JP6195140B1

JP6195140B1 - Ｘ線回折測定装置

Info

Publication number: JP6195140B1
Application number: JP2016144002A
Authority: JP
Inventors: 洋一丸山
Original assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Current assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2017-09-13
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: JP2018013437A

Abstract

【課題】従来は明瞭な回折環を得ることができなかった測定対象物でも、明瞭な回折環を得ることができるＸ線回折測定装置を提供する。【解決手段】複数の回転軸を有する揺動機構１１０によりＸ線回折測定装置の筐体５０を揺動させながらＸ線を測定対象物ＯＢに照射して回折環を撮像し、回折環の形状を検出する。揺動機構１１０による揺動は、Ｘ線の光軸を法線とする垂直平面にＸ線出射点を投影して見たとき、Ｘ線出射点が規則的に移動するとともに移動領域を分割したそれぞれの領域におけるＸ線出射点の存在割合が均等になるように行う。【選択図】図３

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線出射器及び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。また、Ｘ線出射器から出射されるＸ線と同一光軸の平行なＬＥＤ光を照射し、照射箇所をカメラ撮影する機能を備えており、測定対象物の該筐体に対する位置と姿勢を変化させ、カメラの撮影画像上におけるＬＥＤ光の照射点が適切な位置になるよう調整することで、Ｘ線照射点からイメージングプレートまでの距離を設定値通りにすることができるようになっている。そして、測定対象物の位置と姿勢を調整した後、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。

しかし、このようなＸ線回折測定装置を用いて測定対象物の残留応力を測定するとき、測定対象物が微小量しかなかったり、結晶粒が大きかったりすると明瞭な回折環が検出されない場合がある。具体的には、検出される回折環が不連続になったり、回折環の半径方向のＸ線強度分布が正規分布状にならない場合がある。このような場合でも、例えば以下の特許文献２に示されているように、照射されるＸ線の光軸に対して測定対象物を複数の方向に揺動させながらＸ線照射を行って回折環を検出するようにすると、通常の方法では明瞭な回折環が得られない場合であっても、明瞭な回折環を得ることができる。この方法を特許文献１に示されている装置に適用するには、対象物セット装置の２つのゴニオメータを電動式にし、２つのゴニオメータの回転軸がステージ表面よりやや上の位置で交差するようにし、測定対象物の測定箇所をこの交差位置に合うよう調整した後、２つのゴニオメータを往復移動させながら回折環を撮像するようにすればよい。

特開２０１４−９８６７７号公報特開２０１３−８８１１３号公報

しかしながら、発明者は様々な測定対象物を複数の方向に揺動させながらＸ線を照射して回折環を検出した結果、そのようにしても明瞭な回折環が得にくいケースが多くあることがわかった。また、測定対象物が様々な形状を有する場合、測定箇所を複数の揺動の回転軸が交差する箇所（以下、揺動回転軸交差点という）に合わせるよう調整するのは困難で、多大な時間を要するという問題もあることがわかった。

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、測定対象物をＸ線の光軸に対して複数の方向に揺動させながら測定対象物に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回折環の形状を検出するＸ線回折測定装置において、これまで明瞭な回折環を得ることができなかった測定対象物でも明瞭な回折環を得ることができ、測定対象物が様々な形状を有していても、測定箇所を揺動回転軸交差点に容易に合わせることができる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線が照射された際、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、Ｘ線出射器と回折環形成検出手段とを内部に配置した筐体と、筐体を測定対象物に対して相対的に複数の回転軸で揺動させる揺動手段であって、複数の回転軸が１点で交差する揺動手段と、複数の回転軸が交差する点がＸ線出射器から出射されるＸ線が測定対象物に照射される点になるよう、筐体の測定対象物に対する相対的位置を設定する位置設定手段とを備えたＸ線回折測定装置において、揺動手段による揺動がされないときのＸ線出射器から出射されるＸ線の光軸を法線とする測定対象物のＸ線照射点を含む垂直平面を基準にし、揺動手段による揺動がされたときのＸ線出射器のＸ線出射点を垂直平面に投影して見たとき、Ｘ線出射点が規則的に移動するとともに移動領域を分割したそれぞれの領域におけるＸ線出射点の存在割合が均等になるよう揺動手段を制御する制御手段を備えるようにしたことにある。

これによれば、位置設定手段により、Ｘ線出射器から出射されるＸ線が測定対象物に照射される点が揺動回転軸交差点になるようにした後、Ｘ線出射器からＸ線を出射して回折環形成検出手段により形成される回折環の形状を検出する。そして、Ｘ線出射器からＸ線を出射する際、揺動手段によりＸ線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して相対的に複数の回転軸で揺動させる。ここまでは先行技術と同じであるが、この揺動手段を制御手段により制御し、揺動がされたときのＸ線出射器のＸ線出射点を、揺動がされないときのＸ線出射器から出射されるＸ線の光軸を法線とする測定対象物のＸ線照射点を含む面である垂直平面を基準にして垂直平面に投影して見たとき、規則的に移動するとともに移動領域を分割したそれぞれの領域におけるＸ線出射点の存在割合が均等になるようにする。発明者はこのようにすると、先行技術のように単に複数の方向に揺動させながらＸ線を照射した場合に比べ、回折環がより明瞭になることを見出した。よって、これによれば、これまで明瞭な回折環を得ることができなかった測定対象物でも明瞭な回折環を得ることができるようになる。

また、垂直平面に投影して見たＸ線出射点を、規則的に移動するとともに移動領域を分割したそれぞれの領域におけるＸ線出射点の存在割合が均等になるようにするには、揺動手段は、回転軸が互いに略直交する第１の揺動手段と第２の揺動手段を有し、制御手段は、Ｘ線出射点を垂直平面に投影して見たときジグザグに規則的に移動するよう、第１の揺動手段の揺動の周期と第２の揺動手段の揺動の周期の一方をもう一方で除算した値が２の倍数になるよう揺動手段を制御するようにするとよい。

これによれば、第１の揺動手段の揺動の周期と第２の揺動手段の揺動の周期との比を２の倍数になるようにし、第１の揺動手段と第２の揺動手段の揺動開始点をＸ線出射点の移動がジグザグになるよう適切な位置（例えば揺動の中心点）にするのみであるので、制御が容易である。また、発明者は、Ｘ線出射点がジグザグに移動する回数を増やすほど、Ｘ線出射点の移動領域において、Ｘ線出射点の存在割合が均等になるそれぞれの領域の面積は小さくなり、より明瞭な回折環を得ることができることを見出した。よって、Ｘ線出射点のジグザグに移動する回数を増やせば、これまで明瞭な回折環を得ることができなかった測定対象物でも明瞭な回折環を得ることができるようになる。なお、発明者は、Ｘ線出射点のジグザグに移動する回数に対する回折環の明瞭度合の変化は漸近的であり、ある値以上は殆ど増加しないことも見出した。よって、Ｘ線出射点のジグザグに移動する回数は、該回数をこれ以上増やしても回折環の明瞭の度合が緩やかにしか変化しない値で決めるようにするとよい。

また、本発明の他の特徴は、揺動手段は筐体に連結された揺動機構により揺動を行う手段であって、位置設定手段は、測定対象物の筐体に対する相対的位置を変化させる位置変化手段と、Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像する結像レンズ、及び結像レンズによって結像された画像を撮像する撮像器を有し、撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、カメラから出力される撮像信号を入力して、撮像器によって撮像された画像を画面上に表示する表示器であって、測定対象物における可視光の照射点が揺動手段の複数の回転軸が交差する点と合致するとき、撮像器によって撮像される照射点の画像上の位置を照射点基準位置として、撮像信号により表示される画像とは独立して画面上に表示する表示器とを備えるようにしたことにある。

これによれば、可視光出射器からＸ線と光軸が同一の平行光である可視光を出射させて、カメラにより可視光の照射点を含む領域の測定対象物を撮影させ、表示器にカメラの撮影画像を表示させた上で、位置変化手段により測定対象物の筐体に対する相対的位置を変化させ、表示器の照射点基準位置に可視光の照射点が合致する位置にすれば、測定対象物のＸ線照射点（測定箇所）と揺動手段の複数の回転軸が交差する点（揺動回転軸交差点）とを一致させることができる。すなわち、従来よりも容易に、測定箇所と揺動回転軸交差点とを一致させることができ、測定前の調整時間を大幅に短縮することができる。

また、本発明の他の特徴は、筐体はＸ線出射器から出射されるＸ線の光軸に平行かつＸ線出射器の長軸方向に平行な２つの面を有し、揺動機構は重ねられた２つのゴニオステージであり、２つのゴニオステージは、揺動がされないときの２つの回転軸を含む平面が筐体の２つの面と４０〜６０度の角度範囲で交差するとともに、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸が２つの回転軸を含む平面と筐体の２つの面とが交差するラインの方向に略垂直となるように、筐体を連結しているようにしたことにある。

