KR101110145B1

KR101110145B1 - Ｘ선 투시 장치

Info

Publication number: KR101110145B1
Application number: KR1020097010511A
Authority: KR
Inventors: 세이지 이토
Original assignee: 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2012-01-31
Also published as: US20100074404A1; TWI355865B; US7796724B2; CN101578513B; WO2008066017A1; KR20090091141A; TW200840422A; JPWO2008066017A1; CN101578513A; JP4968261B2

Abstract

테이블 표면과 투시 대상물의 관찰점까지의 거리를 입력하는 일 없고, 또한 그 거리를 구하기 위한 캘리브레이션 조작을 사전에 행하는 일 없이, 관찰 작업 내에서의 간단한 조작에 의해 높은 정밀도로 경동 추적이나 회전 추적을 행할 수 있는 X선 투시 장치를 제공한다. 테이블(2)의 표면과 관찰점(V)까지의 거리(d)와, 테이블(2)의 표면과 X선 초점(1a)까지의 거리(z)의 합계의 거리(h)를 이용한 연산에 의해, 경동 또는 회동 추적을 행하는데 필요한 테이블(2)의 이동량을 구해서 이동시키는 추적 기능을 갖는 X선 투시 장치에 있어서, 거리(h)의 초기값으로서 규정값 또는 임의 입력값을 사용하고, 추적 후의 화면 상에서 관찰점(V)을 지정함으로써 추적에 의해 발생한 관찰점(V)의 어긋남량을 이용하여, 상기 거리(h)를 갱신함으로써 점차적으로 경동(회동) 추적 정밀도를 향상시킨다.

X선 투시 장치

Description

Ｘ선 투시 장치{X-RAY FLUOROSCOPE}

본 발명은 X선 투시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투시 대상물의 투시상을 모니터 화면에 표시하거나 또는 촬영하는 장치나, 그 투시상으로부터 CT화상을 구축하는 X선 CT 장치에도 적용할 수 있는 X선 투시 장치에 관한 것이다.

산업용의 X선 투시 장치를 비롯한 X선 투시 장치에 있어서는 X선원에 대향해서 X선 카메라(2차원 X선 검출기)를 배치하고, 이들 사이에 놓여진 시료 등의 투시 대상물의 X선 투시상을 표시 내지는 촬영한다.

산업용 X선 투시 장치를 비롯한 X선 투시 장치에 있어서는, X선원에 대향해서 화상 증강관(image intensifier) 및 CCD카메라의 조합이나, FPD(플랫 패널 디텍터)로 이루어지는 2차원 X선 검출기(본 명세서에서는 이들을 총칭해서 X선 카메라라고 칭한다)를 배치하고, 이들 사이에 놓여진 시료 등의 투시 대상물의 X선 투시상을 X선 카메라로 촬영한다.

이런 종류의 X선 투시 장치에 있어서는, 통상 X선원과 X선 카메라 사이에 투시 대상물 상의 임의의 관찰점(뷰포인트)이 X선 카메라의 시야 내로 들어오도록 투시 대상물을 위치 결정하기 위한 XY 테이블이 배치된다.

또한, 이런 종류의 X선 투시 장치에 있어서는 X선 카메라를 X선원의 광축 중 심에 대하여 경동(傾動)시키는 경동 기구를 구비한 것도 있고, 또한 X선 카메라와 XY 테이블을 XY 테이블에 직교하는 축의 둘레로 상대 회전시키는 회전 기구를 구비한 것도 실용화되어 있다.

그런데, 경동 기구를 구비한 X선 투시 장치에 있어서는 XY 테이블을 구동함으로써 투시 대상물의 원하는 관찰점을 X선 카메라의 시야 내에 수용한 상태에서, 그 관찰점을 다른 각도로부터 투시하기 위해 경동 기구에 의해 X선 카메라를 경동시키면 관찰점이 X선 카메라의 시야로부터 벗어나 버려, 그것을 추적하기 위해 XY 테이블을 수동에 의해 조작할 필요가 있다. 특히, 고확대율로 작업을 행할 경우에 XY 테이블을 수동 조작해서 관찰점을 추적하는 것은 매우 곤란하다. 또한, 회전 기구를 구비한 X선 투시 장치에 있어서도, 회전에 의해 관찰점이 원호를 그려서 X선 카메라의 시야로부터 벗어나는 경우가 있고, 이것을 XY 테이블을 수동 조작해서 추적하는 것은 곤란하다.

