(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象とする測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
前記Ｘ線出射器から前記測定対象物に向けてＸ線を照射し、前記測定対象物にて発生した回折Ｘ線を、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、前記撮像面に前記回折Ｘ線の像である回折環を形成するとともに前記回折環の形状を検出する回折環形成検出手段とを備えたＸ線回折測定装置において、
前記Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、
前記可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像する結像レンズ、及び前記結像レンズによって結像された画像を撮像する撮像器を有し、前記撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、
前記可視光出射器から出射される可視光を、前記可視光の光軸の方向を変化させないよう、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み前記結像レンズの光軸に平行な平面内を移動させる移動手段と、
前記移動手段により移動が行われたとき、移動位置を検出する移動位置検出手段と、
前記移動位置検出手段が検出する移動位置に対応させて、前記撮像信号を入力し、前記撮像信号から前記可視光の照射点の撮像器における位置を検出することで、前記移動位置に対応させた前記撮像器における照射点位置を検出する照射点位置検出手段と、
前記照射点位置検出手段により複数の移動位置に対応する撮像器における照射点位置が検出されたとき、前記検出された複数の移動位置に対応する撮像器における照射点位置、及び予め記憶されている前記移動位置ごとの前記撮像器における照射点位置と前記可視光の照射点から前記撮像面までの距離との関係を用いて、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の前記測定対象物における入射角を算出する入射角算出手段とを備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項２】
対象とする測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
前記Ｘ線出射器から前記測定対象物に向けてＸ線を照射し、前記測定対象物にて発生した回折Ｘ線を、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、前記撮像面に前記回折Ｘ線の像である回折環を形成するとともに前記回折環の形状を検出する回折環形成検出手段とを備えたＸ線回折測定装置において、
前記Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、
前記可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像する結像レンズ、及び前記結像レンズによって結像された画像を撮像する撮像器を有し、前記撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、
前記可視光出射器から出射される可視光を、前記可視光の光軸の方向を変化させないよう、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み前記結像レンズの光軸に平行な平面内を、予め設定された距離だけ移動させる移動手段と、
前記撮像信号を入力し、撮像画像を作成する撮像画像作成手段と、
前記撮像画像作成手段により作成された撮像画像における前記可視光の照射点の位置が予め設定された位置にされ、前記移動手段による移動がされたとき、前記撮像信号を入力し、入力した撮像信号から前記可視光の照射点の撮像器における位置を検出し、前記検出された撮像器における照射点位置及び予め記憶されている前記撮像器における照射点位置と入射角との関係を用いて、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の前記測定対象物における入射角を算出する入射角算出手段とを備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線回折測定装置において、
前記Ｘ線出射器、前記回折環形成検出手段、前記可視光出射器、前記カメラ及び前記移動手段を含む筐体と、
前記筐体を、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み前記結像レンズの光軸と平行な平面の法線方向に、複数の設定位置までそれぞれ移動させることが可能な筐体移動手段と、
前記筐体移動手段により複数の設定位置までの移動がそれぞれされたとき、前記撮像信号をそれぞれ入力し、入力した撮像信号から前記可視光の照射点の撮像器における位置をそれぞれ検出し、前記それぞれ検出された照射点の位置から、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み前記結像レンズの光軸と平行な平面の法線方向が前記測定対象物の表面と成す角度を算出する基準平面傾き角算出手段とを備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のＸ線回折測定装置において、
前記Ｘ線出射器、前記回折環形成検出手段、前記可視光出射器、前記カメラ及び前記移動手段を含む筐体と、
前記筐体を、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み前記結像レンズの光軸と平行な平面に垂直な回転軸周りに回転させる回転手段と、
前記回転手段による回転の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記入射角算出手段により入射角が算出された後、前記回転手段により回転が行われたとき、前記回転角度検出手段により検出された回転角度により前記入射角算出手段により算出された入射角を補正する入射角補正手段を備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線により形成されるＸ線回折環の形状を検出するＸ線回折測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１に示されるように、測定対象物に所定の入射角度でＸ線を照射して、測定対象物で回折したＸ線によりＸ線回折環（以下、回折環という）を形成し、形成された回折環の形状を検出してｃｏｓα法による分析を行い、測定対象物の残留応力を測定するＸ線回折測定装置が知られている。特許文献１に示されている装置は、Ｘ線出射器、イメージングプレート等の回折環撮像手段、レーザ検出装置及びレーザ走査機構等の回折環読取手段、並びにＬＥＤ照射器等の回折環消去手段等を１つの筐体内に備えている。そして、測定対象物にＸ線を照射して発生する回折Ｘ線により、回折環をイメージングプレートに撮像する撮像工程、イメージングプレートにレーザ検出装置からのレーザ光を走査しながら照射することで回折環の形状を検出する読取り工程、及び該回折環をＬＥＤ光の照射により消去する消去工程を連続して行えるようになっている。このＸ線回折測定装置を用いれば、短時間で測定対象物の残留応力を測定することができる。また、測定対象物が様々な形状をしている場合、Ｘ線照射点（残留応力の測定箇所）を目的とする箇所にでき、残留応力の計算に必要な、Ｘ線照射点から撮像手段までの距離、及び測定対象物に対するＸ線の入射角を設定値にすることができるＸ線回折測定装置として、特許文献２に示されている装置がある。特許文献２に示されている装置は、測定対象物に照射されるＸ線と光軸を同一にしたＬＥＤ光を照射するＬＥＤ光照射機能と、ＬＥＤ光の照射点付近を撮像する撮像機能とを備え、Ｘ線回折測定の前に、ＬＥＤ光を測定対象物に照射してＬＥＤ光の照射点付近の撮像を行い、ＬＥＤ光照射点が目的とする測定箇所になり、撮像画面におけるＬＥＤ光の照射点とＬＥＤ光の反射光の受光点が設定された位置になるようにしている。このＸ線回折測定装置を用いれば、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物の位置と姿勢の調整を短時間で行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２５７９６号公報
【特許文献２】特開２０１４−９８６７７号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に示されるＸ線回折測定装置は、測定対象物に対するＸ線の入射角を撮像画面にＬＥＤ光の受光点が生じる極めて限定された値にしか設定できず、任意の値に設定することができないという問題がある。具体的には、測定対象物によっては、回折環が明確に形成されるようＸ線の入射角を設定値以外の適切な値にして測定を行う場合があるが、設定値以外の入射角で測定を行った場合、Ｘ線の入射角を精度よく検出できず、その結果、回折環の形状から計算される残留応力の測定精度が悪いという問題がある。また、測定対象物が複雑な形状をしている場合、測定対象物の凹凸により回折Ｘ線が妨害されない方向からＸ線を照射する場合があるが、このときもＸ線の入射角を設定値以外にして測定を行うことになり、上記と同じ問題がある。
【０００５】
本発明はこの問題を解消するためなされたもので、その目的は、測定対象物に対するＸ線の入射角を任意の角度にしても、その入射角を精度よく検出することができるＸ線回折測定装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、対象とする測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、Ｘ線出射器から測定対象物に向けてＸ線を照射し、測定対象物にて発生した回折Ｘ線を、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、撮像面に回折Ｘ線の像である回折環を形成するとともに回折環の形状を検出する回折環形成検出手段とを備えたＸ線回折測定装置において、Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像する結像レンズ、及び結像レンズによって結像された画像を撮像する撮像器を有し、撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、可視光出射器から出射される可視光を、可視光の光軸の方向を変化させないよう、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み結像レンズの光軸に平行な平面内を移動させる移動手段と、移動手段により移動が行われたとき、移動位置を検出する移動位置検出手段と、移動位置検出手段が検出する移動位置に対応させて、撮像信号を入力し、撮像信号から可視光の照射点の撮像器における位置を検出することで、移動位置に対応させた撮像器における照射点位置を検出する照射点位置検出手段と、  照射点位置検出手段により複数の移動位置に対応する撮像器における照射点位置が検出されたとき、検出された複数の移動位置に対応する撮像器における照射点位置、及び予め記憶されている移動位置ごとの撮像器における照射点位置と可視光の照射点から撮像面までの距離との関係を用いて、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の測定対象物における入射角を算出する入射角算出手段とを備えたことにある。
【０００７】
これによれば、可視光出射器から可視光を測定対象物に出射させ、カメラを作動させて、移動手段により可視光出射器から出射される可視光を移動させ、照射点位置検出手段により移動位置に対応させて撮像器における可視光の照射点位置を検出すれば、入射角算出手段が、検出された移動位置ごとの撮像器における照射点位置と、記憶されている移動位置ごとの撮像器における照射点位置と可視光の照射点から撮像面までの距離との関係を用いて、Ｘ線の測定対象物における入射角を算出することができる。すなわち、測定対象物に対するＸ線の入射角を任意の角度にしても、その入射角を精度よく検出することができる。入射角算出手段が行う計算は、具体的には、移動位置ごとの可視光の照射点から撮像面までの距離を算出することで、測定対象物の表面プロファイルを求め、この表面プロファイルにおける移動手段により移動が行われないときの可視光の位置、すなわちＸ線出射器から出射されるＸ線の光軸の位置の法線を求め、この法線とＸ線の光軸とが成す角度を求める計算である。なお、Ｘ線回折測定装置が先行技術文献の特許文献２に示される装置であれば、本発明はコントローラに入射角算出手段として演算処理のプログラムをインストールし、可視光出射器の配置を変更するのみで実現することができ、装置のコストＵＰを招かないようにすることができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、対象とする測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、Ｘ線出射器から測定対象物に向けてＸ線を照射し、測定対象物にて発生した回折Ｘ線を、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸に対して垂直に交差する撮像面にて受光し、撮像面に回折Ｘ線の像である回折環を形成するとともに回折環の形状を検出する回折環形成検出手段とを備えたＸ線回折測定装置において、Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像する結像レンズ、及び結像レンズによって結像された画像を撮像する撮像器を有し、撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、可視光出射器から出射される可視光を、可視光の光軸の方向を変化させないよう、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み結像レンズの光軸に平行な平面内を、予め設定された距離だけ移動させる移動手段と、撮像信号を入力し、撮像画像を作成する撮像画像作成手段と、撮像画像作成手段により作成された撮像画像における可視光の照射点の位置が予め設定された位置にされ、移動手段による移動がされたとき、撮像信号を入力し、入力した撮像信号から可視光の照射点の撮像器における位置を検出し、検出された撮像器における照射点位置及び予め記憶されている撮像器における照射点位置と入射角との関係を用いて、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の測定対象物における入射角を算出する入射角算出手段とを備えたことにある。
