JP2003294659A - Ｘ線分析装置 - Google Patents
Ｘ線分析装置Info
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- rays
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Abstract
(57)【要約】
【課題】分光結晶及び検出器の配置位置に関して従来よ
りも広い自由度があり、感度を高く保つことができ、し
かも分光結晶あるいは検出器を動かすことなく多元素分
析を行うことができるようにする。 【解決手段】電子ビーム１が試料２に照射されると、そ
の電子ビーム１の照射位置の元素からＸ線が放射され
る。そのＸ線はＸ線集光手段３によって集光されて分光
結晶４の入射面に入射され、回折条件を満足するＸ線の
みが回折されてＣＣＤカメラ５の受光面に入射する。Ｃ
ＣＤカメラ５の受光面に入射したＸ線はＣＣＤカメラ５
によって撮像される。ＣＣＤカメラ５で撮像された画像
のデータは処理手段６によって所定の処理が施され、ス
ペクトルが作成される。
りも広い自由度があり、感度を高く保つことができ、し
かも分光結晶あるいは検出器を動かすことなく多元素分
析を行うことができるようにする。 【解決手段】電子ビーム１が試料２に照射されると、そ
の電子ビーム１の照射位置の元素からＸ線が放射され
る。そのＸ線はＸ線集光手段３によって集光されて分光
結晶４の入射面に入射され、回折条件を満足するＸ線の
みが回折されてＣＣＤカメラ５の受光面に入射する。Ｃ
ＣＤカメラ５の受光面に入射したＸ線はＣＣＤカメラ５
によって撮像される。ＣＣＤカメラ５で撮像された画像
のデータは処理手段６によって所定の処理が施され、ス
ペクトルが作成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分散型Ｘ線分
光結晶を備え、試料から放射された特性Ｘ線を分析する
Ｘ線分析装置に係り、特に、分光結晶やＸ線検出手段を
動かすことなく多元素分析を行うことができるＸ線分析
装置に関する。
光結晶を備え、試料から放射された特性Ｘ線を分析する
Ｘ線分析装置に係り、特に、分光結晶やＸ線検出手段を
動かすことなく多元素分析を行うことができるＸ線分析
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料に含まれる元素を分析するＸ線分析
装置には種々の形態のものが知られているが、その一つ
として、波長分散型Ｘ線分光結晶（以下、単に分光結晶
と称す）を用いた装置が知られている。例えば、電子プ
ローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）と称されるもの
では、試料に電子ビームを照射し、そのときに試料から
放射された特性Ｘ線（以下、単にＸ線と称す）を分光結
晶で回折して、その回折されたＸ線を検出器で検出して
いる。
装置には種々の形態のものが知られているが、その一つ
として、波長分散型Ｘ線分光結晶（以下、単に分光結晶
と称す）を用いた装置が知られている。例えば、電子プ
ローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）と称されるもの
では、試料に電子ビームを照射し、そのときに試料から
放射された特性Ｘ線（以下、単にＸ線と称す）を分光結
晶で回折して、その回折されたＸ線を検出器で検出して
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、周知のよう
に、分光結晶を用いた従来のＸ線分析装置では、試料の
Ｘ線発生源と、分光結晶と、検出器とをローランド円上
に配置しなければならないので、分光結晶及び検出器の
配置位置には自由度が無いという問題がある。
に、分光結晶を用いた従来のＸ線分析装置では、試料の
Ｘ線発生源と、分光結晶と、検出器とをローランド円上
に配置しなければならないので、分光結晶及び検出器の
配置位置には自由度が無いという問題がある。
【０００４】また、この種の従来のＸ線分析装置では、
試料のＸ線発生源と分光結晶との間には一定の距離が必
要なため、試料から放射されたＸ線が拡散してしまい、
分光結晶には試料から放射されたＸ線の一部しか入射し
ないので感度が悪化してしまう傾向にあるという点でも
問題がある。
試料のＸ線発生源と分光結晶との間には一定の距離が必
要なため、試料から放射されたＸ線が拡散してしまい、
分光結晶には試料から放射されたＸ線の一部しか入射し
ないので感度が悪化してしまう傾向にあるという点でも
問題がある。
【０００５】更に、この種の従来のＸ線分析装置には次
のような問題もある。試料のＸ線発生源と、分光結晶
と、検出器の位置を一つに決めた場合、検出器で検出さ
れるＸ線は１種類だけであるので、多元素分析を行うに
は分光結晶と、検出器とを連動させてローランド円上を
移動させなければならないが、この分光結晶と検出器と
の移動は高い精度で行わなければならない。なぜなら、
