TWI645183B - X-ray device, information acquisition method, manufacturing method of structure, program, and recording medium recording program - Google Patents

X-ray device, information acquisition method, manufacturing method of structure, program, and recording medium recording program Download PDF

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Abstract

提供一種可抑制與包含複數種之物質之物體之內部有關之檢測不良之X線裝置、方法、及構造物之製造方法。
一種X線裝置，對測定物照射X線，而檢測透過該測定物之透過X線者，具備資訊處理部(100)，根據該測定物中所含之第1物質與第2物質之比率，而根據藉由該檢測所獲得之第1檢測資訊生成第2檢測資訊。該資訊處理部係根據該第1物質與該第2物質之比率，並且根據與該X線之照射方向正交之平面之每單位面積中該X線透過該第1物質及該第2物質之比率，而自該第1檢測資訊生成該第2檢測資訊。

Description

X線裝置、資訊獲取方法、構造物之製造方法、程式及記錄有程式之記錄媒體
本發明係關於一種X線裝置、方法、構造物之製造方法、程式及記錄有程式之記錄媒體。
作為對物體之形狀及該物體之內部之形狀進行檢測之裝置，已知有例如下述專利文獻中所揭示般之對物體照射X線而檢測透過該物體之透過X線之裝置。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]美國專利公開號第2009/0268869號說明書
根據對包含複數種物質之物體照射X線而檢測透過該物體之X線之先前技術，有如下之情形：於物體之形狀及該物體之內部之形狀之檢測結果中產生不良，而引起檢測不良。
本發明之目的在於提供一種抑制物體之形狀及該物體之內部之形狀之檢測不良之X線裝置、方法、及構造物之製造方法。
根據本發明之第1態樣，提供一種X線裝置，其係對測定物照射X線而檢測透過該測定物之透過X線者，具備： 第1資訊生成部，其使用對該透過X線進行檢測之結果而生成第1資訊，該第1資訊係對將包含該測定物之至少一部分之既定空間分割為複數個部分而成之分割區劃中分配有對應於吸收係數之值者；頻度生成部，其生成表示與該第1資訊之分配之值之大小對應之分割區劃之數量之、該分配之值之頻度資訊；比率獲取部，其獲取表示構成該測定物之第1、第2物質之比率之比率資訊；以及第2資訊生成部，其使用該頻度資訊與該比率資訊而將該第1資訊變更為第2資訊。
根據本發明之第2態樣，提供一種方法，其係對測定物照射X線而檢測透過該測定物之透過X線者，其根據該測定物中所含之第1物質與第2物質之比率，且自藉由該檢測所獲得之第1檢測資訊生成第2檢測資訊。
根據本發明之第3態樣，提供一種構造物之製造方法，其具有：設計步驟，製作與構造物之形狀有關之設計資訊；成形步驟，根據該設計資訊製成該構造物；使用第1態樣之X線裝置或第2態樣之方法中之任一者對所製作之該構造物之形狀進行測量之步驟；以及檢查步驟，將在該測定步驟中所獲得之形狀資訊與該設計資訊進行比較。
根據本發明之第4態樣，提供一種程式，其係使連接於X線裝置之電腦執行該X線裝置之控制者，且對該X線裝置進行控制而使之執行如下處理：對測定物照射X線而檢測透過該測定物之透過X線；使用對該透過X線進行檢測之結果而生成第1資訊，該第1資訊係對將包含該測定物之至少一部分之既定空間分割成複數個部分而成之分割區劃分配有對應於吸收係數之值者； 生成表示與該第1資訊之分配之值之大小對應之分割區劃之數量之、該分配之值之頻度資訊；獲取表示構成該測定物之第1、第2物質之比率之比率資訊；以及使用該頻度資訊與該比率資訊，將該第1資訊變更為第2資訊。
根據本發明之第5態樣，提供一種記錄有根據本發明之第4態樣之程式的電腦可讀取之記錄媒體。
根據本發明之態樣，可抑制物體之形狀及該物體之內部之形狀之檢測不良。
1‧‧‧X線裝置
2‧‧‧X線源
3‧‧‧載台裝置
41‧‧‧檢測器
42‧‧‧檢測部
100、100A、100B‧‧‧資訊處理部
110‧‧‧第1資訊生成部
120、120A‧‧‧比率獲取部
121‧‧‧參照資料記憶部
122‧‧‧比率確定部
130‧‧‧第2資訊生成部
131‧‧‧分布生成部
132‧‧‧分布變更部
140‧‧‧第3資訊生成部
200‧‧‧構造物製造系統
S10~S18、S20、S101~S107‧‧‧處理步驟
圖1係表示第1實施形態之X線裝置之一例之圖。
圖2A係表示第1實施形態之X線裝置之檢測部之配置之一例之圖。
圖2B係表示第1實施形態之X線裝置之檢測部之配置之一例之圖。
圖3A係表示第1實施形態之X線裝置之檢測部之配置之其他例之圖。
圖3B係表示第1實施形態之X線裝置之檢測部之配置之其他例之圖。
圖4係表示第1實施形態之X線裝置所具備之資訊處理部之一例之圖。
圖5A係表示第1實施形態之資訊處理部所具備之比率獲取部之一例之圖。
圖5B係表示第1實施形態之比率獲取部所具備之參照資料之一例之圖。
圖6係表示第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成部之一例之圖。
圖7係表示第1實施形態之X線裝置之動作之流程之流程圖。
圖8係用以說明第1實施形態之X線裝置之動作之一例之圖。
圖9A係用以說明第1實施形態之X線裝置之動作(透過X線之檢測)一例之圖。
圖9B係用以說明第1實施形態之X線裝置之動作(透過X線之檢測)一例之圖。
圖10A係用以說明第1實施形態之X線裝置之動作(物質之數量之判定)之一例之圖。
圖10B係用以說明第1實施形態之X線裝置之動作(物質之數量之判定)之一例之圖。
圖10C係用以說明第1實施形態之X線裝置之動作(物質之數量之判定)之一例之圖。
圖11係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之比率獲取部之動作之一例(比率之獲取)之圖。
圖12A係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成部之動作之一例(變更前之頻度分布)之圖。
圖12B係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成部之動作之一例(變更後之頻度分布)之圖。
圖13A係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成部之動作之一例(與變更前之頻度分布對應之影像)之圖。
圖13B係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成部之動作之一例(與變更後之頻度分布對應之影像)之圖。
圖14A係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成部之動作之一例(頻度分布之變更之方法)之圖。
圖14B係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成部之動作之一例(頻度分布之變更之方法)之圖。
圖14C係用以說明第1實施形態之資訊處理部所具備之第2資訊生成 部之動作之一例(頻度分布之變更之方法)之圖。
圖15係表示第2實施形態之X線裝置所具備之資訊處理部之一例之圖。
圖16係用以說明第2實施形態之資訊處理部之動作(比率之獲取)之一例之圖。
圖17係表示第3實施形態之X線裝置所具備之資訊處理部之一例之圖。
圖18係表示第3實施形態之X線裝置之動作之流程之流程圖。
圖19係用以說明第4實施形態之X線裝置之動作之一例之圖。
圖20係表示具備X線裝置之構造物製造系統之一例之圖。
圖21係表示利用構造物製造系統之處理之流程之流程圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明，但本發明並不限定於此。於以下之說明中，設定XYZ正交座標系統，一面參照該XYZ正交座標系統一面對各部分之位置關係進行說明。將水平面內之既定方向設為Z軸方向，將於水平面內與Z軸方向正交之方向設為X軸方向，將與Z軸方向及X軸方向之各者正交之方向(即鉛垂方向)設為Y軸方向。又，將繞X軸、Y軸、及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別設為θ X、θ Y、及θ Z方向。
<第1實施形態>
對第1實施形態進行說明。
圖1係表示第1實施形態之X線裝置1之一例之圖。
X線裝置1係對測定物S照射X線XL而檢測透過該測定物S之透過X線。X線例如為波長1 pm~30 nm左右之電磁波。X線包含約50 eV之超軟X線、約0.1~2 keV之軟X線、約2~20 keV之X線、及約20~100 keV之硬X線中之至少一者。
於本實施形態中，測定物S包含複數種之物質。於本實施形 態中，為了便於說明，測定物S包含第1物質與第2物質之2種物質，且第1物質例如為鉛，第2物質例如為鐵。但是，並不限定於該例，只要第1物質及第2物質為不同種類之物質，則無論何種物質均可，物質之種類之數量為任意。又，亦可將不同種類之物質定義為例如X線之吸收係數不同之物質，但並不限定於該例。
於本實施形態中，X線裝置1包含X線CT檢查裝置，該X線CT檢查裝置係對測定物S照射X線，並對透過該測定物S之透過X線進行檢測，以非破壞的形式獲取該測定物S之內部之資訊(例如內部構造)。於本實施形態中，測定物S例如包含機械零件、電子零件等產業用零件。X線CT檢查裝置包含對產業用零件照射X線，並對該產業用零件進行檢查之產業用X線CT檢查裝置。
於圖1中，X線裝置1具備如下構件：X線源2，其射出X線XL；載台裝置3，其保持測定物S並可移動；檢測器41，其對自X線源2射出，且透過由載台裝置3保持之測定物S之透過X線進行檢測；檢測部42，其針對X線之每種能量而對照射至測定物S之X線之強度I0與透過測定物S之透過X線之強度I的比率(I/I0)進行檢測；以及控制裝置5，其對X線裝置1整體之動作進行控制。於本實施形態中，檢測部42例如為光譜計。以下，將檢測部42設為光譜計，但檢測部42並不限定於光譜計。
