JP3559952B2 - Ｘ線受像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線発生部と、Ｘ線を光に変換する蛍光変換部と、蛍光変換部から発生する光を画像信号に変換する光電変換部を備えたＸ線受像装置に係り、特に工場などで用いられて、Ｘ線による高精度検査を行うための装置に適用されるＸ線受像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線受像装置の基本的な構成を示すブロック図を図２９に示す。図２９において、１はＸ線発生部、２は検査対象物、２９は蛍光変換部、６は光電変換部であって、蛍光変換部２９において、Ｘ線発生部１から発生して検査対象物２を透過したＸ線を光に変えて、その光に基づいて光電変換部６で画像化するものである。
【０００３】
Ｘ線受像装置の感度を上げるために、蛍光変換部２９と光電変換部６の増幅器を入れる場合が多く、また高感度かつ高分解能を実現するため、蛍光変換部２９の蛍光材料がファイバー構造になっているものが多く使用されている。
【０００４】
図３０（ａ），（ｂ）は前記蛍光変換部に用いられるファイバー状の構造を有する蛍光体の説明図であって、図３０（ａ）はヨウ化セシウム（ＣＳＩ：Ｔｌ）を主成分とする蛍光体の断面図である。図３０（ｂ）はファイバー状蛍光体の中を蛍光が進む様子を模式化して示した図である。
【０００５】
蛍光変換部２９においては、Ｘ線は蛍光体に当たると光を発生する。感度を上げるためには蛍光体が厚い方が有利であるが、蛍光体内部での光拡散のため画像がぼけてしまい、高分解能化には不利となる。そこで図３０のようなファイバー構造であると、蛍光がファイバーの外に出難いため、光拡散が少ない形で蛍光体を厚くすることができる。
【０００６】
さらなる高分解能を実現するために、蛍光変換部と光電変換部の位置合わせを行う方法が考えられる。図３１は蛍光変換部と光電変換部の位置合わせを行ったＸ線受像装置の構成を示すブロック図である。図３１において、３は画素分離型蛍光変換部であって、画素分離型蛍光変換部３の光出力面は、蛍光変換部画素４の単位毎に区切られている。７は光電変換部における画素であって、図３１に示すように、画素分離型蛍光変換部３の蛍光変換部画素４と光電変換部６の光電変換部画素７は１対１に対応させることによって、蛍光変換部画素４にファイバー蛍光体を用いれば、そのファイバー蛍光体の大きさレベルの画面分解能が実現できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、蛍光変換部の分解能であるが、図３０（ａ）のようなファイバー結晶の細かさ、あるいは大きさのばらつきを規制するにも限界がある。図３０（ａ），（ｂ）に示す構造の蛍光変換部において、現状実用となっている分解能は２５μｍ程度である。従来、２５μｍ以下の分解能を必要とする場合は、マイクロフォーカスＸ線管を使い、画像を拡大して検査を行っている。
【０００８】
図３２（ａ），（ｂ）はＸ線による画像拡大撮像の概念とＸ線管の焦点サイズにより発生する像のぼけを説明するための図である。同図に示すように、Ｘ線はＸ線管焦点より放射状に出射される。Ｘ線は直進性が非常に強いため、図示した検査対象物から蛍光変換部までの距離Ｌ２を、Ｘ線管焦点から検査対象物までの距離Ｌ１よりも大きくすると、蛍光変換部上の画像は検査対象物より大きなサイズとなって拡大画像となる。
【０００９】
このとき、問題となるのがＸ線管の焦点サイズによる像のぼけである。図３２（ａ）は焦点サイズｆ１の大きなＸ線管による撮影状態を示し、図３２（ｂ）は焦点サイズｆ２の小さなＸ線管による撮影状態を示す。検査対象物の同一点を通るＸ線は、焦点サイズ分のすべての点からＸ線が加算されるため、蛍光変換部上では図３２（ａ）ではΔｕ１、図３２（ｂ）ではΔｕ２の範囲に存在することになり、そのサイズ分画像がぼける。したがって、画像を拡大する場合は、図３２（ｂ）のような焦点サイズの小さいマイクロフォーカスＸ線管を使用し、ぼけが大きくならないようにする。現状では、マイクロフォーカスＸ線管の焦点サイズは約１μｍが実用となっており、そのレベルの分解能での検査が可能である。
【００１０】
また前記距離Ｌ２を限りなくゼロに近づければ、画像ぼけΔｕ１，Δｕ２もほぼゼロとなり、焦点サイズをあまり気にすることなく精密検査が可能である。しかしながら、この状態は検査対象物の大きさと、蛍光変換部上の画像の大きさがほぼ同じであり、蛍光変換部の分解能イコール画像分解能となる。
【００１１】
以上説明したように、１０μｍ以下の画面分解能を必要とする精密検査においては、マイクロフォーカスＸ線管を使用する必要がある。しかし、マイクロフォーカスＸ線管は５００万円〜２０００万円と非常に高価であり、工場などの検査として手軽に使う価格レベルではない。したがって、Ｘ線受像装置を高分解能化して、５０万円〜２００万円レベルのＸ線管が精密検査において使用することができれば、精密Ｘ線検査機の飛躍的なコストダウンにつながり、精密電子部品の接合検査分野などへの普及が促進されると考えられる。
【００１２】
また図３１に示すＸ線受像装置の構成は、画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６の位置合わせを高精度に行う必要があるため、製造コストが高くなる。特に精度が悪いと画像にむら等が発生するため注意が必要である。
【００１３】
そこで、本発明の主たる目的は、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、短時間で受像が可能なＸ線受像装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るＸ線受像装置は、Ｘ線発生手段と、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、蛍光変換手段を移動させる手段と、蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変換する光電変換手段とを備えたＸ線受像装置であって、前記蛍光変換手段の光出力面を単位面毎に区切り、蛍光変換手段を移動させる手段により、前記光電変換手段の応答時間内に、前記光出力面における単位面の大きさの２分の１以上の距離を移動させるように構成したことを特徴とするものであり、この構成によって、装置の分解能を前記移動の範囲内において、例えば静止状態の約２倍まで向上させることが可能になり、高画質の画像を得ることができる。また、このような移動を行わない構成に比べて短時間で受像を行うことが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、Ｘ線発生手段と、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、蛍光変換手段を移動させる手段と、蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変換する光電変換手段とを備えたＸ線受像装置であって、前記蛍光変換手段の光出力面を単位面毎に区切り、蛍光変換手段を移動させる手段により、前記光電変換手段の応答時間内に、前記光出力面における単位面の大きさの２分の１以上の距離を移動させるように構成したことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質のＸ線受像装置を提供することができ、特に粒状性が除去された高画質の画像を得ることができる。また、従来のように画素分離型蛍光変換部と光電変換部とを位置合わせする必要がなく、画素分離型蛍光変換部を用いてその製造精度が悪い場合でも、画質を改善することができるため、製造精度を下げることによって製造コストを抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段を、光ファイバー状の蛍光材料を束ねて構成したことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、短時間で受像が可能なＸ線受像装置を提供することができ、特に、ファイバー厚みを厚くすることにより、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段を、光を反射する基板上に光ファイバー状の蛍光材料を設けた構成にしたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、短時間で受像が可能なＸ線受像装置を提供することができ、特に、光反射する基板が存在することにより、蛍光を有効利用することができるとともに、蛍光体を光ファイバー上に加工する方法が幅広く利用選択することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、基板の材料にＳｉ材を用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、高精度に蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができ、特に、Ｓｉ基板は、光を反射するとともに、基板平面度の優れたものが簡単に入手することができ、また基板平面度が優れているため、基板上に蛍光体を形成するとき、場所毎の加工ばらつきが少なく、蛍光変換手段の高精度化が可能になる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、基板として、エッチングによりパターニングしたものを用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、特に光出力面方向において精度の高い蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができ、特に、Ｓｉ基板は、基板平面度の優れたものが簡単に入手することができる上、さらにそれをエッチングすることにより、精密なパターニングが可能になるため、蛍光変換手段のさらなる高精度化が可能になる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、蛍光材料がＮａＩもしくはＣｓＩであることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、蒸着により蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができ、特に、ＮａＩ，ＣｓＩのアルカリハライド結晶は構造が簡単であり、高いレートで蒸着した場合でも蛍光材料として十分機能する。また蒸着時に蒸着レートあるいは基板温度を制御することにより、光反射基板上に厚膜の光ファイバー状結晶を生成することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、蛍光材料にＴｌもしくはＮａをドープしたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であり、蒸着により蛍光変換手段を作成することができるとともに、さらなる受像時間短縮を簡単に可能とするＸ線受像装置を提供することができ、特に、ＣｓＩの場合にはＴｌもしくはＮａをドープし、ＮａＩの場合にはＴｌをドープすることにより、蛍光量を飛躍的に増大させることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の蛍光材料が微粒子蛍光体を含むものであることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、蛍光材料がＧｄ２Ｏ２Ｓであることを特徴とし、この構成によって、Ｘ線にも高い感度を示すＧｄ２Ｏ２Ｓを使用することにより、高品質の受像が可能になる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、蛍光材料にＴｂをドープしたことを特徴とし、この構成によって、Ｇｄ２Ｏ２Ｓを使用することにより、高品質の受像が可能になり、さらにＴｂをドープすることによって発光量を高めることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、蛍光材料がＰｒもしくはＣｅをドープしたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、蛍光物質の残光量が少ないため、蛍光変換手段を高速に移動しても検出を可能とするＸ線受像装置を提供することができ、したがって、蛍光変換手段の移動制御も簡単になる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の移動方向における駆動手段が、モータの出力軸であることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、簡単な構造で蛍光変換手段の移動を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００２７】
請求項１３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の移動方向における駆動手段が、偏心した構造の２本の回転軸と、両回転軸を同期して回転させるための動力伝達機構を有し、回転軸のうち１本をモータに接続し、かつ２本の回転軸において偏心方向を合わせるように構成されていることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であり、簡単な手段で蛍光変換手段の各画素を均一に移動可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００２８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の移動手段における駆動手段が、バイモルフ圧電素子であることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、非常にコンパクトな蛍光変換手段の移動機構の実現を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００２９】
請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段における光出力面と垂直方向との振動を抑制する振動抑制手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、蛍光変換手段の撮像を容易とするＸ線受像装置を提供することができ、特に、レンズ系を使用して撮像する場合、振動がなくなる分、焦点深度が浅くても良好な撮像が容易になる。
【００３０】
請求項１６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、光電変換手段として光電子倍増管を用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、蛍光変換手段の光出力が微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３１】
請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、光電変換手段としてＣＣＤを用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であり、蛍光変換手段の光出力を簡単かつ信頼性高く画像化することが可能であるとともに、蛍光変換手段の光出力から簡単かつ信頼性高く画像化することが可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３２】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の発明において、光電変換手段を冷却して用いることを特徴とし、この構成によって、光電変換手段における熱雑音を低下させることができるため、蛍光変換手段の光出力が微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３３】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の発明において、光電変換手段をベルチェ素子により冷却することを特徴とし、この構成によって、光電変換手段を冷却するために小型な冷却機構を可能とし、また冷却温度制御が容易なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３４】
