KR20210127939A - 촬상 유닛 및 방사선 화상 취득 시스템 - Google Patents

촬상 유닛 및 방사선 화상 취득 시스템 Download PDF

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도시야스 스야마
하루키 스즈키
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

촬상 유닛은 방사선을 통과시키기 위한 슬릿이 벽부에 형성된 하우징과, 슬릿을 통과한 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 반사하는 제1 미러와, 제1 미러에서 반사된 신틸레이션 광을 검출하는 라인 스캔 카메라를 구비한다. 신틸레이터는 입력면이 반송 방향과 평행하고 또한 라인 방향과 평행하도록 배치된다. 제1 미러는 슬릿의 둘레 가장자리와 신틸레이터의 입력면을 연결하는 조사 영역의 외부에 위치하고 있다.

Description

촬상 유닛 및 방사선 화상 취득 시스템
본 개시는 촬상 유닛 및 방사선 화상 취득 시스템에 관한 것이다.
대상물에 X선을 조사하여, 대상물을 투과한 X선을 신틸레이터에 의해 신틸레이션 광으로 변환시켜, 그 신틸레이션 광을 검출기에 의해서 검출하는 여러 장치 또는 시스템이 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 시스템은, 불투명한 신틸레이터를 구비하고, 그 신틸레이터의 입력면(X선을 입력하는 표면)으로부터 출력되는 신틸레이션(scintillation) 광을 촬상한다. 이 시스템의 일 형태는, 대상물을 반송 방향으로 반송하는 반송 장치를 구비하고, 라인 스캔 카메라를 이용하여, 대상물의 반송 속도에 맞추어 촬상을 행한다.
한편, 특허문헌 2에 기재된 장치는, 신틸레이터의 입력면(표면)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 촬상하는 제1 촬상 수단과, 신틸레이터의 입력면과는 반대측 면(이면)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 촬상하는 제2 촬상 수단을 구비한다. 제1 및 제2 촬상 수단 중 한쪽은 표면 또는 이면의 법선 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 집광하고, 제1 및 제2 촬상 수단 중 다른 쪽은 표면 또는 이면의 법선 방향에 대해서 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 집광한다. 특허문헌 3에는, 치과용 방사선 촬상법을 위한 시스템이 기재되어 있다. 이 시스템도, 신틸레이션 플레이트(또는 신틸레이션 스크린)로부터의 광을 렌즈가 집광하여 CCD가 검출함으로써, 방사선 화상을 얻고 있다.
국제 공개 제2017/056680호 일본 특허공개 제2012-154734호 공보 일본 특허공표 제2000-510729호 공보
특허문헌 1에 기재된 시스템에서는, 불투명한 신틸레이터를 이용하여 입력면의 관찰을 행함으로써, 플라스틱 등의 경원소(輕元素)로 이루어지는 대상물의 형상 등을 식별 가능하다. 반송 장치 및 라인 스캔 카메라를 이용한 형태에서는, 보다 고속으로 방사선 화상을 취득 가능하다. 그렇지만, 반송 장치를 이용했을 경우에는, 대상물 내의 다른 부분에서 확대율이 변화하기 때문에, 라인 스캔 카메라에 의해서 취득되는 화상이 흐려질 우려가 있다. 한편, 특허문헌 2 및 3에는, 신틸레이터의 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 촬상하기 위해서, 신틸레이션 광을 반사시키는 미러가 설치되어도 되는 점이 기재되어 있다. 이들 미러는, 입력면에 대면(對面)하도록 설치되지만, 미러가, 대상물을 투과한 X선에 영향을 미칠 우려가 있다. 예를 들면, X선이 미러에 흡수된다고 하는 영향이 발생할 수 있다. 이 영향은, 방사선 화상을 고감도로 취득하는 것을 곤란하게 할 가능성이 있다.
본 개시는 반송되는 대상물에 대해서도 방사선 화상이 흐려지는 것을 방지할 수 있어, 신틸레이터의 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 경우에도 방사선에 대한 미러의 영향을 배제할 수 있는 촬상 유닛 및 방사선 화상 취득 시스템을 설명한다.
본 개시의 일 양태는, 소정의 반송 경로 상에서 반송 방향으로 반송되는 대상물의 방사선 화상을 취득하기 위한 촬상 유닛으로서, 반송 경로에 대면하도록 배치되는 벽부를 가지며, 방사선을 통과시키기 위한 슬릿이 벽부에 형성된 하우징과, 하우징 내에 설치되고, 슬릿을 통과한 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와, 하우징 내에 설치되고, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 반사하는 하나 또는 복수의 미러와, 하우징 내에 설치되고, 미러에서 반사된 신틸레이션 광을 검출하는 라인 스캔 카메라로서, 반송 방향에 대응하는 스캔 방향과 스캔 방향과 직교하는 라인 방향을 가지는 라인 스캔 카메라를 구비하고, 신틸레이터는 입력면이 반송 방향과 평행하고 또한 라인 방향과 평행하도록 배치되고, 미러는 슬릿의 둘레 가장자리와 신틸레이터의 입력면을 연결하는 조사 영역의 외부에 위치하고 있다.
이 촬상 유닛에서는, 반송 경로 상에서 반송되는 대상물을 투과한 방사선이, 하우징의 벽부에 형성된 슬릿을 통과한다. 하우징 내에는, 신틸레이터와, 하나 또는 복수의 미러와, 라인 스캔 카메라가 설치되어 있고, 촬상에 필요한 기기가 유닛화되어 있다. 하우징 내로 입사한 방사선은, 신틸레이터의 입력면에 입력되고, 그 입력면으로부터 신틸레이션 광이 출력된다. 신틸레이터의 입력면에 가까운 영역에서는, 비교적 낮은 에너지의 방사선이 변환된다. 따라서, 라인 스캔 카메라는 저에너지의 방사선 감도가 뛰어난 방사선 화상을 취득할 수 있다. 이것은, 예를 들면 경원소로 이루어지는 물질의 검출에 유리하게 작용한다. 신틸레이터의 입력면이, 반송 방향과 평행하며, 또한 라인 스캔 카메라의 라인 방향과 평행하므로, 대상물 내의 다른 부분(예를 들면 반송 방향에 있어서의 상류단과 하류단 등)에 있어서, 확대율은 변화하지 않는다. 따라서, 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지된다. 또한 미러가 방사선의 조사 영역의 외부에 위치하고 있으므로, 대상물을 투과한 방사선은, 미러를 통과하지 않고 신틸레이터의 입력면에 입력된다. 이것에 의해, 방사선에 대한 미러의 영향이 배제된다. 그 결과로서, 이 촬상 유닛은 대상물의 방사선 화상을 선명하고 고감도로 취득하는 것을 가능하게 한다.
여러 양태에 있어서, 미러는, 입력면의 법선과 중첩되는 위치에 배치된 제1 미러로서, 제1 미러의 반사면과 입력면의 사이에 예각을 형성하는 제1 미러를 가지며, 라인 스캔 카메라는 입력면의 법선 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출한다. 입력면의 법선 방향에 대해서 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출했을 경우에는, 렌즈의 확대율의 차이에 기인하여 화상에 왜곡(원근감(perspective))이 발생한다. 그 경우, 화상이 흐려질 가능성이 있다. 이에 대하여, 상기 구성에 의하면, 제1 미러가 입력면의 법선 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 반사하고, 그 신틸레이션 광이 라인 스캔 카메라에 의해서 검출된다. 따라서, 라인 스캔 카메라는 왜곡(원근감)이 없는 화상을 취득할 수 있다. 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지된다.
여러 양태에 있어서, 슬릿은, 반송 방향에 있어서, 신틸레이터 및 제1 미러와, 라인 스캔 카메라와의 사이에 위치하고 있다. 이 구성에 의하면, 신틸레이터와 제1 미러 사이의 예각의 범위 내에, 방사선을 잘 도입할 수 있다. 즉, 신틸레이터와 제1 미러 사이의 예각의 범위 내에, 조사 영역을 잘 형성할 수 있다. 한편, 라인 스캔 카메라에 필요하게 되는 광로 길이를 확보하기 쉽다.
여러 양태에 있어서, 예각은 40도 이상 50도 이하의 범위 내의 각도이다. 이 구성에 의하면, 입력면의 법선 방향으로 출력된 신틸레이션 광은, 제1 미러에 의해서 반사되고, 반송 방향에 대해서 10도 이내의 경사각을 가지고 라인 스캔 카메라에 의해서 검출된다. 따라서, 하우징을 반송 방향으로 길게 하여, 그 하우징 내에 라인 스캔 카메라를 설치할 수 있다. 촬상 유닛 전체가 반송 경로를 따른 슬림한 형상으로 되어, 촬상 유닛의 콤팩트화가 도모된다.
여러 양태에 있어서, 슬릿은 반송 방향에 있어서 신틸레이터의 상류 또는 하류에 위치하고 있다. 이 구성에 의하면, 미러를 원하는 위치에 배치하면서, 그 미러가 방사선의 조사 영역에 간섭하지 않게, 조사 영역을 형성하기 쉽다.
여러 양태에 있어서, 라인 스캔 카메라의 광축은 반송 방향과 평행하다. 각 요소에 대해, 상기한 바와 같이, 신틸레이터의 입력면은 반송 방향과 평행하다. 이 구성에 의하면, 각도에 관한 복잡한 조정 등이 불필요하다. 예를 들면, 라인 스캔 카메라의 광축의 조정이나, 라인 스캔 카메라의 렌즈 초점 거리에 수반하는 시야각에 따른 미러와 렌즈의 거리 조정이 용이하게 된다.
촬상 유닛의 여러 양태에 있어서, 하우징 내에 설치되고, 입력면과는 반대측 면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 제2 라인 스캔 카메라를 더 구비한다. 신틸레이터의 입력면과는 반대측 면에 가까운 영역에서는, 비교적 높은 에너지의 방사선이 변환된다. 라인 스캔 카메라가 저에너지의 방사선 감도가 뛰어난 방사선 화상을 취득하는 한편, 제2 라인 스캔 카메라가 고에너지의 방사선 화상을 동시에 취득한다. 이것에 의해, 듀얼 에너지 방식의 촬상 유닛이 실현된다. 이와 같은 신틸레이터 양면 관찰 방식은, 종래형의 듀얼 에너지 유닛보다도 큰 에너지차를 얻을 수 있어, 이물 검출 성능이 향상된다. 이 촬상 유닛은, 예를 들면, 경원소로 이루어지는 물질의 변별 성능이 뛰어나다.
