JP4369923B2 - 透過撮影装置 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、例えば電子回路基盤の透過撮影検査等に用いることの可能な透過撮影装置に関するものである。さらに詳しくは、ターゲットから放射線を照射する線源装置と放射線検出体とを設け、前記ターゲット及び放射線検出体の間に試料を取り付ける試料テーブルを設け、放射線検出体の検出面の中心部がこの中心部とターゲットとを結ぶ基準軸にほぼ直交するように前記放射線検出体及び前記ターゲットを配置した透過撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
上述の如き従来の透過撮影装置としては、例えば、特許文献日本国特開2001−153819号公報に記載の如く、X線断層像を得る第一撮像手段と、可変角透過画像を得る第二撮像手段とを有するものが知られている。同文献記載の発明は、X線ラミノグラフと呼ばれる方法により断層像を得るため、X線源の斜め下方にラミノグラフ用イメージインテンシファイアを検出面が水平になるよう固定している。この方法は、試料の回転に同期させてX線画像を回転させることにより回転面の断層像を得ることを目的としているので、検出体の検出面はその中心部とターゲットとを結ぶ基準線と交差している。
【0003】
また、ラミノグラフの撮影位置を確認するためにも、異なる角度からの透過画像を撮影する必要がある。このような場合、第二撮像手段である一つの放射線検出体を適宜移動させて角度を変更し、透過画像を得るのが通常であった。したがって、異なる角度の透過画像を撮影する度に、設定した角度まで放射線検出体を移動させる必要があって撮影効率が悪く、しかも複雑な移動機構によりコスト高を招いていた。
【0004】
さらに、この種の装置を作成するには、ラミノグラフへもX線を到達させなければならないため、非常に広角のX線源を準備する必要がある。このような場合、X線源として透過型X線発生器を利用せざるを得ない。そして、ターゲットの透過により線エネルギーは減衰し、結果として中央位置及び両端における鮮明な画像を得ることが困難となっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、簡易な構成で2以上の異なる視点からの透過撮影画像を得ることの可能な透過撮影装置を提供することを目的とする。
【発明を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するため、本発明に係る透過撮影装置の特徴は、ターゲットから放射線を照射する線源装置と放射線検出体とを設け、前記ターゲット及び放射線検出体の間に試料を取り付ける試料テーブルを設け、放射線検出体の検出面の中心部がこの中心部とターゲットとを結ぶ基準軸にほぼ直交するように前記放射線検出体及び前記ターゲットを配置した構成において、前記放射線検出体が一対の第一、第二放射線検出体よりなり、第一放射線検出体を第一放射線検出体の検出面の中心部と前記ターゲットとを結ぶ第一基準軸にほぼ直交するように配置すると共に、第二放射線検出体を第二放射線検出体の検出面の中心部と前記ターゲットとを結ぶ第二基準軸にほぼ直交するように配置し、第一放射線検出体は前記ターゲットに対して上下移動機構により垂直方向に遠近移動可能で且つ前記第二放射線検出体よりも前記ターゲットから離隔配置可能であり、前記第二放射線検出体は、前記第二基準軸と前記第一基準軸とのなす角度が一定となるように固定されており、前記線源装置の前記ターゲットが陰極に傾斜状に対向するものであり、前記ターゲットが前記第一放射線検出体側に位置すると共に前記陰極が第二放射線検出体側に位置するように前記線源装置と前記第一、第二放射線検出体を配置し、前記試料テーブルを前記第一、第二放射線検出体よりも前記線源装置に近接させて配置したことにある。
【0007】
同特徴によれば、第一放射線検出体を第一放射線検出体の検出面の中心部と前記ターゲットとを結ぶ第一基準軸にほぼ直交するように配置すると共に、第二放射線検出体を第二放射線検出体の検出面の中心部と前記ターゲットとを結ぶ第二基準軸にほぼ直交するように配置し、第一放射線検出体は前記ターゲットに対して上下移動機構により垂直方向に遠近移動可能で且つ前記第二放射線検出体よりも前記ターゲットから離隔配置可能であり、前記第二放射線検出体は、前記第二基準軸と前記第一基準軸とのなす角度が一定となるように固定されている。そして、前記試料テーブルを前記第一、第二放射線検出体よりも前記線源装置に近接させて配置している。これにより、異なる2の角度から歪みの少ない透過画像を放射線検出体を移動させることなく撮影することができ、装置の構成も簡易である。
