JP5167810B2

JP5167810B2 - Ｘ線検査装置

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Publication number: JP5167810B2
Application number: JP2007337572A
Authority: JP
Inventors: 真之益田; 訓之加藤; 信治杉田; 剛松波; 泰佐々木
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2027-12-27
Also published as: JP2009156788A

Description

本発明は、Ｘ線検査方法およびＸ線検査装置に関する。特に、Ｘ線照射を用いて対象物を検査するための撮影方法であって、Ｘ線検査方法、Ｘ線検査装置に適用しうる技術に関する。

近年、サブミクロンの微細加工技術によりＬＳＩ（Large-Scale Integration）の高集積化が進み、従来複数のパッケージに分かれていた機能をひとつのＬＳＩに積め込むことができるようになった。従来のＱＦＰ（Quad Flat Package）やＰＧＡ（Pin Grid Array）では、ワンパッケージに必要な機能を組み込むことによるピン数の増加に対応できなくなったため、最近では、特に、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）パッケージのＬＳＩが使用される。また、携帯電話機などの超小型化が必要なものでは、ピン数がそれほど必要なくてもＢＧＡパッケージが使用されている。

ＬＳＩのＢＧＡやＣＳＰパッケージは超小型化には大いに貢献する反面、半田部分等がアセンブリ後には外観からは目に見えないという特徴がある。そこで、ＢＧＡやＣＳＰパッケージを実装したプリント基板等を検査する際は、検査対象品にＸ線を照射して得られた透視画像を分析することで、品質の良否判定が行なわれてきた。

たとえば、特許文献１では、透過Ｘ線を検出するのにＸ線平面検出器を用いることで、鮮明なＸ線画像を得ることができるＸ線断層面検査装置が開示されている。

また、特許文献２では、Ｘ線の照射角度を任意に選択して傾斜三次元Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）における画像の再構成を行なうための方法が開示されている。

また、特許文献３では、平行Ｘ線検出装置で取得したＸ線画像に基づいて二次元的な検査を実施し、傾斜Ｘ線検出手段にて取得したＸ線画像に基づいて三次元的な検査を行なうことで、双方の検査を高速に行なうことができるＸ線検査装置が開示されている。ここでは、複数のＸ線画像に基づいて検査対象品の３次元画像を再構成する技術についても言及がある。再構成の手法としては、たとえば、「フィルタ補正逆投影法」が挙げられている。

また、特許文献４では、Ｘ線断層撮影装置において、断層撮影を行なうためにＸ線源に、直線軌道、円軌道、渦巻軌道で動かす際に、１個のモータで駆動可能な機構が開示されている。ただし、Ｘ線源を移動させることになるため、Ｘ線源の重量が大きいことと、１個のモータにより駆動する設計となっており高速な移動は困難である。さらに、１個の撮像系において、回転・直線・渦巻移動の３種類の移動モードを実現するために、複雑な機構を有しており移動速度の向上には多くの機構の改良が必要なため、メカの高速化は困難である。

さらに、一般の産業用Ｘ線透視装置においては、検査対象が微小な場合、できるだけ拡大されたＸ線透視像が得られることが望ましい。そのためには、Ｘ線の発生領域である焦点の大きさが極めて小さくなければならない。そこで、焦点寸法が数μｍという透過型Ｘ線源であるマイクロフォーカスＸ線源が使用される。透視像の画質の向上のためにこのようなマイクロフォーカスＸ線源において、Ｘ線を発生させる電子ビーム電流（Ｘ線源電流）を大きくすると、ターゲットの電子衝突部（焦点）の発熱によりターゲットが局部的に溶融してしまうために、許容される限界値（許容負荷）が設定されることが一般的である。特許文献５には、このような許容負荷を増大させるために、陽極（ターゲット）が回転する円板であるマイクロフォーカスＸ線源が開示されている。

一方、特許文献６には、Ｘ線源の寿命をのばすことと等を目的として、偏向用電磁コイルを用いて、間欠的に電子ビームをデフォーカスすることにより、パルス状のＸ線を発生することが可能なパルスＸ線源が開示されている。

［Ｘ線ＣＴの画像再構成手法］
上述したように、Ｘ線ＣＴでは、対象物を透過した後、Ｘ線検出器で検出された観測値をもとに、少なくとも対象物の断面画像を再構成する。なお、対象物または対象物の一部について３次元的なＸ線の吸収率の分布が得られるので、結果的には、対象物または対象物の一部の任意の断面画像、すなわちＸ線検出器の受光面と交わる面についての画像を再構成することが可能である。このような再構成手法としては、「解析的手法」と「反復的手法」とが知られている。以下、そのような画像再構成手法について、簡単にまとめる。

（Ｘ線の投影データの説明）
図５７は、画像再構成手法を説明するための図である。Ｘ線画像再構成は、検査対象物の外部から照射したＸ線が、検査対象物によってどれだけ吸収（減衰）されたかを複数の角度から計測することにより、検査対象物内部のＸ線吸収係数の分布を求める手法である。

なお、以下では、Ｘ線源としては、いわゆる走査型Ｘ線源を用いて測定が行なわれるものとして説明を行なう。

図５７を参照して、Ｘ線検出器Ｄａに対応するＸ線焦点Ｆａから発せられたＸ線は検査対象（図示していない）を透過してＸ線検出器Ｄａの画素Ｐａに到達する。Ｘ線が検査対象を透過することによって、Ｘ線量（Ｘ線強度）は検査対象を構成する部品等のそれぞれが有する固有のＸ線吸収係数に相当する分だけ減衰する。Ｘ線強度の減衰量は検出器画素Ｐａの画素値として記録される。

Ｘ線焦点Ｆａから発せられるＸ線強度をＩとし、Ｘ線焦点Ｆａから検出器画素ＰａまでのＸ線が通過した経路をtとし、検査対象におけるＸ線吸収係数分布をｆ（ｘ，ｙ，ｚ）とすると、検出器画素Ｐａに到達したＸ線の強度Ｉａは以下の式（１）で表される。

この式の両辺の対数をとると、経路ｔに沿ったＸ線吸収係数分布が以下の式（２）のように線積分値により表わされる。このＸ線吸収係数分布をＸ線検出器により計測した値を投影データと呼ぶ。すなわちＸ線検出器はＸ線減衰量分布（Ｘ線強度分布と置き換えてもよい）を検出する。

（解析的手法（たとえば、ＦＢＰ法：Filtered Back-Projection法：フィルタ補正逆投影法）の説明）
図５７に示すように、解析的手法を用いるにあたっては、１つの検査対象物（あるいは検査対象物の１つの部分）に対して、Ｘ線検出器Ｄａの配置とは異なる位置に配置されたＸ線検出器Ｄｂに対して、焦点Ｆｂから発せられて到達したＸ線強度Ｉｂについての投影データを検出する。このような投影データを、実際には、１つの検査対象物（あるいは検査対象物の１つの部分）に対して、複数の配置について検出することで、これらの投影データから検査対象物の断面画像を再構成することになる。

図５８は、図５７に示した検査対象物における視野ＦＯＶ、視野ＦＯＶのうちの再構成の演算対象の再構成画素Ｖ、Ｘ線焦点Ｆａ、ＦｂならびにＸ線検出器Ｄａ、Ｄｂの配置を上面から見た図である。再構成画素Ｖの部分を透過したＸ線は、Ｘ線検出器Ｄａ、Ｄｂ上に像を結ぶにあたり、（焦点から再構成画素Ｖまでの距離）対（焦点からＸ線検出器までの距離）の比に応じて拡大された像を結ぶことになる。

Ｆｅｌｄｋａｍｐらは、この式（２）をもとに３次元画像再構成を行なうための再構成アルゴリズムを提案した。このアルゴリズム（いわゆるＦｅｌｄｋａｍｐ法）は非特許文献１に示されているように、公知技術であるのでここでは詳細に説明しない。以下では一般的な手法の一つであるフィルタ補正逆投影法について簡単に説明する。

投影データから、Ｘ線が通過した経路ｔに沿って投影データを加算してＸ線吸収係数分布ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を求める操作を逆投影と呼ぶ。ただし、単純に投影データを加算すると撮像系の点広がり関数によりボケが生じるため、投影データにフィルタをかける。このフィルタにはたとえばＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ等の高周波強調フィルタが用いられる。フィルタをかける方向は、Ｘ線の透過経路の方向に対し垂直方向が望ましいとされているが、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法では投影データの透過経路の方向が全て同一と近似しフィルタリングを行っており、検査可能な画像を再構成することができる。

以下に、本実施形態における画像再構成の手順を示す。まず、Ｘ線検出器Ｄａの検出器画素Ｐａの投影データpaをフィルタリングした値pa′を再構成画素Ｖの画素値vに加算する。さらに、Ｘ線検出器Ｄｂの検出器画素Pｂの投影データpbをフィルタリングした値pb′を再構成画素Ｖの画素値vに加算する。すると、v＝pa′＋pb′となる。この逆投影操作を全てのＸ線検出器もしくは一部のＸ線検出器に対して行なうことで、最終的な再構成画素Ｖの画素値vは以下の式（３）に従って表わされる。

この操作を再構成領域（視野）ＦＯＶ内の全ての再構成画素Ｖに対して行なうことにより、検査対象のＸ線吸収係数分布が求められて再構成画像データが得られる。

図５９は、このようなフィルタ補正逆投影法の処理手順を示すフローチャートである。
図５９を参照して、解析的手法での処理が開始されると（Ｓ５００２）、まず、複数撮像した投影データのうちから処理対象となる投影データの選択が行なわれる（Ｓ５００４）。次に、選択された投影データにフィルタをかける処理を行う（Ｓ５００６）。

さらに、再構成視野ＦＯＶのうちの未処理の再構成画素Ｖを選択し（Ｓ５００８）、再構成画素Ｖに対応する検出器画素を求める（Ｓ５０１０）。

続いて、再構成画素Ｖにフィルタリングした画素値を加算し（Ｓ５０１２）、全ての再構成画素について加算を行ったかが判断される（Ｓ５０１４）。全ての再構成画素について処理が終わっていなければ、処理はステップＳ５００８に復帰し、終了していれば、処理は、ステップＳ５０１６に移行する。

ステップＳ５０１６では、全ての投影データについて処理を行ったかが判断される。全ての投影データについて終了していなければ、処理はステップＳ５００４に復帰する。一方、全ての投影データについて終了していれば、再構成画像生成が終了する（Ｓ５０１８）。

（反復的手法（ＳＡＲＴ）の説明）
反復的手法では、検査対象のＸ線吸収係数分布ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）と投影データｌｎ（Ｉ／Ｉａ）とを方程式と見なし再構成する手法である。

図６０は、走査型Ｘ線源を用いた場合の反復的手法での処理の概念を示す概念図である。一方、図６１は、図６０の概念図を上面から見た上面図である。

以下に、図６０および図６１を参照して、反復的手法で再構成する手順について説明する。再構成画像の画素値を一列に並べたベクトルν（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ν」と記す）と、投影データを一列に並べたベクトルｐ（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ｐ」と記す）を以下の式（４）および式（５）で表現する。

以下では、たとえば、再構成画素Ｖの値をある値に仮定したときにＸ線焦点ＦａからのＸ線がＸ線検出器Ｄａ上に結ばれると計算される画像についての画素を中間投影画素Ｑａとし、実際にＸ線検出器Ｄａ上で観測された画素を検出器画素Ｐａと呼ぶ。Ｘ線検出器Ｄｂについても、それぞれ、中間投影画素Ｑｂ、検出器画素Ｐｂと呼ぶ。

反復的手法では、仮定された再構成画素ベクトルνとこれに対応する中間投影データベクトルqに対して、以下に説明するように、中間投影データベクトルｑが、実際に測定された検出器画素値ＰａまたはＰｂを投影データと一致するとみなせるまで、仮定されたベクトルνを更新する反復演算により解νを求める。

ただし、Jは再構成領域（視野）内の画素数、Iは投影データの画素数である。また、Tは転置を示す。νとｐを関係付ける投影演算を以下の式（６）のＩ×J係数行列で表す。

この時、反復的手法での画像再構成は、以下の式（７）線形方程式を解いてνを求める問題として定式化できる。

つまり、vjがpiに対する寄与をwijとする。なお、Wは再構成画像の画素値νが投影データの画素値ｐに対してどの程度寄与するかを表しており、Ｘ線焦点とＸ線検出器の幾何学的位置から求めることができ、検出確率もしくは重みと呼ばれることもある。

反復的手法には、方程式を代数的に解く手法や統計的な雑音を考慮した手法等が考案されているが、以下に一般的に用いられている代数的手法であるＳＡＲＴ（ＳｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓＡｌｇｅｂｒａｉｃＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅ）について説明する。詳細は、非特許文献２に記載されている。

ＳＡＲＴでは、最初に、以下の式（８）で表される初期再構成画像ν⁰（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ν⁰」と記す）を仮定する。

初期再構成画像ν⁰は全て０のデータでもよいし、ＣＡＤ（Computer Aided Design）データ等から取得したデータを仮定してもよい。

次に、投影演算Ｗを用いて以下の式（９）で表される中間投影データｑ⁰（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ｑ⁰」と記す）を生成する。

中間投影データｑ⁰の生成は、１つの投影データに対し行ってもよいし、複数の投影データに対し行ってもよい。以下は１つの投影データに対し行ったものとして説明する。

生成した中間投影データｑ⁰とＸ線検出器から取得された投影データｐを比較する。比較方法は差をとる方法と除する方法があるが、ＳＡＲＴでは差（ｐ−ｑ⁰）をとる。

初期再構成画像ν⁰を更新する。更新に用いる式（反復式）は式（１０）のようになる。

なお、式（１０）中の以下の式（１１）および式（１２）は、予め計算しておくことで更新の計算時間を短縮することができる。

上記の計算により生成された再構成画像を初期画像として代入し、同一の処理を複数回反復させることで再構成画像データが得られる。

図６２は、反復的手法の処理を説明するためのフローチャートである。
図６２を参照して、まず、反復的手法による処理が開始されると（Ｓ５１０２）、続いて、初期再構成画像の設定が行なわれる（Ｓ５１０４）。上述のとおり、初期再構成画像としては、たとえば、全てが０の値でもよい。次に、複数のＸ線検出器位置に対応する複数の投影データのうちから処理対象となる投影データを選択する（Ｓ５１０６）。

中間投影データを生成する。中間投影データの生成方法は上述したとおりである。（Ｓ５１０８）。

さらに、再構成視野ＦＯＶのうちの未処理の再構成画素Ｖを選択する（Ｓ５１１０）。
再構成画素に対応する検出器画素を求める（Ｓ５１１２）。

反復式をもとに、再構成画素Ｖの値を更新する（Ｓ５１１４）。
次に、全ての再構成画素について更新を行ったかが判断され（Ｓ５１１６）、全ての再構成画素について処理が終わっていなければ、処理はステップＳ５１１０に復帰し、終了していれば、処理は、ステップＳ５１１８に移行する。

ステップＳ５１１８では、全ての投影データについて処理を行ったかが判断される。全ての投影データについて終了していなければ、処理はステップＳ５１０６に復帰する。一方、全ての投影データについて終了していれば、処理はステップＳ５１２０に移行する。

ステップＳ５１２０では、規定の反復回数だけ処理を行ったかが判断され、反復していなれば、処理はステップＳ５１０４に復帰して現在の再構成画素値を初期再構成画像として採用して処理を繰り返し、処理を規定回数だけ反復していれば、再構成画像生成が終了する（Ｓ５０２２）。

以上のようにＸ線検出器により取得された投影データから、検査対象物の３次元画像を再構成できる。

ただし、解析的手法では、フィルタリング処理をＸ線検出器の各画素に対して行う場合の計算の容易さ等の理由から、複数の投影データの各々を取得するために、Ｘ線検出器および焦点と対象物との相対位置を変更した場合でも、Ｘ線の焦点とＸ線検出器との相対的な配置は、一定の関係を維持することが望ましい。言い換えると、焦点からＸ線検出器を見たときには、見通される立体角内の対象物の視野に含まれる部分の角度・対象物内の位置等は変化しても、焦点とＸ線検出器との位置関係は、一定のままであることが望ましい。しかも、上記のような逆投影法を行なうにあたっては、アーチファクト等の低減のためには、複数の投影データは、対象物の視野に含まれる部分について、等角度ごとに取得されることが望ましい。

これに対して、反復的手法では、このようなＸ線の焦点とＸ線検出器との相対的な配置に、このような制限はない。
特開２０００−４６７６０号公報特開２００３−３４４３１６号公報特開２００６−１６２３３５号公報特公平５−８６２１８号公報特開２００１−２７３８６０号公報特開２００５−３４７１７４号公報Ｌ．Ａ．Ｆｅｌｄｋａｍｐ，Ｌ．Ｃ．ＤａｖｉｓａｎｄＪ．Ｗ．Ｋｒｅｓｓ，"Ｐｒａｃｔｉｃａｌｃｏｎｅ−ｂｅａｍａｌｇｏｒｉｔｈｍ"，ＪｏｕｎｒｎａｌｏｆｔｈｅＯｐｔｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙｏＦａｍｅｒｉｃａ．Ａ，６１２−６１９（１９８４）Ａ．Ｈ．ＡｎｄｅｒｓｏｎａｎｄＡ．Ｃ．Ｋａｋ，"ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳＡＬＧＥＢＲＡＩＣＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＩＱＵＥ（ＳＡＲＴ）：ＡＳＵＰＥＲＩＯＲＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮＯＦＴＨＥＡＲＴＡＬＧＯＩＴＨＭ"，ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣＩＭＡＧＩＮＧ６，８１−９４（１９８４）

しかしながら、工場のインラインでの検査では、製品の全数検査を行なうことが必要となるために、製造効率の観点からは、Ｘ線検査に要する時間を短縮することが必要となる。

また、上述した従来のＸ線検査に関するＸ線撮影技術では、再構成できる検査エリアの面積を大きくすると、撮像および３Ｄ化（再構成）演算に時間を要する。たとえば、上述したようなプリント基板等を検査するためには、その検査対象の全体ではなく、複数の特定の部分の画像を得られればよい場合が多い。このような場合において、検査対象について検査をしたい部分が飛び地状に配置されているときに、その全体を包含する面積（または体積）を検査対象としうるＸ線検出機を用意するのは、装置の大型化や演算負荷の増加等の観点から効率的でない。

さらに、上述した従来のＸ線検査に関するＸ線撮影技術では、検査エリアを変更させるのに撮像系あるいは検査対象ワークを動かす必要があり、可動部分が増える。このことは、上述したＸ線検査に要する時間の問題だけでなく、駆動部分を製造するためのコストや、保守性、信頼性にも関係する。たとえば、上述したようなプリント基板等を検査する際には、検査の対象となる部分は、ステージに置かれているプリント基板の一部である場合が多い。しかも、このような場合、得られるＸ線像を拡大像とするために、Ｘ線検出器は、検査対象から比較的離れた位置を駆動されることになるものの、検査対象となる部分は、微小部分であるために、極めて高精度に撮像系の駆動を制御する必要が生じる。このため、撮像系の駆動機構については、できる限り少ない自由度で、必要な画像の撮像が行なえなければならない。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、検査対象物の所定の検査エリアを選択的に高速に検査することができるＸ線検査装置およびこのようなＸ線撮影方法を利用したＸ線検査方法を提供することである。

