(57)【要約】【課題】認識できる部品の種類を増やすことができ、新しい取付個所に取付けられる部品を容易に追加的に認識でき、部品の取付位置や取付方向も認識できるＸ線分析装置を提供する。【解決手段】試料２８にＸ線を照射したときに試料２８から出るＸ線をＸ線検出器５７によって検出するＸ線分析装置である。このＸ線分析装置は交換可能な部品３４、３５、３６、３７、２７、２６、５２、５３、５４、５５、５６を備えている。このＸ線分析装置は、交換可能な部品に付けられており交換可能な部品の種類を示す符号が付けられたラベル７０と、交換可能な部品及びラベル７０を撮影するカメラ１６と、ラベル７０に付された符号に基づいて交換可能な部品の種類を演算によって特定するＣＰＵ及び画像認識ソフトを有する。【選択図】図３
2014077714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料にＸ線を照射したときに当該試料から出るＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置であって、交換可能な部品を備えたＸ線分析装置において、
前記交換可能な部品に設けられた標識と、
前記交換可能な部品及び前記標識を撮影するカメラと、
前記交換可能な部品の種類名を前記カメラによって撮影された前記標識の画像に基づいて演算によって特定する部品種類演算手段と
を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
試料にＸ線を照射したときに当該試料から出るＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置であって、交換可能な部品を備えたＸ線分析装置において、
前記交換可能な部品に設けられた標識と、
前記交換可能な部品及び前記標識を撮影するカメラと、
前記交換可能な部品が取付けられるべき位置を前記カメラによって撮影された前記標識の画像に基づいて演算によって特定する部品位置演算手段と
を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
前記標識は、（１）前記交換可能な部品に付けられたラベルに付けられた符号であるか、（２）前記交換可能な部品自体の形状であるか、（３）前記交換可能な部品に付けられた色であるか、（４）前記交換可能な部品に付けられたラベルの色であるか、（５）前記交換可能な部品に直接に記載された符号であるか、又は（６）前記交換可能な部品に刻印によって直接に記載された符号であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線分析装置。
【請求項４】
前記交換可能な部品は、Ｘ線光学部品及び／又はアタッチメントであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項５】
互いに直交する２方向を識別できる図柄と、
当該図柄に基づいて前記交換可能な部品の方向を演算によって特定する部品方向演算手段と
を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項６】
前記互いに直交する２方向を識別できる図柄は長方形の枠であることを特徴とする請求項５記載のＸ線分析装置。
【請求項７】
前記カメラの撮影画像内の基準点に対する前記交換可能な部品の特定点までの距離を演算する部品距離演算手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項８】
前記交換可能な部品には長方形の枠が付けられており、当該交換可能な部品の特定点は前記長方形の枠の対角線の交点であることを特徴とする請求項７記載のＸ線分析装置。
【請求項９】
前記交換可能な部品には長方形の枠が付けられており、当該交換可能な部品の特定点は前記長方形の枠の角部であることを特徴とする請求項７記載のＸ線分析装置。
【請求項１０】
前記交換可能な部品は直線的に長さを持った標識又は平面的に広さを持った標識を有しており、さらに
前記直線的に長さを持った標識の長さの変化又は前記平面的に広さを持った標識の面積の変化を演算し、この長さの変化又は面積の変化に基づいて前記交換可能な部品の前記カメラに対する前後方向の位置の変化を演算によって求める部品のＺ位置演算手段を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項１１】
前記部品種類演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の種類が正しいかどうかを判定する演算手段を有す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１２】
前記部品位置演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の位置が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項２記載のＸ線分析装置。
【請求項１３】
前記部品方向演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の方向が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項５記載のＸ線分析装置。
【請求項１４】
前記部品距離演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の距離が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項７記載のＸ線分析装置。
【請求項１５】
前記部品のＺ位置演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の前後方向位置が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項１０記載のＸ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線を用いて試料を分析するＸ線分析装置に関する。特に、本発明は、交換可能な部品を備えているＸ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線分析装置は、一般に、交換可能な部品を有している。交換可能な部品としては、例えば、Ｘ線管、Ｘ線検出器、Ｘ線光学部品、アタッチメント（付属装置）等がある。Ｘ線光学部品としては、例えば、スリット、モノクロメータ、ソーラスリット、ＰＳＣ（Parallel Slit Collimator）、フィルタ、ＰＳＡ（Parallel Slit Analyzer）等がある。また、アタッチメントとしては、例えば、試料が充填される試料ホルダ、試料ホルダが置かれる試料板ユニット、サンプルチェンジャ（試料交換装置）、その他の種々の付属装置がある。
【０００３】
従来、交換可能な部品としてのＸ線管の種類を磁気センサを用いて識別するようにしたＸ線分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、交換可能な部品としてのスリット、モノクロメータ、フィルタ等の種類を光センサ、マイクロスイッチ等を用いて識別するようにしたＸ線分析装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−０６９７５０号公報
【特許文献２】特開２００８−０５７９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、センサ、マイクロスイッチ等を用いた従来の部品認識方法においては、検知用標識の数が限られていた。例えば、最大で５bit（３２種類）のＩＤ（識別記号）しか用意できなかった。このため、限度数を超えた部品に対して識別用のＩＤを割り振れないという問題があった。
【０００６】
また、センサ、マイクロスイッチ等を用いた従来の部品認識方法においては、検査対象である部品を通信線によって回路基板に接続させなければならず、そのために部品の取付個所（すなわち部品の位置）が特定個所に限定されてしまい、取付個所を追加することができなかった。
【０００７】
また、センサ、マイクロスイッチ等を用いた従来の部品認識方法においては、部品の種類は認識できるものの、部品の取付位置は認識できなかった。また、部品が縦方向に取付けられているのか、あるいは横方向に取付けられているのか、といった取付方向の認識はできなかった。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、認識できる部品の種類を増やすことができ、新しい取付個所に取付けられる部品を容易に追加的に認識でき、部品の取付位置や取付方向も認識できるＸ線分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る第１のＸ線分析装置は、試料にＸ線を照射したときに当該試料から出るＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置であって、交換可能な部品を備えたＸ線分析装置において、前記交換可能な部品に設けられた標識と、前記交換可能な部品及び前記標識を撮影するカメラと、前記交換可能な部品の種類名を前記標識に基づいて演算によって特定する部品種類演算手段とを有することを特徴とする。部品種類演算手段は、例えば、ＣＰＵと画像認識アプリケーションソフトとの組み合せによって実現できる。
