JP5395614B2

JP5395614B2 - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP5395614B2
Application number: JP2009244763A
Authority: JP
Inventors: 憲昭杉本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2009-10-23
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: JP2011089933A

Description

本発明は、Ｘ線検査装置に関するものである。

従来より、撮像したＸ線画像に基づいて被検査物の異物検査を行うＸ線検査装置が提供されているが（例えば特許文献１参照）、このようなＸ線検査装置では画像のＳ／Ｎ比を向上させるために複数のＸ線画像を撮像し、撮像した複数のＸ線画像に対して加算平均処理が行われる。

図８（ａ）は平面視の形状が略円形の異物Ｆを含む所定領域を撮像した複数のＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_５であり、各Ｘ線画像Ｐ_１〜Ｐ_５にはそれぞれ異なる画素において異常な濃淡値が認められる（図中の淡色部分）。そして、これらのＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_５に対して単純に加算平均処理を行うと、異常な濃淡値を示す画素によって異物Ｆが２つの小さな異物Ｆ１，Ｆ２に分割されたＸ線画像Ｐ_６が得られる（図８（ｂ）参照）。

特開２００８−１５７８２１号公報（段落［００２４］−段落［００４９］、及び、第１図−第７図）

上述の図８に示した従来例では、複数のＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_５に対して単純に加算平均処理を行ったものであり、この場合、異常な濃淡値を示す画素が１画素でも存在すると、その画素の濃淡値に影響されて正確なＸ線画像を得ることができない。その結果、Ｘ線画像に基づいて異物検査を行う際に正確な異物判定ができない可能性があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、被検査物に含まれる異物を正確に判別できるＸ線検査装置を提供することにある。

請求項１の発明は、被検査物に対してＸ線を照射するＸ線源と、当該Ｘ線源の照射タイミングを制御するＸ線制御手段と、被検査物を透過して撮像エリアに入射したＸ線によって被検査物の透視画像を撮像する撮像手段と、当該撮像手段の撮像タイミングを制御する撮像制御手段とを備えるとともに、撮像したＸ線画像を記憶する画像記憶部と、当該画像記憶部に記憶させた複数のＸ線画像間で画素毎に濃淡値のばらつきを算出する濃淡値ばらつき演算部と、複数のＸ線画像で画素毎に濃淡値の加算平均処理を行い、検査画像を生成する検査画像生成部と、濃淡値ばらつき演算部で求めた濃淡値のばらつきが予め設定された基準値以上の異常画素がある場合、当該異常画素を含むＸ線画像を除いた他のＸ線画像における該当画素の濃淡値、または、検査画像における該当画素の近傍画素の濃淡値を用いて、検査画像における該当画素の濃淡値を補正する濃淡値補正処理部とを具備する画像処理手段を備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、濃淡値補正処理部は、異常画素を含むＸ線画像を除いた他のＸ線画像における該当画素の平均濃淡値を、検査画像における該当画素の濃淡値とすることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、濃淡値補正処理部は、検査画像における該当画素の近傍画素の平均濃淡値を、検査画像における該当画素の濃淡値とすることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、濃淡値補正処理部は、異常画素が連続して２個以上ある場合、検査画像における該当画素を除いた近傍画素の平均濃淡値を、各該当画素の濃淡値とすることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３の発明において、濃淡値補正処理部は、異常画素が連続して２個以上ある場合、検査画像における何れか１つの該当画素の濃淡値を、他の該当画素を除いた近傍画素の平均濃淡値とするとともに、他の該当画素の濃淡値を、濃淡値が補正された該当画素を含む近傍画素の平均濃淡値とすることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかの発明において、画像処理手段は、異常画素の画素数をカウントする異常画素カウント演算部と、異常画素カウント演算部でカウントした異常画素数が予め設定された基準値以上の場合、撮像手段が異常である旨を報知する報知手段とを備えることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、検査画像における該当画素の濃淡値を補正することによって、異常画素の濃淡値に影響されない正確なＸ線画像を得ることができ、その結果、被検査物に含まれる異物を正確に判別することができるという効果がある。

請求項２の発明によれば、検査画像における該当画素の濃淡値を算出する際に、異常画素については加算平均処理から除外しているので、異常画素の濃淡値に影響されることがなく、したがって正確なＸ線画像を得ることができることから、被検査物に含まれる異物を正確に判別することができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、異常画素を含む画素については、当該画素の濃淡値は用いないで近傍画素の平均濃淡値を用いているので、異常画素の濃淡値に影響されない正確なＸ線画像を得ることができ、その結果、被検査物に含まれる異物を正確に判別することができるという効果がある。

