JP2009257791A - X-ray tomographic imaging equipment and x-ray tomographic imaging method - Google Patents

X-ray tomographic imaging equipment and x-ray tomographic imaging method Download PDF

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達雄 宮澤
Naoki Komine
直樹 小峰
Masaru Fujii
優 藤井
Yasuo Shinohara
康雄 篠原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the imaging time, without causing the brightness of projected image acquired by means of an X-ray two-dimensional detector to be lowered. <P>SOLUTION: A synchronization signal is sent from a synchronization signal generating part 26 to the X-ray two-dimensional detector 2 so that a first pulse zone arises for longer pulse widths (periods), at imaging an inspected body 7 (in time of its still standing), while a second pulse zone arises for shorter pulse widths (periods), at rotating the inspected body 7 to control the imaging of projection images by means of the two-dimensional detector 2. Projected images of respective angle phases are imaged by means of the two-dimensional detector 2, to perform the reconstruction calculation of internal structure data from the acquired projected images acquired. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、X線等を用いて被検査体の内部構造データを検査するX線断層撮像装置及びX線断層撮像方法に関する。   The present invention relates to an X-ray tomographic imaging apparatus and an X-ray tomographic imaging method for inspecting internal structure data of an object to be examined using X-rays or the like.

従来、半導体素子等の研究開発分野などでは、微小被検査体内部に存在するひび割れや断線等を検査するため非破壊三次元分析が要求されている。その手法の一つとして、X線によるコンピュータ断層撮像装置(以下、「X線断層撮像装置」と称する。)を用いる方法がある。   Conventionally, non-destructive three-dimensional analysis is required in the field of research and development of semiconductor elements and the like in order to inspect cracks, breaks, and the like that exist inside a micro-inspection object. As one of the methods, there is a method using a computed tomography apparatus using X-rays (hereinafter referred to as “X-ray tomography apparatus”).

X線断層撮像装置は、例えば、X線源(X線管等から構成されるX線発生装置)と、X線源からX線焦点を経て被検査体に円錐形状(コーンビーム状)に照射されて当該被検査体を透過したX線を検出するX線二次元検出器と、X線源とX線二次元検出器との間に設けられ、X線焦点からX線二次元検出器の検出面に降ろした垂線に直交する回転軸を中心に、被検査体が載置された状態で設定に基づく角度変位で回転基台部を有する。このようなX線断層撮像装置において、X線源より被検査体にX線を照射し、被検査体の透過X線投影像をX線二次元検出器により撮像しディジタル化された各角度位相毎の複数の画像データ(投影データ)として処理する。そして、これら複数の画像データから内部構造データを再構成することによって、被検査体内部の検査及び観察等を行いやすくする。   An X-ray tomographic imaging apparatus, for example, irradiates a subject to be examined in a conical shape (cone beam shape) through an X-ray source (an X-ray generator configured with an X-ray tube or the like) and an X-ray focal point from the X-ray source. Provided between the X-ray source and the X-ray two-dimensional detector, and from the X-ray focal point to the X-ray two-dimensional detector. A rotation base portion is provided with an angular displacement based on the setting with the object to be inspected placed around a rotation axis perpendicular to a perpendicular line dropped on the detection surface. In such an X-ray tomographic imaging apparatus, the X-ray source irradiates the object to be inspected with X-rays, and the transmitted X-ray projection image of the object to be inspected is picked up by the X-ray two-dimensional detector and digitized. Each is processed as a plurality of image data (projection data). Then, the internal structure data is reconstructed from the plurality of image data, thereby facilitating inspection and observation inside the object to be inspected.

半導体素子等の微小部品を検査する産業用X線断層撮像装置においては、上記のとおり、一般にコーンビーム状のX線が用いられる。このコーンビーム状のX線は、焦点サイズが小さいほど透過X線投影像の拡大によるエッジ(端部)のボケが抑えられるので、X線二次元検出器により精細な投影像(断層撮像画像)が得られる。近年、X線の焦点サイズがミクロン単位あるいはそれ以下のマイクロフォーカスX線源に関して、従来の密封型X線管に代わり、開放型X線管の開発が進められている。この開放型X線管は、焦点サイズが非常に小さいため、解像度が高くボケの無い鮮明な画像を得ることができる。また、その構造上、被検査体をX線焦点の近くに配置することができ、拡大倍率が高いなどの特徴がある。   In an industrial X-ray tomographic imaging apparatus that inspects minute parts such as semiconductor elements, cone beam X-rays are generally used as described above. The smaller the focal spot size of the cone-beam X-rays, the more the blurring of the edges (ends) caused by the enlargement of the transmitted X-ray projection image is suppressed. Therefore, a fine projection image (tomographic image) is obtained by the X-ray two-dimensional detector. Is obtained. In recent years, an open X-ray tube has been developed in place of a conventional sealed X-ray tube for a microfocus X-ray source having an X-ray focal spot size of a micron unit or less. Since this open X-ray tube has a very small focal spot size, a clear image with high resolution and no blur can be obtained. In addition, the structure is characterized in that the object to be inspected can be placed near the X-ray focal point and the magnification is high.

例えば、限られた空間を持つ装置内に載置されたX線二次元検出器を用いて、X線源を中心とする円筒面に沿ってX線二次元検出器を旋回させ、投影像の輝度の減衰を抑えつつ、投影像の拡大率を向上させるX線断層撮像装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2007−101247号公報
For example, using an X-ray two-dimensional detector placed in an apparatus having a limited space, the X-ray two-dimensional detector is swung along a cylindrical surface centering on the X-ray source, An X-ray tomographic imaging apparatus that improves the magnification ratio of a projected image while suppressing luminance attenuation has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2007-101247 A

ところで、特許文献1に記載されたような産業用のX線断層撮像装置は、高解像度な投影像が求められていることから、X線源から照射されるX線の焦点サイズが非常に小さく、かつ、拡大率の大きな投影像が得られるよう設計されている。   By the way, since the industrial X-ray tomographic imaging apparatus described in Patent Document 1 requires a high-resolution projection image, the focal size of X-rays irradiated from the X-ray source is very small. And it is designed to obtain a projection image with a large magnification.

しかし、一般に焦点の小さいX線の輝度は低いので、X線二次元検出器に得られる投影像は暗いものとなってしまう。そのため、X線二次元検出器に対し一定時間以上の透過X線の露光が必要とされ、その間、X線二次元検出器に投影された像がぶれないよう被検査体が固定されている必要がある。   However, since the brightness of X-rays with a small focus is generally low, the projection image obtained by the X-ray two-dimensional detector becomes dark. Therefore, the X-ray two-dimensional detector needs to be exposed to transmitted X-rays for a certain period of time, and the object to be inspected must be fixed so that the image projected on the X-ray two-dimensional detector does not blur during that time. There is.

また、投影像の拡大率が大きい場合、X線焦点から被検査体までの距離が近く、それと比べてX線焦点からX線二次元検出器までの距離が遠くかつ広がりを持つため、X線二次元検出器で捕獲されるX線の輝度が低くなり、その結果、投影像が暗くなる。そのため、X線二次元検出器に対し一定時間以上の露光が必要とされ、その間、X線二次元検出器に投影された像がぶれないように被検査体が固定される必要がある。   In addition, when the magnification ratio of the projected image is large, the distance from the X-ray focal point to the object to be inspected is short, and the distance from the X-ray focal point to the X-ray two-dimensional detector is far and wide. The brightness of X-rays captured by the two-dimensional detector is lowered, and as a result, the projected image is darkened. Therefore, the X-ray two-dimensional detector needs to be exposed for a certain time or more, and the object to be inspected needs to be fixed so that the image projected on the X-ray two-dimensional detector does not blur during that time.

このように、X線断層撮像装置における各角度位相の投影像の撮像(断層撮像工程)において、鮮明な投影像を得るためには一定時間以上の露光が必要であり、その間つまり投影像を撮像中は、X線二次元検出器に投影された像がぶれないよう被検査体(回転基台)が静止していることが望まれる。   As described above, in the imaging of the projection image of each angle phase (tomographic imaging process) in the X-ray tomographic imaging apparatus, it is necessary to perform exposure for a certain period of time or more in order to obtain a clear projection image. It is desirable that the object to be inspected (rotation base) is stationary so that the image projected on the X-ray two-dimensional detector does not blur.

現在、断層撮像工程において、まずX線源から出射されたX線が被検査体を介してX線二次元検出器に連続して照射される。そして、X線二次元検出器が、一定間隔かつ一定の長さのパルスを持つ同期信号に同期して、撮像した投影像の画像データを外部に出力している。   Currently, in a tomographic imaging process, first, X-rays emitted from an X-ray source are continuously irradiated to an X-ray two-dimensional detector through an object to be inspected. Then, the X-ray two-dimensional detector outputs image data of the captured projection image to the outside in synchronization with a synchronization signal having a pulse having a constant interval and a constant length.

図1は、従来技術における、図示しない同期信号発生部からX線二次元検出器に供給される同期信号と、被検査体の状態を示したタイミングチャートである。図中(A)は同期信号、(B)は検出面への露光、(C)は被検査体、(D)は投影像の取り込みのそれぞれの状態を示している。   FIG. 1 is a timing chart showing a synchronization signal supplied to an X-ray two-dimensional detector from a synchronization signal generator (not shown) and a state of an object to be inspected in the prior art. In the figure, (A) shows the synchronization signal, (B) shows the exposure on the detection surface, (C) shows the object to be inspected, and (D) shows the state of capturing the projected image.

図1(A)に示すように、従来の同期信号は、ハイレベル(オン)の幅H1のパルスとローレベル(オフ)の幅L1のパルスが規則的に交互に繰り返され、全体として幅H1のパルスと幅L1のパルスの組合せが繰り返されている。この例では、ハイレベルの幅H1のパルスとローレベルの幅L1のパルスを合わせた長さは、例えば約1000msecとしてある。   As shown in FIG. 1A, in the conventional synchronization signal, a pulse having a high level (on) width H1 and a pulse having a low level (off) width L1 are regularly and alternately repeated. The combination of the pulse with the width L1 is repeated. In this example, the total length of the high-level width H1 pulse and the low-level width L1 pulse is, for example, about 1000 msec.

従来、同期信号がハイレベルな幅H1のパルスとローレベルな幅L1のパルスの規則的な繰り返しで構成されていること、及び、撮像中は被検査体を静止させておく必要があることから、以下のような撮像工程が実施されていた。   Conventionally, the synchronization signal is configured by regular repetition of a pulse having a high level of width H1 and a pulse having a low level of width L1, and the object to be inspected must be kept stationary during imaging. The following imaging process has been performed.

