(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024075047
(43)【公開日】2024-06-03
(54)【発明の名称】Ｘ線回折測定装置
(51)【国際特許分類】
G01N 23/20 20180101AFI20240527BHJP
G21K 5/02 20060101ALI20240527BHJP
G01N 23/207 20180101ALI20240527BHJP
【ＦＩ】
G01N23/20
G21K5/02 X
G01N23/207
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022186183
(22)【出願日】2022-11-22
(71)【出願人】
【識別番号】000005197
【氏名又は名称】株式会社不二越
(74)【代理人】
【識別番号】100176072
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 功
(74)【代理人】
【識別番号】100169225
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 明
(72)【発明者】
【氏名】乾 典規
【テーマコード（参考）】
2G001
【Ｆターム（参考）】
2G001AA01
2G001BA18
2G001CA01
2G001SA02
(57)【要約】
【課題】回折Ｘ線強度の測定精度の低下を抑制する。
【解決手段】Ｘ線を生成して測定対象物に向けて出射する管球２０と、Ｘ線の測定対象物に対する照射範囲を調整するコリメータ２２と、レーザ光を測定対象物側に出射するレーザ光源２４と、測定対象物にて回折したＸ線を検出する検出センサ４０と、を備えるＸ線回折測定装置１であって、管球２０とコリメータ２２との間に配設され、Ｘ線及びレーザ光を遮蔽する本体部５０を有する遮蔽板３２と、遮蔽板３２を、第三方向Ｄ３に沿って移動させるソレノイド３４と、ソレノイド３４を制御するコンピュータ１４と、を備え、遮蔽板３２には、レーザ光源２４からのレーザ光をコリメータ２２側に偏向させる偏向面５８と、Ｘ線をコリメータ２２側に通過させる貫通穴部６０と、が形成されている。
【選択図】図２
【解決手段】Ｘ線を生成して測定対象物に向けて出射する管球２０と、Ｘ線の測定対象物に対する照射範囲を調整するコリメータ２２と、レーザ光を測定対象物側に出射するレーザ光源２４と、測定対象物にて回折したＸ線を検出する検出センサ４０と、を備えるＸ線回折測定装置１であって、管球２０とコリメータ２２との間に配設され、Ｘ線及びレーザ光を遮蔽する本体部５０を有する遮蔽板３２と、遮蔽板３２を、第三方向Ｄ３に沿って移動させるソレノイド３４と、ソレノイド３４を制御するコンピュータ１４と、を備え、遮蔽板３２には、レーザ光源２４からのレーザ光をコリメータ２２側に偏向させる偏向面５８と、Ｘ線をコリメータ２２側に通過させる貫通穴部６０と、が形成されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｘ線を生成して測定対象物に向けて出射する管球と、前記Ｘ線の前記測定対象物に対する照射範囲を調整するコリメータと、レーザ光を前記測定対象物側に出射するレーザ光出射器と、前記測定対象物にて回折したＸ線を検出するＸ線検出器と、を備えるＸ線回折測定装置であって、
前記管球と前記コリメータとの間に配設され、前記Ｘ線及び前記レーザ光を遮蔽する本体部を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板を、前記管球の軸方向及び前記Ｘ線の出射方向に沿った方向と交差する方向に沿って移動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御部と、
を備え、
前記遮蔽板には、前記レーザ光出射器からの前記レーザ光を前記コリメータ側に偏向させる偏向部と、前記Ｘ線を前記コリメータ側に通過させる貫通穴部と、が形成されている、
Ｘ線回折測定装置。
前記管球と前記コリメータとの間に配設され、前記Ｘ線及び前記レーザ光を遮蔽する本体部を有する遮蔽板と、
前記遮蔽板を、前記管球の軸方向及び前記Ｘ線の出射方向に沿った方向と交差する方向に沿って移動させる駆動機構と、
前記駆動機構を制御する制御部と、
を備え、
前記遮蔽板には、前記レーザ光出射器からの前記レーザ光を前記コリメータ側に偏向させる偏向部と、前記Ｘ線を前記コリメータ側に通過させる貫通穴部と、が形成されている、
Ｘ線回折測定装置。
【請求項2】
前記駆動機構は、
前記レーザ光を前記測定対象物に照射させる場合には、前記偏向部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させ、
