JP2006234718A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線検査装置における管電圧と管電流の設定を容易にする。
【解決手段】管電圧Ｖと管電流Ｉが印加されてＸ線を発生するＸ線管１と、被検体６を透過したＸ線を撮像する撮像手段３と、撮像手段３で得られた撮像画像を表示する画像表示手段１５とを有するＸ線検査装置において、撮像画像３と相関関係のある明るさ情報Ｌを管電圧Ｖと管電流Ｉに対応させて表示する明るさ表示手段１５と、明るさ表示手段１５により表示された所望の明るさ情報Ｌを選択することにより、その明るさ情報Ｌに対応した管電圧Ｖと管電流Ｉを指令する指令手段１８と、指令手段１８により指令された管電圧Ｖ０と管電流Ｉ０をＸ線管１に印加する印加手段２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線を用いて被検体の内部構造を検査するＸ線検査装置に関する。

Ｘ線検査装置は、Ｘ線管から照射されたＸ線が被検体を透過することによりＸ線画像を得るものである。Ｘ線の物質透過性は、物質の種類、Ｘ線を発生するために必要な管電流、管電圧の値等によって決まる。従って、検査の際には、適切なＸ線画像を得るために、被検体の種類や厚さ等に応じて管電圧と管電流の値を適宜変更する必要がある。この種のＸ線検査装置として、予め被検体に対し異なる撮像条件で複数回の撮像を行い、撮像された複数枚のＸ線画像を一覧表示し、その中から最適な撮像条件のものを選択することで、管電圧と管電流を設定するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−１４８２１３号公報

しかしながら上記特許文献１記載の装置では、本撮像に先だって異なる撮像条件で複数回の撮像を行う必要があるため、管電圧と管電流の設定に手間がかかり、迅速に検査を開始することが困難であった。

本発明は、管電圧と管電流が印加されてＸ線を発生するＸ線管と、被検体を透過したＸ線を撮像する撮像手段と、撮像手段で得られた撮像画像を表示する画像表示手段とを有するＸ線検査装置に適用され、撮像画像と相関関係のある明るさ情報を管電圧と管電流に対応させて表示する明るさ表示手段と、明るさ表示手段により表示された所望の明るさ情報を選択することにより、その明るさ情報に対応した管電圧と管電流を指令する指令手段と、指令手段により指令された管電圧と管電流をＸ線管に印加する印加手段とを備えることを特徴とする。
撮像画像と相関関係のある明るさにて明るさ情報を表示することが好ましい。
被検体の材質および／または形状特性を含む被検体条件を設定する設定手段をさらに備え、設定された被検体条件に対応する明るさ情報を管電圧と管電流に対応させて表示するようにしてもよい。
選択された明るさ情報に対応した管電圧と管電流を、設定手段で設定された被検体条件に応じて補正して指令することもできる。
Ｘ線画像表示手段により表示された撮像画像の明るさに一致するように、明るさ情報の表示を調整する調整手段をさらに備えることが好ましい。

本発明によれば、撮像画像と相関関係のある明るさ情報を管電圧と管電流に対応させて表示し、その表示された所望の明るさ情報を選択することにより管電圧と管電流を設定するようにしたので、管電圧と管電流を容易に設定することができる。

以下、図１〜図８を参照して本発明によるＸ線検査装置の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係るＸ線検査装置の全体構成を示すブロック図である。防護ボックス７内には、Ｘ線を発生するＸ線管１と走査装置４とＸ線を撮像する撮像装置３とが収納され、走査装置４上に被検体６が支持されている。Ｘ線管コントローラ２は、インターフェース１６を介して出力されるＭＰＵ８からの制御信号に従いＸ線管１に管電圧と管電流を印加し、Ｘ線管１で発生するＸ線を制御する。駆動制御装置５は、インターフェース１６を介して出力されるＭＰＵ８からの制御信号に従い走査装置４を水平方向および上下方向に駆動し、被検体６の検査位置および拡大倍率を変更する。なお、Ｘ線管コントローラ２がＸ線管１に印加する管電圧と管電流の設定については後述する。

Ｘ線管１から発生したＸ線は被検体６に向けて照射される。被検体６を透過したＸ線は撮像装置３にて撮像され、撮像画像（Ｘ線画像）がデコード回路１０にビデオ信号として出力される。デコード回路１０はビデオ信号を映像信号と同期信号とに分離し、各信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器１１とタイミング回路１３に出力する。

