(57)【要約】【課題】  長尺物を切断することなく効率よく再構成画像を得るＸ線断層撮像装置を提案することを目的とする。【解決手段】  Ｘ線源１２と二次元検出器１４の間で被検査体を回転させ投影像を撮像するＸ線断層撮像装置であって、被検査体として長尺素材１を供給する供給リール２と、この供給リール２の長尺素材１を巻き取る巻取りリール３と、外径が略円筒かつ中心軸がこの被検査体の回転の軸と平行で、長尺素材１が挿入される隙間からなる長尺素材挿入部を有する巻取り部材４と、長尺素材挿入部に供給リール１から巻取りリール３に巻き取られる途中の長尺素材１の任意部位を挟んだ状態で巻取り部材４と一体に回転して、巻取り部材４に供給リール２及び巻取りリール３の長尺素材１を所定量巻き取らせる、及び巻取り部材４に巻き取られた長尺素材１を供給リール２及び巻取りリール３に所定量戻す回転手段１１とを有することを特徴とする。【選択図】        図３
2005062042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と二次元検出器の間で被検査体を回転させ投影像を撮像するＸ線断層撮像装置であって、
前記被検査体としての長尺素材を供給する供給リールと、
前記供給リールの長尺素材を巻き取る巻取りリールと、
外径が略円筒かつ中心軸が前記被検査体の回転の軸と平行で、前記長尺素材が挿入される隙間からなる長尺素材挿入部を有する巻取り部材と、
前記長尺素材挿入部に前記供給リールから前記巻取りリールに巻き取られる途中の前記長尺素材の任意部位を挟んだ状態で前記巻取り部材と一体に回転して、前記巻取り部材に前記供給リール及び前記巻取りリールの長尺素材を所定量巻き取らせる、及び前記巻取り部材に巻き取られた前記長尺素材を前記供給リール及び前記巻取りリールに所定量戻す回転手段とを有する
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線断層撮像装置において、
前記供給リールから前記長尺素材を前記巻取りリールへ巻き取る過程で、前記回転手段により、前記巻取り部材の長尺素材挿入部に前記長尺素材の任意部位を挟んだ状態で前記巻取り部材に前記長尺素材を一定量巻き取り、前記巻取り部材に巻き取られた前記長尺素材の巻き数を増加又は減少させる方向に前記巻取り部材を所定角度ずつ回転させ、前記巻取り部材に巻き取られている前記長尺素材の各角度毎の投影像を撮像する
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載のＸ線断層撮像装置において、
各角度毎の投影像の撮像後、前記回転手段により前記長尺素材が巻き取られている前記巻取り部材を巻き取り方向と逆に回転させ、前記供給リールに戻った長さ以上を前記巻取り部材が静止した状態で前記巻取りリールへ供給する
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【請求項４】
請求項１記載のＸ線断層撮像装置において、
前記長尺素材がシート素材の場合には前記巻取り部材は前記長尺素材を二重螺旋状に巻き取り、又は前記長尺素材が断面略円形である場合には前記巻取り部材は前記長尺素材をコイル状に巻き取る
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【請求項５】
請求項１記載のＸ線断層撮像装置において、
前記供給リール及び前記巻取りリールを前記Ｘ線源のＸ線焦点から前記二次元検出器へ降ろした垂線を略直角に跨ぐように配置するとともに双方のリール回転軸を略同軸上とし、且つ前記巻取り部材の回転軸に垂直に配置する
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【請求項６】
請求項１記載のＸ線断層撮像装置において、
前記巻取り部材の長尺素材挿入部に挿入された前記長尺素材の前記供給リール側及び前記巻取りリール側の両端に掛かる張力を計測する張力計測手段と、
前記供給リール及び前記巻取りリールの回転を制御する張力発生手段と、
前記張力計測手段の計測情報に基づいて前記供給リール及び前記巻取りリールの各張力発生手段に与えるべき制御情報を計算する張力制御演算手段とを備え、
前記張力制御演算手段の制御情報に基づいて、前記長尺素材の前記供給リール側及び前記巻取りリール側の両端に掛かる張力が等しく一定となるように前記各張力発生手段を制御する
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【請求項７】
Ｘ線源と二次元検出器の間で被検査体を回転させ投影像を撮像するＸ線断層撮像方法であって、
前記被検査体として長尺素材を供給する供給リールからの長尺素材を巻取りリールで巻き取る過程において、回転手段により、外径が略円筒かつ中心軸が前記被検査体の回転の軸と平行で前記長尺素材が挿入される隙間からなる長尺素材挿入部を有する巻取り部材の当該長尺素材挿入部に長尺素材の任意部位を挟んだ状態で前記巻取り部材に長尺素材を一定量巻き取り、
前記巻取り部材に巻取られた長尺素材の巻き数を増加又は減少させる方向に前記巻取り部材を所定角度ずつ回転させ、
各角度毎の投影像を撮像して投影データを取得する
ことを特徴とするＸ線断層撮像方法。
【請求項８】
請求項７記載のＸ線断層撮像方法において、
