KR20230095959A - 촬상 유닛, 방사선 화상 취득 시스템, 및 방사선 화상 취득 방법 - Google Patents

촬상 유닛, 방사선 화상 취득 시스템, 및 방사선 화상 취득 방법 Download PDF

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Abstract

촬상 유닛은, 대상물을 투과한 방사선을 통과시키는 입사 창을 가지는 하우징과, 입사 창을 통과한 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 촬상하는 촬상면을 가지는 라인 스캔 센서를 구비한다. 촬상 유닛은, 입사 창과 신틸레이터와의 사이에 배치되고, 입사 창을 통과한 방사선을 입력면을 향하게 안내하는 슬릿을 형성하는 슬릿 부재와, 신틸레이터와 라인 스캔 센서와의 사이에 배치되고, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 라인 스캔 센서의 촬상면에 결상하는 등배 렌즈를 더 구비한다.

Description

촬상 유닛, 방사선 화상 취득 시스템, 및 방사선 화상 취득 방법
본 개시는, 촬상 유닛, 방사선 화상 취득 시스템, 및 방사선 화상 취득 방법에 관한 것이다.
종래, 방사선원과 방사선 검출기를 구비하고, 이들 사이에 배치된 반송 경로 상(上)을 반송되는 대상물에 방사선을 조사하고, 투과한 방사선을 파장 변환 부재로 형광(가시광)으로 변환하는 방사선 검출 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 이 방사선 검출 장치에서는, 파장 변환 부재는, 하우징에 마련된 지지부에 지지되어 있다. 대상물을 투과한 방사선은, 차폐 부재에 형성된 개구부를 통과하여, 파장 변환 부재에 입사한다. 파장 변환 부재의 형광층이 발한 형광은, 집광체를 통과하여, 광전 변환 소자의 수광부에 입사한다. 방사선 검출기는, 대상물의 2차원의 방사선 화상 신호를 생성하여 출력한다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 2018－14163호 공보
상기한 종래의 검출기에서는, 개구부를 통과한 방사선이 퍼지는 경향에 있다. 따라서, 파장 변환 부재의 입력면(상기 검출기에서는 파장 변환 부재의 기재층)에서의 방사선의 조사 범위가 커지게 되어, 그 결과적으로 분해능이 낮게 된다. 또한, 워킹 디스턴스가 길기 때문에, 감도가 낮게 된다.
본 개시는, 분해능과 감도를 향상시킬 수 있는 촬상 유닛, 방사선 화상 취득 시스템, 및 방사선 화상 취득 방법을 설명한다.
본 개시의 일 태양은, 반송 방향으로 반송되는 대상물의 방사선 화상을 취득하기 위한 촬상 유닛으로서, 대상물을 투과한 방사선을 통과시키는 입사 창을 가지는 하우징과, 하우징 내에 설치되고, 입사 창을 통과한 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와, 하우징 내에 설치되고, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 촬상하는 촬상면을 가지는 라인 스캔 센서와, 입사 창과 신틸레이터와의 사이에 배치되고, 입사 창을 통과한 방사선을 입력면을 향하게 안내하는 슬릿을 형성하는 슬릿 부재와, 신틸레이터와 라인 스캔 센서와의 사이에 배치되고, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 라인 스캔 센서의 촬상면에 결상하는 등배 렌즈를 구비한다.
이 촬상 유닛에 의하면, 대상물을 투과한 방사선이 하우징의 입사 창을 통과하여 하우징 내에 진입한다. 하우징 내의 슬릿 부재는, 신틸레이터의 입력면을 향하여 방사선을 안내한다. 이 때, 슬릿 부재의 슬릿에 의해서, 신틸레이터의 입력면 상에서의 방사선의 조사 영역이 좁아진다(즉, 제한된다). 이것에 의해, 분해능을 향상시킬 수 있다. 신틸레이션 광의 결상에 이용되는 등배 렌즈는, 워킹 디스턴스를 짧게 할 수 있기 때문에, 감도를 향상시킬 수 있다. 등배 렌즈는, 예를 들면, 신틸레이터의 입력면에 근접하게 배치된다. 이러한 경우에도, 슬릿에 의해서 방사선의 조사 영역이 좁아져 있기 때문에, 산란하는 방사선의 영향은 저감된다.
슬릿 부재는, 슬릿이 신틸레이터의 입력면의 법선 방향으로 위치하도록 배치되어 있고, 등배 렌즈 및 라인 스캔 센서는, 입력면의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상하여도 된다. 이 경우, 등배 렌즈와 라인 스캔 센서를 입력면에 근접시키기 쉽다. 분해능의 향상과 감도의 향상의 관점에서, 바람직한 촬상이 가능하다.
슬릿 부재는, 슬릿이 반송 방향에 대하여 비스듬하게 연장되도록 배치되어도 된다. 슬릿을 반송 방향에 대하여 비스듬하게 향하게 하면, 대상물을 투과하는 방사선의 광로가 길게 될 수 있다. 그 결과, 취득되는 방사선 화상의 콘트라스트가 높게 된다.
슬릿 부재는, 슬릿이 신틸레이터의 입력면의 법선 방향에 대하여 경사지는 방향으로 위치하도록 배치되어 있고, 등배 렌즈 및 라인 스캔 센서는, 입력면의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상하여도 된다. 이 경우도, 등배 렌즈와 라인 스캔 센서를 입력면에 근접시키기 쉽다.
하우징은, 대상물을 투과한 방사선을 통과시키는 다른 입사 창을 가지고, 촬상 유닛이, 다른 입사 창과 신틸레이터와의 사이에 배치되고, 다른 입사 창을 통과한 방사선을 입력면을 향하게 안내하는 다른 슬릿을 형성하는 다른 슬릿 부재를 더 구비하고, 슬릿 부재 및 다른 슬릿 부재는, 슬릿 및 다른 슬릿이 신틸레이터의 입력면에 대하여 상이한 2 방향으로 각각 방사선을 안내하도록 배치되어 있어도 된다. 다른 2 방향으로부터 안내된(입사하는) 방사선에 기초하는 방사선 화상은, 각도의 상위(相違)에 기초하여 다른 화상이 된다. 이것에 의해, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 메카 셔터를 병용하는 등에 의해 1회의 촬상으로 2종류의 화상을 취득함으로써, 검사 시간을 단축할 수도 있다.
촬상 유닛은, 슬릿 부재를 유지함과 아울러 하우징에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 커버 부재를 더 구비하여도 된다. 커버 부재와, 커버 부재에 유지된 슬릿 부재와의 조합 파트를 복수 종류 준비해 두고, 적절히 교환함으로써, 신틸레이터의 입력면에 대한 방사선의 입사 방향(입사 각도)을 용이하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 방사선의 입사 방향을 변경하여 복수 회의 촬상을 행함으로써, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
슬릿 부재는, 신틸레이터의 입력면에 접근함에 따라 슬릿의 반송 방향의 폭이 좁게 되도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 슬릿의 입구 부분을 넓게 할 수 있으므로, 신틸레이터의 입력면에 대한 방사선의 입사 방향(입사 각도)을 변경하거나, 복수의 입사 방향으로 방사선을 입력면으로 안내하거나 할 수 있다.
슬릿 부재, 등배 렌즈 및 라인 스캔 센서가, 하우징 내에서, 입력면을 따라 연장되는 축선 둘레로 회전 가능하여도 된다. 이 경우, 신틸레이터의 입력면에 대한 방사선의 입사 방향(입사 각도)을 용이하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 방사선의 입사 방향을 변경하여 복수 회의 촬상을 행함으로써, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 개시의 다른 태양으로서, 대상물의 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득 시스템으로서, 대상물을 향하여 방사선을 출력하는 방사선원과, 대상물을 반송 방향으로 반송함과 아울러 방사선을 통과시키는 반송 장치와, 방사선원 및 입사 창이 동일 평면 상에 배치되도록 설치된 상기한 어느 것의 촬상 유닛을 구비하는, 방사선 화상 취득 시스템이 제공되어도 된다. 이 방사선 취득 시스템에 의하면, 상술한 작용에 의해, 분해능을 향상시킬 수 있고, 또한, 감도를 향상시킬 수 있다.
방사선 화상 취득 시스템에서, 반송 장치 및 촬상 유닛의 슬릿 부재는, 슬릿이 반송 방향에 대하여 비스듬하게 연장되도록 배치되어도 된다. 슬릿을 반송 방향에 대하여 비스듬하게 향하게 하면, 대상물을 투과하는 방사선의 광로가 길게 될 수 있다. 그 결과, 취득되는 방사선 화상의 콘트라스트가 높게 된다.
본 개시의 또 다른 태양은, 대상물의 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득 방법으로서, 반송 방향으로 반송되는 대상물을 향하여 방사선을 출력하는 방사선 출력 공정과, 대상물을 투과한 방사선을, 입사 창을 통하여 하우징 내에 입사시키고, 하우징 내에 형성된 슬릿에 의해, 방사선을 신틸레이터의 입력면을 향하게 안내하는 방사선 도입 공정과, 슬릿을 통과한 방사선을 신틸레이터의 입력면에 입력하고, 입력한 방사선을 신틸레이션 광으로 변환하고, 해당 신틸레이션 광을 입력면으로부터 출력하는 신틸레이션 광 출력 공정과, 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 등배 렌즈에 의해 라인 스캔 센서의 촬상면에 결상하는 신틸레이션 광 결상 공정과, 상기 라인 스캔 센서의 촬상면에서 신틸레이션 광을 촬상하는 신틸레이션 광 촬상 공정을 포함한다.
