(57)【要約】      （修正有）【課題】被検査体の内部構造データの再構成計算時の最適パラメータを短時間で算出し、そのパラメータを用いて鮮鋭度の高い内部構造データを得ることができるコンピュータ断層撮像技術を提案する。【解決手段】Ｘ線源と、二次元検出手段と、このＸ線源と検出手段との間に配置された被検査体回転基台部を有し、各角度変位毎の被検査体の投影像より内部構造データを再構成し各角度変位毎の投影像から、被検査体の回転軸に直交するライン上画素データを読み込み、Ｘ線焦点から検出手段に下ろした垂線との被検査体の回転中心軸ずれ量を再構成計算時のパラメータとして設定し、再構成手段により各角度変位の画素データをこのパラメータを変えて再構成計算して複数画像を算出し、各々の鮮鋭度を算出し、この鮮鋭度が最大となるときのパラメータ値を最適回転中心軸ずれ量として特定し、該最適回転中心軸ずれ量を考慮して前記被検査体の内部構造データを再構成する。【選択図】      図８
2005037193.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線源と前記二次元検出手段との間に配置された前記被検査体を載置して所定角度変位で回転する回転基台部とを有し、各角度変位毎に撮像した前記被検査体の投影像より内部構造データを再構成するコンピュータ断層撮像方法において、
前記各角度変位毎に撮像した投影像から、被検査体の回転軸に直交するライン上の画素データを読み込み、
前記Ｘ線源のＸ線焦点から前記二次元検出手段に下ろした垂線と前記被検査体の回転中心軸位置との距離である回転中心軸ずれ量を再構成計算時のパラメータとして設定し、
再構成手段により前記各角度変位の画素データを前記パラメータを変えて再構成計算して複数の断面画像を算出し、
前記複数の断面画像の各画像の鮮鋭度を算出し、
前記鮮鋭度が最大となるときのパラメータ値を最適回転中心軸ずれ量として特定し、
該最適回転中心軸ずれ量を考慮して前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とするコンピュータ断層撮像方法。
【請求項２】
請求項１記載のコンピュータ断層撮像方法において、
前記各角度変位毎に撮像した被検査体の投影像から、前記被検査体の回転軸に直交するライン上の画素データを得る際、前記ラインの高さ位置を変化させて、前記ラインの高さ位置と各々のライン高さ位置における前記断面画像から算出される前記最適回転中心軸ずれ量との関係から、前記二次元検出手段の前記被検査体の回転中心軸に対する角度ずれ量を算出し、
該角度ずれ量を考慮して前記被検査体の投影像から内部構造データを再構成する
ことを特徴とするコンピュータ断層撮像方法。
【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線源と前記二次元検出手段との間に配置された前記被検査体を載置して所定角度変位で回転する回転基台部とを有し、各角度変位毎に撮像した前記被検査体の投影像より内部構造データを再構成するコンピュータ断層撮像装置において、
前記各角度変位毎に撮像した投影像から、被検査体の回転軸に直交するライン上の画素データを読み込み、前記Ｘ線源のＸ線焦点から前記二次元検出手段に下ろした垂線と前記被検査体の回転中心軸位置との距離である回転中心軸ずれ量を再構成計算時のパラメータとして設定し、再構成手段により前記各角度変位の画素データを前記パラメータを変えて再構成計算して複数の断面画像を算出し、前記複数の断面画像の各画像の鮮鋭度を算出し、前記鮮鋭度が最大となるときのパラメータ値を最適回転中心軸ずれ量として特定する制御手段を備え、
該最適回転中心軸ずれ量を考慮して前記被検査体の内部構造データを再構成する
ことを特徴とするコンピュータ断層撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載のコンピュータ断層撮像装置において、
前記各角度変位毎に撮像した被検査体の投影像から、前記被検査体の回転軸に直交するライン上の画素データを得る際、前記制御手段は、前記ラインの高さ位置を変化させ、前記ラインの高さ位置を変化させて、前記ラインの高さ位置と各々のライン高さ位置における前記断面画像から算出される前記最適回転中心軸ずれ量との関係から、前記二次元検出手段の前記被検査体の回転中心軸に対する角度ずれ量を算出し、
該角度ずれ量を考慮して前記被検査体の投影像から内部構造データを再構成する
ことを特徴とするコンピュータ断層撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線等を用いて被検査体の内部構造を検査するコンピュータ断層撮像方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子等の研究開発分野などでは、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三次元分析が要求されている。その手法のひとつとして、Ｘ線によるコンピュータ断層撮像装置（以下、Ｘ線断層撮像装置と称する。）を用いる方法がある。
