JP2004012200A

JP2004012200A - Ｘ線断層撮像装置

Info

Publication number: JP2004012200A
Application number: JP2002163436A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shinohara; 篠原　康雄; Minoru Tanaka; 田中　稔; Kenichi Katagai; 片貝　賢一; Tatsuo Miyazawa; 宮澤　達雄; Masanobu Tamai; 玉井　正信
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】Ｘ線照射を継続したまま被検査体を回転テーブルの回転方向及び垂直方向以外の方向に位置調整して被検査体の観察すべき部位を特定し、位置調整後の姿勢を保ったまま被検査体の投影像を撮像することができ、かつ、回転基台に空気軸受けを使用した場合に、空気軸受けのコンセントリシティーに影響を与えない微動手段を有するＸ線断層撮像装置を提案することを目的とする。
【解決手段】Ｘ線源と、被検査体の投影像を撮像する二次元検出手段との間に被検査体７を載置しＸ線焦点からこの二次元検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転基台部と、この回転基台部を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構とを有するＸ線断層撮像装置において、この回転基台部にこの回転軸と直交する平面上の位置調整を行う水平方向微動位置調整機構を有する微動手段９を設けるようにしたものである。
ここで、回転基台部を回転させ被検査体７の投影像を撮像中には、微動手段９の駆動源１３をこの回転基台部全体から切り離しておくようにする。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線を用いて被検査体の内部構造を検査するＸ線断層撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子等の研究開発分野では、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３次元分析が要求されている。その手法のひとつとして用いられる方法としてＸ線を用いた断層撮像方法がある。Ｘ線断層撮像装置（Ｘ線ＣＴ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、この二次元検出手段との間に被検査体を載置すると共にＸ線焦点からこの二次元検出手段の受光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ピッチで回転する回転基台部を有するマイクロフォーカスＸ線ＣＴ装置などがある。被検査体の透過Ｘ線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（投影データ）等として処理し、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を検査及び観察等行う如くする。
【０００３】
例えば、Ｘ線源と二次元検出器の間で被検査体を回転させるマイクロフォーカスＸ線ＣＴ装置において、Ａ４サイズ程度の大きさの投影像を検出する能力を有する二次元検出手段によって、回転基台部の回転テーブル上に載置された例えば１５×１５ｍｍ、厚さ１ｍｍほどの微小な被検査体を旋回させＸ線を照射して１５０倍前後の拡大視野で再構成できる被検査体の領域は、被検査体内部空間の回転軸近傍の１ｍｍ２程度である。この部位を通常は再構成のための投影データ取得以前に拡大透視しつつ探査する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、被検査体を把持し回転する被検査体回転機構全体を垂直方向へ位置調整する機構は用いられていたが、被検査体回転テーブル上に搭載された回転軸に直交する平面上の微動テーブルは無かった。したがって、コーンビーム状のＸ線を用いたシングルスキャン方式で被検査体を回転させ全周方向から投影データを取得するとき、上記特定部位が被検査体の端に位置する場合、その特定部位の投影像が二次元検出手段の視野外へはみ出さないようにするために、拡大率を犠牲にし被検査体とＸ線焦点の距離を離さなければならなかった。さらに投影像が二次元検出手段の視野内に入ったとしても、前記特定部位が被検査体の回転軸近傍には無いので再構成される画像の劣化が生じるという不都合があった。
