CN110383052A - X射线分析辅助设备和x射线分析设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的X射线分析辅助设备设置有：输入和操作设备24，用于任意地输入和设置样品S和二维检测器2之间的距离L以及由样品S散射或衍射的X射线的最大检测范围Xmax中的一个的值；以及中央处理单元20，用于基于由输入和操作设备24设置的一个设置项目的值来自动设置另一个设置项目。另外，基于距离L和最大检测范围Xmax，在显示设备21的显示屏22上显示X射线的最大测量帧Hmax。此外，在显示设备21的显示屏22上显示X射线检测区域A，X射线检测区域A指示其内二维检测器2的检测表面可以检测X射线的范围。

Description

X射线分析辅助设备和X射线分析设备

技术领域

本发明涉及一种X射线分析辅助设备，该X射线分析辅助设备以X射线分析设备为目标，X射线分析设备用于在来自X射线源的X射线入射到样品时通过二维检测器检测由样品散射或衍射的X射线，并且该X射线分析辅助设备用于设置X射线分析设备的测量条件。

背景技术

例如，在日本专利公开No.2009-2805(专利文献1)中公开的小角度和广角X射线测量装置是用于在使X射线入射到样品时检测由样品散射的X射线的X射线分析设备，并且样品的结构可以基于由X射线分析设备获得的X射线信息进行分析。

为了通过使用这种类型的X射线分析设备分析样品的结构，自然地预先知道设备的操作过程，并且还需要在一定程度上掌握设备的操作。为设备设置条件所需的时间取决于技术程度(即经验程度)而变化很大，并且所获得的X射线信息的准确性也变化。因此，为了通过尽可能短的测量以高准确度获得X射线信息，优选地，由熟练的操作者来操作X射线分析设备。

另一方面，如果存在用于辅助设备的条件设置的设备，那么即使是经验较少的操作者也可以在短时间内设置适当的条件。但是，这种类型的X射线分析辅助设备尚未被开发。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开No.2009-2805

发明内容

本发明要解决的问题

本发明是鉴于上述情况完成的，并且提供了一种X射线分析辅助设备，其能够在短时间内甚至由对X射线分析设备具有很少的操作经验的操作者进行适当的测量条件的设置。

解决问题的部件

根据本发明的X射线分析辅助设备针对X射线分析设备，X射线分析设备用于在来自X射线源的X射线入射到样品时利用二维检测器检测由样品散射或衍射的X射线，并且该X射线分析辅助设备用于设置X射线分析设备的测量条件。

针对的X射线分析设备例如是小角度X射线散射测量装置。但是，不用说，本发明不限于应用于该装置。

近年来，具有高准确度和高分辨率的二维半导体检测器经常被用作二维检测器。二维半导体检测器具有可以检测X射线的小区域，使得特别难以设置用于获得有用的X射线信息的适当的测量条件。因此，根据本发明的X射线分析辅助设备的应用对于使用二维半导体检测器的X射线分析设备特别有效。

根据本发明的X射线分析辅助设备包括样品和二维检测器之间的距离L以及在其中期望获取由样品散射或衍射的X射线的测量数据的检测最大范围Xmax作为设置项目。

设置的X射线的检测最大范围Xmax是在其中可以获取X射线的测量数据的从样品径向散射或衍射的X射线的广角侧上的最大角度范围。例如，在小角度X射线散射测量装置中，可以基于由样品散射或衍射的X射线的散射或衍射向量Q、由样品散射或衍射的X射线相对于入射到样品的X射线的光轴的散射或衍射角2θ以及样品的结构中的尺寸d中的任何一个来设置检测最大范围Xmax。

根据本发明的X射线分析辅助设备包含作为显示项目的X射线检测区域A以及最大测量帧Hmax，X射线检测区域A表示二维检测器的检测面可以检测X射线的范围，并且最大测量帧Hmax表示检测最大范围Xmax中的X射线入射到包含二维检测器的检测面的测量平面的广角侧上的边界。

根据本发明的X射线分析辅助设备包括：设置值输入部件，用于输入对应于距离L和检测最大范围Xmax的值中的一个；自动设置部件，用于基于由设置值输入部件输入的对应于一个设置项目的值自动设置另一设置项目；以及显示部件，用于基于距离L和检测最大范围Xmax在显示屏上显示最大测量帧Hmax并且基于距离L和检测最大范围Xmax在显示屏上显示X射线检测区域A。

在X射线分析设备中，当X射线入射到样品时，在样品中径向发生X射线的散射或衍射。当二维检测器布置在样品附近时，这种径向散射或衍射的X射线可以在宽角度范围内入射到二维检测器的检测面。相反，当二维检测器与样品分开布置时，二维检测器可检测到的X射线的角度范围窄。另一方面，当二维检测器离样品更远时，二维检测器可以检测到的X射线的角分辨率更好。

此外，当从样品径向散射或衍射的X射线到测量平面的入射范围比二维检测器的检测面宽时，需要考虑测量平面(将要由二维检测器在此处检测X射线的)上的入射X射线的角位置。

操作者必须考虑这些关系来设置测量条件，但是X射线不能在视觉上进行识别，因此通常不可能在使X射线入射到样品时进行调节操作。因此，操作者必须在不能检查实际情况时设置测量条件，并且经验的丰富程度(即，技能程度)在一定程度上影响测量条件的设置的适合性。

但是，通过使用根据本发明的X射线分析辅助设备，当操作者从设置值输入部件输入对应于距离L和检测最大范围Xmax的值中的一个时，自动设置部件基于输入的与一个设置项目对应的值自动设置另一设置项目。显示部件基于距离L和检测最大范围Xmax在显示屏上显示最大测量帧Hmax。

这里，与距离L或检测最大范围Xmax对应的值不限于距离L或检测最大范围Xmax，而是可以是与这些值具有相关性的值。最大测量帧Hmax是其中检测最大范围Xmax中的X射线入射到包含二维检测器的检测面的测量平面的广角侧上的边界。操作者可以可视地检查显示屏上显示的最大测量帧Hmax。此外，X射线检测区域A被显示在显示屏上。X射线检测区域A是可以由二维检测器的检测面检测到X射线的范围。操作者可以在显示屏上可视地检查X射线检测区域A和最大测量帧Hmax。以这种方式，操作者可以在可视地检查显示屏上的最大测量帧Hmax和X射线检测区域A时考虑距离L和检测最大范围Xmax的设置的适当性。即使是在操作X射线分析设备方面经验不足的操作者也能够在短时间内进行适当的条件设置。

此外，根据本发明的X射线分析辅助设备可以包含在其中期望获取由样品散射或衍射的X射线的测量数据的检测最小范围Xmin作为设置项目，并且包含最小测量帧Hmin作为显示项目，最小测量帧Hmin表示检测最小范围Xmin中的X射线入射到测量平面的低角度侧上的边界。设置值输入部件可以具有输入和设置距离L和检测最小范围Xmin之一的功能，并且显示部件可以具有基于距离L和检测最小范围Xmin在显示屏上显示最小测量帧Hmin的功能。

这里设置的X射线检测最小范围Xmin是对于从样品径向散射或衍射的X射线可以被获取作为测量数据的低角度侧上的最小角度范围。例如，在小角度X射线散射测量装置中，如在检测最大范围Xmax的情况下那样，该检测最小范围Xmin也可以基于由样品散射或衍射的X射线的散射或衍射向量Q、由样品散射或衍射的X射线相对于入射到样品的X射线的光轴的散射或衍射角2θ或者样品的结构中的尺寸d中的任何一个来设置。

