JP5544636B2 - 断層撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体を透過した放射線を検出し、得られた透過像から被検体の異なる層ごとの構造を抽出して検査を行なう断層撮影装置に関する。

従来の断層撮影装置（ラミノグラフやトモシンセシス装置とも呼ばれる）は、透過方向を変えた透過像をデジタル画像として多数収集し、計算機で互いにずらして加算することで所望する層にピントのあった断層像を作成している。この断層像によれば、多くの構造物が重なっても、所望する層の上下に離れた層はボケるためこの１つの層が明瞭に観察できる。

断層撮影装置の用途は、例えば、電子部品が実装された基板の検査などに用いられ、これにより、基板の１つの層の断層像を作ることで、他の層に影響されずに、例えば、電子部品と基板の接合状態を検査することができる。

図１４は従来の断層撮影装置の型式別の模式図である。

図１４（ａ）は直進型ラミノグラフで、例えば、特許文献１にあるように、角錐放射線ビーム中に被検体を直進移動させることで、透過方向を変えた透過像を収集している。Ｘ線管１０１と、Ｘ線管１０１から放射されるＸ線ビーム１０２を検出する２次元のＸ線検出器１０３が配置され、ＸＹ機構１０４で被検体１０５を、検出面１０３ａに沿ったＸ方向に走査させて多数の透過像を撮影する。そして、これらの透過像をＸ方向に所定量ずらしながら加算して検出面１０３ａに平行な任意の高さの断層像を得る。ここで、ＸＹ機構１０４は、断層撮影の走査以外に、被検体１０５の（Ｘ，Ｙ方向の）断層撮影部位を変更するための移動にも用いられる。

図１４（ｂ）は円型ラミノグラフで、これは、被検体に対し円錐に沿って透過方向を変えて透過像を収集している。被検体１０６をＸＹ機構１０７上に載置し、被検体１０６に対してＸ線ビーム１０８の透過方向が円錐に沿って変化するよう回転軸ＲＡに対してＸ線管１０９と回転軸ＲＡに対して垂直な検出面１１０ａを持つ２次元のＸ線検出器１１０を同期して公転させ多数の透過像を撮影する。そして、これらの透過像を円形に所定量ずらしながら加算して検出面１１０ａに平行な任意の高さの断層像を得る。ここで、ＸＹ機構１０７は、被検体１０６の断層撮影部位を変更するための移動に用いられる。

図１４（ｃ）は自転型ラミノグラフで、これは、Ｘ線ビームの中で被検体を自転させて透過方向を変えて透過像を収集している。Ｘ線管１１１が放射するＸ線ビーム１１２の中でＸ線ビーム１１２に対し９０度に満たない角度で交差する回転軸ＲＡに対し被検体１１３を自転させて、被検体１１３を透過したＸ線ビーム１１２を回転軸ＲＡに対し垂直な検出面１１４ａを持つＸ線検出器１１４で検出し多数の透過像を撮影する。そして、これらの透過像を円形に所定量ずらしながら、かつ所定量回転させながら加算して回転軸ＲＡに垂直な任意の高さの断層像を得る。ここで被検体１１３はＸＹ機構１１５を介して回転機構１１６に保持され、ＸＹ機構１１５は、被検体１１３の断層撮影部位を変更するための移動に用いられる。

特開平８−５５８８７号公報

従来の断層撮影装置で、例えば、電子部品が実装された基板を検査する場合、ＸＹ機構を用いて基板をこの基板の面に沿って移動させ、撮影する部位を選択して断層撮影できるようになっている。

図１４（ａ）に示す直進型ラミノグラフの場合、断層撮影部位の選択はＸＹ機構１０４によるＸ方向とＹ方向の移動で行い、断層撮影走査もＸＹ機構１０４によるＸ移動で行うことができ、機構に無駄が無い。しかし、直進型ラミノグラフによる断層像はピントのあった層以外の層は走査方向に直線的にボケるため、走査方向を向いた直線状の配線パターンなどがあるとボケずに断層像に残存してしまい、検査の邪魔になることがある。これが、直進型ラミノグラフの欠点である。

この点で、図１４（ｂ）に示す円型ラミノグラフの場合、ピントのあった層以外の層は円形にボケるので直線状の配線パターンなども良好にボケるためピントのあった層だけが明瞭に観察できる。

しかし、円型ラミノグラフの場合、断層撮影部位の選択を行うＸＹ機構１０７とは別に、Ｘ線管１０９とＸ線検出器１１０を公転させる機構を必要とする。Ｘ線管１０９は大きくて重く、また、Ｘ線検出器１１０は自転させず公転のみ行わせるので、複雑で大型の公転機構が別に必要になるという問題がある。

図１４（ｃ）に示す自転型ラミノグラフの場合も、ピントのあった層以外の層は円形にボケるので直線状の配線パターンなども良好にボケるためピントのあった層だけが明瞭に観察できる。

