(57)【要約】  本開示に従って提供されるＸ線撮像システムは、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器との間のビーム経路内にサンプルを固定するサンプルマウントと、少なくともサンプルマウントをエンクロージャ内部に取り囲むエンクロージャと、エンクロージャ内部の環境を調整する環境制御システムとを備え、エンクロージャは、エンクロージャ外部から少なくともサンプルマウントにアクセスすることを可能にする開口を有し、開口が開いている開位置と、扉によって開口が閉じられている閉位置との間で動作可能な扉がエンクロージャに設けられ、環境制御システムは、扉が開いている際にエンクロージャ外部よりも高い圧力にエンクロージャ内部を維持するように、エンクロージャ内部とエンクロージャ外部との間に正の圧力差を提供するように動作可能である。このようなシステムは、扉が開いている際においてもエンクロージャ内部の温度をより良く調整することができる。
2016521367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、
Ｘ線検出器と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間のビーム経路内にサンプルを固定するためのサンプルマウントと、
少なくとも前記サンプルマウントをエンクロージャ内部に取り囲むエンクロージャと、
前記エンクロージャ内部の環境を調整するための環境制御システムとを備えたＸ線撮像システムであって、
前記エンクロージャが、エンクロージャ外部から少なくとも前記サンプルマウントにアクセスすることを可能にする開口を有し、
前記開口が開いている開位置と、扉によって前記開口が閉じられている閉位置との間で動作する扉が前記エンクロージャに設けられていて、
前記環境制御システムが、前記扉が開いている際に前記エンクロージャ外部よりも高い圧力に前記エンクロージャ内部を維持するように、前記エンクロージャ内部と前記エンクロージャ外部との間の正の圧力差を提供するように動作する、Ｘ線撮像システム。
【請求項２】
前記環境制御システムが、前記扉が開いている状態を検出して、前記扉が開いている際に前記正の圧力差を提供するように構成されている、請求項１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項３】
前記環境制御システムが、前記エンクロージャ内部に配置され且つ内部温度測定値を提供するように構成された少なくとも一つの温度センサを備える、請求項１又は２に記載のＸ線撮像システム。
【請求項４】
前記環境制御システムが前記エンクロージャ内部に複数の温度センサを備え、該複数の温度センサの各々が前記エンクロージャ内の一箇所における局所的内部温度測定値を提供するように構成され、前記環境制御システムが前記局所的内部温度測定値に基づいて内部温度測定値を決定するように構成されている、請求項３に記載のＸ線撮像システム。
【請求項５】
前記環境制御システムが、前記エンクロージャ内部に配置され且つ内部圧力測定値を提供するように構成された圧力センサを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項６】
前記環境制御システムが、前記エンクロージャ外部に配置され且つ外部圧力測定値を提供するように構成された圧力センサを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項７】
前記環境制御システムが、前記エンクロージャ内部と前記エンクロージャ外部との間の差圧測定値を提供するように構成された差圧センサを備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項８】
前記環境制御システムが、少なくとも前記エンクロージャ内部の空気の温度を調整するように構成されたエアコンディショナを備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項９】
前記環境制御システムが、前記エンクロージャ外部から空気を引き込み、該空気を前記エンクロージャ内部に供給し、前記正の圧力差を提供するように構成された送風機を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１０】
前記エアコンディショナが、前記エンクロージャ外部から前記エンクロージャ内部に供給される空気の温度を調整するための温度調整装置を備える、請求項９に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１１】
前記環境制御システムが、前記送風機によって前記エンクロージャ外部から前記エンクロージャ内部に供給される空気の流れを調整するための空気流量調整装置を備える、請求項９又は１０に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１２】
前記温度調整装置が、前記エンクロージャ内部の温度を調整するように構成された追加のエアコンディショナを備える、請求項１０又は１１に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１３】
前記環境制御システムが、前記エンクロージャ内部の温度が所定の閾値よりも高い又は低い状態を検出して、前記エンクロージャ内部の温度が所定の閾値よりも高い又は低い場合に前記正の圧力差を提供するように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１４】
前記環境制御システムが、前記エンクロージャ内部の温度が所定の閾値よりも高い又は低い状態を検出して、前記エンクロージャ内部の温度が所定の閾値よりも高い又は低い場合に前記エンクロージャ外部から前記エンクロージャ内部に供給される空気の温度を調整するように構成されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１５】
前記エンクロージャが、前記扉が開いている際に前記開口を覆うように構成された柔軟なカーテンを備える、請求項１から１４のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１６】
前記カーテンが透明である、請求項１５に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１７】
前記エンクロージャが、前記扉が開いている際に前記開口を介する空気の流れを減らすように前記開口にわたって動作するように構成されたエアカーテンを備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１８】
前記エアカーテンが、前記扉が開いている際に動作するように構成されている、請求項１７に記載のＸ線撮像システム。
【請求項１９】
前記開口の面積が１ｍ２未満である、請求項１から１８のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２０】
前記エンクロージャが、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の一方又は両方を取り囲む、請求項１から１９のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２１】