これによれば、Ｘ線回折測定装置の筐体に対して出射Ｘ線の出射方向の反対方向側に揺動機構を設けた場合に比べ、装置をコンパクトにすることができるとともに揺動機構を小型にして装置のコストを抑制することができる。すなわち、Ｘ線回折測定装置の筐体に対して出射Ｘ線の出射方向の反対方向側に揺動機構を設けると、測定対象物から揺動機構までの距離が長くなり装置が大型化する。また、揺動機構から揺動回転軸交差点までの距離が大きくなるので揺動機構を大型にする必要があり、装置のコストがアップする。しかし、本発明のようにすれば、測定対象物から揺動機構までの距離を短くできるので装置をコンパクトにすることができる。また、揺動機構から揺動回転軸交差点までの距離を短くできるので揺動機構を小型にすることができる。なお、揺動機構である２つのゴニオステージの２つの回転軸が含まれる平面に対し、出射Ｘ線の光軸は垂直ではなく、ある角度を有することになるが、Ｘ線出射点のジグザグ移動のラインの直線からのずれは僅かであり、殆ど直線移動と見なすことができる。Ｘ線出射点のジグザグ移動のラインは、発明を実施するための形態で詳細に説明する。

また、本発明の他の特徴は、２つのゴニオステージが回転可能に連結された回転ステージと、回転ステージを回転軸周りに揺動させるステージ揺動手段とを備え、回転ステージの回転軸は、ゴニオステージの２つの回転軸が交差する点を含み、制御手段は、揺動手段を制御する際、揺動手段による揺動の周期よりも短い周期でステージ揺動手段による揺動がされるようステージ揺動手段を制御するようにしたことにある。

これによれば、回転ステージによる揺動を２つのゴニオステージによる揺動に加え、回転ステージによる揺動を２つのゴニオステージによる揺動の周期より充分短い周期で行うようにすれば、２つのゴニオステージによるＸ線出射点のジグザグ移動の１つ１つのラインがジグザグになり、Ｘ線出射点の移動領域において、Ｘ線出射点の存在割合が均等になるそれぞれの領域の面積はさらに小さくなり、さらに明瞭な回折環を得ることができるようになる。

また、本発明の他の特徴は、測定対象物を載置する試料ステージと、試料ステージを試料ステージの平面に平行で互いに略直交する２方向に往復移動する移動手段とを備え、制御手段は、揺動手段を制御する際、揺動手段による揺動の周期よりも短い周期で移動手段による往復移動がされるよう移動手段を制御するようにしたことにある。

これによれば、Ｘ線回折測定装置の筐体を測定対象物に対して相対的に複数の回転軸で揺動させて測定対象物に対するＸ線の照射方向を変化させるとともに、測定対象物におけるＸ線の照射点を微小範囲内で変化させながらＸ線を照射することができ、さらに明瞭な回折環を得ることができるようになる。発明者は明瞭な回折環が得られない場合、Ｘ線の照射点を２方向の往復移動により微小範囲内で変化させながらＸ線を照射しても、明瞭な回折環を得ることができることを見出した。よって、揺動の周期よりも充分短い周期で移動手段による往復移動を行うことでＸ線の照射点を微小範囲内で変化させ、測定対象物に対するＸ線の照射方向のそれぞれにおいて、Ｘ線の照射点が微小範囲内で変化しているようにすれば、揺動のみを行ったときよりもより明瞭な回折環を得ることができるようになる。

本発明の実施形態に係るＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムを示す全体概略図である。図１のＸ線回折測定装置と揺動機構の拡大図である。図１のＸ線回折測定システムをＸ線回折測定装置の正面から見た時の外観図である。図１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。図１のＸ線回折測定システムを用いて測定対象物の残留応力測定を行うときの工程図である。Ｘ線回折測定装置を揺動させながらＸ線照射を行う時の出射口投影点の移動の仕方を示した図である。Ｘ線回折測定装置を揺動させながらＸ線照射を行うときの、微小時間ごとの出射口投影点の位置を計算して示した図である。図７に示すように出射口投影点を移動させてＸ線照射を行ったときの、出射口投影点のジグザグ移動の間隔と回折環の明瞭度合との関係を示す図である。回折環の明瞭度合として用いるｃｏｓα線図における打点のばらつきを示す図である図７に示す出射口投影点の移動を起こす揺動に回転ステージによる揺動を加えたときの、微小時間ごとの出射口投影点の位置を計算して示した図である。

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５を用いて説明する。図１は、Ｘ線回折測定システムの全体概略図であり、図２はＸ線回折測定システムにおけるＸ線回折測定装置と揺動機構の拡大図であり、図３はＸ線回折測定システムをＸ線回折測定装置の正面から見た時の外観図である。また、図４と図５はＸ線回折測定装置の一部の拡大図である。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１に示されているＸ線回折測定システムと異なっている点は、Ｘ線回折測定装置の筐体５０が揺動機構１１０に連結され、揺動機構１１０が回転機構１２０に連結されている点、Ｘ線回折測定装置の筐体５０の側面壁が上側面壁、中側面壁、下側面壁の３つの平面壁から形成されている点、Ｘ線回折測定装置の筐体５０の前面壁、後面壁を測定対象物ＯＢの表面と垂直にし、中側面壁を測定対象物ＯＢの表面と所定の角度を成すようにしてＸ線を出射する点、及びＸ線を出射して回折環を撮像する際、揺動機構１１０によりＸ線回折測定装置の筐体５０を揺動させる点である。よって、特許文献１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。

図１及び図２に示すように、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、揺動機構１１０によりＸ線回折測定装置の筐体５０を揺動させながらＸ線を照射してＸ線回折測定を行うものである。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線回折測定装置の筐体５０に対して測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整するものである。揺動機構１１０はＸ線回折測定装置の筐体５０を異なる２方向に揺動させ、測定対象物ＯＢに対してＸ線を照射する間、Ｘ線の照射方向を変化させるものである。なお、図１及び図２においては、揺動機構１１０とＸ線回折測定装置の筐体５０の位置は連結状態のみを示しており、本来の配置関係は図３に示すようになっている。Ｘ線回折測定は様々な金属において行うことができるが、本実施形態では、測定対象物ＯＢは鉄製の部材とする。

図１乃至図３に示すように、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、揺動機構１１０、回転機構１２０、固定台１３０、対象物セット装置６０、コンピュータ装置１００及び高電圧電源１０５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。

Ｘ線回折測定装置の筐体５０は、図２の断面で見ると直方体の前方の一部を切り取ったような形状であるが、図３の正面から見た外観図が示すように上面と下面の間に３つの側面が存在し、八角柱を横にし、前方の一部を切り取ったような形状である。以後、筐体５０の上面を上面壁５０ｆ、下面を底面壁５０ａ、図３の正面側を向く面を前面壁５０ｂ、前面壁５０ｂの反対側の面を後面壁５０ｅという。また、上面壁５０ｆと底面壁５０ａの間にある３つの側面を上側面壁５０ｇ３、中側面壁５０ｇ２、下側面壁５０ｇ１という。そして、Ｘ線回折測定装置の筐体５０には、正面から見て右側と左側の中側面壁５０ｇ２、下側面壁５０ｇ１が交差するライン２つに合わせて、前面壁５０ｂから切り取ったときに形成される面があり、この面を切欠き部壁５０ｃという。切欠き部壁５０ｃは底面壁５０ａに平行な上面と垂直な横面とがある。また、筐体５０には、切欠き部壁５０ｃ０の上面の途中から中側面壁５０ｇ２に垂直で底面壁５０ａと所定の角度を成すように前面壁５０ｂ側に向けて切り取ったときに形成される面があり、この面を繋ぎ壁５０ｄという。繋ぎ壁５０ｄが底面壁５０ａと成す角度は例えば３０〜４５度であり、本実施形態では３０度にされている。中側面壁５０ｇ２と下側面壁５０ｇ１が成す角度および中側面壁５０ｇ２と上側面壁５０ｇ３が成す角度も例えば３０〜４５度であり、本実施形態では中側面壁５０ｇ２と下側面壁５０ｇ１が成す角度は４５度、中側面壁５０ｇ２と上側面壁５０ｇ３が成す角度は３０度にされている。中側面壁５０ｇ２と下側面壁５０ｇ１が所定の角度を有することにより、大きいＬ字状物体の２つの面が交差する箇所をＸ線回折測定する際、後述する対象物セット装置６０によりＬ字状物体の２つの面に対する２つの下側面壁５０ｇ１の角度をほぼ平行にすることで、筐体５０にＬ字状物体が当たらないようにすることができる。また、中側面壁５０ｇ２と上側面壁５０ｇ３が所定の角度を成すことにより、後述するＸ軸周り駆動ステージ１１５と連結板１１８に対し上面壁５０ｆが所定の角度を成すように、筐体５０を揺動機構１１０に連結させることができる。

