JP6920520B2 - Image acquisition system and image acquisition method - Google Patents

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本開示は、画像取得システムおよび画像取得方法に関する。 The present disclosure relates to an image acquisition system and an image acquisition method.

従来、搬送される対象物にX線を照射し、対象物を透過したX線を検出してTDI(時間遅延積分)制御を行うことにより、対象物のX線画像を取得する装置が知られている(特許文献1,2参照)。特許文献1に記載の装置では、ベルトコンベアにより対象物が搬送される。X線センサは、搬送方向と直交する方向に並べられた複数の検出素子からなる素子列が、搬送方向に複数段並べられた構成を有する。特許文献2に記載の装置では、試料(対象物)を収納した容器をX方向に移動させつつ、その容器を回転させる。TDIカメラは、試料の搬送速度に同期した撮像を行う。容器の角速度は、TDI積算方向の移動速度とX線源の焦点から回転中心までの距離との比に等しくなるように設定される。 Conventionally, there is known a device that acquires an X-ray image of an object by irradiating the transported object with X-rays, detecting the X-rays transmitted through the object, and performing TDI (time delay integration) control. (See Patent Documents 1 and 2). In the apparatus described in Patent Document 1, an object is conveyed by a belt conveyor. The X-ray sensor has a configuration in which a plurality of element rows including a plurality of detection elements arranged in a direction orthogonal to the transport direction are arranged in a plurality of stages in the transport direction. In the apparatus described in Patent Document 2, the container containing the sample (object) is moved in the X direction while the container is rotated. The TDI camera performs imaging synchronized with the transport speed of the sample. The angular velocity of the container is set to be equal to the ratio of the moving velocity in the TDI integration direction to the distance from the focal point of the X-ray source to the center of rotation.

特開2013−174545号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-174545 特開2017−53778号公報JP-A-2017-53778

本開示では、回転軸線周りに回転させられた対象物に放射線を照射し、TDI制御可能なカメラを用いて放射線画像を取得する装置について検討する。この装置において、回転軸線は、カメラのセンサの受光面(またはその延長面)に交差する。対象物の内周部の速度と、対象物の外周部の速度とは異なる。内周部の速度に基づいてTDI制御が行われた場合、取得される放射線画像は、外周部において不鮮明になり得る。すなわち、対象物の径方向のいずれかの部分の速度に基づいてTDI制御が行われた場合、取得される放射線画像は、他の部分において不鮮明になり得る。このように、半径の違いに起因する速度(周速度)の違いは、TDI制御による鮮明な放射線画像を取得することを困難にしている。 In the present disclosure, a device for irradiating an object rotated around a rotation axis with radiation and acquiring a radiation image using a camera capable of TDI control will be examined. In this device, the axis of rotation intersects the light receiving surface (or its extension surface) of the camera sensor. The velocity of the inner circumference of the object is different from the velocity of the outer circumference of the object. When TDI control is performed based on the velocity of the inner circumference, the acquired radiographic image can be blurred at the outer circumference. That is, if TDI control is performed based on the velocity of any portion of the object in the radial direction, the acquired radiographic image can be blurred in the other portion. As described above, the difference in velocity (peripheral velocity) due to the difference in radius makes it difficult to acquire a clear radiographic image by TDI control.

本開示は、対象物の径方向のいずれの部分に対しても、鮮明な放射線画像を取得することができる画像取得システムおよび画像取得方法を説明する。 The present disclosure describes an image acquisition system and an image acquisition method capable of acquiring a clear radiographic image for any portion in the radial direction of an object.

本開示の一態様に係る画像取得システムは、対象物に向けて放射線を出力する放射線源と、回転軸線周りで対象物を回転させるように構成された回転ステージと、対象物を透過した放射線が入力される入力面とTDI(時間遅延積分)制御可能なイメージセンサとを有し、入力された放射線を撮像して画像データを出力する放射線カメラと、画像データに基づいて対象物の撮像面における放射線画像を生成する画像処理装置と、を備え、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度は、対象物の内周部における拡大率が対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように設定され、放射線カメラは、回転ステージによる対象物の回転速度に同期してイメージセンサにおけるTDI制御を行うように構成されている。 In the image acquisition system according to one aspect of the present disclosure, a radiation source that outputs radiation toward an object, a rotating stage configured to rotate the object around a rotation axis, and radiation transmitted through the object are used. A radiation camera that has an input input surface and an image sensor that can control TDI (time delay integration), captures the input radiation and outputs image data, and an imaging surface of an object based on the image data. It is equipped with an image processing device that generates a radiation image, and the angle between the rotation axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera is such that the magnification at the inner circumference of the object is greater than the magnification at the outer periphery of the object. Set to be large, the radiation camera is configured to perform TDI control in the image sensor in synchronization with the rotational speed of the object by the rotating stage.

本開示の別の態様に係る画像取得方法は、回転ステージを用い、回転軸線周りで対象物を所定の速度で回転させるステップ(回転ステップ)と、回転している対象物に向けて放射線源から放射線を出力するステップ(放射線出力ステップ)と、対象物を透過した放射線が入力される入力面とTDI(時間遅延積分)制御可能なイメージセンサとを有する放射線カメラを用い、入力された放射線を撮像して画像データを出力するステップ(放射線撮像ステップ)と、画像データに基づいて対象物の撮像面における放射線画像を生成するステップ(画像生成ステップ)と、を含み、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度は、対象物の内周部における拡大率が対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように設定され、画像データを出力するステップでは、回転ステージによる対象物の回転速度に同期してイメージセンサにおけるTDI制御を行う。 The image acquisition method according to another aspect of the present disclosure uses a rotating stage to rotate an object at a predetermined speed around the axis of rotation (rotation step) and from a radiation source toward the rotating object. An image of the input radiation is taken using a radiation camera having a step of outputting radiation (radiation output step), an input surface at which radiation transmitted through an object is input, and an image sensor capable of controlling TDI (time delay integration). And output the image data (radiation imaging step) and generate a radiation image on the imaging surface of the object based on the image data (image generation step), including the rotation axis of the rotating stage and the radiation camera. The angle formed by the input surface of the object is set so that the enlargement ratio at the inner peripheral portion of the object is larger than the enlargement ratio at the outer peripheral portion of the object. TDI control in the image sensor is performed in synchronization with the rotation speed.

上記の画像取得システムおよび画像取得方法によれば、回転ステージによる対象物の回転速度に同期して、イメージセンサにおけるTDI制御が行われる。対象物の撮像面のうち、内周部(回転軸線に最も近い部分)の速度は、外周部(回転軸線から最も遠い部分)の速度より遅い。回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面との間には、鋭角である角度が形成されている。よって、放射線源と内周部を透過した放射線が入力される入力面の部分との距離は、放射線源と外周部を透過した放射線が入力される入力面の部分との距離よりも長い。このことは、内周部における拡大率は、外周部における拡大率よりも大きいことを意味する。TDI制御における所定のラインスピードに適応する搬送スピードは拡大率に反比例する。上記した拡大率の大小関係によれば、内周部と外周部の速度差の影響が緩和される。さらに、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度が、放射線源と対象物内の撮像面との距離であるFODに応じて設定されることにより、内周部と外周部とにおいて、拡大率の比が速度比の逆数となり、フォーカスを合わせることができる。その結果、内周部と外周部の間のいずれの部分でも、フォーカスを合わせることができる。よって、対象物の径方向のいずれの部分に対しても、鮮明な放射線画像を取得することができる。 According to the above-mentioned image acquisition system and image acquisition method, TDI control in the image sensor is performed in synchronization with the rotation speed of the object by the rotation stage. The speed of the inner peripheral portion (the portion closest to the rotation axis) of the imaging surface of the object is slower than the speed of the outer peripheral portion (the portion farthest from the rotation axis). An acute angle is formed between the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera. Therefore, the distance between the radiation source and the input surface portion where the radiation transmitted through the inner peripheral portion is input is longer than the distance between the radiation source and the input surface portion where the radiation transmitted through the outer peripheral portion is input. This means that the enlargement ratio at the inner peripheral portion is larger than the enlargement ratio at the outer peripheral portion. The transport speed adapted to a predetermined line speed in TDI control is inversely proportional to the enlargement ratio. According to the magnitude relationship of the enlargement ratio described above, the influence of the speed difference between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion is alleviated. Further, the angle formed by the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera is set according to the FOD, which is the distance between the radiation source and the imaging surface in the object, so that the inner peripheral portion and the outer peripheral portion can be formed. In, the ratio of the magnification ratio becomes the reciprocal of the speed ratio, and the focus can be adjusted. As a result, it is possible to focus on any portion between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. Therefore, a clear radiographic image can be acquired for any portion in the radial direction of the object.

いくつかの態様において、画像取得システムは、回転ステージを回転軸線方向に移動制御し、放射線源に対して対象物を近接および離間させるように構成されたステージ移動制御部を更に備える。ステージ移動制御部によれば、放射線源と対象物との距離を調整することができる。言い換えれば、対象物の回転軸線方向(すなわち厚み方向)の任意の位置に、上記したFODに基づく撮像面を設定することができる。この場合、放射線源が不動であれば、FODは一定とみなせる。対象物の厚み方向の任意の位置の放射線画像を取得することができる。 In some embodiments, the image acquisition system further comprises a stage movement control unit configured to move the rotating stage in the direction of the axis of rotation and move the object closer and further away from the radiation source. According to the stage movement control unit, the distance between the radiation source and the object can be adjusted. In other words, the image pickup surface based on the above-mentioned FOD can be set at an arbitrary position in the rotation axis direction (that is, the thickness direction) of the object. In this case, if the radiation source is immobile, the FOD can be considered constant. A radiographic image of an arbitrary position in the thickness direction of the object can be acquired.