しかしまた、自転型ラミノグラフの場合、断層撮影部位の選択を行うＸＹ機構１１５とは別に、被検体１１３をＸＹ機構１１５と共に自転させる回転機構１１６を必要とする。面積の大きな被検体１１３をＸＹ移動させるのでＸＹ機構１１５は大きくて重く、このため、大型で重い回転機構１１６が別に必要になるという問題がある。

従って、本発明は、所望する層だけが明瞭に観察できる断層像を簡便な機構で撮影する断層撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の断層撮影装置は、水平な載置面を有するテーブルと、前記テーブルに載置された被検体に対しＸ線焦点よりＸ線を放射するＸ線源と、前記被検体を透過してくるＸ線を２次元の分解能で検出して透過データである透過像を出力するＸ線検出器と、前記テーブルを水平面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動させるＸＹ機構と、前記ＸＹ機構を制御して前記テーブルを前記Ｘ方向とＹ方向の移動を組合わせて所定位置Ｘ０、Ｙ０を中心とした所定の移動範囲の中を２次元的に移動させる機構制御手段と、前記移動の複数位置で前記Ｘ線検出器が検出して出力した前記被検体の複数の透過像を取込み、前記移動位置毎に前記所定位置Ｘ０、Ｙ０を起点とする移動ベクトルに所定の係数Ｋを乗算したずらしベクトルで前記被検体の複数の透過像を互いにずらして加算して前記被検体の水平面に沿った断層像を作成するデータ処理手段と、を有する断層撮影装置であって、前記データ処理手段は、操作者の入力に応じて、前記透過像の左と右をそれぞれ画素数Ｒ０ｘ狭め、上と下をそれぞれ画素数Ｒ０ｙ狭めた前記断層像の断層像視野を設定し、かつ操作者の入力に応じて前記被検体に対して水平に延在する基準断層面を設定し、前記狭めた画素数Ｒ０ｘ、Ｒ０ｙ及び前記設定した基準断層面に応じて前記所定の移動範囲を自動的に設定することを要旨とする。

この構成により、例えば、電子部品が実装された基板を検査する場合、ＸＹ機構を用いて基板をこの基板の面に沿って移動させ、撮影する部位を選択して断層撮影できると共に、当該ＸＹ機構のみで、選択した部位の断層撮影ができ、しかも、ピントの合った断層面以外の層は２次元的にボケるので、直線状の配線パターンなどでも良好にボケるためピントの合った断層面だけが明瞭に観察できる。さらに、断層像視野と基準断層面を設定し、設定した断層像視野と設定した基準断層面に応じて移動範囲を自動的に決定しているので、断層像視野を変えても基準断層面を変えても、自動的に、基準断層面について常に設定した（所望する）断層像視野内でずらし加算が完全となる断層像を作成できる。

上記目的を達成するため、請求項２に記載の断層撮影装置は、請求項１に記載の断層撮影装置において、前記２次元的な移動は前記所定の移動範囲に内接する円あるいは楕円の上の移動であることを要旨とする。

この構成により、ピントの合った断層面以外の層は円形にボケるので、直線状の配線パターンなどでも良好にボケるためピントの合った断層面だけが明瞭に観察できる。

上記目的を達成するため、請求項３に記載の断層撮影装置は、請求項１に記載の断層撮影装置において、前記２次元的な移動は前記所定の移動範囲の中での複数の互いに平行な経路上の移動であることを要旨とする。

この構成により、ピントの合った断層面以外の層は２次元的な面でボケるので、直線状の配線パターンなどでも良好にボケるためピントの合った断層面だけが明瞭に観察できる。

上記目的を達成するため、請求項４に記載の断層撮影装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、前記データ処理手段は、前記透過像を表示する表示手段を有し、前記透過像に前記設定した断層像視野を示す図形を重ねて前記表示手段に表示することを要旨とする。

この構成により、ＸＹ機構により被検体の位置決めを行う時、操作者は、表示される断層像視野が重ねられた透過像を観察しながら容易に被検体の所望する部分が断層像視野に入るように位置決めできる。

上記目的を達成するため、請求項５に記載の断層撮影装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、前記データ処理手段は、前記被検体に対して水平な断層面を設定し、前記設定した断層面に応じて前記所定の係数Ｋを求めてこれを使用して前記設定した断層面に対する前記断層像を作成することを要旨とする。

この構成により、基準断層面の近傍に断層面を設定し、設定した断層面に応じて所定の係数Ｋを求めて移動ベクトルに対し係数Ｋをかけてずらしベクトルを求めることで、１回の断層撮影で得た透過像から、任意の断層面の断層像を、設定した断層像視野内でずらし加算がほぼ完全な断層像として得ることができる。

上記目的を達成するため、請求項６に記載の断層撮影装置は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、前記データ処理手段は、前記ずらして加算した画像に画素毎に当該画素に対する加算回数で除算を施して前記断層像を作成することを要旨とする。