請求項２０に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段と光電変換手段との間に光路変更手段を設けたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、Ｘ線が光電変換手段に直接照射することのない光路にすることができるため、高分解能かつ高画質であるとともに、従来のようなＸ線被爆防止用の保護材が不要になり、Ｘ線被爆対策が容易でかつ長寿命のＸ線受像装置を提供することができる。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の第１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、１はＸ線発生部、２は検査対象物、３は画素分離型蛍光変換部であって、画素分離型蛍光変換部３の光出力面は複数設置された蛍光変換部画素４の単位毎に区切られている。また、５は蛍光変換部移動部、６は光電変換部、７は光電変換部画素であって、光電変換部画素７は蛍光変換部画素４に対向して設置されており、この単位の分解能にて画像信号を得ることができる。
【００３７】
図１に示すＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。ここで、画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に接続されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際に、蛍光変換部移動部５によって画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００３８】
画素分離型蛍光変換部３が静止している場合は、画素分離型蛍光変換部３の光出力面の画像分解能は、蛍光変換部画素４の大きさで決定される。通常、画素分離型蛍光変換部３の画像分解能は、蛍光変換部画素４の大きさの約３〜５倍程度である。また、画素分離型蛍光変換部３の光出力は、蛍光変換部画素４の大きさ単位の画像となり、画像は粒状化しており、高画質とはいえない。
【００３９】
図２は前記蛍光変換部画素の画像粒状化の様子を示す説明図である。図２（ａ）は原画であり、図２（ｂ）は粒状化された画像である。図では視覚的に分かりやすいように、ファイバーは円形とし、束ね方は六方積みとしている。さらに、ファイバーの隙間は光が通らないものとする。本実施形態では、画素分離型蛍光変換部３を移動させることにより、高分解能を実現するとともに、画像粒状化を低減して高画質な画像を得ることができる。以下、その理由について説明する。
【００４０】
ここでは光学的な周波数特性を用いて画面分解能を評価することにする。すなわち説明を簡単にするために、画素分離型蛍光変換部３は正方格子の（四方積み）ファイバー構造であるとする。まず図２に示す画像粒状化を呈する画素分離型蛍光変換部３において、静止している場合と、移動している場合のＯＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を計算し、さらに遮断周波数を求める。ＯＴＦは光学系の周波数特性を示す関数である。遮断周波数はＯＴＦがゼロとなる周波数であり、これ以上高い周波数領域では画像が分解できないことを示す値である。光学的な周波数は現実の画像上の寸法に反比例している。ゆえに遮断周波数が高いほど、画面分解能は高くなることになる。
【００４１】
図３にＯＴＦの例を示す。実際に静止している場合の遮断周波数ωｍａｘ（ｓｔａｔｉｃ）と、移動している場合の遮断周波数ωｍａｘ（ｄｙｎａｍｉｃ）を計算すると、（数１）に示すようになる。
【００４２】
【数１】
ωｍａｘ（ｄｙｎａｍｉｃ）／ωｍａｘ（ｓｔａｔｉｃ）＝２．２２
したがって、画素分離型蛍光変換部３を移動させることにより、計算上の分解能は静止時の約２倍となり、画像の粒状性も軽減される（なお、（数１）などの詳細については、「光学ファイバー」 著者 長尾和美 昭和４９年４月１０日 共立出版社発行 ４２頁〜５１頁参照）。また、画素分離型蛍光変換部３を蛍光変換部移動部５にて移動させる速度および距離は、光電変換部６の応答時間内に、蛍光変換部画素４の大きさの１／２以上である必要がある。
【００４３】
以上説明したように、第１実施形態では、画素分離型蛍光変換部３を移動させることにより、画素分離型蛍光変換部３の分解能を静止状態の約２倍にすることができるとともに、粒状性が除去された高画質の画像を得ることができ、また、画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６を位置合わせする必要がなく、画素分離型蛍光変換部３の製造精度が粗く特性が悪い場合でも画質を改善できるため、製造精度を下げることができる。したがって、製造コストも抑えることができる。
【００４４】
図４は本発明の第２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図４において図１を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明は省略する。図中の８は第１実施形態における蛍光変換部画素４に対応するファイバー状蛍光体である。
【００４５】
第２実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。光ファイバー状蛍光体８は蛍光変換部移動部５に接続されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、光ファイバー状蛍光体８を移動させている。
【００４６】
図５は光ファイバー状蛍光体の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は光ファイバー状蛍光体における光出力面を示す図であり、図５（ｂ）は光ファイバー状蛍光体の断面状態を示す図である。図５（ａ）に示すように、光ファイバー状蛍光体８は光出力面において、画素構造に分離されている。また、図５（ｂ）に示すように、蛍光材料から発生した蛍光は、主にファイバー状となった蛍光体の中を反射しながら進み、ファイバー状の外には出難くなっている。したがって、ファイバーの厚みを厚くすることにより、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。
【００４７】
以上説明したように、第２実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっているため、光出力面の分解能を低下させず高い発光輝度を得ることができる。したがって短時間コントラストよくＸ線蛍光画像の受像が可能となる。
【００４８】
図６は本発明の第３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図６において図１，図４を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明は省略する。図中の９は光ファイバー状蛍光体８におけるＸ線入射側に設けられた光反射基板である。
【００４９】
第３実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、光反射基板９に設けられた光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。光反射基板９は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には光反射基板９を移動させるようにしている。
【００５０】
図７は光反射基板９上の光ファイバー状蛍光体８における蛍光の反射状態を示す図である。光ファイバー状蛍光体８における微小部分にＸ線が当たった場合、３６０度方向に蛍光を発すると考えてよい。この場合、図７のように光反射基板９が存在すると、蛍光出力面と反対方向の光も反射されて利用することができるため、簡単な構造により高い発光輝度を得ることができる。
【００５１】
さらに、光反射基板９が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択することができる。
【００５２】
以上説明したように、第３実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっており、さらに光出力面と反対方向に放射される蛍光を利用することができるため、光出力面の分解能を低下させず高い発光輝度を得ることができる。したがって、短時間でコントラストよくＸ線蛍光画像を受像することが可能となる。さらに、光反射基板が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択することができる。
【００５３】
図８は本発明の第４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図８において図１，図４，図６を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１０は光ファイバー状蛍光体８におけるＸ線入射側に設けられたＳｉ基板である。
【００５４】
第４実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、Ｓｉ基板１０に設けられた光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。Ｓｉ基板１０は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６で画像を取り出す際にはＳｉ基板１０を移動させている。
【００５５】
第４実施形態では光ファイバー状蛍光体８の基板にＳｉ基板１０を用いているため、光を反射するとともに、基板平面度の優れたものが簡単に入手できる。このように基板平面度が優れているため、基板上に蛍光体を形成するとき、場所毎の加工のばらつきが少なく画素分離型蛍光変換部３の高精度化が可能である。
【００５６】
以上説明したように、第４実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっており、さらに光出力面と反対方向に放射される蛍光を利用できるため、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。したがって、短時間でコントラストよくＸ線蛍光画像の受像が可能となる。さらにＳｉ基板１０が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択することができ、高精度に画素分離型蛍光変換部３を作成することのできるＸ線受像装置を提供できる。
【００５７】
図９は本発明の第５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図９において、図１，図４，図６，図８を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１１は光ファイバー状蛍光体８におけるＸ線入射側に設けられたエッチングＳｉ基板である。
【００５８】
第５実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、エッチングＳｉ基板１１に設けられた光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。エッチングＳｉ基板１１は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像を取り出す際には、エッチングＳｉ基板１１を移動させている。
【００５９】
第５実施形態では、Ｓｉ基板をエッチングしたエッチングＳｉ基板１１を光ファイバー状蛍光体８の基板として用いている。Ｓｉ基板は、光を反射するとともに、基板平面度の優れたものが簡単に入手できる。さらに、それをエッチングすることにより、精密なパターニングが可能となる。したがって、基板平面度が優れているため、基板上に蛍光体を形成するとき、場所毎の加工ばらつきが少なく画素分離型蛍光変換部３の高精度化が可能である。
【００６０】
以上説明したように、第５実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっており、さらに、光出力面と反対方向に放射される蛍光を利用することができるため、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。したがって、短時間でコントラストよくＸ線蛍光画像の受像が可能となる。さらにエッチングＳｉ基板１１が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択でき、高精度に画素分離型蛍光変換部３を作成することのできるＸ線受像装置を提供できる。
【００６１】
図１０は本発明の第６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１０において、図１，図４，図６，図８，図９を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１２は光反射基板９に設けられた蛍光変換部素子としての蛍光体（ＣｓＩまたはＮａＩ）である。
【００６２】
第６実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、光反射基板９に設けられた蛍光体（ＣｓＩまたはＮａＩ）１２にて光に変換される。変換された光を光電変換部５にて画像信号として取り出す。光反射基板９は蛍光変換部移動部６に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、光反射基板９を移動させている。
【００６３】
第６実施形態では、蛍光変換部素子としての蛍光体の蛍光材料にＣｓＩまたはＮａＩを用いている。これらのアルカリハライド結晶は構造が簡単であり、高いレートで蒸着した場合でも蛍光材料として十分機能する。また蒸着時に蒸着レートあるいは基板温度を制御することにより、光反射基板９上に厚膜の光ファイバー状結晶を作成することができる。
【００６４】
以上説明したように、第６実施形態では、前記のように蛍光材料にＣｓＩもしくはＮａＩを用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、蒸着により蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができる。
【００６５】
図１１は本発明の第７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図７において、１３は光反射基板９に設けられた蛍光変換部素子としての蛍光体（ＣｓＩ（ＴｌもしくはＮａをドープしたもの）またはＮａＩ（Ｔｌをドープしたもの））である。
【００６６】
第７実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、光反射基板９に設けられた蛍光体（ＣｓＩ（ＴｌもしくはＮａをドープしたもの）またはＮａＩ（Ｔｌをドープしたもの））１３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。光反射基板９は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、光反射基板９を移動させている。
