JP6147852B2 - X線装置及び構造物の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、X線装置及び構造物の製造方法に関する。
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記載されているような、物体にX線を照射して、その物体を通過した透過X線を検出するX線装置が知られている。
米国特許出願公開第2009/0268869号明細書
検出装置において、物体を支持して移動するテーブルの移動方向での位置を計測する計測装置で移動方向の位置を決める精度を向上させる必要がある。検出装置において、物体を支持して移動するテーブルを案内する装置の位置と、物体を透過した透過X線を検出する検出器の検出位置とが離れていると、テーブルの測定位置の位置決め精度が低下する可能性がある。その結果、検出精度が低下する可能性がある。
本発明の態様は、検出精度の低下を抑制できるX線装置及び構造物の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様に従えば、被検物体にX線を照射して前記被検物体を通過するX線を検出することで、前記被検物体の形状を測定する形状測定装置であって、X線を発光点から射出するX線源と、前記被検物体を支持するステージと、前記X線源から射出され、前記被検物体を通過した透過X線の少なくとも一部を検出する検出器と、前記発光点と前記被検物体の距離又は前記発光点と前記検出器との少なくとも一方の距離を変えるために、前記X線源、前記ステージ又は前記検出器の一つを、移動物体として第1方向に移動させる移動装置と、前記第1方向での前記移動物体の位置を計測する、第1計測装置及び第2計測装置と、前記X線源が前記ステージに保持された前記被検物体に対してX線を照射し、前記検出器が前記被検物体を通過した透過X線を検出した結果から、前記被検物体の形状を算出する演算装置とを備え、前記第1計測装置と第2計測装置とは、前記移動装置の移動可能領域での前記第1方向と交差する第2方向に配置され、前記第1計測装置及び第2計測装置は、前記X線源の光軸を挟んで配置され、前記第1計測装置の計測位置と第2計測装置の計測位置とを結ぶ線が、前記検出器により前記被検物を透過するX線が検出される領域内に配置される形状測定装置が提供される。
本発明の第2の態様に従えば、被検物体にX線を照射して前記物体を通過するX線を検出することで前記被検物体の形状を測定する形状測定装置であって、X線を発光点から射出するX線源と、前記被検物体を支持するステージと、前記X線源から射出され、前記被検物体を通過した透過X線の少なくとも一部を検出する検出器と、前記発光点と前記被検物体の距離又は前記発光点と前記検出器との少なくとも一方の距離を変えるために、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つの移動を平面である案内面で規定し、前記移動を案内する案内装置と、前記X線源が前記ステージに保持された前記被検物体に対してX線を照射し、前記検出器が前記被検物体を通過した透過X線を検出した結果から、前記被検物体の形状を算出する演算装置と、支持面に支持されるチャンバ部材であって、前記X線源、前記ステージ、前記検出器および前記移動装置を取り囲んで前記X線の外部への漏洩を抑制するチャンバ部材と、を備え、前記案内装置は、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つの移動を規定する平面である第1案内面を有する第1案内装置と、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つの移動を規定する平面である第2案内面を有する第2案内装置とをさらに備え、前記第1案内装置と第2案内装置との間に前記透過X線が検出される領域が配置され、前記第1案内面を含み、前記第1案内面と平行な平面が前記透過X線の検出領域内に配置され、前記第2案内面を含む、前記第2案内面と平行な平面が、前記前記透過X線が検出される領域内に配置され、前記第1案内面と前記第2案内面は、前記X線の光軸を挟んで配置され、前記支持面に沿って、前記X線の光軸が配置されている形状測定装置が提供される。
本発明に関連する発明の態様に従えば、被検物体にX線を照射して前記被検物体を通過するX線を検出するX線装置であって、X線を発光点から射出するX線源と、前記被検物体を支持するステージと、前記X線源から射出され、前記被検物体を通過した透過X線の少なくとも一部を検出器と、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つを前記発光点と前記検出器が前記X線を受光する受光面の中心とを結ぶ軸と平行な方向の移動を案内する案内装置と、を含み、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の移動を規定する平面である案内面を含み、前記案内面と平行な平面が前記発光点と前記検出器が前記X線を受光する受光面の中心とを結ぶ軸の近傍に配置される、X線装置が提供される。
本発明の第の態様に従えば、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製し、作製された前記構造物を前記物体として、作製された前記構造物の形状を前述した形状測定装置を用いて計測し、前記計測によって得られた形状情報と、前記設計情報とを比較する、構造物の製造方法が提供される。
本発明の態様によれば、検出精度の低下を抑制できるX線装置及び構造物の製造方法を提供することができる。
図1は、実施形態に係る装置の一例を示す図である。 図2は、実施形態に係る装置が有する支持体の一例を示す斜視図である。 図3は、図2に示す支持体の第1側壁を示す側面図である。 図4は、図2に示す支持体の第2側壁を示す側面図である。 図5は、実施形態に係る装置が有する支持体の一例を示す底面図である。 図6は、図1のA−A矢視図である。 図7は、検出装置の上面図である。 図8は、検出装置が備えるテーブル支持体を示す斜視図である。 図9は、テーブル回転軸の方向に移動させる構造を説明するための図である。 図10は、テーブル回転軸の方向に移動させる構造を説明するための図である。 図11は、テーブルを支持する第2可動部材を示す図である。 図12は、カウンターウエイトを示す図である。 図13は、案内装置の案内面を説明するための図である。 図14は、案内装置の案内面を説明するための図である。 図15は、案内装置の案内面を説明するための図である。 図16は、検出領域を示す図である。 図17は、検出領域を示す図である。 図18は、検出領域と案内面との関係を示す図である。 図19は、比較例での検出領域と案内面との関係を示す図である。 図20は、本実施形態での検出領域と案内面との関係を示す図である。 図21は、本実施形態における検出領域と案内面との関係を示す図である。 図22は、本実施形態における検出領域と案内面との関係の変形例を示す図である。 図23は、テーブル支持体の変形例を示す図である。 図24は、テーブル支持体の変形例を示す図である。 図25は、テーブル支持体の変形例を示す図である。 図26は、第1案内装置及び第2案内装置の配置の変形例を示す図である。 図27は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す図である。 図28は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す図である。 図29は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す図である。 図30は、本実施形態に係るX線源の一例を示す断面図である。 図31は、実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図32は、実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するための図である。 図33は、実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するための図である。 図34は、実施形態に係る検出装置を用いて被測定物の形状等を計測する手順の一例を示すフローチャートである。 図35は、実施形態に係る検出装置を用いて被測定物の形状等を計測する手順の一例を示す図である。 図36は、実施形態に係る検出装置を用いて被測定物の形状等を計測する手順の一例を示す図である。 図37は、実施形態に係る検出装置を用いて被測定物の形状等を計測する手順の一例を示す図である。 図38は、実施形態に係る検出装置を備えた構造物製造システムの一例を示す図である。 図39は、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である。 図40は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に記載する実施形態により本発明が限定されるものではない。
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。
図1は、実施形態に係る装置の一例を示す図である。図2は、実施形態に係る装置が有する支持体の一例を示す斜視図である。図3は、図2に示す支持体の第1側壁を示す側面図である。図4は、図2に示す支持体の第2側壁を示す側面図である。図5は、実施形態に係る装置が有する支持体の一例を示す底面図である。本実施形態に係るX線装置としての検出装置1は、被検物体としての被測定物SにX線XLを照射して、その被測定物Sを透過した透過X線を検出する。X線は、例えば波長1pmから30nm程度の電磁波である。X線は、約50eVの超軟X線、約0.1keから2keVの軟X線、約2keVから20keVのX線及び約20keVから100keVの硬X線の少なくとも一つを含む。
本実施形態において、検出装置1は、被測定物SにX線を照射し、被測定物Sを透過した透過X線を検出して、被測定物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、被測定物Sは、例えば機械部品又は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。
図1において、検出装置1は、X線XLを射出するX線源2と、被測定物Sを支持するステージとしてのテーブル3と、X線源2から射出され、テーブル3に支持された被測定物Sを通過した透過X線の少なくとも一部を検出する検出器4と、テーブル3を支持しながらテーブル3のX線XLの光軸と平行な方向への移動を案内する案内装置5とを含む。X線XLの光軸と平行な方向は、Z軸方向である。本実施形態において、テーブル3は、テーブル支持体7に支持される。テーブル3は、被測定物Sを支持する機能を有していればよく、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一方向に移動する機構をさらに有していてもよい。案内装置5は、X線XLの光軸と平行な方向へのテーブル支持体7の移動を案内する。このような構造により、テーブル3は、テーブル支持体7を介して案内装置5に案内されて、X線XLの光軸と平行な方向へ移動する。
本実施形態において、検出装置1は、X線源2と、検出器4と、案内装置5とが取り付けられる支持体6を有する。X線源2、検出器4及び案内装置5は、同一の支持体6によって支持される。このような構造により、X線源2、検出器4及び案内装置5は、支持体6とともに同じように動くので、これらが別個の構造物に取り付けられた場合と比較して、これらの姿勢が変化した場合における位置関係の変化を小さくすることができる。その結果、検出装置1は、X線源2と、検出器4と、案内装置5との位置関係の変化に起因する検出精度の低下を抑制することができる。
支持体6は、図2に示すように、第1支持部材としての第1側壁6SAと、第2支持部材としての第2側壁6SBと、第3支持部材としての底部6Bとを有する。第1側壁6SAと第2側壁6SBとは、これらの第1の端部6SA1、6SB1側に設けられた第4支持部材としての第3側壁6SCと、これらの第2の端部6SA2、6SB2側に設けられた第5支持部材としての第4側壁6SDとで連結されている。第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC及び第4側壁6SDは、板状の部分である底部6Bから立ち上がった板状又は壁状の部分である。より具体的には、第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC及び第4側壁6SDは、図5に示すように長方形形状である底部6Bの角辺の部分から立ち上がっている。第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC、第4側壁6SD及び底部6Bは、これらの壁面から直交する方向から見られた場合の形状が、いずれも長方形形状である。
第1側壁6SAと第2側壁6SBとは互いに対向し、かつ壁面が平行になっている。第3側壁6SCと第4側壁6SDとは互いに対向し、かつ壁面が平行になっている。第1側壁6SAの壁面及び第2側壁6SBの壁面は、第3側壁6SCの壁面及び第4側壁6SDの壁面と直交している。底部6Bと、第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC及び第4側壁6SDとで囲まれた空間6SPに、検出装置1が備える機器類、例えば、被測定物Sを支持するテーブル3及びテーブル3を回転させたりX軸方向又はZ軸方向に移動させたりする機構等が配置される。
第3側壁6SCは、図2、図3及び図4に示すように、自身から離れる方向に向かって突出する第1の凸部6SCXを有する。第3側壁6SCと同様に、第4側壁6SDは、自身から離れる方向に向かって突出する第2の凸部6SDDを有する。図1に示すように、第1の凸部6SCXには、X線源2を支持するX線源支持部材2Sが取り付けられる。第2の凸部6SDDには、検出器4を支持する検出器支持部材4Sが取り付けられる。このような構造により、X線源2は、第1側壁6SA及び第2側壁6SBの第1の端部6SA1、6SB1側に取り付けられる。検出器4は、第1側壁6SA及び第2側壁6SBの第2の端部6SA2、6SB2側に取り付けられる。
図2から図5に示すように、第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC、第4側壁6SD及び底部6Bは、他の部分よりも厚み(板面と直交する方向の寸法)が小さくなっている複数の肉抜き部6Gを有する。本実施形態において、肉抜き部6Gは、矩形形状である。隣接する肉抜き部6Gの間6Rの厚みは、肉抜き部6Gよりも大きく、かつ隣接する肉抜き部6G同士の寸法よりも大きい。このように、隣接する肉抜き部6Gの間6Rは、第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC、第4側壁6SD及び底部6Bのリブになっている。以下において、隣接する肉抜き部6Gの間6Rを適宜リブ6Rという。
支持体6は、第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC、第4側壁6SD及び底部6Bが肉抜き部6Gを有するので、質量の増加を抑制することができる。また、第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC、第4側壁6SD及び底部6Bがリブ6Rを有するので、支持体6は、複数の肉抜き部6Gを有することによる強度低下も抑制することができる。
本実施形態において、支持体6は、線膨張係数が小さい材料で作製されている。線膨張係数が小さい材料としては、例えば、鉄に36%のニッケルを加えた不変鋼(インバー又はスーパーインバー)と呼ばれる合金を用いることができる。このような材料は一般的に高価である。前述したように、本実施形態においては、支持体6が肉抜き部6Gを有するので、支持体6に用いられる材料の使用量を低減することができる。このため、線膨張係数の小さい高価な材料を支持体6に用いた場合、支持体6が複数の肉抜き部6Gを有すると、支持体6の製造コストの増加が抑制される。
前述したように、支持体6には、X線源2と、検出器4と、案内装置5とが取り付けられている。被測定物Sを支持するテーブル3は、テーブル支持体7及び案内装置5を介して支持体6に支持される。支持体6が線膨張係数の小さい材料で作製されることにより、検出装置1による被測定物Sの形状等の計測時において支持体6の周囲の温度が上昇しても、支持体6は、温度による寸法の変化が抑制される。その結果、支持体6の熱膨張に起因するX線源2と、検出器4と、案内装置5と、テーブル3との相対的な位置関係の変化が最小限に抑制される。このため、検出装置1は、被測定物Sの形状等の計測精度が低下することを最小限に抑制することができる。
本実施形態において、第1側壁6SA、第2側壁6SB、第3側壁6SC、第4側壁6SD及び底部6Bは、例えば、鋳造等によって一体の構造物として作製される。このようにすることで、支持体6を容易に製造することができる。なお、支持体6は、鋳造以外の製造方法で作製されてもよい。
