Ｘ線分光情報取得方法及びＸ線分光装置
【課題】本発明はＸ線分光装置に関し、広い波長範囲でＸ線の分光を再現性よく得ることができるＸ線分光装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 試料１１から発生した特性Ｘ線１３を受ける互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子１，２と、該２つの分光素子からの分散光を同時に受けて電気信号に変換する位置敏感検出器１５と、該位置敏感検出器の出力を記憶するメモリと、該メモリに記憶されたデータを読み出して所定の画像処理を行なう画像処理部と、該画像処理部の出力を受けて分光情報を表示する表示部と、を有して構成される。
【解決手段】 試料１１から発生した特性Ｘ線１３を受ける互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子１，２と、該２つの分光素子からの分散光を同時に受けて電気信号に変換する位置敏感検出器１５と、該位置敏感検出器の出力を記憶するメモリと、該メモリに記憶されたデータを読み出して所定の画像処理を行なう画像処理部と、該画像処理部の出力を受けて分光情報を表示する表示部と、を有して構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線分光情報取得方法及びＸ線分光装置に関し、更に詳しくはより広い波長範囲にわたって分散光を測定することができるようにしたＸ線分光情報取得方法及びＸ線分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）は、極めて細かく絞った電子線束を試料表面に照射して、そこから放射される特性Ｘ線の波長と強度をＸ線分光器で測定し、その微小部に含まれている元素を定性、又は定量するための分析機器であり、今や金属、鉄鋼、岩石、鉱物、ガラス、セラミクス等の広い分野の組成、材料研究になくてはならない分析機器となっている。
【０００３】
図５はＸ線マイクロアナライザの構成概念図である。電子銃１から発射された電子線２は、電磁レンズ（コンデンサレンズ）３で集束された後、走査コイル４により偏向され、試料台上の試料６に照射される。電子線２は細い電子プローブ５となって試料６に照射されることになる。この時に、試料６から発生された特性Ｘ線はＸ線検出部２０に入る。
【０００４】
つまり試料６から発生された特性Ｘ線７は、Ｘ線検出部２０内に配置された分光結晶８に入射され、分光される。分光された特性Ｘ線はＸ線検出部２０内に設けられた検出器９で電気信号に変換される。図示しない演算制御手段では、検出器９で検出された特性Ｘ線に応じた電気信号に所定の処理を行ない、波長と強度に関するスペクトルを得て、図示しないディスプレイ上に表示させる。操作者はこのディスプレイに表示されたスペクトルを見ることで、試料の元素組成を定性、定量することができる。
【０００５】
以下、ＥＰＭＡの検出系の構成について説明する。図６は従来装置の第１の構成概念図である。光源１２から出射された電子プローブ１２ａは試料１１に入射する。この時、試料１１から発生された特性Ｘ線１３は、分光素子１４に入射して分光され、分光された分散光は位置敏感検出器１５に照射される。位置敏感検出器１５は、入射されてきた特性Ｘ線の検出位置情報と強度に応じた電気信号を発生するものであり、例えばＣＣＤ素子が用いられる。１６は分光素子の分散光である。ここで、試料１１は図５の６に相当し、光源１２は電子銃１に相当し、分光素子１４は分光結晶８に相当する。
【０００６】
ここで、Ａは分光素子１４の形状が円筒型のものを示し、Ｂは分光素子１４の形状が円筒型以外の形状、例えば球面やトロイダル等の非円筒型のものを示している。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【０００７】
光源１２から出射された電子プローブ１２ａは、試料１１に照射される。この時、試料１１からは特性Ｘ線１３が発生する。この特性Ｘ線１３は、分光素子１４に入射する。入射した特性Ｘ線１３は該分光素子１４で分光反射され、位置敏感検出器１５に照射される。該位置敏感検出器１５は照射されたＸ線に応じた電気信号を発生する。明るい領域は、対応する波長の特性Ｘ線強度が強いということであり、暗い部分は対応する波長の特性Ｘ線強度が弱いということである。
【０００８】
位置敏感検出器上の分散光の検出位置とカウント数により、得られた画像情報を、波長を横軸、縦軸を強度としてプロットすると、試料１１の原子構造に関するスペクトルが得られる。ここで、波長領域を広い範囲で測定したい場合には、位置敏感検出器１５を図の矢印１８Ａ方向又は１８Ｂ方向に移動することにより広い波長範囲のＸ線分析を行なうことができる。
【０００９】
このような動作を行ないながら、電子プローブ１２ａが試料１１上を走査すると、試料１１の全面にわたる分散光が得られる。
図７は従来装置の第２の構成概念図である。図６と同一のものは、同一の符号を付して示す。光源１２から出射された電子プローブ１２ａは、試料１１に入射する。この時、試料１１からは特性Ｘ線１３が発生する。この特性Ｘ線１３は、分光素子１４に入射する。入射した特性Ｘ線１３は該分光素子１４で分光反射され、位置敏感検出器１５に照射される。該位置敏感検出器１５は照射されたＸ線に応じた電気信号を発生する。
【００１０】
位置敏感検出器上の分散光の検出位置とカウント数により、得られた画像情報を、波長を横軸、縦軸を強度としてプロットすると、試料１１の原子構造に関するスペクトルが得られる。ここで、波長領域を広い範囲で測定したい場合には、分光素子１４を別の場所に配置されている異なる分光波長領域をもつ分光素子１４’に切り替えて、同様の動作によりＸ線スペクトルを得る。このようにすることで、広い範囲のＸ線分析を行なうことができる。
【００１１】
このような動作を行ないながら、電子プローブ１２ａが試料１１上を走査すると、試料１１の全面にわたる分散光が得られる。
従来のこの種の装置としては、所定の放物線に沿って湾曲された分光結晶と、この分光結晶で反射されたＸ線を検出する位置敏感型Ｘ線検出器とを備え、かつ、前記分光結晶の焦点が試料上のＸ線の発生位置に設定されているＸ線分光装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、単一の検出器を用いた簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を、広い波長範囲において十分な感度で測定できる波長分散型蛍光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】
【００１２】
【特許文献１】特開平１−１８０４３９号公報（第２頁右上欄第６行〜同頁右下欄第１行、第１図、第２図）
