JP6512980B2 - X線透過検査装置及びx線透過検査方法 - Google Patents
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Description
すなわち、従来のX線透過検査装置では、光学的拡大率を加味したTDIセンサの電荷送り速度としても、それを一定として検査を行うため、試料が移動途中で高さ方向に位置変化を起こした場合、TDIセンサの検出面においてX線透過像の焦点位置が変化してしまい、同じ試料の同じ異物を検出したとしても、TDIセンサによる検出信号の積算の程度に差異が生じて像にぼけが生じてしまう問題があった。このように、試料の高さ方向に位置変化があると、試料中の異物の過検出や誤検出が発生してしまうおそれがあった。
すなわち、このX線透過検査装置では、距離センサが、レーザ光を試料の移動方向に交差する方向かつ試料の幅方向に延在する線状のスポット形状にして照射するので、二次元での測定となり、広い領域の位置変動をとらえることができ、より一層の精度の向上を図ることができる。
すなわち、本発明に係るX線透過検査装置及びX線透過検査方法によれば、距離センサで測定した前記距離の変動に基づいてリアルタイムにTDIセンサの電荷送り速度を変化させてTDIセンサを制御するので、X線透過像のぼけを防止することができる。したがって、試料の高さ方向に位置変化があっても、異物の過検出や誤検出を防ぐことができる。
上記主制御部7は、CPU等で構成されたコンピュータである。入力されるTDIセンサ4からの信号に基づいて画像処理を行って透過像を作成し、さらにその画像を表示部8に表示させる演算処理回路等を含む。
上記表示部8は、主制御部7に接続されてコントラスト像などを表示するディスプレイ装置である。この表示部8は、主制御部7からの制御に応じて種々の情報を表示可能である。
上記試料Sは、例えば帯状に形成されたLiイオンバッテリー用の材料や医薬品系に用いられる材料である。例えば、試料SがLiイオン二次電池に使用される電極シートなどである場合、それに混入する異物は、例えば電極に異物として混入が懸念されるFeやSUSである。
また、試料移動機構3には、試料Sの移動量を定量化するために、リニアスケール9が設置されており、試料Sの移動量を計測ピッチLsで計測可能である。
このTDIセンサ4では、CsI(ヨウ化セシウム)、GOS(ガドリニウムオキシ硫化物)又はYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)等の蛍光体4bが用いられている。
なお、TDIセンサ4は、センサピッチLtで電荷蓄積及び電荷転送が行われる。ラインレートは、通常0.5〜100kHz程度である。
この距離センサ5は、繰り返し測定精度で0.01μm程度、応答周波数が300kHz以上であり、サンプリングタイムが十数μsと、極めて短時間でリアルタイム高精度測定が可能である。
なお、距離センサ5は、同じ目的を達成できるその他の原理を利用した距離センサでも構わない。
すなわち、TDI制御部6は、試料Sの高さ方向に変動がない場合の制御として、試料Sの速度Vsに対してTDIセンサ4の検出領域における電荷転送の速度(電荷送り速度)VTDIと駆動方向の向きとを同じに設定し、試料Sの流れとTDIセンサ4の積算処理とを同期させて制御している。
なお、図中の矢印Y1は、試料Sの移動方向であり、矢印Y2は、TDIセンサ4のTDI駆動向きである。
すなわち、TDI制御部6は、TDIセンサ4の拡大率Nを算出する分周器6aと、分周器6aで求めた拡大率Nを補正して補正拡大率N’とすると共に補正拡大率N’に基づいて試料Sの移動速度を補正した速度で電荷送り速度を算出する修正部6bとを備えている。
上記拡大率Nは、固定値であり、式「N=(Lt/Ls)×(FOD/FDD)」により算出される。このとき、FODは、固定値であって、変動していない状態のX線源2と試料Sとの距離である。
