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CN108307656B - X射线检查方法以及x射线检查装置 - Google Patents

X射线检查方法以及x射线检查装置 Download PDF

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CN108307656B CN201680042496.6A CN201680042496A CN108307656B CN 108307656 B CN108307656 B CN 108307656B CN 201680042496 A CN201680042496 A CN 201680042496A CN 108307656 B CN108307656 B CN 108307656B
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Abstract

本发明的目的在于，在X射线检查装置中，对于有厚度的被检查物，也不会恶化空间分辨率就能够进行基于时间延迟积分的检测。本发明的X射线检查装置(100)具备：X射线源(1)，产生X射线；输送部(3)，输送试料(S)；检测部，具备检测由X射线源(1)产生并透射了由输送部(3)输送的试料(S)的X射线的时间延迟积分(TDI)型的检测器(4)；以及缺陷判定部(7)，对由时间延迟积分型的检测器(4)进行检测而得到的信号进行处理，判定试料中的缺陷，输送部(3)在试料(S)通过检测部的时间延迟积分型的检测器(4)前时，一边与输送同步地使试料(S)旋转，一边输送。

Description

X射线检查方法以及X射线检查装置
技术领域
本发明涉及向试料照射X射线、基于透射了试料的X射线的强度分布来检查试料的X射线检查方法以及X射线检查装置。
背景技术
在日本特开2011－242374号公报(专利文献1)中记载了即使X射线产生部所产生的X射线的输出低也能够高灵敏度地检测异物的X射线检查装置。该公报中记载有“具备：X射线检测器10，按多个检测元件列101～108的每个段，将从各检测元件得到的检测数据通过时间延迟积分进行合成，并输出合成数据；以及判定部44，基于由X射线检测器10输出的合成数据，判定被检查物W中是否有异物。具备段数设定部46，该段数设定部46根据被检查物W的厚度信息，设定作为由X射线检测器10进行的时间延迟积分的对象的检测元件列的段数。”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－242374号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述专利文献1中记载了即使X射线产生部所产生的X射线的输出低也能够高灵敏度地检测异物的X射线检查装置。但是，专利文献1中记载的X射线检查装置在被检查物的厚度大的情况下，成为时间延迟积分的对象的检测元件列的段数被设定得小，因此与厚度小的情况相比检测输出低，有难以进行高灵敏度的异物检测的问题。
本发明的目的在于，提供一种针对有厚度的被检查物也能够不使空间分辨率恶化来进行基于时间延迟积分的检测的X射线检查方法以及X射线检查装置。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明中，使X射线检查装置具备以下部分而构成：X射线源，产生X射线；输送部，输送试料；检测部，具备时间延迟积分型的检测器，该时间延迟积分型的检测器检测由X射线源产生并透射了由输送部输送的试料(样本、样品、sample)的X射线；以及缺陷判定部，对由检测部的时间延迟积分型的检测器检测透射了试料的X射线而得到的信号进行处理，判定试料中的缺陷，输送部在试料通过检测部的时间延迟积分型的检测器前时，一边与输送同步地使试料旋转，一边输送。
此外，为了解决上述的课题，本发明中，对由输送部输送的试料照射从X射线源产生的X射线；由时间延迟积分型的检测器检测透射了被照射到X射线的试料的X射线；对由时间延迟积分型的检测器检测透射了试料的X射线而得到的信号进行处理，判定试料中的缺陷，在该X射线检查方法中，在试料通过检测部的时间延迟积分型的检测器前时，一边与输送同步地使试料旋转，一边对试料照射X射线。
发明效果
根据本发明，在X射线检查方法以及X射线检查装置中，使用了时间延迟积分型的检测器的情况下，针对有厚度的被检查物也能够不使空间分辨率恶化而高灵敏度地检测微细的缺陷。
上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的X射线检查装置的结构图。
图2A是表示本发明的第1实施例的试料输送装置中的X射线源的焦点和容器及TDI相机的关系的框图。
图2B是表示本发明的第1实施例的试料输送装置中使用的TDI相机的结构的俯视图。
图3A是本发明的第1实施例的试料输送部的俯视图。
图3B是本发明的第1实施例的试料输送部的主视图。
图4A是本发明的第1实施例的另一方式的试料输送部的俯视图。
图4B是本发明的第1实施例的另一方式的试料输送部的侧视图。
图4C是本发明的第1实施例的另一方式的试料输送部的主视图。
