(57)【要約】      （修正有）【課題】セパレータを用いる場合と比較して、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図ることができるとともに、検出感度の低下を抑制することが可能な、シンチレータプレートの製造方法を得る。【解決手段】隣接画素間の境界にセパレータを挿入するのではなく、シンチレータプレート２０の画素間の境界Ｑに沿ってレーザ光を照射し、境界上のシンチレータプレートを除去する又は変質させる。シンチレータプレート２０が画素毎に物理的に分離される前にレーザ光の照射を停止する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に物品を搬送しつつ当該物品に対して放射線を照射し、物品を透過した当該放射線を可視光に変換し、当該可視光を電気信号に変換し、当該電気信号に基づいて物品の検査を行う物品検査装置に用いられる、放射線を可視光に変換するためのシンチレータプレートを製造する方法であって、
（Ａ）放射線から可視光への変換作用を有する材質を含む変換膜を準備する工程と、
（Ｂ）前記変換膜に対して、前記所定方向に略直交する方向に並んで規定される複数の画素間の境界に沿って、レーザ光を照射することにより、前記境界上の前記変換膜を除去する又は変質させる工程と
を備える、シンチレータプレートの製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ｂ）においては、レーザ光の照射を複数回繰り返すことにより、前記境界上の前記変換膜を段階的に除去する又は変質させる、請求項１に記載のシンチレータプレートの製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ｂ）においては、前記変換膜が画素毎に物理的に分離される前にレーザ光の照射を停止する、請求項１又は２に記載のシンチレータプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンチレータプレートの製造方法に関し、特に、間接変換方式のＸ線センサを備える物品検査装置に用いられるシンチレータプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、Ｘ線ＣＴ装置の放射線検出器に用いられるシンチレータアレイが開示されている。当該シンチレータアレイは、放射線検出器の各画素に対応するシンチレータ素子と、隣接するシンチレータ素子間に形成されたセパレータとを有している。セパレータは、高反射率かつ低光透過率の材質（金属又は樹脂等）を用いて形成されており、これにより、隣接画素間の光クロストークが抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２７８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されたシンチレータアレイによると、その製造工程において、各シンチレータ素子をセパレータ間に嵌め込む作業が必要となるため、その作業が煩雑であるとともに、製造コストの上昇や製造時間の長期化を招く。
【０００５】
また、セパレータは金属又は樹脂等によって形成されているため、ある程度の板厚を有する。そのため、その板厚に起因してシンチレータアレイにおけるＸ線の受線面積が小さくなるため、Ｘ線の検出感度が低下する。
【０００６】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、セパレータを用いる場合と比較して、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図ることができるとともに、検出感度の低下を抑制することが可能な、シンチレータプレートの製造方法を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係るシンチレータプレートの製造方法は、所定方向に物品を搬送しつつ当該物品に対して放射線を照射し、物品を透過した当該放射線を可視光に変換し、当該可視光を電気信号に変換し、当該電気信号に基づいて物品の検査を行う物品検査装置に用いられる、放射線を可視光に変換するためのシンチレータプレートを製造する方法であって、（Ａ）放射線から可視光への変換作用を有する材質を含む変換膜を準備する工程と、（Ｂ）前記変換膜に対して、前記所定方向に略直交する方向に並んで規定される複数の画素間の境界に沿って、レーザ光を照射することにより、前記境界上の前記変換膜を除去する又は変質させる工程とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