タイミング回路１３は、デコード回路１０からの同期信号とＭＰＵ８からの制御信号に従いＡ／Ｄ変換器１１と画像メモリ１２にそれぞれタイミング信号を出力する。このタイミング信号に応じてＡ／Ｄ変換器１１が映像信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換されたＸ線画像を画像メモリ１２に記憶する。これを水平方向および垂直方向に１画面にわたり繰り返すことで、ビデオ信号の１画面を画像メモリ１２に記憶する。なお、デコード回路１０，Ａ／Ｄ変換器１１，画像メモリ１２，タイミング回路１３はビデオキャプチャボードとしても用いられる。

表示部コントローラ１４は、ＭＰＵ８からの制御信号に従い、画像メモリ１２に記憶されたＸ線画像および予めメモリ９に記憶された設定画像をディスプレイ１５に出力する。ＭＰＵ８は、インターフェース１７を介して入力される入力装置（キーボードやマウス）１８からの指令により各部を制御する。

ディスプレイ１５の表示部（表示画面）１５０の一例を図２に示す。表示部１５０はＸ線画像領域１５１と設定画像領域１５２とを有する。Ｘ線画像領域１５１は、撮像装置３によって撮像された被検体６のＸ線画像を表示する領域であり、設定画像領域１５２は、Ｘ線管１に印加される管電圧と管電流を設定するための設定画像を表示する領域である。Ｘ線画像領域１５１に表示されるＸ線画像の一例を図３，４に示し、設定画像領域１５２に表示される設定画像の一例を図６，７に示す。なお、図３，４は被検体６を半導体とした例である。

Ｘ線画像の明るさは、Ｘ線管１に印加される管電圧と管電流により決定される。すなわち管電圧を増加させると輝度が増加し、管電流を増加させるとコントラストが強くなる。図５の点Ａは図３に対応した管電圧ＶAと管電流ＩAを示し、点Ｂは図４に対応した管電圧ＶBと管電流ＩBを示している。図示のように点Ａの管電圧ＶAおよび管電流ＩAは、点Ｂの管電圧ＶBおよび管電流ＩBより小さい。そのため、図３に示したＸ線画像は図４に示したものに比べ全体的に暗く、図４ではリード線１５３が表示されているのに対し、図３ではリード線１５３が表示されていない。

このようにＸ線検査装置によって被検体６を検査（例えばリード線１５３の断線の有無を検査）する場合、管電圧と管電流が最適に設定されていないと対象物の鮮明な画像が得られないため、検査対象に応じて最適な管電圧Ｖと管電流Ｉを設定する必要がある。ところが、管電圧（輝度）と管電流（コントラスト）は画像の明るさに関して相互に関連するものであるため、両者を別々に設定したのでは最適なＸ線画像を得ることが困難である。とくに経験の浅い初心者にとっては、管電圧と管電流の設定にかかる負担が大きい。そこで、本実施の形態では、以下のように設定画像領域１５２に設定画像を表示し、管電圧と管電流の設定を行う。

メモリ９には、予め管電圧Ｖと管電流Ｉとこれに対応するＸ線画像の明るさ（明るさ情報）Ｌの関係（Ｖ，Ｉ，Ｌ）が設定画像用データとして記憶されている。この記憶されたデータの管電圧Ｖおよび管電流ＩをそれぞれＸ軸方向およびＹ軸方向にとり、管電圧Ｖと管電流Ｉに対応した明るさＬをその明るさにてＸＹ画面上に表示（明暗表示）すると、図６，７に示すように管電圧Ｖと管電流Ｉに対応する明るさＬが、明暗の分布をもってマップ状に表示される。

この場合、図６，７から明らかなように、管電圧Ｖと管電流Ｉがそれぞれ同じような割合で増加すると、つまりＸＹ画面上の右上に向かうにつれ、表示が明るくなる。この傾向は被検体６の材質や厚さによらず共通する。そのため、本実施の形態では簡易的な構成として、代表的な被検体６の材質および厚さに対応した情報（Ｖ，Ｉ，Ｌ）のみを予め設定画像用データとしてメモリ９に記憶する。なお、図９は（Ｖ，Ｉ，Ｌ）の関係をＸＹＺ座標軸で３次元的に示したものであり、管電圧Ｖ（Ｘ）が最大かつ管電流Ｉ（Ｙ）が最大のときに明るさＬのレベル（Ｚ）が最大となる。

図８は、管電圧Ｖと管電流Ｉの設定に係わるＭＰＵ８における処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは例えばＸ線検査装置のメイン電源のオンによりスタートする。まず、ステップＳ１で上述した設定画像用データ（Ｖ，Ｉ，Ｌ）をメモリ９から読み込み、ディスプレイ１５の設定画像領域１５２に図６，７に示すような明るさのマップを表示する。

