JPH0738989U

JPH0738989U - 放射線ビーム位置決め装置

Info

Publication number: JPH0738989U
Application number: JP6864393U
Authority: JP
Inventors: 寛前川; 中陽周
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-07-14

Abstract

(57)【要約】【目的】放射線解析装置等の放射線ビーム位置決め装
置において、シャッタ機構８又は絞り調整機構９の駆動
源数を減少し、かつ駆動機構を簡素化することにより、
装置の小型化を図る。【構成】放射線位置決め装置において、ハーフシャッ
タ８３〜８６が周縁に沿って複数形成されたシャッタ回
転板８０に前記ハーフシャッタを切り換えるシャッタ回
転駆動手段８７及び８０１を連結する。すなわち、複数
のハーフシャッタに対して１つの駆動源を装備すればよ
い。また、前記放射線位置決め装置に、複数の絞り９１
〜９８を有する絞り調整機構９を備える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、位置決め装置に関し、特に放射線発生源からの放射線ビームの位置決めを行う放射線ビーム位置決め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

結晶体（結晶物質）の結晶構造の解析に４軸Ｘ線解析装置（又はＸ線回折装置、例えば４軸Ｘ線自動回折計）が使用される。このＸ線解析装置においては、Ｘ線発生源で発生させたＸ線ビームがターゲット（解析する結晶体）の表面に照射され、この時に回折や散乱されるＸ線ビームがＸ線検出器で検出される。Ｘ線検出器としては例えばシンチレーションカウンタが使用される。また、一般にターゲットはＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸方向において回転させることができ、Ｘ線検出器をθ軸において走査（スキャン）することができる。

【０００３】一般的な結晶体の結晶構造の解析においては、まず、Ｘ線ビームの回折方向や散乱方向を予め予測し、適当な位置にＸ線検出器が配置される。そして、回折や散乱されたＸ線ビームとＸ線検出器の受光中心軸（中心位置）との間を一致させ、回折や散乱されたＸ線ビームを正確にＸ線検出器に入射させるピークサーチが行われる。このピークサーチのため、Ｘ線解析装置は可変開口シャッタ機構を装備したＸ線ビーム位置決め装置を有する。

【０００４】前記可変開口シャッタ機構は、Ｘ線発生源とＸ線検出器との間、例えばターゲットとＸ線検出器との間においてＸ線検出器の直前に配置される。従来の一般的な可変開口シャッタ機構は、Ｘ線ビームを透過させる透過領域を可変できる２個のスリットを有する。一方のスリットは中心から左右の水平方向に開閉し、他方のスリットは中心から上下の垂直方向に開閉する。このため、可変開口シャッタ機構においては、一方のスリットの右側の開閉動作、左側の開閉動作、他方のスリットの上側の開閉動作及び下側の開閉動作を行うために各々に駆動源及び駆動機構が必要となる。このため、可変開口シャッタ機構は、各々独立に駆動される合計４個の駆動源及び４個の駆動機構を装備している。

【０００５】また、Ｘ線ビーム位置決め装置には回折や散乱されたＸ線ビームのうち解析に必要なＸ線ビームをＸ線検出器で検出することを目的として、前記可変開口シャッタ機構と併せて又は単独で絞り調整機構が装備される。前記絞り調整機構は、シャッタ機構が装備される場合、シャッタ機構で兼用されることがある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前述のＸ線ビーム位置決め装置は以下の問題点を有する。

【０００７】（１）可変開口シャッタ機構、絞り調整機構のいずれかを装備した場合、最低限４個の駆動源及び４個の駆動機構を必要とする。このため、多数の駆動源及び多数の駆動機構の装備に伴い、Ｘ線ビーム位置決め装置が大型化し、結果的にＸ線解析装置が大型化する。

