JP4728148B2

JP4728148B2 - Ｘ線検出器診断装置およびｘ線検出器診断方法

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Publication number: JP4728148B2
Application number: JP2006063862A
Authority: JP
Inventors: 篤司寺本; 貴行村越
Original assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Current assignee: Nagoya Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2026-03-09
Also published as: JP2007240353A

Description

本発明は、Ｘ線検出器診断装置およびＸ線検出器診断方法に関する。

Ｘ線検査装置においては、Ｘ線出力器から出力されたＸ線をＸ線検出器で取得し、その画像解析を行うのが一般的である。当該Ｘ線検査装置において適切な検査を実施するには検査装置を構成する各部の安定性を確保する必要があり、例えば、Ｘ線検査装置における検出器素子の間の一様性を保証する技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２００３−１７５０２６号公報

上述した従来のＸ線検査装置においては、Ｘ線検出器のメンテナンスを行うべきか否かの判断をすることができなかった。
すなわち、Ｘ線検出器を稼働し続けるとＸ線を蛍光に変換する蛍光変換部や当該蛍光を電気信号に変換する光電変換部とにおける性能が劣化する。この劣化が僅かであれば、Ｘ線検出器によって取得した画像やその画像に基づくサンプルの良否判定等の検査精度は高く、また、前記特許文献１のような技術でそのずれを補償できる場合がある。しかし、Ｘ線検出器を稼働し続ければ前記性能の劣化はさらに進み、最終的には性能の劣化に起因する検査の精度の低下が許容範囲を超えることになる。

このように、検査の精度の低下が許容範囲を超えたときには、Ｘ線検出器の稼働を停止し、Ｘ線検出器を交換する作業が必要となる。しかし、この作業が必要になった時点でサービス要員を呼び出したり、交換部品の発注を行うと、Ｘ線検出器の稼働を停止してから作業を開始するまでに多くの時間がかかってしまう。特に、２４時間の連続操業を行ってあるサンプルを製造する工場内で、このサンプルを検査するためにはＸ線検出器を２４時間稼働し続ける必要があるが、前記交換のために長い間Ｘ線検出器の稼働を停止すると、サンプルの製造に甚大な影響を及ぼす。

また、Ｘ線検出器の性能の劣化要因には複数の要因があり、これらは複雑に影響を及ぼし合っている。従って、特定の劣化要因について単体で検査したときに許容される劣化の程度と複数の劣化要因を総合的に検査したときに許容される劣化の程度とは異なっている。例えば、蛍光変換部単体でみたときには程度Ａまで劣化が許容されるが、蛍光変換部と光電変換部との劣化を複合的に評価する場合には、蛍光変換部の劣化は程度ａ、光電変換部の劣化は程度ｂまで許容される（ａ＜Ａ）というような状況が起こり得る。

従って、ある特定の劣化要因のみに基づいてＸ線検出器の劣化を評価したとしてもＸ線検出器の性能劣化を正確に判定することはできず、また、Ｘ線検出器の稼働停止時期を事前に予測するための情報としては全く利用できない。特に、Ｘ線検出器は一般に高価であることから交換時期を適切に判断する必要性が高く、また、交換周期が長いのでその使用状況によって劣化の程度は著しく異なり、交換を行うタイミングを適切に判定するのが困難であった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、Ｘ線検出器の交換タイミングを適切に把握し、また、Ｘ線検出器の稼働を停止させる時間をできるだけ短くするために予防的な措置を講じることが可能なＸ線検出器診断装置およびＸ線検出器診断方法の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、Ｘ線出力手段とサンプル配置手段とＸ線画像取得手段とによってサンプルの検査を実施可能な構成において、Ｘ線画像取得手段における性能の劣化を示す複数のパラメータを取得し、性能の劣化に関する出力を行う。従って、稼働中のＸ線画像取得手段における性能の劣化を正確に把握することができ、Ｘ線画像取得手段（およびＸ線出力手段）の停止時間をできるだけ少なくするための予防措置を講じることができる。

例えば、経時変化によってＸ線画像取得手段の性能が徐々に劣化していくと、ある時点でＸ線画像取得手段の性能がサンプルの検査に耐えられない（あるいは好ましくない）性能となる。また、経時的な性能の劣化が蓄積すると、画像処理や機構の自動調整によって性能の劣化を抑えることは不可能になる。このとき、Ｘ線画像取得手段の稼働を停止してＸ線画像取得手段の修理や交換等のメンテナンスを行う必要がある。一般に、Ｘ線画像取得手段においてこのメンテナンスが必要になってから交換部品の発注やサービス要員への通知を行うと、Ｘ線画像取得手段の停止からメンテナンス作業を開始するまでに多大な時間がかかり、Ｘ線画像取得手段の停止時間が極めて長くなってしまう。

さらに、単一のパラメータに基づいて性能の劣化を判断していると、多様な要素によって性能が保証されているＸ線画像取得手段の性能劣化原因を正確に特定することができず、メンテナンスを行うべきタイミングやメンテナンスによって解消すべき劣化要因を正確に知ることは不可能である。

しかし、本発明においては、複数のパラメータに基づいて性能の劣化を評価するので、
性能の劣化原因を予め正確に特定することができ、Ｘ線画像取得手段が停止する以前に前記交換部品の発注やサービス要員への通知を正確に行うことが可能であり、Ｘ線画像取得手段の停止後、即座にメンテナンス作業を開始することができる。また、性能の劣化要因が予め特定されるため、最小限のメンテナンス後にＸ線画像取得手段を稼働させることが可能になる。従って、Ｘ線画像取得手段の停止時間を最小限に抑えることができる。

ここで、Ｘ線出力手段は、Ｘ線を出力することができればよく、開放管や密閉管など種々のＸ線源を採用可能である。さらに、サンプル配置手段は、Ｘ線の照射範囲にサンプルを配置することができればよく、サンプルの移動を行う機構であっても良いし、サンプルの向きを変更する機構であっても良い。すなわち、Ｘ線による検査手法およびＸ線画像取得手段の構造に応じて適宜好ましい形式を選択すればよい。例えば、２次元的な透過像を評価するためにサンプルを平面移動させるためのＸ−Ｙステージを構成してもよいし、３次元的な像を評価するために複数の角度からサンプルを撮影する検出器とＸ−Ｙステージを構成してもよいし、サンプルを回転させる機構を採用しても良い。むろん、多数のサンプルを連続的に検査するために、サンプルの搬送機構と連動するように構成することも可能である。

Ｘ線画像取得手段においては、蛍光変換部と光電変換部とによってＸ線画像を取得することができればよい。例えば、蛍光変換部はＸ線を取得して蛍光に変換するシンチレータによって構成可能であり、光電変換部は蛍光を電気信号に変換するＣＭＯＳやＣＣＤ等のセンサによって構成することができる。なお、本発明では、複数のサンプルを同時に撮影し、検査するため、２次元センサを採用することが好ましい。また、複数の方向からサンプルを撮影するため、センサを回転あるいは移動させる構成を採用しても良いし、複数のセンサを備える構成であっても良い。むろん、複数のセンサを回転あるいは移動させる構成を採用しても良い。

この構成によれば、前記照射範囲内にサンプルを配置することにより、サンプルのＸ線画像を取得することができる。また、前記照射範囲内にサンプルを配置せず、あるいは、基準サンプルを配置してＸ線を取得することにより、Ｘ線量に対応したＸ線画像を取得することができる。

当該Ｘ線画像取得手段において、蛍光変換部はＸ線を効率的に蛍光に変換することが好ましいが、一般に、当該変換を行うシンチレータ等の材料は経時的に劣化する。例えば、この材料が変色し、蛍光への変換効率が低下する。従って、当該蛍光変換部は経時的な劣化要因を備えている。また、光電変換部にＸ線が到達すると、ＣＭＯＳやＣＣＤ等が破壊されることによって性能が劣化する。さらに、光電変換部として多用されるセンサにおいては、Ｘ線を取得していない状態で暗電流が発生し、Ｘ線画像を生成する際のノイズとなるが、この暗電流成分は前記光電変換部が損傷をうけることによって増加する。従って、光電変換部の性能も経時的に劣化する。

性能診断手段は、Ｘ線画像に基づいてこれらの性能の劣化を示す複数のパラメータを取得して性能の劣化に関する出力を行うことができればよい。ここで、性能の劣化に関する出力は性能の劣化を判定可能な出力であればよく、性能の劣化を示す警告を行っても良いし、パラメータ自体をディスプレイ等に出力しても良いし、パラメータの経時変化（ログ）を出力しても良い。