前記エアコンディショナが、前記扉が開いている際に１ｍｂａｒと１０ｍｂａｒとの間の正の差圧を提供するように構成されている、請求項１から２０のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２２】
前記サンプルマウント、前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器が、前記サンプルマウントに対して前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器が相対的回転を行うようなコンピュータトモグラフィ撮像用に構成されている、請求項１から２１のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２３】
前記サンプルマウントに対する前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の相対的回転を制御するように構成されたコントローラを更に備えた請求項２２に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２４】
前記サンプルマウントに対する前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の相対的回転における一組の角度で取得される一組のＸ線画像を記録するように構成されたメモリを更に備えた請求項２２又は２３に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２５】
前記一組のＸ線画像を数学的に変換して、立体的密度マップを計算するように構成されたトモグラフィ再構成ユニットを更に備えた請求項２４に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２６】
前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器が前記エンクロージャに対して固定されるように構成され、前記サンプルマウントが前記エンクロージャに対して回転するように構成されている、請求項２２から２５のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【請求項２７】
前記相対的回転の軸が前記ビーム経路の中心線に対して垂直である、請求項２２から２６のいずれか一項に記載のＸ線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮像システムに係り、特に、エンクロージャ内部とエンクロージャ外部との間に正の圧力差を提供することができる閉鎖型Ｘ線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮像は、サンプルの内部構造を分析するための有用な診断ツールである。Ｘ線撮像システムでは、サンプルはＸ線源とＸ線検出器との間に配置され、Ｘ線源からのＸ線が、サンプルを介して検出器に照射される。サンプルを介して検出器で受光されるＸ線の強度は、Ｘ線ビームが通過するサンプルの部分がＸ線ビームを減衰させる程度に依存する。従って、検出されたＸ線の分析は、サンプルの内部構造についての情報を与えることを可能にする。
【０００３】
従来の二次元Ｘ線撮像では、Ｘ線源と二次元検出器又は感光板との間にサンプルを配置して、サンプルの単一の投影を測定することによって、サンプルの単一の投影像が得られる。Ｘ線源の寸法がサンプルまでの距離と比較して小さい場合、検出器上の各点は、Ｘ線源から明確な角度でサンプルを通過したＸ線放射を受光する。この方法は、場合によっては有用であるが、サンプルの内部構造について限られた情報しか与えない。何故ならば、サンプルの放射線不透過性部分（Ｘ線に対して相対的に不透明）は、放射線透過性部分（Ｘ線に対して相対的に半透明）を塞ぐ傾向にあり、ビームの中心線の方向におけるサンプルについての情報、つまり深さ情報に欠けるからである。
【０００４】
コンピュータトモグラフィ（ＣＴ，ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）では、サンプルの一つ以上の所定の軸周りの角度範囲にわたって、一組のＸ線投影図が得られる。これは、所定の空間的関係で固定してＸ線源及び検出器を保持して、Ｘ線源及び検出器に対して相対的にサンプルを回転させることによって、又は、サンプルを固定して保持し、サンプル周りの所定の空間的関係でＸ線源及び検出器を回転させることによって、達成可能である。各角度ステップにおいて、一組のうち一枚のＸ線投影図が得られる。得られた一組の投影図の各々を用いた数学的再構成によって、サンプル内部の放射線濃度の立体的マップを得ることができる。こうした再構成は、サンプル内部についての有用な診断情報を与えることができる。
【０００５】
しかしながら、コンピュータトモグラフィでは、取得プロセスは、サンプル周りの一組の角度について、一組の角度間の増分が０．１又は０．０５度という小ささで投影像を得ることを含み得る。投影像間の角度間隔が小さくなるほど、立体的再構成の分解能は良くなる。また、得られる各投影像についての信号対雑音比は、各投影についての露光時間が長くなるほど一般的には良好になる。従って、高い分解能及び良好な信号対雑音比の一方又は両方を得ることが重要な場合には、一回のコンピュータトモグラフィでの一組の取得は非常に長くなり得る。
【０００６】
一組の取得中において、例えば、サンプルのサイズ及び形状、Ｘ線源及び検出器の相対的整列、又は、エックス源と検出器とサンプルとの相対的間隔における変化は、再構成される立体マップのブラー（ぼけ）を生じさせ得て、結果として分解能の損失をもたらし得る。従って、サンプル周りのＸ線投影の角度変化の意図している増分は別にして、サンプルとＸ線撮像システムとの他の全ての寸法及び空間的関係が、撮像プロセス全体にわたって一定のままであることを保証することが重要である。
【０００７】
従って、高分解能撮像システムでは、システム全体の寸法安定性（Ｘ線源と検出器とサンプルとの寸法、それらの相対的間隔、向きを含む）を長時間にわたって維持することが重要である。
【０００８】
従来では、Ｘ線撮像システムは、Ｘ線に対して不透明であるエンクロージャ内に含まれる。これによって、作業者が、Ｘ線撮像装置を便利に作動させると共に、蓄積と蓄積との間にＸ線放射に晒されずに、サンプルに適切な調整を行うことや、一つのサンプルを他のサンプルと交換することが可能になる。このようなエンクロージャが閉鎖状態にあると、エンクロージャ内部の温度は良く制御されたものとなり得る。従って、サンプルとＸ線源‐検出器システム（所定の空間的関係で配置されたＸ線源及び検出器を備える）との両方の寸法安定性は高いものとなり得る。具体的には、Ｘ線源‐検出器システムの寸法安定性は、Ｘ線源と検出器との間の整列の安定性、Ｘ線源と検出器との間の間隔の安定性、及び、Ｘ線源及び検出器の各々の個々の構成要素の寸法の安定性を少なくとも含み得る。
【０００９】
しかしながら、サンプルの位置を調整するため、又はサンプルを他のサンプルと交換するためにエンクロージャを開けると、エンクロージャ内部の空気の温度が、エンクロージャ外部の空気の温度に依存して変化し得る。結果として、サンプル及びＸ線源‐検出器システムの熱膨張又は収縮が生じ得る。
【００１０】