이러한 문제를 해결하는 기술로서, 경동시에 그 시시각각의 경동 각도에 대응해서 관찰점이 예를 들면 X선 카메라의 시야 중심을 유지하는데 필요한 XY 테이블의 이동량을 연산에 의해 구하고, 그 연산 결과에 따라서 XY 테이블을 자동적으로 이동시키는 경동 추적 수단을 구비한 X선 투시 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본 특허 제 3613121호 공보

그런데, 이상의 제안 기술에 의하면 경동 기구를 구동해도 투시 대상물 상의 관찰점은 이동하지 않고 X선 카메라에 의한 투시 화면 상의 예를 들면 중앙을 유지할 수 있는 것이지만, 그렇게 하기 위해서는 투시 대상물 상의 관찰점과 X선원(초점)과 상기 관찰점의 거리에 대한 정보가 필요하다. 즉, 도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 예를 들면 X선 카메라(I)의 경동 각도가 0인 상태에서 X선 카메라(I)의 시야 중앙에 투시 대상물(W)의 관찰점(V)을 위치 결정하고 있을 때, X선 카메라(I)를 θ만큼 경동시키면 관찰점(V)을 시야 중심에 유지하기 위해서는 관찰점(V)과 X선원(초점)(S)의 z 방향 거리를 h라고 했을 때, XY 테이블(T)을 x 방향으로,

a=h*tanθ‥(1)

만큼 이동시킬 필요가 있다.

또한, 회전 기구를 구동했을 때에 투시 대상물(W)의 관찰점(V)이 원호를 그리며 이동하지 않도록 하기 위해, 화면 상에서 관찰점(V)의 위치를 지정했을 때에 그 화면 상에서의 위치와 화면의 중심[X선원(S)의 X선 광축(L) 상의 점]을 실제의 관찰점(V)과 X선 광축(L)의 거리에 반영시키기 위해서는 상기한 거리(h)가 필요해진다.

여기에서, 거리(h)는 X선원(초점)(S)과 투시 대상물(W)을 탑재하기 위한 테이블(T)의 표면의 거리(z)와, 테이블(T)의 표면과 관찰점(V)의 거리(d)의 합계가 되지만, 이 중에 거리(z)는 이미 알고 있는 양이지만, 거리(d)는 일반적으로는 모른다.

그래서, 상기 제안에 있어서는 테이블 표면과 관찰점의 거리(d)를 이미 알고있는 경우에는 그 수치를 입력하고, 모르는 경우에는 이하에 나타내는 캘리브레이션에 의해 X선원(S)과 관찰점(V)의 거리(h)를 산출하고, 그 산출 결과를 이용하여 추적 동작을 행한다. 즉, 경동 각도 0의 상태에서 관찰점을 X선 카메라의 시야 중심에 위치 결정해서 그 취지의 입력을 행한 후, X선 카메라를 임의의 각도만큼 경동시키고, 그 경동 상태에서 관찰점(V)이 다시 X선 카메라(I)의 시야 중심에 위치하도록 XY 테이블(T)을 수동에 의해 이동시키고, 그 취지를 입력한다. 이러한 조작자의 수동 조작에 의해, 장치측이 투시 대상물(W)의 관찰점(V)과 X선원(S)의 거리(h)를 산출하고, 이후에 그 거리(h)와 X선 카메라(I)의 시시각각의 경동 각도(θ)를 사용한 연산에 의해 XY 테이블(T)을 자동적으로 구동해서 관찰점(V)이 항상 X선 카메라(I)의 시야 중심을 유지하도록 추적하도록 구성하고 있다.