以降の説明において、上面壁５０ｆ、底面壁５０ａ、上側面壁５０ｇ３、中側面壁５０ｇ２及び下側面壁５０ｇ１に平行な方向をＹ軸方向、固定台１３０及び対象物セット装置６０が置かれる面においてＹ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向、及びＸ軸方向、Ｙ軸方向に垂直な方向をＺ軸方向とする。この方向は図２及び図３に座標軸で示されている方向である。

揺動機構１１０は，２つのゴニオステージを重ね上面を下側に向けたステージ機構部とステージ機構部の上面とＸ線回折測定装置の筐体５０を連結させる連結体部からなる。ステージ機構部の上側のゴニオステージは固定ステージ１１１とＹ軸周り駆動ステージ１１２とモータ１１３から構成され、モータ１１３が回転駆動することにより固定ステージ１１１に対しＹ軸周り駆動ステージ１１２が成す角度が変化する。すなわち、Ｙ軸周り駆動ステージ１１２はＹ軸方向に平行な回転軸を中心に設定された範囲だけ回転することができる。そして、モータ１１３の正回転と逆回転を交互に行うことにより、Ｘ線回折測定装置の筐体５０はＹ軸方向に平行な回転軸周りに揺動する。以後、この揺動をＹ軸周り揺動という。ステージ機構部の下側のゴニオステージは固定ステージ１１４とＸ軸周り駆動ステージ１１５とモータ１１６から構成され、モータ１１６が回転駆動することにより固定ステージ１１４に対しＸ軸周り駆動ステージ１１５が成す角度が変化する。すなわち、Ｘ軸周り駆動ステージ１１５はＸＺ平面に平行でＸ軸方向と所定の角度を成す回転軸を中心に設定された範囲だけ回転することができる。そして、モータ１１５の正回転と逆回転を交互に行うことにより、Ｘ線回折測定装置の筐体５０はＸＺ平面に平行でＸ軸方向と所定の角度を成す回転軸周りに揺動する。以後、この揺動をＸ軸周り揺動という。なお、Ｘ軸周り駆動ステージ１１５の回転軸は、Ｙ軸周り駆動ステージ１１２が駆動するとＹ軸方向周りに変化するが、Ｙ軸周り駆動ステージ１１２が駆動していないとき（固定ステージ１１１に対する回転角度０度のとき）、Ｘ軸周り駆動ステージ１１５の回転軸がＸ軸方向と成す角度は例えば１０〜２０度であり、本実施形態では１５度にされている。言い換えれば、Ｙ軸周り駆動ステージ１１２が駆動していないとき、Ｘ軸周り駆動ステージ１１５の上面がＸＹ平面（固定台１３０を水平な面に置けば水平面）と成す角度は例えば１０〜２０度であり、本実施形態では１５度にされている。また、Ｙ軸周り駆動ステージ１１２の回転軸とＸ軸周り駆動ステージ１１５の回転軸は１点で交差するようになっている。この点が上述した揺動回転軸交差点であり、揺動回転軸交差点がＸ線回折測定装置から出射するＸ線の光軸上になるようＸ軸周り駆動ステージ１１５の上面とＸ線回折測定装置の筐体５０が連結体部により連結されている。なお、Ｘ軸周り駆動ステージ１１５の回転軸はＸ軸と平行ではなく、Ｘ軸方向と例えば１０〜２０度、本実施形態では１５度の角度を成しているが、Ｘ軸方向に近い回転軸であるためＸ軸周り、としている。

揺動機構１１０の連結体部は、平板連結体１１８、角度付連結体１１７及び側面壁連結体１１９から構成されている。平板連結体１１８は長方形状の平板であり、Ｘ線回折測定装置の正面側から見ると左側がＸ軸周り駆動ステージ１１５の上面にネジ止めにより固定され、右側が角度付連結体１１７をネジ止めにより固定している。角度付連結体１１７はＸ線回折測定装置の正面側から見ると右側が直角で左側が所定の角度にされた台形状の２枚の平板であり、左側の側面が平板連結体１１８にネジ止めにより固定され、左側の側面が側面壁連結体１１９をネジ止めにより固定している。正面側から見て角度付連結体１１７の左側の角度は例えば４０〜６０度であり、本実施形態では４５度になっている。なお、２つの角度付連結体１１７は同じ大きさであり、図３では奥側の角度付連結体１１７は前側の角度付連結体１１７に隠れて見えなくなっている。側面壁連結体１１９は長方形状の平板であり、Ｘ線回折測定装置の正面側から見ると上側が角度付連結体１１７にネジ止めにより固定され、下側がＸ線回折測定装置の筐体５０の中側面壁５０ｇ２をネジ止めにより固定している。この連結により、Ｘ線回折測定装置の筐体５０の中側面壁５０ｇ２がＸＹ平面と交差するラインはＹ軸方向と平行で、中側面壁５０ｇ２がＸＹ平面と成す角度は上述した各角度から４０〜７０度になる。なお、本実施形態では中側面壁５０ｇ２がＸＹ平面と成す角度は上述した各角度から６０度になる。また、この連結により、揺動機構１１０のステージ機構部のＸ軸周り揺動とＹ軸周り揺動が、Ｘ線回折測定装置の筐体５０のＸ軸周り揺動とＹ軸周り揺動になる。そして、対象物セット装置６０により測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整して、揺動回転軸交差点を測定対象物ＯＢにＸ線が照射される点にすれば、このＸ軸周り揺動とＹ軸周り揺動により測定対象物ＯＢの測定点を変動させず、測定対象物ＯＢに対するＸ線の照射方向を変化させることができる。

揺動機構１１０のステージ機構部のモータ１１３は、Ｙ軸周り揺動モータ制御回路９０から入力する駆動信号により回転駆動する。Ｙ軸周り揺動モータ制御回路９０は、コンピュータ装置１００を構成するコントローラ１０１から回転角度の上限値と下限値及び回転速度が入力すると、入力した回転角度の上限値と下限値及び回転速度を記憶する。そして、コントローラ１０１から揺動開始の指令が入力すると、記憶されている回転角度の上限値と下限値の間を記憶されている回転速度でモータ１１３が正回転と逆回転を繰り返し行うよう、駆動信号を出力する。Ｙ軸周り揺動モータ制御回路９０がモータ１１３に出力する駆動信号を正回転から逆回転又はこの反対に切り替えるのは、Ｙ軸周り回転角度検出回路９１から設定された短い時間間隔で回転角度のデジタルデータを入力し続け、入力した回転角度が記憶された回転角度の上限値または下限値に達したタイミングで行う。また、モータ１１３が記憶されている回転速度で回転するよう行う制御は、モータ１１３内に組み込まれたエンコーダ１１３ａが出力するパルス信号の所定時間当たりのパルス数が記憶されている回転速度に相当するパルス数になるよう駆動信号の強度を制御することで行う。エンコーダ１１３ａはモータ１１３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出力する。このパルス列信号は位相がπ／２ずれた２つの信号があり、どちらの信号の位相が進んでいるかにより回転方向を判別することができる。

また、Ｙ軸周り揺動モータ制御回路９０は、コントローラ１０１から回転角度の設定値が入力すると、Ｙ軸周り回転角度検出回路９１から入力する回転角度がコントローラ１０１から入力した回転回転角度になるまで、モータ１１３に駆動信号を出力する。コントローラ１０１からＹ軸周り揺動モータ制御回路９０への出力は、作業者が入力装置１０２から入力した値および、入力した指令に基づいて行われる。この点は後程詳細に説明する。

