Ｘ線画像表示装置

【課題】簡易かつ高速にＸ線立体画像表示を可能にして被検査物の欠陥や異物を容易に発見できるようにする。
【解決手段】通過する被検査物Ｍに対して直交する平面内でＸ線光源３１から拡散して被検査物Ｍを横断する帯状のＸ線を照射するＸ線発生器３と、被検査物Ｍを透過したＸ線を入光させて、被検査物Ｍの通過に伴って当該被検査物Ｍの透過二次元画像を得るラインセンサ４およびインターフェース回路５４と、透過二次元画像の各部分につき、当該各部分をその位置情報に基づいて二次元平面上に配置するとともに、上記各部分における透過光量に応じた高さを上記二次元平面に直交する軸方向にとって透過三次元画像を得るパソコン５とを備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線画像表示装置に関し、特に、製品の内部欠陥等の発見が容易なＸ線画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には加熱処理前後における鋳造品の鋳巣の形状変化を検査するための鋳造内部欠陥検査支援装置（Ｘ線画像表示装置）が示されており、ここでは、Ｘ線ＣＴスキャナで多数の断層画像群を撮影して、これら断層画像群より、鋳巣を生じた鋳造品のポリゴン表現によるＸ線透過三次元形状モデルを得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６５０２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、Ｘ線ＣＴスキャン装置を使用する上記従来のＸ線画像表示装置では、装置が大掛かりで高価であるとともに、ポリゴン表現によるＸ線透過三次元形状モデルを得るためのデータ処理も煩雑であるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、煩雑なデータ処理や大掛かりな装置を必要とすることなく、簡易かつ高速にＸ線立体画像表示を可能にして被検査物の欠陥や異物を容易に発見できるようにしたＸ線画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、被検査物（Ｍ）に対してＸ線を照射するＸ線照射手段（３）と、被検査物（Ｍ）を透過したＸ線を入光させて被検査物（Ｍ）の透過二次元画像を得、透過二次元画像上の各部分について当該各部分の透過光量に応じた大きさの出力信号を生成するＸ線受光手段（４，５４）と、透過二次元画像の前記各部分につき、当該各部分をその位置情報に基づいて二次元平面上に配置するとともに、前記各部分における出力信号の大きさに応じた高さを前記二次元平面に直交する軸方向にとって透過三次元画像を得る画像生成手段（５）とを備えている。
【０００７】
本第１発明においては、透過二次元画像の各部分をその位置情報に基づいて二次元平面上に配置するとともに、各部分における出力信号の大きさに応じた高さを二次元平面に直交する軸方向にとって透過三次元画像を得るようにしているから、従来のＸ線ＣＴスキャン装置を使用するのに比して煩雑なデータ処理や大掛かりな装置が不要である。したがって、簡易かつ高速なＸ線立体画像表示が可能であり、このＸ線立体画像を角度を変えて視認する等によって表示被検査物の欠陥や異物を容易に発見することができる。
【０００８】
本第２発明では、前記Ｘ線照射手段（３）は、通過する前記被検査物（Ｍ）に対して直交する平面内でＸ線光源（３１）から拡散して被検査物（Ｍ）を横断する帯状のＸ線を照射するものであり、前記Ｘ線受光手段（４，５４）は、前記被検査物（Ｍ）を透過したＸ線を入光させて、被検査物（Ｍ）の通過に伴って当該被検査物（Ｍ）の透過二次元画像を得るものである。
【０００９】
本第２発明においては、Ｘ線受光手段としてラインセンサカメラを具備させて、被検査物の通過に伴って逐次出力される一次元信号をメモリに蓄積して透過二次元画像を得ることができ、簡易な構成で高精度な画像を得ることができる。
【００１０】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明のＸ線画像表示装置によれば、煩雑なデータ処理や大掛かりな装置を必要とすることなく、簡易かつ高速にＸ線立体画像表示を可能にして被検査物の欠陥や異物を容易に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】Ｘ線画像表示装置の構成を示す概略図である。
【図２】Ｘ線画像表示装置のＸ線照射部の斜視図である。
【図３】Ｘ線画像表示装置の制御プログラムのフローチャートである。
【図４】濃淡を反転した透過二次元画像の正面図である。
【図５】濃淡を反転した透過二次元画像の輝度ヒストグラムである。
【図６】正規化した透過二次元画像の輝度ヒストグラムである。
【図７】正規化した透過二次元画像の正面図である。
【図８】透過三次元画像の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１にはＸ線検査装置の全体構成を示す。図１において、コンベア等の搬送装置１によって被検査物Ｍが矢印で示すように図の右方へ搬送移動させられている。搬送装置１の途中にはＸ線を遮蔽する遮蔽ボックス２が設けられて、被検査物Ｍが遮蔽ボックス２内を順次通過している。遮蔽ボックス２内には上方位置にＸ線照射手段たるＸ線発生器３が設けてあり、一方、Ｘ線発生器３に対向させて遮蔽ボックス２内の下方位置にはＸ線受光手段としてのＸ線ラインセンサカメラ（以下、ラインセンサという）４が設けてある。
