WO2019117147A1

WO2019117147A1 - Ｘ線装置および構造物の製造方法

Info

Publication number: WO2019117147A1
Application number: PCT/JP2018/045516
Authority: WO
Inventors: 一明鈴木
Original assignee: 株式会社ニコン
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2019-06-20

Abstract

Ｘ線装置は、被測定物を透過した透過Ｘ線または被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線が入射され、入射したＸ線が散乱した散乱位置を検出する第１検出器と、第１検出器で散乱または透過したＸ線が入射され、入射したＸ線の入射位置を検出する第２検出器と、散乱位置および入射位置に基づいて、透過Ｘ線および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、を備えるＸ線装置。

Description

Ｘ線装置および構造物の製造方法

　本発明は、Ｘ線装置および構造物の製造方法に関する。

　従来から、入射した放射線（Ｘ線またはγ線）のコンプトン散乱を検出して、その結果に基づいて放射線源の画像を生成するコンプトンカメラが知られている（例えば特許文献１）。しかしながら、コンプトン散乱を検出し、その結果に基づいて被測定物の画像を生成する非破壊検査装置については知られていない。

日本国特許第５９９１５１９号

　第１の態様によると、Ｘ線装置は、被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線が入射され、入射した前記Ｘ線が散乱した散乱位置を検出する第１検出器と、前記第１検出器で散乱または透過した前記Ｘ線が入射され、入射した前記Ｘ線の入射位置を検出する第２検出器と、前記散乱位置および前記入射位置に基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、を備える。
　第２の態様によると、Ｘ線装置は、被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線が入射して散乱することにより失う第１エネルギーを検出する第１検出器と、前記第１検出器で散乱または透過した前記Ｘ線の第２エネルギーを検出する第２検出器と、前記第１エネルギーおよび前記第２エネルギーに基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、を備える。
　第３の態様によると、Ｘ線装置は、被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線が入射した後に散乱を起こすことにより生じる電子の進行に関する情報と、前記散乱を起こした後の前記Ｘ線の進行に関する情報とを検出する検出器と、前記電子の進行に関する情報と、前記Ｘ線の進行に関する情報とに基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、を備える。
　第４の態様によると、Ｘ線装置は、被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線を検出する検出器と、前記検出器への前記Ｘ線の入射方向を推定し、推定した前記入射方向とＸ線源の位置とに基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、を備える。
　第５の態様によると、構造物の製造方法は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、　前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、作成された前記構造物の形状を、第１から第４のいずれか一つの態様のＸ線装置を用いて計測して形状情報を取得し、前記取得された前記形状情報と前記設計情報とを比較する。

第１の実施の形態によるＸ線装置の構成を模式的に示すブロック図である。検出器の散乱部と吸収部とに入射するＸ線の経路を模式的に示す図である。被測定物の異なる位置を透過したＸ線が吸収部の同一の位置に入射する場合を模式的に示す図である。第１の実施の形態によるＸ線装置が実行する処理を説明するフローチャートである。実施の形態による構造物製造システムの構成を模式的に示すブロック図である。実施の形態による構造物製造システムが実行する処理を説明するフローチャートである。第２の実施の形態によるＸ線装置の構成を模式的に示すブロック図である。検出器の散乱部と吸収部とに入射するＸ線の経路を模式的に示す図である。検出器の散乱部と吸収部とに入射するＸ線の経路を模式的に示す図である。被測定物の異なる位置を透過したＸ線が吸収部の同一の位置に入射する場合を模式的に示す図である。第２の実施の形態によるＸ線装置が実行する処理を説明するフローチャートである。変形例における検出器の構成を模式的に示す図である。第３の実施の形態による検出器の散乱部と吸収部とに入射するＸ線の経路を模式的に示す図の一例である。第３の実施の形態において、Ｘ線の最大エネルギーが未知の場合の例を説明するための、Ｘ線源と検出器と被測定物との位置関係を模式的に示す図である。第３の実施の形態において、Ｘ線の最大エネルギーが既知の場合の例を説明するための、検出器の散乱部と吸収部とに入射するＸ線の経路を模式的に示す図である。第３の実施の形態において、Ｘ線の最大エネルギーが既知の場合の例を説明するための、Ｘ線源と検出器と被測定物との位置関係を模式的に示す図である。

－第１の実施の形態－
　図面を参照しながら、第１の実施の形態によるＸ線装置について説明する。Ｘ線装置は、被測定物にＸ線を照射して、被測定物を透過したＸ線を検出することにより、被測定物の内部情報（例えば内部構造）等を被測定物を破壊することなく取得する。機械部品や電子部品等の産業用部品を対象とするＸ線装置は、産業用Ｘ線検査装置と呼ばれる。

　図１は本実施の形態によるＸ線装置１００の構成の一例を示す図である。なお、説明の都合上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系を図示の通りに設定する。
　Ｘ線装置１００は、筐体１、Ｘ線源２、載置部３、検出器４および制御装置５を備えている。筐体１は、その下面が工場等の床面に実質的に平行（水平）となるように配置される。筐体１の内部には、Ｘ線源２と、載置部３と、検出器４とが収容される。筐体１は、Ｘ線が筐体１の外部に漏洩しないようにするため、Ｘ線遮蔽材料を含む。なお、Ｘ線遮蔽材料として鉛を含む。

　Ｘ線源２は、制御装置５による制御に応じて、図１に示す出射点Ｐを頂点としてＺ軸に平行な光軸Ｚｒに沿って、Ｚ軸＋方向へ向けてＸ線を放射する。この出射点Ｐは後述するＸ線源２の内部を伝搬する電子線の焦点位置と一致する。すなわち、光軸Ｚｒは、Ｘ線源２の電子線の焦点位置である出射点Ｐと、後述する検出器４の撮像領域の中心とを結ぶ軸である。なお、Ｘ線源２から放射するＸ線は、円錐状に拡がるＸ線（いわゆるコーンビーム）、扇状のＸ線（いわゆるファンビーム）、および直線状のＸ線（いあわゆるペンシルビーム）のいずれでもよい。なお、ファンビームおよびペンシルビームを用いる場合は、被測定物Ｓ全体を検査するために、ビームと被測定物Ｓとを相対的に移動させるスキャン動作を行う必要がある。Ｘ線源２からは、短い時間スケールで見た場合、Ｘ線光子が１個ずつ放出される。Ｘ線源２は、例えば約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１～２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２～２０ｋｅＶのＸ線および約２０～数ＭｅＶの硬Ｘ線の少なくとも１つを照射する。なお、散乱が顕著なのは、硬Ｘ線の領域である。

　載置部３は、被測定物Ｓが載置される載置台３１と、回転駆動部３２、Ｘ軸移動部３３、Ｙ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５からなるマニピュレータ部３６とを備え、Ｘ線源２よりもＺ軸＋側に設けられている。載置台３１は、回転駆動部３２により回転可能に設けられる。後述するように、回転駆動部３２による回転軸ＹｒがＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動する際に、載置台３１はともに移動する。回転駆動部３２は、例えば電動モータ等によって構成され、後述する制御装置５により制御されて駆動した電動モータが発生する回転力によって、載置台３１を回転させる。載置台３１の回転軸Ｙｒは、Ｙ軸に平行、かつ、載置台３１の中心を通過する。Ｘ軸移動部３３、Ｙ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、載置台３１をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれ移動させる。Ｚ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、Ｘ線源２から被測定物Ｓまでの距離が、撮影される画像における被測定物Ｓの拡大率に応じた距離となるように載置台３１をＺ軸方向に移動させる。

　図１に示す検出器４は、載置台３１よりもＺ軸＋側に設けられている。すなわち、載置台３１は、Ｚ軸方向において、Ｘ線源２と検出器４との間に設けられる。検出器４は、散乱部４１と吸収部４２とを備え、被測定物Ｓを透過した透過Ｘ線（または被測定物Ｓに照射されずに直進した透過Ｘ線）および散乱した散乱Ｘ線の少なくとも一方を検出する。散乱部４１は、吸収部４２よりもＺ方向－側、すなわち被測定物Ｓに近い側に設けられる。散乱部４１のＺ方向の厚さは、吸収部４２のＺ方向の厚さよりも小さい。

　散乱部４１は、ＸＹ平面に平行な入射面４１１を有する。Ｘ線源２から放射され、載置台３１上に載置された被測定物Ｓを透過した、または被測定物Ｓ内部で散乱したＸ線は入射面４１１に入射する。なお、以後の説明においては、被測定物Ｓの内部で散乱せずに内部を透過して検出器４に入射するＸ線を透過Ｘ線、被測定物Ｓの内部で散乱して検出器４に入射するＸ線を散乱Ｘ線と呼ぶ。散乱部４１は、例えば公知のシンチレーション物質を含むシンチレータ部と、シンチレータ部から放出された光を増幅して受光する受光部とにより構成される。散乱部４１の入射面４１１に入射したＸ線は、シンチレータ部において、ある確率でコンプトン散乱する。コンプトン散乱した場合、その反跳電子によりシンチレータ部からは蛍光が放出される。この蛍光は、受光部において光電子増倍管により増幅されて電気信号として制御装置５へ出力される。シンチレータ部においてコンプトン散乱したＸ線は、進行方向が変化した後、散乱部４１を出射し、Ｚ方向＋側に設けられた吸収部４２に入射する。一方、シンチレータ部においてコンプトン散乱しなかったＸ線は、散乱部４１において進行方向が変化することなく散乱部４１を出射し、吸収部４２に入射する。

　吸収部４２は、ＸＹ平面に平行な入射面４２１を有する。散乱部４１から到達したＸ線は入射面４２１に入射する。吸収部４２は、公知のシンチレーション物質を含むシンチレータ部と、シンチレータ部から放出された光を増幅して受光する受光部等とによって構成される。シンチレータ部の入射面４２１に入射したＸ線は吸収部４２のシンチレータ部に吸収され蛍光を放出し、放出された蛍光の光エネルギーは上記の受光部で光増倍管により増幅されて電気エネルギーに変換され、電気信号として制御装置５へ出力される。

　検出器４の散乱部４１と吸収部４２とは共に、シンチレータ部と受光部とが複数の画素が二次元的に配置された構造を有し、シンチレータ部と受光部との複数の画素のそれぞれは、互いに対応するように配列されている。これにより、Ｘ線源２から放射され、被測定物Ｓを透過、散乱または一部が吸収されたＸ線の強度データを、複数の画素において一括して取得することができ、それぞれの強度データを統合することにより強度分布データを得ることができる。

　制御装置５は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、不図示の記憶媒体（例えばフラッシュメモリ等）に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、Ｘ線装置１００の各部を制御する。制御装置５は、Ｘ線源２の動作を制御するＸ線制御部５１、マニピュレータ部３６の駆動動作を制御する載置台制御部５２、検出器４から出力された電気信号に基づいて被測定物ＳのＸ線投影画像データを生成する画像生成部５３、および特定部５４を有する。特定部５４は、散乱部４１および吸収部４２から出力された電気信号に基づいて、Ｘ線源２からのＸ線が被測定物Ｓの内部で散乱したか否かを判定する。特定部５４は、判定結果に基づいて、被測定物ＳからのＸ線のうち、被測定物Ｓにおいて散乱した散乱Ｘ線を特定、または散乱Ｘ線以外のＸ線を特定する。すなわち、特定部５４は、検出器４に入射したＸ線が、被測定物Ｓで散乱したＸ線であるか否かを特定する。画像生成部５３は、特定部５４により特定された散乱Ｘ線以外のＸ線、すなわち、被測定物Ｓにおいて散乱しなかった透過Ｘ線や、一部が吸収されたＸ線による強度分布データを、Ｘ線投影画像データを生成する際の被測定物Ｓの内部情報として選択する。画像再構成部５６は、被測定物Ｓに対するＸ線照射方向を相対的に変化させて投影し、それにより得られた複数のＸ線強度分布データに基づいて、公知の画像再構成処理方法を用いることで、被測定物Ｓの再構成画像を生成する。画像再構成処理により、被測定物Ｓの内部構造（断面構造）である断面画像データや３次元データが生成される。なお、断面画像データとは、ＸＺ平面と平行な面内における被測定物Ｓの構造データを含む。画像再構成処理としては、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、逐次近似法等がある。

　以下、特定部５４による、被測定物ＳにおいてＸ線が散乱したか否かを判定し、透過Ｘ線および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する手順について、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、ある時点において、散乱部４１の一つの画素である画素４１ａと吸収部４２の一つの画素である画素４２ａの両方において、電気信号が出力された場合を示している。散乱部４１は、画素４１ａの位置により、入射したＸ線が検出器４内で散乱した散乱位置を検出し、吸収部４２は、画素４２ａの位置によりＸ線が入射した入射位置を検出する。この場合、画素４１ａから電気信号が出力されているので、画素４１ａに入射したＸ線は、画素４１ａ内の散乱点Ｔ１においてコンプトン散乱し、それにより進行方向が変化して画素４２ａに入射したと判定される。画素４１ａから出力された電気信号および画素４２ａから出力された電気信号に基づいて、特定部５４は、それぞれエネルギーＥ１とエネルギーＥ２を算出する。エネルギーＥ１は、画素４１ａにおけるＸ線のコンプトン散乱に伴って失われたエネルギー、また、エネルギーＥ２は、画素４１ａにおいてコンプトン散乱した後に画素４２ａに到達したＸ線のエネルギーに相当する。特定部５４は、画素４１ａにおけるコンプトン散乱によるＸ線の進行方向の変化角度、すなわちコンプトン散乱角をθ１とすると、コンプトン散乱角θ１は、次の式（１）により算出できる。

　ここで、電子の静止質量ｍｅ＝９．１×１０^－３１（ｋｇ）、真空中の光速ｃ＝３．０×１０^８（ｍ）として、ｍ_ｅｃ^２＝５１１（ｋｅＶ）である。

　画素４１ａと画素４２ａとの位置関係は既知なので、画素４１ａを出射して画素４２ａに入射したＸ線の進路Ｌ２を知ることができる。画素４１ａに入射したＸ線の進路を進路Ｌ１とすると、進路Ｌ１と進路Ｌ２とは散乱点Ｔ１においてコンプトン散乱角θ１をなして交差する。従って、進路Ｌ１は、散乱点Ｔ１を頂点とし進路Ｌ２を中心軸として、中心軸であるＬ２と母線とのなす角がθ１の円錐面ＣＳ上を散乱点Ｔ１に向かう直線のいずれかに相当することがわかる。

　次に、検出されたＸ線の入射位置、円錐面とＸ線源２との位置とに基づいて透過Ｘ線および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する手順、すなわち、上記円錐面ＣＳとＸ線源２との位置関係に基づいて、図２（ａ）を参照した上記説明の場合に、Ｘ線源２から放射されたＸ線が被測定物Ｓで散乱したか否かを判定する手順について説明する。なお、Ｘ線装置１００においては、図１を用いて上述したようにＸ線源２と検出器４とが配置されるので、検出器４の位置に対するＸ線源２の位置は既知である。
　図２（ｂ）に、円錐面ＣＳ上にＸ線源２が存在する場合を示す。この場合には、Ｘ線源２が、円錐面ＣＳ上を散乱点Ｔ１に向かう直線のうちの１つであるＬ１の上に存在することになる。このことから、特定部５４は、Ｘ線源２から放射されたＸ線は、被測定物Ｓの内部において進行方向を変えることなしに、画素４１ａに入射し、その進路はＬ１であると判定できる。なお、円錐面ＣＳ上にＸ線源２が存在しない場合であっても、Ｘ線源２と円錐面ＣＳとの距離が所定の長さより小さい場合には、特定部５４は、上記と同様に、Ｘ線源２から放射されたＸ線は、被測定物Ｓの内部で散乱することなしに進路Ｌ１に沿って進み、画素４１ａに入射したと判定できる。すなわち、特定部５４は、検出器４に入射したＸ線が、被測定物Ｓの内部で散乱せずに透過した透過Ｘ線であると特定する。上記の所定の長さは、画素４１ａおよび画素４２ａの大きさや、Ｘ線装置１００における、Ｘ線源２、被測定物Ｓ、検出器４等の配置等に基づいて、適宜設定することが好ましい。