この構成により、加算回数が減少する断層像視野の外で、画像が暗くなることがなく、断層像視野の少し外側まで検査に使用できる断層像が得られる。

上記目的を達成するため、請求項７に記載の断層撮影装置は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、前記データ処理手段は、前記所定位置Ｘ０、Ｙ０にて作成した前記断層像と、前記所定位置Ｘ０、Ｙ０を変えて作成した別の断層像を繋ぎ合わせて合成した断層像を作成することを要旨とする。

この構成により、分解能を下げずに大きな範囲の断層像を得ることができる。

本発明によれば、所望する層だけが明瞭に観察できる断層像を簡便な機構で撮影する断層撮影装置を提供することができる。

本発明の第一の実施形態に係る断層撮影装置の構成を示した模式図（正面図）。 第一の実施形態に係る被検体９の一例を示した模式図（正面図）。 第一の実施形態における断層撮影条件設定のフロー図。 第一の実施形態における透過像と断層像視野を示す図。 第一の実施形態における断層撮影のスキャン範囲１６とスキャン経路１７を示す図。 第一の実施形態における断層撮影のフロー図。 第一の実施形態における断層像再構成のフロー図。 第一の実施形態におけるずらしベクトルＶｇとずらし範囲１８を示す図。 第一の実施形態におけるずらし加算を説明する図。 第一の実施形態における断層面１１と検出面３ａを示す幾何図（鳥瞰図）。 第一の実施形態の変形例１に係るスキャン範囲１６とスキャン経路２２を示す図。 第一の実施形態の変形例２に係る断層像視野２３を示す図。 第一の実施形態の変形例２に係るスキャン範囲２４とスキャン経路２５を示す図。 従来の断層撮影装置の型式別の模式図。

（本発明の第一の実施の形態の構成）
以下、本発明の第一の実施形態の構成について図１、図２を参照して説明する。
図１は本発明の第一の実施形態に係る断層撮影装置の構成を示した模式図（正面図）である。

断層撮影装置は、Ｘ線管１（Ｘ線源）と、Ｘ線管１から放射されたＸ線ビーム２を検出するＸ線検出器３と、このＸ線管１とＸ線検出器３の間に配置されたテーブル４と、テーブル４を３軸方向に移動させるＸＹ機構６およびＺ機構７と、ＸＹ機構６およびＺ機構７を制御し、また、Ｘ線検出器３の出力を取込んで処理する制御処理部（機構制御手段およびデータ処理手段）８より成る。

テーブル４の水平な載置面４ａには基板等の被検体９が載置される。

Ｘ線管１はＸ線焦点Ｆより垂直方向を中心にＸ線を放射し、Ｘ線検出器３はＸ線管１の上方に水平な検出面３ａをＸ線管１にむけて配置され、放射されてテーブル４及び被検体９を透過したＸ線の一部である角錐状のＸ線ビーム２を２次元の分解能で検出し、透過像（透過データ）として出力する。（Ｘ線はＸ線ビーム２の外側にも放射される。）

Ｘ線管１は発生するＸ線ビーム２のＸ線焦点Ｆが１μｍ程度のマイクロフォーカスＸ線管を用い、Ｘ線検出器３にはＸ線検出素子を２次元マトリックスで並べたＸ線フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を用いている。Ｘ線検出器３は透過像をデジタルデータとして出力するものである。

ＸＹ機構６はテーブル４を水平方向で互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動させ、Ｚ機構７はテーブル４を垂直なＺ方向に移動させる。この移動により、被検体９の所望する部分が所望する拡大率で透過像の視野（Ｘ線ビーム２に相当）に入るようにすることができる。ここで、透過像の拡大率は図１を参照して、ｆｄｄ／ｆｐｄ０である。ｆｄｄは、Ｘ線焦点Ｆと検出面３ａ間の距離、ｆｐｄ０は、Ｘ線焦点Ｆと被検体９の位置に設定した水平に延在する基準断層面１０間の距離である。

なお、各機構部（ＸＹ機構６、Ｚ機構７）には図示してないエンコーダが取付けられており、テーブル４のＸＹ機構６とＺ機構７による移動位置Ｘ，Ｙ，Ｚが読み取られ、それぞれ制御処理部８に送られる。

また、Ｘ線ビーム２は、被検体９とテーブル４とのみ交差して、他のＸ線吸収の強い機構構成要素とは交差しないように構成されている。また、構成要素としてＸ線管１、Ｘ線検出器３、Ｚ機構７等を支持するフレーム、Ｘ線を遮蔽する遮蔽箱等があるが図示省略している。

図２は第一の実施形態に係る被検体９の一例を示した模式図（正面図）である。

被検体９は、例えばパワーモジュール基板である。被検体９は、銅でできたヒートシンク９ａとセラミック基板９ｂとシリコンチップ９ｃがハンダ層９ｄ（下層）、９ｅ（上層）により接着されている。

