(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象物が載置される試料台と、前記撮影対象物に対してＸ線を放射するＸ線源と、該Ｘ線源から放射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、前記撮影対象物の回転軸を中心にして回転自在に設けられ前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器を支持する支持体と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器の位置ずれを検出する検出手段と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器を３次元的に移動させる移動手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて前記移動手段を撮影中に制御して、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器の位置ずれを補正する制御手段とを備え、
前記検出手段は、前記Ｘ線源に設けられた２つのレーザ光源と、前記Ｘ線検出器に設けられた２つの受光部とを備え、
該２つの受光部は、前記Ｘ線検出器の前記２つのレーザ光源に相対する位置から互いに遠ざかる方向にずらして、かつ前記２つのレーザ光源からのレーザ光をそれぞれ受光可能に配置され、
前記検出手段は、該２つの受光部におけるレーザ光の受光位置と正しい受光位置との位置ずれに基づいて前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器の３次元的な位置ずれを検出することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記移動手段は、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器の周囲に設けられたピエゾ素子であることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置において、
前記Ｘ線源は、複数の電子銃と、該電子銃からの電子ビームを受けてＸ線を放射する１つのターゲットとを備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線源およびＸ線検出器を撮影対象物の周囲に回転させながら、撮影対象物の断層像を撮影するＸ線ＣＴ装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置の概略構成を図３２に示す。図３３は図３２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。円弧形状をなしたガントリ１の下部にはＸ線源２が固定され、このＸ線源２に対向して、ガントリ１の上部にはＸ線検出器３が固定されている。Ｘ線源２とＸ線検出器３の中間位置には試料台４が設けられ、試料台４の上には撮影対象物５が載置されている。ガントリ１は、Ｘ線源２およびＸ線検出器３と一体となって撮影対象物５の回転軸６を中心に回転する。Ｘ線源２からはＸ線７が放出され、このＸ線７は薄い平面状に分布したファンビームとして撮影対象物５に照射される。そして、撮影対象物５を透過したＸ線７は、その強度がＸ線検出器３によって検出され、これによって、撮影対象物５の断層像を撮影することができる。なお、Ｘ線源２、Ｘ線検出器３および撮影対象物５の位置関係は、Ｘ線ＣＴ装置の設置時に固定され、この位置関係の修正は撮影中には行われない。
【０００３】
一方、産業用のＸ線ＣＴ装置はターンテーブル方式が主流である。図３４は従来の産業用高エネルギーＸ線ＣＴ装置の一例を示している。産業用のＸ線ＣＴ装置では加速器２００から発生するＸ線ファンビーム２０５を撮影対象物に照射し、透過したＸ線をコリメータ２０１に設置してあるＸ線アレイセンサで測定する。撮影対象物はターンテーブル２０４に設置され、高速型の第３世代方式のＣＴ装置ではターンテーブル２０４を１回転（データとしては半分の１８０度分あればよい）することにより、１つの断面の画像を取得できる。加速器２００とコリメータ２０１は支持台２０２で結合され、上下移動機構２０３により上下することにより撮影対象物の上下方向の撮影位置を変えることができる。
