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JP5999516B2 - Radiography equipment - Google Patents

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Description

この発明は、複数の投影画像に基づいて断層画像を取得して放射線撮影を行う放射線撮影装置に関する。   The present invention relates to a radiation imaging apparatus that performs tomography by acquiring tomographic images based on a plurality of projection images.

放射線撮影装置として、X線検査装置を例に採って説明する。従来、この種のX線検査装置は、図7に示すように、対象物Oを載置するステージSと、そのステージSを間に挟んで互いに対向するように配置されたX線管T(放射線照射手段)およびX線検出器D(放射線検出手段)とを備えている。ステージSは、回転機構を有する回転ステージとなっており、回転軸Axの軸心周りに回転ステージを回転駆動する。   An X-ray inspection apparatus will be described as an example of the radiation imaging apparatus. Conventionally, as shown in FIG. 7, this type of X-ray inspection apparatus includes a stage S on which an object O is placed and an X-ray tube T ( Radiation irradiating means) and an X-ray detector D (radiation detecting means). The stage S is a rotation stage having a rotation mechanism, and rotationally drives the rotation stage around the axis of the rotation axis Ax.

なお、X線検査の対象物としては、実装基板、多層基板のスルーホール/パターン/はんだ接合部、パレット上に配置された集積回路(IC: Integrated Circuit)のような実装前の電子部品、金属などの鋳物、ビデオデッキのような成型品などがある。   Note that X-ray inspection objects include mounting substrates, through-holes / patterns / solder joints of multilayer substrates, electronic components before mounting such as integrated circuits (ICs) placed on pallets, metal There are castings such as video decks.

特に、Ball Grid Array(BGA)や配線などの非常に微細な構造を有する対象物に対する断層撮影によりX線検査を行う際には、拡大率を大きくして撮影する必要がある。しかし、拡大率を大きくするには、X線管に代表される放射線源と対象物とを近づけて撮影する必要があるので、対象物が平面に広い形状の場合にはX線管と対象物とが互いに干渉してしまう恐れがある。その結果、干渉を避けるために拡大率をあまり上げることができない。   In particular, when performing X-ray inspection by tomography of an object having a very fine structure such as a Ball Grid Array (BGA) or wiring, it is necessary to perform imaging with a large enlargement ratio. However, in order to increase the enlargement ratio, it is necessary to photograph a radiation source typified by an X-ray tube close to the object. Therefore, if the object has a wide shape on a plane, the X-ray tube and the object May interfere with each other. As a result, the enlargement rate cannot be increased so much to avoid interference.

そこで、図8に示すように、回転ステージSと、回転ステージSを回転駆動する回転軸Axに対して一定角度(ラミノ角)傾いた軸方向にX線管TとX線検出器Dとを配置する(例えば、特許文献1参照)。図8の場合には、X線管Tを固定で配置し、回転軸Axの軸心周りに回転ステージSを回転駆動する。データ取得時には、ラミノ角傾いた斜め方向からX線管Tから照射されて対象物Oを透過したX線をX線検出器Dが検出して、それに基づいてX線検出器Dの検出面に投影された投影画像を取得する。回転ステージSを回転駆動する度に投影画像を取得することで複数の角度からの投影画像を取得する。   Therefore, as shown in FIG. 8, the rotation stage S and the X-ray tube T and the X-ray detector D are arranged in an axial direction inclined by a certain angle (lamino angle) with respect to the rotation axis Ax for rotationally driving the rotation stage S. It arrange | positions (for example, refer patent document 1). In the case of FIG. 8, the X-ray tube T is fixedly arranged, and the rotary stage S is rotationally driven around the axis of the rotary axis Ax. At the time of data acquisition, the X-ray detector D detects X-rays irradiated from the X-ray tube T and transmitted through the object O from an oblique direction inclined by the lamino angle, and on the detection surface of the X-ray detector D based on the detection. A projected image is obtained. A projection image is acquired from a plurality of angles by acquiring a projection image each time the rotary stage S is rotationally driven.

このように、ラミノ角傾いた斜め方向にX線管とX線検出器とを配置して斜め方向から撮影することで、X線管と、回転ステージひいては対象物とを近づけることができ、X線管と対象物とが互いに干渉することなく高拡大率の投影画像が得られるという利点がある。しかし、駆動系の自由度の制約があるので、任意の位置から対象物の投影画像を取得するのが難しく、用途がCT(Computed Tomography)に限定されてしまうという欠点がある。   Thus, by arranging the X-ray tube and the X-ray detector in the oblique direction inclined by the lamino angle and photographing from the oblique direction, it is possible to bring the X-ray tube and the rotation stage and consequently the object close to each other. There is an advantage that a projection image with a high magnification can be obtained without interference between the ray tube and the object. However, since there is a restriction on the degree of freedom of the drive system, it is difficult to obtain a projected image of an object from an arbitrary position, and there is a drawback that the application is limited to CT (Computed Tomography).

そこで、例えば図9に示すように、ステージSに特別な回転機構を有さない装置で、斜め方向からの撮影を実現する方法が知られている(例えば、特許文献2、3参照)。図9では、対象物OとともにステージSを回転軸Axに垂直な平面(図9では水平面)で円軌道を描くように平行移動(直進移動)させ、ステージSの移動に同期させて同一の回転軸Axの軸心周りにX線検出器Dを回転駆動することで、複数の投影画像を取得し、さらには複数の投影画像に基づいて断層画像を取得する。   Therefore, for example, as shown in FIG. 9, there is known a method for realizing photographing from an oblique direction with an apparatus that does not have a special rotation mechanism in the stage S (see, for example, Patent Documents 2 and 3). In FIG. 9, the stage S together with the object O is translated (moves straight) along a plane perpendicular to the rotation axis Ax (horizontal plane in FIG. 9) so as to draw a circular orbit, and the same rotation is synchronized with the movement of the stage S. By rotating the X-ray detector D around the axis of the axis Ax, a plurality of projection images are acquired, and further, a tomographic image is acquired based on the plurality of projection images.

このように、図9における撮影時のX線管、対象物およびX線検出器の相対的な幾何関係が、図8の場合(対象物および回転ステージが回転軸Axの軸心周りに回転駆動した場合)と同じになるようにそれぞれを同期駆動することで、斜め方向からの撮影を実現している。なお、図9の場合には図8と相違して、ステージSの向きを一定に固定することができる。また、斜め方向からの撮影を実現する装置構成については、図9以外にも多数あり、例えばステージ(および対象物)を固定して、X線管およびX線検出器を駆動する方法などがある(例えば、特許文献4参照)。   As described above, the relative geometric relationship between the X-ray tube, the object, and the X-ray detector at the time of imaging in FIG. 9 is the same as in FIG. 8 (the object and the rotary stage are driven to rotate around the axis of the rotation axis Ax. In this case, the images are taken in an oblique direction by synchronously driving them so as to be the same as in FIG. In the case of FIG. 9, unlike FIG. 8, the direction of the stage S can be fixed. Further, there are many apparatus configurations other than those shown in FIG. 9 for realizing imaging from an oblique direction. For example, there is a method of driving an X-ray tube and an X-ray detector by fixing a stage (and an object). (For example, refer to Patent Document 4).

特開2005−106515号公報JP 2005-106515 A 特開2010−2221号公報JP 2010-2221 A 特開2006−162335号公報JP 2006-162335 A 特許第4409043号Patent No. 4490943

しかしながら、図9に示すように、斜め方向からCT撮影する場合には、CT専用装置においてステージ回転の1自由度のみであるのに比べて駆動系の自由度が多く、各駆動系の駆動精度が重要となる。特に、ステージとX線検出器とが互いに独立した駆動機構となっているので、理想的な断層撮影の走査軌道を得るために、高精度な位置決め、同期が可能な機構と制御とが必要になり、高価になるという問題点がある。   However, as shown in FIG. 9, when CT imaging is performed from an oblique direction, the degree of freedom of the drive system is greater than that of the CT-dedicated apparatus having only one degree of freedom of stage rotation, and the drive accuracy of each drive system is increased. Is important. In particular, since the stage and the X-ray detector are independent drive mechanisms, a highly accurate positioning and synchronization mechanism and control are required to obtain an ideal tomographic scanning trajectory. There is a problem that it becomes expensive.

具体的に説明すると、X線管とステージとを近づけて高拡大率で撮影するほど、ステージの駆動精度が投影画像に与える影響が大きくなる。このため、高拡大率で斜め方向からCT撮影する場合には、ステージが高精度で円軌道を描くように動作する必要がある。このようなステージの高精度な駆動の実現のためには、メカが高剛性であること、微小な位置制御(位置決め)が可能であることが必要になり、コストが高くなるという問題点がある。   Specifically, as the X-ray tube and the stage are brought closer to each other and imaged at a higher magnification, the influence of the stage driving accuracy on the projection image becomes larger. For this reason, when CT imaging is performed from an oblique direction at a high magnification, the stage needs to operate so as to draw a circular orbit with high accuracy. In order to realize high-precision driving of such a stage, it is necessary that the mechanism is highly rigid and that minute position control (positioning) is possible, which increases costs. .

また、ステージが円軌道を描くように動作するには、図10に示すように直交する2軸(直交座標系のX軸,Y軸)の駆動系が、90°位相がずれた正弦波(sin波)となるようにそれぞれの位置の制御をすればよい。図10中のPはX座標値であり、PはY座標値である。しかし、撮影時にある回転角度で等間隔にサンプリングする場合、駆動量はsin波のゲインが大きくなる位置(図10中のY座標における角度θが0°,180°,360°付近、X座標における角度θが90°,270°付近)で各軸の駆動量が小さくなり、しかも駆動方向が反転する必要がある。このように、駆動方向が反転する位置で微小駆動するので、静止摩擦やバックラッシュの影響が大きくなり、駆動精度の確保が難しくなるという問題がある。Further, in order to operate the stage so as to draw a circular orbit, as shown in FIG. 10, two orthogonal drive systems (X-axis and Y-axis of the orthogonal coordinate system) are driven by a sine wave (90 ° out of phase). Each position may be controlled so that a sine wave is obtained. P X in FIG. 10 is an X-coordinate value, P Y is a Y coordinate value. However, when sampling at regular intervals with a certain rotation angle at the time of shooting, the driving amount is a position where the gain of the sine wave is large (the angles θ in the Y coordinate in FIG. 10 are around 0 °, 180 °, 360 °, and in the X coordinate. When the angle θ is around 90 ° and 270 °, the driving amount of each axis becomes small and the driving direction needs to be reversed. As described above, since the minute driving is performed at the position where the driving direction is reversed, there is a problem that the influence of static friction and backlash is increased, and it is difficult to ensure the driving accuracy.

これらの問題は、ステージとX線検出器とを駆動して斜め方向からCT撮影する場合だけに限らない。例えば、X線管とX線検出器とを駆動して斜め方向からCT撮影する場合でも、高拡大率で斜めCT機能を実現しようとするためには、X線管が高精度で円軌道を描く必要があるという同じ問題を有している。   These problems are not limited to the case where CT imaging is performed from an oblique direction by driving the stage and the X-ray detector. For example, even when CT imaging is performed from an oblique direction by driving an X-ray tube and an X-ray detector, in order to achieve an oblique CT function at a high magnification rate, the X-ray tube has a circular orbit with high accuracy. Has the same problem that needs to be drawn.

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低コストで、駆動精度を保つことができる放射線撮影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a radiation imaging apparatus that can maintain driving accuracy at low cost.