　次に、図２（ｃ）に、円錐面ＣＳ上にＸ線源２が存在せず、かつ、Ｘ線源２と円錐面ＣＳとの距離が所定の長さより大きい場合を示す。この場合には、Ｘ線源２が、円錐面ＣＳ上を散乱点Ｔ１に向かう直線のうちの１つであるＬ１の上に存在しない。このことから、特定部５４は、Ｘ線源２から放射されたＸ線は、被測定物Ｓの内部において散乱して進行方向を変えて画素４１ａに入射したと判定できる。すなわち、特定部５４は、Ｘ線源２から放射されて進路Ｌ０を進んだＸ線は、被測定物Ｓに入射し、その内部の散乱点Ｔ３において散乱して進行方向がＬ１に変化し、画素４１ａに入射した散乱Ｘ線であると特定する。

　上述した通り、円錐面ＣＳの上、または、円錐面ＣＳの近傍にＸ線源２が位置すると判定された場合には、特定部５４は、Ｘ線が被測定物Ｓで散乱していないと判定し、散乱Ｘ線以外のＸ線であることを特定する。一方、円錐面ＣＳの上および円錐面ＣＳの近傍にＸ線源２が位置していない場合には、特定部５４は、Ｘ線が被測定物Ｓで散乱したと判定し、散乱Ｘ線であることを特定する。

　次に、特定部５４が行う、被測定物ＳでＸ線が散乱したか否かを特定し、散乱Ｘ線と散乱Ｘ線以外のＸ線とを特定するための処理（以後、特定処理と呼ぶ）について説明する。
　本実施の形態のＸ線装置１００においては、コンプトン散乱角θ１の検出精度Δθ１は次のようにして求まる。すなわち、散乱部４１に入射するＸ線のエネルギーＥＴを一定と仮定する。エネルギーＥＴをエネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和とした場合、検出精度Δθ１は、式（１）を微分して求めた次の式（２）の関係を満たす。

　この式（２）と上述した式（１）とから、検出精度Δθ１は、次の式（３）により算出される。

なお、

であるものとする。
　例えば、Ｘ線源２から放射されて散乱部４１に入射するＸ線のエネルギーを５１１ｋｅＶ、エネルギー分解能を３パーセント、コンプトン散乱角θ１が２０°と仮定した場合、検出精度Δθ１は５．３°となる。また、エネルギー分解能を１パーセントとした場合には、検出精度Δθ１は１．８°となる。なお、散乱部４１と吸収部４２との間のＺ方向の距離を２０ｍｍ、検出器４の各画素のサイズを２００μｍ×２００μｍと仮定した場合、散乱角θ１の分解能は１０ｍｒａｄとなる。

　特定部５４は、検出器４の散乱部４１により得られたエネルギーＥ１、エネルギーＥ１の算出に用いた電気信号を出力した画素の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）、およびエネルギーＥ１の算出に用いた電気信号が散乱部４１から出力された時刻Ｔｉの各情報を取得する。この画素の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）は、図２（ａ）、図２（ｂ）、および図２（ｃ）のそれぞれにおける散乱点Ｔ１に相当する。なお、時刻Ｔｉは、Ｘ線が散乱部４１に入射してコンプトン散乱した時刻に相当する。

　特定部５４は、検出器４の吸収部４２により得られたエネルギーＥ２、エネルギーＥ２の算出に用いた電気信号を出力した画素の位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）、およびエネルギーＥ２の算出に用いた電気信号が吸収部４２から出力された時刻Ｔｊの各情報を取得する。この画素の位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）は、図２（ａ）、図２（ｂ）、および図２（ｃ）のそれぞれにおける吸収点Ｔ２に相当する。なお、時刻Ｔｊは、Ｘ線が吸収部４２に入射した時刻に相当する。

　特定部５４は、エネルギーＥ１の算出に用いた電気信号が出力された時刻Ｔｉと、エネルギーＥ２の算出に用いた電気信号が出力された時刻Ｔｊとに基づいて、散乱部４１に入射したＸ線と、吸収部４２に入射したＸ線とが、Ｘ線源２からあるタイミングで放射されたＸ線であるのか否かを判定する。具体的には、特定部５４は、時刻ＴｉとＴｊとの時間差（すなわちＴｊ－Ｔｉ）が所定時間Ｔ１以内のときに、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とは、同一のＸ線光子について出力されたものであると判定する。所定時間Ｔ１は、Ｘ線が散乱部４１から吸収部４２まで到達するのに必要な時間に基づいて決定される。例えば、所定時間Ｔ１は、計算あるいは各種の試験やシミュレーション等により決定され、予めメモリ（不図示）に記憶されている。時刻ＴｉとＴｊとの時間差であるＴｉｊが所定時間Ｔ１を超える場合には、特定部５４は、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とは、同一のＸ線光子について出力されたものではないと判定する。時刻ＴｉとＴｊとの時間差が所定時間Ｔ１を超える場合には、特定部５４は、散乱部４１から出力されたエネルギーＥ１と吸収部４２から出力されたエネルギーＥ２とを、散乱Ｘ線を特定するための処理に用いないようにする。ここで、前記のように、散乱部４１と吸収部４２との間のＺ方向の距離を２０ｍｍとおけば、時刻ＴｉとＴｊとの時間差Ｔｉｊは０．１ｎｓｅｃ程度の量である。なお、散乱部４１と吸収部４２との間の距離は、検出器４の各画素サイズと、上述した式（３）で表される検出精度Δθ１とに基づいて、好ましい値に決定することができる。

　時刻ＴｉとＴｊとの時間差Ｔｉｊが所定時間Ｔ１以内と判定されると、特定部５４は、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とに基づいて、コンプトン散乱角θ１を算出すべきかどうか判定する。コンプトン散乱角θ１を算出すべきでない場合について、次に説明する。

　検出器４の読み出し回路は、所定の時間ごとに、散乱部４１および吸収部４２からそれぞれエネルギーＥ１およびエネルギーＥ２の算出に用いる電気信号を出力する。本明細書においては、上記所定の時間をエネルギー出力間隔Ｔ_Ｏと呼ぶ。本実施の形態においては、シンチレータの蛍光発光時間を数十ｎｓｅｃとした場合、Ｔ_Ｏ＝１００ｎｓｅｃである。上記の所定時間Ｔ１は、エネルギー出力間隔Ｔ_Ｏ以下に設定する必要がある。すなわち、
　Ｔ１≦Ｔ_Ｏ
を満たすように設定する。これにより、エネルギー出力間隔Ｔ_Ｏ内に、散乱部４１および吸収部４２からそれぞれエネルギーＥ１およびエネルギーＥ２の算出に用いる電気信号は出力されるようにできる。

　Ｘ線源２からは短い時間スケールで見た場合、Ｘ線光子が１個ずつ放射される。Ｘ線源２からＸ線光子を放射する平均放射間隔Ｔｅと検出器４からエネルギーの算出に用いる電気信号を出力するエネルギー出力間隔Ｔ_Ｏとの関係について説明する。Ｘ線源２から１回の放射により放射されたＸ線光子が、画素４１ａおよび画素４２ａにそれぞれ入射し、検出器４の散乱部４１および吸収部４２の全ての画素からエネルギーの算出に用いる電気信号の出力を完了するまでを、１イベントと呼ぶ。すなわち、Ｘ線源２から放射された単一Ｘ線光子に基づく１フレーム分のエネルギー情報を検出器４から得ることを１イベントと呼ぶ。散乱部４１におけるコンプトン散乱角θ１を正しく求めるためには、１イベントの間に、Ｘ線源２から放射された単一のＸ線光子の検出値のみを後述する処理に用いるようにする。２回以上の放射によるＸ線光子が、同時に検出器４に入射した場合には、コンプトン散乱角θ１が正しく求められない可能性があるからである。これをイベントの分離と呼ぶ。従って、放射間隔Ｔｅは、１フレーム分のエネルギー情報を得るために要する時間であるエネルギー出力間隔Ｔ_Ｏより大きいことが必要である。すなわち、
　Ｔ_Ｏ≦Ｔｅ
を満たす必要がある。

　イベントの分離ができずに、コンプトン散乱角θ１が正しく求められない場合について、次に説明する。図３は、Ｘ線源２からの放射間隔Ｔｅがエネルギー出力間隔ＴＯより小さい場合について示す。なお、図３においては、説明を簡単にするために、Ｘ線源２から２つのＸ線光子が異なる方向にほぼ同時に放射された場合を示す。１つのＸ線光子（第１のＸ線光子）は、Ｘ線源２から進路Ｌ１１を進み、被測定物Ｓを透過して散乱部４１の画素４１ａに入射する。第１のＸ線光子は、画素４１ａの散乱点Ｔ３１においてコンプトン散乱して進路がＬ１２に変化し、吸収部４２の画素４２ａに入射する。一方、Ｘ線源２からは、上記の第１のＸ線光子が放射されてから短時間の後に、別のＸ線光子（第２のＸ線光子）が放射される。第２のＸ線光子は、進路Ｌ１１とは異なる進路Ｌ２１を進み、被測定物Ｓを透過して散乱部４１の散乱部４１の画素４１ｂに入射する。第２のＸ線光子は、画素４１ｂの散乱点Ｔ３２においてコンプトン散乱して進路がＬ２２に変化し、吸収部４２の画素４２ａに入射する。

　すなわち、散乱部４１の異なる２つの画素４１ａと４１ｂでそれぞれコンプトン散乱した異なるＸ線光子が、同一イベントとして吸収部４２の同一画素４２ａに入射する。このような場合には、散乱部４１および吸収部４２から得られたエネルギー情報に基づいてコンプトン散乱角θ１を正しく算出できない。このような状態は、例えば、Ｘ線源２から放射されるＸ線光子の数が多く、Ｘ線源２からＸ線光子が放射されたＬ１１を進み始めてすぐに、別のＸ線光子がＸ線源２から放射されたような場合に発生することが考えられる。

　このような状態を判別するための手順について次に説明する。特定部５４は、単一イベントにおいて、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２との和が、所定値ＥＴＬを超えるか否かを判定する。ＥＴＬの値は、Ｘ線源２から正常状態で放射される単一のＸ線光子のエネルギーに基づいて設定する。例えば、駆動加速電圧によって決まるＸ線源２のエネルギーに基づくＸ線エネルギーの最大値にエネルギー分解能を加えた値に設定する。エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和が所定値ＥＴＬを超える場合には、特定部５４は、図３に示すように、複数のＸ線光子によるエネルギーＥ１とエネルギーＥ２とが算出されたものと判定する。この場合には、特定部５４は、散乱部４１により得られた２箇所の画素に対応するエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とを散乱Ｘ線の特定に用いない。

　一方、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和が所定値ＥＴＬ以下で、それぞれが散乱部４１および吸収部４２におけるそれぞれの単一の画素に対応し、散乱部４１および吸収部４２のそれぞれにおいて、ほぼ同時刻に複数個の画素に対応するエネルギー値を持たない場合には、これらのエネルギー情報は、単一のＸ線光子に基づいて正常に出力されたと判定する。この場合には、特定部５４は、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とを用いて、上述した式（１）に基づいて、コンプトン散乱角θ１を算出し、図２を参照して説明したように、Ｘ線源２から放射されたＸ線が被測定物Ｓの内部において散乱したか否かの判定を行う。一方、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和が所定値ＥＴＬ以下であっても、散乱部４１および吸収部４２の少なくとも一方において複数の異なる位置の画素にてほぼ同時刻に電気信号が検出された場合には、特定部５４は、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２とを散乱Ｘ線の特定に用いない。

　すなわち、特定部５４は、算出したコンプトン散乱角θ１と、取得した位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）および位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）とを用いて、図２に示す円錐面ＣＳ上またはその近傍にＸ線源２が存在するか否かを判定する。具体的には、特定部５４は、位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）と、位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）と、算出したコンプトン散乱角θ１とから、位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）および位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）を通る直線を中心軸として、位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）を頂点とし、母線と中心軸のなす角がθ１の円錐（直円錐）を設定する。特定部５４は、この円錐の円錐面ＣＳ上または円錐面ＣＳからの距離が所定の距離よりも小さい位置にＸ線源２が存在するか否か判定する。所定の長さは、上記の通り、画素４１ａおよび画素４２ａの大きさや、Ｘ線装置１００における、Ｘ線源２、被測定物Ｓ、検出器４等の配置等に基づいて、適宜設定することが好ましい。

　特定部５４により、Ｘ線源２が円錐面ＣＳ上または円錐面ＣＳからの距離が所定の距離よりも小さい位置に存在すると判定された場合、Ｘ線源２から放射されたＸ線は、被測定物Ｓの内部で散乱することなしに、散乱部４１に入射し、散乱部４１でコンプトン散乱した後、吸収部４２に到達したと判断し、散乱Ｘ線以外のＸ線であることを特定する。この場合には、画像生成部５３は、散乱部４１と吸収部４２とから得られたエネルギー情報（電気信号）に基づいてＸ線の強度分布データを生成し、Ｘ線投影画像データを生成する際の被測定物Ｓの内部情報として用いる。すなわち、画像生成部５３は、被測定物Ｓの内部情報として用いる。一方、特定部５４により、Ｘ線源２が円錐面ＣＳ上または円錐面ＣＳからの距離が所定の距離よりも小さい位置に存在しないと判定された場合、Ｘ線源２から放射されたＸ線は、被測定物Ｓの内部で散乱して散乱部４１に入射し、散乱部４１でコンプトン散乱した後、吸収部４２に到達したと判断し、散乱Ｘ線であることを特定する。この場合には、画像生成部５３は、散乱部４１と吸収部４２とから得られたエネルギー情報（電気信号）に基づくＸ線の強度分布データの生成は行わない。すなわち、画像生成部５３は、Ｘ線投影画像データを生成する際の被測定物Ｓの内部情報として用いることはない。
　上述した処理を行うことにより、特定部５４は、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とに基づいて、被測定物Ｓを透過した透過Ｘ線（または被測定物Ｓに照射されずに直進した透過Ｘ線）と、被測定物Ｓで散乱した散乱Ｘ線との少なくとも一方を特定する。なお、上述したように、散乱部４１により検出器４内でＸ線が散乱した散乱位置が検出され、吸収部４２によりＸ線が入射した入射位置が検出されるので、特定部５４は、散乱位置と入射位置とに基づいて、透過Ｘ線と散乱Ｘ線との少なくとも一方を特定することができる。

　上記の散乱検出処理が行われることにより、画像生成部５３により生成されるＸ線投影画像データは、散乱を起こした散乱Ｘ線に起因する被測定物Ｓのエッジ等のボケ等が抑制され、その結果、被測定物Ｓの高画質画像を生成することができる。

　なお、Ｘ線源２から放射されて検出器４の散乱部４１に入射したＸ線の一部は、散乱部４１でコンプトン散乱せずに、吸収部４２に入射することがある。この場合には、単一イベントにおいて、吸収部４２からはＸ線のエネルギー情報は出力されるものの、散乱部４１からはＸ線のエネルギー情報に対応する電気信号は出力されない。このような場合は、画像生成部５３は、吸収部４２から出力されたエネルギー情報（電気信号）に基づくＸ線の強度分布データの生成は行わない。すなわち、画像生成部５３は、Ｘ線投影画像データを生成する際の被測定物Ｓの内部情報として用いることはない。

　画像再構成部５６は、Ｘ線源２から被測定物Ｓに照射するＸ線の照射角度を変化させながら所定の測定角度ごとに生成された複数のＸ線投影画像データに対して、公知の画像再構成処理を施して、再構成画像を生成する。これにより、被測定物Ｓの内部構造（断面構造）である断面画像データや３次元データが生成される。

