特開 2024-40059 Ｘ線検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024040059

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】Ｘ線検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20240315BHJP

【ＦＩ】

G01N23/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144893

(22)【出願日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】391017540

【氏名又は名称】東芝ＩＴコントロールシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】山本 輝夫

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA11

2G001CA01

2G001HA13

2G001JA08

2G001JA09

2G001PA11

2G001PA12

2G001PA14

2G001QA03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】被検体を拡大透視する時に、試料テーブルがＸ線源と干渉して拡大倍率が低下することを避けることを可能としたＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線検査装置は、被検体４を載置する試料テーブル５と、被検体４にＸ線を照射する発生器１と、Ｘ線発生器に対向して配置されるＸ線検出器３と、試料テーブル５に着脱可能に固定される追加テーブルを備える。追加テーブルは、試料テーブル５よりもその外周が発生器１に近接する大きなサイズを有する拡張テーブルでもよい。追加テーブルは、試料テーブル５よりも小型の載置面を有するターンテーブルであって、試料テーブル５の外縁部側に固定されるものでもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体を載置する試料テーブルと、
前記被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器に対向して配置されるＸ線検出器と、
前記試料テーブルに着脱可能に固定される追加テーブルと、
を備えるＸ線検査装置。

【請求項2】

前記追加テーブルは、前記試料テーブルよりもその外周が前記Ｘ線発生器に近接する大きなサイズを有する拡張テーブルである請求項１に記載のＸ線検査装置。

【請求項3】

前記拡張テーブルは、前記試料テーブルの外周に装着されるリング状の部材から構成されている請求項２に記載のＸ線検査装置。

【請求項4】

前記追加テーブルは、前記試料テーブルよりも小型の載置面を有するターンテーブルであって、前記試料テーブルの外縁部側に固定される請求項１に記載のＸ線検査装置。

【請求項5】

前記追加テーブルが前記試料テーブルに装着されたことを検出するセンサを備え、
前記センサの検出結果に応じて、前記Ｘ線発生器と前記試料テーブル、及び／又は前記Ｘ線発生器と前記追加テーブルの距離を制限する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＸ線検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線検査装置には各種のものが知られているが、その一つに被検体４を試料テーブル上に載置して回転させることにより、被検体４にＸ線を照射するものが知られている。このタイプのＸ線検査装置では、例えば、特許文献１に示すように、Ｘ線源を有するＸ線発生器とＸ線検出器の間に試料テーブルを配置し、試料テーブルを回転させながらＸ線源からＸ線を被検体４に照射し、その透過Ｘ線をＸ線検出器で検出する。この場合、同一のＸ線検査装置で異なるサイズの被検体４を検査することができるように、試料テーブルの大きさは、最大のサイズの被検体４に合わせて試料テーブルを大きくしておくことが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１９０５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

Ｘ線検査装置では、被検体４が小さい場合、できるだけ大きく拡大した方がより解像度が高い透視画像が得られるため、被検体４をできるだけＸ線源に近づけることが多い。しかし、試料テーブルが大きいと、小さいサイズの被検体４を拡大して撮影する場合に、Ｘ線源に近づけようとすると、被検体４とＸ線源と干渉してしまい、ある限度以上の拡大を行うことができないという問題がある。一方、試料テーブルを最初から小さくしておくと、大きな被検体４を搭載した時に試料テーブルから被検体４がはみ出してしまい、安定が悪くなり、最悪落下する危険がある。

【0005】

本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被検体４を拡大透視する時に、試料テーブルがＸ線源と干渉して拡大倍率が低下することを避けることを可能としたＸ線検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態のＸ線検査装置は、次のような構成を備える。
（１）被検体４を載置する試料テーブル。
（２）被検体４にＸ線を照射するＸ線発生器。
（３）前記Ｘ線発生器に対向して配置されるＸ線検出器。
（４）前記試料テーブルに着脱可能に固定される追加テーブル。