又，於本實施形態中，X線裝置1具備腔室構件6，該腔室構件6係形成自X線源2射出之X線XL前進之內部空間SP。於本實施形態中，X線源2、載台裝置3、及檢測器4係配置於內部空間SP中。
於本實施形態中，腔室構件6係配置於支承面FR上。支承面PR包含工廠等之地板面。腔室構件6係由複數根支承構件6S支承。腔室構件6係經由支承構件6S而配置於支承面FR上。於本實施形態中，藉由支承構件6S，腔室構件6之下表面與支承面FR分離。即，於腔室構件6 之下表面與支承面FR之間形成有空間。再者，腔室構件6之下表面之至少一部分與支承面FR亦可接觸。
於本實施形態中，腔室構件6包含鉛。腔室構件6抑制了內部空間SP之X線XL漏出至腔室構件6之外部空間RP。
於本實施形態中，X線裝置1具有構件6D，該構件6D係安裝於腔室構件6，且與腔室構件6相比熱導率較小。於本實施形態中，構件6D係配置於腔室構件6之外表面。構件6D抑制內部空間SP之溫度受到外部空間RP之溫度(溫度變化)之影響。即，構件6D係作為抑制外部空間RP之熱傳遞至內部空間SP之隔熱構件而發揮功能。構件6D例如包含塑膠。於本實施形態中，構件6D例如包含發泡苯乙烯。
X線源2係對測定物S照射X線XL。X線源2具有射出X線XL之射出部8。X線源2係形成點X線源。於本實施形態中，射出部8包含點X線源。X線源2係對測定物S照射圓錐狀之X線(所謂錐形射束)。再者，X線源2亦可對射出之X線XL之強度進行調整。於對自X線源2射出之X線XL之強度進行調整之情形時，亦可根據測定物S之X線吸收特性等。又，自X線源2射出之X線之擴散之形狀並不限定於圓錐狀，例如亦可為扇狀之X線(所謂扇形射束)。又，例如亦可為線狀之X線(所謂筆形射束)。
射出部8係朝向+Z方向。於本實施形態中，自射出部8射出之X線XL之至少一部分係於內部空間SP中向+Z方向前進。
載台裝置3具備如下構件：載台9，其保持測定物S並可移動；以及驅動系統10，其使載台9移動。
於本實施形態中，載台9具有如下構件：平台12，其具有保持測定物S之保持部11：第1可動構件13，其可移動地支承平台12；第2可動構件14，其可移動地支承第1可動構件13；以及第3可動構件15， 其可移動地支承第2可動構件14。
平台12可於在保持部11上保持有測定物S之狀態下旋轉。平台12可沿θ Y方向移動(旋轉)。第1可動構件13可沿X軸方向移動。若第1可動構件13沿X軸方向移動，則平台12與第1可動構件13一併沿X軸方向移動。第2可動構件14可沿Y軸方向移動。若第2可動構件14沿Y軸方向移動，則第1可動構件13及平台12與第2可動構件14一併沿Y軸方向移動。第3可動構件15可沿Z軸方向移動。若第3可動構件15沿Z軸方向移動，則第2可動構件14、第1可動構件13、及平台12與第3可動構件15一併沿Z軸方向移動。
於本實施形態中，驅動系統10包含如下構件：旋轉驅動裝置16，其於第1可動構件13上使平台12旋轉；第1驅動裝置17，其於第2可動構件14上使第1可動構件13沿X軸方向移動；第2驅動裝置18，其使第2可動構件14沿Y軸方向移動；以及第3驅動裝置19，其使第3可動構件15沿Z軸方向移動。
第2驅動裝置18具備如下構件：螺桿軸20B，其配置於第2可動構件14所具有之螺帽；以及致動器20，其使螺桿軸20B旋轉。螺桿軸20B係藉由軸承21A、21B可旋轉地支承。於本實施形態中，螺桿軸20B係以該螺桿軸20B之軸線與Y軸實質上平行之方式由軸承21A、21B支承。於本實施形態中，於第2可動構件14所具有之螺帽與螺桿軸20B之間配置有滾珠。即，第2驅動裝置18包含所謂滾珠螺桿驅動機構。
第3驅動裝置19具備如下構件：螺桿軸23B，其配置於第3可動構件15所具有之螺帽；以及致動器23，其使螺桿軸23B旋轉。螺桿軸23B係藉由軸承24A、24B可旋轉地支承。於本實施形態中，螺桿軸23B係以該螺桿軸23B之軸線與Z軸實質上成為平行之方式由軸承24A、24B支承。於本實施形態中，於第3可動構件15所具有之螺帽與螺桿軸23B之間 配置有滾珠。即，第3驅動裝置19包含所謂滾珠螺桿驅動機構。
第3可動構件15具有於Y軸方向引導第2可動構件14之導引機構25。導引機構25包含在Y軸方向上較長之導引構件25A、25B。包含致動器20及支承螺桿軸20B之軸承21A、21B的第2驅動裝置18之至少一部分係由第3可動構件15支承。致動器20使螺桿軸20B旋轉，藉此，第2可動構件14一面由導引機構25引導，一面沿Y軸方向移動。
於本實施形態中，X線裝置1具有基礎構件26。基礎構件26係由腔室構件6支承。於本實施形態中，基礎構件26係經由支承機構而支承於腔室構件6之內壁(內表面)。基礎構件26之位置係於既定之位置固定。
基礎構件26具有於Z軸方向引導第3可動構件15之導引機構27。導引機構27包含在Z軸方向上較長之導引構件27A、27B。包含致動器23及支承螺桿軸23B之軸承24A、24B的第3驅動裝置19之至少一部分係由基礎構件26支承。致動器23使螺桿軸23B旋轉，藉此，第3可動構件15一面由導引機構27引導一面沿Z軸方向移動。
再者，雖然圖示省略，但於本實施形態中，第2可動構件14具有於X軸方向引導第1可動構件13之導引機構。第1驅動裝置17包含可使第1可動構件13沿X軸方向移動之滾珠螺桿機構。旋轉驅動裝置16包含可使平台12沿θ Y方向移動(旋轉)之馬達。
於本實施形態中，由平台12保持之測定物S可藉由驅動系統10而沿X軸、Y軸、Z軸、及θ Y方向之4個方向移動。再者，驅動系統10亦可使由平台12保持之測定物S沿X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、及θ Z方向之6個方向移動。又，於本實施形態中，設為驅動系統10包含滾珠螺桿驅動機構，但例如亦可包含音圈馬達。例如，驅動系統10可包含線性馬達，亦可包含平面馬達。
於本實施形態中，載台9可於內部空間SP移動。載台9係配置於射出部8之+Z側。載台9可於內部空間SP中之較射出部8更靠+Z側之空間移動。載台9之至少一部可與射出部8相對向。載台9可將保持之測定物S配置於與射出部8相對向之位置上。載台9可將測定物S配置於自射出部8射出之X線XL所通過之路徑上。載台9可配置於自射出部8射出之X線XL之照射範圍內。
於本實施形態中，X線裝置1具備對載台9之位置進行測量之測量系統28。於本實施形態中，測量系統28包含編碼器系統。
測量系統28具有如下構件：旋轉編碼器29，其對平台12之旋轉量(關於θ Y方向之位置)進行測量；線性編碼器30，其對關於X軸方向之第1可動構件13之位置進行測量；線性編碼器31，其對關於Y軸方向之第2可動構件14之位置進行測量；以及線性編碼器32，其對關於Z軸方向之第3可動構件15之位置進行測量。
於本實施形態中，旋轉編碼器29係對平台12之相對於第1可動構件13之旋轉量進行測量。線性編碼器30係對第1可動構件13之相對於第2可動構件14之位置(關於X軸方向之位置)進行測量。線性編碼器31係對第2可動構件14之相對於第3可動構件15之位置(關於Y軸方向之位置)進行測量。線性編碼器32係對第3可動構件15之相對於基礎構件26之位置(關於Z軸方向之位置)進行測量。
旋轉編碼器29例如包含如下構件：標度構件29A，其配置於第1可動構件13；以及編碼器頭29B，其配置於平台12，對標度構件29A之刻度進行檢測。標度構件29A係固定於第1可動構件13。編碼器頭29B係固定於平台12。編碼器頭29B可測量平台12之相對於標度構件29A(第1可動構件13)之旋轉量。
線性編碼器30例如包含如下構件：標度構件30A，其配置 於第2可動構件14；編碼器頭30B，其配置於第1可動構件13，對標度構件30A之刻度進行檢測。標度構件30A係固定於第2可動構件14。編碼器頭30B係固定於第1可動構件13。編碼器頭30B可測量第1可動構件13之相對於標度構件30A(第2可動構件14)之位置。
線性編碼器31包含如下構件：標度構件31A，其配置於第3可動構件15；編碼器頭31B，其配置於第2可動構件14，對標度構件31A之刻度進行檢測。標度構件31A係固定於第3可動構件15。編碼器頭31B係固定於第2可動構件14。編碼器頭31B可測量第2可動構件14之相對於標度構件31A(第3可動構件15)之位置。
線性編碼器32包含如下構件：標度構件32A，其配置於基礎構件26；編碼器頭32B，其配置於第3可動構件15，且對標度構件32A之刻度進行檢測。標度構件32A係固定於基礎構件26。編碼器頭32B係固定於第3可動構件15。編碼器頭32B可測量第3可動構件15之相對於標度構件32A(基礎構件26)之位置。
檢測器41及檢測部42係於內部空間SP中，配置於較X線源2及載台9更靠+Z側。檢測器41之位置係於既定之位置固定。再者，檢測器41亦可移動。檢測部42係配置於較檢測器41更靠-Z側。於本實施形態中，檢測部42係可於X軸方向移動地配置。載台9可於內部空間SP中之X線源2與檢測器41(或檢測部42)之間之空間移動。
於本實施形態中，檢測器41具有如下構件：閃爍體部34，其具有包含透過測定物S之透過X線之來自X線源2之X線XL所入射的入射面33；受光部35，其接收於閃爍體部34產生之光。檢測器41之入射面33可與由載台9保持之測定物S相對向。
閃爍體部34包含因接觸到X線而產生與該X線不同之波長之光之閃爍物質。受光部35包含光電子倍增管。光電子倍增管包含藉由光 電效應而將光能量轉換成電能量之光電管。受光部35係使於閃爍體部34產生之光擴大，轉換成電訊號並輸出。
檢測器41具有複數個閃爍體部34。閃爍體部34係於XY平面內配置有複數個。閃爍體部34係配置成陣列狀。檢測器41係以連接於複數個閃爍體部34之各者之方式具有複數個受光部35。再者，檢測器41亦可使入射之X線不轉換成光而直接轉換為電訊號。
於本實施形態中，檢測部42係與檢測器41一併配置於腔室6之內部空間SP。
圖2A及圖2B係表示檢測器41及檢測部42之配置之一例之圖，且為自Y軸方向觀察圖1所示之X線裝置1之圖。其中，圖2A係表示檢測部42對透過測定物S之透過X線之光譜進行檢測之情形時之X線源2、檢測器41、及檢測部42之配置例。圖2B係表示檢測器41對透過測定物S之透過X線進行檢測之情形時之X線源2、檢測器41、及檢測部42之配置例。又，圖3A及圖3B係表示檢測器41及檢測部42之其他配置例之圖，且表示自X軸方向照射X線而對透過X線之光譜進行檢測之情形之配置例。其中，圖3A係表示為了於X軸方向照射X線，而與Z軸上之X線源2分開地於X軸上配置X線源21之例。圖3B係表示為了於X軸方向照射X線，而使Z軸上之X線源2移動至X軸上之例。
