JP2000056028A - Ｘ線ラインセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｘ線を高効率で蛍光に変換して高いセンサ感度
を得られるとともに高分解度を有するＸ線ラインセンサ
を提供する。 【解決手段】対象物２を透過したＸ線３を蛍光７に変換
するＸ線−蛍光変換部１３と、蛍光７を電荷に変換して
画像信号を得る撮像部１４とを備える。撮像部１４は、
複数の撮像素子２０を直線状に配置した構成とする。Ｘ
線−蛍光変換部１３は、所定の溝幅ｅの溝部１８が一定
間隔で平行に形成された基板１７の表面に、Ｘ線３を蛍
光７に変換するＸ線蛍光物質９が所定の膜厚に成膜した
構成とする。Ｘ線−蛍光変換部１３を、Ｘ線蛍光物質９
の成膜方向ｕが撮像素子２０の配列方向ｖおよびＸ線３
の入射方向ｗに対し共に直交するよう配置して撮像部１
４に対設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象物、例え
ば精密電子部品の接合部を透過したＸ線により得られる
Ｘ線透光画像に基づいて接合部の接合状態などの検査を
行うのに使用されるＸ線ラインセンサに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の用途に用いられるＸ線検査装置
は、図１２に示すように、対象物２における接合状態な
どを検査すべき箇所に、Ｘ線管などのＸ線源１からＸ線
３を照射して、その対象物２を透過したＸ線３をＸ線−
蛍光変換部４で蛍光７に変換し、さらに、蛍光７を光電
変換部８で電荷、つまり電気信号に変換して画像化する
構成になっている。光電変換部８としては主としてＣＣ
Ｄエリアセンサが用いられており、Ｘ線−蛍光変換部４
としては、ガラス基板上にＸ線蛍光物質を塗布したもの
が一般に用いられている。

【０００３】図１３は、Ｘ線−蛍光変換部４におけるガ
ラス基板上に塗着したＸ線蛍光物質９の断面形状を示
し、円形で示してるのはＸ線蛍光物質９の粒子９ａであ
る。Ｘ線３を照射することによりＸ線蛍光物質９から発
生する蛍光７は、隣接する粒子９ａ間でのクロストーク
により、互いの蛍光７が干渉し合って像がぼけたり、像
の細かい部分が消失したりして、分解能の低下を引き起
こす。この分解能の低下は、Ｘ線−蛍光変換部４の感度
を上げることを目的としてＸ線蛍光物質９の膜厚を大き
くすればするほど顕著にあらわれる。また、このような
Ｘ線検査装置では、センサ感度を上げることを目的とし
てＸ線−蛍光変換部４と光電変換部８との間に増幅器を
設ける場合があるが、この増幅器自体が高分解能でない
ため、増幅器による分解能の低下が発生する。

【０００４】そこで、高感度、且つ高分解能なＸ線検査
装置を得るために、図１４に示すように、Ｘ線蛍光物質
９を柱状構造に成膜したＸ線−蛍光変換部４が多く使用
されている。このＸ線−蛍光変換部４は、基板１０の表
面に凸状部１１が光電変換部８の画素に対応させた格子
状の配置で形成され、この基板１０の凹凸面となった表
面にＸ線蛍光物質９を蒸着などの成膜手段により堆積さ
せることにより、画素に対応した柱状構造を有するＸ線
蛍光物質９が得られる。

【０００５】この柱状構造のＸ線蛍光物質９は、同一水
平面上において隣接する凸状部１１と凹状部１２とに各
々対応する箇所が時間的なずれをもって形成されるか
ら、Ｘ線蛍光物質９における凸状部１１と凹状部１２と
に各々対応する箇所の間には光学的な界面を有する。し
たがって、図１４のＸ線−蛍光変換部４のＸ線蛍光物質
９は、厚みを大きく形成して高感度を得られるようにし
ても、光の拡散が少ないことから分解能の低下を招かな
いものとなる。ここで、Ｘ線−蛍光変換部４のＸ線蛍光
物質９の凹凸は、ＣＣＤエリアセンサからなる光電変換
部８の画素に対応して形成しているので、これが検査装
置自体の分解能となる。現在実用化されている分解野は
25μｍ程度である。