前記回転手段は、前記長尺素材挿入部に前記供給リールから前記巻取りリールに巻き取られる途中の前記長尺素材の任意部位を挟んだ状態で前記巻取り部材と一体に回転して、前記巻取り部材に前記供給リール及び前記巻取りリールの長尺素材を所定量巻き取らせる、及び前記巻取り部材に巻き取られた前記長尺素材を前記供給リール及び前記巻取りリールに所定量戻す
ことを特徴とするＸ線断層撮像方法。
【請求項９】
請求項７記載のＸ線断層撮像方法において、
前記投影データ取得後、前記回転手段を前記巻取り部材に巻き取られている長尺素材を巻き取る方向と逆に回転させて、前記供給リールに戻った長さ以上を前記巻取り部材が静止した状態で巻取りリールへ供給する
ことを特徴とするＸ線断層撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺物の断面形状、異物或いは混合物等の分布状態を検査するＸ線断層撮像装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば医療分野においては、血管や腸等の長尺物の観察対象をその観察対象に沿った曲面で縦切りにした断面像や、観察対象の内部が観察できるように切り開いた画像を表示することができるようにした画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、他の例として、図１１にＸ線断層撮像装置（Ｘ線ＣＴ装置）における長尺素材投影データ取得法の一例を示す。被検査体回転軸１０１ｂ近傍に中心を持つ中央にスリット１０１ａの入った円筒を被検査体把持ジグ１０１とし、中央のスリット１０１ａに被検査体としてシート状の切断された長尺素材（以下、素材とも称する。）１００断片を把持し、マイクロフォーカスＸ線管１０２から照射される円錐状（コーンビーム）Ｘ線のＸ線焦点１０３の近傍で素材１００が載置された被検査体把持ジグ１０１を小刻みに旋回させ、二次元検出器１０４に切断された素材１００の拡大投影像を撮像して投影データを取得後再構成計算を行う手法である。
【０００４】
さらに、図１２に連続的に素材を切断せず長尺素材の投影像を再構成計算の為に取得する一例を示す。図中、図１１と対応する部分には同一符号を付す。Ｘ線管１０２から照射されるＸ線のＸ線焦点１０３の前に円筒度の極めて良い円筒部材１１４を固定し、その円筒部材１１４を案内として長尺素材１１１を巻きつけ、サプライ（供給側）リール１１２から単位時間あたり小刻みに一定量素材を引き出してテークアップ（巻取り側）リール１１３に巻き取る途中の経路においてＸ線焦点１０３の前で小刻みに長尺素材１１１のみが円弧を描くように移動させ、二次元検出器１０４に投影像を得る方法である。
【特許文献１】特開平１１−３１８８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものは、取得したデータを基に血管や腸内部の断面像や切り開いた画像を表示することができるが、観察範囲が長尺物の一部に限られ小間切れでしか再構成できないとともに、観察対象が人体に限られ、例えばシート状長尺素材やケーブル等の長尺素材の観察には適用することができない。
【０００６】
また、Ｘ線断層撮像装置に用いられる２次元検出器の大きさは通常はＡ４用紙サイズ程度である。一方、長尺素材リールは直径が４００ｍｍ前後と上述２次元検出器より２倍以上大きいことが通例である。素材リールのままでは実体が大きすぎて、素材リール全貌を拡大した投影像に映し出し、再構成計算を施すことによって素材内部を３次元的に微視的に探査することなどは極めて困難である。図１１に記載のもののように、長尺素材を切断して極めて微量の素材内部の拡大投影データを撮像して再構成計算したとしても、一度に再構成計算が行える長尺素材のボリュームが極めて微量で、長尺素材の全体像を把握したとは言い難く、しかも長尺素材を切断する等の手間もかかるし、そもそも切断履歴自体が長尺素材にとって好ましいとは言えない。
【０００７】
また、図１２に記載の方法は、図１１のものと同じく一度に再構成計算されるボリュームが十分とはいえないこと、及び上述固定被検査体ガイド用の円筒部材１１４の両側に走行規制する為の別の固定ガイド１１５Ｓ，１１５Ｔ等が必要であって、精度の高い再構成計算を得る為には上述円筒部材１１４の案内された状態で素材１１１が３６０度真円形に小刻みに微動することが好ましいが、図から理解されるように、３６０度巻きつけることが出来ないばかりでなく、Ｘ線焦点１０３の前でせいぜい２７０度前後回転したことに相当する投影データしか取得できないという問題があった。また、別の問題点として、素材１１１を上述固定円筒部材１１４に沿って滑らしつつ小刻みに投影データを取得するのであるが、素材１１１の剛性によっては円筒部材１１４に密着して走行しないなどの問題を生じる懸念があった。
【０００８】
斯かる点に鑑み、本発明は、長尺物を切断することなく効率よく再構成画像を取得できるＸ線断層撮像装置及びその方法を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明のＸ線断層撮像装置は、Ｘ線源と二次元検出器の間で被検査体を回転させ投影像を撮像するＸ線断層撮像装置であって、被検査体として長尺素材を供給する供給リールと、この供給リールの長尺素材を巻き取る巻取りリールと、外径が略円筒かつ中心軸が前記被検査体の回転の軸と平行で、長尺素材が挿入される隙間からなる長尺素材挿入部を有する巻取り部材と、長尺素材挿入部に供給リールから巻取りリールに巻き取られる途中の長尺素材の任意部位を挟んだ状態で巻取り部材と一体に回転して、巻取り部材に供給リール及び巻取りリールの長尺素材を所定量巻き取らせる、及び巻取り部材に巻き取られた長尺素材を供給リール及び巻取りリールに所定量戻す回転手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
