JP4792918B2 - X線検査装置 - Google Patents
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Description
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透視X線像を撮影する。
そこで、本発明は、ティーチング機能等での測定点間の移動の際に、被測定物とX線測定光学系とが衝突することなく、安全に測定することができるX線検査装置を提供することを目的とする。
具体的には、例えば、ステージを原点位置(ステージの初期位置で、この初期位置からステージを移動することによりその後のステージの位置や座標が常に把握できるようにするための基準となる位置)に位置決めした状態で、ステージ上に被測定物を載置することにより、ステージに対する被測定物の位置関係が定まる。
ステージが原点位置にあるときには、X線測定光学系に対するステージの位置関係も一定である。したがってステージ上の座標を指定することにより、原点からその指定した位置を撮影するためのステージの移動量、移動方向が一意的に定まるようになっている(なお、X線測定光学系に傾動機構を備えているときは傾動機構で動かされるアームについても予め定められた原点に復帰してあるものとする)。
立体形状抽出部が光学カメラによる撮影した光学カメラ画像に基づいて被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を抽出する。すなわち、ここで抽出する立体形状は外観形状そのままであってもよいし、外観を包含する立体形状(例えば外観を覆い包む円柱、球、回転楕円体など)であってもよい。抽出は、例えばステージを回転駆動できるときは回転させることにより、又は2箇所に備えた光学カメラを用いることにより、2方向から光学カメラ画像を撮影してパターン認識や二値化等の画像処理により立体形状を表す画像を抽出することにより立体形状を抽出できる。また、ステージを回転できるときはCT画像のように全方位から撮影して立体画像を抽出してもよい。
測定点情報入力部が、測定点に関する位置情報の入力を受けてティーチングが行われると、通過範囲抽出部は、移動が行われる2つの測定点間を最短経路で移動させるときに、抽出した立体形状に基づいて移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する。すなわち、立体形状抽出部で求めた立体形状(外観形状自体の立体形状あるいは外観形状を包含する立体形状)が通過する軌跡を算出することにより、通過範囲を特定する。
衝突判定部は、求めた被測定物の通過範囲と、原点復帰状態にてステージに対する位置関係が決定されているX線測定光学系との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。
そして、衝突可能性があると判定された場合に、回避ルート算出部は、最短経路以外の回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、特に限定されないが、例えば、被測定物が通過する範囲とX線測定光学系との交差する領域を特定し、この領域を迂回するように2段階、あるいは3段階の直線移動による移動経路を定めるようにすることで回避ルートを決定することができる。
上記発明において、駆動機構は、さらに、ステージを回転駆動するように構成され、測定点情報入力部は測定点に関する位置情報とともに回転角度情報の入力を受け、通過範囲抽出部は測定点間が回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出するようにしてもよい。
これによれば、ステージの回転移動を含むティーチングを行う場合に、測定点情報入力部が、位置情報とともに回転角度情報の入力を受け付ける。通過範囲抽出部は、回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出する。そして、衝突判定部が求めた被測定物の通過範囲とX線測定光学系との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。衝突可能性があると判定された場合に回避ルート算出部は、回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、例えば、回転方向を逆にして(例えば右周り回転を左回り回転に変更する)衝突が回避できる場合はそのようにしてもよい。また、抽出した立体形状が通過する範囲とX線測定光学系との交差する領域を特定し、回転動作の前に、この領域を迂回するように一時的に並進移動を行った後、回転動作を実行し、その後、再び元に戻す並進動作を実行するようにして衝突回避ルートを定めることができる。
回避ルートの決め方は、例えば、X線測定光学系が通過する範囲と被測定物の通過範囲との交差する領域を特定し、傾動動作の前に、この領域を迂回するように一時的にステージの並進移動を行った後、傾動動作を実行し、その後、再びステージを元に戻す並進動作を実行するようにして衝突回避ルートを定めることができる。
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、光学カメラ画像作成部33、光学カメラ画像表示制御部34、駆動信号発生部35、立体形状抽出部36、測定点情報入力部37、通過範囲抽出部38、傾動角情報入力部39、X線測定光学系通過範囲抽出部40、衝突判定部41、回避ルート算出部42、移動ルート決定部43に分けられる。
駆動機構15は、モータが搭載され、駆動信号発生部35からの駆動信号に基づいて回転駆動したり並進駆動したりする。
傾動機構18は、Cアーム17を駆動信号発生部35からの駆動信号により傾動駆動する。
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、作成されたX線コマ画像データを表示装置24に順次送信してモニタ画面に透視X線画像を表示する。このX線画像は、被測定物観察用の画像である。
この光学カメラ画像データをモニタ画面に表示した画像には、被測定物の全体像が含まれるので、測定位置を指定する際の測定点の位置指定に利用される。なお、光学カメラ画像上で測定点を指定する場合において、被測定物を多方向から測定する場合は、上記2方向の光学カメラ画像データだけでは指定できない場合もあるので、その場合は必要な方向の光学カメラ画像データ(全方位の光学カメラ画像データでもよい)が蓄積される。
