JP3075647B2 - Ｘ線検査装置の設計方法及びｘ線検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ線検査装置の設計方法
及びＸ線検査装置に係り、特に、小形の検出素子を高密
度に配置することにより、撮影時間の短縮に好適なＸ線
検査装置の設計方法及びＸ線検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線検査装置として種々の装置があり、
最も一般的なものとしてＸ線ＣＴ装置がある。

【０００３】Ｘ線ＣＴ装置は、試料にＸ線を照射し、あ
らゆる方向からの試料の透過データを収集し、計算機で
演算処理することにより断層像を再構成する。断層像を
高い分解能で再構成するためには、Ｘ線検出素子が見込
む視野を小さくすることが必要である。このために検出
素子の前面にはスリットを形成するコリメータを配置す
る。また、あらゆる方向から試料の透過データを取るた
めに、試料を回転並進移動するための操作手段を備えて
いる。さらに、透過データを効率よく取るために、扇状
に広がるファンビームＸ線を放射するＸ線源とこのＸ線
源を中心とする円周上に配列された複数の検出素子とを
備えている。

【０００４】従来のＸ線ＣＴ装置として、たとえば、コ
ンファレンス，レコード，オブ，ザ，１９９１，アイ・
イー・イー・イー，ニュークリアー，サイエンス，シン
ポジューム，アンド，メディカル，イメージング，コン
ファレンス，ボリューム ２（Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ ｔｈｅ １９９１ ＩＥＥＥＮＵ
ＣＬＥＡＲ ＳＣＩＥＮＣＥ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ ａ
ｎｄ ＭＥＤＩＣＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ ＣＯＮＦＥＲ
ＥＮＣＥ，Ｖｏｌｕｍｅ ２），（ｐｐ１０７０−１０
７４）に記載されているものがある（以下、第１の従来
技術という）。この第１の従来技術では、使用するＸ線
が高い透過力をもつ必要があるため、電子線加速器など
を利用した高エネルギーＸ線源を用いている。高い透過
力をもつＸ線は、逆に遮蔽および検出が困難となる。そ
こで、例えば検出素子としてＣＷＯ（ＣｄＷＯ₄ ）シン
チレータのような密度の高い物質を使用している。ま
た、検出素子は隣接する検出素子からの散乱線によるク
ロストークを避けるために検出素子間に遮蔽板を挿入し
ている。

【０００５】また、他の従来技術として、特開平３−２
９５４９３号公報に記載されているものがある（以下、
第２の従来技術という）。この第２の従来技術では、複
数のシンチレータ素子が配列されているＸ線ＣＴ装置の
Ｘ線検出器において、シンチレータのＸ線入射面に、各
シンチレータ素子のＸ線入射面における端部を覆うフィ
ルタと、シンチレータへの散乱線入射を防止するための
グリッドとを設けている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】Ｘ線ＣＴ装置におい
て、検出素子の配列を密にすることができれば、同時に
取れるデータの数が増えるために試料の撮影時間を短縮
することができる。また、検出素子の感度が高くなると
Ｓ／Ｎが良くなり再構成画像の画質が向上する。このた
め、検出素子の小形・高感度化の要求が常にある。

【０００７】一方、ＣＴ装置のＸ線検出器において、
「放射線計測ハンドブック」、第２版、ｐ３１３−３１
８（以下、参考文献という）に記載のように、検出素子
が小形になると検出素子の感度が低下する。また検出素
子の詳細な応答関数は一般的に複雑過ぎるため、実際の
検出器の寸法や組成を考慮し各々の経歴をモンテカルロ
計算すること以外、当該応答関数を予測することは困難
である。

【０００８】上記第１及び第２の従来技術では、検出素
子の寸法と感度との関係について検討しておらず、感度
を維持しつつ検出素子を小形化することや、コリメータ
の最適な開口幅を簡便に求めることができなかった。

【０００９】また、上記第１の従来技術において、検出
素子の配列を密にするために検出素子の幅と遮蔽板の幅
を小さくすると、まず、上記参考文献に記載のように検
出素子の感度が低下し、更に、遮蔽板から漏れてくる散
乱線の強度が強くなるためにクロストークが増加すると
いう問題があった。

【００１０】更に、上記第２の従来技術においては、検
出素子を構成するシンチレータの端部へＸ線の入射を防
ぐために設けたフィルタがシンチレータの受光面を制限
しており、このためフィルタの開口部の幅、フィルタの
遮光部の幅及びスペーサの幅を適切に選ばないとシンチ
レータへ入射するＸ線の強度が下がり、Ｓ／Ｎ比が悪く
なるという問題があった。

【００１１】本発明の第１の目的は、Ｘ線検査装置にお
ける基本構成である検出素子やコリメータの最適寸法に
ついての設計基準を与え、検出素子やコリメータの設計
を容易にするＸ線検査装置の設計方法を提供することに
ある。

【００１２】本発明の第２の目的は、検出素子を小形化
し、多数の検出素子を高密度に配列することにより高速
撮影が可能なＸ線検査装置の設計方法及びＸ線検査装置
を提供することにある。

【００１３】本発明の第３の目的は、検出素子を小形化
し、散乱Ｘ線の検出を減らすことによりクロストークを
下げ、良好な断層像を得ることが可能なＸ線検査装置の
設計方法及びＸ線検査装置を提供することにある。

【００１４】本発明の第４の目的は、検出素子間に存在
する遮蔽材を不要とし、遮蔽材によるクロストークの増
加を防止して良好な断層像を得ることが可能なＸ線検査
装置の設計方法及びＸ線検査装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記第１〜第３の目的を
達成するために、本発明によれば、試料にＸ線を照射す
るためのＸ線源と、回転並進移動して試料を操作する操
作手段と、前記Ｘ線源により発生したＸ線の進行方向と
垂直な方向に一列に配列され、前記試料を透過したＸ線
を検出する複数の検出素子を有するＸ線検出器と、前記
複数の検出素子の前方に配置され、前記各検出素子の有
効開口幅を画定するコリメータとを備えるＸ線検査装置
の設計方法において、前記Ｘ線源により発生するＸ線の
最大エネルギーが３ＭｅＶ以上であるときは、前記Ｘ線
が前記検出素子に入射することにより発生する２次電子
の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの４
０％〜６０％として求め、前記Ｘ線源により発生するＸ
線の最大エネルギーが１ＭｅＶ〜３ＭｅＶであるとき
は、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより発生
する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エ
ネルギーの５０％〜８０％として求め、前記Ｘ線源によ
り発生するＸ線の最大エネルギーが１ＭｅＶ以下である
ときは、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより
発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最
大エネルギーの８０％〜１００％として求め、この２次
電子の有効最大エネルギーから前記Ｘ線が前記検出素子
に入射することにより発生する２次電子の有効最大飛程
を計算すること；前記コリメータにより画定される前記
各検出素子の有効開口幅をａ、前記２次電子の有効最大
飛程をｂとするとき、前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄ
を、 ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を満たすように設計する ことを特徴とするＸ線検査装置
の設計方法が提供される。また、上記第１〜第４の目的
を達成するために、本発明によれば、試料にＸ線を照射
するためのＸ線源と、回転並進移動して試料を操作する
操作手段と、前記Ｘ線源により発生したＸ線の進行方向
と垂直な方向に一列に配列され、前記試料を透過したＸ
線を検出する複数の検出素子を有するＸ線検出器と、前
記複数の検出素子の前方に配置され、前記各検出素子の
有効開口幅を画定するコリメータとを備えるＸ線検査装
置の設計方法において、前記Ｘ線源により発生するＸ線
の最 大エネルギーが３ＭｅＶ以上であるときは、前記Ｘ
線が前記検出素子に入射することにより発生する２次電
子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの
４０％〜６０％として求め、前記Ｘ線源により発生する
Ｘ線の最大エネルギーが１ＭｅＶ〜３ＭｅＶであるとき
は、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより発生
する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エ
ネルギーの５０％〜８０％として求め、前記Ｘ線源によ
り発生するＸ線の最大エネルギーが１ＭｅＶ以下である
ときは、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより
発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最
大エネルギーの８０％〜１００％として求め、この２次
電子の有効最大エネルギーから前記Ｘ線が前記検出素子
に入射することにより発生する２次電子の有効最大飛程
を計算すること；前記コリメータにより画定される前記
各検出素子の有効開口幅をａ、前記２次電子の有効最大
飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギーと等しい
エネルギーの２次電子の最大飛程をｃとするとき、前記
各検出素子の有感部の幅Ｗｄを、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように設計することを特徴とするＸ線検査装置
の設計方法が提供される。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】また、上記第２〜第３の目的を達成するた
め、本発明によれば、試料にＸ線を照射するためのＸ線
源と、回転並進移動して試料を操作する操作手段と、前
記Ｘ線源により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に
一列に配列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複
数の検出素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素
子の前方に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画
定するコリメータとを備えるＸ線検査装置において、前
記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記コ
リメータによって画定される前記各検出素子の有効開口
幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより
発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最
大エネルギーの４０％〜６０％として求めた２次電子の
有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギー
と等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃとすると
き、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を 満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
されており、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネ
ルギーが３ＭｅＶ以上で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．
５ｍｍであり、前記複数の検出素子の配列ピッチが２．
６ｍｍ〜１６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置
が提供される。また、上記第２〜第４の目的を達成する
ために、本発明によれば、試料にＸ線を照射するための
Ｘ線源と、回転並進移動して試料を操作する操作手段
と、前記Ｘ線源により発生したＸ線の進行方向と垂直な
方向に一列に配列され、前記試料を透過したＸ線を検出
する複数の検出素子を有するＸ線検出器と、前記複数の
検出素子の前方に配置され、前記各検出素子の有効開口
幅を画定するコリメータとを備えるＸ線検査装置におい
て、前記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、
前記コリメータによって画定される前記各検出素子の有
効開口幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射すること
により発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ
線の最大エネルギーの４０％〜６０％として求めた２次
電子の有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネ
ルギーと等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃと
するとき、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
されており、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネ
ルギーが３ＭｅＶ以上で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．
５ｍｍであり、前記複数の検出素子の配列ピッチが２．
６ｍｍ〜１６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置
が提供される。

