JP4788272B2 - Ｘ線断層撮像装置及びｘ線断層撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線等を用いて被検査体の内部構造データを検査するＸ線断層撮像装置及びＸ線断層撮像方法に関する。

従来、半導体素子等の研究開発分野などでは、微小被検査体内部に存在するひび割れや断線等を検査するため非破壊三次元分析が要求されている。その手法の一つとして、Ｘ線によるコンピュータ断層撮像装置（以下、Ｘ線断層撮像装置と称する。）を用いる方法がある。

Ｘ線断層撮像装置は、例えば、Ｘ線源（Ｘ線管等から構成されるＸ線発生装置）と、このＸ線源よりＸ線焦点を経て被検査体にコーンビーム状に照射されて透過したＸ線を検出する二次元検出手段と、この検出手段との間に被検査体を載置するとともにＸ線焦点からこの検出手段の検出面に降ろした垂線に直交する回転軸を備え設定に基づく角度変位で回転する回転基台部を有する。Ｘ線源より被検査体にＸ線を照射し、被検査体の透過Ｘ線投影像を二次元検出手段により撮像しディジタル化された各角度位相毎の複数の画像データとして処理し、これら各画像データより内部構造データを再構成することによって、被検査体内部の検査及び観察等を行い易くする。

上述の内部構造データを再構成する計算において、被検査体の投影像が二次元検出手段の検出面の幅方向内に収まっていることが望ましく、拡大率を向上させるには幅広の二次元検出手段にて撮像することが要求される。

例えば、有限な二次元検出手段の幅を擬似的に拡張する手段として、特許文献１に記載されている方法がある。

図１０及び図１１を用いて、特許文献１に記載されている、二次元検出手段の幅を擬似的に拡張する技術について、その概略を説明する。図１０は、従来のＸ線二次元検出器を平行移動させて撮像する方法を説明する概略図（鳥瞰図）である。図１１は、図１０の上面図である。

図１０及び図１１に示すように、Ｘ線二次元検出器１０２の初期位置を、Ｘ線管１０１のＸ線焦点とＸ線二次元検出器１０２との間に配置された被検査体１０７の回転中心を通り、Ｘ線焦点からＸ線二次元検出器１０２の検出面に垂線を下ろした位置とする。Ｘ線二次元検出器１０２を検出面に平行な面内において、位置１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと平行移動させ、得られた複数の投影像を合成し、仮想的に幅広な投影像を得る。
特開平９−３２７４５３号公報

しかしながら、Ｘ線二次元検出器１０２はＸ線の漏洩を防ぐ装置（シールドカバー）内に載置されており、その平行移動量は装置のサイズに大きく制限される。さらにＸ線二次元検出器１０２の平行移動量が位置１０２ａ，１０２ｃのように大きくなると、Ｘ線焦点からＸ線二次元検出器１０２へ引いた垂線からの距離が次第に大きくなり、Ｘ線二次元検出器１０２で捕獲される投影像が十分な明るさが得られない。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、限られた空間を持つ装置内に載置されたＸ線二次元検出器を用いて、投影像の輝度の減衰を抑えつつ、撮像して得られる投影像の拡大率を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、コーンビーム状の照射野が得られるＸ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する平面な検出面を持つ二次元検出手段と、Ｘ線源のＸ線焦点と二次元検出手段との間に配置され被検査体を載置してＸ線焦点から二次元検出手段の検出面に降ろした垂線に直交する回転軸を中心に設定された角度変位で回転する回転手段と、各角度位相毎に撮像された投影像から再構成計算を行い、前記被検査体の内部構造データを再構成する制御を行う制御手段と、を有するＸ線断層撮像装置によりＸ線断層撮像を行うにあたって、
前記制御手段により、前記被検査体の一部分が前記二次元検出手段に撮像されるよう、前記Ｘ線源と前記二次元検出手段の相互の位置を固定したまま、前記回転手段に載置された被検査体の回転軸の位置を、前記被検査体の回転軸と平行で前記Ｘ線焦点を通る回転軸について、前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段の検出面に下ろした垂線と、前記Ｘ線焦点から前記被検査体の回転軸を結ぶ直線とのなす角がθ度、０度、−θ度の三つの撮像位置に、各々の撮像位置で所定枚数の投影像を撮像の都度、同一半径にて旋回移動させ、
各々の撮像位置において、前記被検査体の初期角度位相を各々−θ度、０度、θ度として各角度位相毎に前記所定枚数の投影像を撮像し、
各々の撮像位置で得られた投影像を、前記被検査体の回転軸と平行で前記Ｘ線焦点を通る回転軸を中心とし、半径を前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段に下ろした垂線の長さとする仮想的な円筒面に射影変換し、
射影変換した各々の撮像位置で撮像された順に同角度位相の投影像を合成し、各角度位相毎に合成した投影像から再構成計算を行い、前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とする。

