JP2015137907A - Back reflection x-ray analysis device - Google Patents

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Ukyo Kaminaga
宇享 神長
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray analysis device which can set camera length by avoiding interference with a measuring object even in a case in which irregularities exist on the surface shape of the measuring object.SOLUTION: A back reflection X-ray analysis device comprises: an X-ray tube 1 which emits an X-ray to a sample 3; an imaging plate 2 which can detect a toric diffraction image formed by a diffraction X-ray by receiving the diffraction X-ray diffracting on the surface of the sample 3 when the X-ray is made incident on the sample 3; and camera length variable setting means which can set the camera length by selecting any one from a plurality of prescribed distances in a case of setting the camera length prescribed with a distance from an X-ray passage hole 5 of the imaging plate to a laser irradiation position O of the sample 3 in the optical axis direction of the X-ray emitted from the X-ray tube 1. The camera length variable setting means is constituted by using a distance sensor mechanism 10 of a triangular range-finding system.

Description

本発明は、測定対象物にX線を照射し、測定対象物で回折したX線を受光するX線検出器を備える背面反射X線分析装置に関する。   The present invention relates to a back reflection X-ray analysis apparatus including an X-ray detector that irradiates a measurement object with X-rays and receives X-rays diffracted by the measurement object.

従来、測定対象物にX線を照射し、測定対象物で回折したX線をX線検出器で受光することにより、X線検出器に形成された円環状の回折像(以下、「回折環」ともいう。)を測定する背面反射X線分析装置が知られている。ここで記述する「背面反射」とは、X線のブラッグ回折に際して、ブラック角が45度より大きい反射をいう。背面反射X線分析装置には、回折環の形状を分析して残留応力を測定するものや、複数の回折環の強度比から結晶相の定量分析、ラウエ斑点を測定する結晶方位解析や結晶構造解析などを行うものがある。   Conventionally, by irradiating a measurement object with X-rays and receiving the X-ray diffracted by the measurement object with an X-ray detector, an annular diffraction image formed on the X-ray detector (hereinafter referred to as “diffraction ring”). Also known is a back-reflection X-ray analysis apparatus for measuring "." The “back reflection” described here refers to a reflection having a black angle larger than 45 degrees during Bragg diffraction of X-rays. The back-reflection X-ray analyzer is used to measure the residual stress by analyzing the shape of the diffraction ring, quantitative analysis of the crystal phase from the intensity ratio of multiple diffraction rings, crystal orientation analysis and crystal structure to measure Laue spots Some perform analysis.

一般に、背面反射X線分析装置は、装置全体が大型で持ち運びが困難であった。そこで近年においては、小型で軽量化された背面反射X線分析装置が提案されている(特許文献1を参照)。この背面反射X線分析装置においては、X線出射器やX線検出器などを、取手付きの筐体に収容することにより、背面反射X線分析装置の搬送を容易にしている。   In general, the back reflection X-ray analyzer is large in size and difficult to carry. Therefore, in recent years, a back reflection X-ray analysis apparatus that has been reduced in size and weight has been proposed (see Patent Document 1). In this back reflection X-ray analyzer, an X-ray emitter, an X-ray detector, and the like are housed in a housing with a handle to facilitate transport of the back reflection X-ray analyzer.

特開2013−113737号公報JP 2013-113737 A

しかしながら、上記特許文献1に記載された従来の背面反射X線分析装置には、次のような欠点があった。
すなわち、一般に、背面反射X線分析装置では、X線検出器を用いてX線分析を行う場合に、X線検出器から測定対象物までの間の距離を、あらかじめ決められた規定の距離(以下、「カメラ長」ともいう。)に合わせる必要がある。その際、従来の反面反射X線分析装置では、X線分析に適用可能なカメラ長を一つしか持っていない、つまりカメラ長が固定で決まっているため、測定環境によっては所望のカメラ長に設定できない場合があった。具体的には、たとえば、測定対象物の表面の一部に凸部が存在する場合は、上述した筐体の一部が測定対象物の凸部に干渉(接触)するなどして、所望のカメラ長に設定できない場合があった。
However, the conventional back reflection X-ray analyzer described in Patent Document 1 has the following drawbacks.
That is, in general, in the back reflection X-ray analyzer, when X-ray analysis is performed using an X-ray detector, the distance from the X-ray detector to the measurement object is set to a predetermined specified distance ( Hereinafter, it is also referred to as “camera length”). At that time, the conventional antireflection X-ray analyzer has only one camera length applicable to X-ray analysis, that is, the camera length is fixed, so that the desired camera length can be obtained depending on the measurement environment. There were cases where it could not be set. Specifically, for example, when a convex portion exists on a part of the surface of the measurement object, a part of the housing described above interferes (contacts) with the convex part of the measurement object, and the desired object is obtained. The camera length could not be set.

ちなみに、背面反射X線分析装置でカメラ長を規定(既知)の距離に合わせて設定する理由は、次のような事情による。まず、X線検出器に形成される回折環の大きさ(直径)は、カメラ長に依存して変化する。具体的には、測定対象物の表面で回折するX線の回折角度が同じであっても、カメラ長が短い条件で測定した場合は、検出される回折環が小さくなり、カメラ長が長い条件で測定した場合は、検出される回折環が大きくなる。このため、カメラ長が規定の距離からずれている、あるいはカメラ長が不明であると、たとえ回折環を検出できたとしても、これをもとに正確なX線分析(応力測定など)を行うことができなくなる。   Incidentally, the reason for setting the camera length in accordance with the prescribed (known) distance in the back reflection X-ray analyzer is as follows. First, the size (diameter) of the diffraction ring formed in the X-ray detector varies depending on the camera length. Specifically, even if the X-ray diffraction angle diffracted on the surface of the object to be measured is the same, if the measurement is performed under a short camera length, the detected diffraction ring becomes small and the long camera length When the measurement is performed with, the detected diffraction ring becomes larger. For this reason, if the camera length is deviated from a specified distance or the camera length is unknown, even if the diffraction ring can be detected, accurate X-ray analysis (stress measurement, etc.) is performed based on this. I can't do that.

本発明の主な目的は、測定対象物の表面形状に凹凸が存在する場合でも、測定対象物との干渉を避けてカメラ長を設定することができるX線分析装置を提供することにある。   A main object of the present invention is to provide an X-ray analyzer capable of setting the camera length while avoiding interference with a measurement object even when the surface shape of the measurement object is uneven.

本発明の第1の態様は、
測定対象物に向けてX線を出射するX線出射部と、
前記X線出射部から出射されたX線を前記測定対象物に入射させたときに、前記測定対象物で回折した回折X線を受光することにより、前記回折X線が形成する円環状の回折像を検出可能なX線検出器と、
前記X線出射部から出射されるX線の光軸方向において前記X線検出器から前記測定対象物までの距離で規定されるカメラ長を設定する場合に、第1のカメラ長に相当する第1の規定距離と、前記第1のカメラ長とは異なる第2のカメラ長に相当する第2の規定距離とを含む複数の規定距離の中から、いずれか一つを選択して設定可能なカメラ長可変設定手段と、
を備えることを特徴とする背面反射X線分析装置である。
The first aspect of the present invention is:
An X-ray emitting unit that emits X-rays toward the measurement object;
An annular diffraction formed by the diffracted X-ray by receiving the diffracted X-ray diffracted by the measurement object when the X-ray emitted from the X-ray emission part is incident on the measurement object. An X-ray detector capable of detecting an image;
When setting the camera length defined by the distance from the X-ray detector to the measurement object in the direction of the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray emission part, the first camera length corresponding to the first camera length is set. One of a plurality of specified distances including a specified distance and a second specified distance corresponding to a second camera length different from the first camera length can be selected and set. Camera length variable setting means;
A back reflection X-ray analyzer characterized by comprising:

本発明の第2の態様は、
前記カメラ長可変設定手段は、三角測距方式の距離センサ機構を用いて構成されている
ことを特徴とする上記第1の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
The second aspect of the present invention is:
The camera length variable setting means is configured to use a triangulation distance sensor mechanism. The back reflection X-ray analysis apparatus according to the first aspect, wherein the camera is variable.

本発明の第3の態様は、
前記距離センサ機構は、
前記測定対象物に照射すべき可視レーザーを出射するレーザー出射部と、
前記レーザー出射部から出射され前記測定対象物で反射した可視レーザーを受光するレーザー受光部と、を備え、
前記X線検出器から前記測定対象物までの距離に応じて、前記レーザー受光部のレーザー受光位置が変化するように構成されている
ことを特徴とする上記第2の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
The third aspect of the present invention is:
The distance sensor mechanism is
A laser emitting section for emitting a visible laser to be irradiated to the measurement object;
A laser receiving unit that receives a visible laser beam emitted from the laser emitting unit and reflected by the measurement object;
The back reflection X according to the second aspect, wherein the laser light receiving position of the laser light receiving unit is changed according to a distance from the X-ray detector to the measurement object. It is a line analyzer.

本発明の第4の態様は、
前記レーザー出射部から出射される可視レーザーが前記測定対象物に照射されるときの光軸と、前記X線出射部から出射されるX線が前記測定対象物に照射されるときの光軸とが、同軸に設定されている
ことを特徴とする上記第3の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
The fourth aspect of the present invention is:
An optical axis when the measurement object is irradiated with the visible laser emitted from the laser emitting unit, and an optical axis when the measurement object is irradiated with the X-ray emitted from the X-ray emitting unit Is set to be coaxial, The back reflection X-ray analysis apparatus according to the third aspect, characterized in that:

本発明の第5の態様は、
前記レーザー出射部から出射される可視レーザーの光路を、当該可視レーザーの光軸が前記X線出射部から出射されるX線と同軸になるように、変換する光路変換手段と、
前記X線出射部から出射されるX線の光路に対して、前記光路変換手段を進退可能に支持する進退支持手段と、
を備えることを特徴とする上記第4の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
According to a fifth aspect of the present invention,
An optical path converting means for converting the optical path of the visible laser emitted from the laser emitting section so that the optical axis of the visible laser is coaxial with the X-ray emitted from the X-ray emitting section;
Advancing / retreating support means for supporting the optical path conversion means so as to be movable back and forth with respect to the optical path of the X-rays emitted from the X-ray emitting section;
The back reflection X-ray analyzer according to the fourth aspect, characterized in that

本発明の第6の態様は、
前記レーザー出射部から出射される可視レーザーが前記測定対象物に照射されるときの光軸と、前記X線出射部から出射されるX線が前記測定対象物に照射されるときの光軸とが、交差するように設定されている
ことを特徴とする上記第3の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
The sixth aspect of the present invention is:
An optical axis when the measurement object is irradiated with the visible laser emitted from the laser emitting unit, and an optical axis when the measurement object is irradiated with the X-ray emitted from the X-ray emitting unit Are set so as to intersect with each other. The back reflection X-ray analyzer according to the third aspect.

