(57)【要約】【課題】放射線の検出効率を容易に向上させることができる放射線分析装置を提供することを目的とする。【解決手段】放射線分析装置は、物体に第１放射線を照射する励起源部と、第１放射線が照射された物体から発生する第２放射線を検出する１以上の第１検出器と、第２放射線を検出する３以上の第２検出器とを備える放射線検出部と、物体と放射線検出部との間に配置され、第２放射線を集束させる放射線集束部と、放射線集束部と放射線検出部との相対的な位置関係を可変にする位置可変部と、位置可変部が可変にする当該位置関係を変化させる駆動部と、第２検出器のそれぞれが第２放射線を検出した計数である第２計数に基づいて、駆動部に当該位置関係を変化させる制御部と、を備え、３以上の第２検出器は、１以上の第１検出器が配置された面に直交する方向に沿って１以上の第１検出器を見た場合において１以上の第１検出器を囲うように当該面内に配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に第１放射線を照射する励起源部と、
前記第１放射線が照射された前記物体から発生する第２放射線を検出する１以上の第１検出器と、前記第２放射線を検出する３以上の第２検出器とを備える放射線検出部と、
前記物体と前記放射線検出部との間に配置され、前記第２放射線を集束させる放射線集束部と、
前記放射線集束部と前記放射線検出部との相対的な位置関係を可変にする位置可変部と、
前記位置可変部が可変にする前記位置関係を変化させる駆動部と、
前記第２検出器のそれぞれが前記第２放射線を検出した計数である第２計数に基づいて、前記駆動部に前記位置関係を変化させる制御部と、
を備え、
前記３以上の前記第２検出器は、前記１以上の前記第１検出器が配置された面に直交する方向に沿って前記１以上の前記第１検出器を見た場合において前記１以上の前記第１検出器を囲うように前記面内に配置されている、
放射線分析装置。
【請求項２】
前記第２検出器は、前記第１検出器と種類が異なる、
請求項１に記載の放射線分析装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２計数と、前記第１検出器のそれぞれが前記第２放射線を検出した計数である第１計数とに基づいて、前記駆動部に前記位置関係を変化させる、
請求項１又は２に記載の放射線分析装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２検出器のそれぞれが前記第２放射線を検出した前記第２計数を示す情報を表示部に表示させる、
請求項１から３のうちいずれか一項に記載の放射線分析装置。
【請求項５】
前記放射線検出部は、前記第１検出器と前記第２検出器とを配置する前記面を有し、
前記３以上の前記第２検出器は、前記面に直交する方向に沿って前記１以上の前記第１検出器を見た場合において、前記３以上の前記第２検出器のうち最も近くの前記第１検出器との間に他の前記第２検出器が存在しない前記第２検出器の位置同士を結ぶことによって形成される凸包の内側に全ての前記第１検出器が含まれるように前記面内に配置される、
請求項１から４のうちいずれか一項に記載の放射線分析装置。
【請求項６】
前記３以上の前記第２検出器は、前記面内において、前記１以上の前記第１検出器に応じて決まる位置を中心として放射状に配置されている、
請求項５に記載の放射線分析装置。
【請求項７】
前記３以上の前記第２検出器は、前記面内において、前記１以上の前記第１検出器に応じて決まる位置が中心となるようにマトリクス状に配置されている、
請求項５に記載の放射線分析装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記駆動部によって前記位置関係を変化させ、前記３以上の前記第２検出器のそれぞれにより検出された前記第２計数に基づいて算出された位置と、前記１以上の前記第１検出器に応じて決まる位置とを一致させる、
請求項１から７のうちいずれか一項に記載の放射線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体に放射線を照射し、物体の性質や構造を分析する技術の研究や開発が行われている。
【０００３】
これに関し、試料、複数のＸ線用レンズ、検出器の順に一列に並ぶように複数のＸ線用レンズを試料と検出器の間に配置し、試料から発散されたＸ線が当該複数のＸ線用レンズを通過して検出器に集光されるように、試料に最も近い側のＸ線用レンズの焦点が試料位置に合うように、かつ検出器に最も近い側のＸ線用レンズの焦点が検出器位置に合うように当該複数のＸ線用レンズを配置した超伝導Ｘ線分析装置であって、検出器を搭載した極低温部が冷凍機から突起上に引き出されることなく真空容器内に収められた構造である超伝導Ｘ線分析装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５７３４９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、このような超伝導Ｘ線分析装置では、Ｘ線用レンズと検出器との相対的な位置関係を変化させる場合にユーザーが手動で当該位置関係を変化させなければならず、当該位置関係を変化させる操作に熟練したユーザーでなければ、当該位置関係をユーザーが所望する位置関係に変化させることが困難な場合があった。その結果、当該超伝導Ｘ線分析装置では、検出器によるＸ線の検出効率を向上させることが困難な場合があった。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、放射線の検出効率を容易に向上させることができる放射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】
【０００７】
本発明の一態様は、物体に第１放射線を照射する励起源部と、前記第１放射線が照射された前記物体から発生する第２放射線を検出する１以上の第１検出器と、前記第２放射線を検出する３以上の第２検出器とを備える放射線検出部と、前記物体と前記放射線検出部との間に配置され、前記第２放射線を集束させる放射線集束部と、前記放射線集束部と前記放射線検出部との相対的な位置関係を可変にする位置可変部と、前記位置可変部が可変にする前記位置関係を変化させる駆動部と、前記第２検出器のそれぞれが前記第２放射線を検出した計数である第２計数に基づいて、前記駆動部に前記位置関係を変化させる制御部と、を備え、前記３以上の前記第２検出器は、前記１以上の前記第１検出器が配置された面に直交する方向に沿って前記１以上の前記第１検出器を見た場合において前記１以上の前記第１検出器を囲うように前記面内に配置されている、放射線分析装置である。
【０００８】
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記第２検出器は、前記第１検出器と種類が異なる、構成が用いられてもよい。
なお、前記放射線集束部に、前記物体と前記放射線検出部との相対的位置関係を可変させる第２位置可変部を配置した、構成が用いられてもよい。
【０００９】
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記制御部は、前記第２計数と、前記第１検出器のそれぞれが前記第２放射線を検出した計数である第１計数とに基づいて、前記駆動部に前記位置関係を変化させる、構成が用いられてもよい。
【００１０】
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記制御部は、前記第２検出器のそれぞれが前記第２放射線を検出した前記第２計数を示す情報を表示部に表示させる、構成が用いられてもよい。
【００１１】