斯かる本発明によれば、長尺素材挿入部を有する巻取り部材に長尺素材を挟んだ状態で、回転手段がこの巻取り部材と一体に回転するので、長尺素材を切断することなく長尺素材の任意部位について透過Ｘ線投影像を撮像して投影データを取得できる。
【００１１】
また本発明は、供給リールから長尺素材を巻取りリールへ巻き取る過程で、上述の回転手段により、巻取り部材の長尺素材挿入部に長尺素材の任意部位を挟んだ状態で巻取り部材にこの長尺素材を一定量巻き取り、この巻取り部材に巻き取られた長尺素材の巻き数を増加又は減少させる方向に巻取り部材を所定角度ずつ回転させ、この巻取り部材に巻き取られている長尺素材の各角度毎の投影像を撮像することを特徴とする。
【００１２】
斯かる本発明によれば、巻取り部材に長尺素材を一定量巻き取らせ、巻き取られた長尺素材の巻き数を増加又は減少させる方向に巻取り部材を所定角度ずつ回転させ、巻取り部材に巻き取られている長尺素材の各角度毎の投影像を撮像することができる。
【００１３】
また本発明は、各角度毎の投影像の撮像後、回転手段により長尺素材が巻き取られている巻取り部材を巻き取り方向と逆に回転させ、供給リールに戻った長さ以上を巻取り部材が静止した状態で巻取りリールへ供給することを特徴とする。
【００１４】
斯かる本発明によれば、回転手段により巻取り部材を逆回転させて供給リールに戻った長さ以上を巻取り部材が静止した状態で巻取りリールへ供給することで、一度投影データ取得を完了した部位について、重複して同じ部位の投影データを複数回取得することがない。
【００１５】
また本発明は、供給リール及び巻取りリールをＸ線焦点から二次元検出器へ降ろした垂線を略直角に跨ぐように配置するとともに双方のリール回転軸を略同軸上とし、且つ前記巻取り部材の回転軸に垂直に配置することを特徴とする。
【００１６】
斯かる本発明によれば、上述構成により、供給リール、巻取りリール、巻き取り部材、Ｘ線源、二次元検出器等がコンパクトに配置される。
【００１７】
また本発明は、巻取り部材の長尺素材挿入部に挿入された長尺素材の供給リール側及び巻取りリール側の両端に掛かる張力を計測する張力計測手段と、供給リール及び巻取りリールの回転を制御する張力発生手段と、この張力計測手段の計測情報に基づいて供給リール及び巻取りリールの各張力発生手段に与えるべき制御情報を計算する張力制御演算手段とを備え、この張力制御演算手段の制御情報に基づいて、この長尺素材の供給リール側及び巻取りリール側の両端に掛かる張力が等しく一定となるように各張力発生手段を制御することを特徴とする。
【００１８】
斯かる本発明によれば、巻取りコア両端の長尺素材張力を常に等しく一定に制御することによって、投影データ取得中に長尺素材が長さ方向に伸び縮みすることがない。
【００１９】
本発明のＸ線断層撮像方法は、Ｘ線源と二次元検出器の間で被検査体を回転させ投影像を撮像するＸ線断層撮像方法であって、この被検査体として長尺素材を供給する供給リールからの長尺素材を巻取りリールで巻き取る過程において、回転手段により、外径が略円筒かつ中心軸が被検査体の回転の軸と平行で長尺素材が挿入される隙間からなる長尺素材挿入部を有する巻取り部材の当該長尺素材挿入部に長尺素材の任意部位を挟んだ状態で巻取り部材に長尺素材を一定量巻き取らせ、この巻取り部材に巻取られた長尺素材の巻き数を増加又は減少させる方向に巻取り部材を所定角度ずつ回転させ、各角度毎の投影像を撮像して投影データを取得するものである。
【００２０】
斯かる本発明によれば、長尺素材挿入部を有する巻取り部材に長尺素材を挟んだ状態で、回転手段がこの巻取り部材と一体に回転し、巻取り部材に長尺素材を一定量巻き取り、巻き取られた長尺素材の巻き数を増加又は減少させる方向に巻取り部材を所定角度ずつ回転させ、巻取り部材に巻き取られている長尺素材の各角度毎の投影像を撮像することができ、長尺素材を切断することなく長尺素材の任意部位について投影データを取得できる。
【発明の効果】
【００２１】
斯かる本発明によれば、長尺素材挿入部を有する巻取り部材に長尺素材を挟んだ状態で、回転手段がこの巻取り部材と一体に回転し、巻取り部材に長尺素材を一定量巻き取らせ、巻き取られた長尺素材の巻き数を増加又は減少させる方向に巻取り部材を所定角度ずつ回転させ、巻取り部材に巻き取られている長尺素材の各角度毎の投影像を撮像して、長尺素材を切断することなく長尺素材の任意部位について投影データを取得するので、素材にダメージを与えること無く効率的に再構成画像が得られ、素材内部の異物等検出することや、長尺素材全域に渡る素材を構成する微粒子などの分布状態を把握することが実現可能となる効果がある。
【００２２】
また、Ｘ線焦点から二次元検出器へ降ろした垂線を略直角に跨ぐように配置された供給リール及び巻取りリールの回転軸を略同軸上で回転可能で、且つ被検査体回転機構の回転軸に垂直に配置すると、供給リール、巻取りリール及び巻き取り部材、Ｘ線源、二次元検出器等をコンパクトにまとめることができ、装置全体の設置面積を減少することができる効果がある。
【００２３】
