特開 2024-108856 Ｘ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法

(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】P2024108856

(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】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013467

(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

2G001BA11

2G001CA01

2G001DA06

2G001DA08

2G001FA18

2G001GA01

2G001KA03

2G001KA04

2G001KA05

(57)【要約】

【課題】異物の大きさ（平面積）をより高精度に求めることができる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】試料に対してＸ線を照射するＸ線源と、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線センサと、Ｘ線センサで検出した透過Ｘ線に基づいて試料中の異物の平面積を算出する演算部とを備え、演算部が、Ｘ線の照射方向に垂直な面において透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求め、輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値Ｒ１以上の輝度低下量となる画素の数を有効画素数として算出し、有効画素数に基づいて異物の平面積を算出する。
【選択図】図２

【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の平面積を算出する演算部とを備え、
前記演算部が、前記Ｘ線の照射方向に垂直な面において前記透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求め、前記輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる前記画素の数を有効画素数として算出し、前記有効画素数に基づいて前記異物の平面積を算出す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、複数の異なる前記輝度低下量閾で算出した複数の前記有効画素数に基づいて前記平面積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、
前記演算部が、予め求めておいた前記最大輝度低下量と前記異物の厚さとの関係に基づいて前記異物の厚さを算出することを特徴とするＸ線透過検査装置。

【請求項4】

請求項３に記載のＸ線透過検査装置において、
前記演算部が、求めた前記異物の平面積と厚さとから前記異物の体積を算出することを特徴とするＸ線透過検査装置。

【請求項5】

試料に対してＸ線源からＸ線を照射するＸ線照射ステップと、
前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置されたＸ線センサで前記Ｘ線が前記試料を透過した際の透過Ｘ線を検出する透過Ｘ線検出ステップと、
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異物の平面積を算出する演算ステップとを有し、
前記演算ステップが、前記Ｘ線の照射方向に垂直な面において前記透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求める分布作成ステップと、
前記輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる前記画素の数を有効画素数として算出する画素数算出ステップと、
前記有効画素数に基づいて前記異物の平面積を算出する平面積算出ステップとを有することを特徴とするＸ線透過検査方法。

【請求項6】

請求項５に記載のＸ線透過検査方法において、
前記画素算出ステップが、複数の異なる前記輝度低下量閾値で複数の前記有効画素数を算出し、
前記平面積算出ステップが、前記算出した複数の前記有効画素数に基づいて前記平面積を算出することを特徴とするＸ線透過検査方法。

【請求項7】

請求項５又は６に記載のＸ線透過検査方法において、
前記演算ステップが、予め求めておいた前記最大輝度低下量と前記異物の厚さとの関係に基づいて前記異物の厚さを算出する厚さ算出ステップ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8】

請求項７に記載のＸ線透過検査方法において、
前記演算ステップが、求めた前記異物の平面積と厚さとから前記異物の体積を算出する体積算出ステップ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。

【0003】

従来、例えば特許文献１には、厚み２０μｍ一定の円柱Ｆｅ異物サンプルにおいて、直径と輝度低下量との相関関係を予め求めておき、定められた大きさ以上の異物が膜電極接合体に含まれるか否かを判定する膜電極接合体の検査方法および検査装置が記載されている。この特許文献１の図２では、厚み２０μｍで直径の異なる円柱Ｆｅ異物サンプルにおいて、輝度低下量の大きさを矢印で示しており、異物の大きさ（平面積）と最も輝度低下量の大きい部分とには線形的な相関があるとされている。

【0004】

また、特許文献２には、膜電極接合体のＸ線透過像を取得する第１工程と、第１工程で取得したＸ線透過像において、周囲の領域よりも輝度が低い輝度低下領域を特定する第２工程と、膜電極接合体中の異物の平面サイズとＸ線の回折による輝度変化との相関関係に基づき、輝度低下領域の平面サイズに応じて第２工程で特定した輝度低下領域の輝度を補正する第３工程と、第３工程で補正した輝度に基づき膜電極接合体中の異物の厚みを求める第４工程と、を備える膜電極接合体の検査方法および検査装置が記載されている。
この特許文献２の技術では、輝度低下領域の平面サイズを、周囲の画素の輝度値よりも、１０倍以上暗い輝度値の画素の集合を、輝度低下領域として特定して算出している（段落００１８参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１３５１２５号公報

