JP6115597B2 - Ｘ線回折測定装置 - Google Patents

Description

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。

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。

特開２０１２−２２５７９６号公報 特開２０１４−９８６７７号公報

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。

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。

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であって、略平行光である可視光を略平行光である可視光の断面における周辺部分を遮光して出射する出射口を有する可視光出射器と、可視光出射器から出射される可視光により測定対象物に形成される照射点の周囲に、可視光の光軸に垂直な平面に投影すると２組の平行なラインが交差するパターンを投影するパターン投影手段であって、出射口の周囲に設けられ、出射口を通過しない可視光を通過させる複数のシリンドリカルレンズによりパターンを投影するパターン投影手段と、可視光の照射点とパターン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、カメラが出力する撮像信号を入力して画像を作成する画像作成手段と、画像作成手段により作成された画像におけるパターンの形状から、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。

これによれば、可視光出射器により可視光を測定対象物に出射するとともに、パターン投影手段によりパターンを測定対象物に投影し、カメラを作動させて画像作成手段により画像を作成すれば、入射角算出手段が、画像におけるパターンの形状である２組の平行なラインが形成する四角形の形状から出射Ｘ線の測定対象物における入射角を精度よく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。また、パターンの形状から出射Ｘ線の入射角を算出するので、コンピュータを用いればリアルタイムで出射Ｘ線の入射角が検出でき、容易に出射Ｘ線の入射角が作業者が目的とする値になるよう、測定対象物の位置と姿勢を調整することができる。また、出射口の周囲に平行に配置固定されるシリンドリカルレンズを２組設けるのみで、２組の平行なラインが交差するパターンを投影することができ、装置のコストＵＰを抑制することができる。特に、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、Ｘ線及び可視光の出射口の周囲に複数のシリンドリカルレンズを配置固定するのみで本発明を実現することができ、装置のコストＵＰを招かない。なお、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と可視光の光軸は同一であるが、Ｘ線はシリンドリカルレンズを透過しないので、Ｘ線回折測定には影響しない。

また、本発明の他の特徴は、画像作成手段により作成された画像におけるパターンの形状から、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と、回折環形成検出手段が円周方向の基準位置とするライン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基準平面傾き角算出手段を備えたことにある。

これによれば、基準平面傾き角算出手段が算出した、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と、回折環形成検出手段が円周方向の基準位置とするライン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（以下、基準平面傾き角という）の値を確認しながら、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の位置と姿勢を調整することができる。すなわち、回折環形成検出手段が検出した回折環の形状から計算される残留応力の精度をよくするには、基準平面傾き角を０°にしたうえで出射Ｘ線の入射角を検出する必要があるが、基準平面傾き角をリアルタイムで検出することができれば、容易に基準平面傾き角が０°になるよう測定対象物の位置と姿勢を調整することができる。なお、円周方向の基準位置とするラインとは、ｃｏｓα法により計算を行う際、撮像面内の位置を回転角度と半径で表すとき、回転角度０°とするラインである。これは後述する。

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１のＸ線回折測定装置の拡大図である。 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３のプレート部分の拡大斜視図である。 イメージングプレートをテーブルに取付ける固定具を上方向から見た図である。 図５の固定治具のシリンドリカルレンズの箇所の断面図である。 図５の固定治具に取付けられるシリンドリカルレンズの拡大図である。 Ｘ軸方向から見たＬＥＤ光の測定対象物への入射及び撮影状態と、測定対象物表面に形成されるパターンの撮影画像とを対応させて示す図である。 Ｙ軸方向から見たＬＥＤ光の測定対象物への入射及び撮影状態と、測定対象物表面に形成されるパターンの撮影画像とを対応させて示す図である。

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７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、測定対象物の可視光照射点（ＬＥＤ光照射点）の周囲に２組の平行なラインが交差するパターンを投影する機能を有する点、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線の入射角と基準平面傾き角（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の法線方向が、測定対象物のＸ線照射点周囲の微小平面と成す角度）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。

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。対象物セット装置６０は、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、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線の照射点及びＸ線の照射方向が目的とする測定位置と方向になり、Ｘ線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）が設定値になり、基準平面傾き角が０°になり、Ｘ線の入射角が目的とする値になるようにする。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は鉄製の板状部材である。

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、対象物セット装置６０、コンピュータ装置９０及び高電圧電源９５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。

