射线摄影装置制造方法
【专利摘要】作为本发明的射线摄影装置，在实施例中以X射线检查装置为例进行说明，在对载置对象物的载物台（2）进行驱动时，利用由两个以上的线性驱动机构（X轴/Y轴线性马达（7a）和（7b））的组合构成的载物台驱动机构（7），使通过各线性驱动机构（X轴/Y轴线性马达（7a）和（7b））进行的轨道的合成按照以圆轨道为基准的轨道驱动载物台（2）。此时，由于将每单位步子的移动量的绝对值（驱动量）设定为正实数的规定值以上或者“0”，并对各线性驱动机构（X轴/Y轴线性马达（7a）和（7b））分别进行控制，将为圆轨道的同心圆且具有其一半大小的小圆轨道至为圆轨道的同心圆且具有其两倍大小的大圆轨道的范围的轨道作为以圆轨道为基准的轨道对载物台（2）进行驱动，因此能够以低成本保持驱动精度。
【专利说明】射线摄影装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于多个投影图像取得断层图像进行射线摄影的射线摄影装置。【背景技术】
[0002]作为射线摄影装置，以X射线检查装置为例进行说明。以往，这种X射线检查装置如图7所示，具有载置对象物O的载物台S、将该载物台S夹于其间并相互相对配置的X射线管T (射线照射单元)以及X射线检测器D (射线检测单元)。载物台S是具有旋转机构的旋转载物台，绕着旋转轴Ax的轴心对旋转载物台进行旋转驱动。
[0003]另外，作为X射线检查的对象物，有安装基板，多层基板的通孔/图案/焊锡接合部、配置在托盘上的集成电路(IC Jntegrated Circuit)那样的安装前的电子零件、金属等铸件以及录像机那样的铸模品等。
[0004]特别是，在通过对球栅阵列(BGA)、布线等具有十分微细的结构的对象物断层摄影而进行X射线检查时，需要增大放大率进行摄影。但是，由于要增大放大率就需要使以X射线管为代表的射线源接近对象物进行摄影，因此在对象物是平面上宽阔的形状的情况下，存在X射线管和对象物相互干涉的担忧。其结果是，为了避免干涉，不怎么能提高放大率。
[0005]因此，如图8所示，配置旋转载物台S，并在相对于对旋转载物台S进行旋转驱动的旋转轴Ax倾斜一定角度(断层角)的轴方向上配置X射线管T和X射线检测器D (例如，参照专利文献I)。在图8的情况下，将X射线管T固定配置，绕着旋转轴Ax的轴心对旋转载物台S进行旋转驱动。在数据取得时，由X射线管T从断层角倾斜的倾斜方向照射并透过了对象物O的X射线被X射线检测器D检测出，基于检测器D的检测取得被投影于X射线检测器D的检测面上的投影图像。通过在每次对旋转载物台S进行旋转驱动时取得投影图像，取得来自多个角度的投影图像。
[0006]这样一来，其优点在于:通过将X射线管和X射线检测器配置在断层角倾斜的倾斜方向上并从倾斜方向进行摄影，能够使X射线管接近旋转载物台进而接近对象物，使X射线管和对象物相互不干涉地得到高放大率的投影图像。但是，其缺点在于:由于存在驱动系统的自由度的约束，因此难以从任意的位置取得对象物的投影图像，其用途就被限定于CT(计算机断层扫描(Computed Tomography))上。
[0007]因此，例如如图9所示，已知有用在载物台S上不具有特别的旋转机构的装置来实现从倾斜方向摄影的方法(例如，参照专利文献2、3)。在图9中，通过使载物台S与对象物O—起在垂直于旋转轴Ax的平面(图9中的水平面)上描圆轨道地平行移动(线性移动)，并与载物台S的移动同步地绕着相同旋转轴Ax的轴心对X射线检测器D进行旋转驱动，取得多个投影图像，并基于多个投影图像取得断层图像。
[0008]这样一来，通过对图9中的摄影时的X射线管、对象物以及X射线检测器分别同步驱动，以使它们的相对几何关系与图8的情况(对象物以及旋转载物台绕着旋转轴Ax的轴心被旋转驱动的情况)一样，从而实现从倾斜方向的摄影。另外，图9的情况与图8不同，能够将载物台S的方向固定为一定的方向。又，关于实现从倾斜方向的摄影的装置结构，除了图9以外还存在有多种，例如对载物台(以及对象物)进行固定，对X射线管以及X射线检测器进行驱动的方法等(例如，参照专利文献4)。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特开2005-106515号公报
[0012]专利文献2:日本特开2010-2221号公报
[0013]专利文献3:日本特开2006-162335号公报
[0014]专利文献4:专利第4409043号
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]但是，如图9所示，在从倾斜方向进行CT摄影的情况下，在CT专用装置中，相比于载物台旋转的仅一个自由度，驱动系统的自由度较多，各驱动系统的驱动精度就变得很重要。特别是，由于是载物台和X射线检测器相互独立的驱动机构，因此为了得到理想的断层摄影的扫描轨道，需要能够实现高精度的定位、能同步的机构和控制，存在价格很高的问题。
