(57)【要約】【課題】簡易な構造で、微小異物の検出を確実に行うことができるＸ線検査装置を提供することである。【解決手段】Ｘ線検査装置１００は、物品にＸ線Ｓ１を照射し、シンチレータ３００による光変換をフォトダイオードアレイ（ＰＤＡと略記する）４００で検出することにより物品６００内の微小異物６１０を検出することができ、シンチレータ３００のＸ線照射側にスリット部材５００を積層したものである。特に、本発明の実施の形態に関するＸ線検査装置１００では、シンチレータ３００のＸ線照射側にスリット部材５００が積層され、Ｘ線検査装置１００ａでは、さらに防水部材７００が積層される。【選択図】図２
2010156646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線照射装置と、
前記Ｘ線照射装置により照射されたＸ線を可視光線に光変換する蛍光体と、
前記蛍光体により光変換された可視光線を電気信号に変換するフォトダイオードアレイと、を備え、
物品にＸ線を照射し、前記蛍光体による光変換の可視光線をフォトダイオードアレイで検出することにより前記物品内の異物を検出するＸ線検査装置であって、
前記蛍光体の前記Ｘ線照射側にスリット部材を積層したことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
Ｘ線を照射するＸ線照射装置と、
前記Ｘ線照射装置により照射されたＸ線を可視光線に光変換する蛍光体と、
前記蛍光体により光変換された可視光線を電気信号に変換するフォトダイオードアレイと、を備え、
物品の上方からＸ線を照射し、前記蛍光体による光変換の可視光線を下方のフォトダイオードアレイで検出することにより前記物品内の異物を検出するＸ線検査装置であって、
前記蛍光体の直上にスリット部材を積層したことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項３】
前記スリット部材は、少なくとも前記物品の搬送方向と交差する方向にスリットが形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記スリット部材のスリットの幅Ｈは、フォトダイオードアレイ幅Ｈ１で、前記蛍光体の厚みＡである場合に、幅Ｈ＝Ｈ１−２Ａｔａｎθであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記蛍光体および前記スリット部材の間に防水部材をさらに積層したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品にＸ線を照射し、物品内の異物を検出するＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品内の異物を検出するためにＸ線検査装置等が使用されている。これらのＸ線検査装置に関して、日々研究開発が行われている。
【０００３】
特許文献１には、ワイヤボンディングに必要なスペースを最小にし、放射線検出器の小型化および制作を容易にし、かつ２次元検出装置の制作が容易になる放射線検出器用部品が開示されている。この放射線検出器用部品は、Ｘ線検査装置に使用されるものである。
【０００４】
特許文献１記載の放射線検出器用部品では、基板上面の一部領域上に配置されかつ受光面上に第１パッドを有する光電素子を備え、該光電素子が受光する光の強度に基づく電気信号を出力する放射線検出器用部品であって、基板の他の領域上に配置されたパッド形成部と、該パッド形成部上に形成され、光電素子の受光面上に配置された第１パッドと同一平面を形成するよう配置され、第１パッドと電気的に接続された第２パッドと、を備えるものである。
【０００５】
さらに、特許文献１記載の放射線検出器用部品では、光電素子の受光面よりも受光方向上流側に光導波路をさらに備えるものについても開示されている（特許文献１の請求項２２および図７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０８４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、特許文献１記載の放射線検出用部品においては、光導波路としてコリメータ１４を用いて平行光のみを検出に使用することが例示されている（特許文献１の図７参照）。しかしながら、特許文献１記載の図７のように、フォトダイオードアレイ２とシンチレータアレイ１１との大きさを一致させ、マトリクスとして形成する場合、型費用等、製造工程にかかる費用が莫大となる。
【０００８】