すなわち、パラメータの出力に基づいて利用者がメンテナンスのタイミングを判断しても良いし、警告によってメンテナンスのタイミングを把握できるようにしても良い。後者の構成であれば、Ｘ線画像取得手段の性能が検査に耐え得る状態であることを極めて容易に知ることができるので、極めて容易にメンテナンスを行うべきタイミングを事前に知ることが可能になる。むろん、前記メンテナンスを行うべきタイミングを事前に知るためには、Ｘ線画像取得手段の性能がメンテナンスを行う必要がある性能に達する前に警告がなされることが好ましい。従って、Ｘ線画像取得手段においてメンテナンスが必要とされる性能と比較して、より性能の劣化が少ない状態で警告がなされるように所定の基準を設定する必要がある。

このための構成としては、種々の構成が採用可能であり、例えば、Ｘ線画像取得手段の性能の経時的な劣化の進み具合を考慮して、所定の警告を行ってからメンテナンスを行う人員の準備が完了するまでに充分な時間を確保できるように所定の基準を設定したり、メンテナンスを行う際に必要となる交換部品を用意するまでの期間を充分に確保できるように所定の基準を設定するなどの構成を採用可能である。この構成は、メンテナンスを行う人員の派遣元や交換部品の発送元が海外などの遠隔地である場合に特に好適である。

また、警告の態様としても種々の態様を採用可能である。例えば、メンテナンスを行う人員を呼ぶべきである旨の表示や交換部品の発注を行うべき旨の表示を所定の表示装置にて行う構成を採用可能である。むろん、このとき、メンテナンスを行う人員や交換部品の発注先等の連絡先を併せて表示するなどの構成を採用しても良い。また、所定の警告の出力先は、Ｘ線検査装置のオペレータに限定されることはない。例えば、所定の通信装置によってメンテナンスを行う人員へ警告を送信したり、交換部品の発注を行うことによって所定の警告を出力する構成としても良い。

上述の性能診断手段においては、性能の劣化を示す複数のパラメータを取得するように構成可能であり、その構成例として、複数の判断指標についてパラメータを取得する構成を採用可能である。このように、複数の判断指標に基づいて性能の劣化を評価すれば、複雑な要因によって劣化するＸ線画像取得手段の性能を総合的に評価することが可能になる。

さらに、サンプルを配置せずにＸ線を出力して撮影を行ったＸ線画像と、Ｘ線を出力しないで撮影を行った画像との差分に基づいて性能の劣化を診断するためのパラメータを取得しても良い。すなわち、画像の輝度はＸ線量に対応しているため、これらの画像の差分はＸ線画像取得手段におけるダイナミックレンジに相当する情報となる。上述のように蛍光変換部や光電変換部における性能の劣化が発生すると、当該性能の劣化を反映してダイナミックレンジが狭くなるので、当該ダイナミックレンジの程度によって性能の劣化を診断することが可能になる。

なお、ここでは、Ｘ線を出力した状態で撮影したＸ線画像とＸ線を出力しない状態で撮影した画像とを比較することによってダイナミックレンジに対応した情報を取得することができればよく、Ｘ線出力手段におけるＸ線量は限定されない。例えば、初期状態でＸ線画像取得手段による輝度値が飽和する直前のＸ線量とする構成を採用可能である。

さらに、既知の厚さの基準サンプルをＸ線画像取得手段にて撮影して取得したＸ線画像に基づいて当該既知の厚さに対応した情報をパラメータとして取得しても良い。すなわち、Ｘ線画像として取得される基準サンプルの透過像において、当該透過像における輝度は当該基準サンプルの厚さに対応している。従って、上述のようにダイナミックレンジが狭くなったときには、その劣化の程度が当該透過像における輝度に反映され、前記透過像によって既知の厚さに対応する情報を取得することによって性能の劣化を診断することが可能になる。

なお、基準サンプルは既知の厚さであり、この厚さに対応した透過像の輝度に関する情報が予め得られていればよい。従って、既知の厚さとなっている部分が複数個形成された基準サンプルであっても良い。また、当該基準サンプルはＸ線の透過像を解析するための物質であればよく、Ｘ線検査装置における検査対象と同じ物質等、例えば、検査対象が半田バンプであるとき、このバンプと同じ物質のサンプルによって基準サンプルを構成することが可能である。基準サンプルは、Ｘ線画像取得手段の性能診断のためにＸ線の照射範囲に配置されればよいので、当該基準サンプルを基板上に形成し、サンプル配置手段によって所望の位置に配置できるように構成してもよい。

さらに、透過像を評価する際の構成例として、検出すべき厚さの最大値の部位を透過したＸ線のＸ線画像が所定の基準を満たすか否かに基づいて性能の劣化を診断しても良い。すなわち、透過像の輝度は既知の厚さに対応した値になっており、検出すべき厚さの最大値に対応した部位は輝度値の最低値として検出可能であることが必要とされる。しかし、ダイナミックレンジが狭くなると、そのレンジの最低値が前記輝度値の最低値を上回るおそれがある。そこで、当該レンジの最低値が前記輝度値の最低値を上回らないように、当該輝度値の最低値として許容できる範囲を予め決めておけば、性能の劣化が許容できるか否か、すなわち、上述の予防的措置を講じるべきか否かの判断を行うことが可能である。

さらに、基準サンプルにおける既知の厚さを反映したコントラストに基づいて透過像を評価しても良い。すなわち、既知の厚さの基準サンプルを透過したＸ線のＸ線画像において、その透過像は当該既知の厚さを反映したコントラストを有している。そこで、このコントラストとして許容できる範囲を決めておけば、性能の劣化が許容できるか否か、すなわち、上述の予防的措置を講じるべきか否かの判断を行うことが可能である。なお、透過像のコントラストとしては、基準サンプルを透過したＸ線と透過していないＸ線との画像における輝度値の差分や異なる厚さの基準サンプルにおける透過像の輝度値の差分等を採用可能である。

さらに、Ｘ線画像におけるＳ／ＮによってＸ線画像取得手段の性能劣化を評価しても良い。例えば、Ｘ線画像に含まれるノイズ成分が大きくなるとＸ線画像から取得すべき情報（シグナル成分）がノイズに埋もれてしまうので、透過像のコントラストとノイズとの比に対応した値を取得することによってＸ線画像取得手段の性能劣化を評価することができる。

なお、前記コントラストを取得するためには、Ｘ線画像から既知の厚さの差に対応した部位の像を抽出して差分を取得すればよい。すなわち、既知の厚さの差が与えられている基準サンプルの透過像においては、既知の厚さの差に対応したコントラストを有している。しかし、Ｘ線画像取得手段の劣化によってノイズ成分が増大したり、経時劣化によってダイナミックレンジが小さくなると、コントラストがノイズに対して相対的に小さくなる。そこで、コントラストとノイズとの比に対応した値に対して予め許容範囲を設定しておけば、この値によって性能の劣化が許容できるか否か、すなわち、上述の予防的措置を講じるべきか否かの判断を行うことが可能である。

さらに、Ｘ線画像取得手段における暗電流成分に基づいて性能の劣化を診断しても良い。すなわち、光電変換部を備えるＸ線画像取得手段においては、Ｘ線を出力しない状態で画像を取得したとしてもその輝度値が０より大きなあるレベルとして出力され、このレベルは性能の劣化によって増大する。そこで、Ｘ線を出力していない状態で取得した画像の輝度値について所定の基準を予め決定しておけば、性能の劣化が許容できるか否か、すなわち、上述の予防的措置を講じるべきか否かの判断を行うことが可能である。

さらに、フラットパネルセンサなど、比較的大きな検出面を有するＸ線画像取得手段において、センサがブロック毎に構成されている場合がある。この場合、センサの特性はブロック毎に類似した特性となるため、前記暗電流の評価もブロック毎に行うのが好ましい。例えば、Ｘ線を出力しない状態で取得した画像の輝度値をブロック毎に平均化し、予め決められた基準を満たすか否かを判定すればよい。

なお、以上の各判断指標において、画像に基づいて性能劣化を評価する際には、Ｘ線画像取得手段におけるセンサの画素のばらつきを抑えるため、その像の輝度値について適宜平均化処理を行っても良い。例えば、基準サンプルにおいて同じ厚さの部位の透過像においてその輝度値を平均化する処理等を行っても良い。

本発明においては、以上のようにＸ線画像取得手段の性能を診断し、その劣化に関する情報を出力することができるが、その好ましい構成例として、通信部によって外部の機器に前記性能の劣化に関するデータを送信し、外部の機器において当該データに基づいて前記性能の劣化に関する情報を出力する構成を採用可能である。この構成において、メンテナンスを行う人員や交換部品の発送を行う業者が当該外部の機器を利用する構成とすれば、Ｘ線画像取得手段が停止する以前に前記交換部品の発注やサービス要員への通知を行うことが極めて容易に実施可能になる。なお、前記外部の機器は、少なくとも性能の劣化に関するデータを受信する通信部と当該データに基づいて性能の劣化に関する情報を出力する出力部を備えていればよく、汎用的なコンピュータ等によって構成することが可能である。

