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JP7698293B2 - X-ray diffraction measurement system - Google Patents
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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線により回折環を撮像するX線回折測定装置と、測定対象物をX線回折測定装置と相対的に移動する移動装置とを備え、平面揺動を行いながら回折環を撮像することが可能なX線回折測定システムに関する。 The present invention relates to an X-ray diffraction measurement system that includes an X-ray diffraction measurement device that irradiates an object to be measured with X-rays and images a diffraction ring using the X-rays diffracted by the object to be measured, and a moving device that moves the object to be measured relative to the X-ray diffraction measurement device, and that is capable of imaging the diffraction ring while performing planar oscillation.

従来から、測定対象物に所定の入射角度でX線を照射して、測定対象物で回折したX線により回折環を撮像し、撮像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X線回折測定装置には例えば特許文献1に示されている装置のように、イメージングプレートに回折環を撮像し、撮像された回折環の形状をレーザ検出装置及びレーザ走査機構等からなる読取機能により検出する装置がある。特許文献1に示されている装置は、測定対象物に向けて出射されるX線(以下、出射X線という)と同じ光軸で可視の平行光を照射する機能、可視光の照射点付近一帯を撮影する機能、及び撮影画像上の可視光の照射点位置を用いて、X線照射点から回折環の撮影面までの距離(以下、照射点-撮像面間距離という)を検出する機能を備えている。この機能を用いることで、測定対象物の測定箇所(X線照射点)を意図する箇所にし、照射点-撮像面間距離を意図する値にすることができる。また、特許文献2に示されているX線回折測定装置は、特許文献1に示されている装置に、可視光の照射点付近一帯を撮影するカメラを移動する機能、及び入力された照射点-撮像面間距離とX線入射角からカメラの移動位置を、可視光の測定対象物での反射光がカメラの結像レンズの中心を通過する位置にする機能を追加している。この機能を用いることで、照射点-撮像面間距離に加えX線入射角を意図する値にすることができる。また、例えば特許文献3に示されているX線回折測定装置のように、固体撮像素子を撮像面に配置し、固体撮像素子によりX線強度分布を検出することで回折環の形状を検出する装置がある。このX線回折測定装置は、特許文献1及び特許文献2に示される装置で行われる回折環の撮像と回折環の読取りを同時に行うことができ、短時間で測定を行うことができる。 Conventionally, there has been known an X-ray diffraction measuring device that irradiates an object to be measured with X-rays at a predetermined angle of incidence, images a diffraction ring using the X-rays diffracted by the object to be measured, detects the shape of the imaged diffraction ring, and performs an analysis using the cos α method to measure the residual stress of the object to be measured. For example, as shown in Patent Document 1, this X-ray diffraction measuring device images a diffraction ring on an imaging plate and detects the shape of the imaged diffraction ring using a reading function consisting of a laser detection device and a laser scanning mechanism. The device shown in Patent Document 1 has a function of irradiating visible parallel light with the same optical axis as the X-rays (hereinafter referred to as emitted X-rays) emitted toward the object to be measured, a function of photographing an area near the irradiation point of visible light, and a function of detecting the distance from the X-ray irradiation point to the imaging surface of the diffraction ring (hereinafter referred to as the irradiation point-imaging surface distance) using the position of the irradiation point of visible light on the captured image. By using this function, the measurement point (X-ray irradiation point) of the object to be measured can be set to the intended location, and the irradiation point-imaging surface distance can be set to the intended value. In addition, the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2 adds to the device shown in Patent Document 1 a function to move a camera that captures the area around the visible light irradiation point, and a function to move the camera to a position where the reflected light from the visible light measurement object passes through the center of the camera's imaging lens based on the input irradiation point-imaging surface distance and X-ray incidence angle. By using this function, the X-ray incidence angle can be set to the intended value in addition to the irradiation point-imaging surface distance. In addition, there is a device that detects the shape of the diffraction ring by placing a solid-state imaging element on the imaging surface and detecting the X-ray intensity distribution with the solid-state imaging element, such as the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 3. This X-ray diffraction measurement device can simultaneously capture and read the diffraction ring, which are performed by the devices shown in Patent Documents 1 and 2, and can perform measurements in a short time.

このようなX線回折測定装置を用いて測定対象物の残留応力を測定するとき、測定対象物が微小量しかなかったり、結晶粒が大きかったりすると明瞭な回折環が検出されない場合がある。具体的には、検出される回折環が不連続になる場合や、回折環の半径方向のX線強度分布が正規分布曲線から大きくずれた曲線になる場合がある。このような場合でも、例えば特許文献4に示されているX線回折測定装置のように、X線照射点に対して測定対象物をその表面に平行な方向に移動(以下、平面揺動という)させながらX線照射を行って回折環を撮像すると、多くの場合で明瞭な回折環を得ることができる。また、測定対象物の表面に凹凸がある場合は、特許文献4に示されているように予め測定対象物の表面プロファイルを検出しておき、X線照射を行って回折環を撮像する際、X線回折測定装置を高さ方向に移動させて、照射点-撮像面間距離が常に設定値になるようにすると精度のよい測定を行うことができる。また、特許文献5に示されているX線回折測定装置のように、X線と可視の平行光を同時に照射し、カメラ撮影により得られる撮影画像上の照射点位置が、設定された位置になるようX線回折測定装置の高さ方向位置を変化させる制御を行っても、照射点-撮像面間距離が常に設定値になり、精度のよい測定を行うことができる。 When measuring the residual stress of a measurement object using such an X-ray diffraction measurement device, if the measurement object is very small or the crystal grains are large, a clear diffraction ring may not be detected. Specifically, the detected diffraction ring may be discontinuous, or the radial X-ray intensity distribution of the diffraction ring may be a curve that deviates significantly from a normal distribution curve. Even in such cases, a clear diffraction ring can be obtained in many cases by irradiating X-rays while moving the measurement object in a direction parallel to its surface relative to the X-ray irradiation point (hereinafter referred to as planar oscillation) as in the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 4. In addition, if the surface of the measurement object is uneven, the surface profile of the measurement object can be detected in advance as shown in Patent Document 4, and when irradiating X-rays to image the diffraction ring, the X-ray diffraction measurement device can be moved in the height direction so that the distance between the irradiation point and the imaging surface is always at a set value, allowing for accurate measurements. Furthermore, as with the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 5, even if X-rays and visible parallel light are irradiated simultaneously and the height direction position of the X-ray diffraction measurement device is controlled so that the irradiation point position on the captured image obtained by camera shooting is a set position, the distance between the irradiation point and the imaging surface is always at a set value, making it possible to perform highly accurate measurements.

特許第5835191号公報Patent No. 5835191 特許第6844103号公報Patent No. 6844103 特許第6313010号公報Patent No. 6313010 特許第6221199号公報Patent No. 6221199 特許第6492388号公報Patent No. 6492388

しかしながら、特許文献4及び特許文献5のX線回折測定装置は、装置の高さ方向位置を変化させる機構を設け、該機構を制御するシステムを設ける必要があるため、装置が大型化すると共に装置のコストが上昇するという問題がある。また、測定対象物の測定面に短い間隔で凹凸が連続してある場合は、照射点-撮像面間距離が一定になるよう制御することが困難になるとともに、X線入射角がX線照射点により大きく変化し、精度のよい測定を行うことができなくなるという問題もある。 However, the X-ray diffraction measurement devices in Patent Documents 4 and 5 require a mechanism for changing the height position of the device and a system for controlling this mechanism, which results in problems with the device becoming larger and the cost of the device increasing. In addition, when the measurement surface of the object to be measured has a series of irregularities at short intervals, it becomes difficult to control the distance between the irradiation point and the imaging surface to be constant, and there is also the problem that the X-ray incidence angle changes significantly depending on the X-ray irradiation point, making it impossible to perform accurate measurements.

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線により回折環を撮像するX線回折測定装置と、測定対象物をX線回折測定装置と相対的に移動する移動装置とを備え、平面揺動を行いながら回折環を撮像することが可能なX線回折測定システムにおいて、照射点-撮像面間距離が一定の状態で回折環を撮像する制御システムを設けても、装置の大型化とコストアップを抑制することができるX線回折測定システムを提供することにある。また、測定対象物の測定面に短い間隔で凹凸が連続してある場合でも、精度のよい測定を行うことができるX線回折測定装置を提供することにある。 The present invention was made to solve this problem, and its purpose is to provide an X-ray diffraction measurement system that includes an X-ray diffraction measurement device that irradiates an object to be measured with X-rays and images a diffraction ring using the X-rays diffracted by the object to be measured, and a moving device that moves the object to be measured relative to the X-ray diffraction measurement device, and that can image the diffraction ring while performing planar oscillation, and that can prevent the device from becoming larger and the costs from increasing even if a control system that images the diffraction ring with the irradiation point-imaging surface distance constant is provided. Also, the purpose is to provide an X-ray diffraction measurement device that can perform accurate measurements even when the measurement surface of the object to be measured has continuous unevenness at short intervals.

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線出射手段により測定対象物に向けてX線が照射された際、測定対象物にて発生した回折X線を、X線出射手段により出射される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撮像する回折環撮像手段と、X線出射手段と回折環撮像手段とを内部に配置した筐体とを備えたX線回折測定装置、及び測定対象物をX線回折測定装置に対して相対的に測定対象物の表面に略平行な方向に移動させる移動装置からなるX線回折測定システムにおいて、測定対象物に向けて出射されるX線である出射X線の光軸と等しい光軸の平行な可視光を出射する可視光出射手段であって、出射X線の光路上に出射X線を通過させ、可視光を反射させるハーフミラーを備える可視光出射手段と、可視光出射手段が可視光を照射したときに生じる可視光の照射点を含む領域の画像を結像する結像レンズ、及び結像レンズにより画像が結像する箇所に配置され、結像した画像を表す撮像信号を出力する撮像器を備えるカメラと、カメラの撮像器が出力する撮像信号から撮影画像を作成する画像作成手段と、移動装置により測定対象物を移動させ、X線出射手段によるX線の出射と可視光出射手段による可視光の出射を行っているとき、画像作成手段により作成される撮影画像における可視光の照射点位置を検出し、出射X線により測定対象物に形成されるX線照射点から撮像面までの距離が設定値であるときの、撮影画像における可視光の照射点位置からの検出した可視光の照射点の位置のずれが許容以下であるときのみ、X線出射手段にX線を出射させるX線出射制御手段とを備えるようにしたことにある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that an X-ray diffraction measurement system is provided with an X-ray emitting means for emitting X-rays toward a target object to be measured, a diffraction ring imaging means for receiving diffracted X-rays generated in the object to be measured when the object is irradiated with X-rays by the X-ray emitting means on an imaging plane that perpendicularly intersects with the optical axis of the X-rays emitted by the X-ray emitting means and imaging a diffraction ring, which is an image of the diffracted X-rays, on the imaging plane, and a housing in which the X-ray emitting means and the diffraction ring imaging means are disposed, and a moving device for moving the object to be measured in a direction approximately parallel to the surface of the object to be measured relative to the X-ray diffraction measurement device, the visible light emitting means emitting parallel visible light with an optical axis equal to the optical axis of the emitted X-rays, which are the X-rays emitted toward the object to be measured, and the visible light emitting means is provided with a half mirror that passes the emitted X-rays on the optical path of the emitted X-rays and reflects the visible light. a camera having an imaging lens that forms an image of an area including a visible light irradiation point generated when the visible light emitting means irradiates visible light, and an imager that is placed at the location where the image is formed by the imaging lens and outputs an image signal representing the formed image; an image creation means that creates a photographed image from the image signal output by the imager of the camera; and an X-ray emission control means that detects the position of the visible light irradiation point in the photographed image created by the image creation means when the measurement object is moved by the moving device and X-rays are emitted by the X-ray emitting means and visible light is emitted by the visible light emitting means, and causes the X-ray emitting means to emit X-rays only when the deviation of the position of the visible light irradiation point detected from the position of the visible light irradiation point in the photographed image is within an allowable range when the distance from the X-ray irradiation point formed on the measurement object by the emitted X-rays to the imaging surface is a set value.

これによれば、X線出射手段により測定対象物に向けてX線が照射されているときに、可視光出射手段により、同じ光軸の平行な可視光を照射することができ、どのような照射点-撮像面間距離であっても、X線の照射点を可視光の照射点として認識することができる。そして、可視光の照射点をカメラにより撮影し、画像作成手段によりカメラの撮影画像を作成すると、撮影画像における可視光の照射点は、照射点-撮像面間距離により異なった位置に生じる。よって、移動装置により測定対象物を移動させ、X線出射手段により測定対象物に向けてX線を照射し、回折環撮像手段により撮像面に回折環を撮像する際(すなわち、平面揺動を行いながら回折環を撮像する際)、可視光出射手段により可視光を照射し、X線出射制御手段により、撮影画像における可視光の照射点位置の、照射点-撮像面間距離が設定値であるときの撮影画像における可視光の照射点位置からのずれが許容以下のとき、X線出射手段にX線を出射させれば、照射点-撮像面間距離が略一定の状態で回折環を撮像することができる。そして、X線出射制御手段はコンピュータ装置で構成することができ、ハードウエアの点ではX線回折測定装置と測定対象物を移動させる移動装置以外に必要な機構及び装置はないので、装置の大型化とコストアップを抑制することができる。 According to this, when the X-ray emitting means irradiates the object to be measured with X-rays, the visible light emitting means can irradiate parallel visible light with the same optical axis, and the point of irradiation of the X-rays can be recognized as a point of irradiation of visible light regardless of the distance between the irradiation point and the imaging surface. Then, when the point of irradiation of the visible light is photographed by a camera and an image captured by the camera is created by the image creation means, the point of irradiation of the visible light in the captured image appears in a different position depending on the distance between the irradiation point and the imaging surface. Therefore, when the measurement object is moved by the moving device, X-rays are irradiated toward the measurement object by the X-ray emitting means, and the diffraction ring is imaged on the imaging surface by the diffraction ring imaging means (i.e., when the diffraction ring is imaged while performing planar oscillation), visible light is irradiated by the visible light emitting means, and the X-ray emission control means causes the X-ray emitting means to emit X-rays when the deviation of the visible light irradiation point position in the captured image from the visible light irradiation point position in the captured image when the irradiation point-imaging surface distance is a set value is within the allowable range, so that the diffraction ring can be imaged with the irradiation point-imaging surface distance being approximately constant. The X-ray emission control means can be configured with a computer device, and in terms of hardware, no mechanisms or devices are required other than the X-ray diffraction measurement device and the moving device that moves the measurement object, so that the size and cost of the device can be suppressed.

また、本発明の他の特徴は、X線出射制御手段は、画像作成手段により作成される撮影画像に、可視光の測定対象物での反射光が、結像レンズにより集光して撮像器で受光された点である受光点が生じるよう、筐体の測定対象物に対する姿勢が調整されており、移動装置により測定対象物を移動させ、X線出射手段によるX線の出射と可視光出射手段による可視光の出射を行っているとき、撮影画像における受光点の位置を検出し、可視光の照射点の位置のずれが許容以下であることに加え、受光点の位置が予め設定された範囲内にあるときのみ、X線出射手段にX線を出射させるようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that the X-ray emission control means adjusts the orientation of the housing relative to the object to be measured so that a light receiving point is generated in the captured image created by the image creation means, where the reflected visible light from the object to be measured is collected by the imaging lens and received by the image capture device; when the object to be measured is moved by the moving device and X-rays are emitted by the X-ray emission means and visible light is emitted by the visible light emission means, the position of the light receiving point in the captured image is detected, and the X-ray emission means is caused to emit X-rays only when the positional deviation of the visible light irradiation point is within an allowable range and the position of the light receiving point is within a preset range.

これによれば、照射点-撮像面間距離が設定値であることに加え、X線入射角が略設定値で出射X線の光軸と撮像面の回転角度0のラインとを含む平面(以下、基準平面という)に測定対象物におけるX線照射点の箇所の法線が略含まれるときのみX線を照射して回折環を撮像するので、測定対象物の表面に短い間隔で凹凸が連続してある場合でも、精度のよい測定を行うことができる。 In this way, in addition to the distance between the irradiation point and the imaging surface being a set value, X-rays are irradiated and a diffraction ring is imaged only when the X-ray incidence angle is approximately the set value and the normal to the location of the X-ray irradiation point on the measurement object is approximately included in a plane (hereinafter referred to as the reference plane) that contains the optical axis of the outgoing X-ray and the line of the imaging surface at a rotation angle of 0. Therefore, accurate measurements can be performed even if the surface of the measurement object has continuous irregularities at short intervals.

また、本発明の他の特徴は、X線出射制御手段は、撮影画像における照射点の位置のずれが許容以下であり、受光点の位置が予め設定された範囲内であることに加え、撮影画像における照射点の面積および受光点の面積の少なくとも1つにおいて、予め設定された面積からのずれが許容内であるときのみ、X線出射手段にX線を出射させるようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that the X-ray emission control means causes the X-ray emission means to emit X-rays only when the deviation of the position of the irradiation point in the captured image is within an allowable range, the position of the light receiving point is within a preset range, and the deviation of at least one of the area of the irradiation point and the area of the light receiving point in the captured image from the preset area is within an allowable range.