通过添加如上所述的配置，当操作者从设置值输入部件输入距离L和检测最小范围Xmin中的一个时，在显示屏上显示最小测量帧Hmin。最小测量帧Hmin是其中检测最小范围Xmin中的X射线入射到测量平面的低角度侧上的边界。当最小测量帧Hmin扩展到广角侧时，可以由二维检测器检测的X射线的角分辨率更高。因此，通过可视地检查显示在显示屏上的最小测量帧Hmin并考虑期望通过测量获得的X射线信息中的允许的角分辨率，可以考虑样品和二维检测器之间的距离L的设置的适当性。

优选地，根据本发明的X射线分析辅助设备包括显示改变部件，用于发出改变显示在显示屏上的内容的指令。通过提供该显示改变部件，用于在设置测量条件时辅助考虑的内容以及可以在视觉上考虑的内容增加，从而可以实现更适当的条件设置。

在如此配置的根据本发明的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于在显示屏上显示网格的指令，并且显示部件可以被配置为具有基于该指令显示网格的功能，该网格具有方块，每个方块具有与显示屏上的X射线检测区域A相同的尺寸和形状。

例如，操作者可以通过参考显示在显示屏上的网格来考虑X射线检测区域A相对于最大测量帧Hmax的位置。

在根据本发明的被配置为包括显示改变部件的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于移动显示在显示屏上的X射线检测区域A的指令，并且显示部件可以被配置为具有基于该指令在显示屏内移动X射线检测区域A的功能。

例如，操作者可以通过在显示屏内移动X射线检测区域A来考虑X射线检测区域A相对于最大测量帧Hmax的最佳位置。

在根据本发明的被配置为包括显示改变部件的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于在显示屏上显示多个X射线检测区域A的指令，并且显示部件可以被配置为具有基于该指令在显示屏上显示多个X射线检测区域A的功能。

例如，操作者可以通过在显示屏上显示多个X射线检测区域A来考虑最大测量帧Hmax的最佳X射线检测区域。

在根据本发明的被配置为包括显示改变部件的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于在显示屏上的任何位置处显示任意数量的X射线检测区域A的指令，并且显示部件可以被配置为具有基于该指令在显示屏上的任何位置处显示任意数量的X射线检测区域A的功能。

通过在显示屏上的任意位置处显示任意数量的X射线检测区域A，操作者可以设置测量条件，使得入射到最大测量帧Hmax内的测量区域的X射线可以被二维检测器适当且高效地检测到。

在根据本发明的被配置为包括显示改变部件的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于改变显示在显示屏上的最大测量帧Hmax的尺寸的指令，显示部件可以被配置为具有基于该指令改变在显示屏上显示的最大测量帧Hmax的尺寸的功能，并且自动设置部件可以被配置为具有基于改变的最大测量帧Hmax自动设置距离L或检测最大范围Xmax的功能。

例如，操作者可以通过改变最大测量帧Hmax的尺寸来考虑X射线检测区域A的最佳最大测量帧Hmax的尺寸。由于距离L或检测最大范围Xmax随着最大测量帧Hmax的尺寸的改变而自动重置，因此操作者免于复杂的计算。

在根据本发明的被配置为包括显示改变部件的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于根据在显示屏上显示的X射线检测区域A的外边缘改变最大测量帧Hmax的尺寸的指令，显示部件可以被配置为具有基于该指令根据显示在显示屏上的X射线检测区域A的外边缘改变最大测量帧Hmax的尺寸的功能，并且自动设置部件可以被配置为具有基于改变的最大测量帧Hmax自动设置距离L或检测最大范围Xmax的功能。

例如，操作者可以通过根据X射线检测区域A的外边缘改变最大测量帧Hmax来确定X射线检测区域A的最佳最大测量帧Hmax的尺寸。在这种情况下，由于距离L或检测最大范围Xmax也随着最大测量帧Hmax的变化而自动重置，因此操作者免于复杂的计算。

在根据本发明的被配置为包括显示改变部件的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于划分在显示屏上显示的最大测量帧Hmax内的测量区域并显示划分的测量区域的一部分的指令，并且显示部件可以被配置为具有基于该指令将显示屏上显示的最大测量帧Hmax内的测量区域划分并显示划分的测量区域的一部分的功能。

例如，操作者可以通过划分最大测量帧Hmax中的测量区域并显示测量区域的一部分来调整期望检测到来自样品的X射线的范围。

在如此配置的根据本发明的X射线分析辅助设备中，自动设置部件可以被配置为具有自动设置X射线检测区域A的数量和布置以覆盖被划分和部分显示的最大测量帧Hmax内的测量区域的功能，并且显示部件可以被配置为具有在显示屏上显示自动设置的X射线检测区域A的数量和布置的功能。

利用这种配置，操作者可以设置测量条件，使得可以通过二维检测器高效地检测入射到最佳最大测量帧Hmax内的测量区域的X射线而不浪费。

在根据本发明的被配置为包括显示改变部件的X射线分析辅助设备中，显示改变部件可以被配置为发出用于在显示屏上的任意位置处显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H的指令，显示部件可以被配置为具有基于该指令在显示屏上的任何位置处显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H的功能，自动设置部件可以被配置为具有自动设置X射线检测区域A的数量和布置以覆盖显示屏上显示的指定测量范围H的功能，并且显示部件可以被配置为具有在显示屏上的自动设置的布置中显示自动设置的数量的X射线检测区域A的功能。

操作者使得具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H显示在显示屏上的任何位置处，由此X射线检测区域A被显示在显示屏上，其中X射线检测区域A的数量和布置覆盖指定测量范围H。例如，操作者可以在可视地检查指定测量范围H和X射线检测区域A时设置测量条件，使得可以通过二维检测器适当且高效地检测到来自样品的X射线。

根据本发明的X射线分析辅助设备可以被配置为还包括用于读取包含由二维检测器检测到的X射线信息的现有测量数据的数据读取部件，并且显示部件可以被配置为具有在显示屏上显示由数据读取部件读取的测量数据中包含的X射线信息的功能。

操作者可以在参考显示屏上显示的X射线信息时可视地考虑测量条件的设置。

根据本发明的X射线分析设备包括用于使X射线入射到样品的X射线源、用于检测由样品散射或衍射的X射线的二维检测器，以及用于设置测量条件的X射线分析辅助设备。这里，上述配置的根据本发明的X射线分析辅助设备被应用于X射线分析辅助设备。