この発明の他の目的は、可動部分を削減して、低コストで、保守性や信頼性に優れたＸ線検査装置およびこのようなＸ線撮影方法を利用したＸ線検査方法を提供することである。

この発明のさらに他の目的は、検査対象物を移動させることなく、高速に検査対象物の複数の部分を検査することが可能なＸ線検査装置およびこのようなＸ線撮影方法を利用したＸ線検査方法を提供することである。

本発明の１つの局面に従うと、対象物の検査対象領域を透過したＸ線を複数の検出面で受光することにより、検査対象領域の像の再構成処理を実行するためのＸ線検査装置であって、複数の検出面で撮像するための複数のＸ線検出器と、各Ｘ線検出器を独立に移動させる検出器駆動手段と、検査対象領域を透過したＸ線が、それぞれ複数の撮像位置に移動した複数のＸ線検出器に入射するように対応させてＸ線を出力するＸ線出力手段と、Ｘ線検査装置の動作の制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、各Ｘ線検出器の露光タイミングと、検出器駆動手段とを制御する画像取得制御手段と、Ｘ線出力手段を制御するためのＸ線出力制御手段と、複数の検出面で検出した、検査対象領域を透過したＸ線の強度分布のデータに基づき、検査対象領域の像データを再構成する画像再構成処理手段とを含み、画像取得制御手段およびＸ線出力制御手段は、複数のＸ線検出器のうちの一部を複数の撮像位置のうちの第１の位置で露光させる処理と、一部とは異なる他の一部を複数の撮像位置のうちの第２の位置に移動させる処理とを並行して実行する。

好ましくは、画像取得制御手段およびＸ線出力制御手段は、１つの対象物の検査対象領域について、画像データの再構成に対して予め設定された個数の撮像位置での撮像を複数回に分けて行うために、複数のＸ線検出器のうちの一部について第１の位置のうち今回撮像する撮像位置で露光させる処理および２回後の撮像に対応する撮像位置へ移動させる処理と、複数のＸ線検出器のうちの他の一部について第２の位置のうち次回の撮像に対応する撮像位置へ移動させる処理および次回の撮像位置で露光させる処理とを並行して交互に実行させる。

好ましくは、検出器駆動手段は、複数のＸ線検出器を所定の１軸方向に沿って独立に移動させる１軸駆動手段を含む。

好ましくは、１軸駆動手段は、複数のＸ線検出器を所定の平面内で平行に移動させる。
好ましくは、Ｘ線出力制御手段は、複数の検出面について、Ｘ線が検査対象領域を透過して各検出面に対して入射するようにＸ線の放射の起点位置の各々を設定する起点設定手段を含み、Ｘ線出力手段は、各起点位置にＸ線源のＸ線焦点位置を移動させて、Ｘ線を発生させる。

好ましくは、Ｘ線出力手段は、撮像位置に配置されている複数のＸ線検出器のうち同時に露光状態となっている複数のＸ線検出器に対して、それぞれ対応する複数のＸ線焦点位置からＸ線を発生させ、Ｘ線出力手段からのＸ線が、同時に露光状態となっているＸ線検出器のそれぞれに対して、対応するＸ線焦点位置から検査対象領域を透過して各検出面に対して入射するＸ線は透過する一方、対応しないＸ線焦点位置からのＸ線は遮蔽する遮蔽部材とをさらに備える。

好ましくは、Ｘ線出力手段は、Ｘ線源の連続面であるターゲット面上に照射する電子ビームを偏向させることでＸ線源焦点位置を移動させ、Ｘ線出力制御手段は、同時に露光状態となっているＸ線検出器のそれぞれに対して、Ｘ線が時分割で入射するように、Ｘ線出力手段を制御する。

好ましくは、検出器駆動手段は、複数のＸ線検出器を所定の平面内で平行に移動させる平行駆動手段を含む。

好ましくは、検出器駆動手段は、複数のＸ線検出器を所定の２軸方向に沿ってそれぞれ独立移動させる２軸駆動手段を含む。

好ましくは、複数のＸ線検出器の検出面はそれぞれ矩形形状であり、検出器駆動手段は、複数のＸ線検出器の検出面の一方端が、各撮像位置においてＸ線出力手段に向かう方向と交わるように、複数のＸ線検出器を自転させる自転手段を含む。

好ましくは、画像再構成処理手は、反復的手法により検査対象領域の画像データを再構成する。

好ましくは、画像再構成処理手段は、解析的手法により検査対象領域の画像データを再構成する。

この発明の他の局面に従うと、対象物の検査対象領域を透過したＸ線を複数の検出面で受光することにより、検査対象領域の像の再構成処理を実行するためのＸ線検査装置であって、複数の検出面で撮像するための複数のＸ線検出器と、各Ｘ線検出器を所定の１軸方向に沿って移動させる検出器駆動手段と、検査対象領域を透過したＸ線が、それぞれ複数の撮像位置に移動した複数のＸ線検出器に入射するように対応させてＸ線を出力するＸ線出力手段と、Ｘ線検査装置の動作の制御を行う制御手段とを備え、制御手段は、各Ｘ線検出器の露光タイミングと、検出器駆動手段とを制御する画像取得制御手段と、Ｘ線出力手段を制御するためのＸ線出力制御手段と、複数の検出面で検出した、検査対象領域を透過したＸ線の強度分布のデータに基づき、検査対象領域の像データを再構成する画像再構成処理手段とを含む。

好ましくは、画像再構成処理手段は、反復的手法により検査対象領域の画像データを再構成する。

この発明のさらに他の局面に従うと、対象物の検査対象領域を透過したＸ線を複数の検出面にそれぞれ対応するＸ線検出器で受光することにより、検査対象領域の像の再構成処理を実行するためのＸ線検査方法であって、各Ｘ線検出器を対応する撮像位置に独立に移動させるステップと、検査対象領域を透過したＸ線が、それぞれ複数の撮像位置に移動した複数のＸ線検出器に入射するようにＸ線を出力するステップと、複数のＸ線検出器のうちの一部を複数の撮像位置のうちの第１の位置で露光させる処理と、一部とは異なる他の一部を複数の撮像位置のうちの第２の位置に移動させる処理とを並行して実行するステップと、複数の検出面で検出した、検査対象領域を透過したＸ線の強度分布のデータに基づき、検査対象領域の像データを再構成するステップとを備える。

好ましくは、並行して実行するステップは、１つの対象物の検査対象領域について、画像データの再構成に対して予め設定された個数の撮像位置での撮像を複数回に分けて行うために、複数のＸ線検出器のうちの一部について第１の位置のうち今回の撮像位置で露光させる処理および２回後の撮像に対応する撮像位置へ移動させる処理と、複数のＸ線検出器のうちの他の一部について第２の位置のうち次回の撮像に対応する撮像位置へ移動させる処理および次回の撮像位置で露光させる処理とを並行して交互に実行させるステップを含む。

好ましくは、Ｘ線を出力するステップは、Ｘ線源の連続面であるターゲット面上に照射する電子ビームを偏向させることでＸ線源焦点位置を移動させ、同時に露光状態となっているＸ線検出器のそれぞれに対して、Ｘ線が時分割で入射するように、Ｘ線を出力するステップを含む。

この発明のさらに他の局面に従うと、対象物の検査対象領域を透過したＸ線を複数の検出面にそれぞれ対応するＸ線検出器で受光することにより、検査対象領域の像の再構成処理を実行するためのＸ線検査方法であって、各Ｘ線検出器を所定の１軸方向に沿って対応する撮像位置に移動させるステップと、検査対象領域を透過したＸ線が、それぞれ複数の撮像位置に移動した複数のＸ線検出器に入射するようにＸ線を出力するステップと、複数の検出面で検出した、検査対象領域を透過したＸ線の強度分布のデータに基づき、検査対象領域の像データを再構成するステップとを備える。

好ましくは、１つの対象物の検査対象領域について、画像データの再構成に対して予め設定された個数の撮像位置での撮像を複数回に分けて行うために、複数のＸ線検出器のうちの一部について今回の撮像位置で露光させる処理および２回後の撮像に対応する撮像位置へ移動させる処理と、複数のＸ線検出器のうちの他の一部について次回の撮像に対応する撮像位置へ移動させる処理および次回の撮像位置で露光させる処理とを並行して交互に実行させるステップをさらに備える。

本発明に係るＸ線検査方法およびＸ線検査装置によれば、検査対象物の所定の検査エリアを選択的に高速に検査することができる。

または、本発明に係るＸ線検査方法およびＸ線検査装置によれば、可動部分を削減して、低コストで、保守性や信頼性に優れたＸ線検査を実行することが可能である。

または、本発明に係るＸ線検査方法およびＸ線検査装置によれば、高速に検査対象物の複数の部分を検査することが可能である。

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。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについては詳細な説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
（１．本発明の構成）
図１は、本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。

図１を参照して、本発明に係るＸ線検査装置１００について説明する。ただし、以下で記載されている構成、寸法、形状、その他の相対配置などは、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

Ｘ線検査装置１００は、中心軸を軸２１としてＸ線を出力する走査型Ｘ線源１０と、複数のＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎが取り付けられ、後に説明するように、各Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎを指定された位置に駆動するためのＸ線検出器駆動部２２とを備える。また、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎとの間には検査対象２０が配置される。さらに、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線検出器駆動部２２による各Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎの駆動やＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎからの画像データの取得を制御するための画像取得制御機構３０と、ユーザからの指示入力等を受け付けるための入力部４０と、測定結果等を外部に出力するための出力部５０とを備える。また、Ｘ線検査装置１００は、走査Ｘ線源制御機構６０と、演算部７０と、メモリ９０とをさらに備える。このような構成において、演算部７０は、メモリ９０に格納された図示しないプログラムを実行して各部を制御し、また、所定の演算処理を実施する。

走査型Ｘ線源１０は、走査Ｘ線源制御機構６０によって制御され、検査対象２０に対しＸ線を照射する。

図２は、走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。
図２を参照して、走査型Ｘ線源１０においては、電子ビーム制御部６２によって制御された電子銃１９から、タングステンなどのターゲット１１に対し電子ビーム１６が照射される。そして、電子ビーム１６がターゲットに衝突した場所（Ｘ線焦点位置１７）からＸ線１８が発生し、放射（出力）される。なお、電子ビーム系は、真空容器９の中に収められている。真空容器９の内部は、真空ポンプ１５によって真空に保たれており、電子銃１９から高圧電源１４によって加速された電子ビーム１６が発射される。

走査型Ｘ線源１０においては、電子ビーム１６は、電子線収束コイル１３により収束された後、偏向ヨーク１２によって電子ビーム１６を偏向することにより、電子ビーム１６がターゲット１１に衝突する場所を任意に変更することができる。たとえば、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ａはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ａからＸ線１８ａが出力される。また、同様に、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ｂはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ｂからＸ線１８ｂが出力される。なお、特に断らない場合は、本願発明において、走査型Ｘ線源１０は透過型である。また、後に説明するように、検査対象物の検査対象部分に応じて設定されるＸ線の放射の起点となるべき位置（以下、「Ｘ線の放射の起点位置」と呼ぶ）からＸ線を発生させるにあたり、その位置の設定の自由度を高めることができるよう、リング状ではなく、連続面のターゲットであることが望ましい。また、以下の説明では、特に位置を区別して記載しない場合は、総称として、単にＸ線焦点位置１７と示す。

なお、Ｘ線焦点位置を、上述したＸ線の放射の各起点位置に移動させるには、たとえば、Ｘ線源自体の位置を、その都度、機械的に移動させることも可能である。ただし、図２に示すような構成であれば、Ｘ線焦点位置を、Ｘ線の放射の起点位置に移動させるにあたり、一定の範囲内であれば、Ｘ線源を機械的に移動させることを必要とせず、保守性や信頼性に優れたＸ線検査装置を実現できる。なお、後に説明するように、Ｘ線源を複数個設けておき、起点位置に応じて、切り替えて使用することも可能である。

言い換えると、「Ｘ線の放射の起点位置」とは、撮像に使用するＸ線検出器２３．ｉ（ｉは、１〜Ｎのうちの特定された１つ）の空間的な位置と、検査対象２０の検査対象部の空間的な位置とが特定されれば、特定されうる空間的な位置のことを意味し、Ｘ線焦点位置とは、実際にＸ線が出力されるターゲット上の位置を意味する。したがって、「Ｘ線の放射の起点位置」にＸ線焦点位置をもってくるためには、走査型Ｘ線源による電子ビームの走査によることも可能であるし、あるいは、Ｘ線源そのものを機械的に移動させてもよい。

図１に戻って、走査Ｘ線源制御機構６０は、電子ビームの出力を制御する電子ビーム制御部６２を含む。電子ビーム制御部６２は、演算部７０から、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギー（管電圧、管電流）の指定をうける。Ｘ線エネルギーは、検査対象の構成によって異なる。

検査対象２０は、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３（以下、「Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎ」を総称するときは、「Ｘ線検出器２３」と呼ぶ）との間に配置される。検査対象２０の位置の移動にあたっては、Ｘ−Ｙ−Ｚステージで任意の位置に移動するようにしてもよいし、ベルトコンベアのように一方向に移動することにより検査のための位置に配置するようにしてもよい。なお、検査対象がプリント実装基板のように小さい場合、上述のように、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３とは固定で検査対象を移動させることとしてもよいものの、ガラス基板など検査対象が大面積で、検査対象側を任意に移動させることが困難な場合は、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との相対的な位置は固定したまま、走査型Ｘ線源１０およびＸ線検出器２３を移動させてもよい。

Ｘ線検出器２３は、走査型Ｘ線源１０から出力され、検査対象２０を透過したＸ線を検出して画像化する２次元Ｘ線検出器である。たとえば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、Ｉ．Ｉ．（Image Intensifier）管などである。本願発明では、Ｘ線検出器駆動部２２に複数のＸ線検出器を配置することから、スペース効率のよいＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）が望ましい。また、インライン検査で使うことができるように高感度であることが望ましく、ＣｄＴｅを使った直接変換方式のＦＰＤであることが特に望ましい。

Ｘ線検出器駆動部２２の構成の詳細については、後述する。
画像取得制御機構３０は、演算部７０より指定された位置にＸ線検出器２３を移動させるようにＸ線検出器駆動部２２を制御するための検出器駆動制御部３２と、演算部７０から指定されたＸ線検出器２３の画像データを取得するための画像データ取得部３４とを含む。なお、演算部７０から画像データを取得するものとして同時に指定されるＸ線検出器は、後に説明するように撮像の状況により、１個の場合と複数とがありうる。

Ｘ線検出器駆動部２２により駆動されたＸ線検出器２３の位置は位置センサ（図示しない）によって知ることができ、検出器駆動制御部３２を介して演算部７０に取り込むことができる。

また、Ｘ線検出器駆動部２２は、拡大率を調整するために上下に昇降できることが望ましい。この場合、Ｘ線検出器駆動部２２の上下方向の位置をセンサ（図示しない）により知ることができ、検出器駆動制御部３２を介して演算部７０に取り込むことができる。

入力部４０は、ユーザの入力を受け付けるための操作入力機器である。
出力部５０は、演算部７０で構成されたＸ線画像等を表示するためのディスプレイである。

すなわち、ユーザは、入力部４０を介して様々な入力を実行することができ、演算部７０の処理によって得られる種々の演算結果が出力部５０に表示される。出力部５０に表示される画像は、ユーザによる目視の良否判定のために出力されてもよいし、あるいは、後で説明する良否判定部７８の良否判定結果として出力されてもよい。

演算部７０は、走査Ｘ線源制御部７２と、画像取得制御部７４と、３Ｄ画像再構成部７６と、良否判定部７８と、検査対象位置制御部８０と、Ｘ線焦点位置計算部８２と、撮像条件設定部８４とを含む。

走査Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギーを決定し、走査Ｘ線源制御機構６０に指令を送る。

画像取得制御部７４は、Ｘ線検出器駆動部２２により指定位置まで駆動されるＸ線検出器２３のうち、画像を取得するＸ線検出器２３を決定し、画像取得制御機構３０に指令を送る。また、画像取得制御機構３０から、画像データを取得する。

３Ｄ画像再構成部７６は、画像取得制御部７４により取得された複数の画像データから３次元データを再構成する。

良否判定部７８は、３Ｄ画像再構成部７６により再構成された３Ｄの画像データあるいは、透視データをもとに検査対象の良否を判定する。たとえば、半田ボールの形状を認識し、当該形状が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する等により良否判定を行なう。なお、良否判定を行なうアルゴリズム、あるいは、アルゴリズムへの入力情報は、検査対象によって異なるため撮像条件情報９４から入手する。

検査対称位置制御部８０は、検査対象２０を移動させる機構（図示しない）、たとえば、ステージを制御する。

Ｘ線焦点位置計算部８２は、検査対象物２０のある検査エリアを検査する際に、その検査エリアに対するＸ線焦点位置や照射角などを計算する。なお、詳細は後述する。

撮像条件設定部８４は、検査対象２０に応じて、走査型Ｘ線源１０からＸ線を出力する際の条件を設定する。たとえば、Ｘ線源に対する印加電圧、撮像時間等である。

メモリ９０は、Ｘ線焦点位置計算部８２によって計算されたＸ線焦点位置が格納されるＸ線焦点位置情報９２と、撮像条件設定部８４によって設定された撮像条件や、良否判定を行なうアルゴリズムに関する情報などが格納される撮像条件情報９４の他、上述した演算部７０が実行する各機能を実現するためのプログラムとを含む。なお、メモリ９０は、データを蓄積することができればよく、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置により構成される。
（Ｘ線検出器駆動部２２の構成１：検出器独立移動のための構成）
Ｘ線検査装置１００においては、（Ｘ線検出器数）＜＜（再構成に必要な撮像枚数）である。これは、通常は、ＦＰＤに要するコストの観点から、必要な撮像枚数分の検出器を一度に設けるのが現実的ではないからである。したがって、Ｘ線検出器数をこえる撮像を行う時点で、（Ｘ線検出器）/（Ｘ線源（Ｘ線源））/（検査対象をのせたステージ）を機械的に移動させる必要があり、このような機械的な移動中は撮像処理を行うことができない。

以下に説明するように実施の形態１に係るＸ線検査装置１００は、システム全体の高速化に寄与しないこの空き時間の削減を可能とする。
（機械的な移動による撮像処理時間のロスの問題点）
以下では、実施の形態１に係るＸ線検査装置１００の構成および動作を説明する前提として、他のＸ線検査装置として想定可能な構成において、撮像系または検査対象の機械的な移動を可能とする移動機構部分の構成の概略とその問題点について、説明しておく。

図３は、第１の移動機構の例を示す概念図である。図３においては、Ｘ線源（Ｘ線源）とＸ線検出器が固定で、視野が機械的に移動（回転）することで、再構成に必要な複数の撮像枚数を得る。

図４は、第２の移動機構の例を示す概念図である。図４においては、Ｘ線検出器を機械的にＸ−Ｙ面内で平行移動し、かつθ方向に回転するとともに、視野（検査対象の検査部分）もＸ−Ｙ面内で平行移動することで再構成に必要な複数の撮像枚数を得る。

図５は、第３の移動機構の例を示す概念図である。図５においては、Ｘ線検出器を機械的にθ方向に回転するとともに、視野（検査対象の検査部分）もＸ−Ｙ面内で平行移動することで再構成に必要な複数の撮像枚数を得る。

