JP2013217797A - 装置、判定方法、及び構造物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】判定精度の低下を抑制できる装置を提供する。
【解決手段】装置は、測定物に対してＸ線を複数の方向から投影して、各々の方向毎に前記測定物を透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出して、各々の照射方向毎に前記検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報と、前記測定物の設計情報に基づいてモデル化された測定物モデルに対して、前記第1の情報が生成された透過Ｘ線の投影方向と同じ方向から投影したＸ線が前記測定物モデルを透過した場合の透過Ｘ線による投影像を推定し、各々の投影方向毎に前記推定した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第２の情報と、に基づいて、前記測定物の所定の領域が前記設計情報に基づいて定められる所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する判定部を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置、判定方法、及び構造物の製造方法に関する。

物体の内部の情報を非破壊で取得する装置として、例えば下記特許文献に開示されているような、物体にＸ線を照射して、その物体を透過した透過Ｘ線を検出する装置が知られている。このような透過Ｘ線を検出する装置は、物体に対して複数の角度方向からそれぞれ照射したＸ線により、複数の透過像をそれぞれ取得する。上記装置は、取得した複数の透過像からの再構築処理を行うことにより断層画像を取得している。また、上記の装置は、この再構築処理から取得した断層画像によって、上記物体の不具合箇所を検出する検査等を行う。

米国特許出願公開第２００９／０２６８８６９号明細書

しかしながら、透過Ｘ線を検出する装置において、透過像から断層画像を取得する再構築処理を逆投影法により行う場合がある。逆投影法による再構築処理によれば、物体の内部の状態と異なる像（偽像）の発生を原理的に抑制することができない。そのため、上記装置においては、透過像から断層画像を取得する再構築処理を行う際に、偽像が上記断層画像に生じてしまうことがあり、上記装置は、偽像を含む断層画像を取得してしまうという問題がある。このような偽像を含む断層画像に基づいた判定の判定精度の低下を招く虞がある。

本発明の態様は、判定精度の低下を抑制できる装置、判定方法、及び構造物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、測定物に対してＸ線を複数の方向から投影して、各々の方向毎に前記測定物を透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出して、各々の照射方向毎に前記検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報と、前記測定物の設計情報に基づいてモデル化された測定物モデルに対して、前記第1の情報が生成された透過Ｘ線の投影方向と同じ方向から投影したＸ線が前記測定物モデルを透過した場合の透過Ｘ線による投影像を推定し、各々の投影方向毎に前記推定した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第２の情報と、に基づいて、前記測定物の所定の領域が前記設計情報に基づいて定められる所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する判定部を備える装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、測定物に対してＸ線を複数の方向から投影して、各々の方向毎に前記測定物を透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出して、各々の照射方向毎に前記検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報と、前記測定物の設計情報に基づいてモデル化された測定物モデルに対して、前記第1の情報が生成された透過Ｘ線の投影方向と同じ方向から投影したＸ線が前記測定物モデルを透過した場合の透過Ｘ線による投影像を推定し、各々の投影方向毎に前記推定した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第２の情報と、に基づいて、前記測定物の所定の領域が前記設計情報に基づいて定められる所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する工程を有する判定方法が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、構造物の形状に関する設計情報を作製する設計工程と、前記設計情報に基づいて前記構造物を作成する成形工程と、作製された前記構造物の形状を第１の態様のＸ線装置又は第２の態様のＸ線照射方法の何れかを用いて計測する測定工程と、前記測定工程で得られた形状情報と、前記設計情報とを比較する検査工程と、を有する構造物の製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、判定精度の低下を抑制できる。

第１実施形態に係る検出装置の一例を示す図である。 第１実施形態に係るＸ線源の一例を示す図である。 第１実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するための図である。 第１実施形態に係る検出装置の動作の一例を説明するための図である。 検出装置を備えた構造物製造システムの一例を示す図である。 構造物製造システムによる処理の流れを示したフローチャートである。 第１実施形態に係る制御装置の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をＺ軸方向、水平面内においてＺ軸方向と直交する方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち鉛直方向）をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る検出装置１の一例を示す図である。

検出装置１は、測定物ＳにＸ線ＸＬを照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。Ｘ線は、例えば波長１ｐｍ〜３０ｎｍ程度の電磁波である。Ｘ線は、約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線、及び約２０〜１００ｅＫＶの硬Ｘ線の少なくとも一つを含む。

本実施形態において、検出装置１は、測定物ＳにＸ線を照射して、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出して、その測定物Ｓの内部の情報（例えば、内部構造）を非破壊で取得するＸ線ＣＴ検査装置を含む。本実施形態において、測定物Ｓは、例えば機械部品、電子部品等の産業用部品を含む。Ｘ線ＣＴ検査装置は、産業用部品にＸ線を照射して、その産業用部品を検査する産業用Ｘ線ＣＴ検査装置を含む。

図１において、検出装置１は、Ｘ線ＸＬを射出するＸ線源２と、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ装置３と、Ｘ線源２から射出され、ステージ装置３に保持された測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する検出器４と、検出装置１全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。

また、本実施形態において、検出装置１は、Ｘ線源２から射出されるＸ線ＸＬが進行する内部空間ＳＰを形成するチャンバ部材６を備えている。本実施形態において、Ｘ線源２、ステージ装置３、及び検出器４は、内部空間ＳＰに配置される。

また、本実施形態において、検出装置１は、Ｘ線源２の少なくとも一部に、温度調整された気体Ｇを供給する供給口７を備えている。供給口７は、内部空間ＳＰに配置される。

本実施形態において、チャンバ部材６は、支持面ＦＲ上に配置される。支持面ＦＲは、工場等の床面を含む。チャンバ部材６は、複数の支持部材６Ｓに支持される。チャンバ部材６は、支持部材６Ｓを介して、支持面ＦＲ上に配置される。本実施形態においては、支持部材６Ｓにより、チャンバ部材６の下面と、支持面ＦＲとは離れる。すなわち、チャンバ部材６の下面と支持面ＦＲとの間に空間が形成される。なお、チャンバ部材６の下面の少なくとも一部と支持面ＦＲとが接触してもよい。

本実施形態において、チャンバ部材６は、鉛を含む。チャンバ部材６は、内部空間ＳＰのＸ線ＸＬが、チャンバ部材６の外部空間ＲＰに漏出することを抑制する。

本実施形態おいて、検出装置１は、チャンバ部材６に取り付けられ、チャンバ部材６よりも熱伝導率が小さい部材６Ｄを有する。本実施形態において、部材６Ｄは、チャンバ部材６の外面に配置される。部材６Ｄは、内部空間ＳＰの温度が外部空間ＲＰの温度（温度変化）の影響を受けることを抑制する。すなわち、部材６Ｄは、外部空間ＲＰの熱が内部空間ＳＰに伝わることを抑制する断熱部材として機能する。部材６Ｄは、例えばプラスチックを含む。本実施形態において、部材６Ｄは、例えば発泡スチロールを含む。

Ｘ線源２は、測定物ＳにＸ線ＸＬを照射する。Ｘ線源２は、Ｘ線ＸＬを射出する射出部８を有する。Ｘ線源２は、点Ｘ線源を形成する。本実施形態において、射出部８は、点Ｘ線源を含む。Ｘ線源２は、測定物Ｓに円錐状のＸ線（所謂、コーンビーム）を照射する。
なお、Ｘ線源２は、射出するＸ線ＸLの強度を調整可能でもよい。Ｘ線源２から射出されるＸ線ＸＬの強度を調整する場合、測定物ＳのＸ線吸収特性等に基づいてもよい。また、Ｘ線源２から射出されるＸ線の拡がる形状は円錐状に限られず、例えば、扇状のＸ線（所謂、ファンビーム）でもよい。

