JPH0319483B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、工業用製品およびその製品材料を高
速検査する場合に有効な産業用CTスキヤナに関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、工業用製品および製品材料（以下、被検
査物と呼ぶ）を検査する場合、通称第３世代と称
する産業用CTスキヤナが使用されるが、これに
は被検査物を固定設置するものと、被検査物を回
転させるものとがある。前者の被検査物固定式の
ものは、被検査物を所定の距離をもつて挾むよう
にＸ線管と円弧状Ｘ線検出器とを対向配置すると
ともに、これらのＸ線管およびＸ線検出器を一体
的に回転させながらＸ線管からフアン状Ｘ線ビー
ムを照射し、このとき被検査物から透過して出て
くる透過Ｘ線ビームをＸ線検出器により被検査物
断面の投影データとして検出し、被検査物におけ
る多方向からの投影データを得ることにより、被
検査物の断層像を作成するものである。

一方、被検査物回転式のものは、Ｘ線管および
円弧状Ｘ線検出器を固定設置するとともに、被検
査物を回線させながらＸ線管から間欠的にフアン
状Ｘ線ビームを照射し、被検査物における多方向
からの透過Ｘ線ビームをＸ線検出器により被検査
物断面の投影データとして取得し、被検査物の断
層像を作成するものである。

しかしながら、従来のCTスキヤナにあつては、
被検査査物固定式および被検査物回転式の何れの
場合にも、一回のスキヤンニングで一個の被検査
物しか検査することができず、このため量産品と
しての工業用製品または製品材料を検査するのに
長時間を必要とし、CTスキヤナの高速オンライ
ン化に不向きなものである。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような点に着目してなされたも
ので、一回のスキヤニングで複数個の被検査物の
透過放射線ビームを同時に取得し得、被検査物の
検査時間の短縮化および高速オンライン化に十分
対処できる産業用CTスキヤナを提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、フアン状放射状ビームのフアン角度
内に複数台の被検査物載置用回転テーブルを設置
するとともに、これらの回転テーブルを同期して
回転させながら各回転テーブルに対応するフアン
角度で区切つた被検査物の投影データを取得し画
像再構成を行うことにより、各被検査物の断層像
を作成する産業用CTスキヤナである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図および
第２図を参照して説明する。第１図は放射線検出
系の模式図、第２図は全体の構成を示す図であ
る。即ち、本発明に係る産業用CTスキヤナの放
射線検出系は、第１図に示すようにフアン状放射
線ビーム１を放射する放射線発生器２と、この放
射線発生器２から放射されるフアン状放射線ビー
ム１を検出する円弧状の放射線検出器３とが対向
して固定設置され、さらに両機器２，３の間に複
数台の被検査物載置用回転テーブル４Ａ〜４Ｅが
放射線発生器２の放射線源２ａを中心とする所定
半径の曲線上に所定の間隔を有して回転可能に配
置されている。前記放射線検出器３は、各回転テ
ーブル４Ａ〜４Ｅを覆うビームフアン角度内に相
当する幅をもつて複数（例えば72チヤンネル）の
検出素子３Ａ，…，〜，３Ｅ，…が並列に密接し
て配列されている。一方、前記複数の回転テーブ
ル４Ａ〜４Ｅは例えば架台５などに回転可能に支
持され、さらにそれぞれが例えば回転駆動源と連
結されて立設されるねじ体等に係合されて個別に
上下方向にスライス位置を可変できるように設け
られている。

次に、CTスキヤナの全体構成について説明す
る。第２図においてコンソール１１は各構成回路
を統括して制御するもので、これには放射線制御
部１２およびテーブル駆動制御部１３が接続され
ている。この放射線制御部１２は、コンソール１
１からの指令を受けて高電圧発生器１４より放射
線発生器２へ所定時間ごとに高電圧を供給させる
ための制御を行う。テーブル駆動制御部１３は、
コンソール１１からの指令を受けて複数の回転ド
ライブ信号および必要により昇降ドライブ信号を
出力するドライブ回路と、回転テーブル４Ａ〜４
Ｅごとに設けられ、回転ドライブ信号を受けて回
転テーブル４Ａ〜４Ｅを回転させる複数の回転駆
動系（例えばパルスモータ）および回転テーブル
４Ａ〜４Ｅを昇降させるための複数の回転駆動源
とからなつている。４は第１図に示す４Ａ〜４Ｅ
の回転テーブル群、１５はデータ収集部であつ
て、これは放射線検出器３から出力される被検査
物の投影データを収集してデイジタル変換して出
力する。このデータ収集部１５には複数の画像処
理系１６，１６′が接続されるが、これらはデー
タ収集部１５と選択的に接続されるものとする。
これらの画像処理系１６，１６′は両者とも同様
な構成を有し、具体的にはデータ収集部１５から
の投影データを受けて逐次オフセツト補正、リフ
アレンス補正、放射線強度の変動補正などを行う
前処理部１７，１７′と、この前処理部１７，１
７′から出力された補正処理後の投影データをコ
ンボリユーシヨン処理およびバツクプロジエクシ
ヨン処理を行つて各被検査物の再構成画像データ
を得る画像再構成処理部１８，１８′と、各前処
理部１７，１７′および画像再構成処理部１８，
１８′を制御する演算処理制御ユニツト（以下、
CPUと指称する）１９，１９′と、画像メモリ２
０，２０′とで構成されている。２１はCPU１
９，１９′からの画像データの濃淡の数から被検
査物の欠陥有無を判定する欠陥判定部であつて、
SAは判定出力を意味する。２２はCRTデイスプ
レイであつて、画像メモリ２０，２０′からの再
構成画像データを表示するものである。なお、図
示されていないがコンソール１１において各
CPU１９，１９′を介して画像メモリ２０，２
０′から再構成画像データを読取つてデイスプレ
イ２２に表示するようにしてもよい。

