JPWO2010029862A1

JPWO2010029862A1 - Ｘ線検査装置およびｘ線検査方法

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Publication number: JPWO2010029862A1
Application number: JP2010528704A
Authority: JP
Inventors: 信治杉田; 訓之加藤; 真之益田; 剛松波
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: EP2325627A4; US8254519B2; WO2010029862A1; CN102150036A; US20110243299A1; JP5104956B2; TW201012303A; TWI394490B; EP2325627A1

Abstract

Ｘ線検査装置（１００）は、Ｘ線を出力する走査型Ｘ線源（１０）と、複数のＸ線検出器（２３）が取り付けられ、複数のＸ線検出器（２３）を独立に駆動可能なＸ線検出器駆動部（２２）と、Ｘ線検出器駆動部（２２）やＸ線検出器（２３）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）を備える。走査型Ｘ線源（１０）は、各Ｘ線検出器（２３）について、Ｘ線が検査対象（２０）の複数の所定の検査領域を透過して各Ｘ線検出器（２３）に対して入射するように設定されたＸ線の放射の起点位置の各々に、Ｘ線源のＸ線焦点位置を移動させてＸ線を放射する。Ｘ線検出器（２３）の撮像と、撮像中でない他のＸ線検出器（２３）の撮像位置への移動が並行して交互に実行される。画像制御取得機構（３０）はＸ線検出器（２３）が検出した画像データを取得し、演算部（７０）はその画像データに基づき検査エリアの画像の再構成を行なう。

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−ＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）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（ＱｕａｄＦｌａｔＰａｃｋａｇｅ）やＰＧＡ（ＰｉｎＧｒｉｄＡｒｒａｙ）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（ＢａｌｌＧｒｉｄＡｒｒａｙ）やＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｉｚｅＰａｃｋａｇｅ）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（特開２０００−４６７６０号公報）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（特開２００３−３４４３１６号公報）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（ＣｏｍｐｕｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）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。

特許文献３（特開２００３−３２９６１６号）では、図２１に示すように、Ｘ線の撮像において、視野（検査対象）が回転する撮像方法が開示されている。ここに開示されている方法では、撮像中にはＸ線源も検出器も動かす必要はないものの、撮像角度を変えるためには一枚の撮像毎に検査対象を回転させなければならない。

また、特許文献４（特開２００６−１６２３３５号）では、図２２に示すように、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、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。この特許文献４に開示されているＸ線撮像方法は、「複数検出器と焦点固定型Ｘ線源による撮像方法」であり、垂直方向の透過像を撮るために設置された検出器と、円軌道を移動しながら角度を変えた透過像を取るための複数の検出器を使用している。ここでは、Ｘ線源は固定焦点なので、基板を移動させて撮像することで、１つの視野を複数角度から撮像する。

また、特許文献５（特表２００４−５１５７６２号）では、図２３に示すように、Ｘ線撮像方法として、走査型Ｘ線源と位置を固定された１つのＸ線検出器とによる方法が、開示されている。

また、特許文献６（特開平６−１７７６００号）では、図２４に示すように、Ｘ線撮像方法として、移動可能な複数のＸ線源と、Ｘ線源と同数のＸ線検出器を備えた装置が、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２５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２５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：ＦｉｌｔｅｒｅｄＢａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法：フィルタ補正逆投影法）の説明）
図２５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２６は、図２５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２７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２７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なう（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２８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２９は、図２８の概念図を上面から見た上面図である。

以下に、図２８および図２９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ν^０（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^０」と記す）を仮定する。

初期再構成画像ν^０は全て０のデータでもよいし、ＣＡＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）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ｑ^０（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、「ｑ^０」と記す）を生成する。

中間投影データｑ^０の生成は、１つの投影データに対して行ってもよいし、複数の投影データに対して行ってもよい。以下は１つの投影データに対して行ったものとして説明する。

生成した中間投影データｑ^０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−ｑ^０）をとる。

初期再構成画像ν^０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３０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３０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、反復していなければ、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。

特開２０００−４６７６０号公報特開２００３−３４４３１６号公報特開２００３−３２９６１６号公報特開２００６−１６２３３５号公報特表２００４−５１５７６２号公報特開平６−１７７６００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）

上述したような従来のＸ線検査装置には、以下のような問題がある。
まず、図２１に示した特許文献３に開示されている方法では、撮像中にはＸ線源も検出器も動かす必要はないものの、撮像角度を変えるためには一枚の撮像毎に検査対象を回転させなければならないため、１）視野が円形になるため、１度に再構成画像で検査できる領域が狭い。２）異なる視野を撮像するためには、ステージを移動させて検査対象視野を回転中心に移動させなければならない。

さらに、図２２に示した特許文献４に開示されている方法では、検出器は複数で移動可能であるが、１）検出器が４枚同時に移動するため、検出器とＸ線源の非稼動時間がある。２）検出器が合計５枚となる（移動する４枚の他に、垂直透過像取得専用に一枚必要）。３）１回の検出動作中にそれぞれの検出器が写している視野は同一箇所ではないため、再構成のタイミングが遅れる（基板を移動させないと１視野を複数角度から撮ったことにならない）。４）検出器が円軌道を動くので、移動に時間がかかる。しかも、Ｘ線焦点が１つであることから、検査対象の移動無しに複数の検出器で同一視野を撮像することはできない。また、撮像角度変更のために上記傾斜検出器が同時に移動するため、この移動時間中は撮像することができない。

また、図２３に示した特許文献５に開示されている方法では、複数の領域のＸ線透過像を連続して取得するが、Ｘ線検出器の位置が固定なため、ＣＴ撮像を実施するためには、検査対象物をステージで移動させる必要がある。この移動時間の間は透過像を撮像することができない。

