JP2000193609A - Radiation tomograph - Google Patents

Radiation tomograph

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JP2000193609A
JP2000193609A JP10367263A JP36726398A JP2000193609A JP 2000193609 A JP2000193609 A JP 2000193609A JP 10367263 A JP10367263 A JP 10367263A JP 36726398 A JP36726398 A JP 36726398A JP 2000193609 A JP2000193609 A JP 2000193609A
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JP
Japan
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radiation
sample
detector
image
phase contrast
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Application number
JP10367263A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Oba
昌 大庭
Masaru Sugiyama
優 杉山
Eiichi Tanaka
栄一 田中
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Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an equipment capable of obtaining small-sized and high- contrast radiation tomograms. SOLUTION: A radiation source 20, a sample stand 30 and a two-dimensional radiation detector 40 are arranged respectively, so that a phase contrast image of a radiation permeating a sample 10 detected by the two-dimensional radiation detector 40. The sample stand 30 is tilted or rotated with a sample origin S as the center, and the two-dimensional radiation detector 40 is tilted or rotated with a detector origin D as the center by being controlled by a scanning part 60. A focus F of the radiation source 20, the sample origin S and the detector origin D are arranged on a straight line. Moreover besides, respective directions of the sample stand 30 and the two-dimensional radiation detector 40 are maintained mutually parallel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、試料を透過した放
射線を2次元放射線検出器で検出して、その試料の放射
線断層画像を得る放射線断層撮影装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation tomography apparatus for detecting radiation transmitted through a sample with a two-dimensional radiation detector and obtaining a radiation tomographic image of the sample.

【0002】[0002]

【従来の技術】放射線断層撮影装置は、Jリード端子付
表面実装、フリップチップ実装、受動チップ部品のバン
プ実装等の如く接続部が上面より観察できない部品の基
板への半田付け状態を非破壊で検査するため等に使用さ
れるものである。このような放射線断層撮影装置とし
て、例えば特表平2−501411号公報、特開平5−
172763号公報および特開平9−61378号公報
等に開示されたものが知られている。
2. Description of the Related Art A radiation tomography apparatus uses a non-destructive method for soldering a component, such as a surface mounting with a J-lead terminal, a flip chip mounting, or a bump mounting of a passive chip component, whose connection portion cannot be observed from an upper surface to a substrate. It is used for inspection and the like. As such a radiation tomography apparatus, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-501411, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 172763 and 9-61378 are known.

【0003】図9は、従来の放射線断層撮影装置の構成
を説明する図である。試料(被検体)1は試料台3の上
に固定され、この試料1を挟んで放射線源(例えばX線
源)2と2次元放射線検出器(例えばX線写真フィル
ム)5とが配置される。そして、放射線源2または2次
元放射線検出器4は回転または平行移動する。このと
き、放射線源2の焦点F、試料1の試料原点Sおよび2
次元放射線検出器4の検出器原点Dは直線上に存在する
ように維持される。このような回転断層撮影法により、
2次元放射線検出器5の撮像面に平行であって試料原点
Sを通る焦点面P上に焦点が合った放射線断層画像が得
られる。
FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of a conventional radiation tomography apparatus. A sample (subject) 1 is fixed on a sample table 3, and a radiation source (for example, an X-ray source) 2 and a two-dimensional radiation detector (for example, an X-ray photographic film) 5 are arranged with the sample 1 interposed therebetween. . Then, the radiation source 2 or the two-dimensional radiation detector 4 rotates or translates. At this time, the focus F of the radiation source 2, the sample origins S and 2 of the sample 1
The detector origin D of the three-dimensional radiation detector 4 is maintained so as to be on a straight line. With such rotational tomography,
A radiation tomographic image parallel to the imaging surface of the two-dimensional radiation detector 5 and focused on a focal plane P passing through the sample origin S is obtained.

【0004】また、医療診断の分野ではX線CT装置が
用いられている。このX線CT装置は、工業用の非破壊
検査にも用いられる得る。しかし、X線CT装置は、プ
リント基板のように平板状の試料の面に沿った断層画像
を得ることには不適当である。したがって、プリント基
板のように平板状の試料の非破壊検査には、図9に示し
た構成を有する放射線断層撮影装置において回転断層撮
影法が用いられている。
[0004] In the field of medical diagnosis, an X-ray CT apparatus is used. This X-ray CT apparatus can also be used for industrial nondestructive inspection. However, the X-ray CT apparatus is unsuitable for obtaining a tomographic image along a plane of a flat sample such as a printed circuit board. Therefore, for nondestructive inspection of a flat sample such as a printed circuit board, a rotational tomography method is used in a radiation tomography apparatus having the configuration shown in FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の放射線断層撮影装置は、高圧ケーブルに接続された
X線源や高圧電源を内蔵するX線発生装置を高い機械的
精度で回転または平行移動する必要があることから、大
型で複雑な構造になるという問題点があった。
However, the above conventional radiation tomography apparatus rotates or translates an X-ray source connected to a high-voltage cable or an X-ray generator having a built-in high-voltage power supply with high mechanical accuracy. Because of the necessity, there is a problem that the structure becomes large and complicated.

【0006】また、上記従来の放射線断層撮影装置は、
試料における放射線吸収分布を利用して放射線断層画像
を得るものであることから、放射線吸収の変化が小さい
試料に対しては高いコントラストの放射線断層画像を得
ることができないという問題点があった。
[0006] The above-mentioned conventional radiation tomography apparatus includes:
Since a radiation tomographic image is obtained by using the radiation absorption distribution of the sample, there is a problem that a high-contrast radiation tomographic image cannot be obtained for a sample having a small change in radiation absorption.

【0007】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、小型であって高いコントラストの放射
線断層画像を得ることができる放射線断層撮影装置を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a radiation tomography apparatus which is small and can obtain a high-contrast radiation tomographic image.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る放射線断層
撮影装置は、(1) 放射線を試料に向けて出射する放射線
源と、(2) 試料を固定する試料台と、(3) 試料を透過し
た放射線の位相コントラスト像を検出する2次元放射線
検出器と、(4) 試料台および2次元放射線検出器それぞ
れの方位を互いに平行に維持したまま、放射線源の焦点
を通る直線上の第1の点を中心に試料台を傾斜または回
転させ、直線上の第2の点を中心に2次元放射線検出器
を傾斜または回転させて走査する走査手段と、を備える
ことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a radiation tomography apparatus comprising: (1) a radiation source for emitting radiation toward a sample; (2) a sample stage for fixing the sample; and (3) a sample stage. (4) a two-dimensional radiation detector for detecting a phase contrast image of transmitted radiation, and (4) a first linear detector passing through a focal point of the radiation source while maintaining the orientations of the sample stage and the two-dimensional radiation detector parallel to each other. Scanning means for tilting or rotating the sample stage about the point (2) and tilting or rotating the two-dimensional radiation detector about the second point on the straight line for scanning.

