(57)【要約】【課題】モノクロメータから出射されるＸ線エネルギーを容易に調節し得るようにしたＸ線検査装置を提供する。【解決手段】Ｘ線発生装置１と、このＸ線発生装置から出射されたＸ線を入射し所定波長のＸ線を出射するためのＸ線反射材１４が備えられたモノクロメータ２と、このモノクロメータから出射されたＸ線を被検査物Ｗに照射して得られた透過Ｘ線を検出するＸ線検出器５と、このＸ線検出器にて検出されたＸ線画像データに画像処理を施し解析を行う画像解析処理装置６とを具備するＸ線検査装置であって、モノクロメータ２を、回転自在に設けられるとともに反射材１４の取付面が複数形成された回転部材１３の各取付面に、Ｘ線の入射角度が異なるように反射材をそれぞれ取り付けることにより構成し、且つ被検査物の種類に応じて必要となるＸ線エネルギーに応じて反射材１４を選択するようにしたもの。【選択図】      図１
2004205383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、このＸ線源から出射されたＸ線を入射し所定波長のＸ線を出射するための反射材が備えられたモノクロメータと、このモノクロメータから出射されたＸ線を被検査物に照射して得られた透過Ｘ線を検出するＸ線検出器とを具備するＸ線検査装置であって、
上記モノクロメータを、回転自在に設けられて反射材の取付面が複数形成された回転部材の上記各取付面に、Ｘ線の入射角度が異なるように反射材をそれぞれ取り付けることにより構成し、
且つ被検査物の種類に応じて必要となるＸ線エネルギーに応じて反射材を選択するようにしたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
反射材の反射面が側面から見て湾曲状または多角形状であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
Ｘ線源とモノクロメータとの間に、Ｘ線をモノクロメータに導くＸ線導出部材を配置するとともに、このＸ線導出部材を束ねられた複数本のガラス繊維により構成し、且つこのＸ線導出部材の端面形状を、それぞれＸ線源の出射口およびモノクロメータにおける反射面の投影形状に合うようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の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線を用いて物体の内部を検査し得るＸ線検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
物体の内部を非破壊にて検査する場合、Ｘ線が用いられており、通常、Ｘ線の物体に対する透過量、すなわち吸収量の差に基づき物体の内部状態が分かる透過画像を得ていた。
【０００３】
従来のＸ線検査装置では、Ｘ線源より照射されたＸ線は、まずモノクロメータにて単色化されるとともに所定幅に揃えられて、コリメータ（ハーフミラー）に入射される。このコリメータでその方向が揃えられたＸ線は被検査物に照射された後、この被検査物を透過したＸ線はアナライザ（ハーフミラー）に入射され、ここで、さらに透過したＸ線の方向が揃えられて散乱光などの影響が取り除かれ、透過Ｘ線がより明瞭となるようにされる。そして、このアナライザにより強調されたＸ線はＸ線検出器などにより画像データとして検出された後、画像解析処理装置に入力されて解析が行われていた（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２４８８３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記構成においては、モノクロメータから出射されるＸ線は、被検査物に対応して最適なＸ線エネルギーが得られるような波長にされており、被検査物が異なった場合、モノクロメータにおけるＸ線の入射角度を調節する必要があり、その作業が非常に面倒であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、モノクロメータから出射されるＸ線エネルギーを容易に調節し得るようしたＸ線検査装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るＸ線検査装置は、Ｘ線源と、このＸ線源から出射されたＸ線を入射し所定波長のＸ線を出射するための反射材が備えられたモノクロメータと、このモノクロメータから出射されたＸ線を被検査物に照射して得られた透過Ｘ線を検出するＸ線検出器とを具備するＸ線検査装置であって、