【０００５】
上述の場合、被検査体の特定部位が被検査体内部の偏った位置にあることが判明した段階で、Ｘ線照射を停止しシールドカバーの電離放射線遮蔽窓を開け、図８に示すように、手作業で被検査体把持機構と被検査体の相互位置を調整すれば、前記特定部位を被検査体回転軸近傍へ移動させることは可能である。極僅かな位置調整を行うこの作業は多大な時間を浪費する。
【０００６】
また、図８に示すように、Ｘ線吸収係数の高い部位が被検査体内部で複数個整列している場合、照射Ｘ線上に重なった部分についてはその部位をＸ線が透過せず正確な投影データを得ることができない。特定部位が平板状の被検査体厚さ方向で段重ねになっており、その一部分を抜き取って拡大したい場合など、平板を傾けたりあおったりすることができれば、投影データを取得すべき部位を透視しつつ特定することが容易になる。また傾けたりあおったりした姿勢のまま投影データを取得すれば、再構成計算以前に投影像の上下の端面として保存すべきデータから削除することも可能で、再構成画像の品質向上が図れる。
【０００７】
また、回転基台部の回転軸受けとして回転基台部機構全体を支持し滑らかに回転して微小角度変位制御できるものとして空気軸受けを選択して用いた場合、この空気軸受けの回転部は実際には薄い空気膜の上に浮かんでいて、回転軸のラジアル方向荷重に比例して回転軸が偏芯する。したがって、空気軸受けの回転テーブル上にはラジアル方向荷重を発生させる機構の使用は避けなければならない。また、３６０°以上旋回させることを許容する上でも回転テーブル上に外部と繋がった配線は施すべきではないが、このような要求機能を満たす機構の微動手段は提案されていなかった。
【０００８】
本発明は、斯かる点に鑑み、Ｘ線照射を継続したまま被検査体を回転テーブルの回転方向及び垂直方向以外の方向に位置調整して被検査体の観察すべき部位を特定し、位置調整後の姿勢を保ったまま被検査体の投影像を撮像することができ、また、回転基台に空気軸受けを使用した場合に、空気軸受けのコンセントリシティーに影響を与えない微動手段を有するＸ線断層撮像装置を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ線源と、被検査体の投影像を撮像する二次元検出手段との間に被検査体を載置しＸ線焦点から前記二次元検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転基台部と、この回転基台部を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構を有するＸ線断層撮像装置において、被検査体を回転軸の回転方向及び垂直方向以外の方向に位置調整することができる微動機構を有する微動手段を設ける如くするものであって、以下のように構成される。
【００１０】
本発明のＸ線源断層撮像装置は、Ｘ線源と、被検査体の投影像を撮像する二次元検出手段との間に被検査体を載置しＸ線焦点からこの二次元検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転基台部と、この回転基台部を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構とを有するＸ線断層撮像装置において、この回転基台部にこの回転軸と直交する平面上の位置調整を行う水平方向微動位置調整機構を有する第１の微動手段を設けるようにしたものである。
【００１１】
斯かる本発明によれば、Ｘ線照射を継続したまま、被検査体を回転基台部の回転軸に垂直な平面内で微動させることができ、被検査体内部の特定部位をその投影像が回転軸近傍に位置するよう調整することができる。
【００１２】
また、本発明のＸ線断層撮像装置は、Ｘ線源と、被検査体の投影像を撮像する二次元検出手段との間に被検査体を載置しＸ線焦点からこの二次元検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転基台部と、この回転基台部を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構とを有するＸ線断層撮像装置において、この回転軸と直交する旋回中心軸を持つゴニオステージからなる第２の微動手段を設けるようにしたものである。