如上所述，根据本发明的X射线分析辅助设备，操作者可以在可视地检查显示屏的显示内容时在短时间内适当地设置测量条件。

附图说明

图1A是示意性地示出小角度X射线散射测量装置的轮廓的前视图；

图1B是示出小角度X射线散射测量装置的光学系统的示意图；

图2A是示出当通过小角度X射线散射测量装置分析样品时测量条件的设置项目的前视图；

图2B是示出当通过小角度X射线散射测量装置分析样品时测量条件的设置项目的右侧视图；

图3是示出根据本发明的实施例的X射线分析辅助设备的示意结构的框图；

图4是示出在X射线分析辅助设备中的显示设备的显示屏上显示的基本信息的图；

图5是示出其中改变显示内容的显示屏的示例的图；

图6是示出其中改变显示内容的显示屏的另一个示例的图；

图7是示出其中改变显示内容的显示屏的又一示例的图；

图8是示出其中改变显示内容的显示屏的又一示例的图；

图9是示出其中改变显示内容的显示屏的又一示例的图；

图10是示出其中改变显示内容的显示屏的又一示例的图；

图11是示出其中在图10的显示屏之后改变显示内容的显示屏的示例的图；

图12是示出其中改变显示内容的显示屏的又一示例的图；

图13A至13E是示出各种示例的图，其中最大测量帧Hmax内的测量区域针对由样品散射或衍射的X射线被划分，并且仅进入划分的区域的X射线被设置为检测目标；

图14是示出其中改变显示内容的显示屏的又一示例的图；

图15是示出在图14的显示屏之后改变显示内容的显示屏的示例的图；

图16是示出其中改变显示内容的显示屏的另一个例的图；

图17是示出根据本发明的实施例的应用例中的显示屏的图；

图18是示出根据本发明的实施例的应用例中的在图17之后的显示屏的图；

图19是示出根据本发明的实施例的应用例中的在图17之后的另一个显示屏的图；

图20是示出图17所示的根据本发明的实施例的应用例的另一个显示屏的图；

图21是示出根据本发明的实施例的应用例中的在图17之后的另一个显示屏的图；以及

图22是示出通过使用根据本发明的实施例的X射线分析辅助设备确定的设置值信息的打印示例的图。

附图标记的描述

1：样品台，S：样品，2：二维检测器，3：X射线发生器，3a：X射线源，4：X射线聚焦设备，4a：X射线聚焦元件，5：第一狭缝部分，5a：第一狭缝，6：第二狭缝部分，6a：第二狭缝，7：第三狭缝部分，7a：第三狭缝，8：第一减压路径，9：第二减压路径，10：第三减压路径，11：移动台，12：直接光束阻挡器，20：中央处理单元，21：显示设备，22：显示屏，23：光标，24：输入/操作设备，25：存储设备，26：输出设备

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。

根据本实施例的X射线分析辅助设备被配置为应用于小角度X射线散射测量装置并且假设小角度X射线散射测量装置的测量条件的设置。

小角度X射线散射测量装置是X射线分析设备，用于测量当X射线入射到样品S时在由样品S散射的X射线中在0°<2θ(衍射角)≤5°的低角度区域中散射的X射线，以评估样品S的结构，并且它通常用于评估大约几纳米到几百纳米的尺寸的结构。

图1A是示意性地示出小角度X射线散射测量装置的轮廓的前视图。图1B是示出小角度X射线散射测量装置的光学系统的示意图。

注意的是，在图1A和1B中，纸表面上的左右方向被定义为Y方向，纸表面的垂直方向被定义为X方向，纸表面上的上下方向被定义为Z方向，并且小角度X射线散射测量装置被安装成使得X射线行进方向(装置的纵向)与Y方向对齐。

在图1A中，小角度X射线散射测量装置包括位于基本中心位置的样品台1，并且作为测量目标的样品S放置在样品台1上。入射侧光学系统被安装在样品台1的一侧上，并且二维检测器2被安装在样品台1的另一侧上，样品台1置于其间。

入射侧光学系统包括X射线发生器3、X射线聚焦设备4、第一狭缝部分5、第二狭缝部分6和第三狭缝部分7。二维半导体检测器用作二维检测器2。

第一减压路径8设置在第一狭缝部分5和第二狭缝部分6之间，第二减压路径9设置在第二狭缝部分6和第三狭缝部分7之间。第三减压路径10进一步设置在样品台1和二维检测器2之间。

第一减压通道8和第二减压通道9是管状构件，每个管状构件具有恒定长度和气密结构。第三减压路径10由一个或多个圆柱形构件构成，每个圆柱形构件具有气密结构。多个圆柱形构件可在图1A中的X方向上自由移动，并且可以根据样品S和二维检测器2之间的距离，在样品S和二维检测器2之间布置适当数量的圆柱形构件。注意的是，样品S和二维检测器2之间的距离可以通过移动自由调整，如下所述。

每个减压路径8、9和10的内部通过减压设备(例如，旋转泵或涡轮分子泵)(未示出)减压，并设置为真空状态或接近真空的减压状态。该减压是防止背景成分由于空气散射现象引起的生成不必要的散射辐射而导致测量数据增加，并且还防止空气吸收X射线的对策。

在本实施例中，二维半导体检测器用作二维检测器2。半导体检测器是利用当X射线应用于诸如硅或锗的半导体时电子的生成的X射线检测器，并且半导体检测器已经广泛用于X射线分析设备，因为它具有非常高的能量(X射线强度)分辨率，并且可以在短时间内检测X射线。但是，可以通过现在的半导体制造技术生产的半导体材料的尺寸是有限的，并且半导体材料的价格随着尺寸的增大而增加。因此，通常使用具有大约几厘米高和宽的小矩形检测面的半导体检测器。

如上所述，二维半导体检测器具有可以在检测面上检测到X射线的小面积，并且当二维半导体检测器应用于小角度X射线散射测量装置时可以不覆盖从样品S径向散射的X射线的整个范围。

因此，图1A和图1B中所示的小角度X射线散射测量装置被配置为使得二维检测器2安装在移动台11上，并且可以在Z方向和X方向上与移动台11一起移动。因此，二维检测器2对X射线的检测位置任意移动，从而可以多次划分测量从样品S径向散射的X射线的测量范围。

直接光束阻挡器12布置在二维检测器2的检测面的前面。直接光束阻挡器12由不透射X射线的材料形成，并且设置在从X射线源3a入射到样品S并从样品S反射或透射通过样品S的X射线的光轴(中心轴)上。直接光束阻挡器12具有防止X射线(直射光束)直接从X射线源3a入射到二维检测器2的检测面，并且仅使分析样品S所需的由样品S散射或衍射的X射线入射到二维检测器2的检测面的功能。

该装置被配置为使得样品S和二维检测器2之间的距离L可以通过移动任意调整。在图1A和1B所示的本实施例的小角度X射线散射测量装置中，样品台1可沿着在Y方向上延伸的导轨自由移动，并且样品S和二维检测器2之间的距离L可通过移动样品台1任意改变。注意的是，当存在构成第三减压路径10的圆柱形构件可能干扰样品台1的风险时，圆柱形构件从样品台1的移动路径缩回。

接下来，将描述具有上述配置的小角度X射线散射测量装置的光学系统和该光学系统的操作。

如图1B所示，X射线源3a设置在X射线发生器3的内部，由多层镜等配置的X射线聚焦元件4a设置在X射线聚焦设备4的内部，第一狭缝5a设置在第一狭缝部分5的内部，第二狭缝6a设置在第二狭缝部分6的内部，第三狭缝7a设置在第三狭缝部分7的内部。

例如，包括CuKα射线的点聚焦X射线从X射线源3a发射，并且X射线被X射线聚焦元件4a的组件反射以形成射束，使得射束聚焦在特定点上。X射线入射到样品S，同时其发散被第一狭缝5a和第二狭缝6a抑制。此时，第三狭缝7a防止不必要的散射辐射进入样品S。

当X射线入射到样品S时，由于样品S中包含的纳米(10^-9m)结构，X射线在小角度区域(0°<2θ≦5°)内在特定于样品S的散射角(衍射角)2θ的角位置处散射。散射X射线入射到二维检测器2的检测面，并且获得二维入射位置和X射线强度作为X射线信息。通过分析该X射线信息，可以评估样品S的内部纳米级(10^-9m)结构，更具体而言，可以评估从分子级结构(1nm至100nm的宏观结构)到原子级结构(0.2nm至1nm的微结构)的结构。

注意的是，虽然未在图1A和1B中特别示出，但是小角度X射线散射测量装置可以配备有附件设备，诸如用于样品S的负载施加设备、温度控制设备、湿度控制设备等。负载施加设备是能够向样品S施加拉伸或压缩负载的设备。温度控制设备是能够控制增加或降低样品S的温度的设备。湿度控制设备是能够控制增加或减少样品S周围的湿度的设备。

