(57)【要約】【課題】傾斜型ＣＴ装置において、透過Ｘ線データの拡大率を向上させるとともにターンテーブルの回転軸の不安定を解消する。【解決手段】Ｘ線源１２はターンテーブル６の斜め下方又は上方に配置され、Ｘ線検出器１４はＸ線源１２と対向するように結合部材８の外部に配置され、Ｘ線源１２及びＸ線検出器１４は、Ｘ線源１２とＸ線検出器１４の中心を結ぶ線上に測定対象物Ｗが存在するように位置決めされている。回転機構４は接続板１０を回転させ、接続板１０が回転することでカーボンファイバー製の結合部材８によって接続されているターンテーブル６が回転し、ターンテーブル６に搭載されている測定対象物Ｗが回転する。測定対象物ＷにはＸ線源１２から斜め方向にＸ線が照射されており、Ｘ線検出器１４によって所定の角度ごとの透過Ｘ線データが検出され、そのデータが画像処理部（図示されていない）で処理され断層像が再構成される。【選択図】  図２
2004325247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線源とそれに対向配置されてＸ線を検出するＸ線検出器との間に測定対象物を配置し、前記測定対象物をターンテーブルとその回転機構により回転させながら測定対象物にＸ線を照射し、所定の角度ごとの透過Ｘ線データを前記Ｘ線検出器によって検出し、その透過Ｘ線データを基に測定対象物の断層像を再構成するＣＴ装置において、
前記回転機構を、測定対象物を搭載する前記ターンテーブルの軸線上で透視視野外に配置して、Ｘ線透過性材質でできた部材によって前記ターンテーブルと回転機構とを結合し、前記Ｘ線源は測定対象物に接近して測定対象物を斜め方向から照射する位置に配置したことを特徴とする傾斜型ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ターンテーブル上に測定対象物を搭載し３６０°回転させながらＸ線を照射して所定の回転角度ごとに検出した透過Ｘ線データを基に測定対象物の断層像を再構成するＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は一般的なＣＴ装置を示す概略構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上面図である。
図４において、一般的に産業用コーンビームＣＴ装置は、水平方向にＸ線を発するＸ線源１２ａと透過Ｘ線を検出するＸ線検出器１４ａとの間に測定対象物Ｗ１を配置し、ターンテーブル６ａ上で測定対象物Ｗ１を３６０°回転させながら収集したＸ線投影データをもとに、一度に数百枚の断層像５を再構成する（特許文献１参照。）。測定対象物Ｗ１を搭載したターンテーブル６ａを回転させる回転機構の回転軸とＸ線の照射経路は直交するような構造となっている。
【０００３】
コーンビームＣＴ装置では、ターンテーブル６ａをＸ線源に近づけることによって投影倍率を拡大し、微細なＣＴ像を得ることができる。しかし、図４に示す構造では、測定対象物を回転させるという構造上、測定対象物Ｗ１の干渉によってＸ線源１２ａと測定対象物Ｗ１との距離を一定以上縮めることができないため、投影データの拡大率を上げるのに限界があった。
そこで、図５に示すようなＸ線の照射経路と回転機構の回転軸との角度を９０°より傾けることによって測定対象物Ｗ２による干渉をなくす方法が提案された。
【０００４】
図５において、例えばＩＣ基板等の測定対象物Ｗ２の下方又は上方にＸ線源１２ｂを配置し、回転軸Ｚを中心に回転する測定対象物Ｗ２に斜め方向からＸ線を照射して得た投影データをＸ線検出器１４ｂによって検出する構造である。この構造では、Ｘ線源１２ｂは測定対象物Ｗ２の形状に干渉されることなくＸ線源１２ｂを測定対象物Ｗ２に近づけることができる。このとき、検出器は、従来のコーンビームＣＴ装置において無限に大きな検出器を仮定した時の検出器の一部と考えることができる。したがって、従来のコーンビームＣＴ技術と同様のアルゴリズムを用いることでその断層像を再構成することができる。自明ではあるが、検出器の向きは座標変換等で変換可能であるので、どの方向でもかまわない。この技術により，基板などの縦横比が非常に大きなサンプルでもその断層像を拡大し再構成することができるようになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３６５２３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
傾斜型コーンビームＣＴ装置の構成において、ターンテーブルが問題になっている。
傾斜型ＣＴ装置は、図６（Ａ）のようにＸ線源１２ｂ、検出器１４ｂの間にＸ線源１２ｂと検出器１４ｂの中心とを結ぶ直線に対して角度を持った回転軸Ｚで測定対象物Ｗ２を載置したターンテーブル６ａを回転させる必要がある。そのために、回転機構を設ける必要があるが、この回転機構は、測定対象物を透過し、検出器で検出されるＸ線領域（以下視野という）を遮らないように、精度よく測定対象物を回転させる必要がある。
