JPH07333400A - ウォルター鏡ステージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ウオルター鏡のアライメント動作を、容易に短
時間で完了することができるウオルター鏡ステージを提
供する。 【構成】回転中心軸２０３について所定の角度範囲で回
転する回転ステージ２０１と、回転ステージ２０１の回
転部材２０１ａ上に固定されている揺動中心軸２０４に
ついて所定の角度範囲で揺動するゴニオステージ２０２
と、ゴニオステージ２０２の揺動部材２０２ａ上に固定
されると共に、ウオルター鏡２０７を所定方向に保持す
る保持部材２０５とを有し、ウオルター鏡２０７の中心
軸３００’と、揺動の中心軸２０４と、回転の中心軸２
０３とが、ウオルター鏡２０７のＸ線取込口１０３のほ
ぼ中心で、交差するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線顕微鏡において、
光学素子の一つとして用いられるウオルター鏡を保持す
るウオルター鏡ステージに関する。

【０００２】

【従来の技術】医学や生物学では、光学顕微鏡による生
物試料の観察がごく一般的に行われている。ところが、
可視光を観察に利用する光学顕微鏡では、生物の組織
と、その周辺および内部に含まれる水とのコントラスト
が悪く、光の回折限界により、０．２μｍ以下の構造を
観察する事ができない。

【０００３】一方、このような光学顕微鏡よりも高い分
解能での観察が可能なＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で
は、被測定試料を真空中に置かなければならず、さらに
表面を導体でコートしなければ試料の像を見ることがで
きない。このため、生物試料を生きたままの状態で観察
することができない。

【０００４】この問題に対して近年、常温での水の蒸気
圧（２．７×１０^-3Ｐａ）の雰囲気中で水を含んだまま
の状態の生物試料を観察できるＥＳＥＭ（環境制御型電
子顕微鏡）と呼ばれる顕微鏡が開発された。しかし、こ
のＥＳＥＭも、ＳＥＭと同様に観察できるのは、その表
面形状だけであり、生物試料の内部構造を観察すること
はできない。

【０００５】これらに対してＸ線顕微鏡では、「水の
窓」と呼ばれる、波長２．４〜４．４ｎｍのＸ線を利用
すれば、酸素原子と炭素原子との吸収係数が大きく異な
るために、水とタンパク質とをコントラスト良く見分け
ることができ、この結果、生物試料を水を含んだ、生き
たままの状態で、試料の内部まで観察ができる。このＸ
線は、その波長が可視光の１／１００以下であるため
に、通常の光学顕微鏡よりも高い分解能での観察が可能
である。

【０００６】Ｘ線顕微鏡で生物試料を観察する場合、水
によってＸ線が吸収されてしまうため、観察可能な試料
全体の厚さは１０μｍが限界である。１０μｍの水の層
ならば十数％のＸ線が透過する。そのため現在は、Ｓｉ
基板上にＸ線透過率の高いＳｉＮ膜等で窓を作成し、１
０μｍ以下の距離で向き合わせた２つのＳｉＮ窓の間に
被測定試料を含んだ水を封入して、観察が行われてい
る。

【０００７】このようなＸ線顕微鏡に用いられる光学素
子としては、ゾーンプレート、シュバルツシルト鏡、ウ
ォルター鏡などがある。ゾーンプレートは、高い分解能
と高い倍率が得られるものの、視野は狭く、利用できる
Ｘ線が少ないために像は暗くなる。シュバルツシルト鏡
は、２枚の球面鏡の組み合わせであるために精度よく加
工ができるが、反射が垂直入射に近い角度で行われるた
めに反射率は非常に低い。また、反射面には多層膜が形
成されるが、多層膜は１つの波長にしか対応できないこ
と、２枚の鏡の多層膜の反射中心波長が僅かでもずれる
と全体の反射率は急激に低下してしまうことなどの問題
点がある。

【０００８】ウォルター鏡２０７は、図２に示すよう
な、回転双曲面と回転楕円面を組み合わせた形状を有す
る鏡筒１０１を備える素子で、Ｘ線取込口１０３から入
射するＸ線に対する、鏡筒１０１内部での全反射を利用
している。このために、前者２つのＸ線光学素子に比べ
て、高い反射率を得られるが、その一方で、加工が難し
く、シュバルツシルト鏡に比べると視野も狭い。