これによれば、多数のピットがある測定対象物等、測定対象物の表面に段差のある凹凸が連続してある場合、X線照射点が凹凸の段差の箇所にかかったときX線照射が停止されるので、X線照射点の殆どのエリアにおいて照射点-撮像面間距離及びX線入射角が略設定値で、基準平面に測定対象物におけるX線照射点の箇所の法線が略含まれるときのみ、X線を照射して回折環を撮像することができ、精度のよい測定を行うことができる。 With this, when the surface of the object to be measured has a continuous stepped unevenness, such as a measurement object with many pits, X-ray irradiation is stopped when the X-ray irradiation point falls on a stepped part of the unevenness. Therefore, X-rays can be irradiated and a diffraction ring imaged only when the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle are approximately set values in most areas of the X-ray irradiation point and the reference plane approximately includes the normal to the X-ray irradiation point on the measurement object, allowing for highly accurate measurements.

また、本発明の他の特徴は、X線出射制御手段がX線出射手段にX線を出射させるとき、移動装置の移動速度を小さくし、X線出射制御手段がX線出射手段のX線の出射を停止させるとき、移動装置の移動速度を大きくする移動制御手段を備えるようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that it includes a movement control means that reduces the movement speed of the moving device when the X-ray emission control means causes the X-ray emission means to emit X-rays, and that increases the movement speed of the moving device when the X-ray emission control means causes the X-ray emission means to stop emitting X-rays.

これによれば、測定対象物の表面に短い間隔で凹凸が連続してある場合でも、X線が出射される時間を長くし、X線出射が停止される時間を短くすることができるので、回折環を撮像するまでに要する時間を短くすることができ、測定効率をよくすることができる。 With this, even if the surface of the object to be measured has a series of irregularities at short intervals, the time for which X-rays are emitted can be extended and the time for which X-ray emission is stopped can be shortened, thereby shortening the time required to image the diffraction ring and improving measurement efficiency.

また、本発明の他の特徴は、X線出射手段により、及びX線出射制御手段が制御を行っている制御時間をそれぞれ積算して計測する時間計測手段と、時間計測手段により計測されている出射時間と制御時間、予め設定されている出射時間の上限値、及び予め設定されている移動装置の移動速度を用いて、出射時間が上限値に達するまでに移動装置により移動がされる距離の推定値を計算する推定移動距離計算手段と、推定移動距離計算手段により計算された距離の推定値と予め設定されている移動装置による移動距離の上限値とを比較し、比較結果に基づいて対応を行う比較手段とを備えるようにしたことにある。 Another feature of the present invention is that it includes a time measurement means for integrating and measuring the control time during which the X-ray emission means and the X-ray emission control means perform control, an estimated movement distance calculation means for calculating an estimated value of the distance traveled by the moving device until the emission time reaches the upper limit using the emission time and control time measured by the time measurement means, a preset upper limit value of the emission time, and a preset moving speed of the moving device, and a comparison means for comparing the estimated value of the distance calculated by the estimated movement distance calculation means with a preset upper limit value of the movement distance by the moving device and taking action based on the comparison result.

これによれば、平面揺動を行いながら回折環を撮像することを開始した直後に、推定移動距離計算手段が距離の推定値を計算し、比較手段が計算した距離の推定値と予め設定されている移動距離の上限値とを比較して、距離の推定値が移動距離の上限値より大きくなるときは何らかの対応を行うことができる。すなわち、測定対象物の表面の凹凸の度合が大きい等の原因により、X線出射の時間が出射停止の時間より短く、回折環の撮像が終了するまでに平面揺動される距離が測定対象物の大きさ等の上限値を超えることが推定されるときは、回折環の撮像を開始した直後に何らかの対応を行うことができるので、測定に余計な時間を費やすことをなくすことができる。なお、X線回折測定システムが行う対応には表示装置への警告表示、アラームの発生又は測定の中止等、様々なものが考えられる。 According to this, immediately after starting to image the diffraction ring while performing planar oscillation, the estimated movement distance calculation means calculates an estimated value of the distance, and the comparison means compares the estimated value of the distance calculated with a preset upper limit of the movement distance, and if the estimated value of the distance is greater than the upper limit of the movement distance, some kind of response can be taken. In other words, if the time for X-ray emission is shorter than the time for stopping emission due to a cause such as a large degree of unevenness on the surface of the measurement object, and it is estimated that the distance of planar oscillation before the imaging of the diffraction ring is completed will exceed the upper limit of the size of the measurement object, etc., some kind of response can be taken immediately after the imaging of the diffraction ring is started, so that it is possible to eliminate the need to spend extra time on the measurement. Note that various responses can be considered for the X-ray diffraction measurement system, such as displaying a warning on the display device, generating an alarm, or canceling the measurement.

本発明の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。1 is an overall schematic diagram showing an X-ray diffraction measurement system including an X-ray diffraction measurement device of the present invention. 図1のX線回折測定装置とステージ移動装置の拡大図である。2 is an enlarged view of the X-ray diffraction measurement device and a stage moving device in FIG. 1. 図2のX線回折測定装置におけるX線出射機構とレーザ出射器の部分を拡大して示す部分断面図である。3 is an enlarged partial cross-sectional view showing an X-ray emission mechanism and a laser emitter in the X-ray diffraction measurement apparatus of FIG. 2. 照射点-撮像面間距離を設定し、X線入射角を基準値にして回折環を撮像する場合のX線出射の条件をカメラの撮影画像により示した図である。13 is a diagram showing, by way of images captured by a camera, the conditions for X-ray emission when imaging a diffraction ring by setting the irradiation point-to-imaging surface distance and setting the X-ray incidence angle to a reference value. 照射点-撮像面間距離とX線入射角を設定して回折環を撮像する場合のX線出射の条件をカメラの撮影画像により示した図である。13 is a diagram showing, by way of images captured by a camera, the conditions for X-ray emission when imaging a diffraction ring by setting the irradiation point-to-imaging surface distance and the X-ray incidence angle. 回折環を撮像する際、図1のコントローラが実行するプログラムのフロー図である。2 is a flow diagram of a program executed by the controller of FIG. 1 when imaging the diffraction ring. 回折環を撮像する際、図1のコントローラが実行するもう1つのプログラムのフロー図である。FIG. 2 is a flow diagram of another program executed by the controller of FIG. 1 when imaging the diffraction ring. 回折環を撮像する際、測定対象物OBの表面のプロファイルに対し、出射X線の出射領域を示した図である。1 is a diagram showing the emission region of the emitted X-rays relative to the surface profile of the measurement object OB when imaging the diffraction ring.

本発明の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3を用いて説明する。なお、本発明のX線回折測定装置は、先行技術文献の特許文献2に示されているX線回折測定装置の可視光出射機構をレーザ出射器40に変更したのみで、それ以外の箇所は特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じであるので、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じ箇所は、同じであることを述べて簡略的に説明するにとどめ、異なっている箇所は詳細に説明するようにする。また、特許文献1に示されているX線回折測定装置と同じ箇所についても同じであることを述べて簡略的に説明するにとどめる。 The configuration of an X-ray diffraction measurement system including the X-ray diffraction measurement device of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 3. The X-ray diffraction measurement device of the present invention is the same as the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2, a prior art document, except that the visible light emission mechanism has been changed to a laser emitter 40. Therefore, the same parts as the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2 will be described briefly, stating that they are the same, and the differences will be described in detail. The same parts as the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 1 will also be described briefly, stating that they are the same.

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、X線回折測定装置1、コンピュータ装置90、高電圧電源95、アーム式移動装置(先端51のみ図示)、及びステージ移動装置60から構成される。このX線回折測定システムは、ステージ移動装置60のステージStをステージStの表面に平行な方向に移動させるとともに、X線回折測定装置1からX線を測定対象物OBに照射して回折環を撮像し、撮像された回折環の形状を読取って、該形状から測定対象物OBの残留応力等の特性値を測定する。そして、ステージStを移動させて回折環を撮像する際、コントローラ91は、定められた条件に合致するときのみX線回折測定装置1から測定対象物OBにX線を照射する制御を行う。そのX線照射の条件は、照射点-撮像面間距離の条件は必須であるが、X線の入射方向の条件及び後述するカメラCAの撮影画像における可視のレーザ光の照射点と受光点の面積の条件は、含めるか否かを選択することができる。なお、これ以降、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。 1 and 2, this X-ray diffraction measurement system is composed of an X-ray diffraction measurement device 1, a computer device 90, a high-voltage power supply 95, an arm-type moving device (only the tip 51 is shown), and a stage moving device 60. This X-ray diffraction measurement system moves the stage St of the stage moving device 60 in a direction parallel to the surface of the stage St, irradiates X-rays from the X-ray diffraction measurement device 1 onto the measurement object OB to capture an image of the diffraction ring, reads the shape of the captured diffraction ring, and measures characteristic values such as residual stress of the measurement object OB from the shape. Then, when moving the stage St to capture the diffraction ring, the controller 91 controls the X-ray irradiation from the X-ray diffraction measurement device 1 onto the measurement object OB only when the determined conditions are met. The conditions for the X-ray irradiation include the condition of the distance between the irradiation point and the imaging surface, but it is possible to select whether or not to include the condition of the X-ray incidence direction and the condition of the area of the irradiation point and the light receiving point of the visible laser light in the image captured by the camera CA, which will be described later. In the following explanation, the direction perpendicular to the paper surface of Figures 1 and 2 is the X-axis direction, the horizontal direction is the Y-axis direction, and the vertical direction is the Z-axis direction.

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、回折環を読取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、これらの機器に接続され、こ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。コントローラ91は入力装置92からの入力及びインストールされたプログラムの作動により、各種回路に指令を出力し、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処理して残留応力等の測定結果やカメラCAの撮影画像等を表示装置93に表示させる。また、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。これらの構成は、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じである。 1 and 2, the X-ray diffraction measurement device 1 includes, in a housing 50, an X-ray tube 10, a table 16 to which an imaging plate 15 is attached, a spindle motor 27 that rotates the table 16 and passes the X-rays emitted from the X-ray tube 10 through a through hole formed on the rotation axis, a laser detection device 30 that emits a laser light for reading the diffraction ring and an LED light for erasing it, a camera CA that takes an image of the vicinity of the X-ray irradiation point, and a moving mechanism 100 that moves the laser detection device 30 in a direction parallel to the imaging plate 15. The X-ray diffraction measurement device 1 also includes, in the housing 50, various circuits that are connected to these devices and control their operation and input detection signals, and the various circuits surrounded by a two-dot chain line shown outside the housing 50 in FIG. 1 are contained within the two-dot chain line inside the housing 50. These various circuits are connected to a computer device 90 and operate according to commands input from a controller 91 of the computer device 90. The controller 91 outputs commands to various circuits based on input from the input device 92 and the operation of the installed program, and inputs data output by the various circuits and values input from the input device 92, storing them in memory. The stored data is then processed to display the measurement results of residual stress, etc., and images captured by the camera CA, etc., on the display device 93. The X-ray diffraction measurement system also includes a high-voltage power supply 95, which outputs to the X-ray tube 10 a voltage and current for the X-ray tube 10 to emit X-rays. These configurations are the same as those of the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2.

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にて受光される。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。筐体50の形状は、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じである。 2, the housing 50 of the X-ray diffraction measurement device 1 has a rectangular parallelepiped shape with a slope formed on each of the top and bottom surfaces to eliminate one corner, and a step on the bottom surface. In detail, the housing 50 is formed to have a first bottom wall 50a, a second bottom wall 50c, a front wall 50b, a rear wall 50e, a top wall 50f, a side wall (not shown), a bottom slope wall 50h connecting the first bottom wall 50a and the second bottom wall 50c, a connecting wall 50d provided to eliminate the corner where the second bottom wall 50c and the front wall 50b intersect, and a top slope wall 50g provided to eliminate the corner where the rear wall 50e and the top wall 50f intersect. The second bottom wall 50c has a circular hole 50c1 through which X-rays are emitted during diffraction ring imaging, and diffracted X-rays generated by the object to be measured OB pass through the circular hole 50c1 and are received by the imaging plate 15. The bottom inclined wall 50h also has a rectangular long hole 50h1 whose long dimension is parallel to the side wall, and since this hole is positioned in the imaging direction of the camera CA, the camera CA images the vicinity of the X-ray irradiation point through the long hole 50h1. The shape of the housing 50 is the same as that of the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2.

筐体50の側面壁の1つは、図2の紙面裏側がアーム式移動装置の先端51に回転可能に連結されており、この回転軸の方向はX線回折測定装置1の前面壁50b、後面壁50e及び上面壁50fに平行であり、側面壁に垂直である。別の表現を用いると、この回転軸の方向は基準平面(出射X線の光軸と撮像面であるイメージングプレート15の回転角度0のラインとを含む平面)に垂直である。これにより、アーム式移動装置の先端51の側面壁との連結部分を回転させることで、測定対象物OBに対するX線入射角を変化させることができる。また、アーム式移動装置は複数の関節を有する装置であり、X線回折測定装置1の位置及び姿勢を様々に変化させて固定することができる。 2, one of the side walls of the housing 50 is rotatably connected to the tip 51 of the arm-type moving device, and the direction of the rotation axis is parallel to the front wall 50b, rear wall 50e, and top wall 50f of the X-ray diffraction measurement device 1, and perpendicular to the side wall. In other words, the direction of the rotation axis is perpendicular to the reference plane (a plane including the optical axis of the emitted X-rays and the line of the imaging plate 15, which is the imaging surface, at a rotation angle of 0). This allows the angle of incidence of X-rays with respect to the measurement object OB to be changed by rotating the connection part between the tip 51 of the arm-type moving device and the side wall. In addition, the arm-type moving device has multiple joints, and the position and posture of the X-ray diffraction measurement device 1 can be changed and fixed in various ways.

コンピュータ装置90のコントローラ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からの指令の入力により、大容量記憶装置に記憶されたプログラムを実行してX線回折測定装置1の作動を制御するとともに、入力したデジタルデータを用いて演算を行い、残留応力等の特性値の算出を行う。また、コントローラ91は、入力装置92から入力した測定条件やX線回折測定システムの作動状況、及び演算の結果得られた残留応力等の特性値や回折環のX線強度分布図等を表示装置93に表示する。 The controller 91 of the computer device 90 is an electronic control device whose main component is a microcomputer equipped with a CPU, ROM, RAM, large-capacity storage device, etc., and in response to commands input from the input device 92, executes a program stored in the large-capacity storage device to control the operation of the X-ray diffraction measurement device 1, and performs calculations using the input digital data to calculate characteristic values such as residual stress. The controller 91 also displays on the display device 93 the measurement conditions and operating status of the X-ray diffraction measurement system input from the input device 92, as well as characteristic values such as residual stress obtained as a result of the calculations, and an X-ray intensity distribution diagram of the diffraction ring.

ステージ移動装置60は、ステージSt、枠体61、フィードモータ62、スクリューロッド63及び軸受部64から構成されるY軸方向移動機構と、枠体65、フィードモータ66、スクリューロッド(図示せず)及び軸受部(図示せず)から構成されるX軸方向移動機構からなる。Y軸方向移動機構においては、ステージStは枠体61に挟まれていてY軸方向にのみ移動が可能になっており、中央にY軸方向に雌ネジが切られた孔があって、雄ネジが切られているスクリューロッド63と迎合している。そして、フィードモータ62が正回転または逆回転するとスクリューロッド63が正回転または逆回転し、ステージStはY軸方向に移動する。また、X軸方向移動機構においては、Y軸方向移動機構の枠体61がステージStと同様な機構になっており、フィードモータ66が正回転または逆回転するとスクリューロッドが正回転または逆回転し、Y軸方向移動機構はX軸方向に移動する。これらX軸方向移動機構とY軸方向移動機構の作動により、ステージSt及びステージStに載置された測定対象物OBはX軸方向とY軸方向に移動する。 The stage moving device 60 is composed of a Y-axis direction moving mechanism consisting of a stage St, a frame body 61, a feed motor 62, a screw rod 63, and a bearing unit 64, and an X-axis direction moving mechanism consisting of a frame body 65, a feed motor 66, a screw rod (not shown), and a bearing unit (not shown). In the Y-axis direction moving mechanism, the stage St is sandwiched between the frame body 61 and can move only in the Y-axis direction, and there is a hole in the center with a female thread in the Y-axis direction, which engages with the screw rod 63 with a male thread. When the feed motor 62 rotates forward or backward, the screw rod 63 rotates forward or backward, and the stage St moves in the Y-axis direction. In the X-axis direction moving mechanism, the frame body 61 of the Y-axis direction moving mechanism has a mechanism similar to that of the stage St, and when the feed motor 66 rotates forward or backward, the screw rod rotates forward or backward, and the Y-axis direction moving mechanism moves in the X-axis direction. By operating these X-axis direction movement mechanism and Y-axis direction movement mechanism, the stage St and the measurement object OB placed on the stage St move in the X-axis direction and the Y-axis direction.

