[发明专利]透射X射线分析装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用时间延迟积分（TDI）式的传感器而能够测定试料的透射X射线的透射X射线分析装置及方法。

背景技术

以往，X射线透射成像被用于试料中的异物的检测、元素的浓度不均的检测。作为这样的X射线透射成像的方法，为人所知的方法是，将试料的透射X射线通过荧光板等转换为荧光，使用摄像元件（电荷耦合元件；CCD（Charge Coupled Devices））检测该荧光。并且，作为使用CCD进行的检测方法，有使用将多个摄像元件沿一个方向排列的线性传感器，对试料进行扫描不断取得线状的图像而得到试料的2维图像的方法。

然而，当试料在扫描方向的移动速度变快时，线性传感器的电荷积累时间变短，线性传感器的灵敏度低时S/N比将会降低。出于这样的原因，利用将多个线性传感器沿扫描方向并排，并将积累在一个线性传感器中的电荷转移到邻接的下一个线性传感器的TDI（Time Delay and Integration：时间延迟积分）传感器。TDI传感器中，第1级的线性传感器中积累的电荷被转移到第2级的线性传感器，在第2级的传感器中，将从第1级的线性传感器转移的电荷和自身感光而积累的电荷相加后转移到第3级的线性传感器。这样，各线性传感器依次相加从前级的线性传感器转移来的电荷，转移到最后级的线性传感器的累积电荷被输出。

这样TDI传感器在级数为T的时候，和单一的线性传感器相比积累T倍的电荷，在对比度变为T倍的同时噪声得到减低，在能高速进行测定的同时S/N比提高。

另一方面，因为TDI传感器具有高灵敏度，所以感光光量的变动会在检测图像中产生缺陷（artifact：伪影）、用于电荷转移的垂直转移时钟的上升和下降时噪声重叠的不良。在此，开发有使用电路控制TDI传感器的累加级数的技术（专利文献1、2）。

此外，根据本发明者的调研，将TDI传感器用于透射X射线分析时有以下问题：TDI传感器的累加级数越多景深则越小，只会在有厚度的试料的深度方向上的一部分上对焦构成像，其以外的部分不能构成像，不能够把握整体。

专利文献1：日本特开2000-50063号公报；

专利文献2：日本特开2010-4105号公报。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，专利文献1、2中记载的技术使用电路控制TDI传感器的累加级数，必须通过ASIC等制造具备专用的IC（Integrated Circuit：集成电路）的TDI传感器，或者变更TDI传感器的运算软件，不能够利用通用的TDI传感器，因此会提高成本。另外，像专利文献1、2中记载的技术那样，累加级数在电路、运算软件上被设定时，测定者难以对应试料的厚度、种类等自由地调节T累加级数。

本发明为解决上述问题而做出，其目的在于提供一种能够容易且大范围地调节TDI传感器的累加级数的X射线分析装置及方法。

为达成上述目的，本发明的透射X射线分析装置对既定的扫描方向上相对移动的试料的透射X射线像进行检测，其中具备：时间延迟积分式的TDI传感器，以2维状具备多个读取将由来于所述透射X射线像的图像光电转换而生成的电荷的摄像元件，该TDI传感器在所述扫描方向上多级排列线性传感器，该线性传感器中所述摄像元件沿与所述扫描方向垂直的方向排列，将积累在一个线性传感器中的电荷转移到邻接的下一个线性传感器；遮蔽装置，配置于所述TDI传感器和所述试料之间，沿扫描方向前进后退而遮蔽入射到所述TDI传感器的所述图像；以及遮蔽装置位置控制装置，控制所述遮蔽装置的位置以遮蔽既定级数的所述线性传感器。。

依据本透射X射线分析装置，因为通过遮蔽装置物理调节TDI传感器的累加级数即可，所以不用制造用电路、运算软件控制累加级数的专用的TDI传感器，能够利用通用的TDI传感器以降低成本。另外，使用专用的TDI传感器调节累加级数时，测定者难以自由地调节累加级数，但是本发明中因为物理调节遮蔽装置的移动量即可，所以能够自由地调节TDI传感器的累加级数。

另外将TDI传感器用于透射X射线分析时，有TDI传感器的累加级数越多景深则越小，只会在有厚度的试料的深度方向上的一部分上对焦构成像，其以外的部分不构成像，不能够把握整体的问题。因此，本发明的透射X射线分析装置中，因为测定者能够自由地调节累加级数，所以能够最大范围地设定有厚度的试料的对焦范围。