【0008】
また、線源装置のターゲットを陰極に傾斜状に対向させることで、一定範囲に絞った放射線の照射が可能となる。さらに、前記ターゲットが前記第一放射線検出体側に位置すると共に前記陰極が第二放射線検出体側に位置するように線源装置と第一、第二放射線検出体を配置したことにより、第一、第二放射線検出体双方ともエネルギーの減衰の少ない放射線を検出することができる。
【0009】
前記線源装置の最高出力軸が、前記基準軸のうち前記第一放射線検出体の第一基準軸上又は一対の前記基準軸間に位置するように、前記線源装置と前記第一、第二放射線検出体を配置する構成としてもよい。同構成により、第一、第二放射線検出体においてエネルギーの減衰が少ない放射線を検出することができるため、透過画像の画質の低下を防ぐことができる。
【0010】
加えて、前記第二放射線検出体がフラットパネル検出器であってもよい。同構成によれば、フラットパネル検出器の検出面は平面的であるため、歪みのない斜視透過画像を得ることができる。
【0011】
さらに、前記第一放射線検出体をIIとしてもよい。同構成により、線源装置の出力の影響をより受けにくくなるため、ターゲットから離隔しても透過画像の画質を維持することができる。
【発明の効果】
【0012】
このように、上記本発明に係る透過撮影装置は、第一基準軸と第二基準軸との間に最高出力強度軸が位置よう線源を配置したことで、透過画像の画質の低下を防ぐことが可能となった。また、検出体の角度を変更せずに斜視透過画像を得るため、装置の構成が簡素化されると共に、撮影効率の優れた透過撮影装置を提供し得るに至った。さらに、第一放射線検出体にIIを、第二放射線検出体にフラットパネル検出器を用いることで、より良質な透過画像の撮影が可能となった。
【0013】
本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態における記載で明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
次に、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図1〜3に示すように、本発明に係る透過撮影装置1は、大略、X線を照射するターゲット2aを備える線源装置2と、透過X線を検出するための第一、第二放射線検出体3,4と、試料Sを取り付ける試料テーブル5と、第一、第二放射線検出体3,4を試料テーブル5に対し相対移動させる移動機構群6と、筐体10とを備えている。また、移動機構群6は、試料テーブル5をX方向へ前後水平移動させるテーブル移動機構7と、線源装置2及び第一、第二放射線検出体3,4をY方向へ水平移動させる横移動機構8と、第一放射線検出体3をZ方向へ垂直移動させる上下移動機構9とを備えている。
【0015】
第一放射線検出体には、検出能の高いII(イメージ インテンシファイア)3を用いている。II3の画像には糸巻歪みを生じるが、歪補正レンズを用いて撮影画像の糸巻歪みを補正することも可能である。
【0016】
一方、第二放射線検出体には、フラットパネル検出器4を用いている。フラットパネル検出器4は、ピクセルマトリックス構造の撮像素子上にX線エネルギーを光に変換するシンチレーターを張り付けたものである。フラットパネル検出器4のシンチレーターを貼り付けた検出面4aは平面的であるため、撮影した画像は歪みのない試料Sの斜視透過画像となる。
【0017】
II3は、移動フレーム21、モーター22、ねじ軸25及びボールねじ26を含む上下移動機構9に支持され、検出面3aが少なくともその中心部Pで第一基準軸L1と直交するように取付板20に取り付けられている。取付板20は、一対のスライダー20a,20aを備え、それらのスライダー20a,20aは、移動フレーム21に取り付けられたスライド軸21aの両側にそれぞれZ方向にスライド自在に設けられている。移動フレーム21は、上部の上フレーム21bと、一対のスライダー21c,21cと、一対のベルト取付部21d,21dとを備えている。上フレーム21bは、両端に駆動プーリー23aと、従動プーリー23bを備え、ベルト24が掛けられている。駆動プーリー23aにはモーター22が上フレーム21bを介して取り付けられ、従動プーリー23bには、ねじ軸25が取り付けられている。モーター22の駆動は、駆動プーリー23aによりベルト24に伝達し、従動プーリー23bがねじ軸25を駆動回転させる。ねじ軸25には、ボールねじ26が支持板27を介し取付板20側面と連結している。かかる構成より、モーター22の駆動により、ねじ軸25が回転し、II3をZ方向に移動させる。
