JP2003172614A - 変位計測方法、変位計測装置、x線分析方法及びx線分析装置 - Google Patents
変位計測方法、変位計測装置、x線分析方法及びx線分析装置Info
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- JP2003172614A JP2003172614A JP2001375623A JP2001375623A JP2003172614A JP 2003172614 A JP2003172614 A JP 2003172614A JP 2001375623 A JP2001375623 A JP 2001375623A JP 2001375623 A JP2001375623 A JP 2001375623A JP 2003172614 A JP2003172614 A JP 2003172614A
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Abstract
変位量測定等の形状測定を簡素な構成でかつ迅速に行な
う変位計測方法、変位計測装置を提供する。また、精度
よくかつ迅速に試料のX線分析を行うX線分析方法及び
X線分析装置を提供する。 【解決手段】 この変位計測方法は、被測定物2の表面
2aにラインレーザビーム照射部1からラインレーザビ
ームを照射し表面からの反射ビームを受光することで表
面の変位を測定するステップと、被測定物とラインレー
ザビーム照射部とを相対的に回転させるステップと、を
含み、変位測定と回転とを繰り返すことによりラインレ
ーザビームよりも広い領域の測定を行うことで、精度の
よい測定を短時間で行うことができる。または、連続的
に相対回転させながら変位測定を行う。
Description
変位測定を精度よくかつ迅速に行うことのできる変位計
測方法、変位計測装置、この変位計測方法を用いたX線
分析方法及びX線分析装置に関するものである。
つとして工場等の管理分析についての使用があり、この
工場の管理分析では製品の生産工程と対応して多数の試
料について分析が行われる。このため、日々行われる蛍
光X線分析を迅速に行うことが生産性の向上のために求
められている。
状、高さ形状に差があると、X線強度に影響を与え、分
析値が変動してしまい、精度のよい蛍光X線分析を行う
ことができない問題があった。これに対し、本願の発明
者らは、先に、分析対象の試料の分析面形状に基づいて
X線強度の補正を行うことで精度の良い蛍光X線分析が
可能な蛍光X線分析装置を提案した(特願2000−2
73020)。
変位計による形状測定によれば、次のような問題があっ
た。 (1)変位計または試料をXYステージを用いてX軸、
Y軸またはZ軸をそれぞれに駆動させて計測を行なうた
めに、駆動部が多く、計測時間がかかる。その結果、蛍
光X線分析に時間を要し、生産性が低下してしまう。 (2)軸の駆動個所が多いため、計測器のメンテナンス
個所が多くなり、保守または設置時の軸等の調整が複雑
になる。
物の立体的な外形形状を正確に測定するために異なる高
さに複数のレーザ変位計を配置したアームを被測定部の
周りに回転させる測定方法を開示するが、かかる測定方
法では試料の表面形状を測定することはできない。
回転台に取り付けられたレーザ変位計を回転させながら
レーザ光を照射しその反射光でブロックの凹面の変位を
測定する方法を開示するが、凹面全体を測定するには回
転数が多くなりまたレーザ変位計を移動させる必要があ
り、測定に時間がかかるとともに駆動部が多くなり、保
守が大変である。
は、レンズを回転台に載せて回転しながらレーザ変位計
からレーザ光を照射してレンズの偏肉量を測定する方法
を開示するが、同様にレンズ全体を測定するには回転数
が多くなりまたレーザ変位計を移動させる必要があり、
測定に時間がかかるとともに駆動部が多くなり、保守が
大変である。
な従来技術の問題に鑑み、分析対象の試料等の被測定物
の表面における変位量測定等の形状測定を簡素な構成で
かつ迅速に行なうことができる変位計測方法、変位計測
装置を提供することを目的とする。また、この変位計測
方法及び変位計測装置を用いて精度よくかつ迅速に試料
のX線分析を行うことができるX線分析方法及びX線分
析装置を提供することを目的とする。
に、本発明による変位計測方法は、被測定物の表面にラ
インレーザビーム照射部からラインレーザビームを照射
し前記表面からの反射ビームを受光することで前記表面
の変位を測定する変位計測方法であって、前記被測定物
と前記ラインレーザビーム照射部とを相対的に回転させ
ながら前記測定を行うことで前記ラインレーザビームよ
りも広い領域の測定を行うことを特徴とする。
定をラインレーザビームを用いて行うので測定精度が向
上するとともに、被測定物と照射部とを相対的に回転さ
せながらラインレーザビームにより測定を行うので、ラ
インレーザビームに対応する線状領域よりも大きな領域
を短時間で測定することができ、迅速な測定が可能とな
る。例えば、ラインレーザビームの長さを直径とした円
状領域についての変位測定が被測定物を半回転させるだ
けで完了するので、短時間で測定ができる。
ザビーム照射部とを相対的に連続回転させながら所定時
間内における変位量変化を測定することで、その所定時
間に測定された測定値の平均変位量を求めることができ
る。
被測定物の表面にラインレーザビーム照射部からライン
レーザビームを照射し前記表面からの反射ビームを受光
することで前記表面の変位を測定するステップと、前記
被測定物と前記ラインレーザビーム照射部とを相対的に
回転させるステップと、を含み、前記変位測定と前記回
転とを繰り返すことで前記ラインレーザビームよりも広
い領域の測定を行うことを特徴とする。
