Ｘ線回折測定装置
【課題】 回折Ｘ線の強度にかかわらず、回折環を精度よく測定できるようにする。
【解決手段】 コントローラＣＴは、レーザ光の照射位置をイメージングプレート２８の中心周りに回転させるとともに径方向に変化させている状態で、イメージングプレート２８の同一回転角度でレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を同一にするとともに、イメージングプレート２８が所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を変化させる。コントローラＣＴは、イメージングプレート２８の回転角度が基準角度から所定角度ずつ変化するごとに受光信号を順次取得して、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を１周分検出し、検出した１周分の径方向位置における受光信号に基づいて、最適なレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を設定する。
【解決手段】 コントローラＣＴは、レーザ光の照射位置をイメージングプレート２８の中心周りに回転させるとともに径方向に変化させている状態で、イメージングプレート２８の同一回転角度でレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を同一にするとともに、イメージングプレート２８が所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を変化させる。コントローラＣＴは、イメージングプレート２８の回転角度が基準角度から所定角度ずつ変化するごとに受光信号を順次取得して、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を１周分検出し、検出した１周分の径方向位置における受光信号に基づいて、最適なレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物にて回折したＸ線を受光面で受光して、受光面に形成される回折環を測定するＸ線回折測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定対象物の残留応力をＸ線回折により測定することはよく行われている。また、下記特許文献１に示されているように、鉄元素の大部分の配列構造である体心立方格子構造(以下、フェライトという)と面心立方格子構造（以下、オーステナイトという）との割合を、測定対象物をＸ線回折した際のフェライトによる回折積分強度とオーステナイトによる回折積分強度を測定することによって測定することも行われている。鉄中のオーステナイトの割合が変化すると鉄の特性が変わるため、この割合には、鉄の使用用途ごとに最も望ましいとされる割合がある。そして、この割合は鉄を加熱し冷却するときの条件により変化するため、製造条件を一定にすることが重要であるが、製造された鉄のオーステナイトの割合を精度よく測定することも重要なことである。
【０００３】
Ｘ線回折測定装置においては、装置が小型化できＸ線の照射時間を短くすることが可能なものとして、下記特許文献２に示されている装置がある。この装置は、測定対象物に対してＸ線を所定の角度で照射し、測定対象物にて回折したＸ線（以下、回折Ｘ線という）を、感光性を有するイメージングプレートで受光し、イメージングプレートに形成された環状のＸ線回折像（以下、回折環という）の形状を分析するｃｏｓα法により、測定対象物の残留応力を算出している。下記特許文献２では、測定対象物の残留応力を求めることのみが説明されているが、下記特許文献２で示されたＸ線回折測定装置でも、回折環の半径方向におけるフェライト及びオーステナイトによる回折積分強度を測定することで鉄中のオーステナイトの割合を測定できる。下記特許文献２では回折環の形状を測定する際、二つの方法が示されている。一つの方法は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光などの励起光でイメージングプレート上を走査し、回折環から輝尽発光により発生する光の強度を光電子倍増管によって増幅して検出し、回折環の画像を得る方法である。他の一つ方法は、Ｘ線ＣＣＤで回折Ｘ線を受光し、Ｘ線ＣＣＤの各画素が出力する信号から回折環の画像を得る方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３０９２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１３０８号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２の２つの方法では、フェライトの回折Ｘ線の強度は強いために、フェライトによる回折環の画像は明確に得られるが、鉄中のオーステナイトの割合は微量であるためオーステナイトの回折Ｘ線の強度は弱く、オーステナイトによる回折環の画像を明確に得ることができない。すなわち、フェライトによる回折環の形状やフェライトによる回折積分強度は精度よく求めることができるが、オーステナイトによる回折環の形状やオーステナイトによる回折積分強度は精度よく求めることができないという問題がある。また、測定対象物が鉄以外の物質であっても、回折Ｘ線の強度が弱い場合は、回折環の形状や回折積分強度を精度よく求めることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、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線を受光面で受光し、回折Ｘ線により受光面に形成される回折環を測定するＸ線回折測定装置において、回折Ｘ線の強度にかかわらず、回折環を精度よく測定できるようにしたＸ線回折測定装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、後述する実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、この実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器（１３）と、中央にＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブル（２７）と、テーブルに固定されていて、測定対象物にて回折したＸ線の回折光を受光する受光面を有し、回折光の像である回折環を記録する回折光受光器（２８）と、レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、レーザ光を回折光受光器の受光面に照射するとともに、レーザ光の照射によって回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置（ＰＵＨ）と、テーブルを、貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段（２４，２５）と、回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路（２６）と、テーブルを、回折光受光器の受光面に平行な方向に、レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段（１５，１７，１８，２２）と、移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路（２１）と、レーザ光源を駆動制御するとともにレーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変更可能なレーザ駆動回路（３４）と、フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力する増幅回路（４４）とを備え、Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、回転手段及び移動手段を制御して回折環が記録された回折光受光器を回転及び移動させて、レーザ検出装置から出射されるレーザ光の回折光受光器における照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２０８，Ｓ２１０，Ｓ２１８）と、照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに中心からの径方向の距離を変化させている状態で、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるときレーザ光の強度を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度が変化するようにレーザ駆動回路を制御するレーザ強度制御手段（ＣＴ，Ｓ２２２〜Ｓ２２８）と、テーブルの回転角度が所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における増幅回路からの受光信号であって、回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２３０）と、受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、テーブルの回転角度が同一であり、かつ回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出するピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４，Ｓ３１６）と、ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となるレーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する最適レーザ強度設定手段（Ｓ２４４）とを設けたことにある。
【０００８】
上記のように構成した第１の発明においては、レーザ強度制御手段が、照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるときレーザ光の強度を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度を変化させ、受光信号取得手段が、テーブルの回転角度が所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における増幅回路からの受光信号であって、回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する。この取得した受光信号を用いて、ピーク検出手段が、回折光受光器の径方向に分布した複数の受光信号のうちで受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出することにより、回折光受光器に記録された回折Ｘ線の像である回折環が検出される。そして、最適レーザ強度定手段が、ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となるレーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する。このように受信信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出し、この１周分の径方向位置の受光信号を用いて、最適なレーザ光の強度が設定されるので、簡単に最適なレーザ光の強度を設定できる。その結果、第１の発明によれば、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるようにレーザ光強度を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明と同様なＸ線出射器（１３）、テーブル（２７）、回折光受光器（２８）、レーザ検出装置（ＰＵＨ）、回転手段（２４，２５）、回転角度検出回路（２６）、移動手段（１５，１７，１８，２２）、位置検出回路（２１）、照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２１０，Ｓ２５２，Ｓ２５６）、受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２７０）及びピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４，Ｓ３１６）を備えるとともに、前記第１の発明におけるレーザ駆動回路、増幅回路、レーザ強度制御手段及び最適レーザ強度設定手段に代えて、レーザ光源を駆動制御するレーザ駆動回路（３４）と、フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路（４４）と、照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき受光信号の増幅率を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに受光信号の増幅率が変化するように増幅回路を制御する増幅率制御手段（ＣＴ，Ｓ２６０〜Ｓ２６６）と、ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる受光信号の増幅率を最適増幅率として設定する最適増幅率設定手段（ＣＴ，Ｓ２８４）とを設けたことにある。
【００１０】
この第２の発明においても、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出し、この１周分の径方向位置の受光信号を用いて、最適な受光信号の増幅率が設定されるので、簡単に最適な受光信号の増幅率を設定できる。その結果、この第２の発明によっても、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるように受光信号の増幅率を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。
【００１１】
また、第３の発明は、前記第１の発明と同様なＸ線出射器（１３）、テーブル（２７）、回折光受光器（２８）、レーザ検出装置（ＰＵＨ）、回転手段（２４，２５）、回転角度検出回路（２６）、移動手段（１５，１７，１８，２２）、位置検出回路（２１）及びレーザ駆動回路（３４）を備えるとともに、前記第１の発明における増幅回路に代えて、フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路（４４）を備えている。さらに、第３の発明は、前記第１の発明の照射位置制御手段、レーザ強度制御手段、受光信号取得手段、ピーク検出手段及び最適レーザ強度設定手段と同様な第１照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２０８，Ｓ２１０，Ｓ２１８）、レーザ強度制御手段（ＣＴ，Ｓ２２２〜Ｓ２２８）、第１受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２３０）、第１ピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４、Ｓ３１６）及び最適レーザ強度設定手段（ＣＴ，Ｓ２４４）を備えるとともに、前記第２の発明の照射位置制御手段、増幅率制御手段、受光信号取得手段、ピーク検出手段及び最適増幅率設定手段と同様な第１照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２１０，Ｓ２５２，Ｓ２５６）、増幅率制御手段（ＣＴ，Ｓ２６０〜Ｓ２６８）、第２受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２７０）、第２ピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４、Ｓ３１６）及び最適増幅率設定手段（ＣＴ，Ｓ２８４）を備えている。そして、この場合には、レーザ強度制御手段は、受光信号の増幅率を一定に保ったまま、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるときレーザ光の強度を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度が変化するようにレーザ駆動回路を制御し、増幅率制御手段は、最適レーザ強度設定手段によって設定された最適レーザ強度にレーザ光の強度を保ったまま、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき受光信号の増幅率を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに受光信号の増幅率が変化するように増幅回路を制御するようにして、最適なレーザ光の強度の設定後に、最適な受信信号の増幅率を設定する。
【００１２】
上記のように構成した第３の発明においても、信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出し、１周分の径方向位置の受光信号を用いて、最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率がそれぞれ設定されるので、簡単に最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率をそれぞれ設定できる。したがって、第３の発明においても、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるようにレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。また、この第３の発明によれば、レーザ光の強度が受光信号の増幅率の前に設定される。この場合、レーザ光の強度の変化幅は受光信号の増幅率の変化幅に比べて小さいので、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができるとともに、回折環の半径方向の信号強度曲線におけるノイズ成分を小さくすることができる。すなわち、前記第３の発明とは逆に、ピーク値が最も大きくなる近辺の値に先に信号の増幅率を変更して同増幅率を最適に設定した後、レーザ強度を上げても、ピーク値が飽和して変化しなくなる。これに対して、第３の発明のように、先にレーザ光の強度の最適値を決めれば、そのようなことはなく、最適なレーザ強度が決められたうえで、信号レベルを最適（最大）に設定することができる。その結果、受光信号のＳ／Ｎ比も良好となる。
【００１３】
また、前記第１及び第３の発明においては、最適レーザ強度設定手段は、レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を順次増加させた状態で、レーザ光の強度の変化に対する受光信号の大きさの変化量を算出し、受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前のレーザ光の強度を最適レーザ強度として設定し、受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させたレーザ光の強度の最大値を最適レーザ強度として設定するとよい。また、前記第２及び第３の発明においては、最適増幅率設定手段は、増幅率制御手段が受光信号の増幅率を順次増加させた状態で、受光信号の増幅率の変化に対する受光信号の大きさの変化量を算出し、受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の受光信号の増幅率を最適増幅率として設定し、受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させた受光信号の増幅率の最大値を最適増幅率として設定するとよい。
【００１４】
このように、受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなかったときは、変化前のレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を最適レーザ強度又は最適増幅率として設定することにより、ピーク値の飽和を避けたうえで、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができる。その結果、回折環以外の部分の反射によるレーザ光の受光信号のノイズ成分を小さく抑えることができ、Ｘ線回折による回折環をより精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などをより精度よく求めることができるようになる。特に、第３の発明のように、レーザ光の強度及び受光信号の増幅率の両方の設定を行う場合には、一方を大きな値に設定すると、その一方の最適値によりピーク値が飽和してもう一方が変更不能となることがあるが、そのような事態を回避し易くなる。
【００１５】
また、本発明においては、前記測定対象物が鉄である場合は、ピーク検出手段、第１ピーク検出手段又は第２ピーク検出手段によって検出されるピークは、フェライトの回折環によるものであるとよい。これによれば、フェライトの回折環においてピーク値を最も大きくなる近辺の値に設定すれば、オーステナイトによる回折環においてもピーク値を十分大きくすることができ、オーステナイトによる回折環の形状やオーステナイトによる回折積分強度を精度よく求めることができる。
【００１６】
さらに、本発明の実施にあたっては、本発明は、Ｘ線回折測定装置の発明に限定されることなく、Ｘ線回折測定方法の発明としても実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置の全体概略図である。
【図２】図１のＸ線回折測定装置の本体部分を拡大した拡大図である。
【図３】イメージングプレートから測定対象物までの距離と、受光センサにおける受光位置との関係を説明する説明図である。
【図４】図１のコントローラによって実行される回折環撮像プログラムを示すフローチャートである。
【図５Ａ】図１のコントローラによって実行される最適設定プログラムの前半部分を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】前記最適設定プログラムの後半部分を示すフローチャートである。
【図６】図１のコントローラによって実行されるピーク検出プログラムを示すフローチャートである。
【図７Ａ】図１のコントローラによって実行される回折環読取りプログラムの前半部分を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】前記回折環読取りプログラムの後半部分を示すフローチャートである。
【図８】図１のコントローラによって実行される回折環消去プログラムを示すフローチャートである。
【図９】イメージングプレートに撮像された回折環を説明する説明図である。
【図１０】イメージングプレートの移動限界位置からの移動距離と、イメージングプレートにおけるレーザ光の照射位置の半径方向距離（半径値）との関係を説明するための図である。
【図１１】読取りポイントの軌跡を説明する説明図である。
【図１２】(Ａ)はレーザ光の強度の変化を説明するための説明図であり、(Ｂ)は増幅率の変化を説明するための説明図である。
【図１３】信号強度のピークを説明するために、受光曲線の一例を示したグラフである。
【図１４】(Ａ)は最適なレーザ光強度及び増幅率を決定する第1の方法を説明するための説明であり、(Ｂ)は最適なレーザ光強度及び増幅率を決定する第２の方法を説明するための説明図である。
【図１５】半径位置に対する信号強度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置の構成について図１及び図２を用いて説明する。このＸ線回折測定装置は、測定対象物ＯＢの特性を評価するために、Ｘ線を測定対象物ＯＢに照射するとともに、同照射による測定対象物ＯＢからの回折Ｘ線により形成される回折環の形状及び回折環ごとの回折Ｘ線の強度を読み取る。このＸ線回折測定装置は、箱状に形成されたフレームＦＲを有し、フレームＦＲの底面の角部から下方へ支持脚１１が延設されている。すなわち、フレームＦＲの底面は、Ｘ線回折測定装置の設置面ＦＬよりも上方に位置する。フレームＦＲの下方には、昇降機１２が設けられている。昇降機１２は、測定対象物ＯＢを固定するための昇降ステージ１２ａを有する。昇降ステージ１２ａは、上下に昇降可能となっている。フレームＦＲの底面であって、昇降機１２の上方に位置する部分には開口部が設けられていて、昇降ステージ１２ａを上昇させることにより、固定した測定対象物ＯＢをフレームＦＲの内部へ搬入することができる。
【００１９】
フレームＦＲ内の上部には、Ｘ線制御回路１４によって制御されて、Ｘ線を出射するＸ線出射器１３が固定されている。Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線の光軸と、測定対象物ＯＢの法線とが所定の角度θ（例えば、３０°）をなすように、Ｘ線出射器１３の出射口の向きが設定されている。
【００２０】
Ｘ線制御回路１４は、後述するコントローラＣＴによって制御され、Ｘ線出射器１３から一定の強度のＸ線が出射されるように、Ｘ線出射器１３に供給する駆動電流及び駆動電圧を制御する。また、Ｘ線出射器１３は、図示しない冷却装置を備えていて、Ｘ線制御回路１４は、この冷却装置に供給する駆動信号も制御する。これにより、Ｘ線出射器１３の温度が一定に保たれる。
【００２１】
Ｘ線出射器１３の下方には、移動ステージ１５が設けられている。移動ステージ１５は、ステージ送り装置１６により、Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線の光軸に垂直な方向に移動可能となっている。ステージ送り装置１６は、移動ステージ１５に固定された図示しないナットに螺合するスクリューロッド１７と、スクリューロッド１７を回転させるフィードモータ１８とを備えている。スクリューロッド１７は、Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線の光軸に垂直な方向に延設されている。そして、スクリューロッド１７の一端部が、フレームＦＲに固定されたフィードモータ１８の出力軸に連結され、他端部が、フレームＦＲに固定された軸受部１９に回転可能に支持される。また、移動ステージ１５は、それぞれフレームＦＲに固定された、対向する１対の板状のガイド２０，２０により挟まれていて、スクリューロッド１７の軸線方向に沿って移動可能となっている。すなわち、フィードモータ１８を正転又は逆転駆動すると、フィードモータ１８の回転運動が移動ステージ１５の直線運動に変換される。フィードモータ１８内には、エンコーダ１８ａが組み込まれている。エンコーダ１８ａは、フィードモータ１８が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を位置検出回路２１及びフィードモータ制御回路２２へ出力する。
【００２２】
位置検出回路２１及びフィードモータ制御回路２２は、コントローラＣＴからの指令により作動開始する。測定開始直後において、フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８を駆動して移動ステージ１５をフィードモータ１８側へ移動させる。位置検出回路２１は、エンコーダ１８ａから出力されるパルス信号が入力されなくなると移動ステージ１５が移動限界位置に達したことを表す信号をフィードモータ制御回路２２に出力し、カウント値を「０」に設定する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１から移動限界位置に達したことを表す信号を入力するとフィードモータ１８への駆動信号の出力を停止する。上記の移動限界位置を移動ステージ１５の原点位置とする。したがって、位置検出回路２１は、移動ステージ１５が図１〜３にて左上方向に移動して移動限界位置に達したとき「０」を表す位置信号を出力し、移動ステージ１５が移動限界位置から右下方向へ移動するとき、移動限界位置からの移動距離ｘを表す信号を位置信号として出力する。
【００２３】
フィードモータ制御回路２２は、コントローラＣＴから移動ステージ１５の移動先の位置を表す設定値を入力すると、その設定値に応じてフィードモータ１８を正転又は逆転駆動する。位置検出回路２１は、エンコーダ１８ａが出力するパルス信号のパルス数をカウントする。そして、位置検出回路２１は、カウントしたパルス数を用いて移動ステージ１５の現在の位置（移動限界位置からの移動距離ｘ）を計算し、コントローラＣＴ及びフィードモータ制御回路２２に出力する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１から入力した移動ステージ１５の現在の位置が、コントローラＣＴから入力した移動先の位置と一致するまでフィードモータ１８を駆動する。
【００２４】
また、フィードモータ制御回路２２は、移動ステージ１５の移動速度を表す設定値をコントローラＣＴから入力する。そして、エンコーダ１８ａから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いて、移動ステージ１５の移動速度を計算し、前記計算した移動ステージ１５の移動速度がコントローラＣＴから入力した移動速度になるようにフィードモータ１８を駆動する。
【００２５】
一対のガイド２０，２０の上端は、板状の上壁２３によって連結されている。上壁２３には、貫通孔２３ａが設けられていて、貫通孔２３ａには、Ｘ線出射器１３の出射口の先端部が挿入されている。なお、Ｘ線出射器１３の出射口の先端が移動ステージ１５に当接しないように、Ｘ線出射器１３及び移動ステージ１５の位置が設定されている。
【００２６】
また、移動ステージ１５には、スピンドルモータ２４が組み付けられている。スピンドルモータ２４内には、エンコーダ１８ａと同様のエンコーダ２４ａが組み込まれている。すなわち、エンコーダ２４ａは、スピンドルモータ２４が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を、スピンドルモータ制御回路２５及び回転角度検出回路２６へ出力する。さらに、エンコーダ２４ａは、スピンドルモータ２４が１回転するごとに、所定の短い期間だけローレベルからハイレベルに切り替わるインデックス信号を、コントローラＣＴ及び回転角度検出回路２６へ出力する。
【００２７】
スピンドルモータ制御回路２５及び回転角度検出回路２６は、コントローラＣＴからの指令により作動開始する。スピンドルモータ制御回路２５は、コントローラＣＴから、スピンドルモータ２４の回転速度を表す設定値を入力する。そして、エンコーダ２４ａから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いてスピンドルモータ２４の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラＣＴから入力した回転速度になるように、駆動信号をスピンドルモータ２４に供給する。回転角度検出回路２６は、エンコーダ２４ａから出力されたパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値を用いてスピンドルモータ２４の回転角度すなわちイメージングプレート２８の回転角度θｐを計算して、コントローラＣＴに出力する。そして、回転角度検出回路２６は、エンコーダ２４ａから出力されたインデックス信号を入力すると、カウント値を「０」に設定する。すなわち、インデックス信号を入力した位置が回転角度０°の位置である。
【００２８】
スピンドルモータ２４の出力軸の先端部には、円板状のテーブル２７が固定されている。テーブル２７の中心軸と、スピンドルモータ２４の出力軸の中心軸とは一致している。テーブル２７は、下面中央部から下方へ突出した突出部２７ａを有していて、突出部２７ａの外周面には、ねじ山が形成されている。突出部２７ａの中心軸は、スピンドルモータ２４の出力軸の中心軸と一致している。テーブル２７の下面には、イメージングプレート２８が組み付けられている。イメージングプレート２８は、表面に蛍光体が塗布された円形のプラスチックフィルムである。イメージングプレート２８の中心部には、貫通孔２８ａが設けられていて、この貫通孔２８ａに突出部２７ａを通し、突出部２７ａにナット状の固定具２９をねじ込むことにより、イメージングプレート２８が、固定具２９とテーブル２７の間に挟まれて固定される。固定具２９は、円筒状の部材で、内周面に、突出部２７ａのねじ山に対応するねじ山が形成されている。イメージングプレート２８は、フィードモータ１８によって駆動されて、移動ステージ１５、スピンドルモータ２４及びテーブル２７と共に原点位置から回折環を撮像する回折環撮像位置へ移動する。また、イメージングプレート２８は、スピンドルモータ２４によって駆動されて回転しながら、フィードモータ１８によって駆動されて、移動ステージ１５、スピンドルモータ２４及びテーブル２７と共に撮像した回折環を読み取る回折環読取り領域内、回折環を消去する回折環消去領域内を移動する。
【００２９】
また、移動ステージ１５、スピンドルモータ２４の出力軸、テーブル２７及び固定具２９には、Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線を通過させる貫通孔がそれぞれ設けられている。これらの貫通孔の中心軸と、テーブル２７の回転軸は一致している。すなわち、これらの貫通孔の中心軸と、Ｘ線出射器１３から出射されるＸ線の光軸とが一致するとき、Ｘ線が測定対象物ＯＢに照射される。このように、Ｘ線を測定対象物ＯＢに照射するときのイメージングプレート２８の位置が、回折環撮像位置である。
【００３０】
フィードモータ１８の下方には、測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を受光する複数の受光素子からなる受光センサ３１（例えば、Ｘ線ＣＣＤ）が組み付けられている。受光センサ３１は、測定対象物ＯＢ及びイメージングプレート２８からフィードモータ１８側に十分離れている。これにより、イメージングプレート２８が回折環撮像位置にあるとき、受光センサ３１は、測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を直接受光できる。受光センサ３１の受光面は、測定対象物ＯＢの上面と平行である。受光センサ３１の受光面におけるＸ線の受光位置は、図３に示すように、測定対象物ＯＢの高さに対応している。言い換えれば、イメージングプレート２８と測定対象物ＯＢとの距離Ｌに対応している。受光センサ３１は、それぞれの受光素子が受光した受光信号をセンサ信号取り出し回路３２へ出力する。
【００３１】
センサ信号取り出し回路３２は、コントローラＣＴからの指令により作動開始し、受光センサ３１から入力した受光信号を用いて受光センサ３１の受光面における受光信号のピーク位置を算出して受光位置を表す受光位置信号としてコントローラＣＴへ出力する。
【００３２】
また、受光センサ３１の下方には、レーザ検出装置ＰＵＨが組み付けられている。レーザ検出装置ＰＵＨは、回折環を撮像したイメージングプレート２８にレーザ光を照射して、イメージングプレート２８から入射した光の強度を検出する。レーザ検出装置ＰＵＨは、測定対象物ＯＢ及びイメージングプレート２８からフィードモータ１８側に十分離れている。すなわち、イメージングプレート２８が回折環撮像位置にあるとき、測定対象物ＯＢにて回折したＸ線がレーザ検出装置ＰＵＨによって遮られないようになっている。レーザ検出装置ＰＵＨは、レーザ光源３３と、コリメートレンズ３５、反射鏡３６、偏光ビームスプリッタ３７、１／４波長板３８及び対物レンズ３９を備えている。
【００３３】
レーザ光源３３は、レーザ駆動回路３４によって制御されて、イメージングプレート２８に照射するレーザ光を出射する。
【００３４】
レーザ駆動回路３４は、コントローラＣＴによって制御され、レーザ光源３３から所定の強度のレーザ光が出射されるように、駆動信号を制御して供給する。レーザ駆動回路３４は、後述するフォトディテクタ５１から出力された受光信号を入力して、受光信号の強度が所定の強度になるようにレーザ光源３３に出力する駆動信号を制御する。これにより、イメージングプレート２８に照射されるレーザ光の強度が一定に維持される。また、レーザ駆動回路３４は、コントローラＣＴから供給される複数の切換えパルスレベル（図１２(Ａ)のパルスのレベルに相当）及び1つの設定パルスレベルを記憶する記憶領域を備えており、コントローラＣＴの指示によりローレベルの直流信号に切換えパルスレベル又は設定パルスレベルのパルスを加算した出力信号を所定の短時間だけ出力し、その後に出力信号をローレベルの直流信号に戻す。
【００３５】
コリメートレンズ３５は、レーザ光源３３から出射されたレーザ光を平行光に変換する。反射鏡３６は、コリメートレンズ３５にて平行光に変換されたレーザ光を、偏光ビームスプリッタ３７に向けて反射する。偏光ビームスプリッタ３７は、反射鏡３６から入射したレーザ光の大半（例えば、９５％）をそのまま透過させる。１／４波長板３８は、偏光ビームスプリッタ３７から入射したレーザ光を直線偏光から円偏光に変換する。対物レンズ３９は、１／４波長板３８から入射したレーザ光をイメージングプレート２８の表面に集光させる。
【００３６】
対物レンズ３９には、フォーカスアクチュエータ４０が組み付けられている。フォーカスアクチュエータ４０は、対物レンズ３９をレーザ光の光軸方向に移動させるアクチュエータである。なお、対物レンズ３９は、フォーカスアクチュエータ４０が通電されていないときに、その可動範囲の中心に位置する。
【００３７】
対物レンズ３９によって集光されたレーザ光を、イメージングプレート２８の表面であって、回折環が撮像されている部分に照射すると、輝尽発光（Ｐｈｏｔｏ−Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）現象が生じる。すなわち、回折環を撮像した後、イメージングプレート２８にレーザ光を照射すると、イメージングプレート２８の蛍光体が回折Ｘ線の強度に応じた光であって、レーザ光の波長よりも波長が短い光を発する。イメージングプレート２８に照射されて反射したレーザ光の反射光及び蛍光体から発せられた光は、対物レンズ３９及び１／４波長板３８を通過して、偏光ビームスプリッタ３７にて反射する。偏光ビームスプリッタ３７の反射方向には、集光レンズ４１、シリンドリカルレンズ４２及びフォトディテクタ４３が設けられている。集光レンズ４１は、偏光ビームスプリッタ３７から入射した光を、シリンドリカルレンズ４２に集光する。シリンドリカルレンズ４２は、透過した光に非点収差を生じさせる。フォトディテクタ４３は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、時計回りに配置された受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射した光の強度に比例した大きさの検出信号を受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）として、増幅回路４４へ出力する。
【００３８】
増幅回路４４は、フォトディテクタ４３から出力された受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をそれぞれ同じ増幅率で増幅して受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を生成して、フォーカスエラー信号生成回路４５及びＳＵＭ信号生成回路４８へ出力する。増幅回路４４は、コントローラＣＴから増幅率が指示されない状態では、初期の予め決められたあまり大きくない増幅率に設定されているが、コントローラＣＴから指示が入力すると、指示に従って増幅率が設定される（図１２(Ｂ)の階段状に変化する増幅率を参照）。
