放射線透視検査装置
【課題】自由に動かすことのできない被検体に対し、観察部分の拡大率と透視方向を自由に操作性よく設定して透視する。
【解決手段】Ｘ線管２を位置決めするロボット７と、ロボット７を制御する制御部９と、Ｘ線検出器５を位置決めするロボット８と、ロボット８を制御する制御部１０と、被検体１の着目点を基準とした被検体座標に基づいたＸ線焦点Ｆの位置と透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付けて、透視条件データを実現するためのロボット７の所定の姿勢、およびロボット８の所定の姿勢を計算し、それぞれ制御部９と制御部１０に送信するデータ処理部１１とより成り、被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更する放射線透視検査装置。
【解決手段】Ｘ線管２を位置決めするロボット７と、ロボット７を制御する制御部９と、Ｘ線検出器５を位置決めするロボット８と、ロボット８を制御する制御部１０と、被検体１の着目点を基準とした被検体座標に基づいたＸ線焦点Ｆの位置と透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付けて、透視条件データを実現するためのロボット７の所定の姿勢、およびロボット８の所定の姿勢を計算し、それぞれ制御部９と制御部１０に送信するデータ処理部１１とより成り、被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更する放射線透視検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過性の放射線を用いて被検体の内部状態を検査する放射線透視検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過性の放射線を用いて、被検体を連続して透視して観察することで、内部状態の過渡的変化を調査、あるいは研究することは、従来より行われている。観察対象としては、例えば、人工衛星や航空機等の材料の製造における溶融・凝固過程（特許文献１）、また、溶接現象（特許文献２）、乾留中の石炭充填層（特許文献３）、プリンターのインク等の流れ（特許文献４）、加熱時や通電時の電子デバイス、衝撃時の振舞い、破壊過程、生命現象等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３８０７３号公報
【特許文献２】特開平８−２０６８３３号公報
【特許文献３】特開２０００−１３１２４７号公報
【特許文献４】特開２００４−１７７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内部状態の過渡的変化の調査、研究は、近年、調査内容が多様化し、放射線透視検査装置への要求も高度化してきている。
【０００５】
この要求として、観察対象の任意の観察部分の拡大撮影や拡大率の変更、また、透視方向の自由な変更、等が求められている。
【０００６】
他方、観察対象は、その過渡的変化を乱さないようにするため、検査中に自由に姿勢を変えたり移動させたりできず、可能な動きは極めて制限されたものである。このため、観察部分や透視方向を変える場合、放射線源や放射線検出器を動かさねばならず、従来は、観察部分に光軸を合わせ、拡大率を合わせ、かつ、透視方向を所望の方向に合わせることが非常に困難であった。
【０００７】
本発明は、前記課題を鑑みてなされたもので、その目的は、自由に動かすことのできない被検体に対し、観察部分の拡大率と透視方向を自由に操作性よく設定して透視することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の問題を解決するために請求項１記載の発明は、位置決め手段で支持された被検体に対し放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した前記放射線を検出し、２次元の透過像として出力する放射線検出器と、前記透過像を取り込み記憶および表示を行う画像処理部とを有し、前記被検体の着目点を中心とする前記透過像を得る放射線透視検査装置において、前記放射線源を支持して動かし位置決めする第一のロボットと、前記第一のロボットを所定の姿勢に制御する第一の制御部と、前記放射線検出器を支持して動かし位置决めする第二のロボットと、前記第二のロボットを所定の姿勢に制御する第二の制御部と、前記着目点を基準とした被検体座標に基づいた前記放射線源の放射線焦点の位置と前記透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付けて、前記透視条件データを実現するための前記第一のロボットの所定の姿勢、および前記第二のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第一の制御部と前記第二の制御部に送信するデータ処理部とより成り、前記被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更することを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放射線透視検査装置において、前記被検体座標は極座標であることを要旨とする。
【００１０】
この構成で、自由に動かすことのできない被検体に対し、被検体座標に基づいた放射線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを入力するだけで、透視方向と拡大率を自由に操作性よく変更して透視できる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の放射線透視検査装置において、前記データ処理部は、さらに、前記着目点を示す着目点データを受け付けて前記着目点を変更することを要旨とする。
【００１２】
この構成で、さらに、被検体の観察部分を容易に変更できる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の放射線透視検査装置において、前記被検体に対し第二の放射線を放射する第二の放射線源と、前記被検体を透過した前記第二の放射線を検出し、２次元の第二の透過像として出力する第二の放射線検出器と、前記第二の放射線源を支持して動かし位置決めする第三のロボットと、前記第三のロボットを所定の姿勢に制御する第三の制御部と、前記第二の放射線検出器を支持して動かし位置決めする第四のロボットと、前記第四のロボットを所定の姿勢に制御する第四の制御部と、をさらに有し、前記データ処理部は、さらに、前記被検体座標に基づいた前記第二の放射線源の放射線焦点の位置と前記第二の透過像の拡大率とに関する第二の透視条件データを受け付けて、前記第二の透視条件データを実現するための前記第三のロボットの所定の姿勢、および前記第四のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第三の制御部と前記第四の制御部に送信し、前記画像処理部は、さらに、前記第二の透過像を取り込み記憶および表示を行うことを要旨とする。
【００１４】
この構成で、自由に動かすことのできない被検体に対し、被検体座標に基づいた放射線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを２組入力するだけで、透視方向と拡大率を自由に操作性よく変更して、着目点の２方向透視ができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の放射線透視検査装置において、前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像を立体視表示することを要旨とする。
【００１６】
この構成で、立体視表示で立体視ができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の放射線透視検査装置において、前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像から前記被検体の３次元解析を行なうことを要旨とする。
【００１８】
この構成で、２方向の透視の連続撮影から、被検体の特徴点の３次元空間での時間的追跡が可能で、被検体の変化の解析ができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の放射線透視検査装置において、前記データ処理部は前記透視条件データをグラフィック表示することを要旨とする。