【０００９】
これによれば、可視光出射器から可視光を測定対象物に出射させ、カメラを作動させて、撮像画像作成手段により作成された撮像画像を見て、可視光の照射点の位置が予め設定された位置になるようにする。そして、移動手段により予め設定された距離だけ可視光を移動させれば、入射角算出手段が、撮像信号を入力して撮像器における可視光の照射点位置を検出し、検出された撮像器における照射点位置と、記憶されている撮像器における照射点位置と入射角との関係を用いて、Ｘ線の測定対象物における入射角を算出することができる。すなわち、これによっても、測定対象物に対するＸ線の入射角を任意の角度にしても、その入射角を精度よく検出することができる。また、この場合も、Ｘ線回折測定装置が先行技術文献の特許文献２に示される装置であれば、コントローラに入射角算出手段として演算処理のプログラムをインストールし、可視光出射器の配置を変更するのみで実現することができ、装置のコストＵＰを招かない。なお、この場合、記憶されている撮像器における照射点位置と入射角との関係は、測定対象物の表面プロファイルが直線であることを前提にしたものであるため、本発明は測定対象物の測定箇所周辺の微小領域が略平面である場合に適用することができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、Ｘ線出射器、回折環形成検出手段、可視光出射器、カメラ及び移動手段を含む筐体と、筐体を、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み結像レンズの光軸と平行な平面の法線方向に、複数の設定位置までそれぞれ移動させることが可能な筐体移動手段と、筐体移動手段により複数の設定位置までの移動がそれぞれされたとき、撮像信号をそれぞれ入力し、入力した撮像信号から可視光の照射点の撮像器における位置をそれぞれ検出し、それぞれ検出された照射点の位置から、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み結像レンズの光軸と平行な平面の法線方向が測定対象物の表面と成す角度を算出する基準平面傾き角算出手段とを備えたことにある。
【００１１】
これによれば、筐体移動手段によりＸ線回折測定装置の筐体を、出射Ｘ線の光軸を含み結像レンズの光軸と平行な平面の法線方向に設定された距離だけ移動させ、複数の設定位置でそれぞれ基準平面傾き角算出手段が撮像信号を入力すれば、基準平面傾き角検出算出手段が出射Ｘ線の光軸を含み結像レンズの光軸と平行な平面の法線方向が測定対象物と成す角度（以下、基準平面傾き角という）を算出することができる。そして、算出された角度を基に、基準平面傾き角を０°になるようＸ線回折測定装置に対する測定対象物の位置と姿勢を調整することができる。すなわち、出射Ｘ線の測定対象物における入射角を検出する前に、基準平面傾き角を０°に調整する必要があるが、複雑な操作を行わなくても、この角度を０°にすることができるので、測定効率をよくすることができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、上記Ｘ線回折測定装置において、Ｘ線出射器、回折環形成検出手段、可視光出射器、カメラ及び移動手段を含む筐体と、筐体を、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み結像レンズの光軸と平行な平面に垂直な回転軸周りに回転させる回転手段と、回転手段による回転の回転角度を検出する回転角度検出手段と、入射角算出手段により入射角が算出された後、回転手段により回転が行われたとき、回転角度検出手段により検出された回転角度により入射角算出手段により算出された入射角を補正する入射角補正手段を備えたことにある。
【００１３】
これによれば、入射角算出手段によりＸ線の測定対象物における入射角が算出された後、回転手段により筐体を回転させることで、Ｘ線の測定対象物における入射角を変化させても、入射角補正手段が回転角度検出手段により検出された回転角度を用いて算出された入射角を補正し、最新の入射角を求めることができる。すなわち、一度入射角算出手段が入射角を算出すれば、その後入射角を変化させても、すぐに最新の入射角を求めることができ、測定効率をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に用いるＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムを示す全体概略図である。
【図２】図１のＸ線回折測定装置の拡大図である。
【図３】図２のＸ線回折測定装置におけるＸ線が通過する部分を拡大して示す部分断面図である。
【図４】図３のプレート部分の拡大斜視図である。
【図５】図１のＸ線回折測定システムのコントローラが実行する、Ｘ線入射角算出のためのプログラムのフロー図である。
【図６】図１のＸ線回折測定システムのコントローラが実行する、Ｘ線入射角算出のためのプログラムのフロー図である。
【図７】移動位置ごとのＸ線照射点からイメージングプレートまでの距離から、Ｘ線入射角を算出する方法を視覚的に示す図である。
【図８】Ｘ線照射点からイメージングプレートまでの距離と、撮像器における照射点位置との関係を示す図である。
【図９】本発明の変形例においてコントローラが実行する、Ｘ線入射角算出のためのプログラムのフロー図である。
【図１０】Ｘ線の入射角と、可視光を移動させたときの撮像器における照射点位置との関係を示す図である。
【図１１】本発明の変形例においてコントローラが実行する、出射Ｘ線の光軸と結像レンズの光軸とを含む平面が測定対象物の表面と成す角度を算出するためのプログラムのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムの構成について図１乃至図５を用いて説明する。なお、このＸ線回折測定システムが、先行技術文献の特許文献２に示されているＸ線回折測定システムと異なっている点は、Ｘ線回折測定装置がアーム式移動装置に連結されている点、Ｘ線回折測定装置の筐体５０の回転角度を検出する機能を備える点、対象物セット装置６０に複雑な形状の測定対象物の位置と姿勢を調整しやすくするアーム機構６９を備える点、ＬＥＤ光源４４が取り付けられたユニットの配置、及びコントローラ９１にＸ線の入射角を算出するプログラムを備える点であり、それ以外の構成は同一である。よって、特許文献２に示されているＸ線回折測定システムで既に説明されている箇所は、簡略的に説明するにとどめる。
【００１６】
このＸ線回折測定システムは、対象物セット装置６０に測定対象物ＯＢをセットしてＸ線回折測定を行い、測定対象物ＯＢの残留応力を測定するものである。Ｘ線回折測定装置はアーム式移動装置により、測定対象物ＯＢに対する位置と姿勢を変化させることができる。また、対象物セット装置６０は、アーム機構、３軸方向の移動機構、及び２軸周りの傾斜機構を備え、Ｘ線回折測定装置に対して測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整できる。このＸ線回折測定システムにより測定対象物ＯＢのＸ線回折測定をするときは、まず、アーム式移動装置を操作してＸ線回折測定装置を測定対象物ＯＢの測定ができる位置まで移動させ、測定対象物ＯＢの測定点付近にＸ線が照射される姿勢にする。次に、対象物セット装置６０を操作して、測定対象物ＯＢにおけるＸ線照射点と測定対象物ＯＢに対するＸ線の照射方向が目的とする位置と方向になるとともに、該Ｘ線照射点から回折環が形成されるイメージングプレート１５までの距離が設定値になるようにする。次に、Ｘ線の入射角を測定する。そして、測定対象物ＯＢへＸ線を照射してＸ線回折測定を行う、という順に作業を行う。なお、本実施形態では、測定対象物ＯＢは鉄製のギヤである。
【００１７】
Ｘ線回折測定装置は、筐体５０内に、Ｘ線出射器１０、イメージングプレート１５を取り付けるテーブル１６、テーブル１６を回転及び移動させるテーブル駆動機構２０及び回折環を検出するレーザ検出装置３０等を備えている。そして、Ｘ線回折測定システムは、このＸ線回折測定装置とともに、アーム式移動装置（図示しない）、コンピュータ装置９０、高電圧電源９５、及び対象物セット装置６０を備える。筐体５０内には、上述した装置および機構に接続されて作動制御したり、検出信号を入力したりするための各種回路も内蔵されており、図１において筐体５０外に示された２点鎖線で示された各種回路は、筐体５０内の２点鎖線内に納められている。
【００１８】
筐体５０は、略直方体状に形成されるとともに、底面壁５０ａ、前面壁５０ｂ、後面壁５０ｅ、上面壁５０ｆ、側面壁（図示せず）、及び底面壁５０ａと前面壁５０ｂの角部を紙面の表側から裏側に向けて切り欠くように設けた切欠き部壁５０ｃと繋ぎ壁５０ｄを有するように形成されている。切欠き部壁５０ｃは底面壁５０ａに垂直な平板と平行な平板とからなり、繋ぎ壁５０ｄは側面壁と垂直であり底面壁５０ａと所定の角度を有している。この所定の角度は、例えば３０〜４５度である。側面壁の１つには、支持アーム５１に接続される接続部（図示せず）が設けられており、接続部は図１及び図２の紙面の垂直周りに回転可能になっている。また、別の表現をすると、後述するＸ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸と後述する結像レンズ４８の光軸とを含む平面の法線周りに回転可能になっている。支持アーム５１はアーム式移動装置の先端であり、アーム式移動装置を操作することにより、筐体５０（Ｘ線回折測定装置）を任意の位置と姿勢にすることができる。
【００１９】
対象物セット装置６０は、いわゆるゴニオメータで構成されており、ステージ６１を、図１及び図２のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ移動させるとともに、図示Ｘ軸及びＹ軸周りに回動（傾斜）させるものである。ステージ６１の上面の角近傍にはアーム機構６９の一端が固定されており、アーム機構６９のもう一端は正方形状の面を有する固定プレートＰＬに固定されており、固定プレートＰＬのアーム機構６９が固定された面の反対側の面は磁石からできている。よって、図１及び図２に示すように、測定対象物ＯＢが鉄やステンレスからなるものであれば、固定プレートＰＬの面に吸着させることにより、測定対象物ＯＢを対象物セット装置６０にセットすることができる。アーム機構６９は複数の関節を有しており、固定プレートＰＬ、即ちセットした測定対象物ＯＢの位置と姿勢をおおまかに調整することができる。また、対象物セット装置６０は、設置面上に載置された平板状に形成された設置プレート６２上に、高さ調整機構６３、第１乃至第５プレート６４〜６８及びステージ６１がそれぞれ下から上に順に載置されている。高さ調整機構６３は、操作子６３ａを有し、操作子６３ａの回動操作により第１プレート６４を設置プレート６２に対して上下動（すなわちＺ軸方向に移動）させて、設置プレート６２と第１プレート６４間の垂直距離を変更することにより第１プレート６４の高さすなわちステージ６１の高さを変更する。
【００２０】
第２プレート６５には操作子６５ａが組み付けられており、操作子６５ａの回動操作により、図示しない機構を介して第３プレート６６が第２プレート６５に対してＸ軸周りに回動されて、第３プレート６６の第２プレート６５に対するＸ軸周りの傾斜角すなわちステージ６１のＸ軸周りの傾斜角が変更される。第３プレート６６には操作子６６ａが組み付けられており、操作子６６ａの回動操作により、図示しない機構を介して第４プレート６７が第３プレート６６に対してＹ軸周りに回動されて、第４プレート６７の第３プレート６６に対するＹ軸周りの傾斜角すなわちステージ６１のＹ軸周りの傾斜角が変更される。第４プレート６７には操作子６７ａが組み付けられており、操作子６７ａの回動操作により、図示しない機構を介して第５プレート６８が第４プレート６７に対してＸ軸方向に移動されて、第５プレート６８の第４プレート６７に対するＸ軸方向の位置すなわちステージ６１のＸ軸方向の位置が変更される。第５プレート６８には操作子６８ａが組み付けられており、操作子６８ａの回動操作により、図示しない機構を介してステージ６１が第５プレート６８に対してＹ軸方向に移動されて、ステージ６１の第５プレート６８に対するＹ軸方向の位置すなわちステージ６１のＹ軸方向の位置が変更される。即ち、対象物セット装置６０は、アーム機構６９により測定対象物ＯＢの位置と姿勢をおおまかに調整でき、操作子６３ａ、６５ａ〜６８ａにより測定対象物ＯＢの位置と姿勢を微調整できるようになっている。
