本發(fā)明涉及向試樣照射X射線并檢測從試樣產(chǎn)生的熒光X射線的X射線檢測裝置。

背景技術(shù)：
熒光X射線分析是一種向試樣照射X射線，檢測從試樣產(chǎn)生的熒光X射線，并根據(jù)熒光X射線的光譜進行試樣所含的元素的定性分析或定量分析的分析方法。通常為了抑制檢測到從試樣的分析對象部分產(chǎn)生的熒光X射線以外的X射線，X射線檢測裝置上設(shè)有使照射用的X射線或熒光X射線縮小的準直器。準直器是通過在能遮斷X射線的物體上形成光圈孔而形成的，準直器使向試樣的分析對象部分照射的X射線或從試樣的分析對象部分產(chǎn)生的熒光X射線通過并遮斷其他的X射線，由此選擇性地使來自試樣的分析對象部分的熒光X射線向X射線檢測器入射。試樣的分析對象部分的大小隨試樣的不同或分析目的的不同等而不同，將X射線或熒光X射線縮小的范圍的大小也不同。因此，公開有一種包括具有不同直徑的多個光圈孔的準直器的X射線檢測裝置，通過移動準直器可以改變光圈孔的大小。日本專利公開公報特開2002-214167號公開了所述的X射線檢測裝置。此外，X射線檢測裝置包括用于拍攝試樣的攝像部。伴隨電路基板等試樣的細微化，需要使X射線檢測裝置小型化。此外，為了能更簡便地進行熒光X射線分析，也要求X射線檢測裝置實現(xiàn)小型化。在小型化的X射線檢測裝置中，將X射線照射部、X射線檢測器、試樣支承部和準直器盡可能地接近配置。在這樣的X射線檢測裝置中，試樣會被X射線照射部、X射線檢測器或準直器中的任意一個遮擋，難以對試樣進行拍攝。盡管存在可以通過移動試樣支承部來對試樣進行拍攝的技術(shù)方案，但是在該技術(shù)方案中存在不能拍攝處于被X射線照射的位置的試樣的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于所述的問題，本發(fā)明的目的是提供一種X射線檢測裝置，在實現(xiàn)小型化的同時能對試樣進行拍攝。本發(fā)明提供一種X射線檢測裝置，其包括：X射線照射部；試樣支承部，支承試樣，所述試樣被來自所述X射線照射部的X射線照射；X射線檢測器，檢測從所述試樣產(chǎn)生的X射線；準直器，具有尺寸不同的多個光圈孔，能進行用于改變X射線通過的所述光圈孔的移動；以及攝像部，取得所述試樣支承部支承的所述試樣的光學(xué)圖像，所述準直器具有窗口部，用于所述試樣的光學(xué)圖像的光能通過所述窗口部，并且所述準直器能進行用于將所述窗口部的位置改變到所述攝像部通過所述窗口部能取得所述試樣的光學(xué)圖像的位置的移動。在本發(fā)明中，具備X射線照射部和X射線檢測器并檢測來自試樣的X射線的X射線檢測裝置，在能移動的準直器上設(shè)有窗口部，準直器移動到攝像部通過窗口部能取得試樣的光學(xué)圖像的位置。盡管當準直器處在用于縮小X射線的位置時不能進行試樣的拍攝，但是當準直器移動到規(guī)定的位置時，通過窗口部能對試樣進行拍攝。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述多個光圈孔和所述窗口部沿一個方向排列，所述準直器能沿所述方向移動。在本發(fā)明中，多個光圈孔和窗口部沿同一個方向排列，準直器能在該方向上移動。通過一個動作進行光圈孔的直徑的變更和將窗口部向能拍攝的位置移動。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，其還包括：與所述方向平行的軸；以及直線驅(qū)動電動機，具有與所述軸平行的驅(qū)動軸，沿長邊方向直線驅(qū)動所述驅(qū)動軸，所述軸與所述驅(qū)動軸連接，所述準直器與所述軸連接。在本發(fā)明中，準直器與通過直線驅(qū)動電動機在長邊方向上往返運動的軸連接，通過直線驅(qū)動電動機的動作而移動。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述X射線照射部的X射線射出的端部、所述X射線檢測器的X射線入射的端部以及所述準直器，配置在密封箱內(nèi)，所述軸貫穿所述密封箱的壁并設(shè)有用于保持密封狀態(tài)的軸封。在本發(fā)明中，X射線照射部的X射線射出的端部、X射線檢測器的X射線入射的端部以及準直器配置在密封箱內(nèi)，軸上設(shè)有軸封，在密封下進行X射線檢測。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述試樣支承部為水平板狀，具有承載試樣的X射線透射窗，所述攝像部配置在所述試樣支承部的正下方，所述準直器沿所述試樣支承部的下側(cè)的面移動，所述X射線照射部配置于從斜下方向所述X射線透射窗照射X射線的位置，所述X射線檢測器配置于檢測向斜下方向透射過所述X射線透射窗的X射線的位置。在本發(fā)明中，X射線檢測裝置的X射線照射部、X射線檢測器和準直器等熒光X射線的檢測所需要的機構(gòu)全部配置在試樣支承部的下側(cè)，試樣承載在試樣支承部上。沒有妨礙試樣的承載和更換的結(jié)構(gòu)物。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述窗口部是使用透明的平板構(gòu)成的。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述準直器能移動到從所述X射線照射部向所述X射線透射窗照射的X射線能通過所述多個光圈孔中的任意一個的位置。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述準直器能移動到將所述窗口部配置在所述X射線透射窗的正下方的位置。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述X射線透射窗是通過在形成于所述試樣支承部上的貫通孔上覆蓋X射線透射膜而構(gòu)成的。根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測裝置，所述X射線檢測裝置還包括發(fā)光元件，所述發(fā)光元件向承載于所述X射線透射窗的試樣的下側(cè)的面照射光。在本發(fā)明中，窗口部是使用透明的構(gòu)件構(gòu)成的，通過窗口部能防止試樣從X射線透射窗落下。按照本發(fā)明，由于無需將試樣從被X射線照射的位置移動就能對試樣進行拍攝，所以能對處于被X射線照射的位置的試樣進行拍攝。即使在X射線照射部、X射線檢測器和準直器接近的狀態(tài)下也能對試樣進行拍攝，因此本發(fā)明具備能使可與熒光X射線的檢測一起對試樣進行拍攝的X射線檢測裝置實現(xiàn)小型化等優(yōu)異的效果。附圖說明圖1是示意性地表示X射線檢測裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是表示圖1的II-II截面的截面示意圖。圖3是表示從上側(cè)觀察準直器的俯視示意圖。圖4是表示從上側(cè)觀察準直器的俯視示意圖。圖5是表示圖1的V-V截面的截面示意圖。具體實施方式下面根據(jù)表示實施方式的附圖具體說明本發(fā)明。圖1是示意性地表示X射線檢測裝置的主要部分結(jié)構(gòu)的立體圖。X射線檢測裝置用于檢測向試樣照射X射線后產(chǎn)生的熒光X射線，進行熒光X射線光譜的測量或進行分析試樣所含元素的熒光X射線分析。X射線檢測裝置包括用于支承試樣的試樣支承部1。試樣支承部1為水平板狀，通過承載試樣的方式來支承試樣。試樣支承部1上設(shè)有貫通孔11。圖1中未圖示的試樣以封堵貫通孔11的方式承載在試樣支承部1上。實際上，圖1所示的主要部分與電源部等未圖示的其他部分一起收容在未圖示的箱體內(nèi)。圖2是表示圖1的II-II截面的截面示意圖。試樣S承載于封堵試樣支承部1的貫通孔11的位置。試樣支承部1的下側(cè)配置有：X射線照射部3，向承載的試樣S照射X射線；準直器2，將來自X射線照射部3的X射線縮?。灰约癤射線檢測器4，檢測從試樣S產(chǎn)生的熒光X射線。在圖2中，用截面簡化表示了X射線照射部3和X射線檢測器4，X射線照射部3和X射線檢測器4實際上由多個部件構(gòu)成且內(nèi)部含有空洞。試樣支承部1包括基部13以及裝拆部12，裝拆部12能相對于基部13裝拆?；?3和裝拆部12上都形成有貫通孔11且呈大體平板狀。以封堵貫通孔11的方式覆蓋有X射線透射膜14，X射線透射膜14被基部13和裝拆部12夾持而被固定。在取下裝拆部12的狀態(tài)下，將X射線透射膜14覆蓋在基部13的貫通孔11上，然后將裝拆部12安裝在基部13上，由此固定X射線透射膜14。貫通孔11和X射線透射膜14對應(yīng)于X射線透射窗。試樣S承載在X射線透射膜14的上側(cè)。X射線照射部3配置在從斜下方對承載在試樣支承部1上的試樣S的下側(cè)的面照射X射線的位置。X射線照射部3是利用X射線管構(gòu)成的，并且配置成X射線的出射端朝向試樣支承部1的貫通孔11。X射線檢測器4配置在能夠檢測從試樣支承部1上承載的試樣S的下側(cè)的面向斜下方放射的熒光X射線的位置。X射線檢測器4采用硅元件等X射線檢測元件構(gòu)成，并且配置成熒光X射線的入射端朝向試樣支承部1的貫通孔11。此外，X射線照射部3和X射線檢測器4配置成盡可能靠近試樣支承部1，并且配置于相對于假想中心軸對稱的位置，所述假想的中心軸與平板狀的試樣支承部1垂直且通過貫通孔11的中心。在圖2中，用單點劃線表示假想中心軸。從X射線照射部3向試樣S照射X射線，在試樣S上產(chǎn)生熒光X射線，由X射線檢測器4檢測熒光X射線。在圖2中，用虛線表示了從X射線照射部3向試樣S照射的X射線、以及在試樣S產(chǎn)生并由X射線檢測器4檢測的熒光X射線。準直器2配置在試樣支承部1的正下方、且位于從X射線照射部3到試樣支承部1的X射線的路徑上。圖3和圖4是從上側(cè)觀察準直器2的俯視示意圖。實際上，試樣支承部1進一步配置在準直器2的上側(cè)。準直器2由能遮蔽X射線的部件形成，并形成有直徑不同的多個光圈孔21、22、23。光圈孔21、22、23的直徑例如分別為1.2mm、3mm和7mm。另外，光圈孔的數(shù)量不限于三個，也可以是兩個或四個以上。此外，多個光圈孔的直徑也不一定完全不同，只要至少一個光圈孔的直徑與其他光圈孔的直徑不同即可。多個光圈孔21、22、23在水平面內(nèi)、沿著與X射線照射部3和X射線檢測器4排列的方向交叉的方向排列。準直器2可以沿試樣支承部1的下側(cè)的面、且沿多個光圈孔21、22、23排列的方向移動。移動方向是與圖2所示的面垂直的方向、且是圖3和圖4的縱向。通過移動準直器2，光圈孔21、22、23的位置改變，可以使光圈孔21、22、23中的任意一個光圈孔位于X射線的路徑上。當光圈孔21、22、23中的任意一個光圈孔位于X射線的路徑上時，X射線從X射線照射部3通過光圈孔21、22、23中的任意一個光圈孔并向試樣S照射。圖2和圖3表示了光圈孔22位于X射線的路徑上的狀態(tài)。通過移動準直器2，改變X射線通過的光圈孔，X射線通過的光圈孔的直徑發(fā)生變化。通過光圈孔的直徑的改變，改變向試樣S照射的X射線的尺寸，從而改變試樣S的分析對象部分的尺寸。通過選擇光圈孔21、22、23，可以根據(jù)目的來選擇試樣S的分析對象部分的尺寸。由于光圈孔21、22、23配置在來自X射線照射部3的X射線的路徑上，所以位于從通過貫通孔11的中心的假想中心軸偏離的位置。準直器2還具有使光通過的窗口部24。窗口部24由丙烯酸板等透明部件構(gòu)成。窗口部24設(shè)置于沿著光圈孔21、22、23的排列方向的位置。通過移動準直器2，窗口部24可以位于貫通孔11的正下方。圖4表示了窗口部24位于貫通孔11的正下方的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，窗口部24位于通過貫通孔11的中心的假想性中心軸上。圖5是表示圖1的V-V截面的截面示意圖。圖5所示的面與圖2所示的面垂直。準直器2的下側(cè)設(shè)有用于使光通過的導(dǎo)光孔51。導(dǎo)光孔51以垂直的方式設(shè)置在貫通孔11的正下方。導(dǎo)光孔51的下端與導(dǎo)光管52連接，導(dǎo)光管52的下端設(shè)有CCD（電荷耦合器件（ChargeCoupledDevice））圖像傳感器或CMOS（互補金屬氧化物半導(dǎo)體（ComplementaryMetalOxideSemiconductor））圖像傳感器等拍攝元件53。拍攝元件53對應(yīng)于攝像部。導(dǎo)光孔51的兩側(cè)設(shè)有朝向傾斜方向的導(dǎo)光孔54、54。導(dǎo)光孔54、54的下端具備發(fā)光二極管等發(fā)光元件55、55。圖5表示了窗口部24位于貫通孔11正下方的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，來自發(fā)光元件55、55的光經(jīng)導(dǎo)光孔54、54后通過窗口部24，向試樣S的下側(cè)的面照射。被試樣S的下側(cè)的面反射的光通過窗口部24，并經(jīng)過導(dǎo)光孔51和導(dǎo)光管52，向拍攝元件53入射。由此，對試樣S進行拍攝。窗口部24的大小為用于通過拍攝元件53取得試樣S的光學(xué)圖像的光能通過的大小。即，窗口部24的大小為能夠確保下述視野的大小，所述視野用于通過拍攝元件53拍攝承載于貫通孔11的上側(cè)的試樣S。優(yōu)選的是，窗口部24的大小大于光圈孔21、22、23的大小。在圖5中，用虛線表示光的路徑。從試樣S到拍攝元件53的光，經(jīng)過與通過貫通孔11的中心的假想性中心軸大致重合的光路。另外，導(dǎo)光孔51和導(dǎo)光孔54、54中設(shè)有未圖示的透鏡等光學(xué)系統(tǒng)，此外導(dǎo)光孔51和導(dǎo)光孔54、54的上端設(shè)有丙烯酸等透光材質(zhì)的未圖示的蓋。X射線檢測裝置包括直線驅(qū)動電動機6，該直線驅(qū)動電動機6作為準直器2的移動機構(gòu)。直線驅(qū)動電動機6配置在試樣支承部1的下側(cè)。直線驅(qū)動電動機6具有驅(qū)動軸61，直線驅(qū)動電動機6進行沿長邊方向直線驅(qū)動驅(qū)動軸61的動作。通過連接板63，平行的軸62與驅(qū)動軸61連接。伴隨直線驅(qū)動電動機6驅(qū)動驅(qū)動軸61，軸62與驅(qū)動軸61聯(lián)動，沿與驅(qū)動軸61平行的長邊方向往返運動。軸62沿圖5中的橫向往返運動。準直器2與軸62連接。通過軸62進行往返運動，準直器2沿試樣支承部1的下側(cè)的面移動。此外，試樣支承部1的下側(cè)成為密封的密封箱7。準直器2、X射線照射部3的X射線射出的端部和X射線檢測器4的熒光X射線入射的端部，配置在密封箱7中。軸62貫穿密封箱7的壁，軸62上設(shè)有用于保持密封狀態(tài)的O形環(huán)等軸封64?？梢允褂梦磮D示的真空泵對密封箱7中進行減壓，或?qū)⒚芊庀?內(nèi)的空氣置換為其他的氣體。優(yōu)選的是熒光X射線的檢測在密封箱7內(nèi)被減壓的狀態(tài)下進行。X射線檢測裝置包括未圖示的控制部，該控制部用于控制直線驅(qū)動電動機6的動作?？刂撇客ㄟ^控制直線驅(qū)動電動機6的動作，來控制準直器2的位置?？刂撇扛鶕?jù)需要，控制準直器2的位置，使得準直器2位于預(yù)定的多個位置中的一個位置。在能控制的多個位置中，包括光圈孔21、22、23的每一個分別位于來自X射線照射部3的X射線的路徑上的位置以及窗口部24位于貫通孔11的正下方的位置。通過如上所述地控制直線驅(qū)動電動機6的動作，可以改變準直器2的光圈孔的直徑并可以使窗口部24向能拍攝的位置移動。此外，X射線檢測裝置包括未圖示的信號處理部，該信號處理部執(zhí)行用于熒光X射線測量的信號處理。X射線檢測器4向信號處理部輸出與檢測到的熒光X射線的能量成比例的信號。信號處理部計數(shù)各值的信號，進行取得X射線檢測器4檢測到的熒光X射線的能量與計數(shù)的關(guān)系亦即熒光X射線的光譜的處理。另外，X射線檢測器4也可以是將熒光X射線按波長分離并進行檢測的方式。此外，信號處理部還可以執(zhí)行熒光X射線分析的處理，所述熒光X射線分析根據(jù)熒光X射線的光譜進行試樣所含的元素的定性分析或定量分析。如上所述，本實施方式的X射線檢測裝置，在能移動的準直器2上設(shè)有窗口部24。盡管在準直器2位于用于縮小來自X射線照射部3的X射線的位置時不能拍攝，但是當準直器2移動到規(guī)定的位置時，可以通過窗口部24對試樣S進行拍攝。當拍攝元件53配置在承載試樣S的貫通孔11的正下方、且窗口部24位于貫通孔11的正下方時，可以不被其他的部件遮擋地對試樣S進行拍攝。由于即使試樣S不從被X射線照射的位置移動也可以對試樣S進行拍攝，所以可以對位于被X射線照射的位置的試樣S進行拍攝。即使在X射線照射部3、X射線檢測器4和準直器2接近的狀態(tài)下，也可以對試樣S進行拍攝，使得能與熒光X射線分析一起對試樣S進行拍攝的X射線檢測裝置能夠?qū)崿F(xiàn)小型化。此外，在X射線檢測裝置中，由于僅移動準直器2而無需移動拍攝所需要的光學(xué)系統(tǒng)，所以能夠進行穩(wěn)定的拍攝。由于光圈孔21、22、23和窗口部24沿同一方向排列、且準直器2在該方向上往返移動，所以能夠以一個動作容易地進行光圈孔直徑的變更和窗口部24向能拍攝的位置的移動。與準直器2連接的軸62通過直線驅(qū)動電動機6沿長邊方向移動，由此所述準直器2能夠移動。與使用了齒條、小齒輪及齒輪等其他的移動機構(gòu)相比，使用了直線驅(qū)動電動機6的移動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單。移動準直器2所必要的機構(gòu)變得簡單，由此X射線檢測裝置容易實現(xiàn)小型化。此外，在沿長邊方向移動的軸62與準直器2連接的移動機構(gòu)中，僅通過在軸62上設(shè)置O形環(huán)等軸封64就能夠進行用于保持密封狀態(tài)的密封，與使用齒輪等的其他移動機構(gòu)相比，容易密封。因此，能夠容易地保持密封箱7內(nèi)的密封狀態(tài)，可以在密封箱7內(nèi)處于減壓的狀態(tài)或密封箱7的空氣被其他氣體置換的狀態(tài)下進行熒光X射線檢測。通過在減壓下進行熒光X射線的檢測，可以抑制空氣對X射線的吸收、以及從空氣產(chǎn)生的熒光X射線，由此可以容易地進行試樣S所含的輕元素的分析。此外，在X射線檢測裝置中，將X射線照射部3、X射線檢測器4和準直器2等熒光X射線的檢測所必需的機構(gòu)全部配置在試樣支承部1的下側(cè)，并且試樣S承載在試樣支承部1上。由于沒有妨礙試樣S的承載和更換的結(jié)構(gòu)物，所以使用者容易對試樣S進行處理，X射線檢測裝置的便利性很高。在熒光X射線的檢測結(jié)束、X射線照射部3和X射線檢測器4不工作的狀態(tài)下，X射線檢測裝置可以將準直器2的位置控制成窗口部24位于貫通孔11的正下方。由于窗口部24是通過使用丙烯酸板等透明構(gòu)件構(gòu)成的，所以窗口部24發(fā)揮配置在貫通孔11正下方的蓋子的作用。例如，即使當X射線透射膜14破損時、或取下裝拆部12來更換X射線透射膜14的情況下，通過窗口部24能防止試樣S掉落。X射線透射膜14在熒光X射線檢測結(jié)束后更換試樣S時特別容易破損。通過進行在熒光X射線檢測結(jié)束時使窗口部24位于貫通孔11的正下方的控制，可以防止在X射線透射膜14容易破損的情況下的試樣S落下。另外，窗口部24也可以是不使用透明構(gòu)件的孔。在該方式下，盡管不能防止試樣S的落下，但是仍可以對試樣S進行拍攝。另外，在本實施方式中，表示了通過準直器2將X射線照射部3所照射的X射線縮小的方式，但是X射線檢測裝置也可以采用通過準直器將從試樣S產(chǎn)生的熒光X射線縮小的方式。此外，X射線檢測裝置還可以采用通過紅外線等可見光以外的光拍攝試樣S的方式。此外，在本實施方式中，作為取得試樣S的光學(xué)圖像的方法表示了對試樣S進行拍攝的方法，但是X射線檢測裝置也可以通過其他的方法取得試樣S的光學(xué)圖像。例如，X射線檢測裝置可以是通過下述處理而能夠觀察試樣S的方式，所述處理為：通過拍攝元件53將試樣S的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為電信號，根據(jù)拍攝元件53輸出的電信號生成試樣S的圖像，在內(nèi)部或外部的顯示器上顯示試樣S的圖像。