(57)【要約】【課題】解像度の高い透過像を得、且つ、システム全体を小型化する。【解決手段】Ｘ線発生源７で発生したＸ線は、入射側絞り８の微小円孔により直径５００μｍ程度に絞ら、液晶表示パネル１２を透過し、出射側絞り１０の微小円孔により直径０．１μｍ程度に絞られ、Ｘ線検出器９に照射される。このとき、Ｚ方向移動装置４およびＸ方向移動装置５の微小移動により、試料保持治具２と共に液晶表示パネル１２がＺ方向およびＸ方向に最小０．１ｎｍで微小移動される。この場合の解像度は、出射側絞り１０での絞り（直径０．１μｍ程度）と試料保持治具２のＺ方向およびＸ方向への微小移動量（０．１ｎｍ程度）とで決まり、出射側絞り１０での絞り（直径０．１μｍ程度）以下の高い解像度が得られる。しかも、Ｘ線発生源７とＸ線検出器９との間隔は解像度に関係がないので、当該間隔を小さくして、システム全体を小型化することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を発生する放射線発生手段と、放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線発生手段と前記放射線検出手段との間に設けられた試料保持手段と、前記試料保持手段と前記放射線検出手段との間に設けられ、試料を透過した放射線を絞る絞り手段と、前記試料保持手段を微小移動させる微小移動手段とを備えていることを特徴とする放射線検出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、前記放射線はＸ線であることを特徴とする放射線検出システム。
【請求項３】
内部に放射線発生物質を有する試料を保持する試料保持手段と、放射線を検出する放射線検出手段と、前記試料保持手段と前記放射線検出手段との間に設けられ、前記試料保持手段に保持された試料の内部の放射線発生物質から発生された放射線を絞る絞り手段と、前記試料保持手段を微小移動させる微小移動手段とを備えていることを特徴とする放射線検出システム。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、前記放射線はγ線または中性子線であることを特徴とする放射線検出システム。
【請求項５】
請求項１または３に記載の発明において、前記微小移動手段は、さらに、前記試料保持手段を水平面に垂直な線を中心に微小回転させるようになっていることを特徴とする放射線検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は放射線検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
試料の内部構造を非破壊で分析する方法として放射線を試料に照射してその透過像および断層像を得る方法が知られている。この放射線による検出方法は、Ｘ線顕微鏡やレントゲン撮影装置等に用いられているが、従来の放射線検出システムでは、加速管・電子銃等を含む放射線発生源から放射された放射線を所定の位置に固定された試料または被験者に照射し、該試料または被験者を透過した放射線を内部に蛍光体を有するシンチレータパネルに入射させ、シンチレータパネルに密着して配置した、光電変換素子を有するセンサパネルにより放射線強度に対応した蛍光体の発光強度を得るようになされていた。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３６１８１号公報（図９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、液晶表示装置等において、その特性分析を行うために高解像度の分析をする必要が生じている。しかして、上記のような放射線検出システムは、放射線放射位置と試料または被験者の位置が一定の間隔に設定されているものであるため、解像度はシンチレータパネルあるいはセンサパネルにより決定されるものであった。シンチレータパネルは、蛍光体の分散をかなり微小に設定できるとしても、センサパネルは光電変換素子を相互に分離して形成する必要があるため、自ずから限界がある。この場合、放射線は扇状に拡大して放射されるため、試料または被験者とシンチレータパネル間の距離を拡大すれば、拡大された透過像を得ることができるが、このためには、放射線発生装置の出力を高出力にしなければならず、また、そうしたとしてもシステム全体が大型化する。