【０００８】（２）また、多数の駆動源及び多数の駆動機構の装備は、Ｘ線ビーム位置決め装置の製作価格を増大し、結果的にＸ線解析装置の製作価格を増大する。

【０００９】（３）４軸Ｘ線解析装置の場合、Ｘ線ビーム位置決め装置はＸ線検出器の直前に配置される。このため、位置決め装置の大型化に伴い、回折角度（２θ）及び回転角（θ）の走査範囲が狭くなり、この走査範囲に制限が生じる。

【００１０】（４）また、前記走査範囲の拡大を目的としてＸ線検出器を４軸ゴニオメータより遠く離した場合には、回折又は散乱されたＸ線の検出計数が減少し、若しくは計測時間が長くなる。更に、インターフェイス及び制御機構に無駄が生じる。

【００１１】本考案は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、放射線ビームの位置決め装置において、駆動源及び駆動機構を簡易化し、小型化を図ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

このような目的を達成するために、本考案は、放射線透過領域及び放射線遮蔽領域の仕切り向きが互いに異なる複数のハーフシャッタを用いて、放射線発生源からの放射線ビームの位置決めを行う放射線ビーム位置決め装置であって、前記放射線ビーム上に配置され、前記ハーフシャッタが周縁に沿って複数形成されたシャッタ回転板と、前記シャッタ回転板を回転させて前記複数のハーフシャッタを切り換えるシャッタ回転駆動手段と、を含むことを特徴とする。

【００１３】また、本考案は、前記放射線ビーム位置決め装置において、前記シャッタ回転板と部分的に重ね合わされて前記放射線ビーム上に配置され、口径サイズが互いに異なる複数の絞りを周縁に沿って形成した絞り回転板と、前記絞り回転板を回転させて前記複数の絞りを切り換える絞り回転駆動手段と、を含むことを特徴とする。

【００１４】

【作用】

本考案は、放射線ビーム位置決め装置において、放射線ビームの位置決めを行う複数個のハーフシャッタを１つの共通のシャッタ回転板に配列し、この１つのシャッタ回転板を１つのシャッタ回転駆動源によって回転制御し、複数のハーフシャッタの切り換えを行う。従って、駆動源数を減少し、かつ駆動機構を簡素化できるので、放射線位置決め装置の小型化が図れる。

【００１５】また、本考案は、放射線位置決め装置において、複数個の絞りを１つの共通の絞り回転板に配列し、この１つの絞り回転板を１つの絞り回転駆動源によって回転制御し、複数の絞りの切り換えを行う。従って、駆動源数を減少し、かつ駆動機構を簡素化できるので、放射線位置決め装置の小型化が図れる。

【００１６】

【実施例】以下、本考案の好適な実施例について図面に基づき説明する。

【００１７】まず、本考案に係る放射線ビーム位置決め装置が含まれるＸ線解析装置のシステム構成を図１に示す。

【００１８】図１に示すように、Ｘ線解析装置は、Ｘ線発生源１、ターゲット（測定結晶体）２、Ｘ線検出器３、シャッタ機構８、絞り調整機構９、計測部４、位置算出部５、駆動制御部６、検出器移動体１０及び検出器移動駆動源７で構成される。このＸ線解析装置においては、Ｘ線発生源１で発生させたＸ線ビームがターゲット２に照射され、このターゲット２で回折や散乱されるＸ線ビーム（回折Ｘ線ビーム又は散乱Ｘ線ビーム）がＸ線検出器３において検出される。

【００１９】前記シャッタ機構８は、図１、図２及び図３に示すように、ターゲット２とＸ線検出器３との間においてＸ線検出器３の直前に配置される。このシャッタ機構８は、複数個のハーフシャッタ８３〜８６が配列されたシャッタ回転板８０、シャッタ回転駆動源８７及びシャッタ制御部８０１で構成される。なお、本実施例のシャッタ回転板８０には、ハーフシャッタ８３〜８６の他にシャッタ８１及び８２が形成されている。

