(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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線センサであって、
前記蛍光変換手段として、基板表面にＸ線を透過しにくい性質の膜とＸ線を透過しやすい性質の膜をＸ線入射方向に対して垂直方向に並列して設け、前記膜に接して、Ｘ線入射方向に対して垂直方向に蛍光体層を設けたことを特徴とするＸ線センサ。
【請求項２】
Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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線センサであって、
前記蛍光変換手段として、基板の任意の部分が他の部分よりも表面粗さが粗く加工されており、その基板に蛍光体物質を形成することを特徴とするＸ線センサ。
【請求項３】
Ｘ線センサを使用して検査対象物に対してＸ線検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線センサとして、基板上に蛍光体物質が形成されている構造であってＸ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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、かつ前記蛍光変換手段として、基板表面にＸ線を透過しにくい性質の膜とＸ線を透過しやすい性質の膜をＸ線入射方向に対して垂直方向に並列して設け、前記膜に接して、Ｘ線入射方向に対して垂直方向に蛍光体層を設けたＸ線センサを搭載したことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項４】
Ｘ線センサを使用して検査対象物に対してＸ線検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線センサとして、基板上に蛍光体物質が形成されている構造であってＸ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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、かつ前記蛍光変換手段として、基板の任意の部分が他の部分よりも表面粗さが粗く加工されており、その基板に蛍光体物質を形成することを特徴とするＸ線センサを搭載したことを特徴とするＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線センサ、および工場等で用いるＸ線検査装置に係り、特に高精度検査を安価に実現するためのセンサ高分解能化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線センサの基本的な構成を図２５にブロック図にして示す。図２５において、１３は蛍光変換部であり、通常、蛍光体物質をガラス上に塗布したようなものが多い。２は光電変換部であり、一例としてＣＣＤセンサが挙げられる。図２５に示す構成のものでは、蛍光変換部１３においてＸ線を光に変えて、その光を光電変換部２において画像化して画像信号を出力する。そして、センサ感度を上げるために、蛍光変換部１３と光電変換部２の間に増幅器を設置する場合が多い。
【０００３】
また、センサにおける高感度化かつ高分解能化を実現するため、蛍光変換部１３の蛍光体材料がファイバ構造になっているものが多く使用されている。図２６は、ファイバ状の構造を持つ蛍光体を説明するための図である。図２６（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り、図２６（ｂ）はその蛍光体のファイバＦ中を蛍光が進む様子を模式化して示したものである。
【０００４】
蛍光変換部１３において、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ほうが有利であるが、蛍光体内部での光拡散のため画像がぼけ、高分解能化には不利となる。そこで図２６のようなファイバ構造であると、蛍光がファイバＦの外に出難い構造であるため、光拡散が少ない状態にして蛍光体を厚くすることができる。
【０００５】
【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１３の分解能がセンサの分解能に対応するが、図２６（ａ）のようなファイバ結晶の細かさ、あるいは大きさのばらつきにも限界があり、現状実用となっている分解能は２５μｍ程度である。
【０００６】
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線管を用い、画像を拡大して検査を行っている。図２７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図である。図２７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２７に示すＬ２（検査対象物からＸ線センサまでの距離）の長さをＬ１（Ｘ線管焦点部分から検査対象部までの距離）より大きくすると、Ｘ線センサ上の画像は、検査対象物より大きなサイズとなって拡大画像となる。
【０００７】
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２７（ａ）は焦点サイズの大きなＸ線管による撮影であり、図２７（ｂ）は焦点サイズの小さなＸ線管による撮影である。検査対象物の同一点を通るＸ線は、焦点サイズ分、すべての点からのＸ線が加算されるために、Ｘ線センサ上では図２７（ａ）ではΔｕ１、図２７（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２７（ｂ）のような焦点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検査が可能である。
