JPS6034700B2 - 被検物内探測部の深度検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Ｘ線、ッ線などの電磁波を用いて被検物の内
部欠陥などの部位の深さ位置を検知する方法に関するも
のである。

Ｘ線や放射線を用いて被検物を透過する方法は、三次元
的物体の内部配置を透視的に二次元面に投影するもので
あり、未知の不透明体の内部を非破壊的に検知する場合
に広く使用されている。

しかしながらここで得られる画像は、Ｘ線等の進行方向
の深度についての情報を含まない重畳像であって、内部
の探測部位の深度を求めることが不可能である。そこで
直交座標系の交点付近に被検物をおき、二つの軸万向か
ら撮像して探測部深度を検知することが行なわれている
が、被検物を回転或いは移動不能の場合には実施できな
い。また最近では多数の角度から撮像し計算機を用いて
データ処理し横断像として複元する方法も知られている
が、装置が大がかりなものとなり高価である上に、多数
回被検物にＸ線等を照射するので被検物が生体である場
合には放射線障害等の問題も生ずるなどの理由で、特別
な場合にのみ限られ、例えば癖病巣の早期発見などには
簡単で廉価であるとともに操作が容易な方法の開発が望
まれている。このような要求は生体のみに限らず、非破
壊検査等の工業面での利用においても同様である。

例えばＸ線写真で物質の亀裂位置を調べたり、不明な内
部構造のＸ線透過写真を撮る場合にも、その深さ位置を
知る必要が生ずる。本発明の目的は、上述の要求を満し
、被検物を動かすことなく、短時間で被検物内の探測部
深度を検知する方法を提供することにあり、その内容は
、Ｘ線又はッ線の点状線源とこの線源から発生する電磁
波による被検物の透過像を二次元画像として結像させる
結像面との間に、被検物を静止させて配置し、線源と結
像面との間の距離を相対的に変化させ、結像面で形成さ
れる被検物内探側部の画像の大きさの変化分に基づいて
探測部の深さ位置を検知することを特徴とするものであ
る。

以下に本発明に係る方法を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。第１図は本発明方法を説明するための線図
である。

ｙ線を放出する点状線源１を、まず位置Ｐに配置して被
検物２内の探測部３に鎖状放射線東を照射すると放射線
結像面では適宜の検出面により実線４で示すような二次
元的画像が得られる。次に線源１を、これと探測部３を
結ぶ直線５に沿って点線で示すように位置Ｑまで移動さ
せると、線源１よりの錐状放射線東の探測部３に張る角
度は大きくなり、結像面上で得られる画像は点線６で示
すように拡大されることになる。このように線源１探測
部３に対して移動させることにより結像面において得ら
れる画像の大きさは変化することになる。この変化の割
合は後述するように被検物２内の探測部３の深さ位置に
関係するので、画像の大きさの変化を知ることにより探
測部３の深さ位置を知ることが可能となる。第２図は画
像の大きさの変化と探測部３の深さ位置との関連を求め
る方法を説明するための線図である。

いま、点Ｐと結像線Ｒとの間の距離をｈ，とし、点Ｑと
結像面Ｒとの間の距離ｈ２とし、探測部３の大きさを夕
とし、点状線源１を点Ｐに置いたときに結像面Ｒで得ら
れる画像の大きさをｂとし、線源１をＱに移動したとき
に結像面Ｒで得られる画像の増大分をａとする。第２図
から理解できるように、点Ｐを頂点として夕及びｂをそ
れぞれ底辺とする２個の相似三角形が得られ、同様に、
点Ｑを頂点としてそ及びａ＋ｂをそれぞれ底辺とする２
個の相似三角形が得られる。これらの三角形を相互に関
連付けることにより以下の２つの式が得られる。夕−２
…【１｝ ｈ，一ｄ−ｈ， そ −ａ＋ｂ …【２１ｈ２−ｄ
ｈ２これら‘Ｕ，■式より夕を消去し、深度ｄを求
めると醐式が得られる。

ｈ，似 …‘３ｌａ＋
仇，一ｈ２）ｂこの‘３’式において、ｈ，，ｈ２及び
ｂは既知であるかり、ａを求めることにより、探測部３
と結像面Ｒとの間の距離ｄ、即ち探測部３の深さ位置を
求めることができる。

さらに第３図は具体的な実施例を示すものであり、点状
線源１を錐状放射線東を得るための放射窓及び遠隔作動
できるシャツ夕を有する遮蔽箱７に収納し、アーム８に
より結像面Ｒとの距離を可変できるようにする。

アーム８の移動は螺杵９を電動機１０を介して回転させ
ることによって行なわれ、線源１の移動距離は螺村９に
軸着した回転パルス発信器１１により測定する。結像面
Ｒには検出器としてチャンネル型二次電子増情面からな
るイメージ増強管１２を設ける。このイメージ増強管１
２は周囲をガラスで真空密封し、その内部には結像面Ｒ
側からファイバー状シンチレータ１３、光電変換膜１４
、微細な二次電子増倍管を粟東して個々の糟情管ごとに
電子を増倍させる二次電子増倍面１５、及び蛍光膜１６
が設けられている。線源１から結像面Ｒに到達したｙ線
はシンチレータ１３において光電子に変換され、さらに
光電変換膜１４で対応する電子像に変換され、この電子
像の各電子は二次電子増倍面１５で増倍されて、さらに
直流電源で加速され蛍光膜１６に衝突し、結像面Ｒに結
像したｙ線像を等倍率で輝度増強された可視像として蛍
光膜１６に映像することになる。特にシンチレータ１３
及び二次電子増倍面１５は微細なファイバー及び細菅か
ら構成されているので分解館がよく、本発明の方法のよ
うに映像の増加分を精度よく測定するためには好適であ
る。そこで被検物２を線源１と検出器１２の間の一定位
置、例えば被検物２の外郭を検出器１２の結像面Ｒに接
触させてからｙ線を照射し、蛍光膜１６に映像され周囲
と識別できる被検物２内の特定部３の輪郭の一点を、蛍
光膜１６と一体となっていて例えば第４図に示すように
目盛線を設けた検出器１２後面のガラス面１７で点ｘと
して記憶する。