이 방사선 화상 취득 방법에 의하면, 대상물을 투과한 방사선이, 하우징의 입사 창을 통과하여 하우징 내로 진입한다. 하우징 내의 슬릿 부재는, 신틸레이터의 입력면을 향하여 방사선을 안내한다. 이 때, 슬릿 부재의 슬릿에 의해서, 신틸레이터의 입력면 상에서의 방사선의 조사 영역이 좁아진다(즉 제한된다). 이것에 의해, 분해능을 향상시킬 수 있다. 신틸레이션 광 결상 공정에서 이용되는 등배 렌즈는, 워킹 디스턴스를 짧게 할 수 있기 때문에, 감도를 향상시킬 수 있다. 등배 렌즈는, 예를 들면, 신틸레이터의 입력면에 근접하여 배치된다. 그러한 경우에서도, 방사선 도입 공정에서 슬릿에 의해서 방사선의 조사 영역이 좁아져 있기 때문에, 산란하는 방사선의 영향은 저감된다.
방사선 출력 공정에서는, 반송 방향으로 대상물을 복수 회 반송하고, 해당 복수 회의 반송에서, 대상물을 향하여 다른 복수의 방향으로부터 방사선을 출력하고, 방사선 도입 공정에서는, 복수 회의 반송에서, 신틸레이터의 입력면에 대하여 복수의 방향으로부터 방사선을 안내하고, 방사선 화상 취득 방법이, 신틸레이션 광 촬상 공정에서 얻어진 복수의 촬상 화상에 대하여 화상 처리를 행하는 화상 처리 공정을 더 포함하여도 된다. 복수의 방향으로부터 안내된(입사하는) 방사선에 기초하는 방사선 화상은, 각도의 상위에 기초하여 다른 화상이 된다. 이것에 의해, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 개시의 몇 개의 태양에 의하면, 분해능을 향상시킬 수 있고, 또한, 감도를 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 관한 방사선 화상 취득 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 방사선 화상 취득 시스템의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 1 중의 촬상 유닛의 내부 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 도 1의 방사선 화상 취득 시스템에서의 각부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5의 (a) 및 도 5의 (b)는, 방사선 화상 취득 시스템의 여러가지의 변형예에서의 각부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 6의 (a) 및 도 6의 (b)는, 대상물에 대한 방사선의 입사 각도의 차이를 설명하는 도면이다.
도 7의 (a)~도 7의 (c)는, 방사선 화상 취득 시스템의 여러가지의 변형예에서의 각부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a) 및 도 8의 (b)는, 방사선 화상 취득 시스템의 여러가지의 변형예에서의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 9의 (a) 및 도 9의 (b)는, 방사선 화상 취득 시스템의 여러가지의 변형예에서의 내부 구성을 나타내는 도면이다.
도 10의 (a)~도 10의 (c)는, 복수 방향으로부터의 조사 및 촬상의 순서를 나타내는 도면이다.
도 11은, 방사선 화상 취득 시스템의 변형예에서의 각부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 12는, 방사선 화상 취득 시스템의 변형예에서의 각부의 배치를 나타내는 도면이다.
도 13은, 도 12의 변형예에 대응하는 촬상 유닛의 내부 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 14는, 도 13의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 15의 (a) 및 도 15의 (b)는, 슬릿 부재의 유무에 의한 조사 영역 및 결상 영역의 차이를 나타내는 도면이다.
도 16은, 방사선의 산란 시험의 측정 결과를 나타내는 표이다.
도 17의 (a)~도 17의 (c)는, 각각, 샘플을 이용한 촬상 시험에서 얻어진 방사선 화상이다.
도 18의 (a) 및 도 18의 (b)는, 각각, 샘플을 이용한 촬상 시험에서 얻어진 방사선 화상이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 도면의 설명에서 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면은 설명용을 위하여 작성된 것이며, 설명의 대상 부위를 특히 강조하도록 그려져 있다. 그 때문에, 도면에서의 각 부재의 치수 비율은, 반드시 실제의 것과는 일치하지 않는다.
도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 일 실시 형태에 관한 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 대상물(A)의 방사선 화상을 취득하기 위한 장치이다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 대상물(A)을 분해 또는 파괴 등 없이 검사할 수 있는 비파괴 검사 시스템이다. 대상물(A)은, 예를 들면, 경원소로 이루어지는 물질을 함유한다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 예를 들면, 식품 검사, 배터리 검사, 또는 전자 부품의 검사 등의 분야에 적용된다. 식품 검사의 분야에서는, 예를 들면 밀봉된 용기 포장류에서의 이물의 말려 들어감의 유무가 검사된다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 특히, 경원소로 이루어지는 물질의 변별 성능이 우수하다. 이러한 물질로서는, 예를 들면, 식품의 쓰레기, 머리카락, 비닐, 벌레, 고기의 뼈 등을 들 수 있다. 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 예를 들면 인라인 X선 검사에 적용된다.
방사선 화상 취득 시스템(1)은, 대상물(A)을 향하여 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 센서(3)와, 방사선 화상 취득 시스템(1)의 몇개의 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 우수하다.
방사선원(2)은, X선 출사부로부터 콘빔 X선을 출력한다. 방사선원(2)은, 콘빔 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. 방사선 화상 취득 시스템(1)에서는, 선원측 슬릿 부재(26) 및 슬릿 부재(16)(도 2 참조)를 구비하는 것에 의해, 방사선속이 존재하는 출력 영역 내의 X선 중 한정된 부분으로 좁혀진 조사 영역(12) 내의 X선이, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 입력된다. 조사 영역(12)은, 촬상 유닛(30)의 하우징(15) 내의 신틸레이터(6)를 향하여, 삼각형 모양(또는 부채꼴 모양)으로 연재(延在)한다.
반송 장치(20)는, 예를 들면 주회 궤도를 이동하는 2대의 벨트 컨베이어(21, 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, 각 벨트 컨베이어(21)를 구동하는 도시하지 않은 구동원을 구비하고 있다. 반송 장치(20)는, 대상물(A)을 반송 방향(D)으로 일정한 속도로 반송하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에서, 반송 방향(D)은 수평 방향이다. 2대의 벨트 컨베이어(21, 21)의 사이에는, 상기의 조사 영역(12)에 대응하는 위치에, X선을 통과시키는 간극(C)이 마련되어 있다. 간극(C)은, 반송 방향(D)으로 근소한 일정의 길이(폭)를 가지고 있고, 반송 방향(D)에 직교하는 수평인 검출 폭 방향으로 똑바로 연장된다. 반송 장치(20)에서의 대상물(A)의 반송 타이밍이나 반송 속도는, 미리 설정되어 있고, 컴퓨터(10)의 제어부(10a)에 의해서 제어된다. 또한, 벨트 컨베이어(21)는, X선을 통과시키는 간극(C)을 가질 필요는 없고, 벨트 컨베이어(21)의 벨트 부재를 방사선 투과성이 있는 재료로 구성하여 된다.
또한, 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 모든 형태의 반송 장치(20)에 대응 가능하다. 예를 들면, 반송 방향(D)은, 수평이어도 되지만, 수평에 대하여 경사져 있어도 된다. 반송 방향(D)은, 직선 모양이 아니어도 되고, 예를 들면 곡선 모양이어도 된다. 그 경우, 반송 방향(D)은, 대상물(A)의 반송 경로 중 조사 영역(12)에 중복하는 부분에서의 접선이어도 된다. 반송 장치(20)는, 물리적인 반송면(21a)을 가지지 않아도 된다. 예를 들면, 반송 장치(20)는, 에어에 의해서 대상물(A)을 부상(浮上)시킨 상태로 반송하여도 된다. 또한, 반송 장치(20)는, 대상물(A)을 공중에 방출함으로써 대상물(A)을 반송하여도 된다. 그 경우, 대상물(A)의 반송 경로는, 예를 들면 포물선 모양이어도 된다.
반송 장치(20)는, 벨트 컨베이어(21)를 가지는 형태에 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 롤러의 사이에 간극(슬릿 형상의 개구)이 형성되어 있는 점도, 벨트 컨베이어에 비해 유리하다. 롤러 컨베이어를 이용하는 것에 의해, 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. 본 실시 형태와 같이 2개 또는 그 이상의 벨트 컨베이어를 반송 방향으로 설치하고, 그들 벨트 컨베이어의 간극(C)으로부터 X선을 조사하는 형태에 의하면, 벨트 컨베이어(21)를 이용하면서 벨트의 영향을 배제할 수 있다.
도 1~도 3에 나타내어지는 바와 같이, 방사선 화상 취득 시스템(1)은, 반송 장치(20)에 따르도록 설치된 촬상 유닛(30)을 구비한다. 촬상 유닛(30)은, 예를 들면, 반송 장치(20)에 대하여 장착되어 있고, 반송 장치(20)에 고정되어 있다. 촬상 유닛(30)은, 반송 장치(20) 이외에 장착되어도 된다. 촬상 유닛(30)은, 받침대 등의 위에 재치되어도 된다. 촬상 유닛(30)은, 벨트 컨베이어(21)의 주회에 간섭하지 않도록 장착되어 있다. 반송 장치(20)가 롤러 컨베이어인 경우도 마찬가지이다. 촬상 유닛(30)은, 벨트 컨베이어 또는 롤러 컨베이어 등의 반송부의 이동에 간섭하지 않도록, 반송부로부터 약간의 공극을 가지고 배치되어 있다.
