JP6844103B1 - Ｘ線回折測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易にＸ線照射点から撮像面までの距離及びＸ線入射角を操作者が意図した値にすることができるＸ線回折測定装置を提供する。【解決手段】 Ｘ線と同じ光軸で可視のＬＥＤ光を照射したとき、ＬＥＤ光照射点付近を撮影するカメラＣａを備え、カメラＣａを撮像面であるイメージングプレート１５に平行な方向に移動する移動機構１００を備える。入力装置からＸ線照射点から撮像面までの距離及びＸ線入射角を入力すると、コンピュータ制御によりカメラＣａは、該距離と入射角が入力された通りの値であるとき、ＬＥＤ光の反射光がカメラＣａの結像レンズの中心に入射する位置に移動する。さらに、コンピュータ制御により、カメラＣａが移動した状態で該距離と入射角が入力された通りの値であるとき、カメラＣａの撮影画像においてＬＥＤ光照射点となる位置に十字マークを表示する。【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形成する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でＸ線を照射して、測定対象物で回折したＸ線によりＸ線回折環（以下、回折環という）を形成し、形成された回折環の形状を検出してｃｏｓα法による分析を行い、測定対象物の残留応力を測定するＸ線回折測定装置が知られている。特許文献１に示されている装置は、Ｘ線出射器、イメージングプレート等の撮像手段、レーザ検出装置等の読取手段、移動機構と回転機構等のレーザ走査手段及びＬＥＤ照射器等の回折環消去手段を１つの筐体内に備えている。そして、測定対象物にＸ線を照射して発生する回折Ｘ線により、回折環をイメージングプレートに撮像する撮像工程、イメージングプレートにレーザ検出装置からのレーザ光を走査しながら照射することで回折環の形状を検出する読取工程、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。また、特許文献１に示されている装置は、測定対象物に照射されるＸ線と光軸を同一にしたＬＥＤ光を照射するＬＥＤ光照射機能と、ＬＥＤ光の照射点付近を撮像する撮像機能とを備えている。そして、該ＬＥＤ光を測定対象物に照射してＬＥＤ光の照射点付近の撮影を行い、該照射点が測定対象物上の目的とする測定箇所になり、撮影画面におけるＬＥＤ光の照射点とＬＥＤ光の反射光の受光点が設定された位置になるようＸ線回折測定装置に対する測定対象物の位置と姿勢を調整することで、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）及びＸ線入射角を設定値にすることができる。

特許文献１に示されている装置は、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の設定値は１つに定められているが、撮像画面におけるＬＥＤ光の照射点から照射点―撮像面間距離を検出することができるので、照射点―撮像面間距離を設定値以外の値にしてＸ線回折測定をすることが可能である。また、特許文献１に示されている装置に制御ソフトによる別機能を追加した特許文献２の装置は、Ｘ線入射角を検出することができる。よって、特許文献２の装置を用いれば照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を設定値以外の値にしてＸ線回折測定をすることが可能である。

特許第５８３５１９１号公報 特許第６０４８５４７号公報

しかしながら、特許文献１の装置は照射点―撮像面間距離を検出することはできても、操作者が検出される値が意図した値になるようＸ線回折測定装置に対する測定対象物の位置と姿勢を調整するには時間を要するという問題がある。また、特許文献２の装置はＸ線入射角を検出するのに時間を要するため、操作者が検出される値が意図した値になるよう測定対象物の位置と姿勢を調整するには多大の時間を要し、実質的に不可能であるという問題がある。

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形成するＸ線回折測定装置において、容易に照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を、操作者が意図した値にすることができるＸ線回折測定装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、対象とする測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射手段と、Ｘ線出射手段から測定対象物に向けてＸ線が出射された際、測定対象物にて発生した回折Ｘ線を、Ｘ線出射手段から出射される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回折環形成手段と、Ｘ線出射手段からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射手段から出射される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向けて出射する可視光出射手段と、可視光出射手段から出射された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であって、可視光の測定対象物での反射光が結像レンズにて撮像器にて集光して形成された受光点を表す撮像信号も出力するカメラと、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と受光点を画面上に表示する表示器とを備えたＸ線回折測定装置において、可視光の照射点から撮像面までの距離である照射点―撮像面間距離、及び可視光の測定対象物に対する入射角であるＸ線入射角の内の少なくとも１つを入力可能な入力手段と、入力手段が照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の内の少なくとも１つを入力すると入力された値を記憶するとともに、入力手段が照射点―撮像面間距離又はＸ線入射角の内の一方を入力可能でないときは、予めその一方の値を記憶している記憶手段と、カメラを、Ｘ線出射手段が出射するＸ線の光軸と回折環形成手段における円周方向角度０のラインとを含む面内で結像レンズの光軸に交差する方向に移動させるカメラ移動手段と、可視光が測定対象物に向けて出射され、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角が記憶手段に記憶された通りの値である場合、結像レンズの中心に可視光の反射光が入射するよう、カメラ移動手段によりカメラを移動させるカメラ位置制御手段とを備え、表示器は、カメラ位置制御手段によりカメラが移動した状態で、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角が記憶手段に記憶された通りの値である場合、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ようにしたことにある。

これによれば、操作者が入力手段を用いて意図した照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の両方を又はいずれか１つを入力すれば、カメラ位置制御手段が記憶手段に記憶されている照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角に基づいて、結像レンズの中心に可視光の反射光が入射するよう、カメラ移動手段によりカメラを移動させる。そして、表示器がカメラの撮像器によって撮像された画像とは独立して照射点基準位置を画面上に表示するので、操作者は画面上の照射点基準位置に可視光の照射点と受光点が合致するよう、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物の位置と姿勢を調整すれば、実際の照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を（入力手段への入力がいずれか１つであるときは、その１つを）操作者が入力手段に入力した通りの値にすることができる。先行技術文献の特許文献１においては、カメラが固定されていたため、照射点の散乱光が結像レンズに入射して撮像器上で結像するときの光軸と可視光の反射光が結像レンズの中心に入射するときの光軸が一致するときは、すなわち表示器の画面上で可視光の照射点と受光点が照射点基準位置に合致するときは、照射点―撮像面間距離とＸ線入射角が設定値通りのときのみであった。これに対し、本発明ではカメラ移動手段によりカメラを移動させることができるようにしたので、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を様々な値にしても、照射点の散乱光が結像レンズに入射して撮像器上で結像するときの光軸と可視光の反射光が結像レンズの中心に入射するときの反射光の光軸とが一致するようカメラの位置を調整することができる。これにより、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を（入力手段への入力がいずれか１つであるときは、その１つを）操作者が意図した値にすることができる。

また、本発明の他の特徴は、回折環形成手段の撮像面は、測定対象物に向けて出射されるＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルに取り付けられたイメージングプレートであり、イメージングプレートに形成された回折環を読み取る手段として、イメージングプレートにレーザ光を照射するとともに、レーザ光の照射によってイメージングプレートから出射された光の強度を検出するレーザ検出装置と、回転することによりテーブルを貫通孔の中心軸回りに回転させる出力軸を有する回転手段であって、出力軸の中心軸が貫通孔の中心軸に一致するように配置され、Ｘ線が通過可能な貫通孔が出力軸に形成されている回転手段と、レーザ検出装置を、イメージングプレートに平行な方向に移動させるレーザ検出装置移動手段と、回転手段によってテーブルが回転され、かつ移動手段によってレーザ検出装置が移動されている状態で、レーザ検出装置によって繰り返し検出された光の強度を、それぞれの光の強度の検出時におけるテーブルの回転角度及びレーザ検出装置の移動位置に関連付けて複数の読み取りデータとしてそれぞれ記憶するデータ読み取り手段とを備え、カメラは、レーザ検出装置と一体になっており、カメラ移動手段はレーザ検出装置移動手段と同一であるようにしたことにある。

これによれば、回折環形成手段の撮像面をイメージングプレートにし、回折環の読み取り手段を、レーザ検出装置、回転手段、レーザ検出装置移動手段及びデータ読み取り手段から構成したＸ線回折測定装置においては、レーザ検出装置移動手段をカメラ移動手段にすることができるので、カメラ移動手段を新たに設ける必要がない。これにより、Ｘ線回折測定装置をコンパクトにすることができるとともにコストを抑制することができる。

また、本発明の他の特徴は、入力手段は、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の両方を入力可能な手段であり、記憶手段は、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の基準値又は１回前に入力手段が入力した値を予め記憶しており、入力手段が照射点―撮像面間距離又はＸ線入射角の値を入力すると、記憶している値を入力した値に差し替える手段であり、表示器は、記憶手段が記憶している照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を画面上に表示するようにしたことにある。これによれば、操作者は表示器に表示される照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を見て、変更の必要があるときのみ、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の両方又はいずれか一方を入力すればよいので、作業効率がよくなる。

