JPH0621008Y2

JPH0621008Y2 - 光ｃｔ装置の試料台

Info

Publication number: JPH0621008Y2
Application number: JP1988058886U
Authority: JP
Inventors: 通之助高田; 俊一郎佐々木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-04-30
Publication date: 1994-06-01
Anticipated expiration: 2003-04-30
Also published as: JPH0212645U; EP0336208A1; US4937451A

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は光透過性の試料に光ビームを走査して照射し、
試料内の断層情報を非破壊的に得る光ＣＴ装置の試料台
に関するものである。

（従来の技術）試料内の断層情報を非破壊的に得るにはＸ線ＣＴ装置が
一般に使用されている。Ｘ線に代えて可視領域から近赤
外領域の光を照射して試料の断層情報を得る光ＣＴ装置
が提案されている（例えば特開昭６０−７２５４２号公
報参照）。

光ＣＴ装置の光走査装置は光源からの光ビームを試料に
対して異なる位置で透過させるための光ビーム走査手段
と、光ビーム走査手段に対向する位置に設けられ、光ビ
ーム走査手段から出射される光ビームを受光する受光部
とを備えている。

提案された光ＣＴ装置の一例を第５図及び第６図に示
す。第５図は一部を切り欠いて示す側面図であり、第６
図は第５図のＡ−Ａ線位置での断面図である。

１はガントリ部であり、ドラム形状をしている。ガント
リ部１は外周面１ｃで受けローラ２によって回転可能に
支持されている。ガントリ部１の中心軸近傍には試料３
が設けられる。

ガントリ部１の外周面１ｃには、図には表わされていな
いが、全周にわたってネジ溝が形成され、そのネジ溝に
歯車が噛み合わされ、その歯車が駆動用モータによって
回転させられることにより、ガントリ部１が回転する。

ガントリ部１内には試料３を照射する光を発生する光源
５と、光源５からの光ビーム６を反射して試料３に照射
させる反射鏡７と、反射鏡７を揺動駆動するスキャナ８
が設けられている。反射鏡７はスキャナ８によって揺動
し、光ビーム６が試料３の測定範囲をカバーする角度範
囲θにわたって走査する。

光源５、反射鏡７及びスキャナ８によって光ビーム走査
手段が構成される。

ガントリ部１内にはまた、試料３を挟んで反射鏡７の反
対側で、反射鏡７に反射され走査される光ビーム６を受
光する位置に受光部９が設けられている。受光部９は反
射鏡７の位置を中心とする円弧上に複数個の受光端を並
べたものである。受光部９は例えばフォトダイオードア
レイとすることもできるし、又は光ファイバを配列しそ
れらの光ファイバの他端を光電子倍増管に導くようにし
てもよい。

試料３を設置し、ガントリ部１を固定した状態で反射鏡
７を揺動させて光ビーム６を所定の範囲θで走査させ
る。次に、ガントリ部１を一定角度回転させ、その状態
で同様にして光ビーム６を走査させる。

このように、ガントリ部１の回転と光ビーム６の走査を
繰り返すことによって、固定された試料３を中心にして
光ビーム６の入射方向を試料３の周方向に沿って一定の
ピッチ間隔で全周に渡って順次変化させることができ
る。

試料３はガントリ部１内で試料台によって保持される。
試料台としては、一般には第７図に示されるような円筒
状の透明ガラス製試料台４が使用される。測定用光ビー
ム６は第８図に示されるように、試料台４の円筒の軸に
直交する方向に走査される。

（考案が解決しようとする課題）光ビーム６が試料台４の円筒の中心を通過する部分はよ
いが、円筒の端のほうになると、円筒のガラス面との角
度が大きくなり、記号６ａで示されるように全反射角以
上になると測定できなくなる。

第９図に示されるように、試料台４の円筒を測定範囲
（光ビーム６の扇状の走査範囲）よりも大きくしたとし
ても、試料３も下がってしまい、測定範囲からはみ出し
てしまう。

本考案は、試料台による光ビームの反射や屈折などの影
響を除き、試料だけに光ビームを照射することができる
とともに、試料を光ビーム走査範囲からはみ出さないよ
うにすることのできる試料台を提供することを目的とす
るものである。

