JP4574755B2 - Ｘ線発生装置及び検査システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線を射出するＸ線発生装置及びそれを用いた被検査物の検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線管として、特開平７−２９６７５１号公報に記載されるように、電子を放出する電子銃及びその電子を受けてＸ線を発生させるターゲットを内蔵したものが知られている。また、従来のＸ線発生装置として、特開平７−２９５３２号公報に記載されるように、Ｘ線管及びそのＸ線管の駆動回路等を内蔵したものが知られている。
【０００３】
これらのＸ線管及びＸ線発生装置は、特開平６−３１５１５２号公報に記載されるように、主に、物体の内部構造の非破壊・被接触観察などに用いられている。例えば、Ｘ線管及びＸ線発生装置から出射されたＸ線を被検査物に照射し、被検査物を透過したＸ線をＸ線蛍光増倍管（イメージインテンシファイア管：Ｉ．Ｉ．管）などで検出する。そして、被検査物の拡大透視画像を観察することにより、被検査物の内部構造の非破壊・被接触検査が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような被検査物の検査において、特開平６−９４６５０号公報及び特開平６−１８４５０号公報に記載されるように、一般に、Ｘ線の照射方向に対し直交する軸を中心に被検査物を回転させ被検査物の向きを変えることにより、不具合箇所を的確に特定する手法が採られている。
【０００５】
一方、これらの被検査物の検査において、透視画像の拡大率は、Ｘ線管装置内のＸ線発生点（Ｘ線管の焦点位置）から被検査物の位置までの距離（Ａ）と、被検査物の位置からＩ．Ｉ．管のＸ線入射面までの距離（Ｂ）との比で決まる。すなわち、拡大率Ｍは、
Ｍ＝（Ａ＋Ｂ）／Ａ …（１）
である。通常は、Ａ《Ｂなので、
Ｍ＝Ｂ／Ａ …（２）
と表すことができる。
【０００６】
すなわち、大きな拡大率を得るには、Ａを小さくすること、又は、Ｂを大きくすることが考えられる。しかし、Ｂを大きくすると、Ｘ線検査装置全体が大きくなるとともに、Ｘ線の外部への漏れを防ぐための鉛シールドの量が増えるなど重量の増大が著しい。
【０００７】
このため、少しでもＡを小さくすることが望ましいが、前述のように、被検査物の向きを変える手法を採る場合、Ａを小さくすると、被検査物を載せるためのサンプルホルダなどがＸ線管の出射面に接触してしまう。このため、透視画像の拡大率を増加には、一定の制限がある。従って、拡大率の大きい透視画像を観察しながら、的確な被検査物の状態の検査を行うことは困難であった。
【０００８】
そこで本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、被検査物を接近させてＸ線の照射を可能としたＸ線発生装置及び検査システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線を出射するＸ線管と、頂面に前記Ｘ線管が取り付けられ、内部に前記Ｘ線管の駆動回路を収容した筐体とを備え、前記Ｘ線管は、先端面に前記Ｘ線の出射窓を有する頭部と、前記頭部の側方に結合され前記頭部内に配置されるターゲットの先端に電子を入射してＸ線を発生させる電子銃部とを備え、前記頭部の前記電子銃部が結合されていない側部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成されており、前記筐体は、前記Ｘ線管を取り付けた頂面の角部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成され、前記Ｘ線管のテーパ面が前記筐体のテーパ面側に形成され、前記Ｘ線管のテーパ面及び前記筐体のテーパ面は、前記Ｘ線管から出射されるＸ線の出射方向に対して交差する軸を中心に回動する被検査物に前記Ｘ線を照射して検査を行う際、前記回動により前記被検査物が接近する位置に配されて構成されている。
【００１０】
また本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線を出射するＸ線管と、頂面に前記Ｘ線管が取り付けられ、内部に前記Ｘ線管の駆動回路を収容した筐体とを備え、前記Ｘ線管は、先端面に前記Ｘ線の出射窓を有する頭部と、前記頭部の側方に結合され前記頭部内に配置されるターゲットの先端に電子を入射してＸ線を発生させる電子銃部とを備え、前記頭部の前記電子銃部が結合されていない側部に前記Ｘ線の出射方向に沿って垂直に削ぎ落とされた垂直な面を有しており、前記筐体は、前記Ｘ線管を取り付けた頂面の角部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成され、前記Ｘ線管の前記垂直な面が前記筐体のテーパ面側に形成され、前記Ｘ線管の垂直な面及び前記筐体のテーパ面は、前記Ｘ線管から出射されるＸ線の出射方向に対して交差する軸を中心に回動する被検査物に前記Ｘ線を照射して検査を行う際、前記回動により前記被検査物が接近する位置に配されて構成されている。
【００１４】
これらの発明によれば、Ｘ線を被検査物に照射しその被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の内部構造などを検査する検査システムに用いられる場合、被検査物をＸ線の出射窓に近接させて配置しながらその被検査物を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面の形成により被検査物が先端面に当接することを回避できる。このため、被検査物をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その被検査物の向きを変えることが可能である。従って、被検査物の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、被検査物の向きを変えて被検査物の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００１５】
