JP3854702B2 - Ｘ線検査システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一定方向に移動している被測定物をＸ線検査するＸ線検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被測定物の内部状態等を非破壊で検査するシステムとして、Ｘ線を利用したＸ線検査システムが知られている。Ｘ線検査システムは、Ｘ線源の１点から一定角度範囲に発散出力されたＸ線を被測定物に照射し、その被測定物を透過したＸ線透視像をＸ線撮像器により撮像することにより、その被測定物の内部状態等を検査するものである。このＸ線検査システムを用いれば、ベルトコンベア等のライン上を次々に移動してくる複数の被測定物それぞれの非破壊検査を連続的に行うことも可能である（例えば、特開平６−３４７４２４号公報、特開平７−２０９２１１号公報、特開平６−３１７５４４号公報、特開平５−１９０６４号公報を参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＸ線検査システムでは、Ｘ線撮像器として用いられるＸ線イメージインテンシファイアにおける蛍光体の残光時間が長いので、移動している被測定物について明瞭なＸ線透視像を得ることは困難であった。また、Ｘ線撮像器の撮像範囲に被測定物が任意のタイミングで到達する場合には、その被測定物のＸ線透視像を確実に獲得することは困難であった。
【０００４】
さらに、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上の特定の地点を被測定物が常に通過するのであれば、その被測定物の実寸に対して撮像されたＸ線透視像の拡大率は一定であるが、被測定物それぞれに依って通過位置が異なる場合には、Ｘ線透視像の拡大率は一定ではなく、被測定物の良否の判定が困難となる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、被測定物が任意のタイミングで移動してくる場合であっても、明瞭かつ確実にＸ線透視像を撮像することができるＸ線検査システムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上を被測定物が通過する位置が不定であっても、一定倍率のＸ線透視像を得ることができるＸ線検査システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１のＸ線検査システムは、一定方向に移動している被測定物のＸ線透視像に基づいて該被測定物を検査するＸ線検査システムであって、(1) 被測定物のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線を照射するＸ線源と、(2) Ｘ線源によりＸ線が照射された被測定物のＸ線透視像をゲート信号の指示に基づいて撮像するＸ線撮像器と、(3) Ｘ線撮像器の撮像範囲に被測定物が到る前にその被測定物を検知する被測定物検知手段と、(4) 被測定物検知手段による被測定物の検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻を求め、その時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このＸ線検査システムによれば、被測定物はＸ線撮像器の撮像範囲に到る前に被測定物検知手段により検知され、その検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻が求められ、その時刻にゲート信号がゲート信号発生手段により発生する。Ｘ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、ゲート信号の指示に基づいてＸ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。
【０００８】
本発明に係る第２のＸ線検査システムは、一定方向に移動している被測定物のＸ線透視像に基づいて該被測定物を検査するＸ線検査システムであって、(1) 被測定物のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線をゲート信号の指示に基づいて照射するＸ線源と、(2) Ｘ線源によりＸ線が照射された被測定物のＸ線透視像を撮像するＸ線撮像器と、(3) Ｘ線撮像器の撮像範囲に被測定物が到る前にその被測定物を検知する被測定物検知手段と、(4) 被測定物検知手段による被測定物の検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻を求め、その時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このＸ線検査システムによれば、被測定物はＸ線撮像器の撮像範囲に到る前に被測定物検知手段により検知され、その検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻が求められ、その時刻にゲート信号がゲート信号発生手段により発生する。ゲート信号の指示に基づいてＸ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、Ｘ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。
【００１０】
また、上記第１および第２のＸ線検査システムそれぞれは、(1) 被測定物検知手段による被測定物の検知に基づいて、被測定物のＸ線透視像の拡大率を算出する拡大率算出手段と、(2) 拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小する画像処理手段と、を更に備えることを特徴とする。この場合には、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上の如何なる位置を被測定物が通過する場合であっても、拡大率算出手段により算出された拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小することにより、一定倍率のＸ線透視像が得られる。
【００１１】