본 개시의 다른 양태로서, 대상물을 향해서 방사선을 출력하는 방사선원과, 대상물을 반송 방향으로 반송하는 반송 장치와, 조사 영역이 반송 장치의 반송 경로를 포함하도록, 반송 장치에 대해서 장착된 상기 어느 촬상 유닛을 구비하는 방사선 화상 취득 시스템이 제공되어도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템에서는, 상기 어느 촬상 유닛을 구비함으로써, 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지되고, 또한 방사선에 대한 미러의 영향이 배제된다. 따라서, 이 방사선 화상 취득 시스템은 대상물의 방사선 화상을 선명하고 고감도로 취득하는 것을 가능하게 한다.
본 개시의 또 다른 양태는, 대상물의 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득 시스템으로서, 대상물을 향해서 방사선을 출력하는 방사선원과, 대상물을 반송 방향으로 반송하는 반송 장치와, 반송 장치에 의해서 반송되는 대상물을 투과한 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 반사하는 하나 또는 복수의 미러와, 미러에서 반사된 신틸레이션 광을 검출하는 라인 스캔 카메라로서, 반송 방향에 대응하는 스캔 방향과 스캔 방향과 직교하는 라인 방향을 가지는 라인 스캔 카메라를 구비하고, 신틸레이터는 입력면이 반송 방향과 평행하고 또한 라인 방향과 평행하도록 배치되고, 미러는 방사선원의 초점과 신틸레이터의 입력면을 연결하는 조사 영역의 외부에 위치하고 있다.
이 방사선 화상 취득 시스템에서는, 반송 장치에 의해서 반송되는 대상물에, 방사선원으로부터 방사선이 조사된다. 대상물을 투과한 방사선이, 신틸레이터의 입력면에 입력된다. 그리고, 그 입력면으로부터 신틸레이션 광이 출력된다. 신틸레이터의 입력면에 가까운 영역에서는, 비교적 낮은 에너지의 방사선이 변환된다. 따라서, 라인 스캔 카메라는 저에너지의 방사선 감도가 뛰어난 방사선 화상을 취득할 수 있다. 이것은, 예를 들면 경원소로 이루어지는 물질의 검출에 유리하게 작용한다. 신틸레이터의 입력면이, 반송 방향과 평행하며, 또한 라인 스캔 카메라의 라인 방향과 평행하므로, 대상물 내의 다른 부분(예를 들면 반송 방향에 있어서의 상류단과 하류단 등)에 있어서, 확대율은 변화하지 않는다. 따라서, 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지된다. 또한 미러가 방사선의 조사 영역의 외부에 위치하고 있으므로, 대상물을 투과한 방사선은, 미러를 통과하지 않고 신틸레이터의 입력면에 입력된다. 이것에 의해, 방사선에 대한 미러의 영향이 배제된다. 그 결과로서, 이 방사선 화상 취득 시스템은, 대상물의 방사선 화상을 선명하고 고감도로 취득하는 것을 가능하게 한다.
여러 양태에 있어서, 미러는, 입력면의 법선과 중첩되는 위치에 배치된 제1 미러로서, 제1 미러의 반사면과 입력면의 사이에 예각을 형성하는 제1 미러를 가지며, 라인 스캔 카메라는 입력면의 법선 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출한다. 입력면의 법선 방향에 대해서 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출했을 경우에는, 렌즈의 확대율의 차이에 기인하여 화상에 왜곡(원근감)이 발생한다. 그 경우, 화상이 흐려질 가능성이 있다. 이에 대하여, 상기 구성에 의하면, 제1 미러가 입력면의 법선 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 반사하고, 그 신틸레이션 광이 라인 스캔 카메라에 의해서 검출된다. 따라서, 라인 스캔 카메라는 왜곡(원근감)이 없는 화상을 취득할 수 있다. 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지된다.
여러 양태에 있어서, 방사선원이 제1 미러의 반사면을 포함하는 제1 가상 평면과 입력면을 포함하는 제2 가상 평면과의 사이에 초점이 위치하도록 배치된다. 이 구성에 의하면, 신틸레이터와 제1 미러 사이의 예각의 범위 내에, 방사선원으로부터의 방사선을 잘 도입할 수 있다. 즉, 신틸레이터와 제1 미러 사이의 예각의 범위 내에, 조사 영역을 잘 형성할 수 있다.
여러 양태에 있어서, 예각은 40도 이상 50도 이하의 범위 내의 각도이다. 이 구성에 의하면, 입력면의 법선 방향으로 출력된 신틸레이션 광은, 제1 미러에 의해서 반사되어, 반송 방향에 대해서 10도 이내의 경사각을 가져 라인 스캔 카메라에 의해서 검출된다. 따라서, 반송 장치를 따라서, 라인 스캔 카메라를 설치하기 쉽다. 촬상 유닛 전체가 반송 장치를 따른 슬림한 형상으로 되어, 촬상 유닛의 콤팩트화가 도모된다.
여러 양태에 있어서, 조사 영역은 반송 방향에 있어서 신틸레이터의 상류 또는 하류에 형성된다. 이 구성에 의하면, 미러를 원하는 위치에 배치하면서, 그 미러가 방사선의 조사 영역에 간섭하지 않게, 조사 영역을 형성하기 쉽다.
여러 양태에 있어서, 라인 스캔 카메라의 광축은 반송 방향과 평행하다. 상기한 바와 같이, 신틸레이터의 입력면은 반송 방향과 평행하다. 이 구성에 의하면, 각 요소에 대해, 각도에 관한 복잡한 조정 등이 불필요하다. 예를 들면, 라인 스캔 카메라의 광축의 조정이나, 라인 스캔 카메라의 렌즈 초점 거리에 수반하는 시야각에 따른 미러와 렌즈의 거리 조정이 용이하게 된다.
방사선 화상 취득 시스템의 여러 양태에 있어서, 입력면과는 반대측 면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 제2 라인 스캔 카메라를 더 구비한다. 신틸레이터의 입력면과는 반대측 면에 가까운 영역에서는, 비교적 높은 에너지의 방사선이 변환된다. 라인 스캔 카메라가 저에너지의 방사선 감도가 뛰어난 방사선 화상을 취득하는 한편, 제2 라인 스캔 카메라가 고에너지의 방사선 화상을 동시에 취득한다. 이것에 의해, 듀얼 에너지식의 촬상 유닛이 실현된다. 이와 같은 신틸레이터 양면 관찰 방식은, 종래형의 듀얼 에너지 유닛보다도 큰 에너지 차를 얻을 수 있어, 이물 검출 성능이 향상된다. 이 방사선 화상 취득 시스템은, 예를 들면, 경원소로 이루어지는 물질의 변별 성능이 뛰어나다.
본 개시의 여러 양태에 의하면, 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지되고, 또한 방사선에 대한 미러의 영향이 배제된다. 그 결과로서, 대상물의 방사선 화상이 선명하고 고감도로 취득된다.
도 1은 본 개시의 제1 실시 형태에 따른 방사선 화상 취득 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1 내의 촬상 유닛의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 방사선 화상 취득 시스템에 있어서의 방사선원, 조사 영역, 신틸레이터, 제1 미러, 및 라인 스캔 카메라의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 하우징에 형성된 슬릿과, 신틸레이터 및 제1 미러와의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 5의 (a)는 방사선원을 비스듬히 설치한 경우의 조사 영역을 나타내는 도면이고, 도 5의 (b)는 넓은 조사각을 가진 방사선원을 설치한 경우의 조사 영역을 나타내는 도면이다.
도 6의 (a)는 제1 실시 형태에 있어서의 신틸레이터의 배치를 나타내는 도면이고, 도 6의 (b)는 참고 형태에 있어서의 신틸레이터의 배치를 나타내는 도면이며, 도 6의 (c)는 도 6의 (a)에 있어서 얻어지는 방사선 화상을 나타내는 도면이고, 도 6의 (d)는 도 6의 (b)에 있어서 얻어지는 방사선 화상을 나타내는 도면이다.
도 7의 (a)는 입력면의 법선 방향으로 라인 스캔 카메라를 설치한 형태를 나타내는 도면이고, 도 7의 (b)는 입력면의 경사 방향으로 라인 스캔 카메라를 설치한 형태를 나타내는 도면이며, 도 7의 (c)는 도 7의 (a)에 있어서 얻어지는 방사선 화상을 나타내는 도면이고, 도 7의 (d)는 도 7의 (b)에 있어서 얻어지는 방사선 화상을 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)는 참고 형태에 있어서의 방사선원의 배치를 나타내는 도면이고, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)에 있어서의 조사 영역과 제1 미러의 간섭을 나타내는 도면이며, 도 8의 (c)는 제1 실시 형태에 있어서의 조사 영역의 위치를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 제2 실시 형태에 따른 방사선 화상 취득 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 제2 실시 형태의 제1 변형 형태에 따른 촬상 유닛을 나타내는 도면이다.
도 11은 제2 실시 형태의 제2 변형 형태에 따른 촬상 유닛을 나타내는 도면이다.
도 12는 제2 실시 형태의 제3 변형 형태에 따른 촬상 유닛을 나타내는 도면이다.
도 13은 제1 실시 형태의 제1 변형 형태에 따른 방사선 화상 취득 시스템을 나타내는 도면이다.
도 14는 도 4의 방사선 화상 취득 시스템에 있어서의 촬상 유닛의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 15는 라인 스캔 카메라의 제1 변형예를 나타내는 도면이다.
도 16의 (a) 및 도 16의 (b)는 라인 스캔 카메라의 제2 변형예를 각각 나타내는 도면이다.
도 17은 라인 스캔 카메라의 센서의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 18은 제1 미러의 이동 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19의 (a) 및 도 19의 (b)는 교환 가능한 제1 미러의 유닛의 일례를 각각 나타내는 도면이다.