当通过使用这样的附属设备在动态改变样品S的状态的同时执行小角度X射线散射测量时，样品S的状态随时间变化，使得不可能确保通过二维检测器2进行X射线检测的时间并在改变检测位置时多次执行操作，诸如执行检测的操作。另一方面，在样品S的状态未改变的静态测量环境的情况下，能够确保X射线检测的时间并且在改变检测位置时多次自由地执行检测。

图2A和2B是示出当通过小角度X射线散射测量装置执行样品S的分析时测量条件的设置项目的图。

在这些图中，“Hp”表示包括二维检测器2的检测面的测量平面，并且测量平面Hp在多个位置处绘制，在这些位置当中，样品S和二维检测器2之间的距离L被改变。

当来自X射线源3a的X射线入射到样品S时，X射线围绕入射X射线的光轴O从样品S径向散射。在通过二维检测器2测量测量平面Hp上的散射X射线的情况下，当样品S和二维检测器2之间的距离L如图2A所示被改变时，在其中距离L是长的，L＝L1的位置处，可以在测量平面Hp上测量散射X射线的角度范围Xmax-1较小，并且相反地，在其中距离L是短的，L＝L3的位置处，可以在测量平面Hp上测量散射X射线的角度范围Xmax-3较大。

这里，当样品S和二维检测器2之间的距离L较短时，二维检测器2更难以区分X射线入射的微小角度差。换句话说，角分辨率降低。因此，优选地增加样品S和二维检测器2之间的距离L，以便以高准确度检测在低角度区域中散射的散射X射线。

操作者在考虑上述关系和环境时设置样品S和二维检测器2之间的距离L、用于期望获得的由样品S散射的X射线的测量数据的检测最大范围Xmax和用于期望获得的由样品S散射的X射线的测量数据的检测最小范围Xmin作为测量条件。

具体而言，在小角度X射线散射测量装置的情况下，基于由样品S散射的X射线的散射向量Q、由样品S散射的X射线相对于入射到样品S的X射线的光轴的散射角2θ，以及样品S的结构中的尺寸d(例如，晶格面)中的任何一个来设置检测最大范围Xmax和检测最小范围Xmin。

当其中检测最大范围Xmax中的X射线入射到测量平面Hp的区域(最大测量帧Hmax内的区域)大于其中二维检测器2的检测面可以检测X射线的范围(X射线检测区域A)时，不可能通过一次测量操作检测到最大测量帧Hmax的整个范围中的X射线。因此，在这种情况下，需要移动二维检测器2以将X射线检测区域A定位在相对于测量平面Hp的多个位置处，并且二维检测器2的X射线检测操作被执行多次。

但是，当通过使用诸如如上所述的负载施加设备、温度控制设备和湿度控制设备之类的附件设备动态地改变样品S的状态的同时执行小角度X射线散射测量时，因为样品S的状态随时间变化，因此不能在改变检测位置时多次执行检测操作。

因此，在通过使用附属设备动态改变样品S的状态的同时执行小角度X射线散射测量的情况，以及在样品S的状态未改变的静态测量环境下执行小角度X射线散射测量的情况被彼此区分开。在前一种情况下，为了通过一次检测操作获得分析样品S所需的X射线信息，需要考虑相对于X射线检测区域A的最大测量帧Hmax的尺寸并且还考虑X射线检测区域A相对于测量平面Hp的位置。

此外，在后一种情况下，需要考虑如何相对于测量平面Hp布置X射线检测区域A，并且还要考虑应该执行检测操作多少次以获取分析所需的X射线信息。

接下来，将详细描述根据本实施例的X射线分析辅助设备。

图3是示出X射线分析辅助设备的示意性结构的框图。

X射线分析辅助设备包括中央处理单元20、显示设备21、输入/操作设备24、存储设备25和输出设备26。

中央处理单元20(CPU)由例如个人计算机配置、根据预先安装的X射线分析辅助程序进行操作、执行必要的算术处理，并控制外围设备。

显示设备21是由液晶显示器等配置的外围设备，显示设备21在显示屏22上显示设置测量条件所需的信息，并使操作者能够可视地识别和使用该信息。

输入/操作设备24是由鼠标、键盘等配置的外围设备，并且当操作者设置测量条件时，输入各种设置值并操作显示在显示设备21的显示屏22上的信息。注意的是，在采用能够通过触摸操作将数据输入到显示设备21的显示屏22上的触摸显示器的情况下，显示屏22还用作输入/操作设备24。

存储设备25是由硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)等配置的外围设备，并且存储设备25存储X射线分析辅助程序以及测量数据和分析数据，测量数据和分析数据包括由小角度X射线散射测量装置检测到的X射线信息。

输出设备26是由打印机等配置的外围设备，并且输出设备26打印显示屏22的打印屏幕或打印各种设置值等。

图4是示出在X射线分析辅助设备中的显示设备21的显示屏22上显示的基本信息的图。通过可视地检查显示在显示屏22上的信息，操作者可以参考该信息并适当地设置测量条件。

当X射线分析辅助设备被激活时，如在图4中显示的信息被显示在显示设备21的显示屏22上。具体而言，设置项目、显示项目和操作项目被显示在显示屏22上。

设置项目包括样品S和二维检测器2之间的距离L(在下文中，可以简称为“距离L”)、由样品S散射或衍射的X射线的检测最大范围Xmax，以及由样品S散射或衍射的X射线的检测最小范围Xmin。当操作者输入这些设置项目中的或者距离L或者检测最大范围Xmax及检测最小范围Xmin时，中央处理单元20计算另一设置项目并自动设置最佳值，该最佳值被显示在显示屏22的对应部分上。

换句话说，如图2A所示，在其中距离L是长的，L＝L1的位置处，可以在测量平面Hp上测量X射线的角度范围Xmax-1是小的，并且检测最大范围Xmax可以被设置为限制在该角度范围Xmax-1。

另一方面，在其中距离L是短的，L＝L3的位置处，可以在测量平面Hp上测量X射线的角度范围Xmax-3是大的，并且检测最大范围Xmax可以被设置为限制在该角度范围Xmax-3。操作者输入距离L和检测最大范围Xmax中的任何一个，由此另一设置项目由中央处理单元20基于该关系来计算并自动设置为最佳值。

当操作者将检测最小范围Xmin与检测最大范围Xmax一起设置时，中央处理单元20确定二维检测器2在基于检测最大范围Xmax自动设置的距离L处的角分辨率，并且确定角分辨率是否可以检测到检测最小范围Xmin中的X射线。当确定不能检测到检测最小范围Xmin中的X射线时，自动校正距离L以将角分辨率提高到使得能够检测到检测最小范围Xmin中的X射线的值。如此自动校正的距离L被显示在显示屏22上。

注意的是，显示屏22还可以包括“角分辨率”项目，用于粗略地指定操作者期望的角分辨率。当在“角分辨率”项目中将角分辨率指定为“高”时，中央处理单元20将距离L在可调节范围内设置为长。另一方面，当角分辨率被指定为“低”时，中央处理单元20将距离L在可调节范围内设置为短。当距离L被设置为短时，检测最大范围Xmax中的X射线入射到测量平面Hp的区域(最大测量帧Hmax内的区域)变得相对小，使得与二维检测器2的X射线检测区域A的面积差异变小，并且可以通过低测量频率来测量最大测量帧Hmax内的整个区域。