【０００９】このため、ウォルター鏡２０７を利用した
Ｘ線顕微鏡で試料を観察する場合、機械的な位置合わせ
だけでウォルター鏡の位置を決定してしまうことは難し
く、実際に得られているＸ線像を見ながら調整を行うこ
とが一般的である。

【００１０】従来、ウオルター鏡２０７は、例えば、図
５に示すように、６本の直線導入端子８２により支持さ
れた鏡筒８６に収容されている。直線導入端子８２は、
直線上に配置された２本が１組となっている。また、各
組は、鏡筒８６の中心軸の回りに互いに等間隔、１２０
°ずつ離れて配置される。各組の直線導入端子８２は、
その変位する部分の端面が、鏡筒８６の両端に接触し
て、傾きを制御している。

【００１１】また、鏡筒８６は、ウオルター鏡２０７の
光軸とＸ線顕微鏡の光軸とが一致するように、その両端
にベローズ８３が設けられている筒状の真空容器８１内
に配置される。真空容器８１は、その全体または鏡筒８
６が、Ｘ線の光軸に沿って並進移動が可能なように配置
される。

【００１２】このような構成によれば、ウォルター鏡２
０７を並進移動させたり、その中心軸の傾きを、Ｘ線顕
微鏡のＸ線光軸に対して変えることが可能となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、Ｘ線顕微鏡に
よって観察すべき試料は、何らかの光学素子により集光
されたＸ線により照明されている。対物鏡としてウォル
ター鏡２０７を使用する場合、その集光されたＸ線光が
試料を透過し、その後広がってゆく照明光により形成さ
れる、円錐状あるいは多角錐状の立体角内に、ウォルタ
ー鏡２０７の前方のＸ線取込口１０３が入らなければな
らない。

【００１４】ここで、必要以上のＸ線をサンプルに照射
するのは望ましくないため、照明光による立体角は、ウ
ォルター鏡２０７によって取り込み可能な立体角にほぼ
一致するか、あるいはやや大きい程度であることが望ま
しい。

【００１５】さらに、ウォルター鏡２０７のＸ線取込口
１０３は、集光点からみると輪帯状になる。このため、
Ｘ線取込口１０３が、照明光の広がってゆく立体角から
少しでも外れると、取り込まれるＸ線の量が、急激に減
少し、得られる像は暗くなってしまう。対物光学系だけ
でなく、照明光学系にも、ウォルター鏡２０７を使用し
た場合には、照明光も輪帯で広がってゆくため、上述の
現象はさらに顕著なものとなる。

【００１６】よって、ウォルター鏡２０７のアライメン
トは、まず、広がってゆく照明光の立体角内に、ウォル
ター鏡２０７のＸ線取込口１０３を入れることから始ま
る。その様子を図３（ａ）に示す。本図においては、図
面に向かって左側から試料３０１へ対して、Ｘ線照明光
３０２が照射され、その照明光３０２が、試料３０１を
透過して広がっていく様子を示している。ここで、照明
光３０２は、Ｘ線顕微鏡のＸ線光軸３００に沿って照射
されているものとする。この段階では、ウォルター鏡２
０７の光軸３００’と光軸３００とは一致していない。

【００１７】次に、この状態で得られている試料３０１
のＸ線像を見ながら、ウォルター鏡２０７の位置と傾き
とを調整していく。ところが、図５に示されるような従
来技術によれば、ウオルター鏡２０７の傾きを調整する
場合に、適正な方向へ傾きを変えるには、鏡筒８６の一
端を支持している少なくとも３本の直線導入端子８２を
それぞれ調整する必要があり、非常に手間と時間がかか
る。

【００１８】また、従来技術の、搭載されている物体の
回転移動を行う、いわゆる、回転ステージを、上記ウオ
ルター鏡保持手段の代わりに用いることも可能である。
ところが、このような場合、その回転ステージの回転中
心を、どこに置くかということについては、その回転ス
テージおよびウオルター鏡の機械的な特性から決定され
ることが多く、光学的な特性というのは考慮されていな
かった。

