(57)【要約】【課題】一次Ｘ線の照射範囲を分析対象領域に応じた最適な大きさに設定することが可能であり、更に、該一次Ｘ線の照射範囲をユーザが適切に把握することができる蛍光Ｘ線分析装置を提供する。【解決手段】Ｘ線源１２で発生した一次Ｘ線を試料４０に照射し、それに応じて試料４０から放出される蛍光Ｘ線をＸ線検出器１３で受けて分析する蛍光Ｘ線分析装置において、Ｘ線源１２と試料４０の間のＸ線光路上に設けられ、開口のサイズを連続的に変更可能なコリメータ３０と、コリメータ３０の開口サイズをユーザが指定するための入力手段２２と、試料４０の被分析面を撮像する撮像手段１４と、現在指定されているコリメータ３０の開口サイズに応じた一次Ｘ線の照射範囲を示すマーカを撮像手段１４によって撮像された試料画像上に重畳して表示する表示手段１９，２０とを設ける。【選択図】図１
2009002795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源で発生した一次Ｘ線を試料に照射し、それに応じて該試料から放出される蛍光Ｘ線をＸ線検出器で受けて分析する蛍光Ｘ線分析装置において、
a) 前記Ｘ線源と試料の間のＸ線光路上に設けられ、開口のサイズを連続的に変更可能なコリメータと、
b) 前記コリメータの開口サイズをユーザが指定するための入力手段と、
c) 前記試料の被分析面を撮像する撮像手段と、
d) 現在指定されているコリメータの開口サイズに応じた一次Ｘ線の照射範囲を示すマーカを前記撮像手段によって撮像された試料画像上に重畳して表示する表示手段と、
を有することを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。
【請求項２】
上記コリメータが、切り欠きを備えた２枚の平板と各平板を上記一次Ｘ線の光軸に直交する面内で移動させる駆動手段とを備え、前記２枚の平板を、切り欠きを対向させた状態でその一部が重なり合うように配置することによって該切り欠きの辺縁で囲まれた開口を形成すると共に、前記駆動手段によって両平板を移動させることにより該開口の大きさを連続的に変化させるものであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光Ｘ線分析装置は、固体試料、粉体試料、又は液体試料に一次Ｘ線を照射し、該一次Ｘ線により励起されて放出される蛍光Ｘ線を検出することによって、その試料に含まれる元素の定性又は定量分析を行うものである。
【０００３】
上記のような蛍光Ｘ線分析装置において、一次Ｘ線を発するＸ線源と試料の載置位置の間に一次Ｘ線ビームを絞るためのコリメータを備えたものがある。このような蛍光Ｘ線分析装置によれば、微小試料を分析する場合や試料上の微小領域を分析する場合などに、目的領域以外からの蛍光Ｘ線の発生を抑えて高いＳ／Ｎ比を達成することができる。前記コリメータは、例えば、径の異なる複数の開口を備えた平板で構成されており、適当な径の開口を選択してＸ線の光軸上に位置させることにより、一次Ｘ線の照射範囲を試料サイズに応じた所定の大きさに制限することができる。
【０００４】
また従来より、蛍光Ｘ線分析装置において、試料室の内部にセットされた試料を観察するための観察機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１等を参照）。該観察機構は、例えば、試料の被分析面に対向する位置に設けられたＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラによって取得された試料画像を表示するモニタで構成され、更に、前記試料画像には、一次Ｘ線の照射中心を示す十字状のマーカが重畳表示される。このような構成によれば、該モニタ上に表示される試料画像及びマーカを参照しながらユーザが試料の位置合わせを行うことにより、一次Ｘ線が確実に試料に照射されるようにすることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開2000-46763号公報（[0011]-[0013]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
蛍光Ｘ線分析において高い分析精度を得るためには、試料上の分析対象領域から逸脱しない範囲でできるだけ広い領域に一次Ｘ線を照射することが望ましい。しかしながら、上記コリメータを備えた従来の蛍光Ｘ線分析装置では、数種類の開口径しか選択できないため、一次Ｘ線の照射範囲を分析対象領域のサイズに応じてきめ細かく設定することができなかった。また、上記のような観察機構を利用して試料の位置合わせを行う場合、ユーザが一次Ｘ線照射の中心位置を確認することはできるものの、コリメータの開口径によって規定される一次Ｘ線の照射範囲を把握することができないため、該一次Ｘ線の照射範囲が分析対象領域に収まっているか否かを確認することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、一次Ｘ線の照射範囲を分析対象領域に応じた最適な大きさに設定することが可能であり、更に、該一次Ｘ線の照射範囲をユーザが適切に把握することができる蛍光Ｘ線分析装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線源で発生した一次Ｘ線を試料に照射し、それに応じて該試料から放出される蛍光Ｘ線をＸ線検出器で受けて分析する蛍光Ｘ線分析装置において、a) 前記Ｘ線源と試料の間のＸ線光路上に設けられ、開口のサイズを連続的に変更可能なコリメータと、b) 前記コリメータの開口サイズをユーザが指定するための入力手段と、c) 前記試料の被分析面を撮像する撮像手段と、d) 現在指定されているコリメータの開口サイズに応じた一次Ｘ線の照射範囲を示すマーカを前記撮像手段によって撮像された試料画像上に重畳して表示する表示手段とを有することを特徴としている。