この被検体のハンダ層９ｄ、９ｅの断層像を得ることで、層毎にハンダ接合の良否を判定することが断層撮影の目的である。

図２を参照して、基準断層面１０は載置面４ａからの高さｈを与えることで設定され、断層像を作成する断層面１１は基準断層面１０からの高さΔｚを与えることで設定される。ここで、基準断層面１０と断層面１１は被検体９に対して水平に延在する面である。Ｚ機構７のエンコーダよりテーブル４の高さがわかるので、ｈ，Δｚを用いて、Ｘ線焦点Ｆと基準断層面１０間の距離ｆｐｄ０と、Ｘ線焦点Ｆと断層面１１間の距離（ｆｐｄ０＋Δｚ）が決まり、基準断層面１０と断層面１１が設定される。なお、Δｚを変えることで任意の層（ハンダ層９ｄ、９ｅ）を断層面１１に設定できる。

図１に戻り、制御処理部８は通常のコンピュータで、ＣＰＵ、メモリ、ディスク、表示部８ａ（表示手段）、入力部（キーボードやマウス等）８ｂ、機構制御ボード、インターフェース、等より成っている。

制御処理部８は、機構制御ボードにより、各機構部（ＸＹ機構６、Ｚ機構７）の動作位置の信号（エンコーダパルス等）を受けて各機構部６，７を制御して被検体の位置合わせやスキャン（断層撮影走査）等を行わせる他、透過画像の撮影指令信号等をＸ線検出器３に送る。

制御処理部８は、被検体９の位置決めをする時、Ｘ線検出器３からの透過像を取込み、表示部８ａにリアルタイム表示し、操作者がリアルタイム表示の透過像を観察しながら行う入力に従って、被検体９の所望する部分が所望する拡大率で透過像の視野に入るようＸＹ機構６、Ｚ機構７を制御する。

また、制御処理部８は、Ｘ線管１を制御するＸ線制御部（不図示）に指令を出し、管電圧、管電流を指定すると共に、Ｘ線の放射、停止の指示を行なう。管電圧、管電流は被検体に合わせて変えることができる。

図１に示すように、制御処理部８はソフトウエアを読み込んでＣＰＵが機能する機能ブロックとして、各機構部６，７により被検体９の位置決めや断層撮影条件を設定する断層撮影条件設定部８ｃ、断層撮影を制御するスキャン制御部８ｄ、と断層像を再構成する再構成部８ｅ、等を備えている。

（第一の実施の形態の作用）
図３乃至図９を参照して作用を説明する。作用は、断層撮影条件設定、断層撮影、断層像再構成の順に説明する。

＜断層撮影条件設定＞
図３は第一の実施形態における断層撮影条件設定のフロー図である。

ステップＳ１で断層撮影条件設定部８ｃは断層像視野の設定を行う。図４に、透過像と断層像視野を示す。透過像１４はＸ，Ｙ方向の画素番号をそれぞれｎ，ｍとしてＮ×Ｍのマトリックスを持つ。操作者がパラメータＲ０を入力すると、透過像１４の画面（マトリックスサイズ）の中に透過像１４を上下左右とも画素数Ｒ０だけ狭めた断層像視野１５を設定する。パラメータＲ０は任意であるが、小さすぎると断層像の上下層のボケが不十分となり、大きすぎると断層像視野１５が小さくなるので、短辺のマトリックス数Ｍの１／４程度が好ましい。また、Ｒ０は操作者の入力でなく固定値として設定してもよい。

ステップＳ２で、操作者は被検体９をテーブル４に載置し、被検体９の位置決めを行う。この時、断層撮影条件設定部８ｃは、Ｘ線検出器３からの透過像１４を取込み、設定した断層像視野１５を示す図形を重ねて表示部８ａにリアルタイム表示し、操作者がリアルタイム表示の透過像１４を観察しながら行う入力に従って、被検体９の所望する部分が所望する拡大率で断層像視野１５に入るようＸＹ機構６、Ｚ機構７を制御する。ここで、位置決めが終わった時のＸ，Ｙ，Ｚ移動位置をそれぞれＸ０，Ｙ０，Ｚ０とする。

ステップＳ３で、基準断層面１０を設定する。操作者が載置面４ａからの高さｈを入力すると、断層撮影条件設定部８ｃは、Ｚ機構７のエンコーダよりテーブル４の高さがわかるので、入力されたｈを用いて、基準断層面１０の位置であるｆｐｄ０を設定する。ここで、基準断層面１０の設定とはｆｐｄ０の設定のことである。

ステップＳ４で、断層撮影条件設定部８ｃは、断層像視野１５と基準断層面１０から（すなわちＲ０とｆｐｄ０から）スキャン範囲（移動範囲）を設定する。図５は断層撮影のスキャン範囲１６とスキャン経路１７を示す図である。図５は、Ｘ，Ｙ方向のテーブル移動位置を示し、Ｘ０，Ｙ０を中心とした２ｒ０×２ｒ０の範囲がスキャン範囲１６である。スキャン範囲１６の半幅ｒ０は、式、
ｒ０＝Ｒ０・ｐｉｘ・ｆｐｄ０／ｆｄｄ ………（１）
で求められ、スキャン範囲１６が設定される。ここで、ｐｉｘは検出面３ａ上での画素間隔（ｍｍ／画素）である。