【００１９】このため、回転ステージにウオルター鏡を
搭載する場合には、ウオルター鏡２０７の重心または中
心付近に、その回転軸が通るように構成するのが一般的
である。しかし、このような構成では、回転動作によ
り、ウオルター鏡２０７の傾きを変化させると、図３
（ｂ）に示すように、ウォルター鏡２０７のＸ線取込口
１０３の位置が動いてしまう。最悪の場合には、照明光
３０２の立体角から取込口１０３が大きく外れてしま
い、Ｘ線像が見えなくなる場合もありうる。

【００２０】従って、回転ステージを用いてウォルター
鏡２０７の傾きを調整する際には、上記のような回転動
作に加え、さらに、ウオルター鏡２０７の並進移動（図
中では上下方向の移動）を行う必要があり、アライメン
ト動作が非常に煩雑なものとなってしまう。

【００２１】また、アライメント動作おいては、ウオル
ター鏡２０７の位置調節をする代わりに、Ｘ線撮像装置
の位置を調整することも原理的には可能である。しか
し、Ｘ線顕微鏡のＸ線光路は真空にする必要があるた
め、Ｘ線撮像装置は、Ｘ線顕微鏡の各種光学系が収容さ
れている細長い管状の真空槽の端部に配置されることが
多い。さらに、このような真空槽には、光学系に加え
て、いろいろな真空装置が取り付けられる。このため、
Ｘ線撮像装置を動かせる範囲は限られており、その位置
をまったく動かせない場合も多い。

【００２２】従って、アライメント動作においては、Ｘ
線撮像装置の位置を調節するのではなく、ウォルター鏡
２０７の位置を調節して、Ｘ線撮像装置の受光部に、試
料３０１の結像位置を一致させることが非常に望まし
い。

【００２３】以上説明したように、Ｘ線顕微鏡のアライ
メント動作においては、光学系の１つであるウォルター
鏡２０７の位置および傾き調整を行うことが望ましい
が、その調整は非常に手間がかかる。現在のところ、そ
れを完了するまでに、かなりの量のＸ線を試料３０１に
照射し続けなければならない。しかし、Ｘ線は生体試料
３０１に損傷を与える危険があるため、アライメント動
作では、Ｘ線の照射量をできるだけ少なくすることが必
要である。

【００２４】本発明の目的は、Ｘ線顕微鏡に光学素子と
して用いられるウオルター鏡に対するアライメント動作
を、容易に短時間で完了させることができるウオルター
鏡ステージを提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、Ｘ線顕微鏡
に光学素子として用いられるウォルター鏡を、その中心
軸の、ウオルター鏡への入射Ｘ線の光軸に対する傾きが
変位可能に保持するウォルター鏡ステージにおいて、ウ
ォルター鏡を予め定めた軸を回転中心軸として回転可能
に保持する回転機構を有し、前記回転機構は、その回転
中心軸が、ウォルター鏡のＸ線取込口の中心点と観察す
べき試料が配置された側にあるウオルター鏡の焦点との
間、もしくは、当該中心点近傍の範囲、もしくは、当該
焦点近傍の範囲、の予め定めた位置を通るものであるこ
とを特徴としたウォルター鏡ステージにより達成するこ
とができる。

【００２６】上記目的は、また、少なくとも１以上のウ
オルター鏡を光学素子として備え、被測定物である試料
のＸ線像を得るＸ線顕微鏡において、ウォルター鏡を、
その中心軸の、該ウオルター鏡への入射Ｘ線の光軸に対
する傾きが変位可能であるように保持するウォルター鏡
ステージを有し、ウオルター鏡ステージは、ウォルター
鏡を予め定めた軸方向を回転中心軸として回転可能に保
持する回転機構を有し、前記回転機構は、その回転中心
軸が、ウォルター鏡のＸ線取込口の中心点と、観察すべ
き試料が配置された側にあるウオルター鏡の焦点との
間、もしくは、当該中心点近傍の範囲、もしくは、当該
焦点近傍の範囲、の予め定めた位置を通るものであるこ
とを特徴としたＸ線顕微鏡により達成される。

【００２７】

【作用】本発明によるウオルター鏡ステージにおいて
は、回転機構がウオルター鏡の中心軸とＸ線顕微鏡の光
軸との傾きを変位させる。ここで、回転機構の回転中心
軸は、ウォルター鏡のＸ線取込口の中心点と、観察すべ
き試料が配置された側にあるウオルター鏡の焦点との
間、もしくは、Ｘ線取込口の中心点近傍の範囲、もしく
は、当該焦点近傍の範囲の予め定めた位置を通る。