【０００３】
Ｘ線断層撮像装置は、例えば、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線焦点を経て被検査体にコーンビーム状に照射されて透過したＸ線を検出する二次元検出手段と、この検出手段との間に被検査体を載置するとともにＸ線焦点からこの検出手段の受光面に降ろした垂線に直交する回転軸を備え設定に基づく角度変位で回転する回転基台部を有し、被検査体の透過Ｘ線投影像を二次元検出手段により撮像しディジタル化された各角度位相毎の複数の画像データとして処理し、これら各画像データより内部構造データを再構成することによって被検査体内部を検査及び観察等行い易くする。
【０００４】
上述の内部構造データを再構成する計算において、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被検査体が回転する際、回転中心軸がぶれると、再構成計算後の内部構造データにぼけが生じ、画質が劣化する。そこで、撮像した複数の投影像を複数部分に分割して再構成計算し、得られた部分投影像の各画像を比較して、より鮮鋭度の高い組の投影像を使用して内部構造データを得る技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２１７８１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
さらに鮮鋭度の高い内部構造データを所望しようとする場合、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対する被検査体の回転中心軸位置の距離、すなわち回転中心軸のずれ量を正確に知る必要がある。この回転中心軸ずれ量と実際の再構成計算時の補正用パラメータとして与える回転中心軸ずれ量とに差異があると、再構成計算結果である内部構造データにぼけが生じ、鮮明さが失われ、画質が劣化してしまうという問題が生じる。上述の回転中心軸ずれ量の差異が生じる要因として、機械的な位置測定誤差やＸ線の焦点移動に伴う誤差などが考えられる。
【０００７】
被検査体の回転中心軸ずれ量を算出する方法として、例えば、被検査体として、垂直に貼られた細いワイヤのような規準検査体（ファントム（Ｐｈａｎｔｏｍ）モデルともいう。）を回転基台部に載置し、それを回転させながら撮像して得られた投影像から、回転中心軸ずれを算出し、この基準検査体を被検査体に置き換えて撮像し、基準検査体によって算出された回転中心軸ずれ量を用いて、被検査体の内部構造データの再構成計算を行なう手法がある。しかし、基準検査体を撮像する分の時間が必要であり、かつ、基準検査体と被検査体との載置置換誤差の影響もあるという問題がある。
【０００８】
斯かる点に鑑み、本発明は、被検査体の内部構造データの再構成計算時の最適パラメータを短時間で算出することができ、そのパラメータを用いて鮮鋭度の高い内部構造データを得ることができるコンピュータ断層撮像技術を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｘ線源と、被検査体の透過Ｘ線を撮像する二次元検出手段と、このＸ線源とこの二次元検出手段との間に配置された被検査体を載置して所定角度変位で回転する回転基台部とを有し、各角度変位毎に撮像した被検査体の投影像より内部構造データを再構成するものであって、各角度変位毎に撮像した投影像から、被検査体の回転軸に直交するライン上の画素データを読み込み、このＸ線源のＸ線焦点からこの二次元検出手段に下ろした垂線とこの被検査体の回転中心軸位置との距離である回転中心軸ずれ量を再構成計算時のパラメータとして設定し、再構成手段により各角度変位の画素データをこのパラメータを変えて再構成計算して複数の断面画像を算出し、この複数の断面画像の各々の鮮鋭度を算出し、この鮮鋭度が最大となるときのパラメータ値を最適回転中心軸ずれ量として特定し、該最適回転中心軸ずれ量を考慮して前記被検査体の内部構造データを再構成する。
【００１０】
斯かる本発明によれば、各角度変位毎に撮像された被検査体の投影像のある１ライン分の画素データから、回転中心軸ずれ量を再構成計算時のパラメータとして変化させながら再構成計算を行い断面画像を算出し、この断面画像の鮮鋭度が最大となるときの回転中心軸ずれ量を最適回転中心軸ずれ量と特定するので、正確な回転中心軸ずれ量の値を定量的にかつ簡易的に求めることができる。
【００１１】
また、本発明は上述した場合において、この各角度変位毎に撮像した被検査体の投影像から、この被検査体の回転軸に直交するライン上の画素データを得る際、このラインの高さ位置を変化させて、このラインの高さ位置と各々のライン高さ位置におけるこの断面画像から算出されるこの最適回転中心軸ずれ量との関係から、この二次元検出手段のこの被検査体の回転中心軸に対する角度ずれ量を算出し、該角度ずれ量を考慮して前記被検査体の投影像から内部構造データを再構成する。