【特許文献２】ＷＯ ２００４／０８６０１８号公報（第５頁第１２行〜第７頁第１２行、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図６に示した従来装置の場合、検出器１５を移動させることにより、波長検出位置の再現が難しいという問題がある。また、検出器１５の移動の度に位置の微調整や波長校正が必要である。更に機構が複雑になりやすいという問題がある。図７に示す従来装置の場合、分光素子を切り替えることにより、波長検出位置の再現性が悪化しやすいという問題がある。また、分光素子を切り替える毎に位置の微調整や波長校正が必要である。更に、機構が複雑になりやすいという問題がある。また、分光素子へのＸ線の入射角θが小さい場合、分光素子の傾斜のズレが僅かであっても、図８に示すように、θに対する傾斜ズレの割合が大きくなるため、波長検出位置は大きくずれるという問題がある。また、波長分解能が高くなるほど、波長検出位置の再現が困難になる。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、広い波長範囲でＸ線の分光を再現性よく得ることができるＸ線分光情報取得方法及びＸ線分光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）請求項１記載の発明は、試料から発生した特性Ｘ線を、互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子により分光し、該２つの分光素子からの分散光を位置敏感検出器により同時に受けて検出信号に変換し、該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとしてメモリに記憶し、該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行ない、該画像処理が行なわれたデータを受けて分光情報を表示することを特徴とする。 （２）請求項２記載の発明は、前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする。
【００１６】
（３）請求項３記載の発明は、前記画像処理は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σｆ
1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2（ｙ）を次式で求めるものであることを特徴とする。
【００１７】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
（４）請求項４記載の発明は、前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて一度に分光可能な波長範囲を広くするようにしたことを特徴とする。
【００１８】
（５）請求項５記載の発明は、前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする。
（６）請求項６記載の発明は、前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
（７）請求項７記載の発明は、試料から発生した特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子と、該２つの分光素子からの分散光を同時に受けて検出信号に変換する位置敏感検出器と、該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとして記憶するメモリと、該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行なう画像処理部と、該画像処理部からの出力データを受けて分光情報を表示する表示部と、
を有することを特徴とする。
【００２０】
（８）請求項８記載の発明は、前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする。
（９）請求項９記載の発明は、前記画像処理部は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σ
ｆ1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2（ｙ）を次式で求めることを特徴とする。
【００２１】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
（１０）請求項１０記載の発明は、前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて波長幅の広い分光特性を得るようにしたことを特徴とする。
【００２２】
（１１）請求項１１記載の発明は、前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする。
（１２）請求項１２記載の発明は、前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
（１）請求項１記載の発明によれば、試料から発生される特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度に配置された２つの分光素子を用意し、これら分光素子で分光された特性Ｘ線を位置敏感検出器で検出し、検出した特性Ｘ線のデータを演算処理することで、広い波長範囲でＸ線の分光スペクトルを再現性よく得ることができる。
【００２４】
（２）請求項２記載の発明によれば、検出された分散光の像から各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることにより、これら２つの分散光の波形をつないで、広い波長範囲のＸ線の分光スペクトルを得ることができる。
【００２５】
（３）請求項３記載の発明によれば、前記位置敏感検出器で検出したＹ軸方向に積算しＸ軸に投影した画像と、Ｘ軸方向に積算しＹ軸に投影した画像を用いて、Ｘ方向及びＹ方向に分離した分散光の波形を求めることができる。
【００２６】
（４）請求項４記載の発明によれば、前記求めたＸ方向及びＹ方向の分散光の波形をつなぎ合わせて試料の広い波長範囲の分光特性を得ることができる。
（５）請求項５記載の発明によれば、分光素子として円筒形又は球面又はトロイダルの何れを用いても広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００２７】
（６）請求項６記載の発明によれば、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
（７）請求項７記載の発明によれば、試料から発生される特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度に配置された２つの分光素子を用意し、これら分光素子の分光反射特性Ｘ線を位置敏感検出器で検出し、検出した分光反射特性Ｘ線のデータを演算処理することで、広い波長範囲でＸ線の分光スペクトルを再現性よく得ることができるＸ線分光装置を提供することができる。
【００２８】
（８）請求項８記載の発明によれば、検出された分散光の像から各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることにより、これら２つの分散光の波形をつないで、広い範囲のＸ線の分光スペクトルを得ることができる。
【００２９】
（９）請求項９記載の発明によれば、前記位置敏感検出器で検出したＹ軸方向に積算しＸ軸に投影した画像と、Ｘ軸に積算しＹ軸に投影した画像を用いて、Ｘ方向及びＹ方向に分離した分散光の波形を求めることができる。
【００３０】
（１０）請求項１０記載の発明によれば、前記求めたＸ方向及びＹ方向の分散光の波形をつなぎ合わせて試料の広い波長範囲の分光特性を得ることができる。
（１１）請求項１１記載の発明によれば、分光素子として円筒形又は球面型又はトロイダル型等２次曲面型の何れを用いても広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００３１】
（１２）請求項１２記載の発明によれば、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成概念図である。
【図２】位置敏感検出器の検出像の説明図である。
【図３】波長範囲を拡大した分光スペクトルの求め方の説明図である。
【図４】検出器で検出した分散光の像を示す図である。
【図５】Ｘ線マイクロアナライザの構成概念図である。
【図６】従来装置の第１の構成概念図である。
【図７】従来装置の第２の構成概念図である。
