JP6614294B1 - 回折環撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 測定箇所が狭い場合でもＸ線を照射して回折環を撮像することが可能な回折環撮像装置において、照射点—撮像面間距離を精度よく設定値にする。【解決手段】 Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線を通過させる貫通孔が出力軸に形成されたモータ２７は、イメージングプレート１５を固定したテーブル１６を出力軸に固定し、側面にファイバーカメラのカメラ部４５を固定している。テーブル１６はＬＥＤ光出射器４０を固定し、ＬＥＤ光出射器４０へはワイヤレス給電トランス３０を介して電力が供給される。ＬＥＤ光の光軸が出射Ｘ線と交差する箇所は、照射点—撮像面間距離が設定値になる箇所にされており、モータ２７を回転させてＬＥＤ光出射器４０からＬＥＤ光を出射させたとき、ファイバーカメラの撮影画像に写る円の照射模様が点になるよう装置の位置を調整すると、照射点—撮像面間距離は設定値になる。【選択図】図２

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線により撮像面に回折環を撮像する回折環撮像装置に関する。

従来から、測定対象物に所定の入射角で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。このようなＸ線回折測定装置において、配管の内部や穴の内部のように測定箇所が狭く、通常のＸ線回折測定装置では回折環を撮像できない箇所でも回折環を撮像できる回折環撮像装置として、特許文献１に示される装置がある。この装置は、放射状にＸ線を出射するＸ線出射器のＸ線の出射方向に、出力軸に貫通孔を設けたモータを設け、イメージングプレートを取り付けたテーブルを該モータに取り付けており、Ｘ線出射器から該モータ及び該テーブルの貫通孔を介してＸ線を出射した際、測定箇所で発生した回折Ｘ線をイメージングプレートで受光し、回折環を撮像するようになっている。また、この装置は、Ｘ線出射器の中心軸と該モータ及び該テーブルの貫通孔とが成す角度を任意の角度にすることが可能な角度変化機構を設けており、装置の姿勢を大きく変化させることなく、Ｘ線を適切な入射角で測定箇所に照射して回折環を撮像することができるようになっている。また、イメージングプレートに撮像された回折環は、装置を専用の回折環読取り装置にセットして読み取ることができるようになっており、回折環読取り装置は回折環を読み取った後、残留応力を計算することができるようになっている。この回折環撮像装置と回折環読取り装置を用いれば、測定箇所が狭い場所にある場合でも、装置を測定箇所の近傍にセットして回折環を撮像し、残留応力を測定することができる。

特許第６１９８０８８号公報

しかしながら、特許文献１に示される回折環撮像装置は、Ｘ線照射点からイメージングプレートまでの距離（以下、照射点―撮像面間距離という）を検出する機能がなく、照射点―撮像面間距離は、撮像した回折環の半径から算出するか、測定箇所の回折環を読み取った後、測定箇所に鉄粉等の金属粉を吹き付け（残留応力０の状態を作り）、再度回折環を撮像して撮像した回折環の半径から算出するといった方法で得ている。しかし、測定箇所で撮像した回折環は残留応力があるため真円にはならず、算出される照射点―撮像面間距離は精度が悪いという問題がある。また、測定箇所に鉄粉等の金属粉を吹き付けて撮像した場合は真円になり、照射点―撮像面間距離はある程度の精度で得られるが、回折環の撮像と読み取りを２回行う上、狭い場所で金属粉を吹き付ける作業を行う必要があるため、測定効率が極めて悪いという問題がある。また、Ｘ線の入射角、及びイメージングプレートの回転角度０のラインと出射Ｘ線の光軸を含む平面（以下、基準平面という）とＸ線照射点における測定対象物の法線とが成す角度（以下、基準平面傾き角という）は、特許第５９６７４９１号に示される方法を用いて、撮像した回折環の円周方向の半価幅の変化曲線又は円周方向のＸ線ピーク強度の変化曲線から求めている。しかし、回折環が明瞭に撮像されないと、すなわち、回折環の円周方向のすべての場所において半径方向のＸ線強度分布が正規分布のようになっていないと、精度のよい値が得られないという問題がある。

本発明はこの問題を解消するためなされたもので、その目的は、測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線により撮像面に回折環を撮像する回折環撮像装置であって、特許文献１に示されるように測定箇所が狭い場合でも回折環撮像が可能な回折環撮像装置において、照射点―撮像面間距離を精度よく設定値にすることができる回折環撮像装置を提供することにある。さらに、Ｘ線の入射角を精度よく設定値にし、基準平面傾き角を精度よく０にすることができる回折環撮像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、自らの中心軸を中心にして放射状にＸ線を出射するＸ線出射器と、Ｘ線出射器から出射するＸ線の出射方向に配置されたモータであって、出射するＸ線を通過させる第１の貫通孔が回転の出力軸内に、出力軸の中心軸と第１の貫通孔の中心軸とが一致するように設けられたモータと、モータの出力軸に取り付けられたテーブル状の回折環撮像手段であって、第１の貫通孔の中心軸と中心軸が一致する第２の貫通孔を有し、第２の貫通孔を通過させてＸ線が出射され、出射された方向に物体があるとき、物体で発生した回折Ｘ線により第２の貫通孔の中心軸と垂直に交差する撮像面に回折環を撮像する回折環撮像手段と、回折環撮像手段に取り付けられ、第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸と光軸が交差するように可視の平行光を出射する、又は第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸上で焦点を結ぶように可視の集束光を出射する可視光出射手段であって、可視の平行光又は可視の集束光の光軸が第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸と交差する点から撮像面までの距離が設定値にされている可視光出射手段と、回折環撮像手段の近傍に配置され、可視の平行光又は可視の集束光の光軸が第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸と交差する点付近を撮像するカメラとを備えた回折環撮像装置としたことにある。

これによれば、可視光出射手段から可視光を照射し、モータを駆動させて回折環撮像手段に取り付けた可視光出射手段を回転させると、モータの出力軸の中心軸と第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸とは一致しているため、可視光が形成する照射模様は、出射するＸ線の光軸が物体の表面と交差する点を中心とした円となる。そして、可視光の光軸が出射するＸ線の光軸と交差する点から撮像面までの距離を照射点−撮像面間距離の設定値にしてあるので、回折環撮像装置の位置を調整して可視光が形成する照射模様を点にすることで、照射点−撮像面間距離を設定値にすることができる。また、円の照射模様の半径から、照射点−撮像面間距離の設定値からのずれがどの程度であるかを知ることができる。そして、測定箇所が狭い場所にあり、円の照射模様を肉眼で見ることが困難であっても、カメラの撮影画像により円の照射模様を見ることができる。よって、この回折環撮像装置によれば、照射点―撮像面間距離を精度よく設定値にすることができる。

また、本発明の他の特徴は、回折環撮像装置は、Ｘ線出射器を固定しモータを連結するホルダと、ホルダに取り付けられ、リセットしたときを傾き角０として、Ｘ線出射器の中心軸に垂直で互いに垂直な２方向における傾き角を検出する傾き角検出手段とを備え、回折環撮像手段の撮像面における回転角度０のラインは、前記傾き角検出手段が傾き角を検出する２方向の内の１方向に対して垂直になっているようにしたことにある。

これによれば、第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸が測定箇所に対して垂直になるようにして傾き角検出手段をリセットした後、回折環撮像装置の姿勢を変化させれば、傾き角検出手段が検出する２方向の傾き角の内の１つはＸ線の入射角であり、もう１方向の傾き角は基準平面傾き角になる。よって、傾き角検出手段が検出する傾き角を参照して回折環撮像装置の姿勢を調整すれば、Ｘ線の入射角を精度よく設定値にし、基準平面傾き角を精度よく０にすることができる。なお、傾き角検出手段が検出する撮像面の回転角度０のラインの垂直方向における傾き角は基準平面傾き角であり、もう１方向の傾き角はＸ線の入射角である。

また、本発明の他の特徴は、回折環撮像装置は、ホルダに連結するとともにモータに連結し、専用の治具を取り付けできる治具取付用ブロックを備え、専用の治具は、回折環撮像装置を取り付けたとき、第１の貫通孔の中心軸方向に底面を有し、底面に突出して第１の貫通孔の中心軸に垂直であるとともに、第１の貫通孔の中心軸と交差する点が中心になる平面部を有しているようにしたことにある。

これによれば、回折環撮像装置を専用の治具に取り付け、専用の治具を測定箇所の面に接触させれば、容易に出射するＸ線の光軸を測定箇所に対して垂直になるようにすることができ、回折環撮像装置の姿勢を変化させた際に傾き角検出手段が検出する、Ｘ線の入射角と基準平面傾き角の精度をよくすることができる。

また、本発明の他の特徴は、回折環撮像装置のホルダは、Ｘ線出射器の中心軸に対する第１の貫通孔の角度を、撮像面における回転角度０のラインの方向に垂直な軸周りに、任意の角度に設定可能な角度変化機構を備え、ホルダは、Ｘ線出射器の中心軸に対する第１の貫通孔の角度を読取ることが可能な表示がされているようにしたことにある。