【０００４】
このようなターンテーブル方式では、撮影対象物が回転するため、その固定を確実にする必要がある。縦方向に長い物体や、垂直に立てられないような撮影対象物をターンテーブル２０４上に設置するのは非常に困難である。さらに、横長の撮影対象物では、加速器２００とコリメータ２０１間の距離が制限となり測定できない場合もある。最近の産業用Ｘ線ＣＴ装置の利用法として、特に自動車のエンジンブロックや、さらには自動車全体の断層撮影のニーズが高まっている。エンジンブロックや自動車のような横長の物体は図３４に示すような装置では寸法の制約、設置の制約から撮影することが難しい。
【０００５】
なお、医療の分野ではＸ線管を用いたガントリ方式のＸ線ＣＴ装置が主流であり、患者は横に寝ているだけで、ガントリに取り付けられたＸ線管とセンサが患者の周りを回転することにより断層像を撮影することができる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、Ｘ線源からのＸ線を最大限に利用するためにＸ線検出器の向きは正確にＸ線源の位置に向ける必要がある。さらにＸ線が放射状に放出される場合、Ｘ線源とＸ線検出器は向きだけでなく３次元的な位置が適切でなければならない。位置がずれるとＸ線源から検出できるＸ線の量が低下するために、ＳＮ比が悪くなり、撮影画像の質の低下、撮影精度の低下を招く。さらに、放出されるＸ線と撮影対象の相対的な回転軸は常に一定の位置になければならない。これがずれると撮影画像がぼけてしまい撮影の精度を低下させる。すなわち、Ｘ線源とＸ線検出器と撮影対象およびそれらの相対的な回転軸の位置は、撮影中常に設計時に決めた位置関係になければならない。
【０００７】
しかしながら、上記従来のＸ線ＣＴ装置は撮影データを取得する際、Ｘ線源、Ｘ線検出器および撮影対象物を機械的に回転移動させる必要がある。このため、撮影中に機器のたわみや製作誤差に起因する相対的な位置関係の微小なずれが生じる。この位置のずれはＸ線検出量の低下や撮影精度が低下を引き起こす。撮影画像に高い精度を求めれば求めるほど許容できる位置関係のずれは微小になり、従来技術で撮影中のずれを常に微小に抑えることは困難である。
【０００８】
また、産業用のＸ線ＣＴ装置は自動車など大型で重量のある撮影対象物が試料台以上に載置されるので、試料台は頑強な構造となる。しかし、ガントリ方式で撮影対象物を撮影すると、試料台も一緒に断層画像に写るため、頑強な構造の試料台では試料台でのＸ線の減衰が大きくなり画質が悪化する。Ｘ線の減衰を少なくるには高エネルギーのＸ線を用いればよいが、そのためには大型の加速器と大型のコリメータが必要となる。
【０００９】
本発明の課題は、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置を撮影中に常に補正して、高い精度の撮影画像を得ることを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のＸ線ＣＴ装置は、撮影対象物が載置される試料台と、前記撮影対象物に対してＸ線を放射するＸ線源と、該Ｘ線源から放射されたＸ線を検出するＸ線検出器と、撮影対象物の回転軸を中心にして回転自在に設けられＸ線源およびＸ線検出器を支持する支持体と、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置ずれを検出する検出手段と、Ｘ線源およびＸ線検出器を３次元的に移動させる移動手段と、検出手段による検出結果に基づいて移動手段を撮影中に制御して、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置ずれを補正する制御手段とを備え、前記検出手段は、前記Ｘ線源に設けられた２つのレーザ光源と、前記Ｘ線検出器に設けられた２つの受光部とを備え、該２つの受光部は、前記Ｘ線検出器の前記２つのレーザ光源に相対する位置から互いに遠ざかる方向にずらして、かつ前記２つのレーザ光源からのレーザ光をそれぞれ受光可能に配置され、前記検出手段は、該２つの受光部におけるレーザ光の受光位置と正しい受光位置との位置ずれに基づいて前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器の３次元的な位置ずれを検出することを特徴とする。