如圖2A所示般，檢測部42係於內部空間SP中配置於較檢測器41更靠-Z側。又，如圖2B所示般，檢測部42可於X軸方向移動。於檢測部42對透過測定物S之透過X線之光譜進行檢測之情形時，如圖2A所示般，檢測部42係配置於X線XL之通過路徑上，且，配置於較檢測器41更靠-Z側之既定位置。又，於檢測器41對透過測定物S之透過X線之強度進行檢測之情形時，如圖2B所示般，檢測部42係自上述之圖2A所示之既定位置向+X側移動，自X線XL之通過路徑離開。控制裝置5係對檢 測部42之移動進行控制。
檢測器41及檢測部42之配置並不限定於圖2A及圖2B所示之例。例如於圖2A及圖2B所示之例中，可將檢測器41之位置與檢測部42之位置調換，檢測器41可於X軸方向移動。又，例如亦可將檢測器41之位置與檢測部42之位置調換，檢測部42可於X軸方向移動。
又，如圖3A所示般，亦可將與X線源2不同之X線源21配置於測定物S之+X側，且以與該X線源21相對向之方式將檢測部42配置於測定物S之-X側。換言之，亦可沿X軸使與X線源2不同之X線源21和檢測部42夾持測定物S而配置。於圖3A所示之例中，X線源21、測定物S、及檢測部42之相對位置係與上述之圖2A所示之X線源2、測定物S、及檢測部42之相對位置相同。
又，例如圖3B所示般，亦可將檢測部42配置於測定物S之-X側，X線源2可自測定物S之-Z側移動至+X側。於圖3B所示之例中，X線源2、測定物S、及檢測部42之相對位置亦與上述之圖2A所示之X線源2、測定物S、及檢測部42之相對位置相同。
再者，於本實施形態中，X線裝置1亦可具備用以調節內部空間SP之溫度之機構。
控制裝置5具備資訊處理部100及記憶部101。記憶部101係儲存藉由檢測器41進行檢測之資料、及藉由檢測部42進行檢測之資料。於本實施形態中，藉由檢測器41進行檢測之資料係自多個方向對測定物S照射X線XL時所獲得之資料，且為表示X線之吸收係數μ之資料(以下稱為「X線吸收資料DX」)。
此處，X線之吸收係數μ係由以下之算式表示。
[數1]μ=-ln(I/I0)/x
於上述算式中，I0表示自X線源2對測定物S照射之X線XL之強度，I表示透過測定物S之透過X線之強度，μ表示測定物S中之X線之吸收係數，x係表示測定物S中之X線XL之通過路徑之長度。
於本實施形態中，以既定體積之單位分隔三維空間。藉由於X方向、Y方向、及Z軸方向配置既定體積之單位，而以既定體積之單位表現三維空間。以下，於本實施形態中，將既定體積之單位稱為區劃。亦可將複數個三維空間之既定體積之單位稱為體元(voxel)。對既定體積之單位之各者適用X線之吸收係數μ。藉由對三維地配置之既定體積之單位適用X線吸收係數μ，而能夠以吸收係數表現三維形狀之測定物S。藉由使三維空間內之既定體積之單位或既定體積之大小為固定，不僅能夠以吸收係數μ表現，亦能夠以I/I0表現。於本實施形態中，X線吸收資料DX係為了於下述之資訊處理部100中藉由反投影法重建影像而使用。於本實施形態中，設為X線吸收資料SX係表示吸收係數μ之資料，但並不限定於該例，只要可利用於影像之重建，則無論為何種形式之資料均可。再者，於本實施形態中，X線裝置1具有資訊處理部100，但並不限定於此。例如，亦可為連接於複數個X線裝置1之資訊處理部100。
於此情形時，於複數個X線裝置1之各者中無資訊處理部100，而將來自複數個X線裝置1之資訊傳送至資訊處理部100。
另一方面，藉由檢測部42進行檢測之資料係自一方向對測定物S照射X線XL時藉由檢測部42所獲得之資料，且為針對X線之每種能量表示X線之強度之資料(以下稱為「X線光譜資料DS」)。藉由檢測部42進行檢測之X線之光譜資料DS係針對X線之每種波長表示透過測定物S之X線之強度之資料。又，藉由使用對測定物S照射之X線之強度，可針對X線之每種波長將測定物S之以每種波長照射之X線之強度與透過測定物S之透過X線之強度之比率作為資料而表示。
資訊處理部100係以如下之方式構成：根據測定物S中所含之第1物質與第2物質之比率，根據藉由上述透過X線之檢測所獲得之第1檢測資訊生成與該第1檢測資訊不同之第2檢測資訊。又，於本實施形態中，資訊處理部100係根據上述之第1物質與第2物質之比率而自第1檢測資訊生成第2檢測資訊。關於其詳細情況係於下文中敍述。
於本實施形態中，測定物S中所含之第1物質與第2物質之比率例如為測定物S中所含之第1物質與第2物質之體積比，但並不限定於此。例如亦可為測定物S中所含之第1物質與第2物質之重量比。第1檢測資訊及第2檢測資訊係與測定物之形狀及測定物之內部之形狀有關之資訊，且第2檢測資訊為與第1檢測資訊不同之資訊。第1檢測資訊例如為與根據X線吸收資料DX所算出之測定物S之形狀及內部之形狀有關之影像。例如，第1檢測資訊亦可為與根據X線吸收資料DX所算出之測定物S之形狀及內部之形狀有關之影像之至少一部分。例如，第1檢測資訊亦可為與放置於圖1之平台12上之測定物S中之、Y方向之某個位置上之測定物S之形狀及內部之形狀有關之影像。又，例如，第1檢測資訊亦可為放置於圖1之平台12上之測定物S中之、Y方向之某個位置上之XY平面中之、測定物S之內部之形狀之僅一部分。即，於本實施形態中，第1檢測資訊係藉由對與包含測定物S之既定之空間對應之影像上之複數個區劃適用吸收係數而生成之資訊，且包含用以表示測定物S之形狀及測定物S之內部之形狀之資訊。第2檢測資訊例如為藉由根據測定物S中所含之第1物質與第2物質之比率對第1檢測資訊進行影像處理而生成之、與測定物S之形狀及測定物S之內部之形狀有關之資訊。第2檢測資訊亦可為表示測定物S之形狀及測定物S之內部之形狀之影像，亦可為用於表示該影像之數值資訊。
圖4係表示資訊處理部100之構成之一例之圖。
資訊處理部100具備第1資訊生成部110、比率獲取部120、及第2資訊生成部130。第1資訊生成部110係以如下之方式構成：根據相對於測定物S而X線之照射方向不同之複數束透過X線之檢測結果，生成將上述第1物質示為第1吸收係數、且將上述第2物質示為與第1吸收係數不同之第2吸收係數之資訊作為第1檢測資訊D1。換言之，第1資訊生成部110係以如下之方式構成，即根據作為檢測器41之檢測結果之X線吸收資料DX，而生成與各物質有關之X線之吸收係數μ之分布作為第1檢測資訊D1。該X線之吸收係數μ之分布係與表示作為對應於吸收係數μ之值之訊號強度之分布的測定物S之斷層影像對應。於本實施形態中，第1資訊生成部110係使用反投影法根據X線吸收資料DX生成藉由X線吸收係數μ之分布所表示之斷層影像作為第1檢測資訊D1，但並不限定於此例。
再者，上述之所謂「相對於測定物S而X線之照射方向不同之複數束透過X線」，係指一面使測定物S旋轉一面自複數個不同之方向對測定物照射X線之情形時所獲得之與上述複數個方向對應之複數束透過X線。
比率獲取部120係以如下之方式構成：根據作為檢測部42之檢測結果之X線光譜資料DS，算出測定物S中所含之第1物質與第2物質之比率RT。即，比率獲取部120係根據所獲得之作為X線光譜資料DS之與第1物質及第2物質有關之資訊(例如確定物質之種類之資訊)，算出第1物質與第2物質比率RT。第2資訊生成部130係以如下之方式構成：根據測定物S中所含之第1物質與第2物質之比率RT，由第1檢測資訊D1生成第2檢測資訊D2。X線光譜資料DS係利用第1物質與第2物質，亦可不限定各物質之種類。例如只要算出第1物質與第2物質之吸收係數μ之值便可。
圖5A係表示比率獲取部120之一例之圖。
於本實施形態中，比率獲取部120具有上述第1物質及第2物質之、相 應於X線能量進行照射之X線所透過之比率的參照資料RM。比率獲取部120係藉由將檢測部42中之測定物S之檢測結果與上述參照資料RM加以比較，而算出第1物質與第2物質之比率RT。於本實施形態中，可使根據第1物質與第2物質之X線光譜資料DS和參照資料RM對應。又，可使用參照資料RM而算出X線光譜資料DS中所含之第1物質及第2物質之比率(比率)RT。如下所述，比率獲取部120係以如下之方式構成：將自檢測部42所獲得之X線光譜資料DS之光譜與藉由將參照資料DS所具備之第1物質之光譜及第2物質之光譜相加而合成之光譜加以比較，而確定第1物質與第2物質之比率RT。當然，亦可利用與上述加法不同之方法，而生成由第1物質之光譜與第2物質之光譜合成之光譜。
具體而言，比率獲取部120具備參照資料記憶部121及比率確定部122。參照資料記憶部121係記憶與X線光譜資料DS對應之參照資料RM。比率獲取部122係以如下之方式構成：根據參照資料記憶部121中所記憶之參照資料RM中之與關於第1物質及第2物質之資訊一致或近似之參照資料RM，來確定第1物質與第2物質之比率RT。
圖5B係表示參照資料記憶部121中所記憶之參照資料RM之一例。參照資料RM包含：關於複數種物質之組合之資訊、關於該複數種物質之比率(體積比)之資訊、以及推測可由透過該複數種物質之透過X線而獲得之與X線光譜資料DS對應之波形資料。參照資料RM例如關於物質A與物質B之組合，包含當物質A與物質B之體積比為4：1之情形時所獲得之X線光譜資料DS之波形資料RM1。於此情形時，可根據X線光譜資料DS之波形資料RM1而算出物質A與物質B之體積比為4：1。參照資料RM係藉由以任意之比率組合除物質A與物質B以外之複數種物質而包含波形資料。又，對於任意之比率，不僅包含2種物質之組合，亦包含3種以上之組合。又，對於參照資料RM，不僅包含不同之物質之組合，亦包 含單一種類之波形資料。參照資料RM亦可根據透過物質A與物質B之體積比為4：1之物質之透過X線，而製成波形資料RM1。再者，參照資料RM無需如波形資料RM1般為波形之形狀之資料，亦可僅為藉由能量eV與X線強度之比率(I/I0)而對應之值。
圖6係表示第2資訊生成部130之一例之圖。於本實施形態中，第2資訊生成部130具備分布生成部131及分布變更部132。分布生成部131係以如下之方式構成，即根據第1檢測資訊D1，生成表示與包含測定物S之既定之空間對應之適用於影像上之複數個區劃之吸收係數μ的訊號強度之值之分布。所謂訊號強度之值之分布係於縱軸獲取區劃之數量，於橫軸獲取訊號強度之值的統計圖表。藉由使用該統計圖表，可算出與既定之空間對應之複數個區劃中之吸收係數之頻度(比率)。藉此，可對包含測定物S之既定之空間中之適用於複數個區劃之吸收係數μ之分布進行評價。該分布之例係圖12B所示，關於其詳細情況係於下文中敍述。
