特許 7135795 蛍光Ｘ線分析システムおよび蛍光Ｘ線分析方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-05

(45)【発行日】2022-09-13

(54)【発明の名称】蛍光Ｘ線分析システムおよび蛍光Ｘ線分析方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/223 20060101AFI20220906BHJP

   G01N 23/2204 20180101ALI20220906BHJP

【ＦＩ】

G01N23/223

G01N23/2204

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018224802

(22)【出願日】2018-11-30

(65)【公開番号】P2020085826

(43)【公開日】2020-06-04

【審査請求日】2021-03-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 桂次郎

【審査官】越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０２５２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０３７９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１１０２５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１１０２６０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／００ － Ｇ０１Ｎ ２３／２２７６

Ｇ０１Ｂ １５／００ － Ｇ０１Ｂ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面および前記表面と反対側の裏面を有する試料の前記表面の構成元素を分析する蛍光Ｘ線分析システムであって、
前記試料の前記表面にＸ線を照射し、前記表面から発生する蛍光Ｘ線を測定する蛍光Ｘ線分析装置と、
前記蛍光Ｘ線分析装置を制御するとともに、前記蛍光Ｘ線分析装置からの情報を処理する情報処理装置とを備え、
前記蛍光Ｘ線分析装置は、
開口部が形成され、測定時に前記開口部から前記表面における測定位置が露出するように前記試料が載置される試料台と、
前記開口部を通して前記測定位置にＸ線を照射するＸ線源と、
前記測定位置から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、
前記試料台を挟んで前記Ｘ線源および前記検出器と反対側に配置され、測定前に第１から第４の画像を取得するように構成された撮像部とを含み、
前記第１の画像は、前記試料台に前記試料が載置されていない状態における前記開口部の全体画像であり、
前記第２の画像は、前記裏面が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における前記表面の全体画像であり、
前記第３の画像は、前記表面が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における前記裏面の全体画像であり、
前記第４の画像は、前記測定位置が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における前記裏面の全体画像であり、
前記情報処理装置は、前記撮像部で取得された前記第１から第４の画像に基づいて、前記測定位置が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における、前記表面における前記開口部の位置を特定するとともに、特定された前記表面における前記開口部の位置に基づいて、前記表面の全体画像および前記開口部の輪郭画像を合成した合成画像を生成するように構成される、蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項2】

前記情報処理装置は、
前記第１の画像から前記開口部の輪郭画像を生成するとともに、前記開口部の輪郭画像に基づいて前記試料台における前記開口部の位置を示す位置情報を生成し、
前記第２の画像から前記表面の輪郭画像を生成し、
前記第３の画像から前記裏面の輪郭画像を生成し、
前記裏面の輪郭画像および前記開口部の位置情報に基づいて、前記第４の画像における前記裏面と前記開口部との位置関係を導出し、
前記裏面と前記開口部との位置関係、および前記表面の輪郭画像と前記裏面の輪郭画像との対称性に基づいて、前記表面における前記開口部の位置を特定する、請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項3】

前記情報処理装置は、
前記第１の画像から前記開口部の輪郭画像を生成するとともに、前記開口部の輪郭画像に基づいて前記試料台における前記開口部の位置を示す位置情報を生成し、
前記第２の画像から前記表面の特徴部分を抽出し、
前記第３の画像から前記裏面の特徴部分を抽出し、
前記裏面の特徴部分および前記開口部の位置情報に基づいて、前記第４の画像における前記裏面と前記開口部との位置関係を導出し、
前記裏面と前記開口部との位置関係、および前記表面の特徴部分と前記裏面の特徴部分との対称性に基づいて、前記表面における前記開口部の位置を特定する、請求項１に記載の蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項4】

前記情報処理装置から送信される情報に従う画像を表示する表示装置をさらに備え、
前記表示装置は、測定前において前記合成画像を表示する、請求項１から３のいずれか１項に記載の蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項5】

前記表示装置は、測定時において前記蛍光Ｘ線分析装置による測定結果と前記合成画像とを並べて表示する、請求項４に記載の蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項6】

前記情報処理装置は、記憶部を有しており、前記蛍光Ｘ線分析装置による測定結果に前記合成画像の画像データを対応付けて前記記憶部に保存する、請求項１から５のいずれか１項に記載の蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項7】

前記情報処理装置は、複数種類の前記試料の前記表面の全体画像と試料名とを対応付けた第１の変換テーブルを有しており、前記第１の変換テーブルを参照することにより、前記撮像部で取得された前記第２の画像に対応する試料名を、前記合成画像の画像データに付与する、請求項６に記載の蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項8】

前記情報処理装置は、前記試料毎に、複数の前記測定位置と測定位置名とを対応付けた第２の変換テーブルを有しており、前記第２の変換テーブルを参照することにより、前記開口部から露出している前記測定位置に対応する測定位置名を、前記合成画像の画像データに付与する、請求項６に記載の蛍光Ｘ線分析システム。

【請求項9】

表面および前記表面と反対側の裏面を有する試料の前記表面の構成元素を分析する蛍光Ｘ線分析方法であって、
測定前に第１から第４の画像を撮像するステップを備え、
前記第１の画像は、開口部が形成された試料台に前記試料が載置されていない状態における前記開口部の全体画像であり、
前記第２の画像は、前記裏面が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における前記表面の全体画像であり、
前記第３の画像は、前記表面が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における前記裏面の全体画像であり、
前記第４の画像は、前記表面における測定位置が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における前記裏面の全体画像であり、
前記撮像するステップで取得された前記第１から第４の画像に基づいて、前記測定位置が前記開口部から露出するように前記試料台に前記試料が載置された状態における、前記表面における前記開口部の位置を特定するとともに、特定された前記開口部の位置に基づいて、前記表面の全体画像および前記開口部の輪郭画像を合成した合成画像を生成するステップと、
前記合成画像を表示装置に表示するステップとをさらに備える、蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項10】

測定時に前記開口部を通して前記測定位置にＸ線を照射し、前記測定位置から発生する蛍光Ｘ線を検出するステップと、
前記検出するステップによる測定結果と前記合成画像の画像データとを対応付けて記憶するステップとをさらに備える、請求項９に記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項11】

前記合成画像を生成するステップでは、
前記第１の画像から前記開口部の輪郭画像を生成するとともに、前記開口部の輪郭画像に基づいて前記試料台における前記開口部の位置を示す位置情報を生成し、
前記第２の画像から前記表面の輪郭画像を生成し、
前記第３の画像から前記裏面の輪郭画像を生成し、
前記裏面の輪郭画像および前記開口部の位置情報に基づいて、前記第４の画像における前記裏面と前記開口部との位置関係を導出し、
前記裏面と前記開口部との位置関係、および前記表面の輪郭画像と前記裏面の輪郭画像との対称性に基づいて、前記表面における前記開口部の位置を特定する、請求項９に記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【請求項12】

前記合成画像を生成するステップでは、
前記第１の画像から前記開口部の輪郭画像を生成するとともに、前記開口部の輪郭画像に基づいて前記試料台における前記開口部の位置を示す位置情報を生成し、
前記第２の画像から前記表面の特徴部分を抽出し、
前記第３の画像から前記裏面の特徴部分を抽出し、
前記裏面の特徴部分および前記開口部の位置情報に基づいて、前記第４の画像における前記裏面と前記開口部との位置関係を導出し、
前記裏面と前記開口部との位置関係、および前記表面の特徴部分と前記裏面の特徴部分との対称性に基づいて、前記表面における前記開口部の位置を特定する、請求項９に記載の蛍光Ｘ線分析方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、蛍光Ｘ線分析システム、蛍光Ｘ線分析装置および蛍光Ｘ線分析方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蛍光Ｘ線分析とは、試料に対してＸ線を照射し、試料から発せられる蛍光Ｘ線を測定することで試料の構成元素を分析するものである。測定結果の識別を容易にするために、試料全体および試料の測定箇所の画像データを取得し、取得した画像データと測定結果とを対応付けて管理するように構成された蛍光Ｘ線分析装置が提案されている（たとえば、特開２００９－２５２４１号公報（特許文献１）参照）。このような蛍光Ｘ線分析装置において、撮像装置は、試料の測定箇所の画像データを取得するために、試料台に形成された開口部を通して試料の測定位置を撮像するように構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２５２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、蛍光Ｘ線分析の高感度化の要求が高まり、それに応じて蛍光Ｘ線分析装置の測定精度の向上に対する要求が高まりつつある。その対策の１つとして、蛍光Ｘ線分析装置では、測定位置にＸ線を照射するＸ線源、および測定位置が発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器の各々を、試料の測定位置（すなわち開口部）に近づけて配置することが行なわれている。