　図４に示すフローチャートを参照して、制御装置５が行う動作について説明する。図４に示す処理は制御装置５でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、制御装置５により起動され、実行される。
　ステップＳ１では、制御装置５のＸ線制御部５１は、Ｘ線源２にＸ線の照射を開始させてステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、制御装置５の特定部５４は、検出器４の散乱部４１の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）の画素および吸収部４２の位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）の画素から出力されたＸ線のエネルギーＥ１およびＥ２を取得してステップＳ３へ進む。

　ステップＳ３では、特定部５４は、散乱部４１へＸ線が入射した時刻Ｔｉと吸収部４２へＸ線が入射した時刻Ｔｊとの時間差ΔＴｉｊが所定の値Ｔ１以下であるか否かを判定する。時刻ＴｊとＴｉとの時間差ΔＴｉｊが所定の値Ｔ１以下の場合、すなわち、散乱部４１に入射したＸ線と、吸収部４２に入射したＸ線とが、同一イベント中のものであると判定された場合には、ステップＳ３が肯定判定されてステップＳ４へ進む。時刻ＴｊとＴｉとの時間差ΔＴｉｊが所定の値Ｔ１を超える場合、すなわち、散乱部４１に入射したＸ線と、吸収部４２に入射したＸ線とが、同一イベント中のものではないと判定された場合には、ステップＳ３が否定判定されて、後述するステップＳ９へ進む。

　ステップＳ４では、吸収部４２に入射したＸ線が、被測定物Ｓの異なる位置を透過したものであるか否かを判定する。散乱部４１からのエネルギーＥ１と吸収部４２からのエネルギーＥ２との和ＥＴが、所定値ＥＴＬを超える場合、Ｘ線は被測定物Ｓの異なる位置を透過したと判定され、ステップＳ４が否定判定されて後述するステップＳ９へ進む。散乱部４１からのエネルギーＥ１と吸収部４２からのエネルギーＥ２との和ＥＴが所定値ＥＴＬ以下の場合、Ｘ線は、Ｘ線源２から正常に放射され、単一のＸ線光子に基づくエネルギー情報（電気信号）が散乱部４１および吸収部４２から出力されたと判定され、ステップＳ４が肯定判定されステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、検出器４の単一箇所（単一画素）からエネルギーＥ１、Ｅ２に対応する電気信号が出力されたか否かを判定する。検出器４の散乱部４１および吸収部４２のそれぞれにおいて単一個所からエネルギーＥ１、Ｅ２に対応する電気信号が出力された場合には、ステップＳ５が肯定判定されて、ステップＳ６へ進む。散乱部４１および吸収部４２の少なくとも一方において複数個所（複数画素）からエネルギーＥ１、Ｅ２に対応する電気信号が出力された場合には、ステップＳ５が否定判定されて後述するステップＳ９へ進む。

　ステップＳ６では、特定部５４は、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とを用いて、上述した式（１）に基づいて、コンプトン散乱角θ１を算出してステップＳ７へ進む。ステップＳ７では、特定部５４は、被測定物Ｓの内部でＸ線が散乱を起こしたか否かを判定する。具体的には、算出したコンプトン散乱角θ１とから、位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）および位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）を通る直線を中心軸として、位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）を頂点とし、母線と中心軸のなす角がθ１の円錐（直円錐）を設定する。特定部５４は、この円錐の円錐面ＣＳ上または円錐面ＣＳからの距離が所定の距離よりも小さい位置にＸ線源２が存在するか否か判定する。被測定物Ｓの内部でＸ線が散乱していないと判定された場合には、ステップＳ７が肯定判定されて、ステップＳ８へ進む。一方、被測定物Ｓの内部でＸ線が散乱したと判定された場合には、ステップＳ７が否定判定されて、後述するステップＳ９へ進む。

　ステップＳ８では、画像生成部５３は、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２とを、散乱部４１に入射したＸ線の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）を入射位置とする内部情報として記憶してステップＳ９へ進む。すなわち、後述する処理においては、散乱部４１に入射したＸ線の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）に基づいて、画像生成部５３によりＸ線投影画像データが生成される。ステップＳ９では、制御装置５は、検出器４のすべてのイベントについて特定処理を行ったか否かを判定する。全てのイベントについて特定処理が行われた場合には、ステップＳ９が肯定判定されてステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、画像生成部５３は、生成された内部情報を用いて、被測定物ＳのＸ線投影画像データを生成して、後述するステップＳ１２へ進む。

　ステップＳ９において特定処理が行われていないイベントが存在する場合には、ステップＳ９が否定判定されてステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、特定部５４は、次のイベントでの散乱部４１の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）の画素および吸収部４２の位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）の画素から出力された電気信号（すなわち、エネルギーＥ１およびＥ２に対応する電気信号）を取得してステップＳ３へ戻り、以後同様の処理を行う。

　ステップＳ１２では、制御装置５は、全ての測定角度についてＸ線投影画像データの生成が行われたか否かを判定する。全ての測定角度についてＸ線投影画像データの生成が行われた場合には、ステップＳ１２が肯定判定されてステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、画像再構成部５６は、複数のＸ線投影画像データを用いて３次元データを生成して処理を終了する。なお、制御装置５は、この３次元データをモニタ（不図示）に表示したり、メモリ（不図示）に記憶させたりすることができる。
　ステップＳ１２においてＸ線投影画像データが生成されていない測定角度が存在する場合には、ステップＳ１２が否定判定されてステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４においては、載置台制御部５２はマニピュレータ部３６を駆動させて、載置台３１を所定の測定角度に回転駆動させてステップＳ２へ戻り、以後同様の処理を行う。

　上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）制御装置５の特定部５４は、散乱部４１により得られたＸ線の損失エネルギーＥ１と、吸収部４２により得られた散乱Ｘ線のエネルギーＥ２とに基づいて、被測定物Ｓから検出器４に入射したＸ線のうち、被測定物Ｓの内部で散乱を起こした散乱Ｘ線を特定する。また、制御装置５の特定部５４は、散乱部４１により検出された検出器４内でのＸ線の散乱位置と、吸収部４２により検出されたＸ線の吸収部４２への入射位置とに基づいて、透過Ｘ線と散乱Ｘ線との少なくとも一方を特定することができる。これにより、Ｘ線のうち、被測定物Ｓで散乱した散乱Ｘ線と、散乱していないＸ線とを選別することが可能になる。Ｘ線投影画像データを生成する際には、ノイズの要因となる散乱Ｘ線を被測定物Ｓの内部情報から除外することが可能になり、Ｘ線投影画像データの画質を向上させることができる。

（２）特定部５４は、散乱部４１で散乱したＸ線の散乱角θ１と、散乱部４１に入射したＸ線の位置（散乱位置）と、吸収部４２に入射した散乱Ｘ線の位置（入射位置）とが満たす関係に基づいて、散乱Ｘ線を特定する。これにより、検出器４に入射したＸ線のうち散乱Ｘ線を除外して、Ｘ線投影画像データを生成することができる。

（３）特定部５４は、散乱角θ１と、散乱部４１に入射したＸ線の位置（すなわち散乱位置）と、吸収部４２に入射したＸ線の位置（すなわち入射位置）とに基づいて、Ｘ線源２の存在が推定される位置（円周Ｃ２）を算出し、算出された位置にＸ線源２が存在すると、検出器４に入射したＸ線を被測定物Ｓでの散乱Ｘ線以外の透過Ｘ線として特定する。これにより、検出器４に入射したＸ線のうち散乱Ｘ線を除外できるので、Ｘ線投影画像データの画質向上に寄与することができる。

（４）特定部５４は、散乱部４１からエネルギーＥ１に対応する電気信号が出力された時刻Ｔｉと、吸収部４２からエネルギーＥ２に対応する電気信号が出力された時刻Ｔｊとの時間差が所定の範囲Ｔ１以内のＸ線を用いて散乱Ｘ線を特定する。これにより、異なるタイミングでＸ線源２から出射され、検出器４に入射したＸ線を除外して散乱Ｘ線を特定できるので、散乱Ｘ線を特定する精度を向上させることができる。

（５）特定部５４は、Ｘ線源２から照射され、被測定物Ｓの異なる位置を透過して、吸収部４２の同一の画素に入射したＸ線を除外して、散乱Ｘ線を特定する。これにより、被測定物Ｓの内部の異なる位置の情報が、同一の位置の情報として内部情報に含まれることが抑制されるので、Ｘ線投影画像データの画質の低下を抑制できる。

（６）特定部５４は、散乱部４１により得られたエネルギーＥ１と吸収部４２により得られたエネルギーＥ２との和が、Ｘ線源２から照射されたＸ線のエネルギーＥ０に基づく値を超えると、被測定物Ｓの異なる位置を透過して、吸収部４２の同一の位置に入射した複数のＸ線光子であることを検出し、検出したＸ線光子を除外して散乱Ｘ線を特定する。これにより、被測定物Ｓの異なる位置を透過して、吸収部４２の同一の画素に入射したＸ線を、被測定物Ｓの内部情報から除外することができる。

　上述した第１の実施の形態を、以下のように変形できる。
（１）上述した第１の実施の形態においては、検出器４の散乱部４１と吸収部４２とをシンチレーション物質を含むシンチレータ部により構成される場合を例に挙げて説明を行ったが、この例に限定されない。例えば、検出器４の散乱部４１と吸収部４２とは、入射するＸ線を光エネルギーに変換することなく、電気信号に直接変換して出力する半導体検出器であってもよい。散乱部４１と吸収部４２とは、ＣｄＴｅを有し、入射したＸ線のエネルギーに比例した数の電子を生成し、電気信号として出力する。なお、この場合も、散乱部４１のＺ方向の厚さは、吸収部４２のＺ方向の厚さよりも小さい。

（２）上述した第１の実施の形態においては、画像生成部５３は、散乱部４１に入射したＸ線の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）に基づいて、Ｘ線投影画像データを生成する場合を例に挙げて説明を行った。しかし、画像生成部５３は、吸収部４２に入射したＸ線の位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）に基づいて、Ｘ線投影画像データを生成してもよい。この場合、画像生成部５３は、Ｘ線源２の位置と、散乱部４１に入射したＸ線の位置（ＸＳｉ、ＹＳｉ、ＺＳｉ）とに基づいて、Ｘ線が散乱部４１で散乱しないと仮定した場合に入射する吸収部４２上の位置（ＸＡｊ’、ＹＡｊ’、ＺＡｊ’）を算出する。画像生成部５３は、この算出した位置（ＸＡｊ’、ＹＡｊ’、ＺＡｊ’）に基づいて、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２とからＸ線投影画像データを生成すればよい。

　図面を参照して、本発明の実施の形態による構造物製造システムを説明する。本実施の形態の構造物製造システムは、例えば自動車のドア部分、エンジン部分、ギア部分および回路基板を備える電子部品等の成型品を作成する。

　図５は本実施の形態による構造物製造システム４００の構成の一例を示すブロック図である。構造物製造システム４００は、第１の実施の形態にて説明したＸ線装置１００と、設計装置４１０と、成形装置４２０と、制御システム４３０と、リペア装置４４０とを備える。

　設計装置４１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成する際にユーザが用いる装置であって、設計情報を作成して記憶する設計処理を行う。設計情報は、構造物の各位置の座標を示す情報である。設計情報は成形装置４２０および後述する制御システム４３０に出力される。成形装置４２０は設計装置４１０により作成された設計情報を用いて構造物を作成、成形する成形処理を行う。この場合、成形装置４２０は、３Ｄプリンター技術で代表される積層加工、鋳造加工、鍛造加工および切削加工のうち少なくとも１つを行うものについても本発明の一態様に含まれる。

　Ｘ線装置１００は、成形装置４２０により成形された構造物の形状を測定する測定処理を行う。Ｘ線装置１００は、構造物を測定した測定結果である構造物の座標を示す情報（以後、形状情報と呼ぶ）を制御システム４３０に出力する。制御システム４３０は、座標記憶部４３１と、検査部４３２とを備える。座標記憶部４３１は、上述した設計装置４１０により作成された設計情報を記憶する。

　検査部４３２は、成形装置４２０により成形された構造物が設計装置４１０により作成された設計情報に従って成形されたか否かを判定する。換言すると、検査部４３２は、成形された構造物が良品か否かを判定する。この場合、検査部４３２は、座標記憶部４３１に記憶された設計情報を読み出して、設計情報とＸ線装置１００から入力した形状情報とを比較する検査処理を行う。検査部４３２は、検査処理として例えば設計情報が示す座標と対応する形状情報が示す座標とを比較し、検査処理の結果、設計情報の座標と形状情報の座標とが一致している場合には設計情報に従って成形された良品であると判定する。設計情報の座標と対応する形状情報の座標とが一致していない場合には、検査部４３２は、座標の差分が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば修復可能な不良品と判定する。

　修復可能な不良品と判定した場合には、検査部４３２は、不良部位と修復量とを示すリペア情報をリペア装置４４０へ出力する。不良部位は設計情報の座標と一致していない形状情報の座標を有する部位であり、修復量は不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分である。リペア装置４４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物の不良部位を再加工するリペア処理を行う。リペア装置４４０は、リペア処理にて成形装置４２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

　図６に示すフローチャートを参照しながら、構造物製造システム４００が行う処理について説明する。
　ステップＳ３１では、設計装置４１０はユーザによって構造物の設計を行う際に用いられ、設計処理により構造物の形状に関する設計情報を作成し記憶してステップＳ３２へ進む。なお、設計装置４１０で作成された設計情報のみに限定されず、既に設計情報がある場合には、その設計情報を入力することで、設計情報を取得するものについても本発明の一態様に含まれる。ステップＳ３２では、成形装置４２０は成形処理により、設計情報に基づいて構造物を作成、成形してステップＳ３３へ進む。ステップＳ３３においては、Ｘ線装置１００は測定処理を行って、構造物の形状を計測し、形状情報を出力してステップＳ３４へ進む。

　ステップＳ３４では、検査部４３２は、設計装置４１０により作成された設計情報とＸ線装置１００により測定され、出力された形状情報とを比較する検査処理を行って、ステップＳ３５へ進む。ステップＳ３５では、検査処理の結果に基づいて、検査部４３２は成形装置４２０により成形された構造物が良品か否かを判定する。構造物が良品である場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標との差が所定の範囲内の場合には、ステップＳ３５が肯定判定されて処理を終了する。構造物が良品ではない場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致しない場合や設計情報には無い座標が検出された場合には、ステップＳ３５が否定判定されてステップＳ３６へ進む。

　ステップＳ３６では、検査部４３２は構造物の不良部位が修復可能か否かを判定する。不良部位が修復可能ではない場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲を超えている場合には、ステップＳ３６が否定判定されて処理を終了する。不良部位が修復可能な場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲内の場合には、ステップＳ３６が肯定判定されてステップＳ３７へ進む。この場合、検査部４３２はリペア装置４４０にリペア情報を出力する。ステップＳ３７においては、リペア装置４４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物に対してリペア処理を行ってステップＳ３３へ戻る。なお、上述したように、リペア装置４４０は、リペア処理にて成形装置４２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。

　上述した実施の形態による構造物製造システムによれば、以下の作用効果が得られる。
（１）構造物製造システム４００のＸ線装置１００は、設計装置４１０の設計処理に基づいて成形装置４２０により作成された構造物の形状情報を取得する測定処理を行い、制御システム４３０の検査部４３２は、測定処理にて取得された形状情報と設計処理にて作成された設計情報とを比較する検査処理を行う。したがって、構造物の欠陥の検査や構造物の内部の情報を非破壊検査によって取得し、構造物が設計情報の通りに作成された良品であるか否かを判定できるので、構造物の品質管理に寄与する。

（２）リペア装置４４０は、検査処理の比較結果に基づいて、構造物に対して成形処理を再度行うリペア処理を行うようにした。したがって、構造物の不良部分が修復可能な場合には、再度成形処理と同様の処理を構造物に対して施すことができるので、設計情報に近い高品質の構造物の製造に寄与する。

－第２の実施の形態－
　図面を参照しながら、第２の実施の形態によるＸ線装置について説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同様である。