以下に詳しく説明するように、上記図３〜図５のいずれの場合も複数の撮像データを得るためには、撮像系または検査対象の機械的な移動が発生し、この移動中は撮像を行うことができないため、この移動時間がシステムの高速化を妨げる。

図６は、図３〜図５のいずれかの移動機構を再構成画像検査のための検査全体のフローチャートを示す図である。

図６を参照して、まず、処理が開始されると（Ｓ１００）、検査対象の検査部分（視野）を撮像可能な位置に移動する（Ｓ１０２）。すなわち、透視画像の撮像するために、検査対象をのせたステージとＸ線検出器を所定の位置に移動する。

その上で、透視画像の撮像を行い（Ｓ１０４）、透視画像を検査して、取得した透視画像から検査対象の視野(透視画像で撮像されている範囲)の良否判定を行う（Ｓ１０６）。

続いて、再構成画像による検査が必要か否かを判断する（Ｓ１０８）。
再構成画像による検査が必要ない場合には、検査は終了する（Ｓ１１８）。

一方、再構成画像による検査が必要な場合は、続いて、１つの視野についてのＣＴ撮像を行う（Ｓ１１０）。ＣＴ撮像においては、検査対象内の視野(再構成領域もしくは、上記の透視画像撮像範囲と同様の領域)を複数の方向から撮像する。

次に、複数方向の撮像画像から再構成画像を生成する（Ｓ１１２）。続けて、再構成画像による良否判定を行う（Ｓ１１４）。

さらに、全視野の検査を終了したか否かが判断され（Ｓ１１６）、終了していない場合は、処理は、ステップＳ１０２に復帰する。一方で、全視野について検査が終了していれば、本検査は終了する（Ｓ１１８）。

図７は、図６で説明したフローチャートに従う検査全体のタイミングチャートである。
以下の説明では、検査対象をＭ個(例えば、４個)の視野に分割し、ＣＴ撮像としてＮ枚の撮像を行うとする。記号の定義は以下に示す。

このとき、検査対象全体を撮像する時間をTiとし、１つの視野を撮像する時間をTvとし、機械的な移動(ステージ・Ｘ線検出器等の移動)に要する時間をTmとし、撮像(Ｘ線検出器の露光)時間をTsとする。

図７に示すように、検査対象全体のＣＴ撮像時間Tiは、Ｍ個の視野を撮像し、(Ｍ−１)回の機械的な移動時間Ｔｅ（視野の移動時間）の合計であるから、以下の式（１３）で表される。

Ti = ＭTv + (Ｍ−１)Te …（１３）
図８は、図６で説明した１視野のＣＴ撮像の処理を示すフローチャートである。

図８を参照して、１視野のＣＴ撮像が開始されると（Ｓ２００）、まず、撮像系および／または検査対象を現在の視野についての撮像位置に移動する（Ｓ２０２）。撮像位置は、ＣＡＤデータ等の設計情報から自動的に算出することができる。検査対象はステージに乗っているため、ステージの移動または回転とともに視野を移動することが可能である。

次に、検査対象の視野部分を撮像する（Ｓ２０４）。検査対象の撮像データは、Ｘ線源からＸ線を照射し、Ｘ線検出器を露光することで得られる。露光時間は、検査対象のサイズや、Ｘ線源の発生するＸ線の強度から予め決めておくことが可能である。

続いて、Ｘ線検出器で撮像した画像データを演算部に転送する（Ｓ２０６）。すなわち、撮像画像データを再構成するために、再構成処理を行う演算部に転送する。

さらに、続いて、規定枚数撮像したかが判断される（Ｓ２０８）。規定枚数は検査をする前にＣＡＤデータ等の設計情報から決めてもよいし、作業者が目視により判断してもよい。規定枚数に達した場合は、ＣＴ撮像を終了し（Ｓ２１０）、画像再構成処理（図６のＳ１１２）を行う。一方、規定枚数に達していない場合は、処理はステップＳ２０２に復帰して、次の撮像位置から視野を撮像するために、再び、撮像系および／または検査対象を移動する。

図９は、図８で説明した１視野のＣＴ撮像の処理において、複数方向で撮像を行なう処理のタイミングチャートである。

ここでは、たとえば、図５に示すような構成において、１つの円回転機構に取り付けられたＸ線検出器がＳ個存在し、これが検出器回転機構により一体的に回転するものとする。ただし、１回の撮像では、１つのＸ線検出器ごとに撮像が行なわれるものとする。

このとき、図９に示すように、Ｘ線検出器による１視野のＣＴ撮像時間Tvは、Ｎ回の撮像時間Ts（図中、Ｓ１，Ｓ２，…，ＳＮで示す）と、必要な機械的な移動時間の合計であるから、たとえば、以下の式（１４）で表される。

検出器がＳ枚の場合： Tv = ＮTs＋(N/S-1)Tm
検出器が１枚の場合： Tv = ＮTs＋(N-1)Tm …（１４）
なお、この時、撮像画像のデータ転送は機械的な移動と同時に行うとした。たとえば、１つの検出器を用いて１６枚撮像したい場合は、Tv=１６Ts+１５Tmとなる。
（実施の形態１のＸ線検査装置１００の構成および動作）
以下、実施の形態１のＸ線検査装置１００の構成および動作について説明する。

実施の形態１のＸ線検査装置１００では、以下に説明するように、視野は、（撮像時に）機械的に移動しない。従って、複数の角度の撮像データを得るためには、Ｘ線焦点位置とＸ線検出器位置を変える必要がある。

Ｘ線焦点位置の高速移動には、走査型Ｘ線源を用いる。なお、後に変形例で説明するように、複数の焦点固定型Ｘ線源を用いてもよい。Ｘ線検出器２３の位置移動については、下記の構成を用いる。

１）Ｘ線検出器２３を少なくとも２つ以上設け、かつ、独立に移動可能なようにＸ線検出器駆動部２２を構成する。

２）Ｘ線検出器２３．１での撮像中に、他のＸ線検出器２３．２を撮像準備のために所定の位置に移動させる。

以上により、撮像を行う際には、Ｘ線検出器２３．２が所定の位置に移動済であるので、Ｘ線焦点位置を高速に移動させることにより、機械的な移動の無駄時間を削減することが可能となる。

図１０は、実施の形態１のＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付しており、かつ、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係のある部分のうち説明に必要な部分を抜き出して記載している。

図１０を参照して、Ｘ線検出器駆動部２２は、Ｘ線検出器２３．１および２３．２をそれぞれ、ＸＹθの自由度で駆動可能なＸＹθ動作機構となっており、Ｘ線源１０としては、走査型Ｘ線源が用いられている。

図１０にしめした構成では、検査対象の位置を動かすために、検査対象位置駆動機構（たとえば、Ｘ−Ｙステージ）と、検査対象位置制御部８０とが設けられている。

また、図１０においては、２つの独立に移動可能なＸ線検出器を使用しているが、Ｘ線検出器が２つ以上設けられていてもよい。

Ｘ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２は、独立にＸ-Ｙ-θ動作が可能である。なお、後に説明するように、Ｘ線検出器２３の駆動の仕方によって、θ回転の機構は必ずしも設けられていなくてもかまわない。

Ｘ線検出器駆動部２２は、直交タイプの２軸のロボットアーム２２．１と回転軸を持った検出器支持部２２．２とを備え、Ｘ線検出器２３の移動・回転を行う。ただし、このようなＸ−Ｙ方向の移動またはＸ−Ｙ平面内でのθ回転を可能とする構成であり、Ｘ線検出器２３の移動に対して同様の機能を持つものであれば、これ以外の機構を用いることも可能である。

また、検査対象の視野は、演算部７０内の検査対象位置制御部８０に制御される検査対象位置駆動機構により、上記Ｘ線検出器２３．１または２３．２とは独立にＸ−Ｙ動作が可能である。さらに、上述のとおり、Ｘ線源１０の走査型Ｘ線源は、Ｘ線焦点位置１７をＸ線ターゲット上の任意の位置へ高速に移動させることが可能である。

演算部７０は、検出器駆動制御部３２、画像データ取得部（Ｘ線検出器コントローラ）３４、走査Ｘ線源制御機構６０に命令を送り、後に説明するような検査処理のためのフローチャートで示されるプログラムを実行する。また、入力部４０からの入力によって検査装置の動作を制御し、各部の状態、または検査結果を出力部５０より出力することができる。

検査対象位置制御機構は、アクチュエータと検査対象を固定する機構とを備え、検査対象位置制御部８０からの命令によって検査対象を移動させる。

Ｘ線検出器駆動部２２は、直交タイプの２軸のロボットアーム２２．１と回転軸を持った検出器支持部２２．２とを備え、検出器駆動制御部３２を通して、演算部７０からの命令によってＸ線検出器２３を指定された位置に移動させる。また、検出器駆動制御部３２は、その時点でのＸ線検出器２３の位置情報を演算部７０に送る。

演算部７０は、検出器駆動制御部３２を通した命令により指示されるタイミングでＸ線透視画像の取得と撮像データの転送を行う。

Ｘ線源１０は、走査Ｘ線源制御機構６０を通した演算部７０からの命令に従って、電子線を発生させ、電子線収束コイル１３および偏向ヨーク１２とによってターゲット上の指定された位置に電子線を収束させ、Ｘ線焦点１７を高速に移動させる。

図１１は、図１０に示したＸ線検査装置１００の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図として示す図である。

図１１（ａ）に示す動作例１は、図１０に示した構成を上から見たものであり、１６枚のＸ線透視画像を等角度から撮像することを想定した動作例１を示すものである。動作例１はＦｅｌｄｋａｍｐらよる方法に代表される解析的手法を用いるのに適している。それは、上述したように、通常、解析的手法では投影データにフィルタリング処理を行うが、フィルタリング方向はＸ線の透過経路の方向に対し垂直方向が望ましいとされている。そのため、解析的手法を用いるためには、Ｘ線検出器をＸ線の透過経路に対し垂直、つまりＸ線検出器を視野に向かって撮像するのが好ましいからである。

図１１（ｂ）に動作例２は、反復的手法やトモシンセシス等の再構成手法を用いるのに適している。反復的手法やトモシンセシスはＸ線検出器の向きに関係なく再構成を行うことができるためである。この動作の場合、Ｘ線検出器を自転する必要がないため、Ｘ線検出器駆動機構をさらに簡略化でき、Ｘ線検出器駆動部２２の機構の高速化、保守性の向上を図ることができる。

図１１に示した動作例（移動軌跡）について、さらに詳しく説明すると、以下のとおりである。

Ｘ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２とが独立に動作できる範囲は分かれている。
図１１中の位置Ａ１，Ｂ１はそれぞれＸ線検出器２３．１および２３．２の初期位置とする。位置Ａ１〜Ａ８、位置Ｂ１〜Ｂ８はそれぞれ画像再構成に必要な透視画像を取得するＸ線検出器２３．１および２３．２の位置とする。

図１１に示した動作例では、Ｘ線検出器２３．１および２３．２は、撮像系の原点を中心とした一定距離で移動する。その結果、撮像系を上から見た場合、それぞれ半円の軌跡を持つ。

位置ａ１、ａ２、ａ３、ｂ１、ｂ２はＸ線ターゲット上の焦点位置であり、それぞれＸ線検出器位置Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２と視野を結ぶ直線状に位置している。

撮像を開始するとき、Ｘ線検出器２３．１および２３．２はそれぞれ位置Ａ１、Ｂ１で静止しているものとする。

ｉ）Ｘ線焦点位置ａ１からＸ線を発生させ、Ｘ線検出器２３．１（位置Ａ１)で撮像をおこなう。

ｉｉ）次いでＸ線焦点位置ｂ１からＸ線を発生させ、Ｘ線検出器２３．２（位置Ｂ１）で撮像を開始する。位置Ｂ１での撮像中に、Ｘ線検出器２３．１があらかじめ決められた位置Ａ２に移動を開始する。

ｉｉｉ）Ｘ線検出器２３．２（位置Ｂ１）での撮像とＸ線検出器２３．１の移動が完了すると、直ちにＸ線の焦点位置を位置Ａ２に移動させ、Ｘ線検出器２３．１（位置Ａ２）で撮像をおこなう。この撮像中に、Ｘ線検出器２３．２はあらかじめ決められた位置Ｂ２へ移動する。

以上を繰り返すことで、Ｘ線検出器の移動時間に伴うＸ線源の休止時間を削減して画像再構成に必要な撮像枚数を得ることができる。

図１２は、実施の形態１のＸ線検査装置１００による再構成画像検査のための検査全体のフローチャートを示す図である。

図１２を参照して、まず、処理が開始されると（Ｓ３００）、演算部７０の検査対象位置制御部８０からの命令により、検査対象位置制御機構は、検査対象の検査部分（視野）を撮像可能な位置に移動する（Ｓ３０２）。すなわち、透視画像を撮像するために、検査対象をのせたステージとＸ線検出器を所定の位置に移動する。通常、検査においては、検査位置の特定のために光学カメラ（図示せず）が搭載されているため、光学カメラの画像をもとに位置を決めることが可能である。その他の方法として、検査対象のＣＡＤデータをもとに自動的に決めてもよいし、作業者が目視で行ってもよい。

その上で、まずは、透視画像の撮像を行い（Ｓ３０４）、演算部７０の良否判定部７８は、透視画像を検査して、取得した透視画像から検査対象の視野(透視画像で撮像されている範囲)の良否判定を行う（Ｓ３０６）。良否判定手法は、様々な手法が提案されており、公知のためここでは詳細を記述しない。例えば、もっとも基本的な検査としては、透視画像を一定の値で２値化し、ＣＡＤデータ等の設計情報と比較し、透視画像上の所定の位置に部品があるかないかを面積により判断する。

続いて、演算部７０は、再構成画像による検査が必要か否かを判断する（Ｓ３０８）。判断の基準は、ＣＡＤデータ等の設計情報をもとに予め設定しておくことができるし、透視画像の良否判定結果から判断することも可能である。例えば、実装基板の検査において、片面にのみ部品が実装されている場合、透視画像で良否判定することが可能なため再構成画像による良否判定を行う必要がない場合もある。

演算部７０は、再構成画像による検査が必要ない場合には、検査を終了させる（Ｓ３１８）。

一方、演算部７０は、再構成画像による検査が必要な場合は、続いて、１つの視野についてのＣＴ撮像を行わせる（Ｓ３１０）。ＣＴ撮像においては、検査対象内の視野(再構成領域もしくは、上記の透視画像撮像範囲と同様の領域)を複数の方向から撮像する。ＣＴ撮像の詳しい説明は、後述する。

次に、演算部７０の３Ｄ画像再構成部７６は、複数方向の撮像画像から再構成画像を生成する（Ｓ３１２）。再構成処理は、様々な方法が提案されており、たとえば、上述したＦｅｌｄｋａｍｐ法を用いることができる。

続けて、演算部７０の良否判定部７８は、再構成画像による良否判定を行う（Ｓ３１４）。良否判定の方法は、３次元データを直接用いる方法や２次元データ(断層画像)、１次元データ(プロファイル)を用いる等の方法が考えられる。これらの良否判定手法は周知であるため検査項目に適した良否判定手法を用いればよく、ここでは詳細の説明は繰り返さない。以下に、良否判定の１例について説明する。まず、３次元再構成画像に一定の値で２値化する。ＣＡＤデータ等の設計情報から、再構成画像内で部品（たとえば、ＢＧＡの半田ボール）のある位置を特定する。２値化画像から部品のある位置に隣接した画素の体積を計算し、部品のあるなしを判断することができる。

さらに、演算部７０は、全視野の検査を終了したか否かを判断し（Ｓ３１６）、終了していない場合は、処理を、ステップＳ１０２に復帰させる。一方で、演算部７０は、全視野について検査が終了していれば、本検査を終了させる（Ｓ３１８）。

なお、図１２中では、透視画像と再構成画像で検査を行っているが、透視画像による検査を行わずに、再構成画像による検査のみを行うことも可能である。ただし、通常、再構成処理は比較的時間がかかるため、再構成画像による検査の前に、透視画像で良否判定をすることで全体の検査時間を短くすることができる。

図１３は、図１２に説明したステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像のフローチャートを示す図である。

また、図１４は、図１３に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。

なお、図１３において、フローチャートが３つに分岐した部分については、左の行はＸ線源の動作、中央の行はＸ線検出器23.1の動作、右の行はＸ線検出器23.2の動作を表しており、横方向に並んだ処理は同時におこなわれていることをあらわす。

以下、図１３および図１４を参照して、まず、１視野のＣＴ撮像処理が開始されると（Ｓ４００）、演算部７０は、検査したい視野を適切な位置に移動させるために検査対象を移動させる。さらに、演算部７０は、Ｘ線検出器２３も、初期位置に、移動しておく。Ｘ線検出器２３の位置や検査対象の位置の位置は、Ｘ線検出器駆動部２２や検査対象位置駆動機構（たとえば、Ｘ−Ｙステージ）に搭載されているエンコーダを用いて設定してもよいし、汎用的な検出器(レーザー変位計等)を用いて、設定してもよい。

続いて、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．１に対応する位置に移動してＸ線を照射し（Ｓ４０２）、Ｘ線検出器２３．１で撮像する（Ｓ４１２）。Ｘ線焦点位置の設定は上記の方法でよい。撮像時間(検出器の露光時間)は予め設定しておいてもよいし、ユーザが目視により所望の時間に設定することもできる。並行して、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．２を次の撮像位置に移動させるとともに、Ｘ線検出器２３．１による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、たとえば、メモリ９０に転送する（Ｓ４２２）。

次に、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．２に対応する位置に移動してＸ線を照射し（Ｓ４０４）、Ｘ線検出器２３．２で撮像する（Ｓ４２４）。並行して、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１を次の撮像位置に移動させるとともに、Ｘ線検出器２３．２による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、メモリ９０に転送する（Ｓ４１４）。

続いて、演算部７０は、撮像が規定枚数に達したかを判定する（Ｓ４３０）。画像再構成のための規定枚数に達していなければ、演算部７０は、処理をステップＳ４０２，４１２，４２２に復帰する。一方、規定枚数に達していれば、演算部７０は、１視野のＣＴ撮像処理を終了し（Ｓ４３２）、処理をステップＳ３１２に移行させる。

なお、フローチャート上では、データ転送後に規定枚数撮像したかの判断を行っているが、データ転送と同時に撮像枚数の判断を行うのが好ましい。なぜならば、データ転送には、たとえば、２００ｍｓ程度の時間がかかるため、次の撮像位置への移動が遅くなる。そのため、撮像する度に遅延が発生することになってしまう。この遅延時間を短縮し高速化を図るために、データ転送と行うと同時に、規定枚数の判断と検査対象・Ｘ線検出器の移動を行うことが好ましい。

さらに、図１４に示すように、実施の形態１の撮像方式を用いた場合、１視野の撮像時間は、以下の式（１５）および式（１６）で表すことができる。

Ts > Tm の場合： Tv = NTs …（１５）
Ts < Tm の場合： Tv = Ts ＋(N - 1)Tm …（１６）
なお、各記号の意味は以下のとおりである
N ：撮像枚数（Ｘ線検出器の数の整数倍）
Tv：１つの視野を撮像する時間
Tm：移動機構(ステージ・Ｘ線検出器)が移動する時間
Ts：撮像(Ｘ線検出器の露光)時間
なお、撮像枚数Ｎについては、以後の説明のわかりやすさのためにＸ線検出器の数の整数倍としているが、必ずしも整数倍に限定されるわけではない。