图5A涉及本发明的第1实施例、是表示在又另一方式中容器以垂直的姿势一边旋转一边被输送的状态的试料输送部的主视图。
图5B是表示在本发明的第1实施例的又另一方式中容器以倾斜的状态一边旋转一边被输送的状态的试料输送部的主视图。
图6A是本发明的第1实施例的变形例的试料输送部的俯视图。
图6B是将本发明的第1实施例的变形例的试料输送部的试料方位角和倾斜角的组合条件进行一览表示的表。
图7是表示本发明的第1实施例的X射线检查方法的处理的流程的流程图。
图8是表示本发明的第2实施例的试料输送方法中的X射线源的焦点和容器及TDI相机的关系的框图。
图9是本发明的第2实施例的试料输送部的主视图。
图10A是本发明的第2实施例的试料输送部的俯视图。
图10B是本发明的第2实施例的试料输送部的主视图。
图11涉及本发明的第2实施例的另一方式的试料输送部，(a)是俯视图，(b)是主视图。
图12A是本发明的第2实施例的又另一方式的试料输送部的俯视图。
图12B是本发明的第2实施例的又另一方式的试料输送部的主视图。
图13A是本发明的第2实施例的再另一方式的试料输送部的俯视图。
图13B是本发明的第2实施例的再另一方式的试料输送部的主视图。
图14A是本发明的第2实施例的再另一方式的试料输送部的俯视图。
图14B是本发明的第2实施例的再另一方式的试料输送部的主视图。
图15是将本发明的第2实施例的试料输送部的X射线光学系统示意地表示的俯视图。
图16A是本发明的第2实施例的以多个试料方向进行摄影的试料输送部的俯视图。
图16B是将本发明的第2实施例的试料输送部的试料方位角和倾斜角的组合条件进行一览表示的表。
图17是表示本发明的第2实施例的以多个试料方向进行摄影的、试料输送部将收纳有试料的容器一边使其以垂直的姿势旋转一边输送的状态的试料输送部的主视图。
图18是表示本发明的第2实施例的以多个试料方向进行摄影的、试料输送部将收纳有试料的容器一边使其以倾斜的姿势旋转一边输送的状态的试料输送部的主视图。
具体实施方式
本发明中，使X射线检查装置的特征在于，具备以下部分而构成：X射线源，从焦点向放射状的光线方向产生X射线，并向试料照射；TDI(时间延迟积分)型的检测器，检测从X射线源放射并透射了试料的X射线；以及缺陷检测部，基于由X射线TDI检测器检测到的X射线透射像，检测缺陷；在TDI型的检测器进行的积分时间内的任意的时刻，试料相对于X射线的光线方向的相对方向实质上相等。
本实施例中，说明向试料照射X射线、基于透射了试料的X射线的强度分布来检查试料的X射线检查装置的例子。
实施例1
图1是本实施例的X射线检查装置100的结构图的例子。X射线检查装置100具备X射线管1、试料输送部3、TDI相机4、X射线遮蔽部5、缺陷判定部7、控制部8、显示部9、输入部10。
X射线管1向试料S照射X射线。X射线管1内置有靶(阳极)，电子加速并与靶碰撞而产生X射线。将电子碰撞的靶上的区域、即产生X射线的区域设为焦点2。照射到试料S的X射线透射试料S，被TDI相机4检测为X射线透射图像。通过使用TDI相机4作为检测器，可不间断地取得试料输送部3连续输送的试料S的X射线透射图像。此外，与使用通常的X射线线阵相机的情况相比，能够取得与TDI的级数相应地多的积蓄时间，X射线光量增加，从而得到SN比高的图像，提高检查灵敏度。
TDI相机4是将在表面形成有闪烁器层的光纤面板与图像传感器结合而成的结构。通过使用TDI(Time Delay Integration，时间延迟积分)型的CCD传感器作为图像传感器，能够以X射线的TDI方式进行拍摄。
X射线遮蔽部5用于将X射线管1发出的X射线、以及该X射线的反射/散射X射线成分进行遮蔽，并且将被照射X射线的空间进行隔离，防止人的手等进入该空间。在X射线遮蔽部5没有被设置为规定的条件的情况下，联锁件进行动作，X射线源1的X射线的照射停止。根据以上结构，可避免装置操作者等的X射线辐射，确保X射线检查装置100的安全性。
缺陷判定部7基于由TDI相机4检测到的X射线透射像，判别试料上存在的缺陷，输出该存在的有无、存在的数量、位置或大小。这里，作为缺陷，在例如医药品的液剂管瓶(vial、小瓶)、冻结干燥剂管瓶、药片、以及食品的检查中，可以举出混入在其中的异物(金属、玻璃、树脂、橡胶、虫、体毛等)。此外，例如在CFRP(碳纤维增强塑料)、陶瓷、复合材料等高功能材料的检查中，可以举出裂纹、缺口、空孔等。此外，例如在锂离子二次电池或燃料电池的检查中，可以举出混入在锂离子电池中的微小金属异物、或者构成部件的裂纹或空孔。
X射线透射像是在基于试料的厚度或材料分布的背景图案上，X射线TDI相机4的固定图案噪声、输出电路的热噪声及电噪声、作为与X射线光子数对应的统计性波动而随机地发生的散粒噪声等作为噪声被附加而得到的。若存在缺陷，则在缺陷的位置上出现局部的明暗特征。在缺陷为异物的情况下，相对于周围，局部地变暗，在缺陷为缺口或空孔的情况下，相对于周围，局部地变亮。缺陷判定部7中，对检测到的图像进行滤波处理或差分处理等以衰减背景图案及噪声之后，进行使得实质上检测不到残存的背景图案及噪声的阈值设定，将超过阈值的部位判定为缺陷，由此检测出缺陷。
