JP2005257413A - Ｘ線透視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 追尾機構などの複雑な制御を要することなく、また、手動操作を要することなく、Ｘ線受像部の傾動時、あるいはその傾動状態において対象物保持部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させたときに、透視範囲が殆ど変化せず、更には、Ｘ線受像部の傾動時に透視像の拡大率が変化することのないＸ線透視装置を提供する。
【解決手段】 対象物保持部３をＸ線発生装置１に対して接近／離隔させる保持部移動機構６を、Ｘ線受像部２の傾動と連動させてＸ線焦点ｆを中心として傾動させるとともに、その傾動時に対象物保持部３の方向を初期状態に維持する初期状態維持機構７を設けることにより、Ｘ線受像部３の傾動時における透視範囲の変化並びに透視像の拡大率変化を抑制し、また、Ｘ線受像部３の傾動状態において透視拡大率を変化させるべく対象物保持部３をＸ線発生装置１に対して接近／離隔させたときも、透視範囲の変化を抑制することを可能とし、複雑な制御等を行うことなく、透視対象物Ｗの同じ箇所を任意の角度で透視したり、同じ箇所を斜め透視しながら拡大率を変化させることを可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｘ線を用いて回路基板などの対象物の透視像を得て、非破壊のもとにその対象物の欠陥の有無などを調べるためのＸ線透視装置に関し、更に詳しくは、斜め透視機能を備えたＸ線透視装置に関する。

回路基板などの工業製品の透視検査を行うＸ線透視装置においては、一般に、Ｘ線発生装置と、イメージインテンシファイアとＣＣＤ等を組み合わせてなるＸ線受像部とを対向配置し、これらの間に透視対象物を保持する対象物保持部を配置した構成を採る。

このようなＸ線透視装置において、対象物保持部により保持されている透視対象物の透視角度を任意に変更できるようにした装置が実用化されている。このような斜め透視機能を備えたＸ線透視装置として、従来、Ｘ線受像部をＸ線発生装置のＸ線焦点を中心として傾動させる、いわゆるカメラ傾動機構を備えた装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

カメラ傾動機構を備えたＸ線透視装置の構成例を図３に示す。この例では、Ｘ線発生装置３１はＸ線光軸Ｌが鉛直（ｚ方向）上方に向くように配置され、その上方にＸ線受像部３２が配置されているとともに、これらの間に対象物Ｗを保持するための対象物保持部３３が設けられている。Ｘ線受像部３２は、Ｘ線発生装置３１の焦点ｆを中心とする軸３４ａの回りに傾動する傾動部材３４ｂに支持されており、これらによって傾動機構３４を構成している。また、このＸ線受像部３２と傾動部材３４ｂとの間にはガイド３５ａが介在しており、このガイド３５ａに沿ってＸ線受像部３２をＸ線発生装置３１に対して接近／離隔させる受像部移動機構３５を備えている。

対象物保持部３３は、Ｘ線光軸Ｌに直交する水平面上で互いに直交するｘ，ｙ方向に移動可能なｘｙテーブルなどが用いられ、更にこの対象物保持部３３を、フレーム等に固定されたガイド３６ａに沿ってｚ方向に、従ってＸ線発生装置３１に対して接近／離隔させる保持部移動（昇降）機構３６を備えている。
特開２００１−２４９０８６号公報

ところで、図３に示す構造のカメラ傾動機構を備えた従来のＸ線透視装置においては、Ｘ線受像部３３を傾動させて斜め透視を行うべく傾動部材３４ｂを傾動させたとき、図３に示すように、Ｘ線受像部３３の視野中心が、透視対象物Ｗの表面において図示すれば、傾動前のＣの位置からＣ′で示す位置に移動してしまい、傾動前の透視範囲が傾動角度に応じて移動してしまうという問題がある。

また、傾動部材３４ｂを傾動させた状態で、透視拡大率を変化させるべく対象物保持部３３をガイド３６ａに沿って昇降させると、同じく透視範囲が上昇時には上記と同じ向きに、下降時にはその逆向きに、それぞれその時点における傾動角度に応じて移動してしまうという問題もある。