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。上面壁５０ｆには、筐体５０を持ち運ぶための取っ手５１が設けられている。この筐体５０の図示裏側の側面壁には、支持ロッド５２に固定される固定具が設けられており、筐体５０は、切欠き部壁５０ｃが対象物セット装置６０の上面に対向するように、図示傾斜状態で支持ロッド５２に固定されている。支持ロッド５２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５３上に立設固定されている。

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。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。

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。また、操作子６７ａ、６８ａは移動位置を目盛りにより示すことができるようになっており、操作子６５ａ、６６ａは回転角度（傾斜角度）を目盛りにより示すことができるようになっている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。そして、この回転角度０°のラインと出射Ｘ線の光軸とを含む平面を、以後、基準平面という。そして、上述したように、基準平面の法線方向が測定対象物のＸ線照射点周囲の微小平面と成す角度を、基準平面傾き角という。

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。

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。

また、固定具１８を円形孔５０ｃ１側から見ると、図５に示すように、貫通孔１８ａの周囲に、シリンドリカルレンズ１９が略９０°間隔で貫通孔１８ａの中心を対称の中心として点対称となるように配置固定されている。固定具１８の貫通孔１８ａ部分の断面を拡大したものが図６であるが、図６に示すように固定具１８には貫通孔１８ａの周囲に貫通孔１８ｂが形成されており、シリンドリカルレンズ１９は、貫通孔１８ｂの上端に配置固定されている。そして、シリンドリカルレンズ１９は図７に示すように長尺方向に垂直な断面が曲率を有しており、固定具１８に配置固定された状態では、固定具１８の半径方向に垂直な断面が曲率を有している。従って、可視光が出射Ｘ線と同じ光軸で照射された場合、固定具１８の半径方向の垂直方向にのみ光は収束した後、拡散する。この点は、出射Ｘ線と同じ光軸で出射されるＬＥＤ光の説明の箇所で詳細に説明する。なお、Ｘ線はガラスを殆ど透過しないので、出射Ｘ線はシリンドリカルレンズ１９からは出射せず、貫通孔１８ａのみから出射する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。以後、この平行光を平行ＬＥＤ光といい、平行ＬＥＤ光を受光した箇所に形成される微小な円形の照射跡を、照射点という。

また、上述したように、貫通孔１８ａの周囲には４つの貫通孔１８ｂがあり、その上端にはシリンドリカルレンズ１９がそれぞれ配置固定されているので、ＬＥＤ光はシリンドリカルレンズ１９を介しても出射する。ＬＥＤ光は拡散する可視光であるが、通路部材２８の通路に入射したＬＥＤ光の内、貫通孔１８ｂに入射したＬＥＤ光のみがシリンドリカルレンズに入射するので、貫通孔１８ａから出射するＬＥＤ光同様、シリンドリカルレンズ１９に入射するＬＥＤ光も平行光である。そして、上述したように、シリンドリカルレンズ１９は固定具１８の半径方向の断面が曲率を有しているので、シリンドリカルレンズ１９から出射したＬＥＤ光は固定具１８の半径方向の垂直方向に収束した後拡散し、このＬＥＤ光を受光した箇所にはラインの照射跡が形成される。以後、シリンドリカルレンズ１９から出射したＬＥＤ光を拡散ＬＥＤ光といい、拡散ＬＥＤ光を受光した箇所に形成されるラインの照射跡を、照射ラインという。シリンドリカルレンズ１９は、貫通孔１８ａの周囲に４つが９０°の間隔で配置固定されているので、ＬＥＤ光の照射点の周囲には４つの照射ラインが四角形を形成するように形成される。出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の光軸に垂直な受光面には、照射点を中心にして正方形を形成するように照射ラインが形成されるが、出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の光軸に対する受光面の傾きの度合い及び傾き方向が変化すると、四角形の形状はそれに応じて変化する。よって、照射ラインを出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の光軸に対し固定された箇所から撮影し、撮影画像を解析することで、出射Ｘ線の入射角及び基準平面傾き角を求めることができる。この点は、後程詳細に説明する。なお、拡散ＬＥＤ光の光軸は、平行ＬＥＤ光の光軸と略平行であるが、貫通孔１８ｂは貫通孔１８ａより外側にあるので、微小ながら平行ＬＥＤ光の光軸の垂直方向の成分を有する。よって、出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の光軸に垂直な受光面に形成される４つの照射ラインによる四角形は、距離ＩＰ−ＯＢ（Ｘ線照射点からイメージングプレート１５までの距離）が大きいほど微小ながら大きくなる。しかし、この拡大率は僅かであるので距離ＩＰ−ＯＢがおよそ一定であれば、該四角形は一定であると見なすことができる。