【図８】分光素子へのＸ線の入射の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の構成概念図である。第１の実施の形態は、分光素子を２枚ほぼ９０°の角度で配置し、広い波長範囲における試料の分光特性を得るようにしたものである。図１において、図６と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１２は例えば電子線を出射する光源、１２ａは光源１２から出射された電子プローブ、１３は光源１２から出射された電子プローブ１２ａが試料１１に入射することにより出力される特性Ｘ線１３である。１４Ａと１４Ｂとはほぼ９０°の角度で配置され、特性Ｘ線１３を受けて分光させる分光素子である。１４Ａを分光素子１、１４Ｂを分光素子２と呼ぶ。これら分光素子は、分光波長範囲が異なるものである。
【００３４】
１５はこれら分光素子１，２により分光された特性Ｘ線の分散光を受けてそれに応じた電気信号（検出信号）を発生する位置敏感検出器である。該位置敏感検出器１５としては、例えばＣＣＤが好適に用いられる。該位置敏感検出器１５はＸ方向とＹ方向を持つ２次元平面である。図の位置敏感検出器１５は、受けたＸ線の分散光の様子を示すために階調を持たせている。１６Ａは分光素子１４Ａの分散光、１６Ｂは分光素子１４Ｂの分散光である。分散光１６ＡはＹ軸にほぼ平行に現れ、分散光１６ＢはＸ軸にほぼ平行に現れる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
光源１２からの電子プローブ１２ａを試料１２に照射し、該試料１１から発生された特性Ｘ線を分光波長範囲の異なる２種の分光素子１，２で分光し、その分散光をＣＣＤ等の位置敏感検出器１５で検出する。この場合において、バックグラウンドを低減する必要性から、位置敏感検出器１５には、試料１１からのＸ線が直接入らないようにすることが必要である。
【００３６】
光源１２から出射された電子プローブ１２ａは、試料１１に照射される。この時、試料１１からは特性Ｘ線１３が発生する。この特性Ｘ線１３は、分光素子１４Ａ，１４Ｂに入射する。入射した特性Ｘ線１３は該分光素子１４Ａ，１４Ｂで分光され、位置敏感検出器１５に到達する。該位置敏感検出器１５は到達した特性Ｘ線に応じた電気信号を発生する。明るい領域は、対応する波長の特性Ｘ線が強いということであり、暗い部分は対応する波長の特性Ｘ線が弱いということである。
【００３７】
分散光の検出位置とカウント数により、得られた画像情報を、波長を横軸、縦軸を強度としてプロットしていくと、試料１１の原子構造に関するスペクトル（Ｘ線分光スペクトル）が得られる。
【００３８】
このような動作を行ないながら、電子プローブ１２ａが試料１１上を走査すると、試料１１の全面にわたる分散光が得られる。
図１の位置敏感検出器１５で検出したカウント（検出値）をＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影した波形をｇ1（ｘ）、当該カウントをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影した波形をｇ2（ｙ）とする。分光素子１から得られた分散光１６Ａの波形をｆ1（ｘ）、分光素子から得られた分散光１６Ｂの波形をｆ2（ｙ）とすると、ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）はそれぞれ次式のようになる。
【００３９】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2 （１）
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1 （２）
ここで、Σｆ2，Σｆ1はそれぞれ分散光ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）のオフセット成分（詳細後述）である。
【００４０】
図２は位置敏感検出器の検出像の説明図である。３０は検出像である。該検出像３０は、図に示すようにｘ，ｙ方向に平面画像として現れる。図中にハッチングで描いた部分は、輝度が高い部分を表している。ｇ1（ｘ）は図中に破線で示し、ｆ1（ｘ）は実線で示す。ｇ1（ｘ）とｆ1（ｘ）の差分（オフセット分）がΣｆ2である。一方、ｇ2（ｙ）
は図中に破線で示し、ｆ2（ｙ）は実線で示す。ｇ2（ｙ）とｆ2（ｙ）の差分（オフセット分）がΣｆ1である。Σｆ2とΣｆ1は、それぞれの方向の分光画像のオフセットと
見なせる。つまり、ｆ1（ｘ）は、投影画像ｇ1（ｘ）からオフセット分Σｆ2を引いた
ものとして示されている。ｆ2（ｙ）についても同様である。即ち、ｆ2（ｙ）は、投影画像ｇ2（ｙ）からオフセット分Σｆ1を引いたものとして示されている。この場合において、Σｆ2とΣｆ1は、図２に示す分光画像ｇ1（ｘ）、ｇ2（ｙ）の波形形状から差
分として求めることができる。
【００４１】
このようにして求めた分光スペクトルをディスプレイ（図示せず）に表示する方法について説明する。位置敏感検出器１５で、図２に示すようなｇ1（ｘ）とΣｆ2、ｇ2（ｙ）とΣｆ1とが求まったら、画像処理装置（図示せず）は、これら画像をメモリ（図示せず）に記憶する。そして、試料１１の全面にわたる分光画像が求まったら、（１）式，（２）式によりｆ1（ｘ）とｆ2（ｙ）を求める。
【００４２】
ｆ1（ｘ）とｆ2（ｙ）が求まったら、ｆ1（ｘ）とｆ2（ｙ）を横につないで、波長範囲を拡大した分光スペクトルを求める。図３は波長範囲を拡大した分光スペクトルの求め方の説明図である。図において、（ａ）は前述した分光スペクトルｆ1（ｘ）、（ｂ）は前述した分光スペクトルｆ2（ｙ）である。（ａ）の波長範囲をＷ１〜Ｗ２、（ｂ）の波長範囲をＷ３からＷ４とする。分光素子を適当に選ぶとＷ２とＷ３がほぼ同じ波長になるようにすることができ、（ａ）と（ｂ）を合わせたものが（ｃ）に示す分光スペクトルである。波長範囲がＷ１〜Ｗ４まで広がった分光スペクトルが得られたことになる。
【００４３】
第１の実施の形態によれば、試料から反射される特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度に配置された２つの分光素子を用意し、これら分光素子の分光反射特性Ｘ線を位置敏感検出器で検出し、検出した分光反射特性Ｘ線のデータを演算処理することで、広い波長範囲でＸ線の分光スペクトルを再現性よく得ることができるＸ線分光装置を提供することができる。
【００４４】
また、検出された分散光の像から各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることにより、これら２つの分散光の波形をつないで、広い波長範囲のＸ線の分光スペクトルを得ることができる。また、前記位置敏感検出器で検出したＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形と、Ｘ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られる波形を用いて、Ｘ方向及びＹ方向に分離した分散光の波形を求めることができる。
【００４５】
また、前記求めたＸ方向及びＹ方向の分散光の波形をつなぎ合わせて試料の広い波長範囲の分光特性を得ることができる。更に、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、分光素子として実施の形態１で用いた円筒型のものではなく、球面、トロイダル等の円筒型以外の分光素子を用いたものである。その構成は、図１に示すものと同じであり、分光素子が異なるだけである。図１に示すように、試料１１上の光源１２から出た光を分光波長範囲の異なる２種類の分光素子１４Ａ，１４Ｂで分光し、その分散光をＣＣＤ等の位置敏感検出器１５で検出するものである。この場合において、バックグラウンドを低減するため、試料１１で発生するＸ線が直接位置敏感検出器１５に入らないようにする。実施の形態２の動作を以下に説明する。
【００４６】
