JP2001255286A

JP2001255286A - Ｘ線検査装置およびｘ線検査方法

Info

Publication number: JP2001255286A
Application number: JP2000068169A
Authority: JP
Inventors: Toru Miyata; 徹宮田; Toshiyuki Hebaru; 俊幸邉春; Takeshi Kitsukawa; 剛橘川
Original assignee: Hitachi Construction Machinery FineTech Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】画面に表示されたＸ線画像で観察すべき部分
の位置を見失うことなく確実にかつ容易に拡大できるＸ
線検出装置等を提供することにある。【解決手段】Ｘ線本体１８内にＸ線管２２、撮像装置
２５、被検体を移動させる３軸ステージ装置２４を備え
る。また検査作業の条件を与えかつ検査作業中に被検体
の移動等の指示を与えることができ、検査でＸ線画像を
表示できるコンピュータ１２等を備える。Ｘ線画像は７
３はＣＲＴ４８の画面１２ａに表示される。コンピュー
タはジョイスティック１４，１５、マウス１６等を備
え、そのメモリ４４に拡大処理プログラム４４ｂ等を格
納する。ボックスカーソル１０２を利用して画像の拡大
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＸ線検査装置および
Ｘ線検査方法に関し、特に、例えばプリント基板製品に
Ｘ線を照射し、その透過像を作って内部を透視し、当該
プリント基板製品内の多数の半田接続部（半田ボール
等）の良否を検査するＸ線を利用した検査装置および検
査方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線検査装置の従来技術として例えば特
開平６−３１７５４３号公報および特開平８−５１１３
１号公報を挙げる。これらの文献にはその従来技術の記
載の箇所でＸ線検査装置の基本構造が記述されている。
Ｘ線検査装置ではＸ線本体の検査室内にＸ線源（Ｘ線
管）とＸ線検出器（例えばイメージ・インテンシファイ
アとＣＣＤカメラからなる撮像装置）を設け、Ｘ線源か
ら照射されたＸ線がＸ線検出器に照射されるように構成
されている。Ｘ線源とＸ線検出器の間は、通常、不変の
一定間隔（例えば５００ｍｍ）に保たれている。検査対
象である被検体は、トレイに搭載されて、Ｘ線源とＸ線
検出器の間に配置される。Ｘ線源から出たＸ線は被検体
を透過し、Ｘ線検出器の検出面で結像する。Ｘ線検出器
の検出面上で被検体の透過像が作られる。Ｘ線検出器の
検出面の面積は一定であり、検出面の全面にＸ線が透過
した被検体の一部分の像が投影される。被検体の透過像
を拡大または縮小するときには、被検体を、Ｘ線源から
Ｘ線検出器の検出面への垂線に相当する照射軸に沿って
移動させる。このように被検体を移動させると、被検体
におけるＸ線の透過する部分の面積が変化し、これによ
り透過像の拡大率を変化させることができる。被検体の
透過像の拡大率は、通常、Ｘ線源・Ｘ線検出器間の距離
とＸ線源・被検体間の距離との比に基づいて決定され
る。

【０００３】Ｘ線検査装置におけるＸ線本体の検査室で
は、Ｘ線源とＸ線検出器の間にスペースを形成し、この
スペースに３軸ステージ装置を設けている。３軸ステー
ジ装置は、そのトレイを、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの
３つの軸方向へ移動させることができる。通常、Ｚ軸は
上記の照射軸に一致し、Ｘ軸とＹ軸は照射軸に直交する
平面を形成する軸である。かかる３軸ステージ装置のト
レイ上にプリント基板等の被検体が配置される。操作パ
ネルに設けられたジョイスティックやスイッチ等の操作
手段を操作することにより３軸ステージ装置におけるト
レイの位置を変えることができる。かかるトレイの位置
をＺ軸方向に移動させることによって透過像の拡大率が
変化される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のＸ線検査装置で
は、表示装置の画面に表示された或る低拡大率の画像に
おいて観察が必要な特定箇所を拡大するときに、構成の
上で次のような問題が起きる。表示装置の画面に表示さ
れた画像の特定箇所を拡大する場合、通常、第１ジョイ
スティックを操作することにより当該特定箇所を例えば
画面中央に移動させ、第２ジョイスティックで拡大率を
高くする。しかしながら、当該特定箇所が真に画面中央
にある場合にはその拡大画像を画面上で得ることができ
るが、特定箇所が画面中央からほんの僅かでもずれてい
ると、Ｘ線検査装置による拡大率が非常に大きい（例え
ば２００〜１５００倍）ので、画面の外に直ぐに出てし
まい、特定箇所を見失うということが起きる。従ってオ
ペレータは画像の拡大を行うときには画面上で非常に注
意深く観察すべき部分を監視することが要求され、検査
作業に大きな負担がかかる。また例えば半導体回路チッ
プ等が取りつけられたプリント基板等の検査では、プリ
ント基板の裏面の電気的接続部に作られる多数の半田ボ
ールの良否を検査する。この場合において、多数の微小
な半田ボールが等間隔で規則正しく並んでおり、不良な
半田ボールをより詳しく検査すべく拡大すると、画像の
上では、同じ円形の半田ボールが複数並んでいるだけで
あり、観察位置を見分ける特別なマークも存在しないた
め、プリント基板の裏面のどの箇所を検査しているが全
く分からなくなってしまう。すなわちプリント基板の裏
面の半田ボールの検査では、常時、注意深く検査してい
ても観察すべき部分を見失ってしまうという問題が起き
た。

【０００５】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、表示装置の画面に表示されたＸ線画像におい
て観察しようとする部分の位置を見失うことなく確実に
拡大することができ、さらに検査作業でオペレータに観
察の負担をかけず、倍率設定が簡単であり、設定された
拡大率に迅速に変更できるＸ線検出装置およびＸ線検出
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
Ｘ線検査装置は、上記の目的を達成するために、次のよ
うに構成されている。

