(57)【要約】【課題】検出精度の低下を抑制できる検出装置、検出方法、構造物の製造方法を提供する。【解決手段】Ｘ線源から測定物にＸ線を照射して測定物を透過した透過Ｘ線を検出し、透過Ｘ線に基づく画像を形成する測定装置を備え、Ｘ線源の位置情報に基づいて測定装置の制御を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源から測定物にＸ線を照射して前記測定物を透過した透過Ｘ線を検出し、前記透過Ｘ線に基づく画像を形成する測定装置を備え、
前記Ｘ線源からＸ線を照射される基準物体と、前記基準物体を透過した透過Ｘ線を検出する検出器とを有し、
前記検出器は、前記基準物体を透過した透過Ｘ線を検出し、前記検出に基づいて前記測定装置の制御を補正する、検出装置。
【請求項２】
前記Ｘ線源の位置情報に基づいて前記測定装置の制御を補正する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記基準物体を透過したＸ線と前記測定物を透過して透過Ｘ線とを検出するときの、前記Ｘ線源の位置情報を取得する、請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記測定物と前記基準物体とは相対移動可能である、請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記基準物体を、前記Ｘ線の照射範囲に対して挿脱させる挿脱機構を有する、請求項２から４のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記基準物体は、前記測定物を回転可能に支持するステージの回転軸と平行な軸に対して軸対称の形状を有する、請求項２から５のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記基準物体は、前記測定物を支持するステージに設けられている、請求項２から６のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項８】
前記基準物体は、前記測定物を保持する前記ステージの支持面上又は前記ステージの内部に設けられている、請求項７に記載の検出装置。
【請求項９】
前記基準物体は、前記測定物に支持される、請求項２から８のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記基準物体は、前記測定物を回転可能に支持するステージの回転軸上に配置されている、請求項７から９のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記基準物体は、前記ステージの外周面に沿って設けられたリング状部材である、請求項７に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記基準物体は、前記ステージに形成された導管である請求項７に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記測定物を支持するステージと、少なくとも前記測定物及び前記ステージを収容するチャンバ部材とを有し、
前記基準物体は、前記チャンバ部材に設けられている、請求項２から６のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１４】
前記基準物体を検出する検出器と、前記測定物を検出する検出器とが異なる、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１５】
前記Ｘ線源のＸ線の発生点を撮像する撮像装置を有する、請求項１に記載の検出装置。
【請求項１６】
前記撮像装置は、前記Ｘ線の発生点から放射されるＸ線とは異なる長い波長の光を検出する、請求項１５に記載の検出装置。
【請求項１７】
前記Ｘ線の発生点から放射された光を集光する集光器を有する、請求項１５又は１６に記載の検出装置。
【請求項１８】
前記位置情報に基づいて、前記Ｘ線源の位置を補正する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１９】
前記測定物を支持するステージを有し、
前記位置情報に基づいて、前記ステージの位置を補正する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項２０】
前記測定物を透過した透過Ｘ線を検出する検出器を有し、
前記位置情報に基づいて、前記検出器の位置を補正する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項２１】
前記測定物に対してＸ線が異なる方向から入射するように照射し、前記異なる方向から透過した透過Ｘ線に基づいて形成された複数の画像から、前記測定物の再構成画像を算出するために用いる、前記複数の画像のうち、少なくとも一部の前記画像を、前記位置情報に基づいて補正する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項２２】
Ｘ線源から基準物にＸ線を照射して、前記基準物を透過した透過Ｘ線を検出ことと、
前記Ｘ線源から測定物にＸ線を照射して、前記測定物を透過した透過Ｘ線を検出することと、
前記基準物の検出に基づいて、前記測定物の検出の少なくとも一部を補正することと
を含む、検出方法。
【請求項２３】
前記基準物の検出から、前記Ｘ線源の位置情報を求め、前記Ｘ線源の位置情報に基づいて、前記測定物の検出の少なくとも一部を補正する請求項２２に記載の検出方法。
【請求項２４】
前記測定物の検出には、前記透過Ｘ線に基づいて、画像を形成することを含み、前記形成される画像を補正する請求項２２又は２３に記載の検出方法。
【請求項２５】
前記測定物の検出には、前記測定物にＸ線を異なる方向から照射し、前記異なる方向から透過した透過Ｘ線に基づいて形成された複数の画像から、前記測定物の再構成画像を算出することを含み、前記複数の画像のうち、少なくとも一部の前記画像を補正する請求項２４に記載の検出方法。
【請求項２６】
前記Ｘ線源の位置情報は、前記Ｘ線を前記測定物に照射する照射期間のうちの少なくとも一部の期間、又は前記照射期間とは異なる期間で前記Ｘ線源の位置情報を取得することをさらに含む、請求項２２から２５のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項２７】
前記Ｘ線源のＸ線の発生点撮像することと、
撮像された画像に基づいて前記Ｘ線源の位置情報を取得することと、
を含む請求項２３に記載の検出方法。
【請求項２８】
前記位置情報に基づいて前記Ｘ線源と前記測定物と前記透過Ｘ線を検出する検出器との相対位置を補正する、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項２９】
前記測定物に対してＸ線が異なる方向から入射するように照射し、前記異なる方向から透過した透過Ｘ線に基づいて複数の画像を形成することを含み、
前記複数の画像から、前記測定物の再構成画像を算出するために用いる、前記複数の画像のうち、少なくとも一部の前記画像を、前記位置情報に基づいて、補正する請求項２２から２８のいずれか一項に記載の検出方法。
【請求項３０】
構造物の形状に関する設計情報を作製する設計工程と、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作製する成形工程と、
作製された前記構造物を請求項２２から２９のいずれか一項に記載の検出方法を用いて測定し、前記構造物の形状情報を取得する工程と、
前記形状情報と前記設計情報とを比較する検査工程と、
を有する、構造物の製造方法。
【請求項３１】
前記検査工程の比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を実施するリペア工程を有する、請求項３０に記載の構造物の製造方法。
【請求項３２】
前記リペア工程において前記成形工程を再実行する、請求項３１に記載の構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、検出方法、構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の内部の情報を非破壊で取得する装置として、例えば下記特許文献に開示されているような、物体にＸ線を照射して、その物体を通過するＸ線を検出するＸ線装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２６８８６９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線装置において、Ｘ線を放射するＸ線源の温度が上昇すると、Ｘ線源の位置が変化し、検出精度が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、検出精度の低下を抑制できる検出装置、検出方法、構造物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様においては、Ｘ線源から測定物にＸ線を照射して測定物を透過した透過Ｘ線を検出し、透過Ｘ線に基づく画像を形成する測定装置を備え、Ｘ線源からＸ線を照射される基準物体と、基準物体を透過した透過Ｘ線を検出する検出器とを有し、検出器は、基準物体を透過した透過Ｘ線を検出し、検出に基づいて測定装置の制御を補正する、検出装置が、提供される。
【０００７】
第２の態様においては、Ｘ線源から基準物にＸ線を照射して、基準物を透過した透過Ｘ線を検出ことと、Ｘ線源から測定物にＸ線を照射して、測定物を透過した透過Ｘ線を検出することと、基準物の検出に基づいて、測定物の検出の少なくとも一部を補正することとを含む、検出方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、検出精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る検出装置の一例を示す図。
【図２】実施形態に係るＸ線源の一例を示す断面図。
【図３】反射型のＸ線源の一例を示す部分断面図。
【図４】実施形態に係る基準物体の一例を示す斜視図。
【図５】実施形態の検出装置の機能ブロック図。
【図６】検出装置による検出方法を示すフローチャート。
【図７】実施形態に係るキャリブレーションの一例を示す模式図。
【図８】キャリブレーション動作において検出されるＸ線透過画像を示す模式図。
【図９】実施形態に係る検出の一例を示す模式図。
【図１０】検出動作において検出されるＸ線透過画像を示す模式図。
【図１１】Ｘ線源がＺ軸方向に移動した場合の説明図。
【図１２】Ｘ線源がＺ軸方向に移動した場合の説明図。
【図１３】Ｘ線源がＹ軸方向に移動した場合の説明図。
【図１４】Ｘ線源がＹ軸方向に移動した場合の説明図。
【図１５】第２実施形態に係る検出装置の一例を示す図。
【図１６】第３実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図１７】第４実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図１８】第５実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図１９】第６実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図２０】第７実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図２１】第８実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図２２】第９実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図２３】第９実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図２４】第１０実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図２５】第１０実施形態に係る検出装置の一部を示す図。
