JP2849491B2 - X-ray tomography method and apparatus - Google Patents
X-ray tomography method and apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、透過X線による試料の
断層撮影方法とその装置に係わり、特に回路基板の内部
構造の計測に好適とされたX線断層撮影方法とその装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for tomography of a sample using transmitted X-rays, and more particularly to an X-ray tomography method and an apparatus suitable for measuring the internal structure of a circuit board. is there.
【0002】[0002]
【従来の技術】これまで、透過X線により試料内部のあ
る着目焦点面での断層像を検出する装置としては、米国
特許4926452に記載のものが知られている。これ
による場合、収束電子線をタ−ゲット上で走査すること
によってX線を走査する一方、試料を透過したX線を検
出する検出器を収束電子線と同期させて走査することに
よって、その試料内部のある着目焦点面での断層像が、
焦点面以外での像がぼかされた状態で検出されるように
なっている。2. Description of the Related Art A device described in US Pat. No. 4,926,452 is known as a device for detecting a tomographic image at a certain focal plane inside a sample by using transmitted X-rays. In this case, the X-rays are scanned by scanning the focused electron beam on the target, and the detector for detecting the X-rays transmitted through the sample is scanned in synchronization with the focused electron beam, thereby scanning the sample. The tomographic image at a certain focal plane inside is
The image other than the focal plane is detected in a blurred state.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術による場合、収束電子線がタ−ゲット上で走査され、
X線が走査されていることから、どうしても試料上に照
射されるX線源径を小さく絞り得ず、これがために断層
像はぼけた状態として検出されるものとなっている。However, in the case of the prior art, the focused electron beam is scanned on the target,
Since the X-rays are scanned, the diameter of the X-ray source irradiated on the sample cannot be reduced to a small value, and the tomographic image is detected as a blurred state.
【0004】本発明の第1の目的は、試料内部の焦点面
での断層像は鮮明に、しかもその焦点面以外での像はぼ
かされた状態として検出可とされたX線断層撮影方法を
供するにある。本発明の第2の目的は、試料内部の焦点
面での断層像は鮮明に、しかもその焦点面以外での像は
ぼかされた状態として検出可とされたX線断層撮影装置
を供するにある。A first object of the present invention is to provide an X-ray tomography method in which a tomographic image at a focal plane inside a sample is sharp, and an image other than the focal plane can be detected as a blurred state. To serve. A second object of the present invention is to provide an X-ray tomography apparatus in which a tomographic image at a focal plane inside a sample is sharp and an image other than the focal plane can be detected as a blurred state. is there.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、基本
的には、固定X線源に対し試料を所定の回転軸周りに位
置可変、姿勢状態不変として回転駆動する際に、その試
料からの透過X線を所定に検出処理することによって、
その試料内部焦点面での断層像を得ることで達成され
る。上記第2の目的は、基本的には、固定X線源に対し
試料を所定の回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変とし
て回転駆動する際に、その試料からの透過X線を所定に
検出処理すべく構成することで達成される。The first object of the present invention is basically to rotate a sample around a predetermined axis of rotation with respect to a fixed X-ray source and to rotate the sample in a fixed attitude state. By detecting transmitted X-rays from
This is achieved by obtaining a tomographic image at the focal plane inside the sample. The second object is basically to detect a transmitted X-ray from a sample in a predetermined manner when the sample is rotationally driven with respect to a fixed X-ray source in a position variable around a predetermined rotation axis and in an invariable posture state. This is achieved by configuring for processing.
【0006】[0006]
【作用】固定X線源に対し試料を所定の回転軸周りに位
置可変、姿勢状態不変として回転駆動せしめる一方、試
料回転駆動位置各々でその試料からの透過X線を検出す
るようにすれば、それら回転駆動位置各々では試料内部
焦点面での像は常時X線検出面上では同一位置として検
出されるが、試料内部焦点面以外での面での像はX線検
出面上では相異なる位置として検出されることから、試
料回転駆動位置各々で検出された透過X線像を累積加算
処理、あるいは累積蓄積処理する場合は、試料内部焦点
面以外の面での断層像はぼかされた状態として、試料内
部焦点面での断層像が鮮明に検出され得るものである。When the sample is rotated relative to a fixed X-ray source with a variable position around a predetermined rotation axis and the posture state is invariable, while transmitting X-rays from the sample are detected at each sample rotation driving position, At each of these rotational drive positions, the image on the focal plane inside the sample is always detected as the same position on the X-ray detection plane, but the image on the plane other than the focal plane inside the specimen has different positions on the X-ray detection plane. When cumulative addition processing or cumulative accumulation processing is performed on the transmitted X-ray images detected at each of the sample rotation drive positions, the tomographic image on a surface other than the focal plane inside the sample is blurred. The tomographic image at the focal plane inside the sample can be clearly detected.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明を図1から図9により説明す
る。先ず本発明を具体的に説明する前に、そのX線断層
撮像原理について簡単ながら説明すれば、図1はそのX
線断層撮影原理を示したものである。これによる場合、
焦点面(試料内部に存在)1およびフィルム2を同期を
とって同一回転軸周りに回転駆動されるが、図2はその
際での試料の回転運動を平面として示したものである。
図示のように、試料3は固定X線源4を含む回転軸周り
に一定の半径を以て回転駆動されるが、その中心位置は
円周上に存在するものとして可変とされているも、姿勢
状態は不変として回転駆動されるものとなっている。こ
のような事情は試料3と同期して回転駆動されるフィル
ム2でも同様となっている。したがって、以上の如くに
して試料3およびフィルム2が同一回転軸周りに同期し
て回転駆動されるとすれば、焦点面1上での点Cはフィ
ルム2上では常時同一位置に撮影されるも、焦点面1上
には存在しない他の点A、Bはフィルム2上では同一位
置には撮影されないというものである。このことは、点
A、Bはぼかされた状態として、焦点面1での断層像が
得られることを意味している。しかも、その際、試料3
へのX線の入射角を変更可とすべく、試料3の回転半径
が可変に設定される場合は、焦点面1での断層像が焦点
深度可変として得られるものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to FIGS. Before describing the present invention in detail, the principle of the X-ray tomographic imaging will be briefly described.