그러나, 이상과 같은 거리의 입력 조작, 또는 캘리브레이션을 위한 조작을 조작자에 요구하는 것은 원활한 관찰 작업의 방해가 된다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 테이블과 투시 대상물의 관찰점이 이루는 거리(관찰점 높이)를 입력하는 일 없고, 또한 상기와 같은 캘리브레이션을 위한 조작을 행하는 일 없이, 경동 내지는 회전시에 있어서의 추종 동작을 정확하게 행할 수 있는 X선 투시 장치의 제공을 그 과제로 하고 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 따른 발명의 X선 투시 장치는 X선원과, 그 X선원으로부터의 X선이 입사하는 위치에 배치된 X선 카메라와, 이들 X선원 및 X선 카메라 사이에 설치되고, 그 위에 놓여진 투시 대상물을 위치 결정하기 위한 XY 테이블을 구비함과 아울러, 상기 X선 카메라를 상기 XY 테이블에 대하여 상대적으로 경동시키는 경동 기구를 구비한 X선 투시 장치에 있어서, 상기 X선 카메라가 상기 XY 테이블에 대하여 상대적으로 경동되었을 때에 그 시시각각의 경동각도와, 상기 X선원과 투시 대상물의 관찰점 사이의 거리(h)를 이용한 연산에 의해 관찰점이 상기 X선 카메라의 시야 내에 위치한 상태를 유지하는데 필요한 XY 테이블의 이동량을 산출해서 자동적으로 상기 XY 테이블을 이동시켜서 상기 관찰점을 추적하는 경동 추적 수단을 구비함과 아울러, 그 경동 추적 수단에 의한 연산에 이용하는 상기 X선원과 투시 대상물 사이의 거리(h)는 그 초기값으로서 규정값 또는 임의의 입력값을 사용함과 아울러, 추적 후의 화상 상에서 관찰점을 지정함으로써 얻어지는 관찰점의 어긋남량을 이용하여, 상기 경동 추적 수단에서 사용하는 상기 거리(h)를 갱신하는 추적용 데이터 갱신 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 청구항 1에 따른 발명에 있어서, X선 카메라를 상기 XY 테이블에 대하여 상대적으로 경동시킨다는 것은, X선원으로부터의 X선의 조사 범위 내에서 X선 카메라를 경동시키는 구성과, X선원과 X선 카메라 사이에서 XY 테이블을 경동시키는 구성, 및 XY 테이블을 사이에 두고 배치된 X선원과 X선 카메라의 쌍을 경동시키는 구성의 어느 것이라도 좋다.

또한, 청구항 2에 따른 발명의 X선 투시 장치는 X선원과, 그 X선원으로부터의 X선이 입사하는 위치에 배치된 X선 카메라와, 이들 X선원 및 X선 카메라 사이에 설치되고, 그 위에 놓여진 투시 대상물을 위치 결정하기 위한 XY 테이블을 구비함과 아울러, 상기 X선 카메라와 XY 테이블을 상기 XY 테이블에 직교하는 축을 중심으로 해서 상대 회전시키는 회전 기구를 구비한 X선 투시 장치에 있어서, 상기 X선원과 XY 테이블이 상대 회전했을 때에 그 시시각각의 회전 각도와, 상기 X선원과 투시 대상물의 관찰점 사이의 거리(h)를 사용한 연산에 의해, 관찰점이 상기 X선 카메라의 시야 내에 위치한 상태를 유지하는데 필요한 XY 테이블의 이동량을 산출해서 자동적으로 상기 XY 테이블을 이동시켜서 상기 관찰점을 추적하는 회전 추적 수단을 구비함과 아울러, 그 회전 추적 수단에 따른 연산에 사용하는 상기 X선원과 투시 대상물 사이의 거리(h)는 그 초기값으로서 규정값 또는 임의의 입력값을 사용함과 아울러 추적 후의 화상 상에서 관찰점을 지정함으로써 얻어지는 관찰점의 어긋남량을 이용하여, 상기 회전 추적 수단에서 사용하는 상기 거리(h)를 갱신하는 추적용 데이터 갱신 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2에 따른 발명에 있어서, X선 카메라와 XY 테이블을 상기 XY 테이블에 직교하는 축을 중심으로 해서 상대 회전시킨다는 것은, XY 테이블에 대하여 상기 XY 테이블의 투시 대상물의 탑재면에 직교하는 축(예를 들면 연직축)의 둘레로 X선 카메라측을 회전시키는 구성과, X선 카메라측을 회전시키지 않고, XY 테이블의 전체를 상기 축의 둘레로 회전시키는 구성, 또는 마찬가지로 X선 카메라를 회전시키지 않고, XY 테이블 상에 탑재한 회전 테이블을 회전시키는 구성의 어느 것이어도 좋다.

본 발명은 X선원과 투시 대상물의 관찰점의 거리(h)의 정밀도를 관찰 동작 중의 간단한 조작에 의해 점차적으로 향상시킴으로써 과제를 해결하려고 하는 것이다.