第1側壁6SA及び第2側壁6SBは、図2、図3及び図4に示すように、壁面と直交する方向に貫通する複数の貫通孔6Hを有している。それぞれの貫通孔6Hは、第1側壁6SA及び第2側壁6SBの壁面の異なる位置、より具体的には、Y軸方向及びZ軸方向において異なる位置に設けられている。このような構造により、複数の貫通孔6Hから、支持体6の空間6SPに容易にアクセスすることができる。このため、空間6SPに配置された、検出装置1が備える機器類を清掃したり保守したりすることが容易になる。また、複数の貫通孔6Hは、Y軸方向及びZ軸方向において異なる位置に設けられているので、異なる貫通孔6Hを利用して、内部空間SPの異なる位置に容易にアクセスすることができる。このため、検出装置1が備える機器類が空間6SPの異なる位置に配置されていても、前述した機器類を容易に清掃したり保守したりすることが容易になる。
本実施形態において、検出装置1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8に収納されている。本実施形態において、検出装置1は、内部空間SPに配置される。本実施形態において、検出装置1は、X線源2の少なくとも一部に、温度調整された気体Gを供給する供給口26を備えている。供給口26は、内部空間SPに配置される。
図1に示すように、支持体6は、複数の脚6Fを有している。複数の脚6Fは、図2に示す支持体6の底部6Bに取り付けられる。脚6Fは、チャンバ部材8の底部8Bと接する。脚6Fにより、支持体6の下面、すなわち、チャンバ部材8の底部8Bと対向する面と、チャンバ部材8の底部8Bとは離れる。すなわち、支持体6の下面とチャンバ部材8の底部8Bとの間には空間が形成される。なお、支持体6の下面の少なくとも一部とチャンバ部材8の底部8Bとが接触してもよい。支持体6の底部6Bは、設置対象であるチャンバ部材8の底部8B側に配置される。すなわち、底部6Bは、検出装置1の設置側となる。本実施形態において、検出装置1は、支持体6をチャンバ部材8の底部8Bに載置したが、支持体6の設置方法はこれに限定されない。例えば、索条等を用いて、支持体6を設置対象から吊り下げてもよい。支持体6の複数の脚6Fは、検出装置1の外部からの振動がチャンバ部材8を介して、例えばX線源2に伝わることを抑制するための防振機構を備えている。防振機構は、例えば、空気バネ又は金属で形成されたバネを用いている。
また、防振機構は、複数の脚6Fのすべてに用いていなくても構わない。
本実施形態において、チャンバ部材8は、支持面FR上に設置される。支持面FRは、工場等の床面を含む。チャンバ部材8は、複数の脚8Sに支持される。チャンバ部材8は、脚8S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、脚8Sにより、チャンバ部材8の下面と、支持面FRとは離れる。すなわち、チャンバ部材8の下面と支持面FRとの間に空間が形成される。なお、チャンバ部材8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。本実施形態において、チャンバ部材8は、鉛を含む。チャンバ部材8は、内部空間SPのX線XLが、チャンバ部材8の外部空間RPに漏出することを抑制する。
本実施形態おいて、チャンバ部材8は、チャンバ部材8よりも熱伝導率が小さい部材を有する。本実施形態おいて、チャンバ部材8は、チャンバ部材8よりも熱伝導率が小さい部材を有する。本実施形態において、この部材は、チャンバ部材8の外面に配置される。この部材は、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、この部材は、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。この部材は、例えばプラスチックを含む。本実施形態において、この部材は、例えば発泡スチロール又は鉄を含む。例えば、鉄がチャンバ部材の内側に配置されていても構わない。この場合は、チャンバ部材8の鉛部材の他に、鉄の部材が配置されているので、チャンバ部材8の強度を補強することができる。なお、チャンバ部材8と鉄の部材とが直接接触してもよいし、チャンバ部材8の少なくとも一部と鉄の部材とが接触していても構わない。
X線源2は、被測定物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2E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2Eは、点X線源を含む。X線源2は、被測定物Sに円錐状のX線(いわゆる、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の強度を調整できるものであってもよい。X線源2から射出されるX線XLの強度を調整する場合、被測定物SのX線吸収特性等に基づいてX線XLの強度が調整されてもよい。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(いわゆる、ファンビーム)でもよい。
射出部2Eは、+Z方向を向いている。+Z方向は、X線源2から検出器4に向かう方向である。本実施形態において、射出部2E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。
供給口26は、X線源2の少なくとも一部に、温度調整された気体Gを供給する。本実施形態において、検出装置1は、気体Gの温度を調整する調整装置25を備える。調整装置25は、例えば電力によって作動する。供給口26は、調整装置25からの気体Gを内部空間SPに供給する。本実施形態において、調整装置25は、チャンバ部材8の外部空間RPに配置される。調整装置25は、支持面FRに設置される。調整装置25は、導管26Pと接続される。導管26Pは、調整装置25とチャンバ部材8の内部空間SPとを接続する。
導管26Pは、チャンバ部材8の内部空間SPに開口する。この開口が、内部空間SPに気体Gを供給する供給口26として機能する。本実施形態において、調整装置25は、例えば外部空間RPの気体を取り入れて、その気体の温度を調整する。調整装置25によって温度調整された気体Gは、導管26Pを介して供給口26に送られる。供給口26は、X線源2の少なくとも一部と対向するように配置される。供給口26は、調整装置25からの気体GをX線源2の少なくとも一部に供給する。
検出器4は、内部空間SPにおいて、X線源2及びテーブル3よりも+Z側に配置される。検出器4は、X線源2の射出部2Eと対向する。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。テーブル3は、内部空間SPのうち、X線源2と検出器4との間を移動することができる。検出器4は、被測定物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4DPを有するシンチレータ部36と、シンチレータ部36において発生した光を受光する受光部37とを有する。検出器4の入射面4DPは、テーブル3に支持された被測定物Sと対向する。入射面4DPは、検出器4のX線が入射する面である。本実施形態では、X線源2から照射されたX線XL及びX線源2から照射され、被測定物Sを透過した透過X線の少なくとも一方が、入射面4DPに入射する。
シンチレータ部36は、X線XLが照射されることによって、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37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37は、シンチレータ部36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。検出器4は、シンチレータ部36を複数有する。シンチレータ部36は、XY平面内において複数配置される。シンチレータ部36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36のそれぞれに接続するように、受光部37を複数有する。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。
検出装置1の動作は、制御装置9によって制御される。制御装置9は、例えば、X線源2の動作を制御したり、検出器4が被測定物Sを透過した透過X線を検出した結果から被測定物Sの形状を算出したり、テーブル3の移動を制御したり、調整装置25の動作を制御したりする。制御装置9は、例えば、コンピュータである。
図6は、図1のA−A矢視図である。図7は、検出装置の上面図である。図8は、検出装置が備えるテーブル支持体を示す斜視図である。図6及び図7に示す符号Zrは、X線源2の光軸を示す。本実施形態において、光軸Zrは、Z軸と平行である。以下の例も同様である。図6及び図7に示すように、テーブル3は、テーブル本体3Bに支持されている。テーブル3は、被測定物Sを支持するための支持機構(物体支持機構ともいう)3Sを備えている。支持機構3Sは、例えば、負圧によって支持対象の物体を吸着する方式である。支持機構3Sは、吸着方式に限定されず、例えば、部材で支持対象の物体を挟み込む方式であってもよい。テーブル3は、支持機構3Sが設けられ、かつ支持機構3Sが被測定物Sを支持する面が支持面3Pとなる。本実施形態において、X線源2の光軸は、X線源2で発生するX線の発光点と、検出器4の複数ある受光部37の中心とを結ぶ線である。検出器4の複数ある受光部37の中心は、図1において、X軸方向及びY軸方向のそれぞれの中心線が交わる点である。
テーブル本体3Bは、テーブル3を支持し、かつテーブル3の取付対象に固定される。テーブル本体3Bは、テーブル3の支持面3Pと直交する軸Yrの周りに回転させるための回転駆動装置3Dを備えている。テーブル3の支持面3Pと直交する軸Yrを、以下においては適宜テーブル回転軸Yrともいう。テーブル回転軸Yrは、Y軸と平行な軸であるので、テーブル3は、θY方向に回転する。回転駆動装置3Dは、例えば、電動モータを備えており、電動モータの回転力によってテーブル3を回転させる。
テーブル3は、テーブル3の回転量(θY方向における位置)を計測するためのロータリーエンコーダ10を備えている。ロータリーエンコーダ10は、例えば、テーブル本体3Bに設けられたスケール部材10Sと、テーブル3に設けられてスケール部材10Sの目盛を検出するエンコーダヘッド10Eとを含む。このような構造により、ロータリーエンコーダ10は、テーブル本体3Bに対するテーブル3の回転量を計測する。図1に示す制御装置9は、例えば、ロータリーエンコーダ10が計測したテーブル3の回転量に基づき、回転駆動装置3Dの動作を制御して、テーブル3の回転量を制御する。
テーブル本体3Bは、第1可動部材11に取り付けられている。第1可動部材11は、基台12に取り付けられた案内部材としてのレール13Rによって支持されている。基台12は、第2可動部材14に取り付けられている。第2可動部材14は、テーブル支持体7と第2可動部材14との間に設けられた案内機構15を介して、テーブル支持体7に取り付けられている。このように、テーブル3は、テーブル本体3Bと、第1可動部材11と、レール13Rと、基台12と、第2可動部材14と、案内機構15とを介してテーブル支持体7に支持されている。
図7に示すように、基台12は、第1可動部材11側に、所定の間隔で実質的に平行に配置された複数本(本実施形態では2本)のレール13R、13Rを備えている。2本のレール13R、13Rは、X軸方向に向かって伸びている。第1可動部材11は、レール13R、13Rに案内され、レール13R、13Rに沿ってX軸方向に移動する。第1可動部材11は、自身が有するナットにねじ軸16がねじ込まれている。ねじ軸16は、アクチュエータ17の出力軸に取り付けられている。本実施形態において、アクチュエータ17は、電動モータである。アクチュエータ17は、ねじ軸16を回転させる。ねじ軸16は、基台12に支持された軸受18A、18B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16は、自身の軸線とX軸とが実質的に平行となるように、軸受18A、18Bに支持される。
アクチュエータ17が回転すると、ねじ軸16も回転する。ねじ軸16は、第1可動部材11が有するナットにねじ込まれているので、ねじ軸16が回転すると、第1可動部材11は、X軸方向に移動する。本実施形態において、第1可動部材11が有するナットとねじ軸16との間には、ボールが配置される。すなわち、第1可動部材11は、ボールねじ機構によって、X軸方向に移動する。このとき、前述したように、2本のレール13R、13Rは、第1可動部材11のX軸方向への移動を案内する。
第1可動部材11の移動量(X軸方向の位置)は、リニアエンコーダ19によって検出される。リニアエンコーダ19は、エンコーダヘッド19Eとリニアスケール19Sとを含む。リニアスケール19Sは、基台12の第1可動部材11側に取り付けられている。エンコーダヘッド19Eは、第1可動部材11のリニアスケール19Sと対向する位置に取り付けられている。リニアエンコーダ19は、基台12に対する第1可動部材11のX軸方向における移動量を計測する。図1に示す制御装置9は、例えば、リニアエンコーダ19が計測した第1可動部材11の移動量に基づき、アクチュエータ17の動作を制御して、第1可動部材11の移動量を制御する。すなわち、制御装置9は、リニアエンコーダ19が計測した第1可動部材11の移動量に基づき、テーブル3のX軸方向における移動量を制御する。
図6及び図7に示すように、基台12が取り付けられた第2可動部材14は、複数(本実施形態では2個)の案内機構15、15を介してテーブル支持体7に取り付けられ、支持されている。案内機構15は、案内部材としてのレール15Rと、移動体15Mとを含む。移動体15Mは、レール15Rに取り付けられて、レール15Rによって、レール15Rが伸びる方向への移動が案内される。このような構造により、第2可動部材14は、テーブル3の支持面3Pと直交する方向に移動することができる。レール15Rは、テーブル支持体7に取り付けられている。
図6及び図8に示すように、テーブル支持体7は、第1部材7Aと、第2部材7Bと、第3部材7Cとを含む。第1部材7Aは、支持体6の第1側壁6SA側に配置される。第2部材7Bは、支持体6の第2側壁6SB側に配置される。第3部材7Cは、図8に示すように、第1部材7Aの第1端部7AT1と第2部材7Bの第1端部7BT1とを連結する。本実施形態において、第1部材7A、第2部材7B及び第3部材7Cは、いずれも板状の部材である。第1部材7Aと第2部材7Bとは、板面が互いに対向している。
第1部材7A、第2部材7B及び第3部材7Cは、検出器4により被測定物Sを通過する透過X線が検出される領域としての検出領域DRの外側に配置される。検出器4を基準とすると、図6及び図7に示すように、第1部材7A、第2部材7B及び第3部材7Cは、検出器4の入射面4DPの外側に配置される。このような構造により、テーブル支持体7は、検出領域DRとの干渉が回避できるので、検出装置1の検出領域DRは、全体が有効に利用される。検出領域DRについては後述する。
本実施形態において、テーブル支持体7は、第1部材7Aと第2部材7Bと第3部材7Cとが、例えば、鋳造又は鍛造等の製造方法によって一体の構造物として作製される。このようにすることで、テーブル支持体7を容易に作製することができる。また、前述した製造方法によって一体の構造物として作製されたテーブル支持体7は、第1部材7Aと第2部材7Bと第3部材7Cとを別個の部品として製造し、ボルト等の締結部材を用いて一体化することにより作製される場合と比較して、剛性及び強度を高くすることができる。なお、テーブル支持体7は、鋳造又は鍛造以外の製造方法で作製されることを排除するものではない。
本実施形態において、テーブル支持体7は、前述した支持体6と同様に、線膨張係数が小さい材料(例えば、不変鋼)で作製されている。線膨張係数が小さい材料については前述した通りである。テーブル支持体7が線膨張係数の小さい材料で作製されることにより、検出装置1による被測定物Sの形状等の計測時においてテーブル支持体7の周囲の温度が上昇しても、テーブル支持体7は、温度による寸法の変化が抑制される。その結果、テーブル支持体7の熱膨張に起因する被測定物Sの位置ずれが最小限に抑制される。このため、検出装置1は、被測定物Sの形状等の計測精度が低下することを最小限に抑制することができる。
2本のレール15R、15Rのうち1本は、テーブル支持体7の第1部材7Aの側部7AS1に取り付けられる。もう1本のレール15Rは、テーブル支持体7の第2部材7Bの側部7BS1に取り付けられる。第1部材7Aの側部7AS1及び第2部材7Bの側部7BS1は、図7に示すように、X線源2側の側部である。2本のレール15R、15Rは、X線源2側の側部7AS1、7AS2ではなく、図7に示す、第1部材7Aの検出器4側の側部7AS2と第2部材7Bの検出器4側の側部7BS2とに取り付けられていてもよい。
