Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法
【課題】
Ｘ線ＣＴ装置の計測誤差を減少することにある。
【解決手段】
Ｘ線ＣＴ装置であって、該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線を透過させて任意の単一の前記断層像を得る手段を備える。又は、Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線源を位置させ、前記Ｘ線を放出させて、任意の単一の前記断層像を得る手段とを備える。或いは、Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、該計測対象物の第一の高さ位置及び第二の高さ位置の断層像データに基づき、両者の高さの間の第三の高さ位置の断層像データを得る手段とを備える。
【効果】
Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法で、計測対象物にとらわれずに、高さ方向の計測誤差を低減することができる。
Ｘ線ＣＴ装置の計測誤差を減少することにある。
【解決手段】
Ｘ線ＣＴ装置であって、該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線を透過させて任意の単一の前記断層像を得る手段を備える。又は、Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線源を位置させ、前記Ｘ線を放出させて、任意の単一の前記断層像を得る手段とを備える。或いは、Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、該計測対象物の第一の高さ位置及び第二の高さ位置の断層像データに基づき、両者の高さの間の第三の高さ位置の断層像データを得る手段とを備える。
【効果】
Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法で、計測対象物にとらわれずに、高さ方向の計測誤差を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置により撮像し、３次元画像を構築する技術に、特許文献１（特開２００１−３３０５６８号公報）等があげられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３０５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＸ線ＣＴ装置による撮像技術では、３次元画像を構築の際の高さ方向の誤差については考慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、計測対象物にとらわれずに、高さ方向の計測誤差を低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
Ｘ線ＣＴ装置で、計測対象物の少なくとも二つの異なる高さにＸ線を透過させて任意の単一の断層像を得る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、計測対象物にとらわれずに、高さ方向の計測誤差を低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
非破壊内部３次元計測に対するニーズが高まっている。このニーズを満たすには高精度な寸法計測が可能な断層像を得ることができる産業用Ｘ線ＣＴ装置が不可欠である。そして、Ｘ線ＣＴ撮像装置を用いて計測対象物の３次元ビットマップデータを取得し、３次元ビットマップデータに対応する画像を表示し、画像に対して定義された走査経路に沿って計測プローブを走査して計測対象物の寸法を計測することにより、高精度な寸法計測を実現する装置が望まれる。ここで、３次元ビットマップデータとは、立方体又は、直方体の画素（ボクセル）で構成された３次元形状の計測対象物を表すソリッドデータであり、各ボクセルは、そのボクセルにおける計測対象物の減衰率に関する情報（ＣＴ値）を有する。
【０００９】
Ｘ線ＣＴ装置により得られるＣＴ値は、そのボクセルを占める計測対象物の平均減衰率に比例するのが寸法計測上望ましい。そして、ＣＴ値と計測対象物の平均減衰率とに比例関係があることを前提にして、境界面付近におけるボクセルのＣＴ値の空間的な変化から、計測対象物の境界位置を推定する技術が考えられる。但し、計測対象物を高さ方向に寸法計測する場合、減衰率の異なるの物質の境界面とスライス面が平行に近くなることが多く、こうした境界面を含むボクセルでは、非線形な部分体積効果のため、ＣＴ値と平均減衰率の比例関係の成立が困難である。このため、前記技術では、計測対象物を高さ方向に寸法計測する場合、高精度な寸法計測が困難である。なお、この非線形な部分体積効果については、後述する。
【００１０】
そこで、本発明の実施の形態では、スライス面に対して平行に近い境界面を含むボクセルにおいても、平均減衰率に比例するＣＴ値が得られるよう改善した技術を説明する。
【００１１】
以下、本発明によるＸ線ＣＴ装置および撮像方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態による産業用Ｘ線ＣＴ装置の概略構成を示す図である。
本Ｘ線ＣＴ装置は、計測対象物２に照射するＸ線を発生させるＸ線源１と、計測対象物２を透過したＸ線を計測する検出器３と、計測対象物２を透過したＸ線強度から計測対象物２の断層像を再構成する再構成手段４と、一つの断層像を再構成するにあたり撮像する断面数を再構成手段４に入力する断面数入力手段５と、計測対象物２を透過するＸ線のビーム太さを再構成手段４に入力するＸ線ビーム太さ入力手段６を備えている。ここで高さとは、スライス面に対し垂直な方向での位置、また、Ｘ線ビーム太さとは、高さ方向でのＸ線ビームの幅のことである。
【００１３】
Ｘ線源１は、加速器とターゲットとプリコリメータなどから構成され、計測対象物２へ照射するＸ線を発生させる機能を持つ。Ｘ線源１は、加速器により電子を所定の電圧で加速させた後、薄い金属板のターゲットに衝突させ、制動放射現象を利用して、Ｘ線を発生させる。ターゲットの前面に設置したプリコリメータは、鉛やタングステンなど、Ｘ線を透過させにくい物質で構成され、計測対象物２の方向にだけ、Ｘ線を照射させるための窓が設けられている。これにより、Ｘ線源１は、ビーム状に絞られたＸ線を計測対象物２へ照射できる。