　図７は第２の実施の形態によるＸ線装置１００Ａの構成の一例を示す図である。なお、図７においては、説明の都合上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系を図１と同様に設定する。
　Ｘ線装置１００Ａは、第１の実施の形態と同様の筐体１、Ｘ線源２、載置部３および制御装置５と、検出器４Ａとを備えている。

　検出器４Ａは、載置台３１よりもＺ軸＋側に設けられている。すなわち、載置台３１は、Ｚ軸方向において、Ｘ線源２と検出器４との間に設けられる。検出器４Ａは、散乱部４１Ａと吸収部４２Ａとを備える。散乱部４１Ａは、吸収部４２ＡよりもＺ方向－側、すなわち被測定物Ｓに近い側に設けられる。散乱部４１Ａには、Ｘ線源２から放射され、載置台３１上に載置された被測定物Ｓを透過した、または被測定物Ｓ内部で散乱したＸ線が入射する。なお、以後の説明においても、被測定物Ｓの内部で散乱せずに内部を透過して検出器４に入射するＸ線を透過Ｘ線、被測定物Ｓの内部で散乱して検出器４Ａに入射するＸ線を散乱Ｘ線と呼ぶ。

　散乱部４１Ａは、例えば公知の特開２０１７－６７６０１号と同様の構成を有する。すなわち、図８に示すように、散乱部４１Ａは、チャンバー４１１Ａとピクセル電極４１２Ａとドリフト電極４１３Ａとを有する。チャンバー４１１Ａの内部には、アルゴンやキセノンなどの希ガスと、エタン、メタンなどの常温でガスのアルカンもしくは二酸化炭素を含む消光作用を有するガスとの混合ガスが封入されている。なお、チャンバー４１１Ａは、混合ガスが封入されるものに限定されず単体のガスが封入されているものでもよい。ピクセル電極４１２Ａはチャンバー４１１ＡのＺ方向＋側の面に設けられ、ドリフト電極４１３Ａはチャンバー４１１のＺ方向－側の面に設けられる。ピクセル電極４１２Ａは、ＸＹ平面上に二次元的に配置された複数の画素を有する。チャンバー４１１Ａ内においは、ピクセル電極４１２Ａとドリフト電極４１３Ａとに印加された電圧により、ピクセル電極４１２Ａとドリフト電極４１３Ａとの間に電場が形成される。

　被測定物ＳからのＸ線が散乱部４１に入射すると、Ｘ線（光子）はチャンバー４１１Ａ内の気体粒子を構成する電子とある確率で衝突し、コンプトン散乱する。コンプトン散乱したＸ線光子は、進行方向が変化した状態で散乱部４１Ａを出射し、Ｚ方向＋側に設けられた吸収部４２Ａに入射する。一方、チャンバー４１１Ａ内でコンプトン散乱しなかったＸ線は、チャンバー４１１Ａ内で進行方向が変化することなく散乱部４１Ａを出射し、吸収部４２Ａに入射する。

　チャンバー４１１Ａ内でＸ線がコンプトン散乱した場合、Ｘ線光子に衝突された電子は反跳電子（荷電粒子）として進行して別の電子に衝突する。衝突された電子は反跳電子として進行し、さらに別の電子に衝突して二次電子を生成する。反跳電子は、電子への衝突を繰り返しながら徐々にエネルギーを失っていき、生成された多数の二次電子は反跳電子の飛跡の近傍に漂う。その結果、チャンバー４１１Ａ内には、エネルギーを失った電子の分布が生成される。本明細書においては、エネルギーを失った電子の分布を電子雲とよぶ。すなわち、反跳電子の飛跡に沿って電子雲が発生する。電子雲を構成する二次電子は、ピクセル電極４１２Ａとドリフト電極４１３Ａとにより形成される電場によってＺ方向＋側へ引き寄せられ、ピクセル電極４１２Ａに入射する。ピクセル電極４１２Ａは、Ｘ方向に延在するカソード電極と、カソード電極に複数設けられた開口に配置されるアノード電極とからなる複数の画素を有し、電子雲を構成する二次電子が入射した画素は電気信号を制御装置５へ出力する。これにより、散乱部４１は、チャンバー４１１Ａ内に入射したＸ線の散乱により生じる電子の進行に関する情報を検出することができる。すなわち、電子雲の形状が得られる。電子の進行に関する情報には、反跳電子の初期進行方向（Ｘ線光子に衝突された電子の初期進行方向）と多数の二次電子の分布により表される反跳電子が順次進行した進行軌跡（飛跡）との少なくとも一方が含まれる。

　散乱部４１Ａを出射したＸ線は吸収部４２Ａに入射する。吸収部４２Ａは、公知のシンチレーション物質を含むシンチレータ部と、シンチレータ部から放出された光を増幅して受光する受光部等とによって構成される。シンチレータ部の入射面に入射したＸ線は吸収部４２Ａのシンチレータ部に吸収されて蛍光を放出し、放出された蛍光の光エネルギーは上記の受光部で光増倍管により増幅されて電気エネルギーに変換され、電気信号として制御装置５へ出力される。

　検出器４Ａの吸収部４２Ａは、シンチレータ部と受光部とが複数の画素が二次元的に配置された構造を有し、シンチレータ部と受光部との複数の画素のそれぞれは、互いに対応するように配列されている。これにより、Ｘ線源２から放射され、被測定物Ｓを透過、散乱または一部が吸収されたＸ線の強度データを、複数の画素において一括して取得することができ、それぞれの強度データを統合することにより強度分布データを得ることができる。なお、吸収部４２Ａの複数の画素のそれぞれは、散乱部４１Ａのピクセル電極４１２Ａが有する複数の画素のそれぞれと、互いに対応するように配列されている。
　なお、吸収部４２Ａのシンチレータ部は、複数の画素が二次元的に配置された構造を有していないものでもよい。

　本実施の形態においても、制御装置５の特定部５４は、検出器４ＡへのＸ線の入射方向を推定し、推定した入射方向とＸ線源２の位置とに基づいて透過Ｘ線（または被測定物Ｓに照射されずに直進した透過Ｘ線）および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する。すなわち、特定部５４は、散乱部４１Ａおよび吸収部４２Ａから出力された電気信号に基づいて、Ｘ線源２からのＸ線が被測定物Ｓの内部で散乱したか否かを判定する。特定部５４は、判定結果に基づいて、被測定物ＳからのＸ線のうち、被測定物Ｓにおいて散乱した散乱Ｘ線を特定、または散乱Ｘ線以外のＸ線を特定する。すなわち、特定部５４は、検出器４Ａに入射したＸ線が、被測定物Ｓで散乱したＸ線であるか否かを特定する。

　以下、特定部５４による、被測定物ＳにおいてＸ線が散乱したか否かを判定し、透過Ｘ線および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する手順について、図８を参照して説明する。図８は、散乱部４１Ａのピクセル電極４１２Ａの複数の画素４１２ａ～４１２ｃにて電気信号を検出し、吸収部４２Ａの一つの画素４２ａにて電気信号を検出する場合を示している。なお、ピクセル電極４１２Ａは、画素４１２ｃ、４１２ｂ、４１２ａの順序で電気信号を検出したものとする。

　上述したように、ピクセル電極４１２Ａは、散乱部４１Ａ内でのＸ線のコンプトン散乱により生じた反跳電子の飛跡に沿って発生した電子雲を構成する二次電子が、チャンバー４１１Ａ内のドリフト電場によりＺ方向＋側へ引き寄せられ、これらの電子がピクセル電極４１２Ａに到達した時点でその信号を検出する。例えば、画素４１２ｃ、４１２ｂ、４１２ａにて電子が順次検出される際の時刻と、画素４１２ｃ、４１２ｂ、４１２ａの二次元的な位置により、チャンバー４１１Ａ内における反跳電子の進行に関する情報である電子雲の三次元形状（電子の飛跡）を求めることができる。
　電子雲の三次元形状を求める手順について、具体的に説明する。電子雲の発生に寄与した任意の一つの二次電子がドリフト電場に沿ってＺ方向に移動する移動速度Ｖｄはドリフト電場の強さにより決まる。移動速度Ｖｄはチャンバー４１１Ａ内において実質的に一定であると考えられる。ドリフト電極４１３Ａからピクセル電極４１２Ａまでドリフトする時間をＴｄとする。電子がピクセル電極４１２Ａに到達した時点で、信号が検出される。

　Ｘ線がコンプトン散乱した後、吸収部４２Ａに達するまでに要する時間、および、それにより電子雲が発生するのに要する時間は、Ｔｄに比べて極めて短いので、コンプトン散乱した時点と、散乱Ｘ線が吸収部４２Ａに到達した時点と、電子雲が形成された時点とは、実質的に同一と考えて問題ない。この点に関して、散乱部４１Ａのチャンバー４１１ＡのＺ方向の厚みＤを３００ｍｍとすると、例えば、Ｘ線がドリフト電極に垂直に入射してチャンバー４１１Ａを通過して吸収部４２Ａに到達するのに要する時間は（０．３［ｍ］／３）×１０^－８、すなわち１［ｎｓｅｃ］である。また、反跳電子の初期速度を高速の１／１０とした場合であっても、Ｘ線がコンプトン散乱してから電子雲が形成されるまでの時間は、長くても１０［ｎｓｅｃ］程度より短いと考えられる。従って、コンプトン散乱したＸ線が吸収部４２Ａに吸収された時刻をコンプトン散乱した時刻と見做してｔ＝０とする。

　時刻ｔ＝０を基準として、ピクセル電極４１２Ａのカソード電極Ｘｉ（ｉ＝１、ｍ）とアノード電極Ｙｊ（ｊ＝１、ｎ）から電気信号が読み出された時刻をｔ＝ｔ_ｓｉｇとする。すなわち、時刻ｔ＝ｔ_ｓｉｇにて、カソード電極およびアノード電極にて電圧が変化したとする。この場合、ピクセル電極４１２Ａの画素（Ｘｉ，Ｙｊ）に電圧変化をもたらした電子がドリフト開始時、すなわち、電子雲発生時にチャンバー４１１Ａにおいて存在した位置は、Ｚ方向の基準をピクセル電極４１２Ａとした場合に、（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ）と考えられる。なお、カソード電極とアノード電極とは時刻ｔ_ｓｉｇにて同時に電位変化したとする。これにより、ピクセル電極４１２Ａの各画素（Ｘｉ、Ｙｊ）ごとに、（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ）が算出できる。このようにして、電子雲の発生に寄与した複数の二次電子がドリフトしてピクセル電極４１２Ａに到達することで電圧が検出された時刻ｔ_ｓｉｇと、ピクセル電極４１２Ａにおける画素の位置に基づいて、電子雲の三次元形状（飛跡Ｐ１）を求めることができる。

　電子雲の発生に寄与した二次電子のうち、コンプトン散乱した位置に最も近い電子がドリフトしてピクセル電極に到達する時刻が最長（ｔ＝ｔ_ｓｉｇ０）となる。すなわち、時刻ｔ＝ｔ_ｓｉｇ０において検出された電子がドリフト開始時に存在した位置（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ０）がコンプトン散乱位置（散乱点Ｔ１）である。また、時刻ｔ＝ｔ_ｓｉｇ０の次の大きさの時刻であるｔ＝ｔ_ｓｉｇ１において検出された電子がドリフト開始時に存在した位置は（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ１）となる。これらの二つの位置から、散乱点Ｔ１からの反跳電子の初期進行方向Ｆ１が得られる。
　なお、Ｚ方向の基準をドリフト電極４１３Ａの位置としてもよく、この場合には、電圧変化した画素に対応するチャンバー４１１Ａでの位置は、（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｄ（Ｔｄ－ｔ_ｓｉｇ）／Ｔｄ）となる。この場合、時刻ｔ＝ｔ_ｓｉｇが最小のときのＺ方向の位置（Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ）が散乱点Ｔ１となる。また、時刻ｔ＝ｔ_ｓｉｇの値が所定値より小さな時の複数の位置（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｄ（Ｔｄ－ｔ_ｓｉｇ）／Ｔｄ）に基づいて、反跳電子の初期進行方向Ｆ１が得られる。
　換言すると、散乱部４１Ａは、チャンバー４１１Ａ内の散乱点Ｔ１においてＸ線がコンプトン散乱することにより生じる反跳電子の初期進行方向Ｆ１を検出する第１検出器として機能する。これにより、散乱部４１Ａは、チャンバー４１１ＡでＸ線が散乱したことにより生じる電子の進行に関する情報として、反跳電子の初期進行方向Ｆ１を検出する。

　散乱点Ｔ１でコンプトン散乱したＸ線は、進行方向が変化して吸収部４２Ａの画素４２ａに入射したと判定される。すなわち、吸収部４２Ａの画素４２ａは、吸収部４２Ａに入射したＸ線の入射位置であり、吸収部４２Ａは散乱部４１ＡからのＸ線の入射を受け、入射したＸ線の入射位置を検出する第２検出器として機能する。このようにして、コンプトン散乱したＸ線の進行方向と、コンプトン散乱による反跳電子により発生した電子雲の形状を把握できる。また、吸収部４２Ａの画素４２ａと、散乱点Ｔ１に基づいて、コンプトン散乱したＸ線の進行に関する情報（Ｘ線の進行方向）が求められる。
　なお、反跳電子は、多数回のラザフォード散乱により一般に不規則なジグザグ飛跡を描くが、図８においては説明を簡単にするために、コンプトン散乱後の反跳電子の進路である飛跡Ｐ１は滑らかな曲線状に示している。

　特定部５４は、上記説明に基づいて、散乱部４１Ａのピクセル電極４１２Ａの画素４１２ａ～４１２ｃの位置関係と検出時刻から求めた電子雲の形状に基づいて、飛跡Ｐ１の長さ（最大長：飛程）を算出する。チャンバー４１１Ａ内を進む反跳電子はエネルギーを徐々に失って最終的に停止する。従って、飛程から反跳電子のエネルギーを求めることができる。このようにして、特定部５４は、飛程から反跳電子のエネルギー、すなわちチャンバー４１１Ａに入射したＸ線がコンプトン散乱に伴って失われたエネルギーＥ１（＝ｍ_ｅｖ^２）を算出する。ここで、電子の静止質量ｍ_ｅは、ｍ_ｅ＝９．１×１０^－３１（ｋｇ）である。なお、飛程とエネルギーとの対応関係に関するデータはエネルギーデータとして予めメモリ（不図示）に格納されているものとする。特定部５４は、吸収部４２Ａの画素４２ａで検出した電気信号に基づいて、チャンバー４１１Ａ内でコンプトン散乱した後に画素４２ａに到達したＸ線のエネルギーＥ２（＝ｈｖ’）を算出する。ここで、ｈはプランク定数である。

　チャンバー４１１Ａに入射したＸ線と、コンプトン散乱したＸ線と、反跳電子とは、運動量保存則とエネルギー保存則とを用いて、以下の式（４）～（６）により表される。

　なお、ｃは真空中の光速、θはコンプトン散乱角、φは反跳電子の出射角（初期進行方向の方位角）である。また、γはローレンツ因子であり以下の式（７）で表される。

　上記の式（４）～（７）により、散乱角θは、以下の式（８）により表される。

　特定部５４は、チャンバー４１１Ａに入射したＸ線のエネルギーＥ０（＝ｈｖ）を、算出したエネルギーＥ１と検出されたエネルギーＥ２とを加算することにより算出する。特定部５４は、算出されたエネルギーＥ０と検出されたエネルギーＥ２とを上記式（８）に用いて、チャンバー４１１Ａにおけるコンプトン散乱によるＸ線の進行方向の変化角度であるコンプトン散乱角θを算出する。特定部５４は、ピクセル電極４１２Ａの画素４１２ａ～４１２ｃのうち、少なくとも散乱点Ｔ１のＺ方向の投影位置に近い位置に相当する画素４１２ａ、４１２ｂの位置関係と電子を検出した時間差により、散乱点Ｔ１から出射した反跳電子の進行方向（初期進行方向の方位角）を得ることができる。なお、好ましくは、反跳電子が１回目のラザフォード散乱をするまでの位置に相当する直線状に並んだ複数の画素群からの出力に基づいて方位角を得るのがよく、方位角の検出精度を向上させることができる。