また、上記第１のＸ線検査システムでは、被測定物検知手段は、上記一定方向に関しＸ線撮像器の上流側に互いに異なる２地点それぞれに設けられた１対のＸ線センサを備え、この１対のＸ線センサは、Ｘ線撮像器の撮像面の中心点を通る直線であって上記一定方向に平行な直線上に検出面を有し、Ｘ線源から出力されたＸ線が到達し得る互いに異なる２点にそれぞれ配置されていることを特徴とする。この場合には、１対のＸ線センサそれぞれに到達するＸ線の強度の変化に基づいて被測定物の通過が検知され、その検知結果に基づいて、ゲート信号発生手段により所定の時刻にゲート信号が発生し、また、拡大率算出手段によりＸ線透視像の拡大率が算出される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
先ず、本実施形態に係るＸ線検査システムにおけるＸ線源１０、Ｘ線イメージインテンシファイア（Ｘ線撮像器）２０およびＸ線センサ（被測定物検知手段）３１，３２それぞれの配置について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線検査システムの一部分の斜視図である。
【００１４】
ベルトコンベア１は、図中の矢印により示される方向に移動しており、また、試料２は、ベルトコンベア１の上に置かれて、ベルトコンベア１の移動と共に移動している。Ｘ線源１０は、ベルトコンベア１の側方に配置され、その１点から一定角度範囲に向けてＸ線を発散出力し、ベルトコンベア１上の被測定物２のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線を照射する。Ｘ線イメージインテンシファイア２０は、ベルトコンベア１を挟んでＸ線源１０と対向して、そのＸ線源１０から出力されたＸ線が到達し得る位置に配置され、入力するゲート信号に従って被測定物２のＸ線透視像を撮像する。
【００１５】
また、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に対しベルトコンベア１の上流側に配されているＸ線センサ３１，３２それぞれは、Ｘ線イメージインテンシファイア２０の撮像面の中心点を通る直線であってベルトコンベア１の進行方向に平行な直線上に検出面を有し、Ｘ線源１０から出力されたＸ線が到達し得る互いに異なる２点それぞれに配される。これらＸ線センサ３１，３２それぞれは、到達したＸ線の強度変化に応じて電気信号を出力する。Ｘ線センサ３１，３２それぞれとして、例えば、Cd-Te Ｘ線センサや、Ｘ線シンチレータと光電子増倍管との組合せからなるもの、等が好適に用いられる。
【００１６】
ベルトコンベア１上を被測定物２が移動してくると、先ず、その被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を横切る。このとき、Ｘ線センサ３１に到達するＸ線の強度が変化するので、そのＸ線強度変化に応じた電気信号がＸ線センサ３１から出力される。続いて、被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を横切る。このとき、Ｘ線センサ３２に到達するＸ線の強度が変化するので、そのＸ線強度変化に応じた電気信号がＸ線センサ３２から出力される。そして、被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線を横切る。このとき、被測定物２のＸ線透視像は、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像される。
【００１７】
次に、本実施形態に係るＸ線検査システムにおける検査の原理について、図２および図３を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るＸ線検査システムにおける検査の原理を説明する図である。この図２は、ベルトコンベア１の上方から見た図である。また、図３は、被測定物２の移動に伴いＸ線センサ３１，３２それぞれから出力される電気信号の波形、および、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に入力されるゲート信号の波形を示す図である。
【００１８】
まず、Ｘ線センサ３１，３２それぞれの中心点の相互間の距離をｄｓとし、Ｘ線センサ３２およびＸ線イメージインテンシファイア２０それぞれの中心点の相互間の距離をｄ'ｓ する。また、距離ｄ'ｓ と距離ｄｓとの比をαとする。すなわち、比αは、
α≡ｄ'ｓ／ｄｓ …(1)
なる式で定義される。
【００１９】
ベルトコンベア１上を被測定物２が移動してきて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を被測定物２が通過すると、Ｘ線センサ３１に到達するＸ線の強度が変化する。Ｘ線センサ３１は、この強度変化に基づいて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を被測定物２が通過した事象を検知し、その事象が発生したことを示すパルス信号を電気信号として出力する（図３（ａ））。さらに、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を被測定物２が通過すると、Ｘ線センサ３２に到達するＸ線の強度が変化する。Ｘ線センサ３２は、この強度変化に基づいて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を被測定物２が通過した事象を検知し、その事象が発生したことを示すパルス信号を電気信号として出力する（図３（ｂ））。
【００２０】
被測定物２の移動に伴いＸ線センサ３１，３２それぞれから出力される電気信号におけるパルス信号発生時刻の差をΔｔｘとする。この被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を通過した後、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０の撮像面の中心点とを結ぶ直線上に、
Δｔ'ｘ＝α・Δｔｘ …(2)
で表される時間Δｔ'ｘ 経過時に到達する。したがって、Ｘ線センサ３２により被測定物２の通過が検知された後の時間Δｔ'ｘ 経過時にＸ線イメージインテンシファイア２０にゲート信号を与えれば（図３（ｃ））、その被測定物２の静止したＸ線透視像を撮像することができる。
【００２１】
また、ベルトコンベア１は一定速度で移動しているものとし、その速度をｖとする。このとき、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を被測定物２が通過する位置と、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を被測定物２が通過する位置との相互間の距離ｌｘは、
ｌｘ＝ｖ・Δｔｘ …(3)