本発明の第7の態様は、
前記距離センサ機構を移動させることにより、前記X線と前記可視レーザーとが交差する位置を変位させるセンサ移動機構を備える
ことを特徴とする上記第6の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
The seventh aspect of the present invention is
The back reflection X-ray analyzer according to the sixth aspect, further comprising a sensor moving mechanism that moves a position where the X-ray and the visible laser intersect by moving the distance sensor mechanism. is there.

本発明の第8の態様は、
前記センサ移動機構は、前記距離センサ機構を直線移動させるものである
ことを特徴とする上記第7の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
The eighth aspect of the present invention is
The back-reflection X-ray analysis apparatus according to the seventh aspect, wherein the sensor moving mechanism moves the distance sensor mechanism linearly.

本発明の第9の態様は、
前記センサ移動機構は、前記距離センサ機構を回転移動させるものである
ことを特徴とする上記第7の態様に記載の背面反射X線分析装置である。
The ninth aspect of the present invention provides
The back-reflection X-ray analyzer according to the seventh aspect, wherein the sensor moving mechanism rotates the distance sensor mechanism.

本発明によれば、測定対象物の表面形状に凹凸が存在する場合でも、測定対象物との干渉を避けてカメラ長を設定することができる。   According to the present invention, it is possible to set the camera length while avoiding interference with the measurement object even when the surface shape of the measurement object has irregularities.

本発明を適用可能な背面反射X線分析装置の構成の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a structure of the back surface reflection X-ray analyzer which can apply this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a back reflection X-ray analysis apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の主要部の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the principal part of the back surface reflection X-ray analyzer which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態において、背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合と遠ざけて設置した場合の各部の位置関係を示す図である。In the 1st Embodiment of this invention, it is a figure which shows the positional relationship of each part at the time of installing the back reflection X-ray-analysis apparatus close to a sample, and when installing apart. 本発明の第2の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の主要部の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the principal part of the back reflection X-ray analyzer which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態において、背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の各部の位置関係を示す図である。In the 2nd Embodiment of this invention, it is a figure which shows the positional relationship of each part at the time of installing a back reflection X-ray analyzer close to a sample. 本発明の第2の実施の形態において、背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設置した場合の各部の位置関係を示す図である。In the 2nd Embodiment of this invention, it is a figure which shows the positional relationship of each part at the time of installing a back surface reflection X-ray analyzer away from a sample. 本発明の第3の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の主要部の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the principal part of the back reflection X-ray analyzer which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. センサ移動機構による距離センサ機構の回転移動前後の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship before and behind the rotational movement of the distance sensor mechanism by a sensor moving mechanism. 本発明の第3の実施の形態において、背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の各部の位置関係を示す図である。In the 3rd Embodiment of this invention, it is a figure which shows the positional relationship of each part at the time of installing a back reflection X-ray analyzer close to a sample. 本発明の第3の実施の形態において、背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設置した場合の各部の位置関係を示す図である。In the 3rd Embodiment of this invention, it is a figure which shows the positional relationship of each part at the time of installing a back surface reflection X-ray analyzer away from a sample.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
ここではX線検出器としてイメージングプレートを使用した場合について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Here, a case where an imaging plate is used as an X-ray detector will be described.

<背面反射X線分析装置>
(背面反射X線分析装置の構成)
図1は本発明を適用可能な背面反射X線分析装置の構成の一例を示す斜視図である。図示した背面反射X線分析装置においては、X線出射部の一例としてX線管1を備えるとともに、X線検出器の一例としてイメージングプレート2を備えている。X線管1は、測定対象物となる試料3に向けてX線を出射するものである。ここでは試料3の一例として、表面(上面)が平坦な板(金属板など)を想定している。
<Back reflection X-ray analyzer>
(Configuration of back reflection X-ray analyzer)
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the configuration of a back reflection X-ray analyzer to which the present invention can be applied. The illustrated back reflection X-ray analysis apparatus includes an X-ray tube 1 as an example of an X-ray emission unit and an imaging plate 2 as an example of an X-ray detector. The X-ray tube 1 emits X-rays toward a sample 3 that is a measurement object. Here, as an example of the sample 3, a plate (metal plate or the like) having a flat surface (upper surface) is assumed.

イメージングプレート2は、X線の二次元強度分布を計測する際に用いられるものである。
具体的には、イメージングプレート2は、X線管1から出射されたX線を試料3に入射させたときに、試料3の表面で回折した回折X線を受光することにより、この回折X線が形成する回折環(円環状の回折像)を検出可能なものである。イメージングプレート2は、たとえば、有機フィルムの片面に光輝尽性蛍光体の粉末を塗布して板状に形成したものである。このため、イメージングプレート2をX線で露光した後、この露光部分にレーザー光を照射すると、X線の露光量に応じた発光が得られる。したがって、X線露光後のイメージングプレート2の露光部にレーザー光を照射したときの発光量を計測することにより、X線の露光量を反映したX線像を得ることができる。
The imaging plate 2 is used when measuring a two-dimensional intensity distribution of X-rays.
Specifically, the imaging plate 2 receives the diffracted X-rays diffracted on the surface of the sample 3 when the X-rays emitted from the X-ray tube 1 are incident on the sample 3, whereby the diffracted X-rays are received. It is possible to detect a diffraction ring (annular diffraction image) formed by. The imaging plate 2 is formed, for example, by coating a phosphorescent phosphor powder on one side of an organic film into a plate shape. For this reason, after the imaging plate 2 is exposed to X-rays, when the exposed portion is irradiated with laser light, light emission corresponding to the X-ray exposure amount is obtained. Therefore, an X-ray image reflecting the X-ray exposure amount can be obtained by measuring the light emission amount when the exposed portion of the imaging plate 2 after X-ray exposure is irradiated with laser light.

イメージングプレート2は、全体に円板状に形成されている。イメージングプレート2は、たとえば、イメージングプレート2と同じ形状の支持部材(不図示)を用いて支持されている。イメージングプレート2の中心部にはX線通過孔5が形成されている。X線通過孔5は、X線管1から出射されたX線を通過させる孔である。X線通過孔5は、イメージングプレート2を板厚方向に貫通する円形の孔になっている。イメージングプレート2の片面はX線受光部6となっている。X線受光部6は、X線管1からイメージングプレート2のX線通過孔5を通して試料3にX線を入射したときに、試料3の表面で回折した回折X線を受光する部分である。X線受光部6は、X線管1が配置されている側とは反対側となるイメージングプレート2の片面であって、上述した光輝尽性蛍光体の粉末を塗布した面によって構成されている。   The imaging plate 2 is formed in a disk shape as a whole. The imaging plate 2 is supported using, for example, a support member (not shown) having the same shape as the imaging plate 2. An X-ray passage hole 5 is formed at the center of the imaging plate 2. The X-ray passage hole 5 is a hole through which X-rays emitted from the X-ray tube 1 pass. The X-ray passage hole 5 is a circular hole that penetrates the imaging plate 2 in the thickness direction. One side of the imaging plate 2 is an X-ray light receiving unit 6. The X-ray light receiving unit 6 is a part that receives diffracted X-rays diffracted on the surface of the sample 3 when X-rays are incident on the sample 3 from the X-ray tube 1 through the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2. The X-ray light receiving unit 6 is constituted by one surface of the imaging plate 2 on the side opposite to the side where the X-ray tube 1 is disposed, and the surface coated with the above-described photostimulable phosphor powder. .

(背面反射X線分析装置の動作)
上記構成からなる背面反射X線分析装置においては、X線管1から出射されたX線が、イメージングプレート2のX線通過孔5を通して試料3の表面に入射する。図は回折環の形状を分析して残留応力を測定する場合の例であり、X線管1から出射されたX線が斜め方向から試料3に入射するように、試料3の表面に対するX線の入射角度が90度未満(たとえば、30度程度)に設定されている。また、イメージングプレート2は、試料3の表面に対しては、X線の入射角度に合わせて斜めに配置され、X線管1から出射されたX線に対しては、当該X線の光軸と直交する向きに配置されている。
(Operation of back reflection X-ray analyzer)
In the back reflection X-ray analyzer configured as described above, X-rays emitted from the X-ray tube 1 enter the surface of the sample 3 through the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2. The figure shows an example of measuring the residual stress by analyzing the shape of the diffraction ring. X-rays on the surface of the sample 3 so that the X-rays emitted from the X-ray tube 1 enter the sample 3 from an oblique direction. Is set to be less than 90 degrees (for example, about 30 degrees). The imaging plate 2 is disposed obliquely with respect to the surface of the sample 3 in accordance with the incident angle of the X-ray, and the X-ray optical axis of the X-ray emitted from the X-ray tube 1. It is arranged in the direction orthogonal to.

上述のように試料3に表面にX線を入射させると、そこでX線が回折する。試料3の表面で回折した回折X線は、イメージングプレート2のX線受光部6で受光される。これにより、X線受光部6がX線によって露光される。このとき、X線受光部6には、X線による露光によって円環状の回折像が潜像として形成される。その後、所定の露光時間が経過したら、X線管1からのX線の出射を停止する。次に、それまでX線受光部6に蓄積された潜像をレーザー読取器等によって読み出す。これにより、イメージングプレート2に形成された回折環を検出することができる。   As described above, when X-rays are incident on the surface of the sample 3, the X-rays are diffracted there. The diffracted X-ray diffracted on the surface of the sample 3 is received by the X-ray light receiving unit 6 of the imaging plate 2. Thereby, the X-ray light-receiving part 6 is exposed by X-rays. At this time, an annular diffraction image is formed as a latent image on the X-ray light receiving unit 6 by exposure with X-rays. Thereafter, when a predetermined exposure time has elapsed, the emission of X-rays from the X-ray tube 1 is stopped. Next, the latent image accumulated so far in the X-ray light receiving unit 6 is read by a laser reader or the like. Thereby, the diffraction ring formed on the imaging plate 2 can be detected.

<第1の実施の形態>
図2は本発明の第1の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の概略構成を示す斜視図であり、図3は本発明の第1の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の主要部の構成を説明する図である。なお、図3は図2を正面方向Fから見た図である。この図3では、測定対象となる試料3の表面が、紙面に垂直な面から傾斜した面になっている。このため、X線は上述のような斜め方向から試料3に入射することになる。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the back reflection X-ray analysis apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a back reflection X-ray analysis apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is a figure explaining the structure of the principal part. 3 is a view of FIG. 2 viewed from the front direction F. FIG. In FIG. 3, the surface of the sample 3 to be measured is a surface inclined from a plane perpendicular to the paper surface. For this reason, X-rays enter the sample 3 from the oblique direction as described above.

