CN103975233B - X射线检查装置、检查方法以及x射线检测器 - Google Patents

X射线检查装置、检查方法以及x射线检测器 Download PDF

Info

Publication number
CN103975233B
CN103975233B CN201280059202.2A CN201280059202A CN103975233B CN 103975233 B CN103975233 B CN 103975233B CN 201280059202 A CN201280059202 A CN 201280059202A CN 103975233 B CN103975233 B CN 103975233B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
sample
source
tdi
scintillator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280059202.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103975233A (zh
Inventor
浦野雄太
本田敏文
青木康子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN103975233A publication Critical patent/CN103975233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103975233B publication Critical patent/CN103975233B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/043—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using fluoroscopic examination, with visual observation or video transmission of fluoroscopic images
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/16—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a moving sheet or film
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
    • G01N23/18—Investigating the presence of flaws defects or foreign matter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/642—Specific applications or type of materials moving sheet, web
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/643—Specific applications or type of materials object on conveyor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/646—Specific applications or type of materials flaws, defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/652—Specific applications or type of materials impurities, foreign matter, trace amounts

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明提供一种X射线检查装置，具备：X射线源，向试样照射X射线，具有比缺陷的直径大的焦点尺寸；X射线TDI检测器，将由所述X射线源照射而透过了该试样的X射线作为X射线透过像来检测，在与该试样的扫描方向平行的方向上具有长的像素，并与该试样靠近地配置；和缺陷检测部，基于由所述X射线TDI检测器检测到的X射线透过像来检测缺陷。

Description

X射线检查装置、检查方法以及X射线检测器
技术领域
本发明涉及向试样照射X射线并基于透过了试样的X射线的强度分布来检查试样的X射线检查装置、检查方法以及被用在X射线检查装置中的X射线检测器。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，有日本特开平9-72863号公报(专利文献1)。在该公报中公开了“一种简易型高分辨率X射线透过自动检查装置，其特征在于，在比地面高几十厘米以上的上方的高度水平搬运被检查物，在X射线透过自动检查装置中设有：X射线源，聚焦尺寸的直径为50μm以上；屏蔽箱，在上部配设该X射线源，并且在被检查物的搬入·搬出口的下侧的内侧位置配设有对被检查物的图像进行摄像的摄像面；和升降台，在该屏蔽箱内的摄像场所，在所述搬入·搬出口的高度水平与摄像面的高度水平之间进行升降，具有对在所述搬入口接受到的被检查物进行支承并下降至所述摄像面的上侧的检查水平为止、且对摄像完毕的被检查物进行支承并上升至搬出口的高度水平为止的被检查物的水平移送功能。”(权利要求书的权利要求1)，由此记载了可以提供一种“可获得低成本且分辨率卓越的印刷基板的摄像，且使X射线源的维护、更换变得容易、小型简易型高分辨率X射线透过自动检查装置”。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-72863号公报