試料のＸ線発生源と、分光結晶と、検出器の位置関係に
よって検出されるＸ線が決定されるからである。
のような問題もある。試料のＸ線発生源と、分光結晶
と、検出器の位置を一つに決めた場合、検出器で検出さ
れるＸ線は１種類だけであるので、多元素分析を行うに
は分光結晶と、検出器とを連動させてローランド円上を
移動させなければならないが、この分光結晶と検出器と
の移動は高い精度で行わなければならない。なぜなら、
試料のＸ線発生源と、分光結晶と、検出器の位置関係に
よって検出されるＸ線が決定されるからである。
【０００６】しかし、分光結晶と検出器を連動させて高
精度でローランド円上を移動させるためには、高精度の
駆動機構が必要となるので、コストが高くなるという問
題があり、更に、移動のための時間が掛かるので測定に
時間が掛かるという問題もある。更には、分光結晶と検
出器の移動に伴って生じる機械的な誤差により測定精度
を悪くするという問題もある。
精度でローランド円上を移動させるためには、高精度の
駆動機構が必要となるので、コストが高くなるという問
題があり、更に、移動のための時間が掛かるので測定に
時間が掛かるという問題もある。更には、分光結晶と検
出器の移動に伴って生じる機械的な誤差により測定精度
を悪くするという問題もある。
【０００７】以上のように、分光結晶を用いた従来のＸ
線分析装置では種々の問題があるのである。
線分析装置では種々の問題があるのである。
【０００８】そこで、本発明は、分光結晶及び検出器の
配置位置に関して従来よりも広い自由度があり、感度を
高く保つことができ、しかも分光結晶あるいは検出器を
動かすことなく多元素分析を行うことができるＸ線分析
装置を提供することを目的とするものである。
配置位置に関して従来よりも広い自由度があり、感度を
高く保つことができ、しかも分光結晶あるいは検出器を
動かすことなく多元素分析を行うことができるＸ線分析
装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載のＸ線分析装置は、試料から放射さ
れた特性Ｘ線を集光するＸ線集光手段と、特性Ｘ線が入
射する入射面が凹状に湾曲されてなり、前記Ｘ線集光手
段で集光された特性Ｘ線を回折する波長分散型Ｘ線分光
結晶と、前記波長分散型Ｘ線分光結晶で回折された特性
Ｘ線が受光面に入射されるＸ線検出手段とを備えること
を特徴とする。請求項２記載のＸ線分析装置は、請求項
１において、前記Ｘ線集光手段、前記波長分散型Ｘ線分
光結晶、及び前記Ｘ線検出手段は固定的に配置されてな
ることを特徴とする。請求項３記載のＸ線分析装置は、
請求項１または２において、前記Ｘ線集光手段はＸ線レ
ンズであることを特徴とする。請求項４記載のＸ線分析
装置は、請求項１または２において、前記Ｘ線集光手段
はポリキャピラリであることを特徴とする。請求項５記
載のＸ線分析装置は、請求項１または２において、前記
Ｘ線検出手段はＣＣＤカメラであることを特徴とする。
請求項６記載のＸ線分析装置は、請求項１または２にお
いて、前記Ｘ線検出手段は１次元Ｘ線検出器であること
を特徴とする。
めに、請求項１記載のＸ線分析装置は、試料から放射さ
れた特性Ｘ線を集光するＸ線集光手段と、特性Ｘ線が入
射する入射面が凹状に湾曲されてなり、前記Ｘ線集光手
段で集光された特性Ｘ線を回折する波長分散型Ｘ線分光
結晶と、前記波長分散型Ｘ線分光結晶で回折された特性
Ｘ線が受光面に入射されるＸ線検出手段とを備えること
を特徴とする。請求項２記載のＸ線分析装置は、請求項
１において、前記Ｘ線集光手段、前記波長分散型Ｘ線分
光結晶、及び前記Ｘ線検出手段は固定的に配置されてな
ることを特徴とする。請求項３記載のＸ線分析装置は、
請求項１または２において、前記Ｘ線集光手段はＸ線レ
ンズであることを特徴とする。請求項４記載のＸ線分析
装置は、請求項１または２において、前記Ｘ線集光手段
はポリキャピラリであることを特徴とする。請求項５記
載のＸ線分析装置は、請求項１または２において、前記
Ｘ線検出手段はＣＣＤカメラであることを特徴とする。
請求項６記載のＸ線分析装置は、請求項１または２にお
いて、前記Ｘ線検出手段は１次元Ｘ線検出器であること
を特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ発明の実
施の形態について説明する。図１は本発明に係るＸ線分
析装置の一実施形態を示す図であり、図中、１は電子ビ
ーム、２は試料、３はＸ線集光手段、４は分光結晶、５
はＸ線検出手段、６は処理手段、ＰはＸ線発生源を示
す。
施の形態について説明する。図１は本発明に係るＸ線分
析装置の一実施形態を示す図であり、図中、１は電子ビ
ーム、２は試料、３はＸ線集光手段、４は分光結晶、５
はＸ線検出手段、６は処理手段、ＰはＸ線発生源を示
す。
【００１１】Ｘ線集光手段３は、試料２のＸ線発生源Ｐ
から放射されたＸ線が拡散するのを防いで、より多くの
Ｘ線を分光結晶４に入射させるためのものであり、当該
Ｘ線分析装置に固定して配置されている。このＸ線集光
