(57)【要約】【課題】放射線の影響によって受光素子の耐久性が低下したりノイズが発生することを回避し得る検査装置を得る。【解決手段】Ｘ線ラインセンサ８は、Ｘ線照射器７からのＸ線Ｋ１，Ｋ２が照射される領域Ｒ１内に配置され、受けたＸ線を光Ｋ３に変換するシンチレータ３１と、シンチレータ３１から発せられた光Ｋ３を、Ｘ線Ｋ１，Ｋ２が照射されない領域Ｒ２内に導く光導波路３３と、領域Ｒ２内に配置され、光導波路３３によって導かれた光Ｋ３を受光する受光素子３２とを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に対して放射線を照射する照射部と、
前記被検査物を透過した放射線を検出する検出部と
を備え、
前記検出部は、
前記照射部からの放射線が照射される照射領域内に配置され、受けた放射線を光に変換する変換手段と、
前記変換手段から発せられた光を、前記照射部からの放射線が照射されない非照射領域に導く導光手段と、
前記非照射領域内に配置され、前記導光手段によって導かれた光を受光する受光素子と
を有する、検査装置。
【請求項２】
前記受光素子は受光面を有し、
前記受光面の法線方向と、前記照射部からの放射線の照射方向とが略垂直になるように前記受光素子が配置されている、請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記照射領域から前記受光素子に向かう放射線を遮蔽する遮蔽手段をさらに備える、請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記導光手段は、フォトニック結晶を用いた光導波路である、請求項１〜３のいずれか一つに記載の検査装置。
【請求項５】
前記導光手段においては、前記光導波路内を進行する光の波長が、前記受光素子の受光感度が高い波長帯域内に含まれるように設定されている、請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記導光手段においては、前記光導波路内を進行する光の強度が増幅するように設定されている、請求項４又は５に記載の検査装置。
【請求項７】
一の前記受光素子に対応して、前記光導波路が複数形成されている、請求項４〜６のいずれか一つに記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置に関し、特に、Ｘ線を用いた異物検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のＸ線検出装置の一例が、下記特許文献１に開示されている。ＭＩＤ基板の上面上にフォトダイオードアレイが配設されており、フォトダイオードアレイの上面上にシンチレータアレイが配設されている。被検体を通過したＸ線は、上方からシンチレータアレイの上面に照射され、シンチレータアレイによって可視光線に変換される。シンチレータアレイの底面から発せられた可視光線はフォトダイオードアレイによって受光され、電気信号に変換される。そして、この電気信号に基づいて、被検体の画像が作成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８４０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された従来のＸ線検出装置によると、フォトダイオードアレイはシンチレータアレイの下方に配設されている。また、Ｘ線は、シンチレータアレイの上方からシンチレータアレイに向かって照射される。従って、シンチレータアレイを透過した一部のＸ線がフォトダイオードアレイに照射され、その照射されたＸ線に起因して、フォトダイオードアレイの耐久性が低下したり、ノイズが発生するという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、放射線の影響によって受光素子の耐久性が低下したりノイズが発生することを回避し得る検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る検査装置は、被検査物に対して放射線を照射する照射部と、前記被検査物を透過した放射線を検出する検出部とを備え、前記検出部は、前記照射部からの放射線が照射される照射領域内に配置され、受けた放射線を光に変換する変換手段と、前記変換手段から発せられた光を、前記照射部からの放射線が照射されない非照射領域に導く導光手段と、前記非照射領域内に配置され、前記導光手段によって導かれた光を受光する受光素子とを有する。
【０００７】
第２の発明に係る検査装置は、第１の発明に係る検査装置において特に、前記受光素子は受光面を有し、前記受光面の法線方向と、前記照射部からの放射線の照射方向とが略垂直になるように前記受光素子が配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