【００２０】前記シャッタ８１、８２及び複数個のハーフシャッタ８３〜８６はシャッタ回転板８０の周縁に沿って規則的に配列される。本実施例のシャッタ機構８は２個のシャッタ８１、８２及び４個のハーフシャッタ８１〜８６を有し、これらのシャッタ８１〜８６は中心角度６０度毎にシャッタ回転板８０に配列される。シャッタ回転板８０は本実施例において円板形状で形成される。なお、シャッタ回転板８０は、必ずしもこの形状に限定されず、例えば多角形状で形成してもよい。前記シャッタ８１、８２及びハーフシャッタ８３〜８６は本実施例において円形状で形成される。これらのシャッタ８１〜８６の各中心位置はシャッタ回転板８０の段階的回転の各段階で（シャッタの切り換え毎に）Ｘ線検出器３の中心軸に一致する。

【００２１】前記シャッタ８１のすべての領域はＸ線透過領域として構成される（図２中及び図３中、斜線で塗り潰されていない部分が透過領域に相当する）。シャッタ８２のすべての領域は遮蔽領域として構成される（図２中及び図３中、斜線で塗り潰された部分が遮蔽領域に相当する）。

【００２２】ハーフシャッタ８３〜８６は、各々Ｘ線透過領域及び遮蔽領域を有する。このＸ線透過領域と遮蔽領域との間の境界部分、すなわち仕切りの向きは各ハーフシャッタ８３〜８６において相互に異なる。本実施例において、ハーフシャッタ８３の中心位置とＸ線検出器３の中心位置とを一致させてこのハーフシャッタ８３を選択したときに、ハーフシャッタ８３において中心位置から左側が遮蔽領域となり、かつ右側が透過領域となる。ハーフシャッタ８４においては、前記同様に選択されたとき、前記中心位置から右側が遮蔽領域となり、左側が透過領域となる。ハーフシャッタ８５が選択されたときには、前記中心位置から上側が遮蔽領域となり、下側が透過領域となる。ハーフシャッタ８６が選択されたときは、前記中心位置から下側が遮蔽領域となり、上側が透過領域となる。

【００２３】シャッタ８１、８２及び複数のハーフシャッタ８３〜８６が配列されたシャッタ回転板８０は、シャッタ回転駆動源８７によって段階的に回転駆動され、シャッタの切り換えが行われる。本実施例において、シャッタ回転板８０は６０度毎に回転する。シャッタ回転駆動源８７としては例えばステッピングモータが使用される。シャッタ回転板８０の回転中心は、ステッピングモータ（シャッタ回転駆動源８７）の回転駆動軸８７Ｓに連結される。シャッタ回転駆動源８７によるシャッタ回転板８０の段階的回転の制御は、シャッタ制御部８０１を介して例えば人為的に行われる。

【００２４】前記絞り調整機構９は、図１、図２及び図４に示すように、ターゲット２とＸ線検出器３との間、詳細にはシャッタ機構８のシャッタ回転板８０とＸ線検出器３との間においてＸ線検出器３の直前に配置される。この絞り調整機構９は、複数個の絞り９１〜９８が配列された絞り回転板９０、絞り回転駆動源９９及び絞り制御部９０１で構成される。

【００２５】前記複数個の絞り９１〜９８は、絞り回転板９０の周縁に沿って等間隔に配列されている。すなわち、本実施例の絞り調整機構９は８個の絞り９１〜９８を有し、この絞り９１〜９８の各々は中心角度４５度毎に絞り回転板９０に配列される。絞り９１〜９８は本実施例においてＸ線ビームが透過する透過領域が円形状で構成され、この透過領域のサイズは順次小さく形成される。前記絞り９１〜９８のうち、絞り９１は例えば前記シャッタ機構８のシャッタ８１のサイズとほぼ等しいサイズで構成される。以下、絞り９２〜９８の各々は絞り９１よりも順次小さいサイズで構成される。この絞り９１〜９８の各中心位置は絞り回転板９０の段階的回転の各段階でＸ線検出器３の中心位置に一致する。

