JP2000266701A - 蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents
蛍光ｘ線分析装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蛍光Ｘ線分析装置において、試料に照射する
Ｘ線が試料からはみ出しているか自動判定する。 【解決手段】 前処理として、試料観察光学系で得られ
る映像のどの領域にＸ線が照射されるか調査し、判定処
理として第１に試料の映像を取得し、第２に画像処理手
段を用いてＸ線照射領域の映像を抽出し、第３に画像処
理手段を用いて抽出された映像の中で輝度変化があるか
判定を行う。 輝度変化がある場合、試料サイズがＸ線
照射領域よりも小さいと判定する。
Ｘ線が試料からはみ出しているか自動判定する。 【解決手段】 前処理として、試料観察光学系で得られ
る映像のどの領域にＸ線が照射されるか調査し、判定処
理として第１に試料の映像を取得し、第２に画像処理手
段を用いてＸ線照射領域の映像を抽出し、第３に画像処
理手段を用いて抽出された映像の中で輝度変化があるか
判定を行う。 輝度変化がある場合、試料サイズがＸ線
照射領域よりも小さいと判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、蛍光Ｘ線を利用
した分析装置に関するものである。
した分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】蛍光Ｘ線を利用した装置において、試料
に照射したＸ線が部分的に試料からはずれると、得られ
る蛍光Ｘ線強度が変化してしまう。 蛍光Ｘ線強度の大
小を利用して定量分析を行う場合、分析値は間違った値
になってしまう場合がほとんどである。
に照射したＸ線が部分的に試料からはずれると、得られ
る蛍光Ｘ線強度が変化してしまう。 蛍光Ｘ線強度の大
小を利用して定量分析を行う場合、分析値は間違った値
になってしまう場合がほとんどである。
【０００３】そのため、試料に照射したＸ線が部分的に
試料からはずれていないことを確認できることが、蛍光
Ｘ線を使用した装置に求められる。従来、図３に示す装
置構成で、試料映像撮像部１８で取得した映像を試料映
像モニター部２１で確認し、試料映像モニター部２２に
表示された、寸法確認用目盛を利用して、目測で試料に
照射したＸ線が試料からはずれていないかを確認してい
た。 また、Ｘ線が照射される領域を試料映像モニタ−
部２２に表示する装置もあるが、最終的には装置を操作
する人間が、目視で確認している。
試料からはずれていないことを確認できることが、蛍光
Ｘ線を使用した装置に求められる。従来、図３に示す装
置構成で、試料映像撮像部１８で取得した映像を試料映
像モニター部２１で確認し、試料映像モニター部２２に
表示された、寸法確認用目盛を利用して、目測で試料に
照射したＸ線が試料からはずれていないかを確認してい
た。 また、Ｘ線が照射される領域を試料映像モニタ−
部２２に表示する装置もあるが、最終的には装置を操作
する人間が、目視で確認している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの装置
は、人間が確認作業を行わないと、試料に照射したＸ線
が試料からはずれていないか確認できない、という欠点
を有している。 近年の分析、計測装置は人件費の軽減
とヒューマンエラーを除去するという観点で、自動化が
必須とも言える状況になってきた。 試料に照射したＸ
線が、試料からはみ出していない自動判定することを第
１の課題とする。
は、人間が確認作業を行わないと、試料に照射したＸ線
が試料からはずれていないか確認できない、という欠点
を有している。 近年の分析、計測装置は人件費の軽減
とヒューマンエラーを除去するという観点で、自動化が
必須とも言える状況になってきた。 試料に照射したＸ
線が、試料からはみ出していない自動判定することを第
１の課題とする。
【０００５】分析装置には、Ｘ線を絞るコリメータを複
数備えている装置がある。 試料の測定を行う場合、試
料の形や大きさに合わせてコリメータを人間が選択する
が、この作業を自動化することを、第２の課題とする。
モノクロ映像では、判定しにくい場合に、特定の色を抽
出して判定処理を行うことを、第３の課題とする。
数備えている装置がある。 試料の測定を行う場合、試
料の形や大きさに合わせてコリメータを人間が選択する
が、この作業を自動化することを、第２の課題とする。
モノクロ映像では、判定しにくい場合に、特定の色を抽
出して判定処理を行うことを、第３の課題とする。
【０００６】分析装置を長期間使用している場合や、温
度などの環境変化が激しい場合、Ｘ線照射の中心位置が
ずれたり、Ｘ線の照射寸法が変化する危険性がある。
そのため、試料に照射するＸ線がはみ出しているかどう
か判定するときに、Ｘ線照射領域を実際の大きさよりも
少し大きめに想定しておくことで、Ｘ線中心軸のずれお
よび、Ｘ線照射範囲の変化に対応することができる。
そこで、前記自動で判定を行うときに、縦方向と横方向
独立に、Ｘ線照射領域にマージンを与え、試料からＸ線
がはみ出す問題を解決することを第４の課題とする。
度などの環境変化が激しい場合、Ｘ線照射の中心位置が
ずれたり、Ｘ線の照射寸法が変化する危険性がある。
そのため、試料に照射するＸ線がはみ出しているかどう
か判定するときに、Ｘ線照射領域を実際の大きさよりも
少し大きめに想定しておくことで、Ｘ線中心軸のずれお
よび、Ｘ線照射範囲の変化に対応することができる。
そこで、前記自動で判定を行うときに、縦方向と横方向
独立に、Ｘ線照射領域にマージンを与え、試料からＸ線
がはみ出す問題を解決することを第４の課題とする。
【０００７】試料に照射したＸ線がはみ出しているか
を、どのような手段で検出するかを第５の課題とする。
Ｘ線照射領域よりも小さな試料を測定したいという状況
がある。 そこで、試料に照射するＸ線が部分的に試料
からはずれていると判定した場合でも、試料の定量分析
を可能にすることを、第６の課題とする。
を、どのような手段で検出するかを第５の課題とする。
Ｘ線照射領域よりも小さな試料を測定したいという状況
がある。 そこで、試料に照射するＸ線が部分的に試料
からはずれていると判定した場合でも、試料の定量分析
を可能にすることを、第６の課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。試料にＸ線を照射
するＸ線発生部と、 試料からの蛍光Ｘ線を検出するＸ
線検出部と、試料に照射するＸ線を絞るためのコリメー
タ部と、 試料映像を撮像する撮像部と、撮像した映像
を画像処理する画像処理部と、を備えた微小部蛍光Ｘ線
装置において、前処理として、撮像部で取得する試料映
像と、Ｘ線の照射領域との位置関係をあらかじめ調査す
る。
決するため、以下の手段を採用した。試料にＸ線を照射
するＸ線発生部と、 試料からの蛍光Ｘ線を検出するＸ
線検出部と、試料に照射するＸ線を絞るためのコリメー
タ部と、 試料映像を撮像する撮像部と、撮像した映像
を画像処理する画像処理部と、を備えた微小部蛍光Ｘ線
装置において、前処理として、撮像部で取得する試料映
像と、Ｘ線の照射領域との位置関係をあらかじめ調査す
る。
【０００９】処理手順１として、試料の映像をモノクロ
映像で取得する。処理手順２として、取得した試料の映
像において、Ｘ線照射領域と一致する部分の映像を画像
処理手段によって抽出する。処理手順３として、抽出し
た映像内の輝度変化を調査し、基準以上の輝度変化があ
る場合、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れて
いると判定する。
映像で取得する。処理手順２として、取得した試料の映
像において、Ｘ線照射領域と一致する部分の映像を画像
処理手段によって抽出する。処理手順３として、抽出し
た映像内の輝度変化を調査し、基準以上の輝度変化があ
る場合、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れて
いると判定する。
【００１０】前記装置に、試料に照射するＸ線を絞るた
めのコリメータを複数備え、前記判定処理をコリメータ
の個数分繰り返し実行し、Ｘ線がはみ出さないコリメー
タの中で、最も面積の大きなコリメータを選択すること
を特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。前記処理手順１で実施
する映像取得作業は、試料の映像をカラーで取得し、取
得した映像の中から特定の色を抽出してモノクロ映像に
変換する手段を備え、色情報を利用して試料に照射した
Ｘ線が部分的に試料から外れているか否かを判定できる
ことを特徴とする、蛍光Ｘ線分析装置。
めのコリメータを複数備え、前記判定処理をコリメータ
の個数分繰り返し実行し、Ｘ線がはみ出さないコリメー
タの中で、最も面積の大きなコリメータを選択すること
を特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。前記処理手順１で実施
する映像取得作業は、試料の映像をカラーで取得し、取
得した映像の中から特定の色を抽出してモノクロ映像に
変換する手段を備え、色情報を利用して試料に照射した
Ｘ線が部分的に試料から外れているか否かを判定できる