で表される。また、被測定物２の実際の幅をＤとし、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されたＸ線透視像の幅をｄｘとすると、被測定物２の実寸に対するＸ線透視像の拡大率Ｍは、
Ｍ≡ｄｘ／Ｄ＝ｄｓ／ｌｘ …(4)
で表される。この (4)式に (3)式を代入すると、拡大率Ｍは、
Ｍ＝ｄｓ／（ｖ・Δｔｘ） …(5)
で表される。これより、被測定物２の実際の幅Ｄは、
Ｄ＝ｄｘ・ｖ・Δｔｘ／ｄｓ …(6)
で得られる。
【００２２】
したがって、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上を被測定物２が通過する位置に依っては、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されるＸ線透視像の拡大率は異なるが、その場合であっても、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されたＸ線透視像を、上記 (5)式で求められる拡大率Ｍに基づいて拡大または縮小すれば、一定倍率のＸ線透視像を得ることができる。
【００２３】
次に、本実施形態に係るＸ線検査システムの構成について説明する。図４は、本実施形態に係るＸ線検査システムの構成を示すブロック図である。このＸ線検査システムは、既述したＸ線源１０、Ｘ線イメージインテンシファイア２０およびＸ線センサ３１，３２の他に、Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号に基づいて上記 (2)式に従って所定の時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生部４０と、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されたＸ線透視像を格納するフレームメモリ５０と、Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号に基づいて上記 (5)式に従ってＸ線透視像の拡大率を算出する拡大率算出回路６０と、その拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小する画像処理部７０と、その拡大または縮小されたＸ線透視像を表示する映像モニタ部８０と、を備えている。
【００２４】
また、ゲート信号発生部４０は、Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号に基づいてパルス信号発生時刻差Δｔｘを求めるΔｔ計測回路４１と、Ｘ線センサ３２により被測定物２の通過が検知された後の所定時間経過時にトリガ信号を発生するディレイ回路４２と、そのトリガ信号に基づいてゲート信号を発生しそのゲート信号をＸ線イメージインテンシファイア２０に与えるゲート電源回路４３と、を備えている。
【００２５】
なお、ディレイ回路４２は、Ｘ線センサ３１，３２およびＸ線イメージインテンシファイア２０それぞれの位置関係に関する比αの値を予め記憶しており、この比αの値に基づいて上記 (2)式により時間Δｔ'ｘ を算出する。また、拡大率算出回路６０は、Ｘ線センサ３１，３２それぞれの中心点の相互間の距離ｄｓの値およびベルトコンベア１の速度ｖの値を予め記憶しており、これら距離ｄｓの値および速度ｖの値に基づいて上記 (5)式により拡大率Ｍを算出する。
【００２６】
このＸ線検査システムは以下のように作用する。ベルトコンベア１上を被測定物２が移動してきて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線上に達すると、Ｘ線センサ３１からパルス信号が出力される。被測定物２が更に移動して、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線上に達すると、Ｘ線センサ３２からパルス信号が出力される。
【００２７】
Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号は、ともにΔｔ計測回路４１に入力され、Δｔ計測回路４１により、パルス信号発生時刻差Δｔｘを示す信号が出力される。このパルス信号発生時刻差Δｔｘを示す信号は、ディレイ回路４２に入力される。ディレイ回路４２では、このパルス信号発生時刻差Δｔｘの値および予め記憶されている比αの値に基づいて、上記 (2)式に従って時間Δｔ'ｘ の値が算出され、時間Δｔ'ｘ 経過後にトリガ信号が発生する。このトリガ信号は、ゲート電源回路４３に入力される。ゲート電源回路４３では、このトリガ信号が入力した時刻にゲート信号が出力され、そのゲート信号は、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に与えられる。
【００２８】
このゲート信号がＸ線イメージインテンシファイア２０に与えれた時刻には、被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上に達しており、その被測定物２のＸ線透視像は、Ｘ線イメージインテンシファイア２０の撮像面上にある。したがって、被測定物２のＸ線透視像は、ゲート信号を入力したＸ線イメージインテンシファイア２０により撮像され、そして、そのＸ線透視像のデータは、フレームメモリ５０に格納される。このようにしてフレームメモリ５０に格納されたＸ線透視像は、ゲート信号が指示する時刻における被測定物２の静止像とみなし得るものである。
【００２９】
また、Δｔ計測回路４１から出力されたパルス信号発生時刻差Δｔｘを示す信号は、拡大率算出回路６０にも入力される。拡大率算出回路６０では、このパルス信号発生時刻差Δｔｘの値ならびに予め記憶されている距離ｄｓの値および速度ｖの値に基づいて、上記 (5)式に従って拡大率Ｍが算出される。
【００３０】
そして、画像処理部７０において、フレームメモリ５０に格納されていたＸ線透視像は、拡大率算出回路６０により算出された拡大率Ｍに基づいて拡大または縮小され、その拡大または縮小されたＸ線透視像は、映像モニタ部８０に表示される。これにより、映像モニタ部８０に表示されるＸ線透視像は、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上の如何なる位置を被測定物２が通過した場合であっても、その被測定物２の実際の寸法に対して一定倍率で表示されたものとなる。
【００３１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。上記実施形態では、Ｘ線イメージインテンシファイア２０の撮像範囲に到る前に被測定物２を検知する被測定物検知手段として１対のＸ線センサ３１，３２を用いることにより、Ｘ線透視像の獲得および被測定物２の検知の双方のためにＸ線源１０を用い、また、撮像されたＸ線透視像の拡大率をも算出するものであった。しかし、被測定物検知手段は、これに限られるものではなく、種々の態様のものが可能である。
