JP5292791B2 - X-ray inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明はX線を用いて被検査物の内部構造や欠陥等の有無を非破壊のもとに検査するX線検査装置に関し、更に詳しくは、X線透視像またはX線断層像、あるいはこれらの双方を構築することのできるX線検査装置に関する。 The present invention relates to an X-ray inspection apparatus that uses X-rays to inspect the presence or absence of an internal structure or a defect of an inspection object, and more particularly, an X-ray fluoroscopic image or an X-ray tomographic image, or these It is related with the X-ray inspection apparatus which can construct | assemble both of these.
X線透視像やX線断層像を得るX線検査装置においては、一般に、X線発生装置とX線検出器の間に、被検査物を搭載するテーブルを配置した構造をとり、このテーブルと、X線発生装置およびX線検出器の対とを、相対的に回転、並進(平行移動)もしくは傾動させることにより、X線検出器による被検査物の透視方向や透視位置を変化させ得るように構成されている。 In an X-ray inspection apparatus that obtains an X-ray fluoroscopic image or an X-ray tomographic image, generally, a table on which an object to be inspected is arranged between an X-ray generator and an X-ray detector. The fluoroscopic direction and the fluoroscopic position of the object to be inspected by the X-ray detector can be changed by relatively rotating, translating (translating) or tilting the pair of the X-ray generator and the X-ray detector. It is configured.
ここで、X線透視や断層像撮像に際しての透視ないしは撮影倍率を上げるためには、被検査物をX線発生装置に近づける必要がある。このような被検査物とX線発生装置の接近状態で、透視方向を変更するために、あるいは透視倍率を変更するために、テーブルをX線発生装置に対して相対的に回転、並進もしくは傾動させると、被検査物とX線発生装置とが衝突する恐れがある。この衝突の発生を防止するために、X線検査装置のケーシングに設けられた窓からオペレータが覗いたり、ケーシング内部に設けられている監視カメラによる映像を見ながら移動機構を操作する必要があるが、衝突を確実に防止することは困難であった。 Here, in order to increase the fluoroscopy or the imaging magnification at the time of X-ray fluoroscopy or tomographic imaging, it is necessary to bring the inspection object close to the X-ray generator. In order to change the fluoroscopic direction or to change the fluoroscopic magnification in such an approach state between the inspection object and the X-ray generator, the table is rotated, translated or tilted relative to the X-ray generator. If it does, there exists a possibility that a to-be-inspected object and an X-ray generator may collide. In order to prevent the occurrence of this collision, it is necessary for the operator to look through a window provided in the casing of the X-ray inspection apparatus or to operate the moving mechanism while watching an image from a monitoring camera provided in the casing. It was difficult to reliably prevent a collision.
このような衝突の問題を解決するために、従来、X線発生装置と被検査物とが衝突する恐れのある危険領域を、オペレータがあらかじめ設定する手法が知られているが、この手法では、実際の検査を行う前のオペレータによる準備作業に手間がかかる。 In order to solve such a collision problem, conventionally, a method is known in which an operator sets in advance a dangerous area where the X-ray generator and the object to be inspected may collide. It takes time and effort for the operator to prepare before the actual inspection.
このような問題を解決する衝突防止手法として、従来、テーブル上に搭載した被検査物を光学カメラで撮影し、その撮影データを用いた処理により、上記の危険領域と同等の領域を自動的に設定する手法が提案されている。すなわち、テーブル上に被検査物を搭載し、これを回転させつつ、多方向から光学カメラで被検査物を撮影し、各方向から撮影した被検査物の光学像を画像処理することにより、被検査物の各方向から見た外観形状を抽出し、これらを回転させたときの軌跡データから被検査物の回転体図形を作成するとともに、その回転図形を全て包含するように、被検査物の周囲に衝突危険領域を設定して記憶する。X線透視ないしは断層像撮影に際してのX線発生装置とテーブルとの相対移動に際しては、これらの刻々の現在位置とあらかじめ記憶している衝突危険領域に基づき、X線発生装置が衝突危険領域に入っているか否かを判別し、X線発生装置の一部が衝突危険領域に入ったと判断した場合に警告を発する手法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
ところで、X線発生装置と被検査物との衝突を防止する前記した特許文献1に記載の技術では、複数方向から撮影した光学像を用いた複雑なデータ処理が必要となるという問題がある。 By the way, the technique described in Patent Document 1 for preventing the collision between the X-ray generator and the inspection object has a problem that complicated data processing using optical images taken from a plurality of directions is required.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、オペレータに負担をかけることなく、しかも複雑な処理を要することなく、被検査物とX線発生装置等の装置側の構造物との衝突を確実に防止することのできるX線検査装置の提供をその課題としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and does not impose a burden on the operator and does not require complicated processing, and the collision between the object to be inspected and the structure on the apparatus side such as the X-ray generator An object of the present invention is to provide an X-ray inspection apparatus that can reliably prevent the above-described problem.
