(57)【要約】【課題】  特に角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体を撮像する場合、その被検査体の特徴に応じて、内部構造データの詳細度の低減を押さえつつ、撮像枚数を低減し、それに伴う総撮像時間と再構成計算時間を短縮することを目的とする。【解決手段】  角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体３０を撮像する場合、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相でのみ回転手段の角度変位を小さく設定し、角度変位に対する投影像の変化が少ない角度位相では回転手段の角度変位を大きく設定して、撮像する。これにより、本当に必要とされる角度範囲についてのみ角度変位を小さくして撮像することができ、撮像枚数の増大を抑えられる。【選択図】        図６
2006214879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する二次元検出手段と、前記Ｘ線源のＸ線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され前記被検査体を載置して前記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中心に設定された角度変位で回転する回転手段とを用い、各角度位相毎に撮像された投影像より前記被検査体の内部構造データを再構成するＸ線断層撮像方法であって、
前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を第１の角度変位で回転させ、前記第１の角度変位毎の投影像を撮像し、
前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を前記第１の角度変位より小さい第２の角度変位で回転させ、前記第２の角度変位毎の投影像を撮像し、
撮像終了後、前記第１及び第２の角度変位にて撮像された投影像より、前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とするＸ線断層撮像方法。
【請求項２】
前記回転手段の第１の回転にて、第１の角度変位毎に投影像を撮像し、
前記撮像された投影像より内部構造データを再構成計算し、
前記内部構造データを再構成後、作業者からの再撮像指示を検出した場合、指示された角度位相範囲において、前記回転手段の第２の回転にて、前記第１の角度変位より小さい第２の角度変位で撮像し、
撮像終了後に、前記第１の回転で撮像した投影像と前記第２の回転で撮像した投影像より、前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線断層撮像方法。
【請求項３】
Ｘ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する二次元検出手段と、前記Ｘ線源のＸ線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され前記被検査体を載置して前記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中心に設定された角速度で回転する回転手段とを用い、一定時間毎に撮像された投影像より前記被検査体の内部構造データを再構成するＸ線断層撮像方法であって、
前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を第１の角速度で回転させ、一定時間毎に投影像を撮像し、
前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を前記第１の角速度より小さい第２の角速度で回転させ、一定時間毎に投影像を撮像し、
撮像終了後、第１及び第２の角速度にて撮像された投影像より、前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とするＸ線断層撮像方法。
【請求項４】
Ｘ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する二次元検出手段と、前記Ｘ線源のＸ線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され前記被検査体を載置して前記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中心に設定された角度変位で回転する回転手段と、各角度位相毎に撮像された投影像より前記被検査体の内部構造データを再構成する再構成手段とを備えるＸ線断層撮像装置であって、
前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を第１の角度変位で回転させ、前記第１の角度変位毎の投影像を撮像し、前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を前記第１の角度変位より小さい第２の角度変位で回転させ、前記第２の角度変位毎の投影像を撮像するよう制御する制御手段を有し、
撮像終了後、前記再構成手段が、前記第１及び第２の角度変位にて撮像された投影像より、前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記回転手段の第１の回転にて第１の角度変位毎に前記被検査体の投影像を撮像し、前記撮像された投影像より前記再構成手段に内部構造データを再構成計算させた後、作業者からの再撮像指示を検出した場合、指示された角度位相範囲において、前記回転手段の第２の回転にて、前記第１の角度変位より小さい第２の角度変位で撮像するよう指示し、
