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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024108687
(43)【公開日】2024-08-13
(54)【発明の名称】Ｘ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 23/18 20180101AFI20240805BHJP
G01N 23/04 20180101ALI20240805BHJP
【ＦＩ】
G01N23/18
G01N23/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023013183
(22)【出願日】2023-01-31
(71)【出願人】
【識別番号】503460323
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテクサイエンス
(74)【代理人】
【識別番号】100120396
【弁理士】
【氏名又は名称】杉浦 秀幸
(72)【発明者】
【氏名】松原 哲
【テーマコード（参考）】
2G001
【Ｆターム（参考）】
2G001AA01
2G001AA10
2G001BA11
2G001CA01
2G001DA06
2G001DA08
2G001GA01
2G001GA13
2G001KA03
2G001KA04
2G001KA05
2G001PA11
(57)【要約】
【課題】照射角度の差異が大きな透過像が得られ、異物位置の奥行きを高い精度で得ることができるＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法を提供すること。
【解決手段】試料Ｓに対してＸ線を照射するＸ線源２Ａ，２Ｂと、試料に対してＸ線源と反対側に設置されＸ線が試料を透過した際の透過Ｘ線を検出するＸ線センサ３Ａ，３Ｂと、試料を特定の搬送方向に移動させる試料移動機構４と、Ｘ線センサで検出した透過Ｘ線に基づいて試料中の厚さ方向における異物の高さ位置を算出する演算部５とを備え、Ｘ線源とＸ線センサとが、互いに１対１で対応する組み合わせで複数対設けられ、複数対の各Ｘ線源が、試料の厚さ方向に対して互いに異なる照射角度でＸ線を試料に照射し、複数対の各Ｘ線センサが、対応するＸ線源から照射されたＸ線の透過Ｘ線だけを検出可能に配置されている。
【選択図】図１
【解決手段】試料Ｓに対してＸ線を照射するＸ線源２Ａ，２Ｂと、試料に対してＸ線源と反対側に設置されＸ線が試料を透過した際の透過Ｘ線を検出するＸ線センサ３Ａ，３Ｂと、試料を特定の搬送方向に移動させる試料移動機構４と、Ｘ線センサで検出した透過Ｘ線に基づいて試料中の厚さ方向における異物の高さ位置を算出する演算部５とを備え、Ｘ線源とＸ線センサとが、互いに１対１で対応する組み合わせで複数対設けられ、複数対の各Ｘ線源が、試料の厚さ方向に対して互いに異なる照射角度でＸ線を試料に照射し、複数対の各Ｘ線センサが、対応するＸ線源から照射されたＸ線の透過Ｘ線だけを検出可能に配置されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料に対してＸ線を照射するＸ線源と、
前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され前記Ｘ線が前記試料を透過した際の透過Ｘ線を検出するＸ線センサと、
前記試料を特定の搬送方向に移動させる試料移動機構と、
前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の厚さ方向における異物の高さ位置を算出する演算部とを備え、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線センサとが、互いに１対１で対応する組み合わせで複数対設けられ、
前記複数対の各Ｘ線源が、前記試料の厚さ方向に対して互いに異なる照射角度でＸ線を前記試料に照射し、
前記複数対の各Ｘ線センサが、対応する前記Ｘ線源から照射されたＸ線の前記透過Ｘ線だけを検出可能に配置されていることを特徴とするＸ線透過検査装置。
前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され前記Ｘ線が前記試料を透過した際の透過Ｘ線を検出するＸ線センサと、
前記試料を特定の搬送方向に移動させる試料移動機構と、
前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の厚さ方向における異物の高さ位置を算出する演算部とを備え、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線センサとが、互いに１対１で対応する組み合わせで複数対設けられ、
前記複数対の各Ｘ線源が、前記試料の厚さ方向に対して互いに異なる照射角度でＸ線を前記試料に照射し、
前記複数対の各Ｘ線センサが、対応する前記Ｘ線源から照射されたＸ線の前記透過Ｘ線だけを検出可能に配置されていることを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項2】
請求項１に記載のＸ線透過検査装置において、
前記演算部が、前記複数対の各Ｘ線センサで検出した複数のＸ線透過像のずれ量から前記異物の高さ位置を算出することを特徴とするＸ線透過検査装置。
前記演算部が、前記複数対の各Ｘ線センサで検出した複数のＸ線透過像のずれ量から前記異物の高さ位置を算出することを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のＸ線透過検査装置において、
前記Ｘ線センサが、ＴＤＩセンサであることを特徴とするＸ線透過検査装置。
