CN104040326A - X线装置、方法、构造物的制造方法、程序及记录有程序的记录媒体 - Google Patents
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Abstract
提供一种可抑制与包含多种物质的物体内部有关的检测不良的X线装置、方法、及构造物的制造方法。一种X线装置,对测定物照射X线,而检测透过该测定物的透过X线,具备信息处理部(100),根据该测定物中所含的第1物质与第2物质的比率,而根据借由该检测所获得的第1检测信息生成第2检测信息。该信息处理部是根据该第1物质与该第2物质的比率,并且根据与该X线的照射方向正交的平面的每单位面积中该X线透过该第1物质及该第2物质的比率,而自该第1检测信息生成该第2检测信息。
Description
技术领域
本发明是关于一种X线装置、方法、构造物的制造方法、程序及记录有程序的记录媒体。
背景技术
作为对物体的形状及该物体的内部形状进行检测的装置,已知有例如下述专利文献中所揭示般的对物体照射X线而检测透过该物体的透过X线的装置。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2009/0268869号说明书
发明内容
[发明所欲解决的问题]
根据对包含多种物质的物体照射X线而检测透过该物体的X线的先前技术,有如下情形:在物体的形状及该物体的内部形状的检测结果中产生不良,而引起检测不良。
本发明的目的在于提供一种抑制物体的形状及该物体的内部形状的检测不良的X线装置、方法、及构造物的制造方法。
[解决问题的技术手段]
根据本发明的第1结构,提供一种X线装置,其是对测定物照射X线而检测透过该测定物的透过X线,具备:
第1信息生成部,其使用对该透过X线进行检测的结果而生成第1信息,该第1信息是对将包含该测定物的至少一部分的既定空间分割为多个部分而成的分割区划中分配有对应于吸收系数的值;
频度生成部,其生成表示与该第1信息的分配的值的大小对应的分割区划的数量的、该分配的值的频度信息;
比率获取部,其获取表示构成该测定物的第1、第2物质的比率的比率信息;以及
第2信息生成部,其使用该频度信息与该比率信息而将该第1信息变更为第2信息。
根据本发明的第2结构,提供一种方法,其是对测定物照射X线而检测透过该测定物的透过X线,其根据该测定物中所含的第1物质与第2物质的比率,且自借由该检测所获得的第1检测信息生成第2检测信息。
根据本发明的第3结构,提供一种构造物的制造方法,其具有:设计步骤,制作与构造物的形状有关的设计信息;成形步骤,根据该设计信息制成该构造物;使用第1结构的X线装置或第2结构的方法中的任一者对所制作的该构造物的形状进行测量的步骤;以及检查步骤,将在该测定步骤中所获得的形状信息与该设计信息进行比较。
根据本发明的第4结构,提供一种程序,其是使连接于X线装置的计算机执行该X线装置的控制,且对该X线装置进行控制而使其执行如下处理:
对测定物照射X线而检测透过该测定物的透过X线;
使用对该透过X线进行检测的结果而生成第1信息,该第1信息是对将包含该测定物的至少一部分的既定空间分割成多个部分而成的分割区划分配有对应于吸收系数的值;
生成表示与该第1信息的分配的值的大小对应的分割区划的数量的、该分配的值的频度信息;
获取表示构成该测定物的第1、第2物质的比率的比率信息;以及
使用该频度信息与该比率信息,将该第1信息变更为第2信息。
根据本发明的第5结构,提供一种记录有根据本发明的第4结构的程序的计算机可读取的记录媒体。
[发明的效果]
根据本发明的结构,可抑制物体的形状及该物体的内部的形状的检测不良。
附图说明
图1是表示第1实施例的X线装置的一个例子的图。
图2A是表示第1实施例的X线装置的检测部的配置的一个例子的图。
图2B是表示第1实施例的X线装置的检测部的配置的一个例子的图。
图3A是表示第1实施例的X线装置的检测部的配置的其他例子的图。
图3B是表示第1实施例的X线装置的检测部的配置的其他例子的图。
图4是表示第1实施例的X线装置所具备的信息处理部的一个例子的图。
图5A是表示第1实施例的信息处理部所具备的比率获取部的一个例子的图。
图5B是表示第1实施例的比率获取部所具备的参照数据的一个例子的图。
图6是表示第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部的一个例子的图。
图7是表示第1实施例的X线装置的动作流程图。
图8是用以说明第1实施例的X线装置动作的一个例子的图。
图9A是用以说明第1实施例的X线装置的动作(透过X线的检测)一个例子的图。
图9B是用以说明第1实施例的X线装置的动作(透过X线的检测)一个例子的图。
图10A是用以说明第1实施例的X线装置的动作(物质的数量的判定)的一个例子的图。
图10B是用以说明第1实施例的X线装置的动作(物质的数量的判定)的一个例子的图。
图10C是用以说明第1实施例的X线装置的动作(物质的数量的判定)的一个例子的图。
图11是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的比率获取部的动作的一个例子(比率的获取)的图。
图12A是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部的动作的一个例子(变更前的频度分布)的图。
图12B是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部的动作的一个例子(变更后的频度分布)的图。
图13A是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部的动作的一个例子(与变更前的频度分布对应的影像)的图。
图13B是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部的动作的一个例子(与变更后频度分布对应影像)的图。
图14A是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部动作的一个例子(频度分布的变更的方法)的图。
图14B是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部的动作的一个例子(频度分布的变更的方法)的图。
图14C是用以说明第1实施例的信息处理部所具备的第2信息生成部的动作的一个例子(频度分布的变更的方法)的图。
图15是表示第2实施例X线装置所具备的信息处理部的一个例子的图。
图16是用以说明第2实施例的信息处理部的动作(比率的获取)的一个例子的图。
图17是表示第3实施例的X线装置所具备的信息处理部的一个例子的图。
图18是表示第3实施例的X线装置的动作的流程图。
图19是用以说明第4实施例的X线装置的动作的一个例子的图。
图20是表示具备X线装置的构造物制造系统的一个例子的图。
图21是表示利用构造物制造系统的处理的的流程图。
【主要元件符号说明】
1:X线装置 2:X线源
3:载台装置 41:检测器
42:检测部 100、100A、100B:信息处理部
110:第1信息生成部 120、120A:比率获取部
121:参照数据记忆部 122:比率确定部
130:第2信息生成部 131:分布生成部
132:分布变更部 140:第3信息生成部
200:构造物制造系统 S10~S18、S20、S101~S107:处理步骤
具体实施方式
以下,一面参阅图式一面对本发明的实施例进行说明,但本发明并不限定于此。在以下的说明中,设定XYZ正交坐标系统,一面参照该XYZ正交坐标系统一面对各部分的位置关系进行说明。将水平面内的既定方向设为Z轴方向,将在水平面内与Z轴方向正交的方向设为X轴方向,将与Z轴方向及X轴方向的各个正交的方向(即铅垂方向)设为Y轴方向。又,将绕X轴、Y轴、及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为θX、θY、及θZ方向。
<第1实施例>
对第1实施例进行说明。
图1是表示第1实施例的X线装置1的一个例子的图。
X线装置1是对测定物S照射X线XL而检测透过该测定物S的透过X线。X线例如为波长1pm~30nm左右的电磁波。X线包含约50eV的超软X线、约0.1~2keV的软X线、约2~20keV的X线、及约20~100keV的硬X线中的至少一个。
在本实施例中,测定物S包含多种物质。在本实施例中,为了便于说明,测定物S包含第1物质与第2物质的2种物质,且第1物质例如为铅,第2物质例如为铁。但是,并不限定于该例,只要第1物质及第2物质为不同种类的物质,则无论何种物质均可,物质种类的数量为任意。又,亦可将不同种类的物质定义为例如X线的吸收系数不同的物质,但并不限定于该例。
在本实施例中,X线装置1包含X线CT检查装置,该X线CT检查装置是对测定物S照射X线,并对透过该测定物S的透过X线进行检测,以非破坏的形式获取该测定物S的内部信息(例如内部构造)。在本实施例中,测定物S例如包含机械零件、电子零件等产业用零件。X线CT检查装置包含对产业用零件照射X线,并对该产业用零件进行检查的产业用X线CT检查装置。
在图1中,X线装置1具备如下构件:X线源2,其射出X线XL;载台装置3,其保持测定物S并可移动;检测器41,其对自X线源2射出,且通过由载台装置3保持的测定物S的透过X线进行检测;检测部42,其针对X线的每种能量而对照射至测定物S的X线的强度I0与透过测定物S的透过X线的强度I的比率(I/I0)进行检测;以及控制装置5,其对X线装置1整体的动作进行控制。在本实施例中,检测部42例如为光谱计。以下,将检测部42设为光谱计,但检测部42并不限定于光谱计。
又,在本实施例中,X线装置1具备腔室构件6,该腔室构件6是形成自X线源2射出的X线XL前进的内部空间SP。在本实施例中,X线源2、载台装置3、及检测器4是配置于内部空间SP中。
