(57)【要約】【課題】透視拡大率の変更や斜め透視に際しての装置動作を従来に比して速くし、また、斜め透視角度によるＸ線光量の不足を生じることのないＸ線透視装置を提供する。【解決手段】Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２、およびテーブル３のうちの２つの要素を、それぞれの周囲部に配された３個以上の直線駆動型アクチュエータ（４２ａ等）とその両端部に設けられた屈伸機構（４１ａ等）を持つ駆動機構により、少なくとも互いに接近／離隔する方向に移動させ、その任意の移動位置において傾動するよう、各要素の直線駆動型アクチュエータ（４２ａ等）を協調動作するように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器の間に、透視対象物を搭載するテーブルが配置されてなるＸ線透視装置において、
上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器、およびテーブルのうちの２つの要素が、それぞれの周囲部に配された３個以上の直線駆動型アクチュエータとその両端部に設けられた屈伸機構を持つ駆動機構により、少なくとも互いに接近／離隔する方向に移動するとともに、その任意の移動位置において傾動するよう、各要素のアクチュエータが協調動作するように制御されることを特徴とするＸ線透視装置。
【請求項２】
上記２つの要素が、Ｘ線発生装置とＸ線検出器であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視装置。
【請求項３】
上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器がそれぞれ、互いに直列的に接続された２個１組の直線駆動型アクチュエータを４組ずつ用いた駆動機構により、少なくとも互いに接近／離隔する方向に移動するとともに、上記Ｘ線検出器は、その任意の移動位置において透視対象物の回りの半球面上の任意の位置に傾動してそのＸ線入射面が透視対象物を向くように姿勢制御され、上記Ｘ線発生装置は、上記Ｘ線検出器の傾動に対応して上記Ｘ線検出器の存在する方向にＸ線光軸が沿うように姿勢制御されるよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線透視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種工業製品等を非破壊のもとにその内部構造等を検査等するＸ線透視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種工業製品等を透視検査する産業用のＸ線透視装置においては、一般に、Ｘ線発生装置に対向してＸ線検出器を配置し、これらの間に透視対象物を搭載するテーブルを配置した構成が採用される。
【０００３】
このような構成において、テーブルとＸ線発生装置の位置を相対的に接近／離隔させることによって透視拡大率が変化するが、通常はＸ線発生装置を固定し、テーブルを移動させる方式が採用される。また、対象物を斜め方向から透視するために、固定されたＸ線発生装置に対し、そのＸ線放射角度範囲内で、Ｘ線検出器を弧状に移動させる方式が多用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
斜め透視の他の方式としては、Ｃアームあるいは略コ字形をしたアームの両端部にＸ線発生装置とＸ線検出器を装着し、そのアームを旋回させることにより、Ｘ線発生装置とＸ線検出器の対をテーブル上の対象物の回りに回動させる方式も知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１１４２０１号公報
【特許文献２】特開２００１−２８１１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、以上のような従来のＸ線透視装置は、いずれも、透視拡大率の変更の動作や、斜め透視に際しての動作がが遅く、製品の透視検査に用いている場合には、検査時間が長くなるという問題がある。
【０００６】
また、Ｘ線発生装置からのＸ線はその放射の中心線（Ｘ線光軸）から離れるほどＸ線強度が弱くなる関係上、斜め透視のためにＸ線発生装置によるＸ線放射範囲内でＸ線検出器を傾動させる方式においては、斜め透視角度を大きくするほど、Ｘ線光量が不足し、透視画像の明るさを十分に確保することができないという問題もある。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、透過拡大率の変更や斜め透視に際しての装置動作を従来に比して速くし、また、斜め透視角度によるＸ線光量の不足も生じることのないＸ線透視装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明のＸ線透視装置は、互いに対向配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器の間に、透視対象物を搭載するテーブルが配置されてなるＸ線透視装置において、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器、およびテーブルのうちの２つの要素が、それぞれの周囲部に配された３個以上の直線駆動型アクチュエータとその両端部に設けられた屈伸機構を持つ駆動機構により、少なくとも互いに接近／離隔する方向に移動するとともに、その任意の移動位置において傾動するよう、各要素のアクチュエータが協調動作するように制御されることによって特徴づけられる（請求項１）。
