본 발명은 종래의 산업용의 X선 CT 장치에 있어서 여러 과제를 해결하도록 된 것으로서, 그 주된 과제는 피사체의 회전시에 X선 원에 대한 간섭을 방지할 수 있으며, CT 촬영 전에 오퍼레이터가 회전 스테이지를 회전시켜서 행하는 확인 작업을 불필요하게 할 수 있는 X선 CT 장치 및 X선 CT 방법을 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 다른 과제는 하프 스캔의 선택시에 있어서도 피사체와 X선 원과의 거리 외에 회전 스테이지의 회전 방향을 오퍼레이터가 특히 배려할 필요가 없는 X선 CT 장치를 제공하는 것에 있다.
CT 촬영 전에 오퍼레이터가 회전 스테이지를 회전시켜서 확인을 행하지 않고 피사체의 회전시에 X선 원에 대한 간섭을 방지해서 항상 피사체를 X선 원에 가급적으로 접근시키는 것이 가능한 X선 CT 장치 및 X선 CT 방법을 제공한다. 회전 스테이지 상에 놓여진 피사체(W)를 광학 카메라에 의해 촬영하고, 그 데이터를 이용한 화상처리에 의해 피사체(W)의 형상, 크기 및 회전 축(R)에 대한 위치정보를 얻어서 그것에 기초하여 피사체(W)와 X선 원의 간섭을 감시하고, 또는 간섭 감시 없이 가장 X선 원에 근접하는 위치에 회전 스테이지를 자동적으로 위치결정한다.
본 발명은 전자 부품 등의 산업용 제품의 내부 결함들, 내부 구조 등을 비파괴적으로 조사하기 위해 단층상(tomogram)을 얻기 위한 산업용의 X선 CT 장치 및 산업용 X선 CT 방법에 관한 것이다.
배경 기술
산업용 X선 CT 장치에서는, 일반적으로 상호 대향 배치된 X선 원(source)과 X선 검출기 사이에 X선 광축과 직교하는 축 주위를 회전하는 회전 스테이지가 배치된다. X선들은 그 회전 스테이지에 피사체를 유지한 상태에서 피사체 상에 조사된다. X선 투과 데이터는 소정의 미소 각도로 회전 스테이지를 회전시킬 때마다 X선 검출기로부터 얻어진다. 회전 스테이지의 회전축에 수직인 평면에 따른 피사체의 단층상이 상기 획득한 X선 투과 데이터를 이용하여 재구성된다(일본 공개특허 제 2004-117024호, 참조). 회전 스테이지는 통상 X선 광축(X축의 방향) 및 그에 수직인 방향들에서(Y축 및 Z 축의 방향들)에서 이동 기구에 의해 이동한다. 회전축에 수직인 두 방향(x축 및 y 축의 방향들)에서 피사체를 이동시키기 위해 상기 회전 스테이지 상에 xy 테이블을 구비한 x선 CT 시스템이 알려져 있다.
발명의 상세한 설명
발명이 이루고자 하는 과제
그런데 전술한 바와 같은 산업용 X선 CT 장치 분야에 있어서, 예를 들면, 회로 기판상에 실장된 반도체 칩의 근방 등의 단층상을 얻는 경우, 피사체는 가능한 한 배율을 상회하고 싶다는 또는 가능한 한 밝은 단층상 등을 얻고 싶다는 등의 이유 때문에 X선 원에 피사체를 가능한 한 가깝게 근접시킬 필요가 있다. CT 촬영의 경우 피사체를 회전 스테이지에 올려놓고 회전시킬 필요가 있기 때문에, 실제의 CT 촬영에 앞서 회전 스테이지에 피사체를 올려놓은 상태에서 회전 스테이지를 회전 시키면서 관측창을 통해 오퍼레이터가 X선 원과의 거리를 확인하면서 회전 스테이지의 위치를 조정한다. 회전 스테이지는 피사체가 X선 원에 간섭하는 위치 바로 전 정도까지 가깝게 근접시켜 위치시켜 둔다. 그러나 이는 작업이 번잡하다는 문제가 있다. 더욱이 회전 스테이지 상에 xy 테이블을 설치하여 피사체 상의 소망의 위치를 회전 중심 근방에 이동시킬 수 있도록 되어 있는 장치에 있어서는, xy 테이블의 이동 후에, 상기 조정 작업을 행하여 X선 원에 대하여 간섭이 없는지 여부를 확인할 필요가 있으며, 이 작업은 작업 효율을 저하시키는 요인이 되고 있다.