如上所述，中央处理单元20配置自动设置部件，用于基于操作者输入的一个设置项的值自动设置另一设置项。此外，显示设备21和用于控制显示设备21的中央处理单元20构成显示部件，该显示部件包括在显示屏22上显示各种信息和改变显示信息的功能。具体而言，显示设备21和中央处理单元20具有作为显示部件的以下功能。注意的是，稍后将描述这些功能的细节。

(1)基于距离L和检测最大范围Xmax，在显示屏22上显示最大测量帧Hmax，并且在显示屏22上显示X射线检测区域A(参见图4)。

(2)在显示屏22上显示其中一个方块具有与X射线检测区域A相同的尺寸和形状的网格(参见图4)。

(3)X射线检测区域A在显示屏22上被移动(参见图5)。

(4)在显示屏22上显示多个X射线检测区域A(参见图6)。

(5)在显示屏22上的任何位置处显示任意数量的X射线检测区域A(参见图7)。

(6)改变显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax的尺寸(参见图8)。

(7)最大测量帧Hmax的尺寸根据显示在显示屏22上的X射线检测区域A的外边缘而改变(参见图9)。

(8)划分显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax中的测量区域并显示其一部分(参见图10)。

(9)由用作自动设置部件的中央处理单元20自动设置的X射线检测区域A的数量和布置被显示在显示屏22上(参见图11)。

(10)在显示屏22上的任何位置处显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H(参见图14)。

(11)由数据读取部件读取的测量数据中包含的X射线信息被显示在显示屏22上(参见图16)。

回到图3和图4，显示设备21由中央处理单元20控制，以基于距离L和检测最大范围Xmax在显示屏22上显示最大测量帧Hmax、最小测量帧Hmin、X射线检测区域A等。

这里，最大测量帧Hmax是其中检测最大范围Xmax中的X射线入射到包括二维检测器2的检测面的测量平面Hp的广角侧上的边界。最小测量帧Hmin是其中检测最小范围Xmin中的X射线入射到包括二维检测器2的检测面的测量平面Hp的低角度侧上的边界。X射线检测区域A是其中二维检测器2的检测面可以检测到X射线的区域。

操作者可以例如通过操作鼠标使得显示屏22上的光标23被放置在要在显示屏22上输入的项目的一侧上显示的输入框上、执行鼠标的点击操作以将输入框设置为选定状态，然后通过诸如键盘的输入/操作设备24输入设置值来执行输入操作。复选框布置在显示屏22上显示的一些项目的侧面上。通过操作鼠标并单击鼠标，显示屏22上的光标23被放置在复选框上，从而可以选择与复选框对应的项目。注意的是，这些仅仅是输入操作的示例，并且可以通过根据显示屏22上的显示内容或输入/操作设备24的类型的适当操作来执行设置值的输入和项目的选择。这同样适用于稍后描述的使用鼠标的拖动操作。

如上所述，诸如鼠标、键盘等的输入/操作设备24构成用于输入距离L和检测最大范围Xmax之一的设置值输入部件。

显示项目包括测量平面Hp、最大测量帧Hmax、最小测量帧Hmin和X射线检测区域A。

测量平面Hp被放置成垂直于从X射线源3a入射到样品S的X射线的光轴(中心轴)。测量平面Hp被显示在显示屏22上，处于从正面观察测量平面Hp的状态。换句话说，显示屏22上的测量平面Hp对应于图2A和2B中所示的测量平面Hp。

中央处理单元20基于如上所述设置的距离L和检测最大范围Xmax来计算最大测量帧Hmax的尺寸，并且最大测量帧Hmax被显示为叠加在指示测量平面Hp的显示上。由于作为检测目标的散射X射线、衍射X射线等从样品S绕光轴O径向散射或衍射，因此最大测量帧Hmax以以光轴O为中心的圆形显示。

中央处理单元20基于如上所述设置的距离L和检测最小范围Xmin来计算最小测量帧Hmin的尺寸，并且最小测量帧Hmin被显示为叠加在指示测量平面Hp的显示上。最小测量帧Hmin也以以光轴O为中心的圆形显示。

X射线检测区域A表示其中二维检测器2可以检测到入射到测量平面Hp的X射线的范围。在本实施例中使用的二维半导体检测器具有矩形X射线检测区域A。

测量平面Hp被配置为使得具有与矩形X射线检测区域A相同尺寸和形状的网格(引导方块)G可以显示在以网格形状布置的测量平面Hp上。通过选择显示屏22上指示的“网格显示”项目的复选框，网格G被显示在测量平面Hp上，并且通过清除复选框网格G被隐藏。如下所述，当考虑X射线检测区域A的布置时，该网格G是有用的。

由于操作者可以在可视地检查显示屏22上的最大测量帧Hmax、最小测量帧Hmin和X射线检测区域A时考虑距离L和检测最大范围Xmax的设置的适当性，因此，即使是在操作X射线分析设备方面经验不足的操作者，也可以在短时间内实现适当的条件设置。

接下来，操作项目包括用于指定检测操作频率的“检测操作频率”项目、用于改变测量范围的“改变测量范围”项目、用于改变测量范围与X射线检测区域A位置互锁的“与测量范围互锁”项目、用于划分测量范围的“划分测量范围”项目和用于任意指定测量范围的“指定测量范围”项目。上述网格显示项目也被包括在操作项目中。此外，根据本实施例的X射线分析辅助设备具有通过鼠标的拖动操作将X射线检测区域A移动到测量平面Hp上的任何位置、改变最大测量帧Hmax的尺寸，以及在任何位置处和以任何尺寸显示指定测量范围H的功能。

在显示屏22中包含这些操作项目的显示设备21和用于在显示屏22上执行拖动操作的诸如鼠标的输入/操作设备24构成用于输出用于改变显示屏22上显示的内容的指令(电信号)的显示改变部件。中央处理单元20根据这些操作项目和来自操作设备的指令控制显示设备21以改变显示屏22上显示的内容。

具体而言，显示设备21和输入/操作设备24具有作为显示改变部件的以下功能。注意的是，稍后将描述这些功能的细节。

(a)用于在显示屏22上显示网格的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图4)。

(b)用于移动显示在显示屏22上的X射线检测区域A的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图5)。

(c)用于在显示屏22上显示多个X射线检测区域A的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图6)。

(d)用于在显示屏22上的任何位置显示任意数量的X射线检测区域A的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图7)。

(e)用于改变显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax的尺寸的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图8)。

(f)用于根据显示在显示屏22上的X射线检测区域A的外边缘改变最大测量帧Hmax的尺寸的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图9)。

(g)用于划分显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax内的测量区域并显示划分的测量区域的一部分的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图10)。

(h)用于在显示屏22上的任何位置显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H的指令(电信号)被输出到中央处理单元20(参见图14)。

图5至16是示出改变显示屏上的显示内容的操作的图。

例如，如图5所示，显示在显示屏22上的X射线检测区域A可以移动到测量平面Hp内的任何位置。移动X射线检测区域A的操作可以通过所谓的拖动操作来执行，其中所谓的拖动操作为通过操作鼠标将光标23放置在X射线检测区域A上，然后在点击鼠标的同时移动。在该操作时，移动X射线检测区域A的指令被输出到中央处理单元20，并且中央处理单元20根据指令来控制显示设备21以移动显示屏22上显示的X射线检测区域A。