前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出する場合には、前記貫通穴部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させ、
前記Ｘ線検出器の環境ノイズを測定する場合には、前記本体部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させる、
請求項１に記載のＸ線回折測定装置。
前記レーザ光を前記測定対象物に照射させる場合には、前記偏向部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させ、
前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出する場合には、前記貫通穴部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させ、
前記Ｘ線検出器の環境ノイズを測定する場合には、前記本体部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させる、
請求項１に記載のＸ線回折測定装置。
【請求項3】
前記貫通穴部の直径は、前記コリメータの直径と略等しい、
請求項１又は２に記載のＸ線回折測定装置。
請求項１又は２に記載のＸ線回折測定装置。
【請求項4】
前記Ｘ線検出器は、前記測定対象物にて回折したＸ線を検出するセンサ部と、検出されたＸ線を電気信号に変換する回路部と、を含む検出センサである、
請求項１又は２に記載のＸ線回折測定装置。
請求項１又は２に記載のＸ線回折測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｘ線回折測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、測定対象物に向けてＸ線を照射し、当該測定対象物にて回折したＸ線の回折強度に基づき、当該測定対象物の残留応力等を測定するＸ線回折測定装置が知られている。
【0003】
このようなＸ線回折測定装置として、例えば下記特許文献１には、Ｘ線を生成して測定対象物に向けて出射する管球と、Ｘ線が測定対象物に照射される範囲を調整するコリメータと、測定対象物にて回折したＸ線を検出するＸ線検出器と、を備えるＸ線回折測定装置が開示されている。また、このようなＸ線回折測定装置においては、一般的に、Ｘ線照射点の位置決めをするためにレーザ光を測定対象物側に出射するレーザ光出射器が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２２－８１８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のＸ線回折測定装置においては、Ｘ線検出器の環境ノイズ（少なくともＸ線を測定対象物に照射させない状態での検出値）を考慮してＸ線の回折強度を測定する必要がある。従来、この環境ノイズは、Ｘ線の回折強度を測定する直前に測定しているが、例えばＸ線の回折強度を連続的に測定する場合、Ｘ線検出器の発熱やレーザ光を含む各種光源の影響等によって環境ノイズが変化する可能性がある。しかしながら、Ｘ線回折測定装置で一般的に用いられるＸ線管球では、Ｘ線のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを瞬時に行って環境ノイズを測定することは困難であるため、Ｘ線の回折強度を連続的に測定する場合等における環境ノイズの変化に起因してＸ線の回折強度の測定精度が低下するおそれがある。
【0006】
そこで、本発明は、Ｘ線の回折強度の測定精度の低下を抑制することができるＸ線回折測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第一態様に係るＸ線回折測定装置は、Ｘ線を生成して測定対象物に向けて出射する管球と、前記Ｘ線の前記測定対象物に対する照射範囲を調整するコリメータと、レーザ光を前記測定対象物側に出射するレーザ光出射器と、前記測定対象物にて回折したＸ線を検出するＸ線検出器と、を備えるＸ線回折測定装置であって、前記管球と前記コリメータとの間に配設され、前記Ｘ線及び前記レーザ光を遮蔽する本体部を有する遮蔽板と、前記遮蔽板を、前記管球の軸方向及び前記Ｘ線の出射方向に沿った方向と交差する方向に沿って移動させる駆動機構と、前記駆動機構を制御する制御部と、を備え、前記遮蔽板には、前記レーザ光出射器からの前記レーザ光を前記コリメータ側に偏向させる偏向部と、前記Ｘ線を前記コリメータ側に通過させる貫通穴部と、が形成されている。