第３の発明に係る検査装置は、第１又は第２の発明に係る検査装置において特に、前記照射領域から前記受光素子に向かう放射線を遮蔽する遮蔽手段をさらに備えることを特徴とするものである。
【０００９】
第４の発明に係る検査装置は、第１〜第３のいずれか一つの発明に係る検査装置において特に、前記導光手段は、フォトニック結晶を用いた光導波路であることを特徴とするものである。
【００１０】
第５の発明に係る検査装置は、第４の発明に係る検査装置において特に、前記導光手段においては、前記光導波路内を進行する光の波長が、前記受光素子の受光感度が高い波長帯域内に含まれるように設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
第６の発明に係る検査装置は、第４又は第５の発明に係る検査装置において特に、前記導光手段においては、前記光導波路内を進行する光の強度が増幅するように設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
第７の発明に係る検査装置は、第４〜第６のいずれか一つの発明に係る検査装置において特に、一の前記受光素子に対応して、前記光導波路が複数形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
第１〜第７の発明に係る検査装置によれば、受光素子は、照射部からの放射線が照射されない非照射領域内に配置されている。従って、受光素子は放射線に晒されないため、照射部から照射された放射線の影響によって受光素子の耐久性が低下したりノイズが発生することを回避できる。
【００１４】
特に第２の発明に係る検査装置によれば、受光面の法線方向と照射部からの放射線の照射方向とが略垂直になるように受光素子が配置されている。従って、たとえ照射部から照射された放射線が非検査物によって散乱されて非照射領域内に到達したとしても、放射線は受光素子の受光面に照射され難いため、受光素子の耐久性の低下等を効果的に回避できる。
【００１５】
特に第３の発明に係る検査装置によれば、照射領域から受光素子に向かう放射線を遮蔽するための遮蔽手段が設けられている。従って、たとえ照射部から照射された放射線が非検査物によって散乱され、受光素子に向かう方向に軌道を変えたとしても、放射線は遮蔽手段によって遮蔽されて受光素子には到達しないため、受光素子の耐久性の低下等を効果的に回避できる。
【００１６】
特に第４の発明に係る検査装置によれば、導光手段は、フォトニック結晶を用いた光導波路によって構成されている。従って、導光手段として光反射部材が用いられた装置と比較すると、製造が容易であるとともに、装置の小型化にも適している。
【００１７】
特に第５の発明に係る検査装置によれば、光導波路内を進行する光の波長は、受光素子の受光感度が高い波長帯域内に含まれる。従って、非検査物に関する高解像度の画像を得ることができるため、検査精度を高めることが可能となる。
【００１８】
特に第６の発明に係る検査装置によれば、変換手段から発せられた光は、光導波路内を進行する際に強度が増幅される。従って、受光素子は高強度の光を受光でき、非検査物に関する高解像度の画像を得ることができるため、検査精度を高めることが可能となる。
【００１９】
特に第７の発明に係る検査装置によれば、一の受光素子に対応して、光導波路が複数形成されている。従って、一の受光素子に対応して一の光導波路のみが形成されている場合と比較すると、受光素子が受光する光量が増大し、非検査物に関する高解像度の画像を得ることができるため、検査精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置１の全体構成を模式的に示す正面図である。図１に示すように、Ｘ線検査装置１は、上部筐体２、シールドボックス３、及び下部筐体４を備えている。上部筐体２には、タッチパネル機能付きのモニタ、つまり表示・入力部５が設けられている。シールドボックス３内には、ベルトコンベア６が配設されている。また、シールドボックス３内には、ベルトコンベア６を挟んでＸ線照射部７とＸ線検出部８とが設けられている。Ｘ線照射部７は、ベルトコンベア６上の食品等の検査対象物１２に対してＸ線を照射する。Ｘ線検出部８は、Ｘ線照射部７から照射されて検査対象物１２を透過したＸ線を検出する。シールドボックス３は、Ｘ線が外部に漏洩することを防止する機能を有する。下部筐体４内には、Ｘ線検査装置１の動作制御やデータ処理を行うためのコンピュータ９が配設されている。
【００２２】
ベルトコンベア６の上流側には、検査対象物１２をＸ線検査装置１内に搬入するためのベルトコンベア１０が設けられている。ベルトコンベア６の下流側には、検査後の検査対象物１２をＸ線検査装置１から搬出するためのベルトコンベア１１が設けられている。図１では図示を省略しているが、ベルトコンベア１１には、Ｘ線検査装置１による検査結果に基づいて良品と不良品とを振り分けるための任意の振分機構２０（図３参照）が配設されている。