【００６７】
第７実施形態では、蛍光材料の基礎材としてＣｓｌまたはＮａｌを用いている。これらのアルカリハライド結晶は構造が簡単であり、高いレートで蒸着した場合でも蛍光材料として十分機能する。また蒸着時に蒸着レートや基板温度を制御することで、光反射基板９上に厚膜の光ファイバー状結晶を作成することができる。さらにＣｓＩの場合は、ＴｌもしくはＮａを、またＮａＩの場合はＴｌをドープすることにより、蛍光量を飛躍的に増大させることができる。また蒸着時に蒸着レートや基板温度を制御することによって、光反射基板９上に厚膜の光ファイバー状結晶を作成することができる。
【００６８】
以上説明したように、第７実施形態では、蛍光材料にＣｓＩ（ＴｌもしくはＮａをドープしたもの）またはＮａＩ（Ｔｌをドープしたもの）を用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、蒸着により蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができるとともに、さらなる受像時間短縮を簡単に可能とするＸ線受像装置を提供するものである。
【００６９】
図１２は本発明の第８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図８において、図１，図４，図６，図８〜図１１を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１４は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体である。
【００７０】
第８実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内の微粒子蛍光体１４にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。ここで、画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００７１】
第８実施形態では、画素分離型蛍光変換部３を構成する蛍光材料に微粒子蛍光体１４を用いている。これらの微粒子蛍光体１４は蛍光灯あるいはディスプレイ管に使われているものと類似する物質であり、比較的入手が簡単である。
【００７２】
ここで、特に微粒子蛍光体を用いるときの注意点について述べる。画素分離型蛍光変換部３を蛍光変換部移動部５にて移動させる速度及び距離は、光電変換部６の応答時間内に、蛍光変換部画素４の大きさの１／２以上である必要がある。しかし現実は、蛍光変換部画素４の大きさおよび間隔が一定でないことも多い。図１３は大きさの異なる微粒子蛍光体から構成される画素分離型蛍光変換部３の例を示す模式図である。図１３（ａ）は光出力面を示す図、図１３（ｂ）は断面図であって、画素分離型蛍光変換部３は、微粒子蛍光体の大きさを厚み方向で変化させ、できるだけ効率を高めるように工夫されている。この場合、図１３（ａ）に示す一番大きな螢光体の間隔が、図１を参照すれば蛍光変換部画素４の大きさと考えられる。
【００７３】
以上説明したように、第８実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体を用いているため、製造が容易であり、高分解能，高画質かつ短時間で受像が可能であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として画素分離型蛍光変換部３を製作することが可能である。
【００７４】
図１４は本発明の第９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図９において、図１，図４，図６，図８〜図１２を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１５は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体としてのＧｄ２Ｏ２Ｓである。
【００７５】
第９実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内のＧｄ２Ｏ２Ｓ１５にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００７６】
第９実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体であるＧｄ２Ｏ２Ｓを用いている。これらはモノクロディスプレイ管に使われている蛍光物質であり、Ｘ線にも高い感度を示す。
【００７７】
以上説明したように、第９実施形態では、蛍光材料にＧｄ２Ｏ２Ｓを用いているため、製造が容易であり、高分解能，高画質かつ短時間で受像が可能であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として画素分離型蛍光変換部３を製作することが可能である。
【００７８】
図１５は本発明の第１０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１５において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１６は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体としてのＧｄ２Ｏ２Ｓ（Ｔｂをドープしたもの）である。
【００７９】
第１０実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内のＧｄ２Ｏ２Ｓ（Ｔｂをドープしたもの）１６にて光に変換される。変換された光を光電変換部５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００８０】
第１０実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体であるＧｄ２Ｏ２Ｓを用いている。これらはモノクロディスプレイ管に使われている蛍光物質であり、Ｘ線にも高い感度を示す。さらにＴｂをドープすることにより、発光量を高めている。
【００８１】
以上説明したように、第１０実施形態では、蛍光材料にＧｄ２Ｏ２Ｓ（Ｔｂをドープしたもの）を用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、さらなる受像時間短縮を簡単に可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００８２】
図１６は本発明の第１１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１６において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４，図１５を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１７は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体としてのＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅをドープしたもの）である。
【００８３】
第１１実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内のＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅをドープしたもの）１７にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に接続されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００８４】
第１１実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体であるＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅをドープしたもの）を用いている。これはモノクロディスプレイ管に使われている蛍光物質であり、Ｘ線にも高い感度を示す。また前記のようにＰｒもしくはＣｅをドープしているが、このＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅ）１７は、微粒子螢光体の中では非常に残光が少ない蛍光物質である。本実施形態においては、蛍光材料の残光量が大きいと、画素分離型蛍光変換部３を高速に移動した場合、残光によるボケが発生するため、かえって逆効果になる場合もある。本実施形態において、残光の少ない蛍光物質を使用することにより画素分離型蛍光変換部３における高速移動を可能とする。
【００８５】
以上説明したように、本発明の第１１の発明では、蛍光材料にＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅ）を用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、蛍光物質の残光量が少ないため、蛍光変換手段を高速に移動しても検出を可能とするＸ線受像装置を提供するものである。したがって、蛍光変換手段の移動制御も簡単になる。
【００８６】
図１７は本発明の第１２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１７において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１６を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１８は画素分離型蛍光変換部３を移動させるための蛍光変換部移動部５を構成するモータである。
【００８７】
第１２実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３はモータ１８の出力軸に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、モータ１８を駆動源として、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００８８】
以上説明したように、第１２実施形態では、蛍光変換部移動部５の駆動源としてモータ１８の出力軸を１本だけ使用しているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、簡単な手段によって画素分離型蛍光変換部３を移動を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００８９】
図１８は本発明の第１３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１８において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１７を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１９，１９は画素分離型蛍光変換部３を移動させるための蛍光変換部移動部５を構成する一対の偏心回転軸、２０は両偏心回転軸１９，１９間に駆動力を伝達するためのベルトなどの動力伝達部である。
【００９０】
第１３実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、後で詳述するように蛍光変換部移動部５のモータ１８を駆動源として、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００９１】
画素分離型蛍光変換部３の移動動作について詳しく説明する。図１９は、第１３実施形態における蛍光変換部移動部５の具体的な構成の一例を示す図であり、ベース板Ｂに対して、画素分離型蛍光変換部３と、偏心回転軸１９および動力伝達部２０により構成される蛍光変換部移動部５とを一体に組み込んだ構造にしており、本実施形態では、偏心回転軸１９は２つの円柱１９ａ，１９ｂを組み合わせた構造にしてある。また、ベース板Ｂと偏心回転軸１９とは軸受Ｒにより接続されており、一方の偏心回転軸１９にモータ１８の出力軸が連結されている。また、各偏心回転軸１９の偏心方向は位置合わせされており、ベルト状の動力伝達部２０により、同期回転するような構造になっている。
【００９２】
以上のような構造により、モータ１８により偏芯回転軸１９の一方が回転すると、図２０に示すように、ベース板Ｂのすべての部分が連続円運動することになり、したがって、画素分離型蛍光変換部３が同様に円運動して前記の移動を行うことになる。
【００９３】
以上説明したように、第１３実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、簡単な手段で画素分離型蛍光変換部３の各画素を均一に、連続の円運動にて移動可能とするＸ線受像装置を提供することができる。したがって、移動方向にムラがないため、高画質な受像が可能となる。
【００９４】
図２１は本発明の第１４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２１において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２１は画素分離型蛍光変換部３に設けられた蛍光変換部移動部を構成するバイモルフ圧電素子である。
【００９５】
第１４実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３にはバイモルフ圧電素子２１が設けられているため、光電変換部６で画像信号を取り出す際には、バイモルフ圧電素子２１を駆動として、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００９６】
画素分離型蛍光変換部３の移動動作について説明する。図２２は、第１４実施形態における画素分離型蛍光変換部３の移動動作例を示す図である。図２２において、画素分離型蛍光変換部３はバイモルフ圧電素子２１の上に載置された状態で固定されている。この状態でバイモルフ圧電素子２１に電圧を加えて、図２２に示すように振動するように駆動すると、画素分離型蛍光変換部３は左右に移動することになる。
【００９７】
以上のように、第１４実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、非常にコンパクトな蛍光変換手段の移動機構の実現を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００９８】
図２３は本発明の第１５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２３において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２２は画素分離型蛍光変換部３と蛍光変換部移動部５との間に設置されたバネ，弾性板材などからなる振動抑制部である。
【００９９】
第１５実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動として、画素分離型蛍光変換部３を移動させ、同時に振動抑制部２２により、画素分離型蛍光変換部３における移動方向と垂直方向との振動を規制して吸収するようにしている。
【０１００】
このように、振動抑制部２２により画素分離型蛍光変換部３における移動方向と垂直方向の振動を規制しておくと、光電変換部６において、例えば、レンズを用いて画素分離型蛍光変換部３の光を受光する場合、レンズの焦点深度が浅くてもぼけの少ない受像が可能となる。また、レンズの焦点深度が浅くてよいということは、絞りを開けてもよいということになり、画素分離型蛍光変換部３の光出力が少なくても受光可能となる。
【０１０１】
以上のように、第１５実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の撮像を容易とするＸ線受像装置を提供することができる。