いくつかの態様において、画像取得システムは、回転ステージまたは放射線カメラを保持し、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を調整するように構成された角度調整部を更に備える。この場合、角度調整部によって、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 In some embodiments, the image acquisition system further comprises an angle adjuster configured to hold the rotating stage or radiation camera and adjust the angle between the rotating axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera. In this case, the angle adjusting unit can adjust the angle formed by the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera to an appropriate angle according to the FOD.

画像取得システムのいくつかの態様において、角度調整部は、対象物の内周部における拡大率が対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を調整するように構成されている。 In some aspects of the image acquisition system, the angle adjuster inputs the rotation axis of the rotating stage and the radiation camera so that the magnification at the inner circumference of the object is greater than the magnification at the outer circumference of the object. It is configured to adjust the angle between the surface and the surface.

画像取得システムのいくつかの態様において、角度調整部は、回転軸線に対して放射線カメラの入力面が傾斜するように放射線カメラを保持する。この場合、放射線カメラの姿勢を調整し、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 In some aspects of the image acquisition system, the angle adjuster holds the radiation camera such that the input surface of the radiation camera is tilted with respect to the axis of rotation. In this case, the posture of the radiation camera can be adjusted, and the angle formed by the rotation axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD.

画像取得システムのいくつかの態様において、角度調整部は、放射線カメラの入力面に対して回転軸線が傾斜するように回転ステージを保持する。この場合、回転ステージの姿勢を調整し、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 In some aspects of the image acquisition system, the angle adjuster holds the rotating stage so that the axis of rotation is tilted with respect to the input surface of the radiation camera. In this case, the posture of the rotating stage can be adjusted, and the angle formed by the rotating axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD.

画像取得システムのいくつかの態様において、放射線カメラは、入力面を有するシンチレータを含み、イメージセンサは、放射線の入力に応じてシンチレータが発するシンチレーション光を撮像する。この場合、対象物の鮮明な放射線画像を取得することができる。 In some aspects of the image acquisition system, the radiation camera comprises a scintillator having an input surface, and the image sensor captures the scintillation light emitted by the scintillator in response to the input of radiation. In this case, a clear radiographic image of the object can be obtained.

画像取得システムのいくつかの態様において、イメージセンサは、入力面を有する直接変換型放射線イメージセンサである。この場合、対象物の鮮明な放射線画像を取得することができる。 In some aspects of the image acquisition system, the image sensor is a direct transform radiation image sensor with an input surface. In this case, a clear radiographic image of the object can be obtained.

いくつかの態様において、画像取得方法は、回転ステージを回転軸線方向に移動制御し、放射線源に対して対象物を近接または離間させるステップ(移動ステップ)を更に含む。このステップによれば、放射線源と対象物との距離を調整することができる。言い換えれば、対象物の回転軸線方向(すなわち厚み方向)の任意の位置に、上記したFODに基づく撮像面を設定することができる。この場合、放射線源が不動であれば、FODは一定とみなせる。対象物の厚み方向の任意の位置の放射線画像を取得することができる。 In some embodiments, the image acquisition method further comprises controlling the rotation stage to move in the direction of the axis of rotation and moving the object closer to or further from the radiation source (movement step). According to this step, the distance between the radiation source and the object can be adjusted. In other words, the image pickup surface based on the above-mentioned FOD can be set at an arbitrary position in the rotation axis direction (that is, the thickness direction) of the object. In this case, if the radiation source is immobile, the FOD can be considered constant. A radiographic image of an arbitrary position in the thickness direction of the object can be acquired.

いくつかの態様において、画像取得方法は、回転ステージまたは放射線カメラを回動させることにより、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を調整するステップ(調整ステップ)を更に含む。この場合、角度を調整するステップによって、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 In some embodiments, the image acquisition method further comprises a step (adjustment step) of adjusting the angle between the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera by rotating the rotation stage or the radiation camera. In this case, the angle formed by the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD by the step of adjusting the angle.

画像取得方法のいくつかの態様において、調整ステップでは、対象物の内周部における拡大率が対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を調整する。 In some aspects of the image acquisition method, in the adjustment step, the rotation axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera are such that the magnification at the inner circumference of the object is greater than the magnification at the outer circumference of the object. Adjust the angle between the camera and the camera.

画像取得方法のいくつかの態様において、調整ステップでは、回転軸線に対して放射線カメラの入力面が傾斜するように放射線カメラを回動させる。この場合、放射線カメラの姿勢を調整し、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 In some aspects of the image acquisition method, in the adjustment step, the radiation camera is rotated so that the input surface of the radiation camera is tilted with respect to the rotation axis. In this case, the posture of the radiation camera can be adjusted, and the angle formed by the rotation axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD.

画像取得方法のいくつかの態様において、調整ステップでは、放射線カメラの入力面に対して回転軸線が傾斜するように回転ステージを回動させる。この場合、回転ステージの姿勢を調整し、回転ステージの回転軸線と放射線カメラの入力面とのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 In some aspects of the image acquisition method, in the adjustment step, the rotation stage is rotated so that the rotation axis is tilted with respect to the input surface of the radiation camera. In this case, the posture of the rotating stage can be adjusted, and the angle formed by the rotating axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD.

画像取得方法のいくつかの態様において、放射線カメラは、入力面を有するシンチレータを含み、放射線撮像ステップでは、放射線の入力に応じてシンチレータが発するシンチレーション光を撮像する。この場合、対象物の鮮明な放射線画像を取得することができる。 In some aspects of the image acquisition method, the radiation camera comprises a scintillator having an input surface, and in the radiation imaging step, the scintillation light emitted by the scintillator in response to the input of radiation is imaged. In this case, a clear radiographic image of the object can be obtained.

画像取得方法のいくつかの態様において、イメージセンサは、入力面を有する直接変換型放射線イメージセンサである。この場合、対象物の鮮明な放射線画像を取得することができる。 In some aspects of the image acquisition method, the image sensor is a direct conversion radiation image sensor having an input surface. In this case, a clear radiographic image of the object can be obtained.

本開示のいくつかの態様によれば、対象物の径方向のいずれの部分に対しても、鮮明な放射線画像を取得することができる。 According to some aspects of the present disclosure, a clear radiographic image can be obtained for any portion of the object in the radial direction.

本開示の第1実施形態に係る画像取得装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the image acquisition apparatus which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 図1の画像取得装置における放射線源と対象物と放射線カメラとの位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship between a radiation source, an object, and a radiation camera in the image acquisition apparatus of FIG. 図1の画像取得装置におけるFOR、FDD、および放射線カメラの傾きを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the tilt of FOR, FDD, and a radiation camera in the image acquisition apparatus of FIG. 回転する対象物の内周部の速度と外周部の速度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the velocity of the inner peripheral part and the velocity of the outer peripheral part of a rotating object. 図5(a)〜図5(d)は、ステージ移動制御部による撮像面の移動を示す図である。5 (a) to 5 (d) are views showing the movement of the imaging surface by the stage movement control unit. 図1の画像取得装置による画像取得方法の手順を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the procedure of the image acquisition method by the image acquisition apparatus of FIG. 第1実施形態の変形例の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the modification of 1st Embodiment. 本開示の第2実施形態に係る画像取得装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the image acquisition apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this disclosure. 図8の画像取得装置による画像取得方法の手順を示すフロー図である。It is a flow chart which shows the procedure of the image acquisition method by the image acquisition apparatus of FIG. 本開示の第3実施形態に係る画像取得装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the image acquisition apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this disclosure. 図10の画像取得装置における放射線源と対象物と放射線カメラとの位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship between a radiation source, an object, and a radiation camera in the image acquisition apparatus of FIG. シミュレーションの各条件を説明するための図である。It is a figure for demonstrating each condition of a simulation. 比較例1に係るシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result which concerns on the comparative example 1. FIG. 比較例2に係るシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result which concerns on the comparative example 2. 実施例に係るシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result which concerns on Example.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図面は説明用のために作成されたものであり、説明の対象部位を特に強調するように描かれている。そのため、図面における各部材の寸法比率は、必ずしも実際のものとは一致しない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In addition, each drawing is created for the purpose of explanation, and is drawn so as to particularly emphasize the target part of the explanation. Therefore, the dimensional ratio of each member in the drawing does not always match the actual one.

図1および図2に示されるように、画像取得システム1は、対象物20の放射線画像を取得するための装置である。対象物20は、たとえば回転軸線Lを中心とする円筒状のホイール部22と、ホイール部22の周囲に巻き付けられたロール部21とを含む。ホイール部22とロール部21との間には、環状の境界面23が形成される。画像取得システム1は、ホイール部22が放射線画像に含まれないように構成されてもよい。すなわち、画像取得システム1は、ロール部21のみの放射線画像を取得するように構成されてもよい。ロール部21は、たとえば、ロール状に巻かれたチップコンデンサである。ロール部21は、ロール状に巻かれたセパレータ等であってもよい。対象物20がホイール部22を有さずに、対象物20が1個のディスク等であってもよい。その場合、対象物20が回転軸線Lを有する。画像取得システム1が対象物20の検査に用いられる場合、ロール部21は、検査対象の部分すなわち検査部である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the image acquisition system 1 is a device for acquiring a radiographic image of the object 20. The object 20 includes, for example, a cylindrical wheel portion 22 centered on the rotation axis L and a roll portion 21 wound around the wheel portion 22. An annular boundary surface 23 is formed between the wheel portion 22 and the roll portion 21. The image acquisition system 1 may be configured so that the wheel portion 22 is not included in the radiographic image. That is, the image acquisition system 1 may be configured to acquire a radiographic image of only the roll portion 21. The roll portion 21 is, for example, a chip capacitor wound in a roll shape. The roll portion 21 may be a separator or the like wound in a roll shape. The object 20 may be a disc or the like without the wheel portion 22. In that case, the object 20 has a rotation axis L. When the image acquisition system 1 is used for inspecting the object 20, the roll unit 21 is a portion to be inspected, that is, an inspection unit.

