JP4715986B2

JP4715986B2 - Ｘ線透視装置

Info

Publication number: JP4715986B2
Application number: JP2001216901A
Authority: JP
Inventors: 嘉浩立澤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003028812A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業製品などの透視検査等を行うためのＸ線透視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業製品などの透視検査を行うためのＸ線透視装置においては、一般に、Ｘ線源に対向して、イメージインテンシファイアとＣＣＤカメラなどを組み合わせてなるＸ線カメラを配置し、これらの間に、透視対象物であるサンプルを搭載するための試料ステージが配置された構成を採る。この構成において、試料ステージは、Ｘ線源とＸ線カメラを結ぶＸ線光軸方向を含む互いに直交する３軸方向に移動できるようになっており、Ｘ線光軸方向への移動により撮影倍率を変化させ、またそのＸ線光軸に直交する２軸方向に移動させることによってＸ線カメラの視野を変化させ得るようになっている。
【０００３】
このようなＸ線透視装置を用いて透視検査を行うに当たり、サンプルがＸ線カメラの視野内に収まらない場合、通常、図４に例示するように、サンプルの部分画像を別々に撮影し、その各部分画像を繋ぎ合わせることによって１枚の全景画像を構築することが行われる。そして、この全景画像上での位置関係から、試料ステージを移動させてサンプル上の注目したい部位にＸ線カメラの視野を移動させることができ、その移動ののちに試料ステージをＸ線光軸方向に移動させるなどによって注目部位の拡大透視像などを得ることも可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上の全景画像を構築する従来の技術においては、サンプルの各部分画像を撮影するに当たり、装置のオペレータがサンプルの境界、つまりサンプルの端部の位置を指定する必要があり、その作業に手間が掛かるという問題がある。しかも、オペレータのミスによって、誤った境界指定が行われる可能性があるいとう問題もある。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、サンプルの部分画像の撮影時に、従来に比してオペレータに掛かる負担を軽減し、確実にサンプル像の境界を把握して全景画像を構築することのできるＸ線透視装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線透視装置は、Ｘ線源と、そのＸ線源に対向配置されたＸ線カメラと、これらのＸ線源とＸ線カメラの間に配置され、サンプルを搭載してＸ線光軸方向を含む互いに直交する３軸方向に移動するための駆動機構を備えた試料ステージと、上記Ｘ線カメラからの画素データを用いてサンプルのＸ線透視像を表示する表示器を備えたＸ線透視装置において、上記試料ステージをＸ線光軸に直交する平面上で設定された量ずつ自動的に移動させつつサンプたたたた画像を撮影する部分画像撮影手段を備えるとともに、その各部分画像の撮影時に、当該部分画像の輝度の平均値もしくは輝度の標準偏差を用いて、その部分画像内でのサンプル像の有無を判定するサンプル境界判定手段を有し、上記部分画像撮影手段の動作時に、上記サンプル境界判定手段による判定結果に基づいてサンプル像の存在しない部分画像が撮影されたときに上記試料ステージの移動方向を変更するように構成されていることによって特徴づけられる。
【０００７】
本発明は、Ｘ線カメラの視野を変化させるべく試料ステージをＸ線光軸に直交する平面上で設定された量ずつ移動させつつ部分画像を撮影する動作中に、各部分画像の輝度の平均値もしくは輝度の標準偏差から、その部分画像内にサンプル像が存在しているか否かを判定してサンプルの境界を自動的に検出することによって所期の目的を達成しようとするものである。
【０００８】