【0009】この放射線断像撮影装置では、放射線源、
試料台および2次元放射線検出器それぞれは、試料を透
過した放射線の位相コントラスト像が2次元放射線検出
器により検出され得るように配置される。走査手段によ
り制御されて、試料台は第1の点を中心に傾斜または回
転し、2次元放射線検出器は第2の点を中心に傾斜また
は回転する。放射線源の焦点、第1の点および第2の点
は一本の直線上にある。また、試料台および2次元放射
線検出器それぞれの方位は互いに平行に維持される。す
なわち、第1の点を通り試料台に垂直な回転軸と、第2
の点を通り2次元放射線検出器の撮像面に垂直な回転軸
とは常に平行であり、且つ、各回転軸の回りの試料台お
よび2次元放射線検出器それぞれの回転角は常に同一で
ある。
In this radiographic imaging apparatus, a radiation source,
Each of the sample stage and the two-dimensional radiation detector is arranged such that a phase contrast image of the radiation transmitted through the sample can be detected by the two-dimensional radiation detector. Controlled by the scanning means, the sample stage is tilted or rotated about a first point, and the two-dimensional radiation detector is tilted or rotated about a second point. The focal point, the first point and the second point of the radiation source lie on a straight line. The directions of the sample table and the two-dimensional radiation detector are maintained parallel to each other. That is, a rotation axis passing through the first point and perpendicular to the sample stage,
Are always parallel to the rotation axis perpendicular to the imaging surface of the two-dimensional radiation detector, and the rotation angles of the sample stage and the two-dimensional radiation detector around each rotation axis are always the same.

【0010】このような位置関係で試料台および2次元
放射線検出器が走査されるとともに、放射線源から放射
線が出射される。その放射線は、試料台に固定された試
料を透過して、2次元放射線検出器の撮像面に到達す
る。この2次元放射線検出器が例えばX線写真フィルム
であれば、このX線写真フィルムに位相コントラスト像
が記録される。また、この2次元放射線検出器が例えば
放射線イメージインテンシファイアであれば、この放射
線イメージインテンシファイアから出力された情報が蓄
積されて、この蓄積された情報に基づいて位相コントラ
スト像が構成される。このようにして得られた位相コン
トラスト像は、試料中の焦点面上に焦点が合ったもので
あり、試料の境界が強調された高いコントラストを有す
るものとなる。
The sample table and the two-dimensional radiation detector are scanned in such a positional relationship, and radiation is emitted from the radiation source. The radiation penetrates the sample fixed to the sample stage and reaches the imaging surface of the two-dimensional radiation detector. If the two-dimensional radiation detector is, for example, an X-ray film, a phase contrast image is recorded on the X-ray film. If the two-dimensional radiation detector is, for example, a radiation image intensifier, information output from the radiation image intensifier is accumulated, and a phase contrast image is formed based on the accumulated information. . The phase contrast image obtained in this way is focused on the focal plane in the sample, and has a high contrast in which the boundary of the sample is emphasized.

【0011】また、本発明に係る他の放射線断層撮影装
置は、(1) 放射線を試料に向けて出射する放射線源と、
(2) 試料を固定する試料台と、(3) 試料を透過した放射
線の位相コントラスト像を検出する2次元放射線検出器
と、(4) 試料台および2次元放射線検出器のうちの何れ
かを、放射線源の焦点を通る直線上の点を中心に傾斜ま
たは回転させて走査する走査手段と、(5) 走査手段によ
る試料台または2次元放射線検出器の走査に伴い2次元
放射線検出器により検出された位相コントラスト像に基
づいて、試料中の焦点面に対応する仮想撮像面上の位相
コントラスト像を求め、この仮想撮像面上の位相コント
ラスト像に基づいて試料中の焦点面における放射線断層
画像を得る画像解析手段と、を備えることを特徴とす
る。
Another radiation tomography apparatus according to the present invention comprises: (1) a radiation source for emitting radiation toward a sample;
(2) a sample stage for fixing the sample, (3) a two-dimensional radiation detector for detecting a phase contrast image of radiation transmitted through the sample, and (4) one of the sample stage and the two-dimensional radiation detector. Scanning means that scans by tilting or rotating about a point on a straight line that passes through the focal point of the radiation source, and (5) detection by a two-dimensional radiation detector accompanying scanning of the sample stage or the two-dimensional radiation detector by the scanning means Based on the obtained phase contrast image, a phase contrast image on a virtual imaging plane corresponding to the focal plane in the sample is obtained, and a radiation tomographic image on the focal plane in the sample is obtained based on the phase contrast image on the virtual imaging plane. And an image analysis means for obtaining.

【0012】この放射線断像撮影装置では、放射線源、
試料台および2次元放射線検出器それぞれは、試料を透
過した放射線の位相コントラスト像が2次元放射線検出
器により検出され得るように配置される。走査手段によ
り制御されて、試料台および2次元放射線検出器のうち
の何れかは、放射線源の焦点を通る直線上の点を中心に
傾斜または回転する。
In this radiographic imaging apparatus, a radiation source,
Each of the sample stage and the two-dimensional radiation detector is arranged such that a phase contrast image of the radiation transmitted through the sample can be detected by the two-dimensional radiation detector. Controlled by the scanning means, one of the sample stage and the two-dimensional radiation detector tilts or rotates about a point on a straight line passing through the focal point of the radiation source.

【0013】このような位置関係で試料台または2次元
放射線検出器が走査されるとともに、放射線源から放射
線が出射される。その放射線は、試料台に固定された試
料を透過して、2次元放射線検出器の撮像面に到達す
る。画像解析手段により、この2次元放射線検出器によ
り検出された位相コントラスト像は、試料中の焦点面に
対応する仮想撮像面上の位相コントラスト像に変換さ
れ、この仮想撮像面上の位相コントラスト像に基づい
て、試料中の焦点面における放射線断層画像が得られ
る。このようにして得られた位相コントラスト像は、試
料中の焦点面上に焦点が合ったものであり、試料の境界
が強調された高いコントラストを有するものとなる。
The sample table or the two-dimensional radiation detector is scanned in such a positional relationship, and radiation is emitted from the radiation source. The radiation penetrates the sample fixed to the sample stage and reaches the imaging surface of the two-dimensional radiation detector. A phase contrast image detected by the two-dimensional radiation detector by the image analysis means is converted into a phase contrast image on a virtual imaging surface corresponding to a focal plane in the sample, and is converted into a phase contrast image on the virtual imaging surface. Based on this, a radiation tomographic image at the focal plane in the sample is obtained. The phase contrast image obtained in this way is focused on the focal plane in the sample, and has a high contrast in which the boundary of the sample is emphasized.