【００３９】
本実施形態においては、非点収差法によるフォーカスサーボ制御を用いる。フォーカスエラー信号生成回路４５は、増幅された受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を用いて、演算によりフォーカスエラー信号を生成する。すなわち、フォーカスエラー信号生成回路４５は、（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の演算を行い、この演算結果をフォーカスエラー信号としてフォーカスサーボ回路４６へ出力する。フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）は、レーザ光の焦点位置のイメージングプレート２８の表面からのずれ量を表している。
【００４０】
フォーカスサーボ回路４６は、コントローラＣＴにより制御され、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路４７に出力する。ドライブ回路４７は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ４０を駆動して、対物レンズ３９をレーザ光の光軸方向に変位させる。この場合、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が常に一定値（例えば、ゼロ）となるようにフォーカスサーボ信号を生成することにより、イメージングプレート２８の表面にレーザ光を集光させ続けることができる。
【００４１】
ＳＵＭ信号生成回路４８は、受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を合算してＳＵＭ信号（ａ’＋ｂ’＋ｃ’＋ｄ’）を生成し、Ａ／Ｄ変換回路４９に出力する。ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート２８にて反射したレーザ光の強度と輝尽発光により発生した光の強度を合わせた強度に相当するが、イメージングプレート２８にて反射したレーザ光の強度はほぼ一定であるので、ＳＵＭ信号の強度は、輝尽発光により発生した光の強度に相当する。すなわち、ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート２８に入射した回折Ｘ線の強度に相当する。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換回路４９は、コントローラＣＴによって制御され、ＳＵＭ信号生成回路４８からＳＵＭ信号を入力し、入力したＳＵＭ信号の瞬時値をデジタルデータに変換してコントローラＣＴに出力する。
【００４３】
また、レーザ検出装置ＰＵＨは、集光レンズ５０及びフォトディテクタ５１を備えている。集光レンズ５０は、レーザ光源３３から出射されたレーザ光の一部であって、偏光ビームスプリッタ３７を透過せずに反射したレーザ光をフォトディテクタ５１の受光面に集光する。フォトディテクタ５１は、受光面に集光された光の強度に応じた受光信号を出力する受光素子である。従って、フォトディテクタ５１は、レーザ光源３３が出射したレーザ光の強度に対応した受光信号をレーザ駆動回路３４へ出力する。
【００４４】
また、対物レンズ３９に隣接して、ＬＥＤ５２が設けられている。ＬＥＤ５２は、ＬＥＤ駆動回路５３によって制御されて、可視光を発して、イメージングプレート２８に撮像された回折環を消去する。ＬＥＤ駆動回路５３は、コントローラＣＴによって制御され、ＬＥＤ５２に、所定の強度の可視光を発生させるための駆動信号を供給する。
【００４５】
コントローラＣＴ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、大容量記憶装置に記憶された図４に示す回折環撮像プログラム、図５Ａ及び図５Ｂに示す最適設定プログラム、図６に示すピーク検出プログラム、図７Ａ及び図７Ｂに示す回折環読取りプログラム、並びに図８の回折環消去プログラムを実行する。コントローラＣＴには、作業者が各種パラメータ、作業指示などを入力するための入力装置５５と、作業者に対して各種の設定状況、作動状況、測定結果などを視覚的に知らせるための表示装置５４とが接続されている。コントローラＣＴは、Ａ／Ｄ変換回路４９から出力されたＳＵＭ信号のデジタルデータを処理することによりイメージングプレート２８の蛍光体が発した光の強度を検出する。
【００４６】
次に、上記のように構成したＸ線回折測定装置を用いて、測定対象物ＯＢの回折Ｘ線による回折環の形状及び回折環ごとの回折Ｘ線の強度を測定する手順について説明する。まず、作業者は、測定対象物ＯＢを昇降機１２の昇降ステージ１２ａに取り付け、昇降ステージ１２ａを上昇させて、測定対象物ＯＢをフレームＦＲ内にセットする。そして、作業者が、入力装置５５を用いて測定対象物ＯＢの材質（例えば、本実施形態の場合には鉄）を入力し、測定開始を指示すると、コントローラＣＴは、回折環撮像プログラムを実行する。また、鉄のように複数の結晶構造（フェライト及びオーステナイト）を含む場合には、複数の結晶構造の比率を測定するか否かも入力装置５５を用いて入力する。なお、本実施形態においては、この比率の測定を行うことも入力する。
【００４７】
コントローラＣＴは、図４に示すように、ステップＳ１００にて、回折環撮像プログラムを開始すると、ステップＳ１０２にて、スピンドルモータ制御回路２５に対して、イメージングプレート２８を低速回転させ、エンコーダ２４ａからインデックス信号を入力した時点で、イメージングプレート２８の回転を停止させる。これにより、測定開始時において、イメージングプレート２８の回転角度が０°に設定される。なお、回折環撮像プログラムにおける以降の処理においては、イメージングプレート２８を回転させない。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１０４にて、フィードモータ制御回路２２を制御することにより、フィードモータ１８を作動させて、位置検出回路２１との協働によりイメージングプレート２８を回折環撮像位置へ移動させる。
【００４８】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１０６にて、センサ信号取り出し回路３２の作動を開始させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１０８にて、Ｘ線制御回路１４を制御してＸ線の出射を開始させる。これにより、Ｘ線が測定対象物ＯＢに照射され、測定対象物ＯＢの表面にて反射したＸ線が受光センサ３１に受光される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１１０にて、センサ信号取り出し回路３２から受光位置信号を入力し、前記入力した受光位置信号を用いてイメージングプレート２８と測定対象物ＯＢとの距離Ｌを算出する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ１１２にて、前記算出した距離Ｌが所定の基準範囲内にあるか否か判定する。距離Ｌが基準範囲外であれば、「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１４にて、Ｘ線制御回路１４を制御して測定対象物ＯＢへのＸ線の照射を停止させる。
【００４９】
そして、コントローラＣＴは、ステップＳ１１６にて、表示装置５４に、測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が不適切である旨を表示するとともに、昇降機１２の昇降ステージ１２ａの高さ調整に関する情報を表示する。すなわち、昇降ステージ１２ａを、どの程度上昇又は下降させるべきかを表示する。そして、後述のステップＳ１２６にて、回折環撮像プログラムを終了する。この場合、作業者は、昇降ステージ１２ａの高さを調整した後、入力装置５５を用いて、再度、測定開始を指示する。上記のステップＳ１０８〜Ｓ１１４までの所要時間は僅かなので、イメージングプレート２８には回折環が撮像されない。また、受光センサ３１が測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を受光しない場合は、ステップＳ１１６にて、測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が不適切である旨の表示がなされるのみであって、昇降ステージ１２ａの高さ調整に関する情報は表示されない。この場合、測定対象物ＯＢの位置は、極めて不適切な位置にあると考えられ、昇降ステージ１２ａの高さ調整の方向を目視で判断できる。
【００５０】
一方、ステップＳ１１２の判定処理時に、距離Ｌが所定の基準範囲内である場合には、コントローラＣＴは、ステップＳ１１２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１１８に処理を進め、センサ信号取り出し回路３２の作動を停止させる。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ１２０にて時間計測を開始し、ステップＳ１２２にて所定の設定時間を経過したか否かを判定する。時間計測開始から所定の設定時間を経過していなければ、ステップＳ１２２にて「Ｎｏ」と判定して判定処理を実行し続ける。すなわち、コントローラＣＴは、時間計測開始から所定の設定時間を経過するまで待機する。そして、時間計測開始から所定の設定時間を経過すると、コントローラＣＴは、ステップＳ１２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１２４にてＸ線制御回路１４を制御してＸ線出射器１３によるＸ線の照射を停止させ、ステップＳ１２６にて回折環撮像プログラムの実行を終了する。
【００５１】
これにより、イメージングプレート２８には回折環が撮像される。図９はこのイメージングプレート２８に撮像された回折環を示しており、本実施形態のように測定物質が鉄である場合には、内側にフェライトによる回折環が形成され、外側にオーステナイトによる回折環が形成される。なお、フェライトによる回折Ｘ線の強度はオーステナイトによる回折Ｘ線の強度に比べて大きく、イメージングプレート２８上には、フェライトによる回折環がオーステナイトによる回折環に比べて幅広かつ顕著に撮像される。言い換えれば、後述するレーザ光の照射による輝尽発光の強度は、フェライトによる回折環の場合の方がオーステナイトによる回折環の場合よりも大きい。
【００５２】
次に、コントローラＣＴは、図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラムを実行するとともに、このプログラムに並行して図６のピーク検出プログラムを実行する。最適設定プログラムは、レーザ光の照射によるフェライトによる回折環からの輝尽発光の強度を表すＳＵＭ信号を用いて、レーザ駆動回路３４によるレーザ光源３３のレーザ光の強度の最適値と、増幅回路４４によるＳＵＭ信号の増幅率の最適値とを求めるプログラムである。この最適値を求める理由は、前述のようにオーステナイトによる回折環がフェライトによる回折環に比べて顕著に形成されないために、レーザ光の照射によるオーステナイトの回折環からの輝尽発光の強度が小さいが、小さくても、オーステナイトの回折環からの輝尽発光の強度の測定が的確に行われるようにするために行われる。また、ピーク検出プログラムは、前記ＳＵＭ信号の回折環の半径方向のピーク位置を検出するプログラムである。
【００５３】
最適設定プログラムの実行は図５ＡのステップＳ２００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ２０２にて、レーザ駆動回路３４に複数の切換えパルスレベルＨ(１)〜Ｈ(ＮＬ)を出力してレーザ駆動回路３４に記憶させる。複数の切換えパルスレベルＨ(１)〜Ｈ(ＮＬ)は、所定角度θＬごとの周方向の測定位置にそれぞれ対応している。値ＮＬは１周当たりの測定値の数を表し、角度をラジアン単位にすると、所定角度θＬと値ＮＬはθＬ・ＮＬ＝２πの関係にある。複数の切換えパルスレベルＨ(１)〜Ｈ(ＮＬ)は、予めコントローラＣＴに記憶されている値を用いてもよいが、作業者が入力装置５５を用いて入力してもよい。なお、後述する実際の回折環の測定の場合に比べれば、所定角度θＬは比較的大きく、値ＮＬはそれほど大きくはない。
【００５４】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２０４にて、回折環基準半径Ｒを算出する。回折環基準半径Ｒは、測定対象物ＯＢの残留応力が「０」である場合の回折環の半径である。回折環基準半径Ｒは、測定対象物ＯＢの材質及びイメージングプレート２８から測定対象物ＯＢまでの距離Ｌに依存する。すなわち、残留応力が「０」であるので、回折角θａは材質によって決定される。距離Ｌと回折環基準半径Ｒとは比例関係にあるので、予め材質ごとに、回折角θａを記憶しておけば、回折環基準半径Ｒを、Ｒ＝Ｌ・ｔａｎ（θａ）の演算によって算出できる。なお、測定対象物ＯＢの回折角θａが不明である場合には、その測定対象物ＯＢの粉末を測定対象物ＯＢに一様に付着させ、上記の回折環撮像プログラムを実行して、回折環を撮像すればよい。そして、このときの回折環の半径Ｒと距離Ｌからなる上記式を用いて回折角θａを求めればよい。
【００５５】
本実施形態の場合には、フェライト及びオーステナイトの２種類の結晶構造を含む鉄を測定対象物ＯＢとしているので、回折角度はフェライト及びオーステナイト用の２種類の回折角度が予め記憶されているか、入力装置５５を用いて入力するとよい。したがって、回折環基準半径Ｒとして前述したフェライト及びオーステナイトによる２つの回折環の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２が計算される。しかし、この最適設定プログラムの処理においては、前述のように、レーザ光の照射によるフェライトによる回折環からの輝尽発光の強度を表すＳＵＭ信号を用いて、レーザ光の強度の最適値及びＳＵＭ信号の増幅率の最適値を求めるので、この最適設定プログラムでは、フェライトによる回折環の回折基準半径Ｒ１のみが利用される。したがって、このステップＳ２０４においては、フェライトの回折環基準半径Ｒ１を計算するのみで、オーステナイトの回折環基準半径Ｒ２を必ずしも計算する必要はない。
【００５６】
前記ステップＳ２０４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ２０６にて、位置検出回路２１の作動を開始させる。そして、ステップＳ２０８にて、フィードモータ制御回路２２に、イメージングプレート２８を回折環読取り領域内の読取り開始位置へ移動させることを指示する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１と協働してフィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させる。このイメージングプレート２８が読取り開始位置にある状態では、対物レンズ３９の中心すなわちレーザ光の照射位置が前記計算したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ小さい位置に位置する。なお、所定距離αは、撮像したフェライトによる回折環の半径が回折環基準半径Ｒ１からずれる可能性のある距離よりもやや大きい距離である。これにより、後述の処理により、フェライトによる回折環の測定が十分に内側から開始されて、フェライトによる回折環が確実に検出される。
【００５７】
ここで、移動ステージ１５の移動限界位置から図１〜３の右下方向への移動距離ｘを表す位置検出回路２１からの位置信号と、イメージングプレート２８の中心からレーザ光の照射位置（対物レンズ３９の中心位置）までの距離（すわちレーザ光の照射位置の半径値ｒ）との関係について説明しておく。移動ステージ１５すなわちイメージングプレート２８が移動限界位置にある状態において、図１０（Ａ）に示すように、イメージングプレート２８の中心から対物レンズ３９の中心位置までの距離をＲｏとする。なお、この場合、対物レンズ３９は前記イメージングプレート２８の中心位置から図１〜３にて左上方向にあり、また前記距離Ｒｏは予め測定されてコントローラＣＴに記憶されている。一方、図１０(Ｂ)に示すように、イメージングプレート２８を移動限界位置から図１〜３の右下方向へ距離ｘだけ移動させると、レーザ光の照射位置の半径値ｒは、ｒ＝ｘ＋Ｒｏで表される。この場合、距離ｘは、前述のように位置検出回路２１から出力される位置信号によって示されるので、今後の処理において、レーザ光の照射位置の半径値ｒは、位置検出回路２１から出力される位置信号によって表された距離ｘに予め記憶されている値Ｒｏを加算することになる。
【００５８】
そして、前記のように、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させる場合には、図１０(Ｃ)に示すように、レーザ光の照射位置は、回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ内側に位置するので、この場合の半径値ｒは距離Ｒ１−αに等しくなるはずである。したがって、イメージングプレート２８を駆動限界位置から図１〜３の右下方向へ移動させる距離ｘは、ｘ＝Ｒ１−α−Ｒｏに等しくなる。すなわち、前記ステップＳ２０８における読取り開始位置への移動処理においては、位置検出回路２１から出力される位置信号により表される距離ｘ（＝Ｒ１−α−Ｒｏ）だけ、テーブル２７を図１〜３の右下方向へ移動させればよい。
【００５９】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１０にて、スピンドルモータ制御回路２５に対して、所定の一定回転速度でイメージングプレート２８を回転させることを指示する。スピンドルモータ制御回路２５は、エンコーダ２４ａからのパルス信号を用いて回転速度を計算しながら、前記指示された一定回転速度でイメージングプレート２８が回転するようにスピンドルモータ２４の回転を制御する。したがって、イメージングプレート２８は前記所定の一定回転速度で回転し始める。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１２にて、レーザ駆動回路３４を制御してレーザ光源３３によるレーザ光のイメージングプレート２８に対する照射を開始させる。この場合、コントローラＣＴは、レーザ光の強度が図１２(Ａ)に示す低レベルＬＶ１になるように、レーザ駆動回路３４が低レベルの直流駆動信号でレーザ光源３３を駆動するようにレーザ駆動回路３４を制御する。したがって、この状態では、イメージングプレート２８には、低レベルＬＶ１の強度でレーザ光が照射されることになる。
【００６０】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１４にて、フォーカスサーボ回路４６に対して、フォーカスサーボ制御の開始を指示する。これにより、フォーカスサーボ回路４６は、増幅回路４４及びフォーカスエラー信号生成回路４５からのフォーカスエラー信号を用いて、ドライブ回路４７を介してフォーカスアクチュエータ４０を駆動制御することにより、フォーカスサーボ制御を開始する。その結果、対物レンズ３９が、レーザ光の焦点がイメージングプレート２８の表面に合うように光軸方向に駆動制御される。ステップＳ２１６の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ２１６にて、回転角度検出回路２６及びＡ／Ｄ変換回路４９の作動を開始させる。これにより、回転角度検出回路２６は、スピンドルモータ２４（イメージングプレート２８）の基準位置からの回転角度θｐをコントローラＣＴに出力し始め、Ａ／Ｄ変換回路４９は、ＳＵＭ信号の瞬時値のディジタルデータをコントローラＣＴに出力し始める。
【００６１】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１８にて、フィードモータ制御回路２２に対して、イメージングプレート２８の移動開始及び移動速度を指示する。フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を読取り開始位置から軸受部１９側（図１，２の右下方向）へ一定速度で移動させる。これにより、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で相対移動し始める。なお、この状態では、レーザ光の照射位置は、前記ステップＳ２１０，Ｓ２１２の処理により、相対的にイメージングプレート２８上を螺旋状に回転している。
【００６２】
前記ステップＳ２１８の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ２２０にて、周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの値をそれぞれ「１」に初期設定する。後述する処理により、イメージングプレート２８を回転させると同時に径方向に移動させながら、イメージングプレート２８にハイレベルのレーザ光を断続的に照射する。このレーザ光の照射は前述した２πを値ＮＬで除した所定角度θＬずつである。したがって、図１１に示すように、ハイレベルのレーザ光の照射位置である読取りポイントは、螺旋状の軌跡上における所定角度θＬずつ離れた位置であり、前記周方向変数ｎ及び半径方向番号ｍを用いてＰ(ｎ，ｍ)のように表される。そして、周方向番号ｎは、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)がそれぞれ１周する間に「１」からＮＬまで変化する。半径方向番号ｍは、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)がそれぞれ１周するごとに「１」ずつ増加する。なお、読取りポイントＰ（１，１）は、前述したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ小さい位置に対応している。
【００６３】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２２２にて、回転角度検出回路２６がエンコーダ２４ａからのインデックス信号を入力したか否かを判定する。回転角度検出回路２６がインデックス信号を入力していなければ、コントローラＣＴはステップＳ２２２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２２の判定処理を繰り返し実行し続ける。回転角度検出回路２６がインデックス信号を入力すると、コントローラＣＴは、ステップＳ２２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２２４にて、回転角度検出回路２６からイメージングプレート２８の現在の回転角度θｐを取り込む。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて、現在の回転角度θｐと変数ｎによって指定される所定の回転角度θＬ(ｎ)（この場合、ｎ＝１であるのでθＬ(１)）との差の絶対値｜θｐ−θＬ(ｎ)｜が所定の許容値未満であるか否か判定する。この場合、所定の回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)は予めコントローラＣＴに記憶されているもので、前述した所定角度θＬごとの角度である。前記絶対値｜θｐ−θＬ(ｎ)｜が所定の許容値未満でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２２４，Ｓ２２６の処理を繰り返し実行する。すなわち、コントローラＣＴは、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θＬ(ｎ)にほぼ一致するまで待機する。そして、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θＬ(ｎ)にほぼ一致すると、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値｜θｐ−θＬ(ｎ)｜が所定の許容値未満であると判定して、ステップＳ２２８に進む。
【００６４】
ステップＳ２２８においては、コントローラＣＴは、レーザ駆動回路３４に対して、変数ｎによって指定される切換えパルスレベルＨ(ｎ) （この場合、ｎ＝１であるのでＨ(１)）の出力を指示する。この指示に応答して、レーザ駆動回路３４は、前記ステップＳ２１２による低レベルの直流駆動信号に前記切換えパルスレベルＨ(ｎ)のパルスを重畳したパルス信号でレーザ光源３３を駆動制御する。この場合のパルス信号は、予め決められた所定幅を有する。これにより、レーザ光源３３から切換えパルスレベルＨ(ｎ)に応じた強度のパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)
（この場合、ｎ＝１、ｍ＝１であるのでＰ(１，１)）で指定される位置に照射される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２３０にて、前記パルス状のレーザ光の照射中に、Ａ／Ｄ変換回路４９からＳＵＭ信号を取り込んで、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)としてメモリにそれぞれ記憶する。また、このステップＳ２３０においては、位置検出回路２１からの位置信号を取り込んで、位置信号によって表される距離ｘに所定距離Ｒｏを加算して半径値ｒを計算して、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値ｒ(ｎ，ｍ)として前記信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)に対応させてメモリに記憶する。これにより、レーザ光源３３から切換えパルスレベルＨ(ｎ)に応じた強度のパルス状のレーザ光による、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)からの輝尽発光の強度すなわち読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対するＸ線回折光の強度を表す信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値を表す半径値ｒ(ｎ，ｍ)と共にメモリに記憶される。
【００６５】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２３２にて、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値以上であるか否か判定する。信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値以上であれば、コントローラＣＴは、ステップＳ２３２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２３６に進む。一方、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値より小さければ、コントローラＣＴは、ステップＳ２３２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２３４にて、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を消去した後、ステップＳ２３６に進む。この信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)の消去は、所定の基準値より小さな信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)は回折Ｘ線強度の回折環半径方向のピーク位置の検出に不要であるからである。
【００６６】
ステップＳ２３６においては、コントローラＣＴは、周方向番号ｎに「１」を加算する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２３８にて、変数ｎが１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数を表す値ＮＬより大きいか、すなわちイメージングプレート２８が１回転したか否かを判定する。この場合、ｎ＝２であり、周方向番号ｎは値ＮＬ以下であるので、コントローラＣＴは、ステップＳ２３８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２４に戻る。
【００６７】
そして、前述したステップＳ２２４〜Ｓ２３８の処理を、周方向番号ｎが値ＮＬよりも大きくなるまで繰り返す。このステップＳ２２４〜Ｓ２３８の繰り返し処理により、回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)にそれぞれ対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに記憶される。この場合、ステップＳ２２８の処理により、周方向番号ｎによって指定される切換えパルスレベルＨ(ｎ)は順次大きくなるので、図１２(Ａ)に示すように、回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)が大きくなるに従ってハイレベルの強度が大きくなるパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)で指定される位置に照射される。ただし、この場合も、ステップＳ２３２，Ｓ２３４の処理により、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００６８】
このようなステップＳ２２２〜Ｓ２３８の循環処理により、周方向番号ｎが値ＮＬよりも大きくなると、コントローラＣＴは、ステップＳ２３８にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２４０にて、後述のピーク検出プログラムによる終了指令の有無を判定する。未だ終了指令がないときは、コントローラＣＴは、ステップＳ２４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２４２にて周方向番号ｎを「１」に戻すとともに、半径方向番号ｍに「１」を加算する（この場合、ｍ＝２になる）。そして、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２２２〜Ｓ２３８の処理を実行して、次の半径方向位置の回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)に対応した読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をメモリに記憶する。そして、終了指令の指示があるまで、このようなステップＳ２２２〜Ｓ２４２の処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜ＮＬ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００６９】
そして、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２４４にて最適レーザ強度設定処理を実行する。この最適レーザ強度設定処理について説明する前に、最適設定プログラムと並行して実行されているピーク検出プログラムについて説明しておく。
【００７０】
ピーク検出プログラムの実行は図６のステップＳ３００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ３０２にて変数ｔを「１」に初期設定する。この変数ｔは、後述するステップＳ３０４〜３１８からなる実質的なピーク検出処理を２回連続して行わせるための変数であり、ピーク検出処理の回数を表す。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４にて、周方向番号ｎを「１」に初期設定する。なお、この周方向番号ｎは、最適設定プログラムの場合と同様に所定角度θＬごとの周方向位置を示すものであるが、最適設定プログラムに用いられる周方向番号ｎとは独立したものである。
【００７１】
前記ステップＳ３０４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ３０６にて、詳しくは後述するピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が存在するか、すなわちピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が検出済みであるかを判定する。この場合、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)は、変数ｔによって１回目のピーク検出か２回目のピーク検出かが表され、変数ｎによって検出されたピーク半径の回転角度θＬ(ｎ)が表される。ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が検出済みであれば、コントローラＣＴは、ステップＳ３０６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３０８にて周方向番号ｎに「１」を加算し、ステップＳ３１０にて周方向番号ｎが所定数より大きいか否かを判定する。この場合の所定数は、１周の測定位置数を表す値ＮＬである。周方向番号ｎが所定数以下であれば、コントローラＣＴは、ステップＳ３１０にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ３０６に戻る。周方向番号ｎが所定数より大きければ、コントローラＣＴはステップＳ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、周方向番号ｎを「１」に戻すためにステップＳ３０４に戻る。
【００７２】
一方、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が未検出であれば、コントローラＣＴは、ステップＳ３０６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３１２にて前記図５ＡのステップＳ２３０の処理によって記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上であるか否か判定する。信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ３１２にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ３０８，Ｓ３１０の処理を実行してステップＳ３０６又はステップＳ３０４に戻る。このステップＳ３１２の判定処理は、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が少ない場合には後述するピーク検出処理を実行しても無駄であるからである。なお、前記図５ＡのステップＳ２３４の処理によって消去された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)は、記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)としてカウントされない。
【００７３】
一方、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上であるときは、コントローラＣＴは、ステップＳ３１２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３１４にて、ピークの有無を判定する。すなわち、周方向番号ｎによって指定される周方向位置の全ての半径値ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を用いて、ＳＵＭ信号の値のピークの有無を判定する。具体的には、図１３に示すように、周方向番号ｎによって指定される周方向位置の全ての半径値ｒ(ｎ，ｍ)を横軸に取り、その半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応させて信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を縦軸に取った受光曲線において、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)にピークが存在するか、すなわち信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が増加した後に減少したかを判定するとよい。そして、ピークが存在しなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ３１４にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ３０８，Ｓ３１０の処理を実行してステップＳ３０６又はステップＳ３０４に戻る。
【００７４】
このように、ステップＳ３０４〜Ｓ３１４を繰り返し実行している間に、並行して実行されている最適設定プログラムの処理により、さらに半径値ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が取り込まれてメモリに次々に記憶されていく。このため、ステップＳ３１４にてピークが検出されるようになり、検出されると、コントローラＣＴは、ステップＳ３１４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３１６にて、ピークの半径値ｒ(ｎ，ｍ)をピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)としてメモリに記憶する。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ３１８にて、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が所定数以上であるか否かを判定する。この場合の所定数も、１周の測定位置数を表す値ＮＬである。そして、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が所定数より小さければ、コントローラＣＴは、ステップＳ３１８にて「Ｎｏ」と判定し、前述したステップＳ３０８，Ｓ３１０の処理を実行してステップＳ３０６又はステップＳ３０４に戻る。
【００７５】
このようにステップＳ３０４〜Ｓ３１８を繰り返すことで、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が増えていき所定数に達すると、すなわち周方向の全ての読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)にてピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が取得されると、コントローラＣＴは、ステップＳ３１８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３２０にて本測定かつ比率測定有りか否かを判定する。ここで、本測定とは、詳しくは後述する、フェライト及びオーステナイトによる回折環の実際の測定を意味する。また、比率測定とは、詳しくは後述する、フェライトの回折積分強度とオーステナイトの回折積分強度との比率の測定を意味する。この場合、このピーク検出プログラムは最適設定プログラムと並行して行われているもので、本測定ではないので、コントローラＣＴは、ステップＳ３２０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３２４にてピーク検出の終了を示す終了指令を出力する。
