(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析点を通る直線軸上を移動する分光結晶によって分光したＸ線を検出器で検出する分光器において、
ローランド円の半径を半径とし駆動軸によって駆動する円弧状リンクと、
前記円弧状リンクの第１端部と当該第１端部に軸支される分光結晶との移動を直線方向に規制する直線状のガイドを形成する第１軸と、
前記円弧状リンクの第２端部の移動を直線方向に規制する直線状の第２軸とを備え、
前記分光結晶の第１軸上の位置は、前記円弧状リンクを介して第２端部の第２軸上における位置により定められ、
第１軸と第２軸の成す角度の２倍を円弧状リンクの中心角とし、
分光結晶の移動をガイドする第１軸と、前記第２軸を兼ねるとともに円弧状リンクを駆動するための駆動軸とを異なる軸上に形成することを特徴とする分光器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光器に関し、特に、分析点を通る直線上に沿って分光結晶を移動させる直線集光型分光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線マイクロアナライザ等の装置に用いられる分光器は、試料上の分析点に電子ビーム等を照射し、分析点から放出されるＸ線を分光結晶によって分光し、分光したＸ線を検出器に入射する装置であり、特性Ｘ線のスペクトル分析等に用いられている。
【０００３】
この分光器として直線集光型分光器が知られている。この直線集光型分光器は、図６に示すように、試料上の分析点１０３と分光結晶１０２と検出器１０４を同一のローランド円１０１上に配置し、分光結晶１０２に対するＸ線の入射角度θと検出器１０４へのＸ線の出射角度θを等角度とし、又、分析点１０３から放出されるＸ線の取り出し方向を常に一定状態でＸ線の分光を行うために、分析点１０３を通る一つの直線に沿って移動させている。なお、このとき分析結晶１０２自体を回動させることによって分析結晶１０２に入射するＸ線の入射角度を変え、これによって、分光結晶１０２に対するＸ線の入射角度θと検出器１０４へのＸ線の出射角度θを等角度としている。
【０００４】
従来の直線集光型分光器は、分析点と分光結晶および検出器の間の関係を維持するために、図７に示すようなリンク機構によって、分光結晶が分析点を通る直線に沿って移動するように案内を行っている。
【０００５】
図７において、ｙ方向は電子ビームの入射方向であり、Ｘ方向は分光結晶が直線移動する方向を示している。従来の直線集光型分光器は、ローランド円の半径を半径とする円弧状リンク１４と、分析点Ｏを通るＸ方向の直線軸上に設けた駆動軸１５と、分析点Ｏを通り駆動軸１５に対して円弧状リンク１４の中心角２βの半分の角度βを成す方向に伸びた直線ガイド１３とを備え、円弧状リンク１４の一端は駆動軸１５に沿って移動し、他端は直線ガイド１３に沿って従動する。分光結晶部１２は駆動軸１５上に回動可能に取り付けられ、又、検出器１６は円弧状リンク１４上に移動および回動可能に取り付けられる。なお、検出器１６の円弧状リンク１４上の位置は、図示しないリンク機構によって、分光結晶部１２に対するＸ線の入射角度と分光結晶部１２から検出器１６へのＸ線の出射角度が等角度となるように変更される。
【０００６】