これによれば、角度変化機構によりＸ線出射器の中心軸に対する第１の貫通孔の角度を、Ｘ線入射角の設定値にしたうえで、出射するＸ線の光軸が測定箇所に対して垂直になるようにし、その後Ｘ線出射器の中心軸が測定箇所に対しておおよそで垂直になるようにすれば、Ｘ線の入射角を設定値付近にし、基準平面傾き角を０付近にすることができる。よって、傾き角検出手段が検出する傾き角を参照しての回折環撮像装置の姿勢の調整が容易になる。

また、本発明の他の特徴は、回折環撮像装置は、モータを駆動させて可視光出射手段から可視光を出射させた際、可視光により形成される照射模様が、傾き角検出手段が検出した撮像面の回転角度０のラインの垂直方向における傾き角の大きさと符号、及び傾き角検出手段が検出したもう１方向における傾き角の設定値からのずれの大きさと符号に対応して変化するよう、可視光出射手段の発光を制御する発光制御手段を備えたことにある。

これによれば、傾き角検出手段が検出する傾き角の数値を見て傾き角を確認する必要はなく、カメラの撮影画像により可視光が形成する円の照射模様を見て、照射模様がＸ線の入射角が設定値で、基準平面傾き角が０である照射模様になるように回折環撮像装置の姿勢を調整すればよい。この調整は、可視光が形成する円の照射模様を点にする回折環撮像装置の位置の調整の前に行う。なお、照射模様の変化としては、Ｘ線の入射角の設定値からのずれの大きさと符号及び基準平面傾き角の大きさと符号から、撮像面の回転角度０のラインに平行な方向とこの方向に直角な方向の２つのベクトルを定め、それらのベクトルの合成ベクトルの方向と大きさにより、円の照射模様の欠ける箇所と範囲を定めるといった方法が考えられる。ただし、照射模様の変化は、照射模様を見ながらの回折環撮像装置の姿勢の調整が行いやすければ、どのようなものでもよい。

本発明の実施形態に係る回折環撮像装置の全体構成図である。 図１の回折環撮像装置における回折環撮像装置本体の部分断面図である。 図２の回折環撮像装置本体における回折環撮像部分の拡大図である。 図２の回折環撮像装置本体におけるモータ固定プレートを上方から見た図である。 測定箇所の面に対して出射Ｘ線の光軸を垂直にする際、図２の回折環撮像装置本体を取り付ける治具の全体外観図である。 回折環撮像装置本体を円柱状の穴に挿入して穴の底面を測定するときの様子を示した図である。 回折環撮像装置本体を円柱状の穴に挿入して穴の側面を測定するときの様子を示した図である。 測定箇所にＸ線を照射して回折環を撮像する際、図２の回折環撮像装置本体を取り付ける治具の全体外観図である。 回折環撮像装置本体を円柱状の穴に挿入して穴の側面を測定する際、照射点−撮像面間距離を調整するための治具の全体外観図である。 図９の治具の先端部分を、伸縮棒収納部の筐体上面を取り外して上方から見た図である。 Ｘ線入射角及び基準平面傾き角とＬＥＤ光により形成される円の照射模様との関係を示した図である。 図８の治具におけるゴニオステージのハンドルを回すための治具の全体外観図である。 図１２の治具における長尺状部と短尺状部の筐体の側面を取り外して横方向から見た図である。

本発明の一実施形態に係る回折環撮像装置の構成について図１乃至図４を用いて説明する。図１は、回折環撮像装置の全体構成図であり、図２は回折環撮像装置本体の部分断面図であり、図３は回折環撮像装置本体における回折環撮像部分の拡大図である。この回折環撮像装置は先行技術文献の特許文献１に示される回折環撮像装置を改良したものであり、特許文献１に示される回折環撮像装置と構成が同じ箇所は特許文献１で既に説明されているので、簡略的に説明するにとどめる。なお、特許文献１に示される回折環撮像装置と構成が同じ箇所は図に同じ番号を付してある。

図１に示すように、回折環撮像装置１は、回折環撮像装置本体５、高電圧電源６、ファイバーカメラ４、制御装置９５及びコンピュータ装置９０等から構成され、測定箇所が円柱状の穴の内部である測定対象物ＯＢに回折環撮像装置本体５を挿入し、Ｘ線を測定箇所に照射してイメージングプレート１５に回折環を撮像するものである。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箇所の材質は鉄であり、測定対象物ＯＢは円柱状の穴の底面又は側面が鉄であればどのようなものでもよいとする。

図２に示すように、回折環撮像装置本体５は、円筒状のホルダ７の内部にＸ線出射器１０がセットされ、セットされるとホルダ７の中心軸とＸ線出射器１０の中心軸とは略一致する。ホルダ７の底部は径の大きな孔７ａが開けられており、Ｘ線出射器１０は高電圧電源６から電力が供給されると、孔７ａを通過させてＸ線を図２の下方向に出射する。このＸ線は、図２に一点鎖線で示されるように、Ｘ線出射器１０の中心軸を中心に放射状に広がるＸ線である。高電圧電源６は内部に制御回路を備え、コントローラ９１からＸ線出射の指令が入力すると、Ｘ線出射器１０に設定された強度の電力を供給し、コントローラ９１から停止指令が入力すると、供給している電力を停止する。コントローラ９１は入力装置９２から回折環撮像の指令が入力すると、高電圧電源６にＸ線出射の指令を出力し、設定された時間が経過した後停止指令を出力する。

図２に示すように、円筒状のホルダ７は上部に雄ねじが切られており、雌ねじが切られた上蓋８を捻じ込むことができるようになっていて、ホルダ７にＸ線出射器１０をセットし上蓋８をホルダ７に捻じ込むと、Ｘ線出射器１０はホルダ７内で固定される。また、上蓋８は中心に孔８ａが開けられており、Ｘ線出射器１０から出る高電圧電源６に接続するためのケーブル９を通すことができるようになっている。

モータ２７は、２つのねじ１４を２つの固定板２９の孔２９ａを通して穴１３ａに締め込むことでモータ固定プレート１３に固定され、モータ固定プレート１３の２つの連結部１２は、２つのねじ１１を連結部１２の孔１２ａを通して穴７ｂに締め込むことでホルダ７に固定される。これにより、ホルダ７の下部、すなわちＸ線の出射方向にモータ２７が配置される。モータ２７にはモータ２７を回転駆動させる電力が供給されるケーブルと、モータ２７内のエンコーダが出力するインデックス信号及びパルス列信号を送信するケーブルとがあり、これらのケーブルは後述する制御装置９５のモータ駆動回路９９と接続されているが、分かりやすくするため図１乃至図３からは除かれている。

図４は、モータ固定プレート１３を上方から見た図である。一点鎖線はモータ固定プレート１３に固定されたモータ２７を示している。図４に示すように、モータ固定プレート１３には中心軸を中心にしてモータ２７と同じ径の孔があり、放射状に出射されたＸ線はモータ２７の底面に照射される。ねじ１１を締め込むことによるホルダ７とモータ固定プレート１３の連結の強度は、円筒状のホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸を任意の角度にしてモータ固定プレート１３を固定することができる強度である。これにより、Ｘ線出射器１０から放射状に出射されるＸ線の中心線に対して、モータ２７の出力軸の中心軸を任意の角度にして固定することができる。

また、図３に示すように、モータ固定プレート１３の側面には、モータ固定プレート１３の中心軸に対して対称位置に貫通孔１３ｂがある。この貫通孔１３ｂは後述する垂直出し治具８０に回折環撮像装置本体５をセットする際、垂直出し治具８０にある固定棒を挿入するための孔である。垂直出し治具８０については後述する。また、イメージングプレート１５に撮像された回折環を回折環読取り装置で読み取る際、回折環読取り装置にある固定棒を挿入するための孔でもある。この回折環読取り装置は、先行技術文献の特許文献１に示される回折環読取り装置と同じであるため説明は省略する。

モータ２７の出力軸２７ａは円筒状で断面円形の貫通孔２７ａ１を有し、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、貫通孔２８ａが形成された円筒状の通路部材２８が固定されている。テーブル１６は円盤状であり、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が取り付けら、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。

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１６ａ，１７ａ，１８ａは貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１と同一軸になっている。これにより、モータ２７の底面に照射されるＸ線の一部は、これらの貫通孔を介して出射され、貫通孔２８ａ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線はこれらの貫通孔の中心軸（モータ２７の出力軸の中心軸と同じ）と同一の光軸を有するＸ線となる。

上述したように、Ｘ線出射器１０からは放射状にＸ線が出射されるので、ホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度を所定値以上大きくしない限り、出射されたＸ線の一部は貫通孔２８ａに入射して貫通孔１８ａから出射する。そして、連結部１２は、モータ２７の出力軸の中心軸をホルダ７の中心軸に対して任意の角度にして固定することができるので、ホルダ７の中心軸の方向を変化させなくても、貫通孔１８ａから出射するＸ線の照射方向を大きく変化させることができる。また、ホルダ７の側面には、連結部１２の縦方向の縁が接する箇所に、複数のラインが描かれており、これらのラインにはホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）の角度の数値が示されている。よって、これらのラインの内、希望する角度の数値が示されたラインに連結部１２の縦方向の縁を合わせることで、ホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸を希望する角度にすることができる。

