JP2004354085A

JP2004354085A - X-ray imaging method and apparatus therefor

Info

Publication number: JP2004354085A
Application number: JP2003149262A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kubo; 泰康久保
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray imaging method which enables the measurement and inspection of an image at a high speed with high precision, and an apparatus therefor. <P>SOLUTION: This X-ray imaging apparatus is equipped with an X-ray source 2 for irradiating a object 8 to be inspected, a plate (X-ray part removing means) 3 for partially cutting off X rays transmitted through the object 8 to be inspected to pass the same, a receptor 4 provided with a light-emitting substance for emitting light upon the collision with X rays passed through the plate 3 and an imaging device 5 for imaging the light emitted from the receptor 4. Since the conventional integration processing of an image for homogenizing an X-ray image to improve the same is unnecessary, an imaging time can be shortened and the image can be measured and inspected at a high speed with high precision. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線による撮像方法及び装置に係り、特にＸ線を用いた画像計測・検査を高速・高精度に行なうことができるＸ線撮像方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生産ライン等では、製品の生産に伴う様々な計測、検査が実施されてきた。ところが、近年、その製品の微細化、複雑化に伴い、その製品の内部構造を詳細に把握し、かつ、これに対応する高速・高精度な撮像系が求められている。
【０００３】
このため、近年、高速・高精度な撮像などといったニーズに応えるための手段として、Ｘ線を用いて透視画像を得る方法が提案されている。ところが、従来の一般的なＸ線撮像方法は、Ｘ線シンチレータなどとＣＣＤカメラとを単純に組み合わせたシステムが主流であり、ランダムノイズの多いＸ線画像を均質化し、良化するのに画像の積算処理が必要であるため、撮像時間の短縮が困難で高速撮像を行うことが困難であった。
【０００４】
一方、高分解能撮像を可能とする適当な撮像器がなかったので、高精度な撮像を行うことも難しかった。そこで、高精度な撮像を行うために撮像視野を拡大する手法も考えられる。例えば、この視野拡大の方法として、複数の視野を撮像した撮像画像を記憶すると共に、複数の視野に該当するそれらの撮像画像を複数のモニタ上でそれぞれ再生する方法などが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０７−７７２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような視野拡大の方法では、一定領域を撮像するための画面分割数が増え、撮像時間短縮が困難になるという問題がある。
【０００７】
こういった事情から、前述したようないずれの方法であっても、高速かつ高精度に撮像することが困難であるという不都合があるため、インライン検査などの用途には向かない。
即ち、その製品の微細化、複雑化に伴い、その製品の内部構造を詳細に把握し、かつ、これに対応する高速高精度な撮像系が求められているが、高分解能撮像を可能とする適当な撮像器がなかったので、高精度に撮像することが困難であった。そこで、従来の一般的なＸ線撮像方法では、ランダムノイズの多いＸ線画像を均質化し、良化するのに画像の積算処理が必要で、撮像時間の短縮が困難であった。このため、特にインライン検査など産業用途に求められる高速高精度な撮像装置が未だ現実に実現されておらず、この分野の進展の障害となっている。
【０００８】