本発明の第1の実施の形態に係る背面反射X線分析装置は、X線分析に適用するカメラ長を設定する場合に、少なくとも2つ以上の規定距離の中から、いずれか一つを選択して設定可能なカメラ長可変設定手段を備えている。この場合、カメラ長は、X線管1から出射されるX線の光軸方向においてイメージングプレート2のX線通過孔5から試料3のレーザー照射位置Oまでの距離で表すことができる。レーザー照射位置Oとは、測定対象となる試料3の表面に対して、後述するレーザー出射部11から出射される可視レーザーが照射される位置をいう。以下、詳しく説明する。   The back reflection X-ray analyzer according to the first embodiment of the present invention selects any one of at least two specified distances when setting the camera length to be applied to X-ray analysis. The camera length variable setting means can be set. In this case, the camera length can be expressed by the distance from the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 to the laser irradiation position O of the sample 3 in the optical axis direction of the X-ray emitted from the X-ray tube 1. The laser irradiation position O refers to a position at which the surface of the sample 3 to be measured is irradiated with a visible laser emitted from a laser emitting unit 11 described later. This will be described in detail below.

カメラ長可変設定手段は、三角測距方式の距離センサ機構10を用いて構成されている。距離センサ機構10は、レーザー出射部11と、光路変換手段となるプリズム12と、プリズム移動機構13と、スリット14と、レーザー受光部となるPSD(Position Sensitive Detector)15と、を備えている。   The camera length variable setting means is configured by using a distance sensor mechanism 10 of a triangulation system. The distance sensor mechanism 10 includes a laser emitting unit 11, a prism 12 serving as an optical path changing unit, a prism moving mechanism 13, a slit 14, and a PSD (Position Sensitive Detector) 15 serving as a laser light receiving unit.

レーザー出射部11は、試料3に照射すべき可視レーザー(レーザービーム)を出射するものである。プリズム12は、レーザー出射部11から出射される可視レーザーの光路を変換するものである。プリズム12は、たとえば、直角プリズムを用いて構成されている。プリズム12は、必要に応じて、X線管1から出射されるX線の光路上に進出して配置される。X線の光路上に配置されたプリズム12は、レーザー出射部11から出射された可視レーザーの進行方向を90度変えることより、可視レーザーの光軸がX線の光軸と同軸になるように、可視レーザーの光路を変換する。   The laser emitting unit 11 emits a visible laser (laser beam) to be irradiated on the sample 3. The prism 12 converts the optical path of the visible laser emitted from the laser emitting unit 11. The prism 12 is configured using, for example, a right-angle prism. The prism 12 is disposed so as to advance on the optical path of the X-ray emitted from the X-ray tube 1 as necessary. The prism 12 arranged on the X-ray optical path changes the traveling direction of the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 by 90 degrees so that the optical axis of the visible laser becomes coaxial with the optical axis of the X-ray. , Transform the optical path of the visible laser.

プリズム移動機構13は、X線管1から出射されるX線の光路に対して、プリズム12を進退可能に支持する進退支持手段を構成する。プリズム移動機構13は、X線管1からイメージングプレート2に至るX線の光路(光軸)と直交する方向にプリズム12を往復移動させることにより、X線の光路に対してプリズム12を進退移動させる。これにより、プリズム12は、X線管1からイメージングプレート2に至るX線の光路上に進出した位置と、この光路から退避した位置とに選択的(交互)に配置可能となっている。   The prism moving mechanism 13 constitutes an advancing / retreating support unit that supports the prism 12 so as to be able to advance and retract with respect to the optical path of the X-ray emitted from the X-ray tube 1. The prism moving mechanism 13 moves the prism 12 back and forth with respect to the X-ray optical path by reciprocating the prism 12 in a direction orthogonal to the X-ray optical path (optical axis) from the X-ray tube 1 to the imaging plate 2. Let Accordingly, the prism 12 can be selectively (alternatively) arranged at a position where the prism 12 has advanced on the X-ray optical path from the X-ray tube 1 to the imaging plate 2 and a position where the prism 12 has been retracted from the optical path.

スリット14は、スリット孔14aを有するもので、PSD15の手前に配置されている。スリット14は、レーザー出射部11から出射された可視レーザーを、プリズム12を経由して試料3に照射したときに、試料3で反射してPSD15に向かう可視レーザーの通過をスリット孔14aによって制限するものである。スリット14のスリット孔14aには図示しない収束レンズが取り付けられ、この収束レンズで収束した可視レーザーがPSD15の受光面15aに結像するようになっている。   The slit 14 has a slit hole 14 a and is disposed in front of the PSD 15. The slit 14 restricts the passage of the visible laser reflected by the sample 3 and directed to the PSD 15 when the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 is irradiated to the sample 3 via the prism 12 by the slit hole 14a. Is. A converging lens (not shown) is attached to the slit hole 14a of the slit 14, and a visible laser beam converged by the converging lens is focused on the light receiving surface 15a of the PSD 15.

PSD15は、試料3で反射した可視レーザーを受光面15aで受光するとともに、その受光位置を検出可能なものである。PSD15の受光面15aは、イメージングプレート2やスリット14と平行に配置されている。受光面15aにおける可視レーザーの受光位置は、上述した収束レンズで収束した可視レーザーが結像する位置となる。ここでは一例として、PSD15の受光面15aの一方端側に原点が存在し、この原点を基準(ゼロ)として、可視レーザーの受光位置を原点からの距離(以下、「PSD検出距離」という。)dにより検出する仕組みになっている。この仕組みにおいては、上述したカメラ長CLが短くなると、それだけPSD検出距離dが長くなり、これと反対に、カメラ長CLが長くなると、それだけPSD検出距離dが短くなる。このため、PSD検出距離dが分かれば、これに基づいてカメラ長CLを求めることができる。   The PSD 15 receives the visible laser beam reflected by the sample 3 at the light receiving surface 15a and can detect the light receiving position. The light receiving surface 15 a of the PSD 15 is arranged in parallel with the imaging plate 2 and the slit 14. The light receiving position of the visible laser on the light receiving surface 15a is a position where the visible laser focused by the above-described focusing lens is imaged. Here, as an example, there is an origin on one end side of the light receiving surface 15a of the PSD 15, and with this origin as a reference (zero), the light receiving position of the visible laser is a distance from the origin (hereinafter referred to as “PSD detection distance”). The detection mechanism is based on d. In this mechanism, the PSD detection distance d becomes longer as the camera length CL described above becomes shorter. On the contrary, the PSD detection distance d becomes shorter as the camera length CL becomes longer. For this reason, if the PSD detection distance d is known, the camera length CL can be obtained based on this.

上記構成からなる背面反射X線分析装置においては、X線管1からX線を出射させてX線分析を行う前に、カメラ長の設定を行う。カメラ長の設定は、X線管1からX線を出射させずに行う。カメラ長を設定するには、まず、プリズム移動機構13によってプリズム12をX線の光路上に進出させる。次に、レーザー出射部11からプリズム12に向けて可視レーザーを出射させる。そうすると、可視レーザーの光路がプリズム12で直角に折れ曲がる。これにより、可視レーザーの光軸が、X線の光軸と同軸の状態になる。このため、可視レーザーは、イメージングプレート2のX線通過孔5を通して試料3に照射される。このとき、イメージングプレート2のX線通過孔5から試料3のレーザー照射位置Oまでの距離が、あらかじめ想定されたカメラ長の設定可能範囲にあれば、試料3のレーザー照射位置Oで反射した可視レーザーは、スリット14のスリット孔14aを通してPSD15の受光面15aに到達する。これにより、PSD15は、PSD検出距離dに基づいてカメラ長CLを検出する。以下、詳しく説明する。   In the back reflection X-ray analysis apparatus having the above configuration, the camera length is set before X-rays are emitted from the X-ray tube 1 and X-ray analysis is performed. The camera length is set without emitting X-rays from the X-ray tube 1. To set the camera length, first, the prism 12 is advanced on the optical path of the X-ray by the prism moving mechanism 13. Next, a visible laser is emitted from the laser emitting unit 11 toward the prism 12. Then, the optical path of the visible laser is bent at a right angle by the prism 12. As a result, the optical axis of the visible laser is coaxial with the optical axis of the X-ray. For this reason, the visible laser is irradiated to the sample 3 through the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2. At this time, if the distance from the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 to the laser irradiation position O of the sample 3 is within a presumable settable range of the camera length, the visible light reflected at the laser irradiation position O of the sample 3 is visible. The laser reaches the light receiving surface 15 a of the PSD 15 through the slit hole 14 a of the slit 14. Thereby, PSD15 detects camera length CL based on PSD detection distance d. This will be described in detail below.

