JP4926734B2 - 放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラムに関する。

固定的に配置されたＸ線源から所定の立体角の範囲に照射される放射線に対して、放射線の照射範囲内に検査対象を平面移動させ、上記Ｘ線源の焦点を通る直線を軸とした回転軌道上を回転可能な放射線検出器により複数の回転位置で上記検査対象を透過した透過画像を撮像する放射線検査装置が本願の発明者によって提案されている(特許文献１参照)。
そして、このような検出器を回転軌道上を回転させる従来の放射線検査装置においては、検出素子を正方格子状に配置した放射線検出器の外周の上下の二辺が検査対象を配置したステージに対して平行となるように配置され、３次元ＣＴ画像を再構成するための透過画像が複数の回転位置において撮像される。
特開２００６−１６２３３５号公報

上述した検査装置の場合には、放射線源から出た放射線は検査対象に斜めに透過するためその垂直方向の画像は情報が「疎」になるのに対して、水平方向の画像は情報が「密」であるとともにＣＴ画像を再構成するためのフィルタ補正も水平方向に対してのみ適用されるため、水平方向の解像度を高めることがＣＴ像の画質向上にとって重要であるにも拘らず、撮像条件の違いに対する対応がなされていなかったために解像度を十分に高めることができないといった問題があった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、放射線によるＣＴ解析を高精度に実施するために十分な解像度の画像を高速に取得することが可能な放射線検査装置、放射線検査方法および放射線検査プログラムの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上で、検出素子が正方格子の格子点上に配置している放射線検出器を回転できるように構成する。また、前記正方格子における対角線の一方を検査対象の移動平面である所定平面に投影したとき、その投影線が前記回転軌道の半径方向に平行になるように構成する。さらに、前記対角線の他方の方向に隣接する前記検出素子の間における放射線の強度を、前記対角線の一方の方向に隣接する前記検出素子における放射線の強度に基づく補間演算によって取得する。

すなわち、放射線の検出器が所定の回転軸を中心とした回転軌道上を回転するように構成したＣＴ解析において、その回転軌道の接線方向に平行な方向（前記対角線の他方の方向）の放射線の強度は検査対象のスライス情報を得る際に極めて重要である。そこで、本発明においては、検出素子が形成する正方格子の対角線の投影線が検出対象の移動平面上で回転軌道の半径と平行になるように検出器を斜め４５°に傾けて配置した。さらに、前記対角線の一方の方向に隣接する検出素子の強度に基づいて補間演算を行い、対角線の他方の方向に隣接する検出素子の強度を取得する。

この結果、放射線のＣＴ解析において重要なスライス情報を算出するために必要な、前記対角線の一方に平行な方向（回転軌道の接線方向）の放射線の強度を高精度に算出することができる。従って、放射線検出器の画素数を過度に多くすることなく、補間によって放射線によるＣＴ解析を高精度に実施するために充分な解像度の画像を取得することができる。また、放射線検出器の画素数を増加させる必要がないので、この検出器を高速かつ高精度に駆動する機構を容易に形成することができる。

ここで、放射線照射手段は、放射線発生器によって放射線を出力することができればよく、放射線発生器としては開放管や密閉管など種々の放射線源を採用可能である。また、検査対象移動手段は、放射線の照射範囲内において検査対象を所定平面内で移動させることができればよく、例えば、直交する２軸に沿って移動を行うＸ−Ｙステージ等を採用可能であるが、むろん、検査対象を回転させる機構が付加されていても良い。また、検査対象を備える製品を連続的に検査するために、検査対象を備える製品の搬送機構と連動するように構成することが好ましい。

さらに、放射線強度取得手段は、所定の回転機構によって放射線検出器を回転軌道上で静止および回転させることができればよい。すなわち、前記回転軸から一定の距離にある円周（回転軌道）上で公転のごとく放射線検出器を回転させ、任意の位置で静止させることができればよく、回転軌道上の複数の位置で検査対象のそれぞれを撮影することによって３次元ＣＴ解析を行うための透過放射線画像を取得することができればよい。

従って、放射線検出器をアームに接続し、回転軸を中心にして当該アームを回転させる機構や、ボールベアリング等による回転機構など、種々の構成を採用可能である。なお、回転軌道上の撮影位置は予め決められており、各撮影位置における放射線検出器の視野が予め規定されていればよい。むろん、各撮影位置同士の角度ピッチは任意であり、検査対象を検査する際に必要な精度や時間によって予め決定すればよいし、任意の値を設定できるように構成してもよい。