撮像終了後、前記再構成手段が、前記第１の回転で撮像した投影像と前記第２の回転で撮像した投影像より、前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とする請求項４に記載のＸ線断層撮像装置。
【請求項６】
Ｘ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する二次元検出手段と、前記Ｘ線源のＸ線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され前記被検査体を載置して前記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中心に設定された角速度で回転する回転手段と、一定時間毎に撮像された投影像より前記被検査体の内部構造データを再構成する再構成手段とを備えるＸ線断層撮像装置であって、
前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を第１の角速度で回転させ、一定時間毎に投影像を撮像し、前記被検査体の角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相において、前記被検査体を載置する回転手段を前記第１の角速度より小さい第２の角速度で回転させ、一定時間毎に投影像を撮像するよう制御する制御手段を有し、
撮像終了後、前記再構成手段が、前記第１及び第２の角速度にて撮像された投影像より、前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とするＸ線断層撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば多層膜板等、角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体の内部構造を検査するのに好適なＸ線断層撮像方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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。その非破壊３次元分析手法の一つにＸ線による断層撮像方法がある。このＸ線断層撮像方法は、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線焦点を経て照射され被検査体を透過したＸ線を検出する検出器とを用い、これらＸ線源及び検出器の間に載置された被検査体の透過Ｘ線を検出器により撮像する。そして、撮像した投影像を画像データとして処理し再構成することで内部構造データを作成し、被検査体内部を検査及び観察することができる。
【０００３】
上述の方法では、被検査体の平面内に多方の角度からＸ線を照射して、透過Ｘ線の強度分布を検出器で検出し、測定する。そして、測定された強度分布に基づいて所定の演算を行ない、Ｘ線照射平面内での被検査体の断層像（投影像）を取得する。さらに、Ｘ線照射平面を切り替えながら投影像を得ることにより、被検査体の内部構造を３次元的に観察することができる。
【０００４】
Ｘ線断層撮像装置においては、撮像された投影像より、内部構造の再構成計算を経て、内部構造データが算出されるが、撮像される枚数は再構成計算により算出される内部構造データの詳細度に大きく影響する。この撮像枚数は、詳細度に変化をもたらさない上限値が存在するものの、その枚数が多いほど内部構造データの詳細度が増す傾向にある。しかし、同時に撮像枚数の増加は投影像の撮像に要する時間、及び内部構成データの再構成計算量と共にその計算時間を増大させるという問題が生じる。したがって、撮像枚数を軽減する工夫が必要とされる。
【０００５】
この問題を解決するものとして、例えば、再構成された被検査体の内部構造データの概要を確認後、より精細度の高い内部構造データを所望する場合に要する総撮像時間を短縮するために、一度再構成された被検査体の内部構造データに対し、先に撮像された投影像の角度位置を除いた新たな角度位置での撮像を行なうとともに、先に撮像された投影像を活かすようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３２９６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、再構成計算によって得られる内部構造データは撮像時の回転の中心においては密、中心から離れるに従って疎になる傾向がある。内部構造データの中心から離れた部位の詳細度は、検出器の画素の最小値以上であれば角度変位を小さくすることにより向上させることができる。
【０００７】
しかし、従来の撮像方法では被検査体の投影像の撮像を等角度変位で回転させて行なっており、角度変位の低減は撮像枚数とそれに伴う撮像時間の増大へと繋がってしまう。例えば被検査体が円筒形であり、さらに内部構造が均一、または回転軸対称の形状である場合には、角度変位に対する投影像の変化は角度位相に依存せずほぼ一定である。したがって、内部構造データ全体の詳細度を増すためには、等角度変位にてその角度変位を小さくし、単純に撮像枚数を増やせばよい。撮像枚数及び撮像時間、さらには再構成計算時間が増大してしまう。
【０００８】
