JP2001091699A - 可変コリメータを有する放射分析用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射分析装置、例えばＸ線分光器において、
分析用放射ビームの開口角は測定過程中変えることが望
まれる。放射ビームの開口角は例えばコリメータの視準
素子の長さによって決定される。 【解決手段】 本発明によれば、これはコリメータを放
射ビーム中で変位させ又は回転させることにより達成さ
れ、これにより、放射ビームにさらされる視準素子の長
さが結果的に変えられうる。四角形の板よりなるコリメ
ータ（ソラーコリメータ）は板に垂直な軸の回りに回転
され得、Ｘ線ファイバよりなるコリメータは変るファイ
バ長さをもって配置され得、ファイバの長手方向に対し
横方向に放射ビーム中でそれらを変位させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は検査さるべき試料の
放射分析用装置に係り、放射ビームが放射源から検出さ
るべき試料を介しての放射線検出器への光学路に沿って
走り、光学路内に視準（コリメーティング）素子を有す
るコリメータが存在し、そのコリメータは放射ビームを
通る動きの結果放射ビームに対する可変開口角を示す装
置に係る。

【０００２】本発明はまたかかる装置に使用されるコリ
メータに係る。

【０００３】

【従来の技術】かかる装置は特願平８−２０８９３１、
特開平１０−３８８２３により知られている。この公報
では、放射分析用装置はＸ線蛍光用分光計で形成されて
いる。この公知の分光計のＸ線光学路には、いわゆるソ
ラー（Ｓｏｌｌｅｒ）−スリットコリメータの形の２つ
のコリメータがある。かかるコリメータは、ある空間を
示すＸ線の吸収材の相互に平行な板の積重からなる、か
かるコリメータの視準素子は空間プラス隣る板により形
成されている。かかる板の組立体により放射ビームに示
される開口角は板を通るＸ線ビームの代わりに空間の板
の長さに対する比の２倍に等しい。

【０００４】放射分析用装置は屡々高解像度スペクトグ
ラム（例えば、Ｘ線分光計）又は回析パターン（例え
ば、Ｘ線回析計）を測定するよう構成される。放射ビー
ム中のある放射線に対しては、理想的放射路からずれが
あり、これは測定の解像度に悪影響を及ぼす、これらの
ずれを緩和させるため、装置の光学路中の放射ビーム、
特に開口角を有する放射ビームをバウンドさせるコリメ
ータを設けること自体は知られている。

【０００５】Ｘ線分光計又はＸ線回析器を用いた測定
は、屡々、角度を持った走査でなされる、即ち、検査さ
るべき試料からの放射強度は試料回りの大きな範囲の角
度値に対し測定される、理想的な放射路からの上記ずれ
は角度値に依存する。これらの装置での測定時間をでき
るだけ短くするため、放射ビームの開口角（即ち全強
度）は解像度に対し必要である以上に制限されないこと
が望ましい。従って、測定中、コリメータの開口角は可
変とされる、即ち角度値に依存する様にすることが望ま
しい。

【０００６】上記公報で知られているＸ線分光計では、
開口角のこの可変値は、等しい相互間隔を有する積層板
からなり、積層板は板間に相互に異なった間隔を示す複
数のサブ積層板からなるソラースリットコリメータを配
置することにより達成される。異なる開口角は夫々のソ
ラースリットコリメータを板の表面に対し垂直な方向に
変位させることにより選択され、これにより他のサブ積
層板が放射ビーム中に挿入される。

【０００７】視準素子が相互に異なる寸法を有する分光
計を製造することには製造の見地から不都合である。そ
の上、開口角のある拡散した値のみが公知の方法で実施
され得、或いは（連続的に変る間隔で）同時にビーム中
に複数の間隔があり、このため開口角は明確に定められ
ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、放射
ビーム開口角が連続的に可変であり、比較的簡単な方法
で製造されうる放射分析用装置を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明による装置は、放射ビ
ームにさらされた視準素子の長さが結果として変えられ
る様に、コリメータが放射ビーム中で動けるようにした
ことを特徴とする。本発明は、寸法の差が、あらゆる種
類の装置で屡々固有のものであるが、開口角の上記変化
をもたらす様に、開口角の意図した変化は動きによって
得られうることの認識に基づいている。しかしながら、
これらの固有の寸法の差が用いられることは必ずしも必
要ではない。代りに、製造するのに容易な寸法の差を適
用することが可能である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一実施例におい
ては、固有の寸法の差が簡単は方法で利用され、視準素
子は相互に平行な板の形を有し、動きは板に垂直な軸の
回りの回転からなる。この回転の結果、放射ビームは一
般的コリメータに対し他の通路をとり、これによりビー
ムは異なった寸法に遭遇する。