射出部８は、＋Ｚ方向を向いている。本実施形態において、射出部８から射出されたＸ線ＸＬの少なくとも一部は、内部空間ＳＰにおいて、＋Ｚ方向に進行する。

ステージ装置３（ステージ駆動部）は、測定物Ｓを保持して移動可能なステージ９と、ステージ９を移動する駆動システム１０とを備えている。
本実施形態において、駆動システム１０は、ステージ９を移動させることにより測定物Ｓの方向を変更することができる。要するに、ステージ装置３は、Ｘ線源２から検出部４までに到る方向に対する測定物Ｓの方向を変更するように、ステージ９を駆動することができる。

本実施形態において、ステージ９は、測定物Ｓを保持する保持部１１を有するテーブル１２と、テーブル１２を移動可能に支持する第１可動部材１３と、第１可動部材１３を移動可能に支持する第２可動部材１４と、第２可動部材１４を移動可能に支持する第３可動部材１５とを有する。

テーブル１２は、保持部１１に測定物Ｓを保持した状態で回転可能である。テーブル１２は、θＹ方向に移動（回転）可能である。第１可動部材１３は、Ｘ軸方向に移動可能である。第１可動部材１３がＸ軸方向に移動すると、第１可動部材１３とともに、テーブル１２がＸ軸方向に移動する。第２可動部材１４は、Ｙ軸方向に移動可能である。第２可動部材１４がＹ軸方向に移動すると、第２可動部材１４とともに、第１可動部材１３及びテーブル１２がＹ軸方向に移動する。第３可動部材１５は、Ｚ軸方向に移動可能である。第３可動部材１５がＺ軸方向に移動すると、第３可動部材１５とともに、第２可動部材１４、第１可動部材１３、及びテーブル１２がＺ軸方向に移動する。

本実施形態において、駆動システム１０は、第１可動部材１３上においてテーブル１２を回転させる回転駆動装置１６と、第２可動部材１４上において第１可動部材１３をＸ軸方向に移動する第１駆動装置１７と、第２可動部材１４をＹ軸方向に移動する第２駆動装置１８と、第３可動部材１５をＺ軸方向に移動する第３駆動装置１９とを含む。

第２駆動装置１８は、第２可動部材１４が有するナットに配置されるねじ軸２０Ｂと、ねじ軸２０Ｂを回転させるアクチュエータ２０とを備える。ねじ軸２０Ｂは、ベアリング２１Ａ、２１Ｂによって回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２０Ｂは、そのねじ軸２０Ｂの軸線とＹ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２１Ａ、２１Ｂに支持される。本実施形態において、第２可動部材１４が有するナットとねじ軸２０Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第２駆動装置１８は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。

第３駆動装置１９は、第３可動部材１５が有するナットに配置されるねじ軸２３Ｂと、ねじ軸２３Ｂを回転させるアクチュエータ２３とを備える。ねじ軸２３Ｂは、ベアリング２４Ａ、２４Ｂによって回転可能に支持される。本実施形態において、ねじ軸２３Ｂは、そのねじ軸２３Ｂの軸線とＺ軸とが実質的に平行となるように、ベアリング２４Ａ、２４Ｂに支持される。本実施形態において、第３可動部材１５が有するナットとねじ軸２３Ｂとの間にボールが配置される。すなわち、第３駆動装置１９は、所謂、ボールねじ駆動機構を含む。

第３可動部材１５は、第２可動部材１４をＹ軸方向にガイドするガイド機構２５を有する。ガイド機構２５は、Ｙ軸方向に長いガイド部材２５Ａ、２５Ｂを含む。アクチュエータ２０、及びねじ軸２０Ｂを支持するベアリング２１Ａ、２１Ｂを含む第２駆動装置１８の少なくとも一部は、第３可動部材１５に支持される。アクチュエータ２０がねじ軸２０Ｂを回転することによって、第２可動部材１４は、ガイド機構２５にガイドされながら、Ｙ軸方向に移動する。

本実施形態において、検出装置１は、ベース部材２６を有する。ベース部材２６は、チャンバ部材６に支持される。本実施形態において、ベース部材２６は、支持機構を介して、チャンバ部材６の内壁（内面）に支持される。ベース部材２６の位置は、所定の位置で固定される。

ベース部材２６は、第３可動部材１５をＺ軸方向にガイドするガイド機構２７を有する。ガイド機構２７は、Ｚ軸方向に長いガイド部材２７Ａ、２７Ｂを含む。アクチュエータ２３、及びねじ軸２３Ｂを支持するベアリング２４Ａ、２４Ｂを含む第３駆動装置１９の少なくとも一部は、ベース部材２６に支持される。アクチュエータ２３がねじ軸２３Ｂを回転することによって、第３可動部材１５は、ガイド機構２７にガイドされながら、Ｚ軸方向に移動する。

なお、図示は省略するが、本実施形態において、第２可動部材１４は、第１可動部材１３をＸ軸方向にガイドするガイド機構を有する。第１駆動装置１７は、第１可動部材１３をＸ軸方向に移動可能なボールねじ機構を含む。回転駆動装置１６は、テーブル１２をθＹ方向に移動（回転）可能なモータを含む。

本実施形態において、テーブル１２に保持された測定物Ｓは、駆動システム１０によって、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθＹ方向の４つの方向に移動可能である。なお、駆動システム１０は、テーブル１２に保持された測定物Ｓを、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動させてもよい。また、本実施形態においては、駆動システム１０は、ボールねじ駆動機構を含むこととしたが、例えば、ボイスコイルモータを含んでもよい。例えば、駆動システム１０は、リニアモータを含んでもよいし、平面モータを含んでもよい。

本実施形態において、ステージ９は、内部空間ＳＰにおいて移動可能である。ステージ９は、射出部８の＋Ｚ側に配置される。ステージ９は、内部空間ＳＰのうち、射出部８よりも＋Ｚ側の空間で移動可能である。ステージ９の少なくとも一部は、射出部８と対向可能である。ステージ９は、保持した測定物Ｓを、射出部８と対向する位置に配置可能である。ステージ９は、射出部８から射出されたＸ線ＸＬが通過する経路上に、測定物Ｓを配置可能である。ステージ９は、射出部８から射出されたＸ線ＸＬの照射範囲内に、配置可能である。

本実施形態において、検出装置１は、ステージ９の位置を計測する計測システム２８を備えている。本実施形態において、計測システム２８は、エンコーダシステムを含む。

計測システム２８は、テーブル１２の回転量（θＹ方向に関する位置）を計測するロータリーエンコーダ２９と、Ｘ軸方向に関する第１可動部材１３の位置を計測するリニアエンコーダ３０と、Ｙ軸方向に関する第２可動部材１４の位置を計測するリニアエンコーダ３１と、Ｚ軸方向に関する第３可動部材１５の位置を計測するリニアエンコーダ３２とを有する。

本実施形態において、ロータリーエンコーダ２９は、第１可動部材１３に対するテーブル１２の回転量を計測する。リニアエンコーダ３０は、第２可動部材１４に対する第１可動部材１３の位置（Ｘ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に対する第２可動部材１４の位置（Ｙ軸方向に関する位置）を計測する。リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に対する第３可動部材１５の位置（Ｚ軸方向に関する位置）を計測する。

ロータリーエンコーダ２９は、例えば第１可動部材１３に配置されたスケール部材２９Ａと、テーブル１２に配置され、スケール部材２９Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド２９Ｂとを含む。スケール部材２９Ａは、第１可動部材１３に固定されている。エンコーダヘッド２９Ｂは、テーブル１２に固定されている。エンコーダヘッド２９Ｂは、スケール部材２９Ａ（第１可動部材１３）に対するテーブル１２の回転量を計測可能である。

リニアエンコーダ３０は、例えば第２可動部材１４に配置されたスケール部材３０Ａと、第１可動部材１３に配置され、スケール部材３０Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３０Ｂとを含む。スケール部材３０Ａは、第２可動部材１４に固定されている。エンコーダヘッド３０Ｂは、第１可動部材１３に固定されている。エンコーダヘッド３０Ｂは、スケール部材３０Ａ（第２可動部材１４）に対する第１可動部材１３の位置を計測可能である。

