JP2005291950A

JP2005291950A - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP2005291950A
Application number: JP2004108128A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimono; 隆下野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】構成を簡略化しつつ充分な拡大率を確保できるとともに、直視透視画像を確実に得ることが可能なＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】ターゲット面TPの中心位置Ｃを焦点ＦとしてＸ線発生器１から照射したＸ線によりＸ線受像素子３で受像したＸ線透視画像G1に基づいて画像処理ユニット４で直視透視画像GDを出力できることで、直視透視画像GDを確実に得ることができる。ターゲット面TP上の各位置Ｒ，Ｌをそれぞれ焦点ＦとしてＸ線発生器１から照射したＸ線によりＸ線受像素子３で受像した各透視画像GR，GLに基づいて立体透視画像GSを画像処理ユニット４で出力できることで、Ｘ線発生器１を傾斜させる傾斜機構を設ける場合と比較して、全体の構成を簡略化しつつ充分な撮像拡大率Ｍを確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体的に透視可能な立体透視画像を出力可能なＸ線検査装置に関する。

従来、被検体の内部の立体的な情報を認識するＸ線検査装置は、固定台に固定された被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、このＸ線発生器により照射されたＸ線によるＸ線透視画像を受像するＸ線受像素子と、Ｘ線発生器とＸ線受像素子、あるいは被検体とをそれぞれ同期させて傾斜させる傾斜機構とをそれぞれ備えている。そして、この傾斜機構により、Ｘ線発生器などを傾斜させることで、被検体を傾斜方向から透視し、この被検体の内部の立体的な構成を立体透視画像として認識可能となっているとともに、Ｘ線発生器などの傾斜角度を変化させている（例えば、特許文献１参照。）。

また、被検体の中心線に対して互いに線対称な左右両側にＸ線発生器を配置し、各Ｘ線発生器から被検体へと傾斜状にＸ線を照射する、いわゆるステレオビームにより得られた左右一対のＸ線透視画像を処理して立体透視画像を得るＸ線検査装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−２６４２７０号公報（図１２）特開平１０−１４６３３０号公報（第３−５頁、図１）

しかしながら、上述の特許文献１に記載されたＸ線検査装置では、傾斜機構によりＸ線発生器などを傾斜させるので、このＸ線発生器と、被検体、あるいは固定台との干渉を防止するためにＸ線発生器から被検体へと照射されるＸ線の傾斜角度が制限され、充分な拡大率を確保することが容易でないという問題点を有している。

また、上述の特許文献２に記載されたＸ線検査装置では、Ｘ線発生器からのＸ線が、被検体の中心線に対して常に左右両側から照射されるため、被検体の直視透視画像を得ることが容易でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、構成を簡略化しつつ充分な拡大率を確保できるとともに、直視透視画像を確実に得ることが可能なＸ線検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、このＸ線発生器に対向して配置され、前記Ｘ線発生器で照射したＸ線による被検体のＸ線透視画像を受像するＸ線受像素子と、このＸ線受像素子で受像したＸ線透視画像を処理した処理画像を出力する画像処理装置と、この画像処理装置から出力された処理画像を表示可能な画像表示装置とを具備し、前記Ｘ線発生器は、前記Ｘ線受像素子に略平行な平面上で焦点を移動可能であり、前記画像処理装置は、前記平面に対して略垂直な前記被検体の中心線と前記平面との交差位置を焦点として前記Ｘ線発生器から照射されたＸ線により前記Ｘ線受像素子で受像されたＸ線透視画像に基づく直視透視画像と、前記中心線に対して互いに線対称な前記平面上の一対の位置をそれぞれ焦点として前記Ｘ線発生器から照射されたＸ線により前記Ｘ線受像素子で受像された各Ｘ線透視画像に基づく立体的に透視可能な立体透視画像とを、それぞれ出力可能であるものである。

そして、Ｘ線受像素子に略平行な平面に対して略垂直な被検体の中心線と平面との交差位置を焦点としてＸ線発生器から照射されたＸ線によりＸ線受像素子で受像されたＸ線透視画像に基づいて画像処理装置で直視透視画像を出力できることで、直視透視画像を確実に得ることが可能となるとともに、中心線に対して互いに線対称な平面上の一対の位置をそれぞれ焦点としてＸ線発生器から照射されたＸ線によりＸ線受像素子で受像された各Ｘ線透視画像に基づいて立体的に透視可能な立体透視画像を画像処理装置で出力できることで、例えばＸ線発生器などを傾斜させる傾斜機構などを設ける場合と比較して、全体の構成を簡略化しつつ充分な拡大率を確保できる。