发明内容
发明要解决的课题
在锂离子二次电池的电极材料中包含的微小金属异物的检查之中，要求高速地检查50μm以下的微小的金属物体。在电极的制造步骤中，由于薄片状的电极材料通过辊搬运以速度500mm/s以上的高速度连续地搬运，因此为了进行联机检查，需要以速度500mm/s以上的试样扫描速度连续地检查。
在向试样照射X射线并基于透过了试样的X射线的强度分布来检查试样的X射线检查之中，为了检查微小的物体，需要获得分辨率高的X射线透过像、以及获得足够大的X射线光量所形成的X射线透过像。在此，所谓X射线光量，是指向试样照射的X射线的强度与检测器的蓄积时间(曝光时间)之积。
需要前者的原因在于，在相对于物体的大小而言分辨率低的情况下，像会出现模糊，从而物体的像的对比度降低。
需要后者的原因在于，在X射线光量不足的情况下，相对于物体的像的对比度而言散射噪声(shot noise)相对地变大，图像的SN比降低，从而难以判别物体。在此，散射噪声也被称作光子散射噪声、量子噪声，在图像的噪声之中散射噪声成分所占的比例大的情况下，通过增大X射线光量，从而图像的SN比与X射线光量的平方根成正比地提高。
为了获得高分辨率的X射线透过像，存在利用微聚焦X射线管等的焦点尺寸小的X射线源，相对于X射线源-试样间距离而增大并疏远X射线源-相机间距离来获得放大像的方法。但是，由于焦点尺寸小的X射线源无法获得高输出，因此X射线光量变得不足，从而图像的SN比降低。尤其是在进行高速检查的情况下蓄积时间变短，因此该问题变得显著。
为了获得大量的X射线光量，存在利用高输出的X射线源、或者利用TDI(TimeDelay Integration；时间延迟积分)型的X射线相机来争取蓄积时间的方法。但是，由于前者需要焦点尺寸大的X射线源，因此存在与高分辨率的图像获取不兼顾的课题。由于后者需要使TDI相机的线速率与试样扫描速度同步，但在市场上可获得的X射线TDI相机的线速率却存在上限，因此存在无法应对非常高速的试样扫描速度的课题。例如，在上限线速率约2kHz的X射线TDI相机中具有50μm的像素尺寸的情况下，所能应对的上限的试样搬运速度为100mm/s。
在前述专利文献1中记载了高分辨率X射线透过自动检查装置。然而，专利文献1的装置作为用于获取高分辨率的图像的构成，记载了“升降台，在该屏蔽箱内的摄像场所，在所述搬入·搬出口的高度水平与摄像面的高度水平之间进行升降，具有对在所述搬入口接受到的被检查物进行支承并下降至所述摄像面的上侧的检查水平、且对摄像完毕的被检查物进行支承并上升至搬出口的高度水平的被检查物的水平移送功能”，但是却未记载增大X射线光量的必要性。此外，关于被高速搬运的试样的检查方法，也没有记载。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，例如采用权利要求书所记载的构成。
本申请包括解决上述课题的多种手段，如果列举其一例，则其特征在于，具有：X射线源，向试样照射X射线，具有比缺陷的直径大的焦点尺寸；X射线TDI检测器，将由所述X射线源照射而透过了该试样的X射线作为X射线透过像来检测，在与该试样的扫描方向平行的方向上具有长的像素，并与该试样靠近地配置；和缺陷检测部，基于由所述X射线TDI检测器检测到的X射线透过像来检测缺陷。
发明效果
根据本发明，通过以足够大的X射线光量来获得分辨率高的X射线透过像，从而能够检测微小的缺陷。
上述之外的课题、构成以及效果通过以下的实施方式的说明变得明了。
附图说明
图1是用于说明本发明所涉及的X射线检查装置的构成的构成图。
图2是说明本发明所涉及的X射线源的构成图。
图3是说明本发明所涉及的X射线源、检查对象物、以及TDI相机的位置关系的图。
图4是说明本发明所涉及的光源部、检查对象物、以及TDI相机的位置关系与像的模糊量之间的关系的图。
图5是说明使本发明所涉及的多个TDI相机并排的构成例的构成图。
图6是说明本发明所涉及的多个X射线管所形成的像的重复的图。
图7是说明本发明所涉及的本实施例的光源部、以及TDI相机的配置的图。
图8是说明本发明所涉及的具有扁平像素的X射线TDI相机的图。
图9是说明本发明所涉及的具有扁平像素的X射线TDI相机的另一实施例的图。
图10是说明本发明所涉及的高分辨率的X射线TDI相机的构成的图。
图11是使本发明所涉及的X射线TDI相机的闪烁体的分辨率得以提高的开口掩模的图。
图12是用于说明本发明所涉及的X射线检查方法的流程图。
图13是说明本发明所涉及的X射线TDI相机的受光传感器的配置的图。
具体实施方式
在本实施例中，说明向试样照射X射线并基于透过了试样的X射线的强度分布来检查试样的X射线检查装置的示例。
图1是本实施例的X射线检查装置的构成图的示例。
X射线检查装置100具有：X射线源1、射线源遮断部2、射线源狭缝3、X射线TDI相机4、直射光遮断部5、装置盖罩6、缺陷判定部7、控制部8、以及显示部9。
X射线源1向试样W照射X射线。由X射线源1所形成的试样上的X射线照射区域的形状由射线源狭缝3来限制。射线源遮断部2遮断朝向试样上的照射区域之外的区域的X射线。由射线源遮断部2和射线源狭缝3来减少检查所需之外的X射线的泄漏量，以提高X射线检查装置100的安全性。