【図２６】第１０実施形態に係る検出装置に備えられるグリッド部材を示す図。
【図２７】第１０実施形態に係る検出装置の作用説明図。
【図２８】第１０実施形態に係る検出装置の作用説明図。
【図２９】構造物製造システムのブロック構成図。
【図３０】構造物製造システムによる処理の流れを示したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＺ軸方向、水平面内においてＺ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００１１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る検出装置１００の一例を示す図である。
【００１２】
検出装置１００は、測定物ＳにＸ線ＸＬを照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。Ｘ線は、例えば波長１ｐｍ〜３０ｎｍ程度の電磁波である。Ｘ線は、約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線、及び約２０〜１００ｋｅＶの硬Ｘ線の少なくとも一つを含む。
【００１３】
本実施形態において、検出装置１００は、測定物ＳにＸ線を照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出して、その測定物Ｓの内部の情報（例えば、内部構造）を非破壊で取得するＸ線ＣＴ検査装置を含む。本実施形態において、測定物Ｓは、例えば機械部品、電子部品等の産業用部品を含む。Ｘ線ＣＴ検査装置は、産業用部品にＸ線を照射して、その産業用部品を検査する産業用Ｘ線ＣＴ検査装置を含む。
【００１４】
図１において、検出装置１００は、測定物ＳにＸ線を照射して透過Ｘ線を検出する測定装置１と、測定装置１を含む検出装置１００の全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。測定装置１は、Ｘ線ＸＬを射出するＸ線源２と、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ装置３と、Ｘ線源２から射出され、ステージ装置３に保持された測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する検出器４とを備えている。
【００１５】
本実施形態において、Ｘ線源２から検出器４に向かって射出されるＸ線ＸＬの光軸がＺ軸に沿った方向となるようにＸ線源２及び検出器４が設置される。検出器４の検出面は、Ｘ線ＸＬの光軸に直交する面（ＸＺ平面）に平行に設置される。
【００１６】
また、本実施形態において、検出装置１００は、Ｘ線源２から射出されるＸ線ＸＬが進行する内部空間ＳＰを形成するチャンバ部材６を備えている。本実施形態において、Ｘ線源２、ステージ装置３、及び検出器４は、内部空間ＳＰに配置される。
【００１７】
本実施形態において、チャンバ部材６は、支持面ＦＲ上に配置される。支持面ＦＲは、工場等の床面を含む。チャンバ部材６は、複数の支持部材６Ｓに支持される。チャンバ部材６は、支持部材６Ｓを介して、支持面ＦＲ上に配置される。本実施形態においては、支持部材６Ｓにより、チャンバ部材６の下面と、支持面ＦＲとが離されている。すなわち、チャンバ部材６の下面と支持面ＦＲとの間に空間が形成されている。なお、チャンバ部材６の下面の少なくとも一部と支持面ＦＲとが接触してもよい。
【００１８】
本実施形態において、チャンバ部材６は、鉛を含む。チャンバ部材６は、内部空間ＳＰのＸ線ＸＬが、チャンバ部材６の外部空間ＲＰに漏出することを抑制する。
【００１９】
本実施形態において、検出装置１００は、チャンバ部材６に取り付けられ、チャンバ部材６よりも熱伝導率が小さい部材６Ｄを有する。本実施形態において、部材６Ｄは、チャンバ部材６の外面に配置される。部材６Ｄは、内部空間ＳＰの温度が外部空間ＲＰの温度（温度変化）の影響を受けることを抑制する。すなわち、部材６Ｄは、外部空間ＲＰの熱が内部空間ＳＰに伝わることを抑制する断熱部材として機能する。部材６Ｄは、例えばプラスチックを含む。本実施形態において、部材６Ｄは、例えば発泡スチロールを含む。
【００２０】
Ｘ線源２は、測定物ＳにＸ線ＸＬを照射する。Ｘ線源２は、Ｘ線ＸＬを射出する射出部８を有する。Ｘ線源２は、点Ｘ線源を形成する。本実施形態において、射出部８は、点Ｘ線源（Ｘ線の発生点）を含む。Ｘ線源２は、測定物Ｓに円錐状のＸ線（所謂、コーンビーム）を照射する。なお、Ｘ線源２は、射出するＸ線ＸＬの強度を調整可能でもよい。Ｘ線源２から射出されるＸ線ＸＬの強度を調整する場合、測定物ＳのＸ線吸収特性等に基づいてもよい。また、Ｘ線源２から射出されるＸ線の拡がる形状は円錐状に限られず、例えば、扇状のＸ線（所謂、ファンビーム）でもよい。また、例えば線状のＸ線（所謂、ペンシルビーム）でもよい。
【００２１】
射出部８は、＋Ｚ方向を向いている。本実施形態において、射出部８から射出されたＸ線ＸＬの少なくとも一部は、内部空間ＳＰにおいて、＋Ｚ方向に進行する。
【００２２】
ステージ装置３は、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ９と、ステージ９を移動する駆動システム１０とを備えている。
【００２３】
本実施形態において、ステージ９は、基準物体５０及び測定物Ｓを保持する保持部１１を有するテーブル１２と、テーブル１２を移動可能に支持する第１可動部材１３と、第１可動部材１３を移動可能に支持する第２可動部材１４と、第２可動部材１４を移動可能に支持する第３可動部材１５とを有する。
【００２４】
テーブル１２は、保持部１１に測定物Ｓを保持した状態で回転可能である。テーブル１２は、θＹ方向に移動（回転）可能である。第１可動部材１３は、Ｘ軸方向に移動可能である。第１可動部材１３がＸ軸方向に移動すると、第１可動部材１３とともに、テーブル１２がＸ軸方向に移動する。第２可動部材１４は、Ｙ軸方向に移動可能である。第２可動部材１４がＹ軸方向に移動すると、第２可動部材１４とともに、第１可動部材１３及びテーブル１２がＹ軸方向に移動する。第３可動部材１５は、Ｚ軸方向に移動可能である。第３可動部材１５がＺ軸方向に移動すると、第３可動部材１５とともに、第２可動部材１４、第１可動部材１３、及びテーブル１２がＺ軸方向に移動する。
【００２５】
本実施形態において、駆動システム１０は、第１可動部材１３上においてテーブル１２をＹ軸回りに回転させる回転駆動装置１６と、第２可動部材１４上において第１可動部材１３をＸ軸方向に移動する第１駆動装置１７と、第２可動部材１４をＹ軸方向に移動する第２駆動装置１８と、第３可動部材１５をＺ軸方向に移動する第３駆動装置１９とを含む。
【００２６】
第２駆動装置１８は、第２可動部材１４が有するナットに配置されるねじ軸２０Ｂと、ねじ軸２０Ｂを回転させるアクチュエータ２０とを備える。ねじ軸２０Ｂは、ベアリング２１Ａ、２１ＢによってＹ軸回りに回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２０Ｂは、そのねじ軸２０Ｂの軸線とＹ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２１Ａ、２１Ｂに支持される。本実施形態において、第２可動部材１４が有するナットとねじ軸２０Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第２駆動装置１８は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。
【００２７】
第３駆動装置１９は、第３可動部材１５が有するナットに配置されるねじ軸２３Ｂと、ねじ軸２３Ｂを回転させるアクチュエータ２３とを備える。ねじ軸２３Ｂは、ベアリング２４Ａ、２４Ｂによって回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２３Ｂは、そのねじ軸２３Ｂの軸線とＺ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２４Ａ、２４Ｂに支持される。本実施形態において、第３可動部材１５が有するナットとねじ軸２３Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第３駆動装置１９は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。
【００２８】
第３可動部材１５は、第２可動部材１４をＹ軸方向にガイドするガイド機構２５を有する。ガイド機構２５は、Ｙ軸方向に延びるレール状のガイド部材２５Ａ、２５Ｂを含む。アクチュエータ２０、及びねじ軸２０Ｂを支持するベアリング２１Ａ、２１Ｂを含む第２駆動装置１８の少なくとも一部は、第３可動部材１５に支持される。アクチュエータ２０がねじ軸２０Ｂを回転させることによって、第２可動部材１４は、ガイド機構２５にガイドされながら、Ｙ軸方向に移動する。
【００２９】
本実施形態において、検出装置１００は、ベース部材２６を有する。ベース部材２６は、チャンバ部材６に支持される。本実施形態において、ベース部材２６は、支持機構を介して、チャンバ部材６の内壁（内面）に支持される。ベース部材２６の位置は、所定の位置で固定される。
【００３０】
ベース部材２６は、第３可動部材１５をＺ軸方向にガイドするガイド機構２７を有する。ガイド機構２７は、Ｚ軸方向に延びるレール状のガイド部材２７Ａ、２７Ｂを含む。アクチュエータ２３、及びねじ軸２３Ｂを支持するベアリング２４Ａ、２４Ｂを含む第３駆動装置１９の少なくとも一部は、ベース部材２６に支持される。アクチュエータ２３がねじ軸２３Ｂを回転することによって、第３可動部材１５は、ガイド機構２７にガイドされながら、Ｚ軸方向に移動する。
【００３１】
なお、図示は省略するが、本実施形態において、第２可動部材１４は、第１可動部材１３をＸ軸方向にガイドするガイド機構を有する。第１駆動装置１７は、第１可動部材１３をＸ軸方向に移動可能なボールねじ機構を含む。回転駆動装置１６は、テーブル１２をθＹ方向に移動（回転）可能なモータを含む。
【００３２】
本実施形態において、テーブル１２上には基準物体５０が設置されており、測定物Ｓは基準物体５０上に設置されている。テーブル１２上に保持された基準物体５０及び測定物Ｓは、駆動システム１０によって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθＹ方向の４つの方向に移動可能である。
【００３３】
なお、駆動システム１０は、テーブル１２に保持された測定物Ｓを、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動させてもよい。また、本実施形態においては、駆動システム１０は、ボールねじ駆動機構を含むこととしたが、例えば、ボイスコイルモータを含んでもよい。例えば、駆動システム１０は、リニアモータを含んでもよいし、平面モータを含んでもよい。