図４に示すように、位置敏感検出器１５で検出した分散光の像３１を分散光３２の波形のピーク（ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）の極大値）の位置が直線状３２’になるように平行移動し、配置し直す。ここで、分光素子１４Ａ，１４Ｂとして球面、トロイダル等の円筒型以外の分光素子を用いると、位置敏感検出器１５で検出される像は図４に示すように曲がっている。このような像のデータを一旦メモリ（図示せず）に取り込む。画像処理装置（図示せず）は、メモリに取り込んだ画像データを読み出し、曲がった図形がまっすぐになるように画像データの演算処理を行なう。この演算処理を、ここでは「平行移動し、配置し直す」と表現している。
【００４７】
再配置後の分散光の像３９において長方形で囲める領域３７から実施の形態１と同様に、位置敏感検出器１５で検出したカウント（検出データ）をＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影したものをｇ1（ｘ）とする。
【００４８】
また、同様に分散光３３の波形のピーク（ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）の極大値）の位置が直線３３’になるように平行移動し配置し直す。再配置後の分散光の像３８において長方形で囲める領域４１から、Ｘ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影したものをｇ2（ｙ）とする。
【００４９】
実施の形態１と同様に、図１の分光素子１４Ａで分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、分光素子１４Ｂで分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、ｆ1（ｘ）、ｆ2（ｙ）は以下のようになる。
【００５０】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2 （１）
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1 （２）
ここで、Σｆ1，Σｆ2はｇ2（ｙ），ｇ1（ｘ）のスペクトル形状から見積もる。見積
もり方法については、図２について説明した通りである。
【００５１】
この場合において、第２の実施の形態によれば、分光素子として球面、トロイダル等の円筒型以外の分光素子の何れを用いても広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。また、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００５２】
この場合において、前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにすることができる。これによれば、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００５３】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、複数の分光素子の分散光（回折光）を一つの位置敏感検出器で同時に検出して、分光器の駆動部をなくすことにより、波長再現性を向上させることができる。また、同時に複数の分光素子の分散光（回折光）を検出可能なため、複数の分光素子にまたがる広い波長範囲の測定時間の短縮ができる。更に、検出器を一つにすることにより、分光器の小型化や取り付けスペースを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１１ 試料
１２ 光源
１３ 特性Ｘ線
１４Ａ 分光素子１
１４Ｂ 分光素子２
１５ 位置敏感検出器
１６Ａ 分光素子１の分散光
１６Ｂ 分光素子２の分散光
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線分光情報取得方法及びＸ線分光装置に関し、更に詳しくはより広い波長範囲にわたって分散光を測定することができるようにしたＸ線分光情報取得方法及びＸ線分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）は、極めて細かく絞った電子線束を試料表面に照射して、そこから放射される特性Ｘ線の波長と強度をＸ線分光器で測定し、その微小部に含まれている元素を定性、又は定量するための分析機器であり、今や金属、鉄鋼、岩石、鉱物、ガラス、セラミクス等の広い分野の組成、材料研究になくてはならない分析機器となっている。
【０００３】
図５はＸ線マイクロアナライザの構成概念図である。電子銃１から発射された電子線２は、電磁レンズ（コンデンサレンズ）３で集束された後、走査コイル４により偏向され、試料台上の試料６に照射される。電子線２は細い電子プローブ５となって試料６に照射されることになる。この時に、試料６から発生された特性Ｘ線はＸ線検出部２０に入る。
【０００４】
つまり試料６から発生された特性Ｘ線７は、Ｘ線検出部２０内に配置された分光結晶８に入射され、分光される。分光された特性Ｘ線はＸ線検出部２０内に設けられた検出器９で電気信号に変換される。図示しない演算制御手段では、検出器９で検出された特性Ｘ線に応じた電気信号に所定の処理を行ない、波長と強度に関するスペクトルを得て、図示しないディスプレイ上に表示させる。操作者はこのディスプレイに表示されたスペクトルを見ることで、試料の元素組成を定性、定量することができる。
【０００５】
以下、ＥＰＭＡの検出系の構成について説明する。図６は従来装置の第１の構成概念図である。光源１２から出射された電子プローブ１２ａは試料１１に入射する。この時、試料１１から発生された特性Ｘ線１３は、分光素子１４に入射して分光され、分光された分散光は位置敏感検出器１５に照射される。位置敏感検出器１５は、入射されてきた特性Ｘ線の検出位置情報と強度に応じた電気信号を発生するものであり、例えばＣＣＤ素子が用いられる。１６は分光素子の分散光である。ここで、試料１１は図５の６に相当し、光源１２は電子銃１に相当し、分光素子１４は分光結晶８に相当する。
【０００６】
ここで、Ａは分光素子１４の形状が円筒型のものを示し、Ｂは分光素子１４の形状が円筒型以外の形状、例えば球面やトロイダル等の非円筒型のものを示している。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【０００７】
光源１２から出射された電子プローブ１２ａは、試料１１に照射される。この時、試料１１からは特性Ｘ線１３が発生する。この特性Ｘ線１３は、分光素子１４に入射する。入射した特性Ｘ線１３は該分光素子１４で分光反射され、位置敏感検出器１５に照射される。該位置敏感検出器１５は照射されたＸ線に応じた電気信号を発生する。明るい領域は、対応する波長の特性Ｘ線強度が強いということであり、暗い部分は対応する波長の特性Ｘ線強度が弱いということである。
【０００８】
位置敏感検出器上の分散光の検出位置とカウント数により、得られた画像情報を、波長を横軸、縦軸を強度としてプロットすると、試料１１の原子構造に関するスペクトルが得られる。ここで、波長領域を広い範囲で測定したい場合には、位置敏感検出器１５を図の矢印１８Ａ方向又は１８Ｂ方向に移動することにより広い波長範囲のＸ線分析を行なうことができる。
【０００９】
このような動作を行ないながら、電子プローブ１２ａが試料１１上を走査すると、試料１１の全面にわたる分散光が得られる。
図７は従来装置の第２の構成概念図である。図６と同一のものは、同一の符号を付して示す。光源１２から出射された電子プローブ１２ａは、試料１１に入射する。この時、試料１１からは特性Ｘ線１３が発生する。この特性Ｘ線１３は、分光素子１４に入射する。入射した特性Ｘ線１３は該分光素子１４で分光反射され、位置敏感検出器１５に照射される。該位置敏感検出器１５は照射されたＸ線に応じた電気信号を発生する。