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明の放射線撮影装置は、対象物を載置するステージと、そのステージを間に挟んで互いに対向するように配置された放射線照射手段および放射線検出手段と、前記放射線照射手段から照射されて前記対象物を透過した放射線を前記放射線検出手段で検出することにより得られた複数の投影画像に基づいて、断層画像を演算する演算手段とを備えた放射線撮影装置であって、2つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなり、各々の直進駆動機構によって駆動される被駆動部の合成された軌道が円軌道に準じた軌道となるよう、前記放射線照射手段、前記ステージの少なくとも一方を前記被駆動部として駆動する合成駆動手段と、その合成駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、反転領域における各々の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量の絶対値を、円軌道のときの反転領域における移動量よりも大きくした正の値を有する所定値以上または“0”に設定するという条件のもとに、各々の直進駆動機構をそれぞれ制御して前記円軌道に準じた軌道を実現するとともに、前記円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道から、前記円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道までの範囲の軌道を前記円軌道に準じた軌道として、前記合成駆動手段を制御することを特徴とするものである。
ここで、本発明における上述の断層画像とは、複数の断層画像を含む3次元断層画像であり、もちろん、1枚の断層画像の場合も含むものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the radiation imaging apparatus of the present invention is irradiated with a stage on which an object is placed, radiation irradiation means and radiation detection means arranged to face each other with the stage interposed therebetween, and the radiation irradiation means. A radiation imaging apparatus comprising: a calculation unit that calculates a tomographic image based on a plurality of projection images obtained by detecting radiation transmitted through the object by the radiation detection unit; At least one of the radiation irradiating means and the stage so that the combined trajectory of the driven parts driven by the respective rectilinear drive mechanisms becomes a trajectory according to a circular trajectory. comprising a combined drive unit for driving the driving unit, and control means for controlling the combined drive means, said control means, each of the straight drive at the inverting area The absolute value of the moving amount per unit step of the mechanism, based on the condition that is set to a predetermined value or more or "0" having a positive value larger than the movement amount in the inversion region when the circular orbit, each The linear drive mechanism is controlled to achieve a trajectory according to the circular trajectory, and from a small circular orbit having a half size of the circular orbit to a concentric circle of the circular orbit. The combined driving means is controlled by setting a trajectory in a range up to a great circular trajectory as a trajectory according to the circular trajectory.
Here, the above-described tomographic image in the present invention is a three-dimensional tomographic image including a plurality of tomographic images, and of course includes a case of a single tomographic image.

2つ以上の直進駆動機構により、もし円軌道を実現する際には、直進駆動機構の駆動方向が反転する位置で必ず微小駆動するので、静止摩擦やバックラッシュの影響が大きくなり駆動精度を保つことができない。そこで、この発明に係る放射線撮影装置によれば、制御手段は、反転領域における各々の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量の絶対値を、円軌道のときの反転領域における移動量よりも大きくした正の値を有する所定値以上または“0”にするという条件のもとに、各々の直進駆動機構をそれぞれ制御して円軌道に準じた軌道を実現する。この制御により、直進駆動機構の駆動方向が反転する位置で微小駆動せずに、当該所定値以上の移動量あるいは“0”の移動量(すなわち停止状態)となる。また、制御手段は、円軌道という制約を外して、直進駆動機構の駆動方向が反転する位置で微小駆動しないという制約の下で、当該円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道から、当該円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道までの範囲の軌道を当該円軌道に準じた軌道として、放射線照射手段、ステージの少なくとも一方を被駆動部として駆動して制御する。この際、各々の直進駆動機構によって駆動される被駆動部の合成された軌道が(上述した)円軌道に準じた軌道となるように、制御手段は、2つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなる合成駆動手段を制御する。これにより、直進駆動機構の駆動方向が反転する位置で微小駆動することなく、駆動精度を保つことができる。また、2つの直進駆動機構のうち、一方の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量を“0”(すなわち停止状態)に設定して、他方の直進駆動機構のみで動作させて直進駆動するという動きを採り入れた軌道とすることで、各々の直進駆動機構(駆動系)での位置制御が簡易なものとなり、駆動精度も保ちやすくなるという効果がある。また、駆動精度がよくなることでメカ的に必要な剛性の条件が緩和されるので、コストダウンにもつながり、各々の直進駆動機構(駆動系)において低コストを実現することができる。 If two or more linear drive mechanisms are used to achieve a circular orbit, the drive is always fine at a position where the drive direction of the linear drive mechanism is reversed, so that the effect of static friction and backlash increases and the drive accuracy is maintained. I can't. Therefore, according to the radiographic apparatus according to the present invention, the control means sets the absolute value of the amount of movement per unit step of each rectilinear drive mechanism in the inversion region to be larger than the amount of movement in the inversion region in the case of a circular orbit. Under the condition that the positive value is equal to or greater than a predetermined value or “0”, each linear drive mechanism is controlled to realize a track corresponding to a circular track. By this control, the amount of movement equal to or greater than the predetermined value or the amount of movement of “0” (that is, the stopped state) is obtained without performing minute driving at a position where the driving direction of the linear drive mechanism is reversed. Further, the control means removes the restriction of the circular orbit and, from the small circular orbit having a half size of the concentric circle of the circular orbit, under the restriction that the minute driving is not performed at the position where the driving direction of the linear drive mechanism is reversed. The trajectory in the range up to a large circular orbit that is a concentric circle twice the size of the circular orbit is used as a trajectory according to the circular orbit, and at least one of the radiation irradiating means and the stage is driven and controlled. . At this time, the control means is a combination of two or more rectilinear drive mechanisms so that the combined trajectory of the driven parts driven by the respective rectilinear drive mechanisms becomes a trajectory according to the circular trajectory (described above). The composite driving means is controlled. As a result, it is possible to maintain the drive accuracy without performing a minute drive at a position where the drive direction of the linear drive mechanism is reversed. In addition, the movement amount per unit step of one of the two linear drive mechanisms is set to “0” (that is, the stopped state), and the linear drive is operated only by the other linear drive mechanism. By adopting the trajectory that incorporates the movement, the position control in each of the rectilinear drive mechanisms (drive systems) can be simplified, and the driving accuracy can be easily maintained. Moreover, since the mechanically required rigidity condition is eased by improving the driving accuracy, the cost can be reduced, and low cost can be realized in each linear drive mechanism (drive system).

上述した発明(前者の発明)とは別の発明(後者の発明)は、対象物を載置するステージと、そのステージを間に挟んで互いに対向するように配置された放射線照射手段および放射線検出手段と、前記放射線照射手段から照射されて前記対象物を透過した放射線を前記放射線検出手段で検出することにより得られた複数の投影画像に基づいて、断層画像を演算する演算手段とを備えた放射線撮影装置であって、2つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなり、各々の直進駆動機構によって駆動される被駆動部の合成された軌道が円軌道に準じた軌道となるよう、前記放射線照射手段、前記ステージの少なくとも一方を前記被駆動部として駆動する合成駆動手段と、その合成駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、単位ステップ当たりの移動量の絶対値を、正の値を有する所定値以上または“0”にするという条件のもとに、各々の直進駆動機構をそれぞれ制御して前記円軌道に準じた軌道を実現するとともに、前記円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道から、前記円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道までの範囲の軌道を前記円軌道に準じた軌道として、前記合成駆動手段を制御するものである。
さらに、上述した合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、単位ステップ当たりの移動量が(正の値を有する)所定値以上である間は被駆動部の軌道が円軌道そのものとなるよう合成駆動手段を制御するとともに、一方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その一方の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量を“0”に設定し、同様に、他方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その他方の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量を“0”に設定することによって、被駆動部の軌道が円軌道に準じた軌道となるよう各々の直進駆動機構をそれぞれ制御することである。つまり、2つの直進駆動機構のうち、いずれか一方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その一方の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量を“0”に設定し、他の領域(すなわち、単位ステップ当たりの移動量が正の値を有する所定値以上である間)では当該円軌道と同じ軌道とすることで、円軌道から外れるときに生じる偽像の影響をできるだけ小さくして、かつ問題となる領域(直進駆動機構の駆動方向が反転する領域)での駆動精度を向上させることができる。なお、前者の発明における所定値は、円軌道のときの反転領域における移動量よりも大きくした正の値を有するのに対して、後者の発明における所定値は、単に正の値であることに留意されたい。
上述した発明(前者の発明)の一例は、上述した合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、制御手段は、反転領域以外である間は被駆動部の軌道が円軌道そのものとなるよう合成駆動手段を制御するとともに、一方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その一方の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量を(円軌道のときの反転領域における移動量よりも大きくした正の値を有する)所定値以上の固定値に設定し、同様に、他方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その他方の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量の絶対値を(上述した)固定値に設定することによって、被駆動部の軌道が円軌道に準じた軌道となるよう直進駆動機構をそれぞれ制御することである。つまり、2つの直進駆動機構のうち、いずれか一方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その一方の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量,または移動量の絶対値を円軌道のときの反転領域における移動量よりも大きくした正の値を有する所定値以上の固定値に設定することで、図5(b)に示すように、反転する領域のみ頂点を有し、それ以外の領域では円軌道である円頂点はみ出し軌道とし、円軌道から外れるときに生じる偽像の影響をできるだけ小さくして、かつ問題となる領域(直進駆動機構の駆動方向が反転する領域)での駆動精度を向上させることができる。
An invention (the latter invention) different from the above-described invention (the former invention) is a stage on which an object is placed, a radiation irradiating means and a radiation detection arranged so as to face each other with the stage interposed therebetween And a computing means for computing a tomographic image based on a plurality of projection images obtained by detecting radiation emitted from the radiation irradiating means and transmitted through the object by the radiation detecting means. A radiation imaging apparatus comprising: a combination of two or more linear drive mechanisms, wherein the radiation irradiation is performed so that a combined trajectory of a driven part driven by each of the linear drive mechanisms becomes a trajectory according to a circular trajectory. And a composite drive means for driving at least one of the stages as the driven portion, and a control means for controlling the composite drive means, wherein the control means comprises a unit step. Under the condition that the absolute value of the amount of movement per hit is equal to or greater than a predetermined value having a positive value or “0”, each linear drive mechanism is controlled to realize a trajectory according to the circular trajectory. And a trajectory in a range from a small circular orbit having a half size in a concentric circle of the circular orbit to a large circular orbit having a size twice as large as a concentric circle in the circular orbit as a trajectory according to the circular orbit, The combination driving means is controlled.
Further, the above-described combined drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms that are orthogonal to each other, and while the amount of movement per unit step is not less than a predetermined value (having a positive value), the track of the driven part is a circular track. In addition to controlling the composite drive means so as to become itself, only the region where the drive direction of one of the straight drive mechanisms is reversed, the movement amount per unit step of one of the straight drive mechanisms is set to “0”, Only in the region where the drive direction of the other straight drive mechanism is reversed, the movement amount per unit step of the other straight drive mechanism is set to “0”, so that the track of the driven part is a track corresponding to a circular track. In other words, each of the linear drive mechanisms is controlled. That is, only in the region where the drive direction of one of the two linear drive mechanisms is reversed, the movement amount per unit step of one of the linear drive mechanisms is set to “0”, and the other regions (In other words, while the amount of movement per unit step is greater than or equal to a predetermined value having a positive value) By setting the same trajectory as the circular trajectory, the influence of the false image that occurs when moving out of the circular trajectory is minimized. In addition, it is possible to improve the driving accuracy in a problematic area (an area where the driving direction of the linear drive mechanism is reversed). The predetermined value in the former invention has a positive value larger than the amount of movement in the reversal region in the case of a circular orbit, whereas the predetermined value in the latter invention is simply a positive value. Please keep in mind.
In one example of the above-described invention (the former invention) , the above-mentioned combined drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms that are orthogonal to each other, and the control means has a circular orbit while the track of the driven part is outside the reversal region. The combined drive means is controlled so that it becomes the same, and only the region where the drive direction of one of the rectilinear drive mechanisms is reversed is the amount of movement per unit step of one of the rectilinear drive mechanisms (movement in the reversal region when a circular orbit is used) Set a fixed value equal to or greater than a predetermined value (having a positive value greater than the amount ), and similarly, move the unit of the other linear drive mechanism per unit step only in the region where the drive direction of the other linear drive mechanism is reversed. By setting the absolute value of the quantity to a fixed value (described above), each of the linear drive mechanisms is controlled so that the trajectory of the driven part becomes a trajectory according to the circular trajectory. In other words, only in the region where the drive direction of one of the two linear drive mechanisms is reversed, the movement amount per unit step of one of the linear drive mechanisms, or the absolute value of the movement amount, is calculated based on the circular orbit. By setting a fixed value equal to or greater than a predetermined value having a positive value larger than the amount of movement in the reversal area at the time , as shown in FIG. In the region, the circular vertex that protrudes from the circular orbit is assumed to be an extra orbit, minimizing the influence of the false image that is generated when it deviates from the circular orbit, and driving accuracy in the problematic region (the region where the drive direction of the linear drive mechanism is reversed) Can be improved.

