(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源とフラットパネルＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系が被測定物を挟むようにして対向配置され、Ｘ線測定光学系により被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検査装置において、
フラットパネルＸ線検出器への入射Ｘ線量と同等なＸ線量を、累積的に測定または算出することによりフラットパネルＸ線検出器の寿命を判定するための累積入射Ｘ線量を見積もって累積入射Ｘ線量記憶領域に最新の累積入射Ｘ線量に更新して蓄積させる累積入射Ｘ線量見積もり部と、予め寿命として設定された判定基準と見積もられた累積入射Ｘ線量との比較によりフラットパネルＸ線検出器の寿命を判定する寿命判定部とを備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
累積入射Ｘ線量見積もり部は、フラットパネルＸ線検出器の受光面近傍に取り付けた線量計によって計測されるＸ線量に基づいて累積入射Ｘ線量を見積もることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
基準Ｘ線照射条件の下で照射されるＸ線量を、フラットパネルＸ線検出器の受光面近傍に一時的に取り付けた線量計により計測してこれを基準線量率として記憶し、あるいは、基準Ｘ線照射条件の下でＸ線源からフラットパネルＸ線検出器に照射されるＸ線量を算出することにより求めた線量率を基準線量率として記憶する基準線量率記憶領域を備え、累積入射Ｘ線量見積もり部は、記憶した基準線量率とその後のＸ線照射時におけるＸ線照射条件とに基づいて累積入射Ｘ線量を見積もることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
フラットパネルＸ線検出器の受光面近傍に一時的に取り付けた線量計により各Ｘ線照射条件の下で照射されるＸ線量を計測して各Ｘ線照射条件とそのときの線量率とを対応付けて記憶する線量率テーブル記憶領域を備え、累積入射Ｘ線量見積もり部は、Ｘ線照射時におけるＸ線照射条件と線量率テーブルとに基づいて累積入射Ｘ線量を見積もることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業製品などの透視検査またはＣＴ検査などを行うためのＸ線検査装置に関し、さらに詳細には、Ｘ線検出器にフラットパネルＸ線検出器を用いたＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルＸ線検出器は、小型軽量で、Ｘ線画像の解像度やコントラスト比が良好であるという特徴を有している。
そのため、工業製品などの透視検査を行うＸ線検査装置では、近年、Ｘ線発生装置のＸ線源に対向するようにフラットパネルＸ線検出器を配置し、さらにＸ線源とフラットパネルＸ線検出器との間に移動可能なステージを配置して、ステージ上に被測定物を載置することにより、その透視Ｘ線像を測定するようにしたＸ線検査装置が利用されている。
【０００３】
フラットパネルＸ線検出器の受光面は、測定中、常時Ｘ線が照射されることから、入射Ｘ線に対してできるだけ耐久性があるように設計してあるが、それでも徐々に劣化する。そのため、フラットパネルＸ線検出器には、それぞれ入射Ｘ線量の累計値により規定する寿命が定められており、寿命がくると交換するようにしている。そして、フラットパネルＸ線検出器を用いたＸ線検査装置では、単純にＸ線発生装置に使用するＸ線源が最大出力（１００％出力）で常に出力するとしてＸ線源からの累積照射時間をモニタして、累積照射Ｘ線量が寿命として規定された値を越えると交換するように促している。
【０００４】
しかしながら、実際には必ず最大出力でＸ線が照射されているとは限らない。フラットパネルＸ線検出器は高価であるため、事前に、寿命をできるだけ正確に予測し、寿命直前に購入したいという要望がある。