前記Ｘ線センサが、ＴＤＩセンサであることを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項4】
請求項１に記載のＸ線透過検査装置において、
前記試料の表面に設置された基準片を備え、
前記演算部が、前記異物の高さ位置を前記基準片の高さ位置と比較して算出することを特徴とするＸ線透過検査装置。
前記試料の表面に設置された基準片を備え、
前記演算部が、前記異物の高さ位置を前記基準片の高さ位置と比較して算出することを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項5】
請求項１又は２に記載のＸ線透過検査装置において、
前記複数対の各Ｘ線源が、各Ｘ線が交差する方向に照射することを特徴とするＸ線透過検査装置。
前記複数対の各Ｘ線源が、各Ｘ線が交差する方向に照射することを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項6】
請求項１又は２に記載のＸ線透過検査装置において、
前記複数対の各Ｘ線源が、Ｘ線を前記搬送方向で互いに離間した領域に照射することを特徴とするＸ線透過検査装置。
前記複数対の各Ｘ線源が、Ｘ線を前記搬送方向で互いに離間した領域に照射することを特徴とするＸ線透過検査装置。
【請求項7】
請求項１に記載のＸ線透過検査装置を用いたＸ線透過検査方法であって、
前記Ｘ線透過検査装置が、前記Ｘ線源と前記Ｘ線センサとの組み合わせを２対備え、
前記試料を前記搬送方向に移動させる移動ステップと、
前記２対のうち一方の前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の異物が検出された前記搬送方向の位置を第１通過点として検出する第１通過点検出ステップと、
前記２対のうち他方の前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の異物が検出された前記搬送方向の位置を第２通過点として検出する第２通過点検出ステップと、
前記第１通過点と前記第２通過点と前記２対の前記照射角度とに基づいて前記試料中の異物の高さ位置を算出する演算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。
前記Ｘ線透過検査装置が、前記Ｘ線源と前記Ｘ線センサとの組み合わせを２対備え、
前記試料を前記搬送方向に移動させる移動ステップと、
前記２対のうち一方の前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の異物が検出された前記搬送方向の位置を第１通過点として検出する第１通過点検出ステップと、
前記２対のうち他方の前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の異物が検出された前記搬送方向の位置を第２通過点として検出する第２通過点検出ステップと、
前記第１通過点と前記第２通過点と前記２対の前記照射角度とに基づいて前記試料中の異物の高さ位置を算出する演算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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料中の金属異物等を検出可能なＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、ニッケル水素系バッテリーよりもエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種で、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担い、かつ金属リチウムを電池内に含まない二次電池であり、ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話機含め自動車，ハイブリッド車又は電気自動車等のバッテリーとして採用されている。
一般に、試料中の金属異物等を検出するために、試料にＸ線を照射して取得したＸ線透過像により検査を行うＸ線透過検査が用いられており、例えば上記リチウムイオン二次電池の材料中の異物検査にもＸ線透過検査が用いられている。
一般に、試料中の金属異物等を検出するために、試料にＸ線を照射して取得したＸ線透過像により検査を行うＸ線透過検査が用いられており、例えば上記リチウムイオン二次電池の材料中の異物検査にもＸ線透過検査が用いられている。
【0003】
従来、例えば特許文献１に記載されているように、異物混入の有無を透過Ｘ線像によって検出する異物検出方法が提案されている。
また、特許文献２のように複数のＸ線センサを用いて試料からの透過Ｘ線から複数の画像を得て、この複数の画像のずれ量を用いてＸ線源から試料の検査対象までの距離、つまり奥行き情報を得ることができる画像処理装置が知られている。
また、特許文献２のように複数のＸ線センサを用いて試料からの透過Ｘ線から複数の画像を得て、この複数の画像のずれ量を用いてＸ線源から試料の検査対象までの距離、つまり奥行き情報を得ることができる画像処理装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５８１３９２３号公報
【特許文献2】特開平５－３４１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
従来の特許文献２に記載の装置では、複数のＸ線センサを用いているが、Ｘ線センサの間隔が狭く照射角度の変化が微小であるため、透過像間での試料中の異物のずれ量が小さくなってしまい、異物位置の奥行きの推定精度が低いという課題があった。