【特許文献2】特開２０２２－１４１０７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上記特許文献１では、異物の大きさと輝度低下量との相関のみを考慮しており、異物の厚みと輝度低下量との相関を考慮できていない。例えば、円盤状の異物の場合、図１０に示すように、その直径の変化に対して輝度低下量が直線的に変化するものとして設定している。このように、異物の厚みを固定値として輝度低下量から異物の大きさを推定しているため、推定される異物の３次元形状の厚みも固定値になる。したがって、これらの要因により、特許文献１の技術では、異物の大きさの推定精度が低いという問題があった。
また、特許文献２では、輝度低下領域の平面サイズを、周囲の画素の輝度値よりも、１０倍以上暗い輝度値の画素の集合を、輝度低下領域として特定するして算出しているが、輝度低下領域を特定するための輝度値が固定値であるため、平面サイズが同じ異物であっても、異物の厚みの違いにより輝度低下領域が変化することを考慮できていない。したがって、これらの要因により、特許文献２の技術では、異物の平面サイズ及び立体サイズの推定精度が低いという問題があった。
このように上記従来技術では、輝度低下量から異物の大きさ（平面積）を算出しているが、基準としている異物の厚みと実際の異物の厚みとに差異がある場合に、異物の大きさを過小評価もしくは過大評価してしまう問題があった。

【0007】

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、異物の大きさ（平面積）をより高精度に求めることができる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】

【0008】

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の平面積を算出する演算部とを備え、前記演算部が、前記Ｘ線の照射方向に垂直な面において前記透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求め、前記輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる前記画素の数を有効画素数として算出し、前記有効画素数に基づいて前記異物の平面積を算出することを特徴とする。

【0009】

このＸ線透過検査装置では、演算部が、Ｘ線の照射方向に垂直な面において透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求め、輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる画素の数を有効画素数として算出し、有効画素数に基づいて異物の平面積を算出するので、異物の大きさ（平面積）を高精度に求めることが可能になる。
すなわち、従来は異物の厚さを十分に考慮していないため、予め推定した異物の厚みが実際の厚みと異なると異物の大きさ（平面積）を正確に求めることができないのに対し、本発明では、最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる有効画素数から異物の平面積を求めるので、異物の厚みが変わっても有効画素数が変わらず、異物の厚みに依存せずに異物の平面積を高精度に求めることができる。

【0010】

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、複数の異なる前記輝度低下量閾で算出した複数の前記有効画素数に基づいて前記平面積を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、複数の異なる輝度低下量閾で算出した複数の有効画素数に基づいて平面積を算出するので、異物の平面積をさらに高精度に求めることが可能になる。

【0011】

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、前記演算部が、予め求めておいた前記最大輝度低下量と前記異物の厚さとの関係に基づいて前記異物の厚さを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、予め求めておいた最大輝度低下量と異物の厚さとの関係に基づいて異物の厚さを算出するので、算出した異物の平面積と厚さとから異物の体積を得ることができる。

【0012】

第４の発明に係るＸ線透過検査装置は、第３の発明において、前記演算部が、求めた前記異物の平面積と厚さとから前記異物の体積を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、求めた異物の平面積と厚さとから異物の体積を算出するので、異物の立体サイズを得ることができる。

【0013】

第５の発明に係るＸ線透過検査方法は、試料に対してＸ線源からＸ線を照射するＸ線照射ステップと、前記試料に対して前記Ｘ線源と反対側に設置されたＸ線センサで前記Ｘ線が前記試料を透過した際の透過Ｘ線を検出する透過Ｘ線検出ステップと、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異物の平面積を算出する演算ステップとを有し、前記演算ステップが、前記Ｘ線の照射方向に垂直な面において前記透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求める分布作成ステップと、前記輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる前記画素の数を有効画素数として算出する画素数算出ステップと、前記有効画素数に基づいて前記異物の平面積を算出する平面積算出ステップとを有することを特徴とする。

【0014】

第６の発明に係るＸ線透過検査方法は、第５の発明において、前記画素算出ステップが、複数の異なる前記輝度低下量閾値で複数の前記有効画素数を算出し、前記平面積算出ステップが、前記算出した複数の前記有効画素数に基づいて前記平面積を算出することを特徴とする。