画像取得システム1は、ロール部21のうち、厚み方向すなわち回転軸線L方向の所定の位置にある撮像面における放射線画像を取得する。言い換えれば、画像取得システム1は、ロール部21のうちの撮像面にフォーカスした放射線画像を取得する。画像取得システム1は、放射線画像を取得することにより、対象物20のロール部21に存在し得る、たとえば異物や欠陥などを検出可能である。画像取得システム1は、たとえば、ポリアミド繊維あるいはポリオレフィン繊維、分割型複合繊維、単一繊維、または芯鞘型複合繊維からなる対象物、および、対象物中に存在し得る金属からなる異物等を検出可能である。 The image acquisition system 1 acquires a radiation image on an imaging surface of the roll unit 21 at a predetermined position in the thickness direction, that is, in the rotation axis L direction. In other words, the image acquisition system 1 acquires a radiation image focused on the imaging surface of the roll unit 21. By acquiring a radiographic image, the image acquisition system 1 can detect, for example, a foreign substance or a defect that may exist in the roll portion 21 of the object 20. The image acquisition system 1 detects, for example, an object made of polyamide fiber or polyolefin fiber, split type composite fiber, single fiber, or core-sheath type composite fiber, and a foreign substance made of metal that may exist in the object. It is possible.

画像取得システム1は、白色X線等の放射線を発生させる放射線発生装置3を備える。放射線発生装置3は、対象物20に向けて放射線を出力する放射線源2を有する。放射線源2は、X線出射部からコーンビームX線を出射(出力)する。放射線源2は、たとえばマイクロフォーカスX線源であってもよく、ミリフォーカスX線源であってもよい。放射線源2から出射されるX線は放射線束2aを形成する。この放射線束2aが存在する領域が、放射線源2の出射領域である。対象物20のホイール部22が放射線画像に含まれないようにするため、X線出射部の形状または構造が工夫されていてもよい。放射線源2は、管電圧および管電流を調整可能に構成されている。 The image acquisition system 1 includes a radiation generator 3 that generates radiation such as white X-rays. The radiation generator 3 has a radiation source 2 that outputs radiation toward the object 20. The radiation source 2 emits (outputs) cone beam X-rays from the X-ray emitting portion. The radiation source 2 may be, for example, a microfocus X-ray source or a millifocus X-ray source. The X-rays emitted from the radiation source 2 form a radiation bundle 2a. The region where the radiation bundle 2a exists is the emission region of the radiation source 2. The shape or structure of the X-ray emitting portion may be devised so that the wheel portion 22 of the object 20 is not included in the radiographic image. The radiation source 2 is configured so that the tube voltage and the tube current can be adjusted.

画像取得システム1は、対象物20を保持し、回転軸線L周りで対象物20を回転させるように構成された回転ステージ6と、放射線源2から出力されて対象物20を通過した放射線を入力して撮像する放射線カメラ4とを備える。回転ステージ6は、たとえば給電により駆動されるモータと、モータに連結されたギア部と、ギア部を介して回転させられるステージ本体とを含み得る。回転ステージ6は、たとえば、ステージ本体を等速回転させる。回転ステージ6における回転速度は、適宜に調整可能になっている。 The image acquisition system 1 inputs the rotation stage 6 configured to hold the object 20 and rotate the object 20 around the rotation axis L, and the radiation output from the radiation source 2 and passed through the object 20. It is provided with a radiation camera 4 for taking an image. The rotary stage 6 may include, for example, a motor driven by power supply, a gear portion connected to the motor, and a stage body rotated via the gear portion. The rotating stage 6 rotates the stage body at a constant speed, for example. The rotation speed of the rotation stage 6 can be adjusted as appropriate.

放射線カメラ4は、たとえば、対象物20を通過した放射線が入力される入力面11aを含み、放射線の入力に応じてシンチレーション光を発生させるシンチレータ11と、シンチレータ11で発生したシンチレーション光を透過させるFOP(Fiber Optic Plate)12と、FOP12を透過したシンチレーション光が入力される受光面13aを含み、シンチレーション光を撮像して画像データを出力するイメージセンサ13とを有する。放射線カメラ4は、たとえば、イメージセンサ13にシンチレータ11付きのFOP12がカップリングされた間接変換型のカメラである。放射線カメラ4は、シンチレータ11の入力面11aに入力された放射線を間接的に撮像して、画像データを出力する。 The radiation camera 4 includes, for example, an input surface 11a into which radiation that has passed through the object 20 is input, a scintillator 11 that generates scintillation light in response to the input of radiation, and a FOP that transmits scintillation light generated by the scintillator 11. It includes a (Fiber Optic Plate) 12 and an image sensor 13 including a light receiving surface 13a into which scintillation light transmitted through the FOP 12 is input, and images the scintillation light and outputs image data. The radiation camera 4 is, for example, an indirect conversion type camera in which a FOP 12 with a scintillator 11 is coupled to an image sensor 13. The radiation camera 4 indirectly captures the radiation input to the input surface 11a of the scintillator 11 and outputs the image data.

シンチレータ11は、板状(たとえば平板状)の波長変換部材である。シンチレータ11は、対象物20を透過し入力面11aに入力された放射線をシンチレーション光に変換する。比較的低いエネルギーの放射線は、入力面11a側で変換され、入力面11aから出射(出力)される。比較的高いエネルギーの放射線は、シンチレータ11の裏面で変換され、裏面から出射(出力)される。 The scintillator 11 is a plate-shaped (for example, flat plate-shaped) wavelength conversion member. The scintillator 11 converts the radiation transmitted through the object 20 and input to the input surface 11a into scintillation light. Radiation with relatively low energy is converted on the input surface 11a side and emitted (output) from the input surface 11a. Radiation of relatively high energy is converted on the back surface of the scintillator 11 and emitted (output) from the back surface.

FOP12は、板状(たとえば平板状)の光学デバイスである。FOP12は、たとえばガラスファイバからなり、シンチレーション光等を高効率で伝達する。FOP12は、白色X線等の放射線を遮蔽する。 The FOP 12 is a plate-shaped (for example, flat plate-shaped) optical device. The FOP12 is made of, for example, glass fiber, and transmits scintillation light or the like with high efficiency. FOP12 shields radiation such as white X-rays.

イメージセンサ13は、TDI(時間遅延積分)駆動が可能なエリアイメージセンサである。イメージセンサ13は、たとえば、CCDエリアイメージセンサである。イメージセンサ13は、複数のCCDがピクセル方向に一列に並べられた素子列が、対象物20の移動方向に対応して、積分方向に複数段並べられた構成を有する。積分方向とは、ピクセル方向に直交する方向であり、図1および図3における紙面垂直方向に相当する。イメージセンサ13は、後述するタイミング制御部16によって、対象物20の速度(周速度)に合わせて電荷転送を行うように制御される。すなわち、イメージセンサ13は、回転ステージ6による対象物20の回転速度に同期して、受光面13aにおける電荷転送を行う。これにより、S/N比のよい放射線画像を得ることができる。 The image sensor 13 is an area image sensor capable of TDI (time delay integration) drive. The image sensor 13 is, for example, a CCD area image sensor. The image sensor 13 has a configuration in which a plurality of element rows in which a plurality of CCDs are arranged in a row in the pixel direction are arranged in a plurality of stages in the integration direction corresponding to the moving direction of the object 20. The integration direction is a direction orthogonal to the pixel direction and corresponds to the direction perpendicular to the paper surface in FIGS. 1 and 3. The image sensor 13 is controlled by the timing control unit 16 described later so as to perform charge transfer according to the speed (peripheral speed) of the object 20. That is, the image sensor 13 transfers the electric charge on the light receiving surface 13a in synchronization with the rotation speed of the object 20 by the rotation stage 6. This makes it possible to obtain a radiographic image having a good S / N ratio.

なお、イメージセンサ13は、TDI(時間遅延積分)駆動が可能なCMOSエリアイメージセンサであってもよい。また、イメージセンサ13は、TDI(時間遅延積分)駆動が可能なCCD-CMOSイメージセンサであってもよい。たとえば、CCD-CMOSイメージセンサは、特開2013−098420号公報あるいは特開2013−098853号公報に記載されているイメージセンサである。なお、「TDI駆動可能」であることは、「TDI制御可能」であることと同意である。 The image sensor 13 may be a CMOS area image sensor capable of driving TDI (time delay integration). Further, the image sensor 13 may be a CCD-CMOS image sensor capable of TDI (time delay integration) drive. For example, the CCD-CMOS image sensor is an image sensor described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-098420 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-098853. It should be noted that being "TDI driveable" is synonymous with being "TDI controllable".

画像取得システム1は、放射線カメラ4から出力された画像データに基づいて、対象物20の撮像面Pにおける放射線画像を生成する画像処理装置10と、画像処理装置10によって生成された放射線画像を表示する表示装置15と、放射線カメラ4における撮像タイミングを制御するタイミング制御部16とを備える。 The image acquisition system 1 displays an image processing device 10 that generates a radiation image on the imaging surface P of the object 20 and a radiation image generated by the image processing device 10 based on the image data output from the radiation camera 4. A display device 15 for controlling the image and a timing control unit 16 for controlling the imaging timing of the radiation camera 4 are provided.

画像処理装置10は、たとえば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、および入出力インターフェイス等を有するコンピュータから構成される。画像処理装置10は、放射線カメラ4から出力された放射線画像データに基づいて、対象物20の放射線画像を作成する画像処理プロセッサを有してもよい。画像処理プロセッサは、たとえば、放射線画像データを入力し、入力した放射線画像データに対して画像処理等の所定の処理を実行する。画像処理プロセッサは、作成した放射線画像を表示装置に出力する。 The image processing device 10 is composed of, for example, a computer having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface, and the like. The image processing device 10 may have an image processing processor that creates a radiation image of the object 20 based on the radiation image data output from the radiation camera 4. The image processing processor inputs, for example, radiation image data, and executes a predetermined process such as image processing on the input radiation image data. The image processor outputs the created radiation image to the display device.