【００１０】
位置敏感検出器上の分散光の検出位置とカウント数により、得られた画像情報を、波長を横軸、縦軸を強度としてプロットすると、試料１１の原子構造に関するスペクトルが得られる。ここで、波長領域を広い範囲で測定したい場合には、分光素子１４を別の場所に配置されている異なる分光波長領域をもつ分光素子１４’に切り替えて、同様の動作によりＸ線スペクトルを得る。このようにすることで、広い範囲のＸ線分析を行なうことができる。
【００１１】
このような動作を行ないながら、電子プローブ１２ａが試料１１上を走査すると、試料１１の全面にわたる分散光が得られる。
従来のこの種の装置としては、所定の放物線に沿って湾曲された分光結晶と、この分光結晶で反射されたＸ線を検出する位置敏感型Ｘ線検出器とを備え、かつ、前記分光結晶の焦点が試料上のＸ線の発生位置に設定されているＸ線分光装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、単一の検出器を用いた簡単で安価な構成でありながら、波長の相異なる複数の２次Ｘ線の各強度を、広い波長範囲において十分な感度で測定できる波長分散型蛍光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】
【００１２】
【特許文献１】特開平１−１８０４３９号公報（第２頁右上欄第６行〜同頁右下欄第１行、第１図、第２図）
【特許文献２】ＷＯ ２００４／０８６０１８号公報（第５頁第１２行〜第７頁第１２行、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図６に示した従来装置の場合、検出器１５を移動させることにより、波長検出位置の再現が難しいという問題がある。また、検出器１５の移動の度に位置の微調整や波長校正が必要である。更に機構が複雑になりやすいという問題がある。図７に示す従来装置の場合、分光素子を切り替えることにより、波長検出位置の再現性が悪化しやすいという問題がある。また、分光素子を切り替える毎に位置の微調整や波長校正が必要である。更に、機構が複雑になりやすいという問題がある。また、分光素子へのＸ線の入射角θが小さい場合、分光素子の傾斜のズレが僅かであっても、図８に示すように、θに対する傾斜ズレの割合が大きくなるため、波長検出位置は大きくずれるという問題がある。また、波長分解能が高くなるほど、波長検出位置の再現が困難になる。
【００１４】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、広い波長範囲でＸ線の分光を再現性よく得ることができるＸ線分光情報取得方法及びＸ線分光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（１）請求項１記載の発明は、試料から発生した特性Ｘ線を、互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子により分光し、該２つの分光素子からの分散光を位置敏感検出器により同時に受けて検出信号に変換し、該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとしてメモリに記憶し、該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行ない、該画像処理が行なわれたデータを受けて分光情報を表示することを特徴とする。 （２）請求項２記載の発明は、前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする。
【００１６】
（３）請求項３記載の発明は、前記画像処理は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σｆ
1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2（ｙ）を次式で求めるものであることを特徴とする。
【００１７】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
（４）請求項４記載の発明は、前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて一度に分光可能な波長範囲を広くするようにしたことを特徴とする。
【００１８】
（５）請求項５記載の発明は、前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする。
（６）請求項６記載の発明は、前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
（７）請求項７記載の発明は、試料から発生した特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子と、該２つの分光素子からの分散光を同時に受けて検出信号に変換する位置敏感検出器と、該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとして記憶するメモリと、該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行なう画像処理部と、該画像処理部からの出力データを受けて分光情報を表示する表示部と、
を有することを特徴とする。
【００２０】
（８）請求項８記載の発明は、前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする。
（９）請求項９記載の発明は、前記画像処理部は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σ
ｆ1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2（ｙ）を次式で求めることを特徴とする。
【００２１】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
（１０）請求項１０記載の発明は、前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて波長幅の広い分光特性を得るようにしたことを特徴とする。
【００２２】
（１１）請求項１１記載の発明は、前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする。
（１２）請求項１２記載の発明は、前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
（１）請求項１記載の発明によれば、試料から発生される特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度に配置された２つの分光素子を用意し、これら分光素子で分光された特性Ｘ線を位置敏感検出器で検出し、検出した特性Ｘ線のデータを演算処理することで、広い波長範囲でＸ線の分光スペクトルを再現性よく得ることができる。
【００２４】
（２）請求項２記載の発明によれば、検出された分散光の像から各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることにより、これら２つの分散光の波形をつないで、広い波長範囲のＸ線の分光スペクトルを得ることができる。
【００２５】
（３）請求項３記載の発明によれば、前記位置敏感検出器で検出したＹ軸方向に積算しＸ軸に投影した画像と、Ｘ軸方向に積算しＹ軸に投影した画像を用いて、Ｘ方向及びＹ方向に分離した分散光の波形を求めることができる。
【００２６】
（４）請求項４記載の発明によれば、前記求めたＸ方向及びＹ方向の分散光の波形をつなぎ合わせて試料の広い波長範囲の分光特性を得ることができる。
