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公開番号2025088025
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202437
出願日2023-11-30
発明の名称X線CT装置、方法、およびプログラム
出願人住友電気工業株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類G01N 23/046 20180101AFI20250604BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物がその長手方向において湾曲している場合であっても、対象物の内部構造を高精度で解析する。
【解決手段】本開示のX線CT装置は、第1生成部110と、判定部115と、第2生成部120とを備える。第1生成部110は、第1から第Nの画像(Nは2以上の自然数)を、対象物へのX線の照射結果に従って生成する。判定部115は、第1から第Nの画像の断面領域の中心をそれぞれ示す第1から第Nの中心点を判定する。第2生成部120は、第1から第Nの画像に従って第1から第M(Mは2以上の自然数)の断面画像を生成する。第1から第Mの断面画像は、それぞれ、第1から第Mの点を含む。第kの断面画像(1≦k≦M)は、第kの点の近傍領域内の、第iの中心点から第jの中心点(1≦i<j≦N)に向かう第kのベクトルに直交する第kの平面における対象物の断面領域を表す画像である。
【選択図】図12
特許請求の範囲【請求項１】
対象物にＸ線を照射する光源と、
前記対象物を支持するための支持面を有する支持部材と、
各々が、前記支持面の法線ベクトルに直交する平面における前記対象物の断面領域を表す第１から第Ｎの画像（Ｎは２以上の自然数）を、前記対象物への前記Ｘ線の照射結果に従って生成する第１生成部と、
前記第１から第Ｎの画像の前記断面領域の中心をそれぞれ示す第１から第Ｎの中心点を判定する判定部と、
前記第１から第Ｎの画像に従って第１から第Ｍ（Ｍは２以上の自然数）の断面画像を生成する第２生成部とを備え、
前記第１から第Ｍの断面画像は、それぞれ、第１から第Ｍの点を含み、
第ｋの断面画像（１≦ｋ≦Ｍ）は、第ｋの点の近傍領域内の、第ｉの中心点から第ｊの中心点（１≦ｉ＜ｊ≦Ｎ）に向かう第ｋのベクトルに直交する第ｋの平面における前記対象物の断面領域を表す画像であり、
第１の点は、前記第１の画像に含まれており、第ｈ（２≦ｈ≦Ｍ）の点は、第ｈ－１の点から第ｈ－１のベクトルの方向において所定距離だけ離れている、Ｘ線ＣＴ装置。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
前記第１から第Ｎの画像の各々は、各々に特徴量が割り当てられた複数の画素を含み、
前記第ｋの断面画像は、各々に前記特徴量が割り当てられたｎ×ｍ個の画素を含み（ｎ，ｍは自然数）、
前記第１生成部は、前記第１から第Ｎの画像の各々を、当該画像の前記複数の画素の各々の座標が、前記法線ベクトルの方向をＺ軸方向とする基準座標系において定められるように生成し、
前記第２生成部は、
前記第ｋのベクトルの方向をｚ軸方向として有し、かつ、前記ｎ×ｍ個の画素の各々の座標を定めるための第ｋ座標系を、前記第１から第Ｎの中心点に従って設定する座標系設定部と、
前記ｎ×ｍ個の画素の各々について、前記第ｋ座標系における当該画素の座標を、前記法線ベクトルおよび前記第ｋのベクトルのなす角度である第ｋ角度に従って前記基準座標系における当該画素の座標である第ｋ対応座標に変換する座標変換部と、
前記ｎ×ｍ個の画素の各々に、当該画素の前記特徴量を、当該画素の前記第ｋ対応座標の近傍領域内にある座標を有する、前記第１から第Ｎの画像の前記複数の画素に含まれる少なくとも１つの画素の前記特徴量に従って割り当てる割り当て部とを含む、請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記第１生成部は、第ｆの画像（２≦ｆ≦Ｎ）の前記複数の画素の各々のＺ座標が、第（ｆ－１）の画像の前記複数の画素の各々のＺ座標よりも前記Ｚ軸方向において一定距離だけ離れているように前記第１から第Ｎの画像を生成し、
前記第２生成部は、前記第ｋ座標系における前記所定距離が前記一定距離に等しくなるように前記第１から第Ｍの断面画像を生成する、請求項２に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