【００１３】
斯かる本発明によれば、Ｘ線照射を継続したまま、被検査体を回転基台部の回転軸と直交する旋回中心軸を中心として微動旋回させることにより、被検査体内部に複数個のＸ線吸収係数の高い部位が直線上に並んでいる場合でも、之等の部位の高さを個々に垂直方向へ分離し被検査体の観察すべき部位を特定することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＸ線断層撮像装置の実施の形態の例につき図１〜図６を参照して説明する
【００１５】
本例においては、Ｘ線を用いた断層撮像装置につき説明するが、本発明に適用されるものとしては、Ｘ線に限らずその他の放射線等を多方向から物体に照射し、撮像された複数の投影像より内部構造データを再構成計算する方法を用いた装置であればよい。
【００１６】
図１Ａ，Ｂは工業用、例えば半導体素子等微小被検査体の内部構造を検査する非破壊検査等の用途に使用されるＸ線断層撮像装置の一例の概略図である。図中、１は例えばコーンビーム状のＸ線を発生して被検査体７全体を照射する公知のＸ線源（Ｘ線発生装置）であり、Ｘ線発生装置のＸ線管１から照射されるＸ線により被検査体７の投影像の撮像を行い、このときの被検査体７の透過Ｘ線を、二次元検出手段としてのＸ線二次元検出器（以後、二次元検出器ともいう）２で捕獲し投影像を得る。
Ｘ線管１から照射されるＸ線は、例えば焦点サイズ５μｍ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線断層撮像装置の分解能はＸ線の焦点サイズが主要な決定要素の一つであって、この数値は小さいほうがより微少サイズの損傷等を観察でき好ましい。
【００１７】
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、透過Ｘ線が中心に照射されるよう左右上下への動きを調節することができる。ＦＰＤについては、特開平６−３４２０９８に具体的に開示されている。被写体を透過したＸ線をａ−Ｓｅ層等の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如くするものである。他の方式のＦＰＤの例としては、特開平９−９００４８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、その蛍光の強度を検知するものがある。蛍光の検知手段としては他に、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサを用いる方法もある。
【００１８】
特に上記の特開平６−３４２０９８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。本発明はこのように、Ｘ線等のＸ線を捕獲し何等かの手段で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。
【００１９】
３は被検査体７を載置する回転基台、回転基台を回転させるためのモーター及び後述する軸受け等より構成される回転基台部全体（以後、回転基台という）である。この回転基台３は回転基台３の回転軸と平行方向、即ち図１Ａに示すように、Ｚ軸方向（垂直方向）に移動するＺ軸駆動機構３ａ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。
【００２０】
この回転基台３は、本例では後述する空気軸受けによって支持されており、回転軸はＸ線管１の焦点からＸ線二次元検出器２へ降ろした垂線と直交している。この空気軸受けは、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り、空気軸受けに同軸上に直結された０．２分以下の角度位置決め精度を持つ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。
【００２１】
５はＸ線源のＸ線管１を搭載し、軸受け４の回転軸と直交する平面上を移動するＸＹテーブルである。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Ｘ線焦点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１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。
