JPH04276600A - Ｘ線画像撮影装置及びこの装置を利用したｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線画像撮影装置及
びこの装置とＸ線源として平行度の高い白色Ｘ線、例え
ばシンクロトロン放射光（ＳＯＲ）を用いたＸ線ＣＴ装
置、及び被検体の投影Ｘ線像を単結晶ブラッグ反射の対
称反射または非対称反射により拡大・単色化する単結晶
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】産業用としてＸ線ＣＴは広く普及しつつ
ある。特に非破壊検査用としての利用が進められており
、金属・セラミックス・複合材料等の内部微小欠陥等を
非破壊で検出し、その検出結果を基に各材料の品質評価
を行っている。

【０００３】そして、次の２点でＸ線ＣＴの性能を向上
させることが強く求められている。第一点は、Ｘ線ＣＴ
画像のコントラストとＸ線吸収係数との対応の精度を向
上させることである。これは、Ｘ線ＣＴにより材料内部
の元素・密度分布測定を高精度に行い、その測定結果を
製造行程にフィードバックし、材料開発を推進するため
である。第二点は、Ｘ線ＣＴの空間分解能を向上させる
ことである。現状のＸ線ＣＴの空間分解能はおよそ数１
０μｍなのに対して、材料によっては数μｍ前後の微小
欠陥や内部微細構造を非破壊で検出及び観察する技術が
求められているためである。

【０００４】そこで、上記の様なＣＴ画像のコントラス
トとＸ線吸収係数との対応の精度向上（ＣＴ画像の定量
性向上）及び空間分解能の向上のために、現在以下の様
な研究開発が行われている。

【０００５】高精度な元素・密度分布測定に必要なＸ線
ＣＴ画像の定量性向上のために、Ｓｉ単結晶等のブラッ
グ反射を利用したモノクロメーター装置により単色Ｘ線
を得て、更に高分解能なＸ線ＣＴ画像を得るためにＸ線
投影像を拡大し空間分解能の高いＸ線検出器で検出する
方法である。

【０００６】単色Ｘ線を利用する理由は、物質のＸ線吸
収係数がＸ線エネルギー値に依存しており、エネルギー
幅の狭い単色Ｘ線を用いるとエネルギー依存性による影
響を低減でき定量性の優れた測定が行えるからである。 また現状の技術レベルでは空間分解能の高いＸ線検出器
の素子サイズは高々数１０μｍであり、より空間分解能
の高いＸ線検出器の開発は技術面・コスト面で問題が多
いため、数μｍ前後の分解能を達成するために、Ｘ線投
影像をＳｉ単結晶等の非対称反射を利用した方法で拡大
している。

【０００７】なお単結晶の非対称反射とは、結晶表面と
ブラッグ反射を生じる格子面が平行でない場合、入射Ｘ
線像がブラッグ反射により拡大される現象である。この
場合のＸ線像の拡大率ｍは次の様な理論式で与えられる
。

【０００８】 　　ｍ＝ｓｉｎθＯＵＴ　／ｓｉｎθＩＮ　　　　・・
・・・・・・　　（１）但し、θＯＵＴ　＝θＢ　＋α θＩＮ　　＝θＢ　−α θＢ　：　　ブラッグ角 α　　：　　結晶表面とブラッグ反射を生じる格子面の
なす角度 図６にこれらの方法を用いたＸ線ＣＴ装置を示す。この
装置では、まず単結晶２のブラッグ反射を用いて白色Ｘ
線１から希望の単色Ｘ線エネルギーを含むＸ線を取り出
し、被検体３に照射し、透過されたＸ線像を単結晶ブラ
ッグ反射の対称反射または非対称反射を利用して拡大・
単色化し検出している。この方法を用いたＸ線ＣＴ装置
の例として、例えば河野・塩野・宇佐美・鈴木「シンク
ロトロン放射光を利用した単色Ｘ線ＣＴ」（電子情報通
信学会論文誌Ｄ−ＩＩ，Ｖｏｌ．Ｊ７３−Ｄ−ＩＩ，Ｎ
ｏ．１，ｐｐ１０９〜１１８，１９９０年）があり、約
４０ｋｅｖ以下の単色Ｘ線を用いて最小空間分解能約１
０μｍ〜２０μｍのＸ線ＣＴを達成している。