リニアエンコーダ３１は、第３可動部材１５に配置されたスケール部材３１Ａと、第２可動部材１４に配置され、スケール部材３１Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３１Ｂとを含む。スケール部材３１Ａは、第３可動部材１５に固定されている。エンコーダヘッド３１Ｂは、第２可動部材１４に固定されている。エンコーダヘッド３１Ｂは、スケール部材３１Ａ（第３可動部材１５）に対する第２可動部材１４の位置を計測可能である。

リニアエンコーダ３２は、ベース部材２６に配置されたスケール部材３２Ａと、第３可動部材１５に配置され、スケール部材３２Ａの目盛を検出するエンコーダヘッド３２Ｂとを含む。スケール部材３２Ａは、ベース部材２６に固定されている。エンコーダヘッド３２Ｂは、第３可動部材１５に固定されている。エンコーダヘッド３２Ｂは、スケール部材３２Ａ（ベース部材２６）に対する第３可動部材１５の位置を計測可能である。

検出器４は、内部空間ＳＰにおいて、Ｘ線源２及びステージ９よりも＋Ｚ側に配置される。検出器４の位置は、所定の位置で固定される。なお、検出器４が移動可能でもよい。
ステージ９は、内部空間ＳＰのうち、Ｘ線源２と検出器４との間の空間を移動可能である。

検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線源２からのＸ線ＸＬが入射する入射面３３を有するシンチレータ部３４と、シンチレータ部３４において発生した光を受光する受光部３５とを有する。検出器４の入射面３３は、ステージ９に保持された測定物Ｓと対向可能である。

シンチレータ部３４は、Ｘ線が当たることによって、そのＸ線とは異なる波長の光を発生させるシンチレーション物質を含む。受光部３５は、光電子倍増管を含む。光電子倍増管は、光電効果により光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電管を含む。受光部３５は、シンチレータ部３４において発生した光を増幅し、電気信号に変換して出力する。

検出器４は、シンチレータ部３４を複数有する。シンチレータ部３４は、ＸＹ平面内において複数配置される。シンチレータ部３４は、アレイ状に配置される。検出器４は、複数のシンチレータ部３４のそれぞれに接続するように、受光部３５を複数有する。なお、検出器４は、入射するＸ線を、光に変換することなく直接電気信号に変換してもよい。

供給口７は、Ｘ線源２の少なくとも一部に、温度調整された気体Ｇを供給する。本実施形態において、検出装置１は、気体Ｇの温度を調整する調整装置３６を備える。調整装置３６は、例えば電力によって作動する。供給口７は、調整装置３６からの気体Ｇを内部空間ＳＰに供給する。

本実施形態において、調整装置３６は、チャンバ部材６の外部空間ＲＰに配置される。
本実施形態において、調整装置３６は、支持面ＦＲに配置される。調整装置３６は、導管３７と接続される。導管３７は、外部空間ＲＰに配置される。調整装置３６とチャンバ部材６とは、離れている。導管３７の少なくとも一部とチャンバ部材６とは、離れている。

チャンバ部材６は、導管３８を有する。導管３８は、内部空間ＳＰと外部空間ＲＰとを結ぶように形成される。導管３８の一端の開口は、外部空間ＲＰに面するように配置される。導管３８の他端の開口は、内部空間ＳＰに面するように配置される。導管３８の流路は、導管３８の一端の開口と接続される。本実施形態において、導管３８の他端の開口が、供給口７として機能する。

本実施形態において、調整装置３６は、例えば外部空間ＲＰの気体を取り入れて、その気体の温度を調整する。調整装置３６によって温度調整された気体Ｇは、導管３７の流路、及びチャンバ部材６の導管３８を介して、供給口７に送られる。供給口７は、Ｘ線源２の少なくとも一部と対向するように配置される。供給口７は、調整装置３６からの気体ＧをＸ線源２の少なくとも一部に供給する。なお、導管３７と導管３８とは一体でもよいし、導管３７と導管３８の少なくとも一部とが別の部材でもよい。

図２は、本実施形態に係るＸ線源２の一例を示す断面図である。図２において、Ｘ線源２は、電子を発生するフィラメント３９と、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生するターゲット４０と、電子をターゲット４０に導く導電子部材４１とを備えている。また、本実施形態において、Ｘ線源２は、導電子部材４１の少なくとも一部を収容するハウジング４２を備えている。本実施形態において、フィラメント３９、導電子部材４１、及びターゲット４０のそれぞれが、ハウジング４２に収容されている。

フィラメント３９は、例えばタングステンを含む。フィラメント３９に電流が流れ、その電流によってフィラメント３９が加熱されると、フィラメント３９から電子（熱電子）が放出される。フィラメント３９の形状は、先端が尖っており、その尖った部分から電子が放出される。フィラメント３９の形状は、コイル状に巻かれている。

ターゲット４０は、例えばタングステンを含み、電子の衝突又は電子の透過によりＸ線を発生する。本実施形態において、Ｘ線源２は、所謂、透過型である。本実施形態において、ターゲット４０は、電子の透過により、Ｘ線を発生する。

例えば、ターゲット４０を陽極とし、フィラメント３９を陰極として、ターゲット４０とフィラメント３９との間に電圧が加えられると、フィラメント３９から飛び出した熱電子が、ターゲット（陽極）４０に向かって加速し、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。

導電子部材４１は、フィラメント３９とターゲット４０との間において、フィラメント３９からの電子の通路の周囲の少なくとも一部に配置される。導電子部材４１は、例えば集束レンズ、及び対物レンズ等の電子レンズ、若しくは偏光器を含み、フィラメント３９からの電子をターゲット４０に導く。導電子部材４１は、ターゲット４０の一部の領域（Ｘ線焦点）に電子を衝突させる。ターゲット４０において電子が衝突する領域の寸法（スポットサイズ）は、十分に小さい。これにより、実質的に点Ｘ線源が形成される。

本実施形態においては、ハウジング４２の外面に、供給口７から温度調整された気体Ｇが供給される。本実施形態において、供給口７は、ハウジング４２の外面の少なくとも一部と対向する。本実施形態において、供給口７は、Ｘ線源２（ハウジング４２）よりも上方（＋Ｙ側）に配置される。供給口７は、Ｘ線源２の上から、Ｘ線源２のハウジング４２の外面に気体Ｇを吹き付ける。

Ｘ線源２において、ターゲット４０に電子が照射されると、その電子のエネルギーのうち、一部のエネルギーが、Ｘ線となり、一部のエネルギーが、熱となる。ターゲット４０に対する電子の照射により、ターゲット４０、ターゲット４０の周囲の空間、及びターゲット４０の近傍に配置されている部材の温度が上昇する。

ターゲット４０の温度が上昇すると、例えばターゲット４０が熱変形したり、ハウジング４２が熱変形したり、フィラメント３９とターゲット４０との相対位置が変動したりする可能性がある。また、ターゲット４０を含むＸ線源２の温度が上昇すると、Ｘ線源２が配置されている内部空間ＳＰの温度が変動する可能性がある。また、ターゲット４０を含むＸ線源２の温度が上昇すると、例えばステージ９及び駆動システム１０を含むステージ装置３の少なくとも一部が変形したり、ベース部材２６が熱変形したり、検出器４が熱変形したりする可能性がある。また、Ｘ線源２の温度が上昇すると、Ｘ線源２とステージ９との相対位置が変動したり、Ｘ線源２と検出器４との相対位置が変動したり、ステージ９と検出器４との相対位置が変動したりする可能性がある。このように、Ｘ線源２の温度が変化すると、検出装置１の部材の少なくとも一部が熱変形したり、部材どうしの相対位置が変動したりする可能性がある。その結果、検出装置１の検出精度（判定精度、検査精度、測定精度）が低下する可能性がある。

本実施形態においては、熱を発生するＸ線源２の少なくとも一部に、温度調整された気体Ｇが供給されるので、Ｘ線源２を含む内部空間ＳＰの部材の少なくとも一部が熱変形したり、内部空間ＳＰの温度が変動したり、内部空間ＳＰの部材どうしの相対位置が変動したりすることが抑制される。