本発明は、こういった用途に用いられる画像化手法のひとつであるＸ線による撮像方法において、画像計測・検査を高速で、かつ、高精度に行なうことができるＸ線撮像方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線撮像方法は、被検査物ヘ向けてＸ線を照射し、
前記被検査物を透過した後のＸ線を部分的に遮断して通過させ前記通過したＸ線を発光物質に衝突させ、
このとき発生する光を撮像することを特徴としている。
【００１０】
これにより、画像化手法のひとつであるＸ線による撮像方法において、画像計測・検査を高速で、かつ、高精度に行なうことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線撮像装置１Ａを示すものであり、このＸ線撮像装置１Ａは、Ｘ線源２と、プレート３と、感受器４と、撮像器５と、ディスプレイ６１を設けた画像処理装置６と、搬送機構７とを備えており、被検査物８のＸ線撮像を行うように構成されている。
【００１２】
Ｘ線源２は、撮像に利用するＸ線を被検査物８ヘ向けて照射させるものであり、電子線の衝突によりＸ線が発生する物質（例えばタングステン（Ｗ）など）が用いられており、図１に示すように、一般的に焦点２ＡからＸ線が放射状に照射される。なお、この焦点２Ａは、図４に示すように、外径（φ_ｆ）が通常数百μｍ程度の大きさを有しており、小さいものでも数μｍ程度の大きさを有している。
【００１３】
プレート３は、被検査物７を透過するＸ線が感受器４を構成している発光物質に衝突するのに先立ち、被検査物７を透過した後のＸ線を部分的に遮断させてＸ線の透過領域を制限するものである。即ち、本実施形態のプレート３は、被検査物を透過するＸ線を部分的に遮断させてＸ線の通過領域を制限することにより、画質を低下する要因となっていた不要なＸ線を部分的に取除くＸ線部分除去手段を構成するものであり、Ｘ線を部分的に遮断することができる適宜の厚さの各種金属材料などで形成されている。
【００１４】
そして、このプレート３には、図２、図４に示すように、微細な孔加工を施すことによってその孔の部分からのみＸ線を透過させるように構成されており、例えば本実施の形態では、縦横が一定の間隔（ピッチＰ_ｄ）で千鳥格子状（または格子状でもよい）に規則的なＸ線透過用の小孔３１を穿設させている。
【００１５】
この小孔３１は、本実施形態の場合、単純な真円形状であるが特にこれに限定されるものではない。即ち、精密な加工が容易に行えるのであれば、四角形、五角形、六角形、八角形、その他の適宜の各種多角形などが適用可能である。
【００１６】
また、この小孔３１の外径寸法は、撮像器（撮像素子）５の画素寸法とほぼ同等程度かそれより若干小さめに形成しておくことが必要である。即ち、これは、画素寸法より大きいと隣接画素へＸ線が漏れ込んでしまう虞があり、極端に小さすぎると、プレート３を透過するＸ線量そのものが少なくなるので、明瞭な画像が得られなくなるからである。
【００１７】
次に、小孔３１の配列ピッチＰ_ｄの大きさについて、具体的に説明する。なお、ここでは、説明を分かりやすくするため、プレート３と、感受器４とは密着された状態で配置してあるものとする。
【００１８】
図４において、Ｘ線源２のＸ線が放射する焦点２Ａの径をφ_ｆとし、焦点２Ａから被検査物８（ここでは、被検査物８の一点８１のみに着目することにする）からまでの距離をＬ_０、被検査物８からプレート３までの距離をＬ_１とする。また、プレート３の小孔３１の内径をφ_ｄ、感受器４を構成する各発光素子４１の配列ピッチをＳとすると、前述したように、プレート３の小孔３１の内径φ_ｄは、感受器４の各発光素子４１の寸法と同等かこれより小さくする必要があり、
φ_ｄ≦Ｓ・・・（１）
が成立している。
【００１９】
一方、図４において、Ｘ線源２の１つの焦点２Ａ全体からＸ線が照射されたとした場合に、受光器４に照射されるときのエリアをＡとすると、このエリアＡの半径Ｒは、簡単な幾何学により、それぞれの相似比の関係から、
φ_ｆ：２・Ｒ＝Ｌ_０：Ｌ_１
ｉ．ｅ．Ｒ＝Ｌ_１・φ_ｆ／２・Ｌ_０・・・（２）
が成立する。
【００２０】
また、プレート３において、図３に示す感受器４の各発光素子４１の画素配設（Ｙ）方向と平行な方向については、小孔３１が間引きしてあると、画像情報が欠落・欠損するので、感受器４の各発光素子４１の画素配設ピッチＳと同等のピッチ（Ｐ_ｄ）で小孔３１が穿設されていることが必要である。これにより、小孔３１の穿設ピッチ（Ｐ_ｄ）は、感受器４の各発光素子４１の画素配列ピッチＳと等しくするのと同時に、感受器４の各発光素子４１の画素寸法とも等しくすることが好ましい。
【００２１】
一方、撮像器５の撮像素子では、後述するように画像積算が可能な素子を用いている場合、小孔３１において、図３に示す感受器４での各発光素子の画素配設（Ｙ）方向と直交する画素列配列（Ｘ）方向に平行な方向には、この小孔３１の配置間隔がある程度空いていても、最終的な画像情報に欠落・欠損には至らない。従って、以上のような諸条件を満足し、かつ、小孔３１を最密な状態で配置するには、例えば図２のような千鳥格子状の配置構成とすればよい。
【００２２】