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。

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光の照射点及び照射ライン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、距離ＩＰ−ＯＢ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。

また、結像レンズ４８の光軸は、基準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線及び平行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線及び平行ＬＥＤ光の照射点であるように調整されている。さらに、Ｘ線及び平行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線及び平行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、距離ＩＰ−ＯＢが設定値になり、平行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に照射される平行ＬＥＤ光は平行光であるので、照射点において散乱光と、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、距離ＩＰ−ＯＢが設定値で、平行ＬＥＤ光の測定対象物ＯＢにおける入射角度が設定値であるとき、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、距離ＩＰ−ＯＢが設定値になるようにすることは必須であるが、Ｘ線および平行ＬＥＤ光の測定対象物ＯＢにおける入射角度を設定値にすることは必須ではない。

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。

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のステージ６１に載置し、Ｘ線回折測定装置（筐体５０）を測定対象物ＯＢの近くまで運搬した後、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、回折環撮像工程Ｓ２、回折環読取り工程Ｓ３，回折環消去工程Ｓ４及び残留応力計算工程Ｓ５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。

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、対象物セット装置６０の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、距離ＩＰ−ＯＢが設定値になるようにする。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ＬＥＤ光と拡散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点と照射ラインが形成される。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照射点と照射ライン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、撮像信号によって作成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。

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、距離ＩＰ−ＯＢ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ＩＰ−ＯＢが設定値であり、平行ＬＥＤ光の測定対象物ＯＢにおける入射角度が設定値であるとき、受光点が撮像される位置である。また、十字マークのＹ軸は基準平面が撮臓器４９と交差するラインに相当し、十字マークのＹ軸方向が平行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。

また、コントローラ９１は設定された時間間隔で撮像信号から作成した画像データを記憶し、記憶した画像データにおける照射ラインの画像から、出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角と基準平面傾き角を算出し、表示装置９３に表示することを行う。以下に、この計算方法について説明する。図８は出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の光軸に対する、測定対象物ＯＢの平面の角度を基準平面の法線方向周りに変化させた場合の、４つの照射ラインの上下２本の照射ラインが撮像器４９で結像される位置を基準平面で見た場合の図と、撮像画像における照射点と４つの照射ラインの図である。図８は（ａ）から（ｃ）の順に、３０°，６０°，９０°と出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の光軸に対する、測定対象物ＯＢの平面の角度を変化させている。すなわち、出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角を６０°，３０°，０°と変化させている。なお、基準平面傾き角はわかりやすくするため０°にしてある。測定対象物ＯＢに形成される４つの照射ラインによる四角形は、入射角が０°であれば正方形であり、入射角が大きくなるほど基準平面に平行な辺が長くなる長方形になるが、撮像画像においては、結像レンズ４８からの距離が異なる箇所が生じるため、図が示すよう、遠い側の辺は小さくなり、近い側の辺は長くなる。すなわち、結像レンズ４８の光軸方向が測定対象物ＯＢの法線方向と略一致する、すなわち、４つの照射ラインによる四角形における向かい合った辺の結像レンズ４８からの距離が等しい（ａ）では四角形は長方形になるが、結像レンズ４８の光軸方向が測定対象物ＯＢの法線方向と一致しない（ｂ）および（ｃ）では台形になる。しかし、図を見てわかるように、四角形の形によらず、上下２本の照射ラインの間隔Ｗｔは、入射角が６０°，３０°，０°と小さくなるほど小さくなり、間隔Ｗｔと入射角の関係には１：１の関係がある。これは、上下２本の照射ラインの位置と結像レンズの中心を結ぶ直線が撮像器４９と交差する位置、すなわち上下２本の照射ラインの撮像位置の間隔が、入射角が６０°，３０°，０°と小さくなるほど小さくなることからも理解できる。よって、間隔Ｗｔと入射角の関係を関係テーブルまたは関係式の形で記憶しておけば、画像データを処理して上下２本の照射ラインの間隔Ｗｔを求めることで、出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角を計算することができる。