上述した発明(前者の発明)の他の一例は、上述した合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、円軌道に準じた軌道は、当該小円軌道から当該大円軌道までの範囲の軌道、かつ四角形軌道であって、制御手段は、四角形軌道の一つの辺に対応する駆動をする時には、一方の直進駆動機構による単位ステップあたりの移動量を(正の値を有する)所定値以上の固定値に設定して駆動するとともに、他方の直進駆動機構による単位ステップ当たりの移動量を“0”に設定することで、当該四角形軌道を実現することである。四角形軌道の一つの辺に対応する駆動をする時には、他方の直進駆動機構を“0”の移動量(すなわち停止状態)に設定し、一方の直進駆動機構による単位ステップあたりの移動量を(正の値を有する)所定値以上の固定値に設定して当該四角形軌道を実現することで位置制御が簡易なものとなり、駆動精度が向上する。また、直進軌道であるので、円軌道よりも短時間で駆動することが可能で、撮影に関するデータ収集時間の短縮が可能となる。
上述した発明(前者の発明)のさらなる他の一例は、上述した合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、円軌道に準じた軌道は、当該小円軌道から当該大円軌道までの範囲の軌道、かつ四角形軌道であって、制御手段は、四角形軌道の一つの辺に対応する駆動をする時には、一方の直進駆動機構による単位ステップあたりの移動量の絶対値を(正の値を有する)所定値以上の固定値に設定して駆動するとともに、他方の直進駆動機構による単位ステップ当たりの移動量の絶対値を(上述した)固定値に設定して駆動することで、四角形軌道を実現することである。四角形軌道の一つの辺に対応する駆動をする時には、各々の直進駆動機構による単位ステップ当たりの移動量の絶対値を(正の値を有する)所定値以上の固定値にそれぞれ設定することで、図5(a)に示すように、直進駆動機構の駆動軸方向に頂点を有する四角形軌道とし、位置制御が簡易なものとなり、駆動精度が向上する。また、直進軌道であるので、円軌道よりも短時間で駆動することが可能で、撮影に関するデータ収集時間の短縮が可能となる。
In another example of the above-described invention (the former invention) , the above-described combined drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms that are orthogonal to each other, and the trajectory according to the circular trajectory is from the small circular trajectory to the great circular trajectory. The control means, when driving corresponding to one side of the quadrangular trajectory, has a movement amount per unit step (having a positive value) when driving corresponding to one side of the quadrangular trajectory. ) A rectangular trajectory is realized by setting a fixed value equal to or greater than a predetermined value and driving, and setting the amount of movement per unit step by the other straight drive mechanism to “0”. When driving corresponding to one side of the square track, the other linear drive mechanism is set to a movement amount of “0” (that is, stopped), and the movement amount per unit step by one linear drive mechanism is set to By implementing the rectangular trajectory by setting a fixed value equal to or greater than a predetermined value, the position control can be simplified and the driving accuracy is improved. In addition, since it is a straight traveling track, it can be driven in a shorter time than a circular track, and the data collection time related to imaging can be shortened.
Still another example of the above-described invention (the former invention) is that the above-described combined drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms that are orthogonal to each other, and the trajectory according to the circular orbit is from the small circle orbit to the great circle. The trajectory is a trajectory up to the trajectory and is a quadrangular trajectory. When the control means performs driving corresponding to one side of the quadrangular trajectory, the absolute value of the amount of movement per unit step by one of the linear drive mechanisms is corrected (corrected). And driving by setting a fixed value equal to or greater than a predetermined value) and driving the absolute value of the amount of movement per unit step by the other straight drive mechanism to a fixed value (described above), It is to realize a square orbit. When driving corresponding to one side of the rectangular orbit, by setting the absolute value of the amount of movement per unit step by each linear drive mechanism to a fixed value (having a positive value) above a predetermined value, As shown in FIG. 5 (a), a rectangular orbit having a vertex in the drive axis direction of the linear drive mechanism is used, so that the position control is simplified and the drive accuracy is improved. In addition, since it is a straight traveling track, it can be driven in a shorter time than a circular track, and the data collection time related to imaging can be shortened.

上述したこれらの発明において、上述の合成駆動手段による当該被駆動部の駆動に同期させて、放射線検出手段を駆動する検出用駆動手段を備えるのが好ましい。放射線検出手段も動作させることで撮影視野を確保することができ、より広い領域の断層画像を算出することができる。In these inventions described above, it is preferable to include a detection drive means for driving the radiation detection means in synchronization with the drive of the driven part by the composite drive means. By operating the radiation detection means, it is possible to secure a field of view and to calculate a tomographic image of a wider area.

検出用駆動手段を備えた場合において、放射線照射手段から照射された放射線が対象物の注目点を透過して放射線検出手段の中心部分で検出されるように、検出用駆動手段は放射線検出手段を駆動するのがより好ましい。注目点を放射線検出手段の中心部分で捉えることで、断層画像を算出する際にほぼ同じ位置(注目点)で再構成(バックプロジェクション)することが可能となり、撮影視野の中心を基準とした十分広い範囲の断層画像を得ることができる。   In the case where the detection driving means is provided, the detection driving means detects the radiation detection means so that the radiation emitted from the radiation irradiation means passes through the target point of the object and is detected at the center of the radiation detection means. More preferably, it is driven. By capturing the point of interest at the center of the radiation detection means, it is possible to reconstruct (back projection) at almost the same position (point of interest) when calculating a tomographic image, which is sufficient based on the center of the field of view. A wide range of tomographic images can be obtained.

この発明に係る放射線撮影装置(前者および後者の発明)によれば、制御手段は、円軌道という制約を外して、直進駆動機構の駆動方向が反転する位置で微小駆動しないという制約の下で、当該円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道から、当該円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道までの範囲の軌道を当該円軌道に準じた軌道として、放射線照射手段、ステージの少なくとも一方を被駆動部として駆動して制御して、2つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなる合成駆動手段を制御する。その結果、低コストで、駆動精度を保つことができる。 According to the radiation imaging apparatus according to the present invention (the former and the latter inventions) , the control means removes the restriction of the circular orbit, and under the restriction that the micro drive is not performed at the position where the drive direction of the rectilinear drive mechanism is reversed, Radiation irradiation with a trajectory in the range from a small circular orbit that is half the size of a concentric circle of the circular orbit to a large circular orbit that is twice the size of a concentric circle of the circular orbit and that conforms to the circular orbit At least one of the means and the stage is driven and controlled as a driven part to control the composite driving means composed of a combination of two or more linear drive mechanisms. As a result, driving accuracy can be maintained at low cost.

実施例に係るX線検査装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the X-ray inspection apparatus which concerns on an Example. 実施例に係るX線検査装置のブロック図である。It is a block diagram of the X-ray inspection apparatus which concerns on an Example. (a)は、円軌道の他に、円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道、円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道、円軌道に内接し小円軌道に外接する正三角形および大円軌道に内接し円軌道に外接する正三角形を併せて図示した概略図、(b)は、円軌道および大円軌道の他に、大円軌道に内接する正六角形、正六角形の対角を結び円軌道・大円軌道の中心を通る辺で正六角形を分割した正三角形、正六角形の対角を結び円軌道・大円軌道の中心を通らない辺および当該辺・正三角形の辺・大円軌道の中心を通る辺で形成された直角三角形を併せて図示した概略図である。(A) is a circular orbit, a concentric circle of a circular orbit having a half size, a concentric circle of a circular orbit having a double size and a circular orbit inscribed in a circular orbit. FIG. 5B is a schematic diagram illustrating a regular triangle circumscribing a circle and a regular triangle inscribed in a great circle orbit and circumscribed in a circle orbit, and FIG. A regular triangle that divides a regular hexagon by connecting the diagonal of the regular hexagon and passing through the center of the circular or great circular orbit, a side that connects the diagonal of the regular hexagon and does not pass through the center of the circular or great circular orbit, and the corresponding side -It is the schematic which also illustrated the right triangle formed with the edge | side of a regular triangle and the edge | side which passes along the center of a great circle orbit. (a)は、(b)および(c)の比較のための通常の円軌道および円軌道を実現するときのX座標値・Y座標値、(b)は、円軌道をショートカットした軌道およびその軌道を実現するときのX座標値・Y座標値、(c)は、四角形軌道およびその軌道を実現するときのX座標値・Y座標値である。(A) is a normal circular orbit for comparison of (b) and (c) and an X coordinate value and a Y coordinate value when realizing a circular orbit, and (b) is a trajectory obtained by shortcutting a circular orbit and its An X coordinate value and a Y coordinate value when realizing the trajectory, and (c) are a quadrature trajectory and an X coordinate value and a Y coordinate value when realizing the trajectory. (a)〜(d)は、変形例に係る円軌道に準じた軌道の各形態である。(A)-(d) is each form of the track | orbit according to the circular track | orbit concerning a modification. (a)〜(e)は、変形例に係る斜め撮影を実施するための各駆動形態である。(A)-(e) is each drive form for implementing the diagonal imaging | photography concerning a modification. 従来の撮影の概略図である。It is the schematic of the conventional imaging | photography. 従来の斜め撮影の概略図である。It is the schematic of the conventional diagonal imaging | photography. ステージを平行移動させ、ステージの移動に同期させてX線検出器を回転駆動させたときの従来の斜め撮影の概略図である。It is the schematic of the conventional diagonal imaging | photography when a stage is moved in parallel and an X-ray detector is rotationally driven synchronizing with the movement of a stage. 通常の円軌道を実現するときのX座標値・Y座標値である。These are the X coordinate value and the Y coordinate value when realizing a normal circular orbit.

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図1は、実施例に係るX線検査装置の概略構成図であり、図2は、実施例に係るX線検査装置のブロック図である。本実施例では、放射線撮影装置として、X線検査装置を例に採って説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an X-ray inspection apparatus according to the embodiment, and FIG. 2 is a block diagram of the X-ray inspection apparatus according to the embodiment. In the present embodiment, an X-ray inspection apparatus will be described as an example of a radiation imaging apparatus.

図1に示すように、X線検査装置1は、対象物Oを載置するステージ2と、そのステージ2を間に挟んで互いに対向するように配置されたX線管3およびX線検出器4とを備えている。X線検出器4については、イメージインテンシファイア(I.I)やフラットパネル型X線検出器(FPD: Flat Panel Detector)などに例示されるように、特に限定されない。本実施例では、X線検出器4としてフラットパネル型X線検出器(FPD)を例に採って説明する。ステージ2は、この発明におけるステージに相当し、X線管3は、この発明における放射線照射手段に相当し、X線検出器4は、この発明における放射線検出手段に相当する。また、ステージ2は、この発明における被駆動部にも相当する。 As shown in FIG. 1, an X-ray inspection apparatus 1 includes a stage 2 on which an object O is placed, and an X-ray tube 3 and an X-ray detector arranged so as to face each other with the stage 2 interposed therebetween. 4 is provided. The X-ray detector 4 is not particularly limited, as exemplified by an image intensifier (II), a flat panel X-ray detector (FPD: Flat Panel Detector), and the like. In the present embodiment, a flat panel X-ray detector (FPD) will be described as an example of the X-ray detector 4. The stage 2 corresponds to the stage in the present invention, the X-ray tube 3 corresponds to the radiation irradiation means in the present invention, and the X-ray detector 4 corresponds to the radiation detection means in the present invention. The stage 2 also corresponds to the driven part in the present invention.

