JP3254805B2

JP3254805B2 - 内部検査装置

Info

Publication number: JP3254805B2
Application number: JP10472793A
Authority: JP
Inventors: 英文斎藤; 勇田中; 英夫小柳
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JPH06315152A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミダイキャスト等
の鋳物、ゴム、プラスチック等の成形品、又はプリント
基板等の被検査物の内部の欠陥の有無を検査するための
内部検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記種類の被検査物の内部に、空洞やク
ラックが発生していたり、異物が混入していたりする
と、荷重が作用した場合等に、そこから破壊が発生する
ことがある。そこで、従来、それらの製品によっては、
Ｘ線による透過検査が行われていた。その検査におい
て、Ｘ線透視によって得られるＸ線画像はＣＲＴ画面に
写しだされ、これを観察して内部欠陥を検査していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣＲＴ画面に
欠陥らしきものが写し出されても被検査物の形状が複雑
な場合には、画像に現れているものが、被検査物の形状
の一部を示すものなのか、又は真に内部欠陥であるのか
が判別し難くかった。このため、ＣＲＴ画面と実体の形
状とを見比べて照合するのに時間がかかるという問題点
があった。

【０００４】本発明は前述の事情（及び検討結果）に鑑
み、下記の記載内容を課題とする。（Ｏ01）被検査物の内部欠陥を容易に短時間で見つけ
出せるようにすること。

【０００５】

【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明の構成を説明するが、本発明の
構成要素には、後述の実施例の構成要素との対応を容易
にするため、実施例の構成要素の符号をカッコで囲んだ
ものを付記している。なお、カッコ内の符号が＋記号で
連結されたものは実施例の複数の要素を組合わせたもの
が本発明の要素に対応することを示す。また、本発明を
後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発
明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施
例に限定するためではない。

【０００６】前記課題を解決するために、本発明の内部
検査装置（Ｕ）は、下記の要件を備えたことを特徴とす
る、（Ｙ01）被検査物（Ｏ）を挟んで配置されたＸ線管
（９）及びイメージ管（１０）、（Ｙ02）前記イメージ管（１０）で得られた前記被検
査物（Ｏ）のＸ線画像の濃淡の境界部を強調表示するた
めの強調表示画像信号を出力する画像処理回路（１
６）、（Ｙ03）前記強調表示画像信号を記憶する画像信号記
憶手段（１８）、（Ｙ04）前記濃淡の境界部の強調表示画像が表示され
る光学的情報表示手段（Ｄ）、（Ｙ05）前記光学的情報表示手段（Ｄ）から出射した
情報表示光（Ｌ）を所定の方向に投光する光学部材
（Ｒ）。（Ｙ06）前記被検査物（Ｏ）及び強調表示画像を同時
に視認できるように配置されたコンバイナ（Ｃ）、（Ｙ07）前記Ｘ線管（９）及びイメージ管（１０）を
結ぶ直線上に配置された前記被検査物（Ｏ）を前記直線
に垂直な回転軸周りに回転可能に支持する回転テーブル
（７）、（Ｙ08）前記回転テーブル（７）の回転位置を検出す
る回転位置検出装置（８）（Ｙ09）前記被検査物（Ｏ）及びＸ線管（９）を結ぶ
線と、被検査物（Ｏ）及びコンバイナ（Ｃ）を結ぶ線と
が成す角度をθとするとき、被検査物（Ｏ）が所定の回
転位置にあるときに得られたＸ線画像の強調画像信号
を、被検査物（Ｏ）の回転位置がθだけづれた位置で前
記光学的情報表示手段（Ｄ）に表示する手段（８＋１
７）。

【０００７】（課題を解決するための手段の補足説明）
前記本発明において、前記「コンバイナ（Ｃ）」を通し
て、前記「強調表示画像」と同時に視認する「被検査物
（Ｏ）」は、前記「Ｘ線管（９）及びイメージ管（１
０）」の間の位置に置いても良いが、その位置から移動
させて別の位置に置くことも可能である。

【０００８】

【０００９】

【作用】

（本発明の作用）次に、前述の特徴を備えた本発明の作
用を説明する。前述の特徴を備えた本発明の内部検査装
置（Ｕ）は、コンバイナ（Ｃ）を通して、被検査物
（Ｏ）の実物を見ることが出来る。前記被検査物（Ｏ）
を挟んで配置されたＸ線管（９）及びイメージ管（１
０）により、被検査物（Ｏ）のＸ線画像が得られる。前
記イメージ管（１０）で得られた前記被検査物（Ｏ）の
Ｘ線画像は、画像処理回路（１６）により、濃淡の境界
部を強調表示する強調表示画像信号に変換される。この
強調表示画像信号は、画像信号記憶手段（１８）に記憶
される。光学的情報表示手段（Ｄ）には、被検査物
（Ｏ）のＸ線画像の強調表示画像が、表示される。すな
わち、前記光学的情報表示手段（Ｄ）には、コンバイナ
（Ｃ）を通して見る被検査物（Ｏ）のＸ線画像の強調表
示画像が表示される。前記光学的情報表示手段（Ｄ）か
ら出射した情報表示光（Ｌ）は、光学部材（Ｒ）により
所定の方向に投光される。この情報表示光（Ｌ）及び前
記被検査物（Ｏ）からの光は、コンバイナ（Ｃ）でコン
バインされ、それらは同時に視認できる。

【００１０】また、本発明の内部検査装置（Ｕ）は、コ
ンバイナ（Ｃ）を通して、回転可能に支持された被検査
物（Ｏ）の実物を見ることが出来る。回転テーブル
（７）にの回転軸回りに回転可能に支持された前記被検
査物（Ｏ）の前記回転軸を挟んで配置されたＸ線管
（９）及びイメージ管（１０）により、被検査物（Ｏ）
の任意の回転位置のＸ線画像が得られる。前記イメージ
管（１０）で得られた前記被検査物（Ｏ）のＸ線画像
は、画像処理回路（１６）により、濃淡の境界部を強調
表示する強調表示画像信号に変換される。この強調表示
画像信号は、画像信号記憶手段（１８）に記憶される。
光学的情報表示手段（Ｄ）には、前記被検査物（Ｏ）及
びＸ線管（９）を結ぶ線と、被検査物（Ｏ）及びコンバ
イナ（Ｃ）を結ぶ線とが成す角度をθとするとき、被検
査物（Ｏ）が所定の回転位置にあるときに得られたＸ線
画像の強調表示画像が、被検査物（Ｏ）の回転位置がθ
だけづれた位置で表示される。すなわち、前記光学的情
報表示手段（Ｄ）には、コンバイナ（Ｃ）を通して見る
被検査物（Ｏ）の向きと同じ向きのＸ線画像の強調表示
画像が表示される。前記光学的情報表示手段（Ｄ）から
出射した情報表示光（Ｌ）は、光学部材（Ｒ）により所
定の方向に投光される。この情報表示光（Ｌ）及び前記
被検査物（Ｏ）からの光は、コンバイナ（Ｃ）でコンバ
インされ、それらは同時に視認できる。

【００１１】

【実施例】次に図面を参照しながら、本発明の内部検査
装置の一実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に
限定されるものではない。

【００１２】（実施例）図１は本発明の内部検査装置の
一実施例の全体概略説明図、図２は同実施例の全体回路
図、図３は同実施例で使用される画像処理回路図、図４
は前記図３の画像処理回路の作用説明図で、図４Ａは前
記図３の点Ａの画像信号を示す図、図４Ｂは前記図３の
点Ｂの画像信号を示す図、図４Ｃは前記図３の点Ｃの画
像信号を示す図、図４Ｄは前記図３の点Ｄの画像信号を
示す図、図４Ｅは前記図３の点Ｅの画像信号を示す図、
図５は前記図４Ａに示す画像処理回路で画像処理を行う
前の画像と画像処理後の画像の説明図で、図５Ａは前記
図４Ａに対応する画像を示す図、図５Ｂは前記図４Ｅに
対応する画像を示す図である。

【００１３】なお、本発明の実施例の説明中において、
「前方」は図中の矢印Ｘ1方向（図１参照）、「後方」
は図中の矢印Ｘ2方向を意味する。また、「左方」は図
中の矢印Ｙ1方向を意味し、「右方」は図中の矢印Ｙ2方
向を意味するものとする。さらに、「上方」は図中のＺ
1方向を意味し、「下方」は図中のＺ2方向を意味するも
のとする。

【００１４】図１において、内部検査装置Ｕは、左右方
向移動台１を有している。前記左右方向移動台１は、左
右方向に延びるガイドシャフト２及び駆動用のスクリュ
ーシャフト３によって左右に移動可能に構成されてい
る。すなわち、前記左右方向移動台１内部には前記スク
リューシャフト３に螺合する回転ナット（図示せず）及
びそれを回転駆動するモータ（図示せず）が内蔵されて
おり、前記左右方向移動台１は前記ナットを回転させる
ことにより、左右方向に移動するようになっている。前
記左右方向移動台１上には上下動用モータ４によって上
下方向に移動可能な上下方向移動台６が支持されてい
る。この上下方向移動台６には回転テーブル７が上下軸
（Ｚ1−Ｚ2方向の軸）周りに回転可能に支持されてい
る。この回転テーブル７は、前記上下方向移動台６内部
に配置された回転用モータ（図示せず）によって回転位
置を制御されるようになっている。

【００１５】図１，２において、前記回転テーブル７
は、被検査物Ｏが載置されるテーブルである。この回転
テーブル７の回転位置は回転位置検出装置８によって検
出されている。この回転位置検出装置８は、回転軸に直
結又はギヤを介して回転が伝えられるロータリエンコー
ダにより構成されている。図２において、回転テーブル
７の右側にはＸ線管９が配置され、左側にはイメージ管
１０が配置されている。図２に示すように、Ｘ線管９か
ら出射して被検査物Ｏを透過したＸ線は、イメージ管１
０で収束されて、Ｘ線ＴＶカメラ１１で撮像されるよう
になっている。

【００１６】前記符号７〜１１で示された要素は、Ｘ線
防護箱１２によって覆われている。前記Ｘ線防護箱１２
には、前記Ｘ線管９およびイメージ管１０を結ぶ直線方
向に直交する方向の側面に鉛ガラス１３が設けられてお
り、この鉛ガラス１３外側からＸ線防護箱１２内部の回
転テーブル７およびその上面に載置された被検査物Ｏを
観察できるようになっている。前記鉛ガラス１３の外側
には、コンバイナＣおよびこのコンバイナＣに情報表示
光Ｌ（図２参照）を投光する情報投光装置Ｋが配置され
ている。

【００１７】前記情報投光装置Ｋは図２に示すように、
光学的情報表示手段としてのＣＲＴ（Cathode Ray Tub
e、陰極線管）ディスプレイＤとこのＣＲＴディスプレ
イＤの表示面から出射した情報表示光Ｌを前記コンバイ
ナＣに投光する光学部材Ｒ（図２参照）を備えている。
前記ＣＲＴディスプレイＤの表示面には前記Ｘ線テレビ
カメラ１１で撮像された画像が表示されるようになって
いる。前記ＣＲＴディスプレイＤから出射した情報表示
光Ｌを前記コンバイナＣに入射させるように配置された
前記光学部材Ｒは凹レンズ系Ｒ1および凸レンズＲ2等か
ら構成されており、前記ＣＲＴディスプレイＤに表示さ
れた画像の虚像を前記コンバイナＣ前方の被検査物Ｏの
位置に形成するような光学的パワーを有している。

【００１８】前記コンバイナＣおよび光学部材Ｒは、前
記光学的情報表示手段Ｄから出射した情報表示光Ｌをコ
ンバイナＣ後方の観察位置Ｐの方向に向かわせるように
配置されている。この実施例では、前記被検査物Ｏ及び
Ｘ線管９を結ぶ線と、被検査物Ｏ及びコンバイナＣを結
ぶ線（被検査物Ｏと前記観察位置Ｐとを結ぶ線）とが成
す角度θは、９０度に設定されている。そして、この実
施例では、被検査物Ｏが所定の回転位置にあるときに得
られたＸ線画像の強調表示画像（後述）が、被検査物Ｏ
の回転位置がθ（＝９０度）だけづれた位置で表示され
るようになっている。

【００１９】なお、前記光学部材Ｒは、焦点距離調節機
構により前記表示画像の虚像の形成位置を調節可能に構
成することも可能である。また、前記コンバイナＣはハ
ーフミラーまたは回折素子等から構成することが可能で
ある。また、前記コンバイナＣを上下移動装置またはチ
ルト機構等により、上下移動または傾斜動（すなわち、
回転移動）させるようにして、前記表示画像の虚像の位
置、すなわち画像の視認位置を、調節することも可能で
ある。さらに、前記ＣＲＴディスプレイＤの代わりに、
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等のフラット
な光学的情報表示手段を採用することも可能である。

【００２０】図２において、前記Ｘ線ＴＶカメラ１１で
撮像されたＸ線画像は、画像処理回路１６に入力され
る。画像処理回路１６は、後で詳述するが、Ｘ線画像を
被検査物Ｏのアウトライン、急に肉厚が変化する部分の
境界、及び欠陥をフレーム画（すなわち、強調表示画
像）に変換する機能を有している。

【００２１】図３において、画像処理回路１６は、Ｘ線
画像が入力される入力端子１６aを有しており、また、
入力されるＸ線画像とトリマ１６bからの電圧とを比較
するコンパレータ１６cを有している。図３の点（コン
パレータ１６cに入力する前の点）Ａにおける画像信号
の例が図４（Ａ）に示されており、その画像が図５
（Ａ）に示されている。また、その場合のコンパレータ
１６cからの出力信号（図３の点Ｂの信号）は、図４
（Ｂ）に示されている。このコンパレータ１６cからの
出力信号は、ワンショットトリガ回路１６d，１６eに入
力される。ワンショットトリガ回路１６d，１６eの出力
信号（図３の点Ｃ，Ｄの信号）は図４（Ｃ），（Ｄ）に
示されている。このワンショットトリガ回路１６d，１
６eの出力信号はＯＲ回路１６fに入力されている。この
ＯＲ回路１６fの出力信号（図３の点Ｅの信号）は図４
（Ｅ）に示されており、その画像が図５（Ｂ）に示され
ている。図５から分かるように、前記図３の点Ａの画像
信号に対応するＸ線画像（図５（Ａ）参照）は、図３の
BR>点Ｅの画像信号に対応する画像（図５（Ｂ）参照）
ではフレーム画像（強調表示画像）となっている。

【００２２】図２において、表示コントローラ１７は、
前記画像処理回路１６の出力信号を画像信号記憶手段１
８に書き込む機能を有している。また、表示コントロー
ラ１７は前記回転位置検出装置８からの信号に応じて、
被検査物Ｏの現在の回転位置の９０度前の回転位置で撮
像された画像データを、前記画像信号記憶手段１８から
読出す。この回転位置がθ（＝９０）度ずれた画像デー
タは光学的情報表示手段としての前記ＣＲＴディスプレ
イＤに表示されるようになっている。

【００２３】（実施例の作用）前述の特徴を備えた本発
明の内部検査装置Ｕは、前記被検査物Ｏの回転軸すなわ
ち、回転テーブル７の回転軸を挟んで配置されたＸ線管
９及びイメージ管１０により、被検査物Ｏの任意の回転
位置のＸ線画像が得られる。前記イメージ管１０で得ら
れた前記被検査物ＯのＸ線画像は、画像処理回路１６に
より、濃淡の境界部を強調表示する強調表示画像信号
（フレーム画信号）に変換される。この強調表示画像信
号は、表示コントローラ１７により、画像信号記憶手段
１８に記憶される。

【００２４】回転位置検出装置８は回転テーブル７の回
転位置を表示コントローラ１７に入力している。表示コ
ントローラ１７は、前記被検査物Ｏ及びＸ線管９を結ぶ
線と、被検査物Ｏ及びコンバイナＣを結ぶ線とが成す角
度θ（この実施例ではθ＝９０度）だけずれた回転位置
にあるときに得られた強調表示画像信号を画像信号記憶
手段１８から読出す。この読出された強調表示画像信号
は光学的情報表示手段としてのＣＲＴディスプレイＤに
表示される。すなわち、ＣＲＴディスプレイＤには、被
検査物が所定の回転位置にあるときに得られたＸ線画像
の強調表示画像が、被検査物の回転位置がθ（＝９０
度）だけづれた位置で表示される。この場合、前記ＣＲ
ＴディスプレイＤには、コンバイナＣを通して見る被検
査物Ｏの向きと同じ向きのＸ線画像の強調表示画像が表
示される。

【００２５】前記ＣＲＴディスプレイＤから出射した情
報表示光Ｌは、光学部材Ｒにより所定の方向（コンバイ
ナの方向）に投光される。また、回転可能に支持された
被検査物Ｏから出た光は、前記鉛ガラス１３、コンバイ
ナＣを順次透過して、前記観察位置Ｐに至る。したがっ
て、前記情報表示光Ｌ及び前記被検査物Ｏからの光は、
コンバイナＣでコンバインされ、それらは前記観察位置
Ｐで同時に視認できる。すなわち、観察位置Ｐでは、前
記被検査物Ｏの実物と、そのＸ線画像の強調表示画像を
同時に視認することができる。また、前記左右方向移動
台１を右方に移動させて回転テーブル７上の被検査物Ｏ
をＸ線管９に接近させることにより、被検査物Ｏの拡大
Ｘ線画像の強調表示画像を観察することができる。な
お、この場合は、被検査物Ｏの実物と強調表示画像の大
きさとは一致しない。

【００２６】（実施例２）次に、図６により本発明の内
部検査装置の実施例２について説明する。この実施例２
には、本発明のＸを…に適用した場合が示されている。
なお、この実施例２の説明において、前記実施例１の構
成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、そ
の詳細な説明を省略する。この実施例２は、下記の点で
前記実施例１と相違しているが、他の点では前記実施例
１と同様に構成されている。（Ｓ01）回転テーブル７及び鉛ガラス１３を用いる代
わりに、Ｘ線防護箱１２を通過し、且つ、前記Ｘ線管９
及びイメージ管１０の間を通過する搬送ベルト２１と、
前記Ｘ線防護箱１２の外壁の前記搬送ベルト２１が貫通
する部分に設けたシャッタ２２とを用いた点。（Ｓ02）情報投光装置Ｋは、搬送ベルト２１によりＸ
線防護箱１２内部から搬出される被検査物Ｏに対向して
配置された点。

【００２７】（実施例２の作用）次に、前述の構成を備
えた本発明の実施例２の作用を説明する。この実施例２
では、搬送ベルト２１で搬送された被検査物Ｏは、前記
Ｘ線管９及びイメージ管１０の間に来たときに停止さ
れ、Ｘ線画像が撮像される。このＸ線画像の強調表示画
像は前記実施例１と同様の画像記憶手段１８に記憶さ
れ、被検査物Ｏが前記情報投光装置Ｋに対向する位置に
来たときに、ＣＲＴディスプレイＤに表示される。した
がって、この実施例２も前記実施例１と同様にコンバイ
ナＣの後方（搬送ベルト２１と反対側の方向）の観察位
置Ｐでは、前記被検査物Ｏの実物と、そのＸ線画像の強
調表示画像を同時に視認することができる。

【００２８】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内
で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更
実施例を下記に例示する。

【００２９】（Ｈ01）被検査物Ｏは回転テーブル上に
載置する代わりに、天井部分に設けられた回転テーブル
の下に吊り下げることも可能である。（Ｈ02）Ｘ線画像の強調表示画像は、被検査物Ｏのア
ウトライン、急に肉厚が変化する部分の境界、及び欠陥
のフレーム画とする代わりに、欠陥のみのフレーム画と
することも可能である。この場合は、被検査物Ｏのアウ
トラインおよび急に肉厚が変化する部分の境界等の画像
データを別途記憶しておき、その部分のフレーム画を表
示しないようにすればよい。（Ｈ03）前記実施例２において、搬送ベルト２１以外
の搬送装置（ロボット等）により被検査物Ｏを搬送する
ことも可能である。

【００３０】

【発明の効果】前述の本発明の内部検査装置は、下記の
効果を奏することができる。（Ｅ01）被検査物の実物とそのＸ線画像の強調表示画
像とを重ね合わせた状態で観察することができるので、
被検査物の内部欠陥を容易に短時間で見つけ出すことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の内部検査装置の実施例１の全
体概略説明図である。

【図２】図２は同実施例の全体回路図である。

【図３】図３は同実施例で使用される画像処理回路の
説明図である。

【図４】図４は前記図３の画像処理回路の作用説明図
で、図４Ａは前記図３の点Ａの画像信号を示す図、図４
Ｂは前記図３の点Ｂの画像信号を示す図、図４Ｃは前記
図３の点Ｃの画像信号を示す図、図４Ｄは前記図３の点
Ｄの画像信号を示す図、図４Ｅは前記図３の点Ｅの画像
信号を示す図である。

【図５】図５は前記図４Ａに示す画像処理回路で画像
処理を行う前の画像と画像処理後の画像の説明図で、図
５Ａは前記図４Ａに対応する画像を示す図、図５Ｂは前
記図４Ｅに対応する画像を示す図である。

【図６】図６は本発明の内部検査装置の実施例２の全
体概略説明図である。

【符号の説明】

Ｃ…コンバイナ、Ｄ…光学的情報表示手段、Ｌ…情報表
示光、Ｏ…被検査物、Ｒ…レンズ系、Ｕ…内部検査装
置、９…Ｘ線管、１０…イメージ管、１６…画像処理回
路、１８…画像信号記憶手段、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−111126（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−20489（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の要件を備えたことを特徴とする内
部検査装置、（Ｙ01）被検査物を挟んで配置されたＸ線管及びイメ
ージ管、（Ｙ02）前記イメージ管で得られた前記被検査物のＸ
線画像の濃淡の境界部を強調表示するための強調表示画
像信号を出力する画像処理回路、（Ｙ03）前記強調表示画像信号を記憶する画像信号記
憶手段、（Ｙ04）前記濃淡の境界部の強調表示画像が表示され
る光学的情報表示手段、（Ｙ05）前記光学的情報表示手段から出射した情報表
示光を所定の方向に投光する光学部材、（Ｙ06）前記被検査物及び強調表示画像を同時に視認
できるように配置されたコンバイナ、（Ｙ07）前記Ｘ線管及びイメージ管を結ぶ直線上に配
置された前記被検査物を前記直線に垂直な回転軸周りに
回転可能に支持する回転テーブル、（Ｙ08）前記回転テーブルの回転位置を検出する回転
位置検出装置、（Ｙ09）前記被検査物及びＸ線管を結ぶ線と、被検査
物及びコンバイナを結ぶ線とが成す角度をθとすると
き、被検査物が所定の回転位置にあるときに得られたＸ
線画像の強調画像信号を、被検査物の回転位置がθだけ
づれた位置で前記光学的情報表示手段に表示する手段。