【０００９】
ここで、本発明においては、上記２つの要素が、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とした構成（請求項２）を好適に採用することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明においては、上記Ｘ線発生装置とＸ線検出器がそれぞれ、互いに直列的に接続された２個１組の直線駆動型アクチュエータを４組ずつ用いた駆動機構により、少なくとも互いに接近／離隔する方向に移動するとともに、上記Ｘ線検出器は、その任意の移動位置において透視対象物の回りの半球面上の任意の位置に傾動してそのＸ線入射面が透視対象物を向くように姿勢制御され、上記Ｘ線発生装置は、上記Ｘ線検出器の傾動に対応して上記Ｘ線検出器の存在する方向にＸ線光軸が沿うように姿勢制御される構成（請求項３）を採用することができる。
【００１１】
本発明は、Ｘ線発生装置、Ｘ線検出器およびテーブルの３要素のうちの２つの要素について、３個以上の直線駆動型アクチュエータを用い、かつ、これらの各アクチュエータの両端部に屈伸機構を配した駆動機構によって、いわゆる多足制御を実現することで、課題を解決しようとするものである。
【００１２】
すなわち、例えばテーブルを固定してＸ線発生装置とＸ線検出器を請求項１に記載の駆動機構により移動・傾動させる場合、例えばＸ線発生装置の駆動機構の３個の直線駆動型アクチュエータを等量ずつ伸縮させれば、Ｘ線発生装置はテーブル（もしくはＸ線検出器）に対して接近／離隔する方向に平行移動し、２個の直線駆動型アクチュエータを伸長させ、かつ、他の１個の直線駆動型アクチュエータを収縮させることにより、Ｘ線発生装置は傾く。一方、Ｘ線検出器についても平行移動は上記と同様の制御により実現することができ、また、３個の直線駆動型アクチュエータの伸長・収縮の組み合わせにより、半球面に沿った傾動と、その傾動位置における姿勢制御を高速に行うことができる。このような直線駆動型アクチュエータとその両端部に設けた屈伸機構の組み合わせによる駆動機構を用いた位置および姿勢制御は、多足制御と称される制御を用いることで実現できる。
【００１３】
そして、このような位置と姿勢の制御は、請求項３に係る発明のように、互いに直列的に接続された２個１組の直線駆動型アクチュエータ、つまり２個の直線駆動型アクチュエータを縦に接続したものを１組として、Ｘ線発生装置およびＸ線検出器に対してそれぞれ４組ずつ用いることにより、よりスムーズなものとすることができる。
【００１４】
ここで、請求項２に係る発明のように、Ｘ線発生装置とＸ線検出器とを駆動制御の対称とすることにより、テーブルを傾斜させることなく、テーブルに対してＸ線発生装置とＸ線検出器の対を傾動させる構成を採用することにより、対象物をテーブル上に固定する必要がなく、しかも斜め透視時に常にＸ線発生装置からのＸ線光軸がＸ線検出器のＸ線入射面の中心を通る状態となり、Ｘ線光量の不足が生じることがない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、従来のＸ線透視装置に比して高速度で拡大倍率の変更や斜め透視の設定が可能となり、検査装置に用いる場合には検査時間の短縮に有効であり、しかも、斜め透視時の透視画像の明るさを十分に確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態の機構部分の外観図である。
【００１８】
Ｘ線発生装置１はそのＸ線光軸Ｌが上方を向くようにコーン状のＸ線を出力する。Ｘ線発生装置１の上方には、これに対向するように、Ｘ線入射面を下方に向けたＸ線検出器２が配置されている。Ｘ線発生装置１は開放管であり、Ｘ線検出器２はＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）である。そして、これらの間に、透視対象物を搭載するためのテーブル３が配置されている。
【００１９】
以上のＸ線発生装置１、Ｘ線検出器２、およびテーブル３のうち、この例においてはＸ線発生装置１とＸ線検出器２とが、それぞれ２個１組の直線駆動型アクチュエータを４組用いた、互いに同等の駆動機構によって移動および傾動するように構成されている。
【００２０】