【００１０】
本発明に係る第１のＸ線分析装置によれば、通信線によって信号を伝送する光センサ等を用いて部品の種類を識別するのではなく、部品やアタッチメントに付けた標識をカメラで撮影して得た画像の解析によって部品等の種類を認識するようにしたので、標識を適切に決めることにより、認識できる部品の種類を増やすことができる。
【００１１】
また、センサや通信ケーブルを用いないので、通信ケーブルによって規定される特別な位置ばかりでなく、新しい取付個所に取付けられる部品を容易に追加的に認識することができる。
【００１２】
また、従来の認識方法では光センサや通信ケーブルを必要としたが、本実施形態ではカメラによって撮影した画像を読み取って情報をデータ化するので、センサ及びそのセンサから延びる通信ケーブルが不要である。このため、部品コストを低減できる。
【００１３】
また、従来のＸ線分析装置では、システムの稼動状況を確認するために開閉扉の適所に鉛入りガラスから成る視認用の窓を設けていたが、本発明のＸ線分析装置では、カメラによってシステムが撮影されるので、そのような窓が不要となり、コストダウンが可能である。
【００１４】
本発明に係る第２のＸ線分析装置は、試料にＸ線を照射したときに当該試料から出るＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置であって、交換可能な部品を備えたＸ線分析装置において、前記交換可能な部品に設けられた標識と、前記交換可能な部品及び前記標識を撮影するカメラと、前記交換可能な部品が取付けられるべき位置を前記標識に基づいて演算によって特定する部品位置演算手段とを有することを特徴とする。部品位置演算手段は、例えば、ＣＰＵと画像認識アプリケーションソフトとの組み合せによって実現できる。
【００１５】
本発明に係る第２のＸ線分析装置によれば、交換可能な部品を取付るべき位置の情報を標識の中に含ませることにより、交換可能な部品、例えば光学部品やアタッチメントの位置も認識できる。
【００１６】
また、従来のＸ線分析装置では、システムの稼動状況を確認するために開閉扉の適所に鉛入りガラスから成る視認用の窓を設けていたが、本発明のＸ線分析装置では、カメラによってシステムが撮影されるので、そのような窓が不要となり、コストダウンが可能である。
【００１７】
本発明に係るＸ線分析装置において、前記標識は、（１）前記交換可能な部品に付けられたラベルに付けられた符号であるか、（２）前記交換可能な部品自体の形状であるか、（３）前記交換可能な部品に付けられた色であるか、（４）前記交換可能な部品に付けられたラベルの色であるか、（５）前記交換可能な部品に直接に記載された符号であるか、又は（６）前記交換可能な部品に刻印によって直接に記載された符号であるかにすることができる。
【００１８】
上記ラベルは、部品に付けられたはり札や印刷物の総称であり、必要な標識を表示しているものである。ラベルを部品に付ける方法は様々であり、例えば、貼り付け、縫い付け、部品への直接な印刷、部品への直接な焼付け等が考えられる。
【００１９】
本発明に係るＸ線分析装置において、前記交換可能な部品は、例えばスリット、モノクロメータ等といったＸ線光学部品としたり、試料ホルダやその他のアタッチメントとすることができる。
【００２０】
本発明に係るＸ線分析装置は、互いに直交する２方向を識別できる図柄と、当該図柄に基づいて前記交換可能な部品の方向を演算によって特定する部品方向演算手段とをさらに有することができる。部品方向演算手段は、例えば、ＣＰＵと画像認識アプリケーションソフトとの組み合せによって実現できる。
【００２１】
本発明に係るＸ線分析装置において、前記互いに直交する２方向を識別できる図柄は長方形の枠の図柄とすることができる。
【００２２】
本発明に係るＸ線分析装置は、前記カメラの撮影画像内の基準点に対する前記交換可能な部品の特定点までの距離を演算する部品距離演算手段を有することができる。部品距離演算手段は、例えばＣＰＵと画像認識アプリケーションソフトとの組み合せによって実現できる。
【００２３】
前記した「カメラの撮影画像内の基準点」は、当該撮影画像内の任意の点とすることができる。例えば、この基準点は、前記試料にＸ線が当る領域の中心である試料中心としたり、試料の上下位置を調整するためのアタッチメントであるＺステージ上の特定点としたりすることができる。Ｚステージ上の特定点とする場合には、例えば、Ｚステージ上の所望の位置にラベルを貼り付けると共にそのラベル内に設定した特定点をＺステージの特定点とすることができる。
【００２４】
本発明に係るＸ線分析装置において、前記交換可能な部品には長方形の枠を付けることができ、当該交換可能な部品の特定点はその長方形の枠の対角線の交点とすることができる。この構成により、交換可能な部品の特定点を容易に特定することができるようになる。なお、特定点の決め方としては対角線の交点とする方法以外に他の任意の決め方を採用できる。例えば、長方形の枠の角部の点としても良いし、長方形以外の他の形状に基づいて特定点を決めても良い。
【００２５】
本発明に係るＸ線分析装置において、前記交換可能な部品は直線的に長さを持った標識又は平面的に広さを持った標識を有することができる。そしてＸ線分析装置は、前記直線的に長さを持った標識の長さの変化又は前記平面的に広さを持った標識の面積の変化を演算し、この長さの変化又は面積の変化に基づいて前記交換可能な部品の前記カメラに対する前後方向の位置の変化を演算によって求める部品のＺ位置演算手段を有することができる。部品のＺ位置演算手段は、例えばＣＰＵと画像認識アプリケーションソフトとの組み合せによって実現できる。
【００２６】
次に、本発明に係るＸ線分析装置は、以上に記載した部品種類演算手段、部品位置演算手段、部品方向演算手段、部品距離演算手段、及び部品のＺ位置演算手段の少なくともいずれか１つによる演算結果に基づいて前記交換可能な部品が正常な状態に設定されているかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る第１のＸ線分析装置によれば、通信線によって信号を伝送する光センサ等を用いて部品の種類を識別するのではなく、光学部品やアタッチメントに付けた標識をカメラで撮影して得た画像の解析によって光学部品等の種類を認識するようにしたので、標識を適切に決めることにより、認識できる部品の種類を増やすことができる。
また、センサ及びそのセンサから延びる通信ケーブルを用いないので、通信ケーブルによって規定される特別な位置ばかりでなく、新しい取付個所に取付けられる部品を容易に追加的に認識することができる。
【００２８】
また、従来の認識方法では光センサや通信ケーブルを必要としたが、本実施形態ではカメラによって撮影した画像を読み取って情報をデータ化するので、センサ及びそのセンサから延びる通信ケーブルが不要である。このため、部品コストを低減できる。
また、従来のＸ線分析装置では、システムの稼動状況を確認するために開閉扉の適所に鉛入りガラスから成る視認用の窓を設けていたが、本発明のＸ線分析装置では、カメラによってシステムが撮影されるので、そのような窓が不要となり、コストダウンが可能である。
【００２９】
本発明に係る第２のＸ線分析装置によれば、交換可能な部品を取付るべき位置の情報を標識の中に含ませることにしたので、交換可能な部品、例えば光学部品やアタッチメントの位置を認識できる。
また、従来のＸ線分析装置では、システムの稼動状況を確認するために開閉扉の適所に鉛入りガラスから成る視認用の窓を設けていたが、本発明のＸ線分析装置では、カメラによってシステムが撮影されるので、そのような窓が不要となり、コストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態の機械的及び電気的な構成を示す図である。
【図２】図１のＸ線分析装置の機械的な構成要素であるＸ線測定系の扉の開閉状態を示す図である。
【図３】図１のＸ線分析装置の機械的な構成要素である測定動作系を示す図である。
【図４】図３の測定動作系の平面図である。
【図５】本発明のＸ線分析装置の主要な部品であるラベル及びそのラベルに付ける符号の例を示す図である。
【図６】図１のＸ線分析装置の動作の一部分を示すシーケンスチャートである。
【図７】本発明のＸ線分析装置の主要な部品であるラベルの例を示す図である。
【図８】本発明に係るＸ線分析装置の変形例を示す図である。
【図９】本発明に係るＸ線分析装置の他の実施形態の主要部である測定動作系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（Ｘ線分析装置の第１の実施形態）
以下、本発明に係るＸ線分析装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、本明細書に添付した図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００３２】
図１は、本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態を示している。図１において、本実施形態のＸ線分析装置１は、Ｘ線測定系２と、制御装置３と、表示装置４と、入力装置５とを有している。Ｘ線測定系２は試料にＸ線を照射したときにその試料から出るＸ線、例えば回折Ｘ線をＸ線検出器によって検出する測定系である。
