【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムイオン電池の内部や各種電気製品の内蔵回路基板などを、Ｘ線を用いて検査するＸ線断層検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リチウムイオン電池の内部や各種電気製品の内蔵回路基板などの微細化や複雑化にともない、各種製品を分解することなく内部を高精度に検査する方法が求められており、Ｘ線を用いて行う方法があった。
【０００３】
従来のＸ線断層検査方法は、Ｘ線源から検査対象物にＸ線を照射し、検査対象物からの透過Ｘ線像をＸ線撮像装置によって検出していた。しかし、検出する際に、目的とする断層の像とそれ以外の像が重なり検出精度を低下させてしまうという課題があった。
【０００４】
そこで、検査対象物に対するＸ線の照射角度を変化させて複数回撮像し、複数の透過Ｘ線画像間の対応するそれぞれの部分について、透過Ｘ線量が最も多い画像を積極的に選択して合成することにより、目的とする断層以外の像が含まれない透過Ｘ線画像が得られ、コントラストを低下させることなく、検査対象物内の目的とする断層のＸ線断層像が鮮明に検出できるというＸ線断層検査方法があった（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２６５４８７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したような従来の方法では、検査対象物が立体物である場合、Ｘ線の照射軸に角度をもたせて撮像すると、撮像される検査対象物の画像が変形してしまい、高精度にＸ線断層検査を行うことが困難であった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、検査対象物に対するＸ線の照射軸の角度を変化させて撮像する工程と、あらかじめ設定された撮像対象領域情報をもとに撮像された画像内の検査位置を検出する工程と、撮像した複数の画像内の検出された同一の検査位置を部分毎に比較する工程と、前記比較した部分画像をしきい値により選択する工程と、前記選択した部分画像により画像を再構成する工程とを有することにより、高精度にＸ線断層検査を行うことが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施の形態におけるＸ線断層検査装置の概略構成図である。
【００１０】
１は検査対象物、２は検査対象物１を載置するステージ、３はステージ２を回転動作させる回転機構、４は検査対象物１にＸ線を照射するＸ線源、５はＸ線源４から検査対象物１に照射されたＸ線を撮像するＸ線撮像装置、６はＸ線撮像装置５で撮像された画像を処理する画像処理装置、７はＸ線源４を移動させるＸ線源移動機構、８はＸ線撮像装置を移動させる撮像装置移動機構である。Ｘ線源４およびＸ線撮像装置５をそれぞれＸ線源移動機構７および撮像装置移動機構８により移動させることにより、検査対象物１に対するＸ線の照射角度を変化させて撮像することが可能となる。また、検査対象物１を回転機構３により回転移動させることにより、検査対象物１を複数方向から撮像することが可能となる。したがって、検査対象物１の回転移動とＸ線源４およびＸ線撮像装置５の直線移動との組み合わせにより、様々な照射角度および照射方向で検査対象物１を撮像することが可能となる。
【００１１】
図２は本発明の一実施の形態における画像処理のフローチャートである。
【００１２】
まず、基準となるＸ線画像を撮像する（Ｓ１）。例えば、図１において検査対象物１とＸ線照射角度が直交し、検査対象物１の中心がＸ線撮像装置５で撮像する画像の中心となるような状態を撮像する。
【００１３】
次に、あらかじめ設定されている撮像対象領域情報をもとに基準Ｘ線画像撮像（Ｓ１）で撮像した画像内での検査位置情報を検出する（Ｓ２）。検出方法としては、一般的に用いられるパターンマッチング法を用いる。
【００１４】
次に、Ｘ線照射角度を変化させＸ線画像を撮像する（Ｓ３）。
【００１５】
次に、あらかじめ設定されている撮像対象領域情報をもとにＸ線画像撮像（Ｓ３）で撮像した画像内での検査位置情報を検出する（Ｓ４）。
【００１６】
ここで、検査位置情報の検出方法について図３から図４を用いて説明する。
【００１７】
図３は検査対象物１とＸ線断層検査装置との位置関係を示す図である。
【００１８】
θは検査対象物１の検査対象面とＸ線照射軸とのなす角度である。
【００１９】
図３ではＸ線照射軸が検査対象物１の中心と交わっており、Ｘ線画像撮像（Ｓ３）で撮像した画像における検査対象物１の位置は、基準Ｘ線画像における検査対象物１の位置と比較しても変化が少なく、また、Ｘ線源４とＸ線撮像装置５とを平行移動するため、検査対象物１が縮小して撮像されることも少ないため、撮像画像上の寸法にはほとんど変化が生じない。
【００２０】
しかし、検査対象物１が立体形状である場合、Ｘ線照射軸が角度θをもっていると、図４（ａ）の９ａに示すように実際の形状と異なった画像として撮像される。そこで、図４（ｂ）に示すような、撮像対象領域情報をあらかじめ設定しておき、図４（ａ）と図４（ｂ）を比較し、図４（ｃ）の９ｃに示すような検査位置情報と１０に示すような不要な情報とを検出する。
【００２１】
また、位置検出をより高精度に行うため、目的とする断層に基準となるマークを設け、マークを基準にして検査位置情報の検出を行うようにしてもよい。
【００２２】
ただし、Ｘ線源４からＸ線撮像装置５までの距離が変化し、撮像画像の濃度は低下するため、撮像された画像に対し濃度を補正する必要がある。