手段３としては、Ｘ線レンズあるいはポリキャピラリを
用いることができる。なお、Ｘ線レンズやポリキャピラ
リについては周知であるので詳細な説明は省略する。そ
して、後述するところから明らかなように、このＸ線集
光手段３を用いることによって、従来よりも感度を向上
させることができる。
から放射されたＸ線が拡散するのを防いで、より多くの
Ｘ線を分光結晶４に入射させるためのものであり、当該
Ｘ線分析装置に固定して配置されている。このＸ線集光
手段３としては、Ｘ線レンズあるいはポリキャピラリを
用いることができる。なお、Ｘ線レンズやポリキャピラ
リについては周知であるので詳細な説明は省略する。そ
して、後述するところから明らかなように、このＸ線集
光手段３を用いることによって、従来よりも感度を向上
させることができる。
【００１２】分光結晶４は入射したＸ線を分光するため
のものであり、Ｘ線が入射する入射面は凹状に湾曲され
ている（以下、単に湾曲という）。この分光結晶４も当
該Ｘ線分析装置に固定的に配置されている。分光結晶４
の入射面の湾曲の曲率は、結晶の面間隔（スペーシン
グ）ｄ、後述するＸ線検出手段５の受光面積、所望の分
析元素数、及び、Ｘ線集光手段３と分光結晶４とＸ線検
出手段５との配置位置関係等を勘案して決定すればよ
い。
のものであり、Ｘ線が入射する入射面は凹状に湾曲され
ている（以下、単に湾曲という）。この分光結晶４も当
該Ｘ線分析装置に固定的に配置されている。分光結晶４
の入射面の湾曲の曲率は、結晶の面間隔（スペーシン
グ）ｄ、後述するＸ線検出手段５の受光面積、所望の分
析元素数、及び、Ｘ線集光手段３と分光結晶４とＸ線検
出手段５との配置位置関係等を勘案して決定すればよ
い。
【００１３】Ｘ線検出手段５は、分光結晶５によって分
光されたＸ線を検出するものであり、このＸ線検出手段
５も当該Ｘ線分析装置に固定的に配置されている。この
Ｘ線検出手段５としては、Ｘ線の領域に感度を有する２
次元のＣＣＤカメラ、あるいは、ポジション・センシテ
ィブ・プロポーショナル・カウンタ（ＰＳＰＣ：positi
on sensitive proportional counter）等の周知の１次
元Ｘ線検出器を用いることができる。なお、ここではＸ
線検出手段５としてＣＣＤカメラを用いるものとし、
「ＣＣＤカメラ５」と表記することにする。１次元Ｘ線
検出器を用いる場合については後述する。
光されたＸ線を検出するものであり、このＸ線検出手段
５も当該Ｘ線分析装置に固定的に配置されている。この
Ｘ線検出手段５としては、Ｘ線の領域に感度を有する２
次元のＣＣＤカメラ、あるいは、ポジション・センシテ
ィブ・プロポーショナル・カウンタ（ＰＳＰＣ：positi
on sensitive proportional counter）等の周知の１次
元Ｘ線検出器を用いることができる。なお、ここではＸ
線検出手段５としてＣＣＤカメラを用いるものとし、
「ＣＣＤカメラ５」と表記することにする。１次元Ｘ線
検出器を用いる場合については後述する。
【００１４】処理手段６は、ＣＣＤカメラ５で撮像して
得た画像に基づいてスペクトルを作成するものである。
この処理については後述する。
得た画像に基づいてスペクトルを作成するものである。
この処理については後述する。
【００１５】このＸ線分析装置は以上の構成であるの
で、電子ビーム１が試料２に照射されると、その電子ビ
ーム１の照射位置近傍の元素からＸ線が放射される。そ
して、試料２から放射されたＸ線はＸ線集光手段３によ
って集光されて分光結晶４の入射面に入射され、回折条
件を満足するＸ線のみが回折されてＣＣＤカメラ５の受
光面に入射する。これがＸ線の分光である。そして、Ｃ
ＣＤカメラ５の受光面に入射したＸ線はＣＣＤカメラ５
によって撮像される。ＣＣＤカメラ５で撮像された画像
のデータは処理手段６によって所定の処理が施され、ス
ペクトルが作成される。
で、電子ビーム１が試料２に照射されると、その電子ビ
ーム１の照射位置近傍の元素からＸ線が放射される。そ
して、試料２から放射されたＸ線はＸ線集光手段３によ
って集光されて分光結晶４の入射面に入射され、回折条
件を満足するＸ線のみが回折されてＣＣＤカメラ５の受
光面に入射する。これがＸ線の分光である。そして、Ｃ
ＣＤカメラ５の受光面に入射したＸ線はＣＣＤカメラ５
によって撮像される。ＣＣＤカメラ５で撮像された画像
のデータは処理手段６によって所定の処理が施され、ス
ペクトルが作成される。
【００１６】ここで、Ｘ線集光手段３を設けることは、
上述したように、感度を向上させるという意味で重要で
ある。このことを図２を参照して説明すると次のようで
ある。なお、図２ではＸ線集光手段３としてＸ線レンズ
を用いるものとしている。
上述したように、感度を向上させるという意味で重要で
ある。このことを図２を参照して説明すると次のようで
ある。なお、図２ではＸ線集光手段３としてＸ線レンズ
を用いるものとしている。
【００１７】試料２のＸ線発生源Ｐから放射されるＸ線
は、図２に示すように広がりをもっている。そこで、い