【００２０】
この構成で、さらに視認性よく、透視方向と拡大率を変更できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、自由に動かすことのできない被検体に対し、被検体座標に基づいた放射線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを入力するだけで、観察部分の拡大率と透視方向を自由に操作性よく設定して透視できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図。
【図２】第一の実施の形態に係るロボット７（あるいは８）を示す概念図。
【図３】第一の実施形態の被検体１の着目点Ｐを基準とした被検体座標を表す鳥瞰図。
【図４】本発明の第二の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第一の実施形態の構成）
図１は本発明の第一の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図である。
【００２４】
放射線透視検査装置は、被検体１の内部状態の過渡的変化を透視して観察する装置であり、Ｘ線管（放射線源）２と、Ｘ線管２から放射されて検出されるＸ線ビーム（放射線）３の中に被検体１を位置決めする位置決め機構（位置決め手段）４と、被検体１を透過したＸ線ビーム３を検出し、透過像（透過データ）として出力するＸ線検出器（放射線検出器）５と、透過像を取り込み記憶および表示を行う画像処理部６と、Ｘ線管２を支持して動かし位置決めするロボット（第一のロボット）７、Ｘ線検出器５を支持して動かし位置決めするロボット（第二のロボット）８、ロボット７，８をそれぞれ所定の姿勢に制御する制御部（第一および第二の制御部）９，１０、および所定の姿勢を計算し制御部９，１０に送信するデータ処理部１１、より成る。
【００２５】
また、他の構成として、Ｘ線管２に高電圧を供給する高圧発生器や管電圧・管電流を制御するＸ線制御器、Ｘ線コリメータやＸ線遮蔽箱等を有するが、図１では省略している。
【００２６】
放射線光軸Ｌは、Ｘ線管２から放射されたビーム中の検出されるＸ線ビーム３の中央線と定義される。
【００２７】
Ｘ線管２としては、例えば、Ｘ線ビーム３の発散点であるＸ線焦点（放射線焦点）Ｆの大きさが１μｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管を用いる。
【００２８】
Ｘ線検出器５は、２次元の分解能でＸ線を検出するもので、例えば、Ｘ線像を可視光像に変換するＸ線ＩＩ（イメージインテンシファイア）と、この可視光像を撮影してデジタルデータとしての透過像を出力する撮像カメラ、及びＸ線ＩＩと撮像カメラを制御する検出器制御部、等より成る。また、Ｘ線検出器５は、フラットパネルディテクタ等であってもよい。
【００２９】
図２はロボット７（あるいは８）を示す概念図である。ロボット７，８は例えば６つの関節を持ち、６軸駆動される。ロボットの姿勢は６つの軸の回転位置（β１〜β６）で表される。なお、この６つの回転位置（β１〜β６）を姿勢、あるいは姿勢の信号と呼ぶことにする。
【００３０】
機構制御部９，１０はそれぞれデータ処理部１１から送信された姿勢（各軸の回転位置信号）に合致するようにロボット７，８の姿勢を制御する。
【００３１】
データ処理部１１は、例えば、通常のコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース、キーボードやマウスなどの入力部１１ａ、表示部１１ｂ、などを持つ。データ処理部１１は、プログラムに基づいてＣＰＵが実行する機能ブロックとしては、条件設定部１１ｃ、座標変換部１１ｄ等を持つ。
【００３２】
条件設定部１１ｃは、操作者が入力部１１ａから入力する、被検体１の着目点Ｐを基準とした所定の被検体座標に基づいたＸ線焦点Ｆの位置と透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付ける。
【００３３】
座標変換部１１ｄは、受け付けた透視条件データを実現するためのロボット７およびロボット８それぞれの姿勢を計算し、それぞれ制御部９，１０に送信する。
【００３４】
画像処理部６は、例えば、通常のコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース、キーボードやマウスなどの入力部６ａ、表示部６ｂ、などを持つ。画像処理部６は、ログラムに基づいて、ＣＰＵが透過像を取り込み、記憶および表示を行うほか、各種画像処理や解析、データの通信などを行う。
【００３５】
（第一の実施形態の作用）
図３を参照して、第一の実施の形態における作用を説明する。
【００３６】
図３は、被検体１の着目点Ｐを基準とした被検体座標を表す鳥瞰図である。ロボット７，８を基準としたロボット座標ｘ，ｙ，ｚは例えば、各ロボットの基準点Ｂ１，Ｂ２を結んだ中点を原点Ｏとしてｚ軸を垂直方向に取った直交座標として設定され、被検体１の着目点Ｐは座標（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）（着目点データ）で指定できる。
【００３７】
次に、被検体１の着目点Ｐを基準（原点）とした被検体座標を設定する。被検体座標としては、垂直方向を極軸ＡＸとした極座標（φ，θ，ｒ）を用いる。図３は、Ｘ線焦点Ｆが被検体座標での位置（φ，θ，ｒｆ）に位置決めされた状態を表している。ここで、点ＤはＸ線検出器５の検出面５ａの中央点を表し、点Ｄは、位置（φ−π，−θ，ｒｄ）に位置決めされる。すると、Ｘ線焦点Ｆと点Ｄを結んだ線である放射線光軸Ｌは点Ｐを通過し、放射線光軸Ｌの方向はφ，θで表され、着目点Ｐを被検体座標で透視方向φ，θで透視する状態となる。
【００３８】
この状態で、点Ｆと点Ｄの被検体座標は、それぞれ、（φ，θ，ｒｆ）と（φ−π，−θ，ｒｄ）である。ｒｆはＰとＦとの距離、ｒｄはＰとＤとの距離である。
【００３９】
透視検査に先立ち、先ず、操作者は被検体１を位置決め機構４により位置決めさせる。次に入力部１１ａ（キーボード等）より、着目点データ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）を数値入力すると共に、着目点に対する透視条件データ、すなわち、Ｘ線焦点Ｆの位置（φ，θ，ｒｆ）に関するデータ、および、透過像の拡大率に関するデータであるＦとＤとの距離ｆｄｄ（＝ｒｆ＋ｒｄ）とを数値入力する。条件設定部１１ｃは入力した透視条件データを受け付け、記憶する。
【００４０】
ここで、拡大率に関するデータとしては、ｆｄｄでなくてもよい。すなわち、ｒｆ，ｒｄ，ｆｄｄ，拡大率Ｍの間には、式、
Ｍ＝ｆｄｄ／ｒｆ＝（ｒｆ＋ｒｄ）／ｒｆ ………（１）
の関係があり、ｒｆ，ｆｄｄの入力は、ｒｆ，ｒｄ，ｆｄｄ，Ｍの内の任意の２つの値の入力で代用できる。すなわち、入力する透視条件データとしては、（φ，θ）および（ｒｆ，ｒｄ，ｆｄｄ，Ｍの内の任意の２つ）でよく、この入力から、座標変換部１１ｄは、式（１）の関係を用いて拡大率Ｍを確定すると共に、ｒｆとｒｄの両方を知ることができ、点Ｆと点Ｄの被検体座標での座標を確定することができる。
【００４１】
座標変換部１１ｄは、入力された透視条件データよりこの透視条件データを実現するためのロボット７，８の姿勢を計算する。これには、先ず、被検体座標で入力されたＸ線焦点Ｆの位置（φ，θ，ｒｆ）と距離ｆｄｄから、被検体座標での点Ｆと点Ｄの位置が分かり、次に、ロボット座標での点Ｆと点Ｄの位置を求めて、さらに、ロボット座標での点Ｆと点Ｄの位置からロボットの姿勢を計算する。
【００４２】
ロボット７の姿勢としては、Ｘ線焦点Ｆを、入力された位置にすると共に、Ｘ線管の放射軸ベクトル（放射範囲の中央ベクトル）ｓが点Ｄに向くような姿勢を計算する。
【００４３】
ロボット８の姿勢としては、検出面５ａの中央点Ｄを、計算された位置にすると共に、点Ｄでの検出面法線ベクトルｈが点Ｆに向き、かつ、点Ｄを通り透過像の上方向を示すベクトルｕの方向が垂直上方に最も近づく（このときｕは極軸ＡＸと点Ｄを通る平面内にある）姿勢を計算する。
【００４４】
