(57)【要約】【課題】欠陥の検出精度を向上させることのできる放射線検査装置を提供する。【解決手段】放射線検査装置１は、照射部１０と、放射線検出部３０と、放射線吸収体２０とを備える。照射部１０は、第１回転軸ｍ１を中心に回転する被検体２に対してＸ線を照射する。放射線検出部３０は、被検体２を透過するＸ線を検出する。放射線吸収体２０は、照射部１０と放射線検出部３０との間に配置され、照射部１０から照射されるＸ線の一部を吸収するとともに、第１回転軸ｍ１に平行な第２回転軸ｍ２を中心に回転する。放射線吸収体２０は、第２回転軸ｍ２に直交する断面形状が円形状に形成され、第２回転軸ｍ２に直交する断面形状が被検体２の断面形状に応じた形状をなす切り欠き２１を有するとともに、切り欠き２１の回転位置が被検体２の回転位置に同期するように回転する。【選択図】図１
2017122680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転軸（ｍ１）を中心に回転する被検体（２）に対して放射線を照射する照射部（１０）と、
前記被検体を透過する放射線を検出する放射線検出部（３０）と、
前記照射部と前記放射線検出部との間に配置され、前記照射部から照射される放射線の一部を吸収するとともに、前記第１回転軸に平行な第２回転軸（ｍ２）を中心に回転する放射線吸収体（２０）と、を備え、
前記放射線吸収体は、前記第２回転軸に直交する断面形状が円形状に形成され、前記第２回転軸に直交する断面形状が前記被検体の断面形状に応じた形状をなす切り欠き（２１）を有するとともに、前記切り欠きの回転位置が前記被検体の回転位置に同期するように回転する
放射線検査装置。
【請求項２】
前記照射部は、前記放射線として、平行Ｘ線を照射する
請求項１に記載の放射線検査装置。
【請求項３】
前記放射線吸収体は、前記照射部と前記被検体との間に配置されている
請求項２に記載の放射線検査装置。
【請求項４】
前記照射部は、前記照射部から離間するほど放射状に拡散するＸ線を照射する
請求項１に記載の放射線検査装置。
【請求項５】
前記放射線吸収体は、前記被検体と前記放射線検出部との間に配置されている
請求項４に記載の放射線検査装置。
【請求項６】
前記放射線吸収体は、前記被検体の材質と同一の材質からなる
請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微小な内部構造や内部欠陥を可視化するための放射線検査装置がある。この種の放射線検査装置としては、特許文献１に記載の装置がある。特許文献１に記載の放射線検査装置は、Ｘ線管と、フィルタと、Ｘ線検出器と、画像生成部と、フィルタコントローラとを備えている。Ｘ線管は、被検体の周囲を旋回することにより、複数のビュー方向ごとにＸ線を被検体に照射する。フィルタは、照射部により被検体に照射されるＸ線の出力分布を調整する。Ｘ線検出器は、Ｘ線管から照射されフィルタを介して被検体を透過する放射線を検出して投影データを得る。画像生成部は、検出部により得られる投影データに基づいて、被検体の画像を生成する。フィルタコントローラは、フィルタ部の位置を調整する。具体的には、フィルタコントローラは、Ｘ線管が被検体の周囲を旋回して複数のビュー方向ごとにＸ線を照射する際に、フィルタの中心位置が被検体の中心位置と一致するようにフィルタの位置を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−７５３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の放射線検査装置では、被検体が例えば平板状の部材である場合、被検体の周囲をＸ線管が旋回した際に、Ｘ線の照射方向が被検体の厚さ方向と一致する場合と、Ｘ線の照射方向が被検体の厚さ方向に直交する方向と一致する場合とがある。前者の場合と比較すると、後者の場合には、Ｘ線の透過量が少なくなる。すなわち、特許文献１に記載の放射線検査装置では、Ｘ線管と被検体との相対的な位置関係に応じてＸ線の透過量が大きく異なる。結果として、Ｘ線検出器に要求されるダイナミックレンジが広くなるため、欠陥の有無による検出差が相対的に小さくなる。これが、欠陥の検出精度を悪化させる要因となっている。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、欠陥の検出精度を向上させることのできる放射線検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、放射線検査装置（１）は、照射部（１０）と、放射線検出部（３０）と、放射線吸収体（２０）と、を備える。照射部は、第１回転軸（ｍ１）を中心に回転する被検体（２）に対して放射線を照射する。放射線検出部は、被検体を透過する放射線を検出する。放射線吸収体は、照射部と放射線検出部との間に配置され、照射部から照射される放射線の一部を吸収するとともに、第１回転軸に平行な第２回転軸（ｍ２）を中心に回転する。放射線吸収体は、第２回転軸に直交する断面形状が円形状に形成され、第２回転軸に直交する断面形状が被検体の断面形状に応じた形状をなす切り欠き（２１）を有するとともに、切り欠きの回転位置が被検体の回転位置に同期するように回転する。