一方、例えば多層膜板のように角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体を撮像する場合、等角度変位にてその角度変位を小さくし、撮像枚数を増大させることにより内部構造データ全体の詳細度を上げることは可能である。ところで、角度変位に伴う投影像の変化が少ない角度位相においては、撮像時の角度変位が大きくても再構成計算結果の詳細度低減への影響が少ない。にもかかわらず、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相について詳細な投影像を撮像するために、本来角度変位を小さくする必要性のない角度位相においても角度変位を小さくすることにより、詳細度は上がるがその分撮像時間がかかってしまうという問題があった。つまり、従来の撮像方法においては、内部構造データの詳細度と撮像枚数、撮像時間、再構成計算時間はトレードオフの関係となっていた。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑みなされたものであり、被検査体、特に角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著なものを撮像する場合、その被検査体形状の特徴に応じて、内部構造データの詳細度の低減を押さえつつ、撮像枚数を低減し、それに伴う総撮像時間と再構成計算時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決して目的を達成するため、本発明は、Ｘ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する二次元検出手段と、Ｘ線源のＸ線焦点と二次元検出手段との間に配置され被検査体を載置してＸ線焦点から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中心に設定された角度変位で回転する回転手段とを用い、各角度位相毎に撮像された投影像よりこの被検査体の内部構造データを再構成するものであって、この被検査体の角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相において、この被検査体を載置する回転手段を第１の角度変位で回転させ、この第１の角度変位毎の投影像を撮像し、この被検査体の角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相において、この被検査体を載置する回転手段をこの第１の角度変位より小さい第２の角度変位で回転させ、この第２の角度変位毎の投影像を撮像し、撮像終了後、第１及び第２の角度変位にて撮像された投影像より、この被検査体の内部構造データを再構成する。
【００１１】
斯かる本発明によれば、角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体を撮像する場合、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相でのみ回転手段の角度変位を小さく設定し、角度変位に対する投影像の変化が少ない角度位相では回転手段の角度変位を大きく設定して、撮像することにより、本当に必要とされる角度範囲についてのみ角度変位を小さくして撮像枚数を増大させることができる。
【００１２】
また本発明は、Ｘ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する二次元検出手段と、Ｘ線源のＸ線焦点と二次元検出手段との間に配置され被検査体を載置してＸ線焦点から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中心に設定された角速度で回転する回転手段とを用い、一定時間毎に撮像された投影像よりこの被検査体の内部構造データを再構成するものであって、この被検査体の角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相において、この被検査体を載置する回転手段を第１の角速度で回転させ、一定時間毎に投影像を撮像し、この被検査体の角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相において、被検査体を載置する回転手段を第１の角速度より小さい第２の角速度で回転させ、一定時間毎に投影像を撮像し、撮像終了後、第１及び第２の角速度にて撮像された投影像より、この被検査体の内部構造データを再構成する。
【００１３】
斯かる本発明によれば、上述した発明に加え、回転している被検査体を停止させることなく投影像の撮像処理を行なうので、撮像時間をさらに大幅に短縮することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体を撮像する場合、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相でのみ回転手段の角度変位を小さく設定し、角度変位に対する投影像の変化が少ない角度位相では回転手段の角度変位を上記角度変位より大きく設定して、撮像することにより、本当に必要とされる角度範囲についてのみ角度変位を小さくして撮像枚数の増大を抑えることができる。したがって、被検査体形状の特徴に基づいて角度位相に応じた適切な角度変位を設定することにより、内部構造データの詳細度の低減を抑えつつ、撮像枚数を減少させ、それに伴う総撮像時間と再構成計算時間を短縮することができるという効果がある。
【００１５】
さらに、回転している被検査体を停止させることなく投影像の撮像処理を行なうようにした場合、総撮像時間をさらに大幅に短縮することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１７】
本発明によるＸ線断層撮像方法は、現在、コンピュータ断層撮像装置の中でも広く用いられているＸ線を利用したＸ線断層撮像装置を使用して行うものである。そのＸ線断層撮像装置に適用されるものとしては、Ｘ線を多方向から物体に照射し、その投影像を撮像した複数の投影データより内部構造データを再構成計算する装置であって、被検査体の形状に応じて回転させる角度変位を変化させて投影データを撮像する撮像方法を採用している断層撮像装置に適用される。なお、Ｘ線以外の他の放射線を用いた断層撮像装置にも適用できることは勿論である。