被照射至试样W的X射线透过试样W而由X射线TDI相机4作为X射线透过图像来检测。作为检测器而利用X射线TDI相机4，从而能够不断地获取被连续搬运的试样W的X射线透过图像。此外，较之于使用通常的X射线线条相机(line camera)的情况，能够与TDI的级数相应地获得较多的蓄积时间，因X射线光量增大，从而可获得SN比高的图像，检查灵敏度得以提高。
直射光遮断部5用于遮断透过了试样W以及X射线TDI相机4之后的X射线，以防止X射线泄漏至装置外。装置盖罩6用于遮断在射线源遮断部2、射线源狭缝3、直射光遮断部5遮断不了的X射线成分、以及反射/散射X射线成分，并且隔离X射线所照射的空间，以防止人手等进入至该空间内。在射线源遮断部2、射线源狭缝3、直射光遮断部5或者装置盖罩6未设定成规定的条件的情况下，联锁装置运转，使得由X射线源1所执行的X射线的照射停止。根据以上的构成，可避免装置操作员等被X射线照射，可确保X射线检查装置100的安全性。
在图1中示出将X射线源1置于试样W的上方、且将X射线TDI相机4置于试样W的下方的配置，但是在从设置X射线检查装置100的地面到试样W为止的距离长、且在试样W的下方能确保足够的空间的情况下，为使X射线检查装置100的外形小型化，也可以将X射线源1设置于试样W的下方、且在试样W之上设置X射线TDI相机4。此外，缺陷判定部7、控制部8、或者显示部9也可以设置在装置盖罩6的内部。
缺陷判定部7基于由X射线TDI相机4检测到的X射线透过像来判别存在于试样中的缺陷，输出缺陷存在的有无、存在的数目、位置、或者大小。在此，所谓缺陷，在锂离子二次电池的电极材料中是能使锂离子二次电池成品的可靠性降低的主要原因，例如包括锂离子二次电池的正极材料、负极材料、集电体、隔离物中所含的微小金属异物、或者正极材料、负极材料、隔离物的空穴、涂敷不良。
在锂离子二次电池的正极材料中所含的微小金属异物的检查之中，X射线TDI相机4的固定图案噪声、随机产生的散射噪声、以及薄片状的正极的活性物质的厚度不均、密度不均等成为背景噪声。针对所检测到的图像，执行衰减背景噪声、且对基于微小金属异物等的缺陷信号进行强调的滤波处理，针对滤波后的图像，设定实质上未检测到其残留噪声成分的阈值水平，通过将超过阈值水平之处判定为缺陷，从而可检测微小金属异物等的缺陷。在金属异物附着于正极的情况、或者由比正极材料重的元素构成的金属异物被埋在正极材料内部的情况下，在X射线透过像中被作为比背景暗的缺陷信号而呈现。在由比正极材料轻的元素构成的金属异物被埋在正极材料内部的情况、或者正极材料的涂敷泄漏、存在空穴的情况下，在X射线透过像中被作为比背景亮的缺陷信号而呈现。将缺陷部的明度的空间性扩展的中心(与背景之间的明度差为最大的位置、或者明度差的重心位置)测量为缺陷位置。进而，根据缺陷部与背景之间的明度差以及明度的空间性扩展来测量缺陷的大小。将包含缺陷部和周围背景在内的缺陷图像保存至缺陷判定部7或者控制部8所内置的存储器中，以便能够在检查后确认以上的缺陷判定结果。
控制部8接受来自输入部10的信号、或者来自前述的各构成部件的信号，进行X射线源1、X射线TDI相机4、缺陷判定部7的参数设定、控制。前述的各构成部件的参数设定值、状态、检查条件、缺陷判定结果(缺陷个数、位置、缺陷尺寸、缺陷图像)被显示于显示部9。
在输入部10中，接受来自用户等外部的各构成要件的参数设定值、检查条件等的输入，并送至控制部8。
由搬运系统11来搬运、扫描检查对象的试样W。与基于搬运系统11的试样扫描的速度相匹配地设定X射线TDI相机4的线速率，以进行与扫描速度同步的摄像。搬运系统11将X射线TDI相机4的定时同步所需的搬运速度或者搬运距离等的信息输出至控制部8。例如，在X射线检查装置100设置于在试样的制造步骤等中预先使试样实质上以一定速度搬运的环境中加以利用的情况下，X射线检查装置100自身无需具有搬运系统11，只要兼用预先设置在试样的制造步骤等中的搬运系统，并与该搬运系统同步地设定X射线TDI相机4而使之动作即可。在此情况下，根据需要，针对试样的制造步骤等的搬运系统的输出或者被搬运的试样，将通过编码器测量所得的位置测量值、或者通过速度计测量所得的速度测量值，作为用于同步的信息而输入至控制部中加以利用。
图2是说明本实施例的X射线源的构成图。
X射线源1具有多个X射线管。在图2、以及后述的图6及图7中，虽然图示了X射线源1具有两个X射线管101、102的示例，但是为了进一步增大X射线光量，也可以利用三个以上的X射线管。X射线管101、102各自照射试样W上的互不相同的区域。设置并调整射线源狭缝3，以使在试样W上照射区域不重合。X射线管101以及102照射出的透过了试样W上的区域之后的X射线，入射至X射线TDI相机4的受光部103中被加以检测。通过将X射线管并列N个来使用，从而一个X射线管所照射的区域的长度变为1/N倍，X射线管与试样之间的距离变为1/N倍。由于X射线的照射强度与距X射线管的距离的平方成反比，因此对试样上的每单位面积所赋予的X射线强度增加为N的平方倍。由此，能够增大X射线光量。
图7是说明本实施例的光源部、以及TDI相机的配置的图。
将试样W的扫描方向设为X方向，将与该X方向垂直的方向设为Y方向。X射线TDI相机4被设置并调整成：X方向成为TDI蓄积方向，Y方向成为纵长方向。X射线源1所具有的多个X射线管(101，102)沿着Y方向排列。
图3是说明本实施例的X射线源、检查对象物、以及TDI相机的位置关系的图。