第１の態様に係るシンチレータプレートの製造方法によれば、隣接画素間の境界にセパレータを形成するのではなく、複数の画素間の境界に沿って変換膜にレーザ光を照射することにより、境界上の変換膜を除去する又は変質させる。そして、レーザ光の照射によって変換膜が除去又は変質された部分によって、隣接画素間の光クロストークを抑制する。従って、各シンチレータ素子をセパレータ間に嵌め込む作業が不要となるため、セパレータを用いる場合と比較して、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図ることが可能となる。また、レーザ加工を行うため、変換膜の除去領域又は変質領域の幅を狭くすることができ、放射線の受線面積の縮小を抑制できるため、セパレータを用いる場合と比較して、検出感度の低下を抑制することが可能となる。
【０００９】
本発明の第２の態様に係るシンチレータプレートの製造方法は、第１の態様に係るシンチレータプレートの製造方法において特に、前記工程（Ｂ）においては、レーザ光の照射を複数回繰り返すことにより、前記境界上の前記変換膜を段階的に除去する又は変質させることを特徴とするものである。
【００１０】
第２の態様に係るシンチレータプレートの製造方法によれば、レーザ光の照射を複数回繰り返すことにより、境界上の変換膜を段階的に除去する又は変質させる。これにより、出力パワーが比較的小さいレーザ光を用いて、変換膜の除去領域又は変質領域を精度良く形成することが可能となる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係るシンチレータプレートの製造方法は、第１又は第２の態様に係るシンチレータプレートの製造方法において特に、前記工程（Ｂ）においては、前記変換膜が画素毎に物理的に分離される前にレーザ光の照射を停止することを特徴とするものである。
【００１２】
第３の態様に係るシンチレータプレートの製造方法によれば、変換膜が画素毎に物理的に分離される前にレーザ光の照射を停止する。従って、物理的に繋がった一体のシンチレータプレートを得ることができる。その結果、画素毎に分離された複数のシンチレータ素子をフォトダイオードアレイ上に並べる作業が不要となるため、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、セパレータを用いる場合と比較して、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図ることができるとともに、検出感度の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置の全体構成を模式的に示す正面図である。
【図２】図１に示したシールドボックスの内部構成を示す斜視図である。
【図３】Ｙ軸方向から眺めたＸ線検出部の構造の一部を模式的に示す平面図である。
【図４】Ｚ軸方向から眺めたＸ線検出部の構造の一部を模式的に示す上面図である。
【図５】溝の形成方法を示す上面図である。
【図６】本実施の形態に係るシンチレータプレートの製造方法を工程順に示す側面図である。
【図７】シンチレータプレートの構造の第１の変形例を示す上面図である。
【図８】シンチレータプレートの構造の第２の変形例を示す上面図である。
【図９】シンチレータプレートの構造の第３の変形例を示す上面図である。
【図１０】シンチレータプレートの構造の第４の変形例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置１の全体構成を模式的に示す正面図である。図１に示すようにＸ線検査装置１は、上部筐体２、シールドボックス３、及び下部筐体４を備えている。上部筐体２には、タッチパネル機能付きのモニタ、つまり表示・入力部５が設けられている。
【００１７】
シールドボックス３は、Ｘ線が外部に漏洩することを防止する機能を有する。シールドボックス３内には、Ｘ線照射部７とＸ線検出部８とが配設されている。Ｘ線照射部７は、検査対象物である食品等の物品１２に対してＸ線を照射する。Ｘ線検出部８は、Ｘ線照射部７から照射されて物品１２を透過したＸ線を検出する。物品１２内に異物が混入していると、その異物の混入箇所において、Ｘ線検出部８が検出するＸ線の強度が極端に低下する。これにより、異物の大きさや混入箇所を特定することができる。
【００１８】
