JP4674553B2 - X-ray inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、X線検査装置に関し、特に工業製品等の透視検査又はCT検査を行うためのX線検査装置に関する。 The present invention relates to an X-ray inspection apparatus, and more particularly to an X-ray inspection apparatus for performing fluoroscopic inspection or CT inspection of industrial products and the like.
X線検査装置は、アルミ鋳物の内部欠陥や半導体基板の部品接合状態等を非破壊検査するために使用される。一般的に、X線検査装置には、X線源と、当該X線源に対向するように、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線検出器とが配置されている。なお、最近では、IIとCCDカメラとを組み合わせた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ものも利用されている。 このようなX線検査装置は、X線源とX線検出器との間で被測定物を載置するステージを備える。そして、ステージの回転移動や並進移動等で被測定物の位置を調整しながら、透視X線像を撮影している。さらに、X線検出器の移動等により、透視用X線を照射する角度を傾斜させながら、様々な位置の被測定物の透視X線像を撮影している。
The X-ray inspection apparatus is used for nondestructive inspection of an internal defect of an aluminum casting, a component bonding state of a semiconductor substrate, and the like. In general, an X-ray inspection apparatus includes an X-ray source and an X-ray detector that combines an image intensifier (hereinafter abbreviated as II) and a CCD camera so as to face the X-ray source. Has been placed. Recently, a flat panel X-ray detector is used instead of an X-ray detector combining II and a CCD camera. Such an X-ray inspection apparatus includes a stage on which an object to be measured is placed between an X-ray source and an X-ray detector. Then, while adjusting the position of the object to be measured by rotating movement or parallel advancing movement of the stage and the like, it has taken a fluoroscopic X-ray image. Furthermore, fluoroscopic X-ray images of the measurement object at various positions are taken while tilting the angle at which the fluoroscopic X-ray is irradiated by moving the X-ray detector or the like.
そして、ステージの回転移動、ステージの並進移動、X線検出器の移動を行う駆動部の制御は、種々の駆動信号が与えられることによって実行される。このとき、マウスやジョイスティックやキーボード等の入力装置の種々の操作によって、ステージ駆動機構やX線検出器駆動機構等の駆動部に種々の駆動信号を与える。
The rotational movement of the stage, parallel advances movement of the stage, control of the driving unit for moving the X-ray detector is performed by various drive signals are supplied. At this time, various drive signals are given to drive units such as a stage drive mechanism and an X-ray detector drive mechanism by various operations of an input device such as a mouse, joystick, or keyboard.
ところで、表示装置に表示される透視X線画像は、被測定物の一部分を撮影した局所的な透視X線画像である場合が多い。したがって、操作者は、表示装置に表示された透視X線画像を見ただけでは、X線検出器と被測定物との位置関係を把握することは困難である。よって、操作者は、X線検出器又はステージを移動させる際に、X線測定光学系と被測定物との衝突を避けるために、X線測定光学系やステージ等を覆っている防護カバーに形成された小窓から覗くように、X線測定光学系と被測定物との位置関係を目視で確認しながら、ステージ駆動機構やX線検出器駆動機構の制御を行っていた。 By the way, the fluoroscopic X-ray image displayed on the display device is often a local fluoroscopic X-ray image obtained by photographing a part of the object to be measured. Therefore, it is difficult for the operator to grasp the positional relationship between the X-ray detector and the object to be measured only by looking at the fluoroscopic X-ray image displayed on the display device. Therefore, when the operator moves the X-ray detector or the stage, in order to avoid a collision between the X-ray measurement optical system and the object to be measured, the operator can put a protective cover covering the X-ray measurement optical system, the stage, etc. The stage drive mechanism and the X-ray detector drive mechanism were controlled while visually confirming the positional relationship between the X-ray measurement optical system and the object to be measured, as viewed from the formed small window.
しかしながら、最近のX線検査装置では、ステージの移動速度やX線検出器の移動速度が高速化してきているので、操作者の僅かな誤操作により、X線測定光学系と被測定物との衝突による破損を招きかねない。
そこで、X線測定光学系と被測定物との衝突を防止する方法として、X線測定光学系と被測定物とが衝突する衝突危険領域を、操作者が自ら求めて予め設定することが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, as a method for preventing the collision between the X-ray measurement optical system and the object to be measured, it is disclosed that the operator himself determines and pre-sets a collision risk area where the X-ray measurement optical system and the object to be measured collide. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、操作者が自ら求めて衝突危険領域を設定する方法は、手間がかかる。
そこで、他の方法として、複数の光学カメラ(ビデオカメラ、デジタルカメラ等の可視光を用いて撮影するカメラ)を用いて、多方向から被測定物の可視光像を撮影し、得られた可視光像に基づいて被測定物の外観形状を設定することも考えられる。しかし、複数の光学カメラを用いるとなると、各カメラの制御回路等を含む部品点数が大幅に増加することになるので、コストが上昇するうえに、X線検査装置の構造が複雑になる。
However, it takes time and effort for the operator to determine the collision risk area by himself.