즉, 경동 추적 동작, 또는 회전 추적 동작에서 XY 테이블의 이동량의 산출에 X선원과 관찰점의 거리(h)가 필요한 경우, 그 거리의 초기값으로서 규정값(실질적으로 디폴트값) 또는 임의의 입력값(실질적으로 개략값)을 사용한다. 그리고, 추적 동작에 의해 얻어진 화상 상에서 관찰점을 지정함으로써, 추적 전후에서의 관찰점의 어긋남량을 검지할 수 있고, 그 어긋남량을 사용함으로써 상기 추적 동작을 위하여 사용한 거리(h)와, 실제의 거리에 대한 오차를 산출할 수 있고, 그 산출 결과에 의거하여 추적 동작에 사용하는 거리(h)를 갱신함으로써 관찰 동작 중의 간단한 조작으로 고정밀도의 자동 추적을 행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 구성도이고, 기계적 구성을 나타내는 모식도와 시스템 구성을 나타내는 블럭도를 병기해서 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 추적을 위한 관찰점과 X선원 초점의 거리를 자동적으로 갱신하는 프로그램의 내용을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 경동 추적을 위한 테이블의 이동량 산출법 예의 설명도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태의 기계적 구성을 나타내는 모식도이다.

도 5는 도 4의 실시형태의 경동시에 있어서의 관찰점 높이의 오차 산출식의 설명을 위한 기하학적 모식도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태의 기계적 구성을 나타내는 모식도이다.

도 7은 도 6의 실시형태의 경동시에 있어서의 관찰점 높이의 오차 산출식의 설명을 위한 기하학적 모식도이다.

도 8은 도 6의 실시형태의 회전시에 있어서의 관찰점 높이의 오차 산출식의 설명을 위한 기하학적 모식도이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1 : X선원 1a : 초점

2 : XY 테이블 2a : x축 모터

2b : y축 모터 3 : X선 카메라

4 : 경동 기구 4a : θ축 모터

5 : 회전 기구 5a : φ축 모터

6 : Z축 이동 기구 6a : z축 모터

10 : 컴퓨터 10a : 키보드

10b : 마우스 11 : 표시기

12 : 제어 장치 100 : 지지암

101 : 칼럼 W : 투시 대상물

V : 관찰점

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.

X선원(1)은 X선의 광축(L)이 연직 상방을 향하도록 배치되고, 그 상방에 수평면을 따른 XY 테이블(2)이 설치되어 있다. XY 테이블(2)의 더욱 상방에는 소요 거리를 두고서 X선 카메라(3)가 설치되어 있다. 투시 대상물(W)은 XY 테이블(2) 상에 놓여진 상태에서 그 하방으로부터 X선이 조사되고, 투시 대상물(W)을 투과한 X선이 X선 카메라(3)에 입사한다. X선 카메라(3)는, 예를 들면 FPD이고, 그 시시각각의 출력은 컴퓨터(10)에 받아들여진다. 컴퓨터(10)에는 X선 카메라(3)로부터의 출력을 이용하여 화상을 구축하는 화상 처리 프로그램이 인스톨되어 있고, 이 프로그램에 의해 구축된 투시 대상물(W)의 X선 투시상이 표시기(11)에 표시된다.

X선 카메라(3)는 경동 기구(4)에 의해 X선원(1)의 광축(L)에 대하여 임의의 각도로 경동할 수 있게 되어 있다. 이 경동 기구(4)는 X선 카메라(3)를 지지하고, X선원(1)의 초점(1a)을 중심으로 하는 원호상의 가이드부(4a)와, 그 원호상의 가이드부(4a)에 지지되어 있는 X선 카메라(3)를 상기 원호상의 가이드부(4a)를 따라 이동시키는 θ축 모터(4b)를 주체로 해서 구성되어 있다. XY 테이블(2)의 X축 및 Y축을 각각 x축 및 y축으로 잡고, 이들에 직교하는 연직축을 z축으로 잡으면, 경동 기구(4)의 구동에 의해 X선 카메라(3)는 x-z 평면 상에 있어서 X선 광축(L)에 대하여 임의의 각도(θ)만큼 경동하게 된다.

경동 기구(4)의 원호상의 가이드부(4a)는 그 자체가 프레임 등에 대하여 X선 광축(L)과 동 축 상의 축의 둘레를 회전 가능하게 지지되어 있고, φ축 모터(5a)의 구동에 의해 원호상의 가이드부(4a)는 X선 카메라(3)를 지지한 상태에서 X선 광축(L)을 중심으로 해서 임의의 각도(φ)만큼 회전하고, 이들이 회전 기구(5)를 구성하고 있다.

상기한 XY 테이블(2)은 x축 모터(2a)와 y축 구동용 모터(2b)의 구동에 의해 각각 x축 방향 및 y축 방향으로 이동하고, 또한 이 XY 테이블(2)의 전체가 z축 이동 기구(6)의 z축 모터(6a)의 구동에 의해 연직 방향, 즉 X선원(1)에 대하여 접근/이격하는 방향으로 이동시킬 수 있다.