[0017]具体来说，越使X射线管和载物台接近并以高放大率进行摄影，载物台的驱动精度对投影图像造成的影响就越大。因此，在采用高放大率从倾斜方向进行CT摄影的情况下，需要载物台高精度地描圆轨道动作。为了实现这种载物台的高精度的驱动，需要高刚性的机构和能够进行微小的位置控制(定位)的机构，存在成本变高的问题。
[0018]又，要使得载物台描圆轨道动作，只要像图10所示的那样，用正交的两个轴(直角坐标系的X轴、Y轴)的驱动系统进行分别的位置控制，形成偏移了 90°相位的正弦波(sin波)即可。图10中的Px是X坐标值，Py是Y坐标值。但是，在摄影时用某旋转角度等间隔地取样的情况下，在sin波的增益变大的位置(图10中的Y坐标的角度Θ在0°、180°、360°附近，X坐标的角度Θ在90°、270°附近)，各轴的驱动量变小，而且需要反转驱动方向。这样一来，由于在驱动方向反转的位置进行微小驱动，因此静摩擦、反冲的影响就会变大，存在难以确保驱动精度的问题。
[0019]这些问题不仅限于驱动载物台和X射线检测器以从倾斜方向进行CT摄影的情况。例如，即使在驱动X射线管和X射线检测器以从倾斜方向进行CT摄影的情况下，也存在为了采用高放大率实现倾斜CT功能，需要X射线管高精度地描绘圆轨道这样的相同问题。
[0020]本发明正是鉴于这种情况而做出的，其目的在于，提供一种能以低成本保持驱动精度的射线摄影装置。
[0021]用于解决课题的手段
[0022]本发明为了达成这种目的，采用如下所述的结构。
[0023]也就是说，本发明的射线摄影装置具有:载置对象物的载物台；夹着该载物台而相互相对配置的射线照射单元以及射线检测单元；和运算单元，所述运算单元基于多个投影图像对断层图像进行运算，所述多个投影图像是通过用所述射线检测单元对由所述射线照射单元照射并透过了所述对象物的射线进行检测得到的，所述射线摄影装置的特征在于，具有:合成驱动单元，所述合成驱动单元由两个以上的线性驱动机构的组合构成，利用各线性驱动机构进行的轨道的合成按照以圆轨道为基准的轨道，驱动所述射线照射单元和所述载物台中的至少一个；和控制单元，所述控制单元对该合成驱动单元进行控制，控制单元将每单位步子的移动量设定为正实数的规定值以上的值或者“O”，对各直线驱动机构分别进行控制，且控制单元对各直线驱动机构分别进行控制，将为所述圆轨道的同心圆且具有所述圆轨道一半大小的小圆轨道至为所述圆轨道的同心圆且具有所述圆轨道两倍大小的大圆轨道的范围的轨道作为所述以圆轨道为基准的轨道，驱动所述射线照射单元和所述载物台中的至少一个。
[0024]在此，本发明中的上述断层图像是指包含多个断层图像的三维断层图像，当然，也包含一张断层图像的情况。
[0025]利用两个以上的线性驱动机构，在实现圆轨道时，由于必定会在线性驱动机构的驱动方向反转的位置微小驱动，因此静摩擦、反冲的影响就会变大，无法保持驱动精度。因此，根据本发明涉及的射线摄影装置，控制单元将每单位步子的移动量的绝对值设定为正实数的规定值以上或者“0”，并对各直线驱动机构分别进行控制。通过该控制，不会在线性驱动机构的驱动方向反转的位置微小驱动，移动量成为该规定值以上的移动量或者“O ”的移动量(即停止状态)。又，控制单元脱离了圆轨道的约束，在线性驱动机构的驱动方向反转的位置不微小驱动的约束下，将为该圆轨道的同心圆且具有其一半大小的小圆轨道至为该圆轨道的同心圆且具有其两倍大小的大圆轨道的范围的轨道作为以该圆轨道为基准的轨道，分别控制各直线驱动机构，以驱动射线照射单元和载物台中的至少一个。由此，在线性驱动机构的驱动方向反转的位置不会微小驱动，能够保持驱动精度。又，由于设置的轨道采用了设定为“O”的移动量(即停止状态)，仅使剩余的线性驱动机构动作并进行线性驱动这样的运动，具有使采用各线性驱动机构(驱动系统)的位置控制变得简易、驱动精度也变得容易保持的效果。又，由于通过优化驱动精度使机械结构上需要的刚性条件得到缓和，因此降低了成本，从而各线性驱动机构(驱动系统)能够实现低成本。
[0026]上述发明的一例为，一边使每单位步子的移动量保持在(具有正实数的值的)所述规定值以上，一边对各直线驱动机构分别进行控制，所述每单位步子的移动量使得以直角坐标系分别线性驱动的两个所述线性驱动机构的合成轨道为所述圆轨道，仅在各直线驱动机构的驱动方向反转的位置，将每单位步子的驱动量设定为“O”并以线性轨道分别控制各直线驱动机构。也就是说，通过仅在各直线驱动机构的驱动方向反转的区域将每单位步子的移动量设定为“O”并采用线性轨道，在其他区域则采用与该圆轨道相同的轨道，由此可以尽可能地减小从圆轨道偏离时产生的伪像的影响，且能够提高问题区域(直线驱动机构的驱动方向反转的区域)的驱动精度。