通过如上所述的将显示屏22上的X射线检测区域A移动到任何位置，操作者可以考虑例如最大测量帧Hmax内的测量区域的X射线检测区域A的最佳位置。

注意的是，中央处理单元20基于显示在显示屏22上的X射线检测区域A的位置，计算用于在X-Z方向上移动二维检测器2的移动台11的移动位置(X-Z坐标值)。

如图6所示，多个X射线检测区域A也可以显示在显示屏22上。通过将光标23通过操作鼠标放在显示屏22上显示在操作项目中用于指定检测操作频率的“检测操作频率”项目的一侧的输入框处，通过点击操作将输入框设置为选定状态，然后通过诸如键盘的输入/操作设备24输入指示X射线检测区域A的数量的数值(该图中的“3”)，可以将显示改变为如上所述的显示。通过该操作，用于显示指定数量的X射线检测区域A的指令被输出到中央处理单元20，并且中央处理单元20根据指令来控制显示设备21以在显示屏22上显示指定数量的X射线检测区域A。在显示屏22上显示的每个X射线检测区域A的位置处由二维检测器2执行X射线的检测。因此，在图6中，“检测操作频率”项目被设置为指定检测操作的频率。不用说，对应的操作项目可以是用于指定X射线检测区域A的数量的项目。

如上所述，通过在显示屏22上显示多个X射线检测区域A，操作者可以考虑例如最大测量帧Hmax内的区域的最佳X射线检测区域。

此外，如图7所示，可以在显示屏22上的任何位置显示任意数量的X射线检测区域A。为了如上所述改变显示，要显示的X射线检测区域A的数量以上面参考图6描述的方式首先被输入到操作项目中用于指定检测操作的频率的“检测操作频率”项目的一侧的输入框中，以在显示屏22上显示所需数量的X射线检测区域A。接下来，X射线检测区域A中的每一个通过使用鼠标的拖动操作被移动到任何位置。通过该操作，用于将指定数量的X射线检测区域A中的每一个显示到指定位置的指令被输出到中央处理单元20，并且中央处理单元20根据指令来控制显示设备21以在显示屏22上的指定位置处显示指定数量的X射线检测区域A。

通过如上所述在显示屏22上的任何位置显示任意数量的X射线检测区域A，操作者可以设置测量条件，使得入射在最大测量帧Hmax内的X射线可以被二维检测器适当且高效地检测到。

如图8所示，可以改变最大测量帧Hmax的尺寸。为了如上所述地改变显示，首先选中在操作项目中用于指示测量范围的改变的“改变测量范围”项目的一侧提供的复选框。随后，操作鼠标以将光标23放置在表示最大测量帧Hmax的圆上，然后在点击鼠标的同时拖动鼠标，从而可以执行显示的改变。通过该操作，用于改变最大测量帧Hmax的尺寸的指令被输出到中央处理单元20，并且中央处理单元20根据指令来控制显示设备21以改变显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax的尺寸。

例如，如图8所示，通过使最大测量帧Hmax与X射线检测区域A的外边缘匹配，入射到最大测量帧Hmax内的区域并且需要作为测量数据的几乎所有X射线都可以使用二维检测器2通过一次检测操作被检测到。

这里，中央处理单元20用作自动设置部件，以基于改变的最大测量帧Hmax自动重置距离L和检测最大范围Xmax中的一个。用于选择其中设置值期望被固定的项目的“固定项目”的项目被显示在显示屏22上同时被包含在设置项目中，并通过选中该“固定项目”中指示的“Xmax”和“L”侧面的复选框中的任何一个，对应设置项目的设置值被固定，并且另一个设置项目的设置值基于最大测量帧Hmax被重置。

如图9所示，最大测量帧Hmax可以根据X射线检测区域A的外边缘自动改变。为了如上所述地改变显示，首先选中操作项目中其中测量范围与X射线检测区域A的位置互锁地改变的“与测量范围互锁”项目一侧提供的复选框。通过该操作，用于根据X射线检测区域A的外边缘自动改变最大测量帧Hmax的指令被输出到中央处理单元20，并且中央处理单元20根据指令来控制显示设备21以根据X射线检测区域A的外边缘改变显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax。

通过如上所述根据X射线检测区域A的外边缘自动改变最大测量帧Hmax，操作者可以例如确定X射线检测区域A的最佳最大测量帧Hmax的尺寸。

此时，中央处理单元20用作自动设置部件，以基于改变的最大测量帧Hmax自动重置距离L和检测最大范围Xmax中的一个。要重置的项目是在显示屏22上的固定项目中提供的复选框未选中的项目。

如图10所示，还可以划分最大测量帧Hmax中的测量区域并显示其一部分。为了如上所述地改变显示，首先选中操作项目中用于划分操作范围的“划分测量范围”项目中提供的复选框，并且选中任何期望的复选框以选择指示划分尺寸的复选框。当期望在围绕光轴O的对称位置处在最大测量帧Hmax内显示划分的测量区域的片段时，还选中“对称划分”的复选框。通过该操作，用于在最大测量帧Hmax内划分测量区域并显示其一部分的指令被输出到中央处理单元20，并且中央处理单元20根据指令来控制显示设备21以划分显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax内的测量区域并显示其一部分。例如，在图10中，最大测量帧Hmax内划分的测量区域的片段以四分之一尺寸和在对称位置处被显示。

显示在显示屏22上的最大测量帧Hmax内的测量区域的划分的片段可以绕光轴O旋转，并且通过将光标23放置在划分的片段上并拖动鼠标来被布置在任何角度位置。

当在显示屏22上显示最大测量帧Hmax内的测量区域的划分片段时，如图11所示，中央处理单元20用作自动设置部件，以自动设置X射线检测区域A的数量和布置，以便覆盖显示的最大测量帧Hmax内的测量区域的划分片段。然后，设置的X射线检测区域A被显示在显示屏22上。因此，操作者可以在可视地检查X射线检测区域A和最大测量帧Hmax内测量区域的划分片段时设置测量条件，使得例如通过二维检测器2可以适当且高效地检测来自样品S的X射线。

在本实施例中，用于划分测量范围的“划分测量范围”项目具有用于选择以“任意”尺寸的划分的复选框。如图12所示，标准尺寸的复选框被选中，并且用于选择“任意”的复选框被选中，从而在显示屏22上显示具有选定尺寸的在最大测量帧Hmax内的测量区域中的划分片段。划分片段的尺寸可以通过将光标23放置在该划分片段上并拖动鼠标来任意地改变。

图13A至13E示出了各种示例，其中最大测量帧Hmax内的测量区域被划分用于由样品S散射或衍射的X射线，并且仅进入划分区域的X射线被作为检测目标检测。换句话说，图13A示出了最大测量帧Hmax内的测量区域被划分成1/2尺寸的片段，并且入射到划分片段的X射线被作为检测目标检测。图13B示出了最大测量帧Hmax内的测量区域被划分成1/4尺寸的片段，并且入射到划分片段的X射线被作为检测目标检测。图13C示出了最大测量帧Hmax内的测量区域被划分成1/8尺寸的片段，并且入射到划分片段的X射线被作为检测目标检测。图13D示出了最大测量帧Hmax内的测量区域被划分成任意尺寸的片段，并且入射到划分片段的X射线被作为检测目标检测。图14E示出最大测量帧Hmax内的测量区域被划分成1/4尺寸的片段，划分片段被布置在对称位置处，并且入射到划分片段的X射线被作为检测目标检测。

例如，在样品S具有各向同性的情况下，发生绕光轴O的对称散射，使得可以通过仅设置如图13A至图13C所示的部分作为测量范围并假设散射X射线同样入射在对称位置处来缩短测量时间。