請求項４の発明によれば、検査画像における該当画素を除いた近傍画素の平均濃淡値を各該当画素の濃淡値としているので、異常画素の濃淡値に影響されない正確なＸ線画像を得ることができ、その結果、被検査物に含まれる異物を正確に判別することができるという効果がある。

請求項５の発明によれば、検査画像における何れか１つの該当画素については他の該当画素を除いた近傍画素の平均濃淡値を補正後の濃淡値とし、他の該当画素については濃淡値が補正された上記の該当画素を含む近傍画素の平均濃淡値を補正後の濃淡値としているので、請求項４に比べてより正確なＸ線画像を得ることができ、その結果、異物の判別精度を向上させることができるという効果がある。

請求項６の発明によれば、撮像した被検査物のＸ線画像において異常画素が基準値以上である場合には報知手段によって報知するので、利用者はこの報知によって撮像手段が異常であることを知ることができるという効果がある。

実施形態１のＸ線検査装置の概略ブロック図である。同上に用いられるＸ線画像の濃淡値を表すデータ図である。同上に用いられるＸ線画像の画素毎の濃淡値をプロットしたグラフである。実施形態２のＸ線検査装置に用いられるＸ線画像の濃淡値を表すデータ図である。同上に用いられるＸ線画像の画素毎の濃淡値をプロットしたグラフである。実施形態３のＸ線検査装置に用いられるＸ線画像の濃淡値を表すデータ図である。同上に用いられるＸ線画像の画素毎の濃淡値をプロットしたグラフである。（ａ）は従来例のＸ線検査装置に用いられるＸ線画像の濃淡値を表すデータ図、（ｂ）は加算平均処理を行った後のＸ線画像の濃淡値を表すデータ図である。

以下に、本発明に係るＸ線検査装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係るＸ線検査装置は、被検査物（例えば半導体装置の封止材として用いられる樹脂タブレットなど）に異物として含まれる微小金属片を検出するために用いられる。なお、異物は微小金属片に限定されるものではなく、例えば樹脂タブレット中に含まれるボイド（気泡）などであってもよい。

（実施形態１）
図１は実施形態１のＸ線検査装置Ａの概略ブロック図であり、本実施形態のＸ線検査装置Ａは、Ｘ線を照射するＸ線源１と、Ｘ線源１から照射されるＸ線の照射タイミングを制御するＸ線制御装置（Ｘ線制御手段）２と、被検査物Ｏを透過して撮像エリアに入射したＸ線によって被検査物Ｏの透視画像を撮像するＸ線エリアセンサ（撮像手段）３と、Ｘ線エリアセンサ３の撮像タイミングを制御する撮像制御装置（撮像制御手段）４と、撮像したＸ線画像に対して後述の画像処理を行う画像処理装置（画像処理手段）５と、画像処理装置５の画像処理結果を表示する表示装置７と、警報を発してＸ線エリアセンサ３が異常であることを報知する警報装置（報知手段）６とを備えている。

画像処理装置５は、Ｘ線エリアセンサ３により撮像したＸ線画像を記憶するＸ線画像メモリ（画像記憶部）５１と、Ｘ線画像メモリ５１に記憶させた複数のＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎ（図２参照）間で画素毎に濃淡値のばらつきを算出する濃淡値ばらつき演算部５２と、複数のＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎで画素毎に濃淡値の加算平均処理を行い、検査画像を生成する検査画像生成部５３と、濃淡値ばらつき演算部５２で求めた濃淡値のばらつきが予め設定された基準値以上の異常画素がある場合、上記の検査画像における該当画素の濃淡値を補正する濃淡値補正処理部５４と、撮像したＸ線画像に含まれる異常画素の画素数をカウントする異常画素カウント演算部５５と、異常画素カウント演算部５５でカウントした異常画素数が予め設定された基準値以上である場合、Ｘ線エリアセンサ３が異常であると判断するＸ線エリアセンサ異常判定部５６とで構成されている。

図２はＸ線エリアセンサ３により撮像した複数のＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの濃淡値を表すデータ図の一例であり、図３はＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎの画素毎の濃淡値をプロットしたグラフである。なお、図２中の数字は画素番号を示している。そして本例では、図２および図３に示すように、Ｘ線画像Ｐ_２の画素５の濃淡値が、他のＸ線画像Ｐ_１およびＰ_３〜Ｐ_ｎの画素５の濃淡値に比べて極端に異なっているのが分かる。