[0027]上述发明的另一例为，以圆轨道为基准的轨道是从该小圆轨道至大圆轨道的范围的轨道，且为四边形轨道，控制单元通过仅控制一个线性驱动机构，且将所述每单位步子的移动量设定为“0”，对剩余的线性驱动机构进行控制，从而以该四边形轨道的线性轨道进行驱动。通过设置“O”的移动量(即停止状态)，仅使剩余的线性驱动机构动作并进行线性驱动以实现该四边形轨道，因而位置控制就变得简易，提高了驱动精度。又，由于采用线性轨道，因此与圆轨道相比能以较短时间进行驱动，缩短与摄影相关的数据收集时间。
[0028]在上述这些发明中，优选为具有检测用驱动单元，该检测用驱动单元与上述合成驱动单元所进行的对射线照射单元和载物台中的至少一个的驱动同步地驱动射线检测单元。通过使射线检测单元也动作，能够确保摄影视野，算出更宽阔区域的断层图像。
[0029]在具有检测用驱动单元的情况下，优选为，检测用驱动单元驱动射线检测单元，使由射线照射单元照射的射线透过对象物的注目点并在射线检测单元的中心部分被检测出。通过在射线检测单元的中心部分捕获注目点，就能够在算出断层图像时在大致相同位置(注目点)进行再构成(背投影)，得到以摄影视野的中心为基准的充分宽阔范围的断层图像。
[0030]发明效果
[0031]根据本发明涉及的射线摄影装置，控制单元脱离了圆轨道的约束，在线性驱动机构的驱动方向反转的位置不微小驱动这样的约束下，对各直线驱动机构分别进行控制，将为该圆轨道的同心圆且具有其一半大小的小圆轨道至为该圆轨道的同心圆且具有其两倍大小的大圆轨道的范围的轨道作为以该圆轨道为基准的轨道，以驱动射线照射单元和载物台中的至少一个。其结果是，能够以低成本保持驱动精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是实施例所涉及的X射线检查装置的概略结构图。
[0033]图2是实施例所涉及的X射线检查装置的功能框图。
[0034]图3的(a)是除了示出圆轨道之外，还一并示出为圆轨道的同心圆且具有其一半的大小的小圆轨道、为圆轨道的同心圆且具有其两倍的大小的大圆轨道、内接于圆轨道并外切于小圆轨道的正三角形以及内接于大圆轨道并外切于圆轨道的正三角形的概略图，图3的(b)是除了示出圆轨道以及大圆轨道之外，还一并示出内接于大圆轨道的正六边形、用连接正六边形的对角的通过圆轨道和大圆轨道的中心的边将正六边形分割而成的正三角形、连接正六边形的对角的不通过圆轨道和大圆轨道的中心的边以及由该边、正三角形的边、通过大圆轨道的中心的边形成的直角三角形的概略图。
[0035]图4的(a)是用于与图4的(b)以及图4的(C)比较的通常的圆轨道以及实现圆轨道时的X坐标值和Y坐标值，图4的(b)是将圆轨道截短了的轨道以及实现该轨道时的X坐标值和Y坐标值，图4的(c)是四边形轨道以及实现该轨道时的X坐标值和Y坐标值。
[0036]图5的(a)?(d)是变形例涉及的以圆轨道为基准的轨道的各形态。
[0037]图6的(a)?(e)是变形例涉及的用于实施倾斜摄影的各驱动形态。
[0038]图7是以往的摄影的概略图。
[0039]图8是以往的倾斜摄影的概略图。
[0040]图9是使载物台平行移动，使X射线检测器与载物台的移动同步地旋转驱动时的以往的倾斜摄影的概略图。
[0041]图10是实现通常的圆轨道时的X坐标值、Y坐标值。
【具体实施方式】
[0042]实施例
[0043]以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。图1是实施例所涉及的X射线检查装置的概略结构图，图2是实施例所涉及的X射线检查装置的功能框图。在本实施例中，作为射线摄影装置，以X射线检查装置为例进行说明。
[0044]如图1所示，X射线检查装置I具有载置对象物O的载物台2、将该载物台2夹于其间并相互相对配置的X射线管3以及X射线检测器4。关于X射线检测器4，如影像增强器(1.1.)、平板型X射线检测器(FPD:Flat Panel Detector)等例示的那样，没有特别限定。在本实施例中，作为X射线检测器4，以平板型X射线检测器(FPD)为例进行说明。载物台2相当于本发明中的载物台，X射线管3相当于本发明中的射线照射单元，X射线检测器4相当于本发明中的射线检测单元。
[0045]FPD由对应于像素纵横排列的多个检测元件构成，检测元件对X射线进行检测，将检测到的X射线的数据(电荷信号)作为X射线检测信号输出。这样一来，由FPD构成的X射线检测器4检测出由X射线管3照射的透过了对象物O的X射线并输出X射线检测信号，将基于X射线检测信号的像素值对应于像素分别进行排列，由此取得投影在X射线检测器4的检测面上的投影图像。
[0046]此外，X射线检查装置I如图1所示，具有绕着箭头Rl对X射线检测器4进行旋转驱动的检测器旋转机构5，以及使X射线检测器4在箭头R2方向倾动的检测器倾动机构
