JPH06214028A

JPH06214028A - Ｘ線検出器

Info

Publication number: JPH06214028A
Application number: JP843193A
Authority: JP
Inventors: Shinji Suzuki; 伸二鈴木; Yoji Nishiyama; 陽二西山; Hiroyuki Tsukahara; 博之塚原; Moritoshi Ando; 護俊安藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1993-01-21
Publication date: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】放射状に被検査物体に照射されたＸ線を、高
感度に、且つ、高分解能をもって検出することができ、
その結果、Ｘ線を用いたプリント基板検出装置の検査精
度や検査効率を向上することができるＸ線検出器を提供
することを目的とする。【構成】被検査物体を透過したＸ線の一部を通すスリ
ットを有する遮光板と、スリットを通ったＸ線の面に直
交する方向に配置されたシンチレーションファイバが積
層されて構成されたシンチレーションファイバプレート
と、シンチレーションファイバプレートにおける画像を
撮像する撮像手段と、この撮像された画像における、上
記の入射したＸ線の軌跡に対応するシンチレーションフ
ァイバ中の発光量を積算する発光量演算手段とを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線検出器の改良に関
する。特に、放射状に被検査物体に照射されたＸ線を高
感度に、且つ、高分解能をもって検出することができ、
その結果、Ｘ線を用いたプリント板検査装置の検査精度
や検査効率を向上することができるＸ線検出器を提供す
ることを目的とする改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子計算機が高密度化・高集積化される
にともなって、プリント板検査では外観からは見えない
内部の検査が必要になっている。そこで、物体の透過能
力が高く、非破壊的に内部の組織や欠陥等を検査するこ
とができるＸ線を用いた検査装置が必要になる。特に、
最近、検査対象がますます高密度化されつゝあるので、
Ｘ線を用いた検査装置でも、数ミクロンの高分解能をも
った検査装置が必要になっている。

【０００３】ところで、従来技術に係るＸ線検出器とし
ては、被検査物体にＸ線を照射し、透過したＸ線を写真
乾板上またはイメージングプレート上に記録するＸ線検
出器や、上記の透過Ｘ線を蛍光板に照射して蛍光像とし
てみるＸ線検出器や、Ｘ線イメージインテンシファイヤ
法（Ｘ線照射による外部光電効果で放出された光電子を
蛍光板に当てゝ輝度の高い蛍光像として見る方法）を使
用したＸ線検出器や、Ｘ線をターゲットの面に照射しタ
ーゲット上に撮像するＸ線撮像管を用いたＸ線検出器が
ある。

【０００４】ところが、上記の写真乾板やイメージング
プレート上に記録するＸ線検出器は、リアルタイムでの
観測ができない。また、蛍光板にＸ線を照射するＸ線検
出器においては、蛍光板が薄いときは十分な感度が得ら
れず、蛍光板が厚いときは分解能が低下する。その理由
は、蛍光板が薄いときはＸ線がほとんど透過してしまう
からであり、蛍光板が厚いときは放射状に照射されたＸ
線のうち蛍光板に傾斜して入射するＸ線による発光が入
射点と透過点とでずれるからである。また、Ｘ線イメー
ジインテンシファイヤ法を使用したＸ線検出器において
は、光電子を増幅しているので感度はよいが、解像度に
難点がある。Ｘ線撮像管を用いたＸ線検出器において
は、リアルタイムで観測ができ、感度と解像度の両立が
可能であるが、ターゲット材が空気中で非常に不安定な
ため取り扱いが難しく、生産性の点で難点があり、ま
た、大面積の撮像管の製作が困難である。以上のことを
まとめると表１のとおりであり、いずれのＸ線検出器も
十分満足すべきものではない。