【０００９】
また、上記本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、上記コリメータが、切り欠きを備えた２枚の平板と各平板を上記一次Ｘ線の光軸に直交する面内で移動させる駆動手段とを備え、前記２枚の平板を、切り欠きを対向させた状態でその一部が重なり合うように配置することによって該切り欠きの辺縁で囲まれた開口を形成すると共に、前記駆動手段によって両平板を移動させることにより該開口の大きさを連続的に変化させるものとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成を有する本発明の蛍光Ｘ線分析装置によれば、上記コリメータの開口サイズを所定の最小値から最大値の間で任意の大きさに設定することができるため、分析対象領域の大きさに応じて一次Ｘ線の照射範囲をきめ細かく設定することができる。また、上記表示手段に表示される試料画像及びマーカを参照することで、現在指定されているコリメータの開口サイズに対応した一次Ｘ線の照射範囲をユーザが適切に把握することができる。
【００１１】
なお、上記コリメータは、その開口サイズを連続的に変化させることができればいかなるものであってもよく、例えばカメラの撮影用レンズの絞りのように多数の絞り板を駆動させて開口サイズを変化させるものとすることも可能であるが、上記のような切り欠きを有する２枚の平板を用いるものとすれば、部品点数を抑えることができると共に駆動機構を簡単にすることができるため、低コストに実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施例に係るエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置の要部構成を示す概略構成図である。
【００１３】
本実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置は、試料４０の下面側からＸ線照射を行う下面照射方式のものであり、試料４０を載置するためのベース板１１の下方には、Ｘ線管１２と全波長帯域のＸ線を取り込み可能な検出器１３が斜め上向きに設置されている。Ｘ線管１２と試料位置との間にはコリメータ３０が配置されており、Ｘ線管１２から放出された一次Ｘ線はコリメータ３０によって所定の径に絞られた上で試料４０に照射される。検出器１３は、例えば半導体検出器であり、一次Ｘ線の照射によって試料４０から放出された蛍光Ｘ線は、検出器１３で検出される。その検出信号を信号処理部１６でエネルギー毎（すなわち波長毎）に分離して処理することにより蛍光Ｘ線スペクトルが生成され、該蛍光Ｘ線スペクトルは、表示処理部１９を経てモニタ２０上に表示される。また、該蛍光Ｘ線スペクトルにおいて着目するエネルギー位置のスペクトル線の強度から目的元素の定量分析が行われる。なお、試料位置の真下には、試料観察カメラ１４が設けられており、該試料観察カメラ１４を用いて試料４０の被分析面を観察することができる（詳細は後述する）。
【００１４】
コリメータ３０は、一次Ｘ線の光軸を挟んで配置された２枚の平板３１、３２と、両平板３１、３２を前記光軸に直交する面内で対向移動させるための駆動手段（図示略）で構成される。各平板３１、３２の一辺には、図２に示すように、切り欠き３１ａ、３２ａが設けられており、該切り欠き３１ａ、３２ａを対向させた状態で各平板３１、３２の一部が重なり合うように両者を配置することにより、該切り欠き３１ａ、３２ａの辺縁で囲まれた開口３３が形成される。この状態で前記駆動手段によって両平板３１、３２を近づけたり遠ざけたりすることにより開口サイズを連続的に変化させることができ、これに伴って被分析面における一次Ｘ線の照射範囲も連続的に変化する（図３(a)、(b)）。前記駆動手段の動作は、中央制御部２１の統括的な指示の下に駆動制御部１５によって制御されており、コリメータ３０の開口サイズは、ユーザが入力部２２で所定の指示を行うことにより最小値から最大値の間の任意の大きさに設定することができる。
【００１５】
画像生成部１７では、試料観察カメラ１４の出力信号に基づいて試料４０の被分析面の画像データが生成され、グラフィック部１８では、中央制御部２１の指示に基づき、コリメータ３０の開口サイズに対応した一次Ｘ線の照射範囲を表すマーカ（以下、「照射範囲マーカ」と呼ぶ）のグラフィックデータが作成される。これらの画像データ及びグラフィックデータは表示処理部１９で合成された上でモニタ２０に送出され、最終的に試料４０の被分析面の画像上に照射範囲マーカを重畳したものがモニタ２０の画面上に表示される。
【００１６】
なお、本実施例において、中央制御部２１、信号処理部１６、画像生成部１７、グラフィック部１８、及び表示処理部１９は、周知のパーソナルコンピュータなどにより具現化され、このパーソナルコンピュータにおいて所定の制御プログラムに従った処理を実行させることにより、上記のような各種の制御・処理が達成される。