また、巻取り部材の長尺素材挿入部に挿入された長尺素材の供給リール側と巻取りリール側の両端に掛かる素材張力を常に等しく一定に制御することによって、投影データ取得中に素材が長さ方向に延び縮みすることは無く信頼性の高い再構成画像が得られる効果がある。また、供給リール最外径を演算で常に把握しておくことで、一度投影データ取得を完了した部位の長尺素材全体中の絶対座標を知ることが出来るので、重複して同じ部位の投影データを複数回取得するが如き効率の悪い作業から開放される効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図１〜図９を参照して、本発明のＸ線断層撮像装置の一実施の形態について、長尺物被検査体として例えばバッテリー負極や正極シート素材などの長尺シート素材（以下、単にシート素材とも称する。）を例に説明する。
【００２５】
図１は、本例の長尺シート素材を切断せずに検査する方法の概念を示すものである。フィルム状の長尺シート素材が巻かれたサプライ（供給側）リール２とこのサプライリール２から供給される長尺シート素材１を巻き取るテークアップ（巻取り側）リール３間で、長尺シート素材１を切断せずに巻取り部材である、外形が略円筒の巻取りコア（以下、単にコアとも称する。）４により、図２に示すような二重螺旋状に巻き取る。本例では撮像される拡大投影像の大きさ等を考慮してコア４外径は素材リール径の１０分の１未満であるとするが、これに限るものではない。
【００２６】
サプライリール２とテークアップリール３及び後述する図３に示す被検査体旋回機構１１と一体に回転するシート素材巻き取りコア４の３種は同じ高さの平面内にあり、特に二重螺旋状に素材を巻き取る高さはこれら２種のリールの高さと等しく、リール２種と回転中心軸とは互いに平行であり、且つ図示しないＸ線焦点から二次元検出器へ降ろした垂線（紙面下から上への方向）と互いに略直角である。また、二重螺旋コア４と２種のリールの間には、それぞれ図示しない上下フランジを持ったシート素材の走行高さ（素材幅方向）規制が可能な一個以上の固定ガイドが存在し、且つシート素材１が後述する二重螺旋部へ侵入する角度を常に一定に保つようにして、シート素材の走行を安定させる。
【００２７】
図２に、図１の要部である巻取りコア４にシート素材を二重螺旋状に複数回転巻いた状態の拡大図を示す。略円筒に素材厚さ分以上の幅のすり割り（長尺素材挿入部）５を巻取り部材の上下方向に垂直に回転軸に平行に入れ、さらにその結果生じた２個の略半円筒をシート素材厚さ分だけ互いに上下にずらせて向き合ったような巻取りコア４を想定すれば、巻き取り長さなどの計算は容易になる。巻取りコア４のすり割り５にシート素材１をはさんだ状態で巻取りコア４を回転させると、サプライリール２及びテークアップリール３からのシート素材が交互に重なるようにして二重螺旋状に巻きとられる。以降の説明において、シート素材の巻取りコア４に二重螺旋状に巻かれている部分１ａを二重螺旋部と称する。そして、巻取りコア４を回転させながらこの巻取りコア４に巻き取られたシート素材の二重螺旋部にＸ線を照射してシート素材の投影データを得る。
【００２８】
長尺シート素材１を二重螺旋状に巻き取る上述コア４が裸の状態から、シート素材厚さに応じて上述コア４が一定の角速度で巻き取る素材長さを連続的に演算で求め、これに合わせてサプライリール２及びテークアップリール３の回転速度を調節する。尚、コア４による巻き取り回数は、１回転でも複数回転でもよく、複数回転分巻き取った場合は、長尺シート素材の広範囲を一度に観察することができ、効率がよい。
【００２９】
また、図２の例では、巻取りコア４のシート素材巻き取り（左回転）時に半円筒部分とシート素材とが接触し張力が発生する部位にそれぞれ丸み（曲面）４ａを設けてシート素材の損傷を防ぐようにしている。尚、図１及び図２では固定ガイドやリール直結モータ等の記載は省略している。
【００３０】
図３は、Ｘ線断層撮像装置を構成する各部の概略形状及び位置関係を示す全体図である。１１の被検査体回転機構は巻取りコア４を載置して巻取りコア４と一体に回転する回転手段として機能する。この回転機構そのものは従来周知の技術により構成する。１２はマイクロフォーカスＸ線源でありＸ線を照射するＸ線管、１４はＸ線によるシート素材の投影像を撮像する二次元検出器であり、照射されるＸ線のＸ線焦点１３、シート素材１の探索部位との距離関係に応じた拡大率の投影像を得る。１５は各装置、部材を載置し、投影データにぶれが生じないように振動を除去する除振台、１６はＸ線が外部に漏れないようにするために装置全体を覆う電離放射線遮蔽構造である。サプライリール２及びテークアップリール３のリール駆動モータは図示していないが、リール同軸上の直結モータであってもよい。
【００３１】
図４に、図３のＸ線焦点１３とシート素材１を二重螺旋状に巻いたコア４及びサプライリール２からテークアップリール３までのシート素材のパス系（走行系）を示す。
【００３２】
シート素材１を巻いたサプライリール２とテークアップリール３が略同軸上で回転可能であり、Ｘ線焦点１３から二次元検出器１４へ降ろした垂線と略直交し、サプライリール２とテークアップリール３は上述垂線を跨いだ形で、シンメトリック（左右対称）な配置としてある。このときＸ線焦点１３に近接する中心軸が被検査体回転軸近傍で、且つその回転軸と平行な二重螺旋円筒状（二重螺旋部）にシート素材１を巻き取るが、サプライリール２から上述二重螺旋部へのシート素材パス経路途中に少なくとも一個の傾斜ガイド７Ｓを有し、シート素材１の走行方向を略９０度補正し、シート素材１が二重螺旋部へ進入する角度かもしくは傾斜ガイド７Ｓへ進入する角度を決める一個以上の固定ガイド６Ｓを有して、素材にひねれなどの不要な応力を発生させること無くシート素材走行規制が正しく無理なく行われるようにする。また二重螺旋部からテークアップリール側へのシート素材パス系は上述サプライリール側パス系とシンメトリックであることとする。