上記本発明によれば、Ｘ線源と平面な検出面を持つ二次元検出手段の相互の位置を固定したまま、二次元検出手段を移動させる処理を必要としないので、Ｘ線断層撮像装置の構造の簡略化が図れ、装置サイズを小型化できる。また、Ｘ線源と二次元検出手段との距離は一定なので、投影像の輝度の減衰が防止される。また、Ｘ線焦点と二次元検出手段との位置関係を変化させずに撮像できるので、一度キャリブレーションしただけで、各撮像位置における撮像が可能となる。また、二次元検出手段を固定したまま、撮像を行える分、定盤が撓むことがなく幾何学的位置関係を保つことが容易となり、より高精度な撮像を実現できる。

本発明によれば、限られた空間内に載置されたＸ線二次元検出器を用いて、投影像の輝度の減衰を抑えつつ、撮像して得られる投影像の拡大率を向上させることを目的とする。

以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。

すなわち、現在、断層撮像装置の中でも広く用いられているＸ線による断層撮像装置を例に説明するが、本発明は、Ｘ線その他の放射線等を多方向から物体に照射し、その投影像を撮像した複数の投影データより内部構造データを再構成計算する断層撮像装置に適用することができる。

図１Ａ，Ｂは、本発明に係るＸ線断層撮像装置の一実施の形態例を示す概略図であり、Ａは正面図、Ｂは側面図を表す。図１Ａ，Ｂにおいて、Ｘ線管１は例えばコーンビーム状のＸ線を発生するＸ線源として機能するＸ線発生装置である。このＸ線管１から被検査体７全体にＸ線を照射し、照射されるＸ線により被検査体７の投影像の撮像を行い、この被検査体７の透過Ｘ線を、二次元検出手段として機能するＸ線二次元検出器２で検出し投影像を得る。

このＸ線管１から照射されるＸ線は、例えば焦点サイズ約１μｍ以下の極小のＸ線焦点を形成するよう構成されている。Ｘ線の焦点サイズは、Ｘ線断層撮像装置の分解能を決定する大きな要素であるため、この数値が小さいほど、より被検査体内部の微少サイズの損傷等を観察でき好ましい。

Ｘ線二次元検出器２は、例えば、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）より構成され、Ｘ線管１のＸ線焦点から下ろした垂線がＸ線二次元検出器２の中心に照射されるよう、Ｘ線二次元検出器駆動機構１４により、左右上下（ＸＹＺ方向）への動きを調節することができる。さらに、Ｘ線二次元検出器回転駆動機構１５により、Ｚ軸に平行な軸を中心にＸ線二次元検出器２を回転させることができる。

ＦＰＤについては、一例として特開平６−３４２０９８号公報（以下、「文献１」という。）に開示されているようなものがある。このＦＰＤは、被写体を透過したＸ線を光導電層で吸収してＸ線強度に応じた電荷を発生させ、その電荷量を画素毎に検知するものである。文献１に開示された方式のＦＰＤでは、Ｘ線量を画素毎の電荷量に直接変換するため、ＦＰＤでの鮮鋭性の劣化が少なく、鮮鋭性に優れた画像が得られる。その他の方式のＦＰＤの例としては、例えば特開平９−９００４８号公報に開示されているように、Ｘ線を増感紙等の蛍光体層に吸収させて蛍光を発生させ、その蛍光の強度を光電変換素子で検知するものなどがある。

