JP2008224606A - Ｘ線検査装置およびｘ線検査装置を用いたｘ線検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ターゲット面を効率よく使用できるＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１００は、センサベース２２を回転させることで各Ｘ線センサ２３の位置を変更し、位置を変更した後の各Ｘ線センサ２３にＸ線が入射するように、改めてＸ線焦点位置となるＸ線の放射の起点位置を設定する。走査型Ｘ線源１０は、電子ビームを偏向させることにより、電子ビームがＸ線源のターゲットに衝突する位置を任意の場所に容易に変更することができる。これにより、ターゲットへの累積照射時間に応じて容易に電子ビームの照射位置を移動させることができる。従って、Ｘ線検査を中断させることなくターゲットのメンテナンスを行なうことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線検査装置およびＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法に関する。

近年、サブミクロンの微細加工技術によりＬＳＩ（Large-Scale Integration）の高集積化が進み、従来複数のパッケージに分かれていた機能をひとつのＬＳＩに積め込むことができるようになった。従来のＱＦＰ（Quad Flat Package）やＰＧＡ（Pin Grid Array）では、ワンパッケージに必要な機能を組み込むことによるピン数の増加に対応できなくなったため、最近では、特に、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）パッケージのＬＳＩが使用される。また、携帯電話機などの超小型化が必要なものでは、ピン数がそれほど必要なくてもＢＧＡパッケージが使用されている。

ＬＳＩのＢＧＡやＣＳＰパッケージは超小型化には大いに貢献する反面、半田部分等がアセンブリ後には外観からは目に見えないという特徴がある。そこで、ＢＧＡやＣＳＰパッケージを実装したプリント基板等を検査する際は、検査対象品にＸ線を照射して得られた透過画像を分析することで、品質の良否判定が行なわれてきた。たとえば、特許文献１では、透過Ｘ線を検出するのにＸ線平面センサを用いることで、鮮明なＸ線画像を得ることができるＸ線断層面検査装置が開示されている。

このようなＸ線検査装置では、電子ビームをタングステンなどのターゲットに衝突させてＸ線を放射する。電子ビームをターゲットに衝突させると、ターゲットが損傷する。このため、ターゲットの同じ位置に所定時間以上電子ビーム衝突させるとターゲットの劣化がおこる。

Ｘ線検査装置のＸ線源には、電子ビームをターゲットに衝突させる位置が固定されている方式（固定焦点方式）や、所定の位置に離散的に繰り返して電子ビームを衝突させる方式がある。後者の方式は、固定焦点方式よりも長寿命化が期待されるが、同様にターゲットの劣化がおこる。

ターゲットの劣化がおこると、照射Ｘ線量が減少してＸ線画像が暗くなったり、画質が低下したりして、検査効率が悪くなるため、ターゲットのメンテナンスが必要となる。ターゲットの劣化は電子ビームの当たるわずかな部分に限られるため、ユーザは、ターゲット面を回転させてターゲットのメンテナンスを行なう。これにより、電子ビームが衝突する位置は劣化位置をずれ、新しいターゲットと同等の特性を得ることができる。

たとえば、浜松ホトニクス株式会社製マイクロフォーカスＸ線源Ｌ９１９１を使用してＸ線検査を行なう際は、ユーザは手動でターゲット面を回転させてターゲットのメンテナンスを行なう。
特開２０００−４６７６０号公報

一般的に、透過型Ｘ線源のターゲットの寿命は３００時間から５００時間程度である。分析装置のように使用頻度が少ない場合は、ターゲットの劣化が生じるまでの期間は長くなるため、ターゲットのメンテナンスに要する手間は問題とならない。しかしながら、インライン検査装置のように長時間稼動する場合、ターゲットの劣化が生じるまでの期間が短くなるため、ターゲットのメンテナンスが簡便であることが重要である。

手動でターゲット面を回転させてメンテナンスする方法では、保守員の慣れが必要であり、作業に時間を要する。また、ターゲットのどの位置にＸ線をどれぐらい照射したか等のメンテナンスのための情報を管理しておく必要がある。

また、走査型Ｘ線源において、ターゲットの所定の位置を離散的に繰り返し使用する方式では、複数の位置に電子ビームを衝突させるため、上記のようなメンテナンスのための情報は膨大な量となり、ユーザが管理するのは困難である。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ターゲット面を効率よく使用できるＸ線検査装置および当該Ｘ線検査装置のＸ線撮影方法を適用したＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法を提供することである。

本発明の他の目的は、同一のターゲットのターゲット面を均一に使用することで、Ｘ線源のメンテナンスに要する手間を低減することが可能なＸ線検査装置および当該Ｘ線検査装置のＸ線撮影方法を適用したＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法を提供することである。

本発明の１つの局面に従えば、所定の位置のうちから指定された位置に設定され、入射されるＸ線の強度分布を検出するための検出面と、ターゲット面におけるＸ線焦点位置を移動させてＸ線を発生させることが可能なＸ線源と、ターゲット面の位置についてＸ線焦点位置としてＸ線を発生させた履歴情報を記憶する記憶装置とを備える、Ｘ線照射によって対象物の検査部分を検査するためのＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法であって、複数の第１の所定位置のうち指定された検出面の位置と、検査部分とに応じたＸ線焦点位置を設定するステップと、記憶装置の履歴情報に基づき、設定されたＸ線焦点位置から発生させたＸ線量が所定量を超えたことを検知するステップと、検知結果に応じて、複数の第１の所定位置とは異なる、複数の第２の所定位置のうちのいずれかに検出面の指定位置を変更して設定するステップと、変更された検出面に応じて再設定された位置に、Ｘ線焦点位置を移動させて、Ｘ線を発生させるステップと、検出面において、検査部分を透過したＸ線の強度分布を検出するステップとを備える。

好ましくは、Ｘ線焦点位置を設定するステップは、Ｘ線が検査部分を透過して検出面に対して入射するように、ターゲット面におけるＸ線焦点位置を決定するステップを含む。

好ましくは、指定位置を変更して設定するステップは、複数の第２の所定位置のうちから、Ｘ線を検出するための複数の検出面をそれぞれ指定するステップを含み、Ｘ線を発生させるステップは、複数の検出面について、Ｘ線が検査部分を透過して複数の検出面に対してそれぞれ入射するように、ターゲット面における複数のＸ線焦点位置をそれぞれ決定するステップと、決定された各Ｘ線焦点位置に、Ｘ線源の電子ビームを照射する照射位置を移動させて、Ｘ線を発生させるステップとを含み、検出した強度分布のデータに基づき、検査部分の画像データを再構成するステップをさらに備える。

好ましくは、Ｘ線量が所定量を超えたことを検知するステップは、設定されたＸ線焦点位置について、少なくともＸ線を発生させた累積時間が所定時間を経過したことを検知するステップを含む。

好ましくは、複数のＸ線焦点位置をそれぞれ決定するステップは、Ｘ線焦点位置を、所定時間を超えて電子ビームが照射された位置を除いて決定するステップを含む。

好ましくは、複数のＸ線焦点位置をそれぞれ決定するステップは、Ｘ線焦点位置を、所定時間を超えて電子ビームが照射された位置から、Ｘ線焦点のサイズに応じたエリア係数に基づいて決定される範囲を除いて決定するステップを含む。

好ましくは、Ｘ線を発生させるステップは、電子ビームを偏向させることで、電子ビームをターゲット面に照射する照射位置を変更して、Ｘ線焦点位置を移動させるステップを含む。