すなわち、コスト低減を考慮すると、フォトダイオードアレイ（以下、ＰＤＡと略記する）２上にシンチレータアレイ１１を光学接着剤により接着している場合、ＰＤＡ２の幅は、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度と微小であり、シンチレータアレイ１１の幅は、コスト低減における接着工程を考慮した場合、数ｍｍ必要となる。
【０００９】
そのため、シンチレータアレイ１１がＰＤＡ２よりも大きいため、シンチレータアレイ１１で変換された可視光線が、ＰＤＡ２に対して回り込み、微小な検出物の検出が困難となる。以下当該回り込みについて説明を行う。
【００１０】
図１１は、微小異物の検出を低下させる状態を説明するための模式的断面図である。
【００１１】
図１１に示すように、従来のＸ線検査装置９００においては、Ｘ線照射装置２００からＸ線Ｓ１が照射され、Ｘ線Ｓ１がベルトコンベア８０１を透過して照射され、シンチレータ３００のシンチレータ素子３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄ，３１０ｅから可視光線が発光される。そして、当該可視光線が、ＰＤＡ４００に入光され電気信号が発信される。
【００１２】
このように、シンチレータ３００のシンチレータ素子３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄ，３１０ｅは、Ｘ線Ｓ１が照射された場合、全方位３６０度方向に対して可視光線を発光させる。したがって、物品内に微小異物がある場合、微小異物の下方に存在するシンチレータ素子から可視光線の発光がされない。しかしながら、シンチレータ素子が多数存在するため、物品内に微小異物の下方の近傍に位置するシンチレータ素子により変換された可視光線が、ＰＤＡ４００に入光されることとなる。それにより、フォトダイオードアレイ４００における微小異物の電気信号の際が薄くなり、物品内の微小異物の有無の検出が困難となる（図９参照）。
【００１３】
本発明の目的は、簡易な構造で、微小異物の検出を確実に行うことができるＸ線検査装置を提供することである。
本発明の目的は、簡易な構造で、製造コストを低減させ、微小異物の検出を確実に行うことができるＸ線検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）
本発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線照射装置と、Ｘ線照射装置により照射されたＸ線を可視光線に光変換する蛍光体と、蛍光体により光変換された可視光線を電気信号に変換するフォトダイオードアレイと、を備え、物品にＸ線を照射し、蛍光体による光変換をフォトダイオードアレイで検出することにより物品内の異物を検出するＸ線検査装置であって、蛍光体のＸ線照射側にスリット部材を積層したものである。
【００１５】
本発明に係るＸ線検査装置においては、蛍光体のＸ線照射側にスリット部材が積層される。
【００１６】
スリット部材によりＸ線の照射が、最終的にＰＤＡに入光させるために必要な蛍光体の幅に対してのみ入光される。したがって、物品内の微小異物を検出する場合、スリット部材により微小異物の側方に位置する蛍光体にＸ線を与えないので、可視光線の回り込みを防止し、物品内の微小異物の際を明確にすることができる。その結果、簡易な構造で、微小異物の検出を確実に行うことができる。
【００１７】
（２）
本発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線を照射するＸ線照射装置と、Ｘ線照射装置により照射されたＸ線を可視光線に光変換する蛍光体と、蛍光体により光変換された可視光線を電気信号に変換するフォトダイオードアレイと、を備え、物品の上方からＸ線を照射し、蛍光体による光変換の可視光線を下方のフォトダイオードアレイで検出することにより物品内の異物を検出するＸ線検査装置であって、蛍光体の直上にスリット部材を積層したものである。
【００１８】
本発明に係るＸ線検査装置においては、蛍光体の直上にスリット部材が積層される。
【００１９】
スリット部材によりＸ線の照射が、最終的にＰＤＡに入光させるために必要な蛍光体の幅に対してのみ入光される。したがって、物品内の微小異物を検出する場合、スリット部材により微小異物の側方に位置する蛍光体にＸ線を与えないので、可視光線の回り込みを防止し、物品内の微小異物の際を明確にすることができる。その結果、簡易な構造で、物品内の微小異物の検出を確実に行うことができる。
【００２０】
（３）
スリット部材は、少なくとも物品の搬送方向と交差する方向にスリットが形成されてもよい。
【００２１】
この場合、スリット部材のスリットが物品の搬送方向と交差する方向に設けられているので、スリットを通過する際に、物品内の微小異物の陰を明確に表すことができる。その結果、簡易な構造で、微小異物の検出を確実に行うことができる。
【００２２】
（４）
スリット部材のスリットの幅Ｈは、フォトダイオードアレイ幅Ｈ１で、蛍光体の厚みＡである場合に、幅Ｈ＝Ｈ１−２Ａｔａｎθであることが好ましい。
【００２３】
この場合、スリット部材のスリットの幅Ｈが、幅Ｈ１−２Ａｔａｎθであるので、蛍光体の厚みに応じて最適なスリットの幅Ｈを規定することができる。すなわち、Ｘ線の照射される状態を考慮して、最適なスリットの幅Ｈを形成することができる。
【００２４】
（５）
蛍光体およびスリット部材の間に防水部材をさらに積層してもよい。
【００２５】
この場合、蛍光体およびスリット部材の間に防水部材がさらに積層されているので、Ｘ線照射装置による熱変化の結露を防水部材により保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るＸ線検査装置の一例を示す模式的外観図
【図２】本発明に係るＸ線検査装置の内部の一例を示す模式図
【図３】図２のＸ線検査装置を側方から視野した模式図
【図４】図３の一部を拡大した模式的拡大図
【図５】従来のＸ線検査装置を説明するための模式図
【図６】従来のＸ線検査装置を説明するための模式図
【図７】本発明に係るＸ線検査装置を説明するための模式図
【図８】本発明に係るＸ線検査装置を説明するための模式図
【図９】本発明に係る効果を説明するための説明図
【図１０】図１から図９に示したＸ線検査装置の他の例を示す模式図
【図１１】微小異物の検出を低下させる状態を説明するための模式的断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施の形態において図面を用いて説明する。
（一実施の形態）
図１は、本発明に係るＸ線検査装置１００の一例を示す模式的外観図であり、図２は、本発明に係るＸ線検査装置１００の内部の一例を示す模式図である。
【００２８】
図１に示すように、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線照射装置２００を内蔵している。また、ベルトコンベア８００に検査物である商品を載せて搬送させることにより、Ｘ線検査装置１００の内部において異物混入がないか否かのＸ線検査を行うものである。
【００２９】
図１に示すように、Ｘ線検査装置１００のベルトコンベア８００は、Ｘ線検査装置１００の外部に突出するように形成されており、複数のＸ線漏れ防止カーテン８５０が設けられている。また、作業者は、タッチパネル画面ＭＴを操作することによりＸ線検査装置１００を駆動させる。以下、Ｘ線検査装置１００の内部構造について説明を行う。
【００３０】
図２に示すように、本発明に係るＸ線検査装置１００は、主に、Ｘ線照射装置２００、ベルトコンベア８００、スリット部材５００、シンチレータ３００およびフォトダイオードアレイ（以下、ＰＤＡと略記する）４００からなる。ここで、ベルトコンベア８００は、無端状のベルトが一対のローラに巻回されており、図２では、往路をベルトコンベア８０１で示し、復路をベルトコンベア８０２で示す。スリット部材５００、シンチレータ３００およびＰＤＡ４００が順に上から積層され、これらの積層体が、ベルトコンベア８０１，８０２の間に配設され、ベルトコンベア８０１の上方にＸ線照射装置２００が配設される。ベルトコンベア８０１が矢印Ｌ１の方向に物品を搬送し、ベルトコンベア８０２が矢印−Ｌ１の方向に移動することにより、ベルトコンベア８０１の往路側に戻される。本実施の形態においては、Ｘ線Ｓ１の減衰が、ベルトコンベア８０１の影響のみで、ベルトコンベア８０２には、依存しないように設けられている。
【００３１】
図２のＸ線照射装置２００からＸ線Ｓ１が照射される。また、スリット部材５００、シンチレータ３００およびＰＤＡ４００の積層体の上方のベルトコンベア８０１により物品６００が矢印Ｌ１の方向に搬送される。
【００３２】
また、図２に示すように、シンチレータ３００には、シンチレータ素子３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄ，３１０ｅが含まれる。なお、シンチレータ素子３１０ａ，〜，３１０ｅは、説明上５個としているが、本来、シンチレータ３００には、多数のシンチレータ素子が含まれている。また、図２のスリット部材５００のスリットは、矢印Ｌ１の方向と垂直な方向で設けられる。
【００３３】
次に、図３および図４を用いてスリット部材５００のスリットについて説明を行う。図３は、図２のＸ線検査装置１００を側方から視野した模式図であり、図４は、図３の一部を拡大した模式的拡大図である。なお、図４においては、シンチレータ素子３１０ｄの図示を省略している。
【００３４】
