JPH02138854A - Ｘ線断層像撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロフォーカスＸ線発生装置をＸ線源と
するＸ線断層像撮影装置に関する。

（従来の技術） 一般に、Ｘ線断層像撮影装置のＸ線源としては、高電圧
を印加し管内に発生した熱電子をこの高電圧により加速
し、タングステン等により構成されるターゲットへ当て
て、そのターゲットから制動放射によりＸ線を発生させ
るＸ線発生装置が用いられる。

このようなＸ線断層像撮影装置では、上記Ｘ線発生装置
の焦点位置を決められた位置に正確に合わせることが重
要である。この位置にずれがあると、断層像にボケやア
ーティファクト（偽像）を生じてしまうからである。

ところで、Ｘ線断層像撮影装置に一般的に使用されるＸ
線発生装置の焦点寸法は、１７１０〜１ｍｍ程度である
。したがって、この焦点自身の大きさと位置の時間的変
動は、通常問題にならない。

ところが、最近では、被検査物がセラミックス等のよう
な場合には、数十μｍまでの欠陥をＸ線即ち、マイクロ
フォーカスＸ線発生装置をＸ線断層像撮影装置に使用す
る場合、単にマイクロフォーカスＸ線発生装置を従来の
一般的なＸ線発生装置と同じように用いたのでは、その
焦点の大きさや位置を確認したり、調整したりすること
は極めて困難である。一方、焦点の大きさや位置か不確
定のままでは、Ｘ線断層像撮影装置として実用的に使用
することはできない。

微小欠陥の検出を可能とするマイクロフォーカスＸ線発
生装置を用いることが考えられる。

しかしながら、マイクロフォーカスＸ線発生装置では、
ターゲットに当てる電子ビームを極めて細く集束させる
ために、それ自身の焦点寸法（数〜数十μｍ）に対して
、同等もしくはそれ以上に焦点の大きさと位置が時間的
に変動してしまう。

そのため、焦点の大きさ及び位置を必要以上に調整しな
ければならず、多大な時間と手間を要するという課題を
生じる。

（発明が解決しようとする課題） 定できる可能性はあってもＸ線のスライス方向の焦点の
大きさと位置を測定することはできない。

（２）一般にＸ線断層像撮影装置は、］スキャン（１回
の断層撮影）分のデータ収集を行った後に、断層線また
はデータ収集の結果を出力できるので、焦点の大きさ及
び位置を測定しようとすると１回当り数秒〜数１００秒
も要し、焦点の大きさ及び位置を最適化するのに仮に１
０回のｍｌｌ定でとりあえず、チャンネル方向のみ完了
したとしても数分〜数十分もかかってしまい、実用的で
ない。

（３）しかも、上記（２）における焦点の大きさと位置
の確認または調整は、少なくともマイクロフォーカスＸ
線発生装置の電源投入時には毎回必要である。

（４）マイクロフォーカスＸ線発生装置の焦点の大きさ
および位置をＸ線断層像撮影装置に必要な１μｍ程度の
再現性および長時間安定度で維持することは、その技術
的難易度から見て当面不可能であると考えられる。

本発明はこのような事情に是づきなされたちのを提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するだめの手段） 本発明のＸ線断層像撮影装置は、Ｘ線を発生するマイク
ロフォーカスＸ線発生装置と、前記Ｘ線により内部状態
の検査なされる被検査物が設置される試料台と、前記マ
イクロフォーカスＸ線発生装置と前記試料台との間に配
置され、前記マイクロフォーカスＸ線発生装置から放射
されるＸ線を平行束とし、前記試料台に設置された被検
査物に照射するコリメータと、前記被検査物を透過した
Ｘ線の量を検出する第１のＸ線検出器と、前記マイクロ
フォーカスＸ線発生装置から放射されるＸ線の焦点の大
きさ及び位置を確認するための第２のＸ線検出器と、前
記マイクロフォーカスＸ線発生装置から放射されるＸ線
を前記第１のＸ線検出器側または前記第２のＸ線検出器
側のいずれか一方に照射させるため、前記マイクロフォ
ーカスＸ線発生装置と前記第１のＸ線検出器及び前記第
２のＸ線検出器とを相対的に移動させる移動機構確認す
るための手段として、独立した第２のＸ線検出器が備え
られているので、マイクロフォーカスＸ線発生装置から
放射されるＸ線の焦点の大きさ及び位置の確認または調
整を容易に行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係るＸ線断層像撮影装置の
構成を示す図である。

同図において、１はＸ線を発生するマイクロフォーカス
Ｘ線発生装置、２はこのＸ線により内部状態の検査なさ
れる例えばセラミックス等の被検査物３が設置される試
料台、４はマイクロフォーカスＸ線発生装置１から放射
されるＸ線を平行束とし被検査物３に照射するコリメー
タ、５は被検査物を透過しコリメータ６を通過したＸ線
の量を検出する多チヤンネルＸ線検出器である。