そこで、この発明は、解像度の高い透過像を得ることができ、且つ、システム全体を小型化することができる放射線検出システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、放射線を発生する放射線発生手段と、放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線発生手段と前記放射線検出手段との間に設けられた試料保持手段と、前記試料保持手段と前記放射線検出手段との間に設けられ、試料を透過した放射線を絞る絞り手段と、前記試料保持手段を微小移動させる微小移動手段とを備えていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記放射線はＸ線であることを特徴とするものである。
請求項３  内部に放射線発生物質を有する試料を保持する試料保持手段と、放射線を検出する放射線検出手段と、前記試料保持手段と前記放射線検出手段との間に設けられ、前記試料保持手段に保持された試料の内部の放射線発生物質から発生された放射線を絞る絞り手段と、前記試料保持手段を微小移動させる微小移動手段とを備えていることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記放射線はγ線または中性子線であることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、請求項１または３に記載の発明において、前記微小移動手段は、さらに、前記試料保持手段を水平面に垂直な線を中心に微小回転させるようになっていることを特徴とするものである。
そして、この発明によれば、放射線を絞り、試料保持手段を微小移動させることにより、解像度の高い透過像を得ることができ、しかも、放射線発生手段と放射線検出手段との間隔は解像度に関係がないので、当該間隔を小さくして、システム全体を小型化することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１はこの発明の第１実施形態としての放射線検出システムの概略構成図を示す。この放射線検出システムは、システム全体の制御を行なうための制御部１、試料保持治具２などを備えている。
【０００７】
試料保持治具２は、θ方向移動装置３、Ｚ方向移動装置４およびＸ方向移動装置５からなる微小移動装置上に配置されている。θ方向移動装置３は、ステップモータなどからなり、微小角度での回転が可能となっている。Ｚ方向移動装置４およびＸ方向移動装置５は、ピエゾ圧電素子などからなり、最小０．１ｎｍでの微小移動が可能となっている。θ方向移動装置３、Ｚ方向移動装置４およびＸ方向移動装置５は、制御部１によって制御される走査部６の駆動により、試料保持治具２をθ方向（水平面に垂直な線を中心に回転する方向）、Ｚ方向（上下方向）およびＸ方向（図１における紙面垂直方向）に微小移動させるようになっている。
【０００８】
試料保持治具２の左側の所定の箇所にはＸ線発生源７が配置されている。Ｘ線発生源７は、図１において実線の矢印で示すように、発生したＸ線を右方向に向けて円錐状に放射するようになっている。Ｘ線発生源７と試料保持治具２との間の所定の箇所には、円板状で中心部に微小円孔を有する入射側絞り８が配置されている。入射側絞り８の微小円孔の直径は５００μｍ程度となっている。
【０００９】
試料保持治具２の右側の所定の箇所にはＸ線検出器９が配置されている。Ｘ線検出器９は、蛍光体を内蔵するイメージインテンシファイアやシンチレータなどのＸ線の照射によりその強度に対応した蛍光を発する蛍光パネルと、この蛍光パネルに密着して配置された、アモルファスシリコンあるいは単結晶半導体素子により形成された光電変換素子を有するセンサパネルからなり、照射されたＸ線の強度に応じたＸ線検出信号を制御部１に供給するようになっている。
【００１０】
Ｘ線検出器９と試料保持治具２との間の所定の箇所には、円板状で中心部に微小円孔を有する出射側絞り１０が配置されている。出射側絞り１０の微小円孔の直径は０．１μｍ程度となっている。制御部１は、Ｘ線検出器９からのＸ線検出信号などに基づいて、それに応じた透過像を、ブラウン管などからなる表示部１１に表示させるようになっている。
【００１１】
ここで、出射側絞り１０の製造方法の一例について説明する。集束イオンビーム装置では、ビーム径０．１μｍ程度の集束Ｇａイオンビームが得られるので、鉛板にこれを照射すると、直径０．１μｍ程度の微小円孔を有する出射側絞り１０を得ることができる。