在X射线源所包含的X射线管的内部产生X射线的区域被称作焦点。图3的附图标记201表示X射线管的焦点区域。焦点区域201具有有限的大小。在此设为焦点尺寸d，且设定成焦点尺寸d大于缺陷的直径。例如，在焦点尺寸d＝0.4mm的X射线管中可获得200W以上的连续输出，在焦点尺寸d＝1mm的X射线管中可获得1000W以上的连续输出。从焦点区域201发出的X射线将透过试样面W，在受光部形成微小物体203的像204。此时，在像204的两侧产生与焦点尺寸d相应的像的模糊205。如图3的右侧的图所示那样，通过使试样面W接近于受光部103，从而能够减小模糊相对于微小物体的像的大小。如果相对于微小物体的像的大小而模糊的大小较大，则由受光部103检测到的透过X射线强度分布中的微小物体的对比度降低，因此检测灵敏度降低。
根据几何学上的计算，模糊205在受光部上的大小利用焦点尺寸d、线源-试样距离a以及试样-受光部距离b而表现为bd/a。因为试样上的像在受光部上以放大率(a+b)/a倍被放大，所以换算成试样上的尺寸而得到的模糊205的大小被求出为bd/(a+b)。
图4是说明本实施例的光源部、检查对象物、以及TDI相机的位置关系与像的模糊量之间的关系的图。基于上述式，对横轴取试样-受光部距离b与线源-受光部距离(a+b)之比，对纵轴取试样面上换算的模糊量，表示每个焦点尺寸的模糊量。
为了高灵敏度地检查50μm以下的物体，将模糊量抑制在50μm以下是有效的。例如，在锂离子二次电池的正极材料中所含的微小金属异物的检查之中，检查对象的正极材料的厚度为200μm程度。在此情况下，能够使试样-受光部距离b接近于1mm程度。例如，在X射线TDI相机4的Y方向的长度为300mm、照射角为全角且利用4个30度的X射线管的情况下，线源-试样间距离a变为140mm。此时，换算成试样上的尺寸而得到的模糊205的大小变为d/140，即便利用焦点尺寸大到5mm程度的高输出X射线源，也能够抑制得较小到36μm程度。
在并列多个X射线管的情况下，虽然存在与X射线管和试样间距离变短相应地换算成试样上的尺寸所得的模糊205的大小变大的趋势，但是尤其如上述那样在检查对象试样例如较薄到1mm以下的情况下，能够将试样-受光部距离b缩小到1mm程度，能够确保足够高的分辨率。
图5是说明并列多个TDI相机的构成例的构成图。
通过将具有X射线源1、射线源遮断部2、射线源狭缝3以及TDI相机4的X射线光学系统在Y方向上并列多个，从而能够检查宽幅度的试样。多个TDI相机303、304为了不机械地发生干扰而在X方向上错开，并且关于Y方向(试样的宽度方向)而排列成不会出现多个受光部301、302的间隙，从而能够消除检查对象区域的遗漏。在图5中，虽然图示了并列两个的示例，但是也可以并列三个以上。
图6是说明多个X射线管所形成的像的重复的图。
如果由多个X射线管101、102无间隙地覆盖试样面W，则关于Y方向，各个X射线管的照射区域的边界附近的一部分区域(区域404)的像在受光部上(区域405)上被重复地检测。关于重复区域405，在缺陷判定部7中进行与像的重复对应的缺陷判定处理。
作为与像重复的区域对应的图像处理的一例，存在只有重复区域提高缺陷判定阈值的方法。由于彼此无相关的两个图像的背景噪声重叠，因此重复区域相对于无重复的区域而噪声变为2倍。由此，仅在重复区域将缺陷判定阈值设定为提高2倍，从而既能避免因重复区域的噪声增加所引起的误检测，也能检测重复区域的缺陷。
边界处的X射线入射角越接近于垂直，此外试样-受光部距离越短，则像的重复区域变得越小。为了减小像的重复区域，例如利用照射角(从X射线管出射的X射线光束的发散角)小的(例如30度以下的)X射线管、或者在厚度特别薄的试样的情况下减小试样-受光部距离(例如b<1mm)、或者增大X射线管的并列数以缩窄一个X射线管所覆盖的照射区域、等等是有效的。
图8是说明具有扁平像素的X射线TDI相机的图。
X射线TDI相机4为了正确地进行TDI蓄积动作，需要使试样的扫描速度和摄影频率(线速率)同步。在不同步的情况下，由于所获得的像在X方向上出现模糊而扩展，因此检查灵敏度降低。用于使其同步的线速率fL，利用X射线TDI相机的检查对象试样扫描方向的像素尺寸px、试样扫描速度vx、以及X射线光学系统的像放大率M而表现为fL＝M×vx/px。在试样扫描速度vx大的情况下，因TDI相机的线速率的上限的制约，存在难以实现同步摄影的课题。
使前述的试样W接近于受光部的光学系统由于像放大率M确保得低(接近于1)，因此能够将同步所需的线速率抑制得较低，为了进行试样扫描速度vx大的高速检查是有效的。
此外，通过增大TDI的扫描方向的像素尺寸px，从而能够降低同步所需的线速率，针对高速检查的应对成为可能。虽然增大像素尺寸会导致检测图像的分辨率下降，从而牵涉到灵敏度降低，但是通过将Y方向的像素尺寸确保得较小，仅增大X方向的像素尺寸，从而既能将因分辨率降低引起的灵敏度降低抑制为必要的最小限度，也能进行高速检查。
例如在利用线速率为2kHz的TDI相机的情况下，在px＝400μm、py＝50μm、M＝1的条件下，能够进行试样扫描速度vx＝800mm/s的检查。此外，在利用线速率为8kHz的TDI相机的情况下，在px＝100μm、py＝50μm、M＝1的条件下，能够进行试样扫描速度vx＝800mm/s的检查。
通过使通常的正方形像素的TDI相机仅在X方向上进行合并动作，从而能够作为上述的X方向的像素尺寸比Y方向的像素尺寸大的TDI相机来使用。通过使像素尺寸为50μm的正方形像素的TDI相机按照X方向的每8像素进行合并动作，从而可作为px＝400μm、py＝50μm的TDI相机来动作。通过按照X方向的每2像素进行合并动作，从而可作为px＝100μm、py＝50μm的TDI相机来动作。
通过对X方向进行N像素合并来制作扁平像素的方法，由于TDI相机的饱和上限电荷量因合并而增加，因此存在即便在X射线光量非常大的条件下也难以引起信号饱和的优点。
图9是说明具有扁平像素的X射线TDI相机的另一实施例的图。