また、本実施形態においては、内部空間ＳＰにおいては、Ｘ線源２、ステージ９、及び検出器４等の複数の部材が配置されているが、それらの複数の部材の中でも熱を発生するＸ線源２の少なくとも一部に、温度調整された気体Ｇが供給される。したがって、内部空間ＳＰにおいて、温度調整された気体Ｇが到達する割合は、Ｘ線源２、ステージ９、及び検出器４等の複数の部材の中で、Ｘ線源２が一番高い。また、本実施形態においては、内部空間ＳＰにおいて、Ｘ線源２、ステージ９、及び検出器４等の複数の部材が配置されているが、Ｘ線源２の一部に温度調整された気体Ｇが供給される。本実施形態においては、内部空間ＳＰの中でも、内部空間ＳＰよりも小さい、局所的な空間であるＸ線源２の周囲の温度を調整することができる。また、内部空間ＳＰにおいて、Ｘ線源２、ステージ９、及び検出器４等の複数の部材が配置されているが、その複数の部材の全てに向けて温度調整された気体Ｇを供給するのではなく、Ｘ線源２のうち、温度調整された気体Ｇが到達する部分のみの温度を調整することができる。

次に、本実施形態に係る検出装置の動作の一例について説明する。

本実施形態においては、図３のフローチャートに示すように、検出装置１のキャリブレーション（ステップＳＡ１）と、測定物Ｓに対するＸ線ＸＬの照射及び測定物Ｓを通過した透過Ｘ線の検出（ステップＳＡ２）と、測定物Ｓの内部構造の算出（ステップＳＡ３）とが実行される。

キャリブレーション（ステップＳＡ１）について説明する。図４は、本実施形態に係るキャリブレーションの一例を示す模式図である。図４に示すように、キャリブレーションにおいて、テーブル１２に測定物Ｓとは異なる基準部材Ｒが保持される。また、キャリブレーションにおいて、供給口７から温度調整された気体ＧがＸ線源２の少なくとも一部に供給される。温度調整された気体Ｇが供給口７からＸ線源２に供給されることによって、その気体Ｇによって、Ｘ線源２を含む内部空間ＳＰの温度が調整される。

以下の説明において、供給口７から供給された気体Ｇによって調整された、Ｘ線源２を含む内部空間ＳＰの温度を適宜、所定温度Ｔａ、と称する。

図４に示すように、本実施形態において、基準部材Ｒは、球体である。基準部材Ｒの外形（寸法）は、既知である。基準部材Ｒは、熱変形が抑制された物体である。基準部材Ｒは、少なくとも測定物Ｓよりも熱変形が抑制された物体である。内部空間ＳＰにおいて温度が変化しても、基準部材Ｒの外形（寸法）は、実質的に変化しない。なお、本実施形態では、基準部材Ｒの形状は球体に限られない。

制御装置５は、計測システム２８でステージ９の位置を計測しつつ、駆動システム１０を制御して、基準部材Ｒを保持したステージ９の位置を調整する。制御装置５は、基準位置Ｐｒに基準部材Ｒが配置されるように、ステージ９の位置を調整する。

制御装置５は、供給口７からの気体Ｇの供給の少なくとも一部と並行して、Ｘ線源２からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。

Ｘ線源２から発生したＸ線ＸＬは、基準部材Ｒに照射される。所定温度Ｔａにおいて、基準部材ＲにＸ線源２からのＸ線ＸＬが照射されると、その基準部材Ｒに照射されたＸ線ＸＬは、基準部材Ｒを透過する。基準部材Ｒを透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、基準部材Ｒを透過した透過Ｘ線を検出する。所定温度Ｔａにおいて、検出器４は、基準部材Ｒを透過した透過Ｘ線に基づいて得られた基準部材Ｒの像を検出する。本実施形態において、所定温度Ｔａにおいて得られる基準部材Ｒの像の寸法（大きさ）は、寸法Ｗａである。検出器４の検出結果は、制御装置５に出力される。

制御装置５は、基準部材Ｒの像の寸法及び基準部材Ｒの寸法に基づいて、Ｘ線源２と基準部材Ｒと検出器４との相対位置を算出する。また、本実施形態においては、球体は一つであるが、球体を複数用いてもよい。球体を複数用いる場合、例えば、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の一方又は両方において互いの球体の位置を異ならせてもよい。また、球体を複数用いる場合、基準部材Ｒの像ではなく、基準部材Ｒ同士の距離に基づいて、Ｘ線源２と基準部材Ｒと検出器４との相対位置を算出してもよい。また、基準部材Ｒ同士の距離の算出は、基準部材Ｒの中心位置同士の距離でも、基準部材Ｒの外形の所定の位置同士の距離でもよい。

本実施形態において、内部空間ＳＰの温度Ｔが変化すると、透過Ｘ線に基づいて得られる像の寸法（大きさ）が変化する。なお、透過Ｘ線に基づいて得られる像の寸法とは、検出器４が取得する像の寸法であり、例えば、入射面３３に形成される像の寸法を含む。

例えば、温度Ｔが変化すると、Ｘ線源２と基準部材Ｒと検出器４との相対位置（Ｚ軸方向に関する相対位置）が変動する。例えば、内部空間ＳＰが基準温度（理想温度、目標温度）Ｔｒである場合、基準位置Ｐｒに配置されている基準部材Ｒに照射されたＸ線ＸＬに基づいて検出器４が取得する像の寸法は、基準寸法Ｗｒとなる。

一方、内部空間ＳＰが基準温度Ｔｒとは異なる温度ＴＸである場合、例えばＸ線源２、ステージ９、検出器４、ベース部材２６（スケール部材３２Ａ）、及びチャンバ部材６の少なくとも一部が熱変形し、Ｘ線源２と、ステージ９に保持されている基準部材Ｒと、検出器４との相対位置が変動する可能性がある。その結果、例えば、基準部材Ｒが基準位置Ｐｒに配置されるように、計測システム２８の計測結果に基づいてステージ９の位置が調整されても、実際には、基準部材Ｒは、基準位置Ｐｒに配置されない可能性がある。換言すれば、内部空間ＳＰが温度ＴＸである場合、基準部材Ｒは、基準位置Ｐｒとは異なる位置ＰＸに配置される可能性がある。なお、位置ＰＸは、Ｘ線源２及び検出器４の少なくとも一方に対する基準部材Ｒの相対位置を含む。

また、内部空間ＳＰが温度ＴＸであり、Ｘ線源２と基準部材Ｒと検出器４との相対位置が変動すると、検出器４が取得する像の寸法ＷＸは、基準寸法Ｗｒとは異なる。

本実施形態において、制御装置５は、記憶装置を含む。記憶装置には、内部空間ＳＰの温度Ｔと、その温度Ｔにおいて基準部材Ｒに照射されたＸ線ＸＬのうち基準部材Ｒを通過した透過Ｘ線に基づいて得られる基準部材Ｒの像（画像）の寸法（大きさ）との関係が記憶されている。

また、上述のように、内部空間ＳＰの温度Ｔの変化に伴って、Ｘ線源２と基準部材Ｒと検出器４との相対位置が変化する。また、その相対位置の変化に伴って、検出器４が取得する像の寸法が変化する。記憶装置には、相対位置と像の寸法との関係も記憶されている。

なお、記憶装置に記憶されている情報は、予備実験及びシミュレーションの少なくとも一方により求められる。

したがって、制御装置５は、記憶装置に記憶されている情報と、検出器４によって取得された基準部材Ｒの像の寸法とに基づいて、温度ＴにおけるＸ線源２と基準部材Ｒと検出器４との相対位置を算出することができる。

例えば、内部空間ＳＰが所定温度Ｔａである場合、制御装置５は、記憶装置に記憶されている情報と、検出器４によって取得された基準部材Ｒの像の寸法Ｗａとに基づいて、その所定温度ＴａにおけるＸ線源２と基準部材Ｒと検出器４との相対位置を算出することができる。

キャリブレーションが終了した後、測定物Ｓの検出が行われる（ステップＳＡ２）。図５は、本実施形態に係る検出の一例を示す模式図である。図５に示すように、検出において、テーブル１２に測定物Ｓが保持される。制御装置５は、ステージ装置３を制御して、測定物ＳをＸ線源２と検出器４との間に配置する。