【００１２】
また、この場合の試料は液晶表示パネル１２であるので、これについて簡単に説明する。液晶表示パネル１２は、例えばアクティブマトリックス型であり、ガラスからなる薄膜トランジスタ基板１２と対向基板１４とがほぼ方形枠状のシール材（図示せず）を介して貼り合わされ、シール材の内側における両基板１３、１４間に液晶（図示せず）が封入され、両基板１３、１４の各外面に偏光板１５、１６が貼り付けられた構造となっている。
【００１３】
次に、上記構成の放射線検出システムの動作について説明する。まず、試料保持治具２上に固定された液晶表示パネル１２の２次元透過像を得る場合について説明する。Ｘ線発生源７で発生したＸ線は、図１において実線の矢印で示すように、入射側絞り８に向けて円錐状に放射され、入射側絞り８の微小円孔により直径５００μｍ程度に絞られる。
【００１４】
入射側絞り８で絞られたＸ線は、図１において白抜きの矢印Ａで示すように、液晶表示パネル１２を透過する。この透過Ｘ線は、出射側絞り１０の微小円孔により直径０．１μｍ程度に絞られる。このとき、液晶表示パネル１２を透過しつつ散乱されたＸ線は、出射側絞り１０で遮断される。出射側絞り１０で絞られたＸ線は、図１において白抜きの矢印Ｂで示すように、Ｘ線検出器９に照射される。すると、Ｘ線検出器９は、照射されたＸ線の強度に応じたＸ線検出信号を制御部１に供給する。
【００１５】
一方、制御部１によって制御される走査部６の駆動により、Ｚ方向移動装置４およびＸ方向移動装置５が最小０．１ｎｍで微小移動し、これにより試料保持治具２と共に液晶表示パネル１２がＺ方向およびＸ方向（入射側絞り８で絞られたＸ線の進行方向に対して垂直で水平な方向）に最小０．１ｎｍで微小移動される。そして、制御部１は、液晶表示パネル１２がＺ方向およびＸ方向に最小０．１ｎｍで微小移動した各位置に対応した各位置データと、その各位置データに対応してＸ線検出器９から供給される各Ｘ線検出信号とに基づいて、液晶表示パネル１２の２次元透過像を表示部１１に表示させる。
【００１６】
ところで、上記構成の放射線検出システムにおいては、入射側絞り８で絞られたＸ線は、出射側絞り１０での絞り（直径０．１μｍ程度）で絞られて、Ｘ線検出器９に入射され、この位置におけるＸ線強度が検出され、次に、微小ピッチ、例えば０．１ｎｍ移動され、同様に移動した位置におけるＸ線強度が検出される。このとき、Ｘ線検出器９を構成するセンサパネルに形成された光電変換素子は、仮に、Ｘ線の照射により蛍光を発する蛍光体の直上に位置しなくとも、移動前と移動後の蛍光体の発光強度、すなわち、Ｘ線の強度は、同一または隣接の光電変換素子によって検出される。このとき、液晶表示パネル１２の移動量は予め設定された既知の量であるので、液晶表示パネル１２の移動量を拡大して、移動前と移動後におけるＸ線強度に対応する輝度を表示部１１に表示することができる。
【００１７】
すなわち、この発明の方法によれば、Ｘ線検出器９の解像度に係わりなく、試料の移動量（０．１ｎｍ）程度の高い解像度が得られることになる。しかも、Ｘ線発生源７とＸ線検出器９との間隔は解像度に関係がないので、当該間隔を小さくして、システム全体を小型化することができる。、この場合、Ｘ線検出器９は、直径０．１μｍ程度の微小円孔を有する出射側絞り１０で絞られた範囲内を重点的に分析することになるが、分析位置は自由に選択できる。
【００１８】
また、Ｘ線発生源７とＸ線検出器９との間隔を小さくすると、次のような効果もある。すなわち、Ｘ線の強度は、光と同様に、距離の２乗に反比例して減衰するので、当該間隔が小さいと、Ｘ線発生源７の高圧電源回路およびＸ線検出器９の増幅器を比較的小さくして、Ｘ線発生源７の低出力化およびＸ線検出器９の低感度化を図っても、十分な検出信号強度を得ることができる。
【００１９】
なお、制御部１によって制御される走査部６の駆動により、さらに、θ方向移動装置３を微小角度で回転させ、これにより試料保持治具２と共に液晶表示パネル１２を例えば１８０°の範囲内において微小角度で回転させた場合には、液晶表示パネル１２の立体断層像（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）を表示部１１に表示させることができる。
【００２０】
（第２実施形態）
