JP4577216B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

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、撮影したＸ線画像に映し出された特定部位の局所的な計測を行う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線発生装置およびＸ線検出器からなる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、マウスなどのポインティングデバイスを操作して、Ｘ線画像上の一部の特定領域を指定することで、その指定領域について各種計測を行うことができるようにしたものがある。例えばＢＧＡ（Ball Grid Array)等を用いた実装基板におけるハンダ接続の透視Ｘ線による欠陥検査では、Ｘ線画像中の１つ１つのＢＧＡを指定し、画像処理により各ＢＧＡのボイド／ボール面積比を求めている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−３３０５６７号公報

モニタ画面に表示されたＸ線画像の特定領域について計測を行った場合、その計測結果（文字、数値、記号（検査合否判定記号など）などで表現される計測データ）は、モニタ画面上に表示され、操作者はモニタ画面上で計測結果を確認することになるが、従来、計測結果は、Ｘ線画像を表示した窓画面とは別の計測結果表示用の窓画面がモニタ画面上に開かれ、これら２つの窓画面を並べて(窓画面の一部は重なってもよい)表示されるようにしていた。

このように２つの窓画面による表示を行うことにより、Ｘ線画像と計測結果とを同時に確認することができるものの、Ｘ線画像中での計測を行った特定部位のＸ線画像と、その局所的なＸ線画像の計測結果との対応が付きにくかった。
特に、１つのＸ線画像に対し、Ｘ線画像内に含まれる複数の異なる部位について計測する場合（例えば画面上に表示されている複数のＢＧＡをそれぞれ計測する場合）に、別の窓画面に計測結果を表示するのでは、読み取る際に計測部位と計測結果との対応を見誤り、他のデータと混同してしまうことがあった。

そこで、本発明は、Ｘ線画像中で計測が行われる特定部位と、その特定部位についての計測結果とを操作者が容易に関係付けて把握できる表示がなされた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、工業製品を被測定物とし、Ｘ線測定光学系により撮影された被測定物の透視Ｘ線像に基づいてＸ線画像を作成し、作成したＸ線画像中の特定部位について局所的な計測を行うＸ線検査装置であって、Ｘ線画像に対し局所的な計測を行う特定部位を指定する特定部位指定部と、指定された特定部位に対する計測を行う特定部位局所計測部と、特定部位の計測結果を計測結果である数値または計測結果に基づく合否判定や指示を示す文字または記号からなる文字記号情報で表現した計測結果文字情報を作成する計測結果文字情報作成部と、計測結果文字情報を該当する特定部位のＸ線画像上に重ね書きする計測結果文字情報重ね書き部とを備えるようにしている。

ここで、特定部位について行う「局所的な計測」とは、例えば、Ｘ線画像の画像処理と演算処理とによって計測される面積比率計測（面積比率、含有オブジェクト数、オブジェクト含有面積）、ワイヤ流れ計測（流れ率）、オブジェクト抽出（粒子解析、ブロブ解析、真円度）、寸法計測（直径、最大寸法、最小寸法、平均寸法）などの計測が含まれる。具体的には、例えば実装基板のＸ線検査では、面積比率計測の応用として、ＢＧＡのハンダ部分のボイド面積、ボイド率計測などが含まれる。

特定部位の指定は、ＢＧＡ計測の場合のように予め特定部位の形状が定まっている場合は、公知のパターン認識技術などによってＸ線画像中の特定部位を自動的に指定してもよいし、操作者による指定を促すために表示画面上に指定を促す表示を行って指定を促し、操作者の入力操作に基づいて指定を行うようにしてもよい。

「文字記号情報」とは、計測結果である数値、計測結果に基づく合否判定や指示を示す文字、記号からなり、操作者に計測結果について伝達する情報をいう。

本発明によれば、Ｘ線発生装置のＸ線源とＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系により被測定物の透視Ｘ線像を撮影し、撮影した透視Ｘ線像に基づいてＸ線画像を作成する。特定部位指定部は、作成したＸ線画像中の局所的な計測を行う部位（例えばＢＧＡ計測の場合は各ＢＧＡ）を指定する。指定がなされると特定部位局所計測部は、指定された特定部位に対する計測を行う。そして、計測結果文字情報作成部は、特定部位の計測結果を、文字、記号からなる文字記号情報で表現した計測結果文字情報を作成する。計測結果文字情報重ね書き部は、作成された計測結果文字情報を、その計測が行われた特定部位のＸ線画像上に重ね書きする。