上記の課題を解決するため、本発明のX線検査装置は、互いに対向配置されたX線発生装置およびX線検出器と、これらの間に配置され、被検査物を搭載するテーブルと、制御手段からの駆動制御信号により、上記X線発生装置とX線検出器の対と上記テーブルとを相対的に回転、並進もしくは傾動させる移動機構と、上記テーブル上に被検査物を搭載した状態でX線を照射することによって上記X線検出器から出力される被検査物のX線透過データを用いて、被検査物の透過像および/または断層像を構築して表示器に表示する表示手段を備えたX線検査装置において、上記テーブルは取り付け用治具を介して被検査物を搭載するように構成されているとともに、その取り付け用治具は被検査物の大きさに応じて複数種が備えられ、上記テーブルには、その取り付け用治具の種類を検知するための検知手段が設けられ、上記制御手段は、その検知手段による治具の種類の検知結果に応じて、上記移動機構の移動範囲に制限を加えるために被検査物と上記X線発生装置との距離の最接近値を制限することによって特徴づけられる(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, an X-ray inspection apparatus according to the present invention includes an X-ray generator and an X-ray detector that are disposed opposite to each other, a table that is disposed between them and on which an inspection object is mounted, and a control. With a drive control signal from the means, a pair of the X-ray generator and X-ray detector and the table are relatively rotated, translated or tilted, and a test object is mounted on the table. Display means for constructing a transmission image and / or a tomographic image of the inspection object and displaying them on the display using the X-ray transmission data of the inspection object output from the X-ray detector by irradiating the X-ray In the X-ray inspection apparatus, the table is configured to mount the inspection object via an attachment jig, and the attachment jig includes a plurality of types according to the size of the inspection object. Is provided. The bull is provided with detecting means for detecting the type of the jig for mounting, and the control means is limited to the moving range of the moving mechanism according to the detection result of the type of jig by the detecting means. In order to add the characteristic , the closest approach value of the distance between the object to be inspected and the X-ray generator is limited (Claim 1).
ここで、本発明においては、上記制御手段は、上記検知手段による治具の検知結果に応じて加えられる移動範囲の制限内で、上記テーブルが上記X線発生装置に最も接近した位置に上記移動機構を自動的に位置決めするように構成すること(請求項2)もできる。 Here, in the present invention, the control means moves the table to a position where the table is closest to the X-ray generator within a limit of a movement range added according to a detection result of the jig by the detection means. The mechanism may be configured to automatically position (Claim 2).
本発明は、被検査物を取り付け用治具を介してテーブル上に搭載するものとし、その取り付け用治具は、被検査物の大きさに応じた種類のものを用いる一方、その用いられている取り付け用治具の種類をテーブルに設けた検知手段により検知し、その検知結果に基づいて移動機構の移動範囲を制限することで、課題を解決しようとするものである。 In the present invention, an inspection object is mounted on a table via an attachment jig, and the attachment jig is of a type corresponding to the size of the inspection object, and is used An object of the present invention is to solve the problem by detecting the type of mounting jig that is provided by a detecting means provided on a table and limiting the moving range of the moving mechanism based on the detection result.
すなわち、被検査物の大きさに応じた取り付け用治具を用いるだけで、その治具の種類が自動的に検知され、移動機構の移動範囲に制限が加えられ、被検査物がX線発生装置をはじめとする装置の構造物に衝突することがない。 In other words, just by using a mounting jig according to the size of the inspection object, the type of the jig is automatically detected, the movement range of the moving mechanism is limited, and the inspection object generates X-rays. There is no collision with the structure of the device including the device.
また、請求項2に係る発明のように、取り付け用治具の検知結果に基づいて決定した移動範囲の制限内で、テーブルがX線発生装置に最も接近した位置に自動的に位置決めする構成は、透視倍率ないしは撮影倍率を可能な限り拡大したい場合に有効であり、この構成の採用により、高い拡大率を得るべく被検査物をX線発生装置に接近させる操作が不要となり、オペレータの負担を軽減することができる。
Further, as in the invention according to
本発明によれば、被検査物に応じた取り付け用治具を用いて当該被検査物をテーブルに搭載するだけで、移動機構の移動範囲が自動的に制限されるので、被検査物がX線発生装置等の装置の構造物と衝突する恐れを大幅に低減することができ、ひいては移動機構を駆動させるための操作時におけるオペレータの負担を軽減させることができる。 According to the present invention, since the moving range of the moving mechanism is automatically limited only by mounting the inspection object on the table using a mounting jig corresponding to the inspection object, the inspection object is X The possibility of colliding with a structure of a device such as a line generator can be greatly reduced, and the burden on the operator during the operation for driving the moving mechanism can be reduced.
