(57)【要約】      （修正有）【課題】既存Ｘ線透視装置にスキャン機構を追加、付加することで、Ｘ線断層画像撮影装置を安価に構成する。【解決手段】Ｘ線透視装置の検査台に、付加型スキャン機構を搭載し、回転ステージに検査体を取付ける。付加型回転ステージ、及びＸ線管、Ｘ線検出器と回転ステージの幾何学的位置関係を計測するための冶具、ならびに測定ソフトウエアを提供し、容易にＸ線断層画像撮影装置を構成でき、必要がない場合は取り外すことができる。【選択図】図４
2008145327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存Ｘ線透視装置に付加することでＸ線ＣＴ断層画像を撮像することができる付加型スキャン機構
【請求項２】
付加型スキャン機構と既設Ｘ線透視装置のＸ線管、Ｘ線検出器との幾何学的位置関係を計測するための冶具
【請求項３】
冶具を用いて幾何学的位置を計測するソフトウエア
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ断層撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置は医用・工業用に実用化され、工業用途においては、高い分解能を有する非破壊検査、計測装置として広く用いられている。また、Ｘ線を用いた透視画像装置は、医用・工業用で簡便に非侵襲、非破壊で対象を観察できる装置として実用化されている。
【０００３】
しかし、工業用Ｘ線ＣＴ装置はＸ線透視画像装置に比較して高価であり、Ｘ線透視画像装置の普及台数に比較して、その実用性が評価されているにもかかわらず、導入は大企業、研究所などに限られているものであった。  
【０００４】
Ｘ線ＣＴ装置主要部品は、Ｘ線管、Ｘ線検出器、撮像を行うための回転・移動ステージ、画像収集、処理を行うコンピュータからなるが、Ｘ線管・Ｘ線検出器・回転・移動ステージの幾何学的位置関係を厳密に調整する必要がある。
【０００５】
Ｘ線透視装置は、Ｘ線管、Ｘ線検出器、検査体撮影位置を決めるための移動ステージからなっており、Ｘ線ＣＴ断層装置を構成する部品として、回転ステージ、コンピュータを追加すれば、すべての主要部品はそろうことになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする課題は、既存Ｘ線透視装置に、本発明の付加型スキャン機構ならびにコンピュータを部品として追加、さらにまた付加型スキャン機構とＸ線管、Ｘ線検出器に対する幾何学的位置を自動測定する冶具、計測ソフトウエアを追加することで、Ｘ線ＣＴ装置を構成することができるようにすることで、安価にＸ線ＣＴ断層撮像装置を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、回転機構を含むコンピュータ制御付加型スキャン機構、位置測定冶具、位置計測ソフトウエアならびにコンピュータからなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明を用いることで、既存Ｘ線透視装置を用いて、必要に応じて本発明の付加型スキャン機構を追加、３次元断層画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
Ｘ線管、Ｘ線検出器、回転ステージの幾何学的位置関係は特殊な計測用冶具を用意し、計測ソフトウエアとの組み合わせで、付加型スキャン機構の厳密な位置調整がなくともＣＴ断層画像を得ることができるようにした。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明装置実施例の付加型スキャン機構である。コンピュータで制御された回転ステージを含むスキャン機構が支持機構により保持されている。本実施例では回転ステージが垂直に取り付けられており、Ｘ線管、Ｘ線検出器は垂直に位置、Ｘ線は検査体に対して垂直に放射される。断層画像を得る検査体は回転ステージに取り付けられたチャックなどを用いて回転ステージに固定される。支持機構には、冶具を図３で示す冶具を固定するための位置決めピンがある。
【００１１】
図２は付加型スキャン機構の回転ステージに取り付けるＸ線管、Ｘ線検出器、回転ステージ間の幾何学的位置関係を測定するための冶具であり、回転ステージに取り付けて透過データを収集、計測ソフトウエアを用いて、Ｘ線管、Ｘ線検出器、回転ステージの幾何学的位置関係を計測する。冶具は、Ｘ線をよく透過するプラスチックなどの軽くて丈夫な材質でできたパイプと、Ｘ線を透過しにくいタングステン、鉄などでできた球からなる。球はパイプに既知の３次元位置、たとえば、等間隔などで固定されている。
【００１２】
図３は付加型スキャン機構に取り付ける冶具で、既知の間隔でパターン１、およびパターン２がプレートにある。Ｘ線を透過しにくい金属でできたプレートに既知の位置、たとえば等間隔でパターン１、およびパターン２をエッチングなどの処理で穴をあける。逆に透過しやすいプラステックプレートなどの材質に透過しにくいパターン１、パターン２をエッチング処理で生成してもよい。パターン２は、プレート中心が計測できるようパターン１とは異なったパターンである。パターン１はプレートの位置関係が計測できるよう、プレートでは非対称になっている。パターン形状はいかなる形でもよいが、プレート中心ならびにプレート位置関係が計測できるようなパターンである。