さらに、放射線検出器においては、検査対象を透過した透過放射線の強度を検出することができれば良く、種々の構成を採用することが可能である。例えば、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の検出素子を２次元的に配置したセンサを採用可能である。さらに、検出素子は正方格子状に配列されていればよい。従って、各検出素子の中心点を格子点としたときに、その格子点が正方格子における正方形の頂点に位置するように構成されていればよい。この構成において各格子点が形成する正方格子の対角線は各正方格子の辺に対して４５°傾いており、この意味で、上述のようにこの対角線の一方を回転軌道の半径方向に平行に合わせる本発明の放射線検出器を斜め４５°配置と呼ぶ。

補間手段は、放射線検出器における各検出素子の検出強度から検出素子の間における放射線の検出強度を取得する演算を行うことができればよく、この演算において対角線の他方（前記所定平面に対して投影したときに回転軌道の半径方向に平行となっていない対角線）の方向に隣接する検出素子の間の放射線強度を補間演算によって取得する。補間演算は各種の手法によって実施可能であり、線形補間，非線形補間のいずれを利用しても良い。

さらに、補間手段によって得られた放射線強度と、放射線検出器によって取得した放射線強度とを合わせて解析を行うためには３次元ＣＴによる解析を実施することが好ましいが、むろん、２次元の画像に基づいて解析を行うことも可能である。なお、３次元ＣＴによる解析を実施する際には、回転軌道上の異なる角度にて取得した放射線強度および補間された放射線強度に基づいて再構成演算を実施すればよい。

さらに、放射線検出器を上述のように斜め４５°配置にするための構成としては、放射線検出器を斜め４５°に固定する構成の他、回転機構によって斜め４５°に向ける構成を採用しても良い。すなわち、前記正方格子が形成された検出面に垂直な直線を回転軸として放射線検出器を回転させる回転機構を構成してもよい。すなわち、放射線検出器自体を自転回転させることができるように構成してもよい。この構成によれば、放射線検出器を
自転回転させることによって斜め４５°配置を実現することができるとともに他の向きに放射線検出器を向けることができる。従って、斜め４５°配置での撮影に加え、他の角度に放射線検出器を設定した状態での撮影やラミノグラフィも実施可能であり、放射線検出装置の汎用性が高くなる。

さらに、前記放射線発生器からみた前記回転軸と前記放射線検出器の中心との角度が４５°以上（好ましくは６０°以上）、９０°以下となるように構成してもよい。すなわち、放射線発生器からみた前記回転軸と前記放射線検出器の中心との角度が大きくなり９０°になると、放射線検出器において回転軌道の接線に平行な方向（前記対角線の他方の方向）には検出対象をスライスした状態の情報のみが含まれる。

この角度が９０°未満になると、放射線検出器において回転軌道の回転平面に平行な方向（前記対角線の他方に平行な方向）に検出対象をスライスした状態の情報のみならず、前記回転軌道の回転軸に平行な方向にずれた位置に存在する検査対象の情報も含まれるようになる。従って、前記放射線発生器からみた前記回転軸と前記放射線検出器の中心との角度が大きいほど（９０°に近いほど）、ＣＴ解析にて重要な情報が放射線検出器における回転軌道の接線に平行な方向（前記対角線の他方の方向）に多く含まれることになる。

そこで、前記放射線発生器からみた前記回転軸と前記放射線検出器の中心との角度を４５°以上、９０°以下とし、上述のように対角線の他方の方向に隣接する検出素子のみに基づいて補間演算を実施するように補間方向を限定することで、本発明における補間の効果をより得やすくすることができる。

以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法やプログラム、当該プログラムを記録した媒体としても発明は実現可能である。また、以上のような放射線検査装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても同様である。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）他の実施形態：

（１）本発明の構成：
図１は本発明の実施形態であるＸ線検査装置１０の概略ブロック図である。同図１に示すように、Ｘ線検査装置１０は、Ｘ線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２とＸ線取得機構１３と搬送装置１４とを備えており、各部をＣＰＵ２５によって制御する。すなわち、Ｘ線検査装置１０は制御系としてＸ線制御機構２１とステージ制御機構２２と画像取得機構２３と搬送機構２４とＣＰＵ２５と入力部２６と出力部２７とメモリ２８とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２５は、メモリ２８に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。

メモリ２８はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め検査対象データ２８ａと撮像条件データ２８ｂとが記録されている。検査対象データ２８ａは、検査対象であるバンプやリード等の位置を示すデータである。撮像条件データ２８ｂは、Ｘ線発生器１１にてＸ線を発生させる際の条件を示すデータであり、Ｘ線管に対する印加電圧，撮像時間等を含む。