従って、駆動軸１５の駆動によって分光結晶部１２が駆動軸１５上を移動すると、円弧状リンク１４の一端は駆動部材１７と共に直線ガイド１３上を移動し、円弧状リンク１４の他端は直線ガイド１３に沿った案内部材１８のスライドによって移動する。これによって、分光結晶部１２の位置にかかわらず、分析点Ｏと分光結晶部１２と検出器１６の間の関係は維持される。なお、図７中の分光結晶部１２ａ，１２ｂ、円弧状リンク１４ａ，１４ｂ、検出器１６ａ，１６ｂ、駆動部材１７ａ，１７ｂ、および案内部材１８ａ，１８ｂに示す符号ａ，ｂは、移動状態を表している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の分光器は、円弧状リンクの駆動軸上に分光結晶が設けられた構成であるため、分光結晶部の周囲に分光結晶の角度を定める設定するための機構や、円弧状リンクを駆動させるための機構等が集中した構成となっている。そのため、分光結晶部の厚さが増し、これにより分光器自体の厚さも増すになる。図８は従来の分光器の分光結晶部の回りの構成を説明するための図であり、図７の駆動軸の部分をｙ−Ｘ平面の水平面方向から見た図である。
【０００８】
図８において、駆動部２０によって駆動軸１５が駆動されると、駆動部材１７は駆動軸１５に沿って移動する。駆動部７には分光結晶部１２および円弧状リンク１４に一端が軸２４によって取り付けられ、分光結晶部１２は駆動軸１５上を移動すると共に回動し、又、円弧状リンク１４は案内溝１９に沿って検出器１６を移動させる。従って、従来の分光器の分光結晶部は、分光結晶を回動させるための機構とリンク駆動のための駆動機構が重なる構成であるため、分光結晶部の厚さが増すことになる。
【０００９】
一般に、Ｘ線マイクロアナライザ等の装置では、スペクトル分析の範囲を広げるために、分光波長が異なる複数個の分光器を入射ビームの周囲に配置する構成としているが、分光器の厚さが増すと、配置する分光器の個数が制限され、スペクトル分析の範囲が狭まるという問題が発生する。
また、上記したように、分光器を構成する機構の設置空間は狭いため、分光結晶の周囲に各種の機構を集中させると、各機構に十分な機械的強度を持たせることが困難となり、分光精度の保持が困難となるという問題も発生する。
【００１０】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、分光器の厚さを薄くすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、分光結晶が移動する軸上に駆動軸を設けない構成とすることによって、分光結晶の周囲における機構の集中を防ぎ、これによって、分光器の厚さを薄くするものである。
本発明は、分光結晶の周囲における機構の集中を防ぐ構成とするために、分析点を通る直線軸上を移動する分光結晶によって分光したＸ線を検出器で検出する分光器において、ローランド円の半径を半径とし駆動軸によって駆動する円弧状円弧状リンクと、円弧状リンクの第１端部と分光結晶の移動を直線方向に規制する直線状の第１軸と、円弧状リンクの第２端部の移動を直線方向に規制する直線状の第２軸とを備え、第１軸と第２軸の成す角度の２倍を円弧状リンクの中心角とし、分光結晶が移動する第１軸と円弧状リンクを駆動するための駆動軸とを異なる軸上に形成する構成とし、これによって、分光結晶が移動する軸上に駆動軸を設けない構成とし、分光結晶の周囲における機構の集中を防いで分光器の厚さを薄くするものである。
【００１２】
本発明の実施の態様は、円弧状リンクを駆動するための駆動軸を、円弧状リンクの第２端部の移動を直線方向に規制する直線状の第２軸の軸上とするものであり、これによって、分光結晶の移動軸と駆動軸とを異なる軸上に形成する。
【００１３】
本発明の分光器によれば、円弧状リンクの駆動軸を駆動すると、円弧状リンクのリンク動作によって、円弧状リンクの第１端部および第２端部は第１軸上および第２軸上を直線移動する。分光結晶は第１軸を直線ガイドとして直線方向に移動する。このとき、分光結晶を第１軸上で回動させると共に、検出器を円弧状リンク上で変位させることによって、分光結晶に対する入射角度と検出器に対する出射角度を等角度に合わせる。
【００１４】
従って、本発明によれば、円弧状リンクを駆動するための駆動軸と分光結晶を直線移動させる軸とを異なる軸上に形成することによって、分光結晶が移動する軸上に駆動軸を設けない構成とすることができ、分光器の厚さを薄くすることができる。
