特許 7610070 ＣＴ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-23

(45)【発行日】2025-01-07

(54)【発明の名称】ＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/046 20180101AFI20241224BHJP

【ＦＩ】

G01N23/046

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024182570

(22)【出願日】2024-10-18

【審査請求日】2024-10-18

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】391017540

【氏名又は名称】東芝ＩＴコントロールシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【代理人】

【識別番号】100112564

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 考一

(74)【代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(74)【代理人】

【識別番号】230115598

【弁護士】

【氏名又は名称】木内 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】山本 輝夫

【審査官】右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２１９２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３１２９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３５１７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３４２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２４－０７１３７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２３／０４６

Ａ６１Ｂ ６／５１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査物を回転させながら撮影するＣＴ装置であって、
前記被検査物が載置され、前記被検査物を移動及び回転させる検査台と、
前記被検査物に放射線ビームを照射する放射線源と、
前記被検査物を挟んで前記放射線源に対向して設けられる検出器と、
前記放射線源の焦点と前記被検査物の中心までの距離ＦＣＤにおいて、前記被検査物が回転中に前記放射線源と接触しないために必要となる最低限の距離である限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する限界距離算出部と、
設定されたスキャンエリアにおいて必要となる前記放射線源の焦点と前記被検査物の中心までの距離であるスキャンエリア距離ＦＣＤｓを算出するスキャンエリア距離算出部と、
前記限界距離ＦＣＤ_Ｌと前記スキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、撮影を行う際の前記距離ＦＣＤとなる撮影距離を決定する比較部と、
撮影中、前記比較部によって決定された前記撮影距離に基づいて、前記検査台を制御して前記被検査物を前記放射線源に接離させる検査台制御部と、
を備えるＣＴ装置。

【請求項2】

前記限界距離算出部は、描画された透視画像に外接するＲＯＩの寸法に基づいて前記限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する請求項１に記載のＣＴ装置。

【請求項3】

前記ＲＯＩは、前記限界距離算出部によって描画される請求項２に記載のＣＴ装置。

【請求項4】

前記限界距離算出部は、算出した限界距離ＦＣＤ_Ｌに予め設定された所定の距離を加え、
前記比較部は、限界距離ＦＣＤ_Ｌに前記所定の距離を加えた距離とスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、前記撮影距離を決定する請求項１乃至３の何れかに記載のＣＴ装置。

【請求項5】

各回転角度における透視画像の拡大率を算出する拡大率算出部を更に備え、
前記拡大率算出部は、回転角度によって前記撮影距離が変化する場合、前記撮影距離のうち最も短い距離において撮影される透視画像と同一の拡大率になるように、前記拡大率を算出する請求項１乃至３の何れかに記載のＣＴ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ＣＴ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン電池などといった小型電子部品を高分解能で検査する産業用のＣＴ装置が広く使用されている。このＣＴ装置は、放射線として例えばＸ線ビームを照射する放射線源と、放射線源のＸ線ビームを２次元の分解能で検出する検出器が対向して配置される。放射線源と検出器の間には回転可能な検査台が設けられている。被検査物は、検査台に載置され、撮影中、回転し、全方位に放射線が照射される。

【0003】

一般的に、放射線源の焦点と被検査物の回転中心までの距離をＦＣＤという。ＦＣＤは短い方が分解能が上がるため、被検査物を放射線源にできる限り近づけて撮影を行うことがある。

【0004】

撮影対象となる被検査物が長方形や楕円形などアスペクト比の高い形状であると、短辺部分が放射線源に対向する場合は、被検査物を放射線源に近づけることができる一方、長辺部分が放射線源に対向する場合には離す必要がある。そのため、被検査物の形状を把握して、撮影時におけるＦＣＤを当該被検査物の形状に応じて変化させる必要がある。そこで、被検査物Ａの回転中心から端部までの寸法ｄを算出して、当該寸法ｄに応じて、被検査物を放射線源に対して、接離させる手法が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２４－７１３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一方で、撮影を行う場合、事前にスキャンエリアを設定している。設定されたスキャンエリアの大きさに応じて必要となるＦＣＤｓは、被検査物の形状とは別に算出する必要がある。このＦＣＤｓが、被検査物の寸法ｄを超える場合、被検査物の寸法ｄに応じてＦＣＤを制御すると、スキャンエリアが小さくなってしまうという問題が生じる。