촬상 유닛(30)은, 직육면체 형상의 하우징(15)을 가진다. 하우징(15)은, 예를 들면 알루미늄제인 직육면체 형상의 하우징 본체(13)와, 하우징 본체(13)의 외표면(외주면)을 덮는 납 커버(14)를 가진다. 하우징 본체(13)는, 촬상 유닛(30)이 구비하는 각 구성을 내부 공간(15S)에 수용한다. 납 커버(14)는, 하우징 본체(13)의 외부의 방사선이 촬상 유닛(30)의 내부 공간(15S)에 영향을 미치지 않도록, 방사선을 차폐한다. 납 커버(14)는, 하우징(15)의 외측에 배치되어 있어도 되고, 하우징(15)의 내측에 배치되어 있어도 된다. 납 커버(14)의 외측에 다른 커버가 장착되어 있어도 된다. 납의 강도나 취급의 관점으로부터는, 납의 외측에 다른 소재가 장착되어 있는 것이 바람직하다. 커버의 소재로서는 납 이외의 물질이어도 되고, 예를 들면 텅스텐이나 철, 스테인리스, 구리 등을 이용하여도 된다. 또한, 고무(수지)에 텅스텐 등 중금속이 포함된 고무 모양 소재나 시트 모양 소재를 이용하여도 된다.
하우징 본체(13)는, 예를 들면, X선을 차폐 할 수 있는 재질로 이루어진다. 하우징 본체(13)는, 철제 또는 스테인리스 등이어도 된다. 하우징 본체(13)는 방호재(防護材)를 포함하여도 되고, 그 방호재로서 납, 텅스텐 또는 구리가 이용되어도 된다. 또한, 고무(수지)에 텅스텐 등 중금속이 포함된 고무 모양 소재나 시트 모양 소재를 이용하여도 된다. 하우징 본체(13)는, 상하 방향으로 대면하는 상벽부(13a) 및 저벽부(13d)와, 반송 방향(D) 대면하는 한 쌍의 제1 측벽부(13b)와, 반송 방향(D)에 직교하는 수평인 검출 폭 방향으로 대면하는 한 쌍의 제2 측벽부(13c)를 포함한다. 촬상 유닛(30)은, 하우징 본체(13)의 반송 방향(D)에서의 크기가 매우 작게 되어 있어, 컴팩트한 장치로 되어 있다. 반송 방향(D)은, 도면 중에 나타내어지는 지면에 평행한 x 방향에 평행하다. 상기 검출 폭 방향은, 도면 중에 나타내어지는 지면에 수직인 y 방향에 평행하다. 상하 방향은, 도면 중에 나타내어지는 지면에 평행한 z 방향에 평행하다.
상벽부(13a)는, 반송 장치(20)에 대면하도록 배치되어 있다. 상벽부(13a) 상에는, 상벽부(13a)로부터 간격을 두고, 납 커버(14)의 천판부(14a)가 장착되어 있다. 천판부(14a)는 상벽부(13a)에 평행하게 배치된다. 상벽부(13a)와 천판부(14a)와의 사이에는, 후술하는 슬릿 부재(16)를 지지하기 위한 알루미늄제의 지지판부(13e)가 마련되어 있다. 또한, 슬릿 부재(16)를 지지하기 위한 지지판부(13e)로서는, 스테인리스나 철 등의 금속이어도 된다. 한 쌍의 제1 측벽부(13b)의 외측면에는, 납 커버(14)의 한 쌍의 제1 측판부(14b)가 장착되어 있다. 한 쌍의 제2 측벽부(13c)의 외측면에는, 납 커버(14)의 한 쌍의 제2 측판부(도시하지 않음)가 장착되어 있다. 납 커버(14)는, 하우징 본체(13)의 저벽부(13d)를 제외한 전(全) 표면을 덮고 있다. 또한, 도 1에서는, 제1 측판부(14b)의 도시는 생략되어 있다.
납 커버(14)의 천판부(14a)에는, 대상물(A)을 투과한 X선을 통과시키는 입사 창(14f)이 형성되어 있다. 입사 창(14f)은, x 방향으로 근소한 일정의 길이(폭)를 가지고 있고, y 방향으로 똑바로 연장된다. 입사 창(14f)의 x 방향의 길이는, 후술하는 슬릿 부재(16)의 슬릿(S)의 폭 또는 원하는 조사 영역(12)의 폭(반송 방향(D)의 두께)에 의해서 결정되어도 된다. 입사 창(14f)의 x 방향의 길이는, 검출 폭 방향(y 방향) 및 천판부(14a)의 두께 방향(z 방향)에서 일정하다.
지지판부(13e)에는, 입사 창(14f)에 대응하는 위치에, x 방향으로 일정의 길이(폭)를 가지고 y 방향으로 똑바로 연장되는 관통공(13g)(도 3 참조)이 형성되어 있다. 이 관통공(13g) 내에, 조사 영역(12)을 규정하기 위한 슬릿 부재(16)가 배치되고, 고정되어 있다. 슬릿 부재(16)는, x 방향으로 근소한 일정의 간격을 가지고 대면하는 제1 슬릿판(17) 및 제2 슬릿판(18)을 포함한다. 제1 슬릿판(17) 및 제2 슬릿판(18)은, 예를 들면 구리제이다. 제1 슬릿판(17) 및 제2 슬릿판(18)의 간격은, 슬릿 부재(16)에 의해서 형성되는 슬릿(S)의 폭이며, 예를 들면 상기의 입사 창(14f)의 x 방향의 길이(폭)와 동일하다. 슬릿(S)의 폭이, 입사 창(14f)의 x 방향의 길이(폭)와 다소 달라도 된다. 슬릿 부재(16)의 상단부(16a)가 지지판부(13e)의 관통공(13g)에 삽입된 상태에서, 상단부(16a)가 지지판부(13e)에 고정되어 있다. 지지판부(13e)는, 입사 창(14f)에 슬릿(S)이 연속하도록, 슬릿 부재(16)를 지지한다. 즉, 슬릿(S)의 입구단(Sa)은, 입사 창(14f)에 직접(예를 들면 틈새를 두지 않고) 연결되어 있다. 제1 슬릿판(17) 및 제2 슬릿판(18)의 y 방향의 양단부는, 개방되어도 되고, 다른 구리판 등에 의해서 폐쇄되어도 된다.
슬릿 부재(16)는, 하우징(15) 내에 설치되어 있다. 슬릿 부재(16)는, 입사 창(14f)과 신틸레이터(6)와의 사이에 배치되어 있다. 슬릿 부재(16)는, 상벽부(13a)에 형성된 개구(13f)에 삽통되어 있고, 내부 공간(15S)을 향하여 수하(垂下)한다. 슬릿 부재(16)는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a) 부근까지 연재하여 있다. 슬릿 부재(16)의 배치, 및 슬릿 부재(16)와 신틸레이터(6)의 위치 관계에 대하여는 후술한다. 또한, 예를 들면 천판부(14a)가 마련되어 있지 않은 경우에, 슬릿 부재(16)의 상단부가 하우징(15)의 천면(天面)에 노출하여도 되고, 또는 하우징(15)으로부터 상방으로 돌출하여도 된다. 그 경우에는, 슬릿 부재(16)의 부재의 상단부가 입사 창을 겸하는 것이 된다.
도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 방사선원(2)에 대하여, 조사 영역(12)을 규제하는 선원측 슬릿 부재(26)가 마련되어 있다. 선원측 슬릿 부재(26)는, 예를 들면 한 쌍의 삼각형 모양의 구리판을 가진다. 한 쌍의 삼각형 모양의 구리판이, x 방향으로 일정의 간격을 가지고 대면하고 있고, 슬릿을 형성하고 있다. 선원측 슬릿 부재(26)의 y 방향의 양단부는, 예를 들면, 다른 구리판 등에 의해서 폐쇄되어 있다. 방사선 화상 취득 시스템(1)에서는, 방사선원(2)의 초점(2a), 선원측 슬릿 부재(26)의 슬릿, 반송 장치(20)의 간극(C), 입사 창(14f), 및 슬릿 부재(16)의 슬릿(S)이 동일 평면 상에 배치되도록, 각 부재가 설치되어 있다. 이들 부재가 X선의 조사 영역(12)을 규제(제한)하고 있고, 방사선원(2)으로부터 출력된 X선 중 일부만이 대상물(A)을 투과하고, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 도달하도록 되어 있다. 조사 영역(12)은, 예를 들면, 선원측 슬릿 부재(26)의 내주면, 입사 창(14f)의 내벽면, 및 슬릿 부재(16)의 내벽면에 의해서 규정되는 x 방향으로 근소한 두께를 가지는 사각뿔 모양의 영역이다.
도 2 및 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)에 의해, 입사 창(14f)을 통과한 X선을 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 향하게 안내한다. 슬릿 부재(16)에 의해서, 하우징(15)의 내부 공간(15S)에서의 X선의 산란이 방지되어 있다. 신틸레이터(6)의 입력면(6a)은, 슬릿 부재(16)를 통과한 조사 영역(12) 내의 X선을 입력한다. 또한, 「신틸레이터(6)의 입력면(6a)」이란, 신틸레이션 광의 출력에 유효하게 작용하는 영역만을 의미한다. 예를 들면, 직사각형의 입력면(6a) 전체 중, 신틸레이터 홀더에 의해서 덮여 있는 영역 등은, 「신틸레이터(6)의 입력면(6a)」에는 포함되지 않는다.
방사선 화상 취득 시스템(1)에서, 촬상 유닛(30)은, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)으로부터, 입력면(6a)에 대하여 경사지는 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 촬상할 수 있도록 구성되어 있다. 하우징(15) 내에는, 신틸레이터(6)와, 라인 스캔 센서(3)와, 등배 렌즈(7)가 설치되어 있다. 또한, 라인 스캔 센서(3)와 등배 렌즈(7)와의 사이에는, 차폐 부재(9)가 장착되어 있다. 라인 스캔 센서(3), 차폐 부재(9), 및 등배 렌즈(7)는, 일체화되어 있다. 라인 스캔 센서(3), 차폐 부재(9), 및 등배 렌즈(7)는, 내부 공간(15S)에서, 브래킷 등(도시하지 않음)에 유지되어 있다.