ここで、上記のＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎに対して単純に加算平均処理を行うと、画素１〜４および６〜９については、何れのＸ線画像においても異常な濃淡値が認められないため正確な濃淡値が算出できるが、画素５については、Ｘ線画像Ｐ_２において異常な濃淡値が認められるため、この濃淡値に影響されて正確な濃淡値が算出できない。その結果、正確な検査画像が得られないことから、異物検査を行う際に正確な異物判定ができない可能性があった。そこで、本実施形態では、検査画像生成部５３により生成した検査画像に対し、濃淡値補正処理部５４において画素単位で濃淡値の補正が行えるように構成されている。以下に、その手順を示す。

ｍ枚目のＸ線画像Ｐ_ｍの画素ｐの濃淡値をＢ（ｍ）（ｐ）、検査画像における補正後の画素ｐの濃淡値をＣ（ｐ）とすると、濃淡値のばらつきが小さい画素１〜４および６〜９については、
によりそれぞれ濃淡値が求められる。

一方、画素５については、Ｘ線画像Ｐ_２において異常な濃淡値を示しているため、この場合、Ｘ線画像Ｐ_２を除いた他のＸ線画像Ｐ_１およびＰ_３〜Ｐ_ｎの濃淡値から画素５の濃淡値が求められ、算出式については以下のとおりである。

すなわち、本実施形態によれば、濃淡値のばらつきが小さい画素１〜４および６〜９については、すべてのＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎに対して単純に加算平均処理が行われ、異常な濃淡値を示す画素５については、該当するＸ線画像（本実施形態ではＸ線画像Ｐ_２）を除いた他のＸ線画像に対して加算平均処理が行われ、その結果濃淡値が算出される。

次に、Ｘ線検査装置Ａの動作について説明する。Ｘ線制御装置２がＸ線源１を制御して所定のタイミングでＸ線を照射させるとともに、撮像制御装置４がＸ線エリアセンサ３を制御して所定のタイミングで複数のＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎを撮像させる。Ｘ線エリアセンサ３により撮像したＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎは、撮像制御装置４を介して画像処理装置５に送られ、Ｘ線画像メモリ５１に記憶される。濃淡値ばらつき演算部５２では、Ｘ線画像メモリ５１からＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎを読み出し、画素毎に濃淡値のばらつきを算出する。さらに、Ｘ線画像メモリ５１から読み出したＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎは検査画像生成部５３に送られて、検査画像生成部５３において検査画像が生成される。その後、濃淡値補正処理部５４では、濃淡値ばらつき演算部５２で求めた濃淡値のばらつきが予め設定された基準値以上の異常画素がある場合、上述したように異常画素を含むＸ線画像を除いた他のＸ線画像における該当画素の平均濃淡値を、上記検査画像における該当画素の濃淡値として補正するのである。そして、濃淡値が補正された検査画像は表示装置７に表示され、作業者がこの検査画像を見ることで異物の有無を検査するのである。

一方、異常画素カウント演算部５５では、濃淡値ばらつき演算部５２で求めた濃淡値のばらつきが予め設定された基準値以上である異常画素の画素数をカウントする。このカウント値はＸ線エリアセンサ異常判定部５６に送られ、Ｘ線エリアセンサ異常判定部５６では、上記のカウント値が予め設定された基準値以上である場合、Ｘ線エリアセンサ３が異常であると判断し、警報装置６に対して所定の異常信号を出力する。そして、異常信号を受け取った警報装置６では、例えばブザーや音声などによって警報が発せられ、作業者はこの警報によりＸ線エリアセンサ３が異常であることを知ることができる。

而して、本実施形態によれば、検査画像における該当画素５の濃淡値を算出する際に、異常画素であるＸ線画像Ｐ_２の画素５については加算平均処理から除外しているので、異常画素の濃淡値に影響されることがなく、したがって正確なＸ線画像（検査画像）を得ることができることから、被検査物Ｏに含まれる異物を正確に判別することができる。また、撮像した被検査物ＯのＸ線画像において異常画素が基準値以上である場合には警報装置（報知手段）６によって報知するので、作業者はこの報知によってＸ線エリアセンサ３が異常であることを知ることができる。

（実施形態２）
以下に、本発明に係るＸ線検査装置Ａの実施形態２について、図４，５を参照しながら説明する。実施形態１では、異常な濃淡値を示す画素を含むＸ線画像を除いた他のＸ線画像の該当画素の平均濃淡値を、検査画像における該当画素の濃淡値としているが、本実施形態では、濃淡値のばらつきが大きい画素の濃淡値は用いないで、検査画像における該当画素の近傍画素の平均濃淡値を、同画像における該当画素の濃淡値としている。なお、それ以外の構成は実施形態１と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。また以下の説明では、図１も参照しながら説明する。