表示装置15としては、公知のディスプレイが用いられ得る。なお、画像処理装置10には、図示しない入力装置が接続されてもよい。入力装置は、たとえばキーボードやマウス等であり得る。ユーザは、入力装置を用いて、対象物20の厚み、対象物20における境界面23の位置、または撮像面Pの位置等の各種パラメータを入力可能である。 As the display device 15, a known display can be used. An input device (not shown) may be connected to the image processing device 10. The input device can be, for example, a keyboard, a mouse, or the like. The user can input various parameters such as the thickness of the object 20, the position of the boundary surface 23 on the object 20, and the position of the imaging surface P by using the input device.

タイミング制御部16は、たとえば、CPU、ROM、RAM、および入出力インターフェイス等を有するコンピュータから構成される。タイミング制御部16は、放射線カメラ4における撮像タイミングを制御する制御プロセッサを有してもよい。制御プロセッサは、たとえば、ユーザの入力等により記憶された対象物20の厚み、対象物20における境界面23の位置、または撮像面Pの位置に基づいて、放射線カメラ4および回転ステージ6を制御する。なお、画像処理装置10およびタイミング制御部16は、単一のコンピュータにより実行されるプログラムとして構成してもよいし、個別に設けられるユニットとして構成してもよい。 The timing control unit 16 is composed of, for example, a computer having a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like. The timing control unit 16 may have a control processor that controls the imaging timing in the radiation camera 4. The control processor controls the radiation camera 4 and the rotation stage 6 based on, for example, the thickness of the object 20 stored by the user's input or the like, the position of the boundary surface 23 on the object 20, or the position of the imaging surface P. .. The image processing device 10 and the timing control unit 16 may be configured as a program executed by a single computer, or may be configured as individually provided units.

画像取得システム1は、更に、回転ステージ6を回転軸線L方向に昇降させるためのステージ昇降機7と、ステージ昇降機7における回転ステージ6の昇降を制御(移動制御)するように構成されたステージ昇降制御部(ステージ移動制御部)17とを備える。ステージ昇降機7としては、公知の昇降機が用いられ得る。ステージ昇降機7は、たとえば、回転軸線L上に配置されて回転ステージ6および対象物20を貫通するボールネジとモータ(駆動源)とを含んでもよい。ステージ昇降機7は、ネジ式に限られず、たとえば油圧等を駆動源とする伸縮式の昇降機であってもよい。 The image acquisition system 1 further controls (movement control) a stage elevator 7 for raising and lowering the rotary stage 6 in the direction of the rotation axis L, and a stage elevator 7 for raising and lowering the rotary stage 6. A unit (stage movement control unit) 17 is provided. As the stage elevator 7, a known elevator can be used. The stage elevator 7 may include, for example, a ball screw and a motor (drive source) arranged on the rotation axis L and penetrating the rotation stage 6 and the object 20. The stage elevator 7 is not limited to the screw type, and may be a telescopic type elevator using, for example, a hydraulic pressure as a drive source.

ステージ昇降制御部17は、たとえば、CPU、ROM、RAM、および入出力インターフェイス等を有するコンピュータから構成される。ステージ昇降制御部17は、回転ステージ6の回転軸線L方向における移動を制御する制御プロセッサを有してもよい。制御プロセッサは、たとえば、ユーザの入力等により記憶された対象物20の厚み、または撮像面Pの位置に基づいて、ステージ昇降機7を制御する。ステージ昇降制御部17は、ステージ昇降機7を制御することにより、放射線源2に対して対象物20を近接または離間させる。すなわち、ステージ昇降制御部17は、放射線源2に対して対象物20を近接および離間させるように構成されている。 The stage elevating control unit 17 is composed of, for example, a computer having a CPU, ROM, RAM, an input / output interface, and the like. The stage elevating control unit 17 may have a control processor that controls the movement of the rotation stage 6 in the rotation axis L direction. The control processor controls the stage elevator 7 based on, for example, the thickness of the object 20 stored by the user's input or the like, or the position of the imaging surface P. The stage elevator control unit 17 controls the stage elevator 7 to bring the object 20 closer to or further from the radiation source 2. That is, the stage elevating control unit 17 is configured to move the object 20 closer to and further from the radiation source 2.

以上説明した画像取得システム1の各構成は、図示しない筐体内に収容され、筐体内で固定されてもよい。また、上記各構成は、筐体に収容されずに、たとえばベース上に組みつけられてもよい。放射線源2、放射線カメラ4、および回転ステージ6のすべて又は少なくとも1つは、互いの相対的な位置関係を調節可能なように、移動可能であってもよい。画像処理装置10は、筐体に収容されてもよいし、筐体の外部に設置されてもよい。画像処理装置10、表示装置15、タイミング制御部16、およびステージ昇降制御部17のすべて又は少なくとも1つが、放射線源2、放射線カメラ4、および回転ステージ6が設けられた場所から離れた場所に設置されてもよい。画像処理装置10、タイミング制御部16、およびステージ昇降制御部17による制御は、無線通信を用いた遠隔操作であってもよい。 Each configuration of the image acquisition system 1 described above may be housed in a housing (not shown) and fixed in the housing. Further, each of the above configurations may be assembled on a base, for example, without being housed in the housing. All or at least one of the radiation source 2, the radiation camera 4, and the rotating stage 6 may be movable so that their relative positional relationship with each other can be adjusted. The image processing device 10 may be housed in a housing or may be installed outside the housing. All or at least one of the image processing device 10, the display device 15, the timing control unit 16, and the stage elevating control unit 17 is installed at a location away from the location where the radiation source 2, the radiation camera 4, and the rotary stage 6 are provided. May be done. The control by the image processing device 10, the timing control unit 16, and the stage elevating control unit 17 may be remote control using wireless communication.

続いて、放射線源2、回転ステージ6、および放射線カメラ4の配置および位置関係について説明する。図1および図2に示されるように、回転ステージ6は、たとえば、放射線源2と放射線カメラ4との間に設置される。より詳細には、回転ステージ6は、回転ステージ6の回転軸線Lが放射線源2の側方を通るような位置に設けられる。これにより、放射線源2の真下に、対象物20の境界面23が位置する。言い換えれば、境界面23の延長面(本実施形態では回転軸線Lを中心とする円筒面)が放射線源2を通るように、放射線発生装置3および回転ステージ6が配置されている。放射線源2の出射領域は、ロール部21を含む、または、ロール部21を通る。対象物20のロール部21を透過した放射線が放射線カメラ4の入力面11aに入力されるように、放射線カメラ4が配置されている(図2参照)。言い換えれば、放射線カメラ4の入力面11aは、放射線源2および回転軸線Lを含む仮想平面を含むように設けられている。 Subsequently, the arrangement and positional relationship of the radiation source 2, the rotating stage 6, and the radiation camera 4 will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating stage 6 is installed, for example, between the radiation source 2 and the radiation camera 4. More specifically, the rotation stage 6 is provided at a position such that the rotation axis L of the rotation stage 6 passes by the side of the radiation source 2. As a result, the boundary surface 23 of the object 20 is located directly below the radiation source 2. In other words, the radiation generator 3 and the rotation stage 6 are arranged so that the extension surface of the boundary surface 23 (in the present embodiment, the cylindrical surface centered on the rotation axis L) passes through the radiation source 2. The emission region of the radiation source 2 includes or passes through the roll portion 21. The radiation camera 4 is arranged so that the radiation transmitted through the roll portion 21 of the object 20 is input to the input surface 11a of the radiation camera 4 (see FIG. 2). In other words, the input surface 11a of the radiation camera 4 is provided so as to include a virtual plane including the radiation source 2 and the rotation axis L.

本実施形態では、放射線カメラ4は、その入力面11aが回転ステージ6の回転軸線Lに対して鋭角をなすように、傾斜して設置されている。これにより、得られる放射線画像において、ロール部21の内周部と外周部の速度差の影響が緩和される(詳しくは後述する)。本明細書において、「内周」、「外周」、「半径」および「径方向」との語は、回転軸線Lを基準として用いられる。 In the present embodiment, the radiation camera 4 is installed so as to be inclined so that its input surface 11a forms an acute angle with respect to the rotation axis L of the rotation stage 6. As a result, in the obtained radiographic image, the influence of the speed difference between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion of the roll portion 21 is alleviated (details will be described later). In the present specification, the terms "inner circumference", "outer circumference", "radius" and "diameter direction" are used with reference to the rotation axis L.

さらに本実施形態では、放射線カメラ4を傾斜させるのみならず、回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度(上記した鋭角)が、放射線源2と対象物20内の撮像面Pとの距離であるFOD(Focus−Object Distance)に応じて設定されている。以下、図3および図4を参照して詳細に説明する。 Further, in the present embodiment, not only the radiation camera 4 is tilted, but also the angle (the acute angle described above) formed by the rotation axis L and the input surface 11a of the radiation camera 4 is the imaging surface P in the radiation source 2 and the object 20. It is set according to the FOD (Focus-Object Distance), which is the distance to and from. Hereinafter, a detailed description will be given with reference to FIGS. 3 and 4.

図3を参照して、内周側のFDDinを基準として、それに適した外周部のFDDoutおよび放射線カメラ4の傾きθの計算について説明する。ここで、FDD(Focus−Detector Distance)は放射線源2と放射線カメラ4の入力面11aとの距離であり、添え字の「in」および「out」は、それぞれ「内周部」および「外周部」を意味する。まず、TDIカメラである放射線カメラ4を任意のラインスピードで駆動する際、そのラインスピードに適応する搬送スピードは、X線幾何学倍率(すなわち拡大率)に反比例する。内周部における拡大率Minと、外周部における拡大率Moutは、以下の式(1)および式(2)で表される。 With reference to FIG. 3, the calculation of the FDD out on the outer peripheral portion and the inclination θ of the radiation camera 4 suitable for the FDD in on the inner peripheral side will be described. Here, the FDD (Focus-Detector Distance) is the distance between the radiation source 2 and the input surface 11a of the radiation camera 4, and the subscripts "in" and "out" are the "inner circumference" and "outer circumference", respectively. Means. First, when the radiation camera 4 which is a TDI camera is driven at an arbitrary line speed, the transport speed adapted to the line speed is inversely proportional to the X-ray geometric magnification (that is, the magnification). The enlargement ratio Min in the inner peripheral portion and the enlargement ratio M out in the outer peripheral portion are represented by the following equations (1) and (2).

