(57)【要約】【課題】比較的大きな被検査体の検査を行う場合であっても、コストを低減しつつ、ＣＴ画像を取得したい被検査体の検査対象部位を短時間で特定することが可能で、かつ、検査対象部位の特定後、短時間でＣＴ画像を生成することが可能な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の二次元のＸ線画像を取得し、取得したＸ線画像に基づいて特定された被検査体２の検査対象部位がＸ線発生器３とエリアセンサ５との間に配置されるように被検査体２に対してＸ線発生器３およびエリアセンサ５を相対的に移動させるとともに、Ｘ線発生器３とエリアセンサ５との間に配置される検査対象部位の外周側でＸ線発生器３およびエリアセンサ５を検査対象部位に対して相対的に回転させながら検査対象部位の画像を取得してＣＴ画像を生成する。【選択図】図１
2015161507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生器と、ラインセンサと、エリアセンサとを備えるとともに、前記Ｘ線発生器、前記ラインセンサおよび前記エリアセンサが接続される制御部を備え、
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二次元のＸ線画像を取得し、取得した前記Ｘ線画像に基づいて特定された前記被検査体の検査対象部位が前記Ｘ線発生器と前記エリアセンサとの間に配置されるように前記被検査体に対して前記Ｘ線発生器および前記エリアセンサを相対的に移動させるとともに、前記Ｘ線発生器と前記エリアセンサとの間に配置される前記検査対象部位の外周側で前記Ｘ線発生器および前記エリアセンサを前記検査対象部位に対して相対的に回転させながら前記検査対象部位の画像を取得して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、エリアセンサとを備える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ラインセンサによって前記被検査体の二次元のＸ線画像を取得する第１画像取得ステップと、
前記第１画像取得ステップで取得した前記Ｘ線画像に基づいて特定された前記被検査体の検査対象部位が前記Ｘ線発生器と前記エリアセンサとの間に配置されるように前記被検査体に対して前記Ｘ線発生器および前記エリアセンサを相対的に移動させるエリアセンサ移動ステップと、
前記エリアセンサ移動ステップ後、前記Ｘ線発生器と前記エリアセンサとの間に配置される前記検査対象部位の外周側で前記Ｘ線発生器および前記エリアセンサを前記検査対象部位に対して相対的に回転させながら前記エリアセンサによって前記検査対象部位の画像を取得する第２画像取得ステップと、
前記第２画像取得ステップで取得した画像からＣＴ画像を生成するＣＴ画像生成ステップとを備え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、Ｘ線を放射するＸ線発生装置と、被検査体を支持するサンプル台と、ＣＴ画像生成用の断層面投影データの収集を行う一次元Ｘ線センサ（ラインセンサ）と、被検査体を透過したＸ線を二次元的に検出する二次元Ｘ線センサ（エリアセンサ）とを備えている。ラインセンサは、センサスキャナに搭載されており、断層面投影データの収集を行う投影データ収集位置と、この投影データ収集位置から退避した退避位置との間で移動可能となっている。
【０００３】
特許文献１に記載のＸ線検査装置で被検査体の検査を行うときには、まず、エリアセンサによって被検査体の二次元のＸ線画像を取得する。取得されたＸ線画像はモニターに表示され、検査を行う者は、モニター上に表示されたＸ線画像に基づいて、ＣＴ画像を取得したい部位を特定する。ＣＴ画像を取得したい部位が特定されると、この部位の断層面投影データの収集を行うために、ラインセンサの位置合わせが行われる。その後、ラインセンサによって断層面投影データが収集されてＣＴ画像が生成される。なお、エリアセンサによって被検査体のＸ線画像が取得されるときには、ラインセンサは、エリアセンサの視野を妨げないように、退避位置に退避している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１５２２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述にように、特許文献１に記載のＸ線検査装置では、エリアセンサで取得した二次元のＸ線画像に基づいてＣＴ画像を取得したい部位を特定しており、被検査体が大きくなると、エリアセンサでの１回の撮影によって被検査体の全体のＸ線画像を取得することができなくなるおそれがある。この場合、大型のエリアセンサを用いれば、エリアセンサでの１回の撮影によって被検査体の全体のＸ線画像を取得することが可能である。しかしながら、エリアセンサは、その検出面積が広くなるにしたがって高価になるとともに、一般に、ラインセンサと比較すると高価であるため、大型のエリアセンサを使用すると、Ｘ線検査装置のコストが増大する。