寿命を予測する方法として、例えば、シンチレータとラインセンサ（フォトダイオード）とを用いたＸ線検出器を使用するＸ線検査装置（Ｘ線異物検出装置）においては、ラインセンサの寿命を事前に予測するために、Ｘ線が照射される位置のフォトダイオードとＸ線が全く照射されない位置のフォトダイオードの暗電流とを比較し、その差が設定値以上となったときに寿命と判定することにより、ラインセンサの寿命を定量的に予測することが開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１６８８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、フラットパネルＸ線検出器は高価な構成部品であり、装置管理者は、なるべく正確に寿命を見極め、場合によっては、寿命時間を過ぎても故障するまでは使い切りたいと考えている。完全に寿命がくるまで使い切ろうとする場合には、故障したときにすぐに交換できるよう常に交換部品を容易しておくことが必要である。１つないし複数のフラットパネルＸ線検出器の交換用予備品を常に用意しておくことは、故障対策としては望ましいが、コスト的に困難であり、ある程度、寿命が近づいてから予備品を購入したい要望がある。その場合に、事前にフラットパネルＸ線検出器の寿命について、正確に見積もることが望まれている。
【０００６】
特許文献１と同様に、フラットパネルＸ線検出器の受光面の一部にＸ線が全く照射されない部分を形成し、Ｘ線が照射される部分と、Ｘ線が全く照射されない部分との暗電流を比較することも考えられるが、フラットパネルＸ線検出器についても暗電流でうまく寿命予測できるとは限らない。
その上、ラインセンサを用いて測定するＸ線異物検査装置ではセンサ端部にＸ線が照射されない部分を形成しても検査を行う上で支障はないが、フラットパネルＸ線検出器を用いるＸ線検査装置では、測定視野がフラットパネルＸ線検出器の受光面に依存するため、少しでも測定視野を広げたいこともあって、通常、フラットパネルＸ線検出器では、受光面全体で検出することが望ましい。それゆえ、一部にＸ線が照射されないデッドスペース部分を形成することは好ましくない。
【０００７】
そこで、本発明は、フラットパネルＸ線検出器を用いたＸ線検査装置において、フラットパネルＸ線検出器の寿命をできるだけ正確に予測し、適切な時期に予備のフラットパネルＸ線検出器を購入する計画を立てることができるＸ線検査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、フラットパネルＸ線検出器の全受光面へＸ線が照射されるのを妨げないようにして全受光面全体を使用でき、その上で、寿命を予測することができるＸ線検査装置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】
上記課題を解決するためになされた本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線源とフラットパネルＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系が被測定物を挟むようにして対向配置され、Ｘ線測定光学系により被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検査装置において、フラットパネルＸ線検出器への入射Ｘ線量と同等なＸ線量を、累積的に測定または算出することによりフラットパネルＸ線検出器の寿命を判定するための累積入射Ｘ線量を見積もって累積入射Ｘ線量記憶領域に最新の累積入射Ｘ線量に更新して蓄積させる累積入射Ｘ線量見積もり部と、予め寿命として設定された判定基準と見積もられた累積入射Ｘ線量との比較によりフラットパネルＸ線検出器の寿命を判定する寿命判定部とを備えるようにしている。
【０００９】
