JPH0961378A - 断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ピント面のみによくピントが合う断層撮影装置
を提供することにある。 【解決手段】放射線を発生し、被検体３に向けて放出す
るＸ線管１と、３を透過した放射線を実質２次元の空間
分解能をもって検出する放射線検出器４と、１と４を結
ぶ中心線に対し角度の傾きをもつ回転軸に対し３と１と
４の組とのあいだに相対的回転運動を与える回転機構６
と、複数の回転角度それぞれにおいて４の出力を透過画
像として複数枚収集するデータ収集手段７と、３内に設
定したピント面上の複数のマトリックス点へそれぞれの
前記透過画像をＸ線通路に沿って逆投影した後それぞれ
加算する画像処理手段８を具備し、３内のピント面に焦
点の合った透過画像を得る断層撮影装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体を透過した
放射線を検出し、被検体の断層像を得る断層撮影装置
（ラミノグラフ）に関し、特に多層配線基板の内部また
は表面実装基板の半田付け部等を非破壊で検査するため
に使用される断層撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の断層撮影装置は、Ｊリード端子
付表面実装やフリップチップ実装、受動チップ部品のバ
ンプ実装等で接続部が上面より観察できない部品の基板
への半田付き状態を検査するために使用し得るものとし
て、最近注目され始めているものであり、基本的には医
療用として普及している断層写真装置と同じである。

【０００３】ところが、断層写真がＸ線用フィルムを用
いて１つの面にピントの合った透過像である断層像を得
るのに対して、断層撮影装置は面センサ出力をディジタ
ル画像化し、画像処理で断層像を作成する点が異なって
いる。

【０００４】図８は、従来の断層撮影装置を示す図であ
り、特開平２−５０１４１１号公報に記載されているも
のである。同図においては、焦点走査型Ｘ線管９１によ
って円形に焦点が走査される。２次元面センサである回
転Ｘ線検出器９４が焦点に同期して回転し、この回転中
に収集された被検体９２を透過した多数の透過像はディ
ジタル処理により加算され、１つの断層像が作成され
る。断層像は焦点の回転半径と回転検出器９４の回転半
径で決まる１つの焦点面９３に焦点の合った画像とな
る。

【０００５】図９は、「Ｉｎｄｕｓｔｒｙ′ｓ Ｎｅｗ
Ｖｉｓｉｏｎ」Ｂｉｏ−Ｉｍａｇｉｎｇ Ｒｅｓｅａ
ｒｃｈ，Ｉｎｃ発行第６頁に記載されている従来の断層
撮影装置を示す図である。同図においては、Ｘ線管９５
から放射されるピラミッド型Ｘ線ビーム９６の中に被検
体９７を設け、その後方に２次元Ｘ線検出器９８が設け
られる。この検出器９８に平行な１つの回転軸Ｏに対し
て被検体９７を矢印のように往復回転させ、この間に透
過像データを収集する。多数の透過像データから伸縮処
理および加算処理により１つの焦点面Ｅにピントの合っ
た断面像が作成される。また、収集された同じ透過像群
から伸縮処理のパラメータを変えることにより、任意の
他のピント面Ｆにピントの合った断面像も作成すること
ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した図８に示す従
来の断層撮影装置では、焦点走査型Ｘ線管９１を用いて
いるため、焦点の位置が決められた軌道から狂い易く、
画像が不鮮明になることが多いとともに、高価になると
いう問題がある。

【０００７】また、焦点走査の直径もＸ線管の制約から
あまり大きくできないため、断層写真のピント深度が浅
くできず、ピント面外のパターンが十分にぼけないとい
う問題がある。

【０００８】図９に示す別の従来の断層撮影装置では、
ピント面からはずれた面にあるパターンぼけが一方向で
あるため、回転軸に直交する直線状のパターンはぼやけ
ず、ピント面パターンと混同され易いという問題があ
る。

【０００９】本発明は、前記問題点を除去するためなさ
れたもので、その目的とするところは、ピント面のみに
よくピントが合う断層撮影装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明は、放射線を被検体に向け
て照射する放射線源と、前記被検体を透過した放射線を
実質２次元の空間分解能をもって検出する放射線検出器
と、前記放射線源と前記放射線検出器の間であって、前
記放射線源と前記放射線検出器を結ぶ中心線に対し所定
角度の傾きを有する回転軸を中心に、前記被検体と前記
放射線源と前記放射線検出器の組に対して前記被検体に
相対的回転運動を与える回転手段と、前記回転手段の回
転軸を中心として前記被検体を所定角度づつ回動させる
毎に前記放射線検出器の出力を透過画像として各々収集
するデータ収集手段と、前記被検体内に設定したピント
面上の複数のマトリックス点へそれぞれの前記透過画像
を放射線に沿って逆投影した後それぞれを加算する画像
処理手段とを具備し、前記被検体内のピント面に焦点の
合った透過画像を得ることを特徴とする断層撮影装置で
ある。