次に、データ処理部１１は、計算されたロボット７，８の姿勢をそれぞれ制御部９，１０に送り、制御部９，１０は、それぞれロボット７，８の姿勢を制御し、それぞれＸ線管２とＸ線検出器５を位置決めし、透視条件データを実現させる。これにより、被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更できる。
【００４５】
透視条件が設定された後、Ｘ線管２からＸ線ビーム３を放射させ、被検体１を透過したＸ線ビーム３をＸ線検出器５で検出し、検出器５の出力する透過像を画像処理部６が取り込んで記憶すると共に、表示部６ｂに表示する。表示は、次々と検出して動画として表示することも、１枚を静止画として表示することもできる。また、透過像に対し、画像処理を施すこともできる。
【００４６】
（第一の実施形態の効果）
第一の実施形態によれば、自由に動かすことのできない被検体に対し、着目点を基準とした被検体座標に基づいたＸ線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを入力するだけで、透視する被検体の着目点が視野から外れずに、透視方向と拡大率のみを自由に操作性よく変更して着目点の透視ができる。
【００４７】
また、被検体座標を極座標とすることで、ｒｄやｆｄｄを一定にして透視方向を容易に
を保つことで機械的干渉が起こりにくく、また、ｆｄｄ（＝ｒｆ＋ｒｄ）を保つことで透過像の明るさを一定に保てるという効果がある。
【００４８】
また、着目点の座標を入力するだけで、透視方向と拡大率を変えずに、透視する被検体の着目点を自由に操作性よく変更できる。
【００４９】
（第一の実施形態の変形）
下記の変形例は組合せて適用することも可能である。
【００５０】
（変形例１）
第一の実施形態では、着目点データや透視条件データの入力はキーボード等で数字を打ち込んで数値入力しているが、入力画面上で設定値およびアップダウンボタンを表示させ、アップダウンボタンをマウスでクリックして設定値を変えてもよい（数値入力の変形）。
【００５１】
また、設定値は、棒グラフや円グラフでグラフィック表示してもよい。また、図３に示すような３次元的なグラフィック表示をしてもよい。
【００５２】
また、設定を、棒グラフや円グラフでグラフィック表示した上で、グラフをマウスでドラッグ＆ドロップして設定を変えるようにしてもよい（グラフィック入力）。ここで、設定を、図３に示すような３次元的なグラフィック表示とし、表示上の点や線をマウスでドラッグ＆ドロップして設定を変えるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、グラフィック表示と数値表示、また、グラフィック入力と数値入力とを併用してもよい。
【００５４】
これにより、さらに視認性よく透視方向と拡大率、また、着目点を変更できる。
【００５５】
（変形例２）
第一の実施形態では、被検体座標として垂直方向を極軸ＡＸとした極座標を設定したが、水平方向を極軸ＡＸとする極座標であっても良い。また極軸ＡＸを任意方向に向けてもよい。
【００５６】
また、被検体により、極座標の代わりに、円筒座標を用いることもできる。これは、円筒状の被検体、例えば管状体中の流れの透視などの場合に都合が良い。すなわち、この場合、点Ｆと点Ｄを、管状体に対し一定距離を保って動かすような設定が容易に行える。
【００５７】
（変形例３）
第一の実施形態では、ロボット座標として、各ロボットの基準点を結んだ中点を原点Ｏとして１つの直交座標を設定しているが、原点位置や軸の方向は自由に設定できる。
【００５８】
また、ロボット毎にロボット座標を設定しても良い。例えばロボット７の基準点を原点とした直交座標とロボット８の基準点を原点にした直交座標を、対応する軸が互いに平行になるように、それぞれ、ロボット座標として設定する。すなわち、例えば、図３のｘ，ｙ，ｚ座標をｙ方向にｄ／２ずらした座標と、ｙ方向に−ｄ／２ずらした座標とを設定する。この場合、着目点Ｐの指定は、予め定めたどちらかの座標で行えば良い。
【００５９】
また、ロボット座標は直交座標には限られない。たとえば、各ロボットごとに各ロボットの基準点を原点とする円筒座標や極座標を設定してもよい。
【００６０】
（変形例４）
第一の実施形態では、ベクトルｕの方向が垂直上方に最も近づくロボット８の姿勢を計算したが、ベクトルｕはこのような方向から、ベクトルｈを軸として任意角度γ回転した方向に設定できる。また、この角度γは操作者の指定で可変とすることができる。
【００６１】
（第二の実施形態の構成）
図４は本発明の第二の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図である。図４で、第一の実施形態と同じ構成は同じ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
第二の実施形態は第一の実施形態の構成にもう一組のＸ線管とＸ線検出器を追加し、それに応じて、画像処理部６とデータ処理部１１の処理内容を変えたものである。
【００６３】
詳細には、第二の実施形態の構成は、Ｘ線管（第二の放射線源）１２と、Ｘ線管１２から放射されて被検体１を透過したＸ線ビーム（第二の放射線）１３を検出し、透過像（第二の透過像）として出力するＸ線検出器（第二の放射線検出器）１５と、Ｘ線管１２を支持して動かし位置決めするロボット（第三のロボット）１７、Ｘ線検出器１５を支持して動かし位置決めするロボット（第四のロボット）１８、ロボット１７，１８をそれぞれ所定の姿勢に制御する制御部（第三および第四の制御部）１９，２０、が追加されている。ここで、Ｘ線管１２、Ｘ線検出器１５はそれぞれＸ線管２、Ｘ線検出器５と同等のもので、また、ロボット１７，１８と制御部１９，２０は、それぞれロボット７，８と制御部９，１０と同等のものである。
【００６４】
なお、他の追加構成として、Ｘ線管１２に高電圧を供給する高圧発生器や管電圧・管電流を制御するＸ線制御器、Ｘ線コリメータを有するが、図４では省略している。
【００６５】
第二の実施形態の画像処理部６’は、ハードウエアの構成は第一の実施形態の画像処理部６と同じであるが、放射線検出器１５の透過像（第二の透過像）も取り込み、処理内容は、２つ放射線検出器５，１５からの透過像を保存および表示するように変更されている。
【００６６】
また、第二の実施形態のデータ処理部１１’は、ハードウエアの構成は第一の実施形態のデータ処理部１１と同じであるが、制御部１９，２０にも接続され、処理内容は、ロボット７，８と同様にロボット１７，１８の姿勢も計算し、それぞれ制御部１９，２０に送信するように変更されている。すなわち、データ処理部１１’は２組のＸ線管とＸ線検出器に対し、それぞれ被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更するものである。
【００６７】
（第二の実施形態の作用）
第二の実施形態では、操作者は、着目点データ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）と着目点に対する（第一の）透視条件データφ，θ，ｒｆ，ｆｄｄとに加えて、２組目のＸ線管１２とＸ線検出器１５に係る同じ被検体座標での第二の透視条件データφ２，θ２，ｒｆ２，ｆｄｄ２を数値入力する。条件設定部１１’ｃはこれを受け付け、記憶する。
【００６８】
ここで、第一の実施形態と同様に、φ２，θ２，ｒｆ２は第二のＸ線焦点Ｆ２の位置であり、ｒｄｄ２は第二の拡大率に関するデータである。
【００６９】
なお、視差が水平方向のステレオ視をする場合は、φ２＝φ＋ステレオ角、θ２＝θ、ｒｆ２＝ｒｆ、ｆｄｄ２＝ｆｄｄとする。視差が垂直方向のステレオ視をする場合は、φ２＝φ、θ２＝θ＋ステレオ角、ｒｆ２＝ｒｆ、ｆｄｄ２＝ｆｄｄとする。直交２方向透視の場合は、上記でステレオ角＝９０°とする。
【００７０】
座標変換部１１’ｄは、第一の実施形態と同様に、入力された（第一の）透視条件データよりこの（第一の）透視条件データを実現するためのロボット７，８の姿勢を計算すると共に、同様に第二の透視条件データから第二の透視条件データを実現するためのロボット１７，１８の姿勢を計算する。
【００７１】
次に、データ処理部１１は計算された、ロボット７，８，１７，１８の姿勢をそれぞれ制御部９，１０，１９，２０に送り、制御部９，１０，１９，２０は、それぞれロボット７，８，１７，１８の姿勢を制御し、それぞれＸ線管２、Ｘ線検出器５、Ｘ線管１２、Ｘ線検出器１５を位置決めして入力された（第一の）透視条件データと第二の透視条件データを実現させる。これにより、被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更できる。