6。检测器倾动机构6由支承X射线检测器4的圆弧状的引导部6a以及旋转马达6b (参照图2)构成，通过旋转马达6b的旋转驱动，X射线检测器4沿着引导部6a在箭头R2方向倾动。检测器旋转机构5相当于本发明中的检测用驱动单元。
[0047]检测器旋转机构5由旋转马达5a (参照图2)构成，通过由旋转马达5a绕着箭头Rl地对检测器倾动机构6的引导部6a进行旋转驱动，由引导部6a支承的X射线检测器4也被绕着箭头Rl旋转驱动。又，在本实施例中，检测器旋转机构5与载物台2的驱动同步地绕着箭头Rl对X射线检测器4进行旋转驱动。特别是，检测器旋转机构5绕着箭头Rl对X射线检测器4进行旋转驱动，以使得由X射线管3照射的X射线透过对象物O的注目点并在射线检测器4的中心部分被检测出。
[0048]此外，X射线检查装置I如图2所示，具有:用直角坐标系X、Y、Z (参照图1)对载物台2分别进行线性驱动的载物台驱动机构7，基于多个投影图像对断层图像进行算出运算的断层图像算出部8，对这些进行统括控制的控制器9，以及对由断层图像算出部8得到的断层图像进行输出(向监测器显示输出或者向打印机印刷输出)的图像输出部10。载物台驱动机构7由在X方向线性驱动(在此为水平驱动)载物台2的X轴线性马达7a、在Y方向线性驱动(在此为水平驱动)载物台2的Y轴线性马达7b、以及在Z方向线性驱动(在此为升降驱动)载物台2的Z轴线性马达7c构成。在本实施例中，由各X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b进行的轨道的合成按照以圆轨道为基准的轨道来驱动载物台2。关于以圆轨道为基准的轨道，在后面进行详细叙述。载物台驱动机构7相当于本发明中的合成驱动单元，X轴线性马达7a、Y轴线性马达7b以及Z轴线性马达7c相当于本发明中的线性驱动机构，断层图像算出部8相当于本发明中的运算单元，控制器9相当于本发明中的控制单元。
[0049]断层图像算出部8基于多个投影图像对断层图像进行算出运算。控制器9对构成X射线检查装置I的各部分进行统括控制，特别是，对检测器旋转机构5的旋转马达5a、检测器倾动机构6的旋转马达6b、载物台驱动机构7的X轴线性马达7a、Y轴线性马达7b以及Z轴线性马达7c分别进行控制。在图1中X射线管3在固定位置，但是也可以由控制器9进行控制，使X射线管3能够对应于X射线检测器4的倾动进行倾斜。关于控制器9进行的具体控制也在后面进行详细叙述。上述的断层图像算出部8和控制器9由中央处理单元(CPU)等构成。[0050]如图1所示，通过配置X射线管3、对象物O以及X射线检测器4，能够与图9相同，在以断层角倾斜的倾斜方向上配置X射线管3和X射线检测器4并从倾斜方向进行摄影。并且，X射线管3能够接近载物台2进而接近对象物0，能够使X射线管3和对象物O相互不干涉地得到高放大率的投影图像。通过在每次按照以圆轨道为基准的轨道驱动载物台2时取得投影图像，取得来自多个角度的投影图像，图2中示出的断层图像算出部8基于多个投影图像对断层图像进行算出运算。
[0051]在此，关于以圆轨道为基准的轨道的范围，参照图3进行说明。图3的(a)是除了示出圆轨道之外，还一并示出为圆轨道的同心圆且具有其一半大小的小圆轨道、为圆轨道的同心圆且具有其两倍大小的大圆轨道、内接于圆轨道并外切于小圆轨道的外切正三角形以及内接于大圆轨道并外切于圆轨道的正三角形的概略图，图3的(b)是除了示出圆轨道以及大圆轨道之外，还一并示出内接于大圆轨道的正六边形、用连接正六边形的对角的通过圆轨道和大圆轨道的中心的边将正六边形分割成的正三角形、连接正六边形的对角的不通过圆轨道和大圆轨道的中心的边以及由该边、正三角形的边、通过大圆轨道的中心的边形成的直角三角形的概略图。
[0052]以圆轨道为基准的轨道不是无限制的，在本说明书中，如果将为作为标准的圆轨道的同心圆的、具有其一半大小的圆轨道定义为“小圆轨道”，将为作为标准的圆轨道的同心圆的、具有其两倍大小的圆轨道定义为“大圆轨道”的话，则将从小圆轨道到大圆轨道的范围中的轨道作为以圆轨道为基准的轨道。因此，不在小圆轨道的内侧描绘、且也不在大圆轨道的外侧描绘的轨道就是以圆轨道为基准的轨道。在此，将小圆轨道定为为(作为标准的)圆轨道的同心圆且具有其一半大小的圆轨道，将大圆轨道定为为(作为标准的)圆轨道的同心圆且具有其两倍大小的圆轨道的理由如下。
[0053]考虑内接于(作为标准的)圆轨道的正多边形的话，则内切于该正多边形的最小的圆在该正多边形为正三角形时是内切于该正三角形的圆。相反地，考虑外切于(作为标准的)圆轨道的正多边形的话，则外接于该正多边形的最大的圆在该正多边形为正三角形时是外接于该正三角形的圆。如图3的(a)所示，将作为标准的圆轨道定为C，将内接于(作为标准的)圆轨道C的正三角形定为TR1，将内切于该正三角形TR1的圆轨道定为Cs，将外切于(作为标准的)圆轨道C的正三角形定为TR2，将外接于该正三角形TR2的圆轨道定为CB。