以上で、断層撮影条件設定が終わる。＜＞終了

＜断層撮影＞
図６は第一の実施形態における断層撮影のフロー図である。

ステップＳ５で、スキャン制御部８ｄは、スキャン経路の設定を行う。図５を参照して、スキャン経路１７はスキャン範囲１６に内接する円とする。スキャン経路１７はＸ０、Ｙ０を起点とする移動ベクトルＶｓで表される。移動ベクトルＶｓは、Ｘ成分とＹ成分ΔＸ，ΔＹがそれぞれ（各ｉの移動位置で）、式、
θｉ＝ｉ・Δθ ………（２）
ΔＸ（ｉ）＝ｒ０・ｃｏｓθｉ ………（３）
ΔＹ（ｉ）＝ｒ０・ｓｉｎθｉ ………（４）
で表される。ここで、θｉはｉ番目の撮影を行う回転角度で、Δθは撮影間の角度間隔である。

ステップＳ６で、スキャン指令が入力されると、スキャン制御部８ｄは、ＸＹ機構６を制御してＸ方向とＹ方向の移動を組合わせてスキャンを行う。ｉ＝０から１ステップずつｉを変えて移動ベクトルＶｓによりテーブル４移動させ、各ｉの移動位置でＸ線検出器３からの透過像を取込み（ｉ番目の撮影）、１回転分撮影を行う。

ステップＳ７で各ｉの移動位置で取込んだ透過像を記憶する。

以上で、断層撮影が終わる。＜＞終了

＜断層像再構成＞
図７は第一の実施形態における断層像再構成のフロー図である。

ステップＳ８で、再構成部８ｅは、操作者の入力により、再構成する断層面の位置を設定する。図２を参照して、断層像を作成する断層面１１は基準断層面１０からの高さΔｚを与えることで設定される。再構成部８ｅは、入力されたΔｚ（１つ乃至複数個）を記憶する。

ステップＳ９で、再構成部８ｅは、ずらしベクトルＶｇを設定する。まず、式、
Ｋ＝−ｆｄｄ／｛（ｆｐｄ０＋Δｚ）・ｐｉｘ｝ ………（５）
で係数Ｋを求め、この係数Ｋを、移動ベクトルＶｓに乗算することで、ずらしベクトルＶｇが得られる。式で記述すると、ずらしベクトルＶｇのＸ成分とＹ成分Δｎ，Δｍはそれぞれ（各ｉの移動位置で）、式、
Δｎ（ｉ）＝Ｋ・ΔＸ（ｉ） ………（６）
Δｍ（ｉ）＝Ｋ・ΔＹ（ｉ） ………（７）
で計算して設定される。図８はずらしベクトルＶｇとずらし範囲１８を示す図である。ずらし無しに相当する原点を中心とした２Ｒ×２Ｒの範囲がずらし範囲１８で、Ｒは、スキャン範囲１６（２ｒ０×２ｒ０の範囲）を係数Ｋ倍した値で、式、
Ｒ＝｜ｒ０・Ｋ｜＝Ｒ０・ｆｐｄ０／（ｆｐｄ０＋Δｚ） ………（８）
で得られる。

ここで、移動ベクトルＶｓがスキャン範囲１６内で動くと（図５参照）、それに対応したずらしベクトルＶｇはずらし範囲１８内で移動する関係になる。

移動ベクトルＶｓが（ｉにより）半径ｒ０のスキャン経路１７上を回転する時、ずらしベクトルＶｇはずらし範囲１８に内接する半径Ｒの円であるずらし経路１９上を１８０°異なる位相で回転する。

なお、Δｚ＝０（基準断層面）のとき、ＲはパラメータＲ０に一致する。

図７に戻り、ステップＳ１０で、再構成部８ｅは、記憶してある各ｉの移動位置で取込んだ透過像をずらし加算する。

図９はずらし加算を説明する図である。まず、透過像と同じＮ×Ｍのマトリックスを持つ加算用画像ＰΣを用意し、ｉ＝０から１ステップずつ、ｉ番目の透過像Ｐｉをｉ番目のずらしベクトルＶｇで平行に（向きを保ったまま）ずらして加算用画像ＰΣに加算しつつ、１回転分足し込む。

ここで、Δｚ＝０（基準断層面）のとき、ずらし範囲１８内でずらす場合、最大ずらし量はＸ方向Ｙ方向ともにＲ０となり、加算用画像ＰΣ内の断層像視野１５内は常に透過像Ｐｉに覆われるのでずらし加算が完全な断層像ができる。これに対し、断層像視野１５の外の点は、透過像Ｐｉから外れることが起こり、断層像視野１５の端から離れるほどずらし加算回数が減って、外側になるに従い徐々に不完全な断層像となる。