Therefore, as another method, a plurality of optical cameras (cameras that shoot using visible light such as video cameras and digital cameras) are used to shoot visible light images of the object to be measured from multiple directions, and the obtained visible light is obtained. It is also conceivable to set the appearance shape of the object to be measured based on the optical image. However, if a plurality of optical cameras are used, the number of parts including the control circuit of each camera will increase significantly, resulting in an increase in cost and a complicated structure of the X-ray inspection apparatus.
そこで、本発明は、X線測定光学系と被測定物との位置関係を目視で確認したり、複数の光学カメラを搭載したりすることなく、X線測定光学系と被測定物との衝突による破損を防止しつつ、X線検出器又はステージを移動させることにより、様々な位置の被測定物の透視X線像を撮影できるX線検査装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a collision between the X-ray measurement optical system and the object to be measured without visually confirming the positional relationship between the X-ray measurement optical system and the object to be measured or mounting a plurality of optical cameras. It is an object of the present invention to provide an X-ray inspection apparatus that can capture fluoroscopic X-ray images of an object to be measured at various positions by moving an X-ray detector or a stage while preventing damage due to.
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、透視X線像を撮影するX線検出器と当該X線検出器に向けて透視用X線を照射するX線源とを有するX線測定光学系と、前記X線検出器と前記X線源との間で被測定物を配置するステージと、前記ステージを回転及び並進移動させるステージ駆動機構とを備えるX線検査装置であって、前記被測定物の可視光像を撮影する1台の光学カメラと、前記ステージを回転移動させつつ撮影された前記可視光像に基づいて、前記被測定物と前記X線測定光学系とが接触する可能性がある衝突危険領域を設定する衝突危険領域設定手段と、前記X線測定光学系の一部が前記衝突危険領域に入っているか否かを判定する衝突判定手段と、前記X線測定光学系の一部が前記衝突危険領域に入っていると判定したときに、ステージの移動速度を、前記X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度にする移動速度制御手段とを備え、前記衝突危険領域設定手段は、前記衝突危険領域として、前記ステージを回転移動させつつ撮影された前記可視光像に基づいて、被測定物の回転体図形を示す軌跡データを作成し、当該回転体図形を包含したものを設定するようにしている。
An X-ray inspection apparatus of the present invention made to solve the above problems includes an X-ray detector that captures a fluoroscopic X-ray image and an X-ray source that irradiates fluoroscopic X-rays toward the X-ray detector. X-ray examination apparatus comprising an X-ray measurement optical system, a stage for placing the measured object between the previous SL X-ray detector wherein the X-ray source, and a stage drive mechanism for rotating and translating the stage having The measurement object and the X-ray measurement optics are based on one optical camera that captures a visible light image of the object to be measured, and the visible light image that is photographed while rotating the stage. A collision risk area setting means for setting a collision risk area where there is a possibility of contact with the system; a collision determination means for determining whether a part of the X-ray measurement optical system is in the collision risk area; Part of the X-ray measurement optical system enters the collision risk area. When it is determined that that the moving speed of the stage, and a moving speed controlling means for a predetermined movement speed slower than the moving speed at which all of the X-ray measurement optical system is not in the collision risk area, the The collision risk area setting means creates, as the collision risk area, trajectory data indicating a rotating body graphic of the object to be measured based on the visible light image captured while rotating the stage. Is set to include .
本発明のX線検査装置によれば、ステージを回転移動させつつ撮影された被測定物の可視光像に基づいて、衝突危険領域を設定するので、複数の光学カメラを搭載する必要もなく、操作者が自ら求めて衝突危険領域を設定する必要もない。
さらに、X線測定光学系の一部が衝突危険領域に入っているときには、ステージの移動速度が、X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度になる。よって、X線測定光学系と被測定物との衝突を防止しつつ、X線測定光学系を被測定物に近接させることができる。このとき、たとえ、X線測定光学系と被測定物とが衝突したとしても、ステージの移動速度が、遅い所定の移動速度になっているので、衝突による衝撃を抑えることができ、X線測定光学系と被測定物とを破損させることはない。
また、X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときには、ステージの移動速度は速いので、被測定物の透視X線像を撮影する作業を素早く実施することができる。
また、被測定物が複雑な外観形状をしていても、衝突危険領域として回転体図形を包含したものを設定するので、例えば、単純なモデルで近似することにより簡略化かつ高速化することができる。
According to the X-ray inspection apparatus of the present invention, since the collision risk area is set based on the visible light image of the object to be measured while rotating the stage, there is no need to mount a plurality of optical cameras, There is also no need for the operator to set the collision risk area asking himself.
