JPS63108253A - 物質同定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は物質同定装置に係り１％に走査型電子顕微鏡に
よる観察時に微小異物から発生する特性Ｘ線を解析して
、その異物を構成する物質を同定するのに好適な物質同
定装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、走１型或子顕微鏡（ＳｇＭ）による試料の形状
観察に際し、電子線を照射された試料から発生する持回
Ｘ線を検出・分析するためにＸ線分析装置が設けら几て
いる（％開昭５８−１９６４４６号公報）。そして、従
来、このようなＸ線分析装置には、試料である未知物質
から発生された特性Ｘｄのスペクトル’ｔｃａＴ上に弐
示し、任意の元素の特性Ｘ線スペクトルと交換自在に重
ね合Ｖせて表示しながら、特性Ｘｌ！Ｊスペクトルを処
理する機能を有するものがあった。これによって未知物
質の個々のＸ線がどの元素に属するかを判断することが
可能となる。また、その機能に加えて、Ｘ線の相対強度
分析データにもとづき、これに各種の補正を加えて元素
の構成比率を算定する機能を有するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上述した従来技術は、特性スペクトル全解析
して、試料を複数詞の元素の集合体として評価するもの
で、複数の元素の化合物である物質の来合体として解析
、評価することＫついての配慮がなされていない。この
ため、Ｘ線スペクトルから試料異物の構成物質を推定す
る作業は１人が経験と勘に頼って行う部分が多く々推定
する人によって結果が異なること、及び元素数が増加す
ると推定が著しく困難になる等の問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決すること
、言い換えれば、未知物質の特性Ｘ線スペクトルにもと
づいて、その未知物質を構成する可能性のある物質（候
補物質とよぶ）を再現性よく推定でき、未知の物質ｆ、
構成する元素数が増力口しても迅速に候補物質を選定す
ることのできる物質同定装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、既知物質に電子
線を照射して得られる特性Ｘ線スペクトルをＸ線のエネ
ルギを表わすデータとこのエネルギデータに対応するＸ
線の相対強度を表ゎ゛ｒデータとの組合わせで表現して
なる既知物質のスペクトルデータに索引を付して記憶す
る記憶装置と。

未知物質に成子線を照射して得られた特性Ｘ線スペクト
ルをＩＬ）エネルギを表わすデータとこのエネルギデー
タに対応するＸ線の相対強度を表わすデータとＸ線エネ
ルギの測定誤差を表わすデータとの組合わせで表現して
なる未知物質のスペクトルデータを入力する入力装置と
、前記未知物質のスペクトルデータと前記既知物質のス
ペクトルデータとの一致度を判定する演算処理装置と、
この判定結果を表示する表示′ｔｃ置とを具備したこと
を特徴とする。

〔作用〕

入力ａｔは未」物質のスペクトルデータを演算処理装置
に入力する。演算処理装置は記憶装置内にあらかじめ記
憶されている既知物質のスペクトルデータを読出し、あ
らかじめ定められたアルゴリズムに従って未知物質と既
知物質のスペクトルデータを照合し、一致度を判定する
ためのパラメータを計算するとともに一致度を判定する
。そして、その判定結果を表示装置上に表示する。この
表示さｎたパラメータの値を比較することＫよって、未
矧物′ｉＫ含まれる既知物質を迅速に認識することがで
きる。

〔実施列〕

第１図は、実施同装置の概略構成図である。入力装置ｔ
１はキーボード、磁気ディスク読取り装置、磁気テープ
読取り装置等からなり、未知物質から発生されたＸ線’
ｋＸ線分析装置により検出分析してなる特性Ｘ線スペク
トルを表わすスペクトルデータ（文字列）と索引及び検
索指示コード等を演算処理装置２に入力するものであろ
う特性Ｘ線スペクトルを表わすスペクトルデータ（文字
列）は、Ｘ線のエネルギｋＷわすデータ（数値）と、そ
のエネルギデータに対応するＸ線の相対強度を表わすデ
ータ（数＋Ｋ　）と、Ｘ線エネルギの測定誤差を表わす
データ（数１直）とからなる３つのデータの徂を、１個
あるいは複数個組合わせたものである。

これはＸ線分析装置で得られる未知物質の特性Ｘ線スペ
クトル（第２図図示）を、幅が測定誤差ｖｖｔに等しい
矩形のスペクトル（第３図図示）で表現したものに相当
するっ 一方、記憶装置３に記１意される既知物質の特性Ｘ線ス
ペクトルのスペクトルデータは、Ｘ線のエネルギを表わ
すデータ（数値）と、その相対強度を表わすデータ（数
値）との対を、１個あるいは複数個組合わせた文字列で
表わす。これは第５図に示すように特性Ｘ線スペクトル
を線スペクトルとして表現したものに相当する。

