JP4577312B2 - Ｘ線ｃｔ装置およびｘ線ｃｔ方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば電子部品などの工業製品の内部欠陥や内部構造等を非破壊のもとに調査すべく、その断層像を得るための産業用のＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ方法に関する。

産業用のＸ線ＣＴ装置においては、一般に、互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、Ｘ線光軸に直交する軸の回りに回転する回転ステージを配置し、その回転ステージ上に被写体を保持した状態でＸ線を照射しつつ、回転ステージを所定の微小角度ずつ回転させるごとにＸ線検出器からのＸ線透過データを取り込む。そして、その取り込んだＸ線透過データを用いて、回転ステージの回転軸に直交する平面に沿った被写体の断層像を再構成する（例えば特許文献１参照）。ここで、回転ステージは、通常、移動機構によってＸ線光軸の方向（ｘ軸方向）およびそれに直交する方向（ｙ，ｚ軸方向）に移動可能となっているとともに、この回転ステージの上に、被写体を回転軸に直交する２軸方向（ｘ，ｙ軸方向）に移動させるためのｘｙテーブルを備えたものも知られている。
日本特許公開公報、特開２００４−１１７０２４号

ところで、以上のような産業用Ｘ線ＣＴ装置において、例えば回路基板に実装された状態の半導体チップの近傍等の断層像を得るような場合、可能な限り倍率を上げたい、あるいは可能な限り明るい断層像を得たいなどの理由から、Ｘ線源に被写体をできるだけ近づける必要がある。また、ＣＴ撮影に際しては被写体を回転ステージに載せて回転させる必要があるため、実際のＣＴ撮影に先立ち、回転ステージに被写体を搭載した状態で、回転ステージを回転させながら、観測窓を通してオペレータがＸ線源との距離を確認しながら回転ステージの位置を調整し、被写体がＸ線源に干渉するぎりぎりのところにまで回転ステージを接近させて位置決めしており、その作業が煩雑であるという問題がある。

また、回転ステージの上にｘｙテーブルを設けて、被写体上の所望の位置を回転中心近傍に移動させることができるようになっている装置においては、ｘｙテーブルの移動後に再度上記の調整作業を行ってＸ線源に対して干渉しないか否かを確かめる必要があり、作業効率を低下させる要因となっている。

更に、被写体を約半回転強（実際には１８０°＋Ｘ線の広がり角度相当分）だけ回転させてＣＴ撮影を行って再構成する、いわゆるハーフスキャン撮影の場合には、より一層被写体をＸ線源に近づけることが可能となり、特にプリント配線基板上のＩＣパッケージなどの半田接合部の観測に際し、観測部位が被写体の中心からずれている場合において有効となるが、この場合においては、被写体の回転の向きと、被写体とＸ線源との距離の設定には注意が必要である。

また、意図する断層像を得るためには、その断層像上の全ての点のＸ線透過データが必要なことが言うまでもないが、Ｘ線源に対する回転ステージ並びにＸ線検出器のＸ線光軸方向への位置に基づく撮影倍率等によっては、その条件を満たさない場合がある。Ｘ線ＣＴ装置においては、被写体のＸ線透過像データを採取する前に、被写体を回転ステージの上に載せてＸ線を照射しつつ１回転させ、刻々のＸ線透視像から意図する断層像を得ることのできる位置に被写体が置かれているか否かを確認し、その結果によっては位置を変更する必要があり、その作業が面倒であるという問題もあった。

本発明は従来の産業用のＸ線ＣＴ装置における諸課題を解決すべくなされたもので、その主たる課題は、被写体の回転時にＸ線源に対する干渉を防止することができ、ＣＴ撮影前にオペレータが回転ステージを回転させて行う確認作業を不要とすることのできるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ方法を提供することにある。

また、本発明の他の課題は、ハーフスキャンの選択時においても、被写体とＸ線源との距離のほか、回転ステージの回転の向きをオペレータが特に配慮する必要のないＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

