【手続補正書】
【提出日】平成26年11月18日(2014.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に対してほぼ平行となるＸ線を照射する、Ｘ線発生部と、
前記試料に対して前記Ｘ線発生部の反対側に配置されるとともに、前記試料の透過画像を検出する検出領域を有する、２次元検出器と、
前記試料を配置する、支持台と、
前記支持台を搭載し、前記２次元検出器の前記検出領域の平面に沿って、前記支持台を面内移動させることが可能な、ステージと、
前記２次元検出器が検出する前記試料の複数の透過画像に基づいて、合成透過画像データを生成する、制御部と、
を備える、Ｘ線画像化装置であって、
前記制御部は、前記試料の異なる複数の位置における透過画像を張り合わせて、合成透過画像データを生成する、
ことを特徴とする、Ｘ線画像化装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線画像化装置であって、
前記支持台は、前記検出領域の平面に沿う方向を回転軸として、所定数の角度配置それぞれに前記試料を回転移動させることが可能な、回転駆動系を備え、
前記制御部は、
前記所定数の角度配置それぞれにおいて、前記試料の異なる複数の位置における透過画像を張り合わせて、合成透過画像データを生成し、
生成される前記所定数の合成透過画像データに画像再構成することにより、３次元Ｘ線ＣＴ画像を画像化する、
ことを特徴とする、Ｘ線画像化装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線画像化装置であって、
前記ステージが、前記支持台を順に移動させて、前記試料を前記異なる複数の位置のうちいずれかの位置とし、
該位置の配置において、前記回転駆動系が前記試料を順に回転移動させて、前記試料を前記所定数の角度配置のうちいずれかの角度配置とし、
当該配置において、前記２次元検出器が前記試料の透過画像を検出し、
前記所定数の角度配置それぞれにおける、前記試料の異なる複数の位置における複数の透過画像が検出される、
ことを特徴とする、Ｘ線画像化装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のＸ線画像化装置であって、
前記試料の光学画像を検出する、光学撮影部と、
前記Ｘ線発生部と前記支持台との間に配置され、前記Ｘ線発生部からのＸ線を前記試料へ透過させるともに前記検出領域の平面の法線方向に沿って前記試料から進む光を反射して前記光学撮影部へ入射させる、光学ミラーと、
をさらに備える、Ｘ線画像化装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線画像化装置であって、
前記光学ミラーは、前記Ｘ線発生部から２次元検出器の検出領域に達するＸ線を通過させる開口部を有している、
ことを特徴とする、Ｘ線画像化装置。
【請求項６】
請求項４に記載のＸ線画像化装置であって、
前記光学ミラーは、金属薄膜ミラーである、
ことを特徴とする、Ｘ線画像化装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のＸ線画像化装置であって、
前記Ｘ線発生部から前記試料までの距離をＬ、前記試料から前記２次元検出器までの距離をｄとするとき、ｄ／Ｌが０．１以下であることを特徴とする、
Ｘ線画像化装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のＸ線画像化装置であって、
前記試料に入射して、前記試料を貫通して、前記２次元検出器の前記検出領域へ達するＸ線について、試料の入射箇所から出射箇所までの距離をｔ、前記検出領域の法線方向とＸ線の進行方向がなす角をθとするとき、ｔが前記２次元検出器の空間分解能より十分に大きく、ｔ・θが前記２次元検出器の空間分解能程度以下である、
ことを特徴とする、Ｘ線画像化装置。
【請求項９】
試料に対してほぼ平行となるＸ線を照射する、Ｘ線発生部と、
前記試料に対して前記Ｘ線発生部と反対側に配置されるとともに、前記試料の透過画像を検出する検出領域を有する、２次元検出器と、
前記試料を配置する、支持台と、
前記支持台を搭載し、前記２次元検出器の前記検出領域の平面に沿って、前記支持台を面内移動させることが可能な、ステージと、
前記２次元検出器が検出する前記試料の複数の透過画像に基づいて、合成透過画像データを生成する、制御部と、
を用いる、Ｘ線画像化方法であって、
前記制御部は、前記試料の異なる複数の位置における透過画像を張り合わせて、合成透過画像データを生成する、
ことを特徴とする、Ｘ線画像化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