また、本発明の他の特徴は、入力手段が、照射点―撮像面間距離を入力したとき、入力手段が入力可能なＸ線入射角の範囲を計算して表示器に表示させる入射角範囲計算手段を備えたことにある。これによれば、設定不可能なＸ線入射角を入力しないようにすることができる。Ｘ線入射角及び照射点―撮像面間距離を様々な値にすることができても、カメラ移動手段によるカメラの移動範囲は有限であるので、結像レンズの中心に可視光の反射光を入射させることができるＸ線入射角及び照射点―撮像面間距離には範囲がある。そして、照射点―撮像面間距離が入力されたときは、その照射点―撮像面間距離とカメラの移動範囲から結像レンズの中心に可視光の反射光を入射させることができるＸ線入射角の範囲を計算することができる。

また、本発明の他の特徴は、入力手段が、Ｘ線入射角を入力したとき、入力手段が入力可能な照射点―撮像面間距離範囲を計算して表示器に表示させる距離範囲計算手段を備えたことにある。これによれば、設定不可能な照射点―撮像面間距離範囲を入力しないようにすることができる。照射点―撮像面間距離より先にＸ線入射角が入力されたときは、そのＸ線入射角とカメラの移動範囲から結像レンズの中心に可視光の反射光を入射させることができる照射点―撮像面間距離の範囲を計算することができ、さらに回折環形成手段に回折環を形成することができる照射点―撮像面間距離の範囲があるので、これらの２つの範囲から入力可能な照射点―撮像面間距離範囲を求めることができる。

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を示す全体概略図である。 図１のＸ線回折測定装置の拡大図である。 図２のＸ線回折測定装置におけるＸ線出射機構の部分を拡大して示す部分断面図である。 図２のＸ線回折測定装置において回折環読み取りのときレーザ検出装置が移動する様子を示す図であって、（Ａ）は移動開始時の状態、（Ｂ）は移動終了時の状態を示す図である。 図３のプレート部分の拡大斜視図である。 図２のＸ線回折測定装置のカメラ部分を拡大して示す図である。 カメラを適切な位置にしてＬＥＤ光の反射光を入射するようにしたときのＬＥＤ光の光路とそのときのカメラの撮影画像を示す図であり、（Ａ）は照射点―撮像面間距離とＸ線入射角が基準値である場合、（Ｂ）は照射点―撮像面間距離とＸ線入射角が基準値ではない場合である。 照射点―撮像面間距離を設定した場合のＸ線入射角の設定可能範囲を、カメラの移動位置と共に示す図である。 照射点―撮像面間距離の設定可能範囲を、回折環を形成する回折Ｘ線の光路と共に示す図である。 Ｘ線入射角を設定した場合の照射点―撮像面間距離の設定可能範囲を、カメラの移動位置と共に示す図である。 本発明の変形例に係るＸ線回折測定装置の拡大図である。 図１１のＸ線回折測定装置において、照射点―撮像面間距離を設定した場合のＸ線入射角の設定可能範囲を、カメラの移動位置と共に示す図である。

本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムの構成について図１乃至図６を用いて説明する。なお、このＸ線回折測定システムは、先行技術文献の特許文献１及び特許文献２に示されているＸ線回折測定システムと同じ構成又は同じ構造になっている箇所が随所にあるので、そのような箇所の説明においては先行技術文献と同じであることを述べて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、測定対象物ＯＢを対象物セット装置６に載置し、Ｘ線回折測定装置１からＸ線を照射して測定対象物ＯＢで発生する回折Ｘ線により回折環を形成し、形成された回折環の形状を読み取って、その形状からｃｏｓα法による分析により測定対象物ＯＢの残留応力を測定するシステムである。図１に示すように、Ｘ線回折測定システムは、Ｘ線回折測定装置１、対象物セット装置６、コンピュータ装置９０及び高電圧電源９５及びＸ線回折測定装置１の固定機構から構成される。図２に示すようにＸ線回折測定装置１の筐体５０は傾斜状態で支持ロッド３に固定され、支持ロッド３は設置プレート２に固定されており、設置プレート２を作業台等に載置することで、Ｘ線回折測定装置１は位置と姿勢が固定される。このＸ線回折測定装置１の固定機構は特許文献１に示されているＸ線回折測定システムと同じである。なお、以下、図１及び図２の紙面垂直方向をＸ軸方向、横方向をＹ軸方向、縦方向をＺ軸方向として説明する。

図１及び図２に示すように、測定対象物ＯＢは対象物セット装置６のステージ６１に載置される。対象物セット装置６は、特許文献１に示されているＸ線回折測定システムのものと同じであり、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の移動とＸ，Ｙ軸周りの傾斜角変更を行う機能を有し、ステージ６１及びそこに載置された測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整することができる。端的に説明すると、対象物セット装置６は、設置プレート６２の上に高さ調整機構６３、操作子６３ａ及び第１プレート６４からなるＺ軸方向移動機能があり、その上に第２プレート６５及び操作子６５ａからなるＸ軸周り傾斜角変更機能があり、その上に第３プレート６６及び操作子６６ａからなるＹ軸周り傾斜角変更機能があり、その上に第４プレート６７及び操作子６７ａからなるＸ軸方向移動機能があり、その上に第５プレート６８、操作子６８ａ及びステージ６１からなるＹ軸方向移動機能がある。これにより、操作子６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａを回転させることで、ステージ６１及びそこに載置された測定対象物ＯＢの位置と姿勢を変化させることができる。

図１及び図２に示すように、Ｘ線回折測定装置１は筐体５０内に、Ｘ線管１０、イメージングプレート１５が取り付けられたテーブル１６、テーブル１６を回転させると共に、Ｘ線管１０から出射されるＸ線を回転軸に形成された貫通孔を通過させるスピンドルモータ２７、回折環を検出するためのレーザ光及び消去するためのＬＥＤ光を出射するレーザ検出装置３０、Ｘ線照射点付近を撮影するカメラＣａ及びレーザ検出装置３０をイメージングプレート１５に平行な方向に移動する移動機構１００等を備えている。そして、Ｘ線回折測定装置１は筐体５０内に、Ｘ線管１０、移動機構１００、レーザ検出装置３０及びカメラＣａ等に接続され、それらの作動を制御したり、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点鎖線で囲われた各種回路は、筐体５０内の２点鎖線内に納められている。そして、これらの各種回路はコンピュータ装置９０に接続され、コンピュータ装置９０のコントローラ９１から入力する指令により作動する。コンピュータ装置９０は入力装置９２及び表示装置９３を有し、入力装置９２からの入力及びインスト−ルされているプログラムの作動により、上述した各種回路に指令を出力し、また該各種回路が出力したデータ及び入力装置９２から入力された値を入力してメモリに記憶する。そして、記憶されたデータをインスト−ルされているプログラムにより処理し、得られた残留応力等の測定結果及びカメラＣａの撮影画像等を表示装置９３に表示させる。また、図１に示すように、Ｘ線回折測定システムは高電圧電源９５を備え、高電圧電源９５はＸ線管１０がＸ線を出射するための電圧及び電流をＸ線管１０に出力する。

図２に示すように、Ｘ線回折測定装置１の筐体５０は、直方体形状の上面と底面それぞれ１つの角をなくすように斜面を形成し、底面に段差をつけたような構造をしている。詳細には、筐体５０は、第１底面壁５０ａ、第２底面壁５０ｃ、前面壁５０ｂ、後面壁５０ｅ、上面壁５０ｆ、側面壁（図示せず）、第１底面壁５０ａと第２底面壁５０ｃを連結する底面傾斜壁５０ｈ、第２底面壁５０ｃと前面壁５０ｂが交差する角部をなくすように設けた繋ぎ壁５０ｄ及び後面壁５０ｅと上面壁５０ｆが交差する角部をなくすように設けた上面傾斜壁５０ｇを有するように形成されている。第２底面壁５０ｃと上面壁５０ｆは略平行であり、前面壁５０ｂと後面壁５０ｅも略平行である。そして、第２底面壁５０ｃと上面壁５０ｆに対し前面壁５０ｂと後面壁５０ｅは略垂直であり、側面壁も略垂直である。また、繋ぎ壁５０ｄは側面壁と垂直であり第２底面壁５０ｃと所定の角度を有している。この所定の角度は、例えば３０〜４０度であり、Ｘ線回折測定装置１の筐体５０は、繋ぎ壁５０ｄが設置プレート２の上面及び下面と平行になるように支持ロッド３に固定されている。第２底面壁５０ｃには円形孔５０ｃ１があり、回折環撮像時にはこの円形孔５０ｃ１を通過してＸ線が出射され、測定対象物ＯＢにて発生した回折Ｘ線はこの円形孔５０ｃ１を通過してイメージングプレート１５に撮像される。このＸ線の出射方向は、前面壁５０ｂ、後面壁５０ｅ及び側面壁に平行であり、上面壁５０ｆ及び第２底面壁５０ｃに垂直である。よって、測定対象物ＯＢの表面が設置プレート２の上面及び下面に平行である場合、繋ぎ壁５０ｄが第２底面壁５０ｃと成す角度が測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角になる。本実施形態のＸ線回折測定システムはＸ線の入射角を様々な値に設定できるが、このときのＸ線入射角がＸ線入射角の基準値である。また、底面傾斜壁５０ｈは長尺方向が側面壁に平行な長方形状の長尺孔５０ｈ１があり、この配置位置はカメラＣａの撮影方向であるので、カメラＣａは長尺孔５０ｈ１を介してＸ線照射点付近を撮影することができる。