【００２２】
６は後述する水平方向微動位置調整機構全体（水平微動機構）で被検査体７及びこの被検査体７の把持・固定手段である保持冶具８を搭載する。保持冶具８は、後述する軸受け４の回転軸に直交した平面上（Ｘ線断層撮像装置水平方向）を微動する水平微動テーブル９に固定されている。
【００２３】
４０は以上述べたＸ線断層像撮象装置を構成する全ての装置、部材等を載置し照射位置に誤差が生じないよう振動を除去する除振台である。そして、４１はＸ線断層撮像装置からＸ線等のＸ線が外部に漏れないよう全体を覆う、鉛等よりなるシールドカバーである。
【００２４】
図２は本例Ｘ線断層撮像装置の構成図である。
まず、Ｘ線源を構成するＸ線管１より回転基台３に載置された被検査体７に対してＸ線が照射される。被検査体７は回転基台３、Ｚ軸駆動機構３ａ及び水平微動機構６により位置を微調整して所望の部位を観察するのに最も適正な位置に設定される。このとき照射されるＸ線の強度、焦点サイズ等はＸ線制御手段であるＸ線制御部３０を通じて制御操作手段である制御操作卓３２により制御される。
【００２５】
また、回転基台３の位置、回転角度ピッチ、初期回転角等は回転基台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３１を通じて、制御操作卓３２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３２によって指定された角度回転され、その投影像はＸ線二次元検出器２により撮像される。
【００２６】
この制御操作卓３２は、キーボード等の入力手段を備える、例えば、パーソナルコンピュータ等よりなり、情報の処理を行う情報処理手段及び入力値等表示する表示手段とを有する。例えば、Ｘ線管１よりのＸ線強度等の情報を制御操作卓３２に取り込みこの表示手段に表示したり、回転基台３や水平微動機構６等に対して被検査体７の適切な位置出しのための指令を出力する如くすることができる。
【００２７】
被検査体７を透過したＸ線はＦＰＤ等のＸ線二次元検出器２で捕獲され検出される。この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投影像記憶手段としての投影像記憶部３３に供給し、この投影像は制御操作卓３２からの指示により、例えばディジタル化された投影データとして大容量の磁気記録媒体等よりなる投影像記憶部３３にその角度に応じた適切な箇所に保存される。この投影像記憶手段は投影データを記録できる記録容量を有する記録媒体であればこれに限るものではなく、光ディスクや半導体メモリ等さまざまなものが適用できる。
【００２８】
投影像記憶部３３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の再構成計算用計算機３４に供給される。この投影像記憶部３３に記憶された投影データは、制御操作卓３２よりその投影像の回転角度ピッチや初期回転角、Ｘ線強度等の情報と対応して記憶される。
【００２９】
再構成計算用計算機３４では入力された投影データより、内部構造データを再構成計算し、再構成された内部構造データは、投影像記憶部３３あるいは他の記録媒体に記憶されると共に、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３５に入力され、ＣＲＴモニタ等のディスプレイに表示される。この再構成計算用計算機３４は、入力される投影データを収集して内部構造データを再構成できる演算処理能力があればよく、制御操作卓３２の情報処理手段と共用でもよい。また、再構成結果表示装置３５等の表示手段は制御操作卓３２の表示手段と共用であってもよい。また、再構成結果表示装置３５の表示手段は制御操作卓３２の表示手段と共用であってもよい。
【００３０】
以上のようにして、被検査体７の内部構造データが再構成結果表示装置３５に得られ内部構造が表示され、容易に微小な電子部品素子等の被検査体内部のひび割れや断線などの欠陥の有無を視覚的に確認することができる。
【００３１】
図３は本発明Ｘ線断層撮像装置の水平方向微動位置調整機構全体の上面図を示すものであり、図４はその側面図である。
【００３２】
図４に示す水平微動テーブル９は軸受け４に締結された固定側部材１０に対し、水平微動機構内部に図面上左右方向に設けられた図示しないクロスローラを直動ガイドとして、例えば１５ｍｍ前後の距離を１２のボールネジ駆動系を介し、軸受け４の回転軸に直交した面内（水平面）で微動することができる。