一旦エンクロージャを閉じると、エンクロージャ内部の温度は、時間と共に通常の動作状態に戻る。この期間の間においては、Ｘ線源‐検出器システム、若しくはサンプル、又はこれら両方の熱膨張又は収縮に起因して、Ｘ線の蓄積は、ブラーの問題を有する傾向にある。
【００１１】
従って、エンクロージャを閉じた後であって画像データの蓄積を開始する前に、エンクロージャ及びサンプルの温度が安定化するのを待つのが一般的になっている。これは、一組の異なるサンプルを撮像することができる速度を制限し、また、例えば、サンプルの位置又は姿勢を露光と露光との間において調整する必要がある場合には、撮像プロセスを長くし得る。特に、サンプルの一部の特定のビューを得るためには、その所望のビューが得られる前に、作業者が、サンプルの位置を手動で何度も調整して、各時点において一つの像を取得する必要があり得る。エンクロージャ内部の温度を安定化させるのに必要な時間は、この作業を遅くする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、エンクロージャを開けた際においても内部温度を良好に維持することができる閉鎖型Ｘ線撮像システムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本開示に従って提供されるＸ線撮像システムは、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器との間のビーム経路内にサンプルを固定するためのサンプルマウントと、少なくともサンプルマウントをエンクロージャ内部に取り囲むエンクロージャと、エンクロージャ内部の環境を調整するための環境制御システムとを備え、エンクロージャは、エンクロージャ外部から少なくともサンプルマウントにアクセスすることを可能にするための開口を有し、開口が開いている開位置と扉によって開口が閉じられている閉位置との間で動作可能な扉がエンクロージャに設けられ、環境制御システムは、扉が開いている際にエンクロージャ外部よりも高い圧力にエンクロージャ内部を維持するように、エンクロージャ内部とエンクロージャ外部との間の正の圧力差を提供するように動作可能である。
【００１４】
一部実施形態では、環境制御システムは、少なくともエンクロージャ内部の空気の温度を調整するように構成されたエアコンディショナを備える。
【００１５】
一部実施形態では、環境制御システムは、エンクロージャ外部から空気を引き込み、その空気をエンクロージャ内部に供給して、正の圧力差を提供するように構成された送風機を備える。
【００１６】
一部実施形態では、エアコンディショナは、エンクロージャ外部からエンクロージャ内部に供給される空気の温度を調整するための温度調整装置を備える。
【００１７】
一部実施形態では、環境制御システムは、送風機によってエンクロージャ外部からエンクロージャ内部に供給される空気の流れを調整するための空気流量調整装置を備える。
【００１８】
一部実施形態では、温度調整装置は、エンクロージャ内部の温度を調整するように構成された追加のエアコンディショナを備える。
【００１９】
一部実施形態では、環境制御システムは、扉が開いている状態を検出して、扉が開いている際に正の圧力差を提供するように構成される。
【００２０】
一部実施形態では、環境制御システムは、エンクロージャ内部の温度が所定の閾値よりも高い又は低い状態を検出して、その温度が所定の閾値よりも高い又は低い場合に正の圧力差を提供するように構成される。
【００２１】
一部実施形態では、環境制御システムは、エンクロージャ内部の温度が所定の閾値よりも高い又は低い状態を検出して、その温度が所定の閾値よりも高い又は低い場合にエンクロージャ外部からエンクロージャ内部に供給される空気の温度を調整するように構成される。
【００２２】
一部実施形態では、エンクロージャは、扉が開いている際に開口を覆うように構成された柔軟なカーテンを備える。
【００２３】
一部実施形態では、カーテンは透明である。
【００２４】
一部実施形態では、エンクロージャは、扉が開いている際に開口を介する空気の流れを減らすように開口にわたって動作するように構成されたエアカーテンを備える。
【００２５】
一部実施形態では、エアカーテンは、扉が開いている際に動作するように構成される。
【００２６】
一部実施形態では、開口の面積は１ｍ２未満である。
【００２７】
一部実施形態では、環境制御システムは、エンクロージャ内部に配置され且つ内部温度測定値を提供するように構成された温度センサを備える。
【００２８】
一部実施形態では、環境制御システムはエンクロージャ内部に複数の温度センサを備え、それら温度センサの各々は、エンクロージャ内の一箇所における局所的内部温度測定値を提供するように構成され、環境制御システムは、局所的内部温度測定値に基づいて、内部温度測定値を決定するように構成される。
【００２９】
一部実施形態では、環境制御システムは、エンクロージャ内部に配置され且つ内部圧力測定値を提供するように構成された圧力センサを備える。
【００３０】
一部実施形態では、環境制御システムは、エンクロージャ外部に配置され且つ外部圧力測定値を提供するように構成された圧力センサを備える。
【００３１】
一部実施形態では、環境制御システムは、エンクロージャ内部とエンクロージャ外部との間の差圧測定値を提供するように構成された差圧センサを備える。
【００３２】
一部実施形態では、エンクロージャは、Ｘ線源、Ｘ線検出器の一方又は両方も取り囲む。
【００３３】
一部実施形態では、エアコンディショナは、扉が開いている際に１ｍｂａｒと１０ｍｂａｒとの間の正の圧力差を提供するように構成される。
【００３４】
一部実施形態では、マウント、源、検出器は、サンプルマウントに対して源及び検出器が相対的に回転可能になるようなコンピュータトモグラフィ撮像用に構成される。
【００３５】
一部実施形態では、システムは、サンプルマウントに対する源及び検出器の相対的回転を制御するように構成されたコントローラを更に備える。
【００３６】
一部実施形態では、システムは、サンプルマウントに対する源及び検出器の相対的回転における一組の角度で取得される一組のＸ線画像を記録するように構成されたメモリを更に備える。
【００３７】
一部実施形態では、Ｘ線システムは、トモグラフィ再構成ユニットを備え、そのトモグラフィ再構成ユニットは、一組のＸ線画像を数学的に変換して、立体的密度マップを計算するように構成される。
【００３８】
一部実施形態では、源及び検出器はエンクロージャに対して固定されるように構成され、サンプルマウントはエンクロージャに対して回転するように構成される。
【００３９】
一部実施形態では、相対的回転の軸は、ビーム経路の中心線に対して垂直である。
【００４０】
本発明をより良く理解し、本発明を如何にして実施できるのかを示すため、単に例示目的で、添付図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本開示に係るＸ線撮像システムの第一実施形態を示す。
【図２】本開示に係るＸ線撮像システムの第二実施形態を示す。
【図３ａ】本開示のＸ線撮像システムの変形実施形態の断面図を示す。
【図３ｂ】本開示のＸ線撮像システムの更なる変形実施形態の断面図を示す。
【図４】本開示を実施するのに適した制御コンピュータを示す。
【図５】本開示を実施するのに適したエアコンディショナを示す。