【０００５】

【表１】そこで、蛍光板より解像度のよいシンチレーションファ
イバプレートを使用したＸ線検出器が開発された。

【０００６】以下に、従来技術に係る、シンチレーショ
ンファイバプレートを使用したＸ線検出器について説明
する。

【０００７】図６は、従来技術に係る、シンチレーショ
ンファイバプレートを使用したＸ線検出器の構成説明図
である。

【０００８】図６参照図において、１５はＸ線源であり、１６はこのＸ線源１
５からのＸ線を照射される被検査物体である。１７は、
上記のＸ線の光軸に平行になるように配置されたシンチ
レーションファイバ１７１が積層されて構成されたシン
チレーションファイバプレートである。上記のシンチレ
ーションファイバ１７１とは、Ｘ線で蛍光を発する透明
蛍光体（通常、テルビュームＴｂを使用する）をガラス
に溶かし込み、これをファイバ状にしたものである。１
８は、上記のシンチレーションファイバプレート１７の
裏面に現れた画像を撮像する撮像手段である。

【０００９】つぎに、このＸ線検出器の動作について説
明する。被検査物体１６を透過したＸ線はシンチレーシ
ョンファイバプレート１７を構成するそれぞれのシンチ
レーションファイバ１７１の一方の端面に入射される。
この入射されたＸ線によってシンチレーションファイバ
１７１中の透明蛍光体が発光し、この蛍光はシンチレー
ションファイバ１７１の外被であるクラッドで全反射し
てシンチレーションファイバ１７１の他方の端面から放
出される。したがって、シンチレーションファイバプレ
ート１７の裏面には被検査物体１６を透過したＸ線に対
応する画像が現れる。この画像を撮像手段１８をもって
撮像する。

【００１０】このＸ線検出器においては、発光した蛍光
がシンチレーションファイバ１７１のピッチ（１５〜２
５μｍ）以上に拡がることがなく、高解像度をもって検
出できる利点がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のシン
チレーションファイバプレートを使用する従来技術に係
るＸ線検出器においては、検出される画像のうち、Ｘ線
の光軸上やその近傍の画像部分においては解像度が良い
が、画像の周辺部分においては解像度が十分満足すべき
状態とは言い難いと言う欠点がある。その理由は、Ｘ線
は一般に放射状に照射されるので、画像周辺部分に対応
するＸ線は数本のシンチレーションファイバを横切る結
果、このＸ線に対応する発光が本来の画像周辺部以外の
領域においても現れるからである。

【００１２】本発明の目的は、この欠点を解消すること
にあり、放射状に被検査物体に照射されたＸ線を、高感
度に、且つ、高分解能をもって検出することができ、そ
の結果、Ｘ線を用いたプリント板検査装置の検出精度や
検査効率を向上することができるＸ線検出器を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、放射状に
被検査物体に照射されたＸ線を検出するＸ線検出器にお
いて、前記の被検査物体を透過したＸ線の一部を通すス
リット（１１）を有する遮光板（１）と、前記のスリッ
ト（１１）を透過したＸ線の面に直交する方向に配置さ
れたシンチレーションファイバ（２１）が積層されて構
成されたシンチレーションファイバプレート（２）と、
このシンチレーションファイバプレート（２）における
画像を撮像する撮像手段（３）と、この撮像手段（３）
によって撮像された画像における、入射したＸ線の軌跡
に対応するシンチレーションファイバ（２１）中の発光
量を積算する発光量演算手段（４）とを有するＸ線検出
器か、上記の構成に加えて、前記の被検査物体を前記ス
リット（１１）の幅方向に平行な方向に移動する被検査
物体移動手段（５）と、前記の被検査物体の移動にとも
なって前記の被検査物体のそれぞれの移動位置において
検出された画像を組み合わせて、前記の被検査物体の全
体像を構成する再構成手段（６）とを有するＸ線検出器
によって達成される。上記のＸ線検出器のいずれの構成
においても前記のシンチレーションファイバプレート
（２）における画像を、画像縮小手段（７）を介して撮
像するか、前記のシンチレーションファイバプレート
（２）における画像を、画像縮小手段（７）とこの画像
縮小手段（７）の出力を増幅する光増幅手段（８）とを
介して撮像するか、前記のシンチレーションファイバプ
レート（２）における画像を、第１の画像縮小手段
（９）とこの第１の画像縮小手段（９）の出力を増幅す
る光増幅手段（８）とこの光増幅手段（８）の出力画像
を縮小する第２の画像縮小手段（１０）とを介して撮像
すると効果が顕著である。また、前記のシンチレーショ
ンファイバ（２１）に替えて、光ファイバのコア内にＸ
線照射により蛍光を発生するＸ線蛍光物質を含有するＸ
線蛍光光ファイバを使用することもできる。