【００１４】
検出器３は、計測対象物２を挟んでＸ線源１の反対側に位置し、複数の放射線検出器とコリメータなどから構成され、計測対象物２を透過したＸ線強度を計測する機能を持つ。
検出器３の内部の各放射線検出器は、Ｘ線源１のプリコリメータの窓を臨む向きに配列状に配置され、検出したＸ線強度に対応する信号を出力する。この際、散乱Ｘ線や隣接する放射線検出器を透過したＸ線を遮蔽するために、各放射線検出器の前面及び側面に、コリメータを設置している。
【００１５】
再構成手段４は、Ｘ線源１と検出器３を高さ方向に移動させるＸ線源移動手段７と、検出器３が計測したＸ線強度の高さ方向での変化率を算出するＸ線強度微分手段８と、一つ（単一の）の高さにおけるＸ線強度を補正するＸ線強度補正手段９と、補正したＸ線強度から断層像を算出する断層像算出手段１０から構成され、検出器３が計測したＸ線強度から計測対象物２の断層像を再構成する機能を持つ。Ｘ線源移動手段７は、一つの断層像を取得するにあたり、断面数入力手段５により指定された枚数（少なくとも二つ）だけ計測対象物２を撮像するために、Ｘ線源１と検出器３を移動させる機能を持つ。Ｘ線強度微分手段８は、検出器３が計測したＸ線強度とＸ線源移動手段７から得られるＸ線源１の高さ位置から、Ｘ線強度の高さ方向での変化率を算出する機能を持つ。Ｘ線強度補正手段９は、複数の高さにおけるＸ線強度と、その変化率と、Ｘ線ビーム太さ入力手段６により与えられるＸ線ビーム太さを使用して、一つの高さにおけるＸ線強度を補正する機能を持つ。断層像算出手段１０は、補正したＸ線強度に重畳積分法と呼ばれる積分処理を施し、単一の高さにおける断層像を算出する機能を持つ。このように、計測対象物２の少なくとも二つの異なる高さにＸ線源１を位置させ、Ｘ線を放出させて、任意の単一の断層像を得る手段を備えているので、計測対象物にとらわれずに（異なる減衰率からなる計測対象物であっても）、Ｘ線ＣＴ装置による高さ方向の計測誤差を低減することができる。
【００１６】
なお、この断層像の再構成処理については、文献「画像処理アルゴリズム」（近代科学社）などに詳しく記載されている。断面数入力手段５は、一つの断層像を再構成するにあたり撮像する断面数を再構成手段４に入力するＸ線ビーム太さ入力手段６は、計測対象物２を透過するＸ線のビーム太さを再構成手段４に入力する。
【００１７】
本実施例のＸ線ＣＴ装置によると、適切に容易に、Ｘ線ＣＴ装置による高さ方向の計測誤差を低減することができる。また、高さ方向の寸法計測において、計測対象物の境界面とスライス面が平行に近い場合でも、計測対象物の減衰率に比例したＣＴ値を得ることができる。
【００１８】
次に、図２及び図３を用い、Ｘ線ＣＴ装置の動作を説明する。図２は、Ｘ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャートを示し、図３は、１枚の断層像を取得するために実際に撮像する高さを示す側面図を示す。
【００１９】
本実施例によるＸ線ＣＴ装置の特徴は、断層像を取得したい高さでのＸ線強度を、その断層の上下複数の高さにおけるＸ線強度により、補正し、この補正したＸ線強度を使用して断層像を再構成することである。このため、一枚の断層像を得るために、複数の高さにおいて、計測対象物２を撮像することになる。ここでは、図３に示す高さｚK における断層像を取得するために、高さｚK-M から順番にｚK+M まで、２Ｍ＋１枚の断面を撮像する例として説明する。
【００２０】
まず、ステップＳ１で、補正条件を設定する。設定すべき項目は、補正に使用する断面数と、Ｘ線ビームの太さである。これらの値は、断面数入力手段５，Ｘ線ビーム太さ入力手段６により、再構成手段４へ入力する。なお、これらの値の与え方は後述する。次のステップＳ２では、Ｘ線源移動手段７により、Ｘ線源１、及び検出器３を撮像開始高さｚK-M に移動させる。続くステップＳ３では、Ｘ線源１からＸ線を放射しながら、計測対象物２を回転させ、検出器３が計測したＸ線強度を再構成手段４へ伝送する。
【００２１】
次にステップＳ４にて、ステップＳ１で設定した断面数を撮像したか判定する。まだ必要な数の断面を撮像していなければ、ステップＳ６に進み、次の撮像高さにＸ線源１と検出器３を移動させ、再びステップＳ３に戻り、計測対象物２を撮像する。これらの動作を撮像した断面数が２Ｍ＋１に達するまで繰り返す。
【００２２】
撮像した断面数が２Ｍ＋１に達すると、ステップＳ４からステップＳ５に進み、Ｘ線強度微分手段８により、高さ方向でのＸ線強度の変化率を算出する。このＸ線強度の変化率の算出は、あらゆる照射角度において、検出器３を構成する全放射線検出器が計測したＸ線強度に対して行う。
【００２３】
ステップＳ７のＸ線強度補正手段９では、Ｘ線強度とその高さ方向の変化率とＸ線ビーム太さから、高さｚk におけるＸ線強度を補正する。この補正方法については、後述する。ステップＳ８では、断層像算出手段１０により、補正したＸ線強度から、高さｚk における断層像を算出する。以上が、本発明によるＸ線ＣＴの動作である。このように、Ｘ線源１から放出されるＸ線を計測対象物２に透過させ断層像を得る手段と、計測対象物２の第一の高さ位置及び第二の高さ位置の断層像データに基づき、第一の高さ位置と第二の高さの間の第三の高さ位置（Ｚｋ）の断層像データを得る手段とを備えたことにより、計測対象物２にとらわれずに（異なる減衰率からなる計測対象物であっても）、Ｘ線ＣＴ装置による高さ方向の計測誤差を低減することができる。
【００２４】
次に、図４を用いＸ線強度補正手段９で行う補正処理を説明する。図４は、二つの異なる減衰率からなる立方体形状の計測対象物２の境界面を撮像する様子を示す側面図である。ここで、ＣＴ値と平均減衰率の比例関係を前提にして、ＣＴ値の空間的な変化から境界面の位置を求め、計測対象物２の寸法を測定すると、高さ方向の寸法計測においては、非線形な部分体積効果のため、ＣＴ値と平均減衰率は比例しない。これが、高さ方向の寸法計測における計測誤差の原因と考えられる。この非線形な部分体積効果を補正するため、本実施例によるＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線強度補正手段９を備えている。
【００２５】
図４に示す計測対象物２を撮像する場合の非線形な部分体積効果について説明する。計測対象物２は、１辺の長さがＬの立方体であり、上部が減衰率μ1 、下部が減衰率μ2 の二つの物質から構成されている。図４は、これら二つの物質の境界面を、有限なビーム太さを持つＸ線で、撮像している様子である。Ｘ線ビームの中心は、境界面に位置している。このとき入射Ｘ線強度をＩ0 とすると、透過Ｘ線強度Ｉは、