【００１０】本発明の他の実施例においては、固有の寸
法の差が簡単な方法で利用され、板は四角形を有する。
この技術で既に一般的に使われてきた形により製造工程
をかなり簡単化できる。

【００１１】本発明の他の実施例では、板は少なくとも
部分的に楕円形を有する。強く拡散する放射ビームで
は、これはビームの異なった軌跡に対する開口角の差を
減少させることを可能にする。

【００１２】本発明に更に他の実施例では、視準素子は
それ自体閉じた断面を有するチャネルの形状を有し、そ
の溝は互いに異なった長さを有し、その動きチャネルの
長手方向に対し横方向の変位よりなる。チャネルはＸ線
光ファイバ、例えばガラスファイバとして実現できる。
しかしながら、かかるファイバは極めて細く、このため
ファイバで作られたコリメータは極めて多数のファイバ
よりなり、任意の形に容易に製造しえない。しかしなが
ら、ファイバの積重を作ることは大いに可能であり、こ
の積重は側面が例えば三角形を有し、かく形成されたコ
リメータをファイバの長手方向軸に対し横方向に変位さ
せることにより、異なった長さのファイバがビーム中に
供給される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を図面を参照してより詳細
に説明する。図中、同一参照符号は同一素子を示す。

【００１４】放射分析用装置がＸ線分析装置、特にＸ線
回析装置により形成された一実施例を参照して本発明を
説明する。ここで、分析用放射はＸ線放射の形を有す
る。しかしながら、本発明は、コリメータが分析放射ビ
ーム用に用いられる全ての放射分析用装置に適用可能で
ある。

【００１５】図１はこの場合Ｘ線回析装置である公知の
Ｘ線分析装置の系統図を示す。この装置において、ゴニ
オメータ４がフレーム２に設けられる。このゴニオメー
タ４は、それに取付けられたＸ線源７及びそれに取付け
られた検出装置９の角回転を測定する角度エンコーダを
設けられる。ゴニオメータは更に試料１０が配置される
試料ホルダ８を設けられる。角度エンコーダは試料の角
度回転の測定が重要な場合用に試料ホルダ上に設けられ
てもよい。Ｘ線源７は固定リング２０によりホルダに固
定されるＸ線管（図示せず）用のホルダ１２を含む。こ
のＸ線管は高圧とフィラメント電流を高圧ケーブル１８
を介してＸ線管に印加する高電圧コネクタ１５を含む。
Ｘ線管１５の同じ側に、Ｘ線管の冷却水用の給水、排水
ダクト２２、２４が設けられている。管ホルダ１２は更
にＸ線用出口窓４４及びＸ線ビームの平行化用ユニット
１６（ソラースリットコリメータ）を含む。ソラースリ
ットコリメータ１６の板は、Ｘ線源７により発生された
Ｘ線ビームが拡散ビームで試料１０を照射するよう図の
紙面に平行である。検出装置９はソラースリットコリメ
ータ用のホルダ２６、モノクロメータ水晶用ホルダ２
８、及び検出用３０よりなる。ホルダ２６中のソラース
リットコリメータの板も図の紙面に平行である。Ｘ線源
及び検出器が両方共試料の回りに回転しうる場合、試料
を回転しうるよう設ける必要はない。しかしながら、容
積の大きく重いＸ線源の場合に必要の様にＸ線源を静止
状態に取付けることは可能である。