【００２８】このため、Ｘ線照明光により形成される立
体角内に、ウオルター鏡のＸ線取込口を一旦配置できれ
ば、その後の回転機構による回転調整動作では、該立体
角からＸ線取込口が大きく外れることはない。このた
め、ウオルター鏡のアライメント動作を短時間に終了す
ることが可能となる。

【００２９】

【実施例】本発明を適用したＸ線顕微鏡およびウオルタ
ー鏡ステージの一実施例を、図を用いて説明する。

【００３０】本発明のウオルター鏡ステージは、例え
ば、図１０に示すような、Ｘ線顕微鏡に用いられる。Ｘ
線顕微鏡は、観察に用いる軟Ｘ線を発生するＸ線発生器
１と、発生されたＸ線を所定の焦点位置へ集光する照明
光学系３と、照明光学系３の焦点位置に配置される被測
定物である試料を収容する試料容器４と、試料容器４を
透過したＸ線（照明光）を受け入れる拡大光学系５とを
有する。

【００３１】Ｘ線顕微鏡は、さらに、拡大光学系５によ
り結像された試料容器４中の試料のＸ線像を取込み、画
像信号に変換するＸ線撮像装置７と、その画像信号を受
け入れ、それに基づいてＸ線像を表示する表示装置８
と、Ｘ線の光路および上記光学系を収容する真空容器６
と、真空容器６内を真空にする排気装置２とを有する。

【００３２】本実施例においては、上記拡大光学系５に
ウオルター鏡を用いるものとし、その際にウオルター鏡
を保持するウオルター鏡ステージについて説明する。こ
こで、本発明のウオルター鏡ステージの利用は、以下の
場合にだけ限定されるものではなく、例えば、照明光学
系３に用いられるウオルター鏡用のステージとして用い
ることもできる。

【００３３】本実施例のステージにより保持するウォル
ター鏡２０７は、図２に示すように、例えば、全長１０
０ｍｍ程度、直径２０ｍｍ程度の細長い鏡筒部１０１を
有している。Ｘ線は、本図向かって左側から、鏡筒部１
０１内部へ入射する構成となっており、鏡筒部１０１の
内面で２回反射され、集光される。鏡筒部１０１のＸ線
取込口１０３には、鏡筒部１０１の内面での反射を受け
ず直接通り抜けていくＸ線を遮る遮光円板１０２が設け
られている。

【００３４】本発明を適用したウオルター鏡ステージの
第１の実施例を説明する。このステージは、ウォルター
鏡２０７の中心軸の傾きを変える際に、ウォルター鏡２
０７のＸ線取込口１０３の端面における中心点が動かな
いような構成を備えるウォルター鏡ステージである。

【００３５】具体的には、本実施例のステージは、図１
に示すように、回転中心軸２０３について所定の角度範
囲で回転する回転ステージ２０１と、回転ステージ２０
１の回転部材２０１ａ上に固定されている揺動中心軸２
０４について所定の角度範囲で揺動するゴニオステージ
２０２と、ゴニオステージ２０２の揺動部材２０２ａ上
に固定されると共に、ウオルター鏡２０７を所定方向に
保持する保持部材２０５とを有する。なお、図１中の２
つの矢印は、それぞれ、回転部材２０１ａ、揺動部材２
０２ａの変位方向を示している。

【００３６】本実施例において、これらの２つのステー
ジ２０１、２０２は、ウオルター鏡２０７の中心軸３０
０’と、ゴニオステージ２０２の揺動の中心軸２０４
と、回転ステージ２０１の回転の中心軸２０３とが、ウ
オルター鏡２０７のＸ線取込口１０３のほぼ中心で、交
差するように構成されている。

【００３７】本実施例は、さらに、図８に示すように、
上記ステージ全体を互いに直交する所定のＸＹＺ軸方向
の並進移動可能に保持するＸＹＺステージ２０９と、該
ステージ２０９、回転ステージ２０１、および、ゴニオ
ステージ２０２を駆動する駆動機構５０１と、操作者に
よる並進、回転および揺動に関する制御操作を受付け、
その操作に対応する制御指令を出力する入力装置５０３
と、その制御指令に基づいて駆動機構５０１の動作を制
御する制御装置５０２とを有する。