また、７はマイクロフォーカスＸ線発生装置１から放射
されるＸ線の焦点の大きさ及び位置を確認するための、
Ｘ線Ｉ、Ｉ（イメージインテンシブアイア）、Ｘ線ビジ
コン等の′リアルタイムにＸ線を撮影できるＸ線撮像部
、８はマイクロフォーカスＸ線発生装置１を多チヤンネ
ルＸ線検出器５側（以下、断層像撮影位置と呼ぶ。）ま
たはＸ線撮像部７側（以下、焦点モニタ位置と呼ぶ。）
にそれぞれ正確に移動させるＸ線発生装置移動架台であ
る。

マイクロフォーカスＸ線発生装置１には、高電圧を発生
する高電圧発生装置９が接続されている。

マイクロフォーカスＸ線発生装置１及び高電圧発生装置
９には、これらを制御するＸ線制御装置１０が接続され
ている。

多チヤンネルＸ線検出器５により得られたＸ線の量に関
するデータは、データ収集装置１１により収集され、計
算機１２に送られる。計算機１２では、予め定められた
所定の演算が行われ、その演算結果はＣＲＴ１３に表示
される。

試料台２は、被検査物３に照射されるＸ線の角度や位置
を変えるための可動機構を具備しており、この可動機構
は機構制御装置１４により制御される。

計算機１２及び機構制御装置１４は、システム全体のタ
イミングを制御するシステム制御装置１５に接続されて
いる。

Ｘ線発生装置移動架台８は、マイクロフォーカスＸ線発
生装置１を、断層像撮影位置及び焦点モニタ位置で正確
に例えば焦点寸法の１／１０程度の誤差で停止・固定で
きる構成にされている。また、Ｘ線発生装置移動架台８
の焦点モニタ位置における開口部は、薄くＸ線に対する
吸収係数の大きなＡｕ等の材質に、例えば第２図に示す
ように、正確に細いスリットをＸ線のスライス面に平行
および垂直な方向にきざんだ焦点確認用治具１６により
塞がれている。

Ｘ線撮像部７には、このＸ線撮像部７からの信号を画像
として表示する例えばＣＲＴ等の表示装置１７が接続さ
れている。

尚、第１図において、１８は断層像を撮影する場合のマ
イクロフォーカスＸ線発生装置１の焦点、１９は焦点位
置を確認及び調整するためにマイク０フオ一カスＸ線発
生装置１を焦点モニタ位置に移動した場合のマイクロフ
ォーカスＸ線発生装置１の焦点である。

次に、このように構成されたＸ線断層像撮影装置の動作
を説明する。

始めに、マイクロフォーカスＸ線発生装置１を壱の焦点
が１９の位置（焦点モニタ位置）になるように移動させ
る。

焦点確認用治具１６の像は、拡大されてＸ線撮影部７に
映り、表示装置１７にリアルタイムで表示される。そし
て、Ｘ線制御装置１０の焦点調整機能により、焦点調整
用治具１６の像が表示装置１７上の決められた位置に決
められたボケかたで映るように調整する。

ここで、マイクロフォーカスＸ線発生装置１の焦点の大
きさ及び位置は決められた最適値に調整されている。

次に、マイクロフォーカスＸ線発生装置１をその焦点が
１８の位置（断層像撮影位置）になるように移動させ、
Ｘ線を発生させる。このＸ線は、コリメータ４及びコリ
メータ６により所望の透過経路のみのＸ線がＸ線検出器
５に入射するようにコリメートされる。

試料台２に設置された被検査物３はＸ線透過経路上に置
かれるとともに、試料台２の可動によりＸ線が被検査物
３の所望の角度及び位置から照射されるよう被検査物３
の位置決めがなされる。

ここで、第２世代のＸ線断層像撮影装置の場合には、試
料台２をトラバース及びローテーションという走査を行
い、１つの断層像の撮影に必要な分だけデータを収集す
る。

そして、Ｘ線検出器５から得られる電気信号は、データ
収集装置１１により積分、Ａ／Ｄ変換等の処理がなされ
た後、計算機１２に送られる。計算機１２では、断層像
を再構成するための演算が施され、その結果がＣＲＴ１
３に表示される。

このように、本実施例では、焦点モニタ位置において予
めマイクロフォーカスＸ線発生装置１の焦点の大きさ及
び位置を所望の最適値となるように合わせておけばよい
ので、マイクロフォーカスＸ線発生装置１の焦点の大き
さ゛及び位置の確認または調整を容易に行うことができ
る。

