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公開番号2020193897
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201203
出願番号2019100375
出願日20190529
発明の名称X線撮像システム及びX線撮像方法
出願人株式会社日立パワーソリューションズ
代理人特許業務法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01N 23/04 20180101AFI20201106BHJP(測定;試験)
要約【課題】立体的、かつ、複雑な形状を有する検査対象物を安価な構成で撮像可能とするX線撮像システムを提供する。
【解決手段】第1搬送部121の上を、一定方向に一定速度で動作する立体の検査対象物の所定範囲にX線を照射してX線画像をX線撮像するX線射出部111a、111b及びX線受光部112a、112bを複数組備え、それぞれのX線射出部111a、111b及びX線受光部112a、112bの組は、検査対象物Bにおいて異なる箇所のX線画像を取得するよう配置されることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
一定方向に移動する立体の検査対象物の所定範囲にX線を照射してX線画像を撮像する撮像部
を備え、
前記撮像部は、複数備えられ、
それぞれの前記撮像部は、前記検査対象物において異なる箇所の前記X線画像を取得するよう配置される
ことを特徴とするX線撮像システム。
続きを表示(約 2,500 文字)【請求項2】
それぞれの前記撮像部は、
前記X線を射出するX線射出部と、
前記X線射出部を前記検査対象物の移動方向に対して、横断方向に移動させる第1移動路と、
前記X線射出部に対して対向して設置され、前記X線射出部から射出された後、前記検査対象物の前記所定範囲を透過した透過X線を受光するX線受光部と、
前記X線受光部を前記検査対象物の移動方向に対して、横断方向に移動させる第2移動路と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のX線撮像システム。
【請求項3】
前記撮像部を制御する制御部を有し、
それぞれの前記撮像部は、前記検査対象物の移動方向に所定量ずらして設置され、
前記制御部は、
それぞれの前記撮像部の撮像範囲が、それぞれの前記撮像部が撮像する前記検査対象物の撮像部位を撮像可能となるよう、それぞれの前記撮像部の位置を調整する
ことを特徴とする請求項1に記載のX線撮像システム。
【請求項4】
前記撮像部を制御する制御部を
有することを特徴とする請求項2に記載のX線撮像システム。
【請求項5】
前記検査対象物に付与された識別情報を読み取る読取部を有し、
前記制御部は、
前記読取部によって読み取られた前記識別情報が、予め登録された識別情報である場合、それぞれの前記撮像部による撮像を実行する
ことを特徴とする請求項4に記載のX線撮像システム。
【請求項6】
前記識別情報は、可視光が照射されている状態では視認不可能であるが、不可視光が照射されることで視認可能となるステルスインクで印刷されており、
前記読取部は、前記検査対象物における前記識別情報が印刷されている部位に、前記不可視光を照射した後、前記識別情報を読み取る
ことを特徴とする請求項5に記載のX線撮像システム。
【請求項7】
前記識別情報と、前記検査対象物の形状に関する情報である形状情報とが、記憶部に記憶されており、
前記制御部は、
前記読取部によって読み取られた前記識別情報を基に、前記記憶部に記憶されている前記形状情報を取得し、
取得した前記形状情報を基に、それぞれの前記撮像部における前記X線射出部及び前記X線受光部の位置を調整する
ことを特徴とする請求項5に記載のX線撮像システム。
【請求項8】
前記検査対象物が所定の位置を通過したことを検出する通過検出部を有し、
前記制御部は、
前記通過検出部により、前記検査対象物が所定の位置を通過したことが検知されると、それぞれの前記撮像部の位置に前記検査対象物が位置するタイミングを算出し、算出した、それぞれの前記タイミングで、当該タイミングに対応する前記撮像部による撮像を実行する
ことを特徴とする請求項4に記載のX線撮像システム。
【請求項9】