上記モノクロメータを、回転自在に設けられて反射材の取付面が複数形成された回転部材の上記各取付面に、Ｘ線の入射角度が異なるように反射材をそれぞれ取り付けることにより構成し、
且つ被検査物の種類に応じて必要となるＸ線エネルギーに応じて反射材を選択するようにしたものである。
【０００８】
また、請求項２に係るＸ線検査装置は、請求項１に記載の検査装置における反射材の反射面が側面から見て湾曲状または多角形状としたものである。
さらに、請求項３に係るＸ線検査装置は、請求項１または２に記載の検査装置におけるＸ線源とモノクロメータとの間に、Ｘ線をモノクロメータに導くＸ線導出部材を配置するとともに、このＸ線導出部材を束ねられた複数本のガラス繊維により構成し、且つこのＸ線導出部材の端面形状を、それぞれＸ線源の出射口およびモノクロメータにおける反射面の投影形状に合うようにしたものである。
【０００９】
上記の構成によると、被検査物に照射するＸ線エネルギーを変更する場合、回転部材を回転させるだけで、それに応じたＸ線の入射角度を有するＸ線反射材を選択することができ、従来のように、Ｘ線反射材の入射角度を、その都度、調節するといった面倒な作業が不要となる。
【００１０】
また、Ｘ線をモノクロメータに導くためのガラス繊維よりなる導出部材を配置したので、Ｘ線源からのＸ線ビームを効率良く且つ確実にモノクロメータに導くことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線検査装置を、図１〜図３に基づき説明する。
【００１２】
このＸ線検査装置は、図１に示すように、Ｘ線を発生する装置本体部１ａの側面に当該Ｘ線の出射口１ｂが設けられたＸ線発生装置（Ｘ線源）１と、このＸ線発生装置１の出射口１ｂから出射されたＸ線を入射してＸ線エネルギー量（Ｘ線エネルギー密度）を調節（例えば、Ｘ線を絞り、エネルギー密度を高くすることにより、物体の透過力が高められる）するとともに所定波長のＸ線を所定幅に拡大して出力するためのモノクロメータ２と、このモノクロメータ２から出射された所定波長のＸ線をブラッグ角でもって入射してその平行性を０．１秒以下にしてずれのない方向性が改善された（位相が揃えられた）Ｘ線を所定方向に出力するためのコリメータ（Ｓｉハーフミラーが用いられる）３と、このコリメータ３から出射されたＸ線が被検査物を透過して得られた透過Ｘ線を入射してさらにその方向性を改善する（位相を揃える）ことにより、すなわち散乱光（散乱したＸ線）を除去することにより透過Ｘ線の強さを強調するためのアナライザ（Ｓｉハーフミラーが用いられる）４と、このアナライザ４から出射されたＸ線を入力してその強度を検出するとともにデジタル信号として取り出すＸ線検出器５と、このＸ線検出器５にて検出されたＸ線強度のデジタル信号を入力して画像処理を施し被検査物の透過画像を作成するとともに表示画面に表示する画像解析処理装置６とから構成されている。なお、Ｘ線の強度をデジタル信号に変換する機能については、Ｘ線検出器５ではなく、例えば画像解析処理装置６側に具備させてもよい。
【００１３】
また、上記コリメータ３およびアナライザ４は回転載置台７上に配置されており、この回転載置台７上のコリメータ３とアナライザ４との間に、被検査物Ｗを案内させる案内用のコンベヤ８が配置されている。
【００１４】
そして、上記モノクロメータ２は、複数のＸ線エネルギー量（例えば、２０ｋｅＶ，３０ｋｅＶ，４０ｋｅＶ，５０ｋｅＶ）に対処し得るように構成されている。
【００１５】
すなわち、このモノクロメータ２は、回転支持台１１と、この回転支持台１１上に設けられた一対の支柱材１２にその水平支持軸部１３ａを介して鉛直面内で回転自在に支持されるとともに、側面視形状が４角形状（勿論、４角形状に限定されるものではない）にされてその外周に４個の矩形状の取付面１３ｂが設けられた回転部材１３と、この回転部材１３の４個の取付面１３ｂにそれぞれ取り付けられた４個のＸ線反射材１４と、上記回転支持台１１側または支柱材１２側に配置されて上記水平支持軸部１３ａを介して上記回転部材１３を９０度置きに回転させ得る電動機（回転駆動装置の一例）１５とから構成されている。この電動機１５を駆動することにより、任意のＸ線反射材１４を、それぞれＸ線発生装置１からのＸ線を入射してコリメータ３に出射し得るＸ線反射位置に移動させ得る。勿論、電動機１５と水平支持軸部１３ａとの間には回転伝達機構が設けられている。なお、各取付面１３ｂにおいては、それぞれ所定のＸ線エネルギーが得られるように、すなわちその反射面１４ａがＸ線に対して所定の入射角度となるように、Ｘ線反射材１４が取り付けられる。
【００１６】
また、上記回転部材１３の回転軸心は、Ｘ線発生装置１からのＸ線（Ｘ線ビーム）とほぼ同一方向に設けられる。
また、図３に示すように、上記Ｘ線反射材１４の反射面１４ａは、その正面視形状が長方形状にされるとともに、側面視形状が凹レンズの表面のように湾曲状（球面でも、非球面でもよい）に形成されている。なお、湾曲状の替わりに、多角形状にすることもできる。
【００１７】
このように、反射面１４ａを、湾曲状または多角形状にすることにより、Ｘ線発生装置１から円錐状（線錐）に出射された広がりをもったＸ線ビームは、その反射後は平行ビームとして出射されることになる。
【００１８】
なお、上記モノクロメータ２には、そのＸ線反射材１４から出射されるＸ線の散乱を防止するための覆い材が具備されている。
また、上記回転支持台１１については、画像解析処理装置６からのフィードバック信号により、Ｘ線エネルギーが低下しているような場合、回転が行われてＸ線反射材１４の入射角度の微調整が行われる。この微調整は、補助的に行われるもので、殆ど使用されない。
【００１９】
上記構成において、被検査物の検査方法について説明する。
まず、被検査物Ｗを回転載置台７上のコリメータ３とアナライザ４との間に移動させた後、Ｘ線発生装置１の出射口１ｂからＸ線を出射する。
【００２０】
この出射されたＸ線はモノクロメータ２に入り、ここで所定波長で且つ所定幅に拡大された後、コリメータ３に入射されてその方向が揃えられ、被検査物Ｗに照射される。そして、当該被検査物Ｗを透過したＸ線はアナライザ４に入り、ここで、さらにその方向が揃えられて散乱光が除去されることにより、透過Ｘ線が強調される。
【００２１】
この強調されたＸ線はＸ線検出器５に入力され、ここでその強度が検出されるとともにデジタル信号にされて画像解析処理装置６に入力される。この画像解析処理装置６において、被検査物Ｗの内部状態が分かる透過画像が作成されるとともに、表示画面に表示される。
【００２２】
そして、被検査物の種類が異なり、この被検査物に必要とされるＸ線エネルギー量が異なる場合、このＸ線エネルギーに対応する入射角度でもって取り付けられたＸ線反射材１４が選択される。すなわち、電動機１５により、回転部材１３が回転されて、当該Ｘ線エネルギーに対応するＸ線反射材１４がそのＸ線反射位置に移動される。
【００２３】
このように、被検査物に照射するＸ線エネルギー量を変更する場合、電動機１５により、回転部材１３を回転させるだけで、それに応じたＸ線の入射角度を有するＸ線反射材１４を選択することができ、従来のように、Ｘ線反射材１４の入射角度を、その都度、調節するといった面倒な作業が不要となる。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線検査装置を、図４〜図６に基づき説明する。
上記第１の実施の形態においては、Ｘ線発生装置１から出射されたＸ線をそのままモノクロメータ２に導くように説明したが、本第２の実施の形態では、Ｘ線をモノクロメータに導く導出部材を配置したものである。
【００２５】
したがって、以下の説明では、この導出部材に着目して説明するとともに、他の同一構成部材については、同一番号を付してその説明を省略する。