【０００６】従来、画像の細かい部分を検査するため
に、上記の25μｍ以下の分解能を必要とする場合には、
マイクロフォーカスＸ線管を用いて画像を拡大して検査
している。これを、Ｘ線による画像拡大の説明図である
図１６（ａ），（ｂ）を参照しながら説明すると、Ｘ線
管１ａ，１ｂから放射状に発射されるＸ線３は、直進性
が非常に強いため、Ｘ線管１ａ，１ｂと対象物２との距
離Ｌ１を固定して、対象物２とＸ線−蛍光変換部４との
距離Ｌ２を長く設定すると、Ｘ線−蛍光変換部４上の画
像は大きなサイズとなる、つまり拡大画像となる。とこ
ろが、このとき問題となるのは、Ｘ線管１ａ，１ｂの焦
点サイズによる像のぼけである。（ａ）の焦点サイズの
大きなＸ線管１ａおよび（ｂ）は焦点サイズの小さなＸ
線管１ｂからそれぞれ発射して検査対象物２の同一点を
通ったＸ線３は、Ｘ線−蛍光変換部４上のΔｕ１，Δｕ
２の各範囲に存在することになり、焦点サイズに大小に
応じてサイズ分だけ画像がぼける。したがって、画像を
良好に拡大するためには、（ｂ）のような焦点サイズの
小さいマイクロフォーカスＸ線管１ｂを使用して、画像
をぼけが大きくならないように拡大する必要がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のＸ線−蛍光変換
部４では、高感度を得るために、図１４に示すＸ線蛍光
物質９の膜厚Ｄを100 〜500 μｍ程度に設定する必要が
あるが、このＸ線蛍光物質９を100 〜500 μｍの膜厚に
成膜するには、その成膜工程を順に示した図１５（ａ）
〜（ｄ）のように、成膜工程を複数回繰り返しながら薄
膜を重ねるように形成する必要がある。そのため、Ｘ線
蛍光物質９を所定の膜厚Ｄに形成する成膜工程に時間が
かかり過ぎ、生産性が悪いという問題がある。

【０００８】また、従来では、25μｍ以下の分解能が必
要な精密検査を行う場合、上述のようにマイクロフォー
カスＸ線管を用いているが、このマイクロフォーカスＸ
線管は500 万円〜2000万円程度の非常に高価なものであ
り、これが設備費の増大の要因になっている。さらに、
10μm 以下の画面分解能を必要する場合には、対象物２
とＸ線−蛍光変換部４とをその距離Ｌ２が可及的に小さ
くなるよう近接させている。これにより、図１６に示し
た画像ボケΔｕ１，Δｕ２がほぼゼロとなり、焦点サイ
ズとは無関係に精密検査が可能となる。しかしながら、
その場合には、図１７に示すように、Ｘ線３が対象物２
を透過する際に発生する散乱Ｘ線３ａがＸ線−蛍光変換
部４に入射することにより、画面分解能の低下を引き起
こす。

【０００９】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みなされたもので、Ｘ線を高効率で蛍光に変換して高い
センサ感度を得られるとともに高分解能を有するＸ線ラ
インセンサを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、対象物を透過したＸ線を蛍光に変換
するＸ線−蛍光変換部と、前記蛍光を電荷に変換して画
像信号を得る撮像部とを備えたＸ線ラインセンサにおい
て、前記撮像部が、複数の撮像素子が直線状に配置され
てなり、前記Ｘ線−蛍光変換部が、所定の溝幅の溝部が
一定間隔で平行に形成された基板の表面に、Ｘ線を蛍光
に変換するＸ線蛍光物質が所定の膜厚に成膜して形成さ
れているとともに、前記Ｘ線蛍光物質の成膜方向が前記
撮像素子の配列方向および前記Ｘ線の入射方向に対し共
に直交するよう配置して前記撮像部に対設されている。

【００１１】このＸ線ラインセンサは、Ｘ線蛍光物質が
基板における溝部を有する凹凸面上に成膜されるから、
溝部上のＸ線蛍光物質と溝部以外の箇所のＸ線蛍光物質
との間に光学的な界面を有する。したがって、Ｘ線−蛍
光変換部は、厚みを大きく形成しても、クロストークに
よる分解能の低下を防止できる。また、撮像部が撮像素
子を直線状に配置した構成になっているので、高い分解
能を得ることを目的としてＸ線−蛍光変換部を検査対象
物に接近して配置しても、撮像素子の配置方向以外の散
乱Ｘ線の影響を除外できる。これらにより、このＸ線ラ
インセンサは高い分解能を得ることがてきる。

【００１２】また、Ｘ線蛍光物質におけるＸ線の入射方
向の厚みは、基板の厚みそのものであって、基板の形状
によって任意の大きな値に設定してＸ線を高い変換効率
で蛍光に変換できる。しかも、Ｘ線−蛍光変換部の作製
に際してのＸ線蛍光物質の基板に対する成膜方向は、Ｘ
線の入射方向の厚みに対し垂直な方向であり、Ｘ線蛍光
物質の成膜による膜厚は、少なくとも撮像素子のサイズ
と基板の凹凸の深さとの和の値を有する小さな値でよ
く、僅かな成膜時間で形成することができる。