本発明の他の局面に従うと、Ｘ線によって対象物の検査部分を検査するＸ線検査装置であって、Ｘ線を検出するために複数の検出面を有するＸ線検出手段を備え、Ｘ線検出手段は、複数の検出面の位置を、複数の第１の所定位置から、複数の第１の所定位置とは異なる複数の第２の所定位置にそれぞれ変更する検出位置変更手段を含み、Ｘ線の出力処理を制御するための出力制御手段をさらに備え、出力制御手段は、複数の検出面について、Ｘ線が対象物の検査部分を透過して各検出面に対して入射するようにＸ線の放射の起点位置を各々設定する起点設定手段と、各起点位置と、各起点位置からＸ線を放射した履歴情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、記憶手段の履歴情報に基づき、設定された起点位置について、累積照射時間が所定時間を経過したことを検知すると、検出位置変更手段による変更を行なうために、検知結果を出力する検知手段とを含み、起点設定手段は、検出位置変更手段による変更が行われた場合、起点位置の各々を再設定し、各起点位置にＸ線源のＸ線焦点位置を移動させて、Ｘ線を発生させるＸ線出力手段と、複数の検出面で検出した、検査部分を透過したＸ線の強度分布のデータに基づき、検査部分の画像データを再構成する再構成手段とをさらに備える。

好ましくは、Ｘ線出力手段は、電子ビームを偏向させてターゲット面への照射位置を移動させることにより、Ｘ線焦点位置を移動させる手段を含む。

好ましくは、検出位置変更手段は、所定の軸を中心とする円周上に複数の検出面が配置された回転台と、軸を中心として回転台を回転させる回転手段とを含み、検知手段の検知結果に応じて、回転台を一定の角度だけ回転させることにより、複数の検出面の位置を、複数の第１の所定位置から、複数の第２の所定位置にそれぞれ変更する。

好ましくは、起点設定手段は、履歴情報に基づき、所定時間を経過した照射時間と対応付けられた位置を除いて起点位置の各々を設定する。

好ましくは、出力手段は、対象物の検査部分を指定する指定手段をさらに含む。

本発明に係るＸ線検査装置およびＸ線検査装置の検査方法によれば、ターゲット面を効率よく使用できる。

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。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについては詳細な説明は繰り返さない。

（１．本発明の構成）
図１は、本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。

図１を参照して、本発明に係るＸ線検査装置１００について説明する。ただし、以下で記載されている構成、寸法、形状、その他の相対配置などは、特定的な記載がない限りは
、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線を出力する走査型Ｘ線源１０と、複数のＸ線センサ２３が取り付けられ、回転軸２１を中心に回転する回転台であるセンサベース２２とを備える。また、走査型Ｘ線源１０とセンサベース２２との間には検査対象２０が配置される。さらに、Ｘ線検査装置１００は、センサベース２２の回転軸周りの回転角やＸ線センサ２３からの画像データの取得を制御するための画像取得制御機構３０と、ユーザからの指示入力等を受け付けるための入力部４０と、測定結果等を外部に出力するための出力部５０とを備える。また、Ｘ線検査装置１００は、走査Ｘ線源制御機構６０と、演算部７０と、メモリ９０とをさらに備える。このような構成において、演算部７０は、メモリ９０に格納された図示しないプログラムを実行して各部を制御し、また、所定の演算処理を実施する。

走査型Ｘ線源１０は、走査Ｘ線源制御機構６０によって制御され、検査対象２０に対しＸ線を照射する。

図２は、走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。
図２を参照して、走査型Ｘ線源１０においては、電子ビーム制御部６２によって制御された電子銃１５から、タングステンなどのターゲット１１に対し電子ビーム１６が照射される。そして、電子ビーム１６がターゲットに衝突した場所（Ｘ線焦点位置１７）からＸ線１８が発生し、放射（出力）される。なお、電子ビーム系は、真空容器９の中に収められている。真空容器９の内部は、真空ポンプ１４によって真空に保たれており、電子銃１５から高圧電源１３によって加速された電子ビーム１６が発射される。

また、走査型Ｘ線源１０においては、偏向ヨーク１２によって電子ビーム１６を偏向することにより、電子ビーム１６がターゲット１１に衝突する場所を任意に変更することができる。たとえば、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ａはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ａからＸ線１８ａが出力される。また、同様に、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ｂはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ｂからＸ線１８ｂが出力される。なお、本発明において、走査型Ｘ線源１０は透過型であり、また、後に説明するように、検査対象物の検査対象部分に応じて設定されるＸ線の放射の起点となるべき位置（以下、「Ｘ線の放射の起点位置」と呼ぶ）からＸ線を発生させるにあたり、その位置の設定の自由度を高めることができるよう、リング状ではなく、連続面のターゲットであることが望ましい。また、以下の説明では、特に位置を区別して記載しない場合は、総称として、単にＸ線焦点位置１７と示す。

なお、Ｘ線焦点位置を、上述したＸ線の放射の各起点位置に移動させるには、たとえば、Ｘ線源自体の位置を、その都度、機械的に移動させることも可能である。ただし、図２に示すような構成であれば、Ｘ線焦点位置を、Ｘ線発生の起点位置に移動させるにあたり、一定の範囲内であれば、Ｘ線源を機械的に移動させることを必要とせず、保守性や信頼性に優れたＸ線検査装置を実現できる。なお、Ｘ線源を複数個設けておき、起点位置に応じて、切り替えて使用することも可能である。

また、電子ビーム１６がターゲット１１に衝突するＸ線焦点のサイズは、一般的にサブミクロンから数百ミクロンである。このため、ターゲット１１の同じ位置に所定時間以上電子ビームが衝突すると、その位置および当該位置を中心とする所定範囲内が熱損傷等により劣化することとなる。Ｘ線焦点位置が劣化すると、照射Ｘ線量が減少してＸ線画像が暗くなったり、画質の低下が発生したりして検査効率が悪くなる。

画質の低下等を防ぐため、従来方法においては、ターゲット１１自体を回転等させることでＸ線焦点位置のターゲットを新しいターゲットと同等の特性となるようにしていた。
しかし、この方法では、回転作業に時間がかかり、Ｘ線検査を中断する必要がある。

そこで、本発明では、各Ｘ線センサ２３の位置を変更し、位置を変更した後の各Ｘ線センサ２３にＸ線が入射するように、改めてＸ線焦点位置１７となるＸ線の放射の起点位置を設定する。本発明に係る走査型Ｘ線源１０は、電子ビーム１６を偏向させることにより、電子ビーム１６がターゲット１１に衝突する位置を任意の場所に容易に変更することができるため、ターゲット１１への累積照射時間に応じて電子ビームの照射位置を移動させ、Ｘ線検査を中断させることなくターゲットのメンテナンスを行なうことができる。

図１に戻って、走査Ｘ線源制御機構６０は、電子ビームの出力を制御する電子ビーム制御部６２を含む。電子ビーム制御部６２は、演算部７０から、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギー（管電圧、管電流）の指定をうける。Ｘ線エネルギーは、検査対象の構成によって異なる。

検査対象２０は、走査型Ｘ線源１０とＸ線センサ２３（センサベース２２）との間に配置される。検査対象２０は、Ｘ−Ｙ−Ｚステージで任意の位置に移動するようにしてもよいし、ベルトコンベアのように一方向に移動することにより検査のための位置に配置するようにしてもよい。検査対象がプリント実装基板のように小さい場合、走査型Ｘ線源１０とセンサベース２２とは固定で検査対象を移動させるが、ガラス基板など検査対象が大面積で、検査対象側を任意に移動させることが困難な場合は、走査型Ｘ線源１０とセンサベース２２との相対的な位置は固定したまま、走査型Ｘ線源１０およびセンサベース２２を移動させてもよい。

Ｘ線センサ２３は、走査型Ｘ線源１０から出力され、検査対象２０を透過したＸ線を検出して画像化する２次元センサである。たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、Ｉ．Ｉ．（Image Intensifier）管などである。本発明では、センサベース２２に複数のＸ線センサを配置することから、スペース効率のよいＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）が望ましい。また、インライン検査で使うことができるように高感度であることが望ましく、ＣｄＴｅを使った直接変換方式のＦＰＤであることが特に望ましい。なお、以下の説明では、特にセンサを区別して記載しない場合は、総称として、単にＸ線センサ２３と示す。