図３に示すように、円盤状のテーブル１６の側面近傍には、下面から上面を貫いて孔１６ｂが形成され、この孔１６ｂにはＬＥＤ光出射器４０が取り付けられている。ＬＥＤ光出射器４０は貫通孔１８ａから出射するＸ線の光軸（貫通孔２８ａ〜１８ａの中心軸、モータ２７の出力軸の中心軸と同じ）と光軸が交差するＬＥＤ光を出射し、ほぼ平行なＬＥＤ光であるが、該交差する箇所で焦点を結ぶようわずかに集束する。そして、該交差する箇所からイメージングプレート１５までの距離は照射点−撮像面間距離の設定値になるようＬＥＤ光出射器４０の位置は調整されている。ＬＥＤ光出射器４０は、孔１６ｂのテーブル１６の下面付近にコリメーティングレンズ４３を取り付け、孔１６ｂのテーブル１６の上面付近に該上面に端が合うよう固定具４２を取り付け、固定具４２にＬＥＤ光源４１を取り付けたものである。ＬＥＤ光源４１は整流素子を備え、ケーブル４４から交流電力が供給されると発光する。

ＬＥＤ光源４１への交流電力の供給は、ワイヤレス給電トランス３０を介して行われる。ワイヤレス給電トランス３０は電磁誘導方式で電力を送電するものであり、コイル３３がそれぞれ巻かれた送電側ユニット３１と受電側ユニット３２とから構成され、モータ２７の出力軸を囲うように取り付けられている。送電側ユニット３１はモータ２７に取り付けられ回転しないものであり、受電側ユニット３２はテーブル１６の上面に取り付けられ回転するものである。送電側ユニット３１のコイルに交流電流が流れると、電磁誘導により送電側ユニット３１のコイルにも交流電流が流れ、端子３４からケーブル４４を介してＬＥＤ光源４１に交流電流が流れる。ワイヤレス給電トランス３０を介しての交流電力の供給はモータ２７が回転しても行うことができるため、ＬＥＤ光源４１への交流電力の供給はモータ２７が回転しても行うことができる。なお、送電側ユニット３１の端子は、図を見やすくするため図２及び図３からは除かれている。また、ワイヤレス給電トランス３０は様々な構造のものが市販されており、本実施形態で使用されているものはそれらの内の１つである。

上述したように、ＬＥＤ光源４１への交流電力の供給はモータ２７が回転しても行うことができるため、モータ２７を回転させ、モータ２７の出力軸の中心軸周りにＬＥＤ光出射器４０が回転するようにして、ＬＥＤ光を照射することができる。このようにしてＬＥＤ光を照射すると、ＬＥＤ光が測定対象物ＯＢの面に描く照射模様は、モータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）が測定対象物ＯＢの表面と交差する点を中心とした円となる。モータ２７の出力軸の中心軸と測定対象物ＯＢの表面の法線が一致していれば真円であり、角度があれば楕円である。そして、上述したように、ＬＥＤ光出射器４０から出射されるＬＥＤ光の光軸が出射Ｘ線の光軸と交差する点からイメージングプレート１５までの距離は、照射点−撮像面間距離の設定値になっているので、回折環撮像装置本体５の位置を調整して照射点−撮像面間距離を設定値にすると、ＬＥＤ光が描く照射模様は点になる。よって、モータ２７を回転させＬＥＤ光出射器４０からＬＥＤ光を出射させ、ＬＥＤ光が描く照射模様が点になるよう回折環撮像装置本体５の位置を調整することで、照射点−撮像面間距離を設定値にすることができる。

図１に示すよう、測定箇所が円柱状の穴の内部である場合、ＬＥＤ光が描く照射模様を目視により確認することは困難である。このため、ＬＥＤ光の光軸が出射Ｘ線の光軸と交差する点の周辺を撮像するファイバーカメラ４が備えられており、ＬＥＤ光が描く照射模様を撮影画像により確認することができるようになっている。図２に示すよう、ファイバーカメラ４のカメラ部４５は固定具４７に固定され、固定具４７はモータ２７の側面に溶接又はねじ止めにより固定されており、被写界深度は、ＬＥＤ光の光軸が出射Ｘ線の光軸と交差する点付近を中心とした前後になっている。そして、カメラ部４５から出ているケーブル４６は、液晶等でできているディスプレイ４８に接続され、ディスプレイ４８により撮影画像を見ることができるようになっている。

図１及び図２に示すよう、ホルダ７の側面には傾きセンサ３５が取り付けられており、回折環撮像装置本体５の重力方向に対する傾き角を検出することができるようになっている。傾きセンサ３５は傾き角を精度よく検出できれば検出の原理はどのようなものでもよく、市販されているもので適切な大きさのものを選定すればよい。ホルダ７の側面にはポケット状のセット部３６が設けられており、このセット部に傾きセンサ３５を入れ、押さえ３７をセット部の上端に装着することで、傾きセンサ３５を固定することができるようになっている。傾きセンサ３５はホルダ７の中心軸（Ｘ線出射器１０の中心軸）に垂直な２方向の重力方向に対する傾き角を検出するものであり、この方向は連結部１２をホルダ７に固定する２つのねじ１１の中心軸の方向と、この方向に垂直な方向である。言い換えると、ホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度を変更するときの回転軸の方向と、この方向に垂直な方向である。また、この回転軸の方向はイメージングプレート１５に平行であり、イメージングプレート１５の回転角度０のラインは、イメージングプレート１５の中心を通るこの回転軸の方向に平行なラインの垂直方向のラインとして定義される。よって、さらに別の言い方をすると、傾きセンサ３５が検出する傾き角は、イメージングプレート１５の回転角度０のラインのイメージングプレート１５内における垂直方向（基準平面の垂直方向）と、この方向に垂直な方向である。

制御装置９５は内部に様々な回路を備え、コントローラ９１からの指令により回折環撮像装置本体５のモータ２７、ＬＥＤ光出射器４０及び傾きセンサ３５を制御し、また、制御のために傾きセンサ３５が出力する傾きのデジタルデータを入力する。傾きセンサ３５から出ているケーブル３８は、制御装置９５内の演算回路９８に接続されており、傾きセンサ３５には演算回路９８から作動のための電力が入力するとともに、データ出力開始と停止の指令が入力する。そして、データ出力開始の指令が入力すると、設定された間隔で検出した２方向の傾き角のデジタルデータを演算回路９８に出力し、停止の指令が入力すると出力を停止する。演算回路９８はコントローラ９１から作動開始の指令が入力すると、傾きセンサ３５にデータ出力開始の指令を出力し、２方向の傾き角のデジタルデータを入力する。また、コントローラ９１からリセットの指令を入力すると、傾きセンサ３５にデータ出力開始の指令と設定時間後に停止の指令を出力し、入力した傾き角のデジタルデータをメモリに記憶し、それ以降に入力する傾き角から記憶している傾き角を減算し、正規の傾き角とする。コントローラ９１からのリセットの指令は、作業者が入力装置９２から傾き角のリセットを入力することで行われ、作業者が意図する回折環撮像装置本体５の姿勢からの傾き角が演算回路９８で算出される。

上述したように、傾きセンサ３５が検出する傾き角は、基準平面の垂直方向と、この方向に垂直でホルダ７の中心軸に垂直な方向であるが、傾き角のリセットを入力した後に演算回路９８で算出される傾き角は、後者においては、基準平面の垂直方向に垂直な方向（基準平面内に含まれる方向）であれば、ホルダ７の中心軸に対する方向は限定されない。よって、傾き角のリセットを入力した後に演算回路９８で算出される傾き角は、基準平面の垂直方向と、イメージングプレート１５の回転角度０のラインの方向とみなすことができる。このため、モータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）を測定対象物ＯＢの測定箇所の面に対して垂直にして傾き角のリセットを入力し、その後、ホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）の角度を変更しなければ、それ以降演算回路９８で算出される傾き角は、Ｘ線の入射角と基準平面傾き角になる。

演算回路９８のメモリには、モータ２７内のエンコーダがインデックス信号を出力してから、ＬＥＤ光出射器４０の位置が回転角度０のライン上になるまでに該エンコーダが出力するパルス列信号のパルス数と、モータ２７が１回転するときの該エンコーダが出力するパルス列信号のパルス数が記憶されている。また、コントローラ９１から入力したＸ線入射角の設定値もメモリに記憶されている。そして、コントローラ９１から作動開始の指令が入力すると、設定された時間間隔で、記憶している上記パルス数及びＸ線入射角の設定値と、算出した傾き角とから、ＬＥＤ光源４１に供給される駆動信号が、ＯＮになるタイミングとＯＦＦになるタイミングを計算して、後述するＯＮ−ＯＦＦ制御回路９７に出力する。このタイミングは、モータ２７内のエンコーダがインデックス信号を出力してから、該エンコーダが出力するパルス列信号のパルス数で計算される。演算回路９８が計算する、駆動信号がＯＮになるタイミングとＯＦＦになるタイミングについては後程詳細に説明する。