感受器４は、Ｘ線などの放射線が発光物質に衝突すると発光現象を発生する原理を利用したものであり、この変換反応がごく短時間に発生して発光することから、高速度撮像に適したものとなっている。そして、本実施の形態の場合、この感受器４は、図４に示すようなフラットな矩形板状のシンチレータなどで構成しており、例えば、ＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）やＺｎＳ（硫化亜鉛）などの透明な無機材料を用いて形成してもよいし、ナフタリン（Ｃ_１０Ｈ_８）やアントラセン（Ｃ_１４Ｈ_１０）等の透明な有機結晶材料を用いて形成してもよい。また、勿論、これ以外の適宜の材料で形成しても構わない。
【００２３】
撮像器５は、Ｘ線源２からのＸ線を感受器４に衝突させて発光するときの光を入射させて被検査物の内部構造を画像化するようになっており、本実施の形態の場合には、画像積算が可能な撮像素子、例えばＴＤｉ（ＴｉｍｅＤｅｌａｙａｎｄＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）素子などが用いられている。
【００２４】
この撮像器５の画像積算が可能な撮像素子としては、本実施の形態では、例えば図３に示すように、全面で受光するものであり、一般に行（ｒｏｗ：Ｙ）方向に対して配列画素数が多い構成となっている。この撮像素子の動作としては、一定時間タイミングもしくは入力トリガタイミング毎に、列（ｃｏｌｕｍｎ：Ｘ）方向へ撮像素子内の前列画像濃度情報をシフトし、その度にシフト前画像濃度情報に加算することで、積算処理を実現するように構成されているものである。
【００２５】
画像処理装置６は、撮像器５で撮像された画像情報を表示するモニタとして例えばＣＲＴなどのディスプレイ６１を備えており、本実施の形態では、ディスプレイ６１にＸ線断層撮像画像が表示されるようになっている。
【００２６】
搬送手段７は、被検査物８をその長手方向に沿って移動させながら、被検査物８の長手方向に沿って内部構造を順次断層撮像していくものであり、個々のエリアごとの撮像が非常に高速で行えるので、比較的短時間のうちに被検査物８を所定方向に送り出すことができるようになっている。
なお、この搬送手段７の具体的構成としては、特に限定されるものではないが、Ｘ線が透過する関係上、被検査物８が搭載されて搬送される搬送ベルト７１（図１参照）などについては、そのＸ線の透過の障害とならない適宜の材料で形成されていることが好ましい。また、本実施の形態では、搬送手段７として、被検査物８の方を移動させる構成としたが、被検査物８の方を固定させておいて、Ｘ線撮像装置１Ａの全体を移動させるような構成としてもよい。
【００２７】
次に、図１を参照しながら、Ｘ線撮像方法について説明する。
（１）Ｘ線源２より照射されたＸ線は、放射状に直進し、被検査物８に一部吸収され、プレート３によってさらに一部のエリアでの進行が遮断され、感受器４へ到達する。
（２）そして、Ｘ線は、この感受器４で光電変換され、その変換後の画像を撮像器５によって映像信号化する。
（３）次に、この映像信号は、画像処理装置６のディスプレイ６１に表示して、Ｘ線撮像画像を目視で観察することができる。
なお、撮像器５から出力された映像信号を画像処理装置６に入力することにより、各種の画像処理を行うような構成として利用することも可能である。
【００２８】
次に、プレート３に穿設した小孔３１の作用について、図４を参照しながら説明する。
図１のＸ線撮像１Ａに用いるＸ線は、プレート３の小孔３１に対応するエリアのものだけが画像に供することができるが、被検査物８（８１）を照射するＸ線は、Ｘ線源２のエリアを占有する焦点２Ａから放射されるため、立体角Ω内に存在することになる。従って、プレート３の各小孔３１を通過して感受器４に到達するＸ線は、必ずしも１本とは限らない。
【００２９】
従って、被検査物８へ照射したＸ線を感受器４によって拡大観察しようとすると、撮像器５の撮像素子の撮像分解能である１画素に相当する領域Ｓ（図３、図４参照）よりも照射径Ａが大きくなることがある。この場合、結果的に得られる画像は、鮮鋭さに欠けるものとなり、高精度な観察ができない。
【００３０】
そこで、プレート３は、小孔３１の部分のみが必要なＸ線の透過を物理的に許容する一方、小孔３１以外のプレート３の部分では画像を不鮮鋭化する要因となっていた不要なＸ線を物理的に遮断している。
これにより、画像化に有効なＸ線（Ａ_ｄ）を選択的に透過させることで、得られる画像を結果的に鮮鋭化させることができるものである。
【００３１】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、図５を参照しながら説明する。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線撮像装置１Ｂを示すものであり、このＸ線撮像装置１Ｂは、前述した第１の実施の形態に係るＸ線撮像装置１Ａとは異なり、プレート３にはこのプレート３を直線的に往復移動させる移動機構９Ａが付設されている一方、撮像装置５には、第１の実施の形態とは異なり、画像積分が不可能な撮像素子を用いている。
【００３２】
次に、本実施の形態に係るＸ線撮像装置１Ｂにおける撮像動作について説明する。
このＸ線撮像装置１Ｂでは、１ライン分の画像を画像処理装置６に取り込むたびに、移動機構９Ａが作動してプレート３を１画素分若しくはこれに近い画素数分だけ、撮像素子列の配設（Ｙ）方向に往復移動させながら撮像動作を繰返す。これにより、画像処理装置６が適切なライン数分の画像積算処理を施して、最終的な１ライン（１行）分の画像が得られる。