【００１５】
又、本発明によれば、分光器の厚さを薄くすることによって、配置する分光器の個数を増加し、スペクトル分析の範囲を拡大することができ、又、分光器を構成する機構を分散化させることによって、分光器の各機構に十分な機械的強度を持たせることができ、容易な分光精度の保持が可能となる。
又、本発明によれば、分光結晶が移動する軸と異なる軸上において、分光結晶を移動させる駆動動作を行うことによって、分光器により求める分光波長の分解能を高めることができ、特に長波長側における分光波長の分解能を高めることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の実施の形態の構成例について、図１の本発明の分光器の実施形態を説明する概略図を用いて説明する。
なお、以下に示す構成例では、円弧状リンクを駆動するための駆動軸を、円弧状リンクの第２端部の移動を直線方向に規制する直線状の第２軸の軸上とする構成とすることによって、分光結晶が移動する軸と円弧状リンクを駆動する駆動軸とを異なる軸上に形成する構成を実現する場合について説明する。又、図１において、ｙ方向は電子ビームの入射方向であり、Ｘ方向は分光結晶が直線移動する方向を示している。
図１において、分光器１は、ローランド円の半径を半径とする円弧状リンク４と、分析点Ｏを通るＸ方向の直線軸上に設けた直線ガイド３と、分析点Ｏを通り直線ガイド３に対して円弧状リンク４の中心角２βの半分の角度βを成す方向に伸びた駆動軸５とを備え、円弧状リンク４の一端は駆動軸５に沿って移動し、他端は直線ガイド３に沿って従動する。
【００１７】
分光結晶部２は直線ガイド３上に回動可能に取り付けられ、検出器６は円弧状リンク４上に移動および回動可能に取り付けられる。又、円弧状リンク４と直線ガイド３との連結は、円弧状リンク４の一端に設けた案内部材（図に示していない）を直線ガイド３に対し軸方向にスライド可能に取り付けることにより行うことができ、円弧状リンク４と駆動軸５との連結は、円弧状リンク４の他端に設けた駆動部材５１を駆動軸５に対し軸方向に螺合させることにより行うことができる。
なお、検出器６の円弧状リンク４上の位置は、図示しないリンク機構によって、分光結晶部２に対するＸ線の入射角度と分光結晶部２から検出器６へのＸ線の出射角度が等角度となるように変更される。
【００１８】
従って、図示する構成では、直線ガイド３は、円弧状リンク４の第１端部と分光結晶の移動を直線方向に規制する直線状の第１軸を構成し、駆動軸５は円弧状リンクの第２端部の移動を直線方向に規制する直線状の第２軸および円弧状リンクを駆動するための駆動軸を兼ねた軸を構成している。又、図１に示す分光器の構成は、前記図７に示した従来の分光器において、駆動軸と直線ガイドとを入れ換えた構成であり、これによって、分光結晶部が移動する軸上に駆動軸を設けない構成とすることができる。
【００１９】
図示しない駆動装置により駆動軸５を回転運動させると、該駆動軸５と螺合する駆動部材５１は駆動軸５の軸方向に直線移動する。駆動部材５１が駆動軸５の軸方向に直線移動すると、円弧状リンク４の一端は駆動部材５１と共に移動し、リンク動作によって、円弧状リンク４の他端は案内部材（図に示していない）が直線ガイド３に沿ってスライドする。この案内部材のスライドによって、案内部材の取り付けられた分光結晶部材は直線ガイド３の軸方向に直線移動する。これによって、分光結晶部２の位置にかかわらず、分析点Ｏと分光結晶部２と検出器６の間の関係は維持される。
【００２０】
図１中の分光結晶部２ａ，２ｂ、円弧状リンク４ａ，４ｂ、駆動部材５ａ，５ｂ、および検出器６ａ，６ｂに示す符号ａ，ｂは移動状態を表しており、駆動軸５の駆動によって駆動部材５ａを駆動部材５ｂの位置に移動させると、円弧状リンク４ａは円弧状リンク４ｂの位置に変位し、分光結晶部２ａは分光結晶部２ｂの位置に移動する。
【００２１】