如图14所示，可以在显示屏22上的任何位置显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H。为了如上所述地改变显示，选中操作项目中用于任意指定测量范围的“指定测量范围”项目的一侧提供的复选框。接下来，将光标23放置在测量平面Hp内的任何位置，并且以该位置设置为起点来执行使用鼠标的拖动操作，从而指定具有任何尺寸的测量范围。以这种方式在显示屏22上指定的测量范围被称为指定测量范围H。通过该操作，用于在显示屏22上的任何位置显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H的指令被输出到中央处理单元20，并且中央处理单元20根据指令来控制显示设备21以在显示屏22上的指定位置处显示具有指定尺寸和指定形状的指定测量范围H。

当在显示屏22上显示指定测量范围H时，如图15所示，中央处理单元20用作自动设置部件，以自动设置X射线检测区域A，使得某个数量和布置的X射线检测区域A覆盖指定测量范围H。然后，设置的X射线检测区域A被显示在显示屏22上。因此，操作者可以在可视地检查指定测量范围H和X射线检测区域A时设置测量条件，使得例如由样品S散射或衍射的X射线可以适当且高效地被二维检测器2检测到。

如图16所示，还可以读取包含由二维检测器2检测到的X射线信息的现有测量数据，并在显示屏22上显示包含在测量数据中的X射线信息。

显示屏22具有用于读取现有测量数据的“读取测量数据”项目。该“读取测量数据”项目包含文件输入字段22a和读取按钮22b。在文件输入字段22a中指定其中记录测量数据的文件的保存目的地，并且用鼠标点击读取按钮22b。通过该操作，用于读出记录在指定文件中的测量数据的指令被输出到中央处理单元20。根据该指令，中央处理单元20从指定的保存目的地中读出具有记录在其中的测量数据的文件，并且在显示屏22上显示包含在测量数据中的X射线信息22c。

在显示屏22上包含“读取测量数据”项目的显示设备21、用于操作“读取测量数据”项目的诸如鼠标或键盘的输入/操作设备24，以及用于控制这些设备的中央处理单元20构成用于读取包含X射线信息的现有测量数据的数据读取部件。

如上所述，读取现有的测量数据，并且在显示屏22上显示包含在测量数据中的X射线信息22c，从而操作者可以在参考显示在显示屏22上的X射线信息22c时可视地考虑测量条件的设置。X射线信息22c包括其中记录由样品S散射或衍射的X射线的峰值的图像信息等。

可以根据用于读取现有测量数据的配置的实施例开发以下应用例。

换句话说，如图17所示，读取其中记录测量数据的文件，并且在显示屏22上显示包含在测量数据中的X射线信息22c。以与上面参考图16描述的方式执行用于在显示屏22上显示X射线信息22c的操作。

此时，中央处理单元20在显示屏22的对应设置项目上显示在读取包含在读取测量数据中的测量数据时包含在读取测量数据中的测量条件(距离L、最大检测范围Xmax、检测最小范围Xmin)。

在图17所示的应用例中，“指定检测区域”项目被添加到显示屏22的设置项目。“指定检测区域”项目是用于指定操作者希望检测X射线的检测区域的项目。在该图所示的应用例中，“指定检测区域”项目提供有用于基于相同项目选择设置的复选框和用于用数值指定其中期望执行X射线检测的区域的尺寸的输入框。

其中来自样品S的散射X射线或衍射X射线扩散的在以光轴O为中心的径向r上的角度范围，以及垂直于该角度范围的宽度方向β上的范围以数值被输入到项目“指定检测区域”的输入框中。具体而言，选中“指定检测区域”项目的复选框，并且通过使用诸如键盘的输入/操作设备24以数值将径向方向r和宽度方向β的各个范围输入到输入框中。例如，可以通过输入向量Q或2θ角的数值来设置径向r上的角度范围。此外，宽度方向β上的范围由以光轴O为中心的弧形角度范围指定，但是这在图17等的显示屏22上用直线近似并显示。当然，指定范围的方法不限于该方法，并且可以任意设计。

此外，相对于显示在显示屏22上的X射线信息22c，通过使用诸如鼠标的输入/操作设备24来操作显示屏22上的光标23以将其放置在期望检测X射线的区域的中心点上，并且通过鼠标的点击操作等指定该区域的位置。

响应于这些操作，中央处理单元20在显示屏22上显示在复选框中用输入的数值指定并且以光标23指定的位置为中心的范围的指定检测区域Ad(参见图17)。

例如，可以容易地执行关注由X射线信息22c表示的散射X射线或衍射X射线的峰值位置P之一并指定包含峰值位置P的区域作为指定检测区域Ad等的操作。

当在显示屏22上显示指定检测区域Ad时，中央处理单元20将X射线检测区域A放置在显示屏22上，使得X射线检测区域A围绕指定检测区域Ad，如图18所示。这里，X射线检测区域A的尺寸在测量平面Hp上是恒定的。在该应用例中，相对于X射线检测区域A放大或缩小指定检测区域Ad，从而调整指定检测区域Ad以将其包含在X射线检测区域A中，与X射线检测区域A接触。

此时，样品S和二维检测器2之间的距离L也随着测量平面Hp上的指定检测区域Ad的放大或缩小而改变。换句话说，当距离L较短时，检测最大范围Xmax较大(例如，图2A中的L＝L3和Xmax-3)，使得指定检测区域Ad减小并显示在测量平面Hp上。另一方面，当距离L较长时，检测最大范围Xmax较小(例如，图2A中的L＝L1和Xmax-1)，使得指定检测区域Ad放大并显示在测量平面Hp上。

如上所述，指定检测区域Ad的尺寸与距离L的值之间存在相关性，因此在本应用例中，显示在显示屏22上的指定检测区域Ad变为“与距离L对应的值”。显示设备21和诸如鼠标的输入/操作设备24构成用于输入与距离L对应的值的设置值输入部件，其中的显示设备21包括显示屏22，显示屏22上包含在显示屏22的用于指定指定检测区域Ad的“指定检测区域”项目。

随着根据X射线检测区域A改变指定检测区域Ad的尺寸的操作，设置距离L，并且还结合距离L设置检测最大范围Xmax和检测最小范围Xmin。距离L、检测最大范围Xmax和检测最小范围Xmin被显示在显示屏22上。

注意的是，图18所示的应用例被配置为使得显示在显示屏22上的X射线信息22c的图像也根据距离L的变化围绕光轴O放大或缩小。但是，根据在显示屏22上放大或缩小指定检测区域Ad的定时，可以从显示屏22擦除X射线信息22c的图像。

例如，操作者可以在可视地检查指定检测区域Ad和X射线检测区域A时设置测量条件(距离L、检测最大范围Xmax等)，使得由样品S散射或衍射的X射线可以由二维检测器2适当且高效地检测到。

当操作者改变显示在显示屏22的设置项目上的距离L、检测最大范围Xmax、检测最小范围Xmin等的值时，这使得指定检测区域Ad被放大并从X射线检测区域A突出，如图19所示，中央处理单元20自动设置X射线检测区域A的数量和布置，以覆盖指定检测区域Ad。设置的X射线检测区域A也可以显示在显示屏22上。

如图20所示，还可以通过使用诸如鼠标的输入/操作设备24操作显示屏22上的光标23，以通过相对于显示在显示屏22上的X射线信息22c移动光标23指定期望检测X射线的区域的范围。在这种配置中，诸如鼠标的输入/操作设备24构成用于输入与距离L对应的值(指定检测区域Ad的尺寸和位置)的设置值输入部件。

当指示指定检测区域Ad的矩形相对于水平和垂直方向倾斜放置在显示屏22上时，如图17所示，可以添加绕光轴O旋转指定检测区域Ad并且水平地布置指示指定检测区域Ad的矩形的功能。