図３に示すように、Ｘ線照射装置２００からＸ線Ｓ１の照射が行われる。しかし、本実施の形態においては、スリット部材５００により、Ｘ線Ｓ２の範囲のみがシンチレータ３００に照射され、その他のＸ線Ｓ１はスリット部材５００により反射される。すなわち、Ｘ線Ｓ２は、Ｘ線Ｓ１のうちスリット部材５００のスリットを通過する範囲のＸ線である。なお、このスリット及びＸ線Ｓ２は、シンチレータ３００により変換された可視光線をＰＤＡ４００により受光する幅に依存する。
【００３５】
図１１に示すように、従来のＸ線照射装置２００においては、スリット部材５００が積層されていないため、Ｘ線Ｓ１の範囲で照射される。そのため、シンチレータ３００のシンチレータ素子３１０ａ，３１０ｅにも可視光線の光変換が生じ、当該可視光線が、ＰＤＡ４００に入光される。それにより、本来の物品内の微小異物が存在する場合であっても、物品内の微小異物の輪郭がぼかされることになり、物品内の微小異物の検出が困難となる。この微小異物の検出が困難となる状態の具体例については、後述する。
【００３６】
次に、図４に示すように、シンチレータ３００の厚みＡとし、ＰＤＡ４００の幅Ｈ１とした場合、スリット部材５００のスリットの幅Ｈは、幅Ｈ＝（Ｈ１−２Ａｔａｎθ）であることが好ましい。これにより、シンチレータ３００をＰＤＡ４００に化学接着剤で接着するため、一定の大きさが必要となるが、シンチレータ３００を小さくする必要がない。よって、製造コストの低減を図ることができる。
【００３７】
Ｘ線照射装置２００からのＸ線Ｓ２が、仮想位置Ｐ１（ＰＤＡ４００の端部）において、角度θで入光されると仮定する。この場合、最大限必要なシンチレータ３００への入光は、幅Ｈ１から（２×（Ａｔａｎθ））を減算した値で表すことができる。
【００３８】
それにより、最大限必要なシンチレータ３００にのみＸ線Ｓ２を照射することができ、余分なシンチレータ３００（図３のシンチレータ素子３１０ａ，３１０ｅ）にＸ線を照射させないことができる。そして、光変換により意図しない多くの可視光線がＰＤＡ４００に入光され、回り込みによりＰＤＡ４００に不要な可視光線を与えることを防止することができる。
【００３９】
次に、図５乃至図８を用いて従来のＸ線検査装置９００および本発明に係るＸ線検査装置１００の相違点について説明する。図５および図６は、従来のＸ線検査装置９００を説明するための模式図であり、図７および図８は、本発明に係るＸ線検査装置１００を説明するための模式図である。
【００４０】
図５および図６に示す従来のＸ線検査装置９００においては、Ｘ線照射装置２００からＸ線Ｓ１が照射され、微小異物６１０を有する物品６００が矢印Ｌ１の方向に搬送される。この場合、物品６００内の微小異物６１０は、Ｘ線Ｓ１を透過させないので、シンチレータ３００のシンチレータ素子３１０ｃにＸ線Ｓ１が照射されず、シンチレータ素子３１０ｃのみ可視光線への光変換が行われない。
しかしながら、シンチレータ素子３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｄ，３１０ｅは、全方位に可視光線を発光させるので、図６に示すように、ＰＤＡ４００に斜め方向の可視光線ＫＳＤ（回り込み）が入光され、物品６００内の微小異物６１０が極めて小さい場合、ＰＤＡ４００の電気出力信号において差が現れず、物品６００内の微小異物６１０が認識されない場合がある。すなわち、可視光線ＫＳＤが微小異物６１０の変化を消去してしまうからである。ここで、可視光線ＫＳＤは、シンチレータ素子３１０ａ，３１０ｂによる斜め４５度下方向の可視光線が合算、および、シンチレータ素子３１０ｄ，３１０ｅによる斜め４５度下方向の可視光線が合算されたものである。
【００４１】
一方、図７および図８に示す本発明に係るＸ線検査装置１００においては、Ｘ線照射装置２００からＸ線Ｓ１が照射されるが、スリット部材５００によりＸ線Ｓ１よりも幅の狭いＸ線Ｓ２がシンチレータ３００に照射される。そして、物品６００が矢印Ｌ１の方向に搬送される。
この場合、物品６００内の微小異物６１０およびスリット部材５００は、Ｘ線Ｓ１を透過させないので、シンチレータ３００のシンチレータ素子３１０ａ，３１０ｃ，３１０ｅにＸ線Ｓ１およびＸ線Ｓ２が照射されない。その結果、シンチレータ素子３１０ａ，３１０ｅからシンチレータ素子３１０ｃ側への可視光線の回り込みの影響を大きく低減することができる。
【００４２】
その結果、図６のＰＤＡ４００に斜め方向の可視光線ＫＳＤが入光されず、図８に示すように、ＰＤＡ４００にほぼ直線下方向の可視光線ＫＳＥが入光される。すなわち、可視光線ＫＳＥは、シンチレータ素子３１０ａ，３１０ｅは、光変換を行わず、シンチレータ素子３１０ｂのみによる下方への可視光線と、斜め４５度下方向の可視光線とが合算、および、シンチレータ素子３１０ｄのみによる下方への可視光線と、斜め４５度下方向の可視光線とが合算されたものである。したがって、物品６００内の微小異物６１０が極めて小さい場合でも、ＰＤＡ４００において可視光線の差が現れるため、物品６００内の微小異物６１０を確実に検出することができる。