缺陷判定部7中，计测被判定为缺陷的部位的明或暗图案的空间性的宽度的中心(与背景的光亮度差为最大的位置、或光亮度差的重心位置)作为缺陷位置。进而，根据缺陷部的与背景的光亮度差以及光亮度的空间性的宽度，计测缺陷的大小。将包含缺陷部和周围的背景的缺陷图像、缺陷位置的信息以及缺陷所附带的信息(缺陷的大小、种类)保存到内置在缺陷判定部7或控制部8中的存储器，以使得在检查后能够确认以上的缺陷判定结果。
控制部8从输入部10或上述的各构成部件接收信号，进行X射线源1及X射线TDI相机4的控制、以及缺陷判定部7的参数设定、控制。上述的各构成部件的参数设定值、状态、检查条件、缺陷判定结果(缺陷个数、位置、缺陷尺寸、缺陷图像)显示在显示部9上。
输入部10接受来自用户的输入等的来自外部的输入，向控制部8发送。从输入部10输入的输入值包含各构成要件的设定参数、检查条件的设定值、与试料有关的信息等。
以下的说明中，对将试料S放入容器6中来输送的情况进行说明，但本发明并不限定于该情况，在试料S为个体的情况下，并不一定需要放入容器6来输送，也可以将试料S直接用试料输送部3保持而输送。
将检查对象的试料S收纳到容器6中，将容器6保持或载置于试料输送部3来输送。匹配于X射线管1以及试料输送部3对试料的输送速度，设定TDI相机4的行频(线率、linerate)，进行与试料的输送速度同步的拍摄。试料输送部3将TDI相机4的定时同步所需的输送速度或输送距离等信息输出给控制部8。
例如在试料的制造工序等中将X射线检查装置100预先设置到试料实质上以一定速度被输送的环境中使用的情况下，X射线检查装置自身不需要具备试料输送部3，只要兼用在试料的制造工序等中预先设置的输送系统，并与其同步地设定TDI相机4来动作即可。在该情况下，根据需要，将由编码器对试料的制造工序等的输送系统的输出或被输送的试料或输送系统进行计测而得到的位置计测值、角度计测值，或由速度计进行计测而得到的速度计测值、角速度计测值作为在同步中使用的信息向控制部8输入并使用。
图2A中说明本实施例中的收纳有试料S的容器6的旋转方法的原理。关于本实施例中的收纳有试料S的容器6的旋转方法的原理，从收纳有试料S的容器6的X方向的移动速度的观点，使用图2A如以下这样说明。将收纳有由试料输送部3输送的试料S的容器6的旋转的旋转中心位置设为C，将从焦点到旋转中心的距离设为L0。将收纳在容器6中的试料S内的物体的位置用以旋转中心为基准的极座标(r，θ)表示。
求出位置(r，θ)的物体因角速度ω而被赋予的X方向的移动速度，为－rωcosθ＝－ωh。h是从旋转中心到物体的收纳在容器6中的试料S的厚度方向上的距离。像的倍率是L/(L0－h)，因此求出物体的像的移动速度为L(v－ωh)/(L0－h)。在ω＝v/L0时该值为(L/L0)v，与收纳在容器6的试料S内的厚度方向的位置h无关地为一定值。
即，将收纳有试料S的容器6的旋转的角速度ω设定为TDI积分方向的直线移动速度v与从焦点2到收纳有试料S的容器6的旋转中心的距离L0的比值(ω＝v/L0)，从而收纳在容器6中的试料S内的厚度方向的位置的像的移动速度的差被抵消，能够在收纳在容器6中的试料S的厚度方向整体上不会发生由TDI积分引起的模糊来进行摄影。
举出具体的输送条件的例子如下，在v＝100mm/s、L0＝300mm时，收纳有试料S的容器6的旋转的速度为ω＝0.333rad/s＝0.0531rps＝3.18rpm。这里，收纳在容器6中的试料S的厚度方向是图3的Z方向，是将焦点2与TDI传感器4的受光区域的中心连结的方向。
图2B中表示TDI传感器4的俯视图。TDI传感器4在X方向上配置多个一维的像素列而形成，该一维的像素列在Y方向上排列多个像素41而形成。当容器6在X方向上移动而透射了容器6的内部的试料S的某位置而得到的X射线的像使一维的像素列42在X方向上依次移动时，TDI传感器4与容器6的X方向的移动同步地在各像素列42的Y方向上将相同位置的像素41的检测信号传送并依次相加。由此，能够检测来自试料S的微弱的图像信号。
另外，通过收纳有试料S的容器6的旋转，还引起收纳在容器6中的试料S内的物体在Z方向(试料的厚度方向)上的位移，但如果TDI传感器4的TDI积分的幅度小于从焦点2到收纳在容器6中的试料S的距离，则对检查结果带来的影响少。具体而言，在L0＝300mm、收纳在容器6中的试料S的XZ截面的尺寸在直径20mm以内、TDI传感器4的TDI积分的幅度为6.14mm(＝48μm×128级)、旋转中心的倍率(＝L/L0)为1.1倍的情况下，TDI积分范围内的收纳有试料S的容器6的旋转角度为1.07度，由此引起的Z方向上的位移最大3.72mm。由此，在TDI积分中，像的倍率最大变化1.2％，但不会引起缺陷的中心位置的偏离，因此不会影响有无缺陷的判别。
通过采用这样的结构，在TDI型的检测器的积分时间内的任意的时刻，试料相对于X射线的光线方向的相对方向实质上相等，因而不引起缺陷的中心位置的偏离就能够判别有无缺陷。
试料输送部3如图3A的俯视图、以及图3B的主视图所示，具备直动机构201、旋转机构202、试料保持部203。试料保持部203保持试料S，旋转机构202以某固定的旋转中心C为旋转轴使试料保持部203旋转。直动机构201将旋转机构202与TDI传感器4的积分方向平行地直线移动。