【０００８】
また、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必要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、Ｘ線センサ上の画像の大きさがほぼ同じであり、センサの蛍光変換部１３の分解能＝画像分解能となる。
【０００９】
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線管は現在５００万円〜２０００万円と非常に高価であり、工場等の検査として手軽に使うような価格レベルではない。したがって、センサを高分解能化し、かつ５０万〜２００万円のコストレベルのＸ線管が精密検査に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部検査分野等への普及が促進されると考えられる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、蛍光体物質の形状を高精度に形成することにより、高分解能のＸ線センサを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、様々な蛍光体物質を高精度に形成することにより、高感度で高分解能のＸ線センサを提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の目的は、Ｘ線を透過しにくい薄膜とＸ線を透過しやすい薄膜により蛍光体物質の形成パターンを構造化し、高分解能のＸ線センサを提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、基板の表面粗さによって基板に対する蛍光体物質の形成制御性を高めることにより、高分解能のＸ線センサを提供することにある。
【００２３】
また、本発明の他の目的は、高画質かつ高分解能のＸ線センサを提供することにある。
【００２４】
また、本発明の他の目的は、高画質かつ高分解能のＸ線センサをその目的に応じて提供することにある。
【００２５】
また、本発明の他の目的は、高画質かつ高分解能の前記各Ｘ線センサを使用することによって、高精度のＸ線検査装置を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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線センサであって、前記蛍光変換手段として、基板表面にＸ線を透過しにくい性質の膜とＸ線を透過しやすい性質の膜をＸ線入射方向に対して垂直方向に並列して設け、前記膜に接して、Ｘ線入射方向に対して垂直方向に蛍光体層を設けたことを特徴とするＸ線センサを用いる。
【００２７】
また、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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線センサであって、前記蛍光変換手段として、基板の任意の部分が他の部分よりも表面粗さが粗く加工されており、その基板に蛍光体物質を形成することを特徴とするＸ線センサを用いてもよい。
【００２８】
また、Ｘ線センサを使用して検査対象物に対してＸ線検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線センサとして、基板上に蛍光体物質が形成されている構造であってＸ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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、かつ前記蛍光変換手段として、基板表面にＸ線を透過しにくい性質の膜とＸ線を透過しやすい性質の膜をＸ線入射方向に対して垂直方向に並列して設け、前記膜に接して、Ｘ線入射方向に対して垂直方向に蛍光体層を設けたＸ線センサを搭載したことを特徴とするＸ線検査装置を用いることができる。
【００２９】
また、Ｘ線センサを使用して検査対象物に対してＸ線検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線センサとして、基板上に蛍光体物質が形成されている構造であってＸ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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、かつ前期蛍光変換手段として、基板の任意の部分が他の部分よりも表面粗さが粗く加工されており、その基板に蛍光体物質を形成することを特徴とするＸ線センサを搭載したことを特徴とするＸ線検査装置を用いることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、この蛍光変換手段から発生する光を画像信号に変更する光電変換手段とを備えたＸ線センサであって、前記蛍光変換手段として、基板表面にＸ線を透過しにくい性質の膜とＸ線を透過しやすい性質の膜をＸ線入射方向に対して垂直方向に並列して設け、前記膜に接して、Ｘ線入射方向に対して垂直方向に蛍光体層を設けたことを特徴とする高分解能のセンサを提供することができる。
【００３４】