【0014】なお、画像解析手段により、2次元放射線
検出器から出力された位相コントラスト像情報と、試料
の方位を表す試料位置情報とを入力し、両者を互いに関
係づけて蓄積することで、測定終了後に、試料中の複数
の焦点面それぞれに焦点が合った放射線断層画像を得る
ようにしてもよい。
The image analysis means inputs the phase contrast image information output from the two-dimensional radiation detector and the sample position information indicating the direction of the sample, and accumulates them in relation to each other to perform measurement. After the end, a radiation tomographic image in which each of a plurality of focal planes in the sample is focused may be obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0016】(第1の実施形態)先ず、第1の実施形態
に係る放射線断層撮影装置について説明する。図1は、
第1の実施形態に係る放射線断層撮影装置の構成図であ
る。この放射線断層撮影装置は、放射線源20、試料台
30、2次元放射線検出器40、検出器台50、走査部
60および画像解析部70を備えて構成される。放射線
源20は、被検体である試料10に向けて放射線を出射
する。試料台30は試料10を固定する。検出器台50
は2次元放射線検出器40を固定する。2次元放射線検
出器40は、試料10を透過した放射線の位相コントラ
スト像を検出するものであり、例えば、X線写真フィル
ム、イメージングプレート(輝尽性発光体)、放射線イ
メージインテンシファイア、CCDイメージセンサ等の
半導体イメージセンサ、または、これらのうちの何れか
とシンチレータとを組み合わせた放射線イメージセンサ
等が好適に用いられる。
First Embodiment First, a radiation tomography apparatus according to a first embodiment will be described. FIG.
1 is a configuration diagram of a radiation tomography apparatus according to a first embodiment. This radiation tomography apparatus includes a radiation source 20, a sample stage 30, a two-dimensional radiation detector 40, a detector stage 50, a scanning unit 60, and an image analysis unit 70. The radiation source 20 emits radiation toward the sample 10 which is a subject. The sample stage 30 fixes the sample 10. Detector base 50
Fixes the two-dimensional radiation detector 40. The two-dimensional radiation detector 40 detects a phase contrast image of radiation transmitted through the sample 10, and includes, for example, an X-ray photographic film, an imaging plate (stimulable luminescent material), a radiation image intensifier, and a CCD image. A semiconductor image sensor such as a sensor, or a radiation image sensor combining any of these with a scintillator is preferably used.

【0017】試料台30は、放射線源20の焦点Fを通
るz軸上の試料原点Sを中心に傾斜または回転が自在で
あり、また、検出器台50は、そのz軸上の検出器原点
Dを中心に傾斜または回転が自在である。走査部60
は、試料台30および検出器台50それぞれの方位を互
いに平行に維持したまま試料台30および検出器台50
それぞれを傾斜または回転させて走査する。すなわち、
走査部60により走査されても、試料原点Sを通り試料
台30面に垂直な回転軸C1 と、検出器原点Dを通り検
出器台50面に垂直な回転軸C2 とは常に平行であり、
且つ、回転軸C1の回りの試料台30の回転角と、回転
軸C2 の回りの検出器台50の回転角とは常に同一であ
る。
The sample stage 30 can be freely tilted or rotated around a sample origin S on the z-axis passing through the focal point F of the radiation source 20, and the detector stage 50 has a detector origin on the z-axis. It can be tilted or rotated around D. Scanning unit 60
The sample table 30 and the detector table 50 are maintained while keeping the respective directions of the sample table 30 and the detector table 50 parallel to each other.
Each is scanned while tilted or rotated. That is,
Even when scanning is performed by the scanning unit 60, the rotation axis C1 passing through the sample origin S and perpendicular to the surface of the sample table 30 and the rotation axis C2 passing through the detector origin D and perpendicular to the surface of the detector table 50 are always parallel,
In addition, the rotation angle of the sample table 30 around the rotation axis C1 and the rotation angle of the detector table 50 around the rotation axis C2 are always the same.

【0018】画像解析部70は、走査部60による試料
台30および検出器台50それぞれの傾斜または回転の
走査に伴い2次元放射線検出器40により検出された放
射線像を蓄積し、この蓄積された放射線像に基づいて試
料10の放射線断層画像を得る。なお、2次元放射線検
出器40がX線写真フィルムやイメージングプレートで
ある場合には、画像解析部70は不要である。
The image analysis unit 70 accumulates the radiation images detected by the two-dimensional radiation detector 40 in accordance with the scanning of the sample stage 30 and the detector stage 50 by the scanning unit 60 for tilting or rotation, respectively. A radiation tomographic image of the sample 10 is obtained based on the radiation image. When the two-dimensional radiation detector 40 is an X-ray photographic film or an imaging plate, the image analysis unit 70 is unnecessary.

【0019】放射線源20の焦点Fと試料原点Sとの間
の距離をR1'とし、試料原点Sと検出器原点Dとの間の
距離をR2'とし、2次元放射線検出器40の撮像面40
Aと検出器原点Dとの間の距離をbとし、撮像面40A
と平行な焦点面P1 と試料原点Sとの間の距離をaとす
ると、この距離aが
The distance between the focal point F of the radiation source 20 and the sample origin S is R 1 ′, the distance between the sample origin S and the detector origin D is R 2 ′, and the imaging surface of the two-dimensional radiation detector 40. 40
The distance between A and the detector origin D is denoted by b, and the imaging surface 40A
Assuming that the distance between the focal plane P1 parallel to and the sample origin S is a, this distance a is

【数1】 であるときに、焦点面P1 上に焦点が合った放射線断層
画像が得られる。さらに、この放射線断層撮影装置は、
後述する位相コントラストイメージングの手法を採用し
ており、2次元放射線検出器40により検出された放射
線像は位相コントラスト像である。
(Equation 1) Is satisfied, a radiation tomographic image focused on the focal plane P1 is obtained. Furthermore, this radiation tomography apparatus
A phase contrast imaging method described later is adopted, and the radiation image detected by the two-dimensional radiation detector 40 is a phase contrast image.

【0020】次に、本実施形態に係る放射線断層撮影装
置における試料台30および検出器台50それぞれの構
成について説明する。なお、試料台30および検出器台
50それぞれの構成は互いに同一のものを採用すること
ができるので、以下では、試料台30について説明す
る。
Next, the configurations of the sample stage 30 and the detector stage 50 in the radiation tomography apparatus according to the present embodiment will be described. Since the same configuration can be adopted for each of the sample table 30 and the detector table 50, the sample table 30 will be described below.