発光信号供給回路９６はコントローラ９１から発光開始の指令が入力すると、ＬＥＤ光源４１が発光するための駆動信号を出力し、停止指令が入力すると該駆動信号の出力を停止する。ＯＮ−ＯＦＦ制御回路９７は、演算回路９８から駆動信号がＯＮになるパルス数とＯＦＦになるパルス数が入力するごとにメモリに記憶し直す。また、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路９７は、モータ２７内のエンコーダから入力するパルス列信号のパルス数を積算カウントし、該エンコーダからインデックス信号が入力するごとに積算カウント数をリセットして０にする。そして、積算カウント数が記憶されているＯＮになるパルス数になると発光信号供給回路９６から入力する駆動信号を出力し、ＯＦＦになるパルス数になると発光信号供給回路９６から入力する駆動信号の出力を停止する。これにより、モータ２７が回転するとともにＬＥＤ光出射器４０がＬＥＤ光を出射すると、ＬＥＤ光により描かれる照射模様は、欠けた箇所がある円となる。

モータ駆動回路９９は、コントローラ９１から回転開始の指令が入力すると、モータ２７が回転駆動する駆動信号をモータ２７に出力する。このとき、モータ２７内のエンコーダが出力するパルス列信号を入力し、該パルス列信号の単位時間当たりのパルス数が設定値になるようモータ２７に出力する駆動信号の強度を制御する。これによりモータ２７は設定された回転速度で回転する。また、モータ駆動回路９９は、コントローラ９１から回転角度０の指令が入力すると、モータ２７が超低速で回転する駆動信号を出力し、インデックス信号が入力したタイミングで駆動信号の出力を停止する。これにより、コントローラ９１から回転角度０の指令を出力してから回折環を撮像するようにすることで、イメージングプレート１５の回転角度０のラインは一定になり、先行技術文献の特許文献１に示された回折環読取り装置で回折環を読取る際、イメージングプレート１５に照射するレーザ光の照射点のテーブル１６における周方向位置を取得しておけば、該エンコーダが出力するインデックス信号とパルス列信号のパルス数により回転角度０のラインを検出することができる。

コンピュータ装置９０は、コントローラ９１、入力装置９２及び表示装置９３からなる。コントローラ９１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、大容量記憶装置などを備えたマイクロコンピュータを主要部とした電子制御装置であり、入力装置９２からの入力及び該入力による記憶されたプログラムの実行により、制御装置９５及び高電圧電源６の各回路に指令を出力する。これにより、入力装置９２から入力することで回折環撮像装置１の様々な作動がなされる。

このように構成された回折環撮像装置１により、測定対象物ＯＢの測定箇所にＸ線を照射して回折環を撮像する方法について説明する。作業者はまず、回折環撮像装置本体５のホルダ７に描かれている角度が示されたラインと連結部１２の縦方向の縁を見ながら、ホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度を、Ｘ線入射角の設定値又は（９０°−Ｘ線入射角の設定値）になるようにする。この２つの違いは、測定箇所が円柱状の穴の底面か側面かの違いである。次にこの状態のまま、図５に示す垂直出し治具８０の固定棒８６，８７を、回折環撮像装置本体５のモータ固定プレート１３の貫通孔１３ｂに挿入することで、垂直出し治具８０に回折環撮像装置本体５をセットする。垂直出し治具８０は平板状の基台８１に支柱８３，８４を取り付け、支柱８３，８４の上端に長尺状ブロック８５を取り付け、この長尺状ブロック８５の側面に２つの固定棒８６，８７を取り付けたものである。基台８１の中央部分には円柱状の平面部８２があり、この平面部８２の底面は基台８１の底面より突出していて、垂直出し治具８０を平面に置いたとき、この平面部８２の底面のみが平面と接触するようになっている。そして、垂直出し治具８０に回折環撮像装置本体５をセットしたとき、回折環撮像装置本体５の固定具１８は平面部８２の上面の近傍になる。また、モータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）は平面部８２の上面及び底面と垂直になり、モータ２７の出力軸の中心軸が平面部８２と交差する点は、平面部８２の上面及び底面の中心になる。

作業者は、回折環撮像装置本体５をセットした垂直出し治具８０を、測定対象物ＯＢの測定箇所に接触させる。これにより、モータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）は測定対象物ＯＢの測定箇所に対して垂直となる。次に作業者は、この状態のまま入力装置９２から傾き角のリセットを入力する。これにより、これ以降、演算回路９８で計算される傾き角は、測定対象物ＯＢの測定箇所が重力方向に対してどのような角度であっても、測定対象物ＯＢの測定箇所の法線方向に垂直な２方向における傾き角になる。具体的には、この２方向における傾き角は、測定箇所にＸ線が照射された場合、Ｘ線の入射角と基準平面傾き角である。

測定対象物ＯＢの測定箇所が円柱状の穴の底面である場合、図６（ａ）に示すように垂直出し治具８０に取り付けた回折環撮像装置本体５を円柱状の穴の底面に置くか、円柱状の穴の中心線が重力方向に対して角度がある場合は、垂直出し治具８０と回折環撮像装置本体５を持って、円柱状の穴の底面に接触させる。もし、円柱状の穴の底面が該穴が形成された箇所の表面と高精度に平行になっていれば、図６（ａ）に点線で示すように該表面に置くか、手で持って接触させてもよい。例えば、回折環撮像の対象が建造物の内部の鉄骨であり、建造部の壁に穴を開けて回折環撮像を行う場合などは、鉄骨の表面と壁の表面とは、通常高精度に平行になっているので、このような方法をとることができる。そして、測定箇所にＸ線を照射して回折環を撮像するとき、図６（ｂ）に示すようにホルダ７の中心軸を測定箇所に対して垂直になるようにすれば、最初にホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度をＸ線入射角の設定値にしてあるので、測定箇所に対するＸ線の入射角は設定値になる。なお、ホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度を設定する場合も、ホルダ７の中心軸を測定箇所に対して垂直にする場合も、設定の精度は高くないので、正確にはＸ線の入射角は設定値付近の値である。

測定対象物ＯＢの測定箇所が円柱状の穴の側面である場合、穴の中心軸に対して垂直な断面で見たときの位置が同じであれば、通常、穴の上端の箇所の側面と測定箇所の側面は平行であるので、図７（ａ）に示すように垂直出し治具８０と回折環撮像装置本体５を持って、穴の上端の箇所に接触させる。また、円柱状の穴の中心軸が重力方向に対して垂直であれば、垂直出し治具８０に取り付けた回折環撮像装置本体５を穴の側面に置いてもよい。そして、測定対象物ＯＢの測定箇所にＸ線を照射して回折環を撮像する場合、図７（ｂ）に示すようにホルダ７の中心軸を測定箇所に対して平行になるようにすれば、最初にホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度を（９０°−Ｘ線入射角の設定値）にしてあるので、測定箇所に対するＸ線の入射角は設定値になる。この場合も正確にはＸ線の入射角は設定値付近の値である。

上述したように、回折環撮像装置本体５から測定対象物ＯＢの測定箇所にＸ線を照射して回折角を撮像する際、ホルダ７の中心軸を測定箇所に対して垂直又は平行になるようにすれば、測定箇所に対するＸ線の入射角は設定値付近の値になる。そして、ホルダ７の中心軸を測定箇所に対して垂直又は平行になるようにするには、先行技術文献の特許文献１に示されている治具に回折環撮像装置本体５を取り付け、測定対象物ＯＢの穴に挿入すればよいが、特許文献１に示されている治具では、回折環撮像装置本体５の位置と姿勢を微調整するのが困難である。すなわち、モータ２７を回転させながらＬＥＤ光出射器４０からＬＥＤ光を出射させたときに形成されるＬＥＤ光の照射模様を点にするには、回折環撮像装置本体５の位置を微調整する必要があり、測定箇所に対するＸ線の入射角は設定値付近の値であるため、これを設定値にするには回折環撮像装置本体５の姿勢を微調整する必要があるが、特許文献１に示されている治具にはこの微調整を行う機能がない。よって、これらの微調整を可能にする治具として図８に示す回折環撮像用治具３を用いる。この回折環撮像用治具３は、特許文献１に示されている治具を改良したものであり、特許文献１に示されている治具と異なっている点は、縦方向の治具の長さを微調整できる伸縮部と、回折環撮像装置本体５の姿勢を微調整できる２軸のゴニオステージを設けた点である。これ以外はすべて特許文献１に示されている治具と同じであり、構造が同じ箇所には特許文献１に示されている治具と同じ番号が付されている。よって、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。

回折環撮像用治具３には取付リング６８，６９があり、回折環撮像装置本体５はこの取付リング６８，６９に取り付けられる。取付リング６８，６９は後述する伸縮パイプ５１の中心軸方向と方向は同一で該中心軸方向の垂直方向に位置を異ならせた長尺棒６７に固定されており、回折環撮像装置本体５を取付リング６８，６９に固定したとき、ホルダ７の中心軸は後述する伸縮パイプ５１の中心軸と略一致するようになっている。治具３には取っ手７０が備えられており、作業者はこの取っ手７０を持って回折環撮像用治具３に取り付けた回折環撮像装置本体５を測定対象物ＯＢの穴の内部に入れることができる。取っ手７０は伸縮棒内蔵ユニット７７に取り付けられており、伸縮棒内蔵ユニット７７は、内部にばね等の弾性体で上方に押圧されている円盤の中心に伸縮棒が固定された部品がある。伸縮棒内蔵ユニット７７の上部にはねじが切られた孔があり、この孔にノブ７８に取り付けられたねじ７９をねじ込むことで、上方に押圧されている円盤を下方に押すことができる。これにより、円盤の中心に固定された伸縮棒は下方に移動し、伸縮棒は伸縮棒内蔵ユニット７７の下部に形成された孔から外に出て、後述する伸縮パイプ５１の上端と連結しているため、伸縮棒内蔵ユニット７７より下方にある部分はノブ７８に取り付けられたねじ７９をねじ込むことで、下方に移動する。これにより、回折環撮像装置本体５の上下方向の位置の微調整を行うことができる。伸縮棒に連結している伸縮パイプ５１は、伸縮するポインターペンのように、径の大きなパイプに径の小さなパイプを入出させることで全体の長さを変化させることができ、この長さを適切な長さにすることで、取っ手７０を測定対象物ＯＢの穴が形成された表面に合わせたとき、測定箇所の近傍に回折環撮像装置本体５の固定具１８（Ｘ線の出射口）が来るようにすることができる。