（課題を解決するための手段）本考案の試料台は光ビーム走査面を挟んで互いに独立し
た２つの試料台部分に分かれており、一方の試料台部分
の試料保持部分は光ビーム走査面に対してほぼ垂直方向
にスライドして移動可能に支持されており、他方の試料
台部分の試料保持部分にはその試料保持部分を光ビーム
走査面に対してほぼ垂直方向に移動させる移動機構を備
え、かつ２つの試料台部分にはそれぞれの試料載置面の
高さを互いに独立して調整することのできる高さ調整機
構を備えている。

（作用）試料を試料台の２つの部分にまたがるように載せ、光ビ
ームを走査させると、光ビームは試料台の２つの部分の
間で試料のみを通過する。ガントリ部を回転させて光ビ
ームの照射方向を回転させていった場合でも、光ビーム
は試料保持部分によって妨げられることはない。

試料の測定部分を移動させるときは、移動機構によって
試料台を駆動する。

試料の大きさが変わったり、試料の下面に段差がある場
合には、２つの試料台部分の高さ調整機構により試料載
置面の高さを調整する。

（実施例）第１図は本考案の第１の実施例を表わし、第２図はその
左方向から見た反射鏡７、試料３、試料保持部分１１及
び受光部９を表わしたものである。

１０は試料台の一方の試料保持部分、１１は他方の試料
保持部分であり、試料（この場合はラット）３は両試料
保持部分１０，１１にまたがるように置かれる。光源か
らの光を走査する反射鏡７からの光ビーム６は両試料保
持部分１０，１１の間の部分を通過し、第１図で紙面垂
直方向の平面内で走査される。反射鏡７の位置に光源を
設け、光源自体を走査させるようにしてもよい。

試料保持部分１０は平板であり、移動部材１０ａに一体
的に取りつけられている。試料保持部分１０と移動部材
１０ａは支持台１２上を矢印１３で示されるように水平
方向に移動できるように支持されている。支持台１２に
はモータで駆動される歯車１４が設けられ、歯車１４に
はチェーン１５がかけられ、チェーン１５の一部が移動
部材１０ａに固定されることにより、モータによる歯車
１４の回転により移動部材１０ａが移動することができ
る。

支持台１２の下面には基台１６の溝で案内されて上下方
向１７に移動する部材１８が取り付けられ、部材１８に
はラック１９が設けられ、駆動歯車２０と噛み合うこと
によって、支持台１２，移動部材１０ａを介して試料保
持部分１０を上下方向に移動させることができる。

試料保持部分１１は支持台２１上にローラベアリングな
どの滑り機構によって摩擦力の小さい状態で移動できる
ように支持されている。２２はローラである。

支持台２１はまた、ガイド２３によって案内され、基台
２４に設けられたネジ２５の先端で支持されており、ネ
ジ２５を回転させることにより支持台２１を介して試料
保持部分１１が上下方向に移動することができる。

次に、本実施例の動作について説明する。

第１図に示されるように、試料３を試料保持部分１０，
１１にまたがるように載せ、試料３の測定部位が試料保
持部分１０，１１の間になり、その測定部位を光ビーム
６が通過するようにセットする。光ビーム６が通過する
部分は試料３があるだけであり、それ以外の障害物がな
いので、試料台による全反射や屈折などによる影響は考
えなくてもよい。

測定部位を少しずらせたいときは、歯車１４などを含む
横方向の移動機構によって試料保持部分１０をずらせた
い方向に動かす。試料保持部分１１は試料３との接触に
よる摩擦力で押され、又は引っ張られることにより、試
料保持部分１０と同じ方向に動く。このように、試料保
持部分１０，１１の隙間の部分であれば測定部位を変更
することができる。