すなわち、Ｘ線透視像中にサンプル像の一部が存在している場合と、全く存在していない場合とでは、その画像を構成する各画素の輝度の平均値ないしは輝度の標準偏差が相違する。よって、この輝度の平均値もしくは輝度の標準偏差を用いることで、部分画像中でのサンプル像の有無を正確に判定することができる。従って、試料ステージを設定量ずつ移動させながら部分画像を撮影していったとき、Ｘ線カメラの視野がサンプルの境界を越えた時点で、その旨を自動的に検出することができ、その検出時点で試料ステージの移動方向を変更することにより、オペレータがサンプルの境界設定を行うことなく、部分画像の自動撮影を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の全体構成図であり、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１０】
Ｘ線源１はそのＸ線光軸Ｌを鉛直上方に向けた状態で配置されており、このＸ線源１に対向してＸ線カメラ２が設けられている。まこ、これらのＸ線源１とＸ線カメラ２の間には、透視対象物であるサンプルＷを載せるための試料ステージ３が配置されている。
【００１１】
Ｘ線カメラ２には、例えばイメージインテンシファイアとＣＣＤカメラを組み合わせた公知のものであり、このＸ線カメラ２はカメラ移動機構４によってＸ線光軸Ｌの方向（ｚ軸方向）に移動可能となっている。
【００１２】
試料ステージ３は、ステージ移動機構５の駆動により、ｚ軸方向と、そのｚ軸方向に直交する水平面上で互いに直交するｘ，ｙ軸方向の合計３軸方向に独立的に移動可能となっている。
【００１３】
Ｘ線カメラ２の各画素出力は画像取込回路６を介してパーソナルコンピュータ７に取り込まれる。パーソナルコンピュータ７では、その各画素出力を用いてＸ線カメラ２によるサンプルＷのＸ線透視像を構築し、表示器７ａに表示する。前記したカメラ移動機構４およびステージ移動機構５は、このパーソナルコンピュータ７の制御下に置かれており、当該パーソナルコンピュータ７に接続されているキーボード７ｂないしはマウス７ｃを手動操作することによって、Ｘ線カメラ２および試料ステージ３を所望の方向に移動させることができるように構成されている。
【００１４】
また、このパーソナルコンピュータ７には、以下に示すような部分画像自動採取・合成用プログラムがインストールされており、このプログラムはキーボード７ｂないしはマウス７ｃを操作することによって選択することができる。
【００１５】
図２はその部分画像自動採取・合成用プログラムの動作内容を示すフローチャートであり、また、図３はこのプログラムの動作時におけるＸ線カメラ２の視野の移動の例の説明図であって、以下、これらの図を参照しつつこのプログラムの動作について説明する。
【００１６】
この部分画像自動採取・合成用プログラムを選択するに当たっては、まず、試料ステージ３を手動操作して、Ｘ線カメラ２の視野をサンプルＷの任意の隅に移動させる。図３の例では図中Ａで示すサンプルＷの左上隅に移動させている。次に、視野の移動方向を指定する（図３の例ではｙ方向矢印ａで示す向き）。この設定を終了した後、スタート指令を与えると、視野Ａにおいて部分画像を自動的に撮影した後、指定した矢印ａの向きに視野が一画面相当分だけ移動するように試料ステージ３を自動的に移動させ、その移動後の視野（図３の例では視野Ｂ）において自動的に部分画像を撮影する。そして、この移動後の視野で撮影した部分画像における各画素の輝度データの統計的情報、例えば輝度の平均値Ｂａを算出し、その算出結果をあらかじめ設定されている基準値Ｂｒと比較する。
【００１７】
この基準値Ｂｒは、Ｘ線カメラ２の視野内に物体が存在しない状態、つまり全ての画素がほぼ白レベルに近い状態の輝度の平均値よりも僅かに低い（黒レベル側の）値に設定されており、視野内にサンプルＷの一部が存在している場合には、その画面の輝度の平均値Ｂａは基準値Ｂｒよりも低い値となり、視野内にサンプルＷが全く存在していない場合には、その輝度の平均値Ｂａは基準値Ｂｒよりも高くなる。従って、移動後の視野における部分画像を撮影するごとに、その画面の輝度の平均値Ｂａと基準値Ｂｒを比較することにより、その大小関係から当該視野内にサンプルＷの像の存在の有無を判定することができる。
【００１８】