図１及び図２に示すように、Ｘ線管１０は筐体５０内の上部にて図示左右方向に延設されて固定されている。この固定は、Ｘ線管１０の側面が板状プレート２６に形成された円柱側面の一部の形状になっている溝に嵌合することで、位置決めがされたうえで行われている。また、板状プレート２６は、固定している移動機構１００と共に筐体５０に固定されており、Ｘ線管１０の中心軸は、上面壁５０ｆ及び側面壁に略平行になっている。そして、Ｘ線管１０は、高電圧電源９５からの高電圧の供給を受けると、その側面に形成された円状の出射口１１からＸ線を図の下方向に出射する。図３に示すように板状プレート２６において出射口１１と合う箇所には貫通孔２６ａが形成されており、出射口１１から出射したＸ線は貫通孔２６ａを通過して図の下方向に進む。図１に示す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線管１０から一定強度のＸ線が出射するように、高電圧電源９５からＸ線管１０に供給される駆動電流及び駆動電圧を制御する。また、Ｘ線管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。

図２に示すように、移動機構１００は板状プレート２６と一体になっており、Ｘ線管１０の中心軸方向に、別の表現をすると出射Ｘ線の光軸に垂直で筺体５０の上面壁５０ｆ及び側面壁に平行な方向に移動ステージ１０１を移動するための機構を有する。移動ステージ１０１の紙面反対側には凸部があり、この凸部は板状プレート２６に固定されたブロック１０９とブロック１１０に固定された板状のガイド１０５に形成された溝に嵌合している。そして、移動ステージ１０１は中心部分にある雌ねじが形成された孔に雄ねじが形成されたスクリューロッド１０３が挿入されている。これにより移動ステージ１０１は、ブロック１０９に固定されたフィードモータ１０２、スクリューロッド１０３及びブロック１１０に固定された軸受部１０４が回転することで、板状のガイド１０５に形成された溝の方向に移動する。図２に示すように、移動ステージ１０１の下部には連結ブロック１０６が固定され、連結ブロック１０６は固定ブロック１０７を固定し、固定ブロック１０７には図の右側上部にレーザ検出装置３０を固定し、下部にカメラＣａを固定している。よって、移動ステージ１０１がＸ線管１０の中心軸方向に移動すれば、レーザ検出装置３０及びカメラＣａも同方向に移動する。フィードモータ１０２内には、エンコーダ１０２ａが組み込まれており、エンコーダ１０２ａはフィードモータ１０２が回転するとパルス列信号を、図１に示す位置検出回路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し、位置検出回路７２はエンコーダ１０２ａからのパルス列信号をカウントすることで、移動限界位置を原点とした移動距離である移動位置をフィードモータ制御回路７３とコントローラ９１に出力する。また、フィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１から入力した移動位置が位置検出回路７２から入力する移動位置に等しくなるまで、フィードモータ１０２に駆動信号を出力する。さらに、フィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１から移動方向と移動速度が入力すると、エンコーダ１０２ａからのパルス列信号から計算される移動速度が入力した移動速度になるよう移動を行う。位置検出回路７２及びフィードモータ制御回路７３のこれらの機能により、コントローラ９１が指令を出力することで、移動ステージ１０１と一体になっているレーザ検出装置３０とカメラＣａは、コントローラ９１が指定する位置への移動、及びコントローラ９１が指定する方向への指定された速度での移動を行う。

図３に示すように、Ｘ線管１０の出射口１１から出射され板状プレート２６の貫通孔２６ａを通過したＸ線は後述する円盤状プレート４５の方向に進む。後述するが、円盤状プレート４５はモータ４６が回転することで、貫通孔２６ａの下側にある場合と貫通孔２６ａの下側から除かれる場合があり、貫通孔２６ａの下側から除かれていると、貫通孔２６ａを通過したＸ線はモータ固定ブロック１１１に形成された貫通孔１１１ａに入射する。モータ固定ブロック１１１は移動機構１００のブロック１１０と板状プレート２６に固定されたブロック１１２に固定されており、出射口１１及び貫通孔２６ａ，１１１ａの中心軸と回転軸が一致するようスピンドルモータ２７を固定している。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を有し、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。そして、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａの先端には、スピンドルモータ２７の回転軸に垂直になるようテーブル１６が固定され、テーブル１６は中心部分に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に取り付けられるイメージングプレート１５には中心部に貫通孔１５ａが形成されており、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はテーブル１６に取り付けられる。貫通孔２６ａ，１１１ａ、２８ａ、２７ｂ、２７ａ１、１８ａの中心軸は同一であり、スピンドルモータ２７の回転軸と一致している。また、貫通孔１１１ａに入射したＸ線は、貫通孔２８ａ、２７ｂ、２７ａ１、１８ａを通過して出射するので、出射Ｘ線の光軸はこれらの貫通孔の中心軸と一致している。貫通孔１８ａから出射されたＸ線は、前述したように第２底面壁５０ｃに形成された円形孔５０ｃ１を通過して測定対象物ＯＢに照射され、測定対象物ＯＢで発生した回折Ｘ線は円形孔５０ｃ１を通過してイメージングプレート１５に照射され、イメージングプレート１５には回折環が撮像される。図３に示す構造は、スピンドルモータ２７を固定しているモータ固定ブロック１１１が固定されていることを除き、特許文献２に示されている構造と同一である。

図３に示すように、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が切り替わるパルス列信号を、図１に示す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、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。スピンドルモータ２７、スピンドルモータ制御回路７４及び回転角度検出回路７５の機能は、特許文献１及び特許文献２と同一である。

図１及び図２に示すように、Ｘ線管１０の中心軸方向はイメージングプレート１５と平行であり、前述した移動機構１００による移動ステージ１０１の移動によりレーザ検出装置３０はＸ線管１０の中心軸方向に移動するので、レーザ検出装置３０はイメージングプレート１５と平行な方向に移動する。レーザ検出装置３０が図２に示された位置から図の右側に移動すると、レーザ検出装置３０から出射したレーザ光はイメージングプレート１５に照射され、この照射点はレーザ検出装置３０の移動により、イメージングプレート１５の半径方向に移動する。イメージングプレート１５におけるレーザ光の移動ラインは、イメージングプレート１５の中心を通るように、別の表現をすると、出射Ｘ線の光軸（貫通孔２６ａ，１１１ａ，２８ａ，２７ｂ，２７ａ１，１８ａの中心軸）と交差するように、固定ブロック１０７におけるレーザ検出装置３０の位置は調整されている。また、レーザ検出装置３０の対物レンズから出射されるレーザ光の焦点がイメージングプレート１５に合致するようレーザ検出装置３０の位置は調整されている。

回転角度０°のイメージングプレート１５における位置は、後述する回折環読み取り際、エンコーダ２７ｃがインデックス信号を出力した時点でレーザ検出装置３０からのレーザ光が照射されている位置であり、この位置はイメージングプレート１５の各半径位置においてあるためラインである。そして、測定対象物ＯＢへのＸ線照射によりイメージングプレート１５に回折環を撮像する前に、コントローラ９１からスピンドルモータ制御回路７４及び回転角度検出回路７５ヘの指令出力でテーブル１６の回転角度は０°にされる。よって、回折環撮像時においては、イメージングプレート１５の回転角度０のラインは、レーザ検出装置３０を図２の右側に移動させたとき、レーザ検出装置３０からのレーザ光が照射されるラインである。前述したように、イメージングプレート１５におけるレーザ光の移動ラインは出射Ｘ線の光軸と交差するようになっており、回転角度０のラインと出射Ｘ線の光軸とは１つの平面に含まれるようになっている。以下、この平面を基準平面という。この基準平面はＸ線管１０の中心軸も含み、イメージングプレート１５に対して垂直であり、筐体５０の第１底面壁５０ａ、第２底面壁５０ｃ、前面壁５０ｂ、後面壁５０ｅ、上面壁５０ｆ及び繋ぎ壁５０ｄに対しても垂直である。