試料３と試料保持部分１１の間を動かないように例えば
粘着テープなどで固定しておけば、試料３が試料保持部
分１１から外れて落ちてしまう虞れがなくなる。

試料３の大きさが異なった場合、測定部位を光ビーム走
査範囲の中央にセットするために、試料保持部分１０，
１１を垂直方向に移動させて調整することができる。

図の状態は断層像を測定するときの状態であるが、ＣＲ
像（所謂レントゲン写真のような平面像）を測定すると
きは、反射鏡（または光源）７と受光部９の位置を固定
し、試料保持部分１０を水平方向に移動させる。その場
合は試料保持部分１０を測定光に対して透明なガラスな
どの材質で作っておけば、試料３は試料保持部分１０，
１１にまたがらせずに試料保持部分１０上だけに置き、
試料保持部分１０も測定ビーム６の位置に入っていって
測定することができる。そのときは試料保持部分１１と
それに関連する機構を取り外しておけばよい。

試料保持部分１０の材質はＣＲ像を測定することを考慮
すれば透明な材質がよいが、断層像のみを測定する場合
であれば不透明な材質でもよい。

試料保持部分１０は第１図の実施例では平板であるが、
第２図に鎖線１０ｂで示されるように少し曲率をつけて
おいてもよい。透明材質の試料保持部分１０も測定ビー
ム６の位置へ入れてＣＲ像を撮影するときは、曲率があ
る方が屈折の影響が少なくてすむ。

試料保持部分１０，１１を円筒状または箱状にし、不透
明な材質で作り、測定部位を通過する光ビーム６以外の
妨害光を遮光するようにしてもよい。

第３図は比較例を表わす。

３０はガントリ部環体であり、環体３０上に光源５とス
キャナ８が載置され、スキャナ８の先端には反射鏡７が
取りつけられてスキャナ８の回転軸上にその反射鏡７の
反射面がくるように調整されている。光源５としては近
赤外光を発振するレーザを用いる。

環体３０にはまた、反射鏡７とちょうど１８０度離れた
位置に受光部９が載置されていて、反射鏡７からの光ビ
ームをもれなく取り込めるようになっている。

３１はガントリ部環体３０を回転駆動させるためのモー
タである。

光ビーム６の走査面を挟んで、ガントリ部の前側には試
料を保持し導入するために、平ベルト３２とローラ３３
とからなる試料導入部が設けられている。３４はベルト
３２を駆動する歯車であり、駆動用モータ３５の回転軸
に取り付けられた歯車３６と噛み合っている。３７はベ
ルト３２の並進移動中の位置を割り出すための位置検出
手段であり、ここではフォトセンサを使用する。

試料３は平ベルト３２上に置かれる。

光ビーム６の走査面を挟んでガントリ部の後側には試料
を受け取って保持するために、平ベルト３８とローラ３
９とからなる試料受取部が設けられている。４０はベル
ト３８を駆動する歯車であり、駆動用モータ４１の回転
軸に取り付けられた歯車４２と噛み合っている。４３は
ベルト３８の並進移動中の位置を割り出すための位置検
出手段であり、フォトセンサを使用する。

フォトセンサ３７，４３からは位置検出信号が出力さ
れ、駆動用モータ３５，４１は同一速度で回転させられ
る。

ベルト３２とベルト３８の隙間は数十mm程度でよい。

次に、本比較例の動作について説明する。

モータ３５と４１を同一速度で回転させると、ベルト３
２上に載せられた試料３の先頭がベルト３２とベルト３
８の間の空隙（この空隙内に光ビーム走査面がある）を
通過した後、滑って空走状態にならずにベルト３８の方
へ乗り移っていくことができる。その際に、両ベルト３
２，３８の空隙を通過する試料３の一部分に反射鏡７か
ら照射されてくる光ビーム６が走査されて光吸収信号の
データが受光部９から出力される。

ガントリ部環体３０もモータ３１により回転させられて
光ビーム６が試料３の周りの全方向から照射されること
になる。

これにより、試料３の先端から末端に渡って、任意の位
置での光ビームによる断層像を得ることができる。

具体的な走査の手順としては、ガントリ部環体３０があ
る位置で固定されている間にスキャナ８の回転軸に設け
られた反射鏡７が１回振られて試料３の全部を含む被測
定領域全域を光ビーム６が走査し、その光吸収信号のデ
ータを取り終えたらガントリ部環体３０が一定角度だけ
回転して、次の位置からのデータ測定に移る。この動作
を試料３の周りの全周に渡って繰り返し、得られたすべ
てのデータを重ね合わせて必要な演算を行なって断層画
像を得る。