在本实施例中,腔室构件6是配置于支承面FR上。支承面FR包含工厂等的地板面。腔室构件6是由多根支承构件6S支承。腔室构件6是经由支承构件6S而配置于支承面FR上。在本实施例中,借由支承构件6S,腔室构件6的下表面与支承面FR分离。即,在腔室构件6的下表面与支承面FR之间形成有空间。再者,腔室构件6的下表面的至少一部分与支承面FR亦可接触。
在本实施例中,腔室构件6包含铅。腔室构件6抑制了内部空间SP的X线XL漏出至腔室构件6的外部空间RP。
在本实施例中,X线装置1具有构件6D,该构件6D是安装于腔室构件6,且与腔室构件6相比热导率较小。在本实施例中,构件6D是配置于腔室构件6的外表面。构件6D抑制内部空间SP的温度受到外部空间RP的温度(温度变化)的影响。即,构件6D是作为抑制外部空间RP的热传递至内部空间SP的隔热构件而发挥功能。构件6D例如包含塑料。在本实施例中,构件6D例如包含发泡苯乙烯。
X线源2是对测定物S照射X线XL。X线源2具有射出X线XL的射出部8。X线源2是形成点X线源。在本实施例中,射出部8包含点X线源。X线源2是对测定物S照射圆锥状的X线(所谓锥形射束)。再者,X线源2亦可对射出的X线XL的强度进行调整。在对自X线源2射出的X线XL的强度进行调整的情形时,亦可根据测定物S的X线吸收特性等。又,自X线源2射出的X线的扩散形状并不限定于圆锥状,例如亦可为扇状的X线(所谓扇形射束)。又,例如亦可为线状的X线(所谓笔形射束)。
射出部8是朝向+Z方向。在本实施例中,自射出部8射出的X线XL的至少一部分是在内部空间SP中向+Z方向前进。
载台装置3具备如下构件:载台9,其保持测定物S并可移动;以及驱动系统10,其使载台9移动。
在本实施例中,载台9具有如下构件:平台12,其具有保持测定物S的保持部11;第1可动构件13,其可移动地支承平台12;第2可动构件14,其可移动地支承第1可动构件13;以及第3可动构件15,其可移动地支承第2可动构件14。
平台12可在保持部11上保持有测定物S的状态下旋转。平台12可沿θY方向移动(旋转)。第1可动构件13可沿X轴方向移动。若第1可动构件13沿X轴方向移动,则平台12与第1可动构件13一并沿X轴方向移动。第2可动构件14可沿Y轴方向移动。若第2可动构件14沿Y轴方向移动,则第1可动构件13及平台12与第2可动构件14一并沿Y轴方向移动。第3可动构件15可沿Z轴方向移动。若第3可动构件15沿Z轴方向移动,则第2可动构件14、第1可动构件13、及平台12与第3可动构件15一并沿Z轴方向移动。
在本实施例中,驱动系统10包含如下构件:旋转驱动装置16,其在第1可动构件13上使平台12旋转;第1驱动装置17,其在第2可动构件14上使第1可动构件13沿X轴方向移动;第2驱动装置18,其使第2可动构件14沿Y轴方向移动;以及第3驱动装置19,其使第3可动构件15沿Z轴方向移动。
第2驱动装置18具备如下构件:螺杆轴20B,其配置于第2可动构件14所具有的螺帽;以及致动器20,其使螺杆轴20B旋转。螺杆轴20B是借由轴承21A、21B可旋转地支承。在本实施例中,螺杆轴20B是以该螺杆轴20B的轴线与Y轴实质上平行的方式由轴承21A、21B支承。在本实施例中,在第2可动构件14所具有的螺帽与螺杆轴20B之间配置有滚珠。即,第2驱动装置18包含所谓滚珠螺杆驱动机构。
第3驱动装置19具备如下构件:螺杆轴23B,其配置于第3可动构件15所具有的螺帽;以及致动器23,其使螺杆轴23B旋转。螺杆轴23B是借由轴承24A、24B可旋转地支承。在本实施例中,螺杆轴23B是以该螺杆轴23B的轴线与Z轴实质上成为平行的方式由轴承24A、24B支承。在本实施例中,在第3可动构件15所具有的螺帽与螺杆轴23B之间配置有滚珠。即,第3驱动装置19包含所谓滚珠螺杆驱动机构。
第3可动构件15具有在Y轴方向引导第2可动构件14的导引机构25。导引机构25包含在Y轴方向上较长的导引构件25A、25B。包含致动器20及支承螺杆轴20B的轴承21A、21B的第2驱动装置18的至少一部分是由第3可动构件15支承。致动器20使螺杆轴20B旋转,借此,第2可动构件14一面由导引机构25引导,一面沿Y轴方向移动。
在本实施例中,X线装置1具有基础构件26。基础构件26是由腔室构件6支承。在本实施例中,基础构件26是经由支承机构而支承于腔室构件6的内壁(内表面)。基础构件26的位置是在既定的位置固定。
基础构件26具有在Z轴方向引导第3可动构件15的导引机构27。导引机构27包含在Z轴方向上较长的导引构件27A、27B。包含致动器23及支承螺杆轴23B的轴承24A、24B的第3驱动装置19的至少一部分是由基础构件26支承。致动器23使螺杆轴23B旋转,借此,第3可动构件15一面由导引机构27引导一面沿Z轴方向移动。
再者,虽然图示省略,但在本实施例中,第2可动构件14具有在X轴方向引导第1可动构件13的导引机构。第1驱动装置17包含可使第1可动构件13沿X轴方向移动的滚珠螺杆机构。旋转驱动装置16包含可使平台12沿θY方向移动(旋转)的马达。
在本实施例中,由平台12保持的测定物S可借由驱动系统10而沿X轴、Y轴、Z轴、及θY方向的4个方向移动。再者,驱动系统10亦可使由平台12保持的测定物S沿X轴、Y轴、Z轴、θX、θY、及θZ方向的6个方向移动。又,在本实施例中,设为驱动系统10包含滚珠螺杆驱动机构,但例如亦可包含音圈马达。例如,驱动系统10可包含线性马达,亦可包含平面马达。
在本实施例中,载台9可在内部空间SP移动。载台9是配置于射出部8的+Z侧。载台9可在内部空间SP中的较射出部8更靠+Z侧的空间移动。载台9的至少一部可与射出部8相对向。载台9可将保持的测定物S配置于与射出部8相对向的位置上。载台9可将测定物S配置于自射出部8射出的X线XL所通过的路径上。载台9可配置于自射出部8射出的X线XL的照射范围内。
在本实施例中,X线装置1具备对载台9的位置进行测量的测量系统28。在本实施例中,测量系统28包含编码器系统。
测量系统28具有如下构件:旋转编码器29,其对平台12的旋转量(关于θY方向的位置)进行测量;线性编码器30,其对关于X轴方向的第1可动构件13的位置进行测量;线性编码器31,其对关于Y轴方向的第2可动构件14的位置进行测量;以及线性编码器32,其对关于Z轴方向的第3可动构件15的位置进行测量。
在本实施例中,旋转编码器29是对平台12的相对于第1可动构件13的旋转量进行测量。线性编码器30是对第1可动构件13的相对于第2可动构件14的位置(关于X轴方向的位置)进行测量。线性编码器31是对第2可动构件14的相对于第3可动构件15的位置(关于Y轴方向的位置)进行测量。线性编码器32是对第3可动构件15的相对于基础构件26的位置(关于Z轴方向的位置)进行测量。
旋转编码器29例如包含如下构件:标度构件29A,其配置于第1可动构件13;以及编码器头29B,其配置于平台12,对标度构件29A的刻度进行检测。标度构件29A固定于第1可动构件13。编码器头29B固定于平台12。编码器头29B可测量平台12的相对于标度构件29A(第1可动构件13)的旋转量。
线性编码器30例如包含如下构件:标度构件30A,其配置于第2可动构件14;编码器头30B,其配置于第1可动构件13,对标度构件30A的刻度进行检测。标度构件30A固定于第2可动构件14。编码器头30B固定于第1可动构件13。编码器头30B可测量第1可动构件13的相对于标度构件30A(第2可动构件14)的位置。
线性编码器31包含如下构件:标度构件31A,其配置于第3可动构件15;编码器头31B,其配置于第2可动构件14,对标度构件31A的刻度进行检测。标度构件31A固定于第3可动构件15。编码器头31B固定于第2可动构件14。编码器头31B可测量第2可动构件14的相对于标度构件31A(第3可动构件15)的位置。
线性编码器32包含如下构件:标度构件32A,其配置于基础构件26;编码器头32B,其配置于第3可动构件15,且对标度构件32A的刻度进行检测。标度构件32A固定于基础构件26。编码器头32B固定于第3可动构件15。编码器头32B可测量第3可动构件15的相对于标度构件32A(基础构件26)的位置。
检测器41及检测部42在内部空间SP中,配置于较X线源2及载台9更靠+Z侧。检测器41的位置是在既定的位置固定。再者,检测器41亦可移动。检测部42配置于较检测器41更靠-Z侧。在本实施例中,检测部42是可在X轴方向移动地配置。载台9可在内部空间SP中的X线源2与检测器41(或检测部42)之间的空间移动。
在本实施例中,检测器41具有如下构件:闪烁体部34,其具有包含透过测定物S的透过X线的来自X线源2的X线XL所入射的入射面33;受光部35,其接收于闪烁体部34产生的光。检测器41的入射面33可与由载台9保持的测定物S相对向。
闪烁体部34包含因接触到X线而产生与该X线不同的波长的光的闪烁物质。受光部35包含光电子倍增管。光电子倍增管包含借由光电效应而将光能量转换成电能量的光电管。受光部35使在闪烁体部34产生的光扩大,转换成电信号并输出。
检测器41具有多个闪烁体部34。闪烁体部34在XY平面内配置有多个。闪烁体部34配置成数组状。检测器41以连接于多个闪烁体部34的各个的方式具有多个受光部35。再者,检测器41亦可使入射的X线不转换成光而直接转换为电信号。
在本实施例中,检测部42是与检测器41一并配置于腔室6的内部空间SP。
图2A及图2B是表示检测器41及检测部42的配置的一个例子的图,且为自Y轴方向观察图1所示的X线装置1的图。其中,图2A是表示检测部42对透过测定物S的透过X线的光谱进行检测的情形时的X线源2、检测器41、及检测部42的配置例。图2B是表示检测器41对透过测定物S的透过X线进行检测的情形时的X线源2、检测器41、及检测部42的配置例。又,图3A及图3B是表示检测器41及检测部42的其他配置例的图,且表示自X轴方向照射X线而对透过X线的光谱进行检测的情形的配置例。其中,图3A是表示为了在X轴方向照射X线,而与Z轴上的X线源2分开地在X轴上配置X线源21的例子。图3B是表示为了在X轴方向照射X线,而使Z轴上的X线源2移动至X轴上的例子。