图3A以及图3B中作为收纳有试料S的容器6的例子而示出了在圆筒形状的瓶中封入了冻结干燥剂的医药品管瓶的例子，但收纳试料S的容器6不限于此，可以将能够由试料保持部203固定并保持的容器作为对象。
关于收纳试料S的容器6的形状，在图3A中XZ截面为圆形，但不限于此，只要可被保持并旋转，则可以将任意的形状设为对象。旋转机构202使用旋转速度的相对误差为TDI传感器4的积分级数的倒数以下(例如128级的情况下旋转速度相对误差为0.78％以下)的结构，从而能够使TDI积分中的旋转误差充分低。在试料S通过X射线管1与TDI传感器4的检测系统的检测区域的期间，基于直动机构201的直线移动速度、基于旋转机构202的旋转速度为一定，具有图2中说明的v、ω的关系。
将试料输送部3的其他实施方式表示在图4A的俯视图、图4B的侧视图以及图4C的主视图中。
图4A至图4C所示的试料输送部31具备试料叉间隔调整机构209、试料叉直动机构210、211、试料叉212、213、以及将这些整体直线移动的直动机构208。收纳有试料S的容器6被由试料叉间隔调整机构209、试料叉直动机构210、211定位的试料叉212、213夹着而保持。
试料叉212、213通过试料叉直动机构210、211在与夹入收纳有试料S的容器6的方向(X方向)垂直的轴上(Z方向)，向相互反方向以一定速度移动。通过该移动，收纳有试料S的容器6旋转。通过与该动作并行地使直动机构208直线移动，进行收纳有试料S的容器6的旋转和直线移动。收纳有试料S的容器6的旋转速度由试料叉212、213的间隔和移动速度决定。试料叉212、213的间隔由试料叉间隔调整机构209调整。
该试料输送部3的其他实施方式中，旋转轴相对于试料的位置一定，因而收纳有试料S的容器6的被试料叉212、213夹住的部分为圆筒形状的情况下有效。通过试料叉间隔调整机构209对试料叉212、213的间隔调整，能够应对具有任意的径的圆筒形状的收纳有试料S的容器6。
[实施例1的变形例]
使用图5A、图5B以及图6A、图6B说明实施例1的变形例。
使用图3A至图4C说明的例子中示出了在利用试料输送部3或31保持了收容有试料S的容器6的状态下、容器6的中心轴与旋转轴为C而一致的例子。另一方面，在本变形例中，说明在利用与试料输送部3对应的试料输送部32保持了试料S的状态下、容器6的中心轴与旋转中心轴不一致的例子，即在容器6的中心轴相对于旋转中心轴C倾斜的状态下照射X射线而拍摄透射了收纳在容器6中的试料S的透射X射线的像的情况。
在容器6为瓶或管瓶的情况下，在容器6的底面一侧的试料S上存在缺陷时、若从如图3B或图4C所示的收纳有试料的容器6的正侧面照射X射线、则存在由于收纳在容器6中的试料的底面的凹凸对X射线的吸收等原因而难以高灵敏度地检测的情况。通过改变容器6的倾斜角
Figure BDA0001552693310000101
试料的底面被投影到TDI传感器4c，将处于试料的底面的缺陷也能够高灵敏度地检查。
图5A以及图5B表示用试料输送部32保持了收纳有试料S的容器6的状态。本变形例的收纳有试料S的容器6被构成试料输送部32的试料倾斜机构553、试料旋转机构554、试料保持器555保持于直线输送轨道552。试料倾斜机构553具有测角器的结构。
图5A表示以收纳有试料S的容器6的中心轴与旋转中心轴C一致的方式保持容器6的状态，图5B表示以容器6的中心轴相对于旋转中心轴C以倾斜角
Figure BDA0001552693310000102
倾斜的状态被保持的状态。收纳有试料S的容器6以能够围绕旋转中心轴C旋转的状态被试料输送部32保持。
图6A中说明一边将试料输送部32在直线输送轨道552上输送、一边使用4个TDI传感器4－1～4－4对X射线透射像进行检测的本变形例的结构。本变形例中，使用X射线源1－1和X射线源1－2这2台X射线源，为了防止从这些X射线源发射的X射线在试料上干涉，设置了遮蔽板610。
在图6A所示的结构中，在由TDI传感器4－1进行摄影之后，在到达成为TDI传感器4－2的检测对象的区域之前的期间，由试料旋转机构554将收纳有试料S的容器6旋转90度，收纳有试料S的容器6在试料输送部32－2的位置，被设定为与位于试料输送部32－1的位置时不同的方位角。
如图6B所示，通过在条件A和条件B这二个条件下进行摄影，能够与容器6内的位置无关地高灵敏度地检测出缺陷。例如在条件A下位于容器6的圆筒形状内壁的侧面(从焦点2－1看试料时的试料的中心的位置)的试料S的缺陷在条件B下成为容器6的内壁的侧面，因此能够检测出仅在条件A下未能高灵敏度地检测出的缺陷。
此外，在试料输送部32－2的位置上被TDI传感器4－2摄影之后，试料输送部32在直线输送轨道552上输送，在到达在试料输送部32－3的位置上成为TDI传感器4－3的检测对象的区域前的期间，由试料旋转机构554调整收纳有试料S的容器6的倾斜角
Figure BDA0001552693310000112
瓶或管瓶的试料中，在试料的底面存在缺陷的情况下，如果从如图5A所示的容器6的正侧面照射X射线，则有因容器6的底面的凹凸对X射线的吸收等原因而难以高灵敏度地检测的情况。通过改变容器6的倾斜角