【０００９】また従来のこれらの装置で用いられている
単結晶は、装置内部に取り付けて固定する際に結晶表面
が応力により歪む点を低減するため、使用しない単結晶
端部に幅数ｍｍ、深さ数ｍｍの溝を作成し溝の外周部だ
けをホルダーではさみ固定する構造がよく用いられてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＸ線Ｃ
Ｔ及びＸ線画像撮影装置は次の２点で問題があり、今後
更に性能向上を図る必要がある。

【００１１】第一点は、従来のＸ線ＣＴは単色Ｘ線のエ
ネルギー領域が５０ｋｅｖ程度以下であり、サイズの大
きな被検体・重元素を含む被検体等の様に強力なＸ線透
過能の要求される材料には適用できないため、被検体の
適用範囲を拡大するために５０ｋｅｖ程度以上の単色Ｘ
線を利用できるＸ線ＣＴが強く求められる。

【００１２】

【表１】 表１は、被検体としてある焼結鉱の場合について３０ｋ
ｅｖ・５０ｋｅｖ・１００ｋｅｖの３つの単色Ｘ線エネ
ルギー値での被検体サイズと照射Ｘ線量に対する透過Ｘ
線量比（％表示）を示したものである。この表によると
被検体サイズが直径２ｍｍ程度以上になると３０ｋｅｖ
領域では透過Ｘ線量比が約８．８％以下になってしまう
ためＳ／Ｎの良いＣＴ画像を得るには５０ｋｅｖ程度以
上の単色Ｘ線を利用する必要があることがわかる。

【００１３】第二点は、現状の技術レベルでは空間分解
能が数１０μｍ程度であるのに対して更に数μｍ前後の
高分解能が求められているが、高分解能Ｘ線検出器の開
発が技術的に難しく、開発コストも膨大になるため、非
対称反射による拡大率を更に向上させる必要がある。

【００１４】しかしながら、従来のＸ線ＣＴ装置におい
て上記の２点を改善しようとすると次の様な問題が生じ
る。

【００１５】単結晶でブラッグ反射させる場合、Ｘ線は
（２）式の様に結晶表面からある程度の深さまで侵入す
るため、ブラッグ反射が結晶表面だけでなく結晶内部で
も起こり、その結果回折Ｘ線が空間的な広がりを持ち空
間分解能の低下を引き起こし、その程度はＸ線が高エネ
ルギーになるほど、また非対称反射による拡大率が大き
いほど大きくなる。

【００１６】 　　Ｐ＝Ｐ０　ｅｘｐ（−α・ｚ）　　　　・・・・・
・・・・　　（２）但し　　Ｐ０　：　　入射Ｘ線強度 α　　：　　結晶格子定数・格子面・Ｘ線波長・入射角
度・反射角度で決まる正の定数 ｚ　　：　　結晶表面からの深さ 例として図３にＧｅ単結晶格子面＜４４０＞の場合の非
対称反射による拡大率をパラメータとした回折Ｘ線の空
間広がり（結晶表面でのブラッグ反射強度のｅ−１倍と
なるまでの距離）とＸ線エネルギー値との関係を示す。 図３から、Ｘ線が高エネルギーになるほど、また非対称
反射による拡大率が大きいほど、回折Ｘ線の空間広がり
による空間分解能低下は大きな問題となることがわかる
。

【００１７】また使用する結晶格子面については、高エ
ネルギーＸ線の場合ブラッグ角θＢ　が小さくなり、Ｘ
線ビームの入射角度も小さくなるため、ある視野領域を
拡大するには必要な単結晶サイズが大きくなり、コスト
・加工研磨精度の問題を生じるため、次数の高い格子面
を使用する必要がある。

【００１８】図４にＧｅ単結晶の場合の単結晶格子面を
パラメータとしたＰ＝Ｐ０　・ｅ−１となる結晶表面か
らの深さ（前記のブラッグの場合の消衰距離：ｔ１　）
とＸ線エネルギー値との関係を示した。この図から高エ
ネルギーＸ線単色化のために次数の高い格子面を使用す
ると、ブラッグの場合の消衰距離が大きくなり回折Ｘ線
の空間広がりも大きくなるため空間分解能が低下するこ
とがわかる。