ステージ移動装置60は上述した機構部分の他、フィードモータ制御回路67,69及び位置検出回路68,70を備え、コントローラ91からこれらの回路に指令が入力することで、ステージStはX軸方向とY軸方向に移動する。フィードモータ制御回路67,69は、コントローラ91から移動位置の指令が入力すると、位置検出回路68,70から入力する移動位置が指令された移動位置になるまで、フィードモータ62,66に駆動信号を出力する。また、フィードモータ制御回路67,69は、コントローラ91から移動方向と移動速度の指令が入力すると、フィードモータ62,66に内蔵されるエンコーダ62a,66a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が、指令された移動速度に相当するパルス数になるよう、フィードモータ62,66に駆動信号を出力する。また、位置検出回路68,70はエンコーダ62a,66a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て移動距離に変換し、移動距離を移動位置として出力する。これにより、ステージStはコントローラ91が指定した位置に移動すると共に、コントローラ91が指定した方向に指定した速度で移動する。また、X線回折測定システムの電源投入時には、コントローラ91からフィードモータ制御回路67,69及び位置検出回路68,70に原点移動の指令が入力し、フィードモータ制御回路67,69はステージStがフィードモータ62,66側への移動がされる駆動信号を出力する。そして、位置検出回路68,70は、ステージStが移動限界位置まで移動してエンコーダ62a,66aからのパルス列信号が停止すると、積算カウントを0にリセットし、フィードモータ制御回路67,69に駆動信号停止の信号を出力する。これ以降、位置検出回路68,70は、移動限界位置を原点にした移動距離を移動位置として出力する。 In addition to the above-mentioned mechanical parts, the stage moving device 60 also includes feed motor control circuits 67, 69 and position detection circuits 68, 70. When a command for the moving position is input from the controller 91 to these circuits, the stage St moves in the X-axis and Y-axis directions. When a command for the moving position is input from the controller 91 to the feed motor control circuits 67, 69, the feed motor control circuits 67, 69 output a drive signal to the feed motors 62, 66 until the moving position input from the position detection circuits 68, 70 becomes the moving position commanded. When a command for the moving direction and moving speed is input from the controller 91, the feed motor control circuits 67, 69 output a drive signal to the feed motors 62, 66 so that the number of pulses per unit time input from the encoders 62a, 66a built into the feed motors 62, 66 becomes the number of pulses corresponding to the moving speed commanded. In addition, the position detection circuits 68, 70 accumulate and count the number of pulses of the pulse train signals input from the encoders 62a, 66a, convert them into a moving distance, and output the moving distance as a moving position. As a result, the stage St moves to a position specified by the controller 91 and moves in a direction specified by the controller 91 at a speed specified by the controller 91. When the power supply of the X-ray diffraction measurement system is turned on, a command to move to the origin is input from the controller 91 to the feed motor control circuits 67, 69 and the position detection circuits 68, 70, and the feed motor control circuits 67, 69 output a drive signal to move the stage St toward the feed motors 62, 66. When the stage St moves to the movement limit position and the pulse train signals from the encoders 62a, 66a stop, the position detection circuits 68, 70 reset the integrated count to 0 and output a drive signal stop signal to the feed motor control circuits 67, 69. After this, the position detection circuits 68, 70 output the movement distance with the movement limit position as the origin as the movement position.

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、側面にある円状の出射口11からX線を出射するが、図3に示すように板状プレート26には出射口11と合う箇所に貫通孔26aが形成されており、出射したX線は貫通孔26aを通過して進む。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。これらの構成は、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じである。 1 and 2, the X-ray tube 10 is fixed at the top of the housing 50. This fixing is performed after positioning by fitting the side of the X-ray tube 10 into a groove that is a part of the cylindrical side formed in the plate 26. The plate 26 is fixed to the housing 50 together with the fixed moving mechanism 100, and the central axis of the X-ray tube 10 is approximately parallel to the top wall 50f and the side wall. When the X-ray tube 10 receives a high voltage from the high-voltage power supply 95, it emits X-rays from the circular emission port 11 on the side. As shown in FIG. 3, the plate 26 has a through hole 26a formed at a position that matches the emission port 11, and the emitted X-rays pass through the through hole 26a and proceed. When a command is input from the controller 91, the X-ray control circuit 71 shown in FIG. 1 controls the drive current and drive voltage supplied from the high-voltage power supply 95 to the X-ray tube 10 so that the X-ray tube 10 emits X-rays of a constant intensity. The X-ray tube 10 also includes a cooling device (not shown), and the X-ray control circuit 71 also controls the drive signal supplied to this cooling device. This configuration is the same as that of the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2.

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が挿入されており、スクリューロッド103はフィードモータ102及び軸受部104と連結していて、フィードモータ102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(X線管10の中心軸方向)に移動する。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は上部にレーザ検出装置30を固定すると共に下部にカメラCAを固定している。よって、移動ステージ101が移動すると、レーザ検出装置30及びカメラCAも同じ方向に移動する。これらの構成は、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じである。 As shown in FIG. 2, the moving mechanism 100 is integrated with the plate 26 and has a mechanism for moving the moving stage 101 in the central axis direction of the X-ray tube 10. There is a convex part on the opposite side of the paper of the moving stage 101, and this convex part fits into a groove formed in a block 109 fixed to the plate 26 and a plate-shaped guide 105 fixed to the block 110. The moving stage 101 has a screw rod 103 with a male screw inserted into a hole with a female screw, and the screw rod 103 is connected to the feed motor 102 and the bearing part 104, and moves in the direction of the groove formed in the plate-shaped guide 105 (the central axis direction of the X-ray tube 10) by the rotation of the feed motor 102. A connecting block 106 is fixed to the lower part of the moving stage 101, and the connecting block 106 fixes a fixed block 107, and the fixed block 107 fixes the laser detection device 30 to the upper part and the camera CA to the lower part. Therefore, when the moving stage 101 moves, the laser detection device 30 and the camera CA also move in the same direction. This configuration is the same as the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2.

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は入力した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から移動位置が入力すると、位置検出回路72から入力する移動位置がコントローラ91から入力した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、入力するパルス列信号の単位時間当たりのパルス数が入力した移動速度に相当するパルス数になるよう駆動信号を出力する。位置検出回路72及びフィードモータ制御回路73のこれらの機能により、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。これらの構成および機能は、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じである。 An encoder 102a is built into the feed motor 102, and when the feed motor 102 rotates, the encoder 102a outputs a pulse train signal to the position detection circuit 72 and the feed motor control circuit 73 shown in FIG. 1. The position detection circuit 72 and the feed motor control circuit 73 operate according to a command from the controller 91, and the position detection circuit 72 counts the input pulse train signal to output the movement position, which is the movement distance with the movement limit position as the origin, to the feed motor control circuit 73 and the controller 91. When the movement position is input from the controller 91, the feed motor control circuit 73 outputs a drive signal to the feed motor 102 until the movement position input from the position detection circuit 72 becomes equal to the movement position input from the controller 91. Furthermore, when the movement direction and movement speed are input from the controller 91, the feed motor control circuit 73 outputs a drive signal so that the number of pulses per unit time of the input pulse train signal becomes the number of pulses equivalent to the input movement speed. These functions of the position detection circuit 72 and the feed motor control circuit 73 cause the laser detection device 30 and the camera CA to move to a position specified by the controller 91 and to move in a direction specified by the controller 91 at a specified speed. These configurations and functions are the same as those of the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2.

図3に示すように、モータ固定ブロック111は板状プレート26に固定されたブロック110とブロック112に固定されており、板状プレート26側の面には貫通孔26aに対向するように三角状ブロック48を固定している。よって、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、三角状ブロック48の方向に進む。三角状ブロック48は立方体を45°の角度で切断した形状をしており、斜面から下面に向かって、別の表現をするとX線管10から出射されるX線の光軸と中心軸が一致するように貫通孔48bが形成されている。また、三角状ブロック48は横面から中心軸が貫通孔48bの中心軸と垂直になるように貫通孔48aが形成されており、三角状ブロック48の斜面は貫通孔48bと貫通孔48aが交差する孔が形成されている。三角状ブロック48の2つの貫通孔が交差する孔の箇所には正方形の薄いハーフミラー49が嵌め込まれており、ハーフミラー49は殆どのX線を透過し、殆どの可視光を反射する材質で形成されている。この材質は例えばポリイミドである。これにより、貫通孔26aを通過して三角状ブロック48に入射したX線は、殆どがハーフミラー49を透過し貫通孔48bを通過してモータ固定ブロック111に形成された貫通孔21aに入射する。また、後述するように、貫通孔48aには貫通孔48aの中心軸と光軸が合致する可視のレーザ光が入射するが、貫通孔48aに入射した可視のレーザ光はハーフミラー49で殆どが反射し、X線と同様、貫通孔48bを通過して貫通孔21aに入射する。 As shown in FIG. 3, the motor fixing block 111 is fixed to the block 110 and the block 112 fixed to the plate-shaped plate 26, and the triangular block 48 is fixed to the surface on the plate-shaped plate 26 side so as to face the through hole 26a. Therefore, the X-rays emitted from the exit port 11 of the X-ray tube 10 and passing through the through hole 26a of the plate-shaped plate 26 proceed in the direction of the triangular block 48. The triangular block 48 has a shape obtained by cutting a cube at an angle of 45°, and a through hole 48b is formed from the inclined surface toward the lower surface so that the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray tube 10 and the central axis coincide with each other. In addition, the triangular block 48 has a through hole 48a formed so that the central axis is perpendicular to the central axis of the through hole 48b from the horizontal surface, and the inclined surface of the triangular block 48 has a hole where the through hole 48b and the through hole 48a intersect with each other. A thin square half mirror 49 is fitted into the hole where the two through holes of the triangular block 48 intersect, and the half mirror 49 is made of a material that transmits most X-rays and reflects most visible light. This material is, for example, polyimide. As a result, most of the X-rays that pass through the through hole 26a and enter the triangular block 48 pass through the half mirror 49 and through the through hole 48b and enter the through hole 21a formed in the motor fixing block 111. Also, as described below, visible laser light whose optical axis coincides with the central axis of the through hole 48a enters the through hole 48a, but most of the visible laser light that enters the through hole 48a is reflected by the half mirror 49 and, like the X-rays, passes through the through hole 48b and enters the through hole 21a.

貫通孔21aの中心軸は、後述するX線が通過する貫通孔のそれぞれと共に、X線管10から出射されたX線の光軸及び貫通孔26a,48bの中心軸と一致している。貫通孔21aに入射したX線及びレーザ光は、モータ固定ブロック111に固定されたスピンドルモータ27に形成された貫通孔27bの先端に固定されている通路部材28の貫通孔28aを通過する。スピンドルモータ27の出力軸27aには貫通孔27a1が形成されており、貫通孔27bは貫通孔27a1と中心軸が合ったうえでつながっている。このため、貫通孔28aを通過したX線及びレーザ光は、貫通孔27b、貫通孔27a1を通過する。テーブル16は円盤状であり、その中心軸に形成された貫通孔16aがスピンドルモータ27の出力軸27aの貫通孔27a1と位置が合うよう出力軸27aに固定されている。そして、テーブル16は、中心軸周りに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の下面に貫通孔15aを突出部17に嵌め込むようにイメージングプレート15を取り付け、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に固定される。これらの構造は、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じである。 The central axis of the through hole 21a, together with each of the through holes through which the X-rays pass, which will be described later, coincides with the optical axis of the X-rays emitted from the X-ray tube 10 and the central axis of the through holes 26a and 48b. The X-rays and laser light incident on the through hole 21a pass through the through hole 28a of the passage member 28 fixed to the tip of the through hole 27b formed in the spindle motor 27 fixed to the motor fixing block 111. The output shaft 27a of the spindle motor 27 has a through hole 27a1 formed therein, and the through hole 27b is connected to the through hole 27a1 with its central axis aligned. Therefore, the X-rays and laser light passing through the through hole 28a pass through the through hole 27b and the through hole 27a1. The table 16 is disk-shaped, and the through hole 16a formed in its central axis is fixed to the output shaft 27a so that it is aligned with the through hole 27a1 of the output shaft 27a of the spindle motor 27. The table 16 has a protrusion 17 that protrudes downward from the center of the bottom surface around the central axis, and a screw thread is formed on the outer circumferential surface of the protrusion 17. The imaging plate 15 is attached to the bottom surface of the table 16 so that the through hole 15a fits into the protrusion 17, and the imaging plate 15 is fixed to the table 16 by screwing a nut-shaped fastener 18 onto the outer circumferential surface of the protrusion 17. This structure is the same as the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2.

突出部17にも貫通孔27a1、貫通孔16aと位置が合うよう貫通孔17aが形成されており、固定具18には貫通孔18aが形成されている。よって、貫通孔27b、貫通孔27a1を通過したX線及びレーザ光は、貫通孔16a、貫通孔17a及び貫通孔18aを通過し、略平行なX線及びレーザ光となって、筐体50の円形孔50c1から出射する。X線管10から出射されたX線が貫通孔群を通過して出射する構造は、三角状ブロック48とハーフミラー49があることを除いて、特許文献2に示されているX線回折測定装置と同じである。ただし、本実施形態は、X線と同時に可視のレーザ光を出射し、ハーフミラー49でX線を通過させ、可視のレーザ光を反射させることで、出射X線と同じ光軸で同時に可視のレーザ光を出射させることができるようになっている。これにより、測定対象物OBに照射された出射X線の照射点を可視光の照射点として認識することができる。そして、測定対象物OBにX線が照射されると回折X線が発生し、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で受光され、イメージングプレート15には回折X線の強度が強くなる箇所に回折環が撮像される。 A through hole 17a is also formed in the protruding portion 17 so as to be aligned with the through holes 27a1 and 16a, and a through hole 18a is formed in the fixing device 18. Therefore, the X-rays and laser light that pass through the through holes 27b and 27a1 pass through the through holes 16a, 17a, and 18a, become approximately parallel X-rays and laser light, and are emitted from the circular hole 50c1 of the housing 50. The structure in which the X-rays emitted from the X-ray tube 10 pass through the through holes is the same as that of the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2, except for the presence of the triangular block 48 and the half mirror 49. However, in this embodiment, visible laser light is emitted simultaneously with the X-rays, and the half mirror 49 passes the X-rays and reflects the visible laser light, so that the visible laser light can be emitted simultaneously with the same optical axis as the emitted X-rays. This makes it possible to recognize the irradiation point of the emitted X-rays irradiated on the measurement object OB as the irradiation point of the visible light. When X-rays are irradiated onto the object to be measured OB, diffracted X-rays are generated, which pass through the circular hole 50c1 and are received by the imaging plate 15, and a diffraction ring is imaged on the imaging plate 15 at the location where the intensity of the diffracted X-rays is strong.

スピンドルモータ27内にはエンコーダ27cが組み込まれ、スピンドルモータ27が回転するとエンコーダ27cはパルス列信号を、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。また、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から回転速度が入力すると、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が入力した回転速度に相当するパルス数になるように、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、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を計算してコントローラ91に出力すると共に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2のX線回折測定装置と同じである。 An encoder 27c is incorporated in the spindle motor 27, and when the spindle motor 27 rotates, the encoder 27c outputs a pulse train signal to the spindle motor control circuit 74 and the rotation angle detection circuit 75 shown in FIG. 1. The encoder 27c also outputs an index signal to the controller 91 and the rotation angle detection circuit 75 every time the spindle motor 27 rotates once. When the rotation speed is input from the controller 91, the spindle motor control circuit 74 outputs a drive signal to the spindle motor 27 so that the number of pulses per unit time of the pulse train signal input from the encoder 27c corresponds to the input rotation speed. The rotation angle detection circuit 75 counts the number of pulses of the input pulse train signal, calculates the rotation angle from the count value, outputs it to the controller 91, and resets the count value to "0" when an index signal is input. This is the position of the rotation angle of 0°. The functions of the spindle motor 27, the spindle motor control circuit 74, and the rotation angle detection circuit 75 are the same as those of the X-ray diffraction measurement device of Patent Document 2.

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、前述したようにレーザ検出装置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に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、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。これらの構造は特許文献2のX線回折測定装置と同じである。 1 and 2, the central axis direction of the X-ray tube 10 is parallel to the imaging plate 15, and as described above, the laser detection device 30 moves in the central axis direction of the X-ray tube 10, so that the laser detection device 30 moves in a direction parallel to the imaging plate 15. When the laser detection device 30 moves from the position shown in FIG. 2 to the right side of the figure, the laser light emitted from the laser detection device 30 is irradiated onto the imaging plate 15, and this irradiation point moves in the radial direction of the imaging plate 15 due to the movement of the laser detection device 30. The position of the laser detection device 30 on the fixed block 107 is adjusted so that the moving line of the laser light on the imaging plate 15 passes through the center of the imaging plate 15. In addition, the position of the laser detection device 30 is adjusted so that the focus of the laser light emitted from the objective lens of the laser detection device 30 coincides with the imaging plate 15. These structures are the same as those of the X-ray diffraction measurement device in Patent Document 2.

回転角度0°のイメージングプレート15における位置は、回折環読み取りの際、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。出射X線の光軸とイメージングプレート15における回転角度0°のラインとは交差しており、前述したように出射X線の光軸と回転角度0°のラインとが成す平面を基準平面という。基準平面は図2においてはYZ平面である。 The position on the imaging plate 15 at a rotation angle of 0° is the position where the laser light from the laser detection device 30 is irradiated when the encoder 27c outputs an index signal during diffraction ring reading, and this position is a line because it is at each radial position of the imaging plate 15. Then, before the diffraction ring is imaged on the imaging plate 15 by irradiating the measurement object OB with X-rays, the rotation angle of the table 16 is set to 0° by a command output from the controller 91 to the spindle motor control circuit 74 and the rotation angle detection circuit 75. Therefore, during diffraction ring imaging, the line of the rotation angle of 0° on the imaging plate 15 is the line where the laser light from the laser detection device 30 is irradiated when the laser detection device 30 is moved to the right side in FIG. 2. The optical axis of the emitted X-rays and the line of the rotation angle of 0° on the imaging plate 15 intersect, and as described above, the plane formed by the optical axis of the emitted X-rays and the line of the rotation angle of 0° is called the reference plane. The reference plane is the YZ plane in FIG. 2.