従来の特許文献２に記載の装置では、複数のＸ線センサを用いているが、Ｘ線センサの間隔が狭く照射角度の変化が微小であるため、透過像間での試料中の異物のずれ量が小さくなってしまい、異物位置の奥行きの推定精度が低いという課題があった。
【0006】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、照射角度の差異が大きな透過像が得られ、異物位置の奥行きを高い精度で得ることができるＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るＸ線透過検査装置は、試料に対してＸ線を照射するＸ線源と、前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置され前記Ｘ線が前記試料を透過した際の透過Ｘ線を検出するＸ線センサと、前記試料を特定の搬送方向に移動させる試料移動機構と、前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の厚さ方向における異物の高さ位置を算出する演算部とを備え、前記Ｘ線源と前記Ｘ線センサとが、互いに１対１で対応する組み合わせで複数対設けられ、前記複数対の各Ｘ線源が、前記試料の厚さ方向に対して互いに異なる照射角度でＸ線を前記試料に照射し、前記複数対の各Ｘ線センサが、対応する前記Ｘ線源から照射されたＸ線の前記透過Ｘ線だけを検出可能に配置されていることを特徴とする。
。
。
【0008】
このＸ線透過検査装置では、複数対のＸ各線源が、互いに異なる照射角度でＸ線を試料に照射し、複数対の各Ｘ線センサが、対応するＸ線源から照射されたＸ線の透過Ｘ線だけを検出可能に配置されているので、各Ｘ線センサの間隔を大きく設定可能になり、Ｘ線の照射角度の差異が大きな透過像が得られる。したがって、異なる角度で照射された複数のＸ線による複数の透過像間で、試料中の異物のずれ量が異物の奥行き（厚さ方向の高さ位置）の位置で大きくなることで、異物位置の奥行きを高い精度で推定することが可能になる。
【0009】
第２の発明に係るＸ線透過検査装置は、第１の発明において、前記演算部が、前記複数対の各Ｘ線センサで検出した複数のＸ線透過像のずれ量から前記異物の高さ位置を算出することを特徴とする。
【0010】
第３の発明に係るＸ線透過検査装置は、第１又は第２の発明において、前記Ｘ線センサが、ＴＤＩセンサであることを特徴とする。
【0011】
第４の発明に係るＸ線透過検査装置は、第１の発明において、前記試料の表面に設置された基準片を備え、前記演算部が、前記異物の高さ位置を前記基準片の高さ位置と比較して算出することを特徴とする。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、演算部が、異物の高さ位置を基準片の高さ位置と比較して算出するので、異物までの距離の基準が取れない場合や、試料の撓みが大きい場合など、検出した試料表面の基準片と比較することで、異物の試料表面からの深さ位置（高さ位置）を得ることができる。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、演算部が、異物の高さ位置を基準片の高さ位置と比較して算出するので、異物までの距離の基準が取れない場合や、試料の撓みが大きい場合など、検出した試料表面の基準片と比較することで、異物の試料表面からの深さ位置（高さ位置）を得ることができる。
【0012】
第５の発明に係るＸ線透過検査装置は、第１又は第２の発明において、前記複数のＸ線源が、各Ｘ線が交差する方向に照射することを特徴とする。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、複数のＸ線源が、各Ｘ線が交差する方向に照射するので、複数のＸ線源から互いに異なる照射角度のＸ線を試料中の狭い領域に照射でき、狭い領域だけを検査する場合に、試料移動機構による試料の移動距離を小さくすることができる。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、複数のＸ線源が、各Ｘ線が交差する方向に照射するので、複数のＸ線源から互いに異なる照射角度のＸ線を試料中の狭い領域に照射でき、狭い領域だけを検査する場合に、試料移動機構による試料の移動距離を小さくすることができる。
【0013】
第６の発明に係るＸ線透過検査装置は、第１又は第２の発明において、前記複数のＸ線源が、Ｘ線を前記搬送方向で互いに離間した領域に照射することを特徴とする。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、複数のＸ線源が、Ｘ線を搬送方向で互いに離間した領域に照射するので、複数のＸ線源を互いに大きく離して配置することができ、互いに配置の制約を受け難く、設置自由度を高めることができる。
すなわち、このＸ線透過検査装置では、複数のＸ線源が、Ｘ線を搬送方向で互いに離間した領域に照射するので、複数のＸ線源を互いに大きく離して配置することができ、互いに配置の制約を受け難く、設置自由度を高めることができる。
【0014】
第７の発明に係るＸ線透過検査方法は、第１の発明のＸ線透過検査装置を用いたＸ線透過検査方法であって、前記Ｘ線透過検査装置が、前記Ｘ線源と前記Ｘ線センサとの組み合わせを２対備え、前記試料を前記搬送方向に移動させる移動ステップと、前記２対のうち一方の前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の異物が検出された前記搬送方向の位置を第１通過点として検出する第１通過点検出ステップと、前記２対のうち他方の前記Ｘ線センサで検出した前記透過Ｘ線に基づいて前記試料中の異物が検出された前記搬送方向の位置を第２通過点として検出する第２通過点検出ステップと、前記第１通過点と前記第２通過点と前記２対の前記照射角度とに基づいて前記試料中の異物の高さ位置を算出する演算ステップとを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