また、検出において、供給口７から温度調整された気体ＧがＸ線源２の少なくとも一部に供給される。温度調整された気体Ｇが供給口７からＸ線源２に供給されることによって、その気体Ｇによって、Ｘ線源２を含む内部空間ＳＰの温度が調整される。

制御装置５は、内部空間ＳＰが所定温度Ｔａになるように、供給口７から温度調整された気体Ｇを、Ｘ線源２を含む内部空間ＳＰに供給する。

制御装置５は、計測システム２８でステージ９の位置を計測しつつ、駆動システム１０を制御して、測定物Ｓを保持したステージ９の位置を調整する。

制御装置５は、供給口７からの気体Ｇの供給の少なくとも一部と並行して、Ｘ線源２からＸ線を射出するために、フィラメント３９に電流を流す。これにより、フィラメント３９が加熱され、フィラメント３９から電子が放出される。フィラメント３９から放出された電子は、ターゲット４０に照射される。これにより、ターゲット４０からＸ線が発生する。

Ｘ線源２から発生したＸ線ＸＬの少なくとも一部は、測定物Ｓに照射される。所定温度Ｔａにおいて、測定物ＳにＸ線源２からのＸ線ＸＬが照射されると、その測定物Ｓに照射されたＸ線ＸＬの少なくとも一部は、測定物Ｓを透過する。測定物Ｓを透過した透過Ｘ線は、検出器４の入射面３３に入射する。検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を検出する。所定温度Ｔａにおいて、検出器４は、測定物Ｓを透過した透過Ｘ線に基づいて得られた測定物Ｓの像を検出する。本実施形態において、所定温度Ｔａにおいて得られる測定物Ｓの像の寸法（大きさ）は、寸法Ｗｓである。検出器４の検出結果は、制御装置５に出力される。

本実施形態において、制御装置５は、所定温度Ｔａにおいて測定物Ｓに照射されたＸ線ＸＬのうち、測定物Ｓを通過した透過Ｘ線の検出結果を、キャリブレーションの結果を用いて補正する。

例えば、制御装置５は、所定温度Ｔａにおいて得られた測定物Ｓの像が、基準温度Ｔｒにおいて得られる像となるように、その所定温度Ｔａにおいて得られた測定物Ｓの像を補正する。

例えば、制御装置５は、所定温度Ｔａにおいて得られた測定物Ｓの像の寸法Ｗｓである場合、その寸法Ｗｓに、補正値であるＷｒ／Ｗａを乗ずる。すなわち、制御装置５は、演算Ｗｓ×（Ｗｒ／Ｗａ）を実行する。これにより、制御装置５は、内部空間ＳＰの実際の温度が所定温度Ｔａの場合でも、基準温度Ｔｒにおける測定物Ｓの像（像の寸法）を算出することができる。

本実施形態において、制御装置５は、測定物ＳにおけるＸ線源２からのＸ線ＸＬの照射領域を変えるために、測定物Ｓの位置を変えながら、その測定物ＳにＸ線源２からのＸ線ＸＬを照射する。すなわち、制御装置５は、複数の測定物Ｓの位置毎で、測定物ＳにＸ線源２からのＸ線ＸＬを照射し、その測定物Ｓを透過した透過Ｘ線を、検出器４で検出する。

本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓを保持したテーブル１２を回転して、Ｘ線源２に対する測定物Ｓの位置を変えることによって、測定物ＳにおけるＸ線源２からのＸ線ＸＬの照射領域を変える。

すなわち、本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓを保持したテーブル１２を回転させながら、その測定物ＳにＸ線ＸＬを照射する。テーブル１２の各位置（各回転角度）において測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）は、検出器４に検出される。
検出器４は、各位置における測定物Ｓの像を取得する。

制御装置５は、検出器４の検出結果から、測定物の内部構造を算出する（ステップＳＡ３）。本実施形態において、制御装置５は、測定物Ｓの各位置（各回転角度）のそれぞれにおいて測定物Ｓを通過した透過Ｘ線（Ｘ線透過データ）に基づく測定物Ｓの像を取得する。すなわち、制御装置５は、測定物Ｓの像を複数取得する。

制御装置５は、測定物Ｓを回転させつつその測定物ＳにＸ線ＸＬを照射することにより得られた複数のＸ線透過データ（像）に基づいて演算を行って、測定物Ｓの断層画像を再構成して、測定物Ｓの内部構造の三次元データ（三次元構造）を取得する。これにより、測定物Ｓの内部構造が算出される。測定物の断層画像の再構成方法としては、例えば、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、及び逐次近似法が挙げられる。逆投影法及びフィルタ補正逆投影法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１５４７２８号明細書に記載されている。また、逐次近似法に関しては、例えば、米国特許出願公開第２０１０／０２２０９０８号明細書に記載されている。

次に、上述した検出装置１を備えた構造物製造システムについて説明する。
以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図６は、構造物製造システム２００のブロック構成図である。構造物製造システム２００は、上述の検出装置１と、成形装置１２０と、制御装置（検査装置）１３０と、リペア装置１４０とを備える。本実施形態においては、構造物製造システム２００は、自動車のドア部分、エンジン部品、ギア部品、及び回路基板を備える電子部品等の成形品を作成する。

設計装置１１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、作成した設計情報を成形装置１２０に送信する。また、設計装置１１０は、作成した設計情報を制御装置１３０の後述する座標記憶部１３１に記憶させる。ここで、設計情報とは、構造物の各位置の座標を示す情報である。成形装置１２０は、設計装置１１０から入力された設計情報に基づいて上記構造物を作製する。成形装置１２０の成形工程は、鋳造、鍛造、及び切削の少なくとも一つを含む。

検出装置１は、測定した座標を示す情報を制御装置１３０へ送信する。制御装置１３０は、座標記憶部１３１と、検査部１３２とを備える。座標記憶部１３１には、設計装置１１０により設計情報が記憶される。検査部１３２は、座標記憶部１３１から設計情報を読み出す。検査部１３２は、検出装置１から受信した座標を示す情報から、作成された構造物を示す情報（形状情報）を作成する。検査部１３２は、検出装置１から受信した座標を示す情報（形状情報）と座標記憶部１３１から読み出した設計情報とを比較する。検査部１３２は、比較結果に基づいて、構造物が設計情報通りに成形されたか否かを判定する。換言すれば、検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する。検査部１３２は、構造物が設計情報通りに成形されていない場合、修復可能であるか否か判定する。修復できる場合、検査部１３２は、比較結果に基づいて、不良部位と修復量を算出し、リペア装置１４０に不良部位を示す情報と修復量を示す情報とを送信する。

リペア装置１４０は、制御装置１３０から受信した不良部位を示す情報と修復量を示す情報とに基づいて、構造物の不良部位を加工する。

図７は、構造物製造システム２００による処理の流れを示したフローチャートである。まず、設計装置１１０が、構造物の形状に関する設計情報を作製する（ステップＳ１０１）。次に、成形装置１２０は、設計情報に基づいて上記構造物を作製する（ステップＳ１０２）。次に、検出装置１は構造物の形状に関する座標を測定する（ステップＳ１０３））。次に制御装置１３０の検査部１３２は、検出装置１から作成された構造物の形状情報と、上記設計情報とを比較することにより、構造物が設計情報通りに作成された否かを検査する（ステップＳ１０４）。

次に、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が良品であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。作成された構造物が良品である場合（ステップＳ１０６ ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。一方、作成された構造物が良品でない場合（ステップＳ１０６ ＮＯ）、制御装置１３０の検査部１３２は、作成された構造物が修復できるか否か判定する（ステップＳ１０７）。

作成された構造物が修復できる場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、リペア装置１４０は、構造物の再加工を実施し（ステップＳ１０８）、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、作成された構造物が修復できない場合（ステップＳ１０７ ＹＥＳ）、構造物製造システム２００はその処理を終了する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。