【００３３】
一方、また、被検査物８である対象物は、搬送手段７により画素配設（Ｙ）方向と直交する画素列配列（Ｘ）方向に移動していくようになっている。従って、前述した動作を順次繰返していくことにより、被検査物８全体についての２次元的なＸ線画像が順次得られていく。
【００３４】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、図６を参照しながら説明する。なお、本実施の形態において、第１、第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図６は、本発明の第３の実施の形態に係るＸ線撮像装置１Ｃを示すものであり、このＸ線撮像装置１Ｃは、第１、第２の実施の形態に係るＸ線撮像装置１Ａ、１Ｂと異なり、プレート３及び感受器４には、ＸＹ平面に平行な２次元形状のものを配置しているとともに、撮像装置５にはＸＹ平面に沿って撮像素子を配置した２次元撮像器を用いている。
【００３５】
また、プレート３には移動機構９Ｂを備えており、この移動機構９Ｂは、撮像装置５の撮像素子の２次元配設方向と平行なＸＹ平面内に沿ってプレート３を駆動させるように構成されている。
【００３６】
次に、本実施の形態に係るＸ線撮像装置１Ｃにおける撮像動作について説明する。
このＸ線撮像装置１Ｃでは、１画面分の画像を画像処理装置６に取り込むたびに、移動機構９Ｂが作動してプレート３を１画素分若しくはこれに近い画素数分だけ、撮像素子の配設（Ｘ）方向又は撮像素子列の配設（Ｙ）方向に往復移動させながら、撮像動作を繰返す。これにより、画像処理装置６が適当な枚数分の画像積算処理を施して、最終的な１画面分の画像とする。
【００３７】
一方、搬送手段７により被検査物８である対象物は、画素配設（Ｙ）方向と直交する画素列配列（Ｘ）方向に順次移動していくので、前述した動作を順次繰返していくことにより、被検査物８全体についての２次元的なＸ線画像が得られていく。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、Ｘ線画像を均質化して良化するために従来のような画像の積算処理を必要とせず、その分、撮像時間を短縮化できるとともに、画像計測・検査を高速で、かつ、高精度に行なうことができるようになる。これにより、例えばインライン検査などの産業用途に求められる高速・高精度機能が発揮できるようになり、係る分野などでの飛躍的な発展が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すＸ線撮像装置の一部を構成するプレートを示す要部拡大図である。
【図３】図１に示すＸ線撮像装置の一部を構成する感受器の素子配置を示す要部の拡大説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮像装置の撮像動作を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るＸ線撮像装置の概略構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るＸ線撮像装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ
Ｘ線撮像装置
２Ｘ線源
２Ａ焦点
３プレート（Ｘ線部分除去手段）
３１小孔
４感受器（シンチレータ）
４１発光素子
５撮像器
６画像処理装置
６１ディスプレイ
７搬送機構
７１搬送ベルト
８被検査物
９Ａ（１次元）移動機構
９Ｂ（２次元）移動機構
Ａ（受光器での）Ｘ線照射エリア
Ａ_ｄ有効Ｘ線照射エリア
Ｐ_ｄピッチ
Ｓ撮像素子１画素相当領域（各発光素子の画素寸法＝配設ピッチ）
Ｘ画素列配列方向
Ｙ画素配設方向
φ_ｄ小孔の内径
φ_ｆ焦点外径
Ω 立体角[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray imaging method and apparatus, and more particularly to an X-ray imaging method and apparatus capable of performing high-speed and high-accuracy image measurement and inspection using X-rays.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a production line or the like, various measurements and inspections associated with product production have been performed. However, in recent years, with the miniaturization and complication of the product, a high-speed and high-accuracy imaging system that grasps the internal structure of the product in detail and responds to this has been demanded.
