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
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.
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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)
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.
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.
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.
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.
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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