JP4577215B2

JP4577215B2 - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP4577215B2
Application number: JP2005376019A
Authority: JP
Inventors: 敬嗣櫛引
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP2007178230A

Description

本発明は、工業製品などの透視検査またはＣＴ検査を行うための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線検出器が配置してある。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。
これらのＸ線検査装置は、Ｘ線源とＸ線検出器との間に、ステージを配置し、この上に被測定物を載置して位置を調整し、透視Ｘ線像を撮影する。また、ステージの他にＸ線検出器を傾動できるようにして（あるいはＸ線検出器とＸ線源とを一体で傾動できるようにして）、斜め方向からの透視Ｘ線像を撮影するようにしたものも利用されている。

Ｘ線検査装置による検査では、通常、位置合わせや測定倍率調整、測定角度調整のために視野移動を行う。視野移動は、入力操作により、ステージ駆動機構やＸ線測定光学系の光軸を傾斜する傾動機構に対して駆動信号を与えることにより、ステージ等を所望の方向に移動させ、同時に被測定物の透視Ｘ線画像を撮影するようにし、これにより被測定物の検査位置、検査角度を探し出す。そして、適切な検査位置や検査角度が見つかると視野移動を停止し、その状態でモニタ画面に表示されたＸ線画像を観察する。

Ｘ線検査装置における視野移動の操作を行うための入力装置としては、いろいろ考えられるが、操作者がステージをＸＹＺ方向に移動する場合に、移動方向と移動速度との制御信号を同時に指示することができ、しかも操作者が状況に応じて操作量を感覚的に把握して入力しやすい入力装置として、ジョイスティックが一般的に利用されている。例えば、図６に示すように、ジョイスティック５０のスティック５１を傾斜させた方向によりステージの移動方向を制御し、スティック５１の傾斜角度の大きさでステージの移動速度を制御する。さらにスティック周辺にボタン５２を設け、ステージの回転動作、昇降動作などの動作の指示を与えることができるようにしてある。

一方、最近のＸ線検査装置は、パーソナルコンピュータと接続されているものが一般的になっており、マウスによるコンピュータ操作に慣れた操作者が、マウスを用いて指示を与えることができるようにしてある（例えば特許文献１参照）。
マウスのクリック操作により、ステージの移動制御を行うことができるようにしたものも利用されている。例えば、図７に示すように、モニタ画面５３上に透視Ｘ線画像５４とともに操作画面５５が表示されており、操作画面上の特定領域（選択ボタン）をクリック操作することにより、予めその位置に対応して登録してある制御信号により、ステージ移動機構や傾動機構を制御するようにしてある。
特開２００１−２５５２８６号公報

図７に示したような従来の操作画面では、ステージ移動操作のための選択ボタンなどのスイッチに対して入力操作を行ったときに、ステージ等が移動し、その後、移動限界（リミット位置）に到達して停止したとしても、駆動機構のモータ音の変化等によって気づかない限り、移動限界に到達していることがわからなかった。
そのため、いつまでもボタンを押し続けることがあり、操作性がよくなかった。リミット位置に達することでモータの安全スイッチが働き停止する場合はまだしも、そうでない場合はモータに過負荷がかかり、モータを損傷することもあった。

本発明は、操作画面によりＸ線検査装置のステージ等の駆動機構に対する入力操作を行う際に、現在の位置を把握できるようにし、また、リミット位置に達したことを把握できるようにして操作性を向上させた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、被測定物を載置するステージと、透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、Ｘ線検出器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てコマ画像データを作成するＸ線画像作成部と、作成されたコマ画像データを次々とモニタ画面に透視Ｘ線画像として表示する制御を行うＸ線画像表示制御部と、少なくともステージまたはＸ線検出器のいずれかを移動する駆動機構部と、駆動機構部により移動されるステージまたはＸ線検出器の現在位置を検出する位置検出手段と、検出された現在位置と移動限界位置との位置関係を判定する位置判定部と、前記ステージまたはＸ線検出器を移動するためのスイッチ手段を含む操作画面を前記透視Ｘ線画像と同時に表示装置のモニタ画面に表示する操作画面表示制御部と、現在位置と移動限界位置との位置関係の判定結果に基づいて操作画面中のスイッチ手段の表示内容を変更するスイッチ手段表示変更部とを備えるようにしている。

ここで、駆動機構部は、ステージを移動するステージ駆動機構、Ｘ線検出器を移動する駆動機構またはこれら両方の備えた駆動機構とすることができる。ステージ駆動機構は、直交する２軸（ＸＹ軸）あるいは３軸（ＸＹＺ軸）方向の並進駆動機構とともに、ステージ中心軸の周りに回転させる回転駆動機構を備えるようにすることもできる。また、Ｘ線検出器を移動する駆動機構は、Ｘ線検出器をステージ面に対し傾斜させる傾動機構とすることができる。なおＸ線検出器の傾動機構には、Ｘ線検出器と一体にＸ線発生装置も駆動する傾動機構も含まれる。