また本発明に係る検査システムは、Ｘ線を被検査物に照射しその被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の状態を検査する検査システムであって、Ｘ線を出射する前述のＸ線発生装置と、被検査物をＸ線の出射方向に対し交差する軸を中心に回動させる回動手段と、Ｘ線の出射方向であって被検査物の後方に配置され被検査物を透過するＸ線を検出するＸ線検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、被検査物をＸ線の出射窓に近接させて配置しながらその被検査物を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面の形成により被検査物が先端面に当接することを回避できる。このため、被検査物をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その被検査物の向きを変えることが可能である。従って、被検査物の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、被検査物の向きを変えて被検査物の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１８】
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係るＸ線発生装置及びＸ線管を示す。図１に示すように、Ｘ線発生装置１は、Ｘ線を出射する装置であって、駆動回路などの構成部品を収容する筐体２を備えている。筐体２は、縦長の略直方体状を呈し、頂面２１にはＸ線を出射するＸ線管３を具備している。筐体２の頂面２１と側面２２との角部には、その角部を面取りしてなるテーパ面２３が形成されている。テーパ面２３は、Ｘ線の出射方向（図１では上下方向）に対し傾斜した面であり、Ｘ線の出射方向に対し平行でなく、かつ、垂直でない向きに形成されている。
【００１９】
また、このテーパ面２３は、筐体２の頂面２１と側面２２の片側との角部にのみに形成されている。Ｘ線管３は、筐体２の中心から一方へ片寄る位置に設けられている。例えば、Ｘ線管３は、テーパ面２３が形成されていない側へ片寄る位置に形成される。このＸ線管３は、Ｘ線を発生させるものであり、電子銃部４とＸ線発生部５を備えている。
【００２０】
筐体２の正面２４の下部には、通気口２５、コネクタ２６が設けられている。
通気口２５は、筐体２の内外の通気を行うものであり、その通気口２５の内側には冷却ファン（図示なし）が設置されている。コネクタ２６は、Ｘ線発生装置１の駆動制御を行うＸ線コントローラ等との配線接続を行うためのものである。
【００２１】
図２に本実施形態に係るＸ線管３を示す。図２（ａ）はＸ線管の正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂにおけるＸ線管の断面図である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、Ｘ線管３のＸ線発生部５は、電子銃部４からの電子を受けてＸ線を発生させ出射するためのものであり、胴部５１と頭部５２とにより構成されている。頭部５２は、軸方向を上下に向けた円柱状を呈し、その頂面５３にＸ線を出射するためのＸ線出射窓５４を有している。また、頭部５２の頂面５３と側面５５との角部分には、その角部分を面取りしてなるテーパ面５６が形成されている。
【００２３】
テーパ面５６は、Ｘ線の出射方向（図２（ａ）、（ｂ）では上下方向）に対し傾斜した面であり、Ｘ線の出射方向に対し平行でなく、かつ、垂直でない向きに形成されている。また、テーパ面５６は、Ｘ線出射窓５４を挟んで筐体２の側部の二箇所に形成されている。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、Ｘ線発生部５の頭部５２の側部には、電子銃部４が結合されている。電子銃部４は、電子を発生させＸ線発生部５に向けて放出するものであり、その内部には、外部からの電力供給により発熱するヒータ４１、ヒータ４１により熱せられ電子を放出するカソード４２、カソード４２から放出された電子を集束させるフォーカスグリッド電極４３がそれぞれ設けられている。
この電子銃部４とＸ線発生部５との内部空間は連通しており、Ｘ線管３の外部に対し密封されている。また、それら電子銃部４及びＸ線発生部５の内部空間は、ほぼ真空の状態に維持されている。
【００２５】
Ｘ線発生部５の内部には、ターゲット６が設置されている。ターゲット６は、電子銃部４からの電子を先端面で受けてＸ線を発生させるものであり、Ｘ線発生部５の頭部５２及び胴部５１の軸方向に向けて配置されている。
【００２６】
図３にＸ線発生装置の正面側から見た断面図を示す。
【００２７】
図３に示すように、Ｘ線発生装置１の筐体２の内部には、高圧ブロック部７が設置されている。高圧ブロック部７は高電圧が印加されるものを収容したものであり、この高圧ブロック部７にはＸ線管３の胴部５１、ブリーダ抵抗７１、コッククロフト回路７２、昇圧トランス７３などが内蔵されている。また、筐体２の内部には、駆動回路８１、８２が設置されている。駆動回路８１、８２は、ターゲット電圧回路、カソード電圧回路、グリッド電圧回路、ヒータ電圧回路などにより構成されている。
【００２８】
次にＸ線管及びＸ線発生装置の使用方法について説明する。
【００２９】
図４にＸ線管及びＸ線発生装置を用いた検査システムの構成を示す。図４に示すように、Ｘ線発生装置１には、Ｘ線コントローラ９１が接続されている。Ｘ線コントローラ９１は、Ｘ線発生装置１の作動制御を行うものである。このＸ線コントローラ９１には、ＣＰＵ９２に接続されている。ＣＰＵ９２は、検査システムの全体の制御を行うものである。
【００３０】
Ｘ線発生装置１のＸ線の出射方向には検査すべき試料９３が配置されている。
試料９３としては、ＩＣなどの電子デバイス、アルミダイキャストのほか、金属、ゴム、プラスチック、セラミックスなどからなる各種の製品・部品などが対象となる。この試料９３は、マニュピレータ９４の作動によりＸ線出射方向に対してほぼ直交する軸を中心に回転しその向きが変えられるようになっている。マニュピレータ９４は、Ｘ線出射方向に対してほぼ直交する回転軸を有しており、ＣＰＵ９２の指令により駆動回路９５を介してその回転軸を駆動させる。
【００３１】