【０１０２】
図２４は本発明の第１６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２４において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２３は画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６との間に設置された光電子倍増管である。
【０１０３】
第１６実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電子倍増管２３にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【０１０４】
光電子倍増管２３の光倍増率は数百倍〜数万倍であって非常に高い。したがって、画素分離型蛍光変換部３の光出力が非常に微弱であっても受光が可能となる。
【０１０５】
以上のように、第１６実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３からの光出力が非常に微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【０１０６】
図２５は本発明の第１７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２５において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３，図２４を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２４は蛍光変換部画素４に対応して配設されたＣＣＤ（電荷結合素子）、２５はＣＣＤ画像信号作成部である。
【０１０７】
第１７実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光をＣＣＤ２４にて光電変換し、ＣＣＤ画像信号作成部２５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、ＣＣＤ画像信号作成部２５で画像を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【０１０８】
第１７実施形態では、ＣＣＤ２４を用いているため、小型で信頼性が高い構成であって高画質な画像化が可能となる。また画像化がリアルタイムであっても対応することができ、長時間露光させて増幅させることも可能である。
【０１０９】
以上のように、第１７実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力を簡単かつ信頼性高く画像化することが可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【０１１０】
図２６は本発明の第１８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２６において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３〜図２５を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２６はＣＣＤ２４とＣＣＤ画像信号作成部２５の間に設けられたＣＣＤ冷却部である。
【０１１１】
第１８実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光をＣＣＤ２４にて光電変換し、ＣＣＤ画像信号作成部２５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、ＣＣＤ画像信号作成部２５において画像信号を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。この際、ＣＣＤ冷却部２６によってＣＣＤ２４は冷却されている。
【０１１２】
第１８実施形態では、ＣＣＤ２４をＣＣＤ冷却部２６によって冷却することにより、ＣＣＤ２４における熱雑音を低減することができる。このことによりＣＣＤ２４を長時間露光し、微弱な光出力の画素分離型蛍光変換部３を撮像する場合に、特に効果を発揮する。また、リアルタイム画像化においても画像ノイズが少なくなるため、ＣＣＤを冷却しない場合より高い利得にて電気増幅することも可能となる。
【０１１３】
以上のように、第１８実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力から簡単かつ信頼性高く画像化することが可能であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力が微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【０１１４】
図２７は本発明の第１９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２７において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３〜図２６を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２７はＣＣＤ２４とＣＣＤ画像信号作成部２５の間に設けられたペルチェ素子である。
【０１１５】
第１９実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光をＣＣＤ２４にて光電変換し、ＣＣＤ画像信号作成部２５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、ＣＣＤ画像信号作成部２５において画像信号を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。この際、ペルチェ素子２７によってＣＣＤ２４は冷却されている。
【０１１６】
第１９実施形態では、ＣＣＤ２４の冷却を行うために電子冷却素子であるペルチェ素子２８を使用している。したがって、冷却機構の小型化が可能になり、また直接電気で駆動することによって冷却を行うため、その制御も容易である。
【０１１７】
以上のように、第１９実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力から簡単かつ信頼性高く画像化することが可能であり、蛍光変換手段の光出力が微弱であっても受像が可能であるとともに、小型な冷却機構を可能とし、また冷却温度制御が容易なＸ線受像装置を提供するものである。
【０１１８】
図２８は本発明の第２０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２８において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３〜図２７を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２８は画素分離型蛍光変換部３と光変換部画素７の間に設置された光路変更部であって、具体的にはミラーなどを使用する。
【０１１９】
第２０実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。そして変換された蛍光は、光路変更部２８により光路が曲げられて、光電変換部６にて画像信号として取り出される。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【０１２０】
通常、Ｘ線の光路は曲げることができない。したがって、光電変換部６がＸ線の光路上にある場合、光電変換部６は被爆してしまう。したがって、被爆による光電変換部６の劣化により、Ｘ線受像装置の寿命が短くなってしまう。しかし、図２８に示すように、光路変更部２８を用いて蛍光路を曲げておけば、光電変換部６を、Ｘ線光路から避けて被爆を回避するように設置することができるため、Ｘ線受像装置の寿命を長くすることができる。
【０１２１】
さらに、従来例として示した図３１に示すＸ線受像装置の構成では、画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６とを位置合わせして設置する必要があるため、Ｘ線は吸収しかつ光は通すような保護材などを介在させる場合には、高精度化が要求されていた。しかし、第２０実施形態によれば、高精度加工を必要とする保護材は不要であり、製造コストを下げることができる。
【０１２２】
以上のように第２０実施形態によれば、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、Ｘ線被爆対策が容易であって長寿命のＸ線受像装置を提供することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＸ線受像装置によれば、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段の光出力面を単位面毎に区切り、この蛍光変換手段を移動させる手段により、蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変換する光電変換手段における応答時間内に、前記光出力面における単位面の大きさの２分の１以上の距離を移動させるように構成したことによって、装置の分解能を前記移動の範囲内において、例えば静止状態の約２倍まで向上させることが可能になり、高画質の画像を得ることができる。また、このような移動を行わない構成に比べて短時間で受像を行うことが可能になる等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２】蛍光変換部画素における画像粒状化の様子を示す説明図
【図３】画素分離型蛍光変換部におけるＯＴＦの例を示す図
【図４】本発明の第２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図５】光ファイバー状蛍光体の構造を示す模式図
【図６】本発明の第３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図７】光反射基板上の光ファイバー状蛍光体における蛍光の反射状態を示す図
【図８】本発明の第４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の第５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の第６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の第７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の第８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１３】大きさの異なる微粒子蛍光体から構成される画素分離型蛍光変換部の例を示す模式図
【図１４】本発明の第９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の第１０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１６】本発明の第１１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１７】本発明の第１２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１８】本発明の第１３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１９】本発明の第１３実施形態における蛍光変換部移動部の具体的な構成の一例を示す図
【図２０】本発明の第１３実施形態における動作状態の説明図
【図２１】本発明の第１４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の第１４実施形態における動作状態の説明図
【図２３】本発明の第１５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２４】本発明の第１６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の第１７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２６】本発明の第１８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２７】本発明の第１９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の第２０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２９】従来のＸ線受像装置の基本的な構成を示すブロック図
【図３０】従来の蛍光変換部に用いられるファイバー状の構造を有する蛍光体の説明図
【図３１】従来の蛍光変換部と光電変換部の位置合わせを行ったＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図３２】Ｘ線による画像拡大撮像の概念とＸ線管の焦点サイズにより発生する像のぼけを説明するための図
【符号の説明】
１ Ｘ線発生部
２ 検査対象物
３ 画素分離型蛍光変換部
４ 蛍光変換部画素
５ 蛍光変換部移動部
６ 光電変換部
７ 光電変換部画素
８ 光ファイバー状蛍光体
９ 光反射基板
１０ Ｓｉ基板
１１ エッチングＳｉ基板
１２，１３，１５，１６，１７ 蛍光体
１４ 微粒子蛍光体
１８ モータ
１９ 偏心回転軸
２０ 動力伝達部
２１ バイモルフ圧電素子
２２ 振動抑制部
２３ 光電子増幅管
２４ ＣＣＤ
２５ ＣＣＤ画像信号作成部
２６ ＣＣＤ冷却部
２７ ペルチェ素子
２８ 光路変換部
Ｂ ベース板
Ｒ 軸受
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線発生部と、Ｘ線を光に変換する蛍光変換部と、蛍光変換部から発生する光を画像信号に変換する光電変換部を備えたＸ線受像装置に係り、特に工場などで用いられて、Ｘ線による高精度検査を行うための装置に適用されるＸ線受像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線受像装置の基本的な構成を示すブロック図を図２９に示す。図２９において、１はＸ線発生部、２は検査対象物、２９は蛍光変換部、６は光電変換部であって、蛍光変換部２９において、Ｘ線発生部１から発生して検査対象物２を透過したＸ線を光に変えて、その光に基づいて光電変換部６で画像化するものである。
【０００３】
Ｘ線受像装置の感度を上げるために、蛍光変換部２９と光電変換部６の増幅器を入れる場合が多く、また高感度かつ高分解能を実現するため、蛍光変換部２９の蛍光材料がファイバー構造になっているものが多く使用されている。
【０００４】
図３０（ａ），（ｂ）は前記蛍光変換部に用いられるファイバー状の構造を有する蛍光体の説明図であって、図３０（ａ）はヨウ化セシウム（ＣＳＩ：Ｔｌ）を主成分とする蛍光体の断面図である。図３０（ｂ）はファイバー状蛍光体の中を蛍光が進む様子を模式化して示した図である。
【０００５】
蛍光変換部２９においては、Ｘ線は蛍光体に当たると光を発生する。感度を上げるためには蛍光体が厚い方が有利であるが、蛍光体内部での光拡散のため画像がぼけてしまい、高分解能化には不利となる。そこで図３０のようなファイバー構造であると、蛍光がファイバーの外に出難いため、光拡散が少ない形で蛍光体を厚くすることができる。
【０００６】