【００１８】
まず、本例で使用するＸ線断層撮像装置について、図１及び２を参照して説明する
図１Ａ，Ｂは、例えば半導体素子や多層薄膜等、微小被検査体の内部構造を非破壊検査するＸ線断層撮像装置の一例の概略図である。図１において、Ｘ線管１は例えばコーンビーム状のＸ線を発生するＸ線源として機能するＸ線発生装置である。このＸ線管１から被検査体７全体にＸ線を照射し、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、この被検査体７の透過Ｘ線を、二次元検出手段として機能するＸ線二次元検出器２で捕獲し投影像を得る。
【００１９】
このＸ線管１から照射されるＸ線は、例えば焦点サイズ約１μｍ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線の焦点サイズで決まるため、この数値は小さい程、より被検査体内部の微少サイズの損傷等を観察でき好ましい。
【００２０】
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、Ｘ線管１のＸ線焦点から下ろした垂線がＸ線二次元検出器２の中心に照射されるよう、Ｘ線二次元検出器駆動機構１４により、左右上下（ＸＹＺ方向）への動きを調節することができる。
【００２１】
ＦＰＤについては、一例として特開平６−３４２０９８（以下、「文献１」という。）に開示されているようなものがある。このＦＰＤは、被写体を透過したＸ線を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ものである。文献１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。その他の方式のＦＰＤの例としては、例えば特開平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、その蛍光の強度を光電変換素子で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などもある。このように、本例のＸ線二次元検出器２は、Ｘ線を検出し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。
【００２２】
回転基台３は被検査体７を載置するとともに、その被検査体７を回転させる回転手段である。以降、回転基台部分を回転させるためのモータ及び後述する軸受け等より構成される回転基台部全体を含めて、回転基台と称する。この回転基台３を自身の回転する回転軸と平行方向、即ち図１Ｂに示すように、Ｚ軸方向に移動させるためのＺ軸駆動機構３ａを備えてなる。さらに、Ｙ軸方向に被検査体７を移動させるためのＹ軸駆動機構６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。
【００２３】
上述の回転基台３は、空気軸受け４によって支持されており、この空気軸受け４に同軸上に直結された例えば０．２分以下の角度位置決め精度を持つ、図示しない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。
【００２４】
回転基台３を支持する軸受け４の回転軸は、Ｘ線管１の焦点からＸ線二次元検出器２中心付近へ降ろした垂線と直交している。本例ではこの軸受け４は回転基台３を微少角度変位制御できる空気軸受けよりなるが、これに限るものではなく、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ればよい。
【００２５】
ＸＹテーブル５は、搭載されたＸ線源のＸ線管１を、軸受け４の回転軸と直交する平面上で移動させるものである。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ＸＹテーブル５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。拡大率を支配する一番上位の要素は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。
【００２６】
除振台１０は、上述した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。そして、シールドカバー１１は、Ｘ線断層撮像装置からＸ線が外部に漏れないよう全体を覆う、鉛等より構成されている。なお、このＸ線断層撮像装置は一例であって、この例に限るものではない。
【００２７】
上述したＸ線断層撮像装置の構成の一例を、図２を参照して説明する。
まず、Ｘ線管１から回転基台３上に載置された被検査体７に対してＸ線が照射される。このとき照射されるＸ線の強度、線質等は、Ｘ線制御手段であるＸ線制御部２０を通じて制御操作卓２２により制御される。
【００２８】
上記被検査体７を載置する回転基台７の位置、回転角度変位、初期角度位相等は、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２１を通じて、制御操作卓２２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２２によって指定された角度位相に回転され、その投影像はＸ線２次元検出器２により撮像される。
【００２９】
制御操作卓２２は、キーボードやマウス等の入力手段、機器動作状態や入力値等を表示するＧＵＩ（Graphical User Interface）を備えた表示手段（図示略）が接続されており、入力操作信号の処理、及びＲＯＭ等の不揮発性メモリ（図示略）に格納されたプログラムに従い後述する所定の演算・制御を行うプロセッサ等からなる制御手段である。さらに、制御操作卓２２は、Ｘ線管１より出射されるＸ線のＸ線強度等の情報を取り込み表示手段に表示し、また、被検査体７の適切な位置出しを行うにあたり機構制御部２１を通じて回転基台３に指令を出すなどする。