定をラインレーザビームを用いて行うので測定精度が向
上するとともに、ラインレーザビームによる1ライン分
の測定後に被測定物を相対回転させて次の1ライン分の
測定を行うことを繰り返すので、ラインレーザビームに
対応する線状領域よりも大きな領域を短時間で測定する
ことができ、迅速な測定が可能となる。例えば、ライン
レーザビームの長さを直径とした円状領域についての変
位測定が被測定物を半回転させるだけで完了するので、
短時間で測定ができる。
ーザビームの長手方向の中心とがほぼ一致しているとき
には、被測定物の回転中心軸を中心としラインレーザビ
ームの長さを直径とした円状領域についての変位測定が
被測定物を半回転させるだけで完了する。
インレーザビームの長手方向の中心とがずれているとき
には、より大きな領域について変位測定が可能となり、
例えば、ラインレーザビームが被測定物の円状領域の半
径に相当するように設定することで、その円状領域につ
いての変位測定が被測定物を一回転させるだけで完了
し、ラインレーザビームの2倍の直径の円状領域を測定
できる。
繰り返しながら実行することで更に効率的な測定ができ
る。
定物の表面にラインレーザビームを照射する照射手段
と、前記表面からの反射ビームを受光する受光手段と、
前記被測定物と前記照射手段とを相対的に回転させる回
転手段と、前記表面からの反射ビームを前記受光手段で
受光することで前記表面の変位を測定する測定手段と、
を備え、前記回転手段による回転を行いながら前記測定
手段による測定を行うことで前記ラインレーザビームよ
りも広い領域の測定を行うことを特徴とする。
定をラインレーザビームを用いて行うので測定精度が向
上するとともに、被測定物と照射手段とを相対的に回転
させながらラインレーザビームにより測定を行うので、
ラインレーザビームに対応する線状領域よりも大きな領
域を短時間で測定することができ、迅速な測定が可能と
なる。また、変位計測装置の駆動軸としては、回転手段
の回転駆動軸だけで構成可能であるので、効率的かつ迅
速に測定が可能であるとともに、装置の構成が簡単で、
モータ、ギア等の部品点数が少なく安価に装置を構成で
きる。また、駆動部分が少ないため保守点検が容易であ
る。
物と前記照射手段とを相対的に連続回転させながら前記
測定手段が所定時間内における変位量変化を測定するこ
とで、その所定時間に測定された測定値の平均変位量を
求めることができる。
被測定物の表面にラインレーザビームを照射する照射手
段と、前記表面からの反射ビームを受光する受光手段
と、前記被測定物と前記照射手段とを相対的に回転させ
る回転手段と、前記表面からの反射ビームを前記受光手
段で受光することで前記表面の変位を測定する測定手段
と、を備え、前記測定手段による測定と前記回転手段に
よる回転とを繰り返すことで前記ラインレーザビームよ
りも広い領域の測定を行うことを特徴とする。
定をラインレーザビームを用いて行うので測定精度が向
上するとともに、ラインレーザビームによる1ライン分
の測定後に被測定物を相対回転させて次の1ライン分の
測定を行うことを繰り返すので、ラインレーザビームに
対応する線状領域よりも大きな領域を短時間で測定する
ことができ、迅速な測定が可能となる。また、変位計測
装置の駆動軸としては、回転手段の回転駆動軸だけで構
成可能であるので、効率的かつ迅速に測定が可能である
とともに、装置の構成が簡単で、モータ、ギア等の部品
点数が少なく安価に装置を構成できる。また、駆動部分
が少ないため保守点検が容易である。
測定が終了すると前記測定手段から信号を発生し、この
信号に同期して前記回転手段が回転するように構成する
ことで、測定と回転とが同期して繰り返されることで更
に効率的な測定ができる。
え、このラインビーム式レーザ変位計が前記照射手段と
前記受光手段とを含むように構成できる。
対象の試料の表面にラインレーザビーム照射部からライ
ンレーザビームを照射し前記表面からの反射ビームを受
光することで前記表面の変位を測定する際に、前記試料
と前記ラインレーザビーム照射部とを相対的に回転させ
ながら前記変位測定を行うことで前記表面の所定領域に
おいて変位測定を行うステップと、前記変位を測定した
試料についてX線分析を行うステップと、前記X線分析
の結果を前記表面の変位計測結果に基づいて補正するス
テップと、を含むことを特徴とする。
分析対象の試料の表面にラインレーザビーム照射部から
ラインレーザビームを照射し前記表面からの反射ビーム
を受光することで前記表面の変位を測定し、前記試料と
前記ラインレーザビーム照射部とを相対的に回転させて
から前記変位測定を行うことを繰り返すことで前記表面
の所定領域において変位測定を行うステップと、前記変
位を測定した試料についてX線分析を行うステップと、
前記X線分析の結果を前記表面の変位計測結果に基づい
て補正するステップと、を含むことを特徴とする。
の変位測定をラインレーザビームを用いて行うので試料
表面の変位測定精度が向上するとともに、試料を相対回
転させながら測定を連続的に行うか、または、試料を相
対回転させて測定を繰り返し行うので、迅速に変位測定
ができる。このため、その試料についてのX線分析結果
を精度よく得られた変位測定結果に基づいて補正できる
ので、精度のよいX線分析を行うことができ、また迅速
に変位測定を行うことができるので、X線分析を全体と
して迅速に行うことができる。従って、生産性を向上さ
せることができる。
線分析のステップの実行後に、前記X線分析を行った試
料について前記変位測定のステップを実行するようにし
てもよい。
試料受渡位置に移動させるステップと、前記試料を前記
試料受渡位置からX線分析のためのX線分析位置まで移
動させるステップと、前記X線分析のステップの実行後