ま、図２においてＡ、Ｂで示す方向に放射されたＸ線に
ついて考えてみると、Ｘ線Ａ、Ｂは、Ｘ線集光手段３が
設けられていない場合には図２の破線Ａ′、Ｂ′で示す
ように直進する。そして、図２に示す場合には、これら
のＸ線Ａ′、Ｂ′は分光結晶４の入射面には入射しな
い。しかし、図２に示すようにＸ線集光手段３を設ける
と、Ｘ線Ａ、Ｂは図２の一点鎖線Ａ″、Ｂ″で示すよう
に、Ｘ線集光手段３、この場合はＸ線レンズによって屈
折され、分光結晶４の入射面に入射するようになる。
は、図２に示すように広がりをもっている。そこで、い
ま、図２においてＡ、Ｂで示す方向に放射されたＸ線に
ついて考えてみると、Ｘ線Ａ、Ｂは、Ｘ線集光手段３が
設けられていない場合には図２の破線Ａ′、Ｂ′で示す
ように直進する。そして、図２に示す場合には、これら
のＸ線Ａ′、Ｂ′は分光結晶４の入射面には入射しな
い。しかし、図２に示すようにＸ線集光手段３を設ける
と、Ｘ線Ａ、Ｂは図２の一点鎖線Ａ″、Ｂ″で示すよう
に、Ｘ線集光手段３、この場合はＸ線レンズによって屈
折され、分光結晶４の入射面に入射するようになる。
【００１８】このように、試料２と分光結晶４との間に
Ｘ線集光手段３を配置することによって、試料２から放
射されたＸ線のより多くのＸ線を分光結晶４の入射面に
入射させることができる。これによって、試料２から放
射されたＸ線の利用効率が向上し、感度が向上すること
になる。
Ｘ線集光手段３を配置することによって、試料２から放
射されたＸ線のより多くのＸ線を分光結晶４の入射面に
入射させることができる。これによって、試料２から放
射されたＸ線の利用効率が向上し、感度が向上すること
になる。
【００１９】以上はＸ線集光手段３としてＸ線レンズを
用いた場合について説明したが、Ｘ線集光手段３として
ポリキャピラリを用いた場合にも同様の効果が得られ
る。
用いた場合について説明したが、Ｘ線集光手段３として
ポリキャピラリを用いた場合にも同様の効果が得られ
る。
【００２０】また、分光結晶４の入射面を湾曲させるこ
とは、分光結晶４等を動かすことなく分析可能な元素数
を増やす観点から重要である。このことを図３、図４を
参照して説明すると次のようである。図３、図４では、
分光結晶の入射面を湾曲させた場合と、そうでない場合
との比較を端的に示すために、Ｘ線集光手段３としてポ
リキャピラリを用い、試料２のＸ線発生源Ｐから放射さ
れたＸ線をポリキャピラリによって平行光線として分光
結晶４に入射させるものとする。なお、図３、図４にお
いては試料２についてはＸ線発生源Ｐのみを示し、ＣＣ
Ｄカメラ５については受光面Ｑのみを示している。
とは、分光結晶４等を動かすことなく分析可能な元素数
を増やす観点から重要である。このことを図３、図４を
参照して説明すると次のようである。図３、図４では、
分光結晶の入射面を湾曲させた場合と、そうでない場合
との比較を端的に示すために、Ｘ線集光手段３としてポ
リキャピラリを用い、試料２のＸ線発生源Ｐから放射さ
れたＸ線をポリキャピラリによって平行光線として分光
結晶４に入射させるものとする。なお、図３、図４にお
いては試料２についてはＸ線発生源Ｐのみを示し、ＣＣ
Ｄカメラ５については受光面Ｑのみを示している。
【００２１】図３は、分光結晶４を平板とした場合であ
り、Ｘ線発生源Ｐから放射されたＸ線はＸ線集光手段３
によって平行光線となされているので、分光結晶４への
入射角は一定の角度θとなる。しかし、周知のように分
光結晶による回折条件はＸ線のエネルギー、より具体的
にはＸ線の波長によって異なっているので、図３に示す
ように入射角がθであるとき、回折条件を満足するＸ線
があったとしても１つのＸ線だけであり、この回折条件
を満足する１つのＸ線だけが図３に示すように分光結晶
４で回折され、ＣＣＤカメラ５の受光面Ｑに入射するこ
とになる。
り、Ｘ線発生源Ｐから放射されたＸ線はＸ線集光手段３
によって平行光線となされているので、分光結晶４への
入射角は一定の角度θとなる。しかし、周知のように分
光結晶による回折条件はＸ線のエネルギー、より具体的
にはＸ線の波長によって異なっているので、図３に示す
ように入射角がθであるとき、回折条件を満足するＸ線
があったとしても１つのＸ線だけであり、この回折条件
を満足する１つのＸ線だけが図３に示すように分光結晶
４で回折され、ＣＣＤカメラ５の受光面Ｑに入射するこ
とになる。
【００２２】つまり、平板の分光結晶を用いた場合、分
光結晶４の配置を一つに決めてしまうと、分析できるＸ
線は１つだけとなるのであり、従って、多元素分析を行
うには、図３の矢印ａ、ｂで示すように分光結晶４を回
動させる必要があるが、これでは上記の目的を達成する
ことはできない。
光結晶４の配置を一つに決めてしまうと、分析できるＸ
線は１つだけとなるのであり、従って、多元素分析を行
うには、図３の矢印ａ、ｂで示すように分光結晶４を回
動させる必要があるが、これでは上記の目的を達成する
ことはできない。
【００２３】これに対して、分光結晶４の入射面を湾曲