[0003]
Therefore, in recent years, a method of obtaining a fluoroscopic image using X-rays has been proposed as a means for meeting needs such as high-speed and high-accuracy imaging. However, in the conventional general X-ray imaging method, a system in which an X-ray scintillator or the like and a CCD camera are simply combined is mainstream, and an X-ray image having a large amount of random noise is homogenized to improve the image. Since the integration process is required, it is difficult to reduce the imaging time and to perform high-speed imaging.
[0004]
On the other hand, it was difficult to perform high-accuracy imaging because there was no appropriate imager capable of high-resolution imaging. Therefore, a method of enlarging the imaging field of view for performing high-accuracy imaging is also conceivable. For example, as a method of enlarging the visual field, a method of storing captured images obtained by capturing a plurality of visual fields and reproducing the captured images corresponding to the plurality of visual fields on a plurality of monitors has been proposed (for example, a method has been proposed). And Patent Document 1.).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-7729
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described method of enlarging the field of view has a problem that the number of screen divisions for imaging a certain area increases and it becomes difficult to reduce the imaging time.
[0007]
Under these circumstances, any of the above-described methods has a disadvantage that it is difficult to perform high-speed and high-accuracy imaging, and thus is not suitable for applications such as in-line inspection.
In other words, with the miniaturization and complexity of the product, a high-speed and high-precision imaging system that grasps the internal structure of the product in detail and responds to this is required. Since there was no suitable imager, it was difficult to image with high precision. Therefore, in the conventional general X-ray imaging method, it is necessary to perform an image integration process to homogenize and improve an X-ray image having a lot of random noise, and it is difficult to shorten the imaging time. For this reason, a high-speed and high-accuracy imaging device particularly required for industrial use such as in-line inspection has not been realized yet, and this is an obstacle to progress in this field.
[0008]
The present invention provides an X-ray imaging method and an X-ray imaging method, which is one of the imaging methods used for such applications, in which image measurement and inspection can be performed at high speed and with high accuracy. It is intended to do so.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The X-ray imaging method of the present invention irradiates an X-ray toward an object to be inspected,
X-rays that have passed through the object to be inspected are partially blocked and passed, and the passed X-rays collide with a luminescent material,
It is characterized in that light generated at this time is imaged.
[0010]
Thus, in an X-ray imaging method, which is one of the imaging methods, image measurement and inspection can be performed at high speed and with high accuracy.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows an X-ray imaging apparatus 1A according to a first embodiment of the present invention. The X-ray imaging apparatus 1A includes an X-ray source 2, a plate 3, a susceptor 4, and an imaging device. 5, an image processing device 6 provided with a display 61, and a transport mechanism 7, and are configured to perform X-ray imaging of the inspection object 8.
[0012]
The X-ray source 2 irradiates X-rays used for imaging toward the object 8 to be inspected, and is made of a substance (for example, tungsten (W)) that generates X-rays due to collision of an electron beam. As shown in FIG. 1, X-rays are generally emitted radially from a focal point 2A. As shown in FIG. 4, the focal point 2A has an outer diameter (φ _f ) of usually about several hundred μm, and even a small one has a size of about several μm.
[0013]
The plate 3 partially blocks the X-rays that have passed through the test object 7 before the X-rays that pass through the test object 7 collide with the luminescent material that constitutes the detector 4. Are limited. That is, the plate 3 of the present embodiment partially blocks X-rays that pass through the inspection object and restricts a region through which the X-rays pass, thereby eliminating unnecessary X-rays that have caused a deterioration in image quality. It constitutes X-ray partial removing means for partially removing X-rays, and is made of various metal materials having an appropriate thickness capable of partially blocking X-rays.