【００３３】
１３のモーターはボールネジ駆動系１２の駆動源であるが、軸受け４の回転動作中はシリンダー１４を下降させ切り離されている。軸受け４の回転原点角度位置において被検査体透視作業時、被検査体７内部の投影データを拡大視野に取得すべき部位を探査しつつ特定した後、軸受け４の回転軸近傍へと移動せしめる際には、シリンダー１４を上昇させ圧着ローラー１５，１６を連結しボールネジ１２を駆動して水平微動テーブル９を微動させる。
【００３４】
１７は軸受け４に締結され、軸受け４が回転するとき、水平微動テーブル９と固定側部材１０の両方へ押し付けられる部材１８を有するクランプ機構全体（クランプ）である。自己保持型ソレノイド２０が励磁されることによってクランプが開くように制御されている。
【００３５】
１９は引張りコイルバネ等の引張り手段で、この引張りコイルバネ１９でボールネジ１２のガタ分はキャンセルされているが、さらにシリンダー１４が下降し、モーター１３を切り離した直後、シリンダー１４の位置を検出して投影データを取得する寸前に板バネ通電部２２を介する自己保持型ソレノイド２０の励磁を解除し、クランプ１７を構成する部材１８が水平微動テーブル９と軸受け４に締結された固定側部材１０との両方へ押し付けられる。このように自己保持型ソレノイド２０は無励磁状態において、クランプ１７が閉塞し、回転基台３の回転と共に板バネ通電部２２を接点とした外部配線との接続が断たれるように構成されている。
【００３６】
これにより、引張りコイルバネ１９の機能を補助し、さらに直動ガイドとしてのクロスローラ部分に内在するガタ分を取り除くようにする。一連の動作後、投影データを取得中、即ち、軸受け４の回転原点位置からスタートする回転動作中は、軸受けラジアル方向外力は自己保持型ソレノイド２０の配線の剛性さえ一切の配線を削除するようにしたので無視することができる。
【００３７】
軸受け４は空気軸受け構造であるので、薄い空気膜に浮いている状態であり、不要な外力はこの軸受け４の回転軸のコンセントリシティーに影響を与えるため好ましくない。また水平方向微動位置調整機構全体６が配線不要ということは、３６０°以上の連続回転撮像を行う際には有利であり、配線の剛性を逃がすためのスリップリング等は不要で水平方向微動位置調整機構全体６を簡素化することができる。
【００３８】
２１は軸受け４の垂直方向荷重に対するバランサーである。軸受け４の上部へ設けられる水平方向微動位置調整機構全体６は、図３に示すように図上上下がシンメトリックであるが、バランサー２１によって図上左右へも均等に荷重をかけることができる。従って、軸受け４に対するラジアル方向へ外力を加えることがなく、不要な外力は一切存在しない。
【００３９】
特に本例のように、軸受け４に空気軸受けを使用する場合においては、回転軸のコンセントリシティーに注力しなければならないが、上述のような構成をとることにより、この問題を解決することができる。
【００４０】
図６は平板状の被検査体内部の特定部位を軸受け４の回転軸近傍へ水平微動テーブル９で移動させた模式図を示す。図中に示すように、例えば、３箇所のＸ線吸収係数の高い部位が並ぶ平板状被検査体７の左端の部位を観察したい部位として特定し撮像する際の位置調整方法を、図５に示すフローチャートに従い説明する。
【００４１】
まず、被検査体７を保持冶具８に固定し、予め二次元検出器２の透視野へと被検査体７及び保持冶具８が入らない位置に移動させた水平微動テーブル９に締結し（ステップＳ１）、Ｘ線管１より出射されるコーンビーム状Ｘ線が被検査体７を介しおおよそ二次元検出器２の中央へ照射されるように二次元検出器２のプレキャリブレーションを行った後（ステップＳ２）、Ｘ線を被検査体７に照射する（ステップＳ３）。
【００４２】
Ｘ線管１の下部ＸＹテーブル５のＸ軸方向、自己保持回ソレノイド２０及びシリンダー１４を適宜操作しつつ被検査体７全投影が二次元検出器２の中央へ入るように調整する（ステップＳ４）。そして、被検査体７内部の再構成画像を得るべき被破壊特定部位を探査する（ステップＳ５）。
このときＸ線管１をＸＹテーブル５によってＸ軸方向に移動したとしても、軸受け４の空気軸受け回転中心軸の仮想投影座標（回転軸が二次元検出器２に投影されていると想定したときの位置）は、予めＸ線管１から二次元検出器２へ降ろした垂線と軸受け４の回転中心軸とが垂直に交差するよう調整されているので、二次元検出器２上でその座標位置が動くことがない。