以上により、上記の実施形態における検出装置１が構造物の座標を正確に測定することができるので、構造物製造システム２００は、作成された構造物が良品であるか否か判定することができる。また、構造物製造システム２００は、構造物が良品でない場合、構造物の再加工を実施し、修復することができる。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した検出装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

なお、構造物製造システム２００が製造する構造物は、検出装置１における前述の測定物Ｓと同義である。以下の説明において、「測定物Ｓ」として説明する。

次に、図８を参照し、制御装置１３０の詳細について説明する。
図８は、制御装置１３０の構成を示す構成図である。
この図８には、制御装置１３０の他、検出装置１と設計装置１１０とが合わせて示されている。制御装置１３０には、検出装置１から測定物Ｓを測定した結果が供給される。制御装置１３０には、設計装置１１０から測定物Ｓの設計情報が供給される。以下、このような制御装置１３０について、本実施形態における一実施態様を示す。

制御装置１３０は、記憶部１３０Ｍ、検査部１３２、通信処理部１３４、及び、通信処理部１３６を備える。
記憶部１３０Ｍは、前述の座標記憶部１３１、推定情報記憶部１３３、検出情報記憶部１３５を備える。
検出情報記憶部１３５は、各々の照射方向毎に検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報（検出情報Dact_k）を記憶する。以下、本実施形態の記載において、各々のＸ線ＳＬの照射方向毎に検出した透過Ｘ線に基づいて生成された第１の情報を、「検出情報Dact_k」と示す場合がある。kは、上記のＸ線ＳＬの照射方向を識別する識別子である。
複数の第１の情報（検出情報Dact_k）は、測定物Ｓに対してＸ線ＸＬを複数の方向から投影して、各々の方向毎に測定物Ｓを透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出した透過Ｘ線に基づいて生成される。

推定情報記憶部１３３は、座標記憶部１３１に記憶されている測定物Ｓの座標情報を含む設計情報に基づいて生成された複数の第２の情報（推定情報Dest_k）を記憶する。
複数の第２の情報（推定情報Dest_k）は、各々の投影方向毎に推定した透過Ｘ線に基づいて生成された情報である。以下、本実施形態の記載において、各々の投影方向毎に推定した透過Ｘ線に基づいて生成された第２の情報を、「推定情報Dest_k」と示す場合がある。kは、上記透過Ｘ線の投影方向を識別する識別子である。
第２の情報（推定情報Dest_k）は、第1の情報（検出情報Dact_k）が生成された透過Ｘ線の投影方向と同じ方向から投影したＸ線が測定物モデルを透過した場合の透過Ｘ線による投影像を推定した透過Ｘ線に基づいて生成される。この測定物モデルは、測定物Ｓの設計情報に基づいてモデル化されたものである。

通信処理部１３４は、設計装置１１０に対する通信の通信処理をする。通信処理部１３４は、設計装置１１０との通信処理により取得した、測定物Ｓの座標情報を含む設計情報、を座標記憶部１３１に記憶させる。
通信処理部１３６は、検出装置１に対する通信の通信処理をする。通信処理部１３６は、検出装置１との通信処理により取得した、前述の複数の第１の情報（検出情報Dact_k）を検出情報記憶部１３５に記憶させる。

検査部１３２は、各々のＸ線ＳＬの照射方向毎に検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報（検出情報Dact_k）と、各々の投影方向毎に推定した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第２の情報（推定情報Dest_k）と、に基づいて、測定物Ｓの状態を検出する。なお、検査部１３２が参照する検出情報Dact_kと推定情報Dest_kは、前述の記憶部１３０Ｍにおける検出情報記憶部１３５と推定情報記憶部１３３とにそれぞれ記憶されている。

このような検査部１３２は、推定部１３２１と判定部１３２２とを備える。

（推定部１３２１が行う推定処理）
まず、推定部１３２１について説明する。推定部１３２１は、上記の推定情報Dest_kを生成する。推定部１３２１は、座標記憶部１３１に記憶されている測定物Ｓの座標情報を含む設計情報に基づいて、各々の投影方向毎に推定した透過Ｘ線に応じた推定情報Dest_kを生成する。上記の複数の推定情報Dest_kは、測定物Ｓの設計情報に基づいてモデル化された測定物モデルを透過した透過Ｘ線に基づいて生成される。
推定部１３２１は、推定情報Dest_kの生成において、測定物Ｓの設計情報に基づいてモデル化された測定物モデルに対して、検出情報Dact_kが生成された透過Ｘ線の投影方向kと同じ方向の投影方向kに向けてＸ線ＳＬを投影した場合について推定する。また、推定部１３２１は、投影したＸ線ＳＬが測定物モデルを透過する透過Ｘ線による投影像を推定し、推定した透過Ｘ線に基づいて推定情報Dest_kを生成する。

推定部１３２１は、推定処理を以下に示す方法により行う。
例えば、推定部１３２１は、推定した透過Ｘ線の強度に基づいて推定情報Dest_kを生成する。
また、例えば、推定部１３２１は、ボケのある推定画像を構築し、ボケのある画像同士で判定してもよい（比較の第１の方法）。ボケのある推定画像を構築する場合、推定部１３２１は、Ｘ線源２の発光点の分布に応じた推定情報Dest_kを構築する。検出装置１におけるＸ線源２の発光点は、Ｘ線源２の射出部８上の一点に定まらず、射出部８上に分布する。その結果、検出装置１において検出される透過Ｘ線には、測定物Ｓの像の輪郭が不鮮明となるボケが生じる。そこで、推定部１３２１は、Ｘ線源２の発光点の分布に応じて生じる測定物Ｓの像の輪郭のボケを推定した推定情報Dest_kを構築する。Ｘ線源２の発光点の分布に応じた推定情報Dest_kを構築するために、推定部１３２１は、Ｘ線源２の発光点がＸ線源２の射出部８上の一点に定まっている場合に得られる像の情報を算出する。推定部１３２１は、算出した像の情報に畳み込み演算処理（自己相関演算処理）を行うことによりＸ線源２の発光点の分布に応じた推定情報Dest_kを得る。

推定部１３２１による具体的な推定方法を示す。この推定処理に先立ち、測定部Ｓを配置する空間を複数の区画に分割（離散化、細分化）する。推定部１３２１は、この複数の区画にそれぞれ対応させた吸収係数を、座標記憶部１３１に記憶されている測定物Ｓの設計情報に基づいて、各区画を満たす物質の吸収係数に基づいて設定する。吸収係数は、物質の種類と状態とに応じて定められるＸ線の吸収量を示す定数である。

推定部１３２１は、Ｘ線ＳＬを照射するＸ線源２から、透過Ｘ線として推定される位置までの経路に配置されている複数の区画にそれぞれ対応させて設定されている吸収係数に基づいて、透過Ｘ線の分布を推定する。
ここで、離散化され区画に対応付けられている吸収係数を連続的な情報として近似する処理について説明する。離散化された区画に満たされた空間を透過Ｘ線が通過するのであるが、透過Ｘ線として推定される位置が、常に区画の中心（代表位置）を通過するとは限らない。そのため、区画の代表位置に対応付けられた吸収係数では、誤差が生じる場合がある。そこで、透過Ｘ線の分布を推定するにあたり、隣接する複数の区画に設定されている吸収係数に基づいて、透過Ｘ線とそれぞれの区画の代表位置との距離に応じた重み付け平均処理を行い算出する。このような重み付け演算処理を行うことにより、設定された吸収係数からの内挿補間処理ができる。

推定部１３２１は、推定した透過Ｘ線に基づいて生成された推定情報Dest_kを生成する。
推定部１３２１は、測定物Ｓの座標情報を含む設計情報に基づいて、各々の投影方向毎に推定した透過Ｘ線に応じて生成した推定情報Dest_kを、推定情報記憶部１３３に記憶させる。
推定部１３２１は、上記の推定処理を以下に示す判定処理に先立ち行う。例えば、推定部１３２１は、上記ステップＳ１０１の設計処理を終えた後、上記の推定処理をステップＳ１０１の設計処理の一部として行う。又は、推定部１３２１は、上記ステップＳ１０４の検査処理において行う判定処理に先立ち、上記の推定処理を行うこととしてもよい。