신틸레이터(6)는, 예를 들면 신틸레이터 홀더(도시하지 않음)에 유지되고, 예를 들면 수평으로 배치되어 있다. 신틸레이터(6)는, 평판 모양의 파장 변환 부재이다. 신틸레이터(6)는, 검출 폭 방향(y 방향)으로 긴 직사각형 형상이다(도 1 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 등으로부터 이루어진다. 신틸레이터(6)의 두께는 수 μm~수 mm의 범위에서 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)으로 변환되고, 입력면(6a)으로부터 출력된다.
라인 스캔 센서(3)는, 대상물(A)의 이동에 맞추어 촬상을 행하고, 1차원의 화상 데이터인 방사선 화상 데이터를 출력한다. 라인 스캔 센서(3)는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 촬상하는 촬상면(3a)을 가진다. 라인 스캔 센서(3)는, 예를 들면, 일반적인 라인 센서, 멀티 라인 센서, 혹은 TDI(시간 지연 적분) 구동이 가능한 에어리어 이미지 센서이다. 라인 스캔 센서(3)는, 예를 들면, CCD 이미지 센서 또는, CMOS 이미지 센서이다. 라인 스캔 센서(3)는, 복수의 수광 소자가 픽셀 방향으로 일렬로 늘어 놓아진 소자열이, 대상물(A)의 이동 방향에 대응하여, 컬럼 방향으로 1개 또는 복수 단 늘어 놓여진 구성을 가진다. 라인 스캔 센서(3)는, 대상물(A)의 반송 방향(D)에 대응하는 스캔 방향과, 스캔 방향에 직교하는 라인 방향을 가진다. 이 라인 방향이 상기의 픽셀 방향이며, 도 2 중의 y 방향에 평행이다. 또한, 스캔 방향이 상기의 컬럼 방향에 대응하고 있고, 도 2 중에서는, z 방향에 평행이다. 또한, TDI 구동이 가능한 에어리어 이미지 센서의 경우, 컬럼 방향은 적분 방향과 동일한 방향이 된다.
라인 스캔 센서(3)는, 제어부(10a)에 의해서, 대상물(A)의 이동에 맞추어 대상물(A)의 촬상이 행해진다. 즉, 라인 스캔 센서(3)는, 반송 장치(20)에 의한 대상물(A)의 이동에 동기하여, 촬상면(3a)에서의 촬상을 행하고, 방사선 화상 데이터를 출력한다. 이것에 의해, S/N비가 좋은 방사선 화상을 얻을 수 있다. 또한, 스테이지에 의한 대상물(A)의 이동과 라인 스캔 센서에 의한 촬상을 동기하기 위하여, 스테이지에 인코더를 마련하고, 인코더로부터의 신호로 라인 스캔 센서(3)를 제어하여도 된다.
본 실시 형태의 신틸레이터(6)는, 입력면(6a)이 반송 방향(D)에 평행이고, 또한 상기의 라인 방향에 평행하도록 배치되어 있다. 즉, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)은, xy 평면에 평행이다.
등배 렌즈(7)는, 신틸레이터(6)와 라인 스캔 센서(3)와의 사이에 배치되어 있고, 입력면(6a)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 라인 스캔 센서(3)의 촬상면(3a)에 결상한다. 등배 렌즈(7)는, 배율이 1배의 렌즈이며, 예를 들면, 굴절률 분포형 렌즈(GRIN 렌즈), 혹은 로드 렌즈, 로드 렌즈 어레이 등으로 실현할 수 있다. 등배 렌즈(7)의 초점이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 맞춰져 있다. 등배 렌즈(7)는, 피사계 심도가 깊기 때문에, 형광체를 비스듬하게 촬상하여도 포커스 블러가 작고, 본 실시 형태와 같은 경사 촬상에서 유리하게 작용한다. 또한, 등배 렌즈(7)는, 방사선원(2), 대상물(A), 및 라인 스캔 센서(3)의 배치의 조합의 자유도를 높인다.
차폐 부재(9)는, 신틸레이터(6)에서 발생하고, 등배 렌즈(7)에서 집광된 신틸레이션 광을 투과시키고, X선을 차폐하는 방사선 차폐 부재이다. 차폐 부재(9)는, 예를 들면, 납 함유 글래스, 혹은 Sr, Ba, Ti, B, W, Si, Gd, Zr 등의 중원소를 포함하는 납-프리의 방사선 차폐 글래스, FOP(파이버 옵틱 플레이트), 또는 방사선 차폐 수지 등이다. 차폐 부재(9)는, 라인 스캔 센서(3)의 표면(보호 수지의 표면)에 장착된다. 차폐 부재(9)는, 산란 X선의 영향을 저감한다.
도 3에 나타내어지는 바와 같이, 방사선 화상 취득 시스템(1)의 촬상 유닛(30)에서, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 위치하도록 배치되어 있다. 등배 렌즈(7), 차폐 부재(9) 및 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향에 대하여 경사진 방향으로 배치되어 있다. 등배 렌즈(7)는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 촬상면(3a)에 결상한다. 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 촬상한다.
슬릿 부재(16)에 의해서 형성된 슬릿(S)의 출구단(Sb)은, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 근접하여 있다. 또한, 등배 렌즈(7)의 선단면(7a)은, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 근접하여 있다. 촬상 유닛(30)에서는, 슬릿 부재(16) 및 등배 렌즈(7)가, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 가능한 한 근접하도록, 각 부재가 배치되어 있다. 슬릿 부재(16)는, 라인 스캔 센서(3) 및 등배 렌즈(7)에 의한 신틸레이션 광의 촬상에 지장이 생기지 않을 정도로, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 근접하는 위치에까지 연재한다. 슬릿(S)의 출구단(Sb)으로부터 신틸레이터(6)의 입력면(6a)까지의 거리는, 예를 들면, 20mm 미만인 것이 바람직하다. 슬릿(S)의 출구단(Sb)으로부터 신틸레이터(6)의 입력면(6a)까지의 거리는, 짧으면 짧을수록 더 좋고, 5mm 미만이면 더욱 바람직하다. 또한, 2개의 슬릿판의 하단은 맞추어져 있을 필요는 없고, 등배 렌즈(7)측의 슬릿판(제1 슬릿판)과 반대측의 슬릿판(제2 슬릿판)에서, 신틸레이터와의 거리가 달라도 된다.
등배 렌즈(7)는, 그 선단면(7a)이 신틸레이터(6) 및 슬릿 부재(16)에 간섭하지 않는 정도로, 신틸레이터(6) 상의 조사 영역(12)(도 15의 (a) 참조)을 향하여, 해당 조사 영역(12)에 근접하도록 배치되어 있다.
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 센서(3)를 제어하는 제어부(10a)(제어 프로세서)와, 라인 스캔 센서(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 대하여 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 관전압이나 관전류의 값에 기초하여, 방사선원(2)을 제어한다. 제어부(10a)는, 유저의 입력 등에 의해 기억된 라인 스캔 센서(3)의 노광 시간 등에 기초하여, 라인 스캔 센서(3)를 제어한다. 제어부(10a)와 화상 처리부(10b)는, 다른 프로세서여도 되고, 같은 프로세서여도 된다. 또한, 컴퓨터(10)는, 제어부(10a)의 기능과 화상 처리부(10b)의 기능을 실행할 수 있도록 프로그램 되어 있어도 된다. 또한, 컴퓨터(10)는, 마이크로컴퓨터나 FPGA(Field-Programmable Gate Array)로 구성되어 있어도 된다.
이어서, 방사선 화상 취득 시스템(1)의 동작 즉 방사선 화상의 취득 방법에 대하여 설명한다. 우선, 반송 장치(20)를 이용하여, 대상물(A)을 반송 방향(D)으로 반송한다(반송 공정). 그것과 동시에, 대상물(A)을 향하여, 방사선원(2)으로부터 백색 X선 등의 방사선을 출력한다(방사선 출력 공정). 다음으로, 대상물(A)을 투과한 방사선을, 입사 창(14f)을 통하여 하우징(15) 내로 입사시키고, 하우징(15) 내에 형성된 슬릿(S)에 의해, 방사선을 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 향하게 안내한다(방사선 도입 공정). 대상물(A)을 투과한 방사선은 입력면(6a)에 입력되고, 신틸레이터(6)에 의해서 방사선으로부터 신틸레이션 광으로의 변환이 행해지고, 입력면(6a)으로부터 신틸레이션 광이 출력된다(신틸레이션 광 출력 공정). 그리고, 입력면(6a)으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 등배 렌즈(7)에 의해서 라인 스캔 센서(3)의 촬상면(3a)에 결상한다(신틸레이션 광 결상 공정). 또한, 라인 스캔 센서(3)의 촬상면(3a)에서, 신틸레이션 광을 촬상한다(신틸레이션 광 촬상 공정). 라인 스캔 센서(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 대하여 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 촬상 유닛(30), 방사선 화상 취득 시스템(1), 및 방사선 화상 취득 방법에 의하면, 대상물(A) 투과한 방사선이, 하우징(15)의 입사 창(14f)을 통과하여 하우징(15) 내에 진입한다. 하우징(15) 내의 슬릿 부재(16)는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 향하여 방사선을 안내한다. 이 때, 슬릿 부재(16)의 슬릿(S)에 의해서, 신틸레이터(6)의 입력면(6a) 상에서의 방사선의 조사 영역(12)이 좁혀진다(즉 제한된다). 도 15의 (a)는, 슬릿 부재(16)를 마련했을 경우의 조사 영역(12)을 나타내고, 도 15의 (b)는, 슬릿 부재(16)가 없는 경우의 조사 영역(12)을 나타낸다. 도 15의 (a) 및 도 15의 (b)로부터 명백한 바와 같이, 신틸레이터(6)의 입력면(6a) 상에서의 조사 영역(12)은, 슬릿 부재(16)를 마련하는 것에 의해, 보다 좁은 영역으로 제한되고 있다. 따라서, 등배 렌즈(7)에 의한 결상 영역도, 도 15의 (a)에 나타내어지는 조사 영역(12)과 마찬가지로, 좁은 영역이 된다. 신틸레이터(6)의 입력면(6a) 상에서의 방사선의 조사 영역(12)이 넓은 경우, 신틸레이터(6) 상에서 발광한 형광이 크로스 토크하기(서로 섞이기) 때문에, 분해능의 저하가 발생한다. 또한, 산란선 등의 영향에 의한 분해능의 저하가 발생한다. 방사선의 조사 영역(12)을 좁혔을 경우, 크로스 토크나 산란선에 의한 분해능의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 이와 같이 조사 영역(12)을 좁혀지는 것에 의해, 분해능을 향상시킬 수 있다. 신틸레이션 광 결상 공정에서 이용되는 등배 렌즈(7)는, 워킹 디스턴스를 짧게 할 수 있기 때문에, 감도를 향상시킬 수 있다. 등배 렌즈(7)는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 근접하여 배치된다. 그러한 경우에서도, 방사선 도입 공정에서 슬릿(S)에 의해서 방사선의 조사 영역(12)이 좁혀져 있기 때문에, 산란하는 방사선의 영향은 저감된다. 슬릿 부재(16)는, 라인 스캔 센서(3)나 등배 렌즈(7)에서의 방사능 노출을 방지한다고 하는 효과도 발휘한다. 촬상 유닛(30)에서는, 슬릿 부재(16)의 설치와 등배 렌즈(7)의 적용에 의해, 유닛의 컴팩트화가 도모되고 있다.