まず、同期信号発生部からX線二次元検出器に1つ目のハイレベルな幅H1のパルスが供給された時(図1(A))、X線二次元検出器は幅H1のパルスの立ち上がりを検出して検出面への露光を実施する(図1(B))。   First, when the first high-level pulse of width H1 is supplied from the synchronization signal generator to the X-ray two-dimensional detector (FIG. 1A), the X-ray two-dimensional detector detects the pulse of width H1. The rise is detected, and the detection surface is exposed (FIG. 1B).

そして、X線二次元検出器は、ハイレベルな幅H1のパルスの立ち下がりを検出すると検出面への露光を終了し、初期角度位相における被写体の投影像の画像データを図示しないメインメモリ等に一時記憶する。   When the X-ray two-dimensional detector detects the falling of the high-level width H1 pulse, the X-ray two-dimensional detector ends the exposure on the detection surface, and stores the image data of the projected image of the subject at the initial angle phase in a main memory (not shown). Memorize temporarily.

続いて、上記メインメモリ等に一時記憶した投影像の画像データを図示しない記憶装置(投影像記憶部)に取り込んで保存する(図1(D))。この記憶装置はハードディスク等の不揮発性の記憶手段によって構成される。   Subsequently, the image data of the projection image temporarily stored in the main memory or the like is taken in and stored in a storage device (projection image storage unit) (not shown) (FIG. 1D). This storage device is constituted by non-volatile storage means such as a hard disk.

投影像記憶部への取り込みと並行して、ローレベルな幅L1のパルスの後に2つ目のハイレベルな幅H1のパルスがX線二次元検出器へ供給されるともに、回転制御信号が被検査体を載置した回転基台に供給される。当該回転基台のモータは回転制御信号に応じて動作し、初期角度位相から所定角度変位だけ回転した第2の角度位相へ被検査体を移動させる(図1(C))。このように、この被検査体を載置する回転基台が回転している間も、X線二次元検出器には2つ目のハイレベルな幅H1のパルス,ローレベルな幅L1のパルスが供給され、X線二次元検出器は検出面への露光を実施して投影像の画像データをメインメモリに一時記憶する。   In parallel with the capture to the projection image storage unit, the second high-level width H1 pulse is supplied to the X-ray two-dimensional detector after the low-level width L1 pulse, and the rotation control signal is received. Supplied to the rotating base on which the inspection object is placed. The motor of the rotation base operates in response to the rotation control signal, and moves the object to be inspected to the second angle phase rotated by a predetermined angular displacement from the initial angle phase (FIG. 1C). As described above, the X-ray two-dimensional detector also has the second high-level width H1 pulse and the low-level width L1 pulse while the rotating base on which the object to be inspected is rotating. The X-ray two-dimensional detector performs exposure on the detection surface and temporarily stores the image data of the projection image in the main memory.

しかし、ここでの露光で得られた投影像は、被検査体が回転中のためぶれが大きく再構成用の画像には使用できない。そのため、2つ目のハイレベルな幅H1のパルスの間に得られた投影像は、投影像記憶部には保存されることなく破棄される。実際には、次の3つ目のハイレベルな幅H1のパルスの間に得られた投影像の画像データで上書きされる。を、2つ目のハイレベルな幅H1のパルスの間に得られた投影像の画像データに上書きする。それにより、2つ目のハイレベルな幅H1のパルスの間に得られた投影像の画像データは保存されない。   However, the projection image obtained by the exposure here has a large shake because the object to be inspected is rotating, and cannot be used for an image for reconstruction. Therefore, the projection image obtained during the second high-level pulse of width H1 is discarded without being stored in the projection image storage unit. Actually, it is overwritten with the image data of the projection image obtained during the next pulse of the third high level width H1. Is overwritten on the image data of the projection image obtained during the second pulse of the high level width H1. Thereby, the image data of the projection image obtained during the second high-level pulse with the width H1 is not stored.

次に、X線二次元検出器は、3つ目のハイレベルな幅H1のパルスが入力されたことを検出すると、先ほど初期角度位相から所定角度変位だけ回転した第2の角度位相における露光を実行し、メインメモリ等へ一時記憶する。   Next, when the X-ray two-dimensional detector detects that the third high-level pulse of width H1 has been input, exposure at the second angular phase rotated by a predetermined angular displacement from the initial angular phase is performed. Execute and temporarily store in main memory or the like.

そして、3つ目のハイレベルな幅H1のパルスの立ち下がりが検出されると、回転基台を第3の角度位相へと回転させるとともに、第2の角度位相における投影像の画像データを投影像記憶部に取り込む。このように、X線二次元検出器が、設定された各角度位相における投影像の取り込み処理を繰り返す。この一連の処理を、被検査体の再構成に必要とされる枚数分の投影像の画像データを取得するまで行い、全投影像の画像データを再構成して被検査体の内部構造データを得る。   When the falling edge of the third high-level pulse of width H1 is detected, the rotation base is rotated to the third angle phase and the image data of the projection image at the second angle phase is projected. Capture to the image storage unit. In this way, the X-ray two-dimensional detector repeats the projection image capturing process at each set angular phase. This series of processing is performed until the image data of the number of projection images required for the reconstruction of the inspection object is acquired, and the image data of all the projection images is reconstructed to obtain the internal structure data of the inspection object. obtain.

しかし、被検査体の回転中に撮像された投影像の画像データは被検査体が静止していないため破棄せねばならず、それにより、一つの角度位相における投影像の撮像には同期信号のパルス幅(H1及びL1)の二倍の時間を要していた。一方、露光時間は同期信号のパルス幅に依存するため、規則的に一定間隔で繰り返されるパルスのパルス幅の短縮は撮像時間の短縮に大変有効である反面、X線の露光不足による投影像の明度の低下を招くという問題がある。   However, the image data of the projected image captured during the rotation of the object to be inspected must be discarded because the object to be inspected is not stationary. It took twice as long as the pulse width (H1 and L1). On the other hand, since the exposure time depends on the pulse width of the synchronizing signal, shortening the pulse width of the pulses that are regularly repeated at regular intervals is very effective for shortening the imaging time, but on the other hand, the projected image due to insufficient exposure of X-rays. There is a problem that the brightness is lowered.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、X線二次元検出器に得られる投影像の明度を低下させることなく、撮像時間を短縮することができるようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to shorten the imaging time without reducing the brightness of the projected image obtained by the X-ray two-dimensional detector. .

本発明の一側面のX線断層装置は、X線源と、同期信号に含まれるパルスに基づいて被検査体の透過X線を検出する二次元検出手段と、第1のパルス領域と、前記第1のパルス領域より短い第2のパルス領域を、交互に含む同期信号を発生させる同期信号発生部と、前記二次元検出手段が前記同期信号の前記第1のパルス領域の間に検出した透過X線による投影像を記憶する投影像記憶部と、前記同期信号の前記第2のパルス領域と同期した回転制御信号を生成する回転制御手段と、前記X線源のX線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され、前記回転制御部で生成された回転制御信号に基づいて、前記被検査体を載置して前記X線焦点から前記二次元検出手段の初期位置における検出面に降ろした垂線に直交する回転軸を中心に、設定された角度変位で回転する回転手段と、を含むことを特徴とする。   An X-ray tomographic apparatus according to one aspect of the present invention includes an X-ray source, two-dimensional detection means for detecting transmitted X-rays of a subject based on a pulse included in a synchronization signal, a first pulse region, A synchronization signal generating unit that generates a synchronization signal alternately including a second pulse region shorter than the first pulse region, and a transmission detected by the two-dimensional detection means between the first pulse region of the synchronization signal A projection image storage unit for storing a projection image by X-rays, rotation control means for generating a rotation control signal synchronized with the second pulse region of the synchronization signal, an X-ray focal point of the X-ray source, and the two-dimensional Based on the rotation control signal generated between the rotation control unit and the detection unit, the object to be inspected is placed on the detection surface at the initial position of the two-dimensional detection unit from the X-ray focal point. Set around the axis of rotation perpendicular to the lowered perpendicular Characterized in that it comprises rotating means for rotating at the angular displacement, a.

本発明の一側面のX線断層撮像方法は、X線源と、同期信号に含まれるパルスに基づいて被検査体の透過X線を検出する二次元検出手段と、前記X線源のX線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され、前記回転制御部で生成された回転制御信号に基づいて、前記被検査体を載置して前記X線焦点から前記二次元検出手段の初期位置における検出面に降ろした垂線に直交する回転軸を中心に、設定された角度変位で回転する回転手段とを含み、各角度位相毎に投影像を撮像するX線断層撮像装置によるX線断層撮像方法である。すなわち、第1のパルス領域と、前記第1のパルス領域より短い第2のパルス領域を、交互に含む同期信号を発生するステップと、前記二次元検出手段が前記同期信号に含まれる前記第1のパルス領域及び前記第2のパルス領域に基づいて、前記被検査体の透過X線を検出するステップと、前記同期信号の前記第2のパルス領域と同期した回転制御信号に基づいて前記回転手段が前記設定された角度変位を回転するステップと、前記同期信号の前記第1のパルス領域の間に、前記二次元検出手段によって検出された透過X線による投影像のみを記憶するステップと、を含むことを特徴とする。   An X-ray tomographic imaging method according to one aspect of the present invention includes an X-ray source, two-dimensional detection means for detecting transmitted X-rays of an object to be inspected based on a pulse included in a synchronization signal, and the X-ray of the X-ray source. Based on a rotation control signal generated between the focal point and the two-dimensional detection unit and generated by the rotation control unit, the inspection object is placed and an initial state of the two-dimensional detection unit is determined from the X-ray focal point. X-ray tomography by an X-ray tomographic imaging apparatus including a rotating means that rotates at a set angular displacement about a rotation axis perpendicular to a perpendicular drawn to a detection surface at a position and that captures a projected image for each angular phase This is an imaging method. That is, a step of generating a synchronization signal alternately including a first pulse region and a second pulse region shorter than the first pulse region, and the two-dimensional detection means being included in the synchronization signal Detecting the transmitted X-ray of the object to be inspected based on the pulse region and the second pulse region, and the rotation means based on the rotation control signal synchronized with the second pulse region of the synchronization signal Rotating the set angular displacement, and storing only a projection image of transmitted X-rays detected by the two-dimensional detection means between the first pulse regions of the synchronization signal. It is characterized by including.