例如，如图21所示，在显示屏22的操作项目中提供了用于布置指定检测区域Ad的“水平地布置指定检测区域”项目，并且当选中该项目的复选框时，中央处理单元20计算指定检测区域Ad相对于水平轴的倾斜角度、基于计算结果围绕光轴O旋转指定检测区域Ad，并将指定检测区域Ad布置在水平位置。

通过根据旋转指定检测区域Ad的角度使安装在X射线分析设备上的样品在平面中旋转，从样品散射或衍射的X射线的方向可以与其中水平布置指定检测区域Ad的显示屏22的状态相匹配。

基于如上所述的操作和考虑因素确定的样品S和二维检测器2之间的距离L、由样品S散射或衍射的X射线的检测最大范围Xmax、由样品S散射或衍射的X射线的检测最小范围Xmin的相应设置值以及关于X射线检测区域A的数量(检测操作的频率)和X射线检测区域A的位置(移动台11的移动位置：X-Z坐标值)的信息，可以在操作完成之后通过使用诸如连接到中央处理单元20的打印机之类的输出设备26打印在如图22所示的纸张上，并且在设置小角度X射线散射测量装置(X射线分析设备)中的分析条件时进行参考。此外，在操作完成之后，可以在显示屏22上显示这样的信息。另外，这些信息可以记录在设置文件中并在操作完成之后存储在存储设备中。

注意的是，本发明不限于上述实施例。换句话说，上述实施例仅是实施本发明的一个配置示例。因此，例如，显示设备21的显示屏22的布局和显示项目，以及显示改变的内容不限于图4至图21(不包括图13A至13E)中所示的那些，并且可以在设计上适当地改变。

本发明的X射线分析辅助设备不限于应用于小角度X射线散射测量装置，也可以应用于各种类型的包括样品S和二维检测器2之间的距离L以及由样品S散射或衍射的X射线的检测最大范围Xmax作为测量条件的设置项目的X射线分析设备(例如，X射线粉末衍射装置)。

此外，本发明的X射线分析辅助设备可以包含在X射线分析设备中，从而在设置测量条件时配置具有辅助功能的X射线分析设备。在这种情况下，由X射线分析辅助设备设置的设置项的值可以被输出到X射线分析设备的控制单元。

Claims (15)

1.一种针对X射线分析设备的X射线分析辅助设备，所述X射线分析设备用于在来自X射线源的X射线入射到样品时通过二维检测器检测由样品散射或衍射的X射线，并且所述X射线分析辅助设备用于设置X射线分析设备的测量条件，其特征在于，样品和二维检测器之间的距离L以及期望作为由样品散射或衍射的X射线的测量数据被获取的检测最大范围Xmax被包含作为设置项目；表示其中二维检测器的检测面能够检测X射线的范围的X射线检测区域A，以及表示其中检测最大范围Xmax中的X射线入射到包含二维检测器的检测面的测量平面的广角侧上的边界的最大测量帧Hmax被包含作为显示项目；并且所述X射线分析辅助设备包括：

设置值输入部件，用于输入与距离L和检测最大范围Xmax对应的值中的一个，

自动设置部件，用于基于由设置值输入部件输入的与一个设置项目对应的值自动设置另一设置项目；以及

显示部件，用于基于距离L和检测最大范围Xmax在显示屏上显示最大测量帧Hmax，并在显示屏上显示X射线检测区域A。

2.根据权利要求1所述的X射线分析辅助设备，其中，期望作为由样品散射或衍射的X射线的测量数据而被获取的检测最小范围Xmin被包含作为设置项目；表示其中检测最小范围Xmin中的X射线入射到测量平面的低角度侧上的边界的最小测量帧Hmin被包含作为显示项目，所述设置值输入部件具有输入和设置距离L和检测最小范围Xmin中的一个的功能；所述显示部件具有基于距离L和检测最小范围Xmin在显示屏上显示最小测量帧Hmin的功能。

3.根据权利要求1或2所述的X射线分析辅助设备，还包括显示改变部件，用于发出改变显示在显示屏上的内容的指令。

4.根据权利要求3所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于在显示屏上显示网格的指令，并且所述显示部件具有基于所述指令显示具有方块的网格的功能，所述每个方块具有与显示屏上的X射线检测区域A相同的尺寸和形状。

5.根据权利要求3或4所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于移动显示屏上显示的X射线检测区域A的指令，并且所述显示部件具有基于所述指令在显示屏内移动X射线检测区域A的功能。

6.根据权利要求3或4所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于在显示屏上显示多个X射线检测区域A的指令，并且所述显示部件具有基于所述指令在显示屏上显示多个X射线检测区域A的功能。

7.根据权利要求3或4所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于在显示屏上的任何位置处显示任意数量的X射线检测区域A的指令，并且所述显示部件具有基于所述指令在显示屏上的任何位置处显示任意数量的X射线检测区域A的功能。

8.根据权利要求3或4所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于改变显示屏上显示的最大测量帧Hmax的尺寸的指令，所述显示部件具有基于所述指令改变显示屏上显示的最大测量帧Hmax的尺寸的功能，并且所述自动设置部件具有基于改变的最大测量帧Hmax自动设置距离L或检测最大范围Xmax的功能。

9.根据权利要求3至7中任一项所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于根据显示屏上显示的X射线检测区域A的外边缘改变最大测量帧Hmax的尺寸的指令，所述显示部件具有基于所述指令根据显示屏上显示的X射线检测区域A的外边缘改变最大测量帧Hmax的尺寸的功能，以及所述自动设置部件具有基于改变的最大测量帧Hmax自动设置距离L或检测最大范围Xmax的功能。

10.根据权利要求3或4所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于划分显示屏上显示的最大测量帧Hmax内的测量区域并显示划分的测量区域的一部分的指令，并且所述显示部件具有基于所述指令划分显示屏上显示的最大测量帧Hmax内的测量区域并显示划分的测量区域的一部分的功能。

11.根据权利要求10所述的X射线分析辅助设备，其中，所述自动设置部件具有自动设置X射线检测区域A的数量和布置以覆盖最大测量帧Hmax内的测量区域的功能，测量区域被划分成多个部分，并且一些部分被显示，并且所述显示部件具有在显示屏上显示自动设置的X射线检测区域A的数量和布置的功能。

12.根据权利要求3或4所述的X射线分析辅助设备，其中，所述显示改变部件发出用于在显示屏上的任何位置处显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H的指令，所述显示部件具有基于所述指令在显示屏上的任何位置处显示具有任何尺寸和任何形状的指定测量范围H的功能，所述自动设置部件具有自动设置X射线检测区域A的数量和布置以覆盖显示屏上显示的指定测量范围H的功能，并且所述显示部件具有在显示屏上以自动设置的布置显示自动设置的数量的X射线检测区域A的功能。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的X射线分析辅助设备，还包括：数据读取部件，用于读取包含由二维检测器检测到的X射线信息的现有测量数据，并且所述显示部件具有在显示屏上显示包含在由所述数据读取部件读取的测量数据中的X射线信息的功能。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的X射线分析辅助设备，其中，所述X射线分析设备是使用二维半导体检测器作为二维检测器的小角度X射线散射测量装置，并且检测最大范围Xmax基于由样品散射或衍射的X射线的散射或衍射向量Q、由样品散射或衍射的X射线相对于入射到样品的X射线的光轴的散射或衍射角2θ或者样品的结构中的尺寸d来设置。

15.一种X射线分析设备，包括用于使X射线入射到样品的X射线源、用于检测由样品散射或衍射的X射线的二维检测器，以及用于设置测量条件的X射线分析辅助设备，其中，X射线分析辅助设备是根据权利要求1至12中任一项所述的X射线分析辅助设备。