に前記試料を前記試料受渡位置まで移動させるステップ
と、前記X線分析を行っている間に次の試料を前記試料
受渡位置に移動させるステップと、を含むことが好まし
く、試料のX線分析が終了すると、次の別の試料につい
てのX線分析を直ちに行うことができるので、生産性よ
くX線分析を行うことができる。
るステップと、前記試料を前記試料受渡位置からX線分
析のための予備室に移動させるステップと、前記予備室
を真空排気してから前記試料をX線分析位置まで移動さ
せるステップと、前記X線分析のステップの実行後に前
記試料を前記X線分析位置から前記予備室まで移動させ
るステップと、前記予備室から前記試料を前記試料受渡
位置まで移動させるステップと、前記X線分析を行って
いる間に次の試料を前記試料受渡位置から前記予備室ま
で移動させるステップと、を含み、前記X線分析を行っ
た試料を前記X線分析位置から前記予備室まで移動させ
るステップと前記次の試料を前記予備室から前記X線分
析位置まで移動させるステップとをほぼ同時に行うこと
が好ましい。これにより、予備室を介して試料の受渡し
を行う場合でも、試料のX線分析が終了すると、次の別
の試料についてのX線分析を直ちに行うことができるの
で、生産性よくX線分析を行うことができる。
後、次の試料について変位測定を行うことができるが、
上述のように、かかる測定を迅速に行うことができるの
で、X線分析を行っている間に次の試料を試料受渡位置
からX線分析位置または予備室まで移動させるステップ
を迅速にかつタイミングよく実行でき、その結果、上述
の両動作をほぼ同時に実行できるようになる。
記X線分析におけるX線強度との関係情報を予め求めて
おき、前記表面の変位計測結果から得た前記試料の表面
高さ変位情報に基づいて前記X線強度を補正することが
好ましい。これにより、試料の表面形状に起因するX線
分析の結果のばらつきを精度よく補正できる。
対象の試料の表面にラインレーザビームを照射し前記表
面からの反射ビームを受光することで前記表面の変位を
測定するラインビーム式レーザ変位計と、前記試料と前
記レーザ変位計とを相対的に回転させる回転手段と、前
記回転を行いながら前記変位測定を行うことで前記表面
の所定領域において変位測定を行う測定手段と、前記試
料についてX線分析を行うX線分析手段と、前記X線分
析の結果を前記表面の変位計測結果に基づいて補正する
補正手段と、を備えることを特徴とする。
分析対象の試料の表面にラインレーザビームを照射し前
記表面からの反射ビームを受光することで前記表面の変
位を測定するラインビーム式レーザ変位計と、前記試料
と前記レーザ変位計とを相対的に回転させる回転手段
と、前記変位測定と前記回転とを繰り返すことで前記表
面の所定領域において変位測定を行う測定手段と、前記
試料についてX線分析を行うX線分析手段と、前記X線
分析の結果を前記表面の変位計測結果に基づいて補正す
る補正手段と、を備えることを特徴とする。
の変位測定をラインレーザビームを用いて行うので試料
表面の変位測定精度が向上するとともに、試料を相対回
転させながら測定を連続的に行うか、または、試料を相
対回転させて測定を繰り返し行うので、迅速に変位測定
ができる。このため、その試料についてのX線分析結果
を精度よく得られた変位測定結果に基づいて補正できる
ので、精度のよいX線分析を行うことができ、また迅速
に変位測定を行うことができるので、X線分析を全体と
して迅速に行うことができる。従って、生産性を向上さ
せることができる。なお、上述の各X線分析装置では、
同一試料について変位測定後にX線分析を行うことがで
き、また、その逆の順序で行うこともできる。
がX線照射を行うX線分析室と、前記試料を試料受渡位
置から前記X線分析室まで移動させる移動手段と、を備
え、前記試料が前記X線分析室にある間に次の試料を前
記試料受渡位置に移動させ、前記移動手段が前記X線分
析を行った試料を前記X線分析室から前記試料受渡位置
まで移動させる動作と前記次の試料を前記試料受渡位置
から前記X線分析室まで移動させる動作とをほぼ同時に
行うように構成することが好ましい。これにより、試料
のX線分析が終了すると、次の別の試料についてのX線
分析を直ちに行うことができるので、生産性よくX線分
析を行うことができる。
がX線分析を行うX線分析室と、前記試料を試料受渡位
置からX線分析のための予備室に移動させる第1の移動
手段と、前記予備室を真空排気してから前記試料を前記
X線分析室まで移動させる第2の移動手段と、を更に備
え、前記試料が前記X線分析室にある間に前記第1の移
動手段が次の試料を前記予備室に移動させ、前記第2の
移動手段が前記X線分析を行った試料を前記X線分析室
から前記予備室まで移動させる動作と前記次の試料を前
記予備室から前記X線分析室まで移動させる動作とをほ
ぼ同時に行うように構成することが好ましい。これによ
り、予備室を介して試料の受渡しを行う場合でも、試料
のX線分析が終了すると、次の別の試料についてのX線
分析を直ちに行うことができるので、生産性よくX線分
析を行うことができる。
記X線分析におけるX線強度との関係情報を記憶する記
憶手段を備え、前記補正手段が前記表面の変位計測結果
から得た前記試料の表面高さ変位情報と前記記憶手段に
記憶された関係情報とにより前記X線強度を補正するこ
とが好ましい。これにより、試料の表面形状に起因する
X線分析の結果のばらつきを精度よく補正できる。
の実施の形態について図面を用いて説明する。
装置の全体構成を概略的に示す図であり、図2は図1の
変位計測装置の測定範囲を説明するための側面図(a)
及び平面図(b)であり、図3は図1の変位計測装置の
変位計と被測定物との位置関係を示す側面図(a)及び
平面図(b)であり、図4は図1の変位計測装置の変位