本発明の一側面においては、被検査体の投影像の撮像時には被検査体は静止し、かつ、十分な露光時間を確保でき、被検査体の回転時にはその所要時間による画像データ取得時間の遅延への影響を最小限に抑えることができる。したがって、各角度位相における静止した被検査体の投影像の撮像に要する時間を短縮し、必要な枚数分の画像データの取得を短縮化及び高速化できる。   In one aspect of the present invention, the object to be inspected is stationary when a projection image of the object to be inspected is captured, and a sufficient exposure time can be secured, and a delay in image data acquisition time due to the required time when the object is rotated. Can be minimized. Therefore, it is possible to shorten the time required to capture the projected image of the stationary object to be inspected at each angle phase, and to shorten and speed up the acquisition of the necessary number of image data.

本発明によれば、X線二次元検出手段に得られる投影像の明度を低下させることなく、撮像時間を短縮することができる。   According to the present invention, the imaging time can be shortened without reducing the brightness of the projected image obtained by the X-ray two-dimensional detection means.

以下、本発明の実施の形態の例について、添付図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

以下に述べる実施の形態は、本発明を実施するための好適な形態の具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されている。ただし、本発明は、以下の実施の形態の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限られるものではない。したがって、例えば、以下の説明で挙げる使用材料とその使用量、処理時間、処理順序及び各パラメータの数値的条件等は好適例に過ぎず、また、説明に用いた各図における寸法、形状及び配置関係等も実施の形態の一例を示す概略的なものである。   The embodiment described below is a specific example of a preferred embodiment for carrying out the present invention, and therefore various technically preferable limitations are given. However, the present invention is not limited to these embodiments unless otherwise specified in the following description of the embodiments. Therefore, for example, the materials used in the following description, the amounts used, the processing time, the processing order, and the numerical conditions of each parameter are only suitable examples, and the dimensions, shapes, and arrangements in the drawings used for the description are also examples. The relationship and the like are also schematic showing an example of the embodiment.

すなわち、コンピュータ断層撮像装置の中でも広く用いられているX線断層撮像装置を例に説明するが、本発明は、X線その他の放射線等を多方向から物体に照射し、その投影像を撮像した複数の投影データより内部構造データを再構成計算するコンピュータ断層撮像装置に適用することができる。   That is, although an X-ray tomographic imaging apparatus widely used among computer tomographic imaging apparatuses will be described as an example, the present invention irradiates an object with X-rays and other radiations from multiple directions and images the projection image thereof. The present invention can be applied to a computer tomography apparatus that reconstructs internal structure data from a plurality of projection data.

図2は、本発明のX線断層撮像装置の第1の実施の形態の構成例を示す概略図であり、(A)は正面図、(B)は側面図を表す。
本実施の形態におけるX線断層撮像装置は、大きな要素としてX線管1、X線二次元検出器2、被検査体7を載置する回転基台3を備え、これらが除振台10に設置されるとともにシールドカバー11で覆われている。
2A and 2B are schematic views showing a configuration example of the first embodiment of the X-ray tomographic imaging apparatus of the present invention, where FIG. 2A is a front view and FIG. 2B is a side view.
The X-ray tomographic imaging apparatus according to the present embodiment includes, as major elements, an X-ray tube 1, an X-ray two-dimensional detector 2, and a rotating base 3 on which an inspected object 7 is placed. It is installed and covered with a shield cover 11.

X線管1は例えばコーンビーム状のX線を発生するX線発生装置(X線源)である。このX線管1で発生したX線は被検査体7全体もしくは一部に照射される。   The X-ray tube 1 is, for example, an X-ray generator (X-ray source) that generates cone-beam X-rays. The X-rays generated in the X-ray tube 1 are irradiated on the entire inspection object 7 or a part thereof.

X線管1から照射されるX線は、例えば焦点サイズが約1μm以下の極小のX線焦点を形成するよう構成されている。X線の焦点サイズは、X線断層撮像装置の分解能を決定する大きな要素であるため、この数値が小さいほど、より被検査体内部の微少サイズの損傷等を観察でき好ましい。   The X-rays irradiated from the X-ray tube 1 are configured to form a minimal X-ray focal point having a focal size of about 1 μm or less, for example. Since the X-ray focal spot size is a large factor that determines the resolution of the X-ray tomographic imaging apparatus, the smaller the numerical value, the more preferable it is possible to observe a minute size of damage inside the object to be inspected.

X線二次元検出器2は、X線管1から出射されて被検査体7を透過し検出面に入射するX線を検出する。X線二次元検出器2として、例えばフラットパネルディテクタ(FPD)を適用することができ、X線二次元検出器2は、X線管1のX線焦点から検出面に下ろした垂線が当該検出面の中心に位置するように配置される。X線二次元検出器2の位置は、X線二次元検出器駆動機構14により、左右上下(XYZ方向)に調節することができる。さらに、X線二次元検出器回転駆動機構15により、Z軸に平行な軸を中心にX線二次元検出器2を回転させることができる。   The X-ray two-dimensional detector 2 detects X-rays that are emitted from the X-ray tube 1, pass through the inspection object 7, and enter the detection surface. As the X-ray two-dimensional detector 2, for example, a flat panel detector (FPD) can be applied, and the X-ray two-dimensional detector 2 detects the perpendicular line dropped from the X-ray focal point of the X-ray tube 1 to the detection surface. It arrange | positions so that it may be located in the center of a surface. The position of the X-ray two-dimensional detector 2 can be adjusted left and right and up and down (XYZ directions) by the X-ray two-dimensional detector driving mechanism 14. Furthermore, the X-ray two-dimensional detector 2 can be rotated about the axis parallel to the Z-axis by the X-ray two-dimensional detector rotation drive mechanism 15.

FPDについては、一例として特開平6−342098号公報(以下、「文献1」という。)に開示されている。文献1に記載されたFPDは、被写体を透過したX線を光導電層で吸収してX線強度に応じた電荷を発生させ、その電荷量を画素毎に検知するものである。この文献1に開示された方式のFPDでは、X線量を画素毎の電荷量に直接変換するため、FPDでの鮮鋭性の劣化が少なく、鮮鋭性に優れた画像が得られる。その他の方式のFPDの例としては、例えば特開平9−90048号公報に開示されているように、X線を増感紙等の蛍光体層に吸収させて蛍光を発生させ、その蛍光の強度を光電変換素子で検知するものなどがある。   As an example, FPD is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-342098 (hereinafter referred to as “Document 1”). The FPD described in Document 1 absorbs X-rays transmitted through a subject by a photoconductive layer, generates charges according to the X-ray intensity, and detects the amount of charges for each pixel. In the FPD of the method disclosed in this document 1, since the X-ray dose is directly converted into the charge amount for each pixel, the sharpness degradation in the FPD is small and an image with excellent sharpness can be obtained. As an example of other types of FPDs, as disclosed in, for example, JP-A-9-90048, X-rays are absorbed in a phosphor layer such as an intensifying screen to generate fluorescence, and the intensity of the fluorescence Is detected by a photoelectric conversion element.

蛍光の検知手段としては他に、CCD(Charge Coupled Devices)やC−MOS(Complementary-Metal Oxide Semiconductor)センサを用いる方法などもある。このように、本例のX線二次元検出器2は、被検査体7の透過X線を検出し画素毎に処理して画像信号を得られるものであればよい。   As other fluorescence detection means, there is a method using a CCD (Charge Coupled Devices) or a C-MOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor. As described above, the X-ray two-dimensional detector 2 of this example may be any device that can detect the transmitted X-rays of the inspection object 7 and process each pixel to obtain an image signal.

回転基台3は被検査体7を載置するとともに、その被検査体7を載置した状態で回転する回転手段の一例である。以降、回転基台部分を回転させるための図示しないモータ及び後述する軸受け等より構成される回転基台部全体を含めて、回転基台と称する。回転基台部は、回転基台3をその回転軸と平行方向、すなわち図1(B)に示すように、Z軸方向に移動させるためのZ軸駆動機構3aを備えてなる。さらに、Y軸方向に被検査体7を移動させるためのY軸駆動機構6を備えている。被検査体7は回転基台上の保持冶具8にて保持、固定されるように構成されている。   The rotating base 3 is an example of a rotating means for placing the object to be inspected 7 and rotating in a state where the object to be inspected 7 is placed. Hereinafter, the entire rotation base portion including a motor (not shown) for rotating the rotation base portion and a bearing described later is referred to as a rotation base. The rotation base portion includes a Z-axis drive mechanism 3a for moving the rotation base 3 in the direction parallel to the rotation axis, that is, in the Z-axis direction as shown in FIG. Furthermore, a Y-axis drive mechanism 6 is provided for moving the device under test 7 in the Y-axis direction. The inspected object 7 is configured to be held and fixed by a holding jig 8 on the rotary base.

上記回転基台3は、空気軸受け4によって支持されており、この空気軸受け4と同軸上には例えば0.2分以下の角度位置決め精度を持つサーボモータ(図示略)が直結されるとともに回転位相検出手段が設けられている。これらサーボモータ及び回転位相検出手段により、サーボモータ及び回転位相検出手段の分解能に応じた各角度変位において、内部構造データの再構成に必要な投影データの取り込み期間に同期して回転基台3が静止される。   The rotary base 3 is supported by an air bearing 4, and a servomotor (not shown) having an angular positioning accuracy of, for example, 0.2 minutes or less is directly connected to the air bearing 4 and a rotational phase. Detection means are provided. By means of these servo motors and rotational phase detection means, the rotation base 3 can be synchronized with the projection data capture period required for the reconstruction of the internal structure data at each angular displacement corresponding to the resolution of the servo motors and rotational phase detection means. Quiesced.

回転基台3を支持する軸受け4の回転軸は、X線管1の焦点からX線二次元検出器2の検出面の中心付近へ降ろした垂線と直交している。本例ではこの軸受け4は回転基台3を微少角度変位制御できる空気軸受けより構成するが、これに限られるものではなく、回転基台3を支持し滑らかに回転して要求される微少角度変位の制御が行えるものであればよい。   The rotation axis of the bearing 4 that supports the rotation base 3 is orthogonal to a perpendicular line that descends from the focal point of the X-ray tube 1 to the vicinity of the center of the detection surface of the X-ray two-dimensional detector 2. In this example, the bearing 4 is composed of an air bearing capable of controlling the rotational base 3 with a minute angular displacement. However, the bearing 4 is not limited to this, and the minute angular displacement required by supporting the rotational base 3 and rotating smoothly. Any device can be used as long as it can control the above.