【００１４】

【作用】本発明に係るＸ線検出器においては、被検査物
体を透過したＸ線はスリットを通してシンチレーション
ファイバプレートに入射され、しかも、このシンチレー
ションファイバプレートを構成するシンチレーションフ
ァイバが上記の入射Ｘ線の面に垂直になるよう配置され
ているので、スリットの幅によって透視画像の幅が制約
され、したがって、シンチレーションファイバに横方向
（スリットの幅方向）の多数画素に対応するＸ線が同時
に入射されることを回避でき、また、上記のシンチレー
ションファイバプレートの配置によって、光軸に対して
種々の角度をもって斜めに入射されるＸ線のうち個々の
シンチレーションファイバを横切るＸ線を低減できるか
ら、個々のシンチレーションファイバに対して縦方向
（スリットの長手方向）の多数画素に対応するＸ線が同
時に入射されることを回避できる。したがって、個々の
シンチレーションファイバにおいては、多数画素に対応
するＸ線による発光の重なりを避けることが可能であ
り、分解能を十分高めることが可能である。また、本発
明に係るＸ線検出器は、シンチレーションファイバプレ
ートに入射されたＸ線が通過した軌跡に対応するシンチ
レーションファイバ（図５参照。図のハッチング部分）
における発光を積算して検出する発光量演算手段を有す
るので、Ｘ線の検出光量を増大することができて感度を
高めることができる。

【００１５】また、本発明に係る、被検査物体をスリッ
トの幅方向に平行に移動するＸ線検出器においては、被
検査物体のそれぞれの移動位置における検出画像を再構
成手段を用いて組み合わせることゝされているので、被
検査物体の全体像を検出することができる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の４実施例に
係るＸ線検出器について説明する。

【００１７】図１は第１実施例（請求項１に対応）に係
るＸ線検出器の構成説明図である。

【００１８】図１参照図において、１は、Ｘ線透視画像の縦１ライン分、横１
画素分に対応するスリット１１を有する遮光板であり、
その材質は例えば鉛である。２は、上記のスリット１１
を通過したＸ線の面に直交する方向に配置されたシンチ
レーションファイバ２１が積層されて構成されたシンチ
レーションファイバプレートである。このシンチレーシ
ョンファイバプレート２の、センサと反対の側には反射
コーティングが施されており、検出効率を上げている。
３は、上記のセンサであり、シンチレーションファイバ
プレート２における画像を撮像する撮像手段である。４
は、この撮像手段３が撮像した画像をＡ／Ｄ変換した
後、入射したＸ線の軌跡に対応するシンチレーションフ
ァイバ２１中の発光量を積算する発光量演算手段であ
る。１５は、Ｘ線源であり、１６はこのＸ線源１５が発
するＸ線を照射される被検査物体である。

【００１９】つぎに、本実施例の動作について説明す
る。被検査物体１６を透過したＸ線は、その一部が遮光
板１のスリット１１を通って、シンチレーションファイ
バプレート２の側面に入射される。入射Ｘ線が通過した
シンチレーションファイバ２１のそれぞれはＸ線の光量
に比例した光量の蛍光を発する。このシンチレーション
ファイバ２１で発光した光はファイバのクラッドによっ
て全反射され、したがって、シンチレーションファイバ
相互における蛍光の授受はなく、また、撮像手段３の反
対側の面に施された反射コーティングによって反射さ
れ、個々のシンチレーションファイバ２１で発光した蛍
光の全量が、そのシンチレーションファイバ２１の撮像
手段側断面から放出される。発光量演算手段４が、入射
したＸ線のそれぞれの軌跡に対応するシンチレーション
ファイバ２１のそれぞれで発光した蛍光量を積算し、そ
れぞれの軌跡に対応したＸ線量を演算して透視Ｘ線画像
を検出する。