【0021】図2は、本実施形態における試料台30の
構成図である。この図に示す試料台30は、固定台31
1上に1対の支持部材312が固定されており、この1
対の支持部材312の間に第1の矩形枠313が設けら
れ、この第1の矩形枠313の内側に第2の矩形枠31
4が設けられている。この第2の矩形枠314に試料1
0が固定される。支持部材312には、x軸を中心に第
1の矩形枠313を傾斜させる第1の回転駆動部315
が設けられている。第1の矩形枠313には、y軸を中
心に第2の矩形枠314を傾斜させる第2の回転駆動部
316が設けられている。なお、ここでのx軸およびy
軸は試料原点Sを原点とする。この試料台30では、走
査部60による制御に基づいて第1の回転駆動部315
および第2の回転駆動部316それぞれが回転して、第
1の矩形枠313および第2の矩形枠314それぞれが
傾斜する。
FIG. 2 is a configuration diagram of the sample stage 30 in the present embodiment. The sample table 30 shown in FIG.
A pair of support members 312 are fixed on the
A first rectangular frame 313 is provided between the pair of support members 312, and a second rectangular frame 31 is provided inside the first rectangular frame 313.
4 are provided. The sample 1 is placed in the second rectangular frame 314.
0 is fixed. The support member 312 includes a first rotation drive unit 315 that tilts the first rectangular frame 313 about the x-axis.
Is provided. The first rectangular frame 313 is provided with a second rotation drive section 316 that tilts the second rectangular frame 314 about the y-axis. Here, the x-axis and y
The axis has the origin S as the origin. In the sample stage 30, the first rotation driving unit 315
Then, each of the second rotation drive unit 316 rotates and the first rectangular frame 313 and the second rectangular frame 314 incline.

【0022】図3は、本実施形態における試料台30の
他の構成図である。この図に示す試料台30は、環状の
固定枠321にボールベアリング322を介して環状の
回転枠323が設けられている。この回転枠323に試
料10が固定される。回転駆動部324は、固定枠32
1に設けられており、走査部60による制御に基づいて
回転し、ギヤ325を介して回転枠323を回転軸C1
を中心に回転させる。なお、図2および図3それぞれに
示した構成を組み合わせてもよく、この場合には、試料
10の傾斜および回転が可能となる。
FIG. 3 is another configuration diagram of the sample stage 30 in the present embodiment. In the sample table 30 shown in this figure, an annular rotating frame 323 is provided on an annular fixed frame 321 via a ball bearing 322. The sample 10 is fixed to the rotating frame 323. The rotation drive unit 324 is connected to the fixed frame 32.
1, rotates under the control of the scanning unit 60, and rotates the rotating frame 323 via the gear 325 to rotate the rotating shaft C 1.
Rotate around. Note that the configurations shown in FIGS. 2 and 3 may be combined. In this case, the sample 10 can be tilted and rotated.

【0023】次に、本実施形態に係る放射線断層撮影装
置が採用する位相コントラストイメージングの手法につ
いて説明する。図4は、位相コントラストイメージング
の手法を説明する図である。この図では、回転軸C1 お
よびC2 それぞれをz軸と平行にしてある。放射線源2
0の焦点Fと焦点面P1 との間の距離をR1 とし、焦点
面P1 と2次元放射線検出器40の撮像面40Aとの間
の距離をR2 とする。位相コントラストイメージング手
法は、距離R1 およびR2 それぞれの値を適切に設定す
ることにより、2次元放射線検出器40により位相コン
トラスト像を検出して、放射線吸収の変化が小さい試料
10に対しても、その輪郭が強調された放射線断層画像
を得ることができる。
Next, a method of phase contrast imaging employed by the radiation tomography apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a method of phase contrast imaging. In this figure, each of the rotation axes C1 and C2 is parallel to the z-axis. Radiation source 2
The distance between the zero focal point F and the focal plane P1 is R1, and the distance between the focal plane P1 and the imaging plane 40A of the two-dimensional radiation detector 40 is R2. The phase contrast imaging method detects the phase contrast image by the two-dimensional radiation detector 40 by appropriately setting the values of the distances R1 and R2, and detects the phase contrast image even for the sample 10 having a small change in radiation absorption. A radiation tomographic image with an enhanced contour can be obtained.

【0024】試料10の複素放射線吸収分布q(x) をThe complex radiation absorption distribution q (x) of the sample 10 is

【数2】 なる式で表す。なお、ここでは説明を簡単にするため、
z軸に垂直なx軸方向の座標xのみの関数として放射線
吸収分布q(x) を表す。φ(x) は位相シフトに関する項
であり、μ(x) は吸収に関する項である。これらの項が
充分に小さい場合には、上記 (2)式は、
(Equation 2) It is represented by the following expression. Note that, for simplicity of explanation,
The radiation absorption distribution q (x) is represented as a function of only the coordinate x in the x-axis direction perpendicular to the z-axis. φ (x) is a term relating to phase shift, and μ (x) is a term relating to absorption. If these terms are sufficiently small, the above equation (2) becomes

【数3】 なる式で表される。(Equation 3) It is represented by the following formula.

【0025】放射線源20から出射され試料10を透過
し2次元放射線検出器40の撮像面40Aに到達する放
射線がフレネル回折の理論に従うとすれば、撮像面40
A上の放射線強度分布I(M・x)は、フレネル−キルヒホ
ッフ積分により、
If the radiation emitted from the radiation source 20 and transmitted through the sample 10 and reaches the imaging surface 40A of the two-dimensional radiation detector 40 follows the theory of Fresnel diffraction, the imaging surface 40
The radiation intensity distribution I (Mx) on A is given by the Fresnel-Kirchhoff integral

【数4】 なる式で表される。ここで、*はコンボリューション演
算記号であり、Fはフーリエ変換を表す。uは試料10
の空間周波数であり、λは放射線の波長であり、Mは投
影倍率である。
(Equation 4) It is represented by the following formula. Here, * is a convolution operation symbol, and F represents Fourier transform. u is sample 10
, Λ is the wavelength of radiation, and M is the projection magnification.

【0026】また、この放射線強度分布I(M・x)をフー
リエ変換すると、空間周波数上でのコントラスト伝達関
数F(u/M) は、
When this radiation intensity distribution I (M · x) is subjected to Fourier transform, a contrast transfer function F (u / M) on a spatial frequency is given by

【数5】 なる式で表される。ここで、δ(u) はデルタ関数であ
り、m(u) はμ(x) のフーリエ変換であり、Φ(u) はφ
(x) のフーリエ変換である。
(Equation 5) It is represented by the following formula. Where δ (u) is the delta function, m (u) is the Fourier transform of μ (x), and Φ (u) is φ
This is the Fourier transform of (x).

【0027】図5は、上記 (5)式に現れる cosχおよび
sinχそれぞれを、
FIG. 5 shows cosχ and cosχ appearing in the above equation (5).
sinχ each,

【数6】 で表される変数u' に対してプロットしたグラフであ
る。このグラフから判るように、吸収コントラストを表
す cosχの値は、距離R2 の値が0のときに最も大き
く、距離R2 の値が大きくなるに従い小さくなってい
く。一方、位相コントラストを表す sinχの値は、距離
R2 の値が0のときに0であり、距離R2 の値が大きく
なるに従い大きくなっていく。
(Equation 6) Is a graph plotted against a variable u ′ represented by As can be seen from this graph, the value of cosχ representing the absorption contrast is largest when the value of the distance R2 is 0, and decreases as the value of the distance R2 increases. On the other hand, the value of sinχ representing the phase contrast is 0 when the value of the distance R2 is 0, and increases as the value of the distance R2 increases.