【００１９】なお図３、図４は、三宅静雄著『Ｘ線の回
折』の第５章「結晶によるＸ線の回折」等を参考に計算
したものである。

【００２０】そこで従来のＸ線ＣＴ及びＸ線画像撮影装
置について上記２点の性能向上を図る場合の問題点をま
とめると次の様になる。 （１）被検体の適用制限をなくし、サイズの大きな被検
体・重元素を含む被検体のＸ線ＣＴ画像を得るために５
０ｋｅｖ程度以上の高エネルギー単色Ｘ線の利用が必要
であるが、高次格子面の使用によるＸ線ビームの結晶内
侵入深さの増大と高エネルギー単色Ｘ線利用そのものの
影響により、回折ビーム広がりが大きくなり画像のぼけ
を生じ空間分解能を低下させる。 （２）空間分解能向上のために、単結晶の非対称反射に
よる拡大率を大きくする必要があるが、非対称反射によ
る拡大率を大きくするほどＸ線ビームの結晶内侵入の影
響による回折ビーム広がりが大きくなり画像のぼけを生
じ空間分解能を低下させる。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明のＸ線画像撮影装
置は、被検体の投影Ｘ線像を単結晶ブラッグ反射の対称
反射または非対称反射により拡大・単色化しＸ線検出器
で検出するＸ線画像撮影装置において、前記のＸ線を拡
大・単色化する単結晶が、Ｘ線照射領域で均一なブラッ
グ反射が起こるよう十分な結晶表面の面精度を保ち、か
つその単結晶の厚みｚ０　が、選択する単色Ｘ線エネル
ギー値Ｅ（ｋｅｖ）と、Ｘ線検出器の空間分解能ｄ０　
と撮影画像の必要画素サイズａ０　との関係から決定す
る対称反射または非対称反射によるＸ線像拡大率ｍ０　
と、使用する単結晶の結晶方位＜ｈｋｌ＞から決まるＸ
線の結晶侵入深さ（ブラッグの場合の消衰距離：ｔ１　
）程度あるいはそれ以下（数１０μｍ〜数１００μｍ）
であり、結晶内部に侵入したＸ線ビームによる回折Ｘ線
の量を減少させ、回折による空間的ぼけを低減するＸ線
拡大・単色化用の薄い単結晶をもつことを特徴とするＸ
線画像撮影装置である。但し、

【００２２】

【数２】

【００２３】また本発明のＸ線ＣＴ装置は、被検体の特
定領域のみに白色Ｘ線を照射させるためのスリットと、
被検体を回転・水平移動させる装置と、被検体透過後の
Ｘ線を拡大・単色化しＸ線検出器で検出する前記のＸ線
画像撮影装置と、被検体の回転・水平移動制御とＸ線検
出器からの信号の収集処理と前記Ｘ線画像撮影装置内部
の単結晶位置制御や各自動ステージの制御を行うコンピ
ュータとＣＴ画像再構成用のソフトウエアまたはハード
ウエアをもつことを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。

【００２４】また本発明の単結晶は、被検体の投影Ｘ線
像を単結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称反射に
より拡大・単色化する厚み数ｍｍの単結晶で、Ｘ線画像
撮影装置及びＸ線ＣＴ装置内部に取り付けて固定する際
に結晶表面が応力により歪む点を低減するため、使用し
ない単結晶端部に幅数ｍｍ・深さ数ｍｍの溝を作成し溝
の外周部だけをホルダーではさみ固定するようにした単
結晶において、前記の厚みｚ０　（数１０μｍ〜数１０
０μｍ）を有し、かつＸ線照射領域表面の面精度が通常
のブラッグ反射用単結晶と同等である表面層を残すよう
にして、溝深さが被検体のその深さ方向での投影像検出
領域（通常数μｍ）以上であり、該表面層を透過したＸ
線が背後の結晶で回折されて該表面層だけからの回折Ｘ
線に影響を与えないようにするため１ｍｍ厚程度の鉛等
のＸ線吸収材が背後にはさめる程度以上の幅を有した溝
を単結晶の側面から加工したことを特徴とする単結晶で
ある。

【００２５】また本発明の単結晶は、被検体の投影Ｘ線
像を単結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称反射に
より拡大・単色化する厚み数ｍｍの単結晶において、十
分に平坦度のよいガラス等の基盤に厚み数ｍｍ程度の当
該単結晶を接着剤で固定し、結晶表面を加工研磨するこ
とで単結晶の厚みを薄くし、結晶表面の面精度が厚み数
ｍｍ程度の通常のブラッグ反射用単結晶と同等であり、
かつＸ線照射領域の厚みが前記の単結晶厚みｚ０　（数
１０μｍ〜数１００μｍ）であることを特徴とする単結
晶である。