（ステップＳ１０４において判定部１３２２が行う判定処理）
次に、判定部１３２２について説明する。
判定部１３２２は、各々のＸ線ＳＬの照射方向毎に検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報（検出情報Dact_k）と、各々の投影方向毎に推定した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第２の情報（推定情報Dest_k）と、に基づいて、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する。なお、上記の所定の吸収係数は、測定対象の設計情報に基づいて定められている。

また、判定部１３２２は、ステージ９の方向情報を検出するロータリーエンコーダ２９等によって検出された角度情報によって生成された方向情報に応じて、第１の情報（検出情報Dact_k）における第１の基準方向と、第２の情報（推定情報Dest_k）における第２の基準方向とを調整する。判定部１３２２は、第１の基準方向と第２の基準方向とを調整して同じ方向の情報に基づいて判定するように、第１の情報（検出情報Dact_k）と第２の情報（推定情報Dest_k）の角度を選択する。

また、この判定部１３２２は、検出情報Dact_kに基づいて上記判定を行うことができ、検出情報Dact_kに基づいた再構築処理を必要としない。これにより、判定部１３２２は、再構築処理の結果に含まれる偽造に影響されることなく判定することができる。

判定部１３２２が行う判定処理を以下に示す（判定処理１）から（判定処理１０）の中から定めることができる。

（判定処理１）判定部１３２２は、Ｘ線ＳＬの投影方向がそれぞれ同じ検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差に基づいて、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する。
判定処理１の場合、判定部１３２２は、投影方向が同じ方向のＸ線ＳＬに基づいた期待値として生成した推定情報Dest_kと、検出情報Dact_kとの差を算出する。判定部１３２２は、推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより小さい場合には、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされていると判定する。一方、判定部１３２２は、推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより大きい場合には、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされていないと判定する。

（判定処理２）判定部１３２２は、Ｘ線ＳＬの投影方向がそれぞれ同じ検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差に基づいて、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを、複数組の検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとで判定する。
判定処理２の場合、判定部１３２２は、投影方向が同じ方向のＸ線ＳＬに基づいた期待値として生成した推定情報Dest_kと、検出情報Dact_kとを組み合わせた検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの組が複数設けられている。判定部１３２２は、設けられている複数組の検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとに基づいて判定する。

（判定処理３）判定部１３２２は、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの組が複数設けられており、複数組のうちの何れかの組の検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差が、予め定められた所定の値より大きい組があるか否かで判定する。
判定処理３の場合、判定部１３２２は、判定対象とする複数組の全ての組の推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより小さい場合には、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされていると判定する。一方、判定部１３２２は、判定対象とする組のいずれかの組の推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより大きい場合には、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされていないと判定する。

（判定処理４）判定部１３２２は、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差が、予め定められた所定の値より大きいか否かを判定する。
判定処理４の場合、判定部１３２２は、期待値として生成した推定情報Dest_kと、検出情報Dact_kとの差を算出する。判定部１３２２は、推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより小さい場合には、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされていると判定する。判定部１３２２は、推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより大きい場合には、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされていないと判定する。

（判定処理５）判定部１３２２は、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差が所定の値より大きいと判定した位置に、測定物Ｓの一部に吸収係数が不連続となる箇所があると判定する。
判定処理５の場合、判定部１３２２は、推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより大きい場合には、測定物Ｓの一部に吸収係数が不連続となる箇所があると判定する。一方、判定部１３２２は、推定情報Dest_kと検出情報Dact_kとの差が、予め定められる所定の大きさより小さい場合には、測定物Ｓの一部に吸収係数が不連続となる箇所がないと判定する。

（判定処理６）判定部１３２２は、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差に基づいて、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する。
判定処理６の場合、要するに、判定部１３２２は、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差に基づいて判定する。この判定により、判定部１３２２は、測定物Ｓの所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定してもよい。

（判定処理７）また、判定部１３２２は、上記の不連続な箇所を判定した結果（判定処理６）により、測定物Ｓの一部にある吸収係数が不連続となる箇所を、測定物Ｓの欠陥箇所と判定してもよい。

（判定処理８）判定部１３２２は、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとに基づいて判定した結果により、測定物Ｓに含まれる欠陥領域の範囲を判定してもよい。
例えば、判定部１３２２は、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差が所定の値よりも大きく、かつ、上記の差が生じている領域が検出情報Dest_kによって示されている範囲の中に検出されているか否かによって判定する。

（判定処理９）また、上記の判定（判定処理８）の結果により、検出情報Dact_kと推定情報Dest_kとの差が所定の値よりも大きい場合、判定部１３２２は、それらの投影方向（k）とは異なる方向（k’）からの情報に基づいて欠陥領域の大きさを検出してもよい。
判定部１３２２は、投影方向（k）とは異なる方向（k’）からの情報である、検出情報Dact_k’と推定情報Dest_k’の差分情報を用いて、検出情報Dact_kを検出した場合のＸ線ＳＬの投影方向（k）に沿って欠陥領域がどれだけ広がっているかを検出してもよい。

（判定処理１０）判定部１３２２は、欠陥領域として検出された範囲の大きさが予め定められた所定の値より大きいか否かを判定（判定処理９）し、範囲の大きさが所定の値より大きいと判定した場合、測定物Ｓの一部に欠陥があると判定する。一方、判定部１３２２は、欠陥領域として検出された範囲の大きさが予め定められた所定の値より小さいと判定した場合、測定物Ｓの一部に欠陥がないと判定してもよい。

以上に示したように、判定部１３２２は、（判定処理１）から（判定処理１０）として示された判定処理の何れか、又は、複数の組み合わせにより判定処理を行うことができる。
以上により、上記の実施形態における制御装置１３０は、測定部Ｓの状態の判定において、判定精度の低下を抑制して、測定部Ｓの状態を判定することができる。
また、これにより、構造物製造システム２００は、作成された構造物が良品であるか否か判定することができる。また、構造物製造システム２００は、構造物が良品でない場合、構造物の再加工を実施し、修復することができる。

＜第２実施形態＞

図１から図８を参照し、第２実施形態について説明する。
前述の第１実施形態においては、判定部１３２２が行う判定において、いわゆるボケのある推定画像を構築し、ボケのある画像同士で判定する方法（比較の第１の方法）を示した。第２実施形態においては、判定部１３２２が行う判定において、検出画像に含まれるいわゆるボケを低減する補正を行い、ボケを低減した検出画像に基づいて判定する方法（比較の第２の方法）を示す。

図１から図８に示される検出装置１は、制御装置１３０を備えるものであってもよい。
このような検出装置１の制御装置５（検出部）は、測定物Ｓに対してＸ線源２と反対側に配置された検出器４により検出された情報（検出した透過Ｘ線の強度）に基づいて、検出情報Dact_kを生成する。
更に、制御装置５（検出部）は、Ｘ線源２の発光点の分布に応じて検出情報Dact_kを補正する。例えば、制御装置５（検出部）は、検出器４が検出した透過Ｘ線の強度に基づいた検出画像に含まれている（測定物Ｓの）像の輪郭を補正して鮮明な検出画像にする。この補正処理において、制御装置５（検出部）は、像の輪郭における、いわゆるボケを低減するように補正して第1の情報を生成する。
判定部１３２２は、第１の情報（補正された検出情報Dact_k）と推定情報Dest_kとに基づいて判定する（比較の第２の方法）。

上記の制御装置５（検出部）による、Ｘ線源２の発光点の分布に応じて検出情報Dact_kを補正する処理には、輪郭補正処理（輪郭強調処理）を適用することができる。Ｘ線源２の発光点の大きさに応じて、補正処理の範囲と補正量を定めることにより、像の輪郭が補正された鮮明な画像を得ることができる。
以上により、上記の実施形態における制御装置１３０は、測定部Ｓの状態の判定において、判定精度の低下を抑制して、測定部Ｓの状態を判定することができる。
また、これにより、構造物製造システム２００は、作成された構造物が良品であるか否か判定することができる。また、構造物製造システム２００は、構造物が良品でない場合、構造物の再加工を実施し、修復することができる。