レーザ検出装置30の構造は特許文献1のものと同一であり、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。レーザ光を照射すると共にスピンドルモータ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(回折環の読取りデータ)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はコントローラ91から入力する指令により、レーザ検出装置30に対し、レーザ光出射、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。レーザ検出制御回路77のこれらの機能は特許文献2のX線回折測定装置と同じである。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2のX線回折測定装置と同じである。 The structure of the laser detection device 30 is the same as that of Patent Document 1, and it irradiates the imaging plate 15 with laser light and detects the intensity of diffracted X-rays at the laser light irradiation position from the intensity of the light emitted from the imaging plate 15. By irradiating the laser light and rotating the spindle motor 27 and moving the laser detection device 30 by the moving mechanism 100, the irradiation point of the laser light on the imaging plate 15 moves in a spiral shape, and the intensity of diffracted X-rays at each position on the imaging plate 15 can be detected. At this time, the rotation angle detection circuit 75 detects the rotation angle and the position detection circuit 72 detects the movement position at the same timing as the laser detection device 30 detects the intensity of the diffracted X-rays, and if these data groups are input to the controller 91 and the movement position is converted into a radial position, these data groups are the intensity distribution data of the diffracted X-rays on the imaging plate 15 (diffraction ring reading data). The laser detection control circuit 77 shown in FIG. 1 is a circuit that represents a plurality of circuits shown in FIG. 1 of Patent Document 1 that control the laser detection device 30 and a plurality of circuits that input signals from the laser detection device 30 and output data, all together. The laser detection control circuit 77 performs control of the laser detection device 30, such as laser light emission, intensity control of the emitted laser light, and focusing control of the laser light irradiation point on the imaging plate 15, and outputs instantaneous value data of a signal corresponding to the diffracted X-ray intensity input from the laser detection device 30 to the controller 91, in response to a command input from the controller 91. These functions of the laser detection control circuit 77 are the same as those of the X-ray diffraction measurement device of Patent Document 2. In addition, the laser detection device 30 is provided with an LED light source, and when the LED light is irradiated from the LED light source to the imaging plate 15, the captured diffraction ring is erased. When a command is input from the controller 91, the LED drive circuit 84 outputs a drive signal that causes the LED light source to emit LED light of a predetermined intensity. This function of the laser detection device 30 and the LED drive circuit 84 is also the same as that of the X-ray diffraction measurement device of Patent Document 2.

図3に示すように、モータ固定ブロック111は板状プレート26と対向する面にレーザ出射器40を、半円形状のベルト47-1,47-2の先端をボルトによりモータ固定ブロック111に締め込むことで取り付けており、可視のレーザ光を三角状ブロック48に向けて出射する。レーザ出射器40は円筒状の枠体41、レーザ光源42、円盤状ブロック43、円筒状ブロック44、コリメーティングレンズ45及びレンズ枠46から構成されており、レーザ光源42から出射されたレーザ光をコリメーティングレンズ45で平行にすることで、平行なレーザ光を出射する。そして、前述したように、このレーザ光の光軸は三角状ブロック48の貫通孔48aの中心軸と一致しており、ハーフミラー49で反射することで、出射X線の光軸と同一の光軸でX線回折測定装置1から出射される。レーザ光源42は円筒状ブロック44に固着され、円筒状ブロック44が円筒状の枠体41の内側に固着されることで、枠体41の内側に取り付けられている。レーザ光源42の近傍にある枠体41の端部には、孔43aが形成された円盤状ブロック43が固着され、円筒状ブロック44を枠体41の内側に固着する際、レーザ光源42を押しつけることでレーザ光源42の位置を定めることができるとともに、孔43aを介してレーザ光源42へ配線することができるようになっている。コリメーティングレンズ45はレンズ枠体46の孔46aに固定され、レンズ枠体46が枠体41の内側に固定されることで、枠体41のもう1方の端部に固定されている。レーザ光源42には図1に示すレーザ駆動回路85から設定された強度のレーザ光を出射するための駆動信号が入力するようになっており、レーザ駆動回路85はコントローラ91から作動指令が入力すると、駆動信号を出力するようになっている。よって、コントローラ91が作動指令をレーザ駆動回路85とX線制御回路71に出力すると、X線回折測定装置1の円形孔50c1から、出射X線と可視のレーザ光が同じ光軸で出射する。 As shown in FIG. 3, the laser emitter 40 is attached to the motor fixing block 111 on the surface facing the plate 26 by fastening the tips of semicircular belts 47-1 and 47-2 to the motor fixing block 111 with bolts, and emits visible laser light toward the triangular block 48. The laser emitter 40 is composed of a cylindrical frame 41, a laser light source 42, a disk-shaped block 43, a cylindrical block 44, a collimating lens 45, and a lens frame 46, and emits parallel laser light by collimating the laser light emitted from the laser light source 42 with the collimating lens 45. As described above, the optical axis of this laser light coincides with the central axis of the through hole 48a of the triangular block 48, and is reflected by the half mirror 49, so that it is emitted from the X-ray diffraction measurement device 1 with the same optical axis as the optical axis of the emitted X-ray. The laser light source 42 is fixed to a cylindrical block 44, and the cylindrical block 44 is fixed to the inside of the cylindrical frame 41, thereby attaching the laser light source 42 to the inside of the frame 41. A disk-shaped block 43 having a hole 43a is fixed to the end of the frame 41 near the laser light source 42, and when the cylindrical block 44 is fixed to the inside of the frame 41, the laser light source 42 can be pressed against the disk-shaped block 43 to determine the position of the laser light source 42, and wiring to the laser light source 42 can be performed through the hole 43a. The collimating lens 45 is fixed to a hole 46a of a lens frame 46, and the lens frame 46 is fixed to the inside of the frame 41, thereby fixing the lens frame 46 to the other end of the frame 41. A driving signal for emitting a laser beam of a set intensity is input to the laser light source 42 from a laser driving circuit 85 shown in FIG. 1, and the laser driving circuit 85 outputs a driving signal when an operation command is input from a controller 91. Therefore, when the controller 91 outputs an operation command to the laser drive circuit 85 and the X-ray control circuit 71, the emitted X-rays and visible laser light are emitted on the same optical axis from the circular hole 50c1 of the X-ray diffraction measurement device 1.

図2に示すように、移動機構100の固定ブロック107は下面に凸部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は結像レンズを取り付けた円筒部を、底面に撮像器を取り付けた円柱形状の枠体に取り付けた構造をしており、該枠体を孔108aに固定することでカメラCAは凸部108に固定されている。カメラCAの結像レンズの光軸は、撮像器に略垂直に入射するようになっているとともに、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)内に含まれるようになっており、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、結像レンズの光軸はカメラCAの移動位置すべてにおいて基準平面内に含まれる。これらの構造は特許文献2のX線回折測定装置と同じである。また、カメラCAは、コントローラ91に入力装置92からの入力により照射点-撮像面間距離及びX線入射角が設定されると、コントローラ91がフィードモータ制御回路73に指令を出力することで、移動位置が設定される。その移動位置は、設定通りの照射点-撮像面間距離及びX線入射角で可視のレーザ光が照射され、X線照射点における測定対象物OBの法線が基準平面に含まれるとき、測定対象物OBでのレーザ光の反射光がカメラCAの結像レンズの中心を通る移動位置である。コントローラ91には照射点-撮像面間距離及びX線入射角とカメラCAの移動位置との関係テーブルが記憶されており、照射点-撮像面間距離及びX線入射角が入力されると、コントローラ91は該関係テーブルからカメラCAの移動位置を算出してフィードモータ制御回路73に出力する。この機能も特許文献2のX線回折測定装置と同じである。 2, the fixed block 107 of the moving mechanism 100 has a convex portion 108 on the bottom surface, and a cylindrical hole 108a is formed in the convex portion 108, and a cylindrical camera CA is fixed to the cylindrical hole 108a. The camera CA has a structure in which a cylindrical portion with an imaging lens attached is attached to a cylindrical frame body with an imager attached to the bottom surface, and the camera CA is fixed to the convex portion 108 by fixing the frame body to the hole 108a. The optical axis of the imaging lens of the camera CA is made to enter the imager approximately perpendicularly and is included in the reference plane (a plane including the optical axis of the emitted X-ray and the line of the rotation angle 0), and the moving direction of the fixed block 107 by the moving mechanism 100 is parallel to the line of the rotation angle 0, so that the optical axis of the imaging lens is included in the reference plane at all moving positions of the camera CA. These structures are the same as those of the X-ray diffraction measurement device of Patent Document 2. In addition, when the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle are set in the controller 91 by input from the input device 92, the controller 91 outputs a command to the feed motor control circuit 73, and the movement position of the camera CA is set. The movement position is a movement position where the reflected light of the laser light from the measurement object OB passes through the center of the imaging lens of the camera CA when visible laser light is irradiated with the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle as set, and the normal of the measurement object OB at the X-ray irradiation point is included in the reference plane. The controller 91 stores a relationship table between the distance between the irradiation point and the imaging surface, the X-ray incidence angle, and the movement position of the camera CA, and when the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle are input, the controller 91 calculates the movement position of the camera CA from the relationship table and outputs it to the feed motor control circuit 73. This function is also the same as that of the X-ray diffraction measurement device of Patent Document 2.

カメラCAはデジタルカメラであり、撮像器は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又は画素位置順にコントローラ91に出力し、コントローラ91は入力したデータから撮影画像を作成して表示装置93の画面に表示させる。また、このときコントローラ91は撮影画像とは独立して、カメラCAの結像レンズの光軸が撮像器と交差する点に相当する撮影画像上の点を中心にして撮影画像を等しく4分割するクロスラインも表示する。また、上述したようにカメラCAの移動位置が設定されたとき、設定通りの照射点-撮像面間距離となるX線照射点とカメラCAの結像レンズの中心を結ぶラインが撮像器と交差する箇所に相当する撮影画像上の点に、撮影画像とは独立して、十字のクロスマークを表示する。レーザ出射器40が可視のレーザ光を出射すると、撮影画像にはレーザ光の照射点と、レーザ光が測定対象物OBで反射し、カメラCAの結像レンズで集光して撮像器で受光された点である受光点が生じるが、この十字のクロスマークは、設定された照射点-撮像面間距離及びX線入射角にするため、撮影画像上の照射点及び受光点を合致させるべき点である。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2に示されるX線回折測定装置と同じである。さらに、コントローラ91は、後述するインストールされているプログラムを実行することで撮影画像における可視のレーザ光の照射点と受光点の位置を検出し、検出した位置によりX線制御回路71にX線出射の指令と出射停止の指令を出力する制御を行う。この制御については後ほど詳細に説明する。 The camera CA is a digital camera, and the imager is composed of a CCD light receiver or a CMOS light receiver, and outputs a signal of an intensity corresponding to the light receiving intensity for each imager to the sensor signal extraction circuit 87. The sensor signal extraction circuit 87 outputs the signal intensity data for each imager of the imager together with data indicating the position (i.e. pixel position) of each imager or in the order of pixel position to the controller 91, and the controller 91 creates a captured image from the input data and displays it on the screen of the display device 93. At this time, the controller 91 also displays a cross line that divides the captured image into four equal parts, centered on a point on the captured image corresponding to the point where the optical axis of the imaging lens of the camera CA intersects with the imager, independently of the captured image. In addition, when the movement position of the camera CA is set as described above, a cross mark is displayed independently of the captured image at a point on the captured image corresponding to the point where the line connecting the X-ray irradiation point, which is the irradiation point-imaging surface distance as set, and the center of the imaging lens of the camera CA intersects with the imager. When the laser emitter 40 emits visible laser light, the captured image shows a laser light irradiation point and a light receiving point, which is a point where the laser light is reflected by the measurement object OB, focused by the imaging lens of the camera CA, and received by the imager. This cross mark is the point where the irradiation point and light receiving point on the captured image should be matched to achieve the set irradiation point-imaging surface distance and X-ray incidence angle. This function of the camera CA, the sensor signal extraction circuit 87, and the controller 91 is the same as that of the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2. Furthermore, the controller 91 detects the positions of the visible laser light irradiation point and light receiving point in the captured image by executing an installed program described later, and controls the output of an X-ray emission command and an emission stop command to the X-ray control circuit 71 based on the detected positions. This control will be described in detail later.

本実施形態の特徴とする点は、平面揺動を行いながらX線を測定対象物OB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際、カメラCAによる撮影画像における照射点および受光点の位置及びその他の特性によりX線の出射と停止を制御する点にあり、この制御はコントローラ91にインストールされているプログラムの実行により行われる。以下、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を平面揺動させてX線回折測定する方法を説明する中で、該プログラムについて説明する。 The feature of this embodiment is that when X-rays are irradiated onto the measurement object OB while performing planar oscillation and a diffraction ring is imaged on the imaging plate 15, the emission and stopping of X-rays are controlled based on the positions of the irradiation point and the receiving point in the image captured by the camera CA and other characteristics, and this control is performed by executing a program installed in the controller 91. The program will be described below in the description of a method of performing X-ray diffraction measurement by planar oscillation of the measurement object OB using an X-ray diffraction measurement system including the X-ray diffraction measurement device 1 configured as described above.

まず、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をステージ移動装置60にセットし、入力装置92からXY方向位置又はX軸方向における移動方向或いはY軸方向における移動方向を入力することで、ステージStをおおよそでX線照射点(レーザ光の照射点)が意図する位置になるようにする。次に操作者は、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。このとき、照射点-撮像面間距離のみを設定してX線入射角は予め設定されている基準値のままにすることもできる。入力がされると、コントローラ91は予め記憶されている関係テーブルからカメラCAの移動位置を算出してフィードモータ制御回路73に出力し、カメラCAは設定された位置になる。次に操作者は、入力装置92から位置及び姿勢調整の指令を入力する。これによりコントローラ91はレーザ駆動回路85とセンサ信号取出回路87に指令を出力し、可視のレーザ光が測定対象物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。操作者は、アーム式移動装置を操作して、X線回折測定装置1の位置と姿勢を調整し、X線照射点(レーザ光の照射点)が意図する位置(平面揺動の開始位置)になるようにし、撮影画像の十字のクロスマークに照射点と受光点が合致するようにする。 First, the operator turns on the power supply to operate the X-ray diffraction measurement system, sets the measurement object OB on the stage movement device 60, and inputs the XY direction position or the movement direction in the X-axis direction or the movement direction in the Y-axis direction from the input device 92 to move the stage St so that the X-ray irradiation point (irradiation point of laser light) is approximately at the intended position. Next, the operator inputs the intended irradiation point-imaging surface distance and X-ray incidence angle. At this time, it is also possible to set only the irradiation point-imaging surface distance and leave the X-ray incidence angle at a preset reference value. When the input is made, the controller 91 calculates the movement position of the camera CA from a relationship table stored in advance and outputs it to the feed motor control circuit 73, and the camera CA is at the set position. Next, the operator inputs a command to adjust the position and attitude from the input device 92. As a result, the controller 91 outputs a command to the laser drive circuit 85 and the sensor signal extraction circuit 87, and the measurement object OB is irradiated with visible laser light, and the captured image and a cross mark are displayed on the display device 93. The operator operates the arm-type moving device to adjust the position and attitude of the X-ray diffraction measurement device 1 so that the X-ray irradiation point (the irradiation point of the laser light) is in the intended position (the starting position of the planar oscillation) and so that the irradiation point and the light receiving point match the cross mark on the captured image.

このとき照射点-撮像面間距離のみを設定してX線入射角は予め設定されている基準値Θsのままであると、その設定値通りに可視のレーザ光が照射され、測定対象物OBの法線が基準平面に含まれれば、照射点と受光点は撮影画像の中心に生じる。これは、図4に示すようにX線入射角の基準値Θsは、カメラCAの結像レンズの光軸と出射X線の光軸が交差する角度の半分で設定されているため、設定値通りに可視のレーザ光が照射され、測定対象物OBの法線が基準平面に含まれれば、測定対象物OBからの反射光は結像レンズの光軸と一致するためである。よって、照射点と受光点を合致させる撮影画像の十字のクロスマークは、撮影画像を等しく4分割するクロスラインと同一になる。これに対し、照射点-撮像面間距離とX線入射角の双方を設定すると、その設定値通りに可視のレーザ光が照射され、測定対象物OBの法線が基準平面に含まれれば、照射点と受光点は撮影画像の中心からずれた位置に生じる。これは、図5に示すようにX線入射角Θ1を基準値Θsとは別の値にすると、設定値通りに可視のレーザ光が照射され、測定対象物OBの法線が基準平面に含まれても、測定対象物OBからの反射光は結像レンズの光軸とは一致しないためである。よって、撮影画像における照射点と受光点を合致させるための十字のクロスマークは、画像を等しく4分割するクロスラインとは別に表示される。 At this time, if only the distance between the irradiation point and the imaging surface is set and the X-ray incidence angle is left at the preset reference value Θs, the visible laser light is irradiated according to the set value, and if the normal of the measurement object OB is included in the reference plane, the irradiation point and the light receiving point will appear in the center of the captured image. This is because, as shown in FIG. 4, the reference value Θs of the X-ray incidence angle is set to half the angle at which the optical axis of the imaging lens of the camera CA intersects with the optical axis of the emitted X-ray, so if the visible laser light is irradiated according to the set value and the normal of the measurement object OB is included in the reference plane, the reflected light from the measurement object OB will coincide with the optical axis of the imaging lens. Therefore, the cross mark of the captured image that matches the irradiation point and the light receiving point will be the same as the cross line that divides the captured image into four equal parts. In contrast, if both the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle are set, the visible laser light is irradiated according to the set value, and if the normal of the measurement object OB is included in the reference plane, the irradiation point and the light receiving point will appear in a position shifted from the center of the captured image. This is because, as shown in Figure 5, if the X-ray incidence angle Θ1 is set to a value other than the reference value Θs, visible laser light is emitted according to the set value, and even if the normal of the measurement object OB is included in the reference plane, the reflected light from the measurement object OB does not coincide with the optical axis of the imaging lens. Therefore, the cross mark for matching the irradiation point and the light receiving point in the captured image is displayed separately from the cross lines that divide the image into four equal parts.