도 20의 (a) 및 도 20의 (b)는 신틸레이터의 이동 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 신틸레이터의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 22의 (a) 및 도 22의 (b)는 슬릿의 위치 변경 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23은 라인 스캔 카메라의 위치 조정 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면은 설명을 위해서 작성된 것으로, 설명의 대상 부위를 특히 강조하도록 그려져 있다. 그 때문에, 도면에 있어서의 각 부재의 치수 비율은, 반드시 실제의 것과는 일치하지 않는다.
도 1에 나타내지는 바와 같이, 제1 실시 형태의 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 대상물(A)의 방사선 화상을 취득하기 위한 장치이다. 대상물(A)은, 예를 들면, 경원소로 이루어지는 물질을 함유한다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 예를 들면, 식품 검사나 배터리 검사 등의 분야에 적용된다. 식품 검사의 분야에서는, 예를 들면 이물의 끼임 상태의 유무가 검사된다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은 후술하는 독자적인 구성을 가짐으로써, 특히, 경원소로 이루어지는 물질의 변별 성능이 뛰어나다. 이와 같은 물질로서는, 예를 들면, 식품 찌꺼기, 머리카락, 비닐, 벌레, 고기 속의 뼈 등을 들 수 있다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은 예를 들면 인 라인 X선 검사에 적용된다.
방사선 화상 취득 시스템(1)은 대상물(A)을 향해서 백색 X선 등의 방사선을 출력하는 방사선원(2)과, 대상물(A)을 소정의 반송 방향(D)으로 반송하는 반송 장치(20)와, 반송 장치(20)에 의해서 반송되는 대상물(A)을 투과한 방사선의 입력에 따라 신틸레이션 광을 발생시키는 신틸레이터(6)와, 신틸레이터(6)의 방사선의 입력면(6a)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 라인 스캔 카메라(3)와, 방사선 화상 취득 시스템(1)의 여러 기능을 제어하고, 또한 방사선 화상을 작성하는 컴퓨터(10)를 구비하고 있다. 이와 같이, 방사선 화상 취득 시스템(1)은 신틸레이터 표면 관찰 방식의 X선 촬영 시스템이다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은 저에너지의 X선 감도가 뛰어나다.
방사선원(2)은 X선 출사부로부터 콘 빔(cone-beam) X선을 출력한다. 방사선원(2)은 콘 빔 X선의 초점(2a)을 가진다. 방사선원(2)은 예를 들면 마이크로 포커스 X선원이어도 되고, 밀리 포커스 X선원이어도 된다. 방사선원(2)으로부터 출사되는 X선은 방사선속(放射線束)을 형성한다. 이 방사선속이 존재하는 영역이, 방사선원(2)의 출력 영역(14)(도 3 참조)이다. 방사선 화상 취득 시스템(1)에서는, 출력 영역(14) 내의 X선 중 일부인 조사 영역(12) 내의 X선이, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 입력된다. 즉, 조사 영역(12)은 출력 영역(14)에 포함되고, 출력 영역(14)보다도 좁은 영역이다. 조사 영역(12)은 그 중심에 위치하는 중심축(L)을 포함한다.
반송 장치(20)는 예를 들면 주회(周回) 궤도를 이동하는 벨트 컨베이어(21)를 가지고 있고, 벨트 컨베이어(21)의 반송면(21a) 상에, 대상물(A)이 재치 또는 유지되어 있다. 벨트 컨베이어(21)는 반송 스테이지 혹은 반송부이다. 반송 장치(20)는 벨트 컨베이어(21)를 구동하는 도시하지 않은 구동원을 구비하고 있다. 반송 장치(20)는 대상물(A)을 반송 방향(D)으로 일정 속도로 반송하도록 구성되어 있다. 바꿔 말하면, 대상물(A)은 반송 장치(20)에 의해서 소정의 반송 경로(P) 상에서 반송된다. 본 실시 형태에 있어서, 반송 방향(D)은 수평 방향이다. 또한 반송 경로(P)는 직선 모양이며, 반송 경로(P)가 연장되는 방향은 반송 방향(D)과 평행하다. 반송 장치(20)에 있어서의 대상물(A)의 반송 타이밍이나 반송 속도는, 미리 설정되어 있으며, 컴퓨터(10)의 제어부(10a)에 의해서 제어된다.
또한, 방사선 화상 취득 시스템(1)은 모든 형태의 반송 장치(20)에 대응 가능하다. 예를 들면, 반송 방향(D) 및 반송 경로(P)는, 수평이어도 되지만, 수평에 대해서 경사져 있어도 된다. 반송 경로(P)는 직선 모양이 아니어도 되고, 예를 들면 곡선 모양이어도 된다. 그 경우, 반송 방향(D)은 반송 경로(P) 중 조사 영역(12)과 중복되는 부분에 있어서의 접선이어도 된다. 반송 장치(20)는 물리적인 반송면(21a)을 가지고 있지 않아도 된다. 예를 들면, 반송 장치(20)는 에어에 의해서 대상물(A)을 떠오르게 한 상태에서 반송해도 된다. 또한, 반송 장치(20)는 대상물(A)을 공중에 방출함으로써 대상물(A)을 반송해도 된다. 그 경우, 반송 경로(P)는 예를 들면 포물선 모양이어도 된다.
반송 장치(20)는 벨트 컨베이어(21)를 가지는 형태로 한정되지 않는다. 반송 장치(20)는, 예를 들면, 복수의 롤러를 포함하는 롤러 컨베이어를 가져도 된다. 롤러 컨베이어는 벨트를 가지고 있지 않기 때문에, 벨트의 영향을 배제할 수 있다. 롤러와 롤러 사이에 간극(슬릿 형상의 개구)이 형성되어 있는 점도, 벨트 컨베이어에 비하여 유리하다. 롤러 컨베이어를 이용함으로써, 벨트에 기인하는 X선 감쇠가 저감된다. 후술하는 방사선원(2)의 배치 및 조사 영역(12)의 배치(경사 조사)를 고려하면, 롤러 컨베이어는 유효하게 이용될 수 있다. 롤러 컨베이어는 저에너지의 X선 감도가 중시되는 방사선 화상 취득 시스템(1)에 적합한 반송 수단이다. 2개 또는 그 이상의 벨트 컨베이어를 반송 방향으로 설치하고, 그들 벨트 컨베이어의 간극으로부터 X선을 조사하는 형태로 해도 된다. 이 형태의 경우, 벨트 컨베이어를 사용하면서, 롤러 컨베이어의 경우와 마찬가지로, 벨트의 영향을 배제할 수 있다.
도 1~도 3에 나타내지는 바와 같이, 방사선 화상 취득 시스템(1)은 반송 장치(20)를 따르도록 설치된 촬상 유닛(30)을 구비한다. 촬상 유닛(30)은, 예를 들면, 반송 장치(20)에 대해서 장착되어 있고, 반송 장치(20)에 고정되어 있다. 촬상 유닛(30)은 벨트 컨베이어(21)의 주회에 간섭하지 않게 장착되어 있다. 반송 장치(20)가 롤러 컨베이어인 경우도 마찬가지이다. 촬상 유닛(30)은 벨트 컨베이어 또는 롤러 컨베이어 등의 반송부의 이동에 간섭하지 않게, 반송부로부터 다소의 공극을 가지고 배치되어 있다.
촬상 유닛(30)은 직육면체 형상의 하우징(13)을 가진다. 하우징(13)은, 예를 들면, X선을 차폐할 수 있는 재질로 이루어진다. 하우징(13)은 이른바 암상자이다. 하우징(13)은 예를 들면 알루미늄제 또는 철제여도 된다. 하우징(13)은 방호재(防護材)를 포함해도 되며, 그 방호재로서 납이 이용되어도 된다. 하우징(13)은 반송 방향(D)으로 길게 된 형상을 가진다. 하우징(13)은 상하 방향으로 대면하는 상벽부(13a) 및 저벽부(13b)와, 반송 방향(D)으로 대면하는 제1 측벽부(13c) 및 제2 측벽부(13d)와, 반송 방향(D)과 직교하는 수평인 검출 폭 방향으로 대면하는 제3 측벽부(13e) 및 제4 측벽부(13f)(도 4 참조)를 포함한다. 촬상 유닛(30)은 하우징(13)의 제1 측벽부(13c) 및 제2 측벽부(13d)가 매우 작게 되어 있어, 반송 장치(20)를 따른 콤팩트한 장치로 되어 있다. 반송 방향(D)은 도면 내에 나타내지는 지면과 평행한 x방향과 평행하다. 상기 검출 폭 방향은 도면 내에 나타내지는 지면과 수직인 y방향과 평행하다. 상하 방향은 도면 내에 나타내지는 지면과 평행한 z방향과 평행하다.
상벽부(벽부)(13a)는 반송 장치(20)의 반송 경로(P)에 대면하도록 배치되어 있다. 바꿔 말하면, 상벽부(13a)는 하우징(13)의 6개의 벽부 중 반송 장치(20)에 가장 근접해 있다. 이 상벽부(13a)가 반송 장치(20)에 장착되어도 된다.
촬상 유닛(30)은 신틸레이터(6)의 입력면(6a)으로부터, 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 촬상할 수 있도록 구성되어 있다. 그러기 위해, 촬상 유닛(30)은 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 반사하는 제1 미러(7)를 구비한다. 즉, 촬상 유닛(30)은, 미러로서, 1개만의 제1 미러(7)를 구비한다. 제1 미러(7)는 그 반사면(7a)을 입력면(6a)에 비스듬히 대면시키도록 하여, 입력면(6a)의 법선(B)과 중첩되는 위치에 배치되어 있다.
하우징(13) 내에는, 신틸레이터(6)와, 제1 미러(7)와, 라인 스캔 카메라(3)가 설치되어 있다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 하우징(13) 내에서 고정되어 있다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)는, 제1 측벽부(13c)의 근방에 배치되어 있다. 라인 스캔 카메라(3)는 제2 측벽부(13d)의 근방에 배치되어 있다. 신틸레이터(6)는 예를 들면 신틸레이터 홀더(8)에 유지되어, 예를 들면 수평으로 배치되어 있다. 제1 미러(7)는 예를 들면 미러 홀더(9)에 유지되어, 수평에 대해서 경사지도록 배치되어 있다.