【００７６】
この終了指令の出力後、コントローラＣＴはステップＳ３２６にてレーザ照射の停止が指示された否かを判定する。なお、このステップＳ３２６の判定処理は、前記終了指令後における所定の短時間内にレーザ照射の停止が指示されたかを判定するもので、短時間内にレーザ照射の停止の指示がなされない場合には、「Ｎｏ」と判定される。言い換えれば、ステップＳ３２６の判定処理は、前記ステップＳ３２４の終了指令の直後に行われるのではなく、所定の短時間だけ待って、その短時間内にレーザ照射停止の指示があったかを判定するものである。このレーザ照射の停止の指示は、詳しくは後述する、最適設定プログラムの図５ＢのステップＳ２９０及び回折環読取りプログラムの図７ＢのステップＳ４５８にて出力されるものであり、この場合、レーザ照射の停止の指示は短時間内に出力されることはない。したがって、この場合、コントローラＣＴは、ステップＳ３２６にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ３２８にて変数ｔに「１」を加算してステップＳ３０４に戻る。したがって、このピーク検出プログラムにおいては、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理を実行し始める。
【００７７】
ここで、図５Ａの最適設定プログラムの説明に戻る。前述のように終了指令が出力されると、コントローラＣＴは、ステップＳ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２４４にて最適レーザ強度設定処理を実行する。この最適レーザ強度設定処理においては、前記ピーク検出プログラムの図６のステップＳ３１６の処理により取得した１周分の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１、ｎ＝１〜ＮＬ）と、前記最適設定プログラムの図５ＡのステップＳ２３０にて対にしてメモリに記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)とが利用される。まず、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１、ｎ＝１〜ＮＬ）にそれぞれ等しい半径値ｒ(ｎ，ｍ)を抽出し、この半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出する。その結果、フェライトによる回折環に関して半径方向の信号強度がピークである１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が抽出される。そして、この場合、周方向番号ｎは１〜ＮＬの間で変化し、ステップＳ２２８の処理により、周方向番号ｎが「１」ずつ増加するごとにレーザ光源３３によるレーザ光の強度は図１２(Ａ)に示すように変化する。したがって、横軸にレーザ光の強度（ｎ＝１〜ＮＬ）を取り、前記抽出した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)をピーク値として取って、レーザ光の強度に対するピーク値の変化をグラフにすると、図１４に示すようになる。
【００７８】
レーザ光の強度の最適値を設定するために、図１４(Ａ)に示すように、レーザ光の強度の変化に対するピーク値の変化の割合ΔＰ（すなわち、レーザ光の強度を一定の変化量で変化させている状態におけるピーク値の変化量ΔＰ）が設定値を下回ったときの、変化前のレーザ光の強度を最適値として設定する。また、レーザ光の強度を増加させても、図１４(Ｂ)に示すように最後までピーク値の変化の割合ΔＰが設定値を下回らないことがあり得るが、この場合にはレーザ光の強度の最適値をピーク値の最大値に対応した値に設定する。これらの最適値は、周方向番号ｎによって指定される切換えパルスレベルＨ(ｎ)に対応するので、実際には、最適値に対応した切換えパルスレベルＨ(ｎ)が最適レーザ強度として設定される。そして、この設定された最適レーザ強度は、レーザ駆動回路３４に出力されてレーザ駆動回路３４に記憶され、今後の処理（すなわち最適増幅率の設定と回折環の測定処理）におけるハイレベルのレーザ光の強度である設定パルスレベルとして利用される。
【００７９】
前記ステップＳ２４４による最適レーザ強度設定処理後、コントローラＣＴは、図５ＢのステップＳ２４６にて、前記記憶した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をクリアする。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２４８にて、フィードモータ制御回路２２を制御してフィードモータ１８の作動を停止させることにより、イメージングプレート２８を停止させ、ステップＳ２５０にて、フォーカスサーボ回路４６に対してフォーカスサーボ制御の停止を指示することにより、フォーカスサーボ制御を停止させる。そして、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２０８，Ｓ２１４，Ｓ２１０と同様なステップＳ２５２，Ｓ２５４，Ｓ２５６の処理により、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させ、フォーカスサーボ制御を開始させ、かつイメージングプレート２８の移動を開始させる。これにより、前記場合と同様に、レーザ光がイメージングプレート２８上にフォーカスサーボ制御された状態で、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、回転しながら、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。なお、位置検出回路２１の作動、イメージングプレート２８の回転、低レベルＬＶ１でのレーザ光の照射、回転角度検出回路２６の作動、及びＡ／Ｄ変換回路４９の作動は、以前と同様のまま継続されている。
【００８０】
前記ステップＳ２５６の処理後、コントローラＣＴは、前記ステップＳ２２０，Ｓ２２２の処理と同様に、ステップＳ２５８にて周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの値をそれぞれ「１」に初期設定し、ステップＳ２６０の処理により、回転角度検出回路２６がエンコーダ２４ａからのインデックス信号を入力したことを条件にステップＳ２６２以降に進む。
【００８１】
ステップＳ２６２においては、コントローラＣＴは、増幅回路４４に対して周方向番号ｎによって指定される増幅率ｇ(ｎ)（この場合、ｎ＝１であるのでｇ(１)）を出力して、増幅回路４４の増幅率を前記増幅率ｇ(ｎ)に設定する。この増幅率ｇ(ｎ)は、図１２(Ｂ)に示すように周方向番号ｎの１〜Ｎｇまでの増加に対して順次所定量ずつ増加するものであり、コントローラＣＴ内に予め記憶されている。なお、これらの増幅率ｇ(１)〜ｇ(Ｎｇ)を入力装置５５を用いて作業者が入力するようにしてもよい。これらの複数の増幅率ｇ(１)〜ｇ(Ｎｇ)は、所定角度θｇごとの周方向の測定位置にそれぞれ対応している。値Ｎｇは１周当たりの測定値の数を表し、角度をラジアン単位で表すと、所定角度θｇと値Ｎｇとはθｇ・Ｎｇ＝２πの関係にある。なお、所定角度θｇ及び値Ｎｇは前述した所定角度θＬ及び値ＮＬと同じであっても、異なってもよいが、後述する実際の回折環の測定の場合に比べれば、所定角度θｇは比較的大きく、値Ｎｇはそれほど大きくはない。
【００８２】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２６４にて、前述したステップＳ２２４の場合と同様に、回転角度検出回路２６からイメージングプレート２８の現在の回転角度θｐを取り込む。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて、現在の回転角度θｐと変数ｎによって指定される所定の回転角度θｇ(ｎ) （この場合、ｎ＝１であるのでθｇ(１)）との差の絶対値｜θｐ−θｇ(ｎ)｜が所定の許容値未満であるか否か判定する。この場合、所定の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)は予めコントローラＣＴに記憶されているもので、前述した所定角度θｇごとの角度である。ただし、この所定の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)は、所定角度θｇ及び値Ｎｇと所定角度θＬ及び値ＮＬがたとえそれぞれ等しくても、前述した所定の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)とはそれぞれ異なる。これは、ハイレベルのパルス状のレーザ光が照射される位置を前記場合と異ならせるためである。前記絶対値｜θｐ−θｇ(ｎ)｜が所定の許容値未満でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ２６０にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２６４，Ｓ２６６の処理を繰り返し実行する。すなわち、コントローラＣＴは、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θｇ(ｎ)にほぼ一致するまで待機する。そして、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θｇ(ｎ)にほぼ一致すると、コントローラＣＴは、ステップＳ２６４にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値｜θｐ−θｇ(ｎ)｜が所定の許容値未満であると判定して、ステップＳ２６８に進む。
【００８３】
ステップＳ２６８においては、コントローラＣＴは、レーザ駆動回路３４に対して、前記ステップＳ２４４の処理によって設定されたレーザ駆動回路３４に記憶させた設定パルスレベルに対応したパルスの出力を指示する。この指示に応答して、レーザ駆動回路３４は、前記ステップＳ２１２による低レーザの直流駆動信号に前記設定パルスレベルを有する所定幅のパルスを重畳したパルス信号でレーザ光源３３を駆動制御する。これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)（この場合、ｎ＝１，ｍ＝１であるのでＰ(１，１)）で指定される位置に照射される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２７０にて、前記ステップＳ２３０の場合と同様に、前記パルス状のレーザ光の照射中に、Ａ／Ｄ変換回路４９からＳＵＭ信号を取り込むとともに、位置検出回路２１から取込んだ位置信号によって表された距離ｘを用いて半径値ｒを計算して、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)としてメモリにそれぞれ記憶する。これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光による、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)からの輝尽発光の強度すなわち読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対する回折Ｘ線の強度を表す信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)であって、増幅回路４４にて設定された増幅率ｇ(ｎ)で増幅された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値を表す半径値ｒ(ｎ，ｍ)と共にメモリに記憶される。
【００８４】
次に、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２３２，Ｓ２３４の処理と同様なステップＳ２７２，Ｓ２７４の処理により、所定の基準値未満の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び同信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)に対応した半径値ｒ(ｎ，ｍ)を消去する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２７６にて周方向番号ｎに「１」を加算し、ステップＳ２７８にて、変数ｎが１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数を表す値Ｎｇより大きいか、すなわちイメージングプレート２８が１回転したか否かを判定する。この場合、ｎ＝２であり、周方向番号ｎは値Ｎｇ以下であるので、コントローラＣＴは、ステップＳ２７８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２６２に戻る。ステップＳ２６２においては、増幅回路４４の増幅率が、周方向番号ｎによって指定される増幅率ｇ(ｎ)（この場合、ｇ(ｎ)＝２）すなわち順次高くなる増幅率ｇ(ｎ)に設定される。
【００８５】
そして、前述したステップＳ２６２〜Ｓ２７８の処理を、周方向番号ｎが値Ｎｇよりも大きくなるまで繰り返す。このステップＳ２６２〜Ｓ２７８の繰り返し処理により、回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)にそれぞれ対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに記憶される。この場合、ステップＳ２６２の処理により、変数ｎによって指定される増幅回路４４の増幅率ｇ(ｎ)は順次大きくなるので、図１２(Ｂ)に示すように、回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)が大きくなるに従って大きくなる信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)がコントローラＣＴに入力される。なお、この場合におけるパルス状のレーザ光の強度は常に一定である。
【００８６】
このようなステップＳ２６２〜Ｓ２７８の循環処理により、周方向番号ｎが値Ｎｇよりも大きくなると、コントローラＣＴは、ステップＳ２７８にて「Ｙｅｓ」と判定して、前記ステップＳ２４０と同様なステップＳ２８０の処理により、ピーク検出プログラムによる終了指令の有無を判定する。未だ終了指令がないときは、コントローラＣＴは、ステップＳ２８０にて「Ｎｏ」と判定し、前記ステップＳ２４２と同様なステップＳ２８２の処理により、周方向番号ｎを「１」に戻すとともに、半径方向番号ｍに「１」を加算する（この場合、ｍ＝２になる）。そして、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２６０〜Ｓ２７８の処理を実行して、次の半径方向位置の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)に対応した読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をメモリに記憶する。そして、終了指令の指示があるまで、このようなステップＳ２６０〜Ｓ２８２の処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜Ｎｇ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００８７】
そして、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ２８０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２８４にて最適増幅率設定処理を実行する。この最適レーザ強度設定処理について説明する前に、並行して実行されているピーク検出プログラムについてふたたび説明しておく。
【００８８】
前述のように、ピーク検出プログラムにおいては、コントローラＣＴは、ステップＳ３２８の処理によって変数ｔを「２」に設定した状態で、前述したステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理を実行している。なお、この場合、１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数は値Ｎｇに等しいので、ステップＳ３１０，Ｓ３１８の所定数は値Ｎｇである。そして、前記ステップＳ３０４〜Ｓ３１８の繰返し処理により、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が増えて所定数すなわち値Ｎｇに達すると、コントローラＣＴはステップＳ３１８にて「Ｙｅｓ」と判定し、前記場合と同様に、ステップＳ３２０にて本測定かつ比率測定有りか否かを判定する。この場合も、本測定ではないので、コントローラＣＴは、ステップＳ３２０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３２４にてピーク検出の終了を示す終了指令を出力する。この終了指令の出力後、コントローラＣＴは前記場合と同様に、ステップＳ３２６にてレーザ照射の停止が指示されたか否かを判定するが、この場合には、後述する図５ＢのステップＳ２９０の処理によってレーザ照射停止の指示が前記所定の短時間内に出力されるので、その時点で、コントローラＣＴは、ステップＳ３２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３３０にてピーク検出プログラムの実行を終了する。
【００８９】
ここで、図５Ｂの最適設定プログラムの説明にふたたび戻る。前述のように終了指令が出力されると、コントローラＣＴは、ステップＳ２８０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２８４にて最適増幅率設定処理を実行する。この最適増幅率設定処理においても、前記ピーク検出プログラムの図６のステップＳ３１６の処理により取得した１周分の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１、ｎ＝１〜Ｎｇ）と、前記最適設定プログラムの図５ＢのステップＳ２７０にて対にしてメモリに記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)とが利用される。この場合も、前記最適レーザ強度設定処理と同様に、まず、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝２、ｎ＝１〜Ｎｇ）にそれぞれ等しい半径値ｒ(ｎ，ｍ)を抽出し、この半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出する。そして、この場合も、周方向番号ｎは１〜Ｎｇの間で変化し、ステップＳ２６２の処理により、周方向番号ｎが「１」ずつ増加するごとに増幅回路４４の増幅率ｇ(ｎ)が図１２(Ｂ)に示すように変化する。したがって、横軸にレーザ光の強度（ｎ＝１〜Ｎｇ）を取り、前記抽出した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)をピーク値として取って、レーザ光の強度に対するピーク値の変化をグラフにすると、図１４に示すようになる。
【００９０】
そして、この場合も、図１４(Ａ)に示すように、増幅回路４４の増幅率を最適値に設定するために、増幅率の変化に対するピーク値の変化の割合ΔＰ（すなわち、増幅率を一定の変化量で変化させている状態におけるピーク値の変化量ΔＰ）が設定値を下回ったときの、変化前の増幅率を最適値として設定する。また、この場合も、図１４(Ｂ)に示すように最後までピーク値の変化の割合ΔＰが設定値を下回らない場合には、増幅率の最適値をピーク値の最大値に対応した値に設定する。これらの最適値は、周方向番号ｎによって指定される増幅率ｇ(ｎ)に対応するので、実際には、最適値に対応した増幅率ｇ
(ｎ)が最適増幅率として設定される。そして、この設定された最適増幅率は、増幅回路４４に出力されて増幅回路４４に記憶され、今後の処理（すなわち回折環の測定処理）における増幅回路４４の増幅率、すなわちフォトディテクタ４３からの受光信号の増幅率として利用される。
【００９１】
前記ステップＳ２８４による最適増幅率設定処理後、コントローラＣＴは、図５ＢのステップＳ２８６にて、フォーカスサーボ回路４６に対してフォーカスサーボ制御の停止を指示することにより、フォーカスサーボ制御を停止させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２８８にて、レーザ駆動回路３４を制御して、レーザ光源３３によるレーザ光の照射を停止させる。さらに、コントローラＣＴは、ステップＳ２９０にて、Ａ／Ｄ変換回路４９及び回転角度検出回路２６の作動を停止させ、ステップＳ２９２にて、フィードモータ制御回路２２を制御してフィードモータ１８の作動を停止させることにより、イメージングプレート２８を停止させて、ステップＳ２９４にて最適設定プログラムの実行を終了する。なお、位置検出回路２１の作動及びイメージングプレート２８の回転は、以前と同様のまま継続されている。
【００９２】
最適設定プログラムの実行が終了すると、コントローラＣＴは、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムの実行を開始する。この場合も、回折環読取りプログラムの実行に並行して、図６のピーク検出プログラムも実行される。回折環読取りプログラムの実行は図７ＡのステップＳ４００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ４０２にて回折環基準半径Ｒを計算する。この回折環基準半径Ｒの計算は、前述した最適設定プログラムの図５ＡのステップＳ２０４の処理とほぼ同様であり、イメージングプレート２８から測定対象物ＯＢまでの距離Ｌと、測定対象物ＯＢに関する回折角θａとを用いて、Ｒ＝Ｌ・ｔａｎ（θａ）の演算によって回折環基準半径Ｒが計算される。本実施形態においては、鉄が測定対象物ＯＢであり、この場合、フェライト及びオーステナイトの２種類の結晶構造による回折環が測定されるので、フェライト及びオーステナイト用の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２が計算されて、その後の処理に利用される。なお、前記図５ＡのステップＳ２０４の処理によってフェライト及びオーステナイトの２種類の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２が計算されて記憶されていれば、このステップＳ４０２にてこれらの回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２を計算することなく、今後の処理において前記計算されて記憶されている２種類の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２を利用することもできる。また、前記図５ＡのステップＳ２０４の処理によってフェライトの回折環基準半径Ｒ１のみが計算されて記憶されている場合には、このフェライトの回折環基準半径Ｒ１を計算することなく、オーステナイトの回折環基準半径Ｒ２のみを計算するようにしてもよい。
【００９３】
前記ステップＳ４０２の処理後、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２０８，Ｓ２１２と同様なステップＳ４０４，Ｓ４０６の処理により、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させ、かつレーザ光の照射を開始する。この場合も、読取り開始位置はフェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側位置である。次に、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２１４，Ｓ２１６と同様なステップＳ４０８，Ｓ４１０の処理により、フォーカスサーボ制御を開始し、かつ回転角度検出回路２６の作動及びＡ／Ｄ変換回路４９の作動を開始させる。そして、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２１８の処理と同様なステップＳ４１２の処理により、イメージングプレート２８を図１及び図２の右下方向に一定速度で移動させ始める。これにより、前記場合と同様に、レーザ光がイメージングプレート２８上にフォーカスサーボ制御された状態で、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、回転しながら、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。ただし、この状態では、レーザ光の照射レベルは低レベルＬＶ１である（図１２(Ａ)参照）。
【００９４】
前記ステップＳ４１２の処理後、コントローラＣＴは、前記ステップＳ２２０，Ｓ２２２の処理と同様に、ステップＳ４１４にて周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの値をそれぞれ「１」に初期設定し、ステップＳ４１６の処理により、回転角度検出回路２６がエンコーダ２４ａからのインデックス信号を入力したことを条件にステップＳ４１８以降に進む。
【００９５】
ステップＳ４１８においては、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２２４の場合と同様に、回転角度検出回路２６からイメージングプレート２８の現在の回転角度θｐを取り込む。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて、現在の回転角度θｐと変数ｎによって指定される所定の回転角度θ(ｎ)との差の絶対値｜θｐ−θ(ｎ)｜が所定の許容値未満であるか否か判定する。この場合、周方向番号ｎによって指定される回転角度θ(ｎ)は、周方向番号ｎの１〜Ｎまでの「１」ずつの増加にしたがって所定角度θずつ増加する角度であり、所定の回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)は予めコントローラＣＴに記憶されている。値Ｎは１周当たりの測定値の数を表し、角度をラジアン単位で表すと、所定角度θと値Ｎとはθ・Ｎ＝２πの関係にある。なお、所定角度θは前述した所定角度θＬ，θｇに比べて小さく、値Ｎは前述したＮＬ，Ｎｇに比べて大きい。これは、実際の回折環の測定では、最適なレーザ光強度及び増幅率の設定の場合に比べて測定ポイント数を多くするためである。
【００９６】
前記絶対値｜θｐ−θ(ｎ)｜が所定の許容値未満でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ４２０にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ４１８，Ｓ４２０の処理を繰返し実行する。すなわち、コントローラＣＴは、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θ(ｎ)にほぼ一致するまで待機する。そして、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θ(ｎ)にほぼ一致すると、コントローラＣＴは、ステップＳ４２０にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値｜θｐ−θ(ｎ)｜が所定の許容値未満であると判定して、ステップＳ４２２に進む。
【００９７】
ステップＳ４２２においては、コントローラＣＴは、前述した図５ＢのステップＳ２６８の処理と同様に、レーザ駆動回路３４に対して、前記ステップＳ２４４の処理によってレーザ駆動回路３４に記憶させた設定パルスレベルに対応したパルスの出力を指示する。この指示に応答して、レーザ駆動回路３４は、前記ステップＳ２１２による低レーザの直流駆動信号に前記設定パルスレベルを有する所定幅のパルスを重畳したパルス信号でレーザ光源３３を駆動制御する。これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)で指定される位置に照射される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ４２４にて、前記ステップＳ２３０の場合と同様に、前記パルス状のレーザ光の照射中に、Ａ／Ｄ変換回路４９からＳＵＭ信号を取り込むとともに、位置検出回路２１から位置信号を取り込んで、位置信号によって表された距離ｘを用いて半径値ｒを計算し、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)としてメモリにそれぞれ記憶する。この場合、前記ＳＵＭ信号の生成に利用されるフォトディテクタ４３から増幅回路４４に供給される受光信号は、前記図５ＢのステップＳ２８４の最適増幅率設定処理によって増幅回路４４に記憶された増幅率により増幅されている。
【００９８】
これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光による、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)からの輝尽発光の強度すなわち読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対する回折Ｘ線の強度を表す信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)であって、増幅回路４４にて最適な増幅率で増幅された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値を表す半径値ｒ(ｎ，ｍ)と共にメモリに記憶される。
【００９９】
次に、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２３２，Ｓ２３４の処理と同様なステップＳ４２６，Ｓ４２８の処理により、所定の基準値未満の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び同信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)に対応した半径値ｒ(ｎ，ｍ)を消去する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ４３０にて周方向番号ｎに「１」を加算し、ステップＳ４３２にて、変数ｎが１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数を表す値Ｎより大きいか、すなわちイメージングプレート２８が１回転したか否かを判定する。この場合、周方向番号ｎは「１」であり、値Ｎ以下であるので、コントローラＣＴは、ステップＳ４３２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４１８に戻る。そして、前述したステップＳ４１８〜Ｓ４３２の処理を、周方向番号ｎが値Ｎよりも大きくなるまで繰り返す。このステップＳ４１８〜Ｓ４３２の繰り返し処理により、回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)にそれぞれ対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに記憶される。
【０１００】
このようなステップＳ４１８〜Ｓ４３２の循環処理により、周方向番号ｎが値Ｎよりも大きくなると、コントローラＣＴは、ステップＳ４３２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前記ステップＳ２４０と同様なステップＳ４３４の処理により、ピーク検出プログラムによる終了指令の有無を判定する。未だ終了指令がないときは、コントローラＣＴは、ステップＳ４３４にて「Ｎｏ」と判定し、前記ステップＳ２４２と同様なステップＳ４３６の処理により、周方向番号ｎを「１」に戻すとともに、半径方向番号ｍに「１」を加算する。そして、コントローラＣＴは、前述したステップＳ４１６〜Ｓ４３２の処理を実行して、次の半径方向位置の回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)に対応した読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をメモリに記憶する。このような終了指令の指示があるまでのステップＳ４１６〜Ｓ４３６の処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜Ｎ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【０１０１】
そして、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、図７ＢのステップＳ４３８に進む。ステップＳ４３８以降の処理について説明する前に、並行して実行されているピーク検出プログラムについて説明しておく。
【０１０２】
ピーク検出プログラムは、この場合も、図６のステップＳ３００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ３０２にて変数ｔを「１」に設定した後、前述の場合と同様にステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなるピーク検出処理を実行している。なお、この場合、１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数は値Ｎに等しいので、ステップＳ３１０，Ｓ３１８の所定数は値Ｎである。そして、前記ステップＳ３０４〜Ｓ３１８の繰返し処理により、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が増えて所定数すなわち値Ｎに達すると、コントローラＣＴはステップＳ３１８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３２０にて本測定かつ比率測定有りか否かを判定する。この場合、鉄に関する回折環の測定であり、かつフェライトとオーステナイトの比率の測定を含むので、コントローラＣＴは、ステップＳ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２２に進む。
【０１０３】
鉄のフェライト及びオーステナイトの回折環を測定する本実施形態においては、前記ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなるピーク検出処理により、フェライトの回折環に関する１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１，ｎ＝１〜Ｎ）が計算される。また、この場合には、フェライトの回折環のピーク半径を実際に測定するのであるから、ステップＳ３１６の処理においては、実際のピークが２つの信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の間に存在する場合には、半径値を補間演算により計算してピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)とするのがよい。
【０１０４】
ステップＳ３２２においては、コントローラＣＴは、位置検出回路２１からテーブル２７（すなわちイメージングプレート２８）の位置を入力して、この入力した位置を用いてイメージングプレート２８が読取り終了位置を超えているかを判定する。このイメージングプレート２８の読取り終了位置とは、対物レンズ３９の中心位置すなわちレーザ光の照射位置が回折環基準半径から前記所定距離αだけ外側にある状態である。具体的には、この場合の測定対象はフェライトの回折環であるので、対物レンズ３９の中心位置が前記計算したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ外側に位置している状態である。そして、イメージングプレート２８が読取り終了位置を超えていなければ、ステップＳ３２２にて「Ｎｏ」と判定し続けて、ステップＳ３２２の判定処理を繰り返し実行する。
【０１０５】
この状態では、次のステップＳ３２４の処理による終了指令が出力されない。したがって、コントローラＣＴは、図７ＡのステップＳ４３４にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４３６の処理によって周方向番号ｎを「１」に戻すとともに半径方向番号ｍを「１」ずつ増加させながら、ステップＳ４１６〜Ｓ４３６の循環処理により、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をさらに蓄積記憶していく。なお、この場合も、ステップＳ４２６，Ｓ４２８の処理により、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が基準値より小さければ、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。このように１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が検出された後も信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を蓄積記憶する理由は、回折環（この場合、フェライトの回折環）に関する回折積分強度を計算するために、図１５に示すように半径方向に分布する回折環の信号強度Ｓを取得するためである。
【０１０６】
そして、イメージングプレート２８が読取り終了位置を超えると、コントローラＣＴは、図６のステップＳ３２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２４にてピーク検出の終了を示す終了指令を出力する。この終了指令の出力後、コントローラＣＴは前記場合と同様に、ステップＳ３２６にてレーザ照射の停止が指示されたか否かを判定するが、この場合には、後述する図７ＢのステップＳ４５４の処理までレーザ照射の停止の指示はされないので、前記所定の短時間内ではされない。したがって、この場合、コントローラＣＴは、ステップＳ３２６にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ３２８にて変数ｔに「１」を加算してステップＳ３０４に戻る。したがって、このピーク検出プログラムにおいては、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理及びステップＳ３２０，Ｓ３２２の測定終了判定処理を実行し始める。
【０１０７】