【００３０】更に、本発明によれば、前記各検出素子の
Ｘ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記コリメータによっ
て画定される前記各検出素子の有効開口幅をａ、前記Ｘ
線が前記検出素子に入射することにより発生する２次電
子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの
５０％〜８０％として求めた２次電子の有効最大飛程を
ｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギーと等しいエネル
ギーの２次電子の最大飛程をｃとするとき、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を 満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
されており、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネ
ルギーが１ＭｅＶ〜３ＭｅＶで要求分解能が０．１ｍｍ
〜０．５ｍｍであり、前記複数の検出素子の配列ピッチ
が１ｍｍ〜１６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装
置が提供される。また、本発明によれば、前記各検出素
子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記コリメータに
よって画定される前記各検出素子の有効開口幅をａ、前
記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより発生する２
次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギ
ーの５０％〜８０％として求めた２次電子の有効最大飛
程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギーと等しいエ
ネルギーの２次電子の最大飛程をｃとするとき、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
されており、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネ
ルギーが１ＭｅＶ〜３ＭｅＶで要求分解能が０．１ｍｍ
〜０．５ｍｍであり、前記複数の検出素子の配列ピッチ
が１ｍｍ〜１６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装
置が提供される。

【００３１】また、本発明によれば、前記各検出素子の
Ｘ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記コリメータによっ
て画定される前記各検出素子の有効開口幅をａ、前記Ｘ
線が前記検出素子に入射することにより発生する２次電
子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの
８０％〜１００％として求めた２次電子の有効最大飛程
をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギーと等しいエネ
ルギーの２次電子の最大飛程をｃとするとき、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を 満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
されており、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネ
ルギーが１ＭｅＶ以下で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．
５ｍｍであり、前記複数の検出素子の配列ピッチが０．
４ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置
が提供される。また、本発明によれば、前記各検出素子
のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記コリメータによ
って画定される前記各検出素子の有効開口幅をａ、前記
Ｘ線が前記検出素子に入射することにより発生する２次
電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギー
の８０％〜１００％として求めた２次電子の有効最大飛
程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギーと等しいエ
ネルギーの２次電子の最大飛程をｃとするとき、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
されており、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネ
ルギーが１ＭｅＶ以下で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．
５ｍｍであり、前記複数の検出素子の配列ピッチが０．
４ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置
が提供される。

【００３２】

【作用】各検出素子の有効開口幅をａ、２次電子の有効
最大飛程をｂとするとき、Ｘ線が検出素子に入射するこ
とにより発生する２次電子の有効最大エネルギーを求め
てから、この２次電子の有効最大エネルギーからＸ線が
前記検出素子に入射することにより発生する２次電子の
有効最大飛程ｂを計算し、各検出素子の有感部の幅Ｗｄ
をａ＋２ｂを基準にして設計することにより、複雑なモ
ンテカルロ計算を実施する必要がなく容易に検出素子の
寸法設計が可能となり、検出素子の寸法設計に要する時
間が短縮される。

【００３３】各検出素子の有感部の幅Ｗｄを、ａ≦Ｗｄ
≦ａ＋２ｂを満たすように設計することにより、検出素
子が小形化され、多数の検出素子を高密度に配列するこ
とにより高速撮影が可能となる。また、検出素子の小形
化により散乱Ｘ線によるクロストークが小さくなるの
で、Ｓ／Ｎ比を上げて良好な断層像が得られる。また、
遮蔽材は２次電子の強度を下げるだけでよいので、遮蔽
材が薄くなり、検出素子の高密度配列が容易となる。

【００３４】また、各検出素子の有感部の幅Ｗｄを、ａ
＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃを満たすように設計することに
より、検出素子が小形化され、多数の検出素子を高密度
に配列することにより高速撮影が可能となる。また、遮
蔽材が全く不要となるので、散乱Ｘ線が遮蔽材に当たる
ことにより発生する２次電子によるクロストーク成分が
なくなり、更にクロストークが小さくなる。また、発生
した散乱Ｘ線及び有効最大エネルギー以上のエネルギー
を持つ２次電子の吸収量も増大し、Ｘ線の検出感度が良
くなる。このため、Ｓ／Ｎ比を上げて良好な断層像が得
られる。

【００３５】

【００３６】更に、各検出素子の有効開口幅ａをＷｄ−
２ｂを基準にして設定し、この有効開口幅が得られるよ
うコリメータの開口幅を決定することにより、複雑なモ
ンテカルロ計算を実施する必要がなく容易にコリメータ
の寸法設計が可能となり、コリメータの寸法設計に要す
る時間が短縮される。

【００３７】また、各検出素子の有効開口幅ａをＷｄ−
２ｂ≦ａ≦Ｗｄを満たすように設計することにより、発
生した２次電子を効率よく検出しながらＸ線の入射領域
を拡張し、Ｘ線検査装置の感度を向上できる。

【００３８】

【実施例】原理 まず、本発明のＸ線検査装置の設計方法の原理について
図２及び図３を用いて説明する。本発明は、検出素子に
Ｘ線を入射することにより生じる２次電子の振舞に着目
したものであり、その検討結果を以下に説明する。

【００３９】図２は、円筒型の検出素子の円形端面の中
心に、円筒の軸に平行に一定エネルギーでペンシルビー
ム状のＸ線を入射させ、検出素子の円筒の半径を変えた
ときに、円筒の半径に対して検出素子への付与エネルギ
ーがどのように変化するかについて、本願発明者等が行
った計算結果を示す。

【００４０】図２において、横軸は検出素子の円筒の半
径を、検出素子の材質および入射Ｘ線のエネルギーによ
らない単位（円筒の実際の半径に検出素子を構成してい
る物質の密度を掛け、入射Ｘ線のエネルギーで割った
値）で示し、縦軸は検出素子への付与エネルギーを、付
与エネルギーと入射Ｘ線のエネルギーの比で示した。検
出素子への付与エネルギーは検出素子の感度に比例す
る。また、円筒型の検出素子の長さは、入射したＸ線が
９９％以上反応する長さとした。計算は、検出素子の材
質として、ＣＷＯ（ＣｄＷＯ₄ シンチレータ）及びＳｉ
（シリコン半導体検出素子）の２種類について行った。
入射Ｘ線のエネルギーは３ＭｅＶとした。

【００４１】図２から分かるように、検出素子の円筒の
半径と検出素子への付与エネルギーとの関係は、検出素
子の材質に係わらずほとんど同じ傾向を示す。即ち、検
出素子への付与エネルギーは、検出素子の半径が増すに
つれて２段階の変化をする。検出素子の半径が大きくな
ると、横軸の０．４４の付近で一度飽和し、更に半径が
大きくなると縦軸の１．０に近づく。初めの飽和は、Ｘ
線の入射によりＸ線の入射軸上で発生した２次電子の吸
収過程であり、後の飽和は、散乱線の吸収過程であると
考えられる。２次電子は荷電粒子であるため散乱線に比
べて格段にエネルギーの付与効率が高く、検出素子の半
径に対する付与エネルギーの勾配は２次電子の吸収過程
のほうが大きい。図２は、入射Ｘ線のエネルギーが３Ｍ
ｅＶの場合を示したが、入射Ｘ線のエネルギーが数１０
０ｋｅＶ以上であれば、ほぼ同じ傾向を示す。