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、複数対の各Ｘ線源が、互いに異なる照射角度でＸ線を試料に照射し、複数対の各Ｘ線センサが、対応するＸ線源から照射されたＸ線の透過Ｘ線だけを検出可能に配置されているので、Ｘ線の照射角度の差異が大きな透過像が得られ、試料中の異物のずれ量が異物の奥行き（厚さ方向の高さ位置）の位置で大きくなり、異物位置の奥行きを高い精度で推定することが可能になる。
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、複数対の各Ｘ線源が、互いに異なる照射角度でＸ線を試料に照射し、複数対の各Ｘ線センサが、対応するＸ線源から照射されたＸ線の透過Ｘ線だけを検出可能に配置されているので、Ｘ線の照射角度の差異が大きな透過像が得られ、試料中の異物のずれ量が異物の奥行き（厚さ方向の高さ位置）の位置で大きくなり、異物位置の奥行きを高い精度で推定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の第１実施形態を示す概略的な全体構成図である。
【図2】第１実施形態において、撮像（検出）開始時の試料とＸ線センサとの相対位置を示す説明図であって、表面側にある異物を検出した際の通過点を示す図である。
【図3】第１実施形態において、撮像（検出）開始時の試料とＸ線センサとの相対位置を示す説明図であって、裏面側にある異物を検出した際の通過点を示す図である。
【図4】第１実施形態において、高さ方向の異物位置を求める計算方法を説明するための図である。
【図5】第１実施形態において、試料に撓みがある場合の基準片と異物との高さ位置を示す模式図である。
【図6】第１実施形態において、異物の３次元形状を検出する際の異物の高さ位置を示す模式図である。
【図7】第１実施形態において、異物の３次元形状を検出する際の１スキャン目の画像例（ａ）と、２スキャン目の画像例（ｂ）とを示す模式図である。
【図8】本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の第２実施形態を示す概略的な全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
【0018】
本実施形態のＸ線透過検査装置１は、図１に示すように、試料Ｓに対してＸ線（一次Ｘ線）を照射するＸ線源２Ａ，２Ｂと、試料Ｓに対してＸ線源２Ａ，２Ｂと反対側に設置されＸ線が試料Ｓを透過した際の透過Ｘ線を検出するＸ線センサ３Ａ，３Ｂと、試料Ｓを搬送方向（試料Ｓの厚さ方向に直交する方向）Ｙに移動させる試料移動機構４と、Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂで検出した透過Ｘ線に基づいて試料Ｓ中の厚さ方向における異物の高さ位置を算出する演算部５とを備えている。
【0019】
上記演算部５は、複数対の各Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂで検出した複数のＸ線透過像のずれ量から異物の高さ位置を算出する機能を有している。
上記Ｘ線源２Ａ，２ＢとＸ線センサ３Ａ，３Ｂとは、互いに１対１で対応する組み合わせで複数対設けられている。
なお、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２Ａに対応したＸ線センサ３Ａと、Ｘ線源２Ｂに対応したＸ線センサ３Ｂとの２組（２対）の組み合わせを備えている。
上記複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂは、試料Ｓの厚さ方向に対して互いに異なる照射角度でＸ線を試料Ｓに照射する。すなわち、Ｘ線源２Ａは、照射角度θ１でＸ線を照射し、Ｘ線源２Ｂは、照射角度θ２でＸ線を照射する。
上記Ｘ線源２Ａ，２ＢとＸ線センサ３Ａ，３Ｂとは、互いに１対１で対応する組み合わせで複数対設けられている。
なお、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２Ａに対応したＸ線センサ３Ａと、Ｘ線源２Ｂに対応したＸ線センサ３Ｂとの２組（２対）の組み合わせを備えている。
上記複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂは、試料Ｓの厚さ方向に対して互いに異なる照射角度でＸ線を試料Ｓに照射する。すなわち、Ｘ線源２Ａは、照射角度θ１でＸ線を照射し、Ｘ線源２Ｂは、照射角度θ２でＸ線を照射する。
【0020】
上記複数対の各Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂは、対応するＸ線源２Ａ，２Ｂから照射されたＸ線の透過Ｘ線だけを検出可能に配置されている。
本実施形態では、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を試料Ｓ中で互いに交差する方向に照射するように配置されている。
また、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２Ａ，２Ｂ，Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂ，試料移動機構４及び演算部５を制御する制御部ＣＴを備えている。
なお、本実施形態では、試料Ｓの搬送方向をＹ、高さ方向（厚さ方向）をＺ、検査幅方向をＸとしている。