It shows the principle of line tomography. In this case,
The focal plane (present inside the sample) 1 and the film 2 are synchronously driven to rotate about the same rotation axis. FIG. 2 shows the rotational movement of the sample at this time as a plane.
As shown in the figure, the sample 3 is driven to rotate around a rotation axis including the fixed X-ray source 4 with a constant radius, and the center position thereof is variable as if it exists on the circumference. Are rotationally driven invariably. Such a situation is the same for the film 2 which is driven to rotate in synchronization with the sample 3. Therefore, assuming that the sample 3 and the film 2 are synchronously driven around the same rotation axis as described above, the point C on the focal plane 1 is always photographed at the same position on the film 2. The other points A and B which do not exist on the focal plane 1 are not photographed at the same position on the film 2. This means that the points A and B are blurred and a tomographic image on the focal plane 1 is obtained. Moreover, at that time, sample 3
When the turning radius of the sample 3 is set to be variable so that the incident angle of X-rays to the sample can be changed, a tomographic image on the focal plane 1 is obtained as a variable depth of focus.
【0008】図3はまた、そのような原理にもとづくX
線断層撮影装置の一例での原理的構成を示したものであ
る。これによる場合、ターゲット6はこれに収束状態に
ある電子線5が照射されることによって、固定X線源4
として機能するものとなっている。電子線5の照射によ
ってターゲット6で発生されるX線は試料3を介し、既
述のフィルム2相当のX線検出器7で2次元画像として
検出されるが、X線検出器7はこれ自体が回転駆動され
ることはなく、その代りに試料3の所定回転駆動位置各
々に対応して、同一円周上に複数設けられたものとなっ
ている。したがって、試料3が所定回転駆動位置各々に
順次回転駆動されれば、それら回転駆動位置各々に対応
して設けられているX線検出器7各々では順次X線透過
像が、試料3内部の焦点面1での断層像として検出され
得るものである。しかしながら、それら断層像各々では
焦点面1以外の面での画像はまだぼかされていないこと
から、焦点面1以外の面での画像をぼかすべくそれら断
層像は画像加算回路8で順次累積加算されるものとなっ
ている。この累積加算により焦点面1以外の面での画像
はぼかされた状態として、焦点面1での断層像が鮮明に
得られた上、モニタ10上に表示され得るものである。
なお、本例では、X線検出器7は2個設けられている
が、X線検出器7は一般に2個以上、円周上に等円周角
度状に設けられるものとなっている。FIG. 3 also shows X based on such a principle.
1 shows a principle configuration of an example of a line tomography apparatus. In this case, the target 6 is irradiated with the electron beam 5 in a converging state, so that the fixed X-ray source 4
It functions as. The X-rays generated by the target 6 by the irradiation of the electron beam 5 are detected as a two-dimensional image by the X-ray detector 7 corresponding to the above-described film 2 via the sample 3. Are not rotationally driven, but are instead provided on the same circumference in a plurality corresponding to the predetermined rotational drive positions of the sample 3. Therefore, when the sample 3 is sequentially driven to rotate at each of the predetermined rotational drive positions, the X-ray transmission images are sequentially formed at the X-ray detectors 7 provided corresponding to each of the rotational drive positions, and the X-ray transmission images are sequentially focused on the inside of the sample 3. This can be detected as a tomographic image on the surface 1. However, in each of these tomographic images, the image on the plane other than the focal plane 1 has not been blurred yet, so that the tomographic images are sequentially cumulatively added by the image adding circuit 8 in order to blur the image on the plane other than the focal plane 1. It is something to be done. The image on the plane other than the focal plane 1 is blurred by the cumulative addition, and the tomographic image on the focal plane 1 is clearly obtained and can be displayed on the monitor 10.
In this example, two X-ray detectors 7 are provided, but two or more X-ray detectors 7 are generally provided at equal circumferential angles on the circumference.