Further, when a part of the X-ray measurement optical system is in the collision risk area, the moving speed of the stage is lower than the movement speed when the entire X-ray measurement optical system is not in the collision risk area. Become speed. Therefore, the X-ray measurement optical system can be brought close to the object to be measured while preventing a collision between the X-ray measurement optical system and the object to be measured. At this time, even if the X-ray measurement optical system collides with the object to be measured, since the stage moving speed is a predetermined moving speed that is slow, the impact due to the collision can be suppressed, and the X-ray measurement can be performed. The optical system and the object to be measured are not damaged.
Further, when the entire X-ray measurement optical system is not in the collision risk area, the moving speed of the stage is fast, so that the operation of taking a fluoroscopic X-ray image of the object to be measured can be quickly performed.
Even if the object to be measured has a complicated external shape, it is possible to set a thing including a rotating figure as a collision risk area. For example, it can be simplified and speeded up by approximating with a simple model. it can.
(その他の課題を解決するための手段および効果)
また、本発明のX線検査装置においては、前記X線検出器を移動させるX線検出器駆動機構を備え、前記移動速度制御手段は、前記X線測定光学系の一部が前記衝突危険領域に入っていると判定したときに、X線検出器の移動速度を、前記X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度にするようにしてもよい。
(Means and effects for solving other problems)
The X-ray inspection apparatus according to the present invention further includes an X-ray detector driving mechanism for moving the X-ray detector, and the moving speed control means includes a part of the X-ray measurement optical system in which the collision risk area is provided. When it is determined that the X-ray detector has entered, the moving speed of the X-ray detector is set to a predetermined moving speed that is slower than the moving speed when the entire X-ray measurement optical system is not in the collision risk area. Also good .
このような本発明のX線検査装置によれば、X線測定光学系の一部が衝突危険領域に入っているときには、X線検出器の移動速度が、X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度になる。よって、X線測定光学系と被測定物との衝突を防止しつつ、X線測定光学系を被測定物に近接させることができる。このとき、たとえ、X線測定光学系と被測定物とが衝突したとしても、X線検出器の移動速度が、遅い所定の移動速度になっているので、衝突による衝撃を抑えることができ、X線測定光学系と被測定物とを破損させることはない。
また、X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときには、X線検出器の移動速度は速いので、被測定物の透視X線像を撮影する作業を素早く実施することができる。
According to X-ray inspection apparatus of the present invention, such as this, when a portion of the X-ray measuring optical system is in the collision risk area, the moving speed of the X-ray detector, the entire X-ray measurement optical system It becomes a predetermined moving speed that is slower than the moving speed when not entering the collision risk area. Therefore, the X-ray measurement optical system can be brought close to the object to be measured while preventing a collision between the X-ray measurement optical system and the object to be measured. At this time, even if the X-ray measurement optical system collides with the object to be measured, since the moving speed of the X-ray detector is a predetermined moving speed that is slow, the impact due to the collision can be suppressed, The X-ray measurement optical system and the object to be measured are not damaged.
Further, when the entire X-ray measurement optical system is not in the collision risk area, the moving speed of the X-ray detector is fast, so that the operation of taking a fluoroscopic X-ray image of the object to be measured can be performed quickly.
また、本発明のX線検査装置においては、前記衝突危険領域設定手段は、前記衝突危険領域として、円柱体、球体、楕円体及び円錐体の群から選択されるいずれか一つ、又は、少なくとも二つを組み合わせたもので近似したものを設定するようにしてもよい。
このような本発明のX線検査装置によれば、衝突危険領域として円柱体、球体、楕円体及び円錐体の群から選択されるいずれか一つ、又は、少なくとも二つを組み合わせたものを設定するので、例えば、単純化することにより簡略化かつ高速化することができる。
In the X-ray inspection apparatus according to the present invention, the collision risk area setting means is selected from the group of a cylinder, a sphere, an ellipsoid, and a cone as the collision risk area, or at least You may make it set the thing approximated by what combined two.
According to such an X-ray inspection apparatus of the present invention, any one selected from the group of a cylindrical body, a sphere, an ellipsoid, and a cone, or a combination of at least two is set as the collision risk area. Therefore, for example, simplification and high speed can be achieved by simplification.
さらに、本発明のX線検査装置においては、前記X線測定光学系の一部が前記衝突危険領域に入ったと判定したときに、前記X線検出器又は前記ステージの移動を停止させるとともに、警告信号を発生する衝突警告手段を備えるようにしてもよい。
このような本発明のX線検査装置によれば、X線測定光学系の一部が衝突危険領域に入ったと判定したときに、X線測定光学系又はステージの移動を停止させるとともに、警告信号を発生するので、X線測定光学系と被測定物との衝突を確実に防止することができる。また、更にX線測定光学系を衝突危険領域に入らせるときには、警告信号を受けたことにより、X線測定光学系と被測定物とを注意して近接させることができる。
Furthermore, in the X-ray inspection apparatus of the present invention, when it is determined that a part of the X-ray measurement optical system has entered the collision risk area, the movement of the X-ray detector or the stage is stopped and a warning is given. A collision warning means for generating a signal may be provided.