（５）請求項５記載の発明によれば、分光素子として円筒形又は球面又はトロイダルの何れを用いても広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００２７】
（６）請求項６記載の発明によれば、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
（７）請求項７記載の発明によれば、試料から発生される特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度に配置された２つの分光素子を用意し、これら分光素子の分光反射特性Ｘ線を位置敏感検出器で検出し、検出した分光反射特性Ｘ線のデータを演算処理することで、広い波長範囲でＸ線の分光スペクトルを再現性よく得ることができるＸ線分光装置を提供することができる。
【００２８】
（８）請求項８記載の発明によれば、検出された分散光の像から各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることにより、これら２つの分散光の波形をつないで、広い範囲のＸ線の分光スペクトルを得ることができる。
【００２９】
（９）請求項９記載の発明によれば、前記位置敏感検出器で検出したＹ軸方向に積算しＸ軸に投影した画像と、Ｘ軸に積算しＹ軸に投影した画像を用いて、Ｘ方向及びＹ方向に分離した分散光の波形を求めることができる。
【００３０】
（１０）請求項１０記載の発明によれば、前記求めたＸ方向及びＹ方向の分散光の波形をつなぎ合わせて試料の広い波長範囲の分光特性を得ることができる。
（１１）請求項１１記載の発明によれば、分光素子として円筒形又は球面型又はトロイダル型等２次曲面型の何れを用いても広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００３１】
（１２）請求項１２記載の発明によれば、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成概念図である。
【図２】位置敏感検出器の検出像の説明図である。
【図３】波長範囲を拡大した分光スペクトルの求め方の説明図である。
【図４】検出器で検出した分散光の像を示す図である。
【図５】Ｘ線マイクロアナライザの構成概念図である。
【図６】従来装置の第１の構成概念図である。
【図７】従来装置の第２の構成概念図である。
【図８】分光素子へのＸ線の入射の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態の構成概念図である。第１の実施の形態は、分光素子を２枚ほぼ９０°の角度で配置し、広い波長範囲における試料の分光特性を得るようにしたものである。図１において、図６と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１２は例えば電子線を出射する光源、１２ａは光源１２から出射された電子プローブ、１３は光源１２から出射された電子プローブ１２ａが試料１１に入射することにより出力される特性Ｘ線１３である。１４Ａと１４Ｂとはほぼ９０°の角度で配置され、特性Ｘ線１３を受けて分光させる分光素子である。１４Ａを分光素子１、１４Ｂを分光素子２と呼ぶ。これら分光素子は、分光波長範囲が異なるものである。
【００３４】
１５はこれら分光素子１，２により分光された特性Ｘ線の分散光を受けてそれに応じた電気信号（検出信号）を発生する位置敏感検出器である。該位置敏感検出器１５としては、例えばＣＣＤが好適に用いられる。該位置敏感検出器１５はＸ方向とＹ方向を持つ２次元平面である。図の位置敏感検出器１５は、受けたＸ線の分散光の様子を示すために階調を持たせている。１６Ａは分光素子１４Ａの分散光、１６Ｂは分光素子１４Ｂの分散光である。分散光１６ＡはＹ軸にほぼ平行に現れ、分散光１６ＢはＸ軸にほぼ平行に現れる。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
光源１２からの電子プローブ１２ａを試料１２に照射し、該試料１１から発生された特性Ｘ線を分光波長範囲の異なる２種の分光素子１，２で分光し、その分散光をＣＣＤ等の位置敏感検出器１５で検出する。この場合において、バックグラウンドを低減する必要性から、位置敏感検出器１５には、試料１１からのＸ線が直接入らないようにすることが必要である。
【００３６】
光源１２から出射された電子プローブ１２ａは、試料１１に照射される。この時、試料１１からは特性Ｘ線１３が発生する。この特性Ｘ線１３は、分光素子１４Ａ，１４Ｂに入射する。入射した特性Ｘ線１３は該分光素子１４Ａ，１４Ｂで分光され、位置敏感検出器１５に到達する。該位置敏感検出器１５は到達した特性Ｘ線に応じた電気信号を発生する。明るい領域は、対応する波長の特性Ｘ線が強いということであり、暗い部分は対応する波長の特性Ｘ線が弱いということである。
【００３７】
分散光の検出位置とカウント数により、得られた画像情報を、波長を横軸、縦軸を強度としてプロットしていくと、試料１１の原子構造に関するスペクトル（Ｘ線分光スペクトル）が得られる。
【００３８】
このような動作を行ないながら、電子プローブ１２ａが試料１１上を走査すると、試料１１の全面にわたる分散光が得られる。
図１の位置敏感検出器１５で検出したカウント（検出値）をＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影した波形をｇ1（ｘ）、当該カウントをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影した波形をｇ2（ｙ）とする。分光素子１から得られた分散光１６Ａの波形をｆ1（ｘ）、分光素子から得られた分散光１６Ｂの波形をｆ2（ｙ）とすると、ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）はそれぞれ次式のようになる。
【００３９】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2 （１）
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1 （２）
ここで、Σｆ2，Σｆ1はそれぞれ分散光ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）のオフセット成分（詳細後述）である。
【００４０】
図２は位置敏感検出器の検出像の説明図である。３０は検出像である。該検出像３０は、図に示すようにｘ，ｙ方向に平面画像として現れる。図中にハッチングで描いた部分は、輝度が高い部分を表している。ｇ1（ｘ）は図中に破線で示し、ｆ1（ｘ）は実線で示す。ｇ1（ｘ）とｆ1（ｘ）の差分（オフセット分）がΣｆ2である。一方、ｇ2（ｙ）
は図中に破線で示し、ｆ2（ｙ）は実線で示す。ｇ2（ｙ）とｆ2（ｙ）の差分（オフセット分）がΣｆ1である。Σｆ2とΣｆ1は、それぞれの方向の分光画像のオフセットと
見なせる。つまり、ｆ1（ｘ）は、投影画像ｇ1（ｘ）からオフセット分Σｆ2を引いた
ものとして示されている。ｆ2（ｙ）についても同様である。即ち、ｆ2（ｙ）は、投影画像ｇ2（ｙ）からオフセット分Σｆ1を引いたものとして示されている。この場合において、Σｆ2とΣｆ1は、図２に示す分光画像ｇ1（ｘ）、ｇ2（ｙ）の波形形状から差
分として求めることができる。
【００４１】
このようにして求めた分光スペクトルをディスプレイ（図示せず）に表示する方法について説明する。位置敏感検出器１５で、図２に示すようなｇ1（ｘ）とΣｆ2、ｇ2（ｙ）とΣｆ1とが求まったら、画像処理装置（図示せず）は、これら画像をメモリ（図示せず）に記憶する。そして、試料１１の全面にわたる分光画像が求まったら、（１）式，（２）式によりｆ1（ｘ）とｆ2（ｙ）を求める。
【００４２】