【0008】
本発明の第二態様に係るＸ線回折測定装置では、前記駆動機構は、前記レーザ光を前記測定対象物に照射させる場合には、前記偏向部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させ、前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線を前記Ｘ線検出器で検出する場合には、前記貫通穴部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させ、前記Ｘ線検出器の環境ノイズを測定する場合には、前記本体部が前記コリメータ上に位置するように前記遮蔽板を移動させる。
【0009】
本発明の第三態様に係るＸ線回折測定装置では、前記貫通穴部の直径は、前記コリメータの直径と略等しい。
【0010】
本発明の第四態様に係るＸ線回折測定装置では、前記Ｘ線検出器は、前記測定対象物にて回折したＸ線を検出するセンサ部と、検出されたＸ線を電気信号に変換する回路部と、を含む検出センサである。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、Ｘ線の回折強度の測定精度の低下を抑制することができるＸ線回折測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】Ｘ線回折測定装置の全体構成の一例を示す図である。
【図2】Ｘ線回折測定装置が備える測定部の一部構成の一例を示す図である。
【図6】ソレノイドによって移動される遮蔽板の位置と、当該位置における遮蔽板の機能について説明するための概念図である。
【図7】変形例に係る遮蔽板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一要素又は同一機能を有する要素には可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0014】
＜全体構成＞
本実施形態に係るＸ線回折測定装置は、測定対象物にＸ線を照射し、当該測定対象物にて回折したＸ線の回折強度（以下、「回折Ｘ線強度」ともいう。）に基づき、当該測定対象物の残留応力等を測定する装置である。図１は、Ｘ線回折測定装置の全体構成の一例を示す図である。
本実施形態に係るＸ線回折測定装置は、測定対象物にＸ線を照射し、当該測定対象物にて回折したＸ線の回折強度（以下、「回折Ｘ線強度」ともいう。）に基づき、当該測定対象物の残留応力等を測定する装置である。図１は、Ｘ線回折測定装置の全体構成の一例を示す図である。
【0015】
【0016】
測定部１０は、結晶構造を有する測定対象物に向けてＸ線を射出し、当該測定対象物から回折したＸ線の回折強度を測定する測定装置である。
【0017】
扉ボックスＢは、上記測定対象物及び測定部１０を取り囲んでいる。扉ボックスＢは、扉を有しており、ユーザがその扉を開けることで測定対象物を測定部１０にセットできる。なお、扉ボックスＢは測定部１０から発生するＸ線を十分に遮蔽できる材質及び板厚とする。
【0018】
冷却チラー１２は、冷却水を貯留するタンクおよび冷却部材２８に冷却水を送るポンプから構成されており、測定部１０に搭載された検出センサ４０を有する基板２６を冷却する。なお、この冷却チラー１２は、複数存在してもよい。
【0019】
コンピュータ１４は、測定部１０に接続され、当該測定部１０を制御する制御部である。コンピュータ１４は、不図示の記憶手段に記憶されているプログラムを実行して、測定部１０を制御する。コンピュータ１４は、例えば、測定部１０が備える駆動機構であるソレノイド３４（図２参照）を制御する。また、コンピュータ１４は、測定部１０から回折Ｘ線強度の測定結果（電気信号）を受信し、当該測定結果に基づき、測定対象物の構造や特性（例えば残留応力）の分析・測定を行う。
【0020】
＜測定部１０の構成＞
図２は、Ｘ線回折測定装置１が備える測定部１０の一部構成の一例を示す図である。図２に示すように、測定部１０は、例えば、管球２０と、コリメータ２２と、レーザ光源２４と、基板２６と、冷却部材２８と、絶縁部材３０と、遮蔽板３２と、ソレノイド３４と、を備える。
図２は、Ｘ線回折測定装置１が備える測定部１０の一部構成の一例を示す図である。図２に示すように、測定部１０は、例えば、管球２０と、コリメータ２２と、レーザ光源２４と、基板２６と、冷却部材２８と、絶縁部材３０と、遮蔽板３２と、ソレノイド３４と、を備える。
【0021】