如图2A所示般,检测部42在内部空间SP中配置于较检测器41更靠-Z侧。又,如图2B所示般,检测部42可在X轴方向移动。在检测部42对透过测定物S的透过X线的光谱进行检测的情形时,如图2A所示般,检测部42配置于X线XL的通过路径上,且,配置于较检测器41更靠-Z侧的既定位置。又,在检测器41对透过测定物S的透过X线的强度进行检测的情形时,如图2B所示般,检测部42是自上述的图2A所示的既定位置向+X侧移动,自X线XL的通过路径离开。控制装置5是对检测部42的移动进行控制。
检测器41及检测部42的配置并不限定于图2A及图2B所示的例子。例如在图2A及图2B所示的例子中,可将检测器41的位置与检测部42的位置调换,检测器41可在X轴方向移动。又,例如亦可将检测器41的位置与检测部42的位置调换,检测部42可在X轴方向移动。
又,如图3A所示般,亦可将与X线源2不同的X线源21配置于测定物S的+X侧,且以与该X线源21相对方向的方式将检测部42配置于测定物S的-X侧。换言之,亦可沿X轴使与X线源2不同的X线源21和检测部42夹持测定物S而配置。在图3A所示的例子中,X线源21、测定物S、及检测部42的相对位置是与上述的图2A所示的X线源2、测定物S、及检测部42的相对位置相同。
又,例如图3B所示般,亦可将检测部42配置于测定物S的-X侧,X线源2可自测定物S的-Z侧移动至+X侧。在图3B所示的例子中,X线源2、测定物S、及检测部42的相对位置亦与上述图2A所示的X线源2、测定物S、及检测部42的相对位置相同。
再者,在本实施例中,X线装置1亦可具备用以调节内部空间SP的温度的机构。
控制装置5具备信息处理部100及记忆部101。记忆部101储存借由检测器41进行检测的数据、及借由检测部42进行检测的数据。在本实施例中,借由检测器41进行检测的数据是自多个方向对测定物S照射X线XL时所获得的数据,且为表示X线的吸收系数μ的数据(以下称为“X线吸收数据DX”)。
此处,X线的吸收系数μ是由以下的算式表示。
[数1]
μ=-ln(I/I0)/x
在上述算式中,I0表示自X线源2对测定物S照射的X线XL的强度,I表示透过测定物S的透过X线的强度,μ表示测定物S中的X线的吸收系数,x表示测定物S中的X线XL的通过路径的长度。
在本实施例中,以既定体积的单位分隔三维空间。借由在X方向、Y方向、及Z轴方向配置既定体积的单位,而以既定体积的单位表现三维空间。以下,在本实施例中,将既定体积的单位称为区划。亦可将多个三维空间的既定体积的单位称为体元(voxel)。对既定体积的单位的各者适用X线的吸收系数μ。借由对三维地配置的既定体积的单位适用X线吸收系数μ,而能够以吸收系数表现三维形状的测定物S。借由使三维空间内的既定体积的单位或既定体积的大小为固定,不仅能够以吸收系数μ表现,亦能够以I/I0表现。在本实施例中,X线吸收数据DX是为了在下述的信息处理部100中借由反投影法重建影像而使用。在本实施例中,设为X线吸收数据SX是表示吸收系数μ的数据,但并不限定于该例,只要可利用于影像的重建,则无论为何种形式的数据均可。再者,在本实施例中,X线装置1具有信息处理部100,但并不限定于此。例如,亦可为连接于多个X线装置1的信息处理部100。
在此情形时,在多个X线装置1的各个中无信息处理部100,而将来自多个X线装置1的信息传送至信息处理部100。
另一方面,借由检测部42进行检测的数据是自一方向对测定物S照射X线XL时借由检测部42所获得的数据,且为针对X线的每种能量表示X线的强度数据(以下称为“X线光谱数据DS”)。借由检测部42进行检测的X线的光谱数据DS是针对X线的每种波长表示透过测定物S的X线的强度的数据。又,借由使用对测定物S照射的X线的强度,可针对X线的每种波长将测定物S的以每种波长照射的X线的强度与透过测定物S的透过X线的强度的比率作为数据而表示。
信息处理部100是以如下的方式构成:根据测定物S中所含的第1物质与第2物质的比率,根据借由上述透过X线的检测所获得的第1检测信息生成与该第1检测信息不同的第2检测信息。又,在本实施例中,信息处理部100是根据上述的第1物质与第2物质的比率而自第1检测信息生成第2检测信息。关于其详细情况于下文中叙述。
在本实施例中,测定物S中所含的第1物质与第2物质的比率例如为测定物S中所含的第1物质与第2物质的体积比,但并不限定于此。例如亦可为测定物S中所含的第1物质与第2物质的重量比。第1检测信息及第2检测信息是与测定物的形状及测定物的内部的形状有关的信息,且第2检测信息为与第1检测信息不同的信息。第1检测信息例如为与根据X线吸收数据DX所算出的测定物S的形状及内部的形状有关的影像。例如,第1检测信息亦可为与根据X线吸收数据DX所算出的测定物S的形状及内部的形状有关的影像的至少一部分。例如,第1检测信息亦可为与放置于图1的平台12上的测定物S中的、Y方向的某个位置上的测定物S的形状及内部的形状有关的影像。又,例如,第1检测信息亦可为放置于图1的平台12上的测定物S中的、Y方向的某个位置上的XY平面中的、测定物S的内部的形状的仅一部分。即,在本实施例中,第1检测信息是借由对与包含测定物S的既定的空间对应的影像上的多个区划适用吸收系数而生成的信息,且包含用以表示测定物S的形状及测定物S的内部的形状的信息。第2检测信息例如为借由根据测定物S中所含的第1物质与第2物质的比率对第1检测信息进行图像处理而生成的、与测定物S的形状及测定物S的内部的形状有关的信息。第2检测信息亦可为表示测定物S的形状及测定物S的内部的形状的影像,亦可为用于表示该影像的数值信息。
图4是表示信息处理部100的构成的一个例子的图。
信息处理部100具备第1信息生成部110、比率获取部120、及第2信息生成部130。第1信息生成部110是以如下方式构成:根据相对于测定物S而X线的照射方向不同的多束透过X线的检测结果,生成将上述第1物质示为第1吸收系数、且将上述第2物质示为与第1吸收系数不同的第2吸收系数的信息作为第1检测信息D1。换言之,第1信息生成部110是以如下方式构成,即根据作为检测器41的检测结果的X线吸收数据DX,而生成与各物质有关的X线的吸收系数μ的分布作为第1检测信息D1。该X线的吸收系数μ的分布是与表示作为对应于吸收系数μ的值的信号强度的分布的测定物S的断层图像映射。在本实施例中,第1信息生成部110是使用反投影法根据X线吸收数据DX生成借由X线吸收系数μ的分布所表示的断层影像作为第1检测信息D1,但并不限定于此例。
再者,上述的所谓“相对于测定物S而X线的照射方向不同的多束透过X线”,是指一面使测定物S旋转一面自多个不同的方向对测定物照射X线的情形时所获得的与上述多个方向对应的多束透过X线。
比率获取部120是以如下的方式构成:根据作为检测部42的检测结果的X线光谱数据DS,算出测定物S中所含的第1物质与第2物质的比率RT。即,比率获取部120是根据所获得的作为X线光谱数据DS的与第1物质及第2物质有关的信息(例如确定物质的种类的信息),算出第1物质与第2物质比率RT。第2信息生成部130是以如下的方式构成:根据测定物S中所含的第1物质与第2物质的比率RT,由第1检测信息D1生成第2检测信息D2。X线光谱数据DS是利用第1物质与第2物质,亦可不限定各物质的种类。例如只要算出第1物质与第2物质的吸收系数μ的值便可。
图5A是表示比率获取部120的一个例子的图。
在本实施例中,比率获取部120具有上述第1物质及第2物质的、相应于X线能量进行照射的X线所透过的比率的参照数据RM。比率获取部120是借由将检测部42中的测定物S的检测结果与上述参照数据RM加以比较,而算出第1物质与第2物质的比率RT。在本实施例中,可使根据第1物质与第2物质的X线光谱数据DS和参照数据RM对应。又,可使用参照数据RM而算出X线光谱数据DS中所含的第1物质及第2物质的比率(比率)RT。如下所述,比率获取部120是以如下的方式构成:将自检测部42所获得的X线光谱数据DS的光谱与借由将参照数据DS所具备的第1物质的光谱及第2物质的光谱相加而合成的光谱加以比较,而确定第1物质与第2物质的比率RT。当然,亦可利用与上述加法不同的方法,而生成由第1物质的光谱与第2物质的光谱合成的光谱。
具体而言,比率获取部120具备参照数据记忆部121及比率确定部122。参照数据记忆部121是记忆与X线光谱数据DS对应的参照数据RM。比率获取部122是以如下的方式构成:根据参照数据记忆部121中所记忆的参照数据RM中的与关于第1物质及第2物质的信息一致或近似的参照数据RM,来确定第1物质与第2物质的比率RT。
图5B是表示参照数据记忆部121中所记忆的参照数据RM的一个例子。参照数据RM包含:关于多种物质的组合的信息、关于该多种物质的比率(体积比)的信息、以及推测可由透过该多种物质的透过X线而获得的与X线光谱数据DS对应的波形数据。参照数据RM例如关于物质A与物质B的组合,包含当物质A与物质B的体积比为4∶1的情形时所获得的X线光谱数据DS的波形数据RM1。在此情形时,可根据X线光谱数据DS的波形数据RM1而算出物质A与物质B的体积比为4∶1。参照数据RM是借由以任意的比率组合除物质A与物质B以外的多种物质而包含波形数据。又,对于任意的比率,不仅包含2种物质的组合,亦包含3种以上的组合。又,对于参照数据RM,不仅包含不同的物质的组合,亦包含单一种类的波形数据。参照资料RM亦可根据透过物质A与物质B的体积比为4∶1的物质的透过X线,而制成波形数据RM1。再者,参照资料RM无需如波形资料RM1般为波形的形状的数据,亦可仅为借由能量eV与X线强度的比率(I/I0)而对应的值。
图6是表示第2信息生成部130的一个例子的图。在本实施例中,第2信息生成部130具备分布生成部131及分布变更部132。分布生成部131是以如下的方式构成,即根据第1检测信息D1,生成表示与包含测定物S的既定的空间对应的适用于影像上的多个区划的吸收系数μ的信号强度的值的分布。所谓信号强度的值的分布是在纵轴获取区划的数量,在横轴获取信号强度的值的统计图表。借由使用该统计图表,可算出与既定的空间对应的多个区划中的吸收系数的频度(比率)。借此,可对包含测定物S的既定的空间中的适用于多个区划的吸收系数μ的分布进行评价。该分布的例子如图12B所示,关于其详细情况于下文中叙述。