【００３０】
被検査体７を透過したＸ線は、Ｘ線二次元検出器２で検出される。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デジタルデータ化し、デジタルデータである投影データを、大容量の磁気記録装置等からなり撮像記憶手段として機能する投影像記憶部２３に送出する。送出された投影像は（制御操作卓２２からの指示により、）、撮像時の角度位相や角度変位、初期角度位相、Ｘ線強度等の情報と対応して、投影像記憶部２３に保存される。この投影像記憶部２３は投影データを記録できる記録容量を有するものであればこれに限るものではなく、光記録媒体や半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体などを含め、さまざまなものを適用することができる。
【００３１】
そして、投影像記憶部２３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機能する再構成計算用計算機２４に送出される。再構成計算用計算機２４では入力された投影データより被検査体の内部構造データを再構成計算し、再構成した内部構造データを投影像記憶部２３あるいは外部記録媒体等に記憶する。また、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２５に出力し、ＣＲＴモニタ等のディスプレイに表示する。また再構成計算用計算機２４は、投影データを収集して内部構造データを再構成できるとともに所定の制御を行なう演算・制御能力があればよく、制御操作卓２２と共用でもよい。また、再構成結果表示装置２５は制御操作卓２２の表示手段と共用であってもよい。
【００３２】
以上のような構成により、被検査体７の内部構造データが再構成結果表示装置２５に入力されて内部構造が表示される。オペレータ（作業者）は、再構成結果表示装置２５に表示された内部構造により、多層膜板や微小な電子部品素子等の被検査体内部のひび割れ及び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。
【００３３】
次に、本発明によるＸ線断層撮像方法の概要について説明する。
図１において、被検査体７が載置された回転基台３の角度変位を１°として一周３６０枚の投影像を撮像した場合と、同角度変位を０．２５°として一周１４４０枚の投影像を撮像した場合、１４４０枚の投影像より再構成計算を行ない得られた内部構造データの方がはるかに高い詳細度を持つ。しかし、１４４０枚の投影像を撮像した場合、３６０枚の投影像を撮像した場合に比べ、撮像時間が４倍となり、またデータ量も４倍となって再構成時間もその分長くなってしまう。
【００３４】
本発明は、上述したようなＸ線断層撮像装置を利用して撮像を行なう際に、角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体を撮像する場合、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相でのみ小さな角度変位での投影像を取得し、角度変位に対する投影像の変化が少ない角度位相では角度変位の大きな投影像を取得することにより、内部構造データの詳細度の低減を抑えつつ、投影像の総撮像枚数を低減する。
【００３５】
ここで、角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体の一例について、図３を参照して説明する。
角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体としては、図３に示すような多層膜板３０などが挙げられる。この多層膜板３０を、回転中心軸方向３１を中心に旋回させて投影像を撮像した場合、多層膜板３０の長軸方向３２よりＸ線を照射した際の投影像は微小角度変位に対して大きく変化するが、多層膜板３０の短軸方向３３よりＸ線を照射した際の投影像はそれほど大きな変化を示さない。
【００３６】
上記多層膜板３０の投影像撮像時の状態を、図４に示す。載置された多層膜板３０の長軸方向３２がＸ線管１のＸ線焦点からＸ線二次元検出器２の受光面に降ろした垂線に直交する方向を初期角度位相０°とし、半時計回りを正方向とした角度位相をθで表している。
【００３７】
図５Ａ,Ｂは、多層膜板３０を短軸方向３３及び長軸方向３２から撮像したときの投影像例であり、Ａは角度位相θ＝０°及びθ＝２°の投影像、Ｂはθ＝９０°及びθ＝９２°の投影像を示している。この図５Ａ,Ｂより、多層膜板３０の短軸方向３３、すなわち角度位相θが０°近辺のとき投影像の変化は少なく、長軸方向３２すなわち角度位相θが９０°近辺では投影像の変化が大きいことが、見て取れる。
【００３８】
図６は、被検査体上の座標で見たときのＸ線管１のＸ線焦点から二次元検出手段２の受光面に降ろした垂線が角度位相ごとに被検査体を通過する位置を示したものであり、Ａは等角度変位、Ｂは可変角度変位の場合を表している。
図６Ａは、従来の角度変位を一定にして回転基台３を回転させたものであるが、本発明においては、図６Ｂに示すように、角度位相θが角度変位に対して投影像の変化が顕著である９０°及び２７０°付近の角度位相のときに、より小さい角度変位で回転させるようにする
【００３９】
図７は、本例における被検査体を回転させる際の角度変位の設定を説明するものである。