Figure 0006920520
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ここで、以下の式(3)の関係が成り立てば、内周部および外周部のいずれにおいてもフォーカスが合う。

Figure 0006920520
Here, if the relationship of the following equation (3) is established, the focus is achieved on both the inner peripheral portion and the outer peripheral portion.
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式(1)、式(2)および式(3)と、角速度ωと接線方向の速度vの関係式(4)(図4参照)とから、式(5)が導かれる。

Figure 0006920520

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Equation (5) is derived from equations (1), (2) and (3), and the relational expression (4) (see FIG. 4) between the angular velocity ω and the tangential velocity v.
Figure 0006920520

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この式(5)を満たすように、放射線カメラ4を傾斜させてFDDを調整すれば、内周部および外周部のいずれにおいてもフォーカスが合う。なお、式(4)は、以下の式(6)および式(7)から導かれる(図4も参照)。FODは、放射線カメラ4のラインスピードと回転ステージ6の回転速度の比を変えることで調整可能である。

Figure 0006920520

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If the radiation camera 4 is tilted to adjust the FDD so as to satisfy this equation (5), the focus is achieved on both the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. The equation (4) is derived from the following equations (6) and (7) (see also FIG. 4). The FOD can be adjusted by changing the ratio of the line speed of the radiation camera 4 to the rotation speed of the rotation stage 6.
Figure 0006920520

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続いて、ロールの巻き厚wを式(8)のように定めると、内周部のFDDinを基準として、それに適した外周部のFDDoutと放射線カメラ4の傾きθは、以下の式(9)〜(11)のように計算される。なお、傾きθは、回転軸線Lに垂直な平面と放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度であるとも言える。

Figure 0006920520

Figure 0006920520

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Subsequently, when the winding thickness w of the roll is determined as in the equation (8), the FDD out in the outer peripheral portion and the inclination θ of the radiation camera 4 suitable for the FDD in in the inner peripheral portion are obtained by the following equation (8). It is calculated as 9) to (11). It can be said that the inclination θ is the angle formed by the plane perpendicular to the rotation axis L and the input surface 11a of the radiation camera 4.
Figure 0006920520

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このように、本実施形態では、回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度βが、放射線源2と対象物20内の撮像面Pとの距離であるFOD(Focus−Object Distance)に応じて設定されている。なお、角度β=π/2−角度θの関係であることは明らかである。基本的に、拡大率がn倍になると、イメージセンサ13上の像の移動速度もn倍になるため、TDI制御速度(電荷搬送速度)もn倍になる。現実的な拡大率を考えると、傾き角度θとしては20°〜30°とする必要がある。 As described above, in the present embodiment, the angle β formed by the rotation axis L and the input surface 11a of the radiation camera 4 is the distance between the radiation source 2 and the imaging surface P in the object 20 FOD (Focus-Object Distance). ) Is set according to. It is clear that the relationship is angle β = π / 2-angle θ. Basically, when the enlargement ratio increases n times, the moving speed of the image on the image sensor 13 also increases n times, so that the TDI control speed (charge transfer speed) also increases n times. Considering a realistic enlargement ratio, the inclination angle θ needs to be 20 ° to 30 °.

続いて、図5および図6を参照して、画像取得システム1の動作すなわち放射線画像の取得方法について説明する。まず、ロール状に巻かれたチップコンデンサ等の対象物20を回転ステージ6に取り付け、回転ステージ6によって保持させる。次に、図6に示されるように、FODを決定する(ステップS01)。FODは、所望の拡大率に基づいて決定することができる。 Subsequently, the operation of the image acquisition system 1, that is, the method of acquiring a radiographic image will be described with reference to FIGS. 5 and 6. First, an object 20 such as a chip capacitor wound in a roll shape is attached to the rotary stage 6 and held by the rotary stage 6. Next, as shown in FIG. 6, the FOD is determined (step S01). FOD can be determined based on the desired magnification.

次に、ステージ昇降制御部17が、FODに合わせてステージ昇降機7を駆動し、回転ステージ6を回転軸線L方向に移動させる(ステップS02(移動ステップ))。次に、回転ステージ6を用い、回転軸線L周りで対象物20を所定の速度で回転させる(ステップS03(回転ステップ))。次に、回転している対象物20に向けて放射線源2から照射線を出力・照射する(ステップS04(放射線出力ステップ))。対象物20のロール部21を透過した放射線が入力面11aに入力される。 Next, the stage elevating control unit 17 drives the stage elevator 7 in accordance with the FOD to move the rotary stage 6 in the rotation axis L direction (step S02 (movement step)). Next, using the rotation stage 6, the object 20 is rotated at a predetermined speed around the rotation axis L (step S03 (rotation step)). Next, an irradiation line is output and irradiated from the radiation source 2 toward the rotating object 20 (step S04 (radiation output step)). The radiation transmitted through the roll portion 21 of the object 20 is input to the input surface 11a.

次に、放射線カメラ4が、回転ステージ6による対象物20の回転速度に同期して、イメージセンサ13におけるTDI制御を行う(ステップS05)。すなわち、ロールの回転速度と同期する速度で、イメージセンサ13を駆動する。そして、放射線カメラ4が、撮像面を撮像し(ステップS06)、画像データを出力する(ステップS07)(ステップS05〜S07(放射線撮像ステップ))。画像処理装置10が、放射線カメラ4から出力された画像データを入力して、対象物20の撮像面Pにおける放射線画像を生成する(ステップS08(画像生成ステップ))。 Next, the radiation camera 4 performs TDI control in the image sensor 13 in synchronization with the rotation speed of the object 20 by the rotation stage 6 (step S05). That is, the image sensor 13 is driven at a speed synchronized with the rotation speed of the roll. Then, the radiation camera 4 images the imaging surface (step S06) and outputs the image data (step S07) (steps S05 to S07 (radiation imaging step)). The image processing device 10 inputs the image data output from the radiation camera 4 to generate a radiation image on the imaging surface P of the object 20 (step S08 (image generation step)).

以上の一連の処理を経て、撮像面Pの放射線画像が取得される。本実施形態の画像取得システム1および画像取得方法によれば、回転ステージ6による対象物20の回転速度に同期して、イメージセンサ13におけるTDI制御が行われる。対象物20の撮像面Pのうち、内周部(回転軸線に最も近い部分)の速度は、外周部(回転軸線から最も遠い部分)の速度より遅い。回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとの間には、鋭角である角度βが形成されている。よって、放射線源2と内周部を透過した放射線が入力される入力面11aの部分との距離FDDinは、放射線源2と外周部を透過した放射線が入力される入力面11aの部分との距離FDDoutよりも長い(図3参照)。このことは、内周部における拡大率は、外周部における拡大率よりも大きいことを意味する(式(1)および(2)参照)。TDI制御における所定のラインスピードに適応する搬送スピードは拡大率に反比例する。上記した拡大率の大小関係によれば、内周部と外周部の速度差の影響が緩和される。さらに、回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度が、放射線源2と対象物20内の撮像面Pとの距離であるFODに応じて設定されることにより、内周部と外周部とにおいて、拡大率の比が速度比の逆数となり、フォーカスを合わせることができる。その結果、内周部と外周部の間のいずれの部分でも、フォーカスを合わせることができる。よって、対象物20の径方向のいずれの部分に対しても、鮮明な放射線画像を取得することができる。 Through the above series of processes, a radiation image of the imaging surface P is acquired. According to the image acquisition system 1 and the image acquisition method of the present embodiment, the TDI control in the image sensor 13 is performed in synchronization with the rotation speed of the object 20 by the rotation stage 6. Of the imaging surface P of the object 20, the speed of the inner peripheral portion (the portion closest to the rotation axis) is slower than the speed of the outer peripheral portion (the portion farthest from the rotation axis). An acute angle β is formed between the rotation axis L of the rotation stage 6 and the input surface 11a of the radiation camera 4. Therefore, the distance FDD in between the radiation source 2 and the portion of the input surface 11a where the radiation transmitted through the inner peripheral portion is input is the distance between the radiation source 2 and the portion of the input surface 11a where the radiation transmitted through the outer peripheral portion is input. Distance longer than FDD out (see Figure 3). This means that the enlargement ratio at the inner peripheral portion is larger than the enlargement ratio at the outer peripheral portion (see equations (1) and (2)). The transport speed adapted to a predetermined line speed in TDI control is inversely proportional to the enlargement ratio. According to the magnitude relationship of the enlargement ratio described above, the influence of the speed difference between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion is alleviated. Further, the angle formed by the rotation axis L of the rotation stage 6 and the input surface 11a of the radiation camera 4 is set according to the FOD which is the distance between the radiation source 2 and the imaging surface P in the object 20. In the inner peripheral portion and the outer peripheral portion, the ratio of the enlargement ratio becomes the reciprocal of the speed ratio, and the focus can be adjusted. As a result, it is possible to focus on any portion between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. Therefore, a clear radiographic image can be acquired for any portion of the object 20 in the radial direction.