【０００７】第１のＸ線検査装置（請求項１に対応）：
前提構成として、Ｘ線本体を有し、このＸ線本体は、Ｘ
線を発生するＸ線源（Ｘ線管）と、Ｘ線が照射される撮
像領域を有する撮像装置と、被検体を搭載しこれを移動
させるステージ装置（３軸ステージ装置）とを内部に備
えている。ステージ装置は、被検体を搭載し、かつＸ線
が被検体に照射されるようにＸ線源と撮像装置の間に配
置したトレイを有する。またＸ線検査装置は、検査作業
の条件を与えかつ検査作業中に被検体の移動等の指示を
与えることができ、ステージ装置の動作を制御して被検
体の位置を変更し、検査で得られたデータを処理してＸ
線画像を表示することのできる制御および演算処理を行
う装置（コンピュータ等）を備えている。ステージ装置
は、ステージコントローラからの制御指令に基づいてト
レイを３軸（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の各方向に移動させる。撮像
装置から出力されるビデオ信号は、演算処理装置（コン
ピュータ等、画像処理装置も含まれる）によって処理さ
れ、表示部（ＣＲＴ等）の画面にＸ線画像として表示さ
れる。演算処理装置を構成するコンピュータは所要の入
力装置（ジョイスティック、マウス、キーボード等）を
備え、さらにそのメモリに本発明に基づくＸ線画像を拡
大する方法を実施するための拡大処理プログラム等を格
納している。Ｘ線検査装置では、ステージ装置を動作さ
せることによりトレイを移動させ、被検体を前後左右に
動かして観察位置を変更しかつ被検体を上下に動かして
画面に表示されるＸ線画像の拡大率を変える。さらにＸ
線検査装置は、上記画面の画像表示領域に表示された上
記Ｘ線画像で拡大すべき観察範囲を指定する指定手段
（例えば画面上に表示されるボックスカーソルと、画面
上でかかる指定を可能する入力部と、入力部の操作に対
応して必要な処理動作を行う拡大処理プログラムの一
部）と、拡大指定前のＸ線画像と観察範囲の間で与えら
れる拡大比の関係を利用し、観察範囲内のＸ線画像が画
面の画像表示領域の全体に表示されるようにステージ装
置を動作させ、トレイを上下方向に動かす移動実行手段
（拡大処理プログラムの一部）とを備えている。移動実
行手段は、画面上に表示された低倍率のＸ線画像におい
て指定手段で拡大したい観察範囲を指定し、拡大の指示
を実行すると、当該観察範囲の部分のみが拡大して画面
の画像表示領域の全体に表示されるように、ステージ装
置のトレイ移動動作を制御する機能を有する。

【０００８】第２のＸ線検査装置は、上記の構成におい
て、好ましくは、指定手段は画面上に表示されたボック
スカーソルを含み、ボックスカーソルの内部領域が観察
範囲として定義され、これによって検査者はボックスカ
ーソルによって拡大後の表示領域を確認することができ
る（請求項２に対応）。従ってＸ線検査装置を操作する
検査者は、表示画面を見ているだけで、拡大しようとす
る箇所を見失うことはない。検査を軽い負担で行うこと
が可能となる。第３のＸ線検査装置は、さらに上記構成
において、好ましくは、画面に表示されたＸ線画像の中
心を基準にして固定の拡大比が指定されることを特徴と
する（請求項３に対応）。

【０００９】本発明に係るＸ線検査方法は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。

【００１０】第１のＸ線検査方法（請求項４に対応）：
前述した構成を有するＸ線検査装置に適用され、当該Ｘ
線検査装置で実施される検査方法であり、倍率を指定す
る工程と、画面の画像表示領域に表示されたＸ線画像で
指定された倍率に基づき拡大すべき観察範囲を指定する
工程と、拡大指定前の上記Ｘ線画像と上記観察範囲の間
で与えられる拡大比とを利用し、観察範囲の内部のＸ線
画像が画面の画像表示領域の全体に表示されるようにス
テージ装置を動作させてトレイを動かす工程と、からな
る検査方法である。第２のＸ線検査方法は、上記の方法
において、好ましくは、画面上に表示されたボックスカ
ーソルによって拡大すべき観察範囲が指定されることを
特徴とする（請求項５に対応）。さらに第３のＸ線検査
方法は、上記の方法において、好ましくは、画面に表示
されたＸ線画像の中心を基準にして固定の上記拡大比が
指定されることを特徴とする（請求項６に対応）。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は本発明に係るＸ線検査装置の代表的
な実施形態の全体的構成を外観的に示した装置の正面図
である。Ｘ検査装置装置のテーブル１１の上にはパーソ
ナルコンピュータのごときコンピュータ１２が置かれて
いる。コンピュータ１２は制御部としての各種機能を有
し、さらにデータ処理部としての各種機能を有してい
る。この実施形態によるＸ線検査装置では、コンピュー
タ１２に、表示装置の画面に表示されたＸ線画像を観察
しようとする部分の位置を見失うことなく確実に拡大等
することができる機能を備えている。制御部およびデー
タ処理部の構成とその機能は後で詳細に説明される。コ
ンピュータ１２は通常のディスクトップ型コンピュータ
であり、その表示装置（例えばＣＲＴ、以下ＣＲＴで説
明する）の画面１２ａには、Ｘ線検査装置を動作させる
ための情報、検査の結果得られるＸ線画像、コンピュー
タ１２に対して必要な指示を出すための指示用操作スイ
ッチが表示される。さらにコンピュータ１２には、オペ
レータが操作することにより所要の入力を行うための入
力装置として、キーボード１３、２本のジョイスティッ
ク１４，１５、マウス１６が付設されている。キーボー
ド１３では例えばキーを入力操作することによって所要
の文字データ等が入力され、あるいは後述するボックス
カーソルについて所定の操作が行われる。マウス１６に
よって、画面１２ａの上に表示された通常のカーソルや
ボックスカーソルを動かして所定の操作を行い、さらに
画面１２ａの上の表示内容を適宜に選択することにより
必要な入力が行われる。また図１において、通常、左側
のジョイスティック１４は、画面１２ａに表示される画
像を画面上で左右・上下の方向に移動させるための入力
操作器である。実際の動作としては、被検体を搭載する
後述の３軸ステージ装置のトレイについて当該トレイを
例えば水平な２次元（Ｘ軸とＹ軸）の方向に移動させる
ための入力操作器である。また右側のジョイスティック
１５は、手前側（縮小側）に引くことにより上記３軸ス
テージ装置のトレイを下方へ移動させて画面１２ａに表
示される画像の倍率を低くし、反対側（拡大側）に押す
ことにより３軸ステージ装置のトレイを上方へ移動させ
て当該画像の倍率を高くするための入力操作器である。
またコンピュータ１２の出力装置としては、表示部（Ｃ
ＲＴ等）である前述の画面１２ａと、テーブル１１の上
に配置されたプリンタ１７とが設けられている。上記テ
ーブル１１上にも受けられた機器は、コンピュータ１２
を利用する事により、Ｘ線検査装置の動作指示制御部、
検査データ出力部、検査データ処理部として構成されて
いる。