レーザ検出装置３０は、構造は特許文献２のものと同一であり、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で発光した光の強度から、レーザ光照射位置における回折Ｘ線の強度を検出するものである。図４は、イメージングプレート１５に撮像された回折環を読み取るときの、移動機構１００によるレーザ検出装置３０の移動の様子を示した図であり、（Ａ）は移動開始時点の状態を示し、（Ｂ）は移動終了時点の状態を示した図である。スピンドルモータ２７を回転させ、レーザ検出装置３０を移動機構１００により移動させれば、イメージングプレート１５上のレーザ光の照射点はらせん状に移動し、イメージングプレート１５の各位置の回折Ｘ線の強度を検出することができる。このとき、レーザ検出装置３０が回折Ｘ線の強度を検出するタイミングと同じタイミングで、回転角度検出回路７５による回転角度の検出と、位置検出回路７２による移動位置の検出を行い、コントローラ９１にこれらのデータ群を入力させて移動位置を半径方向位置に変換すれば、これらのデータ群がイメージングプレート１５における回折Ｘ線の強度分布データになる。また、別の表現をすれば、回折環の読み取りデータである。図１に示すレーザ検出制御回路７７は、特許文献１及び特許文献２の図１に示されている、レーザ検出装置３０に対して制御を行う複数の回路及びレーザ検出装置３０からの信号を入力してデータ出力する複数の回路を１つにまとめて表現した回路である。レーザ検出制御回路７７が有する機能は特許文献１及び特許文献２のＸ線回折測定システムと同じであり、具体的には、レーザ検出装置３０に対し、レーザ光出射指令、出射レーザ光の強度制御、レーザ光照射点のイメージングプレート１５への合焦制御といった制御、及びレーザ検出装置３０から入力する回折Ｘ線強度に相当する信号の瞬時値データのコントローラ９１への出力を行う。

また、レーザ検出装置３０にはＬＥＤ光源が設けられており、ＬＥＤ光源からＬＥＤ光がイメージングプレート１５に照射されると、撮像された回折環は消去される。ＬＥＤ駆動回路８４はコントローラ９１から指令が入力すると、ＬＥＤ光源が所定の強度のＬＥＤ光を出射する駆動信号を出力する。レーザ検出装置３０及びＬＥＤ駆動回路８４のこの機能も、特許文献１及び特許文献２のＸ線回折測定システムと同じである。レーザ検出装置３０からのレーザ光照射により回折環読み取りがされた後、コントローラ９１の指令によりレーザ検出装置３０は図４の（Ａ）の移動位置に戻り、ＬＥＤ光を照射しながら図４の（Ｂ）の位置まで移動する。このとき、スピンドルモータ２７によるテーブル１６の回転は継続されており、ＬＥＤ光の照射点は、レーザ光の照射点と同様、らせん状にイメージングプレート１５を移動して撮像された回折環は消去される。

図３に示すよう、モータ固定ブロック１１１は、板状プレート２６と対向する面にモータ４６を取り付けており、モータ４６は出力軸４６ａに円盤状プレート４５を取り付けている。図５は、このモータ４６と円盤状プレート４５の拡大斜視図である。円盤状プレート４５は、モータ４６の回転により円盤状プレート４５がストッパ部材４７ａに当たるまで回転すると、貫通孔２６ａ、１１１ａの中心軸と円盤状プレート４５が交差する箇所が中心となるようにＬＥＤ光源４４を取り付けている。ＬＥＤ光源４４は、図１に示すＬＥＤ駆動回路８５から駆動信号が入力すると可視のＬＥＤ光を出射し、そのＬＥＤ光は前述した出射Ｘ線の光路と同じ光路で測定対象物ＯＢに向けて照射される。これにより、出射Ｘ線の光軸及びＸ線の照射点をＬＥＤ光の光軸および照射点として把握することができる。また、モータ４６の回転により円盤状プレート４５がストッパ部材４７ｂに当たるまで回転すると、貫通孔２６ａと貫通孔１１１ａの間には何もなくなり、前述したように貫通孔２６ａから出射されたＸ線は貫通孔１１１ａに入射する。モータ４６は図１に示すモータ制御回路８６からの駆動信号により図５に示すＤ１方向及びＤ２方向に回転するようになっており、モータ制御回路８６は、コントローラ９１からの回転方向の指令が入力すると、モータ４６のエンコーダ４６ｂからのパルス列信号が入力しなくなるまで駆動信号を出力する。また、ＬＥＤ駆動回路８５は、コントローラ９１からの指令が入力すると駆動信号をＬＥＤ光源４４に出力する。よって、円盤状プレート４５の回転位置及びＬＥＤ光源４４からのＬＥＤ光照射は、コントローラ９１により制御される。この出射Ｘ線の光軸と同じ光軸でＬＥＤ光を照射するＸ線回折測定装置１内の構造、及びモータ４６とＬＥＤ光源４４の制御の方法は、特許文献２に示されるＸ線回折測定システムと同じである。

図２に示すように、移動機構１００の固定ブロック１０７はレーザ検出装置３０以外に、下面にカメラＣａを取り付けており、図６は、このカメラＣａの箇所を拡大して示した断面図である。固定ブロック１０７の下面には凸部１０８があり、この凸部１０８には円柱形状の孔１０８ａが形成され、円柱状の孔１０８ａに円柱形状のカメラＣａが固定されている。カメラＣａは結像レンズ４８を取り付けた円筒部５７を、底面に撮像器４９を取り付けた円柱形状の枠体５８に取り付けた構造をしており、枠体５８を孔１０８ａに嵌合させて固定することでカメラＣａは凸部１０８に固定されている。円柱状の孔１０８ａの中心軸、円筒部５７の中心軸及び結像レンズ４８の光軸は略一致しており、結像レンズ４８の光軸は、撮像器４９に略垂直に入射するようになっている。そして、結像レンズ４８の光軸が前述した基準平面（出射Ｘ線の光軸と回転角度０のラインを含む平面）内に含まれるようカメラＣａの位置は調整されており、移動機構１００による固定ブロック１０７の移動方向は回転角度０のラインと平行であるので、結像レンズ４８の光軸は移動機構１００による移動位置すべてにおいて基準平面内に含まれる。

カメラＣａはデジタルカメラであり、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。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に出力し、コントローラ９１は入力したデータから画像を作成し表示装置９３の画面に撮影画像を表示させる。操作者は、表示装置９３に表示される撮影画像によりカメラＣａが撮影している箇所を知ることができる。カメラＣａ、センサ信号取出回路８７及びコントローラ９１のこの機能は特許文献１及び特許文献２に示されるＸ線回折測定システムと同じである。

図７は、移動機構１００によるカメラＣａの移動によりカメラＣａを適切な位置にしたとき、図３に示すＬＥＤ光源４４がＬＥＤ光を出射して測定対象物ＯＢにＬＥＤ光が照射され、測定対象物ＯＢで発生した反射光がカメラＣａに入射する様子と、そのときのカメラＣａの撮影画像を示した図である。Ａ位置にある実線で示された測定対象物ＯＢは、照射点―撮像面間距離が基準距離で、Ｘ線入射角（ＬＥＤ光の入射角と同）が基準入射角で、さらに基準平面に測定対象物ＯＢのＸ線照射点（ＬＥＤ光照射点）における法線が含まれる場合である。そして、Ｂ位置にある点線で示された測定対象物ＯＢは、基準平面にＸ線照射点の法線が含まれる点は同じであるが、照射点―撮像面間距離が基準距離より短く、Ｘ線入射角が基準入射角より大きい場合である。いずれの場合も、移動機構１００によりカメラＣａを移動させ、カメラＣａを適切な位置にすることで結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させることができる。図７においては、測定対象物ＯＢがＡ位置にあるときは、移動ステージ１０１及び固定ブロック１０７が実線で示されたＡ位置移動させ、測定対象物ＯＢがＢ位置にあるときは、移動ステージ１０１及び固定ブロック１０７が点線で示されたＢ位置に移動させれば、そのようにできる。そして、結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させれば、照射点の散乱光が結像レンズ４８に入射して撮像器４９上で結像するときの光軸と、ＬＥＤ光の反射光が結像レンズ４８の中心に入射するときの反射光の光軸とを一致させることができる。よって、測定対象物ＯＢがＡ位置、Ｂ位置のいずれにあっても、その撮影画像（Ａ）及び撮影画像（Ｂ）は、ＬＥＤ光の照射点Ｐ（以下、照射点Ｐという）と、反射光が結像レンズ４８で集光して撮像器４９上にできる点Ｒ（以下、受光点Ｒという）は同じ位置に生じる。なお、撮影画像（Ａ）に矢印を入れた先に示してあるものは、照射点Ｐ、受光点Ｒ及び後述する十字マークの画像部分を拡大して示す図であり、撮影画像（Ｂ）においても後述するＹ軸ラインがない以外は同様の画像が得られる。

前述したＸ線入射角の基準入射角は、出射Ｘ線の光軸が繋ぎ壁５０ｄ及び設置プレート２の上面、下面に平行な平面に対する入射角である。そして、結像レンズ４８の光軸の該平面に対する入射角も同じ値になっている。カメラＣａの移動は１方向であるので、カメラＣａの位置によらず結像レンズ４８の該平面に対する入射角は変化しない。よって、Ｘ線入射角が基準入射角のとき、結像レンズ４８の中心に反射光を入射させる位置にカメラＣａを移動させれば、結像レンズ４８の光軸と反射光の光軸とは一致する。そして、Ｘ線入射角が基準入射角と違う値であるときは、結像レンズ４８の中心に反射光を入射させても、結像レンズ４８の光軸と反射光の光軸とは一致しない。表示装置９３に表示される撮影画像は、結像レンズ４８の光軸が撮像器４９と交差する点を中心にし、基準平面が撮像器４９と交差する線をＹ軸にし、中心を通りＹ軸に垂直な線をＸ軸にしたラインを撮影画像とは独立して画面に表示する。よって、Ｘ線入射角が基準入射角であるときは、測定対象物ＯＢがＡ位置のときの撮影画像（Ａ）のように、照射点Ｐと受光点Ｒは画面の中心（Ｘ軸ラインとＹ軸ラインが交差する点）になる。これに対し、Ｘ線入射角が基準入射角ではないときは、測定対象物ＯＢがＢ位置のときの撮影画像（Ｂ）のように、照射点Ｐと受光点Ｒは画面の中心からずれる。