【００４３】
次に、被検査体７の特定部位の近傍のＸ線吸収係数の高い部位による再構成画像への影響がないかどうかを調べる（ステップＳ６）。影響がある場合には、後述するゴニオステージを使用して被検査体７の姿勢を変更するが、この例では、影響がないものとして次のステップへと進む。
【００４４】
ステップＳ６にて被検査体７の特定部位の近傍のＸ線吸収係数の高い部位による再構成画像への影響がない場合、軸受け４を旋回させた時の保持冶具８の最大回転半径に干渉しない寸前までＸ線管１を近づける（ステップＳ８）。
【００４５】
次に、被検査体７の特定部位が軸受け４の回転近傍にあるかどうかを調べ（ステップＳ９）、回転軸近傍に無い場合には、被検査体７へ接近させたＸ線管１を再度一定距離を取るように離す（ステップＳ１０）。そして、自己保持型ソレノイド２０を励磁し、クランプ１７を解除後シリンダー１４を上昇させモーター１３で水平微動テーブル９を駆動し、特定部位を軸受け４の回転軸近傍への透視野上で移動する。その後、シリンダー１４を下降させると共に自己保持型ソレノイド２０の励磁を解除してクランプ１７の部材１８を水平微動テーブル９と固定側部材１０の両方へ押し付けて固定した後（ステップＳ１１）、ステップＳ８の工程に戻り、再びＸ線管１を被検査体７を把持する保持冶具８に接近させる。
【００４６】
被検査体７の特定部位が軸受け４の回転軸近傍にある場合、被検査体７に対しその特定部位がＸ線焦点から二次元検出器２へ降ろした垂線の高さ近傍にあるかどうかを調べる（ステップＳ１２）。特定部位が上記垂線の高さ近傍にある場合には、水平微動テーブル９にて被検査体７をＸ線透視野から離脱させ、照射Ｘ線が二次元検出器２の撮像領域中央に位置するよう二次元検出器２のキャリブレーションを実行する。その後、離脱前の元の座標へ水平微動テーブル９を戻す（ステップＳ１４）。
【００４７】
特定部位がＸ線焦点から二次元検出器２へ降ろした垂線の高さ近傍にない場合、Ｚ軸駆動機構３ａを駆動して、Ｚ軸（高さ）方向の位置を調整した後（ステップＳ１３）、ステップＳ１４の工程へと進み、同様に水平微動テーブル９にて被検査体７をＸ線透視野から離脱させ、二次元検出器２のキャリブレーションを実行する。その後、離脱前の元の座標へ水平微動テーブル９を戻す。
【００４８】
ここまでの準備が完了したならば、被検査体７の特定部位近傍を中心とした内部構造データを再構成するための投影データの取り込みを開始する（スタートＳ１５）。そして、取り込まれた各投影データより、被検査体の特定部位の内部構造データを再構成し被検査体の評価を行う。
【００４９】
斯かる本例によれば、被検査体回転機構である軸受け４の回転軸と直交する平面上の水平方向微動位置調整機構（水平微動テーブル９）を設けるようにしたので、観察したい特定部位が被検査体７の端にあるような場合にでも、Ｘ線を照射したまま特定部位が軸受け４の回転軸近傍となるように位置調整でき、特定部位の投影像が二次元検出器２の視野外に出ないように拡大率を犠牲にする必要がなく、また、再構成される内部構造データの画像の劣化を防ぐことができる。
さらに、従来の手作業によって被検査体７の特定部位を軸受け４の回転軸近傍へと位置調整した場合に浪費されていた時間を節減することができる。
【００５０】
また、軸受け４に空気軸受けを用いる場合に、本例のように回転基台部を回転させ投影像を撮像中、水平微動テーブル９の駆動源を回転機構全体から切り離すと共に、この駆動源を回転基台部の回転機構全体から切り離す直前にクランプ１７にて被検査体の座標位置を保持し、被検査体７の座標位置調整期間は、このクランプ１７による保持動作を解除するようにしたので、回転軸に対しラジアル方向の外力を排し回転基台部の回転軸のコンセントリシティーを保つことができる。
【００５１】
次に、本発明のＸ線断層撮像装置の実施の形態の他の例につき説明する。
本例は、上述例と同様、被検査体の投影像を撮像するＸ線二次元検出器との間に被検査体を載置すると共にＸ線焦点からこの二次元検出器の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転テーブルを有するＸ線断層撮像装置であって、被検査体回転機構全体を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構を有し、Ｘ線源のＸ線管よりコーンビーム状に照射されたＸ線により被検査体の投影像の撮像を行い、このときの被検査体の透過Ｘ線を、Ｘ線二次元検出器で捕獲し投影像を得る如くするものである。