【００１３】図１においてテーブル１１の右側の側部に
Ｘ線本体１８が配置される。Ｘ線本体１８は縦長のボッ
クス形状を有し、正面の中央部に扉１９が設けられてい
る。扉１９の奥に検査室が形成されている。検査室は上
記３軸ステージ装置が配備されており、当該３軸ステー
ジ装置のトレイに被検体が搭載されている。被検体は扉
１９を開くことにより検査室へ取り込まれ、検査の際に
は扉１９は閉じられた状態にある。検査が行われるとき
には、被検体に対してＸ線が照射される。そのＸ線が扉
１９等を通して外部に漏れないように扉１９にはＸ線漏
洩防止構造が付されている。実際に扉１９には内部が覗
けるようにガラス窓が設けられているが、当該ガラス窓
は充分な強度を有し、かつ鉛等を含むように作ることに
よってＸ線の外部漏洩を防止している。Ｘ線本体１８に
おいて、扉１９が設けられる中央部に検査室が設けら
れ、この検査室の上側と下側のスペースを利用して、Ｘ
線を発射するＸ線源と、発射されたＸ線を受ける撮像装
置とが、検査室を間に置いて対向するような位置関係で
配置されることになる。

【００１４】図２は、上記のＸ線検査装置における制御
部（コンピュータ１２に関連する部分）の構造、Ｘ線本
体１８の内部構造、およびこれらの構造の間の関係、こ
れらの構造と各種の入力装置および出力装置との関係を
示している。Ｘ線本体１８は防護ボックス２１を備えて
いる。この防護ボックス２１の中には、上側からＸ線管
（Ｘ線源）２２、被検体２３を搭載した３軸ステージ装
置２４、撮像装置２５が配置されている。３軸ステージ
装置２４の配置箇所が前述の検査室である。３軸ステー
ジ装置２４は被検体２３を搭載するためのトレイを備え
ている。３軸ステージ装置２４は、被検体２３の観察部
位を変更すると同時に、被検体２３を上下させて拡大率
を変更することができる。３軸ステージ装置２４の詳細
な構造は後で図４を参照して具体的に説明される。防護
ボックス２１は、Ｘ線管２２から出力されたＸ線が外部
に漏れるのを防止するための構造である。前述の扉１９
のＸ線漏洩防止機構も、防護ボックス２１の一部をなし
ている。被検体２３は例えば集積回路チップが取り付け
られたプリント基板である。撮像装置２５は２つの要素
からなる。１つは、図１中上面に蛍光面（撮像領域）を
有し、被検体２３を透過したＸ線がこの蛍光面で受光さ
れると、Ｘ線透過画像の輝度を強めるイメージ・インテ
ンシファイヤ（以下「Ｉ．Ｉ」と記す）２６である。他
の１つは、例えばＣＣＤカメラのごときテレビカメラ２
７である。以下ではテレビカメラ２７はＣＣＤカメラ２
７として説明する。ＣＣＤカメラ２７はＩ．Ｉ２６の背
面に一体化して設けられ、撮像装置２５が構成される。
ＣＣＤカメラ２７は、被検体２３を透過したＸ線画像を
ビデオ信号で出力する。

【００１５】Ｘ線管２２はＸ線を発生する装置である。
矢印２８はＸ線管２２から出射されたＸ線を示してい
る。Ｘ線２８は被検体２３と３軸ステージ装置２４のト
レイとを透過してＩ．Ｉ２６の蛍光面に照射される。Ｘ
線管２２から発生するＸ線の強度等はＸ線コントローラ
２９によって制御される。Ｘ線コントローラ２９は、Ｘ
線本体１８の内部であって防護ボックス２１の外側に設
けられる。

【００１６】制御部３１は、前述のコンピュータ１２
と、ステージコントローラ３２と、画像処理装置３３と
から構成されている。ステージコントローラ３２は３軸
ステージ装置２４の動作、すなわちトレイの位置を制御
するための装置である。ステージコントローラ３２はコ
ンピュータ１２から動作に関する制御指令信号を与えら
れる。この制御指令信号に基づいてステージコントロー
ラ３２は３軸ステージ装置２４に対してその動作を実行
させるための駆動信号を与える。また３軸ステージ装置
２４は、動作を行う機構部分において所定箇所に配置さ
れたリミットスイッチやモータに付設された回転計を備
えている。これらのものから出力される信号はステージ
コントローラ３２に戻され、さらにコンピュータ１２に
帰還される。画像処理装置３３は撮像装置２５のＣＣＤ
カメラ２７から出力されるビデオ信号を入力し、映像信
号に関してアナログ信号からデジタル信号へのＡ／Ｄ変
換を行って被検体２３についてのＸ線透過画像の画像デ
ータを作成する。画像処理装置３３ではさらにＣＣＤカ
メラ２７から与えられる映像信号を積算処理して画像を
改善を行う働きも有している。画像処理装置３３で得ら
れた画像データはコンピュータ１２に送られる。

【００１７】図２に示した構成において、入力装置とし
ては前述のごときキーボード１３と２つのジョイスティ
ック１４，１５とマウス１６が設けられている。これら
の入力装置からの入力信号はコンピュータ１２に与えら
れる。また出力装置として表示装置、すなわち上記ＣＲ
Ｔの画面１２ａと、プリンタ１７とが設けられている。
さらに画面１２ａの表面にはいくつかの指示用操作スイ
ッチが表示され、この指示用操作スイッチを操作するこ
とによっても入力を行うことができる。