【０００６】
一方、被検査体が大きくなっても、小型のエリアセンサを二次元的に移動させながら複数回の撮影を行うことで、被検査体の全体のＸ線画像を取得することが可能である。しかしながら、小型のエリアセンサを二次元的に移動させながら複数回の撮影を行うと、Ｘ線画像を取得するための時間がかかり、その結果、ＣＴ画像を取得したい部位の特定に時間がかかる。
【０００７】
また、特許文献１に記載のＸ線検査装置では、ラインセンサで収集された断層面投影データに基づいてＣＴ画像が作成されているため、ＣＴ画像を生成するためのデータ収集に時間がかかる。したがって、このＸ線検査装置では、ＣＴ画像を取得したい部位が特定されてからＣＴ画像が生成されるまでに時間がかかる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、比較的大きな被検査体の検査を行う場合であっても、コストを低減しつつ、ＣＴ画像を取得したい被検査体の検査対象部位を短時間で特定することが可能で、かつ、検査対象部位の特定後、短時間でＣＴ画像を生成することが可能なＸ線検査装置および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】
【０００９】
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、エリアセンサとを備えるとともに、Ｘ線発生器、ラインセンサおよびエリアセンサが接続される制御部を備え、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二次元のＸ線画像を取得し、取得したＸ線画像に基づいて特定された被検査体の検査対象部位がＸ線発生器とエリアセンサとの間に配置されるように被検査体に対してＸ線発生器およびエリアセンサを相対的に移動させるとともに、Ｘ線発生器とエリアセンサとの間に配置される検査対象部位の外周側でＸ線発生器およびエリアセンサを検査対象部位に対して相対的に回転させながら検査対象部位の画像を取得してＣＴ画像を生成することを特徴とする。
【００１０】
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、エリアセンサとを備える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ラインセンサによって被検査体の二次元のＸ線画像を取得する第１画像取得ステップと、第１画像取得ステップで取得したＸ線画像に基づいて特定された被検査体の検査対象部位がＸ線発生器とエリアセンサとの間に配置されるように被検査体に対してＸ線発生器およびエリアセンサを相対的に移動させるエリアセンサ移動ステップと、エリアセンサ移動ステップ後、Ｘ線発生器とエリアセンサとの間に配置される検査対象部位の外周側でＸ線発生器およびエリアセンサを検査対象部位に対して相対的に回転させながらエリアセンサによって検査対象部位の画像を取得する第２画像取得ステップと、第２画像取得ステップで取得した画像からＣＴ画像を生成するＣＴ画像生成ステップとを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、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ラインセンサによって被検査体のＸ線画像を取得している。また、被検査体に対するラインセンサの相対的な直線移動によって比較的大きな被検査体の全体のＸ線画像が取得可能となるようにラインセンサの幅を広げても、エリアセンサと比較してラインセンサは安価であるため、ラインセンサのコストは高くならない。したがって、本発明では、被検査体が比較的大きくても、低コストで、被検査体の全体のＸ線画像を取得して、ＣＴ画像を取得したい被検査体の検査対象部位を特定することが可能になる。また、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ることで、被検査体の全体のＸ線画像を取得しているため、小型のエリアセンサを二次元的に移動させながら比較的大きな被検査体の全体のＸ線画像を取得する場合と比較して、被検査体の全体のＸ線画像を短時間で取得することが可能になり、その結果、ＣＴ画像を取得したい被検査体の検査対象部位を短時間で特定することが可能になる。このように、本発明では、比較的大きな被検査体の検査を行う場合であっても、コストを低減しつつ、ＣＴ画像を取得したい被検査体の検査対象部位を短時間で特定することが可能になる。