【0005】

しかしながら、Ｘ線源および検出器を開口部に近づけて配置すると、試料台を撮像装置側から見た平面視において、開口部の一部分がＸ線源および検出器と重なり合う場合が生じる。このような場合には、撮像装置は試料の測定位置を撮像することが妨げられるため、試料の測定位置の観察が困難となることが懸念される。

【0006】

また、上記の装置構成では、撮像装置によって試料の測定位置の画像を取得することができても、試料によっては、取得した測定位置の画像を参照しても、試料全体のどの部分を測定したものであるのかを容易に特定できない場合が懸念される。

【0007】

なお、特許文献１では、撮像装置を、試料の測定箇所の画像データに加えて、試料全体の画像データを取得する構成としており、試料全体の画像データおよび試料の測定箇所の画像データの両方を識別子として、測定装置による測定結果に対応付けて管理している。これによると、複数の試料間で測定結果を識別することが容易になるが、試料ごとの測定位置の特定は依然として困難となることが懸念される。例えば１つの試料に対して複数の測定箇所が設けられている場合には、各測定箇所の画像データに対応する試料全体の画像データが互いに共通することになり、測定位置を識別することは容易でない。

【0008】

この発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、高精度の測定を実現しながら、試料の測定位置を特定することを可能とした蛍光Ｘ線分析システム、蛍光Ｘ線分析装置および蛍光Ｘ線分析方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明のある局面によれば、蛍光Ｘ線分析システムは、表面および表面と反対側の裏面を有する試料の表面の構成元素を分析するように構成される。蛍光Ｘ線分析システムは、試料の表面にＸ線を照射し、表面から発生する蛍光Ｘ線を測定する蛍光Ｘ線分析装置と、蛍光Ｘ線分析装置を制御するとともに、蛍光Ｘ線分析装置からの情報を処理する情報処理装置とを備える。蛍光Ｘ線分析装置は、開口部が形成され、測定時に開口部から表面における測定位置が露出するように試料が載置される試料台と、開口部を通して測定位置にＸ線を照射するＸ線源と、測定位置から発生する蛍光Ｘ線を検出する検出器と、試料台を挟んでＸ線源および検出器と反対側に配置され、測定前に第１から第４の画像を取得するように構成された撮像部とを含む。第１の画像は、試料台に試料が載置されていない状態における開口部の全体画像である。第２の画像は、裏面が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における表面の全体画像である。第３の画像は、表面が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における裏面の全体画像である。第４の画像は、測定位置が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における裏面の全体画像である。情報処理装置は、撮像部で取得された第１から第４の画像に基づいて、測定位置が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における、表面における開口部の位置を特定するとともに、特定された表面における開口部の位置に基づいて、表面の全体画像および開口部の輪郭画像を合成した合成画像を生成するように構成される。

【0010】

上記蛍光Ｘ線分析システムによれば、撮像部を試料台を挟んでＸ線源および検出器と反対側に配置したことで、Ｘ線源および検出器を、撮像部の配置を考慮することなく、試料台の開口部により近づけて配置することができる。したがって、蛍光Ｘ線分析の感度を高めることができる。また、撮像部によって試料の表面および裏面ならびに開口部の全体画像を取得し、これらの画像データを画像処理することによって、試料の表面における開口部の位置を示す合成画像をソフトウェア上で生成することができる。これによると、測定前において、生成された合成画像を基に試料の測定位置を観察できるため、測定位置を調整することができる。また、生成された合成画像によれば、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際に、試料の表面のどの部分を測定したのかを容易に特定することが可能となる。この結果、高精度の測定を実現しながら、試料の測定位置を特定することを可能とした蛍光Ｘ線分析システムを提供することができる。

【0011】

好ましくは、情報処理装置は、（１）第１の画像から開口部の輪郭画像を生成するとともに、開口部の輪郭画像に基づいて試料台における開口部の位置を示す位置情報を生成し、（２）第２の画像から表面の輪郭画像を生成し、（３）第３の画像から裏面の輪郭画像を生成し、（４）裏面の輪郭画像および開口部の位置情報に基づいて、第４の画像における裏面と開口部との位置関係を導出し、（５）裏面と開口部との位置関係、および表面の輪郭画像と裏面の輪郭画像との対称性に基づいて、表面における開口部の位置を特定する。

【0012】

これによると、情報処理装置は、撮像部により取得された試料の表面および裏面ならびに開口部の全体画像に基づいて、試料の表面における開口部の位置を示す合成画像を生成することができる。

【0013】

好ましくは、情報処理装置は、（１）第１の画像から開口部の輪郭画像を生成するとともに、開口部の輪郭画像に基づいて試料台における開口部の位置を示す位置情報を生成し、（２）第２の画像から表面の特徴部分を抽出し、（３）第３の画像から裏面の特徴部分を抽出し、（４）裏面の特徴部分および開口部の位置情報に基づいて、第４の画像における裏面と開口部との位置関係を導出し、（５）裏面と開口部との位置関係、および表面の特徴部分と裏面の特徴部分との対称性に基づいて、表面における開口部の位置を特定する。

【0014】

これによると、情報処理装置は、撮像部により取得された試料の表面および裏面ならびに開口部の全体画像に基づいて、試料の表面における開口部の位置を示す合成画像を生成することができる。

【0015】

好ましくは、蛍光Ｘ線分析システムは、情報処理装置から送信される情報に従う画像を表示する表示装置をさらに備える。表示装置は、測定前において合成画像を表示する。これによると、測定前において、ユーザは、生成された合成画像を基に試料の測定位置を観察できるため、測定位置を調整することができる。

【0016】

好ましくは、表示装置は、測定時において蛍光Ｘ線分析装置による測定結果と合成画像とを並べて表示する。これによると、測定中、ユーザは試料全体のどの部分を測定しているのかを容易に把握することができる。

【0017】

好ましくは、情報処理装置は、記憶部を有しており、蛍光Ｘ線分析装置による測定結果に合成画像の画像データを対応付けて記憶部に保存する。これによると、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際に、試料の表面のどの部分を測定したのかを容易に特定することが可能となる。

【0018】

好ましくは、情報処理装置は、複数種類の試料の表面の全体画像と試料名とを対応付けた第１の変換テーブルを有している。情報処理装置は、第１の変換テーブルを参照することにより、撮像部で取得された第２の画像に対応する試料名を、合成画像の画像データに付与する。

【0019】

これによると、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際のユーザの利便性を高めることができる。

【0020】

好ましくは、情報処理装置は、試料毎に、複数の測定位置と測定位置名とを対応付けた第２の変換テーブルを有している。情報処理装置は、第２の変換テーブルを参照することにより、開口部から露出している測定位置に対応する測定位置名を、合成画像の画像データに付与する。

【0021】

これによると、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際のユーザの利便性を高めることができる。

【0022】

この発明の別の局面によれば、表面および表面と反対側の裏面を有する試料の表面の構成元素を分析する蛍光Ｘ線分析装置であって、試料台と、Ｘ線源と、検出器と、撮像部とを備える。試料台は、開口部が形成され、測定時に開口部から表面における測定位置が露出するように試料が載置される。Ｘ線源は、開口部を通して測定位置にＸ線を照射する。検出器は、測定位置から発生する蛍光Ｘ線を検出する。撮像部は、試料台を挟んでＸ線源および検出器と反対側に配置され、測定前に第１から第４の画像を取得するように構成される。第１の画像は、試料台に試料が載置されていない状態における開口部の全体画像である。第２の画像は、裏面が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における表面の全体画像である。第３の画像は、表面が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における裏面の全体画像である。第４の画像は、測定位置が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における裏面の全体画像である。