【００７２】
透視条件が設定された後、Ｘ線管２，１２からそれぞれＸ線ビーム３，１３を放射させ、被検体１の着目点Ｐを透過したＸ線ビーム３，１３をそれぞれＸ線検出器５，１５で検出し、検出器５の出力する第一の透過像および検出器１５の出力する第二の透過像を画像処理部６が取り込んで記憶すると共に、表示部６ｂにならべて表示するか、あるいは、ステレオ表示する。表示は、次々と検出して動画として表示することも、１枚を静止画として表示することもできる。
【００７３】
ステレオ表示は、公知のステレオ表示を採用できる。例えば、第一と第二の透過像を時分割で交互に同一画面に表示し、これを、同期して左右を交互に遮断させる液晶シャッタ付メガネを掛けて観ることで立体視が可能となる。または、例えば、（株）東芝製の裸眼３Ｄテレビ「グラスレス３Ｄレグザ（登録商標）」等を表示部６ｂに用いれば、メガネなしで立体視が可能となる。
【００７４】
（第二の実施形態の効果）
第二の実施形態によれば、自由に動かすことのできない被検体に対し、着目点を基準とした被検体座標に基づいたＸ線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを２組入力するだけで、透視する被検体の着目点が視野から外れずに、透視方向と拡大率のみを自由に操作性よく変更して着目点の２方向透視ができる。
【００７５】
また、２つの透過像の中心が互いにずれることがなく、また、ステレオ角を正確に容易に設定あるいは変更できる他、ステレオ視の視差方向の変更（水平／垂直／斜め）も容易である。
【００７６】
また、被検体座標を極座標とすることで、ｒｄやｆｄｄを一定にして透視方向を容易に
を保つことで機械的干渉が起こりにくく、また、ｆｄｄ（＝ｒｆ＋ｒｄ）を保つことで透過像の明るさを一定に保てるという効果がある。
【００７７】
また、着目点の座標を入力するだけで、透視方向と拡大率を変えずに、透視する被検体の着目点を自由に操作性よく変更できる。
【００７８】
（第二の実施形態の変形）
第二の実施形態の２組のＸ線源とＸ線検出器に対して、第一の実施形態の変形と同様の変形、また、それらの組合せが可能である。さらに、以下の変形も可能で、組合せも可能である。
【００７９】
（変形例５）
第二の実施形態で、２方向の透視の連続撮影から、被検体の特徴点の３次元空間での時間的追跡が可能で、被検体の変化の解析ができる。
【００８０】
これは、例えば、流体中の粒子の移動、衝撃を与えたときの内部の部品の歪、等の解析がある。
【００８１】
（変形例６）
第二の実施形態で、ステレオ視しない場合は、２つの透視条件データで拡大率が異なっていてもよい。これにより同じ部分の拡大率の異なる２つの透過像を同時に得ることができる。
【００８２】
また、２つのＸ線管２，１２を互いに異なる管電圧に設定して、同一部の異なる透過度の透過像を同時に得ることもできる。
【００８３】
（第一および第二の実施形態の変形）
さらに、以下の変形も可能で、組合せも可能である。
【００８４】
（変形例７）
第一および第二の実施形態では、着目点Ｐや透視条件を固定して透過像を動画表示させるが、着目点、透視方向、拡大率のどれか１つあるいは複数を、次々刻々と変化させながら動画表示させることもできる。
【００８５】
（変形例８）
第一および第二の実施形態で、Ｘ線検出器５，１５により、毎秒１００フレーム以上の高速で撮影（検出）し、撮影した透過像を記憶し、記憶した透過像を通常速度（毎秒３０フレーム）で再生表示させることで、スローモーション表示することができる。
【００８６】
（変形例９）
第一および第二の実施形態では、位置決め機構４により被検体１を静止位置決めしている。しかし、自由に動かすことのできない被検体ではあるが、場合により、制限された可能な動きを位置決め機構４により行わせることもできる。
【００８７】
例えば、溶接現象を連続透視する場合、特許文献２と同様に、溶接機の所定の溶接点を着目点Ｐに設定し、この固定した着目点Ｐに対し溶接対象片（被検体）を移動させながら溶接を実行しつつ、この溶接点を連続して透視することができる。
【００８８】
（変形例１０）
第一および第二の実施形態で、画像処理部６，６’の機能をデータ処理部１１，１１’で行うようにしてもよい（画像処理部とデータ処理部の統合）。
【００８９】
また、データ処理部１１，１１’の機能の内、「ロボット座標での点Ｆと点Ｄの位置からロボットの姿勢を計算する」機能を各制御部９，１０，１９，２０で行うようにしてもよいし、また、代わりに、「入力された着目点データと透視条件データよりロボットの姿勢を計算する」機能を各制御部９，１０，１９，２０で行うようにしてもよい。
【００９０】
また、各制御部（９，１０，１９，２０）の機能をデータ処理部（１１，１１’）で行うようにしてもよい（制御部とデータ処理部の統合）。
【００９１】
（変形例１１）
第一および第二の実施形態で、Ｘ線は透過性の放射線、例えば、γ線やマイクロ波でもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…被検体、２，１２…Ｘ線管、３，１３…Ｘ線ビーム、４…位置決め機構、５，１５…Ｘ線検出器、５ａ，１５ａ…検出面、６，６’…画像処理部、７，８，１７，１８…ロボット、９，１０，１９，２０…制御部、１１，１１’…データ処理部、６ａ，１１ａ…入力部、６ｂ，１１ｂ…表示部、Ｆ，Ｆ２…Ｘ線焦点、Ｌ，Ｌ２…放射線光軸、ＡＸ…極軸、Ｄ，Ｄ２…検出面の中央点
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過性の放射線を用いて被検体の内部状態を検査する放射線透視検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過性の放射線を用いて、被検体を連続して透視して観察することで、内部状態の過渡的変化を調査、あるいは研究することは、従来より行われている。観察対象としては、例えば、人工衛星や航空機等の材料の製造における溶融・凝固過程（特許文献１）、また、溶接現象（特許文献２）、乾留中の石炭充填層（特許文献３）、プリンターのインク等の流れ（特許文献４）、加熱時や通電時の電子デバイス、衝撃時の振舞い、破壊過程、生命現象等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３８０７３号公報
【特許文献２】特開平８−２０６８３３号公報
【特許文献３】特開２０００−１３１２４７号公報
【特許文献４】特開２００４−１７７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内部状態の過渡的変化の調査、研究は、近年、調査内容が多様化し、放射線透視検査装置への要求も高度化してきている。
【０００５】
この要求として、観察対象の任意の観察部分の拡大撮影や拡大率の変更、また、透視方向の自由な変更、等が求められている。
【０００６】
他方、観察対象は、その過渡的変化を乱さないようにするため、検査中に自由に姿勢を変えたり移動させたりできず、可能な動きは極めて制限されたものである。このため、観察部分や透視方向を変える場合、放射線源や放射線検出器を動かさねばならず、従来は、観察部分に光軸を合わせ、拡大率を合わせ、かつ、透視方向を所望の方向に合わせることが非常に困難であった。
【０００７】
本発明は、前記課題を鑑みてなされたもので、その目的は、自由に動かすことのできない被検体に対し、観察部分の拡大率と透視方向を自由に操作性よく設定して透視することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の問題を解決するために請求項１記載の発明は、位置決め手段で支持された被検体に対し放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した前記放射線を検出し、２次元の透過像として出力する放射線検出器と、前記透過像を取り込み記憶および表示を行う画像処理部とを有し、前記被検体の着目点を中心とする前記透過像を得る放射線透視検査装置において、前記放射線源を支持して動かし位置決めする第一のロボットと、前記第一のロボットを所定の姿勢に制御する第一の制御部と、前記放射線検出器を支持して動かし位置决めする第二のロボットと、前記第二のロボットを所定の姿勢に制御する第二の制御部と、前記着目点を基準とした被検体座標に基づいた前記放射線源の放射線焦点の位置と前記透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付けて、前記透視条件データを実現するための前記第一のロボットの所定の姿勢、および前記第二のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第一の制御部と前記第二の制御部に送信するデータ処理部とより成り、前記被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更することを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の放射線透視検査装置において、前記被検体座標は極座標であることを要旨とする。