【００３３】
制御装置３は、Ｘ線測定系２の動作を制御したり、Ｘ線測定系２によって求められた測定データを処理したりする装置である。表示装置４は各種のデータを画面上に画像として表示する装置であり、例えば液晶表示装置等といったフラットディスプレイパネルである。入力装置５はオペレータが制御装置３へデータを入力する際に用いられる装置であり、例えばキーボード、マウス等である。
【００３４】
制御装置３は、本実施形態では、ＣＰＵ（Central Processing Unit／中央演算処理装置）８、ＲＯＭ（Read Only Memory）９、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０、メモリ１１をバス１２に接続してなるコンピュータシステムによって構成されている。表示装置４及び入力装置５は適宜のインターフェースを介してＣＰＵ８に接続されている。
【００３５】
（Ｘ線測定系）
Ｘ線測定系２は、Ｘ線を遮蔽できるＸ線シールドケース１４と、そのシールドケース１４の中に設置された測定動作系１５と、シールドケース１４の天井に近い位置に設置されたカメラ１６と、シールドケース１４の天井に設けられた照明装置、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明装置１７とを有している。カメラ１６は、撮影した画像内の位置を２次元座標内の座標値として特定できる機能を持ったカメラである。このようなカメラは一般的なＣＣＤ（Charge Coupled Device／電荷結合素子）カメラや、いわゆるＷＥＢ（ウエブ）カメラ等を用いて構成できる。
【００３６】
Ｘ線シールドケース１４は、図２（ａ）に示すように、測定中は、中央扉２０ａ及び左右扉２０ｂ，２０ｃによってその前面開放面が閉じられている。オペレータが測定動作系１５に対して必要な作業を行う際は、中央扉２０ａ及び左右扉２０ｂ，２０ｃが左右へスライド移動してシールドケース１４の前面開放面が外部へ広く開放される。
【００３７】
測定動作系１５は、図３及び図４に示すように、入射側アーム２３と受光側アーム２４とを有したゴニオメータ（測角器）２５を有している。ゴニオメータ２５の中心部分にはＺ軸ステージ２２が取付けられている。このＺ軸ステージ２２に試料台２１が取付けられている。この試料台２１に試料板２６が取付けられている。測定対象である試料２８は試料ホルダ２７に充填されている。この試料ホルダ２７が試料板２６の上に置かれている。Ｚ軸ステージ２２、試料台２１、試料板２６及び試料ホルダ２７は、それぞれがアタッチメントの１つである。
【００３８】
Ｚ軸ステージ２２には上下駆動装置２９（図４参照）が付設されている。この上下駆動装置２９によってＺ軸ステージ２２を上下方向（図３で矢印Ｃで示す上下方向、図４で紙面を貫通する方向）へ移動させることにより、試料２８の上下方向の位置を調整できる。つまり、Ｚ軸ステージ２２は試料２８の上下位置の調整を行うための試料上下位置調整部として機能する。
【００３９】
本実施形態では、アタッチメントとしてＺ軸ステージ２２、試料台２１、試料板２６、及び試料ホルダ２７を例示した。しかしながら、アタッチメントとしてはこれら以外に種々のものがある。例えば、他のアタッチメントとして、サンプルチェンジャ、試料の揺動機構等が考えられる。
【００４０】
入射側アーム２３にはθ回転系３１が接続されている。受光側アーム２４には２θ回転系３２が接続されている。入射側アーム２３は、θ回転系３１によって駆動されて、試料２８の表面を通る水平軸線である試料中心線Ｘ０を中心として矢印Ａ−Ａで示すように回転移動する。受光側アーム２４は、２θ回転系３２によって駆動されて試料軸線Ｘ０を中心として矢印Ｂ−Ｂで示すように回転移動する。
【００４１】
θ回転系３１及び２θ回転系３２は任意の構造の回転駆動構造によって構成できる。本実施形態では、回転角度を制御可能なモータ、例えばサーボモータ、パルスモータ等を動力源とし、その動力をウオームとウオームホイールとから成る動力伝達系を介して各アームへ伝達する回転系を採用している。
【００４２】
（入射光学系）
入射側アーム２３は入射光学系３３を支持している。入射光学系３３は、Ｘ線管３４と、ＣＢＯ（Cross Beam Optics）ユニット３５と、入射側第１光学素子３６と、入射スリットボックス３７とを有している。Ｘ線管３４は内部にＸ線源であるＸ線焦点Ｆを有している。
【００４３】
（ＣＢＯユニット）
ＣＢＯユニット３５は、測定の種別（例えば、粉末測定、小角散乱測定、微小部測定、インプレーン測定等）のそれぞれに対応した強度及び断面形状のＸ線を形成するためのユニットである。ＣＢＯユニット３５は内部に多層膜ミラーを有している。ＣＢＯユニット３５の中には多層膜ミラーの位置を調整するモータが内蔵されている。そのモータの出力軸の回転を制御するためのドライバがインターフェース基板４７に内蔵されている。そのモータと基板４７内のドライバは通信線である通信ケーブル４８によって接続されている。
【００４４】
ＣＢＯユニット３５は、また、スリット挿入口４０を有している。このスリット挿入口４０に選択スリット４１を挿入することができる。挿入された選択スリット４１は多層膜ミラーのＸ線出射側に位置することになる。
【００４５】
選択スリット４１となり得る部品としては、例えば次の４種類のスリットが考えられる。
（１）選択スリットＢＢ
（２）選択スリットＰＢ
（３）選択スリットＳＡ
（４）選択スリットＭＡ
【００４６】
なお、ＢＢは集中法用のスリットのことであり、ＰＢは平行ビーム法用のスリットのことであり、ＳＡは小角散乱測定用のスリットのことであり、ＭＡは微小部測定用のスリットのことである。選択スリットＳＡは選択スリットＰＢのスリット幅を細くしたものである。選択スリットＭＡは選択スリットＰＢの長さを短くしたものである。ＣＢＯユニット３５を取付ける個所には、ＣＢＯユニット３５に代えて、中空のブロックを配置することもある。このような中空のブロックは、入射パスと呼ばれることがある。
【００４７】
（入射側第１光学素子）
入射側第１光学素子３６は素子ベース４２の上に着脱可能に取付けられる。入射側第１光学素子３６としては、例えば、次のＸ線光学要素が適用される。
（１）２結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×２
（２）２結晶モノクロメータＧｅ（４００）×２
（３）４結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×４
（４）４結晶モノクロメータＧｅ（４００）×４
（５）ソーラスリットＯｐｅｎ
（６）ソーラスリット５ｄｅｇ
（７）ソーラスリット２．５ｄｅｇ
（８）In-plane PSC（Parallel Slit Collimator）１．０ｄｅｇ
（９）In-plane PSC  ０．５ｄｅｇ
（１０）In-plane PSC  ０．１５ｄｅｇ
【００４８】
モノクロメータは素子ベース４２の上に直接に取付けられる。ソーラスリット及びIn-plane PSCは、素子ベース４２の上に取付けられたモノクロメータに取付けられたり、専用のＩＰＳ（Incident Parallel Slit）アダプタ（入射平行スリットアダプタ）を介して素子ベース４２に取付けられる。
【００４９】
入射第１光学素子３６を取付ける個所には、モノクロメータ、ソーラスリット又はＰＳＣが設けられないことがある。また、ＩＰＳアダプタが取り付けられないことがある。
【００５０】
（入射スリットボックス）
入射スリットボックス３７はスリット挿入口４３を有している。このスリット挿入口４３には長手制限スリット４４を挿入することができる。長手制限スリット４４と成り得る部品としては、例えば、次のスリットがある。
（１）長手制限スリット０．５ｍｍ
（２）長手制限スリット２ｍｍ
（３）長手制限スリット５ｍｍ
（４）長手制限スリット１０ｍｍ
（５）長手制限スリット１５ｍｍ
【００５１】
入射スリットボックス３７の中にはスリットを開閉させるためのモータが内蔵されている。そのモータの出力軸の回転を制御するためのドライバがインターフェース基板４７に内蔵されている。上記のモータと基板４７内のドライバは通信線である通信ケーブル４８によって接続されている。
【００５２】
特許文献２（特開２００８−０５７９８９号公報）に開示されたＸ線分析装置においては、本願の図３における素子ベース４２上に取付けられた第１光学素子３６の種類名が何であるのかを検知するために、光センサによって標識を検知する方法が採用されていた。このため、素子ベース４２と基板４７とを通信ケーブルで結び、素子ベース４２上の光センサの出力信号を通信ケーブル及び基板４７を通して外部へ出力する必要があった。
【００５３】
これに対し本実施形態では、後述するようにカメラを用いた認識方法によって入射側第１光学素子３６の種類名及び入射側第１光学素子３６が取付けられるべき位置を認識するようにしたので、素子ベース４２上に光センサ等といったセンシング素子を用いる必要がなく、そのため素子ベース４２と基板４７とを通信ケーブル４８で接続する必要性はない。
【００５４】
（受光光学系）
図３において、受光側アーム２４は受光光学系５１を支持している。受光光学系５１は、第１受光スリットボックス５２と、受光側第２光学素子５３と、受光側第３光学素子５４と、第２受光スリットボックス５５と、アッテネータボックス５６と、Ｘ線検出器５７とを有している。