外光を遮断する外枠体が前記撮像部の周囲に設置されており、
前記外枠体は、鉛含有硬質材で天面及び左右側面が構成され、前記検査対象物を取り込む入口と、前記検査対象物を排出する出口とに、鉛含有柔軟材で複数の短冊状に構成するカーテンを配する
ことを特徴とする請求項1に記載のX線撮像システム。
【請求項10】
少なくとも前記外枠体の入口及び出口の間隔より大きい長さを有すると共に、前記入口及び出口以下の所定帯幅を有し、前記検査対象物を搬送する第1搬送部を有し、
前記第1搬送部の一部が前記外枠体の入口及び出口の間に配設されること、
を特徴とする請求項9に記載のX線撮像システム。
【請求項11】
前記第1搬送部は、
それぞれの前記撮像部に対応する位置に、前記X線を透過可能な開口部
を有することを特徴とする請求項10に記載のX線撮像システム。
【請求項12】
前記撮像部で撮像された前記X線画像を処理する画像処理部を有し、
前記画像処理部は、
それぞれの前記撮像部において撮像された前記X線画像を取得し、
それぞれの前記撮像部において撮像された、それぞれの前記X線画像に対し、異常を検出する画像処理を実行する
ことを特徴とする請求項10に記載のX線撮像システム。
【請求項13】
前記外枠体の出口の後段における前記第1搬送部と並走する第2搬送部と、
前記外枠体の出口から排出され、前記第1搬送部を搬送されている前記検査対象物を、前記第2搬送部へ押し出す押出部と、
前記押出部によって、前記画像処理によって異常が検出された前記検査対象物を前記第2搬送部に搬出する押出制御部と
を有することを特徴とする請求項12に記載のX線撮像システム。
【請求項14】
前記第1搬送部は、前記外枠体の入口の前段に、それぞれの前記撮像部による撮像を行う際に、前記検査対象物が、前記検査対象物の移動方向に対して、横断方向における好適な位置となるよう調整する位置合せ部を
有することを特徴とする請求項11に記載のX線撮像システム。
【請求項15】
前記X線受光部は、ラインセンサまたは面センサである
ことを特徴とする請求項2に記載のX線撮像システム。
【請求項16】
読取部が、一定方向に移動する立体の検査対象物に付されている識別情報を読み取る識別情報読取ステップと、
読み取った前記識別情報を基に前記検査対象物のサイズ及び形状に関する情報である形状情報を記憶部から取得する形状情報取得ステップと、
撮像部調整処理部が、取得した前記形状情報に基づいて、それぞれの撮像部を、前記検査対象物の移動方向に対して横断方向における位置を調整する撮像部調整ステップと、
撮像処理部が、それぞれの前記撮像部による前記検査対象物の撮像を行う撮像ステップと、
を実行することを特徴とするX線撮像方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、X線撮像システム及びX線撮像方法の技術に関する。
続きを表示(約 6,500 文字)【背景技術】
【0002】
検査対象物を移動させつつ、X線による検査を行うX線撮像システムがある。このようなX線撮像システムにおいて、横方向に長尺である検査対象物を検査する場合、長手方向の幅全域に一度にX線を照射し、その透過画像を取得することが行われている。ここで、横方向とは、検査対象物の移動方向を縦方向とした場合における横方向である。
【0003】
例えば、特許文献1には、「X線検出装置30は、低エネルギ範囲のX線をシンチレーション光に変換する低エネルギ用シンチレータ31と、シンチレーション光を検出して画像データを出力する低エネルギ用ラインセンサ32と、高エネルギ範囲のX線をシンチレーション光に変換する高エネルギ用シンチレータ33と、シンチレーション光を検出して画像データを出力する高エネルギ用ラインセンサ34とを備えている。低エネルギ用ラインセンサ32の画素Lと高エネルギ用ラインセンサ34の画素Hとは同じ画素数であり且つ同じ画素ピッチで配列され、低エネルギ用ラインセンサ32からの画像データに対してはミニマムフィルタ処理が行われ、高エネルギ用ラインセンサ34からの画像データに対しては平均化処理が行われる」放射線検出装置、放射線画像取得装置、及び放射線画像の取得方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2018−84556号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