また、位置検出手段は、各軸方向の駆動機構に取り付けた位置センサ（角度の場合は角度センサ）を用いることができる。また、駆動機構としてステッピングモータ等のように移動量が制御できるものを用いている場合は、移動量の制御信号を位置信号とすることによりステッピングモータ等を位置検出手段として利用することもできる。

また、操作画面に含まれるスイッチ手段は、マウスポインタ等による操作が簡単なボタンスイッチが好ましいが、モニタ画面上にソフトウェアにより表示でき、オンオフ操作できるものであれば特に限定されない。

また、スイッチ手段表示変更部は、操作者に表示内容の変更が容易に把握できるものであればよい。特に色変化により表示内容を変更すれば、操作者にとって把握しやすいので好ましい。

本発明によれば、ステージに被測定物を載置してＸ線源から透視用Ｘ線を照射し、Ｘ線検出器により被測定物の透視Ｘ線像を撮影する。駆動機構部によりステージやＸ線検出器を移動すると、位置検出手段がステージやＸ線検出器の現在位置を検出し、その位置信号を出力する。位置判定手段は、検出された現在位置と移動限界位置との距離を算出し、移動限界に到達しているか、近づいているか等の位置関係を判定する。一方、Ｘ線画像表示制御部による透視Ｘ線画像と同時に、操作画面表示制御部は、ステージまたはＸ線検出器を移動するためのスイッチ手段を含む操作画面を、表示装置のモニタ画面に表示している。この表示に対し、スイッチ手段表示変更部は、現在位置と移動限界位置との位置関係の判定結果に基づいて、操作画面中のスイッチ手段の表示内容を変更する。これにより、ステージやＸ線検出器が移動限界位置に達しているか、移動限界に近づいているか等の判定結果に応じて、操作画面の表示内容が変更され、操作者がステージやＸ線検出器の現状を把握できるようにしている。

本発明によれば、操作画面の表示内容により、ステージやＸ線検出器の現在の駆動状態を把握できるので、移動限界位置（リミット位置）に達したことを容易に把握することができる。

（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、スイッチ手段には、移動方向を示すための矢印マークが付され、スイッチ手段表示変更部は前記判定結果に基づいて矢印マークの色を変化させるようにしてもよい。また、スイッチ手段には、移動限界位置までの距離を指示値バー長さで表示するインジケータが表示され、スイッチ手段表示変更部は前記判定結果に基づいてインジケータ中の指示値バー長さと色とを変化させるようにしてもよい。また、スイッチ手段には、移動方向を示すための矢印マークとともに移動限界を表現する限界マーカが表示され、スイッチ手段表示変更部は前記判定結果に基づいて限界マーカの表示色を変化させるようにしてもよい。

このように、操作画面上で、矢印マークやインジケータ中の指示値バーや限界マーカの表示色の変化により、さらにインジケータの場合には指示値バー長さの変化によっても、移動限界（リミット位置）に達しているか、近づいているかを容易に把握することができるので、操作性が向上する。

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、被測定物を載置するステージ１４と、被測定物の測定視野を調整するためのステージ駆動機構１６および傾動機構１７と、ステージやＸ線検出器の位置を検出する位置センサ群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、入力装置であるキーボード２２、同じく入力装置であるマウス２３、モニタ画面２４ａを有する表示装置２４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、操作画面表示制御部３３、駆動信号発生部３４、位置判定部３５、スイッチ手段表示変更部３６に分けられる。

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イメージインテンシファイア（以下ＩＩと略す）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、ＸＹ面となる２次元平面を有しており、この上に被測定物Ｓを載置することができるようにしてある。
ステージ駆動機構１６は、ステージ１４をＸＹＺ方向に並進移動するとともにＺ方向軸に対して回転移動する。すなわち、図２に示すように、前後移動および左右移動（ＸＹ並進）、上下移動（Ｚ並進）、Ｚ軸回転（α回転）の４種類の移動を行うことができるようにしてある。
Ｘ線検出器１２を傾動させる傾動機構１７は、図２に示すように、ステージ１４に対してＸＺ面内回転（β傾動）の移動を行うことができるようにしてある。
そして、上記の５種類の移動に対して、それぞれ駆動方向に並進又は回転するためのモータが搭載されており、モータの回転方向（正回転、負回転）に基づいて移動方向が決定されることになる。

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、表示装置２４のモニタ画面２４ａに透視Ｘ線画像２４ｂとして表示するための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、Ｘ線画像作成部３１により作成されたコマ画像データを、次々とモニタ画面２４ａに表示する制御を行う。これにより、モニタ画面２４ａの一部または全面に、被測定物Ｓの透視Ｘ線画像２４ｂが表示される。

操作画面表示制御部３３は、マウスポインタ２３のクリック操作による位置指定が行われたときに、その指定位置を読み取り、指定位置座標に応じて予め設定してあるステージ駆動機構１６、傾動機構１７に対する駆動信号を発生するための操作画面２４ｃを表示する制御を行う。