【００１１】請求項１または請求項７に対応する発明に
よれば、焦点走査型Ｘ線管を用いないので焦点位置がく
るうことがなく、高品位な透視画像が得られ、装置も安
価になる。回転走査のみで透視画像が得られるので、機
構が単純安価で精度も上がり良好な透視画像が得られ
る。走査型Ｘ線管とくらべ傾斜角αを大きくできるの
で、ぼけを大きくできるためピントのシャープな透視画
像が得られる。

【００１２】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明は、請求項１項記載の画像処理手段の逆投影
は、前記被検体を回転させずに逆投影を行う固定逆投影
と、前記回転手段による回転による画像の回転を打消す
ように画像を回転させる画像回転を行うことを特徴とす
る断層撮影装置である。

【００１３】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明は、請求項１項記載の被検体の代りに前記ピン
ト面に基準パターンを設置し、このとき前記データ収集
手段で得られる透過画像を収集し、この透過画像から前
記逆投影の係数を求める過程を持つことを特徴とする断
層撮影装置である。

【００１４】前記目的を達成するため、請求項４に対応
する発明は、請求項２記載の被検体の代りに前記ピント
面に基準パターンを設置し、このとき前記データ収集手
段で得られる透過画像を収集し、この透過画像から前記
固定逆投影の係数を求める過程を持つことを特徴とする
断層撮影装置である。

【００１５】前記目的を達成するため、請求項５に対応
する発明は、請求項２記載の被検体の代りに前記ピント
面に基準パターンを設置し、このとき前記データ収集手
段で得られる透過画像を収集し、この透過画像から前記
固定逆投影の係数を求めると共に前記画像回転の回転中
心を求めることを特徴とする断層撮影装置である。

【００１６】前記目的を達成するため、請求項６に対応
する発明は、請求項１記載の回転手段は中空の円柱の回
転テーブルを含むことを特徴とする断層撮影装置であ
る。

【００１７】前記目的を達成するため、請求項７に対応
する発明は、放射線を被検体に向けて照射する放射線源
と、前記被検体を透過した放射線を実質２次元の空間分
解能をもって検出すると共に、回転軸を中心に回転可能
な放射線検出器と、前記放射線源と前記放射線検出器の
間であって、前記放射線源の中心点と前記放射線検出器
の中心点を結ぶ中心線上に回転軸の中心が位置し、この
回転軸に対して前記放射線検出器の中心線が所定角度の
傾きをなすように、前記放射線検出器の回転軸の中心に
対しほぼ平行な回転軸を有し、前記被検体を回転可能に
する回転テーブルと、この回転テーブルの回転軸と前記
放射線検出器の回転軸に対してそれぞれ同じ方向でかつ
同期して所定角度づつ回転させる回転手段と、前記回転
テーブルの回転軸を中心として前記被検体を所定角度づ
つ回動させる毎に前記放射線検出器の出力を透過画像と
して各々収集するデータ収集手段とを具備し、前記被検
体内のピント面に焦点の合った透過画像を得ることを特
徴とする断層撮影装置である。

【００１８】前記目的を達成するため、請求項８に対応
する発明は、請求項７記載の回転テーブルは、中空状で
あって前記被検体の回転軸方向に移動させるピント機構
を有することを特徴とする断層撮影装置である。

【００１９】請求項２〜請求項６、請求項８のいずれか
に対応する発明によれば、固定逆投影、画像回転、画像
のたしこみの３種の画像処理のみですむので高速で処理
ができ、また放射線検出器のひずみが補正されるので、
シャープな透視画像が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態について説明する。

【００２１】＜第１の実施の形態（請求項１〜６に対応
する例）＞ （構成）図１（ａ）に示すように、放射線源例えばＸ線
管１とＸ線Ｉ．Ｉ．（Ｘ線イメージインテンシファイア
ー）４が互いに対向してフロアーに対して固定されてい
るが、互いを結ぶ中心線は鉛直線に対してαの角度（約
４５°〜６０°）をもっている。

【００２２】図１（ｂ）に示すように、被検体３を保持
し鉛直な回転軸１６をもつ回転テーブル５と回転機構６
がフロアーに支持されている。

【００２３】Ｘ線Ｉ．Ｉ．４はＸ線像を光像に変換しテ
レビカメラ１２は光像である２次元透過画像をラスター
スキャンしてアナログ信号としてデータ収集装置７へ送
る。データ収集装置７はこれをディジタルデータに変換
し画像処理装置８へ送る。画像処理装置８はこのデータ
を記録し、複数画像を計算処理して透視画像（ラミノ画
像）を計算し、ＣＲＴ９へ表示する。また、Ｘ線Ｉ．
Ｉ．４にはモニタＣＲＴ１１が接続されディジタル化前
の透過画像がモニタできるようになっている。