本発明によれば、累積入射線量見積もり部は、フラットパネルＸ線検出器へのＸ線の累積入射Ｘ線量を直接測定するのではなく、これと同等なＸ線量を、累積的に測定または算出することにより見積もる。すなわち、同等なＸ線量が照射される位置にてＸ線量を測定し、あるいは測定に代えて理論計算により同等なＸ線量を算出する。したがって、フラットパネルＸ線検出器へのＸ線照射が妨げられることはない。寿命判定部は、累積入射Ｘ線量見積もり部で求めた累計入射Ｘ線量と、予め設定した累積入射Ｘ線量の判定基準とを比較し、Ｘ線フラットパネル検出器の寿命を判定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、累積入射Ｘ線量をモニタすることにより、予めフラットパネルＸ線検出器の寿命を予測できるので、適切な時期に予備のフラットパネルＸ線検出器を購入することができるようになり、交換用の予備フラットパネルＸ線検出器を、適切な時期に購入することができる。そして、本発明によれば、フラットパネルＸ線検出器の全受光面へＸ線が照射できるので、デッドスペースがない検出器による測定が可能になる。
【００１１】
（その他の課題を解決するための手段および効果）
上記発明において、累積入射Ｘ線量見積もり部は、フラットパネルＸ線検出器の受光面近傍に取り付けた線量計によって計測されるＸ線量に基づいて累積入射線量を見積もるようにしてもよい。
これによれば、フラットパネルＸ線検出器の受光面近傍に取り付けた線量計により、その場所の累積入射線量を実測することができるので、フラットパネルＸ線検出器の累積入射線量を正確に見積もることができる。
【００１２】
また、上記発明において、基準Ｘ線照射条件の下で照射されるＸ線量を、フラットパネルＸ線検出器の受光面近傍に一時的に取り付けた線量計により計測してこれを基準線量率として記憶し、あるいは、基準Ｘ線照射条件の下でＸ線源からフラットパネルＸ線検出器に照射されるＸ線量を算出することにより求めた線量率を基準線量率として記憶する基準線量率記憶領域を備え、累積入射Ｘ線量見積もり部は、記憶した基準線量率とその後のＸ線照射時におけるＸ線照射条件とに基づいて累積入射Ｘ線量を見積もるようにしてもよい。
【００１３】
これによれば、基準線量率記憶領域は、予め、フラットパネルＸ線検出器受光面の基準線量率を記憶する。
ここで、基準線量率とは、基準Ｘ線照射条件の下における、フラットパネルＸ線検出器の受光面での単位時間あたりの入射Ｘ線量（単位は、例えばＲ／min）をいう。
基準Ｘ線照射条件とは、Ｘ線検査装置による照射条件の基準となるように定めたＸ線照射条件であり、管電圧、管電流、ＳＩＤ（Source to Image Distance:  Ｘ線源の焦点からフラットパネルＸ線検出器の受光面までの距離）についての測定可能な値（好ましくは典型的な値）の組み合わせからなるＸ線照射条件をいう。
【００１４】
基準線量率は、以下のいずれかにより決定することができる。ひとつは、実測による方法である。すなわち、基準線量率を求めるために、一時的にフラットパネルＸ線検出器の受光面近傍（好ましくは受光面上）に線量計を取り付け、基準Ｘ線照射条件の下でＸ線を照射したときのＸ線量を計測することにより、そのときの単位時間あたりの線量（基準線量率）を計測することにより求める。基準線量率が求められた後は、線量計は取り外され、フラットパネルＸ線検出器による計測が行えるようにする。この方法によれば、最初の装置調整時に線量計を一時的に取り付けるだけでよいので、複数台のＸ線装置に対し、１つの線量計を使い回すことができる。
【００１５】
他のひとつは、理論計算による方法である。すなわち、フラットパネルＸ線検出器の受光面での線量率は、管電圧の２乗に比例し、管電流に比例し、ＳＩＤの２乗に反比例する。Ｘ線発生装置は、点検時に検査成績書が作成される。検査成績書等には、Ｘ線発生装置の検査時におけるＸ線照射条件下でのＸ線量が記載されている。そこで、検査成績書のデータに基づいて管電圧、管電流、ＳＩＤをパラメータとする比例計算を行うにより、フラットパネルＸ線検出器の受光面での基準線量率を求めることができる。なお、このときの基準Ｘ線照射条件は、検査成績書におけるＸ線量のデータ採取時の条件にすればよい。この方法によれば、線量計を用いずに、Ｘ線発生装置の検査成績データに基づく理論計算のみにより、基準線量率を求めることができる。