【００１０】
この構成で、自由に動かすことのできない被検体に対し、被検体座標に基づいた放射線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを入力するだけで、透視方向と拡大率を自由に操作性よく変更して透視できる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の放射線透視検査装置において、前記データ処理部は、さらに、前記着目点を示す着目点データを受け付けて前記着目点を変更することを要旨とする。
【００１２】
この構成で、さらに、被検体の観察部分を容易に変更できる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の放射線透視検査装置において、前記被検体に対し第二の放射線を放射する第二の放射線源と、前記被検体を透過した前記第二の放射線を検出し、２次元の第二の透過像として出力する第二の放射線検出器と、前記第二の放射線源を支持して動かし位置決めする第三のロボットと、前記第三のロボットを所定の姿勢に制御する第三の制御部と、前記第二の放射線検出器を支持して動かし位置決めする第四のロボットと、前記第四のロボットを所定の姿勢に制御する第四の制御部と、をさらに有し、前記データ処理部は、さらに、前記被検体座標に基づいた前記第二の放射線源の放射線焦点の位置と前記第二の透過像の拡大率とに関する第二の透視条件データを受け付けて、前記第二の透視条件データを実現するための前記第三のロボットの所定の姿勢、および前記第四のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第三の制御部と前記第四の制御部に送信し、前記画像処理部は、さらに、前記第二の透過像を取り込み記憶および表示を行うことを要旨とする。
【００１４】
この構成で、自由に動かすことのできない被検体に対し、被検体座標に基づいた放射線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを２組入力するだけで、透視方向と拡大率を自由に操作性よく変更して、着目点の２方向透視ができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の放射線透視検査装置において、前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像を立体視表示することを要旨とする。
【００１６】
この構成で、立体視表示で立体視ができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の放射線透視検査装置において、前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像から前記被検体の３次元解析を行なうことを要旨とする。
【００１８】
この構成で、２方向の透視の連続撮影から、被検体の特徴点の３次元空間での時間的追跡が可能で、被検体の変化の解析ができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の放射線透視検査装置において、前記データ処理部は前記透視条件データをグラフィック表示することを要旨とする。
【００２０】
この構成で、さらに視認性よく、透視方向と拡大率を変更できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、自由に動かすことのできない被検体に対し、被検体座標に基づいた放射線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを入力するだけで、観察部分の拡大率と透視方向を自由に操作性よく設定して透視できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図。
【図２】第一の実施の形態に係るロボット７（あるいは８）を示す概念図。
【図３】第一の実施形態の被検体１の着目点Ｐを基準とした被検体座標を表す鳥瞰図。
【図４】本発明の第二の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第一の実施形態の構成）
図１は本発明の第一の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図である。
【００２４】
放射線透視検査装置は、被検体１の内部状態の過渡的変化を透視して観察する装置であり、Ｘ線管（放射線源）２と、Ｘ線管２から放射されて検出されるＸ線ビーム（放射線）３の中に被検体１を位置決めする位置決め機構（位置決め手段）４と、被検体１を透過したＸ線ビーム３を検出し、透過像（透過データ）として出力するＸ線検出器（放射線検出器）５と、透過像を取り込み記憶および表示を行う画像処理部６と、Ｘ線管２を支持して動かし位置決めするロボット（第一のロボット）７、Ｘ線検出器５を支持して動かし位置決めするロボット（第二のロボット）８、ロボット７，８をそれぞれ所定の姿勢に制御する制御部（第一および第二の制御部）９，１０、および所定の姿勢を計算し制御部９，１０に送信するデータ処理部１１、より成る。
【００２５】
また、他の構成として、Ｘ線管２に高電圧を供給する高圧発生器や管電圧・管電流を制御するＸ線制御器、Ｘ線コリメータやＸ線遮蔽箱等を有するが、図１では省略している。
【００２６】
放射線光軸Ｌは、Ｘ線管２から放射されたビーム中の検出されるＸ線ビーム３の中央線と定義される。
【００２７】
Ｘ線管２としては、例えば、Ｘ線ビーム３の発散点であるＸ線焦点（放射線焦点）Ｆの大きさが１μｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管を用いる。
【００２８】
Ｘ線検出器５は、２次元の分解能でＸ線を検出するもので、例えば、Ｘ線像を可視光像に変換するＸ線ＩＩ（イメージインテンシファイア）と、この可視光像を撮影してデジタルデータとしての透過像を出力する撮像カメラ、及びＸ線ＩＩと撮像カメラを制御する検出器制御部、等より成る。また、Ｘ線検出器５は、フラットパネルディテクタ等であってもよい。
【００２９】
図２はロボット７（あるいは８）を示す概念図である。ロボット７，８は例えば６つの関節を持ち、６軸駆動される。ロボットの姿勢は６つの軸の回転位置（β１〜β６）で表される。なお、この６つの回転位置（β１〜β６）を姿勢、あるいは姿勢の信号と呼ぶことにする。
【００３０】
機構制御部９，１０はそれぞれデータ処理部１１から送信された姿勢（各軸の回転位置信号）に合致するようにロボット７，８の姿勢を制御する。
【００３１】
データ処理部１１は、例えば、通常のコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース、キーボードやマウスなどの入力部１１ａ、表示部１１ｂ、などを持つ。データ処理部１１は、プログラムに基づいてＣＰＵが実行する機能ブロックとしては、条件設定部１１ｃ、座標変換部１１ｄ等を持つ。
【００３２】
条件設定部１１ｃは、操作者が入力部１１ａから入力する、被検体１の着目点Ｐを基準とした所定の被検体座標に基づいたＸ線焦点Ｆの位置と透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付ける。
【００３３】
座標変換部１１ｄは、受け付けた透視条件データを実現するためのロボット７およびロボット８それぞれの姿勢を計算し、それぞれ制御部９，１０に送信する。
【００３４】