第1部材7Aに取り付けられたレール15Rと第2部材7Bに取り付けられたレール15Rとは、実質的に平行に配置される。2本のレール15R、15Rは、Y軸方向に向かって伸びている。第2可動部材14は、それぞれのレール15R、15Rに取り付けられて案内される移動体15M、15Mを備えている。このような構造により、第2可動部材14は、移動体15M、15Mを介してレール15R、15Rに案内され、レール15R、15Rに沿ってY軸方向に移動する。
図6に示すように、第2可動部材14は、自身が有するナットにねじ軸20がねじ込まれている。ねじ軸20は、アクチュエータ21の出力軸に取り付けられている。アクチュエータ21及びねじ軸20は、被検出物Sが支持されるテーブル3の支持面3Pと直交する方向と平行にテーブル3を移動させる移動機構である。本実施形態において、アクチュエータ21は、電動モータである。アクチュエータ21は、ねじ軸20を回転させる。ねじ軸20は、テーブル支持体7、より具体的にはテーブル支持体7の第1部材7Aに支持された軸受22A、22B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20は、自身の軸線とY軸とが実質的に平行となるように、軸受22A、22Bに支持される。
アクチュエータ21が回転すると、ねじ軸20も回転する。ねじ軸20は、第2可動部材14が有するナットにねじ込まれているので、ねじ軸20が回転すると、第2可動部材14は、Y軸方向に移動する。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20との間には、ボールが配置される。すなわち、第2可動部材14は、ボールねじ機構によって、Y軸方向に移動する。このとき、前述したように、2本のレール15R、15Rは、第2可動部材14のY軸方向への移動を案内する。
テーブル支持体7は、複数(本実施形態では2個)のリニアエンコーダ23A、23Bを備える。テーブル支持体7が備えるリニアエンコーダ23A、23Bの数は限定されるものではなく、単数であってもよいし、3個以上であってもよい。第2可動部材14の移動量(Y軸方向の位置)は、リニアエンコーダ23A及びリニアエンコーダ23Bの少なくとも一方によって検出される。リニアエンコーダ23Aは、エンコーダヘッド23AEと第1スケールとしてのリニアスケール23ASとを含む。リニアエンコーダ23Bは、エンコーダヘッド23BEと第2スケールとしてのリニアスケール23BSとを含む。リニアスケール23ASは、テーブル支持体7の第1部材7Aの側部7AS1に取り付けられている。リニアスケール23BSは、テーブル支持体7の第2部材7Bの側部7BS1に取り付けられている。リニアスケール23ASは、第1部材7Aの長さを計測するためにも用いることができ、リニアスケール23BSは、第2部材7Bの長さを計測するためにも用いることができる。
エンコーダヘッド23AEは、第2可動部材が支持する基台12であって、第1部材7Aに取り付けられたリニアスケール23ASと対向する位置に取り付けられている。エンコーダヘッド23BEは、第2可動部材が支持する基台12であって、第2部材7Bに取り付けられたリニアスケール23BSと対向する位置に取り付けられている。リニアエンコーダ23A、23Bは、テーブル支持体7に対する基台12及び第2可動部材14のY軸方向における移動量を計測する。図1に示す制御装置9は、例えば、リニアエンコーダ23A及びリニアエンコーダ23Bの少なくとも一方が計測した基台12及び第2可動部材14の移動量に基づき、アクチュエータ21の動作を制御して、基台12及び第2可動部材14の移動量を制御する。すなわち、制御装置9は、リニアエンコーダ23A等が計測した基台12及び第2可動部材14の移動量に基づき、テーブル3のY軸方向における移動量を制御する。
本実施形態においては、テーブル支持体7が備える2個のリニアエンコーダ23A、23Bのうちの少なくとも一方が、テーブル支持体7の第1部材7A及び第2部材7Bの少なくとも一方のY軸方向における長さを計測することができる。この場合、リニアスケール23ASが第1部材7Aの長さ、具体的にはY軸方向における長さを計測し、リニアスケール23BSが第2部材7Bの長さ、具体的にはY軸方向における長さを計測するために用いられる。本実施形態において、Y軸方向における長さとは、テーブル回転軸Yrと平行な方向における長さである。
第1部材7A及び第2部材7BのY軸方向における長さは、テーブル3が支持する被測定物Sの質量によって変化する。このため、テーブル3が被測定物Sを支持しているときにおける第1部材7A及び第2部材7Bの少なくとも一方のY軸方向における長さを計測することにより、被測定物Sによる第1部材7A及び第2部材7BのY軸方向における伸び(支持体6の底部6Bに向かう伸び)が求められる。制御装置9は、アクチュエータ21を動作させて、2個のリニアエンコーダ23A、23Bのうちの少なくとも一方が計測した前述の伸びの分、テーブル3を支持体6の底部6Bとは反対方向に移動させる。このようにすることで、テーブル3が支持した被測定物Sの質量に起因する第1部材7A及び第2部材7BのY軸方向における伸びを補正することができるので、被測定物S自身の質量に起因するY軸方向における被測定物Sの位置のずれを補正して、テーブル3のY軸方向における位置を制御することができる。その結果、検出装置1は、被測定物Sの形状等の計測精度等が低下することを抑制できる。
第1部材7A及び第2部材7BのY軸方向における長さを求める場合、2個のリニアエンコーダ23A、23Bのうち一方が、第1部材7A又は第2部材7BのY軸方向における長さを計測すればよい。第1部材7A及び第2部材7BのY軸方向における長さを求める場合に、両方のリニアエンコーダ23A、23Bを用いることにより、Z軸周りにおけるテーブル3の傾き(XY平面に対するテーブル3の傾き)が求められる。制御装置9は、2個のリニアエンコーダ23A、23Bの計測値を用いることにより、被測定物S自身の質量に起因するY軸方向における被測定物Sの位置のずれをより正確に求めて、テーブル3のY軸方向における位置を制御することができる。その結果、検出装置1は、被測定物Sの形状等の計測精度等が低下することを抑制できる。
基台12のY方向における位置を検出してテーブル3のY軸方向における位置が制御される場合も、2個のリニアエンコーダ23A、23Bの両方を用いることにより、Z軸周りにおけるテーブル3の傾き(XY平面に対するテーブル3の傾き)が求められる。制御装置9は、2個のリニアエンコーダ23A、23Bの計測値を用いることにより、被測定物S自身の質量に起因するY軸方向における被測定物Sの位置のずれをより正確に求めて、テーブル3のY軸方向における位置を制御することができる。その結果、制御装置9は、被測定物SのY軸方向における位置を精度よく制御することができる。このように、検出装置1は、テーブル支持体7の第1部材7Aと第2部材7Bとのそれぞれにリニアエンコーダ23A、23Bを備え、制御装置9が両者の計測結果に基づいてテーブル3のY軸方向の位置を制御したり補正したりすることがより好ましい。
図6に示すように、テーブル支持体7は、図1に示す案内装置5の一部である第1案内装置5Aと、同じく案内装置5の一部である第2案内装置5Bとを介して、支持体6に取り付けられて支持される。第1案内装置5Aは、案内部材としてのレール5ARと、レール5ARが伸びる方向に案内される移動体5AMとを含む。第2案内装置5Bは、案内部材としてのレール5BRと、レール5BRが伸びる方向に案内される移動体5BMとを含む。
テーブル支持体7は、図8に示すように、第1部材7Aの第3部材7Cとは反対側の第2端部7AT2側に第1フランジ部7AFを、第2部材7Bの第3部材7Cとは反対側の第2端部7BT2に第2フランジ部7BFを有する。第1フランジ部7AFは、第1部材7Aの端部7AT2から第2部材7Bに対して反対方向に向かい、かつX軸方向に張り出している。第2フランジ部7BFは、第2部材7Bの端部7BT2から第1部材7Aに対して反対方向に向かい、かつX軸方向に張り出している。
テーブル支持体7を支持体6の内部空間SP内に配置したとき、第1フランジ部7AFは支持体6の底部6Bとは反対側における第1側壁6SAの端面6SATと重なる位置まで張り出しており、第2フランジ部7BFは支持体6の底部6Bとは反対側における第2側壁6SBの端面6SBTと重なる位置まで張り出している。第1側壁6SAの端面6SATと支持体6の底部6Bとは、第1側壁6SAの壁部6SWが連結している。第2側壁6SBの端面6SBTと支持体6の底部6Bとは、第2側壁6SBの壁部6SWが連結している。壁部6SWは、底部6Bの第1側壁6SA及び第2側壁6SB側における面としての底面6BIから、実質的に直交する方向に立ち上がっている。なお、リブ6Rは、壁部6SWの壁面から、この壁面と実質的に直交する方向に立ち上がっている。
第1案内装置5Aのレール5ARは、第1側壁6SAの端面6SATに取り付けられている。第2案内装置5Bのレール5BRは、第2側壁6SBの端面6SBTに取り付けられている。図6及び図7に示すように、第1側壁6SAの端面6SATと第2側壁6SBの端面6SBTとは、光軸Zrを挟んで配置されている。すなわち、第1側壁6SAの端面6SATと第2側壁6SBの端面6SBTとは、光軸Zrの両側に配置されている。このため、レール5ARが第1側壁6SAの端面6SATに取り付けられる第1案内装置5Aと、レール5BRが第2側壁6SBの端面6SBTに取り付けられる第2案内装置5Bとは、光軸Zrの両側に配置される。また、図6に示すように、本実施形態において、第1案内装置5Aと第2案内装置5Bとは、検出領域DRの外側に配置される。
第1案内装置5Aは、テーブル支持体7の第1フランジ部7AFと、第1側壁6SAの端面6SATとの間に配置される。第2案内装置5Bは、テーブル支持体7の第2フランジ部7BFと、第2側壁6SBの端面6SBTとの間に配置される。第1部材7A及び第2部材7Bは、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bから検出装置1の設置側、すなわち支持体6の底部6Bに向かって伸びている。第3部材7Cは第1部材7A及び第2部材7Bの設置側、すなわち支持体6の底部6B側を連結する。このような構造により、テーブル支持体7は、第3部材7Cが伸びる方向、すなわち第1部材7Aから第2部材7Bに向かう方向又はその反対方向において、2箇所で支持体6に支持される。すなわち、テーブル支持体7は、両持ち構造によって支持体6に取り付けられて支持される。このため、テーブル支持体7は、片持ち構造で支持体6に支持される場合と比較して、荷重に対する撓みを小さくすることができる。テーブル支持体7は、被測定物Sを支持するテーブル3を支持するため、荷重に対するテーブル支持体7の撓みが小さくなることにより、テーブル3に支持された被測定物Sの位置ずれも小さくすることができる。その結果、検出装置1は、検出精度の低下を抑制することができる。
第1案内装置5Aのレール5ARは、第1側壁6SAの壁部6SWと重なる位置に設けられている。第2案内装置5Bのレール5BRは、第2側壁6SBの壁部6SWと重なる位置に設けられている。このような構造により、第1案内装置5Aのレール5AR及び第2案内装置5Bのレール5BRから支持体6に伝えられるテーブル支持体7及びテーブル3等の荷重は、第1側壁6SA及び第2側壁6SBの壁部6SWが受けて、支持体6の底部6Bに伝えられる。検出装置1は、レール5AR、5BRと底部6Bとの間に壁部6SWが介在するため、第1案内装置5A及び第2案内装置5BのY軸方向における位置のずれが抑制される。
図6に示すように、底部6Bの壁部6SWからは、その壁面と実質的に直交する方向にリブ6Rが立ち上がっている。本実施形態において、底部6Bのリブ6Rと、第1側壁6SAの壁部SW及び第2側壁6SBの壁部6SWとは、底部6Bの壁部6SWを隔てて重なる位置に設けられている。このような構造により、第1側壁6SAの壁部SW及び第2側壁6SBの壁部6SWから底部6Bの壁部6SWに伝えられた荷重に起因する底部6Bの壁部6SWの撓みは、第1側壁6SA及び第2側壁6SBとは反対側に配置された底部6Bのリブ6Rによって最小限に抑制される。その結果、第1案内装置5A及び第2案内装置5BのY軸方向における位置のずれが抑制される。
第1案内装置5Aのレール5ARと第2案内装置5Bのレール5BRとは、図7に示すように、光軸Zrと平行な方向に伸びている。第1案内装置5Aの移動体5AMは、レール5ARと組み合わされて、レール5ARによって自身の移動が案内される。第2案内装置5Bの移動体5BMは、レール5BRと組み合わされて、レール5BRによって自身の移動が案内される。すなわち、移動体5AMと移動体5BMとは、レール5AR及びレール5BRによって光軸Zrと平行な方向に案内される。
図6に示すように、テーブル支持体7の第1部材7Aに設けられる第1フランジ部7AFは、第3部材7C側の面7AFPに、第1案内装置5Aの移動体5AMが取り付けられる。テーブル支持体7の第2部材7Bに設けられる第2フランジ部7BFは、第3部材7C側の面7BFPに、第2案内装置5Bの移動体5BMが取り付けられる。第1案内装置5A及び第2案内装置5Bのレール5AR、5BRは、前述したように支持体6に取り付けられるので、テーブル支持体7は、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bを介して支持体6に取り付けられる。テーブル支持体7の第1部材7Aは、第1案内装置5Aによって光軸Zrと平行な移動が案内される。テーブル支持体7の第2部材7Bは、第2案内装置5Bによって光軸Zrと平行な移動が案内される。結果として、テーブル支持体7は、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bによって、光軸Zrと平行な方向に移動することができる。
前述したように、テーブル3は、第1可動部材11及び第2可動部材14等を介してテーブル支持体7に取り付けられている。このため、テーブル3は、テーブル支持体7を介して支持体6に取り付けられる。そして、テーブル3は、テーブル支持体7を介して、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bによって、光軸Zrと平行な方向に移動することができる。すなわち、第1案内装置5Aは、検出領域DRの外側に配置されて、テーブル3を支持しながら光軸Zrと平行な方向へのテーブル3の移動を案内する。第2案内装置5Bは、検出領域DRの外側かつ第1案内装置5Aとは異なる位置に配置されて、テーブル3を支持しながら光軸Zrと平行な方向へのテーブル3の移動を案内する。
図6に示すように、第1案内装置5Aは、光軸Zrと平行、かつX線源2、テーブル3及び検出器4の少なくとも1つの移動を規定する平面である第1案内面GP1を有する。第2案内装置5Bは、光軸Zrと平行、かつX線源2、テーブル3及び検出器4の少なくとも1つの移動を規定する平面である第2案内面GP2を有する。本実施形態では、X線源2及び検出器4の少なくとも一方も、移動可能であってもよい。この場合、X線源2及び検出器4の少なくとも一方の移動は、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bによって移動が案内されてもよい。第1案内面GP1の少なくとも一部と、第2案内面GP2の少なくとも一部とを通る平面を案内面GPとすると、案内面GPは、検出器4の透過X線の検出領域DR内を通る。本実施形態においては、案内面GPは、被測定物Sが支持されるテーブル3の支持面3Pと直交する方向において、検出領域DR内を通る。図6に示す例において、案内面GPは、第1案内面GP1及び第2案内面GP2と平行、かつこれらを含む平面である。案内面GPは、テーブル3の移動を規定する平面である。案内面GPについては後述する。
図6及び図7に示すように、テーブル支持体7は、自身が有するナット7NTにねじ軸27がねじ込まれている。本実施形態において、ナット7NTは、図6及び図8に示すように、テーブル支持体7の第1部材7Aに設けられるが、ナット7NTは、第2部材7B又は第3部材7Cに設けられていてもよい。ねじ軸27は、図7に示すアクチュエータ28の出力軸に取り付けられている。本実施形態において、アクチュエータ28は、電動モータである。アクチュエータ28は、ねじ軸27を回転させる。ねじ軸27は、支持体6、より具体的には支持体6の第1側壁6SAに支持された軸受29A、29B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27は、自身の軸線と光軸Zrとが実質的に平行となるように、軸受29A、29Bに支持される。
アクチュエータ28が回転すると、ねじ軸27も回転する。ねじ軸27は、テーブル支持体7が有するナット7NTにねじ込まれているので、ねじ軸27が回転すると、テーブル支持体7は、光軸Zr方向に移動する。本実施形態において、テーブル支持体7が有するナット7NTとねじ軸27との間には、ボールが配置される。すなわち、テーブル支持体7は、ボールねじ機構によって、光軸Zr方向に移動する。このとき、前述したように、2本のレール5AR、5BRは、テーブル支持体7の光軸Zr方向への移動を案内する。