蛍光の検知手段としては他に、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣ−ＭＯＳ（Complementary-Metal OＸide Semiconductor）センサを用いる方法などもある。このように、本例のＸ線二次元検出器２は、被検査体の透過Ｘ線を検出し画素毎に処理して画像信号を得られるものであればよい。

回転基台３は被検査体７を載置するとともに、その被検査体７を回転させる回転手段である。以降、回転基台部分を回転させるためのモータ及び後述する軸受け等より構成される回転基台部全体を含めて、回転基台と称する。この回転基台３を自身が回転する回転軸と平行方向、すなわち図１Ｂに示すように、Ｚ軸方向に移動させるためのＺ軸駆動機構３ａを備えてなる。さらに、Ｙ軸方向に被検査体７を移動させるためのＹ軸駆動機構６を備えてなる。被検査体７は回転基台上の保持冶具８にて保持、固定されるようになっている。

上記回転基台３は、空気軸受け４によって支持されており、この空気軸受け４に同軸上に直結された例えば０．２分以下の角度位置決め精度を持つ図示しないサーボモータ、及び回転位相検出手段により、之等サーボモータ及び回転位相検出手段の分解能に応じた各角度変位において、再構成に必要な上記投影データの取り込み期間に同期して静止される。

回転基台３を支持する軸受け４の回転軸は、Ｘ線管１の焦点からＸ線二次元検出器２中心付近へ降ろした垂線と直交している。本例ではこの軸受け４は回転基台３を微少角度変位制御できる空気軸受けよりなるが、これに限るものではなく、回転基台３を支持し滑らかに回転して微少角度変位制御できるものであればよい。

ＸＹテーブル５は、搭載されたＸ線源のＸ線管１を、軸受け４の回転軸と直交する平面上で移動させるものである。被検査体７の旋回半径を適宜ＸＹテーブル５にフィードバックし、必要に応じ被検査体７とＸＹテーブル５を極接近させた状態で投影データを取得することができる。拡大率を支配する一番上位の要素はＸ線焦点と回転基台３に保持された被検査体７との相互間距離であり、拡大率が大きければ、より微細な部位の内部構造を解析することが可能となる。

除振台１０は、上述したＸ線断層像撮象装置を構成する全ての装置、部材等を載置し、Ｘ線照射位置に誤差が生じないよう振動を除去するものである。また、シールドカバー１１は鉛等より構成され、Ｘ線断層撮像装置の外部にＸ線が漏れないよう装置全体を覆うものである。

図２は、図１Ａの要部の一例を示す図である。Ｘ線管１から放射されるＸ線１２は中心部で輝度が大きく、Ｘ線焦点からＸ線二次元検出器２に下ろした垂線からの距離が遠くなるほど、輝度が減衰する。そのため、コーンビーム状Ｘ線１２の中心付近のＸ線１２ａを使用して被検査体７の投影像を撮像することが望まれている。

次に、上述したＸ線断層撮像装置のブロック構成の一例について、図３を参照して説明する。

まず、Ｘ線管１は、上述したように回転基台３上に載置された被検査体７に対してＸ線照射するものである。このとき照射されるＸ線の強度、線質等は、Ｘ線制御手段であるＸ線制御部２０を通じて制御操作卓２２により制御される。

上記被検査体７を載置する回転基台３の位置、回転角度変位、初期角度位相等は、回転基台３並びにＸＹステージ５の動きを制御する機構制御手段である機構制御部２１を通じて、制御操作卓２２により制御される。回転基台３に載置された被検査体７は制御操作卓２２からの制御信号により指定された角度位相に回転され、その投影像はＸ線二次元検出器２により撮像される。また、制御操作卓２２の指令に基づいて、機構制御部２１がＸ線二次元検出器駆動機構１４及びＸ線二次元検出器回転駆動機構１５を制御し、Ｘ線二次元検出器２の駆動が制御される。