前記終了指令の出力により、コントローラＣＴは、図７ＡのステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、図７ＢのステップＳ４３８に進む。ステップＳ４３８においては、コントローラＣＴは、前記ステップＳ４２４の処理によりって蓄積記憶した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を測定済みの回折環の信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)として保存する。なお、この場合の保存される信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)において、変数ｎは周方向番号ｎに対応し、変数ｍは半径方向番号ｍに対応する。そして、最初の信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)（例えば、Ｓ１(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ１(ｎ，ｍ)）はフェライトの回折環に関するデータである。
【０１０８】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ４４０にて全ての回折環の読取りが終了したかを判定する。この場合、１つの回折環（フェライトの回折環）の読取りが終了しただけで、他の回折環（オーステナイトの回折環）が残っているので、コントローラＣＴは、ステップＳ４４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４４２以降の処理を実行する。ステップＳ４４２においては、コントローラＣＴは、既に保存した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をクリアする。
【０１０９】
次に、コントローラＣＴは、前記図５ＢのステップＳ２４８，Ｓ２５０の処理と同様なステップＳ４４４，Ｓ４４６の処理により、イメージングプレート２８の移動を停止させるとともに、フォーカスサーボ制御を停止させる。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ４４８にて、イメージングプレート２８を次の読取り開始位置へ移動させる。このイメージングプレート２８の次の読取り開始位置とは、対物レンズ３９の中心位置が次の回折環基準半径Ｒ２（本実施形態ではオーステナイトの回折基準半径Ｒ２）から所定距離αだけ内側にある位置である。前記ステップＳ４４８の処理後、コントローラＣＴは、前記ステップＳ２５４と同様なステップＳ４５０の処理により、フォーカスサーボ制御を開始させる。
【０１１０】
このステップＳ４５０のフォーカスサーボ制御の開始後、コントローラＣＴは、図７ＡのステップＳ４１２に戻り、前述のように、イメージングプレート２８を図１及び図２の右下方向に一定速度で移動させ始める。これにより、レーザ光がイメージングプレート２８上にフォーカスサーボ制御された状態で、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、回転しながら、オーステナイトの回折環基準半径Ｒ２から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。そして、前述したフェライトの回折環の場合と同様に、ステップＳ４１４による周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの「１」への初期設定後、ピーク検出プログラムの実行によって終了指令が出力されるまで、ステップＳ４１６〜Ｓ４３６の循環処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜Ｎ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【０１１１】
この状態では、前述したように、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理及びステップＳ３２０，Ｓ３２２の測定終了判定処理を、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムと並行して実行している。そして、前述のように、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、前述した場合と同様に、図７ＢのステップＳ４３８に進む。なお、この場合の、ステップＳ３２２による測定終了判定処理は、２つ目の回折環（本実施形態ではオーステナイトの回折環）に関する判定処理であり、読取り終了位置は、レーザ照射位置（すなわち測定位置）がオーステナイトの回折環基準半径Ｒ２よりも所定距離αだけ外側に移動した位置である。
【０１１２】
そして、レーザ光の照射位置が読取り終了位置を超えると、コントローラＣＴは、ステップＳ３２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２４にて終了指令を出力する。この終了指令の出力後、コントローラＣＴは前記場合と同様に、ステップＳ３２６にてレーザ照射停止が指示された否かを判定するが、この場合には、後述する図７ＢのステップＳ４５４の処理によってレーザ照射停止の指示が前記所定の短時間内に出力されるので、その時点で、ステップＳ３２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３３０にてピーク検出プログラムの実行を終了する。
【０１１３】
ふたたび、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムの説明に戻ると、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があって、コントローラＣＴが、ステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４３８に進むと、ステップＳ４３８においては、前記ステップＳ４２４の処理によりって蓄積記憶した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を測定済みの回折環の信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)として保存する。なお、この場合の保存される信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)は、オーステナイトの回折環に関する信号強度Ｓ２(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ２(ｎ，ｍ)である。
【０１１４】
次に、コントローラＣＴは、前述のように、ステップＳ４４０にて全ての回折環の読取りが終了したかを判定する。この場合、２つ目の回折環の測定が終了したので、すなわち本実施形態におけるオーステナイトの回折環の測定が終了したので、コントローラＣＴは、ステップＳ４４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ４５２以降の処理を実行する。
【０１１５】
すなわち、コントローラＣＴは、前記図５ＢのステップＳ２８６〜Ｓ２９２の処理と同様なステップＳ４５２〜Ｓ４５８の処理により、フォーカスサーボ制御を停止させ、レーザ光の照射を停止させ、Ａ／Ｄ変換回路４９及び回転角度検出回路２６の作動を停止させ、かつイメージングプレート２８を停止させて、ステップＳ４６０に回折環読取りプログラムの実行を終了する。なお、位置検出回路２１の作動及びイメージングプレート２８の回転は、以前と同様のまま継続される。
【０１１６】
なお、上記説明では、複数の結晶構造（本実施形態ではフェライトとオーステナイト）の比率の測定を行うことを入力したので、図６のピーク検出プログラムのステップＳ３０６〜Ｓ３１８からなる１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の検出後も、ステップＳ３２０にて「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップＳ３２２にてレーザ光の照射位置（測定位置）が読取り終了位置を超えたか否かを判定するようにした。しかし、複数の結晶構造の比率の測定が不要であり、前記比率を測定することを入力しなければ、コントローラＣＴは、本測定時においても、ステップＳ３２０にて「Ｎｏ」と判定して、１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の検出直後に、ステップＳ３２４に進む。
【０１１７】
前記回折環読取りプログラムの実行が終了すると、コントローラＣＴは、イメージングプレート２８に撮像された回折環を消去する図８の回折環消去プログラムを実行する。回折環消去プログラムの実行はステップＳ５００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ５０２にて、フィードモータ制御回路２２に、イメージングプレート２８を回折環消去領域内の消去開始位置へ移動させることを指示する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１と協働してフィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を消去開始位置へ移動させる。このイメージングプレート２８が消去開始位置にある状態では、ＬＥＤ５２から出力される可視光の中心が前記計算したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離γだけ小さい位置に位置する。具体的には、この位置は、イメージングプレート２８が駆動限界位置にある状態において、イメージングプレート２８の中心からＬＥＤの可視光の中心までの距離をＲｏ’とすると、位置検出回路２１から出力される位置がＲ１−γ−Ｒｏ’になる位置である。なお、所定距離γは、前記所定距離αよりも若干大きく、フェライトによって撮像された回折環の半径よりは余裕をもってずれた位置である。これにより、後述の処理により、フェライトによって撮像された回折環が確実に消去される。
【０１１８】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ５０４にて、ＬＥＤ駆動回路５３を制御してＬＥＤ５２による可視光のイメージングプレート２８に対する照射を開始させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ５０６にて、フィードモータ制御回路２２に対して、イメージングプレート２８の移動開始及び移動速度を指示する。フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を消去開始位置から軸受部１９側（図１，２の右下方向）へ一定速度で移動させる。これにより、ＬＥＤ５２による可視光が、イメージングプレート２８において、回転しながら、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離γ（γ＞α）だけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。
【０１１９】
前記ステップＳ５０６の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ５０８にて位置検出回路２１からイメージングプレート２８の位置を表す位置信号を入力し、ステップＳ５１０にて、イメージングプレート２８の現在の位置が消去終了位置を超えているか否かを判定する。この終了位置は、フェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離γだけ大きな位置である。具体的には、位置検出回路２１から出力される位置がＲ１＋γ−Ｒｏ’になる位置である。そして、イメージングプレート２８の現在の位置が消去終了位置を超えるまで、コントローラＣＴは、ステップＳ５１０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５０８，Ｓ５１０の処理を繰り返し実行する。これにより、回転するイメージングプレート２８に対し、前記回折環基準半径Ｒ１から所定距離γだけ内側から所定距離γだけ外側まで、ＬＥＤ５２による可視光が照射されるので、フェライトによる回折Ｘ線によって形成された回折環は内側から徐々に消去されていく。
【０１２０】
そして、イメージングプレート２８の現在の位置が消去終了位置を超えると、コントローラＣＴは、ステップＳ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５１２にてフィードモータ制御回路２２にイメージングプレート２８の移動停止を指示し、ステップＳ５１４にてＬＥＤ駆動回路５３にＬＥＤ５２による可視光の照射停止を指示する。これにより、フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８の作動を停止させることによりイメージングプレート２８の移動を停止させる。ＬＥＤ駆動回路５３は、ＬＥＤ５２による可視光の照射を停止させる。この状態では、フェライトによって撮像された回折環は完全に消去されている。
【０１２１】
前記ステップＳ５１４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ５１６にて次の消去位置、すなわちさらに消去する回折環が存在するか否かを判定する。この場合、本実施形態では、イメージングプレート２８にはフェライトによる回折環とオーステナイトによる回折環が存在するので、コントローラＣＴは、ステップＳ５１６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５０２に戻る。そして、前述したステップＳ５０２〜Ｓ５１０の処理により、オーステナイトによって撮像された回折環が消去される。なお、この場合のステップＳ５０２の消去開始位置はオーステナイトの回折環基準半径Ｒ２から所定距離γだけ内側位置であり、ステップＳ５１０の消去終了位置はオーステナイトの回折環基準半径Ｒ２から所定距離γだけ外側位置である。具体的には、消去開始位置は位置検出回路２１から出力される位置がＲ２−γ−Ｒｏ’になる位置であり、消去終了位置は位置検出回路２１から出力される位置がＲ２＋γ−Ｒｏ’になる位置である。その後、ステップＳ５１２，Ｓ５１４の処理により、イメージングプレート２８の移動が停止するとともに、ＬＥＤ５２による可視光の照射も停止する。
【０１２２】
前記ステップＳ５１４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ５１６にて、ふたたび次の消去位置の存在を判定するが、この場合、オーステナイトによる回折Ｘ線によって形成された回折環が消去されているので、同ステップＳ５１６にて「Ｎｏ」すなわち次の消去位置は存在しないと判定して、ステップＳ５１８に進む。ステップＳ５１８においては、コントローラＣＴは、位置検出回路２１の作動を停止させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ５２０にて、スピンドルモータ制御回路２５に対してイメージングプレート２８の回転停止を指示する。この指示に応答して、スピンドルモータ制御回路２５は、スピンドルモータ２４の作動を停止させて、イメージングプレート２８の回転を停止させる。前記イメージングプレート２８の回転停止後、コントローラＣＴは、ステップＳ５２２にて回折環消去プログラムの実行を終了する。
【０１２３】
前記回折環消去プログラムの実行を終了すると、コントローラＣＴは、図示しないプログラムの実行により、フェライトの回折環のピーク半径ｒｐ(１，ｎ)及びオーステナイトの回折環のピーク半径ｒｐ(２，ｎ)を用いて、ｃｏｓα法により、残留応力を算出して表示装置５４に表示する。また、残留応力の計算では、フェライトの回折環のピーク半径ｒｐ(１，ｎ)及びオーステナイトの回折環のピーク半径ｒｐ(２，ｎ)のうちのいずれか一方のピーク半径を用いるのみでもよい。また、コントローラＣＴは、ピーク半径ｒｐ(１，ｎ)，ｒｐ(２，ｎ)を用いて、フェライト及びオーステナイトの回折環の画像データを作成して、フェライト及びオーステナイトの回折環を表示装置５４に表示する。これにより、回折環の真円からのずれ具合から測定対象物ＯＢ（鉄）の残留応力を認識できる。
【０１２４】
また、コントローラＣＴは、フェライトに関する全ての強度信号Ｓ１(ｎ，ｍ)から全ての強度信号Ｓ１(ｎ，ｍ)の中の最小値（すなわち、回折環が形成されていない箇所の信号強度）を減算した値を合計して、合計値を測定時における周方向番号ｎの最大値Ｎで除算して、フェライトの回折環に関する回折積分強度（図１５の半径Ｒ１近傍の斜線領域の面積に対応）を計算する。また、オーステナイトに関する全ての強度信号Ｓ２(ｎ，ｍ)から全ての強度信号Ｓ２(ｎ，ｍ)の中の最小値（すなわち、回折環が形成されていない箇所の信号強度）を減算した値を合計して、合計値を測定時における周方向番号ｎの最大値Ｎで除算して、オーステナイトの回折環に関する回折積分強度（図１５の半径Ｒ２近傍の斜線領域の面積に対応）を計算する。そして、フェライトの回折積分強度と、オーステナイトの回折積分強度との比により、鉄の中に含まれるフェライトとオーステナイトとの比率を取得する。この場合も、この比率と共に図１５に示すようなフェライト及びオーステナイトの信号強度の分布を表示装置５４に表示するようにするとよい。これらの残留応力及び比率により、鉄の特性を評価することができる。
【０１２５】
上記のように動作するＸ線回折測定装置においては、図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラム及び図６のピーク検出プログラムの実行により、イメージングプレート２８に記録された回折Ｘ線の像である回折環がそれぞれ検出されるとともに、受光信号の大きさが最適となるレーザ光の強度及び受光信号の増幅率が設定される。したがって、上記実施形態によれば、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるようにレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。また、レーザ光の強度の変化幅は受光信号の増幅率の変化幅に比べて小さいので、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができるとともに、回折環の半径方向の信号強度曲線におけるノイズ成分を小さくすることができる。すなわち、上記実施形態とは逆に、ピーク値が最も大きくなる近辺の値に先に信号の増幅率を変更して同増幅率を最適に設定した後、レーザ強度と上げても、ピーク値が飽和して変化しなくなる。これに対して、上記実施形態によれば、先にレーザ光の強度の最適値を決めれば、そのようなことはなく、最適なレーザ強度が決められたうえで、信号レベルを最適（最大）に設定することができる。その結果、受光信号のＳ／Ｎ比も良好となる。
【０１２６】
また、上記実施形態の図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラムのステップＳ２４４の最適レーザ強度設定処理及びステップＳ２８４の最適増幅率設定処理においては、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)（ピーク値）の変化量が予め決められた所定値に達しなかったときは変化前のレーザ光の強度又は受光信号の増幅率に設定することにより、ピーク値の飽和を避けたうえで、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができる。その結果、上記実施形態によれば、周囲のＸ線回折による回折環以外の部分による反射による受光信号のノイズ成分を小さく抑えることができ、Ｘ線回折による回折環をより精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などをより精度よく求めることができるようになる。特に、レーザ光の強度及び受光信号の増幅率の両方の設定を行うために、一方を大きな値に設定すると、その一方の最適値によりピーク値が飽和してもう一方が変更不能となることがあるが、そのような事態を回避し易くなる。
【０１２７】
また、上記実施形態においては、前記測定対象物は鉄であり、図６のピーク検出プログラムによって検出されるピークは、フェライトの回折環によるものである。これにより、フェライトの回折環においてピーク値を最も大きくなる近辺の値に設定すれば、オーステナイトによる回折環においてもピーク値を十分大きくすることができ、オーステナイトによる回折環の形状やオーステナイトによる回折積分強度を精度よく求めることができる。
【０１２８】
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。
【０１２９】
上記実施形態では、最適なレーザ強度及び信号増幅率を設定する際、イメージングプレート２８を回転するとともに移動し、同じ回転位置でレーザ強度及び信号増幅率が同一になるようにレーザ強度及び信号増幅率を変化させた。しかし、レーザ強度及び信号増幅率を同一にしてサム信号ＳＵＭの信号強度のピーク値を求めることができれば、どのような方法を用いてもよい。例えば、まず、レーザ強度又は信号増幅率を設定し、イメージングプレート２８を回転させずに半径方向に移動させながらサム信号ＳＵＭの信号強度を取得して、半径方向のピーク値を取得する。次に、イメージングプレート２８を微小量回転させる。その後に、レーザ強度又は信号増幅率を次の値に設定して、前記のように、イメージングプレート２８を回転させずに半径方向に移動させながらサム信号ＳＵＭの信号強度を取得して、半径方向のピーク値を取得する。このような操作を繰り返し行って、サム信号ＳＵＭの信号強度がピークとなる半径位置のサム信号ＳＵＭの信号強度の中で、サム信号ＳＵＭの信号強度が上記実施形態と同様に最適となる回転角度に対応したレーザ強度及び信号増幅率を採用するようにしてもよい。
【０１３０】
また、上記実施形態では、レーザ強度及び信号増幅率の両方を最適になるように設定したが、測定対象物が同じ物質であって前回の検査時とレーザ強度又は信号増幅率の最適値が大きく変化しない場合には、一方を前回の値にそのまま固定し、レーザ強度及び信号増幅率のいずれか他方のみを変化させて最適値に設定するようにしてもよい。
【０１３１】
また、上記実施形態では、レーザ強度及び信号増幅率の最適値をレーザ強度及び信号増幅率の変化に対するピーク値の変化が設定値に達しないときには変化前の値とした。しかし、これに代えて、測定対象物が特定されていて（本実施形態のように鉄が特定されていて）、ピーク値がほぼわかっている場合には、レーザ強度及び信号増幅率の一方のみ又は両方を変更してピーク値として予め決められている所定値を超えた時点で、その時のレーザ強度及び信号増幅率を最適値とすればよい。
【０１３２】
また、上記実施形態では、特定の構造の比率を測定する場合、イメージングプレート２８を回転させて回折環のそれぞれの回転位置で半径方向の信号強度の曲線を得て、各回転位置での回折積分強度を算出し、この値を平均して回折積分強度としたが、特定の構造の比率のみを測定する場合で精度よりも高速測定が重要視されるときは、イメージングプレート２８を回転させずに、移動のみをさせ、特定の回転位置での半径方向の信号強度の曲線を得て、回折積分強度を算出するようにしてもよい。
【０１３３】
上記実施形態においては、最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を設定するために、図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラムと並行して実行される図６のピーク検出プログラムのステップＳ３１４，Ｓ３１６の処理により、半径値ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を用いてＳＵＭ信号の値のピークを検出するとともに、ピークの半径値をピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)として記憶するようにした。そして、図５ＡのステップＳ２４４における最適レーザ強度設定処理及び図５ＢのステップＳ２８４における最適増幅率設定処理により、前記ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)にそれぞれ等しい半径値ｒ(ｎ，ｍ)を抽出して、この半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応した回折環を表すピークである１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出し、抽出した１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を用いて最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を決定するようにした。
【０１３４】
しかし、この場合には、ピーク（回折環）の位置に対応した１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出することができれば、ピークの半径値は不要であるので、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)を用いる必要はない。このピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の採用に代えて、前記ＳＵＭ信号値のピークの検出時に、検出ピークに対応した１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を記憶しておいたり、１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を指定可能な変数ｎ，ｍの情報を記憶しておいたりしてもよい。ただし、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムと並行して図６のピーク検出プログラムが実行される場合には、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)は必要であるので、図６のステップＳ３１４，Ｓ３１６の処理は上記実施形態で説明したように動作する必要がある。
【０１３５】
また、上記実施形態においては、受光センサ３１によって受光した反射光の受光位置を用いて、測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が、所定の範囲内にあるか否かを判定し、所定の範囲内になければ、作業者が昇降ステージ１２ａの高さを調整するようにした。しかし、受光センサ３１の受光位置が表す測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が所定の範囲内にあるように、昇降ステージ１２ａの高さが自動的に調整されるように構成してもよい。これによれば、作業者がセットした測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が、受光センサ３１が反射光を受光できる範囲にありさえすれば、作業者が昇降ステージ１２ａの高さを調整する必要が無いので、作業効率を向上させることができる。なお、例えば上記従来のＸ線検出装置のように、イメージングプレートと測定対象物との距離が常に一定になるように構成されていれば、受光センサ３１は不要である。
【０１３６】
また、上記実施形態においては、受光センサ３１の受光位置を用いて、回折環基準半径Ｒを算出し、撮像した回折環の半径が回折環基準半径Ｒからずれる可能性のある領域を想定して、読取り開始位置を決定するようにした。しかし、回折環基準半径Ｒを算出することなく、常に一定の領域にレーザ光を照射するようにしてもよい。例えば、イメージングプレート２８の全領域にレーザ光を照射するようにしてもよい。また、ＬＥＤ５３による可視光の照射についても同様に、常に一定の領域にＬＥＤ５３から発せられた可視光を照射するようにしてもよい。例えば、イメージングプレート２８の全領域にＬＥＤ５３からの可視光を照射するようにしてもよい。ただし、この場合、上記実施形態よりも測定時間が長くなる。
【０１３７】
また、上記実施形態においては、レーザ検出装置ＰＵＨは、フォーカスサーボ制御されるようにしたが、イメージングプレート２８を回転させた際のイメージングプレート２８の受光面と対物レンズ３９との距離の変動が微小であれば、フォーカスサーボ制御は不要である。
【符号の説明】
【０１３８】
１３…Ｘ線出射器、１５…移動ステージ、１８…フィードモータ、２１…位置検出回路、２４…スピンドルモータ、２６…回転角度検出回路、２７…テーブル、２８…イメージングプレート、３１…受光センサ、３３…レーザ光源、３４…レーザ駆動回路、３９…対物レンズ、４３…フォトディテクタ、４４…増幅回路、４８…ＳＵＭ信号生成回路、４９…変換回路、５２…ＬＥＤ、５４…表示装置、５５…入力装置、ＣＴ…コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物にて回折したＸ線を受光面で受光して、受光面に形成される回折環を測定するＸ線回折測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定対象物の残留応力をＸ線回折により測定することはよく行われている。また、下記特許文献１に示されているように、鉄元素の大部分の配列構造である体心立方格子構造(以下、フェライトという)と面心立方格子構造（以下、オーステナイトという）との割合を、測定対象物をＸ線回折した際のフェライトによる回折積分強度とオーステナイトによる回折積分強度を測定することによって測定することも行われている。鉄中のオーステナイトの割合が変化すると鉄の特性が変わるため、この割合には、鉄の使用用途ごとに最も望ましいとされる割合がある。そして、この割合は鉄を加熱し冷却するときの条件により変化するため、製造条件を一定にすることが重要であるが、製造された鉄のオーステナイトの割合を精度よく測定することも重要なことである。
【０００３】
Ｘ線回折測定装置においては、装置が小型化できＸ線の照射時間を短くすることが可能なものとして、下記特許文献２に示されている装置がある。この装置は、測定対象物に対してＸ線を所定の角度で照射し、測定対象物にて回折したＸ線（以下、回折Ｘ線という）を、感光性を有するイメージングプレートで受光し、イメージングプレートに形成された環状のＸ線回折像（以下、回折環という）の形状を分析するｃｏｓα法により、測定対象物の残留応力を算出している。下記特許文献２では、測定対象物の残留応力を求めることのみが説明されているが、下記特許文献２で示されたＸ線回折測定装置でも、回折環の半径方向におけるフェライト及びオーステナイトによる回折積分強度を測定することで鉄中のオーステナイトの割合を測定できる。下記特許文献２では回折環の形状を測定する際、二つの方法が示されている。一つの方法は、Ｈｅ−Ｎｅレーザ光などの励起光でイメージングプレート上を走査し、回折環から輝尽発光により発生する光の強度を光電子倍増管によって増幅して検出し、回折環の画像を得る方法である。他の一つ方法は、Ｘ線ＣＣＤで回折Ｘ線を受光し、Ｘ線ＣＣＤの各画素が出力する信号から回折環の画像を得る方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２３０９２１号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１３０８号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２の２つの方法では、フェライトの回折Ｘ線の強度は強いために、フェライトによる回折環の画像は明確に得られるが、鉄中のオーステナイトの割合は微量であるためオーステナイトの回折Ｘ線の強度は弱く、オーステナイトによる回折環の画像を明確に得ることができない。すなわち、フェライトによる回折環の形状やフェライトによる回折積分強度は精度よく求めることができるが、オーステナイトによる回折環の形状やオーステナイトによる回折積分強度は精度よく求めることができないという問題がある。また、測定対象物が鉄以外の物質であっても、回折Ｘ線の強度が弱い場合は、回折環の形状や回折積分強度を精度よく求めることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、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線を受光面で受光し、回折Ｘ線により受光面に形成される回折環を測定するＸ線回折測定装置において、回折Ｘ線の強度にかかわらず、回折環を精度よく測定できるようにしたＸ線回折測定装置を提供することにある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、後述する実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、この実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の発明は、測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器（１３）と、中央にＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブル（２７）と、テーブルに固定されていて、測定対象物にて回折したＸ線の回折光を受光する受光面を有し、回折光の像である回折環を記録する回折光受光器（２８）と、レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、レーザ光を回折光受光器の受光面に照射するとともに、レーザ光の照射によって回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置（ＰＵＨ）と、テーブルを、貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段（２４，２５）と、回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路（２６）と、テーブルを、回折光受光器の受光面に平行な方向に、レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段（１５，１７，１８，２２）と、移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路（２１）と、レーザ光源を駆動制御するとともにレーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変更可能なレーザ駆動回路（３４）と、フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力する増幅回路（４４）とを備え、Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、回転手段及び移動手段を制御して回折環が記録された回折光受光器を回転及び移動させて、レーザ検出装置から出射されるレーザ光の回折光受光器における照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２０８，Ｓ２１０，Ｓ２１８）と、照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに中心からの径方向の距離を変化させている状態で、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるときレーザ光の強度を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度が変化するようにレーザ駆動回路を制御するレーザ強度制御手段（ＣＴ，Ｓ２２２〜Ｓ２２８）と、テーブルの回転角度が所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における増幅回路からの受光信号であって、回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２３０）と、受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、テーブルの回転角度が同一であり、かつ回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出するピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４，Ｓ３１６）と、ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となるレーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する最適レーザ強度設定手段（Ｓ２４４）とを設けたことにある。
【０００８】
上記のように構成した第１の発明においては、レーザ強度制御手段が、照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるときレーザ光の強度を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度を変化させ、受光信号取得手段が、テーブルの回転角度が所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における増幅回路からの受光信号であって、回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する。この取得した受光信号を用いて、ピーク検出手段が、回折光受光器の径方向に分布した複数の受光信号のうちで受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出することにより、回折光受光器に記録された回折Ｘ線の像である回折環が検出される。そして、最適レーザ強度定手段が、ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となるレーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する。このように受信信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出し、この１周分の径方向位置の受光信号を用いて、最適なレーザ光の強度が設定されるので、簡単に最適なレーザ光の強度を設定できる。その結果、第１の発明によれば、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるようにレーザ光強度を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明と同様なＸ線出射器（１３）、テーブル（２７）、回折光受光器（２８）、レーザ検出装置（ＰＵＨ）、回転手段（２４，２５）、回転角度検出回路（２６）、移動手段（１５，１７，１８，２２）、位置検出回路（２１）、照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２１０，Ｓ２５２，Ｓ２５６）、受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２７０）及びピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４，Ｓ３１６）を備えるとともに、前記第１の発明におけるレーザ駆動回路、増幅回路、レーザ強度制御手段及び最適レーザ強度設定手段に代えて、レーザ光源を駆動制御するレーザ駆動回路（３４）と、フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路（４４）と、照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき受光信号の増幅率を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに受光信号の増幅率が変化するように増幅回路を制御する増幅率制御手段（ＣＴ，Ｓ２６０〜Ｓ２６６）と、ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる受光信号の増幅率を最適増幅率として設定する最適増幅率設定手段（ＣＴ，Ｓ２８４）とを設けたことにある。