支持体6は、複数(本実施形態では2個)のリニアエンコーダ24A、24Bを備える。支持体6が備えるリニアエンコーダ24A、24Bの数は限定されるものではなく、単数であってもよいし、3個以上であってもよい。テーブル支持体7の移動量(光軸Zr方向の位置)は、リニアエンコーダ24A及びリニアエンコーダ24Bの少なくとも一方によって検出される。リニアエンコーダ24Aは、エンコーダヘッド24AEとリニアスケール24ASとを含む。リニアエンコーダ24Bは、エンコーダヘッド24BEとリニアスケール24BSとを含む。
第1スケールとしてのリニアスケール24AS及び第2スケールとしてのリニアスケール24Bは、第1方向(本実施形態では光軸Zr方向)に配列されたパターンを有している。リニアスケール24ASは、支持体6が有する第1側壁6SAの端面6SATに固定されている。第2スケールとしてのリニアスケール24BSは、支持体6が有する第2側壁6SBの端面6SBTに固定されている。第1計測装置としてのエンコーダヘッド24AEは、リニアスケール24ASのパターンを検出して、移動物体としてのテーブル支持体7の第1方向(本実施形態では光軸Zr方向)における位置を計測する。第2計測装置としてのエンコーダヘッド24BEは、リニアスケール24BSのパターンを検出して、移動装置としてのテーブル支持体7の第1方向における位置を計測する。本実施形態において、エンコーダヘッド24AE、24BEは、移動装置の移動可能領域での第1方向(本実施形態では光軸Zr方向)と交差する第2方向(本実施形態ではX軸方向)に配置される。エンコーダヘッド24AEは、テーブル支持体7が有する第1フランジ部7AFの第2フランジ部7BFとは反対側の側面7AFSに取り付けられている。エンコーダヘッド24BEは、テーブル支持体7が有する第2フランジ部7BFの第1フランジ部7AFとは反対側の側面7BFSに取り付けられている。このように、エンコーダヘッド24AE、24BEは、移動装置としてのテーブル支持体7に支持されている。また、本実施形態において、エンコーダヘッド24AE、24BEは、光軸Zrを挟んで配置されている。2個のリニアエンコーダ24A、24Bは、光軸Zrを挟んでその両側かつ検出領域DRの外側に配置される。すなわち、2個のリニアエンコーダ24A、24Bは、検出領域DRを挟んで、その外側かつ両側に配置されている。
リニアエンコーダ24A、24Bは、支持体6に対するテーブル支持体7の光軸Zr方向における移動量を計測する。図1に示す制御装置9は、例えば、リニアエンコーダ24A及びリニアエンコーダ24Bの少なくとも一方が計測したテーブル支持体7の移動量に基づき、アクチュエータ28の動作を制御して、テーブル支持体7の移動量を制御する。すなわち、制御装置9は、リニアエンコーダ24A等が計測したテーブル支持体7の移動量に基づき、テーブル3の光軸Zr方向における移動量を制御する。
テーブル支持体7の光軸Zr方向における位置を検出してテーブル3の光軸Zr方向における位置が制御される場合、検出領域DRの外側かつ検出領域DRを挟んで配置された2個のリニアエンコーダ24A、24Bの両方を用いることにより、テーブル回転軸Yr又はY軸周りにおけるテーブル支持体7の傾き(ZY平面に対するテーブル支持体7の傾き)が求められる。制御装置9は、2個のリニアエンコーダ24A、24Bの計測値を用いることにより、テーブル回転軸Yr又はY軸周りにおけるテーブル支持体7の傾きに起因する被測定物Sの光軸Zr方向における位置のずれを正確に求めて、テーブル3の位置を制御することができる。その結果、制御装置9は、被測定物Sの光軸Zr方向における位置を精度よく制御することができる。このように、検出装置1は、光軸Zrを挟んだ両側にリニアエンコーダ24A、24Bを備え、制御装置9が両者の計測結果に基づいてテーブル3の光軸Zr方向の位置を制御することが好ましい。
図9及び図10は、テーブル回転軸の方向に移動させる構造を説明するための図である。本実施形態においては、前述したように、テーブル3及びテーブル本体3Bは、第1可動部材11、基台12及び第2可動部材14を介してテーブル支持体7に支持されている。第2可動部材14は、テーブル支持体7の第1部材7Aの側部7AS1と第2部材7Bの側部7BS1とに案内機構15を介して支持されているので、テーブル3は、第1部材7A及び第2部材7Bに沿って移動する。
テーブル3は、テーブル本体3B、第1可動部材11、第1可動部材11に取り付けられてねじ軸16がねじ込まれるナット11NT、基台12、レール13Rと移動体13Mとを有し、基台12に取り付けられる2個の案内機構13及び第2可動部材14等のXY移動機構STxyとともに、第1部材7A及び第2部材7Bに沿ってY軸方向に移動する。本実施形態では、これらを移動させる、図6に示すアクチュエータ21の負荷を低減するため、テーブル支持体7はカウンターウエイト30を備える。カウンターウエイト30は、第1部材7A及び第2部材7Bの側部7AS1、7BS1とは反対側の側部7AS2、7BS2側に配置される。
カウンターウエイト30は、第1部材7A及び第2部材7Bのそれぞれの側部7AS2、7BS2に取り付けられた案内機構31、31を介して、第1部材7A及び第2部材7Bに取り付けられている。第1部材7Aの側部7AS2及び第2部材7Bの側部7BS2には、それぞれ、案内機構31が備える案内部材としてのレール31R、31Rが取り付けられる。レール31R、31Rは、第1部材7A及び第2部材7Bが伸びる方向、すなわち、第1フランジ部7AF及び第2フランジ部7BFから第3部材7Cの方向に向かって第1部材7A及び第2部材7Bに沿って伸びている。レール31R、31Rと組み合わされてこれに案内される移動体31M、31Mは、カウンターウエイト30に取り付けられる。このような構造により、カウンターウエイト30は、案内機構31、31によって案内され、第1部材7A及び第2部材7Bに沿って移動する。
XY移動機構STxyとカウンターウエイト30とは、索条32で連結されている。索条32は、図10に示すように、第2部材7Bの第2フランジ部7BF側を通って、XY移動機構STxyとカウンターウエイト30とを連結している。第2部材7Bの第2フランジ部7BFには、2個のプーリ33A、33Bと、これらを支持するプーリ支持体33Cとが取り付けられている。プーリ33A、33Bは、それぞれシャフト33SA、33SBによってプーリ支持体33Cに取り付けられている。XY移動機構STxyとカウンターウエイト30とを連結した索条32は、プーリ33A、33Bに掛け回されている。
カウンターウエイト30の質量とXY移動機構STxyの質量とは同程度になっている。このため、第1部材7A及び第2部材7Bの側部7AS1、7BS1側と側部7AS2、7BS2側とにそれぞれ配置され、かつ索条32で連結されたXY移動機構STxyとカウンターウエイト30とは、質量の釣り合いがとれている。したがって、XY移動機構STxyをY軸方向に移動させる場合は、少ない力でこれを移動させることができる。その結果、XY移動機構STxyを移動させるための動力が低減されるので、図6に示すアクチュエータ21の負荷が低減される。また、XY移動機構STxyを移動させるための動力は少なくて済むので、アクチュエータ21に小型で出力の小さいものを使用することもできる。
図11は、テーブルを支持する第2可動部材を示す図である。テーブル3を支持する第2可動部材14は、テーブル支持体7の第1部材7A及び第2部材7Bに沿って移動する板状の部材である。第2可動部材14は、第1板状部材14Aと、第2板状部材14B、14Bとを含む。第1板状部材14Aは、案内機構15、15の移動体15M、15Mが取り付けられている。案内機構15、15のレール15R、15Rは、それぞれ第1部材7Aと第2部材7Bとに取り付けられている。すなわち、第1板状部材14Aは、案内機構15、15を介して第1部材7A及び第2部材7Bに取り付けられている。そして、第1板状部材14Aは、案内機構15、15によって第1部材7A及び第2部材7Bに沿って移動する。
本実施形態において、第1板状部材14Aは、支持体6及びテーブル支持体7と同様に、線膨張係数の小さい材料(本実施形態では不変鋼)によって作製されている。前述したように、このような材料は高価である。このため、本実施形態においては、線膨張係数の小さい材料の使用量を少なくするために、第1板状部材14Aに、第1板状部材14Aとは異なる材料で作製された第2板状部材14Bを組み合わせて、第2可動部材14としている。具体的には、第1板状部材14Aは、一対、すなわち2枚の第2板状部材14B、14Bが、第1板状部材14Aの両面に取り付けられている。したがって、一対の第2板状部材14B、14Bは、第1板状部材14Aをその両面から挟持する。
このようにすることで、第1板状部材14Aの厚みを小さくしつつ、第2可動部材14に必要な強度及び剛性を確保している。本実施形態においては、第2板状部材14B、14Bは、炭素鋼又はステンレス鋼等のような鋼材で作製されている。このような鋼材は、第1板状部材14Aの材料であるニッケル基の合金よりも安価である。また、このような鋼材は、強度及び剛性も高い。したがって、第2板状部材14B、14Bに炭素鋼又はステンレス鋼等のような鋼材を用いることにより、第2板状部材14B、14Bの厚みを小さくしても、第2可動部材14に必要な強度及び剛性を確保することが容易になる。その結果、第2可動部材14の質量の増加を抑制し、かつ第2可動部材14に必要な強度及び剛性を確保することができる。また、第2可動部材14の製造コストも抑制される。
第2板状部材14B、14Bの材料は、第1板状部材14Aの材料とは線膨張係数が異なる。具体的には、第2板状部材14B、14Bの材料は、第1板状部材14Aの材料よりも線膨張係数が大きい。本実施形態において、第2板状部材14Bは、第1板状部材14Aの一方の面に取り付けてもよい。しかし、第1板状部材14Aと第2板状部材14Bとの線膨張係数の差があるため、第1板状部材14Aよりも線膨張係数が大きい第2板状部材14Bを第1板状部材14Aの一方の面に取り付けると、温度の変化によって第2可動部材14が反ってしまう可能性がある。このため、本実施形態では、第1板状部材14Aの両面に、それぞれ第2板状部材14B、14Bを取り付ける。このような構造により、温度の変化に起因した第2可動部材14の反り(変形)を抑制して、テーブル3及びこれに支持された被測定物Sの位置ずれを抑制する。
一対の第2板状部材14B、14Bは、いずれも同一の材料で作製されることが好ましい。さらに、一対の第2板状部材14B、14Bは、形状及び寸法が同一であることが好ましい。このようにすると、第1板状部材14Aの両面側における、温度の変化に起因した第2板状部材14B、14Bの伸縮を略同一にすることができるので、第2可動部材14の反り(変形)をさらに抑制することができる。
図12は、カウンターウエイトを示す図である。カウンターウエイト30は、第1の板状部材30Aの両面を、一対、すなわち2枚の第2の板状部材30Bが挟持した構造である。第1の板状部材30Aには、案内機構31のレール31Rに案内される移動体31Mが取り付けられている。このため、温度の変化に起因する第1の板状部材30Aの変形を最小限に抑えるため、第1の板状部材30Aは、線膨張係数の小さい材料(本実施形態では不変鋼)によって作製されている。
線膨張係数の小さい材料は、前述した通り高価であるため、カウンターウエイト30のすべてを線膨張係数の小さい材料で作製すると、カウンターウエイト30の製造コストが増加する。このため、第1の板状部材30Aに、これよりも安価な材料で作製された第2の板状部材30Bを取り付ける。このとき、同一の材料で作製された一対の第2の板状部材30B、30Bで第1の板状部材30Aを挟持することにより、第1の板状部材30Aの両面における第2の板状部材30Bの変形を同様にすることができる。その結果、カウンターウエイト30の機能を発揮させつつ、温度の変化に起因したカウンターウエイト30の反り(変形)を抑制することができる。
また、カウンターウエイト30の製造コストも抑制することができる。さらに、一対の第2の板状部材30B、30Bは、形状及び寸法が同一であることが好ましい。このようにすると、第1の板状部材30Aの両面側における、温度の変化に起因した第2の板状部材30B、30Bの伸縮をさらに同様にすることができるので、カウンターウエイト30の反り(変形)をさらに抑制することができる。
図13、図14及び図15は、案内装置の案内面を説明するための図である。図13及び図14は、移動体5M、5Maの移動方向、すなわちレール5R、5Raが伸びる方向と直交する平面で切ったときの断面(以下、適宜横断面という)を示している。本実施形態において、図6、図7及び図8等に示すテーブル支持体7が支持したテーブル3の光軸Zr方向への移動を案内する案内装置5、すなわち第1案内装置5Aと第2案内装置5bとは、図6及び図13に示すように、それぞれ第1案内面gp1と第2案内面gp2とを有している。第1案内面gp1及び第2案内面gp2は、移動体5AM、5BMの移動を規定する平面である。第1案内装置5A及び第2案内装置5Bの両方が図6及び図7等に示すテーブル支持体7を介してテーブル3の移動を案内する場合、第1案内面gp1及び第2案内面gp2は、テーブル3の移動を規定する平面となる(以下同様)。
図13に示す案内装置5、すなわち第1案内装置5A及び第2案内装置5bは、レール5R(5AR、5BR)と、移動体5M(5AM、5BM)とが互いに接触している。案内装置5は、移動体5Mとレール5Rとの間に、2個の接触面SR1と接触面SR2とを有している。移動体5Mとレール5Rとの接触面積は、接触面SR1の方が接触面SR2よりも大きい。このため、横断面における接触面SR1の接触長さLwは、接触面SR2の接触長さLhよりも大きい(Lw>Lh)。移動体5Mの移動方向、すなわちレール5Rが伸びる方向と平行な軸(以下、適宜案内軸という)axg周りに、移動体5Mが傾く場合を考える。この傾きを抑制する作用は、横断面における接触長さLwが接触面SR2の接触長さLhよりも大きい接触面SR1の方が、接触面SR2よりも大きくなる。本実施形態において、案内装置5、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bの案内面GP、第1案内面GP1及び第2案内面GP2は、案内軸axg周りにおける移動体5M、5AM、5BMの傾きを抑制する作用が大きい方の接触面SR1をいうものとする。
図14に示す案内装置5a、すなわち第1案内装置5Aa及び第2案内装置5Baは、レール5Ra(5ARa、5BRa)と移動体5Ma(5AMa、5BMa)との間に転動体(本例では玉)5RL1、5RL2、5RL3、5RL4が介在したものである。移動体5Maは、転動体5RL1、5RL2、5RL3、5RL4を介してレール5Raに案内される。レール5Raは、横断面の形状が略長方形である。
横断面において、レール5Raの長辺側には、隣接して転動体5RL1と転動体5RL2とが設けられる。また、横断面において、レール5Raの短辺側には、隣接して転動体5RL2と転動体5RL3とが設けられ、隣接して転動体5RL1と転動体5RL4とが設けられる。横断面において、転動体5RL1と移動体5Maとの接触部であって、移動体5Maの広い方の面(以下、適宜第1面という)5MP1に最も近い部分と、転動体5RL2と移動体5Maとの接触部であって、第1面5MP1に最も近い部分とを結ぶ線分L1を考える。この線分L1を、案内軸axgと平行に展開することによって形成される平面を、平面VP1とする。
次に、横断面において、転動体5RL2(又は転動体5RL1)と移動体5Maとの接触部であって、移動体5Maの狭い方の面(以下、適宜第2面という)5MP2に最も近い部分と、転動体5RL3(又は転動体5RL4)と移動体5Maとの接触部であって、第2面5MP2に最も近い部分とを結ぶ線分L2を考える。この線分L2を、案内軸axgと平行に展開することによって形成される平面を、平面VP2とする。
平面VP1及び平面VP2は、レール5Raが移動体5Maの移動を規定する面である。移動体5Maとレール5Raとが重なる部分においては、平面VP1の方が平面VP2よりも面積が大きい。このため、横断面における平面VP1の長さ、すなわち線分L1の長さLwaは、横断面における平面VP2の長さ、すなわち線分L2の長さLhaよりも大きい(Lwa>Lha)。
案内装置5aの案内軸axg周りに、移動体5Maが傾く場合を考える。この傾きを抑制する作用は、横断面における接触長さLwaが平面VP2の接触長さLhaよりも大きい平面VP1の方が、平面VP2よりも大きくなる。本実施形態において、案内装置5a、第1案内装置5Aa及び第2案内装置5Baの案内面GP、第1案内面GP1及び第2案内面GP2は、案内軸axg周りにおける移動体5Maの傾きを抑制する作用が大きい方の平面VP1をいうものとする。