【００１２】
本発明によれば、投影像の画素データ上のラインの高さ位置を変化させ、このラインの高さ位置と各々のライン高さ位置における断面画像から算出された最適回転中心軸ずれ量との関係から、この二次元検出手段のこの被検査体の回転中心軸に対する角度ずれ量を算出するので、この角度ずれ量を基に二次元検出手段の傾きを修正することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９を参照して、本発明のコンピュータ断層撮像方法を適用したコンピュータ断層撮像装置の一実施の形態の例につき説明する。
【００１４】
図１Ａ，Ｂは工業用、例えば半導体素子等微小被検査体の内部構造を検査する非破壊検査等の用途に使用されるＸ線断層撮像装置の例の概略図である。図中、１は例えばコーンビームのＸ線を発生して被検査体７全体を照射する公知のＸ線源（Ｘ線発生装置）であり、Ｘ線発生装置のＸ線管１から照射される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のＸ線二次元検出器２で捕獲し投影像を得る。
【００１５】
Ｘ線管１から照射されるＸ線は、例えば焦点サイズ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、この数値は小さいほうがより微少サイズの損傷等を観察でき好ましい。
【００１６】
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線の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Ｙ’Ｚ’軸駆動機構１４により、左右上下への動きを調節することができる。
【００１７】
ＦＰＤについては、一例として特開平６−３４２０９８に具体的に開示されている。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如くするものである。他の方式のＦＰＤの例としては、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。
【００１８】
特に上述の特開平６−３４２０９８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。このように、本例のＸ線二次元検出器２は、Ｘ線等の放射線を捕獲し何等かの手段で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。
【００１９】
３は被検査体７を載置する回転基台、回転基台を回転させるためのモーター及び後述する軸受け等より構成される回転基台部全体（以後、回転基台という）である。この回転基台３を回転基台３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。また、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。
【００２０】
この回転基台３は、後述する空気軸受けによって支持されており、この空気軸受けに同軸上に直結された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。
【００２１】
４は被検査体回転基台の軸受けである。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。
【００２２】
５はＸ線源のＸ線管１を搭載し、軸受け４の回転軸と直交する平面上を移動するＸＹテーブルである。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１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。
【００２３】
１０は以上述べた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除振台である。そして、１１はＸ線断層撮像装置からＸ線等のＸ線が外部に漏れないよう全体を覆う、鉛等よりなるシールドカバーである。
【００２４】
図２は本例のＸ線断層撮像装置の構成図である。まず、Ｘ線源を構成するＸ線管１より回転基台３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、焦点サイズ等は、Ｘ線制御手段であるＸ線制御部２０を通じて制御操作手段である制御操作卓２２により制御される。
【００２５】
回転基台３の位置、回転角度ピッチ、初期回転角等は回転基台３並びにＸ線源１を載置した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回転され、その投影像はＸ線二次元検出器２により撮像される。