【0023】

上記蛍光Ｘ線分析装置によれば、撮像部を試料台を挟んでＸ線源および検出器と反対側に配置したことで、Ｘ線源および検出器を、撮像部の配置を考慮することなく、試料台の開口部４により近づけて配置することができる。したがって、蛍光Ｘ線分析の感度を高めることができる。また、撮像部によって試料の表面および裏面ならびに開口部の全体画像を取得することで、これらの画像データを画像処理することにより、試料の表面における開口部の位置を示す合成画像をソフトウェア上で生成することができる。

【0024】

この発明の別の局面によれば、表面および表面と反対側の裏面を有する試料の表面の構成元素を分析する蛍光Ｘ線分析方法であって、測定前に第１から第４の画像を撮像するステップを備える。第１の画像は、開口部が形成された試料台に試料が載置されていない状態における開口部の全体画像である。第２の画像は、裏面が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における表面の全体画像である。第３の画像は、表面が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における裏面の全体画像である。第４の画像は、表面における測定位置が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における裏面の全体画像である。蛍光Ｘ線分析方法は、撮像するステップで取得された第１から第４の画像に基づいて、測定位置が開口部から露出するように試料台に試料が載置された状態における、表面における開口部の位置を特定するとともに、特定された開口部の位置に基づいて、表面の全体画像および開口部の輪郭画像を合成した合成画像を生成するステップと、合成画像を表示装置に表示するステップとをさらに備える。

【0025】

上記蛍光Ｘ線分析方法によれば、撮像部によって試料の表面および裏面ならびに開口部の全体画像を取得し、これらの画像データを画像処理することによって、試料の表面における開口部の位置を示す合成画像をソフトウェア上で生成することができる。これによると、測定前において、生成された合成画像を基に試料の測定位置を観察できるため、測定位置を調整することができる。また、生成された合成画像によれば、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際に、試料の表面のどの部分を測定したのかを容易に特定することが可能となる。また、撮像部を試料台を挟んでＸ線源および検出器と反対側に配置することができるため、Ｘ線源および検出器を、撮像部の配置を考慮することなく、試料台の開口部により近づけて配置することができる。したがって、蛍光Ｘ線分析の感度を高めることができる。この結果、高精度の測定を実現しながら、試料の測定位置を特定することを可能とした蛍光Ｘ線分析システムを提供することができる。

【0026】

好ましくは、蛍光Ｘ線分析方法は、測定時に開口部を通して測定位置にＸ線を照射し、測定位置から発生する蛍光Ｘ線を検出するステップと、検出するステップによる測定結果と合成画像の画像データとを対応付けて記憶するステップとをさらに備える。

【0027】

このようにすると、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際に、試料の表面のどの部分を測定したのかを容易に特定することが可能となる。

【0028】

好ましくは、合成画像を生成するステップでは、（１）第１の画像から開口部の輪郭画像を生成するとともに、開口部の輪郭画像に基づいて試料台における前記開口部の位置を示す位置情報を生成し、（２）第２の画像から表面の輪郭画像を生成し、（３）第３の画像から裏面の輪郭画像を生成し、（４）裏面の輪郭画像および開口部の位置情報に基づいて、第４の画像における裏面と開口部との位置関係を導出し、（５）裏面と開口部との位置関係、および表面の輪郭画像と裏面の輪郭画像との対称性に基づいて、表面における開口部の位置を特定する。

【0029】

このようにすると、撮像部により取得された試料の表面および裏面ならびに開口部の全体画像に基づいて、試料の表面における開口部の位置を示す合成画像を生成することができる。

【0030】

好ましくは、合成画像を生成するステップは、（１）第１の画像から開口部の輪郭画像を生成するとともに、開口部の輪郭画像に基づいて試料台における開口部の位置を示す位置情報を生成し、（２）第２の画像から表面の特徴部分を抽出し、（３）第３の画像から裏面の特徴部分を抽出し、（４）裏面の特徴部分および開口部の位置情報に基づいて、第４の画像における裏面と開口部との位置関係を導出し、（５）裏面と開口部との位置関係、および表面の特徴部分と裏面の特徴部分との対称性に基づいて、表面における開口部の位置を特定する。

【0031】

これによると、情報処理装置は、撮像部により取得された試料の表面および裏面ならびに開口部の全体画像に基づいて、試料の表面における開口部の位置を示す合成画像を生成することができる。

【発明の効果】

【0032】

この発明によれば、高精度の測定を実現しながら、試料の測定位置を特定することを可能とした蛍光Ｘ線分析システム、蛍光Ｘ線分析装置および蛍光Ｘ線分析方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】この発明の実施の形態に係る蛍光Ｘ線分析装置を備える蛍光Ｘ線分析システムの全体構成を概略的に示す図である。

【図2】図１に示した情報処理装置の構成を概略的に示す図である。

【図3】一般的な蛍光Ｘ線分析装置の全体構成を概略的に示す図である。

【図4】本実施の形態に係る蛍光Ｘ線分析装置における撮像部と試料との位置関係を示す図である。

【図5】情報処理装置における画像処理機能の構成を示すブロック図である。

【図6】試料名変換テーブルの構成例を示す図である。

【図7】測定位置名変換テーブルの構成例を示す図である。

【図8】製品画像ＤＢの構成例を示す図である。

【図9】データ処理部における画像処理を説明するためのフローチャートである。

【図10】データ処理部における画像処理を説明するためのフローチャートである。

【図11】図１０のステップＳ１６の処理を説明するためのフローチャートである。

【図12】開口部の全体画像の一例を示す図である。

【図13】表面画像の第１の例（図１３（Ａ）および当該画像から生成された表面の輪郭画像（図１３（Ｂ））を示す図である。

【図14】裏面画像の第１の例（図１４（Ａ））および当該画像から生成された裏面の輪郭画像（図１４（Ｂ））を示す図である。

【図15】裏面画像の第１の例（図１５Ａ）、当該画像データから生成された裏面の輪郭画像（図１５（Ｂ））および、表面の輪郭画像および開口部の輪郭画像（図１５（Ｃ））を示す図である。

【図16】試料の表面画像と開口部の輪郭画像との合成画像を示す図である。

【図17】測定中の表示装置の表示例を示す図である。

【図18】表面画像の第２の例（図１８（Ａ）および当該画像から生成された表面の特徴画像（図１８（Ｂ））を示す図である。

【図19】裏面画像の第２の例（図１９（Ａ））および当該画像から生成された裏面の特徴画像（図１９（Ｂ））を示す図である。

【図20】裏面画像の第２の例（図２１（Ａ）、当該画像データから生成された裏面の特徴画像（図２１（Ｂ））および、表面の特徴画像および開口部の輪郭画像（図２１（Ｃ））を示す図である。

【図21】試料の表面画像と開口部の輪郭画像との合成画像を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。

【0035】

［システム構成］
図１は、この発明の実施の形態に係る蛍光Ｘ線分析装置を備える蛍光Ｘ線分析システムの全体構成を概略的に示す図である。

【0036】

図１を参照して、蛍光Ｘ線分析システム１００は、蛍光Ｘ線分析装置１０と、情報処理装置１４と、表示装置１６とを備える。

【0037】

蛍光Ｘ線分析装置１０は、試料Ｓ中に含まれる元素の濃度を測定するエネルギー分散型（Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer；ＥＤＸ）の蛍光Ｘ線分析装置であり、試料室１および測定室５によって構成される。試料室１および測定室５内部の空間は、筐体３によって気密に囲繞され、必要に応じて内部を真空に保つことができる。

【0038】

試料室１は、底部に試料台２を備えている。試料台２には、円形状の開口部４が形成されている。開口部４を覆うように、試料台２上に試料Ｓが載置される。試料Ｓは、測定位置を有する表面ＳＡと、表面ＳＡと反対側に位置する裏面ＳＢとを有する。測定時、試料Ｓは、表面ＳＡの測定位置が開口部４から露出するように試料台２上に載置される。