【００３４】
本実施形態において、ステージ９は、内部空間ＳＰにおいて移動可能である。ステージ９は、射出部８の＋Ｚ側に配置される。ステージ９は、内部空間ＳＰのうち、射出部８よりも＋Ｚ側の空間で移動可能である。ステージ９の少なくとも一部は、射出部８と対向可能である。ステージ９は、保持した測定物Ｓを、射出部８と対向する位置に配置可能である。ステージ９は、射出部８から射出されたＸ線ＸＬが通過する経路上に、測定物Ｓを配置可能である。ステージ９は、射出部８から射出されたＸ線ＸＬの照射範囲内に、配置可能である。
【００３５】
本実施形態において、検出装置１００は、ステージ９の位置を計測する計測システム２８を備えている。本実施形態において、計測システム２８は、エンコーダシステムを含む。
【００３６】
計測システム２８は、テーブル１２の回転量（θＹ方向に関する位置）を計測するロータリーエンコーダ２９と、Ｘ軸方向に関する第１可動部材１３の位置を計測するリニアエンコーダ３０と、Ｙ軸方向に関する第２可動部材１４の位置を計測するリニアエンコーダ３１と、Ｚ軸方向に関する第３可動部材１５の位置を計測するリニアエンコーダ３２とを有する。
【００３７】
本実施形態において、ロータリーエンコーダ２９は、第１可動部材１３に対するテーブル１２の回転量を計測する。リニアエンコーダ３０は、第２可動部材１４に対する第１可動部材１３の位置（Ｘ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に対する第２可動部材１４の位置（Ｙ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に対する第３可動部材１５の位置（Ｚ軸方向に関する位置）を計測する。
【００３８】
ロータリーエンコーダ２９は、例えば第１可動部材１３に配置されたスケール部材２９Ａと、テーブル１２に配置され、スケール部材２９Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド２９Ｂとを含む。スケール部材２９Ａは、第１可動部材１３に固定されている。エンコーダヘッド２９Ｂは、テーブル１２に固定されている。エンコーダヘッド２９Ｂは、スケール部材２９Ａ（第１可動部材１３）に対するテーブル１２の回転量を計測可能である。
【００３９】
リニアエンコーダ３０は、例えば第２可動部材１４に配置されたスケール部材３０Ａと、第１可動部材１３に配置され、スケール部材３０Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３０Ｂとを含む。スケール部材３０Ａは、第２可動部材１４に固定されている。エンコーダヘッド３０Ｂは、第１可動部材１３に固定されている。エンコーダヘッド３０Ｂは、スケール部材３０Ａ（第２可動部材１４）に対する第１可動部材１３の位置を計測可能である。
【００４０】
リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に配置されたスケール部材３１Ａと、第２可動部材１４に配置され、スケール部材３１Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３１Ｂとを含む。スケール部材３１Ａは、第３可動部材１５に固定されている。エンコーダヘッド３１Ｂは、第２可動部材１４に固定されている。エンコーダヘッド３１Ｂは、スケール部材３１Ａ（第３可動部材１５）に対する第２可動部材１４の位置を計測可能である。
【００４１】
リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に配置されたスケール部材３２Ａと、第３可動部材１５に配置され、スケール部材３２Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３２Ｂとを含む。スケール部材３２Ａは、ベース部材２６に固定されている。エンコーダヘッド３２Ｂは、第３可動部材１５に固定されている。エンコーダヘッド３２Ｂは、スケール部材３２Ａ（ベース部材２６）に対する第３可動部材１５の位置を計測可能である。
【００４２】
検出器４は、内部空間ＳＰにおいて、Ｘ線源２及びステージ９よりも＋Ｚ側に配置される。検出器４の位置は、所定の位置で固定される。なお、検出器４が移動可能でもよい。ステージ９は、内部空間ＳＰのうち、Ｘ線源２と検出器４との間の空間を移動可能である。
【００４３】
検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線源２からのＸ線ＸＬが入射する入射面３３を有するシンチレータ部３４と、シンチレータ部３４において発生した光を受光する受光部３５とを有する。検出器４の入射面３３は、ステージ９に保持された測定物Ｓと対向可能である。
【００４４】
シンチレータ部３４は、Ｘ線が当たることによって、そのＸ線とは異なる波長の光を発生させるシンチレーション物質を含む。受光部３５は、光電子倍増管を含む。光電子倍増管は、光電効果により光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電管を含む。受光部３５は、シンチレータ部３４において発生した光を増幅し、電気信号に変換して出力する。
【００４５】
検出器４は、シンチレータ部３４を複数有する。シンチレータ部３４は、ＸＹ平面内において複数配置される。シンチレータ部３４は、アレイ状に配置される。検出器４は、複数のシンチレータ部３４のそれぞれに接続するように、受光部３５を複数有する。なお、検出器４は、入射するＸ線を、光に変換することなく直接電気信号に変換してもよい。
【００４６】
図２は、本実施形態に係るＸ線源２の一例を示す断面図である。図２において、Ｘ線源２は、電子を発生するフィラメント３９と、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲット４０と、電子をターゲット４０に導く導電子部材４１とを備えている。図２においては、電子が通過する通路４３を示している。また、本実施形態において、Ｘ線源２は、導電子部材４１の少なくとも一部を収容するハウジング４２を備えている。本実施形態において、フィラメント３９、導電子部材４１、及びターゲット４０のそれぞれが、ハウジング４２に収容されている。
【００４７】
フィラメント３９は、例えばタングステンを含む。フィラメント３９に電流が流れ、その電流によってフィラメント３９が加熱されると、フィラメント３９から電子（熱電子）が放出される。フィラメント３９は、先端が尖った形状を有し、その尖った先端部分から電子が放出される。フィラメント３９の形状は、コイル状に巻かれている。
【００４８】
ターゲット４０は、例えばタングステンを含み、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生する。本実施形態において、Ｘ線源２は、所謂、透過型である。本実施形態において、ターゲット４０は、電子の透過により、Ｘ線を発生する。
【００４９】
例えば、ターゲット４０を陽極とし、フィラメント３９を陰極として、ターゲット４０とフィラメント３９との間に電圧が加えられると、フィラメント３９から飛び出した熱電子が、ターゲット（陽極）４０に向かって加速し、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００５０】
導電子部材４１は、フィラメント３９とターゲット４０との間において、フィラメント３９からの電子の通路４３の周囲の少なくとも一部に配置される。導電子部材４１は、例えば集束レンズ、及び対物レンズ等の電子レンズ、若しくは偏光器を含み、フィラメント３９からの電子をターゲット４０に導く。導電子部材４１は、ターゲット４０の一部の領域（Ｘ線焦点）に電子を衝突させる。ターゲット４０において電子が衝突する領域の寸法（スポットサイズ）は、十分に小さい。これにより、実質的に点Ｘ線源が形成される。
【００５１】
また本実施形態において、反射型のＸ線源を用いてもよい。図３は反射型のＸ線源の一例を示す部分断面図である。
図３に示すＸ線源２Ｒは、その先端部分の構成において図２に示したＸ線源２と異なり、フィラメント３９や導電子部材４１、ハウジング４２の構成は共通である。Ｘ線源２Ｒにおいて、ターゲット４０はハウジング４２の先端にＹ軸に対して傾いた姿勢で配置される。本実施形態において、ハウジング４２は水平面（ＸＺ平面）に対して４５°傾いた姿勢で内部空間ＳＰに配置される。
【００５２】
Ｘ線源２Ｒにおいて、フィラメント３９から射出された電子がターゲット４０に照射されると、ターゲット４０は電子の衝突によりＸ線ＸＬを発生する。本実施形態においては、フィラメント３９からの電子の通路４３に対して、９０°よりも小さい角度でターゲット４０の被照射面が配置される。本実施形態においては、フィラメント３９からの電子はターゲット４０に対して斜めに入射する。発生したＸ線ＸＬは、＋Ｚ側に射出される。本実施形態において、Ｘ線源２Ｒから射出されるＸ線ＸＬの光軸はＺ軸方向に平行である。
【００５３】
図４は、本実施形態に係る基準物体５０の一例を示す斜視図である。
本実施形態において、基準物体５０は円柱状（天面の直径Ｒ、高さｈ）の構造物である。基準物体５０の材質としては、例えばタングステンや鉛などのＸ線の吸収率が高い金属を用いることができる。基準物体５０のＸ線吸収率を高くすることで検出器４において輪郭が鮮明な基準物体５０の画像を取得することができる。基準物体５０は、検出器４に対して少なくとも基準物体５０の輪郭を投影可能な材質であれば、金属以外の材質（樹脂、セラミックス等）を用いてもよい。すなわち、基準物体５０のＸ線吸収率と、基準物体５０の周囲のＸ線吸収率とが異なっていればよい。Ｘ線吸収率が異なることにより、基準物体５０の輪郭を投影可能になる。
【００５４】
本実施形態において、基準物体５０はテーブル１２に配置される。これにより、テーブル１２の回転に伴い、基準物体５０を回転する。本実施形態において、基準物体５０の中心軸Ｏは、テーブル１２の回転軸と平行に配置される。また、本実施形態においては、基準物体５０の中心軸Ｏに対して、対称の形状をしている。これにより、テーブル１２を回転させたときに基準物体５０中のＸ線ＸＬの透過する長さが変化しない。これによりテーブル１２の回転角によらずに、均一な輪郭の投影像を得ることができる。
【００５５】
基準物体５０の形状は、円柱状に限られず、任意の形状を用いることができる。形状は、対称軸を有する形状が望ましい。例えば、対称軸は回転対称軸である。この場合に、球状、円錐状、円錐台状を有する基準物体５０を用い、その基準物体５０の回転対称軸と、テーブル１２の回転軸とを平行に配置する。この場合に、基準物体５０は、回転対称軸を有するので、テーブル１２の回転角によらないで、基準物体５０の内部でのＸ線の透過する距離が変わらない。また、例えば、形状が、ｎ回回転対称軸を有する場合においては、（３６０／ｎ）°回転させて、自らと重なる場合においては、基準物体５０の内部において、Ｘ線ＸＬの透過する距離は変わらない。
【００５６】
本実施形態において、基準物体５０の中心軸Ｏは、ステージ９におけるテーブル１２の回転軸上に設置される。中心軸Ｏとテーブル１２の回転軸とを一致するように、基準物体５０をテーブル１２に配置する。これにより、テーブル１２をθＹ方向に回転させたときに、検出器４に投影される基準物体５０の位置は、θＹ方向の回転角によらず変わらない。これにより、Ｘ線源２の位置ずれの解析手段を簡素化することができる。
【００５７】