さらに、前記性能の劣化に関する出力を行う際の構成例として、Ｘ線画像取得手段における性能の経時的な劣化によってサンプルの測定が不可能になる前に警告を出力する構成を採用可能である。この構成によれば、Ｘ線画像取得手段によってサンプルの測定が不可能になる前に警告を出力することができ、Ｘ線画像取得手段の停止時間を最小限に抑えることができる。なお、ここで、サンプルの測定が不可能になる状態とは、Ｘ線画像取得手段の性能がサンプルの検査に耐えられない（あるいは好ましくない）性能となっている状態である。

さらに、前記警告を行うために、Ｘ線画像取得手段を稼働している際に取得した複数のパラメータに関するログ保持し、これらのパラメータが所定の基準を超えて変化したときに警告を出力する構成を採用しても良い。すなわち、パラメータが所定の基準を超えて変化したときには、Ｘ線画像取得手段の性能に影響を与える要素に大きな変化があった可能性があるので、前記警告によってこの変化の発生を知ることで、Ｘ線画像取得手段における故障や許容範囲を超えた性能の劣化が発生する前にメンテナンスを行うことができる。

なお、所定の基準は、Ｘ線画像取得手段の性能に影響を与える要素において、Ｘ線画像取得手段における故障や許容範囲を超えた性能の劣化が発生し得る変化が生じていることを特定できるように設定できればよく、パラメータの変化率等について予め基準を設定することができればよい。

以上においては、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法においても本発明を適用可能である。むろん、その実質的な動作については上述した装置の場合と同様である。また、以上のようなＸ線検出器診断装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。従って、ソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。

発明の思想の具現化例として前記方法を制御するためのソフトウェアとなる場合には、かかるソフトウェアあるいはソフトウェアを記録した記録媒体上においても当然に存在し、利用される。また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。一次複製品、二次複製品などの複製段階についても同等である。その他、供給装置として通信回線を利用して行う場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態であってもよい。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）本発明の構成：
（２）Ｘ線検査処理：
（３）性能診断処理：
（３−１）ダイナミックレンジに基づく診断：
（３−２）Ｓ／Ｎに基づく診断：
（３−３）暗電流に基づく診断：
（４）他の実施形態：

（１）本発明の構成：
図１は本発明にかかるＸ線検出器診断装置を備えたＸ線検査装置１０の概略ブロック図である。同図において、このＸ線検査装置１０は、Ｘ線発生器１１とＸ−Ｙステージ１２とＸ線検出器１３ａと搬送装置１４とを備えており、各部をＣＰＵ２５によって制御する。すなわち、Ｘ線検査装置１０はＣＰＵ２５を含む制御系としてＸ線制御機構２１とステージ制御機構２２と画像取得機構２３と搬送機構２４とＣＰＵ２５と入力部２６と出力部２７とメモリ２８とを備えている。この構成において、ＣＰＵ２５は、メモリ２８に記録された図示しないプログラムを実行し、各部を制御し、また所定の演算処理を実施することができる。

メモリ２８はデータを蓄積可能な記憶媒体であり、予め検査位置データ２８ａと撮像条件データ２８ｂと閾値データ２８ｅとが記録されている。検査位置データ２８ａは、サンプルの位置を示すデータであり、本実施形態においては、検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野に配置するためのデータである。撮像条件データ２８ｂは、Ｘ線発生器１１にてＸ線を発生させる際の条件を示すデータであり、Ｘ線管に対する印加電圧，撮像時間等を含む。閾値データ２８ｅは、Ｘ線画像取得手段の性能を診断するために、後述のパラメータに対して設定された閾値を示すデータであり、この閾値は予め決定されてメモリ２８に記録される。

また、メモリ２８には、ＣＰＵ２５の処理過程で生成される各種データを記憶することが可能である。例えば、前記Ｘ線検出器１３ａによって取得したＸ線画像を示すＸ線画像データ２８ｃや、当該Ｘ線画像データ２８ｃに基づいて再構成演算を行った３次元画像データ２８ｄを記憶することができる。なお、メモリ２８はデータを蓄積可能であればよく、ＲＡＭやＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。

Ｘ線制御機構２１は、前記撮像条件データ２８ｂを参照し、Ｘ線発生器１１を制御して所定のＸ線を発生させることができる。Ｘ線発生器１１は、いわゆる透過型開放管であり、Ｘ線の出力位置である焦点Ｆからほぼ全方位、すなわち、立体角２πの範囲にＸ線を出力する。

ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２と接続されており、前記検査位置データ２８ａに基づいて同Ｘ−Ｙステージ１２を制御する。また、搬送機構２４は、搬送装置１４を制御して基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に搬送する。すなわち、搬送装置１４によって一方向に基板１２ａを搬送し、Ｘ−Ｙステージ１２において基板１２ａ上のバンプを検査し、搬送装置１４にて検査後の基板１２ａを搬送する処理を連続的に実施できるように構成されている。

本実施形態において、検査対象のサンプルはバンプであり、バンプが配設された基板をＸ−Ｙステージ１２上に載置して良否判定を行う。なお、上述のように検査位置データ２８ａは検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野に配設するためのデータであり、ステージ制御機構２２は、検査対象のバンプがＸ線検出器１３ａの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を制御する。

画像取得機構２３はＸ線検出器１３ａに接続されており、同Ｘ線検出器１３ａが出力する検出値によってサンプルのＸ線画像を取得する。図２は、本実施形態におけるＸ線検出器１３ａの構造を示す模式図である。Ｘ線検出器１３ａは、２次元的に並べられたセンサによってＸ線量を取得可能であり、同図２においてはセンサの断面の一部を模式的に示している。

すなわち、Ｘ線検出器１３ａにおいては、Ｘ線が照射される側の面にシンチレータ１３０ａが備えられており、シンチレータ１３０ａの内側にＣＭＯＳセンサ１３１ａが備えられている。Ｘ線がシンチレータ１３０ａに到達すると、当該Ｘ線が蛍光に変換されるとともに当該蛍光がＣＭＯＳセンサ１３１ａに到達し、ＣＭＯＳセンサ１３１ａからは当該蛍光に対応した電気信号が出力される。各ＣＭＯＳセンサ１３１ａからの電気信号は増幅器１３２ａによって増幅され、Ａ／Ｄ変換器１３３ａによってデジタル信号に変換される。この結果、ＣＭＯＳセンサ１３１ａの画素毎にＸ線量に対応した輝度値が対応付けられたＸ線画像が取得される。取得したＸ線画像は、Ｘ線画像データ２８ｃとしてメモリ２８に記憶される。

シンチレータ１３０ａは、Ｘ線に曝されることによって次第に色が濃くなり、Ｘ線を蛍光に変換する効率が低下する。また、ＣＭＯＳセンサ１３１ａにおいては、シンチレータ１３０ａを透過したＸ線等の影響によって暗電流が増加する。図３は、Ｘ線量を予め決められた最小レベルから最大レベルまで変化させたときに得られる輝度の範囲の時間変化を例示する図である。同図３において、破線で示す直線は計測される輝度の最大値、実線で示す直線は計測される輝度の最小値である。従って、破線と実線との間隔ＤはＸ線検出器１３ａにおけるダイナミックレンジである。

上述のようにシンチレータ１３０ａにおける変換効率が低下すると、同じＸ線量であってもＣＭＯＳセンサ１３１ａに入射する蛍光の量が低下するので、Ｘ線画像として得られる輝度値は低下する。また、上述のようにＣＭＯＳセンサ１３１ａにおける暗電流が増加すると、同じＸ線量であってもＣＭＯＳセンサ１３１ａから出力される電気信号は嵩上げされるので、Ｘ線画像として得られる輝度値は増大する。

一般に、シンチレータ１３０ａにおける変換効率の低下よりＣＭＯＳセンサ１３１ａにおける暗電流の増加の方が大きいので、時間の経過とともにダイナミックレンジは図３に示すように小さくなる。また、シンチレータ１３０ａにおける変換効率が低下するとＣＭＯＳセンサ１３１ａにおける暗電流の増加によりノイズが増大するので、輝度値におけるＳ／Ｎ比は悪化する。このように、経時的な性能劣化には複数の要因があるが、各要因の発生程度は完全に連動しているわけではなく、ある劣化要因については劣化の程度が大きいが他の劣化要因についてはあまり劣化が進んでいないという状況が起こりえる。従って、ダイナミックレンジ等の劣化は時間に対して一様に変化するとは言えない。そこで、本発明は後述するように各判断指標についてパラメータを取得して劣化の診断を行っている。

