JP2019174276A - Ｘ線装置および構造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線の位相情報に基づく被測定物の内部情報の取得と、Ｘ線の吸収に基づく被測定物の内部情報の取得とを可能にするＸ線装置を得る。【解決手段】Ｘ線装置は、被測定物へＸ線を出射するＸ線源と、被測定物を透過したＸ線の強度分布を検出する検出器と、被測定物への透過によるＸ線の吸収によって生じるＸ線の強度分布の変化に関する第１情報を生成する第１モードと、被測定物への透過によるＸ線の散乱および位相の少なくとも一方により生じるＸ線の強度分布の変化に関する第２情報を生成するための第２モードとのいずれかを実行させる制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線装置および構造物の製造方法に関する。

従来から、被測定物にて偏向したＸ線の位相情報に基づいて、被測定物の内部構造の画像を生成するＸ線装置が知られている。Ｘ線の位相情報を取得するために、Ｘ線源および被測定物の間と、被測定物および検出器の間とにマスクを配置し、偏向したＸ線を計測するＸ線装置がある（たとえば特許文献１）。しかしながら、このようなＸ線装置は、被測定物で吸収されたＸ線の吸収係数に基づいた被測定物の内部構造の画像を短い時間で生成するには適していないという問題がある。

特許第５２８０３６１号公報

第１の態様によると、Ｘ線装置は、被測定物へＸ線を出射するＸ線源と、前記被測定物を透過した前記Ｘ線の強度分布を検出する検出器と、前記被測定物への透過による前記Ｘ線の吸収によって生じる前記Ｘ線の強度分布の変化に関する第１情報を生成する第１モードと、前記被測定物への透過による前記Ｘ線の散乱および位相の変化の少なくとも一方により生じる前記Ｘ線の強度分布の変化に関する第２情報を生成するための第２モードとのいずれかを実行させる制御部と、を備える。
第２の態様によると、構造物の製造方法は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、作成された前記構造物の形状を、請求項１から９のいずれか一項に記載のＸ線装置を用いて計測して形状情報を取得し、前記取得された前記形状情報と前記設計情報とを比較する。

第１の実施の形態によるＸ線装置の要部構成の一例を模式的に示す図である。 光学ユニットの一例を模式的に示す図である。 第１の実施の形態によるＸ線装置において第１モードが実行される場合の要部構成の一例を模式的に示す図である。 評価用測定物を用いて第１モードと第２モードとの切り替えの判定について説明する図である。 第１の実施の形態のＸ線装置が実行する処理を説明するフローチャートである。 実施の形態による構造物製造システムの構成を模式的に示すブロック図である。 実施の形態による構造物製造システムが実行する処理を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態によるＸ線装置の要部構成の一例を模式的に示す図である。

−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、第１の実施の形態によるＸ線装置について説明する。Ｘ線装置は、被測定物にＸ線を照射して、被測定物を透過したＸ線を検出することにより、被測定物の内部情報（たとえば内部構造）等を被測定物を破壊することなく取得する。

図１は本実施の形態によるＸ線装置１００の構成の一例を示す図である。なお、説明の都合上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系を図示の通りに設定する。
Ｘ線装置１００は、筐体１と、Ｘ線源２と、載置部３と、検出器４と、制御装置５と、光学ユニット６と、表示モニタ７とを備える。筐体１は、その下面が工場等の床面に実質的に平行（水平）となるように配置されている。筐体１の内部には、Ｘ線源２と、載置部３と、検出器４と、光学ユニット６とが収容される。筐体１は、Ｘ線が筐体１の外部に漏洩しないようにするため、Ｘ線遮蔽材料を含む。なお、Ｘ線遮蔽材料として鉛を含む。

Ｘ線源２は、制御装置５による制御に応じて、図１に示す出射点Ｐを頂点としてＺ軸に平行な光軸Ｚｒに沿って、Ｚ軸＋方向へ向けてＸ線を放射する。この出射点Ｐは後述するＸ線源２の内部を伝搬する電子線の焦点位置と一致する。すなわち、光軸Ｚｒは、Ｘ線源２の電子線の焦点位置である出射点Ｐと、後述する検出器４の撮像領域の中心とを結ぶ軸である。なお、Ｘ線源２から放射するＸ線は、円錐状に拡がるＸ線（いわゆるコーンビーム）、扇状のＸ線（いわゆるファンビーム）、および直線状のＸ線（いあわゆるペンシルビーム）のいずれでもよい。なお、ファンビームおよびペンシルビームを用いる場合は、被測定物Ｓ全体を検査するために、ビームと被測定物Ｓとを相対的に移動させるスキャン動作を行う必要がある。Ｘ線源２は、たとえば約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線および約２０ｋｅＶ〜数ＭｅＶの硬Ｘ線の少なくとも１つを照射する。

載置部３は、被測定物Ｓが載置される載置台３１と、回転駆動部３２、Ｘ軸移動部３３、Ｙ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５からなるマニピュレータ部３６とを備え、Ｘ線源２よりもＺ軸＋側に設けられている。
載置台３１は、回転駆動部３２により回転可能に設けられる。後述するように、回転駆動部３２による回転軸ＹｒがＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動する際に、載置台３１はともに移動する。
回転駆動部３２は、たとえば電動モータ等によって構成され、後述する制御装置５により制御されて駆動した電動モータが発生する回転力によって、載置台３１を回転させる。載置台３１の回転軸Ｙｒは、Ｙ軸に平行、かつ、載置台３１の中心を通過する。
Ｘ軸移動部３３、Ｙ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、載置台３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれ移動させる。Ｚ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、Ｘ線源２から被測定物Ｓまでの距離が、撮影される画像における被測定物Ｓの拡大率に応じた距離となるように載置台３１をＺ軸方向に移動させる。

検出器４は、載置台３１よりもＺ軸＋側に設けられている。すなわち、載置台３１は、Ｚ軸方向において、Ｘ線源２と検出器４との間に設けられる。検出器４は、公知のシンチレーション物質を含むシンチレータ部、光電子増倍管、ＣＣＤ等の受光部等によって構成され、Ｘ線源２から出射され、載置台３１上に載置された被測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線を受光する。検出器４は、受光したＸ線のエネルギーを光エネルギーに変換した後、当該光エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気信号として出力する。
なお、検出器４は、入射するＸ線のエネルギーを光エネルギーに変換することなく電気信号に変換して出力してもよい。また、検出器４は、複数の画素を有しており、それらの画素は２次元的に配列されている。これにより、Ｘ線源２から放射され、被測定物Ｓを通過したＸ線の２次元的な強度分布データを一括して取得できる。従って、１回の撮影で被測定物Ｓの全体の投影像を取得することができる。