本発明の請求項２に記載の発明は、Ｘ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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線センサであって、前記蛍光変換手段として、基板の任意の部分が他の部分よりも表面粗さが粗く加工されており、その基板に蛍光体物質を形成することを特徴とする高分解能のセンサを提供することができる。
【００３５】
本発明の請求項３に記載の発明は、Ｘ線センサを使用して検査対象物に対してＸ線検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線センサとして、基板上に蛍光体物質が形成されている構造であってＸ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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、かつ前記蛍光変換手段として、基板表面にＸ線を透過しにくい性質の膜とＸ線を透過しやすい性質の膜をＸ線入射方向に対して垂直方向に並列して設け、前記膜に接して、Ｘ線入射方向に対して垂直方向に蛍光体層を設けたＸ線センサを搭載したことを特徴とするＸ線検査装置を提供することができる。
【００３６】
本発明の請求項４に記載の発明は、Ｘ線センサを使用して検査対象物に対してＸ線検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線センサとして、基板上に蛍光体物質が形成されている構造であってＸ線を光に変換する蛍光変換手段と、この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、かつ前記蛍光変換手段として、基板の任意の部分が他の部分よりも表面粗さが粗く加工されており、その基板に蛍光体物質を形成することを特徴とするＸ線センサを搭載したことを特徴とするＸ線検査装置を提供することができる。
【００５０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００５１】
図１は本発明の第１実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図であり、１は基板であって、パターンがエッチングされている。２は光電変換部であって、一例としてＣＣＤセンサが挙げられる。３は基板１上に複数設けられてＸ線を光に変換する蛍光体であって、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）やガドリニウム加工物（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等がある。
【００５２】
図１に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、基板１上に設けられている蛍光体３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光体３はエッチングされた基板１上に形成されて構造化されている。
【００５３】
図２に構造化されたパターンに係る構成例を示す。図２に示すように、単純な凹凸パターンが形成された基板１の上に蛍光体３が薄く成膜されている。そして、蛍光体３はＸ線が照射されると、発生した蛍光はＡ部のように八方に拡散しようとする。しかし、基板１側面の光透過率が低ければ、横への拡散は防止され、解像度の高い画像を得ることができる。
【００５４】
以上のように、蛍光変換手段としての蛍光体３の形成パターンは、基板１自身をエッチングすることにより生成するため、蛍光体３の形状を高精度に形成することができ、かつ蛍光の拡散を少なくするような構造にすることが可能となり、高分解能のセンサを提供することができる。
【００５５】
図３は本発明の第２実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図３において、４は、基板１上に形成され、上面に蛍光体３が設けられた薄膜である。なお、図１にて説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図３に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、基板１上に形成されている蛍光体３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光体３は基板１に対して蛍光体３以外の薄膜４を形成することによりパターン形成されて構造化されている。
【００５７】
図４に構造化されたパターンに係る構成例を示す。図４に示すように、基板１の上に薄膜４の単純な凹凸パターンが形成されており、その上に蛍光体３が薄く成膜されている。蛍光体３はＸ線が照射されると、発生した蛍光はＡ部のように八方に拡散しようとする。しかし、薄膜４の光透過率が低ければ、横への拡散は防止され、解像度の高い画像を得ることができる。
【００５８】
以上のように、蛍光変換手段としての蛍光体３の形成パターンは、蛍光体３以外の薄膜４により生成するため、蛍光体３の形状を高精度に形成することができ、かつ蛍光の拡散を少なくするような構造にすることが可能となる。さらに、蛍光体３以外の薄膜４の種類を選択することにより、基板１に対する蛍光体３の形成制御性を高めることができて、高分解能のセンサを提供することができる。
【００５９】
図５は本発明の第３実施形態を説明するため、スパッタリングにより蛍光体もしくは薄膜を成膜する様子を示す図である。図５において、５は基板１上に形成する蛍光体もしくは薄膜物質のターゲットであり、６は高エネルギ粒子であり、７はターゲット粒子である。また、第３実施形態のＸ線センサの構造は、前記第１，第２実施形態のＸ線センサの構造と同様なものであるため省略する。なお、図１，図３にて説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