Ｘ線検出器１３ａはアームを介して回転機構１３ｂに接続されており、Ｘ線検出器１３ａは、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆから鉛直上方に延ばした軸Ａを中心に半径Ｒの円周上を回転可能である。この回転機構１３ｂは、画像取得機構２３のθ制御部２３ａによって制御される。また、Ｘ線発生器１１の焦点ＦからＸ線検出器１３ａにおける検出面の中心に対して延ばした直線と、当該検出面とが直交するように検出面が配向される。

出力部２７は前記Ｘ線画像や３次元画像から生成した断面画像等を出力するディスプレイであり、入力部２６は利用者の入力を受け付ける操作入力機器（例えば、キーボードやマウス等）である。すなわち、利用者は入力部２６を介して種々の入力を実行し、ＣＰＵ２５の処理によって得られる種々の演算結果やＸ線画像、３次元画像から生成した断面画像を適宜切り替えて出力部２７に出力することができ、利用者はこの出力部２７における出力内容に基づいて検査を行う。なお、本実施形態においては、後述するようにしてＸ線画像取得手段の性能の劣化を示す複数のパラメータを取得し、その性能の劣化に関する出力として、性能が劣化している旨の警告を出力部２７に出力することが可能である。

ＣＰＵ２５は、メモリ２８に蓄積された各種制御プログラムに従って所定の演算処理を実行可能であり、サンプルの検査を行うために、図１に示す搬送制御部２５ａとＸ線制御部２５ｂとステージ制御部２５ｃと画像取得部２５ｄとにおける演算を実行する。また、Ｘ線画像取得手段の性能の劣化を診断するために、性能診断部２５ｅにおける演算を実行する。搬送制御部２５ａは、搬送機構２４を制御して、適切なタイミングで基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２に供給し、また、適切なタイミングで搬送装置１４を駆動して検査済みの基板１２ａをＸ−Ｙステージ１２から取り除く。

Ｘ線制御部２５ｂは、前記撮像条件データ２８ｂを取得し、前記Ｘ線制御機構２１を制御して所定のＸ線をＸ線発生器１１から出力させる。ステージ制御部２５ｃは、前記検査位置データ２８ａを取得し、検査対象のバンプや後述する基準サンプルを逐次Ｘ線検出器１３ａの視野内に配置するための座標値を算出し、ステージ制御機構２２に供給する。この結果、ステージ制御機構２２は、この座標値がＸ線検出器１３ａのいずれかの視野に含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる。

画像取得部２５ｄは、画像取得機構２３に指示を行い、Ｘ線検出器１３ａが取得するＸ線画像データ２８ｃをメモリ２８に記録する。また、画像取得部２５ｄは、前記Ｘ線画像データ２８ｃに基づいて所定の演算処理を行い、３次元画像データ２８ｄを生成し、当該３次元画像データ２８ｄに基づいてサンプルの断面画像を出力部２７に出力する。従って、利用者は当該出力部２７における出力内容に基づいてサンプルの検査（良否判定）を行うことが可能である。なお、本実施形態においては、利用者が当該出力部２７に出力された３次元画像を視認して良否判定を行う構成を採用しているが、むろん、３次元画像に基づいて自動で良否判定を行ってもよい。

本実施形態において、性能診断部２５ｅは、Ｘ線検査装置１０の稼働中に定期的に、あるいは、指示に応じて実施され、後述のように、Ｘ線画像取得手段の性能の劣化を示す複数のパラメータを取得し、サービス要員への通知や交換部品の発注等が必要になったときにその旨の警告を出力部２７に出力する。なお、この警告は、Ｘ線検出器１３ａの停止時間をできるだけ短くするように、Ｘ線検出器１３ａを停止する必要が生じる状態になる前に出力されるようになっている。従って、本実施形態にかかるＸ線検査装置１０を連続運転し続け、かつ、その停止時間をできるだけ短くすることが可能である。

（２）Ｘ線検査処理：
本実施形態においては、上述の構成において図４に示すフローチャートを実施することによって検査対象品の検査を行う。このときに、Ｘ線検出器１３ａの性能診断を行う。本実施形態においては、バンプの検査を行う前に性能診断処理を行う（ステップＳ１００）。この処理の詳細は後述する。性能診断処理が終了すると、搬送制御部２５ａが搬送機構２４に指示を出し、検査対象となるサンプル（本実施形態においてはバンプ）をＸ−Ｙステージ１２上の予め決められた位置に搬送する（ステップＳ１０５）。

次に、検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させてＸ線画像を取得するため、変数ｎを”０”に初期化する（ステップＳ１０７）。続いて、画像取得部２５ｄはθ制御部２３ａに指示を行い、回転機構１３ｂを駆動して予め決められた回転位置にＸ線検出器１３ａを移動させる（ステップＳ１１０）。本実施形態においては、回転角θ_ｎをθ_ｎ＝（ｎ／Ｎ）×３６０°と定義しており、θ＝０°におけるＸ線検出器１３ａの配置は予め決めてある。

また、前記変数ｎは最大値をＮとする整数である。従って、Ｘ線検出器１３ａは３６０°／Ｎずつ回転することになる。Ｎ＋１は、Ｘ線画像を撮影する回転位置の数であり、要求される検査の精度から決定すればよい。Ｘ線検出器１３ａの回転動作を行うと、当該回転後の検出器の視野内に検査対象である検査対象のバンプが含まれるようにＸ−Ｙステージ１２を移動させる（ステップＳ１１５）。このとき、ステージ制御部２５ｃは前記検査位置データ２８ａを参照し、検査対象のバンプの位置を示す座標（ｘ_i，ｙ_i）がＸ線検出器１３ａの視野中心となるようにステージ制御機構２２に指示する。この結果、ステージ制御機構２２はＸ−Ｙステージ１２を移動させ、座標（ｘ_i，ｙ_i）をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置する。

すなわち、座標（ｘ_i，ｙ_i）は、検査対象のバンプをＸ線検出器１３ａの視野内に移動させるために予めＸ−Ｙステージ１２上に設定された座標であり、Ｘ線検出器１３ａが前記回転角θ_ｎに配設されているときの視野中心は、Ｘ線検出器１３ａとＸ線発生器１１の焦点Ｆとの相対関係から取得することができる。そこで、座標（ｘ_i，ｙ_i）をＸ線検出器１３ａの視野内に移動させることで、検査対象のバンプの透過像がＸ線検出器１３ａで取得されるようにＸ−Ｙステージ１２を制御することができる。

図５，図６は、この例を説明するための図であり、座標系およびＸ線検出器１３ａ、Ｘ線発生器１１の位置関係を示す図である。これらの図においては、Ｘ−Ｙステージ１２による移動平面をｘ−ｙ平面とし、この平面に垂直な方向をｚ方向としている。図５は、ｚ−ｘ平面を眺めた図であり、図６はｘ−ｙ平面を眺めた図である。

図５に示すように、Ｘ線検出器１３ａの検出面は、その中心と焦点Ｆとを結ぶ直線ｌに対して垂直になるように配向されている。すなわち、軸Ａに対して傾斜され、ｘ−ｙ平面と検出面とに対して所定の角度（傾斜角）αが与えられている。前記直線ｌは、Ｘ線検出器１３ａの視野中心に相当するので、Ｘ線検出器１３ａの回転角θ_ｎから図６に示すように視野領域ＦＯＶを特定することができる。

すなわち、前記直線ｌと前記ｘ−ｙ平面との交点を含む所定の領域がＸ線検出器１３ａの視野領域ＦＯＶとなるので、図６に破線の矩形で示すように、視野領域ＦＯＶ１〜４を特定することができる。そこで、前記ステージ制御機構２２は図６の各矩形における中心と座標（ｘ_i，ｙ_i）とが一致するように、Ｘ−Ｙステージ１２を移動させることになる。なお、ここでは、変数ｎが０〜３である場合について示しているが、むろん、検査の精度に応じて変数ｎの最大値を調整可能である。

また、図６においては、中心Ｏから−ｙ方向に延ばした直線をθ＝０とし、時計回りの回転角がθ_ｎであり、θ_ｎ＝０°，９０°，１８０°，２７０°の視野領域をそれぞれＦＯＶ１〜ＦＯＶ４としている。むろん、ステップＳ１１５においては、Ｘ線検出器１３ａの視野内に検査対象のバンプを配設することができる限りにおいて種々の制御手法を採用可能である。