図１４では、Ts < Tm の場合を示している。
画像の再構成に必要な透視画像の撮像枚数を１６枚と仮定し、実施の形態１の撮像方式を用いたとき、再構成に必要な枚数＝１６枚の画像を得るためにかかる時間は、Ts>Tmの場合には１６Ts、Ts<tmの場合にはＴｓ＋１５Ｔｍとなり、どちらの場合でも、図９で説明した方式を用いて１つの検出器を使用した場合の（１６Ts+１５Tm）と比較して撮像時間を短縮することが可能である。

なお、Ｘ線源のＸ線の強度が向上、Ｘ線検出器の高感度化が進展すると、撮像に必要なＸ線検出器の露光時間が短くなる。従って、あるＸ線検出器撮像中に、別のＸ線検出器を所定の撮像位置に移動させるためには、高速なメカ機構が必要となり、場合によっては、あるＸ線検出器の撮像が終わっても、Ｘ線検出器の移動が完了していない場合がある。

しかし、いずれにしても、あるＸ線検出器撮像処理中に、別のＸ線検出器を所定の撮像位置に移動処理または当該移動させるＸ線検出器の撮像データの転送処理を並行して行うことで、全体としての処理時間を短縮できる。また、このような並行処理を１視野分の処理全体で繰り返し実行することで、１視野分の処理時間を短縮できる。

［実施の形態１の変形例］
図１５は、実施の形態１の変形例のＸ線検査装置１０２の構成を説明する図である。Ｘ線検査装置１０２は、直線移動型のＸ線検出器とＸ線源１０として走査型Ｘ線源とを用いている。

すなわち、Ｘ線検査装置１０２において、３つのＸ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、それぞれ独立にＹ移動およびθ回転可能である。図１５では、Ｘ線検出器支持部２２．３が自転可能、かつ、レール状をＹ方向に移動可能なＸ線検出器駆動部２２の動作機構を示している。ただし、同様の機能を持つものであれば、図１５に示す以外の機構でも問題ない。また、後に説明するように、自転機構は必須ではない。

Ｘ線源１０である走査型Ｘ線源は、Ｘ線焦点位置をＸ線ターゲット上の任意の位置へ高速に移動させることができる。

その他、図１、図１０と同一部分には、同一符号を付している。また、図１５においても、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係のある部分のうち説明に必要な部分を抜き出して記載している。

図１５においては、３つの独立に移動可能なＸ線検出器を使用しているが、Ｘ線検出器の個数としては、２個以上であればよい。なお、Ｘ線検出器の個数が奇数の場合には、以下に説明する利点があるので、Ｘ線検出器が３つ以上の奇数個設けられていることがより望ましい。すなわち、奇数個Ｘ線検出器を設けることにより、真ん中のレール上を移動するＸ線検出器で、検査対象を真上から撮像することが可能となる。これは、たとえば、図１２で説明したフローチャートに従って動作する場合に、透視画像を撮影するのに好適である。ただし、検出器の個数と移動機構の個数を最低限に抑えるという点で、コストの観点からは、３個が望ましい。

図１５に示した構成においては、Ｘ線検出器駆動部２２は、レール状をＹ方向にＸ線検出器を移動可能であり自転軸について自転可能な検出器支持部２２．３を備え、Ｘ線検出器２３の移動・回転を行う。

また、図１０に示した構成と同様に、検査対象の視野は、演算部７０内の検査対象位置制御部８０に制御される検査対象位置駆動機構（検査対象が乗っているＸ−Ｙステージ等）により、検査対象の視野は、上記Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３とは独立にＸ−Ｙ動作が可能である。さらに、上述のとおり、Ｘ線源１０の走査型Ｘ線源は、Ｘ線焦点位置１７をＸ線ターゲット上の任意の位置へ高速に移動させることが可能である。

Ｘ線検出器駆動部２２は、検出器駆動制御部３２を通して、演算部７０からの命令によってＸ線検出器２３を指定された位置に移動させる。また、検出器駆動制御部３２は、その時点でのＸ線検出器２３の位置情報を演算部７０に送る。

図１６は、図１５に示したＸ線検査装置１０２の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図として示す図である。

図１６に示す動作例１は、図１５の構成を上から見たものであり、１８枚のＸ線透視画像を異なる角度から撮像することを想定した動作例である。

図１６においては、上述のとおり、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、それぞれレール上を直線的に移動できる機構を有する。さらに、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、それぞれＸ線検出器の中心を中心として自転することができる回転機構を有する。

Ｘ線源１０は、走査型Ｘ線源である。また、Ｘ線検出器２３の撮像位置は、図１６の配置に限定されるものではなく、等間隔の角度になるようにしてもよい。さらに、撮像枚数は１８枚に限定されるものではなく、検査可能な撮像枚数を指定すればよい。撮像枚数の指定は、ＣＡＤデータ等の設計情報から計算してもよいし、作業者が目視で決めてもよい。

図１６において、位置Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ1〜Ｃ６は、それぞれ画像再構成に必要な透視画像を取得するＸ線検出器２３．１，２３．２および２３．３の位置である。位置に付された１〜６の番号は撮像する順番を意味しており、最初はＡ１の位置で撮像し、最後にＡ６の位置で撮像する。

また、位置ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２はＸ線ターゲット上の焦点位置であり、Ｘ線検出器位置が、それぞれ、位置Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２にある時に対応する。

図１６の動作例１はＦｅｌｄｋａｍｐの方法に代表される解析的手法を用いるのに適している。図１１（ａ）の場合と同様に、通常、解析的手法では投影データにフィルタリング処理を行うが、フィルタリング方向はＸ線の透過経路の方向に対し垂直方向が望ましいとされている。そのため、解析的手法を用いるためには、Ｘ線検出器をＸ線の透過経路に対し垂直、つまりＸ線検出器を視野に向かって撮像するのが好ましいからである。

図１７は、図１５に示したＸ線検査装置１０２の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との他の移動軌跡を上面図として示す図である。

図１７に示す動作例２では、Ｘ線検出器２３は、自転をせず、Ｘ−Ｙ平面内を平行に移動している。このような動作例２は、反復的手法やトモシンセシス等の再構成手法を用いるのに適している。反復的手法やトモシンセシスはＸ線検出器の向きに関係なく再構成を行うことができるためである。

この動作の場合、Ｘ線検出器を自転する必要がないため、Ｘ線検出器駆動機構をさらに簡略化でき、メカ機構の高速化、保守性の向上を図ることができる。

図１８は、図１６または図１７のように、Ｘ線検出器２３を移動させて検査する際の検査のフローチャートを示す図である。

検査全体のフローは、図１２に示したものと同様であるので、図１８では、図１２のステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像の部分を示す。

図１２に説明したステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像のフローチャートを示す図である。なお、図１８フローチャートの４つに分岐した部分について、一番左の行はＸ線源の動作、中央左よりの行はＸ線検出器２３．１の動作、中央右よりの行はＸ線検出器２３．２の動作、一番右の行はＸ線検出器２３．３の動作を表しており、横方向に並んだ処理は同時におこなわれていることをあらわす。

また、図１９は、図１８に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、図１８および図１９を参照して、まず、１視野のＣＴ撮像処理が開始されると（Ｓ５００）、演算部７０は、検査したい視野を適切な位置に移動させるために検査対象を移動させる。さらに、演算部７０は、Ｘ線検出器２３も、初期位置に、移動しておく。Ｘ線検出器２３の位置や検査対象の位置の位置は、Ｘ線検出器駆動部２２や検査対象位置駆動機構（たとえば、Ｘ−Ｙステージ）に搭載されているエンコーダを用いて設定してもよいし、汎用的な検出器(レーザー変位計等)を用いて、設定してもよい。

したがって、図１９のタイミングチャートにおいては、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、それぞれ、初期位置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１にある状態からスタートするものとする。

続いて、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．１に対応する位置に移動してＸ線を照射し（Ｓ５０２）、Ｘ線検出器２３．１で撮像する（Ｓ５１２）。Ｘ線焦点位置の設定は上記の方法でよい。撮像時間(Ｘ線検出器の露光時間)の設定は、実施の形態１と同様である。

次に、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．１を３回後に撮像する位置まで移動させるとともに、Ｘ線検出器２３．１による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、たとえば、メモリ９０に転送する（Ｓ５１４）。

並行して、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．２に対応する位置に移動してＸ線を照射し（Ｓ５０４）、Ｘ線検出器２３．２で撮像する（Ｓ５２４）。次に、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．２をさらに３回後に撮像する位置まで移動させるとともに、Ｘ線検出器２３．２による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、たとえば、メモリ９０に転送する（Ｓ５２６）。

並行して、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．３に対応する位置に移動してＸ線を照射し（Ｓ５０６）、Ｘ線検出器２３．３で撮像する（Ｓ５３４）。

演算部７０は、撮像が規定枚数に達しているか否かを判断し（Ｓ５４０）、達していなければ、処理をステップＳ５３２に復帰させる。

次に、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．３をさらに３回後に撮像する位置まで移動させるとともに、Ｘ線検出器２３．３による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、メモリ９０に転送する（Ｓ５３２）。

以下、同様にして、規定枚数の撮像が終了するまで、処理が繰り返される。
さらに、最後に、Ｘ線検出器２３．３での撮像が終了すると、Ｘ線検出器２３．３による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、メモリ９０に転送する（Ｓ５１４）。

演算部７０は、撮像した枚数が、規定枚数に達していれば、演算部７０は、１視野のＣＴ撮像処理を終了し（Ｓ５４２）、処理をステップＳ３１２に移行させる。

なお、図１８のフローチャート上では、フローの説明の便宜上、演算部７０は、データ転送後に規定枚数撮像したかの判断を行っているように記載しているが、実際には、データ転送と同時に撮像枚数の判断を行っている。

また、図１９のタイミングチャートに示されるように、撮像時間と検出器の移動にかかる時間をそれぞれTs、Tmとすると、以下のようになる。

２Ｔｓ＝＞Ｔｍの時：Ｔｖ＝ＮＴｓ
２Ｔｓ＜Ｔｍの時：Ｔｖ＝（Ｎ／３−１）（Ｔｓ＋Ｔｍ）＋３Ｔｓ
なお、各記号の意味は以下のとおりである
N ：撮像枚数（Ｘ線検出器の数の整数倍）
Tv：１つの視野を撮像する時間
Tm：移動機構(ステージ・Ｘ線検出器)が移動する時間
Ts：撮像(Ｘ線検出器の露光)時間
なお、撮像枚数Ｎについては、以後の説明のわかりやすさのためにＸ線検出器の数の整数倍としているが、必ずしも整数倍に限定されるわけではない。

ここで、画像の再構成に必要な透視画像の撮像枚数を１８枚と仮定し、図１５に示したＸ線検査装置１０２の撮像方式（３つのＸ線検出器を交互に使用）を用いたとき、再構成に必要な枚数の１８枚の画像を得るためにかかる時間は、2Ts>Tmの場合には18Ts、2Ts<tmの場合には8ts+5tmとなり、どちらの場合でも、１つの検出器を使用した場合の（１６Ts+１５Tm）と比較して撮像時間を短縮することが可能である。さらに、図９に示した方式において、３つのＸ線検出器を用いた場合のTv = ＮTs＋(N/S-1)Tm= 18Ts+5Tm よりも高速である。

実施の形態１の変形例では、実施の形態１と同様に、撮像時間の短縮にあたり、大きく重いＸ線源ではなく、比較的に高速に移動可能な、Ｘ線検出器と検査対象とを移動させる。さらに、各構成要素の移動を直線という簡素な機械的機構にすることで、Ｘ線検出器が所定位置まで移動する距離が短くなる上、移動速度が大きくなるため、機械的な移動時間が短縮され、高速な検査を実現することが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態１の変形例のＸ線検査装置１０２は、直線移動型のＸ線検出器とＸ線源１０として走査型Ｘ線源とを用いる構成であった。

実施の形態２のＸ線検査装置１０４は、Ｘ線源１０として走査型Ｘ線源の代わりに、複数の固定焦点型のＸ線源を用いる。

図２０は、このような実施の形態２のＸ線検査装置１０４の構成を説明する図である。
Ｘ線検査装置１０４では、Ｘ線検出器２３が、Ｘ線検出器２３．１〜２３．３の３個設けられていることに対応して、Ｘ線源１０として３個の固定焦点型のＸ線源が設けられている。

そして、これら３個の固定焦点型のＸ線源から同時に検査対象の同一視野に対してＸ線が照射される。この際に、１つのＸ線検出器に対してＸ線を入射させるべきＸ線源からのＸ線が他のＸ線検出器に入射することがないように、遮蔽体６６が設けられるとともに、Ｘ線源の制御のためには、走査Ｘ線源制御機構６０の代わりに、Ｘ線源制御機構６４が設けられている。Ｘ線源制御機構６４は、電子ビームの偏向制御を行なわず、代わりに、３つのＸ線源を同時に制御する点で、走査型Ｘ線源制御機構６０と異なる。

なお、図１５のＸ線検査装置１０２の場合と同様に、Ｘ線検出器が５つ以上の奇数個設けられていてもよい。奇数個Ｘ線検出器を設けることにより、真ん中のレール上を移動するＸ線検出器で、検査対象を真上から撮像することが可能となる。これは、たとえば、図１２で説明したフローチャートに従って動作する場合に、透視画像を撮影するのに好適である。

Ｘ線検出器２３．１〜２３．３を駆動する機構については、基本的には、図１５で説明した実施の形態１の変形例のＸ線検査装置１０２と同様である。ただし、Ｘ線検査装置１０４では、以下に説明するように、Ｘ線検出器２３．１〜２３．３の移動の態様が、図１５で説明したＸ線検査装置１０２とは異なる。

もっとも、実施の形態２のＸ線検査装置１０４でも、実施の形態１の変形例のＸ線検査装置１０２と同様に、各構成要素の移動を直線という簡素な機械的機構にすることで、Ｘ線検出器が所定位置まで移動する距離が短くなる上、移動速度が大きくなるため、機械的な移動時間が短縮され、高速な検査を実現することが可能となる。

図２１は、遮蔽体６６の上面図である。上述したように、Ｘ線検出器２３が３個設けられていることに対応して、３つの開口部が設けられ、かつ、３つのＸ線源が同時に動作した場合に、１つのＸ線検出器に対してＸ線を入射させるべきＸ線源からのＸ線が、他のＸ線検出器に入射することがない位置に設置される。

遮蔽体６６は十分にＸ線を遮蔽する材質、厚さで作成されており、鉛等が好ましい。Ｘ線検出器は直線移動のため、遮蔽体の開口部は矩形(もしくはスリット)となる。また、遮蔽体６６のサイズは、Ｘ線源ＣＡのＸ線がＸ線検出器ＣＣに入らない程度の大きさである。
遮蔽体６６の開口部のサイズは、Ｘ線源ＣＡのＸ線がＸ線検出器２３．１に十分入る大きさであるが、Ｘ線検出器２３．２へのＸ線は遮蔽される程度の大きさである。

図２２は、図２０に示したＸ線検査装置１０４の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図として示す図である。

図２２に示す動作例１は、図２０の構成を上から見たものであり、１８枚のＸ線透視画像を異なる角度から撮像することを想定した動作例である。

図２２においては、上述のとおり、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、それぞれレール上を直線的に移動できる機構を有する。さらに、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、それぞれＸ線検出器の中心を中心として自転することができる回転機構を有する。

上述のとおり、Ｘ線源１０は、走査型Ｘ線源でなく、複数、たとえば３個の固定焦点のＸ線源からなる撮像系である。

図１５のＸ線検査装置１０２とは異なり、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、一体的に直線動作を行う。

３つのＸ線源からのＸ線により、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３によって同時撮像された後は、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３が一体となって、次の撮像位置に直線移動を行う。また、再構成領域が同じになるように、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３と同期させて検査対象を位置Ｔ１から位置Ｔ６まで移動する。

さらに、撮像枚数は１８枚に限定されるものではなく、検査可能な撮像枚数を指定すればよい。撮像枚数の指定は、ＣＡＤデータ等の設計情報から計算してもよいし、作業者が目視で決めてもよい。

図２２において、位置Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ1〜Ｃ６は、それぞれ画像再構成に必要な透視画像を取得するＸ線検出器２３．１，２３．２および２３．３の位置である。位置に付された１〜６の番号は撮像する順番を意味しており、最初はＡ１の位置で撮像し、最後にＡ６の位置で撮像する。

また、位置Ｓａ、Ｓｂ、ＳｃはＸ線源ＣＡ、ＣＢ、ＣＣそれぞれの焦点位置である。
図２２の動作例１も、実施の形態１と同様の理由で、Ｆｅｌｄｋａｍｐの方法に代表される解析的手法を用いるのに適している。

図２３は、図２０に示したＸ線検査装置１０４の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との他の移動軌跡を上面図として示す図である。

図２３に示す動作例２では、Ｘ線検出器２３は、自転をせず、Ｘ−Ｙ平面内を平行に移動している。このような動作例２は、実施の形態１と同様の理由で、反復的手法やトモシンセシス等の再構成手法を用いるのに適している。

なお、ここで、Ｘ線焦点の位置とＸ線検出器の位置関係について説明しておく。
ＣＴ再構成する視野の中心を原点とした時、視野の中心からＸ線焦点までの距離をLf、視野の中心からＸ線検出器の中心までの距離をLsとすると、以下の関係式が成り立つ。

Ls = - Lf × (M - 1)
符号が負なのは、向きが反対であることを表す。ただし、Mは拡大率を示し、拡大率は以下の式で表される。

M = Hs / Ho
ただし、HsはＸ線焦点からＸ線検出器までの高さ、HoはＸ線焦点から視野の中心までの高さを表す。この関係自体は、他の実施の形態でも同様に成り立つ。

図２４は、図２２または図２３のように、Ｘ線検出器２３を移動させて検査する際の検査のフローチャートを示す図である。

ここでも、検査全体のフローは、図１２に示したものと同様であるので、図２４では、図１２のステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像の部分を示す。

したがって、図２４は、図１２に説明したステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像のフローチャートを示す図である。

また、図２５は、図２４に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、図２４および図２５を参照して、まず、１視野のＣＴ撮像処理が開始されると（Ｓ６００）、演算部７０は、検査したい視野を適切な位置に移動させるために検査対象をＸ−Ｙ平面内で移動させる。さらに、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３も、初期位置に、直線移動させる（Ｓ６０２）。

続いて、演算部７０は、Ｘ線焦点Ｆａ、Ｆｂ、ＦｃからＸ線を、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３のそれぞれに同時に照射し、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３で同時に撮像する（Ｓ６０４）。撮像時間(Ｘ線検出器の露光時間)は予め設定しておいてもよいし、ユーザが目視により所望の時間に設定することもできる。

続いて、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３を次の撮像位置に移動させるとともに、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、たとえば、メモリ９０に転送する（Ｓ６０６）。