【００５５】
（第１受光スリットボックス）
第１受光スリットボックス５２は受光スリット及びそのスリット開閉用のモータを内蔵している。また、第１受光スリットボックス５２はスリット挿入口６０を有している。このスリット挿入口６０にＫβフィルタ６１を挿入することができる。
【００５６】
（受光側第２光学素子）
受光側第２光学素子５３は、ＲＯＤアダプタ（受光光学素子アダプタ）６２の上に着脱可能に取付けられている。受光側第２光学素子５３としては、例えば、次のＸ線光学要素が適用される。
（１）ＰＳＡ（Parallel Slit Analyzer）Ｏｐｅｎ
（２）ＰＳＡ１．０ｄｅｇ
（３）ＰＳＡ０．５ｄｅｇ
（４）ＰＳＡ０．１１４ｄｅｇ
（５）ＰＳＡ０．０５ｄｅｇ
（６）Vacuum Path
なお、ＲＯＤアダプタ６２の上にＰＳＡを取付けないで空間のままにすることもある。
【００５７】
（受光側第３光学素子５４）
受光側第３光学素子５４は、ＲＰＳアダプタ（受光平行スリットアダプタ）６３の上に着脱可能に取付けられている。受光側第３光学素子５４としては、例えば、次のＸ線光学要素が適用される。
（１）ソーラスリット５ｄｅｇ
（２）ソーラスリット２．５ｄｅｇ
（３）In-plane PSA（Parallel Slit Analyzer）１．０ｄｅｇ
（４）In-plane PSA  ０．５ｄｅｇ
（５）In-plane PSA  ０．１１４ｄｅｇ
なお、ＲＰＳアダプタ６３それ自体を設けないことがある。また、ＲＰＳアダプタ６３上にソーラスリットやIn-plane PSAを取付けないで空間のままにすることがある。
【００５８】
（第２受光スリットボックス）
第２受光スリットボックス５５の内部には受光スリットが設けられている。また、第２受光スリットボックス５５の内部にはスリットを開閉するためのモータが設けられている。また、第２受光スリットボックス５５にはスリット挿入口６４が設けられている。このスリット挿入口６４に高さ制限スリット６５を挿入することができる。スリット挿入口６４に高さ制限スリット６５が挿入されないこともある。
【００５９】
（アッテネータボックス）
アッテネータボックス５６の内部にはアッテネータが設けられている。また、アッテネータボックス５６の内部にはアッテネータの種類を切り換えるためのモータが設けられている。
【００６０】
第１受光スリットボックス５２、第２受光スリットボックス５５及びアッテネータボックス５６の各ボックス内のモータの出力軸の回転を制御するためのドライバが、インターフェース基板６８に内蔵されている。各ボックス内のモータと基板６８内のドライバとは通信線である通信ケーブル６９によって接続されている。
【００６１】
特許文献２（特開２００８−０５７９８９号公報）に開示されたＸ線分析装置においては、本願の図３におけるＲＯＤアダプタ６２上に取付けられた第２光学素子５３の種類が何であるのかを検知するために、及びＲＰＳアダプタ６３上に取付けられた第３光学素子５４の種類が何であるのかを検知するために、光センサによって標識を検知する方法が採用されていた。このため、ＲＯＤアダプタ６２と基板６８とを通信ケーブルで結び、さらにＲＰＳアダプタ６３と基板６８とを通信ケーブルで結び、各アダプタ６２，６３上の光センサの出力信号を通信ケーブル６９及び基板６８を通して外部へ出力する必要があった。
【００６２】
これに対し本実施形態では、後述するようにカメラを用いた認識方法によって第２光学素子５３及び第３光学素子５４の種類名及びこれらの素子が取付けられるべき位置を認識するようにしたので、各アダプタ６２，６３上に光センサ等といったセンシング素子を設ける必要がなく、そのため各アダプタ６２，６３と基板６８とを通信ケーブル６９で接続する必要性はない。
【００６３】
インターフェース基板４７、θ回転系３１、２θ回転系３２及びインターフェース基板６８の各出力線はコントローラ６７の測定側の端子に接続されている。コントローラ６７の制御側の端子はＬＡＮケーブル６６によって制御装置３のＣＰＵ８に接続されている。カメラ１６の入出力端子は通信ケーブル７１によって制御装置３のＣＰＵ８に接続されている。
【００６４】
（測定種別）
本実施形態では図３の測定動作系１５において、部品を適宜に交換することにより、各種の測定を行うことができる。例えば、集中法測定、反射率測定、小角散乱測定、微小部測定、その他の種々の測定を行うことができる。これらの測定を行うためには光学部品を適宜に交換して最適な光学系を構成する。例えば、集中法測定、反射率測定及び小角散乱測定を行う場合には、図３に示す測定動作系１５において、以下の表に示す光学部品が選択的に用いられる。
【００６５】
（１）測定種別＝簡易広角測定（集中法）、試料＝ガラス試料板に充填した粉末試料
2014077714.tif 000003
【００６６】
（２）測定種別＝反射率測定（高分解能）、試料＝１ｃｍ×１ｃｍの薄膜試料
2014077714.tif 000004
【００６７】
（３）測定種別＝透過小角散乱測定、試料＝キャピラリに封入したナノ粒子
2014077714.tif 000005
【００６８】
（交換可能な部品の種類及び取付位置を認識するための構成）
以上のように、本実施形態のＸ線分析装置では、測定の種別に応じて光学部品を交換する必要がある。光学部品の交換は本実施形態ではオペレータの手作業によって行われる。光学部品を交換した際には、その光学部品が正しい種類かどうか、その光学部品が正しい位置に取付けられたかどうか、等を検査する必要がある。そのような検査の際には、まず、光学部品の種類及びその光学部品が取付けられるべき位置が正しく認識されなければならない。以下、本実施形態における光学部品の種類及び位置の認識方法について説明する。
【００６９】
図４は、図３の測定動作系１５を図の上方から見た場合の平面図を示している。この図は、図１において、シールドケース１４の上部に設けたカメラ１６で測定動作系１５を撮影したときのその測定動作系１５の画像に相当している。
【００７０】
図４において、入射光学系３３内のＸ線管３４、ＣＢＯユニット３５、選択スリット４１、入射側第１光学素子３６、入射スリットボックス３７、そして長手制限スリット４４の各上面にラベル７０が付されている。ラベル７０を付けるための方法は、任意の方法を採用できるが、本実施形態では接着剤によって接着している。
【００７１】
また、受光光学系５１内の第１受光スリットボックス５２、フィルタ６１、受光側第２光学素子５３、受光側第３光学素子５４、第２受光スリットボックス５５、高さ制限スリット６５、そしてアッテネータボックス５６の各上面にラベル７０が接着等によって付されている。また、アタッチメントの１つであるＺ軸ステージ２２の上面にもラベル７０が付けられ、さらに、アタッチメントの他の１つである試料ホルダ２７の上面にもラベル７０が付けられている。
【００７２】
ラベル７０には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、長方形状の枠の図柄７３が付けられており、その図柄７３の枠内に６桁の数字又はアルファベット、すなわち識別用の符号、すなわち標識が付けられている。この６桁の符号のうち、左側の先頭の２桁（すなわち図５（ａ）の「１２」及び図５（ｂ）の「ＡＢ」）は、このラベル７０が付けられた部品が取付けられるべき場所（すなわち、位置）を表している。
【００７３】
６桁の識別符号のうちの真ん中の２桁（すなわち図５（ａ）の「３４」及び図５（ｂ）の「０１」）は、このラベル７０が付けられた部品の種類名を表している。この真ん中の２桁の符号は、例えば、部品が選択スリットＢＢならばその選択スリットＢＢに割り当てられた符号であり、部品が２結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×２ならばその２結晶モノクロメータＧｅ（２２０）×２に割り当てられた符号である。さらに、６桁の識別符号のうちの右側の端の２桁（（すなわち図５（ａ）の「５６」及び図５（ｂ）の「２３」）は誤認識を検出するためのチェックサムである。
【００７４】
６桁の標識は、図５（ｃ）に示す０〜９及びＡ〜Ｚの合計３６個の符号から「０」、「１」、「Ｉ」、「Ｏ」、「Ｑ」の５個を除いた符号から選択される。上記の５個の符号を除くのは、誤認識を生じる確率が大きいと考えられるからである。これら以外にも誤認識を生じ易いと考えられる符号があればその符号も標識として用いないことが望ましい。なお、標識は必要に応じて６桁以外の桁数の符号、例えば５桁の符号であっても良い。
【００７５】
（制御装置）
図１において、制御装置３の構成要素であるメモリ１１は適宜の構造の記憶媒体、例えば、ハードディスク、半導体メモリによって形成されている。記憶媒体自体は１つでも複数でも良い。メモリ１１内には、画像認識用のアプリケーションソフト７４、ガイダンス用アプリケーションソフト７５、及びＸ線測定用アプリケーションソフト７６がインストール、すなわち記憶されている。また、メモリ１１内に部品データベース７７及び測定種別―使用部品データベース７８が記憶されている。
【００７６】