[0054]仅着眼于(作为标准的)圆轨道C的直径和外接于正三角形TR2的圆轨道Cb的直径的关系。如图3的(b)所示，将内接于圆轨道Cb的正六边形定为HEX，将用连接正六边形HEX的对角的通过圆轨道C和大圆轨道Cb的中心的边将正六边形HEX分割而成的正三角形定为TR3，正六边形HEX被分割为6个正三角形TR3。另一方面，如图3的(b)所示，将连接正六边形HEX的对角的不通过圆轨道C和大圆轨道Cb的中心的边定为AB，将由该边AB、正三角形TR3的边、通过圆轨道Cb的中心的边形成的直角三角形定为TR4 (参照图3的(b)的粗框)。
[0055]直角三角形TR4是用从正三角形TR3的顶点引下垂线(边AB的一部分)的线将正三角形TR3 二等分形成的三角形，直角三角形TR4的斜边的长度为圆轨道CB的半径，与垂线正交的边的长度为(作为标准的)圆轨道C的半径。直角三角形TR4的斜边的长度:与垂线正交的边的长度是2:1的关系。因此，如图3的(b)所示，如果将(作为标准的)圆轨道C的半径定为r的话，则与垂线正交的边的长度就与圆轨道C的半径r相等，直角三角形TR4的斜边的长度就是2r，其结果是，圆轨道Cb的半径就与直角三角形TR4的斜边的长度2r相等。
[0056]也就是说，外接于图3的(a)的正三角形TR2的圆轨道Cb的半径为2r，是(作为标准的)圆轨道C的半径r的两倍，圆轨道Cb为圆轨道C的同心圆且是具有其两倍大小的大圆轨道。因此，将大圆轨道Cb定为为(作为标准的)圆轨道C的同心圆且具有其两倍大小的圆轨道。由于同样的理由，在将(作为标准的)圆轨道C置换为(内切于图3的(a)的正三角形TR1的)圆轨道Cs，将大圆轨道Cb置换为(作为标准的)圆轨道C的情况下，圆轨道C就是为圆轨道Cs的同心圆且具有其两倍大小的圆轨道。换言之，圆轨道Cs就是为圆轨道C的同心圆且具有其一半大小的小圆轨道。
[0057]接着，参照图4对具体的以圆轨道为基准的轨道的例子进行说明。图4的(a)是用于与图4的(b)以及图4的(C)比较的通常的圆轨道以及实现圆轨道时的X坐标值和Y坐标值，图4的(b)是将圆轨道截短了的轨道以及实现该轨道时的X坐标值和Y坐标值，图4的(c)是四边形轨道以及实现该轨道时的X坐标值和Y坐标值。图4的(a)?图4的(c)的横轴是对图4的(a)?图4的(C)中的Θ从图4的(a)?图4的(C)的黑点示出的起始点(θ=0° )直到图4的(a)?图4的(c)的箭头示出的终点(Θ =360° )记录的角度轴，图4的(a)?图4的(C)的纵轴是X坐标值和Y坐标值。又，实现图4的(a)的圆轨道时的X坐标值和Y坐标值与图10中示出的X坐标值和Y坐标值相同。
[0058]以往的通常的圆轨道如图4的(a)所示，与图10中叙述的一样，X坐标值PX和Y坐标值PY为了描绘圆轨道而成为正弦波(sin波)。因此，驱动量(每单位步子的移动量的绝对值)在sin波的增益变大的区域(图4的(a)中的Y坐标的角度Θ在0°、180°、360°附近，X坐标的角度Θ在90°、270°附近)分别变小，且X轴线性马达7a、Y轴线性马达7b(参照图1)的驱动方向分别反转。因此，通过X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b对载物台2进行线性驱动，在通过X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b进行的轨道的合成为图4的(a)示出的圆轨道的情况下，上述静摩擦、反冲的影响就会变大，难以确保驱动精度。
[0059]因此，如图4的(a)以外的图4所示，除去圆轨道的约束，使轨道的至少一部分采用直线的轨道(线性驱动)。并且，可被视为圆轨道的能够去除驱动方向反转的位置处的微小驱动的轨道的例子存在有多个，将这些轨道定为“以圆轨道为基准的轨道”。另外，如果过度偏离作为标准的圆轨道(例如具有长度超过短轴的4倍的长轴的椭圆等的情况)的话，基于在过度偏离的情况下得到的多个投影图像对断层图像进行算出运算，就无法得到相对于用作为标准的圆轨道再构成的断层图像正确的值。考虑极端的例子，也可以从CT和倾斜CT的断层图像不同得知这一点。
[0060]因此，如上所述，以圆轨道为基准的轨道不是无限制的，将为圆轨道C的(参照图3的(a))同心圆且具有其一半大小的小圆轨道Cs (参照图3的(a))至为圆轨道C的同心圆且具有其两倍大小的大圆轨道Cb (参照图3的(a))的范围的轨道定为以圆轨道为基准的轨道。又，如果基于用图4的(a)以外的图4示出的各轨道得到的多个投影图像对断层图像进行算出运算的话，则可以确认是与用作为标准的圆轨道再构成的断层图像大致相同的结果。