次いで、ステップＳ２でマップ上の十字カーソルの位置（図６，７の点Ａ，Ｂ）に対応した管電圧値Ｖ０と管電流値Ｉ０（指令値）を読み込む。マップ上の十字カーソルの位置は、入力装置１８の操作（例えばマウスのドラッグアンドドロップ）によってずらすことができ、十字カーソルの位置をずらすことで管電圧と管電流の指令値（Ｖ０，Ｉ０）を変更できる。なお、電源オン直後は、十字カーソルの位置は初期値として原点Ｏ（０，０）に設定される。電源オフ時の指令値（Ｖ０，Ｉ０）を記憶し、電源オン直後に十字カーソルの位置がこの指令値（Ｖ０，Ｉ０）に設定されるようにしてもよい。

ステップＳ３では、十字カーソルの位置に対応した管電圧Ｖ０と管電流Ｉ０に、Ｘ線管コントローラ２が印加する管電圧Ｖと管電流Ｉの値を制御する。これによりＸ線管１で発生するＸ線が変更され、Ｘ線画像領域１５１に表示されるＸ線画像の輝度およびコントラストが、十字カーソルが指示する明るさに応じて変化する。

本実施の形態に係るＸ線検査装置による検査は以下のように行う。まず、防護ボックス７内の走査装置４上に被検体６をセットするとともに、駆動制御装置５により走査装置４を駆動し、Ｘ線管１に対する被検体６の位置を調整する。このとき、ディスプレイ１５の設定画像領域１５２には明るさのマップが表示される（ステップＳ１）。電源オン直後は十字カーソルの位置は原点Ｏにあるため、管電圧と管電流の指令値（Ｖ０，Ｉ０）はともに０である。したがって、検査員は、設定画像領域１５２のマップ上でマウス１８を操作し、十字カーソルの位置を右上にずらす。

検査員が被検体６のＸ線画像として暗めの画像を希望する場合には、例えば図６の点Ａに十字カーソルの位置をずらす。これによりＡ点における管電圧値Ｖ０Aおよび管電流値Ｉ０Aが読み込まれ（ステップＳ２）、Ｘ線管コントローラ２によりＸ線管１が制御される（ステップＳ３）。その結果、Ｘ線画像領域１５１には、図３に示すように図６の点Ａとほぼ同等の明るさのＸ線画像が表示される。一方、検査員が明るめの画像を希望する場合には、例えば図７の点Ｂに十字カーソルの位置をずらす。これによりＢ点における管電圧値Ｖ０Bおよび管電流値Ｖ０Bが読み込まれ、Ｘ線画像領域１５１には、図４に示すように図７の点Ｂとほぼ同等の明るさのＸ線画像が表示される。

このように本実施の形態によれば、管電圧Ｖと管電流Ｉに対応するＸ線画像の明るさＬのマップを表示し、マップ上で十字カーソルの位置をずらすことによりその明るさに対応した管電圧値Ｖ０と管電流値Ｉ０を指令するようにした。これにより熟練者等でなくても所望の明るさの被検体６の画像を得ることができ、鮮明なＸ線画像の入手が容易であり、扱いやすい。また、予め異なる撮像条件の下で撮像を行う手間が省け、迅速に検査を開始することができる。

なお、上記実施の形態では、代表的な被検体６の材質および厚さを想定し、この材質および厚さに対応する設定画像用データ（Ｖ，Ｉ，Ｌ）のみをメモリ９に記憶するようにしたが、材質および厚さ毎の設定画像用データ（Ｖ，Ｉ，Ｌ）を記憶するようにしてもよい。すなわち、代表的な材質および厚さに対応した設定画像用データに基づき管電圧と管電流を設定するものでも簡易的には十分に機能するが、より精度を高めるために材質と厚さの違いを考慮してもよい。この場合、図８のステップＳ１の処理の前に入力装置１８を介して被検体６の材質および厚さを入力し、ステップＳ１でこの入力条件に応じた設定画像用データ（Ｖ，Ｉ，Ｌ）をメモリ９から読み込んで設定画像領域１５２にマップ状に表示し、ステップＳ２でこのマップ上のカーソルの位置に対応した指令値Ｖ０，Ｉ０を読み込むようにすればよい。これによりマップ上で選択された明るさと画像表示領域１５１に表示されるＸ線画像の明るさとが良好に対応する。

また、材質および厚さ毎に設定画像用データ（Ｖ，Ｉ，Ｌ）を記憶する代わりに、材質および厚さ毎にそれぞれ係数α，βを設定し、これら係数α，βをマップ上の指令値Ｖ０，Ｉ０に乗じた値（Ｖ０・α・β，Ｉ０・α・β）を指令値として、管電圧Ｖおよび管電流Ｉを制御するようにしてもよい。すなわち、材質および厚さの入力条件が変更された場合に、設定画像領域１５２のマップ表示はそのままで、ＸＹ画面上の目盛りの縮尺のみを変更するようにしてもよい。