また、マニュピレータ９４は、試料９３をＸ線出射方向に移動させることができる構造となっている。この試料９３の移動により、試料９３がＸ線の出射位置に対して接近し又は離間する。このため、検査システムによる得られる試料９３の透視拡大画像についてその拡大率を任意に変えることが可能となる。
【００３２】
検査すべき試料９３が板状のものであるときには、その試料９３をマニュピレータ９４の回転軸に直接取り付けられるが、試料９３が板状でないもの又は微小なものであるときには、板状のホルダなどを介して試料９３をマニュピレータ９４の回転軸に間接的に取り付けてもよい。
【００３３】
Ｘ線の出射方向の試料９３の後方には、Ｘ線カメラ９６が設置されている。Ｘ線カメラ９６は、イメージインテンシファイア管などを内蔵しＸ線を検出するものである。Ｘ線カメラ９６には画像処理装置９７が接続されており、この画像処理装置９７により試料９３の拡大透視画像が形成される。また、画像処理装置９７はＣＰＵ９２に接続されており、試料９３の拡大透視画像のデータをＣＰＵ９２に伝送する。また、ＣＰＵ９２には、モニタ９８が接続されている。モニタ９８は、ＣＰＵ９２から伝送される信号に基づき試料９３の拡大透視画像を表示する。
【００３４】
このような検査システムにおいて、試料９３をＸ線出射位置の前方にセットし、Ｘ線発生装置１からＸ線を出射すると、そのＸ線は、試料９３に照射され、試料９３を透過してＸ線カメラ９６に入射される。Ｘ線は、Ｘ線カメラ９６により検出され電気的な信号に変換される。そして、その信号は、画像処理装置９７に入力され、試料９３の拡大透視画像のデータに演算される。拡大透視画像のデータは、ＣＰＵ９２を介してモニタ９８に伝送され、その拡大透視画像のデータに基づいてモニタ９８に試料９３の拡大透視画像が表示される。
【００３５】
このため、試料９３の拡大透視画像を見ることにより、試料９３の内部構造などを確認することができる。
【００３６】
一方、Ｘ線の照射方向に対し試料９３の向きを変えることにより、試料９３の内部構造などをより的確に把握することができる。すなわち、マニュピレータ９４の回転軸を適宜回動させて試料９３の向きを変えれば、モニタ９８に異なる方向から見た試料９３の拡大透視画像を表示することができる。従って、試料９３の内部におけるヘアクラック、気泡などの有無を的確に判断することができる。
【００３７】
その際、図５に示すように、Ｘ線発生装置１にはＸ線出射方向に対し傾斜したテーパ面２３が形成され、Ｘ線管３が筐体２の中心から片寄る位置に設けられており、また、Ｘ線管３にはＸ線出射方向に対し傾斜したテーパ面５６が形成されている。
【００３８】
このため、試料９３をＸ線出射窓５４により近接させながら、その試料９３の向きを十分に変えることが可能となる。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００３９】
ところで、このような本実施形態に係るＸ線発生装置１及びＸ線管３に対し、テーパ面２３を形成しないＸ線発生装置及びテーパ面５６を形成しないＸ線管にあっては、それらを用いて試料９３の検査を行っても、試料９３の向きを変えながら拡大率の大きい拡大透視画像を得ることはできない。
【００４０】
例えば、図６に示すように、テーパ面２３を形成しないＸ線発生装置Ｃ及びテーパ面５６を形成しないＸ線管Ｄを用いて試料９３の検査を行う場合、試料９３の拡大透視画像の拡大率を上げるために試料９３をＸ線出射位置に近づけつつ、試料９３の向きを変えようとすると、試料９３がＸ線発生装置Ｃの角部分又はＸ線管Ｄの角部分に接触してしまう。
【００４１】
このため、試料９３の向きを変えるためには試料９３をＸ線出射位置から一定の距離Ａ２だけ離さなければならない。この距離Ａ２は、前述した式（２）に示すように拡大透視画像の拡大率に直接影響するものであり、この距離Ａ２が短いほど拡大率が大きくなる。また、距離Ａ２は、本実施形態に係るＸ線発生装置１及びＸ線管３を用いた場合の距離Ａ１と比べると（図５参照）、長いものとなる。従って、このようなテーパ面２３を形成しないＸ線発生装置Ｃ及びテーパ面５６を形成しないＸ線管Ｄにあっては、拡大率の大きい拡大透視画像を得ることができず、試料９３の内部構造などを詳細に確認することができない。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係るＸ線発生装置１、Ｘ線管３及びそれらを用いた検査システムによれば、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えることにより試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００４３】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係るＸ線管、Ｘ線発生装置等について説明する。
【００４４】
図７に本実施形態に係るＸ線管３ａを示す。図７に示すように、Ｘ線管３ａは、頭部５２の両側部を垂直に削ぎ落とし、頭部５２の正面側の上部にテーパ面５６を形成したものである。
【００４５】
図８に本実施形態に係るＸ線管３ｂを示す。図８に示すように、Ｘ線管３ｂは、頭部５２の頂面５３と側面５５の角部分にアールを付けてテーパ面５６としたものである。尚、ここで言う「テーパ面」とは、傾斜した平面に限られず、凸状に湾曲した面及び凹状に湾曲した面も含むものである。
【００４６】
図９に本実施形態に係るＸ線管３ｃを示す。図９に示すように、Ｘ線管３ｃは、頭部５２の両側部及び正面側にの上部にテーパ面５６をそれぞれ形成したものである。
【００４７】
図１０に本実施形態に係るＸ線管３ｄを示す。図１０に示すように、Ｘ線管３ｄは、頭部５２の両側部及び正面を垂直に削ぎ落としたものである。
【００４８】