【００３２】
例えば、被測定物検知手段としてＸ線源１０の上流側に１つの光源を設け、また、Ｘ線センサ３１，３２に替えて第１および第２の受光器を設け、そして、光源と第１の受光器とを結ぶ直線を、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線に平行とする。この場合、第１の受光器と光源とを結ぶ直線を被測定物２が通過した時刻およびベルトコンベア１の速度に基づいて、所定の時刻にゲート信号を発生する。また、第１および第２の受光器それぞれと光源とを結ぶ直線それぞれを被測定物２が通過する時刻の差、第１および第２の受光器の相互間の距離およびベルトコンベア１の速度に基づいて、撮像されたＸ線透視像の拡大率を算出する。
【００３３】
また、上記実施形態では、Ｘ線を連続出力するＸ線源とゲート機能付きのＸ線撮像器とを備えるＸ線検査システムについて説明したが、これとは逆に、ゲート信号が指示する時刻にパルスＸ線を出力するＸ線源と、連続的にＸ線透視像を撮像するＸ線撮像器とを用いたＸ線検査システムも好適である。この場合には、ゲート電源回路４３から出力されるゲート信号は、Ｘ線撮像器（Ｘ線イメージインテンシファイア２０に替えて配される）に入力されるのではなく、パルスＸ線源（Ｘ線源１０に替えて配される）に入力され、ゲート信号が指示する時刻にパルスＸ線が出力され、その時刻における被測定物の静止したＸ線透視像が得られる。
【００３４】
また、ベルトコンベア１上の特定の線上を被測定物２が移動してくる場合には、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上の特定の１点に被測定物２があるときにＸ線イメージインテンシファイア２０によりＸ線透視像が撮像されるので、この場合には、撮像されたＸ線透視像の拡大率は一定であり、そのＸ線透視像を拡大または縮小する必要はない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、被測定物はＸ線撮像器の撮像範囲に到る前に被測定物検知手段により検知され、その検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻が求められ、その時刻にゲート信号がゲート信号発生手段により発生する。Ｘ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、ゲート信号の指示に基づいてＸ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。或いは、ゲート信号の指示に基づいてＸ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、Ｘ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。
【００３６】
このようにして撮像されたＸ線透視像は、ゲート信号が指示する時刻における被測定物の静止像であるので、Ｘ線撮像器における蛍光体の残光が問題となることはなく、明瞭なものが得られる。また、被測定物が撮像範囲に等時間間隔に到達する場合だけでなく、任意のタイミングで到達する場合であっても、その被測定物が撮像範囲に達したときにゲート信号がＸ線撮像器に与えられるので、常に被測定物のＸ線透視像を得ることができる。
【００３７】
また、被測定物のＸ線透視像の拡大率を求め、この拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小する場合には、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上の如何なる位置を被測定物が通過する場合であっても、拡大率算出手段により算出された拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小することにより、一定倍率のＸ線透視像が得られる。
【００３８】
また、被測定物検知手段として、上記一定範囲であって上記一定方向に関し撮像範囲の上流側に互いに異なる２地点それぞれに設けられた１対のＸ線センサを備えるのが好適であり、この場合には、この１対のＸ線センサそれぞれに到達するＸ線の強度の変化に基づいて被測定物の通過が検知され、その検知結果に基づいて、ゲート信号発生手段により所定の時刻にゲート信号が発生し、また、拡大率算出手段によりＸ線透視像の拡大率が算出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るＸ線検査システムの一部分の斜視図である。
【図２】本実施形態に係るＸ線検査システムにおける検査の原理を説明する図である。
【図３】本実施形態に係るＸ線検査システムにおいて被測定物２の移動に伴いＸ線センサ３１，３２それぞれから出力される電気信号の波形、および、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に入力されるゲート信号の波形を示す図である。
【図４】本実施形態に係るＸ線検査システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ベルトコンベア、２…被測定物、１０…Ｘ線源、２０…Ｘ線イメージインテンシファイア、３１，３２…Ｘ線センサ、４０…ゲート信号発生部、４１…Δｔ計測回路、４２…ディレイ回路、４３…ゲート電源回路、５０…フレームメモリ、６０…拡大率算出回路、７０…画像処理部、８０…映像モニタ部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一定方向に移動している被測定物をＸ線検査するＸ線検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被測定物の内部状態等を非破壊で検査するシステムとして、Ｘ線を利用したＸ線検査システムが知られている。Ｘ線検査システムは、Ｘ線源の１点から一定角度範囲に発散出力されたＸ線を被測定物に照射し、その被測定物を透過したＸ線透視像をＸ線撮像器により撮像することにより、その被測定物の内部状態等を検査するものである。このＸ線検査システムを用いれば、ベルトコンベア等のライン上を次々に移動してくる複数の被測定物それぞれの非破壊検査を連続的に行うことも可能である（例えば、特開平６−３４７４２４号公報、特開平７−２０９２１１号公報、特開平６−３１７５４４号公報、特開平５−１９０６４号公報を参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＸ線検査システムでは、Ｘ線撮像器として用いられるＸ線イメージインテンシファイアにおける蛍光体の残光時間が長いので、移動している被測定物について明瞭なＸ線透視像を得ることは困難であった。また、Ｘ線撮像器の撮像範囲に被測定物が任意のタイミングで到達する場合には、その被測定物のＸ線透視像を確実に獲得することは困難であった。