本発明の更に他の課題は、意図する断層像が得られるか否かを直感的に把握することのできるＸ線ＣＴ装置を提供することにある。

上記した主たる課題を解決するため、本発明のＸ線ＣＴ装置は、互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージが配置されているとともに、その回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ上記被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った上記被写体の断層像を再構成する再構成演算部を備えたＸ線ＣＴ装置において、上記回転ステージ上の上記被写体を当該回転ステージの回転軸上もしくはその近傍位置から撮影する光学カメラと、その光学カメラにより撮影された上記被写体の外観像から、上記被写体の形状、大きさ、および上記回転軸に対する位置に係る情報を求める画像処理部と、その画像処理部により得られた情報を用いて、上記回転ステージの回転時に被写体と上記Ｘ線源との干渉を監視する干渉監視部と、上記Ｘ線源と上記Ｘ線検出器および上記回転ステージのＸ線光軸方向への位置関係並びに上記Ｘ線検出器の受光面の大きさに係る情報を用いて、上記回転軸を中心とするＣＴ撮影可能な領域を算出するＣＴ撮影領域演算部と、そのＣＴ撮影領域演算部により算出された領域を、上記光学カメラにより撮影された被写体像に重畳して表示器に表示する表示部を備えていることによって特徴づけられる。

ここで、本発明における干渉監視部の具体的構成としては、上記Ｘ線源と上記回転ステージの位置、および上記画像処理部により得られた情報に基づいて上記回転ステージの回転時に上記被写体と上記Ｘ線源とが干渉するか否かを判別し、干渉する場合にはその旨の警報を発する構成、もしくは、同様にして上記回転ステージの回転時に上記被写体と上記Ｘ線源とが干渉するか否かを判別し、干渉する場合には上記回転ステージの回転を禁止する構成を採用することができる。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置においては、ハーフスキャンの選択時に、上記干渉監視部は、上記回転ステージの回転の向きを、上記被写体が上記Ｘ線源に干渉しないで当該Ｘ線源に対して上記回転ステージをより接近できる向きに制限して、干渉監視を行う構成を採用することもできる。

また、本発明においては、上記干渉監視部に代えて、上記画像処理部により得られた情報を用いて、上記回転ステージの回転軸が上記Ｘ線源に最も接近し、かつ、当該回転ステージの回転時に上記被写体が上記Ｘ線源に干渉しない上記回転ステージの位置を設定する回転ステージ位置設定部を備えた構成も採用することができる。

上記回転ステージ位置設定部を備えたＸ線ＣＴ装置においても、ハーフスキャンの選択時に、上記回転ステージ位置設定部は、上記回転ステージの回転の向きを、上記被写体が上記Ｘ線源に干渉しないで当該Ｘ線源に対して上記回転ステージをより接近できる向きに制限して、上記回転ステージの位置を設定する構成を採用することができ、前記したＸ線ＣＴ装置とともに、ハーフスキャンの選択時においてオペレータが被写体の回転の向き等を考慮する必要がなくなり、本発明の他の課題を解決することができる。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置においては、上記表示部に表示された上記領域の大きさを変更したときに連動して上記Ｘ線検出器又は上記被写体をＸ線光軸方向に移動させる制御部を備えた構成を採用することが好ましい。

また、本発明のＸ線ＣＴ装置は、上記画像処理部により得られた情報を用いて、Ｘ線のエア校正時に被写体をＸ線検出器の視野外に移動させる被写体退避部を備えていることが好ましい。

本発明は、回転ステージ上の被写体をその回転軸上もしくはその近傍から光学カメラにより撮影し、その被写体の外観像から当該被写体の形状、大きさ、および回転軸に対する位置に係る情報を得て、上記Ｘ線ＣＴ装置においては回転ステージの回転時に被写体がＸ線源に干渉するか否かを監視し、あるいは干渉せずに被写体が最もＸ線源に接近する位置に回転ステージを位置決めすることにより、主たる課題を解決しようとするものである。

すなわち、回転ステージ上に保持されている被写体をその回転軸上もしくはその近傍から光学カメラで撮影することにより、被写体の形状、大きさ並びに回転ステージの回転軸に対する位置情報を得ることができる。これらの情報から、現時点における回転ステージの位置（回転軸の位置）において被写体に回転を与えたとき、Ｘ線源に干渉するか否かを判別することができる。上記Ｘ線ＣＴ装置においては、干渉すると判別されたときに警報を発し、あるいは回転ステージの回転を禁止する等の監視を行う。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置においては、同情報に基づいて回転ステージの回転軸がＸ線源に最も近づき、かつ、被写体がＸ線源に干渉しない位置、つまり撮影倍率および明るさが最大となる位置に自動的に位置決めする。

