(57)【要約】【課題】ラインセンサで取得した画像からＣＴ画像を生成するＸ線検査装置において、ラインセンサに対する被検査体の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要な画像を短時間で取得することが可能なＸ線検査装置を提供する。【解決手段】Ｘ線検査装置１は、Ｘ線発生器３とラインセンサ４との間に配置される被検査体２に対してラインセンサ４を相対的に直線移動させて被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得するＸ線画像取得動作と、被検査体２の外周側でＸ線発生器３およびラインセンサ４を一定角度で被検査体２に対して相対的に回動させる回動動作とを、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４が被検査体２の外周側で１回転するまで交互に繰り返して複数枚のＸ線画像を取得し、取得した複数枚のＸ線画像からＣＴ画像を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生器と、ラインセンサと、前記Ｘ線発生器および前記ラインセンサが接続される制御部とを備え、
前記制御部は、前記Ｘ線発生器と前記ラインセンサとの間に配置される被検査体に対して前記ラインセンサを相対的に直線移動させて前記被検査体の全体の二次元のＸ線画像を取得するＸ線画像取得動作と、前記被検査体の外周側で前記Ｘ線発生器および前記ラインセンサを一定角度で前記被検査体に対して相対的に回動させる回動動作とを、前記Ｘ線発生器および前記ラインセンサが前記被検査体の外周側で１回転するまで交互に繰り返して複数枚の前記Ｘ線画像を取得し、取得した複数枚の前記Ｘ線画像からＣＴ画像を生成することを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
Ｘ線発生器と、ラインセンサとを備えるＸ線検査装置の制御方法であって、
前記Ｘ線発生器と前記ラインセンサとの間に配置される被検査体に対して前記ラインセンサを相対的に直線移動させて前記被検査体の全体の二次元のＸ線画像を取得するＸ線画像取得動作と、前記被検査体の外周側で前記Ｘ線発生器および前記ラインセンサを一定角度で前記被検査体に対して相対的に回動させる回動動作とを、前記Ｘ線発生器および前記ラインセンサが前記被検査体の外周側で１回転するまで交互に繰り返して複数枚の前記Ｘ線画像を取得し、取得した複数枚の前記Ｘ線画像からＣＴ画像を生成することを特徴とするＸ線検査装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業製品等の内部を非破壊で検査するためのＸ線検査装置およびかかるＸ線検査装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、工業製品等の被検査体の内部を非破壊で検査するためのＸ線検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のＸ線検査装置は、被検出体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線ラインセンサ（ラインセンサ）と、被検査体が搭載されるとともに上下方向を回転の軸方向として回転する回転テーブルと、ラインセンサを上下動させる移動機構とを備えている。このＸ線検査装置では、Ｘ線源とラインセンサとの間に配置される被検査体を定速回転させるとともに、被検査体の回転に同期させてラインセンサを被検査体の上端から下端まで移動させながら、ラインセンサによって複数枚の画像を取得し、取得した複数枚の画像から被検査体のＣＴ画像を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５４２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のＸ線検査装置では、被検査体の１回転に対するラインセンサの下降量を小さくしないと、適切なＣＴ画像を取得することは困難である。たとえば、被検査体が１回転する間のラインセンサの下降量を０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度にしないと、このＸ線検査装置で適切なＣＴ画像を生成することは困難である。したがって、このＸ線検査装置では、被検査体の回転の軸方向である上下方向の長さが長い被検査体のＣＴ画像を生成する場合、ＣＴ画像を生成するために必要な画像の取得に時間がかかり、その結果、ＣＴ画像の生成に時間がかかる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、ラインセンサで取得した画像からＣＴ画像を生成するＸ線検査装置において、ラインセンサに対する被検査体の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要な画像を短時間で取得することが可能なＸ線検査装置を提供することにある。また、本発明の課題は、ラインセンサで取得した画像からＣＴ画像を生成するＸ線検査装置の制御方法において、ラインセンサに対する被検査体の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要な画像を短時間で取得することが可能なＸ線検査装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線発生器と、ラインセンサと、Ｘ線発生器およびラインセンサが接続される制御部とを備え、制御部は、Ｘ線発生器とラインセンサとの間に配置される被検査体に対してラインセンサを相対的に直線移動させて被検査体の全体の二次元のＸ線画像を取得するＸ線画像取得動作と、被検査体の外周側でＸ線発生器およびラインセンサを一定角度で被検査体に対して相対的に回動させる回動動作とを、Ｘ線発生器およびラインセンサが被検査体の外周側で１回転するまで交互に繰り返して複数枚のＸ線画像を取得し、取得した複数枚のＸ線画像からＣＴ画像を生成することを特徴とする。