図５に示すスパッタリング動作について説明する。まず、基板１上に形成する蛍光体もしくは薄膜物質からなるターゲット５と基板１とを用意する。次にスパッタ装置を用いて、高エネルギ粒子６を発生させてターゲット５に衝突させる。その結果、スパッタ蒸発作用によってターゲット５からターゲット粒子７が発生し、基板１上にターゲット粒子７からなる膜が形成される。
【００６１】
以上のように、スパッタリングを用いることにより、真空蒸着では形成しがたい高融点の物質等の成膜が可能となる。したがって、様々な蛍光体物質を高精度に形成することが可能になり、高感度で高分解能のセンサを提供することができる。
【００６２】
図６は本発明の第４実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図６において、８は光電変換部２に設けられた画素である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００６３】
図６に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、基板１上に形成されている蛍光体３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２の画素８にて受光し、画像信号として取り出す。ここで、蛍光体３はエッチングされた基板１上もしくは前記薄膜で形成されたパターンにより構造化されており、画素８と位置合わせされている。
【００６４】
以上のように、蛍光体３の形状を高精度に形成し、各蛍光体３を光電変換部２の画素８の位置とそれぞれ対応させることにより、画素単位の分解能を有する高分解能のセンサを提供することができる。
【００６５】
図７は本発明の第５実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図７において、９は、基板１上に設けられ、上面に蛍光体３が設けられたＸ線遮蔽薄膜である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
図７に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、基板１上に形成されている蛍光体３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光体３は基板１に対してＸ線遮蔽薄膜９を形成することによりパターン形成されて構造化されている。
【００６７】
図８に構造化されたパターンの構成例を示す。図８に示すように、基板１の上にＸ線遮蔽薄膜９の単純な凹凸パターンが形成されており、その上に蛍光体３が薄く成膜されている。蛍光体３はＸ線が照射されると、発生した蛍光はＡ部のように八方に拡散しようとする。しかし、Ｘ線遮蔽薄膜９の光透過率が低ければ、横への拡散は防止され、解像度の高い画像を得ることができる。さらに、Ｘ線遮蔽薄膜９が存在している部分においてＸ線が吸収されるので、蛍光体３に到達するＸ線は少なく蛍光が弱くなる。したがって、Ｘ線遮蔽薄膜９が存在している部分を厚く狭く、かつＸ線遮蔽薄膜９が存在していない部分を広くすれば、Ｘ線遮蔽薄膜９の存在している部分を境に、蛍光の拡散を少なくできる。
【００６８】
以上のように、蛍光変換手段としての蛍光体３の形成パターンは、蛍光体３の薄膜で生成されているため、蛍光体３の形状を高精度に形成でき、かつ蛍光の拡散を少なくするような構造化が可能となる。さらに、Ｘ線を透過しにくい薄膜９の性質を利用した構造化が可能であって、高分解能のセンサを提供することができる。
【００６９】
図９は本発明の第６実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図９において、１０は基板１と蛍光体３との間に設けられたＸ線透過薄膜である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
図９に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、基板１上に形成されている蛍光体３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光体３は基板に対しＸ線透過薄膜１０を形成することによりパターン形成されて構造化されている。
【００７１】
図１０に構造化されたパターンの構成例を示す。図１０に示すように、基板１の上にＸ線透過薄膜１０の単純な凹凸パターンが形成されており、その上に蛍光体３が薄く成膜されている。蛍光体３はＸ線が照射されると、発生した蛍光はＡ部のように八方に拡散しようとする。しかし、Ｘ線透過薄膜１０の光透過率が低ければ、横への拡散は防止され、解像度の高い画像を得ることができる。さらにＸ線透過薄膜１０はＸ線の吸収が少ないため、凹パターン部および凸パターン部の蛍光量はほとんど同じになる。さらに、またＸ線透過薄膜１０はＸ線の吸収が少なく、散乱Ｘ線の発生も少ない。したがって、散乱Ｘ線による蛍光ノイズも少ない。
【００７２】
以上のように、蛍光変換手段としての蛍光体３の形成パターンは、蛍光体３以外の薄膜で生成されるため、蛍光体３の形状を高精度に形成でき、かつ蛍光の拡散を少なくするような構造化が可能となる。さらに、Ｘ線を透過しやすい薄膜１０の性質を利用した構造化および高画質化が可能となる。
【００７３】