【００１３】上記発明において、対象物を透過したＸ線
のうちの撮像素子に対向するもの以外を遮断するＸ線遮
蔽部材を、前記対象物とＸ線−蛍光変換部との間に配置
し、前記撮像素子に対し垂直な方向の蛍光を集光して前
記撮像素子に対し垂直に入射させる光学系からなる蛍光
集光部を、前記Ｘ線−蛍光変換部と撮像部との間に配置
した構成とすることが好ましい。

【００１４】これにより、Ｘ線遮蔽部材が、Ｘ線−蛍光
変換部に入射させるＸ線を撮像素子の形状に対応するよ
う規制するので、撮像素子の配置方向に対し同一面上の
直交方向への画像信号のクロストークを防止でき、分解
能を低下を防げる。また、Ｘ線−蛍光変換部が撮像素子
のサイズよりも大きな形状であっても、撮像素子に入射
しない方向に向かう蛍光を蛍光集光部が集光して撮像素
子に集光させるので、センサ感度が向上する。

【００１５】上記構成における光学系の蛍光集光部に代
えて、光ファイバーからなる蛍光集光部を用いることも
できる。これにより、光学系の蛍光集光部を用いる場合
と同様に、撮像素子に入射しない方向に向かう蛍光を集
光して撮像素子に集光させることができ、センサ感度が
向上する。

【００１６】第２の発明は、対象物を透過したＸ線を蛍
光に変換するＸ線−蛍光変換部と、前記蛍光を電荷に変
換して画像信号を得る撮像部とを備えたＸ線ラインセン
サにおいて、前記撮像部が、複数の撮像素子が直線状に
配置されてなり、前記Ｘ線−蛍光変換部が、Ｘ線を蛍光
に変換するＸ線蛍光物質と、蛍光を反射する蛍光反射物
質とがそれぞれ所定の膜厚で交互に成膜されてなるとと
もに、前記Ｘ線蛍光物質と前記蛍光反射物質との成膜方
向が前記撮像素子の配列方向に対し平行で、且つ前記Ｘ
線の入射方向に対し直交するよう配置して前記撮像部に
対設されている。

【００１７】このＸ線ラインセンサは、Ｘ線の入射方向
に沿ったＸ線蛍光物質の厚みは、成膜方向の膜厚ではな
く、成膜を行う領域の一辺のサイズであり、入射Ｘ線を
高効率で蛍光に変換できる大きな値に設定しても、Ｘ線
蛍光物質の成膜方向の膜厚は小さいので、成膜に時間を
要しない。しかも、Ｘ線−蛍光変換部の構造上から、実
際に必要なサイズの数倍の大きさの領域を用いてＸ線蛍
光物質による薄膜と蛍光反射物質による薄膜とを交互に
形成し、これを切断して分割することにより、複数個の
Ｘ線−蛍光変換部を同時に得ることも可能であり、その
場合には１個当たりの作製時間を大幅に短縮することが
できる。また、Ｘ線蛍光物質の各薄膜でそれぞれ発生し
た蛍光は、両側の蛍光反射物質の薄膜により互いに干渉
することなく撮像素子に入射されるので、高い画面分解
能とセンサ感度を得ることができる。さらに、蛍光反射
物質による薄膜の膜厚を撮像素子のサイズより小さくで
きるので、その場合には、Ｘ線−蛍光変換部を撮像素子
に配列方向に対し位置合わせすることなく配置できる利
点がある。

【００１８】上記発明における蛍光反射物質に代えて、
Ｘ線を透過させることなく吸収するＸ線吸収物質を用い
た構成とすることもできる。これにより、蛍光に変換で
きないＸ線をＸ線吸収物質が吸収するので、不要な散乱
Ｘ線などを減少させて撮像部に到達するのを阻止できる
ので、撮像部のＸ線によるダメージを減少させることが
できる。

【００１９】第３の発明は、対象物を透過したＸ線を蛍
光に変換するＸ線−蛍光変換部と、前記蛍光を電荷に変
換して画像信号を得る撮像部とを備えたＸ線ラインセン
サにおいて、前記撮像部が、複数の撮像素子が直線状に
配置されてなり、前記Ｘ線−蛍光変換部が、Ｘ線を蛍光
に変換し、且つ内部に比較して表面の光の透過度が低い
Ｘ線蛍光物質を所定の膜厚に成膜した薄膜を複数層に重
ねて形成されているとともに、その成膜方向が前記撮像
素子の配列方向に対し平行で、且つ前記Ｘ線の入射方向
に対し直交するよう配置して前記撮像部に対設されてい
る。

【００２０】このＸ線ラインセンサは、各Ｘ線蛍光物質
の薄膜が、それらの表面の光の透過度が低いことによっ
て光学的な界面を有しているため、クロストークによる
分解能の低下を防止でき、高い画面分解能を得られる。
また、Ｘ線−蛍光変換部におけるＸ線の入射方向に沿っ
たＸ線蛍光物質の厚みは、成膜方向の膜厚ではなく、成
膜を行う領域の一辺のサイズであり、この一辺のサイズ
は、入射Ｘ線を高い変換効率で蛍光に変換可能な大きな
値に設定しても、各Ｘ線蛍光物質による薄膜の膜厚はそ
れぞれ小さいので、成膜に時間を要しない。