XY 테이블(2)의 각 축 구동용 모터(2a,2b)와, Z축 이동 기구(6)의 z축 모터(6a), 상기한 경동 기구(4)의 θ축 모터(4a) 및 회전 기구(5)의 φ축 모터(5b)는 컴퓨터(10)의 제어 하에 있는 제어 장치(12)로부터의 구동 신호에 의해 동작한다.

컴퓨터(10)에는, 예를 들면 상기한 (1)식에 의거하는 연산에 의해 X선 카메라(3)의 경동시에 관찰점(V)을 추적하는 상기한 제안 등에 있어서 공지의 경동 추적 프로그램이나, 또는 X선 카메라(3)의 회전시에 관찰점(V)이 원호를 그리지 않고 정지하도록 X선 카메라(3)의 시야 중심에 위치시키거나, 또는 X선 카메라(3)의 회전시에 관찰점(V)의 원호상의 궤적에 대응해서 XY 테이블(2)을 시시각각으로 이동시켜서 화상 상에서의 관찰점(V)의 이동을 방지하는 상기한 제안 등에 있어서 공지의 회전 추적 프로그램이 인스톨되어 있다. 이 컴퓨터(10)에는 관찰점(V)의 높이[XY 테이블(2)의 표면과 관찰점(V)이 이루는 거리](d)를 조작자가 입력하기 위한 키보드(10a)와, 후술하는 바와 같이 화면 상에서 관찰점(V)을 지정하기 위한 마우스(10b)가 접속되어 있다.

또한, 이 컴퓨터(10)에는, 이하에 나타내는 바와 같이, 관찰 작업 중의 간단한 조작에 의해 경동 추적이나 회전 추적에 있어서 필요한 X선원(1)의 초점(1a)과 투시 대상물(W) 상의 관찰점(V)의 거리(h)를 자동적으로 갱신하는 프로그램이 기록되어 있다. 도 2는 그 프로그램의 내용을 나타내는 흐름도이다.

이 프로그램에 있어서는, 미리 투시 대상물(W) 상의 관찰점(V)과 XY 테이블(2)의 표면이 이루는 거리(d)로서 디폴트값(예를 들면 0)이 설정되어 있고, 조작자가 그 거리(d)를 입력하지 않은 경우에는 그 거리(d)의 초기값으로서 그 디폴트값이 사용된다. 또한, d가 입력된다면 그 값을 사용한다. 그리고, 프로그램의 개시 시점과, 스테이지의 상태 변경, 즉 XY 테이블(2)의 이동[Z축 이동 기구(6)를 포함한다] 및 X선 카메라(3)의 경동 또는 회전이 있을 때마다 스테이지 정보[XY 테이블(2)의 x, y, z축의 위치 정보, X선 카메라(3)의 경동 각도, 회전 각도]를 기억한다.

그리고, X선 카메라(3)의 경동 또는 회전이 있었을 경우 상기한 제안과 동등한 추적 동작을 행하는 것이지만, 그 경우에 XY 테이블(2)의 이동량의 계산에 사용되는 X선원(1)과 관찰점(V)의 거리(h)는 상기 관찰점(V)과 XY 테이블(2) 표면의 거리(d)의 초기값과, 그 시점에 있어서의 XY 테이블(2) 표면과 X선원(1)의 초점(1a) 거리(z)의 합(h=z+d)이다.

이 추적 후의 화면 상에서 관찰점(V)을 마우스(10b)에 의해 더블 클릭하면, 클릭 위치와 화면 중심 간의 거리(트래킹 오차)와, 경동 내지는 회전 전에 기억한 스테이지 정보와, X선 카메라(3)의 경동량/회전량으로부터 XY 테이블(2)의 표면과 관찰점(V)의 거리(d)의 그 시점에서 사용하고 있는 값에 대한 오차를 구하고, 그 거리(d)를 갱신한다.