XYテーブル5は、X線管1を、軸受け4の回転軸と直交するXY平面上で移動させるものである。被検査体7の旋回半径を適宜XYテーブル5にフィードバックし、必要に応じ被検査体7とXYテーブル5を極接近させた状態で投影データを取得することができる。拡大率を支配する一番上位の要素はX線焦点と回転基台3に保持された被検査体7との相互間距離であり、拡大率が大きければ、より微細な部位の内部構造を解析することが可能となる。   The XY table 5 moves the X-ray tube 1 on an XY plane orthogonal to the rotation axis of the bearing 4. The turning radius of the inspected object 7 is appropriately fed back to the XY table 5, and projection data can be acquired in a state where the inspected object 7 and the XY table 5 are in close proximity as necessary. The highest element that controls the enlargement ratio is the distance between the X-ray focal point and the object 7 to be inspected held on the rotating base 3. If the enlargement ratio is large, the internal structure of a finer part is analyzed. It becomes possible to do.

除振台10は、上述したX線断層像撮象装置を構成する全ての装置、部材等を載置し、X線照射位置に誤差が生じないよう振動を除去するものである。また、シールドカバー11は鉛等より構成され、X線断層撮像装置の外部にX線が漏れないよう装置全体を覆うものである。   The vibration isolation table 10 mounts all the devices, members, and the like that constitute the above-described X-ray tomographic imaging apparatus, and removes vibrations so that no error occurs in the X-ray irradiation position. The shield cover 11 is made of lead or the like, and covers the entire apparatus so that X-rays do not leak outside the X-ray tomographic imaging apparatus.

図3は、図2に示したX線断層撮像装置の内部構成を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of the X-ray tomographic imaging apparatus shown in FIG.

X線管1は、上述したように回転基台3上に載置された被検査体7に対してX線を照射する。このとき照射されるX線の強度、線質等は、X線制御手段であるX線制御部20を通じて制御操作部22により制御される。   As described above, the X-ray tube 1 irradiates the inspection object 7 placed on the rotation base 3 with X-rays. The intensity and quality of X-rays irradiated at this time are controlled by the control operation unit 22 through the X-ray control unit 20 which is X-ray control means.

上記被検査体7を載置する回転基台3の位置、回転角度変位、初期角度位相等は、回転基台3の位置及び動きを制御する機構制御手段(回転制御手段)として機能する機構制御部21(回転制御部)を通じて、制御操作部22により制御される。回転基台3に載置された被検査体7は制御操作部22からの制御信号により指定された角度変位を所定の回転速度で回転され、その投影像はX線二次元検出器2により撮像される。   The mechanism control functioning as a mechanism control means (rotation control means) for controlling the position and movement of the rotation base 3 such as the position, rotation angle displacement, and initial angle phase of the rotation base 3 on which the inspection object 7 is placed. It is controlled by the control operation unit 22 through the unit 21 (rotation control unit). The inspected object 7 placed on the rotating base 3 is rotated at a predetermined rotational speed by the angular displacement specified by the control signal from the control operation unit 22, and the projection image is taken by the X-ray two-dimensional detector 2. Is done.

制御操作部22は、X線断層撮像装置を構成する各ブロックの制御及び演算を行うものである。この制御操作部22は、各ブロックに出力する制御信号を生成したり、演算処理を実行したりする制御部22Aと、制御部22Aによる制御・演算処理時に作業領域として使用される不揮発性のメモリ22Bと、外部から設定情報などが入力されるインターフェースとしての入力部22Cと、を含むように構成される。制御操作部22としては、例えば、キーボード等の入力手段及びGUI(Graphical User Interface)の画面や被写体像の再構成結果等を表示する表示手段が接続された、パーソナルコンピュータ(以下、「PC」という。)等を適用することができる。   The control operation unit 22 controls and calculates each block constituting the X-ray tomographic imaging apparatus. The control operation unit 22 includes a control unit 22A that generates a control signal to be output to each block and executes arithmetic processing, and a non-volatile memory that is used as a work area when the control unit 22A performs control / arithmetic processing. 22B and an input unit 22C as an interface through which setting information and the like are input from the outside. As the control operation unit 22, for example, a personal computer (hereinafter referred to as “PC”) to which input means such as a keyboard and display means for displaying a GUI (Graphical User Interface) screen, a reconstruction result of a subject image, and the like are connected. .) Etc. can be applied.

また制御操作部22は、制御部22Aにより、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリ(図示略)に格納されたプログラムに従い、後述するX線断層撮像処理の演算・制御等を行う。また、制御操作部22は、X線管1より出射されるX線のX線強度等の情報を表示手段に表示させたり、利用者が入力手段を介して入力部に入力された操作信号に基づいてX線制御部20に対して制御指令を出力したり、回転基台3に対して被検査体7の適切な位置出しのための指令を出力するなどする。また、同期信号発生部26に対して、同期信号を発生するよう指令を出力したりする。さらに、制御操作部22は、機構制御部21を通じてX線二次元検出器2に対して指令を出し、旋回角(回転角)及びX軸方向への移動等を制御する。   The control operation unit 22 performs calculation / control of an X-ray tomographic imaging process, which will be described later, according to a program stored in a non-volatile memory (not shown) such as a ROM (Read Only Memory) by the control unit 22A. In addition, the control operation unit 22 displays information such as the X-ray intensity of the X-rays emitted from the X-ray tube 1 on the display unit, or an operation signal input to the input unit by the user via the input unit. Based on this, a control command is output to the X-ray control unit 20 or a command for appropriately positioning the object to be inspected 7 is output to the rotating base 3. Also, a command is output to the synchronization signal generator 26 so as to generate a synchronization signal. Further, the control operation unit 22 issues a command to the X-ray two-dimensional detector 2 through the mechanism control unit 21 to control the turning angle (rotation angle), movement in the X-axis direction, and the like.

同期信号発生部26は、X線二次元検出器2が被検査体7の透過X線を取り込むための第1のパルス領域と、回転基台3を回転させるための第1のパルス領域より短い第2のパルス領域を、交互に含む同期信号を発生させるものである。発生した同期信号は、X線二次元検出器2と機構制御部21に供給される。   The synchronization signal generator 26 is shorter than the first pulse region for the X-ray two-dimensional detector 2 to capture the transmitted X-rays of the inspection object 7 and the first pulse region for rotating the rotating base 3. A synchronization signal alternately including the second pulse region is generated. The generated synchronization signal is supplied to the X-ray two-dimensional detector 2 and the mechanism control unit 21.

機構制御部21は、同期信号発生部から供給された同期信号から第2のパルス領域を抽出して第2のパルス領域を含む回転制御信号を生成し、回転基台3(モータ)に出力するものである。また、回転基台3が停止していることを示す情報を含む停止信号を、制御操作部22に供給する。   The mechanism control unit 21 extracts the second pulse region from the synchronization signal supplied from the synchronization signal generation unit, generates a rotation control signal including the second pulse region, and outputs the rotation control signal to the rotation base 3 (motor). Is. Further, a stop signal including information indicating that the rotation base 3 is stopped is supplied to the control operation unit 22.

X線二次元検出器2は、X線管1から出射され被検査体7を透過したX線を、同期信号に含まれるパルス、すなわち第1のパルス領域又は第2のパルス領域と同期して、捕獲・検出する。X線二次元検出器2は、投影像を記憶するメモリ2a(投影像保持部)を備えており、検出した透過X線による投影データを投影像保持部2aに一時的に記憶させておく。この処理を、制御操作部22から指示された枚数分(各角度位相分)を実行する。そして、X線二次元検出器2は、この検出した透過X線の情報を、投影像として投影像記憶手段としての投影像記憶部23に供給する。なお、この例では、投影像保持部2aは、メインメモリ等の揮発性のものを想定しているが、不揮発性の記憶手段を適用してもよい。また、X線二次元検出器2が撮像した投影データを一時的に保存する場所として、制御操作部22のメモリ22Bを利用してもよい。   The X-ray two-dimensional detector 2 synchronizes the X-rays emitted from the X-ray tube 1 and transmitted through the inspection object 7 in synchronization with a pulse included in the synchronization signal, that is, the first pulse region or the second pulse region. , Capture and detect. The X-ray two-dimensional detector 2 includes a memory 2a (projection image holding unit) that stores a projection image, and temporarily stores the detected projection data of transmitted X-rays in the projection image holding unit 2a. This process is executed for the number of sheets instructed from the control operation unit 22 (for each angle phase). Then, the X-ray two-dimensional detector 2 supplies the detected transmitted X-ray information as a projection image to a projection image storage unit 23 as a projection image storage unit. In this example, the projection image holding unit 2a is assumed to be volatile such as a main memory, but a nonvolatile storage unit may be applied. Further, the memory 22B of the control operation unit 22 may be used as a place for temporarily storing projection data captured by the X-ray two-dimensional detector 2.

投影像記憶部23は、制御操作部22の制御部22Aからの指示により、X線二次元検出器2から供給された投影像をディジタル化された投影データとして撮像時の角度位相と対応づけて保存する。さらに、X線二次元検出器2から供給された投影データを、角度位相だけでなく、撮像時の角度変位、初期角度位相、X線強度等の情報と対応づけて投影像記憶部23に保存してもよい。なお、投影像記憶部23は、投影データを記録できる容量を有するものであればよく、大容量の磁気記録装置、光記録媒体や半導体メモリ等のリムーバブルな記録媒体などを含め、さまざまなものを適用することができる。   The projection image storage unit 23 associates the projection image supplied from the X-ray two-dimensional detector 2 with the angle phase at the time of imaging as digitized projection data in response to an instruction from the control unit 22A of the control operation unit 22. save. Further, the projection data supplied from the X-ray two-dimensional detector 2 is stored in the projection image storage unit 23 in association with not only the angle phase but also information such as the angular displacement at the time of imaging, the initial angle phase, and the X-ray intensity. May be. The projection image storage unit 23 only needs to have a capacity capable of recording projection data, and includes various types including a large-capacity magnetic recording device, a removable recording medium such as an optical recording medium and a semiconductor memory, and the like. Can be applied.

また、投影像記憶部23に記憶された投影データは、これと接続された再構成手段として機能する再構成計算用計算機24に供給される。再構成計算用計算機24では入力された投影データより被検査体7の内部構造データを再構成計算する。再構成された内部構造データ(再構成データ)は、投影像記憶部23あるいは他の記録媒体に記憶されるとともに、図示しない表示メモリを介して表示手段である再構成結果表示装置25に入力され、液晶表示装置等のディスプレイに表示される。   The projection data stored in the projection image storage unit 23 is supplied to a reconstruction calculation computer 24 that functions as reconstruction means connected thereto. The reconstruction calculation computer 24 reconstructs the internal structure data of the inspection object 7 from the input projection data. The reconstructed internal structure data (reconstruction data) is stored in the projection image storage unit 23 or another recording medium, and is input to the reconstruction result display device 25 as display means via a display memory (not shown). It is displayed on a display such as a liquid crystal display device.

