(57)【要約】【課題】長期にわたりＸ線を照射されても検出器の感度の低下を充分に防止することができる構成を有しており、Ｘ線源から出射されるＸ線のＸ線量率が変動しても該Ｘ線量率を反映した強度を正確に測定することができるＸ線検出器及びこれを備えた検査システムの提供。【解決手段】Ｘ線検出器１は、ケース２とこの開口部Ｈ２を塞ぐＸ線透過性蓋体３とパネル４とフォトダイオード５とコネクタ８を有する。パネル４はＸ線を蛍光に波長変換する蛍光体層４２と合成石英製支持基板４４とを有する。ダイオード５はケース５８とこの開口部Ｈ５を塞ぐ合成石英製蓋体５９と光電変換部５１とを有し、パネル４から出射される蛍光を光電変換し蛍光体層に照射されたＸ線のＸ線量率を反映した電気信号を出力する。パネル４及びダイオード５は支持基板４４の下面Ｆ４４と蓋体５９の上面Ｆ５９との間に所定の間隔を設けるための空間が画成されるようにケース２内に各々位置決めされ配置されている。【選択図】　図１
2004037204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する第１の有底ケースと、
前記第１の有底ケースの前記開口部を塞ぐＸ線透過性の第１の平板状蓋体と、
前記第１の有底ケース内に収容されており、前記第１の平板状蓋体を透過して前記第１の有底ケース外部から該ケース内に入射するＸ線を蛍光に波長変換する蛍光体層と、前記蛍光体層に隣接して配置されており前記蛍光体層を支持する合成石英製の支持基板とを少なくとも有し、かつ、前記蛍光体層の側を前記第１の平板状蓋体の側に向けて配置されるシンチレータパネルと、
前記第１の有底ケース内に収容されており、前記シンチレータパネルから出射される前記蛍光を光電変換して前記蛍光体層に照射された前記Ｘ線のＸ線量率を反映した電気信号を出力するフォトダイオードと、
を少なくとも有しており、
前記フォトダイオードは、
開口部を有する第２の有底ケースと、
前記第２の有底ケースの前記開口部を塞ぐ合成石英製の第２の平板状蓋体と、
前記第２の有底ケース内に収容されており、前記蛍光を受光する受光面を有し、かつ、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層に電気的に接続される電極と、前記ｐ型半導体層に電気的に接続される電極と、を少なくとも有する光電変換部と、
を少なくとも有しており、
前記シンチレータパネル及び前記フォトダイオードは、前記支持基板の前記第２の平板状蓋体側に向く下面と前記第２の平板状蓋体の前記支持基板側に向く上面との間に、該上面と該下面との接触を防止する所定の間隔を設けるための空間が画成されるように、前記第１のケース内にそれぞれ位置決めされて配置されていること、
を特徴とするＸ線検出器。
【請求項２】
前記間隔は、前記シンチレータパネルの前記支持基板の前記第２の平板状蓋体側に向く下面と前記フォトダイオードの前記光電変換部の前記受光面との距離が１００〜５０００μｍとなるように調節されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
【請求項３】
前記蛍光体層の層厚が３０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線検出器。
【請求項４】
開口部を有する第１の有底ケースと、
前記第１の有底ケースの前記開口部を塞ぐＸ線透過性の第１の平板状蓋体と、
前記第１の有底ケース内に収容されており、前記第１の平板状蓋体を透過して前記第１の有底ケース外部から該ケース内に入射するＸ線を蛍光に波長変換する蛍光体層と、
前記第１の有底ケース内に収容されており、前記蛍光体層から出射される前記蛍光を光電変換して前記蛍光体層に照射された前記Ｘ線のＸ線量率を反映した電気信号を出力するフォトダイオードと、
を少なくとも有しており、
前記フォトダイオードは、
開口部を有する第２の有底ケースと、
前記第２の有底ケースの前記開口部を塞ぐ合成石英製の第２の平板状蓋体と、
前記第２の有底ケース内に収容されており、前記蛍光を受光する受光面を有し、かつ、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層に電気的に接続される電極と、前記ｐ型半導体層に電気的に接続される電極と、を少なくとも有する光電変換部と、
を少なくとも有しており、
前記蛍光体層は、前記第２の平板状蓋体の前記第１の平板状蓋体側に向く上面に隣接して配置されていること、
を特徴とするＸ線検出器。
【請求項５】
前記フォトダイオードにおいて、第２の平板状蓋体の前記フォトダイオード側を向く下面と光電変換部の受光面との距離が１００〜５０００μｍとなるように調節されていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線検出器。
【請求項６】
前記蛍光体層の層厚が３０〜３００μｍであることを特徴とする請求項４又は５に記載のＸ線検出器。
【請求項７】
Ｘ線を被検査物に照射し、前記被検査物を透過するＸ線を検出することにより前記被検査物の検査すべき内部状態を検査する検査システムであって、
前記Ｘ線を発生させ、前記被検査物に向けて出射するＸ線発生装置と、
前記Ｘ線の出射方向であって前記被検査物を挟んでＸ線発生装置と対向する位置に配置され、前記被検査物を透過する前記Ｘ線を検出することにより前記被検査物の検査すべき内部状態を反映したＸ線透過像を撮像可能にするＸ線画像検出器と、
前記Ｘ線の出射方向であって前記Ｘ線発生装置と前記被検査物との間又は前記被検査物とＸ線画像検出器との間に配置され、前記Ｘ線発生装置から出射された前記Ｘ線の一部を取得し、そのＸ線量率を反映した強度を測定するためのＸ線検出器と、
を少なくとも有しており、
前記Ｘ線検出器が請求項１〜６の何れかに記載のＸ線検出器であること、
を特徴とする検査システム。
【請求項８】
前記Ｘ線画像検出器は、前記被検査物を透過する前記Ｘ線からなる像を蛍光からなる像に波長変換する膜状の第２の蛍光体層と、前記第２の蛍光体層から出射される前記蛍光からなる像を光電変換する光電変換手段と、を少なくとも有しており、
前記Ｘ線検出器における前記蛍光体層の単位面積当りの質量Ｗ１と、前記Ｘ線画像検出器における前記第２の蛍光体層の単位面積当りの質量Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）が０．３〜３．０であること、
を特徴とする請求項７に記載の検査システム。
【請求項９】
前記Ｘ線画像検出器は、前記被検査物を透過する前記Ｘ線からなる像を電子分布からなる像に光電変換する膜状半導体層と、前記電子分布からなる像を構成する電子の電荷を読み出す操作回路を少なくとも有しており、
前記Ｘ線検出器における前記蛍光体層の単位面積当りの質量Ｗ１と、前記Ｘ線画像検出器における前記半導体層の単位面積当りの質量Ｗ３との比（Ｗ１／Ｗ３）が０．３〜３．０であること、
を特徴とする請求項７に記載の検査システム。
【請求項１０】
前記Ｘ線検出器における前記蛍光体層を構成する蛍光体がＴｂをドープしたＧｄ２Ｏ２Ｓであり、該Ｇｄ２Ｏ２Ｓの平均粒子径Ｒ１と、前記Ｘ線画像検出器における前記第２の蛍光体層を構成する蛍光体粒子の短径の平均粒子径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．５〜４．０であること、