【００２６】絞り回転板９０は絞り回転駆動源９９によって段階的、つまり本実施例において４５度毎に回転駆動される。絞り回転駆動源９９としては例えばステッピングモータが使用される。絞り回転板９０の回転中心はステッピングモータ（絞り回転駆動源９９）の回転駆動軸９９Ｓに連結される。絞り回転駆動源９９による絞り回転板９０の段階的回転の制御は絞り制御部９０１を介して例えば人為的に行われる。

【００２７】次に、本実施例のＸ線解析装置において、図１〜図６を用いてＸ線ビームの位置決め手順を説明する。

【００２８】まず、Ｘ線解析装置において、Ｘ線発生源１を起動させることにより、Ｘ線が発生される（Ｓ１０１）。Ｘ線発生源１において発生させたＸ線ビームはターゲット２の表面に照射される。このターゲット２の表面で回折又は散乱されたＸ線ビーム（以下、回折Ｘ線ビームという）はシャッタ機構８を通してＸ線検出器３において検出される。

【００２９】この時、回折Ｘ線ビームの中心軸とＸ線検出器３の中心位置とを一致させるために、シャッタ機構８及び絞り調整機構９が使用される。まず、図５（Ａ）に示すように、シャッタ８１及び絞り９１が使用される（Ｓ１０２）。シャッタ８１の透過領域内に回折Ｘ線ビームの中心軸Ｘｃが存在するように、Ｘ線検出器３を矢印３ａ方向に移動する。実際は、ターゲット２を中心としたθ軸回りにＸ線検出器３を走査させ、又はターゲット２をθ軸を中心に回転させる（Ｓ１０３）。前記シャッタ８１の中心位置８１ｃは、予めシャッタ制御部８０１からの制御命令に基づいてシャッタ回転駆動源８７を介在してシャッタ回転板８０を段階的に回転させることにより、Ｘ線検出器３の中心位置に一致させておく。絞り９１の中心位置も同様の手順で予めＸ線検出器３の中心位置に一致させておく。

【００３０】また、Ｘ線検出器３の移動は自動又は手動で行う。Ｘ線検出器３の移動を自動で行う場合は、まず、Ｘ線検出器３において検出される回折Ｘ線ビームを計測部４で測定する（この場合、回折Ｘ線ビームが検出されないことを認識する）。次に、この計測部４の測定結果が駆動制御部６に伝達され、駆動制御部６は位置算出部５に回折Ｘ線ビームの中心軸とＸ線検出器３の中心位置との間の寸法差を算出する命令を出力する。次に、前記位置算出部５での算出結果に基づき検出器移動駆動源７を駆動し、この検出器移動駆動源７によって検出器移動体１０が移動する。この検出器移動体１０の移動により、検出器移動体１０に配置されたＸ線検出器３は、前述のシャッタ８１の透過領域内に回折Ｘ線ビームの中心軸Ｘｃが存在するまで移動する（Ｓ１０４）。なお、Ｘ線検出器３の移動に代えて、ターゲット２を移動させてもよい。