【０００７】
この構成によれば、放射線吸収体の切り欠きと被検体とが同期して回転することにより、放射線が被検体の薄い部分を透過する場合、換言すれば放射線が被検体を透過し易い場合には、この放射線は切り欠きの薄い部分を透過している。切り欠きの薄い部分は放射線吸収体の厚い部分に対応しているため、放射線吸収体では放射線が吸収され易い。すなわち、放射線が被検体を透過し易い場合には、放射線吸収体における放射線の吸収量が増加する。これに対し、放射線が被検体の厚い部分を透過する場合、換言すれば放射線が被検体を透過し難い場合には、この放射線は切り欠きの厚い部分を透過している。切り欠きの厚い部分は放射線吸収体の薄い部分に対応しているため、放射線吸収体では放射線が吸収され易い。すなわち、放射線が被検体を透過し難い場合には、放射線吸収体における放射線の吸収量が減少する。このように、上記構成によれば、被検体における放射線の透過量と、放射線吸収体における放射線の吸収量とが逆の相関関係になる。これにより、被検体の回転位置によらず、放射線検出部により検出される放射線量を均一化することができるため、放射線検出部に要求されるダイナミックレンジを狭くすることができる。結果的に、欠陥の有無による検出差が相対的に大きくなるため、欠陥の検出精度を向上させることができる。
【０００８】
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、欠陥の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の放射線検査装置の構造を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の放射線検査装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態の放射線検査装置の動作例と共に放射線検出部により検出されるＸ線検出量を示すグラフである。
【図４】第２実施形態の放射線検査装置の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下、放射線検査装置の一実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態の放射線検査装置１は、被検体２に放射線を照射することにより被検体２の内部の欠陥を検出する装置である。
【００１２】
被検体２は、例えば基板である。被検体２は、軸線ｍ１に直交する断面形状が軸線ｍ１を中心に矩形状をなす平板状の部材からなる。すなわち、被検体２は、縦横のアスペクト比の大きい平板状の部材からなる。図中の長さＬ１０，Ｌ１１は、被検体２の短辺及び長辺のそれぞれの長さを示している。被検体２は、図示しない支持機構により、軸線ｍ１を中心に回転可能に支持されている。以下、軸線ｍ１を「回転軸ｍ１」とも称する。本実施形態では、この回転軸ｍ１が第１回転軸に相当する。また、本実施形態では、被検体２の回転位置θ１が、図中の位置を基準とした反時計回りの回転角度として表されている。
【００１３】
放射線検査装置１は、照射部１０と、放射線吸収体２０と、放射線検出部３０とを備えている。
【００１４】
照射部１０は、平行Ｘ線を放射線として被検体２に対して照射する。図中の矢印Ｓは、平行Ｘ線の照射方向を示す。Ｘ線照射方向Ｓは、被検体２の回転軸ｍ１に直交する方向である。
【００１５】
放射線吸収体２０は、照射部１０と被検体２との間に配置されている。放射線吸収体２０は、照射部１０から被検体２に対して照射されるＸ線の一部を吸収する機能を有している。放射線吸収体２０は、被検体２の材質と同一の材質からなる。放射線吸収体２０は、被検体２の回転軸ｍ１に平行な軸線を「ｍ２」とすると、軸線ｍ２に直交する断面形状が軸線ｍ２を中心として円形状をなす円柱体からなる。放射線吸収体２０の直径ｄ２０は、被検体２の長辺の長さＬ１１よりも長い。すなわち、放射線吸収体２０は、被検体２の外形よりも大きい外形を有している。
【００１６】
放射線吸収体２０は、図示しない支持機構により、軸線ｍ２を中心に回転可能に支持されている。以下、軸線ｍ２を「回転軸ｍ２」とも称する。放射線吸収体２０の回転軸ｍ２は、Ｘ線照射方向Ｓにおいて被検体２の回転軸ｍ１と並ぶように配置されている。本実施形態では、この回転軸ｍ２が第２回転軸に相当する。
【００１７】
放射線吸収体２０の内部には、回転軸ｍ２に直交する断面形状が被検体２の断面形状に応じた形状を有する切り欠き２１が形成されている。すなわち、切り欠き２１は、放射線吸収体２０の回転軸ｍ２に直交する断面形状が回転軸ｍ２を中心に矩形状に形成されている。よって、放射線吸収体２０が回転軸ｍ２を中心に回転すると、切り欠き２１も回転軸ｍ２を中心に回転する。本実施形態では、切り欠き２１の回転位置θ２が、図中の位置を基準とした反時計回りの回転角度として表されている。
【００１８】