さらなる高分解能を実現するために、蛍光変換部と光電変換部の位置合わせを行う方法が考えられる。図３１は蛍光変換部と光電変換部の位置合わせを行ったＸ線受像装置の構成を示すブロック図である。図３１において、３は画素分離型蛍光変換部であって、画素分離型蛍光変換部３の光出力面は、蛍光変換部画素４の単位毎に区切られている。７は光電変換部における画素であって、図３１に示すように、画素分離型蛍光変換部３の蛍光変換部画素４と光電変換部６の光電変換部画素７は１対１に対応させることによって、蛍光変換部画素４にファイバー蛍光体を用いれば、そのファイバー蛍光体の大きさレベルの画面分解能が実現できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、蛍光変換部の分解能であるが、図３０（ａ）のようなファイバー結晶の細かさ、あるいは大きさのばらつきを規制するにも限界がある。図３０（ａ），（ｂ）に示す構造の蛍光変換部において、現状実用となっている分解能は２５μｍ程度である。従来、２５μｍ以下の分解能を必要とする場合は、マイクロフォーカスＸ線管を使い、画像を拡大して検査を行っている。
【０００８】
図３２（ａ），（ｂ）はＸ線による画像拡大撮像の概念とＸ線管の焦点サイズにより発生する像のぼけを説明するための図である。同図に示すように、Ｘ線はＸ線管焦点より放射状に出射される。Ｘ線は直進性が非常に強いため、図示した検査対象物から蛍光変換部までの距離Ｌ２を、Ｘ線管焦点から検査対象物までの距離Ｌ１よりも大きくすると、蛍光変換部上の画像は検査対象物より大きなサイズとなって拡大画像となる。
【０００９】
このとき、問題となるのがＸ線管の焦点サイズによる像のぼけである。図３２（ａ）は焦点サイズｆ１の大きなＸ線管による撮影状態を示し、図３２（ｂ）は焦点サイズｆ２の小さなＸ線管による撮影状態を示す。検査対象物の同一点を通るＸ線は、焦点サイズ分のすべての点からＸ線が加算されるため、蛍光変換部上では図３２（ａ）ではΔｕ１、図３２（ｂ）ではΔｕ２の範囲に存在することになり、そのサイズ分画像がぼける。したがって、画像を拡大する場合は、図３２（ｂ）のような焦点サイズの小さいマイクロフォーカスＸ線管を使用し、ぼけが大きくならないようにする。現状では、マイクロフォーカスＸ線管の焦点サイズは約１μｍが実用となっており、そのレベルの分解能での検査が可能である。
【００１０】
また前記距離Ｌ２を限りなくゼロに近づければ、画像ぼけΔｕ１，Δｕ２もほぼゼロとなり、焦点サイズをあまり気にすることなく精密検査が可能である。しかしながら、この状態は検査対象物の大きさと、蛍光変換部上の画像の大きさがほぼ同じであり、蛍光変換部の分解能イコール画像分解能となる。
【００１１】
以上説明したように、１０μｍ以下の画面分解能を必要とする精密検査においては、マイクロフォーカスＸ線管を使用する必要がある。しかし、マイクロフォーカスＸ線管は５００万円〜２０００万円と非常に高価であり、工場などの検査として手軽に使う価格レベルではない。したがって、Ｘ線受像装置を高分解能化して、５０万円〜２００万円レベルのＸ線管が精密検査において使用することができれば、精密Ｘ線検査機の飛躍的なコストダウンにつながり、精密電子部品の接合検査分野などへの普及が促進されると考えられる。
【００１２】
また図３１に示すＸ線受像装置の構成は、画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６の位置合わせを高精度に行う必要があるため、製造コストが高くなる。特に精度が悪いと画像にむら等が発生するため注意が必要である。
【００１３】
そこで、本発明の主たる目的は、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、短時間で受像が可能なＸ線受像装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るＸ線受像装置は、Ｘ線発生手段と、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、蛍光変換手段を移動させる手段と、蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変換する光電変換手段とを備えたＸ線受像装置であって、前記蛍光変換手段の光出力面を単位面毎に区切り、蛍光変換手段を移動させる手段により、前記光電変換手段の応答時間内に、前記光出力面における単位面の大きさの２分の１以上の距離を移動させるように構成したことを特徴とするものであり、この構成によって、装置の分解能を前記移動の範囲内において、例えば静止状態の約２倍まで向上させることが可能になり、高画質の画像を得ることができる。また、このような移動を行わない構成に比べて短時間で受像を行うことが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、Ｘ線発生手段と、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、蛍光変換手段を移動させる手段と、蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変換する光電変換手段とを備えたＸ線受像装置であって、前記蛍光変換手段の光出力面を単位面毎に区切り、蛍光変換手段を移動させる手段により、前記光電変換手段の応答時間内に、前記光出力面における単位面の大きさの２分の１以上の距離を移動させるように構成したことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質のＸ線受像装置を提供することができ、特に粒状性が除去された高画質の画像を得ることができる。また、従来のように画素分離型蛍光変換部と光電変換部とを位置合わせする必要がなく、画素分離型蛍光変換部を用いてその製造精度が悪い場合でも、画質を改善することができるため、製造精度を下げることによって製造コストを抑えることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段を、光ファイバー状の蛍光材料を束ねて構成したことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、短時間で受像が可能なＸ線受像装置を提供することができ、特に、ファイバー厚みを厚くすることにより、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段を、光を反射する基板上に光ファイバー状の蛍光材料を設けた構成にしたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、短時間で受像が可能なＸ線受像装置を提供することができ、特に、光反射する基板が存在することにより、蛍光を有効利用することができるとともに、蛍光体を光ファイバー上に加工する方法が幅広く利用選択することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、基板の材料にＳｉ材を用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、高精度に蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができ、特に、Ｓｉ基板は、光を反射するとともに、基板平面度の優れたものが簡単に入手することができ、また基板平面度が優れているため、基板上に蛍光体を形成するとき、場所毎の加工ばらつきが少なく、蛍光変換手段の高精度化が可能になる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、基板として、エッチングによりパターニングしたものを用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、特に光出力面方向において精度の高い蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができ、特に、Ｓｉ基板は、基板平面度の優れたものが簡単に入手することができる上、さらにそれをエッチングすることにより、精密なパターニングが可能になるため、蛍光変換手段のさらなる高精度化が可能になる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、蛍光材料がＮａＩもしくはＣｓＩであることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、蒸着により蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができ、特に、ＮａＩ，ＣｓＩのアルカリハライド結晶は構造が簡単であり、高いレートで蒸着した場合でも蛍光材料として十分機能する。また蒸着時に蒸着レートあるいは基板温度を制御することにより、光反射基板上に厚膜の光ファイバー状結晶を生成することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、蛍光材料にＴｌもしくはＮａをドープしたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であり、蒸着により蛍光変換手段を作成することができるとともに、さらなる受像時間短縮を簡単に可能とするＸ線受像装置を提供することができ、特に、ＣｓＩの場合にはＴｌもしくはＮａをドープし、ＮａＩの場合にはＴｌをドープすることにより、蛍光量を飛躍的に増大させることができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の蛍光材料が微粒子蛍光体を含むものであることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、蛍光材料がＧｄ２Ｏ２Ｓであることを特徴とし、この構成によって、Ｘ線にも高い感度を示すＧｄ２Ｏ２Ｓを使用することにより、高品質の受像が可能になる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、蛍光材料にＴｂをドープしたことを特徴とし、この構成によって、Ｇｄ２Ｏ２Ｓを使用することにより、高品質の受像が可能になり、さらにＴｂをドープすることによって発光量を高めることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、蛍光材料がＰｒもしくはＣｅをドープしたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、蛍光物質の残光量が少ないため、蛍光変換手段を高速に移動しても検出を可能とするＸ線受像装置を提供することができ、したがって、蛍光変換手段の移動制御も簡単になる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の移動方向における駆動手段が、モータの出力軸であることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、簡単な構造で蛍光変換手段の移動を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００２７】
請求項１３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の移動方向における駆動手段が、偏心した構造の２本の回転軸と、両回転軸を同期して回転させるための動力伝達機構を有し、回転軸のうち１本をモータに接続し、かつ２本の回転軸において偏心方向を合わせるように構成されていることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であり、簡単な手段で蛍光変換手段の各画素を均一に移動可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００２８】
請求項１４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段の移動手段における駆動手段が、バイモルフ圧電素子であることを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、非常にコンパクトな蛍光変換手段の移動機構の実現を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００２９】
請求項１５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段における光出力面と垂直方向との振動を抑制する振動抑制手段を備えたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、蛍光変換手段の撮像を容易とするＸ線受像装置を提供することができ、特に、レンズ系を使用して撮像する場合、振動がなくなる分、焦点深度が浅くても良好な撮像が容易になる。
【００３０】
請求項１６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、光電変換手段として光電子倍増管を用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、蛍光変換手段の光出力が微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３１】
請求項１７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、光電変換手段としてＣＣＤを用いたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であり、蛍光変換手段の光出力を簡単かつ信頼性高く画像化することが可能であるとともに、蛍光変換手段の光出力から簡単かつ信頼性高く画像化することが可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３２】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７に記載の発明において、光電変換手段を冷却して用いることを特徴とし、この構成によって、光電変換手段における熱雑音を低下させることができるため、蛍光変換手段の光出力が微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３３】
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の発明において、光電変換手段をベルチェ素子により冷却することを特徴とし、この構成によって、光電変換手段を冷却するために小型な冷却機構を可能とし、また冷却温度制御が容易なＸ線受像装置を提供することができる。
【００３４】
請求項２０に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、蛍光変換手段と光電変換手段との間に光路変更手段を設けたことを特徴とし、この構成によって、製造が容易であり、Ｘ線が光電変換手段に直接照射することのない光路にすることができるため、高分解能かつ高画質であるとともに、従来のようなＸ線被爆防止用の保護材が不要になり、Ｘ線被爆対策が容易でかつ長寿命のＸ線受像装置を提供することができる。
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３６】
図１は本発明の第１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、１はＸ線発生部、２は検査対象物、３は画素分離型蛍光変換部であって、画素分離型蛍光変換部３の光出力面は複数設置された蛍光変換部画素４の単位毎に区切られている。また、５は蛍光変換部移動部、６は光電変換部、７は光電変換部画素であって、光電変換部画素７は蛍光変換部画素４に対向して設置されており、この単位の分解能にて画像信号を得ることができる。
【００３７】