【００１０】
この第２の発明においても、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出し、この１周分の径方向位置の受光信号を用いて、最適な受光信号の増幅率が設定されるので、簡単に最適な受光信号の増幅率を設定できる。その結果、この第２の発明によっても、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるように受光信号の増幅率を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。
【００１１】
また、第３の発明は、前記第１の発明と同様なＸ線出射器（１３）、テーブル（２７）、回折光受光器（２８）、レーザ検出装置（ＰＵＨ）、回転手段（２４，２５）、回転角度検出回路（２６）、移動手段（１５，１７，１８，２２）、位置検出回路（２１）及びレーザ駆動回路（３４）を備えるとともに、前記第１の発明における増幅回路に代えて、フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路（４４）を備えている。さらに、第３の発明は、前記第１の発明の照射位置制御手段、レーザ強度制御手段、受光信号取得手段、ピーク検出手段及び最適レーザ強度設定手段と同様な第１照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２０８，Ｓ２１０，Ｓ２１８）、レーザ強度制御手段（ＣＴ，Ｓ２２２〜Ｓ２２８）、第１受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２３０）、第１ピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４、Ｓ３１６）及び最適レーザ強度設定手段（ＣＴ，Ｓ２４４）を備えるとともに、前記第２の発明の照射位置制御手段、増幅率制御手段、受光信号取得手段、ピーク検出手段及び最適増幅率設定手段と同様な第１照射位置制御手段（ＣＴ，Ｓ２１０，Ｓ２５２，Ｓ２５６）、増幅率制御手段（ＣＴ，Ｓ２６０〜Ｓ２６８）、第２受光信号取得手段（ＣＴ，Ｓ２７０）、第２ピーク検出手段（ＣＴ，Ｓ３１４、Ｓ３１６）及び最適増幅率設定手段（ＣＴ，Ｓ２８４）を備えている。そして、この場合には、レーザ強度制御手段は、受光信号の増幅率を一定に保ったまま、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるときレーザ光の強度を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとにレーザ光の強度が変化するようにレーザ駆動回路を制御し、増幅率制御手段は、最適レーザ強度設定手段によって設定された最適レーザ強度にレーザ光の強度を保ったまま、回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき受光信号の増幅率を同一にするとともに、テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに受光信号の増幅率が変化するように増幅回路を制御するようにして、最適なレーザ光の強度の設定後に、最適な受信信号の増幅率を設定する。
【００１２】
上記のように構成した第３の発明においても、信号の大きさがピークとなる径方向位置を所定角度ずつ１周分検出し、１周分の径方向位置の受光信号を用いて、最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率がそれぞれ設定されるので、簡単に最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率をそれぞれ設定できる。したがって、第３の発明においても、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるようにレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。また、この第３の発明によれば、レーザ光の強度が受光信号の増幅率の前に設定される。この場合、レーザ光の強度の変化幅は受光信号の増幅率の変化幅に比べて小さいので、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができるとともに、回折環の半径方向の信号強度曲線におけるノイズ成分を小さくすることができる。すなわち、前記第３の発明とは逆に、ピーク値が最も大きくなる近辺の値に先に信号の増幅率を変更して同増幅率を最適に設定した後、レーザ強度を上げても、ピーク値が飽和して変化しなくなる。これに対して、第３の発明のように、先にレーザ光の強度の最適値を決めれば、そのようなことはなく、最適なレーザ強度が決められたうえで、信号レベルを最適（最大）に設定することができる。その結果、受光信号のＳ／Ｎ比も良好となる。
【００１３】
また、前記第１及び第３の発明においては、最適レーザ強度設定手段は、レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を順次増加させた状態で、レーザ光の強度の変化に対する受光信号の大きさの変化量を算出し、受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前のレーザ光の強度を最適レーザ強度として設定し、受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させたレーザ光の強度の最大値を最適レーザ強度として設定するとよい。また、前記第２及び第３の発明においては、最適増幅率設定手段は、増幅率制御手段が受光信号の増幅率を順次増加させた状態で、受光信号の増幅率の変化に対する受光信号の大きさの変化量を算出し、受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の受光信号の増幅率を最適増幅率として設定し、受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させた受光信号の増幅率の最大値を最適増幅率として設定するとよい。
【００１４】
このように、受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなかったときは、変化前のレーザ光の強度又は受光信号の増幅率を最適レーザ強度又は最適増幅率として設定することにより、ピーク値の飽和を避けたうえで、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができる。その結果、回折環以外の部分の反射によるレーザ光の受光信号のノイズ成分を小さく抑えることができ、Ｘ線回折による回折環をより精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などをより精度よく求めることができるようになる。特に、第３の発明のように、レーザ光の強度及び受光信号の増幅率の両方の設定を行う場合には、一方を大きな値に設定すると、その一方の最適値によりピーク値が飽和してもう一方が変更不能となることがあるが、そのような事態を回避し易くなる。
【００１５】
また、本発明においては、前記測定対象物が鉄である場合は、ピーク検出手段、第１ピーク検出手段又は第２ピーク検出手段によって検出されるピークは、フェライトの回折環によるものであるとよい。これによれば、フェライトの回折環においてピーク値を最も大きくなる近辺の値に設定すれば、オーステナイトによる回折環においてもピーク値を十分大きくすることができ、オーステナイトによる回折環の形状やオーステナイトによる回折積分強度を精度よく求めることができる。
【００１６】
さらに、本発明の実施にあたっては、本発明は、Ｘ線回折測定装置の発明に限定されることなく、Ｘ線回折測定方法の発明としても実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置の全体概略図である。
【図２】図１のＸ線回折測定装置の本体部分を拡大した拡大図である。
【図３】イメージングプレートから測定対象物までの距離と、受光センサにおける受光位置との関係を説明する説明図である。
【図４】図１のコントローラによって実行される回折環撮像プログラムを示すフローチャートである。
【図５Ａ】図１のコントローラによって実行される最適設定プログラムの前半部分を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】前記最適設定プログラムの後半部分を示すフローチャートである。
【図６】図１のコントローラによって実行されるピーク検出プログラムを示すフローチャートである。
【図７Ａ】図１のコントローラによって実行される回折環読取りプログラムの前半部分を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】前記回折環読取りプログラムの後半部分を示すフローチャートである。
【図８】図１のコントローラによって実行される回折環消去プログラムを示すフローチャートである。
【図９】イメージングプレートに撮像された回折環を説明する説明図である。
【図１０】イメージングプレートの移動限界位置からの移動距離と、イメージングプレートにおけるレーザ光の照射位置の半径方向距離（半径値）との関係を説明するための図である。
【図１１】読取りポイントの軌跡を説明する説明図である。
【図１２】(Ａ)はレーザ光の強度の変化を説明するための説明図であり、(Ｂ)は増幅率の変化を説明するための説明図である。
【図１３】信号強度のピークを説明するために、受光曲線の一例を示したグラフである。
【図１４】(Ａ)は最適なレーザ光強度及び増幅率を決定する第1の方法を説明するための説明であり、(Ｂ)は最適なレーザ光強度及び増幅率を決定する第２の方法を説明するための説明図である。
【図１５】半径位置に対する信号強度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置の構成について図１及び図２を用いて説明する。このＸ線回折測定装置は、測定対象物ＯＢの特性を評価するために、Ｘ線を測定対象物ＯＢに照射するとともに、同照射による測定対象物ＯＢからの回折Ｘ線により形成される回折環の形状及び回折環ごとの回折Ｘ線の強度を読み取る。このＸ線回折測定装置は、箱状に形成されたフレームＦＲを有し、フレームＦＲの底面の角部から下方へ支持脚１１が延設されている。すなわち、フレームＦＲの底面は、Ｘ線回折測定装置の設置面ＦＬよりも上方に位置する。フレームＦＲの下方には、昇降機１２が設けられている。昇降機１２は、測定対象物ＯＢを固定するための昇降ステージ１２ａを有する。昇降ステージ１２ａは、上下に昇降可能となっている。フレームＦＲの底面であって、昇降機１２の上方に位置する部分には開口部が設けられていて、昇降ステージ１２ａを上昇させることにより、固定した測定対象物ＯＢをフレームＦＲの内部へ搬入することができる。
【００１９】
フレームＦＲ内の上部には、Ｘ線制御回路１４によって制御されて、Ｘ線を出射するＸ線出射器１３が固定されている。Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線の光軸と、測定対象物ＯＢの法線とが所定の角度θ（例えば、３０°）をなすように、Ｘ線出射器１３の出射口の向きが設定されている。
【００２０】
Ｘ線制御回路１４は、後述するコントローラＣＴによって制御され、Ｘ線出射器１３から一定の強度のＸ線が出射されるように、Ｘ線出射器１３に供給する駆動電流及び駆動電圧を制御する。また、Ｘ線出射器１３は、図示しない冷却装置を備えていて、Ｘ線制御回路１４は、この冷却装置に供給する駆動信号も制御する。これにより、Ｘ線出射器１３の温度が一定に保たれる。
【００２１】
Ｘ線出射器１３の下方には、移動ステージ１５が設けられている。移動ステージ１５は、ステージ送り装置１６により、Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線の光軸に垂直な方向に移動可能となっている。ステージ送り装置１６は、移動ステージ１５に固定された図示しないナットに螺合するスクリューロッド１７と、スクリューロッド１７を回転させるフィードモータ１８とを備えている。スクリューロッド１７は、Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線の光軸に垂直な方向に延設されている。そして、スクリューロッド１７の一端部が、フレームＦＲに固定されたフィードモータ１８の出力軸に連結され、他端部が、フレームＦＲに固定された軸受部１９に回転可能に支持される。また、移動ステージ１５は、それぞれフレームＦＲに固定された、対向する１対の板状のガイド２０，２０により挟まれていて、スクリューロッド１７の軸線方向に沿って移動可能となっている。すなわち、フィードモータ１８を正転又は逆転駆動すると、フィードモータ１８の回転運動が移動ステージ１５の直線運動に変換される。フィードモータ１８内には、エンコーダ１８ａが組み込まれている。エンコーダ１８ａは、フィードモータ１８が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を位置検出回路２１及びフィードモータ制御回路２２へ出力する。
【００２２】
位置検出回路２１及びフィードモータ制御回路２２は、コントローラＣＴからの指令により作動開始する。測定開始直後において、フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８を駆動して移動ステージ１５をフィードモータ１８側へ移動させる。位置検出回路２１は、エンコーダ１８ａから出力されるパルス信号が入力されなくなると移動ステージ１５が移動限界位置に達したことを表す信号をフィードモータ制御回路２２に出力し、カウント値を「０」に設定する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１から移動限界位置に達したことを表す信号を入力するとフィードモータ１８への駆動信号の出力を停止する。上記の移動限界位置を移動ステージ１５の原点位置とする。したがって、位置検出回路２１は、移動ステージ１５が図１〜３にて左上方向に移動して移動限界位置に達したとき「０」を表す位置信号を出力し、移動ステージ１５が移動限界位置から右下方向へ移動するとき、移動限界位置からの移動距離ｘを表す信号を位置信号として出力する。
【００２３】
フィードモータ制御回路２２は、コントローラＣＴから移動ステージ１５の移動先の位置を表す設定値を入力すると、その設定値に応じてフィードモータ１８を正転又は逆転駆動する。位置検出回路２１は、エンコーダ１８ａが出力するパルス信号のパルス数をカウントする。そして、位置検出回路２１は、カウントしたパルス数を用いて移動ステージ１５の現在の位置（移動限界位置からの移動距離ｘ）を計算し、コントローラＣＴ及びフィードモータ制御回路２２に出力する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１から入力した移動ステージ１５の現在の位置が、コントローラＣＴから入力した移動先の位置と一致するまでフィードモータ１８を駆動する。
【００２４】
また、フィードモータ制御回路２２は、移動ステージ１５の移動速度を表す設定値をコントローラＣＴから入力する。そして、エンコーダ１８ａから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いて、移動ステージ１５の移動速度を計算し、前記計算した移動ステージ１５の移動速度がコントローラＣＴから入力した移動速度になるようにフィードモータ１８を駆動する。
【００２５】
一対のガイド２０，２０の上端は、板状の上壁２３によって連結されている。上壁２３には、貫通孔２３ａが設けられていて、貫通孔２３ａには、Ｘ線出射器１３の出射口の先端部が挿入されている。なお、Ｘ線出射器１３の出射口の先端が移動ステージ１５に当接しないように、Ｘ線出射器１３及び移動ステージ１５の位置が設定されている。
【００２６】
また、移動ステージ１５には、スピンドルモータ２４が組み付けられている。スピンドルモータ２４内には、エンコーダ１８ａと同様のエンコーダ２４ａが組み込まれている。すなわち、エンコーダ２４ａは、スピンドルモータ２４が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を、スピンドルモータ制御回路２５及び回転角度検出回路２６へ出力する。さらに、エンコーダ２４ａは、スピンドルモータ２４が１回転するごとに、所定の短い期間だけローレベルからハイレベルに切り替わるインデックス信号を、コントローラＣＴ及び回転角度検出回路２６へ出力する。
【００２７】
スピンドルモータ制御回路２５及び回転角度検出回路２６は、コントローラＣＴからの指令により作動開始する。スピンドルモータ制御回路２５は、コントローラＣＴから、スピンドルモータ２４の回転速度を表す設定値を入力する。そして、エンコーダ２４ａから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いてスピンドルモータ２４の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラＣＴから入力した回転速度になるように、駆動信号をスピンドルモータ２４に供給する。回転角度検出回路２６は、エンコーダ２４ａから出力されたパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値を用いてスピンドルモータ２４の回転角度すなわちイメージングプレート２８の回転角度θｐを計算して、コントローラＣＴに出力する。そして、回転角度検出回路２６は、エンコーダ２４ａから出力されたインデックス信号を入力すると、カウント値を「０」に設定する。すなわち、インデックス信号を入力した位置が回転角度０°の位置である。
【００２８】
スピンドルモータ２４の出力軸の先端部には、円板状のテーブル２７が固定されている。テーブル２７の中心軸と、スピンドルモータ２４の出力軸の中心軸とは一致している。テーブル２７は、下面中央部から下方へ突出した突出部２７ａを有していて、突出部２７ａの外周面には、ねじ山が形成されている。突出部２７ａの中心軸は、スピンドルモータ２４の出力軸の中心軸と一致している。テーブル２７の下面には、イメージングプレート２８が組み付けられている。イメージングプレート２８は、表面に蛍光体が塗布された円形のプラスチックフィルムである。イメージングプレート２８の中心部には、貫通孔２８ａが設けられていて、この貫通孔２８ａに突出部２７ａを通し、突出部２７ａにナット状の固定具２９をねじ込むことにより、イメージングプレート２８が、固定具２９とテーブル２７の間に挟まれて固定される。固定具２９は、円筒状の部材で、内周面に、突出部２７ａのねじ山に対応するねじ山が形成されている。イメージングプレート２８は、フィードモータ１８によって駆動されて、移動ステージ１５、スピンドルモータ２４及びテーブル２７と共に原点位置から回折環を撮像する回折環撮像位置へ移動する。また、イメージングプレート２８は、スピンドルモータ２４によって駆動されて回転しながら、フィードモータ１８によって駆動されて、移動ステージ１５、スピンドルモータ２４及びテーブル２７と共に撮像した回折環を読み取る回折環読取り領域内、回折環を消去する回折環消去領域内を移動する。
【００２９】
また、移動ステージ１５、スピンドルモータ２４の出力軸、テーブル２７及び固定具２９には、Ｘ線出射器１３から出射されたＸ線を通過させる貫通孔がそれぞれ設けられている。これらの貫通孔の中心軸と、テーブル２７の回転軸は一致している。すなわち、これらの貫通孔の中心軸と、Ｘ線出射器１３から出射されるＸ線の光軸とが一致するとき、Ｘ線が測定対象物ＯＢに照射される。このように、Ｘ線を測定対象物ＯＢに照射するときのイメージングプレート２８の位置が、回折環撮像位置である。
【００３０】
フィードモータ１８の下方には、測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を受光する複数の受光素子からなる受光センサ３１（例えば、Ｘ線ＣＣＤ）が組み付けられている。受光センサ３１は、測定対象物ＯＢ及びイメージングプレート２８からフィードモータ１８側に十分離れている。これにより、イメージングプレート２８が回折環撮像位置にあるとき、受光センサ３１は、測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を直接受光できる。受光センサ３１の受光面は、測定対象物ＯＢの上面と平行である。受光センサ３１の受光面におけるＸ線の受光位置は、図３に示すように、測定対象物ＯＢの高さに対応している。言い換えれば、イメージングプレート２８と測定対象物ＯＢとの距離Ｌに対応している。受光センサ３１は、それぞれの受光素子が受光した受光信号をセンサ信号取り出し回路３２へ出力する。
【００３１】
センサ信号取り出し回路３２は、コントローラＣＴからの指令により作動開始し、受光センサ３１から入力した受光信号を用いて受光センサ３１の受光面における受光信号のピーク位置を算出して受光位置を表す受光位置信号としてコントローラＣＴへ出力する。
【００３２】
また、受光センサ３１の下方には、レーザ検出装置ＰＵＨが組み付けられている。レーザ検出装置ＰＵＨは、回折環を撮像したイメージングプレート２８にレーザ光を照射して、イメージングプレート２８から入射した光の強度を検出する。レーザ検出装置ＰＵＨは、測定対象物ＯＢ及びイメージングプレート２８からフィードモータ１８側に十分離れている。すなわち、イメージングプレート２８が回折環撮像位置にあるとき、測定対象物ＯＢにて回折したＸ線がレーザ検出装置ＰＵＨによって遮られないようになっている。レーザ検出装置ＰＵＨは、レーザ光源３３と、コリメートレンズ３５、反射鏡３６、偏光ビームスプリッタ３７、１／４波長板３８及び対物レンズ３９を備えている。
【００３３】
レーザ光源３３は、レーザ駆動回路３４によって制御されて、イメージングプレート２８に照射するレーザ光を出射する。
【００３４】
レーザ駆動回路３４は、コントローラＣＴによって制御され、レーザ光源３３から所定の強度のレーザ光が出射されるように、駆動信号を制御して供給する。レーザ駆動回路３４は、後述するフォトディテクタ５１から出力された受光信号を入力して、受光信号の強度が所定の強度になるようにレーザ光源３３に出力する駆動信号を制御する。これにより、イメージングプレート２８に照射されるレーザ光の強度が一定に維持される。また、レーザ駆動回路３４は、コントローラＣＴから供給される複数の切換えパルスレベル（図１２(Ａ)のパルスのレベルに相当）及び1つの設定パルスレベルを記憶する記憶領域を備えており、コントローラＣＴの指示によりローレベルの直流信号に切換えパルスレベル又は設定パルスレベルのパルスを加算した出力信号を所定の短時間だけ出力し、その後に出力信号をローレベルの直流信号に戻す。
【００３５】
コリメートレンズ３５は、レーザ光源３３から出射されたレーザ光を平行光に変換する。反射鏡３６は、コリメートレンズ３５にて平行光に変換されたレーザ光を、偏光ビームスプリッタ３７に向けて反射する。偏光ビームスプリッタ３７は、反射鏡３６から入射したレーザ光の大半（例えば、９５％）をそのまま透過させる。１／４波長板３８は、偏光ビームスプリッタ３７から入射したレーザ光を直線偏光から円偏光に変換する。対物レンズ３９は、１／４波長板３８から入射したレーザ光をイメージングプレート２８の表面に集光させる。
【００３６】
対物レンズ３９には、フォーカスアクチュエータ４０が組み付けられている。フォーカスアクチュエータ４０は、対物レンズ３９をレーザ光の光軸方向に移動させるアクチュエータである。なお、対物レンズ３９は、フォーカスアクチュエータ４０が通電されていないときに、その可動範囲の中心に位置する。
【００３７】
対物レンズ３９によって集光されたレーザ光を、イメージングプレート２８の表面であって、回折環が撮像されている部分に照射すると、輝尽発光（Ｐｈｏｔｏ−Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ Ｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）現象が生じる。すなわち、回折環を撮像した後、イメージングプレート２８にレーザ光を照射すると、イメージングプレート２８の蛍光体が回折Ｘ線の強度に応じた光であって、レーザ光の波長よりも波長が短い光を発する。イメージングプレート２８に照射されて反射したレーザ光の反射光及び蛍光体から発せられた光は、対物レンズ３９及び１／４波長板３８を通過して、偏光ビームスプリッタ３７にて反射する。偏光ビームスプリッタ３７の反射方向には、集光レンズ４１、シリンドリカルレンズ４２及びフォトディテクタ４３が設けられている。集光レンズ４１は、偏光ビームスプリッタ３７から入射した光を、シリンドリカルレンズ４２に集光する。シリンドリカルレンズ４２は、透過した光に非点収差を生じさせる。フォトディテクタ４３は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、時計回りに配置された受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射した光の強度に比例した大きさの検出信号を受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）として、増幅回路４４へ出力する。
【００３８】
増幅回路４４は、フォトディテクタ４３から出力された受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をそれぞれ同じ増幅率で増幅して受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を生成して、フォーカスエラー信号生成回路４５及びＳＵＭ信号生成回路４８へ出力する。増幅回路４４は、コントローラＣＴから増幅率が指示されない状態では、初期の予め決められたあまり大きくない増幅率に設定されているが、コントローラＣＴから指示が入力すると、指示に従って増幅率が設定される（図１２(Ｂ)の階段状に変化する増幅率を参照）。
【００３９】
本実施形態においては、非点収差法によるフォーカスサーボ制御を用いる。フォーカスエラー信号生成回路４５は、増幅された受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を用いて、演算によりフォーカスエラー信号を生成する。すなわち、フォーカスエラー信号生成回路４５は、（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の演算を行い、この演算結果をフォーカスエラー信号としてフォーカスサーボ回路４６へ出力する。フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）は、レーザ光の焦点位置のイメージングプレート２８の表面からのずれ量を表している。
【００４０】
フォーカスサーボ回路４６は、コントローラＣＴにより制御され、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路４７に出力する。ドライブ回路４７は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ４０を駆動して、対物レンズ３９をレーザ光の光軸方向に変位させる。この場合、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が常に一定値（例えば、ゼロ）となるようにフォーカスサーボ信号を生成することにより、イメージングプレート２８の表面にレーザ光を集光させ続けることができる。
【００４１】
ＳＵＭ信号生成回路４８は、受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を合算してＳＵＭ信号（ａ’＋ｂ’＋ｃ’＋ｄ’）を生成し、Ａ／Ｄ変換回路４９に出力する。ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート２８にて反射したレーザ光の強度と輝尽発光により発生した光の強度を合わせた強度に相当するが、イメージングプレート２８にて反射したレーザ光の強度はほぼ一定であるので、ＳＵＭ信号の強度は、輝尽発光により発生した光の強度に相当する。すなわち、ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート２８に入射した回折Ｘ線の強度に相当する。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換回路４９は、コントローラＣＴによって制御され、ＳＵＭ信号生成回路４８からＳＵＭ信号を入力し、入力したＳＵＭ信号の瞬時値をデジタルデータに変換してコントローラＣＴに出力する。
【００４３】
また、レーザ検出装置ＰＵＨは、集光レンズ５０及びフォトディテクタ５１を備えている。集光レンズ５０は、レーザ光源３３から出射されたレーザ光の一部であって、偏光ビームスプリッタ３７を透過せずに反射したレーザ光をフォトディテクタ５１の受光面に集光する。フォトディテクタ５１は、受光面に集光された光の強度に応じた受光信号を出力する受光素子である。従って、フォトディテクタ５１は、レーザ光源３３が出射したレーザ光の強度に対応した受光信号をレーザ駆動回路３４へ出力する。
【００４４】
また、対物レンズ３９に隣接して、ＬＥＤ５２が設けられている。ＬＥＤ５２は、ＬＥＤ駆動回路５３によって制御されて、可視光を発して、イメージングプレート２８に撮像された回折環を消去する。ＬＥＤ駆動回路５３は、コントローラＣＴによって制御され、ＬＥＤ５２に、所定の強度の可視光を発生させるための駆動信号を供給する。
【００４５】
コントローラＣＴ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、大容量記憶装置に記憶された図４に示す回折環撮像プログラム、図５Ａ及び図５Ｂに示す最適設定プログラム、図６に示すピーク検出プログラム、図７Ａ及び図７Ｂに示す回折環読取りプログラム、並びに図８の回折環消去プログラムを実行する。コントローラＣＴには、作業者が各種パラメータ、作業指示などを入力するための入力装置５５と、作業者に対して各種の設定状況、作動状況、測定結果などを視覚的に知らせるための表示装置５４とが接続されている。コントローラＣＴは、Ａ／Ｄ変換回路４９から出力されたＳＵＭ信号のデジタルデータを処理することによりイメージングプレート２８の蛍光体が発した光の強度を検出する。
【００４６】
次に、上記のように構成したＸ線回折測定装置を用いて、測定対象物ＯＢの回折Ｘ線による回折環の形状及び回折環ごとの回折Ｘ線の強度を測定する手順について説明する。まず、作業者は、測定対象物ＯＢを昇降機１２の昇降ステージ１２ａに取り付け、昇降ステージ１２ａを上昇させて、測定対象物ＯＢをフレームＦＲ内にセットする。そして、作業者が、入力装置５５を用いて測定対象物ＯＢの材質（例えば、本実施形態の場合には鉄）を入力し、測定開始を指示すると、コントローラＣＴは、回折環撮像プログラムを実行する。また、鉄のように複数の結晶構造（フェライト及びオーステナイト）を含む場合には、複数の結晶構造の比率を測定するか否かも入力装置５５を用いて入力する。なお、本実施形態においては、この比率の測定を行うことも入力する。
【００４７】
コントローラＣＴは、図４に示すように、ステップＳ１００にて、回折環撮像プログラムを開始すると、ステップＳ１０２にて、スピンドルモータ制御回路２５に対して、イメージングプレート２８を低速回転させ、エンコーダ２４ａからインデックス信号を入力した時点で、イメージングプレート２８の回転を停止させる。これにより、測定開始時において、イメージングプレート２８の回転角度が０°に設定される。なお、回折環撮像プログラムにおける以降の処理においては、イメージングプレート２８を回転させない。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１０４にて、フィードモータ制御回路２２を制御することにより、フィードモータ１８を作動させて、位置検出回路２１との協働によりイメージングプレート２８を回折環撮像位置へ移動させる。
【００４８】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１０６にて、センサ信号取り出し回路３２の作動を開始させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１０８にて、Ｘ線制御回路１４を制御してＸ線の出射を開始させる。これにより、Ｘ線が測定対象物ＯＢに照射され、測定対象物ＯＢの表面にて反射したＸ線が受光センサ３１に受光される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ１１０にて、センサ信号取り出し回路３２から受光位置信号を入力し、前記入力した受光位置信号を用いてイメージングプレート２８と測定対象物ＯＢとの距離Ｌを算出する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ１１２にて、前記算出した距離Ｌが所定の基準範囲内にあるか否か判定する。距離Ｌが基準範囲外であれば、「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１４にて、Ｘ線制御回路１４を制御して測定対象物ＯＢへのＸ線の照射を停止させる。
【００４９】
そして、コントローラＣＴは、ステップＳ１１６にて、表示装置５４に、測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が不適切である旨を表示するとともに、昇降機１２の昇降ステージ１２ａの高さ調整に関する情報を表示する。すなわち、昇降ステージ１２ａを、どの程度上昇又は下降させるべきかを表示する。そして、後述のステップＳ１２６にて、回折環撮像プログラムを終了する。この場合、作業者は、昇降ステージ１２ａの高さを調整した後、入力装置５５を用いて、再度、測定開始を指示する。上記のステップＳ１０８〜Ｓ１１４までの所要時間は僅かなので、イメージングプレート２８には回折環が撮像されない。また、受光センサ３１が測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を受光しない場合は、ステップＳ１１６にて、測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が不適切である旨の表示がなされるのみであって、昇降ステージ１２ａの高さ調整に関する情報は表示されない。この場合、測定対象物ＯＢの位置は、極めて不適切な位置にあると考えられ、昇降ステージ１２ａの高さ調整の方向を目視で判断できる。
【００５０】
一方、ステップＳ１１２の判定処理時に、距離Ｌが所定の基準範囲内である場合には、コントローラＣＴは、ステップＳ１１２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１１８に処理を進め、センサ信号取り出し回路３２の作動を停止させる。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ１２０にて時間計測を開始し、ステップＳ１２２にて所定の設定時間を経過したか否かを判定する。時間計測開始から所定の設定時間を経過していなければ、ステップＳ１２２にて「Ｎｏ」と判定して判定処理を実行し続ける。すなわち、コントローラＣＴは、時間計測開始から所定の設定時間を経過するまで待機する。そして、時間計測開始から所定の設定時間を経過すると、コントローラＣＴは、ステップＳ１２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１２４にてＸ線制御回路１４を制御してＸ線出射器１３によるＸ線の照射を停止させ、ステップＳ１２６にて回折環撮像プログラムの実行を終了する。
【００５１】
これにより、イメージングプレート２８には回折環が撮像される。図９はこのイメージングプレート２８に撮像された回折環を示しており、本実施形態のように測定物質が鉄である場合には、内側にフェライトによる回折環が形成され、外側にオーステナイトによる回折環が形成される。なお、フェライトによる回折Ｘ線の強度はオーステナイトによる回折Ｘ線の強度に比べて大きく、イメージングプレート２８上には、フェライトによる回折環がオーステナイトによる回折環に比べて幅広かつ顕著に撮像される。言い換えれば、後述するレーザ光の照射による輝尽発光の強度は、フェライトによる回折環の場合の方がオーステナイトによる回折環の場合よりも大きい。
【００５２】
次に、コントローラＣＴは、図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラムを実行するとともに、このプログラムに並行して図６のピーク検出プログラムを実行する。最適設定プログラムは、レーザ光の照射によるフェライトによる回折環からの輝尽発光の強度を表すＳＵＭ信号を用いて、レーザ駆動回路３４によるレーザ光源３３のレーザ光の強度の最適値と、増幅回路４４によるＳＵＭ信号の増幅率の最適値とを求めるプログラムである。この最適値を求める理由は、前述のようにオーステナイトによる回折環がフェライトによる回折環に比べて顕著に形成されないために、レーザ光の照射によるオーステナイトの回折環からの輝尽発光の強度が小さいが、小さくても、オーステナイトの回折環からの輝尽発光の強度の測定が的確に行われるようにするために行われる。また、ピーク検出プログラムは、前記ＳＵＭ信号の回折環の半径方向のピーク位置を検出するプログラムである。
【００５３】
最適設定プログラムの実行は図５ＡのステップＳ２００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ２０２にて、レーザ駆動回路３４に複数の切換えパルスレベルＨ(１)〜Ｈ(ＮＬ)を出力してレーザ駆動回路３４に記憶させる。複数の切換えパルスレベルＨ(１)〜Ｈ(ＮＬ)は、所定角度θＬごとの周方向の測定位置にそれぞれ対応している。値ＮＬは１周当たりの測定値の数を表し、角度をラジアン単位にすると、所定角度θＬと値ＮＬはθＬ・ＮＬ＝２πの関係にある。複数の切換えパルスレベルＨ(１)〜Ｈ(ＮＬ)は、予めコントローラＣＴに記憶されている値を用いてもよいが、作業者が入力装置５５を用いて入力してもよい。なお、後述する実際の回折環の測定の場合に比べれば、所定角度θＬは比較的大きく、値ＮＬはそれほど大きくはない。
【００５４】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２０４にて、回折環基準半径Ｒを算出する。回折環基準半径Ｒは、測定対象物ＯＢの残留応力が「０」である場合の回折環の半径である。回折環基準半径Ｒは、測定対象物ＯＢの材質及びイメージングプレート２８から測定対象物ＯＢまでの距離Ｌに依存する。すなわち、残留応力が「０」であるので、回折角θａは材質によって決定される。距離Ｌと回折環基準半径Ｒとは比例関係にあるので、予め材質ごとに、回折角θａを記憶しておけば、回折環基準半径Ｒを、Ｒ＝Ｌ・ｔａｎ（θａ）の演算によって算出できる。なお、測定対象物ＯＢの回折角θａが不明である場合には、その測定対象物ＯＢの粉末を測定対象物ＯＢに一様に付着させ、上記の回折環撮像プログラムを実行して、回折環を撮像すればよい。そして、このときの回折環の半径Ｒと距離Ｌからなる上記式を用いて回折角θａを求めればよい。