なお、分周器6aは、例えば周波数f1の信号を加えて、これに同期した周波数f2(f2=f1/n、n:整数)の出力を得る回路を有する装置であり、デジタルICによる計数回路を用いて周波数を整数分の1に落とすものである。
上記補正拡大率N’は、常時計測される距離FOD’の変化に伴い、式「N’=(Lt/Ls)×(FOD’/FDD)」によりリアルタイムに算出される。ここで「リアルタイム」とは、使用するTDIセンサ4のラインレート及び距離センサ5のサンプリングタイムにより決定され、可能な範囲で距離センサ5のサンプリングタイムを短くすることで、より精度の高い制御が可能となる。
この状態で、距離センサ5の測定結果からX線源2と試料Sとの距離FOD’を計算する。
これにより、試料Sの高さ位置の変動によってTDIセンサ4への入力画像の焦点位置の変動が起こるところ、電荷送り速度を適正に変化させることで、最適な焦点位置を再現することができる。
したがって、常に距離センサ5が距離FOD’を測定し、その変化に対応して補正した補正拡大率N’に基づいてTDIセンサ4の電荷送り速度を修正しているので、試料Sが上方又は下方に移動して高さ方向に位置変動を生じても、X線透過像のぼけが生じず、異物の高精度な検出が可能になる。
例えば、距離センサ25のレーザ光Lのスポット形状を、数十mm〜数十μmのライン状とし、距離センサ25から測定位置までの距離を、数mmから数十mmとして距離測定を行えばよく、状況に合わせて最適な配置とする。
例えば、試料Sの移動量を定量化するためのリニアスケール9は、ロータリーエンコーダでもよく、その効果はリニアスケールと同じである。
また、上記実施形態においては、リニアスケール9によって得た試料Sの移動量に基づいて分周器6aで算定した拡大率Nを用いたが、試料Sの移動量の根拠となる駆動源である試料移動機構3(図示しないモーター等)に指示する駆動信号に基づいて、拡大率Nを算定することもできる。
Claims (4)
- 試料に対してX線を照射するX線源と、
前記X線源からのX線を照射中に前記試料を特定の方向に連続して移動させる試料移動機構と、
前記試料に対して前記X線源と反対側に設置され前記試料を透過した前記X線を検出するTDIセンサと、
前記X線源と前記試料との距離を測定する距離センサと、
前記距離センサで測定した前記距離の変動に基づいてリアルタイムに前記TDIセンサの電荷送り速度を変化させて前記TDIセンサを制御するTDI制御部とを備えていることを特徴とするX線透過検査装置。 - 請求項1に記載のX線透過検査装置において、
前記試料が、帯状であり、
前記距離センサが、前記試料に向けて出射したレーザ光の反射で前記距離を測定するレーザ距離センサであり、前記レーザ光を前記試料の移動方向に交差する方向かつ前記試料の幅方向に延在する線状のスポット形状にして照射することを特徴とするX線透過検査装置。 - X線源により試料に対してX線を照射するX線照射ステップと、
前記X線源からのX線を照射中に前記試料を特定の方向に連続して移動させる試料移動ステップと、
前記試料に対して前記X線源と反対側に設置されたTDIセンサで前記試料を透過した前記X線を検出するX線検出ステップと、
距離センサで前記X線源と前記試料との距離を測定する距離測定ステップと、
前記距離センサで測定した前記距離の変動に基づいてリアルタイムに前記TDIセンサの電荷送り速度を変化させて前記TDIセンサを制御するTDI制御ステップとを有していることを特徴とするX線透過検査方法。 - 請求項3に記載のX線透過検査方法において、
前記試料が、帯状であり、
前記距離センサが、前記試料に向けて出射したレーザ光の反射で前記距離を測定するレーザ距離センサであり、前記レーザ光を前記試料の移動方向に交差する方向かつ前記試料の幅方向に延在する線状のスポット形状にして照射することを特徴とするX線透過検査方法。
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