本例では、角度変位に対する投影像の変化が顕著な長軸方向からの角度位相での撮影時、例えば±１６°の範囲で角度変位を０．２５°として撮像し、それ以外の角度位相での撮像は角度変位を１°とする。すなわち、図７に示すように、角度位相０°から７４°までは第１の角度変位１°、角度位相７４°から１０６°までは第２の角度変位０．２５°、角度位相１０６°から２５４°までは第１の角度変位１°、角度位相２５４°から２８６°までは第２の角度変位０．２５°、角度位相２８６°から３６０°までは第１の角度変位１°に設定する。この設定内容を、被検査体の種類と対応付けて不揮発性メモリに記憶しておく。
【００４０】
上記設定に基づく本例の撮像処理について、図８のフローチャートを参照して説明する。
まず、制御操作卓２２が、オペレータから入力される撮像指示を検出することにより撮像処理を開始する。制御操作卓２２は、撮像指示を検出すると上記不揮発性メモリに記憶されている、被検査体の多層膜板３０と対応付けられた第１又は第２の角度変位と、これらに対応する撮像範囲等の設定を呼び出し、撮像する際の撮像条件として取得する（ステップＳ１）。
【００４１】
なお、上記角度変位等の撮像条件は、オペレータが被検査体の特徴に応じて撮像開始時に直接入力して設定するようにしてもよい。あるいは、予め被検査体の種類と対応させた撮像条件を不揮発性メモリに記憶させておく。そして、オペレータが被検査体の種類などの情報を入力すると、制御操作卓２２が、その入力された情報に基づいて不揮発性メモリから被検査体に応じた設定、例えば回転時の角度変位とその角度変位が適用される角度位相等を呼び出し、被検査体の種類に応じた撮像を行なうようにしてもよい。
【００４２】
上記撮像条件を取得後、初期角度０°にて多層膜板３０の投影像を撮像する（ステップＳ２）。次に、回転位相検出手段により回転基台３の位相を検出し、多層膜板３０の現在の角度位相を取得する（ステップＳ３）。そして、上記不揮発性メモリに記憶されている撮像条件の内容に基づき、現在の角度位相から次に回転すべき角度変位を選択する（ステップＳ４）。ここでは、角度位相は０°であるので、第１の角度変位１°を選択する。
【００４３】
そして、現在の角度位相に対して選択した角度変位を加算し、加算後の値が予め設定された撮像すべき角度位相を超えるかどうかを判断して撮像処理の終了を判定する（ステップＳ５）。例えば多層膜板３０について３６０°撮像するように設定されていた場合、上記加算後の角度位相が３６０°未満のときは、多層膜板３０が載置された回転基台３を、選択した角度変位、本例では第１の角度変位１°回転させ（ステップＳ６）、角度位相１°における多層膜板３０の投影像を撮像する（ステップＳ７）。
【００４４】
上記ステップＳ７における撮像を終了後、ステップＳ３に戻り、現在の角度位相を取得する。そして、撮影処理終了と判定されるまで、上述のステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返す。
【００４５】
ここで、回転基台３の角度位相が７３°まで回転した場合、回転基台３を第１の角度変位１°回転させ角度位相７４°における投影像を撮像する。次に、角度位相７４°から１０６°までは第２の角度変位、つまり０．２５°で回転させるよう設定されているので、回転基台３を０．２５°回転させて角度位相７４．２５°の投影像を撮像する。以後同じように上述のステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返し、角度位相１０６°まで角度変位０．２５°毎に投影像を撮像する。そして、角度位相１０６°まで回転したとき、第２の角度変位０．２５°から第１の角度変位１°へ切り替える。このように、角度変位の切り替え点である、角度位相７４°,１０６°,２５４°,２８６°にて予め設定された所定の角度変位に切り替えながら、撮影処理終了と判定されるまで、上述のステップＳ３〜Ｓ７の処理を繰り返す。
【００４６】
そして、上述の判断ステップＳ５の処理において、角度位相が撮影処理終了と判定される３６０°以上となった場合には、多層膜板３０を初期角度位相に戻して撮像処理を終了する。全投影像の撮像処理が終了後、設定された角度変位を考慮しつつ、内部構造データの再構成計算を行なう。
【００４７】
本例では、上述の撮像条件に従い、角度位相０°から７４°までは角度変位を１°にして７４枚の投影像を撮像し、角度位相７４°から１０６°までは角度変位を０．２５°にして（１０６−７４）／０．２５＝１２８枚の投影像を撮像する。さらに、角度位相１０６°から２５４°までは角度変位を１°にして１４８枚の投影像を撮像し、角度位相２５４°から２８６°までは角度変位を０．２５°にして（２８６−２５４）／０．２５＝１２８枚の投影像を撮像する。そして、角度位相２８６°から３６０°までは角度変位を１°として、７４枚の投影像を撮像し、計７４＋１２８＋１４８＋１２８＋７４＝５５２枚の投影像を撮像する。これらの投影像を再構成計算し、多層膜板３０の内部構造データを得る。
【００４８】
ここで、図９及び図１０を参照して、異なる撮像条件、すなわち従来の等角度変位及び本例の可変角度変位の撮影で得られた多層膜板３０の内部構造データを比較する。
図９は、多層膜板３０の長軸方向から見た内部構造データを示すものである。また、図１０Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄは、上記長軸方向から見た多層膜板３０の撮影条件毎の内部構造データの先端部３４を抽出したものである。具体的には、図１０Ａ,Ｂ,Ｄは、従来の等角度変位で多層膜板３０を一周につき３６０枚、５５２枚、１４４０枚撮像した投影像より再構成計算を行ない得られた内部構造データ、また図１０Ｃは、上記撮像条件に基づく可変角度変位にて一周５５２枚撮像して得られた投影像より再構成計算を行ない得られた内部構造データを示したものである。
【００４９】