【００１８】次に図３を参照してコンピュータ１２と画
像処理装置３３の構成を説明する。コンピュータ１２は
ＭＰＵ４１、表示部コントローラ４３、メモリ４４、イ
ンターフェース回路４５，４６、これらを接続するバス
４７から構成される。メモリ４４については、図３でそ
の内部状態が明らかになるように示されている。メモリ
４４は、Ｘ線検査装置を動作させシステム全体を制御す
る検査処理プログラム４４ａ、本発明の特徴である後述
の拡大処理プログラム４４ｂを格納する領域を有すると
共に、処理で生成された各種のデータを保存する領域４
４ｃを有している。表示コントローラ４３は、上記の画
面１２を備えたＣＲＴ４８の表示内容を制御する。イン
ターフェース回路４５は入力側のインターフェース回路
であり、前述のキーボード１３、ジュイスティック１
４，１５、マウス１６等の入力装置とＭＰＵ４１との間
を接続するものである。さらに前述の通りＣＲＴ４８の
画面１２ａには「Ｘ２」、「ＰＲＥＳＥＴ」、「ＧＯ」
という３つの指示用操作スイッチ５１，５２，５３が入
力部として設けられている。これらの操作スイッチにつ
いても、入力操作が行われたときには、インターフェー
ス回路４５を介してＭＰＵ４１に対し指示内容が与えら
れる。インターフェース回路４６は出力側のインターフ
ェース回路である。インターフェース回路４６は、ＭＰ
Ｕ４１と、Ｘ線コントローラ２９およびステージコント
ローラ３２との間に設けられている。

【００１９】画像処理装置３３の部分に関しては、デコ
ーダ回路６１とＡ／Ｄ回路６２とタイミング回路６３、
さらに画像メモリ６６およびこれを制御するＭＰＵ６
４、ＭＰＵ６４に付設されたメモリ６５が示されてい
る。デコーダ回路６１は、撮像装置２５からのビデオ信
号を映像信号と同期信号に分離する回路である。Ａ／Ｄ
回路６２は、デコード回路６１で分離された映像信号を
Ａ／Ｄ変換してデジタル値にする。Ａ／Ｄ変換で得られ
たデジタル値は画像メモリ６６に送られ、画像データと
して画像メモリ６６に格納される。タイミング回路６３
には、デコード回路１０で分離された同期信号と、ＭＰ
Ｕ４１からバス４７を経由して送られる制御信号とが入
力される。タイミング回路６３は、デコード回路１０か
らの同期信号とＭＰＵ４１からの制御信号とに基づい
て、Ａ／Ｄ回路６２のＡＤ変換タイミングと、画像メモ
リ６６への書き込みタイミングを発生する。画像メモリ
６６は、タイミング回路６３のタイミング信号に従って
Ａ／Ｄ変換されたＸ線画像を格納するメモリである。画
像処理装置３３のＭＰＵ６４は、画像メモリ６６での画
像データの格納においてデータの管理を行う。そして上
記の表示部コントローラ４３は、画像メモリ６６あるい
はメモリ４４に保存された画像データをバス４７を経由
して呼び出し、ＣＲＴ４８の画面１２ａに表示する。

【００２０】図３において、Ｘ線管２２、被検体２３、
３軸ステージ装置２４、撮像装置２５に関する構成は図
２で説明した構成と同じものである。また画像メモリ６
６とデコード回路６１とＡ／Ｄ回路６２とタイミング回
路６３とＭＰＵ６４とメモリ６５の部分は破線で囲まれ
て示されている。破線で示したブロックは、前述の画像
処理装置３３に対応するものである。またデコード回路
６１とＡ／Ｄ回路６２とタイミング回路６３と画像メモ
リ６６等とからビデオキャプチャボードが構成される。

【００２１】図５に表示装置であるＣＲＴ４８の画面１
２ａに表示されたＸ線画像の一例を示す。図５におい
て、７１は画面１２ａにおける映像表示が可能な全体領
域であり、７２はＸ線画像７３と前述の指示用操作スイ
ッチ５１，５２，５３を表示する領域である。Ｘ線画像
７３は、例えば、半導体チップ（集積回路チップ）が取
り付けられたプリント基板における規則正しく並べられ
た複数の半田ボール（黒丸）の画像である。Ｘ線画像７
３の下辺に沿って「Ｘ２」スイッチ５１、「ＰＲＥＳＥ
Ｔ」スイッチ５２、「ＧＯ」スイッチ５３が並んでい
る。「Ｘ２」スイッチ５１は倍率を設定するためのスイ
ッチである。「ＰＲＥＳＥＴ」スイッチ５２は、拡大範
囲を指定するボックスカーソルを画面上に表示するモー
ドにするためのスイッチである。「ＧＯ」スイッチ５３
は、ボックスカーソルで指定された部分の拡大画像を撮
像するための実行スイッチである。これらの操作スイッ
チの使い方は後述される。

【００２２】図４を参照して３軸ステージ装置２４の具
体的な構造を説明する。被検体２３は、薄いカーボン板
で形成された床部を有するトレイ８１の上に搭載されて
いる。カーボン板はＸ線を透過させる特性を有する。ト
レイ８１は背面板８２に固定されている。背面板８２
は、Ｚ軸方向支持プレート８３において、両側の２つの
ガイドレール８４で案内されて自在に移動し得るように
取り付けられている。また背面板８２は、Ｚ軸方向支持
プレート８３の中央で縦方向に回転自在に設けられたネ
ジ棒８５と螺合するボールネジ機構（図示せず）を備え
ている。従って、Ｚ軸方向支持プレート８３の背面に設
けられた例えばパルスモータ（図示せず）と、プーリお
よびベルトを利用した動力伝達機構８６とによって、ネ
ジ棒８５を回転させると、背面板８２はＺ軸方向に移動
させられる。その結果、背面板８２に取りつけられたト
レイ８１もＺ軸方向に自在に移動させられることにな
る。