制御操作卓２２は、キーボードやマウス等の入力手段、機器動作状態や入力値等を表示するＧＵＩ（Graphical User Interface）を備えた表示手段（図示略）が接続されている。また、入力手段からの入力操作信号の処理、及びＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリ（図示略）に格納されたプログラムに従い後述する断層撮像処理等の演算・制御を行うプロセッサ（制御手段）を備える。

また、制御操作卓２２は、Ｘ線管１より出射されるＸ線のＸ線強度等の情報を取り込んで表示手段に表示し、また、被検査体７の適切な位置出しを行うにあたり機構制御部２１を通じて回転基台３に指令を出すなどする。

被検査体７を透過したＸ線は、Ｘ線二次元検出器２で検出される。Ｘ線二次元検出器２は、検出したＸ線の情報である投影像をデジタルデータ化し、デジタルデータである投影データを、大容量の磁気記録装置等からなり撮像記憶手段として機能する投影像記憶部２３に送出する。

送出された投影像は（制御操作卓２２からの指示により、）、撮像時の角度位相や角度変位、初期角度位相、Ｘ線強度等の情報と対応して、投影像記憶部２３に保存される。この投影像記憶部２３は、投影データを記録できる記録容量を有するものであればこれに限るものではなく、光記録媒体や半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体などを含め、さまざまなものを適用することができる。

そして、投影像記憶部２３に記憶された投影データは、これと接続された再構成手段として機能する再構成計算用計算機２４に送出される。再構成計算用計算機２４では入力された投影データより被検査体の内部構造データを再構成計算し、再構成した内部構造データ（再構成データ）を投影像記憶部２３あるいは外部記録媒体等に記憶する。また、図示しない表示メモリを介して表示手段である再構成結果表示装置２５に出力し、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ等のディスプレイに表示する。

再構成計算用計算機２４は、投影データを収集して内部構造データを再構成できるとともに所定の制御を行なう演算・制御能力があればよく、投影像記憶部２３ともに制御操作卓２２内に構成してもよい。また、再構成結果表示装置２５は制御操作卓２２の表示手段と共用であってもよい。

以上のような構成により、被検査体７の内部構造データが再構成結果表示装置２５に入力されて内部構造が表示される。オペレータ（作業者）は、再構成結果表示装置２５に表示された内部構造により、多層膜板や微小な電子部品素子等の被検査体内部のひび割れ及び断線など、欠陥の有無もしくはその状態を視覚的に確認することができる。

次に、上記構成のＸ線断層撮像装置により行われるＸ線断層撮像方法について説明する。

図４及び図５を参照して、Ｘ線二次元検出器２を、Ｘ線管１の焦点位置を通り、被検査体７の回転中心軸に平行な軸に関して旋回させた３箇所の位置に移動させながら撮像する方法について説明する。図４は、Ｘ線二次元検出器を旋回移動させて撮像する方法を説明する概略図（鳥瞰図）である。図５は、Ｘ線二次元検出器を旋回移動させて撮像する方法を説明する概略図（上面図）である。

図４及び図５において、３箇所の撮像位置３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、Ｘ線管１の焦点位置を通り、被検査体７の回転中心軸に平行な軸に関して旋回させた位置である。また、平面３０は、初期位置３１ｂにあるときのＸ線二次元検出器２の検出面に平行な平面であり、Ｘ線管１のＸ線焦点とＸ線二次元検出器２との間に配置された被検査体７の回転中心を通り、Ｘ線焦点からＸ線二次元検出器２に引いた直線が検出面と直交する位置である。このとき、Ｘ線焦点から引いた直線が平面３０と垂直に交わる点をＯ´とする。また、円筒面３１は、Ｘ線管１の焦点位置を通り被検査体７の回転中心軸に平行な中心軸を持つ。