また、メモリ２８には、ＣＰＵ２５の処理過程で生成される各種データを記憶することが可能である。例えば、透過Ｘ線の強度に対応したＸ線画像データ２８ｃを記憶することができる。このＸ線画像データ２８ｃは、メモリ２８において後述するようにして確保された記憶領域に記憶される。なお、メモリ２８はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。

Ｘ線制御機構２１は、前記撮像条件データ２８ｂを参照し、Ｘ線発生器１１を制御して所定のＸ線を発生させることができる。Ｘ線発生器１１は、いわゆる透過型開放管であり、Ｘ線の出力位置である焦点Ｆから出力側のほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲にＸ線を出力する。ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２と接続されており、前記検査対象データ２８ａに基づいて同Ｘ−Ｙステージ１２を制御する。本実施形態においては検査対象を後述するＸ線検出器の視野中心に位置するようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。

また、搬送機構２４は、搬送装置１４を制御して基板をＸ−Ｙステージ１２に搬入する（図１に示す１２ａ）。すなわち、搬送装置１４によって一方向に基板を搬送し、Ｘ−Ｙステージ１２において基板１２ａ上の検査対象を検査し、搬送装置１４にて検査後の基板を搬出する処理を連続的に実施できるように構成されている。

画像取得機構２３はＸ線取得機構１３に接続されており、Ｘ線取得機構１３に取り付けられたＸ線検出器１３ａ（後述）が出力する検出値によって検査対象の透過Ｘ線画像を取得する。取得した透過Ｘ線画像はメモリ２８に記憶され、ＣＰＵ２５は当該記憶されたデータに基づいて補間演算を実施して画素数を増大させ、Ｘ線画像データ２８ｃとする。

本実施形態において、Ｘ線取得機構１３は、所定の回転軸から半径ｒの範囲を回転させることでＸ線検出器１３ａを当該回転軸周りの回転軌道上で回転させる軌道回転機構１３ｂと、所定の回転軸周りにＸ線検出器１３ａを回転させる自転回転機構１３ｃとを備えており、画像取得機構２３が軌道回転機構１３ｂおよび自転回転機構１３ｃに対して制御信号を出力することにより、Ｘ線検出器１３ａの位置を制御することができる。

図２は、当該Ｘ線取得機構１３の構造をＸ−Ｙステージ１２におけるＹ軸方向に沿った方向から眺めた状態を示す模式図であり、Ｘ線発生器１１およびＸ−Ｙステージ１２の上方に位置する軌道回転機構１３ｂと自転回転機構１３ｃとを模式的に示している。軌道回転機構１３ｂは円柱状の部位を備えており、この円柱の軸ＡはＸ−Ｙステージ１２による検査対象の移動平面であるＸ−Ｙ平面に対して垂直である。また、軸ＡはＸ線発生器１１の焦点を通る直線である。軌道回転機構１３ｂは、図示しない動力源等によって、前記軸Ａを回転軸としてＸ線検出器１３ａを回転半径ｒにて回転させる機構である。

一方、Ｘ線検出器１３ａは自転回転機構１３ｃを介して軌道回転機構１３ｂに取り付けられており、自転回転機構１３ｃは図示しない動力源によって軸Ｂを回転軸としてＸ線検出器１３ａを回転させることができる。なお、当該軸Ｂは、軌道回転機構１３ｂにおける回転平面およびＸ−Ｙステージ１２のＸ−Ｙ平面に対して垂直である。また、本実施形態において、焦点Ｆから見た回転軸ＡとＸ線検出器１３ａの中心との角度αは４５°以上、９０°以下（好ましくは６０°以上）に設定される。

出力部２７は前記Ｘ線画像等を表示するディスプレイであり、入力部２６は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。すなわち、利用者は入力部２６を介して種々の入力を実行可能であるし、ＣＰＵ２５の処理によって得られる種々の演算結果やＸ線画像データ、検査対象の良否判定結果等を出力部２７に表示することができる。

ＣＰＵ２５は、メモリ２８に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、検査対象の検査を行うために、図１に示す搬送制御部２５ａとＸ線制御部２５ｂとステージ制御部２５ｃと自転回転制御部２５ｄと軌道回転制御部２５ｅと画像取得部２５ｆと良否判定部２５ｇとによる演算を実行する。搬送制御部２５ａは、搬送機構２４を制御して、適切なタイミングで基板をＸ−Ｙステージ１２に供給し、また、適切なタイミングで搬送装置１４を駆動して検査済みの基板をＸ−Ｙステージ１２から取り除く。