いま、図3及び図4に示す各符号の意味を以下のとおり定義する。なお、図4は背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合と遠ざけて設置した場合の各部の位置関係を示している。
符号Bは、プリズム12からイメージングプレート2のX線通過孔5に向かう可視レーザーの光軸に直交する方向において、この可視レーザーの光軸からスリット14のスリット孔14aの中心位置までの距離を示す。このスリット孔14aの中心位置はPSD15の原点となる。
符号Cは、イメージングプレート2のX線通過孔5の中心からスリット14のスリット面までの距離を示す。
符号L(L、L)は、X線管1からイメージングプレート2のX線通過孔5を通して試料3に向かうX線の光軸と平行な方向において、スリット14のスリット面と試料3の表面のレーザー照射位置O(O、O)との間の距離を示すものであって、Lは背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の距離を示し、Lは背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設置した場合の距離を示す。
符号O(O、O)は、試料3の表面の測定位置(X線を入射させる位置)を示すものであって、Oは背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の測定位置を示し、Oは背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設置した場合の測定位置を示す。
符号Sは、スリット14のスリット孔14aの中心位置(レンズが存在する場合はレンズの光学中心位置)を示す。
符号fは、プリズム12からイメージングプレート2のX線通過孔5を通して試料3に向かう可視レーザーの光軸と平行な方向において、スリット14のスリット孔14aの中心とPSD15の受光面15aとの間の距離を示す。
このうち、符号B,C,fが示す距離は、背面反射X線分析装置の機械的な構成(機構設計等)によって決まるため、いずれも既知の情報となる。これに対して、符号L(L、L)が示す距離は、試料3に対して背面反射X線分析装置をどの程度近づけて設置するかによって変わるため、未知の情報となる。
Now, the meaning of each symbol shown in FIGS. 3 and 4 is defined as follows. FIG. 4 shows the positional relationship of each part when the back reflection X-ray analysis apparatus is installed close to the sample and when it is installed away from the sample.
Reference symbol B indicates the distance from the optical axis of the visible laser to the center position of the slit hole 14a of the slit 14 in the direction perpendicular to the optical axis of the visible laser from the prism 12 toward the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2. . The center position of the slit hole 14a is the origin of the PSD 15.
Reference symbol C indicates the distance from the center of the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 to the slit surface of the slit 14.
Reference signs L (L 1 , L 2 ) denote the slit surface of the slit 14 and the sample 3 in the direction parallel to the optical axis of the X-ray from the X-ray tube 1 through the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 toward the sample 3. This indicates the distance between the laser irradiation position O (O 1 , O 2 ) on the surface, L 1 indicates the distance when the back reflection X-ray analyzer is installed close to the sample, and L 2 indicates The distance when a back reflection X-ray analyzer is installed away from the sample is shown.
A symbol O (O 1 , O 2 ) indicates a measurement position (a position where X-rays are incident) on the surface of the sample 3, and O 1 is a case where the back reflection X-ray analyzer is placed close to the sample. , And O 2 indicates the measurement position when the back reflection X-ray analyzer is installed away from the sample.
Reference sign S indicates the center position of the slit hole 14a of the slit 14 (the optical center position of the lens when a lens is present).
Reference numeral f denotes between the center of the slit hole 14a of the slit 14 and the light receiving surface 15a of the PSD 15 in a direction parallel to the optical axis of the visible laser from the prism 12 through the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 toward the sample 3. Indicates distance.
Among these, the distances indicated by the symbols B, C, and f are known information because they are determined by the mechanical configuration (mechanism design, etc.) of the back reflection X-ray analyzer. On the other hand, the distance indicated by the symbol L (L 1 , L 2 ) is unknown information because it varies depending on how close the back reflection X-ray analyzer is installed to the sample 3.

ところで、PSD15においてPSD検出距離dを計測した場合は、このPSD検出距離dを用いた計算を距離センサ機構10の制御回路で行うことにより、カメラ長CLを検出することができる。たとえば、レーザー出射部11からプリズム12を経由して試料3の表面に可視レーザーを照射したときに、PSD15がPSD検出距離dの位置で可視レーザーを受光した場合は、次の(1)式によってカメラ長CLを検出することができる。
CL=L+C=B・f/d+C …(1)
By the way, when the PSD detection distance d is measured in the PSD 15, the camera length CL can be detected by performing calculation using the PSD detection distance d by the control circuit of the distance sensor mechanism 10. For example, when illuminated with visible laser to the surface of the sample 3 through the prism 12 from the laser emitting section 11, if the PSD15 has received a visible laser at a position of the PSD sensing distance d 1, the following equation (1) it is possible to detect the camera length CL 1 by.
CL 1 = L 1 + C = B · f / d 1 + C (1)

また、レーザー出射部11からプリズム12を経由して試料3の表面に可視レーザーを照射したときに、PSD15がPSD検出距離dの位置で可視レーザーを受光した場合は、次の(2)式によってカメラ長CLを検出することができる。
CL=L+C=B・f/d+C …(2)
Further, when the visible laser is received at the position of the PSD detection distance d 2 when the visible light is irradiated from the laser emitting unit 11 to the surface of the sample 3 via the prism 12, the following equation (2) it is possible to detect the camera length CL 2 by.
CL 2 = L 2 + C = B · f / d 2 + C (2)

ここで、背面反射X線分析装置を用いたX線分析においては、できるだけ試料3に近づけてX線分析装置を設置することが望ましい。その理由は、主に2つある。第1の理由は、カメラ長を短く設定した方が、イメージングプレート2のX線受光部6に、より強度の大きいX線が入射し、これによってX線の露光時間を短縮できるためである。第2の理由は、同一の大きさのイメージングプレート2で比較した場合、カメラ長を短く設定した方が、より大きな回折角度のX線をイメージングプレート2で受光できるためである。   Here, in the X-ray analysis using the back reflection X-ray analyzer, it is desirable to install the X-ray analyzer as close to the sample 3 as possible. There are two main reasons. The first reason is that, when the camera length is set shorter, X-rays with higher intensity are incident on the X-ray light receiving unit 6 of the imaging plate 2, thereby reducing the X-ray exposure time. The second reason is that when the imaging plates 2 of the same size are compared, X-rays having a larger diffraction angle can be received by the imaging plate 2 when the camera length is set shorter.

ただし、試料3の表面の一部に凸部が存在する場合は、カメラ長を短く設定しようとして背面反射X線分析装置を試料3に近づけたときに、たとえば、装置の筐体の一部が試料3の凸部に干渉する場合がある。そうした場合でも、本発明の第1の実施の形態に係る背面反射X線分析装置では、X線分析に適用するカメラ長を問題なく設定することができる。具体的には、試料3の凸部と干渉しないように背面反射X線分析装置を試料3から離して設置する。そして、この設置状態のもとでカメラ長CLを検出し、この検出結果に基づいて、X線分析に適用するカメラ長をCLに設定する。   However, if a convex portion exists on a part of the surface of the sample 3, when the back reflection X-ray analyzer is brought close to the sample 3 in an attempt to set the camera length short, for example, a part of the housing of the apparatus is In some cases, the projection 3 may interfere with the convex portion of the sample 3. Even in such a case, in the back reflection X-ray analysis apparatus according to the first embodiment of the present invention, the camera length applied to the X-ray analysis can be set without any problem. Specifically, the back reflection X-ray analyzer is installed away from the sample 3 so as not to interfere with the convex portion of the sample 3. Then, the camera length CL is detected under this installation state, and the camera length applied to the X-ray analysis is set to CL based on the detection result.

こうしてカメラ長の設定を終えたら、プリズム移動機構13によってプリズム12をX線の光路から退避させる。以降は、背面反射X線分析装置と試料3との相対的な位置関係をそのまま維持しつつ、先に設定したカメラ長を適用して試料3のX線分析を行う。   When the setting of the camera length is thus completed, the prism 12 is retracted from the X-ray optical path by the prism moving mechanism 13. Thereafter, while maintaining the relative positional relationship between the back reflection X-ray analyzer and the sample 3 as it is, X-ray analysis of the sample 3 is performed by applying the previously set camera length.

(第1の実施の形態の効果)
本発明の第1の実施の形態に係る背面反射X線分析装置においては、従来のようにカメラ長が固定ではなく、複数の規定距離の中から一つを選んでカメラ長に設定することができる。このため、たとえば、試料3の表面の一部に凸部が存在する場合でも、この凸部に対して背面反射X線分析装置が干渉しないカメラ長を選んで設定することができる。したがって、X線分析の測定環境に応じた適切なカメラ長を選択して試料3のX線分析を行うことが可能となる。また、カメラ長CLを変化させると、これに応じてPDS検出距離dが変化する構成になっている。このため、PSD検出距離dに基づいてカメラ長CLを検出することができる。したがって、カメラ長CLの最大値と最小値の範囲内で、X線分析時のカメラ長を任意に選んで設定することが可能となる。
(Effects of the first embodiment)
In the back reflection X-ray analysis apparatus according to the first embodiment of the present invention, the camera length is not fixed as in the prior art, and one of a plurality of specified distances can be selected and set as the camera length. it can. For this reason, for example, even when a convex portion exists on a part of the surface of the sample 3, it is possible to select and set a camera length at which the back reflection X-ray analyzer does not interfere with the convex portion. Therefore, it is possible to perform an X-ray analysis of the sample 3 by selecting an appropriate camera length corresponding to the measurement environment of the X-ray analysis. Further, when the camera length CL is changed, the PDS detection distance d is changed accordingly. For this reason, the camera length CL can be detected based on the PSD detection distance d. Therefore, it is possible to arbitrarily select and set the camera length during X-ray analysis within the range of the maximum value and the minimum value of the camera length CL.

また、本発明の第1実施の形態においては、レーザー出射部11から出射される可視レーザーが試料3に照射されるときの光軸と、X線管1から出射されるX線が試料3に照射されるときの光軸とが、同軸に設定されている。このため、試料3の表面において、カメラ長設定時の可視レーザーの照射位置と、X線分析時のX線の照射位置とが、常に同じ位置になる。したがって、カメラ長設定時に試料3に照射された可視レーザーのスポット位置が、X線分析時にはそのままX線の照射位置となる。よって、X線分析の対象となる試料3の測定位置を示す指標として、可視レーザーを有効に活用することができる。   In the first embodiment of the present invention, the optical axis when the sample 3 is irradiated with the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 and the X-ray emitted from the X-ray tube 1 are applied to the sample 3. The optical axis when irradiated is set to be coaxial. For this reason, on the surface of the sample 3, the irradiation position of the visible laser at the time of setting the camera length and the irradiation position of the X-ray at the time of X-ray analysis are always the same position. Therefore, the spot position of the visible laser irradiated to the sample 3 when the camera length is set becomes the X-ray irradiation position as it is during the X-ray analysis. Therefore, a visible laser can be effectively used as an index indicating the measurement position of the sample 3 to be subjected to X-ray analysis.

また、本発明の第1の実施の形態の応用例として、X線管1やイメージングプレート2、さらには上述した距離センサ機構10を含む、X線分析系の機構全体を、入射X線の光軸方向に移動させる分析系移動機構(不図示)を設けた構成を採用してもよい。この構成を採用した場合は、X線分析の対象となる試料3の測定位置を固定(一義的に決定)した状態で、分析系移動機構によりX線分析系の機構全体を移動させることにより、測定位置を一定にしたままで任意のカメラ長に設定することができる。すなわち、カメラ長の調整作業をしても測定位置の再設定をする必要がないので調整が簡単になる。   As an application example of the first embodiment of the present invention, the entire X-ray analysis system including the X-ray tube 1, the imaging plate 2, and the above-described distance sensor mechanism 10 is used for the incident X-ray light. You may employ | adopt the structure which provided the analysis system moving mechanism (not shown) moved to an axial direction. When this configuration is adopted, by moving the entire mechanism of the X-ray analysis system by the analysis system moving mechanism with the measurement position of the sample 3 to be subjected to X-ray analysis fixed (uniquely determined), An arbitrary camera length can be set with the measurement position kept constant. In other words, even if the camera length is adjusted, it is not necessary to reset the measurement position, so that the adjustment becomes simple.