センサベース２２においては、走査型Ｘ線源１０側の回転台の円周上に複数のＸ線センサ２３が取り付けられている。また、センサベース２２は、回転台の回転軸２１を中心に回転することができる。実際には、回転可能な範囲は１回転以下でよく、たとえば、センサベース２２の円周上に、Ｎ個のＸ線センサが配置されていた場合、隣り合うＸ線センサとセンサベース回転中心のなす角度が３６０／Ｎ程度回転すればよい。もちろん、前式は一具体例に過ぎず、回転角度はこの式に縛られるものではない。センサベース２２の回転角はセンサ（図示しない）によって知ることができ、入力部４０を介して演算部７０に取り込むことができる。

また、センサベース２２は、拡大率を調整するために上下に昇降できることが望ましい。この場合、センサベース２２の上下方向の位置をセンサ（図示しない）により知ることができ、入力部４０を介して演算部７０に取り込むことができる。また、センサベース２２を上下に昇降すると、Ｘ線センサ２３に入射するＸ線の角度が変わるため、Ｘ線センサ２３のセンサベース２２に対する傾斜角度を制御できるようにしておくのが望ましい。

画像取得制御機構３０は、演算部７０より指定された角度にセンサベースを回転するよう制御するための回転角制御部３２と、演算部７０から指定されたＸ線センサ２３の画像データを取得するための画像データ取得部３４とを含む。なお、演算部７０から指定され
るＸ線センサは１個でも複数でもかまわない。

入力部４０は、ユーザの入力を受け付けるための操作入力機器である。
出力部５０は、演算部７０で構成されたＸ線画像やターゲットの保守のための情報を表示するためのディスプレイである。

すなわち、ユーザは、入力部４０を介して様々な入力を実行することができ、演算部７０の処理によって得られる種々の演算結果が出力部５０に表示される。出力部５０に表示される画像は、ユーザによる目視の良否判定のために出力されてもよいし、あるいは、後で説明する良否判定部７８の良否判定結果として出力されてもよい。

演算部７０は、走査Ｘ線源制御部７２と、画像取得制御部７４と、３Ｄ画像再構成部７６と、良否判定部７８と、ステージ制御部８０と、Ｘ線焦点位置計算部８２と、撮像条件設定部８４と、保守情報管理部８６とを含む。

走査Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギーを決定し、走査Ｘ線源制御機構６０に指令を送る。

画像取得制御部７４は、センサベース２２の回転角、画像を取得するＸ線センサ２３を決定し、画像取得制御機構３０に指令を送る。また、画像取得制御機構３０から、画像データを取得する。

３Ｄ画像再構成部７６は、画像取得制御部７４により取得された複数の画像データから３次元データを再構成する。

良否判定部７８は、３Ｄ画像再構成部７６により再構成された３Ｄの画像データあるいは、透視データをもとに検査対象の良否を判定する。たとえば、半田ボールの形状を認識し、当該形状が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する等により良否判定を行なう。なお、良否判定を行なうアルゴリズム、あるいは、アルゴリズムへの入力情報は、検査対象によって異なるため撮像条件情報９４から入手する。

ステージ制御部８０は、検査対象２０を移動させる機構（図示しない）を制御する。
Ｘ線焦点位置計算部８２は、検査対象物２０のある検査エリアを検査する際に、その検査エリアに対するＸ線焦点位置や照射角などを計算する。なお、詳細は後述する。

撮像条件設定部８４は、検査対象２０に応じて、走査型Ｘ線源１０からＸ線を出力する際の条件を設定する。たとえば、Ｘ線管に対する印加電圧、撮像時間等である。

保守情報管理部８６は、ターゲット面に電子ビームを照射した時間を累積し、累積した照射時間が所定の閾値（ターゲットの寿命を表わす時間）を経過したＸ線焦点位置を、Ｘ線の放射の起点位置として使用できない焦点位置と判断する。この場合、出力部５０を介してアラーム表示等によりユーザにターゲットの寿命を通知する。

本実施の形態では、ターゲットの寿命を、一例として、電子ビームの照射時間で判断するものとしているが、ユーザが透視像を見て判断してもよいし、より一般的には、Ｘ線発生量から判断してもよい。

Ｘ線発生量からターゲットの寿命を判断するには、たとえば、Ｘ線の強度をＸ線のフォトンの集団として捕らえる方法や、あるいは、Ｘ線フォトン数とそのエネルギーを分析する方法がある。

Ｘ線の強度をフォトンの集団として捕らえる方法では、電離箱などの線量計を用いて、線量（積算線量μＳＶ、時間あたりの線量μＳｖ/ｈ）の減少率で判定すればよい。

また、Ｘ線フォトン数とエネルギーを分析する方法では、半導体Ｘ線検出器などを使って、望ましい（寿命に至っていない）ターゲット状態でのＸ線発生量のプロファイルを求めておき（たとえば、横軸がＸ線のフォトンのエネルギー、縦軸がフォトンの数）、そのプロファイルの変化から判定すればよい。たとえば、ずれ量がある閾値を超えた場合や、検査に重要なＸ線エネルギーの強度（フォトン数）の減少率が閾値を超えた場合に寿命がきたと判断する。

メモリ９０は、保守情報管理部８６によって与えられる情報が格納されるＸ線ターゲット保守情報９１と、Ｘ線焦点位置計算部８２によって計算されたＸ線焦点位置に関する情報が格納されるＸ線焦点位置情報９２と、撮像条件設定部８４によって設定された撮像条件や、良否判定を行なうアルゴリズムなどが格納される撮像条件情報９４とを含む。

Ｘ線ターゲット保守情報９１は、現在、撮像で使用しているＸ線焦点位置と、そのＸ線焦点位置に電子ビームを照射した時間を累積した累積Ｘ線照射時間を対応付けた現在使用ターゲット保守情報と、過去に撮像で使用していたＸ線焦点位置と、そのＸ線焦点位置の累積Ｘ線照射時間とを対応付けた過去使用ターゲット保守情報と、Ｘ線焦点位置として使用できないターゲット面の位置を示すＮＧターゲット保守情報とを含む。

また、Ｘ線ターゲット保守情報９１には、Ｘ線焦点のサイズに応じたエリア係数Ｄが含まれる。Ｘ線焦点のサイズは、上述したように、一般的にはサブミクロンから数百ミクロンであるが、実際には、焦点サイズの周囲も熱損傷などのダメージを受けている。このため、エリア係数Ｄを設定する。これにより、保守情報管理部８６は、Ｘ線焦点位置を中心に直径Ｄまたは対角線Ｄの範囲がターゲットにおいてダメージを受けた部分であり、Ｘ線の焦点位置として使えない（寿命）と判断する。

Ｘ線焦点位置情報９２は、各検査エリアについて、Ｘ線焦点位置計算部８２が計算した計算結果（各Ｘ線センサ２３に対する、焦点位置、照射角、センサ撮像角、センサ配置角、センサ傾斜角等）が対応付けられている。詳しくは後述する。

また、メモリ９０は、データを蓄積することができればよく、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）等の記憶装置により構成される。

図３は、センサベース２２を走査型Ｘ線源１０側から見た図である。特に、図３（ａ）はＸ線センサ２３を同一半径で配置した図であり、図３（ｂ）はＸ線センサ２３を異なる半径で配置した図である。

図３を参照して、センサベース２２について説明する。
センサベース２２には、Ｘ線センサ２３にデータ処理などを行なう機構部品を複合化したＸ線センサモジュール２５が複数取り付けられている。たとえば、図３（ａ）に示すように、Ｘ線センサ２３がセンサベース回転中心を中心とする円の同一半径の円周上にＸ線センサモジュール２５を配置してもよいし、図３（ｂ）に示すように、異なる半径の円周上に配置されてもよい。また、センサベース２２の中心にもセンサモジュール２５が配置されることが望ましい。さらに、Ｘ線センサモジュール２５は、スライダ２４を介して、半径方向に自由に移動できるように制御されることが望ましい。これにより、検査対象の様々な角度から見た撮像データを取得することができる。