図15に示す案内装置5bは、平行かつ対向に配置される2個の接触面SR1、SR2を有している。接触面SR1、SR2は、レール5Rbと移動体5Mbとが接する面である。移動体5Mbの広い方の面である第1面5MP1は、接触面SR1、SR2側の面である。移動体5Mbの狭い方の面である第2面5MP2は、一対の第1面5MP1、5MP1を接続する面である。案内装置5bは、第2面5MP2に構造物が取り付けられる。2個の接触面SR1、SR2を有する案内装置5bの場合、2個の接触面SR1、SR2と平行、かつそれぞれの接触面SR1、SR2からの距離が等しい位置に存在する平面が案内面GPである。それぞれの接触面SR1、SR2から案内面GPまでの距離は、いずれもLh/2である。また、案内面GPは、案内軸axgを通る。
本実施形態では、図6に示すように、案内面GPは、被測定物Sが支持されるテーブル3の支持面3Pと直交する方向において、検出領域DR内を通っている。テーブル3の支持面3Pは、検出装置1が設置されると、鉛直方向、すなわち重力の作用する方向に対して直交する。このため、案内面GPと検出領域DRとの関係を前述したようにすると、テーブル3及びテーブル支持体7等の荷重の方向と案内面GPとが直交するようになる。すると、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bは、レール5AR、5BRと移動体5AM、5BMとがより大きな面積で重なる部分で前述した荷重を受けることができるので好ましい。
図16及び図17は、検出領域を示す図である。図16は、検出器4の入射面4DPが長方形(正方形を含む)である場合の検出領域DRを示している。図17は、検出器4aの入射面4DPaが円形である場合の検出領域DRaを示している。検出器4の入射面4DPが長方形である場合、検出領域DRは、図1等に示すX線源2の発光領域(フォーカルポイント)XS及び検出器4がX線を受光する入射面4DPの外縁4Eを結ぶことにより形成される面P1、P2、P3、P4と、入射面4DPとで囲まれる領域である。この場合、検出領域DRは、入射面4DPを底面とし、発光領域XSを頂点とする四角錐となる。
図17に示すように、検出器4aの入射面4DPaが円形である場合、検出領域DRaは、図1等に示すX線源2の発光領域XS及び検出器4aがX線を受光する入射面4DPaの外縁4Eaを結ぶことにより形成される面Paと、入射面4DPaとで囲まれる領域である。この場合、検出領域DRaは、入射面4DPaを底面とし、発光領域XSを頂点とする円錐となる。入射面4DPが長方形以外の多角形、例えば三角形又は六角形等の多角形であってもよいし、入射面4DPaが円形以外の楕円形等であってもよい。
図18は、検出領域と案内面との関係を示す図である。本実施形態において、図6に示すように、第1案内装置5Aと第2案内装置5Bとは光軸Zrを挟んで配置され、略U字形状のテーブル支持体7を支持体6に支持している。この場合、案内面GPは、第1案内装置5Aの第1案内面GP1の少なくとも一部と、第2案内装置5Bの第2案内面GP2の少なくとも一部とを通る平面である。図6に示す検出装置1においては、第1案内面GP1と第2案内面GP2とがテーブル回転軸Yr方向又はY軸方向において同一の位置となるようにしている。この場合、案内面GPは、第1案内装置5Aの第1案内面GP1及び第2案内装置5Bの第2案内面GP2と平行、かつこれらを含む平面となる。すなわち、案内面GPは、第1案内面GP1及び第2案内面GP2のすべてを通る平面である。第1案内面GP1及び第2案内面GP2は、図13及び図14を用いて説明した通りである。
図6に示す検出装置1では、案内面GP(又は案内面GPを含み、かつ案内面GPと平行な平面)は、検出器4の透過X線の検出領域DR内を通り、さらに光軸Zrを含みかつ光軸Zrに平行である。案内面GPは、検出領域DR内を通っていればよい。この条件を満たしていれば、図18に示す案内面GPaのように光軸Zrを含まなくてもよいし、案内面GPbのように光軸Zrと平行でなくてもよい。
図19は、比較例での検出領域と案内面との関係を示す図である。図20は、本実施形態での検出領域と案内面との関係を示す図である。図19及び図20中の符号DPH、DPLは検出器4の入射面4DPの検出中心である。この例において、検出中心DPH、DPLは、光軸Zr上に存在する。案内面GPから検出中心DPHまでの距離(最短距離)をLH、案内面GPから検出中心DPLまでの距離(最短距離)をLLとする。
比較例は、案内面GPが検出領域DRの外に配置されており、両者は交わらない。本実施形態において、案内面GPは検出領域DR内を通っている。本実施形態では、さらに、案内面GPは、光軸Zrを含み、かつ光軸Zrと平行になるように配置されている。図18及び図19は、案内面GPを拡大して表示してある。案内面GPは、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bが備えるレール5AR、5BRの移動体5AM、5BM側の表面によって規定される。レール5AR、5BRの表面は、加工誤差等によって設計通りの寸法及び形状になっていない可能性がある。このため、レール5AR、5BRの表面によって規定される案内面GPは、巨視的には平面であるが、微視的には平面ではない。したがって、案内面GPは、図19及び図20に示すように、微視的にはZ軸方向においてY軸方向の位置が異なっている。
案内面GPは、移動体5AM、5BM、これらに取り付けられたテーブル支持体7及びテーブル支持体7が支持するテーブル3の移動を規定する平面である。案内面GPのY軸方向の位置がZ軸方向において異なると、案内面GPに移動が規定されるテーブル3は、図6に示す支持面3PがX軸周りに傾く、すなわちXZ平面に対して傾斜することになる。その結果、テーブル3の支持面3Pに支持された被測定物Sも、X軸周りに傾くことになる。検出中心DPH、DPLは、テーブル3の支持面3Pに支持された被測定物Sを通る。このため、被測定物SがX軸周りに傾くと、被測定物Sの位置が本来の位置からずれる結果、図6に示す検出装置1の検出精度が低下する。
アッベの原理から、テーブル3の支持面3Pの傾斜による被測定物Sの位置ずれは、案内面GPと検出中心DPH、DPLとの距離LH、LLが大きくなるにしたがって大きくなる。案内面GPから検出中心DPH、DPLまでの距離LH、LLは、本実施形態の方が比較例よりも小さい。このため、本実施形態は、案内面GPのY軸方向の位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを、比較例よりも小さくすることができる。その結果、本実施形態は、検出装置1の検出精度の低下を抑制することができる。
本実施形態では、案内面GPが検出領域DRを通る。この場合、案内面GPは、リニアエンコーダ24A、24Bのエンコーダヘッド24AE、24BEが、リニアスケール24AS、24BSを読み取る位置(以下、適宜エンコーダ読み取り位置という)を通ってもよい。このようにすると、エンコーダ読み取り位置が案内面GPと離れることによる、エンコーダヘッド24AE、24BEがリニアスケール24AS、24BSを読み取る際の誤差を低減できる。このため、検出装置1は、制御装置9が、エンコーダヘッド24AE、24BEの計測結果に基づいてテーブル支持体7の移動を制御する際の精度の低下を抑制することができる。その結果、検出装置1は、検出精度の低下を抑制することができる。
図21は、本実施形態における検出領域と案内面との関係を示す図である。図21に示す例では、光軸Zr方向におけるX線源2の発光領域XSと検出器4の入射面4DPとの距離はLzである。本実施形態において、案内面GPは、検出領域DR内を通っていればよい。図20で示した例は、案内面GP、光軸Zrを含み、かつ光軸Zrと平行になるように配置されているが、案内面GPが検出領域DR内を通っていれば、必ずしも案内面GPをこのような配置とする必要はない。図21に示す案内面GP1、GP2は、光軸Zrと平行であるが、光軸Zrを含まない。案内面GP1、GP2は、検出領域DR内を通っているため、このような配置も可能である。
検出器4は、検出領域DRの外の物体を検出することはできない。このため、案内面GP1の場合は、X線源2の発光領域XSからの距離がLz1の範囲に存在する被測定物Sを検出する場合、検出中心は、案内面GP1から離れた位置になる。例えば、案内面GP1の場合は、発光領域XSからの距離がLz1の位置DP1に存在する被測定物Sを検出器4が検出するにあたって、被測定物Sが検出領域DR内に存在している。このため、案内面GP1から測定中心までの距離を0にすることができるので、案内面GP1のY軸方向の位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを抑制することができる。
発光領域XSからの距離がLz2の位置DP2に存在する被測定物Sを検出器4が検出するにあたり、案内面GP1の場合は、被測定物Sが検出領域DR内に存在することが必要になる。このため、案内面GP1から測定中心までは、少なくともΔY1の距離が必要になるので、案内面GP1のY軸方向の位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれが大きくなる可能性がある。すなわち、案内面GP1の場合、検出器4の入射面4DPからの距離がLz−Lz1までの領域において、被測定物Sの位置ずれを効果的に抑制することができる。
案内面GP2は、光軸Zrまでの距離が案内面GP1よりも近くなっている。案内面GP2の場合は、発光領域XSからの距離がLz2(<Lz1)の位置DP2に存在する被測定物Sを検出器4が検出するにあたって、被測定物Sが検出領域DR内に存在している。このため、案内面GP2から測定中心までの距離を0にすることができるので、案内面GP2のY軸方向の位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを、案内面GP1の場合よりも小さくすることができる。
案内面GP2の場合は、発光領域XSからの距離がLz2よりもXSに近いLz3の位置DP3に存在する被測定物Sを検出器4が検出するにあたって、被測定物Sが検出領域DR外に存在している。このため、案内面GP2から測定中心までは、少なくともΔY2の距離が必要になる。その結果、案内面GP2のY軸方向の位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを十分に抑制できない可能性がある。すなわち、案内面GP2の場合、検出器4の入射面4DPからの距離がLz−Lz2までの領域において、被測定物Sの位置ずれを効果的に抑制することができる。
案内面GPを、光軸Zrを含み、かつ光軸Zrと平行にすることにより、発光領域XSからの距離がLz3の位置DP3に存在する被測定物Sを検出器4が検出するにあたって、案内面GPから測定中心までの距離を0にすることができる。その結果、案内面GPのY軸方向の位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを、案内面GP2の場合よりも小さくすることができる。すなわち、案内面GPを、光軸Zrを含み、かつ光軸Zrと平行とした場合、検出器4の入射面4DPからの距離がLzまでの領域、すなわち、理論上はすべての検出領域DR内において、被測定物Sの位置ずれを効果的に抑制することができる。
このように、案内面GPを光軸Zrに近づけることにより、検出器4の入射面4DPからの距離が離れた領域まで、被測定物Sの位置ずれを効果的に抑制することができる。検出器4の入射面4DPからの距離が大きくなるほど、検出器4が検出した透過X線に基づく被測定物Sの像は拡大される。すなわち、検出装置1は、被測定物Sの像を高い倍率で検出(測定)することができる。このため、案内面GPを光軸Zrに近づけた方が、検出装置1は被測定物Sの像を低い倍率から高い倍率まで検出(測定)できることになるので、好ましい。すなわち、案内面GPは、光軸Zrと略同一の位置又は実質的に同一の位置にあることが好ましく、光軸Zrと同一の位置にあることがより好ましい。なお、検出領域DRが10%程度広い面積となった場合において、案内面GPが配置されても構わない。検出領域DRの、光軸Zrを中心として例えばY軸に対して5%、10%、15%程度の面積内を光軸Zr近傍の領域としても構わない。また、光軸Zrを中心として、例えばY軸に対してX線源2の近傍を5%の程度の面積とし、入射面4DPの近傍を15%程度の面積としても構わない。すなわちZ軸方向に沿って近傍とする範囲の面積を変えても構わない。
図22は、本実施形態における検出領域と案内面との関係の変形例を示す図である。図22には、検出領域DRを通る複数の案内面GP、GPc、GPd、GPeが示されている。案内面GPは、光軸Zrを含み、かつ光軸Zrと平行としたものである。案内面GPcは、光軸Zr及びX軸と平行であるが光軸Zrは含まないものである。案内面GPd、GPeは、光軸Zrと平行であるが光軸Zrは含まず、さらにX軸と交差するものである。案内面GPd、GPeは、検出器4の入射面4DPを斜めに横切っている。このように、案内面GP、GPc、GPd、GPeは、検出領域DRを通っていれば、案内面GP、GPc、GPd、GPeのY軸方向の位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを効果的に抑制することができる。
図23は、テーブル支持体の変形例を示す図である。このテーブル支持体7aは、第1部材7Aa及び第2部材7Baの両端部を、それぞれ第3部材7Caと第4部材7Dとで連結した構造である。テーブル支持体7aは、第1部材7Aaと、第2部材7Baと、第3部材7Caと、第4部材7Dとで囲まれた部分に、テーブル3及び検出器4の検出領域DRが配置される。第1部材7Aaは、両端部の間に、外側に向かって延在する第1フランジ部7AFaを有している。第2部材7Baは、両端部の間に、外側に向かって延在する第2フランジ部7BFaを有している。第1フランジ部7AFaには第1案内装置5Aが取り付けられ、第2フランジ部7BFaには第2案内装置5Bが取り付けられる。テーブル支持体7aは、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bを介して、支持体6に取り付けられる。実施形態のテーブル支持体7と同様に、この変形例のテーブル支持体7aも、テーブル3、テーブル本体3B、第1可動部材11、基台12及び第2可動部材14が、2個の案内機構15、15によって、第1部材7Aa及び第2部材7Baに取り付けられている。
このテーブル支持体7aは、第1部材7Aaと第2部材7Baとを、それぞれ第3部材7Caと第4部材7Dとで連結した、略O字形状の構造体である。実施形態のテーブル支持体7は、第1部材7Aと第2部材7Bとを第3部材7Cが連結した、略U字形状の構造体である。このような構造の違いにより、このテーブル支持体7aは、実施形態のテーブル支持体7と比較して、より剛性が高くなるという利点がある。その結果、テーブル支持体7aはテーブル3及び被測定物S等の荷重による変形をより効果的に抑制できるので、テーブル3の位置決め精度が向上する。このテーブル支持体7aを備える検出装置1cは、検出精度がより向上する。
図24は、テーブル支持体の変形例を示す図である。このテーブル支持体7bは、第1部材7Abと第2部材7Bbとが実質的に直交するように、第1部材7Abの一端部と第2部材7Bbの一端部とを連結した、略L字形状の構造体である。第1部材7Abの他端部には、第1フランジ部7AFbが設けられている。第2部材7Bbの他端部には、第2フランジ部7BFbが設けられている。第1フランジ部7AFbには第1案内装置5Aが取り付けられ、第2フランジ部7BFbには第2案内装置5Bが取り付けられる。テーブル支持体7bは、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bを介して、支持体6bに取り付けられる。テーブル3及び検出器4の検出領域DRは、第1部材7Abと第2部材7Bbとの間に配置される。
このテーブル支持体7bは、2個の案内装置5A、5Bによって支持体6bに取り付けられている。第1フランジ部7AFbに取り付けられる第1案内装置5Aの第1案内面GP1と、第2フランジ部7BFbに取り付けられる第2案内装置5Bの第2案内面GP2とは、互いに直交している。このように配置された2個の案内装置5A、5Bにおいて、案内面GPは、第1案内面GP1及び第2案内面GP2を通り、これらと交差した平面である。すなわち、本変形例における案内面GPは、第1案内面GP1の一部と、第2案内面GP2の一部とを通る平面である。
案内面GPは、図24に示すように、検出器4の検出領域DRを通る。このため、テーブル支持体7bを備える検出装置1bは、案内面GPと直交する方向における案内面GPの位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを小さくすることができる。その結果、検出装置1bは、検出精度の低下を抑制することができる。