【0039】

測定室５は、その壁面６にＸ線管７と、検出器８とを備えている。Ｘ線管７は試料Ｓに向けて１次Ｘ線を照射する。Ｘ線管７は、熱電子を出射するフィラメントと、熱電子を所定の１次Ｘ線に変換して出射するターゲットとを有する。Ｘ線管７が出射した１次Ｘ線は、開口部４を通じて試料Ｓの測定位置に照射される。試料Ｓが発した２次Ｘ線（蛍光Ｘ線）は検出器８に入射し、蛍光Ｘ線のエネルギーおよび強度が測定される。Ｘ線管７は「Ｘ線源」の一実施例に対応し、検出器８は「検出器」の一実施例に対応する。

【0040】

測定室５には、シャッター９、１次Ｘ線フィルタ１１およびコリメータ１３が設置されている。シャッター９、１次Ｘ線フィルタ１１およびコリメータ１３は駆動機構１２によって、図１の紙面に垂直な方向にスライド可能に構成されている。

【0041】

シャッター９は、鉛などのＸ線吸収材で形成されており、必要なときに１次Ｘ線の光路に挿入して１次Ｘ線を遮蔽することができる。

【0042】

１次Ｘ線フィルタ１１は、目的に応じて選択された金属箔によって形成されており、Ｘ線管７から発せられる１次Ｘ線のうちのバックグラウンド成分を減衰して、必要な特性Ｘ線ののＳ／Ｎ比を向上させる。実際の装置では、互いに異なる種類の金属で形成された複数枚の１次Ｘ線フィルタ１１が使用されており、目的に応じて選択された１次Ｘ線フィルタ１１が駆動機構１２によって１次Ｘ線の光路に挿入される。

【0043】

コリメータ１３は、中央に円形状の開口を有するアパーチャ―であり、試料Ｓを照射する１次Ｘ線のビームの大きさを決定する。コリメータ１３は、鉛、黄銅などのＸ線吸収材により形成される。実際の装置では、開口径が互いに異なる複数枚のコリメータ１３が、図１の紙面に垂直な方向に並設されており、目的に応じて選択されたコリメータ１３が駆動機構１２によって１次Ｘ線ビームライン上に挿入される。

【0044】

試料室１の上部には撮像部２０が設置されている。具体的には、撮像部２０は、試料台２を挟んでＸ線管７および検出器８と反対側に配置される。したがって、測定時には撮像部２０は試料Ｓの裏面ＳＢに対向するように配置されることになる。撮像部２０は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge Coupled Device）など、複数の画素に区画された撮像素子を含んで構成される。

【0045】

撮像部２０は、試料台２に載置された試料Ｓの全体画像を撮像することができる。なお、図１の例では、撮像部２０は、試料Ｓを真上から撮像するように試料Ｓの真上に位置するように配置されているが、試料Ｓを斜めから撮像するように、試料Ｓの真上からずらして配置してもよい。撮像部２０の画像データは情報処理装置１４に伝送される。

【0046】

情報処理装置１４は、演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）を主体として構成される。情報処理装置１４には、例えばパーソナルコンピュータなどを利用することができる。情報処理装置１４にはＸ線管７、検出器８、撮像部２０および表示装置１６が接続される。

【0047】

情報処理装置１４は、後述する入力部４２によって入力された測定条件などに基づいて、蛍光Ｘ線分析装置１０による測定を制御する。具体的には、情報処理装置１４は、Ｘ線管７における管電圧、管電流および照射時間などを制御するとともに、シャッター９、１次Ｘ線フィルタ１１およびコリメータ１３の各々を駆動する。

【0048】

情報処理装置１４は、また、検出器８により検出された２次Ｘ線、および撮像部２０の画像データを取得する。情報処理装置１４は、検出器８で検出された２次Ｘ線のスペクトルに基づいて各元素の定量分析を行なう。情報処理装置１４は、撮像部２０の画像データを蛍光Ｘ線分析装置１０による測定結果および分析結果と対応付けて管理する。

【0049】

情報処理装置１４は、さらに、撮像部２０による撮像を制御するとともに、後述する画像処理を行なうことによって、撮像部２０からの画像データに基づいて、試料Ｓの表面ＳＡにおける測定位置を表す画像を生成する。

【0050】

表示装置１６は、情報処理装置１４から送信されるデータに従う画像を表示する。表示装置１６は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）または有機ＥＬ（Electro Luminescence）により構成される。表示装置１６は、撮像部２０で撮像された試料Ｓの画像の他、情報処理装置１４で生成された画像を表示することができる。表示装置１６は、また、情報処理装置１４による分析結果を、試料Ｓを識別するための識別情報（製品名、品番、測定位置など）とともに表示することができる。

【0051】

［情報処理装置の構成］
図２は、図１に示した情報処理装置１４の構成を概略的に示す図である。

【0052】

図２を参照して、情報処理装置１４は、ＣＰＵ３０と、プログラムおよびデータを格納する記憶部とを備えており、プログラムに従って動作するように構成される。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）３８を含む。

【0053】

ＲＯＭ３２は、ＣＰＵ３０にて実行されるプログラムを格納することができる。ＲＡＭ３４は、ＣＰＵ３０におけるプログラムの実行中に利用されるデータを一時的に格納することができ、作業領域として利用される一時的なデータメモリとして機能することができる。ＨＤＤ３８は、不揮発性の記憶装置であり、蛍光Ｘ線分析装置１０による測定結果、撮像部２０によって取得された画像データ、および当該画像データの画像処理で生成された情報を格納することができる。ＨＤＤ３８に加えて、あるいは、ＨＤＤ３８に代えて、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置を採用してもよい。

【0054】

情報処理装置１４は、さらに、通信インターフェイス４０、Ｉ／Ｏ（Input/Output）インターフェイス３６、および入力部４２を含む。通信インターフェイス４０は、情報処理装置１４が蛍光Ｘ線分析装置１０を含む外部機器と通信するためのインターフェイスである。

【0055】

Ｉ／Ｏインターフェイス３６は、情報処理装置１４への入力または情報処理装置１４からの出力のインターフェイスである。図２に示すように、Ｉ／Ｏインターフェイス３６は、入力部４２、表示装置１６および撮像部２０に接続される。入力部４２は、ユーザからの情報処理装置１４に対する指示を含む入力を受け付ける。入力部４２は、キーボード、マウスおよび、表示装置１６の表示画面と一体的に構成されたタッチパネルなどを含み、試料Ｓの測定条件、および撮像部２０に対する撮像指示などを受け付ける。

【0056】

表示装置１６は、測定条件を設定する際に、例えば測定条件の入力画面および試料Ｓの全体画像などを表示することができる。測定中には、表示装置１６は、検出器８により検出された２次Ｘ線のスペクトルを、試料Ｓの測定位置を示す画像とともに表示することができる。また、測定後には、表示装置１６は、情報処理装置１４による分析結果を、試料Ｓの測定位置を示す画像とともに表示することができる。

【0057】

［情報処理装置における画像処理］
次に、図２に示した情報処理装置１４における画像処理について説明する。

【0058】

最初に、一般的な蛍光Ｘ線分析装置の構成およびその課題について説明する。
図３は、一般的な蛍光Ｘ線分析装置の構成を概略的に示す図である。図３に示すように、一般的な蛍光Ｘ線分析装置においては、試料Ｓの測定位置を測定前または測定中に観察するために、測定室５の下部に撮像部２０が設置されている。すなわち、撮像部２０は、試料Ｓの表面ＳＡに対向して配置されており、試料台２に形成された開口部４を通して試料Ｓの測定位置を撮像するように構成されている。

【0059】

測定前には、蛍光Ｘ線分析を行なうユーザは、この撮像部２０により取得された画像を表示装置１６に表示させ、この画像を見ながら試料Ｓの測定位置を調整する。また、蛍光Ｘ線の測定結果を管理する際には、測定位置の画像データを識別子として、測定結果と対応付けて保存および管理している。