【００１１】
移動手段は、Ｘ線源およびＸ線検出器の周囲に設けられたピエゾ素子で構成することができる。
【００１２】
また、Ｘ線源は、複数の電子銃と、該電子銃からの電子ビームを受けてＸ線を放射する１つのターゲットとを備えている。このように構成すれば、Ｘ線ファン角を広くすることができ、ガントリを小型化することが可能となる。
【発明の実施の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。なお、図において、従来の技術と同一の箇所には同一の符号が記し、その詳細な説明は省略する。
【００１４】
図１は、参考例のＸ線ＣＴ装置の全体構成を示している。図示のように、Ｘ線源２とＸ線検出器３の位置関係を計測する指標として、Ｘ線検出器３にワイヤ１１，１１が取り付けられ、また、試料台４には撮影対象物５の位置を計測するための位置指標１２が設置されている。
【００１５】
また、Ｘ線源２には、図２に示すように、Ｘ線の放射スリット１３が形成された面を除いて、他の全表面に複数（図２では各表面に４個ずつ）の支持部１４が取り付けられている。そして、Ｘ線源２は、図３のように放射スリット１３を前側にして箱形のケーシング１５に収納されている。
【００１６】
Ｘ線源２をケーシング１５に収納したとき、Ｘ線源２表面の各支持部１４は、図４に示すように、ケーシング１４内壁に支持される。すなわち、支持部１４は、Ｘ線源２の外面に固定されたフリーベアリング１６と、ケーシング１５の内面に固定されたピエゾ素子１７からなり、ピエゾ素子１７がフリーベアリング１６を押圧することにより、支持部１４はケーシング１４内壁に支持されている。また、ピエゾ素子１７の表面には圧力センサ１８が設けられ、ピエゾ素子１７の押圧力は圧力センサ１８によって検出される。
【００１７】
上記構成において、ピエゾ素子１７に加える電圧を変化させると、ピエゾ素子１７の伸縮量が変化する。ケーシング１５はガントリ１に固定されており、ピエゾ素子１７の伸縮量をｘ，ｙ，ｚ方向で変化させることにより、Ｘ線源２はケーシング１５内を３次元的に移動する。例えば、Ｘ線源２をある方向に動かしたい場合、動かす方向のピエゾ素子１７を縮ませて、その反対方向のピエゾ素子１７を伸ばせば、Ｘ線源２はケーシング１５内をその方向へ移動する。
【００１８】
また、本参考例では、ｘ，ｙ，ｚ方向の移動が瞬時に行えるように、ピエゾ素子１７は常にフリーベアリング１６を押圧し、フリーベアリング１６と圧力センサ１８との間には隙間が生じないよう制御される。すなわち、圧力センサ１８で検出する圧力値が常に０にならないようピエゾ素子１７を動作させる。この状態を基準状態にして、ピエゾ素子１７に印加する電圧を調整してピエゾ素子１７の長さを変えることで、Ｘ線源２の位置を任意の位置を微調整することができる。
【００１９】
Ｘ線検出器３も、Ｘ線源２と同様、外表面に複数の支持部が取り付けられ、またケーシングに収納される。その様子を図５に示す。Ｘ線検出器３には、Ｘ線の入射スリット２０が形成された面を除いて、他の全表面に複数（図５では左右側面に４個ずつ、上下面と裏面に６個ずつ）の支持部１４が取り付けら、Ｘ線検出器３全体が箱形のケーシング２１に収納されている。支持部１４の構造は図４と同じである。
【００２０】
上記構成においても、Ｘ線源２の場合と同様、ピエゾ素子１７に印加する電圧を調整することにより、Ｘ線検出器３をケーシング２１内で任意の位置に３次元的に移動させることができる。
【００２１】
次に、Ｘ線源、Ｘ線検出器および撮影対象物の位置関係を正しく保つために、各機器の位置データの取得方法および位置の補正方法について説明する。Ｘ線ＣＴ撮影においては、Ｘ線源とＸ線検出器と撮影対象物の３者の位置関係は、それらの相対的な位置関係を保持すればよいので、Ｘ線源とＸ線検出器との間の位置関係、およびＸ線と撮影対象物との位置関係の２つの位置関係を補正すれば十分である。
【００２２】