【００２０】上記のスリット１１の幅に対応してシンチ
レーションファイバプレート２に入射するＸ線は透視画
像の横１画素分に制約され、また、上記のシンチレーシ
ョンファイバプレート２の配置によって、光軸に対して
種々の角度をもって斜めに入射されるＸ線のうち個々の
シンチレーションファイバ２１を横切るＸ線を低減でき
るから、個々のシンチレーションファイバに対して多数
画素に対応するＸ線が同時に入射することを回避できる
ので、分解能を高めることができる。また、シンチレー
ションファイバプレートに入射したＸ線が通過した軌跡
に対応するシンチレーションファイバにおける発光を積
算するので、感度を高めることもできる。

【００２１】図２は本実施例の第２実施例（請求項２に
対応）に係るＸ線検出器の構成説明図である。

【００２２】図２参照図において、５は、被検査物体１６を遮光板１のスリッ
ト１１の幅方向に平行な方向に移動する被検査物体移動
手段であり、６は、上記の被検査物体１６のそれぞれの
移動位置において検出された画像を組み合わせて、上記
の被検査物体１６の全体像を構成する再構成手段であ
る。この再構成手段は、上記の被検査物体１６のそれぞ
れの移動位置において検出された画像を一時的に記憶す
る記憶部を有する。他の符号の説明は第１実施例の場合
と同一であるので省略する。

【００２３】次に本実施例の動作について説明する。被
検査物体移動手段５によって移動される被検査物体１６
のそれぞれの移動位置において、第１実施例と同様にし
てＸ線透視画像が検出され、この検出された画像が再構
成手段６によって記憶され全移動距離にわたってこれら
記憶された画像が組み合わされて、被検査物体１６の全
体像として構成される。

【００２４】図３は第３実施例（請求項３に対応）に係
るＸ線検出器の構成説明図である。

【００２５】図３参照図において、７はシンチレーションファイバプレート２
における画像を縮小する画像縮小手段例えばテーパであ
る。その他の符号の説明は第２実施例の場合と同一であ
る。

【００２６】本実施例が第２実施例と相違する点は、第
２実施例においては、シンチレーションファイバプレー
ト２における画像を直接撮像手段で撮像するが、本実施
例においては、画像縮小手段７をもってシンチレーショ
ンファイバプレート２の画像を縮小して撮像する点のみ
である。

【００２７】したがって、第２実施例に比べ、撮像手段
３をより小形化することができる。本実施例における撮
像手段３は、二次元ＣＣＤカメラまたはＴＤＩカメラで
ある。二次元ＣＣＤカメラに比べＴＤＩカメラをＳＴＬ
モードで使用する方が高速撮像が可能である。

【００２８】上記の光縮小手段７が出力する画像の光量
が不十分な場合には、上記の画像縮小手段７の出力を光
増幅手段に入力し、この光増幅手段の出力を撮像手段３
に入力する（請求項４に対応）。

【００２９】図４は第４実施例（請求項５に対応）に係
るＸ線検出器の構成説明図である。

【００３０】図４参照図において、９は第１の画像縮小手段（例えばテーパ）
であり、１０は第２の画像縮小手段（例えばテーパ）で
ある。その他の符号の説明は第２実施例の場合と同一で
ある。

【００３１】本実施例が第３実施例と相違する点は、本
実施例においては光増幅手段８と第２の画像縮小手段１
０とが追加された点のみである。これらの手段の追加に
より、さらに感度を高めることができ、撮像手段をより
小形化できる。

【００３２】なお、上記の第１〜第４実施例におけるシ
ンチレーションファイバの代わりに、光ファイバのコア
内にＸ線照射により蛍光を発生するＸ線蛍光物質を含有
するＸ線蛍光光ファイバを使用することもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るＸ線
検出器においては、被検査物体を透過したＸ線がスリッ
トを通ってシンチレーションファイバプレートに入射
し、しかも、このシンチレーションファイバプレートを
構成するシンチレーションファイバは上記の入射Ｘ線の
面に垂直になるよう配置されているので、個々のシンチ
レーションファイバに多数画素に対応するＸ線が同時に
入射されることを回避することができるから分解能を高
めることが可能である。また、発光量検出手段が、シン
チレーションファイバプレートに入射したＸ線の軌跡に
対応するシンチレーションファイバにおける発光を積算
して検出することゝされているので、感度を高めること
ができる。

