JP2015078934A - 回折環計測装置 - Google Patents
回折環計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015078934A JP2015078934A JP2013216799A JP2013216799A JP2015078934A JP 2015078934 A JP2015078934 A JP 2015078934A JP 2013216799 A JP2013216799 A JP 2013216799A JP 2013216799 A JP2013216799 A JP 2013216799A JP 2015078934 A JP2015078934 A JP 2015078934A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- state imaging
- diffraction ring
- unit
- diffraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 284
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 62
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 37
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 5
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000005169 Debye-Scherrer Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
本実施の形態における回折環計測装置は、X線回折により発生する回折環を解析する装置である。回折環は、デバイ環、デバイ・シェラー環とも呼ばれる。この回折環計測装置は、計測対象物回折する性質をもつビームを照射する照射部と、計測対象物からの回折ビームにより形成される回折環を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された回折環を表す回折環画像を生成する画像処理部と、画像処理部により生成された回折環画像を解析するデータ処理部とを備える。ここで、撮像部は(a)ビームが通過する貫通孔を中央部に有し、回折環を撮像する第1の固体撮像素子、および、(b)回折環の互いに異なる部分を撮像する複数の第2の固体撮像素子の何れか一方を有している。
第1の構成例では、撮像部15は、1チップの第1の固体撮像素子を有している。この第1の固体撮像素子は、X線が通過する貫通孔と、円形の撮像エリアを有している。
第1の構成例では、第1の固体撮像素子の撮像エリアが円形である例を説明したが、第2の構成例では第1の固体撮像素子の撮像エリアが矩形である例について説明する。
第3の構成例では、撮像部15は、複数の第2の固体撮像素子を有している。複数の第2の固体撮像素子は、X線照射部から照射されるX線を中心として、X線と直交する平面に配置される。ここでは、複数の第2の固体撮像素子が2つである例を説明する。
第3の構成例では、複数の第2の固体撮像素子が2つの例を説明したが、4つの例を説明する。
第4の構成例では、複数の第2の固体撮像素子が4つの例を説明したが、第5の構成例では10個の例を説明する。
第5の構成例では、複数の第2の固体撮像素子が10の例を説明したが、第6の構成例では12個の例を説明する。
第7の構成例では、撮像部15が複数の第2の固体撮像素子を有し、かつ、複数の第2の固体撮像素子のそれぞれが、貫通孔を中心とする扇形から扇央を含む扇形部分を除外した形状をもつ撮像エリアを有している。また、複数の第2の固体撮像素子は、貫通孔を中央とする極座標に沿って配置された複数の光電変換部を有する。さらに、複数の光電変換部のそれぞれの受光面積は、極座標の内側の光電変換部の受光面積よりも大きくなっている。
第8の構成例では、複数の第2の固体撮像素子は5つ以上のラインセンサである例を説明する。記5つ以上のラインセンサは貫通孔を中心に放射状に配置される。また、画像処理部は、5つ以上のラインセンサにより撮像された画像から回折環画像を形成する。
第8の構成例では、複数の第2の固体撮像素子が16本のラインセンサである例を説明したが、第9の構成例では、複数の第2の固体撮像素子が32本のラインセンサである例を説明する。
第10の構成例では、第8の構成例におけるラインセンサの基台への取り付け角度に傾きを持たせる例について説明する。
第10の構成例では16本のラインセンサを有する例を説明したが、第11の構成例では32本のラインセンサを有する例について説明する。
つづいて、データ処理部17の解析方法(図2のステップS30)について詳細に説明する。
非特許文献1では、非特許文献2に開示されたX線応力測定方法の1つであるcosα法を発展させて回折環の2次元的データを解析することによって全平面応力成分を単一のX線照射によって同時一括に計測する手法が開示されている。その手法について図面を用いて説明する。
非特許文献1および非特許文献2によれば、cosα法の数値処理の都合上、次のような問題がある。
従来のcosα法にはこのような問題があるが、本願で開示する新たな手法としてのフーリエ級数を用いた解析(以下では、フーリエ方式と呼ぶ)ではこのような問題に対応することができる。以下、フーリエ方式について説明する。
続いて、フーリエ方式による回折環分析方法を行う回折環分析装置について図面を参照しながら説明する。
次に、回折環のフーリエ級数展開の内容を説明する。
式(10)~(14)では変数が6個あるのに対し、方程式は5個なのでこのままでは解くことができない。そこで通常は試験対象物の応力状態に仮定を置いて測定を行う。比較的単純な例として平面応力状態を考える。これは試験対象物の深さ方向に対して応力が変化しないという仮定で、近似的に多くの場合で成り立っており、工業的に重要である。具体的にはヤング率Eとポアソン比v、応力成分σx、σyおよびτxyを用いて