図１に示すＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。ここで、画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に接続されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際に、蛍光変換部移動部５によって画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００３８】
画素分離型蛍光変換部３が静止している場合は、画素分離型蛍光変換部３の光出力面の画像分解能は、蛍光変換部画素４の大きさで決定される。通常、画素分離型蛍光変換部３の画像分解能は、蛍光変換部画素４の大きさの約３〜５倍程度である。また、画素分離型蛍光変換部３の光出力は、蛍光変換部画素４の大きさ単位の画像となり、画像は粒状化しており、高画質とはいえない。
【００３９】
図２は前記蛍光変換部画素の画像粒状化の様子を示す説明図である。図２（ａ）は原画であり、図２（ｂ）は粒状化された画像である。図では視覚的に分かりやすいように、ファイバーは円形とし、束ね方は六方積みとしている。さらに、ファイバーの隙間は光が通らないものとする。本実施形態では、画素分離型蛍光変換部３を移動させることにより、高分解能を実現するとともに、画像粒状化を低減して高画質な画像を得ることができる。以下、その理由について説明する。
【００４０】
ここでは光学的な周波数特性を用いて画面分解能を評価することにする。すなわち説明を簡単にするために、画素分離型蛍光変換部３は正方格子の（四方積み）ファイバー構造であるとする。まず図２に示す画像粒状化を呈する画素分離型蛍光変換部３において、静止している場合と、移動している場合のＯＴＦ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を計算し、さらに遮断周波数を求める。ＯＴＦは光学系の周波数特性を示す関数である。遮断周波数はＯＴＦがゼロとなる周波数であり、これ以上高い周波数領域では画像が分解できないことを示す値である。光学的な周波数は現実の画像上の寸法に反比例している。ゆえに遮断周波数が高いほど、画面分解能は高くなることになる。
【００４１】
図３にＯＴＦの例を示す。実際に静止している場合の遮断周波数ωｍａｘ（ｓｔａｔｉｃ）と、移動している場合の遮断周波数ωｍａｘ（ｄｙｎａｍｉｃ）を計算すると、（数１）に示すようになる。
【００４２】
【数１】
ωｍａｘ（ｄｙｎａｍｉｃ）／ωｍａｘ（ｓｔａｔｉｃ）＝２．２２
したがって、画素分離型蛍光変換部３を移動させることにより、計算上の分解能は静止時の約２倍となり、画像の粒状性も軽減される（なお、（数１）などの詳細については、「光学ファイバー」 著者 長尾和美 昭和４９年４月１０日 共立出版社発行 ４２頁〜５１頁参照）。また、画素分離型蛍光変換部３を蛍光変換部移動部５にて移動させる速度および距離は、光電変換部６の応答時間内に、蛍光変換部画素４の大きさの１／２以上である必要がある。
【００４３】
以上説明したように、第１実施形態では、画素分離型蛍光変換部３を移動させることにより、画素分離型蛍光変換部３の分解能を静止状態の約２倍にすることができるとともに、粒状性が除去された高画質の画像を得ることができ、また、画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６を位置合わせする必要がなく、画素分離型蛍光変換部３の製造精度が粗く特性が悪い場合でも画質を改善できるため、製造精度を下げることができる。したがって、製造コストも抑えることができる。
【００４４】
図４は本発明の第２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図４において図１を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明は省略する。図中の８は第１実施形態における蛍光変換部画素４に対応するファイバー状蛍光体である。
【００４５】
第２実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。光ファイバー状蛍光体８は蛍光変換部移動部５に接続されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、光ファイバー状蛍光体８を移動させている。
【００４６】
図５は光ファイバー状蛍光体の構造を示す模式図であり、図５（ａ）は光ファイバー状蛍光体における光出力面を示す図であり、図５（ｂ）は光ファイバー状蛍光体の断面状態を示す図である。図５（ａ）に示すように、光ファイバー状蛍光体８は光出力面において、画素構造に分離されている。また、図５（ｂ）に示すように、蛍光材料から発生した蛍光は、主にファイバー状となった蛍光体の中を反射しながら進み、ファイバー状の外には出難くなっている。したがって、ファイバーの厚みを厚くすることにより、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。
【００４７】
以上説明したように、第２実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっているため、光出力面の分解能を低下させず高い発光輝度を得ることができる。したがって短時間コントラストよくＸ線蛍光画像の受像が可能となる。
【００４８】
図６は本発明の第３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図６において図１，図４を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明は省略する。図中の９は光ファイバー状蛍光体８におけるＸ線入射側に設けられた光反射基板である。
【００４９】
第３実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、光反射基板９に設けられた光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。光反射基板９は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には光反射基板９を移動させるようにしている。
【００５０】
図７は光反射基板９上の光ファイバー状蛍光体８における蛍光の反射状態を示す図である。光ファイバー状蛍光体８における微小部分にＸ線が当たった場合、３６０度方向に蛍光を発すると考えてよい。この場合、図７のように光反射基板９が存在すると、蛍光出力面と反対方向の光も反射されて利用することができるため、簡単な構造により高い発光輝度を得ることができる。
【００５１】
さらに、光反射基板９が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択することができる。
【００５２】
以上説明したように、第３実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっており、さらに光出力面と反対方向に放射される蛍光を利用することができるため、光出力面の分解能を低下させず高い発光輝度を得ることができる。したがって、短時間でコントラストよくＸ線蛍光画像を受像することが可能となる。さらに、光反射基板が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択することができる。
【００５３】
図８は本発明の第４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図８において図１，図４，図６を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１０は光ファイバー状蛍光体８におけるＸ線入射側に設けられたＳｉ基板である。
【００５４】
第４実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、Ｓｉ基板１０に設けられた光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。Ｓｉ基板１０は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６で画像を取り出す際にはＳｉ基板１０を移動させている。
【００５５】
第４実施形態では光ファイバー状蛍光体８の基板にＳｉ基板１０を用いているため、光を反射するとともに、基板平面度の優れたものが簡単に入手できる。このように基板平面度が優れているため、基板上に蛍光体を形成するとき、場所毎の加工のばらつきが少なく画素分離型蛍光変換部３の高精度化が可能である。
【００５６】
以上説明したように、第４実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっており、さらに光出力面と反対方向に放射される蛍光を利用できるため、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。したがって、短時間でコントラストよくＸ線蛍光画像の受像が可能となる。さらにＳｉ基板１０が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択することができ、高精度に画素分離型蛍光変換部３を作成することのできるＸ線受像装置を提供できる。
【００５７】
図９は本発明の第５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図９において、図１，図４，図６，図８を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１１は光ファイバー状蛍光体８におけるＸ線入射側に設けられたエッチングＳｉ基板である。
【００５８】
第５実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、エッチングＳｉ基板１１に設けられた光ファイバー状蛍光体８にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。エッチングＳｉ基板１１は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像を取り出す際には、エッチングＳｉ基板１１を移動させている。
【００５９】
第５実施形態では、Ｓｉ基板をエッチングしたエッチングＳｉ基板１１を光ファイバー状蛍光体８の基板として用いている。Ｓｉ基板は、光を反射するとともに、基板平面度の優れたものが簡単に入手できる。さらに、それをエッチングすることにより、精密なパターニングが可能となる。したがって、基板平面度が優れているため、基板上に蛍光体を形成するとき、場所毎の加工ばらつきが少なく画素分離型蛍光変換部３の高精度化が可能である。
【００６０】
以上説明したように、第５実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３がファイバー状構造となっており、さらに、光出力面と反対方向に放射される蛍光を利用することができるため、光出力面の分解能を低下させずに高い発光輝度を得ることができる。したがって、短時間でコントラストよくＸ線蛍光画像の受像が可能となる。さらにエッチングＳｉ基板１１が存在することにより、蛍光体を光ファイバー状に加工する方法が幅広く選択でき、高精度に画素分離型蛍光変換部３を作成することのできるＸ線受像装置を提供できる。
【００６１】
図１０は本発明の第６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１０において、図１，図４，図６，図８，図９を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１２は光反射基板９に設けられた蛍光変換部素子としての蛍光体（ＣｓＩまたはＮａＩ）である。
【００６２】
第６実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、光反射基板９に設けられた蛍光体（ＣｓＩまたはＮａＩ）１２にて光に変換される。変換された光を光電変換部５にて画像信号として取り出す。光反射基板９は蛍光変換部移動部６に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、光反射基板９を移動させている。
【００６３】
第６実施形態では、蛍光変換部素子としての蛍光体の蛍光材料にＣｓＩまたはＮａＩを用いている。これらのアルカリハライド結晶は構造が簡単であり、高いレートで蒸着した場合でも蛍光材料として十分機能する。また蒸着時に蒸着レートあるいは基板温度を制御することにより、光反射基板９上に厚膜の光ファイバー状結晶を作成することができる。
【００６４】
以上説明したように、第６実施形態では、前記のように蛍光材料にＣｓＩもしくはＮａＩを用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、蒸着により蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができる。
【００６５】
図１１は本発明の第７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図７において、１３は光反射基板９に設けられた蛍光変換部素子としての蛍光体（ＣｓＩ（ＴｌもしくはＮａをドープしたもの）またはＮａＩ（Ｔｌをドープしたもの））である。
【００６６】
第７実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、光反射基板９に設けられた蛍光体（ＣｓＩ（ＴｌもしくはＮａをドープしたもの）またはＮａＩ（Ｔｌをドープしたもの））１３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。光反射基板９は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、光反射基板９を移動させている。
【００６７】
第７実施形態では、蛍光材料の基礎材としてＣｓｌまたはＮａｌを用いている。これらのアルカリハライド結晶は構造が簡単であり、高いレートで蒸着した場合でも蛍光材料として十分機能する。また蒸着時に蒸着レートや基板温度を制御することで、光反射基板９上に厚膜の光ファイバー状結晶を作成することができる。さらにＣｓＩの場合は、ＴｌもしくはＮａを、またＮａＩの場合はＴｌをドープすることにより、蛍光量を飛躍的に増大させることができる。また蒸着時に蒸着レートや基板温度を制御することによって、光反射基板９上に厚膜の光ファイバー状結晶を作成することができる。
【００６８】
以上説明したように、第７実施形態では、蛍光材料にＣｓＩ（ＴｌもしくはＮａをドープしたもの）またはＮａＩ（Ｔｌをドープしたもの）を用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質かつ、短時間で受像が可能であるとともに、蒸着により蛍光変換手段を作成することのできるＸ線受像装置を提供することができるとともに、さらなる受像時間短縮を簡単に可能とするＸ線受像装置を提供するものである。
【００６９】
図１２は本発明の第８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図８において、図１，図４，図６，図８〜図１１を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１４は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体である。
【００７０】
第８実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内の微粒子蛍光体１４にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。ここで、画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００７１】
