JP2007107967A - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線画像全体の中でのポインタの現在位置を確認しながら、所望の画素を精度よく指定することができるＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】 Ｘ線測定光学系１３で撮影した映像信号に基づいて作成したＸ線画像２４ａを表示装置のモニタ画面に表示するＸ線検査装置であって、モニタ画面に表示されたＸ線画像上の任意の位置を指定するためのポインタ２３ａをモニタ画面上に表示するポインティングデバイス２３を備えるとともに、ポインタ２３ａにより指定される位置近傍の部分拡大Ｘ線画像２４ｃを、前記Ｘ線画像２４ａの上に重ねるようにして表示する部分拡大画像表示手段３６、４３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、工業製品などの透視検査またはＣＴ検査などを行うためのＸ線検査装置に関し、さらに詳細には、表示装置のモニタ画面に表示されるＸ線画像上の位置を、ポインタにより指定するＸ線検査装置に関する。

工業製品などの透視検査を行うＸ線検査装置では、Ｘ線発生装置のＸ線源に対向するようにして、イメージインテンシファイア（以下、ＩＩと略す）とＣＣＤカメラとを組み合わせたＸ線検出器を配置し、さらにＸ線源とＸ線検出器との間に移動可能なステージを配置して、ステージ上に被測定物を載置するようにしてある。そして、ステージを移動して測定視野内（Ｘ線通過領域）に被測定物の測定部位を移動し、Ｘ線測定を行う。最近はＩＩ、ＣＣＤカメラからなるＸ線検出器に代えて、フラットパネルＸ線検出器を使用したＸ線検査装置も利用されている。

Ｘ線検査装置では、Ｘ線測定光学系によって撮影したＸ線画像をモニタ画面に表示し、ポインティングデバイス（例えばマウス、ジョイスティック、トラックパッド、トラックボールなど）を操作して、Ｘ線画像上の位置をポインタで指定することで、その指定された位置の座標を読み出したり、入力操作を行ったりすることができるようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

同一形状の多数の製品を検査するためのＸ線検査装置では、測定点の位置決めに用いる基準測定物のＸ線画像をモニタ画面に表示し、このＸ線画像上で位置をポインタにて指定することにより測定点のティーチングを行い、以後、次々とステージ上に検査対象の製品を載置して、ティーチングした位置と同じ座標を読み出し、その座標について繰り返しＸ線検査を行うようにしている。
また、２点間の距離を計測する距離測定機能を備えたＸ線検査装置では、Ｘ線画像上で２点の位置をそれぞれポインタで指定する。
特開２００４−２５７９１４号公報

モニタ画面に表示されたＸ線画像上で、操作者がポインタにより位置を指定する場合、ポインタはモニタ画面に表示されたＸ線画像を構成する各画素のうち、いずれか１画素を指定することになるが、通常は１画素の大きさは、肉眼ではほとんど見えない程度の大きさであり、ポインタ移動によって指定したい位置（画素）を１画素単位で正確に指定することは困難である。

例えば、図４に示すようなＸ線画像（ボールグリッドの透視Ｘ線像）がモニタ画面に表示されているとする。図４において、格子によって区切られる升目部分の１つ１つが画素である。画素の大きさは、矢印マークの形状のポインタＰに比して非常に小さく、ポインタ先端を、ある画素からその隣の画素に１画素分移動しようとしてマウス等を操作した場合、すぐに数画素分離れた位置まで移動してしまうこととなり、所望の画素をうまく指定することが困難である。