ステップＳ１１５にて、座標（ｘ_i，ｙ_i）をＸ線検出器１３ａの視野中心に配置したら、Ｘ線制御部２５ｂおよび画像取得部２５ｄの制御により、Ｘ線検出器１３ａにて回転角θ_ｎのＸ線画像Ｐ_θｎを撮影する（ステップＳ１２０）。すなわち、Ｘ線制御部２５ｂは、前記撮像条件データ２８ｂを取得し、当該撮像条件データ２８ｂに示される条件でＸ線を出力するようにＸ線制御機構２１に対して指示を行う。この結果、Ｘ線発生器１１が立体角２πの範囲でＸ線を出力するので、画像取得部２５ｄはＸ線検出器１３ａが検出したＸ線画像（Ｘ線画像データ２８ｃ）を取得する。

ステップＳ１２０にて回転角θ_ｎのＸ線画像Ｐ_θｎを撮影すると、変数ｎが最大値Ｎに達しているか否かを判別し（ステップＳ１２５）、最大値Ｎに達していると判別されなければ変数ｎをインクリメントして（ステップＳ１３０）、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。ステップＳ１２５にて変数ｎが最大値Ｎに達していると判別されたときには必要な回数の撮影が終了しているので、画像取得部２５ｄはＸ線画像Ｐ_θ０〜Ｐ_θＮを用いて３次元画像の再構成演算を行い（ステップＳ１３５）、３次元画像データ２８ｄとしてメモリ２８に記録する。

再構成演算は、検査対象のバンプの３次元構造を再構成することができれば良く、種々の処理を採用可能である。例えば、フィルタ補正逆投影法を採用可能である。この処理においては、まず、Ｘ線画像Ｐ_θ０〜Ｐ_θＮのいずれかに対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換で得られた結果に対して周波数空間でフィルタ補正関数を乗じる。さらに、この結果に対して逆フーリエ変換を実施することで、フィルタ補正を行った画像を取得する。なお、このフィルタ補正関数は、画像のエッジを強調するための関数等を採用可能である。

続いて、フィルタ補正後の画像を、それが投影された軌跡に沿って３次元空間へ逆投影する。すなわち、Ｘ線検出器１３ａの検出面におけるある位置の像に対応する軌跡は、Ｘ線発生器１１の焦点Ｆとこの位置とを結ぶ直線であるので、この直線上に前記画像を逆投影する。以上の逆投影をＸ線画像Ｐ_θ０〜Ｐ_θＮの全てについて行うと、３次元空間上で検査対象のバンプが存在する部分のＸ線吸収係数分布が強調され、検査対象のバンプの３次元形状を示す３次元画像データ２８ｄが得られる。続いて、画像取得部２５ｄは、３次元画像データ２８ｄを参照し、出力部２７に検査対象の３次元画像を表示し、利用者はこの画像に基づいて良否判定を行う（ステップＳ１４０）。

（３）性能診断処理：
次に、前記ステップＳ１００における性能診断処理の詳細な例を説明する。以下では、本実施形態で採用し得る複数の判断指標について説明する。本実施形態では、これらの判断指標から任意の指標を選択可能であり、性能の劣化を示す複数のパラメータを取得することによって、Ｘ線検出器１３ａの性能を総合的に診断することができればよい。

（３−１）ダイナミックレンジに基づく診断：
図７は、ターゲット電流値とＸ線量との関係を判断指標としてダイナミックレンジを採用する例のフローチャートである。すなわち、シンチレータ１３０ａにおける変換効率の低下とＣＭＯＳセンサ１３１ａにおける暗電流の増加とが生じた場合の性能の劣化はダイナミックレンジに反映されるので、ダイナミックレンジを性能の劣化を示すパラメータとして取得する。

ダイナミックレンジを評価するため、図７に示す例では、まず、Ｘ線制御部２５ｂがＸ線制御機構２１に指示を出し、Ｘ線を停止させる（ステップＳ２００）。次に、画像取得部２５ｄは画像取得機構２３に指示を出し、Ｘ線検出器１３ａを制御してＸ線画像を撮影してＸ線検出器１３ａの表面上の位置（ｘ，ｙ）に対応した輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を取得する（ステップＳ２０５）。また、各位置（ｘ，ｙ）の輝度を平均化して平均輝度ＤＬ_ALLを算出する（ステップＳ２１０）。

さらに、Ｘ線制御部２５ｂはＸ線制御機構２１に指示を出し、Ｘ線発生器１１の管電圧および管電流を所定の値に設定し（ステップＳ２１５）、Ｘ線を出力する（ステップＳ２２０）。本実施形態において、出力されるＸ線量は、初期状態においてＸ線画像の最大値となるＸ線量である。次に、画像取得部２５ｄは画像取得機構２３に指示を出し、Ｘ線検出器１３ａを制御してＸ線画像を撮影してＸ線検出器１３ａの表面上の位置（ｘ，ｙ）に対応した輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を取得する（ステップＳ２２５）。また、各位置（ｘ，ｙ）の輝度を平均化して平均輝度ＬＬ_ALLを算出する（ステップＳ２３０）。

次に、性能診断部２５ｅはダイナミックレンジ（ＤＲ＝ＬＬ_ALL−ＤＬ_ALL）を算出する（ステップＳ２３５）。ダイナミックレンジＤＲに対しては、予めその閾値ＤＲ_MINが設定されて閾値データ２８ｅとしてメモリ２８に記録されており、性能診断部２５ｅは、ダイナミックレンジＤＲが閾値ＤＲ_MINより大きいか否かを判別する（ステップＳ２４０）。そして、当該ステップＳ２４０にてダイナミックレンジＤＲが閾値ＤＲ_MINより大きいと判定されないときには、性能診断部２５ｅがサービス要員への通知や交換部品の発注等が必要である旨の警告を出力部２７に表示する（ステップＳ２４５）。当該ステップＳ２４０にてダイナミックレンジＤＲが閾値ＤＲ_MINより大きいと判定されたときには警告を行わない。

以上の処理において、前記閾値は、Ｘ線検出器１３ａの性能が劣化してＸ線発生器１１の稼働を停止せざるを得なくなる状態より前の状態におけるダイナミックレンジの値である。従って、ステップＳ２４０においてこの閾値によって判定を行い、この判定に基づいて警告を表示することによって、Ｘ線検出器１３ａの稼働を停止させる時間をできるだけ短くするための予防的な措置を講じることが可能である。また、本実施形態においては、上述した判別と後述する判別とを組み合わせることによって、単一の判断指標に基づいて性能の劣化を評価する場合と比較して、正確に予防的措置を講じることが可能である。

以上の例においては、サンプルの透過像を用いることなくダイナミックレンジを評価していたが、サンプルの透過像を取得し、その輝度値やコントラストがダイナミックレンジに対応したパラメータであるとして性能診断を行っても良い。すなわち、ダイナミックレンジが狭くなると、サンプルの透過像において得られるべき輝度値が得られなかったり、サンプルの厚さに対応したＸ線画像のコントラストが狭くなるなどの劣化が生じる。

そこで、既知の厚さを含む基準サンプルの透過像に基づいて劣化を評価するため、図８に示す処理を行っても良い。当該図８に示す処理では、搬送制御部２５ａがステージ制御機構２２を制御してＸ線検出器１３ａの視野範囲に基準サンプルを配置する（ステップＳ３００）。図９Ａは、本実施形態における基準サンプルの構造を示す模式図である。同図９Ａに示すように、基準サンプルＳは予め決められた複数の厚さの部分を備えたサンプルであり、検査対象と同じ材料の半田によって構成されている。なお、基準サンプルＳにおいて最も厚い部分に相当する厚さＴはＸ線検査装置１０にて測定可能な半田の厚さの限界値（最も低レベルの輝度値として観測可能な厚さ）となっている。

また、本実施形態において、基準サンプルＳは基板Ｐ上に形成されており、当該基板ＰをＸ−Ｙステージ１２にて搬送することによってＸ線検出器１３ａの視野領域に基準サンプルを配置するようになっている。また、基板Ｐの材料は基準サンプルＳの材料と比較してＸ線吸収が小さく、基板Ｐを透過し、基準サンプルＳを透過していないＸ線は、無サンプル状態でのＸ線と略同輝度の画像となる。

ステップＳ３００にて基準サンプルＳをＸ線検出器１３ａの視野領域に配置すると、Ｘ線制御部２５ｂがＸ線制御機構２１に指示を出し、Ｘ線を停止させる（ステップＳ３０５）。次に、画像取得部２５ｄは画像取得機構２３に指示を出し、Ｘ線検出器１３ａを制御してＸ線画像を撮影してＸ線検出器１３ａの表面上の位置（ｘ，ｙ）に対応した輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を取得する（ステップＳ３１０）。また、各位置（ｘ，ｙ）の輝度を平均化して平均輝度ＤＬ_ALLを算出する（ステップＳ３１５）。