【００３３】
固定ガイドや回転ガイドの構造は一般的にＶＴＲ（Videotape Recorder）などのテープ走行系に見られる構造と同じである。
【００３４】
この例では、Ｘ線焦点１３と二次元検出器１４との中間で、Ｘ線焦点１３から二次元検出器１４へ降ろした垂線を略直角に跨ぐようにそれぞれ配置されたシート素材１を供給するサプライリール２及びこのシート素材を巻き取るテークアップリール３とを通るシート素材１に、Ｘ線管１を極近接して被検査体回転機構１１と一体に巻取りコア４を所定角度ずつ回転させながら、二重螺旋部に円錐状（コーンビーム）のＸ線を照射して透過Ｘ線を二次元検出器１４に投影し、例えば１０倍以上の拡大率の拡大投影データを得るようにしている。
【００３５】
そして、所定枚数の投影データ取得後、再構成したシート素材探査部位の再構成画像を見て、断面形状、異物或いは混合物等の分布状態などを検査する。本例では、巻取りコア４を回転させる過程で、巻取りコア４の回転によって二重螺旋部の最外周は増えたり又は減ったりして巻き数に増減が生じるので、最外周部の投影データは再構成処理の際に使用しないようにしてもよい。
【００３６】
図５は本例の巻取りコア及び被検査体回転機構の一例の外観図を示すもので、Ａは被検査体回転機構上に載置された巻取りコアの概略上面図を表し、Ｂは被検査体回転機構及び一体に回転する巻取りコアの概略側面図を表す。
【００３７】
外形が略円筒の中央が割れた二重螺旋部中心のシート素材巻き取りコア断面形状は、シート素材にダメージを与えることの無い巻き取りの回転方向に応じた、「右二つ巴」或いは「左二つ巴」家紋の如き断面形状とすることが考えられ、この例では、左二つ巴の断面形状とし、巻取り方向を矢印で示している。二つの巴の上下方向に伸びた隙間２５へシート素材を通し、巻取りコア２４を回転させシート素材を巻き取る時、巴の両端の大きい方のアール形状側にサプライリール側とテークアップリール側の張力が発生する回転方向を選択することで、隙間２５にシート素材を挟んで巻き取る際のシート素材に掛かる張力によるシート素材の損傷を防ぐことができる。
【００３８】
２４Ｕ及び２４Ｌは巻取りコア２４に設けられたシート素材幅方向規制用のそれぞれ上フランジ及び下フランジである。二重螺旋巻き取り部にも、図１の説明中に述べたような上下フランジを持つ固定ガイドと同じようにシート素材幅方向規制用上下フランジを設けるとシート素材１の走行がより安定する。
【００３９】
図６に、シート素材パス系（走行系）及び素材張力測定器の一例の模式図を示す。この図６の例は、リール回転軸方向が図１又は図３のいずれの場合にも応用できる。図中右のＸ線管１２から被検査体回転機構１１上の巻取りコア４に向けて照射されるＸ線のＸ線焦点１３から紙面左の図示しない二次元検出器への垂線に対し、コア４を挟むように配置されたサプライリール及びサプライシート間を走行するシート素材が略直角（図中上下方向）に走行している様子を表し、コア４とサプライリール及びテークアップリールとの間には、それぞれ固定ガイド２６Ｓ及び２６Ｔ、回転ガイド２８Ｓ及び２８Ｔが配置され、各固定ガイドと回転ガイドとの間に張力検出器２７Ｓ及び２７Ｔを設けている。
【００４０】
コア４を挟んだ両端のサプライリール側素材に発生する張力と、テークアップリール側素材に発生する張力を、投影データ取得前あらかじめ二重螺旋状に巻き取る時に、個別の張力計測手段である張力検出器２７Ｓ及び２７Ｔによって計測しこれら２種のリールに発生する張力を常時一定値に、且つ互いに等しくすべく張力発生手段である各リールの駆動モータの所用トルクに与える情報を算出し制御する。投影データ取得中もあらかじめ巻き取る時の張力と同じ張力にコア４の両端すなわちサプライリール側とテークアップリール側張力を個別に計測制御を行う。
【００４１】
張力検出器の張力測定機構の一例として、例えばテークアップ側張力検出器２７Ｔを張力によって曲げモーメント２９Ｔを受ける板状部材３０Ｔ表裏に歪ゲージ３１Ｔを貼り付けブリッジを形成して、この板状部材３０Ｔの曲げ応力を計測しつつ張力へ変換する計測原理であってよい。張力制御機構の一例であるテークアップリール直結モータ（駆動モータ）は省略している。サプライ側にも、テークアップ側と同等の張力測定機構及び張力制御機構を備えるものとする。
【００４２】
また、別の張力制御機構としては、図示しないリール回転機構の一部に接触するパッドの押し付け圧力を制御するものでもよいし、又はリール回転機構の一部に締結され回転する磁性円板（ヨーク）に対し非接触で微小な距離（ギャップ）を保つ着磁された円板の回転数か又は当該ギャップを制御する電磁クラッチの如き機構でもよい。後者の機構であれば投影データ取得中に巻取りコアが素材を巻き取る方向か又は巻き戻す方向のいずれを選択しても着磁された円板の回転方向を変更することで素材張力を一定に制御することが可能である。
【００４３】