또한, 피사체를 약 반 회전강도(실제적으로 180。와 X선의 확산의 합에 대응)만큼 회전시켜서 CT 촬영을 행하여 재구성을 하는 소위 하프 스캔 촬영의 경우에는 더한층 피사체를 X선 원에 근사시키는 것이 가능하게 되며, 특히 프린트 배선상의 IC 패키지 등의 땜납 접합부의 관측 동안 관측 부위가 피사체의 중심으로부터 이동되는 경우에 효과적이다. 이 경우에 있어서는, 피사체의 회전 방향과 피사체와 X선 원과의 거리의 설정에는 주의가 필요하다. 또한, 의도하는 단층상을 얻기 위해서는 그 단층상 상의 모든 점의 X선 투과 데이터가 필요한 점을 말할 것도 없지만, X선 원에 대한 회전 스테이지 및 X선 검출기의 X선 광축 방향으로의 위치에 기초하여 촬영배율 등에 따라서는 그 조건을 만족하지 않는 경우가 있다. X선 CT 장치에 있어서는 피사체의 X선 투시 상 데이터를 입수하기 전에 피사체를 회전 스테이지 위에 올려놓고 X선을 조사하면서 1회전 시켜 각각의 X선 투시상으로부터 의도
하는 단층상을 얻을 수 있는 위치에 피사체가 위치하고 있는지 여부를 확인하고 그 결과에 따라서는 위치를 변경할 필요가 있으며, 이 작업은 성가신 문제로 되었다.
본 발명은 종래의 산업용의 X선 CT 장치에 있어서 여러 과제를 해결하도록 된 것으로서, 그 주된 과제는 피사체의 회전시에 X선 원에 대한 간섭을 방지할 수 있으며, CT 촬영 전에 오퍼레이터가 회전 스테이지를 회전시켜서 행하는 확인 작업을 불필요하게 할 수 있는 X선 CT 장치 및 X선 CT 방법을 제공하는 것에 있다. 또한 본 발명의 다른 과제는 하프 스캔의 선택시에 있어서도 피사체와 X선 원과의 거리 외에 회전 스테이지의 회전 방향을 오퍼레이터가 특히 배려할 필요가 없는 X선 CT 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 과제는 의도하는 단층상을 얻을 수 있는지 여부를 직감적으로 파악할 수 있는 X선 CT 장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 주된 과제를 해결하기 위해 본 발명의 X선 CT 장치는 상호 대향 배치된 X선 원과 X선 검출기의 사이에 피사체를 유지해서 X선 광축에 직교하는 회전축을 중심으로 하여 회전하는 회전 스테이지가 배치되어 있음과 동시에 그 회전 스테이지를 회전시키면서 소정의 각도마다 입수한 상기 피사체의 X선 투과 데이터를 이용하여 상기 회전축에 직교하는 평면을 따른 상기 피사체의 단층상을 재구성하는 재구성 연산부를 구비한 X선 CT 장치에 있어서, 상기 회전 스테이지 상의 상기 피사체를 상기 회전 스테이지의 회전축 상 또는 그 근방 위치로부터 촬영하는 광학 카메라; 그 광학 카메라에 의해 촬영된 상기 피사체의 외관상(external image)으로부터 상기 피사체의 형상, 크기 및 상기 회전 축에 대한 위치에 관한 정보를 구하는 화상 처리부; 및 상기 화상 처리부에 의해 얻어진 정보를 이용하여 상기 회전 스테이지의 회전시에 피사체와 상기 X선 원과의 간섭을 감시하는 간섭 감시부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 간섭 감시부의 구체적 구성으로서는, 상기 X선 원과 상기 회전 스테이지의 위치 및 상기 화상처리부에 의해 얻어진 정보에 기초해서 상기 회전 스테이지의 회전시에 상기 피사체와 상기 X선 원이 간섭하는지 여부를 판별하고, 간섭할 경우에는 그 취지의 경보를 발하는 구성 또는 마찬가지로 해서 상기 회전 스테이지의 회전 시에 상기 피사체와 상기 X선이 간섭하는지 여부를 판별하고, 간섭하는 경우에는 상기 회전 스테이지의 회전을 금지하는 구성을 채용할 수 있다. 또한, 상기 X선 CT 장치에 있어서는 하프 스캔의 선택 시에 상기 간섭 감시부는 상기 회전 스테이지의 회전 방향을 상기 피사체가 상기 X선 원에 간섭하지 않고, 상기 X선 원에 대해서 상기 회전 스테이지를 보다 접근시키는 방향으로 제한해서 간섭 감시를 행하는 구성을 채용할 수도 있다.
또한 본 발명에 있어서는, 청구항 제1항에 청구된 상기 간섭 감시부를 대신하여 상기 화상 처리부에 의해 얻어진 정보를 이용하여 상기 회전 스테이지의 회전 축이 상기 X선 원에 가장 근접하고 또한 상기 회전 스테이지의 회전 시에 상기 피사체가 상기 X선 원에 간섭하지 않는 상기 회전 스테이지의 위치를 설정하는 회전 스테이지 위치 설정부를 구비한 구성도 채용할 수 있다.