さらに、Ｘ線制御部２５ｂはＸ線制御機構２１に指示を出し、Ｘ線発生器１１の管電圧および管電流を所定の値に設定し（ステップＳ３２０）、Ｘ線を出力する（ステップＳ３２５）。次に、画像取得部２５ｄは画像取得機構２３に指示を出し、Ｘ線検出器１３ａを制御してＸ線画像を撮影してＸ線検出器１３ａの表面上の位置（ｘ，ｙ）に対応した輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を取得する（ステップＳ３３０）。

この輝度Ｆ（ｘ，ｙ）は、基準サンプルＳの透過像が含まれ、上述のように基準サンプルＳは複数の厚さの部分を備えている。従って、この透過像における基準サンプルＳの像は各厚さを反映した輝度値となっている。上述のように基準サンプルＳにおいて最も厚い部分の厚さＴはＸ線検査装置１０にて測定可能な半田の厚さの限界値であることから、Ｘ線画像にて得るべき輝度値の略最低値となる。しかし、ＣＭＯＳセンサ１３１ａの性能劣化によって暗電流が増加すると、Ｘ線を出力していないときに観測される輝度値が当該略最低値を超えてしまう。従って、当該略最低値とＸ線無出力時の輝度値とを比較することによって性能の劣化を検出することができる。

一方、基準サンプルＳを透過していないプリント基板Ｐの透過像は、Ｘ線画像にて得られる輝度値の略最大値となる。従って、前記輝度値の略最低値と当該輝度値の略最大値の差分を取得すれば、サンプルの撮影時のダイナミックレンジに相当するパラメータを取得することができる。そこで、性能診断部２５ｅは、ステップＳ３３０にて取得した輝度値Ｆ（ｘ，ｙ）に基づいて基準サンプルＳを透過していない部分の輝度値Ｌ_T1を算出する（ステップＳ３３５）。また、性能診断部２５ｅは、ステップＳ３３０にて取得した輝度値Ｆ（ｘ，ｙ）に基づいて基準サンプルＳの最も厚い部分の輝度値Ｌ_T2を取得する（ステップＳ３４０）。むろん、以上の輝度値は、複数の輝度値を平均化した値であっても良い。これらの輝度値が得られたら、両者の差分によってダイナミックレンジ（ＤＲ＝Ｌ_T1−Ｌ_T2）を算出する（ステップＳ３４５）。

以上の例においては、輝度値Ｌ_T2およびダイナミックレンジＤＲに対して予め閾値が設定されており、前者の輝度値Ｌ_T2については前記平均輝度ＤＬ_ALLに所定の値αを加えた値が閾値であり、ダイナミックレンジＤＲに対しては、予めその閾値ＤＲ_MINが設定されており、閾値データ２８ｅとしてメモリ２８に記録されている。そこで、性能診断部２５ｅは、輝度値Ｌ_T2が閾値ＤＬ_ALL＋αより大きいか否かを判別し（ステップＳ３５０）、ダイナミックレンジＤＲが閾値ＤＲ_MINより大きいか否かを判別する（ステップＳ３５５）。

そして、ステップＳ３５０で輝度値Ｌ_T2が閾値ＤＬ_ALL＋αより大きいと判定されないとき、およびステップＳ３５５にてダイナミックレンジＤＲが閾値ＤＲ_MINより大きいと判定されないときには、性能診断部２５ｅがサービス要員への通知や交換部品の発注等が必要である旨の警告を出力部２７に表示する（ステップＳ３６０）。

以上の処理において、前記閾値は、Ｘ線検出器１３ａの性能が劣化してＸ線発生器１１の稼働を停止せざるを得なくなる状態より前の状態における輝度値およびダイナミックレンジの値である。従って、ステップＳ３５０，Ｓ３５５においてこの閾値によって判定を行い、この判定に基づいて警告を表示することによって、Ｘ線検出器の稼働を停止させる時間をできるだけ短くするための予防的な措置を講じることが可能である。また、本実施形態においては、上述した判別と後述する判別とを組み合わせることによって、単一の判断指標に基づいて性能の劣化を評価する場合と比較して、正確に予防的措置を講じることが可能である。例えば、他の判断指標におけるパラメータ値と前記閾値とを対応付けておき、当該他の判断指標におけるパラメータ値に応じて閾値を選択し、警告を行うか否かを決定する。この結果、特定のパラメータのみに基づいて性能劣化を評価する場合と比較して、正確に予防的措置を講じることが可能である。

（３−２）Ｓ／Ｎに基づく診断：
図１０は、サンプルの厚さに相当する輝度値のＳ／Ｎをパラメータとして採用する例のフローチャートである。すなわち、シンチレータ１３０ａにおける変換効率の低下とＣＭＯＳセンサ１３１ａにおける暗電流の増加とが生じた場合には輝度値に含まれるノイズが増大する。本実施形態における輝度値はサンプルの厚さに対応しているため、ここでは、サンプルの厚さを適切に測定できるか否かを判定するパラメータとして当該Ｓ／Ｎを取得し、評価する。

当該Ｓ／Ｎを評価するため、図１０に示す例では、搬送制御部２５ａがステージ制御機構２２を制御してＸ線検出器１３ａの視野範囲に前記基準サンプルＳを配置する（ステップＳ４００）。次に、Ｘ線制御部２５ｂはＸ線制御機構２１に指示を出し、Ｘ線発生器１１の管電圧および管電流を所定の値に設定し（ステップＳ４０２）、Ｘ線を出力する（ステップＳ４０５）。さらに、画像取得部２５ｄは画像取得機構２３に指示を出し、Ｘ線検出器１３ａを制御してＸ線画像を撮影してＸ線検出器１３ａの表面上の位置（ｘ，ｙ）に対応した輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を取得する（ステップＳ４１０）。

次に、性能診断部２５ｅは、厚さを評価するための基準となる輝度値を取得するため、ステップＳ４１０にて取得した輝度値Ｆ（ｘ，ｙ）に基づいて基準サンプルＳを透過していない部分の輝度値Ｌ_T1を算出する（ステップＳ４１５）。本実施形態においては、この輝度値と基準サンプルＳの各厚さ（図９Ａに示す異なる厚さのそれぞれ）との差分についてＳ／Ｎを評価する。図９Ｂは、本実施形態におけるＳ／Ｎを説明するための図であり、同図においては、ある直線上の位置を横軸、輝度値を縦軸として示している。同図９Ｂにおいては、基準サンプルＳのｍ番目の厚さに相当する部位についてのコントラストＣ_mを示しており、このコントラストが基準サンプルの厚さＴ_mに対応している。図９Ｂに示すように、各輝度値は位置によって変動し、同じ厚さの部位であっても特定の値になるとは限らない。この変動はノイズであり、標準偏差Ｎ（ｍ）にて評価することができる。

このような分析のもとでコントラストＣ_mと標準偏差Ｎ（ｍ）との関係に基づく評価を行うため、本実施形態においては、まず、各厚さの部位を示すに番号ｍを定義し、ｍを初期値１に設定する（ステップＳ４２０）。そして、性能診断部２５ｅは、ステップＳ４１０にて取得した輝度値Ｆ（ｘ，ｙ）に基づいて基準サンプルＳのｍ番目の部分の輝度値Ｌ（ｍ）を取得する（ステップＳ４２５）。むろん、この輝度値は、複数の輝度値を平均化した値であっても良い。この輝度値が得られたら、基準サンプルＳのｍ番目の輝度値について標準偏差Ｎ（ｍ）を取得する（ステップＳ４３０）。

次に、性能診断部２５ｅは、Ｓ／Ｎ値（ＳＮＲ（ｍ））を算出する(ステップＳ４３５）。ここで、ＳＮＲ（ｍ）はｍ番目の厚さに相当する輝度のコントラストについてＳ／Ｎを定義した値であればよく、例えば、以下の式（１）にて算出可能である。

むろん、この式（１）は一例であり、式（１）のようにｄＢであることが必須というわけではないし、他の式であっても良い。

当該ＳＮＲ（ｍ）に対しては予め閾値ＳＮＲ_MIN(m)が設定されており、閾値データ２８ｅとしてメモリ２８に記録されている。すなわち、以上の式（１）は、基準サンプルＳを透過しない部分の輝度値Ｌ_T1とｍ番目の厚さの部分の輝度値Ｌ（ｍ）との差がノイズレベルに対応した標準偏差と比較してどれほど大きいのかを評価する値である。この値が小さくなると、厚さを示すコントラストがノイズに埋もれて適切に評価できなくなるので、式（１）によってサンプル厚測定時の性能劣化を診断することができる。