【００２６】

【作用】サイズの大きな被検体・重元素を含む被検体な
どにも適用可能とし適用範囲を拡大するためには５０ｋ
ｅｖ以上の高エネルギー単色Ｘ線の利用が必要であり、
また数μｍ程度の空間分解能を達成するためには単結晶
の非対称反射による拡大率を大きくする必要があり、い
ずれの場合も厚み数ｍｍ程度の通常の単結晶ではＸ線ビ
ームの結晶内侵入深さ（ブラッグの場合の消衰距離）が
数１０μｍ〜数１００μｍであることから、結晶内部で
のブラッグ反射による回折Ｘ線広がりが空間分解能の低
下を引き起こす。

【００２７】本発明においては、使用する単色Ｘ線エネ
ルギー値、結晶格子面、非対称反射による拡大率から計
算される理論的な結晶侵入深さ（ブラッグの場合の消衰
距離）と同程度あるいはそれ以下に単結晶の使用領域の
厚みを薄く加工し、Ｘ線ビームの結晶内での回折Ｘ線量
を低下させ空間的なぼけを低減する。なお本発明のＸ線
ＣＴ装置により従来の問題点は以下の様に解決される。 （１）本発明のＸ線ＣＴ装置では、被検体の投影Ｘ線像
を単結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称反射によ
り拡大・単色化する単結晶の厚みを、使用する単色Ｘ線
エネルギー値での結晶侵入深さ（ブラッグの場合の消衰
距離）と同程度あるいはそれ以下に薄く加工し用いるた
め、高次の格子面を利用して高エネルギー単色Ｘ線を得
ても、画像のぼけの原因である結晶内部でのブラッグ反
射による回折Ｘ線広がりを低減でき空間分解能の低下を
抑制できる。 （２）本発明のＸ線ＣＴ装置では、被検体の投影Ｘ線像
を単結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称反射によ
り拡大・単色化する単結晶の厚みを、使用する単色Ｘ線
エネルギー値での結晶侵入深さ（ブラッグの場合の消衰
距離）と同程度あるいはそれ以下に薄く加工し用いるた
め、非対称反射による拡大率を大きくしても、画像のぼ
けの原因である結晶内部でのブラッグ反射による回折Ｘ
線広がりを低減でき空間分解能の低下を抑制できる。

【００２８】

【実施例】以下に図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて説明する。

【００２９】図１は、本発明の被検体の投影Ｘ線像を単
結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称反射により拡
大・単色化する単結晶の実施例であり、被検体の投影Ｘ
線像を単結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称反射
によりＸ線を拡大・単色化する厚み数ｍｍの単結晶で、
Ｘ線画像撮影装置及びＸ線ＣＴ装置内部に取り付けて固
定する際に結晶表面が応力により歪む点を低減するため
、使用しない単結晶端部に幅数ｍｍ・深さ数ｍｍの溝を
作成し溝の外周部だけをホルダーではさみ固定するよう
にした単結晶において、前記の結晶厚みｚ０　（数１０
μｍ〜数１００μｍ）を有し、かつＸ線照射領域表面の
面精度が通常のブラッグ反射用単結晶と同等である表面
層を残すようにして、溝深さが被検体のその深さ方向で
の投影像検出領域（通常数μｍ）以上であり、該表面層
を透過したＸ線が背後の結晶で回折されて該表面層だけ
からの回折Ｘ線に影響を与えないようにするため１ｍｍ
厚程度の鉛等のＸ線吸収材が背後にはさめる程度以上の
幅を有した溝を単結晶の側面から加工した単結晶の概略
図である。単結晶としてはＳｉ，Ｇｅ，ＩｎＳｂ，Ｌｉ
Ｆ等が上げられる。なお図１の７は単結晶、８は厚さ数
１０μｍ〜数１００μｍの単結晶使用領域、９は結晶固
定用の結晶ホルダー、１０は結晶固定時に発生する応力
が単結晶使用領域に影響し結晶面に歪を生じることを低
減させるための溝、１１は入射Ｘ線、１２は反射Ｘ線で
ある。