第４図は他の比較例を表わす。

第３図の比較例では光ビーム走査面を挟んで試料導入部
と試料受取部が独立した機構として構成されているのに
対して、第４図の比較例では両部を１本のベルト５０で
一体化し、そのベルト５０はローラ５１で案内され、受
光部９の下側を通って試料導入部から試料受取部へ移動
していく。

ベルト５０が１本であるので、ベルト５０を駆動するた
めの駆動手段は１組でよい。その駆動手段において、５
２は駆動用歯車、５３は駆動用モータであり、歯車５２
はモータ５３の回転軸に取り付けられた歯車５４と噛み
合っている。５５はフォトセンサからなる位置検出手段
である。

このように、ベルト５０を１本にすることにより、試料
台の駆動手段が１組ですみ、電気系及び制御系が簡単に
なる。また、試料導入部と試料受取部とでベルト５０の
移動速度は必然的に同一となり、整合させるための機構
は必要ではなくなる。

第３図及び第４図の比較例では、試料３が現在送りこま
れている位置（スライス位置）に無関係に、光ビームを
通過させている空隙部が定位置にあり、そこを試料３が
走行していくので、試料３の先端から末端までを連続的
に測定することができる。

（考案の効果）本考案の試料台では試料を保持する部分を光ビーム走査
面を挟んで２つに分け、試料を水平方向に移動させるこ
とができるようにしたので、断層像を測定するとき、測
定ビームが通過する部分には試料の他は空気があるだけ
であり、屈折や全反射などの影響をうけず、安定に測定
することができる。

また、試料を保持する部分が光ビーム走査面を挟んで両
側にあるので、片持ちで試料を保持するのに比べると、
試料が測定中安定して保持される。

２つの試料台部分の試料保持部分の間隔、すなわち空隙
部の幅を調節して測定範囲を調節することもできる。

さらに、２つの試料台部分にはそれぞれの試料載置面の
高さを互いに独立して調整することのできる高さ調整機
構を設けたので、下面に段差をもつ試料であっても試料
を水平方向に保持して測定することができる。また、試
料の大きさが変わった場合にも試料の測定部位を光ビー
ム走査範囲の中央にセットすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一部を断面図として示す一実施例の正面図、第
２図は同実施例の光ビーム、試料、試料保持部分及び受
光部の関係を示す側面図、第３図は他の比較例を示す概
略斜視図、第４図はさらに他の比較例を示す正面断面
図、第５図は本考案が適用される光ＣＴ装置の一例を示
す一部切欠き側面図、第６図は第５図のＡ−Ａ線位置で
の断面図、第７図は従来の試料台を示す斜視図、第８図
はその試料台と光ビームの関係を示す概略側面図、第９
図は試料台の径を大きくした場合の試料と光ビームの関
係を示す概略側面図である。３……試料、６……光ビーム、７……反射鏡、９……受
光部、１０，１１……試料保持部分、１０ａ……移動部
材、１２……支持台、１４……歯車、１５……チエン、
２１……支持台、２２……ローラ、３２，３８，５０…
…ベルト、３３，３９，５１……ローラ、３４，３６，
４０，４２，５２，５４……歯車、３５，４１，５３…
…モータ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】光源からの光ビームを試料に対して異なる
位置で透過させるための光ビーム走査手段と、光ビーム
走査手段に対向する位置に設けられ、光ビーム走査手段
から出射される光ビームを受光する受光部とを備えた光
ＣＴ装置の試料台において、光ビーム走査面を挟んで互
いに独立した２つの試料台部分に分かれており、一方の
試料台部分の試料保持部分は光ビーム走査面に対してほ
ぼ垂直方向にスライドして移動可能に支持されており、
他方の試料台部分の試料保持部分にはその試料保持部分
を光ビーム走査面に対してほぼ垂直方向に移動させる移
動機構を備え、かつ前記２つの試料台部分にはそれぞれ
の試料載置面の高さを互いに独立して調整することので
きる高さ調整機構を備えたことを特徴とする試料台。