画像認識用アプリケーションソフト７４はカメラ１６が撮影した画像を解析するためのアプリケーションソフトである。ガイダンスアプリケーションソフト７５は、オペレータに各種のＸ線測定の進め方を案内するためのソフトウエアである。具体的には、ある種類のＸ線測定を行うには、どの種類のＸ線部品やどの種類のアタッチメントを使わなければならないかを教えることを実現するためのソフトウエアである。また、ガイダンスアプリケーションソフト７５は、ある種類のＸ線測定を行うには、どの種類のＸ線部品やどの種類のアタッチメントをどの位置に配置すべきかを教えることを実現するためのソフトウエアである。
【００７７】
Ｘ線測定用アプリケーションソフト７６は各種のＸ線測定、例えば、集中法測定、反射率測定、インプレーン測定、小角散乱測定、微小部測定、その他種々の測定を測定動作系１５を使って実現させるためのソフトウエアである。
【００７８】
部品データベース７７は、ラベル７０に付けられた６桁の識別符号のうちの部品を取付けるべき位置に対応した符号（本実施形態では左側の先頭の２桁の符号）とＸ線光学部品を取付けるべき位置との関係、及び部品を取付けるべき位置に対応した符号とアタッチメントを取付けるべき位置との関係を規定しているデータベースである。
【００７９】
また、部品データベース７７は、図５（ａ）及び図５（ｂ）のラベル７０に付けられた６桁の識別符号の内の部品種別に対応した符号（本実施形態では真ん中の２桁の符号）とＸ線光学部品の名称との関係、及び部品種別に対応した符号とアタッチメントの名称との関係を規定しているデータベースである。
【００８０】
測定種別−使用部品データベース７８は、各種のＸ線測定、例えば、集中法測定、反射率測定、インプレーン測定、小角散乱測定、微小部測定、その他種々の測定を実現させるためには、どのＸ線部品及びアタッチメントをどの位置に配置しなければならないかを規定しているデータベースである。
【００８１】
（標識の詳しい具体例）
以下、説明を分かり易くするために、各光学部品及び各アタッチメントに割り当てられる標識を具体例を挙げて説明する。なお、例示する標識は、説明を分かり易くするための単なる一例であり、実際には必要に応じた他の適切な標識が選択される。説明のための標識の具体例は次の通りである。
【００８２】
交換可能な部品であるアタッチメントについての標識は次の通りである。
2014077714.tif 000006
【００８３】
ここで、左端の２文字「ＡＡ」、「ＢＢ」は、これらのアタッチメントがゴニオメータ２５に対してどの位置にあるべきかを表している。ゴニオメータ２５に対する「ＡＡ」、「ＢＢ」の正しい位置は、予め、アプリケーションソフトに定義されている。
また、中央の２文字「０１」、「０２」は、それぞれのアタッチメントの種類名を表している。アタッチメントの種類名に対する標識の文字は、予め、アプリケーションソフトに定義されている。
【００８４】
交換可能な第１の光学部品群（ボックス関係）についての標識は次の通りである。
2014077714.tif 000007
【００８５】
ここで、左端の２文字「ＣＣ」、「ＤＤ」、……は、これらの部品がゴニオメータ２５に対してどの位置にあるべきかを表している。ゴニオメータ２５に対する「ＣＣ」、「ＤＤ」等の正しい位置は、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「０３」、「０４」、……は、それぞれの部品の種類名を表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【００８６】
交換可能な第２の光学部品群（素子関係）についての標識は次の通りである。
（ＣＢＯユニット３５内の選択スリット４１）
2014077714.tif 000008
【００８７】
ここで、左端の２文字「１１」は、これらの部品がＣＢＯユニット３５の場所（すなわち、位置）に配置されることを表している。２文字「１１」がＣＢＯユニット３５の位置に対応していることは、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「５１」〜「５４」は、それぞれの部品種類名を表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【００８８】
（入射側第１光学素子３６）
2014077714.tif 000009
【００８９】
ここで、左端の２文字「２２」は、これらの部品が入射側第１光学素子３６の場所（すなわち、位置）に、交換して配置されることを表している。２文字「２２」が入射側第１光学素子３６の位置に対応していることは、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「５５」〜「６４」は、それぞれの部品種類名を表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【００９０】
（入射スリットボックス３７内の長手制限スリット４４）
2014077714.tif 000010
【００９１】
ここで、左端の２文字「３３」は、これらの部品が入射スリットボックス３７の場所（すなわち、位置）に、交換して配置されることを表している。２文字「３３」が入射スリットボックス３７の位置に対応していることは、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「６５」〜「６９」は、それぞれの部品種類名を表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【００９２】
（第１光学スリットボックス５２内のＫβフィルタ６１）
2014077714.tif 000011
【００９３】
ここで、左端の２文字「４４」は、Ｋβフィルタ６１が第１受光スリットボックス５２の場所（すなわち、位置）に配置されることを表している。２文字「４４」が第１受光スリットボックス５２の位置に対応していることは、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「７０」は、この部品がＫβフィルタであることを表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【００９４】
（受光側第２光学素子５３）
2014077714.tif 000012
【００９５】
ここで、左端の２文字「５５」は、これらの部品が受光側第２光学素子５３の場所（すなわち、位置）に、交換して配置されることを表している。２文字「５５」が受光側第２光学素子５３の位置に対応していることは、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「７１」〜「７６」は、それぞれの部品種類名を表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【００９６】
（受光側第３光学素子５４）
2014077714.tif 000013
【００９７】
ここで、左端の２文字「６６」は、これらの部品が受光側第３光学素子５４の場所（すなわち、位置）に、交換して配置されることを表している。２文字「６６」が受光側第３光学素子５４の位置に対応していることは、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「７７」〜「８１」は、それぞれの部品種類名を表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【００９８】
（第２受光スリットボックス５５内の高さ制限スリット６５）
2014077714.tif 000014
【００９９】
ここで、左端の２文字「７７」は、高さ制限スリット６５が第２受光スリットボックス５５の場所（すなわち、位置）に配置されることを表している。２文字「７７」が第２受光スリットボックス５５の位置に対応していることは、予め、アプリケーションソフトに画像データ等として定義されている。
また、中央の２文字「８２」は、この部品が高さ制限スリットであることを表している。種類名と２文字の標識との対応関係は、予め、アプリケーションソフトにデータテーブル等として定義されている。
【０１００】
（交換可能な部品の種類名及び取付けるべき位置の認識処理）
以下、図３及び図４に示された測定動作系１５に取付けられている交換可能な部品（すなわち、光学部品及びアタッチメント）の認識処理について図６のシーケンスチャートを用いて説明する。
【０１０１】
図６のステップＳ１で、演算手段であるＣＰＵ８（図１）は図３の入射側アーム２３及び受光側アーム２４を所定の光学系交換位置へ移動させる。本実施形態では、光学系交換位置は図３及び図４に示す位置、具体的には、入射光学系３３及び受光光学系５１が水平面内で直線的に並ぶ位置である。
【０１０２】
次にユーザ、すなわちオペレータは、ステップＳ２で、図２（ａ）の扉２０ａ，２０ｂ，２０ｃを開けるための所定のボタンを押して、それらの扉を開ける。扉が開けられると、ＣＰＵ８はステップＳ４で扉を開状態でロックする。ＣＰＵ８は、必要に応じて、図１のメモリ１１内のガイダンスアプリケーションソフト７５に従って、ユーザが行おうとしている測定に関して必要となる光学部品及びアタッチメントを表示装置４の画面上に表示して指示する。
【０１０３】
ユーザはその画面表示に従って、ステップＳ５において、必要に応じて光学部品及びアタッチメントの交換を行う。交換が終了すると、ユーザはステップＳ６において、扉を締めるためのボタンを押して扉を締める。扉が閉じられると、ＣＰＵ８はステップＳ８において、測定動作系１５の部品及びアタッチメントの構成状態を検知するための処理を行う。