本実施形態において、基準物体５０はテーブル１２上に設けられ、基準物体５０上に測定物Ｓが設置されている。基準物体５０は、検出器４に投影可能な範囲で他の位置に移動してもよい。例えば、テーブル１２上に設置した測定物Ｓに基準物体５０を支持させてもよい。また、例えば、基準物体５０は、テーブル１２上に着脱可能に支持されていても構わない。例えば、複数の測定物Ｓを測定する場合に、基準物体５０と第１の測定物Ｓ１（複数の測定物Ｓから選ばれる一つ又は複数の測定物）とを同時に検出する。第１の測定物Ｓ１の検出の後、テーブル１２上の基準物体５０を外し、第２の測定物Ｓ２（第１の測定物Ｓ１以外の測定物Ｓを含む一つ又は複数の測定物）は、この第２の測定物Ｓ２のみで測定しても構わない。第２の測定物Ｓ２の検出に、第１の測定物Ｓ１と一緒に検出した基準物体５０の結果を用いても構わない。もちろん、基準物体５０のみで検出した結果を用いても構わない。
【００５８】
上記構成を備えた本実施形態の検出装置１００のＸ線源２（あるいはＸ線源２Ｒ）において、ターゲット４０に電子が照射されると、その電子のエネルギーのうち、一部のエネルギーが、Ｘ線となり、一部のエネルギーが、熱となる。ターゲット４０に対する電子の照射により、ターゲット４０、ターゲット４０の周囲の空間、及びターゲット４０の近傍に配置されている部材の温度が上昇する。
【００５９】
ターゲット４０の温度が上昇すると、例えばターゲット４０が熱変形したり、ハウジング４２が熱変形したり、フィラメント３９とターゲット４０との相対位置が変動したりする可能性がある。Ｘ線源２に熱変形が生じると、Ｘ線源２とステージ９との相対位置が変動したり、Ｘ線源２と検出器４との相対位置が変動したりする可能性がある。その結果、検出装置１００の検出精度（検査精度、測定精度）が低下する可能性がある。
【００６０】
本実施形態の検出装置１００では、ステージ９に測定物Ｓとともに基準物体５０を配置し、基準物体５０の透過Ｘ線の画像に基づいてＸ線源２と、ステージ９及び検出器４との相対位置の変動を検出する。そして、Ｘ線源２の位置変動に関する情報に基づいて測定装置１の動作を制御することにより、Ｘ線源２の位置変動による検出精度の低下を抑制する。
【００６１】
次に、本実施形態に係る検出装置の動作の一例について説明する。
図５は、本実施形態の検出装置の機能ブロック図である。図６は、検出装置１００による検出方法を示すフローチャートである。
【００６２】
図５に示すように、本実施形態の検出装置１００に備えられた制御装置５は、測定制御装置５１と、作業メモリ５２と、画像解析装置５３と、記憶装置５４と、画像補正装置５５と、再構成画像演算装置５６と、を備えている。上記各装置はシステムバス５９を介して相互に接続されている。
【００６３】
測定制御装置５１は、測定装置１に接続されている。測定制御装置５１は、測定装置１を構成するＸ線源２、ステージ装置３、及び検出器４を制御し、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の像（Ｘ線画像データ）を取得する。
【００６４】
作業メモリ５２は、制御装置５が測定装置１を制御する際の作業領域として利用される。作業メモリ５２には、測定制御装置５１によって取得されたＸ線透過画像のほか、画像解析装置５３により作成される解析データや、画像補正装置５５により作成される補正画像、再構成画像演算装置５６により作成される再構成画像が一時的に記憶される。作業メモリ５２には、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の読み書き可能な記憶媒体が備えられる。
【００６５】
画像解析装置５３は、測定制御装置５１によって取得されたＸ線透過画像を解析し、解析データを作成する。解析データは、例えば、測定物Ｓ及び基準物体５０の位置、寸法に関する情報である。
【００６６】
記憶装置５４には、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）が備えられており、測定装置１を制御するための、予め定められた測定制御条件、画像解析条件、画像補正条件、及び再構成画像演算条件、などが記憶されている。なお、記憶装置５４には、測定により得られるＸ線透過画像や、画像補正処理により得られる補正画像、画像解析装置５３で作成される解析データ等が記録されてもよい。この場合、記憶装置５４には、フラッシュメモリ等の読み書き可能な記憶媒体が備えられる。
【００６７】
画像補正装置５５は、画像解析装置５３で作成された解析データに基づいて、Ｘ線透過画像を補正し、補正画像を作成する。
再構成画像演算装置５６は、画像補正装置５５により作成された補正画像を必要に応じて使用しつつ、測定制御装置５１により取得されたＸ線透過画像を重ねて再構成し、測定物Ｓの内部構造の三次元データを算出する。
【００６８】
以下、具体的な動作について説明する。
本実施形態においては、図６のフローチャートに示すように、検出装置１００のキャリブレーション（ステップＳＡ１）と、測定物Ｓ及び基準物体５０に対するＸ線ＸＬの照射、並びに測定物Ｓ及び基準物体５０を通過した透過Ｘ線の検出（ステップＳＡ２）と、測定物Ｓの内部構造の算出（ステップＳＡ３）とが実行される。
【００６９】
キャリブレーション（ステップＳＡ１）について説明する。
図７は、本実施形態に係るキャリブレーションの一例を示す模式図である。図８はキャリブレーション動作において検出器４で検出されるＸ線透過画像ＰＶを示す模式図である。
【００７０】
図７に示すように、キャリブレーションにおいて、テーブル１２には基準物体５０のみが保持される。本実施形態において、基準物体５０は、例えばタングステンから円柱状構造物である。本実施形態において、円柱状構造物はタングステンからなり、内部に空洞を有していない。基準物体５０の外形（寸法）は、既知である。なお、基準物体５０の形状は円柱状に限られない。
【００７１】
測定制御装置５１は、計測システム２８でステージ９の位置を計測しつつ、駆動システム１０を制御して、基準物体５０を保持したステージ９の位置を調整する。測定制御装置５１は、測定物Ｓの検出（ステップＳＡ２）を行うときと同一位置に基準物体５０が配置されるように、ステージ９の位置を調整する。
【００７２】
測定制御装置５１は、Ｘ線源２からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。電子を照射されたターゲット４０からＸ線が発生する。
【００７３】
Ｘ線源２から発生したＸ線ＸＬは、基準物体５０に照射される。基準物体５０に照射されたＸ線ＸＬは、基準物体５０を透過する。基準物体５０を透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、基準物体５０を透過した透過Ｘ線を検出する。検出器４は、基準物体５０を透過した透過Ｘ線に基づいて得られた基準物体５０を含むＸ線透過画像ＰＶ（図８参照）を検出する。
【００７４】
図８に示すＸ線透過画像ＰＶは、テーブル１２の一部の投影像１２ａと、基準物体５０の投影像５０ａを含んでいる。検出器４の検出結果であるＸ線透過画像ＰＶは、測定制御装置５１に出力される。測定制御装置５１は、取得した基準物体５０を含むＸ線透過画像ＰＶを作業メモリ５２に保存する。
【００７５】
測定制御装置５１は、上記のＸ線透過画像の取得及び記録動作を、テーブル１２を回転させながら基準物体５０の全周にわたって実行する。その結果、作業メモリ５２には、基準物体５０の全周にわたるＸ線透過画像ＰＶが記憶される。本実施形態においては、上記のＸ線透過画像の取得及び記録動作は、θＹ方向に３６０°にわたって実行する。なお、θＹ方向に３６０°にわたって実行しなくてもよく、例えば、１８０°の範囲だけ実行しても構わない。
【００７６】
本実施形態において、画像解析装置５３は、作業メモリ５２に保存されている基準物体５０の投影像を含むＸ線透過画像ＰＶを解析する。画像解析装置５３は、Ｘ線透過画像ＰＶに含まれる基準物体５０の投影像５０ａの位置及び寸法を取得し、これらの位置及び寸法を解析データとして作業メモリ５２に保存する。
【００７７】
なお、以上に説明したキャリブレーション動作は、基準物体５０の位置及び寸法に関する解析データが既知である場合には実行しなくてもよい。また本実施形態では、基準物体５０として円柱状構造物を用い、かつその中心軸Ｏがテーブル１２の回転軸と一致するように配置している。そのため、テーブル１２を回転させたときに得られる投影像５０ａはテーブル１２の回転角によらず一定の位置及び大きさとなる。このように投影像５０ａが変化しない場合には、キャリブレーションにおいて取得するＸ線透過画像ＰＶの枚数を１〜数枚程度に減らしてもよい。
【００７８】
キャリブレーションが終了した後、測定物Ｓの検出が行われる（ステップＳＡ２）。
図９は、本実施形態に係る検出の一例を示す模式図である。図１０は検出動作において検出器４で検出されるＸ線透過画像ＰＶを示す模式図である。
【００７９】
図９に示すように、検出において、テーブル１２上の基準物体５０上に測定物Ｓが設置される。測定制御装置５１は、ステージ装置３を制御して、測定物ＳをＸ線源２と検出器４との間の測定位置に配置する。すなわち、測定制御装置５１は、計測システム２８でステージ９の位置を計測しつつ、駆動システム１０を制御して、基準物体５０及び測定物Ｓを保持したステージ９の位置を調整する。
【００８０】
測定制御装置５１は、Ｘ線源２からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。
【００８１】
Ｘ線源２から発生したＸ線ＸＬの少なくとも一部は、測定物Ｓ及び基準物体５０に照射される。測定物Ｓ及び基準物体５０に照射されたＸ線ＸＬの少なくとも一部は、測定物Ｓ及び基準物体５０を透過する。測定物Ｓ及び基準物体５０を透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、測定物Ｓ及び基準物体５０を透過した透過Ｘ線を検出する。検出器４は、測定物Ｓ及び基準物体５０を透過した透過Ｘ線に基づいて得られた測定物Ｓ及び基準物体５０を含むＸ線透過画像ＰＶ（図１０参照）を検出する。
【００８２】
図１０に示すＸ線透過画像ＰＶは、テーブル１２の一部の投影像１２ｂと、基準物体５０の投影像５０ｂと、測定物Ｓの投影像Ｓｂとを含んでいる。検出器４の検出結果であるＸ線透過画像ＰＶは、測定制御装置５１に出力される。測定制御装置５１は、取得した測定物Ｓ及び基準物体５０を含むＸ線透過画像ＰＶを作業メモリ５２に保存する。
【００８３】
本実施形態において、測定制御装置５１は、測定物Ｓ及び基準物体５０におけるＸ線源２からのＸ線ＸＬの照射領域を変えるために、測定物Ｓ及び基準物体５０の位置を変えながら、測定物Ｓ及び基準物体５０にＸ線源２からのＸ線ＸＬを照射する。測定制御装置５１は、測定物Ｓの位置を変更する毎に、測定物ＳにＸ線源２からのＸ線ＸＬを照射し、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を、検出器４で検出する。
【００８４】
本実施形態において、測定制御装置５１は、測定物Ｓ及び基準物体５０を保持したテーブル１２を回転させて、Ｘ線源２に対する測定物Ｓ及び基準物体５０の位置を変えることによって、測定物Ｓ及び基準物体５０におけるＸ線源２からのＸ線ＸＬの照射領域を変更する。
【００８５】
すなわち、本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓを保持したテーブル１２を回転させながら、その測定物ＳにＸ線ＸＬを照射する。テーブル１２の各位置（各回転角度）において測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）は、検出器４に検出される。検出器４は、各位置における測定物Ｓ及び基準物体５０の投影像を含むＸ線透過画像ＰＶを取得する。