図25は、テーブル支持体の変形例を示す図である。前述したテーブル支持体7、7a、7bは、いずれも第1案内装置5A及び第2案内装置5Bの計2個を用いて光軸Zr方向の移動が案内されていた。本変形例のテーブル支持体7cは、1個の案内装置5によって光軸Zr方向の移動が案内される。テーブル支持体7cは、第1部材7Acと、第2部材7Bcと、第3部材7Ccと、第4部材7Dcとを、それぞれの両端部で連結した、略O字形状の構造体である。テーブル支持体7cは、第1部材7Acと、第2部材7Bcと、第3部材7Ccと、第4部材7Dcとで囲まれた部分に、テーブル3及び検出器4の検出領域DRが配置される。第4部材7Dcは、両端部の間に、外側に向かって延在するフランジ部7Fを有している。フランジ部7Fには案内装置5が取り付けられている。実施形態のテーブル支持体7と同様に、この変形例のテーブル支持体7cも、テーブル3、テーブル本体3B、第1可動部材11、基台12及び第2可動部材14が、2個の案内機構15、15によって、第1部材7Ac及び第2部材7Bcに取り付けられている。
案内装置5のレール5Rは、支持体6cに取り付けられる。案内装置5の移動体5Mは、テーブル支持体7cのフランジ部7Fに取り付けられる。案内装置5の案内面GPは、光軸Zrと平行、かつテーブル3の移動を規定する平面であり、この例においてはX軸と直交している。案内面GPを含み、案内面GPと平行な平面GPN、すなわち案内面GPは、図25に示すように、検出器4の検出領域DRを通る。このため、テーブル支持体7cを備える検出装置1cは、案内面GPと直交する方向における案内面GPの位置がZ軸方向において異なることに起因する被測定物Sの位置ずれを小さくすることができる。その結果、検出装置1cは、検出精度の低下を抑制することができる。また、テーブル支持体7cは、第1部材7Acと、第2部材7Bcと、第3部材7Ccと、第4部材7Dcとをそれぞれの両端部で連結した構造なので、剛性を高くすることができる。その結果、テーブル支持体7cはテーブル3及び被測定物S等の荷重による変形をより効果的に抑制できるので、このテーブル支持体7cを備える検出装置1cは、テーブル3の位置決め精度及び検出精度がより向上する。
図26は、第1案内装置及び第2案内装置の配置の変形例を示す図である。前述した実施形態では、図7に示すように、第1案内装置5Aのレール5ARと第2案内装置5Bのレール5BRとは、いずれも光軸Zrと平行に配置されていた。すなわち、両者は平行に配置されていた。本実施形態において、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bは、光軸Zrの両側かつ検出器4の検出領域DRの外側に配置されていればよいので、両者が平行である必要はない。この例では、第1案内装置5Aのレール5ARは検出領域DRを規定する面P2と平行に、第2案内装置5Bのレール5BRは検出領域DRを規定する面P4と平行に配置される。検出領域DRは、X線源2の発光領域XSを頂点とし、検出器4の入射面4DPを底面とした四角錐の領域である。このため、第1案内装置5Aのレール5ARと第2案内装置5Bのレール5BRとは、X線源2の発光領域XSから検出器4に向かって両者の間隔が大きくなっている。
テーブル支持体7dは、第1部材7Adが第1案内装置5Aに取り付けられ、第2部材7Bdが第2案内装置5Bに取り付けられる。第1部材7Adと第2部材7Bdとは、一方の端部が第3部材7Cdで連結される。第1部材7Adと第1案内装置5Aとの間及び第2部材7Bdと第2案内装置5Bとの間には、それぞれ伸縮可能な連結機構7AE、7BEが取り付けられている。連結機構7AE、7BEは、第1部材7Adと第1案内装置5Aとの距離及び第2部材7Bdと第2案内装置5Bとの距離が大きくなると伸び、前述した距離が小さくなると縮む機構である。連結機構7AE、7BEは、テーブル支持体7dが光軸Zr方向へ移動することにともなう前述した距離の変化を吸収する。このような構造により、X線源2の発光領域XSから検出器4に向かって第1案内装置5Aのレール5ARと第2案内装置5Bのレール5BRとの間隔が大きくなるようにレール5AR、5BRを配置した場合でも、テーブル支持体7dは光軸Zr方向へ移動することができる。
図27は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す図である。この検出装置1eは、実施形態の検出装置1が備える支持体6の第2側壁6SBに複数の脚6Fを取り付けて、検出装置1を横置きにしたものである。脚6Fは、図1に示すチャンバ部材8の底部8Bと接する。第2側壁6SBは、チャンバ部材8の底部8Bと対向して配置される。このように、検出装置1eは、第2側壁6SBが設置側、すなわち設置対象であるチャンバ部材8の底部8B側となる。第2側壁6SBは下方に、第2側壁6SBと対向する第1側壁6SAは上方に配置される。なお、第1側壁6SAに複数の脚6Fを取り付けて、第1側壁6SAが下方に配置されてもよい。
支持体6の開口部6HUは、横、すなわちX軸側に配置される。テーブル3及びテーブル本体3Bは、第1可動部材11eと、基台12と、第2可動部材14と、テーブル支持体7と、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bとを介して支持体6に取り付けられて支持される。テーブル支持体7の第1部材7A及び第2部材7Bは、支持体6の開口部6HUから底部6Bに向かって伸びている。テーブル3及びテーブル本体3Bを支持する第1可動部材11eは、Y軸方向に移動する。第2可動部材14は、X軸方向に移動する。テーブル支持体7は光軸Zr方向に移動する。第1案内装置5Aと第2案内装置5Bとで規定される案内面GPは、検出器4の検出領域DRを通っている。このように、実施形態の検出装置1は、変形例の検出装置1eのように横置きにしてもよい。
図28及び図29は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す図である。この検出装置1fは、支持体6fと、被測定物Sを支持するテーブル3と、テーブル3を支持するテーブル支持体7fと、検出器4と、図29に示すX線源2とを備えている。支持体6fは、底部6Bfと、底部6Bfから立ち上がり、互いに対向する一対の側壁6Sf、6Sfとを有している。一方の側壁6Sfは、複数の脚6Fが取り付けられる。複数の脚6Fは、図1に示すチャンバ部材8の底部8Bと接する。支持体6fは、テーブル支持体7fを介してテーブル3を支持している。底部6Bfの側壁6Sf、6Sf側の面には、第1案内装置5Aと第2案内装置5Bとが取り付けられている。第1案内装置5A及び第2案内装置5Bは、底部6Bfとテーブル支持体7fとの間に介在して、テーブル支持体7fの光軸Zr方向の移動を案内する。
テーブル3及びテーブル本体3Bは、第1可動部材11fに取り付けられる。第1可動部材11fは、基台12に取り付けられた案内部材としてのレール13Rを介して基台12に支持されている。レール13Rは、第1可動部材11fのY軸方向への移動を案内する。基台12が取り付けられる第2可動部材14は、案内部材としての一対のレール15R、15Rを介してテーブル支持体7fに支持されている。一対のレール15R、15Rは、第2可動部材14のX軸方向への移動を案内する。このような構造により、テーブル3及びテーブル本体3Bは、第1可動部材11f、基台12及び第2可動部材14を介してテーブル支持体7に支持される。テーブル支持体7fは、光軸Zr方向へ移動するので、テーブル3も光軸Zr方向に移動する。
アクチュエータ17は、自身の出力軸に取り付けられたねじ軸16を介して第1可動部材11fをY軸方向に移動させる。アクチュエータ17は、自身の出力軸に取り付けられたねじ軸20を介して第2可動部材14をX軸方向に移動させる。
テーブル支持体7fは、第1部材7Afと、第2部材7Bfと、第1部材7Af及び第2部材7Bfの一端部を連結する第3部材7Cfとを有する。第1部材7Af、第2部材7Bf及び第3部材7Cfは、いずれも板状の部材である。第1部材7Afと第2部材7Bfとは互いに板面が対向し、かつ実質的に平行に配置される。第3部材7Cfは、第1部材7Af及び第2部材7Bfと直交する。第2可動部材14を案内する一対のレール15R、15Rは、それぞれ第1部材7Afと第2部材7Bfとに取り付けられている。第1案内装置5A及び第2案内装置5Bは、第3部材7Cfに取り付けられている。
テーブル支持体7fの第1部材7Afと第2部材7Bfとは、光軸Zrの両側、かつ検出器4の検出領域DRの外側に配置される。第1部材7Afと一方の側壁6Sfとの間には、リニアエンコーダ24Aが設けられている。第2部材7Bfと他方の側壁6Sfとの間には、リニアエンコーダ24Bが設けられている。第1部材7Afにはリニアエンコーダ24Aのエンコーダヘッド24AEが取り付けられている。一方の側壁6Sfのエンコーダヘッド24AEと対向する部分には、リニアスケール24ASが取り付けられている。第2部材7Bfにはリニアエンコーダ24Bのエンコーダヘッド24BEが取り付けられている。他方の側壁6Sfのエンコーダヘッド24BEと対向する部分には、リニアスケール24BSが取り付けられている。
2個のリニアエンコーダ24A、24Bは、光軸Zrの両側、かつ検出領域DRの外側に配置されている。すなわち、2個のリニアエンコーダ24A、24Bは、検出領域DRを挟んで、その外側かつ両側に配置されている。リニアエンコーダ24A、24Bは、支持体6fに対するテーブル支持体7fの光軸Zr方向における移動量を計測する。図1に示す制御装置9は、例えば、リニアエンコーダ24A及びリニアエンコーダ24Bの少なくとも一方が計測したテーブル支持体7の移動量に基づき、テーブル支持体7fの移動量を制御する。
検出領域DRの外側かつ検出領域DRを挟んで配置された2個のリニアエンコーダ24A、24Bの両方を用いることにより、図29に示すように、X軸周りにおけるテーブル支持体7fの傾き(XZ平面に対するテーブル支持体7fの傾き)が求められる。図1に示す制御装置9は、2個のリニアエンコーダ24A、24Bの計測値を用いることにより、X軸周りにおけるテーブル支持体7fの傾きに起因する被測定物Sの光軸Zr方向における位置のずれを正確に求めて、テーブル3の位置を制御することができる。その結果、制御装置9は、被測定物Sの光軸Zr方向における位置を精度よく制御することができる。その結果、検出装置1fは、検出精度の低下を抑制することができる。
図30は、本実施形態に係るX線源の一例を示す断面図である。次に、X線源2についてより詳細に説明する。図30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。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。
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の形状は、先端が尖っており、その尖った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。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、いわゆる、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XLを発生する。ターゲット40がX線XLを発生する部分が発光領域XSである。本実施形態において、X線源2は透過型のX線源であるが、反射型のX線源でも構わない。また、ターゲット40は固定されているが、ターゲットを移動可能としても構わない。例えば、図30において、ターゲット40がY軸方向に移動可能で配置され、適宜、ターゲット40上での電子の照射位置が変更可能となっても構わない。また、例えば、ターゲット40が回転し、電子の照射位置を回転にともない、変更可能とする回転ターゲット方式でも構わない。
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。すると、ターゲット40からX線が発生する。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又は偏光器を含み、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。このようにすることで、実質的に点X線源が形成される。
本実施形態においては、ハウジング42の外面に、供給口26から温度調整された気体Gが供給される。本実施形態において、供給口26は、ハウジング42の外面の少なくとも一部と対向する。本実施形態において、供給口26は、X線源2(ハウジング42)よりも上方(+Y側)に配置される。供給口26は、X線源2の上から、X線源2のハウジング42の外面に気体Gを吹き付ける。X線源2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XL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。
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。ターゲット40を含むX線源2の温度が上昇すると、X線源2が配置されている内部空間SPの温度が変動する可能性がある。ターゲット40を含むX線源2の温度が上昇すると、例えばテーブル3、第1可動部材11、基台12及び第2可動部材14等の少なくとも一部が変形したり、第1案内装置5A及び第2案内装置5Bが熱変形したり、検出器4が熱変形したりする可能性がある。X線源2の温度が上昇すると、X線源2とテーブル3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、テーブル3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。このように、X線源2の温度が変化すると、検出装置1の部材の少なくとも一部が熱変形したり、部材同士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1の検出精度(検査精度、測定精度)が低下する可能性がある。
本実施形態においては、熱を発生するX線源2の少なくとも一部に、温度調整された気体Gが供給されるので、X線源2を含む内部空間SPの部材の少なくとも一部が熱変形したり、内部空間SPの温度が変動したり、内部空間SPの部材同士の相対位置が変動したりすることが抑制される。また、本実施形態において、内部空間SPにおいては、X線源2、テーブル3及び検出器4等の複数の部材及び装置が配置されているが、それらの複数の部材の中でも熱を発生するX線源2の少なくとも一部に、温度調整された気体Gが供給される。したがって、内部空間SPにおいて、温度調整された気体Gが到達する割合は、X線源2、テーブル3及び検出器4等の複数の部材の中で、X線源2が一番高い。また、本実施形態においては、内部空間SPにおいて、X線源2、テーブル3及び検出器4等の複数の部材が配置されているが、X線源2の一部に温度調整された気体Gが供給される。本実施形態においては、内部空間SPの中でも、内部空間SPよりも小さい、局所的な空間であるX線源2の周囲の温度を調整することができる。また、内部空間SPにおいて、X線源2、テーブル3及び検出器4等の複数の部材が配置されているが、その複数の部材のすべてに向けて温度調整された気体Gを供給するのではなく、X線源2のうち、温度調整された気体Gが到達する部分のみの温度を調整することができる。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31は、実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図32は、実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するための図である。図33は、実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するための図である。本実施形態においては、図31のフローチャートに示すように、検出装置1のキャリブレーション(ステップSA1)と、被測定物Sに対するX線XLの照射及び被測定物Sを通過した透過X線の検出(ステップSA2)と、被測定物Sの内部構造の算出(ステップSA3)とが実行される。
キャリブレーション(ステップSA1)について説明する。図32に示すように、キャリブレーションにおいて、テーブル3に被測定物Sとは異なる基準部材Rが支持される。また、キャリブレーションにおいて、供給口26から温度調整された気体GがX線源2の少なくとも一部に供給される。温度調整された気体Gが供給口26からX線源2に供給されることによって、その気体Gによって、X線源2を含む内部空間SPの温度が調整される。次の説明において、供給口26から供給された気体Gによって調整された、X線源2を含む内部空間SPの温度を適宜、所定温度Taと称する。
図32に示すように、本実施形態において、基準部材Rは、球体である。基準部材Rの外形(寸法)は、既知である。基準部材Rは、熱変形が抑制された物体である。基準部材Rは、少なくとも被測定物Sよりも熱変形が抑制された物体である。内部空間SPにおいて温度が変化しても、基準部材Rの外形(寸法)は、実質的に変化しない。なお、本実施形態では、基準部材Rの形状は球体に限られない。制御装置9は、ロータリーエンコーダ10、リニアエンコーダ19、23A、23B、24A、24Bでテーブル3の位置を計測しつつ、テーブル3の回転駆動装置3D、アクチュエータ17、21、28を制御して、基準部材Rを支持したテーブル3の位置を調整する。制御装置9は、基準位置Prに基準部材Rが配置されるように、テーブル3の位置を調整する。