According to such an X-ray inspection apparatus of the present invention, when it is determined that a part of the X-ray measurement optical system has entered the collision risk area, the movement of the X-ray measurement optical system or the stage is stopped and a warning signal is sent. Therefore, the collision between the X-ray measurement optical system and the object to be measured can be reliably prevented. Further, when the X-ray measurement optical system is further entered into the collision risk area, the X-ray measurement optical system and the object to be measured can be brought close to each other by receiving a warning signal.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it is needless to say that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.
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。X線検査装置1は、X線発生装置11とX線検出器12とを有する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、X線検出器駆動機構15aとステージ駆動機構15bとを有する駆動部15と、光学カメラ16と、X線検査装置1全体の制御を行う制御系(コンピュータ)20とにより構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. The X-ray inspection apparatus 1 includes an X-ray measurement
X線測定光学系13は、X線検出器12とX線発生装置11とを有する。X線検出器12は、IIと当該IIの裏面に一体的に取り付けられたCCDカメラとを有する。一方、X線発生装置11は、X線源であり、IIの表面に向けて透視用X線を照射するX線管を有する。
よって、IIが透視用X線を検出することにより蛍光像を形成することになる。さらに、この蛍光像をCCDカメラで撮影することによって、透視用X線の映像信号(アナログ信号)がコンピュータ20に出力される。
なお、X線検出器12は、X線検出器駆動機構15aにより、透視用X線を照射する角度を傾斜させるように、移動可能に設けられている。また、X線発生装置11は、移動したIIの表面に向けて透視用X線を照射することを可能とするように形成されている。
The X-ray measurement
Therefore, a fluorescent image is formed when II detects X-ray for fluoroscopy. Further, by photographing this fluorescent image with a CCD camera, a video signal (analog signal) of fluoroscopic X-rays is output to the
Note that the
ステージ14は、上面に垂直な方向(Z方向)に軸を有する下部円板状体14bと、当該軸を回転軸として回転可能となるように形成された上部円板状体14aとで構成される。そして、上部円板状体14aの上面に、被測定物Sは載置されることになる。
なお、下部円板状体14bは、ステージ駆動機構15bにより、ステージ14面に平行な方向(XY方向)に移動したり、ステージ14面に垂直な方向(Z方向)に昇降移動したりするように、移動可能に設けられている。さらに、上部円板状体14aは、ステージ駆動機構15bにより、回転移動(α方向)するように設けられている。
よって、ステージ14の位置を移動させることにより、被測定物Sの位置を移動させることになる。
The
The lower disk-
Therefore, the position of the DUT S is moved by moving the position of the
駆動部15は、X線検出器駆動機構15aとステージ駆動機構15bとを有する。X線検出器駆動機構15aとステージ駆動機構15bとは、例えば、それぞれモータを有する。
なお、駆動部15の制御は、コンピュータ20の光学カメラ撮影制御手段35及び駆動信号発生手段50から出力された駆動信号が与えられることによって実行される。
The
The control of the
光学カメラ16は、被測定物Sの可視光像を撮影するものであり、ビデオカメラ、デジタルカメラ等である。撮影された被測定物Sの可視光像の映像信号(アナログ信号)は、コンピュータ20に出力される。また、光学カメラ16は、透視X線像を撮影することに支障をきたさないような位置で、かつ、被測定物Sの外観形状の可視光像を撮影することができる位置に取り付けられている。
The
コンピュータ20においては、CPU21を備え、さらに、コマ画像データ等を記憶する画像メモリ24と、液晶パネル等を有する表示装置23と、入力装置であるキーボード22aやマウス22bとが連結されている。
また、CPU21が処理する機能をブロック化して説明すると、X線画像作成手段31と、光学カメラ撮影制御手段35と、衝突危険領域設定手段32と、衝突判定手段33と、衝突警告手段34と、駆動信号発生手段51と、移動速度制御手段52と、移動速度停止手段53とに分けられる。
また、衝突危険領域設定手段32は、被測定物外観形状抽出手段36、軌跡データ抽出手段37及び衝突危険領域算出手段38を有する。さらに、画像メモリ24は、背景画像データ蓄積手段41、軌跡画像データ蓄積手段42及び衝突危険領域データ記憶手段43を有する。
なお、キーボード22aやマウス22bは、種々の操作によって、コンピュータ20に対する入力動作が行われるものである。
The
Further, the functions processed by the CPU 21 will be described in the form of blocks. An X-ray image creation means 31, an optical camera imaging control means 35, a collision risk area setting means 32, a collision determination means 33, a collision warning means 34, The driving signal generating means 51, the moving speed control means 52, and the moving speed stop means 53 are divided.