計と被測定物との別の位置関係を示す側面図である。
ンビーム式レーザ変位計1と、ラインビーム式レーザ変
位計1を制御しかつ得られた測定データを処理する制御
装置6と、ラインビーム式レーザ変位計1からラインレ
ーザビームが照射される被測定物である分析対象の試料
2を保持するホルダ3と、試料2をホルダ3とともに回
転させる回転台4と、回転台4をギアを経由して回転さ
せるパルスモータ(ステップモータ)5とを備える。
の表面2aにラインレーザビームを照射するラインビー
ム照射部と、その表面2aからのライン反射ビームを受
光するライン受光センサとを有する。図2(a)のよう
に、ラインビーム式レーザ変位計1から線状のラインレ
ーザビームを照射し、表面2aからの反射ビームを受光
することで、図2(b)のように、表面2a上のビーム
幅wに相当する線状領域8においてラインビーム式レー
ザ変位計1と試料2の表面2aとの間の距離を精度よく
測定でき、この測定距離に基づいて表面2aにおける凹
凸による微小な変位、即ち、微少な表面形状を測定する
ことができる。
状の試料2をコイルばね3aにより押し当て部材3bと
マスク3cとの間に挟み、マスク3cの外周端面3dに
対し押し付けるようにして保持し固定しており、回転台
4上に載置され、パルスモータ5の回転により回転す
る。
ーム式レーザ変位計1で試料2の表面2aの線状領域8
における測定の終了に同期してパルス信号を発生し、こ
のパルス信号により微小角度だけ回転するようになって
いる。かかる微小角の回転後に表面2aで次の線状領域
8の測定を行うことを繰り返して、回転台4及びホルダ
3がパルスモータ5により半回転することで試料2の表
面2aにおける線状領域8の幅wを直径とする、図2
(b)の破線で示す円状領域8aについて測定を完了す
ることができる。
転台4との位置は、回転台4の回転中心軸とラインビー
ム式レーザ変位計1のビーム幅wの中心とが図1の一点
鎖線で示す中心軸7に一致するように調整でき、また、
回転台4の平面とラインビーム照射部及びライン受光セ
ンサとが互いに平行となるようにその平行度が調整でき
るようになっている。この中心軸7と試料2の中心cと
を一致させるように回転台4におけるホルダ3の位置を
調整することにより、図2(b)、図3(a)のように
試料2の中心cを中心とした半径w/2の円状領域8a
について測定を行うことができる。
算部での演算処理により最大値、最小値及び平均値を得
てこれらを制御装置6の表示部6aに表示し、また外部
に出力信号として出力するとともに、制御装置6の記憶
部に記憶し格納することができる。
説明すると、ラインビーム式レーザ変位計1に対して平
行度が保たれた回転台4の上にホルダ3に収められ固定
された試料2を載せる。このとき、試料の中心cが図1
の中心軸7と合うように調整する。なお、回転台4に対
してホルダ3内の試料2の表面2aは平行度が保たれて
いる。
ラインレーザビームを試料2の表面2aに照射してライ
ンレーザビームによる1ライン分の変位測定を行ない、
この計測が終了すると、これに同期して制御装置6から
発生するパルス信号でパルスモータ5が所定の微小角だ
け回転し、ホルダ3とともに試料2も回転する。
1により次の測定を行い、パルス信号を発生させ回転台
4を回転させることを繰り返す。このようなラインレー
ザビーム一本分の形状計測及びその形状測定に同期した
パルスモータ5の微小回転を試料2が半回転するまで繰
り返して行う。試料2の表面2aにおいてラインレーザ
ビームの幅wに対応する直径の円状領域8a内の全体の
形状を測定でき、その表面形状の計測結果を制御装置6
の表示部6aに表示し、また制御装置6の記憶部に記憶
させる。
よれば、試料2の表面2aにおける変位測定をレーザビ
ームを用いて行うので通常の光ビームの場合と比べて測
定精度が向上するとともに、ラインレーザビームによる
測定後に試料2を回転させることを繰り返しながら行う
ので短時間で測定が終了し迅速に測定ができる。
モータを連続回転するアナログ式のモータに置き換えて
もよく、この場合、試料2を連続的に回転させながら所
定時間で変位量変化を測定し、その所定時間内に測定さ
れた測定値の平均を求めることにより、試料2の平均表
面変位量を求めることができるので、上述と同様に短時
間で測定が終了し迅速に測定ができる。
ジを用いた変位計測装置では、XYステージでX方向に
微少量だけずらしながら一点づづ測定し、X方向の1ラ
イン分が終了すると、Y方向に微少量ずらして再びX方
向に一点づづ測定することを繰り返して行うので、きわ
めて時間を要していたのに対し、本実施の形態の変位計
測装置によれば、ラインレーザビームで1ライン分の測
定(ビーム幅wに対応する)を即座に行い、この1ライ
ン分の測定の終了に同期して試料2を回転させて連続的
に測定を行うことができるので、きわめて短時間に測定
を行うことができる。または、アナログ式のモータで試
料2を連続的に回転させながらラインレーザビームで測
定を行うことができるので、きわめて短時間に測定を行
うことができる。
を覆うようにして配置されるマスク3cは、図2(b)
の一点鎖線に示すように、通常、円形状であり、従来の
XYステージで各軸方向に矩形状の図3(b)の破線で
示す領域10で計測を行なう場合と比べると、図3
(b)のように円状領域8aで計測を行なった方が矩形
状領域10の隅部10aの不要な部分で計測を行わない
ので、効率的で短時間計測が可能となる。
ルスモータ5と回転台4との間の回転軸だけであるの
で、装置構成が簡単で、モータ、ギア等の部品点数が少
なく安価に装置を構成できるとともに、駆動部分が少な
いため保守点検が容易となる。
測定に要する時間はほぼ一定であるので、制御装置6か
らのパルス信号の発生の時間間隔は、この測定時間より