【００１６】
上記いずれかの方法により基準線量率が求まった後、種々のＸ線照射条件の下でＸ線が照射された時は、基準Ｘ線照射条件とその時点のＸ線照射条件との比較（比例計算）により、その時点の受光面での線量率を求めることができる。そして、求めた線量率により、そのときの入射Ｘ線量を算出することができ、これに照射時間をかけて累積入射Ｘ線量に今回の増加分を加算する。
以後、Ｘ線照射時における種々のＸ線照射条件に基づいて、比例計算により入射Ｘ線量を求め、これを加算して累積入射線量を見積もることことができる。
【００１７】
また、上記発明において、フラットパネルＸ線検出器の受光面近傍に一時的に取り付けた線量計により各Ｘ線照射条件の下で照射されるＸ線量を計測して各Ｘ線照射条件とそのときの線量率とを対応付けて記憶する線量率テーブル記憶領域を備え、累積入射Ｘ線量見積もり部は、Ｘ線照射時におけるＸ線照射条件と線量率テーブルとに基づいて累積入射Ｘ線量を見積もるようにしてもよい。
これによれば、各Ｘ線照射条件での線量率がテーブル化されているので、当初、線量率の計算の手間は増えるものの、その後は、測定ごとに比例計算を行って入射Ｘ線量を算出する必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下の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で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１９】
(実施形態１)
図１は、本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図である。このＸ線検査装置１は、Ｘ線発生装置１１とフラットパネルＸ線検出器１２とで構成されるＸ線測定光学系１３と、被測定物Ｓを載置するステージ１４と、ステージ１４を直交するＸＹＺ方向（ステージ面をＸＹ面とする）に並進駆動およびＺ軸に沿って回転駆動するための駆動機構１６と、フラットパネルＸ線検出器１２の受光面に隣接する位置で、かつ、受光面と同等に入射Ｘ線量が照射される位置に取り付けられる線量計１９と、装置全体の制御を行う制御系２０とにより構成される。
【００２０】
制御系２０は汎用のコンピュータ装置により構成されるが、そのハードウェアをさらにブロック化して説明すると、ＣＰＵ２１と、入力装置としてのキーボード２２およびマウス２３と、液晶パネルなどの表示装置２４と、メモリ２５とにより構成される。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｘ線画像作成部３１、Ｘ線画像表示制御部３２、駆動信号発生部３３、累積入射Ｘ線見積もり部３４、寿命判定部とに分けられる。
また、メモリ２５は、寿命判定用閾値記憶領域４１、累積入射Ｘ線量記憶領域４２が設けられている。
【００２１】
Ｘ線測定光学系１３を構成するＸ線発生装置１１は、透視Ｘ線照射用のＸ線管を備えている。フラットパネルＸ線検出器１２は、被測定物Ｓを透過したＸ線を検出して透視Ｘ線画像を撮影することにより、これを映像信号として出力するようにしてある。
【００２２】
ステージ１４は、ステージ面内の方向であるＸＹ方向とステージ面に垂直なＺ方向との３次元方向にスライドすることが可能な下部ステージと、下部ステージに対しＺ軸方向の回転軸により回転可能に支持される上部ステージとにより構成され、被測定物Ｓは上部ステージに載置されるようにしてある。
駆動機構１６は、ＸＹＺ方向の３軸方向駆動用モータ、回転駆動用モータが搭載され、ＣＰＵ２１からのステージ駆動のための駆動制御信号に基づいてステージ１４を並進移動したり、回転移動したりする。ステージ１４を手動で移動するための駆動制御信号は、キーボード２２やマウス２３による入力操作を行うことにより送られる。
線量計１９は、フラットパネルＸ線検出器１２の近傍で、透視Ｘ線像測定に支障をきたさないようにフラットパネルＸ線検出器１２の受光面（すなわち測定視野領域）を遮らない位置に固定してあり、Ｘ線発生装置１１から照射されるＸ線を計測するようにしてある。この取付位置は、受光面と同等のＸ線が照射される位置が選ばれている。線量計１９からは、時々刻々の入射Ｘ線量がデジタル信号として出力される。