また、シールドボックス３内には、ベルトコンベア６が配設されている。ベルトコンベア６は、物品１２がＸ線照射部７とＸ線検出部８との間のＸ線照射領域１００（図２参照）を通過するように、所定の搬送方向（図中に示したＸＹＺ直交座標軸におけるＹ軸方向）に沿って物品１２を搬送する。シールドボックス３には、ベルトコンベア６の上流端近傍に物品搬入口１３が、下流端近傍に物品搬出口１４が、それぞれ設けられている。
【００１９】
下部筐体４内には、Ｘ線検査装置１の動作制御やデータ処理を行うためのコンピュータ９が配設されている。
【００２０】
ベルトコンベア６の上流側には、物品１２を上流の処理装置からＸ線検査装置１に搬入するためのベルトコンベア１０が設けられている。ベルトコンベア６の下流側には、検査後の物品１２をＸ線検査装置１から搬出するためのベルトコンベア１１が設けられている。ベルトコンベア１１には、Ｘ線検査装置１による検査の結果に基づいて良品と不良品とを振り分けるための任意の振分機構１５が配設されている。
【００２１】
図２は、図１に示したシールドボックス３の内部構成を示す斜視図である。ベルトコンベア６の上方には、Ｘ線照射部７としてのＸ線照射器（以下「Ｘ線照射器７」とも称す）が配設されている。ベルトコンベア６の下方には、Ｘ線検出部８が配設されている。図２においてＸ線照射領域１００として示すように、Ｘ線照射器７は、Ｘ線検出部８に向かって、扇形状にＸ線を照射する。
【００２２】
図３は、Ｙ軸方向から眺めたＸ線検出部８の構造の一部を模式的に示す側面図である。また、図4は、Ｚ軸方向から眺めたＸ線検出部８の構造の一部を模式的に示す上面図である。Ｘ線検出部８は間接変換方式のＸ線ラインセンサであり、半導体基板２１と、半導体基板２１の上面上に配置されたシンチレータプレート２０とを有して構成されている。
【００２３】
半導体基板２１の上面内には、Ｘ軸方向（ほぼＸ軸方向を含む）に沿って並ぶ複数のフォトダイオード２２が形成されている。フォトダイオード２２は、各画素Ｐに対応して設けられている。シンチレータプレート２０には、互いに隣接する複数の画素Ｐ間の境界Ｑ上に、溝２３が形成されている。
【００２４】
シンチレータプレート２０には、物品１２を透過したＸ線が照射される。シンチレータプレート２０は、照射されたＸ線を可視光に変換する。シンチレータプレート２０によって生成された可視光は、フォトダイオード２２によって電気信号に変換され、出力される。そして、各画素Ｐから出力された電気信号に基づいて、物品１２内における異物の混入の有無が検査される。
【００２５】
ここで、シンチレータプレート２０には画素Ｐ間の境界Ｑ上に溝２３が形成されており、シンチレータプレート２０の媒質と溝の媒質（空気）とでは屈折率が互いに異なる。そのため、ある画素から隣接画素に向かって進行する可視光の一部は、シンチレータプレート２０と溝２３との界面で反射されることにより、隣接画素内には到達しない。その結果、溝２３が形成されていない場合と比較して、画素間の光クロストークを抑制することができる。
【００２６】
図５は、溝２３の形成方法を示す上面図である。上方からシンチレータプレート２０の上面に向けてレーザ光Ｋを照射し、そのレーザ光Ｋを境界Ｑに沿って走査することにより、溝２３を順に形成する。
【００２７】
図６は、本実施の形態に係るシンチレータプレート２０の製造方法を工程順に示す側面図である。まず図６の（Ａ）に示すように、溝２３が形成されていない膜状（又は板状）のシンチレータプレート２０を準備する。次に図６の（Ｂ）に示すように、境界Ｑに沿ってレーザ光Ｋを走査することにより、各境界Ｑ上に深さＤ１の溝２３を形成する。次に図６の（Ｃ）に示すように、境界Ｑに沿ってレーザ光Ｋを再び走査する。これにより、深さＤ１の溝２３が掘り下げられて、各境界Ｑ上に深さＤ２の溝２３が形成される。図６の（Ｄ）及び（Ｅ）についても同様に、境界Ｑに沿ってレーザ光Ｋを複数回走査することにより、溝２３の深さをＤ３→Ｄ４と順に掘り下げる。最終的には図６の（Ｆ）に示すように、溝２３がシンチレータプレート２０を貫通するよりも前に、つまりシンチレータプレート２０が画素毎に物理的に分離される前に、レーザ光Ｋの走査を停止する。これにより、境界Ｑに沿って深さＤ５の溝２３が形成された一体のシンチレータプレート２０を得ることができる。
【００２８】
一例として、材質がＧｄ２Ｏ２Ｓ、膜厚が０．５ｍｍのシンチレータプレート２０を対象として、波長が５３２ｎｍ、出力パワーが２．８Ｗ、パルス周波数が２０ｋＨｚの半導体レーザを用いて、走査速度を５０ｍｍ／ｓｅｃ、走査回数を６０回として走査を行うことにより、幅Ｗが２０μｍで深さＤ５が０．２２ｍｍの溝２３を形成することができる。走査回数を増やすことにより、溝２３をさらに掘り下げることが可能である。