상기 회전 스테이지를 위치 설정부를 구비한 X선 CT 장치에 있어서도, 하프 스캔의 선택시에 상기 회전 스테이지 위치 설정부는 상기 회전스테이지의 회전방향을 상기 피사체가 상기 X선 원에 간섭하지 않고 해당 X선 원에 대해서 상기 회전 스테이지를 보다 근접시킬 수 있는 방향으로 제한하여 상기 회전 스테이지의 위치를 설정하는 구성을 채용할 수 있으며, 상기한 X선 CT 장치와 함께 하프 스캔의 선택시에 있어서 오퍼레이터가 피사체의 회전 방향 등을 고려할 필요가 있게 되며, 본 발명의 다른 과제를 해결할 수 있다. 그리고 X선 CT 장치에 있어서는 상기 X선 원과 상기 X선 검출기 및 상기 회전 스테이지의 X선 광축 방향으로의 위치관계 및 상기 X선 검출기의 수광면의 크기에 관한 정보를 이용하여 상기 회전축을 중심으로 하는 CT 촬영 가능한 영역을 산출하는 CT 촬영영역 연산부; 및 상기 CT 촬영영역 연산부에 의해 산출된 영역을 상기 광학 카메라에 의해 촬영된 피사체 상에 중첩해서 표시기에 표시하는 표시부를 구비한 구성을 채용하는 것이 바람직하다.
또한, X선 CT 장치에 있어서는 상기 X선 원과 상기 X선 검출기 및 상기 회전 스테이지의 X선 광축 방향의 위치 관계 및 상기 X선 검출기의 수광면의 검출기의 크기에 관한 정보를 이용하여 상기 회전축을 중심으로 하는 촬영 가능한 영역을 산출하는 CT 촬영 영역 연산부; 상기 CT 촬영 연산부에 의해 산출된 영역을 상기 광학 카메라에 의해 촬영된 피사체 상에 중첩해서 표시기에 표시하는 표시부; 및 상기 표시부에 표시된 상기 영역의 크기를 변경한 경우에 연동해서 상기 X선 검출기 또는 상기 피사체를 X선 광축 방향에 이동시키는 제어부를 구비한 구성을 채용하는 것도 바람직하다.
또한 본 발명의 X선 CT 장치는 상기 X선 CT 장치와 주된 구성 요건을 동일하게 하는 발명으로서, 상호 대향 배치된 X선 원과 X선 검출기의 사이에 피사체를 유지해서 X선 광축에 직교하는 회전축을 중심으로 하여 회전하는 회전 스테이지가 배치되어 있음과 동시에 상기 회전 스테이지를 회전시키면서 소정의 각도마다 입수한 상기 피사체의 X선 투과 데이터를 이용하여 상기 회전 축에 직교하는 평면에 따른 상기 피사체의 단면상을 재구성하는 재구성 연산부를 구비한 X선 CT 장치에 있어서, 상기 회전 스테이지상의 상기 피사체를 해당 회전 스테이지의 회전축 상에 또는 그 근방 위치로부터 촬영하는 광학 카메라; 상기 광학 카메라에 의해 촬영된 상기 피사체의 외관상으로부터 상기 피사체의 형상, 크기 및 상기 회전축에 대한 위치에 관한 정보를 구하는 화상처리부; 및 상기 화상 처리부에 의해 얻어진 정보를 이용하여 X선의 에어(air) 교정시에 피사체를 X선 검출기의 시야 외로 이동시키는 피사체 퇴피부를 구비하고 있는 특징을 갖는다.
본 발명은 회전 스테이지 상의 피사체를 그 회전축 상 또는 그 근방으로부터 광학 카메라에 의해 촬영하고, 그 피사체의 외관상으로부터 해당 피사체의 형상, 크기 및 회전축에 대한 위치에 관한 정보를 획득하고; 상기 X선 CT 촬영 장치에 있어서는 회전 스테이지의 회전 시에 피사체가 X선 원에 간섭하는지 여부를 감시하고, 또는 간섭하지 않고, 피사체가 가장 X선 원에 접근하는 회전 스테이지를 위치결정함으로써 주된 과제를 해결하도록 하고 있다. 특히, 회전 스테이지 상에 유지되고 있는 피사체를 그 회전축 상 또는 그 근방으로부터 광학 카메라에서 촬영함으로써 피사체의 형상, 크기 및 회전 스테이지의 회전축에 대한 위치 정보를 얻을 수 있다. 이들 정보로부터 현 시점에 있어서 회전 스테이지의 위치(회전축의 위치)에 있어서 피사체에 회전을 부여한 경우, X선 원에 간섭하는지 여부를 판별할 수 있다. 상기 X선 CT 장치에 있어서는 간섭한다고 판별된 경우에 경보를 발하고 또는 회전 스테이지의 회전을 금지하는 등의 감시를 행한다. 또한, 상기 X선 CT 장치에 있어서는 동(同) 정보에 기초해서 회전 스테이지의 회전축이 X선 원에 가장 근접하고, 또한 피사체가 X선 원에 간섭하지 않는 위치 즉, 촬영 배율 및 밝기가 최대로 되는 위치에 자동적으로 위치 결정한다. 이러한 감시 내지는 위치 결정 동작에 의해 CT 촬영에 앞서 간섭의 유무의 확인 작업이나 재위치 결정 작업이 불필요하게 된다.