図９は、比較例１に係るＸ線画像化装置の駆動を示す模式図である。Ｘ線源１１０が出射するＸ線により拡大投影されるＸ線画像では、試料２００のｘｙ平面において同じ位置にあってｚ方向において異なる位置にある２点を、２次元検出器１１２は異なる場所で検出する。ここで試料は平面板形状しているとし、ｘｙ平面において同じ位置にあって、Ｘ線源側の平面上にある点Ａと、２次元検出器側の平面上にある点Ｂとを考える。図９（ａ）では、これら２点はＸ線源１１０に対して、図中上側に位置するので、Ｘ線源１１０側にある点Ａを貫くＸ線は２次元検出器１１２側にある点Ｂを貫くＸ線よりさらに上側に発散され、２次元検出器１１２にて得られるＸ線画像では、点Ａの像Ａｉは点Ｂの像Ｂｉより図中上側に位置することとなる。これに対して、図９（ｂ）では、これら２点はＸ線源に対して、図中下側に位置するので、点Ａを貫くＸ線は点Ｂを貫くＸ線よりさらに下側に発散され、点Ａの像Ａｉは点Ｂの像Ｂｉより図中下側に位置することとなる。よって、これら２枚の透過画像をつなぎ合わせようとして、例えば点Ａの像Ａｉの位置で画像を張り合わせても、点Ｂの像Ｂｉは位置ずれを起こしてしまい、当該比較例１に係るＸ線画像化装置では、広い範囲であって高い分解能のＸ線画像の画像化は実現できない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（５）上記（４）に記載のＸ線画像化装置であって、前記光学ミラーは、前記Ｘ線発生部から２次元検出器の検出領域に達するＸ線を通過させる開口部を有していてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
（９）本発明に係るＸ線画像化方法は、試料に対してほぼ平行となるＸ線を照射する、Ｘ線発生部と、前記試料に対して前記Ｘ線発生部と反対側に配置されるとともに、前記試料の透過画像を検出する検出領域を有する、２次元検出器と、前記試料を配置する、支持台と、前記支持台を搭載し、前記２次元検出器の前記検出領域の平面に沿って、前記支持台を面内移動させることが可能な、ステージと、前記２次元検出器が検出する前記試料の複数の透過画像に基づいて、合成透過画像データを生成する、制御部と、を用いる、Ｘ線画像化方法であって、前記制御部は、前記試料の異なる複数の位置における透過画像を張り合わせて、合成透過画像データを生成してもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
Ｘ線発生部１１は、試料１００に対してほぼ平行となるＸ線を照射する。本明細書において、ほぼ平行となるＸ線とは、以下のことを言う。図１に示す通り、Ｘ線発生部１１ではなく２次元検出器１２の近傍に試料１００が配置されている。２次元検出器１２の検出領域から平面の法線方向（ｚ方向）に伸びて、試料１００を貫き、Ｘ線源１０に達する直線を考える。該直線のうち、Ｘ線発生部１１のＸ線源１０から試料１００の中心までの線分の長さを、Ｘ線発生部１１から試料１００までの距離Ｌとし、試料１００の中心から２次元検出器１２の検出領域までの線分の長さを、試料１００から２次元検出器１２までの距離ｄとする。ｄ／Ｌが１に比べて十分に小さいときに、試料１００に照射されるＸ線をほぼ平行とすることが実現される。ここで、ｄ／Ｌが１に比べて十分に小さいとは、０．１以下であることであり、望ましくは０．０５以下である。なお、試料に対してほぼ平行となるＸ線を照射する技術については、特許文献２に記載されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
試料１００に照射されるＸ線がほぼ平行となっていることにより、２次元検出器１２が検出する透過画像には、試料１００のｚ方向の位置の違いによる位置ずれが抑制される。よって、試料１００が２次元検出器１２の空間分解能Δと比べて十分に大きい厚みｔを有する場合であっても、２次元検出器１２が検出する透過画像に、試料１００のｚ方向の位置の違いによる位置ずれが発生しない程度に、Ｘ線の発散が抑制されていれば、複数の透過画像に基づいて、合成透過画像データを生成することが出来る。ここで、厚みｔが空間分解能Δと比べて十分に大きいとは、ｔがΔの１０倍以上のことを指すが、当該実施形態に係るＸ線画像化装置１は、ほぼ平行となるＸ線を試料１００に照射することにより、空間分解能Δの１００倍以上となる厚い試料１００についても、Ｘ線画像化が可能である。なお、ｚ方向の位置の違いによる位置ずれとは、例えば、図９で示す、ｚ方向の位置の違い（点Ａ，Ｂ）に起因して生じる、２次元検出器１１２が検出する透過画像における位置ずれ（像Ａｉ，Ｂｉ）である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
これに対して、当該実施形態に係るＸ線画像化装置１の場合、ｙ方向において、２次元検出器の検出領域の長さが、試料（支持台１３）の長さよりも３倍（ｎ倍）である場合、試料１００を３箇所（ｎ箇所）の位置において測定すればよく、所望の領域を測定するために必要な透過画像の撮影の測定箇所は、当該実施形態に係るＸ線画像化装置が、比較例２に係るＸ線画像化装置と比較して、格段に少なくて済む。試料が２次元検出器の検出領域よりも十分に大きいとき（ｎが十分に大きいとき）、比較例２に係るＸ線画像化装置だと、当該実施形態に係るＸ線画像化装置よりも、｛ｎ２＋（ｎ−１）２｝／ｎ≒２（ｎ−１）倍の測定箇所が必要となる。なお、回転駆動系の回転軸方向（ｘ方向）については、当該実施形態に係るＸ線画像化装置と比較例２に係るＸ線画像化装置とで異なる点はなく、ｘ方向において、２次元検出器の検出領域の長さが試料の長さよりも３倍（ｎ倍）であれば、３箇所（ｎ箇所）の測定箇所が必要となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