Ｘ線制御部２５ｂは、前記撮像条件データ２８ｂを取得し、前記Ｘ線制御機構２１を制御して所定のＸ線をＸ線発生器１１から出力させる。ステージ制御部２５ｃは、前記検査対象データ２８ａを取得し、検査対象をＸ線発生器１１の焦点とＸ線検出器１３ａの視野中心とを結ぶ直線上に配置するための制御信号をステージ制御機構２２に供給する。この結果、ステージ制御機構２２は、検査対象がＸ線検出器１３ａの視野中心に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。

自転回転制御部２５ｄは自転回転機構１３ｃを制御してＸ線検出器１３ａを斜め４５°配置（後述）に設定する。軌道回転制御部２５ｅは検査対象データ２８ａを参照し、軌道回転機構１３ｂを制御してＸ線検出器１３ａを回転させる。画像取得部２５ｆは、画像取得機構２３に指示を行い、Ｘ線検出器１３ａが出力するデータを取得し、補間演算を行ってＸ線画像データ２８ｃを取得する。

良否判定部２５ｇは、３次元ＣＴによる解析を行って検査対象の良否を判定する。すなわち、Ｘ線画像データ２８ｃに基づいて再構成演算を行い、当該再構成演算結果に基づいて検査対象が良品であるか否かを判定する。なお、良否を判定するための条件は予め設定されている。

（２）Ｘ線検査処理：
本実施形態においては、上述の構成において図３に示すフローチャートに従って検査対象の良否判定を行う。本実施形態においては、多数の基板を搬送装置１４によって搬送し、逐次Ｘ−Ｙステージ１２上で基板上の検査対象を検査する。このため、検査に際しては、まずステップＳ１００にて搬送制御部２５ａが搬送機構２４に指示を出し、搬送装置１４によって検査対象の基板をＸ−Ｙステージ１２上に搬送する。

次に、自転回転制御部２５ｄが自転回転機構１３ｃに指示を出し、上述の斜め４５°配置になるようにＸ線検出器１３ａの向きを設定する（ステップＳ１０５）。図４は、Ｘ線検出器１３ａの位置を示す模式図である。同図４においては、Ｚ軸に垂直な方向に沿って軌道回転機構１３ｂを上から眺めた状態を示しており、複数の回転角におけるＸ線検出器１３ａの位置を破線によって示している。なお、図４に示す状態は軌道回転機構１３ｂを上から眺めた状態であるので、軌道回転機構１３ｂやＸ線検出器１３ａにおける構成をＸ−Ｙステージ１２上に投影した状態を示している。

本実施形態においてＸ線検出器１３ａは略正方形の検出面をＸ−Ｙステージ１２の方向に向けており、この検出面には複数個（例えば、数百万画素）の検出素子が正方格子状に配置されている。図５Ａ，５Ｂは、検出素子の配置を模式的に示す図であり、簡略のためにＸ線検出器１３ａの検出面に１６個の検出素子が備えられている状態を示している。すなわち、Ｘ線検出器１３ａは、図において実線の小さな正方形で示す検出素子１３ａ１を備えており、このような検出素子が検出面上に並んでいる。各検出素子１３ａ１の中央の位置をこの検出素子の位置（図に示す白丸）と定義したとき、複数の検出素子同士における最隣接素子間の距離は等しく、検出素子間を結ぶ線（図に示す破線）は直交している。従って、検出素子はＸ線検出器１３ａの検出面上で正方格子を形成している。

本実施形態においてこの正方格子の各辺はＸ線検出器１３ａの外周を構成する矩形の辺と平行であり、当該正方格子の一方における対角線Ｄ₁（請求項における対角線の一方）の方向は上述のステップＳ１０５において軌道回転機構１３ｂにおけるＸ線検出器１３ａの回転軌道の半径方向に平行に設定される。図４においてはこの様子を示しており、同図４に示すように軌道回転機構１３ｂにおける回転半径ｒの方向と対角線Ｄ₁をＸ−Ｙステージ１２上に投影した投影線とが平行である。以上の構成においては、軌道回転機構１３ｂによる回転半径ｒの方向に対してＸ線検出器１３ａの辺のＸ−Ｙステージ１２への投影線が４５°に傾いていることからこのようなＸ線検出器１３ａの配置を斜め４５°配置と呼ぶ。

自転回転制御部２５ｄがＸ線検出器１３ａを斜め４５°配置に設定すると、軌道回転制御部２５ｅは回転軌道上の異なる回転角度で透過Ｘ線画像を取得するため、変数ｎを”０”に初期化する（ステップＳ１１０）。続いて、軌道回転制御部２５ｅは画像取得機構２３に指示を行い、軌道回転機構１３ｂを駆動して予め決められた位置にＸ線検出器１３ａを回転移動させる（ステップＳ１１５）。