図７に、図６の例の素材張力制御回路のブロック図を示す。サプライ側張力検出器２７Ｓ及びテークアップ側張力検出器２７Ｔで検出した張力に関する情報が、それぞれ電圧検出回路３１Ｓ及び３１Ｔに供給され電圧値として張力制御演算回路３２に入力され、サプライ側リール及びテークアップ側リールの張力制御手段に与える情報を算出し、算出した情報をそれぞれ電圧制御回路３３Ｓ及び３３Ｔに供給し、サプライ側モータ３４Ｓ及びテークアップ側モータ３４Ｔの回転を制御する。本例のＸ線断層撮像装置は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置、ＣＰＵが実行すべきプログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）を備えており、上述の張力制御演算回路における演算・制御処理はこのＣＰＵにて行う。
【００４４】
サプライリールとテークアップリールに巻かれた素材の最外径はコア４に巻き取られることに応じて徐々に変化し単位時間あたりのリール回転数も徐々に変化するが、コア４の巻き始めよりリール回転数を常時計測しその単位時間あたりの回転数とコア４巻き取り長さから徐々に変化するリール上の「素材最外径」を連続的に演算で求めることによってコア４両端のサプライリール側素材に与える張力とテークアップリール側素材に与える張力を投影データ取得前にあらかじめ二重螺旋状にコア４へ巻き取る間、常に等しく一定に制御する目的でサプライリール及びテークアップリールの両方へ個別に連結された二個のリール直結の駆動手段（モータ）３４Ｓ及び３４Ｔの所用トルクを算出し、コア４に巻き取られながらリールが回転させられる方向と逆向きに回転する起電力（回転力）を個別の演算結果に応じ徐々に変化する形で個別に与える。
【００４５】
さらに、投影データ取得中も同じ原理であらかじめ巻き取る時の上述素材張力と同じ張力にコア４の両端すなわちサプライ側とテークアップ側素材張力をコア４が素材を徐々に巻き取るか徐々に巻き戻すかに応じて各リール直結モータ３４Ｓ及び３４Ｔへ回転力の方向を変更しつつ等しく制御する。及び素材巻取りコア４が投影データ取得中に新たな部位を巻き取るときに上述張力発生機構へ情報を送りリール回転機構に負荷を与えコア４両端の素材張力を常に等しく一定に制御する。
【００４６】
図８を参照して、巻取りコア４が巻き取る素材全長や各リールとサプライ側とテークアップ側に発生する張力を一定に制御するために各リール直結モータに発生すべきトルク等の算出方法について説明する。図８では、サプライ側のみを表し、定速度で回転する上述の如く素材厚さ分だけ互いに上下にずれて向き合った二個の略半円筒で構成された巻取りコア４が巻き取る極薄長尺素材全長を求める近似式や巻取りコア４の回転数（１，２，３，・・・）に応じた段階的な近似式より求めた素材走行スピードとサプライ側リール回転角速度計測値ωよりサプライリール２上の素材最外径Ｒを求めその結果より張力制御機構の一例であるリール直結モータが巻き取り張力Ｔを一定に制御するために発生すべきトルク算出の道筋を示している。
【００４７】
図８及び以下の計算式中の記号を次のように定義する。
Ｌ  ：サプライリール巻取り長さ
ｒｎ：巻取り半径
ｒ０：巻取りコア半径
ｎ  ：巻取りコア回転数
ｔ  ：シート素材厚さ
Ｔ  ：サプライリール側の張力
Ｔ０：巻取りコア直前の張力
Ｘ  ：サプライリールモータ所用トルク
Ｒ  ：サプライリール素材外径
ｋ１：回転ガイド軸による負荷
ｋ２：固定ガイド軸による負荷
ω  ：サプライリールの角速度
ω０：巻取りコアの角速度
【００４８】
図８より、巻取りコア４がｎ回まわったときの巻取り半径ｒｎは、
【数１】
2005062042.tif 000003
【００４９】
巻取りコア４の回転する角速度ω０を一定とすると、サプライリール２上の素材半径Ｒは、
【数２】
2005062042.tif 000004
【００５０】
シート素材１にかけるべきサプライリール２側の張力Ｔは、
【数３】
2005062042.tif 000005
【００５１】
サプライリール２側に張力Ｔを得るためにサプライリール直結モータに発生させるべきトルクＸは、
【数４】
2005062042.tif 000006
【００５２】
巻取りコア４が巻き取るサプライ側素材全長Ｌは、
【数５】
2005062042.tif 000007
【００５３】
テークアップリール巻き取りハブが裸の状態から起動し長尺素材を巻き取る巻き始めの瞬間のサプライリール単位時間あたり回転数を計測し、長尺素材の厚さから当初のサプライリール２の最外径と長尺素材全長を演算で求めるようにする。
【００５４】
また、サプライリールに巻かれた状態の素材全体長さのどの部位を二重螺旋状にコア４が巻き取っているかを、その瞬間のサプライリール回転数計測結果とコア４の徐々に変化する巻き取り長さとを演算することによってサプライリールに巻かれたその瞬間の素材最外径を認識し、一度投影データ取得し再構成計算まで済んだ素材の絶対位置を継続的に知るようにすることで、重複して同じ部位の投影データを取得することがないようにする。
【００５５】
本例の素材を２重螺旋状に２個のリール中間でコア４が巻き取る構想ではテークアップ側にもサプライ側と同等の張力制御機構が必要である。
【００５６】
図９のフローチャート、図３及び図４を参照し、本発明のＸ線断層撮像方法について説明する。このフローチャートを実行させるためのプログラムは上述のＲＯＭに格納されている。
【００５７】