本実施形態では、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を試料Ｓ中で互いに交差する方向に照射するように配置されている。
また、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２Ａ，２Ｂ，Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂ，試料移動機構４及び演算部５を制御する制御部ＣＴを備えている。
なお、本実施形態では、試料Ｓの搬送方向をＹ、高さ方向（厚さ方向）をＺ、検査幅方向をＸとしている。
【0021】
上記試料Ｓは、例えば帯状に形成されたリチウム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。
上記Ｘ線源２Ａ，２Ｂは、Ｘ線を照射可能なＸ線管球であって、管球内のフィラメント（陰極）から発生した熱電子がフィラメント（陰極）とターゲット（陽極）との間に印加された電圧により加速されターゲットのＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）などに衝突して発生したＸ線Ｘをベリリウム箔などの窓から出射するものである。
なお、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２Ａ，２ＢからのＸ線の拡がりを制限するコリメータや、Ｘ線を平行Ｘ線に変換するポリキャピラリ等を備えてもよい。
上記Ｘ線源２Ａ，２Ｂは、Ｘ線を照射可能なＸ線管球であって、管球内のフィラメント（陰極）から発生した熱電子がフィラメント（陰極）とターゲット（陽極）との間に印加された電圧により加速されターゲットのＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｒ（クロム）などに衝突して発生したＸ線Ｘをベリリウム箔などの窓から出射するものである。
なお、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２Ａ，２ＢからのＸ線の拡がりを制限するコリメータや、Ｘ線を平行Ｘ線に変換するポリキャピラリ等を備えてもよい。
【0022】
上記Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂは、試料Ｓが移動する搬送方向Ｙに対して垂直方向（検査幅方向Ｘ）に延在した、例えばＴＤＩ(Time Delay Integration)センサ等のラインセンサである。
ＴＤＩセンサは、対応するＸ線源に対向した面に複数のセル（センサ素子）を配置したものであって、検出面に配された蛍光体と、蛍光体下に複数の光ファイバを二次元的に縦横に複数列並べて配したＦＯＰ（ファイバオプティクスプレート）と、ＦＯＰの下に配されたＳｉ受光素子とを備え、ラインセンサを複数列並べたような構成を有している。
Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂでは、例えば、試料Ｓの送り方向に２００～１０００段の単位ラインセンサが並んでＴＤＩセンサが構成されている。
ＴＤＩセンサは、対応するＸ線源に対向した面に複数のセル（センサ素子）を配置したものであって、検出面に配された蛍光体と、蛍光体下に複数の光ファイバを二次元的に縦横に複数列並べて配したＦＯＰ（ファイバオプティクスプレート）と、ＦＯＰの下に配されたＳｉ受光素子とを備え、ラインセンサを複数列並べたような構成を有している。
Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂでは、例えば、試料Ｓの送り方向に２００～１０００段の単位ラインセンサが並んでＴＤＩセンサが構成されている。
【0023】
上記制御部ＣＴは、Ｘ線源２Ａ，２Ｂ，Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂ，試料移動機構４及び演算部５等に接続され、これらを制御するＣＰＵ等で構成されたコンピュータである。
この制御部ＣＴは、ＴＤＩセンサであるＸ線センサ３Ａ，３Ｂの電荷転送の方向及び速度を、試料Ｓの移動方向及び速度に合わせると共に、受光面の検出領域においてＸ線センサ３Ａ，３Ｂが受光したＸ線の輝度値を積算する機能を有している。
なお、制御部ＣＴは、演算部５を含んでいても構わない。
この制御部ＣＴは、ＴＤＩセンサであるＸ線センサ３Ａ，３Ｂの電荷転送の方向及び速度を、試料Ｓの移動方向及び速度に合わせると共に、受光面の検出領域においてＸ線センサ３Ａ，３Ｂが受光したＸ線の輝度値を積算する機能を有している。
なお、制御部ＣＴは、演算部５を含んでいても構わない。
【0024】
上記試料移動機構４は、Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂに対して、例えばシート状の試料Ｓの延在方向に相対的に移動可能なモータ等である。上記試料移動機構４は、例えば帯状の試料Ｓをロール・ｔｏ・ロール方式で延在方向に移動させる少なくとも一対のローラ４ａ等を備えている。
上記演算部５は、検出された透過Ｘ線の強度の分布を示す透過像からコントラスト像を得る機能を有している。
上記演算部５は、検出された透過Ｘ線の強度の分布を示す透過像からコントラスト像を得る機能を有している。
【0025】
本実施形態のＸ線透過検査装置１を用いたＸ線透過検査方法は、図２から図４に示すように、試料Ｓを特定の搬送方向Ｙに移動させる移動ステップと、上記２対のうち一方のＸ線センサ３Ａで検出した透過Ｘ線に基づいて試料Ｓ中の異物Ａが検出された搬送方向Ｙの位置を第１通過点Ａ１として検出する第１通過点検出ステップと、２対のうち他方のＸ線センサ３Ｂで検出した透過Ｘ線に基づいて試料Ｓ中の異物Ａが検出された搬送方向Ｙの位置を第２通過点Ａ２として検出する第２通過点検出ステップと、第１通過点Ａ１と第２通過点Ａ２と２対の照射角度θ１，θ２とに基づいて試料Ｓ中の異物Ａの高さ位置を算出する演算ステップとを有している。