신틸레이터(6)는 평판 모양의 파장 변환 부재이다. 신틸레이터(6)는 검출 폭 방향(y방향)으로 긴 직사각형 모양이다(도 4 참조). 신틸레이터(6)는 예를 들면 Gd2O2S:Tb, Gd2O2S:Pr, CsI:Tl, CdWO4, CaWO4, Gd2SiO5:Ce, Lu0.4Gd1.6SiO5, Bi4Ge3O12, Lu2SiO5:Ce, Y2SiO5, YAlO3:Ce, Y2O2S:Tb, YTaO4:Tm, YAG:Ce, YAG:Pr, YGAG:Ce, YGAG:Pr, GAGG:Ce 등으로 이루어진다. 신틸레이터(6)의 두께는 수㎛~수㎜의 범위로 검출하는 방사선의 에너지대에 의해서 적절한 값으로 설정되어 있다. 신틸레이터(6)는 대상물(A)을 투과한 X선을 가시광으로 변환한다. 비교적 낮은 에너지의 X선은, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에서 변환되어, 입력면(6a)으로부터 출력된다. 또한, 비교적 높은 에너지의 X선은, 신틸레이터(6)의 이면(6b)에서 변환되어, 이면(6b)으로부터 출력된다. 본 실시 형태에서는, 신틸레이터 홀더(8)는 상방을 향해서 개방되어 있고, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 노출시키고 있다. 한편 이면(6b)은 폐쇄되어 있어도 되지만, 노출되어 있어도 된다. 또한, 신틸레이터(6)는 1매의 신틸레이터로 구성되어 있어도 되고, 2매의 신틸레이터를 맞붙이는 등 조합한 것이어도 된다. 2매의 신틸레이터의 조합시에 2매의 신틸레이터 사이에 차광이나 반사 성질을 가진 판이나 막을 끼워도 된다. 2매의 신틸레이터의 종류는 같아도 되고, 달라도 된다.
제1 미러(7)는, 예를 들면, 알루미늄 증착한 유리나, 경면 가공한 금속으로 이루어지는 미러이다. 제1 미러(7)는 검출 폭 방향(y방향)으로 긴 직사각형 모양이다(도 4 참조). 제1 미러(7)는 입력면(6a)으로부터 법선(B) 방향으로 출력된 신틸레이션 광을 반사시키는데 충분한 면적을 가진 반사면(7a)을 구비한다. 제1 미러(7)는 반사면(7a)과 신틸레이터(6)의 입력면(6a)과의 사이에, 예를 들면 예각을 형성하고 있다. 여기서, 제1 미러(7)가 입력면(6a)에 대해서 각도를 이룬다고 하는 것은, 제1 미러(7)가 신틸레이터(6)에 근접하는 것을 의미하는 것은 아니다. 제1 미러(7)가 신틸레이터(6)에 근접해도 되지만 제1 미러(7)가 신틸레이터(6)로부터 이격되어도 된다. 제1 미러(7)가 신틸레이터(6)로부터 이격되는 경우에는, 반사면(7a)의 연장면과 입력면(6a)의 연장면에 의해서 각도가 정의된다. 제1 미러(7)는 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 반사한다.
상기의 예각은, 40도 이상 50도 이하의 범위 내의 각도인 것이 바람직하다. 예각은 45도인 것이 더욱 바람직하다. 예각은 방사선원(2)의 배치나 후술하는 슬릿(15)의 위치에 기초하여 결정되어도 된다. 예각의 크기에 따라서, 라인 스캔 카메라(3)의 배치가 적절히 조정되어도 된다. 예각의 크기에 따라서, 다른 하나 또는 복수의 미러가 더 설치되어도 된다.
라인 스캔 카메라(3)는 대상물(A)의 이동에 맞추어 촬상을 행한다. 라인 스캔 카메라(3)는 신틸레이터(6)의 입력면(6a)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 집광하는 렌즈부(3a)와, 렌즈부(3a)에 의해 집광된 신틸레이션 광을 검출하는 센서부(3b)를 가지는 렌즈 커플링형의 검출기이다. 렌즈부(3a)는 하나의 렌즈를 포함하며, 이 렌즈의 초점이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 맞춰져 있다. 센서부(3b)는 이미지 센서(3c)를 포함한다. 이미지 센서(3c)는, 예를 들면, TDI(시간 지연 적분) 구동이 가능한 에어리어 이미지 센서이다. 이미지 센서(3c)는, 예를 들면, CCD 에어리어 이미지 센서이다.
이미지 센서(3c)는 복수의 CCD가 픽셀 방향으로 일렬로 나열된 소자열이, 대상물(A)의 이동 방향에 대응하여, 적분 방향으로 복수 단 나열된 구성을 가진다. 도 2에 나타내지는 바와 같이, 라인 스캔 카메라(3)는 대상물(A)의 반송 방향(D)에 대응하는 스캔 방향(d1)과, 스캔 방향(d1)과 직교하는 라인 방향(d2)을 가진다. 이 스캔 방향(d1)이 상기의 적분 방향이며, 도면 내의 z방향과 평행하다. 라인 방향(d2)이 상기의 픽셀 방향이며, 도면 내의 y방향과 평행하다. 스캔 방향(d1)은, 제1 미러(7)를 통해서, 반송 방향(D)으로부터 변환된 방향이다. 본 실시 형태에서는, 스캔 방향은 반송 방향(D)으로부터 90도만큼 변환되어 있다.
이미지 센서(3c)는, 제어부(10a)에 의해서, 대상물(A)의 이동에 맞추어 전하 전송을 행하도록 제어된다. 즉, 이미지 센서(3c)는 반송 장치(20)에 의한 대상물(A)의 이동에 동기하여, 수광면(3d)에 있어서의 전하 전송을 행한다. 이것에 의해, S/N비가 좋은 방사선 화상을 얻을 수 있다. 또한, 이미지 센서(3c)가 에어리어 이미지 센서인 경우에는, 컴퓨터(10)의 제어부(10a)가 방사선원(2)과 라인 스캔 카메라(3)를 제어하여, 라인 스캔 카메라(3)의 촬상 타이밍에 맞추어 방사선원(2)을 점등시키는 구성이어도 된다. 스테이지에 인코더를 마련하여, 인코더로부터의 신호로 라인 스캔 카메라(3)를 제어해도 된다.
제1 미러(7)의 반사면(7a)과 신틸레이터(6)의 입력면(6a)과의 사이의 예각이 45도인 경우, 라인 스캔 카메라(3)의 렌즈부(3a)의 광축(F)(도 3 참조)은, 예를 들면 반송 방향(D)과 평행하다. 라인 스캔 카메라(3)는 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출한다.
신틸레이터(6)는 입력면(6a)이 반송 방향(D)과 평행하고, 또한 상기의 라인 방향(d2)과 평행하도록 배치되어 있다. 즉, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)은, xy평면과 평행하다.
도 1~도 4에 나타내지는 바와 같이, 하우징(13)의 상벽부(13a)에는, 방사선원(2)으로부터 출력된 X선을 통과시키기 위한 슬릿(15)이 형성되어 있다. 도 4에 나타내지는 바와 같이, 슬릿(15)은 검출 폭 방향(y방향)으로 긴 직사각형 모양이다. 슬릿(15)은 직사각형 모양의 둘레 가장자리(15a)를 포함한다. 도 3에 나타내지는 바와 같이, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)은, 슬릿(15)을 통과한 조사 영역(12) 내의 X선을 입력한다.
슬릿(15) 및 조사 영역(12)에 대해서 보다 자세하게 설명하면, 도 3에 나타내지는 바와 같이, 방사선원(2)으로부터 출력된 출력 영역(14)의 X선 중, 조사 영역(12)만이 슬릿(15)을 통과하도록 되어 있다. 나머지 영역의 X선은 하우징(13) 내로는 진입하지 않는다. 즉, 슬릿(15)은 조사 영역(12)을 규정한다. 슬릿(15)의 중앙을, 조사 영역(12)의 중심축(L)이 통과하고 있다. 조사 영역(12)은 슬릿(15)의 둘레 가장자리(15a)와 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 직선 모양으로 연결하는 영역(사각뿔 모양의 영역)으로서 규정된다. 바꿔 말하면, 조사 영역(12)은 방사선원(2)의 초점(2a)과 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 직선 모양으로 연결하는 영역으로서 규정된다. 여기서, 「신틸레이터(6)의 입력면(6a)」은, 신틸레이션 광의 출력에 유효하게 작용하는 영역만을 의미한다. 예를 들면, 직사각형의 입력면(6a) 전체 중, 신틸레이터 홀더(8)에 의해서 덮여 있는 영역 등은, 조사 영역(12)을 규정하는데 있어서의 「신틸레이터(6)의 입력면(6a)」에는 포함되지 않는다.
도 1 및 도 2에 나타내지는 바와 같이, 슬릿(15)은, 반송 방향(D)에 있어서, 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)와, 라인 스캔 카메라(3)와의 사이에 위치하고 있다. 방사선원(2)이, 제1 미러(7)의 반사면(7a)을 포함하는 제1 가상 평면(P1)과 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 포함하는 제2 가상 평면(P2)과의 사이에 초점(2a)이 위치하도록 배치되어 있다(도 2 참조). 또한, 슬릿(15)은 반송 방향(D)에 있어서 신틸레이터(6)의 하류에 위치하고 있다. 그리고, 도 3에 나타내지는 바와 같이, 제1 미러(7)는 X선의 조사 영역(12)의 외부에 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 제1 미러(7)는 조사 영역(12)에 간섭하지 않도록 하는 위치 및 자세(기울기도 포함)로 설치되어 있다. 제1 미러(7)는, 반사면(7a)이 조사 영역(12)의 경계면을 따르도록, 입력면(6a)의 법선(B)에 대해서 경사지게 배치되어 있다. 라인 스캔 카메라(3)의 렌즈부(3a)가 집광하는 신틸레이션 광은, 조사 영역(12)을 z방향(입력면(6a)의 법선(B) 방향)으로 횡단하고, 그 후 조사 영역(12)을 x방향(반송 방향(D))으로 횡단한다.