まず、図３、図４の例のＸ線断層撮像装置のサプライ側シート素材リーダーシードを静止した巻取りコア４の中割れ部の隙間（すり割り５）を通してテークアップ側へ巻きつける（ステップＳ１）。
【００５８】
センターポイントが巻取りコア４の中割れ部隙間にはさまれる位置へテークアップリール３を回転させ、シート素材１に発生する張力を所定の値に保ちながら、シート素材１をテークアップ側に巻き取る（ステップＳ２）。
【００５９】
上述センターポイントは、拡大投影データ取得の際のシート素材の位置の基準となるものであり、シート素材１をテークアップリールに巻き取る際、裸のテークアップリールが起動しモータの台形駆動低速域に達した状態で１８０°未満回転する。テークアップリールが加速域から低速域に入った瞬間それにつれて回転するサプライリールの単位時間の回転数を計測し、サプライリールの最外径を演算で求める。求められたサプライリール最外径より長尺物シート素材の全長を求める。求めた全長のどの部位を初回拡大投影データ取得のセンターポイントとするか決定しておく。センターポイントは巻取りコアの中割れ部（長尺素材挿入部）の略真ん中であることが望ましい。
【００６０】
ステップＳ２の後、テークアップリールとサプライリールを静止させ（ステップＳ３）、被検査体回転機構１１により巻取りコア４を旋回させ所要量シート素材を巻き取り（ステップＳ４）、Ｘ線管１をオンにする（ステップＳ５）。
【００６１】
二重螺旋状に巻き取ったコアの巻き数が増加する方向か又は減少する方向のいずれか一方のみにコア４が所定角度小刻みに旋回し静止し（ステップＳ６）、Ｘ線管１よりＸ線を巻取りコア４のシート素材二重螺旋部に照射して投影データを取得する（ステップＳ７）。
【００６２】
所定枚数投影データを取得したか否かを判断し（ステップＳ８）、所定枚数に達していない場合にはステップＳ６の処理に戻り、シート素材１を二重螺旋状に巻き取ったコア４をさらに所定角度変位回転させ、新たな投影データを取得し、再度ステップ８において所定枚数投影データ取得完了したか否かを判断する。
【００６３】
ステップ８にて、所定枚数投影データの取得が完了した場合、Ｘ線管１をオフにする（ステップＳ９）。
【００６４】
コア４の巻き取られたシート素材１をコアが巻き取った方向と逆に旋回し、サプライリール２とテークアップリール３へシート素材１を戻し、コアはすり割り（長尺素材通し部）に通されているだけの裸の状態となる（ステップＳ１０）。
【００６５】
そして、テークアップリール２でシート素材１を巻き取って次のシート素材探査部位へ移動する（ステップＳ１１）。そして、シート素材１の新たな探査部位を検査する場合には、ステップＳ３からの一連の処理を繰り返す。
【００６６】
以上述べたような構成の本例によれば、Ｘ線断層撮像装置において本例の如く大型のサプライリール２とテークアップリール３の中間で長尺素材を切断することなく、シート素材の場合は二重螺旋状にその一定量を検出器の大きさに見合った拡大投影像の得られる小径コアに巻き取り、断面円形の素材の場合は密着したコイル状に小径コアに巻き取って、そのコアに巻き取られた部位にマイクロフォーカスＸ線源によってＸ線を照射しつつ小刻みにコア回転させながら所定枚数の拡大投影データ取得を行えば、長尺素材の任意部位について素材にダメージを与えること無く効率的に再構成画像が得られ、素材内部の異物等検出することや、長尺素材全域に渡る素材を構成する微粒子などの分布状態を把握することが可能となる。
【００６７】
また、図３及び図４のような構造を採用すれば、即ちＸ線焦点１３から二次元検出器１４へ降ろした垂線を略直角に跨ぐように配置されたサプライリール２及びテークアップリール３の回転軸を略同軸上で回転可能で、且つ被検査体回転機構１１の回転軸に垂直に配置すると、装置がコンパクトにまとまって設置面積が減少する。
【００６８】
また、図示しないリール駆動直結モータなどによって巻取りコアの長尺素材挿入部に挿入した長尺素材のサプライリール側とテークアップリール側の両端に掛かる素材張力を常に等しく一定に制御することによって、投影データ取得中に素材が長さ方向に延び縮みすることは無く信頼性の高い再構成画像が得られる。
【００６９】
また、サプライリールの最外径を演算で常に把握していることによっては一度投影データ取得を完了した部位の長尺素材全体中の絶対座標を知ることが出来るので、重複して同じ部位の投影データを複数回取得するが如き効率の悪い作業からは解放される。
【００７０】
次に、図１０を参照して、本発明のＸ線断層撮像装置の他の一実施の形態を、長尺物被検査体として例えば断面が略円形の光ファイバーケーブルのような長尺素材の場合について説明する。本例は、例えば光ファイバーケーブルのような断面が略円形の長尺素材を切断することなくサプライリールからテークアップリールへの走行経路中間で一重にコイル状に巻き取る巻取りコア４４を図示しており、図７Ａはフランジ付き巻取りコアの上フランジを外して見た上面図であり、図７Ｂは巻取りコアの下半分を図７ＡのＩ−Ｉ線断面表示した側面図である。その他の構成については、図３〜図５の被検査体が長尺シート素材の場合と同様である。
【００７１】