更に、傾動部材３４ｂを傾動させると、Ｘ線発生装置３１と透視対象物Ｗ（対象物保持部３３）、およびＸ線受像部３２の三者の距離によって決まる幾何学的透視倍率が変化してしまうため、透視像の拡大率が変化するという問題もある。

このような透視範囲の移動や透視像の拡大率の変化を解消するためには、手動により所要機構を移動させるか、あるいは傾動に追随して透視範囲を変化させるべく対象物保持部３３を自動的に変化させる追尾機構などの複雑な制御が必要となる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、追尾機構などの複雑な制御を要することなく、また、手動操作を要することなく、Ｘ線受像部の傾動時、あるいはその傾動状態において対象物保持部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させたときに、透視範囲が殆ど変化せず、更には、Ｘ線受像部の傾動時に透視像の拡大率が変化することのないＸ線透視装置を提供することをその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明のＸ線透視装置は、Ｘ線発生装置と、そのＸ線発生装置に対向配置されたＸ線受像部と、これらのＸ線発生装置とＸ線受像部の間に配置され、透視対象物を保持する対象物保持部を有するＸ線透視装置において、上記Ｘ線受像部を支持して上記Ｘ線発生装置の焦点を中心として傾動させる機構を備えているとともに、上記対象物保持部を支持して上記Ｘ線発生装置に接近／離隔する方向に移動させる保持部移動機構を、上記Ｘ線受像部の傾動と連動して上記焦点を中心として同じ角度で傾動させる機構を備え、かつ、この保持部移動機構の傾動時に、対象物保持部を初期状態の方向に維持する初期状態維持機構を備えていることによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本発明においては、Ｘ線光軸の方向は好ましくは鉛直方向であり、その場合、対象物保持部の初期状態は水平であって、従ってこの場合、初期状態維持機構は対象物保持部を水平に維持するように動作する。

ここで、本発明においては、上記保持部移動機構が、上記Ｘ線受像部を傾動させる傾動機構に支持されている構成、つまり、Ｘ線受像部の傾動と連動してＸ線焦点を中心として保持部移動機構を傾動させる機構を、Ｘ線受像部を傾動させる機構と兼用させた構成（請求項２）を好適に採用することができる。

また、Ｘ線受像部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させる受像部移動機構を備える場合、つまり、上記傾動機構に、Ｘ線受像部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させる受像部移動機構を支持する構成を採用する場合、その受像部移動機構におけけるＸ線受像部のするガイドと、同じく傾動機構に支持される保持部移動機構における対象物保持部のガイドを共有した構成（請求項３）を好適に採用することができる。

また、本発明においては、上記対象物保持部の初期状態維持機構の具体的構成として、対象物保持部を保持部移動機構に対して回動自在に支持する回転軸と、保持部移動機構の傾動角度に応じて対象物保持部を上記回転軸の回りに回転させる回転駆動機構とからなる構成（請求項４）を採用することができる。

また、本発明においては、同じく対象物保持部の初期状態維持機構の他の具体的構成として、対象物保持部を保持部移動機構に対して回動自在に支持する回転軸と、対象物保持部の傾きを検知する傾きセンサと、その傾きセンサの出力を用いて対象物保持部が初期状態の方向を維持するように当該対象物保持部を回転軸の回りに回動させるフィードバック機構とからなる構成（請求項５）を採用することができる。

本発明は、対象物保持部を支持してＸ線発生装置に対して接近／離隔させる保持部移動機構を、対象物保持部の初期状態の方向を維持しながらＸ線受像部と同じ角度で傾動させることにより、斜め透視時における視野変化および透視像の拡大率変化を抑制しようとするものである。

すなわち、対象物保持部を支持してＸ線発生装置に対して接近／離隔させる保持部移動機構を、Ｘ線受像部の傾動に連動させてＸ線焦点を中心として傾動させるとともに、対象物保持部の方向を初期状態に維持することにより、これらの傾動前後において、Ｘ線焦点とＸ線受像部の中心とを結ぶ線が透視対象物を横切る位置はほぼ同じ位置となり、透視範囲は殆ど変化しない。