対象物にＸ線を照射する光源と、前記対象物を支持するための支持面を有する支持部材とを含むＸ線ＣＴ装置を用いて前記対象物の画像を生成するための方法であって、
各々が、前記支持面の法線ベクトルに直交する平面における前記対象物の断面領域を表す第１から第Ｎの画像（Ｎは２以上の自然数）を、前記対象物への前記Ｘ線の照射結果に従って生成するステップと、
前記第１から第Ｎの画像の前記断面領域の中心をそれぞれ示す第１から第Ｎの中心点を判定するステップと、
前記第１から第Ｎの画像に従って第１から第Ｍ（Ｍは２以上の自然数）の断面画像を生成するステップとを含み、
前記第１から第Ｍの断面画像は、それぞれ、第１から第Ｍの点を含み、
第ｋの断面画像（１≦ｋ≦Ｍ）は、第ｋの点の近傍領域内の、第ｉの中心点から第ｊの中心点（１≦ｉ＜ｊ≦Ｎ）に向かう第ｋのベクトルに直交する第ｋの平面における前記対象物の断面領域を表す画像であり、
第１の点は、前記第１の画像に含まれており、第ｈ（２≦ｈ≦Ｍ）の点は、第ｈ－１の点から第ｈ－１のベクトルの方向において所定距離だけ離れている、方法。
【請求項５】
前記第１から第Ｎの画像の各々は、各々に特徴量が割り当てられた複数の画素を含み、
前記第ｋの断面画像は、各々に前記特徴量が割り当てられたｎ×ｍ個の画素を含み（ｎ，ｍは自然数）、
前記第１から第Ｎの画像の各々は、当該画像の前記複数の画素の各々の座標が、前記法線ベクトルの方向をＺ軸方向とする基準座標系において定められるように生成され、
前記第１から第Ｍの断面画像を生成するステップは、
前記第ｋのベクトルの方向をｚ軸方向として有し、かつ、前記ｎ×ｍ個の画素の各々の座標を定めるための第ｋ座標系を、前記第１から第Ｎの中心点に従って設定するステップと、
前記ｎ×ｍ個の画素の各々について、前記第ｋ座標系における当該画素の座標を、前記法線ベクトルおよび前記第ｋのベクトルのなす角度である第ｋ角度に従って前記基準座標系における当該画素の座標である第ｋ対応座標に変換するステップと、
前記ｎ×ｍ個の画素の各々に、当該画素の前記特徴量を、当該画素の前記第ｋ対応座標の近傍領域内にある座標を有する、前記第１から第Ｎの画像の前記複数の画素に含まれる少なくとも１つの画素の前記特徴量に従って割り当てるステップとを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１から第Ｎの画像は、第ｆの画像（２≦ｆ≦Ｎ）の前記複数の画素の各々のＺ座標が、第（ｆ－１）の画像の前記複数の画素の各々のＺ座標よりも前記Ｚ軸方向において一定距離だけ離れているように生成され、
前記第１から第Ｍの断面画像は、前記第ｋ座標系における前記所定距離が前記一定距離に等しくなるように生成される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記対象物は、複数の素線を含むケーブルであり、
前記複数の素線の各々について、前記第ｋの断面画像における当該素線の中心座標である第ｋ中心座標を判定するステップと、
前記複数の素線の各々について、当該素線の前記第ｋ中心座標を、前記第ｋ角度に従って前記基準座標系における当該素線の中心座標である第ｋ対応中心座標に変換するステップとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記対象物は、複数の素線を含むケーブルであり、
前記第ｋの断面画像の解像度を高めるための画像処理を行うことによって第ｋの高解像度画像を生成するステップと、
前記複数の素線の各々について、前記第ｋの高解像度画像における当該素線の中心座標である第ｋ中心座標を判定するステップと、
前記複数の素線の各々について、当該素線の前記第ｋ中心座標を、前記第ｋ角度に従って前記基準座標系における当該素線の中心座標である第ｋ対応中心座標に変換するステップとをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の素線の各々について、当該素線の前記第ｋ中心座標の軌跡に従って、当該素線を複数のグループのうちいずれかに分類する分類処理を実行するステップをさらに含む、請求項７または請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の素線の各々について、前記基準座標系における当該素線の前記第ｋ対応中心座標の軌跡を表す軌跡画像を生成するステップをさらに含む、請求項７または請求項８に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｘ線ＣＴ装置、方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特開２０２３－０７０２５０号公報は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置を開示する。