JP2008505340A - Ｘ線操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像のエッジ鮮明度をシャープにできるＸ線検査装置のためのフレームの提供。
【解決手段】Ｘ線検査装置のためのフレーム（１０）が、弧状フレーム（２１）が枢着された構造部材（１６）を有する。Ｘ線源（１２）が、使用にあたり、構造部材（１６）に直接取り付けられ、Ｘ線検出器（１３）が、フレーム（２１）回りに動くことができる。画像化されるべき物品のための３軸サンプル支持体が、Ｘ線源（１２）とＸ線検出器（１３）との間に配置されている。本発明のフレームは、剛性が特に高い。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線操作装置に関し、特に、超小型電子デバイスの内部構造を観察するようになった操作装置に関する。

Ｘ線は、適当な標的が電子ビームにより励振されると生じる。周知のように、或る特定の物質は、他の物質よりもＸ線を良好に吸収し、したがって、コンポーネントの内部構造を適当なＸ線検出器により画像化できる。特に、Ｘ線源から検出器までの距離をＸ線源から画像化されるべき物体までの距離に対して増大させることにより大きく拡大することが可能である。

高い倍率で画像化する場合、Ｘ線源を可能な限り最小のスポットの状態に小さくすることが重要である。画像のエッジ鮮明度をシャープにできるのは、このようにするしかない。しかしながら、スポットが非常に小さい場合、Ｘ線装置内での動きが、良好なエッジ鮮明度を高倍率で得ることができるかどうかに深刻な影響を及ぼす場合がある。かかる動きは、例えば、外部振動の結果としての場合又はＸ線装置の部品相互間の相対運動の結果としての場合がある。

Ｘ線検査装置の部品相互間の運動の問題は、これら部品相互間の相対運動の要件によっても影響を受ける。例えば、検出器は、物体の画像を幾つかの方向から取るために、幾つかの平面内での相対角度運動を許容する場合がある。物体も又、倍率を変更させるためと検出器の視野内に物体を維持するための両方の目的で３つの軸線上で動くことができる場合がある。

要望されているのは、上述の問題を実質的に解決するＸ線検査装置である。

本発明によれば、Ｘ線検査装置のためのフレームであって、サンプル支持体が３つの相互に垂直な平面内で動くことができるよう取り付けられた構造部材を有し、構造部材は、Ｘ線発生器をサンプル支持体の一方の側に直接取り付けるようになっており、サンプル支持体の他方の側では弧状フレームが構造部材に回動可能に取り付けられ、弧状フレームには弧状レールが設けられ、レールは、Ｘ線検出器を弧状フレーム回りに運動可能に取り付けるようになっているフレームが提供される。

Ｘ線発生器を構造部材に直接取り付けることにより、可能な限りＸ線発生器に関する振動又は運動が無くなり、したがって、画像のエッジ鮮明度が向上する。取付け部の可撓性が許容される場合、Ｘ線スポットの有効直径は、真の直径よりも幾分大きいのがよく、この結果、Ｘ線は、意図した面積よりも広い面積にわたって誘導され、画像のエッジ周りの曖昧性が増大することは理解されよう。

フレームの構造部材は、これに直接取り付けられた検査装置の全ての要素を有し、かくして、可能な限り最も大きな程度まで内部振動及び運動を無くすことができる。

適度に剛性の高い構造部材を用いることにより、これに取り付けられた３つの主要な要素、即ち、Ｘ線発生器、サンプル支持操作装置（パン及びズーム）及びＸ線検出器の正確な相対的位置決めが保証される。したがって、本発明の結果として、主要な構成要素を任意の順番に固定し、確度及び精度を保証した上で装置を容易に組み立てることができる。

Ｘ線検査装置の保守性も又、構造部材が本質的に内部にあり、その結果、全体又は一部が外部フレーム上に位置する構造と比較して、小形且つ軽量なので実質的に向上する。かかる外部フレームは、必然的に重く、且つ寸法上の公差及び剛性が貧弱である。構造部材が内部に位置するので、Ｘ線検査装置は、これに取り付けられたコンポーネントへ周囲全体からの接近を可能にする。加うるに、部品の直接的な別々の取付けにより、部品を、再取付けが正確であって他の主要な部品の相対的な位置合わせが乱されないことが保証された状態で、保守又は交換のために取り外すことができるようになる。

構造部材を下方に低く配置することにより、Ｘ線検査装置の安定性が一段と向上する。

必然的に、弧状部材とサンプル支持体の相対運動が必要であり、このために、適当な高精度の滑り面及び軸受けを用いるのがよい。構造部材は好ましくは、金属で作られ、好ましい実施形態では、アルミニウムで作られる。

好ましい実施形態では、構造部材は、実質的にプレートを有し、弧状部材が、プレートの互いに反対側の端部に枢着され、サンプル支持体が、プレートの一方の側に取り付けられていて、Ｘ線発生器を、プレートの他方の側に受け入れるようになっている。好ましくは、プレートは、使用にあたり垂直平面内に配置され、Ｘ線発生器の下方に位置すると共にＸ線検出器の上に位置するようになっている。このように、サンプル支持体は、全体として水平であり、Ｘ線は、下からサンプルに当たる。さらに、プレートは、サンプル支持体のＺ軸方向側路のための直接的な取付け部となっている。