すなわち、Ｘ線発生装置１は、そのハウジングの外周を周方向に等分する位置に４個の連結部４１ａ〜４１ｄが取り付けられており、各連結部４１ａ〜４１ｂを介してそれぞれ直線駆動型アクチュエータ４２ａ〜４２ｄの基端部が連結されている。これらの各直線駆動型アクチュエータ４２ａ〜４２ｄの先端部には、同じく連結部４３ａ〜４３ｄを介して直線駆動型アクチュエータ４４ａ〜４４ｄの先端部が連結されている。そして、これらの直線駆動型アクチュエータ４４ａ〜４４ｄの基端部はそれぞれ関節４５ａ〜４５ｄに連結されている。
【００２１】
また、Ｘ線検出器２は、その四隅部に４個の連結部５１ａ〜５１ｄが取り付けられており、各連結部５１ａ〜５１ｂを介してそれぞれ直線駆動型アクチュエータ５２ａ〜５２ｄの基端部が連結されている。これらの各直線駆動型アクチュエータ５２ａ〜５２ｄの先端部には、同じく連結部５３ａ〜５３ｄを介して直線駆動型アクチュエータ５４ａ〜５４ｄの先端部が連結されている。そして、これらの直線駆動型アクチュエータ５４ａ〜５４ｄの基端部はそれぞれ関節５５ａ〜５５ｄに連結されている。
【００２２】
各関節４５ａ〜４５ｄ、および５５ａ〜５５ｄは、それぞれ装置フレーム等に設けられている固定点Ｆに支持されている。また、テーブル３についても、図示しない同じ装置フレーム等に支持されている。
【００２３】
各直線駆動型アクチュエータ４２ａ〜４２ｄ、４４ａ〜４４ｄ、５２ａ〜５２ｄ、および５４ａ〜５４ｄは、それぞれモータシリンダである。また、各連結部４１ａ〜４１ｄ，４３ａ〜４３ｄ、５１ａ〜５１ｄ、および５３ａ〜５３ｄは、それぞれロッドエンドベアリングまたはそれに類似した機械要素であるが、これらの各連結部４１ａ〜４１ｄ，４３ａ〜４３ｄと、各関節４５ａ〜４５ｄおよび５５ａ〜５５ｄには、以下に示すように屈伸方向の制限が設けられている。
【００２４】
各関節４５ａ〜４５ｄ、５５ａ〜５５ｄは、テーブル３の方向を０度としたとき、ヘディング方向（図２（Ａ）の例参照）に±６０度、バンク方向（同図（Ｂ）の例参照）に０度、ピッチ方向（同図（Ｃ）の例参照）に０〜９０度の範囲内にその移動角度制限が設定されている。また、各連結部、つまりＸ線発生装置１に設けられている連結部４１ａ〜４１ｄ，Ｘ線発生装置２に設けられている連結部５１ａ〜５１ｄ、および、それぞれ２個１組の直線駆動型アクチュエータ間に設けられている連結部４３ａ〜４３ｄ，５３ａ〜５３ｄは、ピッチ方向にのみ屈伸できるように制限が付されており、全体として、以下の動作を行うようになっている。
【００２５】
すなわち、関節４５ａ〜４５ｄおよび５５ａ〜５５ｄに連結されている直線駆動型アクチュエータ４４ａ〜４４ｄおよび５４ａ〜５４ｂを支持側のアクチュエータ、Ｘ線発生装置１もしくはＸ線検出器２に連結されている直線駆動型アクチュエータを４２ａ〜４２ｄおよび５２ａ〜５２ｄを保持側のアクチュエータとすると、支持側のアクチュエータは、それぞれ伸縮可能であるとともにヘディング方向およびピッチ方向に傾動可能となっている。また、保持側のアクチュエータは、伸縮可能であるほか、ピッチ方向にのみ傾動可能となっている。更に、各アクチュエータには伸縮量の制限も付される。
【００２６】
以上の制限を伴う動作により、Ｘ線検出器２は、テーブル３に対して接近／離隔する方向に平行移動するとともに、その任意の接近位置において、透視対象物の回りの半球面に沿って移動可能であり、同時に、その半球面上の任意の位置において、Ｘ線入射面が透視対象物を向くように姿勢制御される。また、Ｘ線発生装置１は、同じくテーブル３に対して接近／離隔する方向に平行移動するとともに、Ｘ線焦点を中心としてみそすり運動をして、Ｘ線検出器２の傾動に対応して、Ｘ線検出器２が存在する方向にＸ線光軸が沿うように姿勢制御される。上記したＸ線検出器２の半球面に沿った移動の中心についても、Ｘ線焦点とされる。
【００２７】
図３は以上の各直線駆動型アクチュエータの駆動制御回路の要部構成示すブロック図である。制御部１０はコンピュータとその周辺機器を主体とするものであり、この制御部１０から、以下に示す手法により各直線駆動型アクチュエータ４２ａ，４２ｂ，・・・５４ｄに対する駆動制御信号がそれぞれに対応するドライバ１４２ａ，１４２ｂ，・・・１５４ｄを通じて供給される。また、制御部１０には、ジョイスティックやキーボード、マウス等をはじめとする操作部１１が接続されており、この操作部１１の操作により、Ｘ線発生装置１およびＸ線検出器２の駆動指令を与えることができる。このＸ線発生装置１およびＸ線検出器２の駆動指令は、移動すべき方向と量を指定する指令や、移動先の位置を指定する指令、あるいはジョイスティック操作による逐次移動指令等のいずれをも選択することができ、この駆動指令に応じて上記した駆動制御信号が決定される。
【００２８】
次に、Ｘ線検出器２を例にとって、これを移動させる際の各アクチュエータへの駆動制御信号の決定の仕方について説明する。
【００２９】
図４に示すように、Ｘ線検出器２の保持点（連結部５１ａ〜５１ｄ）をＰａ〜Ｐｄとし、各直線駆動型アクチュエータ５２ａ〜５２ｄ，５４ａ〜５４ｄの方向と長さを図５に示すようにベクトルＶ５２ａ〜Ｖ５２ｄ，Ｖ５４ａ〜Ｖ５４ｄと表す。
【００３０】