コントローラ９１のメモリには、照射点―撮像面間距離とＸ線入射角に対する結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させるための固定ブロック１０７（カメラＣａ）の移動位置が記憶されている。また、固定ブロック１０７（カメラＣａ）が該移動位置にあり、照射点―撮像面間距離とＸ線入射角の通りにＬＥＤ光が照射されたときに生じる照射点Ｐと受光点Ｒの撮影画像における画面上の位置も記憶されている。よって、操作者が入力装置９２から意図する照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力すると、コントローラ９１は入力された値から固定ブロック１０７の移動位置を算出して位置検出回路７２に出力する。そして、ＬＥＤ光を照射すると、入力された通りの照射点―撮像面間距離とＸ線入射角でＬＥＤ光が照射されたときの照射点Ｐと受光点Ｒが生じる撮影画像の画面上の位置に十字マークを表示する。この十字マークは、図７に示すように撮影画像（Ａ）では画面中心に表示され、撮影画像（Ｂ）では画面中心より上方に表示される。ＬＥＤ光が照射された時点では、照射点―撮像面間距離とＸ線入射角は入力装置９２から入力された値ではなく、基準平面に測定対象物ＯＢのＸ線照射点（ＬＥＤ光照射点）における法線は含まれていないので、照射点Ｐと受光点Ｒは十字マークの所には生じない。操作者は対象物セット装置６の操作子６３ａ， ６５ａ〜６８ａを操作して測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整し、照射点Ｐと受光点Ｒを十字マークの所に生じるようにすることで、実際の照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力装置９２から入力された値にし、基準平面に測定対象物ＯＢのＸ線照射点における法線が含まれるようにすることができる。この撮影画像を見ながらの測定対象物ＯＢの位置と姿勢の調整の仕方は、特許文献１に詳細に説明されている。

コントローラ９１のメモリに記憶されている、照射点―撮像面間距離とＸ線入射角に対する結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させるための固定ブロック１０７の移動位置と、撮影画像の画面上の十字マーク位置は、次のようにすれば得ることができる。まず、設置プレート２の上面に傾きセンサを置き、設置プレート２の上面が水平になるよう姿勢を調整する。次に、細長の直方体状ブロックを対象物セット装置６と設置プレート２の間に挟んで密着させ、対象物セット装置６の図２の横方向が設置プレート２の長尺方向と水平になるようにする。次に、ステージ６１の面に傾きセンサを置き、ステージ６１の面が水平になるよう対象物セット装置６の姿勢を調整する。次に、別の直方体状ブロックに鉄粉を糊塗してステージ６１に載置し、Ｘ線回折測定装置１からＸ線を照射してイメージングプレート１５に形成された回折環を読み取り、得られたデータから回折環の半径を算出する。鉄粉を糊塗したブロックは残留応力０の測定対象物ＯＢであるので、形成される回折環は真円になる。次に、得られた回折環の半径と鉄の標準の回折角から照射点―撮像面間距離を算出する。次に、ステージ６１に載置した直方体状ブロックと同じ形状の直方体状ブロックを載置するか、載置した直方体状ブロックから鉄粉を取り除き、Ｘ線回折測定装置１からＬＥＤ光を照射する。次に、カメラＣａの撮影画像を表示装置９３に表示させ、移動機構１００によりカメラＣａを移動させて、照射点Ｐと受光点Ｒが撮影画像で同じ位置に生じるようにし、そのときの位置検出回路７２が検出する移動位置と撮影画像の照射点Ｐと受光点Ｒにおける画面上の位置をコントローラ９１のメモリに記憶させる。これによりＸ線入射角が基準入射角で、回折環の半径から算出した照射点―撮像面間距離のときの、結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させるための固定ブロック１０７の移動位置と、撮影画像の画面上の十字マーク位置が得られる。

この後、対象物セット装置６の高さ変化機構によりステージ６１の高さを変化させるごとに、上述した直方体状ブロックに鉄粉を糊塗してステージ６１に載置してから後の操作を行う。これにより、Ｘ線入射角が基準入射角のときの、照射点―撮像面間距離と固定ブロック１０７の移動位置の関係、及び照射点―撮像面間距離と撮影画像の画面上の十字マーク位置の関係が得られる。なお、後述するが、照射点―撮像面間距離にはＸ線回折測定が可能な範囲があり、ステージ６１の高さは、最小の照射点―撮像面間距離と最大の照射点―撮像面間距離のときを最小高さと最大高さにしてこの間で段階的に変化させる。そして、対象物セット装置６のＸ軸周りの傾き変化機構によりステージ６１の傾きを変化させるごとに、上述した操作と同じ操作を行う。これにより、様々なＸ線入射角における、照射点―撮像面間距離と固定ブロック１０７の移動位置の関係、及び照射点―撮像面間距離と撮影画像の画面上の十字マーク位置の関係が得られる。また、個々のＸ線入射角における上記の関係において、同じ照射点―撮像面間距離の値を選択してまとめれば、様々な照射点―撮像面間距離におけるＸ線入射角と固定ブロック１０７の移動位置の関係、及びＸ線入射角と撮影画像の画面上の十字マーク位置の関係になる。よって、これにより、照射点―撮像面間距離とＸ線入射角に対する結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させるための固定ブロック１０７の移動位置と、撮影画像の画面上の十字マーク位置が得られる。

前述したように、操作者は入力装置９２から意図する照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力することができるが、移動機構１００によりカメラＣａの移動には移動範囲があり、長尺孔５０ｈ１の長尺方向の長さも有限であるので、結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させることができる照射点―撮像面間距離とＸ線入射角には範囲がある。このため、表示装置９３の入力用画面には入力可能な照射点―撮像面間距離とＸ線入射角の範囲が表示されている。そして、操作者が照射点―撮像面間距離を入力すると、コントローラ９１は入力された照射点―撮像面間距離における入力可能なＸ線入射角の範囲を表示装置９３に表示する。図８は、入力可能なＸ線入射角の範囲を視覚的に示したものである。図８に示すように、照射点―撮像面間距離が定まると、カメラＣａがＸ線（ＬＥＤ光）照射点付近を撮影可能な範囲は、別の表現をすると、測定対象物ＯＢの傾きを調整して結像レンズ４８にＬＥＤ光の反射光を入射させることが可能な範囲は、カメラＣａが最もテーブル１６側に移動したＬ１位置（実線で示された位置）と、その反対側の位置でカメラＣａが長尺孔５０ｈ１を介してＸ線（ＬＥＤ光）を撮影可能な限界位置であるＬ２位置（点線で示された位置）である。そして、Ｌ１位置で測定対象物ＯＢがＳ１の傾きのときが最小のＸ線入射角Θ１となり、Ｌ２位置で測定対象物ＯＢがＳ２の傾きのときが最大のＸ線入射角Θ２となるので、設定可能なＸ線入射角の範囲はΘ１〜Θ２の範囲である。図８からわかるように、設定可能なＸ線入射角の範囲Θ１〜Θ２は照射点―撮像面間距離が異なると変化する。コントローラ９１は、照射点―撮像面間距離に対する設定可能なＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２の関係をメモリに記憶しており、操作者が照射点―撮像面間距離を入力装置９２から入力すると、表示装置９３に設定可能な、即ち入力可能なＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２を表示する。

照射点―撮像面間距離と設定可能なＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２との関係は、上述した照射点―撮像面間距離とＸ線入射角に対する固定ブロック１０７の移動位置と、撮影画像の画面上の十字マーク位置を得るための作業の中で得ることができる。これは、それぞれのＸ線入射角において、照射点Ｐと受光点Ｒが撮影画像で同じ位置に生じるようにできる、最も小さい照射点―撮像面間距離Ｋ１（カメラＣａが移動位置Ｌ１のときの距離）と最も大きい照射点―撮像面間距離Ｋ２（カメラＣａが移動位置Ｌ２側で長尺孔５０ｈ１を介して撮影可能なときの距離）があるので、これらを検出してコントローラ９１のメモリに記憶させればよい。なお、後述するが、照射点―撮像面間距離にはＸ線回折測定が可能な範囲があり、この最小の照射点―撮像面間距離又は最大の照射点―撮像面間距離を超える場合は、検出はせずコントローラ９１のメモリは空白にすればよい。得られたＸ線入射角と照射点―撮像面間距離Ｋ１の関係、及びＸ線入射角と照射点―撮像面間距離Ｋ２との関係に、設定した照射点―撮像面間距離を当てはめてＸ線入射角を求めれば、設定した照射点―撮像面間距離に対する設定可能なＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２を得ることができる。