【００２１】上記の各発明において、Ｘ線−蛍光物質に
おける撮像素子との対向面を除く面に蛍光反射膜を形成
した構成とすることが好ましい。これにより、Ｘ線蛍光
物質に発生した蛍光のうちの撮像素子以外の方向へ進む
蛍光を、蛍光反射部で反射させて最終的に撮像素子へ向
けて入射させることができるから、Ｘ線蛍光物質で発生
した蛍光を無駄なく撮像素子に入射させて極めて感度の
高いＸ線ラインセンサを得ることが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。

【００２３】〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１
の実施の形態に係るＸ線ラインセンサの要部の斜視図で
あり、Ｘ線−蛍光変換部１３と撮像部１４との位置関係
を示している。また、図２（ａ），（ｂ）はＸ線−蛍光
変換部１３の作製過程を示す斜視図である。Ｘ線−蛍光
変換部１３は、図２（ａ）に示すように、基板１７の表
面に、分解能に相当する溝幅ｅの溝部１８と、この溝部
１８間に位置するレール部１９とを、交互で且つ互いに
平行な配置で形成され、この基板１７における溝部１８
とレール部１９とを有する凹凸面上に、図２（ｂ）に実
線で示すように、Ｘ線３が照射されると蛍光７を発する
Ｘ線蛍光物質９が、蒸着またはスパッタリングなどの成
膜手段により所定の膜厚ｄに形成されて構成されてい
る。

【００２４】上記基板１７としては、溝部１８およびレ
ール部１９を微細ピッチで加工して高分解能化を達成す
るために、シリコン基板やガラス基板などの微細加工可
能なものが適している。また、Ｘ線蛍光物質９として
は、ヨウ化セシウム CsI(TI),CSI (Na) やガドリウム
加工物〔Gd₂O₂S Tb)などの物質が用いられる。このＸ線
−蛍光変換部１３は、基板１７における溝部１８とレー
ル部１９とによる凹凸面上にＸ線蛍光物質９を成膜して
いるので、その基板１７の凹凸に従った界面を有するＸ
線蛍光物質９の層が形成される。

【００２５】撮像部１４は、光電変換を行う複数の撮像
素子２０を直線状に配列した構成を有し、例えば、ＣＣ
Ｄラインセンサなどが用いられる。ここで、撮像素子２
０のサイズがこのラインセンサ自体の分解能に相当し、
上記基板１７の溝部１８は撮像素子２０のサイズに相当
する溝幅ｅに形成されている。

【００２６】この撮像部１４にＸ線−蛍光変換部１３を
組み合わせる場合、図２（ｂ）の実線で示すように、基
板１７の溝部１８およびレール部１９上に所定の膜厚ｄ
のＸ線蛍光物質９を形成したＸ線−蛍光変換部１３を、
同図に２点鎖線で示すように、９０°回動させて倒置し
た配置としたのちに、図１に示すように撮像部１４に対
向配置する。この配置としたことにより、Ｘ線−蛍光変
換部１３のＸ線蛍光物質９の成膜方向Ｕは、撮像部１４
の撮像素子２０の配列方向Ｖおよび撮像部１４へのＸ線
３の入射方向Ｗに対して共に垂直な方向となる。このと
き、Ｘ線−蛍光変換部１３の溝部１８とレール部１９と
による凹凸の幅は各撮像素子２０の幅と対応しており、
Ｘ線−蛍光変換部１３の凹凸を各撮像素子２０に１対１
に対応するよう配置してある。これにより、Ｘ線−蛍光
変換部１３で発生した蛍光を各撮像素子２０で電気信号
に変換することができる。すなわち、このＸ線ラインセ
ンサでは、撮影対象物を透過してきたＸ線３が、Ｘ線−
蛍光変換部１３におけるＸ線蛍光物質９の凹凸のサイズ
に相当する分解能の光画像に変換されたのちに、そのま
まの分解能で撮像部１４により画像信号に変換される。