放射線検出部３０は、Ｘ線照射方向Ｓにおいて被検体２の後方に配置されている。放射線検出部３０は、照射部１０から照射されて放射線吸収体２０を介して被検体２を透過したＸ線を検出する。放射線検出部３０は、例えばＸ線の照射される側面３１にＸ線検出素子が複数設けられた構造を有している。側面３１は、Ｘ線照射方向Ｓを法線とする平面である。放射線検出部３０は、側面３１の位置に応じたＸ線を検出するとともに、検出したＸ線に応じた信号を出力する。
【００１９】
図２に示されるように、放射線検査装置１は、アクチュエータ４０，４１と、操作部５０と、制御装置６０と、表示部７０とを更に備えている。
【００２０】
アクチュエータ４０は、被検体２にトルクを付与することにより、被検体２を回転軸ｍ１を中心に回転させる。アクチュエータ４１は、放射線吸収体２０にトルクを付与することにより、放射線吸収体２０を回転軸ｍ２を中心に回転させる。
【００２１】
操作部５０は、放射線検査装置１に対する各種操作を行うためにユーザにより操作される部分である。操作部５０は、ユーザの操作情報を制御装置６０に出力する。
【００２２】
制御装置６０は、ＣＰＵやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。制御装置６０は、操作部５０から出力される操作情報に基づいて、照射部１０及びアクチュエータ４０，４１を駆動させる。具体的には、制御装置６０は、照射部１０から所定強度のＸ線を照射しつつ、アクチュエータ４０，４１により被検体２及び放射線吸収体２０をそれぞれ回転させる。その際、制御装置６０は、被検体２の回転位置θ１と切り欠き２１の回転位置θ２とが同期するように、被検体２及び放射線吸収体２０をそれぞれ回転させる。
【００２３】
制御装置６０は、照射部１０からＸ線を照射しつつ被検体２及び放射線吸収体２０を回転させている際に、放射線検出部３０の出力信号を取り込む。制御装置６０は、放射線検出部３０の出力信号に基づいて放射線検出部３０により検出されたＸ線量の情報を取得するとともに、取得したＸ線検出量に基づいて投影データを取得する。制御装置６０は、取得した投影データに基づいて被検体２の断面構造の画像を生成し、その画像を表示部７０に表示する。これにより、ユーザは、表示部７０に表示される画像により、被検体２の断面構造を知ることができる。
【００２４】
次に、本実施形態の放射線検査装置１の動作例について説明する。
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、切り欠き２１の回転位置θ２が被検体２の回転位置θ１と同期するように放射線吸収体２０が回転した場合、放射線吸収体２０におけるＸ線吸収量と、被検体２におけるＸ線透過量とが逆の相関関係になる。
【００２５】
詳しくは、図３（Ａ）に示されるように、照射部１０から照射されたＸ線が被検体２の薄い部分を透過する場合、換言すればＸ線が被検体２を透過し易い場合には、このＸ線は切り欠き２１の薄い部分を透過している。切り欠き２１の薄い部分は、Ｘ線照射方向Ｓにおいて放射線吸収体２０の厚い部分に対応しているため、放射線吸収体２０ではＸ線が吸収され易い。すなわち、Ｘ線が被検体２を透過し易い場合には、放射線吸収体２０におけるＸ線の吸収量が増加する。
【００２６】
これに対し、図３（Ｃ）に示されるように、照射部１０から照射されたＸ線が被検体２の厚い部分を透過する場合、換言すればＸ線が被検体２を透過し難い場合には、このＸ線は切り欠き２１の厚い部分を透過している。切り欠き２１の厚い部分は、Ｘ線照射方向Ｓにおいて放射線吸収体２０の薄い部分に対応しているため、放射線吸収体２０ではＸ線が吸収され難い。すなわち、Ｘ線が被検体２を透過し難い場合には、放射線吸収体２０におけるＸ線の吸収量が減少する。
【００２７】
このように、本実施形態の放射線検査装置１では、放射線吸収体２０におけるＸ線吸収量と、被検体２におけるＸ線透過量とが逆の相関関係になっている。これにより、図３（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれのグラフに示されるように、被検体２の回転位置θ１によらず、放射線検出部３０により検出されるＸ線量が所定値Ａとなる。なお、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示されるグラフは、放射線検出部３０の側面３１上の位置を縦軸に、Ｘ線検出量を横軸にとって、それらの関係を示したものである。各グラフに示されるように、被検体２の内部に欠陥２ａが存在する場合には、欠陥２ａの位置に応じて放射線検出部３０のＸ線検出量が所定値Ａから変化する。よって、制御装置６０が放射線検出部３０のＸ線検出量に基づいて被検体２の断面構造の画像を生成することにより、欠陥２ａの反映された画像を生成することができる。したがって、ユーザは、表示部７０に表示される画像により、被検体２における欠陥２ａの位置を特定することが可能となる。
【００２８】
以上説明した本実施形態の放射線検査装置１によれば、以下の（１）〜（４）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００２９】