【０００７】
また、上記の課題を解決するため、本発明のＸ線検査装置の制御方法は、Ｘ線発生器と、ラインセンサとを備えるＸ線検査装置の制御方法であって、Ｘ線発生器とラインセンサとの間に配置される被検査体に対してラインセンサを相対的に直線移動させて被検査体の全体の二次元のＸ線画像を取得するＸ線画像取得動作と、被検査体の外周側でＸ線発生器およびラインセンサを一定角度で被検査体に対して相対的に回動させる回動動作とを、Ｘ線発生器およびラインセンサが被検査体の外周側で１回転するまで交互に繰り返して複数枚のＸ線画像を取得し、取得した複数枚のＸ線画像からＣＴ画像を生成することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、被検査体に対してラインセンサを相対的に直線移動させて被検査体の全体の二次元のＸ線画像を取得するＸ線画像取得動作と、Ｘ線発生器およびラインセンサを一定角度で被検査体に対して相対的に回動させる回動動作とを、Ｘ線発生器およびラインセンサが被検査体の外周側で１回転するまで交互に繰り返して複数枚のＸ線画像を取得し、取得した複数枚のＣＴ画像を生成している。そのため、本発明では、ラインセンサに対する被検査体の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要なＸ線画像の枚数を減らすことが可能になる。たとえば、Ｘ線発生器およびラインセンサが１°ピッチで被検査体に対して相対的に回動する場合には、ＣＴ画像を生成するために必要なＸ線画像の枚数は３６０枚となる。したがって、本発明では、ラインセンサに対する被検査体の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要な画像を短時間で取得することが可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明では、ラインセンサに対する被検査体の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要な画像を短時間で取得することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態にかかるＸ線検査装置の機械構成の概略図である。
【図２】図１に示すＸ線検査装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかるＸ線検査装置の機械構成の概略図である。
【図４】本発明の他の実施の形態にかかるＸ線検査装置の機械構成の概略図である。
【図５】本発明の他の実施の形態にかかるＸ線検査装置の機械構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
（Ｘ線検査装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるＸ線検査装置１の機械構成の概略図である。図２は、図１に示すＸ線検査装置１の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００１３】
本形態のＸ線検査装置１は、工業製品等の被検査体２の内部を非破壊で検査するための装置である。このＸ線検査装置１は、被検査体２にＸ線を照射するＸ線発生器３と、ラインセンサ（Ｘ線ラインカメラ）４とを備えている。本形態のＸ線発生器３は、被検査体２に向かって円錐状のＸ線（コーンビーム）を射出する。Ｘ線発生器３およびラインセンサ４は、Ｘ線検査装置１の制御部５に接続されている。
【００１４】
被検査体２は、図示を省略するテーブルに搭載されている。このテーブルには、テーブルを駆動するテーブル駆動機構６が連結されている。テーブル駆動機構６は、上下方向を軸方向とする回転軸を中心にテーブルを回転させる回転機構と、テーブルを昇降させる昇降機構とを備えている。テーブル駆動機構６は、制御部５に接続されている。本形態の被検査体２は、細長い円柱状に形成されており、その軸方向と上下方向とが一致するようにテーブルに搭載されている。すなわち、被検査体２は、被検査体２の回転の軸方向と被検査体２の長手方向とが一致するようにテーブルに搭載されている。
【００１５】
Ｘ線発生器３およびラインセンサ４は、図示を省略するフレームに搭載されている。具体的には、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４は、水平方向においてＸ線発生器３とラインセンサ４との間に被検査体２が配置されるようにフレームに搭載されている。Ｘ線発生器３は、Ｘ線の光軸が水平方向と略平行になるようにフレームに搭載されている。ラインセンサ４は、その受光面が水平方向に直交するように、かつ、Ｘ線発生器３側を向くようにフレームに搭載されている。また、ラインセンサ４は、受光面において光電変換素子が水平方向に配列されるようにフレームに搭載されている。Ｘ線発生器３およびラインセンサ４が搭載されるフレームには、フレームを駆動するフレーム駆動機構７が連結されている。フレーム駆動機構７は、上下方向を軸方向とする回転軸を中心にフレームを回転させる回転機構と、フレームを昇降させる昇降機構とを備えている。フレーム駆動機構７は、制御部５に接続されている。
【００１６】
（被検査体の検査方法）