【0028】ここで、試料10の吸収が小さくて、m
(u) =0なる近似が可能であって、変数u' の値が小さ
い場合には、上記 (4)式は、
Here, the absorption of the sample 10 is small, and m
If the approximation (u) = 0 is possible and the value of the variable u ′ is small, the above equation (4)

【数7】 なる式で近似される。ここで、Re は古典電子半径であ
り、ρ(x) は電子密度分布である。上式のとおり、撮像
面40A上の放射線強度分布I(x) は電子密度分布ρ
(x) の2次微分で表される。
(Equation 7) It is approximated by the following equation. Here, Re is the classical electron radius, and ρ (x) is the electron density distribution. As described above, the radiation intensity distribution I (x) on the imaging surface 40A is the electron density distribution ρ
It is expressed by the second derivative of (x).

【0029】このことから、電子密度の変化が大きいと
位相コントラストは高くなる。例えば、溶液およびその
中の泡それぞれの電子密度の差が小さくでも、両者の間
の境界近傍で電子密度の変化が大きければ、その境界が
強調された位相コントラストを得ることができる。これ
は、放射線波長λに依存せず、放射線が単色であること
も必要ではないので、放射線源20として任意のものを
用いることができる。また、上記 (7)式によれば、R2
/(1+R2 /R1 )の値が大きいほど、境界で位相コ
ントラストが高くなる。この現象を図6を用いて説明す
ると、放射線源より出射された放射線は、試料により吸
収を受ける一方で、電子密度の変化が大きい境界で曲げ
られるので、2次元放射線検出器の撮像面では、その境
界近傍で放射線が強くなり、輪郭が強調された放射線断
層画像が得られることになる。
From the above, when the change in the electron density is large, the phase contrast becomes high. For example, even if the difference between the electron densities of the solution and the bubbles therein is small, if the change in the electron density is large near the boundary between the two, a phase contrast in which the boundary is enhanced can be obtained. This does not depend on the radiation wavelength λ, and it is not necessary that the radiation be monochromatic, so that any radiation source 20 can be used. According to the above equation (7), R2
The larger the value of / (1 + R2 / R1), the higher the phase contrast at the boundary. This phenomenon will be described with reference to FIG. 6. The radiation emitted from the radiation source is absorbed by the sample and is bent at the boundary where the change in electron density is large. Therefore, on the imaging surface of the two-dimensional radiation detector, Radiation becomes strong near the boundary, and a radiation tomographic image with an enhanced contour is obtained.

【0030】試料10の内部構造が小さく空間周波数が
大きい場合や、R2 /(1+R2 /R1 )の値が大きい
場合のように、変数u' の値が大きくなると、上記 (7)
式で近似することはできなくなる。位相コントラストを
表す sinχの値は、放射線波長λ、距離R1 およびR2
ならびに試料10の内部構造の大きさに依存しており、
最大値となることもあるし、ゼロになることもある。 s
inχの値がゼロであるときには、試料10の内部構造を
見ることができない。また、 sinχの値がマイナス値と
なることもあるが、その場合にはネガティブコントラス
トが得られる。
When the value of the variable u 'is large, such as when the internal structure of the sample 10 is small and the spatial frequency is large, or when the value of R2 / (1 + R2 / R1) is large, the above (7)
It cannot be approximated by the formula. The value of sinχ representing the phase contrast is the radiation wavelength λ, the distances R1 and R2.
And depends on the size of the internal structure of the sample 10,
It can be the maximum or zero. s
When the value of inχ is zero, the internal structure of the sample 10 cannot be seen. Also, the value of sinχ may be a negative value, in which case a negative contrast is obtained.

【0031】したがって、放射線波長λおよび距離R1
,R2 それぞれは、所望の位相コントラストの放射線
断層画像が得られるように、試料10の予想される内部
構造の大きさに合わせて適切に設定されるべきである。
特に、変数u' の値が小さく上記 (7)式で近似すること
ができるように設定すれば、高い位相コントラストの放
射線断層画像が得られるので好適である。なお、放射線
は単色である必要はないが、放射線波面の変化を記録す
るので空間的可干渉性は必要であり、放射線源20が小
さく、放射線源20と試料10との距離が大きい方が好
ましい。
Therefore, the radiation wavelength λ and the distance R 1
, R2 should be appropriately set in accordance with the expected size of the internal structure of the sample 10 so that a radiation tomographic image having a desired phase contrast is obtained.
In particular, it is preferable that the value of the variable u ′ is set to be small and can be approximated by the above equation (7), since a radiation tomographic image having a high phase contrast can be obtained. Although the radiation does not need to be monochromatic, it is necessary to have a spatial coherence because a change in the radiation wavefront is recorded. .

【0032】例えば、放射線の中心波長λが0.05n
mであるときに、位相コントラストを表す sinχの値を
0.3程度とするには、試料10の観察したい内部構造
の大きさが10μm程度であれば、距離R1 を約250
mmとし、距離R2 を約1000mmとすればよい。逆
に、試料10の観察したい内部構造の大凡の大きさが予
め解っていれば、その空間周波数のコントラストが最大
となるように、すなわち、χ(u) =π/2となるよう
に、距離R1 およびR2 それぞれを調整すればよい。例
えば、放射線の中心波長λが0.02nmであるとき
に、試料10の観察したい内部構造の大凡の大きさが5
μmであれば、距離R1 を約800mmとし、距離R2
を約2900mmとすればよく、このときに位相コント
ラストは最大となる。
For example, when the central wavelength λ of the radiation is 0.05 n
In order to make the value of sinχ representing the phase contrast about 0.3 when m is about 0.3, if the size of the internal structure of the sample 10 to be observed is about 10 μm, the distance R1 is about 250 μm.
mm and the distance R2 may be about 1000 mm. Conversely, if the approximate size of the internal structure of the sample 10 to be observed is known in advance, the distance is set so that the contrast of the spatial frequency is maximized, that is, χ (u) = π / 2. R1 and R2 may be adjusted. For example, when the central wavelength λ of the radiation is 0.02 nm, the approximate size of the internal structure of the sample 10 to be observed is 5
μm, the distance R1 is about 800 mm, and the distance R2
Should be about 2900 mm, and at this time, the phase contrast becomes maximum.