管球２０は、Ｘ線を発生させるＸ線源であって、発生したＸ線を測定対象物に向けて出射するＸ線出射器である。この管球２０は、冷却部材２８上に遮蔽板３２を介して載置されている。以下、管球２０が延在している軸方向（長手方向）を第一方向Ｄ１と称し、Ｘ線の出射方向に沿った方向（管球２０とコリメータ２２との対向方向）を第二方向Ｄ２とし、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に交差する方向（本実施形態では、略直交する方向）を第三方向Ｄ３と称する。
【0022】
コリメータ２２は、冷却部材２８において絶縁部材３０とは反対側の面（管球２０側の面）に取り付けられ、基板２６側に延伸し、管球２０から出射されたＸ線の測定対象物に対する照射範囲を調整する。コリメータ２２の先端は、基板２６の下面側に突出している。
【0023】
レーザ光源２４は、可視光であるレーザ光を出射するレーザ光出射器である。レーザ光源２４は、測定対象物に対するＸ線照射点の位置決めをするために、第二方向Ｄ２で測定対象物側（基板２６側）にレーザ光を出射する。レーザ光源２４は、例えば第三方向Ｄ３で管球２０の側方に配置されている。また、本実施形態では、レーザ光源２４のレーザ光射出口側に、プリズム固定治具３５が取り付けられている。プリズム固定治具３５は、プリズム３５ａを固定する治具である。プリズム３５ａは、プリズム固定治具３５の内部に固定されている。プリズム３５ａは、直角二等辺三角形を底面とする三角柱状の直角プリズムであって、入射してきたレーザ光を９０度偏向する。レーザ光源２４は、このプリズム３５ａにレーザ光を入射する。プリズム３５ａは、レーザ光源２４から入射されたレーザ光を、遮蔽板３２の偏向面５８（図４及び図５参照）に向けて偏向する。
【0024】
プリズム固定治具３５には、一対のロッド３６が挿入されている。各ロッド３６の一端は、連結部品３７等を介してソレノイド３４に固定されており、各ロッド３６の他端は、不図示の固定部材等を介して遮蔽板３２に固定されている。すなわち、プリズム固定治具３５は、ロッド３６を介して、ソレノイド３４と遮蔽板３２との両方に固定されている。
【0025】
基板２６は、第二方向Ｄ２で、絶縁部材３０、冷却部材２８、遮蔽板３２、及び管球２０を、この並び順で載置する。図３は、図２に示す基板２６の底面の一部拡大図である。図３に示すように、基板２６の底面（測定対象物側の面）には、測定対象物にて回折したＸ線を検出する検出センサ４０が設けられている。検出センサ４０としては、測定対象物にて回折したＸ線を検出するセンサ部と、検出したＸ線を電気信号に変換する回路部とが一体化されているものが好ましい。このような検出センサ４０としては、例えばＳＯＩ(Silicon on Insulator)センサが挙げられる。検出センサ４０は、基板２６の底面において左右に２つ設けられている。また、２つの検出センサ４０の間には、コリメータ２２が突出するための貫通孔２６Ａが形成されており、この貫通孔２６Ａからコリメータ２２が突出している。また、基板２６の底面には、検出センサ４０が変換した電気信号をコンピュータ１４に送信するためのコネクタ（不図示）等が設けられている。
【0026】
図２に戻り、冷却部材２８は、基板２６における底面と反対の面側（管球２０側）に設けられている。冷却部材２８の内部には、冷却チラー１２から不図示の冷却配管を通して送られた冷却水が循環する流路が形成されており、この流路が冷却部材２８を冷却し、ひいては、絶縁部材３０を介して基板２６の検出センサ４０を冷却する。
【0027】
絶縁部材３０は、基板２６と冷却部材２８との間に挟まれて基板２６と冷却部材２８とに接触し、電気的絶縁性及び熱伝導性を有する。このような絶縁部材３０としては、例えばシリコンシートが挙げられる。なお、絶縁部材３０には、コリメータ２２が突出する貫通穴（不図示）が形成されている。
【0028】
遮蔽板３２は、管球２０とコリメータ２２との間に配設され、Ｘ線及びレーザ光を遮蔽する本体部５０を有する。遮蔽板３２は、例えばステンレス製の平板部材である。なお、遮蔽板３２の表面は、鉛コーティング加工されていてもよい。また、遮蔽板３２の材質は、ステンレスに限らず、Ｘ線及びレーザ光を遮蔽可能な材質であれば何れの材質であってもよい。また、遮蔽板３２の板厚は、例えば１～２ｍｍ程度とされているが、これに限定されない。
【0029】
図４は、図２に示す遮蔽板３２の平面図である。図４の平面図は、遮蔽板３２を第二方向Ｄ２に沿って平面視した図（換言すると、管球２０とコリメータ２２との対向方向で遮蔽板３２を見た図）である。以下の説明において、第二方向Ｄ２に沿った平面視とは、管球２０とコリメータ２２との対向方向で見ることを示す。図５は、図４の遮蔽板３２のV-V線に沿った断面図である。図４に示すように、遮蔽板３２は、第二方向Ｄ２に沿った平面視で、長方形状を呈しており、第一方向Ｄ１で対向する一対の長辺部３２ａ，３２ｂと、第三方向Ｄ３で対向する一対の短辺部３２ｃ，３２ｄと、を有する。また、図５に示すように、第一方向Ｄ１に沿った断面で見て、遮蔽板３２は、管球２０側の上面３２ｅと、コリメータ２２側の下面３２ｆと、を有している。