画像処理部６は、例えば、通常のコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース、キーボードやマウスなどの入力部６ａ、表示部６ｂ、などを持つ。画像処理部６は、ログラムに基づいて、ＣＰＵが透過像を取り込み、記憶および表示を行うほか、各種画像処理や解析、データの通信などを行う。
【００３５】
（第一の実施形態の作用）
図３を参照して、第一の実施の形態における作用を説明する。
【００３６】
図３は、被検体１の着目点Ｐを基準とした被検体座標を表す鳥瞰図である。ロボット７，８を基準としたロボット座標ｘ，ｙ，ｚは例えば、各ロボットの基準点Ｂ１，Ｂ２を結んだ中点を原点Ｏとしてｚ軸を垂直方向に取った直交座標として設定され、被検体１の着目点Ｐは座標（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）（着目点データ）で指定できる。
【００３７】
次に、被検体１の着目点Ｐを基準（原点）とした被検体座標を設定する。被検体座標としては、垂直方向を極軸ＡＸとした極座標（φ，θ，ｒ）を用いる。図３は、Ｘ線焦点Ｆが被検体座標での位置（φ，θ，ｒｆ）に位置決めされた状態を表している。ここで、点ＤはＸ線検出器５の検出面５ａの中央点を表し、点Ｄは、位置（φ−π，−θ，ｒｄ）に位置決めされる。すると、Ｘ線焦点Ｆと点Ｄを結んだ線である放射線光軸Ｌは点Ｐを通過し、放射線光軸Ｌの方向はφ，θで表され、着目点Ｐを被検体座標で透視方向φ，θで透視する状態となる。
【００３８】
この状態で、点Ｆと点Ｄの被検体座標は、それぞれ、（φ，θ，ｒｆ）と（φ−π，−θ，ｒｄ）である。ｒｆはＰとＦとの距離、ｒｄはＰとＤとの距離である。
【００３９】
透視検査に先立ち、先ず、操作者は被検体１を位置決め機構４により位置決めさせる。次に入力部１１ａ（キーボード等）より、着目点データ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）を数値入力すると共に、着目点に対する透視条件データ、すなわち、Ｘ線焦点Ｆの位置（φ，θ，ｒｆ）に関するデータ、および、透過像の拡大率に関するデータであるＦとＤとの距離ｆｄｄ（＝ｒｆ＋ｒｄ）とを数値入力する。条件設定部１１ｃは入力した透視条件データを受け付け、記憶する。
【００４０】
ここで、拡大率に関するデータとしては、ｆｄｄでなくてもよい。すなわち、ｒｆ，ｒｄ，ｆｄｄ，拡大率Ｍの間には、式、
Ｍ＝ｆｄｄ／ｒｆ＝（ｒｆ＋ｒｄ）／ｒｆ ………（１）
の関係があり、ｒｆ，ｆｄｄの入力は、ｒｆ，ｒｄ，ｆｄｄ，Ｍの内の任意の２つの値の入力で代用できる。すなわち、入力する透視条件データとしては、（φ，θ）および（ｒｆ，ｒｄ，ｆｄｄ，Ｍの内の任意の２つ）でよく、この入力から、座標変換部１１ｄは、式（１）の関係を用いて拡大率Ｍを確定すると共に、ｒｆとｒｄの両方を知ることができ、点Ｆと点Ｄの被検体座標での座標を確定することができる。
【００４１】
座標変換部１１ｄは、入力された透視条件データよりこの透視条件データを実現するためのロボット７，８の姿勢を計算する。これには、先ず、被検体座標で入力されたＸ線焦点Ｆの位置（φ，θ，ｒｆ）と距離ｆｄｄから、被検体座標での点Ｆと点Ｄの位置が分かり、次に、ロボット座標での点Ｆと点Ｄの位置を求めて、さらに、ロボット座標での点Ｆと点Ｄの位置からロボットの姿勢を計算する。
【００４２】
ロボット７の姿勢としては、Ｘ線焦点Ｆを、入力された位置にすると共に、Ｘ線管の放射軸ベクトル（放射範囲の中央ベクトル）ｓが点Ｄに向くような姿勢を計算する。
【００４３】
ロボット８の姿勢としては、検出面５ａの中央点Ｄを、計算された位置にすると共に、点Ｄでの検出面法線ベクトルｈが点Ｆに向き、かつ、点Ｄを通り透過像の上方向を示すベクトルｕの方向が垂直上方に最も近づく（このときｕは極軸ＡＸと点Ｄを通る平面内にある）姿勢を計算する。
【００４４】
次に、データ処理部１１は、計算されたロボット７，８の姿勢をそれぞれ制御部９，１０に送り、制御部９，１０は、それぞれロボット７，８の姿勢を制御し、それぞれＸ線管２とＸ線検出器５を位置決めし、透視条件データを実現させる。これにより、被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更できる。
【００４５】
透視条件が設定された後、Ｘ線管２からＸ線ビーム３を放射させ、被検体１を透過したＸ線ビーム３をＸ線検出器５で検出し、検出器５の出力する透過像を画像処理部６が取り込んで記憶すると共に、表示部６ｂに表示する。表示は、次々と検出して動画として表示することも、１枚を静止画として表示することもできる。また、透過像に対し、画像処理を施すこともできる。
【００４６】
（第一の実施形態の効果）
第一の実施形態によれば、自由に動かすことのできない被検体に対し、着目点を基準とした被検体座標に基づいたＸ線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを入力するだけで、透視する被検体の着目点が視野から外れずに、透視方向と拡大率のみを自由に操作性よく変更して着目点の透視ができる。
【００４７】
また、被検体座標を極座標とすることで、ｒｄやｆｄｄを一定にして透視方向を容易に
を保つことで機械的干渉が起こりにくく、また、ｆｄｄ（＝ｒｆ＋ｒｄ）を保つことで透過像の明るさを一定に保てるという効果がある。
【００４８】
また、着目点の座標を入力するだけで、透視方向と拡大率を変えずに、透視する被検体の着目点を自由に操作性よく変更できる。
【００４９】
（第一の実施形態の変形）
下記の変形例は組合せて適用することも可能である。
【００５０】
（変形例１）
第一の実施形態では、着目点データや透視条件データの入力はキーボード等で数字を打ち込んで数値入力しているが、入力画面上で設定値およびアップダウンボタンを表示させ、アップダウンボタンをマウスでクリックして設定値を変えてもよい（数値入力の変形）。
【００５１】
また、設定値は、棒グラフや円グラフでグラフィック表示してもよい。また、図３に示すような３次元的なグラフィック表示をしてもよい。
【００５２】
また、設定を、棒グラフや円グラフでグラフィック表示した上で、グラフをマウスでドラッグ＆ドロップして設定を変えるようにしてもよい（グラフィック入力）。ここで、設定を、図３に示すような３次元的なグラフィック表示とし、表示上の点や線をマウスでドラッグ＆ドロップして設定を変えるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、グラフィック表示と数値表示、また、グラフィック入力と数値入力とを併用してもよい。
【００５４】
これにより、さらに視認性よく透視方向と拡大率、また、着目点を変更できる。
【００５５】
（変形例２）
第一の実施形態では、被検体座標として垂直方向を極軸ＡＸとした極座標を設定したが、水平方向を極軸ＡＸとする極座標であっても良い。また極軸ＡＸを任意方向に向けてもよい。
【００５６】
また、被検体により、極座標の代わりに、円筒座標を用いることもできる。これは、円筒状の被検体、例えば管状体中の流れの透視などの場合に都合が良い。すなわち、この場合、点Ｆと点Ｄを、管状体に対し一定距離を保って動かすような設定が容易に行える。
【００５７】
（変形例３）
第一の実施形態では、ロボット座標として、各ロボットの基準点を結んだ中点を原点Ｏとして１つの直交座標を設定しているが、原点位置や軸の方向は自由に設定できる。
【００５８】
また、ロボット毎にロボット座標を設定しても良い。例えばロボット７の基準点を原点とした直交座標とロボット８の基準点を原点にした直交座標を、対応する軸が互いに平行になるように、それぞれ、ロボット座標として設定する。すなわち、例えば、図３のｘ，ｙ，ｚ座標をｙ方向にｄ／２ずらした座標と、ｙ方向に−ｄ／２ずらした座標とを設定する。この場合、着目点Ｐの指定は、予め定めたどちらかの座標で行えば良い。
【００５９】
また、ロボット座標は直交座標には限られない。たとえば、各ロボットごとに各ロボットの基準点を原点とする円筒座標や極座標を設定してもよい。
【００６０】
（変形例４）
第一の実施形態では、ベクトルｕの方向が垂直上方に最も近づくロボット８の姿勢を計算したが、ベクトルｕはこのような方向から、ベクトルｈを軸として任意角度γ回転した方向に設定できる。また、この角度γは操作者の指定で可変とすることができる。
【００６１】
（第二の実施形態の構成）
図４は本発明の第二の実施の形態の放射線透視検査装置の構成図である。図４で、第一の実施形態と同じ構成は同じ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