上述したように、照射点―撮像面間距離の設定可能範囲には、Ｘ線回折測定が可能な範囲という別の要素がある。図９は、Ｘ線回折測定が可能な照射点―撮像面間距離の範囲を視覚的に示した図である。図２を見ると分かるように、照射点―撮像面間距離を小さくしていくと、即ち、対象物セット装置６のステージ６１の高さを高くしていくと、対象物セット装置６の操作子６８ａが繋ぎ壁５０ｄに当たり、これ以上ステージ６１を高くできない、即ち照射点―撮像面間距離を小さくできない高さがある。図９では、この高さのときの測定対象物ＯＢの表面をラインＨＬで示してある。ラインＨＬが出射Ｘ線の光軸と交差する点が照射点―撮像面間距離が最小となるＸ線照射点Ｍｉである。反対に、ステージ６１の高さを低くしていくと、測定対象物ＯＢにＸ線を照射したときにイメージングプレート１５に形成される回折環の半径が大きくなっていき、イメージングプレート１５に回折環の半径方向のピーク点が形成されない高さになる。又は回折環を形成する回折Ｘ線が円形孔５０ｃ１を通過できない高さになる。この高さのときのＸ線照射点が照射点―撮像面間距離が最大となるＸ線照射点Ｍａである。コントローラ９１のメモリには、Ｘ線照射点Ｍｉ，Ｍａのときの照射点―撮像面間距離が記憶されており、操作者が照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力する前は、コントローラ９１はこの照射点―撮像面間距離の範囲を照射点―撮像面間距離の設定可能範囲として表示装置９３に表示する。また、最大の照射点―撮像面間距離におけるＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２のＸ線入射角Θ１と、最小の照射点―撮像面間距離におけるＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２のＸ線入射角Θ２をＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２として表示装置９３に表示する。そして、操作者が入力装置９２から照射点―撮像面間距離を入力すると、コントローラ９１は、その照射点―撮像面間距離において入力可能なＸ線入射角範囲Θ１〜Θ２を計算して表示装置９３に表示する。

また、操作者が入力装置９２から照射点―撮像面間距離より先にＸ線入射角を入力すると、コントローラ９１は記憶している、Ｘ線入射角と照射点―撮像面間距離Ｋ１、Ｋ２の関係から、入力可能な照射点―撮像面間距離の範囲を求めて表示装置９３に表示する。ただし、上述したように、照射点―撮像面間距離にはＸ線回折測定が可能な範囲という要素があり、照射点―撮像面間距離Ｋ１がＸ線回折測定における最小の照射点―撮像面間距離より小さい場合、又は照射点―撮像面間距離Ｋ２がＸ線回折測定における最大の照射点―撮像面間距離を超える場合は、入力したＸ線入射角に対する照射点―撮像面間距離Ｋ１又はＫ２が計算できない。この場合は、Ｘ線回折測定における最小の照射点―撮像面間距離又は最大の照射点―撮像面間距離がＫ１又はＫ２になる。図１０は、このときのＸ線入射角に対する設定可能な照射点―撮像面間距離の範囲を視覚的に示した図である。Ｘ線入射角がΘｓのとき、結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光を入射させることができる照射点―撮像面間距離の範囲は、Ｘ線照射点がＭ１のときからＸ線照射点がＭ２のときまでの範囲になる。しかし、Ｘ線照射点Ｍ２は最大の照射点―撮像面間距離となるＸ線照射点ＭａよりＸ線回折測定装置１から離れているので、Ｘ線回折測定しても回折環を形成することができない。よって、この場合は、設定可能な照射点―撮像面間距離の範囲は、Ｘ線照射点がＭ１のときの照射点―撮像面間距離Ｋ１とＸ線照射点がＭａのときの照射点―撮像面間距離との間になる。

なお、前述したように、表示装置９３には入力可能な照射点―撮像面間距離とＸ線入射角が表示され、操作者は表示された値を見ながら意図した照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力装置９２から入力するが、入力がされる前はコントローラ９１のメモリには照射点―撮像面間距離の基準距離及びＸ線入射角の基準入射角度が記憶されており、表示装置９３にはこの値が表示されている。そして、カメラＣａ（固定ブロック１０７）の移動位置は、表示装置９３に表示されている値に対応する位置になっている。そして、操作者が入力装置９２から照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力すると、表示装置９３に表示されている値は入力した値に変わり、前述したようにカメラＣａ（固定ブロック１０７）の移動位置は、入力した値に対応する位置になる。よって、操作者は、表示装置９３を見て照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角が基準値通りでよければ、入力を行わずそのままＬＥＤ光を照射しての測定対象物ＯＢの位置と姿勢の調整を行えばよい。

上記のように構成したＸ線回折測定装置１を含むＸ線回折測定システムを用いて、測定対象物ＯＢをＸ線回折測定する方法は、測定前の測定対象物ＯＢ（ステージ６１）の位置及び姿勢の調整の前に、意図する照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力装置９２から入力する点を除き、特許文献１に示されているＸ線回折測定システムと同じである。端的に説明すると、操作者は電源を投入してＸ線回折測定システムを作動させ、測定対象物ＯＢを対象物セット装置６にセットし、入力装置９２から意図する照射点―撮像面間距離とＸ線入射角を入力し、位置及び姿勢調整の指令を入力する。これによりＬＥＤ光が測定対象物ＯＢに照射され、表示装置９３に撮影画像と十字マークが表示されるので、操作者は撮影画像を見ながら対象物セット装置６を操作して測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整し、撮影画像における照射点Ｐと受光点Ｒが十字マークに合致するようにする。次に、入力装置９２から測定開始の指令を入力する。これにより、Ｘ線回折測定装置１は測定対象物ＯＢにＸ線を照射してイメージングプレート１５に回折環を撮像し、次にレーザ検出装置３０からのレーザ照射により、撮像された回折環のそれぞれの箇所における回折Ｘ線強度を検出してコントローラ９１にデータを出力し、次に撮像された回折環を消去する。そして、コントローラ９１は入力したデータから残留応力等の特性値を計算して、その計算結果、照射点―撮像面間距離やＸ線入射角等の測定条件、及び回折環のそれぞれの箇所における回折Ｘ線強度に基づくマップ等を表示装置９３に表示する。

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、対象とする測定対象物ＯＢに向けてＸ線を出射するＸ線管１０及び貫通孔２６ａ，１１１ａ，２７ａ１，１８ａ等からなるＸ線出射機構と、Ｘ線出射機構から測定対象物ＯＢに向けてＸ線が出射された際、測定対象物ＯＢにて発生した回折Ｘ線を、Ｘ線出射機構から出射される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回折環形成機構と、Ｘ線出射機構からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射機構から出射される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に向けて出射するＬＥＤ光光源４４及び貫通孔２６ａ，１１１ａ，２７ａ１，１８ａ等からなるＬＥＤ光出射機構と、ＬＥＤ光出射機構から出射された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Ｃａであって、ＬＥＤ光の測定対象物ＯＢでの反射光が結像レンズ４８にて撮像器４９にて集光して形成された受光点を表す撮像信号も出力するカメラＣａと、カメラＣａ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と受光点を画面上に表示する表示装置９３とを備えたＸ線回折測定システムにおいて、ＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの距離である照射点―撮像面間距離、及びＬＥＤ光の測定対象物ＯＢに対する入射角であるＸ線入射角を入力可能な入力装置９２と、入力装置９２が照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力すると入力された値を記憶するコントローラ９１内のメモリと、カメラＣａを、Ｘ線出射機構が出射するＸ線の光軸と回折環形成機構における円周方向角度０のラインとを含む面内で結像レンズ４８の光軸に交差する方向に移動させる移動機構１００と、ＬＥＤ光が測定対象物ＯＢに向けて出射され、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角がコントローラ９１内のメモリに記憶された通りの値である場合、結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光が入射するよう、移動機構１００によりカメラＣａを移動させるコントローラ９１内のプログラム、フィードモータ制御回路７３及び位置検出回路７２からなるカメラ位置制御手段とを備え、表示装置９３は、カメラ位置制御手段によりカメラＣａが移動した状態で、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角がコントローラ９１内のメモリに記憶された通りの値である場合、撮像器４９によって撮像される照射点の画像上の位置を十字マークの中心として、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ようにされている。

これによれば、操作者が入力装置９２を用いて意図した照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力すれば、カメラ位置制御手段が入力されてコントローラ９１内のメモリに記憶されている照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角に基づいて、結像レンズ４８の中心にＬＥＤ光の反射光が入射するよう、移動機構１００によりカメラＣａを移動させる。そして、表示装置９３がカメラＣａの撮像器４９によって撮像された画像とは独立して十字マークを画面上に表示するので、操作者は画面上の十字マークの中心に可視光の照射点と受光点が合致するよう、Ｘ線回折測定装置１に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を調整すれば、実際の照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を操作者が入力装置９２に入力した通りの値にすることができる。これにより、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を操作者が意図した値にすることができる。