【００４２】図２の結果より、検出素子の感度を１０％
〜２０％向上させるためには、検出素子の幅寸法を１桁
大きくしなければならず、検出素子の幅を適切に選ばな
ければ、極めて検出素子の利用効率が悪くなる。Ｘ線Ｃ
Ｔ装置のように検出素子を密に配置する場合には、検出
素子の幅を適切に設計することが特に重要となる。ま
た、２次電子は荷電粒子であるため散乱線に比べて格段
にエネルギーの付与効率が高いため、Ｘ線ＣＴ用検出素
子の寸法を設計する場合、２次電子の振舞を考慮するこ
とが重要となる。本願発明者等は２次電子の有効最大飛
程に着目し、検出素子の幅を２次電子の有効最大飛程を
基準として設計することにより、小形の検出素子を多数
配置することを可能とし、高速撮影が可能なＸ線検査装
置を実現できることを見出だした。以上が本発明の第１
の原理である。

【００４３】なお、「２次電子の有効最大飛程」とは、
Ｘ線が検出素子に入射することにより発生する２次電子
のうち有効最大エネルギーを持つ２次電子の最大飛程の
ことであり、「２次電子の有効最大エネルギー」とは、
Ｘ線により発生する２次電子の実用的な最大エネルギー
のことである。

【００４４】次に、２次電子の有効最大飛程を基準とし
て検出素子の幅を設計する場合、入射するＸ線により発
生する２次電子の有効最大エネルギーを決定することが
カギとなる。図３に、連続Ｘ線の最大エネルギーと発生
２次電子の有効最大エネルギーとの関係について、本願
発明者等が行った検討結果を示す。図中、点線は、２次
電子の有効最大エネルギーがＸ線の最大エネルギーにほ
ぼ等しくなる（１００％）場合と、２次電子の有効最大
エネルギーがＸ線の最大エネルギーのほぼ半分になる
（５０％）の場合の参考線である。

【００４５】高エネルギーＸ線では電子対生成反応が支
配的で、この反応により発生する２次電子の有効最大エ
ネルギーは、Ｘ線のエネルギーのほぼ半分になる。ま
た、低エネルギーＸ線では光電効果が支配的となり、こ
の反応により発生する２次電子の有効最大エネルギー
は、Ｘ線のエネルギーにほぼ等しくなる。

【００４６】以上より、連続Ｘ線の最大エネルギーとそ
こから発生する２次電子の実用的な最大エネルギー（有
効最大エネルギー）の関係は、連続Ｘ線の最大エネルギ
ーが３ＭｅＶ以上では、発生する２次電子の有効最大エ
ネルギーは連続Ｘ線の最大エネルギーの４０％〜６０％
であり、連続Ｘ線の最大エネルギーが１ＭｅＶから３Ｍ
ｅＶまでは発生する２次電子の有効最大エネルギーは連
続Ｘ線の最大エネルギーの５０％〜８０％であり、連続
Ｘ線の最大エネルギーが１ＭｅＶ以下では発生する２次
電子の有効最大エネルギーは連続Ｘ線の最大エネルギー
の８０％〜１００％となる。

【００４７】一方、２次電子の最大飛程は、２次電子の
最大エネルギーをＥ［ＭｅＶ］、検出素子の密度をρ
［ｇ／ｃｍ3 ］とし、２次電子の最大飛程をｂ［ｃｍ］
とすれば、 ｂ＝０．４０７×Ｅ^1.38／ρ （０．８＞Ｅ＞０．１５） ｂ＝（０．５４２×Ｅ−０．１３３）／ρ （Ｅ＞０．８） …（１） で求められる（原子核・放射線の基礎：真田順平著：共
立全書，ｐ９３）。

【００４８】したがって、上記のように２次電子の有効
最大エネルギーが求まると、当該（１）式から２次電子
の最大飛程ｂを計算することができる。以上が本発明の
第２の原理である。

【００４９】ちなみに、図２の計算例では、入射Ｘ線の
エネルギーが３ＭｅＶであるので、発生する２次電子の
有効最大エネルギーは図３より、入射Ｘ線エネルギーの
約５０％の１．５ＭｅＶであり、検出素子の密度をＣＷ
Ｏシンチレータの７．９ｇ／ｃｍ³ とし、上記（１）式
で２次電子の最大飛程ｂを計算すると、約０．８６ｍｍ
となる。更にこの値に密度を掛け、入射Ｘ線のエネルギ
ーで割ると０．２３ｇ／ｃｍ³ ・ＭｅＶとなる。図２に
この有効最大飛程に対応する検出素子の半径を示すと、
点線の位置となる。この半径は、前述の飽和半径の約半
分である。

【００５０】設計方法の基本概念 次に、上記原理に基づく本発明のＸ線検査装置の設計方
法の基本概念を図１により説明する。

【００５１】図１において、２０はＸ線検査装置におけ
る基本構成の１つである検出素子を示し、検出素子２０
は、例えばＸ線の入射により螢光を発生するシンチレー
タ２０ａからなり、シンチレータ２０ａで発生した螢光
はフォトダイオード２０ｂにより電流に変換される。シ
ンチレータ２０ａの前面には、シンチレータ２０ａに入
射するＸ線を絞り、シンチレータ２０ａの有効開口幅を
画定するコリメータ２１が配置されている。

【００５２】本発明にしたがってシンチレータ２０ａの
有感部の幅Ｗｄを設計する場合、まず、コリメータ２１
の開口幅に対応するシンチレータ２０ａの有効開口幅ａ
を決める。これは、シンチレータ２０ａに要求される分
解能をΔｘとすると、分解能ΔｘとＸ線検査装置の構造
的寸法から求まる。Ｘ線検査装置の構造的寸法について
は後述する。シンチレータ２０ａの有効開口幅ａが決ま
れば、これに対応してコリメータ２１の開口幅が決ま
る。

【００５３】次に、Ｘ線がシンチレータ２０ａに入射す
ることにより発生する２次電子の有効最大飛程ｂを計算
する。この有効最大飛程ｂは上記第２の原理に基づき計
算する。即ち、使用するＸ線が連続Ｘ線（制動Ｘ線）の
とき、２次電子の有効最大エネルギーを図３の特性から
求め、この求めた２次電子の有効最大エネルギーから上
記（１）式により２次電子の有効最大飛程ｂを求める。
例えば、Ｘ線の最大エネルギーが３ＭｅＶ以上のとき
は、２次電子の有効最大エネルギーをＸ線の最大エネル
ギーの４０％〜６０％として求め、Ｘ線の最大エネルギ
ーが１ＭｅＶ〜３ＭｅＶのときは、２次電子の有効最大
エネルギーをＸ線の最大エネルギーの５０％〜８０％と
して求め、Ｘ線の最大エネルギーが１ＭｅＶ以下のとき
は、２次電子の有効最大エネルギーをＸ線の最大エネル
ギーの８０％〜１００％として求め、それぞれ（１）式
より２次電子の有効最大飛程ｂを計算する。

【００５４】次に、このようにしてシンチレータ２０ａ
の有効開口幅ａと２次電子の有効最大飛程ｂが求まる
と、上記第１の原理に基づきａ＋２ｂを基準にしてシン
チレータ２０ａの有感部の幅Ｗｄを決定する。

【００５５】シンチレータ２０ａの有感部の幅ＷｄをＷ
ｄ＝ａ＋２ｂとしたとき、理論上、発生した２次電子
（有効最大エネルギー以下のエネルギーを持つ２次電
子：以下、有効最大飛程ｂとの関係で使用する場合はこ
の意味で使用するものとする）がシンチレータ２０ａの
外部に漏れることがなくなる。このため、シンチレータ
２０ａは発生した２次電子の全てを検出することにな
る。前述したように、このシンチレータ２０ａで検出さ
れる２次電子は散乱線に比べて格段にエネルギーの付与
効率が高い。したがって、この２次電子を効率よく検出
することで感度を落とさずにシンチレータ２０ａを小形
化できる。即ち、シンチレータ２０ａの最適寸法の設計
に際してａ＋２ｂを基準に用いることができることが分
かる。

【００５６】一方、シンチレータ２０ａの有感部の幅Ｗ
ｄが予め決まっている場合は、上記のように発生する２
次電子の有効最大飛程ｂを決めた後、シンチレータ２０
ａの有効開口幅ａがＷｄ−２ｂとなるようにコリメータ
２１の開口幅を決定する。これにより、発生した２次電
子を効率よく検出しながらＸ線の入射領域を最大限に拡
張し、高感度の検出器を提供できる。