第二の実施形態は第一の実施形態の構成にもう一組のＸ線管とＸ線検出器を追加し、それに応じて、画像処理部６とデータ処理部１１の処理内容を変えたものである。
【００６３】
詳細には、第二の実施形態の構成は、Ｘ線管（第二の放射線源）１２と、Ｘ線管１２から放射されて被検体１を透過したＸ線ビーム（第二の放射線）１３を検出し、透過像（第二の透過像）として出力するＸ線検出器（第二の放射線検出器）１５と、Ｘ線管１２を支持して動かし位置決めするロボット（第三のロボット）１７、Ｘ線検出器１５を支持して動かし位置決めするロボット（第四のロボット）１８、ロボット１７，１８をそれぞれ所定の姿勢に制御する制御部（第三および第四の制御部）１９，２０、が追加されている。ここで、Ｘ線管１２、Ｘ線検出器１５はそれぞれＸ線管２、Ｘ線検出器５と同等のもので、また、ロボット１７，１８と制御部１９，２０は、それぞれロボット７，８と制御部９，１０と同等のものである。
【００６４】
なお、他の追加構成として、Ｘ線管１２に高電圧を供給する高圧発生器や管電圧・管電流を制御するＸ線制御器、Ｘ線コリメータを有するが、図４では省略している。
【００６５】
第二の実施形態の画像処理部６’は、ハードウエアの構成は第一の実施形態の画像処理部６と同じであるが、放射線検出器１５の透過像（第二の透過像）も取り込み、処理内容は、２つ放射線検出器５，１５からの透過像を保存および表示するように変更されている。
【００６６】
また、第二の実施形態のデータ処理部１１’は、ハードウエアの構成は第一の実施形態のデータ処理部１１と同じであるが、制御部１９，２０にも接続され、処理内容は、ロボット７，８と同様にロボット１７，１８の姿勢も計算し、それぞれ制御部１９，２０に送信するように変更されている。すなわち、データ処理部１１’は２組のＸ線管とＸ線検出器に対し、それぞれ被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更するものである。
【００６７】
（第二の実施形態の作用）
第二の実施形態では、操作者は、着目点データ（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）と着目点に対する（第一の）透視条件データφ，θ，ｒｆ，ｆｄｄとに加えて、２組目のＸ線管１２とＸ線検出器１５に係る同じ被検体座標での第二の透視条件データφ２，θ２，ｒｆ２，ｆｄｄ２を数値入力する。条件設定部１１’ｃはこれを受け付け、記憶する。
【００６８】
ここで、第一の実施形態と同様に、φ２，θ２，ｒｆ２は第二のＸ線焦点Ｆ２の位置であり、ｒｄｄ２は第二の拡大率に関するデータである。
【００６９】
なお、視差が水平方向のステレオ視をする場合は、φ２＝φ＋ステレオ角、θ２＝θ、ｒｆ２＝ｒｆ、ｆｄｄ２＝ｆｄｄとする。視差が垂直方向のステレオ視をする場合は、φ２＝φ、θ２＝θ＋ステレオ角、ｒｆ２＝ｒｆ、ｆｄｄ２＝ｆｄｄとする。直交２方向透視の場合は、上記でステレオ角＝９０°とする。
【００７０】
座標変換部１１’ｄは、第一の実施形態と同様に、入力された（第一の）透視条件データよりこの（第一の）透視条件データを実現するためのロボット７，８の姿勢を計算すると共に、同様に第二の透視条件データから第二の透視条件データを実現するためのロボット１７，１８の姿勢を計算する。
【００７１】
次に、データ処理部１１は計算された、ロボット７，８，１７，１８の姿勢をそれぞれ制御部９，１０，１９，２０に送り、制御部９，１０，１９，２０は、それぞれロボット７，８，１７，１８の姿勢を制御し、それぞれＸ線管２、Ｘ線検出器５、Ｘ線管１２、Ｘ線検出器１５を位置決めして入力された（第一の）透視条件データと第二の透視条件データを実現させる。これにより、被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更できる。
【００７２】
透視条件が設定された後、Ｘ線管２，１２からそれぞれＸ線ビーム３，１３を放射させ、被検体１の着目点Ｐを透過したＸ線ビーム３，１３をそれぞれＸ線検出器５，１５で検出し、検出器５の出力する第一の透過像および検出器１５の出力する第二の透過像を画像処理部６が取り込んで記憶すると共に、表示部６ｂにならべて表示するか、あるいは、ステレオ表示する。表示は、次々と検出して動画として表示することも、１枚を静止画として表示することもできる。
【００７３】
ステレオ表示は、公知のステレオ表示を採用できる。例えば、第一と第二の透過像を時分割で交互に同一画面に表示し、これを、同期して左右を交互に遮断させる液晶シャッタ付メガネを掛けて観ることで立体視が可能となる。または、例えば、（株）東芝製の裸眼３Ｄテレビ「グラスレス３Ｄレグザ（登録商標）」等を表示部６ｂに用いれば、メガネなしで立体視が可能となる。
【００７４】
（第二の実施形態の効果）
第二の実施形態によれば、自由に動かすことのできない被検体に対し、着目点を基準とした被検体座標に基づいたＸ線焦点の位置と拡大率とに関する透視条件データを２組入力するだけで、透視する被検体の着目点が視野から外れずに、透視方向と拡大率のみを自由に操作性よく変更して着目点の２方向透視ができる。
【００７５】
また、２つの透過像の中心が互いにずれることがなく、また、ステレオ角を正確に容易に設定あるいは変更できる他、ステレオ視の視差方向の変更（水平／垂直／斜め）も容易である。
【００７６】
また、被検体座標を極座標とすることで、ｒｄやｆｄｄを一定にして透視方向を容易に
を保つことで機械的干渉が起こりにくく、また、ｆｄｄ（＝ｒｆ＋ｒｄ）を保つことで透過像の明るさを一定に保てるという効果がある。
【００７７】
また、着目点の座標を入力するだけで、透視方向と拡大率を変えずに、透視する被検体の着目点を自由に操作性よく変更できる。
【００７８】
（第二の実施形態の変形）
第二の実施形態の２組のＸ線源とＸ線検出器に対して、第一の実施形態の変形と同様の変形、また、それらの組合せが可能である。さらに、以下の変形も可能で、組合せも可能である。
【００７９】
（変形例５）
第二の実施形態で、２方向の透視の連続撮影から、被検体の特徴点の３次元空間での時間的追跡が可能で、被検体の変化の解析ができる。
【００８０】
これは、例えば、流体中の粒子の移動、衝撃を与えたときの内部の部品の歪、等の解析がある。
【００８１】
（変形例６）
第二の実施形態で、ステレオ視しない場合は、２つの透視条件データで拡大率が異なっていてもよい。これにより同じ部分の拡大率の異なる２つの透過像を同時に得ることができる。
【００８２】
また、２つのＸ線管２，１２を互いに異なる管電圧に設定して、同一部の異なる透過度の透過像を同時に得ることもできる。
【００８３】
（第一および第二の実施形態の変形）
さらに、以下の変形も可能で、組合せも可能である。
【００８４】
（変形例７）
第一および第二の実施形態では、着目点Ｐや透視条件を固定して透過像を動画表示させるが、着目点、透視方向、拡大率のどれか１つあるいは複数を、次々刻々と変化させながら動画表示させることもできる。
【００８５】
（変形例８）
第一および第二の実施形態で、Ｘ線検出器５，１５により、毎秒１００フレーム以上の高速で撮影（検出）し、撮影した透過像を記憶し、記憶した透過像を通常速度（毎秒３０フレーム）で再生表示させることで、スローモーション表示することができる。
【００８６】
（変形例９）
第一および第二の実施形態では、位置決め機構４により被検体１を静止位置決めしている。しかし、自由に動かすことのできない被検体ではあるが、場合により、制限された可能な動きを位置決め機構４により行わせることもできる。
【００８７】
例えば、溶接現象を連続透視する場合、特許文献２と同様に、溶接機の所定の溶接点を着目点Ｐに設定し、この固定した着目点Ｐに対し溶接対象片（被検体）を移動させながら溶接を実行しつつ、この溶接点を連続して透視することができる。
【００８８】
（変形例１０）
第一および第二の実施形態で、画像処理部６，６’の機能をデータ処理部１１，１１’で行うようにしてもよい（画像処理部とデータ処理部の統合）。
【００８９】
また、データ処理部１１，１１’の機能の内、「ロボット座標での点Ｆと点Ｄの位置からロボットの姿勢を計算する」機能を各制御部９，１０，１９，２０で行うようにしてもよいし、また、代わりに、「入力された着目点データと透視条件データよりロボットの姿勢を計算する」機能を各制御部９，１０，１９，２０で行うようにしてもよい。
【００９０】