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記放射線検出部は、前記第１検出器と前記第２検出器とを配置する前記面を有し、前記３以上の前記第２検出器は、前記面に直交する方向に沿って前記１以上の前記第１検出器を見た場合において、前記３以上の前記第２検出器のうち最も近くの前記第１検出器との間に他の前記第２検出器が存在しない前記第２検出器の位置同士を結ぶことによって形成される凸包の内側に全ての前記第１検出器が含まれるように前記面内に配置される、構成が用いられてもよい。
【００１２】
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記３以上の前記第２検出器は、前記面内において、前記１以上の前記第１検出器に応じて決まる位置を中心として放射状に配置されている、構成が用いられてもよい。
【００１３】
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記３以上の前記第２検出器は、前記面内において、前記１以上の前記第１検出器に応じて決まる位置が中心となるようにマトリクス状に配置されている、構成が用いられてもよい。
【００１４】
本発明の他の態様は、上記の放射線分析装置において、前記制御部は、前記駆動部によって前記位置関係を変化させ、前記３以上の前記第２検出器のそれぞれにより検出された前記第２計数に基づいて算出された位置と、前記１以上の前記第１検出器に応じて決まる位置とを一致させる、構成が用いられてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放射線の検出効率を容易に向上させることができる放射線分析装置、及び放射線分析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係る放射線分析装置１の構成の一例を示す図である。
【図２】第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２とが配置された面Ｍ１の一例を示す上面図である。
【図３】第１制御装置３０及び第２制御装置４０の機能構成の一例を示す図である。
【図４】制御装置２０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】放射線検出部１２と放射線集束部１３の相対的な位置関係が初期位置関係と一致している場合における放射線検出部１２と放射線集束部１３との一例を示す左側面図である。
【図６】ステップＳ１２０において物体Ｗに第１放射線Ｒ１が照射された場合において面Ｍ１上に照射された第２放射線Ｒ２の照射領域の一例を示す図である。
【図７】面Ｍ１上に配置された第１検出器Ｄ１及び第２検出器Ｄ２とともに、ステップＳ１５０において駆動制御部４６２が算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数の一例を示した図である。
【図８】制御装置２０が行う処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図９】面Ｍ１を含む面内における第２検出器Ｄ２の位置と第２検出器Ｄ２に対応する第２計数との関係をガウス関数によってフィッティングした場合の三次元グラフの一例を示す図である。
【図１０】第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２とが配置された面Ｍ１の他の例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜実施形態＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
＜放射線分析装置の構成＞
まず、放射線分析装置１の構成について説明する。
図１は、実施形態に係る放射線分析装置１の構成の一例を示す図である。
放射線分析装置１は、検出装置１０と、制御装置２０を備える。
【００１９】
検出装置１０は、励起源部１１と、放射線検出部１２と、放射線集束部１３と、位置可変部１４と、駆動部１５と、冷却装置１６と、筐体１７を備える。
【００２０】
励起源部１１は、物体Ｗに第１放射線Ｒ１を照射する。励起源部１１は、例えば、電子銃である。この場合、第１放射線Ｒ１は、電子線である。なお、励起源部１１は、電子銃に代えて、物体ＷにＸ線やイオンビーム等の電子線と異なる放射線を第１放射線Ｒ１として照射する装置であってもよい。
【００２１】
放射線検出部１２は、１以上の第１検出器Ｄ１と、３以上の第２検出器Ｄ２とを備える。
【００２２】
第１検出器Ｄ１は、第１放射線Ｒ１が照射された物体Ｗから発生する蛍光Ｘ線等の第２放射線Ｒ２を検出する。第１検出器Ｄ１は、例えば、超伝導転移端センサー（ＴＥＳ、Transition  Edge  Sensor）を有する検出器である。以下では、一例として、第２放射線Ｒ２が当該物体Ｗから発生する蛍光Ｘ線等の特性Ｘ線である場合について説明する。すなわち、放射線分析装置１は、この一例において、超伝導Ｘ線分析装置である。なお、第２放射線Ｒ２は、蛍光Ｘ線に代えて、他の放射線であってもよい。また、第１検出器Ｄ１は、超伝導転移端センサーによって第２放射線Ｒ２を検出する構成に代えて、シリコン半導体検出器等の他の検出素子によって第２放射線Ｒ２を検出する構成であってもよい。
【００２３】
ここで、超伝導転移端センサーは、超伝導状態の金属薄膜にＸ線が入射した際に生じる抵抗変化によって第２放射線Ｒ２を検出する。超伝導状態の金属薄膜にＸ線が入射した場合、当該金属薄膜の温度が上昇し、当該金属薄膜の状態が超伝導状態から常伝導状態へ遷移する。この際、当該金属薄膜の電気抵抗が、当該金属薄膜に入射したＸ線のエネルギー（すなわち、上昇した当該金属薄膜の温度）に比例して急激に変化する（例えば、温度変化が数ｍＫの場合における抵抗変化が０．１Ω等）。この性質を利用し、超伝導転移端センサーは、当該抵抗変化の大きさによって第２放射線Ｒ２のエネルギーを検出する。このようにして第２放射線Ｒ２のエネルギーを検出した場合、第１検出器Ｄ１は、検出したエネルギーに比例した大きさの電気信号を、第２放射線Ｒ２を検出したことを示す第１検出情報として制御装置２０に出力する。なお、放射線検出部１２が複数の第１検出器Ｄ１を備える場合、複数の第１検出器Ｄ１の一部又は全部は、互いに種類が異なる構成であってもよく、互いに形状が異なる構成であってもよく、互いに大きさが異なる構成であってもよい。
【００２４】
第２検出器Ｄ２は、前述の第２放射線Ｒ２を検出する。第２検出器Ｄ２は、超伝導転移端センサーを有する検出器、シリコン半導体検出器、Ｘ線ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）カメラ、フラットパネル検出器等の第２放射線Ｒ２を検出可能な検出器であれば如何なる検出器であってもよい。しかし、第２検出器Ｄ２は、放射線分析装置１の製造コストの増大を抑制するため、第１検出器Ｄ１と種類が異なる検出器であって第１検出器Ｄ１よりも第２放射線Ｒ２を検出する検出感度が低い安価な検出器であることが望ましい。以下では、一例として、第２検出器Ｄ２がシリコン半導体検出器である場合について説明する。シリコン半導体検出器は、既知のシリコン半導体検出器であってもよく、これから開発されるシリコン半導体検出器であってもよいため、説明を省略する。なお、３以上の第２検出器Ｄ２の一部又は全部は、互いに種類が異なる構成であってもよく、互いに形状が異なる構成であってもよく、互いに大きさが異なる構成であってもよい。
【００２５】
また、第２検出器Ｄ２は、第２放射線Ｒ２を検出した場合、検出した第２放射線Ｒ２のエネルギーに比例した大きさの電気信号を、第２放射線Ｒ２を検出したことを示す第２検出情報として制御装置２０に出力する。
【００２６】
また、放射線検出部１２は、１以上の第１検出器Ｄ１と、３以上の第２検出器Ｄ２とのそれぞれを配置する面Ｍ１を有する。すなわち、１以上の第１検出器Ｄ１と、３以上の第２検出器Ｄ２とのそれぞれは、面Ｍ１内に配置されている。面Ｍ１は、平面であってもよく、曲面であってもよく、段差を有する面であってもよく、他の面であってもよい。以下では、一例として、面Ｍ１が平面である場合について説明する。