【００５７】したがって、本発明によれば、Ｘ線検査装
置における基本構成である検出素子やコリメータの最適
寸法についての設計基準が確立され、高速撮影を可能と
したり良好な断層像を得るための検出素子の設計や、Ｘ
線検査装置の感度を向上するためのコリメータの設計が
容易となる。

【００５８】Ｘ線エネルギーの適用範囲 本発明は２次電子の有効最大飛程ｂがポイントである。
検出素子の設計でｂの値が工作精度や固定精度以下にな
れば、本発明の上記効果は十分に得られない。図４
（ａ）にＸ線の最大エネルギーと２次電子の有効最大飛
程（半導体素子とシンチレータ（ＣＷＯ））の関係を示
す。この図より、工作精度や固定精度が０．０５ｍｍ程
度とすれば、Ｘ線の最大エネルギーが３００ｋｅＶより
高いエネルギーで本発明が有意義になり、特に１ＭｅＶ
以上でその効果が顕著に現れることが分かる。なお、こ
の図ではＸ線の最大エネルギーを１０ＭｅＶの場合まで
例示したが、本発明は、それ以上の最大エネルギーを持
つＸ線に対しても適用できるものである。

【００５９】設計方法の実施例 次に、上記設計概念を用いた具体的な設計方法を説明す
る。設計方法の第１の実施例 本発明の第１の実施例による設計方法は、シンチレータ
２０ａの有感部の幅Ｗｄを、 ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ …（２） を満たすように設計することである。

【００６０】シンチレータ２０ａの有感部の幅Ｗｄがａ
＋２ｂの値よりも小さくなると、発生した２次電子の一
部はシンチレータの外部に漏れる。その漏れ量はＷｄ＝
ａのとき最大となる。しかし、漏れ量の割合は、有効開
口幅ａの端部位置に発生した２次電子で見て、発生した
２次電子の半分であり、端部位置から内側に行くにした
がって漏れ量の割合は減少する。したがって、ａ≦Ｗｄ
≦ａ＋２ｂの範囲であれば発生した２次電子を十分に検
出することができる。一方、有感部の幅Ｗｄをａ＋２ｂ
より小さくすれば、シンチレータ２０ａの一層の小形化
が可能となる。したがって、検出素子６の小形化を主眼
とした場合には、この設計方法は有利であり、多数の検
出素子６を高密度に配列することにより高速撮影が可能
となる。

【００６１】また、シンチレータ２０ａが小形化するこ
とにより散乱Ｘ線の検出が減り、クロストークが小さく
なる効果もある。以下、このことを詳細に説明する。

【００６２】高エネルギーのＸ線を使用するＣＴ用検出
器には散乱Ｘ線によるクロストークの問題がある。この
クロストークとは、検出素子へ入射したＸ線がコンプト
ン散乱反応で散乱Ｘ線を発生し、これを隣接する検出素
子が検出する現象である。したがって、クロストークは
隣接する検出素子へ入射する散乱Ｘ線の強度と入射した
散乱Ｘ線を検出する効率の積に比例する。従来は、前者
の散乱Ｘ線の強度を下げるために遮蔽材を設置した。本
実施例では、上記のようにシンチレータ２０ａの幅を従
来に比較して小さくできるため、後者の散乱Ｘ線を検出
する効率を下げることができる。また、散乱Ｘ線は全方
向に発生するため、検出素子の高さが小さくなれば、散
乱Ｘ線が検出素子へ入射する強度も下がる。両方の効果
でクロストークをより小さくできる。

【００６３】したがって、本実施例では、散乱Ｘ線の強
度を下げるための遮蔽材の設置は不要となり、２次電子
の強度を下げるためだけの遮蔽材を設置するだけで従来
よりも散乱Ｘ線によるクロストークを小さくでき、Ｓ／
Ｎ比を上げて良好な断層像を得ることができる。また、
遮蔽材は２次電子の強度を下げるだけでよいので、遮蔽
材を薄くすることができ、検出器を更に小形化できる。

【００６４】設計方法の第２の実施例 本発明の第２の実施例による設計方法は、シンチレータ
２０ａに入射するＸ線の最大エネルギーと等しいエネル
ギーの２次電子の最大飛程をｃとするとき、シンチレー
タ２０ａの有感部の幅Ｗｄを、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ …（３） を満たすよう設計することである。

【００６５】シンチレータ２０ａの有感部の幅Ｗｄがａ
＋２ｂの値よりも大きくなると、上記したように発生し
た２次電子はシンチレータの外部に漏れなくなる。した
がって、上記第１の実施例では必要としていた２次電子
の強度を下げるための遮蔽材が不要となる。

【００６６】一方、シンチレータ２０ａの有感部の幅Ｗ
ｄをａ＋２ｂの値よりも大きくする場合、上記第１の原
理からそれ以上無闇に大きくしても、発生した２次電子
の検出効率は増大しない。したがって、通常はこの幅Ｗ
ｄの値はａ＋２ｂの近傍に設定する。このようにａ＋２
ｂの近傍に幅Ｗｄを設定することにより検出素子６は小
形化でき、多数の検出素子６を高密度に配列することに
より高速撮影が可能となる。また、検出素子が小形にな
ることで散乱Ｘ線の検出が減り、遮蔽材を用いずとも散
乱Ｘ線によるクロストークが小さくなる。すなわち、こ
の場合は遮蔽材がまったく不要となる。

【００６７】また、第１の実施例と同様に検出素子が小
形になることで散乱Ｘ線の検出が減り、散乱Ｘ線による
クロストークが小さくなる。

【００６８】更に、遮蔽材を配置した場合、散乱Ｘ線が
遮蔽材を通るときに遮蔽材から電子をたたき出し、この
電子を隣接する検出素子が検出することによるクロスト
ークの成分が生じる。検出素子が小さくなると、上記の
ように散乱Ｘ線によるクロストークが小さくなるので、
この遮蔽材からたたき出された電子によるクロストーク
成分が無視できなくなる。本実施例では、遮蔽材が全く
不要となるので、この遮蔽材によるクロストークの増加
も防止される。

【００６９】一方、シンチレータ２０ａの有感部の幅Ｗ
ｄがａ＋２ｂを越えて大きくなるにしたがって、発生し
た散乱Ｘ線をそのシンチレータ２０ａ自身の内部で吸収
する量も徐々に増えて行く。

【００７０】また、今までは、発生した２次電子として
有効最大エネルギー以下のエネルギーを持つ２次電子に
ついて考察した。すなわち、２次電子の有効最大エネル
ギーをＸ線の最大エネルギーの大きさに応じその４０％
〜１００％として求めており、このため、例えば高エネ
ルギ側では２次電子の有効最大エネルギーはＸ線の最大
エネルギーの約半分としている。しかし、この場合も、
０でない確率（無視できる程度）でＸ線のエネルギーと
同じエネルギーの２次電子が発生している。この２次電
子を検出素子内で吸収するためには、この２次電子の最
大飛程で計算する必要がある。つまり、入射Ｘ線のエネ
ルギーと等しいエネルギー（１００％）の２次電子の最
大飛程を上記のｃとすると、検出素子の有感部の幅Ｗｄ
の上限はａ＋２ｃとなる。なお、低エネルギ側では２次
電子のエネルギーを入射Ｘ線のエネルギーのほぼ１００
％で計算するので、ａ＋２ｃとａ＋２ｂの値はほぼ等し
くなる。

【００７１】図４（ｂ）に、ＣＷＯシンチレータを例と
して、Ｘ線の最大エネルギーと２種類に最大飛程ｂとｃ
の関係を示す。ｃの値はｂと同様に上記（１）式より計
算した。

【００７２】したがって、シンチレータ２０ａの有感部
の幅Ｗｄがａ＋２ｂを越えて大きくなるにしたがって、
Ｘ線のエネルギーと同じエネルギーの２次電子を含む有
効最大エネルギー以上のエネルギーを持つ２次電子をシ
ンチレータ２０ａ自身の内部で吸収する量も徐々に増え
て行く。この２次電子の吸収する量は幅Ｗｄがａ＋２ｃ
に等しくなったときに最大となり、これ以上シンチレー
タ２０ａの有感部の幅Ｗｄを大きくしても、発生した２
次電子の吸収という観点からは無駄である。

【００７３】以上のように、シンチレータ２０ａの有感
部の幅Ｗｄの上限をａ＋２ｃに設定し、この範囲内で幅
Ｗｄを大きくして行けば、発生した散乱Ｘ線及び有効最
大エネルギー以上のエネルギーを持つ２次電子の吸収量
も増大し、Ｘ線の検出感度が良くなり、Ｓ／Ｎ比を向上
できる。