次に、演算部７０は、撮像が規定枚数に達したかを判定する（Ｓ６０８）。画像再構成のための規定枚数に達していなければ、演算部７０は、処理をステップＳ６０２に復帰する。一方、規定枚数に達していれば、演算部７０は、１視野のＣＴ撮像処理を終了し（Ｓ６１０）、処理をステップＳ３１２に移行させる。

なお、ここでも、フローチャート上では、データ転送後に規定枚数撮像したかの判断を行っているが、実施の形態１と同様の理由で、データ転送と同時に撮像枚数の判断を行うのが好ましい。

さらに、図２５に示すように、実施の形態２の撮像方式を用いた場合の、１視野の撮像時間についてさらに説明する。

一般的には、以下の式が成り立つ。
Ｔｖ＝（Ｎ／Ｓ）Ｔｓ＋（Ｎ／Ｓ―１）Ｔｔ
記号の定義は以下に示す。

Tv：1つの視野を撮像する時間
Tm：同一視野内で撮像位置(ステージ・Ｘ線検出器)を移動する時間
Ts：撮像(Ｘ線検出器の露光)時間
Tt：撮像データ転送時間
また、Ｘ線検出器を直線移動させることにより、Ｘ線検出器の移動時間は短縮され、視野の移動距離はＸ線検出器の移動と比べ大変短い(拡大率に反比例するため通常１０分の１程度)ため、Tm < Ttとする。

以下の説明では、検査対象をＭ個(例えば、４個)の視野に分割し、ＣＴ撮像として１８枚の撮像を行うとする。

１視野のＣＴ撮像時間については、マルチＸ線源の場合、一度の撮像で同時に３枚の撮像画像を取得することができる。そのため、１視野のＣＴ撮像時間Tvは、６回の撮像を行い、５回の撮像データ転送時間の合計であるから、以下の式（１７）で表される。この時、撮像画像のデータ転送は、Ｘ線検出器２３および検査対象の機械的な移動と同時に行うとした。

Tv = ６Ts + ５Tt …（１７）
したがって、上述した１つの検出器を使用した場合の（１６Ts+１５Tm）と比較して撮像時間を短縮することが可能である。

なお、Ｘ線源のＸ線の強度が向上、Ｘ線検出器の高感度化が進展すると、撮像に必要なＸ線検出器の露光時間が短くなるので、CT手法としては、Feldkampの方法ではなく、反復的手法が好ましい点については、同様である。

［実施の形態３］
以上の説明では、実施の形態１または実施の形態２において、Ｘ線検出器駆動部２２の構成により、主として、１つの視野についてのＣＴ撮像におけるＸ線検出器２３と検査対象の移動時間の観点から、検査時間を短縮できる効果について説明した。

次に、実施の形態３では、同一の検査対象の複数の視野（検査部分）に対して、検査を順次行なう場合の検査時間の短縮について説明する。

（視野（検査対象）またはＸ線検出器が回転して撮像する場合の問題点）
解析的手法を使った撮像系を考えた場合、Ｘ線検出器の向きは、再構成のためのフィルタ処理の関係から再構成領域の中心とする円軌道の沿ったものが好ましい。

そのため、複数角度からの撮像のためのＸ線検出器の移動については、ｉ）再構成部分を中心とした円軌道で移動する、ｉｉ）Ｘ−Ｙ−θステージで移動する等が考えられる。このため、機構が複雑となり、Ｘ線検出器やステージの移動の高速化にあたってはコストが相対的に高くなる傾向にある。

さらに、検査に用いる断層画像は矩形であることが好ましい。なぜならば、検査アルゴリズムは画像が矩形であることを前提として設計されているためである。さらに、検査対象は１度のＣＴ撮像で得られる再構成領域（視野）より広いため、視野分割を行って複数視野をつなぎ合わせて広い領域とするため、矩形の視野をつなぎ合わせることで効率よく検査対象を包含できるためである。

図２６は、解析的手法を用いて、画像再構成を行なうために、視野（検査対象）またはＸ線検出器が回転して撮像した場合において、１つの視野についてのＣＴ撮像により検査領域とできる領域を説明するための概念図である。

解析的手法を使って再構成を行うと再構成像のある断面において、検査で使える領域は円となる。これは、たとえば、解析的アルゴリズムでは、上述したような逆投影とよばれる手法をもちいるために、各撮像位置においてＸ線検出器で検出された画像を逆投影すると、有効に逆投影される領域が円となるからである。このとき、解析的手法で得られた円形の再構成領域から矩形部分を切り取ると、１つの視野面積が小さくなり、広い検査領域を検査するのに時間を要する。

再構成領域(視野)の形状は、矩形のＸ線検出器で撮像された画像が重なる部分である。
視野（検査対象）が回転する撮像系では、矩形が複数の角度から重なるため円形となる。検査アルゴリズムを適用できる領域が矩形のため、再構成領域が円形であると、円内部の矩形部分のみが検査可能であり、一度に検査できる範囲は円に内接する矩形となる。

たとえば、Ｘ線検出器で撮像できる視野の断面の１辺の長さを２Ｌとすると、再構成される領域は半径がＬの円となる。この円に内接する正方形は、１辺の長さが√２Ｌの正方形となる。この正方形が検査できる領域である。よって、従来の撮像系における検査可能な領域の面積は、２Ｌ²となる。

そのため、従来の撮像系で再構成した画像はＸ線検出器で撮像した画像データの一部のみを利用していることとなる。そのため、１つの視野の大きさが小さくなり、多くの数の視野を撮像する必要がある。

さらに、インライン検査のための高速化という観点では、ＣＴ撮像の撮像枚数は少ないほど高速化が図れる。しかし、解析的手法では、少ない撮像枚数の場合、アーチファクト等の多くのノイズが発生し、検査に使用する画像としては不適切であるという問題がある。

ここで、たとえば、図３に示したようなＸ線検出器とＸ線源の配置で、すなわち、Ｘ線源とＸ線検出器が固定で、視野が機械的に移動（回転）することで、再構成に必要な複数の撮像枚数を得る場合には、検査全体に要する時間を検討すると以下のようになる。

図２７は、視野（検査対象）が回転する従来の撮像系のタイミングチャートである。
なお、検査全体のフローは、たとえば、図６で説明したものと同様である。

以下の説明では、検査対象をM個(例えば、４個)の視野に分割し、ＣＴ撮像としてＮ枚の撮像を行うとする。記号については、上述した定義と同様である。

検査対象全体のＣＴ撮像時間Tiは、Ｍ個の視野を撮像し、(Ｍ−１)回のメカ移動時間の合計であるから、数式 1で表される。

Ti = Ｍ(Tv + Te) …（１８）
次に、図２８は、１視野のＣＴ撮像時間について説明する図である。図２８を参照すると、１視野のＣＴ撮像時間Tvは、Ｎ回の撮像を行い、Ｎ回のメカ移動時間の合計であるから、以下の式（１９）で表される。この時、撮像画像のデータ転送はメカ移動と同時に行うとした。

Tv = ＮTs + (N − 1)Tm …（１９）
（実施の形態３のＸ線検査装置１０６の構成）
以下に説明するように、実施の形態３のＸ線検査装置１０６では、まず第１に、Ｘ線検出器２３を平行配置した上で、反復的手法を用いることにより、Ｘ線検出器の円軌道の制約を外し、高速化を図る。第２に、Ｘ線検査装置１０６では、Ｘ線検出器２３を平行配置した上で、反復的手法を用いることにより、有効矩形領域を大きくし、視野分割数を少なくすることでシステムの高速化を図る。第３には、反復的手法を用いることにより、少ない撮像枚数からでも高精度な再構成画像を生成することで、システムの高速化を図るものである。

すなわち、Ｘ線検査装置１０６では、Ｘ線検出器２３は１個以上で、検査対象の各検査領域（視野）として必要とされる矩形領域に平行配置される。Ｘ線検出器２３は、Ｘ線検出器の検出面と同一平面内を平行移動する。画像再構成のための再構成手法は反復的手法を使用するというものである。

ここで、Ｘ線源１０としてのＸ線源は、走査型Ｘ線源でなくともよい。固定焦点Ｘ線源１個でもよいし、複数のＸ線源でもかまわない。

図２９は、このような実施の形態３のＸ線検査装置１０６の構成を説明する図である。
なお、図１と同一部分には、同一符号を付しており、かつ、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係のある部分のうち説明に必要な部分を抜き出して記載している。

図２９を参照して、Ｘ線検出器駆動部２２は、Ｘ線検出器２３．１を、Ｘ−Ｙ平面内で平行駆動可能なロボットアームを備えている。なお、図２９の例では、Ｘ線源１０としては、固定焦点型Ｘ線源が用いられている。

図２９にしめした構成では、検査対象の位置をＸ線検出器２３．１とは独立にＸ−Ｙ平面内で動かすために、検査対象位置駆動機構（たとえば、Ｘ−Ｙステージ）と、検査対象位置制御部８０とが設けられている。

Ｘ線検出器駆動部２２は、直交タイプの２軸のロボットアーム２２．１と検出器支持部２２．２とを備え、検出器駆動制御部３２を通して、演算部７０からの命令によってＸ線検出器２３を指定された位置に移動させる。また、検出器駆動制御部３２は、その時点でのＸ線検出器２３の位置情報を演算部７０に送る。ただし、このようなＸ−Ｙ方向の移動を可能とする構成であり、Ｘ線検出器２３の移動に対して同様の機能を持つものであれば、これ以外の機構を用いることも可能である。

演算部７０は、検出器駆動制御部３２、画像データ取得部（Ｘ線検出器コントローラ）３４、走査Ｘ線源制御機構６０に命令を送り、後に説明するような検査処理のためのプログラムを実行する。

図３０は、図２９に示したＸ線検査装置１０６の構成において、Ｘ線検出器２３と検査対象の視野との移動軌跡を上面図として示す図である。

図３０に示す動作例１は、図２９に示した構成を上から見たものであり、１６枚のＸ線透視画像を等角度から撮像することを想定した動作例を示すものである。この動作例は、上述のとおり、反復的手法やトモシンセシス等の再構成手法を用いるのに適している。これは、反復的手法やトモシンセシスはＸ線検出器の向きに関係なく再構成を行うことができるためである。

この動作の場合、Ｘ線検出器２３を自転する必要がないため、Ｘ線検出器駆動部２２の構成を簡略化でき、メカ機構の高速化、保守性の向上を図ることもできる。

Ｘ線検出器２３．１は、Ｘ線源の焦点１７を原点とした一定距離で移動する。その結果撮像系を上から見た場合、Ｘ線検出器２３．１の中心の軌跡は円となる。

図３０注で、位置Ｔ１、Ｔ２は視野の位置であり、それぞれＸ線検出器位置Ｓ1、Ｓ２に対応している。

図３１は、平行移動検出器を用いた撮像系のＣＴ撮像フローチャートである。
ここでも、検査全体のフローは、図１２に示したものと同様であるので、図３１では、図１２のステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像の部分を示す。

したがって、図３１は、図１２に説明したステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像のフローチャートを示す図である。

まず、１視野のＣＴ撮像処理が開始されると（Ｓ７００）、演算部７０は、検査したい視野を適切な位置に移動させるために検査対象をＸ−Ｙ平面内で移動させる。さらに、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１も、初期位置に、移動させる（Ｓ７０２）。撮像位置は、ＣＡＤデータ等の設計情報から自動的に算出することができる。検査対象はステージに乗っているため、ステージの移動とともに視野を移動することが可能である。

続いて、演算部７０は、Ｘ線焦点１７からＸ線を、Ｘ線検出器２３．１に照射し、Ｘ線検出器２３．１で撮像する（Ｓ７０４）。撮像時間(Ｘ線検出器の露光時間)は予め設定しておいてもよいし、ユーザが目視により所望の時間に設定することもできる。

続いて、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１を次の撮像位置に移動させるとともに、Ｘ線検出器２３．１による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、たとえば、メモリ９０に転送する（Ｓ７０６）。

次に、演算部７０は、撮像が規定枚数に達したかを判定する（Ｓ７０８）。規定枚数は検査をする前にＣＡＤデータ等の設計情報から決めてもよいし、作業者が目視により判断してもよい。画像再構成のための規定枚数に達していなければ、演算部７０は、処理をステップＳ７０２に復帰する。一方、規定枚数に達していれば、演算部７０は、１視野のＣＴ撮像処理を終了し（Ｓ７１０）、処理をステップＳ３１２に移行させる。

図３２は、平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系の検査領域を示す概念図である。
再構成領域(視野)の形状は、矩形のＸ線検出器で撮像された画像が重なる部分である。
図２６の撮像系では、矩形が複数の角度から重なるため円形となるが、図３２では、Ｘ線検出器が全て同一方向を向いているため、重なる部分は矩形となる。

再構成領域が円形の場合、検査アルゴリズムを適用できる領域が矩形のため、円内部の矩形部分のみが使用可能であり、一度に検査できる範囲が小さい。一方、図３２に示す場合、再構成領域は矩形のため、再構成領域内の検査可能な範囲が比較的広い。そのため、総撮像枚数を少なくすることができることから、検査時間を短縮することが可能となる。
さらに、矩形を隙間なく並べるのは、円形を隙間なく並べるよりも数が少ない。つまり、総撮像枚数が少なくなるため、検査時間を短縮することが可能となる。

Ｘ線検出器で撮像できる視野の断面の１辺の長さを２Ｌとすると、再構成される領域は１辺の長さが２Ｌの成功形となる。よって、図３２のように検査領域が配置される場合、検査可能な領域の面積は４Ｌ²となる。図２６の撮像系における検査可能な領域の面積は２Ｌ２であったから、１視野において従来の撮像系よりも２倍の面積の領域を検査することが可能である。つまり、視野の分割個数を半分にすることができる。

上記の効果は、Ｘ線検出器が平行移動すれば、直線移動であっても、複数のＸ線検出器であってもよい。もちろん、Ｘ線源が固定焦点Ｘ線源であっても、走査型Ｘ線源であってもよい。

図３３は、平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系のタイミングチャートである。
以下の説明では、撮像系において検査対象をＭ個の視野に分割し、ＣＴ撮像としてＮ枚の撮像を行うとする。記号の定義は上述のとおりである。

図２９のＸ線検査装置１０６では、図２６で説明したような撮像系に対し、視野の分割個数を半分にすることができるため、視野の数はＭ／２となる。

検査対象全体のＣＴ撮像時間Tiは、Ｍ／２個の視野を撮像し、Ｍ／２回の機械的移動時間の合計であるから、式（２０）で表される。

Ti = Ｍ／２(Tv + Te) …（２０）
以上説明したとおり、実施の形態３のＸ線検査装置では、ＣＴ再構成に用いる撮像する際に、Ｘ線検出器の移動する範囲が同一平面内で撮像され、Ｘ線検出器の向きは同一方向とされる。そして、Ｘ線検出器および検査対象（ステージ）の移動モードをＸ−Ｙの２軸に限定することにより、移動手段の機構を簡素化し、移動速度の高速化が図られる。さらに、Ｘ線検出器と検査対象を相対的に平行移動させることで、CT再構成される視野を矩形にし、自動検査に有効な範囲を広げることにより、自動検査システムの高速化が図られる。

［実施の形態４］
以上説明した実施の形態１〜３では、Ｘ線検出器２３または検査対象を機械的に移動させる時間による検査時間のロスを低減することが可能なＸ線検査装置について説明した。

実施の形態４では、Ｘ線源をパルス駆動することによる検査時間の短縮について説明する。

すなわち、高速撮像を行うためにはＸ線の強度はできるだけ強い方がよい。しかしながら、Ｘ線強度を上げるために電子ビームの電流を大きくすると、ターゲットが電子ビームの衝突による熱損傷を受ける。そのため、電子ビームの電流を大きくした場合、熱損傷を受けるおそれのある温度に達するまでの短い時間しかターゲットに電子ビームを当てることができない。実施の形態４のＸ線検査装置では、以下に説明するように、"複数のＸ線検出器"と"焦点走査型Ｘ線源"を用いて、熱課題を解決してＸ線強度をあげることにより高速撮像を図るものである。
（複数のＸ線検出器と走査型Ｘ線源とを用いてＣＴ撮像する場合の問題点）
以下では、実施の形態４のＸ線検出装置の構成および動作を説明するための前提として、複数のＸ線検出器と走査型Ｘ線源とを用いてＣＴ撮像する場合の問題点について説明する。

図３４は、４つの検出器と走査型Ｘ線源を使用した撮像を行なうＸ線検査装置の構成を示す図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付すほか、図３４では、説明に直接必要となる部分以外については、図示省略している。

図３４に示すＸ線検査装置９００は、走査型Ｘ線源と、４つのＸ線検出器２３．１〜２３．４を用いて構成される。

Ｘ線検出器２３．１〜２３．４は、検出器駆動機構２２に固定されている。図３４では１６枚の撮像を想定しているため、検出器駆動機構２２は撮像に伴って位置１から位置４まで回転する。

検査対象中の視野は、検査対象位置制御機構により、Ｘ線検出器２３．１〜２３．４、Ｘ線源と独立にＸ−Ｙ移動が可能である。図３４の構成では、Ｘ線焦点を走査することで異なる角度から1つの視野へＸ線を照射することができるため、検査対象の移動をおこなわないで１つの視野の複数方向からの透視画像を撮像することができる。

撮像時の動作としては、以下のようである。
１つのＸ線検出器２３での撮像中は、Ｘ線焦点位置１７をは移動させない。４つのＸ線検出器２３．１〜２３．４で順次撮像し、そのときＸ線焦点１７はそれぞれの検出器中心と視野中心を結ぶ直線とターゲットが交わる点に位置する。

４つのＸ線検出器２３．１〜２３．４での撮像が終了すると、検出器駆動部２２により、４つ同時に検出器位置を次の撮像位置へ移動させる。

図３５は、図３４に示すＸ線検査装置９００のＣＴ撮像フローチャートである。
ここでも、検査全体のフローは、図１２に示したものと同様であるので、図３５では、図１２のステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像の部分を示す。

したがって、図３５は、図１２に説明したステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像のフローチャートを示す図である。

また、図３６は、図３５に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、図３５および図３６を参照して、まず、１視野のＣＴ撮像処理が開始されると（Ｓ８００）、演算部７０は、検査したい視野を適切な位置に移動させるために検査対象をＸ−Ｙ平面内で移動させる。さらに、演算部７０は、Ｘ線検出器駆動機構２２も、所定の位置（このときは、位置１）に移動させ、Ｘ線焦点１７からＸ線を、Ｘ線検出器２３．１に照射し、Ｘ線検出器２３．１で撮像する（Ｓ８０２）。

次に、演算部７０は、Ｘ線焦点１７から、Ｘ線をＸ線検出器２３．２に照射し、Ｘ線検出器２３．２で撮像する（Ｓ８０４）。

次に、演算部７０は、Ｘ線焦点１７から、Ｘ線をＸ線検出器２３．３に照射し、Ｘ線検出器２３．３で撮像する（Ｓ８０６）。

次に、演算部７０は、Ｘ線焦点１７から、Ｘ線をＸ線検出器２３．４に照射し、Ｘ線検出器２３．４で撮像する（Ｓ８０８）。

続いて、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１〜２３．４による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、たとえば、メモリ９０に転送する（Ｓ８１０）。

次に、演算部７０は、撮像が規定枚数に達したかを判定する（Ｓ８１２）。画像再構成のための規定枚数に達していなければ、演算部７０は、処理をステップＳ８１４に移行する。一方、規定枚数に達していれば、演算部７０は、１視野のＣＴ撮像処理を終了し（Ｓ８１６）、処理をステップＳ３１２に移行させる。