本発明によれば、Ｘ線受像素子に略平行な平面に対して略垂直な被検体の中心線と平面との交差位置を焦点としてＸ線発生器から照射されたＸ線によりＸ線受像素子で受像されたＸ線透視画像に基づいて画像処理装置で直視透視画像を出力できることで、直視透視画像を確実に得ることができるとともに、中心線に対して互いに線対称な平面上の一対の位置をそれぞれ焦点としてＸ線発生器から照射されたＸ線によりＸ線受像素子で受像された各Ｘ線透視画像に基づいて立体的に透視可能な立体透視画像を画像処理装置で出力できることで、例えばＸ線発生器などを傾斜させる傾斜機構などを設ける場合と比較して、全体の構成を簡略化しつつ充分な拡大率を確保できる。

以下、本発明の一実施の形態のＸ線検査装置の構成を図１を参照して説明する。

図１は、マイクロフォーカス立体Ｘ線検査装置を示し、このＸ線検査装置は、被検体ＴにＸ線を照射するＸ線発生器１と、被検体Ｔが固定される固定台としてのＸＹＺテーブル２と、Ｘ線発生器１に対向して配置されたＸ線受像素子３と、このＸ線受像素子３に電気的に接続された画像処理装置としての画像処理ユニット４と、この画像処理ユニット４に電気的に接続された画像表示装置５とを、それぞれ備えている。

Ｘ線発生器１は、電子ビームＢを照射する図示しない電子ビーム照射器と、この電子ビーム照射器から照射された電子ビームＢを、磁界を形成することで偏向させる複数の電磁コイルと、電子ビームＢによる制動放射にてＸ線を外部に放出する透過型ターゲットとをそれぞれ有し、Ｘ線受像素子３と略平行な平面としてのターゲット面TP上でＸ線発生源としての焦点Ｆを移動可能となっている。

ＸＹＺテーブル２は、Ｘ線発生器１とＸ線受像素子３との間に位置し、Ｘ線受像素子３と平行すなわちＸ線発生器１のターゲット面TPと平行に配置され、このターゲット面TPに対して平行かつ互いに直交する２方向であるＸ方向およびＹ方向にそれぞれ移動可能に設けられるとともに、Ｘ線発生器１とＸ線受像素子３とのそれぞれの中心を結ぶ中心軸Ａと一致するようにＺ方向に移動可能に設けられている。そして、このＸＹＺテーブル２は、外部信号に応じてＸＹＺ各方向へとそれぞれ移動することで、被検体ＴのＸＹ位置および撮像拡大率Ｍを調整可能となっている。

Ｘ線受像素子３は、例えばイメージインテンシファイア、あるいは平面Ｘ線検出器などであり、Ｘ線発生器１から照射され被検体Ｔを透過したＸ線像を画像信号としてのＸ線透視画像G1に変換して受像するものである。

画像処理ユニット４は、Ｘ線受像素子３で受像したＸ線透視画像G1の画像信号を得て例えば積分処理などにより一時的に記憶するとともに、この画像信号を信号処理して画像表示装置５に出力するものである。

また、この画像処理ユニット４は、Ｘ線発生器１に電気的に接続され、このＸ線発生器１に、焦点Ｆの位置を決める焦点移動信号FSを出力可能となっている。

さらに、この画像処理ユニット４は、直視画像メモリ11と、立体透視画像メモリ12とを有している。

直視画像メモリ11は、ターゲット面TPに略垂直な被検体Ｔの中心線（本実施の形態では中心軸Ａに一致）とターゲット面TPとの交差位置である中心位置Ｃを焦点ＦとしてＸ線発生器１から照射されたＸ線によるＸ線透視画像G1に基づいて直視透視画像GDを生成して記憶するものである。

立体透視画像メモリ12は、中心位置ＣとＸ線受像素子３の中心とを結ぶ中心線（本実施の形態では中心軸Ａに一致）に対して互いに線対称な位置である右位置Ｒと左位置Ｌとをそれぞれ焦点ＦとしてＸ線発生器１から照射されたＸ線による右眼透視画像GRおよび左眼透視画像GLに基づいて生成された立体透視画像GSを生成して記憶するものである。そして、この立体透視画像メモリ12は、右眼透視画像GRが記憶される右眼透視画像メモリMRと、左眼透視画像GLが記憶される左眼透視画像メモリMLとを備えている。