[0014]
Then, as shown in FIGS. 2 and 4, the plate 3 is configured so as to transmit X-rays only from the portion of the hole by performing fine hole processing. For example, in this embodiment, The regular small holes 31 for X-ray transmission are formed in a staggered grid pattern (or in a grid pattern) at a constant vertical and horizontal interval (pitch P _d ).
[0015]
In the case of the present embodiment, the small holes 31 have a simple perfect circular shape, but are not particularly limited thereto. That is, as long as precision processing can be easily performed, a square, a pentagon, a hexagon, an octagon, and various other appropriate polygons can be applied.
[0016]
Further, the outer diameter of the small hole 31 needs to be formed to be substantially equal to or slightly smaller than the pixel size of the image pickup device (image pickup device) 5. That is, if the size is larger than the pixel size, X-rays may leak into adjacent pixels. If the size is extremely small, the amount of X-rays transmitted through the plate 3 decreases, so that a clear image cannot be obtained. Because.
[0017]
Next, the size of the array pitch P _d of the small holes 31 will be specifically described. Here, in order to make the description easy to understand, it is assumed that the plate 3 and the susceptor 4 are arranged in close contact with each other.
[0018]
4, the diameter of the focal 2A X-ray of the X-ray source 2 emits a phi _f, the object to be inspected 8 from the focal 2A (here, to focus only on one point 81 of the specimen 8) Is L ₀ , and the distance from the inspection object 8 to the plate 3 is L ₁ . Assuming that the inner diameter of the small hole 31 of the plate 3 is φ _d and the arrangement pitch of the light emitting elements 41 constituting the sensor 4 is S, the inner diameter φ _d of the small hole 31 of the plate 3 is Must be equal to or smaller than the size of each light emitting element 41 of
φ _d ≦ S (1)
Holds.
[0019]
On the other hand, in FIG. 4, when it is assumed that X-rays are emitted from the entire focal point 2A of the X-ray source 2 and the area when the light is irradiated on the light receiver 4 is A, the radius R of the area A is By simple geometry, from the relation of each similarity ratio,
φ _f : 2 · R = L ₀ : L ₁
i. e. R = L ₁ · φ _f / 2 · L ₀ (2)
Holds.
[0020]
Also, in the plate 3, in the direction parallel to the pixel arrangement (Y) direction of each light emitting element 41 of the susceptor 4 shown in FIG. 3, if the small holes 31 are thinned out, image information is lost or lost. The small holes 31 need to be formed at the same pitch (P _d ) as the pixel arrangement pitch S of each light emitting element 41 of the sensor 4. Thus, the pitch (P _d ) at which the small holes 31 are formed can be made equal to the pixel arrangement pitch S of each light emitting element 41 of the sensor 4 and at the same time, equal to the pixel size of each light emitting element 41 of the sensor 4. preferable.
[0021]
On the other hand, when the image pickup device of the image pickup device 5 uses an element capable of image integration as described later, the pixel arrangement (Y) direction of each light emitting element in the sensor 4 shown in FIG. In the direction parallel to the pixel row array (X) direction, which is orthogonal to the above, even if the small holes 31 are arranged to some extent, the final image information is not lost or lost. Therefore, in order to satisfy the above conditions and to arrange the small holes 31 in a close-packed state, a staggered arrangement as shown in FIG. 2, for example, may be employed.
[0022]
The susceptor 4 is based on the principle that a light-emitting phenomenon occurs when radiation such as X-rays collides with a luminescent substance. Since this conversion reaction occurs in a very short time and emits light, it is suitable for high-speed imaging. It has become something. In the case of the present embodiment, the susceptor 4 is composed of a flat rectangular plate-shaped scintillator as shown in FIG. 4, and is made of, for example, NaI (sodium iodide) or ZnS (zinc sulfide). It may be formed using a transparent inorganic material, or may be formed using a transparent organic crystal material such as naphthalene (C ₁₀ H ₈ ) or anthracene (C ₁₄ H ₁₀ ). Further, needless to say, it may be formed of any other appropriate material.
[0023]
The imager 5 is configured to image the internal structure of the object to be inspected by irradiating light when the X-ray from the X-ray source 2 collides with the detector 4 and emits light. In this case, an image pickup device capable of image integration, for example, a TDi (Time Delay and Integration) device is used.
[0024]
In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 3, the image pickup device capable of image integration of the image pickup device 5 is one that receives light over the entire surface, and is generally arranged in a row (row: Y) direction. The configuration is large. The operation of the image sensor is to shift the image density information of the front row in the image sensor in the column (column: X) direction at a fixed time timing or every input trigger timing, and to add the image density information to the pre-shift image density information each time. , So as to realize the integration processing.