分布变更部132可使表示作为第1检测信息D1所获得的形成X线的吸收系数的分布的吸收系数μ的信号强度变化。借此,可使与包含测定物S的既定的空间对应的适用于影像上的多个区划的吸收系数μ改变。根据作为上述的X线光谱数据DS所获得的与第1物质及第2物质有关的信息及第1物质与第2物质的比率RT,使表示吸收系数μ的信号强度变化。在本实施例中,形成上述的X线的吸收系数的分布的吸收系数包含与第1物质对应的第1吸收系数、及与第2物质对应的第2吸收系数。分布变更部132是根据上述的比率RT,而使表示第1吸收系数及第2吸收系数中的至少一个的信号强度变化。
其次,对本实施例的X线装置1的动作的一个例子进行说明。
图7是表示本实施例的X线装置1的动作的流程图。如图7所示般,X线装置1是执行如下操作:校正(步骤S10)、利用检测器41所进行的透过X线的检测(步骤S11)、利用检测部42所进行的透过X线的光谱的检测(步骤S12)、根据检测器41及检测部42的各检测结果获取与测定物S的内部有关的信息的处理(步骤S13~17、S20)。
对校正(步骤S10)进行说明。在本实施例中,对已知大小的物体照射X线。对在将已知大小的物体配置于既定的位置的情形时所获得的像的尺寸(理想的尺寸)与根据透过X线所获得的像的尺寸(实测的尺寸)加以比较。根据比较的结果,算出对X线源2的射出部8的位置变动进行修正的值,且使其反映于测定物S的测定中。再者,所谓根据透过X线所获得的像的尺寸是检测器41所获取的像的尺寸(大小),例如包含形成于入射面33的像的尺寸。
若内部空间SP的温度变化,则X线源2、测定物S、及检测部4之间的相对位置会因热变形等而变化,其结果,有根据透过X线所获得的像的尺寸变动的可能性。为了获得对此种像的尺寸的变动进行修正的修正值而执行校正。在本实施例中,校正并非为必须,亦可省略。
在校正中,控制装置5是如上述的图2B所示般,使检测部42移动至+X方向。借此,检测器41可对自X线源2射出的X线XL进行检测。
在校正中,在平台12上保持有与测定物S不同的基准构件(图示省略)。在本实施例中,基准构件例如为球体。基准构件的外形(尺寸)为已知。基准构件是热变形得以抑制的物体。基准构件是至少与测定物S相比而热变形得以抑制的物体。即便在内部空间SP中温度变化,基准构件的外形(尺寸)亦不会实质性地变化。再者,在本实施例中,基准构件的形状并不限定于球体。
控制装置5是一面借由测量系统28对载台9的位置进行测量,一面控制驱动系统10,对保持有基准构件的载台9的位置进行调整。控制装置5是以将基准构件配置于基准位置Pr的方式,对载台9的位置进行调整。
控制装置5是使X线自X线源2射出。自X线源2产生的X线XL是对基准构件进行照射。在既定温度Ta下,若对基准构件照射来自X线源2的X线XL,则对该基准构件照射的X线XL透过基准构件。透过基准构件的透过X线入射至检测器41的入射面33。检测器41对透过基准构件的透过X线进行检测。在既定温度Ta下,检测器41对根据透过基准构件的透过X线所获得的基准构件的像进行检测。在本实施例中,在既定温度Ta下所获得的基准构件的像的尺寸(大小)为尺寸Wa。
又,在内部空间SP为基准温度(理想温度、目标温度)Tr的情形时,可预先掌握如下的情况:根据对配置于基准位置Pr的基准构件R照射的X线XL而检测器41所获取的像的尺寸是成为基准尺寸Wr。根据在温度Ta下所获得的尺寸Wa与基准温度Tr下的基准尺寸Wr的关系,可对像的尺寸的因温度而发生的变动的量进行修正。在本实施例中,例如,对根据透过X线所获得的像的尺寸的因温度而发生的变动的量进行修正的修正值为Wr/Wa。
控制装置5是在用以获取与下述的测定物S的内部有关的信息的处理中,例如当在既定温度Ta下所获得的测定物S的像的尺寸为Ws的情形时,对其尺寸Ws乘以作为修正值的Wr/Wa。即,控制装置5执行运算Ws×(Wr/Wa)。借此,即便在内部空间SP的实际的温度为既定温度Ta的情形时,亦可算出基准温度Tr下的测定物S的像(像的尺寸)。
继上述的校正后,控制装置5执行透过测定物S的透过X线的检测(步骤S11)。图8用以说明透过X线的检测的一个例子的模式图。如图8所示般,在透过X线的检测中,在平台12上,代替上述的基准构件而保持有测定物S。控制装置5是对载台装置3进行控制,将测定物S配置于X线源2与检测器41之间。
控制装置5是一面借由测量系统28对载台9的位置进行测量,一面控制驱动系统10,对保持测定物S的载台9的位置进行调整。
控制装置5的使X线XL自X线源2产生。自X线源2产生的X线XL的至少一部分对测定物S进行照射。若对测定物S照射来自X线源2的X线XL,则对该测定物S照射的X线XL的至少一部分透过测定物S。透过测定物S的透过X线入射至检测器41的入射面33。检测器41对透过测定物S的透过X线进行检测。检测器41的检测结果输出至控制装置5。在本实施例中,检测器41的检测结果是上述的X线吸收数据DX。
在本实施例中,控制装置5是为了改变测定物S中的来自X线源2的X线XL的照射区域,而一面改变测定物S的位置,一面对该测定物S照射来自X线源2的X线XL。即,控制装置5是在多个测定物S的位置中的每一个位置,对测定物S照射来自X线源2的X线XL,借由检测器41对透过该测定物S的透过X线进行检测。
在本实施例中,控制装置5是使保持测定物S的平台12旋转,并改变测定物S的相对于X线源2的位置,借此,改变测定物S中的来自X线源2的X线XL的照射区域。
即,在本实施例中,控制装置5一面使保持有测定物S的平台12旋转,一面对该测定物S照射X线XL。在平台12的各位置(各旋转角度)通过测定物S的透过X线是由检测器41进行检测。
图9A及图9B是用以说明由透过旋转的平台12上的测定物S的透过X线所获得的X线吸收数据DX的图。图9A是表示在获得X线吸收数据DS时的测定物S、X线源2、及检测器41的相对位置关系的图。图9B是用以说明借由图9A所示的检测器41所获得的X线吸收数据DX的意义的图。
如上所述,在透过X线的检测中,使平台12上的测定物S旋转。换言之,如图9A所示般,X线源2及检测器41以测定物S为基准相对地在测定物S的周围移动。在图9A中,X线源2A、2B、2C及检测器41A、41B、41C是表示借由使平台12上的测定物S向逆时针方向旋转而使X线源2及检测部41沿测定物S的周围相对地向顺时针方向移动的情况。
如图9A所示般,借由使平台12上的测定物S旋转,而自多个方向对测定物S照射X线,且使检测器41自各照射方向对透过X线进行检测。继而,可获得与X线的各照射方向对应的X线吸收数据DX。
图9B所示的图案PDXA是在图9A中,当X线源2及检测器41位于X线源2A及检测器41A的位置时由被检测的之X线吸收数据DX所获得。该图案PDXA是表示X线源2及检测器41位于X线源2A及检测器41A的位置时的X线XL的通过路径上的吸收系数μ。图9B所示的图案PDXB、PDXC亦相同。因此,在本实施例中,X线吸收数据DX是表示测定物S的内部的X线的通过路径上的吸收系数μ。为了便于说明,图9A及图9B是表示自3个方向对测定物S照射X线的例子,但并不限定于此例。
控制装置5是将所获得的作为检测器41的检测结果的X线吸收数据DX储存于记忆部101中。在本实施例中,X线吸收数据DX是用作为用以生成作为测定物S的内部的信息的第1检测信息D1的数据。例如,X线吸收数据DX是在下述的信息处理部100中,用作为用于使用反投影法重建测定物S的断层影像的数据。
继上述的透过X线的检测后,控制装置5是执行透过X线的光谱的检测(步骤S12)。在本实施例中,控制装置5是如图2A所示般使检测部42移动至-X方向。即,控制装置5是使检测部42移动至作为X线XL的通过路径上的位置且较检测器41更靠-Z侧的既定位置。借此,检测部42可对透过测定物S的透过X线的光谱进行检测。
在本实施例中,在借由检测部42对透过X线的光谱进行检测的情形时,控制装置5是使保持测定物S的平台12的旋转停止。即,控制装置5是使X线XL的对测定物S的照射方向固定。但是,并不限定于此例,控制装置5亦可使保持测定物S的平台12旋转。此情形时,亦可自多个方向对测定物S照射X线,将与X线的照射方向对应的多个光谱累积。借由使该累积的多个光谱平均化,而可稳定地检测X线的光谱。
在本实施例中,控制装置5是在使平台12的旋转停止的状态下,自X线源2产生X线XL。自X线源2产生的X线XL的至少一部分是对测定物S进行照射。若自X线源2对测定物S照射X线XL,则对该测定物S照射的X线XL的至少一部分是透过测定物S。透过测定物S的透过X线入射至检测部42的入射面33S。检测部42是对针对X线的每种能量对透过测定物S的透过X线进行分析而获得的光谱进行检测。检测部42的检测结果输出至控制装置5。控制装置5将检测部42的检测结果储存于记忆部101中作为X线光谱数据DS。借由检测部42所检测的X线光谱数据DS的例是例如下述的图10C所示。
继上述的X线光谱的检测后,控制装置5是对测定物S中所含的物质是否单一进行判定(步骤S13)。在本实施例中,控制装置5是根据记忆部101中所储存的X线光谱数据DS,来判定测定物S中所含的物质的种类是否单一。再者,在预先判定过测定物S中所含的物质的种类是否单一的情形时,亦可省略。
图10A至图10C是用以说明用于判定测定物S中所含的物质的种类是否单一的原理的说明图,且为借由波形表现X线光谱数据DS。在图10A至图10C中,横轴是表示X线的能量(eV),纵轴是表示与X线的照射方向正交的平面的每单位面积照射至测定物S的X线的强度I0与透过测定物S的透过X线的强度I的比率(I/I0)。
图10A是模式性地表示预先准备的作为参照数据RD的物质A的X线光谱数据RDA、及与物质A不同种类的物质B的X线光谱数据RDB。图10A仅表示2种物质A及物质B的X线光谱数据RDA、RDB,但预先准备有存在包含于测定物S中的可能性的所有的物质的X线光谱数据作为参照数据RD。