【００１２】
また、本発明では、Ｘ線画像に基づいて特定された検査対象部位の画像をエリアセンサによって取得してＣＴ画像を生成しているため（すなわち、エリアセンサによって検査対象部位の二次元の画像を取得してＣＴ画像を生成しているため）、ＣＴ画像の生成に必要な検査対象部位の画像を短時間で取得することが可能になる。したがって、本発明では、検査対象部位の特定後、短時間でＣＴ画像を生成することが可能になる。また、エリアセンサは、Ｘ線画像に基づいて特定された検査対象部位の画像を取得すれば良いため、被検査体が比較的大きくても、小型のエリアセンサを用いて、ＣＴ画像の生成に必要な検査対象部位の画像を短時間で取得することが可能になる。したがって、本発明では、比較的大きな被検査体の検査を行う場合であっても、コストを低減しつつ、検査対象部位の特定後、短時間でＣＴ画像を生成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明では、比較的大きな被検査体の検査を行う場合であっても、Ｘ線検査装置のコストを低減しつつ、ＣＴ画像を取得したい被検査体の検査対象部位を短時間で特定することが可能になるとともに、検査対象部位の特定後、短時間でＣＴ画像を生成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
（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。
【００１７】
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。具体的には、Ｘ線検査装置１は、エンジンブロック等の比較的大きな被検査体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、エリアセンサ（Ｘ線エリアカメラ）５とを備えている。エリアセンサ５は、検出面積が小さい比較的小型のセンサであり、たとえば、ＩＩ（イメージインティシファイア）カメラである。また、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線発生器３、ラインセンサ４およびエリアセンサ５が搭載されるフレーム６と、被検査体２が搭載されるテーブル７とを備えている。Ｘ線発生器３、ラインセンサ４およびエリアセンサ５は、Ｘ線検査装置１の制御部８に接続されている。
【００１８】
フレーム６の中心には、上下方向に貫通する開口部６ａが形成されている。Ｘ線発生器３およびラインセンサ４は、Ｘ線発生器３とラインセンサ４との間に開口部６ａが挟まれるようにフレーム６の上面に搭載され、Ｘ線発生器３およびエリアセンサ５は、Ｘ線発生器３とエリアセンサ５との間に開口部６ａが挟まれるようにフレーム６の上面に搭載されている。また、ラインセンサ４とエリアセンサ５とは、フレーム６の径方向で重なるように配置されている。具体的には、ラインセンサ４が内周側に配置され、エリアセンサ５が外周側に配置されている。
【００１９】
フレーム６には、フレーム６を駆動するフレーム駆動機構９が連結されている。フレーム駆動機構９は、開口部６ａの中心を通過する中心軸を中心にフレーム６を回転させる回転機構と、フレーム６を昇降させる昇降機構とを備えている。ラインセンサ４は、その受光面がＸ線発生器３側を向くようにフレーム６に取り付けられている。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６に取り付けられている。また、ラインセンサ４は、フレーム６に対してラインセンサ４を昇降させる昇降機構１０を介してフレーム６に取り付けられており、後述のようにＸ線画像を取得するときの検出位置（図１の実線で示す位置）と、エリアセンサ５の視野を妨げないように検出位置から下側へ退避する退避位置（図１の二点鎖線で示す位置）との間で昇降可能となっている。フレーム駆動機構９および昇降機構１０は、制御部８に接続されている。
【００２０】
Ｘ線発生器３は、フレーム６に対してＸ線発生器３を水平方向へ移動させる水平駆動機構を介してフレーム６に取り付けられており、フレーム６の径方向およびこの径方向に直交する直交方向の２方向へ移動可能となっている。また、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。エリアセンサ５は、フレーム６に対してエリアセンサ５を水平方向へ移動させる水平駆動機構を介してフレーム６に取り付けられており、フレーム６の径方向およびこの径方向に直交する直交方向の２方向へ移動可能となっている。また、エリアセンサ５は、その受光面がＸ線発生器３側を向くように配置されている。なお、Ｘ線発生器３やエリアセンサ５は、フレーム６の径方向または直交方向の一方のみへ移動可能となっていても良いし、フレーム６に固定されていても良い。