【0009】以上、本発明に係るX線断層撮影原理やX
線断層撮影装置の原理的構成について説明した。次に、
本発明によるX線断層撮影装置を具体的に説明すれば、
図4はその一例での具体的構成を示したものである。こ
れによると、電子照射系においては、高熱状態にあるフ
ィラメント13で発生された電子は加速管14によって
加速された上、収束レンズ15によって収束された電子
線としてターゲット6上に照射されるようになってい
る。これによりターゲット6からはX線が発生されるも
のである。なお、その際、発生されるX線の波長は電子
線の加速電圧に依存し、また、試料によっては適切なX
線の波長があることからすれば、加速電圧は可変である
こと望ましく、その可変範囲は10〜200kVに設定
されれば十分である。また、ターゲット6の材料として
は、重元素かつ高融点のものが望ましく、例えばタング
ステンが好適である。更に、ターゲット6で発生される
熱によってターゲット6自体が溶融されるのを防止すべ
く、ターゲット6からの熱は冷却棒(材質は銅など、高
熱伝導率の金属が適当)30を介しタンク32中の冷却
媒体31、例えば液体窒素に逃すなどの配慮が必要とな
っている。一方、電子照射系は真空雰囲気中におかれる
べく、真空容器内部に収容されるようになっている。真
空容器内部はバルブ23を介し真空ポンプ22によって
排気されることで、電子照射系は真空雰囲気中におかれ
るわけであるが、その際、ターゲット6は真空と大気を
隔てる真空容器の一部として構成可能となっている。し
かし、ターゲット6自体はその厚さが薄いことがX線像
の分解能を向上せしめる上で必要となっている。これ
は、その厚さが薄い程にX線発生領域は小さくなって点
光源に近づくことから、その分X線像の分解能は向上さ
れるからである。したがって、ターゲット6自体の機械
的強度と分解能の向上、といった相反する要求を適当に
満足するためには、真空と大気を隔てるX線取り出し窓
をターゲット6とは別個に設けたり、あるいは試料室も
真空雰囲気中におくことが考えられるものとなってい
る。As described above, the principle of X-ray tomography and X-ray
The principle configuration of the line tomography apparatus has been described. next,
If the X-ray tomography apparatus according to the present invention is specifically described,
FIG. 4 shows a specific configuration in one example. According to this, in the electron irradiation system, the electrons generated by the filament 13 in the high heat state are accelerated by the accelerating tube 14 and irradiated onto the target 6 as an electron beam converged by the converging lens 15. Has become. As a result, X-rays are generated from the target 6. In this case, the wavelength of the generated X-rays depends on the acceleration voltage of the electron beam.
Given the wavelength of the line, it is desirable that the acceleration voltage is variable, and it is sufficient if the variable range is set to 10 to 200 kV. As a material of the target 6, a heavy element and a material having a high melting point are desirable, and for example, tungsten is suitable. Further, in order to prevent the target 6 itself from being melted by the heat generated in the target 6, heat from the target 6 is transferred to a tank 32 through a cooling rod (a material is suitably a metal having a high thermal conductivity such as copper). Care must be taken to escape the cooling medium 31 inside, for example, liquid nitrogen. On the other hand, the electron irradiation system is housed inside a vacuum vessel so as to be placed in a vacuum atmosphere. The inside of the vacuum vessel is evacuated by a vacuum pump 22 through a valve 23, so that the electron irradiation system is placed in a vacuum atmosphere. Configurable. However, it is necessary that the target 6 itself be thin in order to improve the resolution of the X-ray image. This is because the smaller the thickness, the smaller the X-ray generation area and closer to the point light source, so that the resolution of the X-ray image is improved accordingly. Therefore, in order to appropriately satisfy conflicting demands such as improvement of the mechanical strength and resolution of the target 6 itself, an X-ray extraction window separating the vacuum and the atmosphere is provided separately from the target 6, or the sample chamber is also provided. It is conceivable to place it in a vacuum atmosphere.
【0010】さて、電子線照射によってターゲット6か
らはX線が発生されるが、そのX線は回転駆動状態にあ
る試料3を介し、電子光学系の一部を構成している光電
変換膜(例えば金、銀等の金属、CsI,KCl,Cs
Brなどの薄膜)16上に照射されるようになってい
る。試料3はステージ11上に載置されているが、ステ
ージ11が駆動回路12によって回転駆動されること
で、試料3は回転駆動状態におかれているものである。
その際、ステ−ジ11はX線透過型とされていることか
ら、その存在によりX線の光路が妨げられることはない
ものである。何れにしても、試料3からの透過X線が光
電変換膜16上に照射されれば、光電効果によって光電
変換膜16におけるX線照射領域からは光電子が光電子
像として発生されるものである。このようにして、光電
変換膜16上に発生された光電子像はその後、レンズ
(静電型、磁界型の何れでも使用可)18により蛍光板
19上に結像されるが、その際、駆動回路12によるス
テ−ジ11の回転駆動走査に同期させて、同じく駆動回
路12によってコイル17を駆動するようにすれば、光
電変換膜16上の各位置での光電子像が順次蛍光板19
上に結像されることで、試料3内部の断層像が得られる
ものである。なお、電子光学系も真空雰囲気中に収容さ
れるべく、そのための真空容器はバルブ24を介し真空
ポンプ22によって排気されることで、電子光学系は真
空雰囲気中におかれるようになっている。その際に、真
空と大気を隔てる隔壁の一部として、光電変換膜16や
蛍光板19が利用され得るものとなっている。Now, X-rays are generated from the target 6 by electron beam irradiation, and the X-rays pass through the sample 3 which is in a rotationally driven state, and a photoelectric conversion film (a part of an electron optical system) is formed. For example, metals such as gold and silver, CsI, KCl, Cs
(A thin film of Br or the like) 16. Although the sample 3 is placed on the stage 11, the sample 3 is in a rotationally driven state because the stage 11 is rotationally driven by the drive circuit 12.
At this time, since the stage 11 is of the X-ray transmission type, its presence does not hinder the X-ray optical path. In any case, when the transmitted X-rays from the sample 3 are irradiated on the photoelectric conversion film 16, photoelectrons are generated as a photoelectron image from the X-ray irradiation region of the photoelectric conversion film 16 by the photoelectric effect. In this way, the photoelectron image generated on the photoelectric conversion film 16 is then formed on the fluorescent screen 19 by a lens (either an electrostatic type or a magnetic field type can be used) 18. If the coil 17 is driven by the drive circuit 12 in synchronization with the rotational drive scanning of the stage 11 by the drive 12, the photoelectron images at each position on the photoelectric conversion film 16 are successively displayed on the fluorescent screen 19.
By forming an image on the top, a tomographic image of the inside of the sample 3 is obtained. In addition, in order to accommodate the electron optical system in a vacuum atmosphere, a vacuum container therefor is evacuated by a vacuum pump 22 through a valve 24, so that the electron optical system is placed in a vacuum atmosphere. At this time, the photoelectric conversion film 16 and the fluorescent plate 19 can be used as a part of the partition wall separating the vacuum and the atmosphere.