图10B是模式性地表示借由检测部42所检测的测定物S的X线光谱数据RDX(实线)。X线光谱数据RDX的值受到测定物S的尺寸等的影响,但其波形的特征是针对每种物质为固有。因此,借由对图10B所示的X线光谱数据RDX的波形的特征是否与图9A所示的参照数据RD的波形的特征一致或近似进行验证,而可对测定物S中所含的物质在种类是否单一进行判定。此情形时,为了排除测定物S的尺寸等的影响,在不妨碍X线光谱数据RDX的波形的特征的限度内,对X线光谱数据RDX的波形的高度进行调整。
在图10B所示的例中,X线光谱数据RDXA(波线)是借由对X线光谱数据RDX的高度进行调整而获得。在本实施例中,X线光谱数据RDX的高度的调整是借由将考虑到测定物S的尺寸等的影响的适当的权重乘以X线光谱数据RDX而进行。图10B所示的X线光谱数据RDXA的波形的特征是与图10A所示的形成参照数据RD的X线光谱数据RDB的波形的特征近似。因此,可推测在图10B所示的可获得X线光谱数据RDX的测定物S中,含有与提供图10A所示的X线光谱数据RDB的物质B为同一种类的物质。
对此,即便对图10C所示的X线光谱数据RDY乘以任意的权重,亦无法自该X线光谱数据RDY获得与图10A所示的吸收量光谱RDA、RDB一致或近似的波形。因此,可推测出能够获得X线光谱数据RDY的测定物中所含的物质至少不仅仅为物质A及物质B中的任1种。又,即便对图10C所示的光谱数据RDY乘以任意的权重,只要不与图10A所示的包含吸收量光谱RDA、RDB的所有的参照数据RD的波形一致或近似,便可推测出图10C所示的可获得X线光谱数据RDY的测定物S并非单一的物质,而包含多种物质。根据以上,可对测定物S中所含的物质的种类是否单一进行判定。再者,在预先确定测定物S中所含的种类的情形时,亦可根据借由检测部42所检测的测定物S的X线光谱数据RDX,而算出确定的种类的各者的比率。
在本实施例中,控制装置5是自记忆部101读出借由上述的步骤S12所获得的X线光谱数据DS,根据上述原理,对测定物S中所含的物质的种类是否单一进行判定(步骤S13)。控制装置5是在判定测定物S中所含的物质的种类为单一的情形(步骤S13:YES),例如使用通常的方法,由记忆部101中所储存的X线吸收数据DX生成测定物S的内部信息(步骤S20)。在测定物S中所含的物质的种类单一的情形时,且在以吸收系数μ表现测定物S的内部的形状的情形时,吸收系数μ的值为一种。因此,在测定物S的内部,物质的既定空间中的X线的吸收为固定,故而得以抑制伴随X线的线质的变化的伪像的产生。借此,能够以吸收系数μ表现测定物S的形状及测定物S的内部的形状。在本实施例中,控制装置5是使用反投影法并根据X线吸收数据DX而重建测定物S的断层影像。
与此相对,在控制装置5判定测定物S中所含的物质的种类不单一的情形(步骤S13:NO)时,即,在判定测定物S中所含的物质的种类为多种的情形时,配置于控制装置5的信息处理部100是如以下所作说明般,实施用于抑制与测定物S的内部有关的信息的质量的降低的处理(步骤S14~S17)。
信息处理部100是自控制装置5的记忆部101读出借由上述的步骤S11所获得的X线吸收数据DX。在本实施例中,构成信息处理部100的第1信息生成部110是使用反投影法,根据上述的X线吸收数据DX重建测定物S的断层影像作为第1检测信息D1(步骤S14)。在本实施例中,第1信息生成部110是根据X线吸收数据DX,生成测定物S的内部的吸收系数μ的分布作为断层影像。借此,可大致地算出测定物S的内部构造。以下,为了便于说明,将对应于断层影像的吸收系数μ的分布与对应于该吸收系数的分布的影像上的信号强度的分布称为“空间分布”。
在本实施例中,第1信息生成部110是借由反投影法而生成第1检测信息D1,但并不限定于此例。作为测定物S的断层影像的再构成方法,除反投影法以外,例如可列举滤波修正反投影法、及逐次近似法。关于反投影法及滤波修正反投影法,例如在美国专利申请公开第2002/0154728号说明书中有所记载。又,关于逐次近似法,例如在美国专利申请公开第2010/0220908号说明书中有所记载。
继而,比率获取部120是根据上述的X线光谱数据DS,获取测定物S中所含的多种物质(第1物质与第2物质)的比率RT(步骤S15)。
图11是用以说明获取测定物S中所含的多种物质的比率RT的原理说明图。概略而言,在本实施例中,测定物S中所含的多种物质的比率RT是借由对由已知的多种物质的X线光谱数据的组合构成的参照数据RM与由测定物S所获得的X线光谱数据DS之间的一致或近似度进行评价而确定。在本实施例中,参照数据RM如下所述,借由将加权的已知的多种物质的各X线光谱数据合成而获得。在本实施例中,多种物质的比率RT是如下所述,借由提供与自测定物S所获得的X线光谱数据DS一致或近似的参照数据RM的多种物质的X线光谱数据的权重而确定。
对获取多种物质的比率RT的原理进行说明。图11所示的参照数据RD包含已知的物质A的X线光谱数据RDA、及已知的物质B的X线光谱数据RDB。已知的物质A的X线光谱数据RDA是借由利用检测部42对透过仅由物质A构成的规定的尺寸(规定的体积)的测定物的透过X线进行检测而预先准备。同样地,已知的物质B的光谱数据RDB是借由利用检测部42对透过仅由物质B构成的规定的尺寸(规定的体积)的测定物的透过X线进行检测而预先准备。为了获得X线光谱数据RDA而使用的由物质A构成的测定物与为了获得光谱数据RDB而使用的由物质B构成的测定物具有相同尺寸的形状。
在图11的例子中,为了便于说明,参照数据RD仅包含物质A的X线光谱数据RDA、及物质B的X线光谱数据RDB,但参照数据RD亦可包含存在包含于作为X线装置1的测定对象的测定物S中的可能性的全部种类的物质的X线光谱数据。
图11所示的参照数据RK是借由对上述的参照数据RD乘以任意的权重而获得。在图11所示的例中,形成参照数据RK的X线光谱数据RKA是借由对形成参照数据RD的X线光谱数据RDA乘以权重“4”而获得。该X线光谱数据RKA是相当于在使仅由可获得形成参照数据RD的X线光谱数据RDA的物质A构成的测定物的体积为3倍的情形时所获得的X线光谱数据。又,形成参照数据RK的X线光谱数据RKB是借由对形成参照数据RD的X线光谱数据RDB乘以权重“1”而获得。该X线光谱数据RKB是相当于在不改变仅由可获得形成参照数据RD的X线光谱数据RDB的物质B构成的测定物的体积的情形时所获得的X线光谱数据。
图11所示的形成参照数据RM的X线光谱数据RMC是借由将形成上述的参照数据RK的X线光谱数据RKA与X线光谱数据RKB相加而获得。上述情况是指该X线光谱数据RKC是相当于以相当于上述权重“4”与权重“1”的比率的体积比包含物质A与物质B的测定物的X线光谱数据。因此,只要由测定物S的透过X线所获得X线光谱数据DS与形成参照数据RM的X线光谱数据RKC一致或近似,则可推测出于测定物S中以4比1的体积比包含物质A与物质B。
只要改变相对于形成参照数据RD的X线光谱数据RDA、RDB的权重,且准备与任意的权重的组合对应的多个X线光谱数据作为参照数据RM,则可确定物质A与物质B的任意的比率(体积比)RT。又,不限于物质A与物质B的组合,只要以与组合对应的多个X线光谱数据作为参照数据RM来准备任意的多种物质,便可确定任意的多种物质的比率RT。在本实施例中,在参照数据记忆部121中,如上述图5B所示般,作为参照数据RM,与预先准备的X线光谱数据的波形数据(例如RM1)一并,以各物质的上述的权重为比率(例如4∶1)进行存储。
比率确定部122是依据上述原理,而对由测定物S所获得的X线光谱数据DS与储存于参照数据记忆部121中作为参照数据RM的X线光谱数据进行比较。继而,比率获取部122是确定所准备的作为参照数据RM的光谱数据中的与自测定物S所获取的X线光谱数据DS一致或最近似的X线光谱数据(以下称为“近似X线光谱数据”)。继而,比率确定部122是根据储存于参照数据记忆部121中的参照数据RM而获取近似X线光谱数据所示的物质的比率RT。借此,比率获取部122获取测定物S中所含的多种物质的比率RT(步骤S15)。
继而,构成第2信息生成部130的分布生成部131是根据由第1检测信息D1所示的吸收系数的分布,而生成表示影像上的各信号强度的频度的频度分布(步骤S16)。在本实施例中,该频度分布例如为柱状图,其横轴(变量)是所获得的作为第1检测信息D1的吸收系数的分布中的可获得各吸收系数的值,其纵轴是与由第1检测信息D1所示的吸收系数的分布对应的影像上的信号强度的分布中的各信号强度的频度。在本实施例中,设为上述的频度分布为柱状图,但并不限定于此。
图12A及图12B是表示利用分布生成部131的频度分布的生成方法的一个例子的图。图12A是模式性地表示与由第1检测信息D1所示的吸收系数μ的分布(断层影像)对应的影像上的信号强度的空间分布的例子。在图12A所示的例子中,物质A是由信号强度不同的3个区域RA1~RA3表示,又,物质B是由信号强度不同的3个区域RB1~RB3表示。图12B是表示分布生成部131根据图12A所示的信号强度的空间分布而生成的频度分布的一个例子。如图12A所示般,区域RA2是与区域RA1及区域RA3接触。即,在各自的边界,例如在区域RA1与区域RA2的边界,具有适用于区域RA1的信号强度的分割区划与具有适用于区域RA2的信号强度的分割区划接触。即,信号强度不同的分割区划彼此接触。又,对区域RA2分配的信号强度的大小是介于对应于区域RA1的信号强度的大小与对应于区域RA3的信号强度的大小之间。因此,自物质A的中心沿物质的外延部,对分割区划分配的信号强度经由边界部,伴随成为RA1、RA2、RA3而变化。
分布生成部131是借由对属于图12A所示的区域RA1、RA2、RA3、RB1、RB2、RB3的各区域信号强度的频度进行计数,而生成图12B所示的频度分布。例如,分布生成部131是对属于图12A的区域RA1的信号强度的频度进行计数,将该计数结果设为图12B所示的频度分布中的频度PA4。又,分布生成部131是对属于图12A的区域RA2、RA3的各区域的信号强度的频度进行计数,将该计数结果设为图12B所示的频度分布中的频度PA1、PA2。同样地,分布生成部131是对属于图12A的区域RB1、RB2、RB3的各区域的信号强度的频度进行计数,将该计数结果设为图12B所示的频度分布中的频度PB4、PB1、PB2。再者,为了说明简略,图12A所示的区域的数量与图12B所示的频度分布中的频度的数量不一致。