【００２３】
次に、Ｘ線画像撮像（Ｓ３）で撮像し、検査位置情報検出（Ｓ４）で位置検出された画像と、基準Ｘ線画像撮像（Ｓ１）で撮像し、検査位置情報検出（Ｓ２）で位置検出された画像とで同一の検査位置を部分的に濃度比較し、より適正な濃度画像を採用し、部分的に画像を再構成する（Ｓ５）。
【００２４】
ここで、濃度比較し再構成する方法について図５から図６を用いて説明する。
【００２５】
図５は検査対象物１のモデル図である。
【００２６】
１１は検査対象物１の検査対象面、１２は検査対象面１１上に存在するパターン、１３は検査対象面１１上に存在しない不要なパターン、１４は第一のＸ線照射角度、１５は第二のＸ線照射角度、１６は第三のＸ線照射角度である。第一のＸ線照射角度１４でＸ線を照射し撮像した画像を図６（ａ）、第二のＸ線照射角度１５でＸ線を照射し撮像した画像を図６（ｂ）に示す。１７ａと１７ｂ、１８ａと１８ｂ、１９ａと１９ｂ、２０ａと２０ｂは、図６（ａ）、図６（ｂ）の画像間で互いに対応する検査対象物１内の同一部分画像であり、下記ルールを適用して比較演算処理する。
【００２７】
まず、画像濃度の薄い方の画像が不要なパターンを含まない画像として採用する。但し、異物を検出する場合や画像濃度の薄い方の画像濃度がしきい値を越え本来必要なパターンが含まれていない場合には、検出すべき領域内で画像濃度の濃い方の画像を採用する。
【００２８】
上記しきい値は、既知のパターンによるＸ線減衰量とバラツキ量から想定される画像濃度値であり、本来目的とするパターンが存在すれば越えることのない画像濃度値とする。また、しきい値は画像内で一定の値とは限らず、画像の部分毎に個別に設定されるものであってもよい。
【００２９】
以上のような濃度比較、再構成処理を画像全体で行うことにより、図６（ｃ）に示すような目的とする断層の画像を強調した画像を得ることが可能となる。
【００３０】
次に、撮像終了か判断し（Ｓ７）、撮像終了であれば終了し（Ｓ８）、撮像終了でなければ、Ｘ線画像撮像（Ｓ３）から繰り返す。Ｘ線画像撮像（Ｓ３）から繰り返す場合には、濃度比較、再構成（Ｓ５）に用いる画像は、新しくＸ線画像撮像（Ｓ３）にて撮像したＸ線画像と前回濃度比較、再構成（Ｓ５）にて再構成した画像を用いる。図６（ｄ）は図５に示す第三のＸ線照射角度１６等、様々な角度でＸ線を照射して撮像し、一連の処理を繰り返すことにより、図６（ｃ）の２１に示すような本来含まれないパターンを画像から除去し、より目的とする断層の画像を強調した画像であり、本来目的とする断層の画像の理想型である。
【００３１】
以上のように本発明の一実施の形態によれば、従来のＸ線断層検査方法に比べ、より目的とする断層の画像を強調したＸ線断層画像を得ることが可能となり、製品の内部を高精度に検査することが可能となる。
【００３２】
また、本発明の一実施の形態においては、Ｘ線の照射軸と検査対象物１との角度を変化させて撮像する方法として、Ｘ線源４およびＸ線撮像装置５を線源移動機構７および撮像装置移動機構８により移動させ、検査対象物１を回転機構３により回転移動させる方法を用いて説明したが、これに限られるものではなく、Ｘ線源４およびＸ線撮像装置５のみを移動させる方法や検査対象物１のみを移動させる方法を用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、より目的とする断層の画像を強調した高精度なＸ線断層画像を得ることが可能となり、製品の内部を高精度に検査することが可能となる。さらに、目視視認性および自動画像処理の適用性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるＸ線断層検査装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態における画像処理のフローチャート
【図３】検査対象物とＸ線断層検査装置との位置関係を示す図
【図４】撮像画像と撮像対象領域情報の模式図
【図５】検査対象物の概略モデル図
【図６】画像処理の模式図
【符号の説明】
１ 検査対象物
２ ステージ
３ 回転機構
４ Ｘ線源
５ Ｘ線撮像装置
６ 画像処理装置
７ Ｘ線源移動機構
８ 撮像装置移動機構[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray tomographic inspection method for inspecting the inside of a lithium ion battery, a built-in circuit board of various electric appliances, and the like using X-rays.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the miniaturization and complexity of the inside of lithium-ion batteries and the built-in circuit boards of various electric products, there has been a demand for a method for inspecting the inside of various products with high accuracy without disassembling them. There was a way to do it.