【００１７】
本実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置を用いて試料上の微小領域の分析を行う場合には、まず、ユーザがベース板１１の上に試料４０を載置し、入力部２２で所定の操作を行って試料観察カメラ１４による撮像の開始を指示する。これにより、モニタ２０上に試料画像が表示されるので、ユーザは、モニタ２０上に表示される画像を見ながら試料４０上の分析対象領域が画面の中央に来るよう試料４０の位置を調節する。
【００１８】
次に、ユーザが入力部２２で所定の操作を行うことによりコリメータ３０の開口サイズの設定を行う。該開口サイズの設定方法としては、例えば、図４のような、コリメータ３０の開口サイズを指定するためのスライドボリューム５１や数値入力欄５２を備えた設定ウィンドウ５０をモニタ２０の画面上に表示させ、スライドボリューム５１のつまみ５１ａを入力部２２に設けられたマウス等を用いて動かしたり、数値入力欄５２に開口サイズ（例えば、開口の対角長）の数値を直接入力したりできるものとする。
【００１９】
中央制御部２１は、ユーザが指定した開口サイズに基づいて、駆動制御部１５に対しコリメータ３０の駆動を指示すると同時に、グラフィック部１８に対し照射範囲マーカのグラフィックデータの生成を指示する。これにより、上記駆動手段によってコリメータ３０を構成する２枚の平板３１、３２が駆動されて指定されたサイズの開口３３が形成されると共に、該開口サイズに対応した大きさの照射範囲マーカ６０が試料画像に重畳されてモニタ２０の画面上に表示される。図５は、このときのモニタ２０の画面表示を示す図であり、ベース板１１の照射窓を介して撮影された試料４０の画像上に照射範囲マーカ６０が重畳されている。
【００２０】
なお、上記の通り、照射範囲マーカ６０の大きさは、コリメータ３０の開口サイズに対応しており、ユーザが入力部２２からコリメータ３０の開口サイズの変更を指示すると、これに連動して試料画像上の照射範囲マーカ６０のサイズが変化する（図５(a)、(b)）。従って、照射範囲マーカ６０を重畳した試料画像と上記のような設定ウィンドウ５０をモニタ２０の画面上に同時に表示させ、開口サイズの変更によるＸ線照射範囲の変化をリアルタイムで確認しながら設定変更を行うことができるようにするとより望ましい。
【００２１】
以上のように、本実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置によれば、試料上の分析対象領域の大きさに応じてコリメータ３０の開口サイズをきめ細かく設定することができると共に、モニタ２０上に表示される試料画像及び照射範囲マーカ６０を参照することにより、現在設定されているコリメータ３０の開口サイズにおける一次Ｘ線の照射範囲をユーザが適切に把握することができる。このため、ユーザが該モニタ２０を参照しながら、一次Ｘ線の照射範囲が試料４０上の目的領域から逸脱しないよう、試料位置やコリメータ３０の開口サイズを調節することで、より適切な分析結果を得ることが可能となる。
【００２２】
以上、実施例を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明を行ったが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では、エネルギー分散型で且つ下面照射方式の蛍光Ｘ線分析装置を例に説明を行ったが、試料の上面から一次Ｘ線を照射する上面照射方式のものや波長分散型の蛍光Ｘ線分析装置に対しても本発明を同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置の要部構成を示す概略構成図。
【図２】同実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置のコリメータを構成する２枚の平板を示す平面図。
【図３】同実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置のコリメータの動作を示す模式図であり、(a)は開口サイズを小さくした状態を、(b)は開口サイズを大きくした状態を示す。
【図４】同実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置におけるコリメータ開口サイズの設定ウィンドウの一例を示す図。
【図５】同実施例に係る蛍光Ｘ線分析装置において試料画像上に照射範囲マーカを重畳表示した状態を示す図であり、(a)はコリメータの開口サイズを小さくした状態を、(b)は開口サイズを大きくした状態を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１１…ベース板
１２…Ｘ線管
１３…検出器
１４…試料観察カメラ
１５…駆動制御部
１６…信号処理部
１７…画像生成部
１８…グラフィック部
１９…表示処理部
２０…モニタ
２１…中央制御部
２２…入力部
３０…コリメータ
３１、３２…平板
３１ａ、３２a…切り欠き
４０…試料
５０…設定ウィンドウ
６０…照射範囲マーカ
【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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