制御装置9は、供給口26からの気体Gの供給の少なくとも一部と並行して、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。すると、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。X線源2から発生したX線XLは、基準部材Rに照射される。所定温度Taにおいて、基準部材RにX線源2からのX線XLが照射されると、その基準部材Rに照射されたX線XLは、基準部材Rを透過する。基準部材Rを透過した透過X線は、検出器4の入射面4DPに入射する。検出器4は、基準部材Rを透過した透過X線を検出する。所定温度Taにおいて、検出器4は、基準部材Rを透過した透過X線に基づいて得られた基準部材Rの像を検出する。本実施形態において、所定温度Taにおいて得られる基準部材Rの像の寸法(大きさ)は、寸法Waである。検出器4の検出結果は、制御装置9に出力される。
制御装置9は、基準部材Rの像の寸法及び基準部材Rの寸法に基づいて、X線源2と基準部材Rと検出器4との相対位置を算出する。また、本実施形態においては、球体は一つであるが、球体を複数用いてもよい。球体を複数用いる場合、例えば、Y軸方向及びZ軸方向の一方又は両方において互いの球体の位置を異ならせてもよい。また、球体を複数用いる場合、基準部材Rの像ではなく、基準部材R同士の距離に基づいて、X線源2と基準部材Rと検出器4との相対位置を算出してもよい。また、基準部材R同士の距離の算出は、基準部材Rの中心位置同士の距離でも、基準部材Rの外形の所定の位置同士の距離でもよい。
本実施形態において、内部空間SPの温度Tが変化すると、透過X線に基づいて得られる像の寸法(大きさ)が変化する。透過X線に基づいて得られる像の寸法とは、検出器4が取得する像の寸法であり、例えば、入射面4DPに形成される像の寸法を含む。例えば、温度Tが変化すると、X線源2と基準部材Rと検出器4との相対位置(Z軸方向に関する相対位置)が変動する。例えば、内部空間SPが基準温度(理想温度、目標温度)Trである場合、基準位置Prに配置されている基準部材Rに照射されたX線XLに基づいて検出器4が取得する像の寸法は、基準寸法Wrとなる。
内部空間SPが基準温度Trとは異なる温度TXである場合、例えばX線源2、テーブル3、検出器4及びチャンバ部材8の少なくとも一部が熱変形し、X線源2と、テーブル3に支持されている基準部材Rと、検出器4との相対位置が変動する可能性がある。その結果、例えば、基準部材Rが基準位置Prに配置されるように、ロータリーエンコーダ10、リニアエンコーダ19、23A、23B、24A、24Bの計測結果に基づいてテーブル3の位置が調整されても、実際には、基準部材Rは、基準位置Prに配置されない可能性がある。換言すれば、内部空間SPが温度TXである場合、基準部材Rは、基準位置Prとは異なる位置PXに配置される可能性がある。なお、位置PXは、X線源2及び検出器4の少なくとも一方に対する基準部材Rの相対位置を含む。
また、内部空間SPが温度TXであり、X線源2と基準部材Rと検出器4との相対位置が変動すると、検出器4が取得する像の寸法WXは、基準寸法Wrとは異なる。本実施形態において、制御装置9は、記憶装置を含む。記憶装置には、内部空間SPの温度Tと、その温度Tにおいて基準部材Rに照射されたX線XLのうち基準部材Rを通過した透過X線に基づいて得られる基準部材Rの像(画像)の寸法(大きさ)との関係が記憶されている。前述したように、内部空間SPの温度Tの変化にともなって、X線源2と基準部材Rと検出器4との相対位置が変化する。また、その相対位置の変化にともなって、検出器4が取得する像の寸法が変化する。記憶装置には、相対位置と像の寸法との関係も記憶されている。なお、記憶装置に記憶されている情報は、予備実験及びシミュレーションの少なくとも一方により求められる。
このようにすることで、制御装置9は、記憶装置に記憶されている情報と、検出器4によって取得された基準部材Rの像の寸法とに基づいて、温度TにおけるX線源2と基準部材Rと検出器4との相対位置を算出することができる。例えば、内部空間SPが所定温度Taである場合、制御装置9は、記憶装置に記憶されている情報と、検出器4によって取得された基準部材Rの像の寸法Waとに基づいて、その所定温度TaにおけるX線源2と基準部材Rと検出器4との相対位置を算出することができる。
キャリブレーションが終了した後、被測定物Sの検出が行われる(ステップSA2)。図33に示すように、検出において、テーブル3に被測定物Sが支持される。制御装置9は、テーブル3を制御して、被測定物SをX線源2と検出器4との間に配置する。また、検出において、供給口26から温度調整された気体GがX線源2の少なくとも一部に供給される。温度調整された気体Gが供給口26からX線源2に供給されることによって、その気体Gによって、X線源2を含む内部空間SPの温度が調整される。
制御装置9は、内部空間SPが所定温度Taになるように、供給口26から温度調整された気体Gを、X線源2を含む内部空間SPに供給する。制御装置9は、ロータリーエンコーダ10、リニアエンコーダ19、23A、23B、24A、24Bでテーブル3の位置を計測しつつ、テーブル3の回転駆動装置3D、アクチュエータ17、21、28を制御して、被測定物Sを支持したテーブル3の位置を調整する。制御装置9は、供給口26からの気体Gの供給の少なくとも一部と並行して、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。すると、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。すると、ターゲット40からX線が発生する。
X線源2から発生したX線XLの少なくとも一部は、被測定物Sに照射される。所定温度Taにおいて、被測定物SにX線源2からのX線XLが照射されると、その被測定物Sに照射されたX線XLの少なくとも一部は、被測定物Sを透過する。被測定物Sを透過した透過X線は、検出器4の入射面4DPに入射する。検出器4は、被測定物Sを透過した透過X線を検出する。所定温度Taにおいて、検出器4は、被測定物Sを透過した透過X線に基づいて得られた被測定物Sの像を検出する。本実施形態において、所定温度Taにおいて得られる被測定物Sの像の寸法(大きさ)は、寸法Wsである。検出器4の検出結果は、制御装置9に出力される。
本実施形態において、制御装置9は、所定温度Taにおいて被測定物Sに照射されたX線XLのうち、被測定物Sを通過した透過X線の検出結果を、キャリブレーションの結果を用いて補正する。例えば、制御装置9は、所定温度Taにおいて得られた被測定物Sの像が、基準温度Trにおいて得られる像となるように、その所定温度Taにおいて得られた被測定物Sの像を補正する。例えば、制御装置9は、所定温度Taにおいて得られた被測定物Sの像の寸法Wsである場合、その寸法Wsに、補正値であるWr/Waを乗ずる。すなわち、制御装置9は、演算として、Ws×(Wr/Wa)を実行する。このような処理によって、制御装置9は、内部空間SPの実際の温度が所定温度Taの場合でも、基準温度Trにおける被測定物Sの像(像の寸法)を算出することができる。
本実施形態において、制御装置9は、被測定物SにおけるX線源2からのX線XLの照射領域を変更するために、被測定物Sの位置を変更しながら、その被測定物SにX線源2からのX線XLを照射する。すなわち、制御装置9は、複数の被測定物Sの位置毎で、被測定物SにX線源2からのX線XLを照射し、その被測定物Sを透過した透過X線を、検出器4で検出する。本実施形態において、制御装置9は、被測定物Sを支持したテーブル3を回転させて、X線源2に対する被測定物Sの位置を変更することによって、被測定物SにおけるX線源2からのX線XLの照射領域を変更する。
すなわち、本実施形態において、制御装置9は、被測定物Sを支持したテーブル3を回転させながら、その被測定物SにX線XLを照射する。テーブル3の各位置(各回転角度)において被測定物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、各位置における被測定物Sの像を取得する。制御装置9は、検出器4の検出結果から、測定物の内部構造を算出する(ステップSA3)。本実施形態において、制御装置9は、被測定物Sの各位置(各回転角度)のそれぞれにおいて被測定物Sを通過した透過X線(X線透過データ)に基づく被測定物Sの像を取得する。すなわち、制御装置9は、被測定物Sの像を複数取得する。
制御装置9は、被測定物Sを回転させつつその被測定物SにX線XLを照射することにより得られた複数のX線透過データ(像)に基づいて演算をして、被測定物Sの断層画像を再構成して、被測定物Sの内部構造の三次元データ(三次元構造)を取得する。本実施形態において、制御装置9は、画像を再構成する画像再構成部9−1を有している。画像再構成部9−1は、検出器4から取得する画像を保存する画像メモリ部9−2を用いて、画像を再構成する。画像再構成により得られた画像は、再び画像メモリ部9−2に出力される。出力された画像メモリ部9−2が保有する再構成画像は、不図示のディスプレイに表示される。このようにして、被測定物Sの内部構造が算出される。このように、本実施形態において、制御装置9は、検出器4が被測定物Sを通過した透過X線を検出した結果から、被測定物Sの形状を算出する演算装置として機能する。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又は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。
以上説明したように、本実施形態は、被測定物Sを支持するテーブル3の移動を規定する案内面GPが検出領域DR内を通るようにしてある。このため、検出装置1は、光軸Zr方向における案内面GPの位置の変化に起因するテーブル3の位置ずれを抑制できるので、検出精度の低下を抑制することができる。また、本実施形態は、X線源2、テーブル3及び検出器4を同一の支持体6によって支持している。このため、検出装置1は、X線源2とテーブル3と検出器4との姿勢変化に起因する誤差を抑制できるので、検出精度の低下を抑制することができる。さらに、本実施形態は、テーブル支持体7が両持ち構造によって支持体6に支持されているので、テーブル支持体7の撓みを抑制できる。このため、検出装置1は、テーブル支持体7に支持されるテーブル3の位置ずれを抑制できるので、検出精度の低下を抑制することができる。このように、本実施形態は、検出装置1の機械的な誤差要因を小さくすることにより、検出装置1の検出精度の低下を抑制している。このため、検出装置1は、正確なキャリブレーションを実現できる。また、検出装置1は、正確なキャリブレーションを実現できること及び被測定物Sを通過した透過X線の検出精度の低下を抑制できることから、被測定物Sの内部構造の正確な三次元データ(三次元構造)を得ることができる。このため、検出装置1は、精密測定に適している。
また、本実施形態は、X線源2に対して供給口26から温度調整された気体Gを供給するようにしたので、X線源2の温度を調整することができる。したがって、X線源2の少なくとも一部が熱変形することを抑制することができる。また、供給口26から温度調整された気体Gが供給されることによって、内部空間SPの温度を調整することができ、内部空間SPの温度が変動することを抑制することができる。
また、供給口26から温度調整された気体Gが供給されることによって、テーブル3、第1可動部材11、基台12、第2可動部材14及び検出器4等、内部空間SPに配置されている部材及び装置の少なくとも一部の温度が調整されるため、その部材及び装置の熱変形を抑制することができる。また、供給口26から温度調整された気体Gが供給されることによって、例えばX線源2と被測定物S(テーブル3)と検出器4との相対位置が変動することを抑制することができる。したがって、検出装置1は、検出精度の低下が抑制される。例えば、検出装置1は、被測定物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。
本実施形態においては、被測定物Sに対するX線XLの照射領域を変更して、被測定物Sの像を複数取得し、その複数の像(画像)に基づいて、被測定物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、被測定物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、被測定物Sに対して、異なる角度からX線XLを照射することなく、被測定物Sの内部構造の二次元データを取得してもよい。次に、検出装置1を用いて被測定物Sの形状等を計測する手順の一例を説明する。
図34は、実施形態に係る検出装置を用いて被測定物の形状等を計測する手順の一例を示すフローチャートである。図35から図37は、実施形態に係る検出装置を用いて被測定物の形状等を計測する手順の一例を示す図である。前述したキャリブレーションの終了後、検出装置1を用いて被測定物Sの形状等を計測するにあたり、図35に示すように、制御装置9は、テーブル3をホームポジションに移動させる(ステップS11)。ホームポジションは、X線源2と検出器4との間、かつ支持体6の開口部6HUの近傍である。本実施形態では、テーブル3に被測定物Sを搭載する際には、支持体6の開口部6HU近傍にテーブル3が移動するので、検出装置1のオペレータは、テーブル3に被測定物Sを搭載しやすくなるという利点がある。
テーブル3に被測定物Sが搭載されると、テーブル3は、支持機構3Sが被測定物Sを支持する。次に、制御装置9は、テーブル3をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の少なくとも一方向に移動させて、被測定物Sを計測位置まで移動させる(ステップS12)。図35に示す例では、制御装置9は、X線源2側にテーブル3を移動させている(図35の矢印M1で示す方向)。次に、制御装置9は、計測位置に移動させた被測定物SにX線源2からX線を照射し、検出器4で被測定物Sを透過した透過X線を検出する。このとき、前述したように、制御装置9は、被測定物Sを支持したテーブル3を回転させながら、その被測定物SにX線を照射する(図36参照)。制御装置9は、被測定物Sの各位置(各回転角度)のそれぞれにおいて被測定物Sを通過した透過X線(X線透過データ)に基づく被測定物Sの像を取得する。そして、制御装置9は、取得したX線透過データ(像)に基づいて演算をして、被測定物Sの断層画像を再構成して、被測定物Sの内部構造の三次元データ(三次元構造)を取得する(ステップS13)。
被測定物Sの内部構造の三次元データが取得されたら、制御装置9は、テーブル3をホームポジションに移動させる(ステップS14)。本実施形態では、制御装置9は、図37の矢印M2で示す方向にテーブル3を移動させる。テーブル3は、ホームポジションに移動すると、支持機構3Sによる被測定物Sの支持を解除する。すると、オペレータは、被測定物Sをテーブル3から取り外すことができる。前述したように、ホームポジションは、支持体6の開口部6HUの近傍であるので、オペレータは、テーブル3から被測定物Sを取り外しやすくなるという利点がある。
このように、検出装置1は、開口部6HU、すなわち、図2に示す支持体6の第1側壁6SA及び第2側壁6SBの底部6Bとは反対側、かつ第1側壁6SAと第2側壁6SBとの間から、テーブル3に被測定物Sが載置され、テーブル3から被測定物Sが取り出される。支持体6の開口部6HUは、第1側壁6SAの端部と、第2側壁6SBの端部と、第3側壁6SCの端部と、第4側壁6SDの端部とで囲まれる部分なので、面積が大きい。このため、開口部6HUを通すことにより、テーブル3に被測定物Sを載置しやすくなり、また、テーブル3から被測定物Sを取り出しやすくなる。
図38は、実施形態に係る検出装置を備えた構造物製造システムの一例を示す図である。図39は、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成する(ステップS101)。次に、成形装置120は、設計情報に基づいて前述した構造物を作製する(ステップS102)。次に、検出装置1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1から作成された構造物の形状情報と、前述した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製された否かを検査する(ステップS104)。
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S105、YES)、構造物製造システム200はその処理を終了する。作成された構造物が良品でない場合(ステップS105、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S106)。作製された構造物が修復できる場合(ステップS106、YES)、リペア装置140は、構造物の再加工を実行し(ステップS107)、ステップS103の処理に戻る。作製された構造物が修復できない場合(ステップS106、NO)、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。