また、各制御部（９，１０，１９，２０）の機能をデータ処理部（１１，１１’）で行うようにしてもよい（制御部とデータ処理部の統合）。
【００９１】
（変形例１１）
第一および第二の実施形態で、Ｘ線は透過性の放射線、例えば、γ線やマイクロ波でもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…被検体、２，１２…Ｘ線管、３，１３…Ｘ線ビーム、４…位置決め機構、５，１５…Ｘ線検出器、５ａ，１５ａ…検出面、６，６’…画像処理部、７，８，１７，１８…ロボット、９，１０，１９，２０…制御部、１１，１１’…データ処理部、６ａ，１１ａ…入力部、６ｂ，１１ｂ…表示部、Ｆ，Ｆ２…Ｘ線焦点、Ｌ，Ｌ２…放射線光軸、ＡＸ…極軸、Ｄ，Ｄ２…検出面の中央点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め手段で支持された被検体に対し放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した前記放射線を検出し、２次元の透過像として出力する放射線検出器と、前記透過像を取り込み記憶および表示を行う画像処理部とを有し、前記被検体の着目点を中心とする前記透過像を得る放射線透視検査装置において、
前記放射線源を支持して動かし位置決めする第一のロボットを、前記第一のロボットを所定の姿勢に制御する第一の制御部と、
前記放射線検出器を支持して動かし位置決めする第二のロボットと、前記第二のロボットを所定の姿勢に制御する第二の制御部と、
前記着目点を基準とした被検体座標に基づいた前記放射線源の放射線焦点の位置と前記透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付けて、前記透視条件データを実現するための前記第一のロボットの所定の姿勢、および前記第二のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第一の制御部と前記第二の制御部に送信するデータ処理部とより成り、
前記被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更することを特徴とする放射線透視検査装置。
【請求項２】
前記被検体座標は極座標である請求項１に記載の放射線透視検査装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、さらに、前記着目点を示す着目点データを受け付けて前記着目点を変更する請求項１または２に記載の放射線透視検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放射線透視検査装置において、
前記被検体に対し第二の放射線を放射する第二の放射線源と、前記被検体を透過した前記第二の放射線を検出し、２次元の第二の透過像として出力する第二の放射線検出器と、
前記第二の放射線源を支持して動かし位置決めする第三のロボットと、前記第三のロボットを所定の姿勢に制御する第三の制御部と、
前記第二の放射線検出器を支持して動かし位置決めする第四のロボットと、前記第四のロボットを所定の姿勢に制御する第四の制御部と、をさらに有し、
前記データ処理部は、さらに、前記被検体座標に基づいた前記第二の放射線源の放射線焦点の位置と前記第二の透過像の拡大率とに関する第二の透視条件データを受け付けて、前記第二の透視条件データを実現するための前記第三のロボットの所定の姿勢、および前記第四のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第三の制御部と前記第四の制御部に送信し、
前記画像処理部は、さらに、前記第二の透過像を取り込み記憶および表示を行う放射線透視検査装置。
【請求項５】
前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像を立体視表示する請求項４に記載の放射線透視検査装置。
【請求項６】
前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像から前記被検体の３次元解析を行なう請求項４に記載の放射線透視検査装置。
【請求項７】
前記データ処理部は前記透視条件データをグラフィック表示する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の放射線透視検査装置。
【請求項１】
位置決め手段で支持された被検体に対し放射線を放射する放射線源と、前記被検体を透過した前記放射線を検出し、２次元の透過像として出力する放射線検出器と、前記透過像を取り込み記憶および表示を行う画像処理部とを有し、前記被検体の着目点を中心とする前記透過像を得る放射線透視検査装置において、
前記放射線源を支持して動かし位置決めする第一のロボットを、前記第一のロボットを所定の姿勢に制御する第一の制御部と、
前記放射線検出器を支持して動かし位置決めする第二のロボットと、前記第二のロボットを所定の姿勢に制御する第二の制御部と、
前記着目点を基準とした被検体座標に基づいた前記放射線源の放射線焦点の位置と前記透過像の拡大率とに関する透視条件データを受け付けて、前記透視条件データを実現するための前記第一のロボットの所定の姿勢、および前記第二のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第一の制御部と前記第二の制御部に送信するデータ処理部とより成り、
前記被検体座標に基づいて透視方向と拡大率を変更することを特徴とする放射線透視検査装置。
【請求項２】
前記被検体座標は極座標である請求項１に記載の放射線透視検査装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、さらに、前記着目点を示す着目点データを受け付けて前記着目点を変更する請求項１または２に記載の放射線透視検査装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放射線透視検査装置において、
前記被検体に対し第二の放射線を放射する第二の放射線源と、前記被検体を透過した前記第二の放射線を検出し、２次元の第二の透過像として出力する第二の放射線検出器と、
前記第二の放射線源を支持して動かし位置決めする第三のロボットと、前記第三のロボットを所定の姿勢に制御する第三の制御部と、
前記第二の放射線検出器を支持して動かし位置決めする第四のロボットと、前記第四のロボットを所定の姿勢に制御する第四の制御部と、をさらに有し、
前記データ処理部は、さらに、前記被検体座標に基づいた前記第二の放射線源の放射線焦点の位置と前記第二の透過像の拡大率とに関する第二の透視条件データを受け付けて、前記第二の透視条件データを実現するための前記第三のロボットの所定の姿勢、および前記第四のロボットの所定の姿勢を計算し、それぞれ前記第三の制御部と前記第四の制御部に送信し、
前記画像処理部は、さらに、前記第二の透過像を取り込み記憶および表示を行う放射線透視検査装置。
【請求項５】
前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像を立体視表示する請求項４に記載の放射線透視検査装置。
【請求項６】
前記画像処理部は前記透過像および前記第二の透過像から前記被検体の３次元解析を行なう請求項４に記載の放射線透視検査装置。
【請求項７】
前記データ処理部は前記透視条件データをグラフィック表示する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の放射線透視検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１８９５６０（Ｐ２０１２−１８９５６０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６８７７３（Ｐ２０１１−６８７７３）
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（３９１０１７５４０）東芝ＩＴコントロールシステム株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月９日（２０１１．３．９）
【出願人】（３９１０１７５４０）東芝ＩＴコントロールシステム株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]