【0018】
図3に示すように、フラットパネル検出器4は、検出器取付板31に取り付けられ、第二基準軸L2と検出面4aの中心部がほぼ直交するよう支持アーム30aを介して移動フレーム21に固定されている。支持アーム30aには、補強板30cにより長さの相違する支持アーム30bが連結されている。また、支持アーム30a,30bは、II3がZ方向視で支持アーム30a,bと補強板30cに囲まれた空間に収まるよう、移動フレーム21両側面に固定されている。
【0019】
図1,2に示すように、試料テーブル5は、大略、モーター62と、駆動プーリー63aと、従動プーリー63bと、ベルト64と、試料テーブル5とを備えたテーブル移動機構7に取り付けられている。テーブル駆動機構7は、II3及びフラットパネル検出器4の撮影視野を調整する。
【0020】
試料テーブル5は、両端に一対のスライダー60a,60aと、ベルト64に連結する一対のベルト取付部60b,60bとを備えている。一対のスライダー60a,60aは、2本のスライド軸61,61にそれぞれスライド自在に摺動するように設けられている。ベルト64は、駆動プーリー63aと対角に位置した従動プーリー63bに周回可能に掛けられている。駆動プーリー63aは、台座66を介して取り付けられた回動可能なモーター62により回転する。これにより試料テーブル5はX方向に水平移動自在となる。
【0021】
次に線源装置2、II3及びフラットパネル検出器4をY方向へ一体移動させる横移動機構8について説明する。この横移動機構8は、大略、回動可能に駆動するモーター50と、2本のリンク軸51a,bと、対をなす3組のプーリー52a〜fと、3本のベルト53a〜cとにより構成されている。
【0022】
線源装置2は、固定板41を介し線源フレーム42に取り付けられた設置台40に取り付けられている。その線源フレーム42には、一対のスライダー42a,42aと、ベルト53aに連結させる一対のベルト取付部42b,42bが備えられている。一対のスライダー42a,42aは、二本のスライド軸43a,43aそれぞれにスライド自在に摺動するように設けられている。一対のベルト取付部42bは一対のプーリー52a,52bに掛けられているベルト53aと連結している。
【0023】
モーター50は台座54aを介して取り付けられており、リンク軸51aと連結している。リンク軸51aは、モーター50の駆動により回転し、両端にはプーリー52a,52cが設けられている。下方端部のプーリー52aは、対となるプーリー52bとともに、線源フレーム42の一対のベルト取付部42b、42bと連結したベルト53aが掛けられている。他方上端部のプーリー52cは、対角に設置され筐体10に固定されたプーリー52dと一対をなし、ベルト53bが掛けられている。筐体10に固定されたプーリー52dには、リンク軸51bが鉛直に設けられており、上端部にさらにプーリー52eを備えている。さらに、そのプーリー52eは対となるプーリー52fとともに、移動フレーム21の一対のベルト取付部21d,21dと連結したベルト53cが掛けられている。
【0024】
かかる構成により、1つのモーター50の駆動が、リンク軸51a,51b、プーリーa〜fを介して、線源装置2、II3及びフラットパネル検出器4に連結しているベルト53a,53cに伝わることで、線源装置2とII3及びフラットパネル検出器4は、一体となってY方向に移動することが可能となる。これにより、撮影視野のずれを防止することができる。さらに、斜視角度を一定に保ったまま移動するため、任意位置において斜視透過画像の撮影が効率よく行うことができる。
【0025】
図4に示すように、線源装置2は、ターゲット2aから有効放射幅V以上の広がりを有するX線を発生させる。放射線発生部2cにおいて、ターゲット2aには陰極2bから放出された陰極線が衝突し、ターゲット2aからX線が放出される。本発明では、線源装置2の最高出力軸Mに対してターゲット2aが通常のターゲット面2a’よりも開放気味に配置された放射線発生部2cを用いている。図5(b)に示すように、Y方向では最高出力部分を境に信号特性は左右対称である。その一方、図5(a)に示すように、X方向では、フラットパネル検出器4側により近い前側の方が減衰が緩やかとなっている。
【0026】
上述の構成により、II3がターゲット2aからより遠ざかっても鮮明でなおかつ、より近くなる得るフラットパネル検出器4においては鮮明なフラットパネル画像を得ることができる。また、線源装置2の最高出力軸Mが、第一放射線検出体3及びターゲット2aを結ぶ第一基準軸L1と第二放射線検出体4及びターゲット2aを結ぶ第二基準軸L2との間に位置すると共に、第一基準軸L1に対し最高出力軸M’がより近くなるよう配置することが望ましい。