【００２７】
１以上の第１検出器Ｄ１は、例えば、１以上の第１検出器Ｄ１に応じて決まる位置と面Ｍ１の予め決められた位置とが一致するように面Ｍ１内に配置される。当該予め決められた位置は、面Ｍ１内の位置のうち１以上の第１検出器Ｄ１を囲むように３以上の第２検出器Ｄ２を配置可能な位置であり、例えば、面Ｍ１の中心である。なお、当該予め決められた位置は、当該中心の位置に代えて、面Ｍ１内の位置のうち１以上の第１検出器Ｄ１を囲むように３以上の第２検出器Ｄ２を配置可能な位置であれば他の位置であってもよい。１以上の第１検出器Ｄ１に応じて決まる位置は、面Ｍ１内に配置される第１検出器Ｄ１が１つのみの場合、例えば、面Ｍ１に直交する方向に沿って第１検出器Ｄ１を見た場合の第１検出器Ｄ１の輪郭を表す図の図心の位置である。また、１以上の第１検出器Ｄ１に応じて決まる位置は、面Ｍ１内に配置される第１検出器Ｄ１が複数の場合、例えば、当該方向に沿って複数の第１検出器Ｄ１を見た場合における複数の第１検出器Ｄ１の重心の位置である。なお、１以上の第１検出器Ｄ１に応じて決まる位置は、これらに代えて、１以上の第１検出器Ｄ１に応じた他の位置であってもよい。
【００２８】
３以上の第２検出器Ｄ２は、１以上の第１検出器Ｄ１が配置された面Ｍ１に直交する方向に沿って１以上の第１検出器Ｄ１を見た場合において１以上の第１検出器Ｄ１を囲うように配置されている。より具体的には、当該場合において、３以上の第２検出器Ｄ２は、３以上の第２検出器Ｄ２のうち最も近くの第１検出器Ｄ１との間に他の第２検出器Ｄ２が存在しない第２検出器Ｄ２の位置を結ぶことによって形成される凸包の内側に全ての第１検出器Ｄ１が含まれるように面Ｍ１内に配置される。
【００２９】
以下では、一例として、面Ｍ１内に配置される第１検出器Ｄ１の数が１であり、面Ｍ１内に配置される第２検出器Ｄ２の数が２０である場合について説明する。ここで、図２を参照し、面Ｍ１おける第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２との配置例について説明する。図２は、第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２とが配置された面Ｍ１の一例を示す上面図である。なお、図２では、第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２とのそれぞれの形状は、図を簡略化するため、四角形によって表されているが、四角形に代えて、他の形状であってもよい。
【００３０】
図２に示した例では、第１検出器Ｄ１は、前述した通り、面Ｍ１の中心に配置されている。すなわち、当該例では、第１検出器Ｄ１は、第１検出器Ｄ１に応じて決まる位置ＦＰと面Ｍ１の中心の位置ＣＰとが一致するように面Ｍ１内に配置されている。
【００３１】
また、図２に示した例では、２０の第２検出器Ｄ２のそれぞれは、前述の第１検出器Ｄ１に応じて決まる位置を中心として放射状に配置されている。また、当該例では、各第２検出器Ｄ２の大きさは、第１検出器Ｄ１に応じた位置と各第２検出器Ｄ２の位置との間の距離に応じて決められており、当該距離が長くなるほど大きくなっている。すなわち、当該例では、第２検出器Ｄ２の大きさとしては、第１検出器Ｄ１に最も近い円であって第１検出器Ｄ１に応じた位置を中心とした円である第１円Ｃ１上に配置された第２検出器Ｄ２の大きさと、第１円Ｃ１の外側の第１円Ｃ１と同心円である第２円Ｃ２上に配置された第２検出器Ｄ２の大きさとの２種類の大きさが存在する。ここで、各第２検出器Ｄ２の位置は、例えば、面Ｍ１に向かって各第２検出器Ｄ２を見た場合の各第２検出器Ｄ２の輪郭を表す図の図心の位置のことである。なお、各第２検出器Ｄ２の位置は、これに代えて、各第２検出器Ｄ２の重心の位置等の各第２検出器Ｄ２に応じた他の位置であってもよい。また、各第２検出器Ｄ２の大きさは、互いに同じであってもよい。
【００３２】
ここで、図２に示した例では、２０の第２検出器Ｄ２は、面Ｍ１に直交する方向に沿って第１検出器Ｄ１を見た場合において、２０の第２検出器Ｄ２のうち最も近くの第１検出器Ｄ１との間に他の第２検出器Ｄ２が存在しない第２検出器Ｄ２（図２に示した例では、第１円Ｃ１上に存在する８つの第２検出器Ｄ２）の位置を結ぶことによって形成される凸包の内側に第１検出器Ｄ１が含まれるように面Ｍ１内に配置されている。
【００３３】
図１に戻る。放射線検出部１２は、サーマルシールドＳＤの内部に配置される。サーマルシールドＳＤは、サーマルシールドＳＤの外部からの輻射熱を多層の断熱材や真空層等で遮蔽し、サーマルシールドＳＤの内部の温度が上昇することを抑制する。すなわち、サーマルシールドＳＤは、放射線検出部１２の温度が当該輻射熱によって上昇してしまうことを抑制する。これにより、放射線検出部１２が有する超伝導転移端センサーの超伝導状態は、超伝導転移端センサーにＸ線が入射するまで保持される。なお、放射線検出部１２は、少なくとも全ての第１検出器Ｄ１を含む一部分のみがサーマルシールドＳＤの内部に配置される構成であってもよい。
【００３４】
放射線集束部１３は、第１放射線Ｒ１が照射された物体Ｗから発生した第２放射線Ｒ２を放射線検出部１２に集束（集光）させる光学部材である。より具体的には、放射線集束部１３は、第２放射線Ｒ２を所定の焦点距離において所定の焦点径となるように集束させる。放射線集束部１３は、励起源部１１により第１放射線Ｒ１が照射される物体Ｗと放射線検出部１２との間に配置され、物体Ｗや放射線検出部１２との相対的な位置関係を可変にする図示しない第２位置可変部を配置した構成になっている。
【００３５】
位置可変部１４は、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を可変にする機構部材である。位置可変部１４は、例えば、冷却装置１６の外側に設けられ、放射線検出部１２を載置することができるステージＳＴを有する。ステージＳＴは、放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に移動させることが可能なステージである。ステージＳＴには、放射線検出部１２が載置される。
【００３６】
駆動部１５は、位置可変部１４が有するステージＳＴを移動させ、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を変化させる。駆動部１５は、例えば、ステージＳＴを移動させるアクチュエーターである。駆動部１５は、制御装置２０から取得する制御信号に基づいてステージＳＴを移動させる。
【００３７】
冷却装置１６は、例えば、クライオスタット等を用いてサーマルシールドＳＤの内部を冷却する。これにより、冷却装置１６は、サーマルシールドＳＤの内部に配置された放射線検出部１２が有する超伝導転移端センサーの状態を超伝導状態にすることができる。
【００３８】
筐体１７は、検出装置１０の筐体である。この一例において、筐体１７の内部には、励起源部１１から第１放射線Ｒ１が照射される照射口と、励起源部１１から第１放射線Ｒ１が照射される物体と、放射線集束部１３と、位置可変部１４が有するステージＳＴと、サーマルシールドＳＤの内部に配置された放射線検出部１２とが配置される。図１に示した例では、筐体１７の内部には、第１放射線Ｒ１が照射される物体として物体Ｗが配置されている。物体Ｗは、ユーザーが性質や構造を分析したい所望の物体の試料であれば如何なる物体であってもよい。筐体１７の内部の状態は、図示しない真空ポンプによって真空状態にされている。
【００３９】
検出装置１０は、ケーブルによって制御装置２０と通信可能に接続されている。これにより、検出装置１０が備える励起源部１１、放射線検出部１２、駆動部１５、冷却装置１６のそれぞれは、制御装置２０から取得される制御信号に基づく動作を行う。