【００３０】図１実施例の単結晶の製作方法は次の通り
である。まず単結晶インゴットから必要な直方体サイズ
の単結晶を切り出す。次に単結晶のブラッグ反射をＸ線
照射領域全域で均一に、しかも対称反射または非対称反
射の拡大率を一定にするために、使用する結晶表面の方
位測定を高精度に行い、結晶表面と使用する格子面の成
す角度をαになるように精密加工し結晶表面をメカノケ
ミカル研磨する。なお角度αは、設計上のＸ線ビーム拡
大率ｍと単色Ｘ線エネルギー値Ｅ（ｋｅｖ）及び使用す
る結晶格子面＜ｈｋｌ＞から次の２式を用いて計算され
る。

【００３１】

【数３】

【００３２】次に図１に示した様に低歪で結晶を固定す
るため、結晶ホルダー用の溝を結晶の両側に製作する。 通常は強度を保つため溝の幅と外周部の幅が各５ｍｍ程
度必要である。その後加工研磨された結晶表面が歪まな
いように、またクラック等を生じない様に注意しながら
結晶側面から薄い使用領域（前記厚みｚ０　）を残しな
がらけずる。なお溝の深さは被検体のその溝深さ方向で
の投影像検出領域（最小が通常数μｍ）以上にし、また
溝幅は表面層を透過したＸ線が背後の結晶で回折されて
表面層だけからの回折Ｘ線に影響を与えないようにする
ため１ｍｍ厚程度の鉛等のＸ線吸収材が背後にはさめる
程度以上にする必要がある。あるいは表面層透過Ｘ線の
通過領域にある背後の結晶を予め全て削り落としておく
のも良い。

【００３３】図５に被検体（サイズ：ｄ１　）にＸ線を
照射しその透過Ｘ線を単結晶で回折させてそのＸ線強度
を一次元検出器で検出する場合において、単結晶の厚み
が通常の数ｍｍのものと、本発明の数１０μｍ〜数１０
０μｍ程度のもについて、一次元検出器での位置（横軸
）と検出器の出力値（縦軸）の関係を示した。この図か
ら、結晶厚みを薄くすることにより画像のぼけは改善さ
れることがわかる。しかしながら被検体がある部分とな
い部分での回折Ｘ線の強度差は、通常の結晶厚みの場合
の回折Ｘ線強度差Ａに対して、単結晶厚みがｚ０　の場
合はＡ｛１−ｅｘｐ（−ｚ０　／ｔ１　）｝に低下する
ため、使用するＸ線検出器の感度特性を考慮してＳ／Ｎ
のよい画像が得られる程度以上の単結晶厚みにする必要
があり、また薄く加工し過ぎると均一な加工が難しくな
り歪・クラック等を生じる可能性もあるので、結晶厚み
は例えばＧｅ単結晶の場合約５０μｍ程度が現状の限界
である。但しｔ１　はブラッグの場合の消衰距離である
。

【００３４】また図２は、本発明の被検体の投影Ｘ線像
を単結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称反射によ
り拡大・単色化する単結晶の実施例であり、被検体の投
影Ｘ線像を単結晶ブラッグ反射の対称反射または非対称
反射により拡大・単色化する厚み数ｍｍの単結晶におい
て、十分に平坦度のよいガラス等の基盤に厚み数ｍｍ程
度の当該単結晶を接着剤で固定し、結晶表面を加工研磨
することで単結晶の厚みを薄くし、結晶表面の面精度が
厚み数ｍｍ程度の通常のブラッグ反射用単結晶と同等で
あり、かつＸ線照射領域の厚みが前記単結晶厚みｚ０　
（数１０μｍ〜数１００μｍ）である単結晶の概略図で
ある。単結晶としてはＳｉ，Ｇｅ，ＩｎＳｂ，ＬｉＦ等
が上げられる。なお図２の９は基盤固定用の結晶ホルダ
ー、１０は基盤固定時に発生する応力が単結晶使用領域
に影響し結晶面に歪を生じることを低減させるための溝
、１１は入射Ｘ線、１２は反射Ｘ線、１３は基盤、１４
は基盤と単結晶を接着させるための接着剤、１５は厚さ
数１０μｍ〜数１００μｍの単結晶である。

【００３５】図２実施例の単結晶の製作方法は次の通り
である。まず十分に平坦度のよいガラス等の基盤を準備
し厚み数ｍｍ程度の単結晶を接着剤で固定する。なお当
該単結晶は、前記の様に単結晶インゴットから切り出さ
れ、使用する結晶表面の方位測定を高精度に行い、結晶
表面と使用する格子面の成す角度がαになるように精密
に既に加工研磨されている。その後基盤に固定された結
晶表面を水平に研磨していき、結晶表面の面精度が厚み
数ｍｍ程度の通常のブラッグ反射用単結晶と同等であり
、かつＸ線照射領域の厚みが前記単結晶厚みｚ０　（数
１０μｍ〜数１００μｍ）になるまで研磨することによ
り実現できる。また加工研磨時やＸ線照射時に結晶面に
熱応力が加わるため、基盤・単結晶・接着剤の各熱膨張
係数がなるべく近くなるように基盤・接着剤の材質を選
択するのが望ましい。