X線回折測定装置1の位置及び姿勢の調整が終了すると、操作者は入力装置92から位置及び姿勢調整終了の指令を入力して、レーザ光照射とカメラCAの撮影画像表示を終了させ、次に平面揺動の条件を入力する。まず、操作者は平面揺動の方向(図2のX軸方向又はY軸方向)と平面揺動の速度を入力し、平面揺動の際に、X線を照射する条件として、照射点-撮像面間距離(撮影画像上の照射点位置)の他にどのような条件を含めるか入力する。入力する条件としては、X線の入射方向(撮影画像上の受光点位置)及び照射点と受光点の面積がある。X線の入射方向とはX線入射角と測定対象物OBの法線の基準平面からのずれ角を合わせたものである。操作者は測定対象物OBの表面の状態、必要とする測定精度及び測定に要する時間から、含める条件を決めて入力する。次に操作者は平面揺動の際、X線照射停止中の移動速度をX線照射中よりも大きくしたい場合は、その移動速度も入力する。次に作業者は、平面揺動における移動距離の上限値を入力する。これは、X線照射時間が予め設定されている回折環撮像のためのX線照射時間に達しない内に、平面揺動による移動距離が測定対象物OBの長さ等の上限値を超えてしまうことを防ぐためである。 When the adjustment of the position and attitude of the X-ray diffraction measurement device 1 is completed, the operator inputs a command to end the position and attitude adjustment from the input device 92, ends the laser light irradiation and the display of the captured image by the camera CA, and then inputs the conditions for the planar oscillation. First, the operator inputs the direction of the planar oscillation (X-axis direction or Y-axis direction in FIG. 2) and the speed of the planar oscillation, and inputs what conditions to include as conditions for irradiating X-rays during the planar oscillation in addition to the distance between the irradiation point and the imaging surface (the position of the irradiation point on the captured image). The conditions to be input include the direction of incidence of the X-rays (the position of the light receiving point on the captured image) and the areas of the irradiation point and the light receiving point. The direction of incidence of the X-rays is the combination of the X-ray incidence angle and the deviation angle of the normal of the object OB from the reference plane. The operator determines and inputs the conditions to be included based on the surface condition of the object OB, the required measurement accuracy, and the time required for measurement. Next, if the operator wants to make the movement speed during the planar oscillation faster when X-ray irradiation is stopped than during X-ray irradiation, he or she also inputs the movement speed. Next, the operator inputs the upper limit of the travel distance during planar oscillation. This is to prevent the travel distance due to planar oscillation from exceeding the upper limit of the length of the object to be measured OB before the X-ray exposure time reaches the X-ray exposure time for imaging the diffraction ring that is set in advance.

次に、操作者は入力装置92から測定開始の指令を入力する。これにより、コントローラ91はスピンドルモータ27を低速回転させ、イメージングプレート15を回転角度0の状態にした後、図6に示すフローのプログラムと図7に示すフローのプログラムをスタートさせる。また、撮影画像データが入力するごとに照射点位置、受光点位置、及び照射点と受光点の面積を検出するプログラムをスタートさせる。以下、図6に示すフローに沿って説明する。測定開始の指令が入力装置92から入力されると、コントローラ91はステップS1にてプログラムをスタートし、ステップS2にてX線出射中とX線出射停止中を識別する数値であるnを1にする。nは0がX線出射中を意味し、1がX線出射停止中を意味する。次にステップS3にてX線照射時間である積算時間Aをリセットして0にし、ステップS4にて位置検出回路68,70の内、平面揺動の移動方向に相当する方の回路が出力している移動位置T1をメモリに取込む。次にステップS5にてフィードモータ制御回路67,69の内、平面揺動の移動方向に相当する方の回路に移動指令と移動速度を出力する。このときの移動速度は、X線照射中の移動速度であり、X線照射停止中の移動速度よりも小さい移動速度である。これによりステージStは、先に入力装置92からの入力で設定された移動方向に設定された移動速度で移動を開始する。次にステップS6にてレーザ駆動回路85に指令を出力してレーザ光照射を開始し、ステップS7にてセンサ信号取出回路87に指令を出力して、カメラCAの撮影画像データをコントローラ91に出力させることを開始させる。上述したように、コントローラ91は、撮影画像データが入力するごとに照射点位置、受光点位置、及び照射点と受光点の面積を検出するプログラムをスタートさせているので、カメラCAの撮影画像データが入力するのとほぼ同じタイミングで照射点位置、受光点位置、及び照射点と受光点の面積のデータが取得される。ステップS8乃至ステップS12は、撮影画像データが入力するまで待つためのフローで、待っている間にX線照射時間及び移動距離が上限値を超えていないか判定することも行っている。この判定については後述する。撮影画像データが入力するとステップS8にてYESと判定してステップS13へ行き、ステップS13乃至ステップS17にて、取得された照射点位置、受光点位置、及び照射点と受光点の面積の値が許容内か否かの判定を行う。 Next, the operator inputs a command to start measurement from the input device 92. As a result, the controller 91 rotates the spindle motor 27 at a low speed, sets the imaging plate 15 to a rotation angle of 0, and then starts the program of the flow shown in FIG. 6 and the program of the flow shown in FIG. 7. In addition, a program for detecting the irradiation point position, the light receiving point position, and the area of the irradiation point and the light receiving point is started every time photographed image data is input. The following will be explained along the flow shown in FIG. 6. When a command to start measurement is input from the input device 92, the controller 91 starts the program in step S1, and in step S2, sets n, which is a number that distinguishes between X-ray emission and X-ray emission stop, to 1. n means that 0 is X-ray emission, and 1 means that X-ray emission is stopped. Next, in step S3, the integrated time A, which is the X-ray irradiation time, is reset to 0, and in step S4, the moving position T1 output by the circuit corresponding to the moving direction of the planar oscillation among the position detection circuits 68 and 70 is taken into memory. Next, in step S5, a movement command and a movement speed are output to one of the feed motor control circuits 67 and 69, which corresponds to the movement direction of the planar oscillation. The movement speed at this time is the movement speed during X-ray irradiation, which is smaller than the movement speed during X-ray irradiation stop. As a result, the stage St starts moving at the movement speed set in the movement direction previously set by the input from the input device 92. Next, in step S6, a command is output to the laser drive circuit 85 to start laser light irradiation, and in step S7, a command is output to the sensor signal extraction circuit 87 to start outputting the photographed image data of the camera CA to the controller 91. As described above, the controller 91 starts a program for detecting the irradiation point position, the light receiving point position, and the area of the irradiation point and the light receiving point each time the photographed image data is input, so that the data of the irradiation point position, the light receiving point position, and the area of the irradiation point and the light receiving point are obtained at approximately the same timing as the photographed image data of the camera CA is input. Steps S8 to S12 are a flow for waiting until captured image data is input, and while waiting, it is also determined whether the X-ray exposure time and travel distance exceed the upper limit. This determination will be described later. When captured image data is input, step S8 determines YES and proceeds to step S13, and in steps S13 to S17, it is determined whether the acquired values of the irradiation point position, light receiving point position, and area of the irradiation point and light receiving point are within the allowable range.

ただし、上述したように、X線を照射する条件において、照射点-撮像面間距離(撮影画像上の照射点位置)は必須であるが、X線の入射方向(撮影画像上の受光点位置)及び照射点と受光点の面積は条件に含めるか否かを選択できるようになっている。よって、ステップS13にて照射点位置が許容範囲内であるか否かを判定する以外は、条件に含まれるか否かが判定されてから判定が行われる。そして、すべて許容範囲内である場合はステップS18乃至ステップS23の処理が行われ、1つでも許容範囲外がある場合は、ステップS24乃至ステップS29の処理が行われる。ステップS18乃至ステップS23はX線を出射するための処理である。上述したようにnはX線出射中とX線出射停止中を0と1で識別する数値であり、プログラムがスタートした時点では0であるため、ステップS18にてYESと判定されてステップS19に行く。ステップS19にてX線制御回路71に指令が出力されてX線が測定対象物OBに照射され、イメージングプレート15に回折環が撮像され始める。次にステップS20にてX線照射時間である積算時間Aの計測を開始し、ステップS21及びステップS22にて、先に測定条件を入力した際、X線照射中の移動速度よりX線照射停止中の移動速度を大きくするようにした場合は、フィードモータ制御回路67又は69へX線照射中の移動速度である低速の移動速度を出力する。ただし、プログラムがスタートした時点では低速の移動速度になっているので、移動速度は変化しない。次にステップS23にてX線出射中とX線出射停止中を識別するnを0(X線出射中)にしてステップS8に戻る。以後、ステップS13乃至ステップS17の処理にて、すべて許容範囲内であると判定されても、nが0であればステップS18にてNoと判定されてステップS8に戻るので、最初にステップS18乃至ステップS23にて行った処理であるX線照射、積算時間A計測及び低速での移動はそのまま継続される。 However, as described above, the condition for irradiating X-rays requires the distance between the irradiation point and the imaging surface (the position of the irradiation point on the photographed image), but the direction of incidence of X-rays (the position of the light receiving point on the photographed image) and the area of the irradiation point and the light receiving point can be selected to be included in the condition. Therefore, except for determining whether the irradiation point position is within the allowable range in step S13, the determination is made after determining whether it is included in the condition. If all are within the allowable range, the processing of steps S18 to S23 is performed, and if any one is outside the allowable range, the processing of steps S24 to S29 is performed. Steps S18 to S23 are processes for emitting X-rays. As described above, n is a value that distinguishes between X-ray emission and X-ray emission stop with 0 and 1, and is 0 when the program starts, so YES is determined in step S18 and the program proceeds to step S19. In step S19, a command is output to the X-ray control circuit 71, X-rays are irradiated to the measurement object OB, and a diffraction ring begins to be imaged on the imaging plate 15. Next, in step S20, measurement of the accumulated time A, which is the X-ray exposure time, is started, and in steps S21 and S22, if the measurement conditions were previously input to make the movement speed during X-ray irradiation stop greater than the movement speed during X-ray irradiation, the low movement speed, which is the movement speed during X-ray irradiation, is output to the feed motor control circuit 67 or 69. However, since the movement speed is low at the time the program starts, the movement speed does not change. Next, in step S23, n, which distinguishes between X-ray emission and X-ray emission stop, is set to 0 (X-ray emission in progress) and the process returns to step S8. After this, even if it is determined that all are within the allowable range in the processes of steps S13 to S17, if n is 0, it is determined as No in step S18 and the process returns to step S8, so that the processes initially performed in steps S18 to S23, such as X-ray irradiation, measurement of accumulated time A, and movement at low speed, continue as they are.

また、ステップS18乃至ステップS23の処理で、1つでも許容範囲外があった場合は、ステップS24乃至ステップS29の処理が行われる。ただし、X線出射中とX線出射停止中を識別するnはプログラムスタート時点では1(X線出射停止中)になっているので、プログラムのスタート時点で1つでも許容範囲外があった場合は、ステップS24にてNoと判定されてステップS8に戻るので、最初の状態がそのまま継続される。そして、ステップS13乃至ステップS17の処理で、すべて許容範囲内になり、ステップS18乃至ステップS23の処理が行われた後は、nは0(X線出射中)になっているので、ステップS24にてYESと判定されてステップS25乃至ステップS29の処理が行われる。この処理は、X線照射停止、積算時間A計測停止、高速の移動速度への切り替え及びnを1(X線出射停止中)にする処理であり、以後、ステップS18乃至ステップS23の処理で、1つでも許容範囲外があった場合は、ステップS24にてNoと判定されてステップS8に戻るので、この状態が継続される。そして、ステップS13乃至ステップS17の処理で、すべて許容範囲内になった場合は、上述したように、ステップS18乃至ステップS23の処理で、X線照射、積算時間A計測及び低速の移動速度に切り替わる。このようにして、ステップS13乃至ステップS17の処理にて、撮影画像上の照射点位置、撮影画像上の受光点位置及び照射点と受光点の面積がすべて許容範囲内か否かにより、X線照射、積算時間A計測及び低速の移動とX線照射停止、積算時間A計測停止及び高速の移動の切り替えが行われる。なお、上述したように、撮影画像上の受光点位置、照射点と受光点の面積及び移動速度の切り替えは、X線照射の条件に含めるか否かを選択することができる。 If any of the following conditions is outside the allowable range in the processing of steps S18 to S23, the processing of steps S24 to S29 is performed. However, since n, which distinguishes between X-ray emission and X-ray emission stopped, is 1 (X-ray emission stopped) at the start of the program, if any of the following conditions is outside the allowable range at the start of the program, the result of step S24 is No and the program returns to step S8, so the initial state continues as it is. Then, since all conditions are within the allowable range in the processing of steps S13 to S17 and n is 0 (X-ray emission in progress) after the processing of steps S18 to S23 is performed, the result of step S24 is YES and the processing of steps S25 to S29 is performed. This process is a process of stopping X-ray irradiation, stopping the measurement of the integrated time A, switching to a high-speed movement speed, and setting n to 1 (X-ray emission stopped). If any of the processes in steps S18 to S23 are out of the allowable range, the process returns to step S8 after that, and this state continues. If all of the processes in steps S13 to S17 are within the allowable range, the process switches to X-ray irradiation, measurement of the integrated time A, and a low-speed movement speed as described above in the processes in steps S18 to S23. In this way, in the processes in steps S13 to S17, switching is performed between X-ray irradiation, measurement of the integrated time A, and low-speed movement and stopping X-ray irradiation, stopping measurement of the integrated time A, and high-speed movement depending on whether the irradiation point position on the captured image, the light-receiving point position on the captured image, and the areas of the irradiation point and the light-receiving point are all within the allowable range. As mentioned above, you can select whether or not to include the position of the light receiving point on the captured image, the area of the irradiation point and the light receiving point, and the switching of the movement speed as conditions for X-ray irradiation.

ステップS13乃至ステップS29処理を視覚的に示すと、図4及び図5の撮影画像に示すように、照射点Pが許容枠LMPの内側にあり、受光点Pが許容枠LMRの内側にあり、照射点P及び受光点Pに大きな欠けがないときに測定対象物OBにX線が照射される。そして、照射点Pが許容枠LMPの外側にあるか、受光点Rが許容枠LMRの外側にあるか、照射点P及び受光点Pに大きな欠けがあると、測定対象物OBにX線は照射されない。これは、照射点-撮像面間距離が許容範囲外になるか、X線入射角又はX線照射点における測定対象物OBの法線の基準平面からのずれが許容範囲外になるか、又はX線照射点が段差のある箇所にかかった場合は、測定対象物OBにX線は照射されないということである。これにより、照射点-撮像面間距離とX線入射角が略一定の状態で、X線照射点における測定対象物OBの法線の基準平面からのずれが許容範囲内で、及びX線照射点の領域がほとんど平面の状態のときに、イメージングプレート15に回折環が撮像される。なお、繰り返すが、受光点Rの位置、照射点Pと受光点Rの面積の条件は含めるか否かを選択することができる。 To visually show the processing of steps S13 to S29, as shown in the captured images of Figures 4 and 5, X-rays are irradiated onto the measurement object OB when the irradiation point P is inside the tolerance frame LMP, the light-receiving point P is inside the tolerance frame LMR, and there are no large chips at the irradiation point P and the light-receiving point P. If the irradiation point P is outside the tolerance frame LMP, the light-receiving point R is outside the tolerance frame LMR, or there are large chips at the irradiation point P and the light-receiving point P, the measurement object OB is not irradiated with X-rays. This means that X-rays are not irradiated onto the measurement object OB if the distance between the irradiation point and the imaging surface is outside the tolerance range, if the X-ray incidence angle or the deviation of the normal of the measurement object OB at the X-ray irradiation point from the reference plane is outside the tolerance range, or if the X-ray irradiation point falls on a location with a step. As a result, when the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle are approximately constant, the deviation of the normal of the object to be measured OB at the X-ray irradiation point from the reference plane is within an allowable range, and the area of the X-ray irradiation point is almost flat, a diffraction ring is imaged on the imaging plate 15. As mentioned above, it is possible to select whether or not to include the conditions of the position of the light receiving point R and the areas of the irradiation point P and the light receiving point R.