X射线TDI相机是将闪烁体利用光纤板而与可见光用的TDI相机结合而成的构成。通常，光纤板具有将被闪烁体变换成光的像不进行像的变形等而等倍地传送给可见光用的TDI相机的作用。利用图9所示那样的、相对于Y方向而使X方向缩小为1/N这样的、或者相对于X方向而使Y方向放大为N倍这样的、非对称光纤板501，将闪烁体和正方形像素的TDI相机结合，由此构成了在X方向上具有长的扁平像素的X射线TDI相机。作为非对称光纤板501，能够利用锥形光纤(taper fiber)。
此外，非对称光纤板可以用使可见光像以纵横不同的倍率进行变形之后传送的物质代替。例如，也可通过具有柱面透镜、非球面透镜、球面透镜等的组成的、X方向和Y方向的光学倍率不同的成像光学系统，将闪烁体的输出面成像于可见光用TDI相机的受光部502。
在通过对X方向进行N像素合并来制作扁平像素的方法中，因合并而使TDI蓄积级数减少为1/N，相对于此，在利用非对称光纤板来制造扁平像素的方法中，由于维持了原始的TDI相机的TDI蓄积级数，因此存在即便是相同的X射线照射条件下也能争取较多的X射线光量的优点。
图10是说明高分辨率的X射线TDI相机的构成的图。
X射线TDI相机虽然能够利用闪烁体将X射线变换成可见光来检测，但是在该变换过程中光漫射而发生模糊，因此存在分辨率的上限被限制为50μm程度的课题。在闪烁体512的上下，配置分辨率比闪烁体的分辨率的上限高的开口掩模511、513，将其透过光用光纤板514导入受光部，从而在变换过程中的光漫射所导致的模糊被抑制，可获得50μm以下的高分辨率。调整开口掩模511和开口掩模513的相对位置，以使得通过了开口掩模511的各开口部之后的X射线光束在闪烁体512中被输出的光束的中心部将通过开口掩模513的对应的各开口部。另外，前述的X射线TDI相机4的受光部103对应于闪烁体512的输入面(在利用开口掩模的情况下，与开口掩模511的面实质相同)。
图11是说明使X射线TDI相机的闪烁体的分辨率得以提高的开口掩模的图。
用白色显示了透过区域，用黑色显示了遮光区域。开口掩模511由对X射线进行遮光的材质来形成，开口掩模513的遮光区域由对闪烁体所输出的光进行遮光的材质来形成。虽然越缩窄各个透过区域则可获得越高的分辨率，但是若过窄，则开口率(透过区域的面积率)会降低，从而所获得的X射线光量降低。在图11所示的例子中，在X、Y方向上以50μm间距配置了的透过区域，从而可获得分辨率25μm、开口率39％。如果本开口掩模与通常的CCD相机或者线扫描相机一起进行使用，则存在无法获得遮光区域的图像的问题，但是通过与TDI相机组合起来，从而因试样的扫描而使得试样上的任意区域交替地通过遮光区域和透过区域，故能够以高分辨率来获取试样整个面的图像。
图12是用于说明本发明所涉及的X射线检查方法的流程图。
控制部8接受从图1的输入部10、其他各构成部件接收到的与检查条件等相关的信号(步骤1201)，由控制部8来进行搬运系统11、X射线TDI相机4、X射线源1等的条件设定(步骤1202)。然后，由X射线源1以在步骤1202中设定的条件，向试样照射X射线(步骤1203)。由步骤1203照射出的X射线透过试样，由X射线TDI相机4来检测X射线透过像(步骤1204)。缺陷判定部7对由步骤1204检测到的X射线透过像进行处理，来检测存在于试样中的缺陷(步骤1205)。将基于步骤1205的缺陷的检测结果显示于显示部9(步骤1206)。
图13是说明本发明所涉及的X射线TDI相机的受光传感器的配置的图。
作为X射线TDI相机4，利用的是由在X方向上错开位置的多个受光传感器413、414而在Y方向上形成长的受光区域，利用的是具备与每个受光传感器对应的X射线管，由于使多个X射线管所形成的多个试样像411、412的位置在X方向上错开而彼此不重叠，从而能够避免图6所说明过的像的重叠。
另外，本发明并不限定于上述的实施例，包含各式各样的变形例。例如，上述的实施例只是为了易于理解地说明本发明而详细说明的示例，但是未必一定限定于具备所说明过的所有构成的结构。此外，能够将某实施例的一部分构成置换成其他实施例的构成，此外也可以在某实施例的构成中加入其他实施例的构成。此外，关于各实施例的一部分构成，可以进行其他构成的追加、删除、置换。
此外，控制线、信息线示出了认为在说明上是必要的内容，但并不限于在产品上必需示出所有的控制线、信息线。也可认为在实际上几乎所有构成均相互连接。
符号说明
1…X射线源
2…射线源遮断部
3…射线源狭缝
4…X射线TDI相机
5…直射光遮断部
6…装置盖罩
7…缺陷判定部
8…控制部
9…显示部

Claims (4)

1.一种X射线检查装置，具备：
X射线源，向试样照射X射线；
X射线TDI检测器，将由所述X射线源照射而透过了该试样的X射线作为X射线透过像来检测，所述X射线TDI检测器与该试样靠近地配置；和
缺陷检测部，基于由所述X射线TDI检测器检测出的X射线透过像来检测缺陷，
所述X射线透过像的模糊量小于在所述缺陷检测部中检测到的缺陷的尺寸，
所述X射线源具有多个X射线管，所述多个X射线管各自照射所述试样上的互不相同的区域，通过设置并调整射线源狭缝，以使在所述试样上所述多个X射线管的照射区域不重合，
所述X射线TDI检测器具备闪烁体，在所述闪烁体的上下配置分辨率比所述闪烁体的分辨率的上限高的开口掩膜。
2.根据权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，
所述X射线源的焦点和所述X射线TDI检测器之间的距离比该试样和所述X射线TDI检测器之间的距离长得多。
3.一种X射线检查方法，其特征在于，包括：
由X射线源向试样照射X射线的步骤；
X射线TDI检测器与该试样靠近地配置，将由所述X射线源照射而透过了该试样的X射线作为X射线透过像来检测的步骤；和