既知物質のスペクトルデータには記憶装置３に記憶させ
るときに索引をつけておく。この索引は物質名１元素名
１機械装置名、′Ｒ品名等を英数字。

かな又字等の文字列におきかえたものを用いる。

そして、この索引の１個あるいは複数個と索引を含む既
知物質を検索するか、ま九は索引を含まない既州物質を
検索するか−を指示する検索指示コードを人力装置１か
ら入力する。いま、検索指示コードが１の場合に入力索
引を含む既知物質を検索照合し、Ｏの場合に入力索引を
含まない既知物質を検索照合するものとする。演算処理
装！２では、第７図に示したフローに従って既矧物′Ｘ
を検索照合の対象とするかどうか全判別するつ このようにして、演算処理装置ｉｔ２は、未知物質のス
ペクトルと、記憶装置３にあらかじめ記憶されている既
′ｆｉｌ＃質のスペクトルとの照合を行う。

このとき、未知物質の矩形スペクトルの中に、第３図の
右端にみられるように互いに直なり合う部分を有するも
ののあるときは、両者を会わせた幅をイしかつＸ線の相
対強度をいずれか大きい方の値に一致させた一つのスペ
クトルとして第４図に示したように重複処理して取扱う
。次に重複処理の完了した未知物質のスペクトルとの一
致度を判定する。第４図の未知物質のスペクトルに第５
図の既知物質のスペクトルを］ｉね合わせたものを第６
図に示す。第６図中の○印を付したＸ線は、既知物質の
スペクトル中で未知物質のスペクトルと一致するものを
示す。ま之、矢印を付したＸ＋１ｉ！ｉ！は一致しない
ものを示し、残余Ｘ線と呼ぶ。既知物質のＸ線の本数を
ｍ、とじ、その中で未知物質のスペクトルと一致したＸ
線の本数をｍとして、Ｘ線の一致の割合ｒを次式で定義
する。

また、残余Ｘ線の強度を１．１′″とし、■１−の最大
値をＩ　ｓｌｏ′とし、強度の一致性を示すパラメータ
Ｉｍｘを次式で定義する。

１、、、＝　１００−　Ｉ　１１０’　　　　　　　　
・・・（２）未知物質と既知物質の強度の類似性を表わ
すパラメータσを次式で定義する。

Ｎ嘗 ここでＩｓｔは既知物質のスペクトル中の１番目のＸ線
の強度を示す。例えば第６図に示すように、一つの矩形
部分に複数本の既知物質のＸ線が対応するときは、それ
らの中の強度が最大のものをとり、その強度を１．Ｉと
する。このようにして得られるＩｓｔの総数をＮ、とす
る、第６図の例においてはＮ、＝７であるうまた＋Ｉｕ
ｔは既知物質のＸ線と一致する矩形部分のＸ線強度を示
す。残余回折線には、見かけ土工ｕ１＝０のピークが存
在してＬ＋に対応しているものとする。Ｘ線の一致度。

プ蛍度の類似度を含めた全体の類似度を表わすパラメー
タ１（全次式で定義する。

Ｈ＝ｒσＩ　、Ｘ　／　１０００　　　　　−（４）未
知物質のスペクトルと、既知物質のスペクトルが完全に
一致する場合は、上記パラメータはｒ＝１００．　　σ
＝１００．　　Ｌ！　＝１００．１（＝１０００となる
。

演算処理装置２は上記のパラメータｒ、σ、ＩＩＩ及び
Ｈの値を計丼する。そして既知物質名とともにこｎらの
パラメータの直を、表示装置上に表示させることにより
、既、、５１吻Ａと未知物質との類似度を判定すること
ができる。Ｉｓｔ。’、ｍ、；ｒ、工。工。

σ、Ｈに、それぞれしきい１直Ｉ、、ｍ、、　γ。。

ｌｌＸ０Ｉ　　σ。ｔｏｏｋ与えておき、既知物質のパ
ラメータがこれらのしきい値を越えるか否かによって、
未凡物質中に含まれるか否かの刊ト析全行い、未知物質
中に含まれる可能性のある候補物質の選定を、演算処理
装置２に行わせることができる。

さらに、こｎらのパラメータの中の−っ１列えばＨを指
定し、Ｈの値の大きな順にあらかじめ指定された値以下
のｆｌＩ故の既知２吻質を候補物質として記憶しておき
、すべての既知物質の照合が完了した後、Ｈの直の大き
なノ幀に疾補物質名と各種パラメータの値を表示させる
ことにより、未知物質に含１れる可能性の高い物′Ｘ全
選択する作業は著しく容易かつ短時間で処理が可能とな
る。