これらのＸ線管３ａ〜３ｄであっても、第一実施形態に係るＸ線管３と同様にして、Ｘ線を試料９３に照射しその試料９３を透過するＸ線を検出することにより試料９３の内部構造などを検査する検査システムに用いられた場合、試料９３をＸ線の出射窓５４に近接させて配置しながらその試料９３を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面５６又は削ぎ落とし領域の形成により試料９３が頂面５３に当接することを回避できる。このため、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るＸ線発生装置は、第一実施形態に係るＸ線発生装置１のＸ線管３を前述のＸ線管３ａ〜３ｄのいずれかに代えたものである。このようなＸ線発生装置であっても、第一実施形態に係るＸ線発生装置と同様にして、Ｘ線を試料９３に照射しその試料９３を透過するＸ線を検出することにより試料９３の内部構造などを検査する検査システムに用いられた場合、試料９３をＸ線の出射窓５４に近接させて配置しながらその試料９３を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面２３の形成により試料９３が頂面２１に当接することを回避できる。このため、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００５０】
更に、第一実施形態に係る検査システムにおいて、本実施形態に係るＸ線管又はＸ線発生装置を用いても、第一実施形態に係る検査システムと同様な作用効果が得られる。
【００５１】
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係るＸ線管、Ｘ線発生装置等について説明する。
【００５２】
図１１に本実施形態に係るＸ線発生装置１ｅを示す。図１１に示すように、Ｘ線発生装置１は、横長の筐体２ｅを備えたものである。筐体２ｅの頂面２１には、Ｘ線を出射するＸ線管３ｄが設けられている。筐体２ｅの頂面２１と側面２２、２２との両角部には、それらの角部を面取りしてなるテーパ面２３がそれぞれ形成されている。
【００５３】
このようなＸ線発生装置１ｅであっても、第一実施形態に係るＸ線発生装置と同様にして、Ｘ線を試料９３に照射しその試料９３を透過するＸ線を検出することにより試料９３の内部構造などを検査する検査システムに用いられた場合、試料９３をＸ線の出射窓５４に近接させて配置しながらその試料９３を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面２３の形成により試料９３が頂面２１に当接することを回避できる。このため、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係るＸ線発生装置１ｅは、Ｘ線管３ｄをＸ線管３、３ａ〜３ｃのいずれかに代えたものであってもよい。この場合であっても、前述と同様な作用効果が得られる。
【００５５】
更に、第一実施形態に係る検査システムにおいて、本実施形態に係るＸ線管又はＸ線発生装置を用いても、第一実施形態に係る検査システムと同様な作用効果が得られる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００５７】
Ｘ線を被検査物に照射しその被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の内部構造などを検査する場合、被検査物をＸ線の出射窓に近接させて配置しながらその被検査物を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面の形成により被検査物が先端面に当接することを回避できる。このため、被検査物をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その被検査物の向きを変えることが可能である。従って、被検査物の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、被検査物の向きを変えて被検査物の内部構造などを詳細に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＸ線管及びＸ線発生装置の説明図である。
【図２】第一実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図３】第一実施形態に係るＸ線発生装置の説明図である。
【図４】Ｘ線発生装置及びＸ線管を用いた検査システムの説明図である。
【図５】Ｘ線発生装置及びＸ線管の使用方法の説明図である。
【図６】本発明の前提となる技術の説明図である。
【図７】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図８】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図９】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図１０】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図１１】第三実施形態に係るＸ線発生装置の説明図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線発生装置、２…筐体、２３…テーパ面、３…Ｘ線管（Ｘ線発生手段）、５３…頂面（先端面）、５４…Ｘ線出射窓、５６…テーパ面。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線を射出するＸ線発生装置及びそれを用いた被検査物の検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線管として、特開平７−２９６７５１号公報に記載されるように、電子を放出する電子銃及びその電子を受けてＸ線を発生させるターゲットを内蔵したものが知られている。また、従来のＸ線発生装置として、特開平７−２９５３２号公報に記載されるように、Ｘ線管及びそのＸ線管の駆動回路等を内蔵したものが知られている。
【０００３】
これらのＸ線管及びＸ線発生装置は、特開平６−３１５１５２号公報に記載されるように、主に、物体の内部構造の非破壊・被接触観察などに用いられている。例えば、Ｘ線管及びＸ線発生装置から出射されたＸ線を被検査物に照射し、被検査物を透過したＸ線をＸ線蛍光増倍管（イメージインテンシファイア管：Ｉ．Ｉ．管）などで検出する。そして、被検査物の拡大透視画像を観察することにより、被検査物の内部構造の非破壊・被接触検査が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような被検査物の検査において、特開平６−９４６５０号公報及び特開平６−１８４５０号公報に記載されるように、一般に、Ｘ線の照射方向に対し直交する軸を中心に被検査物を回転させ被検査物の向きを変えることにより、不具合箇所を的確に特定する手法が採られている。