また、Ｘ線受像部を傾動させた状態で対象物保持部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させたときにも、その移動方向がＸ線焦点とＸ線受像部の中心とを結ぶ線に沿っているため、透視範囲は殆ど変化しない。

更に、Ｘ線受像部を傾動させたとき、対象物保持部の移動機構も併せて傾動するが故に、Ｘ線焦点と透視対象物（対象物保持部）、およびＸ線受像部の三者の距離が変化せず、従って透視像の拡大率の変化も生じない。

そして、請求項２に係る発明のように、対象物保持部の移動機構をＸ線受像部の傾動機構に支持した構成を採用すると、対象物保持部の移動機構を傾動させる機構がＸ線受像部の傾動機構と兼用されることになり、機構の簡素化を図ることができる。

また、請求項３に係る発明のように、Ｘ線受像部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させる受像部移動機構を設ける場合、その受像部ガイドと、同じく傾動機構に支持される保持部移動機構の保持部ガイドとを共有させた構成を採用すれば、更に機構の簡略化を図ることができる。

そして、対象物保持部の移動機構を傾動させたときに当該対象物保持部を初期状態の方向に維持する水平維持機構としては、請求項４，５に係る発明のように、対象物保持部を保持部移動機構に対して回動自在に支持する回転軸を設け、その回転軸の回りに、対象物保持部を保持部移動機構の傾動角度に応じて回転させる機構を採用することができ、その場合、請求項４に係る発明のように、保持部移動機構の傾動角度に対応して対象物保持部を回転させる、つまりオープンループ制御により対象物保持部の方向を初期状態に維持してもよいし、あるいは請求項５に係る発明のように、対象物保持部に傾きセンサを設けて、その傾きセンサの出力を用いたフィードバック制御によって対象物保持部を初期状態の方向に維持してもよい。

本発明によれば、対象物保持部を支持してＸ線発生装置に対して接近／離隔させる保持部移動機構を、対象物保持部の初期状態の方向を維持しながら、Ｘ線受像部と同じ角度でＸ線焦点の回りに傾動させるので、透視対象物を斜め方向から透視すべくＸ線受像部を傾動させても、透視範囲が殆ど変化せず、また、透視像の拡大率も変化せず、更にはＸ線受像部の傾動状態で対象物保持部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させても透視範囲が殆ど変化しない。従って本発明によれば、透視範囲の追尾などの複雑な制御や手動操作の必要なく、同じ透視箇所を斜め方向から透視したり、あるいは斜め透視状態で同じ箇所の拡大率を変えＸ線透視像を得ることが可能となる。

また、請求項２に係る発明のように、対象物保持部の移動機構をＸ線受像部の傾動機構に支持した構成を採用し、更には傾動機構上でＸ線受像部を移動させるためのガイドと、対象物保持部を移動させるガイドを共有する構成を採用することにより、構造の簡素化を達成して、従来のＸ線受像部の傾動機構を備えたＸ線透視装置に比してそのコストを殆ど上昇させることがない。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。

Ｘ線発生装置１は、Ｘ線光軸Ｌが鉛直（ｚ方向）上方に向くように配置され、その上方にＸ線受像部２が配置されている。また、これらの間には、透視対象物Ｗを保持するための対象物保持部３が配置されている。Ｘ線受像部２は、Ｘ線発生装置１の焦点ｆを中心とする軸４ａの回りに回動自在で、また、円弧状の傾動ガイド４ｃにガイドされて傾動する傾動部材４ｂに対して、ガイド５ａを介して移動自在に支持されている。傾動部材４ｂは例えばパルスモータ（図示せず）の駆動によって軸４ａの回りを、かつ、傾動ガイド４ｃに沿って任意の角度に傾動させることができ、これらによって傾動機構を構成している。

傾動部材４ｂには、パルスモータ５ｂが固定されているとともに、このパルスモータ５ｂの回転により回転が与えられるねじ５ｃが支持されており、Ｘ線受像部２は、このねじ５ｃにねじ込まれるナット（図示せず）が固定されている。従って、このＸ線受像部２は、パルスモータ５ｂの回転によってガイド５ａに沿ってＸ線発生装置１に対して接近／離隔する方向に移動する。これらのガイド５ａ，パルスモータ５ｂおよびねじ５ｃが、受像部移動（昇降）機構５を構成している。