【０１０４】
具体的には、ステップＳ８．１において、図１のカメラ１６によって測定動作系１５の入射光学系３３及び受光光学系５１を撮影する。これにより、図４に示すように各光学部品及びアタッチメントと共に、それらに付けられたラベル７０が撮影される。ＣＰＵ８は撮影されたこの画像をステップＳ８．１．１においてメモリ１１（図１）内の所定の記憶領域に記憶する。
【０１０５】
次に、ＣＰＵ８は記憶した画像を解析する。具体的には、ラベル７０に付けられている６桁の識別符号のうちの部品種別用の２桁に基づいて、現在、どの光学部品及びどのアタッチメントがゴニオメータ２５に装備されているかを判定する。また、６桁の識別符号のうちの位置特定用の２桁に基づいて、どの光学部品及びどのアタッチメントがどの位置に取付けられるべき部品等であるかを判定する。この場合の「どの位置」とは、例えば、試料２８が置かれているゴニオメータ２５の中心部から見て入射光学系３３内の何番目の部品であるかとか、ゴニオメータ２５の中心部から見て受光光学系５１内の何番目の部品であるかとかいった表現で規定される位置である。
【０１０６】
こうして判定された部品の種類及び部品の位置に基づいて、ＣＰＵ８は図１のガイダンスアプリケーションソフト７５を起動して適宜のガイダンスをユーザに与えることができる。
【０１０７】
（交換可能な部品の取付方向の認識処理）
本実施形態の画像認識アプリケーションソフト７４（図１）は、上記の光学部品の種類及び位置の認定処理に加えて、部品の取付方向の認定処理を実現することができる。すなわち、ＣＰＵ８は図４において、個々の光学部品及びアタッチメントに付けられたラベル７０の長方形状の枠７３の長手方向が図４の左右方向に延在しているか、あるいは図４の前後方向（左右方向に直角の方向）に延在しているかを、個々の光学部品及び個々のアタッチメントごとに判定する。
【０１０８】
これにより、ＣＰＵ８は、個々の光学部品及び個々のアタッチメントが正しい方向を向いているかどうかを正しく且つ容易に判定できる。なお、部品の取付方向を認識するためにラベル７０に付ける図柄は長方形状の枠７３に限られず、互いに直交する２方向を識別できる図柄でありさえすれば、長方形状に限られない。例えば、楕円形状の図柄、長円形状の図柄、その他の図柄とすることができる。
【０１０９】
ところで、Ｘ線管３４の１つの壁からはポイントフォーカスのＸ線（すなわちドット状の断面形状を持ったＸ線）を取り出すことができる。また、その壁に対して９０°の角度を持った壁からはラインフォーカスのＸ線（すなわち線状の断面形状を持ったＸ線）を取り出すことができる。従来のＸ線分析装置においては、Ｘ線管３４がポイントフォーカスのＸ線を出射する状態になっているのか、あるいはラインフォーカスのＸ線を出射する状態になっているのかを判定することが難しかった。これに対し、本実施形態では、長方形状の枠図形を持ったラベル７０をＸ線管３４の上面に付け、このラベル７０が左右方向（横方向）であるか、前後方向（縦方向）であるかを見分けることにより、Ｘ線管３４がポイントフォーカスを出射する状態になっているか、ラインフォーカスを出射する状態になっているかを、容易に判定できる。
【０１１０】
（交換可能な部品が設置された位置を距離的に認識する処理）
本実施形態の画像認識アプリケーションソフト７４（図１）は、上記の光学部品の種類及び位置の認定処理、並びに上記の光学部品の取付方向の認識処理に加えて、交換可能な部品及びアタッチメントの所定基準位置からの距離を演算する機能を持っている。
【０１１１】
具体的には、ＣＰＵ８は、図７において、ラベル７０に付けられた長方形の枠７３の対角線の交点Ｐ０をラベル７０の位置、従ってこのラベル７０が付けられている光学部品又はアタッチメントの特定点と認識することができる。また、ＣＰＵ８は画像データとしての図４において、試料２８の中心点Ｐ１を基準位置として特定できる。そして、ＣＰＵ８は、基準位置Ｐ１とラベル位置Ｐ０との間の距離を画像データ内で演算によって求めることができる。
【０１１２】
Ｘ線分析装置を用いた求めた測定データには、各光学部品の試料からの距離を測定データを求めた際の条件として測定データと共に記憶することが多い。従来であれば、この距離条件はオペレータがキーボード等といった入力装置を通して手で入力していた。これに対し、本実施形態では、カメラ１６で撮影したラベル７０の画像に基づいて各部品の試料に対する距離を演算によって求めることができるので、オペレータの作業を著しく軽減できる。
【０１１３】
なお、基準位置Ｐ１は試料２８の中心点に限られず、カメラ１６の撮影画像内の任意の別の位置に設定することもできる。例えば、図４において、Ｚステージ２２の上に設けたラベル７０内の特定点を基準点として設定できる。そして、この基準点に対しての各部品の距離、すなわち位置を求めることができる。
【０１１４】
また、光学部品やアタッチメントの特定点は、長方形の枠７３の対角線の交点とすることだけに限られることはなく、長方形のワーク７３の角部、例えば左上の角部とすることもできる。あるいは、長方形以外の任意の形状の中の特定点とすることも可能である。
【０１１５】
また、上記のようにしてラベル位置の距離を検知する場合、ゴニオメータ２５の入射側アーム２３及び受光側アーム２４が水平位置でない状態にあるときがある。この場合には、カメラ１６による画像から求めた距離をアームの角度で補正することにより、各部品の正しい距離を得ることができる。
【０１１６】
（交換可能な部品あるいは交換しない部品のＺ方向における位置の変動の検知）
図４において、ゴニオメータ２５の中心部分にＺ軸ステージ２２が設けられている。このＺ軸ステージ２２は、試料２８の上下位置を調整するために上下駆動装置２９によって駆動されて上下方向（図４の紙面を貫通する方向）へ平行移動する。Ｚ軸ステージ２２の上面にはラベル７０が付けられている。このラベル７０には図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すような長方形の枠７３が付けられている。この枠７３は、直線的に長さを持った標識又は平面的に広さを持った標識として機能する。直線的に長さを持った標識は枠７３の長辺部分又は短辺部分である。平面的に広さを持った標識は、枠７３によって囲まれた領域の面積である。
【０１１７】
枠７３の内部に付けられる符号は、例えば「ＡＡ０１２１」のような符号であり、「ＡＡ」はＺ軸ステージ２２を取付けるべき位置を表しており、「０１」はＺ軸ステージ２２の種類名を表しており、「２１」はチェックサムを表している。これらの位置情報及び種類名情報は、予め、アプリケーションソフトのプログラム内に書き込まれている。
【０１１８】
ＣＰＵ８は、ラベル７０内の枠７３（図７参照）の辺の長さ又は面積を演算することができる。さらには、ＣＰＵ８は異なった時刻における枠７３の辺の長さ又は面積を演算によって求めることができる。これらの値が経時的に変化していれば、ゴニオメータ２５の位置が上下方向、すなわちＺ方向で変動したものと判定できる。これにより、ＣＰＵ８はＺ軸ステージ２２の上下位置の移動距離を検知することができる。
【０１１９】
（検出した情報の活用例）
図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて説明したように、本実施形態では、交換可能な各部品に付けられたラベル７０に表示されている標識をカメラ１６で撮影して得られた画像に基づいて、そのラベル７０が付された部品の種類名が何であるか、及びその部品がどの位置に配置されるべきかの情報を、図１の制御装置３によって、具体的には画像認識アプリケーション７４に従って機能するＣＰＵ８によって求めることにした。
【０１２０】
また、図４を用いて説明したように、本実施形態では、個々の光学部品及びアタッチメントに付けられたラベル７０の長方形状の枠７３の長手方向が図４の左右方向に延在しているか、あるいは図４の前後方向（左右方向に直角の方向）に延在しているかを判定し、この判定に基づいて各部品の方向を、図１の制御装置３によって、具体的には画像認識アプリケーション７４に従って機能するＣＰＵ８によって求めることにした。
【０１２１】
また、図４及び図７を用いて説明したように、本実施形態では、試料中心点Ｐ１（図４参照）を基準位置として選定し、各部品に付けられたラベル７０（図７参照）内の枠７３の対角線の交点Ｐ０を各部品の特定点として選定し、各部品の特定点Ｐ０の基準位置Ｐ１からの距離を、図１の制御装置３によって、具体的には画像認識アプリケーション７４に従って機能するＣＰＵ８によって求めることにした。
【０１２２】
さらに、図４を用いて説明したように、本実施形態では、Ｚ軸ステージ２２に付けたラベル７０をカメラ１６で撮影して得られた画像に基づいて、Ｚ軸ステージ２２の上下方向の位置の変化を、図１の制御装置３によって、具体的には画像認識アプリケーション７４に従って機能するＣＰＵ８によって求めることにした。
【０１２３】
図１に示した制御装置３においてガイダンス・アプリケーション７５に従って機能するＣＰＵ８、又は画像認識アプリケーション７４に従って機能するＣＰＵ８、又はＸ線測定用アプリケーション７６に従って機能するＣＰＵ８は、Ｘ線測定系２によって実現される複数種類の測定（例えば、粉末測定、小角散乱測定、微小部測定、インプレーン測定等）を制御している。
【０１２４】
