JP4327477B2

JP4327477B2 - X-ray fluoroscope

Info

Publication number: JP4327477B2
Application number: JP2003050265A
Authority: JP
Inventors: 雅美枝廣
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP2004257914A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線透視装置に関し、例えば半導体デバイスなどの非破壊検査等に用いられるＸ線透視装置で、試料の透視角度を変更させるためにＸ線検出器を傾動させる機能を有するＸ線透視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線透視装置においては、一般に、Ｘ線源とＸ線検出器の間に、試料を搭載するための試料テーブルが配置され、この試料テーブルは、通常、ビューポイントを任意に変化させるべくＸ線光軸に対して直交する平面上で互いに直交するｘ軸およびｙ軸方向に移動可能となっているとともに、撮像倍率を任意に変化させるべくＸ線源の光軸方向であるｚ軸方向に移動可能となっている。
【０００３】
このようなＸ線透視装置において、図６（Ａ）に例示するように、比較的低倍率で撮像した画像をマスター画像Ｍとし、そのマスター画像Ｍ上でポインティングデバイスを用いて領域を指定することにより、同図（Ｂ）に例示するように、指定した領域が視野全体となるように、自動的に、倍率を変更すべく試料テーブルをＸ線光軸方向に移動させ、かつ、視野中心を変更すべく試料テーブルをＸ線光軸に直交する平面上で移動させたり、あるいは図７（Ａ）に例示するような透視画像を得ている状態で、同図（Ｂ）に示すようにマスター画像上でポインティングデバイスを用いて位置を指定することにより、同図（Ｃ）に示すように、指定した位置が視野中央にくるように自動的に試料テーブルを上記平面上で移動させる、いわゆるナビゲーション機能を持つものも知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、産業用のＸ線透視装置において、試料の透視角度を変化させるために、Ｘ線検出器を傾動させる機構を備え、更には試料テーブルを回転させる回転機構を備え、傾動ないしは回転の際に、当初のビューポイントを維持するために必要な試料テーブルの移動量を算出し、その算出結果に基づいて自動的にｘ−ｙ駆動機構を駆動制御する、視野の追従機能を備えたものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３１８２０６号公報（第２−第４頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−２８１１６８号公報（第３−第１２頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来のナビゲーション機能を持つＸ線透視装置は、Ｘ線検出器を傾動させたり試料テーブルを回転させる機能との併用はできないか、あるいは想定しておらず、傾斜角度０でマスター画像を撮像して、Ｘ線検出器を傾動させず、かつ、試料テーブルを回転させない状態で指定する場合に限り、ナビゲーション機能が有効に機能するものである。
【０００７】
本発明の目的は、当初にマスター画像を撮像した後、Ｘ線検出器を傾動させ、あるいは試料テーブルを回転させても、ナビゲーション機能を有効に動作させることができ、もって利便性に優れたＸ線透視装置を提供することにある。
【０００８】
【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線源とＸ線検出器の間に、Ｘ線源からのＸ線光軸（ｚ軸）に直交する試料搭載面を有する試料テーブルが配置されているとともに、その試料テーブルをその試料搭載面に沿った平面上で互いに直交する２軸（ｘ，ｙ軸）方向に移動させるｘ−ｙ駆動機構と、そのｘ−ｙ駆動機構を含めて試料テーブルを上記Ｘ線光軸方向に移動させるｚ駆動機構と、上記Ｘ線検出器をＸ線源を中心として所定の方向に旋回させるように傾動させる傾動機構と、その傾動機構によりＸ線検出器を傾動させたとき、当該Ｘ線検出器による傾動前の視野および倍率を維持するように上記試料テーブルをＸ線検出器の傾動方向に沿う方向およびｚ方向に移動させる傾動追従手段を備えたＸ線透視装置において、上記Ｘ線検出器の受光面がＸ線光軸に直交する傾動角度０の状態で撮像したＸ線透視像をマスター画像として、その画像情報および当該画像の撮像時における上記試料テーブルの位置情報を記憶する記憶手段と、上記Ｘ線検出器を任意の傾動角度だけ傾動させて透視画像を撮像している場合に上記マスター画像上でポインティングデバイスにより指定された位置または領域情報と上記記憶手段の内容に基づき、上記Ｘ線検出器の傾動角度を維持した状態で指定された位置または領域が視野となるように上記試料テーブルの移動方向と量を決定して自動的に移動させる視野変更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）。
【０００９】
ここで、本発明においては、上記に加えて、ｘ−ｙ駆動機構を含めて試料テーブルをｚ軸に沿った回転中心軸の回りに回転させる回転駆動機構を備えるとともに、上記視野変更手段に、任意の回転位置に回転させて透視画像を撮像している場合にマスター画像上でポインティングデバイスで指定された位置または領域情報と上記記憶手段の内容に基づき、試料テーブルの回転位置を維持した状態で指定された位置または領域が視野となるように試料テーブルの移動方向と量を決定して自動的に移動させる機能を持たせる構成（請求項２）を好適に採用することができる。
【００１０】
そして、本発明においては、上記傾動追従手段および視野変更手段による試料テーブルのｘ−ｙ平面上での移動の各具体的態様として、傾動追従手段による移動については上記ｘ−ｙ駆動機構ごと試料テーブルを移動させる専用の移動機構により行うとともに、視野変更手段による試料テーブルの移動はｘ−ｙ移動機構により行うように構成する態様（請求項３）と、傾動追従手段および視野変更手段による試料テーブルの移動を、ともにｘ−ｙ駆動機構により行い、かつ、視野変更手段は、傾動追従のためのｘ−ｙ駆動機構による試料テーブルの移動量を記憶し、試料テーブルの移動方向と量の決定に供するように構成する態様（請求項４）とを挙げることができる。