図４は、Ｘ線センサモジュール２５を示した側面図である。なお、Ｘ線センサ２３については、Ｘ線受光部２６側から見た図も併せて示す。

図４を参照して、Ｘ線センサモジュール２５について説明する。
Ｘ線センサモジュール２５は、Ｘ線を電気信号に変換するＸ線受光部２６と、電気信号をデータ化し、データケーブル２７を通じて画像データ取得部３４にデータを送信するデータ処理部２９とを備える。なお、Ｘ線センサモジュール２５には、電源ケーブル２８を介して外部より電力が供給される。また、Ｘ線センサモジュール２５は、スライダ２４を介して半径方向に自由に移動させることができるが、位置を固定していてもよい。

Ｘ線センサ２３は、センサベース２２に対して、一定角度（センサ傾斜角α）傾いている。図４では、センサ傾斜角αは固定であるが、画像取得制御機構３０からの制御により角度調整できるようになっていても構わない。

Ｘ線センサモジュール２５は、センサベース２２に複数取り付けられるが、それぞれは着脱可能である。したがって、故障したＸ線センサモジュールのみを交換するということができる。

図５は、撮像系を横から見た概念図である。
図５を参照して、撮像系について説明する。なお、図５においては、Ｘ線センサ２３ａ，２３ｂは、対向する位置関係にあれば、どのＸ線センサ２３であってもよい。また、図５では、Ｘ線センサ２３ａ、２３ｂは、センサベース２２に対し、それぞれ一定角度（センサ傾斜角αＡ，αＢ）傾いている。なお、走査型Ｘ線源１０のターゲット面から検査対象２０までの距離Ｚ１、検査対象２０からＸ線センサ２３の中心１４０までの距離Ｚ２とする。

図５では、ワーク１３０はセンサベース２２の回転軸上にある。ワーク１３０を撮像する際には、走査型Ｘ線源１０から各Ｘ線センサ２３に対して出力されるＸ線の焦点位置（電子ビームの照射位置）の設定されるべき位置（Ｘ線の放射の起点位置）が決められる。たとえば、Ｘ線センサ２３ａに対するＸ線焦点位置１７ａは、Ｘ線センサ２３ａのセンサ中心１４０とワーク（検査エリア）１３０の中心を結ぶ直線と走査型Ｘ線源１０のターゲット面との交点に設定される。なお、センサ中心１４０には、ワークの透視像１４２が検出される。すなわち、Ｘ線の放射の起点位置は、対応するＸ線センサの検出面について、Ｘ線がワークを透過して、この検出面に対して入射するように設定される。したがって、Ｘ線センサ２３ａのセンサ中心１４０とワーク１３０の中心とＸ線焦点位置１７ａとが一直線上に並ぶことが望ましいが、検出面の一定範囲内にＸ線が入射する限り、このような配置に限定されるわけではない。

ここで、Ｘ線センサ２３とＸ線焦点位置１７とを結ぶ直線と走査型Ｘ線源１０のターゲット面のなす角を照射角θとする。たとえば、Ｘ線センサ２３ａ，２３ｂに対しては、照射角θＡ，θＢとする。なお、各照射角を特に区別しない場合は、単に照射角θと示す。

図５の示すように、ワークがセンサベースの回転中心の鉛直線上に存在する場合は、全てのＸ線センサ２３に関する照射角θは全て等しくなる。本発明では、ワークをセンサベースの回転中心にする必要はないので、各照射角は全て等しいとは限らない。

図６は、センサ配置角とセンサベース基準角を説明するための図である。特に、図６（ａ）はセンサベースの回転前を示す図であり、図６（ｂ）はセンサベースをθｓ回転した後を示す図である。

図６を参照して、センサ配置角とセンサベース基準角について説明する。なお、図６において、Ｘ線センサ２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、センサベース２２の円周上にＸ線センサ２３ｂと隣接するようにＸ線センサ２３ａ，２３ｂが配置されている関係にあれば、どのＸ線センサ２３であってもよい。

図６（ａ）に示すように、センサベース２２には、Ｘ線センサ２３同士の位置関係を示す際の基準となるセンサベース基準軸１４０が定められている。ここでは、Ｘ線センサ２３ａとセンサベース２２とを結ぶ軸をセンサベース基準軸１４０とする。

ここで、Ｘ線センサ２３とセンサベース基準軸１４０とのなす角をセンサ配置角γとする。たとえば、Ｘ線センサ２３ｂ，２３ｃに対しては、センサ配置角γＢ，γＣとなる。なお、各センサ配置角を特に指定しない場合は、単にセンサ配置角γと示す。

図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）でのセンサベース基準軸１４０の位置に対応する軸を基準座標軸１４２とする。基準座標軸１４２は、センサベース２２を撮像のために回転させる際に基準となる軸である。ここで、基準座標軸１４２とセンサベース基準軸１４０とのなす角をセンサベース基準角θｓとする。なお、図６（ａ）の場合、センサベース基準角は０度となる。

図７は、ターゲット保守角を説明するための図である。特に、図７（ａ）は機械座標系に対して基準座標軸をθｍ回転した後を示す図であり、図７（ｂ）は基準座標軸に対してセンサベース基準軸をθｓ回転した後を示す図である。

図７を参照して、ターゲット保守角について説明する。
図７（ａ）に示すように、センサベース２２には、各Ｘ線センサ２３の絶対的な位置を示す際に用いられる、センサベース２２に固定された座標系である機械座標系１４１が定められている。ターゲット１１におけるＸ線焦点位置をずらすためにセンサベース２２を回転させる際は、機械座標系１４１を基準とする。ここで、基準座標軸１４２と機械座標系１４１とのなす角をターゲット保守角θｍとする。

図７（ｂ）に示すように、ターゲット保守角のθｍ回転した後に、撮像のためにセンサベース２２を回転する際は、基準座標軸１４２に対し、センサベース基準軸１４０を回転させる。上述したように、基準座標軸１４２とセンサベース基準軸１４０とのなす角がセンサベース基準角θｓである。

図８は、センサベース２２を回転させた際のイメージを示した、撮像系を上および横から見た概念図である。なお、走査型Ｘ線源１０については、センサベース２２側から見た図も併せて示す。

図８を参照して、センサベース２２を回転させた際のＸ線センサの位置とＸ線焦点位置との関係について説明する。

図８に示すように、センサベース２２を回転させる前の、Ｘ線センサ２３ａに対するＸ線焦点位置をＡ０、Ｘ線センサ２３ｂに対するＸ線焦点位置をＢ０とする。この場合、センサベース２２を上から見ると、Ｘ線センサ２３ａ，２３ｂはＡＰ０，ＢＰ０の位置にある。

センサベース２２をターゲット保守角のθｍ回転した場合、センサベース２２を上から見ると、Ｘ線センサ２３ａ，２３ｂはＡＰ１，ＢＰ１の位置にある。

ここで、センサベース２２の回転後、ＡＰ１の位置にあるＸ線センサ２３ａに対し、図５で説明したようにして、改めて設定されたＸ線焦点位置はＡ１、ＢＰ１の位置にあるＸ線センサ２３ｂに対し、改めて設定されたＸ線焦点位置はＢ１となる。

このように、センサベース２２が回転することにより、Ｘ線センサ２３の位置が変更され、Ｘ線センサ２３に対するＸ線焦点位置も変更される。

図９は、現在使用ターゲット情報を示す図である。
図９を参照して、Ｘ線ターゲット保守情報９１に含まれる現在使用ターゲット保守情報について説明する。

現在使用ターゲット保守情報２００では、現在において、撮像で使用しているＸ線の焦点位置を示すＸ線焦点位置２０２と、そのＸ線焦点位置に電子ビームを照射した時間の累積を示す累積Ｘ線照射時間２０４とが対応付けられている。