ここで、画像取得方法は、回転ステージ6を回転軸線L方向に移動制御し、放射線源2に対して対象物20を近接または離間させるステップを更に含んでもよい。たとえば、上述したステップS01〜S08が終了した後に、対象物20を回転軸線L方向に移動させてもよい(ステップS02)。図5(a)に示されるように、1回目の画像の生成では、撮像面Pは、ロール部21の下面付近に設定されている。そこで、図5(b)に示されるように、回転軸線L方向の厚みの1/4(1/n:nは自然数)に相当する分、回転ステージ6を降下させる。これによって、ロール部21の下面から厚みの1/4程度上に撮像面Pを移動し、当該撮像面Pの鮮明な放射線画像を得ることができる。同様に、図5(c)および図5(d)に示されるように、回転ステージ6を降下させることにより、撮像面Pの位置を段階的に上げていくことができる。 Here, the image acquisition method may further include a step of controlling the movement of the rotation stage 6 in the direction of the rotation axis L and moving the object 20 closer to or further from the radiation source 2. For example, after the above-mentioned steps S01 to S08 are completed, the object 20 may be moved in the rotation axis L direction (step S02). As shown in FIG. 5A, in the first image generation, the imaging surface P is set near the lower surface of the roll portion 21. Therefore, as shown in FIG. 5B, the rotation stage 6 is lowered by the amount corresponding to 1/4 (1 / n: n is a natural number) of the thickness in the rotation axis L direction. As a result, the imaging surface P can be moved from the lower surface of the roll portion 21 to about 1/4 of the thickness, and a clear radiographic image of the imaging surface P can be obtained. Similarly, as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), the position of the imaging surface P can be raised stepwise by lowering the rotation stage 6.

このステップによれば、放射線源2と対象物20との距離を調整することができる。言い換えれば、対象物20の回転軸線L方向(すなわち厚み方向)の任意の位置に、上記したFODに基づく撮像面Pを設定することができる。この場合、放射線源2が不動であれば、FODは一定とみなせる。対象物20の厚み方向の任意の位置の放射線画像を取得することができる。 According to this step, the distance between the radiation source 2 and the object 20 can be adjusted. In other words, the imaging surface P based on the above-mentioned FOD can be set at an arbitrary position in the rotation axis L direction (that is, the thickness direction) of the object 20. In this case, if the radiation source 2 is immobile, the FOD can be regarded as constant. A radiographic image of an arbitrary position in the thickness direction of the object 20 can be acquired.

入力面11aを有するシンチレータ11と、放射線の入力に応じてシンチレータ11が発するシンチレーション光を撮像するイメージセンサ13とを有する放射線カメラ4によれば、対象物20の鮮明な放射線画像を取得することができる。 According to the radiation camera 4 having the scintillator 11 having the input surface 11a and the image sensor 13 for capturing the scintillation light emitted by the scintillator 11 in response to the input of radiation, it is possible to acquire a clear radiation image of the object 20. can.

画像取得システム1を用いた画像取得方法では、たとえば、最初のパラメータ(FOD等)の入力が済んだ段階で、自動的に上記ステップS02〜S08が行われるように、画像処理装置10、タイミング制御部16、ステージ昇降制御部17、および表示装置15を設定しておいてもよい。また、ある撮像面Pに関して1枚の放射線画像を取得した後に、ステージ昇降制御部17によって1/nの移動を行い、次の撮像面Pに関する放射線画像を取得するようにしてもよい。このような厚み方向の異なる位置で放射線画像を取得することにより、たとえば発見された異物に関する情報(径方向または厚み方向における位置情報等)を製造工程にフィードバックすることも可能である。 In the image acquisition method using the image acquisition system 1, for example, the image processing device 10 and the timing control are performed so that the above steps S02 to S08 are automatically performed when the first parameters (FOD, etc.) are input. The unit 16, the stage elevating control unit 17, and the display device 15 may be set. Further, after acquiring one radiation image for a certain imaging surface P, the stage elevating control unit 17 may move 1 / n to acquire a radiation image for the next imaging surface P. By acquiring radiographic images at such different positions in the thickness direction, it is possible to feed back, for example, information on the found foreign matter (position information in the radial direction or the thickness direction) to the manufacturing process.

図7を参照して、第1実施形態の変形例について説明する。図7に示されるように、ステージ昇降機7およびステージ昇降制御部17が省略され、それに代えて、放射線発生装置3(放射線源2)を昇降(回転軸線L方向に移動)させる機構を備えた画像取得システム1Aが提供されてもよい。図7では、放射線発生装置3の昇降機構の図示は省略されている。また、画像処理装置10、表示装置15、およびタイミング制御部16の図示も省略されている(この点、以下の図10および図11でも同様である)。 A modified example of the first embodiment will be described with reference to FIG. 7. As shown in FIG. 7, the stage elevator 7 and the stage elevating control unit 17 are omitted, and instead, an image provided with a mechanism for elevating (moving in the rotation axis L direction) the radiation generator 3 (radiation source 2). Acquisition system 1A may be provided. In FIG. 7, the elevating mechanism of the radiation generator 3 is not shown. Further, the illustration of the image processing device 10, the display device 15, and the timing control unit 16 is also omitted (this point is the same in FIGS. 10 and 11 below).

このような画像取得システム1Aによっても、以下の式(12)により、FODに応じた放射線カメラ4の傾きθを計算することができる。

Figure 0006920520
Even with such an image acquisition system 1A, the inclination θ of the radiation camera 4 according to the FOD can be calculated by the following equation (12).
Figure 0006920520

続いて、図8および図9を参照して、第2実施形態に係る画像取得システム1Bについて説明する。画像取得システム1Bが第1実施形態の画像取得システム1と違う点は、ステージ昇降機7およびステージ昇降制御部17が省略された点と、それに代えて、放射線カメラ4を回動させることにより、回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度を調整するように構成された回動機構18および角度調整部19を備えた点である。回動機構18は、放射線カメラ4に連結された回動軸18aを含み、図示しないモータおよびギア等を有して放射線カメラ4を回動させる。回動機構18は、回転軸線Lに対して放射線カメラ4の入力面11aが傾斜するように放射線カメラ4を保持する。回動機構18の回動軸18aは、回転軸線Lおよび放射線源2を含む仮想平面に垂直であってよい。 Subsequently, the image acquisition system 1B according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The image acquisition system 1B differs from the image acquisition system 1 of the first embodiment in that the stage elevating machine 7 and the stage elevating control unit 17 are omitted, and instead, the radiation camera 4 is rotated to rotate the image acquisition system 1B. This is a point provided with a rotation mechanism 18 and an angle adjusting unit 19 configured to adjust the angle formed by the rotation axis L of the stage 6 and the input surface 11a of the radiation camera 4. The rotating mechanism 18 includes a rotating shaft 18a connected to the radiation camera 4, and has a motor, gears, and the like (not shown) to rotate the radiation camera 4. The rotating mechanism 18 holds the radiation camera 4 so that the input surface 11a of the radiation camera 4 is tilted with respect to the rotation axis L. The rotation shaft 18a of the rotation mechanism 18 may be perpendicular to the virtual plane including the rotation axis L and the radiation source 2.

図9に示されるように、この画像取得システム1Bを用いた画像取得方法が、画像取得システム1を用いた画像取得方法と違う点は、FODの決定(ステップS01)に先立って、FDDを決定し(ステップS10)、そのFDDに応じて対象物20を設置する(ステップS11)点と、その後にFODを決定した(ステップS01)後、FDD、FOD,および巻き厚wに基づいて傾き角度θを算出し(ステップS12、式(11)(12)参照)、その傾き角度θとなるように角度調整部19によって回動機構18を制御し放射線カメラ4の角度を調整する(ステップS13(調整ステップ))点である。画像取得システム1におけるステージの移動(ステップS02、図6参照)は実施されない。 As shown in FIG. 9, the difference between the image acquisition method using the image acquisition system 1B and the image acquisition method using the image acquisition system 1 is that the FDD is determined prior to the determination of the FOD (step S01). (Step S10), the point at which the object 20 is installed according to the FDD (step S11), and thereafter the FOD is determined (step S01), and then the inclination angle θ is based on the FDD, the FOD, and the winding thickness w. Is calculated (see step S12, equations (11) and (12)), and the rotation mechanism 18 is controlled by the angle adjusting unit 19 so as to have the tilt angle θ, and the angle of the radiation camera 4 is adjusted (step S13 (adjustment). Step)) The point. The stage movement (step S02, see FIG. 6) in the image acquisition system 1 is not performed.

この画像取得システム1Bによっても、上記した画像取得システム1,1Aと同様の作用・効果が奏される。また角度を調整するステップによって、回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 The image acquisition system 1B also exerts the same actions and effects as those of the image acquisition systems 1 and 1A described above. Further, by the step of adjusting the angle, the angle formed by the rotation axis L of the rotation stage 6 and the input surface 11a of the radiation camera 4 can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD.

また角度を調整するステップでは、放射線源2と対象物20内の撮像面Pとの距離であるFODに応じて、回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度を調整するので、任意のFODに対してフォーカスを合わせることができる。 Further, in the step of adjusting the angle, the angle formed by the rotation axis L of the rotation stage 6 and the input surface 11a of the radiation camera 4 is set according to the FOD which is the distance between the radiation source 2 and the imaging surface P in the object 20. Since it is adjusted, it is possible to focus on any FOD.

また角度を調整するステップでは、回転軸線Lに対して放射線カメラ4の入力面11aが傾斜するように放射線カメラ4を回動させるので、放射線カメラ4の姿勢を調整し、回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 Further, in the step of adjusting the angle, since the radiation camera 4 is rotated so that the input surface 11a of the radiation camera 4 is tilted with respect to the rotation axis L, the posture of the radiation camera 4 is adjusted and the rotation axis of the rotation stage 6 is adjusted. The angle formed by L and the input surface 11a of the radiation camera 4 can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD.

続いて、図10および図11を参照して、第3実施形態に係る画像取得システム1Cについて説明する。画像取得システム1Cが第1実施形態の画像取得システム1と違う点は、ステージ昇降機7およびステージ昇降制御部17が省略された点と、境界面23の延長面が放射線源2を通らないように回転ステージ6および対象物20が傾斜させられた点と、撮像面Pの内周部に対応する放射線束2aの端縁(光軸)が、放射線カメラ4の入力面11aに直交するように放射線カメラ4が配置された点である。 Subsequently, the image acquisition system 1C according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The image acquisition system 1C differs from the image acquisition system 1 of the first embodiment in that the stage elevating device 7 and the stage elevating control unit 17 are omitted, and the extension surface of the boundary surface 23 does not pass through the radiation source 2. Radiation so that the point where the rotating stage 6 and the object 20 are tilted and the edge (optical axis) of the radiation bundle 2a corresponding to the inner peripheral portion of the imaging surface P are orthogonal to the input surface 11a of the radiation camera 4. This is the point where the camera 4 is arranged.