可変角度変位にて５５２枚の投影像から得られた内部構造データ（図１０Ｃ）は、等角度変位にて１４４０枚の投影像から得られた内部構造データ（図１０Ｄ）と比較して、詳細度においておおよそ同様であり、かつ撮像時間に要した時間は等角度変位にて１４４０枚の投影像を撮像した場合の半分以下である。さらに、等角度変位にて５５２枚の投影像より得られた内部構造データ（図１０Ｂ）と比較すると、同じ撮像枚数ながら可変角度変位にて５５２枚の投影像から得られた内部構造データ（図１０Ｃ）は、詳細度が格段に向上していることがわかる。
【００５０】
以上述べた実施の形態では、角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体を撮像する場合、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相でのみ被検査体の回転角度変位を小さくし、角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相では角度変位を大きくして撮像を行うようにしている。このように、被検査体形状の特徴を利用し、角度位相に応じて適切な角度変位を設定することにより、内部構造データの詳細度の低減を抑えつつ、撮像枚数を減少させ、総撮像時間、再構成計算時間の短縮を図ることができる。
【００５１】
次に、本発明の他の実施の形態による撮像処理について、図１１のフローチャートを参照して説明する。本例は、第１の回転として、所定の角度変位で被検査体の投影像を撮像し、その投影像より再構成計算を行い得られた内部構造データの詳細度を観察、評価する。そして、その内部構造データの詳細度が所望のレベルに達しなかった場合に、第２の回転として、より小さな角度変位で必要な角度範囲のみを撮像し、第１及び第２の回転から得られたそれぞれの投影像を合わせて再構成計算を行い、より詳細度の高い内部構造データを得るものである。
【００５２】
図１１において、まず、制御操作卓２２が、オペレータから入力された撮像指示を検出することにより撮像処理を開始する。制御操作卓２２は、撮像指示を検出すると、不揮発性メモリに記憶された、第１の回転時の撮像条件に関する設定を取得する（ステップＳ１１）。なお、上記撮像条件は、オペレータが被検査体の特徴に応じて撮像開始時に直接入力して設定するようにしてもよい。
【００５３】
上記撮像条件を取得後、初期角度０°にて多層膜板３０の投影像を撮像する（ステップＳ１２）。続いて、上記撮像条件に基づく第１の角度変位で３６０°分の投影像を撮像する（ステップＳ１３）。そして、再構成計算用計算機２４にて３６０°の投影像を再構成計算して得られた内部構造データを、再構成結果表示装置２５に表示する。オペレータは、再構成結果表示装置２５に表示された内部構造データを観察し、その詳細度を評価する。
【００５４】
ここで、オペレータが内部構造データの詳細度を評価した結果、所望のレベルに達していないと判断した場合、所望の詳細度が得られない角度位相の範囲について、角度変位に対する投影像の変化が顕著であるとして判断して再撮像指示を出す。制御操作卓２２は、オペレータより再撮像を行なう旨の指示がなされたことを検出して（ステップＳ１４）、被検査体の特定角度範囲について、上記第１の角度変位より小さい第２の角度変位で再度投影像の撮像を行なう（ステップＳ１５）。そして、第１の角度変位で撮像された投影像と第２の角度変位で撮像された所定角度範囲の投影像を合わせて再構成計算を行い、より詳細度の高い内部構造データを得る。
【００５５】
なお、上述の再撮像時の撮影範囲及び角度変位の設定は、予め不揮発性メモリに記憶していた設定内容を使用してもよいし、オペレータが内部構造データを観察し、直接入力して設定するようにしてもよい。
【００５６】
斯かる実施の形態によれば、まず始めにある角度変位で被検査体１周分（３６０°）を撮像した投影像から内部構造データを再構成し、オペレータがその内部構造データの詳細度を確認した後、再度必要な角度範囲のみをより小さな角度変位で撮像するようにしたので、オペレータが所望する詳細度の内部構造データを得ることができる。また、この図１１に示した例は、その他、図８を用いて説明した実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
次に、本発明のさらに他の実施の形態による撮像処理について、図１２のフローチャートを参照して説明する。
図１２において、まず、制御操作卓２２が、オペレータから入力された撮像指示を検出することにより撮像処理を開始する。制御操作卓２２は、撮像指示を検出すると不揮発性メモリに記憶されている、被検査体の特徴により対応付けられた角度変位や撮像範囲等の設定を呼び出し、撮像条件として取得する（ステップＳ２１）。なお、この撮像条件は、オペレータが被検査体の特徴に応じて撮像開始時に直接入力して設定するようにしてもよい。
【００５８】
上記撮像条件を取得後、初期角度０°にて多層膜板３０の投影像を撮像する（ステップＳ２２）。次に、この撮像条件に基づく第１の角度変位で３６０°分の投影像を撮像する（ステップＳ２３）。続いて、隣り合う角度位相の投影像から得られる投影データを比較し（ステップＳ２４）、隣り合う投影データの画像内容が所定割合以上異なる角度位相を検出する（ステップＳ２５）。この割合の値は所望する検査精度に応じて適宜設定する。そして、検出した角度位相が含まれる特定の角度範囲を、第１の角度変位より小さい第２の角度変位で再度撮像する（ステップＳ２６）。こうして得られた第１の角度変位で撮像された投影像と第２の角度変位で撮像された所定角度範囲の投影像を合わせて再構成計算を行い、より詳細度の高い内部構造データを得る。
【００５９】
なお、上述の隣り合う角度位相の投影データの画像内容が所定割合以上異なるかどうかを比較する方法としては、種々の方法が適用できる。例えば、２つの角度位相で得られた投影データの濃淡値を算出して所定しきい値を基準に２値化し、２つの画像データの白黒比を比較する方法が考えられる。あるいは、投影データの濃淡値からヒストグラムを作成し、そのヒストグラムを比較する方法も考えられる。さらに、２つの画像データの動きベクトルを検出するなどの方法も考えられる。