まずＸ線源とＸ線検出器との位置補正について説明する。図５に示すように、Ｘ線検出器３前面の入射スリット２０両端前側に位置指標ワイヤ１１Ａ，１１Ｂを取り付け、これらワイヤ１１Ａ，１１ＢのＸ線像からＸ線源２とＸ線検出器３のずれを求める方法である。図６は入射スリット２０の近傍を拡大して示した図である。ワイヤ１１Ａ，１１Ｂは、両端が固定金具２２によりＸ線検出器３本体に取り付けられている。また、ワイヤ１１Ａは２本とも入射スリット２０に対して垂直方向に配置されているが、２本のワイヤ１１Ｂは入射スリット２０に対して傾斜し、かつ傾斜方向が逆向きに配置されている。ワイヤ１１Ａ，１１Ｂが取り付けられたＸ線検出器３をガントリ１に固定した様子を図７に示す。
【００２３】
平行に並んだ２本のワイヤ１１Ａはｘ−ｙ方向の位置計測のために用い、互いに逆方向の傾斜した２本のワイヤ１１Ｂはｚ方向の位置計測のために用いる。まず、ｘ−ｙ方向の位置のずれの検出について説明する。ｘ−ｙ方向位置指標ワイヤ１１Ａの正しい位置でのＸ線像は図１０に示すようになる。横軸はＸ線検出器の位置、縦軸は空気層からの減衰率の逆数である。減衰率の逆数は検出するＸ線の量が多いほど値は大きくなる。Ｘ線源とＸ線検出器の間に物体があるときはその物体をＸ線が通過する段階で減衰するため、その部分での検出値は物体が無い部分での検出値よりも小さくなる。Ｘ線源とＸ線検出器が正しい位置にある場合、Ｘ線検出器の検出するＸ線は最大となり、減衰率の逆数の値f0の値は、他のどのような位置関係にある場合よりも大きな値をとることになる。また、ワイヤの像の一番低い値f1も位置がずれた場合に比べると最も高い値となる。
【００２４】
ところが、図１１に示したようにＸ線源２がｘ方向にずれた場合、ワイヤの像の位置は図１２に示すように両方とも左側、あるいは両方とも右側にずれる。この場合は、ずれた方向と逆のｘ方向にＸ線源２を動かせば正しい位置に補正できる。
【００２５】
また、図１３に示すようにｙ方向にＸ線源２がずれた場合は、図１４に示すように２つの像は元の位置の内側、あるいは外側にずれる。この場合は、像が元の位置よりも内側にずれていればＸ線源２を上側へ、像が外側にずれていればＸ線源２を下側へ動かすことで正しい位置に補正することができる。
【００２６】
ｚ方向のずれに関しては互いに傾いたｚ方向位置指標ワイヤ１１Ｂを用いる。この場合はワイヤの像がＸ線源２が下側にずれると像は元の位置よりも外側へ、Ｘ線源２が上側にずれると像はもとの位置よりも内側へずれることになるので、位置の補正はこの逆側へかければよい。これによって、Ｘ線源２とＸ線検出器３の位置を常に正しい位置に保つことが可能になる。
【００２７】
Ｘ線源とＸ線検出器との位置補正に係る本発明の実施形態を説明する。Ｘ線ＣＴ装置の前提構成は、図１と同様である。図８に示すようにＸ線源２前面にレーザ光源２３を、図９に示すようにＸ線検出器３前面にレーザ検出用ＣＣＤセンサ２４をそれぞれ取り付けて、レーザの位置情報を用いてＸ線源２とＸ線検出器３の位置ずれを求める方法においては、ＣＣＤセンサ２４でレーザ光の位置を計測し、それを基に補正を行う。図１５に示すようにＣＣＤセンサはレーザ光の２次元的な位置情報を同時に得ることができるので、前述した２組の位置補正ワイヤ１１Ａ，１１Ｂを用いて得られる情報が一度に得られることになる。補正はワイヤの像の場合と同様に、レーザ光のｘ方向の位置ずれによって、Ｘ線源２のｘ−ｙ方向の位置の補正を行い、レーザ光のｙ方向位置ずれによってＸ線源２のｚ方向の位置補正を行う。
【００２８】
このように補正を行えば、Ｘ線源２とＸ線検出器３の相対的な位置関係を常に正しい位置に保つことができ、Ｘ線検出器３は常にＸ線を最も効率良く検出することが可能になる。
【００２９】
次に、参考例として、撮影対象物とＸ線との位置関係の補正方法について説明する。以下では、Ｘ線とＸ線源は前述の方法によって相対的な位置補正が終了しているものとする。
【００３０】