【０００４】
さらに、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上の特定の地点を被測定物が常に通過するのであれば、その被測定物の実寸に対して撮像されたＸ線透視像の拡大率は一定であるが、被測定物それぞれに依って通過位置が異なる場合には、Ｘ線透視像の拡大率は一定ではなく、被測定物の良否の判定が困難となる場合があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、被測定物が任意のタイミングで移動してくる場合であっても、明瞭かつ確実にＸ線透視像を撮像することができるＸ線検査システムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上を被測定物が通過する位置が不定であっても、一定倍率のＸ線透視像を得ることができるＸ線検査システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１のＸ線検査システムは、一定方向に移動している被測定物のＸ線透視像に基づいて該被測定物を検査するＸ線検査システムであって、(1) 被測定物のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線を照射するＸ線源と、(2) Ｘ線源によりＸ線が照射された被測定物のＸ線透視像をゲート信号の指示に基づいて撮像するＸ線撮像器と、(3) Ｘ線撮像器の撮像範囲に被測定物が到る前にその被測定物を検知する被測定物検知手段と、(4) 被測定物検知手段による被測定物の検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻を求め、その時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このＸ線検査システムによれば、被測定物はＸ線撮像器の撮像範囲に到る前に被測定物検知手段により検知され、その検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻が求められ、その時刻にゲート信号がゲート信号発生手段により発生する。Ｘ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、ゲート信号の指示に基づいてＸ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。
【０００８】
本発明に係る第２のＸ線検査システムは、一定方向に移動している被測定物のＸ線透視像に基づいて該被測定物を検査するＸ線検査システムであって、(1) 被測定物のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線をゲート信号の指示に基づいて照射するＸ線源と、(2) Ｘ線源によりＸ線が照射された被測定物のＸ線透視像を撮像するＸ線撮像器と、(3) Ｘ線撮像器の撮像範囲に被測定物が到る前にその被測定物を検知する被測定物検知手段と、(4) 被測定物検知手段による被測定物の検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻を求め、その時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このＸ線検査システムによれば、被測定物はＸ線撮像器の撮像範囲に到る前に被測定物検知手段により検知され、その検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻が求められ、その時刻にゲート信号がゲート信号発生手段により発生する。ゲート信号の指示に基づいてＸ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、Ｘ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。
【００１０】
また、上記第１および第２のＸ線検査システムそれぞれは、(1) 被測定物検知手段による被測定物の検知に基づいて、被測定物のＸ線透視像の拡大率を算出する拡大率算出手段と、(2) 拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小する画像処理手段と、を更に備えることを特徴とする。この場合には、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上の如何なる位置を被測定物が通過する場合であっても、拡大率算出手段により算出された拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小することにより、一定倍率のＸ線透視像が得られる。
【００１１】
また、上記第１のＸ線検査システムでは、被測定物検知手段は、上記一定方向に関しＸ線撮像器の上流側に互いに異なる２地点それぞれに設けられた１対のＸ線センサを備え、この１対のＸ線センサは、Ｘ線撮像器の撮像面の中心点を通る直線であって上記一定方向に平行な直線上に検出面を有し、Ｘ線源から出力されたＸ線が到達し得る互いに異なる２点にそれぞれ配置されていることを特徴とする。この場合には、１対のＸ線センサそれぞれに到達するＸ線の強度の変化に基づいて被測定物の通過が検知され、その検知結果に基づいて、ゲート信号発生手段により所定の時刻にゲート信号が発生し、また、拡大率算出手段によりＸ線透視像の拡大率が算出される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
先ず、本実施形態に係るＸ線検査システムにおけるＸ線源１０、Ｘ線イメージインテンシファイア（Ｘ線撮像器）２０およびＸ線センサ（被測定物検知手段）３１，３２それぞれの配置について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線検査システムの一部分の斜視図である。
【００１４】