ｉ回目（ｉ番目の測定位置）の測定における、ｊ番目の角度配置における透過画像を、Ｉｍａｇｅｉ，ｊ（ｘ，ｙ）と表すこととする。制御部１５は、Ｍ個の測定位置それぞれにおいて、Ｎ個の透過画像のデータを取得する。すなわち、合計で、Ｍ×Ｎ個の透過画像データＩｍａｇｅｉ，ｊ（ｘ，ｙ）を取得する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
ｊ番目の角度配置（ｊは１〜Ｎ）における、２枚の透過画像データＩｍａｇｅｉ，ｊ（ｘ，ｙ）とＩｍａｇｅｉ＋１，ｊ（ｘ，ｙ）それぞれの信号強度分布を調べて、２枚の透過画像データの重ね合わせ部分（オーバーラップ量）について計算する（ステップＢ１）。ｉ回目の座標（ｘ，ｙ）における信号強度と、ｉ＋１回目の座標（ｘ’，ｙ’）における信号強度と、の差の２乗和が最小になるように、ｊ番目の角度配置における画像のオーバーラップ量Δｊを求める（最小２乗法）。これをＮ箇所の角度配置すべてに対して行うことにより、それぞれの角度配置における透過画像の張り合わせ位置を決定する（ステップＢ２）。ここでは、支持台１３の回転駆動系の角度精度が、２次元ＸＹステージ１４の位置精度よりも良いので、各角度配置におけるオーバーラップ量は等しい（Δ１＝・・＝Δｊ＝Δｊ＋１・・＝ΔＮ）として、ｉ回目の座標（ｘ，ｙ）における信号強度と、ｉ＋１回目の座標（ｘ’，ｙ’）における信号強度と、の差の２乗和を、Ｎ箇所の透過画像データのすべてのデータに対して求め、最小となるオーバーラップ量Δを求めている。これを、すべての隣り合う２個の測定位置それぞれに行うことにより、Ｎ枚の合成透過画像データ（大視野透過画像）を生成する（ステップＢ３）。Ｎ枚の合成透過画像データを公知の画像再構成処理を行う（ステップＢ４）ことにより、所望の３次元Ｘ線ＣＴ画像の画像化が完了する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ装置の３次元ＣＴ測定の特徴は、２次元ＸＹステージ１４が、支持台１３を順に移動させて、試料１００をｉ番目の位置配置とし、試料１００をｉ番目の位置配置に固定して、該位置配置において、支持台１３の回転駆動系が試料１００を回転させて、Ｎ枚の透過画像を検出し、これをＭ箇所の位置配置に対して繰り返して、３次元ＣＴ測定をするところにある。かかる測定方法とすることにより、回転駆動系の角度配置に固定して、２次元ＸＹステージ１４が試料１００を複数の位置配置に移動させて、Ｍ枚の透過画像を検出し、これをＮ箇所の角度配置に対して繰り返す場合と比較して、測定時間を短縮することが可能であるとともに、より高精度の測定をすることが出来る。支持台１３の回転駆動系の角度精度が、２次元ＸＹステージ１４の位置精度よりも良く、回転駆動系の回転駆動は、２次元ＸＹステージの移動駆動よりも、高速で行うことが出来るからである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
当該実施形態ではかかる３次元ＣＴ測定方法とすることにより、当該実施形態に係る３次元Ｘ線ＣＴ画像の画像化方法では、Ｎ枚すべての透過画像データに対して最小２乗法を適用することにより、それぞれＮ枚の透過画像データの張り合わせ位置を決定し、隣り合う２個の測定配置におけるオーバーラップ量Δを計算することが出来る。隣り合う２個の測定位置でそれぞれ得られるＮ枚の透過画像データをすべて活用して、隣り合う２個の測定位置における透過画像データの張り合わせをすることにより、高精度で容易に張り合わせ位置を決定することが出来ている。また、光学撮影部２１が撮影する光学画像を記憶部に記憶し、隣り合う２個の測定位置における透過画像データのオーバーラップ量を求める際に、該光学画像を用いてオーバーラップ量の微調整などを行ってもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
なお、Ｎ箇所の角度配置の移動と、Ｍ個の測定位置の移動（並行移動）との、順序を入れ替えても、本発明は適用することが出来る。すなわち、試料１００をｊ番目の角度配置に固定して、該角度配置において、２次元ＸＹステージ１４が試料１００をＭ個の測定位置それぞれに移動させて、Ｍ枚の透過画像を検出し、これを、Ｎ箇所の角度配置に対して繰り返してもよい。こうして得られるＭ×Ｎ枚の透過画像データより、図７に示す３次元Ｘ線ＣＴ画像の画像化方法を用いて、Ｎ枚の合成透過画像データ（大視野透過画像）を生成し、Ｎ枚の合成透過画像データを画像再構成することにより、大画面３次元Ｘ線ＣＴ画像を画像化することが出来る。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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