尚、このようなマイクロフォーカスＸ線発生装置１の焦
点の大きさ及び位置の確認または調整は、初期時ばかり
でなく、マイクロフォーカスＸ線発生装置１の性能に合
わせて使用中の適度な時期に実施するようにしてもよい
。

次に、本発明の他の実施例を説明する。

第３図は本発明の他の実施例に係るＸ線断層像撮影装置
の構成を示す図である。

同図に示すこの装置は、Ｘ線撮影部としてＸ線１、Ｉ２
０、ＴＶ右カメラ１及びカメラコントロラ２２を用い、
表示装置１６としてＣＲＴ２３を用いたものである。

そして、焦点モニタ位置に置かれたマイクロフォーカス
Ｘ線発生装置１から照射されたＸ線による焦点確認用冶
具１６の像は、Ｘ線１，１２０に入射し、可視光の像と
なりＴＶ右カメラ１により撮像され、ＣＲＴ２３に表示
される。カメラコントローラ２２はＴＶ右カメラ１のラ
スクスキャンを制御する。

ここで、Ｘ線Ｉ、１２０は、入射面の口径が小型の６イ
ンチのものであってもφ１．５０ｎｍ程度と大きいので
、Ｘ線の焦点が多少大きくずれていても焦点調整用冶具
１６の像を見失うことがなく実用的である。

また、焦点調整用冶具１６には、第２図に示したように
、Ｘ線のスライス面に平行及び垂直な方向に各数本ずつ
の所定のピッチの細いスリットが設けられているので、
ＣＲＴ２Ｂ上では、スライス面に平行及び垂直な２方向
に対し焦点の大きさ及び位置が同時にリアルタイムで調
整可能である。

尚、以上の実施例では、マイクロフォーカスＸ線発生装
置１を移動させたが、マイクロフォーカスＸ線発生装置
１の位置は常に固定し、Ｘ線検出器５とＸ線Ｉ、１２０
及びＴＶ右カメラ１とが移動しても良い。この場合には
、焦点確認用治具１６に相当するものを試料台３の中心
部に固定する。

そして、この場合には、焦点確認用治具１６の像が拡大
された位置で調整可能となるので、焦点調整の精度を上
げやすいと共に、マイクロフォーカスＸ線発生装置１を
移動しないため、本装置に振動が加わらないという効果
もある。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明によれば、マイクロフォーカ
スＸ線発生装置から放射されるＸ線の焦点の大きさ及び
位置を確認するための手段として、独立した第２のＸ線
検出器が備えられているので、マイクロフォーカスＸ線
発生装置から放射されるＸ線の焦点の大きさ及び位置の
確認または調整を容易に行うことができる。

即ち、第２のＸ線検出器により、具体的に焦点の大きさ
及び位置を確認または調整することを必要とするマイク
ロフォーカスＸ線発生装置の焦点調整がスライス面に平
行及び垂直な方向とも同時にリアルタイムで行える。し
たがって、この調整に要する時間は、数十秒程度で済む
ため、本発明を実施しない場合に比較し、所用時間はｌ
／１００　＜らいに節約できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＸ線断層像撮影装置の
構成を示す図、第２図は焦点確認用治具を示す図、第３
図は本発明の他の実施例に係るＸ線断層像撮影装置の構
成を示す図である。 １・・・マイクロフォーカスＸ線発生装置、２・・・試
料台、３・・・被検査物、４．６・・・コリメータ、５
・・多チヤンネルＸ線検出器、７・・・Ｘ線撮像部、８
・・・Ｘ線発生装置移動架台、９・・・高電圧発生装置
、１０・・・Ｘ線制御装置、１１・・・データ収集装置
、１２・・・計算機、１３・・・ＣＲＴ、１４・・・機
構制御装置、１５・・・システム制御装置、１６・・・
焦点確認用治具、１７・・・表示装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線を発生するマイクロフォーカスＸ線発生装置と、前
   記Ｘ線により内部状態の検査なされる被検査物が設置さ
   れる試料台と、前記マイクロフォーカスＸ線発生装置と
   前記試料台との間に配置され、前記マイクロフォーカス
   Ｘ線発生装置から放射されるＸ線を平行束とし、前記試
   料台に設置された被検査物に照射するコリメータと、前
   記被検査物を透過したＸ線の量を検出する第１のＸ線検
   出器と、前記マイクロフォーカスＸ線発生装置から放射
   されるＸ線の焦点の大きさ及び位置を確認するための第
   ２のＸ線検出器と、前記マイクロフォーカスＸ線発生装
   置から放射されるＸ線を前記第１のＸ線検出器側または
   前記第２のＸ線検出器側のいずれか一方に照射させるた
   め、前記マイクロフォーカスＸ線発生装置と前記第１の
   Ｘ線検出器及び前記第２のＸ線検出器とを相対的に移動
   させる移動機構とを具備することを特徴とするＸ線断層
   撮影装置。