ベルトコンベア１は、図中の矢印により示される方向に移動しており、また、試料２は、ベルトコンベア１の上に置かれて、ベルトコンベア１の移動と共に移動している。Ｘ線源１０は、ベルトコンベア１の側方に配置され、その１点から一定角度範囲に向けてＸ線を発散出力し、ベルトコンベア１上の被測定物２のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線を照射する。Ｘ線イメージインテンシファイア２０は、ベルトコンベア１を挟んでＸ線源１０と対向して、そのＸ線源１０から出力されたＸ線が到達し得る位置に配置され、入力するゲート信号に従って被測定物２のＸ線透視像を撮像する。
【００１５】
また、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に対しベルトコンベア１の上流側に配されているＸ線センサ３１，３２それぞれは、Ｘ線イメージインテンシファイア２０の撮像面の中心点を通る直線であってベルトコンベア１の進行方向に平行な直線上に検出面を有し、Ｘ線源１０から出力されたＸ線が到達し得る互いに異なる２点それぞれに配される。これらＸ線センサ３１，３２それぞれは、到達したＸ線の強度変化に応じて電気信号を出力する。Ｘ線センサ３１，３２それぞれとして、例えば、Cd-Te Ｘ線センサや、Ｘ線シンチレータと光電子増倍管との組合せからなるもの、等が好適に用いられる。
【００１６】
ベルトコンベア１上を被測定物２が移動してくると、先ず、その被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を横切る。このとき、Ｘ線センサ３１に到達するＸ線の強度が変化するので、そのＸ線強度変化に応じた電気信号がＸ線センサ３１から出力される。続いて、被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を横切る。このとき、Ｘ線センサ３２に到達するＸ線の強度が変化するので、そのＸ線強度変化に応じた電気信号がＸ線センサ３２から出力される。そして、被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線を横切る。このとき、被測定物２のＸ線透視像は、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像される。
【００１７】
次に、本実施形態に係るＸ線検査システムにおける検査の原理について、図２および図３を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るＸ線検査システムにおける検査の原理を説明する図である。この図２は、ベルトコンベア１の上方から見た図である。また、図３は、被測定物２の移動に伴いＸ線センサ３１，３２それぞれから出力される電気信号の波形、および、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に入力されるゲート信号の波形を示す図である。
【００１８】
まず、Ｘ線センサ３１，３２それぞれの中心点の相互間の距離をｄｓとし、Ｘ線センサ３２およびＸ線イメージインテンシファイア２０それぞれの中心点の相互間の距離をｄ'ｓ する。また、距離ｄ'ｓ と距離ｄｓとの比をαとする。すなわち、比αは、
α≡ｄ'ｓ／ｄｓ …(1)
なる式で定義される。
【００１９】
ベルトコンベア１上を被測定物２が移動してきて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を被測定物２が通過すると、Ｘ線センサ３１に到達するＸ線の強度が変化する。Ｘ線センサ３１は、この強度変化に基づいて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を被測定物２が通過した事象を検知し、その事象が発生したことを示すパルス信号を電気信号として出力する（図３（ａ））。さらに、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を被測定物２が通過すると、Ｘ線センサ３２に到達するＸ線の強度が変化する。Ｘ線センサ３２は、この強度変化に基づいて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を被測定物２が通過した事象を検知し、その事象が発生したことを示すパルス信号を電気信号として出力する（図３（ｂ））。
【００２０】
被測定物２の移動に伴いＸ線センサ３１，３２それぞれから出力される電気信号におけるパルス信号発生時刻の差をΔｔｘとする。この被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を通過した後、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０の撮像面の中心点とを結ぶ直線上に、
Δｔ'ｘ＝α・Δｔｘ …(2)
で表される時間Δｔ'ｘ 経過時に到達する。したがって、Ｘ線センサ３２により被測定物２の通過が検知された後の時間Δｔ'ｘ 経過時にＸ線イメージインテンシファイア２０にゲート信号を与えれば（図３（ｃ））、その被測定物２の静止したＸ線透視像を撮像することができる。
【００２１】
また、ベルトコンベア１は一定速度で移動しているものとし、その速度をｖとする。このとき、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線を被測定物２が通過する位置と、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線を被測定物２が通過する位置との相互間の距離ｌｘは、
ｌｘ＝ｖ・Δｔｘ …(3)
で表される。また、被測定物２の実際の幅をＤとし、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されたＸ線透視像の幅をｄｘとすると、被測定物２の実寸に対するＸ線透視像の拡大率Ｍは、
Ｍ≡ｄｘ／Ｄ＝ｄｓ／ｌｘ …(4)
で表される。この (4)式に (3)式を代入すると、拡大率Ｍは、
Ｍ＝ｄｓ／（ｖ・Δｔｘ） …(5)
で表される。これより、被測定物２の実際の幅Ｄは、
Ｄ＝ｄｘ・ｖ・Δｔｘ／ｄｓ …(6)
で得られる。
【００２２】
したがって、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上を被測定物２が通過する位置に依っては、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されるＸ線透視像の拡大率は異なるが、その場合であっても、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されたＸ線透視像を、上記 (5)式で求められる拡大率Ｍに基づいて拡大または縮小すれば、一定倍率のＸ線透視像を得ることができる。
