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JP2002014059A - X線透視装置 - Google Patents

X線透視装置

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JP2002014059A
JP2002014059A JP2000196201A JP2000196201A JP2002014059A JP 2002014059 A JP2002014059 A JP 2002014059A JP 2000196201 A JP2000196201 A JP 2000196201A JP 2000196201 A JP2000196201 A JP 2000196201A JP 2002014059 A JP2002014059 A JP 2002014059A
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ray
luminance
histogram
tube voltage
fluoroscopic
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JP2000196201A
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Shuhei Onishi
修平 大西
Taketo Kishi
武人 岸
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未知の透視対象物に対しても最適なX線条件
を自動的に設定することのできるX線透視装置を提供す
る。 【解決手段】 X線検出器3からの出力に基づき、画像
を構成する各画素の輝度データのヒストグラムを作成す
るとともに、X線源1の管電流および管電圧を規定値に
設定した状態で、ヒストグラムの最頻値が第1の輝度範
囲に収まるように管電圧を調整した後、ヒストグラムの
最頻値が上記第1の輝度範囲よりも輝度の大きな第2の
輝度範囲内に収まるように管電流を調整することで、X
線が透視対象物Wを十分に透過する範囲でできるだけ低
い管電圧で、しかもX線検出器3の感度限界を越えない
範囲でできるだけ高い管電流を自動的に設定し、見やす
いX線透視像を自動的に得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料の内部状況等
を観察するためのX線透視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】試料の内部の状況を非破壊のもとに観察
するためのX線透視装置においては、一般に、X線源に
対向してイメージインテンシファイアとCCDカメラ等
からなるX線検出器を設け、これらの間に透視対象物を
配置または通過させることにより、X線検出器に透視対
象物の透過X線を入射させる。そして、そのX線検出器
の出力を画像処理手段に導き、その出力を画素の輝度デ
ータとして、モニタ画面上に透視対象物のX線透視像を
表示する。
【0003】ここで、X線源の管電流および管電圧は、
当該X線管から出力されるX線量およびX線強度に相関
し、これらを変化させることによって透視対象物に照射
されるX線の量および強度が変化する。このことを利用
して、従来のX線透視装置においては、様々な材質並び
に大きさを有する透視対象物に対して最適な透視画像が
得られるように、X線条件、つまりX線源の管電流と管
電圧を人手によって調整できるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のX線
透視装置においては、透視対象物の材質や大きさ等に応
じてX線条件を人手によって調整する必要があり、特に
未知の透視対象物を観察する場合等においては、その調
整が面倒であるばかりでなく、得られている透視画像が
最適なものであるか否かを評価することが困難であると
ともに、調整結果に人為的な差も生じるという問題があ
った。
【0005】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、未知の透視対象物に対しても最適なX線条件を
自動的に設定することのできるX線透視装置の提供を目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のX線透視装置は、X線源に対向してX線検
出器を配置するとともに、そのX線検出器の出力を画素
の輝度データとして、上記X線源とX線検出器の間に置
かれた透視対象物のX線透視像をモニタ画面上に表示す
る画像処理手段を備えたX線透視装置において、上記X
線検出器の出力に基づく各画素の輝度データのヒストグ
ラムを作成するヒストグラム作成手段と、上記X線源の
管電圧および管電流を規定値に設定した状態で、上記輝
度データのヒストグラムにおける最頻値があらかじめ設
定されている第1の輝度範囲に収まるように上記管電圧
を設定する管電圧設定手段と、その管電圧の設定後、上
記輝度データのヒストグラムにおける最頻値が上記第1
の輝度範囲よりも輝度の大きな第2の輝度範囲に収まる
ように上記管電流を設定する管電流設定手段を備えてい
ることによって特徴づけられる(請求項1)。
【0007】ここで、本発明においては、上記画素の輝
度データのヒストグラムを作成すべきモニタ画面上の領
域を設定する注目領域設定手段を備えた構成とすること
(請求項2)が望ましい。