【００２４】なお、Ｘ線管１にはＸ線制御装置（図示せ
ず）が接続され画像処理装置８からの信号でオン（Ｏ
Ｎ：Ｘ線が照射される）／オフ（ＯＦＦ：Ｘ線が照射さ
れない）となる。

【００２５】回転テーブル５は中空のＸ線吸収の少ない
材料、例えばプラスチック（アクリル）よりなる。この
ようにすることでＸ線吸収が少なく画像に影響が出にく
くなる。

【００２６】プラスチックでなくてもＸ線吸収が少ない
ものなら他の材料たとえばセラミックス、アルミニウ
ム、ガラス等でもよい。回転テーブル５は図１（ｂ）の
ような中空でなく、こまかい気泡状の中空でもよい。ま
た板材で区画された中空構造でもよい（ハニカム構造
等）。

【００２７】さらに、図１（ａ）でＸ線Ｉ．Ｉ．４はそ
の中心軸がＸ線焦点Ｓの方向からβだけ傾斜して設定さ
れ、βは通常０度とするが０°でなくてもよく、β＝α
としてもよい。

【００２８】またＸ線検出器としてはＸ線Ｉ．Ｉ．４と
テレビカメラ１２の組合せたものを用いているが、これ
に限るものでなく、例えば撮像管でもよく蛍光板＋テレ
ビカメラでもよく、２次元の分解能をもつＸ線検出器な
ら採用することができる。

【００２９】［実使用時の作用（請求項２）］図２を参
照して作用を説明する。

【００３０】操作者はまず被検体３を回転テーブル５に
設置し、画像処理装置８のパネルからピント面位置（た
とえばテーブル上１ｍｍ）を入力しデータ収集装置７を
スタートさせる。すると、画像処理装置８は図２（ａ）
のフローチャートにしたがって断層画像を作成する。

【００３１】まずＸ線管１がＯＮにされ（Ｓ１）、回転
がスタートされる（Ｓ２）。ついで、二次元透過像がつ
づけて収集されていくが、１画面の収集時間は回転ブレ
が無視できる短い時間で収集される。

【００３２】１画面の収集が終ると（Ｓ３）、画像は生
画像としてファイルされる（Ｓ４）。生画像は１画像ご
とに逆投影「Ｂ．Ｐ．変換」（後述）が施こされ（Ｓ
５）、さらに画像たしこみが行なわれ（Ｓ６）、透視画
像が作られる。次の画面も同様に処理され、前画面の透
視画像上に結果がたしこまれ平均画像が作られる。

【００３３】３６０度あるいは任意の設定角度分の全画
面が処理され（Ｓ７）、透視画像が完成し表示及びファ
イルされる（Ｓ８）。回転がストップされ（Ｓ９）、Ｘ
線管１がＯＦＦされ（Ｓ１０）、終了する。

【００３４】この場合の回転は、一方向の回転ではなく
部分的な角度範囲の往復回転でもステップ回転でもよ
い。

【００３５】ここで、逆投影（Ｓ５）について、図２
（ｂ）を参照して説明する。この逆投影は固定逆投影
（Ｓ５１）と、画像回転よりなる（Ｓ５２）。固定逆投
影Ｓ５１はピント面内に設定した固定した（回転しな
い）面（マトリックス点の集合）へのＸ線通路にそった
画像の逆投影である。画像回転（Ｓ５２）は回転テーブ
ル５の回転による画像の回転を打消すように画像を回転
させる処理である。

【００３６】次に、図３（ａ）を参照して固定逆投影を
説明する。

【００３７】メッシュを回転テーブル５上のピント面に
おき、回転角θ＝０度に設定したとすると、生画像２１
が得られる。これには傾斜角α，βによるパースペクテ
ィブのひずみ及びＸ線Ｉ．Ｉ．４，テレビカメラ１２に
起因する画像ひずみが含まれている。これらのひずみを
補正するのが固定逆投影で、この固定逆投影後に整列し
たメッシュの画像２２が得られる。

【００３８】回転テーブル５の回転角θの場合、生画像
に同一の固定逆投影を加えることで画像２２をθ回転さ
せた画像が得られることは容易に理解できる。

【００３９】図３（ｂ）、図４を参照して具体的な固定
逆投影（Ｓ２０）の手順を示す。

【００４０】画面（ｉ，ｊ）の中の特定メッシュ点（ｉ
_m ，ｊ_n ）（ｍ＝１〜Ｍ，ｎ＝１〜Ｎ）に対する変換ベ
クトルＶ（ｉ_m ，ｊ_n ）（逆投影Ｂ．Ｐ．変換の係
数）があらかじめ画像処理装置に記憶されている（後
述）。