【００２７】ところで、Ｘ線−蛍光変換部１３において
入射Ｘ線３を高効率で蛍光７に変換するためには、Ｘ線
３の入射方向Ｗに沿ったＸ線蛍光物質９の厚みＨが重要
な要素となり、この厚みＨが大きいほどＸ線３の吸収率
が高くなって蛍光７の発光強度が強くなる。この実施形
態のＸ線−蛍光変換部１３におけるＸ線蛍光物質９の厚
みＨは、基板１７の厚みＨそのものであって、基板１７
の形状によって任意の値に設定できるものである。Ｘ線
蛍光物質９の成膜方向Ｕは上記厚みＨに垂直な方向であ
り、そのＸ線蛍光物質９の成膜による膜厚ｄは、少なく
とも撮像素子２０のサイズと基板１７の凹凸の深さとの
和の値に設定すればよく、例えば20〜30μｍ程度あれば
よい。したがって、僅かな成膜時間で所要の厚みＨを有
するＸ線蛍光物質９を形成することができる。これに対
し従来の装置では、Ｘ線３の入射方向に沿ったＸ線蛍光
物質９の厚みを成膜により形成しているので、膜厚が10
0〜500 μｍ程度の成膜を行う必要があった。

【００２８】また、この実施の形態では、撮像部１４は
複数の撮像素子２０を一列に配列した構成になってい
る。したがって、10μｍ以下の画面分解能を得ることを
目的として対象物２とＸ線−蛍光変換部１３とを可及的
に近接させた場合に、Ｘ線３が対象物を通過する際に発
生する散乱Ｘ線３ａがＸ線−蛍光変換部１３に入射して
も、図３に示すように、撮像部１４の撮像素子２０への
影響がなくなる。

【００２９】なお、上記実施の形態において、基板１７
の凹凸の幅を撮像部１４の分解能のサイズよりも小さく
形成するのが可能な場合には、基板１７をその凹凸の幅
が撮像部１４の分解能のサイズに対し１／５程度になる
よう設定して形成する。この基板１７にＸ線蛍光物質９
を成膜して形成したＸ線−蛍光変換部１３は、その凹凸
が撮像部１４の撮像素子２０に１対１に対応するよう配
置する必要がなく、Ｘ線−蛍光変換部１３の蛍光７が撮
像素子２０に入射するよう対向させて配置するだけでよ
い。

【００３０】〔第２の実施の形態〕図４は本発明の第２
の実施の形態に係るＸ線ラインセンサの要部の斜視図を
示す。Ｘ線−蛍光変換部２１は、Ｘ線３を蛍光７に変換
するＸ線蛍光物質９による薄膜と、蛍光７を反射する蛍
光反射物質２２とによる薄膜とを交互に形成した構成に
なっている。Ｘ線蛍光物質９と蛍光反射物質２２とによ
る各々の薄膜の膜厚ｆ，ｇは、撮像素子２０のサイズｊ
よりも小さく、好ましくは１／５〜１／６程度に設定す
る。これにより、このＸ線−蛍光変換部２１は、撮像部
１４に対設するに際してＸ線蛍光物質９と撮像素子２０
との位置合わせをする必要がなく、成膜方向ｋが撮像素
子２０の配列方向ｖに対し平行になるように配置するだ
けでよい。

【００３１】このＸ線ラインセンサは、第１の実施の形
態と同様に、Ｘ線３の入射方向Ｗに沿ったＸ線蛍光物質
９の厚みＨは、成膜方向ｋの膜厚ｆではなく、成膜を行
う領域の一辺のサイズであり、入射Ｘ線３を高効率で蛍
光７に変換できる値に任意に設定することが可能であ
る。また、Ｘ線蛍光物質９の各薄膜でそれぞれ発生した
蛍光７は、両側の蛍光反射物質２２の薄膜により互いに
干渉することなく撮像素子２０に入射されるので、高い
画面分解能を得ることができる。

【００３２】なお、この実施の形態のＸ線ラインセンサ
におけるＸ線−蛍光変換部２１の作製に際しては、実際
に必要なサイズの数倍の大きさの領域を用いてＸ線蛍光
物質９による薄膜と蛍光反射物質２２による薄膜とを交
互に形成し、これを切断して分割することにより、複数
個のＸ線−蛍光変換部２１を同時に得ることが可能であ
るから、１個当たりの作製時間を短縮することができ
る。

【００３３】また、図４の構成において、蛍光反射物質
２２による薄膜に代えて、Ｘ線を吸収するＸ線吸収材の
薄膜を形成してもよい。このような構成としたＸ線−蛍
光変換部は、蛍光に変換できないＸ線をＸ線吸収材が吸
収するので、不要な散乱Ｘ線３ａなどを減少させて撮像
部１４に到達するのを阻止できるから、撮像部１４のＸ
線によるダメージを減少させることができる。