【図６】本開示を実施する際の使用に適したＸ線コンピュータトモグラフィ用のＸ線源、検出器、及びサンプルの典型的な構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
コンピュータトモグラフィの基本的コンセプトが図６に示されている。図６は、Ｘ線放射の源Ｓと、その放射用の検出器Ｄとを示す。源Ｓは、検出器Ｄで検出される放射のビームＢを放出する。源Ｓと検出器Ｄとの間にターゲット物体Ｔが介在し、そのターゲット物体Ｔの内部構造が分析される。この配置構成は従来の撮像及びＣＴ撮像において共通である。
【００４３】
コンピュータトモグラフィでは、源Ｓと検出器ＤとビームＢとによって画定される基準フレームに対する軸Ａ周りで、ターゲット物体Ｔを相対的に回転させる。ビームＢは中心線Ｃを有する。小さな角度間隔での回転において、一組の放射線投影図が検出器Ｄによって得られる。軸Ａ周りで円形に完全に一回転した後に得られる一組の画像を、選択された放射に対するターゲット物体Ｔの相対的不透明度に関する物体Ｔの立体マップに合成する。完全な３６０度の回転で一組の画像を得ることが一般的であるが、場合によっては、少なくとも１８０度の回転角度をカバーする画像を得ることが許容可能である。
【００４４】
このような立体マップを用いて、ターゲット物体Ｔの内部構造を決定することができる。一組の個々の放射線画像、つまりは従来通りに呼ばれている放射線投影図を立体マップに変換するのに用いられる数学的手法は、当業者にとって常識であり、一般的にはコンピュータで処理又は実施される。
【００４５】
ターゲット物体Ｔの種類、特にサイズに応じて、軸Ａ周りの回転についての固定基準フレームを選択することができる。場合によっては、源及び検出器が軸Ａ周りに対向して回転し得て、例えば、人間の体又は体の部分を全体として回転させることが現実的ではない医療用撮像応用ではそのようになる。ターゲット物体Ｔが小さい他の場合では、固定された源Ｓ及び固定された検出器Ｄを用いながら、物体をターンテーブルの上に配置して、軸Ａ周りに回転させることができる。これは、産業用ＣＴ撮像において有用である。
【００４６】
図１は、第一実施形態のＸ線撮像システム１００を示す。システム１００は、Ｘ線源１１０を備え、そのＸ線源１１０は、特定のエネルギープロファイルのＸ線を発生させて、ビーム中心線に沿って伝播するビームにする。例えば、Ｘ線源１１０は、略１００ｋｅＶのＸ線を発生させて、ビーム中心線周りで略１０度の角度発散を有する円錐ビームにすることができる。ビーム中心線に沿ったＸ線源１１０の反対側には、検出器１２０が存在し、その検出器１２０は、源１１０からのＸ線ビームを受光するように構成される。
【００４７】
ここでは、検出器１２０は、二次元画素アレイ検出器であり、画素領域のグリッドを有し、それら画素領域の各々は、所定の露光間隔の間に検出器に到達したＸ線の強度を測定するように構成される。従来、Ｘ線検出器は、Ｘ線感光性写真乳剤でコーティングされたプレートを有するものであったが、コンピュータトモグラフィ（ＣＴ）システム等の現代のシステムでは、電子的検出器が一般的である。例えば、検出器１２０の画素領域の各々は、源１１０から与えられるＸ線のエネルギーに対して高感度の電荷結合素子（ＣＣＤ，ｃｈａｒｇｅ‐ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）であり得る。
【００４８】
好ましくは、源１１０及び検出器１２０は、図４により詳細に示される制御コンピュータ１０１と通信するように構成され、その制御コンピュータ１０１は、源１１０からのＸ線放出を制御し、検出器１２０から得られた強度データを記録し、また任意でコンピュータトモグラフィ再構成を行うシステムコントローラとして機能する。検出器１２０は、源１１０からのＸ線ビームがビーム中心線の特定の角度範囲の両側（ビームの完全な角度発散であってもなくてもよい）にわたって記録されるようなサイズにされる。源１１０からのビームはビーム中心線周りで円対称又は楕円対称であり得るが、検出器１２０は一般的に製造の簡単さのために正方形又は長方形である。従って、源１１０からのビームの角度発散、検出器１２０の寸法、及び、源１１０と検出器１２０との間の間隔は、ビームが検出器１２０を完全に満たすように選択されるのが一般的である。
【００４９】
サンプルの画像を得るため、サンプルを、源１１０と検出器１２０との間のビーム経路内に介在させる。好ましくは、高分解能撮像のため、サンプルをビームの中心線上に配置して、検出器上に投影されるサンプルの関心領域の画像が、検出器の画素グリッドをちょうど満たすようにして、検出器の利用可能な分解能を最大限利用する。従って、サンプルを正確に配置するため、サンプルマウント１３０を設けて、プラットフォーム又は他の支持構造を提供し、その上に、図１に示されるサンプル９００等のサンプルを置くことができる。典型的には、サンプルが置かれるプラットフォーム又は他の支持構造は、放射線透過性物質製であり、ビーム経路中に存在するサンプルマウントの構成要素は、取得される画像には表れない。
【００５０】
サンプルマウント１３０は、固定された単一のマウント点であるか、又は、ビーム経路に沿った及びビーム経路を横切る一つ以上の方向へサンプルを並進移動させるように、及び、一つ以上の回転軸周りでサンプルを回転させるように調整可能なものであり得て、ビーム経路中にサンプルを適切に位置決めすることができる。図１の実施形態では、サンプルマウント１３０は、三軸方向でのサンプル９００の並進移動を可能にし、一つの軸はビーム経路に沿ったものであり、二つの軸はビーム経路を横切るものであり、また、ビーム経路の中心線に垂直でありビーム経路を横切る単一の軸周りでサンプルを回転させることができる。図１の実施形態では、サンプルマウント１３０によるサンプル９００の回転が、コンピュータトモグラフィ再構成に必要な複数の異なる角度での一組の投影図を取得するのに用いられる。しかしながら、他の実施形態では、サンプルマウントを通過する所定の軸周りでの源‐検出器システムの回転を用いて、一組の投影図を得ることができ、又は、一組の取得用に、別途の回転台によるサンプルマウント１３０全体の回転を用いることができる。
【００５１】
図４に示されるように、ここでは、制御コンピュータ１０１は、サンプルマウントに対する源及び検出器の相対的な回転を制御するように構成された回転コントローラ１０１ａを含む。例えば、回転コントローラは、サンプルマウント１３０に回転命令を与えるソフトウェア又はハードウェアとして設けられ得る。
【００５２】
制御コンピュータ１０１は、サンプルマウントに対する源及び検出器の相対的な回転における一組の角度において取得された一組のＸ線画像を記録するように構成されたメモリ１０１ｂも備える。メモリ１０１ｂは、例えば、固体記憶ドライブ又はハードディスクドライブとして実現され得て、また、サンプルマウント１３０に与えられる回転命令に対応している回転コントローラ１０１ｂから得られる回転データを記録するようにも構成され得る。
【００５３】
制御コンピュータ１０１はトモグラフィ再構成ユニット１０１ｃも備え、そのトモグラフィ再構成ユニット１０１ｃは、一組のＸ線画像に数学的変換を適用し、また任意で取得した回転データを参照して、立体的密度マップを計算するように構成される。Ｘ線トモグラフィ再構成に適した数学的変換は、当該分野において知られており、必要とされる再構成の質及び利用可能な処理パワーを含む要因に基づいて選択され得る。