Ｙ軸周り回転角度検出回路９１は、エンコーダ１１３ａから入力するパルス列信号のパルス数をカウントし、モータ１１３の回転方向に応じてカウントアップまたはカウントダウンさせて積算カウント値とし、積算カウント値から回転角度を計算してモータ制御回路８８とコントローラ１０１に出力する。回転角度が０となる位置は、Ｘ線回折測定装置の正面側から見て固定ステージ１１１とＹ軸周り駆動ステージ１１２の左右の側面が１つの平面内にある位置であり、言い換えるとＹ軸周り駆動ステージ１１２が正側と負側の駆動限界位置の中間にある位置である。Ｙ軸周り回転角度検出回路９１が回転角度０の位置で積算カウント値を０に設定するのは、Ｘ線回折測定装置に電源を投入したときコントローラ１０１からの指令により次の作動がされることにより行われる。電源の投入時において、コントローラ１０１はＹ軸周り揺動モータ制御回路９０とＹ軸周り回転角度検出回路９１に回転角度０の設定を指令する信号を出力し、この指令が入力すると、Ｙ軸周り揺動モータ制御回路９０はＹ軸周り駆動ステージ１１２が図３において左周りに回転する駆動信号を出力し、Ｙ軸周り回転角度検出回路９１は、エンコーダ１１３ａから入力するパルス列信号のパルス数をカウントする。そして、Ｙ軸周り回転角度検出回路９１は、パルス列信号のパルス数がカウントされなくなると、積算カウント値をリセットして０にし、駆動限界位置を意味する信号をＹ軸周り揺動モータ制御回路９０に出力する。Ｙ軸周り揺動モータ制御回路９０は駆動限界位置を意味する信号が入力すると、モータ１１３の回転方向を逆にする駆動信号を出力し、Ｙ軸周り回転角度検出回路９１から入力する回転角度が予め記憶されている回転角度になったとき駆動信号の出力を停止する。そして、Ｙ軸周り回転角度検出回路９１はパルス列信号のパルス数がカウントされなくなると、再び積算カウント値をリセットして０にする。

揺動機構１１０のステージ機構部のモータ１１６のＸ軸周り揺動モータ制御回路８８及びＸ軸周り回転角度検出回路８９による制御は、上述したモータ１１３のＹ軸周り揺動モータ制御回路９０及びＹ軸周り回転角度検出回路９１による制御と同一である。すなわち、モータ１１６は設定された回転角度の上限値と下限値の間を設定された回転速度で正回転と逆回転を繰り返し行う制御と、コントローラ１０１から入力した回転角度になるまで回転する制御が行われる。また、Ｘ軸周りの回転角度が０となる位置は、Ｘ線回折測定装置の正面側から見て固定ステージ１１４とＸ軸周り駆動ステージ１１５の前後の側面が１つの平面内にある位置であり、Ｘ軸周り駆動ステージ１１５が正側と負側の駆動限界位置の中間にある位置である。そして、Ｘ軸周り回転角度検出回路８９が回転角度０の位置で積算カウント値を０に設定するのは、上述したＹ軸周り回転角度検出回路９１の場合と同様、Ｘ線回折測定装置に電源を投入したときコントローラ１０１からの指令により行われる。

揺動機構１１０のステージ機構部の固定ステージ１１１は、Ｙ軸周り駆動ステージ１１２と迎合する側の反対側が三角状連結体１２３の下面にネジ止めにより固定されており、三角状連結体１２３の上面は回転機構１２０の回転ステージ１２１の表面にネジ止めにより固定されている。三角状連結体１２３は、直角三角形の上面と下面を有する角柱であり、Ｘ線回折測定装置の正面側から見て、直角三角形が逆さになるよう回転ステージ１２１に固定されており、回転ステージ１２１に接している面と固定ステージ１１１に接している面とが成す角度は１０〜２０度であり、本実施形態では１５度になっている。回転機構１２０は、操作子１２２を手動で回すことにより回転ステージ１２１が回転する構造になっており、回転ステージ１２１の回転軸は揺動回転軸交差点を通るように三角状連結体１２３を介して固定ステージ１１１と回転ステージ１２１が連結されている。よって、対象物セット装置６０により、測定対象物ＯＢのＸ線照射点を揺動回転軸交差点に合致するよう測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整すれば、回転ステージ１２１を回転させることで測定対象物ＯＢにおけるＸ線の入射方向を、Ｘ線照射点を動かすことなく調整することができる。

回転機構１２０は、固定台１３０の平板１３１に回転ステージ１２１がＸＹ平面（固定台１３０を置く箇所の平面）と平行になるようにネジ止めにより固定されている。固定台１３０は４つの支柱１３２と平板１３１を有するテーブル状の構造のものであり、手で持って運搬することができるものであり、揺動機構１１０と回転機構１２０に連結されたＸ線回折測定装置を希望する場所に運搬することができる。

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３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。なお、対象物セット装置６０は、ステージ６１がＸＹ平面（固定台１３０を置く箇所の平面）と平行な２軸方向に移動し、ＸＹ平面に平行な２軸周りに回転することができれば、測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することは可能であるので、図３に示すように移動方向と回転軸がＸ、Ｙ軸に平行になるように置かれていなくてもよい。

Ｘ線出射器１０は、図１乃至図２に示すように筐体５０内の上部にて図示左右方向、すなわちＹ軸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。正確には図３に示すように、ＸＺ平面に平行で、Ｚ軸と例えば２０〜５０度、本実施形態では３０度の角度を成す方向に出射する。言い換えると、Ｘ線はＸ線回折測定装置の筐体５０の上面壁５０ｆ、底面壁５０ａ及び切欠き部壁５０ｃの上面に垂直で、中側面壁５０ｇ２、前面壁５０ｂ、前面壁５０ｂ及び切欠き部壁５０ｃの横面に平行な方向に出射される。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、図２及び図４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４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の各半径位置ごとにあるためラインであり、以後このラインを回転基準位置のラインという。

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。

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における回転基準位置のラインとが含まれる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−ＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＬｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）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、図４及び図５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５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５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４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。

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の横面には結像レンズ４８が設けられ、筐体５０内部には撮像器４９が設けられている。撮像器４９は、ＣＣＤ受光器又はＣＭＯＳ受光器で構成され、各撮像素子ごとの受光強度に相当する強度の信号をセンサ信号取出回路８７に出力する。結像レンズ４８及び撮像器４９は、イメージングプレート１５に対して設定された位置にある測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の照射点を中心とした領域の画像を撮像するデジタルカメラとして機能する。イメージングプレート１５に対して設定された位置とは、測定対象物ＯＢにおけるＸ線及びＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの垂直距離が、予め決められた設定値Ｌ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、該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、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面に含まれるとともに、この光軸と測定対象物ＯＢに照射されるＸ線及びＬＥＤ光の光軸が交わる点は、揺動回転軸交差点であるように調整されている。揺動回転軸交差点は、イメージングプレート１５からの垂直距離が予め決められた設定値ＬとなるＸ線及びＬＥＤ光の光軸上の点と一致している。測定対象物ＯＢに照射されるＬＥＤ光は平行光であるので、照射点において、ＬＥＤ光は散乱光と、略平行光のまま反射する反射光を発生させるが、散乱光のうち結像レンズ４８に入射した光は撮像器４９の位置で結像して照射点の画像となる。ＬＥＤ光の照射点がイメージングプレート１５に対して設定された位置にあるとき、結像レンズ４８に入射する散乱光の光軸は結像レンズ４８の光軸と一致するため、照射点の画像は結像レンズ４８の光軸が撮臓器４９と交差する所定の位置に生じる。よって、撮影画像におけるＬＥＤ光の照射点が撮影画像上の所定の位置に生じるよう、対象物セット装置６０により測定対象物ＯＢの位置を調整すれば、Ｘ線及びＬＥＤ光の照射点を揺動回転軸交差点と合致させ、また、Ｘ線及びＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの距離を設定値Ｌにすることができる。

また、上述した連結板１１８は、その下面にＸ線及びＬＥＤ光の照射点が揺動回転軸交差点と合致し、Ｘ線及びＬＥＤ光の測定対象物ＯＢに対する入射角度が設定値であり、Ｘ線及びＬＥＤ光の照射点における測定対象物ＯＢの法線がＺ軸方向と平行であるとき、ＬＥＤ光照射点で発生した反射光が受光する位置が十字マークの交差点で描かれている。よって、撮影画像におけるＬＥＤ光の照射点が撮影画像上の所定の位置に生じ、ＬＥＤ光の反射光の受光位置が連結板１１８の下面に描かれた十字マークの交差点に合致するよう、対象物セット装置６０により測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することで、Ｘ線及びＬＥＤ光の照射点を揺動回転軸交差点と合致させるとともに、測定対象物ＯＢに対するＸ線及びＬＥＤ光の入射角を設定値にすることができる。