도 4에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 위치하도록 배치되어 있고, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상한다. 이 구성은, 등배 렌즈(7)와 라인 스캔 센서(3)를 입력면(6a)에 근접시키기 쉽다. 분해능의 향상과 감도의 향상의 관점에서, 바람직한 촬상이 가능하다.
또한, 라인 스캔 센서(3)에 차폐 부재(9)가 장착되어 있기 때문에, 산란 X선이 억제된다고 하는 효과가 발휘된다. 도 16은, 방사선의 산란 시험의 측정 결과를 나타내는 표이다. 이 시험에서는, 입사 창(14f)의 부근을 포함하여, 하우징 본체(13)의 주위에 납 커버(14)를 설치하였다. 슬릿 부재(16)와 마찬가지의 구성을 가지는 구리판 슬릿부를 마련한 실시예 1, 2와 구리판 슬릿부가 없는 비교예에서, 산란 X선의 화소수를 계측하였다. 도 16에 나타내어지는 바와 같이, 실시예 1, 2에서는, 비교예에 비하여 산란 X선의 비율이 낮게 억제되어, 구리판 슬릿부에 의한 X선 산란 저감 효과가 확인되었다. 또한, 차폐 부재(9)를 마련한 실시예 1과 차폐 부재(9)가 없는 실시예 2에서도, 산란 X선의 비율에 차이가 확인되었다. 차폐 부재(9)를 마련함으로써, 산란 X선의 비율이 보다 낮게 억제되는 것이 확인되었다.
본 개시의 방사선 화상 취득 시스템 및 촬상 유닛은, 도 2~도 4에 나타내어지는 형태 이외에도, 여러가지의 변형 형태를 취할 수 있다. 이하, 본 개시의 변형 형태에 대하여, 각 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 차폐 부재(9)의 도시가 생략되어 있지만, 어느 변형 형태에서도, 촬상 유닛(30)과 마찬가지로 차폐 부재(9)가 마련되어도 된다.
예를 들면, 도 5의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 반송 방향(D)에 대하여 비스듬하게 연장되도록 배치되어도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1A) 및 촬상 유닛(30A)에서는, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사진 방향으로 위치하도록 배치되어 있고, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상한다. 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿(S)을 반송 방향(D)에 대하여 비스듬하게 향하게 함으로써, 대상물(A)을 투과하는 방사선의 광로가 길어질 수 있다. 대상물(A)에 어느 일정한 두께(반송면(21a)에 직교하는 방향의 두께)를 상정했을 경우, 도 6의 (b)에 나타나는 광로 길이(Lb)는, 도 6의 (a)에 나타나는 광로 길이(La)보다도 길다. 그 결과, 취득되는 방사선 화상의 콘트라스트가 높아진다.
또한, 도 5의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 반송 방향(D)에 대하여 비스듬하게 연장되도록 배치되어도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1B) 및 촬상 유닛(30B)에서는, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사진 방향으로 위치하도록 배치되어 있고, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)도, 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상한다. 이 경우에서도, 취득되는 방사선 화상의 콘트라스트가 높아진다.
도 17의 (a)~도 17의 (c)는, 각각, 과자를 포장한 플라스틱의 봉투의 봉지부에서의 이물(F)(머리카락 등)의 말려 들어감의 유무를 시험한 시험 결과이다. 도 17의 (a)의 화상에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)를 마련하지 않았던 경우에는, 이물(F)은 시인할 수 없었지만, 도 17의 (b)의 화상에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)를 마련하여, 도 4에 나타내어지는 바와 같은 X선의 수직 입사를 행했을 경우에는, 이물(F)이 확인되었다. 또한, 도 17의 (c)의 화상에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)를 마련하여, 도 5에 나타내어지는 바와 같은 X선의 경사 입사를 행했을 경우에도, 이물(F)이 확인되었다. 또한, 도 17의 (b) 및 도 17의 (c)의 화상에서는, 방사선원(2)의 관전압을 25kV로 내리고, 관전류를 25mA로 올림으로써, 화상에서의 콘트라스트가 명확하였다(도 17의 (a)에서는 각각 100 kV, 15mA).
도 18의 (a) 및 도 18의 (b)는, 각각, 과자를 포장한 플라스틱의 봉투의 봉지부(封止部)에서의 이물의 말려 들어감의 유무를 시험한 시험 결과이다. 도 18의 (a)의 화상에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)를 마련하고, 도 4에 나타내어지는 바와 같은 X선의 수직 입사를 행했을 경우에는, 큰 포장 봉투(P1)와, 그 내부에 수용된 작은 포장 봉투(P2)(내부의 사탕이 검게 비치고 있다)가 확인되었다. 또한, 도 18의 (b)의 화상에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)를 마련하고, 도 5에 나타내어지는 바와 같은 X선의 경사 입사를 행했을 경우에도, 큰 포장 봉투(P1)와, 그 내부에 수용된 작은 포장 봉투(P2)와, 추가로 큰 포장 봉투(P1)의 봉지부(P3)의 요철이 확인되었다.
도 7의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 반송 방향(D)에 대하여 비스듬하게 연장되도록 배치되어도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1C) 및 촬상 유닛(30C)에서는, 반송 방향(D)이, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 대하여 경사하고 있다. 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 위치하도록 배치되어 있고, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상한다. 이 경우에서도, 취득되는 방사선 화상의 콘트라스트가 높아진다. 도 7의 (b)에 나타내어지는 방사선 화상 취득 시스템(1D) 및 촬상 유닛(30D)에서는, 방사선 화상 취득 시스템(1C) 및 촬상 유닛(30C)과는 달리, 반송면(21a)의 방향은 변경하지 않고, 방사선원(2)과 촬상 유닛(30D)의 방향을 경사시키고 있다. 그 외의 점에서는, 방사선 화상 취득 시스템(1C) 및 촬상 유닛(30C)과 마찬가지이다. 또 도 7의 (c)에 나타내어지는 방사선 화상 취득 시스템(1E) 및 촬상 유닛(30E)에서는, 반송면(21a) 상에서, 대상물(A)의 자세만이 경사져 있다.
도 8의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16)가, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 가까워짐에 따라 슬릿(S)의 반송 방향(D)에서의 폭이 좁아지도록 구성되어 있어도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1F) 및 촬상 유닛(30F)에서는, 테이퍼 모양으로 배치된 한 쌍의 제1 슬릿판(17) 및 제2 슬릿판(18)에 의해, 슬릿 부재(16)의 개구를 넓게 하여, 1개의 하우징(15)으로 X선의 수직 입사와 경사 입사가 가능하게 되어 있다. 또한, 하우징(15) 내에, 경사 입사의 각도를 용이하게 시인하도록, 각도 표시기(40)가 설치되어도 된다. 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상한다. 이와 같이 슬릿(S)의 입구 부분을 넓게 할 수 있으므로, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 대한 방사선의 입사 방향(입사 각도)을 변경하거나, 복수의 입사 방향으로 방사선을 입력면(6a)으로 안내하거나 할 수 있다. X선의 경사 입사를 위하여, 하우징(15)에는, 예를 들면, 대상물(A)을 투과한 방사선을 통과시키는 다른 입사 창(14g)이 형성되어도 된다. 입사 창(14g)은, 제2 슬릿판(18)의 배치(슬릿(S)을 획정하는 경사 표면)에 맞추어 형성될 수 있다. 입사 창(14f, 14g)을 적절히 개폐하는 개폐 기구가 마련되어도 된다. 개폐 기구는, 라인 스캔 센서(3)에 의한 촬상 타이밍에 맞추어 동작해도 된다.