分布變更部132可使表示作為第1檢測資訊D1所獲得之形成X線之吸收係數之分布之吸收係數μ的訊號強度變化。藉此，可使與包含測定物S之既定之空間對應之適用於影像上之複數個區劃的吸收係數μ改變。根據作為上述之X線光譜資料DS所獲得之與第1物質及第2物質有關之資訊及第1物質與第2物質之比率RT，使表示吸收係數μ之訊號強度變化。於本實施形態中，形成上述之X線之吸收係數之分布的吸收係數包含與第1物質對應之第1吸收係數、及與第2物質對應之第2吸收係數。分布變更部132係根據上述之比率RT，而使表示第1吸收係數及第2吸收係數中之至少一者之訊號強度變化。
其次，對本實施形態之X線裝置1之動作之一例進行說明。
圖7係表示本實施形態之X線裝置1之動作之流程之流程圖。如圖7所示般，X線裝置1係執行如下操作：校正(步驟S10)、利用檢測器41所 進行之透過X線之檢測(步驟S11)、利用檢測部42所進行之透過X線之光譜之檢測(步驟S12)、根據檢測器41及檢測部42之各檢測結果獲取與測定物S之內部有關之資訊之處理(步驟S13~17、S20)。
對校正(步驟S10)進行說明。於本實施形態中，對已知大小之物體照射X線。對在將已知大小之物體配置於既定之位置之情形時所獲得之像之尺寸(理想之尺寸)與根據透過X線所獲得之像之尺寸(實測之尺寸)加以比較。根據比較之結果，算出對X線源2之射出部8之位置變動進行修正之值，且使其反映於測定物S之測定中。再者，所謂根據透過X線所獲得之像之尺寸係檢測器41所獲取之像之尺寸(大小)，例如包含形成於入射面33之像之尺寸。
若內部空間SP之溫度變化，則X線源2、測定物S、及檢測部4之間之相對位置會因熱變形等而變化，其結果，有根據透過X線所獲得之像之尺寸變動之可能性。為了獲得對此種像之尺寸之變動進行修正之修正值而執行校正。於本實施形態中，校正並非為必須，亦可省略。
於校正中，控制裝置5係如上述之圖2B所示般，使檢測部42移動至+X方向。藉此，檢測器41可對自X線源2射出之X線XL進行檢測。
於校正中，於平台12上保持有與測定物S不同之基準構件(圖示省略)。於本實施形態中，基準構件例如為球體。基準構件之外形(尺寸)為已知。基準構件係熱變形得以抑制之物體。基準構件係至少與測定物S相比而熱變形得以抑制之物體。即便於內部空間SP中溫度變化，基準構件之外形(尺寸)亦不會實質性地變化。再者，於本實施形態中，基準構件之形狀並不限定於球體。
控制裝置5係一面藉由測量系統28對載台9之位置進行測量，一面控制驅動系統10，對保持有基準構件之載台9之位置進行調整。 控制裝置5係以將基準構件配置於基準位置Pr之方式，對載台9之位置進行調整。
控制裝置5係使X線自X線源2射出。自X線源2產生之X線XL係對基準構件進行照射。於既定溫度Ta下，若對基準構件照射來自X線源2之X線XL，則對該基準構件照射之X線XL透過基準構件。透過基準構件之透過X線係入射至檢測器41之入射面33。檢測器41係對透過基準構件之透過X線進行檢測。於既定溫度Ta下，檢測器41係對根據透過基準構件之透過X線所獲得之基準構件之像進行檢測。於本實施形態中，於既定溫度Ta下所獲得之基準構件之像之尺寸(大小)為尺寸Wa。
又，於內部空間SP為基準溫度(理想溫度、目標溫度)Tr之情形時，可預先掌握如下之情況：根據對配置於基準位置Pr之基準構件R照射之X線XL而檢測器41所獲取之像之尺寸係成為基準尺寸Wr。根據於溫度Ta下所獲得之尺寸Wa與基準溫度Tr下之基準尺寸Wr的關係，可對像之尺寸之因溫度而發生之變動之量進行修正。於本實施形態中，例如，對根據透過X線所獲得之像之尺寸之因溫度而發生之變動之量進行修正之修正值為Wr/Wa。
控制裝置5係於用以獲取與下述之測定物S之內部有關之資訊之處理中，例如當於既定溫度Ta下所獲得之測定物S之像之尺寸為Ws之情形時，對其尺寸Ws乘以作為修正值之Wr/Wa。即，控制裝置5係執行運算Ws×(Wr/Wa)。藉此，即便於內部空間SP之實際之溫度為既定溫度Ta之情形時，亦可算出基準溫度Tr下之測定物S之像(像之尺寸)。
繼上述之校正後，控制裝置5係執行透過測定物S之透過X線之檢測(步驟S11)。圖8係用以說明透過X線之檢測之一例之模式圖。如圖8所示般，於透過X線之檢測中，於平台12上，代替上述之基準構件而保持有測定物S。控制裝置5係對載台裝置3進行控制，將測定物S配置 於X線源2與檢測器41之間。
控制裝置5係一面藉由測量系統28對載台9之位置進行測量，一面控制驅動系統10，對保持測定物S之載台9之位置進行調整。
控制裝置5係使X線XL自X線源2產生。自X線源2產生之X線XL之至少一部分係對測定物S進行照射。若對測定物S照射來自X線源2之X線XL，則對該測定物S照射之X線XL之至少一部分係透過測定物S。透過測定物S之透過X線係入射至檢測器41之入射面33。檢測器41係對透過測定物S之透過X線進行檢測。檢測器41之檢測結果係輸出至控制裝置5。於本實施形態中，檢測器41之檢測結果係上述之X線吸收資料DX。
於本實施形態中，控制裝置5係為了改變測定物S中之來自X線源2之X線XL之照射區域，而一面改變測定物S之位置，一面對該測定物S照射來自X線源2之X線XL。即，控制裝置5係於複數個測定物S之位置中之每一個位置，對測定物S照射來自X線源2之X線XL，藉由檢測器41對透過該測定物S之透過X線進行檢測。
於本實施形態中，控制裝置5係使保持測定物S之平台12旋轉，並改變測定物S之相對於X線源2之位置，藉此，改變測定物S中之來自X線源2之X線XL之照射區域。
即，於本實施形態中，控制裝置5係一面使保持有測定物S之平台12旋轉，一面對該測定物S照射X線XL。於平台12之各位置(各旋轉角度)通過測定物S之透過X線係由檢測器41進行檢測。
圖9A及圖9B係用以說明由透過旋轉之平台12上之測定物S之透過X線所獲得之X線吸收資料DX之圖。圖9A係表示於獲得X線吸收資料DS時之測定物S、X線源2、及檢測器41之相對位置關係之圖。圖9B係用以說明藉由圖9A所示之檢測器41所獲得之X線吸收資料DX之意 義之圖。
如上所述，於透過X線之檢測中，使平台12上之測定物S旋轉。換言之，如圖9A所示般，X線源2及檢測器41以測定物S為基準相對地於測定物S之周圍移動。於圖9A中，X線源2A、2B、2C及檢測器41A、41B、41C係表示藉由使平台12上之測定物S向逆時針方向旋轉而使X線源2及檢測部41沿測定物S之周圍相對地向順時針方向移動的情況。
如圖9A所示般，藉由使平台12上之測定物S旋轉，而自多個方向對測定物S照射X線，且使檢測器41自各照射方向對透過X線進行檢測。繼而，可獲得與X線之各照射方向對應之X線吸收資料DX。
圖9B所示之圖案PDXA係於圖9A中，當X線源2及檢測器41位於X線源2A及檢測器41A之位置時由被檢測之X線吸收資料DX所獲得。該圖案PDXA係表示X線源2及檢測器41位於X線源2A及檢測器41A之位置時之X線XL之通過路徑上之吸收係數μ。圖9B所示之圖案PDXB、PDXC亦相同。因此，於本實施形態中，X線吸收資料DX係表示測定物S之內部之X線之通過路徑上之吸收係數μ。為了便於說明，圖9A及圖9B係表示自3個方向對測定物S照射X線之例，但並不限定於此例。
控制裝置5係將所獲得之作為檢測器41之檢測結果之X線吸收資料DX儲存於記憶部101中。於本實施形態中，X線吸收資料DX係用作為用以生成作為測定物S之內部之資訊之第1檢測資訊D1之資料。例如，X線吸收資料DX係於下述之資訊處理部100中，用作為用於使用反投影法重建測定物S之斷層影像的資料。
繼上述之透過X線之檢測後，控制裝置5係執行透過X線之光譜之檢測(步驟S12)。於本實施形態中，控制裝置5係如圖2A所示般使檢測部42移動至-X方向。即，控制裝置5係使檢測部42移動至作為X 線XL之通過路徑上之位置且較檢測器41更靠-Z側之既定位置。藉此，檢測部42可對透過測定物S之透過X線之光譜進行檢測。
於本實施形態中，於藉由檢測部42對透過X線之光譜進行檢測之情形時，控制裝置5係使保持測定物S之平台12之旋轉停止。即，控制裝置5係使X線XL之對測定物S之照射方向固定。但是，並不限定於此例，控制裝置5亦可使保持測定物S之平台12旋轉。此情形時，亦可自多個方向對測定物S照射X線，將與X線之照射方向對應之複數個光譜累積。藉由使該累積之複數個光譜平均化，而可穩定地檢測X線之光譜。
於本實施形態中，控制裝置5係於使平台12之旋轉停止之狀態下，自X線源2產生X線XL。自X線源2產生之X線XL之至少一部分係對測定物S進行照射。若自X線源2對測定物S照射X線XL，則對該測定物S照射之X線XL之至少一部分係透過測定物S。透過測定物S之透過X線係入射至檢測部42之入射面33S。檢測部42係對針對X線之每種能量對透過測定物S之透過X線進行分析而獲得之光譜進行檢測。檢測部42之檢測結果係輸出至控制裝置5。控制裝置5係將檢測部42之檢測結果儲存於記憶部101中作為X線光譜資料DS。藉由檢測部42所檢測之X線光譜資料DS之例係例如下述之圖10C所示。
繼上述之X線光譜之檢測後，控制裝置5係對測定物S中所含之物質是否單一進行判定(步驟S13)。於本實施形態中，控制裝置5係根據記憶部101中所儲存之X線光譜資料DS，來判定測定物S中所含之物質之種類是否單一。再者，於預先判定過測定物S中所含之物質之種類是否單一之情形時，亦可省略。
圖10A至圖10C係用以說明用於判定測定物S中所含之物質之種類是否單一之原理的說明圖，且為藉由波形表現X線光譜資料DS者。於圖10A至圖10C中，橫軸係表示X線之能量(eV)，縱軸係表示與X 線之照射方向正交之平面之每單位面積照射至測定物S之X線之強度I0與透過測定物S之透過X線之強度I之比率(I/I0)。
圖10A係模式性地表示預先準備之作為參照資料RD之物質A之X線光譜資料RDA、及與物質A不同種類之物質B之X線光譜資料RDB。圖10A僅表示2種物質A及物質B之X線光譜資料RDA、RDB，但預先準備有存在包含於測定物S中之可能性的所有之物質之X線光譜資料作為參照資料RD。