この画像取得システム1Cにおいても、上記式(1)〜(5)と同様のことが言え、対象物20の傾き角度θは、下記式(13)によって計算される。画像取得システム1Cにおいて、回転軸線Lと入力面11aとのなす角度βについて、角度β=π/2−角度θの関係であることは明らかである。

Figure 0006920520
The same can be said for the image acquisition system 1C as in the above equations (1) to (5), and the inclination angle θ of the object 20 is calculated by the following equation (13). In the image acquisition system 1C, it is clear that the angle β formed by the rotation axis L and the input surface 11a has a relationship of angle β = π / 2-angle θ.
Figure 0006920520

なお、上述した画像取得システム1Bにおける回動機構18および角度調整部19と同様の機構を、画像取得システム1Cの回転ステージ6に適用してもよい。この場合、回転ステージ6の姿勢を調整し、回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度を、FODに応じた適切な角度に調整することができる。 The same mechanism as the rotation mechanism 18 and the angle adjusting unit 19 in the image acquisition system 1B described above may be applied to the rotation stage 6 of the image acquisition system 1C. In this case, the posture of the rotating stage 6 can be adjusted, and the angle formed by the rotating axis L of the rotating stage 6 and the input surface 11a of the radiation camera 4 can be adjusted to an appropriate angle according to the FOD.

以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、上記実施形態では、放射線カメラ4が、イメージセンサ13にシンチレータ11付きのFOP12がカップリングされた間接変換型のカメラである場合について説明したが、放射線カメラはこの形態に限られない。たとえば、FOP12が省略され、イメージセンサ13にシンチレータ11がカップリングされた間接変換型の放射線カメラが採用されてもよい。この場合も、シンチレータ11の入力面11aが、放射線カメラの入力面であり、上記した角度の基準となる。また、イメージセンサ13のみからなる直接変換型の放射線カメラが採用されてもよい。この場合、イメージセンサ13の受光面13aが、放射線カメラの入力面であり、上記した角度の基準となる。直接変換型の放射線カメラにおいても、イメージセンサ13によるTDI制御は可能である。また、イメージセンサ13にFOPがカップリングされた直接変換型の放射線カメラが採用されてもよい。この場合、FOPの表面が、放射線カメラの入力面であり、上記した角度の基準となる。これらの直接変換型放射線イメージセンサを用いた場合でも、対象物の鮮明な放射線画像を取得することができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the case where the radiation camera 4 is an indirect conversion type camera in which the FOP 12 with the scintillator 11 is coupled to the image sensor 13 has been described, but the radiation camera is not limited to this mode. For example, an indirect conversion type radiation camera in which the FOP 12 is omitted and the scintillator 11 is coupled to the image sensor 13 may be adopted. In this case as well, the input surface 11a of the scintillator 11 is the input surface of the radiation camera and serves as a reference for the above-mentioned angle. Further, a direct conversion type radiation camera composed of only the image sensor 13 may be adopted. In this case, the light receiving surface 13a of the image sensor 13 is the input surface of the radiation camera and serves as a reference for the above-mentioned angle. Even in a direct conversion type radiation camera, TDI control by the image sensor 13 is possible. Further, a direct conversion type radiation camera in which the FOP is coupled to the image sensor 13 may be adopted. In this case, the surface of the FOP is the input surface of the radiation camera and serves as a reference for the above-mentioned angle. Even when these direct conversion type radiation image sensors are used, a clear radiation image of an object can be acquired.

また、回転ステージ6の回転軸線Lと放射線カメラ4の入力面11aとのなす角度は、FODに応じて設定されていればよく、上記式(11)、(12)、(13)に一致しなければならないわけではない。上記式(11)、(12)、(13)とは多少異なる角度であっても、径方向のいずれの部分に対しても鮮明な放射線画像を取得することは可能である。また、回転ステージ6または放射線カメラ4が回動できる態様の画像取得システムに限られず、「FODに応じて設定された」角度で回転ステージ6または放射線カメラ4が固定されており、その後の角度調整が不能になっている画像取得システムが、本発明の一態様として提供されてもよい。 Further, the angle formed by the rotation axis L of the rotation stage 6 and the input surface 11a of the radiation camera 4 may be set according to the FOD, and agrees with the above equations (11), (12), and (13). You don't have to. It is possible to obtain a clear radiographic image for any portion in the radial direction even if the angle is slightly different from the above equations (11), (12), and (13). Further, the image acquisition system is not limited to the mode in which the rotating stage 6 or the radiation camera 4 can rotate, and the rotating stage 6 or the radiation camera 4 is fixed at an angle "set according to the FOD", and the angle is adjusted thereafter. An image acquisition system in which is disabled may be provided as an aspect of the present invention.

また、回転ステージ6および放射線カメラ4の両方を角度調整可能な構成が採用されてもよい。なお、回転ステージ6を傾ける場合には、放射線カメラ4をより傾ける必要がある。 Further, a configuration in which the angles of both the rotating stage 6 and the radiation camera 4 can be adjusted may be adopted. When tilting the rotating stage 6, it is necessary to tilt the radiation camera 4 more.

上述の複数の実施形態のいずれか2つ又はそれ以上が組み合わされた画像取得システムが提供されてもよい。たとえば、画像取得システム1における放射線カメラの傾斜と回転ステージ6の昇降、画像取得システム1Aにおける放射線発生装置3の昇降、画像取得システム1Bにおける放射線カメラ4の回動(角度調整)、および、画像取得システム1Cにおける回転ステージ6と対象物20の傾斜のうち、いずれか2つ又はそれ以上が組み合わされた画像取得システムが提供されてもよい。 An image acquisition system in which any two or more of the plurality of embodiments described above are combined may be provided. For example, tilting of the radiation camera in the image acquisition system 1 and raising / lowering the rotation stage 6, raising / lowering the radiation generator 3 in the image acquisition system 1A, rotation (angle adjustment) of the radiation camera 4 in the image acquisition system 1B, and image acquisition. An image acquisition system in which any two or more of the inclinations of the rotation stage 6 and the object 20 in the system 1C are combined may be provided.

(試験例)
第1実施形態に係る画像取得システム1の効果を検証するため、シミュレーションを行った。内周部の半径をrin=120mm、外周部の半径rout=150mmと想定した。図12に示されるように、内周部に位置する異物1(符号F1で示される)を基準として、巻き厚方向の真ん中に位置する異物2(符号F2で示される)の速度比は1.125倍であり、外周部に位置する異物3(符号F3で示される)の速度比は1.25である。
(Test example)
A simulation was performed to verify the effect of the image acquisition system 1 according to the first embodiment. It is assumed that the radius of the inner peripheral portion is r in = 120 mm and the radius of the outer peripheral portion is r out = 150 mm. As shown in FIG. 12, the speed ratio of the foreign matter 2 (indicated by the reference numeral F2) located in the center in the winding thickness direction is 1. It is 125 times, and the speed ratio of the foreign matter 3 (indicated by reference numeral F3) located on the outer peripheral portion is 1.25.

比較例1として、放射線カメラ4を傾けない条件、すなわち画像取得システム1において放射線カメラ4の入力面11aが回転軸線Lに直交する条件でシミュレーションを行った。また比較例2として、放射線カメラ4を傾け、放射線カメラ4の入力面11aが回転軸線Lに対して鋭角をなすが、FODに応じた適切な角度の半分程度の条件でシミュレーションを行った。比較例1および2では、内周部の異物1の搬送速度に合うように、TDI転送速度を設定した。実施例は、放射線カメラ4の入力面11aが回転軸線Lに対して鋭角をなし、FODに応じた適切な角度である条件でシミュレーションを行った。なお、実施例における傾き角度は約34°であり、比較例2における傾き角度は約17°であった。シミュレーション条件は、FDD:300mm、FOD:100mmとした。比較例1、比較例2、および実施例のシミュレーション結果を図13,14,15にそれぞれ示す。なお、各図において、搬送方向Dが併記されている。 As Comparative Example 1, the simulation was performed under the condition that the radiation camera 4 is not tilted, that is, the input surface 11a of the radiation camera 4 is orthogonal to the rotation axis L in the image acquisition system 1. Further, as Comparative Example 2, the radiation camera 4 was tilted, and the input surface 11a of the radiation camera 4 formed an acute angle with respect to the rotation axis L, but the simulation was performed under the condition of about half of the appropriate angle according to the FOD. In Comparative Examples 1 and 2, the TDI transfer speed was set so as to match the transport speed of the foreign matter 1 in the inner peripheral portion. In the embodiment, the simulation was performed under the condition that the input surface 11a of the radiation camera 4 formed an acute angle with respect to the rotation axis L and the angle was appropriate according to the FOD. The tilt angle in the examples was about 34 °, and the tilt angle in the comparative example 2 was about 17 °. The simulation conditions were FDD: 300 mm and FOD: 100 mm. The simulation results of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Examples are shown in FIGS. 13, 14 and 15, respectively. In each figure, the transport direction D is also shown.

図13に示されるように、放射線カメラ4を傾けなかった場合、異物1の放射線画像は鮮明であるが、異物2,3については速度が合っていないため搬送方向Dにボケたような画像となり、コントラストが悪化した。また図14に示されるように、放射線カメラ4を傾けてはいるが角度が適切でなかった場合も、異物2,3については速度が合っていないため搬送方向Dにボケたような画像となり、コントラストが悪化した。 As shown in FIG. 13, when the radiation camera 4 is not tilted, the radiation image of the foreign matter 1 is clear, but the speeds of the foreign matter 2 and 3 do not match, so that the image looks blurred in the transport direction D. , The contrast has deteriorated. Further, as shown in FIG. 14, even when the radiation camera 4 is tilted but the angle is not appropriate, the images of the foreign objects 2 and 3 are blurred in the transport direction D because the speeds do not match. The contrast has deteriorated.