本発明によれば、計測が行われた特定部位とその計測結果とが１つの画面上で重ねて表示されるので、操作者はＸ線画像と計測結果との対応について読取ミスを起こすことがなくなる。

（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、計測結果文字情報作成部により作成された計測結果文字情報の一部を選択する文字情報選択部をさらに備え、計測結果文字情報重ね書き部は、選択された計測結果文字情報のみをＸ線画像上に重ね書きするようにしてもよい。
これによれば、作成された計測結果文字情報に含まれる情報量（文字等の数）が多い場合でも、Ｘ線画像上に重ね書きされる情報量（文字等の数）を適宜減らすことができるので、操作者にとって必要な情報のみを表示することができ、重ね書きしている位置のＸ線画像を見やすくすることができる。

また、上記発明において、計測結果文字情報作成部により作成された計測結果文字情報をＸ線画像に重ね書きする際の表示形態を変更する表示形態変更部を、さらに備えるようにしてもよい。ここで、表示形態とは、表示の大きさ、表示位置、表示色、文字等の書体などをいう。
これによれば、表示形態変更部は、重ね書き表示される情報について、操作者が見やすい配置にしたり、好みの表示にしたりすることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、被測定物としてＢＧＡが形成された実装基板を用い、ＢＧＡ中のボイド（気泡）の計測を行うＢＧＡ計測を行うものとする。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、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、駆動信号発生部３３、特定部位指定部３４、特定部位局所計測部３５、計測結果文字情報作成部３６、計測結果文字情報重ね書き部３７、文字情報選択部３８、表示形態変更部３９とに分けられる。
また、メモリ２５は、Ｘ線画像記憶領域５１、計測結果文字情報記憶領域５２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。

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、Ｘ線画像データを作成する制御を行う。作成されたＸ線画像はメモリ２５のＸ線画像記憶領域５１に蓄積され、後で読み出すことができるようにしてある。図２はＢＧＡを含むＸ線画像の一例を示す模式図である。図中のＸ線画像２４ｂの右側下方部分に４つの丸いＢＧＡが映し出されている。
Ｘ線画像表示制御部３２は、Ｘ線画像作成部３１が作成したＸ線画像データやメモリ２５に蓄積されたＸ線画像データを、表示装置２４のモニタ画面２４ａに表示する制御を行う。

駆動信号発生部３３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。

特定部位指定部３４は、Ｘ線画像に対し局所的な計測を行う特定部位を指定する制御を行う。
特定部位の指定は、マウス２３による位置指定操作を行うことにより行うことができる。なお、ＢＧＡ計測の場合のように，予め、特定部位の形状や大きさが定まっている場合は、その形状や大きさに基づいて、Ｘ線画像のパターン認識を行い、該当する領域を自動的に指定することができる。また、指定位置は１つに限らず、複数指定してもよい。複数指定の場合は、各指定場所を識別するためのラベル番号情報が各指定場所に自動付与され、ラベル番号により、各指定位置を特定できるようにしている。

特定部位局所計測部３５は、指定された特定部位について、ＢＧＡ計測３５ａ、ワイヤ流れ計測３５ｂ、オブジェクト抽出３５ｃなどから操作者が選択した所望の計測を行う。計測は、制御系２０のメモリ２５に内蔵してある計測プログラムを、ＣＰＵ２１にロードすることにより実行される。計測は１つだけを実行してもよいし、複数の計測を並行して実行してもよい。

計測結果文字情報作成部３６は、特定部位についての計測結果が得られると、これを文字、記号からなる文字記号情報で表現した計測結果文字情報を作成し、計測結果文字情報記憶領域５２に蓄積する制御を行う。例えば、図２に示したＢＧＡについて、ボイド面積、ボイド率を計測した場合は、ＢＧＡごとに、ラベル番号（＃１、＃２、＃３、＃４）、計測結果であるボイド面積（0.123、0.000、0.000、0.234）およびボイド率（6.2%、0.0%、0.0%、11.7%）が関係付けられて記憶される。

計測結果情報重ね書き部３７は、計測結果文字情報を、対応する特定部位のＸ線画像上に重ね書きする制御を行う。すなわち、図３に示すように、指定された特定部位の位置（座標）に合わせて、表示しようとする計測結果文字情報を配置し、さらに文字部分以外を透明にした重ね書き用画像２４ｃを作成する。

そして、作成した重ね書き用画像２４ｃを、Ｘ線画像２４ｂの上に重ねて表示する。図４は、重ね書き前のＸ線画像２４ｂ（図４（ａ））と重ね書き後の合成画像２４ｄ（図４（ｂ））とを並べた図である。このように、Ｘ線画像２４ｄの各ＢＧＡ上に、対応するラベル番号、ボイド面積、ボイド率が表示されている。