【０００５】
一方、これらの被検査物の検査において、透視画像の拡大率は、Ｘ線管装置内のＸ線発生点（Ｘ線管の焦点位置）から被検査物の位置までの距離（Ａ）と、被検査物の位置からＩ．Ｉ．管のＸ線入射面までの距離（Ｂ）との比で決まる。すなわち、拡大率Ｍは、
Ｍ＝（Ａ＋Ｂ）／Ａ …（１）
である。通常は、Ａ《Ｂなので、
Ｍ＝Ｂ／Ａ …（２）
と表すことができる。
【０００６】
すなわち、大きな拡大率を得るには、Ａを小さくすること、又は、Ｂを大きくすることが考えられる。しかし、Ｂを大きくすると、Ｘ線検査装置全体が大きくなるとともに、Ｘ線の外部への漏れを防ぐための鉛シールドの量が増えるなど重量の増大が著しい。
【０００７】
このため、少しでもＡを小さくすることが望ましいが、前述のように、被検査物の向きを変える手法を採る場合、Ａを小さくすると、被検査物を載せるためのサンプルホルダなどがＸ線管の出射面に接触してしまう。このため、透視画像の拡大率を増加には、一定の制限がある。従って、拡大率の大きい透視画像を観察しながら、的確な被検査物の状態の検査を行うことは困難であった。
【０００８】
そこで本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、被検査物を接近させてＸ線の照射を可能としたＸ線発生装置及び検査システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線を出射するＸ線管と、頂面に前記Ｘ線管が取り付けられ、内部に前記Ｘ線管の駆動回路を収容した筐体とを備え、前記Ｘ線管は、先端面に前記Ｘ線の出射窓を有する頭部と、前記頭部の側方に結合され前記頭部内に配置されるターゲットの先端に電子を入射してＸ線を発生させる電子銃部とを備え、前記頭部の前記電子銃部が結合されていない側部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成されており、前記筐体は、前記Ｘ線管を取り付けた頂面の角部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成され、前記Ｘ線管のテーパ面が前記筐体のテーパ面側に形成され、前記Ｘ線管のテーパ面及び前記筐体のテーパ面は、前記Ｘ線管から出射されるＸ線の出射方向に対して交差する軸を中心に回動する被検査物に前記Ｘ線を照射して検査を行う際、前記回動により前記被検査物が接近する位置に配されて構成されている。
【００１０】
また本発明に係るＸ線発生装置は、Ｘ線を出射するＸ線管と、頂面に前記Ｘ線管が取り付けられ、内部に前記Ｘ線管の駆動回路を収容した筐体とを備え、前記Ｘ線管は、先端面に前記Ｘ線の出射窓を有する頭部と、前記頭部の側方に結合され前記頭部内に配置されるターゲットの先端に電子を入射してＸ線を発生させる電子銃部とを備え、前記頭部の前記電子銃部が結合されていない側部に前記Ｘ線の出射方向に沿って垂直に削ぎ落とされた垂直な面を有しており、前記筐体は、前記Ｘ線管を取り付けた頂面の角部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成され、前記Ｘ線管の前記垂直な面が前記筐体のテーパ面側に形成され、前記Ｘ線管の垂直な面及び前記筐体のテーパ面は、前記Ｘ線管から出射されるＸ線の出射方向に対して交差する軸を中心に回動する被検査物に前記Ｘ線を照射して検査を行う際、前記回動により前記被検査物が接近する位置に配されて構成されている。
【００１４】
これらの発明によれば、Ｘ線を被検査物に照射しその被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の内部構造などを検査する検査システムに用いられる場合、被検査物をＸ線の出射窓に近接させて配置しながらその被検査物を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面の形成により被検査物が先端面に当接することを回避できる。このため、被検査物をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その被検査物の向きを変えることが可能である。従って、被検査物の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、被検査物の向きを変えて被検査物の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００１５】
また本発明に係る検査システムは、Ｘ線を被検査物に照射しその被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の状態を検査する検査システムであって、Ｘ線を出射する前述のＸ線発生装置と、被検査物をＸ線の出射方向に対し交差する軸を中心に回動させる回動手段と、Ｘ線の出射方向であって被検査物の後方に配置され被検査物を透過するＸ線を検出するＸ線検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、被検査物をＸ線の出射窓に近接させて配置しながらその被検査物を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面の形成により被検査物が先端面に当接することを回避できる。このため、被検査物をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その被検査物の向きを変えることが可能である。従って、被検査物の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、被検査物の向きを変えて被検査物の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。尚、各図において同一要素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。
【００１８】
（第一実施形態）