Δｚ≠０（通常の断層面）のとき、Δｚが小さいので、最大ずらし量ＲはＲ０とほぼ同じとなり、概略として、断層像視野１５内はずらし加算がほぼ完全な断層像で断層像視野１５の端から離れるほど不完全な断層像となると言える。

図７に戻り、さらに、ステップＳ１０で、再構成部８ｅは、ずらし加算と同時に、加算用画像ＰΣの画素ごとに加算回数を計数して記憶する。

ステップＳ１１で、再構成部８ｅは、加算の済んだ加算用画像ＰΣを画素ごとに加算回数で除算して規格化を行い、目的とする断層像を得て記憶する。なお、加算と規格化が済んだ加算用画像ＰΣが断層像である。

この断層像は断層像視野１５内はずらし加算がほぼ完全な断層像で断層像視野１５の端から離れるほど不完全な断層像となるが、規格化しているので、断層像視野１５の外で画像が暗くなることがなく、断層像視野１５の少し外側（Ｒ０／２程度）まで検査に使用できる断層像が得られる。

ステップＳ１２で、再構成部８ｅは、次のΔｚがあるかを判定し、ある場合はステップＳ８に戻りΔｚを変えてステップＳ９乃至ステップＳ１１を繰り返す。無い場合は終了する。

以上で断層像再構成が終わる。＜＞終了。

（第一の実施形態の効果）
第一の実施形態によれば、設定した断層面１１（ピントのあった層）以外の層は円形にボケる。この理由を図１０を用いて説明する。図１０は断層面１１と検出面３ａを示す幾何図（鳥瞰図）である。Ｘ線焦点Ｆと検出面３ａ上の１点Ｏを結ぶラインＬを考える。被検体の中にこのラインＬに合致する点Ａ，Ｂがあり、点Ａは断層面１１上、点Ｂは水平な他の面２０上にあるとする。被検体をスキャン移動させると、点Ａ，Ｂは移動ベクトルＶｓにより、それぞれ点Ａ１，Ｂ１に移動する。このとき、検出面３ａ（透過像）上で点Ａ１，Ｂ１の投影位置はそれぞれ点Ａ２，Ｂ２となる。点Ａ２，Ｂ２は点Ｏから移動ベクトルＶｓの方向にずれるが、ずれる距離は拡大率に応じて異なる。点Ａ２をずらしベクトルＶｇでずらした点Ａ３は、常に点Ｏに戻る（ピントが合う）のに対し、点Ｂ２をずらしベクトルＶｇでずらした点Ｂ３は、常に点ＯからΔだけ離れる。これにより、移動ベクトルＶｓがスキャン経路１７上を円形に移動したとき、点Ｂ３は半径Δの円軌道２１上を移動するので、被検体中の点Ｂは断層像上で円形にボケるのである。点Ｏは任意に取れるので、断層面１１上に無い全ての点は円形にボケることが判る。

従って、第一の実施形態によれば、例えば、電子部品が実装された基板を検査する場合、ＸＹ機構６を用いて基板をこの基板の面に沿って移動させ、撮影する部位を選択して断層撮影できると共に、当該のＸＹ機構６のみで、選択した部位の断層撮影ができ、しかも、ピントの合った断層面以外の層は円形にボケるので直線状の配線パターンなどでも良好にボケるためピントの合った断層面だけが明瞭に観察できる。また、ＸＹ機構６のみで断層撮影の部位選択と断層撮影の両方ができ、極めて簡便な機構で済む。また、簡便なずらし加算で断層像を作ることができる。

また、第一の実施形態によれば、断層像視野１５（Ｒ０）と基準断層面１０（ｆｐｄ０）を設定し、設定した断層像視野１５と設定した基準断層面１０で決まる透過像の拡大率（ｆｄｄ／ｆｐｄ０）に応じてスキャン範囲１６を自動的に決定しているので、断層像視野を変えても基準断層面を変えても、基準断層面について常に設定した（所望する）断層像視野内でずらし加算が完全となる断層像を作成できる。

その詳細は、まず、Ｒ０，ｆｐｄ０を設定すると式（１）でＸ０，Ｙ０を中心としたスキャン範囲１６（２ｒ０×２ｒ０）が決定されるので、このスキャン範囲内でＸ０，Ｙ０を起点として２次元的（ここでは円形）に移動させる移動ベクトルが設定でき、断層撮影できる。次に、基準断層面（Δｚ＝０）の断層像を再構成するとき、移動ベクトルＶｓに対し式（５）で求められる係数ＫをかけてずらしベクトルＶｇを求めると、このずらしベクトルＶｇはＸ，Ｙ方向共に−Ｒ０からＲ０の正方形の範囲に収まる。このため、（図９を参照して）加算用画像ＰΣの周囲のＲ０幅を除いた断層像視野１５内は常にずらした透過像Ｐｉに覆われるので、断層像（加算後の加算用画像ＰΣ）の断層像視野１５内はずらし加算が完全になる。