【００５４】
制御コンピュータ１０１は源コントローラ１０１ｄも備え、その源コントローラ１０１ｄは、源１１０の機能、例えば、Ｘ線の発生を開始及び終了させること、ビーム発散、Ｘ線フラックス、Ｘ線エネルギーを含むビームパラメータを調整することを制御するように構成される。
【００５５】
制御コンピュータ１０１は、ユニット１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ及び１０１ｄと通信する通信バス１０１ｅを有する。通信バス１０１ｅはインターフェースモジュール１０１ｆとも通信し、そのインターフェースモジュール１０１ｆを用いて、少なくともユニット１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｄがそれぞれ、例えばサンプルマウント１３０、検出器１２０、源１１０と通信することができる。インターフェースモジュール１０１ｆは、例えば、汎用インターフェースバス（ＧＰＩＢ，ｇｅｎｅｒａｌ  ｐｕｒｐｏｓｅ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｂｕｓ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ，ユニバーサルシリアルバス）、又はイーサネット（登録商標）インターフェースであり得る。
【００５６】
制御コンピュータ１０１は、例えば、その各機能を行うように構成された複数のソフトウェアモジュールを有するマイクロプロセッサであり得る。代わりに、制御コンピュータ１０１は、分散制御処理ネットワークとして設けられ得て、その各機能を行うように構成された複数の個別ハードウェアモジュールを有し、ネットワークを介して通信する。更に、制御コンピュータ１０１は、ＲＳ２３２通信リンク等の通信チャネルを介して互いに通信するように構成された一組の個別産業用コントローラとして実現され得る。
【００５７】
源１１０、検出器１２０、サンプルマウント１３０の各々は、エンクロージャ１４０の内部に設けられ、そのエンクロージャ１４０の機能の一つは、エンクロージャ内部で発生、散乱、反射したＸ線がエンクロージャの外に出て行くことを防止することであり、他の機能は、撮像プロセス中に、望ましくない物体がビーム経路を横切ったり、サンプル、源又は検出器と干渉したりすることを防止することである。エンクロージャ１４０は多様な形態をとり得るが、簡単のため、エンクロージャ１４０は、鉛や鉛合金等の放射線不透過性物質の層又はシートを有する直方体の箱とみなされ得て、その層又はシートは各表面に適用されて、エンクロージャからＸ線放射が漏れることを防止する放射線不透過性バリアを形成する。
【００５８】
作業者がサンプルを交換できるようにし、また、サンプルマウント１３０上でのサンプル９００の位置を調整できるようにするため、エンクロージャ１４０は、エンクロージャの一つの外面に開口１４１を有し、エンクロージャの外部と内部とを接続する。開口は、作業者が簡単にサンプルを交換し位置決めすることができるように十分に大きいものである。選択される開口１４１のサイズは、その開口を通して入れなければならないサンプルの最大サイズに依存し、また、作業者の手、又は、サンプルを調整するために開口を通して入れるのに適した器具のアクセス性にも依存する。
【００５９】
例えば、大きなサンプルでは、クレーンなどの特別な取扱設備が、サンプルの出し入れに必要となり得て、一方、非常に小さなサンプルでは、ピンセットやトングを用いて、サンプルを出し入れし得る。しかしながら、単純に手作業で取り扱うのに適したサンプルでは、開口が略１ｍ２、好ましくは１ｍ２未満の面積を有し、また、略正方形の形状を有することが適切であると考えられる。部屋の大きさほどのエンクロージャ等の特定の応用では、１ｍ２よりも大きな開口を設けて、大きなサンプルを撮像することを可能にし、更には、作業者がエンクロージャ内に入って必要な作業を行うことを可能にし得る。
【００６０】
例えば取得プロセス中における源１１０から開口１４１を介するＸ線の望ましくない放出を防止し、また、取得プロセス中におけるサンプル又は源‐検出器システムの乱れを防止するため、開口１４１に扉１４２を設け、その扉１４２も、放射性不透過性物質の層を含み、プラグとして開口にフィットするように、又は開口よりも僅かに大きく、閉じた際に開口を覆うようなサイズにされる。例えば、扉はヒンジで動くようにされ得て、作業者が開けることで、サンプル空間にアクセスし得る。ヒンジ扉の代替例として、取り外し可能な扉や、引き戸が挙げられる。
【００６１】
図１の実施形態では、安全のため、インターロック機構が設けられて、扉が開いている際にはＸ線源１１０が動作しないようにされる。ここでは、インターロックは、扉センサ１４３によって設けられ、扉センサ１４３は、扉１４２が閉じているかどうかを検出して、扉が閉じている場合のみに源１１０を動作させるようにＸ線源１１０と通信する。扉センサ１４３は、例えば、扉が閉じた際に閉じるスイッチや、扉が閉じた際の導電率等の電気的特性の変化を示す光学センサ等の非接触センサであり得る。このような通信は、例えば、制御コンピュータ１０１を介して行われ得る。
【００６２】
Ｘ線撮像構成要素、特に源１１０の動作は、ある程度の量の熱を発生させて、エンクロージャ１４０内部の温度を上昇させる傾向にある。内部から外部へのエンクロージャ１４０を介する熱伝導は、撮像構成要素による熱の発生とバランスが取れる傾向にある。従って、扉を閉じてシステムを作動させると、温度は平衡値になる傾向にある。
【００６３】
対照的に、扉が開いている場合、エンクロージャ外部からの空気が、エンクロージャ内部の温度を急激に変化させるのに十分な量で、エンクロージャ内部の空気と混合する可能性がある。この発生が許容される場合、サンプル９００、源１１０、及び検出器１２０のうち一つ以上において寸法不安性が生じ得る。
【００６４】
このような温度変化を防止するため、エアコンディショナ１５０を含む環境制御システムが設けられて、所定の温度の空気をエンクロージャ１４０内部に供給する。エアコンディショナ１５０は、例えば、送風機を用いて、エンクロージャ１４０外部に位置する流入口１５１を介して、空気を引き込む。そして、エアコンディショナ１５０は、例えば、温度調整装置として機能する熱交換器とクーラとヒータとのうち一つ以上を用いて、空気の温度をエンクロージャ内部の通常の動作温度に略等しい温度に調整し、流量調整装置１５２、例えば、バルブ、導管１５３ａ、流出口１５３を介して、エンクロージャ内部に空気を供給する。このようにして、エアコンディショナは、エンクロージャ１４０外部の圧力に対して相対的にエンクロージャ１４０内部に超過圧力を生じさせて、つまりは、エンクロージャの内部と外部との間の正の圧力差を生じさせる。
【００６５】
エアコンディショナ１５０の例示的な構成が図５に示されている。エアコンディショナ１５０は流入口１５１を有し、その流入口１５１を介して、送風機１５０ａの作用によって空気を引き込むことができる。送風機１５０ａから、空気は空気冷却ユニット１５０ｂを通過し、その空気冷却ユニット１５０ｂにおいて、冷却素子１５０ｃの作用で空気を冷却することができる。冷却素子１５０ｃは、例えば、低温の冷却剤が流れる熱交換冷却コイルとして実現され得る。代わりに、冷却素子１５０ｃは、例えば、ペルチェ冷却素子等の熱電冷却素子として実現され得る。空気冷却ユニット１５０ｂから、空気は空気加熱ユニット１５０ｄを通過して、その空気加熱ユニット１５０ｄにおいて、加熱素子１５０ｅの作用で空気を加熱することができる。加熱素子１５０ｅは、高温の熱伝導媒体が流れる熱交換加熱コイルとして実現され得る。代わりに、加熱素子１５０ｅは、例えば、抵抗性ワイヤのコイルなどの熱電加熱素子として実現され得る。