【００４０】
制御装置２０は、第１制御装置３０と、第２制御装置４０を備える。この一例では、制御装置２０は、第１制御装置３０と、第１制御装置３０と別体の第２制御装置４０とによって構成されているが、これに代えて、第２制御装置４０と一体の第１制御装置３０、又は第１制御装置３０と一体の第２制御装置４０によって構成されてもよい。この場合、制御装置２０は、第１制御装置３０が有する機能と、第２制御装置４０が有する機能を有する。
【００４１】
第１制御装置３０は、例えば、デスクトップＰＣ（Personal  Computer）やノートＰＣ、ワークステーション等の情報処理装置である。
【００４２】
第２制御装置４０は、例えば、デスクトップＰＣ（Personal  Computer）やノートＰＣ、ワークステーション等の情報処理装置である。なお、第２制御装置４０は、これらに代えて、タブレットＰＣや多機能携帯電話、ＰＤＡ（Personal  Data  Assistant）等の他の情報処理装置であってもよい。
【００４３】
第２制御装置４０は、放射線検出部１２から検出情報を取得する。より具体的には、第２制御装置４０は、放射線検出部１２の第１検出器Ｄ１から第１検出情報を取得する。また、第２制御装置４０は、放射線検出部１２の第２検出器Ｄ２から第２検出情報を取得する。第２制御装置４０は、取得した第１検出情報及び第２検出情報に基づいて、第１放射線Ｒ１が照射された物体の性質や構造を分析する。
【００４４】
＜放射線分析装置の概要＞
ここで、放射線分析装置１の概要について説明する。
【００４５】
放射線分析装置１と異なる放射線分析装置Ｘ（例えば、従来の放射線分析装置）では、Ｘ線用レンズと検出器との相対的な位置関係を変化させる場合にユーザーが手で当該位置関係を変化させなければならず、当該位置関係を変化させる操作に熟練したユーザーでなければ、当該位置関係をユーザーが所望する位置関係に変化させることが困難な場合があった。その結果、当該放射線分析装置Ｘでは、検出器によるＸ線の検出効率を向上させることが困難な場合があった。
【００４６】
放射線分析装置１は、物体Ｗに第１放射線Ｒ１を照射し、第１放射線Ｒ１が照射された物体Ｗから発生する第２放射線Ｒ２を第２検出器Ｄ２によって検出し、第２検出器Ｄ２のそれぞれが第２放射線Ｒ２を検出した計数である第２計数に基づいて、放射線集束部１３と放射線検出部１２との相対的な位置関係を駆動部１５によって変化させる。これにより、放射線分析装置１は、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。当該位置関係を駆動部１５によって変化させた後、放射線分析装置１は、物体Ｗに第１放射線Ｒ１を照射し、第１放射線Ｒ１が照射された物体Ｗから発生する第２放射線Ｒ２を第１検出器Ｄ１によって検出し、第１検出器Ｄ１が検出した計数である第１計数に基づいて、第１放射線Ｒ１が照射された物体Ｗの性質や構造を分析する。
以下では、第２制御装置４０が駆動部１５を駆動させ、放射線集束部１３と放射線検出部１２との相対的な位置関係を位置可変部１４に変化させる処理について詳しく説明する。
【００４７】
＜第１制御装置及び第２制御装置の機能構成＞
以下、図３を参照し、第１制御装置３０及び第２制御装置４０の機能構成について説明する。図３は、第１制御装置３０及び第２制御装置４０の機能構成の一例を示す図である。
【００４８】
第１制御装置３０は、励起源部制御部３６１を備える。
【００４９】
励起源部制御部３６１は、例えば、図示しないＣＰＵが、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やＳＳＤ（Solid  State  Drive）等である図示しない記憶部に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。
【００５０】
励起源部制御部３６１は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて、励起源部１１に第１放射線Ｒ１を照射させる。
【００５１】
第２制御装置４０は、ＨＤＤやＳＳＤである記憶部４２と、キーボードやマウス等の入力装置である入力受付部４３と、液晶ディスプレイパネルや有機ＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイパネルである表示部４５と、制御部４６を備える。
【００５２】
制御部４６は、第２制御装置４０の全体を制御する。制御部４６は、表示制御部４６１と、駆動制御部４６２と、第１検出情報取得部４６３と、第２検出情報取得部４６４と、記憶制御部４６６と、分析部４６７を備える。制御部４６が備えるこれらの機能部は、例えば、図示しないＣＰＵが、記憶部４２に記憶された各種プログラムを実行することにより実現される。
【００５３】
表示制御部４６１は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて各種の画面を生成する。表示制御部４６１は、生成した画面を表示部４５に表示させる。
駆動制御部４６２は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて駆動部１５を駆動させる。また、駆動制御部４６２は、後述する記憶制御部４６６が記憶部４２に予め記憶させた第２検出情報に基づいて駆動部１５を駆動させる。
第１検出情報取得部４６３は、検出装置１０が備える放射線検出部１２の第１検出器Ｄ１から第１検出情報を取得する。
第２検出情報取得部４６４は、検出装置１０が備える放射線検出部１２の第２検出器Ｄ２から第２検出情報を取得する。
記憶制御部４６６は、第１検出情報取得部４６３が取得した第１検出情報を記憶部４２に記憶させる。また、記憶制御部４６６は、第２検出情報取得部４６４が取得した第２検出情報を記憶部４２に記憶させる。
分析部４６９は、記憶制御部４６６が記憶部４２に記憶させた第１検出情報に基づいて、物体Ｗの性質や構造を分析する。
【００５４】
＜制御装置が行う処理の具体例＞
以下、図４を参照し、制御装置２０が行う処理の具体例について説明する。図４は、制御装置２０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下では、物体Ｗが筐体１７の内部のうちの励起源部１１から第１放射線Ｒ１を照射される所定の配置位置に予め配置されている場合について説明する。
【００５５】
駆動制御部４６２は、放射線集束部１３は、図示しない第２位置可変部で励起源部１１により物体Ｗから出射する第２放射線Ｒ２が入射する放射線集束部１３の入射側を可変させて、物体Ｗとの相対的な位置関係を予め決められた初期位置関係と一致させる。さらに、駆動部１５を駆動させ、放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に移動させ、放射線集束部１３の出射口と放射線検出部１２の第２放射線Ｒ２の入射口との相対的な位置関係を予め決められた初期位置関係と一致させる（ステップＳ１１０）。ここで、図５を参照し、初期位置関係について説明する。
【００５６】
図５は、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係が初期位置関係と一致している場合における放射線検出部１２と放射線集束部１３との一例を示す左側面図である。この一例において、面Ｍ１に直交する方向のうち放射線集束部１３から面Ｍ１に向かう方向を正面方向として説明する。このため、放射線検出部１２と放射線集束部１３との左側面方向は、この一例において、当該正面方向と直交する方向のうちの重力方向と直交する方向であって左から右に向かって放射線検出部１２、放射線集束部１３の順に放射線検出部１２と放射線集束部１３とが並んで見える方向である。なお、図５では、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を明確に示すため、サーマルシールドＳＤを省略している。図１に示したように、実際には、超伝導転移端センサーを有する放射線検出部１２は、図示しないサーマルシールドＳＤ内に配置されている。この場合、サーマルシールドＳＤの先端部には、開口部が設けられており、当該開口部は、ベリリウム（Ｂｅ）や高分子フィルム等の第２放射線Ｒ２を通過する（第２放射線Ｒ２を透過することが可能な）窓で密封されている。