このような監視ないしは位置決め動作により、ＣＴ撮影に先立つ干渉の有無の確認作業や再位置決め作業が不要となる。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置においては、ハーフスキャンの選択時に、回転ステージ上の被写体の外観像から、被写体がＸ線源に干渉せずにより接近できる向きを判別して、回転ステージの回転の向きをその向きに制限し、その上で監視ないしは回転ステージの位置決めを行う。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置においては、上記した干渉監視ないしは回転ステージの位置の最適位置への設定機能に加えて、Ｘ線源、Ｘ線検出器並びに回転ステージの回転軸の位置関係を用いることにより、ＣＴ撮影可能な領域を幾何学計算により算出することができ、その算出された領域を、光学カメラによる被写体の外観像に重畳して表示することにより、ＣＴ撮影に先立ってＸ線を照射しつつ回転ステージを回転させて刻々の透視像の確認を行うことなく、意図する断層像を得ることができるか否かを直感的に把握することができる。この機能と、被写体のＸ線源に対する干渉の監視機能もしくは回転ステージの自動位置決め機能を併せ持つことにより、オペレータのＣＴ撮像に先立つ作業を大幅に軽減することが可能となる。また、上記した干渉監視部もしくは設定部の機能により、回転ステージをＸ線源に対して可能な限り接近させた状態において、意図する領域をカバーする断層像が得られるか否か素早く判断することができるため、カバーできていない場合には、その最接近位置を起点として回転ステージをＸ線源から遠ざけるなどの使い方が可能となる。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置においては、上記のようにＸ線源、Ｘ線検出器並びに回転ステージの回転軸の位置関係を用いることにより、ＣＴ撮影可能な領域を幾何学計算により算出し、その算出された領域を、光学カメラによる被写体の外観像に重畳して表示し、更にはその表示された上記領域の大きさを変更したときに連動して上記Ｘ線検出器又は上記被写体をＸ線光軸方向に移動することにより、すなわち、撮影を意図する領域が実際のＣＴ撮影可能な領域内に収まるよう上記Ｘ線検出器又は上記被写体を制御することにより、オペレータが所望する撮影領域の変更を、撮影時に被写体がＸ線源に干渉しないように、直感的に行うことができる。従って、オペレータのＣＴ撮像に先立つ作業を大幅に軽減することが可能となる。

上記Ｘ線ＣＴ装置は、上記した各発明におけるものと同等の光学カメラ並びに画像処理部により得られる被写体の形状、大きさおよび回転ステージの回転軸に対する位置情報を、Ｘ線のエア校正時に用いるものである。エア校正は、ＣＴ撮影を行う前にＸ線の輝度の放射分布を正確に求めるために必須の手順であり、実際には、Ｘ線源の管電圧、管電流、Ｘ線源とＸ線検出器間の距離などを決定した後、被写体を回転ステージ上から取り除いてＸ線検出器の視野外に置いた状態で、Ｘ線をＸ線検出器に照射し、Ｘ線検出器の出力を積算して各画素の１００％レベルを決める基準画像とする。Ｘ線源とＸ線検出器の距離が変更になったり、Ｘ線検出器のエリアサイズが変更になった場合に（マルチイメージ管を用いる場合）、このエア校正を再度行う必要がある。被写体の外観像を用いた画像処理によって被写体の形状、大きさおよび回転軸に対する位置情報を用いることにより、回転ステージの移動および／またはその上にｘｙテーブルが配置されている場合にはそのｘｙテーブルを移動にさせて被写体をＸ線検出器の視野外に自動的に退避させることができる。

本発明によれば、オペレータが特に注意を払うことなく、Ｘ線源と被写体とが干渉（衝突）することを未然に防止することができ、被写体を可及的にＸ線源に対して接近させて高い撮影倍率や明るい透視画像を容易に得ることができる。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置によると、ハーフスキャンの選択時に、被写体の回転時にＸ線源に干渉せずにより被写体を接近させることのできる回転の向きが決定されるので、特にプリント配線基板等の板状の被写体の部分的な断層像を可能な限り高い倍率で得る場合においても、オペレータが回転ステージの回転の向きやＸ線源との距離などに注意を払うことなく、容易に高い拡大率の断層像が得られる。