FPDは、画素に対応して縦横に並べられた複数の検出素子からなり、X線を検出素子が検出して、検出されたX線のデータ(電荷信号)をX線検出信号として出力する。このようにして、X線管3から照射されて対象物Oを透過したX線をFPDからなるX線検出器4が検出してX線検出信号を出力し、X線検出信号に基づく画素値を画素に対応してそれぞれ並べることで、X線検出器4の検出面に投影された投影画像を取得する。   The FPD is composed of a plurality of detection elements arranged vertically and horizontally corresponding to pixels, and the detection elements detect X-rays and output detected X-ray data (charge signals) as X-ray detection signals. In this way, the X-rays irradiated from the X-ray tube 3 and transmitted through the object O are detected by the X-ray detector 4 made of FPD and output an X-ray detection signal, and the pixel value based on the X-ray detection signal Are arranged in correspondence with the pixels to obtain a projection image projected on the detection surface of the X-ray detector 4.

その他に、X線検査装置1は、図1に示すように、X線検出器4を矢印R周りに回転駆動する検出器回転機構5と、X線検出器4を矢印R方向に傾動させる検出器傾動機構6とを備えている。検出器傾動機構6は、X線検出器4を支持する円弧状のガイド部6a、および回転モータ6b(図2を参照)からなり、回転モータ6bが回転駆動することで、ガイド部6aに沿ってX線検出器4が矢印R方向に傾動する。検出器回転機構5は、この発明における検出用駆動手段に相当する。Other, X-ray inspection apparatus 1, as shown in FIG. 1, tilting the detector rotation mechanism 5 for rotating the X-ray detector 4 around arrow R 1, the X-ray detector 4 in the arrow R 2 direction And a detector tilting mechanism 6 to be operated. The detector tilting mechanism 6 includes an arcuate guide portion 6a that supports the X-ray detector 4, and a rotary motor 6b (see FIG. 2). The rotary motor 6b is driven to rotate, and thus the detector tilt mechanism 6 extends along the guide portion 6a. X-ray detector 4 is tilted in the arrow R 2 direction of Te. The detector rotation mechanism 5 corresponds to the detection drive means in this invention.

検出器回転機構5は、回転モータ5a(図2を参照)からなり、回転モータ5aが検出器傾動機構6のガイド部6aを矢印R周りに回転駆動することで、ガイド部6aに支持されたX線検出器4も矢印R周りに回転駆動する。また、本実施例では、検出器回転機構5は、ステージ2の駆動に同期させてX線検出器4を矢印R周りに回転駆動する。特に、X線管3から照射されたX線が対象物Oの注目点を透過して放射線検出器4の中心部分で検出されるように、検出器回転機構5はX線検出器4を矢印R周りに回転駆動する。Detector rotation mechanism 5 is composed of a rotary motor 5a (see FIG. 2), by rotating the motor 5a rotationally drives the guide portion 6a of the detector tilt mechanism 6 around the arrow R 1, is supported by the guide portion 6a X-ray detector 4 is also rotated about arrow R 1. In this embodiment, the detector rotation mechanism 5 rotates the X-ray detector 4 around the arrow R 1 in synchronization with the drive of the stage 2. In particular, the detector rotation mechanism 5 moves the X-ray detector 4 to the arrow so that X-rays emitted from the X-ray tube 3 pass through the target point of the object O and are detected at the center of the radiation detector 4. for rotating about the R 1.

その他に、X線検査装置1は、図2に示すように、ステージ2を直交座標系X,Y,Z(図1を参照)でそれぞれ直進駆動するステージ駆動機構7と、複数の投影画像に基づいて断層画像を算出して演算する断層画像算出部8と、これらを統括制御するコントローラ9と、断層画像算出部8で得られた断層画像を出力(モニタに表示出力あるいはプリンタに印刷出力)する画像出力部10とを備えている。ステージ駆動機構7は、ステージ2をX方向に直進駆動(ここでは水平駆動)するX軸直進モータ7a、ステージ2をY方向に直進駆動(ここでは水平駆動)するY軸直進モータ7b、およびステージ2をZ方向に直進駆動(ここでは昇降駆動)するZ軸直進モータ7cからなる。本実施例では、各々のX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bによる軌道の合成が円軌道に準じた軌道で、ステージ2を駆動する。円軌道に準じた軌道については、詳しく後述する。ステージ駆動機構7は、この発明における合成駆動手段に相当し、X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bおよびZ軸直進モータ7cは、この発明における直進駆動機構に相当し、断層画像算出部8は、この発明における演算手段に相当し、コントローラ9は、この発明における制御手段に相当する。   In addition, as shown in FIG. 2, the X-ray inspection apparatus 1 includes a stage drive mechanism 7 that drives the stage 2 straightly in an orthogonal coordinate system X, Y, and Z (see FIG. 1), and a plurality of projection images. A tomographic image calculation unit 8 that calculates and calculates a tomographic image based thereon, a controller 9 that performs overall control thereof, and outputs a tomographic image obtained by the tomographic image calculation unit 8 (display output on a monitor or print output on a printer) And an image output unit 10 for performing the operation. The stage drive mechanism 7 includes an X-axis linear motor 7a that linearly drives the stage 2 in the X direction (here, horizontal drive), a Y-axis linear motor 7b that linearly drives the stage 2 in the Y direction (here, horizontal drive), and a stage. 2 is composed of a Z-axis rectilinear motor 7c that linearly drives in the Z direction (in this case, lift drive). In the present embodiment, the stage 2 is driven by a trajectory in which the synthesis of the trajectories by the X-axis rectilinear motor 7a and the Y-axis rectilinear motor 7b is based on a circular trajectory. The trajectory according to the circular trajectory will be described later in detail. The stage drive mechanism 7 corresponds to the composite drive means in the present invention, and the X-axis linear motor 7a, the Y-axis linear motor 7b, and the Z-axis linear motor 7c correspond to the linear drive mechanism in the present invention, and the tomographic image calculation unit 8 Corresponds to the calculation means in the present invention, and the controller 9 corresponds to the control means in the present invention.

断層画像算出部8は、複数の投影画像に基づいて断層画像を算出して演算する。コントローラ9は、X線検査装置1を構成する各部分を統括制御し、特に、検出器回転機構5の回転モータ5a、検出器傾動機構6の回転モータ6b、ステージ駆動機構7のX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bおよびZ軸直進モータ7cをそれぞれ制御する。図1ではX線管3は固定位置であったが、X線検出器4の傾動に応じてX線管3を傾斜可能にコントローラ9は制御してもよい。コントローラ9による具体的な制御についても、詳しく後述する。上述の断層画像算出部8やコントローラ9は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。   The tomographic image calculation unit 8 calculates and calculates a tomographic image based on a plurality of projection images. The controller 9 comprehensively controls each part constituting the X-ray inspection apparatus 1, and in particular, a rotation motor 5 a of the detector rotation mechanism 5, a rotation motor 6 b of the detector tilting mechanism 6, and an X-axis linear motor of the stage drive mechanism 7. 7a, Y-axis rectilinear motor 7b and Z-axis rectilinear motor 7c are respectively controlled. Although the X-ray tube 3 is in the fixed position in FIG. 1, the controller 9 may control the X-ray tube 3 to be tiltable according to the tilting of the X-ray detector 4. Specific control by the controller 9 will also be described in detail later. The tomographic image calculation unit 8 and the controller 9 described above are configured by a central processing unit (CPU) and the like.

図1に示すように、X線管3、対象物OおよびX線検出器4を配置することで、図9と同様に、ラミノ角傾いた斜め方向にX線管3とX線検出器4とを配置して斜め方向から撮影することができる。そして、X線管3と、ステージ2ひいては対象物Oとを近づけることができ、X線管3と対象物Oとが互いに干渉することなく高拡大率の投影画像を得ることができる。ステージ2を円軌道に準じた軌道で駆動する度に投影画像を取得することで複数の角度からの投影画像を取得し、図2に示す断層画像算出部8は、複数の投影画像に基づいて断層画像を算出して演算する。   As shown in FIG. 1, by arranging the X-ray tube 3, the object O, and the X-ray detector 4, the X-ray tube 3 and the X-ray detector 4 in an oblique direction inclined by the lamino angle, as in FIG. 9. And can be taken from an oblique direction. Then, the X-ray tube 3 and the stage 2 and thus the object O can be brought close to each other, and a high-magnification projection image can be obtained without the X-ray tube 3 and the object O interfering with each other. A tomographic image calculation unit 8 shown in FIG. 2 acquires a projection image from a plurality of angles by acquiring a projection image each time the stage 2 is driven in a trajectory according to a circular orbit, and the tomographic image calculation unit 8 shown in FIG. Compute and calculate a tomographic image.

ここで、円軌道に準じた軌道の範囲について、図3を参照して説明する。図3(a)は、円軌道の他に、円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道、円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道、円軌道に内接し小円軌道に外接する正三角形および大円軌道に内接し円軌道に外接する正三角形を併せて図示した概略図であり、図3(b)は、円軌道および大円軌道の他に、大円軌道に内接する正六角形、正六角形の対角を結び円軌道・大円軌道の中心を通る辺で正六角形を分割した正三角形、正六角形の対角を結び円軌道・大円軌道の中心を通らない辺および当該辺・正三角形の辺・大円軌道の中心を通る辺で形成された直角三角形を併せて図示した概略図である。   Here, the range of the orbit according to the circular orbit will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a circular orbit, a concentric circle of a circular orbit having a half size, a circular orbit of a concentric circle having a size twice as large, a circular orbit inscribed in a small circle. FIG. 3B is a schematic diagram illustrating an equilateral triangle circumscribing the circular orbit and an equilateral triangle inscribed in the great circle orbit and circumscribing the circular orbit; FIG. Regular hexagons inscribed in the trajectory, connecting the diagonals of the regular hexagons, equilateral triangles that divide the regular hexagons along the sides passing through the centers of the circular or great circular orbits, and connecting the diagonals of the regular hexagons to the centers of the circular or great circular orbits It is the schematic which also illustrated the right-angled triangle formed in the edge | side which does not pass and the edge | side which passes along the said edge | side, the edge | side of an equilateral triangle, and the center of a great circle orbit.

円軌道に準じた軌道は無制限でなく、本明細書では、標準となる円軌道の同心円で半分の大きさを有する円軌道を「小円軌道」、標準となる円軌道の同心円で2倍の大きさを有する円軌道を「大円軌道」とそれぞれ定義づけると、小円軌道から大円軌道までの範囲の軌道を円軌道に準じた軌道とする。したがって、小円軌道よりも内側に描くことなく、かつ大円軌道よりも外側に描くことがない軌道が、円軌道に準じた軌道となる。ここで、小円軌道を(標準となる)円軌道の同心円で半分の大きさを有する円軌道とし、大円軌道を(標準となる)円軌道の同心円で2倍の大きさを有する円軌道としたのは、以下の理由である。   There is no limit to the orbit according to the circular orbit. In this specification, a circular orbit that is half the size of the concentric circle of the standard circular orbit is called a “small circular orbit”, and doubled by the concentric circle of the standard circular orbit. If each circular orbit having a size is defined as a “large circle orbit”, the trajectory in the range from the small circle orbit to the great circle orbit is defined as a trajectory according to the circular orbit. Therefore, a trajectory that does not draw inside the small circular orbit and does not draw outside the great circular orbit is a trajectory according to the circular orbit. Here, the small circular orbit is a concentric circle of the (standard) circular orbit and half the size, and the large circular orbit is a circular orbit that is twice the size of the (standard) concentric circle. The reason is as follows.