を特徴とする請求項８に記載の検査システム。
【請求項１１】
前記Ｘ線検出器から得られる前記Ｘ線量率を反映した強度の所定の基準値からの変動量を計測し、該変動量に基づいて前記Ｘ線発生装置から出射する前記Ｘ線の前記Ｘ線量率を調節する制御手段を更に有すること、
を特徴とする請求項７〜１０の何れかに記載の検査システム。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記Ｘ線画像検出器の前記光電変換手段から出力される電気信号強度の所定の基準値からの変動量を計測し、該変動量に基づいて前記光電変換手段から出力される前記Ｘ線の前記Ｘ線量率を更に調節すること、
を特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載の記載の検査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線源から出射されるＸ線のＸ線量率を測定するためのＸ線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検査物に対してＸ線管を備えたＸ線発生装置から出射させたＸ線を照射させ、この被検査物を透過してくるＸ線のＸ線量率を測定するための検査システムに使用されるＸ線検出器（Ｘ線量率モニタ）として、低エネルギー領域のＸ線量率を測定するためのサーベーメーター等の検出器（例えば、医療分野における用途や放射線漏れ検出を必要とする分野における用途等の検出器）が従来から知られている。
【０００３】
また、例えば、工業製品（被検査物）の製造過程における非破壊検査（例えば、インライン検査等）を必要とする分野におけるＸ線量率を測定するためのＸ線検出器としては、図４に示す構造を有するシンチレータパネルとシリコンフォトダイオードを備えたタイプのＸ線検出器（例えば、特開平９−５４１６２号公報に記載のＸ線検出器）が従来から知られている。このようなＸ線検出器は、例えば、Ｘ線断層撮影等のＸ線透過率を測定してフィルム等の製品の厚さを測定するために使用されている。
【０００４】
すなわち、図４に示すＸ線検出器１００は、開口部Ｈ２００を有する略直方体の有底ケース２００と、この開口部Ｈ２００を塞ぐＸ線透過性の平板状蓋体３００と、ケース２００内に収容されており平板状蓋体３００を透過して外部からケース２００内に入射するＸ線Ｌ１０００を蛍光に波長変換するシンチレータパネル４００と、ケース２００内に収容されておりシンチレータパネル４００から出射される蛍光を光電変換し電気信号を出力するフォトダイオード５００とを有し、シンチレータパネル４００とフォトダイオード５００とは、シンチレータパネル４００の受光面Ｆ４００の反対側の裏面とフォトダイオード５００の受光面Ｆ５００との間に合成樹脂製の接着剤からなる層９００を配置することにより、互いに接着されている。
【０００５】
シンチレータパネル４００は、Ｘ線透過性の基板（図示せず）と、この基板（図示せず）の一方の面上に隣接して配置される蛍光体層（図示せず）とを有する構成のものが知られている。
【０００６】
なお、フォトダイオード５００は、例えば、ｎ型半導体層５６０と、ｐ型半導体層５４０と、ｎ型半導体層５６０に電気的に接続される電極（図示せず）と、ｐ型半導体層に電気的に接続される電極（図示せず）と、を少なくとも有する光電変換部（例えば、ＰＮフォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード等の構造を有する）と、この光電変換部５００を収容するための開口部を有する略直方体のケース５８０とからなる。
【０００７】
そして、フォトダイオード５００は、上記の各電極がそれぞれワイヤ８２０及び８４０によりケース２００に固定されたコネクタ８００に電気的に接続されており、フォトダイオード５００から出力される電気信号はケース２００外部に出力される。
【０００８】
更に、上記と同じ分野で工業製品に対する信頼性をさらに向上させるため、製品（被検査物）を透過してくるＸ線に基づく画像を取得し、製品の内部構造の情報を観察できるＸ線画像検出器が従来から知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＸ線検出器を使用する検査システムは長期にわたり使用するにつれてＸ線発生装置から発生するＸ線のＸ線量率が変動するという問題があった。特に、Ｘ線発生装置から発生するＸ線のうち低エネルギー領域（例えば、３０ｅＶ未満）のＸ線のＸ線量率が低下してしまう問題があった。
【００１０】
Ｘ線発生装置から発生するＸ線のＸ線量率が変動すること自体を防止できなくても、Ｘ線検出器によりＸ線発生装置からのＸ線のＸ線量率の変動量を正確に測定することができれば、その変動量に基づいてＸ線管の出力を調節することやＸ線検出器により検出されるＸ線量率のデータを補正することにより問題を解決することができる可能性があるが、上記従来のＸ線検出器の場合には、長期にわたり使用されると照射されるＸ線の影響によりＸ線検出器自体の感度も同時に低下してしまい、正確な被検査物の検査ができなくなることを本発明者らは見出した。
【００１１】
すなわち、図４に示した構造を有するＸ線検出器は、シンチレータ４００で波長変換されずに透過してくるＸ線の影響によりシンチレータ４００とフォトダイオード５００とを接着している接着剤からなる層９００が徐々に変色（着色）し、シンチレータ４００から出射される蛍光の一部がこの接着剤からなる層９００中で吸収されるためＸ線量率を正確に測定できなくなることを本発明者らは見出した。
【００１２】
また、先に述べた製品（被検査物）を透過してくるＸ線画像を取得するＸ線エリアセンサ（Ｘ線画像検出器）を使用する検査システムの場合、Ｘ線発生装置から発生するＸ線のＸ線量率の変動と、Ｘ線画像検出器の検出感度（出力される電気信号強度）の変動（低下）が同時に起こるという問題があった。
【００１３】
この場合、例えば、小型化の容易な図４に示した構造を有するＸ線検出器を被検査物とＸ線エリアセンサとの間に更に配置させてＸ線発生装置からのＸ線のＸ線量率の変動量を測定することにより、Ｘ線量率の変動量とＸ線エリアセンサの感度の変動量（低下量）とをそれぞれ分離して補正し、正確な被検査物の検査を試みることができる可能性がある。しかし、この場合にも、先に述べた接着剤の着色の影響により図４に示した従来のＸ線検出器自体の検出感度が低下するためＸ線量率の変動量とＸ線エリアセンサの感度低下量とを正確に分離して把握することができず、正確な被検査物の検査を行うには未だ不充分であることを本発明者らは見出した。
【００１４】
更に、後述するように本発明者らの検討結果によれば、上述したＸ線画像検出器を用いた検査システムにＸ線のＸ線量率を測定するためのＸ線検出器を更に別途備える場合、Ｘ線発生装置から出射されるＸ線のＸ線量率を反映した強度の変動量をより正確に測定する観点からはシンチレータの厚さを従来の厚さ（例えば、３ｍｍ〜１ｃｍ）よりも薄くすること（例えば、数百μｍ程度にすること）が有効であるが、この場合、シンチレータに吸収されずにこれを透過するＸ線量が多くなることになるため、上記従来の図４に示した構造を有するＸ線検出器を使用すると上述した接着剤からなる層９００の着色による問題がより顕著に起こることになる。