【００２３】
図２は、図１に示したシールドボックス３の内部構成を示す斜視図である。ベルトコンベア６の上方には、Ｘ線照射部７としてのＸ線照射器（以下「Ｘ線照射器７」と称す）が配設されている。ベルトコンベア６の下方には、Ｘ線検出部８としてのＸ線ラインセンサ（以下「Ｘ線ラインセンサ８」と称す）が配設されている。Ｘ線ラインセンサ８は、直線状に並設された複数のＸ線検出素子８ａを備えている。複数のＸ線検出素子８ａは、ベルトコンベア６の短辺方向、即ち、ベルトコンベア６による検査対象物１２の搬送方向とは垂直な方向に沿って並設されている。図２において斜線のハッチングを付して示すように、Ｘ線照射器７は、Ｘ線ラインセンサ８に向かって、扇形状にＸ線を照射する。
【００２４】
図３は、Ｘ線検査装置１の機能構成を示すブロック図である。コンピュータ９は、ＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１によって参照可能な、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ２２とを備えている。コンピュータ９には、Ｘ線照射器７、Ｘ線ラインセンサ８、表示・入力部５、及び振分機構２０が接続されている。
【００２５】
図４は、Ｘ線ラインセンサ８の構造を示す上面図である。また、図５は、図４に示した矢印Ｌ１の方向から眺めた場合の、Ｘ線ラインセンサ８の構造を示す断面図である。また、図６は、図４に示した矢印Ｌ２の方向からＸ線ラインセンサ８を眺めた場合の、１個のＸ線検出素子８ａの構造を示す断面図である。
【００２６】
基板３０は、フォトニック結晶によって構成されている。図４〜６に示すように、基板３０は、領域Ｒ１と領域Ｒ２とに分けられる。領域Ｒ１は、Ｘ線照射器７の直下に位置しており、Ｘ線照射器７から照射されたＸ線Ｋ１、又は検査対象物１２を透過したＸ線Ｋ２が照射され得る領域（照射領域）である。一方、領域Ｒ２は、Ｘ線照射器７の直下から水平方向にずれて位置しており、Ｘ線Ｋ１，Ｋ２が直接的には照射され得ない領域（非照射領域）である。領域Ｒ１における基板３０の上面上には、基板３０の延在方向に沿って、シンチレータ３１が配設されている。領域Ｒ２における基板３０の底面には、基板３０の延在方向に沿って、フォトダイオードやＣＣＤ等の複数の受光素子３２が配設されている。１個のＸ線検出素子８ａは１個の受光素子３２を含み、各受光素子３２は受光面３２ａを有している。図４〜６に示した例では、受光面３２ａの法線方向は、Ｘ線照射器７からのＸ線Ｋ１の照射方向に略等しい。
【００２７】
図５，６を参照して、基板３０の内部には、フォトニック結晶の周期構造を意図的に破壊した線状の欠陥構造として、中空の光導波路３３が形成されている。光導波路３３は、シンチレータ３１が形成されている部分の基板３０の上面と、受光素子３２が形成されている部分の基板３０の底面との間を貫通して形成されている。
【００２８】
Ｘ線照射器７は、検査対象物１２に対してＸ線Ｋ１を照射する。検査対象物１２を透過したＸ線Ｋ２は、シンチレータ３１に照射される。シンチレータ３１はＸ線を可視光に変換する変換手段としての機能を有しており、照射されたＸ線Ｋ２に応じた光Ｋ３が、シンチレータ３１の底面から発せられる。
【００２９】
基板３０に用いられているフォトニック結晶は、シンチレータ３１から発せられる光の波長を遮断するバンドギャップを有している。従って、シンチレータ３１から発せられた光Ｋ３は、基板３０の結晶部分を通過することができず、欠陥部分である光導波路３３に集中する。これにより、シンチレータ３１から発せられた光Ｋ３は、光導波路３３を通って受光素子３２の受光面３２ａに到達し、受光素子３２によって受光される。つまり、光導波路３３は、領域Ｒ１内のシンチレータ３１から発せられた光Ｋ３を領域Ｒ２に導く導光手段として機能する。このように、導光手段として光導波路３３を用いることにより、導光手段として光反射部材が用いられた装置（例えば特開２００７−１４７３７０号公報参照）と比較すると、製造が容易であるとともに、装置の小型化にも適している。
【００３０】
受光素子３２は、光Ｋ３を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて検査対象物１２の画像が作成され、図１に示した表示・入力部５に表示される。そして、このようにして作成された画像に基づいて、検査対象物１２への異物の混入の有無が検査され、異物が混入していると判定された検査対象物１２は、図３に示した振分機構２０によって不良品として振り分けられる。
【００３１】