【0026】
上記Ｘ線透過検査方法を、試料Ｓの表面側（Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂ側）にある異物Ａと、試料Ｓの裏面側（Ｘ線源２Ａ，２Ｂ側）にある異物Ｂとを例にして以下で説明する。
【0027】
まず、上記移動ステップにおいて、試料Ｓが予め定められた搬送方向Ｙの撮像開始位置（検出開始位置）に到達すると、透過像の出力が開始される。この出力された透過像において、搬送方向Ｙの先頭を撮像開始（基準点）とする。
上記第１通過点検出ステップ及び第２通過点検出ステップにおいて、図２に示すように、試料Ｓが搬送方向Ｙに移動し、異物ＡがＸ線源２ＡとＸ線センサ３Ａとの光軸を通過する位置を第１通過点Ａ１とし、Ｘ線源２ＢとＸ線センサ３Ｂとの光軸を通過する位置を第２通過点Ａ２とする。
また、図３に示すように、異物ＢがＸ線源２ＡとＸ線センサ３Ａとの光軸を通過する位置を第１通過点Ｂ１とし、Ｘ線源２ＢとＸ線センサ３Ｂとの光軸を通過する位置を第２通過点Ｂ２とする。
上記第１通過点検出ステップ及び第２通過点検出ステップにおいて、図２に示すように、試料Ｓが搬送方向Ｙに移動し、異物ＡがＸ線源２ＡとＸ線センサ３Ａとの光軸を通過する位置を第１通過点Ａ１とし、Ｘ線源２ＢとＸ線センサ３Ｂとの光軸を通過する位置を第２通過点Ａ２とする。
また、図３に示すように、異物ＢがＸ線源２ＡとＸ線センサ３Ａとの光軸を通過する位置を第１通過点Ｂ１とし、Ｘ線源２ＢとＸ線センサ３Ｂとの光軸を通過する位置を第２通過点Ｂ２とする。
【0028】
試料Ｓが搬送方向Ｙに移動すると、異物Ａはまず第１通過点Ａ１の後に第２通過点Ａ２を通過し、異物Ｂはまず第２通過点Ｂ２の後に第２通過点Ｂ１を通過する。なお、第１通過点Ａ１と第２通過点Ａ２との距離をＡ１２とし、第１通過点Ｂ１と第２通過点Ｂ２との距離をＢ１２とする。
Ｘ線センサ３ＡとＸ線センサ３Ｂとの撮像を同時に開始した場合、異物Ａが第１通過点Ａ１と第２通過点Ａ２とを通過するタイミングの違いが、透過像において撮像開始から異物Ａまでの搬送方向Ｙの距離の差（距離Ａ１２）として表れる。同様に、透過像において撮像開始から異物Ｂまでの搬送方向Ｙの距離の差が距離Ｂ１２として表れる。
Ｘ線センサ３ＡとＸ線センサ３Ｂとの撮像を同時に開始した場合、異物Ａが第１通過点Ａ１と第２通過点Ａ２とを通過するタイミングの違いが、透過像において撮像開始から異物Ａまでの搬送方向Ｙの距離の差（距離Ａ１２）として表れる。同様に、透過像において撮像開始から異物Ｂまでの搬送方向Ｙの距離の差が距離Ｂ１２として表れる。
【0029】
透過像において撮像開始から異物Ａまでの搬送方向Ｙの距離は、Ｘ線センサ３ＢよりもＸ線センサ３Ａの方が短く、撮像開始から異物Ｂまでの搬送方向Ｙの距離は、Ｘ線センサ３ＢよりもＸ線センサ３Ａの方が長い。
このように、異物Ａ，Ｂが混入している試料Ｓの厚み方向の高さ位置に応じて、異物Ａ，Ｂが光軸を通過するタイミングが変化するため、撮像開始などの透過像のある基準点から異物Ａ，Ｂまでの距離の差から、異物Ａ，Ｂが混入している試料Ｓの厚み方向の高さ位置を見積もることができる。
このように、異物Ａ，Ｂが混入している試料Ｓの厚み方向の高さ位置に応じて、異物Ａ，Ｂが光軸を通過するタイミングが変化するため、撮像開始などの透過像のある基準点から異物Ａ，Ｂまでの距離の差から、異物Ａ，Ｂが混入している試料Ｓの厚み方向の高さ位置を見積もることができる。
【0030】
すなわち、上記演算ステップにおいて、Ｘ線センサ３Ａ、３Ｂの透過像に基づいて、ある基準点から異物Ａ，Ｂまでの距離の差から異物Ａ，Ｂが混入している高さを見積もる際の計算を、図４を用いて説明する。なお、この計算は演算部５により行われる。
撮像開始位置は、試料Ｓの検査領域が透過像として出力されるように、任意に設定するタイミングに基づき、画像出力が開始される位置である。
撮像開始位置は、試料Ｓの検査領域が透過像として出力されるように、任意に設定するタイミングに基づき、画像出力が開始される位置である。
【0031】
異物ＡがＸ線センサ３Ａの直下に達したときの位置を基準点Ａ３とし、Ｘ線センサ３Ａまでの高さ（距離）ＺＡとする。
また、基準点Ａ３と通過点Ａ１との距離をＹ１とし、基準点Ａ３と通過点Ａ２との距離をＹ２とする。
ちなみに、試料Ｓの進行方向（搬送方向Ｙ）に対して、Ｘ線源２ＡとＸ線センサ３Ａとの垂直方向の高さ（距離）と、Ｘ線源２ＢとＸ線センサ３Ｂとの垂直方向の高さ（距離）とは同じである必要はない。
また、Ｘ線源２ＢはＸ線センサ３Ａの直下に配置する必要はない。
また、基準点Ａ３と通過点Ａ１との距離をＹ１とし、基準点Ａ３と通過点Ａ２との距離をＹ２とする。
ちなみに、試料Ｓの進行方向（搬送方向Ｙ）に対して、Ｘ線源２ＡとＸ線センサ３Ａとの垂直方向の高さ（距離）と、Ｘ線源２ＢとＸ線センサ３Ｂとの垂直方向の高さ（距離）とは同じである必要はない。
また、Ｘ線源２ＢはＸ線センサ３Ａの直下に配置する必要はない。
【0032】
Ｘ線源から異物までの距離は、以下のように設定することで計算することができる。
Ｘ線源２ＡからＸ線センサ３ＡへのＸ線の照射角度：θ１
Ｘ線源２ＢからＸ線センサ３ＢへのＸ線の照射角度：θ２
Ｘ線源２ＡからＸ線センサ３Ａまでの高さ方向の距離：Ｚ１
Ｘ線源２ＢからＸ線センサ３Ｂまでの高さ方向の距離：Ｚ２
ここで、Ｚ１＝Ｚ２＝Ｚとする。
Ｘ線センサ３Ａから異物Ａまでの高さ方向の距離：ＺＡ１
Ｘ線センサ３Ｂから異物Ａまでの高さ方向の距離：ＺＡ２
ここで、ＺＡ１＝ＺＡ２＝ＺＡとする。
異物ＡからＸ線センサ３Ａの撮像開始までの搬送方向の距離：Ｙ１