ことを特徴とする、蛍光Ｘ線分析装置。
【００１１】前記処理手順２で実施するＸ線照射領域と
一致する部分の映像を画像処理手段によって抽出する作
業は、Ｘ線照射領域の情報を、縦方向と横方向それぞれ
独立に任意の倍率で拡大して、試料に照射したＸ線が部
分的に試料から外れているか否かを判定することで、Ｘ
線照射の軸ずれと照射領域の変化に対するマージンを与
えることができる。
一致する部分の映像を画像処理手段によって抽出する作
業は、Ｘ線照射領域の情報を、縦方向と横方向それぞれ
独立に任意の倍率で拡大して、試料に照射したＸ線が部
分的に試料から外れているか否かを判定することで、Ｘ
線照射の軸ずれと照射領域の変化に対するマージンを与
えることができる。
【００１２】前記処理手順３、輝度変化調査の第１の方
法として、抽出した映像内の輝度の度数分布を算出し、
度数分布データをスムージング処理し、スムージング後
の度数分布から、輝度に関するピークの数を調査する。
２つ以上のピークが見つかった場合、試料に照射したＸ
線が部分的に試料から外れていると判定することができ
る。
法として、抽出した映像内の輝度の度数分布を算出し、
度数分布データをスムージング処理し、スムージング後
の度数分布から、輝度に関するピークの数を調査する。
２つ以上のピークが見つかった場合、試料に照射したＸ
線が部分的に試料から外れていると判定することができ
る。
【００１３】前記処理手順３、輝度変化調査の第２の方
法として、抽出した映像内を指定されたしきい値で２値
化し、２値化後の１または０のどちらか指定された値の
画素の面積を計測する。Ｘ線の照射範囲の面積と計測さ
れた面積とが有意差がある場合、試料に照射したＸ線が
部分的に試料から外れていると判定することができる。
法として、抽出した映像内を指定されたしきい値で２値
化し、２値化後の１または０のどちらか指定された値の
画素の面積を計測する。Ｘ線の照射範囲の面積と計測さ
れた面積とが有意差がある場合、試料に照射したＸ線が
部分的に試料から外れていると判定することができる。
【００１４】前記処理手順３、輝度変化調査の第３の方
法として、Ｘ線照射領域の中心座標の映像輝度を基準輝
度とし、抽出された映像内で、基準輝度に近い画素の面
積を計測し、Ｘ線の照射範囲の面積と計測された面積と
が有意差がある場合、試料に照射したＸ線が部分的に試
料から外れているか判定することができる。前記輝度変
化調査の第２と第３の方法で、試料に照射したＸ線が部
分的に試料から外れているか判定し、部分的に外れてい
る場合に、計測して得られた試料部分の面積を試料面積
とし、試料面積をＸ線照射領域の面積で除算して実照射
面積比を算出し、この状態で試料にＸ線を照射し、Ｘ線
検出部で得た蛍光Ｘ線強度を実照射面積比で除算するこ
とで、試料がＸ線照射領域全体に存在する場合の蛍光Ｘ
線強度を見積もることができ、見積もった蛍光Ｘ線強度
を定量分析に利用することができる。
法として、Ｘ線照射領域の中心座標の映像輝度を基準輝
度とし、抽出された映像内で、基準輝度に近い画素の面
積を計測し、Ｘ線の照射範囲の面積と計測された面積と
が有意差がある場合、試料に照射したＸ線が部分的に試
料から外れているか判定することができる。前記輝度変
化調査の第２と第３の方法で、試料に照射したＸ線が部
分的に試料から外れているか判定し、部分的に外れてい
る場合に、計測して得られた試料部分の面積を試料面積
とし、試料面積をＸ線照射領域の面積で除算して実照射
面積比を算出し、この状態で試料にＸ線を照射し、Ｘ線
検出部で得た蛍光Ｘ線強度を実照射面積比で除算するこ
とで、試料がＸ線照射領域全体に存在する場合の蛍光Ｘ
線強度を見積もることができ、見積もった蛍光Ｘ線強度
を定量分析に利用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して実施例をあげながら説明する。始めに、本
発明の基本となる処理手順を説明する。図１の前処理と
して、Ｘ線照射領域と試料の関係を把握するために、撮
像部で得られる映像の中で、Ｘ線照射領域の位置と、形
状と、寸法を計測する。
面を参照して実施例をあげながら説明する。始めに、本
発明の基本となる処理手順を説明する。図１の前処理と
して、Ｘ線照射領域と試料の関係を把握するために、撮
像部で得られる映像の中で、Ｘ線照射領域の位置と、形
状と、寸法を計測する。
【００１６】Ｘ線照射領域の位置は、Ｘ線照射領域の中
心座標を用い、中心座標の計測の例を示す。蛍光Ｘ線が
得られ、材質が異なる金属ＡとＢを直線的な境界になる
ように張り合わせ、試料とする。 Ｘ線照射領域全体が
金属Ａに照射される状態でＸ線を照射し、金属Ａの蛍光
Ｘ線エネルギ領域で得られたＸ線強度を強度Ａとする。
心座標を用い、中心座標の計測の例を示す。蛍光Ｘ線が
得られ、材質が異なる金属ＡとＢを直線的な境界になる
ように張り合わせ、試料とする。 Ｘ線照射領域全体が
金属Ａに照射される状態でＸ線を照射し、金属Ａの蛍光
Ｘ線エネルギ領域で得られたＸ線強度を強度Ａとする。
【００１７】次に、Ｘ線照射領域全体が金属Ｂに照射さ
れる状態でＸ線を照射し、金属Ａの蛍光Ｘ線エネルギ領
域で得られたＸ線強度を強度Ｂとする。ＸＹ平面におい
て、直線の金属境界をＹ軸と平行にし、試料をＸ方向に
移動しながら、金属Ａの蛍光Ｘ線エネルギ領域で得られ
るＸ線強度が、前記強度Ａと強度Ｂの平均値になる場所
を探し、見つかった状態で試料を撮像し、映像上の金属
境界をＸ線照射領域の中心Ｘ座標とする。
れる状態でＸ線を照射し、金属Ａの蛍光Ｘ線エネルギ領
域で得られたＸ線強度を強度Ｂとする。ＸＹ平面におい
て、直線の金属境界をＹ軸と平行にし、試料をＸ方向に
移動しながら、金属Ａの蛍光Ｘ線エネルギ領域で得られ
るＸ線強度が、前記強度Ａと強度Ｂの平均値になる場所
を探し、見つかった状態で試料を撮像し、映像上の金属
境界をＸ線照射領域の中心Ｘ座標とする。
【００１８】同様に、直線の金属境界をＸ軸と平行に
し、試料をＹ方向に移動しながら、金属Ａの蛍光Ｘ線エ
ネルギ領域で得られるＸ線強度が、前記強度Ａと強度Ｂ
の平均値になる場所を探し、見つかった状態で試料を撮
像し、映像上の金属境界をＸ線照射領域の中心Ｙ座標と
する。以上の作業で、映像上でのＸ線照射領域の中心座
標を求めることができる。
し、試料をＹ方向に移動しながら、金属Ａの蛍光Ｘ線エ
ネルギ領域で得られるＸ線強度が、前記強度Ａと強度Ｂ
の平均値になる場所を探し、見つかった状態で試料を撮
像し、映像上の金属境界をＸ線照射領域の中心Ｙ座標と
する。以上の作業で、映像上でのＸ線照射領域の中心座
標を求めることができる。
【００１９】Ｘ線照射領域の形状と寸法の計測の例とし
て、感光フィルムを使用してＸ線が照射される形状と寸
法を計測し、映像上での形状および寸法に換算する。ま
た、感光フィルムでは計測できないような小さなＸ線照
射領域の場合、特開平６−３００８５３号に記載のＸ線
ビーム幅測定方法を利用して、寸法を計測し、映像上の
寸法に換算する。
て、感光フィルムを使用してＸ線が照射される形状と寸
法を計測し、映像上での形状および寸法に換算する。ま
た、感光フィルムでは計測できないような小さなＸ線照
射領域の場合、特開平６−３００８５３号に記載のＸ線
ビーム幅測定方法を利用して、寸法を計測し、映像上の
寸法に換算する。
【００２０】以上で、図１の前処理として、Ｘ線照射領
域と試料の関係を把握するための、撮像部で得られる映
像の中の、Ｘ線照射領域の位置と、形状と、寸法の計測
ができる。次に、試料に照射したＸ線が部分的に試料か
ら外れているか否かを判定する手順を説明する。
域と試料の関係を把握するための、撮像部で得られる映
像の中の、Ｘ線照射領域の位置と、形状と、寸法の計測
ができる。次に、試料に照射したＸ線が部分的に試料か
ら外れているか否かを判定する手順を説明する。
【００２１】第１に、図１の判定処理の手順１として、
測定する試料の映像を取得する。撮像手段として、例え
ばモノクロＣＣＤカメラを用い、ＣＣＤカメラから出力
される映像信号を画像処理部で受け、試料の映像を画像
処理部で蓄える。 映像データを蓄える手段として、例
えば横６４０画素、縦４８０画素の水平分解能で、輝度
に関する分解能が２５６段階であれば、６４０×４８０
で８ビットの２次元データ領域を準備し、各画素の輝度
情報を蓄えることで実現する。
測定する試料の映像を取得する。撮像手段として、例え
ばモノクロＣＣＤカメラを用い、ＣＣＤカメラから出力
される映像信号を画像処理部で受け、試料の映像を画像
処理部で蓄える。 映像データを蓄える手段として、例
えば横６４０画素、縦４８０画素の水平分解能で、輝度
に関する分解能が２５６段階であれば、６４０×４８０
で８ビットの２次元データ領域を準備し、各画素の輝度
情報を蓄えることで実現する。
【００２２】第２に、図１の判定処理の手順２として、
取得した試料の映像において、Ｘ線照射領域と一致する
部分の映像を画像処理手段によって抽出する。抽出手段
の例として、取得映像の画素数が６４０×４８０であ
り、各画素の輝度分解能が２５６段階で、Ｘ線照射領域
が楕円形である場合について説明する。６４０×４８０
のサイズで輝度の情報２５６段階のデータを格納する２
次元のデータ領域を準備し、全てのデータを０にする。
取得した試料の映像において、Ｘ線照射領域と一致する
部分の映像を画像処理手段によって抽出する。抽出手段
の例として、取得映像の画素数が６４０×４８０であ