【0030】
また、遮蔽板３２には、ロッド穴５２と、長穴５４と、切り欠き部５６と、偏向面５８と、貫通穴部６０と、が形成されている。ロッド穴５２は、ロッド３６が挿入される貫通穴であって、遮蔽板３２の短辺部３２ｃ側に一対形成されている。これら一対のロッド穴５２は、第一方向Ｄ１で互いに離間して対向配置されている。長穴５４は、遮蔽板３２の固定位置を決めるための貫通穴であって、遮蔽板３２の短辺部３２ｄ側に一対形成されている。これら一対の長穴５４は、第一方向Ｄ１で互いに離間して対向配置されている。
【0031】
切り欠き部５６は、遮蔽板３２の短辺部３２ｃ側を切り欠いて形成されており、プリズム３５ａの位置に対応する幅広部５６ａと、プリズム３５ａにより偏向されたレーザ光が通過する幅狭部５６ｂと、を有する。幅広部５６ａは、各ロッド穴５２の間に位置し、第二方向Ｄ２に沿った平面視で略矩形状を呈している。幅狭部５６ｂは、幅広部５６ａから第三方向Ｄ３で短辺部３２ｄ側に突き出すように幅広部５６ａと一体的に形成されており、幅広部５６ａよりも狭い幅を有する直線状を呈している。幅狭部５６ｂは、第三方向Ｄ３に沿って直進し、貫通穴部６０の手前まで延在している。幅狭部５６ｂを構成する内側面のうち、第三方向Ｄ３で貫通穴部６０に対向して位置する内側面は、遮蔽板３２の上面３２ｅ及び下面３２ｆに対し交差する傾斜面５６ｃとなっている。この傾斜面５６ｃは、遮蔽板３２の上面３２ｅから下面３２ｆに向かって上る傾斜状に形成されている。本実施形態では、傾斜面５６ｃは、遮蔽板３２の上面３２ｅ（第三方向Ｄ３に沿った平面）に対して約４５度傾斜している。
【0032】
偏向面５８は、レーザ光源２４からのレーザ光をコリメータ２２側に偏向させる偏向部である。本実施形態では、偏向面５８は、傾斜面５６ｃを鏡面加工又はプリズム加工すること等によって形成されている。偏向面５８は、プリズム３５ａによって偏向され第三方向Ｄ３に沿って幅狭部５６ｂを直進し入射してきたレーザ光を、９０度偏向させ、第二方向Ｄ２に沿ってコリメータ２２側に向かわせる。
【0033】
貫通穴部６０は、第三方向Ｄ３で、切り欠き部５６と長穴５４との間の位置に形成されている。貫通穴部６０は、遮蔽板３２の上面３２ｅから下面３２ｆまで貫通する穴であって、管球２０からのＸ線をコリメータ２２側に通過させる穴である。本実施形態において、貫通穴部６０の直径は、コリメータ２２の直径（Ｘ線照射範囲を規定する穴の直径）と略等しい。なお、略等しいとは、完全に等しい場合だけでなく、誤差の範囲等において略等しいとみなせる場合や、位置ずれ等を考慮して例えば貫通穴部６０の直径がコリメータ２２の直径よりも多少大きい場合を含んでもよい。
【0034】
図２に戻り、ソレノイド３４は、遮蔽板３２を移動させる駆動機構であって、コンピュータ１４（図１参照）によって制御される。ソレノイド３４は、ブラケット３９等の固定部材によって例えば管球２０の上方に固定されている。ソレノイド３４は、連結部品３７、ロッド３６、及びプリズム固定治具３５等を介して遮蔽板３２と連結されており、コンピュータ１４によって制御されることによって遮蔽板３２を移動させる。ソレノイド３４は、遮蔽板３２を、第三方向Ｄ３に沿って移動させる。ソレノイド３４によって遮蔽板３２が第三方向Ｄ３に沿って移動され、遮蔽板３２の位置が切り替えられることによって、遮蔽板３２の機能が切り替えられる。
【0035】
＜遮蔽板３２の位置と機能との対応関係＞
図６は、ソレノイド３４によって移動される遮蔽板３２の位置と、当該位置における遮蔽板３２の機能について説明するための概念図である。説明の便宜上、図６においては、プリズム３５ａについてはプリズム３５ａの偏向面のみを図示している。また、遮蔽板３２と冷却部材２８のみ、ハッチングを付して断面を示している。また、Ｘ線を点線で示し、レーザ光を一点鎖線で示している。
図６は、ソレノイド３４によって移動される遮蔽板３２の位置と、当該位置における遮蔽板３２の機能について説明するための概念図である。説明の便宜上、図６においては、プリズム３５ａについてはプリズム３５ａの偏向面のみを図示している。また、遮蔽板３２と冷却部材２８のみ、ハッチングを付して断面を示している。また、Ｘ線を点線で示し、レーザ光を一点鎖線で示している。
【0036】