なお、図８は結像レンズ４８の光軸が出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の照射点と交差する、すなわち距離ＩＰ−ＯＢが設定値になる場合で示されている。距離ＩＰ−ＯＢが設定値からずれた状態にあると照射点は照射ラインの中心付近から移動し、間隔Ｗｔと入射角の関係も変化する。しかし、距離ＩＰ−ＯＢが設定値付近にあれば、この関係はほぼ一定と見なすことができ、また、距離ＩＰ−ＯＢは照射点を十字マークのクロス点と合致させることで設定値にするものであるので、記憶しておく間隔Ｗｔと入射角の関係は、距離ＩＰ−ＯＢが設定値のときのもののみでよい。

また、図８は基準平面傾き角を０°にして入射角を変化させた図であるが、実際は、調整しない状態で基準平面傾き角が０°になることは殆どないので４つの照射ラインによる四角形は台形ではなく、上下２本の照射ラインは平行ではない。しかし、基準平面傾き角が０°でない場合でも、基準平面には結像レンズ４８の光軸が含まれているので、図８において４つの照射ラインの上下２本の照射ラインが撮像器４９で結像される位置を基準平面で見た図は変わらない。すなわち、上下２本の照射ラインが平行でなくても、撮像画像のＹ軸部分（基準平面が撮像器４９と交差するラインに相当）における間隔Ｗｔと入射角の関係は、同一の関係である。よって、画像データを処理して、Ｙ軸部分における間隔Ｗｔを求めれば、関係テーブルまたは関係式から入射角を計算することができる。なお、本来の入射角は出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の光軸とＸ線照射点における法線とが成す角度であるので、基準平面傾き角が０°でないときに計算される入射角は、本来の入射角ではなく、基準平面と測定対象物ＯＢの平面が交差するライン周りに測定対象物ＯＢを回転させ、基準平面傾き角を０°にした場合の入射角である。しかし、基準平面傾き角は０°になるように調整するものであるので、表示される入射角が上記の値であっても問題はない。

ここで、間隔Ｗｔと入射角の関係を求める方法について説明する。まず、図２に示すＸ線回折測定装置のＸ軸方向と対象物セット装置６０のＸ軸方向が平行になるようにする。これは、次のように行う。対象物セット装置６０のＸ軸周りとＹ軸周りの傾きを０（操作子６５ａ，６６ａの目盛を０）にして、ステージ６１にマークをつけた厚さ均一のブロックを載置し、Ｘ線回折測定装置のカメラ機能を作動させる。次に、操作子６３ａ，６７ａ，６８ａを回転させて、撮像画像の中心付近にマークが来るようにする。次に、操作子６７ａを回転させてＸ軸方向にマークを移動させたとき、撮像画像におけるマークが撮像画像のＸ軸方向に移動するよう、対象物セット装置６０又はＸ線回折測定装置の置き方を変更する。Ｘ線回折測定装置のＸ軸方向は基準平面の法線方向であるので、これにより、操作子６５ａによりステージ６１を傾斜させるときの回転軸は基準平面の法線方向と平行になる。次に、上述したように平行ＬＥＤ光と拡散ＬＥＤ光を出射させ、照射点および受光点が撮像画像の十字マークのクロス点と合致するよう、操作子６３ａ，６５ａ〜６８ａを操作する。これにより基準平面とステージ６１に載置したブロックの平面は垂直になり、平行ＬＥＤ光のブロックへの入射角度は設定値になる。次に、入力装置９３から指令を入力して、コントローラ９１に画像データを処理させ、上下２本の照射ラインの間隔Ｗｔを求めて記憶させる。これで入射角度の設定値と間隔Ｗｔの関係が得られる。次に、操作子６５ａを目盛を読みながら回転させ、ΔΘだけ目盛の値を変化させることで、ステージ６１をΔΘだけ傾斜させ、入力装置９３から入力して、コントローラ９１に画像データを処理させ、間隔Ｗｔを求めて記憶させる。これで入射角度の（設定値＋ΔΘ）と間隔Ｗｔの関係が得られる。後は、ΔΘを変化させるごとに間隔Ｗｔをコントローラ９１に記憶させることを繰り返せば、間隔Ｗｔと入射角の関係を求めることができる。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。