构成第2信息生成部130的分布变更部132是根据由X线光谱数据DS所获得的与测定物S中所含的物质有关的信息(吸收系数)、及借由上述的比率获取部120所获取的物质的比率RT,而变更借由分布生成部131所生成的上述信号强度的频度分布,借此,自第1检测信息D1生成第2检测信息D2(步骤S17)。
图13A及图13B是用以说明利用分布变更部132所进行的频度分布的变更的图。图13A是模式性地表示借由变更图12B所示的信号强度的频度分布而获得的变更后的信号强度的频度分布的一个例子。在图13的分布中,纵轴及横轴是与图12B相同。图13B是模式性地表示具有图13A所示的信号强度的频度分布的空间分布的一个例子。如以下所作说明般,分布变更部132是将上述的图12B所示的具有平稳的峰值PA、PB的频度分布变更为图13A所示的具有急峻的峰值QA、QB的频度分布。再者,在本实施例中,使信号强度不同的3个区域的信号强度相等,但相等的区域可为2个区域,亦可为4个区域。再者,较理想为使以相互接触的方式配置的由相互不同的信号强度表示的区域相等。因此,在由相互不同的信号强度所表示的区域的至少一部分所接触的区域中,以使相互的信号强度相等的方式制成第2检测信息D2。再者,在使信号强度不同的3个区域的信号强度相等的情形时,可设为3个信号强度中的任一个信号强度,亦可改变为与信号强度不同的3个信号强度不同的信号强度。
为了便于说明,将自第1检测信息D1或第2检测信息D2所获得的影像的空间定义为划分成格子状的多个区划。在本实施例中,一个区划例如与影像上的一个像素对应,但并不限定于此。在本实施例中,分布变更部132是如图13A所示般,以所获得的作为第2检测信息D2的适用于影像上的多个区划的吸收系数的值的种类变少的方式,改变所获得的作为分别对应于物质A及物质B的第1检测信息的第1吸收系数及第2吸收系数中的至少一者的值。在本实施例中,分布变更部132是使所获得的作为第2检测信息D2的适用于影像上的多个区划的吸收系数的值的种类与所获得的作为第1检测信息D1的适用于影像上的多个区划的吸收系数的值的种类相比减少。
此处,所谓吸收系数的值的种类,是指在图12B或图13A所示的频度分布中,存在频度的横轴上的吸收系数的值的不同。例如,在图12B中,由频度PA2、PA3所表示的横轴的吸收系数的值的种类为与该等频度PA2、PA3对应的2种,总计存在与频度的个数对应的20种吸收计数的值。另一方面,在图13A所示的频度分布中,横轴的吸收系数的值的种类减少至12种。如此,分布变更部132是以在图13A所示的变更后的频度分布中适用于影像上的多个区划的吸收系数的值的种类减少的方式,变更图12B所示的频度分布。分布变更部132是如下所述,在变更频度分布的过程中,将频度分布中的多个频度整合为较该多个频度的个数更少的个数的频度。
又,在本实施例中,分布变更部132是根据由透过X线所获得的作为X线光谱数据DS的与第1物质及第2物质有关的信息(吸收系数)、及第1物质与第2物质的比率,而将由第1检测信息D1所获得的与物质A及物质B对应的第1吸收系数及上述第2吸收系数中的至少一个改变为第3吸收系数。换言之,分布变更部132是根据自上述的X线光谱数据DS所获得的第1物质与第2物质的比率RT,而对由第1检测信息D1所获得的分别与物质A及物质B对应的第1吸收系数及第2吸收系数中的至少一个进行变更。
其次,参阅图14A至图14C,对将上述的图12B所示的频度分布变更为图13A所示的频度分布的方法进行说明。
在本实施例中,根据由X线光谱数据DS所获得的与测定物S中所含的物质的种类有关的信息(即吸收系数)来确定变更后的频度分布的中心(频度分布的横轴上的位置)。又,根据测定物S中所含的物质的比率RT而确定以上述中心为起点的频度分布的范围。进而,将在上述变更前的分布中包含于上述范围内的频度整合到位于上述中心的频度,借此变更频度分布。
在本实施例中,用以确定变更后的频度分布的中心的信息与关于比率RT的信息是由在上述比率获取部120获取比率RT的过程中所参照的图5B所示的参照数据RM而获得。即,根据图5B所示的参照数据RM,确定提供比率RT的物质A及物质B的种类。只要确定各物质的种类,则可确定该物质的吸收系数。因此,借由获取该物质A及物质B的比率RT而确定测定物S中所含的各物质的吸收系数,根据该吸收系数,来确定图13A所示的变更后的频度分布中的与物质A及物质B对应的各分布的中心。
分布变更部132是如图14A所示般,根据由X线光谱数据DS所获得的与物质的种类有关的信息(即吸收系数),而确定变更后的频度分布中的与各物质对应的分布的中心CA、CB。即,分布变更部132如上所述,在比率获取部120获取比率RT时将与所确定的各物质的种类对应的吸收系数的值设定为频度分布的中心CA、CB。
继而,分布变更部132是根据借由比率获取部120所获取的测定物S中所含的物质的比率RT,而确定以中心CA、CB为起点的变更前的分布的范围。详细而言,分布变更部132是如图14A所示般,最初,设定仅包含位于中心CA、CB的频度的范围H1,算出与属于该范围中的各物质对应的频度的比率。在该例中,算出针对中心CA所设定的范围H1中所含的1个频度(斜线)与针对中心CB所设定的范围H1中所包含的1个频度(斜线)的比。而且,分布变更部132是对该频度的比是否与比率获取部120所获取的比率RT一致或近似进行判定。
在上述的频度的比不与比率RT一致或近似的情形时,分布变更部132是如图14B所示般,使范围H1仅增加固定值而扩大至范围H2,算出属于该范围H2的频度的比率。在该例中,算出针对中心CA所设定的范围H2中所含的3个频度(斜线)与针对中心CB所设定的范围H2中所含的3个频度(斜线)的比。继而,分布变更部132是对该频度的比是否与比率RT一致或近似进行判定。
如此,分布变更部132是以中心CA、CB为起点慢慢扩大范围直至频度的比与比率RT一致或近似。而且,如图14C所示般,只要在将范围H2扩大至范围H3时,属于该范围H3的频度的比率与比率RT一致或近似,则将该范围H3确定作为与测定物S中所含的物质的比率RT对应的范围。
继而,分布变更部132是将属于上述的既定的范围H3的多个频度整合成较上述多个频度的个数更少的个数的频度。在本实施例中,将在变更前的频度分布中包含于范围H3中的频度PA2、PA3、PA4、PA5整合为位于变更后的分布的中心CA的频度PA1。同样地,将在变更前的频度分布中包含于范围H3中的频度PB2、PB3、PB4、PB5整合为位于变更后的分布的中心CB的频度PB1。该结果,如上述的图13A所示般,可获得具有急峻的峰值QA、QB的频度分布。换言之,分布变更部132是将上述的图12B所示的具有半值宽度相对较大的峰值PA、PB的频度分布变更为图13A所示的与峰值PA、PB相比具有半值宽度较小的峰值QA,QB的频度分布。又,如图12B所示般,对于峰值PA,在吸收系数μ的值中既定范围内具有频度最高的PA1。有较PA1频度更低的PA2、PA4。因此,在图12B中,频度的分布具有峰值。再者,在图13A中,变更为半值宽度较小的频度分布,但例如对于众数,使以吸收系数μ的值的大小计分割区划的数量成为30%之处的宽度减小,作为结果,对于众数,亦可使分割区划的数量为50%之处的值变小。当然,对于众数,分割区划的数量亦可为90%、80%、70%、60%、40%、30%、20%、10%,当然,亦可为除此以外的数的%的部分。再者,如图12B所示般,对于2个范围H,分别具有众数。又,如图12B所示般,对于2个范围H,各自的众数的值不同。再者,多个范围H所具有的众数的值亦可相等。又,在图12B中,具有2个众数,对于各个众数具有范围H,但众数的数量并不限定于2个。例如,众数的数量亦可为3、4、5及其以上。
此处,在本实施例中,分布变更部132是以可获得图13A所示的频度分布的方式对第1检测信息D1进行修正,借此生成第2检测信息D2。即,分布变更部132的在生成图13A的频度分布的过程中将与整合为中心CA、CB的频度的各频度对应的像素的信号强度变更为与中心CA、CB的频度对应的像素的信号强度。换言之,分布变更部132是以使频度分布的既定的范围中的不同的值为1个值的方式,变更频度分布。即,以使邻接的分割区划中的一方的值与另一方的值成为相同的方式变更频度分布。借此,自第1检测信息D1生成第2检测信息D2。
相应于图13A所示的具有急峻的峰值QA、QB的频度分布,借由第2检测信息D2所获得的影像G4变明确。2种物质A及物质B的各阶调均匀化,借此可容易地识别各物质。
如以上所作说明般,根据本实施例,将第1检测信息D1变更为表示具有急峻的频度分布的影像的第2检测信息D2,故而可根据该第2检测信息D2,明确地识别测定物S的内部的物质。因此,即便在测定物S中包含多种物质的情形时,亦可抑制伴随伪像的影响的测定不良。又,根据本实施例,可明确地识别测定物S的内部的物质,故而可将本实施例的X线装置1用于测定物S的内部的形状的测定。
再者,在上述实施例中,借由检测部42而确定测定物S中所含的多种物质的种类,但确定的方法并不限定于此。例如自X线源2对测定物S照射线质不同的2种X线。为了使线质不同,而使配置于X线源2与测定物S之间的滤波器的X线的透过率不同。借此,自X线源2照射的X线中的由滤波器分离的波长不同。此情形时,借由比较线质不同的2种X线中的透过的X线的强度,而无需使用针对每种波长的X线的透过强度,便可确定测定物S中所含的多个物质的种类。即,自X线源2产生的X线的波长亦可不连续地变化。当然,例如亦可使自X线源2产生的X线的波长连续地变化。例如,自X线源2对测定物S照射既定范围的波长的X线。亦能够以依序使既定范围的波长不同的方式来确定测定物S中所含的多个物质的种类。
又,在上述实施例中,检测部42与检测器41为不同的构件,但亦可为相同的构件。例如,在检测器41中,亦可生成X线光谱数据DS。例如,在检测器41的闪烁体部34中,根据入射的X线的波长,可转换为不同波长的光。借由算出自X线转换而成的光的光谱,而推测出入射的X线的波长,生成X线光谱数据DS。