[0025]
The image processing device 6 includes a display 61 such as a CRT as a monitor for displaying image information captured by the imaging device 5. In the present embodiment, the display 61 displays an X-ray tomographic image on the display 61. It has become.
[0026]
The transport means 7 sequentially tomographically images the internal structure along the longitudinal direction of the inspection object 8 while moving the inspection object 8 along the longitudinal direction. Since the inspection can be performed at a very high speed, the inspection object 8 can be sent out in a predetermined direction in a relatively short time.
The specific configuration of the transport means 7 is not particularly limited, but a transport belt 71 (see FIG. 1) on which the inspection object 8 is mounted and transported because of the transmission of X-rays. Is preferably formed of an appropriate material that does not hinder the transmission of the X-ray. Further, in the present embodiment, the inspection object 8 is configured to be moved as the transporting means 7, but the inspection object 8 is fixed and the entire X-ray imaging apparatus 1A is moved. Such a configuration may be adopted.
[0027]
Next, an X-ray imaging method will be described with reference to FIG.
(1) The X-rays emitted from the X-ray source 2 travel straight in a radial direction, are partially absorbed by the inspection object 8, are further blocked in some areas by the plate 3, and reach the detector 4. .
(2) Then, the X-rays are photoelectrically converted by the sensor 4, and the converted image is converted into a video signal by the image pickup device 5.
(3) Next, this video signal is displayed on the display 61 of the image processing device 6, and the X-ray image can be visually observed.
It should be noted that a video signal output from the image pickup device 5 may be input to the image processing device 6 to be used as a configuration for performing various types of image processing.
[0028]
Next, the operation of the small holes 31 formed in the plate 3 will be described with reference to FIG.
As for the X-rays used for the X-ray imaging 1A in FIG. 1, only those in the area corresponding to the small holes 31 of the plate 3 can be used for the image, but the X-rays that irradiate the inspection object 8 (81) are X-rays. Since the light is radiated from the focal point 2A occupying the area of the radiation source 2, it will be within the solid angle Ω. Therefore, the number of X-rays that reach the detector 4 through the small holes 31 of the plate 3 is not necessarily one.
[0029]
Therefore, when the X-ray radiated to the inspection object 8 is to be enlarged and observed by the sensor 4, the X-ray is irradiated more than the region S (see FIGS. 3 and 4) corresponding to one pixel which is the imaging resolution of the imaging device of the imaging device 5. The diameter A may increase. In this case, the resulting image lacks sharpness and cannot be observed with high precision.
[0030]
Therefore, the plate 3 physically permits the transmission of the necessary X-rays only in the small holes 31, while the plate 3 other than the small holes 31 causes unnecessary sharpening of the image. X-rays are physically blocked.
Thus, by selectively transmitting X-rays (A _d ) effective for imaging, the resulting image can be sharpened as a result.
[0031]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that, in the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be avoided.
FIG. 5 shows an X-ray imaging apparatus 1B according to the second embodiment of the present invention. The X-ray imaging apparatus 1B is different from the X-ray imaging apparatus 1A according to the first embodiment described above. Unlike the first embodiment, the plate 3 is provided with a moving mechanism 9A for linearly reciprocating the plate 3, while the imaging device 5 is different from the first embodiment in that the imaging is impossible. An element is used.
[0032]
Next, an imaging operation in X-ray imaging apparatus 1B according to the present embodiment will be described.
In this X-ray imaging apparatus 1B, each time an image for one line is taken into the image processing apparatus 6, the moving mechanism 9A operates to dispose the plate 3 by one pixel or by a number of pixels close to the pixel. The imaging operation is repeated while reciprocating in the setting (Y) direction. As a result, the image processing device 6 performs an image integration process for an appropriate number of lines, and a final image for one line (one line) is obtained.
[0033]
On the other hand, the object to be inspected 8 is moved by the transporting means 7 in the pixel array (X) direction orthogonal to the pixel arrangement (Y) direction. Therefore, a two-dimensional X-ray image of the entire inspection object 8 is sequentially obtained by sequentially repeating the above-described operation.