好ましい実施形態では、プレートは、実質的に矩形であり、弧状フレームの軸受け相互間において奥行き全体に延びている。好ましくは、プレートは、弧状フレームの回動軸線の下方に位置し、プレートは、好ましい実施形態では、Ｘ線発生器の電子ビームがフレームの回動軸線を通過することができるよう軸線の一方の側に偏位されている。

好ましい実施形態では、プレートは、プレートに対して直角な平面内に且つ弧状フレームの軸線上に周囲フレームを有し、周囲フレームは、Ｘ線キャビネット内に配置可能に互いに間隔を置いた取付け箇所をもたらすようになっている。

この構成により、周囲フレームは、Ｘ線検査装置を全体として直立した取付け部上に支持することができ、支持プレートは、これら取付け部相互間の空間内に配置される。

好ましい実施形態では、弧状フレームは、弧状フレームの回動軸線の下方に設けられていて、弧状フレームを直立状態に戻そうとする釣合いおもりを有する。好ましくは、Ｘ線検出器が、実質的に弧状フレームの一方の側に設けられ、Ｘ線検出器をレール回りに駆動するモータが、弧状フレームの他方の側に設けられている。かかる構成により、検出器・モータ組立体をフレーム上に釣り合わすことができる。

周囲フレームは、レールに取付け可能な滑り面を有するのがよく、レールは、キャビネット内の取付け部により支持可能である。この構成により、Ｘ線検査装置を保守及び修理のために取付け部に対して横方向に動かし、代表的には、Ｘ線キャビネットから外へ出すことができる。Ｘ線検査装置をレールにロックする適当な手段が設けられる。

好ましい実施形態では、Ｘ線検査装置のための直立取付け部は、セルフレベリング式エアベアリングから成る。

本発明の他の特徴は、添付の図面に例示的に示すに過ぎない好ましい実施形態の以下の説明から明らかになろう。

図面を参照すると、フレーム１０が、足部１１で支持され、これら足はそれ自体、キャビネット（図示せず）内に設けられている。このキャビネットは、通常の種類のものであり、ユーザをＸ線の有害な作用効果から保護する遮蔽エンクロージャとなる。Ｘ線を発生するＸ線管１２及びＸ線検出器１３が、フレームに取り付けられている。Ｘ線管１２と検出器１３との間には、画像化されるべき物体を支持するようになった可動プレート１４が設けられている。

各足部１１は、公知の種類のセルフレベリング式エアベアリングを有する防振マウントから成る。空気が圧力下で軸受に供給され、実質的に、フレームをキャビネットに伝えられる場合のある外部から加えられた振動から隔離する。

エアベアリングは、１対ずつ設けられ、矩形の角（かど）のところに配置されている。ベアリング１１の各対は、フレーム１０が取り付けられたそれぞれのビーム１５を支持している。

フレーム１０は、ビーム１５相互間に実質的に垂直の平面内に配置された主支持プレート１６を有する。支持プレート１６は、比較的分厚く且つ剛性であり、この支持プレートは、フレーム１０の主要な構造要素となっている。

Ｘ線管１２は、支持プレート１６の一方の側に直接取り付けられている。Ｘ線管１２は、足部１１に対して全体として中央に位置し、かくして、プレートは、一方の側に僅かに偏位していることは理解されよう。

使用にあたってサンプルが載せられる可動プレート１４の一方の脚部１７が、支持プレート１６の他方の側に直接取り付けられている。この脚部１７は、適当な滑り面上で且つ電気モータの制御下で支持プレートに対して垂直に（Ｚ軸方向に）摺動できる。

可動プレート１４の他方の脚部は、開放形フレーム構造１８により構成されたＸ−Ｙテーブルを有する。脚部１７とフレーム構造１８との間の剛性は、図示のように比較的分厚いブラケット１９によって保証される。テーブルのＸ−Ｙ運動は、適当な滑り面により電気モータの制御下で可能になる。

支持プレート１６の側方端部は、弧状フレーム２１の軸受け２０が直接取り付けられた剛性チーク又は側柱を有する。フレームの端部は、釣合いおもり２２を有している。フレームの内方側部は、Ｘ線管１２のＸ線源を中心とする円周に沿ったレール２３を有している。

Ｘ線検出器（又は、イメージインテンシファイヤ）１３が、レール２３に取り付けられている。適当な電気モータにより、レール２３に沿うインテンシファイヤ１３の運動が可能になると共に支持プレート１６回りの弧状フレーム２１の弧状運動が可能になる。検出器１３を垂直から全体として±６０°の範囲でＸ線源回りに動かすことができることは理解されよう。