また、メモリ１１内の各アプリケーション内又はメモリ１１内の所定のテーブルデータ内には、各測定種類に対応してどの種類の光学部品やアタッチメントを使用すれば良いかの情報や、それらの光学部品等をどの位置に配置すれば良いかの情報が、予め記憶されている。所定のアプリケーションに従って機能するＣＰＵ８は、カメラ１６によって得た画像情報から求められた部品種類名の情報及び部品位置の情報を上記のデータテーブル等の内部に記憶されたデータと比較して、交換可能な部品が測定種類に対応した正しい種類の部品であるかどうか、及びその部品が正しい位置に配置されているかどうかを判定する。
【０１２５】
さらに、メモリ１１内の各アプリケーション内又はメモリ１１内の所定のテーブルデータ内には、各測定種類に対応して使用される光学部品やアタッチメントを基準位置から何ｍｍの距離に配置しなければならないかとか、各測定種類に対応して使用される光学部品やアタッチメントをＺ方向（すなわち上下方向）のどの位置に配置しなければならないかといった情報が、予め記憶されている。
【０１２６】
所定のアプリケーションに従って機能するＣＰＵ８は、カメラ１６によって得た画像情報から求められた「基準位置からの距離」の情報を上記のデータテーブル等の内部に記憶されたデータと比較して、交換可能な部品が測定種類に対応した正しい距離に置かれているかどうかを判定する。さらに、所定のアプリケーションに従って機能するＣＰＵ８は、カメラ１６によって得た画像情報から求められた「各部品のＺ方向の位置」の情報を上記のデータテーブル等の内部に記憶されたデータと比較して、交換可能な部品が測定種類に対応した正しいＺ方向位置に置かれているかどうかを判定する。
【０１２７】
以上のように、本実施形態のＣＰＵ８は、メモリ１１内に記憶されているデータとカメラ１６による撮影によって得られた情報とを比較することにより、交換可能な部品が測定種類に対応した正常な状態にセット（すなわち設定）されているかどうかを判定する。
【０１２８】
（本実施形態によってもたらされる効果）
以上に説明したように、本実施形態によれば、通信線によって信号を伝送する光センサ等を用いて部品の種類を識別するのではなく、光学部品やアタッチメントに付けたラベルの標識をカメラで撮影して得た画像の解析によって光学部品等の種類を認識するようにしたので、ラベルに付ける標識を適切に決めることにより、認識できる部品の種類を増やすことができる。
【０１２９】
また、部品の種類名や部品を取付けるべき位置を認識するためにセンサ及びそのセンサから延びる通信ケーブルを用いないので、通信ケーブルによって規定される特別な位置ばかりでなく、新しい取付個所に取付けられる部品を容易に追加的に認識することができる。
【０１３０】
また、本実施形態によれば、ラベルに付ける標識の中に部品を取付るべき位置の情報を含ませたので、光学部品やアタッチメントの種類名を認識することだけでなく、光学部品等の位置も認識できる。
【０１３１】
また、本実施形態によれば、長方形状の枠７３等といった２方向を識別できる図柄をラベルに付けてその図柄をカメラで撮影することにより、光学部品やアタッチメントの取付方向も認識できる。なお、取付方向を認識するための標識は長方形状の枠７３に限られず、２方向の位置を認識可能な標識でありさえすれば、他の任意の形状とすることができる。例えば、三角形状や、三角及び四角以外の多角形状等とすることもできる。
【０１３２】
また、従来の認識方法では光センサや通信ケーブルを必要としたが、本実施形態ではカメラによって撮影した画像を読み取って情報をデータ化するのでセンサ及びそのセンサから延びる通信ケーブルが不要である。このため、部品コストを低減できる。
【０１３３】
また、従来のＸ線分析装置では、システムの稼動状況を確認するために図２（ａ）及び図２（ｂ）の扉２０ａ，２０ｂ，２０ｃの適所にＸ線を遮断するための物質、例えば鉛を混入したガラスを視認用の窓として設けていたが、本実施形態のＸ線分析装置では、カメラによってシステムが撮影されるので、鉛入りガラス等が不要となり、コストダウンが可能である。
【０１３４】
また、アタッチメントである試料ホルダ２７に付けられたラベル７０は、試料ホルダ２７の種類や取付位置を認識することに資することができる。また、試料の個々に対して異なった識別符号を割り当てることができる。
【０１３５】
（変形例）
（１）  以上の実施形態では、ラベル７０に付ける６桁の符号に部品の種別情報と部品を取付けるべき位置の情報の両方を含ませた。これに代えて、ラベル７０に部品の種別情報及び部品を置くべき位置の情報のいずれか一方を含ませることもできる。この構成によれば、ＣＰＵ８（図１参照）は、カメラ１６によってラベル７０を撮影することにより、部品やアタッチメントの種別だけを認識したり、その部品等を置くべき位置だけを認識したりすることができる。
【０１３６】
（２）  また、以上の実施形態では、図１に示したように、１つのカメラ１６で光学部品やアタッチメントを撮影した。これに代えて、図８（ａ）に示すように、２つのカメラ１６ａ及び１６ｂによって光学部品等を撮影することもできる。この構成によれば、画角の狭いカメラを有効に活用できる。
【０１３７】
（３）  また、以上の実施形態では、カメラ１６をシールドケース１４の天井部分に配置して、水平状態にあるゴニオメータに対して光学部品等を撮影した。つまり、光学部品等の交換位置をゴニオメータの水平状態位置に設定した。これに代えて、図８（ｂ）に示すように、カメラ１６をシールドケース１４の側面壁の近傍に設置し、ゴニオメータ２５の鉛直上下状態位置を光学部品等の撮影位置、すなわち光学部品等の交換位置に設定することもできる。
【０１３８】
（４）  また、以上の実施形態ではラベル７０に付けた数字及びアルファベットから成る符号を標識として用いたが、これを次のような標識、すなわち、（１）前記交換可能な部品に付けられたラベルに付けられた符号、（２）前記交換可能な部品自体の形状、（３）前記交換可能な部品に付けられた色、（４）前記交換可能な部品に付けられたラベルの色、（５）前記交換可能な部品に直接に記載された符号、又は（６）前記交換可能な部品に刻印によって直接に記載された符号等に代えることができる。
【０１３９】
（Ｘ線分析装置の第２の実施形態）
図９は、本発明に係るＸ線分析装置の他の実施形態を示している。本実施形態の全体的な構成は図１に示した実施形態と同じである。但し、図１における画像認識アプリケーションソフト７４が実現する機能は、本実施形態の場合は既述した第１の実施形態と異なっている。
【０１４０】
図３、図４及び図５に示した第１の実施形態では、ラベル７０に付ける６桁の標識、すなわち識別符号の中に光学部品及びアタッチメントの種類名を表す２桁の符号と、それらを取付けるべき位置（すなわち場所）を表す２桁の両方の符号を含ませた。
【０１４１】
そして、図３の測定動作系１５において、交換可能な部品であるＸ線管３４、ＣＢＯユニット３５、入射側第１光学素子３６、入射スリットボックス３７、第１受光スリットボックス５２、受光側第２光学素子５３、受光側第３光学素子５４、第２受光スリットボックスス５５、及びアッテネータボックス５６の各要素には、それらの部品の種類名を表すための構成、例えば識別用標識とそれを認識するための光センサとの組み合せは設けなかった。
【０１４２】
図９に示す本実施形態の測定動作系１５Ａでは、入射側第１光学素子３６等といった光学部品にそれら自身の種類を電気信号として出力するための構成を与えている。このような構成は、例えば特開２００８−０５７９８９号公報の図４で開示されているような識別用標識とそれを検知する光センサとの組み合せを含む構成である。
【０１４３】
このため、本実施形態では、入射光学系３３内のＣＢＯユニット３５、入射側第１光学素子３６、入射スリットボックス３７の各光学部品からインターフェース基板４７へ通信ケーブル４８が延びており、各光学部品内のセンサの出力信号が通信ケーブル４８を通して基板４７へ伝送される。
【０１４４】
また、受光光学系５１内の第１受光スリットボックス５２、受光側第２光学素子５３、受光側第３光学素子５４、第２受光スリットボックスス５５、及びアッテネータボックス５６の各光学部品からインターフェース基板６８へ通信ケーブル６９が延びており、各光学部品内のセンサの出力信号が通信ケーブル６９を通して基板６８へ伝送される。
【０１４５】
このように測定動作系１５Ａにおいて、交換可能な部品の種類を検知するための構成、例えば識別用標識と光センサとの組み合せを設けたことに対応して、本実施形態では図４のラベル７０には光学部品の種類名を表すための符号を付けることはせず、交換可能な部品を取付けるべき位置を表すための符号だけを付けることにしている。
【０１４６】
このため、図１のカメラ１６を用いて図４の測定動作系１５Ａを撮影して画像データを求めたとき、そこに写されているラベル７０は取付可能な部品の種類名を表す情報は持っておらず、部品を取付けるべき位置を表す情報を持っているだけとなる。こうして、本実施形態では、部品の種類名を表す情報は光学部品それ自身に内蔵されたセンサから出力される信号によって識別され、他方、部品を取付けるべき位置を表す情報はカメラ１６によって撮影されたラベル７０内の標識の画像情報に基づいて識別される。
【０１４７】
本実施形態によれば、ラベルに付ける情報の中に交換可能な部品（すなわち光学部品やアタッチメント）を取付るべき位置の情報を含ませることにより、それらの部品を認識することだけでなく、それらの部品の位置も認識できる。