【００２３】次に上記Ｚ軸方向支持プレート８３はＸ軸
方向支持プレート８７に設けられている。Ｚ軸方向支持
プレート８３は、Ｘ軸方向支持プレート８７に対して、
例えば１本のガイドレール８８でＸ軸方向に移動し得る
ように取りつけられていると共に、ネジ棒８９、このネ
ジ棒８９を回転させる例えばパルスモータ９０、ネジ棒
８９と螺合するボールネジ機構（図示せず）とによっ
て、Ｘ軸方向に自在に移動させられる。さらに上記Ｘ軸
方向支持プレート８７はＸ軸基台９１に立てた状態で固
定されている。Ｘ軸方向支持プレート８７とＸ軸基台９
１はＸ軸方向ユニットを形成する。このＸ軸方向ユニッ
トは、Ｙ軸方向に設けられた２本のガイドレール９３の
上においてＹ軸方向に動き得るように設けられている。
また図４中左側のガイドレール９３に設けられたネジ棒
９４と、このネジ棒９４を回転させる例えばパルスモー
タ９５と、Ｘ軸基台９１の上に固定されかつネジ棒９４
と螺合するボールネジ機構９６とによって、Ｘ軸方向ユ
ニットは、Ｙ軸方向に自在に動かされる。

【００２４】上記の３軸ステージ装置２４の構成では、
各軸方向の移動動作を生じさせるパルスモータ９０，９
５等は前述のステージコントローラ３２から動作制御信
号を与えられることにより動作する。また３軸ステージ
装置２４にはその移動動作に制限を与えるためのいくつ
かのリミットスイッチが所定の箇所に設けられている。
ただしこれらのリミットスイッチの図示は省略されてい
る。またパルスモータ９０，９５等については、モータ
の回転動作量がステージコントローラ３２に与えられる
ように構成されている。以上の構成を有する３軸ステー
ジ装置２４によれば、トレイ８１上に搭載された被検体
２３は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸方向に自在に移動させられ
る。トレイ８１をＸまたはＹの軸方向に移動させること
によって被検体２３における観察箇所が変更され、また
トレイ８１をＺ軸方向に移動させることによって被検体
２３における観察領域の面積が変更され、その結果、画
面１２ａにおける画像の拡大率を変えることができる。
トレイ８１のＸまたはＹの軸方向の移動は、通常、前述
のジョイスティック１４を操作することによって行われ
る。トレイ８１のＺ軸方向の移動は、通常、前述のジョ
イスティック１５を操作することにより行われる。

【００２５】ただし本実施形態による３軸ステージ装置
２４の構成では、加えて、後述されるごとく、トレイ８
１のＸ，Ｙ，Ｚの各軸方向への移動が、ＣＲＴ４８の画
面１２ａに表示されたボックスカーソルの領域の位置ま
たは面積を変更操作することによって行うように構成さ
れている。ボックスカーソルの上記操作は、通常、マウ
ス１６またはキーボード１３によって行われる。なお左
側のジョイスティック１４を用いては、ボックスカーソ
ルを画面１２ａ上で左右・上下の方向に移動させ、また
右側のジョイスティック１５を用いてボックスカーソル
の領域面積を変え、画像の拡大率を変えるように構成す
ることもできる。

【００２６】図４において、トレイ８１の下方には撮像
装置２５が設置され、上方位置には図示しないＸ線管が
設置される。従ってトレイ８１に搭載された被検体２３
に対してＸ線は上方から照射され、被検体２３を透過し
たＸ線は撮像装置２５の上面の蛍光面に入射される。

【００２７】次に、本実施形態によるＸ線検査装置の特
徴的な動作、使用態様、操作態様を説明する。この説明
では、前述した図１〜図５で示した構成、およびＣＲＴ
４８の画面１２ａの表示例（図６〜図８）、トレイ８１
の上下方向（Ｚ軸方向）の位置変化に伴う被検体２３の
位置の変化（図９，図１０）、主要動作を示すフローチ
ャート（図１１）を参照して説明を行う。Ｘ線検査装置
による検査動作はメモリ４４に格納された検査処理プロ
グラム４４ａをＭＰＵ４１が実行することにより行われ
る。

【００２８】Ｘ線発生の動作と画像データの生成動作を
説明する。コンピュータ１２内のＭＰＵ４１は、キーボ
ード１３、ジョイスティック１４，１５、マウス１６な
どの入力装置からインターフェース回路４５を介して入
力された条件や、既にメモリ４４内に記録されている条
件等を用いて制御指令を作成し、この制御指令をインタ
ーフェース回路４６を介してＸ線コントローラ２９に与
え、Ｘ線コントローラ２９にＸ線管２２の動作条件に設
定する。Ｘ線コントローラ２９は、設定された条件に基
づきＸ線管２２を制御してＸ線を発生させる。発生した
Ｘ線は３軸ステージ装置２４上に載せられた被検体２３
を透過し、撮像装置２５上で結像する。撮像装置２５は
被検体２３のＸ線透過像についてのビデオ信号を出力す
る。このビデオ信号はデコード回路６１に入力される。
デコード回路６１は、入力されたビデオ信号を映像信号
と同期信号に分離し、映像信号をＡ／Ｄ回路６２に送
り、同期信号をタイミング回路６３に送る。

【００２９】タイミング回路６３は、上記同期信号とＭ
ＰＵ４１からの指令信号とに基づいて、Ａ／Ｄ回路６２
の変換タイミングを設定するタイミング信号と、Ａ／Ｄ
回路６２によりデジタル化した画像データを画像メモリ
６６に格納するタイミングを設定するタイミング信号を
出力する。以上のＡ／Ｄ回路６２によるＡ／Ｄ変換と画
像メモリ６６への格納を水平方向と垂直方向について１
画面にわたり繰り返すことで、ビデオ信号の１画面分を
画像メモリ６６に記録する。このデコード回路６１、Ａ
／Ｄ回路６２、画像メモリ６６、タイミング回路６３で
ビデオキャプチャボードとして使われる。また上記の例
ではＭＰＵ４１を介してタイミング信号を作ったが、ハ
ードウエアで実現することもできる。