制御部１０による各軸の制御動作を図６にフローチャートで示す。制御部１０では、その内部に設定した仮想空間上で、Ｘ線検出器２の移動先の位置を保持点Ｐａ〜Ｐｄの座標で表し、Ｖ５２ａの終端位置がＰａに一致するように、Ｖ５２ａとＶ５４ａの角度が適切な状態になるようにＶ５２ａ，Ｖ５４ａの伸縮距離、Ｖ５４ａのヘッディング角度とピッチング角度、Ｖ５２ａのピッチング角度を算出する。同様に、Ｖ５２ｂとＶ５４ｂ，Ｖ５２ｃとＶ５４ｃ、Ｖ５２ｄとＶ５４ｄについても算出する。これらの算出の完了後、最も移動距離（角度）の大きな軸が移動に要する時間を算出し、その結果を元に、他の各軸を含めて、現在位置からＰａ〜Ｐｄへ同時に到達できる速度を各軸ごとに算出し、同時に移動を開始し、同時に移動を完了する。
【００３１】
Ｘ線発生装置１についても、上記同様の制御を行う。このような制御によれば、Ｘ線発生装置１並びにＸ線検出器２の移動を従来に比して高速度で行うことが可能となり、Ｘ線発生装置１の上下動による拡大率の変更を速やかに行うことができ、また、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２を同時に傾動させることにより、図７に例示するように、斜め透視を行うことができる。
【００３２】
斜め透視時のＸ線発生装置１およびＸ線検出器２の動作について説明すると、Ｘ線検出器２はテーブル３に対する任意の距離において、傾動により半球面上の任意の位置に移動することができ、その際、Ｘ線入射面がその半球面の中心を向いた姿勢に制御される。この半球面の中心は、Ｘ線発生装置１のＸ線焦点の位置に設定されており、このＸ線発生装置１は、Ｘ線検出器２の傾動時に、Ｘ線焦点を中心として同じ方向に同じ角度だけ傾動する。これにより、図７のように、Ｘ線検出器２の入射面がＸ線発生装置１からのＸ線光軸Ｌに直交した状態で、これら両者が対向した状態となる。この状態では、Ｘ線発生装置１からのＸ線光軸ＬがＸ線検出器２のＸ線入射面の中心を通る状態となり、斜め透視時においてＸ線光量が不足する恐れがない。
【００３３】
ここで、以上の実施の形態においては、Ｘ線発生装置１とＸ線検出機器２を、それぞれ互いに直列に連結した２個１組の直線駆動型アクチュエータを４組ずつ用いた移動機構により移動させる例を示したが、各移動機構は、直線駆動型アクチュエータを最低３個用いることにより、ある程度の制約は受けるものの、ほぼ同等の移動と傾動を行うことができ、本発明はこのような構成をも含む。
【００３４】
また、以上の実施の形態においては、Ｘ線発生装置１とＸ線検出器２とを移動させる例を示したが、これらの各要素のほか、テーブル３を含めた３つの要素のうちの任意の２つを移動させることで、上記した実施の形態と同等の作用効果を奏することができる。ただし、移動させるべき２つの要素にテーブルを含ませる場合には、傾動させるのはテーブルのみでよく、他の要素はテーブルに対して接近／離隔する動作のみでよいが、この場合、テーブル上の透視対象物は、テーブルの傾動に際して落下や移動を防止するために、テーブルに対して固定する機構が必要となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態の機構部分の外観図である。
【図２】本発明の実施の形態の関節の動作の説明図で、（Ａ）はヘッディング、（Ｂ）はバンキング、（Ｃ）はピッチングの各動作の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態の駆動制御回路の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態の各アクチュエータに供給する制御信号の決定の仕方の説明図である。
【図５】同じく本発明の実施の形態の各アクチュエータに供給する制御信号の決定の仕方の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態の各アクチュエータの制御手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態により斜め透視を行う状態での機構部分の外観図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  Ｘ線発生装置
２  Ｘ線検出器
３  テーブル
４１ａ〜４１ｄ，４３ａ〜４３ｄ，５１ａ〜５１ｄ，５３ａ〜５３ｄ  連結部
４２ａ〜４２ｄ，４４ａ〜４４ｄ，５２ａ〜５２ｄ，５４ａ〜５４ｄ  直線駆動型アクチュエータ
４５ａ〜４５ｄ，５５ａ〜５５ｄ  関節
Ｆ  固定部
【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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【図６】
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【図７】
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