圖10B係模式性地表示藉由檢測部42所檢測之測定物S之X線光譜資料RDX(實線)。X線光譜資料RDX之值受到測定物S之尺寸等之影響，但其波形之特徵係針對每種物質為固有。因此，藉由對圖10B所示之X線光譜資料RDX之波形之特徵是否與圖9A所示之參照資料RD之波形之特徵一致或近似進行驗證，而可對測定物S中所含之物質在種類是否單一進行判定。此情形時，為了排除測定物S之尺寸等之影響，於不妨礙X線光譜資料RDX之波形之特徵之限度內，對X線光譜資料RDX之波形之高度進行調整。
於圖10B所示之例中，X線光譜資料RDXA(波線)係藉由對X線光譜資料RDX之高度進行調整而獲得者。於本實施形態中，X線光譜資料RDX之高度之調整係藉由將考慮到測定物S之尺寸等之影響之適當之權重乘以X線光譜資料RDX而進行。圖10B所示之X線光譜資料RDXA之波形之特徵係與圖10A所示之形成參照資料RD之X線光譜資料RDB之波形之特徵近似。因此，可推測於圖10B所示之可獲得X線光譜資料RDX的測定物S中，含有與提供圖10A所示之X線光譜資料RDB之物質B為同一種類之物質。
對此，即便對圖10C所示之X線光譜資料RDY乘以任意之權重，亦無法自該X線光譜資料RDY獲得與圖10A所示之吸收量光譜 RDA、RDB一致或近似之波形。因此，可推測出能夠獲得X線光譜資料RDY之測定物中所含之物質至少不僅僅為物質A及物質B中之任1種。又，即便對圖10C所示之光譜資料RDY乘以任意之權重，只要不與圖10A所示之包含吸收量光譜RDA、RDB之所有之參照資料RD之波形一致或近似，便可推測出圖10C所示之可獲得X線光譜資料RDY之測定物S並非單一之物質，而包含複數種之物質。根據以上，可對測定物S中所含之物質之種類是否單一進行判定。再者，於預先確定測定物S中所含之種類之情形時，亦可根據藉由檢測部42所檢測之測定物S之X線光譜資料RDX，而算出確定之種類之各者之比率。
於本實施形態中，控制裝置5係自記憶部101讀出藉由上述之步驟S12所獲得之X線光譜資料DS，根據上述之原理，對測定物S中所含之物質之種類是否單一進行判定(步驟S13)。控制裝置5係於判定測定物S中所含之物質之種類為單一之情形(步驟S13：YES)，例如使用通常之方法，由記憶部101中所儲存之X線吸收資料DX生成測定物S之內部之資訊(步驟S20)。於測定物S中所含之物質之種類單一之情形時，且於以吸收係數μ表現測定物S之內部之形狀之情形時，吸收係數μ之值為一種。因此，於測定物S之內部，物質之既定空間中之X線之吸收為固定，故而得以抑制伴隨X線之線質之變化之偽像之產生。藉此，能夠以吸收係數μ表現測定物S之形狀及測定物S之內部之形狀。於本實施形態中，控制裝置5係使用反投影法並根據X線吸收資料DX而重建測定物S之斷層影像。
與此相對，於控制裝置5判定測定物S中所含之物質之種類不單一之情形(步驟S13：NO)時，即，於判定測定物S中所含之物質之種類為複數種之情形時，配置於控制裝置5之資訊處理部100係如以下所作說明般，實施用於抑制與測定物S之內部有關之資訊之品質之降低之處理 (步驟S14~S17)。
資訊處理部100係自控制裝置5之記憶部101讀出藉由上述之步驟S11所獲得之X線吸收資料DX。於本實施形態中，構成資訊處理部100之第1資訊生成部110係使用反投影法，根據上述之X線吸收資料DX重建測定物S之斷層影像作為第1檢測資訊D1(步驟S14)。於本實施形態中，第1資訊生成部110係根據X線吸收資料DX，生成測定物S之內部之吸收係數μ之分布作為斷層影像。藉此，可大致地算出測定物S之內部構造。以下，為了便於說明，將對應於斷層影像之吸收係數μ之分布與對應於該吸收係數之分布的影像上之訊號強度之分布稱為「空間分布」。
於本實施形態中，第1資訊生成部110係藉由反投影法而生成第1檢測資訊D1，但並不限定於此例。作為測定物S之斷層影像之再構成方法，除反投影法以外，例如可列舉濾波修正反投影法、及逐次近似法。關於反投影法及濾波修正反投影法，例如於美國專利公開號第2002/0154728號說明書中有所記載。又，關於逐次近似法，例如於美國專利公開號第2010/0220908號說明書中有所記載。
繼而，比率獲取部120係根據上述之X線光譜資料DS，獲取測定物S中所含之複數種物質(第1物質與第2物質)之比率RT(步驟S15)。
圖11係用以說明獲取測定物S中所含之複數種物質之比率RT之原理之說明圖。概略而言，於本實施形態中，測定物S中所含之複數種之物質之比率RT係藉由對由已知之複數種物質之X線光譜資料之組合構成之參照資料RM與由測定物S所獲得之X線光譜資料DS之間之一致或近似度進行評價而確定。於本實施形態中，參照資料RM係如下所述，藉由將加權之已知之複數種物質之各X線光譜資料合成而獲得。於本實施形態中，複數種之物質之比率RT係如下所述，藉由提供與自測定物S所獲得之 X線光譜資料DS一致或近似之參照資料RM之複數種之物質之X線光譜資料之權重而確定。
對獲取複數種之物質之比率RT之原理進行說明。圖11所示之參照資料RD包含已知之物質A之X線光譜資料RDA、及已知之物質B之X線光譜資料RDB。已知之物質A之X線光譜資料RDA係藉由利用檢測部42對透過僅由物質A構成之規定之尺寸(規定之體積)之測定物的透過X線進行檢測而預先準備。同樣地，已知之物質B之光譜資料RDB係藉由利用檢測部42對透過僅由物質B構成之規定之尺寸(規定之體積)之測定物的透過X線進行檢測而預先準備。為了獲得X線光譜資料RDA而使用之由物質A構成之測定物與為了獲得光譜資料RDB而使用之由物質B構成之測定物具有相同尺寸之形狀。
於圖11之例中，為了便於說明，參照資料RD僅包含物質A之X線光譜資料RDA、及物質B之X線光譜資料RDB，但參照資料RD亦可包含存在包含於作為X線裝置1之測定對象之測定物S中之可能性的全部種類之物質之X線光譜資料。
圖11所示之參照資料RK係藉由對上述之參照資料RD乘以任意之權重而獲得。於圖11所示之例中，形成參照資料RK之X線光譜資料RKA係藉由對形成參照資料RD之X線光譜資料RDA乘以權重「4」而獲得。該X線光譜資料RKA係相當於在使僅由可獲得形成參照資料RD之X線光譜資料RDA之物質A構成之測定物之體積為3倍之情形時所獲得之X線光譜資料。又，形成參照資料RK之X線光譜資料RKB係藉由對形成參照資料RD之X線光譜資料RDB乘以權重「1」而獲得。該X線光譜資料RKB係相當於在不改變僅由可獲得形成參照資料RD之X線光譜資料RDB之物質B構成之測定物之體積之情形時所獲得之X線光譜資料。
圖11所示之形成參照資料RM之X線光譜資料RMC係藉 由將形成上述之參照資料RK之X線光譜資料RKA與X線光譜資料RKB相加而獲得。上述情況係指該X線光譜資料RKC係相當於以相當於上述之權重「4」與權重「1」之比率之體積比包含物質A與物質B之測定物之X線光譜資料。因此，只要由測定物S之透過X線所獲得X線光譜資料DS與形成參照資料RM之X線光譜資料RKC一致或近似，則可推測出於測定物S中以4比1之體積比包含物質A與物質B。
只要改變相對於形成參照資料RD之X線光譜資料RDA、RDB之權重，且準備與任意之權重之組合對應之複數個X線光譜資料作為參照資料RM，則可確定物質A與物質B之任意之比率(體積比)RT。又，不限於物質A與物質B之組合，只要以與組合對應之複數個X線光譜資料作為參照資料RM來準備任意之複數種之物質，便可確定任意之複數種之物質之比率RT。於本實施形態中，於參照資料記憶部121中，如上述之圖5B所示般，作為參照資料RM，與預先準備之X線光譜資料之波形資料(例如RM1)一併，以各物質之上述之權重為比率(例如4：1)進行存儲。
比率確定部122係依據上述之原理，而對由測定物S所獲得之X線光譜資料DS與儲存於參照資料記憶部121中作為參照資料RM之X線光譜資料進行比較。繼而，比率獲取部122係確定所準備之作為參照資料RM之光譜資料中之與自測定物S所獲取之X線光譜資料DS一致或最近似之X線光譜資料(以下稱為「近似X線光譜資料」)。繼而，比率確定部122係根據儲存於參照資料記憶部121中之參照資料RM而獲取近似X線光譜資料所示之物質之比率RT。藉此，比率獲取部122獲取測定物S中所含之複數種之物質之比率RT(步驟S15)。
繼而，構成第2資訊生成部130之分布生成部131係根據由第1檢測資訊D1所示之吸收係數之分布，而生成表示影像上之各訊號強度之頻度之頻度分布(步驟S16)。於本實施形態中，該頻度分布例如為柱狀 圖，其橫軸(變數)係所獲得之作為第1檢測資訊D1之吸收係數之分布中之可獲得各吸收係數之值，其縱軸係與由第1檢測資訊D1所示之吸收係數之分布對應之影像上之訊號強度之分布中之各訊號強度之頻度。於本實施形態中，設為上述之頻度分布為柱狀圖，但並不限定於此。
圖12A及圖12B係表示利用分布生成部131之頻度分布之生成方法之一例之圖。圖12A係模式性地表示與由第1檢測資訊D1所示之吸收係數μ之分布(斷層影像)對應之影像上之訊號強度之空間分布之例。於圖12A所示之例中，物質A係由訊號強度不同之3個區域RA1~RA3表示，又，物質B係由訊號強度不同之3個區域RB1~RB3表示。圖12B係表示分布生成部131根據圖12A所示之訊號強度之空間分布而生成之頻度分布之一例。如圖12A所示般，區域RA2係與區域RA1及區域RA3接觸。即，於各自之邊界，例如於區域RA1與區域RA2之邊界，具有適用於區域RA1之訊號強度之分割區劃與具有適用於區域RA2之訊號強度之分割區劃接觸。即，訊號強度不同之分割區劃彼此接觸。又，對區域RA2分配之訊號強度之大小係介於對應於區域RA1之訊號強度之大小與對應於區域RA3之訊號強度之大小之間。因此，自物質A之中心沿物質之外延部，對分割區劃分配之訊號強度經由邊界部，伴隨成為RA1、RA2、RA3而變化。
分布生成部131係藉由對屬於圖12A所示之區域RA1、RA2、RA3、RB1、RB2、RB3之各區域訊號強度之頻度進行計數，而生成圖12B所示之頻度分布。例如，分布生成部131係對屬於圖12A之區域RA1之訊號強度之頻度進行計數，將該計數結果設為圖12B所示之頻度分布中之頻度PA4。又，分布生成部131係對屬於圖12A之區域RA2、RA3之各區域之訊號強度之頻度進行計數，將該計數結果設為圖12B所示之頻度分布中之頻度PA1、PA2。同樣地，分布生成部131係對屬於圖12A之區域RB1、RB2、RB3之各區域之訊號強度之頻度進行計數，將該計數結果設為 圖12B所示之頻度分布中之頻度PB4、PB1、PB2。再者，為了說明之簡略化，圖12A所示之區域之數量與圖12B所示之頻度分布中之頻度之數量不一致。
構成第2資訊生成部130之分布變更部132係根據由X線光譜資料DS所獲得之與測定物S中所含之物質有關之資訊(吸收係數)、及藉由上述之比率獲取部120所獲取之物質之比率RT，而變更藉由分布生成部131所生成之上述之訊號強度之頻度分布，藉此，自第1檢測資訊D1生成第2檢測資訊D2(步驟S17)。
圖13A及圖13B係用以說明利用分布變更部132所進行之頻度分布之變更之圖。圖13A係模式性地表示藉由變更圖12B所示之訊號強度之頻度分布而獲得之變更後之訊號強度之頻度分布之一例。於圖13之分布中，縱軸及橫軸係與圖12B相同。圖13B係模式性地表示具有圖13A所示之訊號強度之頻度分布之空間分布之一例。如以下所作說明般，分布變更部132係將上述之圖12B所示之具有平穩之峰值PA、PB之頻度分布變更為圖13A所示之具有急峻之峰值QA、QB之頻度分布。再者，於本實施形態中，使訊號強度不同之3個區域之訊號強度相等，但相等之區域可為2個區域，亦可為4個區域。再者，較理想為使以相互接觸之方式配置之由相互不同之訊號強度表示之區域相等。因此，於由相互不同之訊號強度所表示之區域之至少一部分所接觸之區域中，以使相互之訊號強度相等之方式製成第2檢測資訊D2。再者，於使訊號強度不同之3個區域之訊號強度相等之情形時，可設為3個訊號強度中之任一個訊號強度，亦可改變為與訊號強度不同之3個訊號強度不同之訊號強度。
為了便於說明，將自第1檢測資訊D1或第2檢測資訊D2所獲得之影像之空間定義為劃分成格子狀之複數個區劃。於本實施形態中，一個區劃例如與影像上之一個像素對應，但並不限定於此。於本實施 形態中，分布變更部132係如圖13A所示般，以所獲得之作為第2檢測資訊D2之適用於影像上之複數個區劃之吸收係數之值之種類變少之方式，改變所獲得之作為分別對應於物質A及物質B之第1檢測資訊之第1吸收係數及第2吸收係數中之至少一者之值。於本實施形態中，分布變更部132係使所獲得之作為第2檢測資訊D2之適用於影像上之複數個區劃之吸收係數之值之種類與所獲得之作為第1檢測資訊D1之適用於影像上之複數個區劃之吸收係數之值之種類相比減少。
此處，所謂吸收係數之值之種類，係指於圖12B或圖13A所示之頻度分布中，存在頻度之橫軸上之吸收係數之值之不同。例如，於圖12B中，由頻度PA2、PA3所表示之橫軸之吸收係數之值之種類為與該等頻度PA2、PA3對應之2種，總計存在與頻度之個數對應之20種吸收計數之值。另一方面，於圖13A所示之頻度分布中，橫軸之吸收係數之值之種類減少至12種。如此，分布變更部132係以於圖13A所示之變更後之頻度分布中適用於影像上之複數個區劃之吸收係數之值之種類減少之方式，變更圖12B所示之頻度分布。分布變更部132係如下所述，於變更頻度分布之過程中，將頻度分布中之複數個頻度整合為較該複數個頻度之個數更少之個數之頻度。
又，於本實施形態中，分布變更部132係根據由透過X線所獲得之作為X線光譜資料DS之與第1物質及第2物質有關之資訊(吸收係數)、及第1物質與第2物質之比率，而將由第1檢測資訊D1所獲得之與物質A及物質B對應之第1吸收係數及上述第2吸收係數中之至少一者改變為第3吸收係數。換言之，分布變更部132係根據自上述之X線光譜資料DS所獲得之第1物質與第2物質之比率RT，而對由第1檢測資訊D1所獲得之分別與物質A及物質B對應之第1吸收係數及第2吸收係數中之至少一者進行變更。
其次，參照圖14A至圖14C，對將上述之圖12B所示之頻度分布變更為圖13A所示之頻度分布之方法進行說明。
於本實施形態中，根據由X線光譜資料DS所獲得之與測定物S中所含之物質之種類有關之資訊(即吸收係數)來確定變更後之頻度分布之中心(頻度分布之橫軸上之位置)。又，根據測定物S中所含之物質之比率RT而確定以上述中心為起點之頻度分布之範圍。進而，將於上述變更前之分布中包含於上述範圍內之頻度整合到位於上述中心之頻度，藉此變更頻度分布。
於本實施形態中，用以確定變更後之頻度分布之中心之資訊與關於比率RT之資訊係由在上述之比率獲取部120獲取比率RT之過程中所參照之圖5B所示之參照資料RM而獲得。即，根據圖5B所示之參照資料RM，確定提供比率RT之物質A及物質B之種類。只要確定各物質之種類，則可確定該物質之吸收係數。因此，藉由獲取該物質A及物質B之比率RT而確定測定物S中所含之各物質之吸收係數，根據該吸收係數，來確定圖13A所示之變更後之頻度分布中之與物質A及物質B對應之各分布之中心。
分布變更部132係如圖14A所示般，根據由X線光譜資料DS所獲得之與物質之種類有關之資訊(即吸收係數)，而確定變更後之頻度分布中之與各物質對應之分布之中心CA、CB。即，分布變更部132係如上所述，於比率獲取部120獲取比率RT時將與所確定之各物質之種類對應之吸收係數之值設定為頻度分布之中心CA、CB。
繼而，分布變更部132係根據藉由比率獲取部120所獲取之測定物S中所含之物質之比率RT，而確定以中心CA、CB為起點之變更前之分布之範圍。詳細而言，分布變更部132係如圖14A所示般，最初，設定僅包含位於中心CA、CB之頻度之範圍H1，算出與屬於該範圍中之各物 質對應之頻度之比率。於該例中，算出針對中心CA所設定之範圍H1中所含之1個頻度(斜線)與針對中心CB所設定之範圍H1中所包含之1個頻度(斜線)之比。而且，分布變更部132係對該頻度之比是否與比率獲取部120所獲取之比率RT一致或近似進行判定。
於上述之頻度之比不與比率RT一致或近似之情形時，分布變更部132係如圖14B所示般，使範圍H1僅增加固定值而擴大至範圍H2，算出屬於該範圍H2之頻度之比率。於該例中，算出針對中心CA所設定之範圍H2中所含之3個頻度(斜線)與針對中心CB所設定之範圍H2中所含之3個頻度(斜線)之比。繼而，分布變更部132係對該頻度之比是否與比率RT一致或近似進行判定。
如此，分布變更部132係以中心CA、CB為起點慢慢擴大範圍直至頻度之比與比率RT一致或近似。而且，如圖14C所示般，只要於將範圍H2擴大至範圍H3時，屬於該範圍H3之頻度之比率與比率RT一致或近似，則將該範圍H3確定作為與測定物S中所含之物質之比率RT對應之範圍。
繼而，分布變更部132係將屬於上述之既定之範圍H3之複數個頻度整合成較該等複數個頻度之個數更少之個數之頻度。於本實施形態中，將於變更前之頻度分布中包含於範圍H3中之頻度PA2、PA3、PA4、PA5整合為位於變更後之分布之中心CA之頻度PA1。同樣地，將於變更前之頻度分布中包含於範圍H3中之頻度PB2、PB3、PB4、PB5整合為位於變更後之分布之中心CB之頻度PB1。該結果，如上述之圖13A所示般，可獲得具有急峻之峰值QA、QB之頻度分布。換言之，分布變更部132係將上述之圖12B所示之具有半值寬度相對較大之峰值PA、PB之頻度分布變更為圖13A所示之與峰值PA、PB相比具有半值寬度較小之峰值QA，QB之頻度分布。又，如圖12B所示般，對於峰值PA，在吸收係數μ之值中既 定範圍內具有頻度最高之PA1。有較PA1頻度更低之PA2、PA4。因此，於圖12B中，頻度之分布具有峰值。再者，於圖13A中，變更為半值寬度較小之頻度分布，但例如對於眾數，使以吸收係數μ之值之大小計分割區劃之數量成為30%之處之寬度減小，作為結果，對於眾數，亦可使分割區劃之數量為50%之處之值變小。當然，對於眾數，分割區劃之數量亦可為90%、80%、70%、60%、40%、30%、20%、10%，當然，亦可為除此以外之數之%之部分。再者，如圖12B所示般，對於2個範圍H，分別具有眾數。又，如圖12B所示般，對於2個範圍H，各自之眾數之值不同。再者，複數個範圍H所具有之眾數之值亦可相等。又，於圖12B中，具有2個眾數，對於各個眾數具有範圍H，但眾數之數量並不限定於2個。例如，眾數之數量亦可為3、4、5及其以上。
此處，於本實施形態中，分布變更部132係以可獲得圖13A所示之頻度分布之方式對第1檢測資訊D1進行修正，藉此生成第2檢測資訊D2。即，分布變更部132係於生成圖13A之頻度分布之過程中將與整合為中心CA、CB之頻度之各頻度對應之像素之訊號強度變更為與中心CA、CB之頻度對應之像素之訊號強度。換言之，分布變更部132係以使頻度分布之既定之範圍中之不同之值為1個值之方式，變更頻度分布。即，以使鄰接之分割區劃中之一方之值與另一方之值成為相同之方式變更頻度分布。藉此，自第1檢測資訊D1生成第2檢測資訊D2。
相應於圖13A所示之具有急峻之峰值QA、QB之頻度分布，藉由第2檢測資訊D2所獲得之影像G4變明確。2種物質A及物質B之各階調均勻化，藉此可容易地識別各物質。
如以上所作說明般，根據本實施形態，將第1檢測資訊D1變更為表示具有急峻之頻度分布之影像之第2檢測資訊D2，故而可根據該第2檢測資訊D2，明確地識別測定物S之內部之物質。因此，即便於在測 定物S中包含複數種之物質之情形時，亦可抑制伴隨偽像之影響之測定不良。又，根據本實施形態，可明確地識別測定物S之內部之物質，故而可將本實施形態之X線裝置1用於測定物S之內部之形狀之測定。
再者，於上述之實施形態中，藉由檢測部42而確定測定物S中所含之複數種物質之種類，但確定之方法並不限定於此。例如自X線源2對測定物S照射線質不同之2種X線。為了使線質不同，而使配置於X線源2與測定物S之間之濾波器之X線之透過率不同。藉此，自X線源2照射之X線中之由濾波器分離之波長不同。此情形時，藉由比較線質不同之2種X線中之透過之X線之強度，而無需使用針對每種波長之X線之透過強度，便可確定測定物S中所含之複數個物質之種類。即，自X線源2產生之X線之波長亦可不連續地變化。當然，例如亦可使自X線源2產生之X線之波長連續地變化。例如，自X線源2對測定物S照射既定範圍之波長之X線。亦能夠以依序使既定範圍之波長不同之方式來確定測定物S中所含之複數個物質之種類。
又，於上述之實施形態中，檢測部42與檢測器41為不同之構件，但亦可為相同之構件。例如，於檢測器41中，亦可生成X線光譜資料DS。例如，於檢測器41之閃爍體部34中，根據入射之X線之波長，可轉換為不同之波長之光。藉由算出自X線轉換而成之光之光譜，而推測出入射之X線之波長，生成X線光譜資料DS。
進而，於藉由檢測部42對測定物S之僅一部分之透過X線進行檢測之情形時，例如，亦可沿圖1之Y軸方向，改變對測定物S照射之位置，藉由檢測部42對透過測定物S之X線進行複數次檢測。於此情形時，亦可藉由複數次中之各次之測定物S之透過X線，根據檢測部42之結果，確定測定物S中所含之複數個物質之種類作為測定物S之透過X線之結果。
再者，於本實施形態中，於同一裝置內算出測定物S之X線光譜資料RDX及X線吸收資料DX，但亦可藉由不同之裝置求出各者。
<第2實施形態>
其次，對第2實施形態進行說明。
圖15係表示第2實施形態之資訊處理裝置100A之一例。本實施形態之X線裝置係於上述之第1實施形態之X線裝置1之構成中，代替資訊處理部100，而具備圖15所示之資訊處理部100A。資訊處理部100A係代替上述之第1實施形態之資訊處理裝置100所具備之比率獲取部120，而具備由第1檢測資訊D1獲取物質之比率之比率獲取部120A。於本實施形態中，比率獲取部120A係自藉由第1檢測資訊D1所表示之訊號強度之分布而獲取測定物S中所含之物質之比率。其他之構成亦與上述之第1實施形態相同。
關於利用比率獲取部120A之比率之獲取方法，參照圖16進行說明。圖16係表示與上述之第1實施形態之圖12B對應之頻度分布。比率獲取部120A係確定圖16所示之頻度分布之波谷之位置來作為屬於2種物質A及物質B之頻度之邊界值V。繼而，比率獲取部120A係算出屬於由該邊界值V所劃分之範圍HA及範圍HB之頻度之比率，使用該比率作為測定物S中所含之物質之比率RT。於圖16之例中，頻度PA1~PA9屬於範圍HA，頻度PB1~PB11屬於範圍HB。於本實施形態中，比率獲取部120A係獲取頻度PA1~PA9之累加值與頻度PB1~PB11之累加值之比來作為物質A與物質B之比率RT。
圖16所示之頻度分布係與上述之第1實施形態中之圖12B所示之頻度分布相同。因此，為了生成圖16所示之柱狀圖，第2實施形態之比率獲取部120A亦可利用第1實施形態之第2資訊生成部130生成圖12B所示之頻度分布之功能。相反，為了生成圖12B所示之頻度分布，第1實 施形態之第2資訊生成部130亦可利用第2實施形態之比率獲取部120A生成圖16所示之頻度分布之功能。關於其他，與上述之第1實施形態相同。
根據第2實施形態，與第1實施形態相比，可相對簡單地獲取複數種之物質之比率RT。因此，可減輕用以根據第1檢測資訊生成第2檢測資訊之處理。
<第3實施形態>
其次，對第3實施形態進行說明。
於第3實施形態中，將自上述之第1及第2實施形態所獲得之第2檢測資訊D2修正為反映測定物S之內部狀態之影像。
圖17係表示第3實施形態之資訊處理裝置100B之一例。本實施形態之X線裝置係於上述之第1實施形態之X線裝置1之構成中，代替資訊處理部100而具備圖17所示之資訊處理部100B。資訊處理部100B係於上述之第1實施形態之資訊處理裝置100之構成中，進而具備第3資訊生成部140。其他之構成係與上述之第1實施形態相同。再者，第3實施形態之構成可適用於第2實施形態。
圖18係表示第3實施形態之具備資訊處理部100B之X線裝置之動作之流程之流程圖。於圖18中，步驟S10~S17、S20係與上述之圖7所示之第1實施形態之X線裝置1之動作相同。於第3實施形態中，追加藉由第3資訊生成部140所實施之步驟S18。
第3實施形態之第3資訊生成部140係以使利用逐次近似法之運算結果與實際之檢測結果一致之方式，以第2檢測資訊為初始值生成第3檢測資訊D3。藉此，於第3檢測資訊中反映出測定物S之實際之內部狀態。因此，與第1實施形態相比，可更詳細地掌握測定物S之內部之狀態。
<第4實施形態>
其次，引用上述之第3實施形態之圖17及圖18對第4實施形態進行說明。於第4實施形態中，圖17所示之第3資訊生成部140代替逐次近似法，而使用反投影法根據第2檢測資訊D2生成第3檢測資訊D3。其他之構成係與第3實施形態相同。
第4實施形態之第3資訊生成部140係根據利用比率獲取部120所獲取之複數種之物質之比率RT來確定測定物S中所含之物質之配置。而且，第3資訊生成部140係使第2檢測資訊D2反映與已確定之物質之配置有關之資訊，繼而，第3資訊生成部140係藉由對反映物質之配置之第2檢測資訊D2適用反投影法而生成第3檢測資訊D3。於本實施形態中，所謂使第2檢測資訊D2反映物質之配置，係指使第2檢測資訊D2反映自X線光譜資料DS所獲得之測定物S中所含之物質之吸收係數。
圖19係用以說明使第2檢測資訊D2反映物質之配置之方法之說明圖。圖19所示之圖案J1係對第2檢測資訊D2進行正投影所獲得之圖案，且為使第2檢測資訊D2反映物質之配置之前之圖案。該圖案J1係利用第3資訊生成部140進行反投影前之圖案，就該方面而言，與作為利用第1資訊生成部110進行反投影前之圖案的圖9B所示之圖案PDXC對應。
圖19所示之圖案J2係於上述之圖案J1中反映出物質之配置之圖案。於圖案J2中，於一部分之區域F中反映出與物質之配置對應之吸收係數。第3資訊生成部140係使用圖案J2進行反投影，藉此，生成反映出物質之配置之第2檢測資訊D2。
於第4實施形態中，第3資訊生成部140係使圖案J1反映與物質之配置對應之吸收係數作為與物質之配置有關之資訊。反映於圖案J1中之物質之吸收係數係根據在上述之比率獲取部120確定比率RT之過程中所參照之圖5B所示之參照資料RM而確定。即，根據圖5B所示之參照資料RM，在確定比率RT之過程中，確定提供比率RT之物質A及物質B 之種類。只要確定各物質之種類，便可確定該物質之吸收係數。
於使圖案J1反映物質之吸收係數之情形時，需要確定圖案J1上之位置。該位置可由上述之第1檢測資訊D1所示之斷層影像、及藉由比率獲取部120所獲得之比率RT來確定。即，可藉由將第1檢測資訊D1所表示之斷層影像所示之各物質之影像之大小與物質之比率RT進行對比，而掌握提供比率RT之各物質之吸收係數與斷層影像所示之物質之位置之間之關係。第3資訊生成部140係根據上述之關係，而確定反映物質之吸收係數之圖19所示之圖案J1上之位置。藉此，可獲得圖19所示之圖案J2。於圖19所示之例中，於像素F之資訊中反映出吸收係數，其他像素之資訊保持原先之狀態。
根據本實施形態，使第2檢測資訊D2反映出自X線光譜資料DS所獲得之各物質之吸收係數，故而於第3檢測資訊D3中，可更良好地反映測定物S之內部狀態。因此，與第1實施形態相比，可詳細地掌握測定物S之內部之狀態。又，於第4實施形態中，藉由反投影法生成第3檢測資訊D3，故而與使用逐次近似法之第3實施形態相比，可減輕用以生成第3檢測資訊D3之影像處理之負擔。
<第5實施形態>
其次，對第5實施形態進行說明。
於以下之說明中，對於與上述之實施形態相同或相等之構成部分附上相同之符號，簡略或省略其說明。
於第5實施形態中，對具備上述X線裝置1之構造物製造系統進行說明。
圖20係構造物製造系統200之方塊構成圖。構造物製造系統200具備包含上述之X線裝置1之形狀測定裝置270、設計裝置210、成形裝置220、控制裝置(檢查裝置)230、及修復裝置240。於本實施形態中， 構造物製造系統200係製成汽車之門部分、引擎零件、齒輪零件、及具備電路基板之電子零件等成形品。
設計裝置210係製成與構造物之形狀有關之設計資訊，並將製成之設計資訊傳送至成形裝置220。又，設計裝置210係使控制裝置230之下述之座標記憶部231記憶製成之設計資訊。此處，所謂設計資訊係指表示構造物之各位置之座標之資訊。成形裝置220係根據自設計裝置210輸入之設計資訊而製作上述構造物。成形裝置220之成形步驟包含鑄造、鍛造、及切削中之至少一者。
X線裝置1係將表示測定之座標之資訊向控制裝置230傳送。控制裝置230具備座標記憶部231及檢查部232。於座標記憶部231中，藉由設計裝置210而記憶有設計資訊。檢查部232係自座標記憶部231讀出設計資訊。檢查部232係根據自X線裝置1接收之表示座標之資訊，而製成表示所製成之構造物之資訊(形狀資訊)。檢查部232係將自形狀測定裝置270接收之表示座標之資訊(形狀資訊)與自座標記憶部231讀出之設計資訊進行比較。檢查部232係根據比較結果，來判定是否按照設計資訊成形構造物。換言之，檢查部232係對製成之構造物是否為良品進行判定。檢查部232係於未按照設計資訊成形構造物之情形時，判定是否可修復。於可修復之情形時，檢查部232係根據比較結果，而算出不良部位與修復量，且對修復裝置240傳送表示不良部位之資訊與表示修復量之資訊。
修復裝置240係根據自控制裝置230接收之表示不良部位之資訊與表示修復量之資訊，而對構造物之不良部位進行加工。
圖21係表示利用構造物製造系統200所進行之處理之流程之流程圖。首先，設計裝置210製作與構造物之形狀有關之設計資訊(步驟S101)。其次，成形裝置220根據設計資訊製作上述構造物(步驟S102)。其次，X線裝置1測定與構造物之形狀有關之座標(步驟S103))。其次， 控制裝置230之檢查部232係藉由將由X線裝置1製成之構造物之形狀資訊與上述設計資訊進行比較，而檢查是否按照設計資訊製成構造物(步驟S104)。
其次，控制裝置230之檢查部232對製成之構造物是否為良品進行判定(步驟S105)。於所製成之構造物為良品之情形(步驟S105：YES)時，構造物製造系統200結束該處理。另一方面，於製成之構造物非良品之情形(步驟S105：NO)時，控制裝置230之檢查部232係對製成之構造物是否可修復進行判定(步驟S106)。
於所製成之構造物可修復之情形(步驟S106：YES)時，修復裝置240係實施構造物之再加工(步驟S107)，且返回至步驟S103之處理。另一方面，於所製成之構造物無法修復之情形(步驟S106：NO)時，構造物製造系統200結束該處理。以上，結束本流程圖之處理。
根據以上，上述之實施形態中之X線裝置1可正確地測定構造物之座標，故而構造物製造系統200可對所製成之構造物是否為良品進行判定。又，構造物製造系統200可於構造物非良品之情形時，實施構造物之再加工並進行修復。
以上，參照圖式對本發明之實施形態進行詳細敍述，但具體之構成並不限定於該實施形態，亦可於不脫離本發明之要旨之範圍內加以適當變更。再者，上述之各實施形態之要件可適當組合。又，亦有不使用一部分之構成要素之情形。又，於法令容許之範圍內，援用於上述之各實施形態中引用之所有公開公報及美國專利之揭示來作為本文之記載之一部分。
亦可將用以實現本發明中之X線裝置之功能之程式記錄於電腦可讀取之記錄媒體中，使電腦系統讀出記錄於該記錄媒體中之程式並執行，藉此，進行X線裝置之處理。再者，此處所言之所謂「電腦系統」 係設為包含OS或周邊機器等硬體者。又，「電腦系統」係設為亦包含具備主頁提供環境(或者顯示環境)之WWW(World Wide Web，全球資訊網)系統者。又，所謂「電腦可讀取之記錄媒體」係指軟碟、磁光碟、ROM、CD-ROM等可攜式媒體、及內置於電腦系統中之硬碟等記憶裝置。進而所謂「電腦可讀取之記錄媒體」係設為亦包含如經由網際網路等網路或電話線路等通訊線路而傳送程式之情形時之成為服務器或用戶端之電腦系統內部之揮發性記憶體(RAM)般保持固定時間程式者。
又，上述程式亦可自將該程式儲存於記憶裝置等中之電腦系統，經由傳輸媒體或者藉由傳輸媒體中之傳輸波而傳輸至其他電腦系統。此處，對程式進行傳輸之「傳輸媒體」係指如網際網路等網路(通訊網)或電話線路等通訊線路(通訊線)般具有傳輸資訊之功能之媒體。又，上述程式亦可為用於實現上述功能之一部分者。進而，亦可為能夠利用與已記錄於電腦系統中之程式之組合而實現上述功能者，即所謂差分檔案(差分程式)。
於上述之實施形態中，檢測部40係對與X線之照射方向正交之平面之每單位面積照射至測定物S之X線之強度I0、及透過測定物S之透過X線之強度I進行檢測，但本發明未必限定於此種構成。例如亦能夠以檢測部40僅對透過測定物S之透過X線之強度I進行檢測之方式構成。例如，於可預先假定照射至測定物S之X線強度為固定之情形時，僅對透過測定物S之透過X線之強度I進行檢測，藉此可獲得與上述之說明之X線光譜資料實質上相同之資料。
於上述之實施形態中，於預先已知測定物S中所含之第1物質與第2物質之比率RT之情形時，亦可省略如下之步驟，即比率獲取部120根據由檢測部42所獲得之X線光譜資料DS而算出比率RT。此情形時，比率獲取部120亦可獲取如CAD資料般之設計資訊，由此算出比率RT。或 者，亦可接收測定者所輸入之比率資訊，據此算出比率RT。即，比率獲取部120亦可根據如由檢測部42所獲得之X線光譜資料DS、CAD資料般之設計資訊、測定者所輸入之比率資訊中之至少1者，或者該等之任意之組合而算出比率RT。於組合複數個資訊之情形時，當各資訊存在差異之情形時，亦可使用其等之平均值。此時，亦可採用根據各資訊之似然率(誤差)而附加權重之平均值。又，亦可個別地使用複數個資訊，而算出與各自對應之比率RT並製成第2資訊。
再者，並非必須獲取與測定物整體有關之比率資訊，亦可視需要僅抽取與測定物之一部分對應之比率資訊，且將其用作為比率資訊。例如，於比率獲取部120根據如CAD資料般之設計資訊獲取比率資訊之情形時，亦可獲取所獲得之作為第1資訊之斷層畫面中之物質之比率資訊。於此情形時，首先，亦可確定所獲得之作為第1資訊之斷層畫面是否為測定物S之某個位置上之斷層畫面，獲取與斷層畫面對應之位置(或者包含與斷層畫面對應之位置之附近區域)中之物質之比率資訊。即便於根據由檢測部42所獲得之X線光譜資料DS而算出比率RT之情形時，亦可同樣地視需要僅抽取與測定物之一部分對應之比率資訊，將其用作為比率資訊。
再者，於上述實施形態中，對於2維影像而非為3維影像，亦可根據比率資訊將第1檢測資訊D1變更為第2檢測資訊D2。即便於此情形時，比率獲取部120亦可如上所述使用如CAD資料般之設計資訊而獲取比率資訊。於此情形時，亦可抽取投影至2維影像上之測定物之與對應於投射影像之部分有關之比率資訊，並將其用作為比率資訊。
再者，於上述實施形態中，獲取第1資訊之場所、生成第2資訊之場所、獲取比率資訊之場所、及生成頻度分布之場所亦可未必為相同之場所，該等中之至少一者亦可為不同之場所。例如，生成第2資訊之場所亦可為與該X線裝置獨立地設置之資訊處理裝置，而非預先連接於獲 取第1資訊之X線裝置之資訊處理裝置。例如，亦可為連接於獲取比率資訊之檢測部42之資訊處理裝置。又，亦可將於各個不同之場所獲取之資訊經由例如網際網路、內部網路(intranet)等線路而集中至與X線裝置獨立地設置之外部之資訊處理裝置中，根據該資訊而於外部之資訊處理裝置中生成第2資訊。
對於如檢測部42般之光譜計，亦可連續地對測定物S照射波長不同之X線，對透過測定物S之X線之強度進行測量。或者，亦可離散地對測定物S照射波長不同之X線，對透過測定物S之X線之強度進行測量。此處，亦可僅獲取單一之波長之X線之強度，或者，亦可統一地獲取既定範圍之波長區域之X線之強度。

Claims (25)

  1. 一種X線裝置，其係對測定物照射X線而檢測於複數方向透過該測定物之透過X線者，具備：第1資訊生成部，其根據由對該透過X線進行檢測之結果再構成之影像而生成第1資訊，該第1資訊係包含位於第一範圍內之X線之吸收係數的區域資訊、與位於第二範圍內之X線之吸收係數的區域資訊；比率獲取部，其獲取表示構成該測定物之第1、第2物質之比率之比率資訊；以及第2資訊生成部，其根據該比率資訊與該第1資訊而生成第2資訊，該第2資訊係包含位於包含該第一、第二範圍的第三範圍內之X線之吸收係數的區域資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之X線裝置，其中，該第2資訊生成部係生成第2資訊；該第2資訊係對該第1資訊中鄰接之分割區劃之值不同之部分，使該不同之部分中之一方之值成為另一方之值而使該鄰接之分割區劃之值相等。
  3. 如申請專利範圍第1項之X線裝置，其中，該第2資訊生成部係生成第2資訊；該第2資訊係該第1資訊之該分割區劃之數量之分布具有眾數，使相對於該第1資訊之該眾數之半值寬度減小而得者。
  4. 如申請專利範圍第3項之X線裝置，其中，該第2資訊生成部係生成第2資訊；該第2資訊係於以該第1資訊之分配於該眾數之分割區劃之值為中心之既定範圍內，包含與該第1物質之吸收係數對應之值，且使包含於該既定範圍內之值變更為與該第1物質之吸收係數對應之值。
  5. 如申請專利範圍第4項之X線裝置，其中，該第2資訊生成部係生成第2資訊；該第2資訊係抽取配置於在該第1資訊中分配有與該第1物質之吸收係數對應之值之分割區劃之周圍之分割區劃，並將該抽取之分割區劃之值變更為對應於該第1物質之吸收係數之值。
  6. 如申請專利範圍第3項之X線裝置，其中，該第1資訊之該分割區劃之數量之分布具有複數個既定範圍，且於該複數個既定範圍之各者具有眾數。
  7. 如申請專利範圍第1項之X線裝置，其中，該第1資訊生成部係使用相對於該測定物之X線之入射方向分別不同之複數束透過X線之結果而生成該第1資訊。
  8. 如申請專利範圍第7項之X線裝置，其進一步具備：檢測部，其係根據X線之波長而檢測透過該測定物之X線強度；該比率獲取部係使用該檢測部之訊號而生成該測定物之比率資訊。
  9. 如申請專利範圍第8項之X線裝置，其中，該檢測部係根據X線之波長而檢測照射至該測定物之X線強度與透過該測定物之X線強度之比。
  10. 如申請專利範圍第8項之X線裝，其係使用如下者而生成該測定物之比率資訊，即：記憶部，其記憶以該檢測部檢測該第1、第2物質之各者之情形時之表示該檢測部之訊號之參照資料。
  11. 如申請專利範圍第7項之X線裝置，其中，該比率獲取部係自該測定物之設計資訊獲取該比率資訊。
  12. 如申請專利範圍第7項之X線裝置，其中，該比率獲取部係獲取表示該測定物中之該第1、第2物質之體積比率之比率資訊。
  13. 如申請專利範圍第7項之X線裝置，其進一步具備：第3資訊生成 部，其係以該第2資訊為初始值並藉由逐次近似法而生成第3資訊。
  14. 如申請專利範圍第7項之X線裝置，其進一步具備：第3資訊生成部，其係以該第2資訊為初始值並藉由反投影而生成第3資訊。
  15. 如申請專利範圍第1項之X線裝置，其進一步具備頻度生成部，其生成表示與該第1資訊之分配之值之大小對應之分割區劃之數量之、該分配之值之頻度資訊。
  16. 如申請專利範圍第7項之X線裝置，其中，該第2資訊生成部係使該第1資訊之分配於一個分割區劃之值減少而生成第2資訊。
  17. 一種資訊獲取方法，其係對測定物照射X線而獲取與該測定物之構造物有關之資訊，包含：對測定物照射X線而檢測於複數方向透過該測定物之透過X線；根據由對該透過X線進行檢測之結果再構成之影像而生成第1資訊，該第1資訊係包含位於第一範圍內之X線之吸收係數的區域資訊、與位於第二範圍內之X線之吸收係數的區域資訊；獲取表示構成該測定物之第1、第2物質之比率之比率資訊；以及根據該比率資訊與該第1資訊而生成第2資訊，該第2資訊係包含位於包含該第一、第二範圍的第三範圍內之X線之吸收係數的區域資訊。
  18. 如申請專利範圍第17項之資訊獲取方法，其中，該第1資訊係使用相對於該測定物之X線之入射方向分別不同之複數束透過X線之結果而生成而生成。
  19. 如申請專利範圍第17項之資訊獲取方法，其進一步包含生成表示與該第1資訊之分配之值之大小對應之分割區劃之數量之、該分配之值之頻度資訊。
  20. 一種構造物之製造方法，具有：設計步驟，製作與構造物之形狀有關之設計資訊； 成形步驟，根據該設計資訊而製成該構造物；使用申請專利範圍第1項之X線裝置或申請專利範圍第17項之資訊獲取方法中之任一者對所製作之該構造物之形狀進行測量之步驟；以及檢查步驟，將於該測定步驟中所獲得之形狀資訊與該設計資訊進行比較。
  21. 如申請專利範圍第20項之構造物之製造方法，其具有：修復步驟，根據該檢查步驟之比較結果而執行，且實施該構造物之再加工。
  22. 如申請專利範圍第21項之構造物之製造方法，其中，該修復步驟係重新執行該成形步驟之步驟。
  23. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄有使連接於X線裝置之電腦執行該X線裝置之控制的程式，該程式對該X線裝置進行控制而使之執行如下處理：對測定物照射X線而檢測於複數方向透過該測定物之透過X線；根據由對該透過X線進行檢測之結果再構成之影像而生成第1資訊，該第1資訊係包含位於第一範圍內之X線之吸收係數的區域資訊、與位於第二範圍內之X線之吸收係數的區域資訊；獲取表示構成該測定物之第1、第2物質之比率之比率資訊；以及根據該比率資訊與該第1資訊而生成第2資訊，該第2資訊係包含位於包含該第一、第二範圍的第三範圍內之X線之吸收係數的區域資訊。
  24. 如申請專利範圍第23項之電腦可讀取之記錄媒體，其中，該第1資訊係使用相對於該測定物之X線之入射方向分別不同之複數束透過X線之結果而生成而生成。
  25. 如申請專利範圍第23項之電腦可讀取之記錄媒體，其中，該程式進一步包含對該X線裝置進行控制而使之執行如下處理：生成表示與該第1資訊之分配之值之大小對應之分割區劃之數量之、 該分配之值之頻度資訊。
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