그 계산예에 대해서 서술하면, 회전 조작이 있었을 경우(경동 조작은 있어도 없어도 된다), 도 1과 같이 좌표축을 잡았을 때에 관찰점(V)의 화면 횡방향으로의 이동량을 화면 상에서의 더블 클릭 위치로부터 구하고, 표시 배율을 고려해서 X선 카메라(3) 상에서의 이동량(Δx)으로 환산한다. 회전각의 변화량을 Δφ, XY 테이블(2)의 높이[X선원(1)의 초점(1a)과 XY 테이블(2)의 표면이 이루는 거리]를 z, 현재의 관찰점 높이, 즉 XY 테이블(2)의 표면으로부터 관찰점(V)까지의 거리를 d라고 하면, 관찰점 높이(d)의 오차(δx)는

가 된다. 새로운 관찰점 높이(d)는

가 된다. 이 갱신 후의 관찰점 높이(d)와, 회전 전의 스테이지 정보를 이용하여 회전 추적 동작을 재실행한다. 이로 인해 관찰점(V)은 화면의 중앙에 온다. 또한, 차회의 경동 또는 회전 추적시에도 갱신 후의 거리(d)를 사용한다.

회전 조작은 없고 경동 조작만 행하여졌을 경우에는 관찰점(V)의 화면 종방향으로의 이동량을 화면 상의 더블 클릭 위치로부터 구하고, 마찬가지로 표시 배율을 고려해서 X선 카메라(3) 상에서의 이동량(Δy)으로 환산한다. 경동각의 변화량을 Δθ, XY 테이블(2)의 높이를 z, 현재의 관찰점 높이를 d라고 하면, 관찰점 높이(d)의 오차(δy)는

가 된다. 새로운 관찰점 높이(d)는, 따라서

가 된다. 이 갱신 후의 관찰점 높이(d)와, 회전 전의 스테이지 정보를 이용하여 경동 추적 동작을 재실행한다. 또한, 상기와 마찬가지로 차회의 경동 또는 회전 추적시에도 갱신 후의 거리(d)를 사용한다.

이상과 같이, 관찰점 높이(d)를 전혀 입력하지 않아도, 또한 거리(d)를 구하기 위한 캘리브레이션 조작을 행하지 않아도, 또는 d를 입력해도 그 값이 실제의 값과 상위하고 있어도, 추적 후의 화면 상에서 관찰점(V)의 위치를 더블 클릭 등에 의해 지정함으로써 d의 값은 자동적으로 보다 올바른 값으로 갱신되어, 고정밀도의 자동 추적을 행할 수 있게 된다.

또한, 이상의 실시형태에 있어서는 회전 조작을 X선 카메라(3)를 회전시키는 타입의 X선 투시 장치에 대해서 서술했지만, 투시 대상물(W)측을 회전시키는 구조인 것, 즉 XY 테이블(2)의 위 또는 아래에 회전 테이블을 구비한 구조인 것에도 본 발명을 똑같이 적용할 수 있는 것은 물론이다.

또한, X선 카메라(3)의 경동시에 X선 초점(1a)과 X선 카메라(3)의 거리(SID)가 불변인 것에 대하여, X선 초점(1a)과 관찰점(V)의 거리(SOD)가 변화하는 것에 기인해서 투시 배율이 변화하게 되지만, 이 배율을 일정하게 유지하도록 경동 각도에 따라서 XY 테이블(2)의 z방향 위치를 자동적으로 변화시키는 기능은 상기한 제안 등에 있어서 공지이지만, 이 배율 유지를 위한 동작에도 상기한 거리(d)가 필요하고, 이 거리(d)의 갱신시에 투시 배율의 유지를 위한 연산도 새로운 거리(d) 를 이용하여 행하도록 구성할 수 있는 것은 물론이다.

여기에서, 본 발명은 X선원과 투시 대상물을 놓기 위한 테이블, 및 X선 카메라의 배치나, 경사 투시를 하기 위한 기구에 대해서는 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 여러 가지 타입의 장치에 적용할 수 있다. 이하, 몇 가지의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 상기 설명에 있어서 서술한 관찰점 높이의 갱신을 위한 계산은 도 1의 실시형태의 구조의 X선 투시 장치에 적용되는 것이고, 그 구조가 변하면 같은 사고 방식에 의거하여 그 구조에 대응한 계산식을 사용하면 되고, 그 계산식에 대해서도 아울러 설명한다.

도 4에 모식도를 나타내는 예는 X선원(1)과 X선 카메라(3)는 대향 배치된 상태에서 이동하지 않고, 이들 사이에 설치되어 있는 XY 테이블(2)이 경동하는 타입의 장치이다. 즉, X선 카메라(3)는 X선원(1)의 X선 광축(L) 상에 중심이 위치한 상태에서 이동하지 않고, x축 모터(2a)와 y축 모터(2b)에 의해 x축 방향 및 y축 방향 으로 이동함과 아울러 이 XY 테이블(2)은 앞서의 예와 마찬가지로 Z축 이동 기구(6)에 지지되고, z축 모터(6a)의 구동에 의해 z축 방향으로 이동한다. 그리고, 이 예에 있어서는 XY 테이블(2)이 Z축 이동 기구(6)에 지지된 θ축 모터(40a)를 구동원으로 하는 경동 기구(40)에 의해 경동하여, 투시 대상물(W)의 관찰점(V)을 경 사 투시할 수 있게 되어 있다.