また、第一の実施形態によれば、被検体９の位置決めを行う時、Ｘ線検出器３からの透過像を取込み、この透過像１４に設定した断層像視野１５を示す図形を重ねて表示部８ａにリアルタイム表示するので、操作者は表示する透過像１４を観察しながら容易に被検体９の所望する部分が所望する拡大率で断層像視野１５に入るように位置決めできる。

また、第一の実施形態によれば、基準断層面の近傍に断層面（Δｚ）を設定し、設定した断層面に応じて式（５）で係数Ｋを求めて、移動ベクトルＶｓに対し係数ＫをかけてずらしベクトルＶｇを求めることで、１回の断層撮影で得た透過像から、任意の断層面の断層像を、設定した断層像視野１５内でずらし加算がほぼ完全な断層像として得ることができる。

また、第一の実施形態によれば、ずらして加算した画像に画素毎に当該画素に対する加算回数で除算を施して断層像を作成するので、加算回数が減少する断層像視野１５の外で、画像が暗くなることがなく、断層像視野１５の少し外側（Ｒ０／２程度）まで検査に使用できる断層像が得られる。

（第一の実施形態の変形）
その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形や機能追加して実施することが可能である。以下の変形例は種々組み合わせて適用することもできる。

（変形例１）
第一の実施形態は、求めたスキャン範囲１６に内接する円形のスキャン経路１７を設定しているが、スキャン経路は、スキャン範囲１６内を２次元的に覆うように設定してもよい。例えば、図１１に示すように複数の互いに平行な経路を組合わせたスキャン経路２２としてもよい。

この場合、断層面以外の層は２次元的な面でボケるので直線状の配線パターンなどでも良好にボケるためピントの合った断層面だけが明瞭に観察できる。

（変形例２）
第一の実施形態で、断層像視野１５は透過像１４の周囲のＲ０幅を除いた部分として設定しているが、図１２に示すように周囲の除去幅をＸ方向とＹ方向で変え、それぞれＲ０ｘ，Ｒ０ｙとして断層像視野２３を設定することもできる。この場合、図１３を参照して、断層像視野２３に対応するスキャン範囲２４は、Ｘ方向をＲ０の代わりにＲ０ｘを用いて、式（１）を計算してｒ０ｘを求め、Ｙ方向をＲ０の代わりにＲ０ｙを用いて、式（１）を計算してｒ０ｙを求めて、２ｒ０ｘ×２ｒ０ｙのスキャン範囲２４が得られ、この長方形のスキャン範囲２４内に、内接する円のスキャン経路２５ａ、あるいは内接する楕円のスキャン経路２５ｂ、あるいは、複数の互いに平行な経路を組合わせたスキャン経路２５ｃを設定する。

（変形例３）
第一の実施形態では、テーブル４を、設定した円形のスキャン経路１７上を移動させて断層撮影するが、滑らかにスキャン経路１７上を移動させる必要は無く、ｉ番目の透過像を撮影するときスキャン経路１７上のｉ番目の移動位置にあればよい。すなわち、撮影する位置間の移動はＸ移動とＹ移動を同時制御する必要は無い。

また、スキャン経路１７は正確に円でなくても良い。ボケの形が円から多少ずれても影響は少ない。

（変形例４）
第一の実施形態では、設定した移動ベクトルＶｓに係数Ｋを乗算することで、ずらしベクトルＶｇを得ているが、設定した移動ベクトルＶｓを用いる代わりに、ＸＹ機構６のエンコーダで読み取った実測位置から求めた実績の移動ベクトルを用いるようにできる。これにより、機構の制御に誤差があっても正確に断層面１１にピントのあった断層像が作成できる。

（変形例５）
第一の実施形態で、スキャンの中央位置、Ｘ０，Ｙ０にて作成した断層像と、Ｘ０，Ｙ０を変えて作成した別の断層像を繋ぎ合わせて合成した断層像を作成することができる。例えば、Ｙ方向に２枚の断層像を繋ぐ場合、式、
Ｙ０’＝Ｙ０＋（Ｍ−２・Ｒ０）・ｐｉｘ・ｆｐｄ０／ｆｄｄ ………（９）
で求めた位置Ｘ０，Ｙ０’で別の断層像を作成し、２つの断層像を互いにＹ方向に、中心間を（Ｍ−２・Ｒ）・ｆｐｄ０／（ｆｐｄ０＋Δｘ）画素だけ離すように繋ぐことで合成断層像を得る。Ｘ方向も同様で、Ｘ，Ｙ方向にマトリックス状に繋ぐこともできる。

これにより、分解能を下げずに大きな範囲の断層像を得ることができる。

（変形例６）
第一の実施形態では、透過像をそのままずらし加算しているが、画像処理を加えてからずらし加算することもできる。例えば、感度補正、対数変換などの画像処理を行っても良い。