【００１３】
Ｘ線透視装置の検査台に図１付加型スキャン機構を搭載する。検査台はＸ線を透過しやすく丈夫なプレートでできている。回転ステージが容易に移動しないよう、また、検査台を傷つけないよう、図１付加型スキャンの支持機構下部には、ゲル状の板がつけてあり、これで検査台に一時的に接着する。
【００１４】
本発明のコンピュータには、回転ステージを制御するためのサーボ制御ボード、Ｘ線検出器からのＸ線透過信号を受け取るためのインタフェーズボードがある。
【００１５】
図１付加型スキャン機構を検査台に搭載した後、本発明のコンピュータに含まれるＸ線検出器インターフェースにＸ線検出器信号を接続する。
【００１６】
回転ステージに検査体を取り付け、Ｘ線透視画像を見ながら検査台を移動し検査体透視画像が適切に得られる位置に回転ステージを移動する。
【００１７】
検査体を取り外し、図３冶具を付加型スキャン機構回転ステージ支持機構に用意された位置決めピンに取り付け、データ収集を行なった後、図２冶具を回転ステージに取り付けデータ収集を行い、回転ステージのＸ線管、Ｘ線検出器との幾何学的位置関係を計測する。
【００１８】
一度、幾何学的位置関係を計測すれば、付加型スキャン機構の位置が変わらない限り、さまざまな検査体のＸ線断層画像を撮像することができる。
【実施例２】
【００１９】
図４の実施例は、Ｘ線管、Ｘ線検出器が水平に取り付けられたＸ線透視装置に付加するための実施例で、回転ステージは水平に設置された検査台に搭載されるが、回転ステージ面は水平になる。
【００２０】
図５の実施例は、付加型スキャン機構に回転ステージならびに垂直ステージを含むもので、断層画像撮像位置をコンピュータで自由に設定できる。
【００２１】
図６は、図３冶具を用いて検出器位置を補正するアルゴリズム実施例である。
【００２２】
図３冶具は補正データ収集時、付加型スキャン機構の位置決めピンに取り付けられ、投影データを測定する。投影データから、各パターン位置を測定、各パターンの既知位置と検出した各パターン位置との関係を示す２次元多項式を求める。この多項式から、検出した各パターンが本来の位置になるよう補正計算を行う。
【００２３】
図７は、図２冶具を用いて、回転ステージ中心、スキャン基準面、回転ステージ、Ｘ線管、Ｘ線検出器位置関係を計算するアルゴリズムである。
【００２４】
図２冶具を回転ステージに取り付け、回転ステージを回転しながら投影データを各角度で得る。各角度での投影データでボール位置、ボール直径を計測する。回転ステージ位置と各ボール中心の軌跡を求め、軌跡を示す楕円関数を得る。楕円関数の中心、短軸を求め、短軸が０になる位置をスキャン基準面とする。スキャン基準面でのボール直径を回転ステージ回転位置に応じて計算し、その最大値、最小値から回転ステージ中心、Ｘ線管、Ｘ線検出器位置関係を計算する。ボール軌跡中心から回転ステージ中心を求める。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
既設Ｘ線透視装置に付加することで、簡便にＸ線ＣＴ断層撮像装置を構成することができるため、安価に３次元計測、検査を非破壊で行うことができる。容易に取り付け、取り外しができるため、Ｘ線断層画像が必要ない場合は、既存のＸ線透視装置として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】Ｘ線管、Ｘ線検出器が垂直にあるＸ線透視装置に付加する付加型スキャン機構である。（実施例１）
【図２】Ｘ線管、Ｘ線検出器、回転ステージの幾何学的位置関係を測定する冶具である。
【図３】Ｘ線管、Ｘ線検出器、回転ステージの幾何学的位置関係を測定する冶具である。
【図４】Ｘ線管、Ｘ線検出器が水平にあるＸ線透視装置に付加する付加型スキャン機構である。（実施例２）
【図５】Ｘ線管、Ｘ線検出器が水平にあるＸ線透視装置に付加するスキャン位置を設定できる付加型スキャン機構である。（実施例３）
【図６】図３冶具を用いて検出器位置を補正するアルゴリズム
【図７】図２冶具を用いて、回転ステージ中心、スキャン平面、Ｘ線管、回転ステージ中心、Ｘ線検出器に位置関係を測定するアルゴリズム
【符号の説明】
【００２７】
１    回転ステージ
２    ボール
３    支持パイプ
４    パターン１
５    パターン２（プレート中心検出用）
６    位置決めピン穴
７    水平取り付け支持機構
８    冶具取り付け足
９    スキャン位置選択機構
【図１】
2008145327.tif 000003
【図２】
2008145327.tif 000004
【図３】
2008145327.tif 000005
【図４】
2008145327.tif 000006
【図５】
2008145327.tif 000007
【図６】
2008145327.tif 000008
【図７】
2008145327.tif 000009