また、図２４に示した特許文献６に開示されている方法では、１つの視野をＣＴ撮像するために、Ｘ線源／Ｘ線検出器／検査対象物のメカ移動は必要ないという利点はあるものの、検査対象の視野を移動するために検査対象物を載せたステージを移動させなければならないために、複数の視野について検査する際には、その移動のための時間の間は、撮像ができない。

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。

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毎に異なる方向から透過したＸ線を複数の検出面で撮像することにより、対象物の検査対象領域の像の再構成処理を実行するためのＸ線検査装置を提供する。Ｘ線検査装置は、複数の検出位置で撮像するためのＸ線検出器と、Ｘ線検出器を各複数検出位置に移動させる検出器駆動手段と、焦点を走査して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なう制御手段とを含む。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、複数の検出面で撮像した、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、複数の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。画像取得制御手段およびＸ線出力制御手段は、Ｘ線検出器を、複数の撮像位置のうちの一つの位置で停止させ、複数の検査対象領域について、順次異なる検査対象領域を透過したＸ線が当該撮像位置にあるＸ線検出器に入射するようにＸ線出力手段の焦点を走査して撮像する。

好ましくは、Ｘ線検査装置は、Ｘ線検出器を複数個含み、さらに、各Ｘ線検出器を独立に撮像位置へ移動させる移動手段を含む。画像取得制御手段およびＸ線出力制御手段は、複数のＸ線検出器のうち一つを、複数の撮像位置のうちの一つの位置で停止させ、複数の検査対象領域について、順次異なる検査対象領域を透過したＸ線が当該撮像位置にあるＸ線検出器に入射するようにＸ線出力手段の焦点を走査して撮像する処理と、撮像中のＸ線検出器とは異なる他のＸ線検出器を複数の撮像位置のうちの他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、画像再構成処理手段は、画像取得制御手段およびＸ線出力制御手段によるＸ線検出器の移動処理およびＸ線検出器の露光処理と平行して、再構成のための処理を実行する。

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、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。

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毎に異なる方向から透過したＸ線を複数の検出面で撮像することにより、検査対象領域の像の再構成処理を実行するためのＸ線検査方法を提供する。本Ｘ線検査方法は、複数のＸ線検出器を対応する複数の撮像位置に独立に移動させるステップと、焦点を走査してＸ線を出力するステップと、複数のＸ線検出器のうち一つを、複数の検出面のうちの１つの検出面となる複数の撮像位置のうちの一つの位置で停止させ、複数の検査対象領域について、順次異なる検査対象領域を透過したＸ線が当該撮像位置にあるＸ線検出器に入射するようにＸ線出力手段の焦点を走査して撮像する処理と、撮像中のＸ線検出器とは異なる他のＸ線検出器を複数の撮像位置のうちの他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含む。

好ましくは、像データを再構成するステップは、移動させるステップおよび並行して実行するステップと、並行して実行される。

好ましくは、独立に移動させるステップにおいては、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。

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、Ｘ線検出器は、移動する際に、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線検出器を自転する。

好ましくは、像データを再構成するステップは、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、像データを再構成するステップは、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。

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。

本発明に係るＸ線検査装置の概略ブロック図である。走査型Ｘ線源の構成を示す断面図である。複数視野の撮像を走査型Ｘ線源を用いて行なう場合の方法の１つを模式的に説明するための図である。ＣＴ撮像のための移動機構の例を示す概念図である。図４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５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５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７で説明した４視野のＣＴ撮像の処理において、複数方向（ここでは、８方向とする）で撮像を行なう処理のタイミングチャートである。Ｘ線検査装置の撮像処理シーケンスの概念を説明するための図である。実施の形態１のＸ線検査装置の構成を説明するための図である。図１０に示したＸ線検査装置の構成により、４つの視野を連続してＸ線透過像撮像する場合を説明するための概念図である。図１１で示したＸ線検出器および検査対象の配置をＸ線検査装置の上部側から見た図である。図１０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１３で示したステップ３１０の処理をさらに詳しく説明するためのフローチャートである。Ｘ線検出器の位置および撮像対象となる視野との関係を説明するためのタイミングチャートである。ＣＴ撮像と画像再構成処理との時間経過を説明するためのタイミングチャートである。実施の形態１の変形例のＸ線検査装置の構成を説明する図である。Ｘ線検査装置の構成において、Ｘ線検出器と走査型Ｘ線源との移動軌跡を上面図として示す図である。図１３で示したステップ３１０の処理の実施の形態１の変形例についての動作をさらに詳しく説明するためのフローチャートである。図１９に示したフローチャートにおいて、ＣＴ撮像と画像再構成処理との時間経過を説明するためのタイミングチャートである。Ｘ線の撮像において、視野（検査対象）が回転する撮像方法を示す図である。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線検査装置を示す図である。Ｘ線撮像方法として、走査型Ｘ線源と位置を固定された１つのＸ線検出器とによる方法を示す図である。Ｘ線撮像方法として、移動可能な複数のＸ線源と、Ｘ線源と同数のＸ線検出器を備えた装置を示す図である。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２８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。

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。
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。図２の走査型Ｘ線源１０は、焦点位置を走査可能なイクロフォーカスＸ線源である。

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。

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のは、走査型Ｘ線源による電子ビームの走査による。

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（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラ、Ｉ．Ｉ．（ＩｍａｇｅＩｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）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（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙＥｒａｓａｂｌｅａｎｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲｅａｄ−ＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）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なう時点で、（Ｘ線検出器）／（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なうことができない。

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。

Ｘ線断層撮像のために必要な時間は、ｉ）撮像のための構成要素（（Ｘ線検出器）／（Ｘ線源）／（検査対象をのせたステージ））の機械的な移動時間、ｉｉ）Ｘ線透過像の撮像時間（センサの露光時間）、ｉｉｉ）画像再構成・検査時間である。

このうちｉｉ）Ｘ線透過像の撮像時間は、Ｘ線源の高輝度化やＸ線検出器の高感度化によって、ｉｉｉ）画像再構成・検査時間は情報処理装置の高性能化によっても短縮されうるものである。

一方、ｉ）構成要素の機械的な移動時間については、Ｘ線検査装置１００の構成および動作により短縮することが可能である。

そのためには、以下に説明するように、Ｘ線検査装置１００においては、１）Ｘ線検出器が２つ以上で、独立に移動させることができ、２）Ｘ線源は、ターゲット上で焦点の位置を自由に変えることができる走査型Ｘ線源を使用する、という点を特徴とする。

このような構成とすることで、「（１枚のＸ線透過像を撮像するために要する時間）≒（機械的な移動の時間）の場合だけでなく、（機械的な移動時間）＞＞１枚の撮像（センサ露光）時間）となった場合にも、検査に要する時間を短縮することが可能となる。

なお、このような検査に要する時間の短縮を行なう場合に、考慮しなければならない点として、「視野」の問題もある。すなわち、実際の検査のためには１つの視野ではなく、複数の視野をＣＴ撮像して検査する必要がある。たとえば、検査対象が４０×４０ｍｍのＱＦＰの場合、４つの視野に分割して撮像するというようなことが必要となる（１視野は、２０×２０ｍｍ）。

図３は、このような複数視野の撮像を走査型Ｘ線源を用いて行なう場合の方法の１つを模式的に説明するための図である。

図３のように、１つの視野位置に関する複数方向の撮像後に、次の視野を撮像するとの構成では、１回の露光期間ごとにセンサを移動させることが必要となり、撮像のための構成要素の機械的な移動時間の分、処理にロスが生じる。

一般に、二次元Ｘ線検出器を用いて検査対象物中の広い興味領域を断層撮像（ＣＴ撮像：ＣｏｍｐｕｔｅｒＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）するためには、対象領域を複数に分割して撮像し、分割された
部分毎に画像再構成をおこなう。この分割された興味領域中の部分の一つ一つを「視野」と呼ぶ。「ＣＴ撮像」は「再構成画像検査に必要な、異なる角度からの複数枚のＸ線透過画像撮像」と定義する。

図４は、このようなＣＴ撮像のため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。

以下に詳しく説明するように、図４の場合において、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な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５は、図４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５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）の良否判定を行なう（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撮像を行なう（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なう（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６は、図５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枚の撮像を行なうとする。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６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Ｔｍ（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）Ｔｍ …（１３）
図７は、図５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７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、再構成処理を行な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）を行なう。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８は、図７で説明した４視野のＣＴ撮像の処理において、複数方向（ここでは、８方向とする）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４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（図４では１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８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：ここではＮ＝８とする）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１枚の場合：Ｔｖ＝８Ｔｓ＋７Ｔｍ …（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なうとした。

したがって、４視野分について、上記の処理を行なうと、トータルでは、以下のようになる。

Ｔｉ＝３２Ｔｓ＋３１Ｔｍ
図４に示すような撮像のための構成においては、複数の視野をＣＴ撮像するためには検査対象物が乗ったステージを機械的に移動させる必要がある。視野に対応して撮像のための構成要素を機械的に移動させている間は透過像撮像をおこなうことができないため、このような方法では、（視野を移動させるための時間）、すなわち、（機械的な移動時間）がシステム全体としての高速化を妨げていた。

（Ｘ線検査装置１００の撮像処理シーケンス）
図３〜図８を用いて説明したような高速化の障害を取り除くために、Ｘ線検査装置１００では、走査型Ｘ線源１０と複数の独立に移動可能なＸ線検出器２３を用いて、１つの検出器を使って複数の視野を連続して撮像し、その間に別の検出器が機械的に移動するとの撮像シーケンスを採用する。

図９は、このようなＸ線検査装置１００の撮像処理シーケンスの概念を説明するための図である。

すなわち、Ｘ線検査装置１００の撮像処理シーケンスでは、１つのセンサ位置に関わる複数視野分の撮像後、次のセンサ位置に関わる複数視野分を撮像する。

このようなシーケンスとすれば、複数の視野の撮像をしている間に検出器の移動を済ませればよいため、移動機構への負担を低減することが可能である。また、１つの検査対象に対して必要なトータルの移動回数も削減することが可能である。

これは、以下のような理由による。
ｉ）検査対象物中の広い領域を高詳細に撮像するために対象領域を複数視野に分割した場合に、視野を移動させるための構成要素の機械的な移動時間をかけることなく複数視野のＸ線透過像を撮像する。

ｉｉ）ＣＴ撮像を実施するためにＸ線検出器の機械的な移動を必要とする場合に、撮像処理を行なうことができない機械的な移動の時間を削減する。

このようなシーケンスは、撮像（露光）に要する時間および再構成の演算処理に要する時間が短縮され、（撮像のための構成要素の機械的な移動時間）＞＞（１枚の撮像（センサ露光）時間）となった場合に有効である。
（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詳しく説明する。

実施の形態１のＸ線検査装置１００では、以下の構成を特徴とする。
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線源としては、ターゲット上で焦点の位置を自由に変えることができる走査型Ｘ線源１０を用いる。

３）画像再構成のアルゴリズムとしては、解析法、反復法どちらも用いることができる。

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に示した構成では、検査対象の位置を動かすために、当該検査対象が固定され２次元で動くことが可能な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。また、Ｘ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２は、Ｘ線検出器駆動部２２のアクチュエータによってＺ方向にも位置を変えられる構成となっており、Ｚ方向の位置の変更によって透過像の拡大率を調節することができる。

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、Ｘ線検出器２３の移動・回転を行なう。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なう。

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、電子銃１４により電子線を発生させ、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。したがって、電子的に位置を変化させることのできる走査型Ｘ線源１０における焦点移動時間は、Ｘ線検出器２３や検査対象位置駆動機構の移動速度・撮像時間に対して無視できるほど短いものとする。

図１１は、図１０に示したＸ線検査装置１００の構成により、４つの視野を連続してＸ線透過像撮像する場合を説明するための概念図である。

すなわち、図１１では、検査対象中の検査領域を４つの視野ＦＬ１〜ＦＬ４に分割し、それぞれの視野の拡大像をＸ線検出器２３．１，２３．２を用いて撮像する構成を示している。なお、ここでは視野の個数は４つとして説明するが、視野の数は２つ以上であればいくつでもかまわない。

視野ＦＬ１に斜め方向からＸ線を透過させて、Ｘ線検出器２３．１の大部分に視野ＦＬ１が投影されるＸ線焦点位置を焦点ＦＰ１ａとする。言い換えると、焦点ＦＰ１ａを起点として発生したＸ線のうち、視野１を通過したものが、Ｘ線検出器２３．１に投影されて、その強度の２次元分布が、Ｘ線検出器２３．１により検出される。同様に、視野ＦＬ２〜ＦＬ４をＸ線検出器２３．１の大部分で写すためのＸ線焦点を焦点ＦＬ２ａ〜ＦＬ４ａとし、視野ＦＬ１〜ＦＬ４をＸ線検出器２３．２の大部分で写すためのＸ線焦点を、それぞれ、焦点ＦＰ１ｂ〜ＦＰ４ｂとする。

まず、走査型Ｘ線源１０は焦点ＦＰ１ａからＸ線を照射し、Ｘ線検出器２３．１は視野ＦＬ１の斜め方向からの透過像を取得する（Ｘ線強度分布を得る）。続いて、走査型Ｘ線源１０は焦点ＦＰ２ａからＸ線を照射し、Ｘ線検出器２３．１は視野ＦＬ２の斜め方向からの透過像を取得する。このプロセスで撮像された視野ＦＬ１，２のＸ線透過像は略同一角度で撮像されることになり、適切に画像処理することで、検査のための画像再構成に同じように用いることができる。このことは、焦点ＦＬ３ａ、ＦＬ４ａによる撮像についても同様である。

なお、検査対象移動機構が検査対象を検査時に移動させる目的位置が、事前に設定されている場合は、このような焦点位置とＸ線検出器との位置関係に基づき、撮像時のＸ線検出器へのＸ線の入射角度等については、事前にテーブルとして保持しておき、これに基づいて、再構成のための計算を行なうことが可能である。

次に、走査型Ｘ線源１０は焦点ＦＰ１ｂから検査対象にＸ線を照射し、Ｘ線検出器２３．２は視野ＦＬ１の斜め方向からの透過像を取得する。このときの照射角度は前述のＸ線検出器２３．１での撮像とは大きく異なる角度であるため、視野ＦＬ１の検査画像を再構成するための異角度画像として有効に利用できる。焦点ＦＰ２ｂ〜ＦＰ４ｂについても同様である。

図１２は、図１１で示したＸ線検出器および検査対象の配置をＸ線検査装置１００の上部側から見た図である。

図１２においては、８枚のＸ線透過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。なお、１つの視野の再構成のために撮像するＸ線透過像は、８枚以上でも、あるいはそれ以下でもかまわない。また、図では撮像する視野の順番を視野ＦＬ１→視野ＦＬ２→視野ＦＬ３→視野ＦＬ４としているが、撮像の順番はこれとは異なっても、途中で順番を変えてもかまわない。また、Ｘ線検出器２３が移動する位置の順番は図示した順序（Ａ１→Ａ２→Ａ３→Ａ４、Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ４）以外でもよい。ただし、撮像しながら反復法による画像再構成をおこなう場合には、連続して画像取得する位置を図のように視野の中心点対象の検出器位置（Ａ１→Ｂ１等）とすることで、より異なった角度で撮像した画像情報に基づいて再構成の処理を行っていけるので、計算の収束に有効に寄与する画像を得ることができる。

撮像のシーケンスの概要は以下のとおりである。
まず、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。そして、Ｘ線検出器の位置Ａ１および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。また、位置Ａ１〜Ａ４、位置Ｂ１〜Ｂ４は、それぞれ画像再構成に必要な透過像を取得するＸ線検出器２３．１および２３．２の位置とする。

図１２に示した例では、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。

また、図１２中の「検出器２３．１の位置Ａ２のための焦点軌跡」の丸で囲まれた４つの点は、検出器２３．１が位置Ａ２に静止している期間におけるＸ線ターゲット上のＸ線焦点位置であり、図１１の説明で示したとおり、それぞれ、Ｘ線検出器２３．１で視野ＦＬ１〜ＦＬ４を撮像するための位置である。なお、「検出器２３．２の位置Ｂ１のための焦点軌跡」についても同様である。

Ｘ線検出器２３．１は、位置Ａ１から位置Ａ４へ、Ｘ線検出器２３．２は位置Ｂ１から位置Ｂ４へそれぞれ位置を移動しながら、それぞれの位置で静止して撮像をおこなうものとする。また、Ｘ線検出器２３．１および２３．２は、一方が撮像している時間に、もう一方が次の撮像位置へ移動するように動作するものとする。

図１２に示す動作例はＸ線検出器２３が自転しないため、反復的再構成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。反復的再構成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な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線検出器駆動機構を簡略化でき、メカ機構の高速化、保守性の向上を図ることができる。