図６の（ａ）は、遮蔽板３２の偏向面５８がコリメータ２２上に位置する場合を示す。ここで、偏向面５８がコリメータ２２上に位置するとは、第二方向Ｄ２において、コリメータ２２の直上でコリメータ２２に偏向面５８が重なっていることを示す。ソレノイド３４は、レーザ光源２４からのレーザ光を測定対象物に照射させる場合には、この図６の（ａ）に示す位置に遮蔽板３２を移動させる。この場合、図示するように、プリズム３５ａにより偏向されるとともに遮蔽板３２の偏向面５８により偏向されたレーザ光が、コリメータ２２を通過する。また、この場合、管球２０のＸ線出射口の下には、遮蔽板３２の本体部５０が位置するため、管球２０から出射されたＸ線は、この本体部５０に遮られて、コリメータ２２を通過しない。このように、遮蔽板３２の位置が図６の（ａ）に示す位置である場合には、遮蔽板３２は、レーザ光だけを測定対象物に照射させる機能を果たす。
【0037】
また、図６の（ｂ）は、遮蔽板３２の貫通穴部６０がコリメータ２２上に位置する場合を示す。ここで、貫通穴部６０がコリメータ２２上に位置するとは、第二方向Ｄ２において、コリメータ２２の直上でコリメータ２２に貫通穴部６０が重なっていることを示す。ソレノイド３４は、測定対象物にて回折したＸ線を検出センサ４０で検出する場合には、この図６の（ｂ）に示す位置に遮蔽板３２を移動させる。この場合、図示するように、管球２０から出射したＸ線が、貫通穴部６０を通過するとともにコリメータ２２を通過する。また、この場合、偏向面５８によって偏向されたレーザ光は、その直進方向がコリメータ２２とずれて位置するため、コリメータ２２を通過しない。また、当該レーザ光の直進方向には冷却部材２８が位置するため、レーザ光はこの冷却部材２８に遮られて測定対象物に照射されない。このように、遮蔽板３２の位置が図６の（ｂ）に示す位置である場合には、遮蔽板３２は、Ｘ線だけを測定対象物に照射させる機能を果たす。
【0038】
また、図６の（ｃ）は、遮蔽板３２の本体部５０がコリメータ２２上に位置する場合（偏向面５８や貫通穴部６０がコリメータ２２上に位置しない位置）を示す。ここで、本体部５０がコリメータ２２上に位置するとは、第二方向Ｄ２において、コリメータ２２の直上でコリメータ２２に本体部５０が重なっていることを示す。ソレノイド３４は、検出センサ４０の環境ノイズを測定する場合には、この図６の（ｃ）に示す位置に遮蔽板３２を移動させる。検出センサ４０の環境ノイズとは、Ｘ線（本実施形態では、Ｘ線及びレーザ光）を測定対象物に照射させない状態における検出センサ４０の検出値を示し、検出センサ４０及び基板２６の温度変化による出力電流値の変化や駆動電圧により発生する出力電流、それらの電源におけるスイッチングノイズ、レーザ光を含む各種光源の影響等を含む。この場合、図示するように、管球２０から出射したＸ線は、遮蔽板３２の本体部５０に遮られてコリメータ２２を通過しない。また、遮蔽板３２の偏向面５８によって偏向されたレーザ光は、その直進方向がコリメータ２２とずれて位置するため、コリメータ２２を通過しない。また、当該レーザ光の直進方向には冷却部材２８が位置するため、レーザ光はこの冷却部材２８に遮られて測定対象物に照射されない。このように、遮蔽板３２の位置が図６の（ｃ）に示す位置である場合には、遮蔽板３２は、Ｘ線及びレーザ光の何れも測定対象物に照射させないように遮蔽する機能を果たす。これにより、Ｘ線及びレーザ光が出力ＯＮ状態のままであっても、Ｘ線及びレーザ光を測定対象物に照射させずに環境ノイズを測定可能な状態を実現させることができる。
【0039】
＜作用効果＞
以上、本実施形態に係るＸ線回折測定装置１は、Ｘ線を生成して測定対象物に向けて出射する管球２０と、Ｘ線の測定対象物に対する照射範囲を調整するコリメータ２２と、レーザ光を測定対象物側に出射するレーザ光源２４（レーザ光出射器）と、測定対象物にて回折したＸ線を検出する検出センサ４０（Ｘ線検出器）と、を備えるＸ線回折測定装置であって、管球２０とコリメータ２２との間に配設され、Ｘ線及びレーザ光を遮蔽する本体部５０を有する遮蔽板３２と、遮蔽板３２を、第一方向Ｄ１（管球２０の軸方向）及び第二方向Ｄ２（Ｘ線の出射方向に沿った方向）と交差する第三方向Ｄ３に沿って移動させるソレノイド３４（駆動機構）と、ソレノイド３４を制御するコンピュータ１４（制御部）と、を備え、遮蔽板３２には、レーザ光源２４からのレーザ光をコリメータ２２側に偏向させる偏向面５８と、Ｘ線をコリメータ２２側に通過させる貫通穴部６０と、が形成されている。
この構成によれば、遮蔽板３２を第三方向Ｄ３に沿って移動させることにより、遮蔽板３２における本体部５０、偏向面５８、及び貫通穴部６０のそれぞれを、コリメータ２２上に位置させたり、コリメータ２２上からずらして位置させたりすることができる。これにより、上述したように遮蔽板３２の機能を切り替えて、Ｘ線及びレーザ光の測定対象物に対する照射の有無を切り替えることができる。よって、例えば回折Ｘ線強度の測定を連続的に行いながら、途中で図６の（ｃ）に示すようにＸ線を測定対象物に照射させない位置に遮蔽板３２を移動させることで、Ｘ線を停止させずに環境ノイズを適宜測定することができる。そして、この適宜測定した環境ノイズを考慮して回折Ｘ線強度を測定することができるため、環境ノイズの変化に起因して回折Ｘ線強度の測定精度が低下することを抑制することができる。