対象物保持部３は、それ自体が水平面上で互いに直交する２軸方向（ｘ，ｙ方向）に移動可能なｘｙテーブルが用いられ、この対象物保持部３は、後述する水平の回転軸７ａ介して移動部材６ａに支持されている。この移動部材６ａは、上記したガイド５ａを介して傾動部材４ｂに支持されている。傾動部材４ｂにはまた、パルスモータ６ｂが固定されているとともに、このパルスモータ６ｂによって回転が与えられるねじ６ｃが支持されており、移動部材６ａにはこのねじ６ｃにねじ込まれるナット（図示せず）が固定されている。従って、移動部材６ａは、対象物保持部３を支持した状態で、パルスモータ６ｂの回転によってガイド５ａに沿ってＸ線発生装置１に対して接近／離隔する方向に移動する。これらのガイド５ａ，移動部材６ａ、パルスモータ５ａおよびねじ６ｃが、保持部移動（昇降）機構６を構成している。

対象物保持部３は、前記したように水平の回転軸７ａを介して移動部材６ａに支持されており、この回転軸７ａは、パルスモータ７ｂによって回転が与えられる。このパルスモータ７ｂは、傾動機構４による傾動部材４ｂの傾動角度に応じた量だけ回転軸７ａを回転させることにより、対象物保持部３が水平面に沿った状態を維持するように駆動制御され、これらによって保持部水平維持機構７を構成している。

Ｘ線受像部２の出力は画像取込み回路１１を介してコンピュータ１２に取り込まれ、コンピュータ１２では、その取り込んだデータを用いて透視対象物ＷのＸ線透視像を構築して表示器１３に表示する。

上記した傾動機構４、受像部移動機構５、保持部移動機構６、および対象物保持部３のｘ，ｙ方向への駆動機構は、それぞれのパルスモータ等のドライバを備えた軸制御部１４から供給される信号によって駆動制御される。そして、この軸制御部１４はコンピュータ１２の制御下に置かれている。また、コンピュータ１２には、キーボードやマウス、あるいはジョイスティックなどからなる操作部１５が接続されており、この操作部１５を操作することによって、その操作に対応した制御信号が軸制御部１４に供給れさ、これにより、オペレータは傾動機構４、受像部移動機構５および保持部移動機構６を随意に駆動することができる。

そして、オペレータが、図１の状態から、透視対象物Ｗを斜め透視しようとする場合、傾動機構４の傾動部材４ｂを傾動させてＸ線受像部２を傾動させるのであるが、傾動部材４ｂを＋θ（例えば時計回り）だけ傾動させたとき、コンピュータ１２は軸制御部１４を介して水平維持機構７のパルスモータ７ｂに対して駆動信号を供給し、回転軸７ａを自動的に−θ（反時計回り）だけ回転させる。これにより、図２に示すように、対象物保持部３が保持部移動機構６とともにθだけ傾動すると同時に、対象物保持部３の水平が維持される。

以上の本発明の実施の形態によると、透視対象物Ｗを斜め方向から透視すべく傾動機構４を駆動したとき、対象物保持部３が水平を保ちながら、保持部移動機構６ごと同じ角度で傾動するので、Ｘ線発生装置１の焦点ｆとＸ線受像部３の中心とを結ぶ線が対象物保持部３上の透視対象物Ｗと交差する位置が殆ど変化せず、また、Ｘ線発生装置１の焦点ｆとＸ線受像部２のなす距離が不変で、しかも対象物保持部３とＸ線発生装置１の焦点ｆとのなす距離も変化しないため、透視像の拡大倍率が変化することもない。従って、同じ箇所を任意の角度から拡大率を変化させずに透視することができる。

また、斜め透視を行っている状態で、その透視拡大率を変化させるべく保持部移動機構６を駆動して対象物保持部３をＸ線発生装置１に対して接近／離隔させても、その移動方向はＸ線発生装置１の焦点ｆとＸ線受像部２の中心とを結ぶ線に沿った方向となるため、透視範囲が殆ど変化することがない。

そして、以上の実施の形態においては、Ｘ線受像部２を傾動させる傾動機構４の傾動部材４ｂに保持部移動機構６を支持しているため、傾動機構は１つでよく、また、Ｘ線受像部２をＸ線発生装置１に対して接近／離隔させるためのガイド５ａを、対象物保持部３を同方向に移動させるためのガイドに共用させているので、全体としての構成がシンプルなものとなり、上記した作用効果を得るためのコストアップが殆ど生じないという利点がある。

なお、以上の実施の形態においては、対象物保持部３の水平維持機構７の回転軸７ａの回転制御を、傾動部材４ｂの傾動角度に応じてオープンループ制御で行う例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、対象物保持部３にその傾きを検知するための傾きセンサを装着し、その傾きセンサの出力を検出量として、対象物保持部３が常に傾き０となるように回転軸７ａの駆動モータをフィードバック制御しても、上記と同等の作用効果を奏することができる。

また、以上の実施の形態においては、Ｘ線光軸を鉛直とし、斜め透視を行わない状態、つまり初期状態において対象物保持部が水平である場合の例について述べたが、本発明はこれに限定されることなく、Ｘ線光軸の方向は任意であり、対象物保持部の初期状態の方向は、そのＸ線光軸の方向に適した任意の方向としてもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。 本発明の実施の形態において、斜め透視を行うべくＸ線受像部を傾動させた状態を示す図である。 斜め透視のためのカメラ傾動機構を備えた従来のＸ線透視装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１ Ｘ線発生装置
２ Ｘ線受像部
３ 対象物保持部
４ 傾動機構
４ａ 軸
４ｂ 傾動部材
５ 受像部移動機構
５ａ ガイド
５ｂ パルスモータ
５ｃ ねじ
６ 保持部移動機構
６ａ 移動部材
６ｂ パルスモータ
６ｃ ねじ
７ 水平維持機構
７ａ 回転軸
７ｂ パルスモータ
１１ 画像取込み回路
１２ コンピュータ
１３ 表示器
１４ 軸制御部
１５ 操作部
ｆ Ｘ線焦点
Ｗ 透視対象物

Claims (5)

1. Ｘ線発生装置と、そのＸ線発生装置に対向配置されたＸ線受像部と、これらのＸ線発生装置とＸ線受像部の間に配置され、透視対象物を保持する対象物保持部を有するＸ線透視装置において、
   上記Ｘ線受像部を支持して上記Ｘ線発生装置の焦点を中心として傾動させる機構を備えているとともに、上記対象物保持部を支持して上記Ｘ線発生装置に接近／離隔する方向に移動させる保持部移動機構を、上記Ｘ線受像部の傾動と連動して上記焦点を中心として同じ角度で傾動させる機構を備え、かつ、この保持部移動機構の傾動時に、対象物保持部を初期状態の方向に維持する初期状態維持機構を備えていることを特徴とするＸ線透視装置。
2. 上記保持部移動機構が、上記Ｘ線受像部を傾動させる傾動機構に支持されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視装置。
3. 上記傾動機構に、Ｘ線受像部をＸ線発生装置に対して接近／離隔させる受像部移動機構が支持され、その受像部移動機構におけるＸ線受像部のガイドと、上記保持部移動機構における対象物保持部のガイドが共有されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線透視装置。
4. 上記対象物保持部の初期状態維持機構が、当該対象物保持部を保持部移動機構に対して回動自在に支持する回転軸と、保持部移動機構の傾動角度に応じて対象物保持部を上記回転軸の回りに回転させる回転駆動機構によって構成されていることを特徴とする請求項１、２または３に記載のＸ線透視装置。
5. 上記対象物保持部の初期状態維持機構が、当該対象物保持部を保持部移動機構に対して回動自在に支持する回転軸と、対象物保持部の傾きを検知する傾きセンサと、その傾きセンサの出力を用いて対象物保持部が初期状態の方向を維持するように当該対象物保持部を回転軸の回りに回動させるフィードバック機構によって構成されていることを特徴とする請求項１、２、または３に記載のＸ線透視装置。

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