ｆ1（ｘ）とｆ2（ｙ）が求まったら、ｆ1（ｘ）とｆ2（ｙ）を横につないで、波長範囲を拡大した分光スペクトルを求める。図３は波長範囲を拡大した分光スペクトルの求め方の説明図である。図において、（ａ）は前述した分光スペクトルｆ1（ｘ）、（ｂ）は前述した分光スペクトルｆ2（ｙ）である。（ａ）の波長範囲をＷ１〜Ｗ２、（ｂ）の波長範囲をＷ３からＷ４とする。分光素子を適当に選ぶとＷ２とＷ３がほぼ同じ波長になるようにすることができ、（ａ）と（ｂ）を合わせたものが（ｃ）に示す分光スペクトルである。波長範囲がＷ１〜Ｗ４まで広がった分光スペクトルが得られたことになる。
【００４３】
第１の実施の形態によれば、試料から反射される特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度に配置された２つの分光素子を用意し、これら分光素子の分光反射特性Ｘ線を位置敏感検出器で検出し、検出した分光反射特性Ｘ線のデータを演算処理することで、広い波長範囲でＸ線の分光スペクトルを再現性よく得ることができるＸ線分光装置を提供することができる。
【００４４】
また、検出された分散光の像から各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることにより、これら２つの分散光の波形をつないで、広い波長範囲のＸ線の分光スペクトルを得ることができる。また、前記位置敏感検出器で検出したＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形と、Ｘ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られる波形を用いて、Ｘ方向及びＹ方向に分離した分散光の波形を求めることができる。
【００４５】
また、前記求めたＸ方向及びＹ方向の分散光の波形をつなぎ合わせて試料の広い波長範囲の分光特性を得ることができる。更に、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、分光素子として実施の形態１で用いた円筒型のものではなく、球面、トロイダル等の円筒型以外の分光素子を用いたものである。その構成は、図１に示すものと同じであり、分光素子が異なるだけである。図１に示すように、試料１１上の光源１２から出た光を分光波長範囲の異なる２種類の分光素子１４Ａ，１４Ｂで分光し、その分散光をＣＣＤ等の位置敏感検出器１５で検出するものである。この場合において、バックグラウンドを低減するため、試料１１で発生するＸ線が直接位置敏感検出器１５に入らないようにする。実施の形態２の動作を以下に説明する。
【００４６】
図４に示すように、位置敏感検出器１５で検出した分散光の像３１を分散光３２の波形のピーク（ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）の極大値）の位置が直線状３２’になるように平行移動し、配置し直す。ここで、分光素子１４Ａ，１４Ｂとして球面、トロイダル等の円筒型以外の分光素子を用いると、位置敏感検出器１５で検出される像は図４に示すように曲がっている。このような像のデータを一旦メモリ（図示せず）に取り込む。画像処理装置（図示せず）は、メモリに取り込んだ画像データを読み出し、曲がった図形がまっすぐになるように画像データの演算処理を行なう。この演算処理を、ここでは「平行移動し、配置し直す」と表現している。
【００４７】
再配置後の分散光の像３９において長方形で囲める領域３７から実施の形態１と同様に、位置敏感検出器１５で検出したカウント（検出データ）をＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影したものをｇ1（ｘ）とする。
【００４８】
また、同様に分散光３３の波形のピーク（ｆ1（ｘ），ｆ2（ｙ）の極大値）の位置が直線３３’になるように平行移動し配置し直す。再配置後の分散光の像３８において長方形で囲める領域４１から、Ｘ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影したものをｇ2（ｙ）とする。
【００４９】
実施の形態１と同様に、図１の分光素子１４Ａで分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、分光素子１４Ｂで分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、ｆ1（ｘ）、ｆ2（ｙ）は以下のようになる。
【００５０】
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2 （１）
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1 （２）
ここで、Σｆ1，Σｆ2はｇ2（ｙ），ｇ1（ｘ）のスペクトル形状から見積もる。見積
もり方法については、図２について説明した通りである。
【００５１】
この場合において、第２の実施の形態によれば、分光素子として球面、トロイダル等の円筒型以外の分光素子の何れを用いても広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。また、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００５２】
この場合において、前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにすることができる。これによれば、分光素子がどのような形状のものであっても、広い波長範囲の試料の分光特性を得ることができる。
【００５３】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、複数の分光素子の分散光（回折光）を一つの位置敏感検出器で同時に検出して、分光器の駆動部をなくすことにより、波長再現性を向上させることができる。また、同時に複数の分光素子の分散光（回折光）を検出可能なため、複数の分光素子にまたがる広い波長範囲の測定時間の短縮ができる。更に、検出器を一つにすることにより、分光器の小型化や取り付けスペースを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００５４】
１１ 試料
１２ 光源
１３ 特性Ｘ線
１４Ａ 分光素子１
１４Ｂ 分光素子２
１５ 位置敏感検出器
１６Ａ 分光素子１の分散光
１６Ｂ 分光素子２の分散光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料から発生した特性Ｘ線を、互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子により分光し、
該２つの分光素子からの分散光を位置敏感検出器により同時に受けて検出信号に変換し、
該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとしてメモリに記憶し、
該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行ない、
該画像処理が行なわれたデータを受けて分光情報を表示する
ことを特徴とするＸ線分光情報取得方法。
【請求項２】
前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする請求項１記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項３】
前記画像処理は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σｆ1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2（
ｙ）を次式で求めるものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線分光情報取得方法。