図１１は本発明の第７実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図１１において、基板１と蛍光体３との間にＸ線遮蔽薄膜９とＸ線透過薄膜１０とが並列に設けられている。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図１１に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、基板１上に形成されている蛍光体３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光体３は基板に対しＸ線遮蔽薄膜９およびＸ線透過薄膜１０を形成することによりパターン形成されて構造化されている。
【００７５】
図１２に構造化されたパターンの構成例を示す。図１２に示すように、基板１の上にＸ線遮蔽薄膜９およびＸ線透過薄膜１０のパターンが形成されており、その上に蛍光体３が薄く成膜されている。このパターンは、Ｘ線遮蔽薄膜９を成膜した後にエッチングし、その後、Ｘ線透過薄膜１０を成膜エッチングする等の方法により形成する。蛍光体３はＸ線が照射されると、発生した蛍光はＢ部のように八方に拡散しようとする。しかし、Ｘ線遮蔽薄膜９およびＸ線透過薄膜１０の光透過率が低ければ、横への拡散は防止され、解像度の高い画像を得ることができる。さらに、Ｘ線遮蔽薄膜９の存在している部分はＸ線が吸収されるので、蛍光体３に到達するＸ線は少なく蛍光が弱くなる。したがって、Ｘ線遮蔽薄膜９の存在している部分を厚く狭く、Ｘ線遮蔽薄膜９の存在していない部分を広くすれば、Ｘ線遮蔽薄膜９の存在している部分を境に、蛍光の拡散を少なくできる。さらにＸ線透過薄膜１０により構造が複雑になるため、蛍光の拡散防止効果は高くなる。
【００７６】
以上のように、蛍光変換手段としての蛍光体３の形成パターンは、蛍光体３以外の薄膜で生成することを特徴とするため、蛍光体３の形状を高精度に形成でき、かつ蛍光の拡散を少なくするような構造化が可能となる。さらに、Ｘ線を透過しにくい薄膜９およびＸ線を透過しやすい薄膜１０の性質を利用した複雑な構造化および高画質化が可能となる。
【００７７】
図１３は本発明の第８実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図１３において、１１は基板１における精密加工面、１２は基板１における粗加工面であって、両加工面１１，１２上に蛍光体３が設けられている。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００７８】
図１３に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、基板１上に形成されている蛍光体３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光体３は基板１上の精密加工面１１および粗加工面１２によりパターン形成されて構造化されている。
【００７９】
図１４に構造化されたパターンの構成例を示す。図１４に示すように、精密加工面１１および粗加工面１２が形成された基板１の上に蛍光体３を成膜している。精密加工面１１上は、蛍光体３がきれいなガラス状に結晶している。しかし、粗加工面１２上は蛍光体３の結晶状態が悪く光の透過率が悪い。したがって、粗加工面１２上を境に蛍光の拡散は防止され、解像度の高い画像を得ることができる。
【００８０】
以上のように、基板１の表面粗さにより、基板１に対する蛍光体３の結晶性に関する形成制御性を高めることにより、蛍光の拡散を防ぎ、高分解能のセンサを提供できる。
【００８１】
図１５は本発明の第９実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図１５において、１３は蛍光変換部であって、蛍光変換部認識マーク１４が設けられている。１５は光電変換部２に設けられた光電変換部認識マークである。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００８２】
図１５に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、蛍光変換部１３にてＸ線を光に変換する。変換された光を光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光変換部１３と光電変換部２は、蛍光変換部１３に設けられた蛍光変換部認識マーク１４と光電変換部２に設けられた光電変換部認識マーク１５にて位置合わせされている。
【００８３】
図１６に蛍光変換部１３と光電変換部２を位置合わせする工程の例を示す。図１６において、蛍光変換部１３に設けられた蛍光変換部認識マーク１４と光電変換部２に設けられた光電変換部認識マーク１５はそれぞれ２点設けられている。まず、蛍光変換部１３をロボットＲ１で把持して位置決めしておく。次に、蛍光変換部認識マーク１４の一方が蛍光変換部認識マーク認識用カメラＣ１の視野内に入るように、ロボットＲ１で蛍光変換部１３を移動する。このとき、カメラＣ１に映し出された蛍光変換部認識マーク１４の位置と、ロボットＲ１の移動量を記録する。同様にロボットＲ１を移動して他方の蛍光変換部認識マーク１４の位置を認識し、その位置とロボットＲ１の移動量を記録する。
【００８４】
また、光電変換部２をロボットＲ２で把持しておく。次に、光電変換部認識マーク１５の一方が光電変換部認識マーク認識用カメラＣ２の視野内に入るように、ロボットＲ２で光電変換部２を移動する。このとき、カメラＣ２に映し出された光電変換部認識マーク１５の位置と、ロボットＲ２の移動量を記録する。他方の光電変換部認識マーク１５についても同様の処理を行う。そして、カメラＣ１に映し出された蛍光変換部認識マーク１４の位置と、ロボットＲ１の移動量、およびカメラＣ２に映し出された光電変換部認識マーク１５の位置と、ロボットＲ２の移動量を用いて、位置ずれ量を計算し、蛍光変換部１３と光電変換部２を正確に位置決めする。
