(57)【要約】【課題】  蛍光Ｘ線分析において試料測定の作業性を向上させることができると共にミスの発生を抑制することができるＸ線分析用試料板及び蛍光Ｘ線分析装置を提供すること。【解決手段】  蛍光Ｘ線分析装置で分析を行う際の試料Ｓが固定されたＸ線分析用試料板１であって、試料と、試料を支持する板状本体２とを備え、板状本体が、少なくとも試料に関する情報を符号化して表示したコード表示部３を有している。また、蛍光Ｘ線分析装置は、試料に対して一次Ｘ線を照射するＸ線管球と、一次Ｘ線を照射された試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、Ｘ線分析用試料板を設置する試料台と、コード表示部を撮像する撮像手段と、撮像手段で撮像したコード表示部に基づいて符号化されているコード表示部の情報を復号化するコード処理部とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光Ｘ線分析装置で分析を行う際の試料が固定されたＸ線分析用試料板であって、
前記試料を支持する板状本体を備え、
前記板状本体が、少なくとも前記試料に関する情報を符号化して表示したコード表示部を有していることを特徴とするＸ線分析用試料板。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線分析用試料板において、
前記コード表示部が、二次元コードで表示されていることを特徴とするＸ線分析用試料板。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＸ線分析用試料板において、
前記試料が、元素の定量分析を行うために用いる標準物質である場合に、
前記コード表示部が、前記標準物質の元素濃度情報を含んでいることを特徴とするＸ線分析用試料板。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のＸ線分析用試料板において、
前記試料が、膜厚の測定を行うために用いる膜厚標準箔である場合に、
前記コード表示部が、前記膜厚標準箔の厚さ情報を含んでいることを特徴とするＸ線分析用試料板。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のＸ線分析用試料板において、
前記コード表示部が、前記板状本体の表面と裏面との両方に表示されていることを特徴とするＸ線分析用試料板。
【請求項６】
試料に対して一次Ｘ線を照射するＸ線管球と、
前記一次Ｘ線を照射された前記試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、
請求項１から５のいずれか一項に記載のＸ線分析用試料板を設置する試料台と、
前記コード表示部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した前記コード表示部に基づいて符号化されている前記コード表示部の情報を復号化するコード処理部とを備えていることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項７】
請求項６に記載の蛍光Ｘ線分析装置において、
前記試料台を移動可能な試料台移動機構と、
前記試料台移動機構を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記撮像手段で撮像した際の前記コード表示部の位置に応じて前記試料台移動機構により前記試料台を移動させ前記Ｘ線分析用試料板の前記試料を前記一次Ｘ線のＸ線照射領域まで移動させることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の蛍光Ｘ線分析装置において、
種々の情報を表示可能なディスプレイ部を備え、
前記試料が、元素の定量分析を行うために用いる標準物質である場合に、前記コード表示部が標準物質であることを示す情報を含み、
前記制御部が、標準物質の元素濃度を測定する際に、前記コード処理部で復号化した情報に前記標準物質であることを示す情報がない場合に警告を前記ディスプレイ部に表示することを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質の検出等が可能で製品のスクリーニング等に使用される蛍光Ｘ線分析を行う際に、標準物質等の試料の測定に用いられるＸ線分析用試料板及び蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光Ｘ線分析は、Ｘ線管球から出射されたＸ線を試料に照射し、試料から放出される蛍光Ｘ線をＸ線検出器で検出し、それらの強度の関係から試料の組成に関する定性分析若しくは濃度や膜厚などの定量分析を行うものである。この蛍光Ｘ線分析は、試料を非破壊で迅速に分析可能なため、工程・品質管理などで広く用いられている。近年では、高精度化・高感度化が図られて微量測定が可能になり、特に材料や複合電子部品などに含まれる有害物質の検出を行う分析手法として普及が期待されている。