【0007】

本発明の実施形態は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、被検査物の形状及び設定したスキャンエリアに応じたＦＣＤを実現し、最適な分解能を実現するＣＴ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態におけるＣＴ装置は、被検査物を回転させながら撮影するＣＴ装置であって、前記被検査物が載置され、前記被検査物を移動及び回転させる検査台と、前記被検査物に放射線ビームを照射する放射線源と、前記被検査物を挟んで前記放射線源に対向して設けられる検出器と、前記放射線源の焦点と前記被検査物の中心までの距離ＦＣＤにおいて、前記被検査物が回転中に前記放射線源と接触しないために必要となる最低限の距離である限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する限界距離算出部と、設定されたスキャンエリアにおいて必要となる前記放射線源の焦点と前記被検査物の中心までの距離であるスキャンエリア距離ＦＣＤｓを算出するスキャンエリア距離算出部と、前記限界距離ＦＣＤ_Ｌと前記スキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、撮影を行う際の前記距離ＦＣＤとなる撮影距離を決定する比較部と、撮影中、前記比較部によって決定された前記撮影距離に基づいて、前記検査台を制御して前記被検査物を前記放射線源に接離させる検査台制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態のＣＴ装置を模式的に示す側面図である。

【図2】実施形態のＣＴ装置を模式的に示す平面図である。

【図3】制御部の構成を示すブロック図である。

【図4】実施形態における撮影距離ＦＣＤの算出の方法を示すフローチャートである。

【図5】透視画像上でＲＯＩを設定した状態を示す図である。

【図6】被検査物の回転中心から端部までの距離を示す図である。

【図7】限界距離ＦＣＤ_Ｌと回転角度の関係を示すグラフである。

【図8】図７のグラフを９０度ずらした際の限界距離ＦＣＤ_Ｌと回転角度の関係を示すグラフである。

【図9】限界距離ＦＣＤ_Ｌに所定の距離を加えた場合における回転角度との関係を示すグラフである。

【図10】スキャンエリアの設定を示す図である。

【図11】スキャンエリア距離ＦＣＤｓが限界距離ＦＣＤ_Ｌの最大値よりも長い場合における撮影距離を示すグラフである。

【図12】スキャンエリア距離ＦＣＤｓが限界距離ＦＣＤ_Ｌの最小値よりも短い場合における撮影距離を示すグラフである。

【図13】スキャンエリア距離ＦＣＤｓが限界距離ＦＣＤ_Ｌの最小値以上最大値以下の場合における撮影距離を示すグラフである。

【図14】透視画像の拡大前後を示す図であり、（ａ）が拡大前の透視画像、（ｂ）が拡大後の透視画像である。

【図15】変形例のＣＴ装置を模式的に示す側面図である。

【図16】変形例の被検査物の移動の仕方を示す図である。

【図17】変形例の被検査物の回転中心の移動の軌跡を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［実施形態］
以下、実施形態に係るＣＴ装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、実施形態のＣＴ装置を模式的に示す側面図である。図２は、実施形態のＣＴ装置を模式的に示す平面図である。

【0011】

ＣＴ装置１００は、被検査物Ａの非破壊検査に供する装置である。ＣＴ装置１００は、被検査物Ａの周囲に当該被検査物Ａを透過する放射線ビームＢを照射し、被検査物Ａを透過したことで減弱した放射線量を検出する。そして、この検出結果に基づいて被検査物Ａの断面画像であるＣＴ画像を生成する。また、ＣＴ装置１００は、生成された複数のＣＴ画像から３Ｄ画像を生成する。被検査物Ａとは、アスペクト比の高い形状ものであり、例えば、回転軸Ｃ方向から見た形状が楕円形である円柱状のものである。本実施形態では、撮影中、被検査物Ａの形状に応じて、被検査物Ａを放射線源２に対して接離させる。

【0012】

ＣＴ装置１００は、図１に示すように、検査台１、放射線源２、検出器３、フィルタ部４、カメラ５、表示部６、入力部７及び制御部８を備える。検査台１は、被検査物Ａを載置する載置面を有する台である。検査台１は、載置面に平行な方向又は直交する方向に移動可能である。また、検査台１は、載置面に垂直な方向を回転軸Ｃにして回転可能である。検査台１は、撮影中、被検査物Ａを回転・移動させる。検査台１は、回転テーブル１１、昇降機構１２、Ｙ機構１３及びＸ機構１４を有する。

【0013】

回転テーブル１１は、被検査物Ａを載置する。回転テーブル１１は、回転テーブル１１の回転軸Ｃが被検査物Ａの中心と同軸になるように、被検査物Ａを載置される。回転テーブル１１は、例えば、モータ等の駆動源を含んでいるアクチュエータで構成され、載置面に垂直な方向を回転軸Ｃにして回転可能に設けられている。放射線ビームＢが照射している間、この回転テーブル１１が回転することで、被検査物Ａの全方位に放射線ビームＢが照射される。なお、回転テーブル１１の上に試料テーブルを設け、試料テーブルに被検査物Ａを載置してもよい。

【0014】

昇降機構１２は、回転テーブル１１の下に設けられている。昇降機構１２は、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。昇降機構１２は、載置面に直交する方向に移動可能である。即ち、昇降機構１２を載置面に直交する方向に移動させることで、被検査物Ａの高さを調整することができる。