光学ユニット６は、後述する第２モードにおいて被測定物Ｓの位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するための第１光学ユニット６１と第２光学ユニット６２とを有する。なお、本実施の形態においては、光学ユニット６は第２モードにおいて公知のコーデッドアパーチャ（ＣＡ）方式により位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するための構造を有するものとして説明を行う。
第１光学ユニット６１は、Ｘ線源２と被測定物Ｓとの間のＸ線の経路中に配置される。第１光学ユニット６１は、光学素子６１１と、光学素子６１１を着脱可能に保持する保持部６１２と、保持部６１２を移動させることにより光学素子６１１の位置を調節する調節部６１３とを有する。光学素子６１１は、たとえば金属製の板状部材に形成された複数の開口を有する。開口の形状はスリット状でもよいし、三角形や矩形等の多角形でもよい。調節部６１３は、保持部６１２のＸ軸方向の位置を調節するＸ軸調節部６１４と、Ｙ軸方向の位置を調節するＹ軸調節部６１５と、Ｚ軸方向の位置を調節するＺ軸調節部６１６とを有する。

第２光学ユニット６２は、被測定物Ｓと検出器４との間のＸ線の経路中に配置される。第２光学ユニット６２は、第１光学ユニット６１と同様に、光学素子６２１と、保持部６２２と、調節部６２３とを有する。光学素子６２１は、たとえば金属製の板状部材に形成された複数の開口を有する。開口の形状はスリット状でもよいし、三角形や矩形等の多角形でもよい。保持部６２２は、光学素子６２１を着脱可能に保持する。調節部６２３は、保持部６２２を移動させることにより光学素子６２１の位置を調節する。調節部６２３は、保持部６２２のＸ軸方向の位置を調節するＸ軸調節部６２４と、Ｙ軸方向の位置を調節するＹ軸調節部６２５と、Ｚ軸方向の位置を調節するＺ軸調節部６２６とを有する。なお、光学素子６２１が有する開口の形状は、光学素子６１１が有する開口の形状に対応した形状とする。

図２に、光学素子６１１、６２１の一例を模式的に示す。図２（ａ）は、光学素子６１１、６２１のＸＹ平面における形状を模式的に示す図であり、開口の形状をスリット状にした場合を例として示す。光学素子６１１は複数の開口６１９（６１９ａ、６１９ｂ、６１９ｃ、６１９ｄ）を有し、光学素子６２１は複数の開口６２９（６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄ）を有する。光学素子６２１の開口６２９のピッチは、検出器４の画素の配列ピッチにより決定される。光学素子６１１の開口６１９のピッチは、検出器４の画素の配列ピッチと、Ｘ線源２から被測定物Ｓまでの距離と、Ｘ線源２から検出器４までの距離とに基づいて決定される。なお、図２（ａ）に示す開口６１９、６２９の個数は一例であり、図に示す個数よりも多くてもよいし、少なくてもよい。

図２（ｂ）に示すように、Ｘ線源２から出射したＸ線は、光学素子６１１の開口６１９を透過し、開口６１９以外の領域では吸収される。開口６１９を通過したＸ線は、光学素子６２１の開口６２９を通過し、開口６２９以外の領域では吸収される。図２（ｂ）に示すように開口６１９ａ、６１９ｂ、６１９ｃ、６１９ｄを通過したＸ線は、それぞれ開口６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄを通過する。すなわち、光学素子６１１の開口６１９ａ、６１９ｂ、６１９ｃ、６１９ｄと光学素子６２１の開口６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄとはそれぞれ一対一に対応するように配置される。開口６２９を透過したＸ線は検出器４に入射する。図に示す例では、開口６２９ａ、６２９ｂ、６２９ｃ、６２９ｄを通過したＸ線は、それぞれ検出器４の画素４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄに入射する。

図２（ｃ）に示すように、光学素子６１１と光学素子６２１との間に被測定物Ｓが存在する場合、開口６１９を通過しＸ線は被測定物Ｓの内部にて屈折、散乱等をして、わずかに偏向する。図２（ｃ）に示す例では、光学素子６１１の開口６１９ｂ、６１９ｃを通過したＸ線は被測定物Ｓで偏向するため、実線で示す被測定物Ｓが無い場合のＸ線の経路と比較して、破線で示すように偏向する。この偏向により、光学素子６２１の開口６２９ｂ、６２９ｃを通過して検出器４の画素４１１ｂ、４１１ｃへ入射するＸ線量は、図２（ｂ）に示す被測定物Ｓが存在しない場合と比較して増減する。この増減したＸ線量には、偏向により位相が変化しコントラストが生じたＸ線の情報が含まれる。後述する画像生成部５３は、この位相が変化して生じたコントラストに基づいて位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成する。

なお、光学ユニット６がコーデッドアパーチャ方式で位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するための構造を有するものに限定されず、たとえばＸ線の干渉に基づいて位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するためのタルボ−ロー干渉計であってよい。タルボ−ロー干渉計の場合、Ｘ線源２の近傍と、被測定物Ｓの後段（Ｚ軸＋側）と、検出器４の前面（Ｚ軸−側）との３箇所に格子を配置する。なお、たとえばＸ線の偏向に基づいたＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ（ＤＥＩ）にて位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成する場合、光学ユニット６にアナライザ結晶を被測定物Ｓに対して所定の角度だけ傾けて配置してもよい。

図１に示す表示モニタ７は、たとえば液晶モニタ等により構成され、後述する制御装置５にて生成された被測定物Ｓの内部に関する情報である吸収画像、再構成画像、位相画像、散乱画像等を表示する。

制御装置５は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（たとえばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、Ｘ線装置１００の各部を制御する。制御装置５は、Ｘ線源２の動作を制御するＸ線制御部５１と、マニピュレータ部３６の駆動動作を制御する載置台制御部５２と、検出器４から出力された電気信号に基づいて被測定物ＳのＸ線投影画像データを生成する画像生成部５３と、光学素子６１１、６２１の位置を調節する調節部６１３、６２３の駆動動作を制御する光学ユニット制御部５４と、後述する第１モードおよび第２モードの何れかにて動作するようにＸ線装置１００の各部を制御する動作制御部５５と、を有する。
第１モードは、Ｘ線が被測定物Ｓの内部を透過することにより、被測定物Ｓの内部でのＸ線の吸収によって生じるＸ線の強度分布の変化に関する情報（第１情報）を生成するための動作モードである。本実施の形態においては、第１モードにて、被測定物Ｓの内部で吸収されたＸ線吸収の分布に基づいて吸収画像データが第１情報として生成される。
第２モードは、Ｘ線が被測定物Ｓの内部を透過することにより、被測定物Ｓの内部でのＸ線の散乱および位相の少なくとも一方により生じるＸ線の強度分布の変化に関する情報（第２情報）を生成するための動作モードであると。本実施の形態においては、第２モードにて、被測定物Ｓの内部で偏向したＸ線の位相に基づいて、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方が第２情報として生成される。
画像生成部５３は、第１モードにて被測定物Ｓを透過したＸ線による強度分布データに基づいて吸収画像データを生成する。画像生成部５３は、第２モードにて被測定物Ｓで偏向したＸ線の位相データに基づいて位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成する。
画像再構成部５６は、被測定物Ｓに対するＸ線照射方向を相対的に変化させて投影し、それにより得られた複数の吸収画像データ、または、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方に基づいて、公知の画像再構成処理方法を用いることで、被測定物Ｓの再構成画像を生成する。画像再構成処理により、被測定物Ｓの内部構造（断面構造）である断面画像データや３次元データが生成される。なお、断面画像データとは、ＸＺ平面と平行な面内における被測定物Ｓの構造データを含む。画像再構成処理としては、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、逐次近似法等がある。