【００５７】
また、図５に示した三次元直交座標系ＭＣは、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を示す座標系である。三次元直交座標系ＭＣのＺ軸の正方向は、この一例において、前述の正面方向と逆の方向と一致している。また、三次元直交座標系ＭＣのＸ軸の正方向は、前述の左側面方向と直交する方向のうち重力方向と逆に向かう方向と一致している。また、三次元直交座標系ＭＣのＹ軸の正方向は、前述の左側面方向と逆の方向と一致している。
【００５８】
初期位置関係は、例えば、放射線集束部１３によって集束された第２放射線Ｒ２の面Ｍ１を含む面に対する照射領域の大きさであるスポットサイズが、図５に示したように、面Ｍ１に配置された全ての第１検出器Ｄ１及び第２検出器Ｄ２を含むことが可能な大きさとなる場合の放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係のことである。ここで、当該照射領域は、ほぼ円領域であるため、スポットサイズは、当該円領域の直径によって表される。図５に示した例では、スポットサイズは、直径ＳＰによって表されている。また、図５に示した点ＦＰ１は、放射線集束部１３によって集束された第２放射線Ｒ２の焦点を示している。なお、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係が初期位置関係と一致している場合、当該照射領域には、少なくとも第２検出器Ｄ２の一部が含まれていればよく、第１検出器Ｄ１の一部又は全部が含まれなくてもよく、第２検出器Ｄ２の一部が含まれなくてもよい。以下では、一例として、当該場合において当該照射領域に第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２の一部とが含まれる場合について説明する。また、以下では、一例として、直径ＳＰと、図２に示した第２円Ｃ２の直径とがほぼ等しい場合について説明する。また、以下では、一例として、直径ＳＰの円領域内において第２放射線Ｒ２の強度がほぼ一定である場合について説明する。
【００５９】
ステップＳ１１０の処理が行われた後、励起源部制御部３６１は、物体Ｗへの第１放射線Ｒ１の照射を励起源部１１に開始させる（ステップＳ１２０）。これにより、第１検出器Ｄ１は、第２放射線Ｒ２を検出するたびに第１検出情報を第２制御装置４０に出力し、第２検出器Ｄ２は、第２放射線Ｒ２を検出するたびに第２検出情報を第２制御装置４０に出力する。
【００６０】
第１制御装置３０及び第２制御装置４０は、第２検出器Ｄ２のそれぞれが第２放射線Ｒ２を検出した第２計数について、全ての第２計数がほぼ等しくなるまでステップＳ１３０〜ステップＳ１７０の処理を繰り返し行う（ステップＳ１２５）。
次に、第２検出情報取得部４６４は、予め決められた測定時間が経過するまでの間、第２検出器Ｄ２のそれぞれから第２検出情報を取得する（ステップＳ１３０）。そして、記憶制御部４６６は、取得した第２検出情報を記憶部４２に記憶させる。より具体的には、記憶制御部４６６は、ある第２検出器Ｄ２から第２検出情報取得部４６４が第２検出情報を取得した場合、取得した当該第２検出情報と、当該第２検出情報を取得した時刻を示す時刻情報と、当該第２検出器Ｄ２を示す第２検出器情報とを対応付けて記憶部４２に記憶させる。当該測定時間は、例えば、１分である。なお、当該測定時間は、１分より短い時間であってもよく、１分より長い時間であってもよい。
【００６１】
次に、駆動制御部４６２は、ステップＳ１３０において記憶部４２に記憶された複数の第２検出情報に基づいて、第２検出器Ｄ２のそれぞれ毎に、第２検出器Ｄ２が第２放射線Ｒ２を検出した計数を第２計数として算出する（ステップＳ１５０）。次に、駆動制御部４６２は、ステップＳ１５０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数について、全ての第２計数がほぼ等しいか否か判定する（ステップＳ１６０）。ある２つの第２計数がほぼ等しいとは、当該２つの第２計数のそれぞれについて算出される誤差範囲が互いに重なる部分を有することを意味する。当該誤差範囲は、例えば、±１標準偏差であるが、これに代えて、±１標準偏差よりも小さい誤差範囲であってもよく、±１標準偏差よりも大きい誤差範囲であってもよい。ステップＳ１５０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数について、全ての第２計数がほぼ等しいと判定した場合（ステップＳ１６０−ＹＥＳ）、駆動制御部４６２は、ステップＳ１２５〜ステップＳ１７０の繰り返し処理を終了させ、ステップＳ１８０に遷移する。一方、ステップＳ１５０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数について、第２計数の少なくとも一部が互いに異なる値であると判定した場合（ステップＳ１６０−ＮＯ）、駆動制御部４６２は、ステップＳ１５０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数に基づいて、当該第２計数が高い方から低い方へ向かう勾配が最も大きい方向を算出する。そして、駆動制御部４６２は、駆動部１５を動作させ、算出した当該方向に予め決められた第１調整距離だけ放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に動かす受光位置調整動作を行う（ステップＳ１７０）。第１調整距離は、例えば、１ミリメートルである。なお、第１調整距離は、１ミリメートルよりも短い距離であってもよく、１ミリメートルよりも長い距離であってもよい。また、駆動制御部４６２は、当該方向を算出する構成に代えて、当該全ての第２計数がほぼ等しくなるために放射線検出部１２を動かすべき他の方向を算出し、算出した方向に放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に動かす構成であってもよい。ステップＳ１７０の処理が行われた後、第２検出情報取得部４６４は、前述の測定時間が経過するまでの間、第２検出器Ｄ２のそれぞれから第２検出情報を再び取得する。
【００６２】
ここで、図６及び図７を参照し、ステップＳ１２５〜ステップＳ１７０の繰り返し処理について説明する。図６は、ステップＳ１２０において物体Ｗに第１放射線Ｒ１が照射された場合において面Ｍ１上に照射された第２放射線Ｒ２の照射領域の一例を示す図である。図６に示した領域ＬＲは、当該照射領域の一例である。図６に示した例では、領域ＬＲには、第２検出器Ｄ２の一部が含まれていない。この場合、図７に示したように、ステップＳ１５０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数について、第２計数の少なくとも一部が互いに異なる値となる。図７は、面Ｍ１上に配置された第１検出器Ｄ１及び第２検出器Ｄ２とともに、ステップＳ１５０において駆動制御部４６２が算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数の一例を示した図である。図７に示した各第２検出器Ｄ２を示す四角の内側に記載された数値は、各第２検出器Ｄ２の第２計数の一例である。この場合、駆動制御部４６２は、前述した通り、ステップＳ１５０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数に基づいて、当該第２計数が高い方から低い方へ向かう勾配が最も大きい方向を算出する。図７に示した例では、当該方向は、矢印Ａ１によって示した方向である。これにより、駆動制御部４６２は、駆動部１５を動作させ、矢印Ａ１によって示した方向に予め決められた第１調整距離だけ放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に動かす受光位置調整動作を行う。このようなステップＳ１２５〜ステップＳ１７０の繰り返し処理を行うことにより、放射線分析装置１は、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係のうち、三次元直交座標系ＭＣにおけるＸＹ平面上の位置関係を所望の位置関係と一致させることができる。