[0034]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
FIG. 6 shows an X-ray imaging apparatus 1C according to a third embodiment of the present invention. This X-ray imaging apparatus 1C is an X-ray imaging apparatus 1A according to the first and second embodiments. Unlike 1B, a two-dimensional image sensor having a two-dimensional shape parallel to the XY plane is arranged on the plate 3 and the sensor 4, and an imaging device having an image sensor arranged along the XY plane is arranged on the imaging device 5. Used.
[0035]
Further, the plate 3 is provided with a moving mechanism 9B, and the moving mechanism 9B is configured to drive the plate 3 along an XY plane parallel to the two-dimensional arrangement direction of the imaging device of the imaging device 5. ing.
[0036]
Next, an imaging operation in X-ray imaging apparatus 1C according to the present embodiment will be described.
In this X-ray imaging apparatus 1C, each time an image for one screen is taken into the image processing apparatus 6, the moving mechanism 9B operates to dispose the imaging element for the plate 3 by one pixel or by a number of pixels close thereto. The imaging operation is repeated while reciprocating in the (X) direction or the arrangement (Y) direction of the image sensor array. As a result, the image processing apparatus 6 performs an appropriate number of image integration processes to obtain a final image for one screen.
[0037]
On the other hand, the object which is the inspection object 8 is sequentially moved in the pixel array (X) direction orthogonal to the pixel arrangement (Y) direction by the transport means 7, so that the above-described operation is sequentially repeated. Thereby, a two-dimensional X-ray image of the entire inspection object 8 is obtained.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to perform a conventional image integration process in order to homogenize and improve an X-ray image. Measurement and inspection can be performed at high speed and with high accuracy. As a result, high-speed and high-accuracy functions required for industrial use such as in-line inspection can be exhibited, and dramatic development in such fields can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an X-ray imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a plate constituting a part of the X-ray imaging apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged explanatory diagram of a main part showing an arrangement of elements of a susceptor constituting a part of the X-ray imaging apparatus shown in FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an imaging operation of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an X-ray imaging apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an X-ray imaging apparatus according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1A, 1B, 1C
X-ray imaging apparatus 2 X-ray source 2A Focus 3 plate (X-ray part removing means)
31 Small hole 4 Sensor (scintillator)
41 Light emitting element 5 Imager 6 Image processing device 61 Display 7 Transport mechanism 71 Transport belt 8 Inspection object 9A (one-dimensional) moving mechanism 9B (two-dimensional) moving mechanism A X-ray irradiation area A (with light receiver) _Ad effective X-ray irradiation area P _d pitch S Image sensor 1 pixel equivalent area (pixel size of each light emitting element = arrangement pitch)
X Pixel column arrangement direction Y Pixel arrangement direction φ _d Inner diameter of small hole φ _f Outer diameter of focus Ω Solid angle

Claims

被検査物ヘ向けてＸ線を照射し、
前記被検査物を透過した後のＸ線を部分的に遮断して通過させ前記通過したＸ線を発光物質に衝突させ、
このとき発生する光を撮像する
ことを特徴とするＸ線撮像方法。Irradiate X-rays to the inspection object,
X-rays that have passed through the object to be inspected are partially blocked and passed, and the passed X-rays collide with a luminescent material,
An X-ray imaging method characterized by imaging light generated at this time.

被検査物ヘ向けてＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検査物を透過するＸ線を部分的に遮断して通過させるＸ線部分除去手段と、
前記Ｘ線部分除去手段を通過したＸ線が衝突すると発光する発光物質を設けた感受器と、
前記感受器より発光する光を撮像する撮像器と
を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。An X-ray source for irradiating X-rays to the object to be inspected;
X-ray partial removing means for partially blocking and passing X-rays passing through the inspection object,
A susceptor provided with a luminescent substance that emits light when the X-rays passing through the X-ray part removing means collide;
An X-ray imaging apparatus, comprising: an imaging device that captures light emitted from the susceptor.

Ｘ線部分除去手段は、一定の間隔で微細な小孔を設けた金属プレートであることを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮像装置。3. The X-ray imaging apparatus according to claim 2, wherein the X-ray part removing unit is a metal plate provided with fine holes at regular intervals.

Ｘ線部分除去手段の小孔は、千鳥格子状に穿設されていることを特徴とする請求項３記載のＸ線撮像装置。4. The X-ray imaging apparatus according to claim 3, wherein the small holes of the X-ray part removing means are formed in a staggered lattice shape.