異物ＡからＸ線センサ３Ｂの撮像開始までの搬送方向の距離：Ｙ２
Ｙ１＝ＺＡ・ｔａｎθ１
Ｙ２＝（Ｚ－ＺＡ）ｔａｎθ２
よって
Ａ１２＝Ｙ１－Ｙ２＝（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）ＺＡ－Ｚ?ｔａｎθ２ ・・・式１
ＺＡに比例してＹ１－Ｙ２が増加する。
そのため、Ｙ１－Ｙ２をＸ線透過像から求めることで、Ｘ線源２Ａ，２Ｂから異物Ａ，Ｂまでの距離を算出することができる。
Ｘ線源２ＡからＸ線センサ３ＡへのＸ線の照射角度：θ１
Ｘ線源２ＢからＸ線センサ３ＢへのＸ線の照射角度：θ２
Ｘ線源２ＡからＸ線センサ３Ａまでの高さ方向の距離：Ｚ１
Ｘ線源２ＢからＸ線センサ３Ｂまでの高さ方向の距離：Ｚ２
ここで、Ｚ１＝Ｚ２＝Ｚとする。
Ｘ線センサ３Ａから異物Ａまでの高さ方向の距離：ＺＡ１
Ｘ線センサ３Ｂから異物Ａまでの高さ方向の距離：ＺＡ２
ここで、ＺＡ１＝ＺＡ２＝ＺＡとする。
異物ＡからＸ線センサ３Ａの撮像開始までの搬送方向の距離：Ｙ１
異物ＡからＸ線センサ３Ｂの撮像開始までの搬送方向の距離：Ｙ２
Ｙ１＝ＺＡ・ｔａｎθ１
Ｙ２＝（Ｚ－ＺＡ）ｔａｎθ２
よって
Ａ１２＝Ｙ１－Ｙ２＝（ｔａｎθ１＋ｔａｎθ２）ＺＡ－Ｚ?ｔａｎθ２ ・・・式１
ＺＡに比例してＹ１－Ｙ２が増加する。
そのため、Ｙ１－Ｙ２をＸ線透過像から求めることで、Ｘ線源２Ａ，２Ｂから異物Ａ，Ｂまでの距離を算出することができる。
【0033】
なお、｜θ１｜＝｜θ２｜の場合、照射角度が大きいほど、高さ位置の推定精度が向上する。
例えば、解像度を１０μｍとして、｜θ１｜＝｜θ２｜＝４５°（θ１＝－４５°、θ２＝４５°）の時、高さ位置の推定精度は±１０μｍであるのに対して、｜θ１｜＝｜θ２｜＝３０°（θ１＝－３０°、θ２＝３０°）の時、高さ位置の推定精度は±１７．３μｍとなる。
なお、特許文献２の技術では、照射角度の変化が微小であるため、高さ位置の推定精度が低い。
例えば、解像度を１０μｍとして、｜θ１｜＝｜θ２｜＝４５°（θ１＝－４５°、θ２＝４５°）の時、高さ位置の推定精度は±１０μｍであるのに対して、｜θ１｜＝｜θ２｜＝３０°（θ１＝－３０°、θ２＝３０°）の時、高さ位置の推定精度は±１７．３μｍとなる。
なお、特許文献２の技術では、照射角度の変化が微小であるため、高さ位置の推定精度が低い。
【0034】
上記式１を変形したものが次の式であり、高さ位置の推定精度は照射角度が小さくなるほど悪くなる。
距離Ｙ１と距離Ｙ２との精度がそれぞれ±１ｐｉｘｅｌであるとすると、Ｙ１－Ｙ２は最大±２ｐｉｘｅｌの誤差含む。
解像度を１０μｍとすると、最大誤差は±２０μｍとなる。
誤差も含めて式で表すと、次の式となる。
【数1】
解像度を１０μｍとすると、最大誤差は±２０μｍとなる。
誤差も含めて式で表すと、次の式となる。
【数2】
【0035】
例えば、｜θ１｜＝｜θ２｜＝４５°の場合の誤差計算は、次のように算出される。
例えば、｜θ１｜＝｜θ２｜＝３０°の場合の誤差計算は、次のように算出される。
【数3】
【数4】
【0036】
なお、特許文献２では微小角度としか記載がない為、想定している角度はわからないが、仮に｜θ１｜＝｜θ２｜＝１°として、同様の条件で高さ位置の推定精度誤差を計算すると、±５７３μｍとなる。
【0037】
次に、透過像で異物までの距離の基準が取れない場合や、試料Ｓの撓みが大きい場合は、図５に示すように、試料Ｓ表面に基準片９を置くことで試料Ｓ表面からの異物Ｃの深さ位置を推定することができる。
すなわち、撮像開始位置が安定せず、撮像開始位置を異物までの距離の基準できない、かつ、試料Ｓの端など透過像から基準となる特徴点を決定できない場合や、試料Ｓが撓み、Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂと試料Ｓ表面との距離が一定ではない場合でも、異物の深さ位置を推定することができる。
すなわち、撮像開始位置が安定せず、撮像開始位置を異物までの距離の基準できない、かつ、試料Ｓの端など透過像から基準となる特徴点を決定できない場合や、試料Ｓが撓み、Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂと試料Ｓ表面との距離が一定ではない場合でも、異物の深さ位置を推定することができる。
【0038】
本実施形態のＸ線透過検査装置１では、試料Ｓが撓んでいる場合、図５に示すように、試料Ｓの表面に設置された基準片９を備えることで、演算部５が、異物Ｃの高さ位置を基準片９の高さ位置と比較して算出することができる。
例えば、Ｘ線センサ３Ａから金属等の基準片９（試料Ｓ表面）までの距離：Ｚａ、Ｘ線センサ３Ａから異物Ｃまでの距離：Ｚｃとした場合、基準片９（試料Ｓ表面）から異物Ｃまでの距離が、Ｚａ－Ｚｃとなる。
例えば、Ｘ線センサ３Ａから金属等の基準片９（試料Ｓ表面）までの距離：Ｚａ、Ｘ線センサ３Ａから異物Ｃまでの距離：Ｚｃとした場合、基準片９（試料Ｓ表面）から異物Ｃまでの距離が、Ｚａ－Ｚｃとなる。
【0039】
次に、本実施形態のＸ線透過検査装置１では、図６及び図７に示すように、複数の２次元画像から算出された異物サイズや形状の情報を統合することで、異物Ｄ，Ｅの３次元形状の推定精度が向上する。
すなわち、例えば、図６に示すように、試料Ｓ中に異物Ｄ，Ｅがあり、試料Ｓの表面（Ｘ線センサ側）に基準片９を設置した場合、１スキャン目のＸ線Ｘ１で検出した透過像が図７の（ａ）となり、２スキャン目のＸ線Ｘ２で検出した透過像が図７の（ｂ）となる。
したがって、複数の２次元画像（１スキャン目の透過像と２スキャン目の透過像とから異物Ｄ，Ｅの異物サイズや形状の情報を得ることも可能になる。
すなわち、例えば、図６に示すように、試料Ｓ中に異物Ｄ，Ｅがあり、試料Ｓの表面（Ｘ線センサ側）に基準片９を設置した場合、１スキャン目のＸ線Ｘ１で検出した透過像が図７の（ａ）となり、２スキャン目のＸ線Ｘ２で検出した透過像が図７の（ｂ）となる。