Further, the collision risk
Note that the
X線画像作成手段31は、X線検出器12から出力された映像信号(アナログ信号)から変換されたデジタル信号に基づいて、表示装置23に透視X線画像の画像表示を行う制御を行うものである。
駆動信号発生手段51は、キーボード22aやマウス22bの種々の操作によって、X線検出器12又はステージ14を移動させる駆動信号を駆動部15に発生する制御を行うものである。このとき、駆動信号発生手段51は、後述する移動速度制御手段52が設定した移動速度で、X線検出器12又はステージ14を移動させることになる。
The X-ray image creating means 31 performs control to display a fluoroscopic X-ray image on the
The drive signal generation means 51 performs control to generate a drive signal for moving the
光学カメラ撮影制御手段35は、駆動部15及び/又は光学カメラ16に可視光像を撮影する駆動信号を発生するとともに、光学カメラ16から出力された映像信号(アナログ信号)から変換されたデジタル信号に基づいて作成された可視光像の画像データを、画像メモリ24に記憶させたり、表示装置23に可視光画像の画像表示を行ったりする制御を行うものである。
具体的には、光学カメラ撮影制御手段35は、ステージ14を並進移動させて、光学カメラ16をステージ14の軸に向けて調整した後、ステージ14を一定速度で回転させつつ光学カメラ16で可視光像を撮影させることにより、一定角度ずつ回転させたときのそれぞれの外観形状を示すコマ画像データを画像メモリ24に蓄積することを可能とする。
このとき、被測定物Sがステージ14に載置されていない状態で、可視光像を撮影したときに作成したコマ画像データを、画像メモリ24の背景画像データ蓄積手段41に記憶させる。一方、被測定物Sがステージ14に載置された状態で、可視光像を撮影したときに作成したコマ画像データを、画像メモリ24の軌跡画像データ蓄積手段42に記憶させる。
なお、被測定物Sがステージ14に載置されていない状態で、可視光像を撮影したときに作成したコマ画像データは、一度記憶されていれば足りるので、事前に背景画像データ蓄積手段41に蓄積させておいてもよい。
The optical camera photographing control means 35 generates a driving signal for photographing a visible light image on the driving
Specifically, the optical camera photographing control means 35 translates the
At this time, the frame image data created when the visible light image is taken in a state where the measurement object S is not placed on the
Note that the frame image data created when the visible light image is taken in a state in which the object to be measured S is not placed on the
被測定物外観形状抽出手段36は、背景画像データ蓄積手段41と軌跡画像データ蓄積手段42とに、それぞれ蓄積された同じ方角どうしのコマ画像データを比較して、例えば2値化処理することにより、被測定物Sの外観形状を示す2値化外観データを作成する制御を行うものである。
なお、被測定物外観形状抽出手段36は、2値化処理する前に、X線検査装置1内部の照明の影響や反射の影響等を低減したり、除去したりするための周知の画像処理(ラプラス変換等)を実行してもよい。また、2値化処理における閾値は、予め定めた閾値を基準にされてもよいし、統計処理により判別分析を行い、動的に決定されてもよい。
The to-be-measured object appearance
It should be noted that the object appearance shape extraction means 36 is a well-known image process for reducing or removing the effects of illumination, reflection, etc. inside the X-ray inspection apparatus 1 before binarization processing. (Laplace transform or the like) may be executed. Further, the threshold value in the binarization process may be based on a predetermined threshold value, or may be determined dynamically by performing a discriminant analysis by a statistical process.