또한, 상기 X선 CT 장치에 있어서는 하프 스캔의 선택 시에 회전 스테이지 상의 피사체의 외관으로부터 피사체가 X선 원에 X선 원에 간섭하지 않고 보다 근접하는 방향을 판별해서, 회전 스테이지의 회전 방향을 그 방향으로 제한하고, 그 다음에 감시 내지는 회전 스테이지의 위치결정을 수행한다. 또한, 상기 X선 CT 장치에 있어서는 상기한 간섭 내지는 회전 스테이지의 위치의 최적 위치에의 설정 기능에 부가해서, X선 원, X선 원 검출기 및 회전 스테이지의 회전축의 위치관계를 이용함으로써, CT 촬영가능한 영역을 기하학 계산에 의해 산출할 수 있으며, 그 산출된 영역을 광학 카메라에 의한 피사체의 외관상에 중첩해서 표시함으로써 CT 촬영에 앞서 X선을 조사하면서 회전 스테이지를 회전시켜서 순간순간의 투시상의 확인을 행하지 않고, 의도하는 단층상을 얻을 수 있는지 여부를 직감적으로 파악할 수 있다. 이 기능과 피사체의 X선 원에 대한 간섭의 감시기능 또는 회전 스테이지 자동위치 결정 기능을 아울러 가질 수 있음으로써 오퍼레이터의 CT 촬상에 앞서 작업을 대폭으로 경감하는 것이 가능하게 된다. 또한 상기한 간섭 감시부 또는 설정부의 기능에 의해 회전 스테이지를 X선 원에 대해서 가능한 한 접근시킨 상태에 있어서, 의도하는 영역을 커버하는 단층상을 얻을 수 있는지 여부를 조속하게 판단할 수 있기 때문에 커버될 수 없는 경우에는 그 최 접근위치를 기점으로 해서 회전 스테이지를 X선 원으로부터 멀리 이동시키는 등의 사용방법이 가능하다.
전술한 바와 같이, 상기 X선 CT 장치에 있어서는 상기와 같이 X선 원 X선 검출기 및 회전 스테이지의 회전축의 위치관계를 이용함으로써 CT 촬영가능한 영역을 기하학 계산에 의해 산출하고, 그 산출된 영역을 광학 카메라에 의한 피사체의 외관상에 중첩하여 표시하고, 또는 그 표시된 상기 영역의 크기를 변경한 경우에 연동해서 상기 X선 검출기 도는 상기 피사체를 X선 광축 방향으로 이동시킴으로써 즉, 촬영을 의도하는 영역이 실제의 CT 촬영가능한 영역 내에 있도록 상기 X선 검출기 또는 상기 X선 피사체를 제어함으로써 오퍼레이터가 소망하는 촬영영역의 변경을 촬영 시에 피사체가 X선 원에 간섭하지 않도록 직감적으로 행할 수 있다. 따라서 오퍼레이터의 CT 촬상에 앞서 작업을 대폭으로 경감하는 것이 가능하게 된다.
X선 CT 시스템은 상기한 각 발명에 있어서의 것과 동등의 광학 카메라 및 화상 처리부에 의해 얻어진 피사체의 형상, 크기 및 회전 스테이지의 회전축에 대한 위치 정보를 X선의 에어 교정시에 이용하는 것이다. 에어 교정은 CT 촬영을 행하기 전에 X선의 휘도의 방사분포를 정확히 구하기 위해 필수의 수순이며, 실제로는 X선 원의 관전압, 관전류, X선 원과 X선 검출기 사이의 거리 등을 결정한 후, 피사체를 회전 스테이지 상으로부터 제거해서 X선 검출기의 시야 외로 위치한 상태에서 X선을 X선 검출기에 조사해서 X선 검출기의 출력을 적산해서 각 화소의 100% 레벨을 결정하기 위한 기준화상으로 한다. X선 원과 X선 검출기의 거리가 변경되거나, X선 검출기의 에리어 사이즈가 변경된 경우에(멀티 이미지 관을 이용하는 경우), 그 에어 교정을 다시 한 번 행할 필요가 있다. 피사체의 외관상을 이용한 화상 처리에 의해서 피사체의 형상, 크기 및 회전축에 대한 위치정보를 이용하는 것에 의해 회전 스테이지의 이동 및/또는 그 상에 xy 테이블이 배치되어 있는 경우에는 그 xy 테이블을 이동시켜서 피사체를 X선 검출기의 시야 외로 자동적으로 퇴피시킬 수 있다.