【００５２】
そこで、本例のＸ線断層撮像装置においては、先に述べた実施の形態の例の水平方向微動位置調整機構としての水平微動テーブル９の代わりに被検査体回転機構の回転軸と直交する微動旋回中心軸を持つゴニオステージ２５を搭載する。あるいは、水平微動テーブル９の上にゴニオステージを追設するようにする。その他は上述例と同様の構成とし、図７について図６と対応する部分は同一符号を付し詳細な説明を省略する。
【００５３】
図７に、Ｘ線断層撮像装置の水平微動テーブル９上にゴニオステージを設置した模式図を示す。図中、２５はゴニオステージを示し、水平微動テーブル９上に設置され、軸受け４の回転軸と直交する旋回中心軸を中心として旋回することができる。
【００５４】
このゴニオステージ２５において、被検査体７の傾き方向またはあおり方向のいずれかを必要に応じマニュアル（手作業）で調整し、図示しないロック手段のネジ等により締めつける機構でもよいが、水平方向微動位置調整機構の水平微動テーブル９同様、圧着ローラ１５，１６の如きものを介して軸受け４の外部から駆動力を伝えるようにしてもよい。このように駆動源を水平方向微動位置調整機構と共通化する場合には、例えば圧着ローラ１６と同様の圧着ローラを用意しその圧着ローラ位相を軸受け４の回転軸に対して９０°位相をずらせば機械的干渉を防ぐことができる。
【００５５】
ゴニオステージ２５における被検査体の特定部位の基本的な微動位置調整方法は、先に図５を参照して説明した水平微動位置調整方法と同様である。
但し、ステップ６にて簡単に述べたように、特定部位の近傍のＸ線吸収係数の高い部位による再構成画像への影響がある場合、即ち図７に示すように複数のＸ線吸収係数の高い部位が存在する場合には、Ｘ線照射を止めゴニオステージ２５を駆動し被検査体７の姿勢を調整・変更した後（ステップＳ７）、ステップＳ３の工程に戻りＸ線を再び照射して、ステップＳ４以降の工程を行い、被検査体７の非破壊特定部位の探査を進める。
【００５６】
本例は上述のように構成され、被検査体７の特定部位のみを抽出して拡大したい場合など、図７に示すように、ゴニオステージ２５により被検査体７が載置された保持冶具８を傾けたりあおったりすることで、容易に透視しつつ投影データを取得すべき部位を特定することができる。
【００５７】
また、その部位を特定した段階で傾けたりあおったりした姿勢のまま被検査体を回転させて投影データを取得するようにすれば、特定部位近傍の再構成計算以前に投影像の上下の端面としてデータから削除することが可能になり、図中矢印で示される再構成計算領域を限定することができ、再構成される内部構造画像の品質向上が図れる。
【００５８】
また、図７に示すように、複数個のＸ線吸収係数の高い部分が並ぶ平板状被検査体内部の特定部位を選択的に拡大し、しかも保持冶具８が軸受け４の回転軸を中心として旋回する時の旋回半径ｒ２を極小になるようにしたときは、４の回転軸をＸ線焦点に近接させ拡大率を最大にする被検査体７の姿勢を決めるということであり、被検査体内部をより細部にわたって検査することができる。このゴニオステージ２５の回転半径ｒ２は、ステージの傾き及び保持冶具８の形状によって、図６、図８に示す回転半径ｒ０，ｒ１に対し、ｒ２＜ｒ１，ｒ０とすることができる。
【００５９】
本例は、その他、先に述べた図１〜図４に示される実施の形態の例と同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。
【００６０】
尚、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。
【００６１】
【発明の効果】
斯かる本発明によれば、Ｘ線照射を継続したまま、被検査体を回転基台部の回転軸に垂直な平面内で微動させることができ、被検査体内部の特定部位をその投影像が回転軸近傍に位置するよう調整することができるため、再構成される内部構造データの画像の劣化を防ぐことができる。
また、Ｘ線照射を継続したまま、被検査体内部の特定部位をその投影像が二次元検出手段の中央にくるように位置調整することができるので、手作業による被検査体の位置調整と比して調整に要する時間を削減することができる。
【００６２】