<第2の実施の形態>
図5は本発明の第2の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の主要部の構成を説明する図である。この図5においても、図2を正面方向Fから見た図であって、試料3の測定表面は紙面に垂直な面から傾斜した面になっており、X線は上述のような斜め方向からの入射となる。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the main part of a back reflection X-ray analyzer according to the second embodiment of the present invention. 5 is also a view of FIG. 2 viewed from the front direction F, and the measurement surface of the sample 3 is inclined from the plane perpendicular to the paper surface, and the X-rays are from the oblique direction as described above. Is incident.

本発明の第2の実施の形態に係る背面反射X線分析装置においては、上記第1の実施の形態の場合と比較して、カメラ長可変設定手段が三角測距方式の距離センサ機構10を用いて構成されている点は共通するものの、距離センサ機構10の構成が異なる。   In the back reflection X-ray analysis apparatus according to the second embodiment of the present invention, the camera length variable setting means uses the triangulation distance sensor mechanism 10 as compared with the case of the first embodiment. Although the points are configured in common, the configuration of the distance sensor mechanism 10 is different.

距離センサ機構10は、レーザー出射部11と、スリット14と、PSD15と、を備えている。また、距離センサ機構10は、センサ移動機構16によって移動可能に設けられている。レーザー出射部11、スリット14及びPSD15の基本的な構成は、上記第1の実施の形態と同様であるが、各々の配置は以下のとおり異なっている。   The distance sensor mechanism 10 includes a laser emitting unit 11, a slit 14, and a PSD 15. The distance sensor mechanism 10 is provided so as to be movable by the sensor moving mechanism 16. The basic configuration of the laser emitting unit 11, the slit 14, and the PSD 15 is the same as that of the first embodiment, but the arrangement of each is different as follows.

レーザー出射部11は、X線管1やイメージングプレート2とは異なる角度で試料3と向かい合うように配置されている。レーザー出射部11から出射される可視レーザーは、イメージングプレート2と干渉しないようにイメージングプレート2の外側を通って試料3に直接照射される構成になっている。また、レーザー出射部11から出射される可視レーザーの光軸と、X線管1から出射されるX線の光軸とは、互いに交差するように設定されている。   The laser emitting unit 11 is disposed so as to face the sample 3 at an angle different from that of the X-ray tube 1 and the imaging plate 2. The visible laser emitted from the laser emitting unit 11 is configured to be directly irradiated onto the sample 3 through the outside of the imaging plate 2 so as not to interfere with the imaging plate 2. Further, the optical axis of the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 and the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray tube 1 are set so as to intersect each other.

スリット14とPSD15の受光面15aとは、イメージングプレート2の外側に、互いに平行に配置されている。センサ移動機構16は、レーザー出射部11、スリット14及びPSD15を含む距離センサ機構10を、PSD15の受光面15aと平行な方向に直線的かつ一体的に移動させるものである。このため、センサ移動機構16によって距離センサ機構10を移動させると、これにしたがってレーザー出射部11、スリット14及びPSD15の各部がイメージングプレート2に対して接近または離間する。   The slit 14 and the light receiving surface 15a of the PSD 15 are arranged outside the imaging plate 2 in parallel with each other. The sensor moving mechanism 16 moves the distance sensor mechanism 10 including the laser emitting unit 11, the slit 14, and the PSD 15 linearly and integrally in a direction parallel to the light receiving surface 15a of the PSD 15. For this reason, when the distance sensor mechanism 10 is moved by the sensor moving mechanism 16, the laser emitting unit 11, the slit 14, and the PSD 15 approach or separate from the imaging plate 2 accordingly.

センサ移動機構16は、たとえば、次のような構成を採用することが可能である。
すなわち、図示はしないが、距離センサ機構10を構成するレーザー出射部11、スリット14及びPSD15を、共通のベース部材を用いて支持する。また、このベース部材をガイドレールやガイドシャフト等のガイド部材を用いて直線移動自在に支持する。移動のための駆動系としては、モータ等を駆動源として、ボールネジ機構により、回転運動を直線運動に変換し、ベース部材を移動させる。
The sensor moving mechanism 16 can employ, for example, the following configuration.
That is, although not shown, the laser emitting portion 11, the slit 14, and the PSD 15 constituting the distance sensor mechanism 10 are supported using a common base member. Further, the base member is supported so as to be linearly movable by using a guide member such as a guide rail or a guide shaft. As a drive system for movement, a motor or the like is used as a drive source, and a ball screw mechanism is used to convert rotational motion into linear motion and move the base member.

上記構成からなる背面反射X線分析装置において、カメラ長を設定する場合は、レーザー出射部11から試料3に向けて可視レーザーを出射させる。このとき、イメージングプレート2のX線通過孔5から試料3のレーザー照射位置Oまでの距離が、あらかじめ想定されたカメラ長の設定可能範囲にあれば、試料3で反射した可視レーザーが、スリット14のスリット孔14aを通してPSD15の受光面15aに到達する。これにより、PSD15は、PSD検出距離dに基づいてカメラ長CLを検出する。以下、詳しく説明する。   In the back reflection X-ray analysis apparatus having the above configuration, when setting the camera length, a visible laser is emitted from the laser emitting unit 11 toward the sample 3. At this time, if the distance from the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 to the laser irradiation position O of the sample 3 is within the settable range of the camera length assumed in advance, the visible laser reflected by the sample 3 is slit 14. The light receiving surface 15a of the PSD 15 through the slit hole 14a. Thereby, PSD15 detects camera length CL based on PSD detection distance d. This will be described in detail below.

いま、図5、図6及び図7に示す各符号の意味を以下のとおり定義する。なお、図6は背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の各部の位置関係、図7は遠ざけて設置した場合の各部の位置関係をそれぞれ示している。
符号Bは、レーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸に直交する方向において、この可視レーザーの光軸からスリット14のスリット孔14aの中心位置までの距離を示す。このスリット孔14aの中心位置はPSD15の原点となる。
符号Cは、イメージングプレート2のX線通過孔5の中心からスリット14のスリット面までの距離を示す。
符号L(L、L)は、レーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸と平行な方向において、スリット14のスリット面と試料3の表面のレーザー照射位置O(O、O)との間の距離を示すものであって、Lは背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の距離を示し、Lは背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設定した場合の距離を示す。
符号O(O、O)は、試料3の表面の測定位置(X線を入射させる位置)を示すものであって、Oは背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の測定位置を示し、Oは背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設置した場合の測定位置を示す。
符号Sは、スリット14のスリット孔14aの中心位置(レンズが存在する場合はレンズの光学中心位置)を示す。
符号fは、レーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸と平行な方向において、スリット14のスリット孔14aの中心とPSD15の受光面15aとの間の距離を示す。
符号αは、X線管1からイメージングプレート2のX線通過孔5を通して試料3に向かうX線の光軸と、レーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸とがなす角度を示す。
このうち、符号B,C,fが示す距離や、符号αが示す角度は、背面反射X線分析装置の機械的な構成によって決まるため、いずれも既知の情報となる。これに対して、符号L(L、L)が示す距離は、試料3に対して背面反射X線分析装置をどの程度近づけて設置するかによって変わるため、未知の情報となる。
Now, the meaning of each symbol shown in FIGS. 5, 6 and 7 is defined as follows. 6 shows the positional relationship of each part when the back reflection X-ray analyzer is installed close to the sample, and FIG. 7 shows the positional relation of each part when installed far away.
Reference symbol B indicates the distance from the optical axis of the visible laser to the center position of the slit hole 14 a of the slit 14 in the direction orthogonal to the optical axis of the visible laser from the laser emitting portion 11 toward the sample 3. The center position of the slit hole 14a is the origin of the PSD 15.
Reference symbol C indicates the distance from the center of the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 to the slit surface of the slit 14.
Reference numerals L (L 1 , L 2 ) denote laser irradiation positions O (O 1 , O 1 , O 2 ) on the slit surface of the slit 14 and the surface of the sample 3 in a direction parallel to the optical axis of the visible laser from the laser emitting unit 11 toward the sample 3. O 2 ), L 1 indicates the distance when the back reflection X-ray analyzer is set close to the sample, and L 2 indicates that the back reflection X-ray analyzer is away from the sample. Indicates the distance when set.
A symbol O (O 1 , O 2 ) indicates a measurement position (a position where X-rays are incident) on the surface of the sample 3, and O 1 is a case where the back reflection X-ray analyzer is placed close to the sample. , And O 2 indicates the measurement position when the back reflection X-ray analyzer is installed away from the sample.
Reference sign S indicates the center position of the slit hole 14a of the slit 14 (the optical center position of the lens when a lens is present).
The symbol f indicates the distance between the center of the slit hole 14a of the slit 14 and the light receiving surface 15a of the PSD 15 in the direction parallel to the optical axis of the visible laser from the laser emitting portion 11 toward the sample 3.
A symbol α indicates an angle formed by the optical axis of the X-ray from the X-ray tube 1 through the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2 toward the sample 3 and the optical axis of the visible laser from the laser emitting unit 11 toward the sample 3. .
Of these, the distances indicated by the symbols B, C, and f and the angle indicated by the symbol α are known information because they are determined by the mechanical configuration of the back reflection X-ray analyzer. On the other hand, the distance indicated by the symbol L (L 1 , L 2 ) is unknown information because it varies depending on how close the back reflection X-ray analyzer is installed to the sample 3.