【０１４８】
また、本実施形態によれば、長方形状の枠７３等といった２方向を識別できる図柄をラベルに付けてその図柄をカメラで撮影することにより、部品やアタッチメントの取付方向も認識できる。
【０１４９】
また、従来のＸ線分析装置では、システムの稼動状況を確認するために図２（ａ）及び図２（ｂ）の扉２０ａ，２０ｂ，２０ｃの適所にＸ線を遮断するための物質、例えば鉛を混入したガラスを視認用の窓として設けていたが、本実施形態のＸ線分析装置では、カメラによってシステムが撮影されるので、鉛入りガラス等が不要となり、コストダウンが可能である。
【０１５０】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、交換可能な部品は図３や図９に示したＸ線管３４、ＣＢＯユニット３５、入射側第１光学素子３６、入射スリットボックス３７、第１受光スリットボックス５２、受光側第２光学素子５３、受光側第３光学素子５４、第２受光スリットボックスス５５、及びアッテネータボックス５６の各部品に限られず、必要に応じて用いられる他の任意の光学部品とすることができる。
【０１５１】
以上の実施形態では交換可能な各部品にラベル７０を付け、そのラベル７０内の符号による標識に基づいて部品の種類名や部品を取付けるべき位置を識別した。しかしながら、ラベル内の標識を読み取ることに代えて、部品の形状の画像認識によって部品の種類等を識別することも可能である。
【０１５２】
さらには、部品の形状の画像認識によって部品を取付ける位置を識別し、ラベル内の標識によって部品の種類名を識別するように制御することも可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
１．Ｘ線分析装置、  ２．Ｘ線測定系、  ３．制御装置、  ４．表示装置、  ５．入力装置、  １１．メモリ、  １４．Ｘ線シールドケース、  １５．測定動作系、  １５Ａ．測定動作系、  １６．カメラ、  １７．ＬＥＤ照明装置、  ２０ａ．中央扉、  ２０ｂ，２０ｃ．左右扉、  ２１．試料台、  ２２．Ｚ軸ステージ（試料上下位置調整部）、  ２３．入射側アーム、  ２４．受光側アーム、  ２５．ゴニオメータ、  ２６試料板、  ２７．試料ホルダ、  ２８．試料、  ３１．θ回転系、  ３２．２θ回転系、  ３３．入射光学系、  ３４．Ｘ線管、  ３５．ＣＢＯユニット、  ３６．入射側第１光学素子、  ３７．入射スリットボックス、  ４０．スリット挿入口、  ４１．選択スリット、  ４２．素子ベース、  ４３．スリット挿入口、  ４４．長手制限スリット、  ４７．インターフェース基板、  ４８．通信ケーブル、  ５１．受光光学系、  ５２．第１受光スリットボックス、  ５３．受光側第２光学素子、  ５４．受光側第３光学素子、  ５５．第２受光スリットボックス、  ５６．アッテネータボックス、  ５７．Ｘ線検出器、  ６０．スリット挿入口、  ６１．Ｋβフィルタ、  ６２．ＲＯＤアダプタ、  ６３．ＲＰＳアダプタ、  ６４．スリット挿入口、  ６５．高さ制限スリット、  ６６．ＬＡＮケーブル、  ６７．コントローラ、  ６８．インターフェース基板、  ６９．通信ケーブル、  ７０．ラベル、  ７１．通信ケーブル、  ７３．長方形の枠の図柄、  ７４．画像認識用アプリケーションソフト、  ７５．ガイダンス用アプリケーションソフト、  ７６．Ｘ線測定用アプリケーションソフト、  ７７．部品データベース、  ７８．測定種別―使用部品データベース、  Ｘ０．試料中心線、Ａ−Ａ．θ回転、  Ｂ−Ｂ．２θ回転、  Ｆ．Ｘ線焦点、  Ｐ０．対角線の交点（特定点）、  Ｐ１．試料中心点（基準位置）
【図１】
2014077714.tif 000015
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年8月5日(2013.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料にＸ線を照射したときに当該試料から出るＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置であって、交換可能な部品を備えたＸ線分析装置において、
前記交換可能な部品に設けられた標識と、
前記交換可能な部品及び前記標識を撮影するカメラと、
前記交換可能な部品の種類名を前記カメラによって撮影された前記標識の画像に基づいて演算によって特定する部品種類演算手段と
を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
試料にＸ線を照射したときに当該試料から出るＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置であって、交換可能な部品を備えたＸ線分析装置において、
前記交換可能な部品に設けられた標識と、
前記交換可能な部品及び前記標識を撮影するカメラと、
前記交換可能な部品が取付けられるべき位置を前記カメラによって撮影された前記標識の画像に基づいて演算によって特定する部品位置演算手段と
を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
前記標識は、（１）前記交換可能な部品に付けられたラベルに付けられた符号であるか、（２）前記交換可能な部品自体の形状であるか、（３）前記交換可能な部品に付けられた色であるか、（４）前記交換可能な部品に付けられたラベルの色であるか、（５）前記交換可能な部品に直接に記載された符号であるか、又は（６）前記交換可能な部品に刻印によって直接に記載された符号であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線分析装置。
【請求項４】
前記交換可能な部品は、Ｘ線光学部品及び／又はアタッチメントであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項５】
互いに直交する２方向を識別できる図柄と、
当該図柄に基づいて前記交換可能な部品の方向を演算によって特定する部品方向演算手段と
を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項６】
前記互いに直交する２方向を識別できる図柄は長方形の枠であることを特徴とする請求項５記載のＸ線分析装置。
【請求項７】
前記カメラの撮影画像内の基準点に対する前記交換可能な部品の特定点までの距離を演算する部品距離演算手段を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項８】
前記交換可能な部品には長方形の枠が付けられており、当該交換可能な部品の特定点は前記長方形の枠の対角線の交点であることを特徴とする請求項７記載のＸ線分析装置。
【請求項９】
前記交換可能な部品には長方形の枠が付けられており、当該交換可能な部品の特定点は前記長方形の枠の角部であることを特徴とする請求項７記載のＸ線分析装置。
【請求項１０】
前記交換可能な部品は直線的に長さを持った標識又は平面的に広さを持った標識を有しており、さらに
前記直線的に長さを持った標識の長さの変化又は前記平面的に広さを持った標識の面積の変化を演算し、この長さの変化又は面積の変化に基づいて前記交換可能な部品の前記カメラに対する前後方向の位置の変化を演算によって求める部品のＺ位置演算手段を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
【請求項１１】
前記部品種類演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の種類が正しいかどうかを判定する演算手段を有す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１２】
前記部品位置演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の位置が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項２記載のＸ線分析装置。
【請求項１３】
前記部品方向演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の方向が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項５記載のＸ線分析装置。
【請求項１４】
前記部品距離演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の距離が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項７記載のＸ線分析装置。
【請求項１５】
前記部品のＺ位置演算手段による演算結果に基づいて前記交換可能な部品の前後方向位置が正しいかどうかを判定する演算手段を有することを特徴とする請求項１０記載のＸ線分析装置。
【請求項１６】
前記試料にＸ線を照射する手段と、前記試料から出るＸ線を検出する手段と、前記交換可能な部品と、前記カメラと、を囲むカバーを有しており、
当該カバーは、視認用の窓を持っていないＸ線シールドケースと、視認用の窓を持っていない扉とによって形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。