【００７４】したがって、本実施例では第１の実施例以
上にクロストークを小さくできると共に、Ｘ線の検出感
度が良くなり、Ｓ／Ｎ比を更に向上させて良好な断層像
を得ることができる。

【００７５】設計方法の第３の実施例 本発明の第３の実施例による設計方法は、シンチレータ
２０ａの有感部の幅Ｗｄが予め決まっている場合に、シ
ンチレータ２０ａの有効開口幅ａを、 Ｗｄ−２ｂ≦ａ≦Ｗｄ …（４） を満たすように設計し、この有効開口幅ａが得られるよ
うコリメータ２１の開口幅を決めることである。

【００７６】シンチレータ２０ａの有感部の幅Ｗｄが予
め決まっている場合に、シンチレータ２０ａの有効開口
幅ａをＷｄ−２ｂより大きくすると、発生した２次電子
の一部はシンチレータの外部に漏れる。その漏れ量はａ
＝Ｗｄのとき最大となる。しかし、漏れ量の割合は、有
効開口幅ａの端部位置に発生した２次電子で見て、発生
した２次電子の半分であり、端部位置から内側に行くに
したがって漏れ量の割合は減少する。したがって、ａ≦
Ｗｄ≦ａ＋２ｂの範囲であれば発生した２次電子を十分
に検出することができる。一方、シンチレータ２０ａの
有効開口幅ａをＷｄ−２ｂより大きくすれば、Ｘ線の入
射領域が拡張される。

【００７７】したがって、本実施例によれば、発生した
２次電子を効率よく検出しながらＸ線の入射領域を最大
限に拡張し、Ｘ線検査装置の感度を向上できる。

【００７８】Ｘ線検査装置の実施例 次に、上記設計方法に基づいて製作されたＸ線検査装置
のいくつかの実施例を図面により説明する。

【００７９】Ｘ線検査装置の第１の実施例 まず、本発明のＸ線検査装置の第１の実施例を図５〜図
９により説明する。本実施例は上記設計方法の第１の実
施例をＸ線ＣＴ装置を適用したものである。

【００８０】図５において、本実施例のＸ線ＣＴ装置
は、試料２にＸ線を照射するためのＸ線源として連続Ｘ
線を発生するＸ線発生装置１と、回転並進移動して試料
２を操作するスキャナー３と、Ｘ線発生装置１により発
生したＸ線の進行方向と垂直な方向に配列され、試料２
を透過したＸ線を検出する複数の検出素子６を有するＸ
線検出器６Ａと、Ｘ線発生装置１とスキャナー３との間
に配置され、Ｘ線発生装置１により発生するＸ線の拡が
り角を制限するコリメータ４と、スキャナー３と各検出
素子６との間に配置され、各検出素子６に入射されるＸ
線の幅を制限し、各検出素子６の有効開口幅を画定する
コリメータ５と、信号処理回路７と、演算装置８と、表
示装置９とを備えている。

【００８１】Ｘ線検出器６Ａの各検出素子６は、図６に
示すように、Ｘ線の入射により螢光を発生するシンチレ
ータ６ａからなっている。また、Ｘ線検出器６Ａは、シ
ンチレータ６ａで発生した螢光を電流に変換し、電気信
号として信号処理回路７に出力するフォトダイオード６
ｂと、フォトダイオード６ｂと隣接するシンチレータ６
ａとの間に配置された遮蔽板６ｃとを有している。ま
た、シンチレータ６ａの側面のフォトダイオード６ｂが
張り付いている部分以外の面には、遮光のため反射材が
塗布されている。

【００８２】Ｘ線発生装置１により発生したＸ線は、試
料２を透過した後、Ｘ線検出器６Ａのへ入射する。Ｘ線
検出器６Ａからの電気信号は信号処理回路７に送られ、
ここでデジタルデータに変換され、演算装置７に送られ
る。スキャナー３の回転並進移動により試料２のある断
面についてあらゆる方向からの透過データを収集した
後、演算装置８により再構成演算を実施し断層像を再構
成し、その断層像を表示装置９に表示する。

【００８３】また、図６において、シンチレータ６ａは
幅Ｗｄの有感部を有し、シンチレータ６ａのＸ線入射面
には、コリメータ５の開口幅ａに対応して同じ寸法ａの
有効開口幅が画定されている。シンチレータ６ａは、図
６に示すように矩形の横断面形状をしており、コリメー
タ５によるシンチレータ６ａの有効開口幅ａは配列方向
にのみ設定されている。また、シンチレータ６ａの有感
部の幅Ｗｄは、Ｘ線がシンチレータ６ａに入射すること
により発生する２次電子の有効最大飛程をｂとすると、
前述の（２）式である、 ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を満たすように設定されており、特に図示実施例では、
Ｗｄ＝ａ＋２ｂに設定されている。

【００８４】本実施例によれば、本発明の設計方法の第
１の実施例で述べたように、Ｗｄ＝ａ＋２ｂに設計する
ことにより感度を維持しつつシンチレータ６ａを小形化
できる。

【００８５】一例として、Ｘ線の最大エネルギー６Ｍｅ
Ｖの高エネルギーＸ線ＣＴ装置に本発明を適用した場合
について説明する。高エネルギーＸ線の検出では、第１
の従来技術の例のようにＣＷＯシンチレータなどを使用
したとすると、密度が７．９［ｇ／ｃｍ³ ］である。ま
た、最大エネルギー６ＭｅＶのＸ線から発生する２次電
子の有効最大エネルギーは、図３より、２．８ＭｅＶと
なり、先の（１）式より２次電子の有効最大飛程ｂが、
ｂ＝（０．５４２×２．８−０．１３３）／７．９＝
０．１８［ｃｍ］となる。検出素子に要求される空間分
解能から有効開口幅ａが０．５ｍｍとすれば、ＣＷＯシ
ンチレータの幅は、４．１ｍｍとすることが可能とな
り、従来のＣＷＯシンチレータに比べて大幅に小形化さ
れる。これによって、検出素子の高密度配置が容易とな
り、多数の検出素子を配置することにより撮影時間を１
／２以上に短縮することができる。

【００８６】また、シンチレータ６ａが小形化すること
により、散乱Ｘ線の検出が減り、クロストークが小さく
なるので、Ｓ／Ｎ比を上げて良好な断層像を得ることが
できる。また、遮蔽材は２次電子の強度を下げるだけで
よいので、遮蔽材を薄くすることができ、検出器を更に
小形化できる。

【００８７】上記実施例では、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂのう
ち特にＷｄ＝ａ＋２ｂに設定した場合について説明し
た。しかし、本発明の設計方法の第１の実施例で説明し
たように、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂの範囲内であればそれ以
外であってもよい。ａ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｂとした場合を図
８に、Ｗｄ＝ａとした場合を図９に示す。これら変形例
でも実質的に上記実施例と同様な効果が得られる。

【００８８】Ｘ線検査装置の第２の実施例 本発明のＸ線検査装置の第２の実施例を図１０により説
明する。本実施例は上記設計方法の第２の実施例をＸ線
ＣＴ装置に適用したものである。

【００８９】図１０において、シンチレータ６ａの有感
部の幅Ｗｄは、Ｘ線がシンチレータ６ａに入射すること
により発生する２次電子の有効最大飛程ｂ及びシンチレ
ータ２０ａに入射するＸ線の最大エネルギーと等しいエ
ネルギーの２次電子の最大飛程ｃに対して、前述の
（３）式である、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすよう設定されている。隣接するシンチレータ６
ａ間には遮蔽板はなく、シンチレータ６ａは空気層６ｄ
により互いに隔てられている。

【００９０】本実施例によれば、本発明の設計方法の第
２の実施例で述べたように、ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ
に設計することによりシンチレータ６ａを小形化できる
ので、多数の検出素子を高密度に配列することにより高
速撮影が可能となる。また、本実施例によれば、遮蔽板
が不要となるので、更に検出素子の高密度配列が容易と
なる。また、発生した散乱Ｘ線及び有効最大エネルギー
以上のエネルギーを持つ２次電子の吸収量も増大し、Ｘ
線の検出感度が良くなる。その結果、Ｓ／Ｎ比を更に向
上させて良好な断層像を得ることができる。

【００９１】Ｘ線検査装置の第３の実施例 本発明のＸ線検査装置の第３の実施例を図１１により説
明する。本実施例は上記設計方法の第３の実施例をＸ線
ＣＴ装置を適用したものである。

【００９２】図１１において、シンチレータ６ａの有感
部の幅Ｗｄは予め決まっており、シンチレータ６ａの有
効開口幅ａは、Ｘ線がシンチレータ６ａに入射すること
により発生する２次電子の有効最大飛程ｂに対して、前
述の（４）式である、 Ｗｄ−２ｂ≦ａ≦Ｗｄ を満たすように設定され、特に本実施例ではａ＝Ｗｄ−
２ｂになるように有効開口幅ａが設定されている。コリ
メータ５の開口幅はこの有効開口幅ａが得られるよう決
められている。