検査対象物が、検査対象物の移動方向に対して横方向に長尺、かつ、複雑な立体的構造を有し、その一部の画像情報が必要となる場合がある。このような場合、検査対象部位に向けて射出されたX線が、他の立体部位により遮断されて(すなわち、影になって)しまう場合がある。このような場合、検査対象部位のX線透過画像(以下、X線画像と称する)を取得するためには、X線を遮断する他の立体部位を透過可能な大きなエネルギでX線を射出することが必要である。
【0006】
しかしながら、大きなエネルギでX線を射出するためには、高価なX線射出部を用意する必要がある。
【0007】
また、照射範囲を広くしたX線射出装置はコストが高く、導入に際しユーザに大きな負担を強いることとなる。
【0008】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、立体的、かつ、複雑な形状を有する検査対象物を安価な構成で撮像可能とすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記した課題を解決するため、本発明は、一定方向に移動する立体の検査対象物の所定範囲にX線を照射してX線画像を撮像する撮像部と、を備え、前記撮像部は、複数備えられ、それぞれの前記撮像部は、前記検査対象物において異なる箇所の前記X線画像を取得するよう配置されることを特徴とする。
その他の解決手段については、実施形態中で後記する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、立体的、かつ、複雑な形状を有する検査対象物を安価な構成で撮像可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本実施形態に係るX線撮像システムの構造を示す図である。
それぞれの撮像部の構成を示す図である。
X線撮像システムの外観図を示す図である(その1)。
X線撮像システムの断面構造図を示す図である。
X線撮像システムの外観図を示す図である(その2)
第1搬送部と第2搬送部との位置関係を示す図である。
第1搬送部の構成を示す図である。
第1搬送部におけるベース板の構成を示す図である。
本実施形態で用いられる検査対象物の一例を示す図である。
本実施形態で用いられる制御装置のハードウェア構成を示す図である。
本実施形態におけるX線撮像システムが行う処理手順を示すフローチャートである。
検査対象物における検査対象部が表示されている表示装置を示す図である。
表示領域に表示されているX線画像の画像解析手順を示す図である(その1)。
表示領域に表示されているX線画像の画像解析手順を示す図である(その2)。
表示領域に表示されているX線画像の画像解析手順を示す図である(その3)。
表示領域に表示されているX線画像の画像解析手順を示す図である(その4)。
表示領域に表示されているX線画像の画像解析手順を示す図である(その5)。
表示領域に表示されているX線画像の画像解析手順を示す図である(その6)。
ステルスインクで印刷されている識別情報を有する検査対象物の例を示す図である。
撮像部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
次に、本発明を実施するための形態(「実施形態」という)について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【0013】
[X線撮像システムZの基本構造]
図1は、本実施形態に係るX線撮像システムZの構造を示す図である。また、図2は、それぞれの撮像部110の構成を示す図である。
図1に示すように、X線撮像システムZにおいて、検査対象物Bは、ベルトコンベア等の第1搬送部121に載置され、太矢印の方向(y方向)に移動されつつ、2つのX線射出部111a,111b及び2つのX線受光部112a,112bによってX線撮像される。このような第1搬送部121を有することにより、検査対象物Bを移動させつつ、X線撮像を行うことができる。
ここで、検査対象物Bは、立体的構造を有しており、第1搬送部121による進行方向に対して横方向(x方向)に長尺の箱型の形状を有している。そして、検査対象物Bは、本体部Pcに対し、横方向の端部にリブ等の突出部Pa,Pbを有している。ここでは、突出部Pa,Pbにおける異常をX線撮像によって検査するものとする。