【００３６】本発明の単結晶をＸ線ＣＴ装置に適用した
実施例として、図６に示す装置構成においてＸ線源にＳ
ＯＲを利用し、約５０ｋｅｖで５μｍ程度の画素サイズ
を達成した例を示す。

【００３７】現在市販されている高分解能なＸ線検出器
として素子サイズ５０μｍの半導体Ｘ線検出器があり、
これを利用して画素サイズ５μｍを達成するためには、
単結晶の非対称反射を用いて１０倍に拡大する必要があ
る。また高エネルギーＸ線を単色化するためには、ある
程度次数の高い格子面を使用する必要があり、この実施
例ではＧｅ単結晶の格子面＜４４０＞を利用した。その
理由は（３）式からわかるように低次の格子面の場合、
高エネルギーＸ線の場合ブラッグ角θＢ　が小さくなり
、Ｘ線ビームの入射角度も小さくなるため、ある視野領
域を拡大するのに必要な単結晶サイズが大きくなり、コ
スト・加工研磨精度の問題を生じるからである。格子面
＜４４０＞で１０倍の拡大率・約５０ｋｅｖの単色Ｘ線
を得るとすると、図４からＰ＝Ｐ０　・ｅ−１となる結
晶表面からの深さ（ブラッグの場合の消衰距離）は約６
０μｍ程度である。従って上記の様に加工研磨により約
５０μｍ程度の薄い単結晶を作成し用いると、全Ｘ線強
度の約４３．５％（ｅ−５０／６０）のＸ線が薄い結晶
領域を透過して回折Ｘ線として寄与しないため回折ビー
ムの空間的なぼけを大幅に低減できる。

【００３８】本実施例に示す様に、約５０ｋｅｖ単色Ｘ
線において５μｍ程度の画素サイズを有する高エネルギ
ーＸ線利用・高分解能Ｘ線ＣＴが達成され、このＸ線Ｃ
Ｔを用いてサイズの大きな被検体・重元素を含む被検体
のように強力なＸ線透過能の要求される材料の高分解能
・高精度非破壊検査が可能となった。

【００３９】

【発明の効果】本発明では、単結晶の厚みをＸ線侵入深
さと同程度あるいはそれ以下に薄く加工研磨し被検体の
Ｘ線投影像を拡大・単色化する。従って高エネルギー単
色Ｘ線を利用しても画像のぼけが少なく、また非対称反
射による拡大率を大きくしても画像のぼけが少ないため
、サイズの大きな被検体や軽元素から重元素までの広範
囲な被検体に適用可能な高分解能Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線
画像撮影装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｘ線の画像撮影装置及びＸ線ＣＴ装置で使用す
る使用領域厚み数１０μｍ〜数１００μｍの本発明の一
実施例の単結晶を示す図である。

【図２】Ｘ線の画像撮影装置及びＸ線ＣＴ装置で使用す
る使用領域厚み数１０μｍ〜数１００μｍの本発明の一
実施例の単結晶を示す図である。

【図３】Ｇｅ単結晶格子面＜４４０＞の場合の非対称反
射の拡大率をパラメータとしたＸ線エネルギー値と回折
Ｘ線の空間広がりとの関係を示す図である。

【図４】Ｇｅ単結晶の場合の結晶格子面をパラメータと
したＸ線エネルギー値とＸ線結晶侵入深さ（消衰距離）
との関係を示す図である。

【図５】被検体（サイズ：ｄ１　）にＸ線を照射しその
透過Ｘ線を単結晶で回折させてそのＸ線強度を一次元検
出器で検出する場合において、単結晶の厚みが通常の数
ｍｍのものと、本発明の数１０μｍ〜数１００μｍ程度
のものについて、横軸に一次元検出器での位置、縦軸に
検出器の出力値を示した図である。