【００３４】〔第３の実施の形態〕図５は本発明の第３
の実施の形態に係るＸ線ラインセンサの要部の斜視図を
示す。このＸ線ラインセンサのＸ線−蛍光変換部２３
は、Ｘ線３を蛍光７に変換するＸ線蛍光物質９による薄
膜のみを複数層に重ねるように形成した構成になってい
る。図６はＸ線蛍光物質９の薄膜内においてＸ線３を変
換して発生した蛍光７の光学説明図で、このＸ線蛍光物
質９の薄膜は、その１枚の膜厚ｆにおける両側表面が粗
面部９ｂに形成されて、内部９ｃに比較して光の透過率
が低い状態になっている。このようなＸ線蛍光物質９の
薄膜を重ねて形成していることにより、各Ｘ線蛍光物質
９の薄膜の各間に粗面部９ｂによる光学的な界面をもつ
Ｘ線−蛍光変換部２３となる。このＸ線−蛍光変換部２
３は、各薄膜の積層方向ｋが撮像素子２０の配列方向ｖ
と平行になるよう配置される。

【００３５】このＸ線−蛍光変換部２３は、各Ｘ線蛍光
物質９の薄膜の各間に粗面部９ｂによる光学的な界面を
もつこと、および各Ｘ線蛍光物質９の薄膜の膜厚ｆが、
図５から明らかなように、撮像素子２０のサイズよりも
小さく設定されていることとにより、このＸ線ラインセ
ンサにより得られる画像信号は撮像素子２０のサイズに
相当する高い画面分解能をもつ。

【００３６】また、この実施の形態のＸ線−蛍光変換部
２３においても、Ｘ線３の入射方向Ｗに沿ったＸ線蛍光
物質９の厚みＨは、成膜方向ｋの膜厚ｆではなく、成膜
を行う領域の一辺のサイズであり、この一辺のサイズ
は、入射Ｘ線３を高い変換効率で蛍光７に変換できる任
意の値に設定することが可能である。したがって、この
実施の形態のＸ線ラインセンサにおいても、高分解能の
画像を得られるだけでなく、Ｘ線３の蛍光７への変換効
率を高くすることができる。

【００３７】〔第４の実施の形態〕図７（ａ）は本発明
の第４の実施の形態に係るＸ線ラインセンサにおけるＸ
線−蛍光変換部２４の斜視図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ線断面図をそれぞれ示す。このＸ線−蛍光変換部２
４は、第１の実施の形態で示したＸ線−蛍光変換部１３
と同一構成における２面に、アルミニウムなどの金属の
膜を蒸着またはスパッタリングなどにより成膜すること
により、蛍光反射部２７が形成されている。

【００３８】この蛍光反射部２７は、撮像部１４との対
向面を除く５面の全てに形成してもよい。また、第２お
よび第３の実施の形態で示したＸ線−蛍光変換部２１，
２３と同一構成の各６面のうちの撮像部１４との対向面
を除く面に蛍光反射部２７を形成した構成としてもよ
い。

【００３９】このＸ線−蛍光反射部２７は、Ｘ線３の照
射によりＸ線蛍光物質９に発生した蛍光７のうちの撮像
素子２０以外の方向へ進む蛍光７を、蛍光反射部２７で
反射させて最終的に撮像素子２０へ向けて入射させる。
そのため、Ｘ線蛍光物質９で発生した蛍光７を無駄なく
撮像素子２０に入射させることができので、極めてセン
サ感度の高いＸ線ラインセンサを得ることが可能とな
る。

【００４０】〔第５の実施の形態〕図８は本発明の第５
の実施の形態に係るＸ線ラインセンサを示す斜視図、図
９は図８のＢ−Ｂ線断面図である。このＸ線ラインセン
サは、第１の実施の形態で示したと同一のＸ線−蛍光変
換部１３および撮像部１４の他に、Ｘ線遮蔽部材２８と
蛍光集光部２９とを備えている。Ｘ線遮蔽部材２８は、
撮像部１４の全ての撮像素子２０を包含できる形状を有
するＸ線通過孔３０が板状体に穿孔されており、Ｘ線通
過孔３０が各撮像素子２０に対応するよう位置決めして
設置されている。蛍光集光部２９は、Ｘ線−蛍光変換部
１３からの蛍光７を各撮像素子２０に対し上方から垂直
に入射するように集光する光学素子である。

【００４１】つぎに、このＸ線ラインセンサの作用につ
いて説明する。対象物２を透過したＸ線３のうちのＸ線
遮蔽部材２８のＸ線通過孔３０を通過したもののみがＸ
線−蛍光変換部１３に照射され、それ以外のＸ線３はＸ
線遮蔽部材２８で遮蔽されてＸ線−蛍光変換部１３への
照射を阻止される。したがって、Ｘ線−蛍光変換部１３
のＸ線蛍光物質９には、全ての撮像素子２０に対向する
平面上の面積に対応する箇所にのみＸ線３が照射され
る。この照射されたＸ線３はＸ線−蛍光変換部１３によ
って蛍光７に変換されるが、この蛍光７の進む方向は定
まっておらず、あらゆる方向に進む。通常は、発生した
蛍光７のうちの撮像素子２０に入射したものだけが画像
信号に変換されるが、その変換される蛍光７はＸ線−蛍
光変換部１３で発生した蛍光７の一部であり、その他の
蛍光７はセンサ感度に寄与することなく消失してしま
う。先の第４の実施の形態で示した蛍光反射部２７を有
するＸ線−蛍光変換部２４は、蛍光７が撮像素子２０に
入射せずに消失するのを防止できるものであるが、蛍光
７の消失を完全に防止できない。この点について、以下
に説明する。