図３は、操作画面表示制御部３３がモニタ画面２４ａに表示した操作画面を説明する図である。例えば、モニタ画面２４ａに透視Ｘ線画像２４ｂが表示されている状態のときに、モニタ画面２４ａの一部に操作画面２４ｃが表示される。操作画面２４ｃには、移動方向ごとにスイッチとなる選択ボタンが表示されている。選択ボタンのうち、ＸＹＺ方向の並進用のボタン２４ｅには、移動方向を示す矢印マークと限界マーカとが表示されている。傾動用のボタン２４ｆにも傾動方向を示す矢印マークと限界マーカとが表示されている。一方、本実施例ではＺ軸回転用のボタン２４ｇには、回転方向を示す矢印マークが表示されているが、移動限界を設けていないので限界マーカの表示はなされていない。Ｚ軸回転用のボタン２４ｇを除く矢印マークや限界マーカは後述するスイッチ手段表示変更部３６により、表示色が変更されるようにしてある。

駆動信号発生部３４は、上記操作画面２４ｃに対するマウスポインタ２３のクリック操作により、その指定位置（選択されたボタン）を読み取り、指定位置座標に応じて予め設定してある駆動信号（Ｘ、Ｙ、Ｚ、α、β軸に対する駆動信号）を発生する制御を行う。

位置判定部３５は、ステージ駆動機構に取り付けられた位置センサ（Ｘ軸センサ１８ａ、Ｙ軸センサ１８ｂ、Ｚ軸センサ１８ｃ、β軸センサ１８ｅ）からのステージ１４やＸ線検出器１２の現在位置を示す位置信号を受け、それぞれの移動限界（リミット位置）との距離を算出することにより、既にリミット位置に到達しているか、あるいは予め設定してある閾値よりも接近しているかの判定を行う。

スイッチ手段表示変更部３６は、位置判定部３５の判定結果に基づいて、該当する選択用ボタン２４ｅ〜２４ｇの表示色を変更する制御を行う。

次に、本発明による動作例について説明する。図４は、選択ボタン２４ｅの表示色の変化を説明する図である。リミット位置から離れているとき、矢印マークＰと限界マーカＱとは、ともに黒色（あるいは緑色）である。選択ボタン２４ｅを操作して一方向に移動し続ける。やがて、設定してある閾値を超えると黄色に変わり、さらにリミット位置に到達すると赤色に変わる。なお、本動作例に代えて、矢印マークＰだけあるいは限界マーカＱだけ表示色の変化してもよいことは言うまでもない。

図５は、他の動作例である。この例では選択ボタン２４ｅに隣接してインジケータが表示してある。リミット位置から離れているときインジケータには短くて緑色の指示値バーＲが表示されている。インジケータの指示値バーＲはリミット位置までの距離に応じて長さが変化し、やがて閾値を超える黄色に変化する。そして、リミット位置に到達すると指示バーＲは長さが最大で赤色表示となる。

本発明は、マウスを用いて視野調整を行う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。駆動軸による移動方向の種類を説明する図。表示装置のモニタ画面に表示される操作画面例を説明する図。本発明による選択ボタンの動作例を示す図。本発明による選択ボタンの他の動作例を示す図。従来からの入力装置を説明する図。従来からの操作画面例を説明する図。

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：ステージ駆動機構
１７：傾動機構
１８：位置センサ（位置検出手段）
２０：制御系
２３：マウス
２４：表示装置
２４ａ：モニタ画面
２４ｃ：操作画面
２４ｅ〜２４ｇ：ボタン
２４ｈ：インジケータ
３３：操作画面表示制御部
３４：駆動信号発生部
３５：位置判定部
３６：スイッチ手段表示変更部
Ｐ：矢印マーク
Ｑ：限界マーカ
Ｒ：指示バー

Claims

被測定物を載置するステージと、
透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、
Ｘ線検出器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てコマ画像データを作成するＸ線画像作成部と、
作成されたコマ画像データを次々とモニタ画面に透視Ｘ線画像として表示する制御を行うＸ線画像表示制御部と、
少なくともステージまたはＸ線検出器のいずれかを移動する駆動機構部と、
駆動機構部により移動されるステージまたはＸ線検出器の現在位置を検出する位置検出手段と、
検出された現在位置と移動限界位置との位置関係を判定する位置判定部と、
前記ステージまたはＸ線検出器を移動するためのスイッチ手段を含む操作画面を前記透視Ｘ線画像と同時に表示装置のモニタ画面に表示する操作画面表示制御部と、
現在位置と移動限界位置との位置関係の判定結果に基づいて操作画面中のスイッチ手段の表示内容を変更するスイッチ手段表示変更部とを備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
スイッチ手段には、移動方向を示すための矢印マークが付され、スイッチ手段表示変更部は前記判定結果に基づいて矢印マークの色を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
スイッチ手段には、移動限界位置までの距離を指示値バー長さで表示するインジケータが表示され、スイッチ手段表示変更部は前記判定結果に基づいてインジケータ中の指示値バー長さと色とを変化させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
スイッチ手段には、移動方向を示すための矢印マークとともに移動限界を表現する限界マーカが表示され、スイッチ手段表示変更部は前記判定結果に基づいて限界マーカの表示色を変化させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。