【００８５】
以上のように、認識マーク１４，１５を基準とする位置合わせを行うことにより、高精度の組み立てが可能となり、高分解能のセンサを提供することが可能となる。また認識マーク１４，１５は、蛍光変換部１３もしくは光電変換部２のパターンと同時成型することで、さらなる高精度化が図れる。
【００８６】
図１７は本発明の第１０実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図１７において、１６は蛍光変換部１３の蛍光出力面、１７は光電変換部２の蛍光入力面、１８は光電変換部２と蛍光変換部１３との接合部分に設けられた接合剤である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００８７】
図１７に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、蛍光変換部１３にてＸ線を光に変換し、蛍光出力面１６に出力する。また変換された光は蛍光入力面１７を通じて光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光出力面１６と蛍光入力面１７は接触しており、蛍光変換部１３と光電変換部２は形状変化可能な接合剤１８にて接合されている。
【００８８】
このようにして、蛍光出力面１６と蛍光入力面１７とを接触させることにより、蛍光出力面１６と蛍光入力面１７の高さのばらつきをできるだけ抑えるようにしている。接合剤１８が存在する接合面において高さのばらつきが存在する場合は、形状変化可能な接合剤１８にてばらつきを吸収する。
【００８９】
以上のように、蛍光変換部１３と光電変換部２の高さのばらつきを吸収することにより、蛍光変換部と光電変換部の寸法のばらつきがあっても、高精度の組み立てを可能にすることで、高分解能のセンサを提供することができる。
【００９０】
図１８は本発明の第１１実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図１８において、１９は光電変換部２と蛍光変換部１３との接合部分に設けられた熱可塑性接着剤である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００９１】
図１８に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、蛍光変換部１３にてＸ線を光に変換し、蛍光出力面１６に出力する。また変換された光は蛍光入力面１７を通じて光電変換部２にて画像信号として取り出す。ここで、蛍光出力面１６と蛍光入力面１７は接触しており、蛍光変換部１３と光電変換部２は熱可塑性接着剤１９にて接合されている。
【００９２】
このようにして、蛍光出力面１６と蛍光入力面１７を接触させることにより、蛍光出力面１６と蛍光入力面１７の高さのばらつきをできるだけ抑えるようにしている。熱可塑性接着剤１９が存在する接合面に関し高さのばらつきが存在する場合は、熱可塑性接着剤１９にてばらつきを吸収する。
【００９３】
図１９に蛍光変換部１３と光電変換部２を接合する工程を示す。まず、光電変換部２に熱可塑性接着剤１９を蛍光変換部１３と光電変換部２の隙間より厚めに塗布する。次に、その蛍光変換部１３を光電変換部２の上に載せる。さらに、蛍光変換部１３を光電変換部２に押し付けながら熱を加える。そして加熱後には、蛍光出力面１６と蛍光入力面１７が接触した状態になる。
【００９４】
以上のように、蛍光変換部１３と光電変換部２の高さのばらつきを吸収することにより、蛍光変換部と光電変換部の寸法のばらつきがあっても、接着・加圧・熱硬化という一般的な工法により、高精度の組み立てを可能とし、高分解能のセンサを提供することができる。
【００９５】
図２０は本発明の第１２実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図２０において、２０は蛍光体セル、２１はＣＣＤ（電荷結合素子）、２２はＣＣＤにおける画素、２３はＣＣＤ冷却部である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００９６】
図２０に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、光電変換部１３上に形成されている蛍光体セル２０にてＸ線を光に変換する。蛍光体セル２０は、光遮蔽体で隔離されるなどの手段により、セル１個ずつから蛍光が発生するような構造になっている。この光をＣＣＤ２１上にある画素２２にて受光し、ＣＣＤ２１にて画像信号を取り出す。このときＣＣＤ冷却部２３にてＣＣＤ２１を冷却する。
【００９７】
以上のように、ＣＣＤ２１を冷却することにより、ＣＣＤ内部の電気回路における熱雑音を低減することができる。その結果、画像信号に乗っているノイズを低減することができ、画像信号の高利得増幅が可能となる。したがって、ＣＣＤ２１の感度を向上させることができて、ＣＣＤ画素レベルの高分解能を有するセンサを提供することができる。
【００９８】
図２１は本発明の第１３実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図２１において、２４はＣＣＤ２１に近接させて設けたペルチェ素子である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００９９】
図２１に示すＸ線センサの動作について説明する。まず、光電変換部１３上に形成されている蛍光体セル２０にてＸ線を光に変換する。蛍光体セル２０は、光遮蔽体で隔離されるなどの手段により、セル１個ずつから蛍光が発生するような構造になっている。この光をＣＣＤ２１上にある画素にて受光し、ＣＣＤ２１にて画像信号を取り出す。このときペルチェ素子２４にてＣＣＤ２１を冷却する。