このような場合、ポインタで指定した位置を中心にして、Ｘ線画像全体を拡大表示する公知のズーム機能を利用することが考えられる。図５は、図４のＸ線画像をズーム機能で表示したときのモニタ画面を示す図である。ズーム機能により、見かけ上の１画素の大きさを大きくすることができるので、同じ矢印マークのポインタＰで位置指定を行うと、ズーム前と比べて、相対的に位置指定の正確度を高めることができる。その一方で、ズーム機能を用いた場合に、表示装置２４のモニタ画面に表示できる範囲がさらに局所的な画像となり（ボールグリッド１つの領域の画像のみが表示され、残りはモニタ画面からはみ出てしまう）、Ｘ線画像全体の中でポインタＰが指示している現在位置を見失いやすい。
もちろん、表示装置のモニタ画面を大型化して拡大表示された画像全体を表示できるようにすることは可能であるが、大型モニタ画面に要する装置費用が増大し、また、表示装置の設定スペースも増大することとなり、弊害も多々ある。

そこで、本発明は、表示装置を大型化することなく、しかもＸ線画像全体の中でのポインタの現在位置を確認しながら、所望の１画素を精度よく指定することができるＸ線検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のＸ線検査装置は、ステージ上の被測定物を挟むようにしてＸ線源とＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系が対向配置され、Ｘ線測定光学系で撮影した映像信号に基づいて作成したＸ線画像を表示装置のモニタ画面に表示するＸ線検査装置であって、モニタ画面に表示されたＸ線画像上の任意の位置を指定するためのポインタをモニタ画面上に表示するポインティングデバイスを備えるとともに、ポインタにより指定される位置近傍の部分拡大Ｘ線画像を、前記Ｘ線画像の上に重ねるようにして表示する部分拡大画像表示手段とを備えるようにしている。

この発明によれば、Ｘ線測定光学系で撮影した映像信号に基づいてＸ線画像が作成され、表示装置のモニタ画面に表示される。ポインティングデバイスを操作することで、モニタ画面に表示されたＸ線画像上の任意の位置にポインタを移動する。このとき、ある画素を指定する場合に、部分拡大画像表示手段（部分拡大画像表示制御部および部分拡大画像パラメータ記憶領域）は、ポインタにより指定される位置近傍の部分拡大Ｘ線画像を、Ｘ線画像の上に重ねるようにして表示する。これにより、ポインタにより指定される画素の近傍は部分的に拡大されるので、ポインタによる任意の１画素の位置指定が容易になる。しかも、Ｘ線画像の全体像は部分拡大Ｘ線画像の下側に表示されているので、ポインタにより指定されている位置の全体像の中での位置も把握することができる。

本発明によれば、Ｘ線画像全体の中でのポインタの現在位置を確認しながら、所望の画素を精度よく指定することができる。

（その他の課題を解決するための手段および効果）
上記発明において、部分拡大Ｘ線画像を表示する範囲が、ポインタが指定する位置を中心とする円形範囲又は方形その他の多角形範囲であるようにしてもよい。ここで多角形は、三角形、四角形、五角形、六角形など多角形であれば形状は何でもよい。円形範囲や方形その他の多角形範囲とすることにより、虫めがねで拡大観察するような感覚で所望の画素近傍を拡大して見ることができ、位置指定が容易になる。

また、上記発明において、表示装置のモニタ画面には、Ｘ線画像とともに、被測定物の全体画像が撮影された光学カメラ画像が表示され、前記ポインタが光学カメラ画像上に表示されたときは、前記部分拡大画像表示手段が光学カメラ画像についての部分拡大画像を前記光学カメラ画像の上に重ねて表示するようにしてもよい。
これによれば、被測定物の全体画像が撮影された光学カメラ画像についても、部分的に拡大して表示することができ、光学カメラ画像における所望の画素を精度よく指定できる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は、本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図である。このＸ線検査装置１は、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とで構成されるＸ線測定光学系１３と、被測定物Ｓを載置するステージ１４と、ステージ１４を直交するＸＹＺ方向（ステージ面をＸＹ面とする）に並進駆動およびＺ軸に沿って回転駆動するための駆動機構１６と、Ｘ線検出器１２の横に固定された光学カメラ１８と、装置全体の制御を行う制御系２０とにより構成される。