ステップＳ８１４では、演算部７０は、Ｘ線検出器駆動機構２２を、次の所定の位置（このときは、位置２）に移動させ、処理をステップＳ８０２に移行する。

以下、ステップＳ８１２で、規定枚数に達したと判断するまで、ステップＳ８０２〜Ｓ８１０およびＳ８１４の処理を繰り返す。

図３６の１視野の複数方向撮像タイミングチャートを参照して、検査対象をＭ個(例えば、４個)の視野に分割し、ＣＴ撮像としてＮ枚の撮像を行うとする。記号の定義は上述のとおりとする。

このとき、検査対象全体のＣＴ撮像時間Tiは、Ｍ個の視野を撮像し、(Ｍ−１)回のメカ移動時間の合計であるから、式（２１）で表される。

Ti = ＭTv + (Ｍ−１)Tm …（２１）
次に、1視野のＣＴ撮像時間について説明する。

１視野のＣＴ撮像時間Tvは、Ｓ個のＸ線検出器を使用してＮ回の撮像を行い、Ｎ／Ｓ回の移動をおこなうため、式（２２）で表される。この時、撮像画像のデータ転送は機械的な移動と同時に行うとした。

Tv = ＮTs＋(N/S-1)Tm …（２２）
よって、図３４に示す従来法で1視野を異なる角度から１６枚撮像するために要する時間Tvは、Tv＝16Ts+3Tmである。

（実施の形態４のＸ線検査装置１１０の構成）
以下に説明するように、実施の形態４のＸ線検査装置１１０では、以下に説明する構成を有することで、撮像に要する時間を短縮する。

すなわち、図３４で説明したような焦点走査型Ｘ線源を使用した撮像方法は、Ｘ線検出器の機械的移動時間の短縮という点では効果があるものの、撮像の高速化という観点からは、以下のような改善の余地がある。

ｉ）走査型Ｘ線源は高速にＸ線焦点位置を移動させることができる。しかし、一つの対象領域を異なる角度から撮像するためには、Ｘ線検出器が１個では、十分にその特徴を生かせない。なぜなら、Ｘ線検出器の機械的移動にＸ線焦点移動よりもはるかに長い時間を要するためである。

ｉｉ）一方で、Ｘ線検出器が複数の場合、走査型Ｘ線源で順番にＸ線検出器の撮像データを取得する方法は、撮像で使用しているＸ線検出器以外のＸ線検出器は稼動していないため、複数のＸ線検出器が効果的に高速化に寄与しているとはいえない。

ｉｉｉ）Ｘ線強度を上げるためには、ターゲット電流を増やす必要があるが、ターゲットが熱損傷を受ける。そのため、大きなターゲット電流を使用する場合は、ターゲットの温度上昇がターゲットが損傷する温度に達する前に焦点を移動させる、すなわち、一点への照射時間を短くする必要がある。ただしこの場合、Ｘ線を放射している時間が短いため、Ｘ線検出器で画像データを得るには不十分な線量となる。

実施の形態４のＸ線検査装置では、図３４の構成から、以下のような点を変更する。
１）ターゲット電流を増やす。

２）複数のＸ線検出器を同時に使用する。
３）ターゲット上の一箇所への電子ビーム照射時間を短くする。

４）Ｘ線検出器の１回の露光時間中、対応したＸ線焦点位置へ複数回に分けて強い電子ビームを照射する。

１つのＸ線焦点箇所へ複数回に分けてパルス的に電子ビームを照射することで、ターゲット上のＸ線ビームが照射される部分は、電子ビームが当たっていない時間中に放熱冷却することができる。そのため、一定時間の照射でターゲットが損傷する温度に達するほどに強い電子ビームでも、ターゲット温度が許容範囲の時間内に、次のＸ線焦点位置に移すことで使用できる。また、複数のＸ線検出器を同時に撮像に利用できるため、全体の撮像時間が短縮される。

図３７は、実施の形態４のＸ線検査装置１１０の構成を説明するためのブロック図である。

図３７を参照して、Ｘ線検査装置１１０では、４つのＸ線検出器２３．１〜２３．４は、円形のセンサベース２２．６上に同一円周上で９０度の角度ごとに固定されている。Ｘ線検出器駆動部２２によりセンサベース２２．６が所定角度ずつ回転することで、図３４と同様に、位置１〜４に検出器配置が移動する。

さらに、後に説明するように、４つのＸ線検出器２３．１〜２３．４は、同時にアクティブとなり、Ｘ線のセンシングを行なうために、Ｘ線の照射をＸ線焦点がそれぞれ対応する検出器方向のみに制限するために遮蔽体６６を設置している。

その他、図１と同一の構成部分には同一の符号を付して説明は繰り返さない。また、図３７でも、図１の構成において、以後の説明に直接関連していない部分については、図示省略している。

なお、図３７では、４つのＸ線検出器が互いの位置関係を保ったまま同一円上を移動する系を想定しているが、それぞれの検出器を独立に位置制御できる機構を設けても良い。さらに、Ｘ線検出器２３の枚数は４枚以上でも以下でもかまわない。同様に、Ｘ線焦点位置もＸ線検出器２３の個数に応じて、４つ以上でも以下でもかまわない。

以下、動作を説明する。
Ｘ線検出器２３．１〜２３．４が同時に一回の透視画像撮影を行う間に、Ｘ線焦点はそれぞれのＸ線検出器に対応した焦点位置a〜dで複数回静止する。

Ｘ線検出器２３での撮像が終了すると、Ｘ線検出器駆動部２２により、４つ同時にＸ線検出器位置を次の撮像位置へ移動させる。

図３８は、Ｘ線検出器２３として使用される検出器の構成を示す概念図である。
Ｘ線検出器２３としては、図３８（ａ）に示すようなフラットパネル検出器に代表される電荷蓄積型のＸ線検出器、または、図３８（ｂ）に示すようなイメージインテンシファイヤを使用することができる。Ｘ線検出器２３は、入射したＸ線を種々の手法によって電子に変換し、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）デバイスに蓄積する機能によってＸ線の入射位置を記録する。

電荷の蓄積時間がＸ線検出器の露光時間となるため、一度の露光時間中の照射線量が同じであれば、連続的に入射するＸ線でも、複数回パルス的に照射されたＸ線であっても同一の出力（画像データ）を取り出すことができる。この特性によって、Ｘ線検査装置１１０の検査手法が実現される。

図３９は、図３７に示したＸ線検査装置１１０の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図として示す図である。

図３９に示す動作例は、図３７の構成を上から見たものであり、１６枚のＸ線透視画像を異なる角度から撮像することを想定した動作例である。

なお、遮蔽体６６や、Ｘ線検出器駆動部２２は図示省略している。
図３９を参照して、１つの視野を撮像する際に、Ｘ線検出器２３．１〜２３．４が移動する位置をそれぞれＡ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４とする。また、Ｘ線検出器位置に対応したＸ線焦点位置をａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２，ｄ１，ｄ２等で表している。

なお、Ｘ線検出器駆動部２２が円形のセンサベースであるため、図３９では、Ｘ線検出器２３は、Ｘ線検出器駆動部２２の回転軸に常に同じ方向を向いて移動している。しかし、たとえば、Ｘ線検出器駆動部２２を２軸のロボットアーム等で構成し、画像再構成手法に反復的手法やトモシンセシスなどを用いる場合は、移動平面のＸＹ軸に対して同じ向きを保ったままでも良い。

図４０は、図３７に示したＸ線検査装置１１０の構成による１視野撮像のフローチャートである。

なお、このフローチャートでの動作を説明する前提として、以下のことを確認しておく。

１）再構成画像の生成には複数の異なる角度から撮像した視野のＸ線透視画像が必要である。

２）視野はＸ線検出器回転移動の軸上に設置されている。
３）２つ以上のＸ線検出器２３（この例では４個）を使用する。

４）Ｘ線検出器はそれぞれの相対的な位置関係を保ったまま、円軌道上を移動する。
５）Ｘ線検出器は、撮像時には静止している。

６）Ｘ線源には、高速にＸ線焦点移動が可能な走査型Ｘ線源を使用する。
７）Ｘ線源に対しては、位置を固定した遮蔽体６６を設置している。

図４０を参照して、演算部７０が、視野の再構成画像による検査が必要であると判断し、１視野のＣＴ撮像を開始すると（Ｓ８２０）、演算部７０からの命令に応じて、すべてのＸ線検出器２３．１〜２３．４が露光を開始する。それと同時に、演算部７０からの命令に応じて、走査型Ｘ線源は、Ｘ線検出器２３．１〜２３．４の各位置に対応した複数箇所からパルス照射をおこなう。撮像（露光）が終了すると、演算部７０は、Ｘ線源に照射を停止させる（Ｓ８２２）
続いて、演算部７０からの命令に応じて、すべてのＸ線検出器２３．１〜２３．４はセンサベース２２．６の回転軸を中心として、円軌道上で位置を移動する。このとき、Ｘ線検出器２３は直前に取得した撮像データを円残部７０を介してメモリ９０へ転送し、電荷を放出することで、再度撮像が可能な状態となる（Ｓ８２４）。

続いて、演算部７０は、合計撮像枚数が規定枚数に達しているかを判断し、規定枚数に達するまで、ステップＳ８２２〜Ｓ８２４の処理を繰り返させる（Ｓ８２６）。

演算部７０が、規定枚数まで撮像が完了したと判断すると、撮像を終了し、画像の再構成プロセス（Ｓ３１２）に移行する。

図４１は、４つのＸ線検出器２３．１〜２３．４を使用した際の走査型Ｘ線源動作を説明するためのタイミングチャートである。

図４１においては、Ｘ線焦点位置を移動させる時間は、露光に要する時間と比較して無視できるほど短い。

図４１（ａ）に示すように、図３４で説明した撮像方法を用いて、十分な情報量の透視画像一枚を取得するために必要な露光時間と、平衡温度に達したときに耐久可能なターゲット電流をそれぞれTs、Iとする。

図４１（ｂ）に示すように、Ｘ線の強度はターゲット電流に比例するため、ターゲット電流Ｉを２倍にすると、画像取得に必要な時間Tsを1/2Tsにすることができる。しかし、強力な電子ビームを利用することは温度上昇によりターゲット損傷が生じるため、実際には、図４１（ｂ）に示すようにＸ線源を使用することはできない。ターゲットの温度は電子ビームを照射することで上昇し、一定時間の照射によって平衡状態に達する。このときの温度は照射する電子ビームの電流量に比例するため、この困難さが生じる。

そこで、図４１（ｃ）に示すように、ターゲット温度が平衡に達するよりもはるかに短い時間間隔でＸ線焦点位置を移動させる。なお、図４１において、ａとは、現在のＸ線検出器２３の位置に対応する焦点位置ａ１〜ａ４のうちの１つを意味する。他のｂ，ｃ，ｄ，についても同様である。図４１（ｃ）のようなパルス状に電子ビームを流すと、図４１（ｂ）の状態では、利用できない大電流を効果的に利用した撮像が可能となる。

図４１（ｃ）のような電子ビームの駆動を行なう場合、Ｘ線が出ている瞬間の各Ｘ線焦点位置でのターゲット電流を2Iとすると、図４１（ａ）の例で４ＴｓかけてＸ線検出器２３．１〜２３．４で得られたのと同じ情報量の透視画像を撮像するために必要な露光時間は２Ｔｓである。Ｘ線検出器２３．１〜２３．４の合計露光時間は図４１（ｂ）の例と同じになるが、ターゲットの損傷なしに撮像することができる。

図４２は、図３７で示したＸ線検査装置１１０での１視野撮像のタイミングチャートである。

図４２に示すとおり、１視野の撮像時間は式（２３）で表すことができる。撮像枚数Nは検出器の数の整数倍とする。

Tv =(N/S)Tss + (N/S-1)Tss …（２３）
なお、各記号の意味は以下のとおりである。

N ：撮像枚数（Ｘ線検出器の数の整数倍）
S ：Ｘ線検出器の数
Tv：１つの視野を撮像する時間
Tm：メカ(ステージ・Ｘ線検出器)が移動する時間
Tss：Ｓ個のＸ線検出器の同時露光のための撮像(Ｘ線検出器の露光)時間
なお、撮像枚数Ｎについては、以後の説明のわかりやすさのためにＸ線検出器の数の整数倍としているが、必ずしも整数倍に限定されるわけではない。

たとえば、画像の再構成に必要な透視画像の撮像枚数を１６枚と仮定し、図３７〜図４１で説明した撮像方式を用いたとき、再構成に必要な枚数である１６枚の画像を得るためにかかる時間は、4Tss+3Tmとなる。Tssは前述のとおり、Ｘ線の強度を上げることができるため4Ts>Tssとなる。よって、図３４で説明した４つの検出器を使用した場合の（16Ts+3Tm）と比較して撮像時間を短縮することができる。

図４３は、走査型Ｘ線源の構造を示す概念図である。
図４３（ａ）は、透過型ターゲット使用のＸ線源内部構成例であり、図４３（ｂ）は反射型ターゲットの例を示している。以下に説明するように、走査型Ｘ線源がこのような構造であることにより、実施の形態4のような動作が可能となる。

走査型Ｘ線源では、電子銃から放出された電子ビームは、収束レンズによって電子ビームのスポット径が絞られる。また、電子ビームは、外部から制御される偏向器によって、Ｘ方向・Ｙ方向へ曲げられ、Ｘ線ターゲット上の任意の位置に衝突する（ターゲットに衝突する電子ビームを一般にターゲット電流とよぶ）。

このとき、Ｘ線ターゲットに衝突する電子ビームの運動エネルギーの９９％は熱となり、約１％が制動Ｘ線となる。

上述のとおり、Ｘ線ターゲットは、透過型（図４３（ａ））と反射型（図４３（ｂ））とがある。透過型の場合、一般にベリリウムやアルミの上のタングステンが蒸着されたものである。

なお、Ｘ線焦点移動中の露光を防ぐために、電子ビームの位置（Ｘ線焦点位置）を変更する際は、電子ビームを停止させてもよい。例えば、電子銃のグリッド電圧を制御することにより電子ビームのＯＮ／ＯＦＦを行う。
［実施の形態５］
以上の説明では、検査対象の視野を変更する場合は、検査対象を検査対象位置制御機構により移動させるものとして説明してきた。

ただし、走査型Ｘ線源を使用する場合は、一定範囲内であれば、Ｘ線焦点位置１７とＸ線検出器２３の相対的な位置関係の調整により、検査対象を移動させることなく、視野を変更することが可能である。

この場合、１つの視野において画像再構成に必要な複数の画像を撮像する際のＸ線ターゲット上の焦点の軌跡の中心は、ターゲット中心から外れたものとなる。そこで、このようなＣＴ撮像を、以下この明細書中では、「偏心ＣＴ撮像」と呼ぶことにする。

実施の形態５におけるＸ線検査装置では、このような偏心ＣＴ撮像と実施の形態１の変形例で説明したようなＸ線検出器駆動部２２とを組み合わせた構成とする。

すなわち、一般には、ＣＴ画像再構成領域よりも検査領域が広いため、検査領域を複数の視野（１回のＣＴ撮像での再構成領域）に分割する必要がある。通常、視野から視野への移動は検査対象をＸ−Ｙステージなどで機械的な移動させることで実現されている。実施の形態５のＸ線検査装置では、視野から視野への移動をＸ線焦点位置の電子的移動によるモーションレスで実現することでシステムの高速化を図る。

そこで、走査型Ｘ線源を用いて、電気的制御によりＸ線焦点位置を移動させることで、機械的な移動をなくし高速に撮像位置を移動できる。複数のＸ線検出器２３を予め定位置に配置することでＸ線検出器２３の機械的移動時間を短縮する。視野移動をＸ線焦点位置の移動のみで行うことで、視野移動を高速にする。

図４４は、このような実施の形態５のＸ線検査装置１２０の構成を説明するためのブロック図である。

ただし、Ｘ線検査装置１２０の構成は、以下に説明するようなＸ線検出器２３の位置の移動およびＸ線焦点１７の位置の移動の制御を除いては、図１０で説明したＸ線検査装置１００の構成と同様であるので、その構成についての説明は繰り返さない。なお、以下に説明するように、Ｘ線検出器２３を自転させる構成は、本実施の形態においては必要ではなく、Ｘ線検出器２３は、Ｘ−Ｙ平面内で平行に移動するものとする。

図４５は、平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系の動作例を示す図である。
図４５では、４つの視野をＸ線検出器２３や検査対象の機械的な移動なしで再構成する例を示している。図４５は、図４４の構成を上から見たものであり、８枚の透視画像を等角度から撮像することを想定した動作例を示したものである。

図４５の動作例は、反復的手法やトモシンセシス等の再構成手法を用いるのに適している。反復的手法やトモシンセシスはＸ線検出器の向きに関係なく再構成を行うことができるためである。この動作の場合、Ｘ線検出器を自転する必要がないため、Ｘ線検出器駆動機構をさらに簡略化でき、機械的な機構の高速化、保守性の向上を図ることができる。

図４５のような動作が可能であるのは、Ｘ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２が独立に動作できる範囲は分かれていることが必要である。

また、図４５においては、位置Ａ１、Ｂ１はそれぞれＸ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２の初期位置とする。位置Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４はそれぞれ画像再構成に必要な透視画像を取得するＸ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２の位置とする。

図４５の例では、Ｘ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２とは、撮像系の原点を中心とした一定距離で移動する。その結果撮像系を上から見た場合、それぞれ半円の軌跡を持つ。ただし、Ｘ線検出器２３の移動は円軌道に限られるものではない。

図４５において、位置ａ１−１，ａ２−１，ｂ１−１，ｂ２−１はＸ線ターゲット上の焦点位置１７である。焦点位置ａ１−１は、視野１を撮像する際のＸ線検出器位置Ａ１に対する焦点を示し、焦点位置ａ２−１は、視野２を撮像する際のＸ線検出器位置Ａ１に対する焦点を示す。視野１を撮像する際には、Ｘ線検出器位置Ａ１〜Ａ４に応じて、焦点位置ａ１−１から、順次、焦点位置ａ１−２，ａ１−３，ａ１−４（図示せず）をターゲット上の図中の点線のような円の軌道上に位置させ、同様に、焦点位置ａ２−１についても同様に、Ｘ線検出器位置Ａ１〜Ａ４に応じて、焦点位置ａ２−１から、順次、焦点位置ａ２−２，ａ２−３，ａ２−４（図示せず）をターゲット上の図中の点線のような円の軌道上に位置させる。焦点位置ｂ１−１は、視野１を撮像する際のＸ線検出器位置Ｂ１に対する焦点を示し、焦点位置ｂ２−１は、視野２を撮像する際のＸ線検出器位置Ｂ１に対する焦点を示す。焦点位置ｂ１−１および焦点位置ｂ２−１も焦点位置ａ１−１，ａ２−１と同様に、Ｘ線検出器位置Ｂ１〜Ｂ４に応じて、ターゲット上で図中の点線のような円の軌道上の他の焦点位置に移動する。