り、各画素の輝度分解能が２５６段階で、Ｘ線照射領域
が楕円形である場合について説明する。６４０×４８０
のサイズで輝度の情報２５６段階のデータを格納する２
次元のデータ領域を準備し、全てのデータを０にする。
【００２３】２次元データ領域に、Ｘ線照射領域と一致
する部分のフラグを設定するため、前処理で得られた、
Ｘ線照射領域の位置と、形状と、寸法を利用して、該当
する部分に１を設定する。 この例では、該当する部分
に１を設定するため、画像処理手段を利用して、楕円を
描画し設定する値を１にすることで実現する。取得した
試料映像と、２次元のデータ領域との間で、画像間の積
算を行い、積算結果を２次元のデータ領域に格納する。
以上の手順で、２次元のデータ領域にＸ線照射領域と
一致する映像を抽出することができる。
する部分のフラグを設定するため、前処理で得られた、
Ｘ線照射領域の位置と、形状と、寸法を利用して、該当
する部分に１を設定する。 この例では、該当する部分
に１を設定するため、画像処理手段を利用して、楕円を
描画し設定する値を１にすることで実現する。取得した
試料映像と、２次元のデータ領域との間で、画像間の積
算を行い、積算結果を２次元のデータ領域に格納する。
以上の手順で、２次元のデータ領域にＸ線照射領域と
一致する映像を抽出することができる。
【００２４】第３に、図１の判定処理の手順３として、
抽出した映像内の輝度変化を計測して、基準以上の輝度
変化がある場合、Ｘ線が部分的に試料からはずれている
と判定する手順について説明する。 手順３には２つの
前提条件があり、前提条件について説明する。第１の前
提条件は、測定する部位と測定したくない部位の明るさ
が異なることである。 例えば、黒い線材を測定する場
合に、試料を設置する治具を白くするなどの準備が必要
である。 また、基板上の配線パターンを測定する場
合、配線部分の半田が白に近い輝度であり、その他の部
分が緑色のレジストであるので、この発明が適用可能で
ある。
抽出した映像内の輝度変化を計測して、基準以上の輝度
変化がある場合、Ｘ線が部分的に試料からはずれている
と判定する手順について説明する。 手順３には２つの
前提条件があり、前提条件について説明する。第１の前
提条件は、測定する部位と測定したくない部位の明るさ
が異なることである。 例えば、黒い線材を測定する場
合に、試料を設置する治具を白くするなどの準備が必要
である。 また、基板上の配線パターンを測定する場
合、配線部分の半田が白に近い輝度であり、その他の部
分が緑色のレジストであるので、この発明が適用可能で
ある。
【００２５】第２の前提条件は、測定したい試料を撮像
したときに、試料内が同じ明るさで見える、ということ
である。 自動測定の要求の多い電子部品は、材質が均
一で表面の粗さも均一である場合が多く、明るさがほぼ
均一な映像を得ることができる。以上２つの前提条件を
満たす場合の作用について、図４を用いて説明する。第
１に輝度の分解能が２５６段階である場合に、測定した
い部分である試料２８の平均輝度は４２で、試料２８の
周囲の平均輝度は１１５である。 Ｘ線照射領域２９の
映像を抽出し、Ｘ線照射領域と一致する部分の映像３０
を得る、映像３０での輝度の分布を調査すると、輝度の
度数分布３１を得ることができる。 輝度の度数分布の
山に注目すると、山が２つ別々の場所に存在することが
読み取れる。 このことは、輝度の高い部分と輝度の低
い部分を分離することができることを表している。
したときに、試料内が同じ明るさで見える、ということ
である。 自動測定の要求の多い電子部品は、材質が均
一で表面の粗さも均一である場合が多く、明るさがほぼ
均一な映像を得ることができる。以上２つの前提条件を
満たす場合の作用について、図４を用いて説明する。第
１に輝度の分解能が２５６段階である場合に、測定した
い部分である試料２８の平均輝度は４２で、試料２８の
周囲の平均輝度は１１５である。 Ｘ線照射領域２９の
映像を抽出し、Ｘ線照射領域と一致する部分の映像３０
を得る、映像３０での輝度の分布を調査すると、輝度の
度数分布３１を得ることができる。 輝度の度数分布の
山に注目すると、山が２つ別々の場所に存在することが
読み取れる。 このことは、輝度の高い部分と輝度の低
い部分を分離することができることを表している。
【００２６】第２に、測定したい部分の明るさが均一で
あることについて説明する。 輝度の度数分布３１の２
つの山に着目したときに、それぞれの山の広がり具合
が、輝度のばらつきを表す。 輝度のばらつきが大きい
場合、２つの山が重なり、輝度の高い部分と輝度の低い
部分が分離できなくなる。 輝度の度数分布３１の例で
は輝度が低い山の標準偏差は１０．４であり、輝度が高
い山の標準偏差は１９．６である。
あることについて説明する。 輝度の度数分布３１の２
つの山に着目したときに、それぞれの山の広がり具合
が、輝度のばらつきを表す。 輝度のばらつきが大きい
場合、２つの山が重なり、輝度の高い部分と輝度の低い
部分が分離できなくなる。 輝度の度数分布３１の例で
は輝度が低い山の標準偏差は１０．４であり、輝度が高
い山の標準偏差は１９．６である。
【００２７】以上の２つの条件を満たした場合、輝度の
高い部分と輝度の低い部分とを分離できると言え、この
作用によって、Ｘ線が部分的に試料からはずれているか
否かを判定する。前記装置に、試料に照射するＸ線を絞
るためのコリメータを複数備え、前記判定処理をコリメ
ータの個数分繰り返し実行し、Ｘ線がはみ出さないコリ
メータの中で、最も面積の大きなコリメータを選択する
ことを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置について説明する。
高い部分と輝度の低い部分とを分離できると言え、この
作用によって、Ｘ線が部分的に試料からはずれているか
否かを判定する。前記装置に、試料に照射するＸ線を絞
るためのコリメータを複数備え、前記判定処理をコリメ
ータの個数分繰り返し実行し、Ｘ線がはみ出さないコリ
メータの中で、最も面積の大きなコリメータを選択する
ことを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置について説明する。
【００２８】図６の、４５と４８と５１は、寸法の異な
るコリメータを利用したときのＸ線照射領域を表してい
る。 Ｘ線照射領域４５は、試料４４からはみ出してい
る部分があるため、Ｘ線が部分的に試料からはずれてい
るか否かの判定処理によって、はみ出しがあると判定さ
れる。 Ｘ線照射領域４８とＸ線照射領域５１は、Ｘ線
が部分的に試料からはずれているか否かの判定処理で、
はみ出しは無いと判定される。 はみ出しがないＸ線照
射領域４８とＸ線照射領域５１との面積の比較を行い、
面積の大きなＸ線照射領域５１を最終的に装置が選択す
る。 面積の大きなＸ線照射領域を選択するは、単位時
間あたりの蛍光Ｘ線強度をより多く取得することがで
き、統計的な測定誤差を可能な限り小さくすることがで
きる。
るコリメータを利用したときのＸ線照射領域を表してい
る。 Ｘ線照射領域４５は、試料４４からはみ出してい
る部分があるため、Ｘ線が部分的に試料からはずれてい
るか否かの判定処理によって、はみ出しがあると判定さ
れる。 Ｘ線照射領域４８とＸ線照射領域５１は、Ｘ線
が部分的に試料からはずれているか否かの判定処理で、
はみ出しは無いと判定される。 はみ出しがないＸ線照
射領域４８とＸ線照射領域５１との面積の比較を行い、
面積の大きなＸ線照射領域５１を最終的に装置が選択す
る。 面積の大きなＸ線照射領域を選択するは、単位時
間あたりの蛍光Ｘ線強度をより多く取得することがで
き、統計的な測定誤差を可能な限り小さくすることがで
きる。
【００２９】前記処理手順１で実施する映像取得作業
で、試料の映像をカラーで取得し、取得した映像の中か
ら特定の色を抽出してモノクロ映像に変換する手段を備
え、色情報を利用して試料に照射したＸ線が部分的に試
料から外れているか否かを判定できることを特徴とす
る、蛍光Ｘ線分析装置について説明する。映像取得手段
の例としては、カラーのＣＣＤカメラを使用して映像を
取得し、ＣＣＤカメラの出力として例えば、ＮＴＳＣ信
号が出力され、画像処理部でＮＴＳＣ信号を入力する。
色の抽出手段としては、例えば今日の画像処理手段
は、カラー映像を扱うことができ、例えばカラー映像の
中から赤い部分を抽出することが可能である。 モノク
ロ映像の変換手段としては、前記抽出処理で得られる映
像の輝度を、モノクロ映像の輝度情報と読み替えること
で、モノクロ映像に変換することができる。 この映像
を利用して、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れていると判定することができる。
で、試料の映像をカラーで取得し、取得した映像の中か
ら特定の色を抽出してモノクロ映像に変換する手段を備
え、色情報を利用して試料に照射したＸ線が部分的に試
料から外れているか否かを判定できることを特徴とす
る、蛍光Ｘ線分析装置について説明する。映像取得手段
の例としては、カラーのＣＣＤカメラを使用して映像を
取得し、ＣＣＤカメラの出力として例えば、ＮＴＳＣ信
号が出力され、画像処理部でＮＴＳＣ信号を入力する。
色の抽出手段としては、例えば今日の画像処理手段
は、カラー映像を扱うことができ、例えばカラー映像の