【００６６】
空気冷却ユニット１５０ｂ及び空気加熱ユニット１５０ｄは共に温度調整装置として機能する。空気加熱ユニット１５０ｄから、空気は調整装置１５２（バルブとして実現され得る）を通過し、流出口１５３を介してエンクロージャ１４０内に流れる。
【００６７】
エアコンディショナ１５０は温度コントローラ１５０ｆを有し、その温度コントローラ１５０ｆは、流出口温度センサ１５０ｇと通信する。流出口温度センサ１５０ｇは、流出口１５３に又はその付近に配置され、流出口空気温度を測定する。温度コントローラ１５０ｆは、加熱素子１５０ｅ及び／又は冷却素子１５０ｃに命令を送り、意図している流出口温度に達するように加熱又は冷却作用を変更する。温度コントローラ１５０ｆの動作は、フィードバック制御、例えば、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ‐Ｉｎｔｅｇｒａｌ‐Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ，比例・積分・微分）コントローラを用いて達成可能である。しかしながら、他の実施形態では、流出口温度センサが省かれ得て、低温又は高温の空気に対するエアコンディショナへの外部からの要求を、加熱素子１５０ｅ及び冷却素子１５０ｃの一方又は両方に適用することができる。
【００６８】
エアコンディショナ１５０から得ることができる空気の流れは、扉１４２が開いている際においてもエンクロージャ１４０内部の超過圧力を保つことができるのに十分なものであり、エンクロージャ外部からの空気がエンクロージャ内に入り込んでエンクロージャ内の空気と混合することを防止する。
【００６９】
従って、エンクロージャ内部の顕著な温度降下を防止することができる。扉が開いている際においてもエンクロージャを超過圧力に保つことができるので、源‐検出器システムの寸法不安定性、例えば、源と検出器との間の間隔又は整列の変化、サンプルの変化を生じさせ得る温度変動が防止される。従って、その後扉を閉じた際に、エンクロージャ１４０内部の温度は、扉を開ける前のエンクロージャ内部の温度に略等しいままであり、温度が平衡になることを待つ必要なく、ほとんど直ちに撮像を再開することができる。
【００７０】
本開示の動作は特定の理論に縛られるものではないが、面積Ａの開口を通る空気の乱流の体積流量Ｑは以下の式で与えられる：
Ｑ＝Ｃｄ・Ａ・（２・ΔＰ／ρ）０．５
ここで、ΔＰは開口での圧力差であり、ρは空気密度であり、Ｃｄは流出係数であり、矩形の窓等の平坦な開口では０．６１である。指数０．５は、乱流に対して選択されたものであり、非常に大きな開口及び非常に小さな開口に関連する層流、粘性流については異なる。
【００７１】
従って、エアコンディショナ１５０が、上記式に従って開口１４１を通過する空気の体積流量を超える体積流量の空気をエンクロージャ１４０内部に提供することができる場合には、圧力差が保たれて、扉１４２が開いている際においても、エンクロージャ１４０内部に正の差圧が存在する。逆に、開口１４０を介する正の差圧が望まれる場合には、エアコンディショナ１５０によって与えられる必要な体積流量を上記式で計算することができる。追加的な又は代替的に、これらのパラメータを適切な実験によって選択することができる。
【００７２】
開口１４１を介する流速Ｖｆは、Ｖｆ＝Ｑ／Ａとの関係式によって与えられ、略一定密度の空気では、エンクロージャ１４０の内部と外部との間の圧力差のみの関数である。開口１４１を介する流速が、エンクロージャから出る空気の流れがエンクロージャ内への熱の熱拡散速度よりも速くなるように選択される場合には、開口１４１での正の圧力差が、エンクロージャ１４０内部の温度変化を防止することができる。
【００７３】
エアコンディショナ１５０の構成及び機能は、使用者の要求に応じて変化し得る。一変形例では、エアコンディショナ１５０は、扉を閉じた際においてもエンクロージャ１４０内部の連続的な超過圧力を維持するように構成される。バルブ１５２によって与えられる流量調整の程度は、得られる超過圧力の程度を選択するように調整可能である。しかしながら、流出口１５３からの空気の流れが撮像プロセス中にサンプルを乱し得るので、他の変形例では、エアコンディショナ１５０は、扉が開いている場合のみに超過圧力を与えるように動作する。この構成では、エアコンディショナ１５０は、扉を開ける直前に超過圧力を与えるように作業者によって手動で稼働され得て、又は、セーフティインターロックで使用される扉センサ１４３等のセンサとエアコンディショナ１５０をリンクさせて、扉を開けた際に自動的に超過圧力を与えるようにエアコンディショナを始動させることができる。
【００７４】
流入口１５１及び流出口１５３の一方又は両方には、空気フィルタが設けられ得て、エアコンディショナ１５０が動作している最中にエンクロージャ外部からの粒子がエンクロージャ内に引き込まれることを防止する。
【００７５】
エアコンディショナ１５０によって供給される空気の温度は、エンクロージャの所定の通常動作温度に調整され得るか、又は、図１に示されるように、温度センサ１５４が、エンクロージャ内部に配置されて、エンクロージャ内部の空気温度を測定し、流出口１５３を介して入ってくる空気の所望の温度をエアコンディショナ１５０に知らせて、エンクロージャ内部に供給される前に、エアコンディショナ１５０から供給される空気を正確な温度にすることができる。このようにして、流出口１５３から供給される空気が、エンクロージャ内部に既に存在している空気と略同じ温度になり、望ましくない温度変化が防止される。
【００７６】
他の変形例では、温度センサ１５４を用いて、エンクロージャ内部の温度が通常の動作温度から所定の許容量よりも大きく変化した時点を検出することができる。このような変化が検出されると、エアコンディショナ１５０は、流出口１５３を通して、追加の温度調整された空気、温度の高い若しくは低い空気、又はその両方を供給し、エンクロージャ内部の温度を略通常の動作温度に回復させて、超過圧力を提供するように構成される。このような構成では、温度センサ１５４は、例えば、エアコンディショナ１５０の流量調整装置１５２又は温度調整装置へのフィードバック制御を提供して、エンクロージャ１４０内部に提供される温度調整された空気の量又は温度を調整することによって、エンクロージャ内部の温度を調整することができる。フィードバック制御は、例えば、ＰＩＤコントローラを用いて達成可能である。他の実施形態では、エアコンディショナは、所定の一定温度、所定の一定流量、又はそれら両方で空気を供給するように構成され得る。
【００７７】
温度センサ１５４は、エンクロージャ内部に設けられる複数の温度センサを含むことができて、その各々が、エンクロージャ内の一箇所での局所的内部温度測定値を与えるように構成される。このような複数のセンサを用いることで、環境制御システムが、局所的内部温度測定値に基づいて、例えば、複数の温度センサによって検出されるエンクロージャ内の平均温度、最頻温度、最高温度、最低温度に基づいて、エンクロージャ内部の温度を表す内部温度測定値を決定することが可能になる。
