 | 2024-05-28 | Sigray, Inc. | System and method for compact laminography utilizing microfocus transmission x-ray source and variable magnification x-ray detector |
| US12181423B1 (en) | 2023-09-07 | 2024-12-31 | Sigray, Inc. | Secondary image removal using high resolution x-ray transmission sources |
| US12209977B2 (en) | 2023-02-16 | 2025-01-28 | Sigray, Inc. | X-ray detector system with at least two stacked flat Bragg diffractors |
| US12360067B2 (en) | 2022-03-02 | 2025-07-15 | Sigray, Inc. | X-ray fluorescence system and x-ray source with electrically insulative target material |
| US12429437B2 (en) | 2023-11-07 | 2025-09-30 | Sigray, Inc. | System and method for x-ray absorption spectroscopy using spectral information from two orthogonal planes |
| US12431256B2 (en) | 2024-02-15 | 2025-09-30 | Sigray, Inc. | System and method for generating a focused x-ray beam |
| US12429436B2 (en) | 2024-01-08 | 2025-09-30 | Sigray, Inc. | X-ray analysis system with focused x-ray beam and non-x-ray microscope |
| US12480892B2 (en) | 2020-12-07 | 2025-11-25 | Sigray, Inc. | High throughput 3D x-ray imaging system using a transmission x-ray source |
| US12510677B2 (en) | 2024-01-18 | 2025-12-30 | Sigray, Inc. | Sequential array of x-ray imaging detectors |
-
2001
- 2001-11-09 JP JP2001345280A patent/JP2003149392A/ja active Pending
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| RU2333536C2 (ru) | Осветительное устройство |
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