したがって、複数の２次元画像（１スキャン目の透過像と２スキャン目の透過像とから異物Ｄ，Ｅの異物サイズや形状の情報を得ることも可能になる。
【0040】
このように本実施形態のＸ線透過検査装置１では、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、互いに異なる照射角度θ１，θ２でＸ線を試料Ｓに照射し、複数対の各Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂが、対応するＸ線源２Ａ，２Ｂから照射されたＸ線の透過Ｘ線だけを検出可能に配置されているので、各Ｘ線センサ３Ａ，３Ｂの間隔を大きく設定可能になり、Ｘ線の照射角度θ１，θ２の差異が大きな透過像が得られる。したがって、異なる角度で照射された複数のＸ線による複数の透過像間で、試料Ｓ中の異物Ａ～Ｅのずれ量が異物Ａ～Ｅの奥行き（厚さ方向の高さ位置）の位置で大きくなることで、異物位置の奥行きを高い精度で推定することが可能になる。
【0041】
また、演算部５が、異物の高さ位置を基準片９の高さ位置と比較して算出するので、異物までの距離の基準が取れない場合や、試料Ｓの撓みが大きい場合など、検出した試料Ｓ表面の基準片９と比較することで、異物の試料Ｓ表面からの深さ位置（高さ位置）を得ることができる。
なお、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を試料Ｓ中で互いに交差する方向に照射することで、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂから互いに異なる照射角度θ１，θ２のＸ線を試料Ｓ中の狭い領域に照射でき、狭い領域だけを検査する場合に、試料移動機構４による試料Ｓの移動距離を小さくすることができる。
なお、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を試料Ｓ中で互いに交差する方向に照射することで、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂから互いに異なる照射角度θ１，θ２のＸ線を試料Ｓ中の狭い領域に照射でき、狭い領域だけを検査する場合に、試料移動機構４による試料Ｓの移動距離を小さくすることができる。
【0042】
次に、本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の第２実施形態について、図８を参照して以下に説明する。なお、以下の実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0043】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を試料Ｓ中で互いに交差する方向に照射しているのに対し、第２実施形態のＸ線透過検査装置２１では、図８に示すように、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を搬送方向Ｙで互いに離間した領域ＳＡ，ＳＢに照射するように配置されている。
また、第２実施形態では、図８に示すように、Ｘ線源２ＡとＸ線源２Ｂとの間隔が、第１実施形態よりも大きく設定されている。
また、第２実施形態では、図８に示すように、Ｘ線源２ＡとＸ線源２Ｂとの間隔が、第１実施形態よりも大きく設定されている。
【0044】
第２実施形態では、試料移動機構４により、試料Ｓが、Ｘ線源２ＡからのＸ線が照射される領域ＳＡを通過した際にＸ線センサ３Ａにより透過像を検出し、さらに搬送方向Ｙに移動して、Ｘ線源２ＢからのＸ線が照射される領域ＳＢを通過した際にＸ線センサ３Ｂにより透過像を検出する。
この領域ＳＡで得た透過像と領域ＳＢで得た透過像とに基づいて、第１実施形態と同様に演算部５によって異物の高さ位置を算出する。
この領域ＳＡで得た透過像と領域ＳＢで得た透過像とに基づいて、第１実施形態と同様に演算部５によって異物の高さ位置を算出する。
【0045】
第２実施形態では、第１実施形態のようにＸ線源２ＡとＸ線源２ＢとのＸ線が交差する必要はなく、２対（２組）の検査位置は検査幅方向Ｘの位置が同一であれば、搬送方向Ｙにズレていてもよい。
このように第２実施形態のＸ線透過検査装置２１では、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を搬送方向Ｙで互いに離間した領域ＳＡ，ＳＢに照射するので、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂを互いに大きく離して配置することができ、互いに配置の制約を受け難く、設置自由度を高めることができる。
このように第２実施形態のＸ線透過検査装置２１では、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂが、Ｘ線を搬送方向Ｙで互いに離間した領域ＳＡ，ＳＢに照射するので、複数対の各Ｘ線源２Ａ，２Ｂを互いに大きく離して配置することができ、互いに配置の制約を受け難く、設置自由度を高めることができる。
【0046】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【0047】
１，２１…Ｘ線透過検査装置、２Ａ，２Ｂ…Ｘ線源、３Ａ，３Ｂ…Ｘ線センサ、４…試料移動機構、５…演算部、９…基準片、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…異物、Ｓ…試料
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】