【0007】

実施形態のＸ線検査装置は、次のような構成を採用することができる。
（１）前記追加テーブルは、前記試料テーブルよりもその外周が前記Ｘ線発生器に近接する大きなサイズを有する拡張テーブルである。
（２）前記拡張テーブルは、前記試料テーブルの外周に装着されるリング状の部材から構成されている。
（３）前記追加テーブルは、前記試料テーブルよりも小型の載置面を有するターンテーブルであって、前記試料テーブルの外縁部側に固定される。
（４）前記追加テーブルが前記試料テーブルに装着されたことを検出するセンサを備え、
前記センサの検出結果に応じて、前記Ｘ線発生器と前記試料テーブル、及び又は前記Ｘ線発生器と前記追加テーブルの距離を制限する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の全体構成を示す側面図と平面図である。

【図2】第１実施形態における試料テーブル部分を示す断面図と平面図である。

【図3】第１実施形態において、試料テーブルに追加テーブルの装着状態を示す断面図と平面図である。

【図4】大きな試料テーブルに小さな被検体４を搭載した場合を示す側面図と平面図である。

【図5】小さな試料テーブルに大きな被検体４を搭載した場合を示す側面図と平面図である。

【図6】第２実施形態における試料テーブル部分を示す側面図と平面図である。

【図7】第２実施形態において、試料テーブルに追加テーブルの装着状態を示す断面図と平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［１．第１実施形態］
［１－１．構成］
図１に示すように、第１実施形態のＸ線検査装置は、Ｘ線の発生器１と、発生器１の焦点Ｆから放射されたＸ線ビーム２を受光する検出器３とが、被検体４を挟んで対向して配置される。Ｘ線ビーム２は、Ｘ線光軸を中心とする角錐状のビームである。Ｘ線ビーム２の出力を制御するために、発生器１には高電圧発生器１６が接続され、この高電圧発生器１６にＸ線制御部１７が接続されている。このＸ線制御部１７は、データ処理部１９からの指令に基づく管電流値と、予め被検体４に応じて設定された管電圧値に基づき、発生器１の陽極電力を制御する。検出器３は、被検体４を透過したＸ線ビーム２を２次元の空間分解能をもって検出し、検出器３の出力側に接続されたデータ処理部１９に対して透過画像データとして出力する。

【0010】

発生器１及び検出器３は、これらをＸ方向（Ｘ線の光軸方向）に移動させるＸシフト機構８上に対向して支持されている。すなわち、Ｘシフト機構８の一端に設けられた支持フレーム１０に発生器１が支持され、他端に設けられた支持フレーム９に検出器３が支持されている。

【0011】

被検体４は、Ｘシフト機構８上における発生器１及び検出器３の間の位置に設けられた試料テーブル５上に載置される。試料テーブル５は、Ｘシフト機構８上に、Ｙシフト機構７及び回転・昇降機構６を介して支持されている。Ｙシフト機構７は、試料テーブル５及びそれに載置された被検体４をＹ方向（Ｘ線の光軸と直交する方向）に移動させる。回転・昇降機構６は、Ｙシフト機構７上で試料テーブル５及び被検体４を回転軸１３を中心として回転させると共に、垂直方向（Ｚ方向）に昇降させる。

【0012】

発生器１、検出器３、回転・昇降機構６、Ｙシフト機構７及びＸシフト機構８は、機構制御部１８に接続される。ユーザーにより機構制御部１８に入力された指令に基づき、試料テーブル５は、被検体４と共にＸシフト機構８により発生器１と検出器３の間をＸ線光軸に沿って移動され、撮影距離（焦点－回転軸間距離）ＦＣＤが変更される。検出器３は、Ｘシフト機構８によりＸ線光軸に沿って移動され、検出距離（焦点－検出器間距離）ＦＤＤが変更される。これにより撮影倍率ＦＤＤ／ＦＣＤが変更される。