【００８６】
本実施形態において、画像解析装置５３は、作業メモリ５２に保存されている測定物Ｓと基準物体５０の投影像を含むＸ線透過画像ＰＶを解析する。画像解析装置５３は、Ｘ線透過画像ＰＶに含まれる基準物体５０の投影像５０ｂの位置及び寸法を取得する。画像解析装置５３は、取得した投影像５０ｂの位置及び寸法を解析データとして作業メモリ５２に保存する。
【００８７】
画像補正装置５５は、測定物Ｓの測定時に取得された投影像５０ｂの解析データ（位置、寸法）と、キャリブレーション時に取得された投影像５０ａの解析データ（位置、寸法）とに基づいて、Ｘ線源２の位置情報を取得する。上記位置情報は、Ｘ線源２と基準物体５０と検出器４との相対位置に関する情報であってもよく、キャリブレーション時のＸ線源２に対する相対位置に関する情報であってもよく、内部空間ＳＰにおけるＸ線源２の現在位置に関する情報であってもよい。
【００８８】
本実施形態において、画像補正装置５５は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の検出結果（Ｘ線透過画像ＰＶ）を、上記位置情報に基づいて補正する。以下、この画像補正動作について、図１１から図１４を参照して説明する。
【００８９】
図１１及び図１２は、Ｘ線源２がＺ軸方向に移動した場合の説明図である。
図１１には、キャリブレーション時の基準物体５０の投影像５０ａ及びテーブル１２の投影像１２ａ、並びに測定物Ｓを測定したときの測定物Ｓの投影像Ｓｂ、基準物体５０の投影像５０ｂ、及びテーブル１２の投影像１２ｂが示されている。
【００９０】
図１１において、投影像５０ａと投影像５０ｂとを比較すると、投影像５０ｂは投影像５０ａに対してＸ軸方向の寸法、及びＹ軸方向の寸法が大きい。この場合、図１２に示すように、キャリブレーション時と比較してターゲット４０（射出部８）が＋Ｚ方向（測定物Ｓに近づく方向）に移動している。
【００９１】
図１２に示すターゲット４０の移動は、図２に示したＸ線源２において、電子照射によってターゲット４０の温度が上昇した場合に、ハウジング４２のターゲット４０が設置されている部分にＺ軸方向の熱膨張ＥＣが生じ、それによってターゲット４０の位置が＋Ｚ方向に移動することで生じる。ターゲット４０の移動距離ΔＺは、投影像５０ｂと投影像５０ａとに基づいて算出することができる。
【００９２】
図１１に示す相対的に拡大された投影像５０ｂが検出されている場合に、画像補正装置５５は、キャリブレーション時に得られた投影像５０ａと一致するように、Ｘ線透過画像ＰＶを補正する。
【００９３】
例えば、画像補正装置５５は、測定物Ｓの測定において得られた投影像５０ｂのＸ軸方向の寸法（直径）がＲ１であり、Ｙ軸方向の寸法（高さ）がｈ１である場合に、直径Ｒ１が投影像５０ａにおける直径Ｒ、高さｈに一致するように、Ｘ線透過画像ＰＶを縮小補正する。これにより、図１１に示す測定物Ｓの投影像Ｓａを含む補正画像が得られる。画像補正装置５５は、作成した補正画像を作業メモリ５２に保存する。
【００９４】
一方、図１３及び図１４は、Ｘ線源２がＹ軸方向に移動した場合の説明図である。
図１３には、キャリブレーション時の基準物体５０の投影像５０ａ及びテーブル１２の投影像１２ａ、並びに測定物Ｓを測定したときの測定物Ｓの投影像Ｓｂ、基準物体５０の投影像５０ｂ、及びテーブル１２の投影像１２ｂが示されている。
【００９５】
図１３において、投影像５０ａと投影像５０ｂとを比較すると、投影像５０ｂは投影像５０ａに対して＋Ｙ方向（鉛直方向上側）に移動しており、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の寸法は同一である。この場合、図１４に示すように、キャリブレーション時と比較してターゲット４０（射出部８）が−Ｙ方向（鉛直方向下側）に移動している。ターゲット４０の移動距離ΔＹは、投影像５０ｂと投影像５０ａとに基づいて算出することができる。
【００９６】
図１４に示すターゲット４０の移動は、例えば、図３に示したＸ線源２Ｒにおいて、電子照射によってターゲット４０の温度が上昇した場合に、ハウジング４２のターゲット４０が設置されている部分にＹＺ面内の斜め方向における熱膨張ＥＣが生じ、それによってターゲット４０の位置がＹ軸方向に移動することで生じる。
なお、図３に示した斜め方向の熱膨張ＥＣが生じた場合、ターゲット４０は実際には＋Ｚ方向にも移動するため、図１２に示すターゲット４０の移動と、図１４に示すターゲット４０の移動が複合的に生じる。
【００９７】
図１３に示す相対的に位置が移動された投影像５０ｂが検出されている場合に、画像補正装置５５は、キャリブレーション時に得られた投影像５０ａと一致するように、Ｘ線透過画像ＰＶを補正する。
【００９８】
例えば、画像補正装置５５は、測定物Ｓの測定において得られた投影像５０ｂの位置（座標）が、投影像５０ａの位置に一致するように、Ｘ線透過画像ＰＶを−Ｙ方向に平行移動させて補正する。これにより、図１３に示す測定物Ｓの投影像Ｓａを含む補正画像が得られる。画像補正装置５５は、作成した補正画像を作業メモリ５２に保存する。
【００９９】
なお、Ｘ線透過画像ＰＶに含まれる投影像５０ｂの位置及び寸法と、投影像５０ａの位置及び寸法とが一致している場合には、画像補正装置５５による画像補正処理は不要である。
【０１００】
再構成画像演算装置５６は、測定物Ｓを回転させつつその測定物ＳにＸ線ＸＬを照射することにより得られた複数のＸ線透過画像及び補正画像に基づいて演算を行い、測定物Ｓの断層画像を再構成して、測定物Ｓの内部構造の三次元データ（三次元画像）を取得する（ステップＳＡ３）。これにより、測定物Ｓの内部構造が算出される。測定物の断層画像の再構成方法としては、例えば、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、及び逐次近似法が挙げられる。逆投影法及びフィルタ補正逆投影法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１５４７２８号明細書に記載されている。また、逐次近似法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２０１０／０２２０９０８号明細書に記載されている。
【０１０１】
本実施形態では、画像補正装置５５により補正画像が作成され、作業メモリ５２に保存されている。そこで、再構成画像演算装置５６は、検出器４により検出されたＸ線透過画像とともに、画像補正装置５５により作成された補正画像を用いて、測定物の内部構造を算出する。測定物Ｓの各位置（各回転角度）のそれぞれで、投影像の位置及び寸法のずれた、複数のＸ線透過画像を用いた場合、再構成画像演算装置５６において、測定物Ｓの内部構造のデータに、偽像が発生する可能性がある。偽像とは、例えば、再構成画像演算装置により、複数のＸ線透過画像から、測定物Ｓの内部構造のデータを作る段階で発生する、内部構造に起因しない像のことである。そこで、本実施形態において、再構成画像演算装置５６は、測定物Ｓの各位置（各回転角度）のそれぞれにおいて取得された測定物ＳのＸ線透過画像と、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の位置及び寸法のずれを補正した補正画像とに基づく測定物Ｓの三次元画像を作成する。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態によれば、基準物体５０の投影像に基づいてＸ線源２、２Ｒの位置情報を取得し、かかる位置情報に基づいてＸ線透過画像を補正するようにした。これにより、熱変形等によりＸ線源２、２Ｒの位置が移動した場合にも、Ｘ線透過画像を適切に補正することができる。そして、補正された画像（補正画像）を用いて再構成画像を形成することで、Ｘ線源２の位置ずれに起因する偽像を抑制することができる。
よって本実施形態によれば、検出装置１００の検出精度の低下を抑制できる。例えば、検出装置１００は、測定物Ｓの内部構造に関する情報を正確に取得することができる。
【０１０３】
なお、本実施形態において、画像解析装置５３は、測定物Ｓの測定において取得された全てのＸ線透過画像を解析することとしたが、一部のＸ線透過画像のみを解析することとしてもよい。例えば、測定開始から１００枚毎（１枚目，１０１枚目，２０１枚目、…）のＸ線透過画像を解析し、Ｘ線源２の位置変動が検出された場合に、それ以降のＸ線透過画像を全て解析するようにしてもよい。
【０１０４】
なお、本実施形態においては、測定物Ｓに対するＸ線ＸＬの照射領域を変更して、測定物Ｓの像を複数取得し、その複数の像（画像）に基づいて、測定物Ｓの内部構造の三次元データを取得することとしたが、１つの像（画像）に基づいて、測定物Ｓの内部構造に関する情報を取得することとしてもよい。すなわち、測定物Ｓに対して、異なる角度からＸ線ＸＬ照射することなく、測定物Ｓの内部構造の二次元データを取得してもよい。
【０１０５】
また本実施形態では、制御装置５が、測定装置１を制御する測定制御装置５１と、種々の演算処理を実行する装置（画像解析装置５３、画像補正装置５５、再構成画像演算装置５６）の両方を備えた構成としたが、これらを別々の装置としてもよい。すなわち、処理能力の高い演算装置（コンピュータ）を用いて画像解析や画像補正、画像再構成の演算を実行するようにしてもよい。
また、本実施形態では、Ｘ線源２がＹ軸方向に移動した場合を例にしたが、Ｘ線源は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の少なくとも一方に移動しても構わない。また、時間の経過と共に、移動する方向が変化しても構わない。
【０１０６】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略化若しくは省略する。
【０１０７】
図１５は、第２実施形態に係る検出装置１００の一例を示す図である。
図１５において、検出装置１００は、Ｘ線源２に接続された移動機構４５と、検出器４に接続された移動機構４６とを備えている。
【０１０８】
移動機構４５は、Ｘ線源２を移動可能に支持する。移動機構４５は、Ｘ線源２を少なくともＺ軸方向（ステージ９及び検出器４に対して進退する方向）に移動させる駆動装置を備えている。Ｘ線源２が鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動する場合には、移動機構４５はＸ線源２をＹ軸方向に移動させる駆動装置を備えて構成される。移動機構４５は、ステージ９と同様に、Ｘ線源２をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθＹ方向に移動させる機構としてもよい。
【０１０９】
移動機構４６は、検出器４を移動可能に支持する。移動機構４６は、検出器４を少なくともＺ軸方向（Ｘ線源２及びステージ９に対して進退する方向）に移動させる駆動装置を備えている。Ｘ線源２が鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動する場合には、移動機構４６は検出器４をＹ軸方向に移動させる駆動装置を備えて構成される。移動機構４６は、ステージ９と同様に、検出器４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及びθＹ方向に移動させる機構としてもよい。