そして、上記Ｘ線ＣＴ装置によれば、Ｘ線源、Ｘ線検出器および回転ステージの位置によって定まるＣＴ撮影可能な領域が被写体の外観像に重畳させて表示されるので、被写体をＸ線源に対して干渉させずに可及的に接近させる機能と併せて、ＣＴ撮影前の作業を大幅に軽減させることが可能となり、かつ、意図する領域の断層像を最大の拡大率のもとに得ることが容易となる。

また、上記Ｘ線ＣＴ装置によると、被写体の外観像を用いた画像処理によって得られる被写体の形状、大きさおよび回転軸に対する位置情報を用いて、エア校正時に自動的に被写体をＸ線検出器の視野外に移動させるため、Ｘ線源とＸ線検出器の間の距離を変更した場合等において、その校正作業を容易化することができる。

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。 本発明の実施の形態におけるＣＴ撮影領域演算部１６ｃにおけるＣＴ撮影可能領域の円Ｃの直径の計算方法の説明図である。 本発明の実施の形態における表示器１４による表示例の説明図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態のステージ位置設定部１６ｄにより回転ステージ３を位置決めした状態の例を示す平面図であり、（Ｂ）は本発明の実施の形態のステージ位置設定部１６ｄにより回転ステージ３を位置決めした状態の例を示す側面図である。 本発明の実施の形態におけるエア校正時の回転ステージ３の移動例の説明図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態におけるｘｙテーブル５を移動させる場合の動作説明図で、ｘｙテーブル５の移動前の状態の平面図であり、（Ｂ）は本発明の実施の形態におけるｘｙテーブル５を移動させる場合の動作説明図で、ｘｙテーブル５の移動前の状態の正面図である。 （Ａ）は同じく本発明の実施の形態におけるｘｙテーブル５を移動させる場合の動作説明図で、ｘｙテーブル５の移動後の状態の平面図であり、（Ｂ）は同じく本発明の実施の形態におけるｘｙテーブル５を移動させる場合の動作説明図で、ｘｙテーブル５の移動後の状態の正面図である。 （Ａ）は本発明の実施の形態においてハーフスキャンの選択時の被写体Ｗの回転の向きの制限の仕方の説明図であり、（Ｂ）は本発明の実施の形態においてハーフスキャンの選択時の被写体Ｗの回転の向きの制限の仕方の説明図である。 本発明の実施の形態においてハーフスキャンの選択時の被写体Ｗの位置決め状態の例を示す要部平面図である。

符号の説明

１ Ｘ線源
２ Ｘ線検出器
３ 回転ステージ
４ ステージ移動機構
５ ｘｙテーブル
６ 光学カメラ
１３ ＣＴ画像再構成演算装置
１４ 表示器
１５ 画像データ取込回路
１６ 演算制御装置
１６ａ 画像処理部
１６ｂ 画像合成部
１６ｃ ＣＴ撮影領域演算部
１６ｄ ステージ位置設定部
１６ｅ 駆動制御部
Ｌ Ｘ線光軸
Ｒ 回転軸
Ｗ 被写体

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図であり、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。

Ｘ線源１に対向してＸ線検出器２が配置されており、これらの間に被写体Ｗに回転を与えるための回転ステージ３が配置されている。この回転ステージ３は、Ｘ線源１からのＸ線光軸Ｌに沿ったｘ軸方向に直交するｚ軸方向の回転軸Ｒを中心として回転が与えられるとともに、ステージ移動機構４により互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸方向に移動できるようになっている。この回転ステージ３およびステージ移動機構４は、ステージコントローラ１１から供給される駆動信号によって駆動制御される。また、回転ステージ３の上には、被写体Ｗを搭載してｘ，ｙ軸方向に移動させるためのｘｙテーブル５が設けられており、このｘｙテーブル５はテーブルコントローラ１２から供給される駆動信号によって駆動制御される。また、Ｘ線検出器２はｘ軸方向に移動可能となっており、図示しない検出器位置コントローラから供給される駆動信号によってそのｘ軸方向への位置を変化させることができる。