なお、再構成計算用計算機24は、入力される投影データを収集して内部構造データを再構成できる演算処理能力があればよく、制御操作部22と共用でもよい。また、再構成結果表示装置25は制御操作部22と接続された表示手段と共用であってもよい。   The reconstruction calculation computer 24 may have an arithmetic processing capability capable of collecting input projection data and reconstructing internal structure data, and may be shared with the control operation unit 22. The reconstruction result display device 25 may be shared with display means connected to the control operation unit 22.

以上のような構成により、被検査体7の内部構造データが生成され、再構成結果表示装置25に被検査体7の内部構造が表示される。オペレータ(作業者)は、再構成結果表示装置25に表示された内部構造により、多層膜板や微小な電子部品素子等の被検査体内部のひび割れや断線などといった、欠陥の有無及びその状態を視覚的に確認することができる。   With the configuration as described above, the internal structure data of the inspection object 7 is generated, and the internal structure of the inspection object 7 is displayed on the reconstruction result display device 25. The operator (operator) determines the presence and state of defects such as cracks and breaks in the object to be inspected, such as multilayer film plates and minute electronic component elements, by the internal structure displayed on the reconstruction result display device 25. It can be confirmed visually.

次に、図4のタイミングチャートを参照して、第1の実施の形態のX線断層撮像装置における各部の動作タイミングを説明する。   Next, with reference to the timing chart of FIG. 4, the operation timing of each part in the X-ray tomographic imaging apparatus according to the first embodiment will be described.

同期信号発生部26は、制御操作部22から同期信号発生の指令を受信すると、図4(A)に示す同期信号を発生する。同期信号は、ハイレベルの幅H1のパルス31、ローレベルの幅L1のパルス32、パルス31より幅が短いハイレベルな幅H2のパルス33、ローレベルの幅L2のパルス34を含み、以降同様に、ハイレベルの幅H1のパルス35、ローレベルの幅L1のパルス36、ハイレベルの幅H2のパルス37、ローレベルの幅L2のパルス38、・・・というように一定の周期で所定幅のパルスが繰り返される。   When receiving a synchronization signal generation command from the control operation unit 22, the synchronization signal generation unit 26 generates a synchronization signal shown in FIG. The synchronization signal includes a pulse 31 having a high level width H1, a pulse 32 having a low level width L1, a pulse 33 having a high level width H2 shorter than the pulse 31, a pulse 34 having a low level width L2, and so on. Furthermore, a pulse 35 having a high level width H1, a pulse 36 having a low level width L1, a pulse 37 having a high level width H2, a pulse 38 having a low level width L2, and so on, at a predetermined cycle. The pulses are repeated.

ここで、ハイレベルの幅H1のパルス31、ローレベルの幅L1のパルス32の組合せを「第1のパルス領域」とする。同様に、ハイレベルの幅H1のパルス35、ローレベルの幅L1のパルス36の組合せを「第1のパルス領域」とする。一方、パルス31より幅が短いハイレベルな幅H2のパルス33、ローレベルの幅L2のパルス34の組合せを「第2のパルス領域」とする。同様に、ハイレベルの幅H2のパルス37、ローレベルの幅L2のパルス38の組合せも「第2のパルス領域」とする。   Here, a combination of the pulse 31 having the high level width H1 and the pulse 32 having the low level width L1 is defined as a “first pulse region”. Similarly, the combination of the pulse 35 having the high level width H1 and the pulse 36 having the low level width L1 is defined as a “first pulse region”. On the other hand, a combination of a high-level pulse H2 having a width H2 shorter than the pulse 31 and a low-level pulse L2 having a width L2 is defined as a “second pulse region”. Similarly, a combination of the high-level pulse H2 having a width H2 and the low-level pulse L2 having a width L2 is also referred to as a “second pulse region”.

このように、同期信号は、「第1のパルス領域」と「第2のパルス領域」の繰り返しにより構成される。後述するが、この第1のパルス領域は、この期間にX線二次元検出器2が露光した投影像を内部構造データの再構成に使用する有効撮像期間である。また、第2のパルス領域は、この期間にX線二次元検出器2が露光した投影像を使用しない無効撮像期間である。   As described above, the synchronization signal is configured by repeating the “first pulse region” and the “second pulse region”. As will be described later, the first pulse region is an effective imaging period in which a projection image exposed by the X-ray two-dimensional detector 2 during this period is used for reconstruction of internal structure data. The second pulse region is an invalid imaging period in which the projection image exposed by the X-ray two-dimensional detector 2 during this period is not used.

第1のパルス領域の長さは、X線二次元検出器2が検出面に照射されたX線を露光するのに十分な時間が確保できる長さとなっている。例えば、露光に必要な時間が1000msecであれば、第1のパルス領域の長さを1000msecとする。   The length of the first pulse region is such that a sufficient time can be secured for the X-ray two-dimensional detector 2 to expose the X-rays irradiated on the detection surface. For example, if the time required for exposure is 1000 msec, the length of the first pulse region is set to 1000 msec.

一方、第2のパルス領域の長さは、第2のパルス領域の長さは、設定された角度変位と回転基台3の回転速度により算出され、当該回転基台3が設定された角度変位を回転するのに要する時間に基づいて決定される。例えば、回転基台3が所定角度として1°回転するのに要する時間が200msecである場合、それより少し長い時間の250msecなどに設定すればよい。   On the other hand, the length of the second pulse region is calculated based on the set angular displacement and the rotation speed of the rotary base 3, and the angular displacement of the rotary base 3 is set. Is determined based on the time required to rotate the motor. For example, when the time required for the rotation base 3 to rotate 1 ° as a predetermined angle is 200 msec, it may be set to 250 msec, which is a little longer than that.

このように、第1のパルス領域より第2のパルス領域を短くすることにより、各角度位相における静止した被検査体の投影像の撮像に要する時間を短縮し、断層撮像方法に必要な枚数分の画像データの取得を短縮化及び高速化することができる。   In this way, by shortening the second pulse region from the first pulse region, the time required for capturing the projected image of the stationary object to be inspected at each angle phase is shortened, and the number of sheets necessary for the tomographic imaging method is reduced. The acquisition of the image data can be shortened and speeded up.

なお、具体例として、第1のパルス領域を1000msec、第2のパルス領域を250msecとしたが、この例に限られるものではなく、上記条件を満たす範囲で適宜設定すればよい。   As a specific example, the first pulse region is set to 1000 msec and the second pulse region is set to 250 msec. However, the present invention is not limited to this example, and may be set as appropriate within the range satisfying the above conditions.

なお、ローレベルのパルス32は、ハイレベルのパルス31の期間が終了したことを検出できればよいので、ローレベルのパルス32の幅L1はハイレベルのパルス31の幅H1と比較して十分に小さいものとする。パルスH2とパルスL2の関係も同様とする。この場合、第1のパルス領域の長さはハイレベルのパルス31,35の幅H1に、また、第2のパルス領域の長さはハイレベルのパルス33,36の幅H2にほぼ等しい。   The low level pulse 32 only needs to be able to detect that the period of the high level pulse 31 has ended. Therefore, the width L1 of the low level pulse 32 is sufficiently smaller than the width H1 of the high level pulse 31. Shall. The same applies to the relationship between the pulse H2 and the pulse L2. In this case, the length of the first pulse region is substantially equal to the width H1 of the high level pulses 31, 35, and the length of the second pulse region is substantially equal to the width H2 of the high level pulses 33, 36.

X線二次元検出器2は、同期信号発生部26から供給される同期信号を受信して、検出面への露光を実施する。この露光は、図4(B)に示すように、同期信号のハイレベルのパルスに基づくタイミングで実行される。実際には、ハイレベルのパルス31,33,35,37の立ち上がりを検出して露光を開始し、各パルス31,33,35,37の立ち下がり(もしくはローレベルのパルス32,34,36,38)を検出して露光を終了する。X線二次元検出器2は、各パルスにおける検出面への露光が終了すると投影像の画像データをメモリ2aに一時記憶する。   The X-ray two-dimensional detector 2 receives the synchronization signal supplied from the synchronization signal generator 26 and performs exposure on the detection surface. As shown in FIG. 4B, this exposure is performed at a timing based on a high level pulse of the synchronization signal. Actually, the rising of the high-level pulses 31, 33, 35, 37 is detected to start exposure, and the falling of each pulse 31, 33, 35, 37 (or the low-level pulses 32, 34, 36, 37). 38) is detected and the exposure is terminated. The X-ray two-dimensional detector 2 temporarily stores the image data of the projected image in the memory 2a when the exposure on the detection surface in each pulse is completed.

一方で、機構制御部21は、同期信号発生部26から供給される同期信号に基づいて、図4(C)に示す回転制御信号を生成し、回転基台3へ出力する。この回転制御信号は、機構制御部21において同期信号に含まれる第2のパルス領域、つまりハイレベルの幅H2のパルス33,37を抽出して生成される。   On the other hand, the mechanism control unit 21 generates a rotation control signal shown in FIG. 4C based on the synchronization signal supplied from the synchronization signal generation unit 26 and outputs the rotation control signal to the rotation base 3. The rotation control signal is generated by extracting the second pulse region included in the synchronization signal, that is, the pulses 33 and 37 having a high level width H2 in the mechanism control unit 21.

回転基台3は、機構制御部21から供給される回転制御信号に含まれるハイレベルのパルスに基づいて、同期信号の第2のパルス領域(パルス33,34、パルス37,38)で回転動作を行う(図4(D))。   The rotation base 3 rotates in the second pulse region (pulses 33 and 34, pulses 37 and 38) of the synchronization signal based on the high level pulse included in the rotation control signal supplied from the mechanism control unit 21. (FIG. 4D).