次に、基準平面傾き角の計算方法について説明する。図９は基準平面に対する測定対象物ＯＢの平面の角度を変化させた場合の、４つの照射ラインの左右２本の照射ラインが撮像器４９で結像される位置を、基準平面と測定対象物ＯＢの平面が交差するラインの方向から見た場合の図と、撮像画像における照射点と４つの照射ラインの図である。図９（ａ）は出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角を３０°にし、基準平面に対する測定対象物ＯＢの平面の角度を９０°、すなわち、基準平面傾き角を０°にした図であり、図８（ｂ）と同じ状態である。そして、図９（ｂ）は（ａ）の状態から基準平面傾き角を２０°にした図であり、（ｃ）は（ａ）の状態から基準平面傾き角を４０°にした図である。図９を見てわかるように、左右２本の照射ラインの間隔は、基準平面傾き角が０°，２０°，４０°と大きくなっても僅かしか変化しないが、左右２本の照射ラインの結像レンズ４８からの距離の差は大きく変化する。このため、４つの照射ラインによる四角形の形状は基準平面傾き角が大きくなるほど左右の対称の度合いが悪くなっていく。これは、図９（ａ）に示した４つの照射ラインから形成される四角形の内角Θａ，Θｂ，Θｃ，Θｄにおいて、ΘａとΘｂの差、ΘｃとΘｄの差が大きくなることである。すなわち、ΘａとΘｂの差、又はΘｃとΘｄの差と基準平面傾き角には１：１の関係がある。よって、ΘａとΘｂの差、又はΘｃとΘｄの差と基準平面傾き角の関係を関係テーブルまたは関係式の形で記憶しておけば、画像データを処理してΘａとΘｂの差、又はΘｃとΘｄの差を求めることで基準平面傾き角を計算することができる。

なお、ΘａとΘｂの差、又はΘｃとΘｄの差と基準平面傾き角の関係は、出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角が異なるごとに異なるので、複数の入射角において、この関係テーブル又は関係式を記憶しておく必要がある。そして、基準平面傾き角を計算する際には、上述した方法で求めた入射角に最も近い入射角の関係テーブル又は関係式を用いる必要がある。ただし、基準平面傾き角は測定対象物の姿勢の調整により０°にすべき値であり、入射角によらず基準平面傾き角が０°であれば、Θａ＝Θｂ及びΘｃ＝Θｄであるので、基準平面傾き角を精度よく検出する必要はない。よって、値が大きく異なる、数個の出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角において、関係テーブル又は関係式を記憶しておけばよい。

ここで、ΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差と基準平面傾き角の関係を求める方法について説明する。まず、上述した間隔Ｗｔと入射角の関係を求める方法で説明したように、ステージ６１にマークをつけた厚さ均一のブロックを載置し、図２に示すＸ線回折測定装置のＸ軸方向と対象物セット装置６０のＸ軸方向が平行になるようにする。このようにすると、対象物セット装置６０のＹ軸方向は基準平面と平行になり、操作子６６ａによりステージ６１を傾斜させるときの回転軸は基準平面と平行になる。次に、上述した間隔Ｗｔと入射角の関係を求める方法で説明したように、照射点および受光点を撮像画像の十字マークのクロス点と合致させる。次に、入力装置９２から指令を入力して、コントローラ９１に画像データを処理させ、ΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差を求めて記憶させる。これで入射角が設定値で基準平面傾き角が０°のときのΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差が得られる。これらの差はいずれも０である。次に、操作子６６ａを目盛を読みながら回転させ、ΔΘだけ目盛の値を変化させることでステージ６１をΔΘだけ傾斜させ、入力装置９３から入力して、コントローラ９１にΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差を求めて記憶させる。これで入射角が設定値で基準平面傾き角がΔΘのときのΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差が得られる。後は、ΔΘを変化させるごとにΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差をコントローラ９１に記憶させることを繰り返せば、入射角が設定値のときの、ΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差と基準平面傾き角の関係が得られる。そして、操作子６５ａを目盛を読みながら回転させ、Θｓだけ目盛の値を変化させることで入射角を（設定値＋Θｓ）とし、上記と同様の作業を行うことで、入射角が（設定値＋Θｓ）のときの、ΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差と基準平面傾き角の関係を得る。これを値を大きく異ならせた数個のΘｓで行えば、数個の出射Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角において、ΘａとΘｂの差、及びΘｃとΘｄの差と基準平面傾き角の関係を求めることができる。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。