コンピュータ装置１００は、コントローラ１０１、入力装置１０２及び表示装置１０３からなる。コントローラ１０１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１０２は、コントローラ１０１に接続されて、作業者により、各種パラメータ、作動指令などの入力のために利用される。表示装置１０３は、表示画面上に撮像器４９によって撮像された照射点を含む画像に加えて、ＬＥＤ光の照射点を合致させるべき位置を示すマークも表示される。さらに、表示装置１０３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１０５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線回折測定装置の揺動条件を設定し、Ｘ線回折測定装置の位置と姿勢を調整したうえで、測定対象物ＯＢの残留応力を測定するためのＸ線回折測定を行う具体的方法について説明する。まず、作業者はＸ線回折測定システムに電源を投入し、対象物セット装置６０をＸ線回折測定装置の下の適切な位置設置する。次に対象物セット装置６０のステージ６１に残留応力の測定をする測定対象物ＯＢを載置し、操作子６７ａ，６８ａを操作して、おおよそでＸ線回折測定装置から出射されるＸ線が測定対象物ＯＢの測定箇所に目的の方向から照射されるとともに、Ｘ線照射点からイメージングプレート１５までの距離が設定値Ｌ付近になるようにする、すなわち、Ｘ線照射点が揺動回転軸交差点付近になるようにする。この後、Ｘ線回折測定は、図６に示されるように、位置姿勢調整工程Ｓ１、揺動条件設定工程Ｓ２、回折環撮像工程Ｓ３、回折環読取り工程Ｓ４、回折環消去工程Ｓ５及び残留応力計算工程Ｓ６が行われることで実施される。なお、各工程において、先行技術文献の特許文献１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、入力装置１０２から位置姿勢の調整を行うことを入力すると、コントローラ１０１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、図２及び図４の状態）に移動させ、モータ４６を駆動させてプレート４５をＡ位置まで回転させ、ＬＥＤ光源４４を点灯させる。これにより平行光であるＬＥＤ光が筐体５０の円形孔５０ｃ１から外部へ出射され、測定対象物ＯＢの測定箇所付近に照射される。さらに、コントローラ１０１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１０１に出力させ、この撮像信号から作成したＬＥＤ光の照射位置近傍の画像を表示装置１０３に表示させる。このとき、表示される画像には、撮像信号によって表示される画像とは独立して、結像レンズ４８の光軸が撮像器４９と交差する位置に相当する撮影画像上の位置に、十字マークが表示される。

この場合、十字マークのクロス点は表示装置１０３の画面の中心に位置し、この位置はＸ線及びＬＥＤ光の照射点が揺動回転軸交差点であるときに、照射点が撮像される位置である。また、十字マークの縦方向のラインは、出射Ｘ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面が撮臓器４９と交差するラインに相当し、言い換えると出射Ｘ線の光軸を撮臓器４９に投影させたラインである。

また、このとき連結板１１８の下面には測定対象物ＯＢで反射したＬＥＤ光が受光され、受光点が生じる。作業者は、表示装置１０３に表示される画像を見るとともに、連結板１１８の下面を見ながら、対象物セット装置６０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、画面上におけるＬＥＤ光の照射点が測定対象物ＯＢの目的とする測定箇所になるとともに十字マークのクロス点と合致し、連結板１１８の下面の受光点が連結板１１８の下面に描かれた十字マークのクロス点と合致するようにする。これにより、出射Ｘ線は測定対象物ＯＢの目的とする測定箇所に照射され、Ｘ線照射点は揺動回転軸交差点に合致するとともにＸ線照射点からイメージングプレート１５までの距離は設定値Ｌになり、測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角は設定値になる。なお、連結板１１８の下面を見るのが困難であるときは、固定台１３０を置いた平面の適切な箇所にミラーを置き、ミラーを介して連結板１１８の下面を見ることができるようにすればよい。

次に、測定対象物ＯＢに投影した出射Ｘ線の光軸の方向（残留垂直応力の測定方向）が希望する方向になっていないときは、回転機構１２０の操作子１２２を回転させ、回転テーブル１２１の回転軸周りにＸ線回折測定装置の筐体５０及び揺動機構１１０を回転させて適切な位置にする。この回転にともない図３に示したＸ，Ｙ，Ｚ軸の座標軸、後述するＸ’，Ｙ，Ｚ’軸の座標軸も同様に回転し、座標軸とＸ線回折測定装置の筐体５０及び揺動機構１１０の位置関係は変わらないとする。

作業者は、測定対象物ＯＢの位置と姿勢の調整が完了すると、入力装置１０２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１０１は、各回路に指令を出力し、ＬＥＤ光源４４を消灯させ、撮像信号の出力を停止させ、モータ４６を駆動させてプレート４５をＢ位置まで回転させる。これにより、Ｘ線出射器１０からの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。なお、本実施形態では、この状態において出射Ｘ線の測定対象物ＯＢへの入射角度は３０度となるが、入射角度を別の角度Θｉにしたいときは、作業者は入力装置１０２からＹ軸周りの回転角度として（Θｉ−３０度）を入力する。これによりコントローラ１０１はＹ軸周り揺動モータ制御回路９０に回転角度の設定値（Θｉ−３０度）が出力され、Ｙ軸周り揺動モータ制御回路９０はＹ軸周り回転角度検出回路９１から入力する回転角度が（Θｉ−３０度）になるまで、モータ１１３に駆動信号を出力する。これにより、入射角度はΘｉに設定される。

次の揺動条件設定工程Ｓ２において、作業者は入力装置１０２から揺動条件の設定を行うことを入力する。これにより、コントローラ１０１は、表示装置１０３にジグザグ移動の回数、Ｘ軸周りにおける揺動の回転角度範囲、Ｙ軸周りの揺動における回転角度範囲を入力するよう表示するので、作業者は入力装置１０２からこれらの条件を入力する。以下に揺動条件について説明する。

揺動条件は、測定対象物ＯＢに対してＸ線を照射している最中、揺動機構１１０を用いてＸ線回折測定装置の筐体５０を揺動するときの条件である。言い換えると、Ｘ線照射中における測定対象物ＯＢに対するＸ線の照射方向を変化させる条件である。ここで、図３に示すように出射Ｘ線の光軸に平行な方向をＺ’軸、Ｙ軸とＺ’軸とに垂直な軸をＸ’軸とした、Ｘ’，Ｙ，Ｚ’軸からなる座標軸を考え、Ｘ線出射器１０の出射口１１の中心点をＸ’，Ｙ平面に投影した点（以下、出射口投影点という）を考える。本実施形態における揺動機構１１０による揺動は、出射口投影点が図７に示すように揺動開始点Ｓからジグザグに移動して揺動開始点Ｓに戻るように移動する揺動であり、コントローラ１０１はＸ軸周り揺動モータ制御回路８８及びＹ軸周り揺動モータ制御回路９０に、そのような揺動が行われる設定する。すなわち、コントローラ１０１は、Ｘ軸周り揺動モータ制御回路８８及びＹ軸周り揺動モータ制御回路９０に、出射口投影点が図７に示すように移動するための回転角度の上限値と下限値および回転速度を設定する。そして、作業者が設定する揺動条件は、上述したように出射口投影点のジグザグ移動の回数、Ｘ軸周りにおけるの揺動の回転角度範囲、Ｙ軸周りの揺動における回転角度範囲である。なお図７は、ジグザグ移動の回数が８回の場合であるが、この回数は作業者が希望する値を設定することができる。ただし、揺動開始点Ｓから揺動開始点Ｓに戻るジグザグ移動を行うには、Ｘ’軸方向の端部で出射口投影点はＹ軸方向の中心にある必要があり、このためにはジグザグ移動の回数は偶数（２の倍数）で設定する必要がある。

コントローラ１０１は、入力装置１０２から入力されたジグザグ移動の回数Ｎ、Ｘ軸周りにおけるの揺動の回転角度範囲±Θｘ、Ｙ軸周りの揺動における回転角度範囲±Θｙの揺動条件から、Ｘ軸周り揺動モータ制御回路８８に設定する回転角度の上限値Θｘ１と下限値Θｘ２と回転速度Ｓｐｘ、及びＹ軸周り揺動モータ制御回路９０に設定する回転角度の上限値Θｙ１と下限値Θｙ２と回転速度Ｓｐｙを計算するが、これらの値は次の計算により行われる。なお、測定対象物ＯＢに対するＸ線の照射時間Ｔは予め設定されているとする。Ｘ線の照射時間Ｔは出射口投影点が揺動開始点Ｓからジグザグに移動して揺動開始点Ｓに戻る時間Ｔでもある。

まず、回転角度の上限値Θｘ１と下限値Θｘ２は、Ｘ軸周りの回転角度が０以外の値にされていることはないので、Θｘ１＝＋Θｘ，Θｘ２＝−Θｘである。回転角度の上限値Θｙ１と下限値Θｙ２は、上述したように出射Ｘ線の入射角を３０度以外の値にするとＹ軸周りの回転角度が０以外の値にされるので、現時点の回転角度をΘｎとすると、Θｙ１＝Θｎ＋Θｙ，Θｙ２＝Θｎ−Θｙである。なお、現時点の回転角度Θｎは、上述したようにΘｎ＝（Θｉ−３０度）である。