上述したように、X線二次元検出器2は、同期信号発生部26から供給される同期信号の第1のパルス領域と第2のパルス領域に基づいて、検出面に照射された被検査体の透過X線を捕獲・検出する。ただし、X線二次元検出器2は、制御操作部22の制御により回転基台3が静止しているときに撮像した投影像を投影像記憶部23に出力し、回転基台3が回転しているときに撮像した投影像を破棄する。   As described above, the X-ray two-dimensional detector 2 is based on the first pulse region and the second pulse region of the synchronization signal supplied from the synchronization signal generator 26, and the object to be inspected is irradiated on the detection surface. Captures and detects transmitted X-rays. However, the X-ray two-dimensional detector 2 outputs a projection image captured when the rotation base 3 is stationary under the control of the control operation unit 22 to the projection image storage unit 23, and the rotation base 3 rotates. Discard the projected image taken when

したがって、図4(E)に示すように、第1のパルス領域のハイレベルな幅H1のパルス31,35が終了後にメモリ2aへの読み出し及び投影像記憶部23への取り込みを実施する。つまり、投影像の取り込み動作は、少なくとも第1のパルス領域のハイレベルな幅H1のパルス31,35の後、かつ、第2のパルス領域(パルス33,34、パルス37,38)を含むときに有効(ハイレベル)となるよう設定される。   Therefore, as shown in FIG. 4E, after the pulses 31 and 35 having the high level width H1 in the first pulse region are completed, the reading to the memory 2a and the loading to the projection image storage unit 23 are performed. That is, when the projection image capturing operation includes at least the second pulse region (pulses 33 and 34, pulses 37 and 38) after the pulses 31 and 35 having the high-level width H1 in the first pulse region. Is set to be valid (high level).

一方、回転基台3が回転しているときに撮像した投影像の画像データは、次の露光で得られた投影像の画像データで上書きする。したがって、図4(E)に示すように、第2のパルス領域(パルス33,34、パルス37,38)で得られた投影像の画像データは投影像記憶部23に取り込まない。つまり、投影像の取り込み動作は、第2のパルス領域(パルス33,34、パルス37,38)の後、少なくとも第1のパルス領域のハイパルスな幅H1のパルス31,35を含むときに無効(ローレベル)となるよう設定される。   On the other hand, the image data of the projected image captured when the rotation base 3 is rotating is overwritten with the image data of the projected image obtained in the next exposure. Therefore, as shown in FIG. 4E, the image data of the projection image obtained in the second pulse region (pulses 33 and 34, pulses 37 and 38) is not taken into the projection image storage unit 23. In other words, the projection image capturing operation is invalid when the second pulse region (pulses 33 and 34, pulses 37 and 38) includes at least the high pulse widths H1 and 31 in the first pulse region ( Low level).

次に、図5のフローチャートを参照して、第1の実施の形態のX線断層撮像装置による撮像処理について説明する。   Next, imaging processing by the X-ray tomographic imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS1において、X線管1、被検査体7(回転基台3)及びX線二次元検出器2の位置決めが終了した後、制御操作部22に対し撮像開始の指示がなされると、制御操作部22は同期信号発生部26に同期信号を発生させるための制御信号を出力して同期信号の発生を指示する。発生した同期信号は、X線二次元検出器2と機構制御部21へ供給される。このステップS1の処理が終了後、ステップS2の処理に進む。   First, in step S1, after the positioning of the X-ray tube 1, the inspected object 7 (rotation base 3), and the X-ray two-dimensional detector 2 is completed, an instruction to start imaging is given to the control operation unit 22. The control operation unit 22 outputs a control signal for generating a synchronization signal to the synchronization signal generation unit 26 to instruct generation of the synchronization signal. The generated synchronization signal is supplied to the X-ray two-dimensional detector 2 and the mechanism control unit 21. After the process of step S1 is completed, the process proceeds to step S2.

ステップS2において、制御操作部22は、撮像枚数のカウント値を0にする。撮像枚数は、同期信号に含まれるパルスの数、もしくは、X線二次元検出器2から出力される撮像処理状況を表す情報を受信することにより計数できる。このステップS2の処理が終了後、ステップS3の処理に進む。   In step S2, the control operation unit 22 sets the count value of the number of captured images to zero. The number of captured images can be counted by receiving information indicating the number of pulses included in the synchronization signal or the imaging processing status output from the X-ray two-dimensional detector 2. After the process of step S2 is completed, the process proceeds to step S3.

ステップS3において、X線二次元検出器2は、同期信号発生部26から供給される同期信号(図4(A)参照)に含まれる、ハイレベルのパルスの立ち上がりを検出して露光を実施し、撮像した投影像をメモリ2aに一時記憶するこのステップS3の処理が終了後、ステップS4の処理に進む。   In step S3, the X-ray two-dimensional detector 2 detects the rising edge of the high level pulse included in the synchronization signal (see FIG. 4A) supplied from the synchronization signal generator 26 and performs exposure. Then, after the process of step S3 for temporarily storing the captured projection image in the memory 2a is completed, the process proceeds to step S4.

ステップS4において、制御操作部22は、被検査体7すなわち回転基台3の回転動作の終了を示す停止信号を、機構制御部21から受信したかどうかを判定する。ここで、停止信号を受信した場合、すなわち、回転基台3が静止している場合、ステップS5の処理に進む。   In step S <b> 4, the control operation unit 22 determines whether or not a stop signal indicating the end of the rotation operation of the inspection object 7, that is, the rotation base 3, has been received from the mechanism control unit 21. Here, when the stop signal is received, that is, when the rotation base 3 is stationary, the process proceeds to step S5.

一方、上記ステップS4の判定処理において、停止信号を受信していない、すなわち回転基台3が回転動作中であると判定された場合、ステップS3の処理に戻る。そして、同期信号に含まれるハイレベルのパルスの立ち上がりを検出して投影像を撮像した後、ステップS4における被検査体7が静止しているかどうかの判定処理を再度実施する。   On the other hand, in the determination process of step S4, when it is determined that the stop signal has not been received, that is, the rotation base 3 is rotating, the process returns to step S3. Then, after the rising edge of the high level pulse included in the synchronization signal is detected and a projected image is taken, the determination process in step S4 is performed again to determine whether or not the subject 7 is stationary.

ステップS5において、制御操作部22は、X線二次元検出器2がステップS3の処理で撮像した投影像が、同期信号の幅H1と幅L1のパルスのとき、すなわち第1のパルス領域の間に撮像されたものかどうかを判定する。第1のパルス領域で撮像された投影像である場合、ステップS6の処理に進む。   In step S5, the control operation unit 22 determines that the projection image captured by the X-ray two-dimensional detector 2 in step S3 is a pulse having the width H1 and the width L1 of the synchronization signal, that is, between the first pulse regions. It is determined whether the image is captured. If the projected image is captured in the first pulse region, the process proceeds to step S6.

他方、第1のパルス領域で撮像された投影像ではない場合、ステップS3の処理に戻る。そして、同期信号に含まれるハイレベルのパルスの立ち上がりを検出して投影像を撮像した後、ステップS4における被検査体7が静止しているかどうかの判定処理を再度実施する。   On the other hand, if the projected image is not captured in the first pulse region, the process returns to step S3. Then, after the rising edge of the high level pulse included in the synchronization signal is detected and a projected image is taken, the determination process in step S4 is performed again to determine whether or not the subject 7 is stationary.

ステップS6において、図4(E)に示す投影像の取り込みタイミングに基づいて、X線二次元検出器2のメモリ2aに一時記憶された投影像を投影像記憶部23に保存する。このステップS6の処理が終了後、ステップS7の処理に進む。   In step S6, the projection image temporarily stored in the memory 2a of the X-ray two-dimensional detector 2 is stored in the projection image storage unit 23 based on the projection image capture timing shown in FIG. After the process of step S6 ends, the process proceeds to step S7.

ステップS7において、同期信号の幅H1と幅L1のパルスが終了後、すなわち第1のパルス領域が終了したとき、回転基台3が機構制御部21から供給される回転制御信号に基づいて、設定された角度変位だけ回転する。これにより、回転基台3に載置された被検査体7が設定された角度変位だけ回転する。このステップS7の処理が終了後、ステップS8の処理に進む。   In step S7, the rotation base 3 is set based on the rotation control signal supplied from the mechanism control unit 21 after the pulses of the width H1 and the width L1 of the synchronization signal are completed, that is, when the first pulse region is completed. Rotate by the specified angular displacement. Thereby, the to-be-inspected object 7 mounted on the rotation base 3 is rotated by the set angular displacement. After the process of step S7 is completed, the process proceeds to step S8.

ステップS8において、投影像記憶部23に取り込んだ投影像を、制御操作部22と接続された図示しない表示手段又は再構成結果表示装置25に表示する。なお、この表示処理は必ずしも必要ではない。このステップS8の処理が終了後、ステップS9の処理に進む。   In step S <b> 8, the projection image captured in the projection image storage unit 23 is displayed on a display unit (not shown) connected to the control operation unit 22 or the reconstruction result display device 25. This display process is not always necessary. After the process of step S8 is completed, the process proceeds to step S9.

ステップS9において、制御操作部22は、現在の撮像枚数のカウント値に1を加算して、新たなカウント値とする。このステップS9の処理が終了後、ステップS10の処理に進む。   In step S9, the control operation unit 22 adds 1 to the current count value of the number of captured images to obtain a new count value. After the process of step S9 ends, the process proceeds to step S10.

そして、ステップS10において、制御操作部22は、新たなカウント値と要求された撮像すべき総撮像枚数とを比較し、新たなカウント値が総撮像枚数と同一かどうかを判定する。判定の結果、同一の場合には一連の撮像処理を終了する。   In step S10, the control operation unit 22 compares the new count value with the requested total number of images to be imaged and determines whether the new count value is the same as the total number of images to be imaged. If the result of determination is the same, a series of imaging processing ends.

一方、上記ステップS10において、新たなカウント値が総撮像枚数と同一ではないと判定された場合、ステップS3の処理に戻り、上述したステップS3〜ステップS11の処理を行う。そして、X線断層撮像装置は、総撮像枚数分の投影像の撮像が完了するまで、ステップS3〜ステップS10の一連の処理を繰り返す。   On the other hand, if it is determined in step S10 that the new count value is not the same as the total number of captured images, the process returns to step S3, and the above-described steps S3 to S11 are performed. Then, the X-ray tomographic imaging apparatus repeats a series of processing from step S3 to step S10 until imaging of the projected images for the total number of imaging is completed.