도 8의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 슬릿 부재(16), 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)가, 하우징(15) 내에서, 입력면(6a)을 따라 연장되는 축선(L)의 둘레로 회전 가능하여도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1G) 및 촬상 유닛(30G)에서는, 방사선원(2)의 조사 영역(12)과 라인 스캔 센서(3)의 광축(E)과 이루는 각을 고정한 후에, 이들 입력면(6a)에 대한 각도를 용이하게 변경할 수 있다. 그 때문에, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)를 축선(L) 둘레로 회전 가능한 회전 기구(50)가 마련된다. 즉, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 대한 방사선의 입사 방향(입사 각도)을 용이하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 방사선의 입사 방향을 변경하여 복수 회의 촬상을 행함으로써, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 9의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 촬상 유닛(30H)이, 슬릿 부재(16)를 유지함과 아울러 하우징에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 커버 부재(43)를 더 구비하여도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1H) 및 촬상 유닛(30H)에서는, 입력면(6a)의 법선(B) 방향으로 슬릿(S)이 향하게 되도록, L자 모양의 커버 부재(43)에 슬릿 부재(16)가 고정되어 있다. 이들이 일체가 된 교환 유닛(45H)을 하우징(15)에 대하여 장착하는 것에 의해, 도 4에 나타낸 것과 마찬가지의 촬상이 가능하게 된다. 한편, 도 9의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 촬상 유닛(30J)이, 슬릿 부재(16)를 유지함과 아울러 하우징에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 커버 부재(44)를 더 구비하여도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1J) 및 촬상 유닛(30J)에서는, 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사지는 방향으로 슬릿(S)이 향하게 되도록, L자 모양의 커버 부재(44)에 슬릿 부재(16)가 고정되어 있다. 이들이 일체가 된 교환 유닛(45J)을 하우징(15)에 대하여 장착하는 것에 의해, 도 5의 (b)에 나타낸 것과 마찬가지의 촬상이 가능하게 된다. 이와 같이, 커버 부재와, 커버 부재에 유지된 슬릿 부재(16)와의 조합 파트를 복수 종류 준비해 두고, 적절히 교환함으로써, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 대한 방사선의 입사 방향(입사 각도)을 용이하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 방사선의 입사 방향을 변경하여 복수 회의 촬상을 행함으로써, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.
혹은, 도 10의 (a)~도 10의 (c)에 나타내어지는 바와 같이, 도 4와 마찬가지의 배치로 된 방사선 화상 취득 시스템(1K) 및 촬상 유닛(30K), 도 5의 (a)와 마찬가지의 배치로 된 방사선 화상 취득 시스템(1L) 및 촬상 유닛(30L), 그리고, 방사선 화상 취득 시스템(1L) 및 촬상 유닛(30L)과는 슬릿 부재(16)의 배치가 입력면(6a)의 법선(B)에 관하여 대칭으로 된 방사선 화상 취득 시스템(1M) 및 촬상 유닛(30M)을 조합시켜 촬상을 행해도 된다. 즉, 방사선 출력 공정에서, 반송 방향(D)에 대상물(A)을 복수 회 반송하고, 해당 복수 회의 반송에서, 대상물(A)을 향하여 다른 복수의 방향으로부터 방사선을 출력하고, 방사선 도입 공정에서는, 복수 회의 반송에서, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 대하여 복수의 방향으로부터 방사선을 안내해도 된다. 그 경우에, 방사선 화상 취득 방법이, 신틸레이션 광 촬상 공정에서 얻어진 복수의 촬상 화상에 대하여 화상 처리를 행하는 화상 처리 공정을 더 포함해도 된다. 복수의 방향으로부터 안내된(입사하는) 방사선에 기초하는 방사선 화상은, 각도의 상위(相違)에 기초하여 다른 화상이 된다. 이것에 의해, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다. 조합을 많이 함으로써, CT 촬상과 같은 촬상도 가능하다. 다른 방사선원(2, 2A)으로, 관전압을 변경해도 된다.
또한, 도 11에 나타내어지는 바와 같이, 하우징(15)은, 대상물(A)을 투과한 방사선을 통과시키는 다른 입사 창(14g)을 가지고, 촬상 유닛(30N)이, 다른 입사 창(14g)과 신틸레이터(6)와의 사이에 배치되고, 다른 입사 창(14g)을 통과한 방사선을 입력면(6a)을 향하게 안내하는 다른 슬릿(SA)을 형성하는 다른 슬릿 부재(16A)를 더 구비하여도 된다. 슬릿 부재(16) 및 다른 슬릿 부재(16A)는, 슬릿(S) 및 다른 슬릿(SA)이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 대하여 다른 2 방향으로부터 각각 방사선을 안내하도록 배치되어 있다. 다른 2 방향으로부터 안내된(입사하는) 방사선에 기초하는 방사선 화상은, 각도의 상위에 기초하여 다른 화상이 된다. 이것에 의해, 각종의 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 납판 등으로 이루어지는 메카 셔터(41, 42)를 병용하는 것에 의해 1회의 촬상으로 2종류의 화상을 취득함으로써, 검사 시간을 단축할 수도 있다. 예를 들면, 메카 셔터(41, 42)와 라인 스캔 센서(3)의 셔터를 동기(同期)시켜도 된다. 입사 창(14f, 14g)을 개폐하는 개폐 기구가 마련되어도 되고, 이 개폐 기구는, 메카 셔터(41, 42)의 개폐 타이밍(라인 스캔 센서(3)에 의한 촬상 타이밍)에 맞추어 동작하여도 된다. 조합을 많이함으로써, CT 촬상과 같은 촬상도 가능하다. 다른 방사선원(2, 2A)으로, 관전압을 변경해도 된다.
또한, 도 12에 나타내어지는 바와 같이, 하우징(15) 내에서, 신틸레이터(6)가 비스듬하게 배치되어도 된다. 이 방사선 화상 취득 시스템(1P) 및 촬상 유닛(30P)에서는, 슬릿 부재(16)는, 슬릿(S)이 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사진 방향으로 위치하도록 배치되어 있고, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)도, 입력면(6a)의 법선(B)에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하여 촬상한다. 이 구성도, 등배 렌즈(7)와 라인 스캔 센서(3)를 입력면(6a)에 근접시키기 쉽다.
이상 설명한 바와 같이, X선의 수직 입사와 경사 입사에서는, 화상이 다른 것을 알 수 있다. 수직 입사에서 관찰할 수 있는 것과 관찰할 수 없는 것이 있고, 경사 입사에서 관찰할 수 있는 것과 관찰할 수 없는 것이 있다. 또한, 경사 입사에서도, 대상물(A)에 대하여 X선을 입사하는 각도(방향)가 다르면, 화상도 달라진다. 이들을 화상 처리함으로써, 각종 검사의 정밀도가 향상된다. 수직 입사와 경사 입사의 조합은, 상기의 각종 변형 형태에 나타내어지는 바와 같이, 모든 형태를 취함으로써 무한에 가까운 종류의 조합을 실현 가능하다.
도 13 및 도 14를 참조하여, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)에 대하여 경사진 방향으로부터 방사선이 입사하고, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)가, 입력면(6a)에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 결상하는 촬상 유닛(30R)의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다. 도 13은, 촬상 유닛(30R)의 내부 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 14는, 도 13의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이다. 도 13에 나타나는 촬상 유닛(30R)은, 입사 창(14f), 신틸레이터(6), 신틸레이터(6)에 입사하는 방사선, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)의 배치에 관하여, 도 12에 나타나는 촬상 유닛(30P)과 마찬가지의 구성을 가진다.
촬상 유닛(30R)은, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)으로부터, 입력면(6a)에 대하여 경사지는 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 촬상할 수 있도록 구성되어 있다. 하우징(15) 내에는, 신틸레이터(6)와, 라인 스캔 센서(3)와, 등배 렌즈(7)가 설치되어 있다. 등배 렌즈(7)는, 신틸레이터(6)와 라인 스캔 센서(3)와의 사이에 배치되어 있다. 촬상 유닛(30R)은, 신틸레이터(6)와, 라인 스캔 센서(3)와, 등배 렌즈(7)를 소정의 위치 관계로 유지하기 위한 구조를 가진다.
도 13 및 도 14에 나타내어지는 바와 같이, 촬상 유닛(30R)은, 등배 렌즈(7) 및 라인 스캔 센서(3)를 유지하는 유지 부재(60)와, 신틸레이터(6)를 위치 결정하는 위치 결정 부재(70)와, 위치 결정 부재(70)에 끼워져 신틸레이터(6)를 지지하는 지지 부재(80)를 구비한다. 유지 부재(60), 위치 결정 부재(70) 및 지지 부재(80)는, 하우징(15)의 하우징 본체(13)에 대하여 장착되고, 소정의 위치에서 고정되어 있다. 이하, 신틸레이터(6), 라인 스캔 센서(3) 및 등배 렌즈(7)의 구성, 및 이들 각부를 유지하기 위한 구성에 대해 설명한다.
도 13에 나타내어지는 바와 같이, 유지 부재(60)는, 하우징 본체(13)의 내부에 수납되어 있다. 유지 부재(60)는, 가이드로서의 역할을 가지는 위치 결정부(61)를 가지고 있다. 또한, 유지 부재(60)는, 신틸레이터(6)에 면하는 유지 부재(60)의 위치 결정부(61)에서, 등배 렌즈(7)를 유지하고 있다. 또한, 유지 부재(60)는, 위치 결정부(61)와는 반대측의 기단부(65)에서, 라인 스캔 센서(3)를 유지하고 있다. 유지 부재(60)는, 예를 들면, 등배 렌즈(7)의 선단면(일단면)(7a)이 x 방향에 직교하도록, 등배 렌즈(7)를 유지한다. 유지 부재(60)는, 예를 들면, 촬상부(31)의 촬상면(3a)이 x 방향에 직교하도록, 라인 스캔 센서(3)를 유지한다. 도 14에 나타내어지는 바와 같이, 라인 스캔 센서(3)의 촬상부(31)는, 베이스부(33) 상에 장착된 본체부(32)에 유지되어 있다. 베이스부(33)의 일부 및 본체부(32)는, 유지 부재(60)의 기단부(65)에 끼워 넣어져 있다.
도 13 및 도 14에 나타내어지는 바와 같이, 위치 결정 부재(70)는, 입사 창(14f)의 직하(直下)의 위치에서, 하우징 본체(13)에 조립되어 있다. 위치 결정 부재(70)는, 예를 들면 구리 등의 금속제이다. 위치 결정 부재(70)는, 방사선이 통과하는 제1 관통공(74)과, 신틸레이터(6)에 의해 변환되고 신틸레이터(6)로부터 출력된 신틸레이션 광이 통과하는 제2 관통공(75)을 가진다. 제1 관통공(74)은, 예를 들면 yz 평면을 따라서 형성되어 있고, 제2 관통공(75)은, 예를 들면 xy 평면을 따라서 형성되어 있다. 제1 관통공(74) 및 제2 관통공(75)의 y 방향의 길이는, 신틸레이터(6)의 y 방향의 길이보다도 길다. 제1 관통공(74) 및 제2 관통공(75)은, y 방향으로 연장되는 공간에서 연통하고 있다. 위치 결정 부재(70)는, 제1 관통공(74) 즉 방사선의 통과 경로에 대하여 경사지도록 연재하는 장착면(77)을 가진다. 장착면(77)은, 예를 들면, xy 평면에 대하여 45˚ 경사져 있다. 장착면(77)에는, 지지 부재(80)에 의해서, 신틸레이터(6)가 가압되어 있다. 이 장착면(77)에, 제1 관통공(74) 및 제2 관통공(75)이 교차한 공간이 개구한다. 신틸레이터(6)의 입력면(6a)이, 이 개구(70d)에 임하고 있다. 장착면(77)의 경사 각도를 적절히 설정하는 것에 의해, 입력면(6a)에 입력되는 방사선에 대한 입력면(6a)의 각도, 및, 촬상면(3a)에 대한 입력면(6a)의 각도가 결정된다. 상기한 장착면(77)의 경사 각도(45˚)는 단지 일 예이며, 장착면(77)이, xy 평면에 대하여 다른 각도를 이루어 경사져도 된다.
제1 관통공(74)은, 방사선의 통과 경로인 슬릿을 형성하고 있다. 천판부(14a)의 입사 창(14f), 지지판부(13e)의 관통공(13g), 상벽부(13a)의 개구(13f)가, x 방향으로 일정한 길이를 가지고 z 방향으로 늘어서 있다. 제1 관통공(74)은, 입사 창(14f), 관통공(13g) 및 개구(13f)와 일직선 모양으로 배치된다. 제1 관통공(74)은, 입사 창(14f)을 통과한 X선을 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 향하게 안내한다. 위치 결정 부재(70)에 의해서, 하우징(15)의 내부 공간에서의 X선의 산란이 방지되어 있다. 신틸레이터(6)의 입력면(6a)은, 위치 결정 부재(70)의 제1 관통공(74)을 통과한 조사 영역(12)(도 12 참조) 내의 X선(방사선)을 입력한다.
등배 렌즈(7)는 공지의 구성을 가지지만, 이하, 촬상 유닛(30R)에서 중요한 특징 부분에 대하여 설명한다. 등배 렌즈(7)는 직육면체 모양을 나타내고 있다. 등배 렌즈(7)는, 예를 들면 일열로 배열된 다수의 원기둥 모양의 렌즈체(렌즈)(8)가, 렌즈 유지부(7b)에 의해서 유지된 구조를 가진다. 어레이 모양으로 늘어선 렌즈체(8)에 의해, 등배 렌즈(7)는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a) 및 라인 스캔 센서(3)의 촬상면(3a)에 각각 결상한다. 등배 렌즈(7)의 렌즈 길이 방향에서의 선단면(7a) 및 기단면(타단면)(7c)은, 서로 평행이며, 각각 평탄면을 이루고 있다. 렌즈체(8)의 양단면은, 선단면(7a) 및 기단면(7c)에 노출되어 있고, 렌즈 유지부(7b)의 양단면과 면일(面一)이다. 등배 렌즈(7)에서는, 서로 이웃하는 렌즈체(8)끼리는 상(像)을 오버랩하도록 배치되어 있다. 렌즈체(8)가 어레이 모양으로 늘어서 있기 때문에, 어레이의 중심부와 단부에서 밝기가 다르거나 하지 않고, 또 단부에서의 렌즈 왜곡은 발생하지 않는다. 등배 렌즈(7)에서, 선단면(7a)측의 작동 거리 및 반대측의 작동 거리는, 각각, 도 14에 나타나는 입력면(6a)과 선단면(7a)의 거리, 및, 기단면(7c)과 촬상면(3a)과의 거리에 상당한다. 즉, 등배 렌즈(7)의 공액 길이는, 입력면(6a)과 촬상면(3a)과의 거리에 상당한다.
도 14로 돌아와, 촬상 유닛(30R)에서, 제1 관통공(74)에 의해서 형성되는 방사선의 통과 경로는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 법선 방향에 대하여 경사지도록 배치되어 있다. 등배 렌즈(7), 차폐 부재(9) 및 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 배치되어 있다. 등배 렌즈(7)는, 입력면(6a)의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 촬상면(3a)에 결상한다. 라인 스캔 센서(3)는, 입력면(6a)의 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 신틸레이션 광을 촬상한다.
차폐 부재(9)는, 예를 들면, 라인 스캔 센서(3) 상에 마련된 판 모양 부재이지만, 라인 스캔 센서(3)의 촬상면(3a)과 등배 렌즈(7)의 기단면(7c)과의 사이의 공간에 걸쳐서 마련된 블록 모양 부재여도 된다. 즉, 차폐 부재(9)와 등배 렌즈(7)와의 사이에 공극이 형성되어도 되지만, 공극이 존재하지 않아도 된다.
위치 결정 부재(70)는, 하우징 본체(13)의 측면에 접촉하는 걸림 판부(79)와 하우징 본체(13) 내에 배치된 본체부(70a)를 가진다. 본체부(70a)에, 제1 관통공(74) 및 제2 관통공(75)이 형성되어 있다. 본체부(70a)는, 입사 창(14f)과 신틸레이터(6)와의 사이에 배치되고, 입사 창(14f)을 통과한 방사선을 입력면(6a)을 향하게 안내하는 슬릿을 형성하는 슬릿 부재이다. 본체부(70a)에는, 예를 들면 직사각형 모양의 오목부(70c)가 형성되어 있고, 이 오목부(70c)에, 유지 부재(60)의 위치 결정부(61)가 끼워 넣어져 있다. 이와 같이, 하우징 본체(13)에 대하여 고정된 위치 결정 부재(70)에서, 하우징 본체(13) 내에서, 유지 부재(60)가 끼워 넣어져 고정되어 있다.
위치 결정 부재(70)는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)이 접촉함으로써 신틸레이터(6)를 위치 결정하는 제1 위치 결정부(71)를 가진다. 제1 위치 결정부(71)는, 상기한 장착면(77)의 일부로서 형성되어 있고, 평탄한 표면을 가진다. 제1 위치 결정부(71)는, 예를 들면, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)과 면접촉한다.
위치 결정 부재(70)에 끼워 맞춰진 지지 부재(80)는, 신틸레이터(6)를 지지한다. 지지 부재(80)는, 제1 위치 결정부(71)가 형성된 장착면(77)에 대면하는 지지면(82)을 가진다. 지지면(82)의 경사 각도는, 장착면(77)의 경사 각도와 동일하고, 따라서 지지면(82)은 장착면(77)에 평행하다. 지지 부재(80)는, 장착면(77)과 지지면(82)과의 사이에 신틸레이터(6)를 협지(挾持)하고 있다. 지지 부재(80)는, 장착면(77)으로 지지면(82)과의 사이의 간격(89)(지지면(82)의 법선 방향에서의 거리)를 조정 가능하도록, 위치 결정 부재(70)에 대하여 나사 또는 비스 등의 적절한 고정 수단을 가지고 고정된다.
위치 결정 부재(70)는, 등배 렌즈(7)의 선단면(7a)이 접촉함으로써 촬상면(3a)을 위치 결정하는 제2 위치 결정부(72)를 가진다. 제2 위치 결정부(72)는, 유지 부재(60)에 대면하는 측면(76)의 일부로서 형성되어 있고, 평탄한 표면을 가진다. 제2 위치 결정부(72)는, 예를 들면, 등배 렌즈(7)의 선단면(7a)과 면접촉한다.
촬상 유닛(30R)에 의하면, 단일의 부재인 위치 결정 부재(70)가, 제1 위치 결정부(71)에 의해서 신틸레이터(6)를 위치 결정하고, 제2 위치 결정부(72)에 의해서 등배 렌즈(7)를 위치 결정한다. 제1 위치 결정부(71)에는 신틸레이터(6)의 (6a)이 접촉하므로, 예를 들면 신틸레이터(6)의 두께가 바뀌었을 경우에도, 입력면(6a)의 위치 정밀도를 용이하게 확보할 수 있다. 따라서, 라인 스캔 센서(3)와 신틸레이터(6)의 입력면(6a)과의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 이 구성은, 다른 부재의 위치 정밀도에 배려할 필요가 없어, 종래의 검출기에 비하여 우위성을 가져 온다. 신틸레이터(6)의 입력면(6a)과 등배 렌즈(7)의 선단면(7a)과의 거리도 일정하게 유지되어 초점 거리(등배 렌즈(7)의 작동 거리)의 정밀도도 확보되고 있다.