基于检测出的所述X射线透过像来检测缺陷的步骤，
所述X射线透过像的模糊量小于该缺陷的尺寸，
所述X射线源具有多个X射线管，所述多个X射线管各自照射所述试样上的互不相同的区域，通过设置并调整射线源狭缝，以使在所述试样上所述多个X射线管的照射区域不重合，
所述X射线TDI检测器具备闪烁体，在所述闪烁体的上下配置分辨率比所述闪烁体的分辨率的上限高的开口掩膜。
4.根据权利要求3所述的X射线检查方法，其特征在于，
X射线源的焦点和所述X射线TDI检测器之间的距离比该试样和所述X射线TDI检测器之间的距离长得多。
CN201280059202.2A 2012-02-06 2012-12-12 X射线检查装置、检查方法以及x射线检测器 Expired - Fee Related CN103975233B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-022650 2012-02-06
JP2012022650 2012-02-06
PCT/JP2012/082126 WO2013118386A1 (ja) 2012-02-06 2012-12-12 Ｘ線検査装置、検査方法およびｘ線検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103975233A CN103975233A (zh) 2014-08-06
CN103975233B true CN103975233B (zh) 2017-01-04

Family

ID=48947173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280059202.2A Expired - Fee Related CN103975233B (zh) 2012-02-06 2012-12-12 X射线检查装置、检查方法以及x射线检测器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9506876B2 (zh)
EP (1) EP2813841B1 (zh)
JP (1) JP2013178242A (zh)
KR (1) KR20140089431A (zh)
CN (1) CN103975233B (zh)
WO (1) WO2013118386A1 (zh)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5792472B2 (ja) 2011-01-25 2015-10-14 浜松ホトニクス株式会社 放射線画像取得装置
JP5944254B2 (ja) 2012-07-20 2016-07-05 浜松ホトニクス株式会社 放射線画像取得装置
EP2859963A1 (de) * 2013-10-11 2015-04-15 Sikora Ag Vorrichtung und Verfahren zum Sortieren von Schüttgut
JP6246061B2 (ja) * 2014-04-28 2017-12-13 三菱電機株式会社 多層基板の検査方法
JP6397690B2 (ja) * 2014-08-11 2018-09-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ Ｘ線透過検査装置及び異物検出方法
JP6671839B2 (ja) * 2014-10-07 2020-03-25 キヤノン株式会社 放射線撮像装置及び撮像システム
JP6512980B2 (ja) * 2015-07-29 2019-05-15 株式会社日立ハイテクサイエンス Ｘ線透過検査装置及びｘ線透過検査方法
JP6266574B2 (ja) * 2015-09-10 2018-01-24 株式会社日立ハイテクサイエンス Ｘ線検査方法及びｘ線検査装置
KR102529855B1 (ko) * 2015-09-30 2023-05-09 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 방사선 화상 취득 시스템 및 방사선 화상 취득 방법
JP6555139B2 (ja) 2016-01-19 2019-08-07 横浜ゴム株式会社 コンベヤベルトの検査装置
WO2018012527A1 (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 株式会社リガク Ｘ線検査装置、ｘ線薄膜検査方法およびロッキングカーブ測定方法
JP6669874B2 (ja) * 2016-08-18 2020-03-18 富士フイルム株式会社 欠陥検査装置、欠陥検査方法、およびプログラム
JP6783456B2 (ja) * 2016-08-24 2020-11-11 株式会社日立ハイテクサイエンス Ｘ線透過検査装置
JP6933513B2 (ja) * 2016-11-30 2021-09-08 住友化学株式会社 欠陥検査装置、欠陥検査方法、セパレータ捲回体の製造方法、及びセパレータ捲回体
KR20180111562A (ko) * 2017-03-30 2018-10-11 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 검사 장치, 검사 방법 및 필름 권회체의 제조 방법
JP7138515B2 (ja) * 2017-09-08 2022-09-16 住友化学株式会社 検査装置