この装置は、Ｘ線光源と、ステージとを備える。Ｘ線光源は、冷却容器内に含まれる試料に向けてＸ線を照射する。ステージは、試料載置面（支持面）を有し、その面上で冷却容器を支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０７０２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線ＣＴ装置は、対象物の複数の断面画像を生成することによって対象物の内部構造を解析するために用いられる。複数の断面画像の各々は、ステージなどの支持部材の支持面の法線方向に直交する平面における対象物の断面領域を表すように生成されることが基本である。
【０００５】
電線ケーブルなどの対象物は、実際の使用環境に依存してその長手方向において頻繁に湾曲し得る。よって、対象物が湾曲した状態でそれをＣＴスキャンにより観察することは、品質評価の観点から極めて重要である。しかしながら、対象物がその長手方向において湾曲している場合、複数の断面画像において対象物の断面領域の映り方（形状）が著しく変化することがある。その結果、対象物の内部構造を精度良く解析することができない可能性がある。
【０００６】
本開示は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、対象物がその長手方向において湾曲している場合であっても、対象物の内部構造の高精度な解析を可能とする、Ｘ線ＣＴ装置、方法、およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係るＸ線ＣＴ装置は、光源と、支持部材と、第１生成部と、判定部と、第２生成部とを備える。光源は、対象物にＸ線を照射する。支持部材は、対象物を支持するための支持面を有する。第１生成部は、各々が、支持面の法線ベクトルに直交する平面における対象物の断面領域を表す第１から第Ｎの画像（Ｎは２以上の自然数）を、対象物へのＸ線の照射結果に従って生成する。判定部は、第１から第Ｎの画像の断面領域の中心をそれぞれ示す第１から第Ｎの中心点を判定する。第２生成部は、第１から第Ｎの画像に従って第１から第Ｍ（Ｍは２以上の自然数）の断面画像を生成する。第１から第Ｍの断面画像は、それぞれ、第１から第Ｍの点を含む。第ｋの断面画像（１≦ｋ≦Ｍ）は、第ｋの点の近傍領域内の、第ｉの中心点から第ｊの中心点（１≦ｉ＜ｊ≦Ｎ）に向かう第ｋのベクトルに直交する第ｋの平面における対象物の断面領域を表す画像である。第１の点は、第１の画像に含まれており、第ｈ（２≦ｈ≦Ｍ）の点は、第ｈ－１の点から第ｈ－１のベクトルの方向において所定距離だけ離れている。
【０００８】
本開示の一態様に係る方法は、Ｘ線ＣＴ装置を用いて対象物の画像を生成するための方法である。Ｘ線ＣＴ装置は、光源と、支持部材とを含む。光源は、対象物にＸ線を照射する。支持部材は、対象物を支持するための支持面を有する。上記方法は、各々が、支持面の法線ベクトルに直交する平面における対象物の断面領域を表す第１から第Ｎの画像を、対象物へのＸ線の照射結果に従って生成するステップと、第１から第Ｎの画像の断面領域の中心をそれぞれ示す第１から第Ｎの中心点を判定するステップと、第１から第Ｎの画像に従って第１から第Ｍの断面画像を生成するステップとを含む。第１から第Ｍの断面画像は、それぞれ、第１から第Ｍの点を含む。第ｋの断面画像は、第ｋの点の近傍領域内の、第ｉの中心点から第ｊの中心点に向かう第ｋのベクトルに直交する第ｋの平面における対象物の断面領域を表す画像である。第１の点は、第１の画像に含まれている。第ｈの点は、第ｈ－１の点から第ｈ－１のベクトルの方向において所定距離だけ離れている。
【０００９】
本開示の一態様に係るプログラムは、上記の方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、対象物がその長手方向において湾曲している場合であっても、対象物の内部構造を高精度で解析することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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