まず、Ｘ線二次元検出器２を位置３１ａに移動させ、被検査体７を指定された角度位相毎に回転させて、投影像を撮像していく。ここで位置３１ｂに対する位置３１ａの旋回角４１は、位置３１ｂと位置３１ｃでＸ線二次元検出器２の検出面が若干重なり合うように選ぶ。

そして、Ｘ線二次元検出器２を位置３１ｂ、続いて位置３１ｃに移動させ、位置３１ａにおける撮像と同様に投影像を撮像していく。位置３１ｂに対する位置３１ｃの旋回角も、旋回角４１と同じ量である。被検査体７が同角度位相でＸ線二次元検出器２がそれぞれ位置３１ａ、３１ｂ、３１ｃで撮像された３枚の投影像を、その重なりを考慮しながら平面３０、または円筒面３１に射影し、仮想的に幅広の投影像を算出する。円筒面への射影は、Ｘ線源の焦点位置から照射され、被検査体７を透過したＸ線が平面検出器上に等間隔で配置された素子により獲得された画素情報を、Ｘ線源焦点を原点とした等角度の情報に変換することである。

ここで、仮想的な幅広の投影像を算出する具体的方法を、円筒面３１に投影する場合を例に説明する。図６は、本発明の一実施の形態例に係る、円筒面への射影変換を説明する図（ＸＹＺ座標系）である。また、図７は、本発明の一実施の形態例に係る、円筒面への射影変換を説明する図（ＸＹ座標系）である。

図６及び図７において、Ｘ線源の焦点位置をＯとし、図１の装置概略図と同様なＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定する。焦点位置ＯからＸ線二次元検出器２の中心線に下ろした垂線をＮとする。Ｘ線二次元検出器２が焦点位置Ｏより距離|Ｎ|だけ離れ、角度φだけ旋回した位置にあるとした場合、
Ｎ＝（Ｎｘ，Ｎｙ，０）
＝（−Ｎcosφ，Ｎsinφ，０）
となる。

ここで、Ｘ線二次元検出器２平面内にベクトルＮに垂直な単位ベクトルＵ，Ｖを用意する。ＶはＺ軸と平行かつＺ軸と反対向きであるから、
Ｖ＝（０，０，−１）
である。
ベクトルＮ，ＶからベクトルＵを算出すると、

となる。
これら３つのベクトルＮ，Ｕ，Ｖにより、Ｘ線二次元検出器２上の任意の点Ｑは、
Ｎ＋αＵ＋βＶ
として表せる。

一方、円筒面３１上に形成される仮想検出面上の任意の点をベクトルＰで表す。
Ｐ＝（−Ｒcos（ｍΔθ），Ｒsin（ｍΔθ），ｎΔＺ）
ここで円筒面３１上の仮想検出面のピクセルピッチをΔθ，ΔＺと表し、各ピクセル位置を（ｍ，ｎ）、X線焦点位置Ｏから円筒面３１上のベクトルＰの終点までの距離をＲとする。

ベクトルＰの延長線上がＸ線二次元検出器２の検出面のどこに交わるかという問題は、
Ｎ＋αＵ＋βＶ＝ｋＰ
のα，β，ｋを求める問題に帰着する。

Ｎ＋αＵ＋βＶ＝ｋＰ

Ｘ線二次元検出器２のピクセルピッチをΔｈ、Δｗとした場合、Ｘ線二次元検出器２の各ピクセル位置を（α´，β´）で表すと、
α´＝αΔｈ
β´＝βΔｗ
の関係が成り立ち、（ｍ，ｎ）と（α´，β´）の関係からＸ線二次元検出器２のピクセルと仮想円筒面３１上のピクセルとの対応関係が得られ、Ｘ線二次元検出器２の投影像の円筒面上への射影を行なうことができる。

また、Ｘ線二次元検出器２の投影像の平面３０上への射影変換は、上記円筒面３１上への射影変換と同じ要領で実現できる。

そして、Ｘ線二次元検出器２の各撮像位置（旋回位置又はポジションともいう。）における複数の投影像を各々平面３０または円筒面３１に射影変換した後、一つの幅広の投影像に合成する。あるいは、各撮像位置における複数の投影像を直接一つの幅広の円筒面３１に射影変換して幅広の投影像を生成してもよい。

