JP4622814B2

JP4622814B2 - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP4622814B2
Application number: JP2005322487A
Authority: JP
Inventors: 嘉浩立澤
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-11-07
Filing date: 2005-11-07
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2025-11-07
Also published as: JP2007127601A

Description

本発明は、工業製品などの透視検査またはＣＴ検査などを行うためのＸ線検査装置に関し、さらに詳細には、表示装置のモニタ画面に複数のＸ線画像を同時に表示して比較するＸ線検査装置に関する。

工業製品などの透視検査を行うＸ線検査装置では、Ｘ線発生装置のＸ線源に対向するようにして、イメージインテンシファイア（以下、ＩＩと略す）とＣＣＤカメラとを組み合わせたＸ線検出器を配置し、さらにＸ線源とＸ線検出器との間に移動可能なステージを配置して、ステージ上に被測定物を載置するようにしてある。そして、ステージを移動して測定視野内（Ｘ線通過領域）に被測定物の測定部位を移動し、Ｘ線測定を行う。最近はＩＩ、ＣＣＤカメラからなるＸ線検出器に代えて、フラットパネルＸ線検出器を使用したＸ線検査装置も利用されている。

Ｘ線検査装置では、検査対象である被測定物のＸ線画像を撮影して、表示装置のモニタ画面にそのＸ線画像を表示し、目視で異常や欠陥が存在していないかを検査することが多い。このような検査では、他の被測定物のデータと比較しつつ検査することが望ましく、複数の画像を並べて表示することが行われている。
例えば、検査対象である被測定物と同一形状であって異常や欠陥が含まれていない被測定物（基準測定物）についてのＸ線画像データを参照用画像として画面表示し、検査対象である被測定物のＸ線画像と同時に並べて表示することにより、直接比較しつつ検査することが行われている。
また、検査対象である被測定物について、過去に測定したデータを記憶しておき、これを参照用データとして並べて画面表示し、経時的変化について検査することも行われている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−２８５８５８号公報

最近のＸ線検査装置は、Ｘ線画像のデジタル処理技術が進歩し、Ｘ線検出器で撮影し、デジタル画像に変換して蓄積したＸ線画像データを、単に表示装置のモニタ画面に表示するだけではなく、種々の画像処理を施して表示することも可能になってきている。そのような画像処理のひとつにデジタルズーム機能がある。
デジタルズーム機能は、モニタ画面に表示されたＸ線画像の一部分を拡大表示するものであり、例えば３００×３００画素のＸ線画像データを、補間処理等によって１０００×１０００画素のＸ線画像データに変換して拡大表示する機能である。

ところで、複数の画像を同時に並べて表示している場合に、デジタルズーム機能を用いて一つのＸ線画像の一部分を拡大表示した場合に、その他の表示中のＸ線画像との対応関係がなくなり、画像どうしの比較ができなくなる。そのため、他のＸ線画像についても同様の拡大表示を行う必要がある。
また、いずれかのＸ線画像において拡大表示している着目領域（モニタ画面に表示している領域）の位置を変更（移動）し、そのＸ線画像の別の領域を表示する場合についても同様であり、１つのＸ線画像の着目領域を変更すれば、他のＸ線画像における着目領域もこれに合わせて変更（移動）して表示する必要がある。

しかしながら、従来のＸ線装置では、複数のＸ線画像を並べて拡大表示している場合に、操作者自身で他のＸ線画像について対応する拡大表示位置を探し出して位置合わせする必要があり、手間がかかるだけでなく、うまく位置合わせすることが困難であった。

そこで、本発明は、複数のＸ線画像を同時に並べて表示するＸ線検査装置において、複数のＸ画像間の比較が容易に行えるＸ線検査装置を提供することを目的とする。
特に、Ｘ線画像の拡大表示機能を用いた場合においても、Ｘ線画像間の比較が容易に行えるＸ線検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線測定光学系との位置関係がいずれも同一である条件下で撮影された、同一形状の複数の被測定物または同一被測定物についての複数のＸ線画像データを蓄積するＸ線画像記憶領域と、前記蓄積されたＸ線画像データのうちの少なくとも２つのＸ線画像データについて表示装置のモニタ画面にその全体画像または一部画像を同時に表示する並列表示制御部と、モニタ画面上に表示されるＸ線画像上の位置を指定する入力操作が可能な入力装置と、入力操作により表示中のいずれか一つのＸ線画像中の一部領域を選択表示領域として指定する選択表示領域指定部と、表示中の他のＸ線画像についての前記選択表示領域に対応する対応表示領域を抽出する対応表示領域抽出部とを備え、並列表示制御部は、選択表示領域が指定されたときに指定された選択表示領域をモニタ画面に表示すると同時に対応表示領域についてもモニタ画面に並べて表示するようにしている。