軌跡データ抽出手段37は、各方角の2値化外観データに基づいて、被測定物Sの回転体図形(軌跡)を示す軌跡データを作成する制御を行うものである。
衝突危険領域算出手段38は、軌跡データに基づいて、被測定物Sの回転体図形を完全に包含するように衝突危険領域Aを設定するとともに、衝突危険領域Aを画像メモリ24の衝突危険領域データ記憶手段43に記憶させる制御を行うものである。
The trajectory
The collision risk area calculation means 38 sets the collision risk area A so as to completely include the rotating body figure of the object S to be measured based on the trajectory data, and also sets the collision risk area A as the collision risk area of the
衝突判定手段33は、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っているか否かを判定する制御を行うものである。つまり、衝突判定手段33は、X線発生装置11とX線検出器12とステージ14との現在の位置及び大きさを記憶しており、ステージ14が並進移動するとともに、衝突危険領域Aも移動させることにより、X線発生装置11又はX線検出器12の一部が衝突危険領域Aに重なるか否かを判定する。
The
衝突警告手段34は、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入ったときには、ステージ14又はX線検出器12の移動を停止させる停止信号を発生するとともに、警告信号を発生する制御を行うものである。つまり、警告信号によって、例えば、表示装置23に、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入ったことを示すとともに、更にステージ14又はX線検出器12を衝突危険領域Aに移動させるか否かを問うことを示す画像を表示して操作者に知らせる。
When a part of the X-ray measurement
移動速度制御手段52は、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていると判定されているときに、X線検出器12又はステージ16の移動速度を、X線測定光学系13の全部が衝突危険領域Aに入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度にする制御を行うものである。つまり、移動速度制御手段52は、X線測定光学系13の全部が衝突危険領域Aに入っていないと判定されたときには、通常の移動速度を設定するとともに、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていると判定されたときには、所定の移動速度を設定する制御を行う。なお、所定の移動速度は、X線測定光学系13と被測定物Sとが衝突したとしても、X線測定光学系13と被測定物Sとを破損させることがない速度であることが好ましく、具体的には10mm/s以上150mm/s以下であることが好ましい。
The movement speed control means 52 determines the movement speed of the
移動速度停止手段53は、被測定物SとX線測定光学系13とが接触したときには、ステージ14又はX線検出器12の移動を停止させる停止信号を発生する制御を行うものである。例えば、X線検出器駆動機構15a又はステージ駆動機構15bとが有するモータに負荷がかかったときに、移動速度停止手段53は、被測定物SとX線測定光学系13とが接触したものと判断することにより、停止信号を発生する。
The moving speed stop means 53 performs control to generate a stop signal for stopping the movement of the
ここで、衝突危険領域Aを設定する方法の一例について説明する。例えば、被測定物Sの回転体形状の最外周点を半径とし、被測定物Sの回転体形状の最高点を高さとする仮想円柱を想定し、さらにステージ14の回転中心を通り光学カメラ16に直面する仮想スクリーンScを仮定して、仮想スクリーンScに仮想円柱を投影することにより、投影像を形成して、この投影像が回転移動したときに通過する領域を衝突危険領域Aとする。
Here, an example of a method for setting the collision risk area A will be described. For example, a virtual cylinder is assumed in which the outermost peripheral point of the rotating object shape of the object to be measured S is a radius and the highest point of the rotating object shape of the object to be measured S is the height, and the
具体的に、図2及び3を用いて、直径150mm、高さ400mmの円柱形状である被測定物Sにおける衝突危険領域Aを設定する方法を説明する。図2は、ステージ14に載置された被測定物Sの側面図であり、図3は、図2の平面図である。なお、ステージ14面の回転中心をXYZ方向の0とし、X方向はステージ14面に平行であり、Y方向はステージ14面に平行でありかつX方向に垂直であり、Z方向はX方向及びY方向に垂直であるとする。また、光学カメラ16は、X方向450mm、Y方向0、Z方向200mmの位置に設置されているものとする。
Specifically, a method of setting the collision risk area A in the measurement object S having a cylindrical shape with a diameter of 150 mm and a height of 400 mm will be described with reference to FIGS. 2 is a side view of the measurement object S placed on the
被測定物Sの中心が、X方向25mm、Y方向0の位置に配置されている。よって、被測定物Sの回転体形状は、直径200mm、高さ400mmの円柱形状となる。図2に示すように、直径200mm、高さ400mmの円柱形状において、ステージ14の回転中心を通過する仮想スクリーンSc(Y平面)に投影される像の高さは、460mmとなる。この像の高さを、衝突危険領域Aの高さHとする。よって、衝突危険領域Aの高さHは、被測定物Sがステージ14により回転移動されても、必ず被測定物Sの高さを包含することになる。
The center of the object S to be measured is arranged at a position of 25 mm in the X direction and 0 in the Y direction. Therefore, the shape of the rotating object S to be measured is a cylindrical shape having a diameter of 200 mm and a height of 400 mm. As shown in FIG. 2, the height of the image projected on the virtual screen Sc (Y plane) passing through the rotation center of the
一方、図3に示すように、直径200mm、高さ400mmの円柱形状において、ステージ14の回転中心を通過する仮想スクリーンSc(Y平面)に投影される像の幅を、衝突危険領域Aの幅Wとする。よって、衝突危険領域Aの幅Wは、被測定物Sがステージ14により回転移動されても、必ず被測定物Sの幅を包含することになる。
したがって、衝突危険領域Aとして、直径W、高さHの円柱形状を設定する。このような衝突危険領域Aは、被測定物Sの回転体形状より大きくなるため、X線測定光学系13と被測定物Sとの衝突を確実に防止することができることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the width of the image projected on the virtual screen Sc (Y plane) passing through the rotation center of the
Therefore, a cylindrical shape having a diameter W and a height H is set as the collision risk area A. Since such a collision risk area A is larger than the shape of the rotating body of the object S to be measured, the collision between the X-ray measurement
なお、被測定物Sの外観形状によっては、円柱体、球体、楕円体及び円錐体の群から選択されるいずれか一つ、又は、少なくとも二つを組み合わせたもので近似することにより、適切な衝突危険領域Aを設定することもできる。
また、衝突危険領域Aを単純な図形で設定した場合は、数式(円柱方程式、球の方程式等)で衝突危険領域データ記憶手段43に記憶させることができるので、X線測定光学系13が衝突危険領域Aに入っているか否かを判定する演算処理を容易にすることができる。
Depending on the external shape of the object S to be measured, an appropriate one can be obtained by approximating any one selected from the group of cylinders, spheres, ellipsoids and cones, or a combination of at least two. A collision risk area A can also be set.