次に、回転速度Ｓｐｘ，ＳｐｙはＳｐｘ＝４・Θｘ・Ｎ／Ｔ，Ｓｐｙ＝４・Θｙ／Ｔで計算される。Ｓｐｘ，Ｓｐｙは単位時間あたりの回転角度である。なお、Ｘ軸周り揺動の周期はＴ／Ｎであり、Ｙ軸周り揺動の周期はＴでとなるので、Ｙ軸周り揺動の周期をＸ軸周り揺動の周期で除算するとＮとなる。そして、上述したようにジグザグ移動の回数Ｎは偶数（２の倍数）で設定する必要があるので、Ｙ軸周り揺動の周期をＸ軸周り揺動の周期で除算すると偶数（２の倍数）になる。

図３に示すように、Ｙ軸周りの回転軸はＹ軸に平行であるが、Ｘ軸周りの回転軸はＸ’軸に平行ではなく、本実施形態ではＸ’軸に対して４５度の角度を成している。よって、Ｘ軸周り揺動とＹ軸周り揺動により、出射口投影点をジグザグに移動させた場合、移動のラインは完全な直線にはならない。しかし、出射口投影点のジグザグ移動のラインは、ほぼ直線であるとみなしてよい。図８は、ジグザグ移動の回数を８回、Ｘ軸周りにおける揺動の回転角度範囲を±５度、Ｙ軸周りの揺動における回転角度範囲を±３度とし、Ｘ軸周りに回転角度が０．１度変化するごとの出射口投影点の（Ｘ’，Ｙ）座標を計算し、打点にしたものである。図８が示すようにジグザグ移動のラインは、直線からややずれているが、ほぼ直線と見なすことができる。

次の回折環撮像工程Ｓ３において、作業者は入力装置１０２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１０１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１０１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、Ｘ軸周り揺動モータ制御回路８８とＹ軸周り揺動モータ制御回路９０に揺動開始の指令を出力する。これにより、測定対象物ＯＢにＸ線が照射されるとともに、筐体５０の揺動により、出射口投影点がジグザグに移動するようにＸ線の照射方向が変化し、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、設定されている時間Ｔが経過した後に、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、Ｘ軸周り揺動モータ制御回路８８とＹ軸周り揺動モータ制御回路９０に揺動停止の指令を出力する。この時点において、筐体５０は揺動開始のときと同じ状態に戻っている。

次にコントローラ１０１は、自動または作業者の入力により回折環読取り工程Ｓ４を実行する。コントローラ１０１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２Θ_０（Θ_０はブラッグ角）及び距離ＩＰ−ＯＢの設定値ＬからＲｏ＝Ｌ・ｔａｎ（２Θ_０）の計算式で計算される。そして、Ｘ線の回折角度２Θ_０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２Θ_０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１０１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１０１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１０１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ｒ_αとＳＵＭ信号強度値Ｉ_α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ｒ_αと回折Ｘ線の強度に相当する強度Ｉ_α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ｒ_αと強度Ｉ_αを取得し、検出するＳＵＭ信号の瞬時値Ｉが強度Ｉ_α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ｒ_αで検出されたことになる。その後、コントローラ１０１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１０１は、自動または作業者の入力により回折環消去工程Ｓ５を実行する。コントローラ１０１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１０１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１０１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１０１は、自動または作業者の入力により残留応力計算工程Ｓ６を実行する。これは、回折環の形状である回転角度αごとの半径値ｒαのデータと、Ｘ線照射点からイメージングプレート１５までの距離の設定値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。ただし、本実施形態では、出射Ｘ線とＸ線照射点における測定対象物ＯＢの法線とを含む平面がイメージングプレート１５と交差する箇所の回転角度は９０度と２７０度になっており、公知技術のように０度と１８０度ではない。よって、回転角度αから９０度を減算した値を回転角度αとして公知技術で示されたように計算を行う。

コントローラ１０１は計算が終了すると、表示装置に１０３に残留応力の計算結果を表示する。なお、残留応力以外に、ジグザグ移動の回数、Ｘ軸周りとＹ軸周りの揺動の回転角度範囲、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等の測定条件を表示するようにしてもよい。また、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。

発明者は、同一の測定対象物ＯＢの同一の測定点をジグザグ移動の間隔、Ｘ軸周りとＹ軸周りの揺動の回転角度範囲を変化させて測定した結果、ジグザグ移動の間隔を小さくするほど、またＸ軸周りとＹ軸周りの揺動の回転角度範囲を大きくするほど、回折環の明瞭度合いは漸近的によくなり、やがて明瞭度合いは殆ど変わらないようになることを確認した。図９は揺動の回転角度範囲をΘｘ＝±２度，Θｙ＝±１．５度（打点●）、Θｘ＝±３度，Θｙ＝±２．３度（打点▲）、Θｘ＝±４度，Θｙ＝±３度（打点■）、Θｘ＝±６度，Θｙ＝±４．５度（打点○）にし、ジグザグ移動の間隔に対する回折環の明瞭度合いの関係を示したものである。回折環の明瞭度合いとして標準偏差の値を用いているが、この標準偏差は、回折環の形状からｃｏｓα法を用いて残留応力を計算する際に計算するｃｏｓαとａ１の回帰線からのそれぞれのａ１の値のずれを偏差として計算したものである。視覚的に示すと図１０に示すように、ｃｏｓαとａ１の相関図を描いたとき、それぞれの打点の回帰線からのずれを偏差として計算した標準偏差である。回折環の明瞭度合いがよいほど、ａ１とｃｏｓαの相関はよくなり、それぞれの打点の回帰線からのずれは小さくなるため標準偏差は小さくなる。すなわち、標準偏差は小さいほど回折環の明瞭度合いはよい。図９に示すように、ジグザグ移動の間隔を小さくするほど回折環の明瞭度合いはよくなるが、やがて明瞭度合いはほとんど変わらないようになる。また、揺動の回転角度範囲を大きくするほど回折環の明瞭度合いはよくなるが、打点■と打点○のラインが大きくは変わっていないように、やがて明瞭度合いはほとんど変わらないようになる。よって、ジグザグ移動の間隔及び揺動の回転角度範囲は、これ以上変化させても回折環の明瞭度合いが緩やかにしか変化しない適切な値で設定すればよい。なお、揺動の回転角度範囲をジグザグ移動の間隔で除算したものがジグザグ移動の回数であるので、上述したようにジグザグ移動の回数と揺動の回転角度範囲を揺動条件として設定すればよい。

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線が照射された際、測定対象物ＯＢ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及び各種回路からなる回折環形成検出機器と、Ｘ線出射器１０と回折環形成検出機器とを内部に配置した筐体５０と、筐体５０を測定対象物ＯＢに対して相対的に複数の回転軸で揺動させる揺動機構１１０および揺動機構１１０内のモータ１１３，１１６を駆動制御する回路からなる揺動手段であって、揺動機構１１０の複数の回転軸が１点で交差する揺動手段と、複数の回転軸が交差する点がＸ線出射器１０から出射されるＸ線が測定対象物ＯＢに照射される点になるよう、筐体５０の測定対象物ＯＢに対する相対的位置を設定する対象物セット装置６０等の位置設定手段とを備えた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、揺動機構１１０による揺動がされないときのＸ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸を法線とする測定対象物ＯＢのＸ線照射点を含む垂直平面を基準にし、揺動機構１１０による揺動がされたときのＸ線出射器１０のＸ線出射点を垂直平面に投影して見たとき、Ｘ線出射点が規則的に移動するとともに移動領域を分割したそれぞれの領域におけるＸ線出射点の存在割合が均等になるよう揺動機構１１０内のモータ１１３，１１６を駆動制御する回路を制御するコントローラ１０１を備えている。

これによれば、対象物セット装置６０等の位置設定手段により、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線が測定対象物ＯＢに照射される点が揺動回転軸交差点になるようにした後、Ｘ線出射器１０からＸ線を出射して回折環形成検出機器により形成される回折環の形状を検出する。そして、Ｘ線出射器１０からＸ線を出射する際、揺動機構１１０によりＸ線回折測定装置の筐体５０を測定対象物ＯＢに対して相対的に複数の回転軸で揺動させる。ここまでは先行技術と同じであるが、揺動機構１１０内のモータ１１３，１１６を駆動制御する回路をコントローラ１０１により制御し、揺動がされたときのＸ線出射器１０のＸ線出射点を、揺動がされないときのＸ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸を法線とする測定対象物ＯＢのＸ線照射点を含む面である垂直平面を基準にして垂直平面に投影して見たとき、規則的に移動するとともに移動領域を分割したそれぞれの領域におけるＸ線出射点の存在割合が均等になるようにする。このようにすると、先行技術のように単に複数の方向に揺動させながらＸ線を照射した場合に比べて回折環をより明瞭にすることができ、これまで明瞭な回折環を得ることができなかった測定対象物ＯＢでも明瞭な回折環を得ることができるようになる。