【００５５】
本実施形態の場合には、フェライト及びオーステナイトの２種類の結晶構造を含む鉄を測定対象物ＯＢとしているので、回折角度はフェライト及びオーステナイト用の２種類の回折角度が予め記憶されているか、入力装置５５を用いて入力するとよい。したがって、回折環基準半径Ｒとして前述したフェライト及びオーステナイトによる２つの回折環の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２が計算される。しかし、この最適設定プログラムの処理においては、前述のように、レーザ光の照射によるフェライトによる回折環からの輝尽発光の強度を表すＳＵＭ信号を用いて、レーザ光の強度の最適値及びＳＵＭ信号の増幅率の最適値を求めるので、この最適設定プログラムでは、フェライトによる回折環の回折基準半径Ｒ１のみが利用される。したがって、このステップＳ２０４においては、フェライトの回折環基準半径Ｒ１を計算するのみで、オーステナイトの回折環基準半径Ｒ２を必ずしも計算する必要はない。
【００５６】
前記ステップＳ２０４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ２０６にて、位置検出回路２１の作動を開始させる。そして、ステップＳ２０８にて、フィードモータ制御回路２２に、イメージングプレート２８を回折環読取り領域内の読取り開始位置へ移動させることを指示する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１と協働してフィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させる。このイメージングプレート２８が読取り開始位置にある状態では、対物レンズ３９の中心すなわちレーザ光の照射位置が前記計算したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ小さい位置に位置する。なお、所定距離αは、撮像したフェライトによる回折環の半径が回折環基準半径Ｒ１からずれる可能性のある距離よりもやや大きい距離である。これにより、後述の処理により、フェライトによる回折環の測定が十分に内側から開始されて、フェライトによる回折環が確実に検出される。
【００５７】
ここで、移動ステージ１５の移動限界位置から図１〜３の右下方向への移動距離ｘを表す位置検出回路２１からの位置信号と、イメージングプレート２８の中心からレーザ光の照射位置（対物レンズ３９の中心位置）までの距離（すわちレーザ光の照射位置の半径値ｒ）との関係について説明しておく。移動ステージ１５すなわちイメージングプレート２８が移動限界位置にある状態において、図１０（Ａ）に示すように、イメージングプレート２８の中心から対物レンズ３９の中心位置までの距離をＲｏとする。なお、この場合、対物レンズ３９は前記イメージングプレート２８の中心位置から図１〜３にて左上方向にあり、また前記距離Ｒｏは予め測定されてコントローラＣＴに記憶されている。一方、図１０(Ｂ)に示すように、イメージングプレート２８を移動限界位置から図１〜３の右下方向へ距離ｘだけ移動させると、レーザ光の照射位置の半径値ｒは、ｒ＝ｘ＋Ｒｏで表される。この場合、距離ｘは、前述のように位置検出回路２１から出力される位置信号によって示されるので、今後の処理において、レーザ光の照射位置の半径値ｒは、位置検出回路２１から出力される位置信号によって表された距離ｘに予め記憶されている値Ｒｏを加算することになる。
【００５８】
そして、前記のように、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させる場合には、図１０(Ｃ)に示すように、レーザ光の照射位置は、回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ内側に位置するので、この場合の半径値ｒは距離Ｒ１−αに等しくなるはずである。したがって、イメージングプレート２８を駆動限界位置から図１〜３の右下方向へ移動させる距離ｘは、ｘ＝Ｒ１−α−Ｒｏに等しくなる。すなわち、前記ステップＳ２０８における読取り開始位置への移動処理においては、位置検出回路２１から出力される位置信号により表される距離ｘ（＝Ｒ１−α−Ｒｏ）だけ、テーブル２７を図１〜３の右下方向へ移動させればよい。
【００５９】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１０にて、スピンドルモータ制御回路２５に対して、所定の一定回転速度でイメージングプレート２８を回転させることを指示する。スピンドルモータ制御回路２５は、エンコーダ２４ａからのパルス信号を用いて回転速度を計算しながら、前記指示された一定回転速度でイメージングプレート２８が回転するようにスピンドルモータ２４の回転を制御する。したがって、イメージングプレート２８は前記所定の一定回転速度で回転し始める。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１２にて、レーザ駆動回路３４を制御してレーザ光源３３によるレーザ光のイメージングプレート２８に対する照射を開始させる。この場合、コントローラＣＴは、レーザ光の強度が図１２(Ａ)に示す低レベルＬＶ１になるように、レーザ駆動回路３４が低レベルの直流駆動信号でレーザ光源３３を駆動するようにレーザ駆動回路３４を制御する。したがって、この状態では、イメージングプレート２８には、低レベルＬＶ１の強度でレーザ光が照射されることになる。
【００６０】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１４にて、フォーカスサーボ回路４６に対して、フォーカスサーボ制御の開始を指示する。これにより、フォーカスサーボ回路４６は、増幅回路４４及びフォーカスエラー信号生成回路４５からのフォーカスエラー信号を用いて、ドライブ回路４７を介してフォーカスアクチュエータ４０を駆動制御することにより、フォーカスサーボ制御を開始する。その結果、対物レンズ３９が、レーザ光の焦点がイメージングプレート２８の表面に合うように光軸方向に駆動制御される。ステップＳ２１６の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ２１６にて、回転角度検出回路２６及びＡ／Ｄ変換回路４９の作動を開始させる。これにより、回転角度検出回路２６は、スピンドルモータ２４（イメージングプレート２８）の基準位置からの回転角度θｐをコントローラＣＴに出力し始め、Ａ／Ｄ変換回路４９は、ＳＵＭ信号の瞬時値のディジタルデータをコントローラＣＴに出力し始める。
【００６１】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２１８にて、フィードモータ制御回路２２に対して、イメージングプレート２８の移動開始及び移動速度を指示する。フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を読取り開始位置から軸受部１９側（図１，２の右下方向）へ一定速度で移動させる。これにより、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で相対移動し始める。なお、この状態では、レーザ光の照射位置は、前記ステップＳ２１０，Ｓ２１２の処理により、相対的にイメージングプレート２８上を螺旋状に回転している。
【００６２】
前記ステップＳ２１８の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ２２０にて、周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの値をそれぞれ「１」に初期設定する。後述する処理により、イメージングプレート２８を回転させると同時に径方向に移動させながら、イメージングプレート２８にハイレベルのレーザ光を断続的に照射する。このレーザ光の照射は前述した２πを値ＮＬで除した所定角度θＬずつである。したがって、図１１に示すように、ハイレベルのレーザ光の照射位置である読取りポイントは、螺旋状の軌跡上における所定角度θＬずつ離れた位置であり、前記周方向変数ｎ及び半径方向番号ｍを用いてＰ(ｎ，ｍ)のように表される。そして、周方向番号ｎは、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)がそれぞれ１周する間に「１」からＮＬまで変化する。半径方向番号ｍは、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)がそれぞれ１周するごとに「１」ずつ増加する。なお、読取りポイントＰ（１，１）は、前述したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ小さい位置に対応している。
【００６３】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２２２にて、回転角度検出回路２６がエンコーダ２４ａからのインデックス信号を入力したか否かを判定する。回転角度検出回路２６がインデックス信号を入力していなければ、コントローラＣＴはステップＳ２２２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２２の判定処理を繰り返し実行し続ける。回転角度検出回路２６がインデックス信号を入力すると、コントローラＣＴは、ステップＳ２２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２２４にて、回転角度検出回路２６からイメージングプレート２８の現在の回転角度θｐを取り込む。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて、現在の回転角度θｐと変数ｎによって指定される所定の回転角度θＬ(ｎ)（この場合、ｎ＝１であるのでθＬ(１)）との差の絶対値｜θｐ−θＬ(ｎ)｜が所定の許容値未満であるか否か判定する。この場合、所定の回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)は予めコントローラＣＴに記憶されているもので、前述した所定角度θＬごとの角度である。前記絶対値｜θｐ−θＬ(ｎ)｜が所定の許容値未満でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２２４，Ｓ２２６の処理を繰り返し実行する。すなわち、コントローラＣＴは、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θＬ(ｎ)にほぼ一致するまで待機する。そして、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θＬ(ｎ)にほぼ一致すると、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値｜θｐ−θＬ(ｎ)｜が所定の許容値未満であると判定して、ステップＳ２２８に進む。
【００６４】
ステップＳ２２８においては、コントローラＣＴは、レーザ駆動回路３４に対して、変数ｎによって指定される切換えパルスレベルＨ(ｎ) （この場合、ｎ＝１であるのでＨ(１)）の出力を指示する。この指示に応答して、レーザ駆動回路３４は、前記ステップＳ２１２による低レベルの直流駆動信号に前記切換えパルスレベルＨ(ｎ)のパルスを重畳したパルス信号でレーザ光源３３を駆動制御する。この場合のパルス信号は、予め決められた所定幅を有する。これにより、レーザ光源３３から切換えパルスレベルＨ(ｎ)に応じた強度のパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)
（この場合、ｎ＝１、ｍ＝１であるのでＰ(１，１)）で指定される位置に照射される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２３０にて、前記パルス状のレーザ光の照射中に、Ａ／Ｄ変換回路４９からＳＵＭ信号を取り込んで、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)としてメモリにそれぞれ記憶する。また、このステップＳ２３０においては、位置検出回路２１からの位置信号を取り込んで、位置信号によって表される距離ｘに所定距離Ｒｏを加算して半径値ｒを計算して、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値ｒ(ｎ，ｍ)として前記信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)に対応させてメモリに記憶する。これにより、レーザ光源３３から切換えパルスレベルＨ(ｎ)に応じた強度のパルス状のレーザ光による、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)からの輝尽発光の強度すなわち読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対するＸ線回折光の強度を表す信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値を表す半径値ｒ(ｎ，ｍ)と共にメモリに記憶される。
【００６５】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２３２にて、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値以上であるか否か判定する。信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値以上であれば、コントローラＣＴは、ステップＳ２３２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２３６に進む。一方、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値より小さければ、コントローラＣＴは、ステップＳ２３２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２３４にて、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を消去した後、ステップＳ２３６に進む。この信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)の消去は、所定の基準値より小さな信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)は回折Ｘ線強度の回折環半径方向のピーク位置の検出に不要であるからである。
【００６６】
ステップＳ２３６においては、コントローラＣＴは、周方向番号ｎに「１」を加算する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２３８にて、変数ｎが１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数を表す値ＮＬより大きいか、すなわちイメージングプレート２８が１回転したか否かを判定する。この場合、ｎ＝２であり、周方向番号ｎは値ＮＬ以下であるので、コントローラＣＴは、ステップＳ２３８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２４に戻る。
【００６７】
そして、前述したステップＳ２２４〜Ｓ２３８の処理を、周方向番号ｎが値ＮＬよりも大きくなるまで繰り返す。このステップＳ２２４〜Ｓ２３８の繰り返し処理により、回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)にそれぞれ対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに記憶される。この場合、ステップＳ２２８の処理により、周方向番号ｎによって指定される切換えパルスレベルＨ(ｎ)は順次大きくなるので、図１２(Ａ)に示すように、回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)が大きくなるに従ってハイレベルの強度が大きくなるパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)で指定される位置に照射される。ただし、この場合も、ステップＳ２３２，Ｓ２３４の処理により、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００６８】
このようなステップＳ２２２〜Ｓ２３８の循環処理により、周方向番号ｎが値ＮＬよりも大きくなると、コントローラＣＴは、ステップＳ２３８にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２４０にて、後述のピーク検出プログラムによる終了指令の有無を判定する。未だ終了指令がないときは、コントローラＣＴは、ステップＳ２４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２４２にて周方向番号ｎを「１」に戻すとともに、半径方向番号ｍに「１」を加算する（この場合、ｍ＝２になる）。そして、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２２２〜Ｓ２３８の処理を実行して、次の半径方向位置の回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)に対応した読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をメモリに記憶する。そして、終了指令の指示があるまで、このようなステップＳ２２２〜Ｓ２４２の処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θＬ(１)〜θＬ(ＮＬ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜ＮＬ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００６９】
そして、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２４４にて最適レーザ強度設定処理を実行する。この最適レーザ強度設定処理について説明する前に、最適設定プログラムと並行して実行されているピーク検出プログラムについて説明しておく。
【００７０】
ピーク検出プログラムの実行は図６のステップＳ３００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ３０２にて変数ｔを「１」に初期設定する。この変数ｔは、後述するステップＳ３０４〜３１８からなる実質的なピーク検出処理を２回連続して行わせるための変数であり、ピーク検出処理の回数を表す。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４にて、周方向番号ｎを「１」に初期設定する。なお、この周方向番号ｎは、最適設定プログラムの場合と同様に所定角度θＬごとの周方向位置を示すものであるが、最適設定プログラムに用いられる周方向番号ｎとは独立したものである。
【００７１】
前記ステップＳ３０４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ３０６にて、詳しくは後述するピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が存在するか、すなわちピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が検出済みであるかを判定する。この場合、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)は、変数ｔによって１回目のピーク検出か２回目のピーク検出かが表され、変数ｎによって検出されたピーク半径の回転角度θＬ(ｎ)が表される。ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が検出済みであれば、コントローラＣＴは、ステップＳ３０６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３０８にて周方向番号ｎに「１」を加算し、ステップＳ３１０にて周方向番号ｎが所定数より大きいか否かを判定する。この場合の所定数は、１周の測定位置数を表す値ＮＬである。周方向番号ｎが所定数以下であれば、コントローラＣＴは、ステップＳ３１０にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ３０６に戻る。周方向番号ｎが所定数より大きければ、コントローラＣＴはステップＳ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、周方向番号ｎを「１」に戻すためにステップＳ３０４に戻る。
【００７２】
一方、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が未検出であれば、コントローラＣＴは、ステップＳ３０６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３１２にて前記図５ＡのステップＳ２３０の処理によって記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上であるか否か判定する。信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ３１２にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ３０８，Ｓ３１０の処理を実行してステップＳ３０６又はステップＳ３０４に戻る。このステップＳ３１２の判定処理は、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が少ない場合には後述するピーク検出処理を実行しても無駄であるからである。なお、前記図５ＡのステップＳ２３４の処理によって消去された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)は、記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)としてカウントされない。
【００７３】
一方、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上であるときは、コントローラＣＴは、ステップＳ３１２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３１４にて、ピークの有無を判定する。すなわち、周方向番号ｎによって指定される周方向位置の全ての半径値ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を用いて、ＳＵＭ信号の値のピークの有無を判定する。具体的には、図１３に示すように、周方向番号ｎによって指定される周方向位置の全ての半径値ｒ(ｎ，ｍ)を横軸に取り、その半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応させて信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を縦軸に取った受光曲線において、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)にピークが存在するか、すなわち信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が増加した後に減少したかを判定するとよい。そして、ピークが存在しなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ３１４にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ３０８，Ｓ３１０の処理を実行してステップＳ３０６又はステップＳ３０４に戻る。
【００７４】
このように、ステップＳ３０４〜Ｓ３１４を繰り返し実行している間に、並行して実行されている最適設定プログラムの処理により、さらに半径値ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が取り込まれてメモリに次々に記憶されていく。このため、ステップＳ３１４にてピークが検出されるようになり、検出されると、コントローラＣＴは、ステップＳ３１４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３１６にて、ピークの半径値ｒ(ｎ，ｍ)をピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)としてメモリに記憶する。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ３１８にて、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が所定数以上であるか否かを判定する。この場合の所定数も、１周の測定位置数を表す値ＮＬである。そして、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が所定数より小さければ、コントローラＣＴは、ステップＳ３１８にて「Ｎｏ」と判定し、前述したステップＳ３０８，Ｓ３１０の処理を実行してステップＳ３０６又はステップＳ３０４に戻る。
【００７５】
このようにステップＳ３０４〜Ｓ３１８を繰り返すことで、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が増えていき所定数に達すると、すなわち周方向の全ての読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)にてピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が取得されると、コントローラＣＴは、ステップＳ３１８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３２０にて本測定かつ比率測定有りか否かを判定する。ここで、本測定とは、詳しくは後述する、フェライト及びオーステナイトによる回折環の実際の測定を意味する。また、比率測定とは、詳しくは後述する、フェライトの回折積分強度とオーステナイトの回折積分強度との比率の測定を意味する。この場合、このピーク検出プログラムは最適設定プログラムと並行して行われているもので、本測定ではないので、コントローラＣＴは、ステップＳ３２０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３２４にてピーク検出の終了を示す終了指令を出力する。
【００７６】
この終了指令の出力後、コントローラＣＴはステップＳ３２６にてレーザ照射の停止が指示された否かを判定する。なお、このステップＳ３２６の判定処理は、前記終了指令後における所定の短時間内にレーザ照射の停止が指示されたかを判定するもので、短時間内にレーザ照射の停止の指示がなされない場合には、「Ｎｏ」と判定される。言い換えれば、ステップＳ３２６の判定処理は、前記ステップＳ３２４の終了指令の直後に行われるのではなく、所定の短時間だけ待って、その短時間内にレーザ照射停止の指示があったかを判定するものである。このレーザ照射の停止の指示は、詳しくは後述する、最適設定プログラムの図５ＢのステップＳ２９０及び回折環読取りプログラムの図７ＢのステップＳ４５８にて出力されるものであり、この場合、レーザ照射の停止の指示は短時間内に出力されることはない。したがって、この場合、コントローラＣＴは、ステップＳ３２６にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ３２８にて変数ｔに「１」を加算してステップＳ３０４に戻る。したがって、このピーク検出プログラムにおいては、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理を実行し始める。
【００７７】
ここで、図５Ａの最適設定プログラムの説明に戻る。前述のように終了指令が出力されると、コントローラＣＴは、ステップＳ２４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２４４にて最適レーザ強度設定処理を実行する。この最適レーザ強度設定処理においては、前記ピーク検出プログラムの図６のステップＳ３１６の処理により取得した１周分の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１、ｎ＝１〜ＮＬ）と、前記最適設定プログラムの図５ＡのステップＳ２３０にて対にしてメモリに記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)とが利用される。まず、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１、ｎ＝１〜ＮＬ）にそれぞれ等しい半径値ｒ(ｎ，ｍ)を抽出し、この半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出する。その結果、フェライトによる回折環に関して半径方向の信号強度がピークである１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が抽出される。そして、この場合、周方向番号ｎは１〜ＮＬの間で変化し、ステップＳ２２８の処理により、周方向番号ｎが「１」ずつ増加するごとにレーザ光源３３によるレーザ光の強度は図１２(Ａ)に示すように変化する。したがって、横軸にレーザ光の強度（ｎ＝１〜ＮＬ）を取り、前記抽出した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)をピーク値として取って、レーザ光の強度に対するピーク値の変化をグラフにすると、図１４に示すようになる。
【００７８】
レーザ光の強度の最適値を設定するために、図１４(Ａ)に示すように、レーザ光の強度の変化に対するピーク値の変化の割合ΔＰ（すなわち、レーザ光の強度を一定の変化量で変化させている状態におけるピーク値の変化量ΔＰ）が設定値を下回ったときの、変化前のレーザ光の強度を最適値として設定する。また、レーザ光の強度を増加させても、図１４(Ｂ)に示すように最後までピーク値の変化の割合ΔＰが設定値を下回らないことがあり得るが、この場合にはレーザ光の強度の最適値をピーク値の最大値に対応した値に設定する。これらの最適値は、周方向番号ｎによって指定される切換えパルスレベルＨ(ｎ)に対応するので、実際には、最適値に対応した切換えパルスレベルＨ(ｎ)が最適レーザ強度として設定される。そして、この設定された最適レーザ強度は、レーザ駆動回路３４に出力されてレーザ駆動回路３４に記憶され、今後の処理（すなわち最適増幅率の設定と回折環の測定処理）におけるハイレベルのレーザ光の強度である設定パルスレベルとして利用される。
【００７９】
前記ステップＳ２４４による最適レーザ強度設定処理後、コントローラＣＴは、図５ＢのステップＳ２４６にて、前記記憶した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をクリアする。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２４８にて、フィードモータ制御回路２２を制御してフィードモータ１８の作動を停止させることにより、イメージングプレート２８を停止させ、ステップＳ２５０にて、フォーカスサーボ回路４６に対してフォーカスサーボ制御の停止を指示することにより、フォーカスサーボ制御を停止させる。そして、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２０８，Ｓ２１４，Ｓ２１０と同様なステップＳ２５２，Ｓ２５４，Ｓ２５６の処理により、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させ、フォーカスサーボ制御を開始させ、かつイメージングプレート２８の移動を開始させる。これにより、前記場合と同様に、レーザ光がイメージングプレート２８上にフォーカスサーボ制御された状態で、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、回転しながら、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。なお、位置検出回路２１の作動、イメージングプレート２８の回転、低レベルＬＶ１でのレーザ光の照射、回転角度検出回路２６の作動、及びＡ／Ｄ変換回路４９の作動は、以前と同様のまま継続されている。
【００８０】
前記ステップＳ２５６の処理後、コントローラＣＴは、前記ステップＳ２２０，Ｓ２２２の処理と同様に、ステップＳ２５８にて周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの値をそれぞれ「１」に初期設定し、ステップＳ２６０の処理により、回転角度検出回路２６がエンコーダ２４ａからのインデックス信号を入力したことを条件にステップＳ２６２以降に進む。
【００８１】
ステップＳ２６２においては、コントローラＣＴは、増幅回路４４に対して周方向番号ｎによって指定される増幅率ｇ(ｎ)（この場合、ｎ＝１であるのでｇ(１)）を出力して、増幅回路４４の増幅率を前記増幅率ｇ(ｎ)に設定する。この増幅率ｇ(ｎ)は、図１２(Ｂ)に示すように周方向番号ｎの１〜Ｎｇまでの増加に対して順次所定量ずつ増加するものであり、コントローラＣＴ内に予め記憶されている。なお、これらの増幅率ｇ(１)〜ｇ(Ｎｇ)を入力装置５５を用いて作業者が入力するようにしてもよい。これらの複数の増幅率ｇ(１)〜ｇ(Ｎｇ)は、所定角度θｇごとの周方向の測定位置にそれぞれ対応している。値Ｎｇは１周当たりの測定値の数を表し、角度をラジアン単位で表すと、所定角度θｇと値Ｎｇとはθｇ・Ｎｇ＝２πの関係にある。なお、所定角度θｇ及び値Ｎｇは前述した所定角度θＬ及び値ＮＬと同じであっても、異なってもよいが、後述する実際の回折環の測定の場合に比べれば、所定角度θｇは比較的大きく、値Ｎｇはそれほど大きくはない。
【００８２】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２６４にて、前述したステップＳ２２４の場合と同様に、回転角度検出回路２６からイメージングプレート２８の現在の回転角度θｐを取り込む。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて、現在の回転角度θｐと変数ｎによって指定される所定の回転角度θｇ(ｎ) （この場合、ｎ＝１であるのでθｇ(１)）との差の絶対値｜θｐ−θｇ(ｎ)｜が所定の許容値未満であるか否か判定する。この場合、所定の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)は予めコントローラＣＴに記憶されているもので、前述した所定角度θｇごとの角度である。ただし、この所定の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)は、所定角度θｇ及び値Ｎｇと所定角度θＬ及び値ＮＬがたとえそれぞれ等しくても、前述した所定の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)とはそれぞれ異なる。これは、ハイレベルのパルス状のレーザ光が照射される位置を前記場合と異ならせるためである。前記絶対値｜θｐ−θｇ(ｎ)｜が所定の許容値未満でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ２６０にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２６４，Ｓ２６６の処理を繰り返し実行する。すなわち、コントローラＣＴは、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θｇ(ｎ)にほぼ一致するまで待機する。そして、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θｇ(ｎ)にほぼ一致すると、コントローラＣＴは、ステップＳ２６４にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値｜θｐ−θｇ(ｎ)｜が所定の許容値未満であると判定して、ステップＳ２６８に進む。
【００８３】
ステップＳ２６８においては、コントローラＣＴは、レーザ駆動回路３４に対して、前記ステップＳ２４４の処理によって設定されたレーザ駆動回路３４に記憶させた設定パルスレベルに対応したパルスの出力を指示する。この指示に応答して、レーザ駆動回路３４は、前記ステップＳ２１２による低レーザの直流駆動信号に前記設定パルスレベルを有する所定幅のパルスを重畳したパルス信号でレーザ光源３３を駆動制御する。これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)（この場合、ｎ＝１，ｍ＝１であるのでＰ(１，１)）で指定される位置に照射される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２７０にて、前記ステップＳ２３０の場合と同様に、前記パルス状のレーザ光の照射中に、Ａ／Ｄ変換回路４９からＳＵＭ信号を取り込むとともに、位置検出回路２１から取込んだ位置信号によって表された距離ｘを用いて半径値ｒを計算して、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)としてメモリにそれぞれ記憶する。これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光による、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)からの輝尽発光の強度すなわち読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対する回折Ｘ線の強度を表す信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)であって、増幅回路４４にて設定された増幅率ｇ(ｎ)で増幅された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値を表す半径値ｒ(ｎ，ｍ)と共にメモリに記憶される。
【００８４】
次に、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２３２，Ｓ２３４の処理と同様なステップＳ２７２，Ｓ２７４の処理により、所定の基準値未満の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び同信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)に対応した半径値ｒ(ｎ，ｍ)を消去する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２７６にて周方向番号ｎに「１」を加算し、ステップＳ２７８にて、変数ｎが１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数を表す値Ｎｇより大きいか、すなわちイメージングプレート２８が１回転したか否かを判定する。この場合、ｎ＝２であり、周方向番号ｎは値Ｎｇ以下であるので、コントローラＣＴは、ステップＳ２７８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２６２に戻る。ステップＳ２６２においては、増幅回路４４の増幅率が、周方向番号ｎによって指定される増幅率ｇ(ｎ)（この場合、ｇ(ｎ)＝２）すなわち順次高くなる増幅率ｇ(ｎ)に設定される。