また、特開２００８−２６８０２６号公報にあるように、各透過像からそれぞれエッジ細線画を作って、これらのエッジ細線画をずらし加算することもできる。

この場合、断層面１１の構造を抽出した断層像が得られる。

（変形例７）
第一の実施形態で、テーブル４に対し、Ｘ線管１を上側に、Ｘ線検出器３を下側に配置してもよい。

（変形例８）
第一の実施形態で、Ｘ線検出器３はＦＰＤを使用したが、２次元のＸ線検出器なら他のものでもよい。

例えば、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）とテレビカメラを組合わせたＸ線検出器を用いてもよい。この場合は、画像の歪や入力面（検出面）の湾曲の補正が必要である。

補正は例えばＸ線ＩＩの入力面の近傍に水平なグリッドを置き、このグリッドの透過像が所定間隔で歪が無いように画像処理して歪補正する。なお、この場合、撮影したグリッドの位置を検出面３ａとして扱う必要がある。

１…Ｘ線管、２…Ｘ線ビーム、
３…Ｘ線検出器、３ａ…検出面、
４…テーブル、４ａ…載置面、
６…ＸＹ機構、７…Ｚ機構、
８…制御処理部、８ａ…表示部、８ｂ…入力部、８ｃ…断層撮影条件設定部、８ｄ…スキャン制御部、８ｅ…再構成部、
９…被検体、９ａ…ヒートシンク、９ｂ…セラミック基板、９ｃ…シリコンチップ、９ｄ…ハンダ層（下層）、９ｅ…ハンダ層（上層）、
１０…基準断層面、１１…断層面、１４…透過像、
１５，２３…断層像視野、
１６，２４…スキャン範囲、
１７，２２，２５…スキャン経路、
１８…ずらし範囲、１９…ずらし経路、２０…他の面、２１…円軌道、
１０１，１０９，１１１…Ｘ線管、
１０２，１０８，１１２…Ｘ線ビーム、
１０３，１１０，１１４…Ｘ線検出器、
１０３ａ，１１０ａ，１１４ａ…検出面、
１０４，１０７，１１５…ＸＹ機構、
１０５，１０６，１１３…被検体、
１１６…回転機構

Claims (7)

1. 水平な載置面を有するテーブルと、
   前記テーブルに載置された被検体に対しＸ線焦点よりＸ線を放射するＸ線源と、
   前記被検体を透過してくるＸ線を２次元の分解能で検出して透過データである透過像を出力するＸ線検出器と、
   前記テーブルを水平面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動させるＸＹ機構と、
   前記ＸＹ機構を制御して前記テーブルを前記Ｘ方向とＹ方向の移動を組合わせて所定位置Ｘ０、Ｙ０を中心とした所定の移動範囲の中を２次元的に移動させる機構制御手段と、
   前記移動の複数位置で前記Ｘ線検出器が検出して出力した前記被検体の複数の透過像を取込み、前記移動位置毎に前記所定位置Ｘ０、Ｙ０を起点とする移動ベクトルに所定の係数Ｋを乗算したずらしベクトルで前記被検体の複数の透過像を互いにずらして加算して前記被検体の水平面に沿った断層像を作成するデータ処理手段と、
   を有する断層撮影装置であって、
   前記データ処理手段は、操作者の入力に応じて、前記透過像の左と右をそれぞれ画素数Ｒ０ｘ狭め、上と下をそれぞれ画素数Ｒ０ｙ狭めた前記断層像の断層像視野を設定し、かつ操作者の入力に応じて前記被検体に対して水平に延在する基準断層面を設定し、前記狭めた画素数Ｒ０ｘ、Ｒ０ｙ及び前記設定した基準断層面に応じて前記所定の移動範囲を自動的に設定することを特徴とする断層撮影装置。
2. 請求項１に記載の断層撮影装置において、
   前記２次元的な移動は前記所定の移動範囲に内接する円あるいは楕円の上の移動であることを特徴とする断層撮影装置。
3. 請求項１に記載の断層撮影装置において、
   前記２次元的な移動は前記所定の移動範囲の中での複数の互いに平行な経路上の移動であることを特徴とする断層撮影装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、
   前記データ処理手段は、前記透過像を表示する表示手段を有し、前記透過像に前記設定した断層像視野を示す図形を重ねて前記表示手段に表示することを特徴とする断層撮影装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、
   前記データ処理手段は、前記被検体に対して水平な断層面を設定し、前記設定した断層面に応じて前記所定の係数Ｋを求めてこれを使用して前記設定した断層面に対する前記断層像を作成することを特徴とする断層撮影装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、
   前記データ処理手段は、前記ずらして加算した画像に画素毎に当該画素に対する加算回数で除算を施して前記断層像を作成することを特徴とする断層撮影装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の断層撮影装置において、
   前記データ処理手段は、前記所定位置Ｘ０、Ｙ０にて作成した前記断層像と、前記所定位置Ｘ０、Ｙ０を変えて作成した別の断層像を繋ぎ合わせて合成した断層像を作成することを特徴とする断層撮影装置。

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