【0033】このように、位相コントラストイメージン
グの手法を採用して高い位相コントラスト像を得るに
は、放射線源10から検出器台50までの距離が長く数
mも必要である。したがって、仮に従来の放射線断層撮
影装置(図9)がこの手法を採用しようとすれば、放射
線源または2次元放射線検出器の回転径または平行移動
範囲が非常に大きくなるので、更に高い機械的精度が要
求され、更に大型で複雑な構造となる。しかし、本実施
形態に係る放射線断層撮影装置では、図1〜図3に構成
を示した如く、試料台30を試料原点Sを中心に傾斜ま
たは回転させ、検出器台50を検出器原点Dを中心に傾
斜または回転させるので、従来の放射線断層撮影装置に
比べれば、高い機械的精度が要求されず、放射線源20
の焦点Fと検出器原点Dとを互いに結ぶ直線(z軸)に
垂直な方向には大型となることはなく、複雑な構造とな
らない。
As described above, in order to obtain a high phase contrast image by employing the phase contrast imaging technique, the distance from the radiation source 10 to the detector base 50 is long and several meters are required. Therefore, if the conventional radiation tomography apparatus (FIG. 9) attempts to adopt this method, the rotational diameter or the parallel movement range of the radiation source or the two-dimensional radiation detector becomes very large, so that higher mechanical accuracy is obtained. Is required, resulting in a larger and more complicated structure. However, in the radiation tomography apparatus according to the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the sample stage 30 is tilted or rotated around the sample origin S, and the detector stage 50 is set to the detector origin D. Since it is tilted or rotated to the center, high mechanical accuracy is not required as compared with the conventional radiation tomography apparatus, and the radiation source 20 is not required.
Does not become large in a direction perpendicular to a straight line (z axis) connecting the focal point F and the detector origin D to each other, and does not have a complicated structure.

【0034】本実施形態に係る放射線断層撮影装置で
は、以上のように高い位相コントラスト像を得ることが
できるように放射線源20、試料台30および検出器台
50それぞれが配置される。走査部60により制御され
て、試料台30は試料原点Sを中心に傾斜または回転
し、また、検出器台50は検出器原点Dを中心に傾斜ま
たは回転する。このとき、放射線源20の焦点F、試料
原点Sおよび検出器原点Dは同一直線(z軸)上にあ
る。また、走査部60により走査されても、試料原点S
を通り試料台30面に垂直な回転軸C1 と、検出器原点
Dを通り検出器台50面に垂直な回転軸C2 とは常に平
行であり、且つ、回転軸C1 の回りの試料台30の回転
角と、回転軸C2 の回りの検出器台50の回転角とは常
に同一である。
In the radiation tomography apparatus according to the present embodiment, the radiation source 20, the sample stage 30, and the detector stage 50 are arranged so that a high phase contrast image can be obtained as described above. The sample stage 30 is tilted or rotated around the sample origin S under the control of the scanning unit 60, and the detector stage 50 is tilted or rotated around the detector origin D. At this time, the focus F of the radiation source 20, the sample origin S, and the detector origin D are on the same straight line (z axis). Further, even if the scanning is performed by the scanning unit 60, the sample origin S
The rotation axis C1 passing through the sample table 30 and perpendicular to the surface of the sample table 30, and the rotation axis C2 passing through the detector origin D and perpendicular to the surface of the sample table 50 are always parallel to each other. The rotation angle is always the same as the rotation angle of the detector base 50 around the rotation axis C2.

【0035】そして、試料台30および検出器台50そ
れぞれが傾斜または回転の走査をされている期間に、試
料台30に固定された試料10の位相コントラスト像
は、検出器台50に固定された2次元放射線検出器40
により撮像される。画像解析部70により、その撮像さ
れた位相コントラスト像は蓄積され、この蓄積された位
相コントラスト像に基づいて試料10の放射線断層画像
が得られる。このとき得られる放射線断層画像は、2次
元放射線検出器40の撮像面40Aに平行であって試料
原点Sから距離a( (1)式)にある焦点面P1 上に焦点
が合ったものであり、試料10の境界が強調された高い
コントラストを有する。
The phase contrast image of the sample 10 fixed to the sample table 30 is fixed to the detector table 50 during the period in which the sample table 30 and the detector table 50 are being scanned for tilting or rotation. Two-dimensional radiation detector 40
Is imaged. The image analysis section 70 accumulates the captured phase contrast image, and obtains a radiation tomographic image of the sample 10 based on the accumulated phase contrast image. The radiation tomographic image obtained at this time is an image which is parallel to the imaging surface 40A of the two-dimensional radiation detector 40 and is focused on the focal plane P1 at a distance a (formula (1)) from the sample origin S. , The boundary of the sample 10 has high contrast.

【0036】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
に係る放射線断層撮影装置について説明する。図7は、
第2の実施形態に係る放射線断層撮影装置の構成図であ
る。本実施形態に係る放射線断層撮影装置は、2次元放
射線検出器40が傾斜や回転をせず固定されたままであ
る点、および、それに応じた所要の処理を画像解析部7
1が行う点で、第1の実施形態に係るものと異なる。
(Second Embodiment) Next, a radiation tomography apparatus according to a second embodiment will be described. FIG.
It is a lineblock diagram of the radiation tomography apparatus concerning a 2nd embodiment. In the radiation tomography apparatus according to the present embodiment, the point that the two-dimensional radiation detector 40 remains fixed without tilting or rotating, and the necessary processing corresponding thereto is performed by the image analysis unit 7.
1 is different from that according to the first embodiment.

【0037】本実施形態でも、位相コントラストイメー
ジングの手法を採用しており、放射線源20、試料台3
0および2次元放射線検出器40それぞれは、第1の実
施形態で説明したように高い位相コントラストの像が得
られるよう配置される。試料台30は、走査部60によ
り制御されて、z軸上の試料原点Sを中心として傾斜ま
たは回転する。2次元放射線検出器40は、走査されず
固定されたままであり、z軸上に検出器原点Dがある。
本実施形態では、2次元放射線検出器40は、撮像面4
0A上の放射線の位相コントラスト像を撮像し、その位
相コントラスト像の情報を電気信号として出力するもの
が用いられ、例えば、放射線イメージインテンシファイ
アやCCDイメージセンサ等が好適に用いられる。
In this embodiment, the method of phase contrast imaging is adopted, and the radiation source 20 and the sample table 3 are used.
Each of the zero- and two-dimensional radiation detectors 40 is arranged so as to obtain an image with a high phase contrast as described in the first embodiment. The sample stage 30 is controlled by the scanning unit 60 to tilt or rotate around the sample origin S on the z-axis. The two-dimensional radiation detector 40 is not scanned and remains fixed, and has a detector origin D on the z-axis.
In the present embodiment, the two-dimensional radiation detector 40 includes the imaging surface 4
A device that captures a phase contrast image of radiation on 0A and outputs information of the phase contrast image as an electric signal is used. For example, a radiation image intensifier, a CCD image sensor, or the like is preferably used.