【００７８】
図１の実施形態では、エアコンディショナは、エンクロージャ１４０の内部と外部との間に最小の、最大の、又は最小及び最大の両方の正の差圧を提供するように構成され得る。このような圧力差は、扉が開いている際に１ｍｂａｒから１０ｍｂａｒまでの範囲内にあるように選択され得る。エアコンディショナ１５０によって流出口１５３から供給される空気の流れは、扉が開いている際に所望の圧力差を達成するように選択され得る。勿論、大きな開口１４１は、扉が開いている際に正の超過圧力を提供及び維持するために、エアコンディショナ１５０からのより多くの空気の流れを必要とする。しかしながら、これは、単純な実験によって当業者が簡単に決定することができるものである。
【００７９】
図２に示される代替実施形態では、追加のエアコンディショナが存在し、扉が閉じている際においてもエンクロージャ内の環境、特に温度を制御するように動作可能である。図２を参照すると、システム２００は、図１に示されるシステム１００と同様の構成要素を示し、２ｘｘとの形式の参照番号を有する同様の構成要素は、図１を参照して上述した１ｘｘとの参照番号が割り振られた構成要素と実質的に同様のものであるとされる。例えば、源２１０は上述の源１１０と実質的に同様であり、検出器２２０は上述の検出器１２０と実質的に同様である。
【００８０】
エンクロージャ２４０外部からの空気を流入口２５１を介してエンクロージャの外部から引き込み、その温度を調整し、流量調整装置２５２を介して、流出口２５３からエンクロージャ２４０内部に空気を提供し、扉が開いている際においても超過圧力を提供するエアコンディショナ２５０に加えて、エンクロージャ２４０の環境制御システムは、第二のエアコンディショナ２６０も備える。第二のエアコンディショナ２６０は閉ループエアコンディショナであり、両方ともエンクロージャ内部に配置された流入口２６１及び流出口２６２を有し、流入口２６１から流出口２６２へ流れる空気の温度を温度調整装置によって調製し、任意で湿度も湿度調整装置によって調整するように構成される。このように、第二のエアコンディショナ２６０は、エンクロージャ２４０内部の環境条件を調整するように、例えば、Ｘ線を発生させる動作中に源２１０が発生させる過度の熱の一部を除去するように構成される。このため、第二のエアコンディショナ２６０は、エンクロージャ内部の温度を検出するようにエンクロージャ２４０内部に設けられた温度センサ２６４と通信し、流出口２６２から提供される空気の温度を調整し、温度センサ２６４によって検出される温度を所定の一定レベルに維持するように構成される。
【００８１】
図１を参照して説明した実施形態には存在しないエアコンディショナ２６０とは対照的に、図２の実施形態のエアコンディショナ２５０の動作は、図１に示されるエアコンディショナ１５０の動作と同様のものである。図２の実施形態では、エアコンディショナ２５０は、扉が開いている際に作業者によって手動で稼働されるか若しくは扉センサ２４３を用いて動作するように構成され得て、又は、エアコンディショナ２５０は、エンクロージャ２４０内部に空気を連続的に供給して、扉２４２が閉じている際においても所望の超過圧力を維持することができる。
【００８２】
第二のエアコンディショナ２６０が、扉が閉じている際にエンクロージャ内部の空気の温度を調整するように設けられるので、エアコンディショナ２５０によって与えられる温度調整はそれほど正確である必要がない。何故ならば、超過圧力を与えるように流出口２５３を介して供給される空気の温度が、エンクロージャ２４０内部の所望の動作温度よりも低温又は高温である場合には、温度センサ２６４から第二のエアコンディショナ２６０へのフィードバックが、依然として、全体的な温度を安定に維持することを可能にするからである。しかしながら、一部実施形態では、図１に示されるのと同様に、エンクロージャ２４０内部にエアコンディショナ２５０用の温度センサを設けて、流出口２５３から供給される空気が、超過圧力を与えて、エンクロージャ２４０内部に既に存在している温度に略等しく調整された温度を有することができるようにすることが好ましくなり得る。
【００８３】
代替的に又は追加的に、通信チャネルを、エアコンディショナ２５０と第二のエアコンディショナ２６０との間に設けることができ、例えば、単純な二本ワイヤのアナログ信号を用いて、温度センサ２６４によって検出された温度情報を通信し、流出口２５３から供給される空気がエンクロージャ２４０内部の所定の安定温度を維持するために適切な温度であること、例えば、エアコンディショナ２６０によって供給される空気と同じ温度で供給されることを保証する。一部の状況において、第二のエアコンディショナ２６０が、温度センサ２６４によって調整されるエンクロージャ内部の温度が例えば長期間にわたって扉２４２が開いていたことに起因してエンクロージャ２４０内部の所望の温度から許容可能な所定のマージンを超えて逸脱していることを決定する場合には、第二のエアコンディショナ２６０が、高温又は低温の空気を流出口２５３を介して供給して、エンクロージャ２４０内部を加熱又は冷却するべきであることについて、エアコンディション２５０と通信することができる。
【００８４】
第二のエアコンディショナシステム２６０は、閉鎖されている際にエンクロージャ内部の空気温度を調整できるものであるが、エンクロージャが開いている際にエンクロージャ内部の温度を維持するのに十分強力な従来のエアコンディショニングシステムを単独で提供することは現実的に難しく又は高価なものになり得る。更に、エンクロージャが配置され作業者が作業を行う環境全体をエンクロージャ内部と同じ温度に維持することも現実的に難しく又は高価なものになり得る。特に、エンクロージャ内部の構成要素にとって適切な環境動作空気温度は、エンクロージャ外部の作業者にとって好ましい環境温度とは非常に異なったものとなり得る。しかしながら、エアコンディショナ２５０及び第二のエアコンディショナ２６０の上述の組み合わせが、コスト効率的で且つ十分に、エンクロージャが開いている際及びエンクロージャが閉じている際の両方におけるエンクロージャ内部の好ましい動作空気温度を維持することを可能にする。
【００８５】
図２の実施形態は、外部圧力センサ２５６及び内部圧力センサ２５５を備えた差圧センサ２５７も有する。差圧センサ２５７は、エアコンディショナ２５０と通信し、特に、エンクロージャ２４０内部とエンクロージャ２４０外部との間の圧力差についてエアコンディショナ２５０と通信する。好ましくは、差圧センサは開口２４１に配置され、エンクロージャ２４０の内部及び外部の開口２４１近くに存在する圧力差を決定する。エアコンディショナ２５０は、差圧センサ２５７によって報告された差圧を用いて、所望の所定の圧力差を達成又は保つために流出口２５３からエンクロージャ２４０内部に提供される空気の量を決定するように構成される。例えば、差圧センサ２５７を用いて、達成されている差圧を流量調整装置２５２にフィードバックして、差圧センサ２５７によって測定された差圧が所定の所望差圧から離れているほど、流量調整装置２５２がエンクロージャ内へのより多くの流れを許容する。
【００８６】