させた場合には、図４に示すように、入射するＸ線が平
行光線であっても、分光結晶４の入射面への入射角は入
射位置によって異なる。即ち、図４において、入射角
α、β、γは互いに異なっている。従って、回折条件を
満足するＸ線は１つだけではなく、複数のＸ線が回折条
件を満足する。実際、入射面を湾曲させた分光結晶を用
い、Ｘ線発生源ＰとＸ線集光手段３及び分光結晶４の位
置関係を定めて計算を行ったところ、入射角は13°〜39
°の範囲であった。
させた場合には、図４に示すように、入射するＸ線が平
行光線であっても、分光結晶４の入射面への入射角は入
射位置によって異なる。即ち、図４において、入射角
α、β、γは互いに異なっている。従って、回折条件を
満足するＸ線は１つだけではなく、複数のＸ線が回折条
件を満足する。実際、入射面を湾曲させた分光結晶を用
い、Ｘ線発生源ＰとＸ線集光手段３及び分光結晶４の位
置関係を定めて計算を行ったところ、入射角は13°〜39
°の範囲であった。
【００２４】このように、入射面を湾曲させた分光結晶
を用いた場合には、複数のＸ線の回折条件を満足するよ
うにできるので、分光結晶４を固定させた状態でも多元
素分析が可能となるのである。
を用いた場合には、複数のＸ線の回折条件を満足するよ
うにできるので、分光結晶４を固定させた状態でも多元
素分析が可能となるのである。
【００２５】以上はＸ線集光手段３としてポリキャピラ
リを用いた場合の説明であるが、Ｘ線集光手段３として
Ｘ線レンズを用いた場合にも同様である。もっとも、Ｘ
線レンズを用いた場合にはＸ線は必ずしも平行光線とは
ならず、Ｘ線が平行光線にならない場合には、平板の分
光結晶を用いた場合にも分光結晶の入射面への入射角は
入射位置によって異なることになるので複数のＸ線が回
折条件を満足する可能性はある。しかし、入射面を湾曲
させた分光結晶を用いた場合には、入射角はより広く取
れるので、より多くのＸ線について回折条件を満足させ
ることができるものである。
リを用いた場合の説明であるが、Ｘ線集光手段３として
Ｘ線レンズを用いた場合にも同様である。もっとも、Ｘ
線レンズを用いた場合にはＸ線は必ずしも平行光線とは
ならず、Ｘ線が平行光線にならない場合には、平板の分
光結晶を用いた場合にも分光結晶の入射面への入射角は
入射位置によって異なることになるので複数のＸ線が回
折条件を満足する可能性はある。しかし、入射面を湾曲
させた分光結晶を用いた場合には、入射角はより広く取
れるので、より多くのＸ線について回折条件を満足させ
ることができるものである。
【００２６】以上のようであるので、Ｘ線集光手段３を
用いること、及び、入射面を湾曲させた分光結晶を用い
ることは、上記目的を達成するには非常に重要な事項な
のである。
用いること、及び、入射面を湾曲させた分光結晶を用い
ることは、上記目的を達成するには非常に重要な事項な
のである。
【００２７】次に、ＣＣＤカメラ５で撮像した画像に基
づいてスペクトルを作成する処理について説明する。
づいてスペクトルを作成する処理について説明する。
【００２８】このＸ線分析装置を構成するには、Ｘ線集
光手段３としてどのようなものを用いるかを決定する。
具体的には、例えば、どのようなＸ線レンズあるいはポ
リキャピラリを用いるかを決定する。これによって、Ｘ
線集光手段３の集光特性が決定される。また、分光結晶
４の構成を決定する。具体的には、その反射面の湾曲の
曲率をどのようにするか、どのような結晶の面間隔のも
のを用いるか、そして、長さ、幅等のサイズを決定す
る。更に、ＣＣＤカメラ５としてどのようなものを用い
るか、具体的には、その受光面のサイズ、画素数等の撮
像特性を決定する。そして、Ｘ線発生源Ｐ、Ｘ線集光手
段３、分光結晶４及びＣＣＤカメラ５の配置位置関係を
決定する。ここで、配置位置関係には、互いの距離及び
３次元の角度の関係も含むものとする。例えば、分光結
晶４とＣＣＤカメラ５との配置位置関係といった場合に
は、分光結晶４とＣＣＤカメラ５との距離、及びＣＣＤ
カメラ５の受光面をどのような角度にするかというよう
な３次元的な角度の関係も含むものである。
光手段３としてどのようなものを用いるかを決定する。
具体的には、例えば、どのようなＸ線レンズあるいはポ
リキャピラリを用いるかを決定する。これによって、Ｘ
線集光手段３の集光特性が決定される。また、分光結晶
４の構成を決定する。具体的には、その反射面の湾曲の
曲率をどのようにするか、どのような結晶の面間隔のも
のを用いるか、そして、長さ、幅等のサイズを決定す
る。更に、ＣＣＤカメラ５としてどのようなものを用い
るか、具体的には、その受光面のサイズ、画素数等の撮
像特性を決定する。そして、Ｘ線発生源Ｐ、Ｘ線集光手
段３、分光結晶４及びＣＣＤカメラ５の配置位置関係を
決定する。ここで、配置位置関係には、互いの距離及び
３次元の角度の関係も含むものとする。例えば、分光結
晶４とＣＣＤカメラ５との配置位置関係といった場合に
は、分光結晶４とＣＣＤカメラ５との距離、及びＣＣＤ
カメラ５の受光面をどのような角度にするかというよう
な３次元的な角度の関係も含むものである。
【００２９】これらが決定されると、分光結晶４の入射
面への入射角の範囲が分かり、各元素のＸ線の分光結晶
４での回折条件は既知であるから、どのようなエネルギ
ーのＸ線が分光結晶４で回折されてＣＣＤカメラ５の受
光面に入射するかが分かる。即ち、どのような元素を分
析することができるかが分かる。
面への入射角の範囲が分かり、各元素のＸ線の分光結晶
４での回折条件は既知であるから、どのようなエネルギ
ーのＸ線が分光結晶４で回折されてＣＣＤカメラ５の受
光面に入射するかが分かる。即ち、どのような元素を分
析することができるかが分かる。
【００３０】そして、分光結晶４の構成、分光結晶４の
入射面におけるＸ線の回折条件、及び、Ｘ線発生源Ｐと
Ｘ線集光手段３と分光結晶４とＣＣＤカメラ５の配置位
置関係から、ＣＣＤカメラ５の受光面のどのような領域
に、どのようなエネルギーのＸ線が入射するかが分か
る。これは、幾何学的な理論計算によって求めることが
できるし、また、予め含まれる元素も、その濃度も既知
である標準試料を用いて実際に実験を行うことによって
も求めることができる。特に、後者の場合には、どのエ
ネルギーのＸ線がＣＣＤカメラ５のどのような領域に入
射するかだけでなく、その領域の画素の輝度の積算値と
元素の実際の濃度との対応関係をキャリブレーションす
ることもできるので有効である。
入射面におけるＸ線の回折条件、及び、Ｘ線発生源Ｐと
Ｘ線集光手段３と分光結晶４とＣＣＤカメラ５の配置位
置関係から、ＣＣＤカメラ５の受光面のどのような領域
に、どのようなエネルギーのＸ線が入射するかが分か
る。これは、幾何学的な理論計算によって求めることが
できるし、また、予め含まれる元素も、その濃度も既知
である標準試料を用いて実際に実験を行うことによって
も求めることができる。特に、後者の場合には、どのエ
ネルギーのＸ線がＣＣＤカメラ５のどのような領域に入
射するかだけでなく、その領域の画素の輝度の積算値と
元素の実際の濃度との対応関係をキャリブレーションす
ることもできるので有効である。
【００３１】以上のことから、処理手段６で行う処理と
しては、例えば、ＣＣＤカメラ５で撮像した画像を走査
して読み出して、当該画像データを一旦メモリに記憶
し、どのような領域に輝度があるかを判定することによ
って、どのようなエネルギーのＸ線が入射したか、即
ち、どのような元素が試料２に含まれているかを検出す
ることができる。また、それらＣＣＤカメラ５の受光面
に入射した各Ｘ線の強度の検出は、それらのＸ線に対応
する領域に含まれる画素の画素値、即ち輝度値を積算す
ることで行う。
しては、例えば、ＣＣＤカメラ５で撮像した画像を走査
して読み出して、当該画像データを一旦メモリに記憶
し、どのような領域に輝度があるかを判定することによ
って、どのようなエネルギーのＸ線が入射したか、即
ち、どのような元素が試料２に含まれているかを検出す
ることができる。また、それらＣＣＤカメラ５の受光面
に入射した各Ｘ線の強度の検出は、それらのＸ線に対応
する領域に含まれる画素の画素値、即ち輝度値を積算す
ることで行う。
【００３２】以上の処理によって、試料２のＸ線発生源
Ｐから放射されたＸ線のエネルギー及び強度が検出され
る。
Ｐから放射されたＸ線のエネルギー及び強度が検出され
る。
【００３３】そして、処理手段６は、横軸をＸ線のエネ
ルギー、縦軸をＸ線強度として、上記の処理により検出
したＸ線のエネルギー及び強度をプロットしていくこと
でスペクトルを作成する。なお、上記のスペクトル作成
の処理を行うに先立って、バックグランドノイズを除去
する処理を行うことは当然である。
ルギー、縦軸をＸ線強度として、上記の処理により検出
したＸ線のエネルギー及び強度をプロットしていくこと
でスペクトルを作成する。なお、上記のスペクトル作成
の処理を行うに先立って、バックグランドノイズを除去
する処理を行うことは当然である。
【００３４】以上、Ｘ線検出手段５としてＣＣＤカメラ
を用いた場合について説明したが、Ｘ線検出手段５とし
て１次元Ｘ線検出器、いわゆるＸ線ラインセンサを用い
た場合について付言しておく。
を用いた場合について説明したが、Ｘ線検出手段５とし
て１次元Ｘ線検出器、いわゆるＸ線ラインセンサを用い
た場合について付言しておく。
【００３５】Ｘ線検出手段５として１次元Ｘ線検出器を
用いる場合、その配置は、図５に示すように、その受光
面８の長手方向がＸ線のエネルギーが分散される方向に
なるようにする。このようにすることによって、多元素
分析を行うことが可能となる。この１次元Ｘ線検出器も
固定的に配置する。
用いる場合、その配置は、図５に示すように、その受光
面８の長手方向がＸ線のエネルギーが分散される方向に
なるようにする。このようにすることによって、多元素
分析を行うことが可能となる。この１次元Ｘ線検出器も
固定的に配置する。
【００３６】ただし、Ｘ線検出手段５として１次元Ｘ線
検出器を用いた場合には、検出できるＸ線は、分光結晶
４によって回折されたＸ線の一部だけであるから、１回