位置姿勢調整工程Ｓ１の説明に戻り、作業者は、表示装置９３に表示される撮像画像、Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角の数値、及び基準平面傾き角の数値を見ながら、対象物セット装置６０の５つの操作子６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａを操作して、測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整し、撮像画像上における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し、表示される基準平面傾き角が０°になり、Ｘ線（平行ＬＥＤ光）の入射角が目的とする値になるよう調整する。なお、Ｘ線を測定対象物ＯＢに設定された入射角で入射させると判断すれば、表示される入射角及び基準平面傾き角の数値は無視し、受光点が十字マークのクロス点と合致するよう調整してもよい。

測定対象物ＯＢの位置と姿勢の調整が終了すると、作業者は入力装置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、表示装置９３に表示されているＸ線（平行ＬＥＤ光）の入射角ψを記憶する。そして、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からの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。

次の回折環撮像工程Ｓ２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。

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Ｓ３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。

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。

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。

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。

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。

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Ｓ５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までの距離の設定値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。

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光出射器から出射されるＬＥＤ光により測定対象物ＯＢに形成される照射点の周囲に、ＬＥＤの光軸に垂直な平面に投影すると一定の形状であるパターンを投影するＬＥＤ光源４４、通路部材２８，貫通孔２７ｂ等の通路、固定具１８の貫通孔１８ｂ及びシリンドリカルレンズ１９からなるパターン投影器と、ＬＥＤ光の照射点とパターン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、カメラが出力する撮像信号を入力して画像を作成するコントローラ９１の画像作成プログラムと、コントローラ９１の画像作成プログラムにより作成された画像におけるパターンの形状から、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の入射角演算プログラムとを備えている。

これによれば、ＬＥＤ光出射器によりＬＥＤ光を測定対象物に出射するとともに、パターン投影器によりパターンを測定対象物に投影し、カメラを作動させてコントローラ９１の画像作成プログラムにより画像を作成すれば、コントローラ９１の入射角演算プログラムが、画像におけるパターンの形状から出射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。また、パターンの形状から出射Ｘ線の入射角を算出するので、コントローラ９１はリアルタイムで出射Ｘ線の入射角を算出して表示でき、容易に出射Ｘ線の入射角が作業者が目的とする値になるよう、測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することができる。

また、上記実施形態においては、コントローラ９１の画像作成プログラムにより作成された画像におけるパターンの形状から、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の回転角度０°のラインとを含む平面の法線方向が、測定対象物ＯＢの表面と成す角度を算出するコントローラ９１の基準平面傾き角演算プログラムを備えている。

これによれば、コントローラ９１の基準平面傾き角演算プログラムが算出した、基準平面傾き角の値を確認しながら、基準平面傾き角が０°になるよう、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、イメージングプレート１５に撮像され、レーザ検出装置３０等により検出された回折環の形状から計算される残留応力の精度をよくするには、基準平面傾き角を０°にしたうえで出射Ｘ線の入射角を検出する必要があるが、基準平面傾き角をリアルタイムで算出して表示することができるので、容易に基準平面傾き角が０°になるよう測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することができる。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤ光源４４、通路部材２８，貫通孔２７ｂ等の通路、固定具１８の貫通孔１８ｂ及びシリンドリカルレンズ１９からなるパターン投影器は、ＬＥＤ光の光軸に垂直な平面に投影すると、２組の平行な照射ラインが交差するパターンを投影している。これによれば、２組の平行な照射ラインが形成する四角形の形状から精度よく、出射Ｘ線の入射角と基準平面傾き角を算出することができる。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤ光出射器は、略平行光であるＬＥＤ光をＬＥＤ光の断面における周辺部分を遮光して出射する貫通孔１８ａを有し、パターン投影器は、貫通孔１８ａの周囲に設けられ、貫通孔１８ａを通過しないＬＥＤ光を通過させる複数のシリンドリカルレンズ１９を有している。これによれば、貫通孔１８ａの周囲に平行に配置固定されるシリンドリカルレンズ１９を２組設けるのみで、２組の平行な照射ラインが交差するパターンを投影することができ、装置のコストＵＰを抑制することができる。なお、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とＬＥＤ光の光軸は同一であるが、Ｘ線はシリンドリカルレンズ１９を透過しないので、Ｘ線回折測定には影響しない。