もわずかに長く設定しておくことで、簡単にパルスモー
タ5の回転時間間隔を制御できる。また、1ライン分の
測定時間に合わせてパルス信号の発生のタイミングを調
整することで、その計測の目的に応じた制御が可能とな
る。
を測定するためにビームライン式レーザ変位計1の位置
を中心軸7に対しずらして配置した例について説明す
る。図4のように、試料2よりも大きな面積の試料9の
回転中心c’(中心軸7と一致する)にラインレーザビ
ームの端を合わせるようにビームライン式レーザ変位計
1の位置を調整する。この状態で、ラインレーザビーム
で1ライン分の測定を行いながら上述のようにパルスモ
ータ5で回転させ、試料9が1回転することで、試料9
の表面9a上のラインレーザビーム幅wを半径とし中心
c’を中心とするする円状領域の全体について測定を行
うことができる。図4の配置により、図3の場合と比べ
て2倍の直径の円状領域について測定を行うことができ
る。
位計測装置を用いた蛍光X線分析装置について説明す
る。図5は第2の実施の形態による蛍光X線分析装置の
概略的構成を示す要部の側断面図であり、図6は図5の
蛍光X線分析装置の動作を示すフローチャートである。
試料2をそれぞれ保持した複数のホルダ3(図1)を公
転可能に保持するターンテーブル11と、ターンテーブ
ル11を回転させるモータ12と、ターンテーブル11
上の試料受渡位置20に対しホルダ3を把持し搬送する
ためのアーム部13aを有するアーム搬送部13と、搬
送部13により搬送されたホルダ3を一時的に保管し内
部が配管14aを通して真空排気される予備室14とを
備える。
3を予備室14と蛍光X線分析位置21との間を移動さ
せる間に保持する保持部材16と、ホルダ3を移動させ
るときに保持する保持部材16を予備室14と蛍光X線
分析位置21との間を搬送するための搬送部15と、配
管17aを通して真空排気される蛍光X線分析室17
と、蛍光X線分析室17内の蛍光X線分析位置21にあ
るホルダ3の試料2の表面2aに対しX線を照射するX
線管18と、X線管18からの試料2に対するX線照射
で表面2aから発生する蛍光X線の強度を検出し分光分
析を行う分光室19と、を備える。
に、両室14と17を隔離しかつ連通させるように図5
の矢印のように移動可能な移動部材14bが設けられて
おり、予備室14は真空排気するときに移動部材14b
で密閉され、X線分析室17との間でホルダ3を移動さ
せるときに移動部材14bで開放されるようになってい
る。
同様の変位計測装置を備え、ターンテーブル11上の変
位量測定位置22にあるホルダ3に保持された試料2の
表面2aにビームライン式レーザ変位計1からラインレ
ーザビームを照射することで上述のように表面2aにお
ける変位量を測定できるようになっている。
工程S01〜S14について図6を参照して説明する。
まず、蛍光X線分析用の試料2を保持したホルダ3をタ
ーンテーブル11上の図5の変位量測定位置22にセッ
トし(S01)、この変位量測定位置22で搬送を待機
している間に回転台4上にあるホルダ3の試料2の表面
(分析面)2aについて上述と同等にして変位量(表面
高さ)の測定を行い、その変位量測定値を図1の制御装
置6の記憶部に記憶し格納する(S02)。
回転させ、変位量測定を行った試料2をホルダ3ととも
に図5の試料受渡位置20に移動させる(S03)。次
に、搬送アーム部13でホルダ3を把持してアーム部1
3aが回動しホルダ3を予備室14内に移動させた(S
04)後に、移動部材14bにより密閉された状態の予
備室14内の真空排気を行う(S05)。
分析すべき試料2があるかどうかを判断し(S13)、
次の試料2があるときには、同様にして搬送待機位置2
2で変位量測定が行われる。
気されると、移動部材14bが開放され、予備室14内
で保持部材16に保持されたホルダ3が真空排気された
蛍光X線分析室17内で搬送部15の駆動により回動し
て蛍光X線分析位置21に移動する(S06)。この蛍
光X線分析位置21でホルダ3の試料2の表面2aに対
しX線管18からX線が照射され、このX線照射で表面
2aから発生した蛍光X線が分光室19に向かい、分光
室19でそのX線強度が検出されて分光分析される(S
07)。
程S02で測定し記憶された試料2の表面(分析面)2
aの変位量(表面高さ)に基づいて補正してから(S1
1)、分析データとして出力する(S12)。
により説明する。図7は、元素Pbの分析時における試
料2の分析面2aの平均高さとX線強度との関係を実験
的に求め、この関係を図7の近似式により表したもので
ある。図7のように、工程S02の測定で得た変位量
(表面高さ)から所定領域内における平均高さzを求
め、図7の近似式で平均高さzに対応するX線強度sを
求め、このX線強度sを補正されたX線強度とする。な
お、図7のような近似式が図1の制御装置6の記憶部に
記憶されている。
の各元素ごとに予め求めておき、各元素ごとに補正する
ことで、試料2に含まれる各元素成分についての分析デ
ータを得ることができる。このとき、分析面2aの変位
量(高さ)を精度よく測定できるので、精度よく補正さ
れた分析データを得ることができる。
了すると、その分析の終了した試料2を保持するホルダ
3を搬送部材16の搬送部15による回動で予備室14
へ移動させ(S08)、次に、搬送アーム部13でホル
ダ3を把持してアーム部13aが回動し、ターンテーブ
ル11上の試料受渡位置20に移動させる(S09)。
次に、ターンテーブル11を回動させて分析の終了した
試料2を保持するホルダ3を排出する(S10)。
次の分析すべき試料2があるか判断し(S14)、次の
試料2があるときには、上述の工程S08の前に、次の
試料2を予備室14に同様にして移動させ予備室14を