Ｘ線検査装置１では、以下のように被検査体２の検査が行われる。まず、制御部５は、Ｘ線発生器３とラインセンサ４との間に配置される被検査体２に対してＸ線発生器３およびラインセンサ４を相対的に直線移動させてラインセンサ４によって被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得するＸ線画像取得動作を実行する。具体的には、Ｘ線画像取得動作において、制御部５は、テーブル駆動機構６によって被検査体２を上昇または下降させることで、または、フレーム駆動機構７によってＸ線発生器３およびラインセンサ４を上昇または下降させることで、あるいは、テーブル駆動機構６によって被検査体２を上昇させるとともにフレーム駆動機構７によってＸ線発生器３およびラインセンサ４を下降させることで、または、テーブル駆動機構６によって被検査体２を下降させるとともにフレーム駆動機構７によってＸ線発生器３およびラインセンサ４を上昇させることで、被検査体２の上端から下端までＸ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に直線移動させて被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得する。すなわち、制御部５は、Ｘ線画像取得動作において、Ｘ線発生器３とラインセンサ４、および／または、被検査体２を上昇または下降させることで、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に直線移動させて被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得する。
【００１７】
Ｘ線画像取得動作の後、制御部５は、被検査体２の外周側でＸ線発生器３およびラインセンサ４を一定角度で被検査体２に対して相対的に回動させる回動動作を実行する。具体的には、回動動作において、制御部５は、テーブル駆動機構６によって被検査体２を回動させることで、または、フレーム駆動機構７によってＸ線発生器３およびラインセンサ４を回動させることで、あるいは、テーブル駆動機構６によって被検査体２を回動させるとともにフレーム駆動機構７によってＸ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２と逆方向へ回動させることで、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を一定角度で被検査体２に対して相対的に回動させる。すなわち、制御部５は、回動動作において、Ｘ線発生器３とラインセンサ４、および／または、被検査体２を回動させることで、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に回動させる。本形態では、回動動作において、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に１°回動させる。
【００１８】
また、制御部５は、Ｘ線画像取得動作と回動動作とを、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４が被検査体２の外周側で１回転するまで交互に繰り返して３６０枚のＸ線画像を取得する。また、制御部５は、取得した３６０枚のＸ線画像から被検査体２のＣＴ画像を生成する。
【００１９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、Ｘ線画像取得動作と回動動作とを、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４が被検査体２の外周側で１回転するまで交互に繰り返して、３６０枚のＸ線画像を取得し、取得した３６０枚のＸ線画像から被検査体２のＣＴ画像を生成している。そのため、本形態では、上下方向に細長い被検査体２に対して、上下方向を回動の軸方向としてＸ線発生器３およびラインセンサ４を相対回動させて被検査体２のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要なＸ線画像の枚数を減らすことが可能になる。すなわち、本形態では、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４に対する被検査体２の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体２のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要なＸ線画像の枚数を減らすことが可能になる。したがって、本形態では、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４に対する被検査体２の相対回動の軸方向の長さが長い被検査体２のＣＴ画像を生成する場合であっても、ＣＴ画像を生成するために必要な画像を短時間で取得することが可能になる。
【００２０】
なお、Ｘ線画像取得動作ごとに、被検査体２に対するＸ線発生器３およびラインセンサ４の相対移動の方向を交互に変えれば、ＣＴ画像を生成するために必要な画像をより短時間で取得することが可能になる。すなわち、あるＸ線画像取得動作において、被検査体２に対してＸ線発生器３およびラインセンサ４を相対的に上昇させ、次のＸ線画像取得動作では、被検査体２に対してＸ線発生器３およびラインセンサ４を相対的に下降させ、その次のＸ線画像取得動作では、被検査体２に対してＸ線発生器３およびラインセンサ４を相対的に上昇させるといったように、被検査体２に対するＸ線発生器３およびラインセンサ４の相対移動の方向を交互に変えれば、Ｘ線画像取得動作後にＸ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に上昇または下降させる動作が不要になるため、ＣＴ画像を生成するために必要な画像をより短時間で取得することが可能になる。
【００２１】
（Ｘ線検査装置の変形例１）
上述した形態では、Ｘ線画像取得動作において、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に直線移動させているが、Ｘ線画像取得動作において、ラインセンサ４のみを被検査体２に対して相対的に直線移動させても良い。なお、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に直線移動させると、被検査体２の等倍のＣＴ画像を生成することが可能になる。そのため、この場合には、被検査体２が大型のものであっても、大型の被検査体２の等倍のＣＴ画像を生成することが可能になる。
【００２２】