이 도 4의 예에 있어서, XY 테이블(2)을 경동시켰을 때의 관찰점 높이의 오차량(δ)의 계산 방법에 대해서, 도 5의 기하학적 모식도(정면도)를 참조하면서 이하에 설명한다.

XY 테이블(2)의 경동 각도의 변화량을 도면에 나타내는 바와 같이 Δθ로 하고, 그 시점에서 사용하고 있는 관찰점(V)과 X선 초점(1a)이 이루는 거리를 SOD(상기한 예에 있어서의 h에 상당), X선 초점(1a)과 X선 카메라(3)의 검출면까지의 거리를 SID, XY 테이블(2)의 표면으로부터 관찰점(V)까지의 실제의 거리를 d(실제의 관찰점 높이)로 두고, Δθ의 경동 전후에 있어서의 관찰점(V)의 X선 카메라(3)의 검출면 상에서의 이동량이 Δy이었다라고 하면, 관찰점 높이(d)의 오차(δ)는 하기의 (6)식에 의해 구할 수 있다.

다음에, 도 6에 외관도를 나타내는 예에 대하여 설명한다. 이 예는, X선원(1)과 X선 카메라(3)를 서로 대향시킨 상태에서 공통의 지지암(100)으로 지지함과 아울러 그 지지암(100)을 칼럼(101)에 대하여 수평축을 중심으로 해서 경동시킴으로써 X선원(1)과 X선 카메라(3)의 쌍을 투시 대상물에 대하여 경동시켜, 이것에 의해 경사 투시를 실현하는 타입의 장치이다.

이 예에 있어서는, 지지암(100)이 칼럼(101)에 대하여 z축 방향으로 이동함 과 아울러 x, y축 방향으로 이동하는 XY 테이블(2) 상에 회전 테이블(20)이 배치되어 있고, 이 회전 테이블(20) 상에 투시 대상물이 배치된다.

이 도 6의 예에 있어서, 지지암(100)을 경동시켰을 때의 관찰점 높이의 오차량(δ)의 계산 방법에 대해서, 도 7의 기하학적 모식도(평면도)를 참조하면서 이하에 설명한다.

지지암(100)의 경동 중심을 O라고 하고, 경동 각도(θ)를 도면에 나타내는 바와 같이 취하고, 그 경동 각도의 변화량을 Δθ라고 한다. 또한, 경동 각도를 변화시키기 전의 시점에서 설정되어 있는 관찰점(V)의 위치를 P, 실제의 관찰점(V)의 위치를 Q로 나타내고, 관찰점(V)의 X선 카메라(3)로의 투영 위치를 Y(PQ)라고 나타낸다. 관찰점 높이의 오차(δ)는 도면에 나타내는 바와 같이 나타내어진다. 경동 각도를 변화시킨 후에 설정된 관찰점(V)의 위치는 P'가 되고, 실제의 관찰점(V)의 위치는 Q'로 나타내어진다. 이 경동 각도를 변화시킨 후의 관찰점(V)의 투영 위치는 Y(Q)가 되고, 경동 각도 변화 전의 투영 위치 Y(PQ)에 대하여 Δy만큼 그 위치가 이동하게 된다. 상기와 마찬가지로, 그 시점에서 사용하고 있는 관찰점(V)의 설정 위치(P)와 X선 초점(21a)의 거리를 SOD, X선 초점(1a)과 X선 카메라(3)의 검출면까지의 거리를 SID라고 하면, 관찰점 높이의 오차(δ)는 하기의 (7)식에 의해 구할 수 있다.

다음에, 도 6에 나타낸 장치에 있어서, 회전 테이블(20)을 회전시켰을 때의 관찰점 높이의 오차(δ)의 산출 방법에 대해서, 도 8의 기하학적 모식도(평면도)를 참조하면서 설명한다.