【0015】

Ｙ機構１３は、昇降機構１２の下方に設けられている。Ｙ機構１３は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。Ｙ機構１３は、載置面と平行な方向で、かつ、放射線ビームＢの光軸と直交する方向（以下、Ｙ方向ともいう。）に移動可能である。

【0016】

Ｘ機構１４は、Ｙ機構１３の下方に設けられている。Ｘ機構１４は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。Ｘ機構１４は、放射線ビームＢの光軸と平行な方向（以下、Ｘ方向ともいう。）に移動可能である。Ｘ機構１４は、検査台１、放射線源２及び検出器３をそれぞれ独立して移動可能に構成されている。Ｘ機構１４によって被検査物Ａを移動させることで、被検査物Ａを放射線源２から接離させる。

【0017】

放射線源２は、例えば、被検査物Ａを透過する放射線ビームＢを照射する。放射線ビームＢは、放射線源２の焦点Ｆを頂点とし、ファン角及びコーン角を有して円錐状に拡がる放射線の束である。本実施形態では、放射線源２は、例えば、反射型又は透過型のマイクロフォーカスＸ線管又はナノフォーカスＸ線管であり、放射線ビームＢはＸ線ビームである。なお、放射線ビームＢとしては、Ｘ線ビームに限らず、例えばγ線など被検査物Ａを透過するものであれば用いることができる。放射線源２は、支持フレーム２１に支持されている。放射線源２は、Ｘ機構１４によってＸ方向に移動可能である。

【0018】

検出器３は、検査台１及び被検査物Ａを挟んで放射線源２に対向して設けられる。検出器３は、撮像領域の中心が、放射線源２の光軸と一致するように設けられる。検出器３は、放射線ビームＢの透過経路に応じて減弱した放射線強度の二次元分布を検出し、透視画像を出力する。検出器３は、例えばフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）により構成される。検出器３は、支持フレーム３１に支持されている。検出器３は、Ｘ機構１４によって被検査物Ａとの距離が調整される。

【0019】

フィルタ部４は、被検査物Ａと放射線源２の間の放射線源２に近接した位置に配置されている。フィルタ部４は、厚さ数ｍｍ程度の薄板状の部材である。フィルタ部４は、銅、アルミニウム、鉄等またはこれらを含む合金から成る金属板である。フィルタ部４は、複数設けられており、フィルタ部４は素材や厚さが異なる。

【0020】

フィルタ部４は、移動機構（不図示）によって移動可能に設けられている。移動機構は、例えば、サーボモータによって駆動されるボールねじ機構を用いることができる。移動機構は、ユーザが選択したフィルタ部４を放射線源２の光軸上に移動させる。光軸上に配置されたフィルタ部４に放射線ビームＢが照射され、フィルタ部４を透過した放射線ビームＢが被検査物Ａに照射される。フィルタ部４を透過させることで、メタルアーチファクトが生じることを抑制する。

【0021】

また、ＣＴ装置１００は、コリメータ（不図示）を備えていてもよい。コリメータは、放射線ビームＢの進路や入射面積を制限する装置である。コリメータは、タングステンやモリブデンなど高比重で遮蔽能力の高い材料からなる。コリメータは、放射線源２と被検査物Ａとの間に、放射線源２からの放射線ビームＢの光軸を中心として、上下対称に設けられる。

【0022】

カメラ５は、回転テーブル１１の上方に設けられている。即ち、カメラ５は、被検査物Ａを挟んで回転テーブル１１に対向して設けられている。カメラ５は、例えば、ＣＣＤカメラである。カメラ５は、被検査物Ａの上方から被検査物Ａを撮影する。

【0023】

表示部６は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイなどのモニタである。表示部６は、被検査物Ａの透視画像、ＣＴ画像、３Ｄ画像の各種画像、撮影領域、撮影時間、撮影条件などを表示する。

【0024】

入力部７は、キーボード、マウス、タッチパネルなどを用いることができる。入力部７は、本撮影又は試し撮影のメニュー選択、撮影時間、撮影条件の修正、移動機構の手動操作、撮影の開始、被検査物Ａの観察したい個所の選択などの各種操作を受け付ける。

【0025】

制御部８は、コンピュータ及びドライバ回路により構成される。コンピュータは、ＨＤＤまたはＳＳＤといったストレージ、ＲＡＭ、ＣＰＵなどにより構成される。制御部８は、ＣＴ装置１００の各構成部材を制御する。制御部８は、入力部７と接続されており、ユーザは入力部７を介して制御部８にＣＴ装置１００の各構成部材を制御させる。

【0026】

図３は、制御部８の構成を示すブロック図である。制御部８は、図３に示すように、検査台制御部８１、放射線源制御部８２、再構成部８３、カメラ制御部８４、限界距離算出部８５、スキャンエリア距離算出部８６、比較部８７及び拡大率算出部８８を有する。