【００３８】ＸＹＺステージ２０９において、移動可能
なＸＹＺ方向軸のうちのいずれかの軸は、Ｘ線顕微鏡の
Ｘ線光軸の方向に合わせて配置しておき、その方向に沿
っての変位量を制御することで、フォーカス合わせを行
う。

【００３９】本実施例の構成によれば、ウォルター鏡２
０７の中心軸３００’の傾きを変えるために、回転ステ
ージ２０１、または、ゴニオステージ２０２のいずれか
を動かしても、ウォルター鏡２０７のＸ線取込口１０３
の中央位置は、ほとんど動かない。

【００４０】ウオルター鏡２０７は、Ｘ線光路中に配置
されるため、真空中に置かれる必要があるが、本実施例
のステージは、全体が真空容器内に配置されても良く、
また、一部が真空容器外に配置される構成でもよい。

【００４１】例えば、図６に示すように、ウォルター鏡
２０７を保持収容する真空容器２０５ａと、真空容器２
０５ａを保持すると共に、大気中に配置された回転ステ
ージ２０１およびゴニオステージ２０２により、回転お
よび揺動される支持部材２０５ｂとからなる保持部材２
０５を用いる構成としても良い。ここで、真空容器２０
５ａの両端には、ベローズ８３を設けておき、Ｘ線顕微
鏡の他の構成部分と、その相対位置が変位可能であるよ
うに接続する。

【００４２】このような構成によれば、回転ステージ２
０１およびゴニオステージ２０２が大気中にあるため、
それらの維持、調整が容易にできる。

【００４３】本実施例においては、回転ステージ２０
１、ゴニオステージ２０２、および、ＸＹＺステージ２
０９は、駆動機構５０１及び制御装置５０２により、外
部からの指令制御に従い、角度を変位させるものである
が、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、
これらステージのうちの一部または全部が、手動にて操
作され、変位するものでも良い。

【００４４】本実施例において、回転ステージ２０１お
よびゴニオステージ２０２は、それらを組み合わせて、
それらの回転及び揺動の中心軸が、図１に示すような配
置とすることができれば良く、その具体的な移動機構お
よび配置構成については問わない。また、各ステージの
変位精度に関しても、最終的に、ウオルター鏡２０７の
傾き調整における要求精度に一致、または、それよりも
高精度であれば良い。

【００４５】回転ステージ２０１およびゴニオステージ
２０２としては、従来からの機構、すなわち、所定方向
に変位可能に設置されている回転部材２０１ａまたは揺
動部材２０２ａを、ねじ、歯車等で変位させる構成を用
いることができる。

【００４６】具体的な構成例をゴニオステージ２０２を
例にとって説明する。本実施例のゴニオステージは、例
えば、図９（ａ）に示されるように、揺動部材２０２ａ
の下部に固定されたラック６０１と、それに噛み合うよ
うに固定部材２０２ｂに軸受が固定された内歯車６０２
とを備える。このような構成によれば、内歯車６０２を
回転駆動することで、揺動部材２０２ａを固定部材２０
２ｂ上で揺動させることができる。なお、図中の矢印
は、内歯車６０２の回転方向に対応する揺動部材２０２
ａの変位方向を示している。

【００４７】また、図９（ｂ）に示すように、ラック６
０１および内歯車６０２の代わりに、摩擦車６０４を用
いる構成としても良い。なお、一点鎖線で示されている
揺動部材２０２ａ’は、図中矢印で示されている方向へ
変位した後の揺動部材２０２の位置を示している。

【００４８】直径数１０ｍｍ、全長数１００ｍｍ程度の
ウオルター鏡２０７では、そのＸ線取込口１０３が照明
光３０２の立体角から一部外れると、得られるＸ線像が
暗くなってしまう。これが問題となるのは、一般的に言
って、当該ずれが数１００μｍ以上の場合である。ま
た、当該ずれが数１０μｍの場合には、得られるＸ線像
にゆがみが生じる。このため、ＸＹＺステージ２０９、
回転ステージ２０１およびゴニオステージ２０２をすべ
て組み合わせた場合の、最終的な調整可能精度として
は、例えば、数μｍ程度の精度があれば良い。