真空排気しておく(S04,S05)。その後、蛍光X
線分析室17内で保持部材16に保持されたホルダ3が
搬送部15の回動により蛍光X線分析位置21に移動す
る(S06)。この搬送部15の回動は、上述の分析の
終了した試料2のホルダ3を排出するときの工程S08
における搬送部15の回動と同じ工程でなされるので、
試料の分析のための搬送と分析後の試料の回収とを効率
的に行うことができる。
移動した次の試料2について同様にしてX線分析を行
う。このようにして、多数の分析試料2について次々に
X線分析を行うことができる。
かの判断工程S14は、先に行った同様の工程S13の
判断結果を援用してもよく、また、次の試料2について
の工程S04,S05の実行を先の試料2の工程S06
とともに開始するようにしてもよい。
よれば、図1の変位計測装置で試料2の表面(分析面)
2aの変位量(表面高さ)の測定を精度よくかつ短時間
に行うことができ、X線強度測定結果を精度よく得られ
た変位測定結果に基づいて補正できるので精度のよいX
線分析を行うことができるとともに、迅速に変位測定を
行うことができるのでX線分析を全体として迅速に行う
ことができる。従って、生産性よくX線分析を実行でき
る。
当たり2〜3分程度であり、本実施の形態では1個の試
料の変位量の測定時間が従来の変位計測装置では5〜1
0分程度であったのに対し30秒程度にでき、変位量測
定時間をX線分析時間よりもかなり短くでき、多数の試
料についてのX線分析工程に要する時間を大幅に短縮す
ることができる。これにより、製品の生産工程に付随し
て行われる分析管理を効率的に短縮して実行することが
できるので、生産性を向上できる。
ホルダ3で保持し固定した状態でその分析面2aの表面
高さ(変位量)を測定でき、その測定した同じ状態で蛍
光X線分析を行うので、精度よくX線強度を補正するこ
とができる。
分析工程S21〜S35について図8を参照して説明す
る。この分析工程は、最初に試料のX線分析を行い、そ
の後その試料の変位量測定を行うものである。まず、蛍
光X線分析用の試料2を保持したホルダ3をターンテー
ブル11上にセットし(S21)、試料2をホルダ3と
ともに図5の試料受渡位置20に移動させる(S2
2)。次に、搬送アーム部13で予備室14内に移動さ
せた(S23)後に、予備室14内の真空排気を行う
(S24)。なお、工程S22の試料受渡位置20への
移動後に、次の分析すべき試料2がある場合(S3
4)、次の試料2をターンテーブル11上にセットす
る。
16に保持されたホルダ3が予備室14から搬送部15
により回動して蛍光X線分析位置21に移動する(S2
5)。蛍光X線分析位置21で試料2のX線強度測定を
行う(S26)。その後、その分析の終了した試料2を
保持するホルダ3を予備室14へ移動させ(S27)、
次に、搬送アーム部13でホルダ3をターンテーブル1
1上の試料受渡位置20に移動させる(S28)。次
に、ターンテーブル11を回動させて分析の終了した試
料2を保持するホルダ3を変位量測定位置22へ移動さ
せる(S29)。ホルダ3の試料2の表面(分析面)2
aについて上述と同等にして変位量(表面高さ)の測定
を行う(S30)。この測定された試料2の表面(分析
面)2aの変位量(表面高さ)に基づいて工程S26で
測定したX線強度を図7と同様にして補正してから(S
31)、分析データとして出力する(S32)。測定の
終了したホルダ3はターンテーブル11から排出される
(S33)。
次の分析すべき試料2があるか判断し(S35)、次の
試料2があるときには、図6と同様に、次の試料2を予
備室14から蛍光X線分析位置21に移動するが、この
移動は、上述の分析の終了した試料2のホルダ3を蛍光
X線分析位置21から移動させる工程と同時に行われる
ので、試料の分析のための搬送と分析後の試料の回収と
を効率的に行うことができる。このようにして、ホルダ
3内の試料を次々とX線分析することができる。
数のホルダ3内の試料を効率的にX線分析することがで
き、その後、上述のようにきわめて短時間に試料の表面
変位量を精度よく測定でき、X線強度測定結果を精度よ
く得られた変位測定結果に基づいて補正できるので、X
線分析を精度よく行うことができかつX線分析を全体と
して迅速に行うことができる。従って、生産性よくX線
分析を実行できる。
例により説明したが、本発明はこれらに限定されるもの
ではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が
可能である。例えば、図1の変位計測装置では、被測定
物を下方に変位計を上方に配置したが、上下逆でもよ
く、また両者を水平方向に配置してもよく、水平方向か
ら傾いた傾斜方向に配置してもよい。また、被測定物と
しては、蛍光X線分析用の試料に限定されずに、表面で
の変位量や表面形状を測定する必要のある他の物であっ
てもよいことは勿論である。また、図1では、被測定物
を回転させたが、変位計を回転させるようにしてもよ
く、両方を回転させてもよい。
X線分析装置を説明したが、本発明は予備室がない場合
にも適用でき、この場合、試料のX線分析を行っている
間に、次の試料の変位量測定と試料受渡位置への移動を
完了させておくことが、上述のように変位量測定時間を
X線分析時間よりもかなり短くできるために可能であ
り、従って、生産性よくX線分析を実行できる。
送方式は、図5に示すもの以外であってもよいことは勿
論であり、変位測定をした試料を保持するホルダを自動
的に順々にX線分析室に搬送しつつ測定後のホルダを自
動的に回収する方式が好ましく、他の構成であってもよ
い。
る変位量測定等の形状測定を簡素な構成でかつ迅速に行
なうことができる変位計測方法、変位計測装置を提供で