本実施形態のＸ線検査装置Ａは、Ｘ線源１と、Ｘ線制御装置２と、Ｘ線エリアセンサ３と、撮像制御装置４と、画像処理装置５と、警報装置６と、表示装置７とを備えており、画像処理装置５は実施形態１と同様の構成であるが、濃淡値補正処理部５４における異常画素の濃淡値の補正方法が実施形態１と異なる。以下、その手順を示す。

実施形態１と同様に、ｍ枚目のＸ線画像Ｐ_ｍの画素ｐの濃淡値をＢ（ｍ）（ｐ）、検査画像における補正後の画素ｐの濃淡値をＣ（ｐ）とすると、濃淡値のばらつきが小さい画素１〜４および６〜９（図４参照）については、実施形態１と同様に１式によりそれぞれ濃淡値が求められる。

一方、画素５については、図５に示すように濃淡値のばらつきが大きいため、これらの濃淡値は用いないで、画素５の近傍画素である画素１〜４および６〜９の平均濃淡値を当該画素５の濃淡値として用い、算出式については以下のとおりである。

すなわち、本実施形態によれば、濃淡値のばらつきが小さい画素１〜４および６〜９については、すべてのＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎ（図４参照）に対して単純に加算平均処理が行われ、濃淡値のばらつきが大きい画素５については、近傍画素である画素１〜４および６〜９の平均濃淡値を画素５の濃淡値として用いるのである。なお、本実施形態では、該当画素５の８近傍の画素１〜４および６〜９を近傍画素としている。

また、本実施形態のＸ線検査装置Ａの動作については、上述の濃淡値補正処理部５４の動作以外は実施形態１と同様であるから、ここでは説明を省略する。

而して、本実施形態によれば、異常画素を含む画素５については、当該画素５の濃淡値は用いないで近傍画素１〜４および６〜９の平均濃淡値を用いているので、異常画素の濃淡値に影響されない正確なＸ線画像（検査画像）を得ることができ、その結果、被検査物Ｏに含まれる異物を正確に判別することができる。

なお、本実施形態では、該当画素の８近傍の画素を近傍画素としているが、例えば４近傍の画素を近傍画素としてもよい。

（実施形態３）
以下に、本発明に係るＸ線検査装置Ａの実施形態３について、図６，７を参照しながら説明する。実施形態２では、異常画素が１個の場合について説明したが、本実施形態では異常画素が連続して２個の場合について説明する。なお、それ以外の構成は実施形態２と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して説明は省略する。また以下の説明では、図１も参照しながら説明する。

本実施形態のＸ線検査装置Ａは、Ｘ線源１と、Ｘ線制御装置２と、Ｘ線エリアセンサ３と、撮像制御装置４と、画像処理装置５と、警報装置６と、表示装置７とを備えており、画像処理装置５は実施形態２と同様の構成であるが、濃淡値補正処理部５４における異常画素の濃淡値の補正方法が実施形態２と異なる。以下、その手順を示す。

実施形態１と同様に、ｍ枚目のＸ線画像Ｐ_ｍの画素ｐの濃淡値をＢ（ｍ）（ｐ）、検査画像における補正後の画素ｐの濃淡値をＣ（ｐ）とすると、濃淡値のばらつきが小さい画素１〜５および８〜１２については、実施形態１と同様に１式によりそれぞれ濃淡値が求められる。

一方、画素６，７については、図７に示すように濃淡値のばらつきが大きいため、これらの濃淡値は用いないで、実施形態２と同様に近傍画素の平均濃淡値を用いるのであるが、例えば画素６の場合には、８近傍の画素のうち異常画素である画素７を除いた他の画素１〜３，５および９〜１１の平均濃淡値を画素６の濃淡値とし、また画素７の場合には、８近傍の画素のうち異常画素である画素６を除いた他の画素２〜４，８および１０〜１２の平均濃淡値を画素７の濃淡値としている。したがって、画素６，７の濃淡値は、それぞれ以下の算出式により算出される。

すなわち、本実施形態によれば、濃淡値のばらつきが小さい画素１〜５および８〜１２については、すべてのＸ線画像Ｐ_１〜Ｐ_ｎ（図６参照）に対して単純に加算平均処理が行われ、濃淡値のばらつきが大きい画素６，７については、画素６，７（異常画素）を除いた近傍画素の平均濃淡値を画素６，７の濃淡値として用いるのである。