また、治具３には伸縮パイプ５１の先端部分に、治具３の中心軸（伸縮パイプ５１の中心軸）の垂直方向に９０度の間隔で４つの押し当て部５０が設けられており、円柱状ボタン６０を下に押してストッパ６４を外すと、４つの収納部５２に収納されているそれぞれの伸縮棒５３が伸びるようになっている。そして、それぞれの伸縮棒５３が伸びて先端のローラー５８が測定対象物ＯＢの穴の壁を押すことで、治具３を測定対象物ＯＢの内部で固定させることができる。このとき、４方向に押す力は等しくなろうとして伸縮棒５３の伸長する長さは等しくなるので、回折環撮像装置本体５を測定対象物ＯＢの穴の中心軸付近に位置させることができる。押し当て部５０の内部の構造は特許文献１で詳細に説明されているので説明は省略する。

４つの押し当て部５０の下部には、正方形状の平板プレート７１が４つの連結部材７６をそれぞれの収納部５２をまたがせ、連結部材７６に開けられた孔を通して平板プレートにねじ止めすることにより連結されている。そして、平板プレート７１の下部には、２軸のゴニオステージが平板プレート７１に開けられた孔を通して下部ゴニオステージ７２にねじ止めすることにより連結されている。２軸のゴニオステージは下側ゴニオステージ７２と上側ゴニオステージ７４からなり、下側ゴニオステージ７２はハンドル７３を回転させることで、伸縮パイプ５１の中心軸に垂直な回転軸周りに上部ステージが下部ステージに対して傾き角を変化させる。この回転軸は、２つの収納部５２の中心軸と平行であり、取り付けた回折環撮像装置本体５のホルダ７に対するモータ２７の角度を変更する回転軸方向と略垂直である。また、上側ゴニオステージ７４はハンドル７５を回転させることで、伸縮パイプ５１の中心軸に垂直な回転軸周りに上部ステージが下部ステージに対して傾き角を変化させる。この回転軸は、下側ゴニオステージ７２の傾き角が図８に示すように０であれば、２つの収納部５２の中心軸と平行である。また、取り付けた回折環撮像装置本体５のホルダ７に対するモータ２７の角度を変更する回転軸方向と略平行である。

上側ゴニオステージ７４の上部ステージには、取付リング６８，６９が取り付けられた長尺棒６７が取り付けられており、上部ステージの平面には回折環撮像装置本体５の上蓋８をはめ込む凹部が形成されている。また、該凹部から上部ステージの縁に向かって上蓋８から出ている高電圧電力供給用のケーブル９をはめ込む溝が形成されている。回折環撮像装置本体５の上蓋８を上部ステージの該凹部にはめ込むことで、回折環撮像装置本体５は常に回折環撮像用治具３に同じ姿勢で取り付けられ、上述したようにホルダ７に対するモータ２７の角度を変更する回転軸方向が下側ゴニオステージ７２及び上側ゴニオステージ７４の回転軸と略垂直及び略平行になる。

作業者は、回折環撮像用治具３の伸縮パイプ５１を適切な長さにし、回折環撮像用治具３に回折環撮像装置本体５を取り付け、測定対象物ＯＢの穴に回折環撮像装置本体５を入れると、回折環撮像装置本体５の先端である固定具１８は測定箇所の近傍になり、Ｘ線の入射角は設定値付近になり、基準平面傾き角は０付近になる。しかし、測定箇所が測定対象物ＯＢの穴の底面である場合、該底面は穴の中心軸に垂直とは限らず、ホルダ７の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度の調整は、ホルダ７に描かれている角度が表示されたラインと連結部１２の縦方向の縁を見て行っているので、Ｘ線入射角及び基準平面傾き角は設定値および０からずれがある。また、照射点−撮像面間距離も、設定値からずれがある。よって、後述するように回折環撮像装置本体５の位置と姿勢の調整を行い、Ｘ線入射角及び照射点−撮像面間距離を設定値にし、基準平面傾き角を０にする。

まず、作業者は、入力装置９２から位置姿勢調整開始を入力する。これにより、コントローラ９１はモータ駆動回路９９と発光信号供給回路９６に回転指令と発光指令を出力し、モータ２７は回転し、ＬＥＤ光出射器４０からＬＥＤ光が出射され、測定対象物ＯＢの測定箇所には円の照射模様が形成される。また、コントローラ９１は演算回路９８に作動開始を出力し、演算回路９８は傾きセンサ３５から入力した傾き角から算出した傾き角、すなわちＸ線入射角と基準平面傾き角に基づいて、ＬＥＤ光源４１に供給される駆動信号のＯＮとＯＦＦのタイミングを計算して、ＯＮ−ＯＦＦ制御回路９７に出力することを開始する。これにより測定箇所に形成される円の照射模様は、Ｘ線入射角と基準平面傾き角の大きさと符号により欠けのあるものになる。次に作業者は、ファイバーカメラ４を作動させ、測定箇所に形成されるＬＥＤ光の照射模様をディスプレイ４８に表示させる。

次に作業者は、ＬＥＤ光による円の照射模様が適切な大きさになるよう、回折環撮像装置本体５の位置を調整する。測定箇所が測定対象物ＯＢの穴の底面である場合は、回折環撮像用治具３の上端にあるノブ７８を回転させ、回折環撮像装置本体５の上下位置を調整する。このとき、円の照射模様が点になるところからノブ７８を上方向に移動する向きに回転させ、回折環撮像装置本体５を上方に移動させて円の照射模様が適切な大きさになるようにする。また、測定箇所が測定対象物ＯＢの穴の側面である場合は、回折環撮像用治具３には横方向に回折環撮像装置本体５を移動させる機能はないため、図９に示す横方向移動用治具１００を用いて回折環撮像用治具３を横方向に移動させる。

横方向移動用治具１００は、長尺の直方体状である伸縮棒収納部１０１の片方の端にコの字型の押し当て部１０２があり、もう片方の端に伸縮棒１０４の先端に取り付けられたコの字型の押し当て部１０３がある。伸縮棒１０４は伸縮棒収納部１０１の端の側面にある穴から外に出ており、ノブ１０７に取り付けられた回転棒１０６を回転させることで、伸縮棒収納部１０１の長尺方向に移動する。図１０は伸縮棒収納部１０１の伸縮棒１０４が外に出ている箇所の上側の筐体を取り外して上方から見た図である。回転棒１０６はギヤ１０８に連結しており、ギヤ１０８は伸縮棒１０４の側面に形成された歯に迎合している。また、ギヤ１０８と共に伸縮棒１０４を挟むようにローラー１０９，１１０があり、ギヤ１０８が回転すると、共に回転して伸縮棒１０４がその長尺方向に移動するようになっている。これにより、回転棒１０６を回転させると伸縮棒１０４は伸縮棒収納部１０１の長尺方向に移動する。そして、ギヤ１０８が左回りに回転しようとすると、ストッパ１１１は右回りに回転しようとするが、解除ボタン１０５のばね１１４により円盤状の平板１１３を介して押されることで図１０で示された位置から右回りに回転できず、ギヤ１０８は左回りに回転できないようになっている。また、ギヤ１０８が右回りに回転するときは、ストッパ１１１は左回りに回転するが、解除ボタン１０５の平板１１３は連結しているシャフト１１２の径が太くなっている箇所が伸縮棒収納部１０１の側面に形成された孔で止められているため、図１０で示された位置より下方に移動することはなく、ストッパ１１１はギヤ１０８の歯が外れるまで回転し、ギヤ１０８は右回りに回転できる。すなわち、伸縮棒１０４は、伸縮棒収納部１０１から外に出る方向には移動するが、伸縮棒収納部１０１に収納される方向には移動できないようなっている。そして、解除ボタン１０５のボタン部１１６を押せば、ばね１１４が縮んで平板１１３は固定端１１５の方向に移動し、ストッパ１１１は右回りにも回転できるようになり、これによりギヤ１０８は左回りにも回転できるようになり、伸縮棒１０４は、伸縮棒収納部１０１に収納される方向にも移動できるようになる。