【0015】

第７の発明に係るＸ線透過検査方法は、第５又は第６の発明において、前記演算ステップが、予め求めておいた前記最大輝度低下量と前記異物の厚さとの関係に基づいて前記異物の厚さを算出する厚さ算出ステップを有していることを特徴とする。

【0016】

第８の発明に係るＸ線透過検査方法は、第７の発明において、前記演算ステップが、求めた前記異物の平面積と厚さとから前記異物の体積を算出する体積算出ステップを有していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

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、Ｘ線の照射方向に垂直な面において透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求め、輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量に対して所定の割合である輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる画素の数を有効画素数として算出し、有効画素数に基づいて異物の平面積を算出するので、異物の大きさ（平面積）を高精度に求めることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の一実施形態において、Ｘ線透過検査装置を示す概略的な全体構成図である。

【図2】本実施形態において、異物に対する透過Ｘ線の異物透過像の例を示す図である。

【図3】本実施形態において、Ｘ線透過検査方法を示すフローチャートである。

【図4】本実施形態において、厚い異物に対する輝度低下量を示すグラフ（ａ）及び薄い異物に対する輝度低下量を示すグラフ（ｂ）である。

【図5】本実施形態において、異物の厚みと画素数との関係を示すグラフである。

【図6】本実施形態において、異物の厚みと輝度低下量との関係を示すグラフである。

【図7】本実施形態において、複数の輝度低下量閾値で有効画素数を算出する場合の説明図である。

【図8】本実施形態において、複数の輝度低下量閾値で、複数の異なる輝度低下量閾値Ｒ１１以上の輝度低下量となる画素数をカウントした場合を示す図である。

【図9】本実施形態において、輝度低下量閾値と有効画素数との相関関係を示す線図である。

【図10】本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の従来技術において、異物の厚みと輝度低下量との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係るＸ線透過検査装置及びＸ線透過検査方法の一実施形態を、図１から図９を参照しながら説明する。

【0020】

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Ｘ１を照射するＸ線源２と、試料Ｓに対してＸ線源２と反対側に設置されＸ線Ｘ１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３と、Ｘ線センサ３で検出した透過Ｘ線に基づいて試料Ｓ中の異物Ａの平面積を算出する演算部４とを備えている。

【0021】

上記演算部４は、図２に示すように、Ｘ線Ｘ１の照射方向に垂直な面において透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求め、図２及び図４に示すように、輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量Ｋ１に対して所定の割合である輝度低下量閾値Ｒ１以上の輝度低下量となる画素の数を有効画素数として算出し、有効画素数に基づいて異物Ａの平面積を算出する。

【0022】

上記異物Ａの平面積とは、Ｘ線Ｘ１の照射方向から視た異物Ａの面積である。なお、本実施形態では、異物Ａの平面積を、異物の大きさとも称する。
また、上記輝度低下量とは、Ｘ線透過像（透過Ｘ線）の最大輝度からの輝度の低下量のことをいい、Ｘ線Ｘ１の減衰量を表す。

【0023】

上記演算部４は、複数の異なる輝度低下量閾で算出した複数の有効画素数に基づいて平面積を算出する機能も有している。例えば、演算部４は、複数の異なる輝度低下量閾値で算出した複数の有効画素数の平均値を有効画素数として平面積を算出する機能を有している。
さらに、演算部４は、予め求めておいた最大輝度低下量と異物Ａの厚さとの関係に基づいて異物Ａの厚さを算出する機能を有している。
また、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２からのＸ線Ｘ１を照射中に試料Ｓを搬送方向（試料Ｓの厚さ方向に直交する方向）に移動させる試料移動機構５と、Ｘ線源２，Ｘ線センサ３，試料移動機構５及び演算部４を制御する制御部Ｃを備えている。
なお、制御部Ｃは、演算部４を含んでいる。

【0024】

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２は、Ｘ線Ｘ１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２からのＸ線Ｘ１を平行Ｘ線に変換するポリキャピラリ６を備えている。また、本実施形態のＸ線透過検査装置１は、Ｘ線源２からのＸ線Ｘ１の拡がりを制限するコリメータを備えてもよい。