一方、被検査体２に対してラインセンサ４のみを相対的に直線移動させる場合、図１に示すように、Ｘ線発生器３と被検査体２との距離をＸとし、Ｘ線発生器３とラインセンサ４との距離をＹとすると、被検査体２のＹ／Ｘ倍のＣＴ画像を生成することが可能になる。そのため、この場合には、被検査体２が小型のものであっても、小型の被検査体２の高倍率のＣＴ画像を生成することが可能になる。なお、この場合には、Ｘ線発生器３とラインセンサ４とが別体で形成されたテーブルに搭載されるとともに、Ｘ線画像取得動作時には、被検査体２およびＸ線発生器３を停止させた状態で、ラインセンサ４を昇降させる。
【００２３】
（Ｘ線検査装置の変形例２）
図３は、本発明の他の実施の形態にかかるＸ線検査装置１の機械構成の概略図である。上述した形態では、ラインセンサ４は、受光面において光電変換素子が水平方向に配列されるように配置されているが、図３に示すように、ラインセンサ４は、受光面において光電変換素子が上下方向（鉛直方向）に配列されるように配置されても良い。この場合には、Ｘ線画像取得動作において、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して水平方向へ相対的に直線移動させて被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得すれば良い。なお、この場合においても、被検査体２に対してラインセンサ４のみを水平方向へ相対的に直線移動させても良い。
【００２４】
（Ｘ線検査装置の変形例３）
図４、図５は、本発明の他の実施の形態にかかるＸ線検査装置１の機械構成の概略図である。上述した形態では、Ｘ線発生器３は、Ｘ線の光軸が水平方向と略平行になるように配置されているが、図４に示すように、Ｘ線発生器３は、Ｘ線の光軸が水平方向に対して傾くように配置されても良い。この場合であっても、Ｘ線画像取得動作時には、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して上下方向へ相対的に直線移動させて被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得する。また、この場合において、被検査体２に対してラインセンサ４のみを上下方向へ相対的に直線移動させても良い。
【００２５】
なお、図４に示すように、被検査体２には、外壁が板状に形成されているものが多い。そのため、Ｘ線の光軸が水平方向と略平行になるようにＸ線発生器３が配置されていると、たとえば、図４の二点鎖線で示す位置にＸ線発生器３が移動してきた場合、被検査体２の上外壁２ａの、Ｘ線の通過方向における厚さが厚くなり、Ｘ線を透過させることができなくなるおそれがある。これに対して、図４の実線で示すように、Ｘ線の光軸が水平方向に対して傾くようにＸ線発生器３が配置されていると、被検査体２の外壁が板状に形成されていても、被検査体２の外壁の、Ｘ線の通過方向における厚さを薄くすることが可能になり、Ｘ線を透過させることが可能になる。したがって、この場合には、適切なＸ線画像を取得することが可能になる。
【００２６】
また、Ｘ線の光軸が水平方向に対して傾くように配置される場合には、図５に示すように、ラインセンサ４の受光面が上側を向くようにラインセンサ４が配置されても良い。この場合には、Ｘ線画像取得動作時に、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して水平方向へ相対的に直線移動させて被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得すれば良い。また、この場合において、被検査体２に対してラインセンサ４のみを水平方向へ相対的に直線移動させても良い。図５に示す変形例においても、図４に示す変形例と同様に、被検査体２の外壁が板状に形成されていた場合に、被検査体２の外壁の、Ｘ線の通過方向における厚さを薄くすることが可能になり、Ｘ線を透過させることが可能になるため、適切なＸ線画像を取得することが可能になる。
【００２７】
（他の実施の形態）
上述した形態では、回動動作において、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を被検査体２に対して相対的に１°回動させているが、回動動作において、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４を一定角度で被検査体２に対して相対的に回動させるのであれば、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４の被検査体２に対する相対回動角度は、１°でなくても良い。また、回動動作ごとに、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４の被検査体２に対する相対回動角度が変わっても良い。
【００２８】
上述した形態では、被検査体２に対するＸ線発生器３およびラインセンサ４の相対回動の軸方向が上下方向と一致しているが、たとえば、被検査体２に対するＸ線発生器３およびラインセンサ４の相対回動の軸方向が水平方向と一致していても良い。この場合には、たとえば、Ｘ線の光軸の方向が上下方向（鉛直方向）と略一致するようにＸ線発生器３が配置され、Ｘ線画像取得動作では、Ｘ線発生器３およびラインセンサ４が被検査体２に対して水平方向へ相対的に直線移動する。また、上述した形態では、テーブル駆動機構６およびフレーム駆動機構７が回転機構を備えているが、テーブル駆動機構６またはフレーム駆動機構７の一方のみが回転機構を備えていても良い。また、上述した形態では、テーブル駆動機構６およびフレーム駆動機構７が昇降機構を備えているが、テーブル駆動機構６またはフレーム駆動機構７の一方のみが昇降機構を備えていても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１  Ｘ線検査装置
２  被検査体
３  Ｘ線発生器
４  ラインセンサ
５  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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