【図６】従来のＸ線ＣＴ装置構成を示す図である。

【符号の説明】

１　　　　白色Ｘ線 ２　　　　対象反射によるＸ線単色化用の単結晶３　　
　　被検体 ４　　　　被検体の投影Ｘ線像をブラッグ反射の対象反
射または非対称反射により拡大・単色化する単結晶５　
　　　Ｘ線検出器 ６　　　　コンピュータ ７　　　　単結晶 ８　　　　厚さ数１０μｍ〜数１００μｍの単結晶使用
領域９　　　　結晶または基盤固定用の結晶ホルダー１
０　　　　結晶または基盤固定時に発生する応力が単結
晶使用領域に影響し結晶面に歪を生じる事を低減させる
ための溝 １１　　　　入射Ｘ線 １２　　　　反射Ｘ線 １３　　　　基盤

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検体の投影Ｘ線像を単結晶ブラッグ
   反射の対称反射または非対称反射により拡大・単色化し
   Ｘ線検出器で検出するＸ線画像撮影装置において、前記
   のＸ線を拡大・単色化する単結晶が、Ｘ線照射領域で均
   一なブラッグ反射が起こるよう十分な結晶表面の面精度
   を保ち、かつその単結晶の厚みｚ０　が、選択する単色
   Ｘ線エネルギー値Ｅ（ｋｅｖ）と、Ｘ線検出器の空間分
   解能ｄ０　と撮影画像の必要画素サイズａ０　との関係
   から決定する対称反射または非対称反射によるＸ線像拡
   大率ｍ０　と、使用する単結晶の結晶方位＜ｈｋｌ＞か
   ら決まるＸ線の結晶侵入深さ（ブラッグの場合の消衰距
   離：ｔ１　）程度あるいはそれ以下（数１０μｍ〜数１
   ００μｍ）であり、結晶内部に侵入したＸ線ビームによ
   る回折Ｘ線の量を減少させ、回折による空間的ぼけを低
   減するＸ線拡大・単色化用の薄い単結晶をもつことを特
   徴とするＸ線画像撮影装置。但し、 【数１】
2. 【請求項２】　　被検体の特定領域のみに白色Ｘ線を照
   射させるためのスリットと、被検体を回転・水平移動さ
   せる装置と、被検体透過後のＸ線を拡大・単色化しＸ線
   検出器で検出する請求項１記載のＸ線画像撮影装置と、
   被検体の回転・水平移動制御とＸ線検出器からの信号の
   収集処理と前記Ｘ線画像撮影装置内部の単結晶位置制御
   や各自動ステージの制御を行うコンピュータとＣＴ画像
   再構成用のソフトウエアまたはハードウエアをもつこと
   を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
3. 【請求項３】　　被検体の投影Ｘ線像を単結晶ブラッグ
   反射の対称反射または非対称反射により拡大・単色化す
   る厚み数ｍｍの単結晶で、Ｘ線画像撮影装置及びＸ線Ｃ
   Ｔ装置内部に取り付けて固定する際に結晶表面が応力に
   より歪む点を低減するため、使用しない単結晶端部に幅
   数ｍｍ・深さ数ｍｍの溝を作成し溝の外周部だけをホル
   ダーではさみ固定するようにした単結晶において、請求
   項１記載の厚みｚ０　（数１０μｍ〜数１００μｍ）を
   有し、かつＸ線照射領域表面の面精度が通常のブラッグ
   反射用単結晶と同等である表面層を残すようにして、溝
   深さが被検体のその深さ方向での投影像検出領域（通常
   数μｍ）以上であり、該表面層を透過したＸ線が背後の
   結晶で回折されて該表面層だけからの回折Ｘ線に影響を
   与えないようにするため１ｍｍ厚程度の鉛等のＸ線吸収
   材が背後にはさめる程度以上の幅を有した溝を単結晶の
   側面から加工したことを特徴とする単結晶。
4. 【請求項４】　　被検体の投影Ｘ線像を単結晶ブラッグ
   反射の対称反射または非対称反射により拡大・単色化す
   る厚み数ｍｍの単結晶において、十分に平坦度のよいガ
   ラス等の基盤に厚み数ｍｍ程度の当該単結晶を接着剤で
   固定し、結晶表面を加工研磨することで単結晶の厚みを
   薄くし、結晶表面の面精度が厚み数ｍｍ程度の通常のブ
   ラッグ反射用単結晶と同等であり、かつＸ線照射領域の
   厚みが請求項１記載の単結晶厚みｚ０　（数１０μｍ〜
   数１００μｍ）であることを特徴とする単結晶。