本発明の実施にあたっては、上記実施形態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。

上記実施形態においては、凸状のシリンドリカルレンズ１９に略平行なＬＥＤ光を入射させ、拡散ＬＥＤ光を出射することで測定対象物ＯＢの表面に照射ラインが形成されるようにしたが、照射ラインが形成されれば、他のレンズを用いてもよい。例えば、凹状のシリンドリカルレンズを用いてもよいし、ロッドレンズを用いてもよい。請求項に記載されているシリンドリカルレンズは、測定対象物ＯＢの表面に照射ラインを形成させることができる、すべてのレンズを含むものとする。

また、上記実施形態においては、測定対象物ＯＢの表面に４つの照射ラインによる四角形が形成されるパターンが投影されるようにしたが、出射Ｘ線の入射角を精度よく計算することができれば、どのようなパターンを投影するようにしてもよい。例えば、真円のパターンを投影し、撮像画像に生じる楕円のパターンの長軸と短軸の長さ及び長軸の方向から、入射角および基準平面傾き角を算出するようにしてもよい。また、撮像画像において上下の照射ラインとなるパターンのみを投影し、Ｘ線の入射角は上記実施形態と同様に算出し、基準平面傾き角は上下の照射ラインの平行からのずれの度合から算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、固定具１８に貫通孔１８ｂを作成し、その上端にシリンドリカルレンズ１９を配置固定することで、ＬＥＤ光を照射したとき測定対象物ＯＢの照射点の周囲に照射ラインが形成されるようにした。しかし、出射Ｘ線の光軸に垂直な平面に投影した際のパターンが一定であるようにパターンを投影できれば、パターンの投影方法はどのような方法を用いてもよい。例えば、装置のコストＵＰを考慮する必要がなければ、開口５０ｃ１の周囲にライン光を照射する照射器を複数配置するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、コントローラ９１は出射Ｘ線の入射角を算出する演算プログラムと基準平面傾き角を算出する演算プログラムを備えた。しかし、測定対象物ＯＢが、その表面がステージ６１の面と略平行な平面であるものに限定され、Ｘ線回折測定装置の基準平面（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）が、対象物セット装置６０のＹ軸周りの傾き角が０のとき、ステージ６１の面と垂直になっており、基準平面の法線方向が対象物セット装置６０のＸ軸方向と平行であれば、基準平面傾き角は常に０°であるので、出射Ｘ線の入射角を算出する演算プログラムのみを備えるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、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。

また、上記実施形態においては、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。

また、上記実施形態においては、対象物セット６０の３方向の移動機構と２方向周りの回転機構により、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を載置するステージ６１は固定させ、Ｘ線回折測定装置をアーム式移動装置等に連結させて、Ｘ線回折測定装置の位置と姿勢を調整できるようにしてもよいし、対象物セット６０をそのままにし、Ｘ線回折測定装置をアーム式移動装置等に連結させて、Ｘ線回折測定装置及び測定対象物ＯＢ双方の位置と姿勢を調整できるようにしてもよい。

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、平行ＬＥＤ光と拡散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と拡散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。

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，１８ｂ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と幅の細い拡散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と幅の細い拡散光が得られるならば、別の構造にしてもよい。例えば、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、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、固定具１８の貫通孔１８ａ，１８ｂに入射させるようにしてもよい。

１０…Ｘ線出射器、１５…イメージングプレート、１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，１８ｂ，２１ａ，２６ａ，２７ａ１，２７ｂ…貫通孔、１６…テーブル、１７…突出部、１８…固定具、１９…シリンドリカルレンズ、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…取っ手、５２…支持ロッド、５３…設置プレート、６０…対象物セット装置、６１…ステージ、６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ…操作子、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 、ＯＢ…測定対象物

Claims (2)

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であって、略平行光である可視光を前記略平行光である可視光の断面における周辺部分を遮光して出射する出射口を有する可視光出射器と、
   前記可視光出射器から出射される可視光により前記測定対象物に形成される照射点の周囲に、前記可視光の光軸に垂直な平面に投影すると２組の平行なラインが交差するパターンを投影するパターン投影手段であって、前記出射口の周囲に設けられ、前記出射口を通過しない可視光を通過させる複数のシリンドリカルレンズにより前記パターンを投影するパターン投影手段と、
   前記可視光の照射点と前記パターン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、
   前記カメラが出力する撮像信号を入力して画像を作成する画像作成手段と、
   前記画像作成手段により作成された画像における前記パターンの形状から、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。
2. 請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、
   前記画像作成手段により作成された画像における前記パターンの形状から、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と、前記回折環形成検出手段が円周方向の基準位置とするラインとを含む平面の法線方向が、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を備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。