そこで、PSD15においてPSD検出距離dを計測した場合は、このPSD検出距離dを用いた計算を距離センサ機構10の制御回路で行うことにより、カメラ長CLを検出することができる。たとえば、レーザー出射部11から試料3の表面に可視レーザーを照射したときに、PSD15がPSD検出距離dの位置で可視レーザーを受光した場合は、次の(3)式によってカメラ長CLを検出することができる。
CL=(L+C)/cosα=(B・f/d+C)/cosα …(3)
Therefore, when the PSD detection distance d is measured in the PSD 15, the camera length CL can be detected by performing calculation using the PSD detection distance d by the control circuit of the distance sensor mechanism 10. For example, when irradiated with visible laser from the laser emitting section 11 on the surface of the sample 3, when the PSD15 has received a visible laser at a position of the PSD sensing distance d 1, the camera length CL 1 by the following equation (3) Can be detected.
CL 1 = (L 1 + C) / cos α = (B · f / d 1 + C) / cos α (3)

また、レーザー出射部11から試料3の表面に可視レーザーを照射したときに、PSD15がPSD検出距離dの位置で可視レーザーを受光した場合は、次の(4)式によってカメラ長CLを検出することができる。
CL=(L+C)/cosα=(B・f/d+C)/cosα …(4)
In addition, when the visible light is irradiated at the position of the PSD detection distance d 2 when the visible laser is irradiated from the laser emitting unit 11 to the surface of the sample 3, the camera length CL 2 is calculated by the following equation (4). Can be detected.
CL 2 = (L 2 + C) / cos α = (B · f / d 2 + C) / cos α (4)

ここで、第2の実施の形態においては、X線管1から試料3に向けて出射されるX線の光軸と、レーザー出射部11から試料3に向けて出射される可視レーザーの光軸とが交差する位置を、試料3の測定位置に設定する必要がある。このため、X線分析時のカメラ長の設定をカメラ長CLからカメラ長CLに変更する場合は、レーザー出射部11、スリット14及びPSD15をセンサ移動機構16によって移動させる必要がある。そのときの移動量は、(CL−CL)sinαとなる。また、試料3の測定位置合わせは別途、目視で行う必要がある。具体的には、測定位置に可視レーザービームが当たるように試料位置を調整する。 Here, in the second embodiment, the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray tube 1 toward the sample 3 and the optical axis of the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 toward the sample 3. It is necessary to set the position at which the crossing and the measurement position of the sample 3 are. For this reason, when the camera length setting at the time of X-ray analysis is changed from the camera length CL 1 to the camera length CL 2 , it is necessary to move the laser emitting unit 11, the slit 14, and the PSD 15 by the sensor moving mechanism 16. The amount of movement at that time is (CL 1 -CL 2 ) sin α. Further, it is necessary to visually adjust the measurement position of the sample 3 separately. Specifically, the sample position is adjusted so that the visible laser beam hits the measurement position.

センサ移動機構16による距離センサ機構10の移動量は、たとえば、次のような方法で制御すればよい。
まず、センサ移動機構16によって距離センサ機構10を直線移動させると、X線管1から出射されるX線の光軸方向において、このX線とレーザー出射部11から出射される可視レーザーとの交差する位置が変位する。具体的には、センサ移動機構16によって距離センサ機構10をイメージングプレート2に接近する方向に直線移動させると、X線と可視レーザーとの交差する位置が、X線の光軸上でイメージングプレート2に近づく方向に変位する。また、センサ移動機構16によって距離センサ機構10をイメージングプレート2から離間する方向に直線移動させると、X線と可視レーザーとの交差する位置が、X線の光軸上でイメージングプレート2から遠ざかる方向に変位する。
The amount of movement of the distance sensor mechanism 10 by the sensor moving mechanism 16 may be controlled by the following method, for example.
First, when the distance sensor mechanism 10 is linearly moved by the sensor moving mechanism 16, the intersection of the X-ray and the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 in the optical axis direction of the X-ray emitted from the X-ray tube 1. The position to perform is displaced. Specifically, when the distance sensor mechanism 10 is linearly moved in the direction approaching the imaging plate 2 by the sensor moving mechanism 16, the position at which the X-ray and the visible laser intersect with each other is on the imaging plate 2 on the optical axis of the X-ray. Displaces in the direction approaching. In addition, when the distance sensor mechanism 10 is linearly moved away from the imaging plate 2 by the sensor moving mechanism 16, the position where the X-ray and the visible laser intersect with each other moves away from the imaging plate 2 on the optical axis of the X-ray. It is displaced to.

これにより、X線分析時のカメラ長を任意に選んで設定することができる。このため、試料3の表面の一部に凸部が存在する場合でも、この凸部に対して背面反射X線分析装置が干渉しないカメラ長を選んで設定することができる。したがって、X線分析の測定環境に応じた適切なカメラ長を選択して試料3のX線分析を行うことが可能となる。
なお、センサ移動機構16による距離センサ機構10の移動方向は、必ずしもPSD15の受光面15aと平行な方向でなくてもよく、図中の符号S−O方向以外であれば、いずれの方向であってもかまわない。
Thereby, the camera length at the time of X-ray analysis can be arbitrarily selected and set. For this reason, even when a convex portion exists on a part of the surface of the sample 3, it is possible to select and set a camera length at which the back reflection X-ray analyzer does not interfere with the convex portion. Therefore, it is possible to perform an X-ray analysis of the sample 3 by selecting an appropriate camera length corresponding to the measurement environment of the X-ray analysis.
Note that the moving direction of the distance sensor mechanism 10 by the sensor moving mechanism 16 does not necessarily have to be a direction parallel to the light receiving surface 15a of the PSD 15, and any direction other than the direction S-O in the figure. It doesn't matter.

<第3の実施の形態>
図8は本発明の第3の実施の形態に係る背面反射X線分析装置の主要部の構成を説明する図である。この図8においても、図2を正面方向Fから見た図であって、試料3の測定表面は紙面に垂直な面から傾斜した面になっており、X線は上述のような斜め方向からの入射となる。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the main part of a back reflection X-ray analyzer according to the third embodiment of the present invention. 8 is also a view of FIG. 2 viewed from the front direction F, and the measurement surface of the sample 3 is inclined from the plane perpendicular to the paper surface, and the X-ray is from the oblique direction as described above. Is incident.

本発明の第3の実施の形態に係る背面反射X線分析装置においては、上記第2の実施の形態の場合と比較して、センサ移動機構16の構成が異なる。すなわち、上記第2の実施の形態においては、センサ移動機構16が距離センサ機構10を直線移動させる構成になっているが、第3の実施の形態においては、センサ移動機構16が距離センサ機構10を回転移動させる構成になっている。以下、詳しく説明する。   In the back reflection X-ray analysis apparatus according to the third embodiment of the present invention, the configuration of the sensor moving mechanism 16 is different from that in the second embodiment. That is, in the second embodiment, the sensor moving mechanism 16 is configured to linearly move the distance sensor mechanism 10. However, in the third embodiment, the sensor moving mechanism 16 is configured to move the distance sensor mechanism 10. Is configured to rotate. This will be described in detail below.

レーザー出射部11は、X線管1やイメージングプレート2とは異なる角度で試料3と向かい合うように配置されている。レーザー出射部11から出射される可視レーザーは、イメージングプレート2と干渉しないようにイメージングプレート2の外側を通って試料3に直接照射される構成になっている。また、レーザー出射部11から出射される可視レーザーの光軸と、X線管1から出射されるX線の光軸とは、互いに交差するように設定されている。この点は、上記第2の実施の形態と同様である。   The laser emitting unit 11 is disposed so as to face the sample 3 at an angle different from that of the X-ray tube 1 and the imaging plate 2. The visible laser emitted from the laser emitting unit 11 is configured to be directly irradiated onto the sample 3 through the outside of the imaging plate 2 so as not to interfere with the imaging plate 2. Further, the optical axis of the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 and the optical axis of the X-ray emitted from the X-ray tube 1 are set so as to intersect each other. This point is the same as in the second embodiment.

センサ移動機構16は、スリット14のスリット孔14aの中心を回転中心として、距離センサ機構10(レーザー出射部11、スリット14、PSD15)を一体的に回転移動させる。実際にセンサ移動機構16によって距離センサ機構10を回転移動させると、これにしたがってX線と可視レーザーとの交差する位置が変位する。具体的には、図9に示すように、センサ移動機構16によって距離センサ機構10を時計回り方向に回転移動させると、レーザー出射部11やPSD15等が実線から破線で示す位置に変位し、これにしたがってX線と可視レーザーとの交差する位置が、X線の光軸上でイメージングプレート2から遠ざかる方向に変位する。また、その状態からセンサ移動機構16によって距離センサ機構10を反時計回り方向に回転移動させると、レーザー出射部11やPSD15等が破線から実線で示す位置に変位し、これにしたがってX線と可視レーザーとの交差する位置が、X線の光軸上でイメージングプレート2に近づく方向に変位する。   The sensor moving mechanism 16 integrally rotates the distance sensor mechanism 10 (laser emitting unit 11, slit 14, PSD 15) with the center of the slit hole 14a of the slit 14 as the rotation center. When the distance sensor mechanism 10 is actually rotationally moved by the sensor moving mechanism 16, the position where the X-ray and the visible laser intersect is displaced accordingly. Specifically, as shown in FIG. 9, when the distance sensor mechanism 10 is rotated clockwise by the sensor moving mechanism 16, the laser emitting unit 11, the PSD 15 and the like are displaced from the solid line to the position indicated by the broken line. Accordingly, the position where the X-ray and the visible laser intersect with each other is displaced in the direction away from the imaging plate 2 on the optical axis of the X-ray. In addition, when the distance sensor mechanism 10 is rotated counterclockwise by the sensor moving mechanism 16 from that state, the laser emitting unit 11, the PSD 15 and the like are displaced from the broken line to the position indicated by the solid line, and X-rays and visible rays are accordingly displayed. The position where the laser intersects is displaced in a direction approaching the imaging plate 2 on the optical axis of the X-ray.

センサ移動機構16は、たとえば、次のような構成を採用することが可能である。
すなわち、図示はしないが、距離センサ機構10を構成するレーザー出射部11、スリット14及びPSD15を、共通のベース部材を用いて支持する。また、このベース部材を、枢軸を用いて回転自在に支持する。移動のための駆動系としては、モータ等を駆動源として、その駆動力を歯車機構によりベース部材に伝達し、ベース部材を回転させる。
The sensor moving mechanism 16 can employ, for example, the following configuration.
That is, although not shown, the laser emitting portion 11, the slit 14, and the PSD 15 constituting the distance sensor mechanism 10 are supported using a common base member. Moreover, this base member is rotatably supported using a pivot. As a drive system for movement, a motor or the like is used as a drive source, the drive force is transmitted to the base member by a gear mechanism, and the base member is rotated.

上記構成からなる背面反射X線分析装置において、カメラ長を設定する場合は、レーザー出射部11から試料3に向けて可視レーザーを出射させる。このとき、イメージングプレート2のX線受光部6におけるX線通過孔5の中心Ccから試料3のレーザー照射位置Oまでの距離が、あらかじめ想定されたカメラ長の設定可能範囲にあれば、試料3で反射した可視レーザーが、スリット14のスリット孔14aを通してPSD15の受光面15aに到達する。これにより、PSD15は、PSD検出距離dに基づいてカメラ長CLを検出する。以下、詳しく説明する。   In the back reflection X-ray analysis apparatus having the above configuration, when setting the camera length, a visible laser is emitted from the laser emitting unit 11 toward the sample 3. At this time, if the distance from the center Cc of the X-ray passage hole 5 in the X-ray receiving part 6 of the imaging plate 2 to the laser irradiation position O of the sample 3 is within a presumable settable range of the camera length, the sample 3 The visible laser reflected by the laser beam reaches the light receiving surface 15a of the PSD 15 through the slit hole 14a of the slit 14. Thereby, PSD15 detects camera length CL based on PSD detection distance d. This will be described in detail below.

