(57)【要約】【課題】プリント配線基板などの板状の物品を測定対象としてその表面に沿った断層像を得るに当たり、従来のＣＴ装置に比してより拡大率を大きくすることができ、また、ＢＧＡ等のＣＴ撮像に際してもメタルアーティファクトの発生を抑制することのできるＸ線ＣＴ装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管とＸ線検出器２とを結ぶＸ線光軸Ｌと、ターンテーブル３の回転軸Ｒとの相対角度を任意に設定する回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構を設けることにより、従来に比してＸ線管１を回転軸Ｒに対してより接近させることを可能とすると同時に、測定対象物Ｗを透過するＸ線の角度を任意に設定できることから、メタルアーティファクトの発生を抑制することが可能となる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管とＸ線検出器の間に、測定対象物を搭載するためのターンテーブルが配置され、このターンテーブルをその回転軸を中心として３６０°にわたって回転させつつ測定対象物にＸ線を照射して所定の回転角度ごとに検出した透過Ｘ線データを用いて、上記回転軸に直交する平面で切断した測定対象物の断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、
上記Ｘ線管とＸ線検出器とを結ぶＸ線光軸と、上記ターンテーブルの回転軸との相対角度を任意に設定する回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構を備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
上記回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構が、ターンテーブルをその回転軸ごと傾斜させる機構であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
上記回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構が、Ｘ線管の照射角度内で上記Ｘ線検出器を移動させる機構であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は産業用のＸ線ＣＴ装置に関し、更に詳しくは、Ｘ線管とＸ線検出器の間にターンテーブルを配置して測定対象物を回転させるタイプのＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業用のＸ線ＣＴにおいては、一般に、図５に基本的構成図を示すように、Ｘ線管５１にＸ線検出器５２を対向配置するとともに、これらの間にターンテーブル５３を配置した構成を取り、ターンテーブル５３の回転軸Ｒは、Ｘ線管５１とＸ線検出器５２を結ぶＸ線光軸Ｌに対して直交する向きとされる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２９８１０５号公報（第８−第１１頁，図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、Ｘ線ＣＴ装置においては、測定対象物を３６０°回転させて透過Ｘ線データを収集しなければＣＴ断層像の再構成を行うことができないため、プリント配線基板などの板状部材の表面に沿った断層像を得る場合、以下に示すような問題が生じる。
【０００５】
すなわち、図６に示すように、測定対象物Ｗをプリント配線基板とし、その基板表面に平行な面で切断した断層像を得ようとする場合、測定対象物Ｗであるプリント配線基板はターンテーブル５３の表面に沿って搭載する必要がある。そのため、基板がＸ線管５１に干渉して、Ｘ線管５１とターンテーブル５３の回転軸Ｒとの距離を近づけるには、測定対象物Ｗである基板の長辺の寸法による制約が生じ、これによって拡大率を大きく採ることができないという問題がある。
【０００６】
また、表面にはんだボールが複数個並んだＢＧＡや、鉄などの比較的Ｘ線が透過しにくい測定対象物のＣＴ撮像を行った場合、３６０°回転させながら透過Ｘ線データを採取すると、例えば複数のはんだボールがＸ線の透過方向に重なった状態での透過Ｘ線データが得られることになって、メタルアーティファクトと呼ばれる虚像が生じ、正確な断面構成ができないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、プリント配線基板などの板状の物品を測定対象物としてその表面に沿った断層像を得るに当たり、従来のＣＴ装置に比してより拡大率を大きくすることができ、また、ＢＧＡや鉄板などのＣＴ撮像に際してもメタルアーティファクトの発生を抑制することのできるＸ線ＣＴ装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線管とＸ線検出器の間に、測定対象物を搭載するためのターンテーブルが配置され、このターンテーブルをその回転軸を中心として３６０°にわたって回転させつつ測定対象物にＸ線を照射して所定の回転角度ごとに検出した透過Ｘ線データを用いて、上記回転軸に直交する平面で切断した測定対象物の断層像を再構成するＸ線ＣＴ装置において、上記Ｘ線管とＸ線検出器とを結ぶＸ線光軸と、上記ターンテーブルの回転軸との相対角度を任意に設定する回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構を備えていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【０００９】