第８実施形態では、画素分離型蛍光変換部３を構成する蛍光材料に微粒子蛍光体１４を用いている。これらの微粒子蛍光体１４は蛍光灯あるいはディスプレイ管に使われているものと類似する物質であり、比較的入手が簡単である。
【００７２】
ここで、特に微粒子蛍光体を用いるときの注意点について述べる。画素分離型蛍光変換部３を蛍光変換部移動部５にて移動させる速度及び距離は、光電変換部６の応答時間内に、蛍光変換部画素４の大きさの１／２以上である必要がある。しかし現実は、蛍光変換部画素４の大きさおよび間隔が一定でないことも多い。図１３は大きさの異なる微粒子蛍光体から構成される画素分離型蛍光変換部３の例を示す模式図である。図１３（ａ）は光出力面を示す図、図１３（ｂ）は断面図であって、画素分離型蛍光変換部３は、微粒子蛍光体の大きさを厚み方向で変化させ、できるだけ効率を高めるように工夫されている。この場合、図１３（ａ）に示す一番大きな螢光体の間隔が、図１を参照すれば蛍光変換部画素４の大きさと考えられる。
【００７３】
以上説明したように、第８実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体を用いているため、製造が容易であり、高分解能，高画質かつ短時間で受像が可能であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として画素分離型蛍光変換部３を製作することが可能である。
【００７４】
図１４は本発明の第９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図９において、図１，図４，図６，図８〜図１２を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１５は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体としてのＧｄ２Ｏ２Ｓである。
【００７５】
第９実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内のＧｄ２Ｏ２Ｓ１５にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００７６】
第９実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体であるＧｄ２Ｏ２Ｓを用いている。これらはモノクロディスプレイ管に使われている蛍光物質であり、Ｘ線にも高い感度を示す。
【００７７】
以上説明したように、第９実施形態では、蛍光材料にＧｄ２Ｏ２Ｓを用いているため、製造が容易であり、高分解能，高画質かつ短時間で受像が可能であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として画素分離型蛍光変換部３を製作することが可能である。
【００７８】
図１５は本発明の第１０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１５において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１６は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体としてのＧｄ２Ｏ２Ｓ（Ｔｂをドープしたもの）である。
【００７９】
第１０実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内のＧｄ２Ｏ２Ｓ（Ｔｂをドープしたもの）１６にて光に変換される。変換された光を光電変換部５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００８０】
第１０実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体であるＧｄ２Ｏ２Ｓを用いている。これらはモノクロディスプレイ管に使われている蛍光物質であり、Ｘ線にも高い感度を示す。さらにＴｂをドープすることにより、発光量を高めている。
【００８１】
以上説明したように、第１０実施形態では、蛍光材料にＧｄ２Ｏ２Ｓ（Ｔｂをドープしたもの）を用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、さらなる受像時間短縮を簡単に可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００８２】
図１６は本発明の第１１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１６において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４，図１５を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１７は画素分離型蛍光変換部３を構成する基板に混入された微粒子蛍光体としてのＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅをドープしたもの）である。
【００８３】
第１１実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３内のＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅをドープしたもの）１７にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に接続されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００８４】
第１１実施形態では、蛍光材料に微粒子蛍光体であるＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅをドープしたもの）を用いている。これはモノクロディスプレイ管に使われている蛍光物質であり、Ｘ線にも高い感度を示す。また前記のようにＰｒもしくはＣｅをドープしているが、このＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅ）１７は、微粒子螢光体の中では非常に残光が少ない蛍光物質である。本実施形態においては、蛍光材料の残光量が大きいと、画素分離型蛍光変換部３を高速に移動した場合、残光によるボケが発生するため、かえって逆効果になる場合もある。本実施形態において、残光の少ない蛍光物質を使用することにより画素分離型蛍光変換部３における高速移動を可能とする。
【００８５】
以上説明したように、本発明の第１１の発明では、蛍光材料にＧｄ２Ｏ２Ｓ（ＰｒもしくはＣｅ）を用いているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、比較的入手が簡単な材料を基材として蛍光変換手段を製作可能であるとともに、蛍光物質の残光量が少ないため、蛍光変換手段を高速に移動しても検出を可能とするＸ線受像装置を提供するものである。したがって、蛍光変換手段の移動制御も簡単になる。
【００８６】
図１７は本発明の第１２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１７において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１６を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１８は画素分離型蛍光変換部３を移動させるための蛍光変換部移動部５を構成するモータである。
【００８７】
第１２実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３はモータ１８の出力軸に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、モータ１８を駆動源として、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００８８】
以上説明したように、第１２実施形態では、蛍光変換部移動部５の駆動源としてモータ１８の出力軸を１本だけ使用しているため、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、簡単な手段によって画素分離型蛍光変換部３を移動を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００８９】
図１８は本発明の第１３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図１８において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１７を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の１９，１９は画素分離型蛍光変換部３を移動させるための蛍光変換部移動部５を構成する一対の偏心回転軸、２０は両偏心回転軸１９，１９間に駆動力を伝達するためのベルトなどの動力伝達部である。
【００９０】
第１３実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、後で詳述するように蛍光変換部移動部５のモータ１８を駆動源として、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００９１】
画素分離型蛍光変換部３の移動動作について詳しく説明する。図１９は、第１３実施形態における蛍光変換部移動部５の具体的な構成の一例を示す図であり、ベース板Ｂに対して、画素分離型蛍光変換部３と、偏心回転軸１９および動力伝達部２０により構成される蛍光変換部移動部５とを一体に組み込んだ構造にしており、本実施形態では、偏心回転軸１９は２つの円柱１９ａ，１９ｂを組み合わせた構造にしてある。また、ベース板Ｂと偏心回転軸１９とは軸受Ｒにより接続されており、一方の偏心回転軸１９にモータ１８の出力軸が連結されている。また、各偏心回転軸１９の偏心方向は位置合わせされており、ベルト状の動力伝達部２０により、同期回転するような構造になっている。
【００９２】
以上のような構造により、モータ１８により偏芯回転軸１９の一方が回転すると、図２０に示すように、ベース板Ｂのすべての部分が連続円運動することになり、したがって、画素分離型蛍光変換部３が同様に円運動して前記の移動を行うことになる。
【００９３】
以上説明したように、第１３実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、簡単な手段で画素分離型蛍光変換部３の各画素を均一に、連続の円運動にて移動可能とするＸ線受像装置を提供することができる。したがって、移動方向にムラがないため、高画質な受像が可能となる。
【００９４】
図２１は本発明の第１４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２１において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２１は画素分離型蛍光変換部３に設けられた蛍光変換部移動部を構成するバイモルフ圧電素子である。
【００９５】
第１４実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３にはバイモルフ圧電素子２１が設けられているため、光電変換部６で画像信号を取り出す際には、バイモルフ圧電素子２１を駆動として、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【００９６】
画素分離型蛍光変換部３の移動動作について説明する。図２２は、第１４実施形態における画素分離型蛍光変換部３の移動動作例を示す図である。図２２において、画素分離型蛍光変換部３はバイモルフ圧電素子２１の上に載置された状態で固定されている。この状態でバイモルフ圧電素子２１に電圧を加えて、図２２に示すように振動するように駆動すると、画素分離型蛍光変換部３は左右に移動することになる。
【００９７】
以上のように、第１４実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、非常にコンパクトな蛍光変換手段の移動機構の実現を可能とするＸ線受像装置を提供することができる。
【００９８】
図２３は本発明の第１５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２３において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２２は画素分離型蛍光変換部３と蛍光変換部移動部５との間に設置されたバネ，弾性板材などからなる振動抑制部である。
【００９９】
第１５実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電変換部６にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像信号を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動として、画素分離型蛍光変換部３を移動させ、同時に振動抑制部２２により、画素分離型蛍光変換部３における移動方向と垂直方向との振動を規制して吸収するようにしている。
【０１００】
このように、振動抑制部２２により画素分離型蛍光変換部３における移動方向と垂直方向の振動を規制しておくと、光電変換部６において、例えば、レンズを用いて画素分離型蛍光変換部３の光を受光する場合、レンズの焦点深度が浅くてもぼけの少ない受像が可能となる。また、レンズの焦点深度が浅くてよいということは、絞りを開けてもよいということになり、画素分離型蛍光変換部３の光出力が少なくても受光可能となる。
【０１０１】
以上のように、第１５実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の撮像を容易とするＸ線受像装置を提供することができる。
【０１０２】
図２４は本発明の第１６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２４において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２３は画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６との間に設置された光電子倍増管である。
【０１０３】
第１６実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光を光電子倍増管２３にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【０１０４】
光電子倍増管２３の光倍増率は数百倍〜数万倍であって非常に高い。したがって、画素分離型蛍光変換部３の光出力が非常に微弱であっても受光が可能となる。
【０１０５】
以上のように、第１６実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３からの光出力が非常に微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【０１０６】
図２５は本発明の第１７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２５において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３，図２４を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２４は蛍光変換部画素４に対応して配設されたＣＣＤ（電荷結合素子）、２５はＣＣＤ画像信号作成部である。
【０１０７】