【００９３】本実施例によれば、本発明の設計方法の第
３の実施例で述べたように、Ｗｄ−２ｂ≦ａ≦Ｗｄとす
ることにより、発生した２次電子を効率よく検出しなが
らＸ線の入射領域を最大限に拡張し、Ｘ線検査装置の感
度を向上できる。

【００９４】Ｘ線検査装置のその他の実施例 本発明の更に他のいくつかの実施例を図１２〜図１９に
より説明する。図１２は、コリメータ６ａの有効開口幅
の設定をコリメータ６ａの配列方向以外の方向にも適用
した一実施例である。直方体形のコリメータ６ａの場
合、有効開口幅の境界は、長方形の断面の境界と、長方
形の断面の境界から、入射Ｘ線により発生する２次電子
の有効最大飛程ｂの帯を差し引いた境界までとの間に設
定することができる。これによって、更にコリメータ６
ａが小形となり、散乱Ｘ線によるクロストークが２５％
以上減少し、Ｓ／Ｎ比が向上し、良好な断層像を得るこ
とが可能となる。

【００９５】図１３は、コリメータ６ａの有効開口幅の
設定をコリメータ６ａの配列方向以外の方向にも適用し
た他の一実施例である。楕円形の断面を持つコリメータ
６ａの場合、有効開口幅の境界は、楕円形の断面の境界
と、楕円形の断面の境界から、入射Ｘ線により発生する
２次電子の有効最大飛程ｂの帯を差し引いた境界までと
の間に設定することができる。これによって、更にコリ
メータ６ａが小形となり、散乱Ｘ線によるクロストーク
が減少し、Ｓ／Ｎ比が向上し、良好な断層像を得ること
が可能となる。

【００９６】図１４は、コリメータ６ａの有効開口幅の
設定をコリメータ６ａの配列方向以外の方向にも適用し
た更に他の一実施例である。円形の断面を持つコリメー
タ６ａの場合、有効開口幅の境界は、円形の断面の境界
と、円形の断面の境界から、入射Ｘ線により発生する２
次電子の有効最大飛程ｂの帯を差し引いた境界までとの
間に設定することができる。これによって、更にコリメ
ータ６ａが小形となり、散乱Ｘ線によるクロストークが
減少し、Ｓ／Ｎ比が向上し、良好な断層像を得ることが
可能となる。

【００９７】図１５は、上記第１の実施例の変形例であ
り、シンチレータ６ａ間の２次電子の漏れによるクロス
トークを防止するために、２種類以上の密度の異なる材
質を３層以上備えた遮蔽板を配置したものある。即ち、
シンチレータ６ａの間に遮蔽材６ｅ，６ｆが配置されて
いる。遮蔽板６ｄの密度は遮蔽板６ｅの密度よりも小さ
くする。検出素子から漏れ出ようとする２次電子は、遮
蔽板６ｅ，６ｆにより隣接するシンチレータへの侵入を
防止できる。更に、隣接するシンチレータからの散乱Ｘ
線により密度の高い遮蔽板６ｅの部分で発生した新たな
２次電子は、遮蔽板６ｄにより吸収され隣接する他のシ
ンチレータへの侵入を防止できる。これによって、高密
度にシンチレータを配置してもなお、クロストークを防
止することが可能となるため、２倍以上の高速撮影が可
能で、しかも、Ｓ／Ｎ比の良い画質で良好な断層像を得
ることができる。

【００９８】図１６は、本発明のシンチレータの固定方
法を示す一実施例である。特に、シンチレータの間に空
気層を設けるための固定方法に関する。シンチレータ６
ａは、シンチレータの幅に応じた溝を備えた、上下２個
の固定板６ｇにより支持する。シンチレータは溝に挿入
されているために位置ずれの恐れがなく、更に、精度良
く位置決めが可能である。これによって、小形のシンチ
レータを効率良く利用することができ、Ｓ／Ｎ比の良い
画質が良好な断層像を得ることができる。

【００９９】図１７は、本発明のシンチレータの固定方
法を示す、他の一実施例である。特に、シンチレータの
間に空気層を設けるための固定方法に関する。シンチレ
ータ６ａは、シンチレータは、上下２個の固定板６ｇに
接着剤６ｈにより接着し支持する。シンチレータは接着
剤で固定されているために位置ずれの恐れがなく、更
に、固定板の溝加工が不要となり、製造コストが少なく
できる。また、小形のシンチレータを効率良く利用する
ことができ、Ｓ／Ｎ比の良い画質が良好な断層像を得る
ことができる。

【０１００】図１８は、本発明のシンチレータの固定方
法を示す他の一実施例である。特に、シンチレータの間
に空気層を設けるための固定方法に関する。シンチレー
タ６ａは、シンチレータは、シンチレータの位置に応じ
た凸部を備えた、上下２個の固定板６ｇに接着剤６ｈに
より接着し支持する。シンチレータは接着剤で固定され
ているために位置ずれの恐れがなく、更に、凸部を利用
して固定位置を決めることができるため精度良く位置決
めが可能である。また、小形のシンチレータを効率良く
利用することができ、Ｓ／Ｎ比の良い画質が良好な断層
像を得ることができる。

【０１０１】図１９はＸ線発生装置１として、連続Ｘ線
ではなく略単色Ｘ線を発生するＸ線源を用いた場合の実
施例である。Ｘ線は高電圧で加速した電子がターゲット
に衝突することにより発生する。ここで発生するＸ線は
低エネルギーほど強い連続Ｘ線である。このような連続
Ｘ線をフィルターを用いることにより疑似的に単色化す
ることができる。図１９はその原理を示す。ターゲット
に適当な材料を選ぶことによりＡのような特性をもつ連
続Ｘ線を得ることができる。このＸ線をＢのような吸収
特性を持ったフィルターに通すことにより単色のＸ線Ｃ
を得ることができる。

【０１０２】なお、本発明に使用できるシンチレータと
しては、ＣＷＯ（ＣｄＷＯ₄ ），ＢＧＯ（Ｂｉ₄ Ｇｅ₃
Ｏ₁₂），ＢＳＯ（Ｂｉ₄ Ｓｉ₃ Ｏ₁₂），ＮａＩ（Ｔ
ｌ），ＣｓＩ（Ｔｌ），ＣｓＩ（Ｎａ），ＣＷＯ（Ｃａ
ＷＯ₄ ），ＣｓＦ，ＢａＦ₂ ，ＬｉＩ（Ｅｕ），ＣａＦ
₂ （Ｅｕ），ＺｎＳ（Ａｇ），ＺｎＯ（Ｇａ）などがあ
る。また、シンチレータ以外に使用できる検出素子とし
て、シリコン半導体検出器、ゲルマニウム半導体検出
器、ｐ−ｉ−ｎ型検出器等があり、ｐ−ｉ−ｎ型検出器
にはリシウムイオンドリフト検出器などがある。

【０１０３】本発明の実際の適用例 最後に、本発明のＸ線検査装置の実際の適用例について
説明する。図２０は、本発明のＸ線検査装置の実際の適
用例についての検出素子の配列ピッチを計算するための
評価体系を示す。この評価体系において、検出素子の角
度ピッチθは断層像の再構成をどのようなサイズ（再構
成マトリックス）で実施するかにより決まる。また、検
出素子の配列ピッチＰ［ｍｍ］はＸ線源から検出素子ま
での距離Ｌ［ｍｍ］と前述の角度ピッチθ［°］とから
次式で計算する。

【０１０４】Ｐ＝２πＬ×θ／３６０° 距離ＬはＬ＝２ｓ＋２ｇ＋Ｄで得られる。ここで、ｓは
コリメータの長さであり、タングステンでＸ線の減衰が
１／１０００となる長さを基準にした。Ｘ線の平均エネ
ルギーが３ＭｅＶ以上ではコリメータの長さｓは２５ｃ
ｍ、Ｘ線の平均エネルギーが１〜３ＭｅＶではコリメー
タの長さｓは１０ｃｍ、Ｘ線の平均エネルギーが１Ｍｅ
Ｖ以下ではコリメータの長さｓは２ｃｍとなる。また、
ｇはスキャナーとコリメータとの隙間であり、５ｃｍと
した。Ｄはスキャナーの大きさであり、検出可能な被検
体の最大寸法をどの位にするかにより決まる。ここで
は、スキャナーＤの大きさは次の手順で決めた。