【０００７】
また、ターンテーブル６ａの干渉により、測定対象物とＸ線源とを接近させることができないため、従来では、図６（Ｂ）のような中空のターンテーブル６ｂを用いこのターンテーブル６ｂ上に測定対象物Ｗ２を置き、回転させていた。しかし、回転軸が大きくなるために、芯ぶれ等のより回転精度をあげることが困難であり、製造コストも大きくなる。
【０００８】
そこで、本発明は傾斜型ＣＴ装置において、従来のＣＴ装置に比べてＸ線源と測定対象物との距離を縮めることができるようにすることによって投影データの拡大率を上げ、さらに、回転の不安定性を解決することのできる傾斜型ＣＴ装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ線を発生するＸ線源とそれに対向配置されてＸ線を検出するＸ線検出器との間に測定対象物を配置し、前記測定対象物をターンテーブルとその回転機構により回転させながら測定対象物にＸ線を照射し、所定の角度ごとの透過Ｘ線データを前記Ｘ線検出器によって検出し、その透過Ｘ線データを基に測定対象物の断層像を再構成するＣＴ装置であって、前記回転機構を、測定対象物を搭載する前記ターンテーブルの軸線上で透視視野外に配置して、Ｘ線透過性材質でできた部材によって前記ターンテーブルと回転機構とを結合し、前記Ｘ線源は測定対象物に接近して測定対象物を斜め方向から照射する位置に配置したことを特徴とするものである。
この構造により、Ｘ線源が測定対象物や回転機構やターンテーブルに干渉されずに測定対象物に接近させることができ、さらに、ターンテーブルの回転を安定させることができる。
【００１０】
先にも述べたように、傾斜型ＣＴ装置においてターンテーブルに求められる条件は、
▲１▼Ｘ線源、検出器の間にＸ線源と検出器中心を結ぶ直線に対して角度を持った回転軸で測定対象物を回転させることができること、及び、
▲２▼回転機構は、視野を遮らないこと、である。
また、従来の機構で課題となっていることは、
▲１▼中空のターンテーブルでは、構造上、回転軸が大きくなり精度の高い回転動作が困難であること、及び、
▲２▼Ｘ線源が下にある場合には、構造上Ｘ線源に近づけることが困難であること、である。
【００１１】
本発明は、これらの機能を満たし、課題を解決することができる。この回転テーブル機構では、回転機構が視野の外側に配置されている。また、このターンテーブル機構では、回転機構と、測定対象物を固定し回転する回転部からなっており、各々は、樹脂等のＸ線透過性材質で接続されている。回転機構は、回転軸の軸線上で、視野の外側に配置する。回転部は、樹脂などのＸ線透過性材質で回転機構とむすばれており、本来回転しなければならない位置で回転をする。回転機構を視野の外に配置することにより次のような利点がある。
１．回転軸を小さくでき、回転精度を上げやすい。
２．製造コストを抑えることができる。
３．測定対象物をＸ線源に近づけることができる。
【００１２】
Ｘ線が回転軸を透過する必要はないので、中空の回転軸を用いる必要はなく、回転軸は小さくてよい。このことは精度、コスト的に非常に有利である。また、回転部については、受動的に動作する部分であるために、駆動部は不要であり、その結果薄く作成することが可能である。このことは、Ｘ線源に対して測定対象物を近づけるという点で有利になる。また、樹脂などのＸ線透過率のよい材質で回転機構と回転部をむすぶことによって、視野を完全に遮蔽することはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の傾斜型ＣＴ装置を概略的に示すと、図１に示すように回転機構４とターンテーブル６とが複数の結合部材８によって接続されていて、回転軸Ｚを中心として回転機構４及びターンテーブル６が回転する。
【００１４】
【実施例】
以下にさらに詳細に説明する。
図２は実施例を示すターンテーブル、回転機構、Ｘ線源、検出器の概略構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は斜視図である。
図２において、傾斜型ＣＴ装置１はフレーム２と回転機構４とターンテーブル６とを備え、さらに、回転機構４の下方にはカーボンファイバー製の結合部材８を取り付けるための接続板１０が取り付けられており、接続板１０に取り付けられた結合部材８の他方の端にターンテーブル６が固定されている。
【００１５】
回転機構４はフレーム２の下面に設置されていて、その下部には接続板１０が取り付けられている。接続板１０からは、結合部材８が４本、鉛直下向きに延びるように取り付けられていて、この結合部材８の他端にはターンテーブル６が固定されている。ターンテーブル６は結合部材８と同じカーボンファイバーを素材とした厚さが１ｍｍの薄い板である。
【００１６】
本実施例では、結合部材８としてカーボンファイバー製の棒を用いているが、カーボンファイバーはＸ線透過率、強度ともにすぐれているためである。カーボンファイバーに代えてＸ線透過率がよくターンテーブル６を安定して固定できる程度の強度のものであれば特に限定されない。また、結合部材８はターンテーブル６を安定して固定できるのであれば４本でなくてもよい。