一方で、Ｆｅｌｄｋａｍｐらが発明した方法に代表される解析的再構成手法を用いるのに適した検出器動作にするためには、位置移動に伴って検出器が常に検査対象に対して同一方向を向いているような自転をさせればよい。

図１３は、図１０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。

すなわち、検査が開始されると（Ｓ３００）、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線検出器２３と検査対象とを初期位置まで移動させて（Ｓ３０２）、透視画像を撮像する（Ｓ３０４）。Ｘ線源１０からＸ線を照射し、Ｘ線検出器２３のいずれか一方を露光する。特に限定されないが、たとえば、このような透視画像を撮像する際には、Ｘ線検出器２３．１を検査対象の視野の真上に移動させる。その上で、Ｘ線源１０から照射されたＸ線は検査対象の視野内を通り、Ｘ線検出器２３．１に入射する。Ｘ線の透過経路により、Ｘ線の吸収される量が異なるため、Ｘ線検出器２３．１から画像データを得ることができる。

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）の良否判定を行なう（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、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、透視画像上に部品があるかないかを面積により判断する。

続いて、Ｘ線検査装置１００の良否判定部７８は、再構成画像による検査が必要か判断する（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なう必要がない場合もある。

ステップＳ３０８において、再構成画像による良否判定が必要であると判断された場合は、続いて、Ｘ線検査装置１００は、検査対象の位置を固定したままで、Ｘ線検出器２３．１および２３．２の位置を移動させるたびにＭ視野についてＣＴ撮像を行ないつつ、画像再構成処理を並行して行なう（Ｓ３１０）。

ここで、Ｘ線検査装置１００は、Ｍ個の視野の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。これと並行して、Ｘ線検査装置１００は、複数方向の撮像画像から再構成画像を生成するための処理を行なう。再構成処理は、解析法を用いても反復法を用いてもよい。これらの方法は、図２７や図３０で説明したとおり、所定の枚数全部の撮像画像が全てそろう以前に、その時点までで撮像された画像に基づいて、再構成処理の一部を逐次実施することが可能である。

なお、Ｘ線検査装置１００の撮像により取得される透過画像はそれぞれ等間隔・等角度ではない。

続いて、Ｘ線検査装置１００は、再構成画像による良否判定を行なう（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公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い。良否判定の１例について説明すると、まず、良否判定部７８は、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。

続いて、Ｘ線検査装置１００の演算部７０は、全ての視野について検査したか判断する（Ｓ３１６）。判断する方法は、検査前に検査すべき視野の数を決めておき、視野を検査するたびに検査した視野数を数えればよい。判断した結果、視野を全て検査していたら検査を終了する（Ｓ３１８）。Ｍ視野以外にもさらに他の視野についても検査が必要であって、全ての視野について検査をしていなければ、処理をステップＳ３０２に移行させて、Ｘ線検査装置１００は、次の視野の検査を行なう。

Ｘ線検査装置１００の撮像シーケンスでは、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、検査対象移動機構、たとえば、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、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なうと再構成画像が劣化する可能性があるが、反復法を用いることで劣化を軽減することが可能である。

なお、図１３中では、透視画像と再構成画像の双方で検査を行っているが、透視画像による検査を行なわずに、再構成画像による検査のみを行なうことも可能である。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１４は、図１３で示したステップ３１０の処理をさらに詳しく説明するためのフローチャートである。

図１５は、Ｘ線検出器２３の移動とＸ線源１０からのＸ線照射により撮像を行なうＸ線検出器２３の位置および撮像対象となる視野との関係を説明するためのタイミングチャートである。図１５においては、Ｘ線源１０とＸ線検出器２３．１およびＸ線検出器２３．２との動作を横方向に分離して示している。また、チャートの横方向は時間的に一致して動作しているものとする。

Ｘ線検出器２３．１およびＸ線検出器２３．２は、それぞれ重複のないタイミングでＭ個の視野を連続して撮像する。撮像データの転送は、撮像又は位置の移動と同時におこなえるものとしている。

ここで、図１５においては、撮像時間、検出器の移動にかかる時間をそれぞれＴｓ、Ｔｍとする。取得した画像の演算部７０への転送は、画像の取得、もしくはＸ線検出器２３の位置移動と同時に実施できる。

たとえば、画像の再構成に必要な透過像の撮像枚数を８枚と仮定し、Ｘ線検査装置１００の撮像方式を用いたとき、図１５の動作例で再構成に必要な枚数の８枚の画像を得るためにかかる時間は、４Ｔｓ≧Ｔｍの場合には３２Ｔｓ、４Ｔｓ＜Ｔｍの場合には８Ｔｓ＋６Ｔｍ
となり、どちらの場合でも、従来法（３２Ｔｓ＋３１Ｔｍ）と比較して４視野を８方向から撮像するのに要する時間が大幅に短縮されている。

図１４および図１５を参照して、まず、撮像処理が開始されると（Ｓ４００）、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線源１０からのＸ線を、Ｍ個の視野ＦＬ１〜ＦＬＭを透過させてＸ線検出器２３．１に順次投影し（Ｓ４０２．１〜Ｓ４０２．Ｍ）、Ｘ線検出器２３．１（たとえば、位置Ａ１）は、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ４１０）。

一方、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線源１０からのＸ線を、Ｘ線検出器２３．１での撮像中に、Ｘ線検出器２３．２は、次の撮像位置（たとえば、位置Ｂ１）に移動する（Ｓ４２０）。

次いで、Ｘ線焦点位置ＦＰ１ｂからＸ線を発生させ、Ｍ個の視野ＦＬ１〜ＦＬＭを透過させてＸ線検出器２３．２に順次投影し（Ｓ４０４．１〜Ｓ４０４．Ｍ）、Ｘ線検出器２３．２（たとえば、位置Ｂ１）は、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ４２２）。Ｘ線検出器２３．２での撮像中に、Ｘ線検出器２３．１があらかじめ決められた次の撮像位置（たとえば、位置Ａ２）に移動する（Ｓ４１２）。