【００４１】始点（ｉ，ｊ）（ｉ₁ ≦ｉ≦ｉ_M ，ｊ₁ ≦
ｊ≦ｊ_N ）での変換ベクトルｖ（ｉ，ｊ）を４点一次
補間で求める（Ｓ２２）。

【００４２】 ｉ_m ≦ｉ≦ｉ_m+1 ｊ_n ≦ｊ≦ｊ_n+1 の場合 ｖ（ｉ，ｊ）＝｛（ｉ_m+1 −ｉ）・（ｊ_n+1 −ｊ）・Ｖ（ｉ_m ，ｊ_n ） ＋（ｉ−ｉ_m ）・（ｊ_n+1 −ｊ）・Ｖ（ｉ_m+1 ，ｊ_n ） ＋（ｉ_m+1 −ｉ）・（ｊ−ｊ_n ）・Ｖ（ｉ_m ，ｊ_n+1 ） ＋（ｉ−ｉ_m ）・（ｊ−ｊ_n ）・Ｖ（ｉ_m+1 ，ｊ_n+1 ）｝ ×１／［（ｉ_m+1 −ｉ_m ）・（ｊ_n+1 −ｊ_n ）］ …（１） 次に画像の固定逆投影Φ（ｉ，ｊ）→Φ′（ｉ，ｊ）を
行なう（Ｓ２３）。まず、 ｉ′＝ｉ＋ｖ_i （ｉ，ｊ） ｊ′＝ｊ＋ｖ_j （ｉ，ｊ） …（２） でｉ′，ｊ′を求める。ここでｖ_i ，ｖ_j はそれぞれ
ｖのｉ成分，ｊ成分である。次に４点一次補間Φ′
（ｉ，ｊ）を求める。

【００４３】 Ｉ＝ｉｎｔ（ｉ′），ｋ＝ｉ′−Ｉ Ｊ＝ｉｎｔ（ｊ′），L ＝ｊ′−Ｊ …（３） Φ′（ｉ，ｊ）＝｛（ｋ−１）・（ L−１）・φ（Ｉ，Ｊ） ＋ｋ・（L −１）・φ（Ｉ＋１，Ｊ） ＋（ｋ−１）・L ・φ（Ｉ，Ｊ＋１） ＋ｋ・L ・φ（Ｉ＋１，Ｊ＋１）｝ …（４） 全ｉ，ｊについてΦ′（ｉ，ｊ）を計算することで固定
逆投影Ｂ．Ｐ．変換が完了する（Ｓ２４）。

【００４４】つぎに図２（ｂ）の画像回転（Ｓ５２）で
あるが、これは通常よく行なわれる画像処理であるので
詳細は省略する。回転中心位置は、あらかじめ画像処理
装置８に記憶されている。

【００４５】ここで図２（ａ），図２（ｂ）のフローチ
ャートに戻る。固定逆投影（Ｓ５１）で、ピント面内に
設定した回転しない面への画像の逆投影が行なわれ、画
像回転（Ｓ５２）でテーブルの回転による画像の回転を
打消す方向に画像回転が行なわれるので、逆投影の結果
として得られる画像は被検体３に対して固定されたピン
ト面（マトリックスの集合）への逆投影された画像とな
る。

【００４６】さらに、画像のたしこみを行なう（Ｓ６）
ことでピント面のマトリックスの１点について言えば複
数のこの点を通るＸ線通路についての画像値がたしこま
れることになり、ピント面にピントの合った透過画像が
得られる。

【００４７】ここで、固定逆投影としてあらかじめ与え
られた変換ベクトルＶを補間して変換を行なう方法を
記載したが固定逆投影はこの方法に限定されるものでな
く、例えばあらかじめ（１）式でｖ（ｉ，ｊ）をすべ
て計算して記憶しておき、このｖ（ｉ，ｊ）を用いて
逆投影する方法やα，β中心座標等の形で係数を記憶し
ておき、ここから幾何計算して逆投影する方法等いろい
ろの変更が可能である。固定逆投影つまりピント面内に
固定した（回転しない）面へＸ線通路にそって画像を逆
投影することである。

【００４８】［較正時の作用（変換ベクトルＶの算
出）（請求項４，５）］図５を参照して変換ベクトル
Ｖの算出時の作用を説明する。

【００４９】まず図５（ｂ）に逆投影較正板１３を示
す。これはガラス板１４の上に酸化銀のグリッド１５を
形成したもので、グリッド１５は等ピッチの格子点上に
ならんだドットのパターンを成す。

【００５０】この逆投影較正板１３を図５（ａ）で示す
ように回転テーブル５の中心に設定する。ここで、設定
誤差があり、グリッド１５の中心ドットが回転中心から
多少ずれるがそれは問題ない。