【0027】

検査台制御部８１は、回転テーブル１１、昇降機構１２、Ｙ機構１３及びＸ機構１４を制御する。検査台制御部８１の制御によって、検査台１に載置された被検査物Ａを放射線ビームＢの光軸に合わせたり、放射線ビームＢの照射中に被検査物Ａを１回転させることができる。また、検査台制御部８１の制御によって検査台１を移動させることで、放射線源２の焦点Ｆと被検査物Ａの中心までの距離ＦＣＤが調整される。即ち、撮影中、被検査物Ａを放射線源２に対して近づけたり、離したりさせることができる。検査台制御部８１は、比較部８７の結果に基づいて、撮影中、Ｘ機構１４を制御して、距離ＦＣＤを変更する。

【0028】

放射線源制御部８２は、放射線源２を制御し、被検査物Ａに放射線ビームＢを照射させる。即ち、検査台制御部８１及び放射線源制御部８２の制御により、被検査物Ａの全方位に放射線ビームＢを照射させる。

【0029】

再構成部８３は、３６０度方向で得られたビュー数分の透視画像に基づいて、放射線ビームＢに包含されるＣＴ撮影領域を再構成するものである。再構成部８３は、透視画像を限界距離算出部８５に送信する。再構成部８３は、拡大率算出部８８が拡大率を算出している場合、当該拡大率を踏まえて再構成する。再構成部８３は、被検査物Ａの載置面に直交する方向に等間隔で連続的にならんだ複数の断面像を再構成し、この複数の断面像により３次元データを形成する。３次元データはＭＰＲ（Multi-planer Reconstruction）表示等で表示部６に表示され得る。

【0030】

カメラ制御部８４は、カメラ５を制御する。カメラ制御部８４は、カメラ５の位置や撮影のタイミングを制御する。カメラ制御部８４は、カメラ５で撮影されたデータをスキャンエリア距離算出部８６に送信する。

【0031】

限界距離算出部８５は、被検査物Ａの透視画像に基づいて限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する。限界距離ＦＣＤ_Ｌとは、距離ＦＣＤにおいて、被検査物Ａが回転中に放射線源２と接触しないために必要となる最低限の距離である。限界距離算出部８５は、被検査物Ａの３６０度分の限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する。

【0032】

限界距離算出部８５は、算出した限界距離ＦＣＤ_Ｌに所定の距離αを加えてもよい。例えば、放射線源２の焦点Ｆと放射線が放射される放射線源２の窓までに距離がある場合、この長さを所定の距離αとして加えてもよい。また、放射線源２と被検査物Ａと間に若干隙間を形成させるため、この隙間分の長さを所定の距離αとして加えてもよい。

【0033】

スキャンエリア距離算出部８６は、カメラ５によって撮影された画像上において、スキャンエリアを設定する。スキャンエリアの設定は、ユーザが入力部７を用いて設定してもよいし、スキャンエリア距離算出部８６がカメラ５によって撮影された画像から最適となるスキャンエリアを自動的に設定させてもよい。

【0034】

スキャンエリア距離算出部８６は、設定されたスキャンエリアの直径Ｓａを算出する。そして、スキャンエリア距離算出部８６は、設定されたスキャンエリアにおいて必要となる放射線源２の焦点Ｆと被検査物Ａの中心までのスキャンエリア距離ＦＣＤｓを算出する。

【0035】

比較部８７は、限界距離算出部８５によって算出された限界距離ＦＣＤ_Ｌとスキャンエリア距離算出部８６によって算出されたスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、各回転角度における撮影距離ＦＣＤを決定する。撮影距離ＦＣＤとは、実際に撮影を行う際の放射線源２の焦点Ｆと被検査物Ａの中心までの距離である。より詳細には、比較部８７は、限界距離ＦＣＤ_Ｌの最小距離ＦＣＤ_Ｌｍｉｎ及び最大距離ＦＣＤ_Ｌｍａｘとスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較する。最小距離ＦＣＤ_Ｌｍｉｎとは、回転角度０度～３６０度の限界距離ＦＣＤ_Ｌのうち、最も短い距離を指す。最大距離ＦＣＤ_Ｌｍａｘとは、回転角度０度～３６０度の限界距離ＦＣＤ_Ｌのうち、最も長い距離を指す。比較部８７は、比較結果に基づいて、回転中の距離ＦＣＤを決定し、決定した撮影距離ＦＣＤを検査台制御部８１に送信する。なお、比較部８７は、限界距離ＦＣＤ_Ｌに所定の距離αが加えられている場合には、所定の距離αを加えた距離とスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、撮影距離ＦＣＤを決定する。