【００１１】
本発明は、Ｘ線検出器の受光面がＸ線光軸に直交する状態、つまりＸ線検出器の傾動０において撮像したマスター画像と、その時の試料テーブルの位置情報を記憶しておき、ビューポイントを維持すべく、Ｘ線検出器の傾動に追随させて試料テーブルを移動させた後にも、あるいはそれに加えて請求項２に係る発明のように試料テーブルの回動に追随させて試料テーブルを移動させた後においても、マスター画像の撮像時における位置情報（試料テーブルのｘ，ｙ，ｚ座標）を用いることにより、ナビゲーション機能を有効に機能させるものである。
【００１２】
特に、請求項３に係る発明のように、傾動追従手段による試料テーブルのｘ−ｙ平面上への移動を、ｘ−ｙ駆動機構ごと試料テーブルを移動させる専用の移動機構により行うように構成すれば、Ｘ線検出器を任意の角度傾動させた後も、ｘ−ｙ駆動機構上での試料テーブルの座標は不変であるので、視野変更手段によりナビゲーション機能を動作させるに当たっては、ｘ−ｙ平面上での試料テーブルの移動量の算出は、マスター画像の撮像時における試料テーブルの位置情報（ｘ−ｙ駆動機構上での座標）をそのまま用いて行うことができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明のように、傾動追従手段による試料テーブルの移動についてもｘ−ｙ駆動機構を用いて行う場合には、その傾動追従時におけるｘ−ｙ駆動機構による移動量を記憶して、視野変更手段によるｘ−ｙ駆動機構による試料テーブルの移動量の算出時に反映させればよい。
【００１４】
また、試料テーブルを回転させる回転駆動機構を備えた場合、その回転駆動機構をｘ−ｙ駆動機構ごと回転させることによって、Ｘ線検出器と回転軸のｘ，ｙ軸方向への位置関係は不変であり、画面の視野中心は回転により変化せず、従って、視野変更手段によるナビゲーション動作においてｘ−ｙ駆動機構の座標をそのまま用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の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図であり、機械的構成を表す模式図と、電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１６】
Ｘ線源１は、Ｘ線の光軸（照射Ｘ線の中心軸）Ｌが鉛直（ｚ軸方向）上方に向かうように配置され、その上方に、水平面（ｘ−ｙ平面）に沿った表面を有する試料テーブル２が設けられており、更にその試料テーブル２の上方には、所定の空間を開けてＸ線カメラ３が配置されている。
【００１７】
Ｘ線カメラ３は、カメラ傾動機構３１によってＸ線源１の焦点を通り、かつ、ｘ軸に平行な軸の回りに、従ってｚ−ｙ平面に沿って任意の角度に傾動させることができる。
【００１８】
試料テーブル２は、その直下に設けられているｘ−ｙ駆動機構２１の駆動によって水平面上で互いに直交するｘ，ｙ軸方向に移動する。このｘ−ｙ駆動機構２１の下には、回転機構２２が設けられており、この回転機構２２は、ｚ軸に沿った回転軸の回りに試料テーブル２を回転させるためのものであって、この回転機構２２の駆動により、試料テーブル２をｘ−ｙ駆動機構２１とともに回転軸の回りに任意の角度θだけ回転させることができる。
【００１９】
回転機構２２の下方には、試料テーブル２の傾動による視野変化をなくするための位置補正用ｙ軸駆動機構２３が設けられている。この位置補正用ｙ軸駆動機構２３の駆動により、カメラ傾動機構３１によるＸ線カメラ３の傾動方向に沿ったｙ軸方向に、回転機構２２、ｘ−ｙ駆動機構２１および試料テーブル２を一体にｙ軸方向に移動させることができる。
【００２０】
そして、以上の試料テーブル２とその各駆動機構の全体を、ｚ軸駆動機構２４の駆動によってＸ線源１に対して接近／離隔する方向であるｚ軸方向に移動させることができる。
【００２１】
透視対象物である試料Ｓは試料テーブル２の上に載せられた状態で、その下方からＸ線が照射され、試料Ｓを透過したＸ線はＸ線カメラ３に入射する。Ｘ線カメラ３は例えばイメージインテンシファイアとＣＣＤカメラとを組み合わせた公知のものであり、その刻々の出力画像はパーソナルコンピュータ４に設定されている画像処理部４ａに取り込まれ、表示器５にＸ線透視画像として表示されるようになっている。また、この表示器５には、現時点におけるＸ線カメラ３によるＸ線透視画像と、後述するマスター画像とを併せて表示することもできるようになっている。
【００２２】
前記したｘ−ｙ駆動機構２１、回転機構２２、補正用ｙ軸駆動機構２３、ｚ軸駆動機構２４、およびカメラ傾動機構３２の駆動源である各モータは図示を省略しているが、これらの各モータは、いずれもモーションコントローラ６からの制御信号によって動作する。モーションコントローラ６は、パーソナルコンピュータ４に設定されている制御部４ｂの制御下に置かれている。
【００２３】
パーソナルコンピュータ４には、操作者が各種指令を与えるための操作盤７や、マウスなどのポインティングデバイス８が接続されている。操作盤７の操作により、上記した各機構のうち、補正用ｙ軸駆動機構２３を除く各機構を駆動して、試料テーブル２およびＸ線カメラ３を任意に移動させることができる。
【００２４】
また、パーソナルコンピュータ４には、上記した各機構による試料テーブル２ないしはＸ線カメラ３の現在位置を記憶する記憶部と、後述するマスター画像の撮像時における試料テーブル２の位置情報（ｘ，ｙ，ｚ座標）を記憶する記憶部が設定されているとともに、視野および倍率維持プログラムと、ナビゲーションプログラムがインストールされている。
【００２５】
視野および倍率維持プログラムは、Ｘ線カメラ３の傾動時に、表示器５に表示されているＸ線透視画像の視野および倍率を傾動前の状態に維持するための傾動追従機能を発揮するためのプログラムである。すなわち、図２に例示するように、Ｘ線カメラ３を傾動角度０の状態において、Ｘ線源１（焦点、以下同）とＸ線カメラ３間の距離をＳＩＤとし、Ｘ線源１と試料テーブル２間の距離をＳＯＤとし、その状態から傾動角度φまで傾動させたとき、試料テーブル２の位置が傾動前の位置で静止していると、Ｘ線カメラ３の視野がずれる。視野および倍率維持プログラムでは、この例において、試料テーブル２をｙ軸方向に、