【００３０】ＣＲＴ４８の画面１２ａに画像を表示する
ことは、常時更新されている画像メモリ６６の画像デー
タを表示部コントローラ４３を介して行われるか、ある
いは一旦、１画面をフリーズした後に画像メモリ６６か
らメモリ４４のデータ保存領域４４ｃへ転送した後、フ
ィルタ処理をした上で表示部コントローラ４３を介して
表示される。

【００３１】３軸ステージ装置２４の動作と被検体２３
の位置の変化を説明する。３軸ステージ装置２４の動作
を制御するステージコントローラ３２は、ＭＰＵ４１か
ら与えられる設定値に基づき３軸ステージ装置２４の駆
動制御を行う。前述の３軸ステージ装置２４の構造にお
いて、例えばジョイスティック１４を操作することによ
って、トレイ８１をＸ軸方向またはＹ軸方向に移動させ
ることにより被検体２３の撮像部位をＸＹ平面で移動さ
せることが可能となる。また３軸ステージ装置２４で例
えばジョイスティック１５を操作することによってトレ
イ８１をＺ軸方向に移動させることにより、Ｘ線管２２
と撮像装置２５の間に置かれた被検体２３を上下させ、
被検体２３とＸ線管２２の距離を変え、撮像装置２５で
の蛍光面（撮像領域２５ａ）に投射される被検体２３の
領域を変え、画像の拡大・縮小を行う。被検体２３の上
下方向の位置の変化状態を図９と図１０に示す。Ｘ線管
２２と撮像装置２５の間に位置する被検体２３はＸ線照
射軸２８ａに沿って垂直方向（Ｚ軸方向）に上下するこ
とで、被検体２３とＸ線管２２の距離ａを変え、撮像装
置２５での蛍光面（撮像領域２５ａ）に投射される被検
体２３の領域２３ａを変え、画像の拡大・縮小を行って
いる。図９と図１０でｂはＸ線管２２と撮像装置２５の
間の距離である。なおこれらの図では、被検体２３を、
図示の分かりやすさから矩形の破線で示している。

【００３２】上記において、画面１２ａに表示される画
像の拡大率は、撮像装置２５の撮像領域２５ａ上で、Ｘ
線管２２と撮像装置２５の投影面の間の上記距離ｂを、
Ｘ線管２２と被検体２３の間の距離ａで割ったｂ／ａで
表される。また撮像装置２５でＸ線画像が撮像された
後、ＣＲＴ４８の画面１２ａに表示されるまでの間に、
ＣＣＤカメラ２７のレンズ系やＣＲＴ４８の大きさによ
る拡大率Ｍｏ（光学的倍率）が存在することを配慮する
ことが必要である。このため総合した拡大率Ｍは、Ｍ＝
Ｍｏ×ｂ／ａとなる（ｂ／ａは幾何学的倍率である）。

【００３３】次に、上記構成に基づいて画面１２ａに表
示された画像を拡大する動作を説明する。画像の拡大
は、オペレータが画面１２ａに表示された画像を見なが
ら、必要なところを拡大する操作に基づいて実行される
処理である。この拡大動作のためにＭＰＵ４１はメモリ
４４内に保存される拡大処理プログラム４４ｂを呼び出
して実行する。図１１のフローチャートは拡大処理プロ
グラム４４ｂで実施される要部の動作手順（処理内容お
よび操作手順）を示している。また図２から図６は、拡
大処理が行われるときの画面１２ａに表示されたＸ線画
像の変化を示している。

【００３４】次に本実施形態によるＸ線検査装置におけ
るＸ線画像の拡大の操作および処理を説明する。

【００３５】まず３軸ステージ装置２４について、被検
体２３を載せたトレイ８１をジョイスティック１４，１
５を操作することにより移動させ、低倍率状態（例えば
１０倍程度）で、被検体２３における観察したい所定範
囲（観察位置）の画像を、Ｘ線検査装置で撮像し、ＣＲ
Ｔ４８の画面１２ａに表示させる（ステップＳ１１）。
その状態が図５に示される。図５に示されたＸ線画像７
３において等間隔で規則正しく配列される複数の黒丸１
０１は、前述の通り、プリント基板に形成された半田ボ
ールである。このことは図６〜図８でも同じである。

【００３６】Ｘ線画像７３では、矩形の領域（画像表示
領域）において横の上辺に対してＤｘとＬｘが定義さ
れ、縦の左辺に対してＤｙとＬｙが定義されている。Ｄ
ｘはＸ線画像７３における画面上の横の表示ドット数を
表し、ＤｙはＸ線画像７３における画面上の縦の表示ド
ット数を表す。またＬｘとＬｙはそれぞれ画像表示領域
の横辺の長さをＤＬｘ、縦辺の長さをＤＬｙとし、かつ
前述の総合拡大率をＭとするとき、Ｌｘ＝ＤＬｘ／Ｍ、
Ｌｙ＝ＤＬｙ／Ｍとして与えられる。

【００３７】ステップＳ１１では、さらに、図５に示さ
れた画面１２ａのＸ線画像７３において観察位置の平面
座標（Ｘｃ，Ｙｃ）が求められる。当該観察位置の平面
座標は、通常、Ｘ線画像７３の中心位置である。さらに
前述のごとく、総合拡大率Ｍと画面１２ａ上のＸ線画像
の大きさとから、表示されている範囲（Ｌｘ，Ｌｙ）を
求める（ステップＳ１２）。この範囲が画像表示領域で
ある。以上において、図５に示されたＸ線画像７３は、
３軸ステージ装置２４におけるトレイ８１のＸとＹの各
軸方向の移動に伴って画面１２ａ上の画像が変化する動
画である。

【００３８】上記の状態で、ＣＲＴ４８の画面１２ａ上
の画像表示ウィンドにあるＸ２スイッチ５１を押して倍
率を決める（ステップＳ１３）。この例の場合、倍率は
例えば２倍である。Ｘ２スイッチ５１およびこれに関連
するステップＳ１３の部分は倍率を指定する手段（倍率
指定手段）として機能する。