【００５１】つぎに、回転テーブル５を０度に設定した
まま回転させずに、Ｘ線管１をオンにして透過像を得
る。この画像、較正用生画像３１を図６（ａ）に示す。
この画像から各ドットの座標 （ｉ′_m,n ，ｊ′_m,n ） …（５） を求める。ここでｍ，ｎは格子点Ｎｏ．を示す。他方、
目標画像３２は逆投影較正板１３のパターンから求めた
あるべき画像、具体的には等間隔でｉ，ｊ方向にならん
だパターンで、ドット位置 （ｉ_m ，ｊ_n ） …（６） が設定されている。

【００５２】これより変換ベクトルＶを式 Ｖ_i （ｉ_m ，ｊ_n ）＝ｉ′_m,n −ｉ_m Ｖ_j （ｉ_m ，ｊ_n ）＝ｊ′_m,n −ｊ_n …（７） で求め画像処理装置８内に記憶する。

【００５３】ここでＶ_i はｉ成分、Ｖ_j はｊ成分を
示す。

【００５４】つぎに回転中心座標（ｉ_c ，ｊ_c ）算出時
の作用を説明する。

【００５５】逆投影較正板１３が正しく回転中心に設定
されていれば、中心ドット位置が回転中心になるが、設
定誤差があるのですこしずれる。

【００５６】まずＶ算出時の設定のままＸ線管１をオ
ンし、回転テーブル５を回転しながら複数の回転位置で
透過像を収集する。つぎに各回転位置で中心ドットの座
標を求める。

【００５７】 （ｉ′_c(k)，ｊ′_c(k)），ｋ＝１〜Ｋ …（８） つぎにｋについて平均する。

【００５８】 （ｉ′_c ，ｊ′_c ） …（９ ） つぎに先に求めた変換ベクトルＶ及び（５）式のドッ
ト位置（ｉ′_m,n ，ｊ′_m,n ）を用いてつぎの変換をす
る。

【００５９】まず（ｉ′_m,n ，ｊ′_m,n ）から
（ｉ′_c ，ｊ′_c ）を囲む４点を選ぶ。

【００６０】 （ｉ′_o,p ，ｊ′_o,p ） （ｉ′_o+1,p ，ｊ′_o+1,p ） （ｉ′_o,p+1 ，ｊ′_o,p+1 ） （ｉ′_o+1,p+1 ，ｊ′_o+1,p+1 ） …（１０） ここでｏ，ｐ等は格子点Ｎｏ．を示す。

【００６１】つぎに補間計算で回転中心での変換ベクト
ルＶ_c を求める ｖ_c ＝ γ₁ ・Ｖ（ｉ_o,p ，ｊ_o,p ） ＋γ₂ ・Ｖ（ｉ_o+1,p ，ｊ_o+1,p ） ＋γ₃ ・Ｖ（ｉ_o,p+1 ，ｊ_o,p+1 ） ＋γ₄ ・Ｖ（ｉ_o+1,p+1 ，ｊ_o+1,p+1 ） …（１１） である。ここで、γ₁ 〜γ₄ は各点と（ｉ´_c ，
ｊ´_c ）間の距離に反比例するウェイトファクター
である。

【００６２】つぎに式 ｉ_c ＝ｉ´_c −ｖ_ci ｊ_c ＝ｊ´_c −ｖ_cj …（１２ ） で逆投影後の画像における回転中心位置 （ｉ_c ，ｊ_c ） …（１３） を求め、ｉ_c ，ｊ_c を画像処理装置８に記憶する。（１
２）式でｖ_ci，ｖ_cjはそれぞれｖ_c のｉ，ｊ成分であ
る。

【００６３】以上で逆投影較正板１３は必ずしもここで
記載したとおりのものでなくてもかまわない。例えばグ
リッド１５はドットのパターンでなく格子模様でもよ
い。また、グリッド１５の材質は酸化銀でなく銅や鉛、
金等の他の材質でもよく、ガラス板１４もガラスに限ら
ず変形しにくい材質なら使うことができる。

【００６４】［実使用時の別の作用］データ収集は行な
わず前に収集した生画像ファイルを用いて透視画像の計
算のみを行なうことができる。これによりデータ収集な
しでピント面の設定を変えて透視画像を何度でも計算し
なおすことができる。

【００６５】処理としては変換ベクトルＶにピント調
整値ｄを加え Ｖ´＝Ｖ＋ｄ …（１４） とし、Ｖ´をＶのかわりに用いればピント面を上
下に微調することができる。

【００６６】（第１の実施の形態の効果）焦点走査型Ｘ
線管を用いないので焦点位置がくるうことがなく、高品
位な透視画像が得られ、装置も安価になる。

【００６７】回転走査のみで透視画像が得られるので、
機構が単純安価で精度も上がり良好な透視画像が得られ
る。

【００６８】走査型Ｘ線管とくらべαを大きくできるの
で、ぼけを大きくできるためピントのシャープな透視画
像が得られる。

【００６９】ピント面からはずれた面にあるパターンの
ぼけ方向が一方向ではなく円型であり基板の直線状のパ
ターン等もよくぼけ、ピントのシャープな透視画像が得
られる。