【００２１】
テーブル７には、テーブル７を駆動するテーブル駆動機構１１が連結されている。テーブル駆動機構１１は、テーブル７の中心を通過する中心軸を中心にテーブル７を回転させる回転機構と、テーブル７を昇降させる昇降機構と、互いに直交する水平方向の２方向へテーブル７を移動させる水平駆動機構とを備えている。このテーブル駆動機構１１は、制御部８に接続されている。また、テーブル７は、フレーム６の開口部６ａを上下方向へ通過できる大きさとなっている。
【００２２】
（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８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（第１画像取得ステップ）。具体的には、第１画像取得ステップでは、ラインセンサ４を検出位置に移動させ、かつ、開口部６ａの中心とテーブル７の中心とが上下方向で重なるようにテーブル７を移動させた後、フレーム６および／またはテーブル７を昇降させることで（すなわち、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を昇降させることで）、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被検査体２の全体の二次元のＸ線画像を取得する。本形態では、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１回、直線移動させることで被検査体２の全体のＸ線画像が取得できるように、ラインセンサ４の幅が設定されている。
【００２３】
なお、第１画像取得ステップで取得される被検査体２のＸ線画像は、１枚であっても良いし、２枚以上であっても良い。本形態では、第１画像取得ステップにおいて、互いに直交する２方向から被検査体２の２枚のＸ線画像が取得されている。たとえば、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が相対的に上昇するときに１枚のＸ線画像が取得され、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が相対的に下降するときにもう１枚のＸ線画像が取得されている。
【００２４】
Ｘ線画像が取得されると、検査を行う者は、Ｘ線画像に基づいて、ＣＴ画像を取得したい被検査体２の検査対象部位を特定する。具体的には、取得されたＸ線画像は、図示を省略するモニターに表示されており、検査を行う者は、モニター上で被検査体２の検査対象部位を特定する。その後、制御部８は、ラインセンサ４を退避位置に移動させるとともに、特定された被検査体２の検査対象部位がＸ線発生器３とエリアセンサ５との間に配置されるように被検査体２に対してＸ線発生器３およびエリアセンサ５を相対的に移動させる（エリアセンサ移動ステップ）。すなわち、制御部８は、被検査体２の検査対象部位がＸ線発生器３とエリアセンサ５との間に配置されるように、フレーム６やテーブル７等を移動させる。
【００２５】
その後、制御部８は、Ｘ線発生器３とエリアセンサ５との間に配置される被検査体２の検査対象部位の外周側でＸ線発生器３およびエリアセンサ５を被検査体２の検査対象部位に対して相対的に回転させながらエリアセンサ５によって被検査体２の検査対象部位の二次元の画像を取得する（第２画像取得ステップ）。具体的には、第２画像取得ステップでは、フレーム６および／またはテーブル７を回転させることで（すなわち、Ｘ線発生器３とエリアセンサ５、および／または、被検査体２を回転させることで）、Ｘ線発生器３およびエリアセンサ５を被検査体２の検査対象部位に対して相対的に回転させて、被検査体２の検査対象部位の複数枚の二次元の画像を取得する。また、制御部８は、エリアセンサ５によって取得した画像からＣＴ画像を生成する（ＣＴ画像生成ステップ）。
【００２６】
なお、被検査体２の検査対象部位の範囲が広い場合には、制御部８は、エリアセンサ移動ステップと第２画像取得ステップとを繰り返して、検査対象部位の画像を取得し、その後、取得した検査対象部位の画像からＣＴ画像を生成する。