【００２１】
Ｘ線出射器１０は、筐体５０内の上部にて図示左右方向に延設されて筐体５０に固定されており、高電圧電源９５からの高電圧の供給を受け、Ｘ線を図示下方向に出射する。Ｘ線制御回路７１は、コントローラ９１から指令が入力すると、Ｘ線出射器１０から一定強度のＸ線が出射されるように、Ｘ線出射器１０に高電圧電源９５から供給される駆動電流及び駆動電圧を制御する。また、Ｘ線出射器１０は、図示しない冷却装置を備えていて、Ｘ線制御回路７１は、この冷却装置に供給される駆動信号も制御する。
【００２２】
テーブル駆動機構２０は、筐体５０に固定され、Ｘ線出射器１０の下方にて移動ステージ２１を備えている。移動ステージ２１は、テーブル駆動機構２０における対向する１対の板状のガイド２５，２５により挟まれていて、テーブル駆動機構２０に固定されたフィードモータ２２、スクリューロッド２３及び軸受部２４により、出射Ｘ線の光軸が含まれる筐体５０の側面壁に平行な平面内であって、出射Ｘ線の光軸に垂直な方向に移動する。フィードモータ２２内には、エンコーダ２２ａが組み込まれており、エンコーダ２２ａはフィードモータ２２が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を位置検出回路７２及びフィードモータ制御回路７３へ出力する。
【００２３】
位置検出回路７２及びフィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１からの指令により作動する。測定開始直後において、フィードモータ制御回路７３は、移動ステージ２１をフィードモータ２２側へ移動させるようフィードモータ２２に駆動信号を出力し、位置検出回路７２は、移動ステージ２１が移動限界位置に達して、エンコーダ２２ａからパルス列信号が入力されなくなると、駆動信号停止を意味する信号をフィードモータ制御回路７３に出力し、カウント値を「０」に設定する。フィードモータ制御回路７３は、これにより駆動信号の出力を停止する。この移動限界位置が移動ステージ２１の原点位置となり、位置検出回路７２は、以後、移動ステージ２１が移動するごとにエンコーダ２２ａからのパルス列信号をカウントし、移動方向によりカウント値を加算または減算して移動限界位置からの移動距離ｘを位置信号として出力する。フィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１から移動ステージ２１の移動先位置を入力すると、位置検出回路７２から入力する位置信号が入力した移動先位置に等しくなるまで、フィードモータ２２を正転又は逆転駆動する。  また、フィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１から移動ステージ２１の移動速度を入力すると、エンコーダ２２ａから入力したパルス列信号の単位時間当たりのパルス数を用いて、移動ステージ２１の移動速度を計算し、計算した移動速度が入力した移動速度になるようにフィードモータ２２を駆動する。
【００２４】
一対のガイド２５，２５の上端は、板状の上壁２６によって連結されており、上壁２６には貫通孔２６ａが設けられていて、貫通孔２６ａの中心位置はＸ線出射器１０の出射口１１の中心位置に対向しており、出射Ｘ線は、出射口１１及び貫通孔２６ａを介してテーブル駆動機構２０内に入射する。後述するイメージングプレート１５が回折環撮像位置にある状態（図１乃至図３の状態）において、移動ステージ２１の貫通孔２６ａと対向する位置には、図３に拡大して示すように、貫通孔２１ａが形成されている。移動ステージ２１には、出射口１１及び貫通孔２６ａ，２１ａの中心軸線位置を回転中心とするスピンドルモータ２７が組み付けられており、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａは円筒状で断面円形の貫通孔２７ａ１を有する。スピンドルモータ２７の出力軸２７ａの反対側には、貫通孔２７ｂが設けられ、貫通孔２７ｂの内周面上には、貫通孔２７ｂの一部の内径を小さくするための円筒状の通路部材２８が固定されている。
【００２５】
また、スピンドルモータ２７内にはエンコーダ２７ｃが組み込まれ、エンコーダ２７ｃは、スピンドルモータ２７が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を、スピンドルモータ制御回路７４及び回転角度検出回路７５へ出力する。さらに、エンコーダ２７ｃは、スピンドルモータ２７が１回転するごとに、所定の短い期間だけローレベルからハイレベルに切り替わるインデックス信号を、コントローラ９１及び回転角度検出回路７５に出力する。
【００２６】
スピンドルモータ制御回路７４は、コントローラ９１から回転速度を入力すると、エンコーダ２７ｃから入力するパルス列信号の単位時間当たりのパルス数から計算される回転速度が、入力した回転速度になるように、駆動信号をスピンドルモータ２７に出力する。回転角度検出回路７５は、エンコーダ２７ｃから入力するパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値から回転角度θｐを計算してコントローラ９１に出力する。また、回転角度検出回路７５は、エンコーダ２７ｃからインデックス信号を入力すると、カウント値をリセットして「０」にする。これが回転角度０°の位置である。なお、イメージングプレート１５の回転角度０°の位置とは、後述するレーザ検出装置３０からのレーザ照射によりイメージングプレート１５に形成された回折環を読み取る際、インデックス信号を入力した時点でレーザ光が照射されている位置である。この位置はイメージングプレート１５の各半径位置においてあるためラインである。
【００２７】
テーブル１６は、円形状であり、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａの先端部に固定されている。テーブル１６は、下面中央部から下方へ突出した突出部１７を有し、突出部１７の外周面には、ねじ山が形成されている。テーブル１６の下面にはイメージングプレート１５が取付けられる。イメージングプレート１５の中心部には貫通孔１５ａが設けられていて、この貫通孔１５ａに突出部１７を通し、突出部１７の外周面上にナット状の固定具１８をねじ込むことにより、イメージングプレート１５が、固定具１８とテーブル１６の間に挟まれて固定される。固定具１８は、円筒状の部材で、内周面に、突出部１７のねじ山に対応するねじ山が形成されている。
【００２８】
テーブル１６、突出部１７及び固定具１８にも貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａがそれぞれ設けられており、貫通孔１８ａの内径は通路部材２８の内径と同じである。すなわち、出射Ｘ線は、貫通孔２６ａ，２１ａ，通路部材２８，貫通孔２７ｂ，２７ａ１，１６ａ，１７ａ，１８ａを介して出射され、通路部材２８の内径及び貫通孔１８ａの内径は小さいので、貫通孔１８ａから出射されるＸ線は貫通孔２７ａ１の軸線に平行な平行光となり、筐体５０の円形孔５０ｃ１から出射される。
【００２９】
イメージングプレート１５は、移動ステージ２１、スピンドルモータ２７及びテーブル１６と共に、回折環撮像位置へ移動し、また、後述する撮像した回折環を読み取る回折環読取り領域、及び回折環を消去する回折環消去領域へ移動する。この移動において、イメージングプレート１５の中心軸は、出射Ｘ線の光軸とイメージングプレート１５における回転角度０°の位置（ライン）とが成す平面内に保たれた状態で、出射Ｘ線の光軸に垂直な方向に移動する。
【００３０】
レーザ検出装置３０は、回折環を撮像したイメージングプレート１５にレーザ光を照射し、イメージングプレート１５が発光した光の強度を検出する。レーザ検出装置３０は、回折環撮像位置にあるイメージングプレート１５からフィードモータ２２側に充分離れており、測定対象物ＯＢにて回折したＸ線がレーザ検出装置３０によって遮られないようになっている。レーザ検出装置３０は、レーザ光源３１、コリメートレンズ３２、反射鏡３３、ダイクロイックミラー３４、及び対物レンズ３６等を備えた光ヘッドであり、光ディスクの記録再生に用いられるものと同様な構成である。  レーザ駆動回路７７は、コントローラ９１から指令が入力すると、フォトディテクタ４２から入力する信号の強度が所定の強度になるようレーザ光源３１に駆動信号を出力し。レーザ光源３１からは一定強度のレーザ光が出射される。フォトディテクタ４２は後述するダイクロイックミラー３４で微量が反射し、集光レンズ４１を介して受光したレーザ光の強度に相当する強度の信号を出力するが、ダイクロイックミラー３４での反射の割合は一定であるので、出射したレーザ光の強度に相当する強度の信号を出力すると見なせる。コリメートレンズ３２はレーザ光を平行光にし、反射鏡３３はレーザ光を、ダイクロイックミラー３４に向けて反射し、ダイクロイックミラー３４は、入射したレーザ光の大半（例えば、９５％）をそのまま透過させる。対物レンズ３６は、レーザ光をイメージングプレート１５の表面に集光させる。対物レンズ３６には、フォーカスアクチュエータ３７が組み付けられており。後述するフォーカスサーボにより、レーザ光の焦点は常にイメージングプレート１５の表面に合致する。
【００３１】
集光されたレーザ光が、イメージングプレート１５の回折環が撮像されている部分に照射すると、輝尽発光（Ｐｈｏｔｏ−Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）現象が生じ、回折環撮像時における回折Ｘ線の強度に応じた光が発生する。この輝尽発光により発生した光はレーザ光の波長よりも波長が短く、レーザ光の反射光と共に対物レンズ３６を通過するが、ダイクロイックミラー３４にて大部分が反射し、レーザ光の反射光は大部分が透過する。ダイクロイックミラー３４で反射した光は、集光レンズ３８、シリンドリカルレンズ３９を介してフォトディテクタ４０に入射する。フォトディテクタ４０は、４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子からなり、４つの受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を増幅回路７８に出力する。なお、シリンドリカルレンズ３９は非点収差を生じさせるためにある。
【００３２】
増幅回路７８は、入力した４つの受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を増幅してフォーカスエラー信号生成回路７９及びＳＵＭ信号生成回路８０へ出力する。フォーカスエラー信号生成回路７９は、非点収差法におけるフォーカスエラー信号を生成してフォーカスサーボ回路８１へ出力する。フォーカスサーボ回路８１は、コントローラ９１により指令が入力すると作動開始し、入力したフォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路８２に出力する。ドライブ回路８２は、入力したフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ３７を駆動して、対物レンズ３６をレーザ光の光軸方向に変位させ、これにより、レーザ光の焦点は常にイメージングプレート１５の表面に合致する。
【００３３】
ＳＵＭ信号生成回路８０は、入力した４つの受光信号を合算してＳＵＭ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換回路８３に出力する。ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート１５にて反射し、ダイクロイックミラー３４で反射した微量のレーザ光の強度と輝尽発光により発生した光の強度を合わせた強度に相当するが、イメージングプレート１５にて反射するレーザ光の強度はほぼ一定であるので、ＳＵＭ信号の強度は、輝尽発光により発生した光の強度に相当する。すなわち、ＳＵＭ信号の強度は、撮像された回折環における回折Ｘ線の強度に相当する。Ａ／Ｄ変換回路８３は、コントローラ９１から指令が入力すると、入力するＳＵＭ信号の瞬時値をデジタルデータに変換してコントローラ９１に出力する。
【００３４】
また、対物レンズ３６に隣接して、ＬＥＤ光源４３が設けられている。ＬＥＤ光源４３は、ＬＥＤ駆動回路８４によって制御されて、可視光を発して、イメージングプレート１５に撮像された回折環を消去する。ＬＥＤ駆動回路８４は、コントローラ９１から指令を入力すると、ＬＥＤ光源４３に、所定の強度の可視光を発生させるための駆動信号を供給する。
【００３５】