ここで、本発明における回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構としては、ターンテーブルをその回転軸ごと傾斜させる機構（請求項２）、もしくは、Ｘ線の照射角度内でＸ線管を移動させる機構（請求項３）を採用することができる。
【００１０】
本発明は、プリント配線基板などの板状部材を測定対象物とし、その表面に沿った断層像を得るに際して、Ｘ線光軸とターンテーブルの回転軸との相対角度を９０°からずらすことによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１１】
すなわち、Ｘ線光軸とターンテーブルの回転軸との相対角度を９０°以外とすることにより、ターンテーブル上にプリント配線基板などの板状部材を搭載して回転させたとき、相対角度が９０°の場合に比してよりＸ線管をより回転軸に接近させることが可能となるとともに、測定対象物である板状部材に対して斜めに透過したＸ線がＸ線検出器によって検出されるので、基板表面にはんだボールなどが並んでいるような場合でも、Ｘ線が複数のはんだボールを透過してＸ線検出器に入射することを避けることが可能となり、メタルアーティファクトの発生を防止することができる。
【００１２】
また、回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構として、請求項２に係る発明のように、ターンテーブルを回転軸ごと傾斜させる機構を採用すると、図５に示した従来の構造を持つＸ線ＣＴ装置に対して、簡単な設計変更によって上記の作用効果を実現でき、また、既設の従来のＸ線ＣＴ装置を比較的簡単に改造して上記の作用効果を実現することができる。
【００１３】
また、Ｘ線管のＸ線の照射角度が大きい場合には、請求項３に係る発明のように、回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構として、Ｘ線の照射角度内でＸ線検出器を移動させる機構を採用することができる。この場合においても、設計変更や改造が比較的簡単であり、しかも、ターンテーブルの回転軸の角度を変化させる必要がないため、つまり、ターンテーブルの回転軸を常に鉛直方向に沿わせることができるので、測定対象物を安定して支持することができるという利点がある。
【００１４】
なお、本発明においては、Ｘ線管のＸ線照射角度が小さい場合に、回転軸−Ｘ線光軸相対角度変更機構として、Ｘ線管の姿勢（角度）を変化させる機構と、その姿勢の変化に対応して、Ｘ線の照射角度内にＸ線検出器が位置するように当該Ｘ線検出器の位置を変化させる機構を併せ持たせた機構を採用することもできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は請求項２に係る発明の実施の形態の全体構成を示す模式図である。
【００１６】
Ｘ線管１に対向してＸ線検出器２が配置され、これらの間に測定対象物Ｗを搭載して回転させるためのターンテーブル３が配置されている、Ｘ線検出器２は、例えばイメージインテンシファイアとＣＣＤカメラを組み合わせた公知のものであり、その出力はデータ処理部４に取り込まれる。データ処理部４には表示器４１が接続されており、データ処理部４ではターンテーブル３を回転させつつ、所定の角度ごとに取り込んだ測定対象物Ｗの透過Ｘ線データを用いて、回転軸Ｒに直交する平面に沿った断層像を再構成し、表示器４１に表示する。
【００１７】
この実施の形態の特徴は、Ｘ線源１とそれに対向配置されたＸ線検出器２が一定の姿勢であって、これらの間のターンテーブル３をその回転軸Ｒごと傾斜させるテーブル傾斜機構３１を備えている点である。
【００１８】
ターンテーブル３を回転軸Ｒの回りに回転させる回転機構３２、およびこのターンテーブル３を互いに直交する３軸方向に移動させるテーブル移動機構３３は、ターンテーブル３上の測定対象物ＷのＸ線透過の妨げとならないように、ターンテーブル３の周囲に配置されているとともに、ターンテーブル３自体はＸ線を透過させやすい例えばアクリル等の樹脂によって形成されている。また、傾斜したターンテーブル３上にプリント配線基板などの測定対象物Ｗを固定するために、例えば測定対象物Ｗのエッジ部に複数の爪などを配置するなどの適宜の対策を施すことが望ましい。
【００１９】
ここで、以上の構成においては、測定対象物Ｗを透過するＸ線は全て回転軸Ｒに直交しない方向からのものとなるが、このような透過Ｘ線データから断層像を再構成する方法については、Ｆｅｌｄｋａｍｐの提唱するコーンビームＣＴ再構成アルゴリズムや、ＡＲＴ（Ａｌｇｅｂｒａｉｃ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）　のような公知のアルゴリズムを用いてもよいし、Ｘ線ラミノグラィ装置のようにデータをソートして積算してもよい。なお、この点については以下に示す各例についても同様である。
【００２０】
以上の実施の形態によると、テーブル傾斜機構３１を操作してターンテーブル３をその回転軸Ｒごと傾斜させることによって、Ｘ線源１とＸ線検出器２を結ぶＸ線光軸Ｌに対する回転軸Ｒの傾斜角度θを任意に設定することができ、これにより、測定対象物Ｗがプリント配線基板のように板状部材であっても、図５に示した従来のＸ線ＣＴ装置に比して、Ｘ線管１を回転軸Ｒに対してより接近させることができ、従って拡大率をより大きくすることが可能となる。
【００２１】
また、測定対象物Ｗが多数のはんだボール等を表面に搭載したプリント配線基板であっても、Ｘ線が各はんだボールを重畳して透過しない角度にまでターンテーブル３を傾斜させることによって、メタルアーティファクトを生じることなく、正確な断層像を得ることができる。