KR20190071111A (ko) 2017-12-14 2019-06-24 삼성전자주식회사 엑스선 검사 장비 및 이를 이용하는 반도체 장치 제조 방법
CA3092996C (en) 2018-03-14 2024-05-28 Monsanto Technology Llc Systems and methods for imaging seeds using multiple cameras
JP2019175363A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 住友化学株式会社 画像処理装置、異物検査装置、画像処理方法、および異物検査方法
JP7063681B2 (ja) * 2018-03-29 2022-05-09 住友化学株式会社 異物検査装置及び異物検査方法
JP2019174410A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 住友化学株式会社 画像処理装置、異物検査装置及び画像処理方法
US11724287B2 (en) 2018-06-11 2023-08-15 Monsanto Technology Llc Seed sorting
WO2020153063A1 (ja) * 2019-01-25 2020-07-30 東レ株式会社 構造体の検査方法および製造方法、構造体の検査装置および製造装置
JP7201481B2 (ja) * 2019-03-04 2023-01-10 株式会社日立ハイテクサイエンス Ｘ線検査装置及びｘ線検査方法
CN109821766A (zh) * 2019-03-05 2019-05-31 天津美腾科技有限公司 Tds智能干选机双射源识别方法及系统
CN110231353A (zh) * 2019-05-17 2019-09-13 中国石油化工股份有限公司 基于x射线数字成像技术的翅片管检测方法
CN111582367A (zh) * 2020-05-07 2020-08-25 电子科技大学 一种小金属威胁检测的方法
CN111992514B (zh) * 2020-08-06 2022-03-25 北京霍里思特科技有限公司 宽体智能分选设备的双光源信号采集单元及信号采集方法
WO2024024296A1 (ja) * 2022-07-27 2024-02-01 東レ株式会社 Ｘ線検査装置およびｘ線検査方法
WO2024043034A1 (ja) * 2022-08-23 2024-02-29 東レ株式会社 Ｘ線検査装置及びｘ線検査方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101529275A (zh) * 2006-10-27 2009-09-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于对对象进行成像的成像系统
CN102213683A (zh) * 2010-03-15 2011-10-12 精工电子纳米科技有限公司 X射线透射检查装置及x射线透射检查方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3161151B2 (ja) * 1993-05-06 2001-04-25 トヨタ自動車株式会社 セーフティパッドの検査方法
JPH0972863A (ja) 1995-06-28 1997-03-18 Kobe Steel Ltd 簡易型高分解能ｘ線透過自動検査装置
JPH11316197A (ja) 1998-05-06 1999-11-16 Matsushita Electric Works Ltd 平板材の内部検査方法及び装置
US6324249B1 (en) 2001-03-21 2001-11-27 Agilent Technologies, Inc. Electronic planar laminography system and method
DE10251448A1 (de) * 2002-11-05 2004-05-19 Siemens Ag Verfahren für die Computertomographie eines periodisch sich bewegenden Untersuchungsobjektes, sowie ein CT-Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens
US7065176B2 (en) * 2003-05-28 2006-06-20 General Electric Company Method and system to inspect a component
US6901132B2 (en) * 2003-06-26 2005-05-31 General Electric Company System and method for scanning an object in tomosynthesis applications
US20070189460A1 (en) * 2006-02-15 2007-08-16 Buck Dean C Precise x-ray inspection system
US7384193B2 (en) * 2006-10-27 2008-06-10 Agilent Technologies, Inc. Method for relocating the range of focus in a line scan camera having time domain integration image sensors