【００４２】図１０は、Ｘ線−蛍光変換部１３と撮像素
子２０との位置関係をＸ線源１から見た概略平面図であ
る。基板１７に形成されたＸ線蛍光物質９の層は、基板
１７の溝部１８とレール部１９とからなる凹凸形状がそ
のまま反映した形状になっている。これに対して撮像素
子２０は直線状に配置されているため、Ｘ線源１側から
見てＸ線蛍光物質９が撮像素子２０上を完全にカバーす
るためには、撮像素子２０の膜厚ｄが少なくとも撮像素
子２０のサイズと基板１７の溝部１８の深さの和に設定
されている必要がある。したがって、基板１７のレール
部１９上に成膜されたＸ線蛍光物質９の先端部分は撮像
素子２０に対しはみ出した状態で対向することになり、
このＸ線蛍光物質９の部分から発光する蛍光７はセンサ
感度に寄与できないことになる。そこで、図９に示すよ
うに、蛍光集光部２９は、撮像素子２０に入射しない方
向に向かう蛍光７を集光して撮像素子２０に集光させる
ことにより、センサ感度を向上させる。

【００４３】一方、Ｘ線遮蔽部材２８は、Ｘ線−蛍光変
換部１３に入射させるＸ線３を撮像素子２０の形状に対
応するよう規制することにより、撮像素子２０の配置方
向ｖに対し直交方向への画像信号のクロストークを防止
して、分解能の低下を防止するよう機能する。これらに
より、このＸ線ラインセンサは、Ｘ線−蛍光変換部１３
から発光した蛍光７を効率よく電気信号に変換すること
ができるから、高感度となる。なお、この実施の形態に
おいて、第４の実施の形態で示したＸ線−蛍光変換部２
４を用いれば、センサ感度をさらに向上させることがで
きる。

【００４４】〔第６の実施の形態〕図１１は本発明の第
６の実施の形態に係るＸ線ラインセンサを示す縦断面図
である。このＸ線ラインセンサは、第５の実施の形態の
Ｘ線ラインセンサにおける光学系からなる蛍光集光部２
９に代えて、光ファイバー３２からなる蛍光集光部３１
を用いてＸ線−蛍光変換部１３からの蛍光７を撮像素子
２０上に結像させるようにしたものである。このＸ線ラ
インセンサにおいても、Ｘ線−蛍光変換部１３から発光
した蛍光７を効率よく電気信号に変換することができる
から、高感度となる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明のＸ線ラインセンサ
によれば、Ｘ線蛍光物質が光学的な界面を有する形状に
形成されたＸ線−蛍光変換部を備えているので、高感度
を得ることを目的としてＸ線蛍光物質の厚みを大きく形
成しながらもクロストークによる分解能の低下を防止で
きる。また、Ｘ線蛍光物質におけるＸ線の入射方向の厚
みを、成膜方向とは異なる方向に設定するようにしたの
で、Ｘ線を高い変換効率で蛍光に変換できる構成としな
がらも、Ｘ線蛍光物質を僅かな成膜時間で形成すること
ができる。撮像部が撮像素子を直線状に配置した構成に
なっているので、高い分解能を得ることを目的としてＸ
線−蛍光変換部を検査対象物に接近して配置しても、撮
像素子の配置方向以外の散乱Ｘ線の影響を除外できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線ラインセ
ンサを示す要部の斜視図。

【図２】（ａ），（ｂ）は同上ラインセンサにおけるＸ
線−蛍光変換部の作製過程を工程順に示す斜視図。

【図３】同上ラインセンサの光学説明図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線ラインセ
ンサを示す要部の斜視図。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係るＸ線ラインセ
ンサを示す要部の斜視図。

【図６】同上ラインセンサの光学説明図。

【図７】（ａ）は本発明の第４の実施の形態に係るＸ線
ラインセンサにおけるＸ線−蛍光変換部の斜視部、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面部。

【図８】本発明の第５の実施の形態に係るＸ線ラインセ
ンサを示す斜視図。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図。