【００２７】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、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ラインセンサ４によって被検査体２の全体のＸ線画像を取得している。また、被検査体２に対するラインセンサ４の相対的な１回の直線移動によって比較的大きな被検査体２の全体のＸ線画像が取得できるようにラインセンサ４の幅が広くなっていても、エリアセンサ５と比較してラインセンサ４は安価であるため、ラインセンサ４のコストは高くならない。したがって、本形態では、被検査体２が比較的大きくても、低コストで、被検査体２の全体のＸ線画像を取得して、ＣＴ画像を取得したい被検査体２の検査対象部位を特定することができる。また、本形態では、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ることで、被検査体２の全体のＸ線画像を取得しているため、小型のエリアセンサを二次元的に移動させながら比較的大きな被検査体２の全体のＸ線画像を取得する場合と比較して、被検査体２の全体のＸ線画像を短時間で取得することが可能になり、その結果、ＣＴ画像を取得したい被検査体２の検査対象部位を短時間で特定することが可能になる。このように、本形態では、比較的大きな被検査体２の検査を行う場合であっても、コストを低減しつつ、ＣＴ画像を取得したい被検査体２の検査対象部位を短時間で特定することが可能になる。
【００２８】
また、本形態では、Ｘ線画像に基づいて特定された被検査体２の検査対象部位の二次元の画像をエリアセンサ５によって取得してＣＴ画像を生成しているため、ＣＴ画像の生成に必要な検査対象部位の画像を短時間で取得することが可能になる。したがって、本形態では、検査対象部位の特定後、短時間でＣＴ画像を生成することが可能になる。また、エリアセンサ５は、Ｘ線画像に基づいて特定された検査対象部位の画像を取得すれば良いため、被検査体２が比較的大きくても、小型のエリアセンサ５を用いて、ＣＴ画像の生成に必要な検査対象部位の画像を短時間で取得することが可能になる。したがって、本形態では、比較的大きな被検査体２の検査を行う場合であっても、コストを低減しつつ、被検査体２の検査対象部位の特定後、短時間でＣＴ画像を生成することが可能になる。
【００２９】
（他の実施の形態）
上述した形態では、第１画像取得ステップにおいて、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、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。この場合には、たとえば、昇降機構１０を用いて、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れば良い。また、上述した形態では、ラインセンサ４の受光面において光電変換素子が水平方向に配列されており、第１画像取得ステップにおいて、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を相対的に昇降させて、被検査体２の全体のＸ線画像を取得しているが、ラインセンサ４の受光面において光電変換素子が鉛直方向に配列されるとともに、第１画像取得ステップにおいて、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を相対的に水平移動させて、被検査体２の全体のＸ線画像を取得しても良い。また、上述した形態では、第１画像取得ステップにおいて、被検査体２の全体のＸ線画像を取得しているが、第１画像取得ステップにおいて取得される被検査体２のＸ線画像は、被検査体２の一部のＸ線画像であっても良い。
【００３０】
上述した形態では、ラインセンサ４は、昇降機構１０を介してフレーム６に取り付けられているが、ラインセンサ４は、フレーム６に固定されても良い。この場合には、たとえば、Ｘ線発生器３およびエリアセンサ５が、昇降機構を介してフレーム６に取り付けられれば良い。また、上述した形態では、フレーム６にフレーム駆動機構９が連結されているが、フレーム６は固定されていても良い。また、上述した形態では、テーブル７にテーブル駆動機構１１が連結されているが、テーブル７は固定されていても良い。また、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、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。
【符号の説明】
【００３１】
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  エリアセンサ
８  制御部
【図１】
2015161507.tif 000003
【図２】
2015161507.tif 000004