また、上記実施形態においては、回折環形成機構は、測定対象物ＯＢに向けて出射されるＸ線を通過させる貫通孔１６ａ，１７ａが形成されたテーブル１６に取り付けられたイメージングプレート１５であり、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手段として、イメージングプレート１５にレーザ光を照射するとともに、レーザ光の照射によってイメージングプレート１５から出射された光の強度を検出するレーザ検出装置３０と、回転することによりテーブル１６を貫通孔１６ａ，１７ａの中心軸回りに回転させる出力軸２７ａを有するスピンドルモータ２７であって、出力軸２７ａの中心軸が貫通孔１６ａ，１７ａの中心軸に一致するように配置され、Ｘ線が通過可能な貫通孔２７ａ１が出力軸２７ａに形成されているスピンドルモータ２７と、レーザ検出装置３０を、イメージングプレート１５に平行な方向に移動させる移動機構１００と、スピンドルモータ２７によってテーブル１６が回転され、かつ移動機構１００によってレーザ検出装置３０が移動されている状態で、レーザ検出装置３０によって繰り返し検出された光の強度を、それぞれの光の強度の検出時におけるテーブル１６の回転角度及びレーザ検出装置３０の移動位置に関連付けて複数の読み取りデータとしてそれぞれ記憶するコントローラ９１内のプログラム、回転角度検出回路７５及び位置検出回路７２等からなるデータ読み取り手段とを備え、カメラＣａはレーザ検出装置３０と一体になっており、カメラＣａを移動させる手段とレーザ検出装置３０を移動させる手段は移動機構１００で同一であるようにされている。

これによれば、回折環形成機構による撮像面をイメージングプレート１５にし、回折環の読み取り手段を、レーザ検出装置３０、スピンドルモータ２７、レーザ検出装置３０の移動手段及びコントローラ９１内のプログラムとＸ線回折測定装置１内の種々の回路からなるデータ読み取り手段から構成したＸ線回折測定装置においては、レーザ検出装置３０の移動手段をカメラＣａの移動手段にすることができるので、カメラＣａの移動手段を新たに設ける必要がない。これにより、Ｘ線回折測定装置１をコンパクトにすることができるとともにコストを抑制することができる。

また、上記実施形態においては、コントローラ９１内のメモリは、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の基準値を予め記憶しており、入力装置９２が照射点―撮像面間距離又はＸ線入射角の値を入力すると、記憶している値を入力した値に差し替えるようになっており、表示装置９３は、コントローラ９１内のメモリが記憶している照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を画面上に表示するようにしたことにある。これによれば、操作者は表示装置９３に表示されている照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を見て、変更の必要があるときのみ、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力すればよいので、作業効率がよくなる。

また、上記実施形態においては、入力装置９２が、照射点―撮像面間距離を入力したとき、入力装置９２が入力可能なＸ線入射角の範囲を計算して表示装置９３に表示させるコントローラ９１内の計算プログラムを備えている。これによれば、設定不可能なＸ線入射角を入力しないようにすることができる。

また、上記実施形態においては、入力装置９２が、Ｘ線入射角を入力したとき、入力装置９２が入力可能な照射点―撮像面間距離範囲を計算して表示装置９３に表示させるコントローラ９１内の計算プログラムを備えている。これによれば、設定不可能な照射点―撮像面間距離範囲を入力しないようにすることができる。

（変形例）
上記実施形態におけるＸ線回折測定装置１は、固定ブロック１０７にレーザ検出装置３０とカメラＣａを取り付け、レーザ検出装置３０の移動とカメラＣａの移動を移動機構１００で行うようにしている。しかし、本発明は特許文献１及び特許文献２に示すように、レーザ検出装置３０は固定され、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ときはスピンドルモータ２７を固定している移動ステージ２１を移動させるようにしたＸ線回折測定装置であっても適用することができる。

図１１は、特許文献２に示す構造のＸ線回折測定装置に、カメラ移動機構１５０を追加した装置である。図１１の筐体５０の形状が特許文献２に示されるＸ線回折測定装置と異なっているのは、図１１のＸ線回折測定装置１’は、本願出願人が特許文献１及び特許文献２に示されるＸ線回折測定装置を小型化するために開発したＸ線回折測定装置をベースにしているためである。しかし、筐体５０の内部の構造は特許文献２に示されるＸ線回折測定装置と同一であり、カメラ移動機構１５０を除き、それぞれの箇所に付された番号は、特許文献２に示されるＸ線回折測定装置と同一にされている。また、対象物セット装置６は上記実施形態のものと同一である。

図１１に示すよう、カメラ移動機構１５０は、移動ステージ１５１に取り付けたカメラＣａがフィードモータ１５２の回転駆動により移動する構造になっている。カメラＣａの機能及び構造は上記実施形態と同じである。移動ステージ１５１は上記実施形態の固定ブロック１０７の凸部１０８の部分を直方体状に切り取った形状をしており、カメラＣａの移動ステージ５１への固定の仕方は、上記実施形態の凸部１０８への固定の仕方と同じである。そして、Ｘ線回折測定装置１’の筐体５０内には図１に示されるフィードモータ制御回路７３と位置検出回路７２と同等の回路がもう１組備えられ、コントローラ９１から移動位置がそれらの回路に出力されると、移動ステージ１５１、即ちカメラＣａはコントローラ９１が指示した位置に移動する。この機能は上記実施形態におけるフィードモータ制御回路７３と位置検出回路７２の説明と同じである。よって、この変形例において、上記実施形態と異なっているのは、カメラＣａの移動のさせ方のみであり、入力装置９２から入力された、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角から、カメラＣａの結像レンズ４８の中心に反射光が入射する移動位置を計算し、カメラＣａを移動させる仕組みは上記実施形態での説明をそのまま適用することができる。また、表示装置９３の画面に照射点Ｐ及び受光点Ｒを合わせるための位置に十字マークを表示させる仕組みと、表示装置９３に設定可能な（入力可能な）照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の範囲を表示させる仕組みも上記実施形態の説明をそのまま適用することができる。

図１２は、変形例において照射点―撮像面間距離が設定されたとき（入力装置９２から入力されたとき）、設定可能な（入力可能な）Ｘ線入射角の範囲を視覚的に示した図であり、上記実施形態の図８に相当する図である。図１２に示されるように、測定対象物ＯＢを撮影可能な移動限界位置Ｌ１，Ｌ２において、測定対象物がＳ１，Ｓ２の傾き（ＬＥＤ光が結像レンズ４８の中心に入射する傾き）であるときのＸ線入射角Θ１，Θ２を求め、設定可能なＸ線入射角の範囲Θ１〜Θ２とすることは上記実施形態と同じである。これと同様に、設定可能な照射点―撮像面間距離範囲も上記実施形態の図１０のように、測定対象物ＯＢを撮影可能な移動限界位置Ｌ１，Ｌ２における照射点―撮像面間距離Ｋ１，Ｋ２と、Ｘ線回折測定可能な照射点―撮像面間距離の範囲から求めることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び変形例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。

上記実施形態及び変形例においては、入力装置９２から照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力するようにした。しかし、照射点―撮像面間距離又はＸ線入射角のどちらかの値を基準値として固定してもよいということであれば、入力装置９２からはどちらか片方の値のみを入力できるようにし、基準値として固定する方はコントローラ９１のメモリに記憶させておけばよい。このようにした場合でも、操作者は上記実施形態で説明されている入力可能な値の範囲内において、意図する値を入力することができ、上記実施形態のように実際の値を入力した通りの値にすることができる。

また、上記実施形態においては、入力装置９２から照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力する前は、コントローラ９１のメモリには照射点―撮像面間距離の基準距離及びＸ線入射角の基準入射角度が記憶されており、表示装置９３にはこの値が表示されているとした。そして、カメラＣａの移動位置は、表示装置９３に表示されている値に対応する位置になっているとした。しかし、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を変更する頻度が少ないということであれば、入力装置９２から照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力する前は、コントローラ９１のメモリには１回前に入力した照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角が記憶されており、表示装置９３にはこの値が表示され、カメラＣａの移動位置はこの値に対応する位置になっているようにしてもよい。また、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を毎回変更するということであれば、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角はコントローラ９１のメモリに記憶されておらず、表示装置９３にも表示されておらず、Ｘ線回折測定のためには入力装置９２からのこれらの値の入力を必須としてもよい。

また、上記実施形態においては、表示装置９３に入力可能な（設定可能な）照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の範囲表示がするようにしたが、入力する（設定する）照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の範囲が大きくなければ、入力可能な照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の範囲を表示しないようにしてもよい。この場合、コントローラ９１のメモリには入力可能な照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角の範囲を記憶しておき、操作者が設定不可能な照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力したときは、表示装置９３にはエラー表示がされるようにすればよい。

また、上記実施形態においては、表示装置９３の画面に、照射点Ｐ及び受光点Ｒ２を合わせるべき位置に交差点が合致するよう十字マークを表示するようにした。しかし、照射点Ｐ及び受光点Ｒを合わせるべき位置が分かれば、表示するマークはどのようなものでもよい。例えば×マークでもよいし、丸や四角の中心に点があるマークでもよい。