本実施形態においては、回転角θ_ｎをθ_ｎ＝（ｎ／Ｎ）×３６０°と定義しており、θ＝０°の角度は予め決めてある。また、前記変数ｎは最大値をＮとする整数である。従って、Ｘ線検出器１３ａは３６０°／Ｎずつ回転することになる。Ｎ＋１は、Ｘ線画像を撮影する回転位置の数であり、要求される検査速度と検査精度、アーチファクトの程度および検査対象の外形（軸対称性）から決定すればよい。例えば、Ｎ＝１１等（撮影回数１２）を採用可能であるが、より少ない撮影回数（例えば、Ｎ＝３，撮影回数４）でＸ線画像を取得し、補間演算によって擬似的にＸ線画像の枚数を増加する構成を採用してもよい。なお、上述の図４はＮ＝３の場合におけるＸ線検出器１３ａの位置を示しており、同図４においては、回転軸ＡからＹ軸と平行かつ逆向きに延ばした直線に対する反時計回り方向の角度をＸ線検出器１３ａの回転角θ_ｎとして定義している。

Ｘ線検出器１３ａの回転動作を行うと、当該回転後のＸ線検出器の視野内に検査対象が含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる（ステップＳ１２０）。すなわち、ステージ制御部２５ｃは検査対象データ２８ａを参照して基板上での検査対象の位置を特定し、当該検査対象が回転後のＸ線検出器１３ａの視野中心とＸ線発生器１１の焦点とを結ぶ直線上に位置するようにステージ制御機構２２に指示を行う。この結果、ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２を移動させ、検査対象をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置する。

ステップＳ１２０にて検査対象をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置したら、Ｘ線制御部２５ｂおよび画像取得部２５ｆの制御により、Ｘ線検出器１３ａにて回転角θ_ｎのＸ線画像Ｐ_θｎを撮影する。このために、本実施形態においては画像取得部２５ｆがメモリ２８において入力用画像のバッファ（Ｉ（ｉ，ｊ））を確保する（ステップＳ１２５）。ここで、ｉは１〜Ｎｉ，ｊは１〜Ｎｊの整数であり、ＮｉはＸ線検出器１３ａの一方の辺に沿った検出素子の数、ＮｊはＸ線検出器１３ａの一方の辺に沿った検出素子の数（本実施形態においてはＮｉ＝Ｎｊ）である。従って、入力画像のバッファＩ（ｉ，ｊ）の画素数はＮｘ×Ｎｙである。

次に、Ｘ線制御部２５ｂは、前記撮像条件データ２８ｂを取得し、当該撮像条件データ２８ｂに示される条件でＸ線を出力するようにＸ線制御機構２１に対して指示を行う。この結果、Ｘ線発生器１１が立体角２πの範囲でＸ線を出力するので、画像取得部２５ｆはＸ線検出器１３ａが検出した透過Ｘ線画像を取得し、各検出素子の出力値をバッファＩ（ｉ，ｊ）に記録する（ステップＳ１３０）。

図６Ａは、バッファＩ（ｉ，ｊ）を示す模式図であり、前記図５Ａに示す１６個の検出素子の検出値を記憶する記憶領域を１〜１６にて示している。図５Ａに示すＸ線検出器１３ａの検出素子の出力値をバッファＩ（ｉ，ｊ）に入力するため、本実施形態においては、斜め４５°配置されたＸ線検出器１３ａの検出素子に対して順に番号を付与し、その順に出力値をバッファＩ（ｉ，ｊ）に入力する。例えば、図５Ａに示す例では、ある辺に沿って並ぶ検出素子にＰ₁〜Ｐ₄の番号を付与し、これらに隣接する検出素子に続けてＰ₅，Ｐ₆などと番号を付与しており、この番号の順にバッファＩ（ｉ，ｊ）の記憶領域１〜１６に検出値を記憶する。

さらに、画像取得部２５ｆはメモリ２８において補間後の高解像度画像のバッファ（Ｏ（ｌ，ｍ））を確保する（ステップＳ１３５）。ここで、ｌ，ｍは１〜（Ｎｉ＋Ｎｊ−１）の整数である。従って、高解像度画像のバッファＯ（ｌ，ｍ）の画素数は（Ｎｉ＋Ｎｊ−１）²である。