【００２６】
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表示する表示手段とを有するＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、情報の処理や図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムに従い後述する所定の制御を行うプロセッサ等の制御手段から構成されるものである。Ｘ線管１よりのＸ線強度等の情報を制御操作卓２２に取り込みこの表示手段に表示したり、回転基台３や二次元検出器２に対して被検査体７の適切な位置出しの指令を出力したりする。
【００２７】
被検査体７を透過したＸ線はＦＰＤ等のＸ線二次元検出器２で検出される。そして、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投影像記憶手段としての投影像記憶部２３に供給し、この投影像は制御操作卓２２からの指示により、ディジタル化された投影データとして大容量の磁気記録装置等からなる投影像記憶部２３に、撮像時の回転角度や初期回転角、Ｘ線強度等の情報と対応して保存される。この投影像記憶手段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、光ディスク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。
【００２８】
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の再構成計算用計算機２４に供給される。再構成計算用計算機２４では入力された投影データより、内部構造データを再構成計算し、再構成された内部構造データは、投影像記憶部２３あるいは外部記録媒体等に記憶されると共に、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に入力され、ＣＲＴモニタ等のディスプレイに表示される。この再構成計算用計算機２４は、入力される投影データを収集して内部構造データを再構成できる演算処理能力があればよく、制御操作卓２２の制御手段と共用でもよい。また、再構成結果表示装置２５の表示手段は制御操作卓２２の表示手段と共用であってもよい。
【００２９】
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、微小な電子部品素子等の被検査体内部のひび割れや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。
【００３０】
上述のＸ線断層撮像装置の断層撮像工程の内部構造データを再構成する計算において、Ｘ線焦点からＸ線二次元検出器２の受光面に下ろした垂線に対する、被検査体７の回転中心軸位置との距離、すなわち回転中心軸ずれ量（以下、ずれ量と称する。）について説明する。
【００３１】
図３Ａは、図１に示す被検査体７の回転中心軸ずれ量の説明に供する線図であり、図３Ｂは図３Ａの要部の拡大図である。３０は被検査体７の回転中心軸の回転位置領域、言い換えると、回転中心軸ずれの範囲の一例を示す。図中に示すように、被検査体の回転中心軸に垂直な平面において、Ｘ線源から照射されるＸ線の焦点位置をＸｓとし、被検査体７にコーンビーム状のＸ線を照射して、軸ｑ上のＸ線二次元検出器２に点Ｏを中心に回転する被検査体７の各角度変位毎の投影像ｐ（ｑ，β）が映し出される。尚、βは撮像開始時の初期位置からの回転角を示す。
【００３２】
各角度変位毎の被検査体の投影像から被検査体の内部構造データを算出する再構成計算において、Ｘ線源の焦点位置Ｘｓ、被検査体７の回転中心位置Ｏ、及びＸ線二次元検出器２の受光面の中心位置（ｑ＝０）の位置である点Ｑが一直線上にあることが理想（このとき直線ＸｓＱとｑ軸は垂直）であるが、Ｘ線焦点位置の変化、機械的な位置精度誤差等により一直線上に並ばない場合、図３Ｂの要部拡大図に示す被検査体の理想の回転中心位置Ｏ’からのずれ量Δｄを考慮した再構成計算を行なえばよい。
【００３３】
このずれ量Δｄの値が正確に求まらないと、得られる被検査体の内部構造データにぶれが生じてしまう。そこで、本例は図４に示すように、各角度変位毎に撮像された被検査体の投影像（斜線部）のある１ライン分の透過Ｘ線分布を表す画素プロファイルから、ずれ量Δｄを再構成計算時のパラメータとして数値を変化させながら再構成計算を行なう。
【００３４】