【００３４】また、本発明に係る、被検査物体をスリッ
トの幅に平行に移動するＸ線検出器においては、被検査
物体のそれぞれの移動位置における検出画像を再構成手
段を用いて組み合わせることゝされているので、被検査
物体の高感度・高分解能の全体像を検出することができ
る。

【００３５】さらに、画像縮小手段を有する本発明に係
るＸ線検出器においては撮像手段を小形化することがで
き、さらに光増幅手段を有する本発明に係るＸ線検出器
はシンチレーションファイバプレートの画像輝度が不十
分の場合に対応できる。

【００３６】したがって、本発明は、放射状に被検査物
体に照射されたＸ線を高感度に、且つ、高分解能をもっ
て検出することができ、その結果、Ｘ線を用いたプリン
ト板検査装置の検査精度や検査効率を向上することがで
きるＸ線検出器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るＸ線検出器の構成説
明図である。

【図２】本発明の第２実施例に係るＸ線検出器の構成説
明図である。

【図３】本発明の第３実施例に係るＸ線検出器の構成説
明図である。

【図４】本発明の第４実施例に係るＸ線検出器の構成説
明図である。

【図５】シンチレーションファイバプレートに入射した
Ｘ線の軌跡に対応するシンチレーションファイバの説明
図である。

【図６】従来技術に係るシンチレーションファイバを使
用したＸ線検出器の構成説明図である。

【符号の説明】１遮光板２シンチレーションファイバプレート（本発明）３撮像手段（本発明）４発光量演算手段５被検査物体移動手段６再構成手段７画像縮小手段８光増幅手段８９第１の画像縮小手段１０第２の画像縮小手段１１スリット１５Ｘ線源１６被検査物体１７シンチレーションファイバプレート（従来技
術）１８撮像手段（従来技術）２１シンチレーションファイバ（本発明）１７１シンチレーションファイバ（従来技術）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤護俊神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射状に被検査物体に照射されたＸ線を
検出するＸ線検出器において、前記被検査物体を透過したＸ線の一部を通すスリット
（１１）を有する遮光板（１）と、前記スリット（１１）を透過したＸ線の面に直交する方
向に配置されたシンチレーションファイバ（２１）が積
層されて構成されたシンチレーションファイバプレート
（２）と、該シンチレーションファイバプレート（２）における画
像を撮像する撮像手段（３）と、該撮像手段（３）によって撮像された画像における、入
射したＸ線の軌跡に対応するシンチレーションファイバ
（２１）中の発光量を積算する発光量演算手段（４）と
を有することを特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】前記被検査物体を前記スリット（１１）
の幅方向に平行な方向に移動する被検査物体移動手段
（５）と、前記被検査物体の移動にともなって前記被検査物体のそ
れぞれの移動位置において検出された画像を組み合わせ
て、前記被検査物体の全体像を構成する再構成手段
（６）とを有することを特徴とする請求項１記載のＸ線
検出器。
【請求項３】前記シンチレーションファイバプレート
（２）における画像を、画像縮小手段（７）を介して撮
像することを特徴とする請求項１または２記載のＸ線検
出器。
【請求項４】前記シンチレーションファイバプレート
（２）における画像を、画像縮小手段（７）と該画像縮
小手段（７）の出力を増幅する光増幅手段（８）とを介
して撮像することを特徴とする請求項１または２記載の
Ｘ線検出器。
【請求項５】前記シンチレーションファイバプレート
（２）における画像を、第１の画像縮小手段（９）と該
第１の画像縮小手段（９）の出力を増幅する光増幅手段
（８）と該光増幅手段（８）の出力画像を縮小する第２
の画像縮小手段（１０）とを介して撮像することを特徴
とする請求項１または２記載のＸ線検出器。
【請求項６】前記シンチレーションファイバ（２１）
に替えて、光ファイバのコア内にＸ線照射により蛍光を
発生するＸ線蛍光物質を含有するＸ線蛍光光ファイバを
使用することを特徴とする請求項１、２、３、４または
５記載のＸ線検出器。