Figure BDA0001552693310000111
试料的底面被投影到TDI传感器4－3，将位于试料的底面的缺陷也能够高灵敏度地检查。
进而，在试料输送部32－3的位置上被TDI传感器4－3摄影之后，试料输送部32在直线输送轨道552上输送，在到达在试料输送部32－4的位置上成为TDI传感器4－4的检测对象的区域之前的期间，通过试料旋转机构554将容器6旋转90度，被设定为与由TDI传感器4－3摄影时不同的方位角。通过在倾斜角
Figure BDA0001552693310000113
的状态下在条件C和条件D这二个条件下进行摄影，能够与容器6内的缺陷的位置无关地高灵敏度地检测。例如在条件C下位于容器6的圆筒形状内壁的底面(从焦点2－2看试料时的试料的中心的位置)的缺陷在条件D下成为容器6的内壁的侧面。像这样，在条件C下能够检测出仅在条件D下未能高灵敏度地检测的缺陷。
图7中表示本实施例的X射线检查方法的流程图。
首先，控制部8接收从图1的输入部10或其他各构成部件接收到的与检查条件等有关的信号(S701)，控制部8进行试料输送部3、TDI相机4、X射线管1等的条件设定(S702)。然后，X射线管1在S702中设定的条件下向试料照射X射线(S703)。在S703中照射的X射线透射试料，TDI相机4检测出X射线透射像(S704)。缺陷判定部7对在S704中检测到的X射线透射像进行处理而检测试料上存在的缺陷(S705)。将S705的缺陷的检测结果显示在显示部9上(S706)。
另外，在使用如图6所示的多个TDI相机取得多个图像的情况下，将S703～S704重复与多个相机的数量对应的次数(图7的情况下为4次)，将由此得到的图像进行整合在S705中进行缺陷检测即可。
根据本实施例，针对有厚度的被检查物也不用降低分辨率就能够高灵敏度地检测出比较小的缺陷。
实施例2
以下，对本发明的第2实施例进行说明。本实施例中的X射线检查装置的结构与在实施例1中使用图1说明的X射线检查装置100的结构相同，因此省略说明。
图8是说明本实施例中的试料输送方法的原理的图。在实施例1中说明了将收纳有试料S的容器6的旋转中心设定为容器6的中心的情况，但在本实施例中，说明将容器6的旋转中心设定为X射线源1的焦点2的位置的情况。
图8中，从X射线源1的焦点2发出的X射线以焦点2为中心以放射状传递并被TDI相机4检测到。收纳有试料S的容器6被试料输送部3输送而通过TDI相机4的检测范围。在通过TDI相机4的检测范围的期间，试料输送部3使收纳有试料S的容器6以某速度v前进，并且使其以某角速度ω旋转。
假定在收纳在容器6中的试料S内的与焦点2较近一侧存在物体O1，在较远一侧存在物体O2。将从焦点2到物体O1、物体O2、TDI传感器4的受光面的距离分别设为L1、L2、L。物体O1、O2分别以倍率M1、M2投影到受光面上。M1＝L/L1、M2＝L/L2。
假设在不进行试料S的旋转的情况(ω＝0)下，从时刻t0到t0+Δt期间的物体O1、O2的X方向上的移动距离都是vΔt。因此TDI传感器4上的物体O1、O2的像的移动距离分别为ΔX1＝M1·vΔt，ΔX2＝M2·vΔt，像的移动距离因倍率之差而相互不同。如果假设时间Δt等于TDI相机4的TDI积分时间，并且假设TDI相机4的行频匹配于物体O1、O2的某一方的像的移动，则另一方的物体的像的位置在TDI相机4的积分中偏离|ΔX1－ΔX2|。
由于该TDI积分的误差，发生相当于误差的尺寸的像的模糊。即，由于根据收纳在容器6中的试料S的厚度方向位置而像的移动距离或移动速度不同，因此如果匹配于特定的厚度方向位置来设定TDI相机4的行频，则其他位置的像的空间分辨率降低，检查灵敏度降低。
在本实施例中，如图8所示，由试料输送部3使容器6在直线运动中从(a)的状态向(b)的状态旋转。旋转方向为，使容器6的与焦点2较近一侧的移动距离或移动速度比与焦点2较远一侧的移动距离或移动速度小的方向。这里，移动距离或移动速度是指图8的X方向即TDI传感器4的积分方向上的移动距离分量或移动速度分量。通过这样的输送方法，与不进行容器6的旋转的情况相比，由倍率之差引起的移动距离之差|ΔX1－ΔX2|缩小，因此由TDI传感器4的积分误差引起的像的模糊缩小，能够高灵敏度地进行检查。
关于收纳有试料S的容器6的旋转方法的例子，根据焦点2与容器6的几何学上的位置关系如以下这样说明。容器6被旋转为，使得从焦点2以放射状产生的X射线的光线方向和容器6相对于该光线方向的相对方向在TDI传感器4的积分时间中被维持。
具体而言，如图8所示，容器6被旋转为，使得在(a)的时刻t容器6相对于从焦点2产生的光线101的相对方向与在(b)的时刻t’容器6相对于光线102的相对方向101相等。这里为了简单地说明，以通过收纳在容器6中的试料S的中央的光线101、102为例进行了说明，但如果焦点2与容器6的距离不是大幅变化，则通过上述的旋转方法，穿过收纳在容器6中的试料S内的任意的位置的光线相对于试料S的方向在TDI传感器4的积分时间中实质上被维持。由此，与试料S内的任意的位置对应的透射像的时间Δt期间的移动距离实质上相等。