図４５のようにＸ線検出器２３およびＸ線焦点位置の移動を伴う検査の全体的なフローは、図１２で示したものと同様である。

ただし、実施の形態５のＸ線検査装置１２０では、２個目以降の視野については、視野の移動の時間が短縮される。なぜならば、１つの視野についての最後の撮像を始めると同時に、もう片方のＸ線検出器を次の視野の撮像位置に移動させておくためである。この時、ステージを移動させる必要がないようにＸ線焦点位置のみを変更することで対応する。つまり、図４５の動作例で示したように視野によって、撮像される角度が異なるように撮像する。ただし、このような等間隔でない撮像を行うと再構成画像が劣化する可能性があるが、反復的手法を用いることで劣化を軽減することが可能である。

図４６は、図４４および図４５で説明した撮像系の１視野についての検査の処理のフローチャートである。

図４７は、図４４および図４５で説明した撮像系の１視野についての検査タイミングチャートである。

以下、図４６および図４７を参照して、実施の形態５のＸ線検査装置１２０の１視野についての検査処理を説明する。

まず、ＣＴ撮像を始める前に、視野（検査対象）、Ｘ線検出器２３は所定の初期位置Ａ１，Ｂ１にあるものとする。

１視野についてのＣＴ撮像が開始されると（Ｓ９００）、最初に、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１にて検査対象を撮像させる（Ｓ９０２）。すなわち、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．１に対応する位置ａ１−１に移動し撮像する。なお、Ｘ線焦点の移動は、電子的に行われるため露光時間やメカ移動時間と比べ無視できるほど高速である。撮像(検出器の露光)時間は予め設定しておいてもよいし、目視で任意の時間に設定することもできる。検査対象の撮像データは、Ｘ線源からＸ線を照射し、Ｘ線検出器を露光することで得られる。露光時間は、検査対象のサイズや、Ｘ線源の発生するＸ線の強度から予め決めておくことが可能である。

次に、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１で撮像した画像データを演算部７０に対して転送させる（Ｓ９０６）。画像取得制御機構３０により、演算部７０の使用するメモリ９０に撮像データを転送する。

このデータ転送と並行して、演算部７０は、焦点位置ｂ１−１でＸ線を照射しＸ線検出器２３．２にて検査対象を撮像する（Ｓ９０４）と同時にＸ線検出器２３．１を次の撮像位置に移動する（Ｓ９０６）。Ｘ線検出器２３．２の撮像は上述したＸ線検出器２３．１の撮像と同様に行う。なお、この時にＸ線検出器２３．２で撮像するために、Ｘ線焦点１７を移動させる必要があるが、他の処理と比較して高速である。Ｘ線検出器２３．１の次の撮像位置（Ａ２）は、検査前に決めておく必要がある。通常、Ｘ線検出器で撮像する位置はＣＡＤデータ等の設計情報から撮像枚数を決める時に、決めることができる。

続いて、１視野についての撮像の規定枚数に達していない場合（Ｓ９１０）、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．２で撮像した画像データを演算部７０に転送する（Ｓ９１２）。このデータ転送と並行して、演算部７０は、焦点位置ａ１−２でＸ線を照射しＸ線検出器２３．１にて検査対象を撮像する（Ｓ９１０）と同時にＸ線検出器２３．２を次の撮像位置（Ｂ２）に移動させる（Ｓ９１２）。同様に、次の撮像位置（Ｂ２）も、検査前に決めておく必要がある。

以下同様にして、Ｘ線検出器２３．２での撮像とＸ線検出器２３．１からの撮像データの転送またはＸ線検出器２３．１の次の撮像位置への移動とを並行して行い、あるいは、Ｘ線検出器２３．１での撮像とＸ線検出器２３．２からの撮像データの転送またはＸ線検出器２３．２の次の撮像位置への移動とを並行して行うことを、撮像枚数が規定枚数に達するまで繰り返す。この点では、図１４で説明した実施の形態１の動作と基本的には同様である。

そして、規定枚数の撮像が完了すると（Ｓ９０８）、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．２からの撮像データの転送とＸ線検出器２３．２の次の撮像位置への移動を行って（Ｓ９１４）、１視野の撮像処理を終了して（Ｓ９１６）、処理をステップＳ３１２に移行させる。

次に、図４７での１視野のＣＴ撮像に要する時間を見積もると以下のようである。
Ｔｖ＝（Ｎ／Ｓ−１）Ｔｍ＋ＳＴｓ
各処理の時間を下記のように定義する。

Ｔｍ：メカ(Ｘ線検出器)が移動する時間
Ｔｓ：撮像(Ｘ線検出器の露光)時間
Ｓ個（例えば２個）のＸ線検出器２３による１視野のＣＴ撮像時間Ｔｖは、Ｎ回の撮像時間と、Ｎ／Ｓ回のメカ移動時間の合計である。ただし、各処理のかかる時間により、Ｔｖは変化する。以下では、一般的な撮像時間を考慮して、Ｔｍ＞Ｔｓ＞＞Ｔｆ（Ｘ線焦点の移動時間）（Ｘ線焦点は他処理と比較して十分高速であるため無視できる）として計算を行う。

さらに、Ｘ線検出器が２個の場合について説明する。
まず、Ｘ線検出器２３．１で撮像するため、Ｔｓの時間がかかる。次に、Ｘ線焦点を移動するため、Ｔｆの時間がかかるが、同時にＸ線検出器２３．１を次の撮像位置Ａ２に移動する。Ｘ線検出器２３．２は既に所定位置に配置されているため、移動時間は発生せずに撮像できるため、Ｔｓの時間がかかる。Ｘ線検出器２３．２で撮像後、Ｘ線検出器２３．２を移動させる。次に、Ｘ線検出器２３．１にて撮像を行うが、移動がまだ終了してない。移動が終了するのが、撮像開始からＴｓ＋Ｔｍ後となり、位置Ａ２にてＸ線検出器２３．１の撮像を行う。次に、Ｘ線検出器２３．２の撮像を行うが移動が終了していないため、撮像の開始時間は、Ｔｓ＋Ｔｍ後である。Ｘ線検出器２３．２で最初に撮像を開始したのが、Ｔｓ後であるから、１周期の撮像時間はＴｍとなる。よって、１周期の撮像時間Ｔｍが（Ｎ／２−１）回あり、Ｘ線検出器２３．１の最初の撮像（Ａ１）時間ＴｓとＸ線焦点移動時間ＴｆとＸ線検出器２３．２の最後の撮像を加算すると、１視野のＣＴ撮像時間が求まり、式（２４）で表される。

Ｔｖ＝（Ｎ／２−１）Ｔｍ＋２Ｔｓ …（２４）
また、次の視野への移動時間は、Ｘ線検出器２３．１が次の視野の撮像位置に移動する時間から、Ｘ線検出器２３．２の撮像時間Ｔｓを引いた時間となるため、式（２５）で表される。

Ｔｅ＝Ｔｍ−Ｔｓ …（２５）
図４８は、図４４および図４５で説明した撮像系の検査全体についての検査タイミングチャートである。

図４８では、検査対象をＭ個(例えば、４個)の視野に分割し、ＣＴ撮像としてＮ枚の撮像を行うとする。記号の定義は以下に示す。

検査対象全体のＣＴ撮像時間Tiは、Ｍ個の視野を撮像し、(Ｍ−１)回の視野移動時間の合計であるから、式（２６）で表される。

Ｔｉ＝ＭＴｖ＋（Ｍ−１）Ｔｅ …（２６）
ただし、記号に意味は以下の通りである。

Ｔｉ：検査対象全体を撮像する時間
Ｔｖ：1つの視野を撮像する時間
Ｔｅ：視野の移動時間
Ｘ線検査装置１２０では、視野の移動時間Ｔｅは、ほぼ、移動時間Ｔｍと撮像時間Ｔｓとの差となるため、移動時間が大幅に短縮される。

［実施の形態５の変形例］
図４９は、実施の形態５の変形例のＸ線検査装置１２２の構成を説明する図である。Ｘ線検査装置１２２は、直線移動型のＸ線検出器とＸ線源１０として走査型Ｘ線源とを用いている。

ただし、Ｘ線検査装置１２２の構成は、以下に説明するようなＸ線検出器２３の位置の移動およびＸ線焦点１７の位置の移動の制御を除いては、図１５で説明したＸ線検査装置１０２の構成と同様であるので、その構成についての説明は繰り返さない。なお、以下に説明するように、Ｘ線検出器２３を自転させる構成は本実施の形態の変形例においては、必要ではなく、Ｘ線検出器２３は、Ｘ−Ｙ平面内で平行に移動するものとする。

図５０は、Ｘ線検査装置１２２の平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系の動作例を示す図である。

図５０では、４つの視野をＸ線検出器２３や検査対象の機械的な移動なしで再構成する例を示している。図５０は、図４９の構成を上から見たものであり、９のＸ線透視画像を異なる等間隔の距離から撮像することを想定した動作例を示している。

Ｘ線検出器の位置Ａ１〜Ａ３、位置Ｂ１〜Ｂ３、位置Ｃ１〜Ｃ３はそれぞれ画像再構成に必要な透視画像を取得するＸ線検出器２３．１、Ｘ線検出器２３．２およびＸ線検出器２３．３の位置である。位置の符号のうち１〜３の番号は撮像する順番を意味しており、最初はＡ１の位置で撮像し、最後にＡ３の位置で撮像する。ただし、撮像する順番はこの通りでなくてもよい。

なお、Ｘ線検出器の位置Ａ１〜Ａ３に対応する焦点のターゲット上の軌跡は、焦点軌跡１のような直線となり、Ｘ線検出器の位置Ｂ１〜Ｂ３に対応する焦点のターゲット上の軌跡は、焦点軌跡２のような直線となり、Ｘ線検出器の位置Ｃ１〜Ｃ３に対応する焦点のターゲット上の軌跡は、焦点軌跡３のような直線となる。

このようなＸ線検出器の配置も、やはり、反復的手法やトモシンセシス等の再構成手法を用いるのに適している。そして、この動作の場合、Ｘ線検出器２３を自転する必要がないため、Ｘ線検出器駆動部２２を簡略化でき、メカ機構の高速化、保守性の向上を図ることができる。

図５１は、図４９および図５０で説明した直線移動検出器を用いた撮像系の１視野についての検査の処理のフローチャートである。

図５２は、図４９および図５０で説明した撮像系の１視野についての検査タイミングチャートである。

以下、図５１および図５２を参照して、実施の形態５の変形例のＸ線検査装置１２２の１視野についての検査処理を説明する。

まず、ＣＴ撮像を始める前に、視野（検査対象）、Ｘ線検出器２３は所定の初期位置Ａ１，Ｂ１，Ｃ１にあるものとする。

１視野についてのＣＴ撮像が開始されると（Ｓ９２０）、最初に、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１にて検査対象を撮像させる（Ｓ９２２）。すなわち、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．１に対応する位置ａ１−１に移動し撮像する。なお、Ｘ線焦点の移動は、電子的に行われるため露光時間やメカ移動時間と比べ無視できるほど高速である。撮像(検出器の露光)時間は予め設定しておいてもよいし、目視で任意の時間に設定することもできる。検査対象の撮像データは、Ｘ線源からＸ線を照射し、Ｘ線検出器を露光することで得られる。露光時間は、検査対象のサイズや、Ｘ線源の発生するＸ線の強度から予め決めておくことが可能である。

次に、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１で撮像した画像データを演算部７０に対して転送させる（Ｓ９２６）。画像取得制御機構３０により、演算部７０の使用するメモリ９０に撮像データを転送する。

このデータ転送と並行して、演算部７０は、焦点位置ｂ１−１でＸ線を照射しＸ線検出器２３．２にて検査対象を撮像する（Ｓ９２４）と同時にＸ線検出器２３．１を次の撮像位置（Ａ２）に移動する（Ｓ９２６）。Ｘ線検出器２３．２の撮像は上述したＸ線検出器２３．１の撮像と同様に行う。なお、この時にＸ線検出器２３．２で撮像するために、Ｘ線焦点１７を移動させる必要があるが、他の処理と比較して高速である。Ｘ線検出器２３．１の次の撮像位置（Ａ２）は、検査前に決めておく必要がある。通常、Ｘ線検出器で撮像する位置はＣＡＤデータ等の設計情報から撮像枚数を決める時に、決めることができる。

次に、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．２で撮像した画像データを演算部７０の使用するメモリ９０に転送する（Ｓ９３０）。

このデータ転送と並行して、演算部７０は、焦点位置ｃ１−１でＸ線を照射しＸ線検出器２３．３にて検査対象を撮像する（Ｓ９２８）と同時にＸ線検出器２３．２を次の撮像位置（Ｂ２）に移動する（Ｓ９３０）。Ｘ線検出器２３．３の撮像も上述したＸ線検出器２３．１の撮像と同様に行う。

続いて、１視野についての撮像の規定枚数に達していない場合（Ｓ９３２）、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．３で撮像した画像データを演算部７０で使用するメモリ７０に転送する（Ｓ９３６）。このデータ転送と並行して、演算部７０は、焦点位置ａ１−２でＸ線を照射しＸ線検出器２３．１にて検査対象を撮像する（Ｓ９３４）と同時にＸ線検出器２３．３を次の撮像位置（Ｃ２）に移動させる（Ｓ９３６）。同様に、次の撮像位置（Ｃ２）も、検査前に決めておく必要がある。

以下同様にして、Ｘ線検出器２３．２での撮像とＸ線検出器２３．１からの撮像データの転送またはＸ線検出器２３．１の次の撮像位置への移動とを並行して行い、あるいは、Ｘ線検出器２３．３での撮像とＸ線検出器２３．２からの撮像データの転送またはＸ線検出器２３．２の次の撮像位置への移動とを並行して行い、あるいは、Ｘ線検出器２３．１での撮像とＸ線検出器２３．３からの撮像データの転送またはＸ線検出器２３．３の次の撮像位置への移動とを並行して行うことを、撮像枚数が規定枚数に達するまで繰り返す。この点では、図１４で説明した実施の形態１の動作と基本的には同様である。

そして、規定枚数の撮像が完了すると（Ｓ９３２）、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．３からの撮像データの転送とＸ線検出器２３．３の次の撮像位置への移動を行って（Ｓ９３８）、１視野の撮像処理を終了して（Ｓ９４０）、処理をステップＳ３１２に移行させる。

次に、図５２のように直線移動検出器を用いた撮像系での１視野のＣＴ撮像に要する時間を見積もると以下のようである。

なお、各処理の時間の定義は、上述のとおりである。
Ｓ個（例えば３個）のＸ線検出器による１視野のＣＴ撮像時間Ｔｖは、Ｎ回の撮像時間と、Ｎ／Ｓ回のメカ移動時間の合計である。ただし、各処理のかかる時間により、Ｔｖは変化する。以下では、一般的な撮像時間を考慮して、２Ｔｓ＞Ｔｍ＞＞Ｔｆ（Ｘ線焦点の移動は他処理と比較して十分高速である）として計算を行う。

さらに、以下では、Ｘ線検出器が３個の場合について説明する。
まずＸ線検出器２３．１で撮像するため、Ｔｓの時間がかかる。次に、Ｘ線焦点を移動するため、Ｔｆの時間がかかるが、同時にＸ線検出器２３．１を次の撮像位置Ａ２に移動する。Ｘ線検出器２３．２は既に所定位置に配置されているため、移動時間は発生せずに撮像できるため、Ｔｓの時間がかかる。Ｘ線検出器２３．２で撮像後、Ｘ線検出器２３．２を移動させる。次に、Ｘ線検出器２３．３で撮像する。Ｘ線検出器２３．３は既に所定位置に配置されているため、移動時間は発生せずに撮像できるため、Ｔｓの時間がかかる。

次に、Ｘ線検出器２３．１にて撮像を行う。既に移動は完了しているため、１周期の撮像時間は、３Ｔｓである。よって、１視野の撮像時間Ｔｖは、以下の式で表される。

Ｔｖ＝ＮＴｓ
また、次の視野への移動時間は、Ｘ線焦点の移動時間のみであるから、以下の式のようになる。

Ｔｅ＝Ｔｆ
よって、通常の撮像よりも高速な撮像が可能となる。

［実施の形態６］
部品が半田付けされたプリント基板をＸ線で検査する際、プリント基板にはＢＧＡのような再構成画像による検査が必要な部品と、透視画像のみの検査で事足りる部品が混在しているため、次の二種類の方法で撮像が可能なＸ線検査装置が望ましい。

１）検査用画像再構成のために、部品を異なる複数の方向から撮像できる。
２）検査物をＸ線源の真上に置いての透視画像撮像できる。

しかし、解析的画像再構手法に適したＸ線検出器の配置は、検査対象の垂直軸から一定距離はなれた円軌道上であり、垂直方向の透視画像検査には向いていない。そのため、垂直方向の透視画像撮像と透視画像撮像の両方を可能にする装置は、Ｘ線検出器をＸ−Ｙ移動で透視画像撮像位置へ移動させる機構を有するか、もしくは透視画像撮像専用のＸ線検出器を追加で配置する必要がある。

ただし、Ｘ線検出器をＸ−Ｙ移動で透視画像撮像位置へ移動させる機構を有する場合でも、このような移動機構は、機械的にはできるだけ単純な構成を有することが、移動精度、保守等の観点からは望ましい。また、透視画像撮像専用のＸ線検出器を設けるのでは、この検出器分のコストが余計に必要となってしまう。

そこで、以下に説明するように、実施の形態６のＸ線検査装置では、以下のような構成を有する。

ｉ）直線上で、独立にＸ線検出器の位置を移動させることができる３つのＸ線検出器移動機構とＸ線検出器移動機構に対応した３つのＸ線検出器（検出器）を設置する。なお、Ｘ線検出器の個数としては、２個以上であればよい。なお、Ｘ線検出器の個数が奇数の場合には、真ん中のレール上を移動するＸ線検出器で、検査対象を真上から撮像することが可能であるという利点があるので、Ｘ線検出器が３つ以上の奇数個設けられていることがより望ましい。ただし、検出器の個数と移動機構の個数を最低限に抑えるという点で、コストの観点からは、３個が望ましい。

ｉｉ）３つのＸ線検出器移動機構のうちの一つは、Ｘ線検出器をＸ線源および検査対象の真上に位置させることができる移動機構に設置する。

上述のとおり、奇数個Ｘ線検出器を設けることにより、真ん中のレール上を移動するＸ線検出器で、検査対象を真上から撮像することが可能となる。これは、たとえば、後に説明するフローチャートに従って動作する場合に、再構成画像による検査が必要かを判断するための透視画像を撮影するのに好適である。

ｉｉｉ）撮像の際、中央のＸ線検出器を露光している間に、露光していない両端のＸ線検出器を次の撮像位置へ移動させる。また、両端の２つのＸ線検出器を露光している間に、露光していない中央のＸ線検出器を次の撮像位置へ移動させる。

ｉｖ）２つのＸ線検出器を同時に露光する際には、２つの検出器に対応する位置で露光時間に対して短い時間間隔でＸ線焦点を時分割照射（パルス照射）させる。

ｖ）画像の再構成の手法としては、反復的手法、またはトモシンセシスによる画像再構成をおこなうことで、円軌道上ではない（直線上の）撮像位置からの画像を再構成に用いる。

以下、実施の形態６のＸ線検査装置の構成および動作について説明する。
図５３は、実施の形態６のＸ線検査装置１３０の構成を説明する図である。Ｘ線検査装置１３０は、直線移動型のＸ線検出器とＸ線源１０として走査型Ｘ線源とを用いている。１つの視野について撮像中の検査対象の移動は必要ない。