进而,在借由检测部42对测定物S的仅一部分的透过X线进行检测的情形时,例如,亦可沿图1的Y轴方向,改变对测定物S照射的位置,借由检测部42对透过测定物S的X线进行多次检测。在此情形时,亦可借由多次中的各次的测定物S的透过X线,根据检测部42的结果,确定测定物S中所含的多个物质的种类作为测定物S的透过X线的结果。
再者,在本实施例中,在同一装置内算出测定物S的X线光谱数据RDX及X线吸收数据DX,但亦可借由不同的装置求出各者。
<第2实施例>
其次,对第2实施例进行说明。
图15是表示第2实施例的信息处理装置100A的一个例子。本实施例的X线装置是在上述第1实施例的X线装置1的构成中,代替信息处理部100,而具备图15所示的信息处理部100A。信息处理部100A是代替上述第1实施例是信息处理装置100所具备是比率获取部120,而具备由第1检测信息D1获取物质的比率的比率获取部120A。在本实施例中,比率获取部120A是自借由第1检测信息D1所表示的信号强度的分布而获取测定物S中所含的物质的比率。其他构成亦与上述的第1实施例相同。
关于利用比率获取部120A的比率的获取方法,参阅图16进行说明。图16是表示与上述第1实施例的图12B对应的频度分布。比率获取部120A是确定图16所示的频度分布的波谷的位置来作为属于2种物质A及物质B的频度的边界值V。继而,比率获取部120A是算出属于由该边界值V所划分的范围HA及范围HB的频度的比率,使用该比率作为测定物S中所含的物质的比率RT。在图16的例子中,频度PA1~PA9属于范围HA,频度PB1~PB11属于范围HB。在本实施例中,比率获取部120A是获取频度PA1~PA9的累加值与频度PB1~PB11的累加值的比来作为物质A与物质B的比率RT。
图16所示的频度分布是与上述的第1实施例中的图12B所示的频度分布相同。因此,为了生成图16所示的柱状图,第2实施例的比率获取部120A亦可利用第1实施例的第2信息生成部130生成图12B所示的频度分布的功能。相反,为了生成图12B所示的频度分布,第1实施例的第2信息生成部130亦可利用第2实施例的比率获取部120A生成图16所示的频度分布的功能。关于其他,与上述第1实施例相同。
根据第2实施例,与第1实施例相比,可相对简单地获取多种物质的比率RT。因此,可减轻用以根据第1检测信息生成第2检测信息的处理。
<第3实施例>
其次,对第3实施例进行说明。
在第3实施例中,将自上述第1及第2实施例所获得的第2检测信息D2修正为反映测定物S的内部状态的影像。
图17是表示第3实施例的信息处理装置100B的一个例子。本实施例的X线装置是在上述第1实施例的X线装置1的构成中,代替信息处理部100而具备图17所示的信息处理部100B。信息处理部100B是在上述第1实施例的信息处理装置100的构成中,进而具备第3信息生成部140。其他构成与上述第1实施例相同。再者,第3实施例的构成可适用于第2实施例。
图18是表示第3实施例的具备信息处理部100B的X线装置的动作的流程图。在图18中,步骤S10~S17、S20是与上述图7所示的第1实施例的X线装置1的动作相同。在第3实施例中,追加借由第3信息生成部140所实施的步骤S18。
第3实施例的第3信息生成部140是以使利用逐次近似法的运算结果与实际的检测结果一致的方式,以第2检测信息为初始值生成第3检测信息D3。借此,在第3检测信息中反映出测定物S的实际的内部状态。因此,与第1实施例相比,可更详细地掌握测定物S内部的状态。
<第4实施例>
其次,引用上述第3实施例的图17及图18对第4实施例进行说明。在第4实施例中,图17所示的第3信息生成部140代替逐次近似法,而使用反投影法根据第2检测信息D2生成第3检测信息D3。其他构成与第3实施例相同。
第4实施例的第3信息生成部140是根据利用比率获取部120所获取的多种物质的比率RT来确定测定物S中所含的物质的配置。而且,第3信息生成部140是使第2检测信息D2反映与已确定的物质的配置有关的信息,继而,第3信息生成部140是借由对反映物质的配置的第2检测信息D2适用反投影法而生成第3检测信息D3。在本实施例中,所谓使第2检测信息D2反映物质的配置,是指使第2检测信息D2反映自X线光谱数据DS所获得的测定物S中所含的物质的吸收系数。
图19是用以说明使第2检测信息D2反映物质的配置的方法的说明图。图19所示的图案J1是对第2检测信息D2进行正投影所获得的图案,且为使第2检测信息D2反映物质的配置之前的图案。该图案J1是利用第3信息生成部140进行反投影前是图案,就该方面而言,与作为利用第1信息生成部110进行反投影前的图案的图9B所示的图案PDXC对应。
图19所示的图案J2是在上述图案J1中反映出物质的配置的图案。在图案J2中,在一部分区域F中反映出与物质的配置对应的吸收系数。第3信息生成部140是使用图案J2进行反投影,借此,生成反映出物质的配置的第2检测信息D2。
在第4实施例中,第3信息生成部140是使图案J1反映与物质的配置对应的吸收系数作为与物质的配置有关的信息。反映于图案J1中的物质的吸收系数是根据在上述比率获取部120确定比率RT的过程中所参照的图5B所示的参照数据RM而确定。即,根据图5B所示的参照数据RM,在确定比率RT的过程中,确定提供比率RT的物质A及物质B的种类。只要确定各物质的种类,便可确定该物质的吸收系数。
在使图案J1反映物质的吸收系数的情形时,需要确定图案J1上的位置。该位置可由上述第1检测信息D1所示的断层影像、及借由比率获取部120所获得的比率RT来确定。即,可借由将第1检测信息D1所表示的断层影像所示的各物质的影像的大小与物质的比率RT进行对比,而掌握提供比率RT的各物质的吸收系数与断层影像所示的物质的位置之间的关系。第3信息生成部140是根据上述关系,而确定反映物质的吸收系数的图19所示的图案J1上的位置。借此,可获得图19所示的图案J2。在图19所示的例子中,在像素F的信息中反映出吸收系数,其他像素的信息保持原先的状态。
根据本实施例,使第2检测信息D2反映出自X线光谱数据DS所获得的各物质的吸收系数,故而在第3检测信息D3中,可更良好地反映测定物S的内部状态。因此,与第1实施例相比,可详细地掌握测定物S内部的状态。又,在第4实施例中,借由反投影法生成第3检测信息D3,故而与使用逐次近似法的第3实施例相比,可减轻用以生成第3检测信息D3的图像处理的负担。
<第5实施例>
其次,对第5实施例进行说明。
在以下的说明中,对于与上述的实施例相同或相等的构成部分附上相同的符号,简略或省略其说明。
在第5实施例中,对具备上述X线装置1的构造物制造系统进行说明。
图20是构造物制造系统200的方框图。构造物制造系统200具备包含上述的X线装置1的形状测定装置270、设计装置210、成形装置220、控制装置(检查装置)230、及修复装置240。在本实施例中,构造物制造系统200是制成汽车的门部分、引擎零件、齿轮零件、及具备电路基板的电子零件等成形品。
设计装置210是制成与构造物的形状有关的设计信息,并将制成的设计信息传送至成形装置220。又,设计装置210是使控制装置230的下述的坐标记忆部231记忆制成的设计信息。此处,所谓设计信息是指表示构造物的各位置的坐标的信息。成形装置220是根据自设计装置210输入的设计信息而制作上述构造物。成形装置220的成形步骤包含铸造、锻造、及切削中的至少一个。
X线装置1是将表示测定的坐标的信息向控制装置230传送。控制装置230具备坐标记忆部231及检查部232。在坐标记忆部231中,借由设计装置210而记忆有设计信息。检查部232是自坐标记忆部231读出设计信息。检查部232是根据自X线装置1接收的表示坐标的信息,而制成表示所制成的构造物的信息(形状信息)。检查部232是将自形状测定装置270接收的表示坐标的信息(形状信息)与自坐标记忆部231读出的设计信息进行比较。检查部232根据比较结果,来判定是否按照设计信息成形构造物。换言之,检查部232是对制成的构造物是否为良品进行判定。检查部232在未按照设计信息成形构造物的情形时,判定是否可修复。在可修复的情形时,检查部232根据比较结果,而算出不良部位与修复量,且对修复装置240传送表示不良部位的信息与表示修复量的信息。
修复装置240是根据自控制装置230接收的表示不良部位的信息与表示修复量的信息,而对构造物的不良部位进行加工。
图20是表示利用构造物制造系统200所进行处理的流程图。首先,设计装置210制作与构造物的形状有关的设计信息(步骤S101)。其次,成形装置220根据设计信息制作上述构造物(步骤S102)。其次,X线装置1测定与构造物的形状有关的坐标(步骤S103))。其次,控制装置230的检查部232借由将由X线装置1制成的构造物的形状信息与上述设计信息进行比较,而检查是否按照设计信息制成构造物(步骤S104)。
其次,控制装置230的检查部232对制成的构造物是否为良品进行判定(步骤S105)。在所制成的构造物为良品的情形(步骤S106:YES)时,构造物制造系统200结束该处理。另一方面,在制成的构造物为次品的情形(步骤S106:NO)时,控制装置230的检查部232对制成的构造物是否可修复进行判定(步骤S107)。
在所制成的构造物可修复的情形(步骤S107:YES)时,修复装置240实施构造物的再加工(步骤S108),且返回至步骤S103处理。另一方面,在所制成的构造物无法修复的情形(步骤S107:YES)时,构造物制造系统200结束该处理。以上,结束本流程图的处理。
根据以上,上述的实施例中的X线装置1可正确地测定构造物的坐标,故而构造物制造系统200可对所制成的构造物是否为良品进行判定。又,构造物制造系统200可在构造物为次品的情形时,实施构造物的再加工并进行修复。
以上,参阅图式对本发明的实施例进行详细叙述,但具体的构成并不限定于该实施例,亦可在不脱离本发明要旨的范围内加以适当变更。再者,上述各实施例的要件可适当组合。又,亦有不使用一部分的构成要素的情形。又,在法律容许的范围内,援用于上述的各实施例中引用的所有公开公报及美国专利的揭示来作为本文的记载的一部分。