【００６３】
ステップＳ１２５〜ステップＳ１７０の繰り返し処理が行われた後、第１制御装置３０及び第２制御装置４０は、合焦するまでステップＳ２００〜ステップＳ２４０の処理を繰り返し行う（ステップＳ１８０）。ここで、合焦するとは、前述のスポットサイズが第１検出器Ｄ１の大きさとほぼ一致することを意味する。なお、面Ｍ１内に配置された第１検出器Ｄ１が複数の場合、合焦するとは、スポットサイズが複数の第１検出器Ｄ１のうち最も外側に位置する第１検出器Ｄ１の位置同士を結ぶことによって形成される凸包の全体を照射領域内に含むことが可能な大きさのうち最も小さい大きさとほぼ一致することを意味する。
【００６４】
第２検出情報取得部４６４は、前述の測定時間が経過するまでの間、第２検出器Ｄ２のそれぞれから第２検出情報を取得する（ステップＳ２００）。そして、記憶制御部４６６は、取得した第２検出情報を記憶部４２に記憶させる。ステップＳ２００の処理は、ステップＳ１３０の処理と同様の処理であるため、説明を省略する。
【００６５】
次に、駆動制御部４６２は、ステップＳ２００において記憶部４２に記憶された複数の第２検出情報に基づいて、第２検出器Ｄ２のそれぞれ毎に、第２検出器Ｄ２が第２放射線Ｒ２を検出した計数を第２計数として算出する（ステップＳ２２０）。次に、駆動制御部４６２は、ステップＳ２２０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数に基づいて、合焦しているか否か判定する（ステップＳ２３０）。例えば、駆動制御部４６２は、当該第２計数のうち最も大きい第２計数の値が所定閾値未満である場合、合焦していると判定する。所定閾値は、例えば、１０であるが、これに代えて、１０より小さい値であってもよく、１０より大きい値であってもよい。合焦していると駆動制御部４６２が判定した場合（ステップＳ２３０−ＹＥＳ）、第１制御装置３０及び第２制御装置４０は、図４に示したフローチャートの処理を終了する。一方、合焦していないと判定した場合（ステップＳ２３０−ＮＯ）、駆動制御部４６２は、駆動部１５を動作させ、放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して近づける方向（この一例において、三次元直交座標系ＭＣにおけるＺ軸の正方向）に予め決められた第２調整距離だけ放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に動かす合焦位置調整動作を行う（ステップＳ２４０）。なお、駆動制御部４６２は、当該最も大きい第２計数の値が、前回のステップＳ２２０（直近のステップＳ２２０よりも１回前に実行されたステップＳ２２０）において算出された第２検出器Ｄ２毎の第２計数のうち最も大きい第２計数の値よりも大きくなっていた場合、駆動部１５を動作させ、当該方向と逆の方向に第２調整距離だけ放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に動かす。ステップＳ１８０〜ステップＳ２４０の繰り返し処理が行われた後、励起源部制御部３６１は、物体Ｗへの第１放射線Ｒ１の照射を励起源部１１に終了させる（ステップＳ２５０）。そして、ステップＳ２５０の処理が行われた後、制御装置２０は、図４に示したフローチャートの処理を終了させる。
【００６６】
以上のように、放射線分析装置１は、物体Ｗに第１放射線Ｒ１を照射し、第１放射線Ｒ１が照射された物体Ｗから発生する第２放射線Ｒ２を第２検出器Ｄ２によって検出し、第２検出器Ｄ２のそれぞれが第２放射線Ｒ２を検出した計数である第２計数に基づいて、放射線集束部１３と放射線検出部１２との相対的な位置関係を駆動部１５に変化させる。これにより、放射線分析装置１は、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００６７】
＜実施形態の変形例１＞
以下、実施形態の変形例１について説明する。なお、実施形態の変形例１では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。上記の実施形態では、図２に示した直径ＳＰの円領域内（すなわち、上述の照射領域）において第２放射線Ｒ２の強度がほぼ一定である場合について説明したが、実際には、直径ＳＰの円領域内において第２放射線Ｒ２の強度がほぼ一定となる状況は珍しい。そこで、実施形態の変形例１では、図２に示した直径ＳＰの円領域内において第２放射線Ｒ２の強度が一定ではない場合について説明する。この場合、制御装置２０は、図８に示したフローチャートの処理を行う。
【００６８】
図８は、制御装置２０が行う処理の流れの他の例を示すフローチャートである。なお、図８に示したフローチャートのステップＳ１１０〜ステップＳ１２０、ステップＳ１３０〜ステップＳ１５０、ステップＳ１８０〜ステップＳ２５０のそれぞれの処理は、図４に示したフローチャートのステップＳ１１０〜ステップＳ１２０、ステップＳ１３０〜ステップＳ１５０、ステップＳ１８０〜ステップＳ２５０のそれぞれの処理と同様であるため、説明を省略する。また、以下では、物体Ｗが筐体１７の内部のうちの励起源部１１から第１放射線Ｒ１を照射される所定の配置位置に予め配置されている場合について説明する。
【００６９】
ステップＳ１５０の処理が行われた後、駆動制御部４６２は、ステップＳ１５０において算出された第２検出器Ｄ２毎の第２計数に基づいて、前述の受光領域の中心の位置であって面Ｍ１を含む面内における位置を受光位置として算出する（ステップＳ３１０）。ここで、ステップＳ３１０について説明する。
【００７０】
駆動制御部４６２は、ステップＳ１５０において算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数に基づいて、面Ｍ１を含む面内における第２検出器Ｄ２の位置と第２検出器Ｄ２に対応する第２計数との関係を、例えば、ガウス関数や多項式等によってフィッティングする。図９は、面Ｍ１を含む面内における第２検出器Ｄ２の位置と第２検出器Ｄ２に対応する第２計数との関係をガウス関数によってフィッティングした場合の三次元グラフの一例を示す図である。図９に示したグラフのＸ座標は、三次元直交座標系ＭＣにおけるＸ軸の座標のことである。また、当該グラフのＹ座標は、三次元直交座標系ＭＣにおけるＹ軸の座標のことである。駆動制御部４６２は、当該関係をガウス関数によってフィッティングした後、フィッティングカーブにおけるピークの面Ｍ１内における位置を、前述の受光位置として算出する。図９に示したピークＰＫは、当該ピークの一例である。すなわち、この一例における受光位置は、最も第２計数が高くなると推定される面Ｍ１内における位置のことである。また、このような受光位置は、一般的に受光領域の中心軸と、面Ｍ１を含む面とが交わる位置と一致する。つまり、駆動制御部４６２は、前述した通り、ステップＳ３１０において、受光領域の中心の位置であって面Ｍ１を含む面内における位置を受光位置として算出する。
【００７１】