また、請求項2に係る発明のように、取り付け用治具の検知結果に基づいて決定した移動機構の移動範囲の制限の範囲内で、被検査物がX線発生装置に対して最も接近するように移動機構を自動的に駆動制御する構成を採用することにより、透視倍率ないしは撮影倍率を可及的に大きくして検査を行う必要がある作業において、オペレータによる位置決め作業を少なくすることができ、その負担を軽減することができる。
Further, as in the invention according to
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。
図1は本発明をX線CT装置に適用した実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成の要部を表すブロック図とを併記して示す図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment in which the present invention is applied to an X-ray CT apparatus, and is a diagram showing a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing a main part of a system configuration.
X線発生装置1はそのX線光軸Lを水平に向けた姿勢で配置されており、このX線発生装置1に水平方向に対向してX線検出器2が配置されている。これらのX線発生装置1とX線検出器2の間に、被検査物Wを搭載するための試料ステージ3が配置されている。
The X-ray generator 1 is arranged with its X-ray optical axis L oriented horizontally, and the
試料ステージ3は、被検査物Wを搭載してX線光軸Lに直交する鉛直方向に沿った回転軸Rを中心として回転する回転テーブル3aと、その回転テーブル3aを載せて互いに直交するx,y,z軸方向に移動する移動ステージ3bを備えている。なお、図1に示すように、x軸は水平面内でX線光軸Lの方向、y軸は水平面内でx軸に直交する方向、z軸は鉛直方向を向いている。
The sample stage 3 has a rotating table 3a on which an object W is mounted and which rotates about a rotation axis R along a vertical direction orthogonal to the X-ray optical axis L, and an x which is orthogonal to the rotation table 3a. , Y, and z-
回転テーブル3aの駆動源であるモータ、移動ステージ3bの各軸方向への駆動源であるx,y,z軸用のモータは、それぞれ回転軸モータドライバ11、x軸モータドライバ12、y軸モータドライバ13およびz軸モータドライバ14からの駆動信号によって動作し、これらの各ドライバは、軸制御部15の制御下に置かれている。
The motor for the rotary table 3a and the x, y and z axis motors for the moving
CT撮影時におけるX線検出器2の出力は画像データ取り込み回路16を介してデータメモリ17に記憶されたうえで、再構成演算部18による再構成演算に供される。再構成演算により得られた断層像は表示器19に表示される。
The output of the
再構成演算部18および前記した軸制御部15は、それぞれシステム制御部20の制御下に置かれている。このシステム制御部20には、ジョイスティックやマウス、キーボード等からなる操作部21が接続されており、この操作部21を操作することにより、回転テーブル3aを随意に回転させ、また、移動ステージ3bを随意に移動させることができる。なお、システム制御部20、軸制御部15および再構成演算部18は、実際にはコンピュータとその周辺機器を主体として構成され、インストールされたプログラムに従った機能を実現するのであるが、図1では説明の簡素化のため、機能ごとのブロック図で示している。
The
CT撮影に当たっては、被検査物Wの所要部位の断層像を得るべく、移動ステージ3bを位置決めした後、X線発生装置1からのX線を照射しつつ回転テーブル3aを回転させ、規定の微小角度ごとのX線投影データをデータメモリ17に取り込んでいく。これらのX線投影データを再構成演算部18で再構成演算することにより、被検査物Wの断層像を構築し、表示器19に表示する。
In CT imaging, in order to obtain a tomographic image of a required portion of the inspection object W, after positioning the moving
さて、被検査物Wは、取り付け用治具50を介して回転テーブル3a上に搭載される。取り付け用治具50は、被検査物Wの大きさに応じて複数種用意されており、被検査物Wは対応する取り付け用治具50を用いて回転テーブル3aに搭載される。
Now, the inspection object W is mounted on the
図2に取り付け用治具50の例を示す。この図2において、(A)は比較的小さい被検査物用のものを示し、(B)は比較的大きな被検査物用のものを示している。取り付け用治具50は、フランジ部51を挟んでその上方に被検査物搭載部52が設けられ、下方には回転テーブル3aに形成されている嵌合孔(図示せず)に挿入して位置決め固定するための嵌合部53が設けられた構造を有し、フランジ部51の下面には、その取り付け用治具50の種類を表す突起54a〜54cが設けられている。この例では3箇所に突起の形成位置があり、この取り付け用治具50の3箇所の突起の形成位置に対応して、回転テーブル3aには、3つのセンサ60a〜60cが設けられている。取り付け用治具50の3箇所の突起の形成位置に実際に突起を形成するか否かの組み合わせにより、8種類の識別が可能となる。
FIG. 2 shows an example of the
各センサ60a〜60cによる突起の有無の検出結果は、検知回路22を介してシステム制御部20に取り込まれる。一方、複数種の取り付け用治具50のそれぞれに対応して、移動ステージ3bの移動範囲が定められており、その取り付け用治具50の種類と移動範囲との関係は移動範囲記憶部23にあらかじめ記憶されている。システム制御部20では、検知回路22からの取り付け用治具50の種類の検知結果に基づき、移動範囲記憶部23から該当の移動範囲を読み出し、移動ステージ3bを移動させるための軸制御部15からの各モータドライバ12〜14への駆動制御信号によって、上記の移動範囲内に制限を加える。この例において、具体的には、回転テーブル3aがX線発生装置1に接近する範囲を制限し、これによって被検査物WとX線発生装置1との距離Qの最接近値を制限する。これにより、被検査物WがX線発生装置1に衝突することを防止することができる。