또한, 방사선원(2)은 다양한 양태로 설치되어도 된다. 예를 들면, 도 5의 (a)에 나타내지는 바와 같이, 조사각 즉 출력 영역(14)이 좁은 방사선원(2)을 비스듬히 설치해도 된다. 이 경우, 출력 영역(14)이 조사 영역(12)과 동등해도 된다. 또한 도 5의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 조사각 즉 출력 영역(14)이 넓은 방사선원(2)을 연직 방향으로 설치해도 된다. 이 경우, 출력 영역(14)의 중심축은 연직 방향(z방향)으로 향해지지만, 조사 영역(12)의 중심축(L)은 신틸레이터(6)의 입력면(6a)과 교차한다. 방사선원(2)이, 제1 미러(7)의 반사면(7a)을 포함하는 제1 가상 평면(P1) 상, 또는 제1 가상 평면(P1)보다도 상측(제2 가상 평면(P2)과는 반대측)에 위치하도록 배치되어도 된다.
컴퓨터(10)는, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 및 입출력 인터페이스 등을 가진다. 컴퓨터(10)는 방사선원(2) 및 라인 스캔 카메라(3)를 제어하는 제어부(10a)(제어 프로세서)와, 라인 스캔 카메라(3)로부터 출력된 방사선 화상 데이터에 기초하여, 대상물(A)의 방사선 화상을 작성하는 화상 처리부(10b)(화상 처리 프로세서)를 가진다. 화상 처리부(10b)는 방사선 화상 데이터를 입력하고, 입력한 방사선 화상 데이터에 대해서 화상 처리 등의 소정의 처리를 실행한다. 컴퓨터(10)에는 표시 장치(11)가 접속되어 있다. 화상 처리부(10b)는 작성한 방사선 화상을 표시 장치(11)에 출력한다. 제어부(10a)는, 유저의 입력 등에 의해 기억된 방사선원(2)의 관(管)전압이나 관전류의 값에 기초하여, 방사선원(2)을 제어한다. 제어부(10a)는, 유저의 입력 등에 의해 기억된 라인 스캔 카메라(3)의 노광 시간 등에 기초하여, 라인 스캔 카메라(3)를 제어한다. 제어부(10a)와 화상 처리부(10b)는, 별개의 프로세서여도 되고, 같은 프로세서여도 된다. 또한, 컴퓨터(10)는 제어부(10a)의 기능과 화상 처리부(10b)의 기능을 실행할 수 있도록 프로그램되어 있어도 된다. 또한, 컴퓨터(10)는 마이크로컴퓨터나 FPGA(Field-Progra㎜able Gate Array)로 구성되어 있어도 된다.
이어서, 방사선 화상 취득 시스템(1)의 동작 즉 방사선 화상의 취득 방법에 대해서 설명한다. 우선, 반송 장치(20)를 이용하여, 대상물(A)을 반송 방향(D)으로 반송한다(반송 공정). 그와 동시에, 대상물(A)을 향해서, 방사선원(2)으로부터 백색 X선 등의 방사선을 출력한다(방사선 출력 공정). 대상물(A)을 투과한 방사선은 입력면(6a)에 입력된다(입력 공정). 이때, 방사선은 제1 미러(7)에 간섭하지 않기 때문에, 제1 미러(7)에 의한 영향이 배제되어 있다. 다음으로, 신틸레이터(6)에 의해서 방사선으로부터 신틸레이션 광으로의 변환이 행해진다(변환 공정). 입력면(6a)으로부터 출력되는 신틸레이션 광은, 제1 미러(7)에 의해서 반사되게 된다(반사 공정). 그리고 라인 스캔 카메라(3)의 렌즈부(3a)에 의해서, 신틸레이션 광이 이미지 센서(3c)에 결상된다(결상 공정). 이미지 센서(3c)는 렌즈부(3a)에 의해 결상된 신틸레이션 광(신틸레이션 이미지)을 촬상한다(촬상 공정). 이 촬상 공정에서는, 대상물(A)의 이동에 동기하여 전하 전송(TDI 동작)이 행해진다. 라인 스캔 카메라(3)는 촬상에 의해 얻어진 방사선 화상 데이터를 컴퓨터(10)의 화상 처리부(10b)에 출력한다.
컴퓨터(10)의 화상 처리부(10b)는, 방사선 화상 데이터를 입력하고, 입력한 방사선 화상 데이터에 대해서 화상 처리 등의 소정의 처리를 실행하여, 방사선 화상을 작성한다(화상 작성 공정). 화상 처리부(10b)는 작성한 방사선 화상을 표시 장치(11)에 출력한다. 표시 장치(11)는 화상 처리부(10b)로부터 출력된 방사선 화상을 표시한다. 이상의 공정을 거쳐서, 대상물(A)의 표면 관찰에 의한 방사선 화상이 얻어진다.
본 실시 형태의 방사선 화상 취득 시스템(1) 및 촬상 유닛(30)에서는, 반송 장치(20)에 의해서 반송되는 대상물(A)에, 방사선원(2)으로부터 방사선이 조사된다. 대상물(A)을 투과한 방사선이, 하우징(13)의 상벽부(13a)에 형성된 슬릿(15)을 통과한다. 하우징(13) 내에는, 신틸레이터(6)와, 제1 미러(7)와, 라인 스캔 카메라(3)가 설치되어 있고, 촬상에 필요한 기기가 유닛화되어 있다. 하우징(13) 내로 입사한 방사선은, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 입력된다. 그리고, 그 입력면(6a)으로부터 신틸레이션 광이 출력된다. 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 가까운 영역에서는, 비교적 낮은 에너지의 방사선이 변환된다. 따라서, 라인 스캔 카메라(3)는 저에너지의 방사선 감도가 뛰어난 방사선 화상을 취득할 수 있다. 이것은, 예를 들면 대상물(A)에 포함된, 경원소로 이루어지는 물질의 검출에 유리하게 작용한다. 신틸레이터(6)의 입력면(6a)이, 반송 방향(D)과 평행하고, 또한 라인 스캔 카메라(3)의 라인 방향(d2)과 평행하므로, 대상물(A) 내의 다른 부분(예를 들면 반송 방향(D)에 있어서의 상류단과 하류단 등)에 있어서, 확대율은 변화하지 않는다. 예를 들면, 도 6의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 입력면(6a)이 반송 방향(D)에 대해서 각도를 가지면, X선 투영 이미지의 확대율의 차이로부터, TDI 적산시에 방사선 화상 IMG2가 흐려져 버린다(도 6의 (d) 참조). 본 실시 형태에서는, 도 6의 (a)에 나타내지는 바와 같이, 입력면(6a)이 반송 방향(D)과 평행하므로, 방사선 화상 IMG1이 흐려지는 것이 방지된다(도 6의 (c) 참조). 또한, 확대율이 변화하지 않고, 제1 미러(7)가 방사선의 조사 영역(12)의 외부에 위치하고 있으므로, 대상물(A)을 투과한 방사선은, 제1 미러(7)를 통과하지 않고 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 입력된다. 이것에 의해, 방사선에 대한 제1 미러(7)의 영향이 배제된다. 즉, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 제1 미러(7)의 영향없이 검출할 수 있다. 그 결과로서, 이 방사선 화상 취득 시스템(1) 및 촬상 유닛(30)은, 대상물의 방사선 화상을 선명하고 고감도로 취득하는 것을 가능하게 한다. 또한, 방사선 화상 취득 시스템(1)에 의하면, 보다 고속으로 방사선 화상을 취득할 수 있다. 또한, S/N비가 좋은 방사선 화상을 취득할 수 있다.
또한, 신틸레이터 표면 관찰 방식을 이용했을 경우, 고 관전압 하에 있어서 경원소의 촬상이 가능하다. 방사선원(2)은 관전압 및 관전류의 출력에 제약이 있으며, 저 관전압의 경우, 관전류의 제약에 의해 출력이 얻어지기 어렵다고 하는 특성을 가진다. 신틸레이터 표면 관찰 방식을 이용하는 것에 의해, 관전류의 제약을 받기 어렵게 되어, 방사선원(2)의 효율이 좋은 곳에서 X선 촬상하는 것이 가능하다. 그 결과로서, 택트 타임의 향상을 기대할 수 있다.
라인 스캔 카메라(3)는 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출한다. 도 7의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 입력면(6a)의 법선(B) 방향에 대해서 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출했을 경우에는, 렌즈의 확대율의 차이에 기인하여 TDI 적산에 의한 방사선 화상 IMG4에 왜곡(원근감)이 발생한다(도 7의 (d) 참조). 그 경우, 방사선 화상 IMG4가 흐려져 버린다. 이에 대하여, 도 7의 (a)에 나타내지는 바와 같이, 라인 스캔 카메라(3)가 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출하면, 방사선 화상 IMG3에 왜곡(원근감)은 발생하지 않는다(도 7의 (c) 참조). 그 결과, 선명한 방사선 화상 IMG3가 얻어진다. 그런데, 라인 스캔 카메라(3)가 반송 스테이지에 간섭하지 않고 입력면(6a)을 촬영하려면, 도 7의 (a)에 나타내지는 바와 같이 입력면(6a)과 반송 스테이지의 사이에 거리를 확보할 필요가 있다고도 생각된다. 그러면, FDD(Focus-Detector Distance; 초점(2a)으로부터 신틸레이터(6)까지의 거리)와 FOD(Focus-Object Distance; 초점(2a)으로부터 대상물(A)까지의 거리)의 차를 확보할 필요가 발생한다. 그러나, 입력면(6a)과 대상물(A)의 거리가 커지면 X선 기하학 배율이 커져서, X선 투영 이미지가 확대된다. 확대율이 커지면 초점 흐려짐의 영향도 커져 버린다. 그래서, 확대율을 가능한 한 같은 비율(1배)로 근접시키는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 제1 미러(7)를 개재시킴으로써, 입력면(6a)과 대상물(A)의 거리를 축소하면서, 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광이 라인 스캔 카메라(3)에 의해서 검출된다. 따라서, 라인 스캔 카메라(3)가 왜곡(원근감)이 없는 화상을 취득할 수 있다. 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지된다.
