JP4066875B2 - 傾斜型ct装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターンテーブル上に測定対象物を搭載し360°回転させながらX線を照射して所定の回転角度ごとに検出した透過X線データを基に測定対象物の断層像を再構成するCT装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は一般的なCT装置を示す概略構成図であり、(A)は正面図、(B)は上面図である。
図4において、一般的に産業用コーンビームCT装置は、水平方向にX線を発するX線源12aと透過X線を検出するX線検出器14aとの間に測定対象物W1を配置し、ターンテーブル6a上で測定対象物W1を360°回転させながら収集したX線投影データをもとに、一度に数百枚の断層像5を再構成する(特許文献1参照。)。測定対象物W1を搭載したターンテーブル6aを回転させる回転機構の回転軸とX線の照射経路は直交するような構造となっている。
【0003】
コーンビームCT装置では、ターンテーブル6aをX線源に近づけることによって投影倍率を拡大し、微細なCT像を得ることができる。しかし、図4に示す構造では、測定対象物を回転させるという構造上、測定対象物W1の干渉によってX線源12aと測定対象物W1との距離を一定以上縮めることができないため、投影データの拡大率を上げるのに限界があった。
そこで、図5に示すようなX線の照射経路と回転機構の回転軸との角度を90°より傾けることによって測定対象物W2による干渉をなくす方法が提案された。
【0004】
図5において、例えばIC基板等の測定対象物W2の下方又は上方にX線源12bを配置し、回転軸Zを中心に回転する測定対象物W2に斜め方向からX線を照射して得た投影データをX線検出器14bによって検出する構造である。この構造では、X線源12bは測定対象物W2の形状に干渉されることなくX線源12bを測定対象物W2に近づけることができる。このとき、検出器は、従来のコーンビームCT装置において無限に大きな検出器を仮定した時の検出器の一部と考えることができる。したがって、従来のコーンビームCT技術と同様のアルゴリズムを用いることでその断層像を再構成することができる。自明ではあるが、検出器の向きは座標変換等で変換可能であるので、どの方向でもかまわない。この技術により,基板などの縦横比が非常に大きなサンプルでもその断層像を拡大し再構成することができるようになる。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−365239号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
傾斜型コーンビームCT装置の構成において、ターンテーブルが問題になっている。
傾斜型CT装置は、図6(A)のようにX線源12b、検出器14bの間にX線源12bと検出器14bの中心とを結ぶ直線に対して角度を持った回転軸Zで測定対象物W2を載置したターンテーブル6aを回転させる必要がある。そのために、回転機構を設ける必要があるが、この回転機構は、測定対象物を透過し、検出器で検出されるX線領域(以下視野という)を遮らないように、精度よく測定対象物を回転させる必要がある。
【0007】
また、ターンテーブル6aの干渉により、測定対象物とX線源とを接近させることができないため、従来では、図6(B)のような中空のターンテーブル6bを用いこのターンテーブル6b上に測定対象物W2を置き、回転させていた。しかし、回転軸が大きくなるために、芯ぶれ等により回転精度をあげることが困難であり、製造コストも大きくなる。
【0008】
そこで、本発明は傾斜型CT装置において、従来のCT装置に比べてX線源と測定対象物との距離を縮めることができるようにすることによって投影データの拡大率を上げ、さらに、回転の不安定性を解決することのできる傾斜型CT装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、X線を発生するX線源とそれに対向配置されてX線を検出するX線検出器との間に測定対象物を配置し、前記測定対象物をターンテーブルとその回転機構により回転させながら測定対象物にX線を照射し、所定の角度ごとの透過X線データを前記X線検出器によって検出し、その透過X線データを基に測定対象物の断層像を再構成するCT装置であって、前記ターンテーブルをX線透過性材質の板状とし、前記回転機構を前記ターンテーブルの上方で、前記ターンテーブルの軸線上の透視視野外に配置して、X線透過性材質でできた部材によって前記ターンテーブルと回転機構とを結合し、前記X線源は前記ターンテーブルの下方で測定対象物に接近して測定対象物を斜め方向から照射する位置に配置したことを特徴とするものである。
この構造により、X線源が測定対象物や回転機構やターンテーブルに干渉されずに測定対象物に接近させることができ、さらに、ターンテーブルの回転を安定させることができる。
【0010】
先にも述べたように、傾斜型CT装置においてターンテーブルに求められる条件は、