いま、上記図9に示すように距離センサ機構10をセンサ移動機構16によって角度βだけ時計回り方向に回転移動させたものとする。そうした場合、距離センサ機構10の各部の配置状態は、図10に示す状態から図11に示す状態に変化する。このとき、回転移動前の状態において、距離センサ機構10の回転中心となるスリット14のスリット孔14aの中心位置Sを原点とした二次元座標を想定する。具体的には、図10でレーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸と平行な軸をY軸とし、これに直交する軸をX軸とするSXY座標系を想定する。そうした場合、距離センサ機構10を回転移動させる前は、X線の光軸と可視レーザーの光軸の交点はOで、それらのなす角度はαであったものが、距離センサ機構10を角度βだけ回転移動させた後は、図11のようになる。すなわち、X線の光軸と可視レーザーの光軸の交点はOで、それらのなす角度はα2となり、αはα−βとなる。また、スリット14のスリット孔14aの中心位置Sを回転中心としたβ回転により、SXY座標系はSX’Y’座標系となり、X線と可視レーザーとの交点は、X線の光軸上でイメージングプレート2から遠ざかる方向に変位する。X線分析の測定では、X線と可視レーザーとの交点に試料3の測定位置を合わせる。このため、上述のように距離センサ機構10を時計回り方向に回転移動させる前と後では、カメラ長は近距離から遠距離に変化する。 Now, as shown in FIG. 9, it is assumed that the distance sensor mechanism 10 is rotated clockwise by the angle β by the sensor moving mechanism 16. In such a case, the arrangement state of each part of the distance sensor mechanism 10 changes from the state shown in FIG. 10 to the state shown in FIG. At this time, a two-dimensional coordinate is assumed with the center position S of the slit hole 14a of the slit 14 serving as the rotation center of the distance sensor mechanism 10 in the state before rotational movement. Specifically, in FIG. 10, an SXY coordinate system is assumed in which an axis parallel to the optical axis of the visible laser from the laser emitting portion 11 toward the sample 3 is defined as the Y axis, and an axis orthogonal thereto is defined as the X axis. In such a case, before the distance sensor mechanism 10 is rotated, the intersection of the optical axis of the X-ray and the optical axis of the visible laser is O 1 , and the angle formed by them is α 1. After the rotational movement by the angle β, it becomes as shown in FIG. That is, at the intersection the O 2 in the optical axis of the visible laser X-ray, their angle α2 becomes, alpha 2 is the alpha 1-beta. Further, by β rotation about the center position S of the slit hole 14a of the slit 14, the SXY coordinate system becomes the SX'Y 'coordinate system, and the intersection of the X-ray and the visible laser is on the optical axis of the X-ray. It is displaced in a direction away from the imaging plate 2. In the measurement of the X-ray analysis, the measurement position of the sample 3 is set at the intersection of the X-ray and the visible laser. For this reason, before and after rotating the distance sensor mechanism 10 in the clockwise direction as described above, the camera length changes from a short distance to a long distance.

ここで、上述のように距離センサ機構10を角度βだけ回転移動させたときに、X線と可視レーザーとの交点Oに試料3の表面の測定位置を合わせる。また、イメージングプレート2のX線受光部6におけるX線通過孔5の中心Ccの座標をSXY座標系で(XCC,YCC)とし、回転移動後におけるSX’Y’座標系でのCcの座標を(X’CC,Y’CC)とする。図10のカメラ長CLと、β回転後の図11のカメラ長CLは、それぞれ下記の(5)式、(6)式から求められる。 Here, when the distance sensor mechanism 10 is rotated by an angle β as described above, the measurement position of the surface of the sample 3 is aligned with the intersection O 2 between the X-ray and the visible laser. Further, the coordinates of the center Cc of the X-ray passage hole 5 in the X-ray light receiving unit 6 of the imaging plate 2 are set to (X CC , Y CC ) in the SXY coordinate system, and Cc in the SX′Y ′ coordinate system after the rotational movement is set. Let the coordinates be (X ′ CC , Y ′ CC ). A camera length CL 1 in FIG. 10, camera length CL 2 of FIG. 11 after β rotation, each of the following equation (5) is determined from the equation (6).

CL=(L+YCC)/cosα=(B・f/d+C)/cosα …(5)
CL=(L+Y’CC)/cosα=[B・f/d+{(L+C)tanα+B}sinβ+Ccosβ]/cos(α-β) …(6)
CL 1 = (L 1 + Y CC ) / cos α 1 = (B · f / d 1 + C) / cos α 1 (5)
CL 2 = (L 2 + Y ′ CC ) / cos α 2 = [B · f / d 2 + {(L 1 + C) tan α 1 + B} sin β + C cos β] / cos (α 1 -β) (6 )

上記数式及び図8〜11において、各符号の意味は以下のとおりである。
符号Bは、レーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸に直交する方向において、この可視レーザーの光軸からスリット14のスリット孔14aの中心位置までの距離を示す。このスリット孔14aの中心位置はPSD15の原点となる。
符号Cは、X線の光軸と可視レーザーのなす角がαである図10の状態でイメージングプレート2のX線通過孔5の中心Ccからスリット14のスリット面までの距離を示す。
符号L(L、L)は、レーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸と平行な方向において、スリット14のスリット面と試料3の表面のレーザー照射位置O(O、O)との間の距離を示すものであって、Lは背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の距離を示し、Lは背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設定した場合の距離を示す。
符号O(O、O)は、試料3の表面の測定位置(X線を入射させる位置)を示すものであって、Oは背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の測定位置を示し、Oは背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設置した場合の測定位置を示す。
符号Sは、スリット14のスリット孔14aの中心位置(レンズが存在する場合はレンズの光学中心位置)を示す。
符号fは、レーザー出射部11から試料3に向かう可視レーザーの光軸と平行な方向において、スリット14のスリット孔14aの中心とPSD15の受光面15aとの間の距離を示す。
符号α(α、α)は、X線管1からイメージングプレート2のX線通過孔5を通して試料3の測定位置に向かうX線の光軸と、レーザー出射部11から試料3の測定位置に向かう可視レーザーの光軸とがなす角度を示すものであって、αは背面反射X線分析装置を試料に近づけて設置した場合の角度を示し、αは背面反射X線分析装置を試料から遠ざけて設置した場合の角度を示す。
このうち、符号B,C,fが示す距離や、符号αが示す初期角度は、背面反射X線分析装置の機械的な構成によって決まるため、いずれも既知の情報となる。これに対して、符号L(L、L)が示す距離は、試料3に対して背面反射X線分析装置をどの程度近づけて設置するかによって変わるため、未知の情報となる。
In the above formulas and FIGS. 8 to 11, the meanings of the respective symbols are as follows.
Reference symbol B indicates the distance from the optical axis of the visible laser to the center position of the slit hole 14 a of the slit 14 in the direction orthogonal to the optical axis of the visible laser from the laser emitting portion 11 toward the sample 3. The center position of the slit hole 14a is the origin of the PSD 15.
Symbol C indicates the distance from the center Cc of the X-ray passing hole 5 of the imaging plate 2 in the state of FIG. 10 the angle between the optical axis and the visible laser of X-ray is alpha 1 to the slit surface of the slit 14.
Reference numerals L (L 1 , L 2 ) denote laser irradiation positions O (O 1 , O 1 , O 2 ) on the slit surface of the slit 14 and the surface of the sample 3 in a direction parallel to the optical axis of the visible laser from the laser emitting unit 11 toward the sample 3. O 2 ), L 1 indicates the distance when the back reflection X-ray analyzer is set close to the sample, and L 2 indicates that the back reflection X-ray analyzer is away from the sample. Indicates the distance when set.
A symbol O (O 1 , O 2 ) indicates a measurement position (a position where X-rays are incident) on the surface of the sample 3, and O 1 is a case where the back reflection X-ray analyzer is placed close to the sample. , And O 2 indicates the measurement position when the back reflection X-ray analyzer is installed away from the sample.
Reference sign S indicates the center position of the slit hole 14a of the slit 14 (the optical center position of the lens when a lens is present).
The symbol f indicates the distance between the center of the slit hole 14a of the slit 14 and the light receiving surface 15a of the PSD 15 in the direction parallel to the optical axis of the visible laser from the laser emitting portion 11 toward the sample 3.
Reference symbols α (α 1 , α 2 ) denote the X-ray optical axis from the X-ray tube 1 to the measurement position of the sample 3 through the X-ray passage hole 5 of the imaging plate 2, and the measurement position of the sample 3 from the laser emitting unit 11. Indicates the angle formed by the optical axis of the visible laser toward the surface, α 1 indicates the angle when the back reflection X-ray analyzer is installed close to the sample, and α 2 indicates the back reflection X-ray analyzer. Indicates the angle when placed away from the sample.
Among them, reference numerals B, C, and distance indicated f is the initial angle code alpha 1 is shown, since determined by the mechanical structure of the rear reflective X-ray analysis apparatus, both the known information. On the other hand, the distance indicated by the symbol L (L 1 , L 2 ) is unknown information because it varies depending on how close the back reflection X-ray analyzer is installed to the sample 3.

センサ移動機構16による距離センサ機構10の移動量は、たとえば、次のような方法で制御すればよい。
まず、センサ移動機構16によって距離センサ機構10を回転移動させると、X線管1から出射されるX線の光軸方向において、このX線とレーザー出射部11から出射される可視レーザーとの交差する位置が変位する。具体的には、センサ移動機構16によって距離センサ機構10を図の反時計回り方向に回転移動させると、X線と可視レーザーとの交差する位置が、X線の光軸上でイメージングプレート2に近づく方向に変位する。また、センサ移動機構16によって距離センサ機構10を図の時計回り方向に回転移動させると、X線と可視レーザーとの交差する位置が、X線の光軸上でイメージングプレート2から遠ざかる方向に変位する。
The amount of movement of the distance sensor mechanism 10 by the sensor moving mechanism 16 may be controlled by the following method, for example.
First, when the distance sensor mechanism 10 is rotationally moved by the sensor moving mechanism 16, the intersection of the X-rays and the visible laser emitted from the laser emitting unit 11 in the optical axis direction of the X-rays emitted from the X-ray tube 1. The position to perform is displaced. Specifically, when the distance sensor mechanism 10 is rotated counterclockwise in the figure by the sensor moving mechanism 16, the position where the X-ray and the visible laser intersect with each other is placed on the imaging plate 2 on the optical axis of the X-ray. Displace in the approaching direction. Further, when the distance sensor mechanism 10 is rotated clockwise by the sensor moving mechanism 16, the position where the X-ray and the visible laser intersect is displaced in a direction away from the imaging plate 2 on the optical axis of the X-ray. To do.