また、Ｘ線回折測定装置は、ＬＥＤ光源４４を有する。ＬＥＤ光源４４は、図２乃至図４に示すように、移動ステージ２１とテーブル駆動機構２０の上壁２６の下面との間に配置されたプレート４５の一端部下面に固定されている。プレート４５は、移動ステージ２１内に固定されたモータ４６の出力軸４６ａに固着されており、モータ４６の回転により、上壁２６の下面に平行な面内を回転する。移動ステージ２１にはストッパ部材４７ａ，４７ｂが設けられており、ストッパ部材４７ａは、プレート４５を図４のＤ１方向に回転させたとき、ＬＥＤ光源４４が上壁２６の貫通孔２６ａ及び移動ステージ２１の貫通孔２１ａに対向する位置（Ａ位置）で静止するように、プレート４５の回転を規制する。一方、ストッパ部材４７ｂは、プレート４５を図４のＤ２方向に回転させたとき、プレート４５が上壁２６の貫通孔２６ａと移動ステージ２１の貫通孔２１ａとの間を遮断しない位置（Ｂ位置）で静止するように、プレート４５の回転を規制する。言い換えれば、Ａ位置は、プレート４５が図２及び図３に示す状態にある位置であり、ＬＥＤ光源４４から出射されるＬＥＤ光がスピンドルモータ２７の貫通孔２７ａ１に設けた通路部材２８の通路に入射する位置である。Ｂ位置は、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線がプレート４５によって遮られない位置である。ＬＥＤ光源４４は、コントローラ９１によって作動制御されるＬＥＤ駆動回路８５からの駆動信号によりＬＥＤ光を出射する。ＬＥＤ光は拡散する可視光であるが、プレート４５がＡ位置にあるとき、その一部は、出射Ｘ線と同様の経路で貫通孔１８ａから出射するので、出射Ｘ線と同様、貫通孔２７ａ１の軸線に平行な平行光になる。
【００３６】
モータ４６はエンコーダ４６ｂを備えており、エンコーダ４６ｂはモータ４６が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を回転制御回路８６に出力する。回転制御回路８６は、コントローラ９１から回転方向と回転開始の指令が入力されると、モータ４６に駆動信号を出力し、モータ４６を指示方向に回転させる。そして、エンコーダ４６ｂからパルス列信号の入力が停止すると、駆動信号の出力を停止する。これにより、プレート４５を、上述したＡ位置及びＢ位置までそれぞれ回転させることができる。
【００３７】
筐体５０の切欠き部壁５０ｃには結像レンズ４８が設けられ、筐体５０内部には撮像器４９が設けられている。撮像器４９は、ＣＣＤ受光器又はＣＭＯＳ受光器で構成され、各撮像素子ごとの受光強度に相当する強度の信号をセンサ信号取出回路８７に出力する。結像レンズ４８及び撮像器４９は、イメージングプレート１５に対して設定された位置にある測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の照射点を中心とした領域の画像を撮像するデジタルカメラとして機能する。イメージングプレート１５に対して設定された位置とは、測定対象物ＯＢにおけるＸ線及びＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの垂直距離Ｌが、予め決められた所定距離となる位置である。この場合の結像レンズ４８及び撮像器４９による被写界深度は、前記照射点を中心とした前後の範囲で設定されている。センサ信号取出回路８７は、撮像器４９の各撮像素子ごとの信号強度データを、各撮像素子の位置（すなわち画素位置）が分かるデータと共にコントローラ９１に出力する。
【００３８】
また、結像レンズ４８の光軸は、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面に含まれるとともに、この光軸と測定対象物ＯＢに照射されるＸ線及びＬＥＤ光の光軸が交わる点は、イメージングプレート１５に対して設定された位置にある測定対象物ＯＢにおけるＸ線及びＬＥＤ光の照射点であるように調整されている。さらに、Ｘ線及びＬＥＤ光の測定対象物ＯＢに対する入射角度が設定値であるとき、結像レンズ４８の光軸と測定対象物ＯＢのＸ線及びＬＥＤ光の照射点における法線方向とが成す角度は前記入射角度に等しい角度であるようにされている。したがって、測定対象物ＯＢにおけるＸ線及びＬＥＤ光の照射点がイメージングプレート１５に対して設定された位置にあり、ＬＥＤ光が測定対象物ＯＢに設定された入射角度で照射された場合には、撮影画像におけるＬＥＤ光の照射点と測定対象物ＯＢで反射したＬＥＤ光の受光点は同じ位置に生じる。測定対象物ＯＢに照射されるＬＥＤ光は平行光であるので、照射点において、ＬＥＤ光は散乱光と、略平行光のまま反射する反射光を発生させるが、散乱光のうち結像レンズ４８に入射した光は撮像器４９の位置で結像して照射点の画像となり、結像レンズ４８に入射した反射光は結像レンズ４８により集光されて撮像器４９で受光され、受光点の画像となる。そして、ＬＥＤ光の照射点がイメージングプレート１５に対して設定された位置にあり、ＬＥＤ光が測定対象物ＯＢに設定された入射角度で照射されたとき、結像レンズ４８に入射する散乱光の光軸と反射光の光軸は、いずれも結像レンズ４８の光軸と一致するため、照射点の画像と受光点の画像は同じ位置になる。なお、Ｘ線回折測定システムは測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角を検出する機能を有するので、Ｘ線およびＬＥＤ光の照射点がイメージングプレート１５に対して設定された位置にあるようにすることは必須であるが、Ｘ線およびＬＥＤ光が測定対象物ＯＢに設定された入射角度で入射するようにすることは必須ではない。
【００３９】
Ｘ線回折測定装置の筐体５０には傾斜センサ５６が取り付けられている。傾斜センサ５６は、筐体５０の側面壁に平行な設定方向と垂直な方向の２方向における傾斜角度（２方向に対する重力方向の角度）に相当する信号を、傾斜センサ信号取出回路８８へ出力する。別の表現をすると、傾斜センサ５６は、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転軸に垂直な設定方向と前記回転軸方向に対する重力方向の角度に相当する信号を出力する。また、上述したように、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面（以下、基準平面という）の法線と、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転軸は平行であるので、前記回転軸は、基準平面の法線と読み替えることもできる。傾斜センサ信号取出回路８８は、コントローラ９１から指令が入力すると、傾斜センサ５６が出力する傾斜角度に相当する信号の内、前記回転軸に垂直な設定方向に対する重力方向の角度に相当する信号をデジタルデータにしてコントローラ９１へ出力する。コントローラ９１は、入力装置９３から指令が入力されると、傾斜センサ信号取出回路８８に指令を出力し、最初に入力したデータを初期データとして記憶し、それ以降入力したデータから初期データを減算することで前記回転軸周りに回転した角度を算出する。
【００４０】
コンピュータ装置９０は、コントローラ９１、入力装置９２及び表示装置９３からなる。コントローラ９１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、大容量記憶装置などを備えたマイクロコンピュータを主要部とした電子制御装置であり、大容量記憶装置に記憶された各種プログラムを実行してＸ線回折測定装置の作動を制御する。入力装置９２は、コントローラ９１に接続されて、作業者により、各種パラメータ、作業指示などの入力のために利用される。表示装置９３は、表示画面上に撮像器４９によって撮像された照射点及び受光点を含む画像に加えて、測定対象物ＯＢの測定箇所に対するＸ線回折測定装置（筐体５０）の位置と姿勢を適正に設定するためのマークも表示される。さらに、表示装置９３は、作業者に対して各種の設定状況、作動状況、測定結果なども視覚的に知らせる。高電圧電源９５は、Ｘ線出射器１０にＸ線出射のための高電圧及び電流を供給する。
【００４１】
次に、上記のように構成したＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムを用いて、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整したうえで、測定対象物ＯＢのＸ線回折測定を行う具体的方法について説明する。作業者は、測定対象物ＯＢを対象物セット装置６０のプレートＰＬに吸着させ、アーム式移動装置を操作してＸ線回折測定装置（筐体５０）を測定対象物ＯＢの近くまで移動させ、電源を投入してＸ線回折測定システムを作動させる。この後、Ｘ線回折測定は、位置姿勢調整工程Ｓ１、Ｘ線入射角検出工程Ｓ２、回折環撮像工程Ｓ３、回折環読取り工程Ｓ４，回折環消去工程Ｓ５及び残留応力計算工程Ｓ６の順に行われるが、先行技術文献の特許文献２で既に詳細に説明されている箇所は、簡略的に説明するにとどめる。
【００４２】
位置姿勢調整工程Ｓ１は、Ｘ線回折測定装置（筐体５０）に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整する工程である。作業者は、まず、アーム式移動装置及び対象物セット装置６０のアーム機構６９と５つの操作子６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａのいくつかを操作し、Ｘ線回折測定装置（筐体５０）に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することで、おおよそで測定対象物ＯＢにおけるＸ線の照射点及びＸ線の入射方向を目的とする測定位置と方向にし、Ｘ線の照射点からイメージングプレート１５までの距離を設定距離になるようにする。次に作業者は、入力装置９２から位置姿勢の調整を行うことを入力する。この入力により、コントローラ９１は、各回路に指令を出力し、イメージングプレート１５を回折環撮像位置（図１乃至図３の状態）に移動させ、モータ４６を駆動させてプレート４５をＡ位置まで回転させ、ＬＥＤ光源４４を点灯させる。これにより平行光であるＬＥＤ光が筐体５０の円形孔５０ｃ１から外部へ出射され、測定対象物ＯＢの目的とする測定位置付近に照射される。さらに、コントローラ９１は、撮像器４９による撮像信号をセンサ信号取出回路８７からコントローラ９１に出力させ、この撮像信号から作成したＬＥＤ光の照射位置近傍の画像を表示装置９３に表示させる。このとき、表示される画像には、撮像信号によって表示される画像とは独立して、結像レンズ４８の光軸が撮像器４９と交差する位置に相当する撮影画像上の位置に、十字マークが表示される。
【００４３】
この場合、十字マークのクロス点は表示装置９３の画面の中心に位置し、十字マークのＸ軸方向は画面の横方向に対応し、十字マークのＹ軸方向は画面の縦方向に対応する。そして、十字マークのクロス点は、ＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの距離Ｌが設定値であるときに、照射点が撮像される位置であると同時に、距離Ｌが設定値であり、ＬＥＤ光が測定対象物ＯＢに設定された入射角度で入射されるとき、受光点が撮像される位置である。また、十字マークのＹ軸方向がＬＥＤ光及びＸ線の照射方向であり、この方向を測定対象物ＯＢに投影させた方向が残留垂直応力の測定方向である。
【００４４】
作業者は、表示装置９３に表示される画像を見ながら、対象物セット装置６０のアーム機構６９と５つの操作子６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａを操作し、Ｘ線回折測定装置（筐体５０）に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整し、画面上におけるＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、十字マークのクロス点と合致するようにする。そして、Ｘ線を測定対象物ＯＢに設定された入射角度で入射させると判断すれば、受光点が十字マークのクロス点と合致するようにする。
【００４５】
また、Ｘ線を測定対象物ＯＢに設定とは異なる入射角度で入射させると判断すれば、同様に、対象物セット装置６０のアーム機構６９と５つの操作子６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａを操作し、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、十字マークのクロス点付近になるようにする。そして、受光点が十字マークのＹ軸と合致するようにした後、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転と、対象物セット装置６０の操作子６３ａ，６７ａ，６８ａの操作による、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向への移動により、Ｘ線の入射角を目的とする角度付近にし、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、十字マークのクロス点と合致するようにする。受光点が十字マークのＹ軸と合致するようにした後、測定対象物ＯＢの姿勢を変更しないのは、基準平面傾き角（出射Ｘ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面の法線方向が測定対象物ＯＢのＸ線照射点周囲の微小平面と成す角度）を０°にするためである。基準平面（出射Ｘ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面）は、出射Ｘ線の光軸とイメージングプレート１５の回転角度０°のラインを含む平面でもある。基準平面傾き角を０°にするということは、基準平面に測定対象物ＯＢのＸ線照射点における法線が含まれるようにするということであり、これを行うのは、回折環の形状からｃｏｓα法により残留応力を計算する際、回転角度０°のラインをＸ軸にして計算を行うため、基準平面に出射Ｘ線の光軸と測定対象物ＯＢのＸ線照射点における法線とを含む平面が一致していないと、計算の結果得られる残留応力の精度が悪くなるためである。