【００８５】
そして、前述したステップＳ２６２〜Ｓ２７８の処理を、周方向番号ｎが値Ｎｇよりも大きくなるまで繰り返す。このステップＳ２６２〜Ｓ２７８の繰り返し処理により、回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)にそれぞれ対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに記憶される。この場合、ステップＳ２６２の処理により、変数ｎによって指定される増幅回路４４の増幅率ｇ(ｎ)は順次大きくなるので、図１２(Ｂ)に示すように、回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)が大きくなるに従って大きくなる信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)がコントローラＣＴに入力される。なお、この場合におけるパルス状のレーザ光の強度は常に一定である。
【００８６】
このようなステップＳ２６２〜Ｓ２７８の循環処理により、周方向番号ｎが値Ｎｇよりも大きくなると、コントローラＣＴは、ステップＳ２７８にて「Ｙｅｓ」と判定して、前記ステップＳ２４０と同様なステップＳ２８０の処理により、ピーク検出プログラムによる終了指令の有無を判定する。未だ終了指令がないときは、コントローラＣＴは、ステップＳ２８０にて「Ｎｏ」と判定し、前記ステップＳ２４２と同様なステップＳ２８２の処理により、周方向番号ｎを「１」に戻すとともに、半径方向番号ｍに「１」を加算する（この場合、ｍ＝２になる）。そして、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２６０〜Ｓ２７８の処理を実行して、次の半径方向位置の回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)に対応した読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をメモリに記憶する。そして、終了指令の指示があるまで、このようなステップＳ２６０〜Ｓ２８２の処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θｇ(１)〜θｇ(Ｎｇ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜Ｎｇ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００８７】
そして、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ２８０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２８４にて最適増幅率設定処理を実行する。この最適レーザ強度設定処理について説明する前に、並行して実行されているピーク検出プログラムについてふたたび説明しておく。
【００８８】
前述のように、ピーク検出プログラムにおいては、コントローラＣＴは、ステップＳ３２８の処理によって変数ｔを「２」に設定した状態で、前述したステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理を実行している。なお、この場合、１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数は値Ｎｇに等しいので、ステップＳ３１０，Ｓ３１８の所定数は値Ｎｇである。そして、前記ステップＳ３０４〜Ｓ３１８の繰返し処理により、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が増えて所定数すなわち値Ｎｇに達すると、コントローラＣＴはステップＳ３１８にて「Ｙｅｓ」と判定し、前記場合と同様に、ステップＳ３２０にて本測定かつ比率測定有りか否かを判定する。この場合も、本測定ではないので、コントローラＣＴは、ステップＳ３２０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３２４にてピーク検出の終了を示す終了指令を出力する。この終了指令の出力後、コントローラＣＴは前記場合と同様に、ステップＳ３２６にてレーザ照射の停止が指示されたか否かを判定するが、この場合には、後述する図５ＢのステップＳ２９０の処理によってレーザ照射停止の指示が前記所定の短時間内に出力されるので、その時点で、コントローラＣＴは、ステップＳ３２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３３０にてピーク検出プログラムの実行を終了する。
【００８９】
ここで、図５Ｂの最適設定プログラムの説明にふたたび戻る。前述のように終了指令が出力されると、コントローラＣＴは、ステップＳ２８０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ２８４にて最適増幅率設定処理を実行する。この最適増幅率設定処理においても、前記ピーク検出プログラムの図６のステップＳ３１６の処理により取得した１周分の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１、ｎ＝１〜Ｎｇ）と、前記最適設定プログラムの図５ＢのステップＳ２７０にて対にしてメモリに記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)とが利用される。この場合も、前記最適レーザ強度設定処理と同様に、まず、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝２、ｎ＝１〜Ｎｇ）にそれぞれ等しい半径値ｒ(ｎ，ｍ)を抽出し、この半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出する。そして、この場合も、周方向番号ｎは１〜Ｎｇの間で変化し、ステップＳ２６２の処理により、周方向番号ｎが「１」ずつ増加するごとに増幅回路４４の増幅率ｇ(ｎ)が図１２(Ｂ)に示すように変化する。したがって、横軸にレーザ光の強度（ｎ＝１〜Ｎｇ）を取り、前記抽出した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)をピーク値として取って、レーザ光の強度に対するピーク値の変化をグラフにすると、図１４に示すようになる。
【００９０】
そして、この場合も、図１４(Ａ)に示すように、増幅回路４４の増幅率を最適値に設定するために、増幅率の変化に対するピーク値の変化の割合ΔＰ（すなわち、増幅率を一定の変化量で変化させている状態におけるピーク値の変化量ΔＰ）が設定値を下回ったときの、変化前の増幅率を最適値として設定する。また、この場合も、図１４(Ｂ)に示すように最後までピーク値の変化の割合ΔＰが設定値を下回らない場合には、増幅率の最適値をピーク値の最大値に対応した値に設定する。これらの最適値は、周方向番号ｎによって指定される増幅率ｇ(ｎ)に対応するので、実際には、最適値に対応した増幅率ｇ
(ｎ)が最適増幅率として設定される。そして、この設定された最適増幅率は、増幅回路４４に出力されて増幅回路４４に記憶され、今後の処理（すなわち回折環の測定処理）における増幅回路４４の増幅率、すなわちフォトディテクタ４３からの受光信号の増幅率として利用される。
【００９１】
前記ステップＳ２８４による最適増幅率設定処理後、コントローラＣＴは、図５ＢのステップＳ２８６にて、フォーカスサーボ回路４６に対してフォーカスサーボ制御の停止を指示することにより、フォーカスサーボ制御を停止させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ２８８にて、レーザ駆動回路３４を制御して、レーザ光源３３によるレーザ光の照射を停止させる。さらに、コントローラＣＴは、ステップＳ２９０にて、Ａ／Ｄ変換回路４９及び回転角度検出回路２６の作動を停止させ、ステップＳ２９２にて、フィードモータ制御回路２２を制御してフィードモータ１８の作動を停止させることにより、イメージングプレート２８を停止させて、ステップＳ２９４にて最適設定プログラムの実行を終了する。なお、位置検出回路２１の作動及びイメージングプレート２８の回転は、以前と同様のまま継続されている。
【００９２】
最適設定プログラムの実行が終了すると、コントローラＣＴは、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムの実行を開始する。この場合も、回折環読取りプログラムの実行に並行して、図６のピーク検出プログラムも実行される。回折環読取りプログラムの実行は図７ＡのステップＳ４００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ４０２にて回折環基準半径Ｒを計算する。この回折環基準半径Ｒの計算は、前述した最適設定プログラムの図５ＡのステップＳ２０４の処理とほぼ同様であり、イメージングプレート２８から測定対象物ＯＢまでの距離Ｌと、測定対象物ＯＢに関する回折角θａとを用いて、Ｒ＝Ｌ・ｔａｎ（θａ）の演算によって回折環基準半径Ｒが計算される。本実施形態においては、鉄が測定対象物ＯＢであり、この場合、フェライト及びオーステナイトの２種類の結晶構造による回折環が測定されるので、フェライト及びオーステナイト用の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２が計算されて、その後の処理に利用される。なお、前記図５ＡのステップＳ２０４の処理によってフェライト及びオーステナイトの２種類の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２が計算されて記憶されていれば、このステップＳ４０２にてこれらの回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２を計算することなく、今後の処理において前記計算されて記憶されている２種類の回折環基準半径Ｒ１，Ｒ２を利用することもできる。また、前記図５ＡのステップＳ２０４の処理によってフェライトの回折環基準半径Ｒ１のみが計算されて記憶されている場合には、このフェライトの回折環基準半径Ｒ１を計算することなく、オーステナイトの回折環基準半径Ｒ２のみを計算するようにしてもよい。
【００９３】
前記ステップＳ４０２の処理後、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２０８，Ｓ２１２と同様なステップＳ４０４，Ｓ４０６の処理により、イメージングプレート２８を読取り開始位置へ移動させ、かつレーザ光の照射を開始する。この場合も、読取り開始位置はフェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側位置である。次に、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２１４，Ｓ２１６と同様なステップＳ４０８，Ｓ４１０の処理により、フォーカスサーボ制御を開始し、かつ回転角度検出回路２６の作動及びＡ／Ｄ変換回路４９の作動を開始させる。そして、コントローラＣＴは、前述した図５ＡのステップＳ２１８の処理と同様なステップＳ４１２の処理により、イメージングプレート２８を図１及び図２の右下方向に一定速度で移動させ始める。これにより、前記場合と同様に、レーザ光がイメージングプレート２８上にフォーカスサーボ制御された状態で、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、回転しながら、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。ただし、この状態では、レーザ光の照射レベルは低レベルＬＶ１である（図１２(Ａ)参照）。
【００９４】
前記ステップＳ４１２の処理後、コントローラＣＴは、前記ステップＳ２２０，Ｓ２２２の処理と同様に、ステップＳ４１４にて周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの値をそれぞれ「１」に初期設定し、ステップＳ４１６の処理により、回転角度検出回路２６がエンコーダ２４ａからのインデックス信号を入力したことを条件にステップＳ４１８以降に進む。
【００９５】
ステップＳ４１８においては、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２２４の場合と同様に、回転角度検出回路２６からイメージングプレート２８の現在の回転角度θｐを取り込む。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ２２６にて、現在の回転角度θｐと変数ｎによって指定される所定の回転角度θ(ｎ)との差の絶対値｜θｐ−θ(ｎ)｜が所定の許容値未満であるか否か判定する。この場合、周方向番号ｎによって指定される回転角度θ(ｎ)は、周方向番号ｎの１〜Ｎまでの「１」ずつの増加にしたがって所定角度θずつ増加する角度であり、所定の回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)は予めコントローラＣＴに記憶されている。値Ｎは１周当たりの測定値の数を表し、角度をラジアン単位で表すと、所定角度θと値Ｎとはθ・Ｎ＝２πの関係にある。なお、所定角度θは前述した所定角度θＬ，θｇに比べて小さく、値Ｎは前述したＮＬ，Ｎｇに比べて大きい。これは、実際の回折環の測定では、最適なレーザ光強度及び増幅率の設定の場合に比べて測定ポイント数を多くするためである。
【００９６】
前記絶対値｜θｐ−θ(ｎ)｜が所定の許容値未満でなければ、コントローラＣＴは、ステップＳ４２０にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ４１８，Ｓ４２０の処理を繰返し実行する。すなわち、コントローラＣＴは、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θ(ｎ)にほぼ一致するまで待機する。そして、現在の回転角度θｐが所定の回転角度θ(ｎ)にほぼ一致すると、コントローラＣＴは、ステップＳ４２０にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値｜θｐ−θ(ｎ)｜が所定の許容値未満であると判定して、ステップＳ４２２に進む。
【００９７】
ステップＳ４２２においては、コントローラＣＴは、前述した図５ＢのステップＳ２６８の処理と同様に、レーザ駆動回路３４に対して、前記ステップＳ２４４の処理によってレーザ駆動回路３４に記憶させた設定パルスレベルに対応したパルスの出力を指示する。この指示に応答して、レーザ駆動回路３４は、前記ステップＳ２１２による低レーザの直流駆動信号に前記設定パルスレベルを有する所定幅のパルスを重畳したパルス信号でレーザ光源３３を駆動制御する。これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光が、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)で指定される位置に照射される。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ４２４にて、前記ステップＳ２３０の場合と同様に、前記パルス状のレーザ光の照射中に、Ａ／Ｄ変換回路４９からＳＵＭ信号を取り込むとともに、位置検出回路２１から位置信号を取り込んで、位置信号によって表された距離ｘを用いて半径値ｒを計算し、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)としてメモリにそれぞれ記憶する。この場合、前記ＳＵＭ信号の生成に利用されるフォトディテクタ４３から増幅回路４４に供給される受光信号は、前記図５ＢのステップＳ２８４の最適増幅率設定処理によって増幅回路４４に記憶された増幅率により増幅されている。
【００９８】
これにより、レーザ光源３３から設定パルスレベルに応じた強度のパルス状のレーザ光による、イメージングプレート２８の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)からの輝尽発光の強度すなわち読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対する回折Ｘ線の強度を表す信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)であって、増幅回路４４にて最適な増幅率で増幅された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径値を表す半径値ｒ(ｎ，ｍ)と共にメモリに記憶される。
【００９９】
次に、コントローラＣＴは、前述したステップＳ２３２，Ｓ２３４の処理と同様なステップＳ４２６，Ｓ４２８の処理により、所定の基準値未満の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び同信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)に対応した半径値ｒ(ｎ，ｍ)を消去する。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ４３０にて周方向番号ｎに「１」を加算し、ステップＳ４３２にて、変数ｎが１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数を表す値Ｎより大きいか、すなわちイメージングプレート２８が１回転したか否かを判定する。この場合、周方向番号ｎは「１」であり、値Ｎ以下であるので、コントローラＣＴは、ステップＳ４３２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４１８に戻る。そして、前述したステップＳ４１８〜Ｓ４３２の処理を、周方向番号ｎが値Ｎよりも大きくなるまで繰り返す。このステップＳ４１８〜Ｓ４３２の繰り返し処理により、回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)にそれぞれ対応した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに記憶される。
【０１００】
このようなステップＳ４１８〜Ｓ４３２の循環処理により、周方向番号ｎが値Ｎよりも大きくなると、コントローラＣＴは、ステップＳ４３２にて「Ｙｅｓ」と判定して、前記ステップＳ２４０と同様なステップＳ４３４の処理により、ピーク検出プログラムによる終了指令の有無を判定する。未だ終了指令がないときは、コントローラＣＴは、ステップＳ４３４にて「Ｎｏ」と判定し、前記ステップＳ２４２と同様なステップＳ４３６の処理により、周方向番号ｎを「１」に戻すとともに、半径方向番号ｍに「１」を加算する。そして、コントローラＣＴは、前述したステップＳ４１６〜Ｓ４３２の処理を実行して、次の半径方向位置の回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)に対応した読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をメモリに記憶する。このような終了指令の指示があるまでのステップＳ４１６〜Ｓ４３６の処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜Ｎ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【０１０１】
そして、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、図７ＢのステップＳ４３８に進む。ステップＳ４３８以降の処理について説明する前に、並行して実行されているピーク検出プログラムについて説明しておく。
【０１０２】
ピーク検出プログラムは、この場合も、図６のステップＳ３００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ３０２にて変数ｔを「１」に設定した後、前述の場合と同様にステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなるピーク検出処理を実行している。なお、この場合、１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数は値Ｎに等しいので、ステップＳ３１０，Ｓ３１８の所定数は値Ｎである。そして、前記ステップＳ３０４〜Ｓ３１８の繰返し処理により、取得したピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の数が増えて所定数すなわち値Ｎに達すると、コントローラＣＴはステップＳ３１８にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３２０にて本測定かつ比率測定有りか否かを判定する。この場合、鉄に関する回折環の測定であり、かつフェライトとオーステナイトの比率の測定を含むので、コントローラＣＴは、ステップＳ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２２に進む。
【０１０３】
鉄のフェライト及びオーステナイトの回折環を測定する本実施形態においては、前記ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなるピーク検出処理により、フェライトの回折環に関する１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)（ｔ＝１，ｎ＝１〜Ｎ）が計算される。また、この場合には、フェライトの回折環のピーク半径を実際に測定するのであるから、ステップＳ３１６の処理においては、実際のピークが２つの信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の間に存在する場合には、半径値を補間演算により計算してピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)とするのがよい。
【０１０４】
ステップＳ３２２においては、コントローラＣＴは、位置検出回路２１からテーブル２７（すなわちイメージングプレート２８）の位置を入力して、この入力した位置を用いてイメージングプレート２８が読取り終了位置を超えているかを判定する。このイメージングプレート２８の読取り終了位置とは、対物レンズ３９の中心位置すなわちレーザ光の照射位置が回折環基準半径から前記所定距離αだけ外側にある状態である。具体的には、この場合の測定対象はフェライトの回折環であるので、対物レンズ３９の中心位置が前記計算したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離αだけ外側に位置している状態である。そして、イメージングプレート２８が読取り終了位置を超えていなければ、ステップＳ３２２にて「Ｎｏ」と判定し続けて、ステップＳ３２２の判定処理を繰り返し実行する。
【０１０５】
この状態では、次のステップＳ３２４の処理による終了指令が出力されない。したがって、コントローラＣＴは、図７ＡのステップＳ４３４にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４３６の処理によって周方向番号ｎを「１」に戻すとともに半径方向番号ｍを「１」ずつ増加させながら、ステップＳ４１６〜Ｓ４３６の循環処理により、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をさらに蓄積記憶していく。なお、この場合も、ステップＳ４２６，Ｓ４２８の処理により、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が基準値より小さければ、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。このように１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)が検出された後も信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を蓄積記憶する理由は、回折環（この場合、フェライトの回折環）に関する回折積分強度を計算するために、図１５に示すように半径方向に分布する回折環の信号強度Ｓを取得するためである。
【０１０６】
そして、イメージングプレート２８が読取り終了位置を超えると、コントローラＣＴは、図６のステップＳ３２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２４にてピーク検出の終了を示す終了指令を出力する。この終了指令の出力後、コントローラＣＴは前記場合と同様に、ステップＳ３２６にてレーザ照射の停止が指示されたか否かを判定するが、この場合には、後述する図７ＢのステップＳ４５４の処理までレーザ照射の停止の指示はされないので、前記所定の短時間内ではされない。したがって、この場合、コントローラＣＴは、ステップＳ３２６にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ３２８にて変数ｔに「１」を加算してステップＳ３０４に戻る。したがって、このピーク検出プログラムにおいては、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理及びステップＳ３２０，Ｓ３２２の測定終了判定処理を実行し始める。
【０１０７】
前記終了指令の出力により、コントローラＣＴは、図７ＡのステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、図７ＢのステップＳ４３８に進む。ステップＳ４３８においては、コントローラＣＴは、前記ステップＳ４２４の処理によりって蓄積記憶した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を測定済みの回折環の信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)として保存する。なお、この場合の保存される信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)において、変数ｎは周方向番号ｎに対応し、変数ｍは半径方向番号ｍに対応する。そして、最初の信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)（例えば、Ｓ１(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ１(ｎ，ｍ)）はフェライトの回折環に関するデータである。
【０１０８】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ４４０にて全ての回折環の読取りが終了したかを判定する。この場合、１つの回折環（フェライトの回折環）の読取りが終了しただけで、他の回折環（オーステナイトの回折環）が残っているので、コントローラＣＴは、ステップＳ４４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ４４２以降の処理を実行する。ステップＳ４４２においては、コントローラＣＴは、既に保存した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)をクリアする。
【０１０９】
次に、コントローラＣＴは、前記図５ＢのステップＳ２４８，Ｓ２５０の処理と同様なステップＳ４４４，Ｓ４４６の処理により、イメージングプレート２８の移動を停止させるとともに、フォーカスサーボ制御を停止させる。そして、コントローラＣＴは、ステップＳ４４８にて、イメージングプレート２８を次の読取り開始位置へ移動させる。このイメージングプレート２８の次の読取り開始位置とは、対物レンズ３９の中心位置が次の回折環基準半径Ｒ２（本実施形態ではオーステナイトの回折基準半径Ｒ２）から所定距離αだけ内側にある位置である。前記ステップＳ４４８の処理後、コントローラＣＴは、前記ステップＳ２５４と同様なステップＳ４５０の処理により、フォーカスサーボ制御を開始させる。
【０１１０】
このステップＳ４５０のフォーカスサーボ制御の開始後、コントローラＣＴは、図７ＡのステップＳ４１２に戻り、前述のように、イメージングプレート２８を図１及び図２の右下方向に一定速度で移動させ始める。これにより、レーザ光がイメージングプレート２８上にフォーカスサーボ制御された状態で、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート２８において、回転しながら、オーステナイトの回折環基準半径Ｒ２から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。そして、前述したフェライトの回折環の場合と同様に、ステップＳ４１４による周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの「１」への初期設定後、ピーク検出プログラムの実行によって終了指令が出力されるまで、ステップＳ４１６〜Ｓ４３６の循環処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度θ(１)〜θ(Ｎ)に対応した周方向番号ｎ（＝１〜Ｎ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【０１１１】
この状態では、前述したように、コントローラＣＴは、ステップＳ３０４〜Ｓ３１８からなる２回目のピーク検出処理及びステップＳ３２０，Ｓ３２２の測定終了判定処理を、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムと並行して実行している。そして、前述のように、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラＣＴは、ステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、前述した場合と同様に、図７ＢのステップＳ４３８に進む。なお、この場合の、ステップＳ３２２による測定終了判定処理は、２つ目の回折環（本実施形態ではオーステナイトの回折環）に関する判定処理であり、読取り終了位置は、レーザ照射位置（すなわち測定位置）がオーステナイトの回折環基準半径Ｒ２よりも所定距離αだけ外側に移動した位置である。
【０１１２】
そして、レーザ光の照射位置が読取り終了位置を超えると、コントローラＣＴは、ステップＳ３２２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３２４にて終了指令を出力する。この終了指令の出力後、コントローラＣＴは前記場合と同様に、ステップＳ３２６にてレーザ照射停止が指示された否かを判定するが、この場合には、後述する図７ＢのステップＳ４５４の処理によってレーザ照射停止の指示が前記所定の短時間内に出力されるので、その時点で、ステップＳ３２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３３０にてピーク検出プログラムの実行を終了する。
【０１１３】
ふたたび、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムの説明に戻ると、前記ピーク検出プログラムによる終了指令の指示があって、コントローラＣＴが、ステップＳ４３４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４３８に進むと、ステップＳ４３８においては、前記ステップＳ４２４の処理によりって蓄積記憶した全ての信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ(ｎ，ｍ)を測定済みの回折環の信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)として保存する。なお、この場合の保存される信号強度Ｓｔ(ｎ，ｍ)及び半径値ｒｔ(ｎ，ｍ)は、オーステナイトの回折環に関する信号強度Ｓ２(ｎ，ｍ)及び半径値ｒ２(ｎ，ｍ)である。
【０１１４】
次に、コントローラＣＴは、前述のように、ステップＳ４４０にて全ての回折環の読取りが終了したかを判定する。この場合、２つ目の回折環の測定が終了したので、すなわち本実施形態におけるオーステナイトの回折環の測定が終了したので、コントローラＣＴは、ステップＳ４４０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ４５２以降の処理を実行する。
【０１１５】
すなわち、コントローラＣＴは、前記図５ＢのステップＳ２８６〜Ｓ２９２の処理と同様なステップＳ４５２〜Ｓ４５８の処理により、フォーカスサーボ制御を停止させ、レーザ光の照射を停止させ、Ａ／Ｄ変換回路４９及び回転角度検出回路２６の作動を停止させ、かつイメージングプレート２８を停止させて、ステップＳ４６０に回折環読取りプログラムの実行を終了する。なお、位置検出回路２１の作動及びイメージングプレート２８の回転は、以前と同様のまま継続される。
【０１１６】
なお、上記説明では、複数の結晶構造（本実施形態ではフェライトとオーステナイト）の比率の測定を行うことを入力したので、図６のピーク検出プログラムのステップＳ３０６〜Ｓ３１８からなる１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の検出後も、ステップＳ３２０にて「Ｙｅｓ」との判定のもとに、ステップＳ３２２にてレーザ光の照射位置（測定位置）が読取り終了位置を超えたか否かを判定するようにした。しかし、複数の結晶構造の比率の測定が不要であり、前記比率を測定することを入力しなければ、コントローラＣＴは、本測定時においても、ステップＳ３２０にて「Ｎｏ」と判定して、１周分のピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の検出直後に、ステップＳ３２４に進む。
【０１１７】
前記回折環読取りプログラムの実行が終了すると、コントローラＣＴは、イメージングプレート２８に撮像された回折環を消去する図８の回折環消去プログラムを実行する。回折環消去プログラムの実行はステップＳ５００にて開始され、コントローラＣＴは、ステップＳ５０２にて、フィードモータ制御回路２２に、イメージングプレート２８を回折環消去領域内の消去開始位置へ移動させることを指示する。フィードモータ制御回路２２は、位置検出回路２１と協働してフィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を消去開始位置へ移動させる。このイメージングプレート２８が消去開始位置にある状態では、ＬＥＤ５２から出力される可視光の中心が前記計算したフェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離γだけ小さい位置に位置する。具体的には、この位置は、イメージングプレート２８が駆動限界位置にある状態において、イメージングプレート２８の中心からＬＥＤの可視光の中心までの距離をＲｏ’とすると、位置検出回路２１から出力される位置がＲ１−γ−Ｒｏ’になる位置である。なお、所定距離γは、前記所定距離αよりも若干大きく、フェライトによって撮像された回折環の半径よりは余裕をもってずれた位置である。これにより、後述の処理により、フェライトによって撮像された回折環が確実に消去される。
【０１１８】
次に、コントローラＣＴは、ステップＳ５０４にて、ＬＥＤ駆動回路５３を制御してＬＥＤ５２による可視光のイメージングプレート２８に対する照射を開始させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ５０６にて、フィードモータ制御回路２２に対して、イメージングプレート２８の移動開始及び移動速度を指示する。フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８を駆動制御して、イメージングプレート２８を消去開始位置から軸受部１９側（図１，２の右下方向）へ一定速度で移動させる。これにより、ＬＥＤ５２による可視光が、イメージングプレート２８において、回転しながら、フェライトの回折環基準半径Ｒ１から所定距離γ（γ＞α）だけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。
【０１１９】
前記ステップＳ５０６の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ５０８にて位置検出回路２１からイメージングプレート２８の位置を表す位置信号を入力し、ステップＳ５１０にて、イメージングプレート２８の現在の位置が消去終了位置を超えているか否かを判定する。この終了位置は、フェライトの回折環基準半径Ｒ１よりも所定距離γだけ大きな位置である。具体的には、位置検出回路２１から出力される位置がＲ１＋γ−Ｒｏ’になる位置である。そして、イメージングプレート２８の現在の位置が消去終了位置を超えるまで、コントローラＣＴは、ステップＳ５１０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５０８，Ｓ５１０の処理を繰り返し実行する。これにより、回転するイメージングプレート２８に対し、前記回折環基準半径Ｒ１から所定距離γだけ内側から所定距離γだけ外側まで、ＬＥＤ５２による可視光が照射されるので、フェライトによる回折Ｘ線によって形成された回折環は内側から徐々に消去されていく。
【０１２０】
そして、イメージングプレート２８の現在の位置が消去終了位置を超えると、コントローラＣＴは、ステップＳ５１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ５１２にてフィードモータ制御回路２２にイメージングプレート２８の移動停止を指示し、ステップＳ５１４にてＬＥＤ駆動回路５３にＬＥＤ５２による可視光の照射停止を指示する。これにより、フィードモータ制御回路２２は、フィードモータ１８の作動を停止させることによりイメージングプレート２８の移動を停止させる。ＬＥＤ駆動回路５３は、ＬＥＤ５２による可視光の照射を停止させる。この状態では、フェライトによって撮像された回折環は完全に消去されている。
【０１２１】
前記ステップＳ５１４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ５１６にて次の消去位置、すなわちさらに消去する回折環が存在するか否かを判定する。この場合、本実施形態では、イメージングプレート２８にはフェライトによる回折環とオーステナイトによる回折環が存在するので、コントローラＣＴは、ステップＳ５１６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ５０２に戻る。そして、前述したステップＳ５０２〜Ｓ５１０の処理により、オーステナイトによって撮像された回折環が消去される。なお、この場合のステップＳ５０２の消去開始位置はオーステナイトの回折環基準半径Ｒ２から所定距離γだけ内側位置であり、ステップＳ５１０の消去終了位置はオーステナイトの回折環基準半径Ｒ２から所定距離γだけ外側位置である。具体的には、消去開始位置は位置検出回路２１から出力される位置がＲ２−γ−Ｒｏ’になる位置であり、消去終了位置は位置検出回路２１から出力される位置がＲ２＋γ−Ｒｏ’になる位置である。その後、ステップＳ５１２，Ｓ５１４の処理により、イメージングプレート２８の移動が停止するとともに、ＬＥＤ５２による可視光の照射も停止する。