Ｉ＝｛exp(−μ1Ｌ)＋exp(−μ2Ｌ)｝Ｉ0／２ …（１）となる。Ｘ線ビームは有限な太さを持つため、Ｘ線ビームの上部と下部で、透過経路における減衰率が異なる。そのため、Ｉは減衰率μ1 とμ2 の部分を透過するＸ線強度の和となる。ここで、実効減衰率μeを
Ｉ0 exp(−μeＬ)＝Ｉ …（２）として定義すると、Ｉは、一つの減衰率μe
μe＝−(１／Ｌ)×ｌｎ〔｛exp(−μ1Ｌ)＋exp(−μ2Ｌ)｝／２〕 …（３）を持つ物質で減衰するとして表せる。Ｘ線ＣＴの断層像の再構成理論では、式（２）と同様に、Ｉの減衰を一つの指数関数で表している。そのため、再構成により得られるＣＴ値は、μe に比例した量となる。
【００２６】
一方、図４のＸ線の透過経路における計測対象物２の平均減衰率μm は、
μm＝(μ1＋μ2)／２ …（４）である。境界面においてはμ1 ≠μ2 であるため、式（３）と式（４）から、μe とμm は一致せず、それらの比が、μ1 とμ2 に依存して非線形に変化することが分かる。そのため、再構成により得られるＣＴ値もμm に比例しなくなる。このように、Ｘ線ビームの太さが有限であるため、ＣＴ値が平均減衰率μm に比例しなくなる。この現象を非線形な部分体積効果という。特に、図４のようにスライス面と境界面が平行な場合、この効果が顕著になる。
【００２７】
非線形な部分体積効果を補正するためには、計測したＸ線強度Ｉを、平均減衰率μm の物質を透過した場合のＸ線強度Ｉm
Ｉm＝Ｉo exp(−μmＬ) …（５）へ補正し、Ｉm を使用して断層像を再構成すればよい。そのため、再構成手段４は、断層像算出手段１０の前処理手段として、Ｘ線強度補正手段９を備えている。
【００２８】
図４の場合、ＩからＩm への補正式は、式（２）と式（５）から
Ｉm＝{Ｉ／Ｉo(1-μe/μm)}μm/μe …（６）となる。簡単のため、立方体の上部を空気層と考え、μ1 ＝０とすると、補正式は、
Ｉm＝Ｉo{（２Ｉ−Ｉo）／Ｉo}1/2 …（７）となる。ただし、式（７）は、図４の形状、及び減衰率を持つ計測対象物２にのみ適用可能な補正式である。
【００２９】
一般には、計測対象物２の形状、及び減衰率は任意であるから、これらの量をＸ線強度の高さ方向の変化率から推定し、その推定量に基づいてＸ線強度を補正することになる。
以下、この方法の概略を図５を用い説明する。
【００３０】
図５は、ある計測対象物２の立面図と、この計測対象物２の線分ＡＢにおける断面図を示している。この断面において、高さｚ，線分ＡＢ上の座標ｓでの計測対象物２の減衰率をμ（ｚ，ｓ）、高さｚでの計測対象物２の長さをＬ（ｚ）とする。
【００３１】
ここで、仮想的に、この計測対象物２の減衰率を一定の値μ0 に置き換えると、線分ＡＢにおける断面は、図６のようになる。ただし、図６の断面では、高さｚでの計測対象物２の長さＬe(ｚ）は、次の条件式（８）を満たすとする。
【００３２】
【数１】
【００３３】
このとき、図５と図６では、計測対象物２を透過するＸ線強度は、等しくなる。
【００３４】
図６において、高さｚで強度Ｉ0 のＸ線ビームが透過する場合を考える。ただし、Ｘ線ビーム太さは、ｔとする。このとき、計測対象物の平均減衰率はμ0 であるため、Ｘ線ビームの平均透過距離Ｌm(ｚ）を次の式（９）で定義する。
【００３５】
【数２】
【００３６】
このように定義すると、式（５）と同様に、平均減衰率の物質を透過した場合のＸ線強度Ｉm は、
Ｉm＝Ｉo exp(−μoＬm(ｚ)) …（１０）となる。μ0 および、Ｌm(ｚ）は、Ｘ線ビーム太さと、高さｚとその上下における複数の高さで検出器３が計測したＸ線強度と、それらの高さ方向での変化率から求めることができる。断層像算出手段１０では、このＩm を使用して、断層像を再構成する。
【００３７】
以上で説明した補正処理は、検出器３を構成する全放射線検出器が全ての照射角において計測したＸ線強度に対して、実施する。この補正処理を施したＸ線強度から断層像を再構成することにより、平均減衰率に比例するＣＴ値を得ることができる。
【００３８】
次に、図２のステップＳ１で設定する補正に使用する断面数とＸ線ビームの太さの与え方を説明する。
【００３９】
一般には、多くの断面を使用するほど、補正効果が大きくなるが、撮像、及び補正処理に要する時間も増大する。このように、補正効果と撮像に要する時間は相反する関係であるため、測定対象物２に応じて、この量を適切に設定することが望ましい。
【００４０】
補正処理が特に必要になるのは、図４のように減衰率の異なる二つの物質の境界面を撮像する場合など、高さ方向でのＸ線強度が急峻に変化する領域である。逆に、撮像範囲において、高さ方向での透過Ｘ線強度の変化が小さい場合、補正の必要性は少ない。本実施例では、撮像範囲におけるＸ線強度の変化率の大きさから、補正に使用する断面数を適切に決め設定できるよう構成している。例えば、断面数入力手段５に入力できる。つまり、計測対象物２を撮像する異なる高さの位置の数を設定する断面数設定手段を備えているので、適切に断面数を設定でき、処理に要する時間も適切に設定できる。即ち、計測対象物２の少なくとも二つの異なる高さの断層像データから任意の高さの断層像を得る本実施例のＸ線ＣＴ装置で、異なる高さの位置の計測数を設定する位置計測数設定手段を備えることで、装置のユ−ザーが、撮像時間や精度を考慮しつつ適切に使用することができる。更に、異なる高さの位置の計測数を設定する位置計測数設定手段に加えて、位置計測数設定手段により設定された計測数に応じた撮像時間及び計測精度を表示する手段をもうけることで、計測数に応じた撮像時間及び計測精度を事前に確認でき、その中から適切なものを選択することが出来、装置利用の簡便化及び効率化が図れる。また、ユーザーが、計測数に応じ、撮像時間と計測精度のどちらを優先させるか選択できる。
【００４１】
次に、図７に示すＸ線源１と検出器３のコリメータ部分の側面図を用い、Ｘ線ビームの太さの設定方法を説明する。ここで、Ｘ線ビームの太さとは、計測対象物２の回転中心におけるＸ線ビームの高さのことである。Ｘ線ビームの太さｔは、Ｘ線源１のプリコリメータの窓の高さｔpc、検出器３の各放射線検出器の前面に設定したコリメータの窓の高さｔc 、プリコリメータとコリメータとの距離Ｌ1 、プリコリメータと回転中心軸との距離Ｌ0 から、
ｔ＝ｔpc＋(ｔc−ｔpc)Ｌ1／ＬO …（１１）により、幾何学的に求まる。ユーザーは、この値をＸ線ビーム太さ入力手段６から入力する。