【００２３】
次に、ＣＰＵ２１の各機能ブロックについて説明する。
Ｘ線画像作成部３１は、Ｘ線検出器１２から送られてきた透視Ｘ線像の映像信号を、次々とデジタル画像に変換し、コマ画像データを作成する制御を行う。
Ｘ線画像表示制御部３２は、作成されたコマ画像データを表示装置２４に順次送って、モニタ画面に透視Ｘ線画像を表示する制御を行う。モニタ画面に表示される画像はＸ線測定（観察）に用いられる画像（通常は局所画像）である。
【００２４】
駆動信号発生部３３は、駆動機構１６を制御するための駆動信号を発生する。駆動信号は、例えば、キーボード２２にある移動方向の矢印キーの押下やマウス２３の移動方向を指定したクリック操作により発生するようにしてある。
【００２５】
累積入射Ｘ線量見積もり部３４は、累積入射Ｘ線量記憶領域４２に記憶されているこれまでの累積入射Ｘ線量のデータに、今回、新たに線量計１９から出力されてきた入射Ｘ線量のデータを加算することにより最新の累積入射Ｘ線量に更新するとともに、更新された累積入射Ｘ線量のデータを累積入射Ｘ線量記憶領域４２に蓄積する。
【００２６】
寿命判定部３５は、更新された累積入射Ｘ線量のデータと、寿命判定用閾値記憶領域４１に記憶してある基準値（ｔ）とを比較し、基準値（ｔ）未満であれば何も行わず、基準値（ｔ）以上になると、フラットパネルＸ線検出器１２の寿命がきたと判定して表示装置２４のモニタ画面等に交換時期であることを知らせる表示を行う。
【００２７】
次に、上記装置による処理動作について説明する。図２はＸ線検査装置１により実行される動作を説明するフローチャートである。
Ｘ線検査装置１を起動することにより、線量計１９が計測状態になる。この状態でＸ線発生装置１１から照射される入射Ｘ線量を計測する（Ｓ１０１）。この入射Ｘ線量はフラットパネルＸ線検出器１２への入射Ｘ線量と同等である。
累積入射Ｘ線量記憶領域４２から、これまでに照射された累積入射Ｘ線量のデータを抽出し、今回測定した入射Ｘ線量を加算して、現時点での最新の累積入射Ｘ線量を求めて、累積入射Ｘ線量記憶領域４２のデータを更新する（Ｓ１０２）。
【００２８】
最新の累積入射Ｘ線量と、寿命判定用閾値記憶領域４１に記憶してある閾値（ｔ）とを比較し、閾値以上か否かを判定する（Ｓ１０３）。閾値（ｔ）未満であれば、現在使用中のフラットパネルＸ線検出器１２は、まだ寿命でないと判定され、再びＳ１０１に戻り、動作が繰り返される。一方、閾値（ｔ）以上になると、寿命がきたと判定され、表示装置２４に、フラットパネルＸ線検出器１２が交換時期である旨の警告を行う（Ｓ１０４）。
【００２９】
以上の処理により、フラットパネルＸ線検出器１２の累積入射Ｘ線量と同等の累積入射Ｘ線量が実測されるので、交換時期を正確に判定することができる。なお、被測定物Ｓの大きさによっては、フラットパネルＸ線検出器１２の受光面に照射されるＸ線だけを減衰させ、線量計１９の受光面に照射されるＸ線を減衰させない寸法・形状のものがステージ上に載置される場合もあるが、そのようなケースは稀であり、無視することができる。
【００３０】
（実施形態２）
図３は、本発明の他の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図である。図において、図１と同じものは同符号を付すことにより説明を省略する。
このＸ線検査装置２では、線量計１９は取り付けていない。これに代えて、メモリ２５に基準線量率記憶領域４３が設けられ、基準Ｘ線照射条件(管電圧、管電流、ＳＩＤ)とともに、基準線量率（Ａ）が記憶されている。
【００３１】
そして、ＣＰＵ２１の機能ブロックとして、Ｘ線照射条件モニタ部３６が追加されている。Ｘ線照射条件モニタ部３６は、Ｘ線照射時のＸ線照射条件であるＸ線発生装置１１の管電圧、管電流、ＳＩＤと、照射時間とをモニタリングする（なおＳＩＤを変化させない場合はＳＩＤのモニタは不要である）。