さらに、この画像処理ユニット４は、外部からの表示切換信号Ｓにより、直視透視画像GDと立体透視画像GSとを選択的に画像表示装置５に出力可能となっている。

画像表示装置５は、画像処理ユニット４から出力された処理画像である、直視透視画像GDと立体透視画像GSとをそれぞれ表示可能なモニタなどであり、外部からの表示切換信号Ｓにより、直視透視画像GDと立体透視画像GSとを選択的に表示可能とする。

そして、立体透視画像GSを立体的に透視する際には、例えば各透視画像GL，GRを偏光めがねに同期させて交互に表示するいわゆるステレオビューワ、一方を赤色に他方を青色にそれぞれ着色した各透視画像GL，GRを、赤色および青色のそれぞれに着色した左右のレンズを有するめがねにより立体的に透視するもの、画像表示面の視野角を調整して表示するもの、あるいはシャッタめがねを用いるものなど、検査者の視覚により立体的認識可能な様々な立体視装置を使用することが可能である。また、画像表示装置５自体を、正面に検査者が立つと立体透視画像GSが立体に見えるブラウン管、あるいは液晶モニタなどの表示装置とすることもできる。

次に、上記一実施の形態によるＸ線透視画像の撮像方法を説明する。

まず、被検体ＴをＸＹＺテーブル２に固定し、直視透視画像GDを用いて被検体Ｔの撮像範囲および撮像拡大率Ｍを、ＸＹＺテーブル２の移動により調整する。

このとき、画像処理ユニット４は、Ｘ線発生器１へ焦点Ｆがターゲット面TPの中心位置Ｃに位置するように焦点移動信号FSを出力し、画像表示装置５へと直視透視画像GDを出力する。

次いで、画像処理ユニット４は、Ｘ線発生器１へ焦点Ｆがターゲット面TPの右位置Ｒに位置するように焦点移動信号FSを出力し、この右位置Ｒに位置した焦点Ｆから照射されたＸ線により撮像されたＸ線受像素子３の右眼透視画像GRを、右眼透視画像メモリMRに記憶する。

同様に、画像処理ユニット４は、Ｘ線発生器１へ焦点Ｆがターゲット面TPの左位置Ｌに位置するように焦点移動信号FSを出力し、この左位置Ｌに位置した焦点Ｆから照射されたＸ線により撮像されたＸ線受像素子３の左眼透視画像GLを、左眼透視画像メモリMLに記憶する。

そして、画像処理ユニット４は、各透視画像GL，GRを画像処理した立体透視画像GSを立体透視画像メモリ12に記憶し、この立体透視画像GSを画像表示装置５へと出力する。

この後、画像表示装置５は、外部からの表示切換信号Ｓにより、立体透視画像GSを表示する。

そして、検査者は、各種立体視装置を使用することにより、被検体Ｔの立体透視画像GSを立体的に認識する。

具体的に、検査者が認識する被検体Ｔの撮像拡大率Ｍは、Ｘ線発生器１、Ｘ線受像素子３および被検体Ｔの位置で決まるＸ線撮像系の拡大率をM1とし、画像表示装置５に表示されるＸ線透視画像G1の拡大率をM2とすると、Ｍ＝M1×M2で表される。

ここで、拡大率M1は、ターゲット面TPから被検体Ｔの中心までの距離をD1、ターゲット面TPからＸ線受像素子３までの距離をD2とすると、M1＝D2／D1で求められ、拡大率M2は、約３〜６倍である。

すなわち、この撮像拡大率Ｍにより、被験者は、被検体Ｔから距離D3の位置にある仮想視点Ｖから被検体ＴのＸ線透視画像を見ていることと等しくなる。なお、距離D3は、被検体Ｔの中心からＸ線受像素子３までの距離をD4とすると、D3＝D4／M1で求められる。