この横方向移動用治具１００の、押し当て部１０２を回折環撮像用治具３の収納部５２にはさんで平板プレート７１と下側ゴニオステージ７２の側面に押し当て、回転棒１０６を回転させて伸縮棒１０４を伸ばすようにする。このようにすると伸縮棒１０４は回折環撮像用治具３のカバー５７を囲むようにして測定対象物ＯＢの穴の側面に当たり、さらに伸縮棒１０４が伸びることにより反対側にある回折環撮像用治具３の伸縮棒５３と垂直方向にある伸縮棒５３は縮んで、回折環撮像用治具３の中心軸、すなわち回折環撮像装置本体５の中心軸は、伸縮棒１０４が伸びる方向とは反対側の方向に移動する。また、回折環撮像装置本体５を移動させた方向の反対側の方向に戻したいときは、解除ボタン１０５を押して回転棒１０６を反対側に回転させて伸縮棒１０４を縮めればよい。

ＬＥＤ光が形成する円の照射模様が適切な大きさになった後、作業者は該照射模様における欠けのある位置を見ながら回折環撮像装置本体５の姿勢を調整する。ここで円の照射模様の欠けについて説明する。上述したように、演算回路９８で算出される傾き角は、Ｘ線入射角と基準平面傾き角である。そして、演算回路９８にはコントローラ９１から入力したＸ線入射角の設定値がメモリに記憶されており、まず演算回路９８は、Ｘ線入射角の設定値からのずれと基準平面傾き角の０からのずれを計算する。そして、このずれの大きさと符号から、イメージングプレート１５の回転角度０のライン方向のベクトルの大きさと向き、及びこの垂直方向（基準平面の法線方向）のベクトルの大きさと向きを定め、これらの２つのベクトルの合成ベクトルの大きさと向きを計算する。合成ベクトルの向きは、２次元における方向をイメージングプレート１５の回転角度０のライン方向を０°とし１周を３６０°とした回転角で計算する。次に合成ベクトルの大きさに適切な倍数（例えば５倍）を乗算し、円において欠ける回転角の大きさを計算する。倍数が５倍であれば１°のずれ角度のとき欠ける回転角は５°である。次に向きの回転角に欠ける回転角の半分を加算した角度と減算した回転角を計算し、予め記憶されているモータ２７内のエンコーダがモータ２７が１回転するときに出力する、パルス列信号のパルス数を３６０°で除算した値をこれらの回転角に乗算する。これは、欠けが始まる箇所と終わる箇所の回転角の位置を該エンコーダのパルス列信号のパルス数で表した値である。次に予め記憶されている該エンコーダがインデックス信号を出力してから、ＬＥＤ光出射器４０の位置が回転角度０のライン上になるまでに該エンコーダが出力するパルス列信号のパルス数を加算し、エンコーダがモータ２７が１回転に出力するときに出力するパルス列信号のパルス数を超えるときをこのパルス数を減算する。これにより、円の照射模様に欠けを作るため、ＬＥＤ光源４１に供給する駆動信号がＯＮになるタイミングとＯＦＦになるタイミングが、該エンコーダがインデックス信号を出力してから出力するパルス列信号のパルス数として計算される。そして、この円の照射模様の欠けの箇所と大きさは、Ｘ線入射角の設定値からのずれの向きと大きさ及び基準平面傾き角の０からのずれの向きと大きさを表しているので、作業者はこの円の照射模様をファイバーカメラ４のディスプレイ４８に表示される撮影画像を見て、円の照射模様に欠けがなくなるよう回折環撮像装置本体５の姿勢を調整する。

図１１は、Ｘ線入射角の設定値を３５°として、演算回路９８で計算されるＸ線入射角と基準平面傾き角に対するＬＥＤ光が形成する円の照射模様を示したものである。図１１では照射模様の欠けをわかりやすくするため、Ｘ線入射角の設定値からのずれ及び基準平面傾き角の０からのずれを大きくしてある。Ｘ線入射角が設定値の３５°であり基準平面傾き角が０°であれば、円の照射模様に欠けはないが、Ｘ線入射角の設定値からのずれ及び基準平面傾き角の０からのずれが大きくなるほど、円の照射模様の欠けは大きくなり、２つのずれを合成したずれの方向により円の照射模様の欠けの位置は変化する。よって、作業者は円の照射模様の欠けの位置と大きさから回折環撮像装置本体５の姿勢をどの方向にどの程度変化させればよいかを知ることができる。

回折環撮像装置本体５の姿勢を変化させるには、回折環撮像用治具３の２軸のゴニオステージ７２，７４の傾き角をハンドル７３とハンドル７５を回転させることで行う。測定対象物ＯＢの穴における測定箇所が穴の上端から近く、測定対象物ＯＢの穴の径が大きければ、該穴に作業者が手を入れてハンドル７３とハンドル７５を直接回転させればよい。しかし、測定対象物ＯＢの穴における測定箇所が穴の上端から深い所にあったり、測定対象物ＯＢの穴の径が小さいと、ハンドル７３とハンドル７５を作業者が直接手で回すことは困難になる。このようなときは、図１２に示すハンドル回転用治具１２０を用いる。ハンドル回転用治具１２０は長尺状部１２１と短尺状部１２３からなるＬ字状の形状をしており、長尺状部１２１の上端にあるハンドル１２２を回転させることで短尺状部１２３の端にある回転部１２４を回転させることができるようになっている。回転部１２４の歯が形成されている内側は、２軸のゴニオステージ７２，７４のハンドル７３とハンドル７５を嵌めることができる大きさになっており、回転部１２４の内側にハンドル７３又はハンドル７５を嵌め、ハンドル１２２を回転させると、２軸のゴニオステージ７２，７４の傾きを変化させることができる。

図１３は、ハンドル回転用治具１２０を長尺状部１２１と短尺状部１２３の筐体を外して横方向から見た図である。ハンドル１２２はギヤ１２５に連結しており、回転部１２４はギヤ１２９に連結しており、長尺状部１２１と短尺状部１２３が重なる位置にはギヤ１２７があって、ギヤ１２７とギヤ１２９はチェーン状のベルト１２８により連動して回転するようになっている。また、図１３におけるギヤ１２７の奥側には同じ大きさのギヤがあり、ギヤ１２７と連結していて、ギヤ１２５とチェーン状のベルト１２６により連動して回転するようになっている。よって、ハンドル１２２を回転させるとギヤ１２５とギヤ１２７の奥側にあるギヤが回転し、さらにギヤ１２７とギヤ１２９が回転して回転部１２４が回転する。作業者は回折環撮像用治具３に回折環撮像装置本体５をセットした後、２軸のゴニオステージ７２，７４のハンドル７３とハンドル７５を直接回転させることが困難であるときは２つのハンドル回転用治具１２０の回転部１２４をハンドル７３とハンドル７５に嵌めたうえで測定対象物ＯＢの穴に回折環撮像用治具３を入れるようにする。なお、測定対象物ＯＢの穴の深さが様々である場合は、長尺状部１２１の長さを変えたハンドル回転用治具１２０を複数用意しておくとよい。

このようにして回折環撮像装置本体５の姿勢を変化させ、ファイバーカメラ４のディスプレイ４８に表示される撮影画像に表示される円の照射模様に欠けがなくなるようにした後、作業者は回折環撮像用治具３のノブ７８を回転させるか横方向移動用治具１００のノブ１０７を回転させて、回折環撮像装置本体５の位置を調整して円の照射模様が点になるようにする。これにより、照射点−撮像面間距離及びＸ線入射角は設定値になり、基準平面傾き角は０になる。次に作業者は、入力装置９３から位置姿勢調整終了を入力する。これによりコントローラ９１から制御装置９５のそれぞれの回路に停止指令が出力し、ＬＥＤ光出射器４０からのＬＥＤ光照射とモータ２７の回転が停止し、演算回路９８の作動が停止する。次いでコントローラ９１は、設定された時間が経過した後、モータ駆動回路９９に回転角度０の指令を出力し、これによりモータ２７は超低速回転し、モータ２７内のエンコーダがインデックス信号を出力したタイミングで回転が停止する。インデックス信号はコントローラ９１にも入力し、コントローラ９１はインデックス信号が入力するまでは、入力装置９２からの入力は無効にする処置をする。

次に作業者は入力装置９１から回折環撮像の指令を入力する。これにより、コントローラ９１から高電圧電源６にＸ線出射の指令が出力し、高電圧電源６からＸ線出射器１０に高電圧の電力が供給されてＸ線が固定具１８の貫通孔１８ａから出射し、イメージングプレート１５には回折環が撮像されていく、そして、コントローラ９１は電力供給の指令を出力してから設定された時間が経過すると、停止指令を高電圧電源６に出力し、Ｘ線の出射は停止する。これにより回折環撮像は終了するので、作業者は、横方向移動用治具１００を使用しているときは、上述したように解除ボタン１０５を押してノブ１０７を回転させることで伸縮棒１０４を縮めて横方向移動用治具１００を取り外し、回折環撮像用治具３を測定対象物ＯＢの穴から出す。これ以降は、作業者は回折環撮像装置本体５を回折環撮像用治具３から取り外して、回折環読取り装置にセットし、該装置にて回折環の読取りと残留応力の計算をする操作を行うが、この操作及び該装置の作動は、残留応力の計算において照射点−撮像面間距離及びＸ線入射角に設定値を用いること以外は、先行技術文献の特許文献１で説明されている通りであるので説明は省略する。