以下、本実施の形態のＸ線装置１００の動作モードである第１モードと第２モードとについて説明を行う。
（１）第１モード
第１モードは、Ｘ線が被測定物Ｓを透過することにより吸収される吸収分布に基づいて、被測定物Ｓの内部の吸収画像データを生成するモードである。動作制御部５５は、第１モードにおいて被測定物ＳにＸ線を照射し検出器４で検出するための条件（以下、第１の撮影条件と呼ぶ）を設定する。すなわち、第１の撮影条件として、Ｘ線源２が出射するＸ線の出力に関する条件と拡大率とを設定する。拡大率は、Ｘ線源２と被測定物Ｓとの間の距離と検出器４と被測定物Ｓ（またはＸ線源２）との間の距離とに基づいて決定する。本実施の形態においては、動作制御部５５は、第１モードにおけるＸ線源２が出射するＸ線の出力に関する条件として、Ｘ線源２の内部を伝搬する電子線の加速電圧を６０〜８０ＫｅＶ程度、Ｘ線源２のパワーを５〜１０Ｗ程度、出射点Ｐにおける電子線のスポット径を５μｍ程度に設定する。なお、上記の各値は一例であり、これらの値に限定されるものではない。また、スポット径は吸収画像の生成時に要求される分解能に応じて適宜変更できる。動作制御部５５は、第１モードにおける拡大率として、たとえば２０倍程度の高倍率に設定する。なお、上記の拡大率も一例であり、この値に限定されるものではなく、被測定物Ｓの大きさ等に応じて適宜変更できる。
なお、第１モードにおいては、光学ユニット６は使用されない。図３のＸ線装置１００の要部構成を例示するブロック図に示すように、本実施の形態では、光学素子６１１、６２１は、それぞれ保持部６１２、６２２から取り外される。

動作制御部５５によって設定された上記の第１の撮影条件に基づいて、Ｘ線制御部５１はＸ線源２の動作を制御しＸ線を出射させる。載置台制御部５２はマニピュレータ部３６を制御してＺ軸移動部３５に載置台３１をＺ軸方向に移動させ、Ｘ線源２から被測定物Ｓまでの距離が、第１の撮影条件として設定された被測定物Ｓの拡大率に応じた距離となる位置に載置台３１を位置させる。この状態でＸ線源２からＸ線が出射され、被測定物Ｓを通ったＸ線は検出器４に入射する。検出器４は、入射したＸ線の強度に応じた信号を出力し、画像生成部５３は、検出器４からの信号を用いて吸収画像データを生成する。

（２）第２モード
第２モードは、Ｘ線が被測定物Ｓを透過するときに偏向したＸ線の位相に基づいて被測定物Ｓの内部の位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するモードである。第２モードにおいては、図１の要部構成を例示するブロック図に示すように、光学ユニット６が使用される。動作制御部５５は、第２モードにおいて被測定物ＳにＸ線を照射し検出器４で検出するための条件（以下、第２の撮影条件と呼ぶ）を設定する。すなわち、第２の撮影条件として、上述したＸ線源２が出射するＸ線の出力に関する条件と拡大率とに加えて、Ｘ線の経路上に配置された光学ユニット６の設置、すなわち、光学素子６１１、６２１の位置とを設定する。
本実施の形態においては、動作制御部５５は、第２モードにおけるＸ線源２が出射するＸ線の出力に関する条件として、Ｘ線源２の内部を伝搬する電子線の加速電圧を３０〜６０ＫｅＶ程度、Ｘ線源２のパワーを１０〜１００Ｗ程度、出射点Ｐにおける電子線のスポット径を５〜６０μｍ程度に設定する。
第２モードでは、Ｘ線が被測定物Ｓ内で顕著に偏向させることを目的として、動作制御部５５は、第１モードの場合よりも電子線の加速電圧を小さな値に設定する。また、第２モードでは、Ｘ線が光学素子６１１、６２１を通過することに伴うＸ線のエネルギーロスが見込まれるため、動作制御部５５は、第１モードの場合よりもＸ線源２のパワーを大きな値に設定する。なお、上記の各値は一例であり、これらの値に限定されるものではない。

動作制御部５５は、第２モードにおける拡大率として、たとえば２倍程度の低倍率に設定する。すなわち、第２モードの際には、第１モードに比べて、被測定物Ｓは検出器４の比較的近くに位置するように移動される。第２モードにおいては、生成される位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の分解能が、上述した光学素子６１１、６２１の開口６１９、６２９の幅に応じて決まるので、第１モードの場合のように被測定物ＳをＸ線源２の近傍に位置させる必要はない。第２モードにおいて拡大率を低倍率に設定する理由は次の通りである。被測定物Ｓの位置をＸ線源２に近づけようとすると、これに伴って、光学素子６１１もＸ線源に近づける必要がある。その結果、光学素子６１１へのＸ線の入射角が大きくなり、開口におけるケラレが大きくなり、開口を通過するＸ線が減少する。なお、上記の拡大率も一例であり、この値に限定されるものではなく、被測定物Ｓの大きさ等に応じて適宜変更できる。

上記の通り、第２モードにおいては、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するために光学ユニット６の光学素子６１１、６２１がＸ線の経路中に配置される。動作制御部５５は、表示モニタ７に光学素子６１１、６２１の取り付けを促すメッセージまたは、光学ユニット６の光学素子６１１、６２１がＸ線の経路中に配置された旨のメッセージ等を表示させる。すなわち、表示モニタ７は、光学素子６１１、６２１のＸ線経路への設置について報知する報知部として機能する。なお、表示モニタ７に代えて、スピーカー等を用いて音声により光学素子６１１、６２１の設置を報知してよい。