【００４２】
あるいは、式（１１）の代わりに、例えば円柱など、既知形状の物体の透過像を高さ方向に撮像して、検出器３が計測したＸ線強度の変化から、Ｘ線ビームの太さを計測しても良い。これを、図８に示す別構成のＸ線ＣＴ装置で説明する。この構成では、Ｘ線ＣＴ装置は、図１のＸ線ビーム太さ入力手段６の代わりに、Ｘ線ビーム太さ計測手段１１を備える。
【００４３】
Ｘ線源移動手段７によりＸ線源１と検出器３を移動させ、円柱形状の計測対象物２の上端面付近を撮像すると、検出器３の一つの放射線検出器において、図９のようなＸ線強度が計測される。Ｘ線ビームが計測対象物２あるいは、空気層だけを透過する場合、Ｘ線強度は一定になる。Ｘ線ビームが計測対象物２と空気層の両方を透過する場合、Ｘ線強度は、Ｘ線ビームの透過経路における計測対象物２と空気層の体積比率によって変化する。従って、図９に示すように、Ｘ線強度が変化する範囲の長さから、Ｘ線ビーム太さを求めることができる。Ｘ線ビーム太さ計測手段１１は、検出器３が計測したＸ線強度を使用して上記処理を行い、Ｘ線強度補正手段９へＸ線ビーム太さを伝送する。Ｘ線源から放出されるＸ線ビームの太さをＸ線ビーム太さ入力手段６で入力し、Ｘ線ビームの太さの情報をＸ線強度補正手段９に与えることが出来、更なる計測精度向上が図れる。また、Ｘ線のビームの太さに関する量を測定する手段であるＸ線ビーム太さ計測手段１１を備えているので、Ｘ線源から放出されるＸ線ビームの太さを正確に測定し、精度の良いＸ線ビームの太さの情報をＸ線強度補正手段９に与えることが出来、更なる計測精度向上が図れる。
【００４４】
Ｘ線強度補正手段９でＸ線のビームの太さに関する量を使用することで、Ｘ線ビーム太さに起因する高さ方向での寸法計測誤差を補正でき、更なる計測精度向上が図れる。
【００４５】
このように、計測対象物の少なくとも二つの異なる高さの断層像データから任意の高さの断層像を得る本実施例のＸ線ＣＴ装置で、計測に利用するＸ線のビームの太さに関するデータを設定するビーム太さ設定手段を備えているので、適切にビーム太さを確認及び設定でき、処理に要する時間も適切に設定できる。また、装置のユ−ザーが、撮像時間や精度を考慮しつつ適切に使用することができる。更に、計測に利用するＸ線のビームの太さに関するデータを設定するビーム太さ設定手段に加えて、ビーム太さ設定手段により設定されたビーム太さに応じた撮像時間及び計測精度を表示する手段を備えることで、計測数に応じた撮像時間及び計測精度を事前に確認でき、その中から適切なものを選択することが出来、装置利用の簡便化及び効率化が図れる。また、ユーザーが、Ｘ線ビーム太さに応じ、撮像時間と計測精度のどちらを優先させるか選択できる。
【００４６】
Ｘ線源１を交換する場合、Ｘ線ビーム太さは変化する。そのため、上記のようなＸ線ビーム太さを推定あるいは測定する作業が、工程に含まれる必要がある。また、前述のＸ線ビーム太さの入力手段又は測定手段を備えているので、Ｘ線源１が交換された場合にも、新たに設置したＸ線源１から放出されるＸ線ビームの太さをＸ線強度補正手段９に与えることができる。
【００４７】
以上の実施形態は、第３世代のＸ線ＣＴ装置として説明した。Ｘ線ＣＴ装置には、第３世代方式以外にも、図１０，図１１に示す第２世代方式，マルチスライス方式のＸ線ＣＴ装置がある。第２世代方式とは、計測対象物２が回転に加えて矢印の方向に並進し、寸法の大きな計測対象物２を撮像できる方式であり、またマルチスライス方式とは、検出器３に、水平方向に加えて垂直方向にも放射線検出器を並べ、同時に複数の断面を撮像できる方式である。これらの撮像方式に対しても、本発明による撮像方法を適用できることは、容易に推測できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の構成図。
【図２】本発明によるＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明によるＸ線ＣＴ装置において、１枚の断層像を取得するために実際に撮像する高さを示す側面図。
【図４】二つの異なる減衰率からなる立方体形状の計測対象物２の境界面を撮像する様子を示す側面図。
【図５】ある計測対象物２の立面図と、この計測対象物２の線分ＡＢにおける断面図。
【図６】図５の計測対象物２の減衰率をμ0 に置き換えた場合の線分ＡＢにおける断面図。
【図７】Ｘ線ビーム太さとプリコリメータ，コリメータとの幾何学的な関係を示す側面図。
【図８】本発明の別の構成によるＸ線ＣＴ装置の構成図。
【図９】円柱上端面を高さ方向に撮像して得られるＸ線強度。
【図１０】第２世代方式のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す立面図、及び側面図。
【図１１】マルチスライス方式のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す立面図、及び側面図。
【符号の説明】
【００４９】
１…Ｘ線源、２…計測対象物、３…検出器、４…再構成手段、５…断面数入力手段、６…Ｘ線ビーム太さ入力手段、７…Ｘ線源移動手段、８…Ｘ線強度微分手段、９…Ｘ線強度補正手段、１０…断層像算出手段、１１…Ｘ線ビーム太さ計測手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置により撮像し、３次元画像を構築する技術に、特許文献１（特開２００１−３３０５６８号公報）等があげられる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３０５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のＸ線ＣＴ装置による撮像技術では、３次元画像を構築の際の高さ方向の誤差については考慮されていない。
【０００５】
本発明の目的は、計測対象物にとらわれずに、高さ方向の計測誤差を低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
Ｘ線ＣＴ装置で、計測対象物の少なくとも二つの異なる高さにＸ線を透過させて任意の単一の断層像を得る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、計測対象物にとらわれずに、高さ方向の計測誤差を低減することができるＸ線ＣＴ装置及びＸ線ＣＴ装置による撮像方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