슬릿(15)은, 반송 방향(D)에 있어서, 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)와, 라인 스캔 카메라(3)와의 사이에 위치하고 있다. 또 다른 관점에서는, 방사선원(2)이, 제1 미러(7)의 반사면(7a)을 포함하는 제1 가상 평면(P1)과 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 포함하는 제2 가상 평면(P2)과의 사이에 초점(2a)이 위치하도록 배치되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 신틸레이터(6)와 제1 미러(7) 사이의 예각의 범위 내에, 방사선을 잘 도입할 수 있다. 즉, 신틸레이터(6)와 제1 미러(7) 사이의 예각의 범위 내에, 조사 영역(12)을 잘 형성할 수 있다. 한편, 라인 스캔 카메라(3)에 필요하게 되는 광로 길이를 확보하기 쉽다.
도 8의 (a)에 나타내지는 바와 같이, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)과 반송 방향(D)이 평행한 것이 요구되고, 또한 라인 스캔 카메라(3)는 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 것이 요구된다. 게다가, 대상물(A)과 입력면(6a)의 거리를 가능한 한 축소하고 싶다. 그 결과, 제1 미러(7)가 채용된다. 그러나, 도 8의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 제1 미러(7)를 설치하면, 제1 미러(7)가 X선의 조사 영역(12)에 겹쳐 버린다. 그것에 의해, X선에 포함되는 연(軟) X선 성분이 감쇠해 버린다. 그 결과, 저에너지의 방사선 감도를 떨어뜨려 버린다. 그 해결책으로서, 도 8의 (c)에 나타내지는 바와 같이, X선의 조사 영역(12)이 제1 미러(7)와 겹치지 않게, 조사 영역(12)의 위치와 각도가 조정된다. 예를 들면, 조사 영역(12)의 중심축(L)이 입력면(6a)에 대해서 45도가 되도록, 방사선원(2)의 위치 및 슬릿(15)의 위치가 조정된다.
신틸레이터(6)와 제1 미러(7) 사이의 예각은, 40도 이상 50도 이하의 범위 내의 각도이다. 이 구성에 의하면, 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력된 신틸레이션 광은, 제1 미러(7)에 의해서 반사되어, 반송 방향(D)에 대해서 10도 이내의 경사각을 가지고 라인 스캔 카메라(3)에 의해서 검출된다. 따라서, 반송 장치(20)를 따라서, 라인 스캔 카메라(3)를 설치하기 쉽다. 촬상 유닛(30) 전체가 반송 장치(20)를 따른 슬림한 형상으로 되어, 촬상 유닛(30)의 콤팩트화가 도모된다. 예각이 45도이면, 이 효과는 한층더 적합하게 발휘된다.
조사 영역(12)은 반송 방향(D)에 있어서 신틸레이터(6)의 하류에 형성된다. 이 구성에 의하면, 제1 미러(7)를 원하는 위치에 배치하면서, 제1 미러(7)가 방사선의 조사 영역(12)에 간섭하지 않게, 조사 영역(12)을 형성하기 쉽다.
라인 스캔 카메라(3)의 광축(F)은 반송 방향(D)과 평행하다. 상술한 바와 같이, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)은 반송 방향(D)과 평행하다. 이 구성에 의하면, 각 요소에 대해, 각도에 관한 복잡한 조정 등이 불필요하다. 예를 들면, 라인 스캔 카메라(3)의 광축(F)의 조정이나, 라인 스캔 카메라(3)의 렌즈의 초점 거리에 수반하는 시야각에 따른 제1 미러(7)와 렌즈의 거리 조정이 용이하게 된다.
이어서, 도 9를 참조하여, 제2 실시 형태에 따른 방사선 화상 취득 시스템(1A) 및 촬상 유닛(30A)에 대해서 설명한다. 방사선 화상 취득 시스템(1A)이 제1 실시 형태의 방사선 화상 취득 시스템(1)과 다른 점은, 촬상 유닛(30A)이, 하우징(13A) 내에 설치되고, 입력면(6a)과는 반대측의 이면(6b)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 제2 라인 스캔 카메라(4)를 더 구비한 점이다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 신틸레이터(6), 제3 미러(17), 및 제2 라인 스캔 카메라(4)는, 광학적으로 결합되어 있다. 신틸레이터 홀더(8)는 상방 및 하방을 향해서 개방되어 있고, 신틸레이터(6)의 입력면(6a) 및 이면(6b)을 노출시키고 있다. 제2 라인 스캔 카메라(4)는 라인 스캔 카메라(3)와 마찬가지의 구성을 가지고 있다. 즉, 제2 라인 스캔 카메라(4)는 렌즈부(4a)와, 이미지 센서(4c)를 포함하는 센서부(4b)를 가진다. 제3 미러(17)는 예를 들면 미러 홀더(19)에 유지되어, 수평에 대해서 경사지도록 배치되어 있다. 제3 미러(17)는 그 반사면(17a)을 이면(6b)에 비스듬히 대면시키도록 하여, 이면(6b)의 법선(C)과 중첩되는 위치에 배치되어 있다. 제2 라인 스캔 카메라(4)의 렌즈부(4a)의 광축(G)은, 예를 들면 반송 방향(D)과 평행하다. 제2 라인 스캔 카메라(4)는, 제3 미러(17)의 반사면(17a)을 통해서, 이면(6b)의 법선(C) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출한다. 제2 라인 스캔 카메라(4)의 반송 방향(D)의 위치는, 예를 들면, 라인 스캔 카메라(3)에 있어서의 광로 길이와 제2 라인 스캔 카메라(4)에 있어서의 광로 길이가 동일하게 되도록 설정된다. 또한, 같은 렌즈를 사용하는 경우, 예를 들면, 같은 초점 거리를 가지는 렌즈를 사용하는 경우, 광로 길이가 동일하게 되도록 설정하는 것이 좋다. 한편, 다른 렌즈를 사용하는 경우, 예를 들면, 다른 초점 거리를 가지는 렌즈를 사용하는 경우에는, 광로 길이는, 반드시 동일하게 되지 않는다.
2개의 카메라를 이용하는 경우에, 다양한 양태가 채용될 수 있다. 예를 들면, 제2 라인 스캔 카메라(4)와 라인 스캔 카메라(3)(제1 라인 스캔 카메라)는, 2개의 카메라로서 독립하여 개별적으로 제어할 수 있게 되어 있어도 된다. 제2 라인 스캔 카메라(4)과 라인 스캔 카메라(3)가, 제어 기판을 공유하는 등 하여, 하나의 제어계로부터 2개의 센서를 제어할 수 있게 되어 있어도 된다. 라인 스캔 카메라(3)와 제2 라인 스캔 카메라(4)에서 시야가 다른 경우에, 화상 처리에서 위치 맞춤을 행해도 된다. 라인 스캔 카메라(3)와 제2 라인 스캔 카메라(4)에서 화각이 다른 경우에, 좌표 변환을 포함하는 화상 처리에서 위치 맞춤을 행해도 된다. 라인 스캔 카메라(3)와 제2 라인 스캔 카메라(4)에서 화소수가 다른 경우에, 좌표 변환이나 확대·축소에 의해 화소 맞춤을 해도 된다. 라인 스캔 카메라(3)와 제2 라인 스캔 카메라(4)에서 노광 시간이 다른 등에 기인하여 취득 라인수가 다른 경우에, 보간이나 평균화, 또는 솎아냄 처리에 의해 라인수를 동일하게 해도 된다. 라인 스캔 카메라(3)와 제2 라인 스캔 카메라(4)에서 확대율이 다른 경우에 확대율 보정 처리에 의해서 확대율을 맞추어도 된다. 라인 스캔 카메라(3)와 제2 라인 스캔 카메라(4)에서 이미지 센서가 다른 경우에, 보정 처리를 하여 화소수 등을 맞추어도 된다.
신틸레이터(6)의 이면(6b)에 가까운 영역에서는, 비교적 높은 에너지의 방사선이 변환된다. 라인 스캔 카메라(3)가 저에너지의 방사선 감도가 뛰어난 방사선 화상을 취득하는 한편, 제2 라인 스캔 카메라(4)가 고에너지의 방사선 화상을 동시에 취득한다. 이것에 의해, 듀얼 에너지 방식의 촬상 유닛이 실현된다. 이와 같은 신틸레이터 양면 관찰 방식은, 종래형의 듀얼 에너지 유닛보다도 큰 에너지 차를 얻을 수 있어, 이물 검출 성능이 향상된다. 이 촬상 유닛(30A)은, 예를 들면, 경원소로 이루어지는 물질(머리카락, 비닐, 벌레 등)의 변별 성능이 뛰어나다.
이상, 본 개시의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않는다. 본 발명에는, 다양한 변형 형태가 포함될 수 있다.
예를 들면, 도 10에 나타내지는 바와 같이, 제2 실시 형태의 제1 변형 형태로서, 종형의 하우징(13B)을 구비한 신틸레이터 양면 관찰 방식의 촬상 유닛(30B)이 제공되어도 된다. 이 촬상 유닛(30B)에서는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력된 신틸레이션 광을 반사시키는 2개의 미러인 제1 미러(7)와 제2 미러(7B)가 설치된다. 또한, 이면(6b)의 법선(C) 방향으로 출력된 신틸레이션 광을 반사시키는 2개의 미러인 제3 미러(17)와 제4 미러(17B)가 설치된다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 제2 미러(7B), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 신틸레이터(6), 제3 미러(17), 제4 미러(17B), 및 제2 라인 스캔 카메라(4)는, 광학적으로 결합되어 있다. 이 형태는, 후술하는 2 센서 1 렌즈 방식에 있어서도 실시 가능하다.