【００１４】
Ｘ線発生器３から下方へ出力されるＸ線は、被検査物Ｍに略直交する平面内でＸ線光源３１（図２参照）から拡散する扁平な光束Ｌとなって被検査物Ｍを横断するようにこれに照射される。そして、被検査物Ｍを透過したＸ線がラインセンサ４に入力して、ラインセンサ４から透過光量に応じた出力信号が発せられる。
【００１５】
図１において、Ｘ線発生器３はコントロールユニット５１とインターフェースユニット５２を介してパソコン５に接続されており、パソコン５からの信号によってＸ線の出力タイミングや出力強度が制御される。一方、ラインセンサ４には電源アダプタ５３より電源が供給されるとともに、制御線５ａによってパソコン５に接続されてラインセンサ４の出力信号の取込みタイミング等が制御されている。また、データ線５ｂによって上記出力信号がパソコン５に送られ、パソコン５内に組み込まれたインターフェース回路５４にて、被検査物Ｍの通過に伴いそのＸ線透過画像が生成されてメモリに記憶される。このＸ線透過画像は、被検査物Ｍの通過方向をＸ座標軸とし、当該通過方向に直交する方向すなわち被検査物Ｍを横断する方向をＹ座標軸とした二次元画像である。
【００１６】
以下、パソコン５の制御プログラムによって実行される画像表示手順を、図３を参照しつつ説明する。図３のステップ１０１では、遮蔽ボックス２内のＸ線発生器３の下方を被検査物Ｍが通過する毎にその透過二次元画像を原画像として取り込む。ステップ１０２では、後処理のために原画像の濃淡を反転させる。濃淡を反転させた透過二次元画像の一例を図４に示し、ここではＸ線透過光量が多い部分ほど暗くなっている。
【００１７】
ここで、図４に示す透過二次元画像を得た際の被検査物Ｍ上には、図３の鎖線で囲んだＧ領域に１．０ｍｍφ〜３．０ｍｍφの複数のステンレス球を直線上に間隔をおいて載せて異物としてある。しかし、この異物の存在は上記透過二次元画像からでは明確に認識できない。
【００１８】
この場合、例えば図４に示すＧ領域を含む透過二次元画像全体の輝度ヒストグラム（図５）を図６に示すように正規化して、透過二次元画像を図７に示すように、より視認し易い明暗濃度分布とすることも考えられるが、これによっても異物の有無の確認は、背後の明暗に左右されて確実ではない。
【００１９】
そこで、本実施形態では、図３のステップ１０３において、透過二次元画像上の各部分について、当該各部分をその位置情報に基づいてＸ−Ｙ座標軸の二次元平面上に配置するとともに、上記各部分における透過光量、本実施形態では輝度レベルに応じた高さを二次元平面に直交するＺ軸方向にとることによって、図８に示すような透過三次元画像を得る。なお、この透過三次元画像を得るには例えば三次元グラフィックス用のプログラムインターフェイスであるＯｐｅｎＧＬ等を使用することができる。
【００２０】
図８より明らかなように、透過三次元画像におけるＧ領域では、ステンレス球を載せて異物とした部分が高く前方へ膨出する。そこで、これを適当に拡大・縮小したり、角度を変えて斜め方向から視認することによって、異物の存在を見落とすことなく明確にこれを認識することが可能となる。なお、この場合、ｈｓｖカラーマップ等を使用して、透過三次元画像の各部にその輝度レベルに応じた異なる着色を施すようにすれば、さらに異物の存在を確実に把握することができる。
【００２１】
上記実施形態では異物の存在を確認する例について説明したが、鋳巣等の内部欠陥を確認する場合にも本発明を好適に適用することができる。この場合、原画像の濃淡を反転させている上記実施形態では、Ｘ線透過光量の多い欠陥部は、透過三次元画像では凹陥する陥没部として表示される。もちろん、濃淡を反転させることなく、欠陥部を前方へ膨出する膨出部として表示するようにしても良い。なお、上記実施形態ではラインセンサを使用して被検査物を移動させることによって透過二次元画像を得たが、エリアセンサを使用して被検査物を移動させることなく透過二次元画像を得るようにしても良い。
【符号の説明】
【００２２】
１…搬送装置、３…Ｘ線発生器（Ｘ線照射手段）、４…Ｘ線ラインセンサカメラ（Ｘ線受光手段）、５…パソコン（画像生成手段）、５４…インターフェース回路（Ｘ線受光手段）、Ｍ…被検査物。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、被検査物を透過したＸ線を入光させて被検査物の透過二次元画像を得、透過二次元画像上の各部分について当該各部分の透過光量に応じた大きさの出力信号を生成するＸ線受光手段と、透過二次元画像の前記各部分につき、当該各部分をその位置情報に基づいて二次元平面上に配置するとともに、前記各部分における出力信号の大きさに応じた高さを前記二次元平面に直交する軸方向にとって透過三次元画像を得る画像生成手段とを備えるＸ線画像表示装置。
【請求項２】
前記Ｘ線照射手段は、通過する前記被検査物に対して直交する平面内でＸ線光源から拡散して被検査物を横断する帯状のＸ線を照射するものであり、前記Ｘ線受光手段は、前記被検査物を透過したＸ線を入光させて、被検査対象の通過に伴って当該被検査物の透過二次元画像を得るものである請求項１に記載のＸ線画像表示装置。

【図１】