図１に本実施形態に係るＸ線発生装置及びＸ線管を示す。図１に示すように、Ｘ線発生装置１は、Ｘ線を出射する装置であって、駆動回路などの構成部品を収容する筐体２を備えている。筐体２は、縦長の略直方体状を呈し、頂面２１にはＸ線を出射するＸ線管３を具備している。筐体２の頂面２１と側面２２との角部には、その角部を面取りしてなるテーパ面２３が形成されている。テーパ面２３は、Ｘ線の出射方向（図１では上下方向）に対し傾斜した面であり、Ｘ線の出射方向に対し平行でなく、かつ、垂直でない向きに形成されている。
【００１９】
また、このテーパ面２３は、筐体２の頂面２１と側面２２の片側との角部にのみに形成されている。Ｘ線管３は、筐体２の中心から一方へ片寄る位置に設けられている。例えば、Ｘ線管３は、テーパ面２３が形成されていない側へ片寄る位置に形成される。このＸ線管３は、Ｘ線を発生させるものであり、電子銃部４とＸ線発生部５を備えている。
【００２０】
筐体２の正面２４の下部には、通気口２５、コネクタ２６が設けられている。
通気口２５は、筐体２の内外の通気を行うものであり、その通気口２５の内側には冷却ファン（図示なし）が設置されている。コネクタ２６は、Ｘ線発生装置１の駆動制御を行うＸ線コントローラ等との配線接続を行うためのものである。
【００２１】
図２に本実施形態に係るＸ線管３を示す。図２（ａ）はＸ線管の正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂにおけるＸ線管の断面図である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、Ｘ線管３のＸ線発生部５は、電子銃部４からの電子を受けてＸ線を発生させ出射するためのものであり、胴部５１と頭部５２とにより構成されている。頭部５２は、軸方向を上下に向けた円柱状を呈し、その頂面５３にＸ線を出射するためのＸ線出射窓５４を有している。また、頭部５２の頂面５３と側面５５との角部分には、その角部分を面取りしてなるテーパ面５６が形成されている。
【００２３】
テーパ面５６は、Ｘ線の出射方向（図２（ａ）、（ｂ）では上下方向）に対し傾斜した面であり、Ｘ線の出射方向に対し平行でなく、かつ、垂直でない向きに形成されている。また、テーパ面５６は、Ｘ線出射窓５４を挟んで筐体２の側部の二箇所に形成されている。
【００２４】
図２（ｂ）に示すように、Ｘ線発生部５の頭部５２の側部には、電子銃部４が結合されている。電子銃部４は、電子を発生させＸ線発生部５に向けて放出するものであり、その内部には、外部からの電力供給により発熱するヒータ４１、ヒータ４１により熱せられ電子を放出するカソード４２、カソード４２から放出された電子を集束させるフォーカスグリッド電極４３がそれぞれ設けられている。
この電子銃部４とＸ線発生部５との内部空間は連通しており、Ｘ線管３の外部に対し密封されている。また、それら電子銃部４及びＸ線発生部５の内部空間は、ほぼ真空の状態に維持されている。
【００２５】
Ｘ線発生部５の内部には、ターゲット６が設置されている。ターゲット６は、電子銃部４からの電子を先端面で受けてＸ線を発生させるものであり、Ｘ線発生部５の頭部５２及び胴部５１の軸方向に向けて配置されている。
【００２６】
図３にＸ線発生装置の正面側から見た断面図を示す。
【００２７】
図３に示すように、Ｘ線発生装置１の筐体２の内部には、高圧ブロック部７が設置されている。高圧ブロック部７は高電圧が印加されるものを収容したものであり、この高圧ブロック部７にはＸ線管３の胴部５１、ブリーダ抵抗７１、コッククロフト回路７２、昇圧トランス７３などが内蔵されている。また、筐体２の内部には、駆動回路８１、８２が設置されている。駆動回路８１、８２は、ターゲット電圧回路、カソード電圧回路、グリッド電圧回路、ヒータ電圧回路などにより構成されている。
【００２８】
次にＸ線管及びＸ線発生装置の使用方法について説明する。
【００２９】
図４にＸ線管及びＸ線発生装置を用いた検査システムの構成を示す。図４に示すように、Ｘ線発生装置１には、Ｘ線コントローラ９１が接続されている。Ｘ線コントローラ９１は、Ｘ線発生装置１の作動制御を行うものである。このＸ線コントローラ９１には、ＣＰＵ９２に接続されている。ＣＰＵ９２は、検査システムの全体の制御を行うものである。
【００３０】
Ｘ線発生装置１のＸ線の出射方向には検査すべき試料９３が配置されている。
試料９３としては、ＩＣなどの電子デバイス、アルミダイキャストのほか、金属、ゴム、プラスチック、セラミックスなどからなる各種の製品・部品などが対象となる。この試料９３は、マニュピレータ９４の作動によりＸ線出射方向に対してほぼ直交する軸を中心に回転しその向きが変えられるようになっている。マニュピレータ９４は、Ｘ線出射方向に対してほぼ直交する回転軸を有しており、ＣＰＵ９２の指令により駆動回路９５を介してその回転軸を駆動させる。
【００３１】
また、マニュピレータ９４は、試料９３をＸ線出射方向に移動させることができる構造となっている。この試料９３の移動により、試料９３がＸ線の出射位置に対して接近し又は離間する。このため、検査システムによる得られる試料９３の透視拡大画像についてその拡大率を任意に変えることが可能となる。
【００３２】
検査すべき試料９３が板状のものであるときには、その試料９３をマニュピレータ９４の回転軸に直接取り付けられるが、試料９３が板状でないもの又は微小なものであるときには、板状のホルダなどを介して試料９３をマニュピレータ９４の回転軸に間接的に取り付けてもよい。
【００３３】
Ｘ線の出射方向の試料９３の後方には、Ｘ線カメラ９６が設置されている。Ｘ線カメラ９６は、イメージインテンシファイア管などを内蔵しＸ線を検出するものである。Ｘ線カメラ９６には画像処理装置９７が接続されており、この画像処理装置９７により試料９３の拡大透視画像が形成される。また、画像処理装置９７はＣＰＵ９２に接続されており、試料９３の拡大透視画像のデータをＣＰＵ９２に伝送する。また、ＣＰＵ９２には、モニタ９８が接続されている。モニタ９８は、ＣＰＵ９２から伝送される信号に基づき試料９３の拡大透視画像を表示する。
【００３４】