(標準となる)円軌道に内接する正多角形を考えると、その正多角形に内接する円が最も小さくなるのは、その正多角形は正三角形であって、その正三角形に内接する円である。逆に、(標準となる)円軌道に外接する正多角形を考えると、その正多角形に外接する円が最も大きくなるのは、その正多角形は正三角形であって、その正三角形に外接する円である。図3(a)に示すように、標準となる円軌道をCとし、(標準となる)円軌道Cに内接する正三角形をTRとし、その正三角形TRに内接する円軌道をCとし、(標準となる)円軌道Cに外接する正三角形をTRとし、その正三角形TRに外接する円軌道をCとする。Considering a regular polygon inscribed in a (standard) circular orbit, the circle inscribed in the regular polygon is the smallest. The regular polygon is a regular triangle, and the circle inscribed in the regular triangle. It is. Conversely, when considering a regular polygon circumscribing a (standard) circular orbit, the circle that circumscribes the regular polygon is the largest when the regular polygon is an equilateral triangle. A circumscribed circle. As shown in FIG. 3 (a), a circular orbit as a standard and C, (the standard) and equilateral triangle inscribed in the circular orbit C and TR 1, the circular path inscribed in the regular triangle TR 1 C S Let TR 2 be a regular triangle circumscribing the (standard) circular orbit C, and let C B be a circular orbit circumscribing the regular triangle TR 2 .

(標準となる)円軌道Cの径、正三角形TRに外接する円軌道Cの径の関係についてのみ着目する。図3(b)に示すように、円軌道Cに内接する正六角形をHEXとし、正六角形HEXの対角を結び円軌道C・Cの中心を通る辺で正六角形HEXを分割した正三角形をTRとすると、正六角形HEXが6つの正三角形TRに分割される。一方、図3(b)に示すように、正六角形HEXの対角を結び円軌道C・Cの中心を通らない辺をABとし、当該辺AB・正三角形TRの辺・円軌道Cの中心を通る辺で形成された直角三角形をTRとする(図3(b)の太枠を参照)。(The standard) diameter of the circular orbit C, and focused only the relationship between the diameter of the circular orbit C B circumscribing an equilateral triangle TR 2. As shown in FIG. 3 (b), the regular hexagon inscribed in circular orbit C B and HEX, obtained by dividing the regular hexagon HEX at the sides passing through the center of the circular orbit C · C B bear diagonal regular hexagon HEX positive When the triangle is TR 3 , the regular hexagon HEX is divided into six regular triangles TR 3 . On the other hand, as shown in FIG. 3 (b), the side that does not pass through the center of the circular orbit C-C B bear diagonal regular hexagon HEX and AB, edge-circular orbit C of the sides AB, equilateral triangle TR 3 A right triangle formed by a side passing through the center of B is referred to as TR 4 (see the thick frame in FIG. 3B).

直角三角形TRは、正三角形TRの頂点から垂線(辺ABの一部)を下ろした線で二等分された三角形となり、直角三角形TRの斜辺の長さが円軌道Cの半径となり、垂線と直交する辺の長さが(標準となる)円軌道Cの半径となる。直角三角形TRの斜辺の長さ:垂線と直交する辺の長さは2:1の関係である。したがって、図3(b)に示すように、(標準となる)円軌道Cの半径をrとすると、垂線と直交する辺の長さは円軌道Cの半径rと等しく、直角三角形TRの斜辺の長さは2rとなり、その結果、円軌道Cの半径は直角三角形TRの斜辺の長さ2rと等しくなる。Right triangle TR 4 becomes a triangle bisected by a line with a perpendicular line is drawn from the apexes of an equilateral triangle TR 3 (a portion of the side AB), the length of the hypotenuse of a right triangle TR 4 are circular orbit C B radial Thus, the length of the side perpendicular to the perpendicular is the radius of the circular trajectory C (which is standard). The length of the hypotenuse of a right triangle TR 4: the length of the side perpendicular to the vertical line is 2: 1 relationship. Therefore, as shown in FIG. 3B, when the radius of the circular trajectory C (standard) is r, the length of the side perpendicular to the perpendicular is equal to the radius r of the circular trajectory C, and the right triangle TR 4 the length of the hypotenuse is 2r, and consequently, the radius of the circular orbit C B is equal to the length 2r of the hypotenuse of a right triangle TR 4.

つまり、図3(a)の正三角形TRに外接する円軌道Cの半径は2rで、(標準となる)円軌道Cの半径rの2倍となり、円軌道Cは、円軌道Cの同心円で2倍の大きさを有する大円軌道となる。よって、大円軌道Cを(標準となる)円軌道Cの同心円で2倍の大きさを有する円軌道とする。同様の理由で、(標準となる)円軌道Cを(図3(a)の正三角形TRに内接する)円軌道Cに置き換え、大円軌道Cを(標準となる)円軌道Cに置き換えた場合には、円軌道Cは、円軌道Cの同心円で2倍の大きさを有する円軌道となる。言い換えれば、円軌道Cは、円軌道Cの同心円で半分の大きさを有する小円軌道となる。That is, radius 2r of the circular orbit C B circumscribing an equilateral triangle TR 2 in FIG. 3 (a), is twice that (a standard) radius r of the circular orbit C, the circular orbit C B is the circular orbit C It is a great circle orbit having a double size. Therefore, the circular path having a large circular orbit the C B (the standard) twice as large as in the concentric circular orbit C. For the same reason, (a standard) a circular orbit C (inscribed in equilateral triangle TR 1 in FIG. 3 (a)) replaced by the circular orbit C S, (the standard) a large circular orbit C B circular orbit C when replaced, the circular orbit C is a circular path having twice the size in concentric circular orbit C S. In other words, the circular orbit C S becomes a small circular path having half the size in the concentric circular orbit C.

次に、具体的な円軌道に準じた軌道の例について、図4を参照して説明する。図4(a)は、図4(b)および図4(c)の比較のための通常の円軌道および円軌道を実現するときのX座標値・Y座標値であり、図4(b)は、円軌道をショートカットした軌道およびその軌道を実現するときのX座標値・Y座標値であり、図4(c)は、四角形軌道およびその軌道を実現するときのX座標値・Y座標値である。図4(a)〜図4(c)の横軸は、図4(a)〜図4(c)中のθを、図4(a)〜図4(c)の黒丸が示す始点(θ=0°)から図4(a)〜図4(c)の矢印が示す終点(θ=360°)までとった角度軸であり、図4(a)〜図4(c)の縦軸は、X座標値・Y座標値である。また、図4(a)の円軌道を実現するときのX座標値・Y座標値は、図10に示すX座標値・Y座標値と同じである。   Next, an example of a specific orbit according to a circular orbit will be described with reference to FIG. FIG. 4 (a) is a normal circular orbit for comparison with FIG. 4 (b) and FIG. 4 (c), and the X coordinate value and the Y coordinate value when realizing the circular orbit. FIG. Is a trajectory obtained by shortcutting a circular trajectory and an X coordinate value / Y coordinate value when the trajectory is realized, and FIG. 4C is an X coordinate value / Y coordinate value when realizing a quadrangular trajectory and the trajectory. It is. 4 (a) to 4 (c), the horizontal axis represents θ in FIGS. 4 (a) to 4 (c), and the starting point (θ) indicated by the black circles in FIGS. 4 (a) to 4 (c). = 0 °) to the end point (θ = 360 °) indicated by the arrow in FIGS. 4 (a) to 4 (c), and the vertical axes in FIGS. 4 (a) to 4 (c) are , X coordinate value / Y coordinate value. Further, the X coordinate value / Y coordinate value when realizing the circular orbit of FIG. 4A is the same as the X coordinate value / Y coordinate value shown in FIG.

従来の通常の円軌道は、図4(a)に示すように、図10で述べたのと同様にX座標値P,Y座標値Pが円軌道を描くために正弦波(sin波)となる。したがって、駆動量(単位ステップ当たりの移動量の絶対値)は、sin波のゲインが大きくなる領域(図4(a)中のY座標における角度θが0°,180°,360°付近、X座標における角度θが90°,270°付近)でそれぞれ小さくなって、X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b(図1を参照)の駆動方向がそれぞれ反転する。したがって、X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bによりステージ2を直進駆動して、もしX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bによる軌道の合成が図4(a)に示す円軌道の場合には、上述した静止摩擦やバックラッシュの影響が大きくなり、駆動精度の確保が難しくなる。As shown in FIG. 4 (a), the conventional ordinary circular orbit has a sine wave (sin wave) because the X coordinate value P X and the Y coordinate value P Y draw a circular orbit as described in FIG. ) Therefore, the driving amount (absolute value of the movement amount per unit step) is a region where the gain of the sine wave is large (the angle θ at the Y coordinate in FIG. 4A is around 0 °, 180 °, 360 °, X The angle θ in the coordinates becomes smaller at around 90 ° and 270 °, respectively, and the driving directions of the X-axis linear motor 7a and the Y-axis linear motor 7b (see FIG. 1) are reversed. Therefore, when the stage 2 is linearly driven by the X-axis linear motor 7a and the Y-axis linear motor 7b, the composition of the trajectory by the X-axis linear motor 7a and the Y-axis linear motor 7b is the circular orbit shown in FIG. In this case, the effect of the above-mentioned static friction and backlash becomes large, and it becomes difficult to ensure driving accuracy.

そこで、図4(a)以外の図4に示すように円軌道という制約を外して、軌道の少なくとも一部に直線的な軌道(直進駆動)を採り入れる。そして、円軌道でみられる駆動方向が反転する位置での微小駆動をなくすことが可能な軌道の例は多数存在し、これらの軌道を「円軌道に準じた軌道」とする。なお、標準となる円軌道からあまりにも外れすぎる(例えば短軸の4倍を超えた長さの長軸を有した楕円などの場合)と、外れすぎた場合に得られた複数の投影画像に基づいて断層画像を算出して演算すると、標準となる円軌道で再構成された断層画像に対して正しい値が得られなくなる。これは、極端な例を考えれば、CTと斜めCTとの断層画像が異なることからも分かる.   Therefore, as shown in FIG. 4 other than FIG. 4A, the restriction of the circular orbit is removed, and a linear orbit (straight drive) is adopted in at least a part of the orbit. There are many examples of trajectories that can eliminate the minute driving at the position where the driving direction seen in the circular trajectory is reversed, and these trajectories are referred to as “circular orbits”. It should be noted that if the image is too deviated from the standard circular orbit (for example, an ellipse having a long axis exceeding 4 times the short axis), a plurality of projection images obtained when the image is too deviated If a tomographic image is calculated and calculated based on this, a correct value cannot be obtained for a tomographic image reconstructed with a standard circular orbit. This can also be seen from the fact that the tomographic images of CT and oblique CT are different, considering an extreme example.

そこで、上述したように円軌道に準じた軌道は無制限でなく、円軌道C(図3(a)を参照)の同心円で半分の大きさを有する小円軌道C(図3(a)を参照)から、円軌道Cの同心円で2倍の大きさを有する大円軌道C(図3(a)を参照)までの範囲の軌道を円軌道に準じた軌道とする。また、図4(a)以外の図4に示す各軌道で得られた複数の投影画像に基づいて断層画像を算出して演算すると、標準となる円軌道で再構成された断層画像とほぼ同じ結果になることが確認されている。Therefore, as described above, the trajectory according to the circular trajectory is not limited, and a small circular trajectory C S (FIG. 3 (a)) that is a concentric half of the circular trajectory C (see FIG. 3 (a)) is half. The trajectory in a range from a reference circle) to a great circle orbit C B (see FIG. 3A) that is a concentric circle of the circle orbit C and has a size twice as large as that of the circle orbit C is a trajectory according to the circular orbit. Further, when a tomographic image is calculated and calculated based on a plurality of projection images obtained in each trajectory shown in FIG. 4 other than FIG. 4A, it is almost the same as a tomographic image reconstructed with a standard circular trajectory. It has been confirmed that this will result.

例えば、図4(b)に示すように、X座標値P,Y座標値Pが円軌道をショートカットした軌道を描く場合には、駆動方向が反転する位置での微小駆動量よりも大きく、 値を有する所定値を設定する。そして、駆動量(単位ステップ当たりの移動量の絶対値)を、当該所定値以上または“0”にして、コントローラ9(図2を参照)は各々のX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bをそれぞれ制御する。For example, as shown in FIG. 4B, when the X coordinate value P X and the Y coordinate value P Y draw a trajectory that is a shortcut of the circular trajectory, it is larger than the minute driving amount at the position where the driving direction is reversed. , a predetermined value having a positive value. Then, the drive amount (absolute value of the movement amount per unit step) is set to be equal to or greater than the predetermined value or “0”, and the controller 9 (see FIG. 2) sets the X-axis linear motor 7a and the Y-axis linear motor 7b. To control each.

より具体的には、直交座標系でそれぞれ直進駆動する2つのX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bによる軌道の合成が当該円軌道となるような駆動量で当該所定値以上を保ちつつ各々の2つのX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bをそれぞれ制御するとともに、各々のX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bの駆動方向が反転する領域のみ、駆動量を“0”に設定X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bの組み合わせからなる 合成駆動手段(本実施例ではステージ駆動機構7)を制御する。つまり、各々のX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bの駆動方向が反転する領域のみ、駆動量を“0”に設定して(円軌道をショートカットした)直進軌道として、他の領域(すなわち、単位ステッ プ当たりの移動量が正の値を有する所定値以上である間)では当該円軌道と同じ軌道とする。したがって、図面の右に示すように、駆動方向が反転する領域のみ“0”となり、他の領域ではsin波となる。このように、駆動方向が反転する領域のみ、駆動量を“0”に設定して直進軌道として、他の領域では当該円軌道と同じ軌道とすることで、円軌道から外れるときに生じる偽像の影響をできるだけ小さくして、かつ問題となる領域(X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bの駆動方向が反転する領域)での駆動精度を向上させることができる。More specifically, each of the X-axis linear motor 7a and the Y-axis linear motor 7b that are linearly driven in the Cartesian coordinate system maintains a predetermined value or more with a driving amount such that the synthesis of the trajectory becomes the circular trajectory. The X-axis linear motor 7a and Y-axis linear motor 7b are respectively controlled, and the drive amount is set to “0” only in the region where the driving directions of the X-axis linear motor 7a and Y-axis linear motor 7b are reversed. Then , the composite drive means (the stage drive mechanism 7 in this embodiment) composed of a combination of the X-axis linear motor 7a and the Y-axis linear motor 7b is controlled. That is, only the region where the driving direction of each of the X-axis linear motor 7a and Y-axis linear motor 7b is reversed, the driving amount is set to “0” (a circular track is shortcut) and other regions (ie, , the moving amount per unit steps is the same track as the is between) the said circular path than the predetermined value having a positive value. Accordingly, as shown on the right side of the drawing, only the region where the driving direction is reversed is “0”, and the sine wave is generated in other regions. As described above, only in the region where the driving direction is reversed, the driving amount is set to “0” as a straight traveling trajectory, and in the other regions, the same trajectory as the circular trajectory is generated. Can be reduced as much as possible, and the drive accuracy in the problematic region (region where the drive directions of the X-axis linear motor 7a and Y-axis linear motor 7b are reversed) can be improved.

また、例えば、図4(c)に示すように、X座標値P,Y座標値Pが四角形軌道(図4(c)では円軌道に内接する正方形軌道)を描く場合には、同様に正の値を有する所定値を設定する。そして、駆動量(単位ステップ当たりの移動量の絶対値)を、当該所定値以上または“0”に設定コントローラ9は各々のX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bの組み合わせからなる合成駆動手段(本実施例ではステージ駆動機構7)を制御する。For example, as shown in FIG. 4C, the same applies when the X coordinate value P X and the Y coordinate value P Y draw a quadrangular trajectory (a square trajectory inscribed in the circular trajectory in FIG. 4C). Is set to a predetermined value having a positive value. Then, the driving amount (absolute value of the moving amount per unit step) is set to the predetermined value or more or “0”, and the controller 9 is a composite composed of a combination of the X-axis linear motor 7a and the Y-axis linear motor 7b. The driving means (the stage driving mechanism 7 in this embodiment) is controlled.

より具体的には、この四角形軌道は、小円軌道Cから大円軌道Cまでの範囲の軌道であり、コントローラ9は、四角形軌道の一つの辺に対応する駆動をする時には、一方の 直進駆動機構(一方の直進駆動機構がX軸直進モータ7aの場合には他方の直進駆動機構 はY軸直進モータ7b一方の直進駆動機構がY軸直進モータ7bの場合には他方の直進 駆動機構はX軸直進モータ7a)による単位ステップあたりの移動量を(正の値を有する )所定値以上の固定値に設定して駆動するとともに、他方の直進駆動機構による単位ステ ップ当たりの移動量を“0”に設定することで、当該四角形軌道を実現する。例えば、図面の右に示すように、X軸直進モータ7aのみを制御してX座標値P四角形軌道の一 つの辺に対応して変動する(X方向に直進する)場合には、Y軸直進モータ7bでの駆動量を“0”に設定してY座標値Pを固定にして停止状態にする。逆に、Y軸直進モータ7bのみを制御してY座標値P四角形軌道の一つの辺に対応して変動する(Y方向に直進する)場合には、X軸直進モータ7aでの駆動量を“0”に設定してX座標値Pを固定にして停止状態にする。このように、“0”の移動量(すなわち停止状態)に設定し一方の直進駆動機構(モータ)による単位ステップあたりの移動量を(正の値を有する )所定値以上の固定値に設定して当該四角形軌道を実現することで位置制御が簡易なものとなり、駆動精度が向上する。また、直進軌道であるので、円軌道よりも短時間で駆動することが可能で、撮影に関するデータ収集時間の短縮が可能となる。More specifically, this quadrangular trajectory is a trajectory in the range from the small circular trajectory C S to the great circular trajectory C B. When the controller 9 performs driving corresponding to one side of the quadrangular trajectory, Linear drive mechanism (if one linear drive mechanism is an X-axis linear motor 7a , the other linear drive mechanism is a Y-axis linear motor 7b , and if one linear drive mechanism is a Y-axis linear motor 7b , the other linear drive with mechanism drives the moving amount per unit step by X-axis linear motor 7a) (having a positive value) is set to a predetermined value or more fixed values, the mobile unit stearyl Tsu per flop by the other linear drive mechanism The rectangular trajectory is realized by setting the quantity to “0”. For example, as shown in the right of the drawing, when controlling only the X-axis linear motor 7a X coordinate value P X is varied in response to one of the sides of the rectangle trajectory (straight in the X direction), Y The drive amount in the shaft linear motor 7b is set to “0”, the Y coordinate value PY is fixed, and the motor is stopped. Conversely, Y coordinate values P Y by controlling only the Y-axis linear motor 7b is (straight in the Y direction) varies in response to one of the sides of the rectangle orbit case, the driving of the X-axis linear motor 7a the amount of "0" to the X-coordinate value P X to the fixed set to the stopped state. Thus, the movement amount of “0” (that is, the stop state) is set, and the movement amount per unit step by one of the linear drive mechanisms (motors) is set to a fixed value (having a positive value ) that is a predetermined value or more. Thus, by realizing the rectangular trajectory, the position control is simplified, and the driving accuracy is improved. In addition, since it is a straight traveling track, it can be driven in a shorter time than a circular track, and the data collection time related to imaging can be shortened.

このように、2つ以上の直進駆動機構(本実施例ではX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)により、もし図4(a)に示す円軌道を実現する際には、直進駆動機構の駆動方向が反転する位置で必ず微小駆動するので、静止摩擦やバックラッシュの影響が大きくなり駆動精度を保つことができない。そこで、上述の構成を備えた本実施例に係るX線検査装置によれば、コントローラ9は、単位ステップ当たりの移動量の絶対値(駆動量)を、正の値を有する所定値以上または“0”にするという条件のもとに、各々の直進駆動機構(X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)をそれぞれ制御して円軌道に準じた軌道 を実現する。この制御により、直進駆動機構(X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)の駆動方向が反転する位置で微小駆動せずに、当該所定値以上の移動量あるいは“0”の移動量(すなわち停止状態)となる。As described above, when the circular orbit shown in FIG. 4A is realized by two or more rectilinear drive mechanisms (X-axis rectilinear motor 7a and Y-axis rectilinear motor 7b in this embodiment), the rectilinear drive mechanism Since the driving is always performed at a position where the driving direction is reversed, the influence of static friction and backlash increases and the driving accuracy cannot be maintained. Therefore, according to the X-ray inspection apparatus according to the present embodiment having the above-described configuration, the controller 9 sets the absolute value (drive amount) of the movement amount per unit step to a predetermined value having a positive value or more or “ Under the condition of “0”, each linear drive mechanism (X-axis linear motor 7a, Y-axis linear motor 7b) is controlled to realize a track in accordance with the circular track . By this control, the amount of movement equal to or greater than the predetermined value or the amount of movement of “0” (that is, the amount of movement of “0”) (ie, the amount of movement equal to or greater than the predetermined value) is not driven at a position where the driving direction of the linear drive mechanism (X-axis linear motor 7a, Y-axis linear motor 7b) is reversed. Stop state).

また、コントローラ9は、円軌道という制約を外して、直進駆動機構(X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)の駆動方向が反転する位置で微小駆動しないという制約の下で、当該円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道から、当該円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道までの範囲の軌道を当該円軌道に準じた軌道として、ステージ2を被駆動部として駆動して制御する。この際、各々の直進駆動機構によって駆動され る被駆動部の合成された軌道が(上述した)円軌道に準じた軌道となるように、コントロ ーラ9は、2つ以上の直進駆動機構(X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)の組み 合わせからなる合成駆動手段(ステージ駆動機構7)を制御する。これにより、直進駆動機構(X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)の駆動方向が反転する位置で微小駆動することなく、駆動精度を保つことができる。In addition, the controller 9 removes the restriction of the circular orbit and, under the restriction that the minute drive is not performed at a position where the drive direction of the rectilinear drive mechanism (X-axis rectilinear motor 7a, Y-axis rectilinear motor 7b) is reversed, The stage 2 is driven with a trajectory ranging from a small circular orbit that is half the size of a concentric circle to a large circular orbit that is twice the size of a concentric circle of the circular orbit. Drive and control as a unit . At this time, as a trajectory combined trajectory of the driven unit that is driven by a respective linear drive mechanisms pursuant to (above) the circular orbit, controller 9, two or more linear drive mechanisms ( X-axis linear motors 7a, controls the combined drive means consisting of Y-axis linear combination of the motor 7b) (stage drive mechanism 7). As a result, the driving accuracy can be maintained without performing minute driving at a position where the driving direction of the rectilinear drive mechanism (X-axis rectilinear motor 7a, Y-axis rectilinear motor 7b) is reversed.

また、2つの直進駆動機構(X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)のうち、一方 の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量を“0”すなわち停止状態)に設定して、他方の直進駆動機構のみで動作させて直進駆動するという動きを採り入れた軌道とすることで、各々の直進駆動機構(駆動系)での位置制御が簡易なものとなり、駆動精度も保ちやすくなるという効果がある。また、駆動精度がよくなることでメカ的に必要な剛性の条件が緩和されるので、コストダウンにもつながり、各々の直進駆動機構(駆動系)において低コストを実現することができる。In addition, the movement amount per unit step of one of the two linear drive mechanisms (X-axis linear motor 7a, Y-axis linear motor 7b ) is set to “0” ( that is, stopped state), and the other By adopting a trajectory that adopts the movement of driving straightly by operating only the straight drive mechanism, the position control in each straight drive mechanism (drive system) can be simplified, and the drive accuracy can be easily maintained. There is. Moreover, since the mechanically required rigidity condition is eased by improving the driving accuracy, the cost can be reduced, and low cost can be realized in each linear drive mechanism (drive system).

本実施例では、好ましくは、ステージ2の駆動に同期させて、X線検出器4を駆動する検出器回転機構5を備えている。X線検出器4も動作させることで撮影視野を確保することができ、より広い領域の断層画像を算出することができる。   In this embodiment, preferably, a detector rotating mechanism 5 for driving the X-ray detector 4 in synchronization with the driving of the stage 2 is provided. By operating the X-ray detector 4 as well, an imaging field of view can be secured, and a tomographic image of a wider area can be calculated.

検出器回転機構5を備えた場合において、好ましくは、X線管3から照射されたX線が対象物Oの注目点を透過してX線検出器4の中心部分で検出されるように、検出器回転機構5はX線検出器4を駆動する。注目点をX線検出器4の中心部分で捉えることで、断層画像を算出する際にほぼ同じ位置(注目点)で再構成(バックプロジェクション)することが可能となり、撮影視野の中心を基準とした十分広い範囲の断層画像を得ることができる。   When the detector rotation mechanism 5 is provided, preferably, the X-rays emitted from the X-ray tube 3 pass through the point of interest of the object O and are detected at the central portion of the X-ray detector 4. The detector rotating mechanism 5 drives the X-ray detector 4. By capturing the point of interest at the center of the X-ray detector 4, it is possible to reconstruct (back projection) at substantially the same position (point of interest) when calculating a tomographic image. A sufficiently wide range of tomographic images can be obtained.

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.

(1)上述した実施例では、放射線撮影装置として、X線検査装置を例に採って説明したが、複数の投影画像に基づいて断層画像を取得して放射線撮影を行う装置であれば、放射線についてはX線に限定されず、X線以外の放射線(α線、β線、γ線など)であってもよい。   (1) In the above-described embodiments, the X-ray inspection apparatus has been described as an example of the radiation imaging apparatus. However, if the apparatus performs radiography by acquiring tomographic images based on a plurality of projection images, radiation Is not limited to X-rays, and may be radiation other than X-rays (α rays, β rays, γ rays, etc.).

(2)対象物については特に限定されない。上述したように実装基板、多層基板のスルーホール/パターン/はんだ接合部、パレット上に配置された集積回路(IC)のような実装前の電子部品、金属などの鋳物、ビデオデッキのような成型品などに例示されるように、対象物に対する放射線撮影を行うのであればよい。   (2) The object is not particularly limited. As described above, mounting boards, through holes / patterns / solder joints on multilayer boards, electronic parts before mounting such as integrated circuits (ICs) placed on pallets, castings of metals, moldings such as video decks What is necessary is just to perform radiography with respect to a target object, as exemplified by goods.

(3)上述した実施例では、円軌道に準じた軌道は、図4(b)や図4(c)に示す軌道であったが、2つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなり、単位ステップ当たりの移動量の絶対値(駆動量)を、正の値を有する所定値以上または“0”に設定して、各々の 直進駆動機構をそれぞれ制御するとともに、上述の小円軌道から上述の大円軌道までの範囲の軌道を円軌道に準じた軌道とするのであれば、これらに限定されない。例えば、図5(a)に示すように、駆動軸(この場合、X軸、Y軸)方向に頂点を有する四角形軌道でもよいし、図5(b)に示すように、反転する領域のみ頂点を有し、それ以外の領域では円軌道である円頂点はみ出し軌道であってもよい。その他にも、図5(c)に示すように、円軌道に外接する四角形軌道(図5(c)では正方形軌道)であってもよいし、図5(d)に示すように、円軌道に内接あるいは外接する正三角形軌道であってもよい。  (3) In the above-described embodiment, the trajectory according to the circular trajectory is the trajectory shown in FIG. 4B or 4C. However, the trajectory is composed of a combination of two or more linear drive mechanisms, and has unit steps. The absolute value (drive amount) of the amount of movement per hit,PositiveGreater than or equal to a predetermined value or “0”ConfigurationAnd each Straight aheadAs long as each of the driving mechanisms is controlled and the trajectory in the range from the aforementioned small circular trajectory to the above great circular trajectory is a trajectory according to the circular trajectory, the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIG. 5 (a), it may be a rectangular orbit having a vertex in the direction of the drive axis (in this case, the X-axis and Y-axis), or as shown in FIG. In other areas, a circular vertex that is a circular orbit may be a protruding orbit. In addition, as shown in FIG. 5 (c), it may be a rectangular orbit that circumscribes the circular orbit (a square orbit in FIG. 5 (c)), or as shown in FIG. 5 (d), a circular orbit. It may be an equilateral triangular orbit that is inscribed or circumscribed.

(4)上述した実施例では、(水平面に沿った)円軌道に準じた軌道を描くのに、図2に示す2つのX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bをそれぞれ制御したが、ステージを水平姿勢のままで鉛直面に沿った円軌道に準じた軌道を描く、鉛直姿勢にしてもステージに対して(例えば支持部材により)対象物が載置可能、あるいは後述する変形例(8)のように放射線照射手段(実施例ではX線管3)の方を駆動するのであれば、図1に示すように水平面をXY平面とし、Z軸を鉛直軸としたときに、鉛直面に沿った円軌道に準じた軌道を描くように、X軸直進モータ7a,Z軸直進モータ7c(図2を参照)をそれぞれ制御、あるいはY軸直進モータ7b,Z軸直進モータ7cをそれぞれ制御してもよい。   (4) In the above-described embodiment, the two X-axis linear motor 7a and Y-axis linear motor 7b shown in FIG. 2 are controlled to draw a trajectory according to a circular trajectory (along the horizontal plane). Draw a trajectory according to a circular trajectory along the vertical plane while keeping the horizontal posture, the object can be placed on the stage (for example, by a support member) even in the vertical posture, or a modification (8) described later If the radiation irradiation means (X-ray tube 3 in the embodiment) is driven as shown in FIG. 1, when the horizontal plane is the XY plane and the Z axis is the vertical axis as shown in FIG. The X-axis rectilinear motor 7a and the Z-axis rectilinear motor 7c (see FIG. 2) are controlled respectively, or the Y-axis rectilinear motor 7b and the Z-axis rectilinear motor 7c are respectively controlled so as to draw a trajectory according to the circular orbit Also good.

(5)上述した実施例では、円軌道に準じた軌道を描くのに、水平面に沿った円軌道に準じた軌道を描くように、各々の直進駆動機構(実施例では2つのX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7b)をそれぞれ制御したが、上述の変形例(4)のように鉛直面に沿った円軌道に準じた軌道を描くように、各々の直進駆動機構をそれぞれ制御してもよいし、斜面に沿った円軌道に準じた軌道を描くように、各々の直進駆動機構をそれぞれ制御してもよい。   (5) In the above-described embodiment, each linear drive mechanism (in the embodiment, two X-axis linear motors) is drawn so that a trajectory according to a circular trajectory is drawn, and a trajectory according to a circular trajectory along a horizontal plane is drawn. 7a and Y-axis rectilinear motors 7b) are controlled respectively, but each rectilinear drive mechanism is controlled so as to draw a trajectory according to a circular trajectory along the vertical plane as in the above-described modification (4). Alternatively, each straight drive mechanism may be controlled so as to draw a trajectory according to a circular trajectory along the slope.

(6)上述した実施例では、円軌道に準じた軌道を描くのに、図2に示す2つのX軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bの組み合わせからなる合成駆動手段(実施例ではステージ駆動機構7)をそれぞれ制御したが、3つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなる合成駆動手段をそれぞれ制御してもよい。円軌道に準じた軌道を描くのに、例えば、X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bの他にZ軸直進モータ7c(図2を参照)を組み合わせてもよい。また、直交座標系に限定されず、例えば、X軸直進モータ7a,Y軸直進モータ7bおよびZ軸直進モータ7cのいずれか少なくとも1つのモータと、これらの軸に対して斜め方向の軸に沿って直進駆動するモータとを組み合わせてもよい。   (6) In the above-described embodiment, combined drive means (stage drive in the embodiment) comprising a combination of the two X-axis rectilinear motors 7a and 7b shown in FIG. Although each of the mechanisms 7) is controlled, each of the combined drive means composed of a combination of three or more straight drive mechanisms may be controlled. To draw a trajectory according to the circular trajectory, for example, a Z-axis rectilinear motor 7c (see FIG. 2) may be combined in addition to the X-axis rectilinear motor 7a and the Y-axis rectilinear motor 7b. Further, the present invention is not limited to the orthogonal coordinate system. For example, at least one of the X-axis rectilinear motor 7a, the Y-axis rectilinear motor 7b, and the Z-axis rectilinear motor 7c, and an axis oblique to these axes. It may be combined with a motor that is driven in a straight line.

(7)上述した実施例では、図1に示すように、ラミノ角傾いた斜め方向からの放射線照射手段(実施例ではX線管3)と放射線検出手段(実施例ではX線検出器4)とを配置して斜め方向から撮影したが、各々の図6(a)〜図6(e)に示すように放射線照射手段(X線管3)および放射線検出手段(X線検出器4)を配置してもよい。また、放射線照射手段を上側に配置し、放射線検出手段を下側に配置してもよい。   (7) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the radiation irradiation means (X-ray tube 3 in the embodiment) and the radiation detection means (X-ray detector 4 in the embodiment) from the oblique direction inclined by the lamino angle. Were taken from an oblique direction, and as shown in FIGS. 6A to 6E, the radiation irradiation means (X-ray tube 3) and the radiation detection means (X-ray detector 4) were provided. You may arrange. Further, the radiation irradiation means may be arranged on the upper side and the radiation detection means may be arranged on the lower side.

(8)上述した実施例では、図1に示すように、ステージ2を駆動したが、放射線照射手段(実施例ではX線管3)、ステージ2の少なくとも一方を被駆動部として駆動するのであれば、被駆動部はステージ2のみである必要はなく、ステージ2のみの駆動に限定されない。被駆動部は放射線照射手段(X線管3)であってもよい。例えば、図6(b)あるいは図6(e)に示すように、放射線照射手段(X線管3)のみを被駆動部として駆動してもよいし、図6(c)に示すように、放射線照射手段(X線管3)およびステージ2の双方を被駆動部として駆動してもよい。(8) In the embodiment described above, the stage 2 is driven as shown in FIG. 1, but at least one of the radiation irradiation means (X-ray tube 3 in the embodiment) and the stage 2 is driven as a driven part. For example, the driven portion need not be only the stage 2 and is not limited to driving only the stage 2. The driven part may be radiation irradiation means (X-ray tube 3). For example, as shown in FIG. 6B or FIG. 6E, only the radiation irradiation means (X-ray tube 3) may be driven as a driven part, or as shown in FIG. You may drive both a radiation irradiation means (X-ray tube 3) and the stage 2 as a to- be-driven part .

(9)上述した実施例では、図1に示すように、ステージ2の駆動に同期させて、放射線検出手段(実施例ではX線検出器4)を駆動したが、図6(c)〜図6(e)に示すように、放射線検出手段(X線検出器4)を駆動させずに撮影を行ってもよい。この場合には、放射線検出手段(X線検出器4)に対して特別な駆動機構が不要という効果を奏する。   (9) In the above-described embodiment, as shown in FIG. 1, the radiation detection means (X-ray detector 4 in the embodiment) is driven in synchronization with the drive of the stage 2, but FIG. As shown in FIG. 6E, imaging may be performed without driving the radiation detection means (X-ray detector 4). In this case, there is an effect that no special drive mechanism is required for the radiation detection means (X-ray detector 4).