の測定でＸ線の強度を高精度に測定することはできな
い。従って、この場合には周知のように、Ｘ線発生源Ｐ
を固定して、多くの回数測定を行って、１次元Ｘ線検出
器で検出される強度を積算する処理を行う必要がある。
検出器を用いた場合には、検出できるＸ線は、分光結晶
４によって回折されたＸ線の一部だけであるから、１回
の測定でＸ線の強度を高精度に測定することはできな
い。従って、この場合には周知のように、Ｘ線発生源Ｐ
を固定して、多くの回数測定を行って、１次元Ｘ線検出
器で検出される強度を積算する処理を行う必要がある。
【００３７】以上のようであるので、このＸ線分析装置
によれば、従来のようにＸ線発生源、分光結晶及びＸ線
検出器をローランド円上に配置しなければならないとい
うような制約は無いので、Ｘ線発生源Ｐ、分光結晶４及
びＸ線検出手段５の配置位置には従来よりも大きい自由
度がある。
によれば、従来のようにＸ線発生源、分光結晶及びＸ線
検出器をローランド円上に配置しなければならないとい
うような制約は無いので、Ｘ線発生源Ｐ、分光結晶４及
びＸ線検出手段５の配置位置には従来よりも大きい自由
度がある。
【００３８】また、Ｘ線集光手段３によりＸ線発生源Ｐ
から放射されたＸ線を集光して分光結晶４に入射させる
ので、より多くのＸ線を分光結晶４に入射させることが
でき、感度を向上させることができる。
から放射されたＸ線を集光して分光結晶４に入射させる
ので、より多くのＸ線を分光結晶４に入射させることが
でき、感度を向上させることができる。
【００３９】更に、分光結晶４として、入射面が湾曲さ
せたものを用いるので、Ｘ線の入射角を広く取ることが
でき、その結果、分光結晶４及び／またはＸ線検出手段
５を動かすことなく多元素分析を行うことが可能であ
る。
せたものを用いるので、Ｘ線の入射角を広く取ることが
でき、その結果、分光結晶４及び／またはＸ線検出手段
５を動かすことなく多元素分析を行うことが可能であ
る。
【図１】本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態を示す
図である。
図である。
【図２】Ｘ線集光手段３により感度を向上させることが
可能であることを説明するための図である。
可能であることを説明するための図である。
【図３】分光結晶４として平板な分光結晶を用いた場合
の問題点を説明するための図である。
の問題点を説明するための図である。
【図４】分光結晶４の入射面を湾曲させることによっ
て、分光結晶４等を動かすことなく分析可能な元素数を
増やすことができることを説明するための図である。
て、分光結晶４等を動かすことなく分析可能な元素数を
増やすことができることを説明するための図である。
【図５】Ｘ線検出手段５として１次元Ｘ線検出器を用い
る場合の配置を説明するための図である。
る場合の配置を説明するための図である。
１…電子ビーム、２…試料、３…Ｘ線集光手段、４…分
光結晶、５…Ｘ線検出手段、６…処理手段、Ｐ…Ｘ線発
生源。
光結晶、５…Ｘ線検出手段、６…処理手段、Ｐ…Ｘ線発
生源。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 金山 みゆき
東京都昭島市武蔵野三丁目１番２号 日本
電子エンジニアリング株式会社内
Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA05 CA01 DA08 DA09
EA01 EA02 GA01 HA13 JA06
KA01 NA30 SA02 SA29 SA30
Claims (6)
- 【請求項１】試料から放射された特性Ｘ線を集光するＸ
線集光手段と、 特性Ｘ線が入射する入射面が凹状に湾曲されてなり、前
記Ｘ線集光手段で集光された特性Ｘ線を回折する波長分
散型Ｘ線分光結晶と、 前記波長分散型Ｘ線分光結晶で回折された特性Ｘ線が受
光面に入射されるＸ線検出手段とを備えることを特徴と
するＸ線分析装置。 - 【請求項２】前記Ｘ線集光手段、前記波長分散型Ｘ線分
光結晶、及び前記Ｘ線検出手段は固定的に配置されてな
ることを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。 - 【請求項３】前記Ｘ線集光手段はＸ線レンズであること
を特徴とする請求項１または２記載のＸ線分析装置。 - 【請求項４】前記Ｘ線集光手段はポリキャピラリである
ことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線分析装
置。 - 【請求項５】前記Ｘ線検出手段はＣＣＤカメラであるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のＸ線分析装置。 - 【請求項６】前記Ｘ線検出手段は１次元Ｘ線検出器であ