以上のとおり、第1の実施の形態において、X線二次元検出器2に対し、被検査体7の撮像時(静止時)には長いパルス幅(期間)の第1のパルス領域、被検査体7の回転時には短いパルス幅(期間)の第2のパルス領域となるよう同期信号発生部26から同期信号を送り、X線二次元検出器2による投影像の撮像を制御するようにした。そして、X線二次元検出器2で各角度位相の投影像を撮像し、得られた投影像より内部構造データの再構成計算を行うようにした。   As described above, in the first embodiment, the X-ray two-dimensional detector 2 has the first pulse region having a long pulse width (period) at the time of imaging of the inspection object 7 (at rest), the inspection target. When the body 7 is rotated, a synchronization signal is sent from the synchronization signal generator 26 so as to be a second pulse region having a short pulse width (period), and the imaging of the projected image by the X-ray two-dimensional detector 2 is controlled. Then, the X-ray two-dimensional detector 2 picks up the projection images of the respective angle phases, and the reconstruction calculation of the internal structure data is performed from the obtained projection images.

これにより、被検査体7の投影像の撮像時には被検査体7は静止し、かつ、十分な露光時間を確保でき、被検査体7の回転時にはその所要時間による画像データ取得時間の遅延への影響を最小限に抑えることができる。したがって、各角度位相における静止した被検査体7の投影像の撮像に要する時間を短縮し、断層撮像方法に必要な枚数分の画像データの取得を短縮化及び高速化を実現できる。   As a result, the inspected object 7 is stationary when the projection image of the inspected object 7 is captured, and a sufficient exposure time can be secured. When the inspected object 7 rotates, the image data acquisition time is delayed due to the required time. The impact can be minimized. Therefore, it is possible to shorten the time required to capture the projected image of the stationary object 7 to be inspected at each angle phase, and to shorten and speed up the acquisition of image data for the number of sheets necessary for the tomographic imaging method.

また、同期信号に関して、第1のパルス領域の終了と同時に当該第1のパルス領域より短い第2のパルス領域を設定したので、被検査体7の回転開始時に被検査体7を回転させる回転基台3の制御系が瞬時に反応することができ、被検査体7の回転動作に要する時間をさらに短縮することが可能となる。   Further, since the second pulse region shorter than the first pulse region is set simultaneously with the end of the first pulse region with respect to the synchronization signal, the rotation base that rotates the inspection object 7 at the start of the rotation of the inspection object 7. The control system of the table 3 can react instantaneously, and it is possible to further reduce the time required for the rotating operation of the inspection object 7.

例えば、被検査体の投影像の撮像に1秒間(1000msec)の露光時間を確保したとして、従来のX線断層撮像方法であるパルス幅1秒の同期信号(図1参照)により撮像すると仮定すれば、1つの内部構造データを再構成するのに2880枚の投影像を撮像するX線断層撮像方法では96分を要する。一方、本実施の形態に係るX線断層撮像装置では、図4(A)に示す同期信号において、長いパルス幅(第1のパルス領域)を1秒(1000msec)、短いパルス幅(第2のパルス領域)を0.25秒(250msec)に設定した同期信号を用いて、X線二次元検出器の撮像動作を制御することにより、60分に短縮することができ、撮像時間の大幅な短縮が実現できる。   For example, assuming that an exposure time of 1 second (1000 msec) is secured for capturing a projected image of an object to be inspected, it is assumed that an image is captured by a synchronization signal (see FIG. 1) having a pulse width of 1 second, which is a conventional X-ray tomographic imaging method. For example, it takes 96 minutes for the X-ray tomographic imaging method that captures 2880 projection images to reconstruct one internal structure data. On the other hand, in the X-ray tomographic imaging apparatus according to this embodiment, in the synchronization signal shown in FIG. 4A, the long pulse width (first pulse region) is 1 second (1000 msec) and the short pulse width (second By controlling the imaging operation of the X-ray two-dimensional detector using a synchronization signal in which the pulse area is set to 0.25 seconds (250 msec), the imaging time can be shortened to 60 minutes, and the imaging time is greatly reduced. Can be realized.

次に、本発明の第2の実施の形態に係るX線断層撮像装置を説明する。   Next, an X-ray tomographic imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.

図6は、第2の実施の形態のX線断層撮像装置における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図4に示したタイミングチャートとの違いは、同期信号に含まれる第1のパルス領域を、複数の副パルス領域に分割し、かつ、複数の副パルス領域の長さの合計を、X線二次元検出器2の露光に必要とされる時間と同じかそれ以上とした点である。なお、本例では同一の場合のみ表示している。   FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing of each unit in the X-ray tomographic imaging apparatus according to the second embodiment. The difference from the timing chart shown in FIG. 4 is that the first pulse region included in the synchronization signal is divided into a plurality of sub-pulse regions, and the total length of the plurality of sub-pulse regions is calculated by X-ray two The point is that it is equal to or longer than the time required for the exposure of the dimension detector 2. In this example, only the same case is displayed.

図6(A)に示す同期信号は、図4(A)に示したパルス31,32からなる期間の長い第1のパルス領域を4分割し、第1のパルス領域に4つの副パルス領域を形成した例である。つまり、ハイレベルの幅H1の副パルス41とローレベルの幅L1の副パルス42から1つの副パルス領域を形成する。同様にして、ハイレベルの幅H1の副パルス43とローレベルの幅L1の副パルス44、ハイレベルの幅H1の副パルス45とローレベルの幅L1の副パルス46、ハイレベルの幅H1の副パルス47とローレベルの幅L1の副パルス48により、それぞれ副パルス領域を形成する。そして、これら4つの副パルス領域から第1のパルス領域を構成する。   The synchronization signal shown in FIG. 6 (A) divides the long first pulse region composed of the pulses 31 and 32 shown in FIG. 4 (A) into four, and four sub-pulse regions in the first pulse region. This is an example of formation. That is, one sub pulse region is formed from the sub pulse 41 having the high level width H1 and the sub pulse 42 having the low level width L1. Similarly, a sub-pulse 43 with a high level width H1, a sub-pulse 44 with a low level width L1, a sub-pulse 45 with a high level width H1, a sub-pulse 46 with a low level width L1, and a high level width H1. A sub-pulse region is formed by the sub-pulse 47 and the sub-pulse 48 having a low level width L1. Then, the first pulse region is constituted by these four sub-pulse regions.

一方、第2のパルス領域は、図4(A)に示したパルス33,34と同じであり、ハイレベルの幅H2の副パルス49とローレベルの幅L2の副パルス50から構成される。   On the other hand, the second pulse region is the same as the pulses 33 and 34 shown in FIG. 4A, and is composed of a sub-pulse 49 having a high level width H2 and a sub-pulse 50 having a low level width L2.

同様に、同期信号の副パルス51〜58が第1のパルス領域を構成し、副パルス59と副パルス60が第2のパルス領域を構成している。   Similarly, the sub-pulses 51 to 58 of the synchronization signal constitute the first pulse region, and the sub-pulse 59 and the sub-pulse 60 constitute the second pulse region.

第1のパルス領域の長さは、上述したように、X線二次元検出器2が検出面に照射されたX線を露光するのに十分な時間が確保できる長さであればよい。したがって、1つの角度位相における必要な露光時間を例えば1000msecとした場合、この場合の一つの副パルス領域の長さは、250msecとなる。   As described above, the length of the first pulse region may be long enough to ensure a sufficient time for the X-ray two-dimensional detector 2 to expose the X-rays irradiated on the detection surface. Therefore, when the necessary exposure time in one angular phase is set to 1000 msec, for example, the length of one sub-pulse area in this case is 250 msec.

一方、第2のパルス領域の長さは、図4(A)の場合と同様に、設定された角度変位と回転基台3の回転速度により算出され、当該回転基台3が設定された角度変位を回転するのに要する時間に基づいて決定される。例えば、回転基台3が所定角度として1°回転するのに要する時間が200msecである場合、それより少し長い時間の250msecなどに設定すればよい。   On the other hand, the length of the second pulse region is calculated by the set angular displacement and the rotation speed of the rotation base 3 as in the case of FIG. 4A, and the angle at which the rotation base 3 is set. It is determined based on the time required to rotate the displacement. For example, when the time required for the rotation base 3 to rotate 1 ° as a predetermined angle is 200 msec, it may be set to 250 msec, which is a little longer than that.

本実施の形態におけるX線二次元検出器2の露光は、図6(B)に示すように、図6(A)の同期信号のハイレベルのパルスに基づくタイミングで実行される。実際には、ハイレベルのパルス41,43,45,47,49,51,53,55,57,59の立ち上がりを検出して露光を開始し、各パルス41,43,45,47,49,51,53,55,57,59の立ち下がり(もしくはローレベルのパルス42,44,46,48,50,52,54,56,58,60)を検出して露光を終了する。X線二次元検出器2は、各パルスにおける検出面への露光が終了すると投影像の画像データをメモリ2aに一時記憶する。   As shown in FIG. 6B, the exposure of the X-ray two-dimensional detector 2 in the present embodiment is executed at a timing based on the high-level pulse of the synchronization signal in FIG. Actually, the rising of the high level pulses 41, 43, 45, 47, 49, 51, 53, 55, 57, 59 is detected to start the exposure, and each pulse 41, 43, 45, 47, 49, The trailing edge of 51, 53, 55, 57, 59 (or low level pulses 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60) is detected and the exposure is terminated. The X-ray two-dimensional detector 2 temporarily stores the image data of the projected image in the memory 2a when the exposure on the detection surface in each pulse is completed.

投影像の取り込みは、第1のパルス領域のハイレベルな幅H1の4つのパルス41,43,45,47をまとめて投影像記憶部23に取り込む。つまり、4つ目のハイレベルな幅H1の4つのパルス47の露光が終了した時点で各パルスにおける投影像を、投影像記憶部23に保存するので、4つ目のハイレベルな幅H1の4つのパルス47の終了後、かつ、かつ、第2のパルス領域を含むときに有効(ハイレベル)となるよう設定される。   In capturing the projection image, the four pulses 41, 43, 45, and 47 having the high-level width H1 of the first pulse region are collectively captured in the projection image storage unit 23. That is, when the exposure of the four pulses 47 having the fourth high-level width H1 is completed, the projection image of each pulse is stored in the projection image storage unit 23, and thus the fourth high-level width H1. It is set to be effective (high level) after the end of the four pulses 47 and when the second pulse region is included.