【００２９】
図７は、シンチレータプレート２０の構造の第１の変形例を示す上面図である。ラインセンサの代わりに、物品の搬送方向（Ｙ軸方向）に沿って複数の画素列が形成されたエリアセンサが用いられている場合であっても、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に沿って延在する格子状の溝２３を形成することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方向に関して、隣接画素間の光クロストークを抑制することができる。
【００３０】
図８は、シンチレータプレート２０の構造の第２の変形例を示す側面図である。レーザ光Ｋを用いた除去加工によって溝２３を形成する代わりに、レーザ光Ｋの照射によってシンチレータプレート２０の材質を変質させる（改質又はクラックの形成を含む）ことにより、変質領域３０を形成してもよい。なお、レンズの調整によってレーザ光Ｋの焦点位置を制御することにより、シンチレータプレート２０の表面のみならず、深部においてもその材質を変質させることができる。また、着色剤を添加すること等により光の反射率が高い変質領域３０を形成することによって、隣接画素間の光クロストークを効果的に抑制することが可能となる。
【００３１】
図９は、シンチレータプレート２０の構造の第３の変形例を示す側面図である。図８に示した変質層３０の代わりに、シンチレータプレート２０の内部（つまり表面及び底面を除く深さ方向の非端部）のみに変質層３１を形成してもよい。これにより、シンチレータプレート２０の機械的強度を高めることができる。
【００３２】
図１０は、シンチレータプレート２０の構造の第４の変形例を示す側面図である。図８に示した変質層３０の代わりに、シンチレータプレート２０の表面から底面まで貫通する変質層３２を形成してもよい。これにより、隣接画素間の光クロストークの抑制効果を高めることができる。
【００３３】
このように本実施の形態に係るシンチレータプレート２０の製造方法によれば、隣接画素間の境界にセパレータを形成するのではなく、複数の画素Ｐ間の境界Ｑに沿ってレーザ光Ｋを照射することにより、境界Ｑ上に溝２３又は変質層３０〜３２を形成する。そして、形成された溝２３又は変質層３０〜３２によって、隣接画素間の光クロストークを抑制する。従って、各シンチレータ素子をセパレータ間に嵌め込む作業が不要となるため、セパレータを用いる場合と比較して、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図ることが可能となる。また、微細加工が可能なレーザ加工を用いるため、溝２３又は変質層３０〜３２の幅Ｗを狭くすることができる。その結果、シンチレータプレート２０におけるＸ線の受線面積の縮小を抑制できるため、セパレータを用いる場合と比較して、検出感度の低下を抑制することが可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態に係るシンチレータプレート２０の製造方法によれば、レーザ光Ｋの照射を複数回繰り返すことにより、境界Ｑ上のシンチレータプレート２０の材質を段階的に除去する又は変質させる。これにより、出力パワーが比較的小さいレーザ光Ｋを用いることができ、その結果、溝２３又は変質層３０〜３２を精度良く形成することが可能となる。
【００３５】
また、本実施の形態に係るシンチレータプレート２０の製造方法によれば、シンチレータプレート２０が画素毎に物理的に分離される前にレーザ光Ｋの照射を停止する。従って、物理的に繋がった一体のシンチレータプレート２０を得ることができる。その結果、画素毎に分離された複数のシンチレータ素子をフォトダイオードアレイ上に並べる作業が不要となるため、製造コストの低減及び製造時間の短縮を図ることが可能となる。
【００３６】
なお、以上の説明では、物品の検査にＸ線を用いる例について述べたが、他の放射線（α線、β線等）を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  Ｘ線検査装置
６  ベルトコンベア
７  Ｘ線照射部
８  Ｘ線検出部
１２  物品
２０  シンチレータプレート
２１  半導体基板
２２  フォトダイオード
２３  溝
３０〜３２  変質領域
【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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