图9中表示本发明的第2实施例的试料输送方法。本实施例中的X射线检查装置的结构与在实施例1中利用图1说明的X射线检查装置100的结构相同，因此省略说明。图9所示的试料输送部中，将试料输送部3构成为，使得收纳有试料S的容器描绘着以焦点2为中心的圆弧状的轨道而被输送。图9中作为试料输送部3示出在圆弧状的输送机301上载置试料进行输送的例子。
在本实施例中，看图9可知，满足利用图8说明的试料的输送方法的条件，该条件为：容器6被旋转为，从焦点2以放射状产生的X射线的光线方向和收纳在容器6中的试料S相对于该光线方向的相对方向在TDI传感器4的积分时间中被维持。
在本实施例中设为输送机301的输送速度一定。在该情况下，由于输送机301描绘圆弧轨道，所以X方向的速度分量并不完全一定，但由此产生的误差在实用方面不会成为问题，以下利用图9示出该情况。如果关注收纳在容器6中的试料S内的某物体位置O1，则O1通过从输送机301离开距离h的圆弧轨道302。当设圆弧轨道的输送机301的输送速度(线速度)为v，对应的角速度为Ω(＝v/L0)，则TDI传感器4上的O1的像的时刻t的像的位置x’为Ltan(Ωt)，不依赖于试料内的厚度方向的位置h。
另一方面，由TDI积分引起的模糊成为0的理想的像的位置x为LΩt。求出两者的差分Δx为Δx＝x－x’＝L[tan(Ωt)－Ωt]＝L[tan(x/L)－x/L]。当设x最大为TDI传感器4的TDI积分的幅度6.14mm(＝48μm×128级)、L为300mm，则由于x/L＜＜1，因此Δx近似为(x/L2)2·x/3，求出Δx的值为0.13μm。这相对于TDI传感器4的像素尺寸48μm以能够忽视的程度小，因此由TDI积分引起的模糊被抑制为以能够忽视的程度小。
图10A及图10B中表示用于实施图9所示的试料输送方法的本实施例中的试料输送部3的例子。本实施例中的试料输送部3具备试料保持器322、试料保持器位置调整机构324、试料臂321、臂旋转机构323。试料保持器322保持收纳有试料S的容器6，被固定于试料臂321。试料保持器322相对于试料臂321的位置由试料保持器位置调整机构324调整并固定。为了减小根据焦点2的尺寸而发生的像的半影模糊，有效的是在不与TDI传感器4碰撞的范围内使容器6接近TDI传感器4。试料臂321通过臂旋转机构323以穿过焦点2的旋转轴C为中心在图10A的XZ面内以一定的旋转速度旋转。通过试料臂321的旋转而收纳在容器6中的试料S被TDI传感器4摄影的期间，容器6相对于试料臂321的相对位置、方向(姿势)是一定的。
图11中表示用于实施图9所示的试料输送方法的试料输送部3的其他结构例。在图11所示的结构中，试料输送部3具备圆弧输送轨道341和试料保持器342。如(a)的俯视图所示，圆弧输送轨道341具备将试料保持器342在以焦点2为中心的圆弧状的轨迹上以一定的线速度进行输送的轨道或导引及驱动机构。如(b)的主视图所示，试料保持器342保持收纳有试料S的容器6。图示了固定在试料保持器342上的试料保持器标记343，以可知试料保持器342的方向。将试料保持器342沿着圆弧输送轨道341改变朝向来输送，从而以维持收纳在容器6中的试料S相对于焦点2发出的X射线的光线的方向的状态进行输送。
图12A及图12B中表示用于实施图9所示的试料输送方法的试料输送部3的其他结构例。在图12A及图12B所示的结构中，试料输送部3具备以与Y轴平行且穿过焦点2的旋转轴为中心旋转的转台361。如图12A所示，转台361载置着收纳有试料S的容器6等速旋转，由此实施图9所示的试料输送方法。如图12B所示，根据需要将固定试料S的试料保持器362设置在转台361上，以使得在由旋转带来的加速度下收纳有试料S的容器6在转台361上的位置不偏离。
图13A及图13B中表示用于实施图9所示的试料输送方法的试料输送部3的其他结构例。图13A及图13B中的试料输送部3是利用带式输送机来输送收纳有试料S的容器6的结构，如图13A的俯视图所示，具备带381、导引辊382、383、圆形导引辊384、385、驱动机构386。
此外，如图13B的主视图所示，导引辊382、383、圆形导引辊384按压带381，由此在TDI传感器4上的检测区域上，带381的截面成为圆弧状。圆形导引辊384、385为以焦点2为中心轴的圆形，如图13A所示，以不与通过带381上的收纳有试料S的容器6接触的方式将带381的两端按压。这些导引辊通过利用驱动机构386进行的带381的输送，以固定的旋转轴自由旋转。通过以上的结构，收纳有试料S的容器6在通过TDI传感器4上的检测区域时沿着以焦点2为中心的圆弧上的轨道被输送。
图14A及图14B中表示图13A及图13B所示的试料输送部3的结构的变形例。图13A及图13B所示的结构例的圆形导引辊384、385在图14A及图14B中为替换为圆弧排列导引辊391、392的结构。
如图14B所示，圆弧排列导引辊391、392是将中心轴相互平行的多个导引辊以带381侧的包络线成为以焦点2为中心的圆弧的方式排列而成的。通过由较小的直径的导引辊构成，近似地起到与圆形导引辊384、385相同的功能。与圆形导引辊384、385相比，有所占的空间较小的优点。