また、上記実施形態においては、操作者が入力装置９２から意図する照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角を入力するようにしたが、照射点―撮像面間距離及びＸ線入射角が入力されてコンピュータ装置９０に記憶されれば、入力の仕方はどのようなものであってもよい。例えば、メモリに記憶されたものを入力してもよいし、ネット回線を通じて入力がされてもよい。

また、上記実施形態および変形例では、Ｘ線回折測定装置１，１’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。しかし、回折環を撮像して撮像した回折環の形状を検出することができるＸ線回折測定装置であればどのようなものでも、カメラＣａを移動させる機構を設けることで本発明は実現することができる。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線管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Ｘ線回折測定装置でも本発明は実現できる。また、微小サイズのＸ線ＣＣＤで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Ｘ線回折測定装置でも本発明は実現できる。また、Ｘ線ＣＣＤは別の固体撮像素子でもよく、さらに固体撮像素子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Ｘ線回折測定装置でもよい。なお、請求項に記載された「撮像面に前記回折Ｘ線の像である回折環を形成する回折環形成手段」は、Ｘ線ＣＣＤ等の固体撮像素子やシンチレーションカウンタのように、所定の平面における位置ごとの回折Ｘ線強度を検出する手段であっても権利範囲に含まれる。

また、上記実施形態および変形例では、Ｘ線回折測定装置１，１’を、回折環を撮像し撮像した回折環の形状を検出することができる装置とした。しかし、本発明は、回折環の撮像のみを行うＸ線回折測定装置であっても、カメラＣａを移動させる機構を設ければ実現することができる。そのような装置の場合は、回折環の読み取りはイメージングプレート１５又はテーブル１６を取り外して別の装置で行うことになる。

また、上記実施形態および変形例においては、測定対象物ＯＢの位置と姿勢を対象物セット６の位置調整機構と傾き調整機構により変化させるようにした。しかし、本発明はＸ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置と姿勢を相対的に変化させることができれば適用することができるので、測定対象物ＯＢを固定し、Ｘ線回折測定装置の位置と姿勢を変化させるようにしてもよい。この場合、Ｘ線回折測定装置をアーム式移動装置等の位置と姿勢を変化させることができる機器に接続すればよい。また、測定対象物ＯＢとＸ線回折測定装置の双方の位置と姿勢を変化させることができるようにしてもよい。

また、上記実施形態および変形例においては、円盤状プレート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、これに替えて、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、上記実施形態および変形例では、スピンドルモータ２７の貫通孔２７ｂに内径の小さな通路部材２８を設けるとともに、固定具１８の貫通孔１８ａ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、通路部材２８の軸長を長くすることにより、ＬＥＤ光源４４からのＬＥＤ光から小さな断面径の平行光が得られるようにしてもよい。また、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、出射する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るようにしてもよい。

１，１’…Ｘ線回折測定装置、２…設置プレート、３…支持ロッド、６…対象物セット装置、１０…Ｘ線管、１１…出射口、１５…イメージングプレート、１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，２６ａ，２７ａ１，２７ｂ…貫通孔、１６…テーブル、１７…突出部、１８…固定具、２７…スピンドルモータ、３０…レーザ検出装置、４４…ＬＥＤ光源、４５…円盤状プレート、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…第１底面壁、５０ｃ…第２底面壁、５０ｂ…前面壁、繋ぎ壁…５０ｄ、５０ｅ…後面壁、５０ｆ…上面壁、上面傾斜壁…５０ｇ、５０ｈ…底面傾斜壁、５０ｃ１…円形孔、５０ｈ１…長尺孔、５７…円筒部、５８…枠体、６１…ステージ、６２…設置プレート、６３…高さ調整機構、６４…第１プレート、６５…第２プレート、６６…第３プレート、６７…第４プレート、６８…第５プレート、６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ…操作子、９０…コンピュータ装置、９１…コントローラ、９２…入力装置、９３…表示装置、９５…高電圧電源 、１００…移動機構、１０１…移動ステージ、１０２…フィードモータ、１０３…スクリューロッド、１０４…軸受部、１０５…ガイド、１０６…連結ブロック、１０７…固定ブロック、１０８…凸部、１０９，１１０…ブロック、１１１…モータ固定ブロック、１１２…ブロック、１５０…カメラ移動機構、１５１…移動ステージ、１５２…フィードモータ、Ｃａ…カメラ、ＯＢ…測定対象物

Claims (5)

1. 対象とする測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射手段と、
   前記Ｘ線出射手段から前記測定対象物に向けてＸ線が出射された際、前記測定対象物にて発生した回折Ｘ線を、前記Ｘ線出射手段から出射される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回折環形成手段と、
   前記Ｘ線出射手段からＸ線が出射されていない状態で、前記Ｘ線出射手段から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を前記測定対象物に向けて出射する可視光出射手段と、
   前記可視光出射手段から出射された可視光の照射点を含む領域の前記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であって、前記可視光の前記測定対象物での反射光が前記結像レンズにて前記撮像器にて集光して形成された受光点を表す撮像信号も出力するカメラと、
   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と前記受光点を画面上に表示する表示器とを備えたＸ線回折測定装置において、
   前記可視光の照射点から前記撮像面までの距離である照射点―撮像面間距離、及び前記可視光の前記測定対象物に対する入射角であるＸ線入射角の内の少なくとも１つを入力可能な入力手段と、
   前記入力手段が前記照射点―撮像面間距離及び前記Ｘ線入射角の内の少なくとも１つを入力すると入力された値を記憶するとともに、前記入力手段が前記照射点―撮像面間距離又は前記Ｘ線入射角の内の一方を入力可能でないときは、予め前記一方の値を記憶している記憶手段と、
   前記カメラを、前記Ｘ線出射手段が出射するＸ線の光軸と前記回折環形成手段における円周方向角度０のラインとを含む面内で前記結像レンズの光軸に交差する方向に移動させるカメラ移動手段と、
   前記可視光が前記測定対象物に向けて出射され、前記照射点―撮像面間距離及び前記Ｘ線入射角が前記記憶手段に記憶された通りの値である場合、前記結像レンズの中心に前記可視光の反射光が入射するよう、前記カメラ移動手段により前記カメラを移動させるカメラ位置制御手段とを備え、
   前記表示器は、前記カメラ位置制御手段により前記カメラが移動した状態で、前記照射点―撮像面間距離及び前記Ｘ線入射角が前記記憶手段に記憶された通りの値である場合、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ことを特徴とするＸ線回折測定装置。
2. 請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、
   前記回折環形成手段の撮像面は、前記測定対象物に向けて出射されるＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルに取り付けられたイメージングプレートであり、
   前記イメージングプレートに形成された回折環を読み取る手段として、
   前記イメージングプレートにレーザ光を照射するとともに、前記レーザ光の照射によって前記イメージングプレートから出射された光の強度を検出するレーザ検出装置と、
   回転することにより前記テーブルを前記貫通孔の中心軸回りに回転させる出力軸を有する回転手段であって、前記出力軸の中心軸が前記貫通孔の中心軸に一致するように配置され、前記Ｘ線が通過可能な貫通孔が前記出力軸に形成されている回転手段と、
   前記レーザ検出装置を、前記イメージングプレートに平行な方向に移動させるレーザ検出装置移動手段と、
   前記回転手段によって前記テーブルが回転され、かつ前記移動手段によって前記レーザ検出装置が移動されている状態で、前記レーザ検出装置によって繰り返し検出された光の強度を、それぞれの光の強度の検出時における前記テーブルの回転角度及び前記レーザ検出装置の移動位置に関連付けて複数の読み取りデータとしてそれぞれ記憶するデータ読み取り手段とを備え、
   前記カメラは、前記レーザ検出装置と一体になっており、前記カメラ移動手段は前記レーザ検出装置移動手段と同一であることを特徴とするＸ線回折測定装置。
3. 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、
   前記入力手段は、前記照射点―撮像面間距離及び前記Ｘ線入射角の両方を入力可能な手段であり、
   前記記憶手段は、前記照射点―撮像面間距離及び前記Ｘ線入射角の基準値又は１回前に前記入力手段が入力した値を予め記憶しており、前記入力手段が前記照射点―撮像面間距離又は前記Ｘ線入射角の値を入力すると、前記記憶している値を前記入力した値に差し替える手段であり、
   前記表示器は、前記記憶手段が記憶している前記照射点―撮像面間距離及び前記Ｘ線入射角を画面上に表示することを特徴とするＸ線回折測定装置。
4. 請求項３に記載のＸ線回折測定装置において、
   前記入力手段が、前記照射点―撮像面間距離を入力したとき、前記入力手段が入力可能な前記Ｘ線入射角の範囲を計算して前記表示器に表示させる入射角範囲計算手段を備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載のＸ線回折測定装置において、
   前記入力手段が、前記Ｘ線入射角を入力したとき、前記入力手段が入力可能な前記照射点―撮像面間距離範囲を計算して前記表示器に表示させる距離範囲計算手段を備えたことを特徴とするＸ線回折測定装置。

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