中から赤い部分を抽出することが可能である。 モノク
ロ映像の変換手段としては、前記抽出処理で得られる映
像の輝度を、モノクロ映像の輝度情報と読み替えること
で、モノクロ映像に変換することができる。 この映像
を利用して、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れていると判定することができる。
【００３０】Ｘ線が部分的に試料からはずれているか否
かの判定処理を行う装置において、Ｘ線照射領域の情報
は縦方向と横方向それぞれ独立に任意の倍率で拡大がで
きＸ線照射の軸ずれと照射領域の変化に対するマージン
を与え、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れて
いるか否かを判定できることを特徴とする、蛍光Ｘ線分
析装置について図７を使用して説明する。
かの判定処理を行う装置において、Ｘ線照射領域の情報
は縦方向と横方向それぞれ独立に任意の倍率で拡大がで
きＸ線照射の軸ずれと照射領域の変化に対するマージン
を与え、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れて
いるか否かを判定できることを特徴とする、蛍光Ｘ線分
析装置について図７を使用して説明する。
【００３１】Ｘ線照射領域とＸ線照射位置を調査した直
後は、図７の試料５２及び５６に対して、Ｘ線照射領域
５３及び５７の位置関係になる。 しかし、分析装置を
長期間使用している場合や、温度などの環境変化が激し
い場合、Ｘ線照射の中心位置がずれたり、Ｘ線の照射寸
法が変化する可能性がある。 その例として、照射位置
がずれた時のＸ線照射領域５５及び５９、を例にあげて
説明する。 試料５２の場合、縦と横にマージンを与え
たＸ線照射領域５４を利用して、試料に照射したＸ線が
部分的に試料から外れているか判定処理を行った場合、
部分的に外れていると判定し、間違った判定を避けるこ
とができる。 試料５６の場合、試料の大きさに余裕が
あるため、縦と横にマージンを与えたＸ線照射領域５８
を利用して、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れているか判定処理を行った場合でも、全て試料に照射
されると判定する。 マージンの与え方については、例
えば、温度を変化させる実験を行い、その間のＸ線照射
の中心位置のずれ量を調査し、使用環境との関係からマ
ージンを決定する。
後は、図７の試料５２及び５６に対して、Ｘ線照射領域
５３及び５７の位置関係になる。 しかし、分析装置を
長期間使用している場合や、温度などの環境変化が激し
い場合、Ｘ線照射の中心位置がずれたり、Ｘ線の照射寸
法が変化する可能性がある。 その例として、照射位置
がずれた時のＸ線照射領域５５及び５９、を例にあげて
説明する。 試料５２の場合、縦と横にマージンを与え
たＸ線照射領域５４を利用して、試料に照射したＸ線が
部分的に試料から外れているか判定処理を行った場合、
部分的に外れていると判定し、間違った判定を避けるこ
とができる。 試料５６の場合、試料の大きさに余裕が
あるため、縦と横にマージンを与えたＸ線照射領域５８
を利用して、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れているか判定処理を行った場合でも、全て試料に照射
されると判定する。 マージンの与え方については、例
えば、温度を変化させる実験を行い、その間のＸ線照射
の中心位置のずれ量を調査し、使用環境との関係からマ
ージンを決定する。
【００３２】以上のように、Ｘ線照射領域にマージンを
与えることで、間違った判定を行わないようにする。抽
出した映像内の輝度変化を調査し、基準以上の輝度変化
があるか否かを調査する第１の具体的な方法について、
図４を用いて説明する。Ｘ線照射領域と一致する部分の
映像３０について、全ての画素の輝度情報を調査する。
この例では、輝度の情報は２５６段階で表現され、輝
度を横軸にして度数を縦軸にとったグラフが、輝度の度
数分布３１である。 得られた度数の情報をスムージン
グし、得られた情報が、スムージング後の輝度の度数分
布３２である。 度数分布３１は、細かな凹凸があるた
め高周波のノイズを除去できるフィルタ処理を行う。
この例では、フィルタ幅を２０にした、平均値フィルタ
ー処理を行い、得られた情報がスムージング後の輝度の
度数分布３２である。 スムージング後のデータを対象
としてピークの数を調べ、２つ以上のピークが存在する
場合、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れてい
ると判定できる。
与えることで、間違った判定を行わないようにする。抽
出した映像内の輝度変化を調査し、基準以上の輝度変化
があるか否かを調査する第１の具体的な方法について、
図４を用いて説明する。Ｘ線照射領域と一致する部分の
映像３０について、全ての画素の輝度情報を調査する。
この例では、輝度の情報は２５６段階で表現され、輝
度を横軸にして度数を縦軸にとったグラフが、輝度の度
数分布３１である。 得られた度数の情報をスムージン
グし、得られた情報が、スムージング後の輝度の度数分
布３２である。 度数分布３１は、細かな凹凸があるた
め高周波のノイズを除去できるフィルタ処理を行う。
この例では、フィルタ幅を２０にした、平均値フィルタ
ー処理を行い、得られた情報がスムージング後の輝度の
度数分布３２である。 スムージング後のデータを対象
としてピークの数を調べ、２つ以上のピークが存在する
場合、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れてい
ると判定できる。
【００３３】抽出した映像内の輝度変化を調査し、基準
以上の輝度変化があるか否かを調査する第２の具体的な
方法について、図５を用いて説明する。Ｘ線照射領域と
一致する部分の映像４１に対して、与えられたしきい値
を利用して、２値化処理を行い、２値化処理後の映像４
２が得られる。 この例では、輝度情報が２５６段階で
表現され、２値化のしきい値として１５０が与えられ、
暗い部分を抽出するという情報が与えられている。 ２
値化処理後の映像４２の黒い部分の面積を調査し、Ｘ線
照射領域の面積を比較し、有意差がある場合、試料に照
射したＸ線が部分的に試料から外れていると判定でき
る。 この例では、黒い部分の面積が２５０００画素
で、Ｘ線照射領域の面積が２９０００であり、明らかに
有意差があるため、試料に照射したＸ線が部分的に試料
から外れていると判定できる。
以上の輝度変化があるか否かを調査する第２の具体的な
方法について、図５を用いて説明する。Ｘ線照射領域と
一致する部分の映像４１に対して、与えられたしきい値
を利用して、２値化処理を行い、２値化処理後の映像４
２が得られる。 この例では、輝度情報が２５６段階で
表現され、２値化のしきい値として１５０が与えられ、
暗い部分を抽出するという情報が与えられている。 ２
値化処理後の映像４２の黒い部分の面積を調査し、Ｘ線
照射領域の面積を比較し、有意差がある場合、試料に照
射したＸ線が部分的に試料から外れていると判定でき
る。 この例では、黒い部分の面積が２５０００画素
で、Ｘ線照射領域の面積が２９０００であり、明らかに
有意差があるため、試料に照射したＸ線が部分的に試料
から外れていると判定できる。
【００３４】抽出した映像内の輝度変化を調査し、基準
以上の輝度変化があるか否かを調査する第３の具体的な
方法について、図８を用いて説明する。第３の方法は、
第２の方法を一部改良したもので、第２の方法で人間が
与えていた２値化のための情報を、自動生成するもので
ある。Ｘ線照射の中心付近の映像６３に注目し、Ｘ線照
射の中心付近の平均輝度を算出して基準輝度とする。
Ｘ線照射の中心付近は、試料から外れる確率が少ないた
めこの方法が適用できる。 この基準輝度を中心に一定
幅の範囲の映像を抽出するために、２値化の下限値６５
と、２値化の上限値６６を算出し、下限値と上限値に挟
まれた部分と、それ以外の部分とで２値化する。 ２値
化以後の手順は前記の方法と同じく、２値化で得られた
映像の面積と、Ｘ線照射領域の面積を比較して有意差が
ある場合に、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れていると判定できる。
以上の輝度変化があるか否かを調査する第３の具体的な
方法について、図８を用いて説明する。第３の方法は、
第２の方法を一部改良したもので、第２の方法で人間が
与えていた２値化のための情報を、自動生成するもので
ある。Ｘ線照射の中心付近の映像６３に注目し、Ｘ線照
射の中心付近の平均輝度を算出して基準輝度とする。
Ｘ線照射の中心付近は、試料から外れる確率が少ないた
めこの方法が適用できる。 この基準輝度を中心に一定
幅の範囲の映像を抽出するために、２値化の下限値６５
と、２値化の上限値６６を算出し、下限値と上限値に挟
まれた部分と、それ以外の部分とで２値化する。 ２値
化以後の手順は前記の方法と同じく、２値化で得られた
映像の面積と、Ｘ線照射領域の面積を比較して有意差が
ある場合に、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れていると判定できる。
【００３５】前記の、２値化処理を利用する２つの判定