そこで、X線分析時のカメラ長をCLに合わせたときに、PSD15がPSD検出距離dの位置で可視レーザーを受光するときの移動制御位置と、X線分析時のカメラ長をCLに合わせたときに、PSD15がPSD検出距離dの位置で可視レーザーを受光するときの移動制御位置とを、あらかじめ実験的に求めて距離センサ機構10の制御回路(不図示)に記憶しておく。そして、X線分析時のカメラ長をX線照射距離CL又はCLに合わせたい場合は、あらかじめ制御回路に記憶してある移動制御位置に距離センサ機構10を移動すべく、センサ移動機構16による移動量を制御する。 Therefore, when the combined camera length at the time of X-ray analysis to CL 1, a movement control position when PSD15 to receiving a visible laser at a position of the PSD sensing distance d 1, the camera length at the time of X-ray analysis CL 2 The movement control position when the PSD 15 receives the visible laser at the position of the PSD detection distance d 2 is experimentally obtained in advance and stored in the control circuit (not shown) of the distance sensor mechanism 10. deep. When the camera length at the time of X-ray analysis is to be matched with the X-ray irradiation distance CL 1 or CL 2 , the sensor moving mechanism 16 is used to move the distance sensor mechanism 10 to the movement control position stored in the control circuit in advance. Controls the amount of movement.

これにより、X線分析時のカメラ長を設定する場合に、CL及びCLといった2つの規定距離の中から、いずれか一つを選択してカメラ長に設定することができる。このため、たとえば、試料3の表面の一部に凸部が存在する場合でも、この凸部に対して背面反射X線分析装置が干渉しないカメラ長を選んで設定することができる。したがって、X線分析の測定環境に応じた適切なカメラ長を選択して試料3のX線分析を行うことが可能となる。また、上述した移動制御位置とX線照射距離との関係を更に細かく対応付けて制御回路に記憶しておくことにより、X線分析時のカメラ長を任意に選んで設定することができる。 Thereby, when setting the camera length at the time of X-ray analysis, it is possible to select one of the two prescribed distances such as CL 1 and CL 2 and set it as the camera length. For this reason, for example, even when a convex portion exists on a part of the surface of the sample 3, it is possible to select and set a camera length at which the back reflection X-ray analyzer does not interfere with the convex portion. Therefore, it is possible to perform an X-ray analysis of the sample 3 by selecting an appropriate camera length corresponding to the measurement environment of the X-ray analysis. Further, by storing the relationship between the movement control position and the X-ray irradiation distance in the control circuit in more detail, the camera length at the time of X-ray analysis can be arbitrarily selected and set.

(変形例等)
本発明の技術的範囲は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
(Modifications, etc.)
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications and improvements as long as the specific effects obtained by the constituent elements of the invention and combinations thereof can be derived.

たとえば、上記各実施の形態においては、三角測距方式の距離センサ機構を用いる例を示したが、本発明はこれに限らず、たとえば、タイムオブフライト方式や位相差測距方式など、他の方式の距離センサを用いてもよい。タイムオブフライト方式は、測定対象物に向けて出射した光が、測定対象物で反射して戻ってくるまでの時間に基づいて距離を測定する方式である。位相差測距方式は、測定対象物に向けて光を出射したときに、測定反射物で光が反射して戻ってくるまでに生じた位相のずれに基づいて距離を測定する方式である。   For example, in each of the above embodiments, the example using the distance sensor mechanism of the triangulation method has been shown, but the present invention is not limited to this, and other examples such as a time-of-flight method and a phase difference distance measurement method are available. A type of distance sensor may be used. The time-of-flight method is a method of measuring the distance based on the time until the light emitted toward the measurement object is reflected by the measurement object and returns. The phase difference ranging method is a method of measuring a distance based on a phase shift that occurs until light returns from a measurement reflecting object when the light is emitted toward the measurement object.

また、カメラ長可変設定手段は、少なくとも2つの異なる規定距離の中から任意の一つを選択し、カメラ長として設定可能な構成であればよい。このため、たとえば、2つの距離センサ機構を設けて、一方の距離センサ機構では、第1のカメラ長に相当する第1の規定距離になったことを検知し、他方の距離センサ機構では、第2のカメラ長に相当する第2の規定距離になったことを検知する構成であってもよい。   The camera length variable setting means may be any configuration that can select any one of at least two different specified distances and set it as the camera length. For this reason, for example, two distance sensor mechanisms are provided, and one distance sensor mechanism detects that the first specified distance corresponding to the first camera length is reached, and the other distance sensor mechanism detects the first distance. It may be configured to detect that the second specified distance corresponding to the camera length of 2 is reached.

また、本発明に係る背面反射X線分析装置は、据え置き型、ポータブル型のどちらにも適用可能であるが、特に、ポータブル型の背面反射X線分析装置に適用した場合に有用である。   Further, the back reflection X-ray analysis apparatus according to the present invention can be applied to both a stationary type and a portable type, but is particularly useful when applied to a portable type back reflection X-ray analysis apparatus.

1…X線管
2…イメージングプレート(X線検出器)
3…試料(測定対象物)
10…距離センサ機構
11…レーザー出射部
12…プリズム(光路変換手段)
13…プリズム移動機構(進退支持手段)
15…PSD(レーザー受光部)
16…センサ移動機構
1 ... X-ray tube 2 ... Imaging plate (X-ray detector)
3 ... Sample (object to be measured)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Distance sensor mechanism 11 ... Laser emission part 12 ... Prism (optical path conversion means)
13. Prism moving mechanism (advance / retreat support means)
15 ... PSD (Laser receiver)
16 ... Sensor moving mechanism

Claims (9)

測定対象物に向けてX線を出射するX線出射部と、
前記X線出射部から出射されたX線を前記測定対象物に入射させたときに、前記測定対象物で回折した回折X線を受光することにより、前記回折X線が形成する円環状の回折像を検出可能なX線検出器と、
前記X線出射部から出射されるX線の光軸方向において前記X線検出器から前記測定対象物までの距離で規定されるカメラ長を設定する場合に、第1のカメラ長に相当する第1の規定距離と、前記第1のカメラ長とは異なる第2のカメラ長に相当する第2の規定距離とを含む複数の規定距離の中から、いずれか一つを選択して設定可能なカメラ長可変設定手段と、
を備えることを特徴とする背面反射X線分析装置。
An X-ray emitting unit that emits X-rays toward the measurement object;
An annular diffraction formed by the diffracted X-ray by receiving the diffracted X-ray diffracted by the measurement object when the X-ray emitted from the X-ray emission part is incident on the measurement object. An X-ray detector capable of detecting an image;
When setting the camera length defined by the distance from the X-ray detector to the measurement object in the direction of the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray emission part, the first camera length corresponding to the first camera length is set. One of a plurality of specified distances including a specified distance and a second specified distance corresponding to a second camera length different from the first camera length can be selected and set. Camera length variable setting means;
A back reflection X-ray analysis apparatus comprising:
前記カメラ長可変設定手段は、三角測距方式の距離センサ機構を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の背面反射X線分析装置。
The back reflection X-ray analysis apparatus according to claim 1, wherein the camera length variable setting unit is configured using a triangulation distance sensor mechanism.
前記距離センサ機構は、
前記測定対象物に照射すべき可視レーザーを出射するレーザー出射部と、
前記レーザー出射部から出射され前記測定対象物で反射した可視レーザーを受光するレーザー受光部と、を備え、
前記X線検出器から前記測定対象物までの距離に応じて、前記レーザー受光部のレーザー受光位置が変化するように構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の背面反射X線分析装置。
The distance sensor mechanism is
A laser emitting section for emitting a visible laser to be irradiated to the measurement object;
A laser receiving unit that receives a visible laser beam emitted from the laser emitting unit and reflected by the measurement object;
The back reflection X-ray analysis according to claim 2, wherein the laser receiving position of the laser receiving unit is changed according to a distance from the X-ray detector to the measurement object. apparatus.
前記レーザー出射部から出射される可視レーザーが前記測定対象物に照射されるときの光軸と、前記X線出射部から出射されるX線が前記測定対象物に照射されるときの光軸とが、同軸に設定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の背面反射X線分析装置。
An optical axis when the measurement object is irradiated with the visible laser emitted from the laser emitting unit, and an optical axis when the measurement object is irradiated with the X-ray emitted from the X-ray emitting unit Is set to be coaxial. The back reflection X-ray analysis apparatus according to claim 3, wherein:
前記レーザー出射部から出射される可視レーザーの光路を、当該可視レーザーの光軸が前記X線出射部から出射されるX線と同軸になるように、変換する光路変換手段と、
前記X線出射部から出射されるX線の光路に対して、前記光路変換手段を進退可能に支持する進退支持手段と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載の背面反射X線分析装置。
An optical path converting means for converting the optical path of the visible laser emitted from the laser emitting section so that the optical axis of the visible laser is coaxial with the X-ray emitted from the X-ray emitting section;
Advancing / retreating support means for supporting the optical path conversion means so as to be movable back and forth with respect to the optical path of the X-rays emitted from the X-ray emitting section;
The back reflection X-ray analysis apparatus according to claim 4, comprising:
前記レーザー出射部から出射される可視レーザーが前記測定対象物に照射されるときの光軸と、前記X線出射部から出射されるX線が前記測定対象物に照射されるときの光軸とが、交差するように設定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の背面反射X線分析装置。
An optical axis when the measurement object is irradiated with the visible laser emitted from the laser emitting unit, and an optical axis when the measurement object is irradiated with the X-ray emitted from the X-ray emitting unit Are set so as to intersect with each other. The back reflection X-ray analysis apparatus according to claim 3, wherein:
前記距離センサ機構を移動させることにより、前記X線と前記可視レーザーとが交差する位置を変位させるセンサ移動機構を備える
ことを特徴とする請求項6に記載の背面反射X線分析装置。
The back reflection X-ray analysis apparatus according to claim 6, further comprising a sensor moving mechanism that moves a position where the X-ray and the visible laser intersect by moving the distance sensor mechanism.
前記センサ移動機構は、前記距離センサ機構を直線移動させるものである
ことを特徴とする請求項7に記載の背面反射X線分析装置。
The back reflection X-ray analysis apparatus according to claim 7, wherein the sensor moving mechanism moves the distance sensor mechanism linearly.
前記センサ移動機構は、前記距離センサ機構を回転移動させるものである
ことを特徴とする請求項7に記載の背面反射X線分析装置。
The back reflection X-ray analysis apparatus according to claim 7, wherein the sensor moving mechanism rotates the distance sensor mechanism.
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