【0014】
また、X線撮像システムZには、検査対象物BのX線撮像を制御する制御装置200が設けられている。
【0015】
図2に示すように、X線撮像システムZは、X線射出部111a及びX線受光部112aを有する第1撮像部110aと、X線射出部111b及びX線受光部112bを有する第2撮像部110bとを有する。第1撮像部110a及び第2撮像部110bを合わせて撮像部110と称する。また、X線射出部111a及びX線射出部111bを合わせてX線射出部111と称する。同様に、X線受光部112a及びX線受光部112bを合わせてX線受光部112と称する。なお、X線受光部112は、図1及び図2に示すようにラインセンサである。
【0016】
図2に示すように、それぞれの撮像部110は、X線射出部111と、X線受光部112とが対となって、互いに略対向するように設置されている。そして、図1及び図2に示すように、X線射出部111は、アクチュエータ等の第1移動部113に設置されている。そして、X線射出部111は、第1モータ115によって第1移動部113を移動することで、X線の射出位置を調整する。同様に、図1及び図2に示すように、X線受光部112は第2移動部114に設置されている。X線受光部112は、アクチュエータ等の第2モータ116によって第2移動部114を移動する。X線射出部111及びX線受光部112の移動方向は、検査対象物Bの移動方向に対して横断方向である(図1及び図2の細い両矢印;図1のx方向)。
【0017】
ここで、X線射出部111及びX線受光部112は、制御装置200によって、それぞれ移動される。X線射出部111及びX線受光部112は、X線受光部112がX線射出部111の真下に位置したり、X線受光部112がX線射出部111の斜め下に位置したりする。つまり、X線射出部111、X線受光部112は、突出部Pa,Pbの撮像に対し、好適な位置となるよう、それぞれ移動する。
【0018】
このような構成とすることで、検査対象物BがX線射出部111aの下方に位置したとき、X線射出部111aが突出部Paの撮像に好適な位置となるようにX線射出部111a(及びX線受光部112a)の位置をセットすることができる。同様に、検査対象物BがX線射出部111bの下方に位置したとき、X線射出部111bが突出部Pbの撮像に好適な位置となるようにX線射出部111b(及びX線受光部112b)の位置をセットすることができる。
【0019】
第1撮像部110a及び第2撮像部110bは、図4に示すように、検査対象物Bの進行方向に対して前後に距離Δ1(図4参照)だけずらされた状態で設置されている。ここで、図1及び図2に示すように、第1撮像部110aのX線射出部111a及びX線受光部112bは突出部PaをX線撮像する。同様に、第2撮像部110bのX線射出部111a及びX線受光部112bは突出部PbをX線撮像するものとする。
【0020】
制御装置200は、前記したように第1モータ115及び第2モータ116のそれぞれを制御することによりX線射出部111及びX線受光部112の横方向(x方向)位置を調節する。そして、所定のタイミングで制御装置200は、それぞれの撮像部110におけるX線射出部111にX線を射出させるとともに、X線受光部112から受光信号を取得する。その後、制御装置200は、受光信号を基にX線画像を生成し、生成したX線画像を表示装置300に表示させる。
【0021】
なお、本実施形態では撮像部110が2つ設置されているが、3つ以上設置されてもよい。撮像部110の数は、撮像対象(突出部Pa,Pb)の数に対応させるのが好ましい。
なお、図1に示すように検査対象物Bには、識別情報Dがバーコード等で印刷されて(付されて)いる。
【0022】
[X線撮像システムZの外観及び断面構造]
図3及び図5は、X線撮像システムZの外観図を示し、図4は、X線撮像システムZの断面構造図を示す。なお、図3は、外枠体131の入口151側から見た図を示し、図5は、外枠体131の出口152側から見た図をしめしている。また、図4は、図3のA−A断面図である。そして、図3〜図5において、図1及び図2と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。また、適宜図1及び図2を参照する。