【００２３】
次に、本実施形態に係るＸ線検査システムの構成について説明する。図４は、本実施形態に係るＸ線検査システムの構成を示すブロック図である。このＸ線検査システムは、既述したＸ線源１０、Ｘ線イメージインテンシファイア２０およびＸ線センサ３１，３２の他に、Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号に基づいて上記 (2)式に従って所定の時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生部４０と、Ｘ線イメージインテンシファイア２０により撮像されたＸ線透視像を格納するフレームメモリ５０と、Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号に基づいて上記 (5)式に従ってＸ線透視像の拡大率を算出する拡大率算出回路６０と、その拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小する画像処理部７０と、その拡大または縮小されたＸ線透視像を表示する映像モニタ部８０と、を備えている。
【００２４】
また、ゲート信号発生部４０は、Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号に基づいてパルス信号発生時刻差Δｔｘを求めるΔｔ計測回路４１と、Ｘ線センサ３２により被測定物２の通過が検知された後の所定時間経過時にトリガ信号を発生するディレイ回路４２と、そのトリガ信号に基づいてゲート信号を発生しそのゲート信号をＸ線イメージインテンシファイア２０に与えるゲート電源回路４３と、を備えている。
【００２５】
なお、ディレイ回路４２は、Ｘ線センサ３１，３２およびＸ線イメージインテンシファイア２０それぞれの位置関係に関する比αの値を予め記憶しており、この比αの値に基づいて上記 (2)式により時間Δｔ'ｘ を算出する。また、拡大率算出回路６０は、Ｘ線センサ３１，３２それぞれの中心点の相互間の距離ｄｓの値およびベルトコンベア１の速度ｖの値を予め記憶しており、これら距離ｄｓの値および速度ｖの値に基づいて上記 (5)式により拡大率Ｍを算出する。
【００２６】
このＸ線検査システムは以下のように作用する。ベルトコンベア１上を被測定物２が移動してきて、Ｘ線源１０とＸ線センサ３１とを結ぶ直線上に達すると、Ｘ線センサ３１からパルス信号が出力される。被測定物２が更に移動して、Ｘ線源１０とＸ線センサ３２とを結ぶ直線上に達すると、Ｘ線センサ３２からパルス信号が出力される。
【００２７】
Ｘ線センサ３１，３２それぞれから出力されたパルス信号は、ともにΔｔ計測回路４１に入力され、Δｔ計測回路４１により、パルス信号発生時刻差Δｔｘを示す信号が出力される。このパルス信号発生時刻差Δｔｘを示す信号は、ディレイ回路４２に入力される。ディレイ回路４２では、このパルス信号発生時刻差Δｔｘの値および予め記憶されている比αの値に基づいて、上記 (2)式に従って時間Δｔ'ｘ の値が算出され、時間Δｔ'ｘ 経過後にトリガ信号が発生する。このトリガ信号は、ゲート電源回路４３に入力される。ゲート電源回路４３では、このトリガ信号が入力した時刻にゲート信号が出力され、そのゲート信号は、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に与えられる。
【００２８】
このゲート信号がＸ線イメージインテンシファイア２０に与えれた時刻には、被測定物２は、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上に達しており、その被測定物２のＸ線透視像は、Ｘ線イメージインテンシファイア２０の撮像面上にある。したがって、被測定物２のＸ線透視像は、ゲート信号を入力したＸ線イメージインテンシファイア２０により撮像され、そして、そのＸ線透視像のデータは、フレームメモリ５０に格納される。このようにしてフレームメモリ５０に格納されたＸ線透視像は、ゲート信号が指示する時刻における被測定物２の静止像とみなし得るものである。
【００２９】
また、Δｔ計測回路４１から出力されたパルス信号発生時刻差Δｔｘを示す信号は、拡大率算出回路６０にも入力される。拡大率算出回路６０では、このパルス信号発生時刻差Δｔｘの値ならびに予め記憶されている距離ｄｓの値および速度ｖの値に基づいて、上記 (5)式に従って拡大率Ｍが算出される。
【００３０】
そして、画像処理部７０において、フレームメモリ５０に格納されていたＸ線透視像は、拡大率算出回路６０により算出された拡大率Ｍに基づいて拡大または縮小され、その拡大または縮小されたＸ線透視像は、映像モニタ部８０に表示される。これにより、映像モニタ部８０に表示されるＸ線透視像は、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上の如何なる位置を被測定物２が通過した場合であっても、その被測定物２の実際の寸法に対して一定倍率で表示されたものとなる。
【００３１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。上記実施形態では、Ｘ線イメージインテンシファイア２０の撮像範囲に到る前に被測定物２を検知する被測定物検知手段として１対のＸ線センサ３１，３２を用いることにより、Ｘ線透視像の獲得および被測定物２の検知の双方のためにＸ線源１０を用い、また、撮像されたＸ線透視像の拡大率をも算出するものであった。しかし、被測定物検知手段は、これに限られるものではなく、種々の態様のものが可能である。
【００３２】
例えば、被測定物検知手段としてＸ線源１０の上流側に１つの光源を設け、また、Ｘ線センサ３１，３２に替えて第１および第２の受光器を設け、そして、光源と第１の受光器とを結ぶ直線を、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線に平行とする。この場合、第１の受光器と光源とを結ぶ直線を被測定物２が通過した時刻およびベルトコンベア１の速度に基づいて、所定の時刻にゲート信号を発生する。また、第１および第２の受光器それぞれと光源とを結ぶ直線それぞれを被測定物２が通過する時刻の差、第１および第２の受光器の相互間の距離およびベルトコンベア１の速度に基づいて、撮像されたＸ線透視像の拡大率を算出する。
【００３３】