【0025】

上記Ｘ線センサ３は、試料Ｓが移動する搬送方向に対して垂直方向（検査幅方向）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３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。

【0026】

上記制御部Ｃは、Ｘ線源２，Ｘ線センサ３及び試料移動機構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Ｃは、ＴＤＩセンサであるＸ線センサ３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３が受光したＸ線の輝度値を積算する機能を有している。

【0027】

上記試料移動機構５は、Ｘ線センサ３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５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等を備えている。
上記演算部４は、検出された透過Ｘ線の強度の分布を示すＸ線透過像からコントラスト像（輝度分布）を得る機能を有している。

【0028】

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３に示すように、試料Ｓに対してＸ線源２からＸ線Ｘ１を照射するＸ線照射ステップＳ１と、試料Ｓに対してＸ線源２と反対側に設置されたＸ線センサ３でＸ線Ｘ１が試料Ｓを透過した際の透過Ｘ線を検出する透過Ｘ線検出ステップＳ２と、Ｘ線センサ３で検出した透過Ｘ線に基づいて試料Ｓ中の異物Ａの平面積を算出する演算ステップＳ３とを有している。

【0029】

上記演算ステップＳ３は、Ｘ線Ｘ１の照射方向に垂直な面において透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求める分布作成ステップＳ４と、輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量Ｋ１に対して所定の割合である輝度低下量閾値Ｒ１以上の輝度低下量となる画素の数を有効画素数として算出する画素数算出ステップＳ５と、有効画素数に基づいて異物Ａの平面積を算出する平面積算出ステップＳ６とを有している。

【0030】

なお、上記画素算出ステップＳ５では、複数の異なる輝度低下量閾値Ｒ１で複数の有効画素数を算出し、上記平面積算出ステップＳ６では、複数の有効画素数の平均値を有効画素数として平面積を算出しても構わない。
また、上記演算ステップＳ３では、予め求めておいた最大輝度低下量と異物Ａの厚さとの関係に基づいて異物Ａの厚さを算出する厚さ算出ステップＳ７を有している。
さらに、演算ステップＳ３では、求めた異物Ａの平面積と厚さとから異物の体積を算出する体積算出ステップＳ８を有している

【0031】

上記Ｘ線透過検査方法の演算ステップＳ３について、図２から図７を参照して、より詳しく以下に説明する。

【0032】

上述したように演算ステップＳ３では、検出した異物ＡのＸ線透過像から、演算部４が、輝度低下量と輝度低下量閾値以上の画素数とを求め、これらの値から異物Ａの大きさ（平面積）と厚みとを算出する。また、演算部４が、異物Ａの大きさと厚みとから、さらに体積を算出し、体積閾値と比較することで、規定サイズ以上の異物Ａが含まれるか否かを判定する。

【0033】

すなわち、分布作成ステップＳ４において、図２に示すように、演算部４が、Ｘ線Ｘ１の照射方向に垂直な面（Ｘ－Ｙ平面）において、Ｘ線センサ３が検出した透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を作成し、輝度低下領域を特定する。この図２の輝度分布では、輝度低下量が大きいほど、画素の濃淡が濃く図示されている。
なお、この図２の輝度分布のうち、最も輝度低下量が大きい部分を通る破線Ｈ１部分の輝度変化、すなわち図４に示すように、Ｘ方向に対する輝度の変化を示すグラフにおいて、図４の破線Ｋ０（最大輝度）から輝度の最も低い部分まで垂直に伸びる矢印の長さが、最大輝度低下量Ｋ１に相当する。

【0034】

上記輝度低下量閾値Ｒ１は、異物毎に最大輝度低下量Ｋ１に一定の割合をかけて設定される。例えば、図４の（ａ）（ｂ）に示すように、前記一定の割合を５０％とし、最大輝度低下量Ｋ１の５０％が輝度低下量閾値Ｒ１に設定される。なお、異物Ａが厚い場合、図４の（ａ）に示すように、透過Ｘ線が相対的に少なく最大輝度低下量Ｋ１が大きくなり、異物Ａが薄い場合、図４の（ｂ）に示すように、透過Ｘ線が相対的に多く最大輝度低下量Ｋ１が小さくなる。