第１７実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光をＣＣＤ２４にて光電変換し、ＣＣＤ画像信号作成部２５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、ＣＣＤ画像信号作成部２５で画像を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【０１０８】
第１７実施形態では、ＣＣＤ２４を用いているため、小型で信頼性が高い構成であって高画質な画像化が可能となる。また画像化がリアルタイムであっても対応することができ、長時間露光させて増幅させることも可能である。
【０１０９】
以上のように、第１７実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力を簡単かつ信頼性高く画像化することが可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【０１１０】
図２６は本発明の第１８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２６において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３〜図２５を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２６はＣＣＤ２４とＣＣＤ画像信号作成部２５の間に設けられたＣＣＤ冷却部である。
【０１１１】
第１８実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光をＣＣＤ２４にて光電変換し、ＣＣＤ画像信号作成部２５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、ＣＣＤ画像信号作成部２５において画像信号を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。この際、ＣＣＤ冷却部２６によってＣＣＤ２４は冷却されている。
【０１１２】
第１８実施形態では、ＣＣＤ２４をＣＣＤ冷却部２６によって冷却することにより、ＣＣＤ２４における熱雑音を低減することができる。このことによりＣＣＤ２４を長時間露光し、微弱な光出力の画素分離型蛍光変換部３を撮像する場合に、特に効果を発揮する。また、リアルタイム画像化においても画像ノイズが少なくなるため、ＣＣＤを冷却しない場合より高い利得にて電気増幅することも可能となる。
【０１１３】
以上のように、第１８実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力から簡単かつ信頼性高く画像化することが可能であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力が微弱であっても受像が可能なＸ線受像装置を提供することができる。
【０１１４】
図２７は本発明の第１９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２７において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３〜図２６を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２７はＣＣＤ２４とＣＣＤ画像信号作成部２５の間に設けられたペルチェ素子である。
【０１１５】
第１９実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。変換された光をＣＣＤ２４にて光電変換し、ＣＣＤ画像信号作成部２５にて画像信号として取り出す。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、ＣＣＤ画像信号作成部２５において画像信号を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。この際、ペルチェ素子２７によってＣＣＤ２４は冷却されている。
【０１１６】
第１９実施形態では、ＣＣＤ２４の冷却を行うために電子冷却素子であるペルチェ素子２８を使用している。したがって、冷却機構の小型化が可能になり、また直接電気で駆動することによって冷却を行うため、その制御も容易である。
【０１１７】
以上のように、第１９実施形態では、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、画素分離型蛍光変換部３の光出力から簡単かつ信頼性高く画像化することが可能であり、蛍光変換手段の光出力が微弱であっても受像が可能であるとともに、小型な冷却機構を可能とし、また冷却温度制御が容易なＸ線受像装置を提供するものである。
【０１１８】
図２８は本発明の第２０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図であり、図２８において、図１，図４，図６，図８〜図１２，図１４〜図１８，図２１，図２３〜図２７を参照して説明した部材と同一物には同一番号を付して詳しい説明を省略する。図中の２８は画素分離型蛍光変換部３と光変換部画素７の間に設置された光路変更部であって、具体的にはミラーなどを使用する。
【０１１９】
第２０実施形態のＸ線受像装置の動作について説明する。まず、Ｘ線発生部１より発生したＸ線を検査対象物２に照射する。検査対象物２を透過したＸ線は、画素分離型蛍光変換部３にて光に変換される。そして変換された蛍光は、光路変更部２８により光路が曲げられて、光電変換部６にて画像信号として取り出される。画素分離型蛍光変換部３は蛍光変換部移動部５に連結されており、光電変換部６において画像を取り出す際には、蛍光変換部移動部５を駆動して、画素分離型蛍光変換部３を移動させている。
【０１２０】
通常、Ｘ線の光路は曲げることができない。したがって、光電変換部６がＸ線の光路上にある場合、光電変換部６は被爆してしまう。したがって、被爆による光電変換部６の劣化により、Ｘ線受像装置の寿命が短くなってしまう。しかし、図２８に示すように、光路変更部２８を用いて蛍光路を曲げておけば、光電変換部６を、Ｘ線光路から避けて被爆を回避するように設置することができるため、Ｘ線受像装置の寿命を長くすることができる。
【０１２１】
さらに、従来例として示した図３１に示すＸ線受像装置の構成では、画素分離型蛍光変換部３と光電変換部６とを位置合わせして設置する必要があるため、Ｘ線は吸収しかつ光は通すような保護材などを介在させる場合には、高精度化が要求されていた。しかし、第２０実施形態によれば、高精度加工を必要とする保護材は不要であり、製造コストを下げることができる。
【０１２２】
以上のように第２０実施形態によれば、製造が容易であり、高分解能かつ高画質であるとともに、Ｘ線被爆対策が容易であって長寿命のＸ線受像装置を提供することができる。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＸ線受像装置によれば、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段の光出力面を単位面毎に区切り、この蛍光変換手段を移動させる手段により、蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変換する光電変換手段における応答時間内に、前記光出力面における単位面の大きさの２分の１以上の距離を移動させるように構成したことによって、装置の分解能を前記移動の範囲内において、例えば静止状態の約２倍まで向上させることが可能になり、高画質の画像を得ることができる。また、このような移動を行わない構成に比べて短時間で受像を行うことが可能になる等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２】蛍光変換部画素における画像粒状化の様子を示す説明図
【図３】画素分離型蛍光変換部におけるＯＴＦの例を示す図
【図４】本発明の第２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図５】光ファイバー状蛍光体の構造を示す模式図
【図６】本発明の第３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図７】光反射基板上の光ファイバー状蛍光体における蛍光の反射状態を示す図
【図８】本発明の第４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図９】本発明の第５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１０】本発明の第６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１１】本発明の第７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の第８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１３】大きさの異なる微粒子蛍光体から構成される画素分離型蛍光変換部の例を示す模式図
【図１４】本発明の第９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１５】本発明の第１０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１６】本発明の第１１実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１７】本発明の第１２実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１８】本発明の第１３実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図１９】本発明の第１３実施形態における蛍光変換部移動部の具体的な構成の一例を示す図
【図２０】本発明の第１３実施形態における動作状態の説明図
【図２１】本発明の第１４実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２２】本発明の第１４実施形態における動作状態の説明図
【図２３】本発明の第１５実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２４】本発明の第１６実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２５】本発明の第１７実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２６】本発明の第１８実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２７】本発明の第１９実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２８】本発明の第２０実施形態を説明するためのＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図２９】従来のＸ線受像装置の基本的な構成を示すブロック図
【図３０】従来の蛍光変換部に用いられるファイバー状の構造を有する蛍光体の説明図
【図３１】従来の蛍光変換部と光電変換部の位置合わせを行ったＸ線受像装置の構成を示すブロック図
【図３２】Ｘ線による画像拡大撮像の概念とＸ線管の焦点サイズにより発生する像のぼけを説明するための図
【符号の説明】
１ Ｘ線発生部
２ 検査対象物
３ 画素分離型蛍光変換部
４ 蛍光変換部画素
５ 蛍光変換部移動部
６ 光電変換部
７ 光電変換部画素
８ 光ファイバー状蛍光体
９ 光反射基板
１０ Ｓｉ基板
１１ エッチングＳｉ基板
１２，１３，１５，１６，１７ 蛍光体
１４ 微粒子蛍光体
１８ モータ
１９ 偏心回転軸
２０ 動力伝達部
２１ バイモルフ圧電素子
２２ 振動抑制部
２３ 光電子増幅管
２４ ＣＣＤ
２５ ＣＣＤ画像信号作成部
２６ ＣＣＤ冷却部
２７ ペルチェ素子
２８ 光路変換部
Ｂ ベース板
Ｒ 軸受
Claims (20)
- Ｘ線発生手段と、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、蛍光変換手段を移動させる手段と、蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変換する光電変換手段とを備えたＸ線受像装置であって、前記蛍光変換手段の光出力面を単位面毎に区切り、蛍光変換手段を移動させる手段により、前記光電変換手段の応答時間内に、前記光出力面における単位面の大きさの２分の１以上の距離を移動させるように構成したことを特徴とするＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段を、光ファイバー状の蛍光材料を束ねて構成したことを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段を、光を反射する基板上に光ファイバー状の蛍光材料を設けた構成にしたことを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 基板の材料にＳｉ材を用いたことを特徴とする請求項３記載のＸ線受像装置。
- 基板として、エッチングによりパターニングしたものを用いたことを特徴とする請求項４記載のＸ線受像装置。
- 蛍光材料がＮａＩもしくはＣｓＩであることを特徴とする請求項３記載のＸ線受像装置。
- 蛍光材料にＴｌもしくはＮａをドープしたことを特徴とする請求項６記載のＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段の蛍光材料が微粒子蛍光体を含むものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 蛍光材料がＧｄ2Ｏ2Ｓであることを特徴とする請求項８記載のＸ線受像装置。
- 蛍光材料にＴｂをドープしたことを特徴とする請求項９記載のＸ線受像装置。
- 蛍光材料がＰｒもしくはＣｅをドープしたことを特徴とする請求項８記載のＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段の移動方向における駆動手段が、モータの出力軸であることを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段の移動方向における駆動手段が、偏心した構造の２本の回転軸と、両回転軸を同期して回転させるための動力伝達機構を有し、回転軸のうち１本をモータに接続し、かつ２本の回転軸において偏心方向を合わせるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段の移動手段における駆動手段が、バイモルフ圧電素子であることを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段における光出力面と垂直方向との振動を抑制する振動抑制手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 光電変換手段として光電子倍増管を用いたことを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 光電変換手段として電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いたことを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
- 光電変換手段を冷却して用いることを特徴とする請求項１７記載のＸ線受像装置。
- 光電変換手段をベルチェ素子により冷却することを特徴とする請求項１８記載のＸ線受像装置。
- 蛍光変換手段と光電変換手段との間に光路変更手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のＸ線受像装置。
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