一方、第1の実施の形態の場合と同様に、回転基台3が回転しているときに撮像した投影像の画像データは、次の露光で得られた投影像の画像データで上書きする。したがって、図6(E)に示すように、第2のパルス領域(パルス49,50、パルス59,60)で得られた投影像の画像データは投影像記憶部23に取り込まない。つまり、投影像の取り込み動作は、第2のパルス領域(パルス49,50、パルス59,60)の後、少なくとも第1のパルス領域のハイパルスな幅H1のパルス41,43,45,47,49,51,53,55,57,59を含むときに無効(ローレベル)となるよう設定される。   On the other hand, as in the case of the first embodiment, the image data of the projection image captured when the rotation base 3 is rotating is overwritten with the image data of the projection image obtained in the next exposure. Therefore, as shown in FIG. 6E, the image data of the projection image obtained in the second pulse region (pulses 49 and 50, pulses 59 and 60) is not taken into the projection image storage unit 23. That is, in the projection image capturing operation, after the second pulse region (pulses 49 and 50, pulses 59 and 60), at least the pulses 41, 43, 45, 47, and 49 having a high pulse width H1 in the first pulse region. , 51, 53, 55, 57, 59 are set to be invalid (low level).

以上のとおり、第2の実施の形態によれば、複数(本例では4つ)の副パルス領域において撮像された投影像を重ねて一つの投影像を得るので、上術した第1の実施の形態による作用効果に加え、各投影像の明度(濃度)を加算して明度が補強された一つの投影像を得ることができ、分割されていない第1のパルス領域(図4(A))で撮像された投影像と同等の明度が得られる。   As described above, according to the second embodiment, a single projection image is obtained by superimposing the projection images captured in a plurality (four in this example) of sub-pulse regions. In addition to the function and effect of the first embodiment, the brightness (density) of each projection image can be added to obtain one projection image with enhanced brightness, and the first pulse region (FIG. 4A) that is not divided. The lightness equivalent to that of the projected image captured in (1) can be obtained.

また、複数の投影像を重ねることにより、各投影像に含まれるランダムノイズを相殺し、再構成後の画像のS/N比(Signal to Noise ratio)を向上させることができる。   Further, by superimposing a plurality of projection images, it is possible to cancel random noise included in each projection image and improve the S / N ratio (Signal to Noise ratio) of the reconstructed image.

なお、本発明が適用されるX線断層撮像装置は、X線等の放射線を、所定角度変位で移動する被検査体に照射した透過放射線あるいは蛍光放射線等を二次元検出器により検出し、該二次元検出器に得られる投影像より被検査体の内部構造データを再構成する前に、当該二次元検出器の制御が施されるX線断層撮像方法が行われるものであればよい。   Note that an X-ray tomographic imaging apparatus to which the present invention is applied detects transmission radiation or fluorescent radiation, etc., which is applied to an object to be inspected moving with a predetermined angular displacement, using a two-dimensional detector. Any X-ray tomography method in which the control of the two-dimensional detector is performed before the internal structure data of the object to be inspected is reconstructed from the projection image obtained by the two-dimensional detector may be used.

また、本明細書において、断層撮像方法を記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)をも含むものである。   Further, in this specification, the processing steps describing the tomographic imaging method are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series, as well as processes performed in time series in the described order. (For example, parallel processing or object processing).

その他、本発明は、上述した実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the present invention.

従来の撮像工程のタイミングチャートである。It is a timing chart of the conventional imaging process. 本発明の第1の実施の形態例に係るX線断層撮像装置を示す概略図であり、(A)は正面図、(B)は側面図を表す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic which shows the X-ray tomography apparatus based on the 1st Example of this invention, (A) represents a front view, (B) represents a side view. 本発明の第1の実施の形態に係るX線断層撮像装置のブロック構成図である。1 is a block configuration diagram of an X-ray tomographic imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る撮像工程のタイミングチャートである。It is a timing chart of the imaging process which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る撮像処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the imaging process which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る撮像工程のタイミングチャートである。It is a timing chart of the imaging process which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…X線管、2…X線二次元検出器、3…回転基台、7…被検査体、22…制御操作部、22a…制御部、22b…メモリ、22c…入力部、23…投影像記憶部、24…再構成計算用計算機、25…再構成結果表示装置、26…同期信号発生部、31,35…(長い)パルス、33,37…(短い)パルス、41,43,45,47,51,53,55,57…副パルス   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube, 2 ... X-ray two-dimensional detector, 3 ... Rotation base, 7 ... Test object, 22 ... Control operation part, 22a ... Control part, 22b ... Memory, 22c ... Input part, 23 ... Projection Image storage unit, 24... Computer for reconstruction calculation, 25... Reconstruction result display device, 26... Synchronization signal generation unit, 31, 35... (Long) pulse, 33, 37 ... (short) pulse, 41, 43, 45 , 47, 51, 53, 55, 57 ... Sub pulse

Claims (6)

X線源と、
同期信号に含まれるパルスに基づいて被検査体の透過X線を検出する二次元検出手段と、
第1のパルス領域と、前記第1のパルス領域より短い第2のパルス領域を、交互に含む同期信号を発生させる同期信号発生部と、
前記二次元検出手段が前記同期信号の前記第1のパルス領域の間に検出した透過X線による投影像を記憶する投影像記憶部と、
前記同期信号の前記第2のパルス領域と同期した回転制御信号を生成する回転制御手段と、
前記X線源のX線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され、前記回転制御部で生成された回転制御信号に基づいて、前記被検査体を載置して前記X線焦点から前記二次元検出手段の初期位置における検出面に降ろした垂線に直交する回転軸を中心に、設定された角度変位で回転する回転手段と、
を含むX線断層撮像装置。
An X-ray source;
Two-dimensional detection means for detecting transmitted X-rays of the object to be inspected based on pulses included in the synchronization signal;
A synchronization signal generating unit that generates a synchronization signal alternately including a first pulse region and a second pulse region shorter than the first pulse region;
A projection image storage unit for storing a projection image by transmitted X-rays detected by the two-dimensional detection means during the first pulse region of the synchronization signal;
Rotation control means for generating a rotation control signal synchronized with the second pulse region of the synchronization signal;
Based on a rotation control signal generated between the X-ray focal point of the X-ray source and the two-dimensional detection means and generated by the rotation control unit, the object to be inspected is placed from the X-ray focal point. Rotating means that rotates at a set angular displacement around a rotation axis that is orthogonal to a perpendicular drawn to the detection surface at the initial position of the two-dimensional detection means;
X-ray tomographic imaging apparatus.
前記同期信号の第2のパルス領域の長さは、前記設定された角度変位と前記回転手段の回転速度により算出される、当該回転手段が前記角度変位を回転するのに要する時間に基づいて決定される
請求項1に記載のX線断層撮像装置。
The length of the second pulse region of the synchronization signal is determined based on the time required for the rotation means to rotate the angular displacement, which is calculated from the set angular displacement and the rotation speed of the rotation means. The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 1.
前記二次元検出手段が検出した透過X線による投影像を記憶する投影像保持部、をさらに含み、
前記二次元検出手段は、前記同期信号の第1のパルス領域において検出した透過X線による投影像を前記投影像保持部に一時的に記憶させ、前記回転手段が前記同期信号の第2のパルス領域において前記角度変位分回転しているとき、前記投影像保持部に記憶させた投影像を前記投影像記憶部に出力するとともに、前記同期信号の第2のパルス領域において検出した透過X線による投影像を消去する
請求項2に記載のX線断層撮像装置。
A projection image holding unit that stores a projection image of transmitted X-rays detected by the two-dimensional detection unit;
The two-dimensional detection means temporarily stores a projection image by transmission X-rays detected in the first pulse region of the synchronization signal in the projection image holding unit, and the rotation means stores the second pulse of the synchronization signal. When the region is rotated by the angular displacement, the projection image stored in the projection image holding unit is output to the projection image storage unit, and transmitted X-rays detected in the second pulse region of the synchronization signal The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 2, wherein the projected image is erased.
前記投影像撮像部に記憶された各角度位相の投影像から前記被検査体の内部構造データを再構成する再構成手段、をさらに含む
請求項3に記載のX線断層撮像装置。
The X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 3, further comprising: a reconstruction unit configured to reconstruct the internal structure data of the object to be inspected from the projection images of each angular phase stored in the projection image imaging unit.
前記同期信号の第1のパルス領域は複数の副パルス領域から構成され、前記複数の副パルス領域の長さの合計が、前記二次元検出手段で必要とされる露光時間以上である
請求項1に記載のX線断層撮像装置。
The first pulse region of the synchronization signal is composed of a plurality of sub-pulse regions, and the total length of the plurality of sub-pulse regions is equal to or longer than the exposure time required by the two-dimensional detection means. X-ray tomographic imaging apparatus according to claim 1.
X線源と、同期信号に含まれるパルスに基づいて被検査体の透過X線を検出する二次元検出手段と、前記X線源のX線焦点と前記二次元検出手段との間に配置され、前記回転制御部で生成された回転制御信号に基づいて、前記被検査体を載置して前記X線焦点から前記二次元検出手段の初期位置における検出面に降ろした垂線に直交する回転軸を中心に、設定された角度変位で回転する回転手段とを含み、各角度位相毎に投影像を撮像するX線断層撮像装置によるX線断層撮像方法であって、
第1のパルス領域と、前記第1のパルス領域より短い第2のパルス領域を、交互に含む同期信号を発生するステップと、
前記二次元検出手段が前記同期信号に含まれる前記第1のパルス領域及び前記第2のパルス領域に基づいて、前記被検査体の透過X線を検出するステップと、
前記同期信号の前記第2のパルス領域と同期した回転制御信号に基づいて前記回転手段が前記設定された角度変位を回転するステップと、
前記同期信号の前記第1のパルス領域の間に、前記二次元検出手段によって検出された透過X線による投影像のみを記憶するステップと、
を含むX線断層撮像方法。
An X-ray source, a two-dimensional detection means for detecting transmitted X-rays of the object to be inspected based on a pulse included in the synchronization signal, and an X-ray focal point of the X-ray source and the two-dimensional detection means are arranged. A rotation axis orthogonal to a perpendicular line placed on the detection surface at the initial position of the two-dimensional detection means from the X-ray focal point on the basis of the rotation control signal generated by the rotation control unit An X-ray tomographic imaging method using an X-ray tomographic imaging apparatus that captures a projected image for each angular phase, and a rotating means that rotates at a set angular displacement around
Generating a synchronization signal including alternating first pulse regions and second pulse regions shorter than the first pulse regions;
The two-dimensional detection means detecting transmitted X-rays of the inspected object based on the first pulse region and the second pulse region included in the synchronization signal;
The rotating means rotating the set angular displacement based on a rotation control signal synchronized with the second pulse region of the synchronization signal;
Storing only a projection image by transmitted X-rays detected by the two-dimensional detection means during the first pulse region of the synchronization signal;
X-ray tomographic imaging method including:
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