Further, when the collision risk area A is set as a simple figure, it can be stored in the collision risk area data storage means 43 by a mathematical formula (cylinder equation, sphere equation, etc.). Arithmetic processing for determining whether or not the vehicle is in the dangerous area A can be facilitated.
次に、X線検査装置1による移動速度制御動作の一例について説明する。図4は、移動速度制御動作の一例を示すフローチャートである。
まず、ステップS101の処理において、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っているか否かを判定する。X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていると判定したときには、後述するステップS107の処理に進む。
Next, an example of the movement speed control operation by the X-ray inspection apparatus 1 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the movement speed control operation.
First, in the process of step S101, it is determined whether or not a part of the X-ray measurement
一方、X線測定光学系13の全部が衝突危険領域Aに入っていないと判定したときには、ステップS102の処理において、移動速度制御手段52は、通常の移動速度を設定する。
次に、ステップS103の処理において、X線検出器12又はステージ14を移動させるキーボード22aやマウス22bの操作が有ったか否かを判断する。キーボード22aやマウス22bの操作がなかったときには、本フローチャートを終了させる。
On the other hand, when it is determined that the entire X-ray measurement
Next, in the process of step S103, it is determined whether or not there has been an operation of the
一方、キーボード22aやマウス22bの操作が有ったときには、ステップS104の処理において、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っているか否かを判定する。X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていないと判定したときには、ステップS103の処理に戻る。
On the other hand, when there is an operation on the
一方、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていると判定したときには、ステップS105の処理において、衝突警告手段51は、ステージ14又はX線検出器12の移動を停止させる停止信号を発生するとともに、警告信号を発生する。
On the other hand, when it is determined that a part of the X-ray measurement
次に、ステップS106の処理において、操作者は、ステージ14又はX線検出器12を衝突危険領域Aに移動するか否かを判断する。ステージ14又はX線検出器12を衝突危険領域Aに移動しないと判断したときには、ステップS103の処理に戻る。つまり、キーボード22aやマウス22bの操作がなくなるか、又は、ステージ14又はX線検出器12を衝突危険領域Aに移動すると判断するときまで、ステップS103〜ステップS106の処理は実行される。
なお、X線検査装置1においては、操作者が、ステージ14又はX線検出器12を衝突危険領域Aに移動すると判断しないと、ステージ14又はX線検出器12を衝突危険領域Aに移動することができないようにする制御を備えていてもよい。
Next, in the process of step S106, the operator determines whether to move the
In the X-ray inspection apparatus 1, if the operator does not determine that the
一方、操作者が、ステージ14又はX線検出器12を衝突危険領域Aに移動すると判断したときには、ステップS107の処理において、移動速度制御手段52は、所定の移動速度を設定する。なお、所定の移動速度は、通常の移動速度より遅いものである。
次に、ステップS108の処理において、X線検出器12又はステージ14を移動させるキーボード22aやマウス22bの操作が有ったか否かを判断する。キーボード22aやマウス22bの操作がなかったときには、本フローチャートを終了させることになる。
On the other hand, when the operator determines to move the
Next, in the process of step S108, it is determined whether or not there has been an operation of the
一方、キーボード22aやマウス22bの操作が有ったときには、ステップS109の処理において、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っているか否かを判定する。X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていると判定したときには、ステップS108の処理に戻る。つまり、キーボード22aやマウス22bの操作がなくなるか、又は、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていないと判定するときまで、ステップS108の処理とステップS109の処理とは繰り返される。すなわち、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていると判定するときには、所定の移動速度でX線検出器12又はステージ14を移動させることになる。
On the other hand, when there is an operation on the
一方、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っていないと判定したときには、ステップS102の処理に戻る。すなわち、X線測定光学系13の全部が衝突危険領域Aに入っていないと判定するときには、通常の移動速度でX線検出器12又はステージ14を移動させることになる。
On the other hand, when it is determined that a part of the X-ray measurement
以上により、X線測定光学系13の一部が衝突危険領域Aに入っているときには、ステージ14又はX線検出器12の移動速度が、X線測定光学系13の全部が衝突危険領域Aに入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度になる。よって、X線測定光学系13と被測定物Sとの衝突を防止しつつ、X線測定光学系13を被測定物Sに近接させることができる。このとき、たとえ、X線測定光学系13と被測定物Sとが衝突したとしても、ステージ14の移動速度が、遅い所定の移動速度になっているので、衝突による衝撃を抑えることができ、X線測定光学系13と被測定物Sとを破損させることはない。
また、X線測定光学系13の全部が衝突危険領域Aに入っていないときには、ステージ14の移動速度は速いので、被測定物Sの透視X線像を撮影する作業を素早く実施することができる。
As described above, when a part of the X-ray measurement
Further, when the entire X-ray measurement
本発明は、回転移動させるステージを有するX線検査装置に利用することができる。 The present invention can be used for an X-ray inspection apparatus having a stage to be rotated.