【００７０】一度収集した画像からピント面を変えて何
度でも透視画像を作りなおすことができる。

【００７１】固定逆投影、画像回転、画像のたしこみの
３種の画像処理のみですむので高速で処理ができる。Ｘ
線Ｉ．Ｉ．４のひずみが補正されるので、シャープな透
視画像が得られる。

【００７２】逆投影較正板１３を用いているので、Ｘ線
管１、回転テーブル５、Ｘ線Ｉ．Ｉ．４の位置調整の必
要がない。βが０でなくてもよく、α，βを調整しなく
てよい。

【００７３】Ｘ線管１、Ｘ線Ｉ．Ｉ．４を動かす必要が
ない。軽い被検体３の回転だけですむので、回転精度が
上げられシャープな像が得られる。回転テーブル５をプ
ラスチックの中空の円柱で作ったので、透過画像に影が
生じにくく回転テーブル５の影響を受けない透視画像が
できる。

【００７４】＜第２の実施の形態＞ （構成）構成は第１の実施の形態の構成と同じである
が、異なるのは図２の逆投影（Ｓ５）が固定逆投影（Ｓ
５１）と画像回転（Ｓ５２）に分かれておらず、逆投影
のみである点である。

【００７５】この逆投影は変換ベクトルＶ（ｉ_m ，ｉ
_n ）が回転角度ごとに異なっており、画像回転を含んで
いる点以外は固定逆投影と全く同じ処理である。

【００７６】以上述べた実施の形態の逆投影はあらかじ
め与えられた角度ごとの変換ベクトルＶを補間して変
換を行なう方法であるが、逆投影はこの方法に限定され
るものでなく、例えばあらかじめ（１）式でｖ（ｉ，
ｊ）をすべて計算して記憶しておき、このｖ（ｉ，
ｊ）を用いて逆投影する方法やα，β、回転中心座標等
の形で係数を記憶してここから幾何計算して逆投影する
方法等いろいろの変更が可能である。要するに、逆投影
は、被検体３に固定した面へＸ線通路に沿って画像を逆
投影することである。

【００７７】［較正時の作用（請求項３）］第１の実施
例の場合と同様である。異なるのは透過像を収集する複
数の回転角度それぞれに対し変換ベクトルＶを算出し
記録する点と回転中心位置の算出は行なわない点であ
る。

【００７８】（効果）逆投影、画像のたしこみの画像処
理だけですむので高速で処理ができ、これ以外は第１の
実施の形態と同様である。

【００７９】＜第３の実施の形態（請求項７，８に対応
する実施例）＞ （構成）図７（ａ）に示すように、Ｘ線を被検体４３に
向けて照射するＸ線管４１と、被検体４３を透過した放
射線を実質２次元の空間分解能をもって検出すると共
に、回転軸５３を中心に回転可能な撮像管４４と、Ｘ線
管４１と撮像管４４の間であって、Ｘ線管４１の中心点
（Ｘ線焦点）Ｓと撮像管４４の中心点（検出面の中心）
Ｐを結ぶ中心線上に回転軸５２の中心（被検体４３の中
心軸と回転テーブル４５の回転軸の交点）Ｑが位置し、
この回転軸５２に対して撮像管４４の中心線が所定角度
αの傾きをなすように、撮像管４４の回転軸５３の中心
に対しほぼ平行で被検体４３を回転可能にする回転テー
ブル４５と、回転テーブル４５の回転軸５２と撮像管４
４の回転軸５３に対してそれぞれ同じ方向でかつ同期し
て所定角度づつ回転させる回転機構４６例えばモータ４
６ａ，ギャ４６ｂ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄと、回転テ
ーブル４５の回転軸５２を中心として被検体４３を所定
角度づつ回動させる毎に撮像管４４の出力を透過画像と
して各々収集するデータ収集処理装置４７とを具備して
いる。回転テーブル４５と撮像管４４が互いに平行なそ
れぞれの回転軸５２，５３について回転可能にフロアー
から支持されている。回転機構４６はモータ４６ａ、ギ
ア４６ｂ，４６ｃ，４６ｄよりなり、回転テーブル４５
と撮像管４４を同期して同一方向に回転させる。

【００８０】Ｘ線管４１はそのＸ線焦点Ｓが２つの回転
軸５２，５３の作る面上に乗るようにフロアーから支持
される。Ｘ線焦点Ｓと検出面４４ａの中心Ｐを結ぶ線は
回転軸５２，５３とαの角度をなし、α＝約４５°〜６
０°である。