　特定部５４は、検出器４ＡへのＸ線の入射方向を推定し、推定した入射方向とＸ線源２の位置とに基づいて、透過Ｘ線（または被測定物Ｓに照射されずに直進した透過Ｘ線）および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する。以下、具体的に説明する。この場合、散乱点Ｔ１および吸収点Ｔ２（入射位置）に基づいて、散乱部４１Ａに入射して散乱したＸ線の進行に関する情報を取得し、電子の進行に関する情報とＸ線の進行に関する情報とに基づいて、透過Ｘ線（または被測定物Ｓに照射されずに直進した透過Ｘ線）および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する。以下、具体的に説明する。
　既に求められている電子雲の三次元形状により散乱点Ｔ１の位置は既知なので、散乱点Ｔ１の位置および画素４２ａの位置から、チャンバー４１１Ａ内で散乱し吸収部４２Ａに入射したＸ線の進路Ｌ２が決まる。すなわち、進路Ｌ２は、図示の例では、散乱点Ｔ１の位置および画素４２ａの位置を直線で結んだ経路である。進路Ｌ２、および、散乱点Ｔ１から出射した反跳電子の初期進行方向Ｆ１により、散乱Ｘ線の進路Ｌ２と反跳電子の初期進行方向Ｆ１とを含む面（散乱面）が決まる。尚、散乱点Ｔ１の位置および画素４２ａの位置に基づいて、散乱点Ｔ１からのＸ線の進行方向である散乱方向を求め、散乱方向と反跳電子の初期進行方向Ｆ１とに基づいて散乱面を決定してもよい。この場合、散乱方向は、進路Ｌ２に基づいて算出してもよい。また、反跳電子の初期進行方向Ｆ１を用いて散乱面を決定した例を示したが、反跳電子の飛跡Ｐ１と、散乱Ｘ線の進路Ｌ２または散乱方向とを用いて散乱面を決定してもよい。チャンバー４１１Ａに入射したＸ線の進路Ｌ１は、上記の散乱面内に存在するので、進路Ｌ１と進路Ｌ２とは、散乱面内において、散乱点Ｔ１でコンプトン散乱角θをなして交差する。このようにして、進路Ｌ１を求めることができ、Ｘ線源２が進路Ｌ１の延長上、または、その近傍にある場合には、Ｘ線源２から出射したＸ線は、被測定物Ｓの内部で散乱されることなしにチャンバー４１１Ａに入射したと判定される。この場合を図９（ａ）に示す。図９（ａ）では、図８と同様に、散乱部４１Ａの画素４１２ａ～４１２ｃと吸収部４２Ａの画素４２ａで電気信号が出力された場合を示す。このような場合に、Ｘ線源２が、進路Ｌ１の延長上、または、その近傍に存在する。一方、Ｘ線源２が進路Ｌ１の延長上、または、その近傍にない場合には、Ｘ線源２から出射したＸ線は、被測定物Ｓの内部で散乱されて進行方向が変化した状態でチャンバー４１１Ａに入射したと判定される。この場合を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）は、散乱部４１Ａの画素４１２ａおよび４１２ｆと吸収部４２Ａの画素４２ａで電気信号が出力された場合を示す。図９（ｂ）においては、反跳電子の初期進行方向はＦ２であり、Ｘ線は被測定物Ｓの内部の散乱点Ｔ３にて散乱する。このような場合に、Ｘ線源２が、進路Ｌ１の延長上、または、その近傍に存在しない。

　なお、特定部５４は、反跳電子の初期進行の方位角φは、上記の式（４）～（７）から得られた以下の式（９）を用いてを算出することができる。

　式（９）を用いて方位角（出射角）φを算出した場合、上記の進路Ｌ１は、散乱点Ｔ１を頂点とし反跳電子の初期進行方向Ｆ１を中心軸として、この中心軸と母線とのなす角がφの円錐と、散乱点Ｔ１を頂点とし進路Ｌ２を中心軸とし、この中心軸と母線とのなす角がθの円錐との接線に相当する。
　なお、上記の散乱角θと方位角φの少なくとも一方が算出されれば、チャンバー４１１Ａに入射したＸ線の進路Ｌ１を決定することができるが、散乱角θと方位角φの両方を算出することにより、進路Ｌ１をより高精度に決定することが可能となる。

　上述した通り、進路Ｌ１上、または進路Ｌ１の近傍にＸ線源２が存在すると判定された場合には、特定部５４は、Ｘ線が被測定物Ｓで散乱していないと判定し、散乱Ｘ線以外のＸ線であることを特定する。一方、進路Ｌ１上および進路Ｌ１の近傍にＸ線源２が位置していない場合には、特定部５４は、Ｘ線が被測定物Ｓで散乱したと判定し、散乱Ｘ線であることを特定する。

　次に、特定部５４が行う、被測定物ＳでＸ線が散乱したか否かを特定し、散乱Ｘ線と散乱Ｘ線以外のＸ線とを特定するための処理（以後、特定処理と呼ぶ）について説明する。
　本実施の形態においては、散乱部４１に入射するＸ線のエネルギーＥＴ０を一定と仮定した場合、式（８）で算出されるコンプトン散乱角θは次の式（１０）を満たす。

　ここで、電子の静止質量ｍ_ｅ＝９．１×１０^－３１（ｋｇ）、真空中の光速ｃ＝３．０×１０^８（ｍ）として、ｍ_ｅｃ^２＝５１１（ｋｅＶ）である。

　エネルギーＥＴ０をエネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和と仮定した場合、検出精度Δθは、式（１０）を微分して求めた式（１１）の関係を満たす。

　この式（１０）、（１１）から、検出精度Δθは、次の式（１２）により算出される。

　なお、

であるものとする。
　例えば、Ｘ線源２から放射されて散乱部４１Ａに入射するＸ線のエネルギーを５１１ｋｅＶ、エネルギー分解能を３パーセント、コンプトン散乱角θが２０°と仮定した場合、検出精度Δθは５．３°となる。また、エネルギー分解能を１パーセントとした場合には、検出精度Δθは１．８°となる。なお、散乱部４１Ａの射出面（ピクセル電極４１２側）と吸収部４２Ａとの間のＺ方向の距離を２０ｍｍ、散乱部４１Ａのピクセル電極４１２Ａや吸収部４２Ａの各画素のサイズを２００μｍ×２００μｍと仮定した場合、散乱角θの分解能は１０ｍｒａｄとなる。

　特定部５４は、検出器４Ａの散乱部４１Ａの出力に基づいて算出したエネルギーＥ１、電気信号を出力したピクセル電極４１２Ａの画素の位置、および画素から電気信号が出力された時刻ｔ_ｓｉｇの各情報を取得する。特定部５４は、ピクセル電極４１２Ａにおいて電気信号を出力したそれぞれの画素の位置と時刻ｔ_ｓｉｇとに基づいて、電子雲の三次元形状である飛跡を算出する。時刻ｔ_ｓｉｇのうち最も遅い時刻ｔ_ｓｉｇ０で電気信号を出力した画素の位置（Ｘｉ、Ｙｊ）と、位置（Ｘｉ、Ｙｊ）から電子雲が発生した点までのＺ方向の位置Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ０とにより決まる位置（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ０）が散乱点Ｔ１に相当する。図８、図９（ａ）、および図９（ｂ）においては、画素４１２ａの位置から、算出した距離Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇだけＺ軸－方向に離れた位置が散乱点Ｔ１に相当する。特定部５４は、時刻ｔ＝ｔ_ｓｉｇの値がｔ_ｓｉｇ０に近い時刻に対応する複数の電子の位置（Ｘｉ、Ｙｊ、Ｖｄ×ｔ_ｓｉｇ）に基づいて、反跳電子の初期進行方向Ｆ１を算出する。

　特定部５４は、検出器４Ａの吸収部４２Ａから得られたエネルギーＥ２、エネルギーＥ２に対応する電気信号を出力した画素の位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）、およびエネルギーＥ２が吸収部４２Ａから出力された時刻Ｔｊの各情報を取得する。この画素の位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）は、図８、図９（ａ）、および図９（ｂ）のそれぞれにおける吸収点Ｔ２に相当する。なお、時刻Ｔｊは、Ｘ線が吸収部４２Ａに入射した時刻に相当する。

　特定部５４は、画素４１２ａから電気信号が出力された時刻Ｔｊ＋ｔ_ｓｉｇと、エネルギーＥ２に対応する電気信号が出力された時刻Ｔｊとに基づいて、散乱部４１Ａに入射したＸ線と、吸収部４２Ａに入射したＸ線とが、Ｘ線源２からあるタイミングで放射された同一Ｘ線光子であるのか否かを判定する。具体的には、特定部５４は、時刻Ｔｊ＋ｔ_ｓｉｇとＴｊとの時間差（すなわちｔ_ｓｉｇ）が所定時間Ｔ１（＝Ｔｄ）以内のときに、散乱部４１Ａからの電気信号に基づいて算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２とは、同一のＸ線光子について出力されたものであると判定する。例えば、所定時間Ｔ１は、計算あるいは各種の試験やシミュレーション等により決定され、予めメモリ（不図示）に記憶されている。時刻Ｔｊ＋ｔ_ｓｉｇとＴｊとの時間差であるｔ_ｓｉｇが所定時間Ｔ１を超える場合には、特定部５４は、算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２とは、同一のＸ線光子について出力されたものではないと判定する。時刻ｔ_ｓｉｇとＴｊとの時間差が所定時間Ｔ１を超える場合には、特定部５４は、算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２とを、散乱Ｘ線を特定するための処理に用いないようにする。ここで、前記のように、散乱部４１Ａと吸収部４２Ａとの間のＺ方向の距離を２０ｍｍとおけば、時刻Ｔｊ＋ｔ_ｓｉｇとＴｊとの時間差ｔ_ｓｉｇは０．１ｎｓｅｃ程度の量である。なお、散乱部４１Ａと吸収部４２Ａとの間の距離は、検出器４Ａの各画素サイズと、上述した式（１２）で表される検出精度Δθとに基づいて、好ましい値に決定することができる。

　時刻Ｔｊ＋ｔ_ｓｉｇとＴｊとの時間差ｔ_ｓｉｇが所定時間Ｔ１以内と判定されると、特定部５４は、算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２とに基づいて、コンプトン散乱角θを算出すべきかどうか判定する。コンプトン散乱角θを算出すべきでない場合について、次に説明する。

　検出器４Ａの読み出し回路は、所定の時間ごとに、散乱部４１Ａから電気信号を出力し、吸収部４２ＡからエネルギーＥ２を出力する。本明細書においては、上記所定の時間をエネルギー出力間隔Ｔ_Ｏと呼ぶ。本実施の形態においては、シンチレータの蛍光発光時間を数十ｎｓｅｃとした場合、Ｔ_Ｏ＝１００ｎｓｅｃである。上記の所定時間Ｔ１は、エネルギー出力間隔Ｔ_Ｏ以下に設定する必要がある。すなわち、
　Ｔ１≦Ｔ_Ｏ
を満たすように設定する。これにより、エネルギー出力間隔Ｔ_Ｏ内に、散乱部４１Ａから電気信号が出力され、吸収部４２ＡからエネルギーＥ２に対応する電気信号が出力されるようにできる。

　Ｘ線源２からは短い時間スケールで見た場合、Ｘ線光子が１個ずつ放射される。Ｘ線源２からＸ線光子を放射する平均放射間隔Ｔｅと検出器４からエネルギー情報（すなわち、ピクセル電極４１２および吸収部４２Ａの画素４２ａからの電気信号）を出力する出力間隔Ｔ_Ｏとの関係について説明する。Ｘ線源２から１回の放射により放射されたＸ線光子が、チャンバー４１１Ａおよび吸収部４２Ａにそれぞれ入射し、検出器４Ａの散乱部４１Ａおよび吸収部４２Ａの全ての画素からエネルギー情報の算出に用いる電気信号の出力を完了するまでを、１イベントと呼ぶ。すなわち、Ｘ線源２から放射された単一Ｘ線光子に基づく１フレーム分のエネルギー情報を検出器４から得ることを１イベントと呼ぶ。チャンバー４１１Ａにおけるコンプトン散乱角θを正しく求めるためには、１イベントの間に、Ｘ線源２から放射された単一のＸ線光子の検出値のみを後述する処理に用いるようにする。２回以上の放射によるＸ線光子が、同時に検出器４Ａに入射した場合には、コンプトン散乱角θが正しく求められない可能性があるからである。これをイベントの分離と呼ぶ。従って、放射間隔Ｔｅは、１フレーム分のエネルギー情報を得るために要する時間であるエネルギー出力間隔Ｔ_Ｏより大きいことが必要である。すなわち、
　Ｔ_Ｏ≦Ｔｅ
を満たす必要がある。

　イベントの分離ができずに、コンプトン散乱角θが正しく求められない場合について、次に説明する。図１０は、Ｘ線源２からの放射間隔Ｔｅがエネルギー出力間隔Ｔ_Ｏより小さい場合について示す。なお、図１０においては、説明を簡単にするために、Ｘ線源２から２つのＸ線光子が異なる方向にほぼ同時に放射された場合を示す。１つのＸ線光子（第１のＸ線光子）は、Ｘ線源２から進路Ｌ１１を進み、被測定物Ｓを透過して散乱部４１Ａのチャンバー４１１Ａに入射し、散乱点Ｔ３１においてコンプトン散乱して進路がＬ１２に変化し、吸収部４２Ａの画素４２ａに入射する。散乱点Ｔ３１では初期進行方向をＦ３とする反跳電子が発生し、その飛跡に応じて生成した電子雲を構成した二次電子が到達したピクセル電極４１２Ａの画素から電気信号が出力される。図１０においては、ピクセル電極４１２Ａの画素４１２ａのＺ軸－方向に散乱点Ｔ３１が存在する。一方、Ｘ線源２からは、上記の第１のＸ線光子の放射直後（ほぼ同時）に、別のＸ線光子（第２のＸ線光子）が放射される。第２のＸ線光子は、進路Ｌ１１とは異なる進路Ｌ２１を進み、被測定物Ｓを透過してチャンバー４１１Ａに入射し、散乱点Ｔ３２においてコンプトン散乱して進路がＬ２２に変化し、吸収部４２Ａの画素４２ａに入射する。散乱点Ｔ３２では初期進行方向をＦ４とする反跳電子が発生し、その飛跡に応じて生成した電子雲を構成した二次電子が到達したピクセル電極４１２Ａの画素から電気信号が出力される。図１０においては、ピクセル電極４１２Ａの画素４１２ｘのＺ軸－方向に散乱点Ｔ３２に存在する。

　すなわち、散乱部４１Ａの異なる２つの画素４１２ａと４１２ｘで検出された散乱点Ｔ３１とＴ３２のそれぞれにてコンプトン散乱した異なるＸ線光子が、同一イベントとして吸収部４２Ａの同一画素４２ａに入射する。このような場合には、散乱部４１Ａおよび吸収部４２Ａから出力されたエネルギー情報に基づいてコンプトン散乱角θを正しく算出できない。このような状態は、例えば、Ｘ線源２から放射されるＸ線光子の数が多く、Ｘ線源２からＸ線光子が放射されたＬ１１を進み始めてすぐに、別のＸ線光子がＸ線源２から放射されたような場合に発生することが考えられる。

　このような状態を判別するための手順について次に説明する。特定部５４は、単一イベントにおいて、散乱部４１Ａからの電気信号の出力に基づいて算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２との和が、所定値ＥＴＬを超えるか否かを判定する。ＥＴＬの値は、Ｘ線源２から正常状態で放射される単一のＸ線光子のエネルギーに基づいて設定する。例えば、駆動加速電圧によって決まるＸ線源２のエネルギーに基づくＸ線エネルギーの最大値にエネルギー分解能を加えた値に設定する。エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和が所定値ＥＴＬを超える場合には、特定部５４は、図４に示すように、複数のＸ線光子によるエネルギーＥ１とエネルギーＥ２とが得られたたものと判定する。この場合には、特定部５４は、散乱部４１Ａからの電気信号の出力に基づいて算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２とを散乱Ｘ線の特定に用いない。

