JPH11248648A - X-ray tomographic device - Google Patents

X-ray tomographic device

Info

Publication number
JPH11248648A
JPH11248648A JP10372934A JP37293498A JPH11248648A JP H11248648 A JPH11248648 A JP H11248648A JP 10372934 A JP10372934 A JP 10372934A JP 37293498 A JP37293498 A JP 37293498A JP H11248648 A JPH11248648 A JP H11248648A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
ray
rotating
rotation
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10372934A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3310943B2 (en
Inventor
Hiroya Koshishiba
洋哉 越柴
Mihoko Yoshii
美保子 吉井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP37293498A priority Critical patent/JP3310943B2/en
Publication of JPH11248648A publication Critical patent/JPH11248648A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3310943B2 publication Critical patent/JP3310943B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To display a clear tomographic image in real time by irradiating a rotating object with X-rays, then rotating a transmisive X-ray image by an X-ray image sensor synchronously with the rotation of object, and performing addition processing. SOLUTION: The X-ray tomographic device comprises an X-ray detection system composed of an X-ray image intensifier 40, image rotator 42 and CCD 45. An X-ray 27 passes through a object 2 and is made incident the intensifier 40, and then converted into an optical image thereat. The image is rotated synchrously with the rotation of object 2 on a rotation stage 38. When the image is read out for every rotation thereof under the condition where the accumulation time of the CCD 45 is for example the time when the stage 28 rotates once, the images except on a focus face 4 rotate on the surface of CCD 45 and mage vague, so that only the tomographic image on the focus face 4 can be obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透過X線による断
層像撮影装置に係り、特に、多層構造の回路基板の内部
構造の検査および測定に適したX線断層撮影装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray tomography apparatus using transmission X-rays, and more particularly to an X-ray tomography apparatus suitable for inspecting and measuring the internal structure of a multilayer circuit board.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から透過X線により対象物内部のあ
る着目焦点面での断層像を検出する技術として、ラミノ
グラフィが知られている。この技術は、X線源、対象
物、検出器の3つの要素のうち2つの要素を同期させて
動かし、断層像を検出するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, laminography has been known as a technique for detecting a tomographic image at a certain focal plane inside a target object using transmitted X-rays. In this technique, two of three elements, an X-ray source, an object, and a detector, are moved in synchronization to detect a tomographic image.

【0003】この種の技術として例えば特開昭59−1
16040号公報記載のものが公知である。この技術
は、物体を固定放射線源によって照射する段階にして、
前記物体と、放射線を感受するとともに放射線源に関し
て前記物体の次に位置し、かつ一つの面内に含まれてい
る表面とをそれぞれ第1軸線および第2軸線のまわりに
おいて同じ方向に同期的に回転させるようになってお
り、このとき第1軸線および第2軸線が相互に平行であ
り、かつ前記第1軸線が正の比の相似変換および放射線
源の中心によって第2軸線に変換されるように配設さ
れ、前記放射線源、物体および感受面がその回転時に放
射線にさらされる状態にとどまるように配置されている
段階と、前記物体の断面を含む面が前記第1軸線を第2
軸線に変換する相似変換によって前記感受面を含む面に
変換されるようになった段階と、前記面が前記軸線と0
度またはこれより大にして90度より小なる同じ値の角
度を形成し、前記感受面上に前記断面の少なくとも一部
分の像を形成するようになった段階とを有し、これによ
り一つの面内に含まれる物体の断面に沿って該物体の断
層撮影を行うように構成されたものである。この技術
は、簡単に言えば、対象物とフィルムを同期回動させて
断面撮像を行なう方法に関するものである。
As this kind of technology, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-1
The thing described in No. 16040 is known. This technique involves illuminating an object with a fixed radiation source,
The object and a surface sensitive to radiation and located next to the object with respect to the radiation source and contained in one plane are synchronously rotated in the same direction around a first axis and a second axis, respectively. Rotating so that the first axis and the second axis are parallel to each other, and the first axis is converted to a second axis by a similarity transformation of positive ratio and the center of the radiation source. Wherein the radiation source, the object and the sensitive surface are arranged such that they remain exposed to radiation during their rotation, and the plane containing the cross-section of the object extends the first axis through the second axis.
A stage in which the surface is converted into a surface including the sensitive surface by a similarity conversion into an axis;
Forming an image of the same value of degrees or greater and less than 90 degrees to form an image of at least a portion of the cross-section on the sensitive surface, thereby forming one surface. It is configured to perform tomographic imaging of the object along the cross section of the object contained therein. This technology simply relates to a method of synchronously rotating an object and a film to perform cross-sectional imaging.

【0004】また、さらに、特開平2−501411号
公報記載の公知例は、電子ビームを回転偏向すること
で、X線源を円形パターンで動かすと共に、蛍光スクリ
ーンを円形経路に沿って進むようにすることで、断層撮
像を行なっている。
Further, in the known example described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-501411, an X-ray source is moved in a circular pattern by rotating and deflecting an electron beam so that a fluorescent screen is moved along a circular path. By doing so, tomographic imaging is performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第1の従
来技術では、検出部にフィルムを使用しているため、実
時間で検出画像を見ることができない。また、像はフィ
ルム面上で平行移動するため、移動する方向にのびる線
状の構造体は、焦点面以外の面にあってもその像はぼや
けずに鮮明に検出される欠点がある。
However, in the first prior art, since a film is used for the detecting section, the detected image cannot be viewed in real time. Further, since the image moves in parallel on the film surface, the linear structure extending in the moving direction has a drawback that the image is clearly detected without blurring even on a surface other than the focal plane.

【0006】また、第2の従来技術では、電子ビームを
回転偏向しているため、電子光学系に収差が発生し、微
細な電子ビームを得ることができない。このため、微小
焦点のX線源を得ることができず、検出解像度が低い。
In the second prior art, since the electron beam is rotationally deflected, aberration occurs in the electron optical system, and a fine electron beam cannot be obtained. For this reason, a microfocus X-ray source cannot be obtained, and the detection resolution is low.

【0007】この発明は、このような従来技術の実情に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、焦点
面以外の面にある直線状の構造体の像ををぼかすことが
できるX線断層撮影方法及び装置を提供することにあ
る。また、本発明の目的とするところは、フィルムを使
用することなく実時間で断層像を表示することができる
X線断層撮影装置を提供することにある。さらに、本発
明の目的とするところは、解像度の高いX線断層撮影装
置を提供することにある。加えて、本発明の目的とする
ところは、多層構造の回路基板に対して、はんだ付け部
等の回路接続部を自動検査する装置を実現できるように
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a situation of the prior art, and an object thereof is to provide an X-ray image forming apparatus capable of blurring an image of a linear structure on a plane other than the focal plane. An object of the present invention is to provide a line tomography method and apparatus. It is another object of the present invention to provide an X-ray tomography apparatus capable of displaying a tomographic image in real time without using a film. It is a further object of the present invention to provide an X-ray tomography apparatus with high resolution. In addition, another object of the present invention is to realize an apparatus for automatically inspecting a circuit connection portion such as a soldered portion on a circuit board having a multilayer structure.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明によるX線断層撮影装置は、X線源と、
撮影対象となる対象物を回転させる手段と、前記X線源
から発射されて前記対象物を透過したX線の像を検出す
る手段と、該検出する手段によって検出された透過X線
の画像を前記対象物の回転と同期させて回転処理する手
段と、該回転処理する手段によって回転させた前記画像
を実時間で加算する加算手段と、該加算手段によって実
時間で加算された画像を映像情報として表示する表示手
段とを備えた、構成をとる。また、前記対象物を回転さ
せる手段が回転ステージからなり、前記X線像を検出す
る手段がX線イメージセンサからなるように、構成され
る。また、前記X線像を検出する手段がX線像を光学像
に変換するX線イメージインテンシファイアと光学像を
検出する撮像管とからなり、前記画像を回転処理する手
段が撮像管のラスタ走査を回転させる回路からなるよう
に、構成される。また、前記X線像を検出する手段が撮
像管からなるように、構成される。また、前記X線源と
して、透過型ターゲットを偏心させ、回転させる手段を
有するマイクロフォーカスX線管を用いるように、構成
される。また、前記マイクロフォーカスX線管に含まれ
る透過型ターゲットが、X線発生層と支持層との少なく
とも2層からなるように、構成される。また、前記映像
情報から前記対象物の欠陥を検出する画像処理回路を更
に備えるように、構成される。
In order to achieve the above-mentioned object, an X-ray tomography apparatus according to the present invention comprises an X-ray source,
Means for rotating an object to be imaged, means for detecting an image of X-rays emitted from the X-ray source and transmitted through the object, and transmitting X-ray images detected by the detecting means. Means for performing rotation processing in synchronization with the rotation of the object, addition means for adding the image rotated by the rotation processing means in real time, and image information added in real time by the addition means And a display means for displaying the information as. Further, it is configured such that the means for rotating the object comprises a rotating stage, and the means for detecting the X-ray image comprises an X-ray image sensor. Further, the means for detecting the X-ray image includes an X-ray image intensifier for converting the X-ray image into an optical image, and an imaging tube for detecting the optical image, and the means for rotating the image includes a raster of the imaging tube. It is configured to comprise a circuit that rotates the scan. The means for detecting the X-ray image is constituted by an imaging tube. In addition, a microfocus X-ray tube having a unit for decentering and rotating a transmission target is used as the X-ray source. Further, the transmission type target included in the microfocus X-ray tube is configured to include at least two layers of an X-ray generation layer and a support layer. The image processing apparatus further includes an image processing circuit that detects a defect of the target object from the video information.