さらに、画像取得部２５ｆは、補間によって高解像度の透過Ｘ線画像を得るため、まず、入力画像のバッファＩ（ｉ，ｊ）に記憶された検出値を高解像度画像のバッファＯ（ｌ，ｍ）に再配置する（ステップＳ１４０）。本実施形態においては、このとき、入力画像のバッファＩ（ｉ，ｊ）の位置を４５°回転させ、入力画像のバッファＩ（ｉ，ｊ）において縦横方向に並んでいた画素を高解像度画像のバッファＯ（ｌ，ｍ）においては斜め４５°方向に並ぶように配置する。

図６Ｂは、バッファＯ（ｌ，ｍ）を示す模式図であり、バッファＩ（ｉ，ｊ）の記憶領域１〜１６の検出値をバッファＯ（ｌ，ｍ）に再配置した状態の例を示している。この例において数値を示していない位置に値は記憶されていない。また、バッファ（ｌ，ｍ）におけるｍ方向には例えば記憶領域１，６，１１，１６の検出値が並んでおり、図５Ａに示すようにこれらの記憶領域における検出値はＸ線検出器１３ａにおいて上述の対角線Ｄ₁方向に並ぶ検出素子の検出値に対応する。

本実施形態のＸ線検出器１３ａにおいて図２に示す検出対象１２ｂの透過Ｘ線画像を取得することを想定したとき、Ｘ線検出器１３ａにおける対角線Ｄ₁方向への検出値の変化は検出対象１２ｂをＺ軸に平行な方向に切断した平面上の変化を主に反映しており、対角線Ｄ₁と直交する対角線（図５Ａに示す対角線Ｄ₂、請求項における対角線の他方）方向への検出値の変化は検出対象１２ｂの透過Ｘ線画像におけるＸ−Ｙ平面上の変化を主に反映している。

従って、検出対象１２ｂの透過Ｘ線画像においてＸ−Ｙ平面のスラ
イス画像をできるだけ正確に得るためには対角線Ｄ₂方向の情報が極めて重要である。そこで、本実施形態においては、対角線Ｄ₂方向に隣接する検出素子の間の透過Ｘ線強度を対角線Ｄ₁方向に隣接する検出素子の間の透過Ｘ線強度に基づいて補間することとし、画像取得部２５ｆはバッファＯ（ｌ，ｍ）に記憶された検出値を対角線Ｄ₁方向に補間して角度θ_ｎにおける透過Ｘ線画像Ｐ_θｎを取得する（ステップＳ１４５）。

例えば、図６Ｂに示すバッファＯ（ｌ，ｍ）における記憶領域１７に対応する検出値は、記憶領域１，６に対応する検出値に基づく補間演算によって算出する。むろん、補間手法は線形補間、非線形補間のいずれも採用することができる。以上のような補間において記憶領域１７に対応する検出値は、図５Ａに示すＸ線検出器１３ａの検出面において検出素子Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₅，Ｐ₆から等距離にある位置Ｐ₁₇の透過Ｘ線強度に対応する値である。

当該位置Ｐ₁₇は、検出素子Ｐ₁，Ｐ₆と同じ対角線Ｄ₁上にある。このため、斜め４５°配置ではない状態で透過Ｘ線強度を取得して補間処理を行う場合と比較してスライス画像を取得するために重要な対角線Ｄ₂方向の情報を高精度に取得することができる。

図５Ｂは、比較のために検出素子が形成する正方格子の各辺と回転軌道の回転半径ｒの方向とが平行である場合のＸ線検出器を示す図である。同図５Ｂにおいては、検出素子の位置を白丸で示し、検出素子が構成する正方格子を破線で示している。図５Ｂにおいては、正方格子におけるある辺に平行な直線Ｄ₃が回転軌道の回転半径ｒと平行であることを想定している。

この状況において、Ｘ−Ｙ平面のスライス画像をできるだけ正確に得るためには直線Ｄ₃に直交する直線Ｄ₄方向の情報が重要である。しかし、この直線Ｄ₄上にある位置Ｐ₂₄における透過Ｘ線強度を取得するために、その周りの検出素子、例えば、検出素子Ｐ₂₀，Ｐ₂₁の検出強度に基づく補間を行っても検出素子Ｐ₂₀，Ｐ₂₁の検出強度が平均化されるなどして有用な情報は得られない。むろん、検出素子Ｐ₁₈，Ｐ₁₉，Ｐ₂₂，Ｐ₂₃を利用しても同様であり、直線Ｄ₄方向において有用な情報を得るための補間を行うことは困難である。