最後に、射影変換後に得られた複数の幅広の投影像に対し、再構成計算を行ない、被検査体の内部構造データを得ることができる。

なお、射影する円筒面３１の位置は、射影変換時にリサンプリングする都合上、元々のＸ線二次元検出器２の位置に近いほうが好ましいと考え、本例の円筒面３１の場合、各撮像位置に旋回されたＸ線二次元検出器２の検出面に内接する面を選んだが、必ずしもそうである必要はない。

上述した実施の形態によれば、従来のＸ線二次元検出器を平行移動して幅広の投影像を合成する手法に比べ、さらに幾何学的な拡大率の向上が実現できる。
また、従来の手法で幅広の投影像を得ようとする場合、Ｘ線源と被検査体の中心を結ぶ直線から離れた位置になればなるほど、Ｘ線源とＸ線二次元検出器との距離が離れ、投影像の輝度が減衰するが、上述構成においてはＸ線源１とＸ線二次元検出器２との距離は一定なので、そのような問題は生じない。
また、Ｘ線二次元検出器２の投影像を円筒面３１に射影する場合は、実際のＸ線二次元検出器２の検出面と仮想的な円筒面３１との距離差が、仮想的平面３０に射影することに比べて少なく、より変換誤差の少ない画像が得られることが期待できる。

上述した一実施の形態例による撮像方法においては、Ｘ線二次元検出器２を位置３１ａ，３１ｂ，３１ｃへと旋回させたが、Ｘ線二次元検出器２を旋回させずに初期位置３１ｂに載置したままで、Ｘ線二次元検出器２を旋回させたと同様な幾何学位置を保つように、被検査体７の位置、および初期角度位相を設定することにより、被検査体の撮像を行なう方法について説明する。

図８は、本発明の他の実施の形態例に係る、Ｘ線二次元検出器を旋回移動させずに被検査体を移動させて、投影像を撮像する方法を説明する図（上面図）である。また図９は、図８の要部の拡大図である。

図８において、Ｘ線源１の焦点位置を原点Ｏとし、Ｘ軸、Ｙ軸を設定する。Ｘ線源１のＸ線焦点から被検査体７の初期位置７ｂにおける中心点までの距離をＳとすれば、被検査体７の位置は(−Ｓ，０)と表される。

被検査体７を位置７ｂに載置したまま、Ｘ線二次元検出器２を位置３１ａに旋回角４１でθ旋回させた場合を、状態Ａとする。４０はＸ線二次元検出器の投影領域の半角である。状態ＡにおけるＸ線源１のＸ線焦点と被検査体７とＸ線二次元検出器２の位置関係は、Ｘ線源１を動かさず、かつＸ線二次元検出器２を旋回させずに初期位置３１ｂに載置した状態で、被検査体７の中心を位置７ａ、即ち(−Ｓcosθ，−Ｓsinθ)の位置に移動し、さらに被検査体７の角度位相を−θ分オフセットさせる（状態Ｂとする）ことにより保たれる。したがって、状態Ａで撮像した投影像と状態Ｂで撮像した投影像はほぼ同じ投影像が得られる。

上記角度移相のオフセットは、図９に示すように、被検査体７を位置７ａに移動後、Ｘ線焦点と被検査体７の中心を通る直線が被検査体７上の基準点７ｂ１を通るように被検査体７を回転させることで行うことができる。

同様に、被検査体７を位置７ｃ、即ち（−Ｓcosθ，Ｓsinθ)の位置に移動させ、さらに被検査体７の角度位相をθ分オフセットさせることによって、被検査体７を位置７ｃに載置したまま、Ｘ線二次元検出器２を位置３１ｃにθ旋回させて撮像した投影像とほぼ同じ投影像が得られる。