【００４６】
この調整により、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線は測定対象物ＯＢの目的とする測定位置に照射され、Ｘ線の照射点からイメージングプレート１５までの距離は設定値になる。そして、受光点を十字マークのクロス点と合致させれば、測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角は設定値になるので、次のＸ線入射角検出工程Ｓ２は不要であり、回折環撮像工程Ｓ３へ行く。また、受光点を十字マークのクロス点と合致させなければ、次のＸ線入射角検出工程Ｓ２へ行く。
【００４７】
次のＸ線入射角検出工程Ｓ２において、作業者は、入力装置９２からＸ線入射角検出を行うことを入力する。この入力により、コントローラ９１は、図５及び図６に示すフローのプログラムをスタートさせる。以下、図５のフローに沿って説明する。まず、図５のフローのステップＳ１２にて、取り込む撮像データに対応させる変数ｎを０にする。次に、ステップＳ１４にて、フィードモータ制御回路７３に、設定位置Ａへ移動する指令を出力する。これにより移動ステージ２１は、回折環撮像位置からレーザ検出装置３０側にある設定位置Ａまで移動する。なお、設定位置Ａは、回折環撮像位置より微量だけ図１乃至図３の左側に移動した位置であり、移動量は例えば１ｍｍである。次に、ステップＳ１６及びステップＳ１８の処理を繰り返し実行することで、位置検出回路７２から入力する位置データが設定位置Ａになるまで待ち、位置データが設定位置Ａになったとき、ステップＳ１８にてＹｅｓと判定してステップＳ２０へ行き、フィードモータ制御回路７３に、正方向へ移動する指令と移動速度を出力する。これにより、移動ステージ２１は、設定位置Ａへの移動とは反対側への移動を開始する。そして、ステップＳ２２乃至ステップＳ３０を繰り返し実行することで、移動位置が設定位置Ａ，設定位置Ａ＋Δｄ，設定位置Ａ＋２・Δｄ・・・とΔｄ増加するごとに、センサ信号取出し回路８７から撮像画像データを入力する。この処理を繰り返し実行していくと、移動位置は増加して行き、やがて移動位置は設定位置Ｂになるので、ステップＳ２８にてＹｅｓと判定してステップＳ３２へ行き、フィードモータ制御回路７３に移動停止指令を出力する。これにより移動ステージ２１の移動は設定位置Ｂで停止する。なお、設定位置Ｂは、回折環撮像位置より微量だけ図１乃至図３の右側に移動した位置であり、移動量は例えば１ｍｍである。次にステップＳ３４にてインクリメントされることで増加した変数ｎの最終の値をＮとして記憶し、ステップＳ３６にてフィードモータ制御回路７３に回折環撮像位置へ移動する指令を出力し、ステップＳ３８にてプログラムを終了する。これにより、移動ステージ２１は、回折環撮像位置へ移動し、元の状態に戻る。
【００４８】
図６に示すフローのプログラムは、図５に示すフローのプログラムとともにスタートしている。以下、図６のフローに沿って説明する。まず、ステップＳ５２にて、取り込む撮像画像データに対応させる変数ｎを０にする。次に、ステップＳ５４にて、変数ｎに対応する撮像画像データが取り込まれているか判定することを繰り返し、撮像画像データが取り込まれているとＹｅｓと判定してステップＳ５６へ行く。ステップＳ５６にて、撮像画像データから撮像画像の十字マークのＹ軸に対応するデータ群を抽出し、ステップＳ５８にて、データ値（明度）がピークとなる画素の位置を検出する。これは撮像器４９における照射点の位置を検出する処理である。次に、ステップＳ６０にて、予め記憶されている、移動位置ごとの、撮像器４９における照射点の位置と、ＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離との関係テーブル又は関係式に、ステップＳ５８にて検出した撮像器４９における照射点の位置を当てはめて、ＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離を検出する。次に、ステップＳ６２及びステップＳ６４にて、図５に示すフローのステップＳ３２による移動停止の指令が出力されているかの判定と、変数ｎの最終の値Ｎに現時点で処理した撮像画像データに対応するｎが一致しているかの判定を行い、どちらもＹｅｓとならない限り、ステップＳ６６にてｎをインクリメントしてステップＳ５４に戻る。これにより、移動ステージ２１が設定位置Ｂまで移動し、取り込まれた撮像画像データの処理がすべて終了するまで、ステップＳ５４乃至ステップＳ６６の処理が繰り返される。そして、それぞれの移動位置ごとに、すなわち、設定位置Ａ，設定位置Ａ＋Δｄ，設定位置Ａ＋２・Δｄ・・・設定位置Ｂごとに、ＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離が得られる。移動ステージ２１が設定位置Ｂまで移動し、取り込まれた撮像画像データの処理がすべて終了すると、ステップＳ６２及びステップＳ６４ともＹｅｓと判定してステップＳ６８に行き、得られた移動位置ごとのＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離を用いてＸ線の入射角を計算して表示装置９３に表示し、ステップＳ７０でプログラムを終了する。
【００４９】
得られたデータからＸ線の入射角を計算する方法を示したものが図７である。図７は、移動位置ごとのＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離（以下、距離ＩＰ−ＯＢという）のデータを、移動位置をＸ軸にし、設定値から距離ＩＰ−ＯＢを減算した値をＹ軸にしたグラフにプロットしたものである。これは、測定対象物ＯＢのイメージングプレート１５の移動方向における表面プロファイルを示している。設定値から距離ＩＰ−ＯＢを減算するのは、Ｙ軸の正方向をＬＥＤ光の出射方向とは逆方向にし、測定対象物ＯＢの表面プロファイルを大地側を下にして示すためであり、設定値はどのような値でもよい。また、距離ＩＰ−ＯＢの符号を反対にするのみでもよい。グラフのＹ軸の負方向は出射Ｘ線の方向であるので、測定対象物ＯＢの表面プロファイルのＸ線（ＬＥＤ光）照射点における接線の垂直方向と、Ｙ軸方向が成す角度がＸ線の入射角ψになる。これは、図７に示すように、測定対象物ＯＢの表面プロファイルのＸ線（ＬＥＤ光）照射点における接線の傾き角度と等しいので、Ｘ線（ＬＥＤ光）照射点における接線の傾き（ＳＬ）を計算し、ｔａｎ−１（ＳＬ）からＸ線の入射角ψを求めることができる。コントローラ９１は得られたＸ線の入射角ψを記憶し、後述する残留応力計算工程Ｓ６で使用する。
【００５０】
ここで、コントローラ９１に予め記憶されている、移動位置ごとの、撮像器４９における照射点の位置と、距離ＩＰ−ＯＢとの関係テーブル又は関係式の求め方について説明する。図８に示すように、距離ＩＰ−ＯＢを１方向に変化させると撮像器４９における照射点の位置も１方向に変化し、２つの値には１：１の関係がある。また、この関係は移動ステージ２１を移動させ、ＬＥＤ光の光軸位置がその垂直方向に変化しても同様に成り立つので、移動位置ごとに、撮像器４９における照射点の位置と距離ＩＰ−ＯＢには１：１の関係がある。よって、移動位置ごとに距離ＩＰ−ＯＢを設定値を中心にして変化させ、撮像器４９における照射点の位置を検出する処理を行えばよい。それには、以下の処理を行えばよい。
【００５１】
まず、対象物セット装置６０のステージ６１に直方体状の基準ブロックを載置し、Ｘ線回折測定装置からＬＥＤ光を照射して、この基準ブロックに当たるようにする。次にアーム式移動装置と対象物セット装置６０の操作子６５ａ，６６ａを操作してＸ線回折測定装置の筐体５０の姿勢とステージ６１の傾斜を調整し、ＬＥＤ光が基準ブロックに垂直に照射されるようにする。これは、基準ブロックの横にミラーを載置し、ミラーを見ながらＬＥＤ光の反射光が固定具１８の貫通穴１８ａに戻るよう調整すればよい。次に、対象物セット装置６０の操作子６３ａを操作してステージ６１の高さを変化させ、撮像画像の十字マークのクロス点とＬＥＤ光の照射点が合致するようにする。この状態で、コントローラ９１に図５、図６に示すフローのプログラムを実行させる。ただし、図６のフローにおけるステップＳ６０とステップＳ６８は実行せず、設定位置Ａ，設定位置Ａ＋Δｄ，設定位置Ａ＋２・Δｄ・・・設定位置Ｂごとに、撮像器４９における照射点の位置を得ればよい。このときの距離ＩＰ−ＯＢは設定値である。次に、基準ブロックをΔｗだけ厚さの異なる別の基準ブロックにし、同様にコントローラ９１に図５、図６に示すフローのプログラムを実行させ、移動位置ごとの撮像器４９における照射点の位置を得る。このときの距離ＩＰ−ＯＢは設定値＋Δｗである。次に２・Δｗだけ厚さの異なる別の基準ブロックにし、同様にコントローラ９１に図５、図６に示すフローのプログラムを実行させ、移動位置ごとの撮像器４９における照射点の位置を得る。このときの距離ＩＰ−ＯＢは設定値＋２・Δｗである。このようにして、基準ブロックの厚さを最初の基準ブロックの厚さが中間の厚さになるよう変化させ、同様の処理を繰り返すことで、設定位置Ａ，設定位置Ａ＋Δｄ，設定位置Ａ＋２・Δｄ・・・設定位置Ｂごとに、撮像器４９における照射点の位置と距離ＩＰ−ＯＢとの関係を得ることができる。この関係を関係テーブルの形で記憶するか、関係式の形で記憶するかは適宜選択すればよい。
【００５２】
Ｘ線入射角検出工程Ｓ２の説明に戻り、作業者は、表示装置９３にＸ線の入射角が表示されると、このＸ線の入射角でよいか判断し、よければ、入力装置９２から位置姿勢の調整終了を入力する。これにより、コントローラ９１は、各回路に指令を出力し、ＬＥＤ光源４４を消灯させ、撮像信号の出力を停止させ、モータ４６を駆動させてプレート４５をＢ位置まで回転させる。これにより、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線が、移動ステージ２１の貫通孔２１ａに入射され得る状態となる。
【００５３】
また、Ｘ線の入射角を別の値にしたいときは、上述した位置姿勢調整工程Ｓ１を再度行う。この工程を行う前に、入力装置９２から「Ｘ線入射角補正」を入力すると、コントローラ９１は、傾斜センサ信号取出回路８８に作動指令を出力し、傾斜センサ信号取出回路８８が出力する、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転軸に垂直な設定方向に対する重力方向の角度に相当するデータを入力して記憶する。そして、それ以降支持アーム５１の筐体５０への接続部が回転すると、傾斜センサ信号取出回路８８が出力するデータから記憶したデータを減算して回転角度を算出し、計算により得られているＸ線の入射角にこの回転角度を加算または減算することで、新たなＸ線の入射角を算出し、表示装置９３に表示する。作業者は、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢の調整を、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転と、対象物セット装置６０の操作子６３ａ，６７ａ，６８ａの操作による、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向への移動により行うならば、表示されるＸ線の入射角を見ながら、適切な入射角に設定することができる。そして、入力装置９２から位置姿勢の調整終了を入力すると、上述したようにコントローラ９１は各回路に指令を出力し、測定対象物ＯＢにＸ線が照射され得る状態となる。なお、コントローラ９１は、位置姿勢の調整終了を入力した時点で表示装置９３に表示しているＸ線の入射角を記憶し、後述する残留応力の計算に使用するＸ線の入射角ψとする。
【００５４】
次の回折環撮像工程Ｓ３において、作業者は入力装置９２から測定対象物ＯＢの材質（本実施形態では、鉄）を入力し、測定開始を入力する。これにより、コントローラ９１は、スピンドルモータ制御回路７４を制御して、イメージングプレート１５を低速回転させ、エンコーダ２７ｃからインデックス信号を入力した時点で、イメージングプレート１５の回転を停止させる。これにより、回折環の読取り時において回転角度０°となる状態で、イメージングプレート１５に回折環が撮像されるようになる。次に、コントローラ９１は、Ｘ線制御回路７１を制御してＸ線出射器１０にＸ線の出射を開始させる。これにより、測定対象物ＯＢにおけるＸ線照射点で発生した回折Ｘ線により、イメージングプレート１５に回折環が撮像されていく。そして、所定時間の経過後に、Ｘ線制御回路７１を制御してＸ線出射器１０にＸ線の出射を停止させる。
【００５５】