【００１６】図１に示す如きＸ線回析装置はまた種々の
測定したデータを処理する処理装置を含む。この処理装
置は記憶ユニット３６を有する中央処理装置３２と、種
々のデータ表示及び測定され計算された結果の表示用の
モニタ３４とを含む。ゴニオメータ４に設けられたＸ線
源７検出装置９、及び試料ホルダ８は全てゴニオメータ
の目盛に対して夫々の素子の角度位置を決定するユニッ
ト（図示せず）を設けられている。この角度位置を表わ
す信号は接続リード線３８−１、３８−２、３８−３を
介して中央処理装置３２に送られる。

【００１７】図１はいわゆるブラッグ−ブレンターノ
（Ｂｒａｇｇ−Ｂｒｅｎｔａｎｏ）配置を示し、ここで
は単一点から出射したＸ線は、試料の表面が原点及び焦
点を通る円に正接である場合、試料１０による反射の後
一点で合焦する。試料１０はＸ線源７から出るＸ線によ
り照射される。更には図示しないが、Ｘ線管の一部をな
すアノード４０をこのＸ線源中に模式的に示す。アノー
ド４０において、Ｘ線はこのアノードを高エネルギー電
子にさらすことにより従来の方法で発生される。その結
果、Ｘ線窓４４から出射するＸ線４２はアノードで発生
される。図１に示す配置における源のこの点は、単一の
点で形成されず、図の紙面に垂直なアノード上のライン
フォーカス４１で形成される。この焦点は検出器３０の
入口領域に試料を置くビーム４５の結合点４３により形
成される。結果的に、この配置は図の紙面内にのみ合焦
効果を有する。

【００１８】図２は、コリメータの板が四角形を有する
可変ソラースリートコリメータの一実施例の斜視図を示
す。図示のコリメータは間隔４８を有する積重コリメー
タ板４６よりなる。このコリメータの全ての板は同じ寸
法を有する。開口角がコリメータでバウンドされる放射
ビーム４５はコリメータ板４６の面と平行に入射する。
放射ビームの開口角αは放射ビーム（図２（Ｂ）参照）
にさらされる視準素子長Ｌに対する板４６間の間隔ｄの
比の２倍で与えられ、次式 α＝２ｄ／Ｌが成り立つ。

【００１９】大きさＬの値は、板４６の面に垂直な軸５
０の回りにコリメータ板を回転させることにより変えら
れる、この目的のため、軸５０及び駆動ユニット５２に
より形成された本実施例では動かす機構が設けられ、軸
５０はコリメータが一部をなす分析装置に固定的に接続
された軸受けに担持されている。駆動ユニットは、例え
ば、軸を回転させるモータからなり、そのモータは分析
装置に属するコンピュータの一部を形成する制御ユニッ
ト５４により制御される。

【００２０】分析装置によりなされるべき測定が必要と
するのは、コリメータ板４６は、正しい開口角が得られ
る迄、即ちαを所定値とする時式α＝２ｄ／Ｌが満足さ
れる迄、軸５０の回りに回転される。

【００２１】図３は本発明による可変ソラースリットコ
リメータの第２実施例の斜視図である。本実施例は、放
射ビームがコリメータ板に平行な面内で強く拡散又は収
束する装置に特に顕著に適している。この状況は例えば
ブラッグ−ブレンターノ型のスペクトロメータでも同様
である。非常に拡散するビームでは、Ｌ（即ち放射ビー
ム４５にさらされるコリメータの板の長さＬ）の値は放
射ビームの全ての放射線に対し同じではない。これは高
度の正確性を要する測定には不利である。かかる要求に
対し、楕円形の板を有するソラースリットコリメータは
この欠点を全くないしかなり除去することが示された。
図２に示すコリメータと同様に、図３のコリメータは図
２を参照して既に説明したのと同様に軸５０を介して駆
動される。

【００２２】図４は本発明によるＸ線光ファイバを有す
る可変ソラースリットコリメータの一実施例の斜視図を
示す。Ｘ線の放射ビームに影響を与えるかかるファイバ
それ自体は公知である。かかるファイバで、高度のコリ
メーション即ち放射ビームの非常に小さい開口角が得ら
れる。