【0011】以上のようにして、蛍光板19では光電子
像が光学像に変換されているが、蛍光板19としては、
電子が照射されると蛍光を発生する蛍光体、例えばP−
46やYAG(Yttrium Aluminium Garnet)、YAP(Ytt
rium Aluminium Pero-vskite)の単結晶が好適となって
いる。蛍光板19での光学像はレンズ20を介しTVカ
メラ21で検出された上、モニタ10で観察可能とされ
ているが、その際用いられるレンズ20としては、開口
数が大きく明るいもの、例えば、顕微鏡用の対物レンズ
が好適とされ、また、TVカメラ21には高感度が要求
されるので、例えば、SIT(Silicon intensifier Tar
get Tube)カメラが好適となっている。As described above, the photoelectron image is converted into an optical image on the fluorescent screen 19,
A phosphor that emits fluorescence when irradiated with electrons, for example, P-
46, YAG (Yttrium Aluminum Garnet), YAP (Ytt
rium Aluminum Pero-vskite) is preferred. The optical image on the fluorescent screen 19 is detected by the TV camera 21 via the lens 20 and can be observed on the monitor 10. The lens 20 used at that time has a large numerical aperture and is bright, for example, a microscope. Is preferable, and the TV camera 21 is required to have high sensitivity. For example, an SIT (Silicon intensifier Tar
get Tube) cameras are preferred.
【0012】図5,図6はまた、以上のX線断層撮影装
置でX線を高感度に検出可能とするためのX線検出部
(電子光学系)の構成をそれぞれ示したものである。一
般に電子線励起により発生されるX線は微弱であること
から、試料3からの透過X線は高感度に検出される必要
があるものとなっている。図4に示した構成では、TV
カメラ21として高感度なものを使用することで、結果
的に試料3からの透過X線が高感度に検出されている
が、図5に示す例では、蛍光板19への光電子は先ずマ
イクロチャネルプレート33によって光電子像が増倍さ
れた上、蛍光板19で光学像に変換されるようになって
いる。この場合にも、TVカメラ21には高感度なもの
を使用するのが望ましいものとなっている。また、図6
による場合には、光電変換膜16上の光電子像はレンズ
18を介してマイクロチャネルプレート33で結像、増
倍された上、CCDや撮像管などの2次元センサ34に
よって検出されるようになっている。FIGS. 5 and 6 show the construction of an X-ray detecting section (electro-optical system) for enabling the X-ray tomography apparatus to detect X-rays with high sensitivity. Generally, X-rays generated by electron beam excitation are weak, so that transmitted X-rays from the sample 3 need to be detected with high sensitivity. In the configuration shown in FIG.
By using a camera 21 with high sensitivity, transmitted X-rays from the sample 3 are detected with high sensitivity as a result, but in the example shown in FIG. The photoelectron image is multiplied by 33 and converted into an optical image by the fluorescent screen 19. Also in this case, it is desirable to use a high-sensitivity TV camera 21. FIG.
In this case, the photoelectron image on the photoelectric conversion film 16 is formed and multiplied by the microchannel plate 33 via the lens 18 and then detected by the two-dimensional sensor 34 such as a CCD or an image pickup tube. ing.
【0013】図7は図3に示した本発明に係るX線断層
撮影装置の原理的構成をより具体化した、本発明による
X線断層撮影装置の他の例での具体的構成を示したもの
である。図4に示すものと実質的に異なる点は、試料3
を透過されたX線が円周上に配置された2次元のX線検
出器7で選択的に検出されるようになっていることであ
る。この場合、X線検出器7としては、X線イメージ・
インテンシファイヤとTVカメラとの組合せ、あるいは
X線撮像管などが用いられるようになっている。その
際、同期回路29では駆動回路12による試料3の回転
駆動と、切替スイッチ35でのスイッチ切替との同期が
とられるようになっている。これにより試料3が1回転
駆動される間に、複数のX線検出器7各々では試料3を
透過されたX線が2次元的に順次検出された上、切替ス
イッチ35より得られるものである。切替スイッチ35
を介し順次得られるX線像は画像加算回路8で累積加算
された後、画像処理装置9で焦点面以外のぼかされた像
は消去されることで、1つのX線断層撮影像としてモニ
タ10上に表示されるものとなっている。FIG. 7 shows a specific configuration of another example of the X-ray tomography apparatus according to the present invention, which is a more specific example of the basic configuration of the X-ray tomography apparatus according to the present invention shown in FIG. Things. The point substantially different from that shown in FIG.
Is selectively detected by the two-dimensional X-ray detector 7 arranged on the circumference. In this case, as the X-ray detector 7, an X-ray image
A combination of an intensifier and a TV camera, or an X-ray imaging tube has been used. At this time, the synchronization circuit 29 synchronizes the rotation of the sample 3 by the drive circuit 12 with the switching by the changeover switch 35. Thus, while the sample 3 is driven by one rotation, the X-rays transmitted through the sample 3 are sequentially detected two-dimensionally in each of the plurality of X-ray detectors 7 and are obtained from the changeover switch 35. . Changeover switch 35
The X-ray images sequentially obtained through the image adder 8 are cumulatively added by an image adding circuit 8, and then the blurred image other than the focal plane is deleted by the image processing device 9, so that the image is monitored as one X-ray tomographic image. 10 is displayed.
【0014】図8は本発明によるX線断層撮影装置の更
に異なる他の例での具体的構成を示したものである。本
例では試料3を透過されたX線が蛍光板25で光学像に
変換された上、円周上に配されたレンズ26群およびシ
ャッタ27群を介しTVカメラ21によって検出される
ようになっていることである。同期回路29によって駆
動回路12、ステージ11を介し試料3は回転駆動され
る一方、試料3が所定の回転駆動位置各々に順次回転駆
動される度に、その回転駆動位置に応じたシャッタが開
かれることで、蛍光板25上の所定の回転駆動位置各々
に応じた光学像は順次TVカメラ21によって累積蓄積
されているものである。複数の光学像の累積加算により
1つのX線断層撮影像が焦点面以外の像がぼかされた状
態として得られた上、モニタ10上に表示可とされてい
るものである。FIG. 8 shows a specific configuration of another example of the X-ray tomography apparatus according to the present invention. In this example, the X-ray transmitted through the sample 3 is converted into an optical image by the fluorescent screen 25, and is detected by the TV camera 21 via the group of lenses 26 and the group of shutters 27 arranged on the circumference. It is that you are. While the sample 3 is rotationally driven by the synchronization circuit 29 via the drive circuit 12 and the stage 11, each time the sample 3 is sequentially rotated to a predetermined rotational drive position, a shutter corresponding to the rotational drive position is opened. Thus, the optical images corresponding to the respective predetermined rotational drive positions on the fluorescent screen 25 are sequentially accumulated by the TV camera 21. One X-ray tomographic image is obtained as a state in which an image other than the focal plane is blurred by accumulative addition of a plurality of optical images, and can be displayed on the monitor 10.
【0015】図9は本発明によるX線断層撮影装置の更
に異なる他の例での構成を示したものである。これによ
る場合、試料3はステ−ジ11を介し回転駆動されてい
るが、試料3を透過されたX線は試料3の所定回転駆動
位置各々に応じて、固定されたX線検出器7上の相異な
る領域で2次元的に検出されるようになっている。即
ち、図7に示す構成では、複数のX線検出器7が要され
ているが、本例では検出面が大とされた、固定X線検出
器7上で透過X線像が検出されるものとなっている。画
像処理装置36では、恰もX線検出器7が試料3と同期
して回転駆動されたかの如くに、検出された透過X線像
が収集、蓄積された上、画像加算回路8では収集された
透過X線像が累積加算されるようになっている。累積加
算された透過X線像からは画像処理装置9によって焦点
面以外でのぼかされた像が消去された上、モニタ10上
に焦点面での1つの断層像として表示されるものとなっ
ている。FIG. 9 shows the structure of another different example of the X-ray tomography apparatus according to the present invention. In this case, the sample 3 is rotationally driven through the stage 11, but the X-ray transmitted through the sample 3 is fixed on the X-ray detector 7 according to each predetermined rotational drive position of the sample 3. Are detected two-dimensionally in different areas. That is, in the configuration shown in FIG. 7, a plurality of X-ray detectors 7 are required, but in this example, a transmitted X-ray image is detected on the fixed X-ray detector 7 having a large detection surface. It has become something. In the image processing device 36, the detected transmission X-ray image is collected and accumulated as if the X-ray detector 7 was rotationally driven in synchronization with the sample 3, and the transmitted transmission X-ray image was collected in the image addition circuit 8. X-ray images are cumulatively added. From the cumulatively added transmission X-ray images, the blurred image other than the focal plane is deleted by the image processing device 9 and displayed on the monitor 10 as one tomographic image on the focal plane. ing.
【0016】以上、本発明によるX線断層撮影方法とそ
の装置について説明した。しかしながら、X線断層撮影
像を得る方法としては、以上の他にも考えられるものと
なっている。例えば試料とX線検出手段とを同期をとっ
て傾斜せしめたり、平行状態を維持した状態で、試料と
X線検出手段とを相互に逆方向に同期をとって直線駆動
するようにしても、X線断層撮影像が所望の状態として
得られるからである。因みに、試料とX線検出手段とを
同期をとって傾斜せしめることで、X線断層撮影像を得
る方法について説明すれば以下のようである。The X-ray tomography method and apparatus according to the present invention have been described above. However, other methods for obtaining an X-ray tomographic image are also conceivable. For example, even if the sample and the X-ray detecting means are synchronized and tilted, or the sample and the X-ray detecting means are linearly driven in synchronization with each other in the opposite direction while maintaining a parallel state, This is because an X-ray tomographic image can be obtained as a desired state. Incidentally, a method for obtaining an X-ray tomographic image by synchronizing and tilting the sample and the X-ray detection means will be described below.
【0017】即ち、図10はそのX線断層撮影原理を示
したものである。図示のように、試料内部の焦点面1と
フィルム2は同期して傾斜されているが、この場合にも
焦点面1上での点Cは傾斜状態如何によることなくフィ
ルム2上の同一位置に撮影されるが、焦点面1上には存
在しない他の点A,Bは傾斜状態に応じた位置に撮影さ
れ、傾斜状態如何によることなくフィルム2上の同一位
置に撮影され得ないものとなっている。この結果とし
て、焦点面1以外での像はぼかされた状態で、焦点面1
でのX線断層撮影像が得られるものである。図11はま
た、そのX線断層撮影原理にもとづくX線断層撮影装置
の原理的構成を示したものである。図示のように、試料
内部の焦点面1とX線検出器7とは同期して傾斜されて
いるが、各傾斜状態で試料を透過されたX線はX線検出
器7によって透過X線像が2次元に検出されているが、
それら透過X線像が画像加算回路8で累積加算されるこ
とによって、焦点面1以外での像はぼかされた状態で、
焦点面1でのX線断層撮影像が得られた上、モニタ10
上に表示されるようになっている。更に、図12はその
具体的構成を示したものである。図示のように、駆動回
路12によって試料3とX線検出器7は同期して傾斜さ
れており、傾斜状態が更新される度に、X線検出器7で
順次検出、蓄積される透過X線像は画像加算回路8で累
積加算されるものとなっている。累積加算された透過X
線像は画像処理装置9で焦点面以外でのぼかされた像が
消去されることで、モニタ10上には焦点面1でのX線
断層撮影像が表示されるものとなっている。FIG. 10 shows the principle of the X-ray tomography. As shown, the focal plane 1 inside the sample and the film 2 are tilted synchronously. In this case as well, the point C on the focal plane 1 is at the same position on the film 2 regardless of the tilt state. Other points A and B which are photographed but not on the focal plane 1 are photographed at positions corresponding to the inclined state, and cannot be photographed at the same position on the film 2 regardless of the inclined state. ing. As a result, the image in the area other than the focal plane 1 is
An X-ray tomographic image can be obtained. FIG. 11 shows a principle configuration of an X-ray tomography apparatus based on the X-ray tomography principle. As shown, the focal plane 1 inside the sample and the X-ray detector 7 are tilted in synchronization with each other, but the X-rays transmitted through the sample in each tilt state are transmitted X-ray images by the X-ray detector 7. Is detected in two dimensions,
By accumulating the transmitted X-ray images in the image addition circuit 8, the images other than the focal plane 1 are blurred.
An X-ray tomographic image on the focal plane 1 is obtained, and the monitor 10
It is displayed above. FIG. 12 shows the specific configuration. As shown, the sample 3 and the X-ray detector 7 are tilted synchronously by the drive circuit 12, and each time the tilt state is updated, the transmitted X-rays are sequentially detected and accumulated by the X-ray detector 7. The images are cumulatively added by the image adding circuit 8. Cumulatively added transmission X
The X-ray tomographic image on the focal plane 1 is displayed on the monitor 10 by removing the blurred image of the line image other than the focal plane by the image processing device 9.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように、請求項1〜5によれば、
試料内部の焦点面での断層像は鮮明に、しかもその焦点
面以外での像はぼかされた状態として検出可とされたX
線断層撮影方法が、また、請求項6〜11による場合
は、試料内部の焦点面での断層像は鮮明に、しかもその
焦点面以外での像はぼかされた状態として検出可とされ
たX線断層撮影装置がそれぞれ得られるものとなってい
る。As described above, according to claims 1 to 5,
The tomographic image at the focal plane inside the sample is sharp, and the image at other than the focal plane is detectable as a blurred state.
In the case of the line tomography method according to claims 6 to 11, the tomographic image at the focal plane inside the sample is sharp, and the image other than the focal plane is detectable as a blurred state. An X-ray tomography apparatus can be obtained.
【図1】図1は、本発明に係るX線断層撮影原理を説明
するための図FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of X-ray tomography according to the present invention.
【図2】図2は、本発明に係るX線断層撮影原理での試
料の回転運動を説明するための図FIG. 2 is a view for explaining a rotational movement of a sample on the principle of X-ray tomography according to the present invention;
【図3】図3は、本発明に係るX線断層撮影装置の一例
での原理的構成を示す図FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of an example of the X-ray tomography apparatus according to the present invention;
【図4】図4は、本発明によるX線断層撮影装置の一例
での具体的構成を示す図FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration of an example of an X-ray tomography apparatus according to the present invention.
【図5】図5は、そのX線断層撮影装置におけるX線検
出部の他の構成を示す図FIG. 5 is a diagram showing another configuration of an X-ray detection unit in the X-ray tomography apparatus.
【図6】図6は、同じくそのX線断層撮影装置における
X線検出部の他の構成を示す図FIG. 6 is a diagram showing another configuration of the X-ray detector in the X-ray tomography apparatus.
【図7】図7は、本発明によるX線断層撮影装置の他の
例での具体的構成を示す図FIG. 7 is a diagram showing a specific configuration of another example of the X-ray tomography apparatus according to the present invention.
【図8】図8は、同じく本発明によるX線断層撮影装置
の他の例での具体的構成を示す図FIG. 8 is a diagram showing a specific configuration of another example of the X-ray tomography apparatus according to the present invention.
【図9】図9は、同じく本発明によるX線断層撮影装置
の更に異なる他の例での具体的構成を示す図FIG. 9 is a diagram showing a specific configuration of still another different example of the X-ray tomography apparatus according to the present invention.
【図10】図10は、本発明に係るX線断層撮影原理と
は異なる他のX線断層撮影原理を説明するための図FIG. 10 is a view for explaining another principle of X-ray tomography different from the principle of X-ray tomography according to the present invention;
【図11】図11は、その他のX線断層撮影原理にもと
づくX線断層撮影装置の一例での原理的構成を示す図FIG. 11 is a diagram showing a basic configuration of an example of an X-ray tomography apparatus based on another principle of X-ray tomography;
【図12】図12は、その他のX線断層撮影原理にもと
づくX線断層撮影装置の一例での具体的構成を示す図FIG. 12 is a diagram showing a specific configuration of an example of an X-ray tomography apparatus based on another principle of X-ray tomography;
1…焦点面、2…フィルム、3…試料、4…X線源、5
…電子線、6…ターゲット、7…X線検出器、8…画像
加算回路、9…画像処理装置、10…モニタ、11…ス
テ−ジ、12…駆動回路、13…フィラメント、14…
加速管、15…収束レンズ、16…光電変換膜、17…
コイル、18…レンズ、19…蛍光板、20…レンズ、
21…TVカメラ、22…真空ポンプ、23…バルブ、
24…バルブ、25…蛍光板、26…レンズ群、27…
シャッタ群、28…ドライバ、29…同期回路、30…
冷却棒、31…冷却媒体、32…タンク、33…マイク
ロチャネルプレ−ト、34…2次元センサ、35…切替
スイッチ、36…画像処理装置1 focal plane, 2 film, 3 sample, 4 X-ray source, 5
... Electron beam, 6 ... Target, 7 ... X-ray detector, 8 ... Image addition circuit, 9 ... Image processing device, 10 ... Monitor, 11 ... Stage, 12 ... Drive circuit, 13 ... Filament, 14 ...
Accelerator tube, 15: converging lens, 16: photoelectric conversion film, 17:
Coil, 18 lens, 19 fluorescent plate, 20 lens,
21: TV camera, 22: vacuum pump, 23: valve,
Reference numeral 24: bulb, 25: fluorescent plate, 26: lens group, 27:
Shutter group, 28 ... Driver, 29 ... Synchronous circuit, 30 ...
Cooling rod, 31 cooling medium, 32 tank, 33 microchannel plate, 34 two-dimensional sensor, 35 changeover switch, 36 image processing device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 5/30 - 5/335 G01N 23/00 - 23/227 G01B 15/00 - 15/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04N 5/30-5/335 G01N 23/00-23/227 G01B 15/00-15/08
Claims (11)
検出手段で検出されるべく、試料とX線検出手段を同一
回転軸周りに相異なる平面内で、かつ位置可変、姿勢状
態不変として、同期して回転駆動することによって、該
試料内部焦点面での断層像が検出されるようにしたX線
断層撮影方法。An X-ray from a fixed X-ray source is detected by an X-ray detecting means via a sample, and the sample and the X-ray detecting means are positioned in different planes around the same rotation axis, and are variable in position and posture. An X-ray tomography method in which a tomographic image at a focal plane inside the sample is detected by synchronously rotating and driving as a state invariant.
の固定X線検出手段で検出されるべく、試料が所定に設
定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変として順
次一定角度回転駆動される度に、該一定角度回転駆動位
置対応に設けられている固定X線検出手段によって、該
試料内部焦点面での断層像が検出された上、固定X線検
出手段各々からの検出断層像が順次累積加算されること
によって、試料内部焦点面での断層像が検出されるよう
にしたX線断層撮影方法。2. A sample is fixed at a variable position around a predetermined rotation axis and in a constant posture state so that X-rays from a fixed X-ray source are detected by a plurality of fixed X-ray detecting means via the sample. Each time the angle rotation is driven, the tomographic image at the focal plane inside the sample is detected by the fixed X-ray detection means provided corresponding to the fixed angle rotation drive position, and the fixed X-ray detection means An X-ray tomography method in which a tomographic image at a focal plane inside a sample is detected by sequentially accumulating the detected tomographic images.
されるべく、試料が所定に設定された回転軸周りに位置
可変、姿勢状態不変として回転駆動される状態で、該試
料を介されたX線は一旦光電変換された上、電子光学変
換されることによって、試料内部焦点面での断層像が検
出されるようにしたX線断層撮影方法。3. In a state in which the sample is rotated around a predetermined rotation axis so as to be variable in position and invariable in attitude so that X-rays from a fixed X-ray source are detected through the sample, the sample is rotated. An X-ray tomography method in which a transmitted X-ray is once photoelectrically converted and then subjected to electro-optical conversion so that a tomographic image at a focal plane inside the sample is detected.
されるべく、試料が所定に設定された回転軸周りに位置
可変、姿勢状態不変として順次一定角度回転駆動される
度に、該試料を介されたX線は光学像に変換され、試料
の一定回転角度単位の回転駆動位置各々に応じた光学像
は順次累積蓄積されることによって、試料内部焦点面で
の断層像が検出されるようにしたX線断層撮影方法。4. Each time the sample is sequentially driven to rotate at a constant angle as a variable position and a constant posture state around a predetermined rotation axis so that X-rays from a fixed X-ray source are detected through the sample. The X-rays passing through the sample are converted into optical images, and the optical images corresponding to each rotational drive position of the sample at a constant rotation angle are sequentially accumulated and accumulated, so that a tomographic image on the focal plane inside the sample is detected. X-ray tomography method to be performed.
料内部焦点面での断層像として検出されるべく、試料が
所定に設定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変
として回転駆動されるに際しては、該試料は可変設定可
とされた回転半径を以て回転駆動されるようにしたX線
断層撮影方法。5. A sample is assumed to be variable in position around a predetermined rotation axis and invariable in attitude so that X-rays from a fixed X-ray source are detected as a tomographic image at a focal plane inside the sample via the sample. An X-ray tomography method wherein the sample is driven to rotate with a variable radius of rotation when the sample is driven to rotate.
からの、試料を透過したX線の照射によって光電子を発
生する光電変換手段と、該光電変換手段からの光電子を
光学像として結像させる電子光学系と、上記試料を所定
に設定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変とし
て回転駆動する手段と、上記光電変換手段からの光電子
を試料の回転駆動と同期させて走査する手段と、からな
る構成のX線断層撮影装置。6. A fixed X-ray source for generating X-rays, photoelectric conversion means for generating photoelectrons by irradiation of X-rays transmitted through a sample from the X-ray source, and optically converting the photoelectrons from the photoelectric conversion means. An electron optical system that forms an image, a means for rotating the sample around a predetermined rotation axis, a means for rotating and rotating the sample in an invariable state, and synchronizing photoelectrons from the photoelectric conversion means with the rotation of the sample. X-ray tomography apparatus comprising: a scanning unit.
定に設定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変と
して回転駆動する手段と、該試料が一定角度回転駆動さ
れる度に、該一定角度回転駆動位置で試料からの透過X
線を2次元画像として検出する複数の固定X線検出手段
と、該X線検出手段各々からの画像検出出力を順次累積
加算する画像加算手段と、からなる構成のX線断層撮影
装置。7. A fixed X-ray source for generating X-rays, means for rotating a sample around a predetermined rotation axis in a variable position and in an invariable posture state, and means for rotating the sample by a fixed angle. The transmission X from the sample at the fixed angle rotation drive position
An X-ray tomography apparatus comprising: a plurality of fixed X-ray detecting means for detecting a line as a two-dimensional image; and image adding means for sequentially accumulating and adding image detection outputs from each of the X-ray detecting means.
定に設定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変と
して回転駆動する手段と、上記固定X線源からの、試料
を透過したX線を光学像に変換する光学像変換手段と、
該変換手段での光学像を共通像検出面上に結像させる複
数の結像手段と、試料の一定角度回転駆動位置各々に応
じた位置で結像手段の光路を開閉する光路開閉手段と、
上記結像手段各々によって順次共通像検出面上に結像さ
れる像を検出する蓄積型検出手段と、からなる構成のX
線断層撮影装置。8. A fixed X-ray source for generating X-rays, means for rotating the sample around a predetermined rotation axis in a variable position and invariable posture state, and rotating the sample from the fixed X-ray source. Optical image conversion means for converting transmitted X-rays into an optical image;
A plurality of imaging means for forming an optical image on the common image detection surface by the conversion means, and an optical path opening / closing means for opening / closing an optical path of the imaging means at a position corresponding to each fixed angle rotation drive position of the sample,
Storage type detecting means for detecting an image sequentially formed on the common image detecting surface by each of the image forming means.
Line tomography equipment.
からの、試料を透過したX線の照射によって光電子を発
生する光電変換手段と、該光電変換手段からの光電子を
光学像として結像させる電子光学系と、該光学系に関連
して光電子を増倍させる光電子増倍手段と、上記試料を
所定に設定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変
として回転駆動する手段と、上記光電変換手段からの光
電子を試料の回転駆動と同期させて走査する手段と、か
らなる構成のX線断層撮影装置。9. A fixed X-ray source for generating X-rays, photoelectric conversion means for generating photoelectrons by irradiation of X-rays transmitted through a sample from the X-ray source, and optically converting the photoelectrons from the photoelectric conversion means. An electron optical system for forming an image, a photomultiplier for multiplying photoelectrons in relation to the optical system, and the sample is rotated around a predetermined rotation axis so that its position is variable and its posture state is invariable. An X-ray tomography apparatus comprising: a scanning unit that scans the photoelectrons from the photoelectric conversion unit in synchronization with the rotation of the sample.
源からの、試料を透過したX線の照射によって光電子を
発生する光電変換手段と、該光電変換手段からの光電子
を光学像として結像させる電子光学系と、上記試料を所
定に設定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不変と
して回転駆動する手段と、上記光電変換手段からの光電
子を試料の回転駆動と同期させて走査する手段と、上記
電子光学系で光学像として結像される像を検出する光学
像検出手段と、からなる構成のX線断層撮影装置。10. A fixed X-ray source for generating X-rays, photoelectric conversion means for generating photoelectrons by irradiation of X-rays transmitted through a sample from the X-ray source, and optically converting the photoelectrons from the photoelectric conversion means. An electron optical system that forms an image, a means for rotating the sample around a predetermined rotation axis, a means for rotating and rotating the sample in an invariable state, and synchronizing photoelectrons from the photoelectric conversion means with the rotation of the sample. An X-ray tomography apparatus comprising: a scanning unit; and an optical image detecting unit configured to detect an image formed as an optical image by the electron optical system.
源からの、試料を透過したX線の照射によって光電子を
発生する光電変換手段と、該光電変換手段からの光電子
を光学像として結像させる電子光学系と、該光学系に関
連して光電子を増倍させる光電子増倍手段と、上記試料
を所定に設定された回転軸周りに位置可変、姿勢状態不
変として回転駆動する手段と、上記光電変換手段からの
光電子を試料の回転駆動と同期させて走査する手段と、
上記電子光学系で光学像として結像される像を検出する
光学像検出手段と、からなる構成のX線断層撮影装置。11. A fixed X-ray source for generating X-rays, photoelectric conversion means for generating photoelectrons by irradiation of X-rays transmitted through a sample from the X-ray source, and optically converting the photoelectrons from the photoelectric conversion means. An electron optical system for forming an image, a photomultiplier for multiplying photoelectrons in relation to the optical system, and the sample is rotated around a predetermined rotation axis so that its position is variable and its posture state is invariable. Means, and means for scanning the photoelectrons from the photoelectric conversion means in synchronization with the rotational drive of the sample,
An X-ray tomography apparatus having an optical image detecting means for detecting an image formed as an optical image by the electron optical system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3095164A JP2849491B2 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | X-ray tomography method and apparatus |
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JPH04326266A JPH04326266A (en) | 1992-11-16 |
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Family
ID=14130133
Family Applications (1)
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JP3095164A Expired - Lifetime JP2849491B2 (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | X-ray tomography method and apparatus |
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
TW418342B (en) | 1999-02-02 | 2001-01-11 | Samsung Electronics Co Ltd | Sectional image photography system and method thereof |
JP5544636B2 (en) * | 2009-10-20 | 2014-07-09 | 東芝Itコントロールシステム株式会社 | Tomography equipment |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP3095164A patent/JP2849491B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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