촬상 유닛(30R)에서는, 위치 결정 부재(70)의 본체부(70a)가, 방사선을 신틸레이터(6)까지 안내하기 위한 슬릿을 형성하고 있다. 상기한 슬릿 부재(16)(제1 슬릿판(17) 및 제2 슬릿판(18)) 등을 별도 마련할 필요가 없다. 즉, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)을 위치 결정함과 아울러, 등배 렌즈(7)의 선단면(7a)을 위치 결정하는 위치 결정 부재(70)에 의해서, 슬릿이 형성되어 있다. 신틸레이션 광의 광로인 제2 관통공(75)도 형성되어 있다. 또한 라인 스캔 센서(3)를 유지하는 유지 부재(60)가, 위치 결정 부재(70)에 끼워 넣어져 위치 결정되어 있다. 이것에 의해, 도 12에 나타내어진 촬상 유닛(30P)과 마찬가지의 배치를 간단하고 쉽게 실현할 수 있다.
또한, 도 13에 나타내어지는 촬상 유닛(30R)에서는, 라인 스캔 센서(3)의 위치로부터 x 방향(반송 방향(D))으로 퍼지는 공간 내에 기판 등이 배치되어 있지만, 이러한 촬상 유닛(30R)에서도, 하우징 본체(13)의 Z 방향에서의 크기를 작게 할 수 있다. 그 외에, 촬상 유닛의 적용처 혹은 설치 장소, 또는 요구되는 주위의 레이아웃 등에 따라서, 하우징(15) 내의 여러가지의 부재의 레이아웃은 변경될 수 있다.
또한, 도 1~도 12에 나타내어지는 상술의 각종 실시 형태(촬상 유닛(30, 30A~30H, 30J~30N, 30P)에 대해, 위치 결정 부재(70), 지지 부재(80), 및 유지 부재(60) 중 적어도 어느 것을 이용한 구조, 즉 촬상 유닛(30R)과 마찬가지의 구조가 적용되어도 된다. 위치 결정 부재(70)가 이용되는 경우에, 위치 결정 부재(70)의 본체부(70a)가, 방사선을 신틸레이터(6)까지 안내하기 위한 슬릿을 형성하여도 된다. 그 경우에, 슬릿 부재(16)는 생략될 수 있다.
여러가지의 변형 형태에 관한 설명을 계속한다. 예를 들면, 슬릿 부재(16)가 마련되는 범위는, 상기 실시 형태보다도 작은 범위여도 되고, 입사 창(14f)으로부터 신틸레이터(6)의 입력면(6a)까지의 일부분이어도 된다.
슬릿 부재(16)에 이용되는 재료는, 구리판에 한정되지 않고, 예를 들면, 알루미늄, 스테인리스, 철, 납 등이어도 된다. 슬릿 부재(16)에서, 알루미늄, 철, 스테인리스, 납의 표면에 구리박을 붙이거나, 또는 구리판을 붙이는 등, 판재의 표면을 구리로 덮는 것과 같은 처리를 해도 된다. 또한, 슬릿 부재(16)를 복수의 소재로 형성해도 된다. 선원(線源)측 슬릿 부재(26)에 관하여도, 마찬가지의 것을 말할 수 있다. 또한, 선원측 슬릿 부재(26)는, 생략되어도 된다. 구리는, 산란선이 발생하기 어려운 특성이 있어, 구리를 이용했을 경우에는, 산란선 저감과 그에 따르는 센서의 노이즈 저감의 관점에서 유리하다.
차폐 부재(9)가 생략되어도 된다. 그 경우, 라인 스캔 센서(3)에 대하여 등배 렌즈가 직접 장착된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)으로부터 출사된 신틸레이션 광을 촬상하고 있지만, 이것에 더하여, 신틸레이터(6)의 입력면(6a)의 반대의 면으로부터 출사되는 신틸레이션 광을 촬상해도 된다. 이 경우, 신틸레이터(6)는, 복수의 신틸레이터로 구성되어도 되고, 복수의 신틸레이터 사이에 신틸레이션 광을 차광하는 부재를 넣어도 된다.
[산업상 이용가능성]
본 개시의 몇개의 태양에 의하면, 분해능을 향상시킬 수 있고, 또한, 감도를 향상시킬 수 있다.
1: 방사선 화상 취득 시스템
3: 라인 스캔 센서
3a: 촬상면
6: 신틸레이터
6a: 입력면
7: 등배 렌즈
9: 차폐 부재
13: 하우징 본체
14: 납 커버
14f: 입사 창
14g: 다른 입사 창
15: 하우징
16: 슬릿 부재
16A: 다른 슬릿 부재
17: 제1 슬릿판
18: 제2 슬릿판
20: 반송 장치
21a: 반송면
30: 촬상 유닛
26: 선원측 슬릿 부재
70: 위치 결정 부재(슬릿 부재)
B: (신틸레이터의 입력면의) 법선
C: 간극
D: 반송 방향
E: (라인 스캔 센서의) 광축
S: 슬릿
SA: 다른 슬릿

Claims (11)

  1. 반송 방향으로 반송되는 대상물의 방사선 화상을 취득하기 위한 촬상 유닛으로서,
    상기 대상물을 투과한 방사선을 통과시키는 입사 창을 가지는 하우징과,
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 입사 창을 통과한 상기 방사선을 입력하는 입력면을 가지는 신틸레이터와,
    상기 하우징 내에 설치되고, 상기 입력면으로부터 출력되는 신틸레이션 광을 촬상하는 촬상면을 가지는 라인 스캔 센서와,
    상기 입사 창과 상기 신틸레이터와의 사이에 배치되고, 상기 입사 창을 통과한 상기 방사선을 상기 입력면을 향하게 안내하는 슬릿을 형성하는 슬릿 부재와,
    상기 신틸레이터와 상기 라인 스캔 센서와의 사이에 배치되고, 상기 입력면으로부터 출력되는 상기 신틸레이션 광을 상기 라인 스캔 센서의 상기 촬상면에 결상하는 등배 렌즈를 구비하는 촬상 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬릿 부재는, 상기 슬릿이 상기 신틸레이터의 상기 입력면의 법선 방향에 위치하도록 배치되어 있고,
    상기 등배 렌즈 및 상기 라인 스캔 센서는, 상기 입력면의 상기 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 상기 신틸레이션 광을 결상하여 촬상하는 촬상 유닛.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 슬릿 부재는, 상기 슬릿이 상기 반송 방향에 대하여 비스듬하게 연장되도록 배치되어 있는 촬상 유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬릿 부재는, 상기 슬릿이 상기 신틸레이터의 상기 입력면의 법선 방향에 대하여 경사지는 방향으로 위치하도록 배치되어 있고,
    상기 등배 렌즈 및 상기 라인 스캔 센서는, 상기 입력면의 상기 법선 방향에 대하여 경사진 방향으로 출력되는 상기 신틸레이션 광을 결상하여 촬상하는 촬상 유닛.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 대상물을 투과한 방사선을 통과시키는 다른 입사 창을 가지고,
    상기 촬상 유닛이,
    상기 다른 입사 창과 상기 신틸레이터와의 사이에 배치되고, 상기 다른 입사 창을 통과한 상기 방사선을 상기 입력면을 향하게 안내하는 다른 슬릿을 형성하는 다른 슬릿 부재를 더 구비하고,
    상기 슬릿 부재 및 상기 다른 슬릿 부재는, 상기 슬릿 및 상기 다른 슬릿이 상기 신틸레이터의 상기 입력면에 대하여 상이한 2 방향으로 각각 상기 방사선을 안내하도록 배치되어 있는 촬상 유닛.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿 부재를 유지함과 아울러 상기 하우징에 대하여 착탈 가능하게 장착되는 커버 부재를 더 구비하는 촬상 유닛.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿 부재는, 상기 신틸레이터의 상기 입력면에 가까워짐에 따라 상기 슬릿의 상기 반송 방향의 촉이 좁게 되도록 구성되어 있는 촬상 유닛.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬릿 부재, 상기 등배 렌즈 및 상기 라인 스캔 센서가, 상기 하우징 내에서, 상기 입력면을 따라 연장되는 축선 둘레로 회전 가능한 촬상 유닛.
  9. 대상물의 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득 시스템으로서,
    상기 대상물을 향하여 상기 방사선을 출력하는 방사선원과,
    상기 대상물을 상기 반송 방향으로 반송함과 아울러 상기 방사선을 통과시키는 반송 장치와,
    상기 방사선원 및 상기 입사 창이 동일 평면 상에 배치되도록 설치된 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 촬상 유닛을 구비하는, 방사선 화상 취득 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 반송 장치 및 상기 촬상 유닛의 상기 슬릿 부재는, 상기 슬릿이 상기 반송 방향에 대하여 비스듬하게 연장되도록 배치되어 있는 방사선 화상 취득 시스템.
  11. 대상물의 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득 방법으로서,
    반송 방향으로 반송되는 상기 대상물을 향하여 방사선을 출력하는 방사선 출력 공정과,
    상기 대상물을 투과한 상기 방사선을, 입사 창을 통하여 하우징 내에 입사시키고, 상기 하우징 내에 형성된 슬릿에 의해, 상기 방사선을 신틸레이터의 입력면을 향하게 안내하는 방사선 도입 공정과,
    상기 슬릿을 통과한 상기 방사선을 신틸레이터의 입력면에 입력하고, 입력한 상기 방사선을 신틸레이션 광으로 변환하고, 상기 신틸레이션 광을 상기 입력면으로부터 출력하는 신틸레이션 광 출력 공정과,
    상기 입력면으로부터 출력되는 상기 신틸레이션 광을 등배 렌즈에 의해 라인 스캔 센서의 촬상면에 결상하는 신틸레이션 광 결상 공정과,
    상기 라인 스캔 센서의 상기 촬상면에서 상기 신틸레이션 광을 촬상하는 신틸레이션 광 촬상 공정을 포함하는 방사선 화상 취득 방법.
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