（１）被検体２の回転位置θ１によらず、放射線検出部３０により検出される放射線量を所定値Ａに均一化することができるため、放射線検出部３０に要求されるダイナミックレンジを狭くすることができる。結果的に、欠陥２ａの有無による検出差が相対的に大きくなるため、コントラストの良い画像を取得することが可能となる。よって、再構成後の断面構造の画像の画質が向上するため、欠陥２ａの検出精度を向上させることができる。
【００３０】
（２）照射部１０は、放射線として、平行Ｘ線を照射する。これにより、被検体２上の位置と、放射線検出部３０におけるＸ線の検出位置とが一致するため、放射線検出部３０により検出されるＸ線量から被検体２の断面構造に応じた画像を容易に生成することができる。結果的に、被検体２の欠陥２ａを検出し易くすることができる。
【００３１】
（３）放射線吸収体２０は、照射部１０と被検体２との間に配置されている。これにより、被検体２と放射線検出部３０との間に放射線吸収体２０を配置する場合と比較すると、被検体２と放射線検出部３０とを近づけることができる。よって、仮に被検体２の欠陥２ａの界面にて屈折が発生することによりＸ線の進行方向が曲がった場合でも、その進行方向の曲がったＸ線が放射線検出部３０に達する位置と、実際の被検体２の欠陥２ａの位置とのずれを小さくすることができる。よって、欠陥２ａの検出精度を向上させることができる。
【００３２】
（４）放射線吸収体２０は、被検体２の材質と同一の材質からなる。これにより、Ｘ線に対する放射線吸収体２０の透過性能と被検体２の透過性能とを一致させることができるため、放射線検出部３０により検出されるＸ線量を更に均一化することができる。よって、欠陥２ａの検出精度を向上させることができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
次に、放射線検査装置１の第２実施形態について説明する。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００３４】
図４に示されるように、本実施形態の照射部１０は、照射部１０からＸ線照射方向Ｓに離間するほど放射状に拡散するＸ線を照射する。
【００３５】
放射線吸収体２０は、被検体２と放射線検出部３０との間に配置されている。放射線吸収体２０の切り欠き２１は、被検体２の位置におけるＸ線の拡散度合いと、放射線吸収体２０の位置におけるＸ線の拡散度合いとの差異に応じて、被検体２よりも大きい形状を有している。また、放射線吸収体２０は、切り欠き２１を内部に設けることの可能な大きさを有している。
【００３６】
放射線検出部３０は、照射部１０から照射されて被検体２を介して放射線吸収体２０を透過したＸ線を検出することのできる大きさを有している。
【００３７】
以上説明した本実施形態の放射線検査装置１によれば、第１実施形態の（１）の作用及び効果に加え、以下の（５）及び（６）に示される作用及び効果を得ることができる。
【００３８】
（５）放射状に拡散するＸ線を照射する照射部１０を用いることにより、従来のＸ線照射装置をそのまま流用することが可能となる。
【００３９】
（６）放射線吸収体２０は、被検体２と放射線検出部３０との間に配置されている。これにより、放射線吸収体２０の切り欠き２１を被検体２よりも大きくすることができるため、被検体２が微小な部材からなる場合であっても、放射線吸収体２０の大きさとして、ある程度の大きさを確保することができる。よって、放射線吸収体２０を製造し易くなる。
【００４０】
＜他の実施形態＞
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・第１実施形態の放射線検査装置１では、被検体２と放射線検出部３０との間に放射線吸収体２０を配置してもよい。
【００４１】
・第２実施形態の放射線検査装置１では、照射部１０と被検体２との間に放射線吸収体２０を配置してもよい。
【００４２】
・放射線吸収体２０の形状は適宜変更可能である。例えば放射線吸収体２０は、軸線ｍ２に直交する断面形状が軸線ｍ２を中心として円形状をなす球体からなるものであってもよい。
【００４３】
・放射線吸収体２０は、被検体２の材質とは異なる材質からなるものであってもよい。
【００４４】
・制御装置６０が提供する手段及び／又は機能は、実体的な記憶装置に記憶されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組み合わせにより提供することができる。例えば制御装置６０がハードウェアである電子回路により提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路により提供することができる。
【００４５】
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４６】
ｍ１：第１回転軸
ｍ２：第２回転軸
１：放射線検査装置
２：被検体
１０：照射部
２０：放射線吸収体
２１：切り欠き
３０：放射線検出部
【図１】
2017122680.tif 000003
【図２】
2017122680.tif 000004
【図３】
2017122680.tif 000005
【図４】
2017122680.tif 000006