次に、以上のように構成された産業用CTスキ
ヤナの作用について第３図を参照して説明する。
先ず、マニピユレータその他の公知の搬入手段を
用いて各回転テーブル４Ａ〜４Ｅ上に同時または
個別に被検査物を載置し、さらにコンソール１１
からの指令によつてテーブル駆動制御部１３は各
回転テーブル４Ａ〜４Ｅを個別に所要のスライス
位置に昇降制御する。

しかる後、コンソール１１は所定のタイミング
で選択信号およびスキヤン開始のための信号を出
力すると、この選択信号を受けて例えばCPU１
９は前処理部１７を介してデータ処理部１５へ接
続のための信号を与える。ここで、データ収集部
１５はデータ出力端を画像処理系１６に接続す
る。

一方、コンソール１１からスキヤン開始の信号
を受けたテーブル駆動制御部１３は各回転テーブ
ル４Ａ〜４Ｅの回転駆動源へ同期して回転するた
めの回転ドライブ信号を与え、これにより各回転
テーブル４Ａ〜４Ｅは同期して同時に連続的また
は間欠的に回転し、このとき放射線制御部１２か
ら高電圧発生器１４を介して放射線発生器２へ間
欠的に高電圧が与えられる。ここで、放射線発生
器２から第３図Ｓ１のようにフアン状放射線ビー
ム１が各テーブル４Ａ〜４Ｅ上の被検査物に向け
て同時に所定時間ごとに照射され、各被検査物を
透過して出力された透過放射線ビームは放射線検
出器３の各被検査物に対応する検出素子３Ａ，
…，〜，３Ｅ，…によつて検出され、ここで電気
的な放射線吸収データ即ち投影データに変換され
て第３図Ｓ２の如く後続のデータ収集部１５によ
つてデータ収集が行なわれる。このデータ収集部
１５は画像処理系１６と接続されているので、デ
ータ収集部１５で収集されデイジタル化された投
影データは前処理部１７で読取られ第３図Ｓ３の
ように前処理即ち種々の補正処理が施され、その
後、例えば前処理部１７または画像構成処理部１
８のメモリに補正処理後の投影データが一時蓄え
られる（第３図Ｓ４）。このときの投影データ列
は被検査物ごとに第４図のようなデータ３０Ａ〜
３０Ｅの順序で畜えられる。

しかして、画像再構成処理部１８は、CPU１
９からの指令に基づき第３図Ｓ５〜Ｓ８に示すよ
うにメモリから被検査物ごとに対応する投影デー
タを順次読出してコンボリユーシヨン処理および
バツクプロジエクシヨン処理を行つて再構成画像
データを作成する。そして、画像作成後の画像デ
ータはCPU１９によつて読出されて画像メモリ
２０へ格納される。この画像処理段階において
は、CPU１９は被検査物の残りの投影データが
有るか否かを把握しており（第３図Ｓ９）、残り
があれば画像再構成処理部１８にその残りの投影
データについて第３図Ｓ５〜Ｓ７に基づき画像構
成処理を行う旨の指令を与え、これにより総ての
被検査物の画像データを作成し、画像メモリに蓄
える。以上の動作は回転テーブル４Ａ〜４Ｅが一
回転するまで行い、被検査物での各方向からのデ
ータに基づき各被検査物の断層像が得られる。こ
の最終断階での画像再構成処理時には、コンソー
ル１１からの選択信号により他方の画像処理系１
６′がデータ収集部１５と接続され、例えばスラ
イス位置などを変えてデータ収集及び画像再構成
処理が可能となつている。そして、以上のように
して画像メモリ２０に蓄えられた各被検査物の断
層像データはCPU１９により被検査物ごとに読
出されてCRTデイスプレイ２２に表示され、さ
らに欠陥判定部２１に送られて画像の濃淡の数か
ら被検査物ごとの欠陥の有無が判断される。