【００３９】次に、図５に示された状態でＣＲＴ４８の
画面１２ａ上の画像表示ウィンドにあるＰＲＥＳＥＴス
イッチ５２を押して、ボックスカーソル１０２を表示す
る（ステップＳ１４）。この状態を図６に示す。このと
きのボックスカーソル１０２の大きさはＸ２スイッチ５
１で与えられた拡大率に従って変化する。説明では簡単
のため拡大率を２倍としている。このとき、ボックスカ
ーソル１０２は、その幅（Ｃｘ，Ｃｙ）が画面上の表示
ドット数の１／２である（Ｄｘ／２，Ｄｙ／２）で示さ
れ、ボックスカーソルの起点（ＤＸ₁，ＤＹ₁）が（Ｄ
Ｘ₁，ＤＹ₁）＝（Ｄｘ／４，Ｄｙ／４）として、画像
の中心に表示される（ステップＳ１４）。なお拡大率が
変われば、ボックスカーソル１０２の幅（Ｃｘ，Ｃｙ）
はその逆数に比例して縮小する。

【００４０】次にボックスカーソル１０２をマウス１６
等で移動して、拡大する範囲をボックスカーソル１０２
で囲む（ステップＳ１５）。この状態を図７に示す。こ
のときにはボックスカーソル１０２の起点は（ＤＸ₂，
ＤＹ₂）となる。

【００４１】上記の操作で、カーソルボックス１０２
は、画像表示領域で表示されたＸ線画像７３において、
検査者が拡大したいと考える観察領域を決めるための手
段である。ボックスカーソル１０２とこれの表示・移動
等に関連する拡大処理プログラムの部分（ステップＳ１
４，Ｓ１５）の部分は拡大観察範囲指定手段として機能
する。検査者にとっては、ボックスカーソル１０３の枠
で囲まれた内部に位置するＸ線画像の部分が、指定され
た拡大率で拡大されることを明瞭に理解することができ
る。

【００４２】次に上記の状態でＧＯスイッチ５３が押さ
れると、最初のボックスカーソル１０２の起点からの移
動ドット数を計数して、これと、拡大表示されている範
囲（Ｌｘ，Ｌｙ）とから、３軸ステージ装置２４でのト
レイ８１（被検体２４）の移動距離を算出する（ステッ
プＳ１６）。この場合に、移動距離Ｘ，Ｙは、Ｘ＝Ｘｃ
＋（ＤＸ₂−ＤＸ₁）×Ｌｘ／Ｄｘ、Ｙ＝Ｙｃ＋（ＤＹ
₂−ＤＹ₁）×Ｌｙ／Ｄｙとなる。この距離を移動する
ことで、観察したい範囲が画像表示ウィンドの中心に設
定されることになる。次に図１０に示すように、３軸ス
テージ装置２４を動作させてトレイ８１をＺ軸に沿って
上方に移動させることにより被検体２３を上昇させる
（ステップＳ１７）。図９は、図５〜図７で示された拡
大前の現在の画面状態のときの被検体２３の位置を示し
ている。かかる図９に比較して、図１０による被検体２
３の位置では、幾何学的倍率Ｍｇ＝ｂ／ａが現在の２倍
となるように、ａが１／２となる位置に移動されてい
る。このため、図８に示されるごとく、ＣＲＴ４８の画
面１２ａにおける画像は、図７で指定されたボックスカ
ーソル１０２の範囲の画像となり、半田ボール１０１の
大きさの対比で明らかなように、２倍に拡大される。

【００４３】光学的倍率ＭｏはＣＣＤカメラ２７のレン
ズ系やＣＲＴ４８の大きさで決まるので、拡大率がｎ倍
であれば、ａが１／ｎになる位置に被検体２３を移動さ
せればよい。

【００４４】以上のＧＯスイッチ５３を押す操作に基づ
いて行われるステップ１６，１７の内容は、ボックスカ
ーソル１０２で指定された拡大すべき観察領域を、画面
１２で実際に表示する動作である。このためには、前述
の３軸ステージ装置２４を動作させて拡大率を満たすよ
うに実際に被検体２３がＺ軸方向に移動させられる。上
記ＧＯスイッチ５３は拡大処理を開始するための手段と
して機能し、かつステップＳ１６，１７の部分は移動実
行手段として機能する。

【００４５】図１１で示された拡大処理プログラム４４
ｂで実行されるフローチャートの要部を機能ブロック図
で示すと、図１２のごとくなる。この図では、Ｘ線本体
１８が簡略化して示され、前述のコンピュータ（ＭＰＵ
４１、画像メモリ６６、メモリ４４等）やステージコン
トローラ３２、画像処理装置３３の部分１１０も機能と
いう観点で表現されている。３軸ステージ装置２４で
は、トレイ８１を移動させる部分を機構部２４Ａとして
示している。また点線部分には、通常的に画像作成表示
部１１１と演算処理部１１２が含まれ、さらに前述の移
動実行手段１１３が含まれる。また入力操作を行う部分
として、前述の倍率指定手段１１４と拡大観察範囲指定
手段と、拡大処理開始手段１１６とが設けられている。

【００４６】また前述の画像メモリ６６は、ボックスカ
ーソル１０２と画像表示ウィンドの画像とを重ね合わせ
られるように、動画表示用と重ね合わせ用の複数のフレ
ームが存在するように構成され、これらを、表示部コン
トローラ４３が合成して画面１２ａに表示を行う。

【００４７】本発明によるＸ線検出装置は次のように変
形することができる。前述の実施形態の説明では、拡大
率をＸ２スイッチ５１を押すことで決定したが、ボック
スカーソル１０２をマウス１６等で変形させて、拡大率
を算出してもよい。この場合、ボックスカーソルの縦横
比は、Ｘ線画像と同じように変化させられるものとす
る。拡大率はＤｘ／Ｃｘで求められる。また幾何学的倍
率ＭｇはＣｘ／Ｄｘ倍となるように設定される。上記の
場合にも倍率指定手段が構成される。

【００４８】また上記のごとくボックスカーソルを使用
して、あるいはボックスカーソルを使用せず、ＧＯスイ
ッチ５３が押されるたびに、常に画像の中心を基準にし
て例えば固定の係数値で設定された倍率だけ拡大するよ
うに構成してもよい。また拡大率をキ−ボ−ド１３から
直接入力してもよい。