ここで、フォトニック結晶においては、結晶の大きさ、結晶を周期的に配列させる間隔、又は線状欠陥の大きさを変更することによって、通過可能な光の波長を任意に設定できることが知られている。また、受光素子３２には、他の波長帯域よりも受光感度が高い高感度波長帯域が存在する。従って、光導波路３３内を進行する光Ｋ３の波長が受光素子３２の高感度波長帯域内に含まれるように、結晶の大きさ等を設定することが望ましい。これにより、検査対象物１２に関する高解像度の画像を得ることができるため、検査精度を高めることが可能となる。
【００３２】
また、フォトニック結晶に高濃度（５％程度）の希土類元素を添加することによって、光導波路３３内を進行する光Ｋ３の強度を増幅させることも可能である。これにより、検査対象物１２に関する高解像度の画像を得ることができるため、検査精度を高めることが可能となる。
【００３３】
しかも、図６，７に示したように、各Ｘ線検出素子８ａにおいては、一つの受光素子３２に対応して複数の光導波路３３が形成されている。従って、一つの受光素子３２に対応して一つの光導波路３３のみが形成されている場合と比較すると、受光素子３２が受光する光量が増大し、検査対象物１２に関する高解像度の画像を得ることができるため、検査精度を高めることが可能となる。
【００３４】
このように本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、受光素子３２は、Ｘ線照射器７からのＸ線Ｋ１，Ｋ２が照射されない領域Ｒ２（非照射領域）内に配置されている。従って、受光素子３２はＸ線Ｋ１，Ｋ２に晒されないため、Ｘ線照射器７から照射されたＸ線Ｋ１，Ｋ２の影響によって受光素子３２の耐久性が低下したりノイズが発生することを回避できる。
【００３５】
＜第１の変形例＞
図７は、図５に対応させて、第１の変形例に係るＸ線ラインセンサ８の構造を示す断面図である。受光素子３２は、領域Ｒ２内における基板３０の側面に配設されている。この例の場合、受光面３２ｂの法線方向は、Ｘ線照射器７からのＸ線Ｋ１の照射方向に対して略垂直となる。
【００３６】
図８は、図５の受光素子３２と図７の受光素子３２とを比較した模式図である。Ｘ線Ｋ１が検査対象物１２の内部で散乱した場合等には、散乱Ｘ線が領域Ｒ１から領域Ｒ２内に侵入してくる可能性がある。このとき、図８に示すように、受光面３２ｂに照射され得る散乱Ｘ線Ｋ４ｂの量は、受光面３２ａに照射され得る散乱Ｘ線Ｋ４ｂの量よりも少ない。従って、第１の変形例に係るＸ線検査装置によれば、Ｘ線Ｋ１，Ｋ２のみならず散乱Ｘ線が受光面３２ｂに照射される可能性をも低減できるため、受光素子３２の耐久性が低下したりノイズが発生することを効果的に回避できる。
【００３７】
＜第２の変形例＞
図９，１０は、それぞれ図５，７に対応させて、第２の変形例に係るＸ線ラインセンサ８の構造を示す断面図である。基板３０の上面上に、鉛等によって構成された遮蔽部材４０が形成されている。遮蔽部材４０は、領域Ｒ１から領域Ｒ２内に侵入してきた散乱Ｘ線Ｘ５を遮蔽する。
【００３８】
従って、第２の変形例に係るＸ線検査装置によれば、散乱Ｘ線Ｋ５は遮蔽部材４０によって遮蔽されて受光素子３２には到達しないため、受光素子３２の耐久性が低下したりノイズが発生することを効果的に回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置の全体構成を模式的に示す正面図である。
【図２】図１に示したシールドボックスの内部構成を示す斜視図である。
【図３】Ｘ線検査装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】Ｘ線ラインセンサの構造を示す上面図である。
【図５】Ｘ線ラインセンサの構造を示す断面図である。
【図６】Ｘ線検出素子の構造を示す断面図である。
【図７】第１の変形例に係るＸ線ラインセンサの構造を示す断面図である。
【図８】図５の受光素子と図７の受光素子とを比較した模式図である。
【図９】第２の変形例に係るＸ線ラインセンサの構造を示す断面図である。
【図１０】第２の変形例に係るＸ線ラインセンサの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  Ｘ線検査装置
７  Ｘ線照射器
８  Ｘ線ラインセンサ
１２  検査対象物
３１  シンチレータ
３２  受光素子
３２ａ，３２ｂ  受光面
３３  光導波路
４０  遮蔽部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009109227.tif 000009
【図８】
2009109227.tif 000010
【図９】
2009109227.tif 000011
【図１０】
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