図3〜図5に示すように、それぞれの撮像部110を取り囲むように外枠体131が設置されている。外枠体131は、外光を遮断し、かつ、X線が透過しないよう鉛含有硬質材で天面及び左右側面が構成されている。このような外枠体131が備えられることにより、精度の高いX線撮像が可能となる。
【0023】
[入口151及び出口152]
そして、図3に示すように外枠体131において検査対象物Bが取り込まれる入口151には入口側カーテン132が設けられている。同様に、図5に示すように外枠体131において検査対象物Bが排出される出口152には出口側カーテン136が設けられている。
【0024】
入口側カーテン132及び出口側カーテン136は、柔軟部材、具体的には、鉛含有柔軟材で構成されている。このように、入口側カーテン132及び出口側カーテン136を鉛含有柔軟材で構成することにより、入口151及び出口152からX線が漏れ出るのを防ぐことができるとともに、検査対象物Bの取り込み及び排出をスムーズに行うことができる。
【0025】
[位置調整部134]
図3に示すように、搬送部において、外枠体131の入口151の前段には位置調整部134が備えられている。位置調整部134は、例えば、検査対象物Bの位置・姿勢をX線撮像に適したものに調整する。具体的には、位置調整部134は、例えば、左右方向(図3のx方向)に動くことで、検査対象物Bの位置・姿勢をX線撮像に適したものに調整する。つまり、位置調整部134は、撮像対象となる突出部Pa,Pbが第1搬送部121の帯幅方向において、撮像部110に対応する位置となるよう検査対象物Bの位置・姿勢を調整する。なお、図3では、位置調整部134が第1搬送部121に設置しているようにみえるが、実際には位置調整部134は、第1搬送部121とともに移動しないように設置されている。なお、位置調整部134は、マニュピレータのようなものでもよい。
【0026】
このような位置調整部134を有することにより、検査対象物Bの位置・姿勢をX線撮像に適したものにすることができる。
【0027】
[読取部133]
図3及び図4に示すように、外枠体131の入口151の上部には読取部133が備えられている。読取部133は、検査対象物Bの上部(天面上)に印刷されているバーコード等の識別情報D(図1参照)を読み取る。読み取られた識別情報Dを制御装置200が取得する。制御装置200は、取得した識別情報Dを基に、記憶装置230に格納されている形状データから、検査対象物Bのサイズ・形状情報231を取得する。そして、制御装置200は、取得した検査対象物Bのサイズ・形状情報231を基に、それぞれの撮像部110におけるX線射出部111及びX線受光部112の位置を調整する。この処理については後記する。
【0028】
また、制御装置200は、取得した識別情報Dを基に予め登録識別情報232(図10参照)に登録された識別情報Dであるか否かを判定する。
【0029】
[検出センサ135]
図4に示すように、外枠体131の内部には検出センサ135が設けられている。検出センサ135は、例えば、赤外線発光部と、赤外線受光部とを有する光電センサ等であり、検査対象物Bによって赤外線が遮られることによって検査対象物Bの通過が検出される。制御装置200は、検出された検査対象物Bの通過タイミングを基に、それぞれの撮像部110におけるX線射出のオン・オフのタイミングを決定する。この処理については後記する。このため、検出センサ135は、最初にX線撮像を行う第1撮像部110aの前段に備えられる。
【0030】
[排除部140]
図5に示すように、外枠体131の出口152の後段には排除部140が設けられている。排除部140は、押出部141及び第2搬送部142を有している。それぞれの撮像部110によるX線画像を基に行われた検査の結果、異常が発見されると、制御装置200は押出部141を図5の細い矢印方向(第2搬送部142が存在する方向)に動作させる。なお、図5の太矢印は第1搬送部121における検査対象物Bの搬送方向を示す。これにより、検査対象物Bは第2搬送部142に移動させられ、第2搬送部142によって図示しない廃棄処理場へ搬送される。このような排除部140を有することにより、異常が発見された検査対象物Bを容易、かつ、すみやかに排除することができる。
(【0031】以降は省略されています)

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