利用图15说明实施本实施例的输送方法的区域的范围、收纳有试料S的容器6的尺寸、以及与由X射线管1和TDI传感器4构成的X射线光学系统的关系。设TDI传感器4的TDI积分区域的宽度为WS，收纳有试料S的容器6的占用空间(footprint)的宽度为W，高度为H。设从焦点2发射并到达TDI传感器4的TDI积分区域的两端的X射线的光线的轨迹为R2、R3。
在图15所示的截面中，被R2、R3夹住的标有斜线的区域为作为TDI传感器4的检测对象的区域。在收纳在容器6中的试料S的一部分通过该区域的期间，进行使实施例1中说明的图2或本实施例的图8所示的收纳有试料S的容器6旋转的输送方法，或试料S通过图9所示的圆弧状的轨道的输送方法。
如图13A、图13B、图14A以及图14B所示，在圆弧状的带上载放试料进行输送的情况下，如果设图15中收纳有试料S的容器6被从左向右输送，则从收纳在容器6中的试料S的右端到达R2的时刻(试料位于S1的位置的时刻)到试料S的左端通过R3并结束的时刻(试料位于S2的位置的时刻)，需要将收纳在容器6中的试料S在圆弧状的轨迹上输送。
将从试料S位于S1的位置时的试料的占用空间的左端到试料S位于S2的位置时的试料的占用空间的右端为止的带381的范围设为范围401。载置容器6的带381需要至少是在范围401中以焦点2为中心的圆弧状的轨道。范围401的宽度根据试料S的高度H或试料的形状而变，进行计算大概为WS+2W。
图16中表示通过图9所示的试料输送方法进行多个试料方向上的摄影的输送部3的实施例。这里图示了试料为圆筒形状的瓶或医药品的管瓶的情况的例子。试料输送部3具备圆弧输送轨道502、试料测角机构503a－d、试料旋转机构504a－d、试料保持器505a－d。圆弧输送轨道502具备将试料Sa－d在以焦点2为中心的圆弧状的轨迹上以一定的线速度进行输送的轨道或导引及驱动机构。
试料保持器505a－d保持各个试料Sa－d。图示了试料保持器505a－d上的试料保持器511a－d，以可知试料的方位角θ。将试料保持器505a－d沿着圆弧输送轨道502改变朝向来输送，由此以维持试料S相对于焦点2发出的X射线的光线的方向的状态进行输送。试料Sa－d分别相对于TDI传感器4a－d向不同的方向被输送。
图16B的表的条件a－d中表示试料Sa－d的相对于TDI传感器4a－d的方向的条件的一例。从试料入口501进入的试料依次通过试料Sa－d的位置并从试料出口509搬出，从而将各个试料在条件a－d这四个条件下进行摄影。具备多个试料输送机构以及TDI传感器来进行多个摄影条件(条件a－d)下的检查，从而与用单一的TDI传感器进行多个摄影条件下的检查的情况相比，能够进行高速的检查。
[实施例2的变形例]
图17中图示图16A所示的试料输送部3的保持试料Sa的试料输送机构。收纳有试料S的容器6被试料倾斜机构503a、试料旋转机构504a、试料保持器505a保持于圆弧输送轨道502。容器6在圆弧输送轨道502上被输送，在Sa的位置上被TDI传感器4a摄影之后，在到达作为TDI传感器4b的检测对象的区域Sb之前的期间，通过试料旋转机构504a而旋转，在Sb的位置上被设定为与位于Sa的位置时不同的试料方位角。
通过在条件a和条件b这二个条件下进行摄影，能够与试料内的缺陷的位置无关地高灵敏度地检测。例如在条件a下位于圆筒形状试料的内壁的侧面(从焦点2看试料时的试料的两端的位置)的缺陷，在条件b下位于试料内壁的正面(从焦点2看试料时的试料的中央的位置)，因此能够检测出仅在条件a下未能高灵敏度地检测的缺陷。
图18中图示在图16所示的试料输送部3的Sc的位置上保持容器6的试料输送机构。结构与图17所示的结构相同。由试料倾斜机构503c调整收纳有试料Sc的容器6c的倾斜角
Figure BDA0001552693310000181
在容器6c为瓶或管瓶的情况下，在收纳在容器6c中的试料Sc之中的容器6c的底面或与底面近的部分存在缺陷的情况下，如果从如图17所示的容器6的正侧面照射X射线，则有因容器6的底面的凹凸对X射线的吸收等原因而难以高灵敏度地检测的情况。如图18所示，通过改变容器6c的倾斜角
Figure BDA0001552693310000182
容器6c的底面被投影到TDI传感器4c，将存在于容器6c的底面上的缺陷也能够高灵敏度地检查。
本实施例的X射线检查方法中的处理流程与在实施例1中利用图7说明的处理流程相同，因此省略说明。
根据本实施例，对于有厚度的被检查物也不用降低分辨率就能够高灵敏度地检测比较小的缺陷。
另外，本发明并不限定于上述的实施例，包含多种变形例。例如，上述的实施例是为了将本发明容易理解地说明而详细说明的，不一定限定于具备所说明的全部的结构。此外，可以将某实施例的结构的一部分替换为其他实施例的结构，此外，也可以对实施例的结构添加其他实施例的结构。此外，可以对各实施例的结构的一部分进行其他结构的追加、删除、替换。
此外，关于控制线及信息线，示出了认为说明上需要的部分，在产品上并不一定示出了全部的控制线及信息线。实际上可以认为几乎全部的结构相互连接。
附图标记说明
1···X射线管
2···X射线源
3、31、32···试料输送部
4···TDI相机
5···X射线遮蔽部
6···容器
7···缺陷判定部
8···控制部
9···显示部
10···输入部
100···X射线检查装置

Claims (16)