【００２２】
そして、この実施の形態によれば、Ｘ線管１とＸ線検出器２は対向配置された従来の構造のままであるため、ターンテーブル３およびその周辺機構の設計変更と、テーブル傾斜機構３１の追加だけで以上の効果を奏することができ、既設装置の改造も容易となる。
【００２３】
次に、請求項３に係る発明の実施の形態について説明する。図２はその要部構成を示す模式図である。
この実施の形態の特徴は、Ｘ線管１として、例えば透過型の開放管を用いることにより、そのＸ線の照射角度φを大きいものとして水平のｘ方向にＸ線を照射するように固定するとともに、ターンテーブル３の回転軸Ｒは鉛直のｚ方向に固定して、Ｘ線検出器２をＸ線の照射角度φ内でｚ方向に移動する検出器移動機構２１を設けた点にある。
【００２４】
この実施の形態においても、ターンテーブル３の回転機構３２および直交３軸方向にターンテーブル３を移動させるテーブル移動機構３３は、ターンテーブル３上の測定対象物ＷのＸ線透過を妨げないように、ターンテーブル３の周囲に配置され、また、ターンテーブル３自体の材質はＸ線を透過させやすいアクリル等であることは先の例と同等である。
【００２５】
この実施の形態によると、検出器移動機構２１によりＸ線検出器２をｚ方向に移動させることにより、Ｘ線管１とＸ線検出器２を結ぶＸ線光軸Ｌとターンテーブル３の回転軸Ｒとのなす角度θを任意に設定することができ、先の例と同様にＸ線管１と回転軸Ｒとの距離を従来に比してより短くして拡大率を大きくすることができると同時に、メタルアーティファクトの発生を防止することができる。
【００２６】
次に、本発明の更に他の実施の形態について説明する。図３はその要部構成を示す模式図である。
この例の特徴は、Ｘ線管１を傾斜させるＸ線管傾斜機構１１と、検出器移動機構２１を備えている点にある。なお、ターンテーブル３の回転機構３２およびテーブル移動機構３３の配置については、先の各例と同等である。
【００２７】
この図３実施の形態によっても、先の各例と同様にＸ線管１と回転軸Ｒとを従来装置に比してより接近させることができ、また、メタルアーティファクトの発生を防止することができる。そして、この実施の形態によれば、従来の装置に対する設計変更箇所が多くなる反面、Ｘ線管１として照射角度が比較的狭い密封管を用いることができる。
【００２８】
なお、図２および図３の実施の形態では、Ｘ線管１からのＸ線をターンテーブル３の上方から照射した例を示したが、下方から照射してもよいことは勿論である。
【００２９】
また、図２および図３の実施の形態においては、検出器移動機構２１によりＸ線検出器２を鉛直方向に移動させることによってθを変化させたが、Ｘ線検出器２を例えばＸ線管１の焦点を中心として傾動させる傾動機構を設けてもよい。
【００３０】
更に、Ｘ線管として、Ｘ線の照射角度の大きな透過型の開放管を用いる場合には、図２に示した構成のほか、図４に模式図で示す構成を採用することができる。すなわち、Ｘ線管１をそのＸ線出力方向が鉛直上方に向くように配置し、その直上に水平にターンテーブル３を配置し、その回転軸Ｒを鉛直方向に沿わせた状態とする。そして、Ｘ線検出器２をその上方の任意の位置に移動させる移動機構２１（あるいは傾動させる傾動機構）を設ける。この構成によると、Ｘ線管１を測定対象物Ｗに対して可及的に接近させることが可能となり、拡大率をより大きくすることが可能となるという利点がある。
【００３１】
そして、図２〜図４の実施の形態においては、Ｘ線検出器２の受光面とターンテーブル３の回転軸Ｒが互いに平行になっている例を示したが、これらは必ずしも平行である必要はなく、相互の角度が何度であっても、そのＸ線透過データを、受光面と回転軸Ｒとが平行である場合と等価なデータに換算することができ、その換算後のデータを用いて断層像を構築することによって、上記した各実施の形態と同等の断層像を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、測定対象物の回転軸とＸ線管との距離を従来のこの種のＣＴ装置に比して短くすることができるので、プリント配線基板などの板状の部材を測定対象物としても、断層像の拡大率をより大きくすることができる。また、表面に複数のはんだボールが並んだＢＧＡや、鉄などの比較的Ｘ線を透過させにくい測定対象物であっても、Ｘ線の透過方向に任意に選択できるため、メタルアーティファクトの発生を抑制ないしは軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の要部構成を示す模式図である。
【図３】本発明の更に他の実施の形態の要部構成を示す模式図である。
【図４】本発明の更にまた他の実施の形態の要部構成を示す模式図である。
【図５】従来の産業用Ｘ線ＣＴ装置の基本的構成の説明図である。
【図６】従来の産業用Ｘ線ＣＴ装置により板状の部材をその表面に沿った方向への断層像を得ようとする場合に、拡大率を大きくできない理由の説明図である。
【符号の説明】
１　Ｘ線管
１１　Ｘ線管傾斜機構
２　Ｘ線検出器
２１　検出器移動機構
３　ターンテーブル
３１　テーブル傾斜機構
３２　回転機構
３３　テーブル移動機構
４　データ処理部
Ｌ　Ｘ線光軸
Ｒ　回転軸
Ｗ　測定対象物
【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５】
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【図６】
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