次にコントローラ９１は、自動または作業者の入力により回折環読取り工程Ｓ４を実行する。コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御して、イメージングプレート１５を回折環読取り領域内の読取り開始位置へ移動させる。読取り開始位置とは、レーザ光の照射位置が回折環基準半径Ｒｏの円に対して若干だけ内側になるような位置である。回折環基準半径Ｒｏとは、測定対象物ＯＢの残留応力が「０」であるときに、イメージングプレート１５上に形成される回折環の半径であり、測定対象物ＯＢにおけるＸ線の回折角度２Θｘ（Θｘはブラッグ角）及びＸ線照射点からイメージングプレート１５までの距離ＬからＲｏ＝Ｌ・ｔａｎ（２Θｘ）の計算式で計算される。そして、Ｘ線の回折角度２Θｘは測定対象物ＯＢの材質で決まり、距離Ｌは設定値に調整されているので、測定対象物ＯＢの材質ごとに予め回折角２Θｘを記憶しておけば、測定対象物ＯＢの材質を入力することで回折環基準半径Ｒｏは計算できる。
【００５６】
次に、コントローラ９１は、スピンドルモータ制御回路７４を制御して、スピンドルモータ２７を所定の回転速度で回転させ、レーザ駆動回路７７を制御してレーザ検出装置３０からレーザ光をイメージングプレート１５に照射させ、フォーカスサーボ回路８１を制御してフォーカスサーボを開始させる。さらに、回転角度検出回路７５を制御して、スピンドルモータ２７（イメージングプレート１５）の回転角度θｐの出力を開始させ、Ａ／Ｄ変換回路８３を制御して、ＳＵＭ信号の瞬時値Ｉのデータ出力を開始させ、フィードモータ制御回路７３を制御してフィードモータ２２を回転させ、イメージングプレート１５を読取り開始位置から図１及び図２の右下方向へ一定速度で移動させる。これにより、レーザ光の照射位置は、相対的にイメージングプレート１５上を螺旋状に回転し始める。その後、コントローラ９１は、イメージングプレート１５が所定の小さな角度だけ回転するごとに、Ａ／Ｄ変換回路８３が出力するＳＵＭ信号の瞬時値Ｉのデータと、回転角度検出回路７５が出力する回転角度θｐのデータと位置検出回路７２が出力する移動距離ｘのデータとを入力し、それぞれのデータを対応させて記憶する。なお、移動距離ｘはレーザ光照射位置の径方向距離ｒ（半径値ｒ）に変換したうえで記憶する。これにより、螺旋状に回転するレーザ光の照射位置に関して、ＳＵＭ信号の瞬時値Ｉ、回転角度θｐ及び半径値ｒを表すデータが所定回転角度ごとに順次記憶されていく。
【００５７】
ＳＵＭ信号の瞬時値Ｉ、回転角度θｐ及び半径値ｒを表すデータの所定回転角度ごとの記憶動作と並行して、コントローラ９１は、回転角度θｐごとに半径値ｒに対するＳＵＭ信号の瞬時値Ｉの曲線を作成し、曲線のピークに対応した半径値ｒαとＳＵＭ信号強度値Ｉαを記憶する。これは回折環の回転角度αごとに半径方向における回折Ｘ線の強度分布を求め、回折Ｘ線の強度がピークとなる箇所の半径値ｒαと回折Ｘ線の強度に相当する強度Ｉαを求める処理である。そして、すべての回転角度θｐ（回転角度α）において半径値ｒαと強度Ｉαを取得し、検出するＳＵＭ信号の瞬時値Ｉが強度Ｉαに対して充分小さくなった時点で、データの記憶を終了する。これにより、回折環における回折Ｘ線の強度に相当する強度の分布が瞬時値Ｉ、回転角度θｐ及び半径値ｒのデータ群で、および回折環の形状が回転角度αごとの半径値ｒαで検出されたことになる。その後、コントローラ９１は、各回路に指令を出力し、フォーカスサーボを停止させ、レーザ光の照射を停止させ、Ａ／Ｄ変換回路８３と回転角度検出回路７５の作動を停止させ、フィードモータ２２の作動を停止させる。なおイメージングプレート１５の回転は、継続されている。
【００５８】
次にコントローラ９１は、自動または作業者の入力により回折環消去工程Ｓ５を実行する。コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御してイメージングプレート１５を回折環消去領域内の消去開始位置へ移動させる。このイメージングプレート１５の消去開始位置とは、ＬＥＤ光源４３から出力されるＬＥＤ光の中心が回折環基準半径Ｒｏの円に対して前記読取り開始位置の場合よりもさらに内側になる位置である。次に、コントローラ９１は、ＬＥＤ駆動回路８４を制御してＬＥＤ光源４３によるＬＥＤ光をイメージングプレート１５に対して照射させ、フィードモータ制御回路７３を制御して、イメージングプレート１５が前記消去開始位置から消去終了位置まで図１及び図２の右下方向に一定速度で移動するよう、フィードモータ２２を回転させる。消去終了位置とは、ＬＥＤ光の中心が回折環基準半径Ｒｏよりも前記消去開始位置と同じ程度の距離だけ外側となる位置である。これにより、ＬＥＤ光がイメージングプレート１５上に螺旋状に照射され、撮像された回折環が消去される。
【００５９】
イメージングプレート１５が消去終了位置になると、コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御してイメージングプレート１５の移動を停止させ、ＬＥＤ駆動回路８４を制御してＬＥＤ光の照射を停止させ、位置検出回路７２の作動を停止させ、スピンドルモータ制御回路７４を制御してスピンドルモータ２７（イメージングプレート１５）の回転を停止させる。
【００６０】
次にコントローラ９１は、自動または作業者の入力により残留応力計算工程Ｓ６を実行する。これは、回折環の形状である回転角度αごとの半径値ｒαのデータと、Ｘ線照射点からイメージングプレート１５までの距離ＬおよびＸ線の入射角ψを用いて、ｃｏｓα法を用いた演算により残留応力を計算する演算処理である。この演算は公知技術であり、例えば特開２００５−２４１３０８号公報の〔００２６〕〜〔００４４〕に詳細に説明されているので、説明は省略する。コントローラ９１は残留応力の計算が終了すると、表示装置に９３に残留応力の計算結果を表示する。なお、残留応力以外に、Ｘ線照射点からイメージングプレート１５までの距離Ｌ、Ｘ線の入射角ψ等の測定条件、回折環の形状曲線（回転角度αごとの半径値ｒαから得られる曲線）、回折環の強度分布画像（瞬時値Ｉαを明度に換算し、瞬時値Ｉαに対応する明度、回転角度θｐ及び半径値ｒのデータ群から作成される画像）等を表示するようにしてもよい。作業者は結果を見ることで、測定対象物ＯＢの疲労度の評価や、ショットピーニングなどによる加工結果の評価等を行うことができる。
【００６１】
上記説明からも理解できるように、上記実施形態においては、対象とする測定対象物ＯＢに向けてＸ線を出射するＸ線出射器１０と、Ｘ線出射器１０から測定対象物ＯＢに向けてＸ線を出射し、測定対象物ＯＢのＸ線照射箇所にて発生した回折Ｘ線を、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸に対して垂直に交差するイメージングプレート１５にて受光し、イメージングプレート１５に回折Ｘ線の像である回折環を形成するとともに回折環の形状を検出するレーザ検出装置３０、テーブル駆動機構２０及び各種回路とを備えたＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムにおいて、Ｘ線出射器１０からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光であるＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに出射するＬＥＤ光源４４及び通路部材２８，貫通孔２７ｂ等の通路からなるＬＥＤ光出射器と、ＬＥＤ光の照射点を含む領域の測定対象物ＯＢの画像を結像する結像レンズ４８、及び結像レンズ４８によって結像された画像を撮像する撮像器４９を有し、撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、ＬＥＤ光出射器から出射されるＬＥＤ光を、ＬＥＤ光の光軸の方向を変化させないよう、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面内を移動させるテーブル駆動機構２０と、テーブル駆動機構２０により移動が行われたとき、移動位置を検出するエンコーダ２２ａ及び位置検出回路７２と、エンコーダ２２ａ及び位置検出回路７２が検出する移動位置に対応させて、撮像信号を入力し、撮像信号からＬＥＤ光の照射点の撮像器４９における位置を検出することで、移動位置に対応させた撮像器４９における照射点位置を検出するコントローラ９１のプログラムと、コントローラ９１のプログラムにより複数の移動位置に対応する撮像器４９における照射点位置が検出されたとき、検出された複数の移動位置に対応する撮像器４９における照射点位置、及び予め記憶されている移動位置ごとの撮像器４９における照射点位置とＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの距離との関係を用いて、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を算出するコントローラ９１の別のプログラムとを備えたＸ線回折測定システムとしている。
【００６２】
これによれば、ＬＥＤ光出射器からＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに出射させ、カメラを作動させて、テーブル駆動機構２０によりＬＥＤ光出射器から出射されるＬＥＤ光を移動させるごとに、コントローラ９１のプログラムにより移動位置に対応させて撮像器４９におけるＬＥＤ光の照射点位置を検出すれば、コントローラ９１の別のプログラムが、検出された移動位置ごとの撮像器４９における照射点位置と、記憶されている移動位置ごとの撮像器４９における照射点位置とＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの距離との関係を用いて、Ｘ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を算出することができる。すなわち、測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角を任意の角度にしても、その入射角を精度よく検出することができる。
【００６３】
また、上記実施形態においては、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面に垂直な回転軸周りに回転させることができる支持アーム５１の筐体５０への接続部と、該接続部の回転による回転角度を検出する傾斜センサ５６、傾斜センサ信号取出回路８８及びコントローラ９１の演算プログラムからなる回転角度検出機能と、コントローラ９１の別のプログラムにより入射角が算出された後、該接続部による回転が行われたとき、回転角度検出機能により検出された回転角度によりコントローラ９１の別のプログラムにより算出された入射角を補正するコントローラ９１の別の演算プログラムを備えたことにある。
【００６４】
これによれば、コントローラ９１のプログラムによりＸ線の測定対象物ＯＢにおける入射角が算出された後、支持アーム５１の筐体５０への接続部により筐体５０を回転させることで、Ｘ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を変化させても、コントローラ９１の別の演算プログラムが回転角度検出機能により検出された回転角度を用いて算出された入射角を補正し、最新の入射角を求めることができる。すなわち、一度コントローラ９１が入射角を算出すれば、その後入射角を変化させても、リアルタイムで入射角を求めることができ、測定効率をよくすることができる。
【００６５】
（変形例１）
上記実施形態は、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。上記実施形態においては、移動ステージ２１をΔｄ移動させるごとに撮像画像データを取り込み、それぞれの移動位置において、距離ＩＰ−ＯＢ（ＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離）を求め、これにより測定対象物ＯＢの表面プロファイルを求めてＸ線の入射角を算出した。しかし、測定対象物ＯＢの測定箇所周囲の微少領域が平面と見なしてよい場合は、より簡単にＸ線の入射角を算出することができる。本変形例は、測定対象物ＯＢの測定箇所周囲の微少領域が平面と見なして計算を行う形態であるが、本変形例のＸ線回折測定システムが上記実施形態と異なっている点は、Ｘ線の入射角検出においてコントローラ９１が実行するプログラムと、コントローラ９１に予め記憶されている関係テーブル又は関係式のみである。
【００６６】
以下に本変形例におけるＸ線の入射角検出において、コントローラ９１が実行するプログラムのフローに沿って説明する。作業者は上記実施形態と同様に、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、撮像画像の十字マークのクロス点になるよう調整した後、入力装置９２からＸ線入射角検出を行うことを入力する。これにより、コントローラ９１は図９に示すフローのプログラムをスタートさせる。ステップＳ１０２にて、フィードモータ制御回路７３に、設定位置Ａへ移動する指令を出力する。これにより移動ステージ２１は、回折環撮像位置からレーザ検出装置３０側にある設定位置Ａまで移動する。なお、設定位置Ａは、上記実施形態と同様、回折環撮像位置より微量だけ図１乃至図３の左側に移動した位置であり、移動量は例えば１ｍｍである。次に、ステップＳ１０４及びステップＳ１０６の処理を繰り返し実行することで、位置検出回路７２から入力する位置データが設定位置Ａになるまで待ち、位置データが設定位置Ａになったとき、ステップＳ１０６にてＹｅｓと判定してステップＳ１０８へ行き、センサ信号取出し回路８７から撮像画像データを入力する。次に、ステップＳ１１０にて、撮像画像データから撮像画像の十字マークのＹ軸に対応するデータ群を抽出し、ステップＳ１１２にて、データ値（明度）がピークとなる画素の位置を検出する。これは撮像器４９における照射点の位置を検出する処理である。次に、ステップＳ１１４にて、予め記憶されている、撮像器４９における照射点の位置と、Ｘ線入射角の傾きとの関係テーブル又は関係式に、ステップＳ１１２にて検出した撮像器４９における照射点の位置を当てはめてＸ線の入射角を算出し、表示装置９３に表示する。次に、ステップＳ１１６にて、フィードモータ制御回路７３に回折環撮像位置へ移動する指令を出力し、ステップＳ１１８でプログラムを終了する。これにより移動ステージ２１は、回折環撮像位置に移動し、元の状態に戻る。