【0060】

一方、近年、蛍光Ｘ線分析の高感度化の要求が高まり、それに応じて蛍光Ｘ線分析装置の測定精度の向上に対する要求が高まりつつある。そのため、蛍光Ｘ線分析装置では、Ｘ線管７および検出器８の各々を開口部４に近づけて配置することで、１次Ｘ線および２次Ｘ線の光路を短くすることが行なわれている。これによると、Ｘ線管７から試料Ｓの測定位置に到達する１次Ｘ線、および測定位置から検出器８に到達する２次Ｘ線の強度の低下を抑制することができる。

【0061】

しかしながら、Ｘ線管７および検出器８を開口部４に近づけて配置すると、試料台２を撮像部２０側から見た平面視において、開口部４の一部分がＸ線管７および検出器８と重なり合う場合がある。このような場合には、撮像部２０は試料Ｓの測定位置を撮像することが妨げられるため、試料Ｓの測定位置を観察できないことが懸念される。

【0062】

また、図３に示す装置構成では、撮像部２０によって試料Ｓの測定位置の画像を取得することができても、測定位置の画像からは試料Ｓの全体像を把握することができない。そのため、試料Ｓによっては、測定結果と対応付けて保存されている画像データを参照しても、試料Ｓのどの部分を測定したのかを容易に特定できないことが懸念される。

【0063】

そこで、本実施の形態に係る蛍光Ｘ線分析システム１００においては、図１に示したように、撮像部２０を、試料台２を挟んでＸ線管７および検出器８と反対側に設置する構成とする。図４は、本実施の形態に係る蛍光Ｘ線分析装置１０における撮像部２０と試料Ｓとの位置関係を示す図である。図４に示すように、測定時、試料台２には、表面ＳＡが開口部４から露出するように試料Ｓが載置される。したがって、試料Ｓの裏面ＳＢが表面ＳＡよりも上側に位置している。

【0064】

撮像部２０は、試料Ｓの裏面ＳＢの上方に、裏面ＳＢと対向するように配置される。図中の領域ＲＧＮは、撮像部２０の撮像範囲を示している。撮像部２０の撮像範囲ＲＧＮには、試料Ｓの裏面ＳＢの全体とその周辺の試料台２の一部分とが含まれる。

【0065】

このように撮像部２０を試料台２を挟んでＸ線管７および検出器８と反対側に配置したことで、撮像部２０は、Ｘ線管７および検出器８に阻まれることなく、試料Ｓを撮像することができる。言い換えれば、Ｘ線管７および検出器８を、撮像部２０の配置を考慮することなく、開口部４により近づけて配置することができる。したがって、蛍光Ｘ線分析の感度を高めることができる。

【0066】

その一方で、図４によれば、撮像部２０は試料Ｓの裏面ＳＢを撮像することになり、図３のように表面ＳＡの測定位置を撮像することができない。そのため、測定前における測定位置の調整が困難となる。また、画像データを、測定結果同士を識別するための識別子として用いることができない。

【0067】

そこで、情報処理装置１４では、以下に説明するように、撮像部２０によって試料Ｓの表面ＳＡおよび裏面ＳＢの画像ならびに開口部４の画像を取得し、これらの画像データを画像処理することによって、試料Ｓの表面ＳＡにおける測定位置を示す画像をソフトウェア上で生成する。これによると、測定前において、生成された画像を基に試料Ｓの測定位置を観察できるため、測定位置を調整することができる。また、生成された画像は試料Ｓの全体像をも示すことから、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際に、試料Ｓの表面ＳＡのどの部分を測定したのかを容易に特定することが可能となる。

【0068】

図５は、情報処理装置１４における画像処理機能の構成を示すブロック図である。
図５を参照して、情報処理装置１４は、画像処理機能として、データ処理部５０と、製品画像ＤＢ（データベース）６０と、開口部情報ＤＢ６２と、試料名変換テーブル６４と、測定位置名変換テーブル６６とを有する。これらの機能構成は、図２に示す情報処理装置１４において、ＣＰＵ３０が画像処理プログラムを実行することで実現される。

【0069】

データ処理部５０は、撮像部２０から送られる画像データを画像処理する部位であり、画像取得部５２、抽出部５４、合成部５６および分類部５８を有する。

【0070】

画像取得部５２は、撮像部２０が試料Ｓの表面ＳＡおよび裏面ＳＢを撮像することで生成された画像データを取得する。以下の説明では、試料Ｓの表面ＳＡの全体画像を「表面画像」とも称し、試料Ｓの裏面ＳＢの全体画像を「裏面画像」とも称する。画像取得部５２は、また、撮像部２０が、試料Ｓが載置されていない状態の試料台２を撮像することで生成された、開口部４の画像データを取得する。

【0071】

抽出部５４は、画像取得部５２が取得した試料Ｓの表面画像に対して、公知の画像処理技術を施すことにより、表面ＳＡの輪郭を抽出する。抽出部５４は、表面画像の境界（輪郭）線上の画素の画素値を「１」とし、それ以外の画素の画素値を「０」とした２値画像（以下、輪郭画像とも称す）を生成する。

【0072】

抽出部５４は、また、画像取得部５２が取得した試料Ｓの裏面画像に対して、公知の画像処理技術を施すことにより裏面ＳＢの輪郭を抽出し、裏面ＳＢの輪郭画像を生成する。なお、公知の画像処理技術として、例えば画像データにおけるＲＧＢデータのエッジを検出してそのエッジを結んで輪郭線とする輪郭線抽出方法または、他の輪郭線抽出方法を行なうものとしてもよい。

【0073】

抽出部５４は、さらに、画像取得部５２が取得した開口部４の画像に対して、公知の画像処理技術を施すことにより開口部４の輪郭を抽出し、開口部４の輪郭画像を生成する。抽出部５４は、生成された開口部４の輪郭画像に基づいて、撮像部２０の撮像範囲ＲＧＮ（図４参照）における開口部４の位置を表す位置情報を生成する。

【0074】

なお、開口部４の位置は、後述するように、撮像部２０の撮像領域ＲＧＮを、互いに直交する第１軸（Ｘ軸）および第２軸（Ｙ軸）で規定される２次元座標平面と想定し、この２次元座標平面の座標値（単位はピクセル）により特定することができる。開口部４が円形形状である場合、開口部４の位置情報には、例えば開口部４の中心Ｐの座標値（Ｘ０，Ｙ０）と、開口部４の半径ｒとが含まれる。

【0075】

合成部５６は、複数の画像を合成して合成画像を生成する。具体的には、合成部５６は、画像取得部５２が取得した試料Ｓの表面画像と開口部４の輪郭画像とを、公知の画像処理技術を用いて合成して合成画像を生成する。この合成画像を生成するために、合成部５６は、抽出部５４で抽出された表面ＳＡ、裏面ＳＢおよび開口部４の輪郭画像ならびに開口部４の位置情報とに基づいて、表面ＳＡと開口部４との相対的な位置関係を特定する。合成部５６は、生成した合成画像の画像データを表示装置１６に送る。表示装置１６には合成画像が表示される。

【0076】

製品画像ＤＢ６０は、画像取得部５２で取得された画像データ、抽出部５４で生成された輪郭画像の画像データ、および合成部５６で生成された合成画像の画像データを格納する。

【0077】

分類部５８は、製品画像ＤＢ６０に格納される画像データを、試料名ごとに分類する。分類部５８は、また、試料名ごとに分類された画像データについて、その試料における測定位置名ごとに分類する。これらの分類は、情報処理装置１４のＨＤＤ３８に予め格納されている試料名変換テーブル６４および測定位置名変換テーブル６６を参照して行なわれる。

【0078】

試料名変換テーブル６４は、製品画像を試料名に変換するためのテーブルである。図６に、試料名変換テーブル６４の構成例を示す。図６の例では、試料名変換テーブル６４において、製品画像と試料名とが一対一で対応付けられている。製品画像Ａ１，Ａ２，Ａ３・・・はそれぞれ、撮像部２０で撮像された試料Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３・・・の表面画像である。分類部５８は、試料名変換テーブル６４から、画像データが示す表面画像と一致する製品画像を選択し、その選択した製品画像の試料名を画像データに付与する。

【0079】

測定位置名変換テーブル６６は、測定位置を測定位置名に変換するためのテーブルである。図７に、測定位置名変換テーブル６６の構成例を示す。図７の例では、測定位置名変換テーブル６６は、試料ごとに、測定位置と測定位置名とが一対一で対応付けられている。具体的には、試料Ｓ１には合計６個の測定位置が設定されている。各測定位置は、試料Ｓ１の表面ＳＡ上に予め設定された基準点Ｑ０を原点としてＸ軸およびＹ軸で規定される２次元座標平面で表される。この６個の設定位置には、測定位置名Ｂ１～Ｂ６がそれぞれ対応付けられている。なお、画像データに付与される測定位置名は番号または記号であってもよく、「先端部」や「中央部」などの名称であってもよい。

【0080】

図５に戻って、製品画像ＤＢ６０には、分類部５８で分類された画像データが格納される。製品画像ＤＢ６０は、試料ごとに設定された複数のフォルダを有している。各フォルダには、例えば、対応する試料の表面画像、裏面画像、表面の輪郭画像、裏面の輪郭画像、合成画像などの複数の画像データが格納される。図８に、製品画像ＤＢ６０の構成例を示す。図８の例では、試料ごとに、撮像部２０で撮像された表面画像および裏面画像、ならびに、抽出部５４で生成された表面および裏面の輪郭画像が格納されている。

【0081】

開口部情報ＤＢ６２には、抽出部５４で生成された開口部４の位置情報（例えば開口部４の中心の座標値（Ｘ０，Ｙ０）および開口部４の半径ｒ）が格納される。

【0082】

次に、図９および図１０を参照しながら、図５に示したデータ処理部５０における画像処理の手順について説明する。本実施の形態に係る画像処理は以下に示す（１）～（６）の処理から構成される。

【0083】

（１）開口部４の位置認識（Ｓ０１，Ｓ０２，Ｓ２０および図１２）
最初に、ステップＳ２０では、試料室１を、試料台２に試料Ｓが載置されていない状態とする。この状態で、ステップＳ０１にて、撮像部２０により開口部４を撮像する。データ処理部５０は、撮像部２０から開口部４の画像データを取得する。開口部４の全体画像は「第１の画像」に対応する。

【0084】

データ処理部５０は、次にステップＳ０２により、開口部４の画像データに対して、公知の画像処理技術を施すことにより開口部４の輪郭を抽出し、開口部４の輪郭画像を生成する。データ処理部５０は、この開口部４の輪郭画像に基づいて、撮像部２０の撮像範囲ＲＧＮにおける開口部４の位置情報を生成する。

【0085】

図１２に、開口部４の全体画像の一例を示す。図１２では、撮像部２０の矩形状の撮像領域ＲＧＮは、その一隅（図１２の例では左下隅）を原点としてＸ軸およびＹ軸で規定される２次元座標平面で表されている。データ処理部５０は、開口部４の輪郭画像に基づいて、２次元座標平面上での開口部４の中心Ｐの座標値（Ｘ０，Ｙ０）および半径ｒを算出する。算出された開口部４の位置情報は、開口部情報ＤＢ６２に格納される。

【0086】

（２）試料Ｓの表面ＳＡの輪郭抽出（Ｓ０３，Ｓ０４，Ｓ２１および図１３）
次に、ステップＳ２１にて、試料台２に試料Ｓが載置される。ステップＳ２１では、裏面ＳＢが開口部４から露出するように試料Ｓが載置される。よって、試料Ｓの表面ＳＡが撮像部２０と対向することになる。この状態で、ステップＳ０３により、撮像部２０により試料Ｓの表面ＳＡを撮像する。データ処理部５０は、撮像部２０から試料Ｓの表面画像の画像データを取得する。表面ＳＡの全体画像は「第２の画像」に対応する。

【0087】

データ処理部５０は、ステップＳ０４により、表面画像の画像データに対して公知の画像処理技術を施すことにより試料Ｓの表面ＳＡの輪郭を抽出し、表面ＳＡの輪郭画像を生成する。図１３（Ａ）に表面画像の一例を示し、図１３（Ｂ）に当該画像から生成された、表面ＳＡの輪郭画像を示す。図１３（Ｂ）において、表面ＳＡの輪郭画像は破線で示されている。

【0088】

（３）試料Ｓの裏面ＳＢの輪郭抽出（Ｓ０５，Ｓ０６，Ｓ２２および図１４）
次に、ステップＳ２２では、試料台２に載置された試料Ｓが反転されて、表面ＳＡが開口部４から露出するように試料Ｓが載置される。よって、裏面ＳＢが撮像部２０と対向することになる。この状態で、ステップＳ０５にて、撮像部２０により試料Ｓの裏面ＳＢを撮像する。データ処理部５０は、撮像部２０から試料Ｓの裏面画像の画像データを取得する。裏面ＳＢの全体画像は「第３の画像」に対応する。

【0089】

データ処理部５０は、ステップＳ０６により、裏面画像の画像データに対して公知の画像処理技術を施すことにより、試料Ｓの裏面ＳＢの輪郭を抽出し、裏面ＳＢの輪郭画像を生成する。図１４（Ａ）に裏面画像の一例を示し、図１４（Ｂ）に当該画像から生成された、裏面ＳＢの輪郭画像を示す。図１４（Ｂ）において、裏面ＳＢの輪郭画像は破線で示されている。

【0090】

データ処理部５０は、ステップＳ０７により、試料Ｓの表面画像、表面ＳＡの輪郭画像、試料Ｓの裏面画像、および裏面ＳＢの輪郭画像の画像データを、試料Ｓの試料名を付与した状態で製品画像ＤＢ６０（図８参照）に格納する。なお、図９に示す画像処理は、試料Ｓの測定前に行ない、得られた画像データを製品画像ＤＢ６０に保存しておくことで、測定ごとに行なうことが不要となる。

【0091】

ここで、図１３（Ｂ）と図１４（Ｂ）とを比較すると、表面ＳＡの輪郭画像と裏面ＳＢの輪郭画像とは対称性を有している。したがって、表面ＳＡの輪郭線上の任意の点に対して、この点に対向する裏面ＳＢの輪郭線上の１点を特定することができる。例えば図１３（Ｂ）には、表面ＳＡの輪郭線上の５つの頂点Ｑ０～Ｑ４が示されている。図１４（Ｂ）には、上記５つの頂点Ｑ０～Ｑ４に対応して、裏面ＳＢの輪郭線上に５つの頂点Ｑ０～Ｑ４が示されている。

【0092】

これによると、表面ＳＡの輪郭線で囲まれた領域内の任意の点、すなわち、表面ＳＡ上に存在する任意の点を、頂点Ｑ０～Ｑ４との位置関係で特定することで、この位置関係を用いて、当該任意の点に対向して裏面ＳＢ上に存在する点を特定することができる。

【0093】

本実施の形態では、データ処理部５０は、この技術を利用して、表面ＳＡの測定位置が開口部４から露出するように試料Ｓが載置された状態（図４参照）において撮像部２０で取得される裏面画像と、開口部４との位置関係から、試料Ｓの表面ＳＡにおける開口部４の位置を特定する。そして、データ処理部５０は、この特定した開口部４の位置が示された表面画像（すなわち、合成画像）をソフトウェア上で生成する。

【0094】

（４）測定位置の調整（Ｓ０７，Ｓ０８，Ｓ２３および図１３、図１４）
図１０を参照して、試料Ｓを測定するときには、最初にステップＳ２３により、試料Ｓの裏面ＳＢを撮像部２０に対向させた状態で、試料Ｓが試料台２上に載置される。この状態で、撮像部２０により試料Ｓの裏面ＳＢを撮像する。データ処理部５０は、ステップＳ１１により、撮像部２０から試料Ｓの裏面画像の画像データを取得する。

【0095】

次に、データ処理部５０は、ステップＳ１２により、製品画像ＤＢ６０（図８参照）にアクセスして、ステップＳ１１で取得した裏面画像と一致する裏面画像を検索する。ステップＳ１２では、取得した裏面画像が、製品画像ＤＢ６０に保存されている裏面画像に対して傾いていたとしても、裏面画像を回転させる処理を施すことで、一致する裏面画像を検索することができる。そして、製品画像ＤＢ６０を参照することにより、検索した裏面画像に対応する表面画像を特定することができる。

【0096】

次に、ステップＳ２４にて、試料Ｓの裏面ＳＢを撮像部２０に対向させた状態で、試料Ｓを試料台２上でスライドさせることにより、試料Ｓの測定位置を調整する。

【0097】

データ処理部５０は、ステップＳ１３により、撮像部２０から試料Ｓの裏面画像の画像データを取得すると、ステップＳ１４に進み、上記のステップＳ０２，Ｓ０４，Ｓ０６でそれぞれ生成した開口部４の位置情報、ならびに表面ＳＡおよび裏面ＳＢの輪郭画像に基づいて、試料Ｓの表面画像と開口部４の輪郭画像とを合成した合成画像を生成する。

【0098】

図１１は、図１０のステップＳ１４の処理を説明するためのフローチャートである。図１１を参照して、データ処理部５０は、最初にステップＳ１４１により、撮像部２０から取得した裏面画像の画像データに対して公知の画像処理技術を施して試料Ｓの裏面ＳＢの輪郭を抽出し、裏面ＳＢの輪郭画像を生成する。図１５（Ａ）に裏面画像の一例を示し、図１５（Ｂ）に当該画像データから生成された、裏面ＳＢの輪郭画像を示す。図１５（Ｂ）において、裏面ＳＢの輪郭画像は破線で示されている。

【0099】

次に、データ処理部５０は、ステップＳ１４２により、撮像部２０の撮像領域ＲＧＮにおける裏面ＳＢの輪郭画像に、開口部４の輪郭画像を重ね合わせることにより、裏面ＳＢにおける開口部４の位置を特定する。ステップＳ１５２では、データ処理部５０は、撮像領域ＲＧＮを表す２次元座標平面上での裏面ＳＢの輪郭線上の５つの頂点Ｑ０～Ｑ４の座標値を算出する。データ処理部５０は、この算出した頂点Ｑ０～Ｑ４の座標値と、開口部４の中心Ｐの座標値（Ｘ０，Ｙ０）との位置関係を特定する。

【0100】

次に、データ処理部５０は、ステップＳ１４３に進み、試料Ｓの表面ＳＡにおける開口部４の位置を特定する。ステップＳ１４３では、データ処理部５０は、ステップＳ１４２で特定された裏面ＳＢと開口部４との位置関係、および表面ＳＡの輪郭画像と裏面ＳＢの輪郭画像との対称性とに基づいて、表面ＳＡにおける開口部４の位置を特定する。

【0101】

図１５（Ｃ）に、試料Ｓの表面ＳＡの輪郭画像および開口部４の輪郭画像を示す。図１５（Ｃ）において、表面ＳＡおよび開口部４の輪郭画像は破線で示されている。図１５（Ｃ）に示される表面ＳＡの輪郭線上の頂点Ｑ０～Ｑ４は、図１５（Ｂ）における裏面ＳＢの輪郭線上の頂点Ｑ０～Ｑ４にそれぞれ対応している。ステップＳ１４２で特定された頂点Ｑ０～Ｑ４と開口部４の中心Ｐとの位置関係から、表面ＳＡ上に存在する開口部４の中心Ｐを特定することができる。

【0102】

続いて、データ処理部５０は、ステップＳ１４４に進み、ステップＳ１４３で特定された表面ＳＡおよび開口部４の位置関係に基づいて、ステップＳ０３で取得した表面画像と、ステップＳ０２で生成した開口部４の輪郭画像とを合成することにより、合成画像を生成する。図１６に、試料Ｓの表面画像と開口部４の輪郭画像との合成画像を示す。図１６の合成画像は表示装置１６に表示される。

【0103】

これによると、ユーザは、表示装置１６に表示された合成画像を参照することにより、試料Ｓの表面ＳＡのどの部分が開口部４から露出しているのか、すなわち、表面ＳＡのどの部分が測定位置であるのかを確認することができる。したがって、ユーザは、合成画像を参照しながら試料台２上で試料Ｓをスライドさせることで、表面ＳＡにおける所望の測定位置が開口部４から露出するように調整することが可能となる。

【0104】

（５）測定中の合成画像の表示（Ｓ１５および図１６、図１７）
次に、試料Ｓの蛍光Ｘ線分光測定が開始されると（ステップＳ１５のＹＥＳ判定時）、データ処理部５０は、ステップＳ１６により、ステップＳ１４で生成した、試料Ｓの表面画像と開口部４の輪郭画像との合成画像（図１６参照）を表示装置１６に表示する。

【0105】

図１７に、測定中の表示装置１６の表示例を示す。図１７の例では、表示装置１６の表示画面には、図１６で示した合成画像と並べて、試料Ｓを識別するための識別情報（試料名および測定位置名など）および、蛍光Ｘ線分光測定の測定結果が表示されている。この測定結果には、例えば検出器８により検出される２次Ｘ線のスペクトル、および情報処理装置１４による分析結果などを含めることができる。図１７の例では、分析結果として、分析対象の元素毎の定量値、３σ（σは標準偏差）および判定結果が示されている。判定結果は、例えば、分析対象の元素の定量値が第１の管理基準値を超えている場合に「ＮＧ」とされ、定量値が第１の管理基準値より低い第２の管理基準値未満である場合に「ＯＫ」とされる。また、定量値が第２の管理基準値以上かつ第１の管理基準値以下である場合、判定結果は「グレーゾーン」とされる。

【0106】

（６）測定結果および合成画像の保存
次に、データ処理部５０は、ステップＳ１７により、試料Ｓの表面画像と開口部４の輪郭画像との合成画像の画像データに対して試料名を付与する。具体的には、データ処理部５０は、試料名変換テーブル６４（図６参照）から、画像データが示す表面画像と一致する製品画像を選択し、その選択した製品画像の試料名を画像データに付与する。

【0107】

データ処理部５０は、続いてステップＳ１８により、合成画像の画像データに対して測定位置名を付与する。具体的には、データ処理部５０は、測定位置名変換テーブル６６（図７参照）から、画像データが示す測定位置と一致する測定位置を選択し、その選択した測定位置の測定位置名を画像データに付与する。

【0108】

次に、データ処理部５０は、試料名および測定位置名が付された合成画像の画像データを製品画像ＤＢ６０（図８参照）に保存する。データ処理部５０は、さらに、蛍光Ｘ線分析の測定結果と画像データとをひとまとめにしたデータをＨＤＤ３８に格納することができる。これによると、ユーザは、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際に、合成画像を参照することで試料Ｓの表面ＳＡのどの部分を測定したのかを容易に特定することが可能となる。

【0109】

以上説明したように、本発明の実施の形態に従う蛍光Ｘ線分析システムによれば、撮像部２０を試料台２を挟んでＸ線管７および検出器８と反対側に配置したことで、Ｘ線管７および検出器８を、撮像部２０の配置を考慮することなく、試料台２の開口部４により近づけて配置することができる。したがって、蛍光Ｘ線分析の感度を高めることができる。

【0110】

本発明の実施の形態に従う蛍光Ｘ線分析システムではさらに、撮像部２０によって試料Ｓの表面ＳＡおよび裏面ＳＢの画像ならびに開口部４の画像を取得し、これらの画像データを画像処理することによって、試料Ｓの表面ＳＡにおける測定位置を示す画像をソフトウェア上で生成することにより、測定前において、生成された画像を基に試料Ｓの測定位置を観察できるため、測定位置を調整することができる。また、生成された画像は試料Ｓの全体像をも示すことから、蛍光Ｘ線分析の測定結果を管理する際に、試料Ｓの表面ＳＡのどの部分を測定したのかを容易に特定することが可能となる。

【0111】

［変更例］
なお、上述した実施の形態で説明した画像処理は、輪郭がＸ軸およびＹ軸の少なくとも１方向において非対称である試料について適用することができるが、Ｘ軸およびＹ軸の２方向において対称である試料（例えば、矩形状や円形状の試料）については適用が困難となる。以下では、上述した実施の形態の変更例として、Ｘ軸およびＹ軸の２方向において対称である試料にも適用することができる画像処理について説明する。

【0112】

本変更例に係る画像処理は、以下の（１）～（６）の処理から構成される。
（１）開口部４の位置認識
（２）試料Ｓの表面ＳＡの特徴部分の抽出
（３）試料Ｓの裏面ＳＢの特徴部分の抽出
（４）測定位置の調整
（５）測定中の合成画像の表示
（６）測定結果および合成画像の保存
上記（１）～（６）の処理のうち（１），（５），（６）は上述した実施の形態に係る画像処理と同じであるため、説明は繰返さない。図１８から図２０を用いて、（２），（３），（４）の処理について説明する。

【0113】

（２）試料Ｓの表面ＳＡの特徴部分の抽出（図１８）
図１８を参照して、裏面ＳＢが開口部４から露出するように試料Ｓが試料台２に載置される。この状態で、撮像部２０により試料Ｓの表面ＳＡを撮像する。図１８（Ａ）に表面画像の一例を示す。データ処理部５０は、撮像部２０から試料Ｓの表面画像のデータを取得する。表面ＳＡの全体画像は「第２の画像」に対応する。

【0114】

データ処理部５０は、表面画像の画像データに対して公知の画像処理技術を施すことにより試料Ｓの表面ＳＡの特徴部分を抽出し、表面ＳＡの特徴画像を生成する。図１８（Ｂ）に表面ＳＡの特徴画像を示す。図１８の例では、表面画像にＨｏｕｇｈ（ハフ）変換を施すことにより、表面画像の中から直線（以下、特徴線とも称する）ＬＡを抽出する。表面ＳＡの特徴画像の画像データは、試料Ｓの試料名が付された状態で製品画像ＤＢ（図８参照）に格納される。

【0115】

（３）試料Ｓの裏面ＳＢの特徴部分の抽出（図１９）
図１９を参照して、表面ＳＡが開口部４から露出するように試料Ｓが試料台２に載置される。この状態で、撮像部２０により試料Ｓの裏面ＳＢを撮像する。図１９（Ａ）に裏面画像の一例を示す。データ処理部５０は、撮像部２０から試料Ｓの裏面画像のデータを取得する。裏面ＳＢの全体画像は「第３の画像」に対応する。

【0116】

データ処理部５０は、裏面画像の画像データに対して公知の画像処理技術を施すことにより試料Ｓの裏面ＳＢの特徴部分を抽出し、裏面ＳＢの特徴画像を生成する。図１９（Ｂ）に裏面ＳＢの特徴画像を示す。図１９の例では、裏面画像にＨｏｕｇｈ変換を施すことにより、裏面画像の中から直線（特徴線）ＬＢを抽出する。裏面ＳＢの特徴画像の画像データは、試料Ｓの試料名が付された状態で製品画像ＤＢ（図８参照）に格納される。

【0117】

本変更例では、表面ＳＡの特徴線ＬＡ上の任意の点に対して、この点に対向する裏面ＳＢの特徴線ＬＢ上の１点を特定することができる。これによると、表面ＳＡ上に存在する任意の点を、特徴線ＬＡとの位置関係で特定することで、この位置関係を用いて、当該任意の点に対向して裏面ＳＢ上に存在する点を特定することができる。

【0118】

（４）測定位置の調整（図２０，図２１）
試料Ｓを測定するときには、最初に、裏面ＳＢを撮像部２０に対向させた状態で、試料Ｓが試料台２上に載置される。この状態で、撮像部２０により試料Ｓの裏面ＳＢを撮像する。データ処理部５０は、撮像部２０から試料Ｓの裏面画像の画像データを取得すると、製品画像ＤＢ６０（図８参照）にアクセスして、取得した裏面画像と一致する裏面画像を検索する。取得した裏面画像が、製品画像ＤＢ６０に保存されている裏面画像に対して傾いていたとしても、裏面画像を回転させる処理を施すことで、一致する裏面画像を検索することができる。そして、製品画像ＤＢ６０を参照することにより、検索した裏面画像に対応する表面画像を特定することができる。

【0119】

次に、試料Ｓの裏面ＳＢを撮像部２０に対向させた状態で、試料Ｓを試料台２上でスライドさせることにより、試料Ｓの測定位置を調整する。具体的には、データ処理部５０は、撮像部２０から試料Ｓの裏面画像の画像データを取得する。裏面ＳＢの全体画像は「第４の画像」に対応する。データ処理部５０は、取得した画像データに公知の画像処理技術を施して試料Ｓの裏面ＳＢの特徴線ＬＢを抽出し、裏面ＳＢの特徴画像を生成する。図２０（Ｂ）に、図２０（Ａ）の裏面画像から生成された裏面ＳＢの特徴画像を示す。

【0120】

データ処理部５０は、撮像部２０の撮像領域ＲＧＮにおける裏面ＳＢの特徴画像に、開口部４の輪郭画像を重ね合わせることにより、裏面ＳＢにおける開口部４の位置を特定する。データ処理部５０は、撮像領域ＲＧＮを表す２次元座標平面上での裏面ＳＢの特徴線ＬＢの座標値を算出する。データ処理部５０は、この算出した特徴線ＬＢの座標値と、開口部４の中心Ｐの座標値（Ｘ０，Ｙ０）との位置関係を特定する。

【0121】

次に、データ処理部５０は、試料Ｓの表面ＳＡにおける開口部４の位置を特定する。データ処理部５０は、特定された裏面ＳＢと開口部４との位置関係、および表面ＳＡの特徴線ＬＡと裏面ＳＢの特徴線ＬＢとの対称性とに基づいて、表面ＳＡにおける開口部４の位置を特定する。

【0122】

図２０（Ｃ）に、試料Ｓの表面ＳＡの特徴画像および開口部４の輪郭画像を示す。図１５（Ｃ）において、開口部４の輪郭画像は破線で示されている。図２０（Ｂ）で特定された特徴線ＬＢと開口部４の中心Ｐとの位置関係から、表面ＳＡ上に存在する開口部４の中心Ｐを特定することができる。

【0123】

続いて、データ処理部５０は、特定された表面ＳＡおよび開口部４の位置関係に基づいて、表面画像と開口部４の輪郭画像とを合成することにより、合成画像を生成する。図２１に、試料Ｓの表面画像と開口部４の輪郭画像との合成画像を示す。図２１の合成画像は表示装置１６に表示される。

【0124】

本変更例においても、ユーザは、表示装置１６に表示された合成画像を参照することにより、試料Ｓの表面ＳＡのどの部分が開口部４から露出しているのか、すなわち、表面ＳＡのどの部分が測定位置であるのかを確認することができる。したがって、ユーザは、合成画像を参照しながら試料台２上で試料Ｓをスライドさせることで、表面ＳＡにおける所望の測定位置が開口部４から露出するように調整することが可能となる。

【0125】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0126】

１ 試料室、２ 試料台、３ 筐体、４ 開口部、５ 測定室、６ 壁面、７ Ｘ線管、８ 検出器、９ シャッター、１０ 蛍光Ｘ線分析装置、１１ １次Ｘ線フィルタ、１２ 駆動機構、１３ コリメータ、１４ 情報処理装置、１６ 表示装置、２０ 撮像部、３０ ＣＰＵ、３２ ＲＯＭ、３４ ＲＡＭ、３６ Ｉ／Ｏインターフェイス、３８ ＨＤＤ、４０ 通信インターフェイス、４２ 入力部、５０ データ処理部、５２ 画像取得部、５４ 抽出部、５６ 合成部、５８ 分類部、６０ 製品画像ＤＢ、６２ 開口部情報ＤＢ、６４ 試料名変換テーブル、６６ 測定位置名変換テーブル、１００ 蛍光Ｘ線分析システム、Ｓ 試料、ＳＡ 表面、ＳＢ 裏面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】