以上、本実施形態に係るＸ線回折測定装置１は、Ｘ線を生成して測定対象物に向けて出射する管球２０と、Ｘ線の測定対象物に対する照射範囲を調整するコリメータ２２と、レーザ光を測定対象物側に出射するレーザ光源２４（レーザ光出射器）と、測定対象物にて回折したＸ線を検出する検出センサ４０（Ｘ線検出器）と、を備えるＸ線回折測定装置であって、管球２０とコリメータ２２との間に配設され、Ｘ線及びレーザ光を遮蔽する本体部５０を有する遮蔽板３２と、遮蔽板３２を、第一方向Ｄ１（管球２０の軸方向）及び第二方向Ｄ２（Ｘ線の出射方向に沿った方向）と交差する第三方向Ｄ３に沿って移動させるソレノイド３４（駆動機構）と、ソレノイド３４を制御するコンピュータ１４（制御部）と、を備え、遮蔽板３２には、レーザ光源２４からのレーザ光をコリメータ２２側に偏向させる偏向面５８と、Ｘ線をコリメータ２２側に通過させる貫通穴部６０と、が形成されている。
この構成によれば、遮蔽板３２を第三方向Ｄ３に沿って移動させることにより、遮蔽板３２における本体部５０、偏向面５８、及び貫通穴部６０のそれぞれを、コリメータ２２上に位置させたり、コリメータ２２上からずらして位置させたりすることができる。これにより、上述したように遮蔽板３２の機能を切り替えて、Ｘ線及びレーザ光の測定対象物に対する照射の有無を切り替えることができる。よって、例えば回折Ｘ線強度の測定を連続的に行いながら、途中で図６の（ｃ）に示すようにＸ線を測定対象物に照射させない位置に遮蔽板３２を移動させることで、Ｘ線を停止させずに環境ノイズを適宜測定することができる。そして、この適宜測定した環境ノイズを考慮して回折Ｘ線強度を測定することができるため、環境ノイズの変化に起因して回折Ｘ線強度の測定精度が低下することを抑制することができる。
【0040】
また、本実施形態では、ソレノイド３４は、レーザ光を測定対象物に照射させる場合には、偏向面５８がコリメータ２２上に位置するように遮蔽板３２を移動させ（図６の（ａ）参照）、測定対象物にて回折したＸ線を検出センサ４０で検出する場合には、貫通穴部６０がコリメータ２２上に位置するように遮蔽板３２を移動させ（図６の（ｂ）参照）、検出センサ４０の環境ノイズを測定する場合には、本体部５０がコリメータ２２上に位置するように遮蔽板３２を移動させる（図６の（ｃ）参照）。
この構成によれば、図６の（ａ）～（ｃ）に示す各位置に遮蔽板３２を移動させることにより、遮蔽板３２の機能を適切に切り替えることができ、上記効果を好適に奏する。また、本実施形態では、偏向されたレーザ光がコリメータ２２を通過するため、測定対象物に対するレーザ光の照射位置とコリメータ２２により測定対象物に照射されるＸ線照射位置とが略一致する。このため、測定部１０の位置調整を行う既知の自動ステージ等を用いて、レーザ光の照射位置にＸ線照射位置を合わせる位置合わせが不要とすることができ、レーザ光の照射位置とＸ線照射位置との位置ずれに起因した回折Ｘ線強度の測定精度の低下を抑制することができる。また、本実施形態では、管球２０とコリメータ２２との間に遮蔽板３２が位置しており、管球２０から出射されたＸ線が、遮蔽板３２の貫通穴部６０を通過するとともにコリメータ２２を通過するため、管球２０とコリメータ２２との間の隙間が減りＸ線の直進性を向上させることができる。その結果、回折Ｘ線強度の測定精度を向上させることができる。
この構成によれば、図６の（ａ）～（ｃ）に示す各位置に遮蔽板３２を移動させることにより、遮蔽板３２の機能を適切に切り替えることができ、上記効果を好適に奏する。また、本実施形態では、偏向されたレーザ光がコリメータ２２を通過するため、測定対象物に対するレーザ光の照射位置とコリメータ２２により測定対象物に照射されるＸ線照射位置とが略一致する。このため、測定部１０の位置調整を行う既知の自動ステージ等を用いて、レーザ光の照射位置にＸ線照射位置を合わせる位置合わせが不要とすることができ、レーザ光の照射位置とＸ線照射位置との位置ずれに起因した回折Ｘ線強度の測定精度の低下を抑制することができる。また、本実施形態では、管球２０とコリメータ２２との間に遮蔽板３２が位置しており、管球２０から出射されたＸ線が、遮蔽板３２の貫通穴部６０を通過するとともにコリメータ２２を通過するため、管球２０とコリメータ２２との間の隙間が減りＸ線の直進性を向上させることができる。その結果、回折Ｘ線強度の測定精度を向上させることができる。