さて、移動後の視野で撮影した画像の輝度の平均値Ｂａが基準値Ｂｒより小さい値であった場合には、その視野内には未だサンプルＷ像が存在している判断して、視野がｙ軸方向矢印ａの向きに１画面相当分だけ移動するように再度試料ステージ３を自動的に移動させ、その移動後の視野（図３の例では視野Ｃ）において自動的に部分画像を撮影し、上記と同様に輝度の平均値Ｂａを算出して基準値Ｂｒと比較する。この例では未だサンプルＷの像が存在しているので、平均値Ｂａ＜Ｂｒとなり、従って視野が更にｙ軸方向矢印ａの向きに移動するように試料ステージ３を移動させて（図３の例では視野Ｄにおいて）部分画像を撮影し、輝度の平均値Ｂａと基準値Ｂｒを比較する。この図３の例における視野Ｄにおいては、既にサンプルＷが存在せず、従って輝度の平均値Ｂａは基準値Ｂｒよりも大きくなり、視野がｙ軸方向へのサンプルＷの境界位置を越えたことを認識することができる。そして、この場合には、視野を、ｙ軸方向には原点位置（当初のｙ座標位置）に移動させると同時に、それに直交するｘ軸方向に１画面相当分だけ移動させるべく（図３の例では視野Ｅへ）試料ステージ３を移動させて、部分画像を撮影する。
【００１９】
以上の動作を繰り返すことにより、やがて図３の例において視野Ｉにまで到達する。この場合には、ｙ軸方向に原点位置に移動させ、かつ、ｘ軸方向に１画面相当分だけ視野を移動させた最初の時点においてＢａ＞Ｂｒとなり、ｘ軸方向へのサンプルＷの境界位置を越えたことを認識することができ、これによって部分画像の撮影動作を終了する。そして、その撮影終了後に、それまでに撮影した部分画像を繋ぎ合わせて全景画像を得て、このプログラムを終了する。
【００２０】
以上の実施の形態によると、装置のオペレータは、試料ステージ３を原点位置（図３の例では視野Ａ）に位置決めするとともに、移動の方向を設定するだけで、装置が自動的にサンプルＷの境界位置を認識して移動方向を変更するので、従来の部分画像を採取する場合に比してその設定作業が容易化されると同時に、誤った設定を行う恐れがなくなる。
【００２１】
なお、以上の実施の形態では、サンプルＷの境界位置を判定するための輝度の統計的情報として、各画素の輝度の平均値を用いたが、画面にサンプルＷの像が損算している場合には、画素の濃淡が生じることから、各画素の輝度の標準偏差を採用してもよい。また、輝度の平均値と輝度の標準偏差を併用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、Ｘ線カメラの視野を設定量ずつ自動的に移動させてサンプルの部分画像を撮影する動作中に、各部分画像の輝度の平均値もしくは輝度の標準偏差を用いて、その部分画像内にサンプル像の存在の有無を判定して、存在しない場合には、サンプルの境界を越えたと認識してＸ線カメラの視野の移動方向を自動的に変更するので、従来のこの種の装置のようにオペレータがサンプルの境界位置を指定する必要がなくなり、その作業を軽減させることができると同時に、オペレータのミスによって誤った境界指定が行われる可能性をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成図で、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】図１の実施の形態におけるパーソナルコンピュータ７にインストールされている部分画像自動撮影・合成用プログラムの動作内容を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに従う動作時におけるＸ線カメラ２の視野の移動の仕方の例の説明図である。
【図４】Ｘ線撮影装置を用いて視野中に収まらないサンプルを撮影するに当たって、部分画像を撮影し、その各部分画像を繋ぎ合わせて全景画像を得る作業の説明図である。
【符号の説明】
１Ｘ線源
２Ｘ線カメラ
３試料ステージ
４カメラ移動機構
５ステージ移動機構
６画像取込回路
７パーソナルコンピュータ

Claims

Ｘ線源と、そのＸ線源に対向配置されたＸ線カメラと、これらのＸ線源とＸ線カメラの間に配置され、サンプルを搭載してＸ線光軸方向を含む互いに直交する３軸方向に移動するための駆動機構を備えた試料ステージと、上記Ｘ線カメラからの画素データを用いてサンプルのＸ線透視像を表示する表示器を備えたＸ線透視装置において、
上記試料ステージをＸ線光軸に直交する平面上で設定された量ずつ自動的に移動させつつサンプルの部分画像を撮影する部分画像撮影手段を備えるとともに、その各部分画像の撮影時に、当該部分画像の輝度の平均値もしくは輝度の標準偏差を用いて、その部分画像内でのサンプル像の有無を判定するサンプル境界判定手段を有し、上記部分画像撮影手段の動作時に、上記サンプル境界判定手段による判定結果に基づいてサンプル像の存在しない部分画像が撮影されたときに上記試料ステージの移動方向を変更するように構成されていることを特徴とするＸ線透視装置。