【0036】

拡大率算出部８８は、比較部８７が決定した撮影距離ＦＣＤに基づいて拡大率を算出する。具体的には、拡大率算出部８８は、撮影中において、距離ＦＣＤが変化する場合、撮影された画像の拡大率が同一になるように、拡大率を算出する。拡大率算出部８８は、撮影距離ＦＣＤが最も短い撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎを基準にして、各回転角度における拡大率が撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎと同一になるように、拡大率を算出する。

【0037】

［動作］
次に、本実施形態における撮影距離ＦＣＤの算出について、図４のフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＴ装置１００は、被検査物Ａの透視画像を取得する（ステップＳ０１）。回転テーブル１１を回転させ、放射線源２から放射線ビームＢを被検査物Ａの全方位に照射させ、透視画像を取得する。

【0038】

取得した透視画像は、表示部６に表示される。図５に示すように、透視画像は、楕円形に表示される。ユーザは、表示部６に表示された透視画像に外接する長方形のＲＯＩを描画する（ステップＳ０２）。

【0039】

限界距離算出部８５は、長方形のＲＯＩに基づいて、回転角度０度における回転中心からＲＯＩの端部までの画素数ｄｇを算出する（ステップＳ０３）。そして、限界距離算出部８５は、画素数ｄｇに基づいて、図６に示す回転軸Ｃから被検査物Ａの端部（放射線ビームが照射される９０度手前側の端部）までの距離ｄを算出する。限界距離算出部８５は、下記式（１）によって、距離ｄ（ｍｍ）を算出する。この距離ｄが限界距離ＦＣＤ_Ｌとなる（ステップＳ０４）。

【0040】

（数式１）

ｄｐｍ：１画素あたりの寸法

【0041】

限界距離算出部８５は、被検査物Ａの全方位、即ち、回転角度０度から３６０度分まで限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する。本実施形態では、限界距離算出部８５は、４５度の間隔において、限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出している。限界距離算出部８５は、図７のグラフに示すように、回転角度０度～３６０度における限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する。なお、限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する回転角度のピッチは、細かい方が好ましい。即ち、限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する回転角度のピッチは、例えば、９０度間隔よりも４５度間隔の方が好ましい。より細かい回転角度のピッチで限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出することで、精度よく被検査物Ａの寸法を算出することができる。

【0042】

もっとも、上記のように算出した限界距離ＦＣＤ_Ｌは、図６に示すように、放射線ビームが照射される９０度手前に位置するときに算出した距離である。そのため、放射線源２と対向する位置に算出した限界距離ＦＣＤ_Ｌに対応する部分の被検査物Ａが配置されるためには、９０度ずらす必要がある。図７のグラフを９０度ずらすと、図８のようになる。

【0043】

限界距離算出部８５は、算出した限界距離ＦＣＤ_Ｌに所定の距離αを加える（ステップＳ０５）。所定の距離αは、放射線源２の焦点Ｆと放射線が放射される放射線源２の窓までの距離や放射線源２と被検査物Ａと間に若干隙間を設けるため、予め所定の距離αが記憶部（不図示）に記憶されている。限界距離ＦＣＤ_Ｌに所定の距離αを加えると、図９に示すように、各回転角度において、所定の距離α分増加する。限界距離算出部８５は、所定の距離αを加えた距離を限界距離ＦＣＤ_Ｌとする。

【0044】

次に、スキャンエリア距離算出部８６は、スキャンエリアを設定する（ステップＳ０６）。スキャンエリア距離算出部８６は、例えば、図１０に示すように、カメラ５によって撮影された画像上において、円形のスキャンエリアＳを設定する。スキャンエリア距離算出部８６は、スキャンエリアＳの直径Ｓａを算出する。直径Ｓａ（ｍｍ）の算出は、画像上の画素数に基づいて算出すればよい。

【0045】

そして、スキャンエリア距離算出部８６は、直径Ｓａに基づいて、下記式（２）に基づいて、スキャンエリア距離ＦＣＤｓを算出する（ステップＳ０７）。

【0046】

（数式２）

Ｄ：検出器３の縦方向の長さ
ＦＤＤ：放射線源２の焦点Ｆと検出器３の距離

【0047】

なお、ステップＳ０６及びステップＳ０７は、必ずしもステップＳ０１～ステップＳ０５の後に行う必要はない。即ち、ステップＳ０６及びステップＳ０７は、ステップＳ０１～ステップＳ０５の前に行ってもよいし、ステップＳ０１～ステップＳ０５と同時並行で行ってもよい。

【0048】

限界距離ＦＣＤ_Ｌとスキャンエリア距離ＦＣＤｓの算出が終わると、比較部８７は、限界距離ＦＣＤ_Ｌとスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較する（ステップＳ０８）。比較部８７は、限界距離ＦＣＤ_Ｌの最小距離ＦＣＤ_Ｌｍｉｎ及び最大距離ＦＣＤ_Ｌｍａｘとスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較する。

【0049】

比較部８７は、比較結果に基づいて、撮影距離ＦＣＤを決定する（ステップＳ０９）。図１１に示すように、スキャンエリア距離ＦＣＤｓが最大距離ＦＣＤ_Ｌｍａｘ以上の場合、限界距離ＦＣＤ_Ｌを撮影距離ＦＣＤにすると、スキャンエリアＳが小さくなってしまう。そのため、比較部８７は、スキャンエリア距離ＦＣＤｓの距離を撮影中の距離である撮影距離ＦＣＤとして決定する（図１１の太い実線参照）。この場合、撮影距離ＦＣＤは一定なので、撮影中に被検査物Ａが放射線源２に対して接離することはない。

【0050】

一方、図１２に示すように、スキャンエリア距離ＦＣＤｓが最小距離ＦＣＤ_Ｌｍｉｎ以下の場合、スキャンエリア距離ＦＣＤｓを撮影距離ＦＣＤとすると、被検査物Ａが放射線源２に接触してしまう。そのため、比較部８７は、限界距離ＦＣＤ_Ｌを撮影距離ＦＣＤとして決定する（図１２の太い実線参照）。

【0051】

また、図１３に示すように、スキャンエリア距離ＦＣＤｓが最小距離ＦＣＤ_Ｌｍｉｎよりも長く最大距離ＦＣＤ_Ｌｍａｘよりも短い場合、限界距離ＦＣＤ_Ｌ及びスキャンエリア距離ＦＣＤｓのどちら一方のみを撮影距離に採用すると、回転角度によっては、被検査物Ａが放射線源２に接触してしまったり、又は、スキャンエリアＳが小さくなってしまう。そのため、比較部８７は、限界距離ＦＣＤ_Ｌがスキャンエリア距離ＦＣＤｓ以下となる部分はスキャンエリア距離ＦＣＤｓを撮影距離ＦＣＤと決定し、限界距離ＦＣＤ_Ｌがスキャンエリア距離ＦＣＤｓ以上となる部分は、限界距離ＦＣＤ_Ｌを撮影距離ＦＣＤと決定する（図１３の太い実線参照）。即ち、限界距離ＦＣＤ_Ｌがスキャンエリア距離ＦＣＤｓ以下になる部分では、撮影距離ＦＣＤは一定であり、限界距離ＦＣＤ_Ｌがスキャンエリア距離ＦＣＤｓ以上となる部分では、限界距離ＦＣＤ_Ｌに基づいて撮影距離ＦＣＤが変化する。

【0052】

撮影距離ＦＣＤが決定すると、拡大率算出部８８は、拡大率を算出する（ステップＳ１０）。図１２や図１３に示すように、撮影距離ＦＣＤが、回転テーブル１１の回転に伴い変化する場合、回転角度によって生成される透視画像の大きさが異なる。そこで、拡大率算出部８８は、撮影距離ＦＣＤを踏まえて、各回転角度における拡大率を算出する。

【0053】

具体的には、拡大率算出部８８は、撮影距離ＦＣＤが最も短い撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎの拡大率と同一になるように、各回転角度における拡大率を算出する。拡大率算出部８８は、下記式（３）に基づいて、拡大率を算出する。そのため、図１４に示すように、小さく撮影された透視画像も拡大され、同一の大きさの透視画像を生成できる。なお、図１１に示すように、撮影距離ＦＣＤが一定の場合には、拡大率算出部８８は、拡大率を算出する必要はない。

【0054】

（数式３）

【0055】

拡大率の算出が終わると、撮影を開始する（ステップＳ１１）。即ち、検査台制御部８１は、比較部８７によって決定された撮影距離ＦＣＤとなるように、Ｘ機構１４を制御する。即ち、アスペクト比の高い被検査物Ａにおいて、長辺部分が放射線ビームＢの光軸上に配置される際に、被検査物Ａは放射線源２から離れ、短辺部分が放射線ビームＢの光軸上に配置される際に、被検査物Ａは放射線源２に接近するように検査台制御部８１はＸ機構１４を制御する。

【0056】

被検査物Ａの撮影が終わると、再構成部８３は、３６０度方向で得られたビュー数分の透視画像に基づいてＣＴ画像を生成する（ステップＳ１３）。この時、再構成部８３は、拡大率算出部８８によって算出された拡大率を踏まえて透視画像を生成し・ＣＴ画像を生成する。

【0057】

［効果］
以上のとおり、本実施形態のＣＴ装置１００は、被検査物Ａが載置され、被検査物Ａを移動及び回転させる検査台１と、被検査物Ａに放射線ビームＢを照射する放射線源２と、被検査物Ａを挟んで放射線源２に対向して設けられる検出器３と、放射線源２の焦点Ｆと被検査物Ａの中心までの距離ＦＣＤにおいて、被検査物Ａが回転中に放射線源２と接触しないために必要となる最低限の距離である限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する限界距離算出部８５と、設定されたスキャンエリアＳにおいて必要となる放射線源２の焦点Ｆと被検査物Ａの中心までの距離であるスキャンエリア距離ＦＣＤｓを算出するスキャンエリア距離算出部８６と、限界距離ＦＣＤ_Ｌとスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、撮影距離ＦＣＤを決定する比較部８７と、比較部８７によって決定された撮影距離ＦＣＤに基づいて、撮影中、検査台１を制御して被検査物Ａを放射線源２に接離させる検査台制御部８１と、を備える。

【0058】

このように、本実施形態のＣＴ装置１００は、被検査物Ａの形状に対応する限界距離ＦＣＤ_Ｌのみではなく、スキャンエリアＳに応じて必要となるスキャンエリア距離ＦＣＤｓも踏まえて撮影距離ＦＣＤを決定している。そのため、スキャンエリアＳが小さくなることなく、最適な撮影距離ＦＣＤで撮影を行うことができる。よって、最適な分解能によって画質の良いＣＴ画像を生成することができる。

【0059】

限界距離算出部８５は、算出した限界距離ＦＣＤ_Ｌに予め設定された所定の距離αを加え、比較部８７は、所定の距離αを加えた限界距離ＦＣＤ_Ｌとスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、撮影距離ＦＣＤを決定する。

【0060】

これにより、所定の距離α分の被検査物Ａと放射線源２の間に空間的な余裕が生まれる。そのため、回転中に被検査物Ａが放射線源２と接触することを効果的に防止できる。また、放射線源２の焦点と放射線ビームＢを照射する窓までに一定の距離がある場合、当該距離を踏まえて、所定の距離αを設定し、限界距離ＦＣＤ_Ｌに所定の距離αを加えることで、被検査物Ａと放射線源２の接触を防止することができる。

【0061】

各回転角度における透視画像の拡大率を算出する拡大率算出部８８を更に備え、拡大率算出部は、回転角度によって撮影距離ＦＣＤが変化する場合、撮影距離ＦＣＤのうち最も短い撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎにおいて撮影される透視画像と同一の拡大率になるように、拡大率を算出する。

【0062】

撮影距離ＦＣＤが変化する場合、撮影される被検査物Ａの透視画像の拡大率も変化する。そこで、拡大率算出部８８によって撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎを基準に、各回転角度の拡大率を算出する。これにより、各透視画像は同一の大きさになり、それに基づいてＣＴ画像を生成できる。また、撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎの時が最も分解能が高い（１画素サイズが小さい）ので、この高い分解能に合わせて画像を生成することができる。

【0063】

［変形例］

【0064】

（１）上記実施形態では、透視画像上でユーザが、被検査物Ａの外接を描画したが、ＲＯＩの描画は自動的に行ってもよい。即ち、限界距離算出部８５は、透視画像を画像処理することで、ＲＯＩを描画し、この描画したＲＯＩに基づいて画素数ｄｇを算出してもよい。これにより、ユーザによる描画を省くことができるので、生産性が向上する。

【0065】

（２）上記実施形態では、限界距離算出部８５は、透視画像上にＲＯＩを描画して画素数ｄｇなど各値を算出して、限界距離ＦＣＤ_Ｌを求めたが、透視画像に基づいて算出する必要はない。例えば、各回転角度における限界距離ＦＣＤ_Ｌをユーザが目視によって決定してもよい。この場合、スキャンエリアについてもユーザが目視により設定する。比較部８７は、設定された各数値を限界距離算出部８５によって算出された限界距離ＦＣＤ_Ｌ及びスキャンエリア距離算出部８６によって算出されたスキャンエリア距離ＦＣＤｓとして捉え、撮影距離ＦＣＤを決定する。これにより、撮影前に透視画像を作成する必要がなくなるので、Ｘ線を放射する必要がなくなる。

【0066】

（３）撮影中、被検査物Ａを回転及び昇降させながら連続的に撮影するヘリカルスキャン方式に適用してもよい。これにより、撮影時間を短縮することができる。

【0067】

（４）検査台１は、図１５に示しように、回転テーブル１１の上にＸＹテーブル１５を有していてよい。ＸＹテーブル１５は、被検査物Ａを載置する。ＸＹテーブル１５は、被検査物ＡをＸ方向又はＹ方向に移動させる。ＸＹテーブル１５は、回転テーブル１１の回転に伴い、回転する。検査台制御部８１は、比較部８７が決定した撮影距離ＦＣＤに基づいてＸＹテーブル１５を制御して、被検査物Ａを移動させる。

【0068】

具体的には、図１６に示すように、ＸＹテーブル１５を用いて、被検査物Ａの回転中心Ａｃを放射線源２から照射される放射線ビームの光軸上に配置させつつ、撮影距離ＦＣＤとなるように被検査物Ａを移動させる。具体的に、図１６（ａ）に示すように、回転角度０度のとき、被検査物Ａの回転中心Ａｃは、回転軸Ｃと同軸上に配置されている。このとき、被検査物Ａの長辺方向が光軸と平行に配置されている。回転テーブル１１の回転が開始されると、被検査物Ａの短辺方向が光軸と平行となるように被検査物Ａは回転する。図１６（ｂ）に示すように、回転テーブル１１が４５度回転すると、ＸＹテーブル１５も４５度回転する。このとき、被検査物Ａの回転中心Ａｃは、撮影距離ＦＣＤが回転角度０度のときよりも放射線源２に近づく位置（回転軸Ｃから放射線源２に半径の１／２の距離近づく位置）に配置される。そして、図１６（ｃ）に示すように、回転角度９０度になると、被検査物Ａの回転中心Ａｃは、放射線源２に最も近づく。即ち、撮影距離ＦＣＤは、撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎとなる。

【0069】

そして、回転角度９０度～１８０度においては、被検査物Ａの長辺方向が光軸と平行となるように回転するので、図１６（ｄ）及び（ｅ）に示すように、被検査物Ａの回転中心Ａｃは、放射線源２から離れていき、回転角度１８０度のときに、回転軸Ｃと同軸上に配置される。さらに、回転角度１８０度～２７０度においては、再度被検査物Ａの短辺方向が光軸と平行となるように回転するので、図１６（ｆ）及び（ｇ）に示すように、被検査物Ａの回転中心Ａｃは、放射線源２に接近する方向に移動し、回転角度２７０度のときに、放射線源２に最も近づき、撮影最小距離ＦＣＤｍｉｎとなる。回転角度２７０度～３６０度においては、被検査物Ａの長辺方向が光軸と平行となるように回転するので、図１６（ｈ）及び（ｉ）に示すように、被検査物Ａの回転中心Ａｃは、放射線源２から離れる方向に移動し、回転角度３６０度のときに回転角度０度の位置に戻ってくる。回転角度０度～３６０度において、ＸＹテーブル１５上における被検査物Ａの回転中心Ａｃの軌跡をプロットすると、図１７のようになる。

【0070】

このように、被検査物Ａの位置をＸ機構１４によって移動させるのではなく、ＸＹテーブル１５によって被検査物Ａを移動させてもよい。

【0071】

（５）透視画像を撮影する際の回転角度のピッチは、等間隔である必要はなく、被検査物Ａの形状に応じて変化させてもよい。即ち、被検査物Ａにおいて、簡素な形状部分は、例えば、４５度間隔など回転角度のピッチを大きくし、複雑な形状部分は、例えば、１０度間隔など回転角度のピッチを小さくしてもよい。これにより、被検査物Ａの寸法をより正確に算出することができ、被検査物Ａと放射線源２の接触を防止しつつ、画質精度の良い画像を生成できる。また、例えば、簡素な形状部分は、回転角度のピッチを大きくしても画質への影響は少ない。そのため、全体のビュー数を減らすことができるので、スキャン時間を短縮することができる。

【0072】

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0073】

１００ ＣＴ装置
１ 検査台
１１ 回転テーブル
１２ 昇降機構
１３ Ｙ機構
１４ Ｘ機構
２ 放射線源
２１ 支持フレーム
３ 検出器
３１ 支持フレーム
４ フィルタ部
５ カメラ
６ 表示部
７ 入力部
８ 制御部
８１ 検査台制御部
８２ 放射線源制御部
８３ 再構成部
８４ カメラ制御部
８５ 限界距離算出部
８６ スキャンエリア距離算出部
８７ 比較部
８８ 拡大率算出部

【要約】

【課題】被検査物の形状及び設定したスキャンエリアに応じたＦＣＤを実現し、最適な分解能を実現する。
【解決手段】ＣＴ装置１００は、被検査物Ａが載置され、被検査物Ａを移動及び回転させる検査台１と、被検査物Ａに放射線ビームＢを照射する放射線源２と、被検査物Ａを挟んで放射線源Ａに対向して設けられる検出器３と、放射線源２の焦点Ｆと被検査物Ａの中心までの距離ＦＣＤにおいて、被検査物Ａが回転中に放射線源２と接触しないために必要となる最低限の距離である限界距離ＦＣＤ_Ｌを算出する限界距離算出部８５と、設定されたスキャンエリアＳにおいて必要となる放射線源２の焦点Ｆと被検査物Ａの中心までの距離であるスキャンエリア距離ＦＣＤｓを算出するスキャンエリア距離算出部８６と、限界距離ＦＣＤ_Ｌとスキャンエリア距離ＦＣＤｓを比較して、撮影距離ＦＣＤを決定する比較部８７と、撮影中、比較部８７によって決定された撮影距離ＦＣＤに基づいて、検査台１を制御して被検査物Ａを放射線源２に接離させる検査台制御部８１と、を備える。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】