【0008】本発明は、X線源の管電圧がX線透視画像
の画面の輝度に、また、管電流がX線透視画像のコント
ラストと画面の輝度の双方に、それぞれ主として影響を
及ぼすことから、見やすいX線透視画像を得るために
は、X線が透視対象物を十分に透過する範囲でなるべく
小さな管電圧で、かつ、X線検出機の感度限界を越えな
い範囲でなるべく大きな管電流に設定すればよいことを
勘案するとともに、モニタ画面の輝度に係る情報は画像
を構成する各画素の輝度のヒストグラムの最頻値を代表
させることで、最適なX線透視画像を得るためのX線条
件を自動的に設定しようとするものである。
【0009】すなわち、管電流および管電圧を規定値に
設定した状態で、モニタ画面の各画素の輝度のヒストグ
ラムを作成し、その最頻値の輝度に注目して、まず、管
電圧を変化させて、その最頻値の輝度をあらかじめ設定
されている比較的輝度の小さな第1の輝度範囲に収め
る。その状態で、管電流を変化させて、最頻値の輝度を
上記の第1の輝度範囲よりも輝度の大きな第2の輝度範
囲内に収める。これにより、透視対象物を十分に透過す
る強度でしかもできるだけ弱いX線で、しかもX線検出
器の感度限界を越えない範囲でできるだけ線量の多いX
線を透視対象物に照射することができ、自動的に最適な
X線条件の設定が可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図1は本発明の実
施の形態の構成を示すブロック図である。
【0011】X線源1はX線を上方に向けて照射するよ
うに配置され、そのX線源1の上方に透視対象物Wを載
せるためのテーブル2が設けられているとともに、更に
その上方にX線検出器3が有感面を下方に向けた状態で
配置されている。このX線検出器3は、例えばイメージ
インテンシファイアとCCDカメラを組み合わせた公知
の検出器である。
【0012】X線源1は電源部11から供給される管電
流および管電圧によって動作するが、この電源部11か
らの管電流および管電圧の大きさは、後述する制御装置
4の指令に基づいて動作するX線制御回路12により制
御される。
【0013】X線検出器3のCCDカメラの各画素出力
は、刻々と制御装置4に取り込まれる。制御装置4は、
実際にはコンピュータとその周辺機器によって構成され
ているが、この図1においては、コンピュータにインス
トールされているプログラムに含まれる主要な機能ごと
にブロック図で示しており、X線検出器3からの各画素
出力は画像処理部41に取り込まれる。
【0014】画像処理部41では、X線検出器3からの
出力を用いて透視対象物WのX線透視像を作り、表示器
5に表示する。このとき、画像処理部41においては、
X線検出器3のCCDカメラの各画素出力値に応じて各
画素の輝度を決定して画像を形成する。この各画素の輝
度データはヒストグラム演算部42にも送られる。ヒス
トグラム演算部43においては、表示器5の画像を形成
する各画素の輝度データのヒストグラムを作成し、X線
条件設定部43に供給する。
【0015】制御装置4は、また、各種指令や設定等を
入力するための入力部44を備えている。
【0016】X線条件設定部43においては、以下に示
す手順によってX線源1の管電流および管電圧の最適値
を決定し、前記したX線制御回路12に動作指令を与え
る。図2はそのX線条件設定部43による管電流および
管電圧の設定手順を示すフローチャートであり、以下、
この図2を参照しつつその詳細を説明する。
【0017】このX線条件の設定のためのプログラム
は、テーブル2上に透視対象物Wを載せた状態で入力部
44から指令を与えることによってスタートし、まず、
X線源1の管電流および管電圧をそれぞれあらかじめ設
定されている比較的低い値に設定してX線を照射し、X
線検出器3からの出力を取り込む。その状態においてヒ
ストグラム演算部41で作られた各画素の輝度データの
ヒストグラムの最頻値Hmを読み出し、その値Hmとあ
らかじめ設定されている第1の輝度範囲B1 とを比較
し、図3(A)に例示するように、最頻値Hmの方が小
さい場合、つまり位場合には管電圧を規定量だけ増大さ
せ、大きい場合、つまり明るい場合には管電圧を規定量
だけ減少させることを繰り返し、図3(B)に例示する
ように最頻値Hmを第1の輝度範囲B1 内に入れる。
【0018】ここで、X線源1の管電圧を増加させる
と、X線検出器3からの各画素の輝度のヒストグラム
は、広がりは一定のまま輝度が増大する方向に移動し、
管電圧を減少させた場合には、ヒストグラムは広がりが
一定のまま輝度が減少する方向に移動する。一方、後述
するように管電流を増加させると、ヒストグラムはその
広がりが大きくなると同時に、輝度が増大する方向に移
動し、管電流を減少させると、広がりが小さくなると同
時に輝度が減少する方向に移動する。第1の輝度範囲B
1 は、一般的に見やすい画面における平均的な輝度より
も低い輝度領域に設定され、前記したように、当初の管
電流が比較的低い値に設定されているために、管電圧の
みの変更によってヒストグラムの最頻値Hmを第1の輝
度範囲B1 内に収めた状態においては、X線が透視対象
物を十分に透過し、かつ、できるだけ小さい管電圧に設
定された状態となる。
【0019】次に、その管電圧を維持した状態で、管電
流を上げていき、図3(C)に例示するように、ヒスト
グラムの最頻値Hmが第2の輝度範囲B2 に収まった時
点で管電流の設定を終了する。なお、管電流を上げすぎ
て最頻値Hmが第2の輝度範囲B2 を越えた場合には、
管電流を下げる。この第2の輝度範囲B2 は、前記した