図１０は、過去使用ターゲット保守情報を示す図である。
図１０を参照して、Ｘ線ターゲット保守情報９１に含まれる過去使用ターゲット保守情報について説明する。

過去使用ターゲット保守情報２１０では、過去において、撮像で使用したＸ線の焦点位置を示すＸ線焦点位置２１２と、そのＸ線焦点位置に電子ビームを照射した時間の累積を示す累積Ｘ線照射時間２１４とが対応付けられている。

検査対象、あるいは検査エリアを変更した場合は、現在使用ターゲット保守情報で示される現在のＸ線焦点位置の情報は、過去使用ターゲット情報に格納される。

図１１は、ＮＧターゲット保守情報を示す図である。
図１１を参照して、ＮＧターゲット保守情報について説明する。

ＮＧターゲット保守情報２２０では、ターゲット面においてＸ線焦点位置として使用できない位置を示すＸ線焦点位置２２２と、そのＸ線焦点位置に電子ビームを照射した時間の累積を示す累積Ｘ線照射時間２２４と、ＮＧターゲットを自動で判断したかどうかを示す自動判定フラグ２２６とが対応付けられている。

自動判定フラグ２２６では、演算部７０の保守情報管理部８６によって、累積Ｘ線照射時間が所定の閾値を超えたことによって寿命と判断されたＸ線焦点位置については「ＯＮ」と示される。一方、ユーザが、たとえば、透視像などに基づいて寿命と判断したＸ線焦点位置については「ＯＦＦ」と示される。

以上のような構成のＸ線検査装置１００を用いて、次節で述べるＸ線検査処理を行なう。

（２．Ｘ線検査処理の流れ）
本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、以下に示すＸ線検査処理を行なう際に、ターゲット面の焦点位置の寿命判定も行なう。

図１２は、Ｘ線検査装置１００のＸ線検査処理の概略を示すフローチャートである。
図１２を参照して、Ｘ線検査処理の概略を説明する。なお、ステップＳ１００，１０２，１０４，１１２の詳細については後述する。また、このフローチャートは、Ｘ線検査処
理の一例に過ぎず、たとえば、ステップを入れ替えて実行するなどしてもよい。

まず、ステップＳ１００において、検査対象について検査エリアを設定し、Ｘ線焦点位置情報を算出する。検査エリアは、ユーザが入力部４０を介して任意に設定してもかまわないし、予め設定された検査エリアの情報を参照しても構わない。ここでは、検査エリアを複数設定することもできる。そして、演算部７０は、Ｘ線焦点位置情報を算出する。

次いで、ステップＳ１０２において、Ｘ線焦点位置情報に基づき、撮像を行なう。ここでは、各Ｘ線センサ２３に対する全ての撮像処理を完了してからステップＳ１０４の処理に進む場合や、撮像された画像データを順次ステップＳ１０４の処理に進める、ステップＳ１０２と１０４とを並行に行なう場合がある。

続いて、ステップＳ１０４において、ＣＴアルゴリズムに従い、撮像された複数のデータから三次元再構成空間に逆投影して再構成データを生成し、ＣＴ画像を得る。

そして、ステップＳ１０６において、再構成データをもとに検査を行なう。なお、検査は、再構成データをディスプレイなどに表示させてユーザが行なう場合や、再構成データから自動的に判断する場合などがある。

次いで、ステップＳ１０８において、演算部７０は、ステップＳ１００で設定した全ての検査エリアの撮像が終了したかどうかを判定する。全ての検査エリアの撮像を終了していないと判断すれば（ステップＳ１０８において、ＮＯ）、ステップＳ１１０において、撮像する検査エリアを、設定された次の検査エリアに変更し、ステップＳ１０２の処理に戻る。

全ての検査エリアの撮像を終了したと判断すれば（ステップＳ１０８において、ＹＥＳ）、ステップＳ１１２において、演算部７０は、現在、撮像で使用しているＸ線焦点位置のターゲットの寿命を判断し、処理を終了する。

なお、ターゲットの寿命を判断するタイミングは、Ｘ線検査装置を使用している際であればいつでもよく、必ずしもステップＳ１０８の後で行なう必要はない。

図１３は、図１２のステップＳ１００における処理を説明するためのフローチャートである。

図１３を参照して、図１２のステップＳ１００における処理の詳細について説明する。
ステップＳ１２０において、入力部４０は、ユーザによる検査エリアの設定を受け付ける。そして、Ｘ線焦点位置計算部８２に検査エリアの場所（たとえば、位置座標）を与える。

次いで、ステップＳ１２２において、入力部４０は、ユーザによる撮像枚数の設定を受け付ける。そして、Ｘ線焦点位置計算部８２に撮像枚数を与える。撮像枚数は、検査対象、検査項目により撮像条件設定部８４が自動的に設定する場合や、ユーザが任意に設定する場合がある。なお、本実施の形態では、撮像枚数は、センサベースの円周上に取り付けられたＸ線センサの数の整数倍とする。

続いて、ステップＳ１２４において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、設定された撮像枚数が、センサベースの円周上に取り付けられたＸ線センサの数より多いかどうかを判定する。

撮像枚数がＸ線センサの数よりも多いと判断すれば（ステップＳ１２４において、ＹＥＳ）、ステップＳ１２６において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、センサベースを回転する際のセンサベース基準角を計算する。

ここで、Ｘ線センサ２３がｎ個であって、撮像枚数がｎ×ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）枚の場合、ｍ個のセンサベース基準角を計算する。具体的には、センサベース基準角は、０度、３６０／ｎ／ｍ度、…、（３６０／ｎ／ｍ）×ｘ度（ｘ＝１，…，ｍ−１）である。

たとえば、ｎ＝１８、ｍ＝１０の場合を例に挙げる。この場合、撮像枚数は１８×１０＝１８０枚である。また、２番目のセンサベース基準角は、３６０／１８／１０＝２度であり、最後のセンサベース基準角は、（３６０／１８／１０）×９＝１８度である。

一方、撮像枚数がＸ線センサの数よりも少ないと判断すれば（ステップＳ１２４において、ＮＯ）、ステップＳ１２８の処理に進む。

ステップＳ１２８において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、センサベース基準角に対する各Ｘ線センサに関する情報（Ｘ線焦点位置、センサ照射角、センサ撮像角）を計算する。具体的には、次のような計算を行なう。

Ｘ線焦点位置計算部８２は、各Ｘ線センサに対応するＸ線焦点位置を計算する。たとえば、Ｘ線センサ中心と検査エリア中心とを結ぶ直線と、ターゲット面との交点をＸ線焦点位置とする。

Ｘ線焦点位置計算部８２は、Ｘ線焦点位置に基づき、センサ照射角を計算する。
Ｘ線焦点位置計算部８２は、Ｘ線焦点位置に基づき、センサ撮像角βを計算する。なお、センサ撮像角βとは、ワーク１３０とＸ線センサ２３の中心とを結ぶ直線と、Ｘ線センサ２３のなす角のことをいう。

以上のようにして、Ｘ線焦点位置情報が計算される。なお、本実施の形態において、センサ傾斜角α、センサ配置角γは予め設定されているため、Ｘ線焦点位置ごとに、再計算する必要はない。

続いて、ステップＳ１３０において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、全てのセンサベース基準角に対して計算が終了したかどうかを判定する。

全てのセンサベース基準角に対して計算が終了していないと判断すれば（ステップＳ１３０において、ＮＯ）、ステップＳ１２８の処理に戻る。

一方、全てのセンサベース基準角に対して計算が終了したと判断すれば(ステップＳ１３０において、ＹＥＳ）、ステップＳ１３１において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、ステップＳ１２８で計算したＸ線焦点位置がＮＧターゲット保守情報に格納されているＸ線焦点位置についてエリア係数Ｄの範囲で重複しているかどうかを判定する。