しかし、本実施形態においては、Ｘ線検出器１３ａが斜め４５°配置となっているため、対角線Ｄ₂方向に隣接する検出素子の間の位置における透過Ｘ線強度を取得する際に、その位置と同じ対角線Ｄ₁で隣接する検出素子に基づいて検出強度を取得することができ、スライス画像を取得するために重要な対角線Ｄ₂方向の変化として有用な情報が含まれる状態で補間を行うことができる。

以上のステップＳ１４５において透過Ｘ線画像Ｐ_θｎを取得すると、変数ｎが最大値Ｎに達しているか否かを判別し（ステップＳ１５０）、最大値Ｎに達していると判別されなければ変数ｎをインクリメントして（ステップＳ１５５）、ステップＳ１１５以降の処理を繰り返す。ステップＳ１５０にて変数ｎが最大値Ｎに達していると判別されたときには、必要な回数の撮影が終了しているので、以降の処理にて良否判定を行う。このため、本実施形態においては、良否判定部２５ｇが透過Ｘ線画像Ｐ_θ０〜Ｐ_θＮを用いて３次元画像の再構成演算を行う（ステップＳ１６０）。

すなわち、以上の処理においては図２に示すようにＸ線検出器１３ａの検出面の各位置とＸ線発生器１１の焦点との位置関係は予め判明している。そこで、両者の関係を把握した上でフィルタ補正逆投影法等により再構成演算を行う。再構成演算が終了すると、良否判定部２５ｇは、予め決められた基準に基づいて再構成演算結果から検査対象のスライス画像を生成し、当該スライス画像に基づいて良否を特定する（ステップＳ１６５）。

以上のように、本実施形態においては、Ｘ線検出器１３ａが斜め４５°配置となっており、対角線Ｄ₂方向に隣接する検出素子の間の位置における透過Ｘ線強度を取得する際にこの位置と同じ対角線Ｄ₁で隣接する検出素子に基づいて検出強度を取得する。従って、検出素子の数が少ないＸ線検出器１３ａであっても、正確なＸ−Ｙ平面のスライス画像を取得することが可能になる。このため、軽い検出器によってＸ線検査装置を構成することができ、Ｘ線によるＣＴ解析を高精度に実施するために充分な解像度の画像を高速に取得することができる。

（３）他の実施形態：
本発明においては、Ｘ線検出器を斜め４５°配置とし、回転軌道の回転半径に平行な方向に隣接する検出素子の検出値に基づいて補間を実施できる限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、Ｘ線検出器１３ａの検出面はＸ−Ｙステージ１２におけるＸ−Ｙ平面に対して平行でなくても良い。

図７Ａ，７ＢはＸ線検出器の検出面がＸ−Ｙステージ１２に対して傾いている状態の実施形態を示しており、図７ＡはＸ−Ｙステージ１２のＸ−Ｙ平面に対して平行な方向から眺めた状態を示し、図７ＢはＸ−Ｙステージ１２のＸ−Ｙ平面に対して垂直な方向からＸ線検出器を眺めた状態を示している。この構成においては、Ｘ線発生器１１の焦点の鉛直線上にアーム１３１を回転させることが可能な回転機構１３０ｂが設けられており、アーム１３１の先端はＸ−Ｙステージ１２に対して傾いている。Ｘ線検出器１３０ａは、このアームの先端に取り付けられており、その検出面はＸ−Ｙステージ１２に対して角度βだけ傾いている。

図７Ｂにおいては、Ｘ線検出器１３０ａにおいて検出素子が形成する正方格子を破線で示している。この構成において、対角線Ｄ₅をＸ−Ｙステージ１２のＸ−Ｙ平面に投影した投影線は回転機構１３０ｂの回転半径ｒに平行である。従って、対角線Ｄ₅に対して直角の方向に隣接する検出素子の間におけるＸ線の強度を当該対角線Ｄ₅の方向に隣接する検出素子の検出値にて補間することで、高精細なスライス画像を取得することが可能になる。この結果、Ｘ線によるＣＴ解析を高精度に実施するために充分な解像度の画像を高速に取得することができる。

さらに、上述の構成においては、自転回転機構１３ｃによってＸ線検出器１３ａを自転させることができるように構成していたが、Ｘ線によるＣＴ解析を実施する際にＸ線検出器１３ａを斜め４５°配置に固定して良い場合には自転回転機構１３ｃを省略しても良い。むろん、上述の構成のように自転回転機構１３ｃを備えていれば、軌道回転の回転半径ｒに対して正方格子の一辺が平行に向いている状態で検査を行うことが可能であるし、ラミノグラフィを実施することも可能であり、汎用性が高くなる。
なお、自転回転機構１３ｃを備える場合においては、Ｘ線検出器１３ａを所定の回転位置座標に移動可能なＸ−Ｙステージを軌道回転機構１３ｂに設けることも可能である。