このような構成は、エアコンディショナ１５０に差圧センサを設けることによって、図１に示される単一のエアコンディショナ構成でも使用可能である。代替実施形態では、外部圧力センサ２５６又は内部圧力センサ２５５の一方のみを設け得る。内部圧力センサ２５５のみが設けられる場合、外部圧力は通常の大気圧であるとみなされ得る。一方、外部圧力センサ２５６のみが設けられる場合、エンクロージャ２４０に供給される空気の流量について流量調整装置２５２によって与えられる情報と共に、エンクロージャ２４０のモデルを用いて、内部圧力を推定し得る。このために、温度センサ２６４から得られたエンクロージャ２４０内部の温度についての情報も使用され得る。
【００８７】
一部実施形態では、エアコンディショナ１５０／２５０は、扉が閉じている際に所望の超過圧力を発生させるための第一の小さな流れ設定と、扉が開いている際に略同じ所望の超過圧力を発生させるための第二の大きな流れ設定という流量調整装置の二つの流れ設定を有し得る。このような構成は、扉を開いた際の大きな圧力変化（この圧力変化には、エンクロージャ内部の空気の温度変化も伴い得る）を防止することができる。
【００８８】
上述の実施形態においては何れも、扉１４２が開いている際においても内部温度を維持するためのエンクロージャ１４０又はエンクロージャ２４０の性能を改善するように、扉が開いている際においても開口を介する空気の流れを制限するためのカーテンを開口１４１に追加的に設け得る。
【００８９】
例えば、図３ａに示されるように、柔軟なカーテン１４４を設けて、開口１４１を覆い、エンクロージャ１４０外部からエンクロージャ内部への開口１４１を介する空気の流れに対する物理的障壁を提供し得る。例えば、カーテン１４４は、ポリマー材料等の物質製の一組のストリップによって形成可能であり、開口１４１の高さ及び幅にわたって延伸するか又は垂れ下がる。例えば、透明ビニルストリップが使用され得て、又は、放射線に対する安全性を高めるため、鉛をドープしたビニルストリップが使用され得る。
【００９０】
図３ｂに示されるような代替変形例では、エアカーテンを提供し得て、開口１４１の高さ及び幅全体にわたる指向性の空気の流れを与えて、エンクロージャ１４０外部から内部への空気の侵入を減らす。エアカーテンは、エアカーテン放出ノズル１４５ａによって提供され、そのノズル１４５ａは、開口の高さ及び幅にわたって空気の流れを向けるように構成される。図３ｂに示される実施形態では、エアカーテン回収ノズル１４５ｂが、開口１４１の高さにわたってエアカーテン放出ノズル１４５ａに対向して設けられ、放出ノズル１４５ａによって供給されたエアカーテンの乱流を制御する吸引部を与える。しかしながら、エアカーテン回収ノズル１４５ｂは任意選択的なものであり、場合によっては、エアカーテン放出ノズル１４５ａを単独で用いても、開口１４１にわたる空気の比較的均一な流れを得ることができる。
【００９１】
上記変形例においては何れも、調整装置１５２／２５２から流出口１５３／２５３までの導管１５３ａ／２５３ａの長さは、導管の長い部分として図示されているが、エアコンディショナ１５０／２５０と流出口１５３／２５３との間の導管の短い部分に調整装置１５２／２５２を配置することもできる。しかしながら、流入口１５１／２５１から流出口１５３／２５３までの総経路、好ましくは、エアコンディショナ１５０／２５０と流出口１５３／２５３との間の総経路は、導管の断面寸法と比較して相対的に長いことが好ましくなり得る。
【００９２】
上記変形例の各々では、エンクロージャ内部に得られる超過圧力の程度は、流量調整装置１５２／２５２によって決定される。しかしながら、遠心送風機等の単純な送風機をエアコンディショナ１５０／２５０の一部として用いて、流入口１５１／２５１から空気を引き込み、その空気を流出口１５３／２５３に供給する場合、エンクロージャ１４０／２４０内の圧力が上昇するほど、送風機の効率が低下する。従って、一部の動作状況では、単純な送風機が、所望の程度の超過圧力を提供するように自己調整を行う。このような場合、扉１４２／２４２が開いている際においても適切な超過圧力が達成させることを保証するように適切な背圧流れ特性を有する送風機を当業者は選択することができる。しかしながら、他の実施形態では、差圧センサ等によるフィードバックを用いて、空気の流れを能動的に調整し、流量調整装置を調整することによって、又は単純にエアコンディショナ１５０／２５０の送風機の動作速度を調整することによって、所定の程度の超過圧力を達成する。これら両方の方法の組み合わせも使用可能である。
【００９３】
上記実施形態では、エンクロージャが、源と検出器とサンプルマウントとの全てを取り囲むものとされている。しかしながら、代替構成も考えられ、エンクロージャによって画定され且つ開閉可能な開口を有するサンプルチャンバ内にサンプルマウントが含まれ、源及び検出器の少なくとも一方又は両方がサンプルチャンバの外部に設けられる。このような構成では、一つ以上の適切に配置されたＸ線透明窓を通して、Ｘ線が源からサンプルチャンバに導入され、及び／又は、サンプルチャンバから検出器に向けて出て行き得る。このような構成では、例えば源又は検出器によってサンプルチャンバ外部に発生する熱は、源及び／又は検出器がサンプルと同じエンクロージャに取り囲まれている場合よりは、サンプルチャンバ内部の温度にあまり影響を与えないものとなり得る。しかしながら、それでも、扉を開けることによって生じる温度変動は、サンプルの寸法安定性に影響し得る。従って、エンクロージャ内部の温度安定性を改善するための上述の構成が適用可能である。安全性のため、このような構成は、源及び検出器を取り囲む第二のエンクロージャを必要とし得て、又は、源及び検出器は、サンプルチャンバの窓と適切に整列されている際に、望ましくないＸ線の漏れを生じさせないように構成され得る。従って、上記各実施形態においては、源及び検出器の一方又は両方が、何ら制限されることなく、エンクロージャ外部に配置され得る。
【００９４】
コンピュータトモグラフィ三次元撮像システムに関して本開示を説明してきたが、本願で開示されるコンセプトは、二次元Ｘ線撮像システムにも等価に適用され得る。
【００９５】
上述の実施形態は、共に検討しても個別に検討しても、純粋に例示的なものとして理解され、当業者は、局所的な希望や工学的要求に適合するように、上記実施形態を修正又は適合して、開示されるコンセプトを適用することができる。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって定められ、上記開示に与えられている技術的コンセプトに鑑みて当業者が達成可能な全ての修正、適合、置換を含むものと理解される。
【符号の説明】
【００９６】
１００  Ｘ線撮像システム
１０１  制御コンピュータ
１１０  Ｘ線源
１２０  Ｘ線検出器
１３０  サンプルマウント
１４０  エンクロージャ
１４１  開口
１４２  扉
１４３  扉センサ
１５０  エアコンディショナ
１５１  流入口
１５２  流量調整装置
１５３  流出口
１５４  温度センサ
９００  サンプル
【図１】
2016521367.tif 000003
【図２】
2016521367.tif 000004
【図３Ａ】
2016521367.tif 000005
【図３Ｂ】
2016521367.tif 000006
【図４】
2016521367.tif 000007
【図５】
2016521367.tif 000008
【図６】
2016521367.tif 000009
【国際調査報告】
2016521367.tif 000010
2016521367.tif 000011
2016521367.tif 000012