ｙｔ＝ sinφ・ＳＯＤ・・・・（１）
だけ移動させ、かつ、同じくｚ軸方向に、
ｚｔ＝（１− cosφ）ＳＯＤ・・・・（２）
だけ移動させる。これにより、傾動後の視野中心および撮像倍率を傾動前と同等に維持することができる。このプログラムにおいて、ｙ軸方向への移動は補正用ｙ軸駆動機構２３を駆動することによって行い、ｘ−ｙ駆動機構２１は静止させたままとする。これにより、傾動後に視野および倍率が変化せずに、しかもｘ−ｙ駆動機構２１によるｘ−ｙ座標は傾動前のものをそのまま用いることができる。
【００２６】
ここで、回転機構２２がｘ−ｙ駆動機構２１の下に位置して、このｘ−ｙ駆動機構２１ごと試料テーブル２を回転させるので、ｘ−ｙ駆動機構２１を駆動して試料テーブル２を任意に移動させても、回転機構２２の回転軸とＸ線カメラ３の視野との位置関係は不変であるため、回転機構２２を駆動して試料テーブル２を回転させても、その回転によりＸ線カメラ３の視野が変化することがない。
【００２７】
さて、ナビゲーションプログラムは、あらかじめ撮像したマスター画像上で指定した位置または領域がＸ線カメラ３の視野内に入るように自動的に試料テーブル２を移動させるためのプログラムであり、以下、その内容について説明する。
【００２８】
このプログラムにおいては、まず、Ｘ線カメラ３の傾動角度φが０の状態において、比較的広い視野（低倍率）のもとに試料のＸ線透視像を撮像し、操作部７でその旨を入力することにより、その画像をマスター画像として記憶して、以降、Ｘ線カメラ３による刻々の透視画像と併せて表示器５に表示するとともに、そのマスター画像の撮像時における試料テーブル２の位置情報を記憶する。
【００２９】
そして、このマスター画像の撮像後に、Ｘ線カメラ３を任意の角度に傾動させた状態、および、回転機構２２により試料テーブル２を任意に回転させた状態において、ポインティングデバイス８を用いてマスター画像上で任意の位置または領域を指定することにより、その位置または領域がＸ線カメラ３の視野に収まるように試料テーブル２を自動的に移動させる。
【００３０】
すなわち、Ｘ線カメラ２の傾動角度φが０で、かつ、試料テーブル２を回転させない状態では、従来と同様に、前記した図６および図７で示したように、マスター画像Ｍ上で領域ないしは位置を指定することにより、指定した領域が画面全体を占めるように、あるいは指定した位置が画面中央にくるように、ｘ−ｙ駆動機構２１ないしはｚ軸駆動機構２４を駆動して試料テーブル２を移動させる。この移動の方向と量は、マスター画像の撮像時における試料テーブル２の位置情報と、現時点における試料テーブル２の位置情報から、従来と同様に容易に決定することができる。
【００３１】
また、マスター画像の撮像後、回転機構２２により試料テーブル２を任意に回転させて図３（Ａ）に示すような透視画像を撮像している状態で、同図（Ｂ）に示すようにマスター画像Ｍ上で任意の位置を指定することにより、同図（Ｃ）に示すように、その指定された位置が画面の中央に位置するように、ｘ−ｙ駆動機構２１を駆動して試料テーブル２を自動的に移動させる。この移動の方向と量は、回転機構２２がｘ−ｙ駆動機構２１の下に位置して当該ｘ−ｙ駆動機構２１ごと試料テーブル２を回転させるため、前記したように回転による視野の変化は生じず、従って回転に伴う試料テーブル２の位置補正は必要がないため、回転前のｘ，ｙ座標をそのまま用いて、上記と同様にナビゲーションのためのｘ−ｙ駆動機構２１による試料テーブル２の移動の方向と量を決定することができる。領域を指定した場合でも、上記のｘ，ｙ方向への移動の方向と量に加えて、指定された領域の大きさとマスター画像Ｍとの関係からｚ軸方向への移動量を決定して自動的に移動することによって、指定された領域が画面全体を占めるように画像を変更することができる。
【００３２】
そして、マスター画像の撮像後、カメラ傾動機構３１によりＸ線カメラ３を任意の角度だけ傾動させて図４（Ａ）に示すような透視画像を撮像している状態で、同図（Ｂ）に示すようにマスター画像Ｍ上で任意の位置を指定することにより、同図（Ｃ）に示すように、その指定された位置が画面の中央に位置するように、ｘ−ｙ駆動機構２１を駆動して試料テーブル２を自動的に移動させる。このｘ−ｙ駆動機構２１による試料テーブル２の移動の方向と量は、Ｘ線カメラ３の傾動による視野のずれを専用の補正用ｙ軸駆動機構２３によって行っているため、マスター画像Ｍの撮像時におけるｘ，ｙ座標をそのまま用いて、上記と同様に決定することができる。領域を指定した場合も上記と同様である。
【００３３】
更に、マスター画像Ｍの撮像後、カメラ傾動機構３１によりＸ線カメラ３を任意に傾動させ、かつ、回転機構２２により試料テーブル３を任意に回転させて図５（Ａ）に示すような透視画像を撮像している状態で、同図（Ｂ）に示すようにマスター画像Ｍ上で任意の位置を指定することにより、同図（Ｃ）に示すように、その指定された位置が画面の中央に位置するように、ｘ−ｙ駆動機構２１を駆動して試料テーブル２を自動的に移動させる。この場合においても、カメラ傾動による試料テーブル２の位置補正を補正用ｙ軸駆動機構２３により行い、また、回転による試料テーブル２の位置補正は必要がないので、上記した各例と同様にしてｘ−ｙ駆動機構２１によるナビゲーションのための移動の方向と量は、当初のｘ，ｙ座標をそのまま用いて決定することができる。領域を指定した場合も上記と同様である。
【００３４】