そして、仮想視点Ｖにおける仮想右眼VRと仮想左眼VLとの間隔Δ１は、検査者の右眼と左眼との間隔Δと撮像拡大率Ｍとにより、Δ１＝Δ／Ｍで求められる。

また、Ｘ線発生器１の右焦点と左焦点との間隔Δ２は、距離D1と距離D3とにより、Δ２＝Δ１×D1／D3で求められる。

そして、一般的に、検査者の右眼と左眼との間隔は、約６０ｍｍ程度であり、例えば、撮像拡大率Ｍが６０倍のとき、Δ２は約１ｍｍ程度、撮像拡大率Ｍが１２０倍のときΔ２は約０．５ｍｍ程度に調整する。

上述したように、上記一実施の形態によれば、ターゲット面TPの中心位置Ｃを焦点ＦとしてＸ線発生器１から照射されたＸ線によりＸ線受像素子３で受像したＸ線透視画像G1に基づいて画像処理ユニット４で直視透視画像GDを出力できることで、直視透視画像GDを確実に得ることができる。

同時に、ターゲット面TP上の各位置Ｒ，Ｌをそれぞれ焦点ＦとしてＸ線発生器１から照射されたＸ線によりＸ線受像素子３で受像した各透視画像GR，GLに基づいて立体透視画像GSを画像処理ユニット４で出力できることで、例えばＸ線発生器１などを傾斜させる傾斜機構などを設ける場合と比較して、Ｘ線発生器１などがＸＹＺテーブル２と干渉することなどもなく、Ｘ線検査装置全体の構成を簡略化しつつ充分な撮像拡大率Ｍを確保できる。

しかも、立体透視画像GSは、被検体Ｔの立体画像ではなく、右眼透視画像GRと左目透視画像GLとの合成により被検体Ｔを立体的に透視するものであるから、立体画像を生成する場合と比較して、立体透視画像GSを容易に生成でき、画像処理ユニット４の構成を簡略化できる。

また、このようにＸ線検査装置全体の構成を簡略化できることで、Ｘ線検査装置を小型化したり、製造コストを抑制したりすることが可能になる。

さらに、立体透視画像GSを、各種立体視装置により検査者が立体的に透視できるので、検査者の視覚に訴えたＸ線透視画像を画像表示装置５で表示できる。

また、被検体Ｔを固定するＸＹＺテーブル２を、Ｘ線受像素子３と平行かつ互いに交差するＸＹ方向、および、Ｘ線発生器１とＸ線受像素子３とのそれぞれの中心を結ぶ中心軸Ａに沿ったＺ方向にそれぞれ移動可能とすることで、被検体ＴのＸＹ位置および撮像拡大率Ｍを容易かつ任意に調整できる。

本発明の一実施の形態のＸ線検査装置を示す説明図である。

符号の説明

１Ｘ線発生器
２固定台としてのＸＹＺテーブル
３Ｘ線受像素子
４画像処理装置としての画像処理ユニット
５画像表示装置
Ａ中心軸
Ｆ焦点
G1 Ｘ線透視画像
GD 直視透視画像
GS 立体透視画像
Ｔ被検体
TP 平面としてのターゲット面

Claims

被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、
このＸ線発生器に対向して配置され、前記Ｘ線発生器で照射したＸ線による被検体のＸ線透視画像を受像するＸ線受像素子と、
このＸ線受像素子で受像したＸ線透視画像を処理した処理画像を出力する画像処理装置と、
この画像処理装置から出力された処理画像を表示可能な画像表示装置とを具備し、
前記Ｘ線発生器は、前記Ｘ線受像素子に略平行な平面上で焦点を移動可能であり、
前記画像処理装置は、前記平面に対して略垂直な前記被検体の中心線と前記平面との交差位置を焦点として前記Ｘ線発生器から照射されたＸ線により前記Ｘ線受像素子で受像されたＸ線透視画像に基づく直視透視画像と、前記中心線に対して互いに線対称な前記平面上の一対の位置をそれぞれ焦点として前記Ｘ線発生器から照射されたＸ線により前記Ｘ線受像素子で受像された各Ｘ線透視画像に基づく立体的に透視可能な立体透視画像とを、それぞれ出力可能である
ことを特徴としたＸ線検査装置。
画像処理装置は、直視透視画像と立体透視画像とを、選択的に出力可能である
ことを特徴とした請求項１または２記載のＸ線検査装置。
被検体が固定され、Ｘ線受像素子と平行かつ互いに交差する２方向、および、Ｘ線発生器と前記Ｘ線受像素子とのそれぞれの中心を結ぶ中心軸に沿った方向にそれぞれ移動可能な固定台を具備した
ことを特徴とした請求項１または２記載のＸ線検査装置。