【0035】

このように得た輝度低下量閾値Ｒ１に基づいて、画素数算出ステップＳ５では、図４に示すように、輝度曲線のうち輝度低下量閾値Ｒ１となる部分から輝度軸方向に垂直に伸びる一対の破線Ｋ２間に相当する画素が、有効画素数として算出される。すなわち、図２に示すように、破線Ｈ２で囲まれた画素が輝度低下量閾値Ｒ１以上となった輝度低下量の画素であり、有効画素数（図２では画素数２１）として算出される。

【0036】

なお、上記特許文献２の技術では、輝度低下領域の平面サイズを求めるための画素数の算出に、周囲の画素の輝度値よりも１０倍以上暗い輝度値を固定的に用いているが、本実施形態では、異物毎に輝度低下量の最大値に一定の割合をかけた輝度低下量（輝度低下量閾値）を用いている。
また、特許文献２の技術では、異物によらず周囲の画素の輝度値を基準とした１つの輝度値の閾値を固定的に用いているのに対し、本実施形態では、異物Ａ毎に輝度低下量の最大値（最大輝度低下量Ｋ１）を基準とした輝度低下量閾値Ｒ１を用いている点で異なっている。

【0037】

次に、平面積算出ステップＳ６において、輝度低下量閾値Ｒ１を異物Ａ毎に輝度低下量に対する割合で定めることで、異物の厚みによらず異物Ａの平面積を算出することができる。
これは、ある画素の輝度低下量が異物Ａを透過するＸ線の割合に比例するためである。
すなわち、本実施形態では、最も輝度低下量の大きい部分に対する輝度低下量の割合が、異物の厚みとは相関がなく、異物の大きさ（平面積）と相関があることを利用している。

【0038】

例えば、図５に示すように、予め既知の標準の異物を用いて、異物の平面積（直径）と輝度低下量閾値以上の画素数（有効画素数）との関係を求め、これを演算部４に記憶させておき、演算部４が、上記関係に基づいて上記算出された有効画素数に対応する異物Ａの平面積（直径）を求める。
図５に示すグラフは、上記関係を求めるために既知の標準の異物として円盤状の異物を採用しており、異物の平面積に直接的に対応する数値として直径を横軸としている。

【0039】

なお、予め既知の標準の異物を用いて、異物の平面積（直径）と輝度低下量閾値以上の画素数（有効画素数）との関係を求めず、図２の輝度分布に基づいて、輝度低下量閾値以上の画素数（有効画素数）に相当する面積を求めることで、異物Ａの平面積（大きさ）を算出しても構わない。この場合、平面形状が円形以外の形状の異物Ａに対して平面積を求めることが可能になる。

【0040】

次に、厚さ算出ステップＳ７では、図６に示すように、予め厚みと直径とが既知の標準の異物を用いて、異物の厚みと最大輝度低下量との関係を求めておき、演算部４が、この異物の厚みと最大輝度低下量との関係に基づいて、異物Ａの厚みを算出する。
なお、直径が異なる異物の最大輝度低下量の「比」は、異物の厚みには依存しない。つまり、ある程度基準となる異物の最大輝度低下量を取得しておけば、取得していない直径の異物の最大輝度低下量は、計算で算出することができる。言い換えれば、最大輝度低下量は、異物の直径の関数と異物の厚みの関数との積となる。

【0041】

なお、複数の輝度低下量閾値を設定することで異物の大きさの推定精度が向上する。すなわち、上述したように、画素数算出ステップＳ５において、複数の異なる輝度低下量閾値で複数の有効画素数を算出し、上記平面積算出ステップＳ６では、複数の有効画素数の平均値を有効画素数として平面積を算出する。
例えば、図７の（ａ）（ｂ）では、異物Ａに対して、複数の輝度低下量閾値で、輝度低下量閾値以上の輝度低下量となる有効画素数をカウントした場合の画素数を記載している。

【0042】

図７の（ａ）では、異物Ａに対して１回目の測定において、３段階の輝度低下量閾値Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃでカウントすると、それぞれ有効画素数が８画素，６画素，５画素となり、平均６．３画素となる。
また、図７の（ｂ）では、異物Ａに対して２回目の測定において、３段階の輝度低下量閾値Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃでカウントすると、それぞれ有効画素数が８画素，７画素，５画素となり、平均６．６画素となる。