【0009】本発明によるX線断層撮影の原理を図1に
したがって説明する。この図から分かるように、固定さ
れたX線源1から放射状にX線27が発生し、撮影対象
となる対象物2は、光軸7に対して傾斜した回転軸5の
回りに回転する。検出器3は回転軸5と平行な回転軸6
の回りに対象物2と同期して回転する。光軸7と回転軸
5の交点を含み、かつ、回転軸5に垂直な平面(以下、
焦点面と称する)4の投影像は、検出器3により静止し
た像として検出されるが、焦点面4以外の投影像は回転
している像として検出されるためぼやけている。このた
め、当該焦点面4外にある構造体の像をぼかすことがで
き、当該焦点面4のX線断層像のみが鮮明に得られる。
The principle of X-ray tomography according to the present invention will be described with reference to FIG. As can be seen from this figure, X-rays 27 are generated radially from the fixed X-ray source 1, and the object 2 to be imaged rotates around the rotation axis 5 inclined with respect to the optical axis 7. The detector 3 has a rotating shaft 6 parallel to the rotating shaft 5.
Around the object 2 in synchronization with the object 2. A plane including the intersection of the optical axis 7 and the rotation axis 5 and perpendicular to the rotation axis 5 (hereinafter, referred to as a plane)
The projected image of the focal plane 4 is detected as a stationary image by the detector 3, but the projected image other than the focal plane 4 is blurred because it is detected as a rotating image. Therefore, the image of the structure outside the focal plane 4 can be blurred, and only the X-ray tomographic image of the focal plane 4 can be obtained clearly.

【0010】本発明によるX線断層撮影装置の原理的構
成を図2に示す。この図から分かるように、固定された
X線源1より放射状にX線27が発生し、撮影対象とな
る対象物2は、光軸7に対して傾斜した回転軸5の回り
に回転する。X線検出系は、X線像を光学像に変換する
手段8と、光学像を回転させる手段9と、光学像を映像
信号となる電気信号に変換する手段10とからなり、光
学的な補助手段として光学像を伝達する手段12,13
が設けられている。光学像は光学像を回転させる手段9
により対象物2と同期して回転させ、電気信号を映像情
報として表示する手段11により実時間でX線断層像を
得る。
FIG. 2 shows the basic configuration of the X-ray tomography apparatus according to the present invention. As can be seen from this figure, X-rays 27 are generated radially from the fixed X-ray source 1, and the object 2 to be imaged rotates around the rotation axis 5 inclined with respect to the optical axis 7. The X-ray detection system includes a unit 8 for converting an X-ray image into an optical image, a unit 9 for rotating the optical image, and a unit 10 for converting the optical image into an electric signal serving as a video signal. Means 12 and 13 for transmitting an optical image as means
Is provided. Means for rotating the optical image 9
The object 11 is rotated in synchronization with the object 2, and an X-ray tomographic image is obtained in real time by the means 11 for displaying an electric signal as image information.

【0011】本発明による微小焦点X線源の原理的構成
を図3に示す。この手段は、解像度を向上させるための
もので、解像度を向上させるには、投影像の半影ぼけを
小さくする必要があり、微小な焦点サイズのX線源が必
要である。このX線源の動作原理は、以下のようなもの
である。
FIG. 3 shows the basic configuration of a microfocus X-ray source according to the present invention. This means is for improving the resolution. In order to improve the resolution, it is necessary to reduce the penumbra of the projected image, and an X-ray source having a minute focal spot size is required. The operation principle of this X-ray source is as follows.

【0012】すなわち、陰極20から発生した電子線2
1をレンズ22で集束させてターゲット23に照射する
とX線27が発生する。ターゲット23は、重金属のX
線発生層24と、軽元素の支持層25から構成される。
この場合、例えば重金属としてタングステン、軽元素と
してベリリウムが選択される。このとき、電子線21を
十分に小さく集束させ、また、X線発生層24を薄くす
ることで、微小な焦点サイズを実現できる。さらに、電
子線21が衝突する際に発生する熱によってターゲット
23が破損することを防止するため、回転軸26の回り
にターゲット23を回転させる。
That is, the electron beam 2 generated from the cathode 20
When 1 is focused by the lens 22 and irradiated on the target 23, X-rays 27 are generated. Target 23 is a heavy metal X
It is composed of a line generating layer 24 and a light element support layer 25.
In this case, for example, tungsten is selected as the heavy metal, and beryllium is selected as the light element. At this time, by focusing the electron beam 21 sufficiently small and making the X-ray generation layer 24 thin, a minute focal spot size can be realized. Further, in order to prevent the target 23 from being damaged by heat generated when the electron beam 21 collides, the target 23 is rotated around a rotation axis 26.

【0013】本発明によるX線断層撮影装置を応用した
自動検査装置の原理的構成を図4に示す。図4に示すよ
うに、X線源1と回路基板30を保持する試料ステージ
31と回路基板30のX線断層像を検出する検出部32
と欠陥判定部33から構成される。試料ステージ31
は、回路基板30を回転軸5の回りに回転駆動させる回
転機能と、検出視野をステップアンドリピートに変える
ための回路基板30を送る機能とを有する。検査の手順
は、まず、検査を対象となるはんだ付け部等のある断面
に焦点面を合わせ、断層像を検出する。次いで、検出さ
れた画像を欠陥判定部33で処理し、欠陥部を抽出す
る。次に、試料ステージ31を送って検出視野を変え、
変えられた検出視野における断層像を検出し、欠陥部を
抽出する。同様の操作を繰り返して回路基板30の全面
を検査する。なお、検出部32は、図2に示した構成に
なっている。
FIG. 4 shows the basic configuration of an automatic inspection apparatus to which the X-ray tomography apparatus according to the present invention is applied. As shown in FIG. 4, a sample stage 31 for holding the X-ray source 1 and the circuit board 30 and a detection unit 32 for detecting an X-ray tomographic image of the circuit board 30
And a defect determination unit 33. Sample stage 31
Has a rotation function of driving the circuit board 30 to rotate about the rotation axis 5 and a function of sending the circuit board 30 for changing the detection field of view to step-and-repeat. In the inspection procedure, first, a focal plane is focused on a cross section of a soldered portion or the like to be inspected, and a tomographic image is detected. Next, the detected image is processed by the defect determination unit 33 to extract a defective portion. Next, the sample stage 31 is sent to change the detection visual field,
A tomographic image in the changed detection field of view is detected, and a defective portion is extracted. The same operation is repeated to inspect the entire surface of the circuit board 30. The detection unit 32 has the configuration shown in FIG.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。なお、以下の説明におい
て、これまでに説明した各構成要素と同一と見なせる構
成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, components that can be regarded as the same as the components described so far are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0015】図5は本発明による断層撮影装置の一例を
示す図である。この断層撮影装置は、X線検出系、試料
ステージ系および表示系から基本的に構成される。試料
ステージ系は、XYステージ37と回転ステージ38と
Zステージ39とから構成されており、XYステージ3
7に回路基板などの対象物2をチャック36を介して保
持する。各々のステージ37,38,39は光軸7を遮
らない透過型のものである。X線検出系は、X線源たる
X線管35側からX線イメージインテンシファイア4
0、レンズ41、イメージローテータ42、レンズ44
および固体撮像素子(CCD)45から構成される。ま
た、表示系はディスプレイ46からなっている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a tomographic apparatus according to the present invention. This tomography apparatus basically includes an X-ray detection system, a sample stage system, and a display system. The sample stage system includes an XY stage 37, a rotary stage 38, and a Z stage 39.
An object 2 such as a circuit board is held on a chuck 7 via a chuck 36. Each of the stages 37, 38, and 39 is of a transmission type that does not block the optical axis 7. The X-ray detection system includes an X-ray image intensifier 4 from the X-ray tube 35 which is an X-ray source.
0, lens 41, image rotator 42, lens 44
And a solid-state imaging device (CCD) 45. The display system comprises a display 46.