図15に示されるように、放射線カメラ4を傾け、FODに応じた適切な角度を設定した場合、速度差(速度比)が吸収され、径方向のすべての位置でボケなく物体を撮影できた。 As shown in FIG. 15, when the radiation camera 4 was tilted and an appropriate angle was set according to the FOD, the speed difference (velocity ratio) was absorbed and the object could be photographed at all positions in the radial direction without blurring. ..

1…画像取得システム、2…放射線源、3…放射線発生装置、4…放射線カメラ、6…回転ステージ、7…ステージ昇降機、10…画像処理装置、11…シンチレータ、11a…入力面、13…イメージセンサ、13a…受光面、15…表示装置、16…タイミング制御部、17…ステージ昇降制御部(ステージ移動制御部)、20…対象物、21…ロール部、22…ホイール部、23…境界面、L…回転軸線、P…撮像面。

1 ... Image acquisition system, 2 ... Radiation source, 3 ... Radiation generator, 4 ... Radiation camera, 6 ... Rotating stage, 7 ... Stage lifter, 10 ... Image processing device, 11 ... Scintillator, 11a ... Input surface, 13 ... Image Sensor, 13a ... Light receiving surface, 15 ... Display device, 16 ... Timing control unit, 17 ... Stage elevating control unit (stage movement control unit), 20 ... Object, 21 ... Roll unit, 22 ... Wheel unit, 23 ... Boundary surface , L ... Rotation axis, P ... Imaging surface.

Claims (16)

対象物に向けて放射線を出力する放射線源と、
回転軸線周りで前記対象物を回転させるように構成された回転ステージと、
前記対象物を透過した前記放射線が入力される入力面とTDI(時間遅延積分)制御可能なイメージセンサとを有し、入力された前記放射線を撮像して画像データを出力する放射線カメラと、
前記画像データに基づいて前記対象物の撮像面における放射線画像を生成する画像処理装置と、を備え、
前記回転ステージの前記回転軸線と前記放射線カメラの前記入力面とのなす角度は、前記対象物の内周部における拡大率が前記対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように設定され、
前記放射線カメラは、前記回転ステージによる前記対象物の回転速度に同期して前記イメージセンサにおけるTDI制御を行うように構成されている、画像取得システム。
A radiation source that outputs radiation toward an object,
A rotating stage configured to rotate the object around the axis of rotation,
A radiation camera having an input surface into which the radiation transmitted through the object is input and an image sensor capable of controlling TDI (time delay integration), and an image sensor that captures the input radiation and outputs image data.
An image processing device that generates a radiographic image on the imaging surface of the object based on the image data is provided.
The angle formed by the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera is set so that the enlargement ratio in the inner peripheral portion of the object is larger than the enlargement ratio in the outer peripheral portion of the object.
The radiation camera is an image acquisition system configured to perform TDI control in the image sensor in synchronization with the rotation speed of the object by the rotation stage.
前記回転ステージを前記回転軸線方向に移動制御し、前記放射線源に対して前記対象物を近接および離間させるように構成されたステージ移動制御部を更に備える、請求項1に記載の画像取得システム。 The image acquisition system according to claim 1, further comprising a stage movement control unit configured to move the rotating stage in the direction of the rotation axis and move the object closer to and further from the radiation source. 前記回転ステージまたは前記放射線カメラを保持し、前記回転ステージの前記回転軸線と前記放射線カメラの前記入力面とのなす角度を調整するように構成された角度調整部を更に備える、請求項1または2に記載の画像取得システム。 1 or 2 further comprising an angle adjusting unit configured to hold the rotating stage or the radiation camera and adjust the angle formed by the rotating axis of the rotating stage and the input surface of the radiation camera. Image acquisition system described in. 前記角度調整部は、前記対象物の内周部における拡大率が前記対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように、前記回転ステージの前記回転軸線と前記放射線カメラの前記入力面とのなす角度を調整するように構成されている、請求項3に記載の画像取得システム。 In the angle adjusting unit, the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera are arranged so that the enlargement ratio in the inner peripheral portion of the object is larger than the enlargement ratio in the outer peripheral portion of the object. The image acquisition system according to claim 3, which is configured to adjust the angle of formation. 前記角度調整部は、前記回転軸線に対して前記放射線カメラの前記入力面が傾斜するように前記放射線カメラを保持する、請求項3または4に記載の画像取得システム。 The image acquisition system according to claim 3 or 4, wherein the angle adjusting unit holds the radiation camera so that the input surface of the radiation camera is tilted with respect to the rotation axis. 前記角度調整部は、前記放射線カメラの前記入力面に対して前記回転軸線が傾斜するように前記回転ステージを保持する、請求項3または4に記載の画像取得システム。 The image acquisition system according to claim 3 or 4, wherein the angle adjusting unit holds the rotation stage so that the rotation axis is tilted with respect to the input surface of the radiation camera. 前記放射線カメラは、前記入力面を有するシンチレータを含み、前記イメージセンサは、前記放射線の入力に応じて前記シンチレータが発するシンチレーション光を撮像する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像取得システム。 The image according to any one of claims 1 to 6, wherein the radiation camera includes a scintillator having the input surface, and the image sensor captures scintillation light emitted by the scintillator in response to the input of the radiation. Acquisition system. 前記イメージセンサは、前記入力面を有する直接変換型放射線イメージセンサである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の画像取得システム。 The image acquisition system according to any one of claims 1 to 6, wherein the image sensor is a direct conversion type radiation image sensor having the input surface. 回転ステージを用い、回転軸線周りで対象物を所定の速度で回転させる回転ステップと、
回転している前記対象物に向けて放射線源から放射線を出力する放射線出力ステップと、
前記対象物を透過した前記放射線が入力される入力面とTDI(時間遅延積分)制御可能なイメージセンサとを有する放射線カメラを用い、入力された前記放射線を撮像して画像データを出力する放射線撮像ステップと、
前記画像データに基づいて前記対象物の撮像面における放射線画像を生成する画像生成ステップと、を含み、
前記回転ステージの前記回転軸線と前記放射線カメラの前記入力面とのなす角度は、前記対象物の内周部における拡大率が前記対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように設定され、
前記放射線撮像ステップでは、前記回転ステージによる前記対象物の回転速度に同期して前記イメージセンサにおけるTDI制御を行う、画像取得方法。
A rotation step that uses a rotation stage to rotate an object at a predetermined speed around the rotation axis,
A radiation output step that outputs radiation from a radiation source toward the rotating object,
Radiation imaging that captures the input radiation and outputs image data using a radiation camera having an input surface into which the radiation transmitted through the object is input and an image sensor capable of controlling TDI (time delay integration). Steps and
Including an image generation step of generating a radiographic image on the imaging surface of the object based on the image data.
The angle formed by the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera is set so that the enlargement ratio in the inner peripheral portion of the object is larger than the enlargement ratio in the outer peripheral portion of the object.
In the radiation imaging step, an image acquisition method in which TDI control in the image sensor is performed in synchronization with the rotation speed of the object by the rotation stage.
前記回転ステージを前記回転軸線方向に移動制御し、前記放射線源に対して前記対象物を近接または離間させる移動ステップを更に含む、請求項9に記載の画像取得方法。 The image acquisition method according to claim 9, further comprising a moving step of controlling the movement of the rotation stage in the direction of the rotation axis to bring the object closer to or further away from the radiation source. 前記回転ステージまたは前記放射線カメラを回動させることにより、前記回転ステージの前記回転軸線と前記放射線カメラの前記入力面とのなす角度を調整する調整ステップを更に含む、請求項9または10に記載の画像取得方法。 9. Image acquisition method. 前記調整ステップでは、前記対象物の内周部における拡大率が前記対象物の外周部における拡大率よりも大きくなるように、前記回転ステージの前記回転軸線と前記放射線カメラの前記入力面とのなす角度を調整する、請求項11に記載の画像取得方法。 In the adjustment step, the rotation axis of the rotation stage and the input surface of the radiation camera are formed so that the enlargement ratio in the inner peripheral portion of the object is larger than the enlargement ratio in the outer peripheral portion of the object. The image acquisition method according to claim 11, wherein the angle is adjusted. 前記調整ステップでは、前記回転軸線に対して前記放射線カメラの前記入力面が傾斜するように前記放射線カメラを回動させる、請求項11または12に記載の画像取得方法。 The image acquisition method according to claim 11 or 12, wherein in the adjustment step, the radiation camera is rotated so that the input surface of the radiation camera is tilted with respect to the rotation axis. 前記調整ステップでは、前記放射線カメラの前記入力面に対して前記回転軸線が傾斜するように前記回転ステージを回動させる、請求項11または12に記載の画像取得方法。 The image acquisition method according to claim 11 or 12, wherein in the adjustment step, the rotation stage is rotated so that the rotation axis is tilted with respect to the input surface of the radiation camera. 前記放射線カメラは、前記入力面を有するシンチレータを含み、前記放射線撮像ステップでは、前記放射線の入力に応じて前記シンチレータが発するシンチレーション光を撮像する、請求項9〜14のいずれか一項に記載の画像取得方法。 The radiation camera includes a scintillator having the input surface, and in the radiation imaging step, the scintillation light emitted by the scintillator in response to the input of the radiation is imaged, according to any one of claims 9 to 14. Image acquisition method. 前記イメージセンサは、前記入力面を有する直接変換型放射線イメージセンサである、請求項9〜14のいずれか一項に記載の画像取得方法。

The image acquisition method according to any one of claims 9 to 14, wherein the image sensor is a direct conversion type radiation image sensor having the input surface.

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