図２はこの発明の第２実施形態としての放射線検出システムの概略構成図を示す。この図２において、図１に示す場合と異なる点は、Ｘ線発生源７および入射側絞り８を備えておらず、代わりに、液晶表示パネル１２の液晶（図示せず）中にγ線発生物質が混入され、また、Ｘ線検出器９の代わりに、γ線検出器９Ａを備えている点である。
【００２１】
ただし、γ線検出器９Ａは、実際には、Ｘ線検出器９と同じであり、イメージインテンシファイアやシンチレータなどからなっている。また、液晶表示パネル１２の液晶中にγ線発生物質を混入させる方法としては、シール材に形成された液晶注入口を介して、マイクロピペットなどを用いてγ線発生物質を混入させる方法がある。
【００２２】
そして、この第２実施形態の場合には、液晶表示パネル１２の液晶中に混入されたγ線発生物質から発生したγ線が右側の薄膜トランジスタ基板１３および偏光板１５などを透過し、この透過γ線が絞り１０の微小円孔（直径０．１μｍ程度）で絞られ、γ線検出器９Ａに照射される。したがって、この場合には、表示部１１には、薄膜トランジスタ基板１３側のみの透過像が表示される。
【００２３】
また、液晶表示パネル１２の液晶中に混入されたγ線発生物質から発生したγ線は左側の対向基板１４および偏光板１６などをも透過するため、図２に示す液晶表示パネル１２を１８０°回転させて、対向基板１４および偏光板１６を絞り１０に対向させると、表示部１１には、対向基板１４側のみの透過像が表示される。
【００２４】
したがって、この第２実施形態の場合には、薄膜トランジスタ基板１３側のみの透過像および対向基板１４側のみの透過像を測定することができ、解像度をさらに向上することができる。すなわち、図１に示す場合には、対向基板１４側の透過像と薄膜トランジスタ基板１３側の透過像とが重なった２重透過像が得られ、また、入射側の対向基板１４でＸ線が散乱され、この散乱されたＸ線が出射側の薄膜トランジスタ基板１３に照射されるため、ノイズの原因となるが、この第２実施形態の場合にはそのようなことはなく、解像度をさらに向上することができる。また、図１に示す場合と比較して、Ｘ線発生源７および入射側絞り８を備えていないため、システム全体をより一層小型化することができる。
【００２５】
ところで、γ線のエネルギーは６０Ｃｏで１．１７ＭｅＶ、１．３３ＭｅＶであり、また、７５Ｓｅで０．０６６〜０．１０３ＭｅＶであり、Ｘ線のエネルギーがＦｅの特性Ｘ線で５．９ｋｅＶであるのに対して、かなり高く、また、γ線の波長はＸ線よりも短いので、像の分解能をより一層向上することができる。
【００２６】
（その他の実施形態）
図２に示す場合において、液晶表示パネル１２の液晶中に中性子線発生物質（１９２Ｉｒ、０．２９６〜０．６１２ＭｅＶ）を混入させ、中性子線を検出するようにしてもよい。また、図１に示す場合において、試料保持治具２を固定し、Ｘ線発生源７および入射側絞り８とＸ線検出器９および出射側絞り１０とを、互いに同期させて、Ｚ方向およびＸ方向に微小移動させるようにしてもよい。また、図２に示す場合において、試料保持治具２を固定し、Ｘ線検出器９および出射側絞り１０をＺ方向およびＸ方向に微小移動させるようにしてもよい。さらに、試料は、液晶表示パネル１２に限定されないことは当然である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、放射線を絞り、試料保持手段を微小移動させることにより、解像度の高い透過像を得ることができ、しかも、放射線発生手段と放射線検出手段との間隔は解像度に関係がないので、当該間隔を小さくして、システム全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態としての放射線検出システムの概略構成図。
【図２】この発明の第２実施形態としての放射線検出システムの概略構成図。
【符号の説明】
１  制御部
２  試料保持治具
３  θ方向移動装置
４  Ｚ方向移動装置
５  Ｘ方向移動装置
６  走査部
７  Ｘ線発生源
８  入射側絞り
９  Ｘ線検出器
１０  出射側絞り
１１  表示部
１２  液晶表示パネル
９Ａ  γ線検出器
【図１】
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【図２】
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