【0038】画像解析部71は、座標変換部711およ
び画像蓄積合成部712を備える。座標変換部711
は、2次元放射線検出器40から出力された位相コント
ラスト像情報と、走査部60から出力された試料位置情
報とを入力する。この試料位置情報は、試料台30の傾
斜や回転による試料10の方位(回転軸C1 の方向、お
よび、回転軸C1 の回りの回転角)を表すものである。
座標変換部711は、試料位置情報に基づいて仮想撮像
面P2 を仮想する。この仮想撮像面P2 は、試料10中
の焦点面P1 と試料原点Sとの間の距離aを (1)式に代
入して求められる距離bだけ検出器原点Dから離れてお
り、且つ、焦点面P1 に平行である。そして、座標変換
部711は、2次元放射線検出器40から出力された位
相コントラスト像情報に基づいて、撮像面40A上の放
射線の位相コントラスト像を、仮想撮像面P2 上の位相
コントラスト像に変換する。画像蓄積合成部712は、
この仮想撮像面P2 上の位相コントラスト像を蓄積し、
この蓄積された位相コントラスト像に基づいて、試料1
0中の焦点面P1 に焦点が合った放射線断層画像を得
る。
The image analyzer 71 includes a coordinate converter 711 and an image storage / synthesis unit 712. Coordinate converter 711
The phase contrast image information output from the two-dimensional radiation detector 40 and the sample position information output from the scanning unit 60 are input. The sample position information indicates the azimuth (the direction of the rotation axis C1 and the rotation angle around the rotation axis C1) of the sample 10 due to the inclination and rotation of the sample table 30.
The coordinate conversion unit 711 virtualizes the virtual imaging plane P2 based on the sample position information. The virtual imaging plane P2 is separated from the detector origin D by a distance b obtained by substituting the distance a between the focal plane P1 in the sample 10 and the sample origin S into the equation (1). It is parallel to the plane P1. Then, the coordinate conversion unit 711 converts the phase contrast image of the radiation on the imaging surface 40A into a phase contrast image on the virtual imaging surface P2 based on the phase contrast image information output from the two-dimensional radiation detector 40. . The image accumulation / synthesis unit 712 includes:
By accumulating the phase contrast image on the virtual imaging plane P2,
On the basis of the accumulated phase contrast image, the sample 1
A radiation tomographic image focused on the focal plane P1 in 0 is obtained.

【0039】(第3の実施形態)次に、第3の実施形態
に係る放射線断層撮影装置について説明する。図8は、
第3の実施形態に係る放射線断層撮影装置の構成図であ
る。本実施形態に係る放射線断層撮影装置は、画像解析
部72が試料10中の複数の焦点面P1 それぞれで焦点
が合った放射線断層画像を得る点で、第2の実施形態に
係るものと異なる。
(Third Embodiment) Next, a radiation tomography apparatus according to a third embodiment will be described. FIG.
It is a lineblock diagram of the radiation tomography apparatus concerning a 3rd embodiment. The radiation tomography apparatus according to the present embodiment is different from that according to the second embodiment in that the image analysis unit 72 obtains a radiation tomographic image focused on each of the plurality of focal planes P1 in the sample 10.

【0040】本実施形態でも、位相コントラストイメー
ジングの手法を採用しており、放射線源20、試料台3
0および2次元放射線検出器40それぞれは、第1の実
施形態で説明したように高い位相コントラストの像が得
られるよう配置される。試料台30は、走査部60によ
り制御されて、z軸上の試料原点Sを中心として傾斜ま
たは回転する。2次元放射線検出器40は、走査されず
固定されたままであり、z軸上に検出器原点Dがある。
本実施形態では、2次元放射線検出器40は、撮像面4
0A上の放射線の位相コントラスト像を撮像し、その位
相コントラスト像の情報を電気信号として出力するもの
が用いられ、例えば、放射線イメージインテンシファイ
アやCCDイメージセンサ等が好適に用いられる。
The present embodiment also employs a phase contrast imaging technique, in which the radiation source 20, the sample stage 3
Each of the zero- and two-dimensional radiation detectors 40 is arranged so as to obtain an image with a high phase contrast as described in the first embodiment. The sample stage 30 is controlled by the scanning unit 60 to tilt or rotate around the sample origin S on the z-axis. The two-dimensional radiation detector 40 is not scanned and remains fixed, and has a detector origin D on the z-axis.
In the present embodiment, the two-dimensional radiation detector 40 includes the imaging surface 4
A device that captures a phase contrast image of radiation on 0A and outputs information of the phase contrast image as an electric signal is used. For example, a radiation image intensifier, a CCD image sensor, or the like is preferably used.

【0041】画像解析部72は、画像・検出器位置情報
蓄積部721および座標変換・画像蓄積合成部722を
備える。画像・検出器位置情報蓄積部721は、2次元
放射線検出器40から出力された位相コントラスト像情
報と、走査部60から出力された試料位置情報とを入力
し、両者を互いに関係づけて記憶する。この試料位置情
報は、試料台30の傾斜や回転による試料10の方位
(回転軸C1 の方向、および、回転軸C1 の回りの回転
角)を表すものである。
The image analysis unit 72 includes an image / detector position information storage unit 721 and a coordinate conversion / image storage / synthesis unit 722. The image / detector position information storage unit 721 receives the phase contrast image information output from the two-dimensional radiation detector 40 and the sample position information output from the scanning unit 60, and stores them in association with each other. . The sample position information indicates the azimuth (the direction of the rotation axis C1 and the rotation angle around the rotation axis C1) of the sample 10 due to the inclination and rotation of the sample table 30.

【0042】座標変換・画像蓄積合成部722は、第2
の実施形態における座標変換部711および画像蓄積合
成部712が奏する作用と略同様の作用を奏する。すな
わち、座標変換・画像蓄積合成部722は、測定終了後
に、画像・検出器位置情報蓄積部721に蓄積された多
数の位相コントラスト像情報のうち、特定の試料位置情
報に対応するものを取り出す。また、座標変換・画像蓄
積合成部722は、その特定の試料位置情報に対応する
仮想撮像面P2 を仮想する。そして、座標変換・画像蓄
積合成部722は、この取り出した位相コントラスト像
情報を、仮想撮像面P2 上の位相コントラスト像に変換
し、この位相コントラスト像に基づいて試料10中の焦
点面P1 に焦点が合った放射線断層画像を得る。座標変
換・画像蓄積合成部722は、以上の解析を各試料位置
情報それぞれについて行うことで、試料10中の複数の
焦点面それぞれに焦点が合った放射線断層画像を得るこ
とができる。
The coordinate transformation / image storage / synthesis unit 722 is provided with the second
It has substantially the same operation as the operation performed by the coordinate conversion section 711 and the image accumulation / combination section 712 in the embodiment. That is, the coordinate conversion / image storage / synthesis unit 722 takes out, after the end of the measurement, the one corresponding to the specific sample position information from the large number of phase contrast image information stored in the image / detector position information storage unit 721. Further, the coordinate conversion / image accumulation / synthesis unit 722 imagines a virtual imaging plane P2 corresponding to the specific sample position information. Then, the coordinate conversion / image storage / synthesis unit 722 converts the extracted phase contrast image information into a phase contrast image on the virtual imaging plane P2, and focuses on the focal plane P1 in the sample 10 based on the phase contrast image. To obtain a radiation tomographic image that matches. The coordinate conversion / image accumulation / synthesis unit 722 can obtain a radiation tomographic image in which each of a plurality of focal planes in the sample 10 is in focus by performing the above analysis on each sample position information.