1: X線検査装置
11: X線源(X線発生装置)
12: X線検出器
13: X線測定光学系
14: ステージ
15: 駆動部
16: 光学カメラ
20: 制御系(コンピュータ)
21: CPU
22: 入力装置
23: 表示装置
24: 画像メモリ
31: X線画像作成手段
32: 衝突危険領域設定手段
33: 衝突判定手段
35: 光学カメラ撮影制御手段
36: 被測定物外観形状抽出手段
37: 軌跡データ抽出手段
38: 衝突危険領域算出手段
41: 背景画像データ蓄積手段
42: 軌跡画像データ蓄積手段
43: 衝突危険領域データ記憶手段
52: 移動速度制御手段
1: X-ray inspection device 11: X-ray source (X-ray generator)
12: X-ray detector 13: X-ray measurement optical system 14: Stage 15: Drive unit 16: Optical camera 20: Control system (computer)
21: CPU
22: Input device 23: Display device 24: Image memory 31: X-ray image creation means 32: Collision risk area setting means 33: Collision determination means 35: Optical camera imaging control means 36: Object appearance shape extraction means 37: Trajectory Data extraction means 38: collision risk area calculation means 41: background image data storage means 42: trajectory image data storage means 43: collision risk area data storage means 52: moving speed control means
Claims (4)
前記X線検出器と前記X線源との間で被測定物を配置するステージと、
前記ステージを回転及び並進移動させるステージ駆動機構とを備えるX線検査装置であって、
前記被測定物の可視光像を撮影する1台の光学カメラと、
前記ステージを回転移動させつつ撮影された前記可視光像に基づいて、前記被測定物と前記X線測定光学系とが接触する可能性がある衝突危険領域を設定する衝突危険領域設定手段と、
前記X線測定光学系の一部が前記衝突危険領域に入っているか否かを判定する衝突判定手段と、
前記X線測定光学系の一部が前記衝突危険領域に入っていると判定したときに、ステージの移動速度を、前記X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度にする移動速度制御手段とを備え、
前記衝突危険領域設定手段は、前記衝突危険領域として、前記ステージを回転移動させつつ撮影された前記可視光像に基づいて、被測定物の回転体図形を示す軌跡データを作成し、当該回転体図形を包含したものを設定することを特徴とするX線検査装置。 An X-ray measurement optical system having an X-ray detector that captures a fluoroscopic X-ray image and an X-ray source that irradiates X-rays for fluoroscopy toward the X-ray detector;
A stage for placing an object to be measured between the X-ray detector and the X-ray source;
An X-ray inspection apparatus comprising a stage drive mechanism for rotating and translating the stage,
One optical camera for taking a visible light image of the object to be measured;
A collision risk area setting means for setting a collision risk area where the object to be measured and the X-ray measurement optical system may come into contact based on the visible light image photographed while rotating the stage;
Collision determination means for determining whether a part of the X-ray measurement optical system is in the collision risk area;
When it is determined that a part of the X-ray measurement optical system is in the collision risk area, the moving speed of the stage is the movement speed when the entire X-ray measurement optical system is not in the collision risk area. A moving speed control means for setting a slower predetermined moving speed ,
The collision risk area setting means creates, as the collision risk area, trajectory data indicating a rotating body figure of an object to be measured based on the visible light image photographed while rotating the stage. An X-ray inspection apparatus characterized by setting an object including a figure .
前記移動速度制御手段は、前記X線測定光学系の一部が前記衝突危険領域に入っていると判定したときに、X線検出器の移動速度を、前記X線測定光学系の全部が衝突危険領域に入っていないときの移動速度より遅い所定の移動速度にすることを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置。 An X-ray detector driving mechanism for moving the X-ray detector;
The moving speed control means determines the moving speed of the X-ray detector when all of the X-ray measuring optical system collides when it is determined that a part of the X-ray measuring optical system is in the collision risk area. The X-ray inspection apparatus according to claim 1, wherein the X-ray inspection apparatus has a predetermined moving speed that is lower than a moving speed when not entering the dangerous area.
When it is determined that a part of the X-ray measurement optical system has entered the collision risk area, the X-ray detector or the stage is provided with a collision warning means for stopping movement and generating a warning signal. The X-ray inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3 .
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