The detection results of the presence or absence of protrusions by the
ここで、被検査物Wの撮影倍率を最大とする用途にあっては、取り付け用治具50の種類の検知結果に基づき、移動範囲記憶部23に記憶している該当の移動範囲内で、回転テーブル3aが最もX線発生装置1に接近した位置となるように、自動的に移動ステージ3bを駆動してもよい。この場合、オペレータが撮影倍率を最大とすべく移動ステージ3bを移動させる作業が不要となる。
Here, in an application in which the imaging magnification of the inspection object W is maximized, within the corresponding movement range stored in the movement
また、例えば大きな被検査物Wの場合、y軸方向に移動させることによって装置のケーシングに衝突する可能性もあり、この場合にはy軸方向への移動制限も加えてもよい。
更に、以上の実施の形態においては、X線CT装置に本発明を適用した例を示したが、X線透視を行う装置についても等しく本発明を適用することができる。その場合、X線発生装置1を傾動させる機能を持つものにあっては、取り付け用治具50の検知結果と、傾動機構の傾動角度との組み合わせで移動ステージ3bの移動範囲を決定するといった応用も可能である。
In addition, for example, in the case of a large inspection object W, there is a possibility of colliding with the casing of the apparatus by moving in the y-axis direction. In this case, movement restriction in the y-axis direction may be added.
Furthermore, in the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an X-ray CT apparatus has been shown. However, the present invention can be equally applied to an apparatus that performs X-ray fluoroscopy. In that case, in the case of a device having a function of tilting the X-ray generator 1, an application of determining the moving range of the moving
1 X線発生装置
2 X線検出器
3 試料ステージ
3a 回転テーブル
3b 移動ステージ
11 回転軸モータドライバ
12 x軸モータドライバ
13 y軸モータドライバ
14 z軸モータドライバ
15 軸制御部
16 画像データ取り込み回路
17 データメモリ
18 再構成演算部
19 表示器
20 システム制御部
21 操作部
22 検知回路
23 移動範囲記憶部
50 取り付け用治具
51 フランジ部
52 被検査物搭載部
53 嵌合部
54a〜54c 突起
60a〜60c センサ
L X線光軸
Q 被検査物WとX線発生装置1との距離
R 被検査物Wを搭載してX線光軸Lに直交する鉛直方向に沿った回転軸
W 被検査物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
上記テーブルは取り付け用治具を介して被検査物を搭載するように構成されているとともに、その取り付け用治具は被検査物の大きさに応じて複数種が備えられ、上記テーブルには、その取り付け用治具の種類を検知するための検知手段が設けられ、上記制御手段は、その検知手段による治具の種類の検知結果に応じて、上記移動機構の移動範囲に制限を加えるために被検査物と上記X線発生装置との距離の最接近値を制限することを特徴とするX線検査装置。 An X-ray generator and an X-ray detector arranged opposite to each other, a table on which an object to be inspected is mounted, and a drive control signal from a control means, the X-ray generator and the X-ray detector are detected. A moving mechanism that relatively rotates, translates, or tilts the pair of instruments and the table, and a target that is output from the X-ray detector by irradiating X-rays with the inspection object mounted on the table. In an X-ray inspection apparatus comprising display means for constructing a transmission image and / or a tomographic image of an inspection object and displaying them on a display using X-ray transmission data of the inspection object,
The table is configured to mount an inspection object via an attachment jig, and the attachment jig is provided with a plurality of types according to the size of the inspection object. detection means are provided for detecting the type of the attachment jig, the control means, in response to the jig type of detection results by the detection means, in order to restrict the movement range of the moving mechanism An X-ray inspection apparatus that limits a closest value of a distance between an object to be inspected and the X-ray generation apparatus.
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