【００８１】被検体４３は回転テーブル４５上に設置さ
れ、被検体４３を通ったＸ線ビーム４２が検出面４４ａ
で検出される。

【００８２】撮像管４４は検出面４４ａ上での透過画像
をコントローラ４８によりラスタースキャンして検出し
アナログ信号としてデータ収集処理装置４７へ送る。

【００８３】データ収集処理装置４７はこれをディジタ
ルデータへ変換して画像加算して透過画像を作りＣＲＴ
４９に表示する。また撮像管４４のアナログ信号はモニ
タＣＲＴ５１に接続されディジタル化前の透過画像がモ
ニタできる。

【００８４】回転テーブル４５はピント機構５４を介し
て回転機構４６に接続している。ピント機構４６は回転
テーブル４５を回転軸方向へ移動させる機構である。Ｘ
線焦点Ｓと検出面の中心Ｐを結ぶ線とテーブル回転軸５
２との交点Ｑを通り検出面４４ａと平行な面がピント面
５５となる。ピント機構５４はピント面５５に対して被
検体４３を移動させピント位置を変える働らきをする。

【００８５】ピント機構５４は撮像管４４を軸方向に動
かしてもよく、撮像管４４と回転テーブル４５の両方を
動かしてもよく、またＸ線管４１を動かしてもよい。な
おＸ線管４１にはＸ線制御装置が接続されているが図で
は省略されている。

【００８６】図７（ｂ）に回転テーブル４５の断面を示
す。回転テーブル４５は中空のＸ線吸収の少ない材料、
プラスチック（アクリル）により構成され、これにより
画像に影響が出にくくなる。

【００８７】図７の撮像管４４は、第１の実施の形態で
述べたように撮像管４４以外のＸ線検出器であってもよ
い。

【００８８】（作用）次に、以上のように構成された断
層撮影装置の作用について説明する。操作者はまず被検
体４３を回転テーブル４５上に設置し、ピント制御器５
６のパネルからピント位置（つまり回転テーブル面から
何ｍｍ上にピント面を設定するか）を設定し、つぎにＸ
線をＸ線制御装置からオンにし、つぎに回転制御装置５
０から回転をオンにする。

【００８９】撮像管４４から回転位置の変化した透過画
像が１／３０秒に１枚ずつデータ収集処理装置４７に送
られるので、操作者はデータ収集処理装置４７の画像加
算をスタートさせる。これににより画像加算がはじまり
所定枚数加算してストップさせると透視画像ができる。

【００９０】透視画像はピント面５５にピントの合った
透過画像になることは図７（ａ）の幾何関係で理解でき
る。

【００９１】第３の実施の形態において、検出面４４ａ
を回転軸５３に垂直になるように設定したが、これは必
ずしも必要なことではない。検出面４４ａが傾斜してい
た場合、ピント面５５が同じ方向に傾斜するだけであり
画質はそこなわれない。また、検出面４４ａの中心Ｐが
回転軸５３からずれていても検出面４４ａの有効面積が
低下するだけであり画質はそこなわれない。このように
撮像管４４の取りつけ位置精度はあまり高くなくてもよ
い。

【００９２】（効果）以上述べた第３の実施の形態によ
れば、次のような効果が得られる。すなわち、焦点走査
型Ｘ線管を用いないので焦点位置がくるうことがなく、
高品位な透視画像が得られ装置も安価になる。また、回
転走査のみで透視画像が得られるので機構が単純、安価
で精度も上がり良好な透視画像が得られる。さらに、走
査型Ｘ線管とくらべ傾斜角αが大きくでき、ぼけを大き
くできるためピントのシャープな透視画像が得られる。
また、ピント面からはずれた面にあるパターンのぼけ方
向が一方向でなく円型であり直線状のパターンもよくぼ
け、ピントのシャープな透視画像が得られる。

【００９３】画像処理が画像加算だけですむので高速で
処理ができる。

【００９４】回転テーブルをプラスチックの中空の円柱
のＸ線の吸収の少ない材料で作ったのでテーブルの影響
を受けないラミノ像ができる。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、ピント面のみによくピ
ントが合う断層撮影装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明の第１の実施の形
態を説明するための概略構成図および回転テーブルを示
す図。

【図２】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第１の実施の形
態の動作を説明するためのフローチャート。

