辐射线检测器、使用其的x射线分析装置及辐射线检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及与外部设备同步地检测辐射线的辐射线检测器、使用其的X射线分析装置及辐射线检测方法。
【背景技术】
[0002]以往，作为辐射线检测器而采用C⑶检测器。C⑶检测器在数据读出过程中需要一定的时间，若在数据读出时进行曝光，则因检测画面的位置而使曝光时间产生偏差。因这种缘故，CCD的曝光准备完备后以自快门打开、快门关闭到进行数据读出的顺序来进行曝光。例如，在专利文献I的图4中记载有使用了 CCD检测器的X射线单晶构造解析方法的快门定时。
[0003]如上所述，在CCD检测器中，由于在检测时伴随着快门的开闭，因此无法实施无快门测量。在单晶构造解析中的测量之中，在一次的测量工艺过程中若在使晶体旋转的同时拍摄几百?几千张图像，则每当拍摄时都要开闭快门，在时间上成为较大的损失。
[0004]再有，在不具备缓冲器功能的普通的半导体检测器中，存在读出时间。在读出时间内无法进行数据曝光，纵使进行了无快门测量，也会产生数据的缺损时间。
[0005]针对这种以快门开闭为前提的现有技术，提出在快门打开的状态保持不变的情况下使用CMOS检测器来检测X射线的方法。在非专利文献I中提出使用X射线CMOS检测器的高速、高精度的新的衍射数据测量方法。在非专利文献I所记载的方法中，在快门打开的状态保持不变的情况下使晶体连续地旋转，并以一定的时间间隔读取衍射图像。再有，在非专利文献I中虽然也记载着连续样品旋转模式，但如图3所示作为读出(readout)而言存在空载时间。
[0006]另一方面，公开了利用从检测器实施多行读出的技术。在专利文献2中记载着将二维图像检测部的数据分为奇数行和偶数行而向两个储存区域读出的方法。再有，在专利文献3中记载着在二维图像检测部的连续曝光中多次进行各受光元件的读出动作。
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:JP特开2003-75373号公报
[0009]专利文献2:JP特开平10-126692号公报
[0010]专利文献3:专利第2830482号公报
[0011]非专利文献
[0012]非专利文献1:Kazuya Hasegawa, Kun1 Hirata, Tetsuya Shimizu，Nobutaka Shimizu， Takaaki Hikima， Seiki Baba， Takashi Kumasaka and MasakiYamamoto， " Development of a shutterless continuous rotat1n method usingan X-ray CMOS detector for protein crystallography"， Journal of AppliedCrystallography?2009，42，1165-1175
[0013]非专利文献 2:Gregor Hulsen，Christian Broennimann，Eric F.Eikenberryand Armin Wagner, " Protein crystallography with a novel large-area pixeldetector"，Journal of Applied Crystallography，2006，39，550-557
[0014]如上所述，虽然存在着在快门打开的状态保持不变的情况下以一定的时间间隔读取样品的衍射图像的方法，但在这种方法中在检测器侧也会产生空载时间，无法实现检测器的连续曝光。再有，虽然存在利用从检测器实施多行读出的技术，但无法实现利用该技术的连续曝光。
【发明内容】
[0015]本发明正是鉴于这种情形而进行的，其目的在于提供一种能够维持辐射线连续入射的曝光状态而不会产生空载时间地检测辐射线的辐射线检测器、使用其的X射线分析装置及辐射线检测方法。
[0016](I)为了达成上述目的，本发明的辐射线检测器与外部设备的动作同步地检测辐射线，所述辐射线检测器的特征在于具备:传感器，在辐射线的粒子被检测到时产生脉冲；多个计数器，被设置成能对所述脉冲进行计数；和控制电路，在从外部设备接受了触发信号的定时，切换所述多个计数器之中对所述脉冲进行计数的计数器，并进行连续曝光。
[0017]由此，能够维持辐射线连续入射的曝光状态而不会产生空载时间地检测辐射线。其结果，可缩短测量时间，能够使测量高速化。再有，可以减少统计误差而高精度地进行测量。
[0018](2)再有，本发明的辐射线检测器的特征在于，还具备:读出电路，在从所述外部设备接受触发信号的定时之间，从之前刚刚结束所述计数的计数器进行读出。由此，可在一个计数器的工作中从另一个计数器读出计数，准备下一个计数器的切换，连续曝光成为可會K。
[0019](3)此外，本发明的辐射线检测器的特征在于，作为所述多个计数器而具备两个计数器。由此，通过简单的电路构成，能无空载时间地维持曝光。
[0020](4)再者，本发明的辐射线检测器的特征在于，作为所述多个计数器而具备三个以上的计数器。由此，即便在曝光时间比读出时间短的情况下，也能不使空载时间产生地持续曝光。
[0021](5)另外，本发明的辐射线检测器的特征在于，作为来自所述外部设备的触发信号而接受对时间或位置进行确定的信号。由此，例如能够实现与外部设备的动作定时相应的计数器的切换、与臂的位置相应的计数器的切换或与解析对象的位置相应的计数器切换。
[0022](6)此外，本发明的X射线分析装置的特征在于，具备:使X射线连续地入射的机构；以及对所述入射的X射线进行检测的上述辐射线检测器。由此，基于连续曝光的X射线测量成为可能，例如在进行了 X射线衍射测量的情况下，能以小的Rmerge实施高精度的测量。
[0023](7)再有，本发明的辐射线检测方法，与外部设备的动作同步地检测辐射线，所述辐射线检测方法的特征在于包括:利用被设置多个的计数器之中的一个计数器对在辐射线的粒子被检测到时产生的脉冲进行计数的步骤；在从外部设备接受了触发信号的定时，切换被设置成能计数所述脉冲的多个计数器之中对所述脉冲进行计数的计数器的步骤；和与所述计数器的切换同时地从之前刚刚结束计数的计数器读出计数数据的步骤，反复进行一系列步骤，直到测量结束为止。由此，能够维持辐射线连续入射的曝光状态而不会产生空载时间地检测辐射线。
[0024]根据本发明，能够维持辐射线连续入射的曝光状态而不会产生空载时间地检测辐射线。
【附图说明】
[0025]图1是表示辐射线检测器的构成的示意图。
[0026]图2是表示辐射线检测器的动作的流程图。
[0027]图3是表示实施例及比较例的时序图。
[0028]图4是表示使用2个计数器的情况下和使用3个计数器的情况的时序图。
[0029]图5是表不X射线分析装置的一例的俯视图。
[0030]图6是表示X射线分析装置的一例的侧视图。
[0031]图7是表不实验结果的表。
【具体实施方式】
[0032]接着，参照附图来说明本发明的实施方式。为了使说明的理解变得容易，在各附图中针对相同的构成要素赋予相同的参照号码并省略重复的说明。
[0033][第I实施方式]
[0034](检测器的构成)
[0035]图1是表示辐射线检测器100的构成的示意图。辐射线检测器100是与外部设备同步地检测辐射线的检测器，是具备二维的数据缓冲器功能的半导体检测器。成为检测对象的辐射线虽然在是X射线的情况下易于发挥功能，但并不限于此，也可以是α射线、β射线、γ射线、中子射线等。另外，辐射线检测器100也可以是一维检测器。
[0036]如图1所示，辐射线检测器100具备传感器110、检测电路120、切换电路130、第I及第2计数器140a、140b、读出电路150以及控制电路160。传感器110在辐射线的粒子被检测到时产生脉冲。传感器110可将入射至受光面的X射线束的强度作为面信息来检测。
[0037]检测电路120判定脉冲是否比基准值高，在高的情况下作为电压信号向多个计数器140a、140b之中正在计数的计数器送出。切换电路130在接受了控制电路160的计数器切换信号时切换对电压信号进行计数的计数器。
[0038]2个计数器140a、140b各自具有同等的功能，可以对脉冲进行计数。在图1所示的例子中，虽然设置有2个计数器，但也可以设置3个以上(后述)。在采用2个计数器的情况下，通过简单的电路构成而能无空载时间地维持曝光。
[0039]读出电路150从之前刚刚结束计数的计数器读出计数值。优选以与计数器切换相同的定时读出计数值。通过提前读完计数器的计数值，从而可以在较早的阶段将计数器恢复为能计数的状态。
[0040]控制电路160在从外部设备200接受了同步信号时，在多个计数器之中切换对脉冲进行计数的计数器。由此，可维持辐射线连续入射的曝光状态而不会产生空载时间地检测辐射线。其结果，可缩短测量时间，可使测量高速化。再有，通过使计数落后读出时间相应的量，从而能够解除统计误差比原来的测量时间内的计测大的状况，减少统计误差而高精度地进行测量。
[0041]作为来自外部设备200的同步信号，例如可以接受确定时间或位置的信号。由此，例如能够实现外部设备的动作定时、臂的位置或解析对象的位置所相应的计数器切换。
[0042]读出电路150在从外部设备200接受触发(Trigger)信号的定时之间，从之前刚刚结束计数的计数器140a进行读出。由此，在一个计数器140b工作中从另一个计数器140a读出计数，计数器140a可通过下一次切换来准备计数的开始，从而连续曝光成为可能。
[0043](检测器的动作)
[0044]对如上所述构成的辐射线检测器100的动作进行说明。图2是表示辐射线检测