本発明のフーリエ方式を検証するためJIS-SS400C材に機械的負荷(四点曲げ)を与え、裏面に貼ったひずみゲージによる機械的応力と本フーリエ方式による測定値を比較した。回折用のビームにはX線(Cr-Kα線)を、回折画像の取得にはイメージングプレート(IP)を利用した。回折角θが78.44度なので、ηは11.56度であった。また試験対象物とIPとの距離は39mm、Ψ0=35度であった。
図25は回折環の円周角と変形との関係を示す図である。具体的には、10 MPaの負荷をかけたときに得られた回折環の変形εαの例を示す図である。同図の横軸は回折環の円周角α、縦軸は変形εαを表している。εαの実測値(図25の上図の実線で示す)をαについてフーリエ級数に展開し、各項の係数の2次以下の係数によってひずみを近似して求めると、図25の上図の破線のようになる。なお、ここでは高速フーリエ変換(FFT)によって係数を求めており、同図では4次までの係数を示している(実際にはさらに高次の係数も求まる)。
図26は、試験対象物に機械的負荷を10 MPaかけた状態で回折環の変形εαを測定し、フーリエ級数の係数を求めた結果を示す図である。同図で、係数a1、b1、a2、b2はそれぞれ、式(1)〜(4)に対応するものである。図26から明らかな様に、本実施形態の回折環分析方法および同装置では、従来のcosα法では求めることができなかった高次の係数a3、b3、a4、b4まで求めことが可能になっている。これは、本実施形態では、上記の様に、実測値との関係が明確に理論づけされているからに他ならない。
5、8、9 回折環
10 回折環計測装置
11 高圧電源
12 冷却部
13 制御部
14 X線照射部
6、15 撮像部
16 画像処理部
17 データ処理部
18 出力部
101 R転送部
102 光電変換部
111 画素
151、155 基台
152 貫通孔
200、300 固体撮像素子
201 撮像エリア
202 貫通孔
302 貫通孔
303 θ転送部
300、400a、400b、500a〜500d、600a〜600j 固体撮像素子
700a〜700l、800a〜800d、810a〜810d 固体撮像素子
301、401a、401b、501a〜501d、601a〜601j 撮像エリア
701a〜701l、801a〜801d、811a〜811d 撮像エリア
900a〜900p、901〜932 ラインセンサ
Claims (11)
- 回折により発生する回折環を計測する回折環計測装置であって、
計測対象物に回折する性質をもつビームを照射する照射部と、
前記計測対象物からの回折ビームにより形成される前記回折環を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された回折環を表す回折環画像を生成する画像処理部と、
前記画像処理部により生成された前記回折環画像を解析するデータ処理部と
を備え、
前記撮像部は、
(a)前記ビームが通過する貫通孔を中央部に有し、前記回折環を撮像する第1の固体撮像素子、および、
(b)前記回折環の互いに異なる部分を撮像する複数の第2の固体撮像素子
の何れか一方を有する回折環計測装置。 - 前記撮像部は、前記第1の固体撮像素子を有し、
前記第1の固体撮像素子は円形の撮像エリアを有する
請求項1に記載の回折環計測装置。 - 前記第1の固体撮像素子は、前記貫通孔を中央とする極座標に沿って配置された複数の光電変換部を有し、
前記複数の光電変換部のそれぞれの受光面積は、前記極座標の内側の光電変換部の受光面積よりも大きい
請求項2に記載の回折環計測装置。 - 前記撮像部は、前記第1の固体撮像素子を有し、
前記第1の固体撮像素子は、二次元状に直交配置された複数の光電変換部を有し、
前記画像処理部は、前記の第1の固体撮像素子により撮像された画像を、直交座標から前記貫通孔を中央とする極座標に変換することにより前記回折環画像を生成する
請求項1に記載の回折環計測装置。 - 前記撮像部は、前記複数の第2の固体撮像素子を有し、
前記複数の第2の固体撮像素子のそれぞれは、貫通孔を中心とする扇形から扇央を含む扇形部分を除外した形状をもつ撮像エリアを有し、
前記複数の第2の固体撮像素子は、前記貫通孔を中央とする極座標に沿って配置された複数の光電変換部を有し、
前記複数の光電変換部のそれぞれの受光面積は、前記極座標の内側の光電変換部の受光面積よりも大きく、
前記画像処理部は、前記複数の第2の固体撮像素子により撮像された画像から前記回折環画像を生成する
請求項1に記載の回折環計測装置。 - 前記撮像部は、前記複数の第2の固体撮像素子を有し、
前記複数の第2の固体撮像素子は、前記照射部から照射されるビームを中心として、前記ビームに直交する平面に配置された2つの第2の固体撮像素子であり、
前記画像処理部は、前記2つの第2の固体撮像素子により撮像された画像から前記回折環画像を生成する
請求項1に記載の回折環計測装置。 - 前記撮像部は、前記複数の第2の固体撮像素子を有し、
前記複数の第2の固体撮像素子は、前記照射部から照射されるビームを中心として、前記ビームに直交する平面に配置された4つの第2の固体撮像素子であり、
前記画像処理部は、前記4つの第2の固体撮像素子により撮像された画像から前記回折環画像を生成する
請求項1に記載の回折環計測装置。 - 前記撮像部は、前記複数の第2の固体撮像素子を有し、
前記複数の第2の固体撮像素子は、5つ以上のラインセンサであり、
前記5つ以上のラインセンサは前記貫通孔を中心に放射状に配置され、
前記画像処理部は、さらに、前記5つ以上のラインセンサにより撮像された画像から前記回折環画像を形成する
請求項1に記載の回折環計測装置。 - 前記5つ以上のラインセンサのそれぞれは、ライン状に配置された複数の光電変換部を有し、
前記複数の光電変換部のそれぞれの受光面積は、前記放射状の内側の光電変換部の受光面積よりも大きい
請求項8に記載の回折環計測装置。 - 前記回折環計測装置は、円錐状の内面形状を下面にもち、前記照射部から照射されるビームを通過させる貫通孔を前記円錐形状の頂点部分に有する基台を有し、
前記5つ以上のラインセンサは、前記貫通孔を中心として放射状に前記下面に配設される
請求項8または9に記載の回折環計測装置。 - 前記照射部は、前記計測対象物の照射面に対して45度または90度の角度で前記ビームを照射する