きる。また、かかる変位計測方法及び変位計測装置を用
いて精度よくかつ迅速に試料のX線分析を行うことがで
きるX線分析方法及びX線分析装置を提供できる。
成を概略的に示す図である。
の側面図(a)及び平面図(b)である。
置関係を示す側面図(a)及び平面図(b)である。
の位置関係を示す側面図であり、変位計を中心軸に対し
ずらして配置した図である。
略的構成を示す要部の側断面図である。
ャートである。
の平均高さと蛍光X線強度との関係を示す図である。
ーチャートである。
幅
Claims (21)
- 【請求項1】 被測定物の表面にラインレーザビーム照
射部からラインレーザビームを照射し前記表面からの反
射ビームを受光することで前記表面の変位を測定する変
位計測方法であって、 前記被測定物と前記ラインレーザビーム照射部とを相対
的に回転させながら前記測定を行うことで前記ラインレ
ーザビームよりも広い領域の測定を行うことを特徴とす
る変位計測方法。 - 【請求項2】 前記被測定物と前記ラインレーザビーム
照射部とを相対的に連続回転させながら所定時間内にお
ける変位量変化を測定することを特徴とする請求項1に
記載の変位計測方法。 - 【請求項3】 被測定物の表面にラインレーザビーム照
射部からラインレーザビームを照射し前記表面からの反
射ビームを受光することで前記表面の変位を測定するス
テップと、前記被測定物と前記ラインレーザビーム照射
部とを相対的に回転させるステップと、を含み、前記変
位測定と前記回転とを繰り返すことで前記ラインレーザ
ビームよりも広い領域の測定を行うことを特徴とする変
位計測方法。 - 【請求項4】 前記被測定物の回転中心軸と前記ライン
レーザビームの長手方向の中心とがほぼ一致している請
求項1、2または3に記載の変位計測方法。 - 【請求項5】 前記被測定物の回転中心軸と前記ライン
レーザビームの長手方向の中心とがずれている請求項
1、2または3に記載の変位計測方法。 - 【請求項6】 被測定物の表面にラインレーザビームを
照射する照射手段と、 前記表面からの反射ビームを受光する受光手段と、 前記被測定物と前記照射手段とを相対的に回転させる回
転手段と、 前記表面からの反射ビームを前記受光手段で受光するこ
とで前記表面の変位を測定する測定手段と、を備え、 前記回転手段による回転を行いながら前記測定手段によ
る測定を行うことで前記ラインレーザビームよりも広い
領域の測定を行うことを特徴とする変位計測装置。 - 【請求項7】 前記回転手段により前記被測定物と前記
照射手段とを相対的に連続回転させながら前記測定手段
が所定時間内における変位量変化を測定することを特徴
とする請求項6に記載の変位計測装置。 - 【請求項8】 被測定物の表面にラインレーザビームを
照射する照射手段と、 前記表面からの反射ビームを受光する受光手段と、 前記被測定物と前記照射手段とを相対的に回転させる回
転手段と、 前記表面からの反射ビームを前記受光手段で受光するこ
とで前記表面の変位を測定する測定手段と、を備え、 前記測定手段による測定と前記回転手段による回転とを
繰り返すことで前記ラインレーザビームよりも広い領域
の測定を行うことを特徴とする変位計測装置。 - 【請求項9】 前記ラインレーザビームによる測定が終
了すると前記測定手段から信号を発生し、この信号に同
期して前記回転手段が回転する請求項8に記載の変位計
測装置。 - 【請求項10】 ラインビーム式レーザ変位計を備え、
このラインビーム式レーザ変位計が前記照射手段と前記
受光手段とを含む請求項6乃至9のいずれか1項に記載
の変位計測装置。 - 【請求項11】 分析対象の試料の表面にラインレーザ
ビーム照射部からラインレーザビームを照射し前記表面
からの反射ビームを受光することで前記表面の変位を測
定する際に、前記試料と前記ラインレーザビーム照射部
とを相対的に回転させながら前記変位測定を行うことで
前記表面の所定領域において変位測定を行うステップ
と、 前記変位を測定した試料についてX線分析を行うステッ
プと、 前記X線分析の結果を前記表面の変位計測結果に基づい
て補正するステップと、を含むことを特徴とするX線分
析方法。 - 【請求項12】 分析対象の試料の表面にラインレーザ
ビーム照射部からラインレーザビームを照射し前記表面
からの反射ビームを受光することで前記表面の変位を測
定し、前記試料と前記ラインレーザビーム照射部とを相
対的に回転させてから前記変位測定を行うことを繰り返
すことで前記表面の所定領域において変位測定を行うス
テップと、 前記変位を測定した試料についてX線分析を行うステッ
プと、 前記X線分析の結果を前記表面の変位計測結果に基づい
て補正するステップと、を含むことを特徴とするX線分
析方法。 - 【請求項13】前記試料のX線分析のステップの実行後
に、前記X線分析を行った試料について前記変位測定の
ステップを実行することを特徴とする請求項11または
12に記載のX線分析方法。 - 【請求項14】 前記試料を試料受渡位置に移動させる
ステップと、前記試料を前記試料受渡位置からX線分析
のためのX線分析位置まで移動させるステップと、前記
X線分析のステップの実行後に前記試料を前記試料受渡
位置まで移動させるステップと、前記X線分析を行って
いる間に次の試料を前記試料受渡位置に移動させるステ
ップと、を含むことを特徴とする請求項11,12また
は13に記載のX線分析方法。 - 【請求項15】 前記試料を試料受渡位置に移動させる
ステップと、前記試料を前記試料受渡位置からX線分析
のための予備室に移動させるステップと、前記予備室を
真空排気してから前記試料をX線分析位置まで移動させ
るステップと、前記X線分析のステップの実行後に前記
試料を前記X線分析位置から前記予備室まで移動させる