▲1▼X線源、検出器の間にX線源と検出器中心を結ぶ直線に対して角度を持った回転軸で測定対象物を回転させることができること、及び、
▲2▼回転機構は、視野を遮らないこと、である。
また、従来の機構で課題となっていることは、
▲1▼中空のターンテーブルでは、構造上、回転軸が大きくなり精度の高い回転動作が困難であること、及び、
▲2▼X線源が下にある場合には、構造上X線源に近づけることが困難であること、である。
【0011】
本発明は、これらの機能を満たし、課題を解決することができる。この回転テーブル機構では、回転機構が視野の外側に配置されている。また、このターンテーブル機構では、回転機構と、測定対象物を固定し回転する回転部からなっており、各々は、樹脂等のX線透過性材質で接続されている。回転機構は、回転軸の軸線上で、視野の外側に配置する。回転部は、樹脂などのX線透過性材質で回転機構とむすばれており、本来回転しなければならない位置で回転をする。回転機構を視野の外に配置することにより次のような利点がある。
1.回転軸を小さくでき、回転精度を上げやすい。
2.製造コストを抑えることができる。
3.測定対象物をX線源に近づけることができる。
【0012】
X線が回転軸を透過する必要はないので、中空の回転軸を用いる必要はなく、回転軸は小さくてよい。このことは精度、コスト的に非常に有利である。また、回転部については、受動的に動作する部分であるために、駆動部は不要であり、その結果薄く作成することが可能である。このことは、X線源に対して測定対象物を近づけるという点で有利になる。また、樹脂などのX線透過率のよい材質で回転機構と回転部をむすぶことによって、視野を完全に遮蔽することはない。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の傾斜型CT装置を概略的に示すと、図1に示すように回転機構4とターンテーブル6とが複数の結合部材8によって接続されていて、回転軸Zを中心として回転機構4及びターンテーブル6が回転する。
【0014】
【実施例】
以下にさらに詳細に説明する。
図2は実施例を示すターンテーブル、回転機構、X線源、検出器の概略構成図であり、(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は斜視図である。
図2において、傾斜型CT装置1はフレーム2と回転機構4とターンテーブル6とを備え、さらに、回転機構4の下方にはカーボンファイバー製の結合部材8を取り付けるための接続板10が取り付けられており、接続板10に取り付けられた結合部材8の他方の端にターンテーブル6が固定されている。
【0015】
回転機構4はフレーム2の下面に設置されていて、その下部には接続板10が取り付けられている。接続板10からは、結合部材8が4本、鉛直下向きに延びるように取り付けられていて、この結合部材8の他端にはターンテーブル6が固定されている。ターンテーブル6は結合部材8と同じカーボンファイバーを素材とした厚さが1mmの薄い板である。
【0016】
本実施例では、結合部材8としてカーボンファイバー製の棒を用いているが、カーボンファイバーはX線透過率、強度ともにすぐれているためである。カーボンファイバーに代えてX線透過率がよくターンテーブル6を安定して固定できる程度の強度のものであれば特に限定されない。また、結合部材8はターンテーブル6を安定して固定できるのであれば4本でなくてもよい。
ターンテーブル6は特に中空構造である必要がないため、X線透過率がよく測定対象物Wを搭載できる強度を持った薄い板状のものであればよい。
【0017】
X線源12はターンテーブル6の斜め下方に配置され、X線検出器14はX線源12と対向するように結合部材8の外部に配置され、X線源12及びX線検出器14は、X線源12とX線検出器14の中心を結ぶ線上に測定対象物Wが存在するように位置決めされている。
【0018】
従来のCT装置ではターンテーブル6の下方に存在していた回転機構は、本発明においてはターンテーブル6の上方にあるため、ターンテーブル6の下方ではX線源12の設置位置は特に制限は受けないが、X線を斜め上方に照射し、X線の照射範囲に測定対象物が入り、測定対象物を360°回転させたときに、測定対象物の全範囲をX線が透過できるように設置しなければならない。
【0019】
回転機構4は接続板10を回転させ、接続板10が回転することでカーボンファイバー製の結合部材8によって接続されているターンテーブル6が回転し、ターンテーブル6に搭載されている測定対象物Wが回転する。測定対象物WにはX線源12から斜め方向にX線が照射されており、X線検出器14によって所定の角度ごとの透過X線データが検出され、そのデータが画像処理部(図示されていない)で処理され断層像が再構成される。
【0020】
X線を照射すると、X線は測定対象物Wだけでなく、ターンテーブル6や接続板10とターンテーブル6とを固定しているカーボン製の棒8も透過しX線検出器14に到達するが、ターンテーブル6、カーボン製の棒8はX線透過率がよいため、測定精度において大きな影響はない。
【0021】
図3は本実施例の詳細図であり、(A)は正面図、(B)は側面図である。
図3においては、結合部材8としてはカーボンファイバー製の板を用いており、接続板10とターンテーブル6とを安定して固定してかご状の回転部を構成している。回転機構4及び回転部6,8,10を支えるフレーム2は、回転機構4を稼動させても振動しないように安定して固定できるようになっていて、特に回転機構4と接続板10、又は、接続板10とターンテーブル6との接続に問題がなければ回転が不安定になることはない。
【0022】
【発明の効果】
本発明の傾斜型CT装置では、ターンテーブルの下方にX線源を配置する際に、ターンテーブルの厚みがなく、回転機構はX線照射領域の外側に位置しているため、X線を遮ることなくターンテーブルとX線源とを接近させることができ、投影データの拡大率を上げることができ、詳細なCT像を得ることができる。
【0023】
本発明の構造によって、ターンテーブルは薄い板のようなものでよいため、従来の中空構造のターンテーブルを回転させる場合の複雑な回転機構を不要とすることができるので、回転が不安定になることがない。例えば、回転機構部の芯ブレ精度は10μmとすることができる。これは、直径250mm程度の中空の軸を用いた回転機構で実現することは非常に困難である。したがって、傾斜型CT装置において測定精度の安定化を図ることができる。さらに、中空のターンテーブルを回転させるための特別な回転機構を必要としないため、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態を示す概略図である。
【図2】実施例を示す概略構成図であり、(A)は正面図、(B)は側面図、(C)は斜視図である。
【図3】上記実施例の詳細図である。
【図4】従来技術を説明するための概略図であり、(A)は側面図、(B)は上面図である。
【図5】従来の傾斜型CT装置の概略図である。
【図6】従来の傾斜型CT装置の概略図であり、(A)は構成図、(B)は中空のターンテーブルを示す概略図である。
【符号の説明】
1 CT装置
2 フレーム
4 回転機構
5 断層像
6 ターンテーブル
8 結合部材
10 接続板
12,12a,12b X線源
14,14a,14b X線検出器
W 測定対象物
Z 回転軸
Claims (1)
- X線を発生するX線源とそれに対向配置されてX線を検出するX線検出器との間に測定対象物を配置し、前記測定対象物をターンテーブルとその回転機構により回転させながら測定対象物にX線を照射し、所定の角度ごとの透過X線データを前記X線検出器によって検出し、その透過X線データを基に測定対象物の断層像を再構成するCT装置において、
前記ターンテーブルをX線透過性材質の板状とし、
前記回転機構を前記ターンテーブルの上方で、前記ターンテーブルの軸線上の透視視野外に配置して、X線透過性材質でできた部材によって前記ターンテーブルと回転機構とを結合し、
前記X線源は前記ターンテーブルの下方で測定対象物に接近して測定対象物を斜め方向から照射する位置に配置したことを特徴とする傾斜型CT装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003120174A JP4066875B2 (ja) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | 傾斜型ct装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2003120174A JP4066875B2 (ja) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | 傾斜型ct装置 |
Publications (2)
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JP2004325247A JP2004325247A (ja) | 2004-11-18 |
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Family
ID=33499180
Family Applications (1)
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JP2003120174A Expired - Lifetime JP4066875B2 (ja) | 2003-04-24 | 2003-04-24 | 傾斜型ct装置 |
Country Status (1)
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- 2003-04-24 JP JP2003120174A patent/JP4066875B2/ja not_active Expired - Lifetime
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