全体として矩形の周囲フレーム２４は、Ｘ−Ｙテーブルの支持体となり、かかる周囲フレームも又、支持プレート１６に直接固着されている。フレーム２４の側部材を以下に更に説明するように、ビーム１５又はビームに取付け可能な別個の部材によって構成するのがよい。使用にあたり、サンプルトレーを全体としてフレーム構造１８の中央アパーチュア内に設け、画像化されるべきサンプルをトレー上に置く。キャビネットを閉鎖し、Ｘ線管に通電してＸ線の発生を誘導する。これらＸ線は、スポット源から真っ直ぐな線をなして輻射し、検出器１３及び（又は）フレーム１８をサンプルが所望の向きで画像化されるまで動かす。画像を例えば適当な操作装置用制御装置、例えば１つ又は２つ以上のジョイスティックに隣接して設けられたキャビネットの外部スクリーン上に表示するのがよい。サンプル及び（又は）検出器の相対位置をリアルタイムで動かすと、サンプルを所望の方向から且つ適当な倍率で画像化することができる。

周囲フレーム２４を矢印２５の方向のフレームの側方相対運動を可能にするために車輪（図示せず）により別個のビーム１５に取り付けるのがよい。この構成により、Ｘ線検査装置を点検及び周囲のために少なくとも部分的にＸ線キャビネットから引き出すことができる。代表的には、Ｘ線検査装置の奥行きの５０％〜６０％に相当する側方運動に対応することができる。

この構成は、図３に概略的に示されており、この場合、フレーム２４は、１対の支持車輪２６を有し、支持ビーム１５は、１対の支持車輪２７を有している。矢印２８の方向における転動運動により、フレームを点線２９で示したキャビネットに対して側方に動かすことができる。フレームのための足部１１は、矢印で表されている。

弧状フレーム２１の駆動装置が、図４に示されており、この駆動装置は、釣合いおもりの下方で支持プレート１６に取り付けられていて、無端歯付きベルト３３を駆動するプーリ３２を備えたモータ３１を有している。

ベルトは、張り車３４によって案内され、フレーム２１をその軸線回りに回動させるよういずれかの方向に動くことができる。歯付きベルトは、潤滑を必要としないでいずれの方向においても正確な実質的に遊びの無い駆動を提供する。

類似の歯付きベルトによる駆動構造が、検出器１３のために設けられ、この場合、弧状フレーム２１に取り付けられたモータ３６が、レール２３の経路に沿った無端歯付きベルトを駆動する。この手段により、検出器をいずれの方向にも円滑に駆動することができる。

本発明の装置を上から且つ一方の側から見た図である。 本発明の装置を下から且つ反対側から見た図である。 装置の転がり取付け部の概略側面である。 ベルト駆動装置の略図である。

Claims (10)

1. Ｘ線検査装置のためのフレームであって、サンプル支持体が３つの相互に垂直な平面内で動くことができるよう取り付けられた構造部材を有し、前記構造部材は、Ｘ線発生器を前記サンプル支持体の一方の側に直接取り付けるようになっており、前記サンプル支持体の他方の側では弧状フレームが前記構造部材に回動可能に取り付けられ、前記弧状フレームには弧状レールが設けられ、前記レールは、Ｘ線検出器を前記弧状フレーム回りに運動可能に取り付けるようになっている、フレーム。
2. 前記構造部材は、実質的にプレートを有し、弧状フレームが、前記プレートの互いに反対側の端部に枢着され、前記サンプル支持体が、前記プレートの一方の側に取り付けられていて、前記Ｘ線発生器を、前記プレートの他方の側に受け入れるようになっている、請求項１記載のフレーム。
3. 前記プレートは、使用にあたり垂直平面内に配置され、前記Ｘ線発生器の下方に位置すると共に前記Ｘ線検出器の上に位置するようになっている、請求項２記載のフレーム。
4. 前記プレートは、前記サンプル支持体のＺ軸方向側路のための直接的な取付け部となっている、請求項３記載のフレーム。
5. 前記プレートは、実質的に矩形であり、前記弧状フレームの軸受け相互間において奥行き全体に延びている、請求項２〜４のうちいずれか一に記載のフレーム。
6. 前記プレートは、前記弧状フレームの回動軸線の下方に位置する、請求項５記載のフレーム。
7. 前記プレートは、Ｘ線発生器の電子ビームが前記回動軸線を通過することができるよう前記回動軸線の一方の側に偏位されている、請求項６記載のフレーム。
8. 前記プレートは、前記プレートに対して直角な平面内に且つ前記弧状フレームの軸線上に周囲フレームを有し、前記周囲フレームは、Ｘ線キャビネット内に配置可能に互いに間隔を置いた取付け箇所をもたらすようになっている、請求項２〜７のうちいずれか一に記載のフレーム。
9. 前記弧状フレームは、前記弧状フレームの回動軸線の下方に設けられていて、前記弧状フレームを直立状態に戻そうとする釣合いおもりを有する、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のフレーム。
10. Ｘ線検出器が、実質的に前記弧状フレームの一方の側に設けられ、前記Ｘ線検出器を前記レール回りに駆動するモータが、前記弧状フレームの他方の側に設けられている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載のフレーム。

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