本参考例では、図１でも示したように、撮影対象物の位置を特定するための位置指標１２を用いる。この位置指標１２は、図１６に示すようにリング状の板３０で形成され、そのリング内に撮影対象物が入るようにして試料台４に固定される。リング状の板３０には、図１７のような円錐形状の指標３１、または図１８のように円柱に円錐形状のくぼみをもった指標３２が取り付けられている。指標３１（又は３２）は、図１９に示すように、リング状にならべる際に等間隔に角度θでその任意の３指標の外接円が共通の点３４をもつように配置する。Ｘ線面の回転中心をこの点にする。ｚ軸方向に関しては、あわせるべきＸ線面の位置は図２０に示すように位置指標の先端部にわずかにかかる位置におく。位置指標の像の例を図２１に示す。撮影対象物を設置した状態では回転中心付近の指標の像は撮影対象物の像に隠れてしまうが、Ｘ線面が位置指標の先端部分にかかっているために、回転中心から離れたＸ線面の端に近い部分には複数の指標の像が写る。その像のグラフの縦軸の値はＸ線面が基準の位置にあるときはすべての指標に対して同一値f1をとる。
【００３１】
まず、Ｘ線面のｚ方向のずれを補正する方法を示す。補正は像の基準位置での値f1からのずれをみることによって行う。図２０でＸ線面がｚ軸方向の負の側にずれているとよりテーパの大きい部分をＸ線が通過するためＸ線はより大きく減衰し、グラフの値はｆ1よりも小さな値を示す。このときはＸ線面をｚ軸の正の側へ動かして補正すればよい。Ｘ線面を補正するにはＸ線源とＸ線検出器を補正したい方向へ同時に動かす。逆にＸ線面がｚ軸方向の正の側にずれていると指標のより細い部分をＸ線通過するため、グラフの値はf1よりも大きな値を示す。このときはＸ線源とＸ線検出器をｚ軸の負の方向へ同時に動かして補正する。位置指標として図１８に示すような円柱形の物体に円錐状のくぼみのついたものを用いる場合は、像の向きとずれかたが逆になるが同様の推察がなりたつ。このようにして、Ｘ線面のｚ方向の位置を合わせる。
【００３２】
次に、ｘ−ｙ平面内でＸ線面の回転中心を位置指標から決まる回転中心３４に合わせる手法について説明する。Ｘ線検出器に検出される指標の像として、外側の３つの指標の像を用い、補正量を以下のように求める。
【００３３】
図２２にＸ線面と指標の像の関係を示す。補正量の算出には互いに隣接する２つの指標３５およびその対角にある１つの指標３６の計３つの指標の像を用いる。Ｘ線検出器には指標Ａ，Ｂ，Ｃの像の位置としてｘ１，ｘ２，ｘ３の値を得たとする。Ｘ線源の位置Ｏを原点としてＸ線面内にｘ−ｙ座標を張る。Ｘ線面の中心線３８と水平線３９との傾き角をλ、Ｘ線源と回転中心３７との距離をｒ、Ｘ線源とＸ線検出器までの距離をｓ、指標の組の配置間隔をθとする。指標Ａの像の位置Ａ’は直線ＯＡと、直線ＰＡ’との交点である。直線ＯＡの方程式は
【００３４】
【数１】
0003911603.tif 000002
となり、直線ＰＡ’の方程式は、
【００３５】
【数２】
0003911603.tif 000003
となる。この２直線の交点は、
【００３６】
【数３】
0003911603.tif 000004
である。右辺の値のうち、ｘ’，ｙ’，φ以外はすべて既知の値である。以下、交点の位置を表すために関数ｆ，ｇを用いる。Ｘ線検出器で検出される値は直線ＰＡ’の長さであるから、指標Ａに関しては、
【００３７】
【数４】
0003911603.tif 000005
となる。残りの２つの指標Ｂ，Ｃに関しては、
【００３８】
【数５】
0003911603.tif 000006
とおきかえればよいので、それぞれ、
【００３９】
【数６】
0003911603.tif 000007
となる。Ｘｘ１，ｘ２，ｘ３の値は計測される値であるから、３つの未知数ｘ’，ｙ’，φに関して３つの関係式が導出できたことになり、これらの式を連立させて解けば、未知数ｘ’，ｙ’，φを求めることができる。Ｘ線源の中心と指標中心の補正量は、前記の連立方程式を解いて求めたx’,y’を用いて、
【００４０】
【数７】
0003911603.tif 000008
と算出することができる。このような手順によって算出された値Δｘ，Δｙの分だけＸ線源とＸ線検出器の両方を移動させれば、Ｘ線面の回転中心の点３７を位置指標の中心の点３４に常に一致させることができ、撮影対象物との位置関係を正しい位置に保つことができる。
【００４１】
前述したＸ線源とＸ線検出器との間の位置関係の補正と、Ｘ線面と撮影対象との間の位置関係の補正を同時に行うことで、Ｘ線源とＸ線検出器および撮影対象の三者の相対的位置関係を常に正しく保つことができる。位置の補正は撮影中に行うが、位置関係の調整に用いる位置ずれデータは撮影前にあらかじめ取得しておいてもよいし、撮影中に取得してもよい。撮影中に位置ずれデータを取得する場合の方がより正確な位置ずれの補正が可能になる。