Ｘ線検出器２３．２（たとえば、位置Ｂ１）での撮像とＸ線検出器２３．１の移動が完了すると、規定枚数の撮像が終了したかを演算部７０が判断し（Ｓ４４０）、撮像が終了していれば、処理を終えて（Ｓ４２２）、処理はステップＳ３１４に復帰する。

一方、規定枚数の処理が終了していない場合は、Ｘ線検査装置１００は、直ちにＸ線の焦点位置を、Ｘ線検出器２３．１による次の撮像に対応した位置に移動させ、Ｘ線検出器２３．１（たとえば、位置Ａ２）で、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ４１０）。この撮像中に、Ｘ線検出器２３．２はあらかじめ決められた次の撮像位置（たとえば、位置Ｂ２）へ移動する（Ｓ４２２）。

なお、このようなＸ線検出器２３での撮像と、Ｘ線検出器２３の移動と並行して、Ｍ個の視野の画像再構成の処理が行われる（Ｓ４３０）。これについては、後に説明する。

このような処理を繰り返すことで、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。

なお、図１４のフローチャートでは、Ｍ個の視野についての撮像を行なうのと並行して、画像再構成処理を行なうものとして説明しているが、画像再構成は規定枚数の撮像終了後に、一括して行なう構成とすることも可能である。

また、図１６は、図１４に示したフローチャートにおいて、ＣＴ撮像と画像再構成処理との時間経過を説明するためのタイミングチャートである。

すなわち、図１６は、図１４中のステップＳ４３０の「Ｍ個の視野を画像再構成」処理のための画像再構成手順について説明する。

図１６において、符号「ＦＬ１−Ａ１」は、「視野ＦＬ１を検出器位置Ａ１において撮像した透過画像」という意味とする。それ以外の視野番号ＦＬｍ（ｍ＝１，…Ｍ）、検出器記号（Ａｉ，Ｂｉ：ｉ＝１，２，…，ｎ）についても同様である。また、図１６では、一例として、透過画像は２（＝検出器数）×ｎ方向からの透過画像を用いる例を示しているものの、検出器の数は、２つ以上でも以下でもかまわない。

図１４のステップＳ４１０，Ｓ４２２での撮像手順によって得られる視野ＦＬ１〜視野ＦＬＭのＸ線透過画像は、図１６において、ＣＴ撮像と付記した点線の枠内に示すように、検出器位置Ａ１に対応するＭ枚の透過画像の取得の後、検出器位置Ｂ１に対応するＭ枚の透過画像の取得といった順番で、全ての検出器位置について撮像処理で投下画像が取得される。

ある一つの視野を画像再構成するためには、その視野に対応する複数角度からの透過像を画像再構成アルゴリズムで順次処理する必要がある。そのため、図１６に示すように、それぞれの視野に対応する画像処理を並列に実施することで、視野ごとの再構成画像を得ることとなる。

すなわち、解析法では、図２７に示したように、本質的には、フィルタリング処理した画素値を順次積算する処理を行なうことであるので、規定の全枚数分の撮像が終了していなくとも、再構成処理を部分的に行なっていくことは可能である。また、反復法でも、初期投影画像について、更新を順次行なっていくのであるから、この演算も部分的に透過画像が得られるたびに処理していくことが可能である。

もちろん、このような画像再構成処理はある視野に対する規定枚数の透過画像がすべてそろってから実施しても良いが、図１６に示すように一枚の透過画像を取得次第、再構成アルゴリズムへの入力とし、別視野の透過画像撮像中に再構成処理を実施することで、検査時間を有効に利用することができる。

このとき、得られた透過画像のＸ線焦点・視野・検出器それぞれの３次元位置情報を透過画像と対応付けて再構成アルゴリズムへ入力する。この位置情報は、あらかじめ決められたパターンによって決定したものを保持しておいて入力してもよいが、撮像の際にＸ線焦点・視野・検出器の位置を検出し、あらかじめ決めた位置からのずれを補正量として入力することで、より高画質な再構成画像を得ることができる。それぞれについての位置検出のための方法は、周知のためここでは詳細を記述しない。

［実施の形態１の変形例］
図１７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。実施の形態１のＸ線検査装置１００と、実施の形態１の変形例のＸ線検査装置１０２との構成および動作が異なる点は、基本的には、Ｘ線検査装置１０２には、Ｘ線検出器２３が３台設けられている点とこれに伴う動作の変更である。

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１７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１７に示す以外の機構でも問題ない。また、Ｘ線検出器２３の自転機構は、再構成の方法に応じて、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１７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１７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１３で説明したフローチャートに従って動作する場合に、ステップＳ３０４の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１７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・回転を行なう。

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。

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１８は、図１７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１８に示す動作例は、図１７の構成を上から見たものであり、Ｘ線検出器２３の撮像位置を、Ｘ線検出器２３．１は位置Ａ１に、Ｘ線検出器２３．２は位置Ｂ１に、Ｘ線検出器２３．３は位置Ｃ１に、それぞれ固定した状態で、Ｘ線焦点位置を走査して、４つの視野の各視野について３枚ずつ、合計３×４＝１２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１８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、必要に応じて、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。

図１８において、位置Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ２、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２３．１，２３．２および２３．３の位置である。位置に付された１〜３の番号は撮像する順番を意味しており、Ｘ線検出器２３．１は、最初はＡ１の位置で撮像し、最後にＡ３の位置で撮像する。Ｘ線検出器２３．２は、最初はＢ１の位置で撮像し、最後にＢ２の位置で撮像する。Ｘ線検出器２３．３は、最初はＣ１の位置で撮像し、最後にＣ３の位置で撮像する。