また、上記実施形態においては、垂直平面に投影して見たＸ線出射点を規則的に移動するとともに、移動領域を分割したそれぞれの領域におけるＸ線出射点の存在割合が均等になるようにするため、揺動機構１１０は、回転軸が互いに略直交する、固定ステージ１１４及びＸ軸周り駆動ステージ１１５からなるＸ軸周り揺動機構と、固定ステージ１１１及びＹ軸周り駆動ステージ１１２からなるＹ軸周り揺動機構を有し、コントローラ１０１は、Ｘ線出射点を垂直平面に投影して見たときジグザグに規則的に移動するよう、Ｘ軸周り揺動機構の揺動の周期とＹ軸周り揺動機構の揺動の周期の一方をもう一方で除算した値が２の倍数になるようモータ１１３，１１６を駆動制御する回路を制御している。

これによれば、Ｘ軸周り揺動機構の揺動の周期とＹ軸周り揺動機構の揺動の周期との比を２の倍数になるようにし、Ｘ軸周り揺動機構とＹ軸周り揺動機構の揺動開始点を揺動の中心点にするのみであるので、制御が容易である。また、上述したように、Ｘ線出射点のジグザグ移動の回数は、該回数をこれ以上増やしても回折環の明瞭の度合が緩やかにしか変化しない値で決めるようにするとよい。

また、上記実施形態においては、揺動手段は筐体５０に連結された揺動機構１１０により揺動を行う手段であって、位置設定手段は、測定対象物ＯＢの筐体５０に対する相対的位置を変化させる対象物セット装置６０と、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、通路部材２８等からなるＬＥＤ光出射器と、ＬＥＤ光の照射点を含む領域の測定対象物ＯＢの画像を結像する結像レンズ４８、及び結像レンズ４８によって結像された画像を撮像する撮像器４９を有し、撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、カメラから出力される撮像信号を入力して、撮像器４９によって撮像された画像を画面上に表示する表示装置１０３であって、測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の照射点が揺動機構１１０の複数の回転軸が交差する点と合致するとき、撮像器４９によって撮像される照射点の画像上の位置を照射点基準位置として、撮像信号により表示される画像とは独立して画面上に表示する表示装置１０３とを備えている。

これによれば、ＬＥＤ光出射器からＸ線と光軸が同一の平行光であるＬＥＤ光を出射させて、カメラによりＬＥＤ光の照射点を含む領域の測定対象物ＯＢを撮影させ、表示装置１０３にカメラの撮影画像を表示させた上で、対象物セット装置６０により測定対象物の筐体に対する相対的位置を変化させ、表示装置１０３の照射点基準位置にＬＥＤ光の照射点が合致する位置にすれば、測定対象物ＯＢのＸ線照射点（測定箇所）と揺動機構１１０の複数の回転軸が交差する点（揺動回転軸交差点）とを一致させることができる。すなわち、従来よりも容易に、測定箇所と揺動回転軸交差点とを一致させることができ、測定前の調整時間を大幅に短縮することができる。

また、上記実施形態においては、筐体５０はＸ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸に平行かつＸ線出射器１０の長軸方向に平行な２つの中側面壁５０ｇ２を有し、揺動機構１１０は重ねられた２つのゴニオステージであり、２つのゴニオステージは、揺動がされないときの２つの回転軸を含む平面が筐体５０の２つの中側面壁５０ｇ２と４０〜６０度の角度範囲で交差するとともに、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸が、２つの回転軸を含む平面と筐体５０の２つの中側面壁５０ｇ２とが交差するラインの方向に略垂直となるように、筐体５０を連結している。

これによれば、Ｘ線回折測定装置の筐体５０に対して出射Ｘ線の出射方向の反対方向側に揺動機構を設けた場合に比べ、Ｘ線回折測定システムをコンパクトにすることができるとともに揺動機構１１０を小型にしてＸ線回折測定システムのコストを抑制することができる。すなわち、Ｘ線回折測定装置の筐体５０に対して出射Ｘ線の出射方向の反対方向側に揺動機構を設けると、測定対象物ＯＢから揺動機構までの距離が長くなりＸ線回折測定システムが大型化する。また、揺動機構から揺動回転軸交差点までの距離が大きくなるので揺動機構を大型にする必要があり、Ｘ線回折測定システムのコストがアップする。しかし、本発明のようにすれば、測定対象物ＯＢから揺動機構１１０までの距離を短くできるのでＸ線回折測定システムをコンパクトにすることができる。また、揺動機構１１０から揺動回転軸交差点までの距離を短くできるので揺動機構１１０を小型にすることができる。

さらに、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、回転機構１２０は、揺動機構１１０とこれに連結されたＸ線回折測定装置の筐体５０を、揺動回転軸交差点を含む回転軸周りに回転させて、測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射方向を調整するために用いた。しかし、操作子１２２を電動式モータにし、該モータを駆動する制御回路と該モータの回転角度を検出する回路を設け、該制御回路に上記実施形態のＸ軸周り揺動モータ制御回路８８とＹ軸周り揺動モータ制御回路９０のように、コントローラ１０１により回転速度と回転角度範囲を設定できるようにし、該モータを設定された回転角度範囲で正回転と逆回転の駆動ができるようにしてもよい。そして、上記実施形態のようにＸ線の入射方向を調整することに加え、揺動機構１１０による揺動を行う際に回転機構１２０による揺動も行うようにしてもよい。この場合、回転機構１２０による揺動の周期をジグザグ移動の周期より十分小さくすれば、出射口投影点のジグザグ移動の１つ１つのラインがジグザグになり、Ｘ線出射点の移動領域において、Ｘ線出射点の存在割合が均等になるそれぞれの領域の面積はさらに小さくなる。図１１は上記実施形態と同様、ジグザグ移動の回数を８回、Ｘ軸周りにおける揺動の回転角度範囲を±５度、及びＹ軸周りの揺動における回転角度範囲を±３度にし、さらに回転機構１２０の回転軸周りであるＺ軸周りの揺動における回転角度範囲を±５度にし、Ｚ軸周りの揺動の周期をＸ軸周りの揺動の周期の８分の１にした場合における、Ｘ軸周りの回転角度が０．１度変化するごとの出射口投影点の（Ｘ’，Ｙ）座標を計算し、打点にしたものである。図１１に示されるように、出射口投影点がジグザグに移動するのみのときより、Ｘ線出射点の存在割合が均等になるそれぞれの領域の面積はさらに小さくなり、これによりさらに明瞭な回折環を得ることができるようになる。

また、上記実施形態においては、対象物セット装置６０の操作子６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａはすべて手動にしたが、この内少なくとも操作子６７ａ，６８ａを電動式モータにし、該モータを駆動する制御回路と該モータによる移動距離を検出する回路をそれぞれ設け、該それぞれの制御回路にコントローラ１０１により移動速度と移動範囲を設定できるようにし、該モータを設定された移動範囲で正回転と逆回転の駆動ができるようにしてもよい。そして、上記実施形態のようにＸ線の照射点の位置を調整することに加え、揺動機構１１０による揺動を行う際に該モータによるＸ軸方向の往復移動とＹ軸方向の往復移動も行うようにしてもよい。この場合、Ｘ軸方向の往復移動とＹ軸方向の往復移動の周期の一方をもう一方で除算した値が２の倍数になるようにして、Ｘ線の照射点が微少範囲内をジグザグに移動するようにし、これらの往復移動の周期を揺動機構１１０による揺動の周期より十分短くするとよい。すなわち、揺動機構１１０による揺動によりＸ線の照射方向は変化するが、そのＸ線照射方向の微小変化ごとに、Ｘ線の照射点が微少範囲内をジグザグに移動して元の点に戻るようにすればよい。発明者は明瞭な回折環が得られない場合、Ｘ線照射点を微小範囲内をジグザグに移動させながらＸ線を照射しても、明瞭な回折環を得ることができることを見出した。よって、揺動機構１１０による揺動を行うとともに揺動の周期よりも充分短い周期でＸ線の照射点の往復移動を行い、Ｘ線照射方向の微少変化ごとにＸ線の照射点が微小範囲内をジグザグ移動し終えるようにすれば、揺動のみを行ったときよりもさらに明瞭な回折環を得ることができるようになる。