[0003]
In a conventional X-ray tomographic inspection method, an X-ray source irradiates an X-ray to an inspection target, and a transmitted X-ray image from the inspection target is detected by an X-ray imaging device. However, at the time of detection, there is a problem that an image of a target tomographic image and another image overlap, and the detection accuracy is reduced.
[0004]
Therefore, imaging is performed a plurality of times while changing the X-ray irradiation angle on the inspection object, and for each corresponding portion between the plurality of transmitted X-ray images, the image having the highest transmitted X-ray dose is positively selected and synthesized. By doing so, it is possible to obtain a transmission X-ray image that does not include an image other than the target tomographic image, and to clearly detect the X-ray tomographic image of the target tomographic image in the inspection object without lowering the contrast. There has been an X-ray tomographic inspection method (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-6-265487 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method as described above, when the inspection object is a three-dimensional object, if the image is taken with the X-ray irradiation axis at an angle, the image of the inspection object to be imaged is deformed, resulting in high accuracy. It was difficult to perform an X-ray tomographic examination.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a process of imaging by changing an angle of an X-ray irradiation axis with respect to an inspection target, and an inspection process in an image captured based on preset imaging target region information. A step of detecting a position, a step of comparing the same detected inspection position in a plurality of captured images for each part, a step of selecting the compared partial image by a threshold value, and a step of selecting the selected partial image And the step of reconstructing an image by the method described above, the X-ray tomography can be performed with high accuracy.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0009]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an X-ray tomography apparatus according to an embodiment of the present invention.
[0010]
1 is an inspection object, 2 is a stage on which the inspection object 1 is mounted, 3 is a rotating mechanism for rotating the stage 2, 4 is an X-ray source for irradiating the inspection object 1 with X-rays, and 5 is an X-ray source 4 is an X-ray imaging apparatus that captures X-rays radiated to the inspection object 1 from the X-ray imaging apparatus; 6 is an image processing apparatus that processes an image captured by the X-ray imaging apparatus 5; 7 is an X-ray that moves the X-ray source 4 A source moving mechanism 8 is an imaging device moving mechanism for moving the X-ray imaging device. By moving the X-ray source 4 and the X-ray imaging device 5 by the X-ray source moving mechanism 7 and the imaging device moving mechanism 8, respectively, it is possible to change the X-ray irradiation angle on the inspection object 1 and perform imaging. Become. In addition, by rotating the inspection target 1 by the rotation mechanism 3, it is possible to image the inspection target 1 from a plurality of directions. Therefore, by combining the rotational movement of the inspection object 1 and the linear movement of the X-ray source 4 and the X-ray imaging device 5, the inspection object 1 can be imaged at various irradiation angles and irradiation directions.
[0011]
FIG. 2 is a flowchart of the image processing according to the embodiment of the present invention.
[0012]
First, an X-ray image serving as a reference is captured (S1). For example, in FIG. 1, an image is captured in a state where the X-ray irradiation angle is orthogonal to the inspection target 1 and the center of the inspection target 1 is the center of the image captured by the X-ray imaging device 5.
[0013]
Next, based on preset imaging target area information, inspection position information in an image captured by the reference X-ray imaging (S1) is detected (S2). As a detection method, a commonly used pattern matching method is used.
[0014]
Next, an X-ray image is captured by changing the X-ray irradiation angle (S3).
[0015]
Next, inspection position information in an image captured by X-ray imaging (S3) is detected based on preset imaging target area information (S4).
[0016]
Here, a method of detecting inspection position information will be described with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between the inspection object 1 and the X-ray tomography apparatus.
[0018]
θ is the angle between the inspection target surface of the inspection target 1 and the X-ray irradiation axis.
[0019]
In FIG. 3, the X-ray irradiation axis intersects the center of the inspection target 1, and the position of the inspection target 1 in the image captured by the X-ray imaging (S3) is the position of the inspection target 1 in the reference X-ray image. And the X-ray source 4 and the X-ray imaging device 5 are moved in parallel, so that the inspection object 1 is less likely to be imaged at a reduced size. Hardly changes.