ることを特徴とする請求項１または２記載のＸ線分析装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002098272A JP2003294659A (ja) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Ｘ線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002098272A JP2003294659A (ja) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Ｘ線分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003294659A true JP2003294659A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29240338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002098272A Withdrawn JP2003294659A (ja) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Ｘ線分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003294659A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337301A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Shimadzu Corp | Ｘ線分析装置 |
| JP2007127511A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Casio Comput Co Ltd | Ｅｐｍａ装置 |
| JP2007309649A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Shimadzu Corp | Ｘ線分光装置 |
| JP2012058146A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Jeol Ltd | Ｘ線検出システム |
| JP2013152798A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Jeol Ltd | 電子線装置 |
| WO2019064868A1 (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-04 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線分光分析装置、及び該ｘ線分光分析装置を用いた化学状態分析方法 |
-
2002
- 2002-04-01 JP JP2002098272A patent/JP2003294659A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006337301A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Shimadzu Corp | Ｘ線分析装置 |
| JP2007127511A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Casio Comput Co Ltd | Ｅｐｍａ装置 |
| JP2007309649A (ja) * | 2006-05-16 | 2007-11-29 | Shimadzu Corp | Ｘ線分光装置 |
| JP2012058146A (ja) * | 2010-09-10 | 2012-03-22 | Jeol Ltd | Ｘ線検出システム |
| JP2013152798A (ja) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Jeol Ltd | 電子線装置 |
| WO2019064868A1 (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-04 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線分光分析装置、及び該ｘ線分光分析装置を用いた化学状態分析方法 |
| JPWO2019064868A1 (ja) * | 2017-09-27 | 2020-10-01 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線分光分析装置、及び該ｘ線分光分析装置を用いた化学状態分析方法 |
| JP7147770B2 (ja) | 2017-09-27 | 2022-10-05 | 株式会社島津製作所 | Ｘ線分光分析装置、及び該ｘ線分光分析装置を用いた化学状態分析方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |