特許 7165416 Ｘ線分析装置、Ｘ線分析方法、及びＸ線分析プログラム

(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】2022-10-26

(45)【発行日】2022-11-04

(54)【発明の名称】Ｘ線分析装置、Ｘ線分析方法、及びＸ線分析プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/2055 20180101AFI20221027BHJP

【ＦＩ】

G01N23/2055 320

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020004172

(22)【出願日】2020-01-15

(65)【公開番号】P2021110691

(43)【公開日】2021-08-02

【審査請求日】2022-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000250339

【氏名又は名称】株式会社リガク

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 明登

(72)【発明者】

【氏名】姫田 章宏

【審査官】横尾 雅一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－１４５９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－０８４０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７０８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２５０９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１１９０５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第５２９９１３８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／００ － Ｇ０１Ｎ ２３／２２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分析の対象とする試料を支持する支持台と、特性Ｘ線として前記分析に用いる注目特性Ｘ線と前記分析に不要な不要特性Ｘ線とを含むＸ線を前記試料に照射するＸ線源と、前記試料からの散乱Ｘ線を検出する検出器と、前記試料に対する前記Ｘ線源の方向と前記検出器の方向とがなす角度を変化させるゴニオメータとを備え、前記ゴニオメータにより前記角度を順次変化させつつ前記検出器により前記散乱Ｘ線の強度を測定するＸ線分析装置であって、さらに、
当該測定により測定データを取得する動作と並行して、既に取得された角度範囲の当該測定データを修正し前記注目特性Ｘ線に由来する目的ピークを表示する表示用データを生成する処理を行うデータ処理部を備え、
当該データ処理部は、
散乱角に対する散乱強度の変化を表す前記測定データから回折ピークを検出するピーク検出手段と、
検出された前記回折ピークが前記目的ピークによるものであるとの仮定の下、当該目的ピークのピーク位置に基づいて前記不要特性Ｘ線に由来する不要ピークの推定ピーク位置を計算する不要ピーク推定手段と、
前記測定データから前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去して前記表示用データを生成するデータ修正手段と、
生成された前記表示用データを前記測定と並行して順次、出力する表示用データ出力手段と、
を有することを特徴とするＸ線分析装置。

【請求項2】

請求項１に記載のＸ線分析装置において、
前記不要ピーク推定手段は、前記目的ピークと前記不要ピークとの予め想定される強度比に基づいて、前記推定ピーク位置を求めた前記不要ピークについて前記測定データにおける推定ピーク強度を計算し、
前記データ修正手段は、前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを前記推定ピーク強度に応じた強度で除去すること、
を特徴とするＸ線分析装置。

【請求項3】

請求項２に記載のＸ線分析装置において、さらに、
前記支持台が支持する前記試料と前記検出器との間に配置され、前記不要特性Ｘ線の強度を選択的に減衰させるＸ線フィルタを備え、
前記不要ピーク推定手段は、前記Ｘ線フィルタの減衰率を考慮して前記推定ピーク強度を計算すること、
を特徴とするＸ線分析装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のＸ線分析装置において、
前記Ｘ線源からの前記不要特性Ｘ線には、第１の前記不要ピークを生じる第１の不要特性Ｘ線と、第２の前記不要ピークを生じる特性Ｘ線であって前記注目特性Ｘ線との波長差が前記第１の不要特性Ｘ線の当該波長差よりも小さい第２の不要特性Ｘ線とが存在し、
前記不要ピーク推定手段は、ピーク位置及びピーク強度に関する前記目的ピークと前記第２の不要ピークとの予め想定される相互関係に基づいて、前記検出された回折ピークについて仮定した前記目的ピークに前記第２の不要ピークが重畳している場合を推定し、その場合には前記相互関係を用いて、前記検出された回折ピークから前記目的ピークのピーク位置を求めて前記第１の不要ピークの前記推定ピーク位置を計算すること、
を特徴とするＸ線分析装置。

【請求項5】

請求項４に記載のＸ線分析装置において、
前記不要ピーク推定手段は、さらに、前記第２の不要ピークの推定ピーク位置を計算し、
前記データ修正手段は、前記測定データから前記第１及び第２の不要ピークそれぞれの前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去すること、
を特徴とするＸ線分析装置。

【請求項6】

分析の対象とする試料を支持する支持台と、特性Ｘ線として前記分析に用いる注目特性Ｘ線と前記分析に不要な不要特性Ｘ線とを含むＸ線を前記試料に照射するＸ線源と、前記試料からの散乱Ｘ線を検出する検出器と、前記試料に対する前記Ｘ線源の方向と前記検出器の方向とがなす角度を変化させるゴニオメータとを備えたＸ線分析装置を用い、前記ゴニオメータにより前記角度を順次変化させつつ前記検出器により前記散乱Ｘ線の強度を測定するＸ線分析方法であって、
当該測定により測定データを取得する動作と並行して、既に取得された角度範囲の当該測定データを修正し前記注目特性Ｘ線に由来する目的ピークを表示する表示用データを生成するデータ処理を行い、
当該データ処理は、
散乱角に対する散乱強度の変化を表す前記測定データから回折ピークを検出するピーク検出ステップと、
検出された前記回折ピークが前記目的ピークによるものであるとの仮定の下、当該目的ピークのピーク位置に基づいて前記不要特性Ｘ線に由来する不要ピークの推定ピーク位置を計算する不要ピーク推定ステップと、
前記測定データから前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去して前記表示用データを生成するデータ修正ステップと、
生成された前記表示用データを前記測定と並行して順次、出力する表示用データ出力ステップと、
を有することを特徴とするＸ線分析方法。

【請求項7】

分析の対象とする試料を支持する支持台と、特性Ｘ線として前記分析に用いる注目特性Ｘ線と前記分析に不要な不要特性Ｘ線とを含むＸ線を前記試料に照射するＸ線源と、前記試料からの散乱Ｘ線を検出する検出器と、前記試料に対する前記Ｘ線源の方向と前記検出器の方向とがなす角度を変化させるゴニオメータとを備えたＸ線分析装置に用いられるコンピュータを動作させるプログラムであって、
当該コンピュータを、
前記ゴニオメータにより前記配置角度を順次変化させつつ前記検出器により前記散乱Ｘ線の強度を測定する測定動作制御手段、及び、
前記測定動作制御部により測定データを取得する動作と並行して、既に取得された角度範囲の当該測定データを修正し前記注目特性Ｘ線に由来する目的ピークを表示する表示用データを生成する処理を行うデータ処理手段、として機能させ、
当該データ処理手段は、
散乱角に対する散乱強度の変化を表す前記測定データから回折ピークを検出するピーク検出手段と、
検出された前記回折ピークが前記目的ピークによるものであるとの仮定の下、当該目的ピークのピーク位置に基づいて前記不要特性Ｘ線に由来する不要ピークの推定ピーク位置を計算する不要ピーク推定手段と、
前記測定データから前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去して前記表示用データを生成するデータ修正手段と、
生成された前記表示用データを前記測定と並行して順次、出力する表示用データ出力手段と、
を含むことを特徴とするＸ線分析プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線分析装置、Ｘ線分析方法、及びＸ線分析プログラムに関し、特に、測定途中にユーザへ有益な情報を提供する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線源が出射するＸ線には、複数の特性Ｘ線が含まれるのが一般的である。例えば、かかるＸ線源を備えるＸ線回折装置を用いて、試料にＸ線を照射すると、試料からの散乱Ｘ線は、かかる複数の特性Ｘ線由来の回折Ｘ線を含むこととなる。検出器がかかる散乱Ｘ線を検出するとき、測定されるＸ線回折パターンは複数の特性Ｘ線由来の回折ピークを含むこととなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６３－２５５２１号公報

【文献】特開平１０－３３９７０７号公報

【文献】特開平１１－８４０１５号公報

【文献】特表２０１１－００２０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

Ｘ線源が出射するＸ線が複数の特性Ｘ線を含む場合であっても、各特性Ｘ線の波長や強度は既知であり、Ｘ線回折パターンにて観測される回折ピークがどの特性Ｘ線に由来するものなのかはある程度判定することができる。それゆえ、Ｘ線分析装置が備えるデータ処理部は、取得されるＸ線回折パターンのうち、特定の特性Ｘ線に由来するピークをバックグランドや他の特性Ｘ線に由来するピークと分離してＸ線解析を実行することができる（特許文献１、特許文献２参照）。

【0005】

しかしながら、Ｘ線回折装置を用いて測定を行うユーザにとって、測定の途中で測定されるＸ線回折パターンがどのようなものか理解できることは有用である（特許文献３参照）。特に、測定の途中において、Ｘ線解析の対象となる特定の特性Ｘ線に由来するＸ線回折パターンがユーザに表示されることが望ましい。

【0006】

特定の特性Ｘ線に由来するＸ線回折パターンを生成する方法がいくつか考えられる。第１の方法は、入射モノクロメータなどを用いることにより、試料に照射するＸ線を特定の特性Ｘ線を含む狭いエネルギー幅（波長幅）に限定することである（特許文献４参照）。この方法では、入射するＸ線を狭いエネルギー幅に限定することにより、試料に照射するＸ線の強度が低減することとなり、測定されるＸ線回折パターンの強度も低減してしまう問題が発生する。

【0007】

第２の方法は、散乱Ｘ線を検出する検出器に高いエネルギー分解能を有するものを用いることである。しかしながら、かかる検出器を用いて散乱Ｘ線を検出する場合、測定されるＸ線回折パターンの強度が低減するという問題が発生する。

【0008】

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成のＸ線分析装置において、測定中にユーザに特定の特性Ｘ線に由来する有用な情報を表示することができるＸ線分析装置、Ｘ線分析方法、及びＸ線分析プログラムの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本発明に係るＸ線分析装置は、分析の対象とする試料を支持する支持台と、特性Ｘ線として前記分析に用いる注目特性Ｘ線と前記分析に不要な不要特性Ｘ線とを含むＸ線を前記試料に照射するＸ線源と、前記試料からの散乱Ｘ線を検出する検出器と、前記試料に対する前記Ｘ線源の方向と前記検出器の方向とがなす角度を変化させるゴニオメータとを備え、前記ゴニオメータにより前記角度を順次変化させつつ前記検出器により前記散乱Ｘ線の強度を測定するＸ線分析装置であって、さらに、当該測定により測定データを取得する動作と並行して、既に取得された角度範囲の当該測定データを修正し前記注目特性Ｘ線に由来する目的ピークを表示する表示用データを生成する処理を行うデータ処理部を備え、当該データ処理部は、散乱角に対する散乱強度の変化を表す前記測定データから回折ピークを検出するピーク検出手段と、検出された前記回折ピークが前記目的ピークによるものであるとの仮定の下、当該目的ピークのピーク位置に基づいて前記不要特性Ｘ線に由来する不要ピークの推定ピーク位置を計算する不要ピーク推定手段と、前記測定データから前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去して前記表示用データを生成するデータ修正手段と、生成された前記表示用データを前記測定と並行して順次、出力する表示用データ出力手段と、を有する。

【0010】

（２）上記（１）に記載のＸ線分析装置において、前記不要ピーク推定手段は、前記目的ピークと前記不要ピークとの予め想定される強度比に基づいて、前記推定ピーク位置を求めた前記不要ピークについて前記測定データにおける推定ピーク強度を計算し、前記データ修正手段は、前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを前記推定ピーク強度に応じた強度で除去する構成とすることができる。

【0011】

（３）上記（２）に記載のＸ線分析装置において、さらに、前記支持台が支持する前記試料と前記検出器との間に配置され、前記不要特性Ｘ線の強度を選択的に減衰させるＸ線フィルタを備え、前記不要ピーク推定手段は、前記Ｘ線フィルタの減衰率を考慮して前記推定ピーク強度を計算する構成とすることができる。

【0012】

（４）上記（１）～（３）に記載のＸ線分析装置において、前記Ｘ線源からの前記不要特性Ｘ線には、第１の前記不要ピークを生じる第１の不要特性Ｘ線と、第２の前記不要ピークを生じる特性Ｘ線であって前記注目特性Ｘ線との波長差が前記第１の不要特性Ｘ線の当該波長差よりも小さい第２の不要特性Ｘ線とが存在し、前記不要ピーク推定手段は、ピーク位置及びピーク強度に関する前記目的ピークと前記第２の不要ピークとの予め想定される相互関係に基づいて、前記検出された回折ピークについて仮定した前記目的ピークに前記第２の不要ピークが重畳している場合を推定し、その場合には前記相互関係を用いて、前記検出された回折ピークから前記目的ピークのピーク位置を求めて前記第１の不要ピークの前記推定ピーク位置を計算する構成とすることができる。

【0013】

（５）上記（４）に記載のＸ線分析装置において、前記不要ピーク推定手段は、さらに、前記第２の不要ピークの推定ピーク位置を計算し、前記データ修正手段は、前記測定データから前記第１及び第２の不要ピークそれぞれの前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去する構成とすることができる。

【0014】

（６）本発明に係るＸ線分析方法は、分析の対象とする試料を支持する支持台と、特性Ｘ線として前記分析に用いる注目特性Ｘ線と前記分析に不要な不要特性Ｘ線とを含むＸ線を前記試料に照射するＸ線源と、前記試料からの散乱Ｘ線を検出する検出器と、前記試料に対する前記Ｘ線源の方向と前記検出器の方向とがなす角度を変化させるゴニオメータとを備えたＸ線分析装置を用い、前記ゴニオメータにより前記角度を順次変化させつつ前記検出器により前記散乱Ｘ線の強度を測定するＸ線分析方法であって、当該測定により測定データを取得する動作と並行して、既に取得された角度範囲の当該測定データを修正し前記注目特性Ｘ線に由来する目的ピークを表示する表示用データを生成するデータ処理を行い、当該データ処理は、散乱角に対する散乱強度の変化を表す前記測定データから回折ピークを検出するピーク検出ステップと、検出された前記回折ピークが前記目的ピークによるものであるとの仮定の下、当該目的ピークのピーク位置に基づいて前記不要特性Ｘ線に由来する不要ピークの推定ピーク位置を計算する不要ピーク推定ステップと、前記測定データから前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去して前記表示用データを生成するデータ修正ステップと、生成された前記表示用データを前記測定と並行して順次、出力する表示用データ出力ステップと、を有する。

【0015】

（７）本発明に係るＸ線分析プログラムは、分析の対象とする試料を支持する支持台と、特性Ｘ線として前記分析に用いる注目特性Ｘ線と前記分析に不要な不要特性Ｘ線とを含むＸ線を前記試料に照射するＸ線源と、前記試料からの散乱Ｘ線を検出する検出器と、前記試料に対する前記Ｘ線源の方向と前記検出器の方向とがなす角度を変化させるゴニオメータとを備えたＸ線分析装置に用いられるコンピュータを動作させるプログラムであって、当該コンピュータを、前記ゴニオメータにより前記配置角度を順次変化させつつ前記検出器により前記散乱Ｘ線の強度を測定する測定動作制御手段、及び、前記測定動作制御部により測定データを取得する動作と並行して、既に取得された角度範囲の当該測定データを修正し前記注目特性Ｘ線に由来する目的ピークを表示する表示用データを生成する処理を行うデータ処理手段、として機能させ、当該データ処理手段は、散乱角に対する散乱強度の変化を表す前記測定データから回折ピークを検出するピーク検出手段と、検出された前記回折ピークが前記目的ピークによるものであるとの仮定の下、当該目的ピークのピーク位置に基づいて前記不要特性Ｘ線に由来する不要ピークの推定ピーク位置を計算する不要ピーク推定手段と、前記測定データから前記推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去して前記表示用データを生成するデータ修正手段と、生成された前記表示用データを前記測定と並行して順次、出力する表示用データ出力手段と、を含む。

【発明の効果】

【0016】

本発明により、簡単な構成のＸ線分析装置において、測定中にユーザに特定の特性Ｘ線に由来する有用な情報を表示することができるＸ線分析装置、Ｘ線分析方法、及びＸ線分析プログラムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係るＸ線回折装置の構造を示す模式図である。

【図2】測定部による測定中における本発明の実施形態に係るＸ線回析装置の概略動作を説明するフロー図である。

【図3】本発明の実施形態に係るＸ線回折装置のデータ処理の概略の処理フロー図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係るＸ線回折装置によるデータ処理の処理結果の例を示す模式図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係るＸ線回折装置によるデータ処理の処理結果の例を示す模式図である。

【図6】本発明の第１の実施形態に係るＸ線回折装置によるデータ処理の処理結果の例を示す模式図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係るＸ線回折装置によるデータ処理の処理結果の例を示す模式図である。

【図8】本発明の第１の実施形態に係るＸ線回折装置によるデータ処理の処理結果の例を示す模式図である。

【図9】本発明の第３の実施形態に係るＸ線回折装置によるデータ処理の処理結果の例を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、寸法、形状等について模式的に表す場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0019】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るＸ線分析装置はＸ線回折装置１である。図１は本実施形態に係るＸ線回折装置１の構造を示す模式図である。図１に示す通り、Ｘ線回折装置１は、測定部２及びデータ処理部３を有する。

【0020】

測定部２は、支持台１１、Ｘ線管１２、スリット１３、Ｘ線フィルタ１４、検出器１５及びゴニオメータ１６を含んで構成される。

【0021】

支持台１１はＸ線分析の分析対象とする試料１００を支持する台である。なお、本実施形態では試料１００は粉末試料であるが、本発明はこれに限定されない。

【0022】

測定部２は、試料１００に入射Ｘ線を照射し、試料より発生する散乱Ｘ線を検出する。本明細書において、散乱Ｘ線は、回折現象が生じたものを特に回折Ｘ線と呼ぶ。Ｘ線回折測定においては、既知波長λの入射Ｘ線を物質に入射し、回折角度２θとそのＸ線強度を測定することによって、Ｘ線回折パターンを取得する。Ｘ線回折パターンにおいて、回折Ｘ線はピーク形状となり、回折現象を示さない散乱Ｘ線は回折Ｘ線のバックグラウンドとなる。

【0023】

Ｘ線管１２はＸ線を出射するＸ線源であり、Ｘ線管１２から出射されるＸ線がスリット１３を通過して試料１００に照射される。Ｘ線管１２から出射されるＸ線は複数の特性Ｘ線を含み、Ｘ線回折装置１はそれら複数の特性Ｘ線のうちの１つを試料の分析に用い、当該特性Ｘ線を以下、注目特性Ｘ線と称す。一方、当該複数の特性Ｘ線のうち試料の分析に用いないものを不要特性Ｘ線と呼ぶことにする。

【0024】

測定部２により得られるＸ線回折パターンには注目特性Ｘ線及び不要特性Ｘ線の両方の回折ピークが現れ、ユーザが注目特性Ｘ線により測定結果を速やかに把握する際に煩わしく不便である。ここで、基本的に、回折ピークは低角度、つまり回折角度が小さいほど強度が大きく、分析における有用性が高い一方、低角度では注目特性Ｘ線及び不要特性Ｘ線の回折ピークは、両特性Ｘ線の波長差が小さいほど、ピーク位置が近くなり上述の煩わしさが増す。そこで、後述するように、Ｘ線回折装置１は不要特性Ｘ線の回折ピークを除去した測定結果をユーザに提示する。

【0025】

注目特性Ｘ線をＸ_Ｔ、その波長をλ_Ｔとし、また、不要特性Ｘ線をＸ_Ｒ、その波長をλ_Ｒと表す。本実施形態では、注目特性Ｘ線Ｘ_ＴはＣｕ（銅）のＫα線であり、λ_Ｔは１．５４１８Åである。不要特性Ｘ線Ｘ_ＲはＣｕのＫβ線であり、波長λ_Ｒは１．３９２２Åである。

【0026】

Ｘ線フィルタ１４は支持台１１に支持される試料１００と、検出器１５との間に配置され、不要特性Ｘ線Ｘ_Ｒの強度を選択的に減衰させる。具体的には、試料１００からの回折Ｘ線がＸ線フィルタ１４を透過する際に、不要特性Ｘ線（ここでは、ＣｕのＫβ線）がＸ線フィルタ１４にて選択的に吸収され減衰される。ここで、Ｘ線フィルタ通過前のＸ線に対するＸ線フィルタ通過後のＸ線の強度比を減衰率ζと定義する。例えば、Ｘ線フィルタ１４は金属などの材料からなる箔であり、減衰率ζは当該箔の材料に応じた吸収形数と、箔の厚みとの積の指数関数に反比例する。Ｘ線フィルタ１４は適宜、減衰率が異なるものに交換することができ、また、不要である場合には取り外すことができる。本実施形態に係るＸ線フィルタ１４では、注目特性Ｘ線Ｘ_Ｔの波長λ_Ｔにおける減衰率ζと比べて、不要特性Ｘ線Ｘ_Ｒの波長λ_Ｒにおける減衰率は非常に大きい。

【0027】

検出器１５は試料１００からの回折Ｘ線を検出し、その強度を測定する。なお、本実施形態では、試料１００からの回折Ｘ線はＸ線フィルタ１４を透過した後、検出器１５の検出面に到達する。本実施形態において、検出器１５は０次元検出器であるシンチレーションカウンタであるが、これに限定されることはなく、１次元検出器であっても２次元検出器であってもよい。

【0028】

ゴニオメータ１６は試料１００に対するＸ線源の方向と検出器の方向とがなす角度を変化させる。つまり、ゴニオメータ１６は、試料１００に対して、Ｘ線管１２と検出器１５との相対的角度配置を変化させる。本実施形態のゴニオメータ１６は、それぞれ支持台１１から延びたアームであって支持台１１を中心として回転可能な入射側アームと受光側アームとを備え、入射側アームにＸ線管１２が配置され、受光側アームに検出器１５が配置される。そして、支持台１１に対して入射側アームがθ回転し、支持台１１に対しては受光側アームが反対向きにθ回転することにより、試料１００に入射するＸ線に対して回折角２θの回折Ｘ線を検出器１５が検出する。すなわち、ゴニオメータ１６はθ－θ型であるが、これに限定されることはなく、入射側アームが固定され、入射側アームに対して支持台１１がθ、同じ向きに受光アームが２θ、それぞれ回転するθ－２θ型であってもよい。

【0029】

測定部２は、測定を行う回折角をゴニオメータ１６により順次変化させつつ検出器１５により回折Ｘ線の強度を測定する。Ｘ線回折測定では通常、回折角を小さい側での計測が先に行われ、例えば、測定部２は回折角２θを次第に大きくさせながら回折Ｘ線の計測を行う。

【0030】

データ処理部３は演算装置２０と記憶装置２１とを備え、一般に用いられるコンピュータによって実現される。具体的には、演算装置２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成され、プログラムに基づいて動作し、例えば、測定部２からの測定データを処理する。記憶装置２１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク等であり、演算装置２０で用いられる各種プログラムや各種データを記憶し、演算装置２０との間でこれらの情報を入出力する。

【0031】

例えば、記憶装置２１には測定に際し事前に、注目特性Ｘ線及び不要特性Ｘ線に関する情報が保存されている。当該情報は例えば、注目特性Ｘ線に由来する回折ピークである目的ピークと不要特性Ｘ線に由来する回折ピークである不要ピークとの想定強度比や、ピーク位置及びピーク強度に関する目的ピークと不要ピークとの予め想定される相互関係、または当該強度比や当該相互関係を求めるための情報である。例えば、本実施形態では記憶装置２１は当該情報として、注目特性Ｘ線Ｘ_Ｔ、不要特性Ｘ線Ｘ_Ｒそれぞれの波長λ_Ｔ，λ_Ｒや、Ｘ線管１２のそれら特性Ｘ線の出力強度比η、及びＸ線フィルタ１４の減衰率ζを記憶している。

【0032】

また、演算装置２０は測定部２が順次、出力する測定データを入力され、それを記憶装置２１に記憶、蓄積させる。さらに、記憶装置２１は、測定部２による測定に連動して演算装置２０が生成する処理結果を記憶することができる。

【0033】

なお、データ処理部３には、入力装置４や出力装置５が接続され得る。入力装置４は、キーボード、マウスなどであり、ユーザがデータ処理部３への操作を行うために用いる。出力装置５は、ディスプレイ、プリンタなどであり、データ処理部３による処理結果を画面表示、印刷等によりユーザに示す等に用いられる。

【0034】

次に、本実施形態に係るＸ線回折装置１の動作やＸ線分析方法を説明する。図２は測定部２による測定中におけるＸ線回折装置１の概略動作を説明するフロー図である。Ｘ線回折装置１にて測定動作が開始されると（ステップＳ１）、測定部２は、ゴニオメータ１６によりＸ線管１２と検出器１５との相対的角度配置を変化させながら、すなわち、回折角２θを変化させながら、検出器１５により当該回折角２θにおける回折Ｘ線の強度を測定して、回折角に対する回折強度の変化を表す測定データを取得する。ちなみに、測定は回折角を、予め設定された走査範囲にて基本的に当該走査範囲の下限値から上限値へ向けて、連続的に、又は予め設定された角度ステップずつ増加させて行われる。

【0035】

測定部２が順次設定される回折角で取得した測定データは、データ処理部３へ順次入力される（ステップＳ２）。データ処理部３は、測定動作の進行に伴い累積的に蓄積される測定データに基づいてデータ処理を行い（ステップＳ３）、その処理結果を出力装置５に表示する（ステップＳ４）。Ｘ線回折装置１はステップＳ２～Ｓ４の処理を測定動作の間、反復する（ステップＳ５にて「ＮＯ」の場合）。そしてＸ線回折装置１は、例えば、測定部２が回折角の走査を完了し、その最後に取得された測定データに対してステップＳ２～Ｓ４の処理が完了すると（ステップＳ５にて「ＹＥＳ」の場合）、測定動作を終了するステップＳ６）。

【0036】

具体的には、ステップＳ３のデータ処理にて、データ処理部３は、測定により測定データを取得する動作と並行して、既に取得された角度範囲の測定データを修正し注目特性Ｘ線に由来する目的ピークを表示する表示用データを生成する処理を行う。図３はデータ処理Ｓ３の概略の処理フロー図であり、以下、このデータ処理についてさらに詳しく説明する。

【0037】

演算装置２０は、測定動作に連動して得られる測定データを検出器１５から随時、受け取り、記憶装置２１に蓄積、記憶させると共に（ステップＳ１０）、当該測定データを用いてピーク検出処理を行う（ステップＳ１１）。ピーク検出処理は特性Ｘ線の回折ピークの検出を目的として行われ、例えば、閾値を設定してノイズレベルを超えるピークを検出する。ちなみに、ピーク検出は周知のアルゴリズムで行うことができる。

【0038】

ここで、演算装置２０は直近のステップＳ１０にて新たに受け取った測定データだけでなく、必要に応じて、それより前に受け取った測定データを記憶装置２１から読み出してピーク検出処理Ｓ１１の対象とすることができる。つまり、ピーク検出を行う角度範囲Ｗは、直近に受け取った測定データの回折角の範囲とすることもできるし、それよりも広い範囲とすることもできる。本実施形態では、測定部２による走査済みの角度範囲全体の測定データを対象としてピーク検出処理を行う。なお、角度範囲Ｗは走査済みの角度範囲のうちの一部であってもよく、例えば、演算装置２０は、直近に測定データを得た回折角の範囲を含む一定幅の角度範囲を、測定動作の進行に連動してシフトさせて更新し、これをピーク検出処理の対象範囲として設定することができる。

【0039】

本実施形態では演算装置２０は、角度範囲Ｗの下限から上限へ向けて回折ピークを探索し、回折ピークを検出すると（ステップＳ１２にて「ＹＥＳ」の場合）、検出ピークのピーク位置である回折角２θ_Ｄを求める（ステップＳ１３）。２θ_Ｄが決定されると、演算装置２０は不要ピーク推定手段として機能し、不要ピーク推定処理を行う（ステップＳ１４）。

【0040】

不要ピーク推定処理Ｓ１４では、演算装置２０は、検出された回折ピークが注目特性Ｘ線に由来する目的ピークによるものであるとの仮定の下、当該目的ピークのピーク位置に基づいて不要特性Ｘ線に由来する不要ピークの推定ピーク位置を計算する。具体的には、検出ピークのピーク位置２θ_Ｄが目的ピークのピーク位置２θ_Ｔであると仮定して、不要ピークのピーク位置２θ_Ｒを推定する。ちなみに推定ピーク位置２θ_Ｒは、２θ_Ｄが２θ_Ｔであるとの仮定の下で、記憶装置２１に記憶されている波長λ_Ｔ，λ_Ｒ及びブラッグ条件を用いて計算することができる。なお、各特性Ｘ線には反射次数が異なる複数の回折ピークが現れうるが、本実施形態では、仮定された目的ピークの近傍に現れる不要ピークの位置を推定する。つまり、目的ピークと反射次数が同じ不要ピークについて２θ_Ｒを算出する。

【0041】

また、本実施形態では不要ピーク推定処理Ｓ１４にて、不要ピークの推定ピーク位置２θ_Ｒに加えて、目的ピークと不要ピークとの予め想定される強度比に基づき、推定ピーク位置２θ_Ｒを求めた不要ピークについて測定データにおける推定ピーク強度を計算する。目的ピークと不要ピークとの予め想定される強度比として、例えば、Ｘ線管１２での注目特性Ｘ線Ｘ_Ｔと不要特性Ｘ線Ｘ_Ｒの出力強度比ηを用いることができる。また、Ｘ線フィルタ１４を使用する場合にはその減衰率ζを考慮して不要ピークの推定ピーク強度を計算する。

【0042】

演算装置２０は、不要ピーク推定手段としてピーク位置２θ_Ｒなどの推定を行うと、次に、測定データを修正して表示用データを生成するデータ修正手段として機能する。具体的には、演算装置２０は、測定データから推定ピーク位置２θ_Ｒに存在する回折ピークを除去して表示用データを生成する。そこで、演算装置２０は基本動作としては、推定ピーク位置２θ_Ｒにてピーク検出処理を行い、推定ピーク位置２θ_Ｒに対応する位置に回折ピークが存在するかを確認し（ステップＳ１６）、回折ピークが存在する場合に（ステップＳ１７にて「ＹＥＳ」の場合）、不要ピーク除去処理を行い当該回折ピークを除去する（ステップＳ１８）。例えば、不要ピーク除去処理Ｓ１８では、推定ピーク位置２θ_Ｒに存在する回折ピークを、不要ピーク推定処理Ｓ１４で求めた推定ピーク強度に応じた強度で除去することができる。この不要ピーク除去処理Ｓ１８により測定データが修正され、その処理結果は例えば、記憶装置２１に記憶される。

【0043】

一方、推定ピーク位置２θ_Ｒに対応する位置に回折ピークの存在が確認できない場合には（ステップＳ１７にて「ＮＯ」の場合）、不要ピーク除去処理Ｓ１８は省略される。

【0044】

ここで、推定ピーク位置２θ_Ｒが低角度の場合には、対応する位置に回折ピークを検出しづらいことが起こり得る。例えば、角度範囲Ｗの下限から回折ピークの探索を開始した場合、本実施形態にて不要特性Ｘ線Ｘ_ＲとするＫβ線の波長λ_Ｒの方が注目特性Ｘ線Ｘ_ＴとするＫα線の波長λ_Ｔより短いので、Ｋα線とＫβ線の同じ反射次数の回折ピークのうちＫβ線の方がより低角度側に位置する。よって、ステップＳ１１での最初の検出ピークはＫβ線の回折ピークである可能性がある。また、同じ反射次数ではＫβ線の回折ピークの強度はＫα線の回折ピークより小さく、検出ピークがＫβ線由来である場合、そのピーク強度は絶対値として小さくなり得る。しかし、最初の検出ピークでは、Ｋα線とＫβ線とでの強度の比較を行うことができないので、当該検出ピークがＫβ線由来のため小さいのか、Ｋα線由来であるが他の要因で小さいのか判断が困難である。ここで検出ピークがＫα線由来である場合、ステップＳ１４で求めた推定ピーク位置２θ_Ｒの位置に不要ピークが存在するはずであるが、それはステップＳ１６での回折ピークの判断基準を満たさない小さなピークであり得る。特に、低反射次数、つまり低角度側ではＫα線の回折ピークとＫβ線の回折ピークとの間隔が狭くなり、例えば、Ｋβ線の回折ピークがＫα線の回折ピークの裾野部分に重畳して独立したピークとして検出しづらくなり得ることが想定される。

【0045】

そこで、２θ_Ｒがそのような低反射次数に対応した低角度ではない場合には（ステップＳ１５にて「ＮＯ」の場合）、ステップＳ１６，Ｓ１７の処理を行う上述の基本動作とする一方、２θ_Ｒが当該低角度に該当する場合には（ステップＳ１５にて「ＹＥＳ」の場合）、いわば例外動作としてステップＳ１６，Ｓ１７の処理を省略し、不要ピーク除去処理Ｓ１８を行うこととしている。なお、この例外動作での不要ピーク除去処理Ｓ１８は、２θ_Ｒに対応した不要ピークの形状を特定できるとは限らないので、例えば、２θ_Ｒとその近傍範囲とで回折強度を平滑化するといった処理とすることができる。

【0046】

演算装置２０は、ピーク検出処理Ｓ１１で見つけた回折ピークに対するステップＳ１３～Ｓ１８の処理を終えた場合、具体的には、上述の基本動作または例外動作で不要ピーク除去処理Ｓ１８を行った場合、及びステップＳ１７にて回折ピークの存在が確認できず不要ピーク除去処理Ｓ１８が省略された場合には、ステップＳ１１に戻ってピーク検出処理を再開し、角度範囲Ｗのうち未探索の部分についてピーク検出を続ける。そして、新たなピークが検出された場合には（ステップＳ１２にて「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ１３～Ｓ１８の処理を行う。

【0047】

一方、角度範囲Ｗに１つもピークを検出できない場合や再開後のピーク検出処理にてピークを検出できない場合には（ステップＳ１２にて「ＮＯ」の場合）、角度範囲Ｗの下限から上限への回折ピークの探索は当該上限に到達し、角度範囲Ｗについての測定データの修正が終了する。演算装置２０は修正された測定データに基づいて表示用データを生成する（ステップＳ１９）。

【0048】

本実施形態では、表示用データとして、横軸を回折角、縦軸を回折強度としてグラフ表示するＸ線回折パターンを生成する。ここで、演算装置２０でのピーク検出処理Ｓ１１、不要ピーク推定処理Ｓ１４及び不要ピーク除去処理Ｓ１８の処理負荷は比較的小さいので、本実施形態では処理アルゴリズムの単純化の観点から、それら処理を行う角度範囲Ｗを、測定部２による走査済みの角度範囲全体としている。一方、それら処理に比べて描画データの生成は大きな負荷となり得る。そこで、表示用データの生成負荷の軽減を図りたい場合には、ステップＳ１９では、図２の処理ループにて先行して処理された角度範囲についての表示用データを利用し、これに、その後に得られた測定データによる更新部分を追加して新たな表示用データを得る構成とすることができる。具体的には、図２の処理ループの各回にて表示用データとして生成されたＸ線回折パターンは記憶装置２１に記憶させ、次の回では、測定データが追加された角度範囲、及び追加測定データに起因して修正が及ぶ範囲のＸ線回折パターンのみを生成し、これを記憶されている前回のＸ線回折パターンに付け加える。

【0049】

表示用データの生成が完了すると、これを以て、図２のデータ処理Ｓ３が終わり、演算装置２０は図２のステップＳ４に処理を進め、生成された表示用データを表示装置等、出力装置５へ出力する。

【0050】

図４～図８はＸ線回析装置１によるデータ処理の処理結果の例を示すグラフである。各図の上段の（ａ）のグラフ及び下段の（ｂ）のグラフはいずれも横軸を回折角、縦軸を回折強度として表されたＸ線回折パターンのグラフであり、（ａ）は測定部２がＣｕのＫα，Ｋβ線を特性Ｘ線を出射するＸ線源を用いて取得した測定データであり、（ｂ）はデータ処理部３によるデータ処理で生成された表示用データを表している。なお、図４～図８の各図には回折角２θが２０°から９０°の範囲が示されている。

【0051】

測定部２は回折角２θを増加させつつ測定を行い、当該測定の進行と共に、測定データが得られた回折角の範囲、及び表示用データが生成された回折角の範囲は拡大する。図４～図８はその変化を表しており、図４から図８への順序で時系列をなす。ちなみに、各図の上段のデータと下段のデータとはＸ線回折装置１にて基本的に同時刻に得られているが、データ処理部３での測定データの入力から表示用データの生成までの処理時間分、下段には上段に対する遅延が生じている。

【0052】

Ｘ線回折装置１は、測定部２により測定動作を開始すると共に（図２のステップＳ１）、データ処理部３において図３を用いて説明したデータ処理を開始し処理結果を、例えば、図４～図８それぞれの（ｂ）に示すように順次、表示する（図２のステップＳ３，Ｓ４）。ちなみに、測定動作と並行して行われる図２のステップＳ２～Ｓ５のループ処理は、処理結果として表示される回折角の範囲が測定動作に追従して滑らかに変化するリアルタイム処理となる周期で行われており、図４は当該ループ処理をすでに多数回繰り返した後の時点を表している。

【0053】

以下、図４～図８を具体例として用いて、図２、図３に示した処理を概観する。例えば、データ処理Ｓ３において演算装置２０は，図４（ａ）の測定データの回折角２θが２０°の側からピーク検出処理Ｓ１１を開始し、ピーク３０を最初の回折ピークとして検出する。このピーク３０は実際にはＫβ線の回折ピークであり、後に検出されるより大きなピーク３１がそれと同じ反射次数のＫα線の回折ピークであるのだが、ピーク３０を検出した時点ではそれは判断できない。そこで演算装置２０はピーク３０がＫα線由来であると仮定してＫβ線由来の不要ピークの位置２θ_Ｒを推定する（図３のステップＳ１４）。ここで、実際にはＫβ線由来であるピーク３０をＫα線由来であると誤って仮定しても、Ｘ線フィルタ１４を使用するとＫα線に対するＫβ線の回折ピークの強度比ηは１よりはるかに小さく、よって、小さなピーク３０から位置２θ_ＲにＫβ由来として推定される不要ピークの強度はさらに小さなものとなるので、その除去処理の影響は小さい。なお、当該２θ_Ｒはピーク３０の位置より低角度となり、例えば、その位置２θ_Ｒでのピーク検出処理Ｓ１６を省略して不要ピーク除去処理Ｓ１８が行われる。

【0054】

演算装置２０はピーク３０の検出後、ピーク検出処理Ｓ１１を継続し、次にピーク３１を検出する。ピーク３１はＫα線の回折ピークであり、不要ピーク推定処理Ｓ１４にて、同じ反射次数であるＫβ線の回折ピークの位置が不要ピークの推定位置２θ_Ｒとして算出される。また、演算装置２０は、Ｋα線に対するＫβ線の回折ピークの強度比η及びＸ線フィルタ１４の減衰率ζを考慮して、ピーク３１の強度から不要ピークの推定強度を算出する。そして、推定位置２θ_Ｒでのピーク検出処理Ｓ１６により検出されたピークを、不要ピーク除去処理Ｓ１８にて当該推定強度に応じた強度で除去する。その結果、図４（ｂ）の表示用データでは、測定データのピーク３１に対応する位置にピーク３１ｂは現れているが、ピーク３０は除去されている。

【0055】

図５は図４から時間が経過し、測定済みの回折角の範囲が拡大した状態を示しており、また図６は図５からさらに時間が経過した状態を示している。ここまでの測定データとして図６（ａ）にはＫα線由来の回折ピークとしてピーク３１に加え、ピーク３３，３５，３６が現れ、ピーク３３，３５から推定される位置２θ_ＲにＫβ線由来の回折ピークであるピーク３２，３４が現れており、ピーク３２～３６がピーク検出処理Ｓ１１にて順に検出され、不要ピーク推定処理Ｓ１４にて推定位置２θ_Ｒが求められる。

【0056】

これらピーク３２～３６のうちピーク３２，３４については、それらのピーク位置から計算した推定位置２θ_Ｒにピーク検出処理Ｓ１６にてピークが検出されず、不要ピーク除去処理Ｓ１８は省略される。一方、ピーク３３，３５については、ピーク検出処理Ｓ１６にて推定位置２θ_Ｒにピーク３２，３４が検出され、不要ピーク除去処理Ｓ１８にて除去される。その結果、図６（ｂ）では、図４（ｂ）の表示用データに続く回折角の範囲に、ピーク３３，３５に対応する位置にピーク３３ｂ，３５ｂが現れ、一方、ピーク３２，３４が除去された表示用データが追加されている。

【0057】

図７は図６から時間が経過し測定部２が測定を終えた状態を示しており、図８は図７から時間が経過して、測定データの最後までデータ処理が行われ表示用データが生成された状態を示している。図８（ａ）の測定データにおいて、ピーク３５後のＫα線由来の回折ピークとしてピーク３６～３８がピーク検出処理Ｓ１１で順に検出され、不要ピーク推定処理Ｓ１４にて推定位置２θ_Ｒが求められる。

【0058】

これらピーク３６～３８はＫα線由来の回折ピークであるが、回折角が小さい場合より強度が低下し、それらに対応するＫβ線由来の回折ピークの強度も小さくなる。そのため、ピーク検出処理Ｓ１６にて推定位置２θ_Ｒにピークが検出されず、不要ピーク除去処理Ｓ１８は省略される。その結果、図８（ｂ）では、図６（ｂ）の表示用データに続く回折角の範囲に、ピーク３６～３８に対応する位置にピーク３６ｂ～３８ｂが現れる表示用データが追加されている。

【0059】

なお、不要ピーク除去処理Ｓ１８では、推定ピーク位置２θ_Ｒに検出されるピークの全体を単純に不要ピークとして除去することもできる。しかし、本実施形態では、不要ピークの強度を推定し、それを用いて不要ピーク除去処理Ｓ１８を行う。具体的には、位置２θ_Ｒに検出されたピークの強度のうち不要ピークに対応する成分だけを除去する構成とすることができる。例えば、Ｋβ線由来の不要ピークと反射次数が異なるＫα線由来の目的ピークとはたまたま重複する位置に現れ得るけれども、当該構成では、当該目的ピークを残し表示用データに抽出することが可能である。また、その際には、不要ピークの形についてガウス関数などを仮定し、推定強度と共に、想定したピーク形状を考慮して、不要ピークの成分除去を行うことができる。

【0060】

また、Ｘ線フィルタ１４通過後の回折ピークには、ピーク位置の一方側の裾に、Ｘ線フィルタ１４の吸収端に起因するにエッジ形状が観測される。そこで、不要ピーク除去処理Ｓ１８では、かかるエッジ形状も併せて除去してもよい。

【0061】

本実施形態に係るＸ線回折装置１は、入射側にモノクロメータを用いたり、高エネルギー分解能を有する検出器を用いたりしない簡便な構成であるにもかかわらず、測定動作中に、分析に有用な注目特性Ｘ線のピークが抽出されたＸ線回折パターンを順次更新してユーザに提供することができる。つまり、ユーザは測定中にもかかわらず、分析に際して邪魔となり得る不要ピークが除去され目的ピークが抽出されたＸ線回折パターンを確認することができ、予想されるピーク位置に目的ピークが観測されるか否かや、そのピーク強度がどの程度かなどを速やかに知ることができる。

【0062】

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態のＸ線回析装置１は、第１の実施形態において示した図１と共通の構成であり、また、図２、図３に示す処理フローも共通である。第２の実施形態と第１の実施形態とは、演算装置２０による不要ピーク推定処理Ｓ１４の内容に主な差異を有する。ここでは、第２の実施形態に関し第１の実施形態との共通点については、基本的に第１の実施形態の記載内容を援用することとして説明を省略する。以下、第２の実施形態について第１の実施形態との差異を中心に説明する。

【0063】

Ｘ線源であるＸ線管１２からの不要特性Ｘ線には、第１の不要ピークを生じる第１の不要特性Ｘ線と、第２の不要ピークを生じる特性Ｘ線であって注目特性Ｘ線との波長差が第１の不要特性Ｘ線の当該波長差よりも小さい第２の不要特性Ｘ線とが存在する。例えば、第１の実施形態のＣｕのＫα線は詳細には波長１．５４０５ÅのＫα１線と波長１．５４４３ÅのＫα２線とからなり、それらの強度比はほぼ２：１である。Ｋα１線とＫα２線とは測定条件によっては分離して見えず、それらは合わせてＫα線として扱われる。

【0064】

一方、Ｋα１線とＫα２線とを分離することができれば、より精密な分析が可能となる。第２の実施形態はそれを可能とする構成である。具体的には、Ｋα１線を注目特性Ｘ線Ｘ_Ｔとする一方、Ｋβ線に加えてＫα２線を不要特性Ｘ線とする。ここでは、Ｋβ線を第１の不要特性Ｘ線Ｘ_Ｒ１とし、Ｋα２線を第２の不要特性Ｘ線Ｘ_Ｒ２とする。Ｘ_Ｔ，Ｘ_Ｒ１，Ｘ_Ｒ２それぞれの波長をλ_Ｔ，λ_Ｒ１，λ_Ｒ２で表す。ここで、λ_Ｒ２－λ_Ｔ＜λ_Ｔ－λ_Ｒ１であり、第２の不要特性Ｘ線の注目特性Ｘ線との波長差は第１の不要特性Ｘ線の注目特性Ｘ線との波長差よりも小さいという関係が成立している。

【0065】

記憶装置２１は、注目特性Ｘ線及び不要特性Ｘ線に関する情報として、第１の実施形態における情報に加えて、第２の不要特性Ｘ線に関係する情報を測定に際して事前に保存されている。例えば、記憶装置２１は当該情報として、特性Ｘ線Ｘ_Ｔ，Ｘ_Ｒ１，Ｘ_Ｒ２それぞれの波長λ_Ｔ，λ_Ｒ１，λ_Ｒ２及び、それら特性Ｘ線のＸ線管１２での出力強度比ηやＸ線フィルタ１４での減衰率ζなどを記憶している。

【0066】

演算装置２０は、ピーク検出処理Ｓ１１で検出した回折ピークの位置２θ_Ｄを図３のステップＳ１３にて決定した後、当該位置２θ_Ｄの回折ピークが目的ピークであると仮定して不要ピーク推定処理Ｓ１４を行う。

【0067】

本実施形態ではこの不要ピーク推定処理Ｓ１４にて、位置２θ_Ｄの回折ピークについて仮定した目的ピークに第２の不要ピークが重畳しているか否か、つまり位置２θ_Ｄの回折ピークが目的ピークと第２の不要ピークとの複合ピークであるか否かを推定する。そして、重畳していると推定した場合には検出された回折ピークから目的ピークのピーク位置２θ_Ｔを計算する。つまり、検出ピークの位置２θ_Ｄをそのまま目的ピークの位置２θ_Ｔと仮定するのではなく、検出ピークから第２の不要ピークの影響を除去し、ピーク位置を修正して２θ_Ｔを定める。

【0068】

演算装置２０は、目的ピークと第２の不要ピークとの重畳を、ピーク位置及びピーク強度に関する目的ピークと第２の不要ピークとの予め想定される相互関係に基づいて推定することができる。さらに、重畳している場合には当該相互関係を用いて、検出ピークから目的ピークのピーク位置２θ_Ｔを求めることができる。例えば、波長λ_Ｔ，λ_Ｒ２の差から目的ピークと第２の不要ピークとの位置の差は推定でき、また、Ｘ線管１２での出力強度比ηやＸ線フィルタ１４での減衰率ζから目的ピークと第２の不要ピークとの相対強度が推定でき、このような情報と、位置２θ_Ｄの検出ピークの強度、幅、形状などの情報とから、重畳の推定や２θ_Ｔの算出を行うことができる。

【0069】

第１の実施形態では、不要ピーク推定処理Ｓ１４にて、検出ピークの位置２θ_ＤをＫα線由来である目的ピークの位置と仮定し、その位置に基づいて、Ｋβ線由来である不要ピークの位置２θ_Ｒを推定した。これに対し、第２の実施形態では、Ｋβ線由来である第１の不要ピークの位置２θ_Ｒ１を、検出ピークの位置２θ_Ｄに代えて検出ピークから推定したＫα１線由来の目的ピークの位置に基づいて推定する。

【0070】

なお、位置２θ_Ｄが低角度側であるほど、Ｋα１線の回折ピークとＫα２線の回折ピークとの位置は接近し、重畳を生じ易く、一方、高角度側では両ピークは分離しやすい。これは、図７（ａ）に示すピーク３１，３３，３５～３８に見て取ることができ、例えば、低角度側のピーク３１には１つの頂点しか見えないが、高角度側のピーク３８には２つの頂点が見える。但し、高角度側でも２つのピークは互いに重なった部分を有している。なお、例えば、高角度にて２つのピークが完全に分離して現れた場合、重複はないと判断され、この場合は、検出ピークの位置２θ_Ｄを目的ピークの位置２θ_Ｔとし、当該位置２θ_Ｔに基づいて第１の不要ピークの位置２θ_Ｒ１を推定する。

【0071】

演算装置２０は不要ピーク推定処理Ｓ１４の後、推定位置２θ_Ｒ１から不要ピークを除去する処理を行うが、その処理は第１の実施形態で説明した図３のステップＳ１５～Ｓ１８と基本的に同様に行われる。

【0072】

本実施形態に係るＸ線回折装置１は第１の実施形態と同様、分析に際して邪魔となり得る不要ピークが除去されたＸ線回折パターンを測定中に表示することができ、ユーザは予想されるピーク位置に目的ピークが観測されるか否かや、そのピーク強度がどの程度かなどを速やかに知ることができる。そして、第２の実施形態では、表示用データの生成に際し、不要ピークの位置の推定精度が向上して不要ピークのより好適な除去が図れる。これにより、例えば、ユーザが測定中において表示用データを一層理解しやすくなる。

【0073】

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態のＸ線回析装置１は、第１の実施形態において示した図１と共通の構成であり、また、図２、図３に示す処理フローも共通である。第３の実施形態と第１の実施形態とは、演算装置２０による不要ピーク推定処理Ｓ１４及び不要ピーク除去処理Ｓ１８の内容に主な差異を有する。ここでは、第３の実施形態に関し第１及び第２の実施形態との共通点については、基本的にそれら実施形態の記載内容を援用することとして説明を省略する。以下、第３の実施形態について上記各実施形態との差異を中心に説明する。

【0074】

第２の実施形態ではＫα線の回折ピークに含まれるＫα１線の回折ピークを目的ピークとし、Ｋα１線の回折ピークの位置を基準として第１の不要ピークであるＫβ線の回折ピークの位置を推定し、当該Ｋβ線の回折ピークを除去する。一方、第３の実施形態では、当該Ｋβ線の回折ピークを除去すると共に、さらに第２の不要ピークとするＫα２線の回折ピークを除去する。

【0075】

記憶装置２１は、注目特性Ｘ線及び不要特性Ｘ線に関する情報として、第２の実施形態と同様の情報を記憶する。

【0076】

演算装置２０は不要ピーク推定処理Ｓ１４にて、第２の実施形態と同様にして、ピーク検出処理Ｓ１１での検出ピークからＫα１線由来の目的ピークの位置を推定する。また、第２の実施形態と同様、Ｋα１線由来の目的ピークの推定位置に基づいて、Ｋβ線由来の第１の不要ピークの推定位置を求める。さらに、本実施形態では、不要ピーク推定処理Ｓ１４にて、第２の不要ピークであるＫα２線の回折ピークについて推定ピーク位置を求める。

【0077】

ここで、第１の不要ピークのピーク位置２θ_Ｒ１の推定は、第１の実施形態で述べた手法で行うことができる。第２の不要ピークのピーク位置２θ_Ｒ２の推定も基本的にそれと同じ手法で行うことができる。つまり、目的ピークの推定された位置２θ_Ｔと、波長λ_Ｔ，λ_Ｒ２及びブラッグ条件とを用いて位置２θ_Ｒ２を計算することができる。

【0078】

なお、検出ピークについて目的ピークと第２の不要ピークとの重畳が推定された場合には、目的ピークの位置２θ_Ｔを推定する処理にて、目的ピークと第２の不要ピークとの合成ピークが検出ピークと整合するように、目的ピーク及び第２の不要ピークそれぞれの位置・強度が定められる。つまり、この場合は、基本的に位置２θ_Ｔの推定処理にて位置２θ_Ｒ２も得られる。

【0079】

演算装置２０は、データ修正手段として、測定データから第１及び第２の不要ピークそれぞれの推定ピーク位置に存在する回折ピークを除去する。つまり、演算装置２０は、不要ピーク推定処理Ｓ１４の後、推定位置２θ_Ｒ１及び２θ_Ｒ２から不要ピークを除去する処理を行う。この除去処理は第１の実施形態で説明した図３のステップＳ１５～Ｓ１８と基本的に同様に行うことができる。

【0080】

なお、検出ピークについて目的ピークと第２の不要ピークとの重畳が推定された場合には、目的ピークの位置２θ_Ｔを推定する処理にて、検出ピークの強度のうち第２の不要ピークの成分を弁別することが可能である。よって、この場合、第２の不要ピークは測定データから当該成分を差し引くことで除去できる。

【0081】

図９は第３の実施形態のＸ線回折装置１によるデータ処理の処理結果の例を示すグラフである。図９（ａ）は測定データであり、図９（ｂ）はデータ処理で生成された表示用データを表しており、それぞれの表現の仕方は図４～図８と同様である。図９は図８と同様、測定データの最後までデータ処理が行われ表示用データが生成された状態を示している。図９（ａ）のＸ線回折パターンは図８（ａ）と共通であり、ピーク３０～３８が現れている。図９（ｂ）の表示用データのＸ線回折パターンからは、図８と同様、Ｋβ線の回折ピーク３０，３２，３４が除去されている。一方、図９（ｂ）のピーク３１ｃ，３３ｃ，３５ｃ～３８ｃは、測定データのＫα線の回折ピーク３１，３３，３５～３８から修正されている点で図８（ｂ）のピーク３１ｂ，３３ｂ，３５ｂ～３８ｂと相違する。つまり、ピーク３１ｃ，３３ｃ，３５ｃ～３８ｃは、測定データのＫα線の回折ピーク３１，３３，３５～３８からＫα２線の回折ピークを除去して得られたものであり、Ｋα１線の回折ピークである。回折ピーク３１，３３，３５～３８に対する修正は特に、ピーク３８とピーク３８ｃといった高角度側のピークを比較すると明らかであり、例えば、ピーク３８では２つの頂点が現れているのに対し、ピーク３８ｃでは頂点は１つになり、ピーク幅は狭くなりピーク形状はシャープになっている。

【0082】

本実施形態では、第２の実施形態と同様、不要ピークの位置の推定精度が向上して不要ピークのより好適な除去が図れると共に、さらに、２つの特性Ｘ線の回折ピークの複合ピークを目的ピークとするのではなく、単一の特性Ｘ線の回折ピークが目的ピークとして表示用データに抽出される。

【0083】

本実施形態に係るＸ線回折装置１は第１の実施形態と同様、分析に際して邪魔となり得る不要ピークが除去されたＸ線回折パターンを測定中に表示することができ、ユーザは予想されるピーク位置に目的ピークが観測されるか否かや、そのピーク強度がどの程度かなどを速やかに知ることができる。そして、第３の実施形態では、第２の実施形態と同様、第１の不要ピークのより好適な除去が図れる。また、第３の実施形態では目的ピークと重畳し得る第２の不要ピークが除去されるので、例えば、ユーザが測定中において表示用データを一層理解しやすくなる。

【0084】

以上、本発明の実施形態に係るＸ線分析装置、Ｘ線分析方法、及びＸ線分析プログラムについて説明した。本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。例えば、Ｘ線源についてはＣｕの特性Ｘ線を含むＸ線を出射するものに代えて、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ（モリブデン、銀、コバルト、クロム、鉄）等の特性Ｘ線を含むＸ線を出射するものを用いることができる。

【符号の説明】

【0085】

１ Ｘ線回析装置、２ 測定部、３ データ処理部、４ 入力装置、５ 出力装置、１１ 支持台、１２ Ｘ線管、１３ スリット、１４ Ｘ線フィルタ、１５ 検出器、１６ ゴニオメータ、２０ 演算装置、２１ 記憶装置、１００ 試料。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】