次いで被検物２を静止したまま線源１をＰ点からＱ点に
移動して同様に再びｙ線を照射すると、探測部３の画像
点ｘはガラス面１７を移動しｘ′として映像される。こ
の場合の画像点ｘ〜ｘ′の移動距離を増大分ａとして求
め、醐式により探測部の深度ｄを得ることができる。従
って第３図の演算装置１８においてこの糊式の関係式を
回路化し、糠源１の移動距離を回転パルス発信器１１か
ら演算装置１８に直接入力し、ガラス面１７での探測部
３の輪郭の移動距離ａを演算装置１８の数値設定器１９
により入力すると、表示器２０に直ちに探測部３の深度
ｄが表示可能となる。

実際の操作としては、最初のｙ線の照射によって探測部
３の輪郭の１点がガラス面１７の一定位置に投影される
ように線源１の位置を調整し、次いで照射を続けながら
ガラス面１７上を画像点ｘが一定距離移動するまで線源
１を移動させて、その移動距離を測定して演算装置１８
により深度ｄを求めてもよい。

また、線源１の移動距離を予め定めて制御できるように
しておけば、ガラス面１７の目盛を‘３｝式を換算した
換算目盛とすると演算装置１８を用いなくとも直ちに深
度ｄを直読できることになる。さらには第５図に示すよ
うに、この検出器１２の後面に例えばビディコンのよう
な撮像管２１を設置し、映像管２２に接続すれば、遠隔
的に画像を目視できるしビデオテープなどに記録するこ
ともできる。

また映像管２２にライトベンを用いて探測部３の２個の
画像点ｘ，ｘ′の映像位置をマークするようにすると、
そのまま演算装置１８′で深度ｄを計算することも可能
である。上述の説明は本発明の一実施例であり、本発明
は上述の例に限定されるものではなく、例えば緑源１は
必ずしも直線５上を移動させる必要はなく、また線源１
を固定しておき結像面Ｒを移動させてもよく、さらには
線源１又は結像面Ｒを、画像が綾少するような方向、即
ち線源１をＱ点からＰ点へ移動させても勿論支障はない
。

さらには結像面Ｒ‘こ投影された探測部３の画像４，６
の面積比からも深度ｄを計算することができる。所定の
深さ位置にある探測部３の画像を抽出するためには、画
像蓄積管等適当な画像処理装置を利用することにより、
輪郭の太さａを有する線画とし、他を消すことにより容
易に実現できる。

このようにすると複雑な透視画像を輪郭だけとし、しか
も太さａにより深さ的な対応を得た線画となり、増大分
ａの測定が容易かつ正確となる。実施例には線源にｙ線
を放出する放射性同位元素を用いたが、同じ電磁波であ
るＸ線を使用しても支障はない。検出器についても実施
例に示したチャンネル型二次電子増情面を用いたイメー
ジ増倍管が、軽量、分解館、検出感度或いは画像処理に
おいて有利ではあるが、その他にもシンチレーションカ
メラ、半導体式位置検出器、スパークチェンバを用いた
位置検出器、陽極線を高抵抗とした比例計数管式ポジシ
ョンカウンタ或いは撮像フィルムなどの使用が挙げられ
る。線源の種類、エネルギー強度、及び検出器の種類等
は、被検物の種類、探測部の性質などによって適宜選択
、粗合せることが必要なことは勿論である。被検物とし
ては生体や一般の工業的材料が挙げられ、探測部として
は生体においては臓器内の瞳湯など、工業的材料におい
ては内部欠陥などに有用である。

上述したように本発明方法によれば点状線源又は結像面
を移動させるという極めて簡単な操作により二次元面へ
積重された画像から被検物内の探測部の深さ位置を知る
ことができ、被検物を動かすことなく短時間で正確な位
置が得られることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による被検物内探脚部の深度検知方法の
説明図、第２図は検知方法の原理の説明図、第３図は具
体的実施例を示す説明図、第４図は検出器後部の可視画
像が投影されるガラス面の正面図、第５図は検出器後部
に撮像管、映像管を接続した構成図である。 符号１は点状線源、２は被検物、３は探測部、４，６は
透過画像、１２はイメージ増強管、Ｐ，Ｑは線源位置、
Ｒは結像面、ｄは深度である。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｘ線又はγ線の点状線源とこの線源から発生する電
   磁波による被検部の透過像を二次元画像として結像させ
   る結像面との間に、被検物を静止させて配置し、線源と
   結像面との間の距離を相対的に変化させ、結像面で形成
   される被検物内探測部の画像の大きさの変化分の基づい
   て探測部の深さ位置を検知することを特徴とする被検物
   内探測部の深度検知方法。