【0027】
以上の構成により、試料テーブル5にある任意位置を、テーブル移動機構7による試料テーブル5の移動により決定し、線源装置2とII3及びフラットパネル検出器4を横移動機構8により一体移動させることで、撮影視野を合わせることができ、効率よく斜視透過画像を撮影することが可能となった。さらに、拡大画像を取得したい場合には、上下移動機構9により任意の拡大画像をII3により撮影することが可能となった。
【0028】
最後に、本発明のさらに他の実施形態の可能性について説明する。
上記実施形態においては線源装置2と第一放射線検出体3及びと第二放射線検出体4をY方向へ一体移動させ、試料テーブル5をX方向へ移動させる構成とした。しかし、線源装置2と第一放射線検出体3及びと第二放射線検出体4を固定し、試料テーブル5をそれらに対しXY相対移動させてもよい。
【0029】
上記実施形態では、第二放射線検出体にデジタル式のフラットパネル検出器4を用いたが、検出面が実質的に面状をなし、他のレンズ等を要しない装置を用いてもよい。例えば、他の方式のフラットパネル検出器、スキャン可能なラインセンサ等を用いることができる。
【0030】
上記実施形態において、試料テーブル5はフラット形状のものを使用したが、フラット形状のものに限られない。例えば、試料が球形状のものであれば、試料に合わせた曲面を有する試料テーブルであってもよい。
【0031】
また、線源装置2は必ずしもX線の線源に限られない。例えば放射線を発生する物質をターゲットに用いても構わない。
【0032】
なお、請求の範囲の項に記入した符号は、あくまでも図面との対照を便利にするためのものにすぎず、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明は、放射線による試料の透過撮影を行うあらゆる透過撮影装置として利用することができる。例えば、電子回路基板における半田付の接合状態や、半導体、電子部品のワイヤー、チップの塗れ性、モールド樹脂の評価等を透過撮影により行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】透過撮影装置の一部を破砕した正面図である。
【図2】透過撮影装置の一部を破砕した側面図である。
【図3】透過撮影装置の平面図である。
【図4】第一、第二放射線検出体、ターゲット、陰極及び最高出力軸の位置関係を示す概略図である。
【図5】最高出力軸からの位置における相対出力を表すグラフであり、(a)は、X方向に対する相対出力を表すグラフ、(b)はY方向に対する相対出力を表すグラフである。
Claims (4)
- ターゲットから放射線を照射する線源装置と放射線検出体とを設け、前記ターゲット及び放射線検出体の間に試料を取り付ける試料テーブルを設け、放射線検出体の検出面の中心部がこの中心部とターゲットとを結ぶ基準軸にほぼ直交するように前記放射線検出体及び前記ターゲットを配置した透過撮影装置であって、
前記放射線検出体が一対の第一、第二放射線検出体よりなり、第一放射線検出体を第一放射線検出体の検出面の中心部と前記ターゲットとを結ぶ第一基準軸にほぼ直交するように配置すると共に、第二放射線検出体を第二放射線検出体の検出面の中心部と前記ターゲットとを結ぶ第二基準軸にほぼ直交するように配置し、第一放射線検出体は前記ターゲットに対して上下移動機構により垂直方向に遠近移動可能で且つ前記第二放射線検出体よりも前記ターゲットから離隔配置可能であり、前記第二放射線検出体は、前記第二基準軸と前記第一基準軸とのなす角度が一定となるように固定されており、前記線源装置の前記ターゲットが陰極に傾斜状に対向するものであり、前記ターゲットが前記第一放射線検出体側に位置すると共に前記陰極が第二放射線検出体側に位置するように前記線源装置と前記第一、第二放射線検出体を配置し、前記試料テーブルを前記第一、第二放射線検出体よりも前記線源装置に近接させて配置した透過撮影装置。 - 前記線源装置の最高出力軸が、前記基準軸のうち前記第一放射線検出体の第一基準軸上又は一対の前記基準軸間に位置するように、前記線源装置と前記第一、第二放射線検出体を配置した請求項1記載の透過撮影装置。
- 前記第二放射線検出体がフラットパネル検出器である請求項1又は2記載の透過撮影装置。
- 前記第一放射線検出体がIIである請求項1〜3のいずれかに記載の透過撮影装置。
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