【００４２】
次に、本発明を適用可能な産業用Ｘ線ＣＴ装置の一例について説明する。
【００４３】
図２３に示すように、ガントリ１０１には、Ｘ線源としての加速器１００とＸ線検出器１０７が固定され、ガントリ１０１は図中の矢印Ｂ方向に回転する。そして、本図の状態から時計方向および反時計方向にそれぞれ９０度回転することにより断層像を撮影できる。ガントリ１０１は支持・回転装置１０４ａ、１０４ｂで支持され、支持・回転装置１０４ａ、１０４ｂに設けられた回転ギア１０５ａ，１０５ｂにより回転駆動される。撮影対象物１０３は、試料台架台１０６で支持された試料台１０２上に設置される。加速器１００はＸ線ファンビーム１１５を発生し、それと同期してＸ線検出器１０７内に設置されたＸ線アレイセンサ（本例では１０２４ｃｈ）で撮影対象物１０３を透過したＸ線量を測定する。すなわち、Ｘ線アレイセンサの出力は信号処理装置１０８に入力され、ＡＤ変換された後、コンピュータ１０９に伝送される。１８０度回転分のデータを用いてコンピュータ１０９で画像再構成処理を実行することにより、断層画像を表示装置１１０に表示する。Ｘ線の測定方法や測定データを用いた画像再構成方法は従来の技術を用いている。なお、Ｘ線ファンビーム１１５は加速器１００の出口でコリメートされ、扇状のファンビームとなっている。断層撮影に必要なファンビームの厚さは高々数ｍｍである。
【００４４】
図２４は図２３の側面図である。試料台１０２は側面から見ると試料台１０２ａと試料台１０２ｂの２つに分割されており、加速器１００から発生するＸ線ファンビーム１１５は２つの試料台の問を通過する。撮影対象物１０３の各部の断層撮影をするためには、ガントリ１０１に対して撮影対象物１０３の位置を変更する必要がある。試料移動装置１１１は撮影対象物１０３に固定された試料移動ロツド１１３を駆動することにより、本図の左右方向に撮影対象物１０３を移動でき、任意の位置で撮影対象物１０３の断層像を撮影することができる。試料位置決めレール１１４は撮影対象物１０３が移動中にずれないようにするためのレールである。
【００４５】
撮影対象物１０３の移動機構を、図２５乃至図２７を用いて更に詳細に説明する。図２５はガントリを省略して移動機構のみを示した図である。撮影対象物１０３はエアクッション装置１１９に載せられ、試料移動装置１１１で試料移動ロツド１１３を操作することにより、図の左右方向に移動する。エアクッション装置１１９の外側には試料位置決めレール１１４が敷設され、エアクッション装置１１９は試料位置決めレール１１４により移動時のぶれが防止されている。このようにエアクッションを用いることにより、左右方向移動時の試料台１０２との間の抵抗が小さくなり、重量物でも容易かつ正確に移動することができる。また、撮影対象物１０３の荷重は、頑丈な鉄製の試料台１０２で支えることができる。
【００４６】
また、試料位置決めレール１１４は大きな力が掛かることはないので、比重の小さいＦＲＰ製のガイドレールで形成されている。試料台１０２ａ，１０２ｂには圧縮空気供給装置１１７から圧縮空気が供給され、これにより、エアクッション装置１１９ａ，１１９ｂは試料台１０２から浮上する。
【００４７】
試料台１０２は試料台１０２ａと試料台１０２ｂに分割されており、この分割部に隙間があるとエアクッションの保持力がなくなるため、分割部すなわちＸ線ファンビーム１１５の通過部分には平面保持部材１１６が設けられている。平面保持部材１１６は試料台同士の平面性を保つと同時に、エアクッション内の空気が漏れないようにしている。平面保持部材１１６には荷重はほとんどかからないので、比重の小さなシリコン系充填材を薄く（１０ｍｍ）用いている。これにより、試料台１０２を分割しない場合と比較するとＸ線の減衰はきわめて小さくなる。
【００４８】
図２６は試料台１０２を上方から見た場合を示している。ここでは撮影対象物である自動車に合わせて４つのエアクッション装置１１９ａ〜１１９ｄを使用している。むろん、設置部分が異なる場所にある場合にはさらにエアクッション装置１１９を追加することもできる。
【００４９】