　一方、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和が所定値ＥＴＬ以下で、散乱部４１Ａでは単一の飛跡が検出され、吸収部４２Ａにおいて単一の画素によりエネルギーＥ２が検出され、吸収部４２Ａにおいて、ほぼ同時刻に複数個所の画素に対応するエネルギー値を持たない場合には、これらのエネルギー情報は、単一のＸ線光子に基づいて正常に出力されたと判定する。この場合には、特定部５４は、散乱部４１Ａからの電気信号の出力に基づいて算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２とを用いて、上述した式（８）に基づいて、コンプトン散乱角θを算出し、図８、図９を参照して説明したように、Ｘ線源２から放射されたＸ線が被測定物Ｓの内部において散乱したか否かの判定を行う。一方、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和が所定値ＥＴＬ以下であっても、散乱部４１Ａにおいて複数の異なる飛跡がほぼ同時刻に検出された場合、または吸収部４２Ａにおいて複数の異なる位置の画素にてほぼ同時刻に電気信号が検出された場合には、特定部５４は、エネルギーＥ１とエネルギーＥ２とを散乱Ｘ線の特定に用いない。

　すなわち、特定部５４は、算出したコンプトン散乱角θと、反跳電子の初期進行方向Ｆ１と、散乱点Ｔ１と、吸収部４２Ａで検出した画素４２ａの位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）とを用いて、図９に示す進路Ｌ１上またはその近傍にＸ線源２が存在するか否かを判定する。具体的には、特定部５４は、反跳電子の初期進行方向Ｆ１と、散乱点Ｔ１の位置と、位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）と、算出したコンプトン散乱角θとから、反跳電子の初期進行方向Ｆ１と、散乱点Ｔ１の位置と、位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）とを含む平面上において、散乱点Ｔ１の位置および位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）を通る直線を進路Ｌ１として設定する。特定部５４は、この進路Ｌ１上または進路Ｌ１からの距離が所定の距離よりも小さい位置にＸ線源２が存在するか否か判定する。所定の距離は、上記の通り、ピクセル電極４１２Ａの各画素および画素４２ａの大きさや、Ｘ線装置１００における、Ｘ線源２、被測定物Ｓ、検出器４Ａ等の配置等に基づいて、適宜設定することが好ましい。

　特定部５４により、Ｘ線源２が進路Ｌ１上または進路Ｌ１からの距離が所定の距離よりも小さい位置に存在すると判定された場合、Ｘ線源２から放射されたＸ線は、被測定物Ｓの内部で散乱することなしに、散乱部４１Ａに入射し、散乱部４１Ａでコンプトン散乱した後、吸収部４２Ａに到達したと判断し、散乱Ｘ線以外のＸ線であることを特定する。この場合には、画像生成部５３は、吸収部４２Ａから出力されたエネルギー情報（電気信号）に基づいてＸ線の強度分布データを生成し、Ｘ線投影画像データを生成する際の被測定物Ｓの内部情報として用いる。すなわち、画像生成部５３は、被測定物Ｓの内部情報として用いる。一方、特定部５４により、Ｘ線源２が進路Ｌ１上または進路Ｌ１からの距離が所定の距離よりも小さい位置に存在しないと判定された場合、Ｘ線源２から放射されたＸ線は、被測定物Ｓの内部で散乱して散乱部４１Ａに入射し、散乱部４１Ａでコンプトン散乱した後、吸収部４２Ａに到達したと判断し、散乱Ｘ線であることを特定する。この場合には、画像生成部５３は、吸収部４２Ａから出力されたエネルギー情報（電気信号）に基づくＸ線の強度分布データの生成は行わない。すなわち、画像生成部５３は、Ｘ線投影画像データを生成する際の被測定物Ｓの内部情報として用いることはない。

　なお、Ｘ線源２から放射されて検出器４Ａの散乱部４１Ａに入射したＸ線の一部は、散乱部４１Ａでコンプトン散乱せずに、吸収部４２Ａに入射することがある。この場合には、単一イベントにおいて、吸収部４２ＡからはＸ線のエネルギー情報は出力されるものの、散乱部４１Ａからは電気信号は出力されない。このような場合は、画像生成部５３は、吸収部４２Ａから出力されたエネルギー情報（電気信号）に基づくＸ線の強度分布データの生成は行わない。すなわち、画像生成部５３は、Ｘ線投影画像データを生成する際の被測定物Ｓの内部情報として用いることはない。

　図１１に示すフローチャートを参照して、制御装置５が行う動作について説明する。図１１に示す処理は制御装置５でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、メモリ（不図示）に格納されており、制御装置５により起動され、実行される。
　ステップＳ１０１では、制御装置５のＸ線制御部５１は、Ｘ線源２にＸ線の照射を開始させてステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２では、制御装置５の特定部５４は、検出器４Ａの散乱部４１Ａのピクセル電極４１２Ａから出力された電気信号を取得して、反跳電子の飛跡を検出し、飛跡の最大長と反跳電子の初期進行方向Ｆ１と散乱点Ｔ１とエネルギーＥ１とを算出してステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３では、特定部５４は、吸収部４２Ａの位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）の画素から出力された電気信号に基づいて、Ｘ線のエネルギーＥ２を取得（算出）してステップＳ１０４へ進む。

　ステップＳ１０４では、特定部５４は、散乱部４１ＡへＸ線が入射した時刻Ｔｊ＋ｔ_ｓｉｇと吸収部４２ＡへＸ線が入射した時刻Ｔｊとの時間差ΔＴｉｊが所定の値Ｔ１以下であるか否かを判定する。時刻ＴｊとＴｊ＋ｔ_ｓｉｇとの時間差ΔＴｉｊが所定の値Ｔ１以下の場合、すなわち、散乱部４１Ａに入射したＸ線と、吸収部４２Ａに入射したＸ線とが、同一イベント中のものであると判定された場合には、ステップＳ１０４が肯定判定されてステップＳ１０５へ進む。時刻ＴｊとＴｊ＋ｔ_ｓｉｇとの時間差ΔＴｉｊが所定の値Ｔ１を超える場合、すなわち、散乱部４１Ａに入射したＸ線と、吸収部４２Ａに入射したＸ線とが、同一イベント中のものではないと判定された場合には、ステップＳ１０４が否定判定されて、後述するステップＳ１１０へ進む。

　ステップＳ１０５では、吸収部４２Ａに入射したＸ線が、被測定物Ｓの異なる位置を透過したものであるか否かを判定する。ステップＳ１０２で算出されたエネルギーＥ１とステップＳ１０３で取得された吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２との和ＥＴが、所定値ＥＴＬを超える場合、Ｘ線は被測定物Ｓの異なる位置を透過したと判定され、ステップＳ１０５が否定判定されて後述するステップＳ１１０へ進む。エネルギーＥ１とエネルギーＥ２との和ＥＴが所定値ＥＴＬ以下の場合、Ｘ線は、Ｘ線源２から正常に放射され、単一のＸ線光子に基づくエネルギー情報が散乱部４１Ａおよび吸収部４２Ａから出力されたと判定され、ステップＳ１０５が肯定判定されステップＳ１０６へ進む。ステップＳ１０６では、検出器４Ａで単一の飛跡が検出され、検出器４Ａの単一箇所（単一画素）からエネルギーＥ２に対応する電気信号が出力されたか否かを判定する。検出器４Ａの散乱部４１Ａの出力に基づいて、単一の飛跡が検出され、かつ、吸収部４２Ａの単一個所からエネルギーＥ２が出力された場合には、ステップＳ１０６が肯定判定されて、ステップＳ１０７へ進む。散乱部４１Ａの出力に基づいて複数の飛跡が検出された場合、または吸収部４２Ａの複数個所（複数画素）からエネルギーＥ２に対応する電気信号が出力された場合には、ステップＳ１０６が否定判定されて後述するステップＳ１１０へ進む。

　ステップＳ１０７では、特定部５４は、算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２から出力されたエネルギーＥ２とを用いて、上述した式（８）に基づいて、コンプトン散乱角θを算出してステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、特定部５４は、被測定物Ｓの内部でＸ線が散乱を起こしたか否かを判定する。具体的には、特定部５４は、反跳電子の初期進行方向と、散乱点Ｔ１の位置と、位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）とを含む散乱平面上において、散乱点Ｔ１と位置（ＸＡｊ、ＹＡｊ、ＺＡｊ）とを結ぶ直線に対してコンプトン散乱角θを有して散乱点Ｔ１を通る直線を進路Ｌ１として設定する。特定部５４は、この進路Ｌ１上または進路Ｌ１からの距離が所定の距離よりも小さい位置にＸ線源２が存在するか否か判定する。被測定物Ｓの内部でＸ線が散乱していないと判定された場合には、ステップＳ１０８が肯定判定されて、ステップＳ１０９へ進む。一方、被測定物Ｓの内部でＸ線が散乱したと判定された場合には、ステップＳ１０８が否定判定されて、後述するステップＳ１１０へ進む。

　ステップＳ１０９では、特定部５４は、チャンバー４１１Ａに入射したＸ線がコンプトン散乱を起こさなかったと仮定した場合に入射することが予想される吸収部４２Ａ上の位置（予想入射位置）を算出する。この場合、特定部５４は、コンプトン散乱角θと、散乱点Ｔ１の位置と、進路Ｌ１とに基づいて、上記予想入射位置を算出する。画像生成部５３は、吸収部４２ＡからのエネルギーＥ２と、特定部５４により算出された上記の予想入射位置とを内部情報として記憶してステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、制御装置５は、検出器４Ａのすべてのイベントについて特定処理を行ったか否かを判定する。全てのイベントについて特定処理が行われた場合には、ステップＳ１１０が肯定判定されてステップＳ１１１へ進む。ステップＳ１１１では、画像生成部５３は、生成された内部情報を用いて、被測定物ＳのＸ線投影画像データを生成して、後述するステップＳ１１３へ進む。

　ステップＳ１１０において特定処理が行われていないイベントが存在する場合には、ステップＳ１１０が否定判定されてステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１２では、特定部５４は、次のイベントでの散乱部４１Ａのピクセル電極４１２Ａからの電気信号および吸収部４２Ａからの電気信号を取得してステップＳ１０４へ戻り、以後同様の処理を行う。

　ステップＳ１１３では、制御装置５は、全ての測定角度についてＸ線投影画像データの生成が行われたか否かを判定する。全ての測定角度についてＸ線投影画像データの生成が行われた場合には、ステップＳ１１３が肯定判定されてステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、画像再構成部５６は、複数のＸ線投影画像データを用いて３次元データを生成して処理を終了する。なお、制御装置５は、この３次元データをモニタ（不図示）に表示したり、メモリ（不図示）に記憶させたりすることができる。
　ステップＳ１１３においてＸ線投影画像データが生成されていない測定角度が存在する場合には、ステップＳ１１３が否定判定されてステップＳ１１５へ進む。ステップＳ１１５においては、載置台制御部５２はマニピュレータ部３６を駆動させて、載置台３１を所定の測定角度に回転駆動させてステップＳ１０２へ戻り、以後同様の処理を行う。

　上述した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）検出器４Ａの散乱部４１Ａは、被測定物Ｓを透過した透過Ｘ線（または被測定物Ｓに照射されずに直進した透過Ｘ線）または被測定物Ｓの内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸが入射して散乱することにより生じる電子の進行に関する情報を検出する。制御装置５の特定部５４は、検出器４Ａに入射して散乱したＸ線の散乱位置と、吸収部４２Ａに入射したＸ線の入射位置、および電子の進行に関する情報に基づいて、透過Ｘ線（または被測定物Ｓに照射されずに直進した透過Ｘ線）および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する。これにより、Ｘ線のうち、被測定物Ｓで散乱した散乱Ｘ線と、散乱していないＸ線とを選別できる。Ｘ線投影画像データを生成する際には、ノイズの要因となる散乱Ｘ線を被測定物Ｓの内部情報から除外して、Ｘ線投影画像データの画質を向上させることができる。

（２）検出器４Ａの散乱部４１Ａは、被測定物Ｓを透過した透過Ｘ線または被測定物Ｓの内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸが入射して散乱することにより生じる反跳電子の進行方向を検出する。制御装置５の特定部５４は、反跳電子の進行方向と、吸収部４２Ａで検出したＸ線の入射位置と、Ｘ線の散乱角θとに基づいて、透過Ｘ線および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する。これにより、Ｘ線のうち、被測定物Ｓで散乱した散乱Ｘ線と、散乱していないＸ線とを選別することが可能になる。Ｘ線投影画像データを生成する際には、ノイズの要因となる散乱Ｘ線を被測定物Ｓの内部情報から除外することが可能になり、Ｘ線投影画像データの画質を向上させることができる。

（３）特定部５４は、Ｘ線が散乱部４１Ａでコンプトン散乱することにより失ったエネルギーＥ１を算出し、反跳電子の進行方向、算出されたエネルギーＥ１および吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２に基づいて、透過Ｘ線および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する。これにより、Ｘ線のうち、被測定物Ｓで散乱した散乱Ｘ線と、散乱していないＸ線とを選別することが可能になる。

（４）散乱部４１は、Ｘ線がチャンバー４１１Ａにてコンプトン散乱した散乱点Ｔ１を検出し、特定部５４は、散乱点Ｔ１と、反跳電子の初期進行方向と、チャンバー４１１Ａでコンプトン散乱したＸ線のコンプトン散乱角θと、吸収部４２Ａに入射したＸ線の入射位置とが満たす関係に基づいて、透過Ｘ線および散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する。これにより、検出器４Ａに入射したＸ線のうち散乱Ｘ線を除外して、Ｘ線投影画像データを生成することができる。

（５）特定部５４は、散乱点Ｔ１と、反跳電子の初期進行方向と、コンプトン散乱角θと、吸収部４２ＡへのＸ線の入射位置とに基づいて、Ｘ線源２の存在が推定される位置（進路Ｌ１）を算出し、算出された位置にＸ線源２が存在すると、Ｘ線を透過Ｘ線として特定する。これにより、検出器４Ａに入射したＸ線のうち散乱Ｘ線を除外できるので、Ｘ線投影画像データの画質向上に寄与することができる。

（６）特定部５４は、散乱部４１ＡからエネルギーＥ１に対応する電気信号が出力された時刻Ｔｊ＋ｔ_ｓｉｇと、吸収部４２ＡからエネルギーＥ２に対応する電気信号が出力された時刻Ｔｊとの時間差が所定の範囲Ｔ１以内のＸ線を用いて散乱Ｘ線を特定する。これにより、異なるタイミングでＸ線源２から出射され、検出器４Ａに入射したＸ線を除外して散乱Ｘ線を特定できるので、散乱Ｘ線を特定する精度を向上させることができる。

（７）特定部５４は、Ｘ線源２から照射され、被測定物Ｓの異なる位置を透過して、吸収部４２Ａの同一の画素に入射したＸ線を除外して、散乱Ｘ線を特定する。これにより、被測定物Ｓの内部の異なる位置の情報が、同一の位置の情報として内部情報に含まれることが抑制されるので、Ｘ線投影画像データの画質の低下を抑制できる。

（８）特定部５４は、算出されたエネルギーＥ１と吸収部４２Ａにより得られたエネルギーＥ２との和が、Ｘ線源２から照射されたＸ線のエネルギーＥ０に基づく値を超えると、被測定物Ｓの異なる位置を透過して、吸収部４２Ａの同一の位置に入射した複数のＸ線光子であることを検出し、検出したＸ線光子を除外して散乱Ｘ線を特定する。これにより、被測定物Ｓの異なる位置を透過して、吸収部４２Ａの同一の画素に入射したＸ線を、被測定物Ｓの内部情報から除外することができる。

　上述した第２の実施の形態のＸ線装置１００Aを、以下のように変形できる。
　上述した実施の形態においては、検出器４Ａの散乱部４１Ａが、ガスが封入されたチャンバー４１１Ａを有する場合を例に挙げて説明を行ったが、この例に限定されない。例えば、散乱部４１Ａは、ＳＯＩを用いた公知の三次元量子イメージ検出器により構成されてもよい。図１２（ａ）にこの場合の検出器４の構成を示す。散乱部４１Ａは、ＳＯＩを用いた三次元量子イメージ検出器はＺ方向に沿った厚みを有するＳｉセンサー部５００を備え、このＳｉセンサー部５００にて反跳電子の飛跡を検出する。Ｓｉセンサー部５００は、シリコン層５０１と、シリコン層５０１のＺ方向＋側に集積回路５０２とを有する。被測定物ＳからのＸ線は、シリコン層５０１を透過またはコンプトン散乱し、集積回路５０２は、実施の形態と同様にしてコンプトン散乱による反跳電子の飛跡の三次元形状を検出する。

　また、散乱部４１Ａと吸収部４２Ａとが、Ｚ方向に沿って複数の三次元量子イメージ検出器を積層した構成を有してもよい。図１２（ｂ）、（ｃ）に、この場合の検出器４Ａの構成を示す。図１２（ｂ）はＹＺ平面での断面図であり、図１２（ｃ）はＸＹ平面での外観図である。散乱部４１Ａは、Ｚ方向に沿って積層された複数の三次元量子イメージ検出器５１１ａ～５１１ｄ（総称する場合は符号５１１を付す）と、処理基板５１２上に設けられた処理回路５１３とを有する。吸収部４２Ａは、Ｚ方向に沿って積層された複数の三次元量子イメージ検出器５１１ｅ～５１１ｈ（総称する場合は符号５１１を付す）と、処理基板５１４上に設けられた処理回路５１５とを有する。なお、図１２（ｂ）、（ｃ）に示す例では、散乱部４１Ａおよび吸収部４２Ａは、それぞれ４個の三次元量子イメージ検出器５１１ａ～５１１ｄ、５１１ｅ～５１１ｈを有する場合を示すが、散乱部４１Ａおよび吸収部４２Ａが有する三次元量子イメージ検出器５１１の個数は図１２（ｂ）、（ｃ）に示す例に限定されない。また、散乱部４１Ａと吸収部４２Ａとが異なる個数の三次元量子イメージ検出器５１１を有してもよい。

　三次元量子イメージ検出器５１１は、基板５２０と、半導体素子５２１とを有する。半導体素子５２１は薄板状に形成され、基板５２０に設けられる。半導体素子５２１は、その上面に（Ｚ方向－側）に複数のストリップ電極を有する。ストリップ電極はそれぞれワイヤ５２３により処理基板５１２、５１４上に設けられた処理回路５１３、５１５に接続される。ストリップ電極は、Ｘ線や反跳電子が入射されると電気信号を出力する。散乱部４１にＸ線が入射しコンプトン散乱して反跳電子が出射すると、三次元量子イメージ検出器５１１ａ～５１１ｄのうち反跳電子が通過したストリップ電極から電気信号が処理回路５１３に出力される。散乱部４１の三次元量子イメージ検出器５１１ａ～５１１ｄがＺ方向に積層されていることにより、反跳電子の飛跡のＺ方向の位置が検出される。ストリップ電極の配置により、各三次元量子イメージ検出器５１１ａ～５１１ｄを通過した反跳電子の軌跡のＸＹ方向の位置が検出される。これにより、反跳電子の飛跡の三次元形状を検出することができる。吸収部４２Ａの三次元量子イメージ検出器５１１ｅ～５１１ｈはＸ線が入射するとストリップ電極から電気信号を処理回路５１５に出力し、Ｘ線が吸収された位置が検出される。

　上述した第２の実施の形態および変形例にて説明したＸ線装置１００Ａを、第１の実施の形態において図５を参照して説明した構造物製造システム４００に適用できる。この場合、構造物製造システム４００は、図５に示すＸ線装置１００に代えてＸ線装置１００Ａを有し、Ｘ線装置１００Ａが設計装置４１０の設計処理に基づいて成形装置４２０により作成された構造物の形状情報を取得する測定処理を行い、制御システム４３０の検査部４３２は、測定処理にて取得された形状情報と設計処理にて作成された設計情報とを比較する検査処理を行う。この結果、第１の実施の形態の構造物製造システム４００にて得られた作用効果と同様の作用効果が得られる。

－第３の実施の形態－
　図面を参照しながら、第３の実施の形態によるＸ線装置について説明する。以下の説明では、第２の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付し、相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第２の実施の形態と同様である。第３の実施の形態においては、被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を用いて、被測定物の内部情報を求める点で第２の実施の形態と異なる。以下、詳細に説明する。

　第３の実施の形態においては、図７に示す第２の実施の形態のＸ線装置１００Ａと同様の構成を有する。すなわち、第３の実施の形態のＸ線装置１００Ａは、第１の実施の形態と同様の筐体１、Ｘ線源２、載置部３および制御装置５と、図８に示す第２の実施の形態の検出器４Ａを有する。

　本実施の形態においても、制御装置５の特定部５４は、第２の実施の形態と同様にして、散乱部４１Ａおよび吸収部４２Ａから出力された電気信号に基づいて、Ｘ線源２からのＸ線が被測定物Ｓの内部で散乱したか否かを判定する。特定部５４は、判定結果に基づいて、被測定物ＳからのＸ線のうち、被測定物Ｓにおいて散乱した散乱Ｘ線を特定、または散乱Ｘ線以外のＸ線を特定する。すなわち、特定部５４は、検出器４Ａに入射したＸ線が、被測定物Ｓで散乱したＸ線であるか否かを特定する。

　特定部５４は、検出器４Ａに入射したＸ線が散乱Ｘ線であることを特定した場合には、散乱Ｘ線が被測定物Ｓ中で散乱した位置を特定する。以下、被測定物Ｓ中でＸ線が散乱した位置（散乱位置）を特定する方法について詳細に説明する。
　特定部５４は、第２の実施の形態の場合と同様にして、検出器４Ａの散乱部４１Ａにてコンプトン散乱によりＸ線が失ったエネルギーＥ１と、コンプトン散乱した後に吸収部４２Ａに到達したＸ線のエネルギーＥ２とを加算して、チャンバー４１１Ａに入射したＸ線のエネルギーＥ０を算出する。特定部５４は、上述した式（８）や式（９）を用いて、散乱角θや方位角φを算出して、チャンバー４１１Ａに入射したＸ線の進路Ｌ１を決定する（図９参照）。

　特定部５４は、Ｘ線の進路Ｌ１を決定すると、被測定物Ｓの内部でＸ線が散乱した位置（以下、散乱位置と呼ぶ）を決定する。散乱位置の決定方法について、Ｘ線源２から出射されるＸ線が単色の場合と、Ｘ線源２から出射されるＸ線がエネルギー分布を有し、最大エネルギーが未知の場合と、Ｘ線源２から出射されるＸ線がエネルギー分布を有し、最大エネルギーが既知の場合とに分けて説明を行う。
＜Ｘ線源２からのＸ線が単色の場合＞
　Ｘ線源２が出射する単色のＸ線のエネルギーをＥｓとして説明する。この場合、被測定物Ｓの内部で散乱したＸ線の散乱角αは、Ｘ線源２が出射するＸ線のエネルギーＥｓと、チャンバー４１１Ａに入射したＸ線のエネルギーＥ０（＝Ｅ１＋Ｅ２）とを用いて、以下の式（１３）により表すことができる。

　Ｘ線の進路Ｌ１と、Ｘ線源２からのＸ線とが散乱角αで交差する点が散乱位置である。この関係を図１３に示す。なお、図１３は、図９（ｂ）と同様に、散乱部４１Ａの画素４１２ａおよび４１２ｆと、吸収部４２Ａの画素４２ａとから電気信号が出力された場合を示している。図１３に示すように、散乱部４１Ａと吸収部４２Ａとの出力に基づいて特性されたＸ線の経路Ｌ１と、Ｘ線源２からのＸ線の経路Ｌ１１とが、散乱角αにて交差する点Ｐ１が散乱位置として決定する。

　具体的に説明する。特定部５４は、吸収点Ｔ２の座標（吸収部４２ＡのうちエネルギーＥ２を出力した画素の位置）と、散乱点Ｔ１の座標（ピクセル電極４１２Ａのうち最も遅い時刻で電気信号を出力した画素の位置とＺ方向の位置とにより決まる位置）と、散乱部４１Ａでの散乱角θと、Ｘ線源２の位置と、散乱角αとに基づいて、ＸＹＺ座標系における散乱位置Ｐ１の座標を算出する。特定部５４は、散乱されたことが特定された複数の散乱Ｘ線について上記の処理を行うことにより、複数の散乱位置Ｐの座標を算出する。その結果、被測定物Ｓの内部において、散乱位置の度数分布が求まる。この度数分布により、被測定物Ｓの内部情報、例えば、被測定物Ｓの内部におけるＸ線の散乱率が大きい材料の分布状態等を知ることができる。また、特定部５４は、算出した複数の散乱位置Ｐのそれぞれを、被測定物Ｓに対応する画像データ上に重ねた画像データを生成することができる。これにより、被測定物Ｓの内部情報を視覚的に表した画像を提供することができる。

　Ｘ線が被測定物Ｓの内部で２回以上散乱（多重散乱）した場合、上記の式（１３）で得られる散乱角αと散乱位置Ｐ１とは、多重散乱のうち最も検出器４Ａに近い側（Ｚ方向＋側）で散乱したときの散乱角と散乱位置や、異なる散乱角と散乱位置とを表す場合がある。このため、特定部５４により生成された１つの画像データでは、散乱の分布状況の表現精度が劣化する可能性がある。このような劣化を抑制するため、特定部５４は、被測定物Ｓを所定の回転量だけ回転させるごとに、上記と同様の処理を行い、被測定物Ｓの内部における散乱の分布状況を示す画像データを生成してもよい。これらの複数の画像データを加算して合成画像データを生成することで、多重散乱により実際とは異なる散乱位置のデータ値が平均化され、被測定物Ｓの内部における散乱の分布状況の表現精度の劣化が抑制される。

＜Ｘ線源２から出射されるＸ線がエネルギー分布を有し、最大エネルギーが未知の場合＞
　Ｘ線源２から出射されるＸ線がエネルギー分布を有している場合（単色でない場合）であって、かつ、Ｘ線の最大エネルギーＥｓｍａｘが未知の場合、上記の式（１３）を用いて散乱角αを算出することができないため、上記の手順により散乱位置を特定することができない。このため、特定部５４は、図１４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する以下の方法により、被測定物Ｓの内部における散乱の分布状況を得る。
　図１４は、Ｘ線源２と検出器４Ａと被測定物ＳとのＸＺ平面における位置関係を模式的に示す図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示す位置関係の状態から被測定物Ｓを所定の回転量（時計回りに９０°）だけ回転させた場合を示す。なお、特定部５４により、第２の実施の形態に示した手順により算出された散乱部４１Ａにおける散乱点Ｔ１を、検出器４Ａに入射したＸ線の入射点として説明する。また、被測定物Ｓは、一例として内部に散乱特性（散乱率）が異なる物質からなる領域Ｓ１を含むものとする。図１４では、被測定物Ｓの散乱特性が既知のように図示されているが、実際は被測定物Ｓの大きさも散乱特性も以下の手続きにより求めるものである。

　図１４（ａ）において、入射点（散乱点Ｔ１－１、Ｔ１－２、・・・、Ｔ１－Ｎ）に入射するＸ線が被測定物Ｓで散乱した散乱Ｘ線である。

　特定部５４は、入射点Ｔ１－１に入射した散乱Ｘ線の進路Ｌ１－１を、上述した式（８）を用いて算出する。算出された進路Ｌ１－１は直線で表され、進路Ｌ１－１上の何れかの位置に被測定物Ｓでの散乱位置が存在する。この進路Ｌ１－１を散乱点候補位置Ｕ１－１と呼ぶ。すなわち、被測定物Ｓでの散乱位置は、散乱点候補位置Ｕ１－１上に存在するいずれかの点である。入射点Ｔ１－１近傍に入射した別の２つの散乱Ｘ線の進路を一点破線にて図１４（ａ）に図示する。これらは、被測定物Ｓ内において、上記の散乱位置とは異なる別の散乱位置にて散乱したＸ線の進路である。これらの散乱Ｘ線の進路についても、それぞれの散乱点候補位置が定まる。同様に、特定部５４は、式（８）を用いて、入射点Ｔ１－２に入射した散乱Ｘ線の進路Ｌ１－２を算出する。算出された進路Ｌ１－２上の何れかの位置には、進路Ｌ１－１と同様に、被測定物Ｓでの散乱位置が存在する。この進路Ｌ１－２を散乱点候補位置Ｕ１－２と呼ぶと、被測定物Ｓでの散乱位置は、散乱点候補位置Ｕ１－２上に存在するいずれかの点である。入射点Ｔ１－２近傍に入射した別の２つの散乱Ｘ線の進路を一点破線にて図１４（ａ）に図示する。これらは、被測定物Ｓ内において、上記の散乱位置とは異なる別の散乱位置にて散乱したＸ線の進路である。これらの散乱Ｘ線の進路についても、それぞれの散乱点候補位置が定まる。このようにして、複数の入射点Ｔ１-Ｎについて、散乱点候補位置Ｕ１－Ｎを特定する。以上の手順により、複数の進路（すなわち複数の散乱点候補位置）が算出されるので、それらを重畳することで、図１４（ａ）の状態において、ＸＹＺ座標系における被測定物Ｓでの散乱Ｘ線の散乱点候補分布Ｄ_０が得られる。

　次に、図１４（ｂ）に示すように、被測定物Ｓを所定の回転量Φ_１（例えば、時計回りに９０°）だけ回転させた状態で、上記と同様の手順により、散乱Ｘ線の進路が存在する散乱点候補分布Ｄ_１を求める。すなわち、特定部５４は、散乱点候補位置Ｕ１－１’、散乱点候補位置Ｕ１－２’・・・散乱点候補位置Ｕ１－Ｎ’を特定する。特定部５４は、それらの散乱点候補位置を重畳することにより、図１４（ｂ）の状態において、被測定物Ｓでの散乱Ｘ線の散乱点候補分布Ｄ_１が得られる。

　同様にして、特定物５４は、被測定物ＳをΦ_２、Φ_３・・・Φ_N回転させた状態において複数の散乱点候補分布Ｄ_２、Ｄ_３・・・Ｄ_Ｎを求める。これらの散乱点候補分布Ｄ_０からＤ_Ｎの共通部分を求める。この共通部分は被測定物Ｓの内部における散乱の分布状況（例えば、被測定物Ｓの内部における散乱率が大きい材料の分布領域）に相当する。共通部分は、例えば、次に説明するような手順で求めることができる。散乱点候補分布Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３・・・Ｄ_Ｎのそれぞれを、被測定物Ｓを回転させた角度だけ回転させた散乱点候補分布Ｄ_１’、Ｄ_２’、Ｄ_３’・・・Ｄ_Ｎ’を求める。次に、ＸＹＺ座標系において、散乱点候補分布Ｄ_０、Ｄ_１’、Ｄ_２’、Ｄ_３’・・・Ｄ_Ｎ’を加算し、周辺のハロー部分を減算して除去すると、共通部分が算出される。算出された共通部分を被測定物Ｓの内部における散乱の分布状況とする。特定物５４は、算出した共通部分を被測定物Ｓに対応する画像データ上に重ねた画像データを生成することができる。これにより、被測定物Ｓの内部情報を視覚的に表した画像を提供することができる。

＜Ｘ線源２から出射されるＸ線がエネルギー分布を有し最大エネルギーは既知の場合＞
　この場合、Ｘ線源２から出射されるＸ線がエネルギー分布を有している。Ｘ線源は制動輻射によりＸ線を出射するため、出射Ｘ線のエネルギーＥｉは最大エネルギーＥｓｍａｘより小さく、最大エネルギーＥｓｍａｘは既知である。エネルギーＥｉのＸ線が被測定物Ｓにおいて散乱する際の散乱角βは、以下の式（１４）により表される。

　ここで、エネルギーＥ０は、検出器４Ａの出力に基づいて算出することができる。しかし、エネルギーＥｉは未知なので、式（１４）を用いて散乱角βを求めることはできない。このような場合、まず、Ｘ線の最大エネルギーＥｓｍａｘは既知なので、上述した式（１３）のＥｓをＥｓｍａｘと置き換えることにより、最大エネルギーＥｓｍａｘのＸ線が被測定物Ｓで散乱する際の散乱角αを算出することができる。エネルギーＥｉは最大エネルギーＥｓｍａｘより小さいので、制動輻射時のエネルギーＥｉのＸ線の散乱角βは、最大エネルギーＥｓｍａｘのＸ線の散乱角αより小さい。

　図１５は、Ｘ線源２から最大エネルギーＥｓｍａｘで出射したＸ線と、制動輻射時のエネルギーＥｉで出射したＸ線がそれぞれ、散乱部４１Ａに進路Ｌ１で入射する場合を示したものである。Ｘ線源２から最大エネルギーＥｓｍａｘで出射したＸ線は、被測定物Ｓの散乱位置Ｐ１において散乱角αで散乱して進路Ｌ１で散乱部４１Ａの散乱点（入射位置）Ｔ１に入射する。一方、Ｘ線源２から制動輻射時のエネルギーＥｉで出射したＸ線は、被測定物Ｓの散乱位置Ｐ２において散乱角βで散乱して進路Ｌ１で散乱部４１Ａの散乱点（入射位置）Ｔ１に入射する。従って、散乱位置Ｐ２は、散乱点（入射位置）Ｔ１と散乱位置Ｐ１とを結ぶ直線上に位置することが推定できる。

　この場合、特定部５４は、以下のようにして被測定物Ｓの内部での散乱位置を特定する。
　図１６は、図１４と同様に、Ｘ線源２と検出器４Ａと被測定物ＳとのＸＺ平面における位置関係を模式的に示す図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）に示す位置関係の状態から被測定物Ｓを所定の回転量（時計回りに９０°）だけ回転させた場合を示す。図１６（ａ）において、入射位置（散乱点Ｔ１－１、Ｔ１－２、・・・、Ｔ１－Ｎ）に入射するＸ線が被測定物Ｓで散乱した散乱Ｘ線である。図１６では、被測定物Ｓの散乱特性が既知のように図示されているが、実際には被測定物Ｓの大きさも散乱特性も以下の手続きにより求めるものである。

　特定部５４は、入射点Ｔ１－１に入射した散乱Ｘ線の進路Ｌ１－１を、式（８）を用いて算出する。算出された進路Ｌ１－１は直線で表され、進路Ｌ１－１上の何れかの位置に被測定物Ｓの散乱位置が存在する。すなわち、進路Ｌ１－１を散乱点候補位置Ｕ１－１と呼ぶと、被測定物Ｓでの散乱位置は、散乱点候補位置Ｕ１－１上に存在するいずれかの点である。ただし、図１５を用いて説明したように、被測定物ＳにおけるエネルギーＥｉのＸ線の散乱位置Ｐ２は、進路Ｌ１－１上の入射位置Ｔ１－１から散乱位置Ｐ１までの範囲に位置すると推定できる。このため、散乱点候補位置Ｕ１－１は、被測定物ＳよりもＸ線源２側（Ｚ方向－側）の領域を含まない。入射点Ｔ１－１近傍に入射した別の２つの散乱Ｘ線の進路を一点破線にて図１６（ａ）に図示する。これらは、被測定物Ｓ内において、上記の散乱位置とは異なる別の散乱位置にて散乱したＸ線の進路である。これらの散乱Ｘ線の進路についても、それぞれの散乱点候補位置が定まる。同様に、特定部５４は、式（８）を用いて入射点Ｔ１－２に入射した散乱Ｘ線の進路Ｌ１－２を算出する。算出された進路Ｌ１－２（すなわち、散乱点候補位置Ｕ１－２）上の何れかの位置に、被測定物Ｓでの散乱位置が存在する。この場合も、進路Ｌ１－１の場合と同様に、散乱点候補位置Ｕ１－２は、被測定物ＳよりもＸ線源２側（Ｚ方向－側）の領域を含まない。入射点Ｔ１－２近傍に入射した別の２つの散乱Ｘ線の進路を一点破線にて図１６（ａ）に図示する。これらは、被測定物Ｓ内において、上記の散乱位置とは異なる別の散乱位置にて散乱したＸ線の進路である。これらの散乱Ｘ線の進路についても、それぞれの散乱点候補位置が定まる。このようにして、複数の入射点Ｔ１-Ｎについて、散乱点候補位置Ｕ１－Ｎを特定する。以上の手順により、複数の進路（すなわち複数の散乱点候補位置）が算出されるので、それらを重畳することで、図１６（ａ）の状態において、ＸＹＺ座標系における被測定物Ｓでの散乱Ｘ線の散乱点候補分布Ｄ_０が得られる。

　次に、図１６（ｂ）に示すように、被測定物Ｓを所定の回転量回転量Φ_１（例えば、時計回りに９０°）だけ回転させた状態で、上記と同様の手順により、散乱Ｘ線の進路が存在する散乱点候補分布Ｄ_１を求める。すなわち、特定部５４は、散乱点候補位置Ｕ１－１’、散乱点候補位置Ｕ１－２’・・・散乱点候補位置Ｕ１－Ｎ’の座標を画像データ上での座標を算出する。これにより、図１４（ｂ）の状態において、進路分布Ｄ_１が得られる。

　同様にして、特定物５４は、被測定物ＳをΦ_２、Φ_３・・・Φ_N回転させた状態において複数の散乱点候補分布Ｄ_２、Ｄ_３・・・Ｄ_Ｎを求める。これらの散乱点候補分布Ｄ_０からＤ_Ｎの共通部分を求める。この共通部分は被測定物Ｓの内部における散乱の分布状況（例えば、被測定物Ｓの内部における散乱率が大きい材料の分布領域）に相当する。共通部分は、例えば、次に説明するような手順で求めることができる。散乱点候補分布Ｄ_１、Ｄ_２、Ｄ_３・・・Ｄ_Ｎのそれぞれを、被測定物Ｓの回転を回転させた角度だけ回転させた散乱点候補分布Ｄ_１’、Ｄ_２’、Ｄ_３’・・・Ｄ_Ｎ’を求める。次に、ＸＹＺ座標系において、散乱点候補分布Ｄ_０、Ｄ_１’、Ｄ_２’、Ｄ_３’・・・Ｄ_Ｎ’を加算し、周辺のハロー部分を減算して除去すると、共通部分が算出される。なお、周辺のハロー部分の強度は、図１４を用いて説明したＸ線源２からのＸ線の最大エネルギーが未知の場合に比べ、はるかに小さい。算出された共通部分を被測定物Ｓの内部における散乱の分布状況とする。特定物５４は、算出した共通部分を被測定物Ｓに対応する画像データ上に重ねた画像データを生成することができる。これにより、被測定物Ｓの内部情報を視覚的に表した画像を提供することができる。
　なお、図１４及び図１６に示す例では、被測定物Ｓを回転させる例を示したが、これに代えて、検出器４ＡとＸ線源２とを被測定物Ｓの周りに回転させてもよい。

　上述した第３の実施の形態のＸ線装置１００Ａは、被測定物Ｓの内部で散乱した散乱Ｘ線を特定し、散乱Ｘ線に基づいて、被測定物Ｓの内部情報および内部情報を表す画像データを生成することができる。

　上述した第３の実施の形態にて説明したＸ線装置１００Ａを、第１の実施の形態において図５を参照して説明した構造物製造システム４００に適用できる。この場合、構造物製造システム４００は、図５に示すＸ線装置１００に代えてＸ線装置１００Ａを有し、Ｘ線装置１００Ａが設計装置４１０の設計処理に基づいて成形装置４２０により作成された構造物の形状情報を取得する測定処理を行い、制御システム４３０の検査部４３２は、測定処理にて取得された形状情報と設計処理にて作成された設計情報とを比較する検査処理を行う。この結果、第１の実施の形態の構造物製造システム４００にて得られた作用効果と同様の作用効果が得られる。

　次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）Ｘ線装置１００、１００Ａにおいて、被測定物Ｓが載置される載置台３１がＸ軸移動部３３と、Ｙ軸移動部３４と、Ｚ軸移動部３５とによってＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動されるものに限定されない。載置台３１はＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動せず、Ｘ線源２および検出器４をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸方向に移動させることにより、被測定物Ｓに対してＸ線源２および検出器４を相対移動させる構成をＸ線装置１００が有してもよい。また、載置台３１が回転軸Ｙｒにて回転するものに代えて、載置台３１は回転せず、Ｘ線源２と検出器４とが回転軸Ｙｒにて回転する構成をＸ線装置１００が有してもよい。

（２）上述した各実施の形態と変形例においては、制御装置５は、画像生成部５３および画像再構成部５６を有するものとして説明したが、制御装置５が画像生成部５３と画像再構成部５６とを有していなくてもよい。画像生成部５３と画像再構成部５６とが、Ｘ線装置１００とは別体の処理装置等に設けられ、特定部５４で特定された散乱Ｘ線または散乱Ｘ線以外のＸ線に関する情報を、例えばネットワークや記憶媒体等を介して取得して、Ｘ線投影画像データや３次元データを生成してもよい。　

　本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２０１７年第２３９０３５号（２０１７年１２月１３日出願）
　日本国特許出願２０１７年第２４５４１３号（２０１７年１２月２１日出願）

２…Ｘ線源、４、４Ａ…検出器、５…制御装置、
４１、４１Ａ…散乱部、４２、４２Ａ…吸収部、５３…画像生成部、
５４…特定部、１００、１００Ａ…Ｘ線装置、
４００…構造物製造システム、４１０…計測装置、
４２０…成形装置、４３０…制御システム、４４０…リペア装置

Claims

　被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線が入射され、入射した前記Ｘ線が散乱した散乱位置を検出する第１検出器と、
　前記第１検出器で散乱または透過した前記Ｘ線が入射され、入射した前記Ｘ線の入射位置を検出する第２検出器と、
　前記散乱位置および前記入射位置に基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、
を備えるＸ線装置。
　請求項１に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記第１検出器で散乱した前記Ｘ線の散乱角と、前記散乱位置と、前記入射位置とが満たす関係に基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項２に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記散乱角と、前記散乱位置と、前記入射位置とに基づいて、Ｘ線源の存在が推定される方向を算出し、前記算出された方向にＸ線源が存在した場合に、前記Ｘ線を前記透過Ｘ線として特定するＸ線装置。
　請求項２または３に記載のＸ線装置において、
　前記第１検出器は、前記Ｘ線が前記第１検出器において失った第１エネルギーを検出し、
　前記第２検出器は、前記第１検出器で散乱または透過した前記Ｘ線の第２エネルギーを検出し、
　前記特定部は、前記第１エネルギーおよび前記第２エネルギーに基づいて、前記散乱角を特定するＸ線装置。
　請求項４に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記第１検出器から前記第１エネルギーが出力された時刻と、前記第２検出器から前記第２エネルギーが出力された時刻との差が所定の時間差以内の前記Ｘ線に基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項４または５に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記第１検出器からの前記第１エネルギーが出力された時刻と、前記被測定物の異なる位置を透過して、前記第１検出器の別の位置において前記第１エネルギーが出力された時刻との差が所定の時間差以内の、前記検出したＸ線を除外して、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項１から６のいずれか一項に記載のＸ線装置であって、
　前記第１検出器は、入射した前記Ｘ線の散乱により生じる電子の進行に関する情報を検出し、
　前記特定部は、前記散乱位置、前記入射位置、および、前記第１検出器で検出された前記電子の進行に関する情報に基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項７に記載のＸ線装置であって、
　前記特定部は、前記散乱位置および前記入射位置に基づいて、前記第１検出器に入射して散乱した前記Ｘ線の進行に関する情報を取得し、前記電子の進行に関する情報と、前記Ｘ線の進行に関する情報とに基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項７または８に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記散乱位置、前記入射位置、および、前記電子の進行に関する情報に基づいて、Ｘ線源の存在が推定される方向を算出し、前記算出された方向にＸ線源が存在した場合、前記Ｘ線を前記透過Ｘ線として特定する、Ｘ線装置。
　請求項７から９のいずれか一項に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記第１検出器で散乱した前記Ｘ線の散乱角および前記電子の出射角の少なくとも一方に基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項１０に記載のＸ線装置において、
　前記第１検出器は、前記Ｘ線が前記第１検出器において失った第１エネルギーを検出し、
　前記第２検出器は、前記第１検出器で散乱または透過して入射した前記Ｘ線の第２エネルギーを検出し、
　前記特定部は、前記第１エネルギーおよび前記第２エネルギーに基づいて、前記散乱角および前記出射角の少なくとも一方を算出するＸ線装置。
　請求項１１に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記第１検出器で前記Ｘ線が散乱した時刻と、前記第２検出器から前記第１エネルギーが出力された時刻との差が所定の時間差以内の前記Ｘ線に基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する、Ｘ線装置。
　請求項３に従属する請求項４、５、１１、１２のいずれか一項に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記第１エネルギーと前記第２エネルギーとの和が、前記Ｘ線源から照射された前記Ｘ線のエネルギーに基づいて設定された所定の値を超えた前記検出したＸ線を除外して前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項７から１２のいずれか一項に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、前記第１検出器で前記Ｘ線が散乱された時刻と、前記被測定物の異なる位置を透過して、前記第１検出器の別の位置において前記電子が検出された時刻との差が所定の時間差以内の、前記検出したＸ線を除外して、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項７から１２のいずれか一項に記載のＸ線装置において、
　前記進行に関する情報は、前記電子または前記Ｘ線の進路および進行方向の前記少なくとも一方を含むＸ線装置。
　請求項１から１５の何れか一項に記載のＸ線装置において、
　前記特定部は、Ｘ線源から照射され、前記被測定物の異なる位置を透過して、前記第２検出器の同一の画素に所定の時間内に入射した前記Ｘ線を除外して、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定するＸ線装置。
　請求項１から１６のいずれか一項に記載のＸ線装置において、
　前記特定部により特定された前記透過Ｘ線に基づいて前記被測定物の内部情報を取得し、前記被測定物の内部情報に基づいて、Ｘ線投影画像を生成する画像生成部をさらに備えるＸ線装置。
　請求項１から１６のいずれか一項に記載のＸ線装置において、
　前記特定部により特定された前記散乱Ｘ線に基づいて前記被測定物の内部情報を取得し、前記被測定物の内部情報に基づいて、Ｘ線散乱点分布像を再構成する画像生成部をさらに備えるＸ線装置。
　被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線が入射して散乱することにより失う第１エネルギーを検出する第１検出器と、
　前記第１検出器で散乱または透過した前記Ｘ線の第２エネルギーを検出する第２検出器と、
　前記第１エネルギーおよび前記第２エネルギーに基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、
を備えるＸ線装置。
　被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線が入射した後に散乱を起こすことにより生じる電子の進行に関する情報と、前記散乱を起こした後の前記Ｘ線の進行に関する情報とを検出する検出器と、
　前記電子の進行に関する情報と、前記Ｘ線の進行に関する情報とに基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、
　を備えるＸ線装置。
　被測定物を透過した透過Ｘ線または前記被測定物の内部で散乱した散乱Ｘ線を含むＸ線を検出する検出器と、
　前記検出器への前記Ｘ線の入射方向を推定し、推定した前記入射方向とＸ線源の位置とに基づいて、前記透過Ｘ線および前記散乱Ｘ線の少なくとも一方を特定する特定部と、
を備えるＸ線装置。
　構造物の形状に関する設計情報を作成し、
　前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、
　作成された前記構造物の形状を、請求項１から２１のいずれか一項に記載のＸ線装置を用いて計測して形状情報を取得し、
　前記取得された前記形状情報と前記設計情報とを比較する構造物の製造方法。