図２は本発明の分光器の分光結晶部の回りの構成を説明するための図であり、図１の直線ガイドの部分をｙ−Ｘ平面の水平面方向から見た図である。図２において、分光結晶部２は軸２４等の取り付け部材によって案内部材３１に取り付けられ、更に、案内部材３１は直線ガイド３に対して摺動可能に取り付けられる。直線ガイド３上の分光結晶部２の位置は、案内部材３１に取り付けられた円弧状リンク４によるリンク動作によって、駆動軸５上の駆動部材５１の位置で定められる。
【００２２】
駆動軸５の駆動によって駆動部材５１が駆動軸の軸方向に移動すると、円弧状リンク４の他端に取り付けられた案内部材３１は、円弧状リンク４のリンク動作によって直線ガイド３をスライドして移動する。
なお、円弧状リンク４には案内溝４１が形成され、検出器６は図示しないリンク機構によって、分光結晶に対する入射角度と検出器に対する出射角度が等角度となる位置に移動する。又、図示する分光結晶部２は、第１分光結晶２１と第２分光結晶２２を交換可能に備え、分光波長に応じて切り換え可能としている。
【００２３】
前記図８に示す従来の分光器の分光結晶部では、分光結晶を回動させるための機構とリンク駆動のための駆動機構が重なった構成である。これに対して、図１，２に示す本発明の分光器の分光結晶部は、リンク駆動のための駆動機構の分だけ厚さを薄く形成することができる。
【００２４】
次に、本発明の分光器による分光波長の分解能について説明する。本発明の分光器によれば、分光波長の分解能が高めることができ、特に長波長側における分光波長の分解能を高めることを示す。
図３は本発明の分光器の分光結晶部の直線移動を説明するための図である。図３において、分光結晶部２Ａ，２Ｂ，２Ｃは直線ガイド３の軸上にあり、円弧状リンク４Ａ，４Ｂ，４Ｃの一端は該直線ガイド３に沿って移動し、他端は駆動軸５の軸上を移動する。又、検出器は円弧状リンク４Ａ，４Ｂ，４Ｃ上を変位する。例えば、分光結晶部２Ｂが直線ガイド３上の点ｔにある場合には、円弧状リンク４Ｂの一端は点ｔに位置し、他端は駆動軸５の軸上の点ｑに位置する。又、検出器は、図示しないリンク機構によって円弧状リンク４Ｂ上の点ｐに位置する。
【００２５】
従って、駆動軸５上で円弧状リンク４の端部を駆動すると、円弧状リンクのリンク動作によって分光結晶の直線ガイド３上で直線移動を行うことになり、直線ガイド３上の分光結晶の位置は、駆動軸５上での円弧状リンク４の端部の位置で定まる。
【００２６】
次に、本発明の分光器と従来の分光器の比較を行う。図４は本発明の分光器による分光波長の分解能を説明するための図である。
本発明の分光器の構成では、図４において、分析点Ｏと駆動軸５の軸上の点ｑとの距離をＬとすると、分析点Ｏと分光結晶部の直線ガイド３上の点ｔとの距離は、
Ｌcosβ＋（４Ｒ2sin2β−Ｌ2sin2β）1/2                        …（１）
で表される。ここで、分析結晶の面間隔をＤとし、ローランド円の半径をＲとすると、分光器により求められる波長λは、
λ＝Ｄ（Ｌcosβ＋（４Ｒ2sin2β−Ｌ2sin2β）1/2）／Ｒ          …（２）
で表される。
【００２７】
また、図５は従来の分光器による分光波長の分解能を説明するための図である。従来の分光器の構成では、図５において、分析点Ｏと分光結晶部の直線ガイド３上の点ｔとの距離をｌとし、分析結晶の面間隔をＤとし、ローランド円の半径をＲとすると、従来の分光器により求められる波長λは、
λ＝Ｄｌ／Ｒ                                                  …（３）
で表される。
【００２８】
上記式（２）における分光波長の分解能は、駆動軸による駆動量Ｌに対する分光結晶の移動量（Ｌcosβ＋（４Ｒ2sin2β−Ｌ2sin2β）1/2）の変化ｄ（Ｌcosβ＋（４Ｒ2sin2β−Ｌ2sin2β）1/2）／ｄＬによって求めることができ、又、上記式（３）における分光波長の分解能は、分光結晶の移動量ｌの変化ｄｌ／ｄｌによって求めることができる。