【図３】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第１の実施の形
態の作用を説明するための図。

【図４】第１の実施の実施の形態の作用説明図。

【図５】（ａ）および（ｂ）は第１の実施の形態の較正
時の構成図。

【図６】（ａ）および（ｂ）は第１の実施の形態の較正
時の作用説明図。

【図７】（ａ）および（ｂ）は本発明の第３の実施の形
態の構成図および回転テーブルを示す図。

【図８】従来の断層撮影装置の第１の例を示す構成図。

【図９】従来の断層撮影装置の第２の例を示す構成図。

【符号の説明】

１…Ｘ線管、２…Ｘ線ビーム、３…被検体、４…Ｘ線
Ｉ．Ｉ．、５…回転テーブル、６…回転機構、７…デー
タ収集装置、８…画像処理装置、９…ＣＲＴ、１０…回
転制御装置、１１…モニタＣＲＴ、１２…テレビカメ
ラ、Ｓ…Ｘ線焦点、１６…回転軸、４１…Ｘ線管、４２
…Ｘ線ビーム、４３…被検体、４４…撮像管、４４ａ…
検出面、４５…回転テーブル、４６…回転機構、４６ａ
…モータ、４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ…ギア、４７…デー
タ収集処理装置、４８…撮像管コントローラ、４９…Ｃ
ＲＴ、５０…回転制御装置、５１…モニタＣＲＴ、Ｓ…
Ｘ線焦点、５２…テーブル回転軸、５３…撮像管回転
軸、５４…ピント機構、５５…ピント面、Ｐ…検出面の
中心、Ｑ…交点、５６…ピント制御器。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線を被検体に向けて照射する放射線
   源と、 前記被検体を透過した放射線を実質２次元の空間分解能
   をもって検出する放射線検出器と、 前記放射線源と前記放射線検出器の間であって、前記放
   射線源と前記放射線検出器を結ぶ中心線に対し所定角度
   の傾きを有する回転軸を中心に、前記被検体と前記放射
   線源と前記放射線検出器の組に対して前記被検体に相対
   的回転運動を与える回転手段と、 前記回転手段の回転軸を中心として前記被検体を所定角
   度づつ回動させる毎に前記放射線検出器の出力を透過画
   像として各々収集するデータ収集手段と、 前記被検体内に設定したピント面上の複数のマトリック
   ス点へそれぞれの前記透過画像を放射線に沿って逆投影
   した後それぞれを加算する画像処理手段と、 を具備し、前記被検体内のピント面に焦点の合った透過
   画像を得ることを特徴とする断層撮影装置。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段の逆投影は、前記被検
   体を回転させずに逆投影を行う固定逆投影と、前記回転
   手段による回転による画像の回転を打消すように画像を
   回転させる画像回転を行うことを特徴とする請求項１項
   記載の断層撮影装置。
3. 【請求項３】 前記被検体の代りに前記ピント面に基準
   パターンを設置し、このとき前記データ収集手段で得ら
   れる透過画像を収集し、この透過画像から前記逆投影の
   係数を求める過程を持つことを特徴とする請求項１項記
   載の断層撮影装置。
4. 【請求項４】 前記被検体の代りに前記ピント面に基準
   パターンを設置し、このとき前記データ収集手段で得ら
   れる透過画像を収集し、この透過画像から前記固定逆投
   影の係数を求める過程を持つことを特徴とする請求項２
   記載の断層撮影装置。
5. 【請求項５】 前記被検体の代りに前記ピント面に基準
   パターンを設置し、このとき前記データ収集手段で得ら
   れる透過画像を収集し、この透過画像から前記固定逆投
   影の係数を求めると共に前記画像回転の回転中心を求め
   ることを特徴とする請求項２記載の断層撮影装置。
6. 【請求項６】 前記回転手段は中空の円柱の放射線の吸
   収の少ない材料からなる回転テーブルを含むことを特徴
   とする請求項１記載の断層撮影装置。
7. 【請求項７】 放射線を被検体に向けて照射する放射線
   源と、 前記被検体を透過した放射線を実質２次元の空間分解能
   をもって検出すると共に、回転軸を中心に回転可能な放
   射線検出器と、 前記放射線源と前記放射線検出器の間であって、前記放
   射線源の中心点と前記放射線検出器の中心点を結ぶ中心
   線上に回転軸の中心が位置し、この回転軸に対して前記
   放射線検出器の中心線が所定角度の傾きをなすように、
   前記放射線検出器の回転軸の中心に対しほぼ平行な回転
   軸を有し、前記被検体を回転可能にする回転テーブル
   と、 この回転テーブルの回転軸と前記放射線検出器の回転軸
   に対してそれぞれ同じ方向でかつ同期して所定角度づつ
   回転させる回転手段と、 前記回転テーブルの回転軸を中心として前記被検体を所
   定角度づつ回動させる毎に前記放射線検出器の出力を透
   過画像として各々収集するデータ収集手段と、 具備し、前記被検体内のピント面に焦点の合った透過画
   像を得ることを特徴とする断層撮影装置。
8. 【請求項８】 前記回転テーブルは、中空状であって放
   射線の吸収の少ない材料からなり、かつ前記被検体の回
   転軸方向に移動させるピント機構を有することを特徴と
   する請求項７記載の断層撮影装置。