図4及び図5に示すように照射点Pと受光点Rには大きさに違いがあるが、この違いは、照射点で発生した散乱光がカメラCAの結像レンズに入射して撮像器で結像した場合と、照射点からの反射光が結像レンズに入射して撮像器の手前で集光した後、やや拡散して受光した場合の違いである。よって、コントローラ91のメモリに照射点-撮像面間距離ごとの照射点Pと受光点Rの大きさを記憶しておき、測定前に入力装置92から照射点-撮像面間距離の設定値が入力されれば、コントローラ91は撮影画像にある明度の高い部分の位置を、照射点Pと受光点Rで識別して検出することができる。なお、照射点Pと受光点Rの大きさの違いが小さいときは、レーザ出射器40の制作の段階にて、出射されるレーザ光を平行から微妙に拡散又は収束させて、照射点Pと受光点Rの大きさに明らかな違いが生じるようにすればよい。 As shown in Figures 4 and 5, there is a difference in size between the irradiation point P and the light receiving point R. This difference is due to the difference between the case where scattered light generated at the irradiation point enters the imaging lens of the camera CA and is imaged by the imager, and the case where reflected light from the irradiation point enters the imaging lens, is collected in front of the imager, and is then received slightly diffused. Therefore, if the size of the irradiation point P and the light receiving point R for each irradiation point-imaging surface distance is stored in the memory of the controller 91, and the setting value of the irradiation point-imaging surface distance is input from the input device 92 before measurement, the controller 91 can identify and detect the position of the bright part in the captured image by the irradiation point P and the light receiving point R. Note that when the difference in size between the irradiation point P and the light receiving point R is small, the emitted laser light can be slightly diffused or converged from parallel light at the stage of manufacturing the laser emitter 40 so that a clear difference in size occurs between the irradiation point P and the light receiving point R.

また、図4及び図5において照射点-撮像面間距離を小さくした場合を想定するとわかるように、照射点-撮像面間距離を小さくすると、固定ブロック107の先端がイメージングプレート15の中心に近くなり、固定ブロック107はイメージングプレート15に回折X線が受光されることを妨害するため、イメージングプレート15に撮像される回折環の一部が欠けることになる。しかし、レーザ検出装置30及び固定ブロック107の図2のX軸方向の幅を小さくすれば、この欠けは少しであるため、測定結果として得られる残留応力等の測定精度には殆ど影響しない。 In addition, as can be seen by considering the case where the distance between the irradiation point and the imaging surface is reduced in Figures 4 and 5, when the distance between the irradiation point and the imaging surface is reduced, the tip of the fixed block 107 moves closer to the center of the imaging plate 15, and the fixed block 107 prevents the imaging plate 15 from receiving the diffracted X-rays, resulting in a portion of the diffraction ring imaged on the imaging plate 15 being missing. However, if the width of the laser detection device 30 and the fixed block 107 in the X-axis direction in Figure 2 is reduced, this missing is small and has almost no effect on the measurement accuracy of the residual stress obtained as a measurement result.

コントローラ91がステップS8乃至ステップS29処理を繰り返していると、測定対象物OBに断続的にX線が照射され、X線照射時間である積算時間Aは値が上昇していく。そして、予め設定されている上限値に達すると、ステップS9にてYESと判定されてステップS31へ行き、ステップS31乃至ステップS34の処理で、X線照射、レーザ光照射、カメラCAの撮影信号出力及びステージStの移動が停止して、ステップS35にてプログラムは終了する。また、積算時間Aが上限値に達しなくても、ステージStの移動距離が測定前に設定した上限値に達すると、ステップS4で取込んだ移動位置T1とステップS10で取込んだ移動位置T2の差である|T2―T1|が上限値に達するため、ステップS11にてYESと判定され、ステップS30にて表示装置93に「測定不可能」の表示を行い、ステップS31へ行く。そして、ステップS31乃至ステップS34にて、前述した処理と同じ処理が行われ、ステップS35にてプログラムは終了する。また、測定中に操作者が入力装置92から「測定中止」を入力すると、ステップS12にてYESと判定されてステップS31へ行き、ステップS31乃至ステップS34にて、前述した処理と同じ処理が行われてステップS35にてプログラムは終了する。 When the controller 91 repeats the process of steps S8 to S29, X-rays are intermittently irradiated onto the measurement object OB, and the accumulated time A, which is the X-ray irradiation time, increases in value. Then, when it reaches the upper limit value set in advance, it is judged as YES in step S9 and goes to step S31, and in the process of steps S31 to S34, the X-ray irradiation, the laser light irradiation, the image signal output of the camera CA, and the movement of the stage St are stopped, and the program ends in step S35. Even if the accumulated time A does not reach the upper limit value, when the movement distance of the stage St reaches the upper limit value set before the measurement, the difference |T2-T1| between the movement position T1 captured in step S4 and the movement position T2 captured in step S10 reaches the upper limit value, so it is judged as YES in step S11, and "measurement impossible" is displayed on the display device 93 in step S30, and it goes to step S31. Then, in steps S31 to S34, the same process as the above-mentioned process is performed, and the program ends in step S35. Furthermore, if the operator inputs "stop measurement" from the input device 92 during measurement, step S12 is judged as YES and the program proceeds to step S31, where the same processing as described above is performed in steps S31 to S34, and the program ends in step S35.

コントローラ91は、図6に示すフローのプログラムと同時に図7に示すフローのプログラムをスタートさせている。図7に示すフローのプログラムは、測定を開始してからX線照射がされている時間の割合、X線照射が終了する(回折環の撮像が終了する)までの推定の移動距離、及び現状の移動距離を表示装置93に表示するとともに、推定の移動距離が移動距離の上限値を超える場合は、警告を表示するプログラムである。以下、図7に示すフローに沿って説明する。測定開始の指令が入力装置92から入力されると、コントローラ91はステップS51にてプログラムをスタートし、ステップS52にて後述する数値の算出と判定を行う回数を意味するmを1にする。次にステップS53にて測定時間である積算時間Bをリセットして0にし、ステップS54にて積算時間Bの計測を開始して、その時間を表示装置93に表示する。次にステップS55にてNoの判定を繰り返すことで、積算時間BがΔTに達するまで待ち、積算時間BがΔTに達するとステップS56へ行き、X線出射がされている時間の割合である(積算時間A/積算時間B)を計算して表示装置93に表示する。次にステップS57にて(低速の移動速度×積算時間A+高速の移動速度×積算時間B)の計算で推定の移動距離を計算して表示装置93に表示する。次にステップS58にて推定の移動距離が移動距離の上限値を超えるか否か判定し、超えない場合はYESと判定してステップS60へ行き、超える場合はNoと判定してステップS59にて表示装置93に現状では移動距離の上限値を超えることを意味する警告を表示してステップS60へ行く。操作者は、表示装置93に警告表示が出たことを確認すると、適切な対応を選択して実施する。対応方法は、測定を継続し、X線出射がされている時間の割合が改善するか様子を見る、入力装置92から「測定中止」を入力して測定を中止する、のいずれかになる。これにより、図6のフローのプログラムのステップS11にて移動距離が上限値を超えることでYESと判定され、表示装置93に「測定不可能」の表示がされて測定が中止するよりも早く、測定を中止することが可能になる。 The controller 91 starts the program of the flow shown in FIG. 7 at the same time as the program of the flow shown in FIG. 6. The program of the flow shown in FIG. 7 is a program that displays the percentage of time during which X-ray irradiation is performed from the start of measurement, the estimated movement distance until the end of X-ray irradiation (end of imaging of the diffraction ring), and the current movement distance on the display device 93, and displays a warning if the estimated movement distance exceeds the upper limit of the movement distance. The following will be explained along the flow shown in FIG. 7. When a command to start measurement is input from the input device 92, the controller 91 starts the program in step S51, and in step S52, sets m, which means the number of times to calculate and judge the numerical values described later, to 1. Next, in step S53, the integrated time B, which is the measurement time, is reset to 0, and in step S54, the measurement of the integrated time B is started and the time is displayed on the display device 93. Next, by repeating the judgment of No in step S55, the system waits until the accumulated time B reaches ΔT, and when the accumulated time B reaches ΔT, the system proceeds to step S56, where the ratio of time during which X-rays are emitted (accumulated time A/accumulated time B) is calculated and displayed on the display device 93. Next, in step S57, an estimated moving distance is calculated by (low moving speed x accumulated time A + high moving speed x accumulated time B) and displayed on the display device 93. Next, in step S58, it is determined whether the estimated moving distance exceeds the upper limit of the moving distance, and if it does not exceed the upper limit, the system judges YES and proceeds to step S60, and if it does exceed the upper limit, the system judges No and displays a warning on the display device 93 indicating that the upper limit of the moving distance is exceeded in step S59, and proceeds to step S60. When the operator confirms that the warning display has been issued on the display device 93, he or she selects and implements an appropriate response. The response method is either to continue the measurement and see if the ratio of time during which X-rays are emitted improves, or to input "stop measurement" from the input device 92 to stop the measurement. This makes it possible to stop the measurement earlier than when the movement distance exceeds the upper limit in step S11 of the program in the flow of FIG. 6 and the answer is YES, the display device 93 displays "measurement impossible" and the measurement is stopped.

次に、コントローラ91はステップS60にて、現状の移動距離である移動位置T2と移動位置T1の差を表示装置93に表示する。次に、ステップS61にて積算時間Aが上限値に達していないことを判定し、ステップS62にて現状の移動距離が上限値に達していないことを判定し、ステップS63にて「測定中止」が入力されていないことを判定し、ステップS64にてmをインクリメントしてステップS55に戻る。よって、ステップS56乃至ステップS64の処理により、表示装置93に、X線出射がされている時間の割合、X線照射終了までの推定の移動距離、及び現状の移動距離が表示され、推定の移動距離が移動距離の上限値を超える場合は、警告も表示される。ステップS55に戻ると、積算時間Bが2ΔTになるまで待ってステップS56へ行き、ステップS56乃至ステップS64にて上述した処理と同じ処理が行われてステップS55に戻る。次に積算時間Bが3ΔTになるまで待って、上述した処理と同じ処理が行われる。このようにして、ΔT、2ΔT、3ΔT・・・と、積算時間BがΔT経過するごとに、表示装置93に、X線出射がされている時間の割合、X線照射終了までの推定の移動距離、及び現状の移動距離が表示され、推定の移動距離が移動距離の上限値を超える場合は、警告が表示される。そして、X線照射時間である積算時間Aが上限値に達するか、現状の移動距離である|T2―T1|が上限値に達するか、又は「測定中止」が入力されると、ステップS61乃至ステップS63のいずれかでYESの判定がされ、ステップS65へ行き、プログラムは終了する。 Next, in step S60, the controller 91 displays the difference between the moving position T2 and the moving position T1, which is the current moving distance, on the display device 93. Next, in step S61, it is determined that the accumulated time A has not reached the upper limit, in step S62, it is determined that the current moving distance has not reached the upper limit, in step S63, it is determined that "stop measurement" has not been input, and in step S64, m is incremented and the process returns to step S55. Therefore, by the processing of steps S56 to S64, the display device 93 displays the percentage of time during which X-rays are being emitted, the estimated moving distance until the end of X-ray irradiation, and the current moving distance, and if the estimated moving distance exceeds the upper limit of the moving distance, a warning is also displayed. When returning to step S55, it waits until the accumulated time B becomes 2ΔT, goes to step S56, and the same processing as the processing described above is performed in steps S56 to S64, and returns to step S55. Next, it waits until the accumulated time B becomes 3ΔT, and the same processing as the processing described above is performed. In this way, each time ΔT of accumulated time B elapses (ΔT, 2ΔT, 3ΔT, ...), the display device 93 displays the percentage of time during which X-rays are being emitted, the estimated distance traveled until the end of X-ray irradiation, and the current distance traveled, and if the estimated distance traveled exceeds the upper limit of the distance traveled, a warning is displayed. Then, when accumulated time A, which is the X-ray irradiation time, reaches the upper limit, or |T2-T1|, which is the current distance traveled, reaches the upper limit, or "stop measurement" is input, a YES judgment is made in any of steps S61 to S63, the program proceeds to step S65, and ends.

図6及び図7のフローのプログラムが終了すると、撮影画像データが入力するごとに照射点位置、受光点位置、及び照射点と受光点の面積を検出するプログラムも終了し、コントローラ91は別のプログラムを作動させて測定を継続する。これは、積算時間Aが上限値に達して図6及び図7のフローのプログラムが終了した場合は、回折環の読取り、回折環の消去及び残留応力等の特性値の算出であり、移動距離が上限値に達した場合と「測定中止」を入力して終了した場合は、回折環の消去である。これらの工程におけるコントローラ91とX線回折測定装置1の各回路の作動は特許文献2に示されているX線回折測定システムと同じである。そして、残留応力等の特性値の算出が終了すると、コントローラ91は表示装置93に、残留応力等の特性値、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する。また、一定時間間隔で取得される撮影画像上の照射点位置のデータを照射点-撮像面間距離に変換し、平面揺動のラインにおける測定対象物OBの表面プロファイルを計算して表示してもよい。操作者は測定が終了するとステージStから測定対象物OBを取り除き、別の測定対象物OBを載置して上述した操作と同様の操作を行って次の測定を行う。 When the programs in the flow charts in Fig. 6 and Fig. 7 are completed, the programs for detecting the positions of the irradiation point, the light receiving point, and the areas of the irradiation point and the light receiving point each time the photographed image data is input are also completed, and the controller 91 operates another program to continue the measurement. When the integrated time A reaches the upper limit and the programs in the flow charts in Fig. 6 and Fig. 7 are completed, the diffraction ring is read, the diffraction ring is erased, and characteristic values such as residual stress are calculated. When the travel distance reaches the upper limit or when "stop measurement" is input and the program is completed, the diffraction ring is erased. The operation of each circuit of the controller 91 and the X-ray diffraction measuring device 1 in these steps is the same as that of the X-ray diffraction measuring system shown in Patent Document 2. Then, when the calculation of characteristic values such as residual stress is completed, the controller 91 displays on the display device 93 characteristic values such as residual stress, measurement conditions such as the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle, and a map based on the diffracted X-ray intensity at each point of the diffraction ring. In addition, data on the position of the irradiation point on the captured image acquired at regular time intervals may be converted into the distance between the irradiation point and the imaging surface, and the surface profile of the measurement object OB on the line of planar oscillation may be calculated and displayed. When the measurement is completed, the operator removes the measurement object OB from the stage St, places another measurement object OB on it, and performs the same operation as described above to perform the next measurement.

上述したX線回折測定システムを用いて、表面が複雑なプロファイルをした測定対象物OBで平面揺動させながら回折環を撮像したとき、X線が照射される箇所を示したものが図8である。図8の(A)は測定対象物OBの表面に段差のあるピットが連続してある場合である。この場合は、測定前の入力装置92からの入力において、撮影画像における照射点の位置の他に照射点および受光点の面積の条件を加えたうえでX線回折測定を開始する。そのようにすると、図8の(A)に示されるように段差のある箇所に出射X線(可視のレーザ光)がかかると、撮影画像における照射点及び受光点は円形形状に大きな欠けが生じ、面積が大きく変化するためX線照射が中止される。また、ピットの部分は撮影画像上の照射点位置の設定位置からのずれが大きくなるためX線は照射中止されたままになる。よって、X線が照射される箇所は図にMで示されるよう、表面にピットのない箇所のみになる。 Figure 8 shows the locations where X-rays are irradiated when the diffraction ring is imaged while the measurement object OB, whose surface has a complex profile, is oscillated in a plane using the above-mentioned X-ray diffraction measurement system. Figure 8 (A) shows a case where there are continuous stepped pits on the surface of the measurement object OB. In this case, the input from the input device 92 before measurement includes the area of the irradiation point and the light receiving point in addition to the position of the irradiation point in the captured image, and then the X-ray diffraction measurement is started. In this way, when the emitted X-rays (visible laser light) are applied to the stepped location as shown in Figure 8 (A), a large circular chip occurs at the irradiation point and the light receiving point in the captured image, and the area changes significantly, so the X-ray irradiation is stopped. In addition, the deviation of the irradiation point position on the captured image from the set position is large, so the X-ray irradiation is stopped for the pit portion. Therefore, the X-ray is irradiated only to the area without pits on the surface, as shown by M in the figure.

また、図8の(B)はボルトや螺子のように、表面に断面形状が三角である箇所が連続してある場合である。この場合は、測定前の入力装置92からの入力において、撮影画像における照射点の位置の他に受光点の位置の条件を加えたうえでX線回折測定を開始する。そのようにすると、図8の(B)にMで示されるように表面の一部において、撮影画像における照射点の位置の設定位置からのずれが許容範囲内になり、受光点の位置が設定された範囲内になるためX線が照射される。三角の断面形状の右側斜面においても、照射点の位置の設定位置からのずれが許容範囲内になる箇所があるが、レーザ光の反射光は全く異なった方向に進むため、撮影画像には受光点が生ぜず、X線は照射されない。このように、表面が複雑なプロファイルをした測定対象物OBでも適切に条件を設定すれば、照射点-撮像面間距離及びX線入射角が略設定値で、基準平面に測定対象物OBにおけるX線照射点の箇所の法線が略含まれ、X線照射点のエリアのほとんどが平面であるときのみにX線を照射して回折環を撮像することができる。なお、図8の(A)及び(B)のいずれにおいても、X線が照射されるときは、平面揺動の移動速度を小さくし、X線照射が停止されるときは平面揺動の移動速度を大きくすれば、回折環撮像が完了するまでの時間を短くすることができ、X線回折測定をより効率的に行うことができる。 Figure 8B shows a case where the surface has a continuous triangular cross-sectional shape, such as a bolt or screw. In this case, the input from the input device 92 before the measurement includes the position of the light receiving point in addition to the position of the irradiation point in the captured image, and then the X-ray diffraction measurement is started. In this way, as shown by M in Figure 8B, in a part of the surface, the deviation of the position of the irradiation point in the captured image from the set position falls within the allowable range, and the position of the light receiving point falls within the set range, so that the X-ray is irradiated. There are also places on the right slope of the triangular cross-sectional shape where the deviation of the position of the irradiation point from the set position falls within the allowable range, but the reflected light of the laser light travels in a completely different direction, so no light receiving point occurs in the captured image, and no X-ray is irradiated. In this way, even if the measurement object OB has a complex surface profile, by setting the conditions appropriately, the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle are approximately set values, the reference plane approximately includes the normal to the X-ray irradiation point on the measurement object OB, and the diffraction ring can be imaged by irradiating X-rays only when most of the area of the X-ray irradiation point is flat. Note that in both (A) and (B) of FIG. 8, if the moving speed of the planar oscillation is reduced when X-rays are irradiated and the moving speed of the planar oscillation is increased when X-ray irradiation is stopped, the time until diffraction ring imaging is completed can be shortened and X-ray diffraction measurement can be performed more efficiently.