(10)上述した実施例では、図1に示すように、放射線(実施例ではX線)が対象物Oの注目点を透過して放射線検出手段(実施例ではX線検出器4)の中心部分で検出されるような構造であったが、図6(d)あるいは図6(e)に示すように、放射線検出手段(X線検出器4)が広大であれば、必ずしも放射線検出手段(X線検出器4)の中心部分で放射線(X線)を検出する必要はない。   (10) In the embodiment described above, as shown in FIG. 1, the radiation (X-ray in the embodiment) passes through the target point of the object O, and the center of the radiation detection means (X-ray detector 4 in the embodiment). Although the structure is such that it is detected at a portion, as shown in FIG. 6D or 6E, if the radiation detection means (X-ray detector 4) is very large, the radiation detection means ( There is no need to detect radiation (X-rays) at the center of the X-ray detector 4).

2 … ステージ
3 … X線管
4 … X線検出器
5 … 検出器回転機構
7 … ステージ駆動機構
7a … X軸直進モータ
7b … Y軸直進モータ
7c … Z軸直進モータ
8 … 断層画像算出部
9 … コントローラ
C … 標準となる円軌道
… 大円軌道
… 小円軌道
O … 対象物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Stage 3 ... X-ray tube 4 ... X-ray detector 5 ... Detector rotation mechanism 7 ... Stage drive mechanism 7a ... X-axis rectilinear motor 7b ... Y-axis rectilinear motor 7c ... Z-axis rectilinear motor 8 ... Tomographic image calculation part 9 ... Controller C ... Standard circular orbit C B ... Great circular orbit C S ... Small circular orbit O ... Object

Claims (7)

対象物を載置するステージと、
そのステージを間に挟んで互いに対向するように配置された放射線照射手段および放射線検出手段と、
前記放射線照射手段から照射されて前記対象物を透過した放射線を前記放射線検出手段で検出することにより得られた複数の投影画像に基づいて、断層画像を演算する演算手段と
を備えた放射線撮影装置であって、
2つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなり、各々の直進駆動機構によって駆動される被駆動部の合成された軌道が円軌道に準じた軌道となるよう、前記放射線照射手段、前記ステージの少なくとも一方を前記被駆動部として駆動する合成駆動手段と、
その合成駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
反転領域における各々の直進駆動機構の単位ステップ当たりの移動量の絶対値を、円軌道のときの反転領域における移動量よりも大きくした正の値を有する所定値以上または“0”にするという条件のもとに、各々の直進駆動機構をそれぞれ制御して前記円軌道に準じた軌道を実現するとともに、
前記円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道から、前記円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道までの範囲の軌道を前記円軌道に準じた軌道として、前記合成駆動手段を制御することを特徴とする放射線撮影装置。
A stage on which the object is placed;
A radiation irradiating means and a radiation detecting means arranged to face each other with the stage in between,
A radiation imaging apparatus comprising: an arithmetic unit that calculates a tomographic image based on a plurality of projection images obtained by detecting radiation emitted from the radiation irradiation unit and transmitted through the object by the radiation detection unit. Because
At least one of the radiation irradiation means and the stage is a combination of two or more rectilinear drive mechanisms, and the combined trajectory of the driven parts driven by the respective rectilinear drive mechanisms becomes a trajectory according to a circular trajectory. Combined drive means for driving as a driven part;
Control means for controlling the composite drive means,
The control means includes
A condition that the absolute value of the amount of movement per unit step of each linear drive mechanism in the reversal region is set to a predetermined value or more or “0” having a positive value larger than the movement amount in the reversal region in the case of a circular orbit. Based on the above, each linear drive mechanism is controlled individually to realize a trajectory according to the circular trajectory,
The above-mentioned synthesis is performed by setting a trajectory in a range from a small circular orbit having a half size in a concentric circle of the circular orbit to a large circular orbit having a size twice as large as a concentric circle in the circular orbit as a trajectory according to the circular orbit. A radiation imaging apparatus characterized by controlling a driving means.
対象物を載置するステージと、
そのステージを間に挟んで互いに対向するように配置された放射線照射手段および放射線検出手段と、
前記放射線照射手段から照射されて前記対象物を透過した放射線を前記放射線検出手段で検出することにより得られた複数の投影画像に基づいて、断層画像を演算する演算手段と
を備えた放射線撮影装置であって、
2つ以上の直進駆動機構の組み合わせからなり、各々の直進駆動機構によって駆動される被駆動部の合成された軌道が円軌道に準じた軌道となるよう、前記放射線照射手段、前記ステージの少なくとも一方を前記被駆動部として駆動する合成駆動手段と、
その合成駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
単位ステップ当たりの移動量の絶対値を、正の値を有する所定値以上または“0”にするという条件のもとに、各々の直進駆動機構をそれぞれ制御して前記円軌道に準じた軌道を実現するとともに、
前記円軌道の同心円で半分の大きさを有する小円軌道から、前記円軌道の同心円で2倍の大きさを有する大円軌道までの範囲の軌道を前記円軌道に準じた軌道として、前記合成駆動手段を制御し
前記合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、
前記制御手段は、
単位ステップ当たりの移動量が前記所定値以上である間は前記被駆動部の軌道が前記円軌道そのものとなるよう前記合成駆動手段を制御するとともに、
一方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その一方の直進駆動機構の前記単位ステップ当たりの移動量を“0”に設定し、同様に、他方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その他方の直進駆動機構の前記単位ステップ当たりの移動量を“0”に設定することによって、前記被駆動部の軌道が前記円軌道に準じた軌道となるよう各々の直進駆動機構をそれぞれ制御することを特徴とする放射線撮影装置。
A stage on which the object is placed;
A radiation irradiating means and a radiation detecting means arranged to face each other with the stage in between,
Computing means for computing a tomographic image based on a plurality of projection images obtained by detecting radiation emitted from the radiation irradiating means and transmitted through the object by the radiation detecting means;
A radiography apparatus comprising :
At least one of the radiation irradiation means and the stage is a combination of two or more rectilinear drive mechanisms, and the combined trajectory of the driven parts driven by the respective rectilinear drive mechanisms becomes a trajectory according to a circular trajectory. Combined drive means for driving as a driven part;
Control means for controlling the composite drive means,
The control means includes
Based on the condition that the absolute value of the movement amount per unit step is equal to or greater than a predetermined value having a positive value or “0”, each linear drive mechanism is controlled to create a trajectory according to the circular trajectory. As well as
The above-mentioned synthesis is performed by setting a trajectory in a range from a small circular orbit having a half size in a concentric circle of the circular orbit to a large circular orbit having a size twice as large as a concentric circle in the circular orbit as a trajectory according to the circular orbit. Control the driving means ,
The composite drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms orthogonal to each other,
The control means includes
While the amount of movement per unit step is not less than the predetermined value, the combined drive means is controlled so that the trajectory of the driven part becomes the circular trajectory itself,
Only in the region where the drive direction of one of the rectilinear drive mechanisms is reversed, the movement amount per unit step of the one rectilinear drive mechanism is set to “0”, and similarly, the drive direction of the other rectilinear drive mechanism is reversed. By setting the movement amount per unit step of the other linear drive mechanism only to the region to “0”, each of the linear drive mechanisms is set so that the track of the driven part becomes a track according to the circular track. A radiographic apparatus characterized by controlling each of them.
請求項1に記載の放射線撮影装置において、
前記合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、
前記制御手段は、
前記反転領域以外である間は前記被駆動部の軌道が前記円軌道そのものとなるよう前記合成駆動手段を制御するとともに、
一方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その一方の直進駆動機構の前記単位ステップ当たりの移動量を前記所定値以上の固定値に設定し、同様に、他方の直進駆動機構の駆動方向が反転する領域のみ、その他方の直進駆動機構の前記単位ステップ当たりの移動量の絶対値を前記固定値に設定することによって、前記被駆動部の軌道が前記円軌道に準じた軌道となるよう直進駆動機構をそれぞれ制御することを特徴とする放射線撮影装置。
The radiographic apparatus according to claim 1,
The composite drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms orthogonal to each other,
The control means includes
While controlling the combined drive means so that the trajectory of the driven part becomes the circular trajectory itself while it is outside the inversion region ,
Only in the region where the drive direction of one of the rectilinear drive mechanisms is reversed, the movement amount per unit step of the one rectilinear drive mechanism is set to a fixed value that is equal to or greater than the predetermined value, and similarly, the drive of the other rectilinear drive mechanism is driven. By setting the absolute value of the movement amount per unit step of the other linear drive mechanism only to the fixed value only in the region where the direction is reversed, the trajectory of the driven part becomes a trajectory according to the circular trajectory. A radiation imaging apparatus, wherein each of the linear drive mechanisms is controlled.
請求項1に記載の放射線撮影装置において、
前記合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、
前記円軌道に準じた軌道は、前記小円軌道から前記大円軌道までの範囲の軌道、かつ四角形軌道であって、
前記制御手段は、前記四角形軌道の一つの辺に対応する駆動をする時には、一方の前記直進駆動機構による前記単位ステップあたりの移動量を前記所定値以上の固定値に設定して駆動するとともに、他方の前記直進駆動機構による前記単位ステップ当たりの移動量を“0”に設定することで、前記四角形軌道を実現することを特徴とする放射線撮影装置。
The radiographic apparatus according to claim 1,
The composite drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms orthogonal to each other,
The trajectory according to the circular trajectory is a trajectory ranging from the small circular trajectory to the great circular trajectory, and a rectangular trajectory,
The control means, when driving corresponding to one side of the rectangular orbit, is driven by setting the amount of movement per unit step by one of the linear drive mechanisms to a fixed value equal to or greater than the predetermined value, The radiation imaging apparatus characterized in that the rectangular trajectory is realized by setting the amount of movement per unit step by the other straight drive mechanism to “0”.
請求項1に記載の放射線撮影装置において、
前記合成駆動手段は直交する2つの直進駆動機構からなるものであり、
前記円軌道に準じた軌道は、前記小円軌道から前記大円軌道までの範囲の軌道、かつ四角形軌道であって、
前記制御手段は、前記四角形軌道の一つの辺に対応する駆動をする時には、一方の前記直進駆動機構による前記単位ステップあたりの移動量の絶対値を前記所定値以上の固定値に設定して駆動するとともに、他方の前記直進駆動機構による前記単位ステップ当たりの移動量の絶対値を前記固定値に設定して駆動することで、前記四角形軌道を実現することを特徴とする放射線撮影装置。
The radiographic apparatus according to claim 1,
The composite drive means is composed of two orthogonal drive mechanisms orthogonal to each other,
The trajectory according to the circular trajectory is a trajectory ranging from the small circular trajectory to the great circular trajectory, and a rectangular trajectory,
When the driving corresponding to one side of the rectangular track is performed, the control means sets the absolute value of the amount of movement per unit step by one of the linear drive mechanisms to a fixed value that is equal to or greater than the predetermined value. In addition, the rectangular trajectory is realized by driving by setting the absolute value of the movement amount per unit step by the other linear drive mechanism to the fixed value.
請求項1から請求項5のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記合成駆動手段による前記被駆動部の駆動に同期させて、前記放射線検出手段を駆動する検出用駆動手段を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
In the radiography apparatus in any one of Claims 1-5,
A radiation imaging apparatus comprising: a detection drive unit that drives the radiation detection unit in synchronization with the drive of the driven part by the synthesis drive unit.
請求項6に記載の放射線撮影装置において、
前記放射線照射手段から照射された放射線が前記対象物の注目点を透過して前記放射線検出手段の中心部分で検出されるように、前記検出用駆動手段は前記放射線検出手段を駆動することを特徴とする放射線撮影装置。
The radiographic apparatus according to claim 6,
The detection drive means drives the radiation detection means so that the radiation emitted from the radiation irradiation means passes through a point of interest of the object and is detected at the central portion of the radiation detection means. Radiation imaging device.
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