【0013】

機構制御部１８は、マルチコーンによるＸ線撮影を行い、上下方向（Ｚ方向）に連続した複数枚のＣＴ画像を生成するために、回転・昇降機構６の昇降量を制御して、被検体４をＺ方向（上方又は下方）に移動させる。機構制御部１８は、１回の撮影が終わるごとに、所定量の昇降幅で被検体４をＺ方向に移動させることを繰り返すことにより、マルチコーンによるＸ線撮影を可能とする。データ処理部１９は、機構制御部１８を制御してＸ線撮影を実行させるためのスキャン制御部２２を有すると共に、検出器３からの透過画像データに基づいてＣＴ画像を生成する再構成部２３を備える。

【0014】

機構制御部１８及びデータ処理部１９は、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、キーボードやマウスなどの入力部２１と、液晶ディスプレイなどの表示部２０を備えたコンピュータの一部として構成される。表示部２０には、入力部２１の入力インターフェース、検出器３からの透過画像データに基づいて生成されたＣＴ画像が表示される。入力部２１としては、キーボード、スライドスイッチ、回転ボリュームスイッチ、タッチパネルなどが使用できるが、本実施形態では、液晶ディスプレイに表示された画像をマウスなどのポインティングデバイスによって操作する入力インターフェースを使用する。

【0015】

本実施形態では、試料テーブル５は、図２に示すように、比較的小型の被検体４を載置するのに適した小径で小面積の円板状部材から構成され、この試料テーブル５の外周に追加テーブルとして拡張テーブル５０が着脱可能に装着されている。すなわち、試料テーブル５の外周縁には、テーブルの上縁が切り欠かれたリング状の段部５ａが設けられ、この段部５ａが拡張テーブル５０の装着部になっている。図３に示すように、拡張テーブル５０は、中央が開口したリング状の部材からなり、その開口部は試料テーブル５がはまり込む大きさになっている。拡張テーブル５０の中央開口部の内周には、試料テーブル５の段部５ａに係合する段部５０ａが設けられ、これらの段部５ａ，５０ａが嵌まり込むことによって試料テーブル５と拡張テーブル５０の表面が同一面になっている。

【0016】

［１－２．作用］
上記のような構成を有する第１実形態において、小型の被検体４を透視する場合、図２のように試料テーブル５の上に被検体４を載置する。Ｘ線検査装置においては、できるだけ被検体４を発生器１に近づけた方がより分解能が高い画像を得ることができるが、本実施形態において試料テーブル５はその外径が小さいことから、限界値Ａを小さくすることができ、被検体４と発生器１を近づけることができる。

【0017】

検出器３の１画素サイズをｄとした場合、被検体上の分解能ｄ’は以下の計算式で求めることができる。
ｄ’＝ｄ×ＦＣＤ／ＦＤＤ
図２では、試料テーブル５の大きさは被検体４の大きさよりも若干大きい程度となっているので、ＦＣＤを小さくして拡大透視しようとした時に試料テーブル５の大きさはあまり障害とならない。図４に、大きな試料テーブル５に小さな被検体４を搭載した場合を示す。この場合、ＦＣＤを小さくして拡大透視しようとしても、限界値Ａが大きいことから、試料テーブル５が発生器１と干渉してしまい、図２の時程、被検体４をＸ線管に近づけることができずに分解能が低い透視画像となってしまう。

【0018】

一方、図５に示すように、小さな試料テーブル５に、試料テーブル５よりも大きな被検体４を搭載すると、被検体４が試料テーブル５からはみ出してしまい、安定が悪いため最悪落下してしまう恐れがある。本実施形態では、これを防ぐために大きな被検体４の場合は、図３に示すように、小さな試料テーブル５にリング状の拡張テーブル５０を搭載することにより、被検体４を試料テーブル５及び拡張テーブル５０に安定的に搭載できる。

【0019】

［１－３．効果］
（１）本実施形態によれば、被検体４の大きさに応じて、試料テーブル５を単体で使用したり、拡張テーブル５０を組合せて使用することで、小型の被検体４であっても発生器１と被検体４を接近させることが可能となり、分解能の高い透視画像を得ることができると共に、大型の被検体４を試料テーブル５上に安定して載置することができる。