【０１００】
以上のように、ＣＣＤ２１を冷却することにより、ＣＣＤ２１内部の電気回路における熱雑音を低減することができる。その結果、画像信号に乗っているノイズを低減することができ、画像信号の高利得増幅が可能となる。したがって、ＣＣＤ２１の感度を向上させることにより、ＣＣＤ画素レベルの高分解能を有するセンサを提供することができる。特にペルチェ素子２４は、半導体を基本とした固体冷却素子であり、液体窒素などによる冷却に比べて、小型でメンテナンス性がよいため、工場等で簡単に使用できる。
【０１０１】
図２２は本発明の第１４実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図２２において、２５は散乱線防止エッチング基板、２６は基板移動部、２７はＸ線画像変換部である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一番号を付して説明を省略する。
【０１０２】
図２２に示すＸ線センサの動作について説明する。本例においては、Ｘ線画像変換部２７によりＸ線を画像化するが、その画像入力のタイミングによって散乱線防止エッチング基板２５を基板移動部２６にて移動する。散乱線防止エッチング基板２５は、エッチングにより形状加工されており、加工パターンの違う部分でＸ線吸収率を変化させることによって部分的にＸ線を多く吸収することができる。その結果、検査対象物から発生する散乱Ｘ線を散乱線防止エッチング基板２５にて除去することができる。
【０１０３】
以上のように、散乱Ｘ線を防止することができるため、高画質な画像を得ることができる。また、散乱線防止エッチング基板２５は、エッチングにより形状加工されており、高精度なパターン形成が可能であることにより、微細な対象物にも対応できる。しかも、散乱線防止エッチング基板２５を基板移動部２６にて移動するため、散乱線防止エッチング基板２５のパターンとＸ線画像変換部２７の受光パターンの位置は対応している必要がない。したがって、Ｘ線画像変換部２７が高分解能であっても、散乱Ｘ線防止が簡単に行える。
【０１０４】
図２３は本発明の第１５実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図である。図２３において、２８は散乱線防止物質成膜基板、２９は散乱線防止物質成膜基板２８のＸ線入射側に設けられた散乱線防止Ｘ線吸収膜である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
図２３に示すＸ線センサの動作について説明する。本例においては、Ｘ線画像変換部２７によりＸ線を画像化するが、その画像入力のタイミングよって散乱線防止Ｘ線吸収膜２９が成膜されている散乱線防止物質成膜基板２８を基板移動部２６にて移動する。散乱線防止物質成膜基板２８は、散乱線防止Ｘ線吸収膜２９が成膜された後にエッチングにより形状加工されており、加工パターンの違う部分でＸ線吸収率を変化させることにより、部分的にＸ線を多く吸収することができる。その結果、検査対象物から発生する散乱Ｘ線を、散乱線物質成膜基板２８にて除去することができる。
【０１０６】
以上のように、散乱Ｘ線を防止できるため、高画質な画像を得ることができる。また、散乱線防止Ｘ線吸収膜２９は、エッチングにより形状加工されており、高精度なパターン形成が可能であることにより、微細な対象物にも対応できる。しかも、散乱線防止物質成膜基板２８を基板移動部２６にて移動するため、散乱線防止Ｘ線吸収膜２９のパターンとＸ線画像変換部２７の受光パターンとの位置を対応させる必要がない。したがって、Ｘ線画像変換部２７が高分解能であっても、散乱Ｘ線防止が簡単に行える。さらに、散乱線防止Ｘ線吸収膜２９の材質を選択することにより、目的に応じた散乱Ｘ線防止手段が作成することができる。
【０１０７】
図２４は本発明に係るＸ線検査装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図２４において、３０はＸ線放射部である。３１は検査の対象物である。なお、既に説明した部材と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。また、散乱線防止エッチング基板２５とＸ線画像変換部２７が対象物３１の至近距離に存在し、散乱線防止エッチング基板２５はＸ線放射部３０とＸ線画像変換部２７の間に存在している。
【０１０８】
図２４に示すＸ線検査装置の動作について説明する。まず、Ｘ線放射部３０からＸ線を放射し対象物３１を透過させる。次に拡散線防止エッチング基板２５を透過したＸ線を、Ｘ線画像変換部２７により画像化するが、その画像入力のタイミングによって、散乱線防止エッチング基板２５を基板移動部２６にて移動する。散乱線防止エッチング基板２５は、エッチングにより形状加工されており、加工パターンの違う部分でＸ線吸収率を変化させることにより、部分的にＸ線を多く吸収することができる。その結果、検査の対象物３１から発生する散乱Ｘ線を、散乱線防止エッチング基板２５にて除去することができる。
【０１０９】
このように、散乱Ｘ線を防止することができるために、高画質な画像を得ることができる。また散乱線防止エッチング基板２５は、エッチングにより形状加工されており、高精度なパターン形成が可能であることにより、微細な対象物３１にも対応できる。しかも、散乱線防止エッチング基板２５を基板移動部２６にて移動するため、散乱線防止エッチング基板２５のパターンとＸ線画像変換部２７の受光パターンの位置を対応させる必要がない。したがって、Ｘ線画像変換部２７が高分解能であっても、散乱Ｘ線防止が簡単に行える。
【０１１０】