【００４９】また、回転ステージ２０１およびゴニオス
テージ２０２は、一旦Ｘ線取込口１０３を照明光３０２
の立体角内に配置できれば、その後の調整では、主に、
Ｘ線像４０３をＸ線撮像装置７の撮像面４０４（図４参
照）上に、移動させるときに用いられるもので、例え
ば、０．０１°程度の精度があれば良い。

【００５０】次に、本実施例の作用について説明する。

【００５１】ウォルター鏡２０７のアライメント動作で
は、図３（ａ）のように、まず、ウォルター鏡２０７の
Ｘ線取込口１０３を、試料３０１を透過して広がってい
く照明光３０２の立体角中に置くことから始まる。こう
することでウォルター鏡２０７に取り込まれたＸ線によ
って、試料３０１のＸ線像が、不完全ながらでも、形成
される。なお、図３において、３００はＸ線光軸、３０
０’はウオルター鏡２０７の中心軸、３００''は変位前
のウオルター鏡２０７の中心軸を示している。

【００５２】このＸ線像をＸ線顕微鏡のＸ線撮像装置７
により取込み、そのＸ線像を表示装置８を介して見なが
ら、ウォルター鏡２０７の、より詳細なアライメントを
おこなう。このとき、Ｘ線取込口１０３は、照明光３０
２による立体角中に入っている。このため、図３（ｃ）
に示すように、Ｘ線取込口１０３の位置を動かすことな
く、ウォルター鏡２０７の中心軸３００’の、Ｘ線光軸
３００に対する傾きを調整できれば、あとはフォーカス
を調整するだけで、必要なアライメント動作を完了する
ことができる。

【００５３】本実施例によれば、Ｘ線光軸３００に対す
る、ウォルター鏡２０７の中心軸３００’の傾きを変え
る際に、Ｘ線取込口１０３の中心が動かないため、ウォ
ルター鏡２０７のアライメント動作を、非常に容易にお
こなうことができる。また、アライメント動作が容易で
あるため、それを短時間で完了できるため、アライメン
ト中に照射するＸ線量を大幅に減少することが可能とな
る。

【００５４】次に、本発明によるウオルター鏡ステージ
の第２の実施例について説明する。

【００５５】上記第１の実施例では、ゴニオステージ２
０２の揺動の中心軸２０４と回転ステージ２０１の回転
の中心軸２０３との交点が、ウォルター鏡２０７のＸ線
取込口１０３の中心付近となる構成となっていた。しか
し、本発明においては、この構成に限定されるものでは
ない。

【００５６】例えば、本実施例のように（図７参照）、
上記図１の実施例において、２つの中心軸２０３および
２０４の交点が、ウオルター鏡２０７の試料３０１側の
焦点位置２０８とほぼ一致する構成としても良い。な
お、本実施例における他の構成要件については、上記図
１および図８による実施例と同じであり、同じ部分につ
いては、図中で、同じ符号を用いて示している。

【００５７】すなわち、本実施例は、図７に示すよう
に、回転の中心軸２０３について所定の角度範囲で回転
する回転ステージ２０１と、回転ステージ２０１の回転
部材２０１ａ上に固定されている揺動中心軸２０４につ
いて所定の角度範囲で揺動するゴニオステージ２０２
と、ゴニオステージ２０２の揺動部材２０２ａ上に固定
されると共に、ウオルター鏡２０７を所定方向に保持す
る保持部材２０５とを有する。

【００５８】本実施例は、さらに、上記実施例と同様に
（図８参照）、ステージ２０１および２０２を並進移動
可能に保持するＸＹＺステージ２０９と、各ステージを
駆動する駆動機構５０１と、ステージの変位量に関する
制御操作を受け付け、それに対応する制御指令を出力す
る入力装置５０３と、その制御指令に基づいて駆動機構
５０１の駆動動作を制御する制御装置５０２とを有す
る。