【００２９】
両移動量の変化を比較すると、
0003952330.tif 000002
の関係がある。従って、本発明の分光器によれば、駆動軸による駆動量Ｌに対して分光結晶での移動量を小さくすることができ、分光結晶の微小移動によって分光波長の分解能を高めることができる。
【００３０】
又、上記式（１）および図３によれば、分析点Ｏと駆動軸５の軸上の点ｑとの距離をＬが小さい場合は長波長側の分光結晶位置（例えば、図３中の分光結晶２Ｃ）に対応しており、長波長側ほど駆動軸上の駆動量Ｌに対する分光結晶の移動量は小さくなり、より高い分解能を得ることができる。
【００３１】
従って、本発明の実施の形態によれば、円弧状リンクを駆動する駆動軸を、円弧状リンクの端部の移動を直線方向に規制する直線状の軸上であって、分光結晶が移動する軸と異なる軸上とするものであり、これによって、分光結晶の移動軸と駆動軸とを異なる軸上に形成して、分光結晶が移動する軸上に駆動軸を設けない構成とし、分光器の厚さを薄くすることができる。
【００３２】
又、本発明の実施の形態によれば、分光器の厚さを薄くすることによって、配置する分光器の個数を増加し、スペクトル分析の範囲を拡大することができ、又、分光器を構成する機構を分散化させることによって、分光器の各機構に十分な機械的強度を持たせることができ、容易な分光精度の保持が可能となる。
【００３３】
又、本発明の実施の形態によれば、分光結晶が移動する軸と異なる軸上において、分光結晶を移動させる駆動動作を行うことによって、分光器により求める分光波長の分解能を高めることができ、特に長波長側における分光波長の分解能を高めることができる。
【００３４】
上記説明では、円弧状リンクを駆動する駆動軸を、円弧状リンクの端部の移動を直線方向に規制する直線状の軸上であって、分光結晶が移動する軸と異なる軸上とする構成としているが、この構成に限らず、分光結晶が移動する軸と円弧状リンクを駆動するための駆動軸とを異なる軸上に形成する構成によって、同様の効果を奏することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分光器によれば、分光器の厚さを薄くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分光器の実施形態を説明する概略図である。
【図２】本発明の分光器の分光結晶部の回りの構成を説明するための図である。
【図３】本発明の分光器の分光結晶部の直線移動を説明するための図である。
【図４】本発明の分光器による分光波長の分解能を説明するための図である。
【図５】従来の分光器による分光波長の分解能を説明するための図である。
【図６】分光器の分析点と分光結晶と検出器との関係を説明するための図である。
【図７】従来の分光器を説明するための概略構成図である。
【図８】従来の分光器の分光結晶部の回りの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１…分光器、２，２ａ，２ｂ，１２…分光結晶部、３，１３…直線ガイド、４，４ａ，４ｂ，１４…円弧状リンク、５，１５…駆動軸、６，６ａ，６ｂ，１６…検出器、１７，５１，５１ａ，５１ｂ…駆動部材、１９，４１…、案内溝２１，２２…分光結晶、２３…支持部材、２４…軸、３１…案内部材。
【図１】
0003952330.tif 000003
【図２】
0003952330.tif 000004
【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】
0003952330.tif 000009
【図８】
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