【００１５】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであり、長期にわたりＸ線を照射されても検出器の感度の低下を充分に防止することができる構成を有しており、Ｘ線源から出射されるＸ線のＸ線量率が変動しても該Ｘ線量率を反映した強度を正確に測定することができるＸ線検出器及びこれを備えた検査システムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口部を有する第１の有底ケースと、
第１の有底ケースの開口部を塞ぐＸ線透過性の第１の平板状蓋体と、
第１の有底ケース内に収容されており、第１の平板状蓋体を透過して第１の有底ケース外部から該ケース内に入射するＸ線を蛍光に波長変換する蛍光体層と、蛍光体層に隣接して配置されており蛍光体層を支持する合成石英製の支持基板とを少なくとも有し、かつ、蛍光体層の側を第１の平板状蓋体の側に向けて配置されるシンチレータパネルと、
第１の有底ケース内に収容されており、シンチレータパネルから出射される蛍光を光電変換して蛍光体層に照射されたＸ線のＸ線量率を反映した電気信号を出力するフォトダイオードと、
を少なくとも有しており、
フォトダイオードは、
開口部を有する第２の有底ケースと、
第２の有底ケースの開口部を塞ぐ合成石英製の第２の平板状蓋体と、
第２の有底ケース内に収容されており、蛍光を受光する受光面を有し、かつ、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層に電気的に接続される電極と、ｐ型半導体層に電気的に接続される電極と、を少なくとも有する光電変換部と、を少なくとも有しており、
シンチレータパネル及びフォトダイオードは、支持基板の第２の平板状蓋体側に向く下面と第２の平板状蓋体の支持基板側に向く上面との間に、該上面と該下面との接触を防止する所定の間隔を設けるための空間が画成されるように、第１のケース内にそれぞれ位置決めされて配置されていること、
を特徴とするＸ線検出器を提供する。
【００１７】
本発明のＸ線検出器は、上記のようにシンチレータパネルとフォトダイオードとの間に両者の接触を防止する空間が画成されているので、Ｘ線量率を測定するうえで先に述べた従来のＸ線検出器ような接着剤の変色（着色）の影響が無くなる。そのため、本発明のＸ線検出器は、長期にわたりＸ線を照射されても検出器の感度の低下を充分に防止することができる。
【００１８】
なお、上記の空間は、シンチレータパネルの外縁部と第１の有底ケースの底面パネルに垂直な側面パネルの内壁面とを接着剤或いはその他の接着加工を用いて接続し、さらに、フォトダイオードの外縁部と第１の有底ケースの底面に直交する側面パネルの内壁面とを接着剤或いはその他の接着加工により接続することにより容易に画成することができる。
【００１９】
例えば上記のようにシンチレータパネルとフォトダイオードとの間の空間を画成する際に接着剤を使用しても、接着剤を波長変換に寄与しないシンチレータパネルの外縁部及び光電変換に寄与しないフォトダイオードの外縁部のみに使用すればＸ線線量率の計測に対する接着剤の変色（着色）の影響を容易に防止することができる。また、第１のケース内におけるシンチレータパネルとフォトダイオードとの位置決めのために、接着剤のみの固定を行うだけでなく、例えば、該内壁面の法線方向にのびる突起部分等の位置決め部材をシンチレータパネル及びフォトダイオード毎に設けて、これらにそれぞれの外縁部の全部又は一部を接着させて固定してもよい。
【００２０】
また、本発明のＸ線検出器によれば、シンチレータパネル及びフォトダイオードが接触しないように所定の間隔を充分に確保することができ、その結果、特に支持基板と第２の平板状蓋体の密着時に生じる干渉縞が振動などのためにずれることに起因する検出光量の変化のおそれを充分に低減することも容易にできる。
【００２１】
このように本発明のＸ線検出器は長期にわたりＸ線の照射を受けても検出器の感度の低下が充分に防止されるので、Ｘ線を被検査物に照射しこの被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の検査すべき内部状態を検査する検査システムに使用した場合、Ｘ線源から出射されるＸ線のＸ線量率が使用中に変動しても、その変動量を正確に把握できる。そのため、その変動量を考慮したデータ補正が容易にできるようになり、被検査物の正確な検査ができる。
【００２２】
特に、Ｘ線発生装置と、Ｘ線画像検出器と、Ｘ線発生装置とＸ線画像検出器との間に被検査物を配置する検査システムにおいて、Ｘ線発生装置から出力されるＸ線のＸ線量率と、Ｘ線画像検出器の検出感度（出力される電気信号強度）が共に変動しても、本発明のＸ線検出器を用いれば、上記の２つの変動量のうちＸ線発生装置から出力されるＸ線のＸ線量率を反映した強度の変動量を正確に把握することができるので、結果的に上記の２つの変動量を容易に分離して把握することができ、Ｘ線量率の変動量を考慮したデータ補正を行うと共に、例えば、Ｘ線画像検出器から出力される電気信号強度のゲインを変化させる補正を行うことが容易に可能になる。そのため、長期にわたりＸ線を照射して使用しつづけても被検査物を正確に検査することができる。
【００２３】
この場合、本発明のＸ線検出器はＸ線発生装置と被検査物との間又は被検査物とＸ線画像検出器との間に配置すればよい。また、本発明のＸ線検出器の検出するＸ線量率は、上記の何れの位置に配置する場合であっても、被検体を透過したＸ線のものであってもよく、被検体に照射されないＸ線のものであってもよい。
【００２４】
また、本発明は、開口部を有する第１の有底ケースと、
第１の有底ケースの開口部を塞ぐＸ線透過性の第１の平板状蓋体と、
第１の有底ケース内に収容されており、第１の平板状蓋体を透過して第１の有底ケース外部から該ケース内に入射するＸ線を蛍光に波長変換する蛍光体層と、
第１の有底ケース内に収容されており、蛍光体層から出射される蛍光を光電変換して蛍光体層に照射されたＸ線のＸ線量率を反映した電気信号を出力するフォトダイオードと、
を少なくとも有しており、
フォトダイオードは、
開口部を有する第２の有底ケースと、
第２の有底ケースの開口部を塞ぐ合成石英製の第２の平板状蓋体と、
第２の有底ケース内に収容されており、蛍光を受光する受光面を有し、かつ、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層に電気的に接続される電極と、ｐ型半導体層に電気的に接続される電極と、を少なくとも有する光電変換部と、を少なくとも有しており、
蛍光体層は、第２の平板状蓋体の第１の平板状蓋体側に向く上面に隣接して配置されていること、
を特徴とするＸ線検出器を提供する。
【００２５】
上記構成を有するＸ線検出器の場合も、フォトダイオードの第２の平板状蓋体の上面に蛍光体層が隣接して配置されているので、先に述べたＸ線検出器と同様に、Ｘ線量率を測定するうえで先に述べた従来のＸ線検出器ような接着剤の変色（着色）の影響が無くなる。そのため、本発明のＸ線検出器は、長期にわたりＸ線を照射されても検出器の感度の低下を充分に防止することができる。また、このＸ線検出器は、上記構成を有するため先に述べたＸ線検出器よりもコンパクトに構成できる。
【００２６】
