東京大学 工学系研究科 人工物工学研究センター

東京大学でX線CT装置に出会う前まで大竹氏は、対象物の表面にレーザー光などを照射しながら3次元の座標データを取得し、対象物の凹凸を感知して3Dデータを生成する3Dスキャナーしか扱ったことがなかった。「3Dスキャナーの場合、基本的に光が当ったところしか計測できません。光が当たらない内部などは穴になってしまうため、対象物の位置を変えて何度もスキャンし、パラメータを変えて穴を埋めていく作業を行う必要がありました。ところが、X線CT装置はその必要がありません。X線の照射によって、内部構造まで3Dデータ化することができます。とても衝撃的でした。今までの穴埋め作業は何だったのかと思いましたね」（大竹氏）。
その後、X線CT装置に魅了された大竹氏はメーカーからデモ機を借りるなどして、さまざまなX線CT装置に触れていく。ときには、メーカーのショールームに出向くこともあったという。「研究をするにはデータがないと始まりません。そのデータを得るにはX線CT装置が最適だと考え、さまざまなメーカーの製品に触れようと思いました。当時はX線CT装置の創成期でしたが、多くの製品に触れたおかげで、メーカーごとの特徴や特性などは理解できました」（大竹氏）。

X線CT装置のスキャンには以下3つの工程がある（右図）。
① 回転台にワークを設置し、一回転分のX線投影像列を得る
② 投影像列を入力としてCT再構成計算を行い、CTボリューム（二次元の断面が像列）を得る
③ CTボリューム中の形状表面を抽出し、三角形メッシュで表現された形状データを得る
「③の形状データまでくれば、3DスキャナーもX線CT装置も一緒。我々の研究は①と②に寄っていて、ここでどれだけ精度の高い断面データをつくれるかが機械部品の精度を解析する鍵になります」（大竹氏）。
METROTOM 1500を使い始めて5年が経過した現在、ワークごとのスキャンパラメータの設定は、ある程度あたりはつくようになっているという。一般的なスキャン設定を例に挙げると、低解像度の試しスキャンを数回行って、ベースの条件が固まってきたら少しずつパラメータを変えて高解像度のスキャンを行うといった具合だ。
「研究の分野なので、一般よりはスキャニングに時間をかけていると思います。これが可能なのは、METROTOM 1500の完成度が高いからにほかなりません。精度保証がなされている通り、パラメータが一緒なら、いつも同じデータが出てくるので安定して使うことができます。あくまでMETROTOM 15001自体の性能重視、ソフトウェアで余計なことをしていないのも良いと思います。ブラックボックスがなく、非常にクリアなX線CT装置ですね。研究する立場としては非常に相性が良いと感じています」（大竹氏）。

図3 CT撮像から高精度3次元形状

現状では中間データの確認が重要

METROTOM 1500の性能はもちろん、カールツァイスのサポートにも満足していると語る大竹氏。「十分よくやっていただけています。何かあればすぐに駆け付け、親身になって話を聞いてくれます。さらにメンテナンスは4カ月に1回（年3回）と、本当にサポートが充実していると感じています。また、一般的にX線CT装置はトラブルが多いと聞きますが、当学のMETROTOM 1500はほとんどトラブルがありません。高精度で信頼性の高いMETROTOM 1500なら大学の研究分野はもちろん、官民問わず、検査施設や企業などの非破壊検査で大活躍するのではないでしょうか」（大竹氏）。