【０００３】
通常、蛍光Ｘ線分析装置により元素の定量分析を行う際には、標準物質を複数測定し、蛍光Ｘ線強度と元素濃度との間の関係を検量線によって校正する必要がある（例えば、特許文献１参照）。同じ標準物質でも、装置の経時変化によって強度が変化するため、定期的に標準物質を測定し直し、未知試料の定量濃度が変化しないように、検量線を更新する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上述したように検量線を更新するため、ユーザは定期的に複数の標準物質を測定する作業を行うが、この作業は標準物質が多い場合には負荷が大きく、試料の取り違えのミスを誘発しやすいという問題があった。また、標準物質の作製時には、濃度値のばらつきが生じるため、狙った濃度を完全に実現できるわけではない。例えば、１００ｐｐｍの濃度を狙って作っても、１０１ｐｐｍや９９ｐｐｍのものができる可能性がある。この実測値は製造時に標準物質に対してラベル付けされるが、装置のソフトウェア上で検量線として成立させるためには、ばらついた結果の濃度をユーザが手入力しなくてはならない。さらに、標準物質によっては、複数の検量線で同じ標準物質を使うケースがあり、このような場合には同じ値を２回以上入力しないと、すべての検量線が更新できない場合がある。検量線の更新のときに測定する標準物質はほぼ一定で、単調な作業であることに加え、入力ミスがあった場合には、その場で装置が自動的に検出する手段がなく、誤った分析値を出力するような検量線を作成して運用してしまう可能性があることから、作業者の負担を軽減すると共にミスを減らす方法が望まれている。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、蛍光Ｘ線分析において試料測定の作業性を向上させることができると共にミスの発生を抑制することができるＸ線分析用試料板及び蛍光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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るＸ線分析用試料板は、蛍光Ｘ線分析装置で分析を行う際の試料が固定されたＸ線分析用試料板であって、前記試料を支持する板状本体を備え、前記板状本体が、少なくとも前記試料に関する情報を符号化して表示したコード表示部を有していることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析用試料板では、板状本体が、少なくとも試料に関する情報を符号化して表示したコード表示部を有しているので、コード表示部を装置側のカメラ等で撮影し装置等で復号化することで、自動的に試料に関する情報を読み込むことが可能になる。
【０００８】
第２の発明に係るＸ線分析用試料板は、第１の発明において、前記コード表示部が、二次元コードで表示されていることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析用試料板では、コード表示部が、二次元コードで表示されているので、一次元コードのバーコード等に比べて多くの情報を含めることが可能になる。
【０００９】
第３の発明に係るＸ線分析用試料板は、第１又は第２の発明において、前記試料が、元素の定量分析を行うために用いる標準物質である場合に、前記コード表示部が、前記標準物質の元素濃度情報を含んでいることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析用試料板では、コード表示部が、標準物質の元素濃度情報を含んでいるので、標準物質の製造時の濃度ばらつきを実測した元素濃度情報を自動的に装置に読み込むことができ、検量線の作成及び更新を容易に行うことが可能になる。
【００１０】
第４の発明に係るＸ線分析用試料板は、第１又は第２の発明において、前記試料が、膜厚の測定を行うために用いる膜厚標準箔である場合に、前記コード表示部が、前記膜厚標準箔の厚さ情報を含んでいることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析用試料板では、コード表示部が、実測した膜厚標準箔の厚さ情報を含んでいるので、膜厚標準膜の厚さ情報を自動的に装置に読み込むことが可能になる。
【００１１】
第５の発明に係るＸ線分析用試料板は、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記コード表示部が、前記板状本体の表面と裏面との両方に表示されていることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析用試料板では、コード表示部が、板状本体の表面と裏面との両方に表示されているので、上面照射型の蛍光Ｘ線分析装置と下面照射型の蛍光Ｘ線分析装置との両方でコード表示部に含まれた情報を読み取ることができる。