光学素子６１１、６２１が保持部６１２、６２２に保持されると、動作制御部５５は、光学ユニット制御部５４を制御して調節部６１３、６２３を駆動させ、光学素子６１１、６２１のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向の位置を調節し、光学素子６１１、６２１を撮影位置に位置させる。撮影位置とは、光学素子６１１に形成された開口６１９と光学素子６２１に形成された開口６２９とが一対一に対応する位置、すなわち光学素子６２１の開口６２９のそれぞれに対応した開口６１９以外の開口６１９からのＸ線が通過しないという条件を満たす光学素子６１１、６２１の位置である。
なお、保持部６１２、６２２は接触センサ等の信号に基づいて光学素子６１１、６２１の保持部６１２、６２２への取り付けを検出し、取り付けが検出された後に調節部６１３、６２３は撮影位置への調節をする。または、保持部６１２、６２２へ光学素子６１１、６２１を取り付けた後、ユーザがボタン等の所定の操作部材を操作することにより、調節部６１３、６２３が撮影位置への調節を行ってもよい。また、光学素子６１１、６２１が取り付けられていない状態で保持部６１２、６２２を撮影位置に位置させた後、光学素子６１１、６２１を取り付けてもよい。

動作制御部５５によって設定された上記の第２の撮影条件に基づいて、載置台制御部５２はマニピュレータ部３６を制御してＺ軸移動部３５に載置台３１をＺ軸方向に移動させ、Ｘ線源２から被測定物Ｓまでの距離が、第２の撮影条件として設定された被測定物Ｓの拡大率に応じた距離となる位置に載置台３１を位置させる。また、動作制御部５５は、設定された上記の第２の撮影条件に基づいて、Ｘ線制御部５１はＸ線源２の動作を制御しＸ線を出射させる。被測定物Ｓを通ったＸ線は検出器４に入射する。検出器４は、入射したＸ線の強度に応じた信号を出力し、画像生成部５３は、検出器４からの信号を用いて、被測定物Ｓによる偏向したＸ線に基づいて位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成する。

次に、動作制御部５５が、第１モードと第２モードとを切り替えるための判定処理について説明する。動作制御部５５は、第１情報と、被測定物Ｓと被測定物Ｓとは異なる評価用のサンプル（以下、評価用測定物と呼ぶ）へのＸ線の透過によって生じるＸ線の強度分布の変化に関する情報（第３情報）とを比較して、第２モードの実行の要否を判定する。本実施の形態では、動作制御部５５は、被測定物Ｓと評価用測定物とのＸ線の吸収係数の差に基づいて、第１モードおよび第２モードのいずれにて被測定物Ｓの内部に関する情報を生成するかを判定する。吸収係数は、トムソン散乱、光電吸収、コンプトン散乱、および電子対生成等のＸ線との相互作用による、被測定物ＳにおけるＸ線の吸収の度合いを表す係数である。
図４（ａ）は、被測定物Ｓと評価用測定物Ｔとを載置台３１上に載置した場合を模式的に示した図である。評価用測定物Ｔは、適当な厚さを有し、たとえば水（Ｈ_２Ｏ）やアクリル樹脂（ＰＭＭＡ：Ｃ_５Ｈ_８Ｏ_２）等の原子番号が比較的小さな元素により構成され、Ｘ線の吸収係数は小さい。すなわち、評価用測定物Ｔは、Ｘ線吸収の分布に基づいて良好な投影画像（吸収画像）を生成することが難しい物質である。被測定物Ｓと評価用測定物Ｔとが載置台３１に載置されると、動作制御部５５は、まず、第１モードにて被測定物Ｓと評価用測定物Ｔとを撮影するために、上述した第１の撮影条件を設定する。

図４（ｂ）に、第１モードにて撮影された被測定物Ｓおよび評価用測定物ＴのＸ線の吸収係数（吸収値）の一例を模式的に示す。図４（ｂ）では、ピークＰ１は評価用測定物ＴのＸ線の吸収係数を表し、その値をμ_ｅｖａとし、ピークＰ２は被測定物ＳのＸ線の吸収係数を表し、その値をμ_ｓａｍｐとする。
被測定物Ｓの吸収係数μ_ｓａｍｐの値が評価用測定物Ｔの吸収係数μ_ｅｖａの値より大きく、かつ、その差が大きい場合、被測定物Ｓの内部は、原子番号が比較的大きな元素を含んで構成されていると考えられる。このような場合には、被測定物ＳによるＸ線の吸収係数は十分大きいため、Ｘ線吸収の分布に基づいて吸収画像を生成する第１モードによる撮影を行うことが好ましい。
一方、被測定物Ｓの吸収係数μ_ｓａｍｐの値と評価用測定物Ｔの吸収係数μ_ｅｖａの値との相違が小さい場合、被測定物Ｓは、評価用測定物Ｔと同様にＸ線の吸収係数が小さいので、Ｘ線吸収の分布に基づいて良好な吸収画像を生成することは難しい。このような場合には、被測定物Ｓによって偏向されたＸ線の位相に基づいて位相画像および散乱画像の少なくとも一方を生成する第２モードによる撮影を行うことが好ましい。
本実施の形態では、動作制御部５５は、吸収係数μ_ｅｖａの方が吸収係数μ_ｓａｍｐより大きく、かつ、その差である評価値（＝｜μ_ｅｖａ−μ_ｓａｍｐ｜／μ_ｅｖａ）の値が所定の閾値ｔｈ以下の場合には、第２モードへの切り替えを判定する。評価値が閾値ｔｈを超える場合には、第１モードで撮影された信号に基づいて、被測定物Ｓの吸収画像データを生成する。閾値ｔｈとしては、たとえば１／１００〜１／１０の値を設定してよい。
なお、上記では被測定物Ｓと評価用測定物Ｔとを一緒に撮影するように説明したが、被測定物Ｓと評価用測定物Ｔとは個別に撮影してもよい。この場合、動作制御部５５は、両者を撮影する際の第１の撮影条件を同一に設定する。
また、評価用測定物Ｔを用いなくてもよい。この場合、Ｘ線の吸収係数が小さい材料のＸ線の吸収に関するデータを予めメモリ（不図示）に記憶し、動作制御部５５は、このデータと、第１モードにて検出された被測定物ＳのＸ線の吸収係数とを比較してもよい。

図５のフローチャートを参照しながら、上述した第１の実施の形態のＸ線装置１００の動作を説明する。図５に示すフローチャートの各処理は制御装置５でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、制御装置５により起動され、実行される。
制御装置５の動作制御部５５は、第１の撮影条件を設定してステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、動作制御部５５は、設定された第１の撮影条件にて第１モードによる撮影を行わせる。すなわち、載置台制御部５２は、マニピュレータ部３６を制御してＺ軸移動部３５に載置台３１をＺ軸方向に移動させ、Ｘ線源２から被測定物Ｓまでの距離が、第１の撮影条件として設定された被測定物Ｓの拡大率に応じた距離となる位置に載置台３１を位置させる。Ｘ線制御部５１は、第１の撮影条件に基づいてＸ線源２の出力等を制御して、Ｘ線を被測定物Ｓおよび評価用測定物Ｔに照射させる。