手法において、試料に照射したＸ線が部分的に試料から
外れていると判定した場合に、計測して得られた試料部
分の面積を試料面積とし、試料面積をＸ線照射領域の面
積で除算して実照射面積比を算出し、この状態で試料に
Ｘ線を照射し、Ｘ線検出部で得た蛍光Ｘ線強度を実照射
面積比で除算することで、試料がＸ線照射領域全体に存
在する場合の蛍光Ｘ線強度を見積もることができ、見積
もった蛍光Ｘ線強度を定量分析に利用できることを特徴
とする蛍光Ｘ線分析装置について、図９を用いて説明す
る。
手法において、試料に照射したＸ線が部分的に試料から
外れていると判定した場合に、計測して得られた試料部
分の面積を試料面積とし、試料面積をＸ線照射領域の面
積で除算して実照射面積比を算出し、この状態で試料に
Ｘ線を照射し、Ｘ線検出部で得た蛍光Ｘ線強度を実照射
面積比で除算することで、試料がＸ線照射領域全体に存
在する場合の蛍光Ｘ線強度を見積もることができ、見積
もった蛍光Ｘ線強度を定量分析に利用できることを特徴
とする蛍光Ｘ線分析装置について、図９を用いて説明す
る。
【００３６】この方法が適用できるのは、試料の周りの
部分の材質が分かっており、試料の周りの部分から得ら
れる蛍光Ｘ線と試料からの蛍光Ｘ線とを分離可能である
場合である。この例は、材質が鉄である試料ステージ６
７の上に、材質が錫と鉛の合金である線材を６８をおい
た状態である。 Ｘ線照射領域は線材６８からはみ出た
状態であるが、この状態で線材６８及び試料ステージ６
７にＸ線を照射して測定を実施する。 Ｘ線照射領域内
の試料が存在する範囲を前記２値化手段で求め、例えば
５０画素という面積を得る。 次に、Ｘ線照射領域６９
の面積を画像処理手段で計測し、例えば１００画素とい
う面積を得る。 実照射面積比として５０を１００で除
算し、０．５という比率を得る。 Ｘ線検出器で検出し
た錫と鉛のＸ線強度を前記の実照射面積比０．５で除算
することで、Ｘ線照射領域６９の全てに試料６８が存在
する場合の、Ｘ線強度を見積もることができる。 検量
線法等の定量手段を用いる場合、同じ測定条件にする必
要があるが、このＸ線強度換算処理によって、定量分析
を実施することができる。
部分の材質が分かっており、試料の周りの部分から得ら
れる蛍光Ｘ線と試料からの蛍光Ｘ線とを分離可能である
場合である。この例は、材質が鉄である試料ステージ６
７の上に、材質が錫と鉛の合金である線材を６８をおい
た状態である。 Ｘ線照射領域は線材６８からはみ出た
状態であるが、この状態で線材６８及び試料ステージ６
７にＸ線を照射して測定を実施する。 Ｘ線照射領域内
の試料が存在する範囲を前記２値化手段で求め、例えば
５０画素という面積を得る。 次に、Ｘ線照射領域６９
の面積を画像処理手段で計測し、例えば１００画素とい
う面積を得る。 実照射面積比として５０を１００で除
算し、０．５という比率を得る。 Ｘ線検出器で検出し
た錫と鉛のＸ線強度を前記の実照射面積比０．５で除算
することで、Ｘ線照射領域６９の全てに試料６８が存在
する場合の、Ｘ線強度を見積もることができる。 検量
線法等の定量手段を用いる場合、同じ測定条件にする必
要があるが、このＸ線強度換算処理によって、定量分析
を実施することができる。
【００３７】
【発明の効果】この発明は、５つの効果を得ることがで
きる。第１に、試料に照射したＸ線が部分的に試料から
外れているか判定することができる。 従来は、人によ
って判定処理を行っていたが、この機能を有することに
よって安心して自動運転ができるようになる。 また自
動運転でない場合においても、目視では判定できないよ
うな微小領域を測定する場合に、装置が判定すること
で、作業者の熟練度が不要になり、また画面等一部を凝
視する作業から解放されるなど、安全衛生上も良いとい
う効果もある。
きる。第１に、試料に照射したＸ線が部分的に試料から
外れているか判定することができる。 従来は、人によ
って判定処理を行っていたが、この機能を有することに
よって安心して自動運転ができるようになる。 また自
動運転でない場合においても、目視では判定できないよ
うな微小領域を測定する場合に、装置が判定すること
で、作業者の熟練度が不要になり、また画面等一部を凝
視する作業から解放されるなど、安全衛生上も良いとい
う効果もある。
【００３８】第２に、Ｘ線を絞るためのコリメータを複
数備えた装置の場合に、Ｘ線がはみ出さないコリメータ
を調査し、最も面積の大きなコリメータを選択すること
によって、検出するＸ線の量を最大にすることができ、
測定のスループットを最大にすることができる。 しか
も、この動作を無人で実施できる。 従来の方法で同様
の作業を行う場合、全ての測定部位について形状と寸法
を確認し、適用可能なコリメータを各測定点について指
定しなければ、同様の測定を行うことができない。 こ
れらの測定の準備作業を全て自動化することが、第２の
効果である。
数備えた装置の場合に、Ｘ線がはみ出さないコリメータ
を調査し、最も面積の大きなコリメータを選択すること
によって、検出するＸ線の量を最大にすることができ、
測定のスループットを最大にすることができる。 しか
も、この動作を無人で実施できる。 従来の方法で同様
の作業を行う場合、全ての測定部位について形状と寸法
を確認し、適用可能なコリメータを各測定点について指
定しなければ、同様の測定を行うことができない。 こ
れらの測定の準備作業を全て自動化することが、第２の
効果である。
【００３９】第３に、映像の取得処理で、カラー映像を
一旦取得し、特定の色を抽出することができれば、モノ
クロ映像では分別できないような試料と背景の関係にも
対応可能となる。 このことで、本発明の適用範囲を拡
大することができる。第４に、第１の効果に記載した判
定処理に利用するＸ線照射領域の寸法にマージンを与え
ることによって、分析装置を長期間使用している場合
や、温度などの環境変化が激しい場合に発生する、Ｘ線
照射の中心位置のずれや、Ｘ線の照射寸法の変化に対す
るマージンを与えることができ、安心して自動運転させ
ることができる。
一旦取得し、特定の色を抽出することができれば、モノ
クロ映像では分別できないような試料と背景の関係にも
対応可能となる。 このことで、本発明の適用範囲を拡
大することができる。第４に、第１の効果に記載した判
定処理に利用するＸ線照射領域の寸法にマージンを与え
ることによって、分析装置を長期間使用している場合
や、温度などの環境変化が激しい場合に発生する、Ｘ線
照射の中心位置のずれや、Ｘ線の照射寸法の変化に対す
るマージンを与えることができ、安心して自動運転させ
ることができる。
【００４０】第５に、試料に照射したＸ線が部分的に試
料から外れていると判定した場合に、得られたＸ線強度
を換算することによって、定量分析に利用することがで
きる。 言い換えると、Ｘ線照射領域よりも小さな試料
を定量分析することができる。主要な測定対象物の１つ
である電子部品は、微小化が進み、分析装置が備えるコ
リメータでは、試料からＸ線がはみ出してしまう場合が
ある。 このような場合にも対象物の面積を調査するこ
とで定量分析できることは、極めて有用であり、装置の
改造やコストアップ無しで実現できることも、利用者に
とって大きな効果であると言える。
料から外れていると判定した場合に、得られたＸ線強度
を換算することによって、定量分析に利用することがで
きる。 言い換えると、Ｘ線照射領域よりも小さな試料
を定量分析することができる。主要な測定対象物の１つ
である電子部品は、微小化が進み、分析装置が備えるコ
リメータでは、試料からＸ線がはみ出してしまう場合が
ある。 このような場合にも対象物の面積を調査するこ
とで定量分析できることは、極めて有用であり、装置の
改造やコストアップ無しで実現できることも、利用者に
とって大きな効果であると言える。
【図１】試料に照射するＸ線が部分的に試料からはずれ
ているか否かを判定をする手順の流れ図である。
ているか否かを判定をする手順の流れ図である。
【図２】本発明を実現する装置の構成例を示す図であ
る。
る。
【図３】従来の装置の構成例を示す図である。
【図４】映像の輝度の度数分布を利用して、試料に照射
するＸ線が部分的に試料からはずれているか否かを判定
をする手順の流れ図である。
するＸ線が部分的に試料からはずれているか否かを判定
をする手順の流れ図である。
【図５】画像の２値化処理を行い、試料に照射するＸ線
が部分的に試料からはずれているか否かを判定をする手
順の流れ図である。
が部分的に試料からはずれているか否かを判定をする手
順の流れ図である。
【図６】Ｘ線照射領域の異なるコリメータと、試料の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図７】Ｘ線照射領域にマージンを与えて、試料に照射
するＸ線が部分的に試料からはずれているか否かを判定
をすることを示す図である。
するＸ線が部分的に試料からはずれているか否かを判定
をすることを示す図である。
【図８】画像を２値化するための条件を、自動生成する
ときの説明図である。
ときの説明図である。
【図９】試料からＸ線がはみ出た状態で、測定を行うと
きの説明図である。
きの説明図である。