そこで、性能診断部２５ｅは、ＳＮＲ（ｍ）が閾値ＳＮＲ_MIN(m)より大きいか否かを判別する（ステップＳ４４０）。そして、ステップＳ４４０でＳＮＲ（ｍ）が閾値ＳＮＲ_MIN(m)より大きいと判定されないときには、性能診断部２５ｅがサービス要員への通知や交換部品の発注等が必要である旨の警告を出力部２７に表示する（ステップＳ４５５）。一方、ステップＳ４４０でＳＮＲ（ｍ）が閾値ＳＮＲ_MIN(m)より大きいと判定されたときには、番号ｍが予め設定された最大値ｍ_MAXを超えているか否かを判断し（ステップＳ４４５）、超えていない場合には番号ｍをインクリメント（ステップＳ４５０）してステップＳ４２５以降の処理を繰り返す。

なお、前記式（１）において、コントラストに相当するＬ_T1−Ｌ（ｍ）は、基準サンプルが厚い場合の方が薄い場合より大きくなるが、標準偏差Ｎ（ｍ）も基準サンプルが厚い場合の方が薄い場合より大きくなる。そこで、閾値ＳＮＲ_MIN(m)は、予め特定されるコントラストＬ_T1−Ｌ（ｍ）について適切な情報を得るために許容される標準偏差Ｎ（ｍ）に基づいて決定すればよい。

むろん、以上の処理において、前記閾値は、Ｘ線検出器１３ａの性能が劣化してＸ線発生器１１の稼働を停止せざるを得なくなる状態より前の状態におけるＳＮＲ（ｍ）の値である。従って、ステップＳ４４０においてこの閾値によって判定を行い、この判定に基づいて警告を表示することによって、Ｘ線検出器１３ａの稼働を停止させる時間をできるだけ短くするための予防的な措置を講じることが可能である。

また、本実施形態においては、上述した判別と後述する判別とを組み合わせることによって、単一の判断指標に基づいて性能の劣化を評価する場合と比較して、正確に予防的措置を講じることが可能である。例えば、他の判断指標におけるパラメータ値と前記閾値とを対応付けておき、当該他の判断指標におけるパラメータ値に応じて閾値を選択し、警告を行うか否かを決定する。この結果、特定のパラメータのみに基づいて性能劣化を評価する場合と比較して、正確に予防的措置を講じることが可能である。

（３−３）暗電流に基づく診断：
図１１は、暗電流をパラメータとして採用する例のフローチャートである。すなわち、ＣＭＯＳセンサ１３１ａにおける暗電流の増加は、ダイナミックレンジの低下など、Ｘ線画像の劣化要因となる。そこで、暗電流に基づく診断を行うため、まず、Ｘ線制御部２５ｂがＸ線制御機構２１に指示を出し、Ｘ線を停止させる（ステップＳ５００）。次に、画像取得部２５ｄは画像取得機構２３に指示を出し、Ｘ線検出器１３ａを制御してＸ線画像を撮影してＸ線検出器１３ａの表面上の位置（ｘ，ｙ）に対応した輝度Ｆ（ｘ，ｙ）を取得する（ステップＳ５０５）。また、各位置（ｘ，ｙ）の輝度を平均化して平均輝度ＤＬ_ALLを算出する（ステップＳ５１０）。

当該平均輝度ＤＬ_ALLはＸ線検出器１３ａの全域における暗電流に対応しており、この平均輝度ＤＬ_ALLに対しては予め閾値ＤＬ_MAX1が設定され、閾値データ２８ｅとしてメモリ２８に記録されている。そこで、性能診断部２５ｅは、前記平均輝度ＤＬ_ALLが閾値ＤＬ_MAX1より大きいか否かを判別し（ステップＳ５１５）、平均輝度ＤＬ_ALLが閾値ＤＬ_MAX1より大きいと判別されたときには、性能診断部２５ｅがサービス要員への通知や交換部品の発注等が必要である旨の警告を出力部２７に表示する（ステップＳ５２０）。

ステップＳ５１５で平均輝度ＤＬ_ALLが閾値ＤＬ_MAX1より大きいと判定されないときには、より詳細な暗電流の評価を行う。すなわち、本実施形態におけるＸ線検出器１３ａは、複数の画素を含む複数のブロックを利用して一枚のセンサを形成している。暗電流の特性はブロック毎に類似しているため、上述のようにＸ線検出器１３ａの全域についてその暗電流が閾値より小さいと判定されたとしても、ある特定のブロックについては性能の劣化が進行している場合がある。

そこで、本実施形態においては、ブロック毎の暗電流も評価することとしており、この評価のために、まずブロックを特定するための番号ｉを初期値１に設定する（ステップＳ５２５）。そして、性能診断部２５ｅは、前記ステップＳ５０５にて取得した輝度値Ｆ（ｘ，ｙ）からｉ番目のブロックにおける輝度値を抽出し、その平均輝度値ＤＬ（ｉ）を取得する（ステップＳ５３０）。

この平均輝度ＤＬ（ｉ）に対しては予め閾値ＤＬ_MAX2が設定され、閾値データ２８ｅとしてメモリ２８に記録されている。そこで、性能診断部２５ｅは、前記平均輝度ＤＬ（ｉ）が１つのブロックに対する閾値ＤＬ_MAX2より大きいか否かを判別し（ステップＳ５３５）、平均輝度ＤＬ（ｉ）が閾値ＤＬ_MAX2より大きいと判別されたときには、性能診断部２５ｅがサービス要員への通知や交換部品の発注等が必要である旨の警告を出力部２７に表示する（ステップＳ５２０）。

一方、ステップＳ５３５で平均輝度ＤＬ（ｉ）が閾値ＤＬ_MAX2より大きいと判定されないときには、番号ｉが予め設定された最大値ｉ_MAXを超えているか否かを判断し（ステップＳ５４０）、超えていない場合には番号ｉをインクリメント（ステップＳ５４５）してステップＳ５３０以降の処理を繰り返す。

むろん、以上の処理において、前記閾値は、Ｘ線検出器１３ａの性能が劣化してＸ線発生器１１の稼働を停止せざるを得なくなる状態より前の状態における暗電流に対応した輝度値である。従って、ステップＳ５１５，Ｓ５３５においてこの閾値によって判定を行い、この判定に基づいて警告を表示することによって、Ｘ線検出器１３ａの稼働を停止させる時間をできるだけ短くするための予防的な措置を講じることが可能である。

また、本実施形態においては、上述した判別と組み合わせることによって、単一の判断指標に基づいて性能の劣化を評価する場合と比較して、正確に予防的措置を講じることが可能である。例えば、他の判断指標におけるパラメータ値と前記閾値とを対応付けておき、当該他の判断指標におけるパラメータ値に応じて閾値を選択し、警告を行うか否かを決定する。この結果、特定のパラメータのみに基づいて性能劣化を評価する場合と比較して、正確に予防的措置を講じることが可能である。

（４）他の実施形態：
本発明においては、Ｘ線検出器１３ａにおける性能の劣化を示すパラメータを複数個取得し、Ｘ線検出器１３ａの性能の劣化を高精度に診断することができればよく、上述の実施形態以外にも種々の構成を採用可能である。例えば、複数のパラメータについてログを記録し、ログに基づいて警告を行う構成を採用しても良い。

より具体的には、上述のようにして取得した平均輝度ＤＬ_ALL、ＬＬ_ALL、ＤＬ（ｉ）、輝度値Ｌ_T1、Ｌ_T2、Ｌ（ｍ）、標準偏差Ｎ（ｍ）、Ｓ／Ｎ値（ＳＮＲ（ｍ））、ダイナミックレンジＤＲ（＝ＬＬ_ALL−ＤＬ_ALL）、ダイナミックレンジＤＲ（＝Ｌ_T1−Ｌ_T2）等を取得する度にその値を記録する。図１２は、パラメータのログの一例を示しており、縦軸がパラメータ値、横軸が時間である。このグラフにおいて実線に示す変化がパラメータの通常の変化である。この例に示すように、通常は、経時変化によって単調にパラメータ値が変化し、やがてＸ線発生器１１を停止させるべきパラメータ値Ｓに達するので、それ以前のパラメータ値をもって閾値Ｔ₁を設定し、パラメータ値がこの閾値Ｔ₁を下回った段階で警告を出力する。