【００５９】本実施例の作用および効果について、図４
を用いて説明する。

【００６０】上記で説明したように、試料３０１を透過
して照明光３０２により形成される立体角は、対物鏡で
あるウォルター鏡２０７の取り込み立体角よりも若干大
きいことが多い。このため、非常に良いＸ線像が得られ
るようにアライメントを行っても、図４（ａ）に示すよ
うに、試料３０１のＸ線像４０３を取り込むための、Ｘ
線撮像装置７の受光面における許容結像範囲４０４から
は、少しずれた位置に結像している場合がある。ここ
で、Ｘ線撮像装置７は、例えば、Ｘ線用ＣＣＤカメラで
あり、許容結像範囲４０４とは、その受光面におけるＸ
線像の取込可能な範囲である。

【００６１】本実施例のウオルター鏡ステージによれ
ば、Ｘ線光軸３００に対するウォルター鏡２０７の中心
軸３００’の傾きを変える際に、ウオルター鏡２０７の
焦点位置（ここでは試料３０１の位置と同じ）は変らな
い。このため、図４（ｂ）に示すように、ウォルター鏡
２０７の中心軸３００’の、Ｘ線光軸３００に対する傾
きを調節することで、Ｘ線像４０３の位置を変位させ、
Ｘ線撮像装置７の許容結像範囲４０４内の適正な位置
に、試料３０１のＸ線像４０３を結像させることができ
る。

【００６２】さらに、本実施例においては、アライメン
ト動作を、上記実施例と同様に行うことができ、同様の
効果を得ることができる。

【００６３】また、ウォルター鏡２０７を、Ｘ線の拡大
対物鏡として利用する場合には、ウォルター鏡２０７自
身の長さが１００ｍｍ程度であるのに対して、Ｘ線取込
口１０３から、試料３０１側の焦点位置までの距離は、
数ｍｍ程度である。そのため、本実施例のウオルター鏡
ステージと、上記実施例のウオルター鏡ステージとは、
その構成において非常に似通ったものとなる。

【００６４】上記第１の実施例と第２の実施例とを比べ
てみると、それぞれが、他方の長所を近似的には持って
いると考えられる。例えば、本実施例のウオルター鏡ス
テージを用いて、ウォルター鏡２０７の中心軸３００’
の傾きを変えた場合、ウォルター鏡２０７のＸ線取込口
１０３の中心位置は動いてしまう。しかしながら、その
移動量は非常にわずかであり、Ｘ線取込口１０３にＸ線
が入射できなくなるために、Ｘ線像が暗くなるというこ
とはまずない。

【００６５】このような理由から、本発明によるウオル
ター鏡ステージを動かした時に不動となる点の位置が、
厳密には、Ｘ線取込口１０３の中心や、試料３０１側の
焦点位置２０８と一致しなくとも、それらの点の近傍、
または、それらの点の間とすれば、アライメント動作を
容易にするという効果を得ることができるのは明らかで
ある。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、観察すべき試料を透過
して広がっていく照明光の形成する立体角内へ、一端、
配置されたウオルター鏡のＸ線取込口が、Ｘ線顕微鏡の
光軸に対するウォルター鏡の中心軸の傾きを変える際
に、その立体角から大きく外れることがないため、アラ
イメント動作が非常に容易になる。

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるウォルター鏡ステージの一実施例
の構成の一部を示す斜視図。

【図２】ウォルター鏡の構成を示す斜視図。

【図３】図３（ａ）：ウォルター鏡のアライメントを行
う様子を横から見た説明図。 図３（ｂ）：ウォルター鏡のアライメントを行う様子を
横から見た説明図。 図３（ｃ）：ウォルター鏡のアライメントを行う様子を
横から見た説明図。