図５を参照して、本発明のコンピュータ断層撮像方法の原理について、説明する。図５Ａに螺子を例に示すように、回転基台３に載置された被検査体７を回転させて、所定角度変位毎、例えば１度ピッチで回転させながら被検査体にＸ線を照射して、被検査体の１回転分、例えば３６０枚の投影像を取得する。次いで、図５Ｂ左図に示すように、これら３６０枚の投影像のある高さで切ったライン状の画像データについて、ずれ量Δｄで補正して再構成計算し、図５Ｂ右図に示す被検査体の断面画像を算出する。さらに、ずれ量Δｄの設定値を変えて複数の断面画像を得、複数の断面画像から各画像のぼけ具合を判断し、最も鮮鋭度の高い画像が得られるずれ量を見つけたら、そのずれ量を考慮して被検査体全体について内部構造データを再構成することで、鮮鋭度の高い最適な内部構造データを得ることができる。
【００３５】
ずれ量Δｄの値を変化させると、算出された断面画像が鮮明になったり、ぼけたりすることがわかる。図６は、被検査体の一例として螺子の断面画像を示すものであるが、Δｄ＝７．３８μｍのときはぼけ部分が少なく、Δｄの値が増えていくにつれ、ぼけ部分が増えている様子を表している。この断面画像のぼけ具合を、例えば画像の標準偏差値を用いて鮮鋭度として評価し、ずれ量Δｄと鮮鋭度をプロットし、鮮鋭度が最大になった時のずれ量（ｄを最適回転中心軸ずれ量Δｄ０とする。画像の鮮鋭度が高い場合は標準偏差が大きくなり、鮮鋭度が低いと標準偏差は小さくなる。
【００３６】
図７に、図６に示された内部構造データの各断面画像の回転中心軸ずれ量パラメータ（Δｄ）と鮮鋭度との関係を示す。この図７の例では、鮮鋭度が最も高くなるのは回転中心軸ずれ量の値が７．３８μｍのときであり、このときの値を最適回転中心軸ずれ量Δｄ０とする。この例では、最適回転中心軸ずれ量Δｄ０は、制御手段が自動的に計算して算出されるが、例えば、制御手段が過去の統計データより回転中心軸ずれ量Δｄの数値をおおよそのあたりをつけながらそれに対応する断面画像の鮮鋭度を算出して、最適回転中心ずれ量Δｄ０を算出するようにしてもよい。
【００３７】
最適回転中心軸ずれ量Δｄ０の値が見つかった上で、各角度変位毎の投影像全体を用いて内部構造データの再構成計算を行なう。
【００３８】
図８は、本例のＸ線を用いたコンピュータ断層撮像方法の流れを示すフローチャートである。被検査体７を載置した回転基台３を回転させて、所定角度変位毎に被検査体７の投影像をＸ線二次元検出器２で撮像し、投影像記憶部２３に記憶する。得られた各角度変位毎の投影像からある高さにおける１ライン分の画素プロファイルを読み込む（ステップＳ１）。初期回転中心軸ずれ量をΔｄに設定する（ステップＳ２）。
【００３９】
初期回転中心軸ずれ量はＸ線源の焦点位置、被検査体７の回転中心、およびＸ線二次元検出器２の受光面の中心位置が一直線上になるように算出された値の方が収束までの時間短縮の意味で望ましいが、Δｄ＝０であっても構わない。再構成計算用計算機２４にてこの初期回転中心軸ずれ量パラメータΔｄで再構成計算を行ない、断面画像を生成し（ステップＳ３）、断面画像の鮮鋭度を計算（ステップＳ４）する。Δｄを変化させ（ステップＳ６）、前記ステップＳ３〜ステップＳ４を繰り返し、鮮鋭度がこれ以上変化しない最大値を取るようになった時、その時の回転中心軸ずれ量Δｄを最適回転中心軸ずれ量Δｄ０とし（ステップＳ５）、そのΔｄ０で再構成計算を行ない、被検査体全体の内部構造データを生成する（ステップＳ７）。
【００４０】
以上のようにして、最適回転中心軸ずれ量Δｄ０に基づいて再構成された被検査体７の内部構造データが再構成結果表示装置２５に入力されて鮮鋭度の高い内部構造が表示され、容易に微小な電子部品素子等の被検査体内部のひび割れや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。
【００４１】
斯かる本例によれば、各角度変位毎に撮像された被検査体７の投影像のある１ライン分の画素データから、回転中心軸ずれ量を再構成計算時のパラメータとして変化させながら再構成計算を行い、鮮鋭度が最大となるときの回転中心軸ずれ量を最適回転中心軸ずれ量と特定するので、その最適な回転中心軸ずれ量の値を定量的に求めることができる。また、回転中心軸ずれ量の値により計算上で内部構造データの補正ができ、結果としてより鮮明な被検査体７の内部構造データを再構成計算、被検査体７の内部構造データの精細度の向上が実現できる。
【００４２】
また、再構成計算は、例えば、（５１２×５１２×５１２）の大きさの被検査体内部構造データを算出するのに、現在１０分程度要するが、（５１２×５１２）の一断面画像を算出するのにかかる時間は２０秒程度である。したがって、回転中心軸ずれ量Δｄを変化させた複数の断面画像の鮮鋭度を用い比較する方法により、短時間で最適回転中心軸ずれ量Δｄ０を算出することが実現可能となった。
【００４３】
次に、図９Ａに被検査体として螺子を例にして示すように、各角度変位毎の投影像の画素プロファイルを取得するラインの高さ位置を、例えば投影像の上辺からｈ１、ｈ２、ｈ３と変化させ、その複数のラインの高さ位置と、それぞれの高さ位置で取得された画素プロファイルから再構成計算により算出された最適回転中心軸ずれ量の変化をプロットする。
【００４４】