【００６０】
斯かる実施の形態によれば、まず始めに被検査体１周分（３６０°）の投影像を撮像し、その投影像の投影データを比較して角度変位に対する変化が顕著な角度範囲を自動的に判別し、より詳細な投影データが必要な角度範囲のみをより小さな角度変位で再度撮像するようにしたので、自動的に所望の詳細度の内部構造データを得ることができる。また、この図１２に示した例は、その他、図８を用いて説明した実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６１】
さらにまた、本発明のさらに他の実施の形態の例について説明する。
上述した３つの実施の形態による撮像方法においては、回転基台が止まった状態、すなわち被検査体が停止した状態で投影像を撮像する。このように、被検査体が停止しては撮像する場合、撮像対象が停止しているのでぶれのない精度の良い画像が得られる。しかし、停止時間のために総撮像時間は長くなる。そこで、本例による撮像方法では、撮像条件として回転基台３が回転する角速度を設定し、被検査体の種類に対応させて、あるいは所望する内部構造データの詳細度に応じて角速度の設定を変更するようにするものである。
【００６２】
例えば、多層膜板３０のような角度位相により角度変位に対する投影像の変化が顕著な被検査体を撮像する際、角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相においては、回転基台３を所定の第１の角速度で回転させた状態で一定時間毎に投影像を撮像し、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相においては、上記第１の角速度より小さい第２の角速度で回転させた状態で一定時間毎に投影像を撮像し、それぞれ投影像記憶部２３に記憶する。そして、撮像終了後に投影像記憶部２３に記憶させておいた異なる角速度にて撮像された投影像より、各角度位相での角速度に応じた再構成計算を行ない、被検査体の内部構造データを取得する。
【００６３】
斯かる実施の形態によれば、角度変位に対する投影像の変化が大きい角度位相については被検査体の回転する角速度が小さい状態で、また角度変位に対する投影像の変化が小さい角度位相については角速度が大きい状態で一定時間毎に投影像を撮像するので、被検査体形状に応じて投影像を撮像する際の角度変位を可変できる。さらに、回転している被検査体を停止させることなく投影像の撮像処理を行なうので、撮像時間を大幅に短縮することができる。本例はこの作用効果の他、図８、図１１及び図１２を用いて説明した実施の形態の例と同様の作用効果を奏する。また、本例の撮像方法は、図１１又は図１２を用いて説明した各撮像処理にも準用することができる。
【００６４】
なお、上述したこれらの実施の形態による角度変位について、大きな角度変位（第１の角度変位）とより小さな角度変位（第２の角度変位）の２種の離散値として取っているが、さらに細かいステップの角度変位、又は被検査体の形状に合わせた連続値を取っても構わない。
【００６５】
また、一回の撮像における回転基台３の回転角度は必ずしも３６０°である必要はなく、内部構造データを再構成するのに最低限必要な角度範囲の投影像が得られればよい。放出されるＸ線の開き角α°（図４参照）に１８０°を加算した角度範囲、例えば２７０°等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明によるＸ線断層撮像装置の一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】本発明によるＸ線断層撮像装置の一例を示す構成図である。
【図３】本発明によるＸ線断層撮像装置の検査対象の一例である多層膜板の概略図である。
【図４】本発明によるＸ線断層撮像方法の説明に供する図である。
【図５】各角度位相における多層膜板の投影像の例を示す概略図である。
【図６】等角度変位と可変角度変位の比較図である。
【図７】本発明による角度変位の設定の説明に供する図である。
【図８】本発明によるＸ線断層撮像方法の一実施の形態の撮像処理を示すフローチャートである。
【図９】被検査体（多層膜板）を長軸方向から見たときの内部構造データの例を示す図である。
【図１０】Ａ〜Ｄは各撮像条件における多層膜板長軸方向の内部構造データの例を示す図である。
【図１１】本発明によるＸ線断層撮像方法の他の実施の形態の撮像処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明によるＸ線断層撮像方法のさらに他の実施の形態の撮像処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６７】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線２次元検出器、３…回転基台、５…ＸＹステージ、７…被検査体、８…保持冶具、１０…除振台、１１…シールドカバー、２０…Ｘ線制御部、２１…機構制御部、２２…制御操作卓、２３…投影像記憶部、２４…再構成計算用計算機、２５…再構成結果表示装置、３０…多層膜板、３１…回転軸方向、３２…長軸方向、３３…短軸方向、先端部３４
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図５】
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【図１０】
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