ステップＳ３１０の処理が行われた後、駆動制御部４６２は、駆動部１５を駆動させ、ステップＳ３１０において算出した受光位置が第１検出器Ｄ１の位置と一致するように放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に動かす受光位置調整動作を行う（ステップＳ３２０）。
【００７２】
このように、放射線分析装置１は、照射領域内において第２放射線Ｒ２の強度が一定ではない場合であっても、物体Ｗに第１放射線Ｒ１を照射し、第１放射線Ｒ１が照射された物体Ｗから発生する第２放射線Ｒ２を第２検出器Ｄ２によって検出し、第２検出器Ｄ２のそれぞれが第２放射線Ｒ２を検出した計数である第２計数に基づいて、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を駆動部１５に変化させる。これにより、放射線分析装置１は、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００７３】
＜実施形態の変形例２＞
以下、実施形態の変形例２について説明する。なお、実施形態の変形例２では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。上記の実施形態では、駆動制御部４６２は、第２検出器Ｄ２のそれぞれが第２放射線Ｒ２を検出した計数である第２計数に基づいて、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を駆動部１５に変化させる構成について説明した。しかし、駆動制御部４６２は、これに代えて、第２検出器Ｄ２のそれぞれが第２放射線Ｒ２を検出した計数である第２計数と、第１検出器Ｄ１が第２放射線Ｒ２を検出した計数である第１計数とに基づいて、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を駆動部１５に変化させる構成であってもよい。この場合、図４に示したステップＳ１３０において、第２検出情報取得部４６４が第２検出器Ｄ２から第２検出情報を取得するとともに、第１検出情報取得部４６３は、第１検出器Ｄ１から第１検出情報を取得する。そして、図４に示したステップＳ１５０において、駆動制御部４６２は、第２検出器Ｄ２毎の第２計数を算出するとともに、第１検出情報取得部４６３が取得した第１検出情報に基づいて第１検出器Ｄ１が第２放射線Ｒ２を検出した第１計数を算出する。そして、駆動制御部４６２は、図４に示したステップＳ１６０において、全ての第２計数及び第１計数がほぼ等しいか否かを判定する。これにより、放射線分析装置１は、第２検出器Ｄ２のそれぞれが第２放射線Ｒ２を検出した計数である第２計数と、第１検出器Ｄ１が第２放射線Ｒ２を検出した計数である第１計数とに基づいて、放射線検出部１２と放射線集束部１３との相対的な位置関係を駆動部１５に変化させる構成であっても、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。なお、第２検出器Ｄ２が第１検出器Ｄ１と異なる種類の検出器である場合、駆動制御部４６２は、算出した第１計数に対して第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２との検出感度の違いを補完する重みを乗算し、重みを乗算した第１計数と、全ての第２計数とがほぼ等しいか否かを当該ステップＳ１６０において判定する構成であってもよい。
【００７４】
＜実施形態の変形例３＞
以下、実施形態の変形例３について説明する。なお、実施形態の変形例３では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。上記の実施形態では、２０の第２検出器Ｄ２のそれぞれは、前述の第１検出器Ｄ１に応じて決まる位置を中心として放射状に配置されている場合を説明した。しかし、２０の第２検出器Ｄ２のそれぞれは、他の配置態様に配置される構成であってもよい。例えば、２０の第２検出器Ｄ２のそれぞれは、図１０に示したように、面Ｍ１内において、第１検出器に応じて決まる位置が中心となるようにマトリクス状に配置されてもよい。図１０は、第１検出器Ｄ１と第２検出器Ｄ２とが配置された面Ｍ１の他の例を示す上面図である。
【００７５】
＜実施形態の変形例４＞
以下、実施形態の変形例４について説明する。なお、実施形態の変形例４では、実施形態と同様な構成部に対して同じ符号を付して説明を省略する。上記の実施形態では、放射線分析装置１は、図４に示したフローチャートにおいて、算出した第２計数に基づいて自動で放射線検出部１２の放射線集束部１３に対する相対的な位置関係を変化させていた。しかし、放射線分析装置１は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて、当該位置関係を変化させる構成であってもよい。この場合、表示制御部４６１は、駆動制御部４６２が算出した第２検出器Ｄ２毎の第２計数を示す情報を表示部４５に表示させる。ユーザーは、表示部４５に表示された当該情報に基づいて、駆動制御部４６２に駆動部１５を駆動させる操作を第２制御装置４０に対して行う。駆動制御部４６２は、ユーザーから当該操作を受け付けた場合、駆動部１５を動作させ、受け付けた当該操作に応じた距離及び方向に放射線検出部１２を放射線集束部１３に対して相対的に動かす。これにより、放射線分析装置１は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００７６】
＜実施形態において得られる効果とその背景＞
Ｘ線のエネルギーを弁別することが可能なＸ線分析装置が有するＸ線検出器として、エネルギー分散型Ｘ線検出器と、波長分散型Ｘ線検出器とが知られている。エネルギー分散型Ｘ線検出器は、エネルギー分散型Ｘ線検出器内に入射したＸ線のエネルギーを電気信号に変換し、変換した電気信号の大きさによって当該エネルギーを算出する。一方、波長分散型Ｘ線検出器は、波長分散型Ｘ線検出器に入射したＸ線を分光して単色化し、単色化したＸ線を比例計数管で検出する。
【００７７】
エネルギー分散型Ｘ線検出器としては、シリコンリチウム型検出器や、シリコンドリフト型検出器、ゲルマニウム検出器等の半導体検出器が知られている。例えば、シリコンリチウム型検出器やシリコンドリフト型検出器は、電子顕微鏡の元素分析装置に多用され、０〜２０ｋｅＶ程度のエネルギーを検出することができる。しかし、これらの検出器は、シリコンを用いているため、エネルギー分解能がシリコンのバンドギャップ（１．１ｅＶ）に依存し、エネルギー分解能を１３０ｅＶ程度以上に改善することが難しく、波長分散型Ｘ線検出器と比べてエネルギー分解能が１０倍以上劣る。
【００７８】
エネルギー分解能が１３０ｅＶであるエネルギー分散型Ｘ線検出器にＸ線が入射した場合、当該エネルギー分散型Ｘ線検出器は、入射したＸ線のエネルギーを１３０ｅＶ程度の誤差を伴って検出することが可能である。従って、当該誤差が小さいほど、エネルギー分解能は高くなる。
【００７９】
実施形態において放射線分析装置１の一例として挙げた超伝導Ｘ線分析装置は、前述したように、超伝導転移端センサーを超伝導Ｘ線検出器として有する。超伝導転移端センサーは、波長分散型Ｘ線検出器のエネルギー分解能と同程度のエネルギー分解能を有するエネルギー分散型Ｘ線検出器として知られている超伝導Ｘ線検出器の一種である。超伝導転移端センサーは、マイクロカロリーメーターとも称される。超伝導Ｘ線検出器としては、超伝導転移端センサーの他に、ジョセフソン効果を利用したジョセフソントンネル接合素子や、超伝導ラインを利用した超伝導単一光子検出素子、超伝導力学インダクタンス検出器等が知られている。
【００８０】
例えば、超伝導転移端センサーは、他の超伝導Ｘ線検出器よりも高いエネルギー分解能を有している。例えば、５．９ｋｅＶの特性Ｘ線のエネルギーを検出する場合の超伝導転移端センサーのエネルギー分解能は、１０ｅＶ以下にすることができる。
【００８１】