【００４３】
ここで、図９を用いて、本発明による効果について説明を行う。図９は、本発明に係る効果を説明するための説明図である。縦軸はＰＤＡ４００からの電気信号出力を示し、横軸は時間経過を示す。
【００４４】
図９に示すように、従来のＸ線検査装置９００を用いた場合、回り込みが発生し、可視光線ＫＳＤが生じるので、物品６００内の微小異物６１０は、領域ＡＲ９でのみ現れる。
【００４５】
一方、本発明に係るＸ線検査装置１００を用いた場合、回り込みを防止することができ、可視光線ＫＳＤにより、物品６００内の微小異物６１０は、領域ＡＲ１で現れる。このように、領域ＡＲ１は、領域ＡＲ９と比較して、数倍の大きさで現れるので、微小異物６１０を確実に検出することができる。
【００４６】
（他の例）
次に、図１０は、図１から図９に示したＸ線検査装置１００の他の例を示す模式図である。以下、主に、図１から図９に示したＸ線検査装置１００と異なる点について説明を行う。
【００４７】
図１０に示すように、Ｘ線検査装置１００ａは、スリット部材５００およびシンチレータ３００の間に防水部材７００が積層されている。この防水部材７００は、例えばカーボンを含む素材からなる。
【００４８】
この場合、防水部材７００を含むので、Ｘ線検査装置１００ａにおいて発生される熱の温度差による結露に耐性を持たせることができる。
【００４９】
以上のように、本発明に係るＸ線検査装置１００，１００ａにおいては、スリット部材５００によりＸ線Ｓ１の照射が、最終的にＰＤＡ４００に入光させるために最低限必要なシンチレータ３００の幅Ｈ及びＰＤＡ４００の幅に対してのみ入光される。したがって、微小異物を検出する場合、スリット部材５００により微小異物の下側方の近傍に位置するシンチレータ３００にＸ線Ｓ１を与えないので、可視光線の回り込みを防止することができる。
【００５０】
また、スリット部材５００のスリットが矢印Ｌ１の物品の搬送方向と交差する方向に設けられているので、スリット部材５００を通過する際に、物品６００内の微小異物６１０の陰影を明確にすることができる。その結果、簡易な構造で、物品６００内の微小異物６１０の検出を確実に行うことができる。
【００５１】
さらに、スリット部材５００の幅Ｈが、幅Ｈ１−２Ａｔａｎθであるので、シンチレータ３００の厚みＡに応じて最適なスリットの幅Ｈを規定することができる。すなわち、Ｘ線Ｓ２の照射される状態を考慮して、最適なスリットの幅Ｈを形成することができる。また、シンチレータ３００およびスリット部材５００の間に防水部材７００がさらに積層されているので、Ｘ線照射装置２００による熱変化の結露を防水部材７００により保護することができる。
【００５２】
なお、上記の実施の形態においては、防水部材７００をスリット部材５００およびシンチレータ３００の間に積層することとしたが、これに限定されず、シンチレータ３００を防水部材７００で包含してもよく、スリット部材５００を包含させてもよい。また、スリット部材５００のスリット方向を矢印Ｌ１の方向と垂直な方向としたが、これに限定されず、他の任意の角度で設けてもよい。
【００５３】
本実施の形態においては、Ｘ線Ｓ１，Ｓ２がＸ線に相当し、Ｘ線照射装置２００がＸ線照射装置に相当し、シンチレータ３００が、蛍光体に相当し、フォトダイオードアレイ４００がフォトダイオードアレイに相当し、スリット部材５００がスリット部材に相当し、矢印Ｌ１が搬送方向に相当し、防水部材７００が防水部材に相当し、Ｘ線検査装置１００，１００ａがＸ線検査装置に相当する。
【００５４】
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１００  Ｘ線照射装置
３００  シンチレータ
４００  フォトダイオードアレイ
５００  スリット部材
７００  防水部材
【図１】
2010156646.tif 000003
【図２】
2010156646.tif 000004
【図３】
2010156646.tif 000005
【図４】
2010156646.tif 000006
【図５】
2010156646.tif 000007
【図６】
2010156646.tif 000008
【図７】
2010156646.tif 000009
【図８】
2010156646.tif 000010
【図９】
2010156646.tif 000011
【図１０】
2010156646.tif 000012
【図１１】
2010156646.tif 000013