【０１１０】
本実施形態の検出装置１００では、Ｘ線源２の位置変動が生じた場合に、移動機構４５、ステージ装置３、あるいは移動機構４６を作動させ、測定装置１の動作を補正する。
【０１１１】
例えば、図１２に示したように、Ｘ線源２の熱膨張によってターゲット４０がＺ軸方向に移動した場合、図１１に示したように、Ｘ線透過画像ＰＶにおいて、基準物体５０が拡大されて観測される。ターゲット４０の移動距離ΔＺは、投影像５０ｂの投影像５０ａに対する拡大率から算出することができる。そして、制御装置５は、移動機構４５を制御してＸ線源２を−Ｚ方向に距離ΔＺだけ移動させる。これにより、Ｘ線源２の位置変動を補正することができ、正確なＸ線透過画像を取得することができる。
【０１１２】
あるいは、制御装置５が移動機構４６を制御することにより、検出器４を−Ｚ方向（Ｘ線源２に近づける方向）に移動させるようにしてもよい。これにより、検出器４に投影される測定物Ｓの投影像が縮小されるので、Ｘ線源２の位置変動による投影像の変化を補正することができる。
あるいはまた、制御装置５がステージ装置３を制御することにより、測定物Ｓを＋Ｚ方向（Ｘ線源２から遠ざける方向）に移動させるようにしてもよい。これにより、検出器４に投影される測定物Ｓの投影像が縮小されるので、Ｘ線源２の位置変動による投影像の変化を補正することができる。
【０１１３】
また図１４に示したＸ線源２のＹ軸方向の移動が生じた場合にも、上記と同様に移動機構４５、ステージ装置３、及び移動機構４６を制御して、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４の少なくとも一つをＹ軸方向に移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動による投影像の変化を補正することができる。
【０１１４】
また、上記したＸ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４の位置補正動作を組み合わせて用いてもよい。例えば、ステージ装置３を制御して測定物ＳをＸ線源２から遠ざける動作と、移動機構４６を制御して検出器４をＸ線源２に近づける動作を行ってもよい。
【０１１５】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
【０１１６】
なお、本実施形態において、基準物体５０の投影像の解析は、測定物Ｓの測定において得られる複数のＸ線透過画像のうちの一部についてのみ行ってもよい。そして、Ｘ線源２の位置変動が検出された場合にのみ、Ｘ線源２、測定物Ｓ、又は検出器４の位置補正動作を実行することとしてもよい。
なお、本実施形態においては、移動機構４５がＸ線源２を移動可能に支持している構成としたが、検出器４若しくは測定物Ｓを移動させる構成としても構わない。
【０１１７】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１１８】
図１６は、第３実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。
図１６には、第３実施形態に係る検出装置のテーブル１２が示されている。テーブル１２上における保持部１１の中央に測定物Ｓが設置されている。測定物Ｓの周囲の保持部１１上に、３つの基準物体５０Ａが配置されている。本実施形態においては、上述の実施形態とは異なり、基準物体５０Ａが複数配置されている。本実施形態においては、基準物体５０Ａの数は３個である。本実施形態において、複数の基準物体５０Ａの位置は、テーブル１２の回転に伴って移動する。そのため、制御装置５は、キャリブレーションにおいて複数の基準物体５０Ａの投影像を取得する。画像解析装置５３は、基準物体５０Ａの投影像の位置及び寸法を解析し、作成した解析データを作業メモリ５２に保存する。
【０１１９】
測定制御装置５１は、測定物Ｓの測定において、測定物Ｓの投影像と基準物体５０Ａの投影像を含むＸ線透過画像を取得する。このＸ線透過画像についても、画像解析装置５３は、基準物体５０Ａの投影像の位置及び寸法を解析し、作成した解析データを作業メモリ５２に保存する。
【０１２０】
画像補正装置５５は、測定及びキャリブレーションにおいて作成した解析データに基づいて、測定において取得されたＸ線透過画像を補正し、作成した補正画像を作業メモリ５２に保存する。再構成画像演算装置５６は、検出器４により検出されたＸ線透過画像とともに、画像補正装置５５により作成された補正画像を用いて、測定物の内部構造を算出する。
【０１２１】
本実施形態においては、３個の基準物体５０Ａの位置を特定する。これにより、３個の基準物体５０Ａを含む面の法線方向を明らかにすることできる。これにより、Ｘ線源２の位置変動を明らかにすることができる。３個の基準物体５０Ａは、互いに所定間隔だけ離れて配置され、それらを含む面を形成する。それに対して所定間隔の長さを有する１個の基準物体５０Ａで、面の法線方向を明らかにする場合に比べて、複数の基準物体５０Ａを用いることで、基準物体の体積を小さくすることができる。例えば、基準物体の密度が高い場合には、基準物体の体積を小さくすることができるので、テーブル１２を軽量化することができる。
【０１２２】
なお、本実施形態では、３つの基準物体５０Ａがテーブル１２上に配置されているが、基準物体５０Ａは２つ以下であっても、４つ以上であってもよい。また基準物体５０Ａの配置も任意である。
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。
【０１２３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１２４】
図１７は、第４実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。
図１７には、第４実施形態に係る検出装置のテーブル１２が示されている。テーブル１２上における保持部１１の中央に測定物Ｓが設置されている。テーブル１２の内部に、３つの基準物体５０Ｂが埋め込まれている。
【０１２５】
本実施形態において、テーブル１２は、検出器４において少なくとも基準物体５０Ｂの投影像を検出可能な程度に、Ｘ線を透過する構成とされる。例えば、テーブル１２は、Ｘ線を透過する樹脂材料を用いて形成される。あるいはテーブル１２を中空にすれば、Ｘ線を吸収しやすい金属で形成してもよい。
【０１２６】
本実施形態の検出装置における測定物Ｓの測定動作は、先の第３実施形態と同様である。すなわち、キャリブレーション時に基準物体５０Ｂの投影像の解析データを取得しておき、測定物Ｓの投影像とともに取得された基準物体５０Ｂの投影像の解析データとともに用いて、測定物ＳのＸ線透過画像を補正する。そして、Ｘ線透過画像と補正画像とを用いて測定物Ｓの内部構造を算出する。
【０１２７】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態では、３つの基準物体５０Ｂがテーブル１２に埋め込まれているが、基準物体５０Ｂは２つ以下であっても、４つ以上であってもよい。またテーブル１２内における基準物体５０Ｂの配置も任意である。
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。
【０１２９】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１３０】
図１８は、第５実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。
図１８には、第５実施形態に係る検出装置のテーブル１２が示されている。テーブル１２上における保持部１１の中央に測定物Ｓが設置されている。テーブル１２の側面に、リング状の基準物体５０Ｃが設けられている。基準物体５０Ｃは、円形の上端面及び下端面がＸＺ平面に平行に配置されており、テーブル１２が回転しても上端面及び下端面のＹ軸方向の位置は変化しない。
【０１３１】
本実施形態において、テーブル１２は、検出器４において少なくとも基準物体５０Ｃの投影像を検出可能な程度に、Ｘ線を透過する構成とされる。例えば、テーブル１２は、Ｘ線を透過する樹脂材料を用いて形成される。あるいはテーブル１２を中空にすれば、Ｘ線を吸収しやすい金属で形成してもよい。
【０１３２】
本実施形態の検出装置における測定物Ｓの測定動作は、先の第３実施形態と同様である。すなわち、キャリブレーション時に基準物体５０Ｃの投影像の解析データを取得しておき、測定物Ｓの投影像とともに取得された基準物体５０Ｃの投影像の解析データとともに用いて、測定物ＳのＸ線透過画像を補正する。そして、Ｘ線透過画像と補正画像とを用いて測定物Ｓの内部構造を算出する。
【０１３３】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
【０１３４】
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。
【０１３５】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１３６】
図１９は、第６実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。
図１９には、第６実施形態に係る検出装置のテーブル１２が示されている。テーブル１２上における保持部１１の中央に測定物Ｓが設置されている。テーブル１２には、テーブル１２を鉛直方向（Ｙ軸方向）に貫通する横断面円形状の導管（基準物体）５０Ｄが３つ形成されている。
【０１３７】
導管５０Ｄは、テーブル１２を貫通していなくてもよい。すなわち、導管５０Ｄの上端側又は下端側のみが開口していてもよく、テーブル１２の内部にのみ形成されていてもよい。導管５０Ｄの内部にテーブル１２の材質と異なる物質が配置されていてもよい。
【０１３８】
本実施形態において、テーブル１２は、検出器４において少なくとも導管５０Ｄの投影像を検出可能な程度に、Ｘ線を透過する構成とされる。例えば、テーブル１２は、照射されたＸ線を遮断しない程度の透過率を有する金属材料を用いて形成される。
【０１３９】
本実施形態の検出装置における測定物Ｓの測定動作は、先の第３実施形態と同様である。すなわち、キャリブレーション時に導管５０Ｄの投影像の解析データを取得しておき、測定物Ｓの投影像とともに取得された導管５０Ｄの投影像の解析データとともに用いて、測定物ＳのＸ線透過画像を補正する。そして、Ｘ線透過画像と補正画像とを用いて測定物Ｓの内部構造を算出する。
【０１４０】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。
【０１４１】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１４２】
図２０は、第７実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。
図２０には、第７実施形態に係る検出装置のＸ線源２、テーブル１２、検出器４が示されている。テーブル１２の中央に測定物Ｓが設置されている。