【0020】

（２）リング状の拡張テーブル５０を使用することで、小型の試料テーブル５に拡張テーブル５０を嵌め込むだけの簡単な操作で大径の試料テーブル５を得ることができ、被検体４のサイズに合わせて大型と小型の試料テーブルを用意して、その都度交換するものに比較して、サイズ変更が容易である。

【0021】

（３）段部５ａ，５０ａを利用して、試料テーブル５と拡張テーブル５０を嵌め込むようにしたので、試料テーブル５と拡張テーブル５０の表面を同一面とすることができ、被検体４を安定して支持できる。

【0022】

［２．第２実施形態］
図６及び図７に示す第２実施形態は、リング状の拡張テーブル５０を搭載する以外の別の構成として、大型の試料テーブル５に小型の追加テーブルを着脱可能に搭載したものである。これはＣＴスキャナ用の回転動作を行うために適している。小型の追加テーブルとしては、回転機構５１ａを備えたターンテーブル５１が用いられ、ターンテーブル５１は停止している試料テーブル５上で単独で回転する。

【0023】

第２実施形態では、通常は図６に示すように大型の試料テーブル５に大型の被検体４を搭載してスキャンを行う。小型の被検体４の場合には、図７のように大型の試料テーブル５の上に小型のターンテーブル５１を発生器１に近い側に搭載して拡大スキャンができるようにする。この場合、大型の試料テーブル５は回転させずに、小型のターンテーブル５１のみを回転させてＣＴのデータ収集を行う。

【0024】

このような構成を有する第２実施形態においても、被検体４の大きさに応じて、試料テーブル５を単体で使用したり、ターンテーブル５１を組合せて使用することで、小型の被検体４であっても発生器１と被検体４を接近させることが可能となり、分解能の高い透視画像を得ることができると共に、大型の被検体４を試料テーブル５上に安定して載置することができる。特に、第２実施形態は、既存の大型の試料テーブル５に小型のターンテーブル５１を組み合わせて採用することができることから、大型の被検体４の使用頻度が高いＸ線検査装置に適している。

【0025】

［３．他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。具体的には、次のような他の実施形態も包含する。

【0026】

（１）拡張テーブル５０の搭載有無を検知するセンサを試料テーブル５やその近傍に設けておき、拡張テーブル５０が搭載されていない場合は、機構制御部１８によって、試料テーブル５が発生器１に近づけるあらかじめ設定した限界値Ａまで動作可能とする。拡張テーブル５０が搭載されている場合、あらかじめ設定した限界値Ｂまで動作可能とする。検出器３側との干渉を避けるために発生器１との干渉距離の場合と同様な制御を行うこともできる。これらの制御は、発生器１側と検出器３側の両方、あるいはいずれか一方でもよい。

【0027】

（２）リング状の拡張テーブル５０として、リングの幅の異なるものを何種類か用意して、被検体４の大きさに合わせて適宜選択してもよい。また、試料テーブル５の外周に装着した拡張テーブル５０の外周に、より大径の拡張テーブル５０を装着してもよい。

【0028】

（３）試料テーブル５と拡張テーブル５０が、回転時にずれが生じないように、それぞれの段部５ａと５０ａに位置決めピンや凹凸を設けて、噛合わせるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0029】

１…発生器
２…Ｘ線ビーム
３…検出器
４…被検体
５…試料テーブル
６…回転・昇降機構
７…Ｙシフト機構
８…Ｘシフト機構
９，１０…支持フレーム
１３…回転軸
１６…高電圧発生器
１７…Ｘ線制御部
１８…機構制御部
１９…データ処理部
２０…表示部
２１…入力部
２２…スキャン制御部
２３…再構成部
５０…拡張テーブル
５１…ターンテーブル
５１ａ…回転機構
５ａ，５０ａ…段部
Ｆ…Ｘ線焦点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】