【００１２】
第６の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、試料に対して一次Ｘ線を照射するＸ線管球と、前記一次Ｘ線を照射された前記試料から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、第１から第５の発明のいずれかのＸ線分析用試料板を設置する試料台と、前記コード表示部を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像した前記コード表示部に基づいて符号化されている前記コード表示部の情報を復号化するコード処理部とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この蛍光Ｘ線分析装置では、撮像手段で撮像したコード表示部に基づいて符号化されているコード表示部の情報を復号化するコード処理部を備えているので、Ｘ線分析用試料板の試料についての情報を装置に自動的に読み込むことが可能になる。
【００１３】
第７の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、第６の発明において、前記試料台を移動可能な試料台移動機構と、前記試料台移動機構を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記撮像手段で撮像した際の前記コード表示部の位置に応じて前記試料台移動機構により前記試料台を移動させ前記Ｘ線分析用試料板の前記試料を前記一次Ｘ線のＸ線照射領域まで移動させることを特徴とする。
すなわち、この蛍光Ｘ線分析装置では、制御部が、撮像手段で撮像した際のコード表示部の位置に応じて試料台移動機構により試料台を移動させＸ線分析用試料板の試料を一次Ｘ線のＸ線照射領域まで移動させるので、コード表示部をアライメントマーカーとして用いることで、Ｘ線照射領域に試料を自動的に移動させて位置合わせを行うことができる。
【００１４】
第８の発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、第６又は第７の発明において、種々の情報を表示可能なディスプレイ部を備え、前記試料が、元素の定量分析を行うために用いる標準物質である場合に、前記コード表示部が、標準物質であることを示す情報を含み、前記制御部が、標準物質の元素濃度を測定する際に、前記コード処理部で復号化した情報に前記標準物質であることを示す情報がない場合に警告を前記ディスプレイ部に表示することを特徴とする。
すなわち、この蛍光Ｘ線分析装置では、制御部が、標準物質の元素濃度を測定する際に、コード処理部で復号化した情報に標準物質であることを示す情報がない場合に警告をディスプレイ部に表示するので、標準物質のＸ線分析用試料板ではなく他のＸ線分析用試料板を間違えてセットして分析しようとした場合でも、制御部が警告を表示することでミスを未然に防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るＸ線分析用試料板及び蛍光Ｘ線分析装置によれば、板状本体が、少なくとも試料に関する情報を符号化して表示したコード表示部を有しているので、コード表示部を装置側のカメラ等で撮影し装置等で復号化することで、自動的に試料に関する情報を読み込むことが可能になる。したがって、標準物質等の試料について新規購入時の濃度値入力や検量線の更新時の作業者の負担を軽減することができると共に、ミスの発生を防止することができる。さらに、重複した検量線の標準物質を繰り返し測定しなくても済むようになり、作業時間の短縮を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るＸ線分析用試料板及び蛍光Ｘ線分析装置の一実施形態を示す平面図（ａ）及び下面図（ｂ）である。
【図２】本実施形態において、蛍光Ｘ線分析装置を示す全体構成図である。
【図３】本実施形態において、カメラの視野範囲とＸ線ビームの照射範囲とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係るＸ線分析用試料板及び蛍光Ｘ線分析装置の一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１８】
本実施形態のＸ線分析用試料板１は、図２に示すように、蛍光Ｘ線分析装置１０で分析を行う際の試料Ｓが固定されたＸ線分析用試料板であって、図１に示すように、試料Ｓと、試料Ｓを支持する板状本体２とを備えている。
上記板状本体２は、少なくとも試料Ｓに関する情報を符号化して表示したコード表示部３を有している。
【００１９】
上記コード表示部３は、板状本体２の表面側及び裏面側の両方に表示されている。また、表面側のコード表示部３は、板状本体２の情報記載領域４内に表示されている。情報記載領域４には、試料Ｓが標準物質である旨及びその元素名及びサンプル番号等の識別文字列が表示されている。