断面が略円形の光ファイバーケーブルのような長尺素材を取り扱う場合は、例えば右二つ巴断面形状の巻取りコア４４を用いて上下フランジ２４Ｕ及び２４Ｌ間が密になるよう螺旋状に一重もしくは複数回折り返して多重に巻き取る。中央が割れた巻取りコア４４に円形断面の素材を挟み込むまではシート素材の場合と同じであって、コア４４の巻き取り時の回転にあわせ、サプライリール側とテークアップリール側の巻き取りコア近傍の素材案内ガイドが徐々に互いに上下離反し、巻取りコア４４の上下フランジ２４Ｕ及び２４Ｌ間を密着した電磁コイル巻線の如き形態になるように断面円形の素材を螺旋状に巻き取る。言い換えれば巻取りコア４４上下の幅方向の中間点４３より片方の半分はサプライリールから供給され、もう片方の半分はテークアップリールから供給されるコア巻き取り手段を取る。上述の「折り返し」とは、中間点４３を境にしてサプライリール側とテークアップリール側からそれぞれ繰り出されるコア４４の回転に伴い巻き取られる各素材が、上下フランジ２４Ｕ及び２４Ｌと中間点４３の間をそれぞれ往復することを指す。
【００７２】
一重コイル状にコア中央から上半分をサプライリール側から供給し、下半分をテークアップリール側から供給するように描いたがその逆でも何等差し支えはない。コイル状の巻き方は一重でなく多重でもよいが、多重巻取りの時もコア４４に対する前記上下分担は一定不変でなければならない。密着したコイル状に図８の如く素材を巻き取るには巻取りコアの両端４４に素材を上下に首を振りながら案内するガイドが有ってもよい。
【００７３】
また、この断面略円形の長尺素材の例においても、長尺物シート素材の場合の素材厚さを素材直径に置き換えることで、長尺シート素材の例と同様、図６〜図８の長尺物のパス系及び張力制御回路ブロック、計算式を適用することができる。
【００７４】
斯かる本例によれば、図１〜図９の例の被検査体が長尺シート素材である場合と同様、サプライリールとテークアップリールの中間で断面略円形の長尺素材４１を切断することなく、長尺素材を密着したコイル状にその一定量を二次元検出器の大きさに見合った拡大投影像の得られる小径コア４４に巻き取り、そのコア４４に巻き取られた部位にマイクロフォーカスＸ線源によってＸ線を照射しつつ小刻みにコア４４を回転させながら所定枚数の拡大投影データ取得を行えば、長尺素材４１の任意部位について素材にダメージを与えること無く効率的に再構成画像が得られ、素材内部の異物等検出することや、長尺素材全域に渡る素材を構成する微粒子などの分布状態を把握することが可能となる。
【００７５】
また、断面略円形素材４１をコイル状にコア４４に巻くことで、二重螺旋状に巻くよりも巻き取りに要するスペースを小さくすることができる。
【００７６】
尚、本発明は、コア両端のサプライリール側素材に与える張力とテークアップリール側素材に与える張力を投影データ取得前にあらかじめ二重螺旋状またはコイル状にコアへ巻き取る間、常に等しく一定に制御する目的でサプライリール及びテークアップリールのリール回転機構の両方へ個別に連結されたリール回転に対する機械的負荷によって素材張力を制御する張力発生能動素子に与える情報を算出し、コアに巻き取られながら各リールが回転させられる方向と逆向きに回転するよう作用する張力を発生する張力発生機構への情報を個別の演算結果に応じ徐々に変化する形で個別に与えるようにしてもよい。
【００７７】
また、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施の形態の例の概念を示す説明図である。
【図２】図１の要部の拡大図である。
【図３】一実施の形態の例の装置全体図である。
【図４】一実施の形態の例の長尺シート素材のパス系の説明図である。
【図５】一実施の形態の例の巻取りコア及び被検査体回転機構の外観図である。
【図６】一実施の形態の例のシート素材パス系及び張力測定の説明図である。
【図７】一実施の形態の例の張力制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】一実施の形態の例のサプライリール側の張力測定の説明図である。
【図９】本発明のＸ線断層撮像方法を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施の形態の例の説明図である。
【図１１】従来例の説明図である。
【図１２】他の従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…長尺シート素材、２…サプライ（供給）リール、３…テークアップ（巻取り）リール、４，２４，４４…巻取りコア（巻取り部材）、５…すり割り（長尺素材挿入部）、６Ｓ，６Ｔ…固定ガイド、７Ｓ，７Ｔ…傾斜ガイド、１１…被検査体回転機構、１２…Ｘ線管、１３…Ｘ線焦点、１４…二次元検出器、２４Ｕ，２４Ｌ…フランジ、２５…隙間（長尺素材挿入部）、２６Ｓ，２６Ｔ…固定ガイド、２７Ｓ，２７Ｔ…張力検出器、２８Ｓ，２８Ｔ…回転ガイド、４１…断面略円形長尺素材、４２Ｓ，４２Ｔ…案内ガイド
【図１】
2005062042.tif 000008
【図２】
2005062042.tif 000009
【図３】
2005062042.tif 000010
【図４】
2005062042.tif 000011
【図５】
2005062042.tif 000012
【図６】
2005062042.tif 000013
【図７】
2005062042.tif 000014
【図８】
2005062042.tif 000015
【図９】
2005062042.tif 000016
【図１０】
2005062042.tif 000017
【図１１】
2005062042.tif 000018
【図１２】
2005062042.tif 000019