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
【請求項４】
前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて一度に分光可能な波長範囲を広くするようにしたことを特徴とする請求項３記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項５】
前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項６】
前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする請求項５記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項７】
試料から発生した特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子と、
該２つの分光素子からの分散光を同時に受けて検出信号に変換する位置敏感検出器と、
該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとして記憶するメモリと、
該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行なう画像処理部と、
該画像処理部からの出力データを受けて分光情報を表示する表示部と、
を有することを特徴とするＸ線分光装置。
【請求項８】
前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする請求項７記載のＸ線分光装置。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σｆ1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2
（ｙ）を次式で求めることを特徴とする請求項７記載のＸ線分光装置。
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
【請求項１０】
前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて波長幅の広い分光特性を得るようにしたことを特徴とする請求項９記載のＸ線分光装置。
【請求項１１】
前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のＸ線分光装置。
【請求項１２】
前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする請求項１１記載のＸ線分光装置。
【請求項１】
試料から発生した特性Ｘ線を、互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子により分光し、
該２つの分光素子からの分散光を位置敏感検出器により同時に受けて検出信号に変換し、
該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとしてメモリに記憶し、
該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行ない、
該画像処理が行なわれたデータを受けて分光情報を表示する
ことを特徴とするＸ線分光情報取得方法。
【請求項２】
前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする請求項１記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項３】
前記画像処理は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σｆ1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2（
ｙ）を次式で求めるものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線分光情報取得方法。
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
【請求項４】
前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて一度に分光可能な波長範囲を広くするようにしたことを特徴とする請求項３記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項５】
前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項６】
前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする請求項５記載のＸ線分光情報取得方法。
【請求項７】
試料から発生した特性Ｘ線を受ける互いにほぼ９０°の角度で配置された２つの分光素子と、
該２つの分光素子からの分散光を同時に受けて検出信号に変換する位置敏感検出器と、
該位置敏感検出器からの検出信号を検出データとして記憶するメモリと、
該メモリに記憶された検出データを読み出して所定の画像処理を行なう画像処理部と、
該画像処理部からの出力データを受けて分光情報を表示する表示部と、
を有することを特徴とするＸ線分光装置。
【請求項８】
前記メモリに記憶された検出データを読み出して、各々の分光素子で分光した分散光の波形を分離して得ることを特徴とする請求項７記載のＸ線分光装置。
【請求項９】
前記画像処理部は、前記位置敏感検出器で検出した検出データをＹ軸方向に積算し、各積算値をＸ軸に投影して得られる波形をｇ1（ｘ）、該検出データをＸ軸方向に積算し、各積算値をＹ軸に投影して得られた波形をｇ2（ｙ）とする時、前記一方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ1（ｘ）、前記他方の分光素子で分光した分散光の波形をｆ2（ｙ）とすると、それぞれのオフセット成分を、Σｆ2、Σｆ1として、ｆ1（ｘ）、ｆ2
（ｙ）を次式で求めることを特徴とする請求項７記載のＸ線分光装置。
ｆ1（ｘ）＝ｇ1（ｘ）−Σｆ2
ｆ2（ｙ）＝ｇ2（ｙ）−Σｆ1
【請求項１０】
前記ｆ1（ｘ）にｆ2（ｙ）をつなぎ合わせて波長幅の広い分光特性を得るようにしたことを特徴とする請求項９記載のＸ線分光装置。
【請求項１１】
前記分光素子は円筒型又は球面型又はトロイダル型等の２次曲面型であることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載のＸ線分光装置。
【請求項１２】
前記分光素子の形状が球面型又はトロイダル型等の円筒型以外の２次曲面型である場合、非分散方向の曲率を十分に大きくして結像面を直線とみなして分散光を求めるようにしたことを特徴とする請求項１１記載のＸ線分光装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１】
【図６】
【図７】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１６００９４（Ｐ２０１０−１６００９４Ａ）
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３３４０（Ｐ２００９−３３４０）
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２２日（２０１０．７．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月９日（２００９．１．９）
【出願人】（０００００４２７１）日本電子株式会社 (811)
【Ｆターム（参考）】
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