실시예
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 그림 1은 본 발명의 일 실시형태의 블록도로서, 기계적 구성을 나타내는 모식도와 시스템 구성을 나타내는 블록도를 모두 나타내는 도면이다.
X선 원(1)에 대향해서 X선 검출기(2)가 배치되어 있으며, 이들의 사이에 피사체(W)에 회전을 부여하기 위한 회전 스테이지(3)가 배치되어 있다. 이 회전 스테이지(3)는 X선 원(1)으로부터의 X선 광축(L)에 따라 정렬된 x 축 방향에 직교하는 z 축 방향의 회전축(R)을 중심으로 하여 회전이 부여됨과 동시에 스테이지 이동기구(4)에 의해 상호 직교하는 x, y, 및 z 축 방향으로 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 이 회전 스테이지(3) 및 스테이지 이동기구(4)는 스테이지 컨트롤러(11)로부터 공급되는 구동신호에 의해서 구동제어된다. 또한 회전 스테이지(3)의 위에는 피사체(W)를 탑재하여 x,y 축 방향으로 이동시키기 위한 xy 테이블이 설정되어 있으며, 이 xy 테이블(5)은 테이블 컨트롤러(12)로부터 공급되는 구동신호에 의해서 구동제어된다. 또한, X선 검출기(2)는 x 축 방향으로 이동가능하게 되어 있으며, 도시되지 않은 검출기 위치 컨트롤러로부터 공급되는 구동신호에 의해서 그 x축 방향으로의 위치를 변화시킬 수 있다.
CT 촬영의 경우에, 피사체(W)를 xy 테이블(5) 상에 올려놓고 X선을 조사하면서 회전축(R)을 중심으로 해서 회전을 부여하고 미소 회전 각도마다 X선 검출기(2)로부터의 X선 투과 데이터를 CT 화상 재구성 연산 장치(13)에 입수시킨다. CT 화상 재구성 연산장치(13)에서는 이와 같이 해서 입수한 360°(180° + 후술하는 하프 스캔의 경우에 θ)에 속하는 X선 투과 데이터를 이용하여 회전축(R)에 직교하는 x-y 평면을 따른 면에서 슬라이스한 피사체(W)의 단층상을 구축하여 표시기(14)에 표시한다.
회전 스테이지(3) 및 xy 테이블(5)의 상방에는, 회전축(R) 상에 CCD와 렌즈 등으로 되는 광학 카메라(6)가 연직하방(鉛直下方)을 향한 자세로 배치되어 있다. 광학 카메라(6)는 스테이지 구동기구(4)에 컬럼(도시 않음) 등에 의해서 결합되어 있으며, 회전 스테이지(3)의 x, y 및 z 축 방향으로의 이동에 관련하여 이동하고, 회전 스테이지(3)의 회전축(R) 상에 위치하도록 되어 있다.
광학 카메라(6)로부터의 영상 신호 즉, 회전 스테이지(3), xy 테이블(5) 및 그 위에 위치한 피사체(W)의 영상신호는 화상 데이터 입수 회로(15)를 거쳐 연산 제어 장치(16)의 화상 처리부(16a) 및 화상 합성부(16b)에 의해 입수된다.
화상 처리부(16a)에서는 광학 카메라(6)로부터의 영상 신호를 이용하여 피사체(W)의 형상, 크기 및 회전축(R)에 대한 위치관계를 구한다. 또한, 화상 합성부(16b)에서는 광학 카메라(6)에 의한 피사체(W)의 외관상과 후술하는 CT 촬영 영역 연산부(16c)에 의해 구해지는 CT 촬영가능 영역을 합성하여 표시기(14)에 표시한다. 실제로 연산제어 장치(16)는 컴퓨터와 그 주변기기로 구성되고, 인스톨되어있는 프로그램을 갖고 있는 기능을 실현하도록 동작한다. 그러나 그림 1에서는 설명의 편의상 인스톨되어 있는 프로그램을 갖고 있는 기능 마다의 블록도의 형태로 나타내고 있다. 또한, 연산 제어 장치(16)에는 표시기(14) 및 화상 데이터 입수 회로(15) 이외에 회전 스테이지(3)나 xy 테이블(5), 또는 X선 검출기(2)를 수동작에 의해 이동시키는 지령이나 다른 각종 지령을 부여하기 위한 조작부(17)가 접속되어 있다.
CT 촬영 영역 연산부(16c)에서는 스테이지 컨트롤러(11) 및 검출기 위치 컨트롤러로부터의 회전 스테이지(3)와 X선 검출기(2)의 위치정보, 및 X선 검출기(2)의 수광면의 유효폭을 이용한 기하학 연산에 의해 회전축(R)을 중심으로 한 CT 촬영 가능영역을 나타내는 원을 산출한다. 특히, 그림 2에 평면도로 나타낸 바와 같이, X선 원(1)(이하, 초점이라 함)과 회전축(R)과의 x축 방향으로의 거리를 A, X선 원(1)과 X선 검출기(2)의 수광면과의 x 축 방향으로의 거리를 B, X선 검출기(2)의 수광면의 y 축 방향으로의 유효폭을 d로 하면, CT촬영 가능 영역을 나타내는 원(C)의 직경 Δ는 식 (1)과 같이 산출할 수 있다.
Δ = D×A/B ------ (1)
이와 같이 해서 직경 Δ가 산출된 원 C는 그림 3에 표시기(14)에 의한 표시 예를 나타낸 경우에서와 같이 화상 합성부(16b)에 의해 피사체(W)의 외관상과 합성되어 표시기(14)에 표시된다.
스테이지 위치설정부(16d)는 화상처리부(16a)로부터 공급되는 피사체(W)의 형상, 크기 및 회전축(R)에 대한 위치관계에 관한 정보를 이용하여 피사체(W)를 회전축(R)의 주위에 360° 회전시킨 경우에, 회전축(R)으로부터 가장 이격되어 있는 피사체(W)상의 점이 그리는 원과 X선 원(1)이 미리 설정된 미소 간격만큼 격리하는 회전 스테이지(3)의 위치를 구해 그 위치에 회전 스테이지(3)를 자동적으로 이동시키도록 구동제어부(16e)를 거쳐 스테이지 컨트롤러(11)에 구동제어신호를 공급한다.
다음에 본 발명의 실시형태의 동작을 그 사용방법과 함께 설명한다.
먼저 회전 스테이지(3) 및 xy 테이블(5)을 규정위치 예를 들면 원점으로 위치시킨 상태에서 xy 테이블(5) 상에 피사체(W)를 탑재하고, 광학 카메라(6)의 출력을 입수하고, 화상 처리부(16a)에 의해 피사체(W)의 윤곽을 추출해서 그 형상, 크기 및 회전축(R)에 대한 위치관계를 구한다.
CT 촬영이 지령되면, 스테이지 위치 설정부(16d)는 피사체(W)를 회전축(R)의 주위로 회전시킨 경우, 피사체(W)가 X선 원에 간섭하지 않고 더욱이 가장 X선 원(1)에 근접하는 위치에 회전 스테이지(3)를 이동시키기 위해 구동 제어부(16e) 및 스테이지 컨트롤러(11)를 거쳐서 회전 스테이지(3)에 구동신호를 공급한다. 이동후의 상태를 그림 4(A)에 평면도, 그림 4(B)에 측면도로 나타낸다. 이것에 의해 가장 확대율이 높고, 가장 밝은 피사체(W)의 X선 투시 데이터를 얻을 수 있는 최소의 SOD로 설정한다. 이 상태에서 표시기(14)의 표시로부터 의도하는 영역이 CT 촬영가능 영역을 나타내는 원(C)내에 과부족 없이 수용되는지 여부를 판정하고, 부정인 경우에는 X선 검출기(2)를 x축 방향으로 이동시켜 SID를 결정한다. 이 SID의 결정과 관련하여 표시기(14)에 표시되어 있는 원(C)의 크기를 오퍼레이터가 조작부(17)의 조작에 의해 원(C’)로 변경한 후, 실제의 CT 촬영 가능 영역인 원(C)이 오퍼레이터의 지정한 원(C’)에 일치하도록 X선 검출기(2)를 자동적으로 이동시키도록 구성할 수도 있다.
상기 설명에 있어서는 촬영을 의도하는 영역을 원(C)에 맞추기 위한 조정에 대해서는 X선 검출기(2)를 x 축 방향으로 이동시킨다고 했지만, 이 조정을 위해서는 피사체(W)를 x 축 방향으로 이동시켜도 좋다.
특히, 다음과 같이 할 수도 있다. 표시기(14)의 표시로부터 의도하는 영역이 CT 촬영가능영역을 나타내는 원(C) 내에 과부족 없이 수용되어 있는지 여부를 판정하고, 부정인 경우에는 스테이지 이동기구(4)를 구동시켜 피사체(W)를 x 축방향으로 이동시켜 SOD를 결정한다. 이 SOD의 결정에 있어서는 표시기(14)에 표시되어 있는 원(C)의 크기를 오퍼레이터가 조작부(17)의 조작에 의해 원(C’)으로 변경한 후, 실제의 CT 촬영가능영역인 원(C)가 오퍼레이터의 지정한 원(C’)에 일치하도록 스테이지 이동기구(4)를 구동시켜 피사체(W)를 x축 방향으로 자동적으로 이동시키도록 구성할 수도 있다.
에어 교정이 지령되면, 스테이지 위치 설정부(16d)는 화상 처리부(16a)로부터의 피사체의 형상, 크기 및 회전축(R)에 대한 위치 관계에 관한 정보에 기초하여 그림 5에 도시한 바와 같이, 피사체(W)가 X선 검출기(2)의 시야 외로 위치하도록 회전 스테이지(3) 및/또는 xy 스테이지(5)를 y 축방향으로 또는 부가해서 x 축 방향으로 자동적으로 이동시킬 수 있도록 구동 제어부(16e), 스테이지 컨트롤러(11) 및/또는 테이블 컨트롤러(12)를 거쳐서 회전 스테이지(3) 및/또는 xy 테이블(5)로 구동신호를 공급한다. 그리고 이 상태에서 에어 교정을 실행한다. 이에어 교정의 실행 후, 회전 스테이지(3) 및/또는 xy 테이블(5)을 에어 교정전의 위치로 복귀한다. 이어서 소망의 슬라이스면이 얻어지도록 오퍼레이터가 회전 스테이지(3)를 z 축 방향으로 이동시킨 후, CT 촬영을 행한다.
여기서, 이상의 설명에 있어서는 xy 테이블(5)을 이동시키지 않는 경우(에어 교정을 제외하고)에 대해서 설명했는데, xy 테이블(5)을 이동시킨 경우에는 그 이동량에 대응해서 회전 스테이지(3)를 이하에 표시하도록 변경한다. 특히, 예를 들면, 그림 6(A)에 평면도, 그림 6(B)에 정면도에 나타낸 바와 같이, 프린트 배선기판을 피사체(W)로 해서 그 y 축 방향 중앙부의 IC 칩(Wa)을 관찰하는 상태에 있어서는 X선 원(1)과 회전축(R)과의 거리는 피사체(W)의 폭을 B로 하고, 미리 설정되어 있는 미소간격을 δ로 하면, 스테이지 위치 설정부(16d)는 회전축(R)과 X선 원(1)과의 x 축 방향으로의 거리가 (B/2) + δ로 되도록 회전 스테이지(3)를 위치결정한다. 그림 7(A)에 평면도, 그림 7(B)에 정면도에 도시한 바와 같이, xy 테이블(5)을 축 방향으로 거리 y 만큼 이동시킨 경우, 피사체(W) 상에서 회전축(R)으로부터 가장 이격되어 있는 점까지의 거리가 (B/2) + y로 되므로, xy 테이블(4)의 이동에 수반하여 회전축(R)과 X선 원(1)과의 x 축 방향으로의 거리는 (B/2)+y+δ로 자동적으로 변경된다.
이상 본 발명의 실시형태에 의하면, CT 촬영 전에 오퍼레이터가 확인을 행하는 일이 없이 피사체(W)가 X선 원에 간섭하지 않고, 가급적으로 X선 원(1)에 피사체(W)를 근접시킬 수 있으며, 높은 배율을 기초로 CT촬영을 행할 수 있으며, 또한 같은 배율로 촬영을 행하는 경우에서도 가급적으로 밝은 X선 투시 데이터를 얻어서, SN이 양호한 화상을 얻을 수 있다. 또한, xy 테이블(5)을 이동시킨 경우에, X선 원(1)에 대한 피사체(W)의 간섭을 확인하기 위한 작업이 불필요해진다.
다음에 하프 스캔이 선택된 경우의 동작에 대해서 설명한다. 하프 스캔은 특히 판상의 피사체를 그 중심으로부터 어긋난 위치를 확대 촬영하는 경우에 SOD를 보다 단축시키는 것이 가능한 것인데, 피사체(W)의 회전의 방향에 주의를 요하는 것은 전에 기술하였다. 본 발명의 실시형태에 있어서는 하프 스캔이 선택된 경우에, 화상처리부(16a)로부터의 피사체(W)의 형상, 크기 및 회전축(R)의 위치 정보에 기초하여 그림 8(A) 및 그림 8(B)에 각각 평면도로 나타낸 바와 같이 회전 스테이지(3)의 회전 방향을 피사체(W) 상에서 회전축(R)으로부터 가장 먼 위치에 있는 점이 X선 원(1)으로부터 멀리 있는 방향으로 제한된다. 또한 그림 9에서 평면도에서 도시한 바와 같이, 회전 스테이지(3) 피사체(W)를 180° + θ(θ는 X선 원의 확산 각도)만큼 회전시킨 경우에 피사체(W)가 X선 원(1)에 대해서 미소간격 δ를 유지시킬 수 있는 위치로 회전 스테이지(3)를 위치 결정한다.