【０１２２】
前記ステップＳ５１４の処理後、コントローラＣＴは、ステップＳ５１６にて、ふたたび次の消去位置の存在を判定するが、この場合、オーステナイトによる回折Ｘ線によって形成された回折環が消去されているので、同ステップＳ５１６にて「Ｎｏ」すなわち次の消去位置は存在しないと判定して、ステップＳ５１８に進む。ステップＳ５１８においては、コントローラＣＴは、位置検出回路２１の作動を停止させる。次に、コントローラＣＴは、ステップＳ５２０にて、スピンドルモータ制御回路２５に対してイメージングプレート２８の回転停止を指示する。この指示に応答して、スピンドルモータ制御回路２５は、スピンドルモータ２４の作動を停止させて、イメージングプレート２８の回転を停止させる。前記イメージングプレート２８の回転停止後、コントローラＣＴは、ステップＳ５２２にて回折環消去プログラムの実行を終了する。
【０１２３】
前記回折環消去プログラムの実行を終了すると、コントローラＣＴは、図示しないプログラムの実行により、フェライトの回折環のピーク半径ｒｐ(１，ｎ)及びオーステナイトの回折環のピーク半径ｒｐ(２，ｎ)を用いて、ｃｏｓα法により、残留応力を算出して表示装置５４に表示する。また、残留応力の計算では、フェライトの回折環のピーク半径ｒｐ(１，ｎ)及びオーステナイトの回折環のピーク半径ｒｐ(２，ｎ)のうちのいずれか一方のピーク半径を用いるのみでもよい。また、コントローラＣＴは、ピーク半径ｒｐ(１，ｎ)，ｒｐ(２，ｎ)を用いて、フェライト及びオーステナイトの回折環の画像データを作成して、フェライト及びオーステナイトの回折環を表示装置５４に表示する。これにより、回折環の真円からのずれ具合から測定対象物ＯＢ（鉄）の残留応力を認識できる。
【０１２４】
また、コントローラＣＴは、フェライトに関する全ての強度信号Ｓ１(ｎ，ｍ)から全ての強度信号Ｓ１(ｎ，ｍ)の中の最小値（すなわち、回折環が形成されていない箇所の信号強度）を減算した値を合計して、合計値を測定時における周方向番号ｎの最大値Ｎで除算して、フェライトの回折環に関する回折積分強度（図１５の半径Ｒ１近傍の斜線領域の面積に対応）を計算する。また、オーステナイトに関する全ての強度信号Ｓ２(ｎ，ｍ)から全ての強度信号Ｓ２(ｎ，ｍ)の中の最小値（すなわち、回折環が形成されていない箇所の信号強度）を減算した値を合計して、合計値を測定時における周方向番号ｎの最大値Ｎで除算して、オーステナイトの回折環に関する回折積分強度（図１５の半径Ｒ２近傍の斜線領域の面積に対応）を計算する。そして、フェライトの回折積分強度と、オーステナイトの回折積分強度との比により、鉄の中に含まれるフェライトとオーステナイトとの比率を取得する。この場合も、この比率と共に図１５に示すようなフェライト及びオーステナイトの信号強度の分布を表示装置５４に表示するようにするとよい。これらの残留応力及び比率により、鉄の特性を評価することができる。
【０１２５】
上記のように動作するＸ線回折測定装置においては、図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラム及び図６のピーク検出プログラムの実行により、イメージングプレート２８に記録された回折Ｘ線の像である回折環がそれぞれ検出されるとともに、受光信号の大きさが最適となるレーザ光の強度及び受光信号の増幅率が設定される。したがって、上記実施形態によれば、回折Ｘ線の強度が弱い場合でも、回折Ｘ線の強度に相当する受光信号のピーク値が大きくなるようにレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を設定することができるので、回折Ｘ線による回折環を精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などを精度よく求めることができるようになる。また、レーザ光の強度の変化幅は受光信号の増幅率の変化幅に比べて小さいので、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができるとともに、回折環の半径方向の信号強度曲線におけるノイズ成分を小さくすることができる。すなわち、上記実施形態とは逆に、ピーク値が最も大きくなる近辺の値に先に信号の増幅率を変更して同増幅率を最適に設定した後、レーザ強度と上げても、ピーク値が飽和して変化しなくなる。これに対して、上記実施形態によれば、先にレーザ光の強度の最適値を決めれば、そのようなことはなく、最適なレーザ強度が決められたうえで、信号レベルを最適（最大）に設定することができる。その結果、受光信号のＳ／Ｎ比も良好となる。
【０１２６】
また、上記実施形態の図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラムのステップＳ２４４の最適レーザ強度設定処理及びステップＳ２８４の最適増幅率設定処理においては、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)（ピーク値）の変化量が予め決められた所定値に達しなかったときは変化前のレーザ光の強度又は受光信号の増幅率に設定することにより、ピーク値の飽和を避けたうえで、ピーク値を最も大きくなる近辺の値にすることができる。その結果、上記実施形態によれば、周囲のＸ線回折による回折環以外の部分による反射による受光信号のノイズ成分を小さく抑えることができ、Ｘ線回折による回折環をより精度よく測定でき、回折環の形状、回折積分強度などをより精度よく求めることができるようになる。特に、レーザ光の強度及び受光信号の増幅率の両方の設定を行うために、一方を大きな値に設定すると、その一方の最適値によりピーク値が飽和してもう一方が変更不能となることがあるが、そのような事態を回避し易くなる。
【０１２７】
また、上記実施形態においては、前記測定対象物は鉄であり、図６のピーク検出プログラムによって検出されるピークは、フェライトの回折環によるものである。これにより、フェライトの回折環においてピーク値を最も大きくなる近辺の値に設定すれば、オーステナイトによる回折環においてもピーク値を十分大きくすることができ、オーステナイトによる回折環の形状やオーステナイトによる回折積分強度を精度よく求めることができる。
【０１２８】
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。
【０１２９】
上記実施形態では、最適なレーザ強度及び信号増幅率を設定する際、イメージングプレート２８を回転するとともに移動し、同じ回転位置でレーザ強度及び信号増幅率が同一になるようにレーザ強度及び信号増幅率を変化させた。しかし、レーザ強度及び信号増幅率を同一にしてサム信号ＳＵＭの信号強度のピーク値を求めることができれば、どのような方法を用いてもよい。例えば、まず、レーザ強度又は信号増幅率を設定し、イメージングプレート２８を回転させずに半径方向に移動させながらサム信号ＳＵＭの信号強度を取得して、半径方向のピーク値を取得する。次に、イメージングプレート２８を微小量回転させる。その後に、レーザ強度又は信号増幅率を次の値に設定して、前記のように、イメージングプレート２８を回転させずに半径方向に移動させながらサム信号ＳＵＭの信号強度を取得して、半径方向のピーク値を取得する。このような操作を繰り返し行って、サム信号ＳＵＭの信号強度がピークとなる半径位置のサム信号ＳＵＭの信号強度の中で、サム信号ＳＵＭの信号強度が上記実施形態と同様に最適となる回転角度に対応したレーザ強度及び信号増幅率を採用するようにしてもよい。
【０１３０】
また、上記実施形態では、レーザ強度及び信号増幅率の両方を最適になるように設定したが、測定対象物が同じ物質であって前回の検査時とレーザ強度又は信号増幅率の最適値が大きく変化しない場合には、一方を前回の値にそのまま固定し、レーザ強度及び信号増幅率のいずれか他方のみを変化させて最適値に設定するようにしてもよい。
【０１３１】
また、上記実施形態では、レーザ強度及び信号増幅率の最適値をレーザ強度及び信号増幅率の変化に対するピーク値の変化が設定値に達しないときには変化前の値とした。しかし、これに代えて、測定対象物が特定されていて（本実施形態のように鉄が特定されていて）、ピーク値がほぼわかっている場合には、レーザ強度及び信号増幅率の一方のみ又は両方を変更してピーク値として予め決められている所定値を超えた時点で、その時のレーザ強度及び信号増幅率を最適値とすればよい。
【０１３２】
また、上記実施形態では、特定の構造の比率を測定する場合、イメージングプレート２８を回転させて回折環のそれぞれの回転位置で半径方向の信号強度の曲線を得て、各回転位置での回折積分強度を算出し、この値を平均して回折積分強度としたが、特定の構造の比率のみを測定する場合で精度よりも高速測定が重要視されるときは、イメージングプレート２８を回転させずに、移動のみをさせ、特定の回転位置での半径方向の信号強度の曲線を得て、回折積分強度を算出するようにしてもよい。
【０１３３】
上記実施形態においては、最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を設定するために、図５Ａ及び図５Ｂの最適設定プログラムと並行して実行される図６のピーク検出プログラムのステップＳ３１４，Ｓ３１６の処理により、半径値ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を用いてＳＵＭ信号の値のピークを検出するとともに、ピークの半径値をピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)として記憶するようにした。そして、図５ＡのステップＳ２４４における最適レーザ強度設定処理及び図５ＢのステップＳ２８４における最適増幅率設定処理により、前記ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)にそれぞれ等しい半径値ｒ(ｎ，ｍ)を抽出して、この半径値ｒ(ｎ，ｍ)に対応した回折環を表すピークである１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出し、抽出した１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を用いて最適なレーザ光の強度及び受光信号の増幅率を決定するようにした。
【０１３４】
しかし、この場合には、ピーク（回折環）の位置に対応した１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を抽出することができれば、ピークの半径値は不要であるので、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)を用いる必要はない。このピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)の採用に代えて、前記ＳＵＭ信号値のピークの検出時に、検出ピークに対応した１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を記憶しておいたり、１周分の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を指定可能な変数ｎ，ｍの情報を記憶しておいたりしてもよい。ただし、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムと並行して図６のピーク検出プログラムが実行される場合には、ピーク半径ｒｐ(ｔ，ｎ)は必要であるので、図６のステップＳ３１４，Ｓ３１６の処理は上記実施形態で説明したように動作する必要がある。
【０１３５】
また、上記実施形態においては、受光センサ３１によって受光した反射光の受光位置を用いて、測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が、所定の範囲内にあるか否かを判定し、所定の範囲内になければ、作業者が昇降ステージ１２ａの高さを調整するようにした。しかし、受光センサ３１の受光位置が表す測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が所定の範囲内にあるように、昇降ステージ１２ａの高さが自動的に調整されるように構成してもよい。これによれば、作業者がセットした測定対象物ＯＢの高さ方向の位置が、受光センサ３１が反射光を受光できる範囲にありさえすれば、作業者が昇降ステージ１２ａの高さを調整する必要が無いので、作業効率を向上させることができる。なお、例えば上記従来のＸ線検出装置のように、イメージングプレートと測定対象物との距離が常に一定になるように構成されていれば、受光センサ３１は不要である。
【０１３６】
また、上記実施形態においては、受光センサ３１の受光位置を用いて、回折環基準半径Ｒを算出し、撮像した回折環の半径が回折環基準半径Ｒからずれる可能性のある領域を想定して、読取り開始位置を決定するようにした。しかし、回折環基準半径Ｒを算出することなく、常に一定の領域にレーザ光を照射するようにしてもよい。例えば、イメージングプレート２８の全領域にレーザ光を照射するようにしてもよい。また、ＬＥＤ５３による可視光の照射についても同様に、常に一定の領域にＬＥＤ５３から発せられた可視光を照射するようにしてもよい。例えば、イメージングプレート２８の全領域にＬＥＤ５３からの可視光を照射するようにしてもよい。ただし、この場合、上記実施形態よりも測定時間が長くなる。
【０１３７】
また、上記実施形態においては、レーザ検出装置ＰＵＨは、フォーカスサーボ制御されるようにしたが、イメージングプレート２８を回転させた際のイメージングプレート２８の受光面と対物レンズ３９との距離の変動が微小であれば、フォーカスサーボ制御は不要である。
【符号の説明】
【０１３８】
１３…Ｘ線出射器、１５…移動ステージ、１８…フィードモータ、２１…位置検出回路、２４…スピンドルモータ、２６…回転角度検出回路、２７…テーブル、２８…イメージングプレート、３１…受光センサ、３３…レーザ光源、３４…レーザ駆動回路、３９…対物レンズ、４３…フォトディテクタ、４４…増幅回路、４８…ＳＵＭ信号生成回路、４９…変換回路、５２…ＬＥＤ、５４…表示装置、５５…入力装置、ＣＴ…コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央に前記Ｘ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに固定されていて、前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線の回折光を受光する受光面を有し、前記回折光の像である回折環を記録する回折光受光器と、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、前記レーザ光を前記回折光受光器の受光面に照射するとともに、前記レーザ光の照射によって前記回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記テーブルを、前記貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段と、
前記回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路と、
前記テーブルを、前記回折光受光器の受光面に平行な方向に、前記レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路と、
前記レーザ光源を駆動制御するとともに前記レーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変更可能なレーザ駆動回路と、
前記フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力する増幅回路とを備え、
前記Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって前記回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる照射位置制御手段と、
前記照射位置制御手段により前記回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記レーザ光の強度を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記レーザ光の強度が変化するように前記レーザ駆動回路を制御するレーザ強度制御手段と、
前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する受光信号取得手段と、
前記受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する最適レーザ強度設定手段と
を設けたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、
前記最適レーザ強度設定手段は、前記レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を順次増加させた状態で、前記レーザ光の強度の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させたレーザ光の強度の最大値を最適レーザ強度として設定することを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項３】
測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央に前記Ｘ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに固定されていて、前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線の回折光を受光する受光面を有し、前記回折光の像である回折環を記録する回折光受光器と、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、前記レーザ光を前記回折光受光器の受光面に照射するとともに、前記レーザ光の照射によって前記回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記テーブルを、前記貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段と、
前記回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路と、
前記テーブルを、前記回折光受光器の受光面に平行な方向に、前記レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路と、
前記レーザ光源を駆動制御するレーザ駆動回路と、
前記フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路とを備え、
前記Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって前記回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる照射位置制御手段と、
前記照射位置制御手段により前記回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記受光信号の増幅率を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記受光信号の増幅率が変化するように前記増幅回路を制御する増幅率制御手段と、
前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する受光信号取得手段と、
前記受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定する最適増幅率設定手段と
を設けたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線回折測定装置において、
前記最適増幅率設定手段は、前記増幅率制御手段が受光信号の増幅率を順次増加させた状態で、前記受光信号の増幅率の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させた受光信号の増幅率の最大値を最適増幅率として設定することを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項５】
測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央に前記Ｘ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに固定されていて、前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線の回折光を受光する受光面を有し、前記回折光の像である回折環を記録する回折光受光器と、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、前記レーザ光を前記回折光受光器の受光面に照射するとともに、前記レーザ光の照射によって前記回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記テーブルを、前記貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段と、
前記回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路と、
前記テーブルを、前記回折光受光器の受光面に平行な方向に、前記レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路と、
前記レーザ光源を駆動制御するとともに前記レーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変更可能なレーザ駆動回路と、
前記フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路とを備え、
前記Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって前記回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる第１照射位置制御手段と、
前記第１照射位置制御手段により前記回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記受光信号の増幅率を一定に保ったまま、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記レーザ光の強度を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記レーザ光の強度が変化するように前記レーザ駆動回路を制御するレーザ強度制御手段と、
前記レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を変化させている状態で、前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する第１受光信号取得手段と、
前記第１受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出する第１ピーク検出手段と、
前記第１ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記第１受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する最適レーザ強度設定手段と、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる第２照射位置制御手段と、
前記第２照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記最適レーザ強度設定手段によって設定された最適レーザ強度に前記レーザ光の強度を保ったまま、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記受光信号の増幅率を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記受光信号の増幅率が変化するように前記増幅回路を制御する増幅率制御手段と、
前記増幅率制御手段が受光信号の増幅率を変化させている状態で、前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する第２受光信号取得手段と、
前記第２受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出する第２ピーク検出手段と、
前記第２ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記第２受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定する最適増幅率設定手段と
を設けたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線回折測定装置において、
前記最適レーザ強度設定手段は、前記レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を順次増加させた状態で、前記レーザ光の強度の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させたレーザ光の強度の最大値を最適レーザ強度として設定し、
前記最適増幅率設定手段は、前記増幅率制御手段が受光信号の増幅率を順次増加させた状態で、前記受光信号の増幅率の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させた受光信号の増幅率の最大値を最適増幅率として設定することを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項１】
測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央に前記Ｘ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに固定されていて、前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線の回折光を受光する受光面を有し、前記回折光の像である回折環を記録する回折光受光器と、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、前記レーザ光を前記回折光受光器の受光面に照射するとともに、前記レーザ光の照射によって前記回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記テーブルを、前記貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段と、
前記回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路と、
前記テーブルを、前記回折光受光器の受光面に平行な方向に、前記レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路と、
前記レーザ光源を駆動制御するとともに前記レーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変更可能なレーザ駆動回路と、
前記フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力する増幅回路とを備え、
前記Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって前記回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる照射位置制御手段と、
前記照射位置制御手段により前記回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記レーザ光の強度を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記レーザ光の強度が変化するように前記レーザ駆動回路を制御するレーザ強度制御手段と、
前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する受光信号取得手段と、
前記受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する最適レーザ強度設定手段と
を設けたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、
前記最適レーザ強度設定手段は、前記レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を順次増加させた状態で、前記レーザ光の強度の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させたレーザ光の強度の最大値を最適レーザ強度として設定することを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項３】
測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央に前記Ｘ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに固定されていて、前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線の回折光を受光する受光面を有し、前記回折光の像である回折環を記録する回折光受光器と、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、前記レーザ光を前記回折光受光器の受光面に照射するとともに、前記レーザ光の照射によって前記回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記テーブルを、前記貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段と、
前記回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路と、
前記テーブルを、前記回折光受光器の受光面に平行な方向に、前記レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路と、
前記レーザ光源を駆動制御するレーザ駆動回路と、
前記フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路とを備え、
前記Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって前記回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる照射位置制御手段と、
前記照射位置制御手段により前記回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記受光信号の増幅率を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記受光信号の増幅率が変化するように前記増幅回路を制御する増幅率制御手段と、
前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する受光信号取得手段と、
前記受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定する最適増幅率設定手段と
を設けたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＸ線回折測定装置において、
前記最適増幅率設定手段は、前記増幅率制御手段が受光信号の増幅率を順次増加させた状態で、前記受光信号の増幅率の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させた受光信号の増幅率の最大値を最適増幅率として設定することを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項５】
測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央に前記Ｘ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに固定されていて、前記測定対象物にて回折した前記Ｘ線の回折光を受光する受光面を有し、前記回折光の像である回折環を記録する回折光受光器と、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、前記レーザ光を前記回折光受光器の受光面に照射するとともに、前記レーザ光の照射によって前記回折光受光器から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記テーブルを、前記貫通孔の中心軸回りに回転させる回転手段と、
前記回転手段によるテーブルの回転における基準位置からの回転角度を検出する回転角度検出回路と、
前記テーブルを、前記回折光受光器の受光面に平行な方向に、前記レーザ検出装置に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によるテーブルの移動位置を検出する位置検出回路と、
前記レーザ光源を駆動制御するとともに前記レーザ光源から出射されるレーザ光の強度を変更可能なレーザ駆動回路と、
前記フォトディテクタからの受光信号を増幅して出力するとともに受光信号の増幅率を変更可能な増幅回路とを備え、
前記Ｘ線出射器から測定対象物にＸ線を照射し、測定対象物で回折したＸ線によって前記回折光受光器に記録された回折環を測定するＸ線回折測定装置において、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる第１照射位置制御手段と、
前記第１照射位置制御手段により前記回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記受光信号の増幅率を一定に保ったまま、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記レーザ光の強度を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記レーザ光の強度が変化するように前記レーザ駆動回路を制御するレーザ強度制御手段と、
前記レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を変化させている状態で、前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する第１受光信号取得手段と、
前記第１受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出する第１ピーク検出手段と、
前記第１ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記第１受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定する最適レーザ強度設定手段と、
前記回転手段及び前記移動手段を制御して前記回折環が記録された前記回折光受光器を回転及び移動させて、前記レーザ検出装置から出射されるレーザ光の前記回折光受光器における照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させる第２照射位置制御手段と、
前記第２照射位置制御手段により回折光受光器におけるレーザ光の照射位置を前記回折光受光器の中心周りに回転させるとともに前記中心からの径方向の距離を変化させている状態で、前記最適レーザ強度設定手段によって設定された最適レーザ強度に前記レーザ光の強度を保ったまま、前記回転角度検出回路によって検出されるテーブルの回転角度が同一の回転角度であるとき前記受光信号の増幅率を同一にするとともに、前記テーブルの回転角度が前記同一の回転角度から所定角度ずつ変化するごとに前記受光信号の増幅率が変化するように前記増幅回路を制御する増幅率制御手段と、
前記増幅率制御手段が受光信号の増幅率を変化させている状態で、前記テーブルの回転角度が前記所定角度ずつ変化したそれぞれの状態における前記増幅回路からの受光信号であって、前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号をそれぞれ取得する第２受光信号取得手段と、
前記第２受光信号取得手段によって取得された受光信号であって、前記テーブルの回転角度が同一であり、かつ前記回折光受光器の径方向に分布したレーザ光の複数の照射位置にそれぞれ対応した複数の受光信号のうちで、受光信号の大きさがピークとなる径方向位置を前記所定角度ずつ１周分検出する第２ピーク検出手段と、
前記第２ピーク検出手段により検出された１周分の径方向位置の前記第２受光信号取得手段によって取得された受光信号のうちで、受光信号の大きさが最適となる前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定する最適増幅率設定手段と
を設けたことを特徴とするＸ線回折測定装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線回折測定装置において、
前記最適レーザ強度設定手段は、前記レーザ強度制御手段がレーザ光の強度を順次増加させた状態で、前記レーザ光の強度の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記レーザ光の強度を最適レーザ強度として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させたレーザ光の強度の最大値を最適レーザ強度として設定し、
前記最適増幅率設定手段は、前記増幅率制御手段が受光信号の増幅率を順次増加させた状態で、前記受光信号の増幅率の変化に対する前記受光信号の大きさの変化量を算出し、前記受光信号の大きさの変化量が予め決められた所定値に達しなくなったときに変化前の前記受光信号の増幅率を最適増幅率として設定し、前記受光信号の大きさの変化量が前記所定値に達しなくなるときがなかったときは、前記増加させた受光信号の増幅率の最大値を最適増幅率として設定することを特徴とするＸ線回折測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２５１７７５（Ｐ２０１２−２５１７７５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２１３９（Ｐ２０１１−１２２１３９）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００１１２００４）パルステック工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００１１２００４）パルステック工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
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