このような検査システムにおいて、試料９３をＸ線出射位置の前方にセットし、Ｘ線発生装置１からＸ線を出射すると、そのＸ線は、試料９３に照射され、試料９３を透過してＸ線カメラ９６に入射される。Ｘ線は、Ｘ線カメラ９６により検出され電気的な信号に変換される。そして、その信号は、画像処理装置９７に入力され、試料９３の拡大透視画像のデータに演算される。拡大透視画像のデータは、ＣＰＵ９２を介してモニタ９８に伝送され、その拡大透視画像のデータに基づいてモニタ９８に試料９３の拡大透視画像が表示される。
【００３５】
このため、試料９３の拡大透視画像を見ることにより、試料９３の内部構造などを確認することができる。
【００３６】
一方、Ｘ線の照射方向に対し試料９３の向きを変えることにより、試料９３の内部構造などをより的確に把握することができる。すなわち、マニュピレータ９４の回転軸を適宜回動させて試料９３の向きを変えれば、モニタ９８に異なる方向から見た試料９３の拡大透視画像を表示することができる。従って、試料９３の内部におけるヘアクラック、気泡などの有無を的確に判断することができる。
【００３７】
その際、図５に示すように、Ｘ線発生装置１にはＸ線出射方向に対し傾斜したテーパ面２３が形成され、Ｘ線管３が筐体２の中心から片寄る位置に設けられており、また、Ｘ線管３にはＸ線出射方向に対し傾斜したテーパ面５６が形成されている。
【００３８】
このため、試料９３をＸ線出射窓５４により近接させながら、その試料９３の向きを十分に変えることが可能となる。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００３９】
ところで、このような本実施形態に係るＸ線発生装置１及びＸ線管３に対し、テーパ面２３を形成しないＸ線発生装置及びテーパ面５６を形成しないＸ線管にあっては、それらを用いて試料９３の検査を行っても、試料９３の向きを変えながら拡大率の大きい拡大透視画像を得ることはできない。
【００４０】
例えば、図６に示すように、テーパ面２３を形成しないＸ線発生装置Ｃ及びテーパ面５６を形成しないＸ線管Ｄを用いて試料９３の検査を行う場合、試料９３の拡大透視画像の拡大率を上げるために試料９３をＸ線出射位置に近づけつつ、試料９３の向きを変えようとすると、試料９３がＸ線発生装置Ｃの角部分又はＸ線管Ｄの角部分に接触してしまう。
【００４１】
このため、試料９３の向きを変えるためには試料９３をＸ線出射位置から一定の距離Ａ２だけ離さなければならない。この距離Ａ２は、前述した式（２）に示すように拡大透視画像の拡大率に直接影響するものであり、この距離Ａ２が短いほど拡大率が大きくなる。また、距離Ａ２は、本実施形態に係るＸ線発生装置１及びＸ線管３を用いた場合の距離Ａ１と比べると（図５参照）、長いものとなる。従って、このようなテーパ面２３を形成しないＸ線発生装置Ｃ及びテーパ面５６を形成しないＸ線管Ｄにあっては、拡大率の大きい拡大透視画像を得ることができず、試料９３の内部構造などを詳細に確認することができない。
【００４２】
以上のように、本実施形態に係るＸ線発生装置１、Ｘ線管３及びそれらを用いた検査システムによれば、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えることにより試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００４３】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係るＸ線管、Ｘ線発生装置等について説明する。
【００４４】
図７に本実施形態に係るＸ線管３ａを示す。図７に示すように、Ｘ線管３ａは、頭部５２の両側部を垂直に削ぎ落とし、頭部５２の正面側の上部にテーパ面５６を形成したものである。
【００４５】
図８に本実施形態に係るＸ線管３ｂを示す。図８に示すように、Ｘ線管３ｂは、頭部５２の頂面５３と側面５５の角部分にアールを付けてテーパ面５６としたものである。尚、ここで言う「テーパ面」とは、傾斜した平面に限られず、凸状に湾曲した面及び凹状に湾曲した面も含むものである。
【００４６】
図９に本実施形態に係るＸ線管３ｃを示す。図９に示すように、Ｘ線管３ｃは、頭部５２の両側部及び正面側にの上部にテーパ面５６をそれぞれ形成したものである。
【００４７】
図１０に本実施形態に係るＸ線管３ｄを示す。図１０に示すように、Ｘ線管３ｄは、頭部５２の両側部及び正面を垂直に削ぎ落としたものである。
【００４８】
これらのＸ線管３ａ〜３ｄであっても、第一実施形態に係るＸ線管３と同様にして、Ｘ線を試料９３に照射しその試料９３を透過するＸ線を検出することにより試料９３の内部構造などを検査する検査システムに用いられた場合、試料９３をＸ線の出射窓５４に近接させて配置しながらその試料９３を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面５６又は削ぎ落とし領域の形成により試料９３が頂面５３に当接することを回避できる。このため、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るＸ線発生装置は、第一実施形態に係るＸ線発生装置１のＸ線管３を前述のＸ線管３ａ〜３ｄのいずれかに代えたものである。このようなＸ線発生装置であっても、第一実施形態に係るＸ線発生装置と同様にして、Ｘ線を試料９３に照射しその試料９３を透過するＸ線を検出することにより試料９３の内部構造などを検査する検査システムに用いられた場合、試料９３をＸ線の出射窓５４に近接させて配置しながらその試料９３を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面２３の形成により試料９３が頂面２１に当接することを回避できる。このため、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００５０】
更に、第一実施形態に係る検査システムにおいて、本実施形態に係るＸ線管又はＸ線発生装置を用いても、第一実施形態に係る検査システムと同様な作用効果が得られる。
【００５１】
（第三実施形態）
次に第三実施形態に係るＸ線管、Ｘ線発生装置等について説明する。
【００５２】
図１１に本実施形態に係るＸ線発生装置１ｅを示す。図１１に示すように、Ｘ線発生装置１は、横長の筐体２ｅを備えたものである。筐体２ｅの頂面２１には、Ｘ線を出射するＸ線管３ｄが設けられている。筐体２ｅの頂面２１と側面２２、２２との両角部には、それらの角部を面取りしてなるテーパ面２３がそれぞれ形成されている。