ここで、以上の実施の形態においては、Ｘ線カメラ３を傾動させたときに、視野のずれを防止すべくその傾動に追従して試料テーブル２を移動させるための専用の補正用ｙ軸駆動機構２３を設けた例を示したが、この追従をｘ−ｙ駆動機構２１を用いて行うように構成しても、本発明を適用することができる。この場合、Ｘ線カメラ３の傾動により、ｘ−ｙ駆動機構２１を駆動して試料テーブル２を前記した（１）式で表される量だけｙ軸方向に移動させる必要があるが、そのｙ軸方向への移動量δをパーソナルコンピュータ４に記憶しておき、傾動後にナビゲーション指令が与えられたときには、そのδだけｙ座標にオフセットを与えたうえで、先の例と同様にしてｘ−ｙ駆動機構２１による試料テーブル２の移動の方向と量を決定すれば、全く同じ作用効果を奏することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、Ｘ線カメラの傾動角度が０の状態でマスター画像を撮像することにより、そのマスター画像の撮像後にＸ線カメラを傾動させても、あるいは試料テーブルを回転させても、マスター画像上の任意の位置ないしは領域を指定することによって、その位置が画面の中央に位置するように、あるいはその領域が画面の全体を占めるように、自動的に試料テーブルを移動させることができるので、最初にマスター画像を撮像しておくことによって、Ｘ線カメラの視野や透視方向等を任意に変更しても、その変更状態において随時にマスター画像上の任意の部位を画面中央に位置させ、あるいは拡大することができ、従来のこの種のＸ線透視装置に比してその利便性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態によりＸ線カメラを傾動させたときの試料テーブルの追従の仕方の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態により試料テーブルを回転させた後にナビゲーション機能を動作させる場合の説明図である。
【図４】同じく本発明の実施の形態によりＸ線カメラを傾動させた後にナビゲーション機能を動作させる場合の説明図である。
【図５】同じく本発明の実施の形態によりＸ線カメラを傾動さ、かつ、試料テーブルを回転させた後にナビゲーション機能を動作させる場合の説明図である。
【図６】従来のＸ線透視装置で可能なナビゲーション機能の例の説明図である。
【図７】同じく従来のＸ線透視装置で可能なナビゲーション機能の他の例の説明図である。
【符号の説明】
１Ｘ線源
２試料テーブル
２１ｘ−ｙ駆動機構
２２回転機構
２３補正用ｙ軸駆動機構
２４ｚ軸駆動機構
３Ｘ線カメラ
４パーソナルコンピュータ
４ａ画像処理部
４ｂ制御部
５表示器
６モーションコントローラ
７操作盤
８ポインティングデバイス
Ｓ試料（透視対象物）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray fluoroscopic apparatus, for example, an X-ray fluoroscopic apparatus used for non-destructive inspection of a semiconductor device or the like and having a function of tilting an X-ray detector to change the fluoroscopic angle of a sample. About.
[0002]
[Prior art]
In an X-ray fluoroscopic apparatus, generally, a sample table for mounting a sample is disposed between an X-ray source and an X-ray detector, and this sample table is usually an X-ray in order to arbitrarily change a viewpoint. It can be moved in the x-axis and y-axis directions orthogonal to each other on a plane orthogonal to the optical axis, and moved in the z-axis direction, which is the optical axis direction of the X-ray source, to arbitrarily change the imaging magnification. It is possible.
[0003]
In such an X-ray fluoroscopic apparatus, as illustrated in FIG. 6A, an image captured at a relatively low magnification is set as a master image M, and an area is designated on the master image M using a pointing device. As shown in FIG. 5B, the sample table is automatically moved in the X-ray optical axis direction so as to change the magnification so that the designated area becomes the entire field of view, and the center of the field of view is determined. The sample table is moved on a plane orthogonal to the X-ray optical axis to be changed, or a master image as shown in FIG. 7B is obtained in a state where a fluoroscopic image as illustrated in FIG. By specifying the position on the image using a pointing device, the sample table is automatically moved on the plane so that the specified position is at the center of the field of view as shown in FIG. It is also known to have a Deployment function (for example, see Patent Document 1).
[0004]
In addition, in an industrial X-ray fluoroscopy device, in order to change the fluoroscopic angle of the sample, it is provided with a mechanism for tilting the X-ray detector, further equipped with a rotation mechanism for rotating the sample table, and when tilting or rotating. It is known that it has a visual field tracking function that calculates the amount of movement of the sample table necessary to maintain the original viewpoint, and automatically controls the xy drive mechanism based on the calculation result. (See, for example, Patent Document 2).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-318206 A (2nd to 4th pages, FIG. 2)
[Patent Document 2]
JP 2001-281168 A (page 3-12)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described conventional X-ray fluoroscopic apparatus having a navigation function cannot be used together with the function of tilting the X-ray detector or rotating the sample table, or is not assumed, and the master image is at an inclination angle of 0. The navigation function functions effectively only when the image is picked up and the X-ray detector is not tilted and the sample table is not rotated.
[0007]
The object of the present invention is to enable the navigation function to operate effectively even when the X-ray detector is tilted or the sample table is rotated after the master image is initially captured. The object is to provide a fluoroscopic device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the X-ray fluoroscopic apparatus of the present invention has a sample mounting surface orthogonal to the X-ray optical axis (z-axis) from the X-ray source between the X-ray source and the X-ray detector. An xy drive mechanism in which a sample table is arranged and moves the sample table in two axis (x, y axis) directions orthogonal to each other on a plane along the sample mounting surface, and the xy drive A z drive mechanism for moving the sample table in the X-ray optical axis direction, including a mechanism, a tilt mechanism for tilting the X-ray detector to rotate in a predetermined direction around the X-ray source, and the tilt mechanism When the X-ray detector is tilted by the tilting tracking, the sample table is moved in the direction along the tilting direction of the X-ray detector and in the z direction so as to maintain the field of view and the magnification before tilting by the X-ray detector. In an X-ray fluoroscopic apparatus comprising means, The X-ray fluoroscopic image captured with the light receiving surface of the X-ray detector orthogonal to the X-ray optical axis at a tilt angle of 0 is used as a master image, and the image information and the position information of the sample table at the time of capturing the image are obtained. Storage means for storing, position or area information designated by the pointing device on the master image when the X-ray detector is tilted by an arbitrary tilt angle to capture a fluoroscopic image, and contents of the storage means And a visual field changing means for automatically moving the sample table by determining the moving direction and amount so that the designated position or region is the visual field while maintaining the tilt angle of the X-ray detector. (Claim 1).
[0009]
Here, in the present invention, in addition to the above, in addition to the above, a rotation drive mechanism for rotating the sample table including the xy drive mechanism around the rotation center axis along the z axis is provided. When a fluoroscopic image is taken by rotating to an arbitrary rotation position, the rotation position of the sample table is maintained based on the position or area information specified by the pointing device on the master image and the contents of the storage means. A configuration (Claim 2) having a function of automatically moving the sample table by determining the moving direction and amount so that the designated position or region becomes the field of view can be suitably employed.
[0010]
In the present invention, as each specific mode of movement of the sample table on the xy plane by the tilt follower and the visual field changing unit, the sample table is moved together with the xy drive mechanism for the movement by the tilt follower. And a movement of the sample table by the visual field changing means (Claim 3), and the movement of the sample table by the tilt follower and the visual field changing means. Both movements are performed by the xy drive mechanism, and the field of view changing means stores the amount of movement of the sample table by the xy drive mechanism for tilt follow-up, and serves to determine the movement direction and amount of the sample table. An embodiment (Claim 4) configured as described above can be cited.
[0011]
The present invention stores a master image captured in a state in which the light receiving surface of the X-ray detector is orthogonal to the X-ray optical axis, that is, tilting of the X-ray detector, and position information of the sample table at that time. In order to maintain the point, even after the sample table is moved by following the tilt of the X-ray detector, or in addition thereto, the sample table is made to follow the rotation of the sample table as in the invention according to claim 2. Even after the movement, the navigation function is made to function effectively by using the position information (x, y, z coordinates of the sample table) at the time of capturing the master image.
[0012]
In particular, as in the invention according to claim 3, the movement of the sample table on the xy plane by the tilt follower is performed by a dedicated moving mechanism that moves the sample table together with the xy drive mechanism. For example, the coordinates of the sample table on the xy drive mechanism remain unchanged even after the X-ray detector is tilted at an arbitrary angle. Therefore, when operating the navigation function by the visual field changing means, the xy plane The amount of movement of the sample table can be calculated using the position information (coordinates on the xy drive mechanism) of the sample table at the time of capturing the master image as it is.
[0013]
Further, as in the invention according to claim 4, when the movement of the sample table by the tilt follower is also performed using the xy drive mechanism, the movement amount by the xy drive mechanism at the time of the tilt follow is stored. Then, it may be reflected when calculating the movement amount of the sample table by the xy drive mechanism by the visual field changing means.
[0014]
Further, when a rotation drive mechanism for rotating the sample table is provided, the positional relationship between the X-ray detector and the rotation axis in the x and y axis directions is not changed by rotating the rotation drive mechanism together with the xy drive mechanism. Thus, the center of the visual field of the screen does not change due to the rotation, and therefore the coordinates of the xy drive mechanism can be used as they are in the navigation operation by the visual field changing means.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.
[0016]
The X-ray source 1 is arranged such that the optical axis of X-rays (center axis of irradiated X-rays) L is directed upward in the vertical direction (z-axis direction), and above the surface along the horizontal plane (xy plane) The X-ray camera 3 is disposed above the sample table 2 with a predetermined space opened.
[0017]
The X-ray camera 3 can be tilted at an arbitrary angle by the camera tilting mechanism 31 through the focal point of the X-ray source 1 and around an axis parallel to the x-axis, and thus along the yz plane.
[0018]
The sample table 2 moves in the x and y axis directions orthogonal to each other on a horizontal plane by driving an xy drive mechanism 21 provided immediately below the sample table 2. A rotation mechanism 22 is provided under the xy drive mechanism 21, and the rotation mechanism 22 is for rotating the sample table 2 around a rotation axis along the z-axis. By driving the rotation mechanism 22, the sample table 2 can be rotated together with the xy drive mechanism 21 by an arbitrary angle θ around the rotation axis.
[0019]
Below the rotation mechanism 22 is provided a position correction y-axis drive mechanism 23 for eliminating a change in the visual field due to the tilt of the sample table 2. By driving the position correcting y-axis drive mechanism 23, the rotation mechanism 22, the xy drive mechanism 21 and the sample table 2 are integrated in the y-axis direction along the tilt direction of the X-ray camera 3 by the camera tilt mechanism 31. It can be moved in the y-axis direction.
[0020]
Then, the entire sample table 2 and each of the driving mechanisms thereof can be moved in the z-axis direction, which is a direction approaching / separating from the X-ray source 1 by driving the z-axis driving mechanism 24.
[0021]
The sample S that is a fluoroscopic object is placed on the sample table 2 and irradiated with X-rays from below, and the X-rays that have passed through the sample S enter the X-ray camera 3. The X-ray camera 3 is, for example, a publicly known combination of an image intensifier and a CCD camera, and the output image is taken into the image processing unit 4a set in the personal computer 4 and is displayed on the display 5 as X. It is displayed as a fluoroscopic image. The display 5 can also display an X-ray fluoroscopic image obtained by the X-ray camera 3 at the present time and a master image to be described later.
[0022]
The motors that are the driving sources of the xy drive mechanism 21, the rotation mechanism 22, the correction y-axis drive mechanism 23, the z-axis drive mechanism 24, and the camera tilt mechanism 32 are not shown in the figure. Each motor is operated by a control signal from the motion controller 6. The motion controller 6 is placed under the control of the control unit 4b set in the personal computer 4.
[0023]
Connected to the personal computer 4 are an operation panel 7 for an operator to give various commands and a pointing device 8 such as a mouse. By operating the operation panel 7, it is possible to move the sample table 2 and the X-ray camera 3 arbitrarily by driving the mechanisms other than the correcting y-axis drive mechanism 23 among the mechanisms described above.
[0024]
Further, the personal computer 4 includes a storage unit that stores the current position of the sample table 2 or the X-ray camera 3 by each mechanism described above, and position information (x, y, A storage unit for storing (z coordinate) is set, and a visual field and magnification maintaining program and a navigation program are installed.
[0025]
The field of view and magnification maintenance program is a program for exhibiting a tilt tracking function for maintaining the field of view and magnification of the X-ray fluoroscopic image displayed on the display 5 in the state before tilting when the X-ray camera 3 is tilted. It is. That is, as illustrated in FIG. 2, when the X-ray camera 3 is at a tilt angle of 0, the distance between the X-ray source 1 (focal point, hereinafter the same) and the X-ray camera 3 is SID, and the X-ray source 1 and the sample When the distance between the tables 2 is SOD and tilted from the state to the tilt angle φ, if the position of the sample table 2 is stationary at the position before tilting, the field of view of the X-ray camera 3 is shifted. In the field of view and magnification maintenance program, in this example, the sample table 2 is moved in the y-axis direction.
yt = sinφ · SOD (1)
Only in the z-axis direction,
zt = (1-cosφ) SOD (2)
Just move. Thereby, the center of the visual field after tilting and the imaging magnification can be maintained equivalent to those before tilting. In this program, the movement in the y-axis direction is performed by driving the correction y-axis drive mechanism 23, and the xy drive mechanism 21 remains stationary. Thereby, the visual field and the magnification do not change after tilting, and the xy coordinates by the xy drive mechanism 21 can be used as they are before tilting.
[0026]
Here, since the rotation mechanism 22 is positioned under the xy drive mechanism 21 and rotates the sample table 2 together with the xy drive mechanism 21, the xy drive mechanism 21 is driven to move the sample table 2. Even if it is arbitrarily moved, the positional relationship between the rotation axis of the rotation mechanism 22 and the visual field of the X-ray camera 3 does not change, so even if the rotation mechanism 22 is driven to rotate the sample table 2, the rotation causes the X The visual field of the line camera 3 does not change.
[0027]
The navigation program is a program for automatically moving the sample table 2 so that the position or area designated on the master image captured in advance is within the field of view of the X-ray camera 3. explain.
[0028]
In this program, first, in a state where the tilt angle φ of the X-ray camera 3 is 0, an X-ray fluoroscopic image of the sample is taken with a relatively wide field of view (low magnification), and this is indicated by the operation unit 7. By inputting the image, the image is stored as a master image, and thereafter displayed on the display 5 together with a step-by-step fluoroscopic image by the X-ray camera 3, and the position information of the sample table 2 at the time of capturing the master image. Remember.
[0029]
After the master image is captured, the pointing device 8 is used to display the master image on the master image in a state in which the X-ray camera 3 is tilted to an arbitrary angle and in a state in which the sample table 2 is arbitrarily rotated by the rotation mechanism 22. By designating an arbitrary position or area with, the sample table 2 is automatically moved so that the position or area falls within the field of view of the X-ray camera 3.
[0030]
That is, in the state where the tilt angle φ of the X-ray camera 2 is 0 and the sample table 2 is not rotated, as shown in FIGS. By designating the position, the xy drive mechanism 21 or the z-axis drive mechanism 24 is driven so that the designated area occupies the entire screen or the designated position is at the center of the screen. Move. The direction and amount of this movement can be easily determined from the position information of the sample table 2 at the time of capturing the master image and the position information of the sample table 2 at the present time as in the conventional case.
[0031]
In addition, after the master image is captured, the sample table 2 is arbitrarily rotated by the rotation mechanism 22 to capture a fluoroscopic image as illustrated in FIG. 3A, and the master is illustrated in FIG. By specifying an arbitrary position on the image M, the xy drive mechanism 21 is driven so that the specified position is located at the center of the screen as shown in FIG. 2 is automatically moved. The direction and amount of this movement are such that the rotation mechanism 22 is positioned under the xy drive mechanism 21 and rotates the sample table 2 together with the xy drive mechanism 21, so that the visual field changes due to the rotation as described above. Therefore, there is no need to correct the position of the sample table 2 due to the rotation. Therefore, the x and y coordinates before the rotation are used as they are, and the sample table 2 is moved by the xy drive mechanism 21 for navigation in the same manner as described above. The direction and amount of movement can be determined. Even when an area is specified, in addition to the direction and amount of movement in the x and y directions described above, the movement amount in the z-axis direction is automatically determined based on the relationship between the size of the specified area and the master image M. The image can be changed so that the designated area occupies the entire screen by moving in the same manner.
[0032]
Then, after capturing the master image, the camera tilt mechanism 31 tilts the X-ray camera 3 by an arbitrary angle to capture a fluoroscopic image as shown in FIG. By designating an arbitrary position on the master image M as shown, the xy drive mechanism 21 is driven so that the designated position is located at the center of the screen as shown in FIG. Then, the sample table 2 is automatically moved. The direction and amount of movement of the sample table 2 by the xy drive mechanism 21 is such that the displacement of the visual field due to the tilting of the X-ray camera 3 is performed by the dedicated correction y-axis drive mechanism 23, so that the master image M is captured. The x and y coordinates at the time can be used as they are and can be determined in the same manner as described above. The same applies to the case where an area is designated.
[0033]
Further, after capturing the master image M, the X-ray camera 3 is arbitrarily tilted by the camera tilting mechanism 31, and the sample table 3 is arbitrarily rotated by the rotating mechanism 22, so that a fluoroscopic image as shown in FIG. When an arbitrary position is designated on the master image M as shown in FIG. 4B, the designated position is set at the center of the screen as shown in FIG. The sample table 2 is automatically moved by driving the xy drive mechanism 21 so that the sample table 2 is positioned at the position. Even in this case, the position correction of the sample table 2 by tilting the camera is performed by the correcting y-axis drive mechanism 23, and the position correction of the sample table 2 by rotation is not necessary. The direction and amount of movement for navigation by the -y drive mechanism 21 can be determined using the original x and y coordinates as they are. The same applies to the case where an area is designated.
[0034]
Here, in the above embodiment, when the X-ray camera 3 is tilted, a dedicated correction y-axis drive for moving the sample table 2 following the tilt to prevent the field of view from shifting. Although the example in which the mechanism 23 is provided has been shown, the present invention can be applied even if the follow-up is performed using the xy drive mechanism 21. In this case, it is necessary to drive the xy drive mechanism 21 by tilting the X-ray camera 3 and move the sample table 2 in the y-axis direction by the amount expressed by the above-described equation (1). The movement amount δ in the axial direction is stored in the personal computer 4, and when a navigation command is given after tilting, an offset is given to the y coordinate by that δ, and the xy is the same as in the previous example. If the direction and amount of movement of the sample table 2 by the drive mechanism 21 are determined, the exact same effect can be obtained.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by capturing a master image with the tilt angle of the X-ray camera being 0, the X-ray camera is tilted after the master image is captured, or the sample table is rotated. Even if you do, by specifying an arbitrary position or area on the master image, the sample table is automatically moved so that the position is at the center of the screen or the area occupies the entire screen. Therefore, by capturing the master image first, even if the field of view or fluoroscopic direction of the X-ray camera is arbitrarily changed, any part of the master image can be displayed at any time in the changed state. It can be located in the center or can be enlarged, and its convenience can be greatly improved as compared with this type of conventional fluoroscopic apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a schematic diagram showing a mechanical configuration and a block diagram showing an electrical configuration.
FIG. 2 is an explanatory diagram of how the sample table follows when the X-ray camera is tilted according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram when the navigation function is operated after the sample table is rotated according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram in the case where the navigation function is operated after the X-ray camera is tilted according to the embodiment of the present invention.
[5] Also the implementation of the form by tilting of the X-ray camera of the present invention, and an explanatory view of a case of operating the navigation function after rotating the sample table.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an example of a navigation function possible with a conventional X-ray fluoroscopic apparatus.
FIG. 7 is an explanatory diagram of another example of a navigation function that is also possible with the conventional X-ray fluoroscopic apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray source 2 Sample table 21 xy drive mechanism 22 Rotating mechanism 23 Correction y-axis drive mechanism 24 Z-axis drive mechanism 3 X-ray camera 4 Personal computer 4a Image processing part 4b Control part 5 Display 6 Motion controller 7 Operation Panel 8 Pointing device S Sample (perspective object)

Claims

Ｘ線源とＸ線検出器の間に、Ｘ線源からのＸ線光軸（ｚ軸）に直交する試料搭載面を有する試料テーブルが配置されているとともに、その試料テーブルをその試料搭載面に沿った平面上で互いに直交する２軸（ｘ，ｙ軸）方向に移動させるｘ−ｙ駆動機構と、そのｘ−ｙ駆動機構を含めて試料テーブルを上記Ｘ線光軸方向に移動させるｚ駆動機構と、上記Ｘ線検出器をＸ線源を中心として所定の方向に旋回させるように傾動させる傾動機構と、その傾動機構によりＸ線検出器を傾動させたとき、当該Ｘ線検出器による傾動前の視野および倍率を維持するように上記試料テーブルをＸ線検出器の傾動方向に沿う方向およびｚ方向に移動させる傾動追従手段を備えたＸ線透視装置において、
上記Ｘ線検出器の受光面がＸ線光軸に直交する傾動角度０の状態で撮像したＸ線透視像をマスター画像として、その画像情報および当該画像の撮像時における上記試料テーブルの位置情報を記憶する記憶手段と、上記Ｘ線検出器を任意の傾動角度だけ傾動させて透視画像を撮像している場合に上記マスター画像上でポインティングデバイスにより指定された位置または領域情報と上記記憶手段の内容に基づき、上記Ｘ線検出器の傾動角度を維持した状態で指定された位置または領域が視野となるように上記試料テーブルの移動方向と量を決定して自動的に移動させる視野変更手段を備えていることを特徴とするＸ線透視装置。A sample table having a sample mounting surface orthogonal to the X-ray optical axis (z axis) from the X-ray source is arranged between the X-ray source and the X-ray detector, and the sample table is used as the sample mounting surface. And an xy drive mechanism for moving in two axial (x, y axis) directions orthogonal to each other on a plane along the axis, and z for moving the sample table in the X-ray optical axis direction including the xy drive mechanism A driving mechanism, a tilting mechanism that tilts the X-ray detector to rotate in a predetermined direction about the X-ray source, and the X-ray detector when the X-ray detector is tilted by the tilting mechanism. In an X-ray fluoroscopy device comprising tilt following means for moving the sample table in the direction along the tilt direction of the X-ray detector and in the z direction so as to maintain the field of view and magnification before tilting,
The X-ray fluoroscopic image captured with the light receiving surface of the X-ray detector orthogonal to the X-ray optical axis at a tilt angle of 0 is used as a master image, and the image information and the position information of the sample table when the image is captured are obtained. Storage means for storing, position or area information designated by the pointing device on the master image when the X-ray detector is tilted by an arbitrary tilt angle to capture a fluoroscopic image, and contents of the storage means And a visual field changing means for automatically moving the sample table by determining the moving direction and amount so that the designated position or region is the visual field while maintaining the tilt angle of the X-ray detector. An X-ray fluoroscopic apparatus characterized by comprising:

上記ｘ−ｙ駆動機構を含めて上記試料テーブルをｚ軸に沿った回転中心軸の回りに回転させる回転駆動機構を備え、上記視野変更手段は、任意の回転位置に回転させて透視画像を撮像している場合に上記マスター画像上でポインティングデバイスで指定された位置または領域情報と上記記憶手段の内容に基づき、試料テーブルの回転位置を維持した状態で指定された位置または領域が視野となるように上記試料テーブルの移動方向と量を決定して自動的に移動させるよう構成され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。A rotation drive mechanism for rotating the sample table including the xy drive mechanism around a rotation center axis along the z axis; and the visual field changing means for rotating to an arbitrary rotation position to capture a fluoroscopic image. The position or area specified on the master image with the pointing device and the content of the storage means so that the position or area specified with the rotation position of the sample table maintained is the field of view. The X-ray fluoroscopic apparatus according to claim 1, wherein the X-ray fluoroscopic apparatus is configured to automatically move the sample table by determining a moving direction and an amount of the sample table.

上記傾動追従手段による試料テーブルのＸ線検出器の傾動方向に沿う方向への移動を、上記ｘ−ｙ駆動機構ごと試料テーブルを移動させる専用の移動機構により行うとともに、上記視野変更手段による試料テーブルの移動は上記ｘ−ｙ移動機構により行うことを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線透視装置。 The movement of the sample table in the direction along the tilt direction of the X-ray detector by the tilt follower is performed by a dedicated moving mechanism that moves the sample table together with the xy drive mechanism, and the sample table by the visual field changing unit. The X-ray fluoroscopic apparatus according to claim 1, wherein the movement is performed by the xy movement mechanism.

上記傾動追従手段による試料テーブルのＸ線検出器の傾動方向に沿う方向への移動、および上記視野変更手段による試料テーブルの移動を、それぞれ上記ｘ−ｙ駆動機構により行うとともに、上記視野変更手段は、傾動追従のためのｘ−ｙ駆動機構による試料テーブルの移動量を記憶し、試料テーブルの移動方向と量の決定に供するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線透視装置。 The movement of the sample table in the direction along the tilting direction of the X-ray detector by the tilt follower and the movement of the sample table by the field changer are performed by the xy drive mechanism, respectively, and the field changer is 3. The apparatus according to claim 1, wherein the movement amount of the sample table by the xy drive mechanism for tilt follow-up is stored and used for determining the movement direction and amount of the sample table. X-ray fluoroscopy device.