すなわち、図４〜図６に示すように、Ｘ線発生装置１とモノクロメータ２のＸ線反射位置におけるＸ線反射材１４との間にＸ線（Ｘ線ビーム）を導くための導出部材２１が配置される。この導出部材２１としては、多数本のガラス繊維（グラスファイバー）２２が束ねられて被覆されたものが用いられるとともに、その端部には保持材（モールドにより形成されている）２３，２４が取り付けられている。そして、そのＸ線発生装置１側の一端面２１ａは、図５に示すように、Ｘ線発生装置１の出射口１ｂに合わせられた楕円形状にされるとともに、そのＸ線反射材１４側の他端面２１ｂは、図６に示すように、Ｘ線反射材１４における反射面１４ａの正面視形状（投影形状でもある）に合わせられた長方形状にされている。すなわち、Ｘ線発生装置１から出射されたＸ線ビームは、多数のガラス繊維２２に導かれて、均一且つ効率良くＸ線反射材１４の反射面に導くかれる。なお、上記各ガラス繊維としては、例えば微小な孔径（例えば、数ミクロン〜数十ミクロン程度）を有する管状のもので、その孔内面が金または白金などでコーティングされたものが使用される。
【００２６】
このように、Ｘ線発生装置１とモノクロメータ２との間に、Ｘ線をモノクロメータ２に導く導出部材２１を配置するとともに、この導出部材２１を束ねられた複数本のガラス繊維２２により構成し、且つこの導出部材２１の端面形状を、それぞれＸ線発生装置１の出射口１ｂおよびモノクロメータ２における反射面１４ａの投影形状に合うように（勿論、概略的に合うものでよい）したので、Ｘ線発生装置１から出射されたＸ線ビームを効率良く且つ確実にモノクロメータ２に導くことができる。
【００２７】
ところで、上記各実施の形態においては、コリメータとアナライザとを設けたが、いずれか一方を設けるだけでも良く、また検査対象である欠陥部のサイズが大きい場合や、積層体の境界だけを検出する場合には、コリメータとアナライザとの両方を設けなくてもよい。
【００２８】
例えば、上記各実施の形態において示したＸ線検査装置を用いると、従来の検査装置では観ることができなかった樹脂の積層部の境界部や、積層間に発生した内部気泡を観察することができた。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明のＸ線検査装置の構成によると、被検査物に照射するＸ線エネルギーを変更する場合、回転部材を回転させるだけで、それに応じたＸ線の入射角度を有するＸ線反射材を選択することができ、従来のように、Ｘ線反射材の入射角度を、その都度、調節するといった面倒な作業が不要となる。
【００３０】
また、Ｘ線をモノクロメータに導くためのガラス繊維よりなる導出部材を配置したので、Ｘ線源からのＸ線ビームを効率良く且つ確実にモノクロメータに導くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＸ線検査装置の概略構成を示す全体配置図である。
【図２】同Ｘ線検査装置におけるモノクロメータの正面図である。
【図３】同モノクロメータにおけるＸ線反射材の斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るＸ線検査装置における要部平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ矢視図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ矢視図である。
【符号の説明】
１      Ｘ線発生装置
２      モノクロメータ
３      コリメータ
４      アナライザ
５      Ｘ線検出器
６      画像解析処理装置
１１      回転支持台
１３      回転部材
１３ｂ    取付面
１４      Ｘ線反射材
１４ａ    反射面
１５      電動機
２１      導出部材
２２      ガラス繊維
【図１】
2004205383.tif 000003
【図２】
2004205383.tif 000004
【図３】
2004205383.tif 000005
【図４】
2004205383.tif 000006
【図５】
2004205383.tif 000007
【図６】
2004205383.tif 000008