さらに、後に説明するように、Ｘ線源１０をパルス動作させるため、図２１に示したのと同様な遮蔽体６６が設けられる構成となっている。

図２１の場合と同様に、遮蔽体６６は、十分にＸ線を遮蔽する材質、厚さで作成されており、鉛等が好ましい。Ｘ線検出器２３は直線移動をするため、遮蔽体６６の開口部は矩形(もしくはスリット)となる。遮蔽体６６のサイズは、Ｘ線検出器２３．１のための焦点位置からのＸ線が、Ｘ線検出器２３．３に入らない程度の大きさである。また、遮蔽体６６の開口部のサイズは、Ｘ線検出器２３．１のための焦点位置からのＸ線が、Ｘ線検出器２３．１に十分入る大きさであるが、Ｘ線検出器２３．２へのＸ線は遮蔽される程度の大きさである。以上の遮蔽体６６の大きさおよびその開口部の大きさ関係は、他のＸ線検出器２３．２および２３．３についても同様である。

検査対象領域、拡大率、Ｘ線検出器のサイズに適したスリット状の遮蔽体６６を設置することで、複数のＸ線検出器を同時に露光状態として複数の位置からＸ線を放射した場合でも、検査対象領域の特定の角度からのみのＸ線透視画像をＸ線焦点と検査対象を通る直線状に設置したＸ線検出器２３で取得することができる。

遮蔽体６６に入射したＸ線は散乱線を発生させ、すべてのＸ線検出器２３を同時露光・パルス撮像した際には撮像画像の劣化を誘発する可能性がある。たとえば、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３を同時露光した場合、Ｘ線検出器２３．１に向けて照射したＸ線の散乱線は、Ｘ線検出器２３．２での撮像に影響を与える可能性がある。そこで、後述するように、Ｘ線検出器２３を、両端の２つのＸ線検出器２３．１および２３．３と中央のＸ線検出器２３．２で露光時間をずらして動作させることで、撮像時間は同じでも、散乱線の影響を抑えた撮像が可能となる。

ただし、Ｘ線検査装置１３０の構成は、以下に説明するようなＸ線検出器２３の位置の移動、Ｘ線焦点１７の位置の移動の制御およびＸ線源１０のパルス動作の制御を除いては、図１５で説明したＸ線検査装置１０２の構成と同様であるので、その構成についての説明は繰り返さない。なお、以下に説明するように、Ｘ線検出器２３を自転させる構成は本実施の形態の変形例においては、必要ではなく、Ｘ線検出器２３は、Ｘ−Ｙ平面内で平行に移動するものとする。

図５４は、図５３に示したＸ線検査装置１３０の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図として示す図である。

図５４においては、Ｘ線検出器２３．１，２３．２および２３．３は、それぞれレール上を直線的に移動できる機構を有する。

Ｘ線源１０は、上述のとおり、走査型Ｘ線源である。また、Ｘ線検出器２３の撮像位置は、図５４の配置に限定されるものではなく、さらに、撮像枚数は１８枚に限定されるものではなく、検査可能な撮像枚数を指定すればよい。撮像枚数の指定は、ＣＡＤデータ等の設計情報から計算してもよいし、作業者が目視で決めてもよい。

図５４において、位置Ａ１〜Ａ６、Ｂ１〜Ｂ６、Ｃ1〜Ｃ６は、それぞれ画像再構成に必要な透視画像を取得するＸ線検出器２３．１，２３．２および２３．３の位置である。位置に付された１〜６の番号は撮像する順番を意味しており、最初はＡ１の位置で撮像し、最後にＡ６の位置で撮像する。

なお、上述したとおり、本実施の形態では、両端のＸ線検出器２３．１および２３．３とは同期して移動する。真ん中のＸ線検出器２３．２は独立で位置を移動する。

図５４に示す動作例では、Ｘ線検出器２３は、自転をせず、Ｘ−Ｙ平面内を平行に移動している。このような動作例は、上述のとおり、反復的手法やトモシンセシス等の再構成手法を用いるのに適している。反復的手法やトモシンセシスはＸ線検出器の向きに関係なく再構成を行うことができるためである。

図５５は、図５３および図５４で説明した直線移動検出器を用いた撮像系の検査の処理のフローチャートである。

図５６は、図５３および図５４で説明した撮像系による１視野についての撮像の検査タイミングチャートである。

以下、図５５および図５６を参照して、実施の形態６の変形例のＸ線検査装置１３０の検査処理を説明する。

図５５を参照して、まず、検査を始める前に、演算部７０の検査対象位置制御部８０からの命令により、検査対象位置制御機構は、検査対象の検査部分（視野）をＸ線源１０のＸ線ターゲットの中心を通る垂直軸上に位置させた状態とした上で、Ｘ線検出器２３．２による撮像で検査を開始するものとする。すなわち、透視画像の撮像するために、検査対象をのせたステージを所定の位置に、Ｘ線検出器２３．２を初期位置（Ｂ３とＢ４の中間位置）にそれぞれ移動する。また、Ｘ線検出器２３．１と２３．３とは、それぞれ初期位置Ａ１とＣ１とに移動する。通常、検査においては、検査位置の特定のために光学カメラ（図示せず）が搭載されているため、光学カメラの画像をもとに位置を決めることが可能である。その他の方法として、検査対象のＣＡＤデータをもとに自動的に決めてもよいし、作業者が目視で行ってもよい。

検査処理が開始されると（Ｓ１０００）、演算部７０は、検査の開始直後において、Ｘ線焦点の真上にＸ線検出器２３．２を位置させて撮像をおこなう（Ｓ１００２）。撮像された画像データは、演算部７０の使用するメモリ７０に転送され（Ｓ１００４）、このようにして得られたＸ線透視画像から、演算部７０の良否判定部７８は、該当部分の画像再構成検査の必要性を判断する（Ｓ１００６）。ここでも、必要性の判定（良否判定）の手法は、様々な手法が提案されており、すでに上述したため、ここでは詳細を繰り返さない。

演算部７０は、再構成画像による検査が必要ない場合には、全視野について検査が終了していると判断すると（Ｓ１０３６）、検査を終了させる（Ｓ１０４０）。

一方、演算部７０は、再構成画像による検査が必要な場合は、続いて、１つの視野についてのＣＴ撮像を行わせる。

図５５および図５６を参照して、１視野についてのＣＴ撮像においては、検査対象内の視野(再構成領域もしくは、上記の透視画像撮像範囲と同様の領域)を複数の方向から撮像する。

演算部７０は、Ｘ線焦点を両端のＸ線検出器２３．１および２３．３に対応する位置に時分割で移動してＸ線を照射し、Ｘ線検出器２３．１および２３．３で撮像する（Ｓ１０１０）。この撮像と並行して、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．２を次の撮像位置（Ｂ１）に移動させる（Ｓ１０２０）。なお、この時点では、Ｘ線検出器２３．２については、移動を行うのみで、撮像データの転送は行わない。

続いて、演算部７０は、Ｘ線検出器２３．１および２３．３による撮像データを、３Ｄ画像再構成部７８での再構成処理のために、たとえば、メモリ９０に転送する（Ｓ１０１２）。これと並行して、演算部７０は、Ｘ線焦点をＸ線検出器２３．２に対応する位置に移動してＸ線を照射し、Ｘ線検出器２３．２で撮像する（Ｓ１０２２）。

演算部７０は、１視野についての規定枚数の撮像が終了していないと判断した場合は（Ｓ１０３０）、処理をステップＳ１０１０およびＳ１０２０に復帰させる。

一方、規定枚数に達していれば、演算部７０は、１視野のＣＴ撮像処理を終了し（Ｓ１０３０）、処理をステップＳ１０３２に移行させる。

次に、演算部７０の３Ｄ画像再構成部７６は、ステップＳ１０３２において、複数方向の撮像画像から再構成画像を生成する。

続けて、演算部７０の良否判定部７８は、再構成画像による良否判定を行う（Ｓ１０３４）。ここでも、良否判定の方法は、上述のとおり、周知であるため検査項目に適した良否判定手法を用いればよく、ここでは詳細の説明は繰り返さない。

さらに、演算部７０は、全視野の検査を終了したか否かを判断し（Ｓ１０３６）、終了していない場合は、視野を次の位置に移動するとともにＸ線検出器２３もそれぞれの初期位置に復帰させ（Ｓ１０３８）、処理を、ステップＳ１００２に復帰させる。一方で、演算部７０は、全視野について検査が終了していれば、本検査を終了させる（Ｓ１０４０）。

図５６に示すように、Ｘ線検出器２３．１と２３．３とで同時露光し、その間にＸ線検出器２３．２は画像再構成に必要な画像を取得できる撮像位置へ移動する。Ｘ線検出器２３．１と２３．３との撮像とＸ線検出器２３．２の移動が完了すると、今度は、Ｘ線検出器２３．２で撮像を開始し、Ｘ線検出器２３．１と２３．３とは次の撮像位置へ移動する。これらの動作を繰り返しおこなうことで、画像再構成に必要な異なる角度からの複数枚の透視画像を、Ｘ線源１０の非稼動時間・撮像対象の移動なしに撮像できる。

１視野の撮像時間Ｔｖは、以下の式で表される。
Ts＞Tmの場合：Ｔｖ＝２／３ＮＴｓ
Ts＜Tmの場合：Ｔｖ＝（Ｎ／３−１）（Ｔｓ＋Ｔｍ）＋２Ｔｓ
例として、１８枚の撮像に要する時間は、Ts＞Tmの場合は１２Ts、 Ts＜Tmの場合は７Ts+５Tmであり、撮像時間を大幅に高速化することができる。

以上の構成により、実施の形態６のＸ線検査装置１３０では、以下のような効果の少なくとも１つまたはその組み合わせを奏することが可能である。

１）Ｘ線検出器２３がそれぞれ独立に動作し、Ｘ線検出器２３中のＸ線源１０の非稼働時間を削減することができる。

２）ターゲット電流を大きくし、複数のＸ線検出器２３を同時に露光することで、強いＸ線を効率的に利用することができる。

３）Ｘ線検出器の動作を直線に限定することで、Ｘ線検出器２３の移動機構を簡素化でき、移動を高速化することができる。

４）同じ向きに移動する（平行に移動する）Ｘ線検出器２３で撮影した矩形の画像を、反復的画像再構成アルゴリズムを用いて再構成することで、広範囲の再構成画像を得る。

５）また、奇数個、たとえば、３個のＸ線検出器のうちの１つをＸ線源１０の真上を通る構造にすることで、透視画像撮影、再構成画像撮影の両方に利用することができる。

６）また、Ｘ線検出器２３が３個の場合、中央のＸ線検出器と両端の２つのＸ線検出器でタイミングをずらして露光させることによって、中央撮像時の両端のＸ線検出器への散乱Ｘ線と、両端撮像時の中央のＸ線検出器への散乱Ｘ線による画像の劣化を回避することができる。同様の効果は、たとえば、Ｘ線検出器２３が５個以上奇数個設けられている場合は、中央のＸ線検出器とこれと１つおきのＸ線検出器と、残りのＸ線検出器とで、タイミングをずらして露光させることによっても奏されうる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。第１の移動機構の例を示す概念図である。第２の移動機構の例を示す概念図である。第３の移動機構の例を示す概念図である。図３〜図５のいずれかの移動機構を再構成画像検査のための検査全体のフローチャートである。図６で説明したフローチャートに従う検査全体のタイミングチャートである。図６で説明した１視野のＣＴ撮像の処理を示すフローチャートである。図８で説明した１視野のＣＴ撮像の処理において、複数方向で撮像を行なう処理のタイミングチャートである。実施の形態１のＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。図１０に示したＸ線検査装置１００の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図である。実施の形態１のＸ線検査装置１００による再構成画像検査のための検査全体のフローチャートである。図１２に説明したステップＳ３１０の１視野のＣＴ撮像のフローチャートである。図１３に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態１の変形例のＸ線検査装置１０２の構成を説明する図である。図１５に示したＸ線検査装置１０２の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図である。図１５に示したＸ線検査装置１０２の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との他の移動軌跡を上面図である。図１６または図１７のように、Ｘ線検出器２３を移動させて検査する際の検査のフローチャートである。図１８に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態２のＸ線検査装置１０４の構成を説明する図である。遮蔽体６６の上面図である。図２０に示したＸ線検査装置１０４の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図である。図２０に示したＸ線検査装置１０４の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との他の移動軌跡を上面図である。図２２または図２３のように、Ｘ線検出器２３を移動させて検査する際の検査のフローチャートを示す図である。図２４に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。解析的手法を用いて、画像再構成を行なうために、１つの視野についてのＣＴ撮像により検査領域とできる領域を説明するための概念図である。視野（検査対象）が回転する従来の撮像系のタイミングチャートである。１視野のＣＴ撮像時間について説明する図である。実施の形態３のＸ線検査装置１０６の構成を説明する図である。図２９に示したＸ線検査装置１０６の構成において、Ｘ線検出器２３と検査対象の視野との移動軌跡を上面図である。平行移動検出器を用いた撮像系のＣＴ撮像フローチャートである。平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系の検査領域を示す概念図である。平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系のタイミングチャートである。４つの検出器と走査型Ｘ線源を使用した撮像を行なうＸ線検査装置の構成を示す図である。図３４に示すＸ線検査装置９００のＣＴ撮像フローチャートである。図３５に示した検査フローにおいて、検査時間に沿ったＸ線検出器とＸ線焦点位置の動作を示すタイミングチャートである。実施の形態４のＸ線検査装置１１０の構成を説明するためのブロック図である。Ｘ線検出器２３として使用される検出器の構成を示す概念図である。図３７に示したＸ線検査装置１１０の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図である。図３７に示したＸ線検査装置１１０の構成による１視野撮像のフローチャートである。４つのＸ線検出器２３．１〜２３．４を使用した際の走査型Ｘ線源動作を説明するためのタイミングチャートである。図３７で示したＸ線検査装置１１０での１視野撮像のタイミングチャートである。走査型Ｘ線源の構造を示す概念図である。実施の形態５のＸ線検査装置１２０の構成を説明するためのブロック図である。平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系の動作例を示す図である。図４４および図４５で説明した撮像系の１視野についての検査の処理のフローチャートである。図４４および図４５で説明した撮像系の１視野についての検査タイミングチャートである。図４４および図４５で説明した撮像系の検査全体についての検査タイミングチャートである。実施の形態５の変形例のＸ線検査装置１２２の構成を説明する図である。Ｘ線検査装置１２２の平行移動Ｘ線検出器を用いた撮像系の動作例を示す図である。図４９および図５０で説明した直線移動検出器を用いた撮像系の１視野についての検査の処理のフローチャートである。図４９および図５０で説明した撮像系の１視野についての検査タイミングチャートである。実施の形態６のＸ線検査装置１３０の構成を説明する図である。図５３に示したＸ線検査装置１３０の構成において、Ｘ線検出器２３と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図である。図５３および図５４で説明した直線移動検出器を用いた撮像系の検査の処理のフローチャートである。図５３および図５４で説明した撮像系による１視野についての撮像の検査タイミングチャートである。画像再構成手法を説明するための図である。視野ＦＯＶのうちの再構成の演算対象の再構成画素Ｖ、Ｘ線焦点Ｆａ、ＦｂならびにＸ線検出器Ｄａ、Ｄｂの配置を上面から見た図である。フィルタ補正逆投影法の処理手順を示すフローチャートである。走査型Ｘ線源を用いた場合の反復的手法での処理の概念を示す概念図である。図６０の概念図を上面から見た上面図である。反復的手法の処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０走査型Ｘ線源、１１ターゲット、１２偏向ヨーク、１３電子線収束コイル、１４高圧電源、１５真空ポンプ、１９電子銃、１６電子ビーム、１７Ｘ線焦点位置、１８Ｘ線、２０検査対象、２２センサベース、２３Ｘ線検出器、２４スライダ、２５Ｘ線モジュール、２６Ｘ線受光部、２７データケーブル、２８電源ケーブル、２９データ処理部、３０画像取得制御機構、３２回転角制御部、３４画像データ取得部、４０入力部、５０出力部、６０走査Ｘ線源制御機構、６２電子ビーム制御部、７０演算部、７２走査Ｘ線源制御部、７４画像取得制御部、７６３Ｄ画像再構成部、７８良否判定部、８０ステージ制御部、８２Ｘ線焦点位置計算部、８４撮像条件設定部、９０メモリ、９２Ｘ線焦点位置情報、９４撮像条件情報、１００Ｘ線検査装置。

Claims

対象物の検査対象領域を透過したＸ線を複数の検出面で受光することにより、前記検査対象領域の像の再構成処理を実行するためのＸ線検査装置であって、
前記複数の検出面で撮像するための複数のＸ線検出器と、
各前記Ｘ線検出器を所定の１軸方向に沿って移動させる検出器駆動手段と、
前記検査対象領域を透過したＸ線が、それぞれ複数の撮像位置に移動した前記複数のＸ線検出器に入射するように対応させてＸ線を出力するＸ線出力手段と、
前記Ｘ線検査装置の動作の制御を行う制御手段とを備え、
前記制御手段は、
各前記Ｘ線検出器の露光タイミングと、前記検出器駆動手段とを制御する画像取得制御手段と、
前記Ｘ線出力手段を制御するためのＸ線出力制御手段と、
複数の前記検出面で検出した、前記検査対象領域を透過したＸ線の強度分布のデータに基づき、前記検査対象領域の像データを再構成する画像再構成処理手段とを含む、Ｘ線検査装置。
前記検出器駆動手段は、前記複数のＸ線検出器を所定の平面内で平行に移動させる、請求項１記載のＸ線検査装置。
前記Ｘ線出力制御手段は、
前記複数の検出面について、前記Ｘ線が前記検査対象領域を透過して各前記検出面に対して入射するように前記Ｘ線の放射の起点位置の各々を設定する起点設定手段を含み、
前記Ｘ線出力手段は、各前記起点位置にＸ線源のＸ線焦点位置を移動させて、前記Ｘ線を発生させる、請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
前記Ｘ線出力手段は、前記撮像位置に配置されている複数のＸ線検出器のうち同時に露光状態となっている複数のＸ線検出器に対して、それぞれ対応する複数のＸ線焦点位置からＸ線を発生させ、
前記Ｘ線出力手段からのＸ線が、前記同時に露光状態となっているＸ線検出器のそれぞれに対して、対応するＸ線焦点位置から前記検査対象領域を透過して各前記検出面に対して入射するＸ線は透過する一方、対応しないＸ線焦点位置からのＸ線は遮蔽する遮蔽部材
とをさらに備える、請求項１記載のＸ線検査装置。
前記Ｘ線出力手段は、Ｘ線源の連続面であるターゲット面上に照射する電子ビームを偏向させることで前記Ｘ線源のＸ線焦点位置を移動させ、
前記Ｘ線出力制御手段は、
同時に露光状態となっているＸ線検出器のそれぞれに対して、前記Ｘ線が時分割で入射するように、前記Ｘ線出力手段を制御する、請求項１に記載のＸ線検査装置。
前記画像再構成処理手段は、反復的手法により前記検査対象領域の画像データを再構成する、請求項２に記載のＸ線検査装置。