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,48b,27b,27a1,18a等からなるX線出射手段と、X線出射手段により測定対象物OBに向けてX線が照射された際、測定対象物OBにて発生した回折X線を、X線出射手段により出射される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撮像する回折環撮像手段と、X線出射手段と回折環撮像手段とを内部に配置した筐体50とを備えたX線回折測定装置1、及び測定対象物OBをX線回折測定装置1に対して相対的に測定対象物OBの表面に略平行な方向に移動させるステージ移動装置60からなるX線回折測定システムにおいて、測定対象物OBに向けて出射されるX線である出射X線の光軸と等しい光軸の平行な可視のレーザ光を出射するレーザ出射器40であって、出射X線の光路上に出射X線を通過させ、可視のレーザ光を反射させるハーフミラー49を備えるレーザ出射器40と、レーザ出射器40が可視のレーザ光を照射したときに生じるレーザ光の照射点を含む領域の画像を結像する結像レンズ、及び結像レンズにより画像が結像する箇所に配置され、結像した画像を表す撮像信号を出力する撮像器を備えるカメラCAと、カメラCAの撮像器が出力する撮像信号から撮影画像を作成するセンサ信号取出回路88及びコントローラ91内のプログラムからなる画像作成手段と、ステージ移動装置60により測定対象物OBを移動させ、X線出射手段によるX線の出射とレーザ出射器40による可視のレーザ光の出射を行っているとき、画像作成手段により作成される撮影画像におけるレーザ光の照射点位置を検出し、出射X線により測定対象物OBに形成されるX線照射点からイメージングプレート15までの距離が設定値であるときの、撮影画像におけるレーザ光の照射点位置からの検出したレーザ光の照射点の位置のずれが許容以下であるときのみ、X線出射手段にX線を出射させるコントローラ91内の制御プログラムとを備えている。 As can be understood from the above description, in the above embodiment, the X-ray emitting means is composed of the X-ray tube 10 and through holes 26a, 48b, 27b, 27a1, 18a, etc., which emit X-rays toward the object to be measured OB, and the diffraction ring imaging device receives the diffracted X-rays generated at the object to be measured OB when the X-ray emitting means irradiates the object to be measured OB with X-rays, and captures a diffraction ring, which is an image of the diffracted X-rays, on the imaging plate 15. In the X-ray diffraction measurement system, which is composed of an X-ray diffraction measurement device 1 having a housing 50 in which an X-ray emitting means and a diffraction ring imaging means are arranged, and a stage moving device 60 for moving a measurement object OB in a direction approximately parallel to a surface of the measurement object OB relative to the X-ray diffraction measurement device 1, a laser emitter 40 emits a parallel visible laser beam with an optical axis equal to the optical axis of an emitted X-ray, which is an X-ray emitted toward the measurement object OB, and a half mirror that passes the emitted X-ray on the optical path of the emitted X-ray and reflects the visible laser beam is provided. -49; a camera CA having an imaging lens that forms an image of an area including the irradiation point of the laser light generated when the laser emitter 40 irradiates visible laser light, and an imager that is placed at the location where the image is formed by the imaging lens and outputs an image signal representing the formed image; an image creation means consisting of a sensor signal extraction circuit 88 that creates a photographed image from the image signal output by the imager of the camera CA and a program in the controller 91; and a control program in the controller 91 that detects the position of the irradiation point of the laser light in the photographed image created by the image creation means when the stage moving device 60 moves the measurement object OB and the X-ray emission means emits X-rays and the laser emitter 40 emits visible laser light, and causes the X-ray emission means to emit X-rays only when the deviation of the position of the irradiation point of the laser light detected from the position of the irradiation point of the laser light in the photographed image is within the allowable range when the distance from the X-ray irradiation point formed on the measurement object OB by the emitted X-rays to the imaging plate 15 is a set value.

これによれば、X線出射手段により測定対象物OBに向けてX線が照射されているときに、レーザ出射器40により、同じ光軸の平行な可視のレーザ光を照射することができ、どのような照射点-撮像面間距離であっても、X線の照射点をレーザ光の照射点として認識することができる。そして、レーザ光の照射点をカメラCAにより撮影し、画像作成手段によりカメラCAの撮影画像を作成すると、撮影画像におけるレーザ光の照射点は、照射点-撮像面間距離により異なった位置に生じる。よって、ステージ移動装置60により測定対象物OBを移動させ、X線出射手段により測定対象物OBに向けてX線を照射し、回折環撮像手段によりイメージングプレート15に回折環を撮像する際(すなわち、平面揺動を行いながら回折環を撮像する際)、レーザ出射器40により可視のレーザ光を照射し、コントローラ91内の制御プログラムにより、撮影画像におけるレーザ光の照射点位置の、照射点-撮像面間距離が設定値であるときの撮影画像におけるレーザ光の照射点位置からのずれが許容以下のとき、X線出射手段にX線を出射させれば、照射点-撮像面間距離が略一定の状態で回折環を撮像することができる。そして、コントローラ91内の制御プログラムはコンピュータ装置にインストールされているものであり、ハードウエアの点ではX線回折測定装置1と測定対象物OBを移動させるステージ移動装置60以外に必要な機構及び装置はないので、装置の大型化とコストアップを抑制することができる。 According to this, when X-rays are irradiated toward the measurement object OB by the X-ray emitting means, the laser emitter 40 can irradiate parallel visible laser light with the same optical axis, and the irradiation point of the X-rays can be recognized as the irradiation point of the laser light regardless of the distance between the irradiation point and the imaging surface. Then, when the irradiation point of the laser light is photographed by the camera CA and an image captured by the camera CA is created by the image creation means, the irradiation point of the laser light in the captured image appears at a different position depending on the distance between the irradiation point and the imaging surface. Therefore, when the measurement object OB is moved by the stage moving device 60, the X-ray emitting means irradiates X-rays toward the measurement object OB, and the diffraction ring is imaged on the imaging plate 15 by the diffraction ring imaging means (i.e., when the diffraction ring is imaged while performing planar oscillation), the laser emitter 40 irradiates visible laser light, and when the deviation of the position of the irradiation point of the laser light in the captured image from the position of the irradiation point of the laser light in the captured image when the irradiation point-imaging surface distance is a set value is within the allowable range, the X-ray emitting means is caused to emit X-rays, so that the diffraction ring can be imaged with the irradiation point-imaging surface distance being approximately constant. The control program in the controller 91 is installed in a computer device, and in terms of hardware, no mechanism or device is required other than the X-ray diffraction measurement device 1 and the stage moving device 60 that moves the measurement object OB, so that the size and cost of the device can be suppressed.

また、上記実施形態においては、コントローラ91内の制御プログラムは、センサ信号取出回路88及びコントローラ91内のプログラムからなる画像作成手段により作成される撮影画像に、可視のレーザ光の測定対象物OBでの反射光が、結像レンズにより集光して撮像器で受光された点である受光点が生じるよう、筐体50の測定対象物OBに対する姿勢が調整されており、ステージ移動装置60により測定対象物OBを移動させ、X線出射手段によるX線の出射とレーザ出射器40による可視のレーザ光の出射を行っているとき、撮影画像における受光点の位置を検出し、可視光の照射点の位置のずれが許容以下であることに加え、受光点の位置が予め設定された範囲内にあるときのみ、X線出射手段にX線を出射させるようにしている。 In the above embodiment, the control program in the controller 91 adjusts the attitude of the housing 50 with respect to the object to be measured OB so that the captured image created by the image creation means consisting of the sensor signal extraction circuit 88 and the program in the controller 91 has a light receiving point, which is a point where the reflected light of the visible laser light from the object to be measured OB is collected by the imaging lens and received by the imager. The stage moving device 60 moves the object to be measured OB, and when the X-ray emission means emits X-rays and the laser emitter 40 emits visible laser light, the control program causes the X-ray emission means to emit X-rays only when the positional deviation of the irradiation point of the visible light is within an allowable range and the position of the light receiving point is within a preset range.

これによれば、照射点-撮像面間距離が略設定値であることに加え、X線入射角が略設定値で、基準平面に測定対象物OBにおけるX線照射点の箇所の法線が略含まれるときのみX線を照射して回折環を撮像するので、測定対象物OBの表面に短い間隔で凹凸が連続してある場合でも、精度のよい測定を行うことができる。 In this way, X-rays are irradiated and a diffraction ring is imaged only when the distance between the irradiation point and the imaging surface is approximately the set value, the X-ray incidence angle is approximately the set value, and the reference plane approximately includes the normal to the X-ray irradiation point on the measurement object OB, so accurate measurements can be performed even if the surface of the measurement object OB has continuous irregularities at short intervals.

また、上記実施形態においては、コントローラ91内の制御プログラムは、撮影画像におけるレーザ光の照射点の位置のずれが許容以下であり、受光点の位置が予め設定された範囲内であることに加え、撮影画像における照射点の面積および受光点の面積において、予め設定された面積からのずれが許容内であるときのみ、X線出射手段にX線を出射させるようにしている。 In addition, in the above embodiment, the control program in the controller 91 causes the X-ray emission means to emit X-rays only when the deviation of the position of the irradiation point of the laser light in the captured image is within an allowable range, the position of the light receiving point is within a preset range, and the deviation of the area of the irradiation point and the area of the light receiving point in the captured image from the preset area is within an allowable range.

これによれば、多数のピットがある測定対象物OB等、測定対象物OBの表面に段差のある凹凸が連続してある場合、X線照射点が凹凸の段差の箇所にかかったときX線照射が停止されるので、X線照射点の殆どのエリアにおいて照射点-撮像面間距離及びX線入射角が略設定値で、基準平面に測定対象物OBにおけるX線照射点の箇所の法線が略含まれるときのみ、X線を照射して回折環を撮像することができ、精度のよい測定を行うことができる。 According to this, when the surface of the measurement object OB has a continuous stepped unevenness, such as a measurement object OB with many pits, X-ray irradiation is stopped when the X-ray irradiation point falls on a stepped part of the unevenness, so that X-rays can be irradiated and a diffraction ring imaged only when the distance between the irradiation point and the imaging surface and the X-ray incidence angle are approximately set values in most areas of the X-ray irradiation point and the reference plane approximately includes the normal to the location of the X-ray irradiation point on the measurement object OB, allowing for highly accurate measurements.

また、上記実施形態においては、コントローラ91内の制御プログラムがX線出射手段にX線を出射させるとき、ステージ移動装置60の移動速度を小さくし、コントローラ91内の制御プログラムがX線出射手段のX線の出射を停止させるとき、ステージ移動装置60の移動速度を大きくするコントローラ91内の制御プログラムとフィードモータ制御回路67,69からなる移動制御手段を備えている。 In addition, in the above embodiment, the control program in the controller 91 reduces the moving speed of the stage moving device 60 when the control program in the controller 91 causes the X-ray emission means to emit X-rays, and increases the moving speed of the stage moving device 60 when the control program in the controller 91 causes the X-ray emission means to stop emitting X-rays. The control program in the controller 91 and the feed motor control circuits 67, 69 are used to provide a movement control means.

これによれば、測定対象物OBの表面に短い間隔で凹凸が連続してある場合でも、X線が出射される時間を長くし、X線出射が停止される時間を短くすることができるので、回折環を撮像するまでに要する時間を短くすることができ、測定効率をよくすることができる。 With this, even if the surface of the object to be measured OB has a series of irregularities at short intervals, the time for which X-rays are emitted can be lengthened and the time for which X-ray emission is stopped can be shortened, thereby shortening the time required to image the diffraction ring and improving measurement efficiency.

また、上記実施形態においては、X線出射手段によりX線の出射がされている時間である積算時間A、及びコントローラ91内の制御プログラムが制御を行っている時間である積算時間Bをそれぞれ積算して計測するコントローラ91内の時間計測手段と、時間計測手段により計測されている積算時間Aと積算時間B、予め設定されている積算時間Aの上限値、及び予め設定されているステージ移動装置60の移動速度を用いて、積算時間Aが上限値に達するまでにステージ移動装置60により移動がされる距離の推定値を計算するコントローラ91内のプログラムと、コントローラ91内のプログラムにより計算された距離の推定値と予め設定されているステージ移動装置60よる移動距離の上限値とを比較し、比較結果に基づいて表示装置93に警告を表示するコントローラ91内の別のプログラムとを備えている。 In the above embodiment, the controller 91 includes a time measurement means for accumulating and measuring an integrated time A, which is the time during which the X-ray emission means emits X-rays, and an integrated time B, which is the time during which the control program in the controller 91 performs control; a program in the controller 91 for calculating an estimate of the distance moved by the stage movement device 60 until the integrated time A reaches its upper limit, using the integrated time A and integrated time B measured by the time measurement means, a preset upper limit of the integrated time A, and a preset moving speed of the stage movement device 60; and another program in the controller 91 for comparing the estimated distance calculated by the program in the controller 91 with a preset upper limit of the moving distance by the stage movement device 60, and displaying a warning on the display device 93 based on the comparison result.

これによれば、平面揺動を行いながら回折環を撮像することを開始した直後に、コントローラ91内のプログラムが移動距離の推定値を計算し、コントローラ91内の別のプログラムが計算した距離の推定値と予め設定されている移動距離の上限値とを比較して、移動距離の推定値が移動距離の上限値より大きくなるときは、表示装置93に警告を表示することができる。すなわち、測定対象物OBの表面の凹凸の度合が大きい等の原因により、X線出射の時間が出射停止の時間より短く、回折環の撮像が終了するまでに平面揺動される距離が測定対象物OBの大きさ等の上限値を超えることが推定されるときは、測定を開始した直後に表示装置93に警告を表示することができるので、操作者が測定を中止すれば、測定に余計な時間を費やすことをなくすことができる。 According to this, immediately after starting to image the diffraction ring while performing planar oscillation, a program in the controller 91 calculates an estimate of the movement distance, and compares the estimate of the distance calculated by another program in the controller 91 with a preset upper limit of the movement distance. If the estimate of the movement distance exceeds the upper limit of the movement distance, a warning can be displayed on the display device 93. In other words, if the time for X-ray emission is shorter than the time for stopping emission due to a cause such as a large degree of unevenness on the surface of the measurement object OB, and it is estimated that the distance of the planar oscillation until the image of the diffraction ring is completed will exceed the upper limit of the size of the measurement object OB, a warning can be displayed on the display device 93 immediately after the measurement is started, so that if the operator stops the measurement, it is possible to avoid wasting extra time on the measurement.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。 Furthermore, the implementation of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the purpose of the present invention.

上記実施形態におけるX線回折測定装置1は、先行技術文献の特許文献2に示されるX線回折測定装置のように、照射点-撮像面間距離とX線入射角の設定値によりカメラCAの移動位置を変化させ、設定値通りに可視のレーザ光が照射され、基準平面に測定対象物OBにおけるX線照射点の箇所の法線が含まれれば、撮影画像にレーザ光の照射点と受光点が生じるようにした。すなわち、照射点-撮像面間距離とX線入射角を任意に設定して測定することが可能なX線回折測定装置1とした。しかし、先行技術文献の特許文献2に示されるX線回折測定装置のように、X線回折測定装置1が照射点-撮像面間距離とX線入射角が基準値であるか、定められた組み合わせのときにしか、撮影画像にレーザ光の照射点と受光点が生じない場合であっても、本発明を実施することは可能である。その場合は、照射点-撮像面間距離とX線入射角は基準値のみに設定するか、又は撮影画像における受光点の位置と受光点の面積は条件に入れないようにすればよい。 In the above embodiment, the X-ray diffraction measurement device 1 changes the moving position of the camera CA according to the set values of the irradiation point-imaging surface distance and the X-ray incidence angle, as in the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2 of the prior art document, and if the visible laser light is irradiated according to the set values and the normal of the X-ray irradiation point on the measurement object OB is included in the reference plane, the irradiation point and the light receiving point of the laser light are generated in the captured image. In other words, the X-ray diffraction measurement device 1 is capable of measuring by arbitrarily setting the irradiation point-imaging surface distance and the X-ray incidence angle. However, as in the X-ray diffraction measurement device shown in Patent Document 2 of the prior art document, even if the irradiation point and the light receiving point of the laser light are generated in the captured image only when the irradiation point-imaging surface distance and the X-ray incidence angle are the reference values or a predetermined combination is used, it is possible to implement the present invention. In that case, the irradiation point-imaging surface distance and the X-ray incidence angle can be set only to the reference values, or the position of the light receiving point and the area of the light receiving point in the captured image can be excluded from the conditions.

また、上記実施形態においては、カメラCAをレーザ検出装置30と共に固定ブロック107に取り付け、移動機構100により固定ブロック107をイメージングプレート15の半径方向に移動させることで、カメラCAの移動位置が変化させるようにした。しかし、カメラCAが出射X線の光軸からの距離が変化するように移動すれば、カメラCAの移動機構はどのようなものであってもよい。例えば、特許文献2の変形例に示されるように、カメラCAのみの移動機構を設けてもよい。 In the above embodiment, the camera CA is attached to the fixed block 107 together with the laser detection device 30, and the moving position of the camera CA is changed by moving the fixed block 107 in the radial direction of the imaging plate 15 using the moving mechanism 100. However, the moving mechanism for the camera CA may be of any type as long as the camera CA moves so as to change its distance from the optical axis of the emitted X-rays. For example, as shown in a modified example of Patent Document 2, a moving mechanism for only the camera CA may be provided.