【００５３】
このようなＸ線発生装置１ｅであっても、第一実施形態に係るＸ線発生装置と同様にして、Ｘ線を試料９３に照射しその試料９３を透過するＸ線を検出することにより試料９３の内部構造などを検査する検査システムに用いられた場合、試料９３をＸ線の出射窓５４に近接させて配置しながらその試料９３を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面２３の形成により試料９３が頂面２１に当接することを回避できる。このため、試料９３をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その試料９３の向きを変えることが可能である。従って、試料９３の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、試料９３の向きを変えて試料９３の内部構造などを詳細に確認することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係るＸ線発生装置１ｅは、Ｘ線管３ｄをＸ線管３、３ａ〜３ｃのいずれかに代えたものであってもよい。この場合であっても、前述と同様な作用効果が得られる。
【００５５】
更に、第一実施形態に係る検査システムにおいて、本実施形態に係るＸ線管又はＸ線発生装置を用いても、第一実施形態に係る検査システムと同様な作用効果が得られる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００５７】
Ｘ線を被検査物に照射しその被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の内部構造などを検査する場合、被検査物をＸ線の出射窓に近接させて配置しながらその被検査物を出射方向と交差する軸を中心に回動させても、テーパ面の形成により被検査物が先端面に当接することを回避できる。このため、被検査物をＸ線の出射位置に近接させて配置しながら、その被検査物の向きを変えることが可能である。従って、被検査物の拡大率の大きい拡大透視画像が得られると共に、被検査物の向きを変えて被検査物の内部構造などを詳細に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＸ線管及びＸ線発生装置の説明図である。
【図２】第一実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図３】第一実施形態に係るＸ線発生装置の説明図である。
【図４】Ｘ線発生装置及びＸ線管を用いた検査システムの説明図である。
【図５】Ｘ線発生装置及びＸ線管の使用方法の説明図である。
【図６】本発明の前提となる技術の説明図である。
【図７】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図８】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図９】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図１０】第二実施形態に係るＸ線管の説明図である。
【図１１】第三実施形態に係るＸ線発生装置の説明図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線発生装置、２…筐体、２３…テーパ面、３…Ｘ線管（Ｘ線発生手段）、５３…頂面（先端面）、５４…Ｘ線出射窓、５６…テーパ面。
Claims (3)
- Ｘ線を出射するＸ線管と、
頂面に前記Ｘ線管が取り付けられ、内部に前記Ｘ線管の駆動回路を収容した筐体と、
を備え、
前記Ｘ線管は、先端面に前記Ｘ線の出射窓を有する頭部と、前記頭部の側方に結合され前記頭部内に配置されるターゲットの先端に電子を入射してＸ線を発生させる電子銃部とを備え、前記頭部の前記電子銃部が結合されていない側部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成されており、
前記筐体は、前記Ｘ線管を取り付けた頂面の角部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成され、
前記Ｘ線管のテーパ面が前記筐体のテーパ面側に形成され、
前記Ｘ線管のテーパ面及び前記筐体のテーパ面は、前記Ｘ線管から出射されるＸ線の出射方向に対して交差する軸を中心に回動する被検査物に前記Ｘ線を照射して検査を行う際、前記回動により前記被検査物が接近する位置に配されていること、
を特徴とするＸ線発生装置。 - Ｘ線を出射するＸ線管と、
頂面に前記Ｘ線管が取り付けられ、内部に前記Ｘ線管の駆動回路を収容した筐体と、
を備え、
前記Ｘ線管は、先端面に前記Ｘ線の出射窓を有する頭部と、前記頭部の側方に結合され前記頭部内に配置されるターゲットの先端に電子を入射してＸ線を発生させる電子銃部とを備え、前記頭部の前記電子銃部が結合されていない側部に前記Ｘ線の出射方向に沿って垂直に削ぎ落とされた垂直な面を有しており、
前記筐体は、前記Ｘ線管を取り付けた頂面の角部に前記Ｘ線の出射方向に対して傾斜するテーパ面が形成され、
前記Ｘ線管の垂直な面が前記筐体のテーパ面側に形成され、
前記Ｘ線管の垂直な面及び前記筐体のテーパ面は、前記Ｘ線管から出射されるＸ線の出射方向に対して交差する軸を中心に回動する被検査物に前記Ｘ線を照射して検査を行う際、前記回動により前記被検査物が接近する位置に配されていること、
を特徴とするＸ線発生装置。 - Ｘ線を被検査物に照射し、前記被検査物を透過するＸ線を検出することにより前記被検査物の状態を検査する検査システムにおいて、
前記Ｘ線を出射する請求項１又は２に記載のＸ線発生装置と、
前記被検査物を前記Ｘ線の出射方向に対し交差する軸を中心に回動させる回動手段と、
前記Ｘ線の出射方向であって前記被検査物の後方に配置され前記被検査物を透過する前記Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、
を備えたことを特徴とする検査システム。
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