上記説明からも理解できるように、上記実施形態においては回折環撮像装置を、自らの中心軸を中心にして放射状にＸ線を出射するＸ線出射器１０と、Ｘ線出射器１０から出射するＸ線の出射方向に配置されたモータ２７であって、出射するＸ線を通過させる貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１が回転の出力軸内に、出力軸の中心軸と貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の中心軸とが一致するように設けられたモータ２７と、モータ２７の出力軸に取り付けられたテーブル１６、イメージングプレート１５等からなら回折環撮像手段であって、貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の中心軸と中心軸が一致する貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａを有し、貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａを通過させてＸ線が出射され、出射された方向に物体があるとき、物体で発生した回折Ｘ線により第２の貫通孔の中心軸と垂直に交差するイメージングプレート１５に回折環を撮像する回折環撮像手段と、回折環撮像手段に取り付けられ、貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａから出射するＸ線の光軸上で焦点を結ぶように可視の集束するＬＥＤ光を出射するＬＥＤ光出射器４０であって、集束するＬＥＤ光の光軸が貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａから出射するＸ線の光軸と交差する点からイメージングプレート１５までの距離が設定値にされているＬＥＤ光出射器４０と、回折環撮像手段の近傍に配置され、可視の集束するＬＥＤ光の光軸が貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａから出射するＸ線の光軸と交差する点付近を撮像するファイバーカメラ４とを備えた回折環撮像装置１としている。

これによれば、ＬＥＤ光出射器４０からＬＥＤ光を照射し、モータ２７を駆動させて回折環撮像手段に取り付けたＬＥＤ光出射器４０を回転させると、モータ２７の出力軸の中心軸と貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａから出射するＸ線の光軸とは一致しているため、ＬＥＤ光が形成する照射模様は、出射するＸ線の光軸が物体の表面と交差する点を中心とした円となる。そして、ＬＥＤ光の光軸が出射するＸ線の光軸と交差する点からイメージングプレート１５までの距離を照射点−撮像面間距離の設定値にしておけば、回折環撮像装置本体５の位置を調整してＬＥＤ光が形成する照射模様を点にすることで、照射点−撮像面間距離を設定値にすることができる。また、円の照射模様の半径から、照射点−撮像面間距離の設定値からのずれがどの程度かを知ることができる。そして、測定箇所が狭い場所にあり、円の照射模様を肉眼で見ることが困難であっても、ファイバーカメラ４の撮影画像により円の照射模様を見ることができる。よって、この回折環撮像装置１によれば、照射点―撮像面間距離を精度よく設定値にすることができる。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置１は、Ｘ線出射器１０を固定しモータ２７を連結するホルダ７と、ホルダ７に取り付けられ、リセット指令を入力したときを傾き角０として、Ｘ線出射器１０の中心軸に垂直で互いに垂直な２方向における傾き角を検出する傾きセンサ３５と演算回路９８とを備え、回折環撮像手段のイメージングプレート１５における回転角度０のラインは、傾きセンサ３５と演算回路９８が傾き角を検出する２方向の内の１方向に対して垂直になっている。

これによれば、貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａから出射するＸ線の光軸が測定箇所に対して垂直になるようにして演算回路９８にリセット指令を入力した後、回折環撮像装置本体５の姿勢を変化させれば、傾きセンサ３５と演算回路９８が検出する２方向の傾き角の内の１つはＸ線の入射角であり、もう１方向の傾き角は基準平面傾き角になる。よって、傾きセンサ３５と演算回路９８が検出する傾き角を参照して回折環撮像装置本体５の姿勢を調整すれば、Ｘ線の入射角を精度よく設定値にし、基準平面傾き角を精度よく０にすることができる。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５は、ホルダ７に連結するとともにモータ２７に連結し、垂直出し治具８０を取り付けできるモータ固定プレート１３を備え、垂直出し治具８０は、回折環撮像装置本体５を取り付けたとき、貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の中心軸方向に底面を有し、底面に突出して貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の中心軸に垂直であるとともに、貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の中心軸と交差する点が中心になる平面部８２を有している。

これによれば、回折環撮像装置本体５を垂直出し治具８０に取り付け、垂直出し治具８０を測定箇所の面に接触させれば、容易に出射するＸ線の光軸を測定箇所に対して垂直になるようにすることができ、回折環撮像装置本体５の姿勢を変化させた際に傾きセンサ３５と演算回路９８が検出する、Ｘ線の入射角と基準平面傾き角の精度をよくすることができる。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５のホルダ７は、Ｘ線出射器１０の中心軸に対する貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の角度を、イメージングプレート１５における回転角度０のラインの方向に垂直な軸周りに、任意の角度に設定可能な連結部１２及びねじ１１等からなる角度変化機構を備え、ホルダ７は、Ｘ線出射器１０の中心軸に対する貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の角度を読取ることが可能なラインと角度が表示がされている。

これによれば、連結部１２及びねじ１１等からなる角度変化機構によりＸ線出射器１０の中心軸に対する貫通孔２８ａ，２７ｂ，２７ａ１の角度を、Ｘ線入射角の設定値にしたうえで、出射するＸ線の光軸が測定箇所に対して垂直になるようにし、その後Ｘ線出射器１０の中心軸が測定箇所に対して垂直になるようにすれば、Ｘ線入射角を設定値付近の値にし、基準平面傾き角を０付近の値にすることができる。よって、その後の傾きセンサ３５と演算回路９８が検出する傾き角を参照しての回折環撮像装置本体５の姿勢の調整が容易になる。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５は、モータ２７を駆動させてＬＥＤ光出射器４０からＬＥＤ光を出射させた際、ＬＥＤ光により形成される照射模様が、傾きセンサ３５と演算回路９８が検出したイメージングプレート１５の回転角度０のラインの垂直方向における傾き角の大きさと符号、及び傾きセンサ３５と演算回路９８が検出したもう１方向における傾き角の設定値からのずれの大きさと符号に対応して変化するよう、ＬＥＤ光出射器４０の発光を制御する演算回路９８内の演算プログラムとＯＮ−ＯＦＦ制御回路９７とを備えている。

これによれば、傾きセンサ３５と演算回路９８が検出する傾き角の数値を見て傾き角を確認する必要はなく、ファイバーカメラ４の撮影画像によりＬＥＤ光が形成する円の照射模様を見て、照射模様がＸ線の入射角が設定値で、基準平面傾き角が０である照射模様になるように回折環撮像装置本体５の姿勢を調整すればよい。この調整は、ＬＥＤ光が形成する円の照射模様を点にする回折環撮像装置本体５の位置の調整の前に行う。なお、上記実施形態における照射模様の変化は、具体的にはＸ線の入射角の設定値からのずれの大きさと符号及び基準平面傾き角の大きさと符号から、イメージングプレート１５の回転角度０のラインに平行な方向とこの方向に直角な方向の２つのベクトルを定め、それらのベクトルの合成ベクトルの大きさと方向により、円の照射模様の欠ける部分を定めるというものである。