이상의 본 발명의 실시의 형태에 있어서 하프 스캔 시의 동작에 의하면, 오퍼레이터는 피사체(W)의 회전의 방향에 주의할 필요가 없으며 또한, 회전 스테이지(3)의 위치를 시행착오적으로 확인하는 일 없이 하프 스캔을 선택하는 것만으로 최적인 SOD가 설정되고, 상기한 바와 같은 프린트 배선기판상에 탑재되어 있는 복수의 IC 칩의 각각의 근방을 큰 확대율을 기초로 CT 촬영할 경우 등에 있어서, 오퍼레이터의 부담을 대폭으로 경감할 수 있다. 또한 광학 카메라에 대해서는 상기한 실시 형태와 같이 항상 회전축 R의 바로 위 또는 그 근방에 위치시켜서 피사체(W)를 촬영하는 외에 광학 카메라(6)를 장치 프레임 등에 고정하고, 예를 들면, 회전 스테이지(3)를 원점 위치로 위치시킴으로써 회전축(R)이 광학 카메라(6)의 바로 아래에 위치하도록 구성해서 그 상태로 피사체(W)의 외관상을 촬영하여 기억시켜 두어도 좋고, 이 경우 CT 촬영영역 연산부(16c)에 의해 구한 CT 촬영가능 영역을 나타내는 원(C)과 합성해서 표시기(14)에 표시하도록 피사체(W)의 외관상은 미리 촬영하여 기억되어 있는 화상으로 하면 좋다.
상기한 실시형태에 있어서는 화상 처리부(16a)에 의해 구한 피사체(W)의 형상, 크기 및 회전축(R)에 대한 위치정보에 기초해서 피사체(W)가 X선 원(1)에 간섭하지 않고, 또한 가급적으로 접근하는 위치에 회전 스테이지(3)를 위치 결정하는 예를 도시했지만, 회전 스테이지(3)를 수동조작에 의해 이동시킨 경우에 순간순간의 회전 스테이지(3)의 위치에 대응해서 해당 위치에 회전 스테이지(3)를 회전 시킨 경우에 피사체(W)가 X선 원(1)에 간섭하는지 여부를 자동적으로 판정하고, 그 판정 결과에 기초해서 경보를 발한다거나 또는 회전하는지 여부를 자동적으로 판정하고, 그 판정 결과에 따라서 경보를 발한다거나 또는 회전을 금지하는 등의 피사체(W)의 X선 원(1)에 대한 간섭 감시를 하도록 구성해도 좋다.
본 출원은 2004년 11월 12일 출원의 일본특허출원(특원 2004-328401)에 기초로 하고 있으므로, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.
산업상 이용 가능성
본 발명에 의하면, 오퍼레이터가 특히 주의를 기울이지 않고 X선 원과 피사체와의 간섭(충돌)하는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 피사체를 가급적으로 X선 원에 대하여 근접시켜서 높은 촬영 배율이나 밝은 투시 화상을 용이하게 얻을 수 있다. 또한 상기 X선 CT 장치에 의하면, 하프 스캔의 선택시에 피사체의 회전시에 X선 원에 간섭하지 않음으로써 피사체를 근접시킬 수 있는 회전 방향이 결정되므로, 특히 프린트 배선 기판 등의 판 상의 피사체의 부분적인 단층 상을 가능한 한 높은 배율로 얻을 경우에 있어서도 오퍼레이터가 회전 스테이지의 회전 방향이나 X선 원과의 거리 등에 주의를 기울이지 않고 용이하고 높은 확대율의 단층상이 얻어진다. 그리고 상기 X선 CT 장치에 의하면, X선 원, X선 검출기 및 회전 스테이지의 위치에 의해서 결정되는 CT 촬영 가능한 영역이 피사체의 외관상에 중첩시켜서 표시되므로 피사체를 X선 원에 대해서 간섭하지 않고 가급적 접근시키는 기능을 겸비해서 CT 촬영전의 작업을 대폭으로 경감시키는 것이 가능하게 되고, 또한 의도하는 영역의 단층상을 최대의 확대율로 얻을 수 있는 것이 용이하게 된다.
또한, 상기 X선 CT 장치에 의하면, 피사체의 외관상을 용이한 화상 처리에 의해서도 얻어지는 피사체의 형상 크기 및 회전축에 대한 위치 정보를 이용하여 에어 교정 시에 자동적으로 피사체를 X선 검출기의 시야 외로 이동시키기 때문에 X선 원과 X선 검출기의 사이의 거리를 변경한 경우 등에 있어서 그 교정 작업을 용이화할 수 있다.