また、本発明によれば、Ｘ線照射を継続したまま、被検査体を回転基台部の回転軸と直交する旋回中心軸を中心として微動旋回させることにより、被検査体内部に複数個のＸ線吸収係数の高い部位が直線上に並んでいる場合でも、之等の部位の高さを個々に垂直方向へ分離し被検査体の観察すべき部位を特定することができるので、再構成される内部構造データの品質を向上させることができる。
【００６３】
また、本発明によれば、回転基台部の軸受けに空気軸受けを用いる場合に、回転基台部を回転させ投影像を撮像中には、微動手段の駆動源を回転機構全体から切り離すと共に、この駆動源を回転基台部の回転機構全体から切り離す直前に保持手段にて被検査体の座標位置を保持し、被検査体の座標位置調整期間は、この保持手段による保持動作を解除するようにしたので、回転軸に対しラジアル方向の外力を排し回転基台部の回転軸のコンセントリシティーを保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線断層撮像装置の実施の形態の例を示す概略図であり、Ａは上面図、Ｂは側面図である。
【図２】Ｘ線断層撮像装置の構成図である。
【図３】本発明のＸ線断層撮像装置の要部を上面より見た概略図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】本発明のＸ線断層撮像装置の説明に供するフローチャートである。
【図６】本発明の説明に供する線図である。
【図７】本発明の説明に供する線図である。
【図８】従来例の説明に供する線図である。
【符号の説明】
１・・・・Ｘ線管、２・・・・Ｘ線二次元検出器、３・・・・回転基台、３ａ・・・・垂直方向微動機構、４・・・・軸受け、７・・・・被検査体、９・・・・水平微動テーブル、１３・・・・モーター、１７・・・・クランプ機構、２５・・・・ゴニオステージ

Claims

Ｘ線源と、被検査体の投影像を撮像する二次元検出手段との間に被検査体を載置しＸ線焦点から前記二次元検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転基台部と、該回転基台部を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構とを有するＸ線断層撮像装置において、
前記回転基台部に前記回転軸と直交する平面上の位置調整を行う水平方向微動位置調整機構を有する第１の微動手段を設けたことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
Ｘ線源と、被検査体の投影像を撮像する二次元検出手段との間に被検査体を載置しＸ線焦点から前記二次元検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転基台部と、該回転基台部を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構とを有するＸ線断層撮像装置において、
前記回転軸と直交する旋回中心軸を持つゴニオステージからなる第２の微動手段を搭載することを特徴とするＸ線断層撮像装置。
Ｘ線源と、被検査体の投影像を撮像する二次元検出手段との間に被検査体を載置しＸ線焦点から前記二次元検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を持つ回転基台部と、該回転基台部を垂直方向へ位置調整する垂直方向微動機構とを有するＸ線断層撮像装置において、
前記回転基台部に前記回転軸と直交する平面上の位置調整を行う水平方向微動位置調整機構を有する第１の微動手段を設け、
且つ、前記回転軸と直交する旋回中心軸を持つゴニオステージからなる第２の微動手段を搭載することを特徴とするＸ線断層撮像装置。
前記請求項１または２または３に記載のＸ線断層撮像装置において、
前記被検査体の投影像を撮像中には、前記第１及び第２の微動手段の駆動源を前記回転基台部全体から切り離すようにしたことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
前記請求項４に記載のＸ線断層撮像装置において、
被検査体座標を保持する保持手段を設け、
前記駆動源を前記回転基台部全体から切り離す直前に前記保持手段により被検査体座標を保持し、
被検査体座標位置調整期間は、前記保持手段による被検査体座標の保持動作を解除するようにしたことを特徴とするＸ線断層撮像装置。