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、モータ２７を駆動させてＬＥＤ光出射器４０からＬＥＤ光を出射させたときに、測定箇所に形成されるＬＥＤ光による円の照射模様を、Ｘ線の入射角の設定値からのずれの大きさと符号及び基準平面傾き角の０からのずれの大きさと符号により欠けるようにし、欠けの位置と大きさから、回折環撮像装置本体５の傾きを調整する方向を知ることができるようにした。しかし、回折環撮像装置本体５の傾きを調整する方向を知ることができれば、円の照射模様の変化のさせ方はどのような方法を用いてもよい。例えば、欠けの代わりに駆動信号強度を小さくして円の照射模様に薄い部分を作るようにしてもよいし、反対に駆動信号強度を大きくして円の照射模様に濃い部分を作るようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤ光による円の照射模様を、Ｘ線の入射角の設定値からのずれの大きさと符号及び基準平面傾き角の０からのずれの大きさと符号により変化させたが、測定効率を重要視しなければ、これに替えて、表示装置９３をファイバーカメラ４のディスプレイ４８の隣に配置し、Ｘ線の入射角と基準平面傾き角の数値を表示させるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５を、ホルダ７（Ｘ線出射器１０）の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）の角度を、任意の角度に設定することが可能な構造にし、設定した角度をホルダ７に表示された角度が示されたラインのどこに連結部１２の縦方向の縁があるかを見ることで読み取ることができるようにした。しかし、設定した角度を読み取ることができるならば、ホルダ７に表示するものはどのようなものでもよい。例えば、連結部１２のねじ１１がある側の先端を三角状にし、三角の頂点が角度が示された目盛りを指すようにホルダ７に表示をするようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５を、ホルダ７（Ｘ線出射器１０）の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）の角度を、任意の角度に設定することが可能な構造にした。しかし、測定箇所が穴の底面に限定されていて、Ｘ線の入射角を一定の値にしてよければ、ホルダ７（Ｘ線出射器１０）の中心軸に対するモータ２７の出力軸の中心軸の角度がＸ線の入射角の設定値になるよう、ホルダ７に対するモータ２７の姿勢を固定するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５を垂直出し治具８０にセットし、垂直出し治具８０の平面部８２を測定箇所に接触させることで、モータ２７の出力軸の中心軸（出射Ｘ線の光軸）を測定箇所に対して垂直になるようにした。しかし、モータ２７の出力軸の中心軸が測定箇所に対して垂直になるようにできれば、垂直出し治具８０は用いないようにしてもよい。例えば、照射点−撮像面間距離を限定することができ、回折環読取り装置による回折環の読取りに支障がなければ、回折環撮像装置本体５の固定具１８の上面の径を本実施形態より大きくし、固定具１８を直接測定箇所に接触させるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５に傾きセンサ３５を取り付け、出射Ｘ線の光軸を測定箇所に対して垂直にした後、演算回路９８にリセット指令を入力することで、Ｘ線入射角と基準平面傾き角を算出できるようにし、これらの値の設定値及び０からのずれによりＬＥＤ光の照射模様を変化させるようにした。そして、ＬＥＤ光の照射模様を見ながら、回折環撮像用治具３の２軸のゴニオステージ７２，７４で回折環撮像装置本体５の姿勢を調整し、Ｘ線入射角と基準平面傾き角を設定値及び０にするようにした。しかし、Ｘ線入射角を設定値にしなくても、Ｘ線入射角の値が検出できれば残留応力の計算を行うことはできるので、２軸のゴニオステージ７２，７４を１軸のゴニオステージにして基準平面傾き角を０にする調整のみを行い、Ｘ線入射角は値を算出するのみにしてもよい。また、基準平面傾き角が０から大きくずれていなければ、残留応力の測定方向の変化は少しであるので、基準平面傾き角を０にする調整も行わず、算出した基準平面傾き角からイメージングプレート１５の回転角度０のラインを補正して残留応力を計算するようにし、回折環撮像装置本体５の姿勢は調整しないようにしてもよい。すなわち、回折環撮像用治具３から２軸のゴニオステージ７２，７４をなくしてもよい。また、測定対象物ＯＢが回折環が明瞭に撮像されるものに限定されているならば、傾きセンサ３５と演算回路９８も無くし、Ｘ線入射角と基準平面傾き角は、特許第５９６７４９１号に示される方法を用いて、撮像した回折環の円周方向の半価幅の変化曲線又は円周方向のＸ線ピーク強度の変化曲線から計算するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、回折環撮像装置本体５のテーブル１６に取り付けたＬＥＤ光出射器４０から、出射Ｘ線の光軸上で収束するＬＥＤ光を出射するようにしたが、これに替えて、断面径を小さくした平行なＬＥＤ光を出射するようにしてもよい。また、出射する光は可視の集束光又は平行光であればよいので、ＬＥＤ光に替えてレーザ光やＳＬＤ光を出射するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、テーブル１６を回転させても、テーブル１６に取り付けたＬＥＤ光出射器４０に電力を供給する手段として、ワイヤレス給電トランス３０を用いた。しかし、回転体に取り付けられた機器に電力を供給できる手段であれば、これ以外のどのような手段を用いてもよい。例えば、スリップリングをモータ２７の上面と出力軸に取り付けて、ＬＥＤ光出射器４０に電力を供給するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、回折環を撮像する手段は、テーブル１６に固定具１８で取り付けられたイメージングプレート１５とした。しかし、回折環を撮像することができるならばこれ以外の手段を用いてもよい。例えば、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等のＸ線撮像素子を備え、Ｘ線出射器１０からのＸ線照射の際、Ｘ線撮像素子の各画素が出力する電気信号により回折Ｘ線の強度分布を検出する機器にしてもよい。なお、この場合は、Ｘ線撮像素子が出力する信号は、モータ２７の上面と出力軸に取り付けたスリップリング等の回転体から信号を送信できる機器を介して取り出す必要がある。

１…回折環撮像装置、３…回折環撮像用治具、４…ファイバーカメラ、５…回折環撮像装置本体、６…高電圧電源、７…ホルダ、８…上蓋、９…ケーブル、１０…Ｘ線出射器、１２…連結部、１３…モータ固定プレート、１５…イメージングプレート、１６…テーブル、１７…突出部、１８…固定具、２８ａ，２７ｂ，２７ａ１，１６ａ，１７ａ，１８ａ…貫通孔、２７…モータ、２８…通路部材、２９…固定板、３０…ワイヤレス給電トランス、３１…送電側ユニット、３２…受電側ユニット、３３…コイル、３４…端子、３５…傾きセンサ、３６…セット部、３７…押さえ、３８…ケーブル、４０…ＬＥＤ光出射器、４１…ＬＥＤ光源、４２…固定具、４３…コリメーティングレンズ、４４…ケーブル、４５…カメラ部、４６…ケーブル、４７…固定具、４８…ディスプレイ、５０…押し当て部、５１…伸縮パイプ、５２…収納部、５３…伸縮棒、５８…ローラー、６０…円柱状ボタン、６４…ストッパ、６７…長尺棒、６８，６９…取付リング、７０…取っ手、７１…平板プレート、７２…下側ゴニオステージ、７３…ハンドル、７４…上側ゴニオステージ、７５…ハンドル、７６…連結部材、７７…伸縮棒内蔵ユニット、７８…ノブ、７９…ねじ、８０…垂直出し治具、８１…基台、８２…平面部、８３，８４…支柱、８５…長尺状ブロック、８６，８７…固定棒、９０…コンピュータ装置、９１…コントローラ、９２…入力装置、９３…表示装置、９５…制御装置、１００…横方向移動用治具、１０１…伸縮棒収納部、１０２，１０３…押し当て部、１０４…伸縮棒、１０５…解除ボタン、１０６…回転棒、１０７…ノブ、１０８…ギヤ、１０９，１１０…ローラー、１１１…ストッパ、１１２…シャフト、１１３…平板、１１４…ばね、１１５…固定端、１１６…ボタン部、１２０…ハンドル回転用治具、１２１…長尺状部、１２２…ハンドル、１２３…短尺状部、１２４…回転部、１２５，１２７，１２９…ギヤ、１２６，１２８…ベルト、ＯＢ…測定対象物

Claims (5)

1. 自らの中心軸を中心にして放射状にＸ線を出射するＸ線出射器と、
   前記Ｘ線出射器から出射するＸ線の出射方向に配置されたモータであって、前記出射するＸ線を通過させる第１の貫通孔が回転の出力軸内に、前記出力軸の中心軸と前記第１の貫通孔の中心軸とが一致するように設けられたモータと、
   前記モータの出力軸に取り付けられたテーブル状の回折環撮像手段であって、前記第１の貫通孔の中心軸と中心軸が一致する第２の貫通孔を有し、前記第２の貫通孔を通過させてＸ線が出射され、出射された方向に物体があるとき、前記物体で発生した回折Ｘ線により前記第２の貫通孔の中心軸と垂直に交差する撮像面に回折環を撮像する回折環撮像手段と、
   前記回折環撮像手段に取り付けられ、前記第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸と光軸が交差するように可視の平行光を出射する、又は前記第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸上で焦点を結ぶように可視の集束光を出射する可視光出射手段であって、前記可視の平行光又は前記可視の集束光の光軸が前記第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸と交差する点から前記撮像面までの距離が設定値にされている可視光出射手段と、
   前記回折環撮像手段の近傍に配置され、前記可視の平行光又は前記可視の集束光の光軸が前記第２の貫通孔から出射するＸ線の光軸と交差する点付近を撮像するカメラとを備えたことを特徴とする回折環撮像装置。
2. 請求項１に記載の回折環撮像装置において、
   前記Ｘ線出射器を固定し前記モータを連結するホルダと、
   前記ホルダに取り付けられ、リセットしたときを傾き角０として、前記Ｘ線出射器の中心軸に垂直で互いに垂直な２方向における傾き角を検出する傾き角検出手段とを備え、
   前記回折環撮像手段の撮像面における回転角度０のラインは、前記傾き角検出手段が傾き角を検出する２方向の内の１方向に対して垂直になっていることを特徴とする回折環撮像装置。
3. 請求項２に記載の回折環撮像装置において、
   前記ホルダに連結するとともに前記モータに連結し、専用の治具を取り付けできる治具取付用ブロックを備え、
   前記専用の治具は、回折環撮像装置を取り付けたとき、前記第１の貫通孔の中心軸方向に底面を有し、前記底面に突出して前記第１の貫通孔の中心軸に垂直であるとともに、前記第１の貫通孔の中心軸と交差する点が中心になる平面部を有していることを特徴とする回折環撮像装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の回折環撮像装置において、
   前記ホルダは、前記Ｘ線出射器の中心軸に対する前記第１の貫通孔の角度を、前記撮像面における回転角度０のラインの方向に垂直な軸周りに、任意の角度に設定可能な角度変化機構を備え、
   前記ホルダは、前記Ｘ線出射器の中心軸に対する前記第１の貫通孔の角度を読取ることが可能な表示がされていることを特徴とする回折環撮像装置。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載の回折環撮像装置において、
   前記モータを駆動させて前記可視光出射手段から可視光を出射させた際、可視光により形成される照射模様が、前記傾き角検出手段が検出した前記撮像面の回転角度０のラインの垂直方向における傾き角の大きさと符号、及び前記傾き角検出手段が検出したもう１方向における傾き角の設定値からのずれの大きさと符号に対応して変化するよう、前記可視光出射手段の発光を制御する発光制御手段を備えたこことを特徴とする回折環撮像装置。

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