【０１０５】Ｘ線のエネルギーを決める（３ＭｅＶ，
１ＭｅＶ，３００ｋｅＶ）。

【０１０６】分解能Δｘを決める（１ｍｍ〜０．１ｍ
ｍ）。

【０１０７】被検体の材質を決める（アルミニウム、
鉄）。

【０１０８】検出器のダイナミックレンジを決める
（８０ｄＢ）。

【０１０９】分解能Δｘを検出器のダイナミックレン
ジの範囲で検出できる被検体の最大の寸法Ｗを決める。

【０１１０】 Ｗ＝ｌｏｇ_e （１×１０^-4／μΔｘ）／−μ ただし、μは被検体のＸ線に対する線減弱係数 被検体の充填率を決める（アルミニウム１０％、鉄１
００％） 最大寸法Ｗに被検体の充填率を掛け、これをスキャナ
ーＤの大きさとする（Ｄ＝最大寸法Ｗ×充填率）。

【０１１１】一般的に、再構成マトリックスをＮ×Ｎと
すると、並進数Ｍ［Ｘ］と回転数Ｍ［θ］は次式で表わ
すことができる。

【０１１２】Ｍ［Ｘ］＝Ｎ Ｍ［θ］ π／２×Ｎ＋１ （サンプリング定理） この適用例では、再構成マトリックスを１０２４×１０
２４とし、角度ピッチをθ＝０．２°とした。

【０１１３】以上により計算した検出素子の配列ピッチ
Ｐを図２１に示す。本願発明者等は、分解能Δｘの範囲
を０．１〜０．５ｍｍに設定し、図２１からＸ線のエネ
ルギーと実用的な配列ピッチＰの範囲を次のように決め
た。

【０１１４】 Ｘ線の最大エネルギー 検出素子の配列ピッチ ３ＭｅＶ以上 ２．６ｍｍ＜Ｐ＜１６ｍｍ １〜３ＭｅＶ １ｍｍ＜Ｐ＜１６ｍｍ １ＭｅＶ以下 ０．４ｍｍ＜Ｐ＜１０ｍｍ 上記の配列ピッチ範囲において、配列ピッチＰの範囲の
最小ピッチは、Ｘ線エネルギー範囲の低エネルギーでの
Ｆｅ（鉄）でΔｘ＝０．１ｍｍのときの値とし、最大ピ
ッチは、Ｘ線エネルギー範囲の高エネルギー側でのＡｌ
（アルミニウム）でΔｘ＝０．５ｍｍのときの値とし
た。ただし、３ＭｅＶ以上のエネルギーではＸ線に対す
る線減弱係数がほぼ一定なので、最大ピッチをＸ線のエ
ネルギー３ＭｅＶでのＡｌでΔｘ＝０．５ｍｍのときの
値とした。１ＭｅＶ以下のエネルギーではＸ線のエネル
ギー３００ｋｅＶの値を使用した。

【０１１５】一方、本発明の設計方法において、検出素
子の幅Ｗｄを例えばＷｄ＝ａ＋２ｂとした場合、コリメ
ータの開口幅に対応する検出素子の有効開口面積ａは、
要求される分解能ΔｘとＸ線検査装置の構造的寸法から
決まり、一般的に以下の式で求められる。

【０１１６】ａ＝Δｘ×Ｌ／（ｓ＋ｇ＋Ｄ） この式に、上記の分解能Δｘの値０．１〜０．５と、図
２１のｓ，ｇ，Ｄの値をあてはめて有効開口面積ａを求
めると、Ｘ線のエネルギーが３ＭｅＶ以上で０．１ｍｍ
〜０．７ｍｍ、１〜３ＭｅＶで０．１ｍｍ〜０．８ｍ
ｍ、１ＭｅＶ以下で０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとなる。一
方、図４から、ＣＷＯシンチレータの場合で２次電子の
有効最大飛程ｂは、Ｘ線のエネルギーが１０ＭｅＶで
２．９ｍｍ、３ＭｅＶで０．８６ｍｍ、１ＭｅＶで０．
３５ｍｍ、３００ｋｅＶで０．０９８ｍｍである。ま
た、半導体素子の場合で２次電子の有効最大飛程ｂは、
Ｘ線のエネルギーが１０ＭｅＶで９．６ｍｍ、３ＭｅＶ
で２．５ｍｍ、１ＭｅＶで１．０ｍｍ、３００ｋｅＶで
０．２８ｍｍである。

【０１１７】したがって、検出素子の幅Ｗｄ（＝ａ＋２
ｂ）は、ＣＷＯシンチレータの場合、Ｘ線のエネルギー
が３ＭｅＶ以上で０．１ｍｍ〜６．５ｍｍ（ただし、上
限の値はＸ線のエネルギーを例えば１０ＭｅＶとして計
算した）、１〜３ＭｅＶで０．１ｍｍ〜２．５ｍｍ、１
ＭｅＶ以下で０．１ｍｍ〜１．２ｍｍとなり、半導体素
子の場合、Ｘ線のエネルギーが３ＭｅＶ以上で０．１ｍ
ｍ〜２０ｍｍ（ただし、上限の値はＸ線のエネルギーを
例えば１０ＭｅＶとして計算した）、１〜３ＭｅＶで
０．１ｍｍ〜５．８ｍｍ、１ＭｅＶ以下で０．１ｍｍ〜
２．５ｍｍとなる。したがって、特に高エネルギー領域
ではＣＷＯシンチレータなどの高密度素子を使えば、十
分に上述の配列ピッチを実現可能である。

【０１１８】したがって、本発明によれば、Ｘ線の最大
エネルギーが３ＭｅＶ以上のＸ線検査装置は、材質がア
ルミニウムなどの低密度の構造材で最大径が４１０ｃｍ
（ただし、充填率が１０％として）、また鉄などの高密
度の構造材で最大径が４１ｃｍ（充填率が１００％）ま
でを０．５ｍｍ以下の分解能で断層撮影が可能である。
特に、このような装置において、検出素子の配列ピッチ
を２．６ｍｍ〜１６ｍｍ程度にすることにより、回転角
度に対する透過データを短時間にとることができ、撮影
時間を効果的に短縮できる。同様に、Ｘ線の最大エネル
ギーが１ＭｅＶ〜３ＭｅＶのＸ線検査装置は、前記最大
径がそれぞれ４１０ｃｍと４１ｃｍで、前記配列ピッチ
が１ｍｍから１６ｍｍ程度、更に、Ｘ線の最大エネルギ
ーが１ＭｅＶ以下のＸ線検査装置は、前記最大径がそれ
ぞれ２６０ｃｍと１１ｃｍで、前記配列ピッチが０．４
ｍｍから１０ｍｍ程度にすることにより、撮影時間を効
果的に１／２以上短縮できる。

【０１１９】なお、以上の実施例では本発明をＸ線検査
装置に適用した場合について説明したが、コバルト６０
やセシウム１３７などのγ線を用いた放射線検査装置に
おいても同様に適用することができる。

【０１２０】

【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線検査装置における
基本構成である検出素子やコリメータの最適寸法につい
ての設計基準を与え、検出素子やコリメータの設計を容
易にすることができる。

【０１２１】また、本発明によれば、検出素子を小形化
し、多数の検出素子を高密度に配列することにより高速
撮影が可能となる。

【０１２２】また、本発明によれば、検出素子を小形化
し、散乱Ｘ線の検出を減らすことによりクロストークを
下げ、良好な断層像を得ることが可能となる。

【０１２３】更に、本発明によれば、検出素子間に存在
する遮蔽材を不要とし、遮蔽材によるクロストークの増
加を防止して良好な断層像を得ることが可能となる。

【０１２４】また、本発明によれば、Ｘ線の入射領域を
最大限に拡張し、Ｘ線検査装置の感度を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線検査装置の設計方法の基本概念を
説明するための図である。