1.一种X射线检查装置，其特征在于，具备：
X射线源，产生X射线；
输送部，输送试料；
检测部，具备时间延迟积分型的检测器，该时间延迟积分型的检测器检测由所述X射线源产生并透射了由所述输送部输送的所述试料的X射线；以及
缺陷判定部，对由所述检测部的时间延迟积分型的检测器检测透射了所述试料的X射线而得到的信号进行处理，判定所述试料中的缺陷，
所述输送部在所述试料通过所述检测部的所述时间延迟积分型的检测器前时，一边与所述输送同步地使所述试料旋转一边输送，
在设所述试料旋转的角速度为ω、从由所述X射线源产生的所述X射线的焦点位置到所述试料的旋转中心的距离为L0、所述试料在输送方向上的直线移动速度为v的情况下，所述角速度ω满足ω＝v/L0，
所述时间延迟积分型的检测器的时间延迟积分的幅度小于从所述焦点位置到所述试料的旋转中心的距离L0。
2.如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，
所述输送部一边使所述试料以所述试料的中心轴为旋转中心轴与所述输送同步地旋转，一边输送。
3.如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，
所述输送部一边使所述试料以倾斜的状态以所述倾斜的试料的中心轴为旋转中心轴与所述输送同步地旋转，一边输送。
4.如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，
所述输送部一边使所述试料与所述输送同步地以从所述X射线源产生的X射线的焦点位置为旋转中心而旋转，一边输送。
5.如 权利要求1所述 的X射线检查装置，其特征在于，
所述输送部一边使所述试料以倾斜的状态与所述输送同步地以从所述X射线源产生的X射线的焦点位置为旋转中心而旋转，一边输送。
6.如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，
所述检测部具备多个所述时间延迟积分型的检测器，所述输送部在使所述试料通过所述检测部的所述多个时间延迟积分型的检测器前时，一边按各个所述时间延迟积分型的检测器改变所述试料的倾斜角或方位角来与所述输送同步地使所述试料旋转，一边输送。
7.如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，
所述输送部将所述试料收纳在透射X射线的容器中来输送。
8.如权利要求7所述的X射线检查装置，其特征在于，
所述容器为医药用管瓶，在所述检测部中，所述时间延迟积分型的检测器检测从所述容器的侧面对收纳在所述容器中的试料照射由所述X射线源产生的X射线并透射了所述试料的X射线。
9.一种X射线检查方法，其特征在于，
对由输送部输送的试料照射从X射线源产生的X射线；
由检测部的时间延迟积分型的检测器检测透射了被照射到所述X射线的所述试料的X射线；
对由所述时间延迟积分型的检测器检测透射了所述试料的X射线而得到的信号进行处理，判定所述试料中的缺陷，
在所述试料通过所述检测部的所述时间延迟积分型的检测器前时，一边与所述输送同步地使所述试料旋转，一边对所述试料照射所述X射线，
在设所述试料旋转的角速度为ω、从由所述X射线源产生的所述X射线的焦点位置到所述试料的旋转中心的距离为L0、所述试料在输送方向上的直线移动速度为v的情况下，所述角速度ω满足ω＝v/L0，
所述时间延迟积分型的检测器的时间延迟积分的幅度小于从所述焦点位置到所述试料的旋转中心的距离L0。
10.如权利要求9所述的X射线检查方法，其特征在于，
在所述试料通过所述检测部的所述时间延迟积分型的检测器前时，一边使所述试料以所述试料的中心轴为旋转中心轴与所述输送同步地旋转，一边输送。
11.如权利要求9所述的X射线检查方法，其特征在于，
在所述试料通过所述检测部的所述时间延迟积分型的检测器前时，一边使所述试料以倾斜的状态以所述倾斜的试料的中心轴为旋转中心轴与所述输送同步地旋转，一边输送。
12.权利要求9所述的X射线检查方法，其特征在于，
在所述试料通过所述检测部的所述时间延迟积分型的检测器前时，一边使所述试料与所述输送同步地以从所述X射线源产生的X射线的焦点位置为旋转中心而旋转，一边输送。
13.如权利要求9所述的X射线检查方法，其特征在于，
一边使所述试料以倾斜的状态与所述输送同步地以从所述X射线源产生的X射线的焦点位置为旋转中心而旋转，一边输送。
14.如权利要求9所述的X射线检查方法，其特征在于，
在使所述试料通过多个所述时间延迟积分型的检测器前时，一边按各个所述时间延迟积分型的检测器改变所述试料的倾斜角或方位角来使所述试料与所述输送同步地旋转，一边输送。
15.如权利要求9所述的X射线检查方法，其特征在于，
所述输送部中，将所述试料收纳在透射X射线的容器中来输送。
16.如权利要求15所述的X射线检查方法，其特征在于，
所述透射X射线的容器为医药用管瓶，所述时间延迟积分型的检测器检测从所述容器的侧面对收纳在所述容器中的试料照射由所述X射线源产生的X射线并透射了所述试料的X射线，由此检测器检测透射了所述试料的X射线。
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