而して、本実施形態によれば、検査画像における該当画素６，７を除いた近傍画素の平均濃淡値を、各該当画素６，７の濃淡値としているので、異常画素の濃淡値に影響されない正確なＸ線画像（検査画像）を得ることができ、その結果、被検査物Ｏに含まれる異物を正確に判別することができる。

ここで、異常画素が連続して２個存在する場合において、当該異常画素の濃淡値を補正する別の方法について説明する。なお、以下の説明でも、図６，７を参照して説明する。

画素６については上述と同様の処理を経て、４式から濃淡値が算出される。一方、画素７については上述の方法と異なり、補正後の画素６の濃淡値も用いて画素７の濃淡値を算出する。算出式については以下のとおりである。

すなわち、本方法によれば、１つ目の異常画素６については、上述の方法と同様に他の異常画素７を除いた近傍画素１〜３，５および９〜１１の平均濃淡値を、検査画像における該当画素６の濃淡値とし、２つ目の異常画素７については、補正後の異常画素６も含めた近傍画素２〜４，６，８および１０〜１２の平均濃淡値を、検査画像における該当画素７の濃淡値として用いるのである。

而して、本例によれば、検査画像における１つ目の該当画素６については他の該当画素７を除いた近傍画素１〜３，５および９〜１１の平均濃淡値を補正後の濃淡値とし、他の該当画素７については濃淡値が補正された該当画素６を含む近傍画素２〜４，６，８および１０〜１２の平均濃淡値を補正後の濃淡値としているので、上述した方法に比べてより正確なＸ線画像（検査画像）を得ることができ、その結果、異物の判別精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、異常画素が２個の場合を例に説明したが、異常画素の個数は２個に限定されるものではなく、連続していれば３個以上であってもよい。

１Ｘ線源
２Ｘ線制御装置（Ｘ線制御手段）
３Ｘ線エリアセンサ（撮像手段）
４撮像制御装置（撮像制御手段）
５画像処理装置（画像処理手段）
５１Ｘ線画像メモリ（画像記憶部）
５２濃淡値ばらつき演算部
５３検査画像生成部
５４濃淡値補正処理部

Claims

被検査物に対してＸ線を照射するＸ線源と、当該Ｘ線源の照射タイミングを制御するＸ線制御手段と、被検査物を透過して撮像エリアに入射したＸ線によって被検査物の透視画像を撮像する撮像手段と、当該撮像手段の撮像タイミングを制御する撮像制御手段とを備えるとともに、
撮像したＸ線画像を記憶する画像記憶部と、当該画像記憶部に記憶させた複数のＸ線画像間で画素毎に濃淡値のばらつきを算出する濃淡値ばらつき演算部と、前記複数のＸ線画像で画素毎に濃淡値の加算平均処理を行い、検査画像を生成する検査画像生成部と、前記濃淡値ばらつき演算部で求めた濃淡値のばらつきが予め設定された基準値以上の異常画素がある場合、当該異常画素を含むＸ線画像を除いた他のＸ線画像における該当画素の濃淡値、または、前記検査画像における該当画素の近傍画素の濃淡値を用いて、検査画像における該当画素の濃淡値を補正する濃淡値補正処理部とを具備する画像処理手段を備えることを特徴とするＸ線検査装置。
前記濃淡値補正処理部は、前記異常画素を含むＸ線画像を除いた他のＸ線画像における該当画素の平均濃淡値を、前記検査画像における該当画素の濃淡値とすることを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
前記濃淡値補正処理部は、前記検査画像における該当画素の近傍画素の平均濃淡値を、検査画像における該当画素の濃淡値とすることを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
前記濃淡値補正処理部は、前記異常画素が連続して２個以上ある場合、前記検査画像における該当画素を除いた近傍画素の平均濃淡値を、各該当画素の濃淡値とすることを特徴とする請求項３記載のＸ線検査装置。
前記濃淡値補正処理部は、前記異常画素が連続して２個以上ある場合、前記検査画像における何れか１つの該当画素の濃淡値を、他の該当画素を除いた近傍画素の平均濃淡値とするとともに、他の該当画素の濃淡値を、濃淡値が補正された前記該当画素を含む近傍画素の平均濃淡値とすることを特徴とする請求項３記載のＸ線検査装置。
前記画像処理手段は、前記異常画素の画素数をカウントする異常画素カウント演算部と、異常画素カウント演算部でカウントした異常画素数が予め設定された基準値以上の場合、前記撮像手段が異常である旨を報知する報知手段とを備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のＸ線検査装置。