文字情報選択部３８は、計測結果文字情報作成部３６により作成された計測結果文字情報の量が多すぎる場合等に、作成された計測結果文字情報のなかから一部を選択する制御を行う。
具体的には、例えば図５に示すような表示項目選択画面をモニタ画面２４ａに表示し、操作者に、Ｘ線画面に重ね書きしたい文字情報の選択を促す。表示したい項目を選択する入力がなされた場合は、その選択された項目が計測結果重ね書き部３７に送られ、計測結果重ね書き部３７は、選択された項目のみの重ね書き用画像２４ｃ（図３）を作成する。図６は、図４（ｂ）で示した文字情報のうち、ボイド面積の計測結果を削除したときの合成画像２４ｅを示す図である。このように操作者の求める文字情報のみが表示されるようにしている。

表示形態変更部３９は、作成された計測結果文字情報をＸ線画像に重ね書きする際の表示形態を変更する制御を行う。文字情報選択部３８による文字情報の選択と同様に、表示形態選択画面（不図示）をモニタ画面２４ａに表示し、表示大きさ（文字ポイント数）、表示位置、表示色、書体についての選択を操作者に促す。これらの項目について変更入力がなされた場合は、その選択された項目が計測結果重ね書き部３７に送られ、計測結果重ね書き部３７は、その内容に応じて、表示形態を変更した重ね書き画像を作成する。図７は図６で示した合成画像２４ｅに対し、表示大きさおよび表示色、表示位置を変更したときの合成画像２４ｆを示す図である。このように操作者の求める表示形態で表示されるようにしている。

さらに表示形態変更部３９は、マウス２３による文字情報に対するドラッグ＆ドロップ操作があったときに、文字情報の表示位置を変更する制御を行う。図８は、ドラッグ＆ドロップ操作により表示位置を移動した状態の合成画像２４ｇを説明する模式図である。移動を行うことにより文字を読みやすい位置に配置させることができる。

以上、ＢＧＡ計測の場合について説明したが、その他の計測の場合であっても同様である。また、上記実施形態では１つの計測のみを実行したが、複数の計測を行った場合も同様であり、その場合は複数の計測結果について同様の表示を行う。

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計測を行い、Ｘ線画像上に計測結果を表示するようにした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。 ＢＧＡを含むＸ線画像の模式図。 図２のＸ線画像に計測結果文字情報を重ねて表示するための重ね書き用画像の模式図。 Ｘ線画像に計測結果文字情報を重ね書きして表示した合成画面を示す図。 表示装置のモニタ画面に表示される表示項目選択画面を示す図。 重ね書きする文字情報の一部のみを選択したときの合成画像を示す図。 重ね書きする文字情報の表示形態を変更したときの合成画像を示す図。 文字情報の表示位置を変更するときの状態を説明する模式図。

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
２０： 制御系
２３： マウス
２４： 表示装置
２４ｂ：Ｘ線画像
２４ｃ：重ね書き用画像
２４ｄ〜２４ｇ： 合成画像
３１： Ｘ線画像作成部
３２： Ｘ線画像表示制御部
３４： 特定部位指定部
３５： 特定部位局所計測部
３６： 計測結果文字情報作成部
３７： 計測結果文字情報重ね書き部
３８： 文字情報選択部
３９： 表示形態変更部

Claims (3)

1. 工業製品を被測定物とし、Ｘ線測定光学系により撮影された被測定物の透視Ｘ線像に基づいてＸ線画像を作成し、作成したＸ線画像中の特定部位について局所的な計測を行うＸ線検査装置であって、
   Ｘ線画像に対し局所的な計測を行う特定部位を指定する特定部位指定部と、
   指定された特定部位に対する計測を行う特定部位局所計測部と、
   特定部位の計測結果を計測結果である数値または計測結果に基づく合否判定や指示を示す文字または記号からなる文字記号情報で表現した計測結果文字情報を作成する計測結果文字情報作成部と、
   計測結果文字情報を該当する特定部位のＸ線画像上に重ね書きする計測結果文字情報重ね書き部とを備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
   
2. 計測結果文字情報作成部により作成された計測結果文字情報の一部を選択する文字情報選択部をさらに備え、計測結果文字情報重ね書き部は、選択された計測結果文字情報のみをＸ線画像上に重ね書きすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. 計測結果文字情報作成部により作成された計測結果文字情報をＸ線画像に重ね書きする際の表示形態を変更する表示形態変更部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のＸ線検査装置。