【0041】
また、本実施形態では、貫通穴部６０の直径は、コリメータ２２の直径と略等しい。
この構成によれば、Ｘ線の直進性を更に向上させることができる結果、回折Ｘ線強度の測定精度を更に向上させることができる。
この構成によれば、Ｘ線の直進性を更に向上させることができる結果、回折Ｘ線強度の測定精度を更に向上させることができる。
【0042】
また、本実施形態では、検出センサ４０は、測定対象物にて回折したＸ線を検出するセンサ部と、検出されたＸ線を電気信号に変換する回路部と、を含む検出センサ（ＳＯＩセンサ）である。
このような構成とした場合、検出センサ４０が熱を発し易く環境ノイズが変化し易いため、環境ノイズの変化に起因した回折Ｘ線強度の測定精度の低下を抑制するという効果を好適に発揮することができる。
このような構成とした場合、検出センサ４０が熱を発し易く環境ノイズが変化し易いため、環境ノイズの変化に起因した回折Ｘ線強度の測定精度の低下を抑制するという効果を好適に発揮することができる。
【0043】
＜変形例＞
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記の実施形態に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記の実施形態及び後述する変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記の実施形態に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記の実施形態及び後述する変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【0044】
例えば、上記実施形態では、レーザ光源２４からプリズム３５ａに向けてレーザ光を入射し、プリズム３５ａにより偏向され偏向面５８に入射されたレーザ光を当該偏向面５８で更にコリメータ２２側に偏向させる例について説明したが、この例に限らない。例えば、レーザ光源２４の向きを第三方向Ｄ３に沿って横向きに配置し、レーザ光源２４からのレーザ光を第三方向Ｄ３に沿って偏向面５８に直接入射させてもよい。すなわち、測定部１０は、プリズム固定治具３５及びプリズム３５ａを有していなくてもよい。
【0045】
また、プリズム固定治具３５及びプリズム３５ａに代えて、遮蔽板３２が、レーザ光源２４からのレーザ光を偏向面５８に入射させる偏向部を備えていてもよい。この場合の具体例について、図７を参照して説明する。図７は、変形例に係る遮蔽板３２Ａの平面図であって、図３に対応する図である。遮蔽板３２Ａは、以下で説明する構成以外は、遮蔽板３２と同様の構成を有する。図７に示すように、遮蔽板３２Ａには、幅広部５６ａが形成されていない代わりに、幅狭部５６ｂが各ロッド穴５２の間から貫通穴部６０の手前まで延在している。また、幅狭部５６ｂを構成する内側面のうち傾斜面５６ｃに対向する内側面（ロッド穴５２の間に位置する内側面）は、傾斜面５６ｃと平行に傾斜する傾斜面５６ｄとなっている。また、遮蔽板３２Ａには、この傾斜面５６ｄが鏡面加工又はプリズム加工されること等によって、レーザ光源２４からのレーザ光を偏向面５８に入射させる偏向面７０が形成されている。この変形例によっても、レーザ光源２４からのレーザ光が偏向面７０で偏向され、幅狭部５６ｂを第三方向Ｄ３に沿って直進し、偏向面５８に入射する。そして偏向面５８に入射されたレーザ光が、偏向面５８で更に９０度偏向されることにより、コリメータ２２側に向けて直進する。また、レーザ光を偏向させる偏向部は、傾斜面５６ｃ，５６ｄに鏡面加工又はプリズム加工することによって形成される偏向面５８，７０に限らず、例えば遮蔽板３２における偏向面５８，７０が形成された位置に対応する位置に直角プリズム等を取り付けることによって構成してもよい。
【0046】
また、貫通穴部６０の直径は、コリメータ２２の直径に対して大きくても小さくてもよい。また、上記実施形態では、検出センサ４０がＳＯＩセンサである例について説明したが、検出センサ４０は他のセンサであってもよい。また、ソレノイド３４を制御する制御部は、コンピュータ１４に限らず、ソレノイド３４に接続された別のコンピュータであってもよい。
【符号の説明】
【0047】
１：Ｘ線回折測定装置、１４：コンピュータ（制御部）、２０：管球、２２：コリメータ、２４：レーザ光源（レーザ光出射器）、４０：検出センサ（Ｘ線検出器）、３２：遮蔽板、３４：ソレノイド（駆動機構）、５０：本体部、５８：偏向面（偏向部）、６０：貫通穴部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】