情報記載領域４の識別文字列及びコード表示部３は、ラベル印刷されて板状本体２に貼り付けられている。
【００２０】
上記試料Ｓは、長方形状とされた板状本体２の上部の円形孔に嵌め込まれた円板状とされている。
上記コード表示部３は、いわゆるＱＲコード（登録商標）と呼ばれる二次元コードで表示されている。なお、コード表示部３として、二次元コードが好ましいが、一次元コードであるバーコードを採用しても構わない。
このコード表示部３は、板状本体２に嵌め込まれた試料Ｓの位置に対して一定の距離及び角度の位置に表示されている。
【００２１】
上記試料Ｓは、元素の定量分析を行うために用いる標準物質である場合、コード表示部３は、標準物質の元素濃度情報を含んでいる。また、試料Ｓが、元素の定量分析を行うために用いる標準物質である場合は、コード表示部３は、標準物質であることを示す情報を含んでいる。
【００２２】
また、上記試料Ｓが、膜厚の測定を行うために用いる膜厚標準箔である場合、コード表示部３は、膜厚標準箔の厚さ情報を含んでいる。
なお、コード表示部３は、上記濃度情報や膜厚情報の他に、標準物質である旨や試料Ｓの元素名、サンプル番号（シリアル番号）等の識別文字列、作製日時、有効期限、元素の組成比等の複数の情報が符号化されて含まれていても構わない。
【００２３】
また、本実施形態の蛍光Ｘ線分析装置１０は、図２に示すように、試料Ｓに対して一次Ｘ線Ｘ１を照射するＸ線管球１１と、一次Ｘ線Ｘ１を照射された試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線Ｘ２を検出する検出器１２と、上記Ｘ線分析用試料板１を設置する試料台１３と、コード表示部３を撮像する撮像手段１４と、撮像手段１４で撮像したコード表示部３に基づいて符号化されているコード表示部３の情報を復号化するコード処理部１５と、試料台１３を移動可能な試料台移動機構１６と、試料台移動機構１６を制御する制御部Ｃと、撮像手段１４により撮影された画像や種々の情報を表示可能なディスプレイ部１７とを備えている。
なお、この蛍光Ｘ線分析装置１０は、Ｘ線分析用試料板１の下面側（裏面側）から一次Ｘ線Ｘ１を試料Ｓに照射する下面照射型の蛍光Ｘ線分析装置である。
【００２４】
上記制御部Ｃは、撮像手段１４で撮像した際のコード表示部３の位置に応じて試料台移動機構１６により試料台１３を移動させＸ線分析用試料板１の試料Ｓを一次Ｘ線Ｘ１のＸ線照射領域ＸＡまで移動させる機能を有している。
また、制御部Ｃは、標準物質の元素濃度を測定する際に、コード処理部１５で復号化した情報に標準物質であることを示す情報がない場合に警告をディスプレイ部１７を表示する機能を有している。
【００２５】
上記Ｘ線管球１１は、一次Ｘ線Ｘ１を照射可能なＸ線管球であって、管球内のフィラメント（陰極）から発生した熱電子ｅが、フィラメント（陰極）とターゲット（陽極）２ｂとの間に印加された電圧により加速されターゲットのＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）などに衝突して発生したＸ線を一次Ｘ線Ｘ１としてベリリウム箔などの窓から出射するものである。
【００２６】
上記検出器１２は、半導体検出素子（例えば、ｐｉｎ構造ダイオードであるＳｉ（シリコン）素子）（図示略）を備え、Ｘ線光子１個が入射すると、このＸ線光子１個に対応する電荷を発生させ、後段に接続された前置増幅器によりＸ線光子のエネルギーと入射タイミングとの情報を含んだ電圧信号を出力するように設定されている。
【００２７】
上記撮像手段１４は、一次Ｘ線Ｘ１を照射して測定を行う部位を特定するためのＣＣＤ等の試料観察用カメラであり、その撮像した画像の中央が測定点となる。また、撮像手段１４は、撮像した画像を制御部Ｃ及びコード処理部１５へ送る機能を有している。
上記試料台移動機構１６は、ＸＹＺの３軸を駆動する電動ステージである。なお、ＸＹは、水平方向であり、Ｚは鉛直方向である。
【００２８】
上記制御部Ｃは、Ｘ線管球１１、検出器１２、試料台移動機構１６、撮像手段１４及びディスプレイ部１７に接続され、これらも制御するＣＰＵ等で構成されたコンピュータである。
なお、本実施形態の蛍光Ｘ線分析装置１０は、検出器１２に接続され検出器１２からの信号を分析する分析器（図示略）を備えている。この分析器は、上記信号から電圧パルスの波高を得てエネルギースペクトルを生成する波高分析器（マルチチャンネルパルスハイトアナライザー）である。
【００２９】
次に、本実施形態の蛍光Ｘ線分析装置１０による試料Ｓの情報の読み取り方法について、標準物質を測定する場合で説明する。
【００３０】