【図１０】同上ラインセンサにおけるＸ線−蛍光変換部
と撮像素子との位置関係を示す平面図。

【図１１】本発明の第６の実施の形態に係るＸ線ライン
センサの縦断面図。

【図１２】本発明の対象となるＸ線検査装置の全体構成
を示すブロック構成図。

【図１３】Ｘ線蛍光物質内での分解能の低下の発生を示
す光学説明図。

【図１４】従来のＸ線検査装置におけるＸ線−蛍光変換
部の斜視図。

【図１５】（ａ）〜（ｄ）は同上Ｘ線−蛍光変換部の作
製過程を工程順に示した縦断面図。

【図１６】Ｘ線画像の拡大の光学説明図。

【図１７】従来のＸ線検査装置の光学説明図。

【符号の説明】

２ 対象物 ３ Ｘ線 ７ 蛍光 ９ Ｘ線蛍光物質 １３ Ｘ線−蛍光変換部 １４ 撮像部 １７ 基板 １８ 溝部 ２０ 撮像素子 ２１ Ｘ線−蛍光変換部 ２２ 蛍光反射物質 ２４ Ｘ線−蛍光変換部 ２７ 蛍光反射部 ２８ Ｘ線遮蔽部材 ２９，３１ 蛍光集光部 ３２ 光ファイバ− ｕ 成膜方向 ｖ 配列方向 ｗ 入射方向 ｅ 溝幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市原 勝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 奥村 一正 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA11 BA14 CA01 DA01 DA08 DA10 GA05 GA12 HA12 HA13 HA20 JA04 KA03 SA01 SA04 2G088 EE29 GG19 JJ04

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物を透過したＸ線を蛍光に変換する
   Ｘ線−蛍光変換部と、前記蛍光を電荷に変換して画像信
   号を得る撮像部とを備えたＸ線ラインセンサにおいて、 前記撮像部は、複数の撮像素子が直線状に配置されてな
   り、 前記Ｘ線−蛍光変換部は、所定の溝幅の溝部が一定間隔
   で平行に形成された基板の表面に、Ｘ線を蛍光に変換す
   るＸ線蛍光物質が所定の膜厚に成膜して形成されている
   とともに、前記Ｘ線蛍光物質の成膜方向が前記撮像素子
   の配列方向および前記Ｘ線の入射方向に対し共に直交す
   るよう配置して前記撮像部に対設されていることを特徴
   とするＸ線ラインセンサ。
2. 【請求項２】 対象物を透過したＸ線のうちの撮像素子
   に対向するもの以外を遮断するＸ線遮蔽部材を、前記対
   象物とＸ線−蛍光変換部との間に配置し、前記撮像素子
   に対し垂直な方向の蛍光を集光して前記撮像素子に対し
   垂直に入射させる光学系からなる蛍光集光部を、前記Ｘ
   線−蛍光変換部と撮像部との間に配置した請求項１に記
   載のＸ線ラインセンサ。
3. 【請求項３】 光学系の蛍光集光部に代えて、光ファイ
   バーからなる蛍光集光部を用いた請求項２に記載のＸ線
   ラインセンサ。
4. 【請求項４】 対象物を透過したＸ線を蛍光に変換する
   Ｘ線−蛍光変換部と、前記蛍光を電荷に変換して画像信
   号を得る撮像部とを備えたＸ線ラインセンサにおいて、 前記撮像部は、複数の撮像素子が直線状に配置されてな
   り、 前記Ｘ線−蛍光変換部は、Ｘ線を蛍光に変換するＸ線蛍
   光物質と、蛍光を反射する蛍光反射物質とがそれぞれ所
   定の膜厚で交互に成膜されてなるとともに、前記Ｘ線蛍
   光物質と前記蛍光反射物質の成膜方向が前記撮像素子の
   配列方向に対し平行で、且つ前記Ｘ線の入射方向に対し
   直交するよう配置して前記撮像部に対設されていること
   を特徴とするＸ線ラインセンサ。
5. 【請求項５】 蛍光反射物質に代えて、Ｘ線を透過させ
   ることなく吸収するＸ線吸収物質を用いた請求項４に記
   載のＸ線ラインセンサ。
6. 【請求項６】 対象物を透過したＸ線を蛍光に変換する
   Ｘ線−蛍光変換部と、前記蛍光を電荷に変換して画像信
   号を得る撮像部とを備えたＸ線ラインセンサにおいて、 前記撮像部は、複数の撮像素子が直線状に配置されてな
   り、 前記Ｘ線−蛍光変換部は、Ｘ線を蛍光に変換し、且つ内
   部に比較して表面の光の透過度が低いＸ線蛍光物質を所
   定の膜厚に成膜した薄膜を複数層に重ねて形成されてな
   るとともに、その成膜方向が前記撮像素子の配列方向に
   対し平行で、且つ前記Ｘ線の入射方向に対し直交するよ
   う配置して前記撮像部に対設されていることを特徴とす
   るＸ線ラインセンサ。
7. 【請求項７】 Ｘ線−蛍光変換部における撮像素子との
   対向面を除く面に蛍光反射膜が形成されている請求項１
   ないし請求項６のいずれかに記載のＸ線ラインセンサ。