また、上記実施形態においては、回折環撮像におけるX線照射の条件を、撮影画像における照射点位置、撮影画像における受光点位置及び撮影画像における照射点と受光点の面積とし、撮影画像における照射点位置以外は条件に含めるか否かを選択できるようにした。しかし、測定対象物OBが限定されているならば、これらの条件を固定してもよい。また、X線照射中とX線照射停止中の平面揺動の速度を変化させるか否かも選択できるようにしたが、この条件も固定してもよい。また、上記実施形態においては、撮影画像における照射点と受光点の面積としたが、いずれか一方の面積にしてもよい。 In addition, in the above embodiment, the conditions for X-ray irradiation in diffraction ring imaging are the position of the irradiation point in the captured image, the position of the light receiving point in the captured image, and the areas of the irradiation point and light receiving point in the captured image, and it is possible to select whether or not to include conditions other than the position of the irradiation point in the captured image. However, if the measurement object OB is limited, these conditions may be fixed. In addition, it is possible to select whether or not to change the speed of the planar oscillation during X-ray irradiation and when X-ray irradiation is stopped, but this condition may also be fixed. In addition, in the above embodiment, the areas of the irradiation point and light receiving point in the captured image are used, but it is also possible to use the area of either one of them.

また、上記実施形態においては、コントローラ91は図7のフローのプログラムにより推定の移動距離を計算し、この値が移動距離の上限値より大きいときは、表示装置93に警告表示を行うようにしたが、移動距離の上限値より大きいときの対応方法は様々な方法を採用することができる。例えば、予め設定された時間以上、推定の移動距離が移動距離の上限値より大きいときは、自動で測定を中止するようにしてもよいし、時間に対する推定の移動距離の変化曲線から、推定の移動距離が移動距離の上限値を下回る可能性がないと判定した時点で自動で測定を中止するようにしてもよい。また、表示装置93への警告表示に替えて又は加えてアラーム音を発生させてもよい。 In the above embodiment, the controller 91 calculates the estimated travel distance using the program of the flow in FIG. 7, and when this value is greater than the upper limit of the travel distance, a warning is displayed on the display device 93. However, various methods can be adopted as a method of dealing with the case where the travel distance is greater than the upper limit. For example, when the estimated travel distance is greater than the upper limit of the travel distance for a preset time or more, the measurement may be automatically stopped, or the measurement may be automatically stopped when it is determined from the change curve of the estimated travel distance against time that there is no possibility that the estimated travel distance will fall below the upper limit of the travel distance. Also, instead of or in addition to displaying a warning on the display device 93, an alarm sound may be generated.

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、これらの値がコントローラ91のメモリに記憶されれば、入力の仕方はどのようなものであってもよい。例えば、予めメモリに記憶されている値を呼び出してもよいし、ネット回線を通じて入力がされてもよい。又は測定対象物OBの材質等の情報を入力すると、コントローラ91にインストールされているプログラムが最適な照射点―撮像面間距離及びX線入射角を選択又は算出して記憶するようにしてもよい。 In the above embodiment, the operator inputs the intended irradiation point-imaging surface distance and X-ray incidence angle from the input device 92, but as long as these values are stored in the memory of the controller 91, any method of input may be used. For example, values previously stored in the memory may be called up, or input may be made via a network line. Alternatively, when information such as the material of the measurement object OB is input, a program installed in the controller 91 may select or calculate and store the optimal irradiation point-imaging surface distance and X-ray incidence angle.

また、上記実施形態においては、レーザ出射器40により可視の平行なレーザ光を出射X線と同じ光軸で出射するようにしたが、可視の平行光を出射X線と同じ光軸で出射できれば、出射するものはレーザ光でなくてもよい。例えばSLD(スーパールミネッセントダイオード)光源からの光であってもよいし、LED光を平行光にして出射するようにしてもよい。 In the above embodiment, the laser emitter 40 emits visible parallel laser light on the same optical axis as the emitted X-rays, but the emitted light does not have to be laser light as long as the visible parallel light can be emitted on the same optical axis as the emitted X-rays. For example, the light may be from an SLD (super luminescent diode) light source, or LED light may be converted into parallel light and emitted.

また、上記実施形態においては、X線回折測定装置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、本発明は実現することができる。例えば、特許文献3のように、イメージングプレート15と同じ広さの平面を有する固体撮像素子を備え、X線管10からのX線照射の際、固体撮像素子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することができる。また、微小サイズの固体撮像素子で位置を検出しながら走査し、固体撮像素子の各画素が出力する電気信号と固体撮像素子の走査位置から、回折環における回折X線の強度分布を検出するX線回折測定装置でも本発明は実現することができる。また、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本発明は実現することができる。なお、請求項に記載された「回折環を撮像する」なる語句は、固体撮像素子やシンチレーションカウンタのように、回折環が形成される面における位置ごとの回折X線強度を検出する場合も含むものとする。 In the above embodiment, the X-ray diffraction measurement device 1 is an apparatus that images a diffraction ring on the imaging plate 15 and detects the shape of the diffraction ring by irradiating a laser from the laser detection device 30 and detecting the intensity of the light. However, the present invention can be realized with any X-ray diffraction measurement device that can image a diffraction ring and detect the shape of the imaged diffraction ring. For example, as in Patent Document 3, the present invention can be realized with an X-ray diffraction measurement device that has a solid-state imaging element having a flat surface with the same area as the imaging plate 15 and detects the intensity distribution of diffracted X-rays in the diffraction ring by the electrical signal output from each pixel of the solid-state imaging element when irradiating X-rays from the X-ray tube 10. The present invention can also be realized with an X-ray diffraction measurement device that scans while detecting the position with a micro-sized solid-state imaging element, and detects the intensity distribution of diffracted X-rays in the diffraction ring from the electrical signal output from each pixel of the solid-state imaging element and the scanning position of the solid-state imaging element. The present invention can also be realized with an X-ray diffraction measurement device that uses a scintillation counter that detects the fluorescence emitted from a scintillator with a photomultiplier tube (PMT) instead of a solid-state imaging element. In addition, the phrase "imaging the diffraction ring" in the claims includes cases where the diffracted X-ray intensity is detected at each position on the surface where the diffraction ring is formed, such as with a solid-state imaging device or a scintillation counter.

また、上記実施形態においては、X線回折測定装置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、イメージングプレート15に回折環の撮像のみを行うX線回折測定装置であっても、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X線回折測定装置1から取り外して別の装置で行うことになる。 In the above embodiment, the X-ray diffraction measurement device 1 is a device that can image the diffraction ring and detect the shape of the imaged diffraction ring. However, the present invention can also be realized with an X-ray diffraction measurement device that only images the diffraction ring on the imaging plate 15. In such a device, the diffraction ring is read by removing the imaging plate 15 or table 16 from the X-ray diffraction measurement device 1 and using a separate device.

また、上記実施形態においては、ステージ移動装置60により測定対象物OBのXY方向位置をX線回折測定装置1に対して変化させることで平面揺動を行うようにした。しかし、これに替えてステージ移動装置60をなくし、X線回折測定装置1をXY方向に移動させる装置を設け、該装置により測定対象物OBのXY方向位置をX線回折測定装置1に対して変化させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the planar oscillation is performed by changing the XY-direction position of the measurement object OB relative to the X-ray diffraction measurement device 1 using the stage movement device 60. However, instead of this, the stage movement device 60 may be eliminated, and a device may be provided that moves the X-ray diffraction measurement device 1 in the XY directions, and the XY-direction position of the measurement object OB may be changed relative to the X-ray diffraction measurement device 1 using this device.

1…X線回折測定装置、10…X線管、11…出射口、15…イメージングプレート、15a,16a,17a,18a,21a,26a,27a1,27b、28a…貫通孔、16…テーブル、17…突出部、18…固定具、26…板状プレート、27…スピンドルモータ、28…通路部材、30…レーザ検出装置、40…レーザ出射器、41…枠体、42…レーザ光源、43…円盤状ブロック、44…円筒状ブロック、45…コリメーティングレンズ、46…レンズ枠体、47-1,47-2…ベルト、48…三角状ブロック、49…ハーフミラー、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、51…アーム式移動装置の先端、60…ステージ移動装置、61…枠体、62…フィードモータ、63…スクリューロッド、64…軸受部、65…枠体、66…フィードモータ、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、OB…測定対象物、CA…カメラ、St…ステージ 1...X-ray diffraction measurement device, 10...X-ray tube, 11...exit port, 15...imaging plate, 15a, 16a, 17a, 18a, 21a, 26a, 27a1, 27b, 28a...through hole, 16...table, 17...protrusion, 18...fixing device, 26...plate-shaped plate, 27...spindle motor, 28...passage member, 30...laser detection device, 40...laser emitter, 41 ...frame, 42...laser light source, 43...disc-shaped block, 44...cylindrical block, 45...collimating lens, 46...lens frame, 47-1, 47-2...belt, 48...triangular block, 49...half mirror, 50...housing, 50a...first bottom wall, 50c...second bottom wall, 50b...front wall, connecting wall...50d, 50e...rear wall, 50f...top wall, top inclination Wall...50g, 50h...bottom inclined wall, 50c1...circular hole, 50h1...long hole, 51...tip of arm-type moving device, 60...stage moving device, 61...frame, 62...feed motor, 63...screw rod, 64...bearing, 65...frame, 66...feed motor, 90...computer device, 91...controller, 92...input device, 93...display device, 95...high voltage power supply, 100...moving mechanism, 101...moving stage, 102...feed motor, 103...screw rod, 104...bearing, 105...guide, 106...connecting block, 107...fixed block, 108...protruding portion, 109, 110...block, 111...motor fixing block, 112...block, OB...measurement object, CA...camera, St...stage

Claims (5)

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線出射手段により前記測定対象物に向けてX線が照射された際、前記測定対象物にて発生した回折X線を、前記X線出射手段により出射される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撮像する回折環撮像手段と、
前記X線出射手段と前記回折環撮像手段とを内部に配置した筐体とを備えたX線回折測定装置、及び前記測定対象物を前記X線回折測定装置に対して相対的に前記測定対象物の表面に略平行な方向に移動させる移動装置からなるX線回折測定システムにおいて、
前記測定対象物に向けて出射されるX線である出射X線の光軸と光軸が同軸な可視光を出射する可視光出射手段であって、前記出射X線の光路上に前記出射X線を通過させ、前記可視光を反射させるハーフミラーを備える可視光出射手段と、
前記可視光出射手段が可視光を照射したときに生じる可視光の照射点を含む領域の画像を結像する結像レンズ、及び前記結像レンズにより画像が結像する箇所に配置され、結像した画像を表す撮像信号を出力する撮像器を備えるカメラと、
前記カメラの撮像器が出力する撮像信号から撮影画像を作成する画像作成手段と、
前記移動装置により前記測定対象物を移動させ、前記X線出射手段によるX線の出射と前記可視光出射手段による可視光の出射を行っているとき、前記画像作成手段により作成される撮影画像における可視光の照射点位置を検出し、前記出射X線により前記測定対象物に形成されるX線照射点から前記撮像面までの距離が設定値であるときの、前記撮影画像における可視光の照射点位置からの前記検出した可視光の照射点の位置のずれが許容以下であるときのみ、前記X線出射手段にX線を出射させるX線出射制御手段とを備えることを特徴とするX線回折測定システム。
An X-ray emission means for emitting X-rays toward a target object to be measured;
a diffraction ring imaging means for receiving diffracted X-rays generated at the object to be measured when X-rays are irradiated toward the object to be measured by the X-ray emitting means, on an imaging plane perpendicular to an optical axis of the X-rays emitted by the X-ray emitting means, and imaging a diffraction ring, which is an image of the diffracted X-rays, on the imaging plane;
an X-ray diffraction measurement system including an X-ray diffraction measurement device having a housing in which the X-ray emission means and the diffraction ring imaging means are disposed, and a moving device that moves the measurement object in a direction approximately parallel to a surface of the measurement object relative to the X-ray diffraction measurement device,
a visible light emitting means for emitting visible light having an optical axis coaxial with an optical axis of an emitted X-ray, which is an X-ray emitted toward the measurement object, the visible light emitting means including a half mirror for passing the emitted X-ray on an optical path of the emitted X-ray and reflecting the visible light;
a camera including an imaging lens that forms an image of an area including an irradiation point of visible light generated when the visible light output means emits visible light, and an imager that is disposed at a position where an image is formed by the imaging lens and outputs an image signal representing the formed image;
an image creation means for creating a photographed image from an image pickup signal output by an image pickup device of the camera;
and X-ray emission control means for detecting a position of a visible light irradiation point in a captured image created by the image creation means while the object to be measured is moved by the moving device and the X-ray emission means is emitting X-rays and the visible light emission means is emitting visible light, and causing the X-ray emission means to emit X-rays only when a deviation of the detected position of the visible light irradiation point from the position of the visible light irradiation point in the captured image when a distance from the X-ray irradiation point formed on the object to be measured by the emitted X-rays to the imaging surface is a set value.
請求項1に記載のX線回折測定システムにおいて、
前記X線出射制御手段は、前記画像作成手段により作成される撮影画像に、前記可視光の前記測定対象物での反射光が、前記結像レンズにより集光して前記撮像器で受光された点である受光点が生じるよう、前記筐体の前記測定対象物に対する姿勢が調整されており、前記移動装置により前記測定対象物を移動させ、前記X線出射手段によるX線の出射と前記可視光出射手段による可視光の出射を行っているとき、前記撮影画像における前記受光点の位置を検出し、前記可視光の照射点の位置のずれが許容以下であることに加え、前記受光点の位置が予め設定された範囲内にあるときのみ、前記X線出射手段にX線を出射させることを特徴とするX線回折測定システム。
2. The X-ray diffraction measurement system according to claim 1,
the X-ray emission control means adjusts an attitude of the housing with respect to the object to be measured so that a captured image created by the image creation means has a light receiving point, which is a point where the visible light reflected from the object to be measured is focused by the imaging lens and received by the image capture device; the X-ray emission control means moves the object to be measured by the moving device, and when the X-ray emission means is emitting X-rays and the visible light emission means is emitting visible light, detects the position of the light receiving point in the captured image, and causes the X-ray emission means to emit X-rays only when a deviation in the position of the irradiation point of the visible light is within an allowable range and the position of the light receiving point is within a predetermined range.
請求項2に記載のX線回折測定システムにおいて、
前記X線出射制御手段は、前記撮影画像における前記照射点の位置のずれが許容以下であり、前記受光点の位置が予め設定された範囲内であることに加え、前記撮影画像における前記照射点の面積および前記受光点の面積の少なくとも1つにおいて、予め設定された面積からのずれが許容内であるときのみ、前記X線出射手段にX線を出射させることを特徴とするX線回折測定システム。
3. The X-ray diffraction measurement system according to claim 2,
The X-ray diffraction measurement system is characterized in that the X-ray emission control means causes the X-ray emission means to emit X-rays only when the deviation of the position of the irradiation point in the captured image is within an allowable range, the position of the light receiving point is within a predetermined range, and in addition, the deviation of at least one of the area of the irradiation point and the area of the light receiving point in the captured image from a predetermined area is within an allowable range.
請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のX線回折測定システムにおいて、
前記X線出射制御手段が前記X線出射手段にX線を出射させるとき、前記移動装置の移動速度を小さくし、前記X線出射制御手段が前記X線出射手段のX線の出射を停止させるとき、前記移動装置の移動速度を大きくする移動制御手段を備えることを特徴とするX線回折測定システム。
4. The X-ray diffraction measurement system according to claim 1,
and movement control means for decreasing a movement speed of the movement device when the X-ray extraction control means causes the X-ray extraction means to emit X-rays, and for increasing the movement speed of the movement device when the X-ray extraction control means causes the X-ray extraction means to stop emitting X-rays.
請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のX線回折測定システムにおいて、
前記X線出射手段によりX線の出射がされている出射時間、及び前記X線出射制御手段が制御を行っている制御時間をそれぞれ積算して計測する時間計測手段と、
前記時間計測手段により計測されている出射時間と制御時間、予め設定されている前記出射時間の上限値、及び予め設定されている前記移動装置の移動速度を用いて、前記出射時間が上限値に達するまでに前記移動装置により移動がされる距離の推定値を計算する推定移動距離計算手段と、
前記推定移動距離計算手段により計算された距離の推定値と予め設定されている前記移動装置による移動距離の上限値とを比較し、前記推定値が前記上限値より大きいときは測定を中止させる比較手段とを備えることを特徴とするX線回折測定システム。
5. The X-ray diffraction measurement system according to claim 1,
a time measurement means for measuring, by integration, an emission time during which the X-ray emission means is emitting X-rays and a control time during which the X-ray emission control means is performing control;
an estimated movement distance calculation means for calculating an estimated value of a distance moved by the moving device until the emission time reaches an upper limit value, using the emission time and control time measured by the time measurement means, a preset upper limit value of the emission time, and a preset moving speed of the moving device;
and a comparison means for comparing the estimated distance calculated by the estimated movement distance calculation means with a preset upper limit value of the movement distance by the movement device, and for stopping the measurement when the estimated value is greater than the upper limit value .
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