請求項1〜10のいずれか1項に記載の回折環計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013216799A JP6313010B2 (ja) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | 回折環計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013216799A JP6313010B2 (ja) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | 回折環計測装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018054747A Division JP6472069B2 (ja) | 2018-03-22 | 2018-03-22 | 回折環計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015078934A true JP2015078934A (ja) | 2015-04-23 |
JP6313010B2 JP6313010B2 (ja) | 2018-04-18 |
Family
ID=53010460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013216799A Active JP6313010B2 (ja) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | 回折環計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6313010B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015099145A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-05-28 | 国立大学法人金沢大学 | 回折環分析方法および回折環分析装置 |
JP2016025602A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | 学校法人立命館 | 撮像装置及び加工装置 |
JP6044877B1 (ja) * | 2015-07-29 | 2016-12-14 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置 |
JP2019039681A (ja) * | 2017-08-22 | 2019-03-14 | 国立大学法人金沢大学 | 回折環計測装置 |
JP2022125617A (ja) * | 2021-02-17 | 2022-08-29 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置およびx線回折測定装置の撮像面機構特性検出方法 |
JP7472431B2 (ja) | 2020-05-25 | 2024-04-23 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001056303A (ja) * | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Mac Science Co Ltd | X線応力測定装置 |
JP2001183315A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Koninkl Philips Electronics Nv | Ccdアレイ形式のx線検出器を有するx線分析装置 |
JP2002098657A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Kawasaki Steel Corp | めっき層に含まれる金属相の付着量の測定方法および装置 |
JP2005241308A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Railway Technical Res Inst | X線回折装置及びx線回折システム |
JP2011027550A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Kanazawa Univ | X線応力測定方法 |
-
2013
- 2013-10-17 JP JP2013216799A patent/JP6313010B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001056303A (ja) * | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Mac Science Co Ltd | X線応力測定装置 |
JP2001183315A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Koninkl Philips Electronics Nv | Ccdアレイ形式のx線検出器を有するx線分析装置 |
US20010014136A1 (en) * | 1999-12-24 | 2001-08-16 | Jans Johannes Cornelis | X-ray analysis apparatus with an X-ray detector in the form of a CCD array |
JP2002098657A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Kawasaki Steel Corp | めっき層に含まれる金属相の付着量の測定方法および装置 |
JP2005241308A (ja) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Railway Technical Res Inst | X線回折装置及びx線回折システム |