【図２】本発明の第１の原理を示すための円筒形検出素
子の付与エネルギーと検出素子の半径の関係を示す図で
ある。

【図３】本発明の第２の原理を説明するための検出素子
の寸法設計に必要な発生２次電子の有効最大エネルギー
と連続Ｘ線の最大エネルギーとの関係を示す図である。

【図４】本発明の設計方法によるＸ線の最大エネルギー
と２次電子の有効最大飛程の関係を示す図である。

【図５】本発明のＸ線検査装置の第１の実施例の構成を
示すブロック図である。

【図６】図５に示すＸ線検出器の拡大図である。

【図７】図６に示す検出素子の端面形状を示す斜視図で
ある。

【図８】図５に示す実施例の変形による検出器の構造を
示す図６と同様な図である。

【図９】図５に示す実施例の変形による検出器の構造を
示す図６と同様な図である。

【図１０】本発明のＸ線検査装置の第２の実施例におけ
るＸ線検出器の構造を示す図６と同様な図である。

【図１１】本発明のＸ線検査装置の第３の実施例におけ
るＸ線検出器の構造を示す図６と同様な図である。

【図１２】本発明のＸ線検査装置の更に他の実施例にお
けるＸ線検出素子を示す斜視図である。

【図１３】本発明のＸ線検査装置の更に他の実施例にお
けるＸ線検出素子を示す斜視図である。

【図１４】本発明のＸ線検査装置の更に他の実施例にお
けるＸ線検出素子を示す斜視図である。

【図１５】本発明のＸ線検査装置の更に他の実施例にお
けるＸ線検出器を示す平面図である。

【図１６】本発明のＸ線検査装置の更に他の実施例にお
けるＸ線検出素子の固定方法を示す斜視図である。

【図１７】本発明のＸ線検査装置の更に他の実施例にお
けるＸ線検出素子の固定方法を示す斜視図である。

【図１８】本発明のＸ線検査装置の更に他の実施例にお
けるＸ線検出素子の固定方法を示す斜視図である。

【図１９】連続Ｘ線から略単色Ｘ線を得るための原理を
示す図である。

【図２０】本発明のＸ線検査装置の実際の適用例につい
ての検出素子の配列ピッチを計算するための評価体系を
示す図である。

【図２１】図２０に示す評価体系を用いて計算した検出
素子の配列ピッチを示す図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線源 ２ 試料 ３ スキャナ ４，５ コリメータ ６Ａ Ｘ線検出器 ６ 検出素子 ６ａ シンチレータ ６ｂ フォトダイオード ６ｃ 遮蔽板 ６ｄ 空気層 ７ 信号処理回路 ８ 演算装置 ９ 表示装置 ２０ 検出素子 ２０ａ シンチレータ ２０ｂ フォトダイオード ２１ コリメータ ａ 有効開口幅 ｂ ２次電子の有効最大飛程 Ｗｄ 有感部の幅

フロントページの続き (72)発明者 出海 滋 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 エネルギー研究 所内 (72)発明者 川崎 智 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 エネルギー研究 所内 (72)発明者 佐藤 克利 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 エネルギー研究 所内 (72)発明者 服部 行也 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 昭63−122428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−33877（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−90176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−177472（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01T 1/20 A61B 6/03 320

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定するコ
   リメータとを備えるＸ線検査装置の設計方法において、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが３Ｍ
   ｅＶ以上であるときは、前記Ｘ線が前記検出素子に入射
   することにより発生する２次電子の有効最大エネルギー
   を前記Ｘ線の最大エネルギーの４０％〜６０％として求
   め、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが
   １ＭｅＶ〜３ＭｅＶであるときは、前記Ｘ線が前記検出
   素子に入射することにより発生する２次電子の有効最大
   エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの５０％〜８０
   ％として求め、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エ
   ネルギーが１ＭｅＶ以下であるときは、前記Ｘ線が前記
   検出素子に入射することにより発生する２次電子の有効
   最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの８０％〜
   １００％として求め、この２次電子の有効最大エネルギ
   ーから前記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより発
   生する２次電子の有効最大飛程を計算すること； 前記コリメータにより画定される前記各検出素子の有効
   開口幅をａ、前記２次電子の有効最大飛程をｂとすると
   き、前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄを、 ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を満たすように設計することを特徴とするＸ線検査装置
   の設計方法。
2. 【請求項２】試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定するコ
   リメータとを備えるＸ線検査装置の設計方法において、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが３Ｍ
   ｅＶ以上であるときは、前記Ｘ線が前記検出素子に入射
   することにより発生する２次電子の有効最大エネルギー
   を前記Ｘ線の最大エネルギーの４０％〜６０％として求
   め、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが
   １ＭｅＶ〜３ＭｅＶであるときは、前記Ｘ線が前記検出
   素子に入射することにより発生する２次電子の有効最大
   エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの５０％〜８０
   ％として求め、前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エ
   ネルギーが１ＭｅＶ以下であるときは、前記Ｘ線が前記
   検出素子に入射することにより発生する２次電子の有効
   最大エネルギーを前記Ｘ線の最大エネルギーの８０％〜
   １００％として求め、この２次電子の有効最大エネルギ
   ーから前記Ｘ線が前記検出素子に入射することにより発
   生する２次電子の有効最大飛程を計算すること； 前記コリメータにより画定される前記各検出素子の有効
   開口幅をａ、前記２次電子の有効最大飛程をｂ、前記入
   射するＸ線の最大エネルギーと等しいエネルギーの２次
   電子の最大飛程をｃとするとき、前記各検出素子の有感
   部の幅Ｗｄを、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように設計することを特徴とするＸ線検査装置
   の設計方法。
3. 【請求項３】試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定するコ
   リメータとを備えるＸ線検査装置において、 前記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記
   コリメータによって画定される前記各検出素子の有効開
   口幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することによ
   り発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の
   最大エネルギーの４０％〜６０％として求めた２次電子
   の有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギ
   ーと等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃとする
   とき、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を 満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
   されており、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが３Ｍ
   ｅＶ以上で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであ
   り、前記複数の検出素子の配列ピッチが２．６ｍｍ〜１
   ６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置。
4. 【請求項４】試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定するコ
   リメータとを備えるＸ線検査装置において、 前記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記
   コリメータによって画定される前記各検出素子の有効開
   口幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することによ
   り発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の
   最大エネルギーの５０％〜８０％として求めた２次電子
   の有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギ
   ーと等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃとする
   とき、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を 満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
   されており、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが１Ｍ
   ｅＶ〜３ＭｅＶで要求分解能が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ
   であり、前記複数の検出素子の配列ピッチが１ｍｍ〜１
   ６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置。
5. 【請求項５】試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定する コリメータとを備えるＸ線検査装置において、 前記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記
   コリメータによって画定される前記各検出素子の有効開
   口幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することによ
   り発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の
   最大エネルギーの８０％〜１００％として求めた２次電
   子の有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネル
   ギーと等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃとす
   るとき、ａ≦Ｗｄ≦ａ＋２ｂ を 満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
   されており、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが１Ｍ
   ｅＶ以下で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであ
   り、前記複数の検出素子の配列ピッチが０．４ｍｍ〜１
   ０ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置。
6. 【請求項６】 試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定するコ
   リメータとを備えるＸ線検査装置において、 前記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記
   コリメータによって画定される前記各検出素子の有効開
   口幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することによ
   り発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の
   最大エネルギーの４０％〜６０％として求めた２次電子
   の有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギ
   ーと等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃとする
   とき、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
   されており、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが３Ｍ
   ｅＶ以上で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであ
   り、前記複数の検出素子の配列ピッチが２．６ｍｍ〜１
   ６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置。
7. 【請求項７】 試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定するコ
   リメータとを備えるＸ線検査装置において、 前記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記
   コリメータによって画定される前記各検出素子の有効開
   口幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射する ことによ
   り発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の
   最大エネルギーの５０％〜８０％として求めた２次電子
   の有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネルギ
   ーと等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃとする
   とき、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
   されており、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが１Ｍ
   ｅＶ〜３ＭｅＶで要求分解能が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ
   であり、前記複数の検出素子の配列ピッチが１ｍｍ〜１
   ６ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置。
8. 【請求項８】 試料にＸ線を照射するためのＸ線源と、回
   転並進移動して試料を操作する操作手段と、前記Ｘ線源
   により発生したＸ線の進行方向と垂直な方向に一列に配
   列され、前記試料を透過したＸ線を検出する複数の検出
   素子を有するＸ線検出器と、前記複数の検出素子の前方
   に配置され、前記各検出素子の有効開口幅を画定するコ
   リメータとを備えるＸ線検査装置において、 前記各検出素子のＸ線入射面の有感部の幅をＷｄ、前記
   コリメータによって画定される前記各検出素子の有効開
   口幅をａ、前記Ｘ線が前記検出素子に入射することによ
   り発生する２次電子の有効最大エネルギーを前記Ｘ線の
   最大エネルギーの８０％〜１００％として求めた２次電
   子の有効最大飛程をｂ、前記入射するＸ線の最大エネル
   ギーと等しいエネルギーの２次電子の最大飛程をｃとす
   るとき、 ａ＋２ｂ＜Ｗｄ＜ａ＋２ｃ を満たすように前記各検出素子の有感部の幅Ｗｄが設定
   されており、 前記Ｘ線源により発生するＸ線の最大エネルギーが１Ｍ
   ｅＶ以下で要求分解能が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであ
   り、前記複数の検出素子の配列ピッチが０．４ｍｍ〜１
   ０ｍｍであることを特徴とするＸ線検査装置。