本実施形態において、テーブル１２の外側のＸ線ＸＬの照射範囲に、基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、又は５０Ｇが配置可能である。基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇは、いずれも円柱状構造物である。基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇの形状は円柱状に限られず、任意の形状を用いることができる。基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇは、いずれか１種を選択的に用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。また、基準物体の形状を、Ｘ線源２から放射されるＸ線ＸＬの、Ｘ軸方向とＹ軸方向に拡がる範囲に基づいて定めても構わない。例えば、本実施形態においては、放射されるＸ線ＸＬのＺ軸方向の所定の位置においては、円状に拡がる。そこで、基準物体をその円状に対応させても構わない。半円状の基準物体を異なる方向（例えば、Ｙ軸方向）から、Ｘ線ＸＬのＺ軸方向の所定の位置挿入し、円状の形状を形成しても構わない。
【０１４３】
基準物体５０Ｅは、Ｘ線源２とテーブル１２との間に２つ設けられる。図２０において、Ｘ線源２から放射されるＸ線ＸＬは、Ｘ軸方向とＹ軸方向に拡がった範囲に照射される。本実施形態では、基準物体５０ＥはＸ線ＸＬの照射範囲に対して対称となるようにＸ軸方向に並んで配置される。２つの基準物体５０Ｅは、Ｘ線ＸＬの照射範囲のＸ軸方向における端部近傍に配置される。それぞれの基準物体５０Ｅには、基準物体５０ＥをＸ線ＸＬの照射範囲に対して挿脱する挿脱機構６０が接続されている。
挿脱機構６０は、基準物体５０Ｅを例えばＸ軸方向やＹ軸方向に移動させることでＸ線ＸＬの照射範囲に対して挿脱する。あるいは、挿脱機構６０が基準物体５０Ｅを回転移動させる構成であってもよい。
【０１４４】
基準物体５０Ｆは、テーブル１２の近傍に２つ設けられる。本実施形態では、基準物体５０ＦはＸ線ＸＬの光軸に対して対称となるようにＸ軸方向に並んで配置される。２つの基準物体５０Ｆは、Ｘ線ＸＬの照射範囲のＸ軸方向における端部近傍に配置される。基準物体５０ＦをＸ線ＸＬの照射範囲に対して挿脱するための挿脱機構６０を接続してもよい。
【０１４５】
基準物体５０Ｇは、テーブル１２と検出器４との間に２つ設けられる。本実施形態では、基準物体５０ＧはＸ線ＸＬの光軸に対して対称となるようにＸ軸方向に並んで配置される。２つの基準物体５０Ｇは、Ｘ線ＸＬの照射範囲のＸ軸方向における端部近傍に配置される。基準物体５０ＧをＸ線ＸＬの照射範囲に対して挿脱するための挿脱機構６０を接続してもよい。また、基準物体５０ＧをＹ軸方向に並んで配置しても構わない。もちろん、基準物体５０ＧをＹ軸方向とＸ軸方向との方向に並んで配置しても構わない。
【０１４６】
本実施形態において、基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇの位置は、テーブル１２が回転しても移動しない。そのため、制御装置５は、キャリブレーションにおいて基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇの投影像を１枚のみ取得する。画像解析装置５３は、基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇの投影像の位置及び寸法を解析し、作成した解析データを作業メモリ５２に保存する。
【０１４７】
測定制御装置５１は、測定物Ｓの測定において、測定物Ｓの投影像と基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇの投影像を含むＸ線透過画像を取得する。このＸ線透過画像についても、画像解析装置５３は、基準物体５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇの投影像の位置及び寸法を解析し、作成した解析データを作業メモリ５２に保存する。
【０１４８】
画像補正装置５５は、測定及びキャリブレーションにおいて作成した解析データに基づいて、測定において取得されたＸ線透過画像を補正し、作成した補正画像を作業メモリ５２に保存する。再構成画像演算装置５６は、検出器４により検出されたＸ線透過画像とともに、画像補正装置５５により作成された補正画像を用いて、測定物の内部構造を算出する。
【０１４９】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
【０１５０】
なお、本実施形態の場合、２つの基準物体５０ＥがＸ軸方向に並んで配置されているので、基準物体５０Ｅ自体の寸法ではなく、２つの基準物体５０Ｅの間の距離を解析データとして用いてもよく、基準物体５０Ｅ自体の寸法と併用してもよい。このことは、基準物体５０Ｆ、５０Ｇを用いる場合も同様である。
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。
【０１５１】
＜第８実施形態＞
次に、第８実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１５２】
図２１は、第８実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。
図２１には、第８実施形態に係る検出装置のＸ線源２、テーブル１２、検出器４が示されている。テーブル１２の中央に測定物Ｓが設置されている。Ｘ線源２とテーブル１２との間に、Ｘ線ＸＬの照射範囲を規定する絞り板６２が配置されている。
【０１５３】
絞り板６２は、例えばタングステンや鉛からなる板状部材である。絞り板６２には、測定物Ｓに照射されるＸ線ＸＬの照射範囲を規定する第１開口部６２ａと、測定物Ｓに照射されない方向にＸ線を通過させる第２開口部６２ｂとが形成されている。第１開口部６２ａ及び第２開口部６２ｂは、例えば円形の貫通孔である。
【０１５４】
絞り板６２を挟んだＸ線源２と反対側に、検出器４Ａが設置されている。検出器４Ａは、第２開口部６２ｂを介してＸ線源２の射出部８を臨む位置に配置されている。検出器４Ａと第２開口部６２ｂとの間であって、第２開口部６２ｂを通過したＸ線の照射範囲内に基準物体５０Ｈが配置される。基準物体５０Ｈは、例えば円柱状構造物である。基準物体５０Ｈの形状は円柱状に限られず、任意の形状とすることができる。
【０１５５】
検出器４Ａは、検出器４と同様の構成のものを用いることができる。本実施形態では、検出器４Ａは基準物体５０Ｈの投影像を検出できればよいため、検出器４よりも小サイズの検出面を有するものでよい。本実施形態において、検出器４Ａは測定制御装置５１に接続されている。測定制御装置５１は、検出器４Ａを制御して基準物体５０Ｈの投影像を含むＸ線透過画像を取得する。
【０１５６】
本実施形態において、基準物体５０Ｈ及び検出器４Ａは、測定物Ｓの測定に用いられるテーブル１２及び検出器４とは独立している。制御装置５は、キャリブレーションにおいて基準物体５０Ｈの投影像を取得する。画像解析装置５３は、基準物体５０Ｈの投影像の位置及び寸法を解析し、作成した解析データを作業メモリ５２に保存する。
【０１５７】
測定制御装置５１は、検出器４を制御して測定物ＳのＸ線透過画像を取得するとともに、検出器４Ａを制御して基準物体５０Ｈの投影像を含むＸ線透過画像を取得する。画像解析装置５３は、基準物体５０Ｈの投影像を含むＸ線透過画像を解析し、基準物体５０Ｈの投影像の位置及び寸法を解析する。画像解析装置５３は、作成した解析データを作業メモリ５２に保存する。
【０１５８】
画像補正装置５５は、測定及びキャリブレーションにおいて作成した基準物体５０Ｈの解析データに基づいて、測定物Ｓの投影像を含むＸ線透過画像を補正する。画像補正装置５５は、作成した補正画像を作業メモリ５２に保存する。再構成画像演算装置５６は、検出器４により検出されたＸ線透過画像とともに、画像補正装置５５により作成された補正画像を用いて、測定物の内部構造を算出する。
【０１５９】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
【０１６０】
なお、本実施形態において、基準物体５０Ｈを配置せず、検出器４Ａにおいて第２開口部６２ｂの投影像を検出する構成としてもよい。Ｘ線源２の射出部８が移動すると、第２開口部６２ｂで絞られたＸ線の検出器４Ａに対する入射角度、入射範囲が変化する。したがって、第２開口部６２ｂの投影像を検出し、投影像の位置及び寸法を解析することで、Ｘ線源２の位置情報を取得することができ、かかる位置情報に基づいて測定物Ｓの投影像を含むＸ線透過画像を補正することができる。
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。
【０１６１】
＜第９実施形態＞
次に、第９実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１６２】
図２２は、第９実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。
図２２には、第９実施形態に係る検出装置のＸ線源２、テーブル１２、検出器４が示されている。テーブル１２の中央に測定物Ｓが設置されている。Ｘ線源２から測定物Ｓに照射されるＸ線ＸＬの照射範囲外に、Ｘ線源２におけるＸ線の発生点（射出部８）を撮像する撮像装置６５が設置されている。
【０１６３】
撮像装置６５は、Ｘ線と異なる長い波長の光を検出する。Ｘ線源２の射出部８では、ターゲット４０上の電子の入射位置の温度が局所的に上昇するため、赤外線を検出する撮像装置６５を用いることで、Ｘ線の発生位置を正確に検知することができる。またターゲット４０のＸ線の発生点からは、Ｘ線以外にも紫外線や可視光線が放射されるので、これらの波長が長い光を撮像装置６５で検出してもよい。紫外線や可視光線の強度が低い場合には、図２３に示すように、撮像装置６５とＸ線源２との間に、集光器６６を設け、集光された光を撮像装置６５で検出するようにしてもよい。Ｘ線源２の射出部８の位置は、撮像装置６５上の所定平面内で検出する光の強度分布から検出しても構わない。
【０１６４】
本実施形態において、撮像装置６５は測定制御装置５１に接続されている。測定制御装置５１は、撮像装置６５を制御してＸ線源２の射出部８（Ｘ線の発生点）の位置を検出する。
【０１６５】
本実施形態において、測定制御装置５１は、キャリブレーションにおいてＸ線源２における射出部８の位置情報を取得する。測定制御装置５１は、取得した射出部８の位置情報を作業メモリ５２に保存する。
【０１６６】
測定制御装置５１は、検出器４を制御して測定物ＳのＸ線透過画像を取得するとともに、撮像装置６５を制御して射出部８の位置情報を取得する。測定制御装置５１は、取得した射出部８の位置情報を作業メモリ５２に保存する。
【０１６７】
画像補正装置５５は、測定及びキャリブレーションにおいて取得された射出部８の位置情報に基づいて、測定物Ｓの投影像を含むＸ線透過画像を補正する。例えば、Ｘ線源２の温度上昇により射出部８が測定物Ｓ及び検出器４に近づいていた場合には、測定物Ｓの投影像が拡大されて検出されているので、射出部８の移動距離に応じて測定物Ｓの投影像を縮小し、補正画像を作成する。画像補正装置５５は、作成した補正画像を作業メモリ５２に保存する。再構成画像演算装置５６は、検出器４により検出されたＸ線透過画像とともに、画像補正装置５５により作成された補正画像を用いて、測定物の内部構造を算出する。
【０１６８】
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。例えば本実施形態では、撮像装置６５を介してＸ線源２の射出部８の移動方向及び移動距離を検出できるため、図１５に示した移動機構４５によってＸ線源２の位置を補正することができる。
【０１６９】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