１ ．．． 前処理の内容 ２ ．．． 判定処理の第１手順 ３ ．．． 判定処理の第２手順 ４ ．．． 判定処理の第３手順 ５ ．．． Ｘ線発生部 ６ ．．． Ｘ線コリメータ ７ ．．． 蛍光Ｘ線検出部 ８ ．．． 試料映像取得のためのミラー ９ ．．． 試料映像撮像部 １０ ．．． 試料ステージ １１ ．．． 試料 １２ ．．． 画像処理部 １３ ．．． 判定結果表示部 １４ ．．． Ｘ線発生部 １５ ．．． Ｘ線コリメータ １６ ．．． 蛍光Ｘ線検出部 １７ ．．． 試料映像取得のためのミラー １８ ．．． 試料映像撮像部 １９ ．．． 試料ステージ ２０ ．．． 試料 ２１ ．．． 試料映像モニター部 ２２ ．．． 度数分布を利用する方法の手順１ ２３ ．．． 度数分布を利用する方法の手順２ ２４ ．．． 度数分布を利用する方法の手順３ ２５ ．．． 度数分布を利用する方法の手順４ ２６ ．．． 度数分布を利用する方法の手順５ ２７ ．．． 撮像した映像 ２８ ．．． 試料 ２９ ．．． Ｘ線照射領域を説明するための線 ３０ ．．． Ｘ線照射領域と一致する部分の映像 ３１ ．．． 輝度の度数分布 ３２ ．．． スムージング後の輝度の度数分布 ３３ ．．． ２値化処理を利用する方法の手順１ ３４ ．．． ２値化処理を利用する方法の手順２ ３５ ．．． ２値化処理を利用する方法の手順３ ３６ ．．． ２値化処理を利用する方法の手順４ ３７ ．．． ２値化処理を利用する方法の手順５ ３８ ．．． 撮像した映像 ３９ ．．． 試料 ４０ ．．． Ｘ線照射領域を説明するための線 ４１ ．．． Ｘ線照射領域と一致する部分の映像 ４２ ．．． ２値化処理後の映像 ４３ ．．． 撮像した映像 ４４ ．．． 試料 ４５ ．．． Ｘ線照射領域 ４６ ．．． 撮像した映像 ４７ ．．． 試料 ４８ ．．． Ｘ線照射領域 ４９ ．．． 撮像した映像 ５０ ．．． 試料 ５１ ．．． Ｘ線照射領域 ５２ ．．． 試料 ５３ ．．． 装置が表示するＸ線照射領域 ５４ ．．． 縦と横にマージンを与えたＸ線照射領域 ５５ ．．． 照射位置がずれた時のＸ線照射領域 ５６ ．．． 試料 ５７ ．．． 装置が表示するＸ線照射領域 ５８ ．．． 縦と横にマージンを与えたＸ線照射領域 ５９ ．．． 照射位置がずれた時のＸ線照射領域 ６０ ．．． 撮像した映像 ６１ ．．． 試料 ６２ ．．． Ｘ線照射領域 ６３ ．．． Ｘ線照射の中心付近の映像 ６４ ．．． Ｘ線照射の中心付近の平均輝度 ６５ ．．． ２値化の下限値 ６６ ．．． ２値化の上限値 ６７ ．．． 試料ステージ ６８ ．．． 線材 ６９ ．．． Ｘ線照射領域
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年２月７日（２０００．２．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】前記処理手順３、輝度変化調査の第３の方
法として、Ｘ線照射領域の中心付近座標の映像輝度を基
準輝度とし、抽出された映像内で、基準輝度に近い画素
の面積を計測し、Ｘ線の照射範囲の面積と計測された面
積とが有意差がある場合、試料に照射したＸ線が部分的
に試料から外れているか判定することができる。前記輝
度変化調査の第２と第３の方法で、試料に照射したＸ線
が部分的に試料から外れているか判定し、部分的に外れ
ている場合に、計測して得られた試料部分の面積を試料
面積とし、試料面積をＸ線照射領域の面積で除算して実
照射面積比を算出し、この状態で試料にＸ線を照射し、
Ｘ線検出部で得た蛍光Ｘ線強度を実照射面積比で除算す
ることで、試料がＸ線照射領域全体に存在する場合の蛍
光Ｘ線強度を見積もることができ、見積もった蛍光Ｘ線
強度を定量分析に利用することができる。
法として、Ｘ線照射領域の中心付近座標の映像輝度を基
準輝度とし、抽出された映像内で、基準輝度に近い画素
の面積を計測し、Ｘ線の照射範囲の面積と計測された面
積とが有意差がある場合、試料に照射したＸ線が部分的
に試料から外れているか判定することができる。前記輝
度変化調査の第２と第３の方法で、試料に照射したＸ線
が部分的に試料から外れているか判定し、部分的に外れ
ている場合に、計測して得られた試料部分の面積を試料
面積とし、試料面積をＸ線照射領域の面積で除算して実
照射面積比を算出し、この状態で試料にＸ線を照射し、
Ｘ線検出部で得た蛍光Ｘ線強度を実照射面積比で除算す
ることで、試料がＸ線照射領域全体に存在する場合の蛍
光Ｘ線強度を見積もることができ、見積もった蛍光Ｘ線
強度を定量分析に利用することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】第１に、図１の判定処理の手順１として、
測定する試料の映像を取得する。撮像手段として、例え
ばモノクロＣＣＤカメラを用い、ＣＣＤカメラから出力
される映像信号を画像処理部で受け、試料の映像を画像
処理部で蓄える。映像データを蓄える手段として、例え
ば横６４０画素、縦４８０画素の分解能で、輝度に関す
る分解能が２５６段階であれば、６４０×４８０で８ビ
ットの２次元データ領域を準備し、各画素の輝度情報を
蓄えることで実現する。
測定する試料の映像を取得する。撮像手段として、例え
ばモノクロＣＣＤカメラを用い、ＣＣＤカメラから出力
される映像信号を画像処理部で受け、試料の映像を画像
処理部で蓄える。映像データを蓄える手段として、例え
ば横６４０画素、縦４８０画素の分解能で、輝度に関す
る分解能が２５６段階であれば、６４０×４８０で８ビ
ットの２次元データ領域を準備し、各画素の輝度情報を
蓄えることで実現する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】第２の前提条件は、測定したい試料を撮像
したときに、試料内が同じ明るさで見える、ということ
である。 自動測定の要求の多い電子部品は、材質が均
一で表面の粗さも均一である場合が多く、明るさがほぼ
均一な映像を得ることができる。以上２つの前提条件を
満たす場合の作用について、図４を用いて説明する。第
１に輝度の分解能が２５６段階である場合に、測定した
い部分である試料２８の平均輝度は１１５で、試料２８
の周囲の平均輝度は４２である。Ｘ線照射領域２９の映
像を抽出し、Ｘ線照射領域と一致する部分の映像３０を
得る、映像３０での輝度の分布を調査すると、輝度の度
数分布３１を得ることができる。輝度の度数分布の山に
注目すると、山が２つ別々の場所に存在することが読み
取れる。このことは、輝度の高い部分と輝度の低い部分
を分離することができることを表している。
したときに、試料内が同じ明るさで見える、ということ
である。 自動測定の要求の多い電子部品は、材質が均
一で表面の粗さも均一である場合が多く、明るさがほぼ
均一な映像を得ることができる。以上２つの前提条件を
満たす場合の作用について、図４を用いて説明する。第
１に輝度の分解能が２５６段階である場合に、測定した
い部分である試料２８の平均輝度は１１５で、試料２８
の周囲の平均輝度は４２である。Ｘ線照射領域２９の映
像を抽出し、Ｘ線照射領域と一致する部分の映像３０を
得る、映像３０での輝度の分布を調査すると、輝度の度
数分布３１を得ることができる。輝度の度数分布の山に
注目すると、山が２つ別々の場所に存在することが読み
取れる。このことは、輝度の高い部分と輝度の低い部分
を分離することができることを表している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】図６の、４５と４８と５１は、寸法の異な
るコリメータを利用したときのＸ線照射領域を表してい
る。Ｘ線照射領域４５は、試料４４からはみ出している
部分があるため、Ｘ線が部分的に試料からはずれている
か否かの判定処理によって、はみ出しがあると判定され
る。Ｘ線照射領域４８とＸ線照射領域５１は、Ｘ線が部
分的に試料からはずれているか否かの判定処理で、はみ
出しは無いと判定される。はみ出しがないＸ線照射領域
４８とＸ線照射領域５１との面積の比較を行い、面積の
大きなＸ線照射領域５１を最終的に装置が選択する。面
積の大きなＸ線照射領域を選択することにより、単位時
間あたりの蛍光Ｘ線強度をより多く取得することがで
き、統計的な測定誤差を可能な限り小さくすることがで
きる。
るコリメータを利用したときのＸ線照射領域を表してい
る。Ｘ線照射領域４５は、試料４４からはみ出している
部分があるため、Ｘ線が部分的に試料からはずれている
か否かの判定処理によって、はみ出しがあると判定され
る。Ｘ線照射領域４８とＸ線照射領域５１は、Ｘ線が部
分的に試料からはずれているか否かの判定処理で、はみ
出しは無いと判定される。はみ出しがないＸ線照射領域
４８とＸ線照射領域５１との面積の比較を行い、面積の
大きなＸ線照射領域５１を最終的に装置が選択する。面
積の大きなＸ線照射領域を選択することにより、単位時
間あたりの蛍光Ｘ線強度をより多く取得することがで
き、統計的な測定誤差を可能な限り小さくすることがで
きる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】前記処理手順１で実施する映像取得作業
で、試料の映像をカラーで取得し、取得した映像の中か
ら特定の色を抽出してモノクロ映像に変換する手段を備
え、色情報を利用して試料に照射したＸ線が部分的に試
料から外れているか否かを判定できることを特徴とす
る、蛍光Ｘ線分析装置について説明する。映像取得手段
の例としては、カラーのＣＣＤカメラを使用して映像を
取得し、ＣＣＤカメラの出力として例えば、ＮＴＳＣ信