ＣＴ撮影に際しては、被写体Ｗをｘｙテーブル５上に載せてＸ線を照射しつつ、回転軸Ｒを中心として回転を与え、微小回転角度ごとにＸ線検出器２からのＸ線透過データをＣＴ画像再構成演算装置１３に取り込む。ＣＴ画像再構成演算装置１３では、このようにして取り込んだ３６０°（後述するハーフスキャンの場合は１８０°＋θ）分の被写体ＷのＸ線透過データを用いて、回転軸Ｒに直交するｘ−ｙ平面に沿った面でスライスした被写体Ｗの断層像を構築して、表示器１４に表示する。

さて、回転ステージ３およびｘｙテーブル５の上方には、回転軸Ｒ上にＣＣＤとレンズ等からなる光学カメラ６が鉛直下方を向いた姿勢で配置されている。この光学カメラ６は、ステージ駆動機構４にコラム（図示せず）等によって結合されており、回転ステージ３のｘ，ｙ，ｚ軸方向への移動に連れて移動し、常に回転ステージ３の回転軸Ｒ上に位置するようになっている。

光学カメラ６からの映像信号、従って回転ステージ３、ｘｙテーブル５およびその上に置かれている被写体Ｗの映像信号は、画像データ取込回路１５を介して演算制御装置１６の画像処理部１６ａおよび画像合成部１６ｂに取り込まれる。

画像処理部１６ａでは、光学カメラ６からの映像信号を用いて、被写体Ｗの形状、大きさ、および回転軸Ｒに対する位置関係を求める。また、画像合成部１６ｂでは、光学カメラ６による被写体Ｗの外観像と後述するＣＴ撮影領域演算部１６ｃにより求められるＣＴ撮影可能領域を合成して表示器１４に表示する。なお、演算制御装置１６は、実際にはコンピュータとその周辺機器によって構成され、インストールされているプログラムが有している機能を実現するように動作するのであるが、この図１では、説明の便宜上、インストールされているプログラムが有している機能ごとのブロック図で表している。この演算制御装置１６には、表示器１４および画像データ取込回路１５のほか、回転ステージ３やｘｙテーブル５、あるいはＸ線検出器２を手動操作により移動させる指令や、他の各種指令を与えるための操作部１７が接続されている。

ＣＴ撮影領域演算部１６ｃでは、ステージコントローラ１１および検出器位置コントローラからの回転ステージ３とＸ線検出器２の位置情報、およびＸ線検出器２の受光面の有効幅を用いた幾何学演算により、回転軸Ｒを中心としたＣＴ撮影可能領域を表す円を算出する。すなわち、図２に平面図で示すように、Ｘ線源１（焦点、以下同）と回転軸Ｒとのｘ軸方向への距離をＡ、同じくＸ線源１とＸ線検出器２の受光面とのｘ軸方向への距離をＢ、Ｘ線検出器２の受光面のｙ軸方向への有効幅をＤとすると、ＣＴ撮影可能領域を表す円Ｃの直径Δは、
Δ＝Ｄ×Ａ／Ｂ ・・（１）
で算出することができる。このようにして直径Δが算出された円Ｃは、図３に表示器１４による表示例を示すように、画像合成部１６ｂによって被写体Ｗの外観像と合成されて表示器１４に表示される。

ステージ位置設定部１６ｄは、画像処理部１６ａから供給される被写体Ｗの形状、大きさおよび回転軸Ｒに対する位置関係に係る情報を用いて、被写体Ｗを回転軸Ｒの回りに３６０°回転させたときに、回転軸Ｒから最も離れている被写体Ｗ上の点が描く円と、Ｘ線源１とが、あらかじめ設定されている微小隙間だけ離隔する回転ステージ３の位置を求め、その位置に回転ステージ３を自動的に移動させるべく、駆動制御部１６ｅを介してステージコントローラ１１に駆動制御信号を供給する。

次に、本発明の実施の形態の動作を、その使用方法とともに説明する。
まず、回転ステージ３およびｘｙテーブル５を規定位置、例えば原点に位置させた状態でｘｙテーブル５の上に被写体Ｗを搭載し、光学カメラ６の出力を取り込み、画像処理部１６ａにより被写体Ｗの輪郭を抽出して、その形状、大きさおよび回転軸Ｒに対する位置関係を求める。

ＣＴ撮影が指令されると、ステージ位置設定部１６ｄは、被写体Ｗを回転軸Ｒの回りに回転させたとき、被写体ＷがＸ線源１に干渉せず、しかも最もＸ線源１に接近する位置に回転ステージ３を移動させるべく、駆動制御部１６ｅおよびステージコントローラ１１を介して回転ステージ３に駆動信号を供給する。移動後の状態を図４（Ａ）に平面図、図４（Ｂ）に側面図で示す。これにより、最も拡大率が高く、最も明るい被写体ＷのＸ線透視データを得ることのできる最小のＳＯＤに設定される。

その状態で、表示器１４の表示から、意図する領域がＣＴ撮影可能領域を表す円Ｃ内に過不足なく収まっているか否かを判定し、否である場合にはＸ線検出器２をｘ軸方向に移動させ、ＳＩＤを決定する。このＳＩＤの決定に際しては、表示器１４に表示されている円Ｃの大きさをオペレータが操作部１７の操作により円Ｃ’に変更した後、実際のＣＴ撮影可能領域である円Ｃがオペレータの指定した円Ｃ’に一致するように、Ｘ線検出器２を自動的に移動させるように構成することもできる。
なお、上述の説明では撮影を意図する領域を円Ｃに合わせるための調整についてはＸ線検出器２をｘ軸方向に移動させるとしたが、この調整のためには被写体Ｗをｘ軸方向に移動させてもよい。このためにはステージ移動機構４を手動または自動で駆動して被写体位置を調整すればよい。
すなわち、次のようにすることもできる。表示機１４の表示から、意図する領域がＣＴ撮影可能領域を表す円Ｃ内に過不足なく収まっているか否かを判定し、否である場合にはステージ移動機構４を駆動して被写体Ｗをｘ軸方向に移動させ、ＳＯＤを決定する。このＳＯＤの決定に際しては、表示機１４に表示されている円Ｃの大きさをオペレータが操作部１７の操作により円Ｃ’に変更した後、実際のＣＴ撮影可能領域である円Ｃがオペレータの指定した円Ｃ’に一致するように、ステージ移動機構４を駆動して被写体Ｗをｘ軸方向に自動的に移動させるように構成することもできる。

エア校正が指令されると、ステージ位置設定部１６ｄは画像処理部１６ａからの被写体の形状、大きさおよび回転軸Ｒに対する位置関係に係る情報に基づき、図５に示すように、被写体ＷがＸ線検出器２の視野外に位置するように、回転ステージ３および／またはｘｙステージ５をｙ軸方向に、あるいは加えてｘ軸方向に自動的に移動させるべく駆動制御部１６ｅ、ステージコントローラ１１および／またはテーブルコントローラ１２を介して回転ステージ３および／またはｘｙテーブル５に駆動信号を供給する。そして、この状態でエア校正を実行する。このエア校正の実行後、回転ステージ３および／またはｘｙテーブル５をエア校正前の位置に戻す。

次いで、所望のスライス面が得られるように、オペレータが回転ステージ３をｚ軸方向に移動させた後、ＣＴ撮影を行う。

ここで、以上の説明においては、ｘｙテーブル５を移動させない場合（エア校正を除く）について述べたが、ｘｙテーブル５を移動させた場合には、その移動量に応じて回転ステージ３を以下に示すように変更する。すなわち、例えば図６（Ａ）に平面図、図６（Ｂ）に正面図を示すように、プリント配線基板を被写体Ｗとしてそのｙ軸方向中央部のＩＣチップＷａを観察している状態においては、Ｘ線源１と回転軸Ｒとの距離は、被写体Ｗの幅をＢとし、あらかじめ設定されている微小隙間をδとすると、ステージ位置設定部１６ｄは回転軸ＲとＸ線源１とのｘ軸方向への距離が（Ｂ／２）＋δとなるように回転ステージ３を位置決めする。その状態から、図７（Ａ）に平面図、図７（Ｂ）に正面図を示すように、ｘｙテーブル５をｙ軸方向に距離ｙだけ移動させたとき、被写体Ｗ上で回転軸Ｒから最も離れている点までの距離が（Ｂ／２）＋ｙとなるので、ｘｙテーブル４の移動に伴って回転軸ＲとＸ線源１とのｘ軸方向への距離は（Ｂ／２）＋ｙ＋δに自動的に変更される。

以上の本発明の実施の形態によると、ＣＴ撮影前にオペレータが確認を行うことなく、被写体ＷがＸ線源１に干渉せずに可及的にＸ線源１に被写体Ｗを近づけることができ、高い倍率のもとにＣＴ撮影を行うことができ、また、同じ倍率で撮影をする場合でも可及的に明るいＸ線透視データを得てＳＮの良好な画像が得られる。また、ｘｙテーブル５を移動させたときにも、Ｘ線源１に対する被写体Ｗの干渉を確認するための作業が不要となる。

次にハーフスキャンが選択された場合の動作について述べる。ハーフスキャンは、特に板状の被写体Ｗを、その中心からずれた位置を拡大撮影する場合にＳＯＤをより短くすることができるのであるが、被写体Ｗの回転の向きに注意を要することは先に述べた。本発明の実施の形態においては、ハーフスキャンが選択された場合に、画像処理部１６ａからの被写体Ｗの形状、大きさおよび回転軸Ｒとの位置情報に基づき、図８（Ａ）および図８（Ｂ）にそれぞれ平面図を示すように、回転ステージ３の回転の向きを、被写体Ｗ上で回転軸Ｒから最も遠い位置にある点がＸ線源１から遠ざかる向きに制限する。その上で、図９に平面図を示すように、被写体Ｗを１８０°＋θ（θはＸ線の広がり角度）だけ回転させたときに被写体ＷがＸ線源１に対して微小隙間δを維持できる位置に回転ステージ３を位置決めする。

以上の本発明の実施の形態におけるハーフスキャン時の動作によれば、オペレータは被写体Ｗの回転の向きに注意することなく、かつ、回転ステージ３の位置を試行錯誤的に確認することなく、ハーフスキャンを選択するだけで最適なＳＯＤが設定され、前記したようなプリント配線基板上に搭載されている複数のＩＣチップのそれぞれの近傍を大きな拡大率のもとにＣＴ撮影をする場合等においてオペレータの負担を大幅に軽減することができる。

なお、光学カメラ６については、上記した実施の形態のように常に回転軸Ｒの直上もしくはその近傍に位置させて被写体Ｗを撮影するほか、光学カメラ６を装置フレーム等に固定し、例えば回転ステージ３を原点位置に位置させることにより回転軸Ｒが光学カメラ６の直下に位置するように構成して、その状態で被写体Ｗの外観像を撮影して記憶しておいてもよく、この場合、ＣＴ撮影領域演算部１６ｃにより求められたＣＴ撮影可能領域を表す円Ｃと合成して表示器１４に表示すべき被写体Ｗの外観像は、あらかじめ撮影して記憶されている画像とすればよい。

また、前記した実施の形態においては、画像処理部１６ａにより求められた被写体Ｗの形状、大きさおよび回転軸Ｒに対する位置情報に基づき、被写体ＷがＸ線源１に干渉せず、かつ、可及的に接近する位置に回転ステージ３を位置決めする例を示したが、回転ステージ３を手動操作により移動させるときに、刻々の回転ステージ３の位置に応じて、当該位置で回転ステージ３を回転させたときに被写体ＷがＸ線源１に干渉するか否かを自動的に判定し、その判定結果に従って警報を発したり、あるいは回転を禁止する等の、被写体ＷのＸ線源１に対する干渉監視するように構成してもよい。
本出願は、2004年11月12日出願の日本特許出願（特願2004−328401）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims (10)

1. 互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージが配置されているとともに、その回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ上記被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った上記被写体の断層像を再構成する再構成演算部を備えたＸ線ＣＴ装置において、
   上記回転ステージ上の上記被写体を当該回転ステージの回転軸上もしくはその近傍位置から撮影する光学カメラと、その光学カメラにより撮影された上記被写体の外観像から、上記被写体の形状、大きさ、および上記回転軸に対する位置に係る情報を求める画像処理部と、その画像処理部により得られた情報を用いて、上記回転ステージの回転時に上記被写体と上記Ｘ線源との干渉を監視する干渉監視部と、上記Ｘ線源と上記Ｘ線検出器および上記回転ステージのＸ線光軸方向への位置関係並びに上記Ｘ線検出器の受光面の大きさに係る情報を用いて、上記回転軸を中心とするＣＴ撮影可能な領域を算出するＣＴ撮影領域演算部と、そのＣＴ撮影領域演算部により算出された領域を、上記光学カメラにより撮影された被写体像に重畳して表示器に表示する表示部を備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
2. 上記干渉監視部は、上記Ｘ線源と上記回転ステージの位置、および上記画像処理部により得られた情報に基づいて上記回転ステージの回転時に上記被写体と上記Ｘ線源とが干渉するか否かを判別し、干渉する場合にはその旨の警報を発することを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
3. 上記干渉監視部は、上記Ｘ線源と上記回転ステージの位置、および上記画像処理部により得られた情報に基づいて上記回転ステージの回転時に上記被写体と上記Ｘ線源とが干渉するか否かを判別し、干渉する場合には当該回転ステージの回転を禁止することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線ＣＴ装置。
4. 請求項１、２、または３に記載のＸ線ＣＴ装置において、ハーフスキャンの選択時に、上記干渉監視部は、上記回転ステージの回転の向きを、上記被写体が上記Ｘ線源に干渉しないで当該Ｘ線源に対して上記回転ステージをより接近できる向きに制限して、干渉監視を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
5. 互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器の間に、被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージが配置されているとともに、その回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ上記被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った上記被写体の断層像を再構成する再構成演算部を備えたＸ線ＣＴ装置において、
   上記回転ステージ上の上記被写体を当該回転ステージの回転軸上もしくはその近傍位置から撮影する光学カメラと、その光学カメラにより撮影された上記被写体の外観像から、上記被写体の形状、大きさ、および上記回転軸に対する位置に係る情報を求める画像処理部と、その画像処理部により得られた情報を用いて、上記回転ステージの回転軸が上記Ｘ線源に最も接近し、かつ、当該回転ステージの回転時に上記被写体が上記Ｘ線源に干渉しない回転ステージの位置を設定する回転ステージ位置設定部と、上記Ｘ線源と上記Ｘ線検出器および上記回転ステージのＸ線光軸方向への位置関係並びに上記Ｘ線検出器の受光面の大きさに係る情報を用いて、上記回転軸を中心とするＣＴ撮影可能な領域を算出するＣＴ撮影領域演算部と、そのＣＴ撮影領域演算部により算出された領域を、上記光学カメラにより撮影された被写体像に重畳して表示器に表示する表示部を備えていることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
6. 請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置において、ハーフスキャンの選択時に、上記回転ステージ位置設定部は、上記回転ステージの回転の向きを、上記被写体が上記Ｘ線源に干渉しないで当該Ｘ線源に対して上記回転ステージをより接近できる向きに制限して、上記回転ステージの位置を設定することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
7. 上記表示部に表示された上記領域の大きさを変更したときに連動して上記Ｘ線検出器又は上記被写体をＸ線光軸方向に移動させる制御部を備えていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に記載のＸ線ＣＴ装置。
8. 上記画像処理部により得られた情報を用いて、Ｘ線のエア校正時に被写体をＸ線検出器の視野外に移動させる被写体退避部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
9. 互いに対向配置されたＸ線源とＸ線検出器、およびこれらの間に被写体を保持してＸ線光軸に直交する回転軸を中心として回転する回転ステージを有するＸ線ＣＴ装置におけるＸ線ＣＴ方法であって、
   上記回転ステージの回転軸上もしくはその近傍位置に配置された光学カメラにより撮影された上記被写体の外観像から、上記被写体の形状、大きさ、および上記回転軸に対する位置に係る情報を求め、
   上記情報を用いて、上記回転ステージの回転時に上記被写体と上記Ｘ線源との干渉を監視し、
   上記Ｘ線源と上記Ｘ線検出器および上記回転ステージのＸ線光軸方向への位置関係並びに上記Ｘ線検出器の受光面の大きさに係る情報を用いて、上記回転軸を中心とするＣＴ撮影可能な領域を算出し、その算出された領域を、上記光学カメラにより撮影された被写体像に重畳して表示器に表示して、意図する領域の断層像を得ることができるか否かを判定した後、
   上記回転ステージを回転させつつ所定の角度ごとに取り込んだ上記被写体のＸ線透過データを用いて、上記回転軸に直交する平面に沿った上記被写体の断層像を再構成することを特徴とするＸ線ＣＴ方法。
10. 上記情報を用いて、Ｘ線のエア校正時に上記被写体を上記Ｘ線検出器の視野外に移動させることを特徴とする請求項９記載のＸ線ＣＴ方法。