【００６７】
本変形例では、設定位置Ａにおける撮像器４９における照射点の位置を関係テーブル又は関係式に当てはめてＸ線入射角を算出している。これが可能なことを示したものが図１０である。回折環撮像位置で、撮像画像におけるＬＥＤ光の照射点位置を十字マークのクロス点に合致させれば、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢのＬＥＤ光照射点は一定位置である。Ｘ線入射角が変化するということは、ＬＥＤ光照射点を回転中心にして測定対象物ＯＢの表面のライン（基準平面が測定対象物表面と交差するライン）が回転するということである。図１０に示すように、測定対象物ＯＢの表面のラインが回転すると（入射角が９０°−Θ１から９０°−Θ２に変化すると）、設定位置Ａでの撮像器４９における照射点位置はＰ１からＰ２へ変化する。すなわち、設定位置Ａにおいて撮像器４９における照射点位置とＸ線の入射角には１：１の関係があり、予めこの関係を関係テーブル又は関係式の形で得ておけば、設定位置Ａでの撮像器４９における照射点位置を検出することで、Ｘ線の入射角を算出することができる。なお、上述したように、この計算は測定対象物ＯＢの測定箇所周囲の微少領域が平面と見なせる場合に適用することができる。
【００６８】
ここで、コントローラ９１に予め記憶されている、設定位置Ａでの撮像器４９における照射点の位置と、Ｘ線の入射角との関係テーブル又は関係式の求め方について説明する。まず、対象物セット装置６０のステージ６１に直方体状の基準ブロックを載置し、Ｘ線回折測定装置からＬＥＤ光を照射し、アーム式移動装置を操作してＬＥＤ光がこの基準ブロックに当たるようにする。次に、センサ信号取出回路８７を作動させて撮像画像を表示装置９３に表示させ、上記実施形態と同様、対象物セット装置６０のアーム機構６９、操作子６３ａ、６５ａ、６６ａ、６７ａ，６８ａを操作して、撮像画像におけるＬＥＤ光の照射点が基準ブロックに照射されたまま、十字マークのクロス点と合致するようにし、ＬＥＤ光の反射光の受光点も十字マークのクロス点と合致するようにする。次に、設定位置Ａまで移動ステージ２１を移動させて撮像画像データを取り込み、撮像器４９における照射点位置を検出する。これにより、設定の入射角と設定位置Ａでの撮像器４９における照射点位置の関係が得られる。次に、入力装置９２からＸ線入射角の設定値を入力し、「Ｘ線入射角補正」を入力した後、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を支持アーム５１の筐体５０への接続部により回転させる。これにより、上記実施形態と同様、傾斜センサ信号取出回路８８から入力したデータを用いた演算により最新のＸ線の入射角が表示される。次に、対象物セット装置６０の各操作子６３ａ，６７ａ，６８ａを操作して、撮像画像におけるＬＥＤ光の照射点が基準ブロックに照射されたまま、十字マークのクロス点と合致するようにし、設定位置Ａまで移動ステージ２１を移動させて撮像画像データを取り込み、撮像器４９における照射点位置を検出する。これにより、新たな入射角と設定位置Ａでの撮像器４９における照射点位置の関係が得られる。後は、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を回転させるごとに上述した処理を繰り返せば、Ｘ線入射角と設定位置Ａでの撮像器４９における照射点位置の関係を得ることができる。この関係を関係テーブルの形で記憶するか、関係式の形で記憶するかは適宜選択すればよい。
【００６９】
上記説明からも理解できるように、上記変形例においては、コントローラ９１にインストールされているプログラムと、記憶されている関係テーブル又は関係式を除いて上記実施形態と同様の構成のＸ線回折測定システムにおいて、ＬＥＤ光源４４及び通路部材２８，貫通孔２７ｂ等の通路からなるＬＥＤ光出射器から出射されるＬＥＤ光を、ＬＥＤ光の光軸の方向を変化させないよう、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸を含み結像レンズ４８の光軸に平行な平面内を、予め設定された距離だけ移動させるテーブル駆動機構２０、テーブル駆動機構２０に接続された回路及びコントローラ９１のプログラムと、撮像器４９の撮像信号を入力し、撮像画像を作成するコントローラ９１のプログラムと、コントローラ９１のプログラムにより作成された撮像画像におけるＬＥＤ光の照射点の位置が予め設定された位置にされ、テーブル駆動機構２０、テーブル駆動機構２０に接続された回路及びコントローラ９１のプログラムによる移動がされたとき、撮像信号を入力し、入力した撮像信号からＬＥＤ光の照射点の撮像器４９における位置を検出し、検出された撮像器４９における照射点位置及び予め記憶されている撮像器４９における照射点位置と入射角との関係を用いて、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を算出するコントローラ９１のプログラムとを備えている。
【００７０】
これによれば、ＬＥＤ光出射器からＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに出射させ、カメラを作動させて、コントローラ９１のプログラムにより作成された撮像画像を見て、ＬＥＤ光の照射点の位置が予め設定された位置になるようにする。そして、テーブル駆動機構２０、テーブル駆動機構２０に接続された回路及びコントローラ９１のプログラムにより予め設定された距離だけＬＥＤ光を移動させれば、コントローラ９１のプログラムが、撮像信号を入力して撮像器４９におけるＬＥＤ光の照射点位置を検出し、検出された撮像器４９における照射点位置と、記憶されている撮像器４９における照射点位置と入射角との関係を用いて、Ｘ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を算出することができる。すなわち、この変形例によっても、測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角を任意の角度にしても、その入射角を精度よく検出することができる。
【００７１】
（変形例２）
また上記実施形態及び変形例１においては、基準平面傾き角（出射Ｘ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面の法線方向が測定対象物ＯＢのＸ線照射点付近の表面と成す角度）を０°にするため、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、撮像画像における十字マークのクロス点付近になり、受光点が十字マークのＹ軸と合致するようにした。そして、この状態で、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転によりＸ線の入射角を変化させ、対象物セット装置６０の操作子６３ａ，６７ａ，６８ａの操作による、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向への移動により、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、撮像画像における十字マークのクロス点と合致するようにした。これであると、測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整する作業の効率が悪くなる可能性がある。本変形例は、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、撮像画像における十字マークのクロス点に合致するよう調整した段階で、基準平面傾き角を検出する機能を新たに備えるものである。本変形例のＸ線回折測定システムが上記実施形態及び変形例１と異なっている点は、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転軸の方向に移動させる筐体移動機構がある点と、コントローラ９１が基準平面傾き角を検出するプログラムを備える点のみである。なお、該接続部の回転軸の方向への移動は、表現を変えると、基準平面の法線方向への移動であり、ＬＥＤ光の光軸と入射角を検出するときのＬＥＤ光の光軸の移動方向の双方に垂直な方向への移動である。
【００７２】
Ｘ線回折測定装置の筐体５０を、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転軸の方向に移動させる筐体移動機構はどのようなものでもよい。例えば、アーム式移動装置の途中のアームに該接続部の回転軸の方向に等しい中心軸のあるアームを設け、そのアームの長さを変化させる機構でもよい。なお、該接続部の回転軸の方向への移動は１ｍｍ程度の微量が可能であればよく、例えば回転により伸縮がされる機構でもよい。本変形例では、筐体移動機構を、移動可能範囲が１ｍｍ程度で、移動は作業者が手動操作で行うものとする。また、通常の移動位置は移動可能範囲の中間にされているものとする。
【００７３】
以下に本変形例における基準平面傾き角検出において、コントローラ９１が実行するプログラムのフローに沿って説明する。作業者は上記実施形態と同様に、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、撮像画像の十字マークのクロス点に合致するよう調整した後、入力装置９２から基準平面傾き角検出を行うことを入力する。これにより、コントローラ９１は図１１に示すフローのプログラムをスタートさせる。ステップＳ２０２にて、表示画面に「手前駆動限界位置へ移動」が表示されるので、作業者は筐体移動機構を手動操作し、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を、自分がいる側の駆動限界位置まで移動させ、入力装置９２から移動完了を意味する入力を行う。これによりステップＳ２０４にて、Ｙｅｓと判定してステップＳ２０６へ行き、撮像画像データを取り込み、ステップＳ２０８にて、撮像画像のＹ軸部分のデータを抽出し、ステップＳ２１０にて、明度がピークとなる画素位置、すなわち撮臓器４９における照射点位置を検出する。次に、ステップＳ２１２にて、「反対側駆動限界位置へ移動」が表示されるので、作業者は筐体移動機構を手動操作し、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を、反対側の駆動限界位置まで移動させ、入力装置９２から移動完了を意味する入力を行う。これによりステップＳ２１４にて、Ｙｅｓと判定してステップＳ２１６へ行き、撮像画像データを取り込み、ステップＳ２１８乃びステップＳ２２０にて、同様に撮臓器４９における照射点位置を検出する。次にステップＳ２２２にて、基準平面傾き角を算出し、表示装置９３に表示し、ステップＳ２２４でプログラムを終了する。基準平面傾き角の計算は、次のように行われる。得られた撮臓器４９における照射点位置のそれぞれを、予め記憶されている、撮像器４９における照射点の位置と距離ＩＰ−ＯＢ（ＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離）との関係テーブル又は関係式に当てはめ、２つの移動位置における、距離ＩＰ−ＯＢを計算する。次に、２つの距離ＩＰ−ＯＢの差を予め記憶されてる２つの移動位置の差（移動距離）で除算し、傾きＳＬを計算する。そして、ｔａｎ−１（ＳＬ）を計算することで、基準平面傾き角を算出する。撮像器４９における照射点の位置と距離ＩＰ−ＯＢとの関係テーブル又は関係式は、上記実施形態で説明されている作業により得ることができる。なお、２つの移動位置の差（移動距離）は一定値であり、ＬＥＤ光照射点が撮像画像の十字マークのクロス点に合致するよう調整したうえで基準平面傾き角検出を行っているので、撮像器４９における照射点位置の差と基準平面傾き角には１：１の関係がある。よって、撮像器４９における照射点の位置の差と基準平面傾き角との関係テーブルまたは関係式を予め記憶しておけば、撮像器４９における照射点位置の差からそのまま基準平面傾き角を算出することができる。
【００７４】
基準平面傾き角は、どちら側に傾いているかを示すことが必要であり、例えば、作業者から見てＸ線回折測定装置の筐体５０の下側が近づき上側が遠くなる傾きを正、というように決めて符号をつける。この符号のつけ方は、２つの移動位置における、ＬＥＤ光照射点からイメージングプレート１５までの距離の差を出す減算において、どちらを引かれる側（基準）にするか決めることにより決めることができる。作業者は表示された基準平面傾き角を見て、０°になっていないときは、対象物セット装置６０の操作子６５ａ，６６ａ（主に操作子６６ａ）を操作することで、基準平面傾き角が０°になるようにし、操作子６３ａ，６７ａ，６８ａの操作による、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向への移動により、ＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定位置になるとともに、撮像画像の十字マークのクロス点になるよう調整する。そして、再度、入力装置９２から基準平面傾き角検出を行うことを入力し、上述した操作と同じ操作を行う。