JP2011027550A (ja) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Kanazawa Univ | X線応力測定方法 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015099145A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-05-28 | 国立大学法人金沢大学 | 回折環分析方法および回折環分析装置 |
JP2016025602A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | 学校法人立命館 | 撮像装置及び加工装置 |
JP6044877B1 (ja) * | 2015-07-29 | 2016-12-14 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置 |
JP2017032282A (ja) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置 |
JP2019039681A (ja) * | 2017-08-22 | 2019-03-14 | 国立大学法人金沢大学 | 回折環計測装置 |
JP7050273B2 (ja) | 2017-08-22 | 2022-04-08 | 国立大学法人金沢大学 | 回折環計測装置 |
JP7472431B2 (ja) | 2020-05-25 | 2024-04-23 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置 |
JP2022125617A (ja) * | 2021-02-17 | 2022-08-29 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置およびx線回折測定装置の撮像面機構特性検出方法 |
JP7369930B2 (ja) | 2021-02-17 | 2023-10-27 | パルステック工業株式会社 | X線回折測定装置およびx線回折測定装置の撮像面機構特性検出方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6313010B2 (ja) | 2018-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6313010B2 (ja) | 回折環計測装置 | |
JP4263416B2 (ja) | 荷電粒子顕微鏡評価システム | |
TW202029265A (zh) | 包含多束粒子顯微鏡的系統及其操作方法 | |
JP5842242B2 (ja) | 回折環分析方法および回折環分析装置 | |
JP2020537123A (ja) | 結像装置、結像方法および結像システム | |
TWI776085B (zh) | 用於監測束輪廓及功率的方法及設備 | |
Berujon et al. | X-ray optics and beam characterization using random modulation: experiments | |
JP2006332296A (ja) | 電子ビーム応用回路パターン検査における焦点補正方法 | |
JP2020144010A (ja) | マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム検査方法 | |
KR102675694B1 (ko) | 다중 전자 빔들을 갖는 시스템을 위한 대전 제어 디바이스 | |
JP6472069B2 (ja) | 回折環計測装置 | |
CN106257323B (zh) | 叠层成像术成像的方法 | |
JP6418886B2 (ja) | スロープデータ処理方法、スロープデータ処理装置および計測装置 | |
JP4313322B2 (ja) | 欠陥粒子測定装置および欠陥粒子測定方法 | |
JP4709785B2 (ja) | 荷電粒子線顕微鏡、画像分解能評価用計算機、及び像分解能評価方法 | |
JP6692092B2 (ja) | 応力測定方法及び応力測定装置 | |
JP4274146B2 (ja) | 像評価方法及び顕微鏡 | |
TW201837458A (zh) | 用於從低解析度檢測影像重建高解析度點擴散函數之系統及方法 | |
JP2008104122A (ja) | 放射線イメージング装置並びに半導体検出器の補間方法及びその装置 | |
US6844551B2 (en) | Method of determining lattice constant, method of evaluating material by using the same and electronic microscope suitable for using the same | |
JP7323574B2 (ja) | 荷電粒子線装置および画像取得方法 | |
WO2015125395A1 (ja) | X線検査システム、制御方法、制御プログラム及び制御装置 | |
JP4730319B2 (ja) | 像評価方法及び顕微鏡 | |
KR101903631B1 (ko) | 3차원 화학성분 이미지 측정 시스템 및 측정 방법 | |
Liu et al. | An Efficient and Robust Self-calibration Algorithm for Translation Position Errors in Ptychography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160926 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170901 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6313010 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |