H i g h - r e s o l u t i o n 真のサブミクロン3D観察を実現微細構造の解明と定量計測に貢献 High-resolution 3D X-ray microscope High resolution リガク独自の高輝度Ｘ線発生装置と高分解能Ｘ線カメラの組み合わせでサブ

Size: px

Start display at page:

Download "H i g h - r e s o l u t i o n 真のサブミクロン3D観察を実現微細構造の解明と定量計測に貢献 High-resolution 3D X-ray microscope High resolution リガク独自の高輝度Ｘ線発生装置と高分解能Ｘ線カメラの組み合わせでサブ"

たかよしとべ
5 years ago
Views:

1 高分解能 3DX 線顕微鏡 High-resolution 3D X-ray microscope

2 H i g h - r e s o l u t i o n 真のサブミクロン3D観察を実現微細構造の解明と定量計測に貢献 High-resolution 3D X-ray microscope High resolution リガク独自の高輝度Ｘ線発生装置と高分解能Ｘ線カメラの組み合わせでサブミクロン領域が観察できる高分解能3DＸ線顕微鏡を開発しました高い2D 3D空間分解能従来のＸ線顕微鏡に比べ密度分解能を向上し高い2D 3D空間分解能を保持しながら複合素材薬剤などの試料内部をサブミクロンレベルの高分解能で2D 3D観察ができます広い領域で観察することができます生体材料高分子材料複合材料軽金属等の微細構造の解明と定量計測に貢献します研究開発から品質管理まで広く使用することができるユーザーインターフェイスも充実した装置となっています新開発した最高270nm/pixelをもつ高分解能Ｘ線検出器を搭載長時間安定したブレない光学系 CFRP素材を用いたスキーストックの CT再構成画像 0.54 µm/voxel 3 D High contrast 高い密度分解能樹脂中の炭素繊維など軽元素素材の高コントラスト観察が可能です X - r a y 独自の高輝度Ｘ線発生装置および光学系の採用サンプルや目的に応じた特性Ｘ線の選択観葉植物の葉の透過画像 m i c r o s c o p e Wide range 0.27 µm/pixel 高分解能での大視野観察高い分解能を維持しながら広い領域を観察できます高画素数の大面積Ｘ線検出器を搭載数十GBの画像を3D表示解析可能多彩な定量解析および表示ソフトウェアの搭載錠剤の透過画像高分解能大視野 2D 観測 0.54 µm/pixel 視野 10mm pixels 特許出願中 2 3

High-resolution 3D X-ray microscope 4 次世代の 3DX 線顕微鏡を支える要素技術リガク独自の高輝度 X

線焦点のブレによる画像ブレを抑止できませんでしたリガクは独自の技術で高い空間分解能を実現し解決しました高分解能な検出器の採用平行ビーム法による近接撮影

60000 50000 40000 30000 20000 10000 LDPE 3D でも 0.

低エネルギーでありながら高輝度高強度な X 線発生装置と高分解能検出器により生体樹脂や軽金属等の密度が低い微細構造が認識できます用途に応じた適切な X

大きなデータを3D 表示できるソフトウェアの開発平行ビーム法による近接撮影画像のつなぎ合わせにより視野以上の大きなサンプル撮影が可能 2D 空間分解能

27 µm/pixel PET 0-10 -5 0 5 10 15 20 25 absorption coefficient (a.u.

27µm/voxel C,H,O で構成される樹脂材料密度分解能 σ=0.13g/cm 3 absorption coefficient (a.u.

0 position (µm) 線部のプロファイル小さなアリの関節も高コントラストで撮影可能 φ7 µmの炭素繊維を1.8 1.

54 µm/voxel) CT 再構成範囲 :1800 1800 1400 µm 1.8mm 1.8mm 炭素繊維強化樹脂 (CFRP) 中の炭素繊維 1.

3 High-resolution 3D X-ray microscope 4 次世代の 3DX 線顕微鏡を支える要素技術リガク独自の高輝度 X 線発生装置や新開発の高分解能検出器の採用により高空間分解能高密度分解能大視野観察を実現しました高空間分解能一般的な拡大投影像の方法では長時間撮影においてX 線焦点のブレによる画像ブレを抑止できませんでしたリガクは独自の技術で高い空間分解能を実現し解決しました高分解能な検出器の採用平行ビーム法による近接撮影位置と強度の安定性の高いX 線発生装置高精度な試料ステージ高密度分解能ヒストグラム低密度ポリエチレン (LDPE) とPETを明瞭に識別 frequency LDPE 3D でも 0.8µm の空間分解能を実現従来は密度差の小さい材料をコントラスト良く選別することができませんでしたその問題をリガクは独自の X 線技術で解決しました低エネルギーでありながら高輝度高強度な X 線発生装置と高分解能検出器により生体樹脂や軽金属等の密度が低い微細構造が認識できます用途に応じた適切な X 線エネルギーを選択可能高い密度分解能 LDPE 大気 PET 大視野観察分解能を落とすことなく広い視野で試料の観察ができます高画素な検出器を採用大きなデータを3D 表示できるソフトウェアの開発平行ビーム法による近接撮影画像のつなぎ合わせにより視野以上の大きなサンプル撮影が可能 2D 空間分解能分解能チャート観察 (1 line = 0.6 µm) 0.27 µm/pixel PET absorption coefficient (a.u.) A A' 高輝度かつ高強度な X 線発生装置を採用 3D 高分解能大視野観察 3D 空間分解能炭素繊維強化樹脂 (CFRP) 0.27µm/voxel C,H,O で構成される樹脂材料密度分解能 σ=0.13g/cm 3 absorption coefficient (a.u.) position (µm) 線部のプロファイル小さなアリの関節も高コントラストで撮影可能 φ7 µmの炭素繊維を mmの領域で一度にct 測定可能 ( 通常の約 25 倍の体積 ) リガクX 線顕微鏡視野 voxels (0.54 µm/voxel) CT 再構成範囲 : µm 1.8mm 1.8mm 炭素繊維強化樹脂 (CFRP) 中の炭素繊維 1.4mm 軽元素イメージングアリの脛節の透過画像アリの関節部 ( 左 ) と筋繊維 ( 右 ) の一般的な X 線検出器視野 voxels (0.54 µm/voxel) CT 再構成範囲 : µm リガク X 線顕微鏡 X 線焦点の熱ドリフトによる影響を受けにくい光学系 Camera Camera Rotation stage Sample 一般的な拡大投影 X 線顕微鏡 Rotation stage Sample nano 3D Calc: 定量解析個々の粒子や構造の抽出 3D 定量解析が可能体積重心表面積配向 Source Source 0 volume ( µm 3 ) µm Al2O3 粒子添加シリコーン樹脂体積測定光学系の比較特許出願中特性 X 線の選択低エネルギーから高エネルギーの波長を目的別に選択可能 Cr ソフトウェア仮想内視鏡表示アニメーション曲断面など Cu Mo INTAGE Realia Professional: 疑似内視鏡 ( オプション ) アリの脛節 ( 疑似内視鏡 ) by 5

4 High-resolution 3D X-ray microscope 6 アプリケーション樹脂材料 X 線に対して透明だと思われていたCFRPの炭素繊維と樹脂と空気層を見分けられますまたクラックの 3 次元的な伝播やボイドの存在箇所を非破壊で検出できさらに炭素繊維の抽出数密度マイクロボイドクラックの定量計測も可能です Voxel size : 0.27μm/voxel 炭素繊維強化樹脂 (CFRP) CFRP 炭素繊維の抽出ボイドクラックの体積マップ生体組織骨代謝や骨のリモデリングに影響する骨小腔や微細な血管の3 次元観察ができます広い範囲の高分解能観察が可能です Voxel size : 0.6μm/voxel マウスヒ骨の大視野高分解能 CT 観察薬剤の設計開発に有用な画像データが得られますまた内部の薬剤の違いも高いコントラストで計測できます薬剤のミクロン単位の膜や内部の空孔を3 次元計測することが可能です Voxel size : 0.54μm/voxel 口腔内崩壊剤熱伝導性に影響を与える配向性のある炭素繊維の繋がり方を観察できます Voxel size : 4.32μm/voxel 単層 CNT を用いた高熱伝導性 Al 複合材料炭素繊維の慶應義塾大学総合医科学研究科松尾教授との共同研究骨内部の空孔 ( 骨小腔 ) 体積計測 0 volume ( µm 3 ) 300 薬カプセル薬粒子マウスヒ骨内部の空孔 ( 骨小腔 ) の体積を定量的に計測できます Voxel size : 0.27μm/voxel 骨幹部の Al 体積マップ Top view 剤軽金属炭素繊維 Side view 空孔の体積マップ 0 volume ( µm 3 ) ご提供 : 単層 CNT 融合新材料研究開発機構殿大阪府立産業技術総合研究所殿北海道大学殿 Top view Side view 7

5 仕様設置条件 X 線発生部回転対陰極型高輝度 X 線装置管電圧管電流 20 ~ 50 kv 30 ma ターゲット Cr, Cu, Mo, W 検出器 X 線 CCD カメラ画素数画素サイズ μm /pixel 視野 0.9 mm 0.7 mm ~ 14 mm 10 mm ダイナミックレンジ 16 bit サンプルステージ自動 5 軸ステージ CT ステージ回転軸精度 < 0.5 µ m コンピューター CPU Intel Xeon 2 CPUs メモリ 128 GB HDD 2 TB ネットワーク Ethernet 光学ドライブ DVD OS Windows 7 64 bit モニター 24 インチ装置寸法 1300 mm 660 mm 1640 mm 重量 600 kg 循環式送水装置室内水冷タイプ ( 標準 ) 外部漏洩線量 1µSv/h 以下循環冷却装置 1 式 ( 標準水冷屋内式タイプ ) 供給水量 25 6 L/min L/min 所要電源本体部 AC 三相 200 V 15 A 制御 PC 部 AC100 V 15 A 循環冷却装置 AC 三相 200 V 20 A 注 ) 高温多湿を避け一般空調設備をご用意願います注 ) 設置条件により冷却水用送水装置は空冷タイプもございます配置例外形寸法ソフトウェア測定 3D 画像再構成ソフトウェア単位 :mm 画像表示トリミング 3D 画像定量解析ソフトウェア nano 3D Calc 画像フィルター 2 値化処理ラベリング定量測定 ( 体積表面積重心位置方向 ) 論理演算バッチ処理 3D 画像表示ソフトウェア Realea Pro ( オプション ) 三次元画像表示 ( ボリュームレンダリング MIP MinIP) 二次元画像表示 ( 直交断面斜断面直断面 ) 仮想内視鏡表示アニメーション URL

高分解能 3DX 線顕微鏡サブミクロン X 線 CT システム

高分解能 3DX 線顕微鏡サブミクロン X 線 CT システム高分解能 3DX 線顕微鏡サブミクロン X 線 CT システム H i g h - r e s o l u t i o n 豊富なアプリケーションライフサイエンス蝶の触覚 Sample: Courtesy of Prof. K. G. Kornev, Clemson University, USA 南天の実組合せ材 F ~ Ar 軽元素ソフトマテリアル軽金属 K ~ Ni Cu ~ 重元素

H i g h - r e s o l u t i o n 真のサブミクロン3D観察 を実現 微細構造の解明と定量計測に貢献 High-resolution 3D X-ray microscope High resolution リガク独自の高輝度Ｘ線発生装置と高分解能Ｘ線カメラの組み合わせで サブ

H i g h - r e s o l u t i o n 真のサブミクロン3D観察を実現微細構造の解明と定量計測に貢献 High-resolution 3D X-ray microscope High resolution リガク独自の高輝度Ｘ線発生装置と高分解能Ｘ線カメラの組み合わせでサブ