重複していると判断すれば（ステップＳ１３１において、ＹＥＳ）、ステップＳ１３４において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、基準座標軸の回転限度を超えているかを判断する。たとえば、センサベース２２の円周上に、Ｎ個のＸ線センサが配置されていた場合、回転限度は３６０／Ｎ程度であるが、回転限度はこれに限られず、他の式で表わされていてもよいし、予め設定していてもよい。

回転限度を超えていないと判断すれば（ステップＳ１３４において、ＮＯ）、ステップＳ１３６において、回転角制御部３２は、センサベース２２を回転限度以下の所定の角度（センサベース保守角θｍ）回転させて、Ｘ線センサ２３の位置を変更させ、ステップＳ１２８の処理に戻る。センサベース保守角θｍは予め設定されていてもよいし、センサ配置角γに基づいて決定されてもよい。

回転限度を超えていると判断すれば（ステップＳ１３４において、ＹＥＳ）、処理を終了する。

一方、計算したＸ線焦点位置がＮＧターゲット保守情報と重複していないと判断すれば（ステップＳ１３１において、ＮＯ）、ステップＳ１３２において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、Ｘ線焦点位置計算部８２は、焦点位置に関する計算結果をＸ線焦点位置情報９２に格納し記憶する。つまり、設定された検査エリアについて、ステップＳ１２８でＸ線焦点位置計算部８２が計算した、各Ｘ線センサ２３に対する、Ｘ線焦点位置、照射角θ、センサ傾斜角α、センサ撮像角β、センサ配置角γをＸ線焦点位置情報として記憶する。

以上のようにして、Ｘ線焦点位置計算部８２はＸ線焦点位置情報を計算する処理（図１２のステップＳ１００）を行なう。

図１４は、図１２のステップＳ１０２における処理を説明するためのフローチャートである。

図１４を参照して、図１２のステップＳ１０２における処理の詳細について説明する。
まず、ステップＳ１５０において、走査Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置情報９２を参照する。

次いで、ステップＳ１５２において、走査Ｘ線源制御部７２は、電子ビーム制御部６２に対し、Ｘ線センサに対応するＸ線焦点位置に電子ビームの照射位置を変更する制御をおこなうよう走査型Ｘ線源１０に指示する。

続いて、ステップＳ１５４において、画像取得制御部７４は、画像データ取得部３４に対し、検査エリアを透過したＸ線を検出したＸ線センサから撮像データを取得するよう指示する。

そして、ステップＳ１５６において、画像取得制御部７４は、センサベース基準角に対応する撮像データを全て取得したかどうかを判定する。

全て取得していないと判断すれば（ステップＳ１５６において、ＮＯ）、ステップＳ１５２の処理に戻る。

全て取得したと判断すれば（ステップＳ１５６において、ＹＥＳ）、ステップＳ１５８において、画像取得制御部７６は、全てのセンサベース基準角に対する撮像データを取得したかを判定する。

全てのセンサベース基準角に対して撮像データを取得していないと判断すれば（ステップＳ１５８において、ＮＯ）、ステップＳ１６０において、画像取得制御部７４は、回転角制御部３２に対し、センサベース２２を未だ回転させていないセンサベース基準角になるように回転する制御を行なうよう指示し、ステップＳ１５２の処理に進む。

一方、全てのセンサベース基準角に対して撮像データを取得したと判断すれば（ステッ
プＳ１５８において、ＹＥＳ）、撮像処理を終了する。

以上のようにして、撮像処理（図１２のステップＳ１０２）を行なう。
図１５は、図１２のステップＳ１０４における処理を説明するためのフローチャートである。

図１５を参照して、図１２のステップＳ１０４における処理（ＣＴアルゴリズム）の詳細について説明する。

まず、ステップＳ１７０において、３Ｄ画像再構成部７６は、取得した撮像データから投影データ（吸収係数画像）を計算する。

ここで、投影データについて簡単に説明する。
一般的に、Ｘ線が検査対象物を透過する場合、Ｘ線量は、検査対象物を構成する部品等のそれぞれが有する固有のＸ線吸収係数に相当する分だけ、以下の式（１）に示すような指数関数で示されるように減衰する。

Ｉ＝Ｉ_０Ｅｘｐ（−μＬ） …（１）
ただし、Ｌは透過経路長、μはＸ線吸収係数、Ｉ_０はＸ線空気データ値、ＩはＸ線センサ撮像データである。なお、Ｘ線空気データ値は、検査対象物を置かずに撮像されたＸ線センサの撮像データであり、一般に白画像と呼ばれる。

式（１）により、次の式（２）で計算される投影データ（μＬ）を求める。
μＬ＝ｌｏｇ（Ｉ_０／Ｉ） …（２）
また、投影データ、あるいは、投影データを計算する前のＸ線撮像データに対して、各種補正を行なう場合もある。たとえば、ノイズを除去するためにメディアンフィルタをかけたり、Ｘ線センサで画素ごとに特性・感度が異なる場合にはキャリブレーションを行なったりする。

次いで、ステップＳ１７２において、３Ｄ画像再構成部７６は、ステップＳ１７０で計算した複数の投影データから、Ｘ線焦点位置情報９２に格納されているデータを用いて、画像データの再構成を行なう。再構成方法としては、「ディジタル画像処理」（監修：ディジタル画像処理編集委員会、発行所：財団法人画像情報教育振興協会（ＣＧ−ＡＲＴＳ協会）、第２版、２００６年３月発行）の１４９頁から１５４頁で示されているように、フーリエ変換法など様々な手法が提案されている。本実施の形態では、再構成方法としてコンボリュージョン逆投影法を用いる。これは、ボケを低減するために投影データにＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎなどのフィルタ関数をコンボリュージョンして逆投影する方法である。

ここで、逆投影について簡単に説明する。
図１６は、逆投影について説明するための図である。

図１６を参照して、再構成領域３０２のボクセルデータＳ_０を逆投影する場合を例にあげて説明する。

この場合、Ｘ線源３００とボクセルデータＳ_０とを結ぶ直線とＸ線センサ３０４の交わる点（Ｘ線センサ３０４の画素）Ｐ_０の投影データの値をボクセルデータＳ_０の値とする。この際、ボクセルの位置（座標）によってＸ線強度が異なるため、センサ傾斜角、センサ撮像角、照射角、センサ配置角、センサベース基準角等を基にＦＤＫ法のような強度補正を行なってもよい。また、画素Ｐ_０を求める際は、Ｘ線焦点位置情報９２に格納された
情報や、図５で示したような、ターゲット面から検査対象までの距離Ｚ１、検査対象からＸ線センサの中心までの距離Ｚ２の値により幾何学的に算出できる。

図１５に戻って、最後にステップＳ１７４において、３Ｄ画像再構成部７６は、全ての撮像データに対する処理が完了したかどうかを判定する。

完了していないと判断すれば（ステップＳ１７４において、ＮＯ）、ステップＳ１７０の処理に戻る。

一方、完了したと判断すれば（ステップＳ１７４において、ＹＥＳ）、処理を終了する。

図１７は、図１２のステップＳ１１２における処理を説明するためのフローチャートである。

図１７を参照して、図１２のステップＳ１１２における処理（寿命判定）の詳細について説明する。

まず、ステップＳ１８０において、保守情報管理部８６は、現在、撮像の際に使用しているＸ線焦点位置に対応付けられている累積Ｘ線照射時間に電子ビームの照射時間を加算する。撮像時には、Ｘ線センサの露光時間あるいはＸ線照射時間が設定されるため、保守情報管理部８６は、これらの設定に基づいて累積Ｘ線照射時間を計算し、現在使用ターゲット保守情報を更新する。なお、上記のように設定された時間に基づいて累積Ｘ線照射時間を計算してもよいが、実際の照射時間をカウントして累積時間を測定してもよい。

次いで、ステップＳ１８２において、保守情報管理部８６は、現在使用しているＸ線焦点位置の累積Ｘ線照射時間がターゲット寿命を示す閾値を超えたかどうかを判定する。

閾値を超えていないと判断すれば（ステップＳ１８２において、ＮＯ）、寿命判定の処理を終了する。

一方、閾値を越えていると判断すれば（ステップＳ１８２において、ＹＥＳ）、ステップＳ１８４において、保守情報管理部８６は、出力部５０に対し、累積Ｘ線照射時間が所定の閾値を超えている旨の通知を行なうよう指示する。たとえば、アラームをオンにして、表示灯の点灯やディスプレイでの表示などによって、ユーザが分かるようにする。

続いて、ステップＳ１８６において、保守情報管理部８６は、ターゲットの保守が自動か否かを判定する。ここで、自動保守とは、自動でＸ線の焦点位置、センサベース位置を変更し、Ｘ線検査装置の連続稼動が可能となるモードである。手動保守は、自動保守で行なう処理をユーザが確認しながら行なうモードである。なお、手動保守時には、Ｘ線検査を行なうことはできない。ユーザは入力部４０を介して、自動保守についての設定を予め行なうことができる。

自動保守でないと判断すれば（ステップＳ１８６において、ＮＯ）、保守情報管理部８６は処理を終了する。この場合、ステップＳ１８８〜１９８の各処理をユーザが確認しながら行なう。つまり、ユーザ自身は各処理自体を行なう必要はなく、たとえば、演算部７０に実行させた各ステップの結果を確認して処理を進めればよい。

一方、自動保守であると判断すれば（ステップＳ１８６において、ＹＥＳ）、Ｘ線焦点位置計算部８６は、Ｘ線焦点位置を計算する。この詳細については後述する。

ステップＳ１９０において、保守情報管理部８６は、ステップＳ１８８において使用可能なＸ線焦点位置が求められたか否かを判定する。

ステップＳ１８８において使用可能なＸ線焦点位置が計算されていないと判断すれば（ステップＳ１９０において、ＮＯ）は、ターゲットを交換する必要があり、保守情報管理部８６は寿命判定の処理を終了する。

一方、使用可能なＸ線焦点位置が計算されたと判断すれば（ステップＳ１９０において、ＹＥＳ）、ステップＳ１９２において、Ｘ線焦点位置計算部８６は、計算結果をＸ線焦点位置情報９２に格納する。電子ビーム制御部６２は、Ｘ線焦点位置情報９２を読み取り、Ｘ線焦点位置を変更する。

次いで、ステップＳ１９４において、保守情報管理部８６は、過去使用ターゲット保守情報に使用していたターゲットの情報を書き込むとともに、現在使用ターゲット保守情報にＸ線焦点位置情報９２を書き込んで、Ｘ線ターゲット保守情報９１を更新する。

続いて、ステップＳ１９６において、回転角制御部３２は、ステップＳ１８８で計算したターゲット保守角になるようにセンサベース２２を回転させる。以後、撮像の際は、回転後のセンサベースが基準（基準座標軸）となる。

最後に、ステップＳ１９８において、保守情報管理部８６は、アラームをオフにして処理を終了する。

図１８は、図１７のステップＳ１８８における処理を説明するためのフローチャートである。

図１８を参照して、図１７のステップＳ１８８における処理の詳細について説明する。
まず、ステップＳ２００において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、ターゲット保守角θｍに予め設定されている所定の角度（Δθ）を加えて更新する。ここでは、ターゲット保守角の計算を行なうだけで、実際にセンサベース２２を回転させるわけではない。

次いで、ステップＳ２０２において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、ターゲット保守角が限度角を超えたかどうかを判定する。たとえば、センサベース２２の円周上に、Ｎ個のＸ線センサが配置されていた場合、ターゲット保守角の限度角は３６０／Ｎ程度であるが、限度角はこれに限られず、他の式で表わされていてもよいし、予め設定していてもよい。

ターゲット保守角が限度角を超えていると判断すれば（ステップＳ２０２において、ＹＥＳ）、ステップＳ２１６において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、使用可能なＸ線焦点位置を計算できないと判断し、処理を終了する。

一方、ターゲット保守角が限度角を超えていないと判断すれば（ステップＳ２０２において、ＮＯ）、ステップＳ２０４において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、センサベース基準角θｓを求める。ここでは、図１３のステップＳ１２４，１２６で説明したように、設定された撮像枚数が、センサベースの円周上に取り付けられたＸ線センサの数より多いかどうかを判定し、撮像枚数がＸ線センサの数よりも多いと判断すれば、センサベース基準角を計算する。計算方法については、説明が重複するため省略する。

続いて、ステップＳ２０６において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、あるセンサベース基準角θｓにおける各Ｘ線センサ２３の機械座標系での角度を求める。絶対座標を示す機械
座標系に対し、ターゲット保守角θｍだけ、センサベース２２が回転しており、さらに、そこを基準として、いくつかのセンサベース基準角θｓが存在する。したがって、機械座標系におけるセンサベース基準角は、（θｍ＋θｓ）となる。つまり、機械座標系における各Ｘ線センサ２３の位置は、（θｍ＋θｓ）に各Ｘ線センサ２３のセンサ配置角γを足したもの（θｍ＋θｓ＋γ）となる。

そして、ステップＳ２０８において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、ステップＳ２０６で求めた機械座標系における各Ｘ線センサ２３の角度に基づき、撮像系の幾何学的配置より、各Ｘ線センサ２３に対するＸ線焦点位置を求める。

次いで、ステップＳ２１０において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、最後のセンサベース基準角について、各Ｘ線センサ２３に対するＸ線焦点位置を計算したかどうかを判定する。ここでは、ステップＳ２０４においてセンサベース基準角θｓを複数計算した場合に、各センサベース基準角について、順次、Ｘ線焦点位置を計算していき、最後のセンサベース基準角についてＸ線焦点位置を計算したかどうかを判定する。

最後のセンサベース基準角について計算していないと判断すれば（ステップＳ２１０において、ＮＯ）、次のセンサベース基準角について、ステップＳ２０６以降の処理を行なう。

一方、最後のセンサベース基準角について計算したと判断すれば（ステップＳ２１０において、ＹＥＳ）、ステップＳ２１２において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、計算したＸ線焦点位置と、Ｘ線ターゲット保守情報９１とを比較する。ここでは、Ｘ線ターゲット保守情報９１に含まれるＮＧターゲット保守情報で示されるＸ線焦点位置と計算したＸ線焦点位置が、エリア係数Ｄを直径または対角線とする範囲で重複していないかどうかを比較する。

続いて、ステップＳ２１４において、Ｘ線焦点位置計算部８２は、ステップＳ２１２で比較した結果、ＮＧターゲットのＸ線焦点位置と重複があるかどうかを判定する。

重複があると判断すれば（ステップＳ２１４において、ＹＥＳ）、新しくＸ線焦点位置を計算し直すため、ステップＳ２００の処理に戻る。

一方、重複がないと判断すれば（ステップＳ２１４において、ＮＯ）、処理を終了する。

以上のように、本発明に係るＸ線検査装置および当該Ｘ線検査装置のＸ線撮影方法を適用したＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法によれば、電子ビームを照射したターゲット面のＸ線焦点位置での照射時間を記憶する。そして、所定時間経過したと判断すれば、Ｘ線センサの位置を変更し、ターゲット上のＸ線焦点位置を移動させる。これにより、ユーザは、Ｘ線源に触れることなく、コンピュータ等からＸ線検査装置の保守を管理することができる。したがって、保守に時間を要することなく、検査を継続することができる。

また、Ｘ線源のターゲットのメンテナンスを自動的に行なうことができるため、Ｘ線検査装置を簡便に使用することができる。

また、電子ビームを移動させて１つのＸ線焦点位置にかかる照射時間を短くするため、ターゲットのメンテナンスまでの時間を長くすることができる。これにより、ターゲットのメンテナンスの頻度を減らすことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。 走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。 センサベース２２を走査型Ｘ線源１０側から見た図である。 Ｘ線センサモジュール２５を示した側面図である。 撮像系を横から見た概念図である。 センサ配置角とセンサベース基準角を説明するための図である。 ターゲット保守角を説明するための図である。 センサベース２２を回転させた際のイメージを示した、撮像系を上および横から見た概念図である 現在使用ターゲット情報を示す図である。 過去使用ターゲット保守情報を示す図である。 ＮＧターゲット保守情報を示す図である。 Ｘ線検査装置１００のＸ線検査処理の概略を示すフローチャートである。 図１２のステップＳ１００における処理を説明するためのフローチャートである。 図１２のステップＳ１０２における処理を説明するためのフローチャートである。 図１２のステップＳ１０４における処理を説明するためのフローチャートである。 逆投影について説明するための図である。 図１２のステップＳ１１２における処理を説明するためのフローチャートである。 図１７のステップＳ１８８における処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ 走査型Ｘ線源、１１ ターゲット、１２ 偏向ヨーク、１３ 高圧電源、１４ 真空ポンプ、１５ 電子銃、１６ 電子ビーム、１７ Ｘ線焦点位置、１８ Ｘ線、２０
検査対象、２２ センサベース、２３ Ｘ線センサ、２４ スライダ、２５ Ｘ線モジュール、２６ Ｘ線受光部、２７ データケーブル、２８ 電源ケーブル、２９ データ処理部、３０ 画像取得制御機構、３２ 回転角制御部、３４ 画像データ取得部、４０
入力部、５０ 出力部、６０ 走査Ｘ線源制御機構、６２ 電子ビーム制御部、７０ 演算部、７２ 走査Ｘ線源制御部、７４ 画像取得制御部、７６ ３Ｄ画像再構成部、７８ 良否判定部、８０ ステージ制御部、８２ Ｘ線焦点位置計算部、８４ 撮像条件設定部、８６ 保守情報管理部、９０ メモリ、９１ Ｘ線ターゲット保守情報、９２ Ｘ線焦点位置情報、９４ 撮像条件情報、１００ Ｘ線検査装置。

Claims (12)

1. 所定の位置のうちから指定された位置に設定され、入射されるＸ線の強度分布を検出するための検出面と、ターゲット面におけるＸ線焦点位置を移動させて前記Ｘ線を発生させることが可能なＸ線源と、前記ターゲット面の位置について前記Ｘ線焦点位置としてＸ線を発生させた履歴情報を記憶する記憶装置とを備える、Ｘ線照射によって対象物の検査部分を検査するためのＸ線検査装置を用いたＸ線検査方法であって、
   複数の第１の所定位置のうち指定された前記検出面の位置と、前記検査部分とに応じた前記Ｘ線焦点位置を設定するステップと、
   前記記憶装置の前記履歴情報に基づき、設定された前記Ｘ線焦点位置から発生させたＸ線量が所定量を超えたことを検知するステップと、
   前記検知結果に応じて、前記複数の第１の所定位置とは異なる、複数の第２の所定位置のうちのいずれかに前記検出面の指定位置を変更して設定するステップと、
   変更された前記検出面に応じて再設定された位置に、前記Ｘ線焦点位置を移動させて、前記Ｘ線を発生させるステップと、
   前記検出面において、前記検査部分を透過した前記Ｘ線の強度分布を検出するステップとを備える、Ｘ線検査方法。
2. 前記Ｘ線焦点位置を設定するステップは、前記Ｘ線が前記検査部分を透過して前記検出面に対して入射するように、前記ターゲット面における前記Ｘ線焦点位置を決定するステップを含む、請求項１記載のＸ線検査方法。
3. 前記指定位置を変更して設定するステップは、前記複数の第２の所定位置のうちから、前記Ｘ線を検出するための複数の検出面をそれぞれ指定するステップを含み、
   前記Ｘ線を発生させるステップは、
   前記複数の検出面について、前記Ｘ線が前記検査部分を透過して前記複数の検出面に対してそれぞれ入射するように、前記ターゲット面における複数の前記Ｘ線焦点位置をそれぞれ決定するステップと、
   決定された各前記Ｘ線焦点位置に、前記Ｘ線源の電子ビームを照射する照射位置を移動させて、前記Ｘ線を発生させるステップとを含み、
   前記検出した強度分布のデータに基づき、前記検査部分の画像データを再構成するステップをさらに備える、請求項１記載のＸ線検査方法。
4. 前記Ｘ線量が所定量を超えたことを検知するステップは、前記設定された前記Ｘ線焦点位置について、少なくとも前記Ｘ線を発生させた累積時間が所定時間を経過したことを検知するステップを含む、請求項３記載のＸ線検査方法。
5. 前記複数の前記Ｘ線焦点位置をそれぞれ決定するステップは、前記Ｘ線焦点位置を、前記所定時間を超えて前記電子ビームが照射された位置を除いて決定するステップを含む、請求項４記載のＸ線検査方法。
6. 前記複数の前記Ｘ線焦点位置をそれぞれ決定するステップは、前記Ｘ線焦点位置を、前記所定時間を超えて前記電子ビームが照射された位置から、Ｘ線焦点のサイズに応じたエリア係数に基づいて決定される範囲を除いて決定するステップを含む、請求項４記載のＸ線検査方法。
7. 前記Ｘ線を発生させるステップは、電子ビームを偏向させることで、前記電子ビームを前記ターゲット面に照射する照射位置を変更して、前記Ｘ線焦点位置を移動させるステップを含む、請求項１記載のＸ線検査方法。
8. Ｘ線によって対象物の検査部分を検査するＸ線検査装置であって、
   前記Ｘ線を検出するために複数の検出面を有するＸ線検出手段を備え、
   前記Ｘ線検出手段は、前記複数の検出面の位置を、複数の第１の所定位置から、前記複数の第１の所定位置とは異なる複数の第２の所定位置にそれぞれ変更する検出位置変更手段を含み、
   前記Ｘ線の出力処理を制御するための出力制御手段をさらに備え、
   前記出力制御手段は、
   前記複数の検出面について、前記Ｘ線が前記対象物の検査部分を透過して各前記検出面に対して入射するように前記Ｘ線の放射の起点位置を各々設定する起点設定手段と、
   各前記起点位置と、各前記起点位置から前記Ｘ線を放射した履歴情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段の前記履歴情報に基づき、設定された前記起点位置について、累積照射時間が所定時間を経過したことを検知すると、前記検出位置変更手段による変更を行なうために、前記検知結果を出力する検知手段とを含み、
   前記起点設定手段は、前記検出位置変更手段による変更が行われた場合、前記起点位置の各々を再設定し、
   各前記起点位置にＸ線源のＸ線焦点位置を移動させて、前記Ｘ線を発生させるＸ線出力手段と、
   複数の前記検出面で検出した、前記検査部分を透過したＸ線の強度分布のデータに基づき、前記検査部分の画像データを再構成する再構成手段とをさらに備える、Ｘ線検査装置。
9. 前記Ｘ線出力手段は、電子ビームを偏向させて前記ターゲット面への照射位置を移動させることにより、前記Ｘ線焦点位置を移動させる手段を含む、請求項８記載のＸ線検査装置。
10. 前記検出位置変更手段は、
    所定の軸を中心とする円周上に前記複数の検出面が配置された回転台と、
    前記軸を中心として前記回転台を回転させる回転手段とを含み、
    前記検知手段の検知結果に応じて、前記回転台を一定の角度だけ回転させることにより、前記複数の検出面の位置を、前記複数の第１の所定位置から、前記複数の第２の所定位置にそれぞれ変更する、請求項８に記載のＸ線検査装置。
11. 前記起点設定手段は、前記履歴情報に基づき、前記所定時間を経過した照射時間と対応付けられた前記位置を除いて前記起点位置の各々を設定する、請求項８記載のＸ線検査装置。
12. 前記出力手段は、前記対象物の検査部分を指定する指定手段をさらに含む、請求項８記載のＸ線検査装置。

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