制御系２０は汎用のコンピュータ装置により構成されるが、そのハードウェアをさらにブロック化して説明すると、ＣＰＵ２１と、キーボード２２と、マウス２３と、液晶パネルなどの表示装置２４と、メモリ２５とにより構成される。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｘ線画像作成部３１、Ｘ線画像表示制御部３２、光学カメラ画像作成部３３、光学カメラ画像表示制御部３４、駆動信号発生部３５、部分拡大画像表示制御部３６とに分けられる。
また、メモリ２５は、部分拡大画像パラメータ記憶領域４１、光学カメラ画像記憶領域４２、透視Ｘ線像範囲記憶領域４３とが設けられている。

Ｘ線測定光学系１３を構成するＸ線発生装置１１は、透視Ｘ線照射用のＸ線管を備えている。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管に対向するように配置されるＩＩと、このＩＩの後側に一体的に取り付けられたＣＣＤカメラとからなり、ＩＩが透視Ｘ線を検出することにより形成した蛍光像をＣＣＤカメラで撮影することにより、透視Ｘ線像の映像信号が出力されるようにしてある。

ステージ１４は、ステージ面内の方向であるＸＹ方向とステージ面に垂直なＺ方向との３次元方向にスライドすることが可能な下部ステージと、下部ステージに対しＺ軸方向の回転軸により回転可能に支持される上部ステージとにより構成され、被測定物Ｓは上部ステージに載置されるようにしてある。
駆動機構１６は、ＸＹＺ方向の３軸方向駆動用モータ、回転駆動用モータが搭載され、ＣＰＵ２１からのステージ駆動のための駆動制御信号に基づいてステージ１４を並進移動したり、回転移動したりする。
光学カメラ１８はＸ線検出器１２に隣接し、透視Ｘ線像測定に支障をきたさないようにＸ線の測定視野から離れた位置に固定してあり、ステージ１４上の被測定物Ｓを撮影する。なお、光学カメラ１８は、その視野がステージ全体を撮影することができるようにしてある。

次に、ＣＰＵ２１の各機能ブロックについて説明する。
Ｘ線画像作成部３１は、Ｘ線検出器１２から送られてきた透視Ｘ線像の映像信号を、次々とデジタル画像に変換し、コマ画像データを作成する制御を行う。
Ｘ線画像表示制御部３２は、作成されたコマ画像データを表示装置２４に順次送って表示することにより、透視Ｘ線画像２４ａを表示する制御を行う。モニタ画面に表示される透視Ｘ線画像２４ａはＸ線測定（観察）に用いられる画像である。

光学カメラ画像作成部３３は、光学カメラ１８により撮影した映像信号をデジタル変換して、光学カメラ画像データを作成する。この光学カメラ画像データは、ステージ１４を原点位置（ステージ１４の初期位置で、この初期位置からステージ１４を移動することによりその後のステージ１４の位置や座標が常に把握できるようにするための基準となる位置）に位置決めした状態でステージ面を撮影する。撮影された光学カメラ画像データは光学カメラ画像記憶領域４２に蓄積される。

光学カメラ画像表示制御部３４は、蓄積された光学カメラ画像データに基づいて表示装置２４に光学カメラ画像２４ｂを表示する制御を行う。
表示装置２４のモニタ画面に表示された光学カメラ画像２４ｂ上の位置は、ステージ１４上の位置と対応が付けられている。
すなわち、ステージ１４上の各点の位置は、座標で表現できる。ステージ１４を原点に復帰させた状態で、ステージ１４の光学カメラ画像を作成すると、表示装置２４のモニタ画面にステージ１４の各点の画像が表示されることになる。これにより、実際のステージ１４上の各点と、モニタ画面に表示されている光学カメラ画像２４ｂ上のステージの各点との対応を付けることができる。この対応関係についても光学カメラ画像記憶領域４３に記憶させておくことにより、以後、モニタ画面上でマウス２３により位置を指定すると、原点復帰状態におけるその指定位置に対応するステージ座標を読み出すことができるようになる。

測定を開始する前に、予め、原点に復帰させた状態のステージ１４上に被測定物Ｓを載置し、光学カメラ１８による撮影により、ステージ１４上の被測定物Ｓの光学カメラ画像データを作成し、モニタ画面に表示する。
そして被測定物Ｓの光学カメラ画像上で、特定の位置をマウス２３によるカーソルで指定すると、その指定位置に対応するステージ座標が抽出できるようにしてある。

また、原点復帰している状態で、Ｘ線測定光学系１３とステージ１４との位置関係は固定さしているので、ステージ１４が原点復帰しているときのステージ１４の座標と透視Ｘ線像範囲とが予め対応付けられており、その対応関係（ステージ１４が原点復帰状態のときの透視Ｘ線像が得られる範囲の座標）が透視Ｘ線像範囲記憶領域４３に蓄積してある。
この結果、ステージ１４が原点復帰しているときに、表示装置２４のモニタ画面に表示されるＸ線画像２４ａ上でマウス２３にて位置を指定すると、透視Ｘ線像範囲記憶領域４３に蓄積してある対応関係のデータを参照することにより、対応するステージ１４の座標を読み出すことができる。以後、ステージ１４を原点位置から移動し、他の場所の透視Ｘ線像範囲をモニタ画面に表示するときは、移動量とマウス２３により指定したモニタ画面上の位置情報とを加算することにより、指定した透視Ｘ線像位置に対応するステージ座標が抽出されるようにしてある。

基本的には、Ｘ線画像２４ａの上で位置指定すれば、光学カメラ画像２４ｂがなくてもステージ座標を抽出することができるが、Ｘ線画像２４ａは、通常、局所画像であり、被測定物の全体画像を見ながら位置指定する方が便利な場合もあるので、本実施形態では上述した光学カメラ画像２４ｂでも位置指定ができるようにしてある。

駆動信号発生部３５は、キーボード２２やマウス２３により、ステージ１４を並進移動したり、回転移動したりするための入力操作が行われたときに、その入力操作に対応する制御量の駆動信号を発生する制御を行う。発生した駆動信号は駆動機構１６に送られ、関係する並進駆動用モータ、回転駆動用モータを作動させて所望の位置にステージ１４を移動することになる。

部分拡大画像表示制御部３６は、マウス２３の操作によりポインタ２３ａがＸ線画像上に置かれている状態になると、そのポインタ２３ａが指示する位置を中心として、予め設定した形状および範囲内の画素を、設定した拡大率で拡大表示する制御を行う。拡大表示される形状および範囲、拡大率に関する情報は、部分拡大画像パラメータ記憶領域４１に蓄積してある。以下に説明する例では、部分拡大画像の形状は方形、部分拡大画像の範囲は上下左右に５画素分、１つの画素の拡大率は上下方向に２倍、左右方向に２倍になるように設定してあるものとする。なお、部分拡大画像パラメータ記憶領域４１に蓄積された内容は、キーボード２２などの入力装置による設定変更操作により、拡大表示する領域の形状を変更したり、拡大表示する範囲の画素数を変更したり、拡大率を変更したりできるようにしてある。

次に、上記Ｘ線検査装置による動作について説明する。図２は、本発明の一実施形態であるＸ線検査装置１において，モニタ画面に表示されるＸ線画像および部分拡大表示画像の一例を示す図である。なお、ここで表示されているＸ線画像２４ａは、図４で示した従来例と同じＸ線画像である。
図２に見られるように、ポインタ２３ａがＸ線画像２４ａの上に置かれるとポインタ２３ａの先端が指示する画素（指示画素という）を中心とする部分拡大画像２４ｃが、Ｘ線画像２４ａの該当箇所の上に重ねて表示される。
この部分拡大画像２４ｃは、部分拡大画像パラメータ記憶領域４１に記憶された拡大表示形状、拡大表示範囲、拡大率に関する情報（すなわち方形の形状、上下左右５画素分の範囲、上下２倍×左右２倍の拡大率）を参照して、Ｘ線画像２４ａの該当部分の画素データを拡大表示するように画像処理したものである。

図２で示した状態からマウス操作により、ポインタ２３ａを移動すると、ポインタ２３ａの移動につれて、現在のポインタ２３ａの指示画素が抽出され、その指示画素を中心として再び、部分拡大画像パラメータ記憶領域４１に記憶された拡大表示形状、拡大表示範囲、拡大率に関する情報を参照して、例えば図３に示すように、新しい指示画素を中心とした部分拡大画像２４ｃ’がＸ線画像２４ａの該当箇所の上に表示される。

表示された部分拡大画像２４ｃ、２４ｃ’上では、各画素は、ポインタ２３ａの先端によって正確に指定することができるので、精度よく位置指定することができる。しかも、部分拡大画像２４ｃ、２４ｃ’の背後にはＸ線画像２４ａが重ねて表示されているので、部分拡大画像２４ｃ、２４ｃ’が被測定物Ｓのどの部分を表示しているのかが簡単に把握できる。

以上の説明では、Ｘ線画像２４ａについて部分拡大画像を表示したが、Ｘ線画像に代えて、あるいはＸ線画像とともに光学カメラ画像２４ｂに対しても、同様の手順で部分拡大表示を実行してもよい。この場合は、部分拡大画像パラメータ記憶領域４１に光学カメラ画像２４ｂの部分拡大の際に必要な拡大表示形状、拡大表示範囲、拡大率に関する情報を合わせて記憶させておくことになる。

本発明は、表示装置のモニタ画面に被測定物のＸ線画像を表示させて、Ｘ線画像上でポインティングデバイスによる入力を行うようにしたＸ線検査装置に利用することができる。

本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。 Ｘ線画像に部分拡大画像が表示された状態を示す図。 図２の状態からポインタを移動したときの状態を示す図。 拡大表示を実行されていないときのＸ線画像を示す図。 従来からのズーム機能によりＸ線画像を拡大表示した状態を示す図。

符号の説明

１： Ｘ線検査装置
１１： Ｘ線発生装置（Ｘ線源）
１２： Ｘ線検出器
１３： Ｘ線測定光学系
１４： ステージ
１６： 駆動機構
１８： 光学カメラ
２０： 制御系
２１： ＣＰＵ
２２： キーボード
２３： マウス
２３ａ：ポインタ
２４： 表示装置
２４ａ：Ｘ線画像
２４ｂ：光学カメラ画像
２４ｃ：部分拡大画像
２５： メモリ
３１： Ｘ線画像作成部
３２： Ｘ線画像表示制御部
３３： 光学カメラ画像作成部
３４： 光学カメラ画像表示制御部
３５： 駆動信号発生部
３６： 部分拡大画像表示制御部
４１： 部分拡大画像パラメータ記憶領域
４２： 光学カメラ画像記憶領域
４３： 透視Ｘ線像範囲記憶領域

Claims (3)

1. ステージ上の被測定物を挟むようにしてＸ線源とＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系が対向配置され、Ｘ線測定光学系で撮影した映像信号に基づいて作成したＸ線画像を表示装置のモニタ画面に表示するＸ線検査装置であって、
   モニタ画面に表示されたＸ線画像上の任意の位置を指定するためのポインタをモニタ画面上に表示するポインティングデバイスを備えるとともに、
   ポインタにより指定される位置近傍の部分拡大Ｘ線画像を、前記Ｘ線画像の上に重ねるようにして表示する部分拡大画像表示手段を備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
2. 部分拡大Ｘ線画像を表示する範囲が、ポインタが指定する位置を中心とする円形範囲又は方形その他の多角形範囲であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 表示装置のモニタ画面には、Ｘ線画像とともに、被測定物の全体像が含まれた
   光学カメラ画像が表示され、前記ポインタが光学カメラ画像上に表示されたときは、前記部分拡大画像表示手段が光学カメラ画像についての部分拡大画像を前記光学カメラ画像の上に重ねて表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。

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