また、フォトダイオードは、その外縁部と第１の有底ケースの底面に直交する側面パネルの内壁面とを接着剤或いはその他の接着加工により接続することにより第１の有底ケース内に容易に配置することができる。この場合にも第１のケース内におけるフォトダイオードの位置決めのために、例えば、該内平面の法線方向にのびる突起部分等の位置決め部材を設けて、これにフォトダイオードの外縁部の全部又は一部を接着させて固定してもよい。
【００２７】
更に、このＸ線検出器の場合にも、フォトダイオードにおいて、第２の平板状蓋体のフォトダイオード側を向く下面と光電変換部の受光面との距離を充分に確保できるように第２の有底ケースを設計することにより、先に述べた干渉縞の形成による検出光量の変化のおそれを充分に低減することが容易にできる。
【００２８】
また、このＸ線検出器も長期にわたりＸ線の照射を受けても検出器の感度の低下が充分に防止されるので、Ｘ線を被検査物に照射しこの被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の検査すべき内部状態を検査する検査システムに使用した場合、Ｘ線源から出射されるＸ線のＸ線量率が使用中に変動しても、その変動量を正確に把握できる。そのため、その変動量を考慮したデータ補正が容易にできるようになる。そのため、被検査物の正確な検査ができる。
【００２９】
更に、本発明は、Ｘ線を被検査物に照射し、被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の検査すべき内部状態を検査する検査システムであって、
Ｘ線を発生させ、被検査物に向けて出射するＸ線発生装置と、
Ｘ線の出射方向であって被検査物を挟んでＸ線発生装置と対向する位置に配置され、被検査物を透過するＸ線を検出することにより被検査物の検査すべき内部状態を反映したＸ線の全体像を撮像可能にするＸ線画像検出器と、
Ｘ線の出射方向であってＸ線発生装置と被検査物との間又は被検査物とＸ線画像検出器との間に配置され、Ｘ線発生装置から出射されたＸ線の一部を取得し、そのＸ線量率を測定するためのＸ線検出器と、
を少なくとも有しており、
Ｘ線検出器が先に述べた本発明のＸ線検出器であること、
を特徴とする検査システムを提供する。
【００３０】
本発明の検査システムは、先に述べた本発明のＸ線検出器の何れかを備えているので、長期にわたる使用によりＸ線発生装置から出力されるＸ線のＸ線量率と、Ｘ線画像検出器の検出感度（出力される電気信号強度）が共に変動する場合であっても、被検査物の検査すべき内部状態の情報を正確に得ることがきる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明によるＸ線像撮像装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
先ず、本発明のＸ線検出器の第一実施形態について説明する。図１は本発明のＸ線検出器の第一実施形態の基本構成を示す模式的断面図である。
【００３３】
図１に示すＸ線検出器１は、主として、開口部Ｈ２を有する略直方体の有底ケース２（第１の有底ケース）と、上記開口部Ｈ２を塞ぐＸ線透過性の平板状蓋体３（第１の平板状蓋体）と、ケース２内に収容されたシンチレータパネル４と、ケース２内に収容されたフォトダイオード５と、ケース２に固定されかつフォトダイオード５と電気的に接続されたコネクタ８とから構成されている。
【００３４】
以下、図１に基づき上記Ｘ線検出器１の各構成要素について説明する。
【００３５】
シンチレータパネル４は、蓋体３を透過してケース２外部から該ケース２内に入射するＸ線を蛍光に波長変換する蛍光体層４２と、この蛍光体層４２に隣接して配置されており該蛍光体層４２を支持する合成石英製の支持基板４４とを少なくとも有して構成されている。そしてシンチレータパネル４は、蛍光体層４２の側を蓋体３の側に向けて配置されている。
【００３６】
シンチレータパネル４の支持基板４４は、先に述べたように合成石英製の基板であり、Ｘ線の照射により着色する不純物を含まない基板であることが好ましい。例えば、溶融石英は上記のような不純物が含まれており、然もその含有量が一定でないので好ましくない。
【００３７】
シンチレータパネル４の蛍光体層４２は支持基板４４の片側の面に均一に堆積された結晶性のＸ線蛍光体からなる層である。蛍光体層４２により外部Ｘ線源（図３のＸ線発生装置９４参照）より入射するＸ線Ｌ１が波長変換され十分な感度を有する蛍光となり、これがフォトダイオード５内の光電変換部５１に照射される。
【００３８】
蛍光体層４２を構成するＸ線蛍光体としては、Ｘ線Ｌ１を蛍光に波長変換できるものであれば特に限定されず、使用する光電変換部５１に応じて最適の蛍光体が適宜選択されるが、特に、入射するＸ線による劣化がほとんど無く、発光量の温度に対する依存性が小さい（約−１．０％／１０℃，なお、この値は２０℃における発光量を基準とし温度を変化させた場合の発光量の変化率を百分率で表示した値を示す。）という利点を有することから、ＴｂをドープしたＧｄ２Ｏ２Ｓ蛍光体（以下、「ＧＯＳ」という）が好ましい。なお、ＴｂはＧｄ２Ｏ２ＳにＸ線蛍光体としての機能を発現させるために必要な付活剤である。
【００３９】
通常、Ｘ線管などのＸ線源のＸ線出射窓付近の温度は、Ｘ線出射開始から約２時間経過すると約７０℃となるので、Ｘ線検出器１をＸ線源付近に配置する際にはＸ線検出器１の温度は、室温以上（例えば３０℃以上）に上昇することが予想されるが、上記のＧＯＳを使用することにより、このような作動環境の温度変化が大きな場合でも波長変換特性の低下が充分に防止された蛍光体層４２を形成することができる。また、ＧＯＳ以外の蛍光体としては、ＧｄＳｉＯ（以下、「ＧＳＯ」という）が挙げられる。
【００４０】
ここで、Ｘ線発生装置と、Ｘ線画像検出器と、Ｘ線発生装置とＸ線画像検出器との間に被検査物を配置する検査システム（例えば、図３を用いて説明する後述の検査システム１Ｂ）において、Ｘ線検出器１を、Ｘ線発生装置と被検査物との間又は被検査物とＸ線画像検出器との間に配置して用いる場合、Ｘ線発生装置から出力されるＸ線のＸ線量率の変動量をより正確に把握し、かつ、Ｘ線画像検出器の検出感度の変動量をより正確に把握する観点から、Ｘ線検出器１のＸ線分光感度とＸ線画像検出器のＸ線分光感度とをほぼ等しくすること（Ｘ線検出器１の信号強度変化率とＸ線画像検出器の信号強度変化率とをほぼ等しくすること）が有効であり、具体的には、蛍光体層４２の厚さを以下の範囲に調節するか又は蛍光体層４２の単位面積当りの質量Ｗ１を以下のように調節することが好ましいことを本発明者らは見出した。なお、この場合、Ｘ線画像検出器にも、蛍光体層４２と同様の蛍光体層（以下、便宜上、「蛍光体層Ｘ」という）と、この蛍光体層Ｘから出射される蛍光からなる像を光電変換する光電変換手段）とを有しているものとする。
【００４１】
なお、本発明においては、Ｘ線画像検出器には蛍光体を使用したものだけでなく、半導体を用いたものも使用されていてもよい。以下に記載するＸ線画像検出器の説明においては蛍光体層を使用した構成のものについて説明するが、蛍光体層のみならず蛍光体層を半導体層に置き換えた構成を有する場合にもあてはまるものである。
【００４２】
実用上では、Ｘ線検出器１の分光感度とＸ線画像検出器の分光感度とをほぼ等しくするために、蛍光体層４２の層厚はＸ線画像検出器における蛍光体層Ｘの厚さと同程度の厚さの蛍光体層が使われているが、特に３０〜３００μｍであることが好ましいことを本発明者らは見出した。蛍光体層４２の層厚が３０μｍ未満であると、Ｘ線による発光量が低くなる傾向が大きくなる。また、蛍光体層４２の層厚が３００μｍを超えると特にＸ線が低エネルギーの場合に、光の伝達効率が低下し、信号強度が低くなる傾向が大きくなる。
【００４３】
また、Ｘ線のエネルギー別吸収率は物質の原子番号と密度の積に比例することがわかっており、Ｘ線検出器１の分光感度とＸ線画像検出器の分光感度とをほぼ等しくするために、Ｘ線検出器１における蛍光体層４２の単位面積当りの質量Ｗ１と、Ｘ線画像検出器における蛍光体層Ｘの単位面積当りの質量Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）が０．３〜３．０であることが好ましい。
【００４４】
比（Ｗ１／Ｗ２）が０．３未満であると、Ｘ線検出器１における、高Ｘ線エネルギー領域の感度が、Ｘ線画像検出器に比べて低くなるため、Ｘ線画像検出器のＸ線分光感度と、Ｘ線検出器１の分光感度が大きく食い違ってくる傾向が大きくなる。また、比（Ｗ１／Ｗ２）が３．０を超えると、Ｘ線検出器１における、高Ｘ線エネルギー領域の感度が、Ｘ線画像検出器に比べて高くなるため、Ｘ線画像検出器のＸ線分光感度と、Ｘ線検出器１の分光感度が大きく食い違ってくる傾向が大きくなる。
【００４５】
更に、良好な画像を長期に渡り得る観点から、Ｘ線検出器１における蛍光体層４２を構成する蛍光体がＴｂをドープしたＧｄ２Ｏ２Ｓである場合には、該Ｇｄ２Ｏ２Ｓの平均粒子径Ｒ１と、Ｘ線画像検出器における蛍光体層Ｘを構成する蛍光体粒子の短径の平均粒子径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．５〜４．０であることが好ましい。
【００４６】
ここで、比（Ｒ１／Ｒ２）が０．５未満であると、Ｘ線検出器１における、高Ｘ線エネルギー領域の感度が、Ｘ線画像検出器に比べて低くなるため、Ｘ線画像検出器のＸ線分光感度と、Ｘ線検出器１の分光感度が大きく食い違ってくる傾向が大きくなる。また、比（Ｒ１／Ｒ２）が４．０を超えると、Ｘ線検出器１における、高Ｘ線エネルギー領域の感度が、Ｘ線画像検出器に比べて高くなるため、Ｘ線画像検出器のＸ線分光感度と、Ｘ線検出器１の分光感度が大きく食い違ってくる傾向が大きくなる。
【００４７】
このシンチレータパネル４の製造は特に限定されず公知のシンチレータパネルの製造技術により製造することができ、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、先ず、所定の厚さ（例えば、１ｍｍ）を有する合成石英製の支持基板４４にＧＯＳ蛍光体（例えば、日亜化学工業社製，商品名「Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ」蛍光体）を、所定の液（例えば、東京応化工業社製，商品名「オーカシール」の水溶液）中に分散させる。
【００４８】
次に、得られる分散液と遠心器とを用いて支持基板４４の一方の面上に分散液中のＧＯＳ蛍光体を沈降堆積させる。ここで、次に、上澄み液を取り除き、更に、支持基板４４の面上の堆積物を乾燥させることにより、支持基板４４の面上に蛍光体層４２を形成することができる。
【００４９】
フォトダイオード５は、Ｘ線Ｌ１の入射方向からみてケース２内のシンチレータパネル４よりも奥の位置に収容されており、シンチレータパネル４から出射される蛍光を光電変換して蛍光体層４２に照射されたＸ線のＸ線量率を反映した電気信号を出力する。
【００５０】
このフォトダイオード５は、開口部Ｈ５を有する略直方体の有底ケース５８（第２の有底ケース）と、上記開口部Ｈ５を塞ぐ合成石英製の平板状蓋体５９（第２の平板状蓋体）と、ケース５８内に収容された光電変換部５１とから構成されている。
【００５１】
フォトダイオード５の蓋体５９は、先に述べたシンチレータパネル４の支持基板４４と同様の合成石英製の平板である。この蓋体５９もシンチレータパネル４の支持基板４４と同様の観点からＸ線の照射により着色する不純物を含まない基板であることが好ましい。
【００５２】
ケース５８は、光電変換部５１を後述する配置条件のもとで収容しかつ固定できる内部空間と、光電変換部５１の受光面Ｆ５１にシンチレータパネル４から出射される蛍光を垂直入射させるための開口部Ｈ５とを有するものである。ケース５８の構成材料は絶縁性材料であれば特に限定されないが、耐熱性及び機械的強度に優れた材料であることが好ましく、このような材料としては、例えば、セラミクス材料が挙げられる。
【００５３】
また、蓋体５９は、ケース５８の開口部Ｈ５において接着剤からなる層Ｂ２を用いてケース５８に接着され、空気等の外部流体のケース５８内への流入を遮断するように開口部Ｈ５を塞ぐ。
【００５４】
蓋体５９はケース２の底面パネル２８に平行となるように配置され、蓋体３の上面の略法線方向からＸ線が照射される。
【００５５】
光電変換部５１は、ｐｎ接合（ｐｎ接合面）を有するＰＮフォトダイオード（例えば、Ｓｉフォトダイオード）の構造を有している。すなわち、ケース５８の底部の面Ｆ５６上に配置されるｎ型半導体層５６と、ｎ型半導体層５６上に配置されるｐ型半導体層５４と、ｐ型半導体層５４上に配置される絶縁膜５２と、前記ｎ型半導体層５６に電気的に接続される電極（図示せず）と、ｐ型半導体層５４に電気的に接続される電極（図示せず）とから構成されている。
【００５６】
なお、図１に示す光電変換部５１の場合には、ｎ型半導体層５６はケース５８と同様の開口部を有する断面コの字形の形状を有しており、その内部にｐ型半導体層５４が形成されている。そのため、ｐ型半導体層５４の周縁部は蛍光体層４２に対するＸ線Ｌ１の入射方向に略平行となるように鍔状に延びたｎ型半導体層５６の縁部により覆われている。また、絶縁膜５２は、ｐ型半導体層５４の上面とこの鍔状に延びたｎ型半導体層５６の縁部を覆っている。この絶縁膜５２の上面（Ｘ線Ｌ１の入射側の面）が光電変換部５１の受光面Ｆ５１となる。
【００５７】
そして、図１に示す光電変換部５１の場合、ｎ型半導体層５６とｐ型半導体層５４とは、これらの接合面（ｐｎ接合面）の法線方向が蛍光体層４２に対するＸ線Ｌ１の入射方向に略平行となるように形成されている。
【００５８】
更に、このＸ線検出器１の場合、シンチレータパネル４及びフォトダイオード５のケース２内における配置条件を以下のようにすることにより、長期にわたるＸ線の照射による検出感度低下の防止が図られており、ケース２内に入射するＸ線量の相対値を正確に測定することができる。
【００５９】
すなわち、支持基板４４の下面Ｆ４４の法線方向、及び、光電変換部５１の受光面Ｆ５１の法線方向が、蛍光体層４２に対するＸ線Ｌ１の入射方向に対してそれぞれ略平行となり、かつ、支持基板の蓋体５９側に向く下面Ｆ４４と蓋体５９の支持基板４４側に向く上面Ｆ５９との間に、該上面Ｆ５９と該下面Ｆ４４との接触を防止する所定の間隔を設けるための空間が画成されるように、ケース２内にそれぞれ位置決めされて配置されている。
【００６０】
ここで、間隔は、シンチレータパネル４の支持基板４４の第２の蓋体５９側に向く下面Ｆ４４とフォトダイオード５の光電変換部５１の受光面Ｆ５１との距離が１００〜５０００μｍとなるように調節されていることが好ましい。下面Ｆ４４と受光面Ｆ５１との距離が１００μｍ未満となると、蛍光体層４２から出射される蛍光の干渉縞が形成され、この干渉縞が長期使用中に振動などによりずれて、フォトダイオード５への蛍光の入射光量が変動してしまう傾向が大きくなる。また、５０００μｍより大きくなると、フォトダイオード５への蛍光の入射光量が少なくなり、またＸ線検出器１のコンパクト化の妨げともなる。
【００６１】
ケース２は略直方体の形状を有し、底面パネル２８と、底面パネル２８の外縁部に底面パネル２８に垂直となるように接続された側面パネル２６とから構成されている。そして、ケース２の開口部Ｈ２はケース２の底面パネル２８に対向する上面に相当する部分に形成されている。また、ケース２には、シンチレータパネル４とフォトダイオード５とが上記の配置条件をそれぞれ満たして配置されるための、シンチレータパネル４用の位置決め部２２と、フォトダイオード５用の位置決め部２４とが側面パネル２６の内壁面にそれぞれ形成されている。これら位置決め部２２及び位置決め部２４はそれぞれ側面パネル２６の内壁面の法線方向にのびる突起部分である。
【００６２】
側面パネル２６の内壁面から突出する位置決め部２２には、底面パネル２８の内壁面に平行な面が後述の蓋体３の側を向くように形成されており、この面にシンチレータパネル４が載置される。その際、位置決め部２２の上記の面とシンチレータパネル４の支持基板４４の下面Ｆ４４の外縁部（被検査物の検査に必要なＸ線の波長変換に寄与しない領域部分）とが接着剤からなる層Ｂ１で接着される。この接着剤からなる層Ｂ１に使用される接着剤としては、蛍光体層４２中にしみ込まないものであれば特に限定されない。このような接着剤としては、例えば、シリコーン樹脂ＫＥ４５Ｂ（商品名，信越化学工業社製）が挙げられる。
【００６３】
また、側面パネル２６の内壁面から突出する位置決め部２４には、底面パネル２８の内壁面に平行な面が該内壁面の側を向くように形成されており、この面を利用してフォトダイオード５がケース２に固定される。その際、位置決め部２４の上記の面とフォトダイオード５のケース５８の開口部Ｈ５の外縁部分の上面（底面パネル２８の内壁面に平行な面）とが接着剤からなる層Ｂ３で接着される。この接着剤からなる層Ｂ３に使用される接着剤としては、蛍光体層４２中にしみ込まないものであれば特に限定されない。このような接着剤としては、例えば、シリコーン樹脂ＫＥ４５Ｂ（商品名，信越化学工業社製）のような着色樹脂でもよくその他の透明樹脂でもよい。
【００６４】
また、ケース２の構成材料は、導電性材料であれば特に限定されないが、軽量で、耐熱性及び機械的強度に優れた材料であることが好ましく、このような材料としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。ケース２は例えば、アルミニウムブロックを、切削加工することにより製造することができる。
【００６５】
蓋体３は、ケース２の開口部Ｈ２を塞ぐ部材であり、ケース２内のシンチレータパネル４を保護するための電磁シールド、物理シールド（外部からケース２内への異物の混入等を防ぐシールド）、光学シールド及び外気シールド（外部からケース２内への湿気の混入を防ぐシールド）として機能する。そのため、蓋体３の構成材料は、アルミニウム、カーボン、ベリリウム等の硬質材料が検出するべきＸ線のエネルギーにあわせて適宜好ましく選択される。また、蓋体３は、ケース２の開口部Ｈ２の外縁部分の上面（底面パネル２８の内壁面に平行な面）とが接着剤からなる層Ｂ４を用いてケース２に接着され、空気等の外部流体の流入を遮断するように開口部Ｈ２を塞ぐ。
【００６６】
そして、蓋体３はケース２の底面パネル２８に平行となるように配置され、蓋体３の上面の略法線方向からＸ線が照射される。接着剤からなる層Ｂ４に使用される接着剤としては、例えば、シリコーン樹脂ＫＥ４５Ｂ（商品名，信越化学工業社製）が挙げられる。
【００６７】
また、蓋体３、シンチレータパネル４及びケース２により画成される空間内の相対湿度は、蛍光体層４２の良好なＸ線波長変換機能を保持するために５０％以下、好ましくは０％に調節される。更に、この空間内を占める流体としては、上記の相対湿度の条件を満たしており、かつ、Ｘ線の照射により蓋体３、シンチレータパネル４及びケース２の構成材料と反応するような化学種を発生させない流体であれば特に限定されず、例えば、空気であってもよく窒素であってもよい。
【００６８】
更に、フォトダイオード５、シンチレータパネル４及びケース２により画成される空間、フォトダイオード５及びケース２の底面パネル２８の側の領域により画成される空間、及び、フォトダイオード５内に画成される空間内をそれぞれ占める流体も、上記蓋体３、シンチレータパネル４及びケース２により画成される空間と同様に、先に述べた相対湿度の条件を満たしており、かつ、Ｘ線の照射により蓋体３、シンチレータパネル４及びケース２の構成材料と反応するような化学種を発生させない流体であることが好ましい。例えば、空気であってもよく窒素であってもよい。
【００６９】
図１に示すコネクタ８は、ケース２の底部に設けられた貫通口Ｈ２２に嵌め込まれて固定されている。そして、コネクタ８には導電性のワイヤ８２及びワイヤ８４のそれぞれの一端が電気的に接続されており、ワイヤ８２の他端はフォトダイオード５のｎ型半導体層５６に接続された電極（図示せず）に電気的に接続されており、ワイヤ８４の他端はフォトダイオード５のｐ型半導体層５４に接続された電極（図示せず）に電気的に接続されている。このコネクタ８により、フォトダイオード５の光電変換部５１から出力される電気信号はケース２の外部に出力される。
【００７０】
このコネクタ８は光電変換部５１から出力される電気信号をケース２の外部に出力できるものであれば特に限定されないが、外来ノイズのシールドの観点から、ＢＮＣコネクタやトライアキシャルコネクタ等が好ましい。
【００７１】
次に、本発明のＸ線検出器の第二実施形態について説明する。図２は本発明のＸ線検出器の第二実施形態の基本構成を示す模式的断面図である。
【００７２】
図２に示すＸ線検出器１Ａは、主として、開口部Ｈ２を有する略直方体の有底ケース２（第１の有底ケース）と、上記開口部Ｈ２を塞ぐＸ線透過性の平板状蓋体３（第１の平板状蓋体）と、ケース２内に収容された蛍光体層４２及びフォトダイオード５と、ケース２に固定されかつフォトダイオード５と電気的に接続されたコネクタ８とから構成されている。そして、図２に示すＸ線検出器１Ａは、以下に説明する部分以外の構成条件は、図１に示したＸ線検出器１と同様の構成を有する。
【００７３】
すなわち、図２に示すＸ線検出器１Ａは、図１に示したＸ線検出器１に比較して、Ｘ線検出器１におけるシンチレータパネル４を設けず、蛍光体層４２をＸ線検出器１の場合のフォトダイオード５の蓋体５９（第２の平板状蓋体）の蓋体３（第１の平板状蓋体）側に向く上面に隣接して配置した構成を有している。これに伴い、図２に示すＸ線検出器１ＡはＸ線検出器１におけるケース２の位置決め部２２を設けず、位置決め部２４のみを設けた構成を有する。そして、Ｘ線検出器１Ａのケース２の側面パネル２６の内壁面から突出するこの位置決め部２４に、底面パネル２８の内壁面に平行な面が蓋体３の側を向くように形成されており、この面にフォトダイオード５が載置される。
【００７４】
図２に示すＸ線検出器１Ａの場合にも、蓋体５９のフォトダイオード側を向く下面Ｆ５９ａとフォトダイオード５の光電変換部５１の受光面Ｆ５１との距離が１００μｍ以上５０００μｍ以下となるように調節されていることが好ましい。
【００７５】
更に、図２に示すＸ線検出器１Ａの場合にも図１に示したＸ線検出器１と同様の観点から、Ｘ線発生装置と、Ｘ線画像検出器と、Ｘ線発生装置とＸ線画像検出器との間に被検査物を配置する検査システム（例えば、図３を用いて説明する後述の検査システム１Ｂ）において、Ｘ線検出器１Ａを、Ｘ線発生装置と被検査物との間又は被検査物とＸ線画像検出器との間に配置して用いる場合には、蛍光体層４２の層厚は３０〜３００μｍであることが好ましい。また、この場合、Ｘ線検出器１Ａにおける蛍光体層４２の単位面積当りの質量Ｗ１と、Ｘ線画像検出器における蛍光体層Ｘの単位面積当りの質量Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）が０．３〜３．０であることが好ましい。
【００７６】
更に、図２に示すＸ線検出器１Ａの場合にも、図１に示したＸ線検出器１と同様の観点から、Ｘ線検出器１Ａにおける蛍光体層４２を構成する蛍光体がＴｂをドープしたＧｄ２Ｏ２Ｓである場合には、該Ｇｄ２Ｏ２Ｓの平均粒子径Ｒ１と、Ｘ線画像検出器における蛍光体層Ｘを構成する蛍光体粒子の短径の平均粒子径Ｒ２との比（Ｒ１／Ｒ２）が０．５〜４．０であることが好ましい。
【００７７】
次に、本発明の検査システムの好適な一実施形態について説明する。図３は、図１又は図２に示したＸ線検出器を用いた本発明の検査システムの好適な一実施形態の基本構成を示す説明図である。
【００７８】
図３に示す検査システム１Ｂは、Ｘ線を被検査物９３に照射し、被検査物９３を透過するＸ線を検出することにより被検査物の９３内部状態を検査する検査システムである。この図３に示す検査システム１Ｂは、主として、Ｘ線を発生させ被検査物９３に向けて出射するＸ線発生装置９４と、Ｘ線の出射方向であって被検査物９３を挟んでＸ線発生装置と対向する位置に配置され、被検査物９３を透過するＸ線を検出することにより被検査物の検査すべき内部状態を反映したＸ線の全体像を撮像可能にするＸ線画像検出器９６と、Ｘ線の出射方向であって被検査物９３とＸ線画像検出器９６との間に配置され、Ｘ線発生装置９４から出射されたＸ線の一部を取得し、そのＸ線量率を測定するためのＸ線検出器１（又はＸ線検出器１Ａ）とから構成されている。
【００７９】
更に、図３に示す検査システム１Ｂには、Ｘ線画像検出器９６から得られる画像を処理する画像処理装置９７と、Ｘ線検出器１（又はＸ線検出器１Ａ）から得られるＸ線発生装置９４から出射されたＸ線のＸ線量率に関するデータに基づいてＸ線発生装置９４の作動制御を行うＸ線コントローラ９１と、Ｘ線コントローラ９１とＸ線検出器１（又はＸ線検出器１Ａ）との間に配置される電流電圧変換器９５と、Ｘ線コントローラ９１と画像処理装置９７を制御する中央制御装置９２と、Ｘ線画像検出器９６から得られる画像を表示するモニタ９８が備えられている。
【００８０】
また、図３に示す検査システム１Ｂの場合、ベルトコンベア９９上に複数の被検査物９３が一定間隔で配置されている。そして、ベルトコンベア９９を作動させることにより、複数の被検査物９３は、順々にＸ線発生装置９４から出射されたＸ線の照射を受けて、それぞれの検査すべき内部情報についての検査を受けることになる。
【００８１】
被検査物９３としては、例えば、ＩＣなどの電子デバイス、アルミダイキャストのほか、金属、ゴム、プラスチック、セラミックスなどからなる各種の製品・部品などが対象となる。
【００８２】
Ｘ線発生装置９４は、Ｘ線を出射する装置であって、筐体中にＸ線を出射するＸ線管（図示せず）、駆動回路（図示せず）などの構成部品が収容されている。このＸ線管は、Ｘ線を発生させるものであり、電子銃部（図示せず）とＸ線発生部（図示せず）を備えている。Ｘ線管３のＸ線発生部は、電子銃部からの電子を受けてＸ線を発生させ出射するためのものである。電子銃部は、電子を発生させＸ線発生部に向けて放出するものであり、その内部には、外部からの電力供給により発熱するヒータ（図示せず）、ヒータにより熱せられ電子を放出するカソード（図示せず）、カソードから放出された電子を集束させるフォーカスグリッド電極（図示せず）がそれぞれ設けられている。また、Ｘ線発生部の内部には、ターゲット（図示せず）が設置されている。ターゲットは、電子銃部からの電子を先端面で受けてＸ線を発生させるものである。
【００８３】
図３に示すように、このＸ線発生装置９４には、Ｘ線コントローラ９１が接続されている。Ｘ線コントローラ９１はＸ線発生装置９４の作動制御を行うものである。また、このＸ線コントローラ９１には、中央制御装置９２が接続されている。
【００８４】
この中央制御装置９２は、検査システム１Ｂの全体の制御を行うものである。この中央制御装置９２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及び、ＲＡＭ（何れも図示せず）を有する。ＣＰＵは、マイクロプロセッサ等からなり、各種演算処理を行う。また、ＲＯＭには、制御・演算処理のためのプログラム（Ｘ線発生装置９４から出射されるＸ線のＸ線量率を計算するプログラム、Ｘ線発生装置９４から出射されるＸ線のＸ線量率が使用中に変動した場合にＸ線検出器１から得られるＸ線のＸ線量率のデータに基づいて変動量を正確に把握して変動量を考慮したデータ補正をするためのプログラム、及び、Ｘ線画像検出器９６から出力される電気信号強度が変動した場合に、その変動量を正確に把握して変動量を考慮したデータ補正をするためのプログラムなど）が予め記憶されており、ＲＡＭは、制御・演算処理の際に各種データを読み書きするために用いられる。
【００８５】
また、中央制御装置９２は、例えば、ＣＰＵと接続された入出力ポート（図示せず）を有する。この入出力ポートには、Ｘ線コントローラ９１、画像処理装置９７、モニタが接続され、Ｘ線検出器１（又はＸ線検出器１Ａ）が電流電圧変換器９５を介して接続されている。従って、Ｘ線コントローラ９１、画像処理装置９７、モニタ９８には、入出力ポートを介して、ＣＰＵの演算処理によって生成された各種信号等が与えられる。
【００８６】
また、中央制御装置９２は記憶装置（図示せず）を有し、この記憶装置は、入出力ポートを介してＣＰＵと接続されている。そして、ＣＰＵは、この記憶装置にアクセスし、記憶装置に格納されたＸ線検出器１（又はＸ線検出器１Ａ）から得られるＸ線発生装置９４から出射されたＸ線のＸ線量率に関するデータに基づいて画像補正するのためのデータを必要に応じて用いることによりＸ線コントローラ９１、画像処理装置９７の作動を制御する。
【００８７】
Ｘ線検出器１（又はＸ線検出器１Ａ）を用いることにより、長期にわたりＸ線の照射を受けても検出器の感度の低下が充分に防止されるので、Ｘ線源から出射されるＸ線のＸ線量率の変動量（例えば、良好な画像が得られる条件に最適化した初期値からの変動量）を正確に計測することができる。そして、これによりＸ線画像検出器９６の検出感度（出力される電気信号強度）の変動量も正確に計測できる。
【００８８】
そのため、実験や理論計算などにより、１）Ｘ線発生装置９４から出射されるＸ線のＸ線量率の変動した場合、２）Ｘ線画像検出器９６の検出感度（出力される電気信号強度）が変動した場合、及び３）上記１）と２）が同時に起こる場合の画像補正するのためのデータを予め測定して記憶装置に格納しておき、更に、そのデータに基づいて画像補正するためのプログラム（例えば、Ｘ線発生装置９４から出力されるＸ線のＸ線量率を変化させる補正プログラム、Ｘ線画像検出器９６から出力される電気信号強度のゲインを変化させる補正プログラム等）を作成してＲＯＭに格納しておけば、長期にわたりＸ線を照射して使用しつづけても被検査物を正確に検査することができる。
【００８９】
Ｘ線画像検出器９６は、Ｘ線の出射方向の被検査物９３を挟んでＸ線発生装置と対向する位置に設置されており、イメージインテンシファイア管、半導体などを内蔵しＸ線を検出するものである。そして、Ｘ線画像検出器９６に接続された画像処理装置９７により被検査物９３の拡大透視画像が形成される。画像処理装置９７は中央制御装置９２に接続されており、被検査物９３の拡大透視画像のデータを中央制御装置９２に伝送する。そして、中央制御装置９２は信号をモニタ９８に伝送し、モニタ９８はこの信号に基づき被検査物９３の拡大透視画像を表示する。
【００９０】
この検査システム１Ｂにおいて、ベルトコンベア９９を作動させることにより被検査物９３をＸ線出射位置の前方にセットし、Ｘ線発生装置９４からＸ線を出射すると、そのＸ線は、被検査物９３に照射され、被検査物９３を透過してＸ線画像検出器９６に入射される。Ｘ線は、Ｘ線画像検出器９６により検出され電気的な信号に変換される。そして、その信号は、画像処理装置９７に入力され、被検査物９３の拡大透視画像のデータに演算される。拡大透視画像のデータは、中央制御装置９２を介してモニタ９８に伝送され、その拡大透視画像のデータに基づいてモニタ９８に被検査物９３の拡大透視画像が表示される。このため、被検査物９３の拡大透視画像を見ることにより、被検査物９３の検査すべき内部構造などを確認することができる。
【００９１】
このとき、中央制御装置９２には、Ｘ線検出器１（又はＸ線検出器１Ａ）からＸ線発生装置９４から出射されたＸ線のＸ線量率に関するデータが送信されており、Ｘ線発生装置９４から出射されたＸ線のＸ線量率が基準値（例えば、良好な画像が得られる条件に最適化した初期値など）に対して変動している場合、Ｘ線画像検出器９６の検出感度（出力される電気信号強度）が基準値（例えば、良好な画像が得られる条件に最適化した初期値など）に対して変動している場合、及び上記の２つの変動が同時に起きている場合には、中央制御装置９２により適切なデータ補正が行われる。
【００９２】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００９３】
例えば、上述した実施形態の説明においては何れの場合にもフォトダイオード５の光電変換部５１がｐｎ接合（ｐｎ接合面）を有するＰＮフォトダイオードの構造を有している場合について説明したが、本発明のＸ線検出器に係るを構成するフォトダイオードの光電変換部の構成は、蛍光を受光する受光面を有し、かつ、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層に電気的に接続される電極と、ｐ型半導体層に電気的に接続される電極とを少なくとも有していれば特に限定されるものではなく、例えば、いわゆるｐｉｎ接合（ｐｉ接合面及びｎｉ接合面）を有するＰＩＮフォトダイオードの構造、或いは、いわゆるアバランシェフォトダイオードの構造を有する光電変換部であってもよい。
【００９４】
例えば、上述した実施形態の説明においては何れの場合にもＸ線画像検出器の説明においては蛍光体層を使用した構成のものについて説明したが、本発明においては、Ｘ線画像検出器には蛍光体を使用したものだけでなく、半導体を用いた構成を有するものも使用されていてもよい。
【００９５】
この場合、Ｘ線画像検出器は、被検査物を透過するＸ線からなる像を電子分布からなる像に光電変換する膜状半導体層と、電子分布からなる像を構成する電子の電荷を読み出す操作回路を少なくとも有する構成を有している。そして、更にこの場合には、「Ｘ線検出器」における蛍光体層の単位面積当りの質量Ｗ１と、「Ｘ線画像検出器」における半導体層の単位面積当りの質量Ｗ３との比（Ｗ１／Ｗ３）が０．３〜３．０であることが好ましい。
【００９６】
上記の比（Ｗ１／Ｗ３）が０．３未満であると、Ｘ線検出器における、高Ｘ線エネルギー領域の感度が、Ｘ線画像検出器に比べて低くなるため、Ｘ線画像検出器のＸ線分光感度と、Ｘ線検出器の分光感度が大きく食い違ってくる傾向が大きくなる。また、比（Ｗ１／Ｗ３）が３．０を超えると、Ｘ線検出器における、高Ｘ線エネルギー領域の感度が、Ｘ線画像検出器に比べて高くなるため、Ｘ線画像検出器のＸ線分光感度と、Ｘ線検出器の分光感度が大きく食い違ってくる傾向が大きくなる。
【００９７】
【発明の効果】
本発明のＸ線検出器は、長期にわたりＸ線を照射されても検出器の感度の低下を充分に防止することができる構成を有しているので、使用中にＸ線源から出射されるＸ線のＸ線量率が変動する場合であっても該Ｘ線量率を正確に測定することができる。また、本発明の検査システムは、上記本発明のＸ線検出器を備えているので、長期にわたる使用によりＸ線発生装置から出力されるＸ線のＸ線量率と、Ｘ線画像検出器の検出感度（出力される電気信号強度）が共に変動する場合であっても、被検査物の検査すべき内部状態の情報を正確に得ることがきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線検出器の第一実施形態の基本構成を示す模式的断面図である。
【図２】本発明のＸ線検出器の第二実施形態の基本構成を示す模式的断面図である。
【図３】図１又は図２に示したＸ線検出器を用いた本発明の検査システムの好適な一実施形態の基本構成を示す説明図である。
【図４】従来のＸ線検出器を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１，１Ａ…Ｘ線検出器、２・・・有底ケース、３・・・平板状蓋体、４・・・シンチレータパネル、５・・・フォトダイオード、８・・・コネクタ、２２，２４・・・位置決め部、２６・・・側面パネル、２８・・・底面パネル、４２・・・蛍光体層、４４・・・支持基板、５１・・・光電変換部、５２・・・絶縁膜、５４・・・ｐ型半導体層、５６・・・ｎ型半導体層、５８・・・有底ケース、５９・・・平板状蓋体、８２・・・ワイヤ、８４・・・ワイヤ、９１・・・Ｘ線コントローラ、９２・・・中央制御装置、９３・・・被検査物、９４・・・Ｘ線発生装置、９５・・・電流電圧変換器、９６・・・Ｘ線画像検出器、９７・・・画像処理装置、９８・・・モニタ、９９・・・ベルトコンベア、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３、Ｂ４・・・接着剤からなる層、Ｆ４２・・・接触面、Ｆ４４・・・支持基板４４の第２の蓋体５９側に向く下面、Ｆ５１・・・受光面、Ｆ５９ａ・・・蓋体５９のフォトダイオード側を向く下面、Ｈ２・・・開口部、Ｈ２２・・・貫通口、Ｈ５・・・開口部、Ｌ１・・・Ｘ線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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