【００２３】図４に示すコリメータは２次元積重Ｘ線フ
ァイバ６０からなる。Ｘ線ファイバ６０は同じ断面を有
するが、積重の高さに依存する長さを有する、Ｘ線ファ
イバ６０の軸方向を平行に、放射ビーム４５は開口角が
積重Ｘ線ファイバによりバウンドされる入射する。放射
ビームの開口角は内部断面と中空ファイバの長さとの比
によって決定される。開口角はコリメータを往復動させ
ることにより変えられうる。このため、本実施例では動
きの機構が設けられ、その機構は積重Ｘ線ファイバ用の
ホルダにより形成され、そのホルダは駆動ロード６４に
より往復動される２つのガイド６２よりなり、ガイド６
２は分析装置の配置の部分５６に沿ってある。この動き
の駆動は駆動ユニット５２によりなされ、駆動ロード６
４は分析装置に固定的に接続された軸受けに担持されて
いる。駆動ユニットは、例えば、駆動ロードを往復動さ
せるモータを有し、このモータは分析装置に属するコン
ピュータの部分を形成する制御ユニット５４により制御
される。分析装置により実行されるべき測定が必要とす
る時、コリメータは正確な開口角が得られる迄往復動さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を通用しうるそれ自体は公知のＸ線分析
装置の全体を示す図である。

【図２】（Ａ）は本発明による可変ソラースリットコリ
メータの第１実施例の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に示すコ
リメータ板の上面を放射ビームと共に示す図である。

【図３】本発明による可変ソラースリットコリメータの
第２実施例の斜視図である。

【図４】本発明によるＸ線光ファイバを有する可変ソラ
ーユニットコリメータの一実施例の斜視図である。

【符号の説明】

４５ 放射ビーム ４６ コリメータ板 ４８ 間隔 ５０ 軸 ５２ 駆動ユニット ５４ 制御ユニット ５６ 部分 ６０ Ｘ線ファイバ ６２ ガイド ６４ 駆動ロード

フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射ビームが放射源から検査さるべき試
   料を介して放射検出器に判る光学路に沿って走り、その
   光学路中に視準素子を有するコリメータが存在し、コリ
   メータは放射ビーム中の動きの結果放射ビームの可変開
   口角を示す、検査さるべき試料の放射分析用装置であっ
   て、 コリメータは、放射ビームにさらされる視準素子の長さ
   が結果として変化されるように放射ビーム中で動かされ
   うることを特徴とする放射分析用装置。
2. 【請求項２】 視準素子は相互に平行な板の形を有し、
   上記動きは板に垂直な軸の回りに回転することである、
   請求項１記載の放射分析用装置。
3. 【請求項３】 板は四角形である、請求項２記載の放射
   分析用装置。
4. 【請求項４】 板は少なくとも部分的に楕円形を有す
   る、請求項２記載の放射分析用装置。
5. 【請求項５】 視準素子はそれ自体閉じた断面を有し相
   互に異なった長さを有するチャネルの形を有し、上記動
   きはチャネルの長手方向に対し横方向に変位することか
   らなる、請求項１記載の放射分析用装置。
6. 【請求項６】 チャネルはＸ線光ファイバーで実現され
   る、請求項５記載の放射分析用装置。
7. 【請求項７】 視準素子を有し、放射ビームによる放射
   分析用装置に用いられ、放射ビーム中で動きを与える動
   き機構を有し、放射ビームに対する可変開口角を示すコ
   リメータであって、 動き機構は視準素子の可変の長さを放射ビームにさらす
   よう設けられ、結果として放射ビームに対する可変開口
   角が得られることを特徴とするコリメータ。
8. 【請求項８】 視準素子は相互に平行な板の形を有し、
   動き機構は板に垂直な軸の回りにコリメータを回転させ
   るよう配置されている、請求項７記載のコリメータ。
9. 【請求項９】 板は四角形である、請求項８記載のコリ
   メータ。
10. 【請求項１０】 板は少なくとも部分的に楕円形を有す
    る、請求項８記載のコリメータ。
11. 【請求項１１】 視準素子はそれ自体閉じた断面を有す
    るチャネルの形をしており、該チャネルは相互に異なっ
    た長さを有し、動き機構はチャネルの長手方向に対し横
    方向にコリメータを変位させるよう配置されている、請
    求項７記載のコリメータ。
12. 【請求項１２】 チャネルはＸ線光ファイバーで実現さ
    れる、請求項１１記載のコリメータ。