本来、被検査体の回転中心軸を通るＸ線焦点からＸ線二次元検出器への直線は垂直としてあるので、ずれ量検出対象ラインが投影像上のどの高さ位置にあっても、算出される最適中心軸ずれ量は一定であるはずであるが、ラインの高さ位置によって変化する場合があった。
【００４５】
図９Ｂに、投影像上でのラインの高さ位置と最適回転中心軸ずれ量との関係を示す。この例では、投影像上でのラインの高さ位置をｈ１，ｈ２，ｈ３と、１０００ピクセル変化させたところ、最適回転中心軸ずれ量が０．２５μｍ程変化した。これはＸ線二次元検出器２が被検査体７の回転中心軸に対して傾いていることに起因していると考えられる。例えば、本例では、この時の投影像の拡大率が２００倍、Ｘ線二次元検出器２の１ピクセル当たりの大きさが２００μｍであることから、Ｘ線二次元検出器２が２．５×１０−４ｒａｄ程度傾いていることがわかった。この傾きを機械的に補正することにより、再構成計算時に生ずるアーチファクト（Ａｒｔｉｆａｃｔ）を軽減することができた。
【００４６】
本例では、最適回転中心軸ずれ量Δｄ０を求めるにあたって、各角度変位毎の投影像を用いているが、断面画像を生成する時間を短縮する目的で、被検査体１回転で撮像される、例えば計３６０枚の投影像を１８０枚として、投影像の枚数を間引いても構わない。ただし、最適回転中心軸ずれ量Δｄ０の値が間引かないで計算した場合よりも誤差が生じる可能性がある。したがって、間引いた投影像から大まかな回転中心軸ずれ量Δｄ０を求め、その後、間引かないで計算を行ない、最適回転中心軸ずれ量Δｄ０の値を計算する方法も考えられる。
【００４７】
尚、上述例において、Ｘ線を用いたコンピュータ断層撮像方法及び装置につき説明したが、本発明はＸ線に限らずその他微小焦点を形成する放射線を検査体に照射し、この検査体を透過して撮像される複数の投影像より内部構造データを再構成する方法、及びその方法が用いられる装置に適用することができる。
【００４８】
また、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
斯かる本発明によれば、各角度変位毎に撮像された被検査体の投影像のある１ライン分の画素データから、回転中心軸ずれ量を推測して再構成計算時のパラメータとして変化させながら再構成計算を行い、断面画像の鮮鋭度が最大となるときの回転中心軸ずれ量を最適回転中心軸ずれ量と特定するので、正確な回転中心軸ずれ量の値を定量的にかつ簡易的に求めることができる。したがって、算出した最適回転中心軸ずれ量の値に基づき補正を行い、より鮮明な被検査体の内部構造データの再構成計算が可能となり、被検査体の内部構造データの精細度の向上が実現できる。
【００５０】
さらに、投影像の画素データ上のラインの高さ位置を変化させ、このラインの高さ位置と各々のライン高さ位置における断面画像から算出された最適回転中心軸ずれ量との関係から、この二次元検出手段のこの被検査体の回転中心軸に対する角度ずれ量を算出するようにした場合には、この角度ずれ量を基に二次元検出手段の傾きを修正することができる。したがって、上述の最適回転中心軸ずれ量と組み合わせて、被検査体の内部構造データのさらなる精細度の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のコンピュータ断層撮像装置の一実施の形態の例であるＸ線断層撮像装置の概略図であり、Ａは上面図、Ｂは側面図である。
【図２】本例のＸ線断層撮像装置の構成図である。
【図３】回転中心ずれの説明に供する線図である。
【図４】投影像及び画素プロファイルの例を示す線図である。
【図５】本発明の一実施の形態の説明に供する線図である。
【図６】内部構造データの高さ方向断面図の例である。
【図７】回転中心ずれ量パラメータと鮮鋭度との関係を表す線図である。
【図８】本発明のコンピュータ断層撮像方法の説明に供するフローチャートである。
【図９】投影像上のライン高さ最適回転中心軸ずれ量との関係の一例を表す線図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線二次元検出器、３…回転基台部、３ａ…Ｚ軸駆動機構、４…軸受け、５…ＸＹテーブル、６…Ｙ軸駆動機構、７・・・・被検査体、８…保持冶具、１０…除振台、１１…シールドカバー、１４…Ｘ線二次元検出器Ｙ’Ｚ’軸駆動機構、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
【図１】
2005037193.tif 000003
【図２】
2005037193.tif 000004
【図３】
2005037193.tif 000005
【図４】
2005037193.tif 000006
【図５】
2005037193.tif 000007
【図６】
2005037193.tif 000008
【図７】
2005037193.tif 000009
【図８】
2005037193.tif 000010
【図９】
2005037193.tif 000011