[0061]例如，如图4的(b)所示，在X坐标值Px和Y坐标值Py描绘的是将圆轨道截短了的轨道的情况下，设定规定值为大于在驱动方向反转的位置的微小驱动量的、正的实数。并且，将驱动量(每单位步子的移动量的绝对值)设定为该规定值以上或者“0”，由控制器9(参照图2)对各X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b分别进行控制。
[0062]更具体地来说，一边使驱动量保持该规定值以上，一边对两个X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b分别进行控制，该驱动量使得以直角坐标系分别线性驱动的两个X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b进行的轨道的合成为该圆轨道，且仅在各X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b的驱动方向反转的区域，将驱动量设定为“O”并以线性轨道分别控制各X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b。也就是说，仅在各X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b的驱动方向反转的区域，将驱动量设定为“O”(将圆轨道截短)并采用线性轨道，在其他区域则采用与该圆轨道相同的轨道。因此，如附图的右边所示，仅在驱动方向反转的区域为“0”，在其他区域则为sin波。这样一来，通过仅在驱动方向反转的区域将驱动量设定为“O”并采用线性轨道，在其他区域则采用与该圆轨道相同的轨道，由此可以尽可能地减小从圆轨道偏离时产生的伪像的影响，且能够提高问题区域(X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b的驱动方向反转的区域)的驱动精度。
[0063]又，例如，如图4的(c )所示，在X坐标值Px和Y坐标值Py描绘四边形轨道(在图4的(C)中内接于圆轨道的正方形轨道)的情况下，同样地设定规定值为正实数。并且，将驱动量(每单位步子的移动量的绝对值)设定为该规定值以上或者“0”，由控制器9对各X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b分别进行控制。
[0064]更具体地来说，该四边形轨道是小圆轨道Cs至大圆轨道Cb的范围的轨道，控制器9通过仅控制X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b中的任意一个马达，且将驱动量设定为“O”并对剩余的马达进行控制，以该四边形轨道的线性轨道进行驱动。例如，如附图的右边所示，在仅控制X轴线性马达7a使X坐标值Px变动(在X方向直线前进)的情况下，将Y轴线性马达7b的驱动量设定为“O”并固定Y坐标值Py使其处于停止状态。相反地，在仅控制Y轴线性马达7b使Y坐标值Py变动(在Y方向直线前进)的情况下，将X轴线性马达7a的驱动量设定为“O”并固定X坐标值PX使其处于停止状态。这样一来，通过设置“O”的移动量(即停止状态)，仅使剩余的线性驱动机构(马达)动作并进行线性驱动以实现该四边形轨道，因而位置控制就变得简易，提高了驱动精度。又，由于采用线性轨道，因此与圆轨道相比能够以较短的时间进行驱动，能够与缩短摄影相关的数据收集时间。
[0065]这样一来，利用两个以上的线性驱动机构(在本实施例中是X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b)，在实现图4的(a)中示出的圆轨道时，由于在线性驱动机构的驱动方向反转的位置必定会进行微小驱动，因此静摩擦、反冲的影响就会变大，难以维持驱动精度。因此，根据具有上述结构的本实施例涉及的X射线检查装置，控制器9将每单位步子的移动量的绝对值(驱动量)设定为正实数的规定值或者“0”，对各直线驱动机构(X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b)分别进行控制。利用该控制，在线性驱动机构(X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b)的驱动方向反转的位置不进行微小驱动，移动量成为该规定值以上的移动量或者“O”的移动量(即停止状态)。
[0066]又，控制器9脱离了圆轨道的约束，在线性驱动机构(X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b)的驱动方向反转的位置不进行微小驱动这样的约束下，将为该圆轨道的同心圆且具有其一半大小的小圆轨道至为该圆轨道的同心圆且具有其两倍大小的大圆轨道的范围的轨道作为以该圆轨道为基准的轨道，分别控制各直线驱动机构(X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b)，以驱动载物台2。由此,在线性驱动机构(X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b)的驱动方向反转的位置不会进行微小驱动，能够保持驱动精度。
[0067]又，由于设置的轨道采用了设定为“O”的移动量(即停止状态)，并仅使剩余的线性驱动机构动作来进行线性驱动这样的运动，具有各线性驱动机构(驱动系统)的位置控制变得简易、驱动精度也变得容易保持的效果。又，由于通过优化驱动精度使机械结构上需要的刚性条件得到缓和，因此降低了成本，从而各线性驱动机构(驱动系统)也能够实现低成本。
[0068]在本实施例中，优选为，具有与载物台2的驱动同步地驱动X射线检测器4的检测器旋转机构5。通过使X射线检测器4也动作，能够确保摄影视野，算出更宽阔区域的断层图像。
[0069]在具有检测器旋转机构5的情况下，优选为，检测器旋转机构5驱动X射线检测器4，使由X射线管3照射的X射线透过对象物O的注目点并在X射线检测器4的中心部分被检测出。通过在X射线检测器4的中心部分捕获注目点，就能够在算出断层图像时在大致相同位置(注目点)进行再构成(背投影)，得到以摄影视野的中心为基准的充分宽阔范围的断层图像。
[0070]本发明不限于上述实施形态，能够如下所述实施变形。
[0071](I)在上述实施例中，作为射线摄影装置，以X射线检查装置为例进行了说明，但是只要是基于多个投影图像而取得断层图像进行射线摄影的装置即可，射线不仅限于X射线，也可以是X射线以外的射线(α射线、β射线、Y射线等)。
[0072](2)对对象物没有特别限定。只要像上述的安装基板、多层基板的通孔/图案/焊锡接合部、配置在托盘上的集成电路(IC)那样的安装前的电子零件、金属等铸件以及录像机那样的铸模品等例示的那样，进行相对于对象物的射线摄影即可。
[0073](3)在上述实施例中，以圆轨道为基准的轨道是图4的(b)和图4的(C)示出的轨道，但是只要是由两个以上的线性驱动机构的组合构成，将每单位步子的移动量的绝对值(驱动量)设定为正实数的规定值以上或者“0”，对各直线驱动机构分别进行控制，并将从上述的小圆轨道至上述的大圆轨道的范围的轨道定为以圆轨道为基准的轨道即可，并不仅限于此。例如，如图5的(a)所示，也可以是在驱动轴(在该情况下为X轴和Y轴)方向具有顶点的四边形轨道，如图5的(b)所示，也可以是仅在反转区域具有顶点、在其以外的区域为圆轨道的顶点突出的圆轨道。此外，也可以是如图5的(c)所示，外切于圆轨道的四边形轨道(在图5的(c)中是正方形轨道)，也可以是如图5的(d)所示，内接于圆轨道或者外切于圆轨道的正三角形轨道。
[0074](4)在上述实施例中，为了描绘以(沿着水平面的)圆轨道为基准的轨道，对图2示出的两个X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b分别进行控制，但如果是将载物台保持水平姿势描绘以沿着铅垂面的圆轨道为基准的轨道的、即便采用铅垂姿势，对象物也能够相对于载物台(例如通过支撑构件)被载置，或者像后面叙述的变形例(8)那样驱动射线照射单元(在实施例中为X射线管3)的装置，也可以像图1中示出的那样将水平面设定为XY平面，将Z轴设定为铅垂轴时，对X轴线性马达7a和Z轴线性马达7c (参照图2)分别进行控制，或者对Y轴线性马达7b和Z轴线性马达7c分别进行控制，以描绘以沿着铅垂面的圆轨道为基准的轨道。
[0075](5)在上述实施例中，为了描绘以圆轨道为基准的轨道，对各线性驱动机构(在实施例中为两个X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b)分别进行控制，以描绘以沿着水平面的圆轨道为基准的轨道，但是也可以对各线性驱动机构分别进行控制，以像上述的变形例(4)那样描绘以沿着垂直面的圆轨道为基准的轨道，也可以对各线性驱动机构分别进行控制，以描绘以沿着斜面的圆轨道为基准的轨道。
[0076](6)在上述实施例中，为了描绘以圆轨道为基准的轨道，对由图2示出的两个X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b的组合构成的合成驱动单元(在实施例中为载物台驱动机构7)分别进行了控制，但是也可以对由三个以上的线性驱动机构的组合构成的合成驱动单元进行控制。为了描绘以圆轨道为基准的轨道，例如也可以除X轴线性马达7a和Y轴线性马达7b之外，还组合Z轴线性马达7c (参照图2)。又，不仅限于直角坐标系，例如，也可以将X轴线性马达7a、Y轴线性马达7b以及Z轴线性马达7c中任意至少一个马达与沿着相对于这些轴倾斜的轴线性驱动的马达进行组合。
[0077](7)在上述实施例中，如图1所示，配置自以断层角倾斜的倾斜方向照射的射线照射单元(在实施例中为X射线管3)和射线检测单元(在实施例中为X射线检测器4)并从倾斜方向进行摄影，但是也可以如图6的(a)?图6的(e)所示的那样配置射线照射单元(X射线管3)和射线检测单元(X射线检测器4)。又，也可以将射线照射单元配置在上侧，将射线检测单元配置在下侧。
[0078](8)在上述实施例中，如图1所示，对载物台2进行了驱动，但是只要驱动射线照射单元(在实施例中为X射线管3)、载物台2中的至少一个即可，不仅限于载物台2的驱动。例如，也可以如图6的(b)或者图6的(e)所示的那样，仅驱动射线照射单元(X射线管3)，如图6的(c)所示的那样，对射线照射单元(X射线管3)以及载物台2两者进行驱动。
[0079](9)在上述实施例中，如图1所示，与载物台2的驱动同步地驱动射线检测单元(在实施例中为X射线检测器4)，但是也可以如图6的(C)?图6的(e)所示，不驱动射线检测单元(X射线检测器4)进行摄影。在该情况下，就可以取得对于射线检测单元(X射线检测器4)不需要特别的驱动机构的效果。
[0080](10)在上述实施例中，如图1所示，采用的结构是射线(在实施例中为X射线)透过对象物O的注目点并被射线检测单元(在实施例中为X射线检测器4)的中心部分检测出，但是如图6的(d)或者图6的(e)所示，只要射线检测单元(X射线检测器4)较大，未必需要在射线检测单元(X射线检测器4)的中心部分检测射线(X射线)。
[0081]符号说明
[0082]2:载物台
[0083]3:X射线管
[0084]4:X射线检测器
[0085]5:检测器旋转机构
[0086]7:载物台驱动机构
[0087]7a:X轴线性马达
[0088]7b:Y轴线性马达
[0089]7c:Z轴线性马达
[0090]8:断层图像算出部
[0091]9:控制器
[0092]C:作为标准的圆轨道[0093]CB:大圆轨道
[0094]CS:小圆轨道
[0095]O:对象物。
【权利要求】
1.一种射线摄影装置，具有: 载置对象物的载物台； 夹着该载物台而相互相对配置的射线照射单元以及射线检测单元；和 运算单元，所述运算单元基于多个投影图像对断层图像进行运算，所述多个投影图像是通过用所述射线检测单元对由所述射线照射单元照射并透过了所述对象物的射线进行检测得到的， 所述射线摄影装置的特征在于，具有: 合成驱动单元，所述合成驱动单元由两个以上的线性驱动机构的组合构成，利用各线性驱动机构进行的轨道的合成按照以圆轨道为基准的轨道，驱动所述射线照射单元和所述载物台中的至少一个；和 控制单元，所述控制单元对该合成驱动单元进行控制， 控制单元将每单位步子的移动量设定为正实数的规定值以上的值或者“O”，对各直线驱动机构分别进行控制， 且控制单元对各直线驱动机构分别进行控制，将为所述圆轨道的同心圆且具有所述圆轨道一半大小的小圆轨道至为所述圆轨道的同心圆且具有所述圆轨道两倍大小的大圆轨道的范围的轨道作为所述以圆轨道为基准的轨道，驱动所述射线照射单元和所述载物台中的至少一个。
2.如权利要求1所记载的射线摄影装置，其特征在于， 所述控制单元一边使每单位步子的移动量保持在所述规定值以上，一边对各直线驱动机构分别进行控制，所述每单位步子的移动量使得以直角坐标系分别线性驱动的两个所述线性驱动机构的合成轨道为所述圆轨道， 且所述控制单元仅在各直线驱动机构的驱动方向反转的区域将所述每单位步子的移动量设定为“O”，以线性轨道对各直线驱动机构分别进行控制。
3.如权利要求1所记载的射线摄影装置，其特征在于， 所述以圆轨道为基准的轨道是从所述小圆轨道至所述大圆轨道的范围的轨道，且为四边形轨道， 所述控制单元通过仅控制一个所述线性驱动机构，且将所述每单位步子的移动量设定为“O”，对剩余的线性驱动机构进行控制，从而以所述四边形轨道的线性轨道进行驱动。
4.如权利要求1至3中的任意一项所记载的射线摄影装置，其特征在于， 具有检测用驱动单元，所述检测用驱动单元与所述合成驱动单元所进行的对所述射线照射单元和所述载物台中的至少一个的驱动同步地对所述射线检测单元进行驱动。
5.如权利要求4所记载的射线摄影装置，其特征在于， 所述检测用驱动单元对射线检测单元进行驱动，以使由所述射线照射单元照射的射线透过所述对象物的注目点并在所述射线检测单元的中心部分被检测。
【文档编号】G01N23/04GK103733053SQ201180072550
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2011年8月5日 优先权日:2011年8月5日
【发明者】田川雄介, 上野功裕, 大原博志 申请人:株式会社岛津制作所