【００３１】次に、回折Ｘ線ビームがＸ線検出器３において計測されると（Ｓ１０４）、シャッタ機構８においてシャッタ８１からハーフシャッタ８３に切り換える。そして、図５（Ｂ）に示すように、このハーフシャッタ８３を使用し、Ｘ線検出器３で回折Ｘ線ビームを検出し、計測部４で回折Ｘ線を計測する（Ｓ１０５）。この後、シャッタ機構８においてハーフシャッタ８３からハーフシャッタ８４に変更する。図５（Ｃ）に示すように、このハーフシャッタ８４を使用し、Ｘ線検出器３で回折Ｘ線ビームを検出し、計測部４で回折Ｘ線ビームを計測する（Ｓ１０５）。そして、前記ハーフシャッタ８３で計測された回折Ｘ線ビームの計測数Ｉａとハーフシャッタ８４で計測された回折Ｘ線ビームの計測数Ｉｂとを比較し（Ｓ１０６）、両者の計測数が一致するまでＸ線検出器３（又はターゲット２）を微小変位させる（Ｓ１０７）。つまり、図５（Ｂ）に示すように、ハーフシャッタ８３の透過領域と遮蔽領域との間の仕切り部分（中心位置８３ｂを通る垂線と一致する境界部分）に回折Ｘ線ビームの光軸Ｘｃが移動するように、Ｘ線検出器３を矢印３ｂの水平方向に移動する。ハーフシャッタ８３への変更及びＸ線検出器３の移動は基本的には前述のように行われる。同様に、図５（Ｃ）に示すように、ハーフシャッタ８４の透過領域と遮蔽領域との仕切り部分（中心位置８４ｃを通る垂線と一致する境界部分）に回折Ｘ線ビームの光軸Ｘｃが移動するように、Ｘ線検出器３を矢印３ｃの水平方向に移動する。

【００３２】次に、回折Ｘ線ビームの光軸Ｘｃが中心位置を通る垂線と一致する仕切り部分において確認されると、シャッタ機構８においてハーフシャッタ８４からハーフシャッタ８５に変更する。そして、図５（Ｄ）に示すように、このハーフシャッタ８５を使用し、Ｘ線検出器３で回折Ｘ線ビームを検出し、計測部４で回折Ｘ線ビームを計測する（Ｓ１０８）。この後、シャッタ機構８においてハーフシャッタ８５からハーフシャッタ８６に変更する。図５（Ｅ）に示すように、このハーフシャッタ８６を使用し、Ｘ線検出器３で回折Ｘ線ビームを検出し、計測部４で回折Ｘ線ビームを計測する（Ｓ１０８）。そして、前記ハーフシャッタ８５で計測された回折Ｘ線ビームの計測数Ｉｃとハーフシャッタ８６で計測された回折Ｘ線ビームの計測数Ｉｄとを比較し（Ｓ１１０）、両者の計測数が一致するまで微量にＸ線検出器３（又はターゲット２）を移動する（Ｓ１０９）。つまり、図５（Ｄ）に示すように、ハーフシャッタ８５の透過領域と遮蔽領域との間の仕切り部分（中心位置８５ｄを通る水平線と一致する境界部分）に回折Ｘ線ビームの光軸Ｘｃが移動するように、Ｘ線検出器３を矢印３ｄの垂直方向に移動する。ハーフシャッタ８５への変更及びＸ線検出器３の移動は、基本的には前述のように行われる。同様に、図５（Ｅ）に示すように、ハーフシャッタ８６の透過領域と遮蔽領域との間の仕切り部分（中心位置８６ｅを通る水平線と一致する境界部分）に回折Ｘ線ビームの光軸Ｘｃが移動するように、Ｘ線検出器３を矢印３ｅの垂直方向に移動する。この段階において、位置決めが終了する。

【００３３】次に、Ｘ線検出器３及びターゲット２の方位を算出する（Ｓ１１１）。

【００３４】そして、シャッタ機構８はシャッタ８１を選定し、絞り調整機構９は絞り９１〜９８のうち適当なものを選定する（Ｓ１１２）。

【００３５】この後、ターゲット２から回折Ｘ線ビームの光軸が一致した状態において、ターゲット２の結晶構造を解析することを目的として回折Ｘ線ビームが測定される（Ｓ１１３）。

【００３６】これらの一連の操作により、未知なるターゲット２の解析を行う際に回折Ｘ線ビームの光軸Ｘｃに対してＸ線検出器３の中心位置を簡単に一致でき、この後に即座に解析が行える。また、適切な絞りを即座にしかも適切に選択でき、この後に即座に解析が行える。