도 11에 나타내지는 바와 같이, 제2 실시 형태의 제2 변형 형태로서, 종형의 하우징(13C)을 구비한 신틸레이터 양면 관찰 방식의 촬상 유닛(30C)이 제공되어도 된다. 이 촬상 유닛(30B)에서는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력된 신틸레이션 광을 반사시키는 2개의 미러인 제1 미러(7)와 제2 미러(7C)가 설치된다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 제2 미러(7C), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 신틸레이터(6) 및 제2 라인 스캔 카메라(4)는, 광학적으로 결합되어 있다. 제1 미러(7) 및 제2 미러(7C) 양방이, 조사 영역(12)의 외부에 위치한다. X선의 중심축(L)의 경사 각도(θ1)는, 예를 들면 45도이다. 이면(6b)의 법선(C) 방향으로 출력된 신틸레이션 광을 반사시키는 미러는 없고, 제2 라인 스캔 카메라(4)가 법선(C)과 중첩되는 위치에 배치되어 있다. 이 형태에서는, 하우징(13)의 상벽부(13a)와의 거리가 짧게 되어 있다.
도 12에 나타내지는 바와 같이, 제2 실시 형태의 제3 변형 형태로서, 횡형의 하우징(13D)을 구비한 신틸레이터 양면 관찰 방식의 촬상 유닛(30D)이 제공되어도 된다. 이 촬상 유닛(30D)에서는, 라인 스캔 카메라(3)와 제2 라인 스캔 카메라(4)가, 하우징(13D) 내에 아래로 비스듬히 설치되어 있다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 신틸레이터(6), 제3 미러(17), 및 제2 라인 스캔 카메라(4)는, 광학적으로 결합되어 있다. 제1 미러(7)의 경사 각도는 예를 들면 30도~40도이다. 제3 미러(17)의 경사 각도는 예를 들면 50도~60도이다. X선의 중심축(L)의 경사 각도(θ1)는, 예를 들면 45도이다. 제1 미러(7)의 경사 각도는, X선이 비네팅(vignetting)되지 않도록 최저의 각도로 설정되어 있으며, 45도보다도 작다.
도 13에 나타내지는 바와 같이, 제1 실시 형태의 제1 변형 형태로서, 비스듬히 설치된 반송 장치(20)에 촬상 유닛(30)이 장착된 방사선 화상 취득 시스템(1E)이 제공되어도 된다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 기존의 검사 장치에 있어서, 방사선원(2)이 수평으로 설치되고, 반송 장치(20)가 비스듬히 설치되어 있는 경우가 있다. 예를 들면, 대상물(A)은 활주면인 반송면(21a) 위를 자유낙하한다. 그와 같은 경우에, 촬상 유닛(30)도 비스듬히 설치할 수 있다. 이와 같이, 촬상 유닛(30)은, 설치되는 각도나 자세를 가리지 않기 때문에, 기존의 검사 장치에 용이하게 조립된다. 촬상 유닛(30)의 범용성이 높아져 있다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1E)에서는, 슬릿(15)은, 예를 들면, 반송 방향(D)에 있어서 신틸레이터(6)의 상류에 위치하고 있다. 또한, 도 13에 나타내지는 경사 반송 형식의 방사선 화상 취득 시스템(1E)에 있어서, 양면 관찰 방식이 적용되어도 된다.
도 14에 나타내지는 바와 같이, 도 13에 나타낸 경사 반송에 적용되는 또 다른 변형예로서, 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)의 부분만 경사진 형상을 이루는 하우징(13F)이 제공되어도 된다. 이 촬상 유닛(30F)에서는, 하우징(13F)의 내부에 2개의 미러인 제1 미러(7)와 제2 미러(7F)가 설치된다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 제2 미러(7F), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 이들 제1 미러(7)와 제2 미러(7F)에 의해서, 신틸레이션 광을 수평으로 취출(取出)할 수 있다. 라인 스캔 카메라(3)는 수평으로 배치된다. 이 촬상 유닛(30F)에 의하면, 예를 들면 라인 스캔 카메라(3)가 설치된 하우징을 수평으로 설치하여, 방사선원(2)으로부터의 X선도 수직으로(연직으로) 조사할 수 있다. 대상물(A)은 비스듬히 반송되지만, 비스듬히 되어 있는 구간을 짧게 할 수 있다고 하는 메리트가 있다. 또한, 도 14에 나타내지는 경사 반송 형식 그리고 수평 설치형의 촬상 유닛에 있어서, 양면 관찰 방식이 적용되어도 된다.
촬상 유닛이 비스듬히 설치되는 형태는, 예를 들면, 대상물(A)을 공중으로 방출하도록 하는 반송 장치에 대해서도 유효하게 적용할 수 있다.
또한, 상기 각 실시 형태의 라인 스캔 카메라(3) 또는 제2 라인 스캔 카메라(4) 대신에, 멀티 렌즈 멀티 센서의 카메라가 적용되어도 된다. 즉, 1대의 고해상도 카메라 대신에, 복수대의 저화소 카메라를 사용할 수 있다. 센서의 저화소화에 의해, 신틸레이터(6)와 카메라 사이의 거리를 작게 할 수 있다. 그 결과, 하우징 전체를 소형화할 수 있다.
도 15에 나타내지는 바와 같이, 2대의 카메라(25A, 25B)를 병렬로 하여 설치해도 된다. 예를 들면, 2대의 카메라(25A, 25B)는, 반송 방향(D)과 직교하는 방향으로 나열된다. 카메라(25A, 25B)의 각 카메라 기판(25a, 25b)에 대해서, 공통의 메인 기판(26)이 접속된다. 이 형태에서도, 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 카메라(25A)는, 광학적으로 결합되고, 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 카메라(25B)는, 광학적으로 결합되어 있다. 이 형태에 의하면, 고분해능이 얻어지고, 하우징의 사이즈를 줄일 수 있다. 병렬로 되는 카메라의 대수를 3대 이상으로 해도 된다. 고해상도의 2대의 카메라를 병렬로 해도 되고, 하나 또는 복수대의 저해상도 카메라와 하나 또는 복수대의 고해상도 카메라를 병용해도 된다. 예를 들면, 2대의 카메라를 병렬로 했을 경우에는 화소 피치를 절반으로 할 수 있고, 3대의 카메라를 병렬로 했을 경우에는 화소 피치를 3분의 1로 할 수 있다.
또한, 도 16의 (a) 또는 도 16의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 1 렌즈 2 센서의 카메라가 적용되어도 된다. 즉, 1개의 이미지 써클 내에, 2개의 TDI 센서(또는 라인 센서)(28, 28)가 배치된다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 렌즈(27), 및 한쪽 센서(28)는, 광학적으로 결합되고, 신틸레이터(6), 제3 미러(17), 렌즈(27), 및 다른 쪽 센서(28)는, 광학적으로 결합되어 있다. 이 경우, 렌즈는 하나만으로 충분하므로, 코스트 또는 사이즈 면에서 유리하게 될 수 있다. 또한, 초점 거리 L1을 일정하게 했을 경우에, 검출 폭을 넓게 하기 위해서는 거리 L2를 길게 할 필요가 있고, 렌즈(27)와 미러(7, 17) 사이의 거리 L2가 길게 되면, 신틸레이터(6)와 미러(7, 17) 사이의 거리 L3도 길게 된다. 한편, 센서(28, 28) 사이의 거리 L4에는 한계가 있다.
또한, TDI 센서가 아니라, 에어리어 센서를 이용하여 스톱 앤 고(stop-and-go)로의 촬상을 행하는 방법도 고려된다. 예를 들면, 도 17에 나타내지는 바와 같이, 1개의 센서(29) 상에, 저에너지 형광 이미지 영역(29a)과 고에너지 형광 이미지 영역(29b)을 마련해도 된다. 임의의 영역(29a, 29b)을 잘라내어 타일링(tiling)함으로써, 저에너지의 방사선 화상과 저고에너지의 방사선 화상을 촬상할 수 있다. 이 방법에 의하면, 1 렌즈에 대해서 1 센서로의 촬상이 가능하다.
또한, 신틸레이터 홀더(8) 또는 미러 홀더(9)에 관해서도, 다양한 변형 양태가 고려된다. 도 18에 나타내지는 바와 같이, 신틸레이터(6)에 대한 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)의 위치를 조정 가능한 조정 기구(35)가 설치되어도 된다. 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)는 광학적으로 결합되고, 신틸레이터(6) 및 제3 미러(17)는 광학적으로 결합되어 있다. 이 조정 기구(35)는 예를 들면 제1 미러(7)의 미러 홀더(9) 및 제3 미러(17)의 미러 홀더(19)에 연결되어, 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)를 입력면(6a)의 법선(B) 방향 및 이면(6b)의 법선(C) 방향을 따라서 각각 이동시킨다. 이것에 의해, 신틸레이션 광의 높이를 임의로 변경 가능하다. 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)가 연동하여 신틸레이터(6)에 관하여 대칭으로 이동해도 되고, 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)가 개별적으로 이동해도 된다.
또한 도 19의 (a) 및 도 19의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)가 공통의 미러 유닛 홀더(36)에 고정되어 있어도 된다. 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)는 광학적으로 결합되고, 신틸레이터(6) 및 제3 미러(17)는 광학적으로 결합되어 있다. 법선(B, C) 방향으로 거리가 비교적 작은 미러 유닛 홀더(36)와, 이것과는 별개로, 법선(B, C) 방향으로 거리가 비교적 큰 미러 유닛 홀더(37)를 준비하여, 이것들을 교환함으로써, 신틸레이션 광의 높이를 변경 가능하다.
또한 도 20의 (a) 및 도 20의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 신틸레이터 홀더(8)를 전후로 이동시킴으로써, 신틸레이터(6)에 대한 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)의 위치를 조정 가능한 조정 기구(38)가 설치되어도 된다. 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)는 광학적으로 결합되고, 신틸레이터(6) 및 제3 미러(17)는 광학적으로 결합되어 있다. 도 21에 나타내지는 바와 같이, 예를 들면 반송 방향(D)으로 가늘고 긴 신틸레이터(6A)를 신틸레이터 홀더(8)에 유지시키고, 방사선의 조사 위치(도면 내의 중심축(L)의 위치)를 반송 방향(D)로 변경함으로써, 신틸레이터(6)에 대한 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)의 위치를 조정해도 된다. 신틸레이터(6A) 및 제1 미러(7)는 광학적으로 결합되고, 신틸레이터(6A) 및 제3 미러(17)는 광학적으로 결합되어 있다. 이 경우, 신틸레이터(6)와 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)와의 위치 관계(거리)를 무단계(無段階)로 유연하게 변경 가능하다.