亦可将用以实现本发明中的X线装置的功能的程序记录于计算机可读取的记录媒体中,使计算机系统读出记录于该记录媒体中的程序并执行,借此,进行X线装置的处理。再者,此处所言的所谓“计算机系统”是设为包含OS或周边机器等硬件。又,“计算机系统”是设为亦包含具备主页提供环境(或者显示环境)的WWW(World Wide Web,全球信息网)系统。又,所谓“计算机可读取的记录媒体”系指软盘、磁光盘、ROM、CD-ROM等可携式媒体、及内置于计算机系统中的硬盘等记忆装置。进而所谓“计算机可读取的记录媒体”是设为亦包含如经由因特网等网络或电话线路等通信线路而传送程序的情形时的成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性内存(RAM)般保持固定时间程序。
又,上述程序亦可自将该程序储存于记忆装置等中的计算机系统,经由传输媒体或者借由传输媒体中的传输波而传输至其他计算机系统。此处,对程序进行传输的“传输媒体”是指如因特网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)般具有传输信息功能的媒体。又,上述程序亦可为用于实现上述功能的一部分。进而,亦可为能够利用与已记录于计算机系统中的程序的组合而实现上述功能,即所谓差分档案(差分程序)。
在上述实施例中,检测部40是对与X线的照射方向正交的平面的每单位面积照射至测定物S的X线的强度I0、及透过测定物S的透过X线的强度I进行检测,但本发明未必限定于此种构成。例如亦能够以检测部40仅对透过测定物S的透过X线的强度I进行检测的方式构成。例如,在可预先假定照射至测定物S的X线强度为固定的情形时,仅对透过测定物S的透过X线的强度I进行检测,借此可获得与上述说明的X线光谱数据实质上相同的数据。
在上述实施例中,在预先已知测定物S中所含的第1物质与第2物质的比率RT的情形时,亦可省略如下步骤,即比率获取部120根据由检测部42所获得的X线光谱资料DS而算出比率RT。此情形时,比率获取部120亦可获取如CAD数据般的设计信息,由此算出比率RT。或者,亦可接收测定者所输入的比率信息,据此算出比率RT。即,比率获取部120亦可根据如由检测部42所获得的X线光谱数据DS、CAD数据般的设计信息、测定者所输入的比率信息中的至少1者,或者上述任意组合而算出比率RT。在组合多个信息的情形时,当各信息存在差异的情形时,亦可使用上述的平均值。此时,亦可采用根据各信息的似然率(误差)而附加权重的平均值。又,亦可个别地使用多个信息,而算出与各自对应的比率RT并制成第2信息。
再者,并非必须获取与测定物整体有关的比率信息,亦可视需要仅抽取与测定物的一部分对应的比率信息,且将其用作为比率信息。例如,在比率获取部120根据如CAD数据般的设计信息获取比率信息的情形时,亦可获取所获得的作为第1信息的断层画面中的物质的比率信息。在此情形时,首先,亦可确定所获得的作为第1信息的断层画面是否为测定物S的某个位置上的断层画面,获取与断层画面对应的位置(或者包含与断层画面对应位置的附近区域)中的物质的比率信息。即便在根据由检测部42所获得的X线光谱数据DS而算出比率RT的情形时,亦可同样地视需要仅抽取与测定物的一部分对应的比率信息,将其用作为比率信息。
再者,在上述实施例中,对于2维影像而非为3维影像,亦可根据比率信息将第1检测信息D1变更为第2检测信息D2。即便在此情形时,比率获取部120亦可如上所述使用如CAD数据般的设计信息而获取比率信息。在此情形时,亦可抽取投影至2维影像上的测定物的与对应于投射影像的部分有关的比率信息,并将其用作为比率信息。
再者,在上述实施例中,获取第1信息的场所、生成第2信息的场所、获取比率信息的场所、及生成频度分布的场所亦可未必为相同的场所,上述的至少一者亦可为不同的场所。例如,生成第2信息的场所亦可为与该X线装置独立地设置的信息处理装置,而非预先连接于获取第1信息的X线装置的信息处理装置。例如,亦可为连接于获取比率信息的检测部42的信息处理装置。又,亦可将在各个不同场所获取的信息经由例如因特网、内部网络(intranet)等线路而集中至与X线装置独立地设置的外部的信息处理装置中,根据该信息而在外部信息处理装置中生成第2信息。
对于如检测部42般的光谱计,亦可连续地对测定物S照射波长不同的X线,对透过测定物S的X线的强度进行测量。或者,亦可离散地对测定物S照射波长不同的X线,对透过测定物S的X线的强度进行测量。此处,亦可仅获取单一的波长的X线的强度,或者,亦可统一地获取既定范围的波长区域的X线的强度。
Claims (21)
1.一种X线装置,其是对测定物照射X线而检测透过该测定物的透过X线,其特征在于具备:
第1信息生成部,其使用对该透过X线进行检测的结果而生成第1信息,该第1信息是对将包含该测定物的至少一部分的既定空间分割成多个部分而成的分割区划分配有对应于吸收系数的值;
频度生成部,其生成表示与该第1信息的分配的值的大小对应的分割区划的数量的、该分配的值的频度信息;
比率获取部,其获取表示构成该测定物的第1、第2物质的比率的比率信息;以及
第2信息生成部,其使用该频度信息及该比率信息,将该第1信息变更为第2信息。
2.如权利要求1所述的X线装置,其特征在于,该第2信息生成部是生成使该第1信息的分配于分割区划的值变更而成的第2信息。
3.如权利要求2所述的X线装置,其特征在于,该第2信息生成部生成第2信息;
该第2信息是对该第1信息中邻接的分割区划的值不同的部分,使该不同的部分中的一方的值成为另一方的值而使该邻接的分割区划的值相等。
4.如权利要求2所述的X线装置,其特征在于,该第2信息生成部生成第2信息;
该第2信息是该第1信息的该分割区划的数量的分布具有众数,使相对于该第1信息的该众数的半值宽度减小而得。
5.如权利要求4所述的X线装置,其特征在于,该第2信息生成部生成第2信息;
该第2信息是在以该第1信息的分配于该众数的分割区划的值为中心的既定范围内,包含与该第1物质的吸收系数对应的值,且使包含于该既定范围内的值变更为与该第1物质的吸收系数对应的值。
6.如权利要求5项所述的X线装置,其特征在于,该第2信息生成部生成第2信息;
该第2信息是抽取配置于在该第1信息中分配有与该第1物质的吸收系数对应的值的分割区划的周围的分割区划,并将该抽取的分割区划的值变更为对应于该第1物质的吸收系数的值。
7.如权利要求4至6中任一项所述的X线装置,其特征在于,该第1信息的该分割区划的数量的分布具有多个既定范围,且在该多个既定范围的各者具有众数。
8.如权利要求1至7中任一项所述的X线装置,其特征在于,该第1信息生成部是使用相对于该测定物的X线的入射方向分别不同的多束透过X线的结果而生成该第1信息。
9.如权利要求1至8中任一项所述的X线装置,其特征在于其进一步具备:
检测部,其是根据X线的波长而检测透过该测定物的X线强度;
该比率获取部是使用该检测部的信号而生成该测定物的比率信息。
10.如权利要求9所述的X线装置,其特征在于,该检测部是根据X线的波长而检测照射至该测定物的X线强度与透过该测定物的X线强度的比。
11.如权利要求9或10所述的X线装置,其特征在于,其是使用如下而生成该测定物的比率信息,即:
记忆部,其记忆以该检测部检测该第1、第2物质的各者的情形时的表示该检测部的信号的参照数据;以及
该参照数据、及以该检测部检测该测定物的情形时的该检测部的信号。
12.如权利要求1至8中任一项所述的X线装置,其特征在于,该比率获取部是自该测定物的设计信息获取该比率信息。
13.如权利要求1至12中任一项所述的X线装置,其特征在于,该比率获取部是获取表示该测定物中的该第1、第2物质的体积比率的比率信息。
14.如权利要求1至13中任一项所述的X线装置,其特征在于其进一步具备:第3信息生成部,其是以该第2信息为初始值并借由逐次近似法而生成第3信息。
15.如权利要求1至13中任一项所述的X线装置,其特征在于其进一步具备:第3信息生成部,其是以该第2信息为初始值并借由反投影而生成第3信息。
16.一种方法,其是对测定物照射X线而获取与该测定物的构造物有关的信息,其特征在于包含:
对测定物照射X线而检测透过该测定物的透过X线;
使用对该透过X线进行检测的结果而生成第1信息,该第1信息是对将包含该测定物的至少一部分的既定空间分割为多个部分而成的分割区划分配有对应于吸收系数的值;
生成表示与该第1信息的分配的值的大小对应的分割区划的数量的、该分配的值的频度信息;
获取表示构成该测定物的第1、第2物质的比率的比率信息;以及
使用该频度信息与该比率信息而将该第1信息变更为第2信息。
17.一种构造物的制造方法,其特征在于具有:
设计步骤,制作与构造物的形状有关的设计信息;
成形步骤,根据该设计信息而制成该构造物;
使用权利要求1至15中任一项所述的X线装置或权利要求16的方法中的任意一个对所制作的该构造物的形状进行测量的步骤;以及
检查步骤,将在该测定步骤中所获得的形状信息与该设计信息进行比较。
18.如权利要求17所述的构造物的制造方法,其特征在于具有:修复步骤,根据该检查步骤的比较结果而执行,且实施该构造物的再加工。
19.如权利要求18项所述的构造物的制造方法,其特征在于,该修复步骤是重新执行该成形步骤的步骤。
20.一种程序,其特征在于是使连接于X线装置的计算机执行该X线装置的控制,对该X线装置进行控制而使其执行如下处理:
对测定物照射X线而检测透过该测定物的透过X线;
使用对该透过X线进行检测的结果而生成第1信息,该第1信息是对将包含该测定物的至少一部分的既定空间分割为多个部分而成的分割区划分配有对应于吸收系数的值;
生成表示与该第1信息的分配的值的大小对应的分割区划的数量的、该分配的值的频度信息;
获取表示构成该测定物的第1、第2物质的比率的比率信息;以及
使用该频度信息与该比率信息而将该第1信息变更为第2信息。
21.一种计算机可读取的记录媒体,其特征在于记录有权利要求20的程序。
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