図２７は支持機構部分の詳細を示している。試料台１０２には多数のピンホール１２２が明けられており、このピンホール１２２から圧縮空気が吹き出している。エアクッション装置１１９ａの周囲にはエアクッションスカート１２０，１２１が取り付けられており、ピンホール１２２からの圧縮空気が空気室１２４に入ることによりクッションの役目をし、撮影対象物の荷重を支えている。エアクッション装置１１９上には試料固定具１２３が取り付けられており、撮影対象物に固定できるようになっている。本例では、自動車のタイヤ部分に固定する。試料台１０２ａと試料台１０２ｂの間には前述の平面保持部材１１６が組み込まれており、エアクッションの移動面の平面性を保っている。
【００５０】
以上述べたように、本例によれば、ガントリが試料台に対して移動することなく、試料が試料台上を移動する構造となっており、試料台のＸ線ファンビームの透過する部分のみを、Ｘ線の減衰が少ない物質で作ることができるため、Ｘ線ファンビームの試料台での減衰を減少させることができる。
【００５１】
また、本例では平面保持部材１１６は分割された試料台の隙間を全面にわたって埋めているが、エアクッション装置１１９の移動する部分が試料位置決めレール１１４の側面に限定できるのであれば、中央部分は隙間があっても良い。このほうがさらにＸ線の減衰は少なくできる。
【００５２】
平面保持部材１１６はゴム系充填材やプラスチック板など比重の小さな物質で試料台との段差がなく、エアクッションの機密性確保できる材料ならば良い。
【００５３】
また、エアクッションの代わりに、車輪付きの台でもよい。さらに、レール上を走る車輪付き台を使用すれば、平面保持部材１１６は省略することができる。
【００５４】
次に、加速器の構成について説明する。
【００５５】
図３０は通常の電子線加速器の構成を示している。本図では電源等は省略している。電子線加速器では電子銃２１０から電子を発生させ、加速管２１１で電子ビーム２１２を加速し、電子ビーム２１３に当てる。電子ビーム２１３はＸ線源として加速器を使用する場合にはタングステンなどが使用される。電子ビーム２１３に電子ビームが当たると制動放射により、高エネルギーのＸ線が発生する。大型の試料を撮影するためには電子の加速電圧も１ＭｅＶよりは６ＭｅＶ、１２ＭｅＶ等高くする方が望ましい。しかしながら、加速電圧を上げると制動Ｘ線の前方散乱が強くなり、発生Ｘ線強度の角度依存性が大きくなる。
【００５６】
図３１はＸ線強度の角度依存性を示している。０度は電子ビームの方向である。Ｘ線エネルギーが１２ＭｅＶの場合、使用できる角度は２θ０＝３０度程度である。図２３でわかるようにＸ線ファンビームの角度が広くなれば、それだけ、ガントリの直径を小さくすることができる。ガントリの直径を小さくすることはガントリ重量の低減、駆動機構の低コスト化につながる。さらにはＣＴ装置を設置する放射線遮蔽建家を小さくすることができるので、システム全体の低コスト化につながる。
【００５７】
そこで、本例における加速器は、図２８のように構成されている。２つの電子銃１３０，１３１が加速管１３２に接続されている。電子銃１３０，１３１のそれぞれから発生する電子ビーム１３３ａ，１３３ｂは、ターゲット１３４に垂直からそれぞれ１５度ずつずれた角度で入射する。この方法によれば、発生するＸ線強度は２つの電子ビームにより発生するＸ線強度の和となる。２つの電子ビームは同期して発生させるので直流電源や高周波電源などのその他の加速器付属装置は１台でよい。
【００５８】
図２９に本例による発生Ｘ線強度の角度依存性を示す。電子銃１３０により発生するＸ線ビームプロファイル１３６は＋方向に、電子銃１３１により発生するＸ線ビームプロファイル１３５は−方向にずれる。したがって、双方の和となるＸ線ビームプロファイル１３７は中心で、よりフラットな強度分布を示す。その結果、実効的なＸ線ファンビーム角度はほぼ６０度まで増加させることができる。
【００５９】
以上述べたようにＸ線源である加速器の電子ビームを２本とし、それぞれの電子ビームの入射角度を変えてＸ線発生用ターゲットヘ入射させる構造とすることにより、Ｘ線ファンビーム角度を広げることができ、ガントリの直径を小さくできる効果がある。
【００６０】
電子ビームの本数は３本以上とすることも可能であるが、実用的には２本で十分である。
【発明の効果】
【００６１】