また、上記実施形態においては、揺動機構１１０によりＸ線回折測定装置の筐体５０を揺動させ、出射口投影点がジグザグに移動するようにしたが、測定対象物ＯＢが決まった厚さのものであれば、対象物セット装置６０の操作子６５ａ，６６ａを電動式モータにし、該モータにより測定対象物ＯＢを揺動させるようにしてもよい。この場合、ステージ６１に載置したとき測定対象物ＯＢの表面に、第２プレート６５の回転軸と第３プレート６６の回転軸の交差点である揺動回転軸交差点が含まれるよう、ステージ６１の厚さを調整しておき、ステージ６１の表面に記載した十字マーク等から揺動回転軸交差点がわかるようにすればよい。また、この場合、測定対象物ＯＢを固定して見たとき、Ｘ線回折測定装置の筐体５０が上記実施形態と同様に揺動するようにすればよい

また、上記実施形態においては、Ｙ軸周り揺動の周期をＸ軸周り揺動の周期で除算したとき、２の倍数になるようにして、出射口投影点がジグザグに移動するようにしたが、反対にＸ軸周り揺動の周期をＹ軸周り揺動の周期で除算したとき、２の倍数になるようにして、出射口投影点がジグザグに移動するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、出射口投影点をジグザグに移動することにより、出射口投影点の移動領域を分割したそれぞれの領域における、出射口投影点の存在割合が均等になるようにしたが、揺動制御の困難さを重要視せず、出射口投影点の移動領域を分割したそれぞれの領域における、出射口投影点の存在割合が均等になれば、出射口投影点は別の移動のさせ方を行ってもよい。例えば、出射口投影点を螺旋を描くように移動させてもよいし、出射口投影点を四角形を描くように移動させ四角形の一辺の長さが次第に大きくなるように移動させてもよい。

また、上記実施形態においては、プレート４５、モータ４６及びストッパ部材４７ａによりＬＥＤ光源４４をＸ線の光軸上に移動させて、ＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに照射する構造にした。しかし、これに代えて、出射Ｘ線と光軸を同一にした可視の平行光を照射することができれば、どのような構造にしてもよい。例えば、ビームスプリッタを出射Ｘ線の光軸上に配置し、ＬＥＤ光をビームスプリッタで反射させて出射Ｘ線と光軸を同一にして照射するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、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が得られるようにしたが、小さな断面径の可視の平行光が得られるならば、別の構造にしてもよい。例えば、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。

また、上記実施形態においては、結像レンズ４８の光軸をＬＥＤ光（出射Ｘ線）の光軸と揺動回転軸交差点で交差させ、撮像器４９と結像レンズ４８の光軸が交差する点の撮像画像上の位置に、撮像画像とは独立して十字マークが表示されるようにしたが、結像レンズ４８の光軸を揺動回転軸交差点でＬＥＤ光（出射Ｘ線）の光軸と交差させることは必須ではない。すなわち、ＬＥＤ光の照射点が揺動回転軸交差点と合致するときの、撮像画像上のＬＥＤ光の照射点の位置に撮像画像とは独立して十字マークが表示されるようすればよい。

また、上記実施形態においては、結像レンズ４８、撮像器４９及びセンサ信号取出回路８７から得られる撮影画像におけるＬＥＤ光照射点の位置が、撮影画像とは独立して表示される十字マークのクロス点に合致するようにすることで、Ｘ線照射点を揺動回転軸交差点と合致させるようにした。しかし、Ｘ線照射点を揺動回転軸交差点と合致させることができれば、別の方法を用いてもよい。例えば、撮影機能は設けず、出射Ｘ線と光軸が同一のＬＥＤ光の光軸と光軸が異なる可視の平行光が、ＬＥＤ光の光軸と揺動回転軸交差点で交差するようにし、２つの光の照射点が１つになるように測定対象物ＯＢの位置を調整することで、Ｘ線照射点と揺動回転軸交差点を合致させ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形状データと２つの入射角を入力して、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、固定台１３０に回転機構１２０を固定し、回転機構１２０に揺動機構１１０を固定し、揺動機構１１０にＸ線回折測定装置の筐体５０を固定するようにしたが、Ｘ線回折測定装置の筐体５０を少なくとも２つの回転軸周りに揺動させることができれば、揺動機構、回転機構の固定のさせ方は目的に合った様々な構造を採用してよい。また、回転機構を設けないようにしてもよい。例えば、アーム式移動装置のアーム先端に揺動機構１１０を連結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，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、５０ｆ…上面壁、５０ｇ１…上側面壁、５０ｇ２…中側面壁、５０ｇ３…下側面壁、６０…対象物セット装置、６１…ステージ、１００…コンピュータ装置、１０１…コントローラ、１０２…入力装置、１０３…表示装置、１０５…高電圧電源、１１０…揺動機構、１１２…Ｙ軸周り駆動ステージ、１１３…モータ、１１５…Ｘ軸周り駆動ステージ、１１６…モータ、１１７…角度付連結体、１１８…平板連結体、１１９…側面壁連結体、１２０…回転機構、１２１…回転ステージ、１３０…固定台、ＯＢ…測定対象物

Claims

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線が照射された際、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、
前記Ｘ線出射器と前記回折環形成検出手段とを内部に配置した筐体と、
前記筐体を前記測定対象物に対して相対的に複数の回転軸で揺動させる揺動手段であって、前記複数の回転軸が１点で交差する揺動手段と、
前記複数の回転軸が交差する点が前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線が前記測定対象物に照射される点になるよう、前記筐体の前記測定対象物に対する相対的位置を設定する位置設定手段とを備えたＸ線回折測定装置において、
前記揺動手段による揺動がされないときの前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を法線とする前記測定対象物のＸ線照射点を含む垂直平面を基準にし、前記揺動手段による揺動がされたときの前記Ｘ線出射器のＸ線出射点を前記垂直平面に投影して見たとき、前記Ｘ線出射点が規則的に移動するとともに移動領域を分割したそれぞれの領域における前記Ｘ線出射点の存在割合が均等になるよう前記揺動手段を制御する制御手段を備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、
前記揺動手段は、回転軸が互いに略直交する第１の揺動手段と第２の揺動手段を有し、
前記制御手段は、前記Ｘ線出射点を前記垂直平面に投影して見たときジグザグに規則的に移動するよう、前記第１の揺動手段の揺動の周期と前記第２の揺動手段の揺動の周期の一方をもう一方で除算した値が２の倍数になるよう前記揺動手段を制御することを特徴とするＸ線回折測定装置。
請求項１又は請求項２に記載のＸ線回折測定装置において、
前記揺動手段は前記筐体に連結された揺動機構により揺動を行う手段であって、
前記位置設定手段は、
前記測定対象物の前記筐体に対する相対的位置を変化させる位置変化手段と、
前記Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、
前記可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像する結像レンズ、及び前記結像レンズによって結像された画像を撮像する撮像器を有し、前記撮像された画像を表す撮像信号を出力するカメラと、
前記カメラから出力される撮像信号を入力して、前記撮像器によって撮像された画像を画面上に表示する表示器であって、測定対象物における前記可視光の照射点が前記揺動手段の複数の回転軸が交差する点と合致するとき、前記撮像器によって撮像される照射点の画像上の位置を照射点基準位置として、前記撮像信号により表示される画像とは独立して画面上に表示する表示器とを備えることを特徴とするＸ線回折測定装置。
請求項３に記載のＸ線回折測定装置において、
前記筐体は前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸に平行かつ前記Ｘ線出射器の長軸方向に平行な２つの面を有し、
前記揺動機構は重ねられた２つのゴニオステージであり、
前記２つのゴニオステージは、揺動がされないときの２つの回転軸を含む平面が前記筐体の２つの面と４０〜６０度の角度範囲で交差するとともに、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸が前記２つの回転軸を含む平面と前記筐体の２つの面とが交差するラインの方向に略垂直となるように、前記筐体を連結していることを特徴とするＸ線回折測定装置。
請求項４に記載のＸ線回折測定装置において、
前記２つのゴニオステージが回転可能に連結された回転ステージと、
前記回転ステージを回転軸周りに揺動させるステージ揺動手段とを備え、
前記回転ステージの回転軸は、前記ゴニオステージの２つの回転軸が交差する点を含み、
前記制御手段は、前記揺動手段を制御する際、前記揺動手段による揺動の周期よりも短い周期で前記ステージ揺動手段による揺動がされるよう前記ステージ揺動手段を制御することを特徴とするＸ線回折測定装置。
請求項４乃至請求項５に記載のＸ線回折測定装置において、
前記測定対象物を載置する試料ステージと、
前記試料ステージを前記試料ステージの平面に略平行で互いに略直交する２方向に往復移動する移動手段とを備え、
前記制御手段は、前記揺動手段を制御する際、前記揺動手段による揺動の周期よりも短い周期で前記移動手段による往復移動がされるよう前記移動手段を制御することを特徴とするＸ線回折測定装置。