【0016】このように大略構成された断層撮影装置で
は、X線管35から発生したX線27は対象物2側に出
射し、対象物2を透過してX線イメージインテンシファ
イア40に入射する。X線像はX線イメージインテンシ
ファイア40で明るさが増幅され、光学像に変換され
る。この光学像はレンズ41とレンズ44とによりCC
D45に結像し、CCD45で映像情報として電気信号
に変換され、ディスプレイ46に表示される。
In the tomographic apparatus generally constructed as described above, the X-rays 27 generated from the X-ray tube 35 are emitted to the object 2 side, pass through the object 2 and enter the X-ray image intensifier 40. I do. The X-ray image is amplified in brightness by an X-ray image intensifier 40 and is converted into an optical image. This optical image is subjected to CC by the lens 41 and the lens 44.
An image is formed on D45, converted into an electric signal as image information by the CCD 45, and displayed on the display 46.

【0017】断層像を得る手順を以下に示す。対象物2
とX線イメージインテンシファイア40は、各々の回転
軸5,6が平行になるように位置し、回転軸5に対して
光軸7が傾斜するようにする。回転ステージ38により
対象物2を回転させ、同時に回転ステージ43によりイ
メージローテータ42を回転させる。
The procedure for obtaining a tomographic image will be described below. Object 2
And the X-ray image intensifier 40 are positioned so that the rotation axes 5 and 6 are parallel to each other, and the optical axis 7 is inclined with respect to the rotation axis 5. The object 2 is rotated by the rotating stage 38, and the image rotator 42 is simultaneously rotated by the rotating stage 43.

【0018】イメージローテータ42には、ダブプリズ
ム(像回転プリズム)と3枚のミラーで構成される像回
転ミラーとが挙げられ、両者とも使用できる。ダブプリ
ズムを使用するときは、収差の発生を抑えるため、ダブ
プリズムに入射する光線が平行光となるようにしなけれ
ばならない。レンズ41でコリメートした光を、ダブプ
リズムに入射させ、レンズ44でCCD45に結像させ
る様にする。図5は、ダブプリズムを使用した例を示し
ている。像回転ミラーを使用するときは、必ずしも、平
行光とする必要はない。イメージローテータ42を1回
転させると光学像が2回転するため、ドライバ47で回
転ステージ43の速度が回転ステージ38の速度の半分
となるように制御し、対象物2と光学像を同期回転させ
る。この制御としては、例えばステッピングモータを使
用して、駆動パルスの周波数を2:1に制御するか、あ
るいは、エンコーダ付のモータを使用して回転を監視
し、同期するようにモータ回転を制御することも可能で
ある。
The image rotator 42 includes a Dove prism (image rotating prism) and an image rotating mirror composed of three mirrors, and both can be used. When a Dove prism is used, light rays incident on the Dove prism must be parallel to suppress the occurrence of aberration. The light collimated by the lens 41 is made incident on the Dove prism, and is imaged on the CCD 45 by the lens 44. FIG. 5 shows an example using a Dove prism. When using an image rotation mirror, it is not always necessary to make parallel light. Since the optical image rotates twice when the image rotator 42 makes one rotation, the driver 47 controls the speed of the rotating stage 43 to be half the speed of the rotating stage 38 to rotate the object 2 and the optical image synchronously. As this control, for example, a stepping motor is used to control the frequency of the drive pulse at 2: 1 or a motor with an encoder is used to monitor the rotation and control the motor rotation so as to be synchronized. It is also possible.

【0019】次に、CCD45の蓄積時間を回転ステー
ジ38が1回転に要する時間とし、像が1回転する毎に
画像を読み出すようにする。したがって、焦点面4以外
の像はCCD45面上で回転してぼけるため、焦点面4
のみのX線断層像が得られる。もちろん、CCD45の
読み出し周期を像の1回転以上に長くすることも可能で
あるが、長時間露光で使用すると熱雑音が多くなるた
め、CCD45を冷却して熱雑音を減らすことは有効で
ある。焦点面4は、光軸7と回転ステージ38の回転軸
5との交点を含む平面であるので、上下方向の移動を行
うZステージ39を上下させれば対象物2の任意の平面
における断層像が得られる。また、視野は、XYステー
ジ37を移動させて任意に変えることができる。これに
より、多層構造の回路基板であっても、任意の位置の断
層面の検査が可能になる。
Next, the accumulation time of the CCD 45 is set as the time required for the rotation stage 38 to make one rotation, and the image is read out every time the image makes one rotation. Therefore, the image other than the focal plane 4 is rotated and blurred on the surface of the CCD 45, so that the focal plane 4
Only an X-ray tomographic image can be obtained. Of course, the read cycle of the CCD 45 can be made longer than one rotation of the image, but thermal noise increases when used in long-time exposure, so it is effective to cool the CCD 45 to reduce the thermal noise. Since the focal plane 4 is a plane including the intersection of the optical axis 7 and the rotation axis 5 of the rotation stage 38, a tomographic image of the object 2 on an arbitrary plane can be obtained by moving the Z stage 39 that moves in the vertical direction up and down Is obtained. Further, the visual field can be arbitrarily changed by moving the XY stage 37. Thereby, even a circuit board having a multilayer structure can inspect a tomographic plane at an arbitrary position.

【0020】X線管35は、検出解像度を向上させるた
め、マイクロフォーカスタイプが好適である。X線管3
5と試料ステージ及びX線検出系をそれぞれ移動可能に
すると、検出倍率の変更や断層像の合焦点範囲の調節が
できる。この場合、試料ステージをX線管35に近づけ
ると高倍率になり、離すと低倍率になる。また、光軸7
と回転軸5のなす角度を大きくすると合焦点範囲が狭く
なり、小さくすると合焦点範囲が広くなる。
The X-ray tube 35 is preferably a micro focus type in order to improve the detection resolution. X-ray tube 3
By making the sample stage 5, the sample stage, and the X-ray detection system movable, it is possible to change the detection magnification and adjust the focus range of the tomographic image. In this case, the magnification becomes higher when the sample stage is brought closer to the X-ray tube 35, and becomes lower when the sample stage is separated. The optical axis 7
When the angle between the rotation axis 5 and the rotation axis 5 is increased, the focusing range becomes narrower, and when the angle is decreased, the focusing range becomes wider.

【0021】イメージローテータ42に、3枚ミラーで
構成した像回転ミラーを使用した実施例を図6に示す。
像回転ミラー94は、3枚のミラー95から構成されて
いる。像回転ミラーは、ダブプリズムと違い入射光を平
行光にする必要が無いので、X線イメージインテンシフ
ァイア40の出力像をCCD45に結像させる光学系
を、コリメータレンズとイメージングレンズに分ける必
要がなく、1本のレンズ41で実現できる。
FIG. 6 shows an embodiment in which an image rotating mirror composed of three mirrors is used as the image rotator 42.
The image rotation mirror 94 is composed of three mirrors 95. Unlike the Dove prism, the image rotation mirror does not need to convert incident light into parallel light, so it is necessary to divide the optical system that forms the output image of the X-ray image intensifier 40 on the CCD 45 into a collimator lens and an imaging lens. And can be realized by one lens 41.

【0022】X線断層撮影装置で使用されるX線検出系
については、上記実施例の他にいくつかの実施例が挙げ
られるので、引き続いてX線検出系の他の実施例につい
て説明する。なお、以下に示すX線検出系の実施例は、
図5に示したX線検出系(以下、X線検出系の第1の実
施例とも称する)と該当する構成要素を交換すること
で、そのままX線断層撮影装置となる。
As for the X-ray detection system used in the X-ray tomography apparatus, there are several embodiments in addition to the above-described embodiment. Next, another embodiment of the X-ray detection system will be described. Note that an embodiment of the X-ray detection system described below is as follows.
By exchanging the corresponding components with the X-ray detection system shown in FIG. 5 (hereinafter also referred to as a first embodiment of the X-ray detection system), an X-ray tomography apparatus can be obtained as it is.