도 22의 (a) 및 도 22의 (b)에 나타내지는 바와 같이, 방사선 입사창인 슬릿(15)의 위치를 변경할 수 있는 기구가 마련되어도 된다. 신틸레이터(6) 및 제1 미러(7)는 광학적으로 결합되고, 신틸레이터(6) 및 제3 미러(17)는 광학적으로 결합되어 있다. 예를 들면, 하우징(13A)의 상벽부(13a)에는 큰 개구(45)가 형성되어 있고, 이 개구(45)보다도 작은 슬릿(15)이 형성된 조정 플레이트(47)가 설치되어도 된다. 이 경우, 조정 플레이트는 하우징(13A)의 벽부의 일부이다. 조정 플레이트(47)는 예를 들면 네 모퉁이에 위치하는 4개의 비스(vis; 46) 등으로 상벽부(13a)에 고정된다. 조정 플레이트(47)에는 반송 방향(D)으로 긴 4개의 긴 구멍(47a)이 형성되어 있고, 이들 긴 구멍(47a)에 비스(46)가 삽통(揷通)되어 있다. 조정 플레이트(47)는, 긴 구멍(47a)의 범위 내에서, 반송 방향(D)의 위치를 변경 가능하게 되어 있다.
상술한 바와 같이, 신틸레이터(6)와 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)와의 거리를 물리적으로 변경하는 수단과, 신틸레이터(6)와 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)와의 상대적인 위치를 변경함으로써 거리를 변경하는 수단이 고려된다.
또한, 도 23에 나타내지는 바와 같이, 하우징(13A)의 저벽부(13b)에, 복수의 유지 구멍(50)을 형성해 두고, 그 유지 구멍(50)에 핀(49)을 맞물림함으로써, 제2 라인 스캔 카메라(4)(및 라인 스캔 카메라(3))의 반송 방향(D)에 있어서의 위치를 조정해도 된다. 신틸레이터(6), 제1 미러(7), 및 라인 스캔 카메라(3)는, 광학적으로 결합되어 있다. 신틸레이터(6), 제3 미러(17), 및 제2 라인 스캔 카메라(4)는, 광학적으로 결합되어 있다. 카메라의 초점 거리나 신틸레이터(6)의 길이에 의해서, 제1 미러(7) 및 제3 미러(17)와 라인 스캔 카메라(3) 및 제2 라인 스캔 카메라(4)와의 거리가 바뀐다. 복수의 렌즈(초점 거리)나 신틸레이터(6)의 길이에 대해서, 카메라의 위치를 용이하게 조정할 수 있다.
라인 스캔 카메라나 제2 라인 스캔 카메라는, TDI 센서를 포함하는 양태로 한정되지 않는다. 라인 스캔 카메라나 제2 라인 스캔 카메라는, 하나 또는 복수의 라인 스캔 센서를 포함해도 된다. 즉, 2 이상의 복수열을 가지는 멀티 라인 센서를 이용하여 시간 지연 적분과 마찬가지의 처리를 행해도 되고, 멀티 라인 센서의 각각의 라인의 신호를 읽어내어 신호 처리에 의해서 라인 센서 화상 등의 화상을 작성해도 된다. 싱글 라인 센서를 이용하여 화상을 작성해도 된다. 싱글 라인 센서여도 화소 내에서 확대율의 영향을 받으므로, 화상이 흐려질 가능성이 있다. 확대율의 영향을 받았을 경우, 화소 내를 형광 이미지가 비스듬히 이동함으로써 해상도의 저하가 발생하여, 화상이 흐려질 가능성이 있다. 본 개시의 방사선 화상 취득 시스템 및 촬상 유닛에 의하면, 방사선 화상이 흐려지는 것을 방지할 수 있다.
포토다이오드 어레이의 디지털 신호 가산을 행해도 된다. 다단 포토다이오드 어레이를 이용하는 경우에는, 속도를 엄밀하게 맞출 필요가 경감된다. 포토다이오드 어레이를 이용하는 경우라면, 검출부가 비스듬해도 된다. 즉, 입력면(6a)이 반송 방향(D)과 평행하지 않아도 된다. 확대율의 보정이나 라인 딜레이를 행하고 나서 가산 또는 평균화 등의 화상 처리를 행함으로써, 본 개시의 방사선 화상 취득 시스템이 목적으로 하는 효과를 얻을 수 있다.
방사선의 조사 영역(12)은, 하우징(13)의 슬릿(15)에 의해서 형성되는 것이 아니라, 방사선원(2)과 신틸레이터(6)의 사이에, 복수의 차폐벽(또는 차폐판)으로 이루어지는 조사 영역 규정부가 설치되어도 된다. 그 경우에, 조사각 즉 출력 영역(14)이 넓은 방사선원(2)이 이용되어도 된다.
산업상의 이용 가능성
본 개시의 여러 양태에 의하면, 방사선 화상이 흐려지는 것이 방지되고, 또한 방사선에 대한 미러의 영향이 배제된다. 그 결과로서, 대상물의 방사선 화상이 선명하고 고감도로 취득된다.
1, 1A, 1E…방사선 화상 취득 시스템 2…방사선원
2a…초점 3…라인 스캔 카메라
6…신틸레이터 6a…입력면
6b…이면 7…제1 미러
12…조사 영역
13, 13A, 13B, 13C, 13D, 13F…하우징 13a…상벽부(벽부)
15…슬릿 15a…둘레 가장자리
20…반송 장치
30, 30A, 30B, 30C, 30D, 30F…촬상 유닛
A…대상물 B…법선
C…법선 F…광축
G…광축 P…반송 경로

Claims (15)

  1. 소정의 반송 경로 상에서 반송 방향으로 반송되는 대상물의 방사선 화상을 취득하기 위한 촬상 유닛으로서,
    상기 반송 경로에 대면하도록 배치되는 벽부를 가지며, 방사선을 통과시키기 위한 슬릿이 상기 벽부에 형성된 하우징과,
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 슬릿을 통과한 상기 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와,
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 반사하는 하나 또는 복수의 미러와,
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 미러에서 반사된 상기 신틸레이션 광을 검출하는 라인 스캔 카메라로서, 상기 반송 방향에 대응하는 스캔 방향과 상기 스캔 방향과 직교하는 라인 방향을 가지는 상기 라인 스캔 카메라를 구비하고,
    상기 신틸레이터는 상기 입력면이 상기 반송 방향과 평행하고 또한 상기 라인 방향과 평행하도록 배치되며,
    상기 미러는 상기 슬릿의 둘레 가장자리와 상기 신틸레이터의 상기 입력면을 연결하는 조사 영역의 외부에 위치하고 있는 촬상 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 미러는, 상기 입력면의 법선과 중첩되는 위치에 배치된 제1 미러로서, 상기 제1 미러의 반사면과 상기 입력면의 사이에 예각을 형성하는 상기 제1 미러를 가지며,
    상기 라인 스캔 카메라는 상기 입력면의 법선 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 촬상 유닛.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 슬릿은, 상기 반송 방향에 있어서, 상기 신틸레이터 및 상기 제1 미러와, 상기 라인 스캔 카메라와의 사이에 위치하고 있는 촬상 유닛.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 예각은 40도 이상 50도 이하의 범위 내의 각도인 촬상 유닛.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿은 상기 반송 방향에 있어서 상기 신틸레이터의 상류 또는 하류에 위치하고 있는 촬상 유닛.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 스캔 카메라의 광축은 상기 반송 방향과 평행한 촬상 유닛.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 입력면과는 반대측 면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 제2 라인 스캔 카메라를 더 구비하는 촬상 유닛.
  8. 상기 대상물을 향해서 방사선을 출력하는 방사선원과,
    상기 대상물을 상기 반송 방향으로 반송하는 반송 장치와,
    상기 조사 영역이 상기 반송 장치의 상기 반송 경로를 포함하도록, 상기 반송 장치에 대해서 장착된 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 촬상 유닛을 구비하는 방사선 화상 취득 시스템.
  9. 대상물의 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득 시스템으로서,
    상기 대상물을 향해서 방사선을 출력하는 방사선원과,
    상기 대상물을 반송 방향으로 반송하는 반송 장치와,
    상기 반송 장치에 의해서 반송되는 상기 대상물을 투과한 상기 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와,
    상기 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 반사하는 하나 또는 복수의 미러와,
    상기 미러에서 반사된 상기 신틸레이션 광을 검출하는 라인 스캔 카메라로서, 상기 반송 방향에 대응하는 스캔 방향과 상기 스캔 방향과 직교하는 라인 방향을 가지는 상기 라인 스캔 카메라를 구비하고,
    상기 신틸레이터는 상기 입력면이 상기 반송 방향과 평행하고 또한 상기 라인 방향과 평행하도록 배치되며,
    상기 미러는 상기 방사선원의 초점과 상기 신틸레이터의 상기 입력면을 연결하는 조사 영역의 외부에 위치하고 있는 방사선 화상 취득 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 미러는, 상기 입력면의 법선과 중첩되는 위치에 배치된 제1 미러로서, 상기 제1 미러의 반사면과 상기 입력면의 사이에 예각을 형성하는 상기 제1 미러를 가지며,
    상기 라인 스캔 카메라는 상기 입력면의 법선 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 방사선 화상 취득 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 방사선원이 상기 제1 미러의 상기 반사면을 포함하는 제1 가상 평면과 상기 입력면을 포함하는 제2 가상 평면과의 사이에 상기 초점이 위치하도록 배치되는 방사선 화상 취득 시스템.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 예각은 40도 이상 50도 이하의 범위 내의 각도인 방사선 화상 취득 시스템.
  13. 청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 영역은 상기 반송 방향에 있어서 상기 신틸레이터의 상류 또는 하류에 형성되는 방사선 화상 취득 시스템.
  14. 청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 스캔 카메라의 광축은 상기 반송 방향과 평행한 방사선 화상 취득 시스템.
  15. 청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입력면과는 반대측 면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 검출하는 제2 라인 스캔 카메라를 더 구비하는 방사선 화상 취득 시스템.
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