【0043】

このように、同一の異物Ａでも測定バラつきによって輝度分布にバラつきが現れる。このため、例えば輝度低下量閾値Ｒ１ｂのみで算出する場合、図７の（ａ）に示す測定では６画素、図７の（ｂ）に示す測定では画素は７画素と判定され、１画素の差異が生まれている。したがって、複数の輝度低下量閾値での判定結果の平均を取る計算を行うことで、この差を小さくすることができる。すなわち、複数の輝度低下量閾値による有効画素数を平均すると値が安定する。

【0044】

さらに、体積算出ステップＳ８において、算出した異物の直径と算出した異物の厚みとから異物の体積（立体サイズ）を算出する。
この後、演算部４において、得られた異物の体積（立体サイズ）に基づいて試料Ｓの良否判定を行う（Ｓ９）。

【0045】

このように、本実施形態のＸ線透過検査装置１及びＸ線透過検査方法では、Ｘ線Ｘ１の照射方向に垂直な面において透過Ｘ線の輝度に応じて複数の画素に分けた輝度分布を求め、輝度分布の中で最も輝度低下量の大きい最大輝度低下量Ｋ１に対して所定の割合である輝度低下量閾値Ｒ１以上の輝度低下量となる画素の数を有効画素数として算出し、有効画素数に基づいて異物Ａの平面積を算出するので、異物Ａの大きさ（平面積）を高精度に求めることが可能になる。

【0046】

すなわち、従来は異物の厚さを十分に考慮していないため、予め推定した異物の厚みが実際の厚みと異なると異物の大きさ（平面積）を正確に求めることができないのに対し、本実施形態では、最大輝度低下量Ｋ１に対して所定の割合である輝度低下量閾値Ｒ１以上の輝度低下量となる有効画素数から異物Ａの平面積を求めるので、異物Ａの厚みが変わっても有効画素数が変わらず、異物Ａの厚みに依存せずに異物Ａの平面積を高精度に求めることができる。

【0047】

さらに、複数の異なる輝度低下量閾値Ｒ１で算出した複数の有効画素数の平均値を有効画素数として平面積を算出するので、異物Ａの平面積をさらに高精度に求めることが可能になる。
また、予め求めておいた最大輝度低下量Ｋ１と異物の厚さとの関係に基づいて異物Ａの厚さを算出するので、算出した異物Ａの平面積と厚さとから異物Ａの体積を得ることができる。

【0048】

なお、前記演算部４や平面積算出ステップＳ６では、複数の有効画素数の平均値を有効画素数として平面積を算出する事例を示したが、輝度低下量閾値と有効画素数との相関関係を示す線図を作成して、その相関関係の線図から平面積算出に使う有効画素数を決定してもよい。
すなわち、複数の異なる輝度低下量閾で算出した複数の有効画素数に基づいて、輝度低下量閾値と有効画素数との相関関係を求め、この相関関係から得た有効画素数により平面積を算出してもよい。
例えば、図８では複数の輝度低下量閾値で、複数の異なる輝度低下量閾値Ｒ１１以上の輝度低下量となる画素数をカウントした場合の有効画素数５４を記載している。４段階の輝度低下量閾値Ｒ１１でカウントすると、それぞれ有効画素数５４が７画素，６画素，４画素，３画素となっている。

【0049】

図９に示すように、輝度低下量閾値と有効画素数との相関関係を示す線図を作成し、その線図を基に平面積算出に使う有効画素数を決定する。図９のグラフ上で輝度低下量閾値が０．５の時の有効画素数は６であり、この値を平面積算出に使う。
複数の有効画素数の平均値を有効画素数として平面積を算出する方法では、複数の輝度低下量閾値次第で、目的の輝度低下量閾値での有効画素数が得られない場合があるが、輝度低下量閾値と有効画素数との相関関係を示す線図を基に平面積算出に使う有効画素数を決定方法では、目的の輝度低下量閾値での有効画素数が必ず得られるため、より高精度に平面積を算出できる。

【0050】

なお、本発明の技術範囲は上記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】

【0051】

１…Ｘ線透過検査装置、２…Ｘ線源、３…Ｘ線センサ、４…演算部、Ａ…異物、Ｋ１…最大輝度低下量、Ｒ１，Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃ…輝度低下量閾値、Ｓ…試料、Ｘ１…Ｘ線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】