図１８の動作例１、反復法での再構成処理を行なうのに適している。ただし、Ｆｅｌｄｋａｍｐの方法に代表される解析的手法を用いるのには、Ｘ線検出器２３を自転させて、Ｘ線の照射される方向とＸ線検出器２３の方向とが、各撮像位置で、同一となるように制御されることが好ましい。すなわち、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なうが、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１９は、図１３で示したステップ３１０の処理の実施の形態１の変形例についての動作をさらに詳しく説明するためのフローチャートである。

図１９を参照して、まず、撮像処理が開始されると（Ｓ５００）、Ｘ線検査装置１０２は、Ｘ線源１０からのＸ線を、Ｍ個の視野ＦＬ１〜ＦＬＭを透過させてＸ線検出器２３．１に順次投影し（Ｓ５０２．１〜Ｓ５０２．Ｍ）、Ｘ線検出器２３．１（たとえば、位置Ａ１）は、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ５１０）。

一方、ＳＸ線検査装置１０２は、Ｘ線源１０からのＸ線を、Ｘ線検出器２３．１での撮像中に、Ｘ線検出器２３．２およびＸ線検出器２３．３は、次の撮像位置（たとえば、位置Ｂ１、Ｃ１）に移動する（Ｓ５２０、Ｓ５３０）。

次いで、Ｘ線検出器２３．２に対応したＸ線焦点位置からＸ線を発生させ、Ｍ個の視野ＦＬ１〜ＦＬＭを透過させてＸ線検出器２３．２に順次投影し（Ｓ５０４．１〜Ｓ５０４．Ｍ）、Ｘ線検出器２３．２（たとえば、位置Ｂ１）は、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ５２２）。Ｘ線検出器２３．２での撮像中に、Ｘ線検出器２３．１およびＸ線検出器２３．３があらかじめ決められた次の撮像位置（たとえば、位置Ａ２、Ｃ１）に移動する（Ｓ５１、Ｓ５３２）。

Ｘ線検出器２３．２（たとえば、位置Ｂ１）での撮像とＸ線検出器２３．１およびＸ線検出器２３．３の移動が完了すると、続いて、Ｘ線検出器２３．３に対応したＸ線焦点位置からＸ線を発生させ、Ｍ個の視野ＦＬ１〜ＦＬＭを透過させてＸ線検出器２３．３に順次投影し（Ｓ５０６．１〜Ｓ５０６．Ｍ）、Ｘ線検出器２３．３（たとえば、位置Ｃ１）は、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ５３２）。

Ｘ線検出器２３．３（たとえば、位置Ｃ１）での撮像とＸ線検出器２３．１およびＸ線検出器２３．２の移動が完了すると、規定枚数の撮像が終了したかを演算部７０が判断し（Ｓ５５０）、撮像が終了していれば、処理を終えて（Ｓ５６０）、処理はステップＳ３１４に復帰する。

一方、規定枚数の処理が終了していない場合は、ＳＸ線検査装置１０２は、直ちにＸ線の焦点位置を、Ｘ線検出器２３．１による次の撮像に対応した位置に移動させ、Ｘ線検出器２３．１（たとえば、位置Ａ２）で、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ５１０）。

以上のように、Ｘ線検出器２３．１，２３．２，２３．３は、撮像を、他のＸ線検出器２３が移動中に行なう。

なお、このようなＸ線検出器２３での撮像と、Ｘ線検出器２３の移動と並行して、Ｍ個の視野の画像再構成の処理が行われる（Ｓ５４０）。

なお、図１９のフローチャートでは、Ｍ個の視野についての撮像を行なうのと並行して、画像再構成処理を行なうものとして説明しているが、画像再構成は規定枚数の撮像終了後に、一括して行なう構成とすることも可能である。

また、図２０は、図１９に示したフローチャートにおいて、ＣＴ撮像と画像再構成処理との時間経過を説明するためのタイミングチャートである。

すなわち、図２０は、図１９中のステップＳ５４０の「Ｍ個の視野を画像再構成」処理のための画像再構成手順について説明する。

図２０においても、符号「ＦＬ１−Ａ１」は、「視野ＦＬ１を検出器位置Ａ１において撮像した透過画像」という意味とする。それ以外の視野番号ＦＬｍ（ｍ＝１，…Ｍ）、検出器記号（Ａｉ，Ｂｉ：ｉ＝１，２，…，ｎ）についても同様である。また、図２０では、一例として、透過画像は３（＝検出器数）×ｎ方向からの透過画像を用いる例を示している。

以後の処理内容の説明は、本質的に、図１６で説明したものと同様であるので、その説明は、繰り返さない。

実施の形態１および実施の形態１の変形例では、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。

また、Ｘ線検出装置が停止した状態で、極めて短時間でＸ線源における焦点位置の走査を行ないつつ、複数視野についての撮像を実行することが可能である。

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。

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請求の範囲によって示され、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。

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、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。

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線撮影装置を利用した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線撮影装置を利用した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線撮影装置を利用したＸ線検査方法を提供することである。

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５のＳ１１２）を行なう。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。

検査対象位置駆動機構は、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。

視野ＦＬ１に斜め方向からＸ線を透過させて、Ｘ線検出器２３．１の大部分に視野ＦＬ１が投影されるＸ線焦点位置を焦点ＦＰ１ａとする。言い換えると、焦点ＦＰ１ａを起点として発生したＸ線のうち、視野ＦＬ１を通過したものが、Ｘ線検出器２３．１に投影されて、その強度の２次元分布が、Ｘ線検出器２３．１により検出される。同様に、視野ＦＬ２〜ＦＬ４をＸ線検出器２３．１の大部分で写すためのＸ線焦点を焦点ＦＰ２ａ〜ＦＰ４ａとし、視野ＦＬ１〜ＦＬ４をＸ線検出器２３．２の大部分で写すためのＸ線焦点を、それぞれ、焦点ＦＰ１ｂ〜ＦＰ４ｂとする。