【０１７０】
＜第１０実施形態＞
次に、第１０実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１７１】
図２４及び図２５は、第１０実施形態に係る検出装置の一部を示す図である。図２６は、第１０実施形態に係る検出装置に備えられるグリッド部材を示す図である。
図２４及び図２５には、第１０実施形態に係る検出装置のＸ線源２、テーブル１２、検出器４が示されている。テーブル１２の中央に測定物Ｓが設置されている。テーブル１２と検出器４との間に、グリッド部材７０が設置されている。
【０１７２】
グリッド部材７０は、Ｙ軸方向（鉛直方向）に延びる複数の板状部材７１と、Ｘ軸方向（水平方向）に延びる複数の板状部材７２とを井桁状に組み合わせた部材である。グリッド部材７０は、Ｘ線源２が基準位置に配置されている状態でＸ線ＸＬの遮蔽率が最も低くなるように、板状部材７１、７２の設置角度が設定されている。
【０１７３】
Ｙ軸方向に延びる複数の板状部材７１（縦板）は、図２４に示すように、Ｘ線源２から射出され絞り板６２により照射範囲を規定されたＸ線ＸＬのＸ軸方向の広がり角度に合わせて、Ｘ線ＸＬの光軸を中心に扇状に広がるように配置されている。また、Ｘ軸方向に延びる複数の板状部材７２（横板）も、図２５に示すように、Ｘ線ＸＬのＹ軸方向の広がり角度に合わせて、Ｘ線ＸＬの光軸を中心に扇状に広がるように配置されている。
【０１７４】
図２７及び図２８は、第１０実施形態に係る検出装置の作用説明図である。
図２７には、Ｘ線源２の射出部８がＸ軸方向又はＹ軸方向に移動した場合におけるグリッド部材７０の作用が示されている。図２７においてＦｏはキャリブレーションにおける射出部８の位置であり、Ｆは射出部８がＸ軸方向又はＹ軸方向に移動した場合における位置である。
【０１７５】
Ｘ線源２の射出部８が位置Ｆｏに配置されていると、位置Ｆｏからコーン状（断面扇状）に広がるＸ線ＸＬは、グリッド部材７０の板状部材７１、７２の板面に平行に入射する。そのため、グリッド部材７０の後方に位置する検出器４には、板状部材７１、７２の影はほとんど投影されない。
【０１７６】
一方、射出部８が位置Ｆに移動すると、位置Ｆから放射されるＸ線ＸＬの放射方向と、板状部材７１又は板状部材７２の板面の方向とが一致しなくなる。例えば、射出部８がＸ軸方向に移動した場合、Ｘ線ＸＬの放射方向と、板状部材７１の板面の方向が一致しなくなる。その結果、図２７に示すように、検出器４において板状部材７１の投影像が検出される。射出部８の移動距離（Ｆ−Ｆｏ）が大きくなるほど、板状部材７１の投影像の幅が大きくなるので、投影像の寸法を解析することで射出部８の移動距離（すなわちＸ線源２の位置情報）を算出することができる。
【０１７７】
なお、射出部８がＹ軸方向に移動した場合、Ｘ線ＸＬの放射方向と板状部材７２の板面の方向が一致しなくなり、検出器４において板状部材７２の投影像が検出される。そして、板状部材７２の投影像の寸法を解析することで、射出部８のＹ軸方向の移動距離を算出することができる。
【０１７８】
次に、図２８には、Ｘ線源２の射出部８がＺ軸方向に移動した場合におけるグリッド部材７０の作用が示されている。図２８においてＦｏはキャリブレーションにおける射出部８の位置であり、Ｆは射出部８がＺ軸方向に移動した場合における位置である。
【０１７９】
Ｘ線源２の射出部８が位置Ｆｏに配置されていると、位置Ｆｏからコーン状（断面扇状）に広がるＸ線ＸＬは、グリッド部材７０の板状部材７１、７２の板面に平行に入射する。そのため、グリッド部材７０の後方に位置する検出器４には、板状部材７１、７２の影はほとんど投影されない。
【０１８０】
一方、射出部８が位置Ｆに移動すると、位置Ｆから放射されるＸ線ＸＬの放射方向と、板状部材７１、７２の板面の方向とが一致しなくなる。Ｘ線ＸＬの放射方向と、板状部材７１、７２の板面方向との乖離は、グリッド部材７０の外周側に配置されている板状部材７１、７２ほど大きくなる。そのため、図２８に示すように、検出器４において検出される板状部材７１、７２の幅が、グリッド部材７０の外周側に位置する板状部材７１、７２において大きく、グリッド部材７０の中心部に位置する板状部材７１、２７において小さくなる。
【０１８１】
また、同一の板状部材７１、７２の投影像の幅は、射出部８がグリッド部材７０に近づくほど大きくなる。したがって、投影像の幅の分布を解析することで射出部８の移動方向を検知することができ、投影像の寸法を解析することで射出部８の移動距離（すなわちＸ線源２の位置情報）を算出することができる。
【０１８２】
以上のように、本実施形態においても、Ｘ線源２の射出部８の移動方向及び移動距離を検出することができるので、射出部８の位置情報に基づいて、先の第９実施形態と同様に、測定物Ｓの投影像を含むＸ線透過画像を補正することができる。
【０１８３】
以上説明したように、本実施形態においても、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正でき、偽像の発生を抑制することができる。
【０１８４】
なお、本実施形態において、先の第２実施形態のように、Ｘ線源２、測定物Ｓ、及び検出器４のいずれか１つ又は複数を移動させることにより、Ｘ線源２の位置変動に起因する投影像の変化を補正することとしてもよい。例えば本実施形態では、グリッド部材７０の投影像を解析することによりＸ線源２の射出部８の移動方向及び移動距離を検出できるため、図１５に示した移動機構４５によってＸ線源２の位置を補正することができる。
【０１８５】
＜第１１実施形態＞
次に、第１１実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１８６】
第１１実施形態においては、上述した検出装置１００を備えた構造物製造システムについて説明する。
【０１８７】
図２９は、構造物製造システム２００のブロック構成図である。構造物製造システム２００は、上述の検出装置１００と、成形装置１２０と、制御装置（検査装置）１３０と、リペア装置１４０とを備える。本実施形態においては、構造物製造システム２００は、飛行機のエンジン部品、ギア部品、及び回路基板を備える電子部品等の成形品を作成する。
【０１８８】
設計装置１１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、作成した設計情報を成形装置１２０に送信する。また、設計装置１１０は、作成した設計情報を制御装置１３０の後述する座標記憶部１３１に記憶させる。ここで、設計情報とは、構造物の各位置の座標を示す情報である。成形装置１２０は、設計装置１１０から入力された設計情報に基づいて上記構造物を作製する。成形装置１２０の成形工程は、鋳造、鍛造、及び切削の少なくとも一つを含む。
【０１８９】
検出装置１００は、測定した座標を示す情報を制御装置１３０へ送信する。制御装置１３０は、座標記憶部１３１と、検査部１３２とを備える。座標記憶部１３１には、設計装置１１０により設計情報が記憶される。検査部１３２は、座標記憶部１３１から設計情報を読み出す。検査部１３２は、検出装置１００から受信した座標を示す情報から、作成された構造物を示す情報（形状情報）を作成する。検査部１３２は、形状測定装置１７０から受信した座標を示す情報（形状情報）と座標記憶部１３１から読み出した設計情報とを比較する。検査部１３２は、比較結果に基づいて、構造物が設計情報通りに成形されたか否かを判定する。換言すれば、検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する。検査部１３２は、構造物が設計情報通りに成形されていない場合、修復可能であるか否か判定する。修復できる場合、検査部１３２は、比較結果に基づいて、不良部位と修復量を算出し、リペア装置１４０に不良部位を示す情報と修復量を示す情報とを送信する。
【０１９０】
リペア装置１４０は、制御装置１３０から受信した不良部位を示す情報と修復量を示す情報とに基づいて、構造物の不良部位を加工する。
【０１９１】
図３０は、構造物製造システム２００による処理の流れを示したフローチャートである。まず、設計装置１１０が、構造物の形状に関する設計情報を作製する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置１２０は、設計情報に基づいて上記構造物を作製する（ステップＳ１０２）。次に、検出装置１００は構造物の形状に関する座標を測定する（ステップＳ１０３））。次に制御装置１３０の検査部１３２は、検出装置１００から作成された構造物の形状情報と、上記設計情報とを比較することにより、構造物が設計情報通りに作成された否かを検査する（ステップＳ１０４）。
【０１９２】
次に、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。作成された構造物が良品である場合（ステップＳ１０６  ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。一方、作成された構造物が良品でない場合（ステップＳ１０６  ＮＯ）、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が修復できるか否か判定する（ステップＳ１０７）。
【０１９３】
作成された構造物が修復できる場合（ステップＳ１０７  ＹＥＳ）、リペア装置１４０は、構造物の再加工を実施し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、作成された構造物が修復できない場合（ステップＳ１０７  ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
【０１９４】
以上により、上記の実施形態における検出装置１００が構造物の座標を正確に測定することができるので、構造物製造システム２００は、作成された構造物が良品であるか否か判定することができる。また、構造物製造システム２００は、構造物が良品でない場合、構造物の再加工を実施し、修復することができる。
【０１９５】
なお、上述の各実施形態において、測定物Ｓは産業用部品に限られず、例えば人体でもよい。また、上述の各実施形態において、検出装置１００が医療用に用いられてもよい。
【０１９６】
上述の各実施形態においては、Ｘ線源と検出装置を所定の位置に固定し、ステージを回転させ、測定物Ｓの像を取得しているが、走査方法はこれに限られない。Ｘ線源及び検出装置の一方が所定の位置に固定され、他方が移動可能でもよい。また、Ｘ線源及び検出装置の両方が移動可能でもよい。
【０１９７】
なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した検出装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
【符号の説明】
【０１９８】
１…測定装置、２，２Ｒ…Ｘ線源、４，４Ａ…検出器、６…チャンバ部材、９…ステージ、Ｓ…測定物、Ｘ…点、Ｘ…透過、１ｐｍ…波長、２０Ｂ，２３Ｂ…軸、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｅ，５０Ｆ，５０Ｇ，５０Ｈ…基準物体、５０Ｄ…導管（基準物体）、６０…挿脱機構、６５…撮像装置、６６…集光器、ＸＬ…Ｘ線、１００…検出装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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