【００３２】
線量率は、管電圧の２乗に比例し、管電流に比例し、ＳＩＤの２乗に反比例する性質がある。したがって、累積入射Ｘ線量見積もり部３４が、モニタリングされたＸ線照射時のこれらのパラメータと、基準線量率記憶領域４３に記憶してある基準Ｘ線照射条件および基準線量率（Ａ）とを用いた比例計算を行うことにより、基準Ｘ線照射条件以外のＸ線照射条件での線量率（Ｂ）が求められる。この線量率（Ｂ）に今回のＸ線照射条件による照射時間をかけることにより、新たに追加された入射Ｘ線量が算出される。
【００３３】
そして、上述した実施形態１と同様、図２のフローチャートの処理を実行することにより、算出された入射Ｘ線量を累積入射Ｘ線量記憶領域４２の累積値に加算することにより、寿命判定を行うことができる。
【００３４】
なお、１回のＸ線測定ではＸ線照射条件は一定としたが、測定途中でＸ線照射条件を変更する場合は、変更前と変更後とを見かけ上は別々の測定であると考えて累積すればよい。
【００３５】
（実施形態３）
図４は、本発明の他の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図である。図４において、図３と同じものは同符号を付すことにより説明を省略する。
このＸ線検査装置３では、図３のメモリ２５に設けられている基準線量率記憶領域４３に代えて、線量率テーブル記憶領域４４が設けられている。
線量率テーブル記憶領域４４は、図５に示すように、測定可能なＸ線照射条件と、その条件下での線量率（Ｂ）とを対応させてテーブル形式で記憶してある。各Ｘ照射条件における線量率（Ｂ）は、装置点検時に一時的に取り付けた線量計により実測した値が用いられている。
【００３６】
この実施態様においては、累積入射Ｘ線量見積もり部３４が、モニタリングされたＸ線照射時のパラメータ(管電圧、管電流、ＳＩＤ)と、これに対応する線量率テーブル記憶領域４４にあるＸ線照射条件のうちでモニタリングされたパラメータと一致するデータを探し、そのデータの線量率（Ｂ）を抽出する。そして、抽出した線量率（Ｂ）に照射時間をかけることにより、新たに追加された入射Ｘ線量が算出される。
【００３７】
そして、上述した実施形態１、実施形態２と同様、図２のフローチャートの処理を実行することにより、算出された入射Ｘ線量を累積入射Ｘ線量記憶領域４２の累積値に加算することにより、寿命判定を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、Ｘ線測定光学系の検出器にフラットパネルＸ線検出器を用いるＸ線検査装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明における処理動作の流れを説明するフローチャート。
【図３】本発明の他の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の他の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。
【図５】線量率テーブルの一例を説明する図。
【符号の説明】
【００４０】
１、２、３：  Ｘ線検査装置
１１：  Ｘ線発生装置（Ｘ線源）
１２：  Ｘ線検出器
１３：  Ｘ線測定光学系
１４：  ステージ
１６：  駆動機構
１９：  線量計
２０：  制御系
２１：  ＣＰＵ
２２：  キーボード
２３：  マウス
２４：  表示装置
２５：  メモリ
３１：  Ｘ線画像作成部
３２：  Ｘ線画像表示制御部
３３：  駆動信号発生部
３４：  累積入射Ｘ線量見積もり部
３５：  寿命判定部
３６：  Ｘ線照射条件モニタ部
４１：  寿命判定用閾値記憶領域
４２：  累積入射Ｘ線量記憶領域
４３：  基準線量率記憶領域
４４：  線量率テーブル記憶領域
【図１】
0004760300.tif 000002
【図２】
0004760300.tif 000003
【図３】
0004760300.tif 000004
【図４】
0004760300.tif 000005
【図５】
0004760300.tif 000006