画像メモリ１２から読み込んだ画像データとマップ上で十字カーソルが示す部位の明るさとを比較し、画像データに合わせてマップの表示（明るさ）を変更するようにしてもよい。これによりマップ上で十字カーソルにより選択した明るさと実際に得られたＸ線画像の明るさとが一致し、一層扱いやすい。

なお、被検体６の材質および厚さの双方を考慮するのではなく、いずれか一方のみを考慮するのでもよい。また、被検体の材質および／または形状特性を含む他の被検体条件を、設定手段として入力装置１８などからの入力によって設定するようにしてもよい。

上記実施の形態では、撮像画像と相関関係のある明るさ（明るさ情報）Ｌをその明るさにて設定画像領域１５２にマップ状に表示するようにしたが、検査員が撮像画像との相関関係を画面上で認識できるのであれば、明るさ情報表示手段としての設定画像領域１５２における表示の態様はこれに限らない。例えば明るさ情報Ｌを明暗表示するのではなくカラーで表示するようにしてもよく、等高線や等圧線などのように明るさの等しい箇所を線で結んで明るさの分布を表示するようにしてもよい。

また、Ｘ線画像（図３，４）と設定画像（図６，７）をディスプレイ１５に同時に表示するようにしたが、いずれか一方のみを表示するように表示を切り換えるようにしてもよい。また、Ｘ線画像と設定画像を同一のディスプレイ１５ではなく、別々のディスプレイに表示するようにしてもよい。マウスの操作により十字カーソルの位置をずらしてマップ上の明るさに対応した管電圧と管電流を指令するようにしたが、他の指令手段を用いてもよい。

以上の実施の形態と請求項との対応において、撮像装置３が撮像手段を、ＭＰＵ８，画像メモリ１２，表示部コントローラ１４，ディスプレイ１５等が画像表示手段を、ＭＰＵ８，メモリ９，表示部コントローラ１４，ディスプレイ１５等が明るさ表示手段を、入力装置１８が指令手段を、Ｘ線管コントローラ２が印加手段を、ＭＰＵ８，メモリ９，画像メモリ１２，表示部コントローラ１４，ディスプレイ１５等が調整手段を、それぞれ構成する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置の全体構成を示すブロック図。 図１のディスプレイの表示部の一例を示す図。 図２のディスプレイに表示されるＸ線画像の一例を示す図。 図３の他の例を示す図。 図３，４に対応する管電圧と管電流の関係を示す図。 図２のディスプレイに表示される設定画像の一例を示す図。 図６の他の例を示す図。 図１のＭＰＵにおける処理の一例を示すフローチャート。 図６，７の明るさの分布を３次元的に示した図。

符号の説明

１ Ｘ線管
２ Ｘ線管コントローラ
３ 撮像装置
８ ＭＰＵ
９ メモリ
１２ 画像メモリ
１４ 表示部コントローラ
１５ ディスプレイ
１８ 入力装置
Ｖ 管電圧
Ｉ 管電流
Ｌ 明るさ情報

Claims (5)

1. 管電圧と管電流が印加されてＸ線を発生するＸ線管と、
   被検体を透過したＸ線を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段で得られた撮像画像を表示する画像表示手段とを有するＸ線検査装置において、
   撮像画像と相関関係のある明るさ情報を管電圧と管電流に対応させて表示する明るさ表示手段と、
   前記明るさ表示手段により表示された所望の明るさ情報を選択することにより、その明るさ情報に対応した管電圧と管電流を指令する指令手段と、
   前記指令手段により指令された管電圧と管電流を前記Ｘ線管に印加する印加手段とを備えることを特徴とするＸ線検査装置。
2. 請求項１に記載のＸ線検査装置において、
   前記明るさ表示手段は、撮像画像と相関関係のある明るさにて前記明るさ情報を表示することを特徴とするＸ線検査装置。
3. 請求項１または２に記載のＸ線検査装置において、
   前記被検体の材質および／または形状特性を含む被検体条件を設定する設定手段をさらに備え、
   前記明るさ表示手段は、設定された被検体条件に対応する明るさ情報を管電圧と管電流に対応させて表示することを特徴とするＸ線検査装置。
4. 請求項１または２に記載のＸ線検査装置において、
   前記被検体の材質および／または形状特性を含む被検体条件を設定する設定手段をさらに備え、
   前記指令手段は、選択された明るさ情報に対応した管電圧と管電流を、前記設定手段で設定された被検体条件に応じて補正して指令することを特徴とするＸ線検査装置。
5. 請求項２に記載のＸ線検査装置において、
   前記Ｘ線画像表示手段により表示された撮像画像の明るさに一致するように、明るさ情報の表示を調整する調整手段をさらに備えることを特徴とするＸ線検査装置。

Images