【0043】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、第2および
第3の実施形態では、試料台30を傾斜または回転させ
2次元放射線検出器40を固定したが、逆に、試料台3
0を固定し2次元放射線検出器40を傾斜または回転さ
せてもよい。この場合の画像解析部における処理も同様
である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified. For example, in the second and third embodiments, the two-dimensional radiation detector 40 is fixed by tilting or rotating the sample table 30.
0 may be fixed and the two-dimensional radiation detector 40 may be tilted or rotated. The processing in the image analysis unit in this case is the same.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、試料を透過した放射線の位相コントラスト像が
2次元放射線検出器により検出されるように、放射線
源、試料台および2次元放射線検出器それぞれが配置さ
れるので、放射線吸収の変化が小さい試料に対しても、
高いコントラストの放射線断層画像が得られる。
As described above in detail, according to the present invention, the radiation source, the sample stage and the two-dimensional radiation source are arranged so that the phase contrast image of the radiation transmitted through the sample is detected by the two-dimensional radiation detector. Since each detector is arranged, even for samples with small changes in radiation absorption,
A high-contrast radiation tomographic image can be obtained.

【0045】また、従来の放射線断層撮影装置の構成に
おいて位相コントラスト像を検出するようにすれば、更
に高い機械的精度が要求され、更に大型で複雑な構造と
なるが、本発明によれば、試料台および2次元放射線検
出器の双方または何れか一方を所定点を中心に傾斜また
は回転することにより位相コントラスト像を蓄積するこ
とにしたので、従来の放射線断層撮影装置に比べれば、
高い機械的精度が要求されず、放射線源と2次元放射線
検出器とを互いに結ぶ直線に垂直な方向には大型となる
ことはなく、複雑な構造とならない。
Further, if a phase contrast image is detected in the configuration of the conventional radiation tomography apparatus, higher mechanical accuracy is required, and a larger and more complicated structure is required. Since the phase contrast image is stored by tilting or rotating the sample stage and / or the two-dimensional radiation detector about a predetermined point, compared to a conventional radiation tomography apparatus,
No high mechanical accuracy is required, the size does not increase in the direction perpendicular to the straight line connecting the radiation source and the two-dimensional radiation detector, and the structure does not become complicated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施形態に係る放射線断層撮影装置の構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a radiation tomography apparatus according to a first embodiment.

【図2】試料台の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a sample stage.

【図3】試料台の他の構成図である。FIG. 3 is another configuration diagram of the sample stage.

【図4】位相コントラストイメージングの手法を説明す
る図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of phase contrast imaging.

【図5】コントラスト伝達関数F(u) に現れる cosχお
よび sinχそれぞれを変数u'に対してプロットしたグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph in which cos co and sinχ appearing in a contrast transfer function F (u) are plotted against a variable u ′.

【図6】試料の境界で位相コントラストが高くなること
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating that phase contrast increases at a boundary between samples.

【図7】第2の実施形態に係る放射線断層撮影装置の構
成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a radiation tomography apparatus according to a second embodiment.

【図8】第3の実施形態に係る放射線断層撮影装置の構
成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a radiation tomography apparatus according to a third embodiment.

【図9】従来の放射線断層撮影装置の構成を説明する図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a conventional radiation tomography apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…試料、20…放射線源、30…試料台、40…2
次元放射線検出器、50…検出器台、60…走査部、7
0〜72…画像解析部。
10 ... sample, 20 ... radiation source, 30 ... sample stand, 40 ... 2
Dimensional radiation detector, 50: detector stand, 60: scanning unit, 7
0-72: Image analysis unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 栄一 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松ホ トニクス株式会社内 Fターム(参考) 2G001 AA01 BA11 CA01 DA01 DA09 GA13 HA08 HA12 HA13 HA14 HA15 HA20 JA06 JA08 JA11 JA20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Eiichi Tanaka 1126 Nomachi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture F-term in Hamamatsu Photonics Co., Ltd. 2G001 AA01 BA11 CA01 DA01 DA09 GA13 HA08 HA12 HA13 HA14 HA15 HA20 JA06 JA08 JA11 JA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射線を試料に向けて出射する放射線源
と、 前記試料を固定する試料台と、 前記試料を透過した放射線の位相コントラスト像を検出
する2次元放射線検出器と、 前記試料台および前記2次元放射線検出器それぞれの方
位を互いに平行に維持したまま、前記放射線源の焦点を
通る直線上の第1の点を中心に前記試料台を傾斜または
回転させ、前記直線上の第2の点を中心に前記2次元放
射線検出器を傾斜または回転させて走査する走査手段
と、 を備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
A radiation source for emitting radiation toward a sample; a sample stage for fixing the sample; a two-dimensional radiation detector for detecting a phase contrast image of radiation transmitted through the sample; While maintaining the orientation of each of the two-dimensional radiation detectors parallel to each other, the sample stage is tilted or rotated around a first point on a straight line passing through the focal point of the radiation source, and a second point on the straight line is rotated. Scanning means for scanning the two-dimensional radiation detector by tilting or rotating the two-dimensional radiation detector about a point.
【請求項2】 放射線を試料に向けて出射する放射線源
と、 前記試料を固定する試料台と、 前記試料を透過した放射線の位相コントラスト像を検出
する2次元放射線検出器と、 前記試料台および前記2次元放射線検出器のうちの何れ
かを、前記放射線源の焦点を通る直線上の点を中心に傾
斜または回転させて走査する走査手段と、 前記走査手段による前記試料台または前記2次元放射線
検出器の走査に伴い前記2次元放射線検出器により検出
された位相コントラスト像に基づいて、前記試料中の焦
点面に対応する仮想撮像面上の位相コントラスト像を求
め、この仮想撮像面上の位相コントラスト像に基づいて
前記試料中の前記焦点面における放射線断層画像を得る
画像解析手段と、 を備えることを特徴とする放射線断層撮影装置。
2. A radiation source for emitting radiation toward a sample, a sample stage for fixing the sample, a two-dimensional radiation detector for detecting a phase contrast image of radiation transmitted through the sample, Scanning means for scanning by tilting or rotating any one of the two-dimensional radiation detectors about a point on a straight line passing through the focal point of the radiation source; and the sample stage or the two-dimensional radiation by the scanning means. A phase contrast image on a virtual imaging surface corresponding to a focal plane in the sample is obtained based on a phase contrast image detected by the two-dimensional radiation detector in accordance with scanning of the detector, and a phase on the virtual imaging surface is obtained. Image analysis means for obtaining a radiation tomographic image at the focal plane in the sample based on a contrast image.
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