ステップＳ３では、検出器４は、被測定物Ｓおよび評価用測定物Ｔを通って入射したＸ線の強度に応じた信号を出力し、画像生成部５３は検出器４からの信号に基づいて被測定物Ｓの吸収画像データを生成してステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、全ての測定角度について吸収画像データの生成が行われたか否かを判定する。全ての測定角度について吸収画像データの生成が行われた場合には、ステップＳ４が肯定判定されてステップＳ５へ進む。吸収画像データの生成が行われていない測定角度が存在する場合には、ステップＳ４が否定判定されてステップＳ６へ進む。ステップＳ６では、載置台制御部５２はマニピュレータ部３６を駆動させて、載置台３１を所定の測定角度に回転駆動させてステップＳ２へ戻る。

ステップＳ５では、動作制御部５５は、被測定物ＳによるＸ線の吸収係数μ_ｓａｍｐと評価用測定物Ｔの吸収係数μ_ｅｖａとの差に基づく評価値が、閾値ｔｈ以下であるか否かを判定する。評価値が閾値ｔｈ以下の場合には、ステップＳ５が肯定判定されてステップＳ７へ進む。評価値が閾値ｔｈを超える場合には、ステップＳ５が否定判定されて、後述するステップＳ１１へ進む。

ステップＳ７では、動作制御部５５は、第２の撮影条件を設定してステップＳ８へ進む。ステップＳ８では、動作制御部５５は、設定された第２の撮影条件にて第２モードによる撮影を行わせる。動作制御部５５は、表示モニタ７に光学素子６１１、６２１の取り付けを促すメッセージ等を表示させ、光学素子６１１、６２１が保持部６１２、６２２に取り付けられると、光学ユニット制御部５４は調節部６１３、６２３を駆動して光学素子６１１、６２１を撮影位置に位置させる。載置台制御部５２は、マニピュレータ部３６を制御してＺ軸移動部３５に載置台３１をＺ軸方向に移動させ、Ｘ線源２から被測定物Ｓまでの距離が、第２の撮影条件として設定された被測定物Ｓの拡大率に応じた距離となる位置に載置台３１を位置させる。Ｘ線制御部５１は、第２の撮影条件に基づいてＸ線源２の出力等を制御して、Ｘ線を出射させる。

ステップＳ９では、検出器４は、入射したＸ線の強度に応じた信号を出力し、画像生成部５３は検出器４からの信号に基づいて被測定物Ｓの位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成してステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、全ての測定角度について位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の生成が行われたか否かを判定する。全ての測定角度について位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の生成が行われた場合には、ステップＳ１０が肯定判定されてステップＳ１１へ進む。位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の生成が行われていない測定角度が存在する場合には、ステップＳ１０が否定判定されてステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では、載置台制御部５２はマニピュレータ部３６を駆動させて、載置台３１を所定の測定角度に回転駆動させてステップＳ８へ戻る。

ステップＳ１１では、第１モードによる撮影で生成された吸収画像データまたは第２モードによる撮影で生成された位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方に基づいて、画像再構成部５６は、被測定物Ｓの３次元データを生成して処理を終了する。なお、制御装置５は、この３次元データをモニタ（不図示）に表示したり、メモリ（不図示）に記憶させたりすることができる。

なお、上記の説明では、全ての測定角度で吸収画像データの生成が行われた後にステップＳ５にて評価値と閾値ｔｈとの比較を行うものとしたが、少なくとも１つの測定角度で吸収画像データの生成が行われた後にステップＳ５の処理を行ってもよい。この場合、ステップＳ５にて評価値が閾値ｔｈを超えると判定された場合に、ステップ４および／またはステップＳ６の処理を行なってよい。

図面を参照して、本発明の実施の形態による構造物製造システムを説明する。本実施の形態の構造物製造システムは、たとえば自動車のドア部分、エンジン部分、ギア部分および回路基板を備える電子部品等の成型品を作成する。

図６は本実施の形態による構造物製造システム４００の構成の一例を示すブロック図である。構造物製造システム４００は、第１の実施の形態にて説明したＸ線装置１００と、設計装置４１０と、成形装置４２０と、制御システム４３０と、リペア装置４４０とを備える。

設計装置４１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成する際にユーザが用いる装置であって、設計情報を作成して記憶する設計処理を行う。設計情報は、構造物の各位置の座標を示す情報である。設計情報は成形装置４２０および後述する制御システム４３０に出力される。成形装置４２０は設計装置４１０により作成された設計情報を用いて構造物を作成、成形する成形処理を行う。この場合、成形装置４２０は、３Ｄプリンター技術で代表される積層加工、鋳造加工、鍛造加工および切削加工のうち少なくとも１つを行うものについても本発明の一態様に含まれる。

Ｘ線装置１００は、成形装置４２０により成形された構造物の形状を測定する測定処理を行う。Ｘ線装置１００は、構造物を測定した測定結果である構造物の座標を示す情報（以後、形状情報と呼ぶ）を制御システム４３０に出力する。制御システム４３０は、座標記憶部４３１と、検査部４３２とを備える。座標記憶部４３１は、上述した設計装置４１０により作成された設計情報を記憶する。

検査部４３２は、成形装置４２０により成形された構造物が設計装置４１０により作成された設計情報に従って成形されたか否かを判定する。換言すると、検査部４３２は、成形された構造物が良品か否かを判定する。この場合、検査部４３２は、座標記憶部４３１に記憶された設計情報を読み出して、設計情報とＸ線装置１００から入力した形状情報とを比較する検査処理を行う。検査部４３２は、検査処理としてたとえば設計情報が示す座標と対応する形状情報が示す座標とを比較し、検査処理の結果、設計情報の座標と形状情報の座標とが一致している場合には設計情報に従って成形された良品であると判定する。設計情報の座標と対応する形状情報の座標とが一致していない場合には、検査部４３２は、座標の差分が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば修復可能な不良品と判定する。

修復可能な不良品と判定した場合には、検査部４３２は、不良部位と修復量とを示すリペア情報をリペア装置４４０へ出力する。不良部位は設計情報の座標と一致していない形状情報の座標を有する部位であり、修復量は不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分である。リペア装置４４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物の不良部位を再加工するリペア処理を行う。リペア装置４４０は、リペア処理にて成形装置４２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

図７に示すフローチャートを参照しながら、構造物製造システム４００が行う処理について説明する。
ステップＳ３１では、設計装置４１０はユーザによって構造物の設計を行う際に用いられ、設計処理により構造物の形状に関する設計情報を作成し記憶してステップＳ３２へ進む。なお、設計装置４１０で作成された設計情報のみに限定されず、既に設計情報がある場合には、その設計情報を入力することで、設計情報を取得するものについても本発明の一態様に含まれる。ステップＳ３２では、成形装置４２０は成形処理により、設計情報に基づいて構造物を作成、成形してステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３においては、Ｘ線装置１００は測定処理を行って、構造物の形状を計測し、形状情報を出力してステップＳ３４へ進む。

ステップＳ３４では、検査部４３２は、設計装置４１０により作成された設計情報とＸ線装置１００により測定され、出力された形状情報とを比較する検査処理を行って、ステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、検査処理の結果に基づいて、検査部４３２は成形装置４２０により成形された構造物が良品か否かを判定する。構造物が良品である場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標との差が所定の範囲内の場合には、ステップＳ３５が肯定判定されて処理を終了する。構造物が良品ではない場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致しない場合や設計情報には無い座標が検出された場合には、ステップＳ３５が否定判定されてステップＳ３６へ進む。

ステップＳ３６では、検査部４３２は構造物の不良部位が修復可能か否かを判定する。不良部位が修復可能ではない場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲を超えている場合には、ステップＳ３６が否定判定されて処理を終了する。不良部位が修復可能な場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲内の場合には、ステップＳ３６が肯定判定されてステップＳ３７へ進む。この場合、検査部４３２はリペア装置４４０にリペア情報を出力する。ステップＳ３７においては、リペア装置４４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物に対してリペア処理を行ってステップＳ３３へ戻る。なお、上述したように、リペア装置４４０は、リペア処理にて成形装置４２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）制御装置５の動作制御部５５は、被測定物ＳによるＸ線の吸収係数に基づいて被測定物Ｓの内部に関する情報を生成するための第１モードと、被測定物Ｓを通ったＸ線の位相に基づいて被測定物Ｓの内部に関する情報を生成するための第２モードとの何れかを実行する。これにより、被測定物Ｓの特性に応じて撮影方法を切り替えることができるので、第１モードでは得ることが困難な被測定物Ｓの内部に関する情報であっても、第２モードにて得ることが可能になる。すなわち、被測定物Ｓの内部に関する情報を高精度で得ることが可能になる。
従来の吸収画像データを生成するＸ線装置は、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するための機能を取り付けることが可能な構成を有していないため、１つの装置で、吸収画像データの生成と、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の生成とを切り替えて実行することが困難であった。これに対して、本実施の形態においては、１台のＸ線装置１００にて、Ｘ線吸収の分布に基づいた吸収画像データの生成と、屈折したＸ線の位相に基づいた位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の生成とが可能になる。このため、ユーザは、従来のように吸収画像データを生成するためのＸ線装置と、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するためのＸ線装置とを別々に所有する必要がなくなるので、ユーザの利便性を向上させ、コストの負担を軽減させることができる。

（２）動作制御部５５は、第１モードにて検出器４から出力された信号に基づく被測定物ＳによるＸ線の吸収係数に基づいて、第２モードに切り替えるか否かを判定する。これにより、被測定物Ｓの内部の状態に応じて、第１モードと第２モードとのうち撮影に適したモードを自動的に選択することができるので、利便性が向上する。

（３）検出器４は、第１モードにて被測定物Ｓとは異なる評価用測定物Ｔを通ったＸ線の入射を受け、入射したＸ線に基づく信号を出力し、動作制御部５５は、被測定物ＳによるＸ線の吸収係数と、評価用測定物ＴによるＸ線の吸収係数とを比較して、第２モードへの切り替えの要否を判定する。具体的には、動作制御部５５は、被測定物ＳによるＸ線の吸収係数と、評価用測定物ＴによるＸ線の吸収係数との差に基づく評価値が所定値を超える場合に第２モードへの切り替えを判定する。これにより、第２モードへの切り替えを判定する精度を向上させることができる。

（４）動作制御部５５は、第１モードと第２モードとの間で、Ｘ線源２がＸ線を出射するための出力に関連する条件と、Ｘ線源２と被測定物Ｓと検出器４との間の相対的な位置関係とを異ならせる。これにより、Ｘ線吸収の分布に基づいた吸収画像データの生成に適した撮影条件と、屈折したＸ線の位相に基づいた位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の生成に適した撮影条件とを自動的に設定できる。

（５）動作制御部５５は、第２モードへの切り替えを判定すると、被測定物ＳおよびＸ線源２の間のＸ線の経路と、被測定物Ｓおよび検出器４の間のＸ線の経路とに、被測定物Ｓを通ったＸ線の位相を検出するための光学ユニット６の光学素子６１１、６２１の設置を判定する。これにより、光学ユニット６を設置することにより位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方の生成が可能になるので、吸収画像データを生成するためのＸ線装置に加えてさらに位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成するためのＸ線装置を所有する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。

（６）構造物製造システム４００のＸ線装置１００は、設計装置４１０の設計処理に基づいて成形装置４２０により作成された構造物の形状情報を取得する測定処理を行い、制御システム４３０の検査部４３２は、測定処理にて取得された形状情報と設計処理にて作成された設計情報とを比較する検査処理を行う。したがって、構造物の欠陥の検査や構造物の内部の情報を非破壊検査によって取得し、構造物が設計情報の通りに作成された良品であるか否かを判定できるので、構造物の品質管理に寄与する。

（７）リペア装置４４０は、検査処理の比較結果に基づいて、構造物に対して成形処理を再度行うリペア処理を行うようにした。したがって、構造物の不良部分が修復可能な場合には、再度成形処理と同様の処理を構造物に対して施すことができるので、設計情報に近い高品質の構造物の製造に寄与する。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の第１の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）光学ユニット６の光学素子６１１、６２１が保持部６１２、６２２に取り付け可能に構成される例に代えて、光学素子６１１、６２１が保持部６１２、６２２に取り付けられた状態で、調節部６１３、６２３ごと筐体１に着脱可能に構成されていてもよい。すなわち、第１光学ユニット６１と第２光学ユニット６２とが一体的に筐体１に着脱可能に構成されてよい。ただし、調節部６１３、６２３の取り付けは予め決められた位置にて行われるようにする。
これにより、既に吸収画像データを生成するためのＸ線装置を所有しているユーザであっても、光学ユニット６を追加で取得して取り付けることにより、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成することが可能になる。

（２）上述した第１の実施形態においては、Ｘ線装置１００は表示モニタ７を有し、制御装置５は、画像生成部５３および画像再構成部５６を有するものとして説明したが、Ｘ線装置１００が表示モニタ７を有さず、制御装置５が画像生成部５３と画像再構成部５６とを有していなくてもよい。画像生成部５３と画像再構成部５６とが、Ｘ線装置１００とは別体の処理装置等に設けられ、検出器４から出力された信号を、たとえばネットワークや記憶媒体等を介して取得して、吸収画像データや位相画像データや散乱画像データや３次元データを生成してもよい。
（３）Ｘ線装置１００は、第１モードで撮影された吸収画像データを用いた判定処理の結果に基づいて、第２モードを設定するものに限定されない。
たとえば、Ｘ線装置１００は、第２モード光学ユニット６の筐体１への取り付けが検出された場合には、動作制御部５５による判定処理を行わず、第２モードを設定してもよい。この場合、ユーザにより光学素子６１１、６２１が保持部６１２、６２２に取り付けられたことが、保持部６１２、６２２に設けられた接触センサ等の信号に基づいて検出されると、動作制御部５５は、第２の撮影条件を設定し、第２モードでの撮影を行わせてよい。被測定物Ｓの特性をユーザが予め把握し、第２モードで撮影するのがよいことを経験的に分かっているような場合に、動作制御部５５による判定処理を省略させて、被測定物Ｓの測定に要する時間を短縮することが可能になる。
また、たとえば、動作制御部５５は、被測定物Ｓの材料や構造等を示す設計データ等に基づいて、第１モードと第２モードとのいずれを実行するかを判定してもよい。この場合、ユーザが不図示の入力装置を介して設計データを入力したり、Ｘ線装置１００が記憶媒体やネットワーク等を介して設計データ等を取得してよい。動作制御部５５は、入力された、あるいは取得された設計データ等に基づいて、被測定物Ｓの内部がＸ線吸収係数の大きな材料により構成されていると判定すると、第１モードにて撮影を行うことを判定し、第１の撮影条件を設定して撮影を行わせる。このとき、動作制御部５５は、第１モードでの撮影を行う旨のメッセージ等を表示モニタ７に表示してもよい。
動作制御部５５は、設計データ等に基づいて、被測定物Ｓの内部がＸ線吸収係数の小さな材料により構成されていると判定すると、第２モードにて撮影を行うことを判定する。この場合、動作制御部５５は、表示モニタ７に光学素子６１１、６２１の取り付けを促すメッセージ等を表示させる。ユーザにより光学素子６１１、６２１の取り付けが行われ、保持部６１２、６２２に設けられた接触センサ等の信号に基づいて光学素子６１１、６２１の取り付けが検出されると、動作制御部５５は、第２の撮影条件を設定し、第２モードでの撮影を行わる。これにより、第１モードにて撮影を行って吸収画像データを取得することなく、第１モードと第２モードのいずれかを実行するかを判定することが可能になる。

−第２の実施の形態−
図面を参照して、第２の実施の形態によるＸ線装置について説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、光学ユニットをＸ線の経路中に挿抜するための移動部を備える点が第１の実施の形態とは異なる。

図８は、第２の実施の形態によるＸ線装置１００の構成の一例を示す図である。Ｘ線装置１００は、第１光学ユニット６１をＸ線の経路に挿抜するための移動機構８１と、第２光学ユニット６２をＸ線の経路に挿抜するための移動機構８２とを有する。移動機構８１、８２は、たとえばＸ軸方向に沿って第１光学ユニット６１および第２光学ユニット６２を移動させるレール等の案内部材や、第１光学ユニット６１および第２光学ユニット６２を案内部材に沿って駆動させるモータ等により構成される。なお、本実施の形態では、第１光学ユニット６１および第２光学ユニット６２がＸ軸方向に沿って移動する場合を例に挙げるが、Ｙ軸方向に沿って移動する構成でもよい。この場合、移動機構８１、８２は、Ｙ軸方向に沿ったレール等の案内部材を有してよい。

制御装置５の移動部５９は、移動機構８１、８２を制御して、第１光学ユニット６１および第２光学ユニット６２を移動させる。第１モードにて撮影を行う場合、移動部５９は、Ｘ線が光学素子６１１、６２１を通過しない位置まで第１光学ユニット６１および第２光学ユニット６２を移動させる。動作制御部５５により、第１の実施の形態の場合と同様の処理により第２モードにて撮影を行うと判定された場合には、移動部５９は、Ｘ線が光学素子６１１、６２１を通過する位置まで第１光学ユニット６１および第２光学ユニット６２を移動させる。すなわち、移動部５９は、吸収画像を生成する第１モードの場合には光学ユニット６をＸ線の経路の外に位置させ、位相画像および散乱画像の少なくとも一方を生成する第２モードの場合には光学ユニット６をＸ線の経路中に挿入させる。
なお、第１光学ユニット６１と第２光学ユニット６２とのうち、光学素子６１１と光学素子６２１とをＸ線の経路中に挿抜可能な構成でもよい。

第２の実施の形態のＸ線装置１００においても、図５に示す第１の実施の形態のＸ線装置１００が行う処理と同様の処理を行なう。ただし、ステップＳ２において、移動部５９は、移動機構８１、８２を制御して、光学ユニット６をＸ線の経路の外に位置させる。また、ステップＳ８においては、移動部５９は、移動機構８１、８２を制御して、光学ユニット６をＸ線の経路中に挿入させる。
また、本実施の形態のＸ線装置１００を、図６、図７を用いて説明した構造物製造システム４００に適用できる。
また、第２の実施の形態のＸ線装置１００は、第１モードで撮影された吸収画像データを用いた判定処理の結果に基づいて、第２モードを設定するものに限定されない。たとえば、動作制御部５５は、被測定物Ｓの材料や構造等を示す設計データ等に基づいて、第１モードと第２モードのいずれを実行するかを判定してもよい。この場合、ユーザが不図示の入力装置を介して設計データを入力したり、Ｘ線装置１００が記憶媒体やネットワーク等を介して設計データ等を取得してよい。動作制御部５５は、入力された、あるいは取得された設計データ等に基づいて、被測定物Ｓの内部がＸ線吸収係数の大きな材料により構成されていると判定すると、第１モードにて撮影を行うことを判定し、第１の撮影条件を設定して撮影を行わせる。このとき、動作制御部５５は、第１モードでの撮影を行う旨のメッセージ等を表示モニタ７に表示してもよい。
動作制御部５５は、設計データ等に基づいて、被測定物Ｓの内部がＸ線吸収係数の小さな材料により構成されていると判定すると、第２モードにて撮影を行うことを判定する。この場合、動作制御部５５は、表示モニタ７に第２モードで撮影を行う旨のメッセージ等を表示させてもよい。移動部５９は、移動機構８１、８２を制御して、第１光学ユニット６１および第２光学ユニット６２を移動させ、Ｘ線の経路中に挿入させる。第１光学ユニット６１と第２光学ユニット６２とがＸ線の経路中に挿入されると、動作制御部５５は、第２の撮影条件を設定し、第２モードでの撮影を行わせる。これにより、第１モードにて撮影を行って吸収画像データを取得することなく、第１モードと第２モードのいずれかを実行するかを判定することが可能になる。

上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態により得られた各作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
移動機構８１、８２は、動作制御部５５により第２モードへの切り替えが判定されると、光学ユニット６の光学素子６１１、６２１をＸ線の経路に設置する。これにより、設定されたモードに応じて、光学素子６１１、６２１のＸ線の経路中への挿抜を自動で行うことができるので、利便性が向上する。

上述した第１および第２の実施の形態のＸ線装置１００を以下のように変形することができる。
（１）Ｘ線装置１００が光学ユニット６を有していなくてもよい。この場合、動作制御部５５により第２モードでの撮影を行うと判定された場合には、画像生成部５３は自由伝播により被測定物Ｓで屈折、回折したＸ線に基づいて位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成してよい。

（２）Ｘ線装置１００は、ユーザにより第１モードと第２モードを選択可能な、たとえばスイッチ等を有してよい。この場合、動作制御部５５は、ユーザによる操作に応じて第１モードまたは第２モードの一方を設定する。被測定物Ｓの特性等をユーザが予め把握し、第１モードと第２モードのどちらで撮影するのがよいのか経験的に分かっている様な場合に、動作制御部５５による判定処理を省略させることができる。これにより、被測定物Ｓの測定に要する時間を短縮することが可能になる。

（３）Ｘ線装置１００は、第１モードにおいて吸収画像データを第１情報として生成しなくてもよいし、第２モードにおいて位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を第２情報として生成しなくてもよい。この場合、Ｘ線装置１００は、第１モードにおいては、検出器４からの電気信号を第１情報として取得する。Ｘ線装置１００は、取得した電気信号を、Ｘ線装置１００とは異なる外部の装置にネットワーク等を介して送信し、外部の装置が取得した第１情報に基づいて吸収画像データを生成してよい。第２モードにおいては、Ｘ線装置１００は、検出器４からの電子信号を第２情報として取得してよい。Ｘ線装置１００は、第２モードにて検出器４から出力された電気信号を、外部の装置にネットワーク等を介して送信し、外部の装置が第２情報に基づいて、位相画像データおよび散乱画像データの少なくとも一方を生成してよい。この場合、外部の装置は、第１および第２の実施形態や変形例で説明した画像生成部５３や、画像再構成部５６を有しているとよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

２…Ｘ線源
３…載置部
４…検出器
５…制御装置
６…光学ユニット
７…表示モニタ
３１…載置台
３６…マニピュレータ部
５１…Ｘ線制御部
５２…移動制御部
５３…画像生成部
５４…光学ユニット制御部
５５…動作制御部
５９…移動部
６１…第１光学ユニット
６２…第２光学ユニット
８１、８２…移動機構
４００…構造物製造システム
４１０…設計装置
４２０…成形装置
４３０…制御システム
４４０…リペア装置
６１１、６１２…光学素子
６１２、６２２…保持部
６１３、６２３…調節部
６１９、６２９…開口

Claims (12)

1. 被測定物へＸ線を出射するＸ線源と、
   前記被測定物を透過した前記Ｘ線の強度分布を検出する検出器と、
   前記被測定物への透過による前記Ｘ線の吸収によって生じる前記Ｘ線の強度分布の変化に関する第１情報を生成する第１モードと、前記被測定物への透過による前記Ｘ線の散乱および位相の変化の少なくとも一方により生じる前記Ｘ線の強度分布の変化に関する第２情報を生成する第２モードと、のいずれかを実行させる制御部と、を備えるＸ線装置。
2. 請求項１に記載のＸ線装置において、
   前記制御部は、前記第１情報に基づいて、前記第２モードを実行するか否かを判定するＸ線装置。
3. 請求項２に記載のＸ線装置において、
   前記検出器は、前記第１モードにて前記被測定物とは異なる評価用測定物を通ったＸ線に基づく信号を出力し、
   前記制御部は、前記第１情報と、前記評価用測定物への透過による前記Ｘ線の吸収によって生じる前記Ｘ線の強度分布の変化に関する第３情報とを比較して、前記第２モードの実行の要否を判定するＸ線装置。
4. 請求項３に記載のＸ線装置において、
   前記制御部は、前記被測定物による前記Ｘ線の吸収と、前記評価用測定物による前記Ｘ線の吸収との差が所定値を超える場合に、前記第２モードを実行すると判定するＸ線装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載のＸ線装置において、
   前記制御部は、前記第１モードと前記第２モードとの間で、前記Ｘ線源が前記Ｘ線を出射するための出力に関連する条件と、前記Ｘ線源と前記被測定物と前記検出器との間の相対的な位置関係とを異ならせるＸ線装置。
6. 請求項５に記載のＸ線装置において、
   前記制御部は、前記第２モードを実行すると判定すると、前記被測定物および前記Ｘ線源の間の前記Ｘ線の経路と、前記被測定物および前記検出器の間の前記Ｘ線の経路とに、前記被測定物を通った前記Ｘ線の位相を検出するための光学素子の設置を判定するＸ線装置。
7. 請求項６に記載のＸ線装置において、
   前記光学素子を前記Ｘ線の経路に挿抜する移動部を有し、
   前記制御部により前記第２モードの実行が判定されると、前記移動部は前記光学素子を前記Ｘ線の経路に設置するＸ線装置。
8. 請求項６に記載のＸ線装置において、
   前記制御部により前記第２モードの実行が判定されると、前記光学素子を前記Ｘ線の経路に設置することを報知する報知部を有するＸ線装置。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載のＸ線装置において、
   前記第１モードまたは前記第２モードにて前記検出器により検出された前記強度分布に基づいて前記被測定物に関する情報である画像を生成する画像生成部を備えるＸ線装置。
10. 構造物の形状に関する設計情報を作成し、
    前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、
    作成された前記構造物の形状を、請求項１から９のいずれか一項に記載のＸ線装置を用いて計測して形状情報を取得し、
    前記取得された前記形状情報と前記設計情報とを比較する構造物の製造方法。
11. 請求項１０に記載の構造物の製造方法において、
    前記形状情報と前記設計情報との比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を行う構造物の製造方法。
12. 請求項１１に記載の構造物の製造方法において、
    前記構造物の再加工は、前記設計情報に基づいて前記構造物の作成を再度行う構造物の製造方法。
    
    
    

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