特にＸ線放射部３０の焦点寸法が大きい場合、精密検査を行うには、画像ぼけを抑える必要があり、Ｘ線画像変換部２７が対象物３１の至近距離にある必要がある。その場合、Ｘ線画像変換部２７が対象物３１の至近距離に存在するので、対象物３１から発生する散乱Ｘ線の影響を受けやすい。したがって、前記散乱線除去作用の効果は大きい。
【０１１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、基板に対しＸ線を透過しにくい性質の薄膜とＸ線を透過しやすい性質の薄膜とを形成することにより、蛍光体物質の形状を高精度に形成することができ、しかも蛍光の拡散を少なくするような構造化が可能となる。さらに、Ｘ線を透過しにくい薄膜、およびＸ線を透過しやすい薄膜の性質を利用した複雑な構造を作製することができ、高画質化が可能となる。
【０１１８】
また、基板の任意の部分が他の部分よりも表面粗さが粗く加工し、その基板に蛍光体物質を形成することにより、基板の表面粗さにより、基板に対する蛍光体物質の結晶性に関する形成制御性を高めることができ、蛍光の拡散を防ぎ、高分解能のセンサ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実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施形態のＸ線センサにおける構造化された蛍光体パターンの例を示す構成図
【図３】本発明の第２実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図４】本発明の第２実施形態のＸ線センサにおける構造化された蛍光体パターンの例を示す構成図
【図５】本発明の第３実施形態を説明するためのスパッタリングにより蛍光体もしくは薄膜を成膜する様子を示す説明図
【図６】本発明の第４実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図７】本発明の第５実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図８】本発明の第５実施形態のＸ線センサにおける構造化された蛍光体パターンの例を示す構成図
【図９】本発明の第６実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図１０】本発明の第６実施形態のＸ線センサにおける構造化された蛍光体パターンの例を示す構成図
【図１１】本発明の第７実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図１２】本発明の第７実施形態のＸ線センサにおける構造化された蛍光体パターンの例を示す構成図
【図１３】本発明の第８実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図１４】本発明の第８実施形態のＸ線センサにおける構造化された蛍光体パターンの例を示す構成図
【図１５】本発明の第９実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図１６】本発明の第９実施形態のＸ線センサの製造工程の例を示す説明図
【図１７】本発明の第１０実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図１８】本発明の第１１実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図１９】本発明の第１１実施形態のＸ線センサの製造工程の例を示す説明図
【図２０】本発明の第１２実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図２１】本発明の第１３実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図２２】本発明の第１４実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図２３】本発明の第１５実施形態のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図２４】本発明に係るＸ線検査装置の構成を示すブロック図
【図２５】従来のＸ線センサの構成を示すブロック図
【図２６】ファイバー状の構造を持つ蛍光体の説明図であり、（ａ）は蛍光体の断面図、（ｂ）は蛍光体中を蛍光が進む様子を示す模式図
【図２７】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説明図であり、（ａ）は焦点サイズの大きなＸ線管による撮影を示す図、（ｂ）は焦点サイズの小さなＸ線管による撮影を示す図
【符号の説明】
１  基板
２  光電変換部
３  蛍光体
４  薄膜
５  ターゲット
６  高エネルギ粒子
７  ターゲット粒子
８  画素
９  Ｘ線遮蔽薄膜
１０  Ｘ線透過薄膜
１１  基板の精密加工面
１２  基板の粗加工面
１３    蛍光変換部
１４    蛍光変換部認識マーク
１５    光電変換部認識マーク
１６    蛍光出力面
１７    蛍光入力面
１８    接合剤
１９    熱可塑性接着剤
２０    蛍光体セル
２１    ＣＣＤ
２２    ＣＣＤ画素
２３    ＣＣＤ冷却部
２４    ペルチェ素子
２５    散乱線防止エッチング基板
２６    基板移動部
２７    Ｘ線画像変換部
２８    散乱線防止物質成膜基板
２９    散乱線防止Ｘ線吸収膜
３０    Ｘ線放射部
３１    検査の対象物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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