【００４９】上記実施形態では動画像上にボックスカー
ソルを表示して拡大をしたが、動画像を一旦フリーズし
てメモリ４４内に取り込んだ後、画像表示ウィンドとは
別のウィンドを開き、これにフリーズした画像とボック
スカーソルとを表示することで、これをベースにして画
像表示ウィンドに表示される画像を拡大することができ
るように構成することもできる。

【００５０】また縮小する場合には、その縮小率に合わ
せて被検体２３のＺ軸方向における位置を変え、幾何学
的倍率Ｍｇを変更すればよい。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、ボックスカーソルを利用した構成等を設けるよう
にしたため、Ｘ線検査装置の表示装置の画面に表示され
たＸ線画像において観察しようとする部分の位置を見失
うことなく確実に拡大等を行うことができ、検査作業で
検査オペレータに観察の負担をかけず容易に拡大等を行
うことができ、さらに、倍率設定が簡単であり、設定さ
れた拡大率に迅速に変更できるという効果が発揮され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線検査装置の一実施の形態の全体構
成図を示す正面図である。

【図２】本発明のＸ線検査装置の一実施の形態の内部の
システム構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の装置を構成するコンピュータと画像処
理装置の内部構造を詳細に示すブロック図である。

【図４】本発明の装置を構成する３軸ステージ装置の機
構的な部分を示した斜視図である。

【図５】本発明の装置を構成する表示装置の画面に表示
されたＸ線画像の一例を示す図である。

【図６】本発明の装置を構成する表示装置の画面上にボ
ックスカーソルを表示した例を示す図である。

【図７】本発明の装置を構成する表示装置の画面上でボ
ックスカーソルを用いて拡大すべき観察範囲を指定した
状態を示す図である。

【図８】本発明の装置を構成する表示装置の画面上で拡
大されたＸ線画像を示す図である。

【図９】本発明のＸ線検査装置により被検体を拡大する
前の状態を示す動作説明図である。

【図１０】本発明のＸ線検査装置により被検体を拡大す
る後の状態を示す動作説明図である。

【図１１】本発明の装置を構成する拡大処理プログラム
の要部の操作および動作の手順を示すフローチャートで
ある。

【図１２】本発明の装置を構成する拡大処理プログラム
の内容を装置的に表現した機能ブロック図である。

【符号の説明】

１２コンピュータ１２ａ画面１３キーボード１４，１５ジョイスティック１６マウス１８Ｘ線本体２２Ｘ線管２３被検体２４３軸ステージ装置２５撮像装置

フロントページの続き (72)発明者橘川剛茨城県土浦市神立町650番地日立建機ファインテック株式会社内Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA11 CA01 DA01 DA09 FA06 GA06 GA08 HA01 HA07 HA13 JA07 JA12 JA13 JA16 JA20 KA03 LA11 MA05 PA11 PA14 SA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線が照
射される撮像領域を有する撮像装置と、被検体が搭載さ
れかつ前記Ｘ線が前記被検体に照射されるように前記Ｘ
線源と前記撮像装置の間に配置したトレイを有すると共
にこのトレイを３軸方向に移動させるステージ装置と、
前記撮像装置から出力されるビデオ信号を処理して表示
部の画面にＸ線画像を表示する演算処理装置とを備え、
前記ステージ装置の動作で前記トレイを移動させること
により前記被検体を前後左右に動かして観察位置を変更
しかつ前記被検体を上下に動かして前記画面に表示され
る前記Ｘ線画像の拡大率を変えるＸ線検査装置におい
て、前記画面の画像表示領域に表示された前記Ｘ線画像で拡
大すべき観察範囲を指定する指定手段と、拡大指定前の前記Ｘ線画像と前記観察範囲の間で与えら
れる拡大比の関係を利用し、前記観察範囲内のＸ線画像
が前記画面の画像表示領域の全体に表示されるように前
記ステージ装置を動作させ、前記トレイを上下方向に動
かす移動実行手段と、を備えることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】前記指定手段は前記画面上に表示された
ボックスカーソルを含み、前記ボックスカーソルの内部
領域が前記観察範囲となり、前記ボックスカーソルによ
って拡大後の表示領域が確認されることを特徴とする請
求項１記載のＸ線検査装置。
【請求項３】前記画面に表示された前記Ｘ線画像の中
心を基準にして固定の前記拡大比が指定されることを特
徴とする請求項１または２記載のＸ線検査装置。
【請求項４】Ｘ線を発生するＸ線源と、前記Ｘ線が照
射される撮像領域を有する撮像装置と、被検体が搭載さ
れかつ前記Ｘ線が前記被検体に照射されるように前記Ｘ
線源と前記撮像装置の間に配置したトレイを有すると共
にこのトレイを３軸方向に移動させるステージ装置と、
前記撮像装置から出力されるビデオ信号を処理して表示
部の画面にＸ線画像を表示する演算処理装置とを備え、
前記ステージ装置の動作で前記トレイを移動させること
により前記被検体を前後左右に動かして観察位置を変更
しかつ前記被検体を上下に動かして前記画面に表示され
る前記Ｘ線画像の拡大率を変えるＸ線検査装置に適用さ
れ、倍率を指定する工程と、前記画面の画像表示領域に表示された前記Ｘ線画像で、
指定された前記倍率に基づき拡大すべき観察範囲を指定
する工程と、拡大指定前の前記Ｘ線画像と前記観察範囲の間で与えら
れた拡大比を利用し、前記観察範囲の内部のＸ線画像が
前記画面の前記画像表示領域の全体に表示されるように
前記ステージ装置を動作させて前記トレイを動かす工程
と、からなることを特徴とするＸ線検査方法。
【請求項５】前記画面上に表示されたボックスカーソ
ルによって拡大すべき前記観察範囲が指定されることを
特徴とする請求項４記載のＸ線検査方法。
【請求項６】前記画面に表示された前記Ｘ線画像の中
心を基準にして固定の前記拡大比が指定されることを特
徴とする請求項４または５記載のＸ線検査方法。