タングステンフィラメント型等の電子発生源を有する走査電子顕微鏡に超伝導転移端センサーを取り付けた場合、電子線が照射された物体から発生する特性Ｘ線のエネルギーを超伝導転移端センサーによって検出することにより、半導体型Ｘ線検出器では弁別不可能な特性Ｘ線（例えば、Ｓｉ−ｋα、Ｗ−Ｍα、β）を弁別することができる。
【００８２】
Ｘ線検出器の性能を示す指標としては、上記において説明したエネルギー分解能の他に、計数効率が知られている。計数効率は、Ｘ線検出器の放射線受光部の面積、厚さや材料、放射線発生源とＸ線検出器の距離、Ｘ線検出器の最大計数率等により決まる。例えば、一般的なシリコンドリフト型検出器では、数ｍｍ２〜数百ｍｍ２の当該面積を有し、最大計数率は、数万ｃｐｓ〜数十万ｃｐｓである。一方、超伝導転移端センサーの当該面積は、一般的に１ｍｍ２よりも小さく、最大計数率は、数百ｃｐｓ程度である。
【００８３】
このことから、実施形態において説明したように、超伝導転移端センサーを超伝導Ｘ線検出器として有する放射線分析装置１が、位置可変部１４及び駆動部１５を有し、放射線検出部１２を駆動部１５によりユーザーが所望する移動方向にユーザーが所望する移動量だけ移動させることができることは、放射線分析装置１の計数効率を向上させる上で非常に重要であると言える。ユーザーが手動で放射線集束部１３に対する相対的な放射線検出部１２の位置を変化させる場合、計数効率を向上させることは困難である。このような困難さは、放射線集束部１３によって直径が１００μｍ程度にまで集束された第２放射線Ｒ２を、１ｍｍ２よりも小さな面積の受光部に効率よく入射させなければならないことからも容易に理解できる。
【００８４】
なお、上記において説明した実施形態及び実施形態の変形例は、第１検出器Ｄ１が第２放射線Ｒ２を検出した第１計数に基づく物体Ｗの性質や構造の分析を行う前に予め行う場合において放射線分析装置１に適用されるが、これに代えて、当該分析を行っている最中の放射線分析装置１に適用される構成であってもよい。この場合、放射線分析装置１は、当該分析中における焦点位置のドリフトを補正することができる。
【００８５】
以上説明したように、実施形態における放射線分析装置（この一例において、放射線分析装置１）は、物体（この一例において、物体Ｗ）に第１放射線（この一例において、第１放射線Ｒ１）を照射する励起源部（この一例において、励起源部１１）と、第１放射線が照射された物体から発生する第２放射線（この一例において、第２放射線Ｒ２）を検出する１以上の第１検出器（この一例において、第１検出器Ｄ１）と、第２放射線を検出する３以上の第２検出器（この一例において、第２検出器Ｄ２）とを備える放射線検出部（この一例において、放射線検出部１２）と、物体と放射線検出部との間に配置され、第２放射線を集束させる放射線集束部（この一例において、放射線集束部１３）と、放射線集束部と放射線検出部との相対的な位置関係を可変にする位置可変部（この一例において、位置可変部１４）と、位置可変部が可変にする当該位置関係を変化させる駆動部（この一例において、駆動部１５）と、第２検出器のそれぞれが第２放射線を検出した計数である第２計数に基づいて、駆動部に当該位置関係を変化させる制御部（この一例において、制御部４６）と、を備え、３以上の第２検出器は、１以上の第１検出器が配置された面（この一例において、面Ｍ１）に直交する方向に沿って１以上の第１検出器を見た場合において１以上の第１検出器を囲うように当該面内に配置されている。これにより、放射線分析装置は、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００８６】
また、放射線分析装置では、第２検出器は、第１検出器と種類が異なる。これにより、放射線分析装置は、放射線分析装置の製造コストの増大を抑制することができる。
【００８７】
また、放射線分析装置は、第２計数と、第１検出器のそれぞれが第２放射線を検出した計数である第１計数とに基づいて、駆動部に放射線集束部と放射線検出部との相対的な位置関係を変化させる。これにより、放射線分析装置は、より確実に、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００８８】
また、放射線分析装置は、第２検出器のそれぞれが第２放射線を検出した第２計数を示す情報を表示部（この一例において、表示部４５）に表示させる。これにより、放射線分析装置は、ユーザーから受け付けた操作に基づいて、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００８９】
また、放射線分析装置では、放射線検出部は、第１検出器と第２検出器とを配置する面を有し、３以上の第２検出器は、当該面に直交する方向に沿って１以上の第１検出器を見た場合において、３以上の第２検出器のうち最も近くの第１検出器との間に他の第２検出器が存在しない第２検出器の位置同士を結ぶことによって形成される凸包の内側に全ての第１検出器が含まれるように当該面内に配置される。これにより、放射線分析装置は、少なくとも３つの第２検出器のそれぞれが第２放射線を検出した第２計数に基づいて、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００９０】
また、放射線分析装置では、３以上の前記第２検出器は、第１検出器と第２検出器とを配置する面内において、１以上の第１検出器に応じて決まる位置を中心として放射状に配置されている。これにより、放射線分析装置は、１以上の第１検出器に応じて決まる位置を中心として放射状に当該面内に配置されている第２検出器に基づいて、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００９１】
また、放射線分析装置では、３以上の前記第２検出器は、第１検出器と第２検出器とを配置する面内において、１以上の第１検出器に応じて決まる位置が中心となるようにマトリクス状に配置されている。これにより、放射線分析装置は、１以上の第１検出器に応じて決まる位置が中心となるようにマトリクス状に配置されている第２検出器に基づいて、放射線の検出効率を容易に向上させることができる。
【００９２】
また、放射線分析装置は、駆動部によって放射線集束部と放射線検出部との相対的な位置関係を変化させ、３以上の第２検出器のそれぞれにより検出された第２計数に基づいて算出された位置と、１以上の第１検出器に応じて決まる位置とを一致させる。これにより、放射線分析装置は、放射線集束部と放射線検出部とが第１検出器と第２検出器とが配置された面に沿った方向にずれてしまうことによる放射線の検出効率の低下を抑制することができる。
【００９３】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない限り、変更、置換、削除等されてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１…放射線分析装置、１０…検出装置、１１…励起源部、１２…放射線検出部、１３…放射線集束部、１４…位置可変部、１５…駆動部、１６…冷却装置、１７…筐体、２０…制御装置、３０…第１制御装置、４２…記憶部、４３…入力受付部、４４…通信部、４５…表示部、４６…制御部、４０…第２制御装置、３６１…励起源部制御部、４６１…表示制御部、４６２…駆動制御部、４６３…第１検出情報取得部、４６４…第２検出情報取得部、４６６…記憶制御部、４６７…分析部、Ｄ１…第１検出器、Ｄ２…第２検出器
【図１】
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【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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【図１０】
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