しかし、Ｘ線発生器１１において適正な設定がなされていない場合や性能を劣化させる種々の要因が存在するときには、図１２のグラフにおいて破線で示すようにパラメータが急激に変化する場合がある。そこで、パラメータが時間に対して変化する際の変化率について閾値を予め設定しておき、パラメータを算出する度にログを参照し、閾値を超える変化率で変化したときには警告を行う。この結果、Ｘ線検出器１３ａの稼働中、突然に当該Ｘ線発生器１１を停止すべき状態（前記パラメータの値がＳとなる状態）に至ることを未然に防ぐことが可能である。

さらに、Ｘ線検出器１３ａの性能の劣化を示す情報を出力するための手法としては、出力部２７における警告の表示以外にも種々の手法を採用可能である。図１３は、Ｘ線検出器１３ａの劣化を示す情報を通信部によって外部に出力する構成の一例を示す図である。同図に示す構成において、Ｘ線検査装置１０の構成は図１に示す構成とほぼ同様の構成である。但し、図１に示す構成に対して、外部のネットワークＮ（インターネット等）に接続可能なインタフェース２９（Ｉ／Ｆ）が追加され、ＣＰＵ２５にて実施可能なモジュールとして、当該Ｉ／Ｆ２９を介した通信の制御を実施可能な通信制御部２５ｆが追加されている。

ネットワークＮには外部のコンピュータＰが接続可能であり、ネットワークＮを介してＸ線検査装置１０から送信される情報を受信することができる。また、コンピュータＰは、ディスプレイ等の出力部とキーボード等の入力部とを備えており、各種の情報をディスプレイ等に表示可能であり、キーボード等によって各種の入力を行うことができる。このコンピュータは、前記サービス要員の派遣元や交換部品の発送元によって利用される。

本実施形態においては、前記性能診断部２５ｅによって図４等に示す処理とほぼ同様の処理を実施するが、警告の出力に際しては、通信制御部２５ｆがＩ／Ｆ２９を介してその警告を示す情報をコンピュータＰに対して送信する。このとき、コンピュータＰは前記警告を示す情報を受信する処理を行い、その警告の内容をディスプレイに表示する。そこで、このコンピュータＰを利用する利用者は、この警告に応じてサービス要員をＸ線検査装置１０の利用場所に派遣したり、交換部品を発送する作業を行う。この結果、Ｘ線検査装置１０の利用者自身は何ら作業を行うことなく、Ｘ線発生器１１の停止時間をなるべく短くするための予防措置を講じることが可能である。

さらに、上述の実施形態においては、Ｘ線検出器１３ａの性能の劣化について警告を行う構成を採用していたが、性能の劣化を示す情報の内容としては、警告のみならず他にも種々の態様を採用可能である。例えば、図１２に示すようなＸ線検出器１３ａの性能に関するパラメータの経時的な変化を出力する構成等を採用可能である。むろん、このとき、併せて上述の閾値を出力することが好ましい。

さらに、Ｘ線検査装置１０の構成としては、図１に示す構成に限定されず、他の構成を採用しても良い。例えば、回転機構１３ｂの下部にＸ線発生器１１の方向に検出面が向けられたＸ線検出器を配置しても良い。この構成においては、２次元的な画像に基づく良否判定を行うことが可能であり、この検査装置においても本発明によって性能の劣化を診断することが可能である。

さらに、上述の実施形態においては、サンプルの良否判定をする度に性能診断処理を実施する構成としていたが、一定時間毎に性能診断処理を実施するなど、他のタイミングで性能診断処理を実施しても良い。むろん、判断指標によって異なるタイミングで性能診断処理を行っても良い。

本発明にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。Ｘ線検出器の構造を示す模式図である。輝度の範囲の時間変化を例示する図である。検査のフローチャートである。Ｘ線検査装置の構成を座標系とともに説明する説明図である。視野領域の例を示す図である。性能診断処理のフローチャートである。性能診断処理のフローチャートである。基準サンプルの構造および厚みによる輝度コントラストを示す模式図である。性能診断処理のフローチャートである。性能診断処理のフローチャートである。パラメータのログの一例を示す図である。他の実施形態にかかるＸ線検査装置の概略ブロック図である。

符号の説明

１０…Ｘ線検査装置
１１…Ｘ線発生器
１２…Ｘ−Ｙステージ
１２ａ…基板
１３ａ…Ｘ線検出器
１３０ａ…シンチレータ
１３１ａ…ＣＭＯＳセンサ
１３２ａ…増幅器
１３３ａ…Ａ／Ｄ変換器
１３ｂ…回転機構
１４…搬送装置
２１…Ｘ線制御機構
２２…ステージ制御機構
２３…画像取得機構
２３ａ…θ制御部
２４…搬送機構
２５ａ…搬送制御部
２５ｂ…Ｘ線制御部
２５ｃ…ステージ制御部
２５ｄ…画像取得部
２５ｅ…性能診断部
２６…入力部
２７…出力部
２８…メモリ
２８ａ…検査位置データ
２８ｂ…撮像条件データ
２８ｃ…Ｘ線画像データ
２８ｄ…３次元画像データ
２８ｅ…閾値データ
２９…インタフェース

Claims

Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、
前記Ｘ線出力手段によって出力されたＸ線の照射範囲にサンプルを配置するサンプル配置手段と、
前記照射範囲内のＸ線を取得して蛍光に変換する蛍光変換部と当該蛍光を電気信号に変換する光電変換部とによってＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、
当該Ｘ線画像に基づいて前記Ｘ線画像取得手段の性能の劣化を示す複数の判断指標についてのパラメータ値を取得し、ある判断指標におけるパラメータ値に対応する他の判断指標についての閾値を選択し、当該閾値と当該他の判断指標のパラメータ値とを比較して当該他の判断指標についての性能の劣化に関する出力を行う性能診断手段とを備えることを特徴とするＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は、Ｘ線の照射範囲にサンプルを配置していない状態で、前記Ｘ線出力手段によるＸ線の出力を行っているときのＸ線画像とＸ線の出力を行っていないときの画像とを前記Ｘ線画像取得手段によって取得し、両画像の差分を取得することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は、Ｘ線の照射範囲に既知の厚さの基準サンプルを配置した状態で前記Ｘ線出力手段によるＸ線の出力を行って前記Ｘ線画像取得手段にてＸ線画像を取得し、当該Ｘ線画像に基づいて前記既知の厚さに対応する情報を取得する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線検出器診断装置。
前記既知の厚さの基準サンプルは、検出すべき厚さの最大値に対応した部位を含み、前記性能診断手段は、前記最大値に対応した部位を透過したＸ線のＸ線画像が所定の基準を満たさないときに性能が劣化していると診断することを特徴とする請求項３に記載のＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は、既知の厚さの基準サンプルを透過したＸ線のＸ線画像におけるコントラストが所定の基準を満たさないときに性能が劣化していると診断することを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載のＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は、既知の厚さの基準サンプルを透過したＸ線のＸ線画像におけるコントラストとＸ線画像におけるノイズの大きさとの比に対応した値を取得することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は、前記Ｘ線出力手段によるＸ線の出力を行わずに前記Ｘ線画像取得手段によって画像を取得し、この画像の輝度値が所定の基準を満たさないときに性能が劣化していると診断することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＸ線検出器診断装置。
前記Ｘ線画像取得手段は、複数のブロックによって構成されており、前記性能診断手段は、このブロック毎にＸ線画像を取得し、各ブロックのＸ線画像の輝度値が所定の基準を満たさないときに性能が劣化していると診断することを特徴とする請求項７に記載のＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は通信部を備え、通信部によって外部の機器に前記性能の劣化に関するデータを送信し、当該外部の機器は当該データに基づいて前記性能の劣化に関する情報を出力することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は、前記Ｘ線画像取得手段における性能の経時的な劣化によってサンプルの測定が不可能になる前に警告を出力することを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のＸ線検出器診断装置。
前記性能診断手段は、前記複数のパラメータに関するログを保持しており、これらのパラメータが所定の基準を超えて変化したときに警告を出力することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のＸ線検出器診断装置。
Ｘ線を出力するＸ線出力部と、
前記Ｘ線出力部によって出力されたＸ線の照射範囲にサンプルを配置するサンプル配置部と、
前記照射範囲内のＸ線を取得して蛍光に変換する蛍光変換部と当該蛍光を電気信号に変換する光電変換部とによってＸ線画像を取得するＸ線画像取得部と、を含むＸ線検出器の診断方法であって、
前記Ｘ線画像に基づいて前記Ｘ線画像取得部の性能の劣化を示す複数の判断指標についてのパラメータ値を取得し、ある判断指標におけるパラメータ値に対応する他の判断指標についての閾値を選択し、当該閾値と当該他の判断指標のパラメータ値とを比較して当該他の判断指標についての性能の劣化に関する出力を行うことを特徴とするＸ線検出器診断方法。