第1の輝度範囲B1 よりも輝度の高い領域に設定されて
おり、一般的に見やすい画面における平均的な輝度に設
定されている。
【0020】以上のX線条件の設定動作によると、透視
対象物Wを十分に透過し、しかもできるだけ低い管電圧
のもとに、表示器5の画面が見やすい輝度、換言すれば
X線検出器3の感度限界を越えない範囲でできるだけ大
きな管電流に設定されることになり、適度の輝度で高い
コントラストのX線透視像が自動的に得られる。
【0021】ここで、以上の設定動作においては、表示
器5の画面の全画素の輝度のヒストグラムを作り、それ
をもとに画面の全領域(全視野)に見やすいX線透視像
を得ることのできるX線条件を設定した例を示したが、
図4に例示するように、表示器5の画面上の任意の注目
領域Aを対象として、その注目領域A内の各画素の輝度
データのヒストグラムを作り、その最頻値を用いて上記
と同様にして管電圧および管電流の設定を行うことによ
って、注目領域A内が見やすい状態の画面を得ることが
できる。この注目領域Aの設定は、入力部44によって
行うことができる。この注目領域Aの設定は、特に、透
視対象物Wの材質が均一でない場合、例えば回路基板等
の透視に際して有効であり、例えば半田による接続部分
の検査を行う場合等において、その領域は全体のX線透
視像を見やすくしても見にくくなるが、その半田による
接続部分を注目領域として設定してX線条件を自動的に
設定することにより、画面全体としては明る過ぎる状態
となるもののその領域の内部状態を見やすくすることが
できる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、X線透
視像を構成する画素の輝度のヒストグラムを作成すると
ともに、まず、X線源の管電圧を変化させながら、ヒス
トグラムの最頻値が第1の輝度範囲に収まるように管電
圧に自動的に設定した後、管電流を変化させながら、第
1の輝度範囲よりも輝度の大きな第2の輝度範囲内にヒ
ストグラムの最頻値が収まるように自動的に管電流を設
定することにより、透視対象物をX線が十分に透過する
範囲でなるべく小さな管電圧で、しかも、X線検出器の
感度限界を越えない範囲でなるべく小さな管電流が自動
的に設定されて、見やすいX線透視像が得られ、従来の
ように人手で設定する場合に比して労力を軽減するとと
もに、常に客観的に見やすいX線透視像を得ることがで
きる。
【0023】また、請求項2に係る発明のように、注目
領域を設定して、その領域内において上記と同様の設定
動作を行うように構成すると、回路基板内の半田接続部
等における内部欠陥等の検査を容易に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】本発明の実施の形態における制御部4にインス
トールされているX線条件の設定のためのプログラムの
内容を示すフローチャートである。
【図3】画素の輝度データのヒストグラムの例を示す図
であり、(A)は初期設定状態におけるヒストグラムの
例を示し、(B)は管電圧の自動設定後のヒストグラム
の例であり、(C)は管電流の自動設定後のヒストグラ
ムの例を示している。
【図4】表示器5の画面上に設定される注目領域Aの説
明図である。
【符号の説明】
1 X線源 11 電源部 12 X線制御回路 2 テーブル 3 X線検出器 4 制御装置 41 画像処理部 42 ヒストグラム演算部 43 X線条件設定部 44 入力部 5 表示器 W 透視対象物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G001 AA01 BA11 CA01 DA01 DA02 DA09 GA09 GA11 HA13 JA02 JA20 KA03 LA11 MA05 2G088 EE29 FF02 GG19 LL26 4C092 AA01 AB04 AC08 AC16 CC03 CC12 CD02 CD03 CE01 CF24 CF42 CJ07 CJ25 DD06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線源に対向してX線検出器を配置する
    とともに、そのX線検出器の出力を画素の輝度データと
    して、上記X線源とX線検出器の間に置かれた透視対象
    物のX線透視像をモニタ画面上に表示する画像処理手段
    を備えたX線透視装置において、 上記X線検出器の出力に基づく各画素の輝度データのヒ
    ストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、上記上
    記X線源の管電圧および管電流を規定値に設定した状態
    で、上記輝度データのヒストグラムにおける最頻値をあ
    らかじめ設定されている第1の輝度範囲に収まるように
    上記管電圧を設定する管電圧設定手段と、その管電圧の
    設定後、上記輝度データのヒストグラムにおける最頻値
    が上記第1の輝度範囲よりも輝度の大きな第2の輝度範
    囲に収まるように上記管電流を設定する管電流設定手段
    を備えていることを特徴とするX線透視装置。
  2. 【請求項2】 上記画素の輝度データのヒストグラムを
    作成すべきモニタ画面上の領域を設定する注目領域設定
    手段を備えていることを特徴とする請求項1に記載のX
    線透視装置。
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