なお、検査対象位置機構が検査対象を検査時に移動させる目的位置が、事前に設定されている場合は、このような焦点位置とＸ線検出器との位置関係に基づき、撮像時のＸ線検出器へのＸ線の入射角度等については、事前にテーブルとして保持しておき、これに基づいて、再構成のための計算を行なうことが可能である。

一方、Ｘ線検査装置１０２は、Ｘ線源１０からのＸ線を、Ｘ線検出器２３．１での撮像中に、Ｘ線検出器２３．２およびＸ線検出器２３．３は、次の撮像位置（たとえば、位置Ｂ１、Ｃ１）に移動する（Ｓ５２０、Ｓ５３０）。

一方、規定枚数の処理が終了していない場合は、Ｘ線検査装置１０２は、直ちにＸ線の焦点位置を、Ｘ線検出器２３．１による次の撮像に対応した位置に移動させ、Ｘ線検出器２３．１（たとえば、位置Ａ２）で、Ｍ個の各視野についてＭ枚連続で撮像をおこなう（Ｓ５１０）。

Claims

対象物（２０）の検査対象領域毎に異なる方向から透過したＸ線を複数の検出面で撮像することにより、前記対象物の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、
複数の検出位置で撮像するためのＸ線検出器（２３）と、
前記Ｘ線検出器を各複数検出位置に移動させる検出器駆動手段（３２）と、
焦点を走査してＸ線を出力するＸ線出力手段（１０）と、
前記Ｘ線検査装置の動作の制御を行なう制御手段（７０）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（７４）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（７２）と、
複数の前記検出面で撮像した、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、前記複数の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（７６）とを含み、
前記画像取得制御手段および前記Ｘ線出力制御手段は、前記Ｘ線検出器を、前記複数の撮像位置のうちの一つの位置で停止させ、複数の前記検査対象領域について、順次異なる検査対象領域を透過したＸ線が当該撮像位置にあるＸ線検出器に入射するように前記Ｘ線出力手段の焦点を走査して撮像する、Ｘ線検査装置。
前記Ｘ線検出器を複数個備え、
各前記Ｘ線検出器を独立に前記撮像位置へ移動させる移動手段（２２）をさらに備え、
前記画像取得制御手段および前記Ｘ線出力制御手段は、
前記複数のＸ線検出器のうち一つを、複数の撮像位置のうちの一つの位置で停止させ、
複数の前記検査対象領域について、順次異なる検査対象領域を透過したＸ線が当該撮像位置にあるＸ線検出器に入射するように前記Ｘ線出力手段の焦点を走査して撮像する処理と、撮像中の前記Ｘ線検出器とは異なる他のＸ線検出器を前記複数の撮像位置のうちの他の位置に移動させる処理とを並行して実行する、請求の範囲第１項に記載のＸ線検査装置。
前記画像再構成処理手段は、前記画像取得制御手段および前記Ｘ線出力制御手段による前記Ｘ線検出器の移動処理および前記Ｘ線検出器の露光処理と平行して、前記再構成のための処理を実行する、請求の範囲第２項に記載の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、請求の範囲第２項に記載のＸ線検査装置。
前記複数のＸ線検出器の前記検出面は、それぞれ矩形形状であり、
前記検出器駆動手段は、前記複数のＸ線検出器の前記検出面の一方端が、各前記撮像位置において前記Ｘ線出力手段に向かう方向と交わるように、前記複数のＸ線検出器を自転させる自転手段を含む、請求の範囲第２項〜第４項のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
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、請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
画像再構成処理手段は、解析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、請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
対象物（２０）の検査対象領域毎に異なる方向から透過したＸ線を複数の検出面で撮像することにより、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線検査方法であって、
前記複数のＸ線検出器を対応する複数の撮像位置に独立に移動させるステップ（Ｓ１０２）と、
焦点を走査してＸ線を出力するステップ（Ｓ１０４）と、
前記複数のＸ線検出器のうち一つを、前記複数の検出面のうちの１つの検出面となる複数の撮像位置のうちの一つの位置で停止させ、複数の前記検査対象領域について、順次異なる検査対象領域を透過したＸ線が当該撮像位置にあるＸ線検出器に入射するように前記Ｘ線出力手段の焦点を走査して撮像する処理と、撮像中の前記Ｘ線検出器とは異なる他のＸ線検出器を前記複数の撮像位置のうちの他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（Ｓ３１０）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ステップ（Ｓ１１２）とを備える、Ｘ線検査方法。
前記像データを再構成するステップは、前記移動させるステップおよび前記並行して実行するステップと、並行して実行される、請求の範囲第８項に記載のＸ線検査方法。
前記独立に移動させるステップにおいては、前記複数の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、請求の範囲第８項に記載のＸ線検査方法。
前記複数のＸ線検出器の前記検出面はそれぞれ矩形形状であり、
前記Ｘ線検出器は、移動する際に、前記複数のＸ線検出器の前記検出面の一方端が、各前記撮像位置において前記Ｘ線出力手段に向かう方向と交わるように、前記複数のＸ線検出器を自転する、請求の範囲第８項〜第１０項のいずれか１項に記載のＸ線検査方法。
前記像データを再構成するステップは、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、請求の範囲第８項または第９項に記載のＸ線検査方法。
前記像データを再構成するステップは、解析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、請求の範囲第８項または第９項に記載のＸ線検査方法。