号が出力され、画像処理部でＮＴＳＣ信号を入力する。
色の抽出手段としては、例えば今日の画像処理手段は、
カラー映像を扱うことができ、例えばカラー映像の中か
ら赤い部分を抽出することが可能である。モノクロ映像
への変換手段としては、前記抽出処理で得られる映像の
輝度を、モノクロ映像の輝度情報と読み替えることで、
モノクロ映像に変換することができる。この映像を利用
して、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れてい
ると判定することができる。
で、試料の映像をカラーで取得し、取得した映像の中か
ら特定の色を抽出してモノクロ映像に変換する手段を備
え、色情報を利用して試料に照射したＸ線が部分的に試
料から外れているか否かを判定できることを特徴とす
る、蛍光Ｘ線分析装置について説明する。映像取得手段
の例としては、カラーのＣＣＤカメラを使用して映像を
取得し、ＣＣＤカメラの出力として例えば、ＮＴＳＣ信
号が出力され、画像処理部でＮＴＳＣ信号を入力する。
色の抽出手段としては、例えば今日の画像処理手段は、
カラー映像を扱うことができ、例えばカラー映像の中か
ら赤い部分を抽出することが可能である。モノクロ映像
への変換手段としては、前記抽出処理で得られる映像の
輝度を、モノクロ映像の輝度情報と読み替えることで、
モノクロ映像に変換することができる。この映像を利用
して、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れてい
ると判定することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】抽出した映像内の輝度変化を調査し、基準
以上の輝度変化があるか否かを調査する第２の具体的な
方法について、図５を用いて説明する。Ｘ線照射領域と
一致する部分の映像４１に対して、与えられたしきい値
を利用して、２値化処理を行い、２値化処理後の映像４
２が得られる。この例では、輝度情報が２５６段階で表
現され、２値化のしきい値として１５０が与えられ、暗
い部分を抽出するという情報が与えられている。２値化
処理後の映像４２の黒い部分の面積を調査し、Ｘ線照射
領域の面積と比較し、有意差がある場合、試料に照射し
たＸ線が部分的に試料から外れていると判定できる。こ
の例では、黒い部分の面積が２５０００画素で、Ｘ線照
射領域の面積が２９０００であり、明らかに有意差があ
るため、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れて
いると判定できる。
以上の輝度変化があるか否かを調査する第２の具体的な
方法について、図５を用いて説明する。Ｘ線照射領域と
一致する部分の映像４１に対して、与えられたしきい値
を利用して、２値化処理を行い、２値化処理後の映像４
２が得られる。この例では、輝度情報が２５６段階で表
現され、２値化のしきい値として１５０が与えられ、暗
い部分を抽出するという情報が与えられている。２値化
処理後の映像４２の黒い部分の面積を調査し、Ｘ線照射
領域の面積と比較し、有意差がある場合、試料に照射し
たＸ線が部分的に試料から外れていると判定できる。こ
の例では、黒い部分の面積が２５０００画素で、Ｘ線照
射領域の面積が２９０００であり、明らかに有意差があ
るため、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れて
いると判定できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】この方法が適用できるのは、試料の周りの
部分の材質が分かっており、試料の周りの部分から得ら
れる蛍光Ｘ線と試料からの蛍光Ｘ線とを分離可能である
場合である。この例は、材質が鉄である試料ステージ６
７の上に、材質が錫と鉛の合金である線材を６８をおい
た状態である。Ｘ線照射領域は線材６８からはみ出た状
態であるが、この状態で線材６８及び試料ステージ６７
にＸ線を照射して測定を実施する。Ｘ線照射領域内の試
料が存在する範囲を前記２値化手段で求め、例えば５０
画素という面積を得る。次に、Ｘ線照射領域６９の面積
を画像処理手段で計測し、例えば１００画素という面積
を得る。実照射面積比として５０を１００で除算し、
０．５という比率を得る。Ｘ線検出器で検出した錫と鉛
のＸ線強度を前記の実照射面積比０．５で除算すること
で、Ｘ線照射領域６９の全てに試料６８が存在する場合
の、Ｘ線強度を見積もることができる。このＸ線強度換
算処理によって、定量分析を実施することができる。
部分の材質が分かっており、試料の周りの部分から得ら
れる蛍光Ｘ線と試料からの蛍光Ｘ線とを分離可能である
場合である。この例は、材質が鉄である試料ステージ６
７の上に、材質が錫と鉛の合金である線材を６８をおい
た状態である。Ｘ線照射領域は線材６８からはみ出た状
態であるが、この状態で線材６８及び試料ステージ６７
にＸ線を照射して測定を実施する。Ｘ線照射領域内の試
料が存在する範囲を前記２値化手段で求め、例えば５０
画素という面積を得る。次に、Ｘ線照射領域６９の面積
を画像処理手段で計測し、例えば１００画素という面積
を得る。実照射面積比として５０を１００で除算し、
０．５という比率を得る。Ｘ線検出器で検出した錫と鉛
のＸ線強度を前記の実照射面積比０．５で除算すること
で、Ｘ線照射領域６９の全てに試料６８が存在する場合
の、Ｘ線強度を見積もることができる。このＸ線強度換
算処理によって、定量分析を実施することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA04 CA01 DA01 DA02 DA06 FA03 FA06 FA24 GA01 GA04 GA06 GA07 GA19 HA09 HA13 JA07 JA20 KA01 LA11 NA10 NA11 NA13 NA17 SA02
Claims (8)
- 【請求項１】 試料にＸ線を照射するＸ線発生部と、
試料からの蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出部と、 試料に
照射するＸ線を絞るためのコリメータ部と、 試料映像を撮像する撮像部と、 撮像した映像を画像処
理する画像処理部と、を備えた微小部蛍光Ｘ線装置にお
いて、 前処理として、撮像部で取得する試料映像と、Ｘ線の照
射領域との位置関係をあらかじめ調査しておき、 処理手順１として、試料の映像をモノクロ映像で取得
し、 処理手順２として、取得した試料の映像において、Ｘ線
照射領域と一致する部分の映像を画像処理手段によって
抽出し、 処理手順３として、抽出した映像内の輝度変化を調査
し、基準以上の輝度変化がある場合、試料に照射したＸ
線が部分的に試料から外れていると判定できることを特
徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項２】 請求項１の装置は、試料に照射するＸ線
を絞るためのコリメータを複数備え、請求項１の判定処
理をコリメータの個数分繰り返し実行し、Ｘ線がはみ出
さないコリメータの中で、最も面積の大きなコリメータ
を選択することを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２の装置の処理手順
１は、試料の映像をカラー映像で取得し、取得した映像
の中から特定の色を抽出しモノクロ映像に変換する手段
を備え、色情報を利用して、試料に照射したＸ線が部分
的に試料から外れているか否かを判定できることを特徴
とする、蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３にいずれか記載の
装置において、Ｘ線照射領域の情報は縦方向と横方向そ
れぞれ独立に任意の倍率で拡大ができＸ線照射の軸ずれ
と照射領域の変化に対するマージンを与え、試料に照射
したＸ線が部分的に試料から外れているか否かを判定で
きることを特徴とする、蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４にいずれか記載の装
置において、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れているか判定する手段は、抽出した映像内の輝度の度
数分布を算出し、度数分布データをスムージング処理
し、スムージング後の度数分布から、輝度に関するピー
クの数を調査し、２つ以上のピークが見つかった場合、
試料に照射したＸ線が部分的に試料から外れていると判
定できることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項６】 請求項１〜請求項４にいずれか記載の装
置において、試料に照射したＸ線が部分的に試料から外
れているか判定する手段は、抽出した映像内を指定され
たしきい値で２値化し、２値化後の１または０のどちら
か指定された値の画素の面積を計測し、Ｘ線の照射範囲
の面積と計測された面積とが有意差がある場合、試料に
照射したＸ線が部分的に試料から外れていると判定でき
ることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項７】 請求項１から請求項４にいずれか記載の
装置において、試料に照射したＸ線が部分的に試料から
外れているか判定する手段は、Ｘ線照射領域の中心座標