【0023】図7にX線検出系の第2の実施例を示す。
この実施例では、X線像をX線イメージインテンシファ
イア40で光学像に変換し、その光学像をレンズ41,
44で撮像管50の検出面に結像させる。光路の途中に
はイメージローテータ42が挿入され、回転ステージ4
3を介してこのイメージローテータ42を回転させるこ
とができるようになっている。これにより、変換された
光学像が回転する。イメージローテータ42を回転させ
る回転ステージ43は、対象物を回転させる回転ステー
ジ38の半分の速度で回転するようにドライバ47によ
り制御されている。さらに、光学像は撮像管50で映像
情報となる電気信号(映像信号)に変換される。撮像管
50はTVレート、すなわち1/30秒毎に映像を出力
しているため、光学像が1回転する時間の映像を加算回
路51で加算する。例えば、回転の周期が0.5秒とす
ると、15枚の画像を加算する。加算回路51は、例え
ば、映像信号をA/Dコンバータでデジタル信号に換え
てサンプリングし、フレームメモリに15枚分の画像を
加算し、D/Aコンバータで映像信号に戻すことで実現
でき、加算された画像はディスプレイ46に表示され
る。
FIG. 7 shows a second embodiment of the X-ray detection system.
In this embodiment, an X-ray image is converted into an optical image by an X-ray image intensifier 40, and the optical image is converted into a lens 41,
At 44, an image is formed on the detection surface of the image pickup tube 50. An image rotator 42 is inserted in the middle of the optical path,
3, the image rotator 42 can be rotated. As a result, the converted optical image rotates. The rotation stage 43 for rotating the image rotator 42 is controlled by a driver 47 so as to rotate at half the speed of the rotation stage 38 for rotating an object. Further, the optical image is converted by the image pickup tube 50 into an electric signal (video signal) serving as video information. Since the image pickup tube 50 outputs an image at a TV rate, that is, every 1/30 second, the addition circuit 51 adds the image of the time during which the optical image makes one rotation. For example, if the rotation cycle is 0.5 seconds, 15 images are added. The addition circuit 51 can be realized by, for example, converting an image signal into a digital signal by an A / D converter, sampling the image signal, adding 15 images to a frame memory, and returning the image signal to a video signal by a D / A converter. The displayed image is displayed on the display 46.

【0024】図8にX線検出系の第3の実施例を示す。
この実施例では、蛍光スクリーン52によってX線像を
光学像に変換する。第1および第2の実施例で使用した
X線イメージインテンシファイア40は、像歪が約5%
もあり、解像度が約5lp(line pair)/m
mと低い。しかし、蛍光スクリーン52は、像歪が無
く、解像度も20lp/mm程度まで得られる。蛍光ス
クリーン52としては、解像度の向上を図るため、単結
晶シンチレータ、例えば、CsI(Tl)(タリウム活
性化ヨウ化セシウム)、あるいは、CaF2(Eu)な
どを0.4mm程度の薄さに研磨したものが好ましい。
また、X線照射により励起された光は微弱なため、十分
な光量の光学像が得られない。このため、蛍光スクリー
ン52の像をレンズ53でイメージインテンシファイア
54に結像させ、このイメージンテンシファイア54で
明るさを増幅させる。イメージインテンシファイア54
には、像歪の無い近接型イメージインテンシファイアが
好適である。また、ここで、レンズ53の代わりにイメ
ージファイバを使用してもよいことはいうまでもない。
イメージインテンシファイア54で増幅された光学像
は、レンズ41とレンズ44によりCCD45に結像さ
れ、光路の途中にあるイメージローテータ42により像
は回転する。そして、CCD45で電気信号(映像信
号)に変換され、ディスプレイ46に表示される。イメ
ージインテンシファイア54以後の構成は、X線検出系
の第1の実施例(図5)と同一である。この場合、CC
D45の代わりにX線検出系の第2の実施例(図7)に
示したような撮像管の使用も可能である。
FIG. 8 shows a third embodiment of the X-ray detection system.
In this embodiment, the X-ray image is converted into an optical image by the fluorescent screen 52. The X-ray image intensifier 40 used in the first and second embodiments has an image distortion of about 5%.
And the resolution is about 5 lp (line pair) / m
m and low. However, the fluorescent screen 52 has no image distortion and a resolution of up to about 20 lp / mm. As the fluorescent screen 52, a single-crystal scintillator, for example, CsI (Tl) (thallium-activated cesium iodide) or CaF 2 (Eu) is polished to a thickness of about 0.4 mm in order to improve the resolution. Are preferred.
Further, since the light excited by the X-ray irradiation is weak, an optical image with a sufficient light quantity cannot be obtained. Therefore, the image of the fluorescent screen 52 is formed on the image intensifier 54 by the lens 53, and the brightness is amplified by the image intensifier 54. Image intensifier 54
Is preferably a proximity image intensifier having no image distortion. Here, it goes without saying that an image fiber may be used instead of the lens 53.
The optical image amplified by the image intensifier 54 is formed on the CCD 45 by the lens 41 and the lens 44, and the image is rotated by the image rotator 42 in the optical path. Then, it is converted into an electric signal (video signal) by the CCD 45 and displayed on the display 46. The configuration after the image intensifier 54 is the same as that of the first embodiment (FIG. 5) of the X-ray detection system. In this case, CC
Instead of D45, it is also possible to use an image pickup tube as shown in the second embodiment of the X-ray detection system (FIG. 7).

【0025】図9にX線検出系の第4の実施例を示す。
この実施例では、X線検出系の第3の実施例(図8)と
同様に蛍光スクリーン52によりX線像を光学像に変換
する。蛍光スクリーン52は回転ステージ55により回
転可能に構成され、ドライバ47によって対象物2と同
じ速度で回転するように制御される。蛍光スクリーン5
2と対象物2とを同期回転させることにより、対象物2
の焦点面4の像が蛍光スクリーン52上に静止する。こ
のため、蛍光スクリーン52に残光時間の長い材質を使
用することで、焦点面4の像が明るく検出される。そし
て、蛍光スクリーン52上の光学像はレンズ41とレン
ズ44によりCCD45に結像され、光路の途中に挿入
したイメージローテータ42によりその像は回転するこ
とになる。CCD45は、像が1回転に要する時間を露
光時間とし、検出した電気信号(映像信号)をディスプ
レイ46に表示する。レンズ41以後の構成はX線検出
系の第1の実施例(図5)の構成と同様である。また、
光路の途中にイメージインテンシファイアを挿入して、
明るさを増幅することも可能である。また、CCD45
の代わりにX線検出系の第3の実施例(図7)に示した
ような撮像管を使用することも可能である。撮像管は高
感度のものが好適であり、例えば、SIT(Silic
on Intensified Target)管やア
バランシュ増倍型撮像管、あるいはICCD(Imag
e Intensified CCD)カメラなどが挙
げられる。
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the X-ray detection system.
In this embodiment, an X-ray image is converted into an optical image by the fluorescent screen 52 as in the third embodiment (FIG. 8) of the X-ray detection system. The fluorescent screen 52 is configured to be rotatable by a rotary stage 55, and is controlled by a driver 47 to rotate at the same speed as the object 2. Fluorescent screen 5
By rotating the object 2 and the object 2 synchronously, the object 2
The image of the focal plane 4 is stopped on the fluorescent screen 52. Therefore, by using a material having a long afterglow time for the fluorescent screen 52, the image on the focal plane 4 is detected brightly. The optical image on the fluorescent screen 52 is formed on the CCD 45 by the lens 41 and the lens 44, and the image is rotated by the image rotator 42 inserted in the optical path. The CCD 45 displays the detected electric signal (video signal) on the display 46 with the time required for one rotation of the image as the exposure time. The structure after the lens 41 is the same as the structure of the first embodiment (FIG. 5) of the X-ray detection system. Also,
Insert an image intensifier in the middle of the optical path,
It is also possible to amplify the brightness. In addition, CCD45
Instead of this, it is also possible to use an image pickup tube as shown in the third embodiment (FIG. 7) of the X-ray detection system. A high-sensitivity imaging tube is suitable. For example, SIT (Silic)
on Intensified Target) tube, avalanche multiplication type imaging tube, or ICCD (Imag)
e Intensified CCD) camera and the like.

【0026】図10にX線検出系の第5の実施例を示
す。この実施例はイメージローテータを使用しないで、
画像処理により像を回転させる例である。この実施例に
おけるX線検出系は、X線イメージセンサ56、A/D
コンバータ57、画像処理部58、フレームメモリ59
およびD/Aコンバータ60から基本的に構成される。
FIG. 10 shows a fifth embodiment of the X-ray detection system. This embodiment does not use an image rotator,
This is an example in which an image is rotated by image processing. The X-ray detection system in this embodiment includes an X-ray image sensor 56, an A / D
Converter 57, image processing unit 58, frame memory 59
And a D / A converter 60.