このように構成された本実施列によれば、未知物質の特
性Ｘ線スペクトルを表わす文字列、索引となる文字列及
び入力された索引を含む既知物質を検索照会の対象とす
るか否かを示す検索指示コードを入力装置１から入力す
ると、まず索引となる文字列が演算処理装置２において
記憶装置３に記憶された既知物質の索引と照合され、検
索指示コードに従ってこの既知物質のスペクトルの照合
を行うか否かが判断される。照合すべきと判断された既
知物質の特性Ｘ線スペクトルを表わす文字列は未知物質
の特性Ｘ線スペクトルを表わす文字列と照合され、既知
物質の特性Ｘ線スペクトルを構成する各Ｘ＃ｉｌは、未
知物質の特性Ｘ線に一致するものと、一致しないものと
に分類さｎる。そして、この分類の結果にもとづいて、
未知物質と既知物質の一致度？判定する定めのパラメー
タが計算され、既知物質名とともに出力される。索引を
指定することによって、検索すべき既知物質の範囲を未
知物質と関連の高い範囲に限定できるので、検索に要す
る時間を短くすることができるとともに、検索の結果と
して出力された既知物質は未知物質に含まれる可能性の
高いものとなる。

また、一致度を判定するためのパラメータに対してあら
かじめしきい値を入力しておき、計算さルたパラメータ
がこのしきい値以下の場合にのみ、既知物質乞出力する
ことによって、表示結果を一致度の高い既知物質に限定
することができる。

さらに、特定のパラメータを表示すべき既知物質の個■
を指定し、このパラメータの値の大きなものから順に、
指定された個数以内の既知物質名。

パラメータ及び索引を出力することによって、一致度の
高い既知物質の選択はさらに容易になる。

なお、上記実施列において、未知物質又は既知物質の特
性Ｘ線スペクトルは、入力装置１と介して演算処４装置
２に入力される前に、それらのスペクトルデータに変換
処理されるものとして説明したが１本発明はこれに限ら
れるものではなく、Ｘ線分析装置により検出された特注
Ｘ線スペクトルを入力装ｆＩＬＩＫ設けたインタフェー
ス装置を介して演算処理袋′ｒｔ２に取込み、ここにお
いて所望のスペクトルデータに変換処理するＣとも可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、未知物質の特性
Ｘ線スペクトルに対して既知物質の特性Ｘａスペクトル
との一致度を定着的に評価することができるので、未知
物質中に含まれる候補物質の推定が容易に行え、かつ一
致度を評価するアルゴリズムが一定であるから再現性の
よく安定した計測結果を得ることができるとともに、未
知物質を構成する元；ｇ数が増加しても迅速に候補物質
を選定できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置概要構成図、第２
図ｖ′ｉＸ線分析装置ンこて得られる未知物質の荷！ｌ
：Ｘ線スペクトルの一例図、第３図は未知物質の特性Ｘ
線スペクトルを矩形で表わした一例図。 第４図は矩形で表わした未知物質の特性Ｘ線スペクトル
にＴＬ複処理を行った後の一列図、第５図は既知物質の
特性Ｘ線スペクトルを線スペクトルとして表わしたーρ
り図、第６図は未知物質の矩形スペクトルに既知物質の
線スペクトルを重ねた図、第７図は索引により既知物質
を選択するための手順全示すフローチャートである。 １・・・入力装置、２・・・演算処理装置、３・・・記
憶装置、４・・・表示装置。 第　／　凹 第　２　図 Ｘ線！オル六− 幕　４　図 第５図 ■ ×矛泉二ネルへ− 第４図 ×オ泉エネＩＬ千− 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、既知物質に電子線を照射して得られる特性Ｘ線スペ
   クトルをＸ線のエネルギを表わすデータとこのエネルギ
   データに対応するＸ線の相対強度を表わすデータとの組
   合わせで表現してなる既知物質のスペクトルデータに索
   引を付して記憶する記憶装置と、未知物質に電子線を照
   射して得られた特性Ｘ線スペクトルをＸ線のエネルギを
   表わすデータとこのエネルギデータに対応するＸ線の相
   対強度を表わすデータとＸ線エネルギの測定誤差を表わ
   すデータとの組合わせで表現してなる未知物質のスペク
   トルデータを入力する入力装置と、前記未知物質のスペ
   クトルデータと前記既知物質のスペクトルデータとの一
   致度を判定する演算処理装置と、この判定結果を表示す
   る表示装置とを具備したことを特徴とする物質同定装置
   。 ２、前記既知物質と前記未知物質の各スペクトルデータ
   はＸ線のエネルギの小さい順あるいは大きい順に並べた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の物質同定
   装置。 ３、前記演算処理装置は未知物質のスペクトルデータに
   対して既知物質のスペクトルデータの一致度の高いもの
   から順番に一定数の既知物質名を記憶するように形成さ
   れたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の物質
   同定装置。 ４、前記入力装置はＸ線分析装置から出力される特性Ｘ
   線スペクトルを取込み演算処理装置に入力することを可
   能に形成され、前記演算処理装置は入力される特性Ｘ線
   スペクトルを処理してＸ線のエネルギを表わすデータと
   、このエネルギデータに対応するＸ線の相対強度を表わ
   すデータとに変換する機能を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の物質同定装置。