非破壊内部３次元計測に対するニーズが高まっている。このニーズを満たすには高精度な寸法計測が可能な断層像を得ることができる産業用Ｘ線ＣＴ装置が不可欠である。そして、Ｘ線ＣＴ撮像装置を用いて計測対象物の３次元ビットマップデータを取得し、３次元ビットマップデータに対応する画像を表示し、画像に対して定義された走査経路に沿って計測プローブを走査して計測対象物の寸法を計測することにより、高精度な寸法計測を実現する装置が望まれる。ここで、３次元ビットマップデータとは、立方体又は、直方体の画素（ボクセル）で構成された３次元形状の計測対象物を表すソリッドデータであり、各ボクセルは、そのボクセルにおける計測対象物の減衰率に関する情報（ＣＴ値）を有する。
【０００９】
Ｘ線ＣＴ装置により得られるＣＴ値は、そのボクセルを占める計測対象物の平均減衰率に比例するのが寸法計測上望ましい。そして、ＣＴ値と計測対象物の平均減衰率とに比例関係があることを前提にして、境界面付近におけるボクセルのＣＴ値の空間的な変化から、計測対象物の境界位置を推定する技術が考えられる。但し、計測対象物を高さ方向に寸法計測する場合、減衰率の異なるの物質の境界面とスライス面が平行に近くなることが多く、こうした境界面を含むボクセルでは、非線形な部分体積効果のため、ＣＴ値と平均減衰率の比例関係の成立が困難である。このため、前記技術では、計測対象物を高さ方向に寸法計測する場合、高精度な寸法計測が困難である。なお、この非線形な部分体積効果については、後述する。
【００１０】
そこで、本発明の実施の形態では、スライス面に対して平行に近い境界面を含むボクセルにおいても、平均減衰率に比例するＣＴ値が得られるよう改善した技術を説明する。
【００１１】
以下、本発明によるＸ線ＣＴ装置および撮像方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態による産業用Ｘ線ＣＴ装置の概略構成を示す図である。
本Ｘ線ＣＴ装置は、計測対象物２に照射するＸ線を発生させるＸ線源１と、計測対象物２を透過したＸ線を計測する検出器３と、計測対象物２を透過したＸ線強度から計測対象物２の断層像を再構成する再構成手段４と、一つの断層像を再構成するにあたり撮像する断面数を再構成手段４に入力する断面数入力手段５と、計測対象物２を透過するＸ線のビーム太さを再構成手段４に入力するＸ線ビーム太さ入力手段６を備えている。ここで高さとは、スライス面に対し垂直な方向での位置、また、Ｘ線ビーム太さとは、高さ方向でのＸ線ビームの幅のことである。
【００１３】
Ｘ線源１は、加速器とターゲットとプリコリメータなどから構成され、計測対象物２へ照射するＸ線を発生させる機能を持つ。Ｘ線源１は、加速器により電子を所定の電圧で加速させた後、薄い金属板のターゲットに衝突させ、制動放射現象を利用して、Ｘ線を発生させる。ターゲットの前面に設置したプリコリメータは、鉛やタングステンなど、Ｘ線を透過させにくい物質で構成され、計測対象物２の方向にだけ、Ｘ線を照射させるための窓が設けられている。これにより、Ｘ線源１は、ビーム状に絞られたＸ線を計測対象物２へ照射できる。
【００１４】
検出器３は、計測対象物２を挟んでＸ線源１の反対側に位置し、複数の放射線検出器とコリメータなどから構成され、計測対象物２を透過したＸ線強度を計測する機能を持つ。
検出器３の内部の各放射線検出器は、Ｘ線源１のプリコリメータの窓を臨む向きに配列状に配置され、検出したＸ線強度に対応する信号を出力する。この際、散乱Ｘ線や隣接する放射線検出器を透過したＸ線を遮蔽するために、各放射線検出器の前面及び側面に、コリメータを設置している。
【００１５】
再構成手段４は、Ｘ線源１と検出器３を高さ方向に移動させるＸ線源移動手段７と、検出器３が計測したＸ線強度の高さ方向での変化率を算出するＸ線強度微分手段８と、一つ（単一の）の高さにおけるＸ線強度を補正するＸ線強度補正手段９と、補正したＸ線強度から断層像を算出する断層像算出手段１０から構成され、検出器３が計測したＸ線強度から計測対象物２の断層像を再構成する機能を持つ。Ｘ線源移動手段７は、一つの断層像を取得するにあたり、断面数入力手段５により指定された枚数（少なくとも二つ）だけ計測対象物２を撮像するために、Ｘ線源１と検出器３を移動させる機能を持つ。Ｘ線強度微分手段８は、検出器３が計測したＸ線強度とＸ線源移動手段７から得られるＸ線源１の高さ位置から、Ｘ線強度の高さ方向での変化率を算出する機能を持つ。Ｘ線強度補正手段９は、複数の高さにおけるＸ線強度と、その変化率と、Ｘ線ビーム太さ入力手段６により与えられるＸ線ビーム太さを使用して、一つの高さにおけるＸ線強度を補正する機能を持つ。断層像算出手段１０は、補正したＸ線強度に重畳積分法と呼ばれる積分処理を施し、単一の高さにおける断層像を算出する機能を持つ。このように、計測対象物２の少なくとも二つの異なる高さにＸ線源１を位置させ、Ｘ線を放出させて、任意の単一の断層像を得る手段を備えているので、計測対象物にとらわれずに（異なる減衰率からなる計測対象物であっても）、Ｘ線ＣＴ装置による高さ方向の計測誤差を低減することができる。
【００１６】
なお、この断層像の再構成処理については、文献「画像処理アルゴリズム」（近代科学社）などに詳しく記載されている。断面数入力手段５は、一つの断層像を再構成するにあたり撮像する断面数を再構成手段４に入力するＸ線ビーム太さ入力手段６は、計測対象物２を透過するＸ線のビーム太さを再構成手段４に入力する。
【００１７】
本実施例のＸ線ＣＴ装置によると、適切に容易に、Ｘ線ＣＴ装置による高さ方向の計測誤差を低減することができる。また、高さ方向の寸法計測において、計測対象物の境界面とスライス面が平行に近い場合でも、計測対象物の減衰率に比例したＣＴ値を得ることができる。
【００１８】
次に、図２及び図３を用い、Ｘ線ＣＴ装置の動作を説明する。図２は、Ｘ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャートを示し、図３は、１枚の断層像を取得するために実際に撮像する高さを示す側面図を示す。
【００１９】
本実施例によるＸ線ＣＴ装置の特徴は、断層像を取得したい高さでのＸ線強度を、その断層の上下複数の高さにおけるＸ線強度により、補正し、この補正したＸ線強度を使用して断層像を再構成することである。このため、一枚の断層像を得るために、複数の高さにおいて、計測対象物２を撮像することになる。ここでは、図３に示す高さｚK における断層像を取得するために、高さｚK-M から順番にｚK+M まで、２Ｍ＋１枚の断面を撮像する例として説明する。
【００２０】
まず、ステップＳ１で、補正条件を設定する。設定すべき項目は、補正に使用する断面数と、Ｘ線ビームの太さである。これらの値は、断面数入力手段５，Ｘ線ビーム太さ入力手段６により、再構成手段４へ入力する。なお、これらの値の与え方は後述する。次のステップＳ２では、Ｘ線源移動手段７により、Ｘ線源１、及び検出器３を撮像開始高さｚK-M に移動させる。続くステップＳ３では、Ｘ線源１からＸ線を放射しながら、計測対象物２を回転させ、検出器３が計測したＸ線強度を再構成手段４へ伝送する。
【００２１】
次にステップＳ４にて、ステップＳ１で設定した断面数を撮像したか判定する。まだ必要な数の断面を撮像していなければ、ステップＳ６に進み、次の撮像高さにＸ線源１と検出器３を移動させ、再びステップＳ３に戻り、計測対象物２を撮像する。これらの動作を撮像した断面数が２Ｍ＋１に達するまで繰り返す。
【００２２】
撮像した断面数が２Ｍ＋１に達すると、ステップＳ４からステップＳ５に進み、Ｘ線強度微分手段８により、高さ方向でのＸ線強度の変化率を算出する。このＸ線強度の変化率の算出は、あらゆる照射角度において、検出器３を構成する全放射線検出器が計測したＸ線強度に対して行う。
【００２３】
ステップＳ７のＸ線強度補正手段９では、Ｘ線強度とその高さ方向の変化率とＸ線ビーム太さから、高さｚk におけるＸ線強度を補正する。この補正方法については、後述する。ステップＳ８では、断層像算出手段１０により、補正したＸ線強度から、高さｚk における断層像を算出する。以上が、本発明によるＸ線ＣＴの動作である。このように、Ｘ線源１から放出されるＸ線を計測対象物２に透過させ断層像を得る手段と、計測対象物２の第一の高さ位置及び第二の高さ位置の断層像データに基づき、第一の高さ位置と第二の高さの間の第三の高さ位置（Ｚｋ）の断層像データを得る手段とを備えたことにより、計測対象物２にとらわれずに（異なる減衰率からなる計測対象物であっても）、Ｘ線ＣＴ装置による高さ方向の計測誤差を低減することができる。
【００２４】
次に、図４を用いＸ線強度補正手段９で行う補正処理を説明する。図４は、二つの異なる減衰率からなる立方体形状の計測対象物２の境界面を撮像する様子を示す側面図である。ここで、ＣＴ値と平均減衰率の比例関係を前提にして、ＣＴ値の空間的な変化から境界面の位置を求め、計測対象物２の寸法を測定すると、高さ方向の寸法計測においては、非線形な部分体積効果のため、ＣＴ値と平均減衰率は比例しない。これが、高さ方向の寸法計測における計測誤差の原因と考えられる。この非線形な部分体積効果を補正するため、本実施例によるＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線強度補正手段９を備えている。
【００２５】
図４に示す計測対象物２を撮像する場合の非線形な部分体積効果について説明する。計測対象物２は、１辺の長さがＬの立方体であり、上部が減衰率μ1 、下部が減衰率μ2 の二つの物質から構成されている。図４は、これら二つの物質の境界面を、有限なビーム太さを持つＸ線で、撮像している様子である。Ｘ線ビームの中心は、境界面に位置している。このとき入射Ｘ線強度をＩ0 とすると、透過Ｘ線強度Ｉは、
Ｉ＝｛exp(−μ1Ｌ)＋exp(−μ2Ｌ)｝Ｉ0／２ …（１）となる。Ｘ線ビームは有限な太さを持つため、Ｘ線ビームの上部と下部で、透過経路における減衰率が異なる。そのため、Ｉは減衰率μ1 とμ2 の部分を透過するＸ線強度の和となる。ここで、実効減衰率μeを
Ｉ0 exp(−μeＬ)＝Ｉ …（２）として定義すると、Ｉは、一つの減衰率μe
μe＝−(１／Ｌ)×ｌｎ〔｛exp(−μ1Ｌ)＋exp(−μ2Ｌ)｝／２〕 …（３）を持つ物質で減衰するとして表せる。Ｘ線ＣＴの断層像の再構成理論では、式（２）と同様に、Ｉの減衰を一つの指数関数で表している。そのため、再構成により得られるＣＴ値は、μe に比例した量となる。
【００２６】
一方、図４のＸ線の透過経路における計測対象物２の平均減衰率μm は、
μm＝(μ1＋μ2)／２ …（４）である。境界面においてはμ1 ≠μ2 であるため、式（３）と式（４）から、μe とμm は一致せず、それらの比が、μ1 とμ2 に依存して非線形に変化することが分かる。そのため、再構成により得られるＣＴ値もμm に比例しなくなる。このように、Ｘ線ビームの太さが有限であるため、ＣＴ値が平均減衰率μm に比例しなくなる。この現象を非線形な部分体積効果という。特に、図４のようにスライス面と境界面が平行な場合、この効果が顕著になる。
【００２７】
非線形な部分体積効果を補正するためには、計測したＸ線強度Ｉを、平均減衰率μm の物質を透過した場合のＸ線強度Ｉm
Ｉm＝Ｉo exp(−μmＬ) …（５）へ補正し、Ｉm を使用して断層像を再構成すればよい。そのため、再構成手段４は、断層像算出手段１０の前処理手段として、Ｘ線強度補正手段９を備えている。
【００２８】
図４の場合、ＩからＩm への補正式は、式（２）と式（５）から
Ｉm＝{Ｉ／Ｉo(1-μe/μm)}μm/μe …（６）となる。簡単のため、立方体の上部を空気層と考え、μ1 ＝０とすると、補正式は、
Ｉm＝Ｉo{（２Ｉ−Ｉo）／Ｉo}1/2 …（７）となる。ただし、式（７）は、図４の形状、及び減衰率を持つ計測対象物２にのみ適用可能な補正式である。
【００２９】
一般には、計測対象物２の形状、及び減衰率は任意であるから、これらの量をＸ線強度の高さ方向の変化率から推定し、その推定量に基づいてＸ線強度を補正することになる。
以下、この方法の概略を図５を用い説明する。
【００３０】
図５は、ある計測対象物２の立面図と、この計測対象物２の線分ＡＢにおける断面図を示している。この断面において、高さｚ，線分ＡＢ上の座標ｓでの計測対象物２の減衰率をμ（ｚ，ｓ）、高さｚでの計測対象物２の長さをＬ（ｚ）とする。
【００３１】
ここで、仮想的に、この計測対象物２の減衰率を一定の値μ0 に置き換えると、線分ＡＢにおける断面は、図６のようになる。ただし、図６の断面では、高さｚでの計測対象物２の長さＬe(ｚ）は、次の条件式（８）を満たすとする。
【００３２】
【数１】
【００３３】
このとき、図５と図６では、計測対象物２を透過するＸ線強度は、等しくなる。
【００３４】
図６において、高さｚで強度Ｉ0 のＸ線ビームが透過する場合を考える。ただし、Ｘ線ビーム太さは、ｔとする。このとき、計測対象物の平均減衰率はμ0 であるため、Ｘ線ビームの平均透過距離Ｌm(ｚ）を次の式（９）で定義する。
【００３５】
【数２】
【００３６】
このように定義すると、式（５）と同様に、平均減衰率の物質を透過した場合のＸ線強度Ｉm は、
Ｉm＝Ｉo exp(−μoＬm(ｚ)) …（１０）となる。μ0 および、Ｌm(ｚ）は、Ｘ線ビーム太さと、高さｚとその上下における複数の高さで検出器３が計測したＸ線強度と、それらの高さ方向での変化率から求めることができる。断層像算出手段１０では、このＩm を使用して、断層像を再構成する。
【００３７】
以上で説明した補正処理は、検出器３を構成する全放射線検出器が全ての照射角において計測したＸ線強度に対して、実施する。この補正処理を施したＸ線強度から断層像を再構成することにより、平均減衰率に比例するＣＴ値を得ることができる。
【００３８】
次に、図２のステップＳ１で設定する補正に使用する断面数とＸ線ビームの太さの与え方を説明する。
【００３９】
一般には、多くの断面を使用するほど、補正効果が大きくなるが、撮像、及び補正処理に要する時間も増大する。このように、補正効果と撮像に要する時間は相反する関係であるため、測定対象物２に応じて、この量を適切に設定することが望ましい。
【００４０】
補正処理が特に必要になるのは、図４のように減衰率の異なる二つの物質の境界面を撮像する場合など、高さ方向でのＸ線強度が急峻に変化する領域である。逆に、撮像範囲において、高さ方向での透過Ｘ線強度の変化が小さい場合、補正の必要性は少ない。本実施例では、撮像範囲におけるＸ線強度の変化率の大きさから、補正に使用する断面数を適切に決め設定できるよう構成している。例えば、断面数入力手段５に入力できる。つまり、計測対象物２を撮像する異なる高さの位置の数を設定する断面数設定手段を備えているので、適切に断面数を設定でき、処理に要する時間も適切に設定できる。即ち、計測対象物２の少なくとも二つの異なる高さの断層像データから任意の高さの断層像を得る本実施例のＸ線ＣＴ装置で、異なる高さの位置の計測数を設定する位置計測数設定手段を備えることで、装置のユ−ザーが、撮像時間や精度を考慮しつつ適切に使用することができる。更に、異なる高さの位置の計測数を設定する位置計測数設定手段に加えて、位置計測数設定手段により設定された計測数に応じた撮像時間及び計測精度を表示する手段をもうけることで、計測数に応じた撮像時間及び計測精度を事前に確認でき、その中から適切なものを選択することが出来、装置利用の簡便化及び効率化が図れる。また、ユーザーが、計測数に応じ、撮像時間と計測精度のどちらを優先させるか選択できる。
【００４１】
次に、図７に示すＸ線源１と検出器３のコリメータ部分の側面図を用い、Ｘ線ビームの太さの設定方法を説明する。ここで、Ｘ線ビームの太さとは、計測対象物２の回転中心におけるＸ線ビームの高さのことである。Ｘ線ビームの太さｔは、Ｘ線源１のプリコリメータの窓の高さｔpc、検出器３の各放射線検出器の前面に設定したコリメータの窓の高さｔc 、プリコリメータとコリメータとの距離Ｌ1 、プリコリメータと回転中心軸との距離Ｌ0 から、
ｔ＝ｔpc＋(ｔc−ｔpc)Ｌ1／ＬO …（１１）により、幾何学的に求まる。ユーザーは、この値をＸ線ビーム太さ入力手段６から入力する。
【００４２】
あるいは、式（１１）の代わりに、例えば円柱など、既知形状の物体の透過像を高さ方向に撮像して、検出器３が計測したＸ線強度の変化から、Ｘ線ビームの太さを計測しても良い。これを、図８に示す別構成のＸ線ＣＴ装置で説明する。この構成では、Ｘ線ＣＴ装置は、図１のＸ線ビーム太さ入力手段６の代わりに、Ｘ線ビーム太さ計測手段１１を備える。
【００４３】
Ｘ線源移動手段７によりＸ線源１と検出器３を移動させ、円柱形状の計測対象物２の上端面付近を撮像すると、検出器３の一つの放射線検出器において、図９のようなＸ線強度が計測される。Ｘ線ビームが計測対象物２あるいは、空気層だけを透過する場合、Ｘ線強度は一定になる。Ｘ線ビームが計測対象物２と空気層の両方を透過する場合、Ｘ線強度は、Ｘ線ビームの透過経路における計測対象物２と空気層の体積比率によって変化する。従って、図９に示すように、Ｘ線強度が変化する範囲の長さから、Ｘ線ビーム太さを求めることができる。Ｘ線ビーム太さ計測手段１１は、検出器３が計測したＸ線強度を使用して上記処理を行い、Ｘ線強度補正手段９へＸ線ビーム太さを伝送する。Ｘ線源から放出されるＸ線ビームの太さをＸ線ビーム太さ入力手段６で入力し、Ｘ線ビームの太さの情報をＸ線強度補正手段９に与えることが出来、更なる計測精度向上が図れる。また、Ｘ線のビームの太さに関する量を測定する手段であるＸ線ビーム太さ計測手段１１を備えているので、Ｘ線源から放出されるＸ線ビームの太さを正確に測定し、精度の良いＸ線ビームの太さの情報をＸ線強度補正手段９に与えることが出来、更なる計測精度向上が図れる。
【００４４】
Ｘ線強度補正手段９でＸ線のビームの太さに関する量を使用することで、Ｘ線ビーム太さに起因する高さ方向での寸法計測誤差を補正でき、更なる計測精度向上が図れる。
【００４５】
このように、計測対象物の少なくとも二つの異なる高さの断層像データから任意の高さの断層像を得る本実施例のＸ線ＣＴ装置で、計測に利用するＸ線のビームの太さに関するデータを設定するビーム太さ設定手段を備えているので、適切にビーム太さを確認及び設定でき、処理に要する時間も適切に設定できる。また、装置のユ−ザーが、撮像時間や精度を考慮しつつ適切に使用することができる。更に、計測に利用するＸ線のビームの太さに関するデータを設定するビーム太さ設定手段に加えて、ビーム太さ設定手段により設定されたビーム太さに応じた撮像時間及び計測精度を表示する手段を備えることで、計測数に応じた撮像時間及び計測精度を事前に確認でき、その中から適切なものを選択することが出来、装置利用の簡便化及び効率化が図れる。また、ユーザーが、Ｘ線ビーム太さに応じ、撮像時間と計測精度のどちらを優先させるか選択できる。
【００４６】
Ｘ線源１を交換する場合、Ｘ線ビーム太さは変化する。そのため、上記のようなＸ線ビーム太さを推定あるいは測定する作業が、工程に含まれる必要がある。また、前述のＸ線ビーム太さの入力手段又は測定手段を備えているので、Ｘ線源１が交換された場合にも、新たに設置したＸ線源１から放出されるＸ線ビームの太さをＸ線強度補正手段９に与えることができる。
【００４７】
以上の実施形態は、第３世代のＸ線ＣＴ装置として説明した。Ｘ線ＣＴ装置には、第３世代方式以外にも、図１０，図１１に示す第２世代方式，マルチスライス方式のＸ線ＣＴ装置がある。第２世代方式とは、計測対象物２が回転に加えて矢印の方向に並進し、寸法の大きな計測対象物２を撮像できる方式であり、またマルチスライス方式とは、検出器３に、水平方向に加えて垂直方向にも放射線検出器を並べ、同時に複数の断面を撮像できる方式である。これらの撮像方式に対しても、本発明による撮像方法を適用できることは、容易に推測できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の構成図。
【図２】本発明によるＸ線ＣＴ装置の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明によるＸ線ＣＴ装置において、１枚の断層像を取得するために実際に撮像する高さを示す側面図。
【図４】二つの異なる減衰率からなる立方体形状の計測対象物２の境界面を撮像する様子を示す側面図。
【図５】ある計測対象物２の立面図と、この計測対象物２の線分ＡＢにおける断面図。
【図６】図５の計測対象物２の減衰率をμ0 に置き換えた場合の線分ＡＢにおける断面図。
【図７】Ｘ線ビーム太さとプリコリメータ，コリメータとの幾何学的な関係を示す側面図。
【図８】本発明の別の構成によるＸ線ＣＴ装置の構成図。
【図９】円柱上端面を高さ方向に撮像して得られるＸ線強度。
【図１０】第２世代方式のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す立面図、及び側面図。
【図１１】マルチスライス方式のＸ線ＣＴ装置の概略構成を示す立面図、及び側面図。
【符号の説明】
【００４９】
１…Ｘ線源、２…計測対象物、３…検出器、４…再構成手段、５…断面数入力手段、６…Ｘ線ビーム太さ入力手段、７…Ｘ線源移動手段、８…Ｘ線強度微分手段、９…Ｘ線強度補正手段、１０…断層像算出手段、１１…Ｘ線ビーム太さ計測手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得るＸ線ＣＴ装置であって
、
該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線を透過させて任意の単一の前記
断層像を得る手段を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、
該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線源を位置させ、前記Ｘ線を放出
させて、任意の単一の前記断層像を得る手段とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、
該計測対象物の第一の高さ位置及び第二の高さ位置の断層像データに基づき、該第一の
高さ位置と該第二の高さの間の第三の高さ位置の断層像データを得る手段とを備えたこと
を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得るＸ線ＣＴ装置による撮
像方法であって、
該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線を透過させ、任意の単一の前記
断層像を得て撮像することを特徴とするＸ線ＣＴ装置による撮像方法。
【請求項５】
計測対象物の少なくとも二つの異なる高さの断層像データから任意の高さの断層像を得
るＸ線ＣＴ装置による撮像方法であって、
前記異なる高さの位置の計測数を位置計測数設定手段により設定し、
設定された前記異なる高さの位置の計測数に基づき撮像することを特徴とするＸ線ＣＴ
装置による撮像方法。
【請求項１】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得るＸ線ＣＴ装置であって
、
該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線を透過させて任意の単一の前記
断層像を得る手段を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、
該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線源を位置させ、前記Ｘ線を放出
させて、任意の単一の前記断層像を得る手段とを備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得る手段と、
該計測対象物の第一の高さ位置及び第二の高さ位置の断層像データに基づき、該第一の
高さ位置と該第二の高さの間の第三の高さ位置の断層像データを得る手段とを備えたこと
を特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
Ｘ線源から放出されるＸ線を計測対象物に透過させ断層像を得るＸ線ＣＴ装置による撮
像方法であって、
該計測対象物の少なくとも二つの異なる高さに前記Ｘ線を透過させ、任意の単一の前記
断層像を得て撮像することを特徴とするＸ線ＣＴ装置による撮像方法。
【請求項５】
計測対象物の少なくとも二つの異なる高さの断層像データから任意の高さの断層像を得
るＸ線ＣＴ装置による撮像方法であって、
前記異なる高さの位置の計測数を位置計測数設定手段により設定し、
設定された前記異なる高さの位置の計測数に基づき撮像することを特徴とするＸ線ＣＴ
装置による撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−２７９０７１（Ｐ２００７−２７９０７１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９６８６４（Ｐ２００７−１９６８６４）
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【分割の表示】特願２００３−３５８６４８（Ｐ２００３−３５８６４８）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２０日（２００３．１０．２０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月２５日（２００７．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【分割の表示】特願２００３−３５８６４８（Ｐ２００３−３５８６４８）の分割
【原出願日】平成１５年１０月２０日（２００３．１０．２０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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