実施形態における検出装置1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。
前述の各実施形態においては、検出装置1がX線源を有することとしたが、X線源が検出装置1に対する外部装置でもよい。換言すれば、X線源が検出装置の少なくとも一部を構成しなくてもよい。前述の実施形態において、被測定物Sは産業用部品に限られず、例えば人体でもよい。また、前述の実施形態において、検出装置1が医療用に用いられてもよい。前述の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、テーブルを回転させ、被測定物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。
図40は、実施形態の変形例に係る検出装置を示す図である。前述の各実施形態に加えて、X線源の保持方法は、図40に示す変形例のような保持方法でも構わない。実施形態のX線源2の保持方法は、X線源支持部材2SでX線源2を保持していたが、これに加えてX線支持部材2S1を追加しても構わない。X線源2は、X線源2の射出部2Eの近傍と、X線射出部2Eに対するX線源2の他方とで支持される。このような構造により、射出部2Eの位置が、例えば、図40のY軸方向に沿って所定の位置から変位することを抑制することができる。また、X線源支持部材2S1として、X線源2を支持する部材と、不図示のガイド機構とを備えるようにしてもよい、この場合には、X線支持する部材を固定した状態で、例えば、X線源2がX線を射出することにともなって熱変形し、X線源2がZ軸方向に伸縮した場合であっても、X線源2を支持する部材が固定された場合と比べて、不図示のガイド機構に沿って、X線源2を支持する部材の固定位置がZ軸方向で変化することができる。そのため、X線源2が変形することを抑制することができる。さらに、X線源2の変形にともなう、X線の射出方向が変化することを抑制することができる。
前述の各実施形態に加えて、検出器4の保持方法は、図40に示す変形例のような保持方法でも構わない。実施形態において、検出器支持部材4Sは、検出器4のX線を検出する検出面の裏側から検出器4を支持していたが、これに加えて、図40に示すように、検出器の側面を検出器支持部材4Sで支持しても構わない。本実施形態においては、X軸方向において、第1側壁6SAと同じ位置に支持部材4Sが設けられている。また、本変形例においては、X軸方向において、第2側壁6SBと同じ位置に支持部材4Sが設けられている。本変形例において、支持部材4Sは、第1側壁6SAと同じ部材で作製されている。また、支持部材4Sは、第1側壁6SAと一体として作製されていても構わない。本変形例は、検出器4の裏面、すなわち入射面4DPの反対面に支持部材4Sを配置する必要がないので、例えば、チャンバ部材8をZ軸方向に拡張する必要がなくなる。
前述の各実施形態に加えて、チャンバ部材8の内部空間SPの温度を調整するために、温調した液体を用いても構わない。例えば、図40に示すように、液体温調装置26W1が所定の温度に調整した液体を、液体温調流路26Wに導入する。液体温調流路26Wは、チャンバ部材8の内部空間SPに配置される。液体温調流路26Wは、例えばステンレスで作製されている。液体温調流路26Wの内部に、温度調整された液体(例えば、水)を満たすことで、液体温調流路26Wの内部空間SPに接する表面を、温度調整された液体と略近い温度にすることができる。その表面と、内部空間SPの空気とが接触することで、内部空間SPの空気の温度を調整することができる。
この場合には、内部空間SPの空気と液体温調流路26Wとが接触する面積が広いほうが望ましい。本変形例においては、液体温調流路26Wの流路断面が円形の流路を用い、断面外側においてはすべてが内部空間SPの空気と接触可能である。なお、断面においては、少なくとも一部の液体温調流路26Wと内部空間SPの空気とが接触すれば、内部空間SP内部の空気の温度を所定の温度に調整することが可能である。なお、本変形例においては、液体温調流路26Wが1個であるが、これを複数設けても構わない。また、複数設けた場合には、それぞれの内部に導入する液体の温度を変えても構わない。また、不図示の温度センサーをチャンバ部材8の内部空間SPの、例えば、X線源2の近傍に設け、液体温調装置26W1は、温度センサーから出力されるチャンバ部材8の内部空間SPの温度に基づいて、液体温調流路26Wに導入する液体温度を調整しても構わない。
本変形例においては、液体温調装置26W1から温調流路26Wに導入される液体は、外部空間RPに配置される温調流路26Wの内部を通過して、内部空間SPに配置される温調流路26Wを通過し、再び外部空間RPを通過して、温調流路26Wに到達する。液体は、温調流路26Wに到達した後で、温調装置26W1の内部で所定の温度に調整された後に、再び温調流路26Wに導入される。なお、本変形例においては、温調装置26W1が外部空間RPに配置されているが、内部空間SPに配置されていても構わない。また、温調装置26W1は、内部空間SPを温調していたが、これに加えて、例えば、同じ温調流路26WがX線源2を経由して、内部空間SPを温調しても構わない。
前述の実施形態の各構成要素は、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、前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すべ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。前述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本実施形態の範囲に含まれる。
1、1a、1b、1c、1e、1f 検出装置
2 X線源
3 テーブル
6R リブ
6H 貫通孔
6SA 第1側壁
6SB 第2側壁
6B、6Bf 底部

Claims (29)

  1. 被検物体にX線を照射して前記被検物体を通過するX線を検出することで、前記被検物体の形状を測定する形状測定装置であって、
    X線を発光点から射出するX線源と、
    前記被検物体を支持するステージと、
    前記X線源から射出され、前記被検物体を通過した透過X線の少なくとも一部を検出する検出器と、
    前記発光点と前記被検物体の距離又は前記発光点と前記検出器との少なくとも一方の距離を変えるために、前記X線源、前記ステージ又は前記検出器の一つを、移動物体として第1方向に移動させる移動装置と、
    前記第1方向での前記移動物体の位置を計測する、第1計測装置及び第2計測装置と、
    前記X線源が前記ステージに保持された前記被検物体に対してX線を照射し、前記検出器が前記被検物体を通過した透過X線を検出した結果から、前記被検物体の形状を算出する演算装置とを備え、
    前記第1計測装置と第2計測装置とは、前記移動装置の移動可能領域での前記第1方向と交差する第2方向に配置され
    前記第1計測装置及び第2計測装置は、前記X線源の光軸を挟んで配置され、
    前記第1計測装置の計測位置と第2計測装置の計測位置とを結ぶ線が、前記検出器により前記被検物を透過するX線が検出される領域内に配置される形状測定装置。
  2. 前記第1計測装置の計測位置と前記第2計測装置の計測位置とを結ぶ線が、前記X線の光軸を通る、請求項1に記載の形状測定装置。
  3. 前記被検物体が保持される前記ステージの保持面と直交する方向において、前記第1計測装置の計測位置と前記第2計測装置の計測位置とが同じ位置に配置されている、請求項1又は2に記載の形状測定装置。
  4. 支持面に支持されるチャンバ部材であって、前記X線源、前記ステージ、前記検出器および前記移動装置を取り囲んで前記X線の外部への漏洩を抑制するチャンバ部材をさらに備え、
    前記支持面に沿って前記X線の光軸が配置されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の形状測定装置。
  5. 被検物に対して、複数方向からX線を照射することで被検物の再構成を行う請求項1〜4のいずれか一項に記載の形状測定装置。
  6. 前記第1計測装置及び前記第2計測装置は、前記移動装置に支持されている請求項1に記載の形状測定装置。
  7. 前記第1方向に配列されたパターンを有し、固定して配置される第1スケール及び第2スケールとを、さらに備え、
    前記第1計測位置で前記第1計測装置が前記第1スケールのパターンを検出するとともに、前記第2計測位置で前記第2計測装置が前記第2スケールのパターンを検出することで、前記第1方向での前記移動物体の位置を計測する請求項6に記載の形状測定装置。
  8. 前記第1方向での前記移動装置の移動を案内する案内面をさらに備え、
    前記被検物体を支持する支持面と直交方向で、前記第1計測装置の前記第1スケールの計測位置及び前記第2計測装置の前記第2スケールの計測位置と、前記案内面とが同じである請求項7に記載の形状測定装置。
  9. 前記案内面は、第1案内面と第2案内面とをさらに備え、
    前記第1案内面及び第2案内面が前記X線源の光軸を挟んで配置される、請求項8に記載の形状測定装置。
  10. 前記X線源の発光点から前記検出器が前記X線を受光する受光面の外縁を結ぶことにより形成される面と、前記受光面とで囲まれる領域の外側に、前記第1計測装置及び第2計測装置が配置される請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  11. 被検物体にX線を照射して前記物体を通過するX線を検出することで、前記被検物体の形状を測定する形状測定装置であって、
    X線を発光点から射出するX線源と、
    前記被検物体を支持するステージと、
    前記X線源から射出され、前記被検物体を通過した透過X線の少なくとも一部を検出する検出器と、
    前記発光点と前記被検物体の距離又は前記発光点と前記検出器との少なくとも一方の距離を変えるために、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つの移動を平面である案内面で規定し、前記移動を案内する案内装置と、
    前記X線源が前記ステージに保持された前記被検物体に対してX線を照射し、前記検出器が前記被検物体を通過した透過X線を検出した結果から、前記被検物体の形状を算出する演算装置と、
    支持面に支持されるチャンバ部材であって、前記X線源、前記ステージ、前記検出器および前記移動装置を取り囲んで前記X線の外部への漏洩を抑制するチャンバ部材と、
    を備え、
    前記案内装置は、
    前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つの移動を規定する平面である第1案内面を有する第1案内装置と、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つの移動を規定する平面である第2案内面を有する第2案内装置とをさらに備え、
    前記第1案内装置と第2案内装置との間に前記透過X線が検出される領域が配置され、前記第1案内面を含み、前記第1案内面と平行な平面が前記透過X線の検出領域内に配置され、前記第2案内面を含む、前記第2案内面と平行な平面が、前記前記透過X線が検出される領域内に配置され、
    前記第1案内面と前記第2案内面は、前記X線の光軸を挟んで配置され、
    前記支持面に沿って、前記X線の光軸が配置されている形状測定装置。
  12. 前記被検物体が保持される前記ステージの保持面と直交する方向において、前記案内面を含み前記案内面と平行な平面が、前記透過X線が検出される領域内に配置される、請求項11に記載の形状測定装置。
  13. 前記第1案内面を含み前記第1案内面と平行な平面が、前記第2案内面を含む、請求項12に記載の形状測定装置。
  14. 前記第1案内面を含み前記第1案内面と平行な平面が、前記発光点と前記検出器が前記X線を受光する受光面の中心とを結ぶ軸を含む、請求項13に記載の形状測定装置。
  15. 前記第1案内装置及び第2案内装置が、前記透過X線が検出される領域の外側に配置されている、請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  16. 前記第1案内装置及び前記第2案内装置は、前記X線源、前記ステージ及び前記検出器の少なくとも一つを移動させる移動装置をそれぞれ備え、
    前記第1案内装置及び前記第2案内装置は、前記発光点と前記検出器が前記X線を受光する受光面の中心とを結ぶ軸と平行な方向での位置を読み取る計測装置をさらに備え、前記第1案内面及び第2案内面と平行な平面での前記駆動部の位置を計測する、請求項11から請求項15のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  17. 前記第1案内装置と前記第2案内装置を連結し、前記透過X線が検出される領域の外側に配置される第1部材、第2部材及び第3部材を有し、
    前記第1案内装置に連結される前記第1部材と、前記第2案内装置に連結される前記第2部材とを、前記第3部材で連結し、前記第3部材の上に前記ステージが位置する、請求項11から請求項16のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  18. 前記第1部材及び前記第2部材に沿って、前記支持面と直交する方向に移動可能な第1板状部材をさらに備え、
    前記第1板状部材の上に前記ステージが位置し、前記第1板状部材の線膨張係数とは異なる一対の第2板状部材が前記第1板状部材を挟持する、請求項17に記載の形状測定装置。
  19. 前記第1部材は、前記第1部材の長さを計測するための第1スケールを有し、
    前記第2部材は、前記第2部材の長さを計測するための第2スケールを有する、請求項17又は請求項18に記載の形状測定装置。
  20. 前記第1案内装置及び第2案内装置をそれぞれ支持する第1支持部材及び第2支持部材と、
    前記第1支持部材及び前記第2支持部材を連結する第3支持部材と、を備え、
    前記第1支持部材、前記第2支持部材及び前記3支持部材と、前記第1部材、前記第2部材及び前記第3部材とがそれぞれ対向して配置される、請求項11から請求項19のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  21. 前記ステージを、前記被検物体が支持される前記ステージの支持面と直交する方向と平行に移動させる移動機構を備える、請求項11から請求項20のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  22. 前記第1支持部材及び前記第2支持部材とを連結する第4支持部材及び第5支持部材を、前記ステージの移動方向とは交差する方向に配置する、請求項21に記載の形状測定装置。
  23. 前記第1支持部材及び前記第2支持部材は、前記X線源と前記検出器とを支持する、請求項20から請求項22のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  24. 前記第1支持部材及び前記第2支持部材は、複数の貫通孔を異なる位置に有する、請求項20から請求項23のいずれかに1項に記載の形状測定装置。
  25. 前記透過X線が検出される領域は、前記X線源の発光点から前記検出器が前記X線を受光する受光面の外縁を結ぶことにより形成される面と、前記受光面とで囲まれる領域である、請求項11から請求項24のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  26. 前記X線源が前記ステージに保持された前記被検物体に対してX線を照射し、前記検出器が前記被検物体を通過した透過X線を検出した結果から、前記被検物体の形状を算出する演算装置を有する、請求項11から請求項25のいずれか1項に記載の形状測定装置。
  27. 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製し、
    作製された前記構造物を前記被検物体として、作製された前記構造物の形状を請求項1から請求項26のいずれか1項に記載の形状測定装置を用いて計測し、
    前記計測によって得られた形状情報と、前記設計情報とを比較する、構造物の製造方法。
  28. 形状情報と、前記設計情報とを比較した比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を実行する、請求項27に記載の構造物の製造方法。
  29. 前記再加工は、前記設計情報に基づいて前記構造物を再び作製する、請求項28に記載の構造物の製造方法。
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