ターンテーブル６は特に中空構造である必要がないため、Ｘ線透過率がよく測定対象物Ｗを搭載できる強度を持った薄い板状のものであればよい。
【００１７】
Ｘ線源１２はターンテーブル６の斜め下方又は上方に配置され、Ｘ線検出器１４はＸ線源１２と対向するように結合部材８の外部に配置され、Ｘ線源１２及びＸ線検出器１４は、Ｘ線源１２とＸ線検出器１４の中心を結ぶ線上に測定対象物Ｗが存在するように位置決めされている。
【００１８】
従来のＣＴ装置ではターンテーブル６の下方に存在していた回転機構は、本発明においてはターンテーブル６の上方にあるため、ターンテーブル６の下方ではＸ線源１２の設置位置は特に制限は受けないが、Ｘ線を斜め上方に照射し、Ｘ線の照射範囲に測定対象物が入り、測定対象物を３６０°回転させたときに、測定対象物の全範囲をＸ線が透過できるように設置しなければならない。また、Ｘ線源１２はターンテーブル６の斜め上方に配置することもできる。
【００１９】
回転機構４は接続板１０を回転させ、接続板１０が回転することでカーボンファイバー製の結合部材８によって接続されているターンテーブル６が回転し、ターンテーブル６に搭載されている測定対象物Ｗが回転する。測定対象物ＷにはＸ線源１２から斜め方向にＸ線が照射されており、Ｘ線検出器１４によって所定の角度ごとの透過Ｘ線データが検出され、そのデータが画像処理部（図示されていない）で処理され断層像が再構成される。
【００２０】
Ｘ線を照射すると、Ｘ線は測定対象物Ｗだけでなく、ターンテーブル６や接続板１０とターンテーブル６とを固定しているカーボン板８も透過しＸ線検出器１４に到達するが、ターンテーブル６、カーボン製の棒８はＸ線透過率がよいため、測定精度において大きな影響はない。
【００２１】
図３は本実施例の詳細図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
図３においては、結合部材８としてはカーボンファイバー製の板を用いており、接続板１０とターンテーブル６とを安定して固定してかご状の回転部を構成している。回転機構４及び回転部６，８，１０を支えるフレーム２は、回転機構４を稼動させても振動しないように安定して固定できるようになっていて、特に回転機構４と接続板１０、又は、接続板１０とターンテーブル６との接続に問題がなければ回転が不安定になることはない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の傾斜型ＣＴ装置では、ターンテーブルの下方にＸ線源を配置する際に、ターンテーブルの厚みがなく、回転機構はＸ線照射領域の外側に位置しているため、Ｘ線を遮ることなくターンテーブルとＸ線源とを接近させることができ、投影データの拡大率を上げることができ、詳細なＣＴ像を得ることができる。
【００２３】
本発明の構造によって、ターンテーブルは薄い板のようなものでよいため、従来の中空構造のターンテーブルを回転させる場合の複雑な回転機構を不要とすることができるので、回転が不安定になることがない。例えば、回転機構部の芯ブレ精度は１０μｍとすることができる。これは、直径２５０ｍｍ程度の中空の軸を用いた回転機構で実現することは非常に困難である。したがって、傾斜型ＣＴ装置において測定精度の安定化を図ることができる。さらに、中空のターンテーブルを回転させるための特別な回転機構を必要としないため、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態を示す概略図である。
【図２】実施例を示す概略構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は斜視図である。
【図３】上記実施例の詳細図である。
【図４】従来技術を説明するための概略図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は上面図である。
【図５】従来の傾斜型ＣＴ装置の概略図である。
【図６】従来の傾斜型ＣＴ装置の概略図であり、（Ａ）は構成図、（Ｂ）は中空のターンテーブルを示す概略図である。
【符号の説明】
１      ＣＴ装置
２      フレーム
４      回転機構
５      断層像
６      ターンテーブル
８      結合部材
１０      接続板
１２，１２ａ，１２ｂ    Ｘ線源
１４，１４ａ，１４ｂ    Ｘ線検出器
Ｗ      測定対象物
Ｚ      回転軸
【図１】
2004325247.tif 000003
【図２】
2004325247.tif 000004
【図３】
2004325247.tif 000005
【図４】
2004325247.tif 000006
【図５】
2004325247.tif 000007
【図６】
2004325247.tif 000008