光学カメラ画像表示制御部34は、ティーチングなどで光学カメラ画像の表示が必要なときに表示指示によりモニタ画面に必要な光学カメラ画像データを表示する制御を行う。設定により、常時表示させておいてもよい。
さらに、ステージ上の座標を直接キーボード22から入力することによっても指定することができる。なお、回転移動を行う場合は、回転角を含めて指定する。指定された各測定点の測定点情報は、測定点情報記憶領域53に蓄積される。蓄積された情報は、測定点についてのティーチング情報となる。
移動経路は、並進移動のみで回転移動を行わないときは、移動前と移動先との測定点間を直線的に移動するときの通過範囲を算出する。回転移動を行うときは、指定された回転角の情報に基づいて移動前の測定点から移動先の測定点への回転移動時の通過範囲を算出する。算出された通過範囲は通過範囲記憶領域55に蓄積される。
移動ルート決定部43は、衝突の可能性がない場合の通常の最短経路(通常ルート)での移動、衝突の可能性がある場合の回避ルートでの移動のいずれかを決定して移動ルートを確定する。
先ず、X線測定光学系13、ステージ14を原点復帰した状態する(S101)。これによりステージ座標に対するX線測定光学系13、光学カメラ16の位置関係が一意的に定まる。以後、ステージ14上に被測定物を載置したときにX線画像上、光学カメラ画像上でのマウス23の操作による位置指定、キーボード22によるステージ座標の入力により、任意の位置が指定できることになる。
測定点の指定が終わると、移動前の測定点と移動先の測定点間の最短経路を抽出し、さらにその経路でステージ14を移動させたときの被測定物の軌跡である通過範囲を抽出する(S104)。
続いて、最短距離で移動させたときの衝突の可能性について判定し(S105)、判定の結果、衝突可能性がある場合は回避ルートの算出を行う(S106)。
このとき、衝突を回避するために、例えば図3(b)に示すような回避ルートが算出される。すなわち、最短経路と直角方向に衝突を回避できる距離だけ移動(第一段階の移動)し、そこから最短距離と平行な方向に移動し(第二段階の移動)、本来の移動先に戻すように最短経路と直角方向に第一段階の移動と同じ距離だけ移動する(第三段階の移動)。なお、移動前と移動先との位置関係によっては、このような三段階移動に代えて、互いに直交する2段階の直線移動で衝突を回避させた移動を行わせることができる場合がある。
なお、S105の判定で、衝突可能性がない場合には、回避ルートをとる必要がないので、S106はスキップされ、S107に進む。
まず、X線測定光学系13、ステージ14を原点復帰した状態する(S201)。これにより、図2とフローチャートと同様に、ステージ座標に対するX線測定光学系13、光学カメラ16の位置関係が一意的に定めることができる。
なお、S205の判定で、衝突可能性がない場合には、回避ルートをとる必要がないので、S206はスキップされる。
11: X線源
12: X線検出器
13: X線測定光学系
14: ステージ
15: 駆動機構
16: 光学カメラ
17: Cアーム
18: 傾動機構
20: 制御系
21: CPU
22: キーボード
23: マウス
24: 表示装置
31: X線画像作成部
32: X線画像表示制御部
33: 光学カメラ画像作成部
34: 光学カメラ画像表示制御部
36: 立体形状抽出部
37: 測定点情報入力部
38: 通過範囲抽出部
39: 傾動上方入力部
40: X線測定光学系通過範囲抽出部
41: 衝突判定部
42: 回避ルート算出部
43: 移動ルート決定部
Claims (3)
- 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、前記X線源と前記X線検出器との間に前記被測定物が位置するように載置するためのステージと、少なくとも前記ステージを並進駆動する駆動機構とを備え、
前記ステージに対する前記被測定物の位置関係が定まるようにして前記ステージ上に載置された前記被測定物の複数の測定点についてのX線検査を行うX線検査装置において、
前記被測定物の外観形状を撮影できる位置に取り付けられた光学カメラと、
前記X線測定光学系、前記ステージ、前記光学カメラの位置関係が一意的に定まる位置である原点復帰状態で前記光学カメラにより撮影するとともに、この原点復帰状態での光学カメラ画像を含めて少なくとも直交する2方向から撮影した前記光学カメラ画像を作成する光学カメラ画像作成部と、
前記原点復帰状態での光学カメラ画像を含めた少なくとも直交する2方向から撮影した光学カメラ画像に基づいて前記被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を前記ステージに対する位置関係とともに抽出する立体形状抽出部と、
前記測定点に関する位置情報の入力を受ける測定点情報入力部と、
前記測定点間を最短経路で移動させるときに抽出した前記立体形状に基づいて移動中の前記被測定物が通過する範囲を抽出する通過範囲抽出部と、
前記X線測定光学系と前記被測定物の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する衝突判定部と、
衝突可能性がある場合に回避ルートを算出する回避ルート算出部とを備えたことを特徴とするX線検査装置。
- 駆動機構は、さらに、ステージを回転駆動するように構成され、測定点情報入力部は測定点に関する位置情報とともに回転角度情報の入力を受け、通過範囲抽出部は測定点間が回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出することを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置。
- X線測定光学系を一体に支持するアームおよびアームを傾動する傾動機構と、傾動角に関する情報の入力を受ける傾動角情報入力部と、アームを傾動するときのX線測定光学系が通過する範囲を抽出するX線測定光学系通過範囲抽出部とをさらに備え、衝突判定部はX線測定光学系が通過する範囲と被測定物の位置との位置関係に基づいて衝突可能性を判定することを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置。
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