JP2009080030A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Ishida Co Ltd Ｘ線検査装置
JP5559471B2 (ja) * 2008-11-11 2014-07-23 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出装置、放射線画像取得システム、放射線検査システム、及び放射線検出方法
JP5443033B2 (ja) 2009-03-27 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 欠陥検査装置および方法
JP2010230559A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Ishida Co Ltd Ｘ線検査装置
JP5024973B2 (ja) 2010-01-06 2012-09-12 株式会社リガク Ｘ線トポグラフィ装置
JP5477853B2 (ja) * 2010-01-19 2014-04-23 株式会社庄内クリエート工業 ラインセンサーカメラを用いたｘ線検査装置
JP5472728B2 (ja) * 2010-02-19 2014-04-16 横河電機株式会社 放射線測定装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101529275A (zh) * 2006-10-27 2009-09-09 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于对对象进行成像的成像系统
CN102213683A (zh) * 2010-03-15 2011-10-12 精工电子纳米科技有限公司 X射线透射检查装置及x射线透射检查方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103975233A (zh) 2014-08-06
WO2013118386A1 (ja) 2013-08-15
EP2813841A1 (en) 2014-12-17
KR20140089431A (ko) 2014-07-14
JP2013178242A (ja) 2013-09-09
EP2813841A4 (en) 2015-09-09
US9506876B2 (en) 2016-11-29
US20140328459A1 (en) 2014-11-06
EP2813841B1 (en) 2018-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103975233B (zh) X射线检查装置、检查方法以及x射线检测器
US7244955B2 (en) Computed radiography systems and methods of use
CN103364405B (zh) 表面缺陷检测设备及其控制方法
CN102859338A (zh) 时间分辨光致发光成像系统和光伏电池检验的方法
JP3678730B2 (ja) Ｘ線異物検査方法及び装置
CN106796861A (zh) 混合能量转换与处理检测器
JP2008256603A (ja) 非破壊検査装置及び非破壊検査方法
CN101063663B (zh) 光学传感器和以光学方式检查表面的方法
JP2012026858A (ja) 円筒容器の内周面検査装置
CN108140650B (zh) 具有高空间解析度的x射线检测器
JP2008153119A (ja) 電池検査システム、及び電池検査方法
CN110514682B (zh) 一种x射线小角散射与x射线成像联用的光学系统
JP2012229928A (ja) 表面欠陥検出方法、および表面欠陥検出装置
JP2010122145A (ja) シリコンウェハ欠陥検査装置
JPH06214086A (ja) 円柱状物体の端面検査装置
Mor et al. Development of a CCD based thermal neutron imaging detector for the Israeli Research Reactor IRR-1 at Soreq NRC
JP2010210464A (ja) 燃料集合体の検査方法
Troitskiy Quick industrial X-ray testing without intermediate data carriers of information
CN208171893U (zh) 一种应用于微型ct的成像系统
WO2024024296A1 (ja) Ｘ線検査装置およびｘ線検査方法
JPH0392705A (ja) 燃料棒溶接部用ｘ線透過検査装置
CN108007947A (zh) 一种曲面x射线成像装置及方法
Grachev et al. X-ray camera Based on CMOS Sensor
CN104677918B (zh) 显示屏背光板ccd影像传感器检测装置
JP2023018822A (ja) 検査方法および検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170104

Termination date: 20191212

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee