JP3842353B2 - X-ray image intensifier misalignment correction apparatus and printed circuit board drilling apparatus including the same - Google Patents

X-ray image intensifier misalignment correction apparatus and printed circuit board drilling apparatus including the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線イメージインテンシファイアの入力画像と出力画像との軸ずれを補正するための軸ずれ補正装置と、それを用いたプリント基板穴開け装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
X線イメージインテンシファイアは、X線を光に変換する蛍光面とそれに密着した感光性の電子放出器と電子増倍器及び蛍光板を備えた電子管から成り、電子放出器に被写体からの光像(入力画像)が入射すると光電子を放出し、この光電子を電子増倍器で電子増倍して蛍光板に照射することにより視認可能な被写体画像(出力画像)を出力する。このX線イメージインテンシファイアは、微弱な被写体X線像を高増倍率で増幅する機能を有することから、医療用の人体の透視、工業用の非破壊検査等に用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このX線イメージインテンシファイアは、周囲環境の変化、例えば温度や磁界の変化等の影響を受けることにより、電子放出器への被写体X線像の入射位置と蛍光板に再生された被写体画像の出力位置がずれるという所謂軸ずれ現象が発生し、被写体の絶対位置を高精度で計測することができなくなるという問題がある。
【0004】
例えば、X線イメージインテンシファイアを用いてプリント基板の穴開け位置を計測してその計測位置に穴開け加工を行うプリント基板穴開け装置にあっては、前記軸ずれ現象が発生すると、本来の穴開け位置と計測された穴開け位置とがずれてしまい、計測された穴開け位置に基づいて穴開けを行うことになるため加工精度の低下及び変動を生じるという問題がある。
【0005】
従来、このような問題点を解決するための一手法として、特開平5−8107号に開示されたものがある。これは、X線カメラの中心とドリルの中心との温度ドリフトを時間経過に沿って補正している。即ち、予め温度ドリフトを時間に沿って実測し、この実測データに基づいて補正するものである。しかし、この従来の技術は、特定の温度パターンについてのみの補正は可能であるが、温度パターンが変化した場合には精度の良い補正ができないという問題を有している。例えば、夏の時期に温度ドリフトを実測してその実測データに基づいて補正することとした場合に冬の時期になると精度の良い補正ができなくなる。また、この従来の技術では、磁界によるドリフトの補正はできなかった。
【0006】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、X線イメージインテンシファイアにおける入力画像と出力画像との軸ずれを補正するための軸ずれ補正装置と、その軸ずれ補正装置を備えることにより高精度の穴開け加工を実現し得るプリント基板穴開け装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明のX線イメージインテンシファイアの軸ずれ補正装置は、X線イメージインテンシファイアのX線入射端の所定位置に設けられた校正用基準マークと、前記X線イメージインテンシファイアにて前記校正用基準マークを計測することにより得られる前記校正用基準マークの像の重心位置を求めてその重心位置を被計測対象を計測するための基準位置とする画像処理手段とを備える構成とした。
【0008】
また、本発明のプリント基板穴開け装置は、X線入射端の所定位置に校正用マークが設けられたX線イメージインテンシファイアと、前記X線イメージインテンシファイアに併設された穿孔手段と、前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段を一体に移動させる移動手段と、前記X線イメージインテンシファイアにて前記校正用基準マークを計測することにより得られる前記校正用基準マークの像の重心位置を求める画像処理手段とを備え、前記画像処理手段により前記校正用基準マークの像の第1の重心位置を求めて前記穿孔手段により校正用プリント基板の適宜の位置に穴を穿設し、前記X線イメージインテンシファイアにて前記穴を計測することにより得られる前記穴の像を前記第1の重心位置に合致させるように前記移動手段にて前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段を移動させたときの移動距離を前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段とのオフセット距離とし、被加工対象のプリント基板に予め設けられている基準穴開けマークに合致する穴を穿設する際に、前記画像処理手段により前記校正用基準マークの像の第2の重心位置を求めて、前記X線イメージインテンシファイアにて前記基準穴開けマークを計測することにより得られる前記基準穴開けマークの像を前記第2の重心位置に合致させるように前記移動手段にて前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段を移動させ、更に前記オフセット距離だけ前記移動手段を移動制御して前記穿孔手段にてプリント基板に穴を穿設させることとした。
【0009】
【実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面と共に説明する。尚、この実施の形態は、X線イメージインテンシファイアの軸ずれ補正装置を備えたプリント基板穴開け装置に関するものである。
【0010】
図1はこのプリント基板穴開け装置の構成を示すブロック図であり、同図において、X線源2のX線出射端に対向してX線イメージインテンシファイア4が配置され、X線イメージインテンシファイア4内に備えられている蛍光板(図示せず)に対向してビデオカメラ6が固定されている。更に、X線イメージインテンシファイア4の近傍には、載置台8に載せられたプリント基板10に穴を穿設するためのドリル歯12を備える穿孔装置14が配置されている。これらX線源2とX線イメージインテンシファイア4とビデオカメラ6及び穿孔装置14は、移動手段であるXYステージ16に固定され、このXYステージ16がXY座標に沿って水平移動することにより、X線イメージインテンシファイア4によるプリント基板10の計測位置及び穿孔装置16によるプリント基板10の穿設位置を調節することができる構成となっている。
【0011】
更に、マイクロコンピュータシステムから成る画像処理部18とXYステージ駆動部20と操作部22及び表示部24が備えられている。画像処理部18は、ビデオカメラ6から出力される画像信号を所定プロブラムに従って画像処理することにより、後述するX線イメージインテンシファイア4の軸ずれ補正のための処理を行う。XYステージ駆動部20は、画像処理部18からの指令に従ってXYステージ16を移動させることにより、プリント基板10のX線イメージインテンシファイア4による計測位置を移動させたり、プリント基板10の穿孔装置14による穿設位置を移動させる等の駆動制御を行う。操作部22はユーザーが画像処理部22に対して所望の指示を入力するためのキーボード等を備え、表示部24は画像処理部18の画像処理結果を表示したりビデオカメラ6から転送されて来る画像信号に基づいて再生画像を表示するためのディスプレイ等を備えている。
【0012】
図2に示す如く、X線イメージインテンシファイア4のX線入射面、即ち、X線イメージインテンシファイア4内に設けられている、X線を光に変換する蛍光面とそれに密着した感光性の電子放出面の前方に位置するX線入射窓26には、その中心Qから等間隔で配置された複数個の校正用基準マークM1〜M4が固着され、これらの校正用基準マークM1〜M4は、鉛やタングステン等のX線透過率の低い材料が用いられている。尚、この実施の形態では4個のマークM1〜M4を設ける場合を示しているが、4個に限定されるものではなく、X線入射窓26の中心Qに対して点対称に位置する複数対のマークを設けるようにしてもよいし、中心Qを基準にしなくとも予め決められた位置に設けるようにしてもよい。また、ドリル歯12の軸中心が、この中心Qに対してX座標方向にXOF、Y座標方向にYOFの機構的なオフセットをもって位置している。
【0013】
次に、かかる構成のプリント基板穴開け装置におけるX線イメージインテンシファイア4の軸ずれ補正動作を図3のフローチャートと共に説明する。
【0014】
ステップS100においてシステム電源を投入することにより本装置を起動させた後、ステップS102〜S105においてユーザーが載置台8上に校正用プリント基板10aを載せ、穿孔装置14により適宜の部分に校正用の穴28を開けさせ、校正用の穴の近くにX線イメージインテンシファイア4を移動させる。この穴開けの際に温度変化や磁気変化の影響を受けてX線イメージインテンシファイア4に軸ずれを招いている場合には、図4(a)に示す如く、X線イメージインテンシファイア4の蛍光板上には、実際の校正用基準マークM1〜M2よりもずれた位置にそれらのマーク像M1’〜M2’が映し出される。即ち、要部断面を示す同図(b)に示す如く、実際の校正用マークM1〜M4の中心Qよりもずれた位置にマーク像M1’〜M2’が映し出され、ビデオカメラ6より出力される画像信号が画像処理部18に転送されてフレームメモリ等に記憶される。
【0015】
次に、ステップS106において、画像処理部18が、夫々のマーク像M1’,M2’,M3’,M4’のxy座標上における位置(x01,y01),(x02,y02),(x03,y03),(x04,y04)を求める。ここで、このxy座標は、ビデオカメラ6の視野範囲内の画素配列に対応しており、前記フレームメモリに設定されている記憶アドレスに基づいて決められている。更に、ステップS108において、前記xy座標上の位置データに基づいて次式(1−a)と(1−b)の演算を行うことにより、これらのマーク像M1’〜M4’の重心位置G1の座標(xg1,yg1)を求める。
【0016】
g1=(x01+x02+x03+x04)/4 …(1-a)
g1=(y01+y02+y03+y04)/4 …(1-b)
次に、ステップS110において、XYステージ16を移動させ、図5(a)(b)に示す如く、X線イメージインテンシファイア4の蛍光板に映し出される校正用の穴28の像28’の中心が重心位置Gに合致する位置で停止させ、ステップS112において、画像処理部18がXYステージ16のX方向に移動した距離XOF’とY方向に移動した距離YOF’を求めて、これらの距離XOF’とYOF’をX線イメージインテンシファイア4とドリル歯12とのオフセット距離として記憶する。
【0017】
このようにステップS102〜S112の前処理により、X線イメージインテンシファイア4の取付け位置とドリル歯12の取付け位置との間隔が予め計測され、本来加工すべきプリント基板への穴開け処理は、次のステップS114〜S124において行われる。
【0018】
ステップS114において、ユーザーが加工処理すべきプリント基板10bを載置台8の適宜の位置に載せ、そのプリント基板10bに予め印刷等されている穴開け位置を指標するためのマーク(以下、基準穴開けマークという)の検出を指示し、ステップS115において、基準穴開けマークの近くにX線イメージインテンシファイア4を移動する。
【0019】
この指示に応じてステップS116では、X線イメージインテンシファイア4及びビデオカメラ6が再び校正用基準マークM1〜M4を計測し、画像処理部18がこの計測により得られたマーク像M1”〜M4”の現時点での各xy座標上の位置(x11,y11),(x12,y12),(x13,y13),(x14,y14)を求め、更にステップS118において、これらのxy座標上の位置データに基づいて次式(2−a),(2−b)の演算を行うことにより、マーク像M1”〜M4”の重心位置G2の座標(xg2,yg2)を求める。
【0020】
g2=(x11+x12+x13+x14)/4 …(2-a)
g2=(y11+y12+y13+y14)/4 …(2-b)
このように再び校正用基準マークM1〜M4を計測するのは、前記オフセット距離XOF’とYOF’を求めた時と現時点とでは、X線イメージインテンシファイア4の周囲温度や磁界が変化する場合があるので、穴開け加工を行う直前でX線イメージインテンシファイア4の現時点での軸ずれ状態におけるマーク像M1”〜M4”の重心位置G2を確認するためである。
【0021】
次に、ステップS120において、図6(a)(b)に示す如く、X線イメージインテンシファイア4にて計測される基準穴開けマークCのマーク像C’を重心位置G2に合致させるように、XYステージ16を駆動制御する。
【0022】
次に、ステップS122において、図7(a)(b)に示す如く、XYステージ16を前記オフセット距離XOF’,YOF’だけ移動させる。この移動処理により、ドリル歯12の軸中心が基準穴開けマークCの位置と合致することとなる。
【0023】
そして、ステップS124において、穿孔装置14を動作させ、ドリル歯12にて基準穴開けマークCの位置に所望の穴を穿設する。
【0024】
このように、この実施の形態によれば、X線イメージインテンシファイア4のX線入射窓26に予め校正用基準マークM1〜M4を設けておき、このX線イメージインテンシファイア4の蛍光板に映し出されるマーク像の重心位置G2を求めて、その重心位置G2に基準穴開けマークC等の目標物の像C’を合致させるようにしたので、X線イメージインテンシファイア4が温度変化や磁界変化等の周囲環境の変化の影響を受けて軸ずれ現象を招いても、その軸ずれを補正したxy座標を基準にして目標物の位置を計測することができ、ひいては目標物の実際の位置を正確に計測することができるという優れた効果を発揮する。
【0025】
また、計測手段であるX線イメージインテンシファイア4と作業手段である穿孔装置14の位置が不可避的に異なっている場合であっても、前記ステップS102〜S112の処理において、X線イメージインテンシファイア4の軸ずれを補正した状態で両者のオフセット距離を求めるので、高精度でオフセット距離を求めることができ、極めて精度の高い穴開け加工を実現することができる。
【0026】
特に、この実施の形態のように、プリント基板を静止させておき、X線イメージインテンシファイアの方を移動させるようにしたプリント基板穴開け装置の場合には、X線イメージインテンシファイアは移動に伴って変化する周囲環境の影響を受け易いが、この軸ずれ補正により周囲環境の影響を除去することができる。
【0027】
尚、この実施の形態では、プリント基板の所定位置に穴開け加工を行うための装置について示したが、本発明の軸ずれ補正装置はかかる装置に適用するものに限定されるものではなく、様々な目標物の位置検出や計測等の分野に広く適用することができるという汎用性を有するものである。
【0028】
図8及び図9は、この軸ずれ補正装置の効果を実証するための実験結果を示す。尚、図8(a)(b)は、周囲温度Taが時間変化したときの軸ずれ現象に伴って生じた入力画像に対する出力画像のx座標方向における変位量ΔTx及びy座標方向における変位量ΔTyと、軸ずれ補正後のx座標方向における変位量ΔTCx及びy座標方向における変位量ΔTCyとを対比して示している。図9(a)(b)は、X線イメージインテンシファイアの位置を変えることで周囲磁界が変化したときの軸ずれ現象に伴って生じた入力画像に対する出力画像のx座標方向における変位量ΔMx及びy座標方向における変位量ΔMyと、軸ずれ補正後のx座標方向における変位量ΔMCx及びy座標方向における変位量ΔMCyとを対比して示している。
【0029】
これらの実験結果から明らかな如く、軸ずれ補正後の変動量ΔTCx,ΔTCy,ΔMCx,ΔMCyが大幅に低減されることから、温度変動及び磁界の変動の影響を除去することができ、入力画像に対する出力画像の軸ずれ補正が成されることが確認された。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、X線イメージインテンシファイアのX線入射端に設けられた校正用基準マークを計測して得られるその像の重心位置を求め、その重心位置を基準にして様々な目標物の位置を計測するようにしたので、周囲環境の変化に伴いX線イメージインテンシファイアに軸ずれ現象が招来しても、この軸ずれを補正して目標物の位置を正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線イメージインテンシファイアの軸ずれ補正装置を備えたプリント基板穴開け装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図2】X線イメージインテンシファイアに設けられた校正用基準マークを説明するための説明図である。
【図3】プリント基板穴開け装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図4】校正用プリント基板とX線イメージインテンシファイア及び穿孔装置の位置関係と、X線イメージインテンシファイアの軸ずれ現象を説明するための要部平面図及び要部断面図である。
【図5】校正用プリント基板とX線イメージインテンシファイア及び穿孔装置の位置関係と、X線イメージインテンシファイアの軸ずれ現象を更に説明するための要部平面図及び要部断面図である。
【図6】校正用プリント基板とX線イメージインテンシファイア及び穿孔装置の位置関係と、X線イメージインテンシファイアの軸ずれ現象を更に説明するための要部平面図及び要部断面図である。
【図7】校正用プリント基板とX線イメージインテンシファイア及び穿孔装置の位置関係と、X線イメージインテンシファイアの軸ずれ現象を更に説明するための要部平面図及び要部断面図である。
【図8】温度変化に対する本発明の軸ずれ補正の効果を説明するための実験結果を示す説明図である。
【図9】磁界変化に対する本発明の軸ずれ補正の効果を説明するための実験結果を示す説明図である。
【符号の説明】
2…X線源、4…X線イメージインテンシファイア、6…ビデオカメラ、8…載置台、10,10a,10b…プリント基板、12…ドリル歯、14…穿孔装置、16…XYステージ、18…画像処理部、20…XYステージ駆動部、22…操作部、24…表示部、26…X線入射窓、M1〜M4…校正用基準マーク、C…基準穴開けマーク。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an axis misalignment correction apparatus for correcting an axis misalignment between an input image and an output image of an X-ray image intensifier, and a printed circuit board drilling apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
An X-ray image intensifier is composed of a fluorescent screen that converts X-rays into light, and a photoelectron emitter, an electron multiplier, and an electron tube provided with a fluorescent plate in close contact with each other. When an (input image) is incident, photoelectrons are emitted, and the photoelectrons are multiplied by an electron multiplier and irradiated onto a fluorescent screen to output a visible subject image (output image). Since this X-ray image intensifier has a function of amplifying a weak subject X-ray image at a high multiplication factor, it is used for medical fluoroscopy, industrial nondestructive inspection, and the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, this X-ray image intensifier is affected by changes in the surrounding environment, such as changes in temperature and magnetic field, so that the X-ray image intensifier is incident on the electron emitter and the subject image reproduced on the fluorescent screen. There is a problem that a so-called axis deviation phenomenon occurs in which the output position of the subject shifts, and the absolute position of the subject cannot be measured with high accuracy.
[0004]
For example, in a printed circuit board drilling apparatus that measures the hole position of a printed circuit board using an X-ray image intensifier and performs a hole drilling process at the measured position, There is a problem in that the drilling position and the measured drilling position are deviated and the drilling is performed based on the measured drilling position, so that the machining accuracy is lowered and fluctuated.
[0005]
Conventionally, as a technique for solving such problems, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-8107. This corrects the temperature drift between the center of the X-ray camera and the center of the drill over time. That is, the temperature drift is measured in advance along time and corrected based on the measured data. However, although this conventional technique can correct only for a specific temperature pattern, it has a problem that accurate correction cannot be performed when the temperature pattern changes. For example, if the temperature drift is measured in summer and the correction is made based on the measured data, accurate correction cannot be performed in winter. In addition, this conventional technique cannot correct a drift due to a magnetic field.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem. An axis deviation correction apparatus for correcting an axis deviation between an input image and an output image in an X-ray image intensifier, and the axis deviation correction apparatus are provided. It is an object of the present invention to provide a printed circuit board drilling device that can realize high-precision drilling by providing the printed circuit board.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the X-ray image intensifier axial misalignment correction apparatus of the present invention includes a calibration reference mark provided at a predetermined position of the X-ray incident end of the X-ray image intensifier, An image in which the position of the center of gravity of the image of the calibration reference mark obtained by measuring the calibration reference mark with an X-ray image intensifier is obtained, and the position of the center of gravity is used as a reference position for measuring the measurement target. And a processing means.
[0008]
Further, the printed circuit board drilling device of the present invention, an X-ray image intensifier provided with a calibration mark at a predetermined position of the X-ray incident end, and a punching means provided in the X-ray image intensifier, Position of the center of gravity of the image of the calibration reference mark obtained by measuring the calibration reference mark with the X-ray image intensifier, moving means for integrally moving the X-ray image intensifier and the punching means Image processing means for obtaining a first center of gravity position of the image of the calibration reference mark by the image processing means, and drilling a hole at an appropriate position of the calibration printed board by the punching means, The moving means so as to match an image of the hole obtained by measuring the hole with an X-ray image intensifier to the position of the first center of gravity. A reference hole provided in advance on a printed circuit board to be processed, with the movement distance when the X-ray image intensifier and the punching means are moved as an offset distance between the X-ray image intensifier and the punching means. When drilling a hole that matches the opening mark, the image processing means obtains a second barycentric position of the image of the calibration reference mark, and the X-ray image intensifier applies the reference hole opening mark. The X-ray image intensifier and the punching means are moved by the moving means so that the image of the reference punch mark obtained by measurement matches the second center of gravity position, and the offset distance is further moved. The moving means is controlled to move and a hole is formed in the printed circuit board by the punching means.
[0009]
Embodiment
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment relates to a printed circuit board drilling device provided with an X-ray image intensifier axial deviation correction device.
[0010]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of this printed circuit board drilling apparatus. In FIG. 1, an X-ray image intensifier 4 is arranged opposite to the X-ray emission end of the X-ray source 2 to A video camera 6 is fixed so as to face a fluorescent plate (not shown) provided in the tensiifier 4. Further, in the vicinity of the X-ray image intensifier 4, a drilling device 14 having drill teeth 12 for drilling holes in the printed circuit board 10 placed on the mounting table 8 is arranged. These X-ray source 2, X-ray image intensifier 4, video camera 6 and drilling device 14 are fixed to an XY stage 16 that is a moving means, and the XY stage 16 moves horizontally along the XY coordinates, The measurement position of the printed board 10 by the X-ray image intensifier 4 and the drilling position of the printed board 10 by the punching device 16 can be adjusted.
[0011]
Furthermore, an image processing unit 18, an XY stage driving unit 20, an operation unit 22, and a display unit 24 each including a microcomputer system are provided. The image processing unit 18 performs processing for correcting an axial deviation of the X-ray image intensifier 4 described later by performing image processing on an image signal output from the video camera 6 according to a predetermined program. The XY stage driving unit 20 moves the measurement position of the printed circuit board 10 by the X-ray image intensifier 4 by moving the XY stage 16 according to a command from the image processing unit 18, or the punching device 14 for the printed circuit board 10. Drive control such as moving the drilling position is performed. The operation unit 22 includes a keyboard or the like for the user to input a desired instruction to the image processing unit 22, and the display unit 24 displays the image processing result of the image processing unit 18 or is transferred from the video camera 6. A display or the like for displaying a reproduced image based on the image signal is provided.
[0012]
As shown in FIG. 2, the X-ray incident surface of the X-ray image intensifier 4, that is, a fluorescent screen provided in the X-ray image intensifier 4 for converting X-rays into light, and the photosensitive property in close contact therewith. A plurality of calibration reference marks M1 to M4 arranged at equal intervals from the center Q are fixed to the X-ray incident window 26 located in front of the electron emission surface of the electron emission surface, and these calibration reference marks M1 to M4 are fixed. Is made of a material having a low X-ray transmittance, such as lead or tungsten. In this embodiment, four marks M1 to M4 are provided. However, the number of marks M1 to M4 is not limited to four, and a plurality of points symmetrical with respect to the center Q of the X-ray incident window 26 are provided. A pair of marks may be provided, or may be provided at a predetermined position without using the center Q as a reference. Further, the axis center of the drill tooth 12 is positioned with respect to the center Q with a mechanical offset of X OF in the X coordinate direction and Y OF in the Y coordinate direction.
[0013]
Next, the operation of correcting the misalignment of the X-ray image intensifier 4 in the printed circuit board punching device having such a configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0014]
After the system power is turned on in step S100, the apparatus is activated, and in steps S102 to S105, the user places the calibration printed circuit board 10a on the mounting table 8, and the perforation device 14 forms calibration holes in appropriate portions. 28 is opened, and the X-ray image intensifier 4 is moved close to the calibration hole. When the hole is drilled, the X-ray image intensifier 4 is affected by a change in temperature or magnetic force, causing an axis shift in the X-ray image intensifier 4 as shown in FIG. The mark images M1 ′ to M2 ′ are displayed on the fluorescent plate at positions shifted from the actual calibration reference marks M1 to M2. That is, as shown in FIG. 4B showing a cross section of the main part, the mark images M1 ′ to M2 ′ are displayed at positions shifted from the center Q of the actual calibration marks M1 to M4 and output from the video camera 6. The image signal is transferred to the image processing unit 18 and stored in a frame memory or the like.
[0015]
Next, in step S106, the image processing unit 18 determines the positions (x 01 , y 01 ), (x 02 , y 02 ), the positions (x 01 , y 01 ), (x 02 , y 02 ) of the respective mark images M1 ′, M2 ′, M3 ′, M4 ′ on the xy coordinates. Find (x 03 , y 03 ), (x 04 , y 04 ). Here, the xy coordinates correspond to the pixel arrangement within the visual field range of the video camera 6 and are determined based on the storage address set in the frame memory. Further, in step S108, by calculating the following equations (1-a) and (1-b) based on the position data on the xy coordinates, the center-of-gravity positions G 1 of these mark images M1 ′ to M4 ′ are obtained. The coordinates (x g1 , y g1 ) are obtained.
[0016]
x g1 = (x 01 + x 02 + x 03 + x 04 ) / 4 (1-a)
y g1 = (y 01 + y 02 + y 03 + y 04 ) / 4 (1-b)
Next, in step S110, the XY stage 16 is moved, and the center of the image 28 'of the calibration hole 28 displayed on the fluorescent plate of the X-ray image intensifier 4 is positioned as shown in FIGS. In step S112, the distance X OF ′ moved in the X direction of the XY stage 16 and the distance Y OF ′ moved in the Y direction are obtained in step S112, and these distances are obtained. X OF ′ and Y OF ′ are stored as an offset distance between the X-ray image intensifier 4 and the drill tooth 12.
[0017]
Thus, by the pre-processing of steps S102 to S112, the interval between the mounting position of the X-ray image intensifier 4 and the mounting position of the drill teeth 12 is measured in advance, and the drilling process to the printed circuit board to be originally processed is This is performed in the next steps S114 to S124.
[0018]
In step S114, a printed board 10b to be processed by the user is placed on an appropriate position on the mounting table 8, and a mark (hereinafter referred to as a reference hole drilling) for indicating a drilling position printed in advance on the printed board 10b. In step S115, the X-ray image intensifier 4 is moved near the reference hole punch mark.
[0019]
In response to this instruction, in step S116, the X-ray image intensifier 4 and the video camera 6 again measure the calibration reference marks M1 to M4, and the image processing unit 18 obtains the mark images M1 ″ to M4 obtained by this measurement. ”(X 11 , y 11 ), (x 12 , y 12 ), (x 13 , y 13 ), (x 14 , y 14 ) on the xy coordinates at the present time are obtained, and in step S118, Based on the position data on the xy coordinates, the following expressions (2-a) and (2-b) are performed to obtain the coordinates (x g2 , y) of the gravity center position G 2 of the mark images M1 ″ to M4 ″. g2 ).
[0020]
x g2 = (x 11 + x 12 + x 13 + x 14 ) / 4 (2-a)
y g2 = (y 11 + y 12 + y 13 + y 14 ) / 4 (2-b)
The reference marks M1 to M4 are again measured in this way because the ambient temperature and magnetic field of the X-ray image intensifier 4 change between the time when the offset distances X OF 'and Y OF ' are obtained and the present time. because sometimes, in order to confirm the center of gravity position G 2 of the mark image M1 "through M4" in the axial displacement state at the moment of X-ray image intensifier 4 immediately before performing boring.
[0021]
Next, in step S120, as shown in FIG. 6 (a) (b), so as to match the mark image C 'of the reference drilling marks C as measured by X-ray image intensifier 4 to the center-of-gravity position G 2 The XY stage 16 is driven and controlled.
[0022]
Next, at step S122, as shown in FIGS. 7A and 7B, the XY stage 16 is moved by the offset distances X OF ', Y OF '. By this movement processing, the axis center of the drill tooth 12 matches the position of the reference hole mark C.
[0023]
In step S 124, the drilling device 14 is operated to drill a desired hole at the position of the reference hole mark C with the drill teeth 12.
[0024]
As described above, according to this embodiment, the calibration reference marks M1 to M4 are provided in advance in the X-ray incident window 26 of the X-ray image intensifier 4, and the fluorescent plate of the X-ray image intensifier 4 is provided. Since the center of gravity position G 2 of the projected mark image is obtained and the image C ′ of the target object such as the reference punch mark C is matched with the center of gravity position G 2 , the X-ray image intensifier 4 changes the temperature. Even if an axis deviation phenomenon is caused by the influence of changes in the surrounding environment such as a magnetic field change or a magnetic field change, the position of the target can be measured based on the xy coordinates corrected for the axis deviation. An excellent effect that the position of the can be accurately measured is exhibited.
[0025]
Even when the position of the X-ray image intensifier 4 as the measuring means and the position of the punching device 14 as the working means are inevitably different, the X-ray image intensities in the processing of the steps S102 to S112. Since the offset distance between the two is obtained in a state in which the axis deviation of the fire 4 is corrected, the offset distance can be obtained with high accuracy, and extremely accurate drilling can be realized.
[0026]
In particular, in the case of a printed circuit board drilling apparatus in which the printed circuit board is kept stationary and the X-ray image intensifier is moved as in this embodiment, the X-ray image intensifier is moved. However, the influence of the surrounding environment can be removed by this axial deviation correction.
[0027]
In this embodiment, an apparatus for drilling a predetermined position on a printed circuit board has been described. However, the axis misalignment correction apparatus of the present invention is not limited to that applied to such an apparatus, and various It has the versatility that it can be widely applied to fields such as position detection and measurement of target objects.
[0028]
8 and 9 show experimental results for demonstrating the effect of this axis deviation correcting apparatus. 8A and 8B show the displacement amount ΔTx in the x-coordinate direction and the displacement amount ΔTy in the y-coordinate direction of the output image with respect to the input image caused by the axis deviation phenomenon when the ambient temperature Ta changes with time. And the displacement amount ΔTCx in the x-coordinate direction after the axis deviation correction and the displacement amount ΔTCy in the y-coordinate direction are compared. FIGS. 9A and 9B show the amount of displacement ΔMx in the x-coordinate direction of the output image with respect to the input image caused by the axis deviation phenomenon when the ambient magnetic field changes by changing the position of the X-ray image intensifier. The displacement amount ΔMy in the y-coordinate direction is compared with the displacement amount ΔMCx in the x-coordinate direction after the axis deviation correction and the displacement amount ΔMCy in the y-coordinate direction.
[0029]
As apparent from these experimental results, the fluctuation amounts ΔTCx, ΔTCy, ΔMCx, and ΔMCy after the axis deviation correction are greatly reduced, so that the influence of temperature fluctuation and magnetic field fluctuation can be eliminated, It was confirmed that the axis deviation of the output image was corrected.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the centroid position of the image obtained by measuring the calibration reference mark provided at the X-ray incident end of the X-ray image intensifier is obtained, and the centroid position is used as a reference. Because the position of various targets is measured, even if an axis shift phenomenon occurs in the X-ray image intensifier due to changes in the surrounding environment, the position of the target is accurately corrected by correcting this axis shift. Can be measured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a printed circuit board drilling device equipped with an X-ray image intensifier axial deviation correction device of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a calibration reference mark provided in an X-ray image intensifier.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the printed circuit board punching device.
FIGS. 4A and 4B are a main part plan view and a main part cross-sectional view for explaining a positional relationship between a calibration printed circuit board, an X-ray image intensifier, and a punching apparatus, and an axis deviation phenomenon of the X-ray image intensifier.
FIG. 5 is a main part plan view and a main part sectional view for further explaining the positional relationship between the calibration printed circuit board, the X-ray image intensifier, and the punching apparatus, and the axis deviation phenomenon of the X-ray image intensifier. .
FIGS. 6A and 6B are a plan view and a cross-sectional view of a main part for further explaining the positional relationship between the printed circuit board for calibration, the X-ray image intensifier, and the punching apparatus, and the phenomenon of the axis deviation of the X-ray image intensifier. .
FIGS. 7A and 7B are a main part plan view and a main part cross-sectional view for further explaining the positional relationship between the calibration printed circuit board, the X-ray image intensifier, and the punching apparatus, and the axis deviation phenomenon of the X-ray image intensifier. .
FIG. 8 is an explanatory view showing an experimental result for explaining an effect of the axial deviation correction of the present invention with respect to a temperature change.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an experimental result for explaining an effect of the axis deviation correction of the present invention with respect to a magnetic field change.
[Explanation of symbols]
2 ... X-ray source, 4 ... X-ray image intensifier, 6 ... Video camera, 8 ... Mounting table, 10, 10a, 10b ... Printed circuit board, 12 ... Drill tooth, 14 ... Drilling device, 16 ... XY stage, 18 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Image processing part, 20 ... XY stage drive part, 22 ... Operation part, 24 ... Display part, 26 ... X-ray entrance window, M1-M4 ... Calibration reference mark, C ... Reference hole mark.

Claims (2)

X線イメージインテンシファイアのX線入射端の所定位置に設けられた校正用基準マークと、
前記X線イメージインテンシファイアにて前記校正用基準マークを計測することにより得られる前記校正用基準マークの像の重心位置を求め、前記重心位置を被計測対象を計測するための基準位置とする画像処理手段と、
を備えたことを特徴とするX線イメージインテンシファイアの軸ずれ補正装置。
A calibration reference mark provided at a predetermined position of the X-ray incident end of the X-ray image intensifier;
A centroid position of the image of the calibration reference mark obtained by measuring the calibration reference mark by the X-ray image intensifier is obtained, and the centroid position is set as a reference position for measuring the measurement target. Image processing means;
An X-ray image intensifier misalignment correction apparatus comprising:
X線入射端の所定位置に校正用マークが設けられたX線イメージインテンシファイアと、
前記X線イメージインテンシファイアに併設された穿孔手段と、
前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段を一体に移動させる移動手段と、
前記X線イメージインテンシファイアにて前記校正用基準マークを計測することにより得られる前記校正用基準マークの像の重心位置を求める画像処理手段とを備え、
前記画像処理手段により前記校正用基準マークの像の第1の重心位置を求めて前記穿孔手段により校正用プリント基板の適宜の位置に穴を穿設し、前記X線イメージインテンシファイアにて前記穴を計測することにより得られる前記穴の像を前記第1の重心位置に合致させるように前記移動手段にて前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段を移動させときの移動距離を前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段とのオフセット距離とし、
被加工対象のプリント基板に予め設けられている基準穴開けマークに合致する穴を穿設する際に、前記画像処理手段により前記校正用基準マークの像の第2の重心位置を求めて、前記X線イメージインテンシファイアにて前記基準穴開けマークを計測することにより得られる前記基準穴開けマークの像を前記第2の重心位置に合致させるように前記移動手段にて前記X線イメージインテンシファイアと穿孔手段を移動させ、更に前記オフセット距離だけ前記移動手段を移動制御して前記穿孔手段にてプリント基板に穴を穿設させることを特徴とするプリント基板穴開け装置。
An X-ray image intensifier provided with a calibration mark at a predetermined position of the X-ray incident end;
A perforation means attached to the X-ray image intensifier;
Moving means for moving the X-ray image intensifier and the punching means together;
Image processing means for obtaining the position of the center of gravity of the image of the calibration reference mark obtained by measuring the calibration reference mark with the X-ray image intensifier,
A first centroid position of the image of the calibration reference mark is obtained by the image processing means, a hole is drilled at an appropriate position of the calibration printed board by the punching means, and the X-ray image intensifier The moving distance when the X-ray image intensifier and the punching means are moved by the moving means so that the image of the hole obtained by measuring the hole matches the first center-of-gravity position is the X-ray. The offset distance between the image intensifier and the drilling means
When drilling a hole that matches a reference hole mark provided in advance on a printed circuit board to be processed, the image processing means obtains a second center of gravity position of the image of the calibration reference mark, and The X-ray image intensifier is moved by the moving means so as to match an image of the reference hole punching mark obtained by measuring the reference hole punching mark with an X-ray image intensifier. A printed circuit board punching device, wherein a fire and a punching means are moved, and the movement means is controlled to move by the offset distance so that a hole is formed in the printed board by the punching means.
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