ステップと、前記予備室から前記試料を前記試料受渡位
置まで移動させるステップと、前記X線分析を行ってい
る間に次の試料を前記試料受渡位置から前記予備室まで
移動させるステップと、を含み、 前記X線分析を行った試料を前記X線分析位置から前記
予備室まで移動させるステップと前記次の試料を前記予
備室から前記X線分析位置まで移動させるステップとを
ほぼ同時に行うことを特徴とする請求項11乃至14の
いずれか1項に記載のX線分析方法。 - 【請求項16】 前記試料の表面の高さ変位情報と前記
X線分析におけるX線強度との関係情報を予め求めてお
き、前記表面の変位計測結果から得た前記試料の表面高
さ変位情報に基づいて前記X線強度を補正する請求項1
1乃至15のいずれか1項に記載のX線分析方法。 - 【請求項17】 分析対象の試料の表面にラインレーザ
ビームを照射し前記表面からの反射ビームを受光するこ
とで前記表面の変位を測定するラインビーム式レーザ変
位計と、 前記試料と前記レーザ変位計とを相対的に回転させる回
転手段と、 前記回転を行いながら前記変位測定を行うことで前記表
面の所定領域において変位測定を行う測定手段と、 前記試料についてX線分析を行うX線分析手段と、 前記X線分析の結果を前記表面の変位計測結果に基づい
て補正する補正手段と、を備えることを特徴とするX線
分析装置。 - 【請求項18】 分析対象の試料の表面にラインレーザ
ビームを照射し前記表面からの反射ビームを受光するこ
とで前記表面の変位を測定するラインビーム式レーザ変
位計と、 前記試料と前記レーザ変位計とを相対的に回転させる回
転手段と、 前記変位測定と前記回転とを繰り返すことで前記表面の
所定領域において変位測定を行う測定手段と、 前記試料についてX線分析を行うX線分析手段と、 前記X線分析の結果を前記表面の変位計測結果に基づい
て補正する補正手段と、を備えることを特徴とするX線
分析装置。 - 【請求項19】 前記X線分析手段がX線照射を行うX
線分析室と、 前記試料を試料受渡位置から前記X線分析室まで移動さ
せる移動手段と、を備え、 前記試料が前記X線分析室にある間に次の試料を前記試
料受渡位置に移動させ、 前記移動手段が前記X線分析を行った試料を前記X線分
析室から前記試料受渡位置まで移動させる動作と前記次
の試料を前記試料受渡位置から前記X線分析室まで移動
させる動作とをほぼ同時に行うことを特徴とする請求項
17または18に記載のX線分析装置。 - 【請求項20】 前記X線分析手段がX線照射を行うX
線分析室と、 前記試料を試料受渡位置からX線分析のための予備室に
移動させる第1の移動手段と、 前記予備室を真空排気してから前記試料を前記X線分析
室まで移動させる第2の移動手段と、を備え、 前記試料が前記X線分析室にある間に前記第1の移動手
段が次の試料を前記予備室に移動させ、 前記第2の移動手段が前記X線分析を行った試料を前記
X線分析室から前記予備室まで移動させる動作と前記次
の試料を前記予備室から前記X線分析室まで移動させる
動作とをほぼ同時に行うことを特徴とする請求項17ま
たは18に記載のX線分析装置。 - 【請求項21】 前記試料の表面の高さ変位情報と前記
X線分析におけるX線強度との関係情報を記憶する記憶
手段を備え、 前記補正手段が前記表面の変位計測結果から得た前記試
料の表面高さ変位情報と前記記憶手段に記憶された関係
情報とにより前記X線強度を補正することを特徴とする
請求項17乃至20のいずれか1項に記載のX線分析装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001375623A JP2003172614A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 変位計測方法、変位計測装置、x線分析方法及びx線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001375623A JP2003172614A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 変位計測方法、変位計測装置、x線分析方法及びx線分析装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006212174A Division JP2006317465A (ja) | 2006-08-03 | 2006-08-03 | X線分析方法及びx線分析装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003172614A true JP2003172614A (ja) | 2003-06-20 |
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ID=19183961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001375623A Pending JP2003172614A (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 変位計測方法、変位計測装置、x線分析方法及びx線分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003172614A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001375623A patent/JP2003172614A/ja active Pending
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