まず、操作者は、測定したい標準物質の試料Ｓを固定したＸ線分析用試料板１を試料台１３に設置し、制御部Ｃによって試料台移動機構１６を操作してコード表示部３が撮像手段１４の視野範囲ＣＡに入るように位置を決める。なお、試料Ｓとコード表示部３とが同じ視野範囲ＣＡ内に収めることができない場合には、撮像手段１４によってコード表示部３の位置を計測することにより、測定点へと自動的に試料台１３を相対移動させてから、測定を行う。すなわち、測定実行操作を行うと、撮像手段１４が撮像したコード表示部３の画像に基づいて、制御部Ｃが試料Ｓに対するコード表示部３の位置と角度とを読み取り、試料台移動機構１６を制御して試料台１３を移動させ、図３に示すように、Ｘ線照射領域ＸＡを測定点へと自動的に移動させる。
【００３１】
また、撮像されたコード表示部３の画像に基づいてコード処理部１５がコード表示部３の符号化された情報を復号化し、含まれている元素濃度情報と識別文字列との各種情報を読み取り、制御部Ｃがこれら情報をディスプレイ部１７に表示する。また、制御部Ｃは、これら情報を、記憶されている標準物質テーブルにおいて更新する対象のデータを識別するためや検量線を作製するときの情報として用いる。この際、コード表示部３に含まれている標準物質の識別文字列から、複数の検量線で同じ標準物質を使用している場合は、１回の測定で複数の検量線を更新することができる。
【００３２】
なお、復号化した情報の中に標準物質であることを示す情報が含まれていない場合、制御部Ｃは、標準物質でない試料ＳのＸ線分析用試料板１を間違えてセットしてしまっていることをディスプレイ部１７に表示して警告する。なお、この際に、同時に警告音を発生させても構わない。
【００３３】
このように本実施形態のＸ線分析用試料板１では、板状本体２が、少なくとも試料Ｓに関する情報を符号化して表示したコード表示部３を有しているので、コード表示部３を装置側の撮像手段１４で撮影し復号化することで、自動的に試料Ｓに関する情報を読み込むことが可能になる。
特に、コード表示部３が、二次元コードで表示されているので、一次元コードのバーコード等に比べて多くの情報を含めることが可能になる。
【００３４】
また、コード表示部３が、標準物質の元素濃度情報を含んでいるので、標準物質の製造時の濃度ばらつきを実測した元素濃度情報を自動的に装置に読み込むことができ、検量線の作成及び更新を容易に行うことが可能になる。
なお、コード表示部３が、膜厚標準箔の厚さ情報を含んでいる場合は、膜厚標準膜の厚さ情報を自動的に装置に読み込むことが可能になる。
【００３５】
本実施形態の蛍光Ｘ線分析装置１０では、撮像手段１４で撮像したコード表示部３に基づいて符号化されているコード表示部３の情報を復号化するコード処理部１５を備えているので、Ｘ線分析用試料板１の試料Ｓについての情報を装置に自動的に読み込むことが可能になる。
また、制御部Ｃが、撮像手段１４で撮像した際のコード表示部３の位置に応じて試料台移動機構１６により試料台１３を移動させＸ線分析用試料板１の試料Ｓを一次Ｘ線Ｘ１のＸ線照射領域ＸＡまで移動させるので、コード表示部３をアライメントマーカーとして用いることで、Ｘ線照射領域ＸＡに試料Ｓを自動的に移動させて位置合わせを行うことができる。
【００３６】
さらに、制御部Ｃが、標準物質の元素濃度を測定する際に、コード処理部１５で復号化した情報に標準物質であることを示す情報がない場合に警告をディスプレイ部１７に表示するので、標準物質のＸ線分析用試料板１ではなく他のＸ線分析用試料板１を間違えてセットして分析しようとした場合でも、制御部Ｃが警告を表示することでミスを未然に防ぐことができる。
【００３７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３８】
例えば、上記実施形態では、波高分析器でＸ線のエネルギーと強度とを測定するエネルギー分散方式の蛍光Ｘ線分析装置に適用したが、蛍光Ｘ線を分光結晶により分光し、Ｘ線の波長と強度を測定する波長分散方式の蛍光Ｘ線分析装置に適用しても構わない。
また、上記撮像手段では、視野範囲が狭くコード表示部と試料とを同時に撮像することができなかったが、コード表示部と試料とを同時に撮像することができる広めの視野範囲に設定された撮像手段を用いても構わない。
【００３９】
また、上記コード表示部は、ラベル印刷されたものを貼り付けたが、レーザ刻印など蛍光Ｘ線に影響しない方法で板状本体にマーキングしても構わない。
さらに、ミラー光学系で一つの視野にＸ線照射領域とコード表示部とを同時に収めるようにしても構わない。
【符号の説明】
【００４０】
１…Ｘ線分析用試料板、２…板状本体、３…コード表示部、１０…蛍光Ｘ線分析装置、１１…Ｘ線管球、１２…検出器、１３…試料台、１４…撮像手段、１５…コード処理部、１６…試料台移動機構、１７…ディスプレイ部、Ｃ…制御部、Ｓ…試料、Ｘ１…一次Ｘ線、Ｘ２…蛍光Ｘ線、ＸＡ…Ｘ線照射領域
【図１】
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【図２】
2016017823.tif 000004
【図３】
2016017823.tif 000005