したがって、まず、Ｘ線二次元検出器２を位置３１ｂに載置したまま、被検査体７を位置７ａに移動させ、−θ分オフセットさせた上で指定された角度変位で回転させて、各角度位相の投影像を撮像していく。次に、被検査体７を位置７ｂに移動させ、指定された角度変位で回転させて、各角度位相の投影像を撮像する。

そして、被検査体７を位置７ｃに移動させ、θ分オフセットさせた上で指定された角度変位で回転させて、各角度位相の投影像を撮像する。被検査体７が同角度位相で被検査体７の位置がそれぞれ７ａ，７ｂ，７ｃの位置で撮像された３枚の投影像を、その重なりを考慮しながら平面３０、または円筒面３１に射影し、仮想的に幅広の投影像を算出する。得られた各角度位相の複数の幅広の投影像から再構成計算を経て被検査体７の内部構造データを得る。

上記他の実施の形態例によれば、上述した一実施の形態例と同様の効果を奏するとともに、新たに次のような効果が得られる。

まず、Ｘ線二次元検出器２を旋回させずに被検査体７の位置を移動させて撮像する方法は、Ｘ線二次元検出器２を移動させる手段を必要としないので、Ｘ線断層撮像装置の構造の簡略化が図れ、装置サイズをコンパクトにすることが可能となる。
また、Ｘ線二次元検出器の中には、被検査体が何も映っていない白画像又は黒画像を元にキャリブレーションを行なう必要があるものがあり、このキャリブレーションはＸ線源の焦点位置とＸ線二次元検出器の位置関係が変化する度に行なう必要がある。しかし、上記他の実施の形態例では、Ｘ線二次元検出器２の位置を変化させずに撮像できるので、一度キャリブレーションしただけで、各ポジション（撮像位置）における撮像が可能となる。
また、Ｘ線二次元検出器２を固定したまま、撮像を行える分、定盤が撓むことがなく幾何学的位置関係を保つことが容易となり、より高精度な撮像を実現できるので、Ｘ線断層撮像装置の構成も簡潔なものとなる。

なお、上述実施の形態例において、回転基台３の回転角度は必ずしも３６０°である必要はなく、例えば２７０°等でもよい。

また、被検査体の投影像を捕獲する手段は、Ｘ線二次元検出器に限らず、ラインセンサー等の一次元検出器でもよい。

また、本発明のＸ線断層撮像方法を、被検査体の回転軸を傾斜させた状態で被検査体の投影像の撮像を行う場合に適用してもよい。

また、本発明において、Ｘ線二次元検出器、および被検査体のポジション（撮像位置）を３ポジションとして説明しているが、４ポジション、５ポジションと増やすことも可能である。

本発明は、上述した各実施の形態例に限定されるものではなく、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能であることは勿論である。

本発明の一実施の形態例に係るＸ線断層撮像装置を示す概略図であり、Ａは正面図、Ｂは側面図を表す。 図１に示したＸ線断層撮像装置の要部の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態例に係るＸ線断層撮像装置のブロック構成図である。 本発明の一実施の形態例に係る、Ｘ線二次元検出器を旋回移動させて撮像する方法を説明する概略図（鳥瞰図）である。 本発明の一実施の形態例に係る、Ｘ線二次元検出器を旋回移動させて撮像する方法を説明する概略図（上面図）である。 本発明の一実施の形態例に係る、円筒面への射影変換を説明する図（ＸＹＺ座標系）である。 本発明の一実施の形態例に係る、円筒面への射影変換を説明する図（ＸＹ座標系）である。 本発明の他の実施の形態例に係る、Ｘ線二次元検出器を旋回移動させずに被検査体を移動させて撮像する方法を説明する図（上面図）である。 図８に示したＸ線断層撮像装置の要部の一例を示す図である。 従来のＸ線二次元検出器を平行移動させて撮像する方法を説明する概略図（鳥瞰図）である。 従来のＸ線二次元検出器を平行移動させて撮像する方法を説明する概略図（上面図）である。

符号の説明

１…Ｘ線管、２…Ｘ線二次元検出器、３…回転基台、７…被検査体、７ａ，７ｂ，７ｃ…被検査体の移動位置、１１…シールドカバー、１５…回転中心軸、２２…制御操作卓、２３…投影像記憶部、２４…再構成計算用計算機、２５…再構成結果表示装置、３０…仮想平面、３１…仮想円筒面、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…Ｘ線二次元検出器の移動位置、４１…Ｘ線二次元検出器の旋回角

Claims (2)

1. コーンビーム状の照射野が得られるＸ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する平面な検出面を持つ二次元検出手段と、前記Ｘ線源のＸ線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され前記被検査体を載置して前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段の検出面に下ろした垂線に直交する回転軸を中心に設定された角度変位で回転する回転手段と、各角度位相毎に撮像された投影像から再構成計算を行い、前記被検査体の内部構造データを再構成する制御を行う制御手段と、を有するＸ線断層撮像装置において、
   前記制御手段は、前記被検査体の一部分が前記二次元検出手段に撮像されるよう、前記Ｘ線源と前記二次元検出手段の相互の位置を固定したまま、前記回転手段に載置された被検査体の回転軸の位置を、前記被検査体の回転軸と平行で前記Ｘ線焦点を通る回転軸について、前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段の検出面に下ろした垂線と、前記Ｘ線焦点から前記被検査体の回転軸を結ぶ直線とのなす角がθ度、０度、−θ度の三つの撮像位置に、各々の撮像位置で所定枚数の投影像を撮像の都度、同一半径にて旋回移動させ、
   各々の撮像位置において、前記被検査体の初期角度位相を各々−θ度、０度、θ度として各角度位相毎に前記所定枚数の投影像を撮像し、
   各々の撮像位置で得られた投影像を、前記被検査体の回転軸と平行で前記Ｘ線焦点を通る回転軸を中心とし、半径を前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段に下ろした垂線の長さとする仮想的な円筒面に射影変換し、
   射影変換した各々の撮像位置で撮像された順に同角度位相の投影像を合成し、各角度位相毎に合成した投影像から再構成計算を行い、前記被検査体の内部構造データを再構成する
   Ｘ線断層撮像装置。
2. コーンビーム状の照射野が得られるＸ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する平面な検出面を持つ二次元検出手段と、前記Ｘ線源のＸ線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され前記被検査体を載置して前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段の検出面に下ろした垂線に直交する回転軸を中心に設定された角度変位で回転する回転手段と、各角度位相毎に撮像された投影像から再構成計算を行い、前記被検査体の内部構造データを再構成する制御を行う制御手段と、を有するＸ線断層撮像装置のＸ線断層撮像方法において、
   前記制御手段により、前記被検査体の一部分が前記二次元検出手段に撮像されるよう、前記Ｘ線源と前記二次元検出手段の相互の位置を固定したまま、前記回転手段に載置された被検査体の回転軸の位置を、前記被検査体の回転軸と平行で前記Ｘ線焦点を通る回転軸について、前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段の検出面に下ろした垂線と、前記Ｘ線焦点から前記被検査体の回転軸を結ぶ直線とのなす角がθ度、０度、−θ度の三つの撮像位置に、各々の撮像位置で所定枚数の投影像を撮像の都度、同一半径にて旋回移動させ、
   各々の撮像位置において、前記被検査体の初期角度位相を各々−θ度、０度、θ度として各角度位相毎に前記所定枚数の投影像を撮像し、
   各々の撮像位置で得られた投影像を、前記被検査体の回転軸と平行で前記Ｘ線焦点を通る回転軸を中心とし、半径を前記Ｘ線焦点から前記二次元検出手段に下ろした垂線の長さとする仮想的な円筒面に射影変換し、
   射影変換した各々の撮像位置で撮像された順に同角度位相の投影像を合成し、各角度位相毎に合成した投影像から再構成計算を行い、前記被検査体の内部構造データを再構成する
   Ｘ線断層撮像方法。

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