[0020]
However, when the inspection object 1 has a three-dimensional shape, if the X-ray irradiation axis has an angle θ, an image different from the actual shape is captured as shown by 9a in FIG. Therefore, imaging target area information as shown in FIG. 4 (b) is set in advance, and FIG. 4 (a) is compared with FIG. 4 (b), and an inspection as shown at 9c in FIG. 4 (c) is performed. The position information and unnecessary information as shown in 10 are detected.
[0021]
In addition, in order to perform position detection with higher accuracy, a mark serving as a reference may be provided on a target tomogram, and the inspection position information may be detected with reference to the mark.
[0022]
However, since the distance from the X-ray source 4 to the X-ray imaging device 5 changes and the density of the captured image decreases, it is necessary to correct the density of the captured image.
[0023]
Next, an image captured by the X-ray image capturing (S3), a position detected by the inspection position information detection (S4), and an image captured by the reference X-ray image capturing (S1), and a position detected by the inspection position information detection (S2). The same inspection position is partially compared in density with the detected image, a more appropriate density image is adopted, and the image is partially reconstructed (S5).
[0024]
Here, a method of performing density comparison and reconstructing will be described with reference to FIGS.
[0025]
FIG. 5 is a model diagram of the inspection object 1.
[0026]
Reference numeral 11 denotes an inspection target surface of the inspection target 1, reference numeral 12 denotes a pattern existing on the inspection target surface 11, reference numeral 13 denotes an unnecessary pattern not existing on the inspection target surface 11, reference numeral 14 denotes a first X-ray irradiation angle, and reference numeral 15 denotes a A second X-ray irradiation angle, 16 is a third X-ray irradiation angle. FIG. 6A illustrates an image captured by irradiating X-rays at the first X-ray irradiation angle 14, and FIG. 6B illustrates an image captured by irradiating X-rays at the second X-ray irradiation angle 15. 17a and 17b, 18a and 18b, 19a and 19b, and 20a and 20b are the same partial images in the inspection object 1 corresponding to each other between the images in FIGS. 6 (a) and 6 (b). Apply and perform the comparison operation processing.
[0027]
First, an image with a lower image density is adopted as an image that does not include an unnecessary pattern. However, when detecting a foreign substance or when the image density of the lighter image density exceeds the threshold value and does not include an originally required pattern, the image with the higher image density in the area to be detected is adopted. I do.
[0028]
The threshold value is an image density value assumed from the amount of X-ray attenuation and the variation amount of a known pattern, and is set to an image density value which does not exceed the target pattern if it exists. The threshold value is not limited to a constant value in the image, but may be set individually for each part of the image.
[0029]
By performing the above-described density comparison and reconstruction processing on the entire image, it is possible to obtain an image in which the image of the target tomographic image as shown in FIG.
[0030]
Next, it is determined whether the imaging is completed (S7). If the imaging is completed, the process ends (S8). If the imaging is not completed, the process is repeated from the X-ray image capturing (S3). When repeating from the X-ray image capturing (S3), the image used for density comparison and reconstruction (S5) is the same as the X-ray image captured by the new X-ray image capturing (S3) and the previous density comparison and reconstruction (S5). Use the image reconstructed in ()). FIG. 6D shows an image obtained by irradiating X-rays at various angles such as the third X-ray irradiation angle 16 shown in FIG. 5 and repeating a series of processes to obtain an image shown in FIG. This is an image in which a pattern that is not originally included is removed from the image, and the image of the target tomographic image is emphasized, and is an ideal type of the image of the target tomographic image.
[0031]
As described above, according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain an X-ray tomographic image in which an image of a target tomographic image is enhanced, as compared with the conventional X-ray tomographic inspection method, and the inside of a product can be obtained. Inspection can be performed with high accuracy.
[0032]
In one embodiment of the present invention, the X-ray source 4 and the X-ray imaging device 5 are moved by a source moving mechanism 7 as a method of imaging by changing the angle between the X-ray irradiation axis and the inspection target 1. The method has been described in which the inspection object 1 is moved by the imaging device moving mechanism 8 and the inspection object 1 is rotationally moved by the rotation mechanism 3. However, the present invention is not limited thereto, and only the X-ray source 4 and the X-ray imaging device 5 A method of moving or a method of moving only the inspection object 1 may be used.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a high-accuracy X-ray tomographic image in which a target tomographic image is emphasized, and to inspect the inside of a product with high accuracy. Further, there is an effect of improving visual visibility and applicability of automatic image processing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an X-ray tomography apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of image processing according to an embodiment of the present invention. FIG. FIG. 4 is a diagram showing a positional relationship. FIG. 4 is a schematic diagram of a captured image and imaging target area information. FIG. 5 is a schematic model diagram of an inspection object. FIG. 6 is a schematic diagram of image processing.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection object 2 Stage 3 Rotation mechanism 4 X-ray source 5 X-ray imaging device 6 Image processing device 7 X-ray source moving mechanism 8 Imaging device moving mechanism