【００７５】
上記説明からも理解できるように、上記変形例においては、Ｘ線回折測定システムに、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面の法線方向に、両方向の駆動限界位置までそれぞれ移動させることが可能な筐体移動機構とと、筐体移動機構により駆動限界位置までの移動がそれぞれされたとき、撮像信号をそれぞれ入力し、入力した撮像信号からＬＥＤ光の照射点の撮像器４９における位置をそれぞれ検出し、それぞれ検出された照射点の位置から、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面の法線方向が測定対象物の表面と成す角度を算出するコントローラ９１のプログラムとを備えている。
【００７６】
これによれば、筐体移動機構によりＸ線回折測定装置の筐体５０を、出射Ｘ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面の法線方向に両方向の駆動限界位置まで移動させ、それぞれの駆動限界位置でコントローラ９１が撮像信号を入力すれば、コントローラ９１のプログラムによる演算処理で出射Ｘ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面の法線方向が測定対象物ＯＢの表面と成す角度（基準平面傾き角）を算出することができる。そして、算出された角度を基に、基準平面傾き角が０°になるようＸ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することができる。すなわち、出射Ｘ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を算出する前に、基準平面傾き角を０°に調整する必要があるが、複雑な操作を行わなくても、この角度を０°にすることができるので、測定効率をよくすることができる。
【００７７】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態および変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００７８】
上記実施形態および変形例においては、基準平面傾き角が０°になるようＸ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整した後、出射Ｘ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を検出するようにした。しかし、測定対象物ＯＢの表面がステージ６１の面と略平行な平面であるものに限定されており、Ｘ線回折測定装置の筐体５０の姿勢が、基準平面（出射Ｘ線の光軸と結像レンズの光軸とを含む平面）が常にステージ６１の面と垂直であるように規制されていれば、基準平面の傾き角は調整せずとも０°であるので、最初から出射Ｘ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を検出するようにすればよい。
【００７９】
また、上記実施形態および変形例においては、傾斜センサ５５が出力する信号から、支持アーム５１の筐体５０への接続部の回転による回転角度を検出し、Ｘ線入射角の補正を行うようにしたが、該接続部の回転による回転角度を検出することができれば、どのような方法を採用してもよい。例えば、該接続部にモータのエンコーダのように回転によりパルスを出力する機器を取付け、その機器の出力する信号から回転角度を検出するようにしてもよい。また、測定効率を重要視しなければ、出射Ｘ線の測定対象物ＯＢにおける入射角を検出した後、該入射角を変更したときは、その入射角の検出を再度ＬＥＤ光の移動と撮臓器４９におけるＬＥＤ光照射点位置の検出により行い、該接続部の回転による回転角度を検出する機能は設けないようにしてもよい。
【００８０】
また、上記実施形態および変形例においては、コントローラ９１のプログラムにより、移動ステージ２１を移動させ、すなわちＬＥＤ光の基準平面内の移動を行い、各移動位置において撮臓器４９におけるＬＥＤ光照射点位置の検出を行うようにしたが、測定効率を重要視しなければ、作業者が入力装置９２から入力を行うことで移動ステージ２１を移動させ、各移動位置において撮臓器４９におけるＬＥＤ光照射点位置の検出を行うようにしてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態および変形例においては、移動ステージ２１を移動させることでＬＥＤ光の基準平面内の移動を行うようにしたが、ＬＥＤ光を基準平面内で移動させるとともに移動位置を検出する、又は設定された距離移動させることができれば、別の手段で移動を行うようにしてもよい。例えば、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を移動させるようにしてもよいし、対象物セット装置６０を置いた土台を移動させるようにしてもよい。
【００８２】
また、上記変形例２においては、コントローラ９１のプログラムによる指示に従って、作業者が筐体移動機構を操作して、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を基準平面の法線方向に移動させるようにしたが、上記実施形態および変形例１にように、コントローラ９１のプログラムによりコントローラ９１から指令信号を各回路に出力して、自動で移動を行うようにしてもよい。また、上記変形例２においては、２つの移動位置での撮臓器４９におけるＬＥＤ光照射点位置から基準平面傾き角を算出するようにしたが、さらに精度よく基準平面傾き角の検出を行いたい場合は、上記実施形態のように、複数の移動位置での撮臓器４９におけるＬＥＤ光照射点位置から測定対象物ＯＢの表面プロファイルを求め、基準平面傾き角を算出するようにしてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態および変形例では、Ｘ線回折測定装置を、イメージングプレート１５に回折環を撮像し、レーザ検出装置３０からのレーザ照射と光の強度検出により、回折環の形状を検出する装置としたが、回折環を撮像して形状を検出することができるならば、どのような方式の装置でもよい。例えば、イメージングプレート１５の代わりにイメージングプレート１５と同じ広さの平面を有するＸ線ＣＣＤを備え、Ｘ線出射器１０からのＸ線照射の際、Ｘ線ＣＣＤの各画素が出力する電気信号により回折環における回折Ｘ線の強度分布を検出する装置でもよい。また、イメージングプレート１５と同じ広さの平面を有するＸ線ＣＣＤの代わりに、微小サイズのＸ線ＣＣＤを位置を検出しながら走査し、Ｘ線ＣＣＤの各画素が出力する電気信号とＸ線ＣＣＤの走査位置から、回折環における回折Ｘ線の強度分布を検出する装置でもよい。また、Ｘ線ＣＣＤに替えてシンチレータから出た蛍光を、光電子増倍管（ＰＭＴ）で検出するシンチレーションカウンタを用いる装置でもよい。なお、このようにするとレーザ検出装置３０は不要になり、回折環の撮像面を移動させる機構も不要になるため、ＬＥＤ光を基準平面内で移動させるためには、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を移動させる機構等を設ける必要がある。
【００８４】
また、上記実施形態および変形例においては、コントローラ９１に回折環の形状から残留応力を計算する演算プログラムを備えた。しかし、Ｘ線回折測定に時間がかかってもよい場合は、Ｘ線回折測定システムは回折環の形状を得るまでにし、別のコンピュータ装置に回折環のデータを入力して、残留応力を計算するようにしてもよい。この場合、別のコンピュータ装置に回折環のデータを入力する方法としては、記録媒体を介する方法、ネット回線等を使用して転送する方法等、様々な方法が考えられる。また、計算の一部または全部を人為的に行ってもよい。
【００８５】
また、上記実施形態および変形例においては、Ｘ線回折測定装置の筐体５０をアーム式移動装置に連結させ、また対象物セット６０にアーム機構６９と３方向の移動機構と２方向周りの回転機構を備えるようにしたが、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することができれば、どのような構成にしてもよい。例えば、測定対象物ＯＢの大きさが大きく変わらなければ、Ｘ線回折測定装置の筐体５０は固定し、対象物セット装置６０のみで位置、姿勢を調整するようにしてもよい。また、測定対象物ＯＢの大きさがほぼ一定であれば、対象物セット装置６０からアーム機構６９を除き、測定対象物ＯＢをステージ６１上に載置するようにしてもよい。
【００８６】
また、上記実施形態および変形例においては、プレート４５、モータ４６及びストッパ部材４７ａによりＬＥＤ光源４４をＸ線の光軸上に移動させて、ＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに照射する構造にした。しかし、これに代えて、出射Ｘ線と光軸を同一にした可視の平行光を照射することができれば、どのような構造にしてもよい。例えば、ビームスプリッタを出射Ｘ線の光軸上に配置し、ＬＥＤ光をビームスプリッタで反射させて出射Ｘ線と光軸を同一にして照射するようにしてもよい。
【００８７】
また、上記実施形態および変形例では、スピンドルモータ２７の貫通孔２７ｂに内径の小さな通路部材２８を設けるとともに、固定具１８の貫通孔１８ａの内径を小さくして、ＬＥＤ光源４４から出射されたＬＥＤ光から小さな断面径の平行光が得られるようにしたが、小さな断面径の可視の平行光が得られるならば、別の構造にしてもよい。例えば、通路部材２８の軸長を長くすることにより、ＬＥＤ光源４４からのＬＥＤ光から小さな断面径の平行光が得られるようにしてもよい。また、可視光であるレーザ光を出射するレーザ光源の近くにコリメートレンズとエキスパンダーレンズを配置し、出射する小さな断面径のレーザ光の光軸をスピンドルモータ２７の出力軸２７ａの貫通孔２７ａ１の中心軸線と一致させるようにしてもよい。
【００８８】
また、上記実施形態および変形例では、基準平面を、出射Ｘ線の光軸と結像レンズ４８の光軸とを含む平面とし、ＬＥＤ光をＬＥＤ光の光軸の方向を変化させないよう基準平面内を移動させるようにした。しかし、本発明は、基準平面が出射Ｘ線の光軸を含み結像レンズ４８の光軸と平行である平面であれば成立する。すなわち、結像レンズ４８の光軸を出射Ｘ線の光軸と交差させることは必須ではなく、結像レンズ４８の光軸が出射Ｘ線の光軸と交差する位置に近く、出射Ｘ線の光軸とイメージングプレート１５の回転角度０°のラインとを含む平面に平行であるようにされていれば、上記実施形態および変形例と同様の方法でＸ線入射角を検出することができる。なお、この場合は、距離ＩＰ−ＯＢとＸ線入射角が設定値であるときの撮像画像におけるＬＥＤ光の照射点位置と受光点位置は別の位置になるので、十字マークは変更する必要がある。
【符号の説明】
【００８９】
１０…Ｘ線出射器、１５…イメージングプレート、１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａ，２６ａ，２７ａ１，２７ｂ…貫通孔、１６…テーブル、１８…固定具、２０…テーブル駆動機構、２１…移動ステージ、２２…フィードモータ、２３…スクリューロッド、２７…スピンドルモータ、２８…通路部材、３０…レーザ検出装置、３１…レーザ光源、３６…対物レンズ、４４…ＬＥＤ光源、４５…プレート、４６…モータ、４７ａ，４７ｂ…ストッパ部材、４８…結像レンズ、４９…撮像器、５０…筐体、５０ａ…底面壁、５０ｃ…切欠き部壁、５０ｄ…繋ぎ壁、５１…支持アーム、５５…傾斜センサ、６０…対象物セット装置、６１…ステージ、６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ…操作子、６９…アーム機構、９０…コンピュータ装置、９１…コントローラ、９２…入力装置、９３…表示装置、９５…高電圧電源 、ＰＬ…固定プレート、ＯＢ…測定対象物
【要約】
【課題】  測定対象物に対するＸ線の入射角を任意の角度にしても、その入射角を精度よく検出するＸ線回折測定装置を提供する。
【解決手段】  出射Ｘ線と光軸を同一にした平行な可視光を測定対称物ＯＢに照射したまま、フィードモータ２２を駆動させることで移動させる。それぞれの移動位置において、結像レンズ４８と撮像器４９からなるカメラにより撮像を行い、測定対象物ＯＢにおける可視光照射点の撮像器４９における位置を検出し、移動位置ごとに可視光照射点からイメージングプレート１５までの距離ＩＰ−ＯＢを算出する。移動位置と距離ＩＰ−ＯＢから測定対象物ＯＢの表面プロファイルを求め、Ｘ線照射点における接線の傾きを計算することでＸ線の入射角を求める。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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