【図４】図４（ａ）：ウォルター鏡のアライメントを行
う様子を横から見た説明図。 図４（ｂ）：ウォルター鏡のアライメントを行う様子を
横から見た説明図。

【図５】ウオルター鏡の従来技術による保持機構の一例
を示した斜視図。

【図６】本発明によるウオルター鏡ステージの他の実施
例の構成の一部を示す側面図。

【図７】本発明によるウォルター鏡ステージの他の実施
例の構成の一部を示す斜視図。

【図８】本発明によるウォルター鏡ステージの構成例を
示す説明図。

【図９】図９（ａ）：ゴニオステージの機構例の一部を
示す説明図。 図９（ｂ）：ゴニオステージの機構例の一部を示す説明
図。

【図１０】本発明によるＸ線顕微鏡の一実施例の構成を
示す説明図。

【符号の説明】

８３…ベローズ、 １０１…鏡筒部、 １０２…遮光
板、 １０３…Ｘ線取込口、 ２０１…回転ステージ、
２０２…ゴニオステージ、 ２０３…回転ステージの
回転の中心軸、 ２０４…ゴニオステージの揺動の中心
軸、 ２０５…保持部材、 ２０８…ウオルター鏡の試
料側の焦点、 ２０９…ＸＹＺステージ、３００…Ｘ線
顕微鏡の光軸、 ３００’…ウォルター鏡の中心軸、
３０１…試料、 ３０２…照明光、 ４０３…試料のＸ
線像、 ４０４…Ｘ線撮像装置の検出器、 ５０１…駆
動機構、 ５０２…制御装置、 ５０３…入力装置。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｘ線顕微鏡に光学素子として用いられるウ
   ォルター鏡を、その中心軸の、ウオルター鏡への入射Ｘ
   線の光軸に対する傾きが変位可能に保持するウォルター
   鏡ステージにおいて、 ウォルター鏡を予め定めた軸を回転中心軸として回転可
   能に保持する回転機構を有し、 前記回転機構は、その回転中心軸が、ウォルター鏡のＸ
   線取込口の中心点と観察すべき試料が配置された側にあ
   るウオルター鏡の焦点との間、もしくは、当該中心点近
   傍の範囲、もしくは、当該焦点近傍の範囲、の予め定め
   た位置を通るものであることを特徴としたウォルター鏡
   ステージ。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記予め定めた位置とは、前記ウオルター鏡のＸ線取込
   口の略中心点であることを特徴としたウォルター鏡ステ
   ージ。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記予め定めた位置とは、前記観察すべき試料が配置さ
   れた側にあるウオルター鏡の焦点、もしくは、その近傍
   位置であることを特徴としたウォルター鏡ステージ。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記回転機構は、前記ウオルター鏡を、少なくとも２以
   上の互いに直交する軸を回転中心軸としてそれぞれ回転
   可能に保持するものであり、 それらの回転中心軸が、それぞれ、前記予め定めた位置
   を共に通るものであることを特徴としたウォルター鏡ス
   テージ。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記回転機構は、 前記ウオルター鏡の、中心軸と直交する軸を回転中心軸
   とする回転を可能にする第１の回転ステージと、 前記ウオルター鏡の、第１の回転ステージの回転中心軸
   および前記ウオルター鏡の中心軸の両方と直交する軸を
   回転中心軸とする回転を可能にする第２の回転ステージ
   とを有することを特徴としたウォルター鏡ステージ。
6. 【請求項６】請求項４において、 前記回転機構を予め定めた方向へ並進移動可能に保持す
   る並進機構をさらに有することを特徴としたウォルター
   鏡ステージ。
7. 【請求項７】請求項６において、 前記並進機構は、前記顕微鏡の光軸方向、および、その
   軸と直交する平面内で、前記回転機構の位置を変位させ
   るものであることを特徴としたウォルター鏡ステージ。
8. 【請求項８】請求項７において、 前記回転機構および前記並進機構をそれぞれ駆動する駆
   動機構と、 外部からの前記回転機構および前記並進機構の動作に関
   する操作を受付け、その操作に対応した制御指令を出力
   する操作受付装置と、 その制御指令を受け入れて、それに基づいて、駆動機構
   の動作を制御する制御機構とをさらに有することを特徴
   としたウォルター鏡ステージ。
9. 【請求項９】少なくとも１以上のウオルター鏡を光学素
   子として備え、被測定物である試料のＸ線像を得るＸ線
   顕微鏡において、 ウォルター鏡を、その中心軸の、該ウオルター鏡への入
   射Ｘ線の光軸に対する傾きが変位可能であるように保持
   するウォルター鏡ステージを有し、 ウオルター鏡ステージは、ウォルター鏡を予め定めた軸
   方向を回転中心軸として回転可能に保持する回転機構を
   有し、 前記回転機構は、その回転中心軸が、ウォルター鏡のＸ
   線取込口の中心点と、観察すべき試料が配置された側に
   あるウオルター鏡の焦点との間、もしくは、当該中心点
   近傍の範囲、もしくは、当該焦点近傍の範囲、の予め定
   めた位置を通るものであることを特徴としたＸ線顕微
   鏡。