さらに、以上の実施形態においては、放射線としてＸ線を利用する場合を例示したが、利用できる放射線はＸ線に限らずγ線であってもよく、検査対象を透過するその他の放射線であってもよい。さらに、軌道回転機構１３ｂは、円形以外にも種々の形状を採用可能であり、矩形の部材を回転させる構成であっても良い。

本発明にかかる放射線検査装置の概略ブロック図である。 Ｘ線取得機構の構造を示す模式図である。 検査のフローチャートである。 Ｘ線検出器の位置を示す模式図である。 検出素子の配置を示す模式図である。 バッファを示す模式図である。 Ｘ線検出器の検出面がＸ−Ｙステージに対して傾いている状態の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０…Ｘ線検査装置
１１…Ｘ線発生器
１２…Ｘ−Ｙステージ
１２ａ…基板
１２ｂ…検出対象
１３…Ｘ線取得機構
１３ａ…Ｘ線検出器
１３ａ１…検出素子
１３ｂ…軌道回転機構
１３ｃ…自転回転機構
１４…搬送装置
２１…Ｘ線制御機構
２２…ステージ制御機構
２３…画像取得機構
２４…搬送機構
２５ａ…搬送制御部
２５ｂ…Ｘ線制御部
２５ｃ…ステージ制御部
２５ｄ…自転回転制御部
２５ｅ…軌道回転制御部
２５ｆ…画像取得部
２５ｇ…良否判定部
２５…ＣＰＵ
２６…入力部
２７…出力部
２８…メモリ
２８ａ…検査対象データ
２８ｂ…撮像条件データ
２８ｃ…Ｘ線画像データ

Claims (5)

1. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射手段と、
   前記放射線の照射範囲内において前記検査対象を所定平面内で移動させる検査対象移動手段と、
   前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上を回転可能な放射線検出器であって、検出素子が正方格子の格子点上に配置しているとともに前記正方格子における対角線の一方の前記所定平面に対する投影線が前記回転軌道の半径方向に平行である放射線検出器によって放射線の強度を取得する放射線強度取得手段と、
   前記対角線の他方の方向に隣接する前記検出素子の間の補間対象位置における放射線の強度を、前記対角線の一方の方向において前記補間対象位置に隣接するとともに前記補間対象位置を挟む２個の前記検出素子における放射線の強度に基づく補間演算によって取得する補間手段とを備えることを特徴とする放射線検査装置。
2. 前記放射線検出器は、前記正方格子が形成された検出面に垂直な直線を自転回転軸として自転回転可能であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検査装置。
3. 前記放射線発生器からみた前記回転軸と前記放射線検出器の中心との角度は４５°以上、９０°以下であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の放射線検査装置。
4. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射工程と、
   前記放射線の照射範囲内において前記検査対象を所定平面内で移動させる検査対象移動工程と、
   前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上を回転可能な放射線検出器であって、検出素子が正方格子の格子点上に配置しているとともに前記正方格子における対角線の一方の前記所定平面に対する投影線が前記回転軌道の半径方向に平行である放射線検出器によって放射線の強度を取得する放射線強度取得工程と、
   前記対角線の他方の方向に隣接する前記検出素子の間の補間対象位置における放射線の強度を、前記対角線の一方の方向において前記補間対象位置に隣接するとともに前記補間対象位置を挟む２個の前記検出素子における放射線の強度に基づく補間演算によって取得する補間工程とを含むことを特徴とする放射線検査方法。
5. 放射線発生器によって放射線を検査対象に照射する放射線照射機能と、
   前記放射線の照射範囲内において前記検査対象を所定平面内で移動させる検査対象移動機能と、
   前記放射線発生器の焦点を通る直線を回転軸とした回転軌道上を回転可能な放射線検出器であって、検出素子が正方格子の格子点上に配置しているとともに前記正方格子における対角線の一方の前記所定平面に対する投影線が前記回転軌道の半径方向に平行である放射線検出器によって放射線の強度を取得する放射線強度取得機能と、
   前記対角線の他方の方向に隣接する前記検出素子の間の補間対象位置における放射線の強度を、前記対角線の一方の方向において前記補間対象位置に隣接するとともに前記補間対象位置を挟む２個の前記検出素子における放射線の強度に基づく補間演算によって取得する補間機能とをコンピュータに実現させることを特徴とする放射線検査プログラム。

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