また、本実施形態によれば、原理的になくすことができなかった逆投影法による再構築処理によって生じてしまう、物体の内部の状態と異なる像（偽像）に影響されることなく、偽像の無い画像に基づいて測定部Ｓの状態の判定を行うことができる。これにより、制御装置１３０は、判定精度の低下を抑制して、測定部Ｓの状態を判定することができる。
また、逆投影法による再構築処理においては、多大な計算時間を要するものであったが、再構築処理を不要とすることにより、より高速に判定処理を行うことができる。

なお、上述の各実施形態においては、検出装置１がＸ線源を有することとしたが、Ｘ線源が検出装置１に対する外部装置でもよい。換言すれば、Ｘ線源が検出装置の少なくとも一部を構成しなくてもよい。

なお、上述の各実施形態において、測定物Ｓは産業用部品に限られず、例えば人体でもよい。また、上述の各実施形態において、検出装置１が医療用に用いられてもよい。

上述の各実施形態においては、Ｘ線源と検出装置を所定の位置に固定し、ステージを回転させ、測定物Ｓの像を取得しているが、走査方法はこれに限られない。Ｘ線源及び検出装置の一方が所定の位置に固定され、他方が移動可能でもよい。また、Ｘ線源及び検出装置の両方が移動可能でもよい。

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態及び変形例で引用した検出装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

１…検出装置、２…Ｘ線源、３…ステージ装置（ステージ駆動部）、４…検出器、
５…制御装置（検出部）、１１０…設計装置、１３０…制御装置、１３１Ｍ…記憶部、
１３２…検査部、１３２１…推定部１３２１…判定部、Ｓ…測定物、ＸＬ…Ｘ線。

Claims (24)

1. 測定物に対してＸ線を複数の方向から投影して、各々の方向毎に前記測定物を透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出して、各々の照射方向毎に前記検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報と、
   前記測定物の設計情報に基づいてモデル化された測定物モデルに対して、前記第1の情報が生成された透過Ｘ線の投影方向と同じ方向から投影したＸ線が前記測定物モデルを透過した場合の透過Ｘ線による投影像を推定し、各々の投影方向毎に前記推定した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第２の情報と、
   に基づいて、前記測定物の所定の領域が前記設計情報に基づいて定められる所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する判定部を備える装置。
2. 前記判定部は、
   前記Ｘ線の投影方向がそれぞれ同じ前記第１の情報と前記第２の情報との差に基づいて、前記測定物の所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記判定部は、
   前記Ｘ線の投影方向がそれぞれ同じ前記第１の情報と前記第２の情報との差に基づいて、前記測定物の所定の領域が所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを複数組の第1の情報と第2の情報で判定し、
   何れかの組の第1の情報と第2の情報との差が、予め所定の値より大きい組があるかどうかで判定する、
   請求項２に記載の装置。
4. 前記判定部は、
   前記第１の情報と前記第２の情報との差が、予め定められた所定の値より大きいか否かを判定する、
   請求項２に記載の装置。
5. 前記判定部は、
   前記第１の情報と前記第２の情報との差が前記所定の値より大きいと判定した位置に、前記測定物の一部に前記吸収係数が不連続となる箇所があると判定する、
   請求項３又は４に記載の装置。
6. 前記判定部は、
   前記第１の情報と前記第２の情報との差に基づいて、前記測定物の所定の領域が前記所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する、
   請求項３から５に記載の装置。
7. 前記判定部は、
   前記測定物の一部にある前記吸収係数が不連続となる箇所を、前記測定物の欠陥箇所と判定する、
   請求項１から６に記載の装置。
8. 前記判定部は、
   前記第１の情報と前記第２の情報とに基づいて、前記測定物に含まれる欠陥領域の範囲を判定する、
   請求項１から７に記載の装置。
9. 前記判定部は、
   前記欠陥領域と判定された範囲の大きさが予め定められた所定の値より大きいか否かを判定し、前記範囲の大きさが前記所定の値より大きいと判定した場合、前記測定物の一部に欠陥があると判定する、
   請求項８に記載の装置。
10. 前記第２の情報を生成する推定部
    を備える請求項１から９に記載の装置。
11. 前記推定部は、
    前記推定した透過Ｘ線の強度に基づいて前記第２の情報を生成する、
    請求項１０に記載の装置。
12. 前記推定部は、
    前記Ｘ線源の発光点の分布に応じた前記第２の情報を構築し、
    前記判定部は、
    前記第１の情報と前記構築された第２の情報とに基づいて判定する、
    請求項１０又は１１に記載の装置。
13. 前記測定物に対して前記Ｘ線源と反対側に配置された検出器により検出された情報に基づいて、前記第１の情報を生成する検出部
    を備える請求項１０から１２に記載の装置。
14. 前記検出部は、
    前記検出した透過Ｘ線の強度に基づいて前記第1の情報を生成する、
    請求項１３に記載の装置。
15. 前記検出部は、
    前記Ｘ線源の発光点の分布に応じて前記第１の情報を補正し、
    前記判定部は、
    前記補正された第１の情報と前記第２の情報とに基づいて判定する、
    請求項１４に記載の装置。
16. 前記推定部は、
    所定の空間内を構成する複数の区画からなる前記測定物モデルとして、前記区画に対応する前記Ｘ線の吸収量を示す吸収係数を、前記測定物を構成する材質の前記吸収係数に基づいて設定する、
    請求項１３から１５に記載の装置。
17. 前記推定部は、
    前記Ｘ線を照射するＸ線源から、前記透過Ｘ線として推定される位置までの経路に配置されている前記複数の区画にそれぞれ対応させて設定されている前記吸収係数に基づいて、前記透過Ｘ線の分布を推定し、前記推定した透過Ｘ線に基づいて生成された第２の情報を生成する、
    請求項１６に記載の装置。
18. 前記Ｘ線を射出するＸ線源と、
    前記Ｘ線源と前記検出部との間に配置され、前記測定物を保持するステージと
    を備える請求項１３から１７の何れか１項に記載の装置。
19. 前記Ｘ線源から前記検出部までに到る方向に対する前記測定物の方向を変更するように、前記ステージを駆動するステージ駆動部
    を備える請求項１８に記載の装置。
20. 前記ステージ駆動部は、
    所定の基準位置に基づいた前記ステージの方向を示す方向情報を生成し、
    前記推定部は、
    前記生成された方向情報に応じて、前記第１の情報における第１の基準方向と、前記第２の情報における第２の基準方向を調整する、
    請求項１９に記載の装置。
21. 測定物に対してＸ線を複数の方向から投影して、各々の方向毎に前記測定物を透過した透過Ｘ線の少なくとも一部を検出して、各々の照射方向毎に前記検出した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第１の情報と、
    前記測定物の設計情報に基づいてモデル化された測定物モデルに対して、前記第1の情報が生成された透過Ｘ線の投影方向と同じ方向から投影したＸ線が前記測定物モデルを透過した場合の透過Ｘ線による投影像を推定し、各々の投影方向毎に前記推定した透過Ｘ線に基づいて生成された複数の第２の情報と、
    に基づいて、前記測定物の所定の領域が前記設計情報に基づいて定められる所定の吸収係数を有する材質によって満たされているか否かを判定する工程を有する判定方法。
22. 構造物の形状に関する設計情報を作製する設計工程と、
    前記設計情報に基づいて前記構造物を作成する成形工程と、
    作製された前記構造物の形状を請求項１から１９の何れか一項に記載の装置又は請求項２１に記載の判定方法の何れかを用いて計測する測定工程と、
    前記測定工程で得られた形状情報と、前記設計情報とを比較する検査工程と、を有する構造物の製造方法。
23. 前記検査工程の比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を実施するリペア工程を有する請求項２２に記載の構造物の製造方法。
24. 前記リペア工程は、前記成形工程を再実行する工程である請求項２３に記載の構造物の製造方法。

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