【0027】このようなX線検出系では、まず、X線像
をX線イメージセンサ56で電気信号(映像信号)に変
換する。X線イメージセンサ56は、TVレート、即ち
1/30秒毎に電気信号(映像信号)を出力する。この
映像信号はA/Dコンバータ57によりデジタル信号に
変換させ、これによりデジタル画像が得られる。次に、
得られたデジタル画像は画像処理部58で対象物の回転
に同期した角度分回転させられ、1回転分の画像がフレ
ームメモリ59に加算されていく。例えば、対象物を周
期2秒で回転させる時、1/30秒間に6°像が回転す
る。そこで、最初に検出した像を0°回転とし、2回目
に検出した像を6°回転させ、n回目に検出した像を6
×(n−1)°回転させる。そして、60回目に検出し
た像までをフレームメモリ59に足し込んでいく。この
ようにして積算されたデジタル画像はD/Aコンバータ
60でアナログの映像信号に変換され、デイスプレイ4
6に表示される。なお、この実施例におけるX線イメー
ジセンサ56は、例えば、X線ビジコン、X線イメージ
インテンシファイアと撮像管を組み合わせた系、蛍光ス
クリーンと撮像管を組み合わせた系などに代えることも
できる。
In such an X-ray detection system, first, an X-ray image is converted into an electric signal (video signal) by the X-ray image sensor 56. The X-ray image sensor 56 outputs an electric signal (video signal) every TV rate, that is, every 1/30 second. This video signal is converted into a digital signal by the A / D converter 57, whereby a digital image is obtained. next,
The obtained digital image is rotated by an angle synchronized with the rotation of the object by the image processing unit 58, and the image for one rotation is added to the frame memory 59. For example, when rotating an object at a cycle of 2 seconds, a 6 ° image rotates in 1/30 seconds. Therefore, the first detected image is rotated by 0 °, the second detected image is rotated by 6 °, and the nth detected image is rotated by 6 °.
X (n-1) degrees. Then, the image up to the 60th detected image is added to the frame memory 59. The digital image integrated in this manner is converted into an analog video signal by the D / A converter 60, and
6 is displayed. The X-ray image sensor 56 in this embodiment can be replaced with, for example, an X-ray vidicon, a system combining an X-ray image intensifier and an imaging tube, a system combining a fluorescent screen and an imaging tube, and the like.

【0028】図11にX線検出系の第6の実施例を示
す。この実施例は、ロータリーラスタ走査の撮像管を使
用した実施例である。この実施例におけるX線検出系
は、X線イメージインテンシファイア40、レンズ9
0、撮像管50、回転ラスタ波形発生回路91、クロッ
ク発生回路92、加算回路51およびドライバ47から
基本的に構成される。
FIG. 11 shows a sixth embodiment of the X-ray detection system. This embodiment is an embodiment using an image pickup tube for rotary raster scanning. The X-ray detection system in this embodiment includes an X-ray image intensifier 40, a lens 9
0, an imaging tube 50, a rotating raster waveform generating circuit 91, a clock generating circuit 92, an adding circuit 51, and a driver 47.

【0029】この実施例では、X線像をX線イメージイ
ンテンシファイア40で光学像に変換し、その光学像を
レンズ90で撮像管50の検出面に結像させる。撮像管
50は、回転ラスタ波形発生回路91で発生したドライ
ブ波形により、ロータリーラスタ走査される。このた
め、回転像が静止像として検出される。X線検出系の第
1の実施例(図5)に示した対象物2を回転させる回転
ステージ38の回転速度と撮像管50のロータリーラス
タ走査の速度を同期させるために、クロック発生回路9
2からのクロック信号にしたがって回転ラスタ波形発生
回路91とドライバ47が駆動される。撮像管50で検
出された画像は加算回路51で像の1回転分以上の時間
の画像が加算され、ディスプレイ46に表示される。こ
の実施例では、X線イメージインテンシファイア40の
代わりに、蛍光スクリーン、あるいは蛍光スクリーンと
イメージインテンシファイアを組み合わせたものを使用
することもできる。
In this embodiment, an X-ray image is converted into an optical image by an X-ray image intensifier 40, and the optical image is formed on a detection surface of a tube 50 by a lens 90. The image pickup tube 50 is subjected to rotary raster scanning by the drive waveform generated by the rotating raster waveform generation circuit 91. Therefore, the rotated image is detected as a still image. In order to synchronize the rotation speed of the rotary stage 38 for rotating the object 2 shown in the first embodiment (FIG. 5) of the X-ray detection system with the speed of the rotary raster scanning of the imaging tube 50, a clock generation circuit 9 is provided.
The rotation raster waveform generating circuit 91 and the driver 47 are driven according to the clock signal from the second. An image detected by the image pickup tube 50 is added with an image for a time equal to or more than one rotation of the image by an adding circuit 51 and displayed on the display 46. In this embodiment, instead of the X-ray image intensifier 40, a fluorescent screen or a combination of a fluorescent screen and an image intensifier can be used.

【0030】図12にX線検出系の第7の実施例を示
す。この実施例におけるX線検出系は、X線ビジコン9
3、加算回路51、クロック発生回路92、回転ラスタ
波形発生回路91およびドライバ47から基本的に構成
される。
FIG. 12 shows a seventh embodiment of the X-ray detection system. The X-ray detection system in this embodiment is an X-ray vidicon 9
3. It basically comprises an adding circuit 51, a clock generating circuit 92, a rotating raster waveform generating circuit 91 and a driver 47.

【0031】この実施例では、まず、X線像をX線ビジ
コン93で検出する。このとき、回転ラスタ波形発生回
路91で発生したドライブ波形により、ロータリーラス
タ走査することで、回転像が静止像として検出される。
回転ステージ38(図5)の回転速度と撮像管50のロ
ータリーラスタ走査の速度を同期させるために、クロッ
ク発生回路92からのクロック信号にしたがって回転ラ
スタ波形発生回路91とドライバ47が駆動される。撮
像管50で検出した画像は、加算回路51で像の1回転
分以上の時間の画像が加算され、ディスプレイ46に表
示される。
In this embodiment, first, an X-ray image is detected by the X-ray vidicon 93. At this time, the rotating image is detected as a still image by performing a rotary raster scan using the drive waveform generated by the rotating raster waveform generating circuit 91.
In order to synchronize the rotation speed of the rotation stage 38 (FIG. 5) with the speed of the rotary raster scanning of the image pickup tube 50, the rotation raster waveform generation circuit 91 and the driver 47 are driven according to the clock signal from the clock generation circuit 92. The image detected by the image pickup tube 50 is added with an image for a time equal to or more than one rotation of the image by an adding circuit 51 and displayed on the display 46.

【0032】本発明によるX線断層撮影装置の検出解像
度を向上させるためには、X線源の微小化が必要であ
る。このためには、照射する電子ビームの微小化ととも
に、ターゲットを薄膜透過形にする必要がある。
In order to improve the detection resolution of the X-ray tomography apparatus according to the present invention, it is necessary to miniaturize the X-ray source. For this purpose, it is necessary to reduce the size of the irradiated electron beam and to make the target a thin film transmission type.

【0033】図13に、微小焦点サイズを得るためのX
線管の実施例を示す。X線管は、フィラメント61、ウ
エネルト62、電界レンズ63、X線発生層24、支持
層25、ターゲット23から主に構成され、ガラスバル
ブ64内に収容されている。そして、ターゲット23に
対向したガラスバルブ64部分に設けられたX線透過窓
69からX線27が出射できるようになっている。
FIG. 13 shows X for obtaining a fine focal spot size.
1 shows an embodiment of a wire tube. The X-ray tube mainly includes a filament 61, a Wehnelt 62, an electric field lens 63, an X-ray generation layer 24, a support layer 25, and a target 23, and is housed in a glass bulb 64. The X-rays 27 can be emitted from an X-ray transmission window 69 provided in the glass bulb 64 facing the target 23.

【0034】すなわち、X線管では、フィラメント61
から発生した電子線21をウエネルト62及び電界レン
ズ63でターゲット23に集束させる。ターゲット23
は、周囲をベアリング軸68に固定されており、ベアリ
ング67により回転可能な構造となっている。ガラスバ
ルブ64の外にはステータ65が設けられ、このステー
タ65を励磁することによって、ガラスバルブ64の内
部のロータ66が回転し、これによってターゲット23
が回転する。電子線21の照射によりターゲット23で
発生したX線27は、前述のようにX線透過窓69から
外部に出射され、取り出される。
That is, in the X-ray tube, the filament 61
Is focused on the target 23 by the Wehnelt 62 and the electric field lens 63. Target 23
Has a structure in which the periphery is fixed to a bearing shaft 68 and is rotatable by a bearing 67. A stator 65 is provided outside the glass bulb 64, and when the stator 65 is excited, a rotor 66 inside the glass bulb 64 rotates.
Rotates. The X-rays 27 generated in the target 23 by the irradiation of the electron beam 21 are emitted to the outside from the X-ray transmission window 69 and extracted as described above.

【0035】X線源径を微小化するためには、ターゲッ
ト23に照射する電子線21のビーム径を微小化しなけ
ればならない。このため、フィラメント61は、高輝度
な物が良く、従来より使用されているタングステンフィ
ラメントより、LaB6 (ランタンヘキサボライト)フ
ィラメントが好適であり、寿命が長いというメリットも
ある。あるいは、電界放射形フィラメントでも良い。ま
た、電子線21を集束する電界レンズ63は、複数枚と
したほうが、微細な電子ビーム径を得やすい。
In order to reduce the diameter of the X-ray source, the beam diameter of the electron beam 21 irradiated on the target 23 must be reduced. For this reason, the filament 61 is preferably a high-luminance material, and a LaB 6 (lanthanum hexaborite) filament is more suitable than a conventionally used tungsten filament, and has an advantage of a long life. Alternatively, a field emission type filament may be used. In addition, when the number of the electric field lenses 63 for focusing the electron beam 21 is plural, a fine electron beam diameter can be easily obtained.

【0036】ターゲット23に入射した電子は、原子と
衝突・散乱し、ターゲット内部に拡がる。管電圧100
kVにおける拡がりの大きさは5μm程度と言われてお
り、このため、たとえ電子ビームを1点に集束(拡がり
0)させても、X線源径は5μm以上になる。X線源径
を微小化するためには、薄膜のターゲットを用いて、電
子の散乱領域を制限する必要がある。本発明では、ター
ゲット23をX線発生層24と支持層25の多層構造と
する。X線発生層24は、タングステン、あるいは、タ
ングステンとレリウムの合金が最適であり、その膜厚
は、目標とするX線源径に依存するが、0.5から5μ
mである。支持層25は軽元素であるベリリウムが最適
であり、10μm程度で良い。支持層25はターゲット
23の機械的強度を増すと同時に、電子線21の照射に
より発生する熱を逃す作用がある。さらに、ターゲット
23の1ヶ所に電子線21を照射しないようにステータ
65とロータ66でターゲット23を回転させ、熱に対
する強度を増加させ、破損の防止を図る。
The electrons incident on the target 23 collide with and scatter with atoms, and spread inside the target. Tube voltage 100
The magnitude of the spread at kV is said to be about 5 μm, and therefore, even if the electron beam is focused at one point (spread is 0), the X-ray source diameter becomes 5 μm or more. In order to reduce the X-ray source diameter, it is necessary to use a thin film target to limit the electron scattering region. In the present invention, the target 23 has a multilayer structure of the X-ray generation layer 24 and the support layer 25. The X-ray generation layer 24 is optimally made of tungsten or an alloy of tungsten and rhenium, and its thickness depends on the target X-ray source diameter.
m. Beryllium, which is a light element, is optimal for the support layer 25, and may be about 10 μm. The support layer 25 has the function of increasing the mechanical strength of the target 23 and at the same time releasing heat generated by the irradiation of the electron beam 21. Furthermore, the target 23 is rotated by the stator 65 and the rotor 66 so as not to irradiate the electron beam 21 to one location of the target 23, thereby increasing the strength against heat and preventing breakage.

【0037】図13に示した実施例(以下、X線管の第
1の実施例とも称する)は、電子レンズに電界レンズを
使用した実施例であるが、電磁レンズを使用した実施例
を図14に示す。この実施例では、フィラメント61か
ら発生した電子線21をウエネルト62及び磁界レンズ
70でターゲット23に集束させる。ターゲット23は
周囲をベアリング軸68に固定されており、ベアリング
67により回転可能な構造となっており、X線管の第1
の実施例を同様にステータ65とロータ66により回転
駆動される。ガラスバルブ64の内部は、高真空であ
る。X線管の第1の実施例の電界レンズ63は、ガラス
バルブ64の内部にあったが、この実施例では、電磁レ
ンズ70の中心にガラスバルブ64が通っている。この
ため、フィラメント61あるいは、ターゲット23の寿
命が尽きた時は、ガラスバルブ64を交換するだけで良
く、電磁レンズ70は、そのまま使用できる。
The embodiment shown in FIG. 13 (hereinafter also referred to as the first embodiment of the X-ray tube) is an embodiment using an electric field lens for an electron lens, but shows an embodiment using an electromagnetic lens. It is shown in FIG. In this embodiment, the electron beam 21 generated from the filament 61 is focused on the target 23 by the Wehnelt 62 and the magnetic lens 70. The periphery of the target 23 is fixed to a bearing shaft 68 and is rotatable by a bearing 67.
Similarly, the embodiment is driven to rotate by the stator 65 and the rotor 66. The inside of the glass bulb 64 is under a high vacuum. Although the electric field lens 63 of the first embodiment of the X-ray tube was inside the glass bulb 64, in this embodiment, the glass bulb 64 passes through the center of the electromagnetic lens 70. Therefore, when the life of the filament 61 or the target 23 has expired, the glass bulb 64 need only be replaced, and the electromagnetic lens 70 can be used as it is.

【0038】また、X線管の第1の実施例と同様、電磁
レンズ70は、複数個のほうが微小な焦点サイズが得や
すい。
As in the first embodiment of the X-ray tube, a plurality of electromagnetic lenses 70 can easily obtain a fine focal size.

【0039】以上の2つの実施例は、ガラスバルブ64
内に諸要素を封じ込めた封じ管式X線管の実施例である
が、開放式のX線管の実施例を図15に示す。このX線
管の実施例は開放式のものであって、X線管の第1の実
施例におけるガラスバルブ64の代わりに真空容器71
を使用し、容器内の空気を真空ポンプ74で吸引して真
空状態を保持させ、ステータ65とロータ66の組み合
わせをモータ72とギア75の組み合わせに置き換え、
さらに、電界レンズ63の代わりに磁界レンズ70を使
用している。
In the above two embodiments, the glass bulb 64 is used.
FIG. 15 shows an embodiment of an X-ray tube of an open type, which is an embodiment of a sealed tube type X-ray tube in which various elements are enclosed. This embodiment of the X-ray tube is of the open type, and instead of the glass bulb 64 in the first embodiment of the X-ray tube, a vacuum vessel 71 is used.
Is used to suck the air in the container with a vacuum pump 74 to maintain a vacuum state, and replace the combination of the stator 65 and the rotor 66 with the combination of the motor 72 and the gear 75,
Further, a magnetic lens 70 is used instead of the electric lens 63.

【0040】この実施例では、フィラメント61から発
生した電子線21をウエネルト62及び磁界レンズ70
でターゲット23に集束させる。ターゲット23は周囲
をベアリング軸68に固定されており、ベアリング67
により回転可能な構造となっている。ターゲット23
は、真空容器71の外にあるモータ72を回転させ、回
転導入軸73とギヤ75を介して回転駆動される。な
お、ターゲット23はX線管の第1の実施例と同様にス
テータとロータにより回転させても良いことはいうまで
もない。電子線21の照射によりターゲット23で発生
したX線27は、X線透過窓69より、外部に取り出さ
れる。真空容器71は真空ポンプ74により真空に保た
せている。ターゲット23の構造は、前述の図12に示
したX線管の第1の実施例と同じである。
In this embodiment, the electron beam 21 generated from the filament 61 is applied to the Wehnelt 62 and the magnetic lens 70.
To focus on the target 23. The periphery of the target 23 is fixed to a bearing shaft 68,
It has a rotatable structure. Target 23
Is driven by rotating a motor 72 outside the vacuum vessel 71 and via a rotation introducing shaft 73 and a gear 75. It is needless to say that the target 23 may be rotated by a stator and a rotor similarly to the first embodiment of the X-ray tube. The X-rays 27 generated in the target 23 by the irradiation of the electron beam 21 are extracted to the outside through the X-ray transmission window 69. The vacuum container 71 is maintained at a vacuum by a vacuum pump 74. The structure of the target 23 is the same as that of the first embodiment of the X-ray tube shown in FIG.

【0041】また、X線源として、他にシンクロトロン
放射光(SR光)を使用して検出分解能を上げることも
可能である。この場合、SR光は平行光であるため半影
ぼけが生じることがなく、それゆえ解像度が低下するこ
ともない。
It is also possible to increase the detection resolution by using synchrotron radiation (SR light) as an X-ray source. In this case, since the SR light is a parallel light, penumbra does not occur, and therefore the resolution does not decrease.

【0042】次に、本発明によるX線断層撮影装置を使
用した回路基板のはんだ付部や回路接続部の自動検査装
置の実施例を図16に示す。この自動検査装置は、X線
管35からCCD45までのX線断層撮影装置の部分
は、図5で説明した第1のX線検出系の実施例と同一で
あり、これにさらに、A/Dコンバータ57、画像処理
部80、結果出力部81および制御コンピュータ82が
付加された構成になっている。
Next, FIG. 16 shows an embodiment of an automatic inspection apparatus for a soldered portion and a circuit connection portion of a circuit board using the X-ray tomography apparatus according to the present invention. In this automatic inspection apparatus, the portion of the X-ray tomography apparatus from the X-ray tube 35 to the CCD 45 is the same as the embodiment of the first X-ray detection system described with reference to FIG. The configuration is such that a converter 57, an image processing unit 80, a result output unit 81, and a control computer 82 are added.

【0043】この自動検査装置では、CCD45から出
力される映像信号をA/Dコンバータ57によりデジタ
ル画像とし、画像処理部80で欠陥部を抽出し、結果出
力部81より欠陥の位置や種類を出力する。制御コンピ
ュータ82は、検査装置全体の動作を制御し、検査手順
を管理する。
In this automatic inspection apparatus, a video signal output from the CCD 45 is converted into a digital image by the A / D converter 57, a defective portion is extracted by the image processing unit 80, and the position and type of the defect are output from the result output unit 81. I do. The control computer 82 controls the operation of the entire inspection apparatus and manages the inspection procedure.

【0044】以下、検査手順を示す。Hereinafter, the inspection procedure will be described.

【0045】(1)回路基板30をステージにセットす
る。
(1) The circuit board 30 is set on the stage.

【0046】(2)XYステージ37とZステージ39
を動かし、検査部分を視野に入れる。
(2) XY stage 37 and Z stage 39
To bring the inspection area into view.

【0047】(3)回転ステージ38と回転ステージ4
3を回転させ、CCD45を露光し、検査部分の断層像
を得る。
(3) Rotating stage 38 and rotating stage 4
3 is rotated to expose the CCD 45 to obtain a tomographic image of the inspection portion.

【0048】(4)Zステージ39を動かし、検査部分
の第2の断層像を得る。さらに、Zステージ39を少し
ずつ動かし、必要な枚数の断層像を得る。もし、1枚の
断層像のみで十分であれば、この操作は必要無い。
(4) The Z stage 39 is moved to obtain a second tomographic image of the inspection portion. Further, the Z stage 39 is gradually moved to obtain a required number of tomographic images. If only one tomographic image is sufficient, this operation is not necessary.

【0049】(5)n枚の断層像より、良品であるか欠
陥であるかを判定画像処理部80でする。はんだはX線
吸収率が高いので、暗い影として検出される。検出した
影を良品の影と比較したり、検出した影を設計データに
基づいて計算した影と比較したり、検出した影の特徴量
を計算することで、欠陥判定を行う。
(5) From the n tomographic images, the image processing unit 80 determines whether the product is good or defective. Since the solder has a high X-ray absorption, it is detected as a dark shadow. Defect determination is performed by comparing the detected shadow with a non-defective shadow, comparing the detected shadow with a shadow calculated based on design data, and calculating a feature amount of the detected shadow.

【0050】(6)XYステージ37を動かして検査部
分を変更する。そして、(3)から(5)の操作を繰返
す。さらに、XYステージ37を動かし、回路基板30
の全面の検査を行う。
(6) The XY stage 37 is moved to change the inspection part. Then, the operations from (3) to (5) are repeated. Further, the XY stage 37 is moved, and the circuit board 30 is moved.
Inspect the entire surface of

【0051】(7)欠陥の位置及び種類を出力する。(7) Output the position and type of the defect.

【0052】(8)回路基板30を取り外す。(8) The circuit board 30 is removed.

【0053】このような検査手順をとることにより、検
査対象となる回路基板30のX線による断層像を得て、
多層構造であっても確実に欠陥の位置と種類を確実に把
握することができる。
By performing such an inspection procedure, an X-ray tomographic image of the circuit board 30 to be inspected is obtained.
Even with a multilayer structure, the position and type of the defect can be reliably grasped.

【0054】[0054]

【発明の効果】これまでの説明で明らかなように、本発
明によれば以下のような効果がある。すなわち、X線源
と、撮影対象となる対象物を回転させる手段と、X線源
から発射されて対象物を透過したX線の像を検出する手
段と、該検出する手段によって検出された透過X線の画
像を前記対象物の回転と同期させて回転処理する手段
と、該回転処理する手段によって回転させた前記画像を
実時間で加算する加算手段と、該加算手段によって実時
間で加算された画像を映像情報として表示する表示手段
とを、備えたX線断層撮影装置によれば、焦点面以外の
面にある直線状の構造体の像はぼけて検出され、検出対
象面のみ鮮明に検出することが可能になる。加えて、こ
の検出は映像情報を表示する手段によって実時間で表示
することにより実行できる。
As apparent from the above description, the present invention has the following effects. That is, an X-ray source, a unit for rotating an object to be imaged, a unit for detecting an X-ray image emitted from the X-ray source and transmitted through the object, and a transmission detected by the detecting unit. Means for rotating the X-ray image in synchronization with the rotation of the object, adding means for adding the image rotated by the means for rotating processing in real time, and adding in real time by the adding means. X-ray tomography apparatus having display means for displaying the image as video information, the image of the linear structure on a plane other than the focal plane is detected as blurred, and only the detection target plane is sharply detected. It becomes possible to detect. In addition, this detection can be performed by displaying the video information in real time by the display means.

【0055】また、X線源として、透過型ターゲットを
偏心させ、回転させる手段を有するマイクロフォーカス
X線管を用いると、X線源径が微小化され、さらにター
ゲットの1ヶ所に電子線が照射されないので熱的強度が
増し、解像度の高い検出を安定して行うことが可能にな
る。
Further, when a microfocus X-ray tube having a means for eccentrically rotating the transmission type target is used as the X-ray source, the diameter of the X-ray source is reduced, and the electron beam is irradiated to one location of the target. Since it is not performed, the thermal intensity increases, and high-resolution detection can be stably performed.

【0056】また、マイクロフォーカスX線管に含まれ
る透過型ターゲットを、X線発生層と支持層との少なく
とも2層から構成すると、X線発生層を薄くして電子の
散乱領域を制限してX線源径を微小化し、さらにターゲ
ットの機械的強度を支持層によって確保するとともに電
子線の照射によって発生する熱を支持層から放射させる
ことができるので、解像度の高い検出を安定して行うこ
とが可能になる。
Further, when the transmission type target included in the microfocus X-ray tube is composed of at least two layers of the X-ray generation layer and the support layer, the X-ray generation layer is thinned to limit the electron scattering region. Since the X-ray source diameter can be reduced, the mechanical strength of the target can be secured by the support layer, and the heat generated by electron beam irradiation can be radiated from the support layer, so that high-resolution detection can be performed stably. Becomes possible.

【0057】また、映像情報となる電気信号から被検査
物の欠陥を検出する画像処理回路をさらに備えた構成を
とると、検査対象物の任意の断面の断層像が得られるの
で、当該断層像から画像処理回路により対象物の複雑な
内部構造の欠陥を自動的に検出でき、多層基板のはんだ
付け部等の回路接続部の検査も自動的に行うことが可能
になる。
If an image processing circuit for detecting a defect of the object to be inspected from an electric signal serving as image information is further provided, a tomographic image of an arbitrary cross section of the object to be inspected can be obtained. Accordingly, the image processing circuit can automatically detect a defect in a complicated internal structure of the object, and can automatically inspect a circuit connection portion such as a soldered portion of the multilayer substrate.

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

【図1】本発明に係るX線断層撮影方法の原理を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing the principle of an X-ray tomography method according to the present invention.

【図2】本発明に係るX線断層撮影装置の原理的構成を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of an X-ray tomography apparatus according to the present invention.

【図3】本発明に係る微小X線源の原理的構成を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of a micro X-ray source according to the present invention.

【図4】本発明に係る多層構造の回路基板の内部の自動
検査装置の原理的構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a principle configuration of an automatic inspection device inside a circuit board having a multilayer structure according to the present invention.

【図5】本発明に係るX線断層撮影装置の一実施例の構
成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an X-ray tomography apparatus according to the present invention.

【図6】イメージローテータの他の1例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing another example of the image rotator.

【図7】X線検出系の第2の実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the X-ray detection system.

【図8】X線検出系の第3の実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the X-ray detection system.

【図9】X線検出系の第4の実施例の構成を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a fourth embodiment of the X-ray detection system.

【図10】X線検出系の第5の実施例の構成を示す図で
ある。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the X-ray detection system.

【図11】X線検出系の第6の実施例の構成を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the X-ray detection system.

【図12】X線検出系の第7の実施例の構成を示す図で
ある。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of an X-ray detection system according to a seventh embodiment.

【図13】本発明に係る微小焦点X線管の第1の実施例
の構成を示す図である。
FIG. 13 is a view showing a configuration of a first embodiment of a microfocal X-ray tube according to the present invention.

【図14】本発明に係る微小焦点X線源の第2の実施例
の構成を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the microfocal X-ray source according to the present invention.

【図15】本発明に係る微小焦点X線源の第3の実施例
の構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a third embodiment of the microfocal X-ray source according to the present invention.

【図16】本発明に係る回路基板の内部自動検査装置の
一実施例の構成を示す図である。
FIG. 16 is a view showing a configuration of an embodiment of an automatic automatic inspection apparatus for a circuit board according to the present invention.

【符号の説明】 1 X線源 2 対象物 4 焦点面 5 回転軸 6 回転軸 7 光軸 27 X線 35 X線管 37 XYテーブル 38 回転ステージ 39 Zステージ 40 X線イメージインテンシファイア 42 イメージローテータ(ダブプリズム) 43 回転ステージ 45 固体撮像素子(CCD) 46 ディスプレイ 47 ドライバ[Description of Signs] 1 X-ray source 2 Object 4 Focal plane 5 Rotation axis 6 Rotation axis 7 Optical axis 27 X-ray 35 X-ray tube 37 XY table 38 Rotation stage 39 Z-stage 40 X-ray image intensifier 42 Image rotator (Dove prism) 43 Rotating stage 45 Solid-state imaging device (CCD) 46 Display 47 Driver

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 X線源と、撮影対象となる対象物を回転
させる手段と、前記X線源から発射されて前記対象物を
透過したX線の像を検出する手段と、該検出する手段に
よって検出された透過X線の画像を前記対象物の回転と
同期させて回転処理する手段と、該回転処理する手段に
よって回転させた前記画像を実時間で加算する加算手段
と、該加算手段によって実時間で加算された画像を映像
情報として表示する表示手段とを備えたX線断層撮影装
置。
1. An X-ray source, means for rotating an object to be imaged, means for detecting an X-ray image emitted from the X-ray source and transmitted through the object, and means for detecting the X-ray image Means for rotating the transmitted X-ray image detected by the means in synchronization with the rotation of the object, adding means for adding the image rotated by the means for rotating in real time, and adding means An X-ray tomography apparatus having display means for displaying an image added in real time as video information.
【請求項2】 前記対象物を回転させる手段が回転ステ
ージからなり、前記X線像を検出する手段がX線イメー
ジセンサからなることを特徴とする請求項1記載のX線
断層撮影装置。
2. An X-ray tomography apparatus according to claim 1, wherein said means for rotating said object comprises a rotating stage, and said means for detecting said X-ray image comprises an X-ray image sensor.
【請求項3】 前記X線像を検出する手段がX線像を光
学像に変換するX線イメージインテンシファイアと光学
像を検出する撮像管とからなり、前記画像を回転処理す
る手段が撮像管のラスタ走査を回転させる回路からなる
ことを特徴とする請求項1記載のX線断層撮影装置。
3. An X-ray image intensifier for converting an X-ray image into an optical image and an image pickup tube for detecting an optical image, wherein the means for rotating the image includes an image pickup device. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising a circuit for rotating a raster scan of the tube.
【請求項4】 前記X線像を検出する手段が撮像管から
なることを特徴とする請求項1記載のX線断層撮影装
置。
4. The X-ray tomography apparatus according to claim 1, wherein the means for detecting the X-ray image comprises an image pickup tube.
【請求項5】 前記X線源として、透過型ターゲットを
偏心させ、回転させる手段を有するマイクロフォーカス
X線管を用いることを特徴とする請求項1記載のX線断
層撮影装置。
5. The X-ray tomography apparatus according to claim 1, wherein a microfocus X-ray tube having a unit for decentering and rotating a transmission type target is used as the X-ray source.
【請求項6】 前記マイクロフォーカスX線管に含まれ
る透過型ターゲットが、X線発生層と支持層との少なく
とも2層からなることを特徴とする請求項5記載のX線
断層撮影装置。
6. The X-ray tomography apparatus according to claim 5, wherein the transmission target included in the microfocus X-ray tube includes at least two layers: an X-ray generation layer and a support layer.
【請求項7】 前記映像情報から前記対象物の欠陥を検
出する画像処理回路を更に備えたことを特徴とする請求
項1記載のX線断層撮影装置。
7. The X-ray tomography apparatus according to claim 1, further comprising an image processing circuit for detecting a defect of the object from the video information.
JP37293498A 1992-03-09 1998-12-28 X-ray tomography apparatus and X-ray tomography method Expired - Fee Related JP3310943B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP37293498A JP3310943B2 (en) 1992-03-09 1998-12-28 X-ray tomography apparatus and X-ray tomography method

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5078892 1992-03-09
JP4-50788 1992-03-09
JP37293498A JP3310943B2 (en) 1992-03-09 1998-12-28 X-ray tomography apparatus and X-ray tomography method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4158121A Division JP2925841B2 (en) 1992-03-09 1992-06-17 X-ray tomography method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11248648A true JPH11248648A (en) 1999-09-17
JP3310943B2 JP3310943B2 (en) 2002-08-05

Family

ID=26391260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP37293498A Expired - Fee Related JP3310943B2 (en) 1992-03-09 1998-12-28 X-ray tomography apparatus and X-ray tomography method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3310943B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005098867A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Shimadzu Corp X-ray ct device
JP2008224692A (en) * 2008-06-23 2008-09-25 Shimadzu Corp X-ray ct system
CN104458775A (en) * 2014-12-29 2015-03-25 丹东奥龙射线仪器集团有限公司 Annular station X-ray real-time imaging detection device
CN109187602A (en) * 2018-09-21 2019-01-11 上海博物馆 It is a kind of for the micromatic setting of ray non-destructive testing, detection system and method
WO2019171755A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method
JP2020180982A (en) * 2018-03-09 2020-11-05 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method
JP2021165764A (en) * 2020-07-17 2021-10-14 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method
JP2022016606A (en) * 2020-07-17 2022-01-21 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005098867A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Shimadzu Corp X-ray ct device
JP2008224692A (en) * 2008-06-23 2008-09-25 Shimadzu Corp X-ray ct system
CN104458775A (en) * 2014-12-29 2015-03-25 丹东奥龙射线仪器集团有限公司 Annular station X-ray real-time imaging detection device
WO2019171755A1 (en) * 2018-03-09 2019-09-12 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method
JP2019158473A (en) * 2018-03-09 2019-09-19 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and method for acquiring images
JP2020180982A (en) * 2018-03-09 2020-11-05 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method
US11385191B2 (en) 2018-03-09 2022-07-12 Hamamatsu Photonics K.K. Image acquisition system and image acquisition method
US11698350B2 (en) 2018-03-09 2023-07-11 Hamamatsu Photonics K.K. Image acquisition system and image acquisition method
CN109187602A (en) * 2018-09-21 2019-01-11 上海博物馆 It is a kind of for the micromatic setting of ray non-destructive testing, detection system and method
JP2021165764A (en) * 2020-07-17 2021-10-14 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method
JP2022016606A (en) * 2020-07-17 2022-01-21 浜松ホトニクス株式会社 Image acquisition system and image acquisition method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3310943B2 (en) 2002-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5351278A (en) X-ray tomography method and apparatus thereof
US7099432B2 (en) X-ray inspection apparatus and X-ray inspection method
JP3191554B2 (en) X-ray imaging device
US4404591A (en) Slit radiography
US5044001A (en) Method and apparatus for investigating materials with X-rays
US5590170A (en) X-ray inspection system
JPH06100451B2 (en) Automatic laminograph system for electronics inspection.
US5912939A (en) Soft x-ray microfluoroscope
JP2000046760A (en) X-ray tomographic surface inspection apparatus
JP3310943B2 (en) X-ray tomography apparatus and X-ray tomography method
WO1998035214A9 (en) Soft x-ray microfluoroscope
EP0319912A2 (en) Method and apparatus for investigating materials with X-rays
JP2925841B2 (en) X-ray tomography method and apparatus
JPH10197462A (en) Pattern inspecting instrument
Cheng et al. X-ray shadow projection microscopy and microtomography
JP2849491B2 (en) X-ray tomography method and apparatus
JP4623879B2 (en) Beam evaluation method and apparatus
JP5759257B2 (en) X-ray equipment
JP7460197B2 (en) Sample imaging method
JPH02138854A (en) X-ray tomograph
JPH09182742A (en) Radioactive ray image pickup method and apparatus
JP3455595B2 (en) Radiation magnification observation device
JPH06265487A (en) Tomographic image detecting method by transmission x-ray and device thereof
JPH03186710A (en) X-ray tomographic method and device thereof and target for generating x-ray
JPH08297103A (en) Method and device for tomograph

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080524

Year of fee payment: 6

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080524

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080524

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090524

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees