(57)【要約】【課題】被検査物に対して任意の方向からＸ線を照射し得るＸ線検査装置を提供する。【解決手段】モノクロメータから出射されたＸ線を入射してその位相を揃えるコリメータ５と、このコリメータ５から出射されて被検査物Ｗを透過したＸ線を入力しさらにその位相を揃えて散乱Ｘ線を除去するアナライザ６と、このアナライザ６を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とが具備されたＸ線検査装置であって、コリメータ５、アナライザ６およびＸ線検出器を昇降枠体１３に回転自在に設けられた回転枠体１４に配置するとともに、コリメータ５とアナライザ６との間に形成される検査空間部３６内に被検査物Ｗを案内するコンベヤ装置８を配置したものである。【選択図】      図２
2004205384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノクロメータから出射されたＸ線を入射してその位相を揃えるコリメータと、このコリメータから出射されて被検査物を透過したＸ線を入力しさらにその位相を揃えて散乱Ｘ線を除去するアナライザと、このアナライザを通過したＸ線を検出するＸ線検出器とが具備されたＸ線検査装置であって、
上記コリメータ、アナライザおよびＸ線検出器を支持体側に回転自在に設けられた回転体に配置するとともに、コリメータとアナライザとの間に形成される検査空間部内に被検査物を案内する案内具を配置したことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
回転体を昇降させる昇降装置を具備した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】
回転体におけるコリメータとアナライザとを互いに連結する連結部材に、当該コリメータとアナライザとの間の距離を調整し得る調整部材を配置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。
【請求項４】
調整部材として、ピエゾ素子または磁歪素子を用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の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、被検査物は、コリメータとアナライザとの間に配置されることになるが、そのＸ線の照射方向は一定であり、異なる方向からの透過画像を得ることができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、被検査物に対して任意の方向からＸ線を照射し得る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、モノクロメータから出射されたＸ線を入射してその位相を揃えるコリメータと、このコリメータから出射されて被検査物を透過したＸ線を入力しさらにその位相を揃えて散乱Ｘ線を除去するアナライザと、このアナライザを通過したＸ線を検出するＸ線検出器とが具備されたＸ線検査装置であって、
上記コリメータ、アナライザおよびＸ線検出器を支持体側に回転自在に設けられた回転体に配置するとともに、コリメータとアナライザとの間に形成される検査空間部内に被検査物を案内する案内具を配置したものである。
【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支持体を昇降させる昇降装置を具備したものである。
また、請求項３に係るＸ線検査装置は、請求項１または２に記載の検査装置の回転体におけるコリメータとアナライザとを互いに連結する連結部材に、当該コリメータとアナライザとの間の距離を調整し得る調整部材を配置したものである。
【０００９】
さらに、請求項４に係るＸ線検査装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の検査装置における調整部材として、ピエゾ素子または磁歪素子を用いたものである。
【００１０】
上記の各構成によると、被検査物を移動させる検査空間部に対してコリメータおよびアナライザを回転させるようにしたので、従来例においては、一定方向からしかＸ線を照射し得なかったの対し、任意の方向からＸ線を被検査物に照射することができる。
【００１１】
また、回転体を昇降させるようにしたので、検査空間部に案内される被検査物の大きさのいかんに拘わらず、最適な照射位置に移動させ得る。
さらに、コリメータとアナライザとを連結する連結部材に調整部材を配置したので、例えばモノクロメータに対するコリメータの姿勢を調整して、最適なＸ線の入射角度に調整し得る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置を、図１〜図６に基づき説明する。
【００１３】
このＸ線検査装置は、図１に示すように、Ｘ線を発生させて出射口からＸ線を出射するＸ線発生装置（Ｘ線源）１と、このＸ線発生装置１の出射口から出射された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線を被検査物に照射させるとともにその透過Ｘ線の強度を検出するＸ線照射検出部３と、このＸ線照射検出部３にて検出されたＸ線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４とから構成されている。
【００１４】
上記Ｘ線照射検出部３には、図２〜図５に示すように、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）５と、このコリメータ５から出射されたＸ線が被検査物Ｗ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）６と、このアナライザ６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７とが設けられるとともに、これらコリメータ５、アナライザ６およびＸ線検出器７については、鉛直面内で回転されるように構成されている。
【００１５】
すなわち、上記Ｘ線照射検出部３は、基台１１上に昇降装置（例えば、シリンダ装置、ねじ機構を駆動する電動機などが用いられる）１２により昇降自在に設けられた昇降枠体（支持体の一例）１３と、この昇降枠体１３内に水平軸心回りで回転自在に支持されるとともに上記コリメータ５、アナライザ６およびＸ線検出器７が取り付けられた回転枠体（回転体）１４と、この回転枠体１４を回転させる回転装置１５とから構成されている。
【００１６】
上記昇降枠体１３は、支持板２１の前後端縁部から立設された矩形状の前枠材２２および後枠材２３と、これら前後枠材２２，２３の上端同士を連結する連結材２４とにより直方体形状に構成されている。なお、前後方向とは、後述する被検査物の移動方向を基準にしており、その下手側を前部と、上手側を後部と称し、また上記回転枠体１４の回転軸心についても、前後方向での水平軸心とされる。
【００１７】
上記回転枠体１４は、矩形状の第１〜第３取付板３１〜３３が、上下方向に配置された４本の連結支柱材（連結部材）３４により、上下に互いに所定距離だけ離間された状態で取り付けられた構成にされるとともに、当該回転枠体１４の前後面に取り付けられた一対のリング状歯車（外歯歯車）３５を介して、昇降枠体１３の前後端面側に等角度おきで例えば５箇所に設けられた支持用歯車２５により水平軸心回りで回転自在に支持されている。
【００１８】
なお、最上部の第１取付板３１と中間部の第２取付板３２との間は広くされて被検査物Ｗを案内するための検査空間部３６にされるとともに、この検査空間部３６内には、被検査物Ｗの案内具として例えばコンベヤ装置８が挿通して配置されている。
【００１９】
そして、上記第１取付板３１の中央開口部にはコリメータ５が取り付けられ、第２取付板３２の中央開口部にはアナライザ６が取り付けられ、また第３取付板３３にはＸＹＺ移動装置（三次元移動装置）３７を介してＸ線検出器７が取り付けられている。
【００２０】
上記回転枠体１４を回転させるための回転装置１５は、昇降枠体１３の前枠材２２側の中央下部に支持ブラケット４１を介して回転自在に支持されるとともに上記リング状歯車３５に噛合された駆動側歯車４２と、支持板２１上に配置されるとともに駆動ピニオン４３および中間歯車４４を介して上記駆動側歯車４２を回転させる電動機４５とから構成されている。
【００２１】
さらに、上記回転枠体１４を構成する各連結支柱材３４には、第１取付板３１および第２取付板３２との間の距離を調整するための調整部材としてピエゾ素子５１が介在（挿入）されるとともに、このピエゾ素子５１は制御装置５２を介して画像解析処理装置４により制御されている。なお、この制御装置５２には、上記ＸＹＺ移動装置３７が接続されて、やはり画像解析処理装置４により、Ｘ線検出器７の三次元位置の調整が行われる。
【００２２】
すなわち、画像解析処理装置４にて検出された透過画像（検出画像）に基づき、当該透過画像が明瞭となるように、４箇所に設けられたピエゾ素子５１に所定の電圧が印加されて、モノクロメータ２からのコリメータ５に対するＸ線の入射角度が調整され、またＸＹＺ移動装置３７により、被検査物に対して最適な撮像光量（Ｘ線量）が得られるようにＸ線検出器７が移動される。
【００２３】
上記電動機４５により駆動側歯車４２を回転させると、回転枠体１４が鉛直面内で回転し、すなわちコリメータ５およびアナライザ６も一緒に回転し、コンベヤ装置８上の被検査物Ｗに対して、任意の方向からＸ線を照射することができる。なお、回転枠体１４の回転に合わせて、Ｘ線発生装置１およびモノクロメータ２についても回転するように構成されている。
【００２４】
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をコンベヤ装置８にて、検査空間部３６内に移動させた後、Ｘ線発生装置１よりＸ線を出射する。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。
【００２５】
この強調されたＸ線はＸ線検出器７に入力され、ここでＸ線強度が検出されるとともにデジタル信号として画像解析処理装置４に入力される。この画像解析処理装置４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。