なお、第１図に示す放射線検出系を用いた場
合、データの存在しない部分があるが、このデー
タのない部分は空気データを入れてデータがある
ものとして処理する。

従つて、以上のような構成によれば、第３世代
と称する一台分のCTスキヤナのシステム構成で
テーブルの台数に相当する被検査物の断層像を作
成でき、多数の被検査物を短かい時間で検査する
ことができる。しかも、各回転テーブルは同期し
て同時に回転するも、上下方向へのスライス位置
が個別に行えるので、各被検査物の各断面位置の
断層像を作成できる。また、放射線検出器のデー
タ収集エリア以外の部分は検出素子群が不要とな
つて安価に実現できる。また、フアン状放射線ビ
ーム１のフアン角度は通常の第３世代と異なり制
約を受けない。即ち、複数の回転テーブル４Ａ〜
４Ｅに跨がるトータルのフアン角を越えなければ
よいので、システム設計が容易になる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
ない。例えば大形の被検査物を検査する場合、第
５図のように複数台の回転テーブル例えば４Ｂ〜
４Ｄにわたつて被検査物３２を載置し、得られた
投影データから空気データより上位のデータ列
（第６図３３）を検出することにより、再構成エ
リアを決定し、当該エリアについて再構成処理を
行つて被検査物３２の断層像を作成することもで
きる。また、回転テーブル４Ａ〜４Ｅは個別ある
いは同時に所定の高さでスライス位置を可変させ
てもよい。また、放射線検出器３は各テーブルに
対応するデータ収集エリアの幅で複数の検出素子
群を配列したが、検出器３の全幅にわたつて検出
素子群を密接して配列してもよい。また、画像再
構成処理部１８，１８′が予め基準データを保持
し、前処理後の各被検査物の投影データと基準デ
ータとを比較判断し、基準データとの差が大きい
場合には当該被検査物が不良または再検査を要す
る信号を出力し、画像再構成処理を行なわないよ
うにすることもできる。但し、この場合には同一
の被検査物が同一位置に、同一断面の設定が可能
なときに成立する。さらに、不良と判断した被検
査物のみを放射線発生器２に近づけて放射線検出
器３全体でデータを検出して高精度に被検査物の
断層像を作成し、欠陥部分を発見するようにして
もよい。また、放射線発生器２からは主としてＸ
線が放射されるが、被検査物の材質等に応じてβ
線、γ線その他の放射線を放射するものでもよ
い。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、通常第３
世代と呼ばれるCTスキヤナ構成のものを用いて
同時に複数の被検査物の投影データを取得できる
ので、検査時間の短縮化が図れ、工業製品等の検
査に十分対処することができ。しかも、複数の被
検査物を同時に回転させるので、制御が簡単であ
り、ひいては高速オンライン化にも適用できる産
業用CTスキヤナを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明に係る産業用CT
スキヤナの一実施例を説明するためのもので、第
１図は放射線検出系の平面図、第２図はスキヤナ
の全体構成を示すブロツク図、第３図はスキヤナ
の動作を説明する流れ図、第４図は複数の被検査
物における投影データ列を示す図、第５図および
第６図は他の例を説明する放射線検出系の面図お
よびデータ列を示す図である。 １……フアン状放射線ビーム、２……放射線発
生器、３……放射線検出器、３Ａ，…，３Ｂ，
…，〜，３Ｅ，… ……検出素子、４Ａ〜４Ｅ…
…回転テーブル、１１……コンソール、１２……
放射線制御部、１３……テーブル駆動制御部、１
５……データ収集部、１６，１６′……画像処理
系、１７，１７′……前処理部、１８，１８′……
画像再構成処理部、１９，１９′……CPU、２
０，２０′……画像メモリ、２１……欠陥判定部、
２２……デイスプレイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フアン状放射線ビームを放射する放射線発生
   器と、この放射線ビームのフアン角度内に設定さ
   れた複数台のテーブルと、これらのテーブル上に
   載置される被検査物を透過して出てくる前記放射
   線発生器からの透過放射線データを検出する放射
   線検出器と、前記複数台のテーブルを同期して回
   転させながら前記放射線検出器によつて検出され
   たデータを収集するデータ収集手段と、この手段
   によつて収集されたデータを前処理し、各被検査
   物ごとに画像再構成処理を行う画像処理系とを備
   えたことを特徴とする産業用CTスキヤナ。 ２ 複数台のテーブルは、回転可能な構成である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の産
   業用CTスキヤナ。 ３ 複数台のテーブルは、画像処理系からの制御
   信号によつて個別にスライス位置を可変するもの
   である特許請求の範囲第１項記載の産業用CTス
   キヤナ。 ４ 放射線検出器は、各テーブルごとの放射線ビ
   ームのフアン角度に相当する位置に複数の検出素
   子群を配列したものである特許請求の範囲第１項
   記載の産業用CTスキヤナ。 ５ 画像処理系は、複数の系からなり、該画像処
   理系からデータ収集手段へ接続替えのための信号
   を送つてデータ収集手段に対して何れか１つの画
   像処理系が選択的に接続されるものである特許請
   求の範囲第１項記載の産業用CTスキヤナ。 ６ 画像処理系は、被検査物に係るデータのない
   部分に空気データを入れて画像再構成処理を行う
   ものである特許請求の範囲第１項記載の産業用
   CTスキヤナ。 ７ 画像処理系は、基準データを持ち、データ収
   集手段から出力される各被検査物のデータと前記
   基準データとを比較判断し、不良と判断した被検
   査物のデータを出力しないようにすることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の産業用CTス
   キヤナ。 ８ 被検査物は、複数のテーブルに跨がつて載置
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の産業用CTスキヤナ。