また、上記実施形態では、Ｘ線を連続出力するＸ線源とゲート機能付きのＸ線撮像器とを備えるＸ線検査システムについて説明したが、これとは逆に、ゲート信号が指示する時刻にパルスＸ線を出力するＸ線源と、連続的にＸ線透視像を撮像するＸ線撮像器とを用いたＸ線検査システムも好適である。この場合には、ゲート電源回路４３から出力されるゲート信号は、Ｘ線撮像器（Ｘ線イメージインテンシファイア２０に替えて配される）に入力されるのではなく、パルスＸ線源（Ｘ線源１０に替えて配される）に入力され、ゲート信号が指示する時刻にパルスＸ線が出力され、その時刻における被測定物の静止したＸ線透視像が得られる。
【００３４】
また、ベルトコンベア１上の特定の線上を被測定物２が移動してくる場合には、Ｘ線源１０とＸ線イメージインテンシファイア２０とを結ぶ直線上の特定の１点に被測定物２があるときにＸ線イメージインテンシファイア２０によりＸ線透視像が撮像されるので、この場合には、撮像されたＸ線透視像の拡大率は一定であり、そのＸ線透視像を拡大または縮小する必要はない。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、被測定物はＸ線撮像器の撮像範囲に到る前に被測定物検知手段により検知され、その検知に基づいて、被測定物が撮像範囲を通過する時刻が求められ、その時刻にゲート信号がゲート信号発生手段により発生する。Ｘ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、ゲート信号の指示に基づいてＸ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。或いは、ゲート信号の指示に基づいてＸ線源から出力されたＸ線は、一定方向に移動している被測定物のうち一定範囲に存在するものに照射され、Ｘ線撮像器により被測定物の静止したＸ線透視像が撮像される。
【００３６】
このようにして撮像されたＸ線透視像は、ゲート信号が指示する時刻における被測定物の静止像であるので、Ｘ線撮像器における蛍光体の残光が問題となることはなく、明瞭なものが得られる。また、被測定物が撮像範囲に等時間間隔に到達する場合だけでなく、任意のタイミングで到達する場合であっても、その被測定物が撮像範囲に達したときにゲート信号がＸ線撮像器に与えられるので、常に被測定物のＸ線透視像を得ることができる。
【００３７】
また、被測定物のＸ線透視像の拡大率を求め、この拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小する場合には、Ｘ線源とＸ線撮像器とを結ぶ直線上の如何なる位置を被測定物が通過する場合であっても、拡大率算出手段により算出された拡大率に基づいてＸ線透視像を拡大または縮小することにより、一定倍率のＸ線透視像が得られる。
【００３８】
また、被測定物検知手段として、上記一定範囲であって上記一定方向に関し撮像範囲の上流側に互いに異なる２地点それぞれに設けられた１対のＸ線センサを備えるのが好適であり、この場合には、この１対のＸ線センサそれぞれに到達するＸ線の強度の変化に基づいて被測定物の通過が検知され、その検知結果に基づいて、ゲート信号発生手段により所定の時刻にゲート信号が発生し、また、拡大率算出手段によりＸ線透視像の拡大率が算出される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るＸ線検査システムの一部分の斜視図である。
【図２】本実施形態に係るＸ線検査システムにおける検査の原理を説明する図である。
【図３】本実施形態に係るＸ線検査システムにおいて被測定物２の移動に伴いＸ線センサ３１，３２それぞれから出力される電気信号の波形、および、Ｘ線イメージインテンシファイア２０に入力されるゲート信号の波形を示す図である。
【図４】本実施形態に係るＸ線検査システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…ベルトコンベア、２…被測定物、１０…Ｘ線源、２０…Ｘ線イメージインテンシファイア、３１，３２…Ｘ線センサ、４０…ゲート信号発生部、４１…Δｔ計測回路、４２…ディレイ回路、４３…ゲート電源回路、５０…フレームメモリ、６０…拡大率算出回路、７０…画像処理部、８０…映像モニタ部。
Claims (3)
- 一定方向に移動している被測定物のＸ線透視像に基づいて該被測定物を検査するＸ線検査システムであって、
前記被測定物のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源によりＸ線が照射された前記被測定物のＸ線透視像をゲート信号の指示に基づいて撮像するＸ線撮像器と、
前記Ｘ線撮像器の撮像範囲に前記被測定物が到る前にその被測定物を検知する被測定物検知手段と、
前記被測定物検知手段による前記被測定物の検知に基づいて、前記被測定物が前記撮像範囲を通過する時刻を求め、その時刻に前記ゲート信号を発生するゲート信号発生手段と、
前記被測定物検知手段による前記被測定物の検知に基づいて、前記被測定物のＸ線透視像の拡大率を算出する拡大率算出手段と、
前記拡大率に基づいて前記Ｘ線透視像を拡大または縮小する画像処理手段と、
を備えることを特徴とするＸ線検査システム。 - 一定方向に移動している被測定物のＸ線透視像に基づいて該被測定物を検査するＸ線検査システムであって、
前記被測定物のうち一定範囲に存在するものに向けてＸ線をゲート信号の指示に基づいて照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源によりＸ線が照射された前記被測定物のＸ線透視像を撮像するＸ線撮像器と、
前記Ｘ線撮像器の撮像範囲に前記被測定物が到る前にその被測定物を検知する被測定物検知手段と、
前記被測定物検知手段による前記被測定物の検知に基づいて、前記被測定物が前記撮像範囲を通過する時刻を求め、その時刻に前記ゲート信号を発生するゲート信号発生手段と、
前記被測定物検知手段による前記被測定物の検知に基づいて、前記被測定物のＸ線透視像の拡大率を算出する拡大率算出手段と、
前記拡大率に基づいて前記Ｘ線透視像を拡大または縮小する画像処理手段と、
を備えることを特徴とするＸ線検査システム。 - 前記被測定物検知手段は、前記一定方向に関し前記Ｘ線撮像器の上流側に互いに異なる２地点それぞれに設けられた１対のＸ線センサを備え、
前記１対のＸ線センサは、前記Ｘ線撮像器の撮像面の中心点を通る直線であって前記一定方向に平行な直線上に検出面を有し、前記Ｘ線源から出力されたＸ線が到達し得る互いに異なる２点にそれぞれ配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線検査システム。
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