【００２６】
そして、被検査物Ｗの検査方向、すなわちＸ線の照射方向を変えたい場合には、電動機４５により回転枠体１４を回転させることにより、被検査物Ｗに対して、任意の方向からＸ線を照射することができる。
【００２７】
図６に、背の高い被検査物Ｗを水平に倒してその側面のＸ線検査を行う場合の状態を示す。
勿論、上述したように、画像解析処理装置４からの指示により、透過画像が明瞭となるように、制御装置５２を介してピエゾ素子５１およびＸＹＺ移動装置３７が制御されて、コリメータ５の姿勢およびアナライザ６に対するＸ線検出器７の位置が最適となるように調整される。
【００２８】
また、図４の仮想線にて示すように、昇降装置１２により、被検査物の大きさに応じて、昇降枠体１３を、すなわちコリメータ５およびアナライザ６が設けられた回転枠体１４を昇降させるようにしたので、被検査物がどのような大きさであっても、常に、最適な位置にてＸ線を照射することができる。
【００２９】
このように、被検査物Ｗを移動させる検査空間部３６の外周に沿ってコリメータおよびアナライザを回転させるようにしたので、従来は、一定方向からしかＸ線を照射し得なかったの対し、任意の方向から照射することができ、Ｘ線検査を容易に行うことができる。勿論、被検査物Ｗの連続撮影も行うことができる。
【００３０】
ところで、上記実施の形態においては、アナライザ６に対してコリメータ５を支持するとともに途中にピエゾ素子５１が介在された連結支柱材３４を４本配置したが、例えば図７および図８に示すように、回転枠体１４における連結支柱材３４を、一方に２本、他方に１本とし、計３本配置するようにしてもよい。この場合、コリメータ５およびアナライザ６の各取付板３１，３２の平面視形状が、例えば円形にされている。
【００３１】
また、上記実施の形態においては、調整部材として、ピエゾ素子を用いたが、例えば磁歪素子を用いることもできる。この磁歪素子としては、磁気モーメントの大きいランタノイド元素と鉄属元素（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏなど）とで構成されたもので、磁界の強さに応じて歪が生じ、その寸法が変化するものである。
【００３２】
【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、被検査物を移動させる検査空間部に対してコリメータおよびアナライザを回転させるようにしたので、従来例においては、一定方向からしかＸ線を照射し得なかったの対し、任意の方向からＸ線を被検査物に照射することができ、したがってＸ線検査を容易に行うことができる。
【００３３】
また、回転体を昇降させるようにしたので、検査空間部に案内される被検査物の大きさのいかんに拘わらず、最適な照射位置に移動させることができる。
さらに、コリメータとアナライザとを連結する連結部材に調整部材を配置したので、例えばモノクロメータに対するコリメータの姿勢を調整して、最適なＸ線の入射角度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明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斜視図である。
【図２】同Ｘ線検査装置におけるＸ線照射検出部の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】同Ｘ線照射検出部の断面図である。
【図５】同Ｘ線照射検出部における制御系統を示す概略図である。
【図６】同Ｘ線照射検出部における動作を説明する概略正面図である。
【図７】本発明の変形例に係るＸ線照射検出部における概略平面図である。
【図８】図７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      Ｘ線照射検出部
４      画像解析処理装置
５      コリメータ
６      アナライザ
７      Ｘ線検出器
８      コンベヤ装置
１２      昇降装置
１４      回転枠体
１５      回転装置
２２      前枠材
２３      後枠材
２４      連結材
２５      支持用歯車
３１      第１取付板
３２      第２取付板
３３      第３取付板
３４      連結支柱材
３５      リング状歯車
３６      検査空間部
３７      ＸＹＺ移動装置
４２      駆動側歯車
４３      駆動ピニオン
４５      電動機
５１      ピエゾ素子
５２      制御装置
【図１】
2004205384.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004205384.tif 000007
【図６】
2004205384.tif 000008
【図７】
2004205384.tif 000009
【図８】
2004205384.tif 000010