도 8에 있어서, 회전 테이블(20)을 회전시키기 전의 시점에 있어서, 관찰점(V)의 설정 위치를 P, 관찰점(V)의 실제의 위치를 Q라고 하고, 회전 테이블(20)을 Δφ만큼 회전시킨 후의 관찰점(V)의 실제의 위치를 Q'로 나타낸다. 또한, 설정된 관찰점(V)의 위치와 X선 초점(1a)의 거리를 SOD, X선 초점(1a)과 X선 카메라(3)의 검출면의 거리를 SID라고 한다. 회전 테이블(20)을 Δφ만큼 회전시켰을 때, 관찰점(V)의 X선 카메라(3)의 검출면 상으로의 이동량을 Δx라고 하면, 관찰점의 오차(δ)는 하기의 (8)식으로 구할 수 있다.

본 발명의 X선 투시 장치를 사용함으로써, 예를 들면 각종 공업 제품의 내부에 존재하는 결함의 유무 등의 검사에 있어서, 투시 대상물의 투시상 상에서 주목해야 할 관찰점을 복수의 방향으로부터 투시할 경우, 경동 추적 또는 회전 추적을 위하여 필요한 X선원과 투시 대상물의 관찰점의 거리에 대해서, 종래의 추적 기능을 갖는 X선 투시 장치와 같이 정확하게 입력하거나, 또는 앞서서 캘리브레이션을 행하는 등의 추적 기능을 유효화하기 위한 특별한 조작을 행하는 일 없이, 상기 거리가 관찰 중의 간단한 조작에 의해 점차적으로 고정밀도화되어 가게 되기 때문에 관찰 작업을 원활하게 행할 수 있게 되고, 관찰 작업의 효율화를 달성할 수 있다.

Claims

X선원과, 그 X선원으로부터의 X선이 입사하는 위치에 배치된 X선 카메라와, 이들 X선원 및 X선 카메라 사이에 설치되고 그 위에 놓여진 투시 대상물을 위치 결정하기 위한 XY 테이블을 구비함과 아울러, 상기 X선 카메라를 상기 XY 테이블에 대하여 상대적으로 경동시키는 경동 기구를 구비한 X선 투시 장치에 있어서:

상기 X선 카메라는 상기 XY 테이블에 대하여 상대적으로 경동되었을 때에 그 시시각각의 경동 각도와 상기 X선원과 투시 대상물의 관찰점 간의 거리(h)를 이용한 연산에 의해 관찰점이 상기 X선 카메라의 시야 내에 위치한 상태를 유지하는데 필요한 XY 테이블의 이동량을 산출해서 자동적으로 상기 XY 테이블을 이동시켜서 상기 관찰점을 추적하는 경동 추적 수단을 구비함과 아울러, 그 경동 추적 수단에 의한 연산에 사용하는 상기 X선원과 투시 대상물 간의 거리(h)는 그 초기값으로서 규정값 또는 임의의 입력값을 사용함과 아울러 추적 후의 화상 상에서 관찰점을 지정함으로써 얻어지는 관찰점의 어긋남량을 이용하여 상기 경동 추적 수단에서 사용하는 상기 거리(h)를 갱신하는 추적용 데이터 갱신 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 X선 투시 장치.
X 선원과, 그 X선원으로부터의 X선이 입사하는 위치에 배치된 X선 카메라와, 이들 X선원 및 X선 카메라 사이에 설치되고 그 위에 놓여진 투시 대상물을 위치 결정하기 위한 XY 테이블을 구비함과 아울러, 상기 X선 카메라와 XY 테이블을 상기 XY 테이블에 직교하는 축을 중심으로 해서 상대 회전시키는 회전 기구를 구비한 X선 투시 장치에 있어서:

상기 X선원과 XY 테이블이 상대 회전했을 때에 그 시시각각의 회전 각도와 상기 X선원과 투시 대상물의 관찰점 간의 거리(h)를 이용한 연산에 의해 관찰점이 상기 X선 카메라의 시야 내에 위치한 상태를 유지하는데 필요한 XY 테이블의 이동량을 산출해서 자동적으로 상기 XY 테이블을 이동시켜서 상기 관찰점을 추적하는 회전 추적 수단을 구비함과 아울러, 그 회전 추적 수단에 따른 연산에 사용하는 상기 X선원과 투시 대상물 간의 거리(h)는 그 초기값으로서 규정값 또는 임의의 입력값을 사용함과 아울러 추적 후의 화상 상에서 관찰점을 지정함으로써 얻어지는 관찰점의 어긋남량을 이용하여 상기 회전 추적 수단에서 사용하는 상기 거리(h)를 갱신하는 추적용 데이터 갱신 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 X선 투시 장치.