以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線源やＸ線検出器に常にその最大性能を発揮させ、精度の高いＣＴ画像を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】  本発明の参考例に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成図である。
【図２】  Ｘ線源の斜視図である。
【図３】  Ｘ線源をケーシングに収納したときの斜視図である。
【図４】  支持部の拡大図である。
【図５】  Ｘ線検出器をケーシングに収納したときの斜視図である。
【図６】  Ｘ線検出器の入射スリット部分の拡大図である。
【図７】  Ｘ線源とＸ線検出器の位置指標との関係を示した図である。
【図８】  本発明の一実施の形態である位置計測用レーザ光源を備えたＸ線源の斜視図である。
【図９】  本発明の一実施の形態であるレーザ感知用ＣＣＤセンサを備えたＸ線検出器の斜視図である。
【図１０】  位置指標ワイヤの像を示した図である。
【図１１】  Ｘ線源とＸ線検出器が相対的にＸ方向にずれた場合の位置関係を示した図である。
【図１２】  Ｘ線源とＸ線検出器が相対的にＸ方向にずれた場合のワイヤの像を示した図である。
【図１３】  Ｘ線源とＸ線検出器が相対的にＹ方向にずれた場合の位置関係を示した図である。
【図１４】  Ｘ線源とＸ線検出器が相対的にＹ方向にずれた場合のワイヤの像を示した図である。
【図１５】  ＣＣＤセンサによるレーザ光の位置データを示した図である。
【図１６】  撮影対象物位置指標を設置したときの斜視図である。
【図１７】  円錐形状の撮影対象物位置指標の斜視図である。
【図１８】  円錐形状のくぼみを有する撮影対象物位置指標の斜視図である。
【図１９】  撮影対象物位置指標の配置例を示した図である。
【図２０】  撮影対象物位置指標とＸ線面の位置関係を示した図である。
【図２１】  撮影対象物用位置指標の像を示した図である。
【図２２】  位置補正量と指標の像データとの関連を示した図である。
【図２３】  本発明を適用可能な産業用Ｘ線ＣＴ装置の全体構成図である。
【図２４】  図２３に示した産業用Ｘ線ＣＴ装置の側面図である。
【図２５】  試料台および試料移動装置の構成を示した図である。
【図２６】  試料台の平面図である。
【図２７】  試料台の部分断面図である。
【図２８】  加速器の構造を示した図である。
【図２９】  図２８の加速器における発生Ｘ線強度の角度分布を示した図である。
【図３０】  従来の加速器の構造を示した図である。
【図３１】  従来技術の加速器における発生Ｘ線強度の角度分布を示した図である。
【図３２】  従来のＸ線ＣＴ装置の全体構成図である。
【図３３】  図２３に示したＸ線ＣＴ装置の側面図である。
【図３４】  従来の産業用Ｘ線ＣＴ装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ガントリ
２  Ｘ線源
３  Ｘ線検出器
４  試料台
５  撮影対象物
７  Ｘ線
１１，１１Ａ，１１Ｂ  ワイヤ
１２  位置指標
１４  支持部
１５  ケーシング
１６  フリーベアリング
１７  ピエゾ素子
１８  圧力センサ
２３  レーザ光源
２４  レーザ検出用ＣＣＤセンサ
３０  リング状の板
３１，３２  指標
１００  加速器
１０１  ガントリ
１０２  試料台
１０３  撮影対象物
１０４  支持・回転装置
１０５  回転ギア
１０６  試料台架台
１０７  Ｘ線検出器
１０８  信号処理装置
１０９  コンピュータ
１１０  表示装置
１１１  試料移動装置
１１３  試料移動ロツド
１１４  試料位置決めレール
１１５  Ｘ線ファンビーム
１１６  平面保持部材
１１７  圧縮空気供給装置
１１８  圧力ホース
１１９  エアクッション装置
１２０，１２１  エアクッションスカート
１２２  ピンホール
１２３  試料固定具
１２４  空気室
１３０，１３１  電子銃
１３２  加速管
１３３  電子ビーム
１３４  ターゲット
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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