の映像輝度を基準輝度とし、抽出された映像内で、基準
輝度に近い画素の面積を計測し、Ｘ線の照射範囲の面積
と計測された面積とが有意差がある場合、試料に照射し
たＸ線が部分的に試料から外れていると判定できること
を特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。 - 【請求項８】 請求項６又は請求項７の装置は、試料に
照射したＸ線が部分的に試料から外れているか判定し、
部分的に外れている場合に、計測して得られた試料部分
の面積を試料面積とし、試料面積をＸ線照射領域の面積
で除算して実照射面積比を算出し、この状態で試料にＸ
線を照射し、Ｘ線検出部で得た蛍光Ｘ線強度を実照射面
積比で除算することで、試料がＸ線照射領域全体に存在
する場合の蛍光Ｘ線強度を見積もることができ、見積も
った蛍光Ｘ線強度を定量分析に利用できることを特徴と
する蛍光Ｘ線分析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07385399A JP3361768B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 蛍光ｘ線分析装置およびｘ線照射位置確認方法 |
| DE10013012A DE10013012A1 (de) | 1999-03-18 | 2000-03-17 | Röntgenfluoreszenzanalysevorrichtung |
| US09/531,662 US6404846B1 (en) | 1999-03-18 | 2000-03-20 | Fluorescent x-ray method for determining x-ray alignment by luminescent changes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07385399A JP3361768B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 蛍光ｘ線分析装置およびｘ線照射位置確認方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266701A true JP2000266701A (ja) | 2000-09-29 |
| JP3361768B2 JP3361768B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=13530140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07385399A Expired - Fee Related JP3361768B2 (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 蛍光ｘ線分析装置およびｘ線照射位置確認方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6404846B1 (ja) |
| JP (1) | JP3361768B2 (ja) |
| DE (1) | DE10013012A1 (ja) |
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| JP2008544826A (ja) * | 2005-07-01 | 2008-12-11 | ユニバーシティ・カレッジ・カーディフ・コンサルタンツ・リミテッド | 画像処理 |
| JP2019184609A (ja) * | 2018-04-13 | 2019-10-24 | マルバーン パナリティカル ビー ヴィ | Ｘ線分析装置及び方法 |
| CN113057582A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-07-02 | 中国人民解放军空军军医大学 | 基于mlem的自适应fista初始图像的定量锥束x射线发光计算机断层扫描方法 |
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| JP2003222698A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Seiko Instruments Inc | Ｘ線分析装置 |
| US7198404B2 (en) * | 2003-04-03 | 2007-04-03 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Real-time acquisition of co-registered X-ray and optical images |
| US7023954B2 (en) * | 2003-09-29 | 2006-04-04 | Jordan Valley Applied Radiation Ltd. | Optical alignment of X-ray microanalyzers |
| DE102005003226B4 (de) * | 2005-01-24 | 2014-02-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Einrichtung zur Wiedergabe eines Röntgenbildes |
| DE102005003225A1 (de) * | 2005-01-24 | 2006-07-27 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Erzeugen eines Röntgenbildes |
| JP4707605B2 (ja) * | 2006-05-16 | 2011-06-22 | 三菱電機株式会社 | 画像検査方法およびその方法を用いた画像検査装置 |
| JP5269521B2 (ja) * | 2008-08-22 | 2013-08-21 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | Ｘ線分析装置及びｘ線分析方法 |
| US20170115241A1 (en) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | Trustees Of Princeton University | Transition edge sensor for x-ray fluorescence (tes-xrf) for high resolution material identification |
| CN107389715A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-24 | 苏州浪声科学仪器有限公司 | 一种xrf准直部件 |
| DE102021116258A1 (de) | 2021-06-23 | 2022-12-29 | Helmut Fischer GmbH Institut für Elektronik und Messtechnik | Messobjekt, Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Röntgenquelle |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2103200C1 (ru) * | 1996-10-29 | 1998-01-27 | Акционерное общество "Центр перспективных разработок" Акционерного общества "Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения" | Несущая труба-оболочка из композиционных материалов |
| JP2964137B2 (ja) * | 1997-04-08 | 1999-10-18 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 試料中心を検出できる蛍光ｘ線分析装置 |
| US5978091A (en) * | 1998-06-26 | 1999-11-02 | Hmt Technology Corporation | Laser-bump sensor method and apparatus |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP07385399A patent/JP3361768B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-17 DE DE10013012A patent/DE10013012A1/de not_active Withdrawn
- 2000-03-20 US US09/531,662 patent/US6404846B1/en not_active Expired - Lifetime
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