【００３７】このように、本考案のＸ線ビーム位置決め装置において、位置決めのための複数のハーフシャッタ８３〜８６を１つの共通のシャッタ回転板８０に配列し、この１つのシャッタ回転板８０を１つのシャッタ回転駆動源８７によって回転制御する。これにより、駆動源数を減少し、かつ駆動機構を簡素化できるので、装置の小型化が図れる。

【００３８】また、本考案のＸ線ビーム位置決め装置において、複数の絞り９１〜９８を１つの共通の絞り回転板９０に配列し、この１つの絞り回転板９０を１つの絞り回転駆動源９９によって回転制御する。これにより、駆動源数を減少し、かつ駆動機構を簡素化できるので、装置の小型化が図れる。

【００３９】なお、本考案は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更できる。

【００４０】例えば、本考案は、前述のシャッタ機構８のシャッタ回転板８０のハーフシャッタの配置数に限らず、もっと増やした又は若干減らした数のハーフシャッタを配置してもよい。また、本考案は、ハーフシャッタの半分の領域が遮蔽領域のものに限らず、３分の１、４分の１、３分の２、４分の３等の領域が遮蔽領域として形成されてもよい。また、本考案は、ハーフシャッタの配置数、ハーフシャッタの遮蔽領域（又は透過領域）の形状等が相互に異なる複数種類のシャッタ回転板８０を準備しておき、適宜取り換えるようにしてもよい。同様に、本考案は、絞り調整機構９の回転板９においても変更を加えることができる。

【００４１】また、本考案は、Ｘ線解析装置若しくはその位置決め装置に限らず、α線、β 線、γ線等の放射線を取扱う装置の位置決め装置に適用できる。

【００４２】また、本考案は、電子線、レーザ光線等の各種ビームの位置決め装置に適用できる。

【００４３】また、本考案は、Ｘ線解析装置において、シャッタ機構８、絞り調整機構９のいずれか一方だけを備えていてもよい。

【００４４】また、本考案は、Ｘ線解析装置において、シャッタ機構８のハーフシャッタの形状、絞り調整機構９の絞りの形状を、各々正方形、長方形、楕円等の異なる形状で構成してもよい。

【００４５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、放射線ビームの位置決め装置において、駆動源数を減少し、かつ駆動機構を簡易化できるので、小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の放射線ビーム位置決め装置を含むＸ線
解析装置のシステム構成を示す概略図である。

【図２】前記放射線ビーム位置決め装置の要部構成図で
ある。

【図３】前記放射線ビーム位置決め装置の要部正面図で
ある。

【図４】前記放射線ビーム位置決め装置の要部正面図で
ある。

【図５】前記放射線ビーム位置決め装置の位置決め手順
を示すシャッタの要部正面図である。

【図６】前記放射線ビーム位置決め装置の位置決め手順
を示すフローである。

【符号の説明】

１Ｘ線発生源２ターゲット３Ｘ線検出器４計測部５位置算出部６駆動制御部７検出器移動駆動源８シャッタ機構９絞り調整機構１０検出器移動体８０，９０回転板８１，８２シャッタ８３〜８６ハーフシャッタ８７，９９回転駆動源８０１シャッタ制御部９０１絞り制御部

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】放射線透過領域及び放射線遮蔽領域の仕
切り向きが互いに異なる複数のハーフシャッタを用い
て、放射線発生源からの放射線ビームの位置決めを行う
放射線位置決め装置であって、前記放射線ビーム上に配置され、前記ハーフシャッタが
周縁に沿って複数形成されたシャッタ回転板と、前記シャッタ回転板を回転させて前記複数のハーフシャ
ッタを切り換えるシャッタ回転駆動手段と、を含むことを特徴とする放射線ビーム位置決め装置。
【請求項２】前記シャッタ回転板と少なくとも部分的
に重ね合わされて前記放射線ビーム上に配置され、口径
サイズが互いに異なる複数の絞りを周縁に沿って形成し
た絞り回転板と、前記絞り回転板を回転させて前記複数の絞りを切り換え
る絞り回転駆動手段と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線ビーム
位置決め装置。