ここでＸ線画像記憶領域に蓄積されるＸ線画像データは、同一被測定物についての場合は、各画像データの撮影時は異なるが、常に被測定物に対するＸ線測定光学系の位置関係を同一にして撮影した画像データ群であってもよい。また、Ｘ線画像データが同一形状の被測定物についての場合は、複数の同一形状の被測定物をＸ線測定光学系に対して次々と同一位置関係になるように配置して連続して撮影した画像データ群であってもよいし、それぞれ異なる撮影時に毎回同一位置関係になるようにして撮影した画像データ群であってもよい。

Ｘ線画像記憶領域に蓄積されたこれらのＸ線画像データは、いずれもＸ線測定光学系に対する位置関係が同じ条件で撮影されているため、すべてのＸ線画像データは、互いに対応関係があり、一のＸ線画像上で特定の位置を座標で指定すると、その他のＸ線画像については、基本的にそれと同一座標を指定することにより対応する位置を指定することができるようになっている。

並列表示制御部は、Ｘ線画像記憶領域に蓄積されたＸ線画像データのうち、少なくとも２つのＸ線画像データについて表示装置のモニタ画面に、その全体画像または一部画像（一部を拡大表示した画像）を同時に並べて表示する。
この表示されたＸ線画像データに対しては、入力装置を用いた入力操作により位置を指定することができるので、表示中のいずれかのＸ線画像中の一部領域（拡大表示あるいは位置変更表示しようとする領域）について入力指示を行うと、選択表示領域指定部は、指定された一部領域を選択表示領域として指定する。

対応表示領域抽出部は、表示中の他のＸ線画像についての選択表示領域に対応する対応表示領域を抽出する。上述したように、すべてのＸ線画像データは、互いに対応関係があり、一のＸ線画像上で特定の位置座標を指定すると、その他のＸ線画像についても、基本的にその同一位置座標が対応しているので、他のＸ線画像についても同一位置座標を抽出することにより、対応表示領域が抽出される。
そして、並列表示制御部は、選択表示領域をモニタ画面に表示すると同時に、対応表示領域についてもモニタ画面に同時に表示することにより、モニタ画面に表示されている複数のＸ線画像が連動して対応関係を維持しつつ同時に更新表示されるようにする。

本発明によれば、表示中の複数のＸ線画像のうち、いずれかのＸ線画像表示について、その一部領域を選択表示領域として指定したときに、表示中の他のＸ線画像についても連動して対応表示領域が抽出され、選択表示領域および対応表示領域のＸ線画像が同時に並べて表示されるので、いつでもＸ線画像間の比較を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は、本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図である。このＸ線検査装置１は、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とで構成されるＸ線測定光学系１３と、被測定物Ｓを載置するステージ１４と、ステージ１４を直交するＸＹＺ方向（ステージ面をＸＹ面とする）に並進駆動およびＺ軸に沿って回転駆動するための駆動機構１６と、装置全体の制御を行う制御系２０とにより構成される。

制御系２０は汎用のコンピュータ装置により構成されるが、そのハードウェアをさらにブロック化して説明すると、ＣＰＵ２１と、入力装置であるキーボード２２およびマウス２３と、液晶パネルなどの表示装置２４と、メモリ２５とにより構成される。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｘ線画像作成部３１、Ｘ線画像表示制御部３２、駆動信号発生部３３、並列表示制御部３４、選択表示領域指定部３５、対応表示領域抽出部３６とに分けられる。
また、メモリ２５は、複数のＸ線画像データを蓄積するＸ線画像記憶領域５１が設けられている。

Ｘ線測定光学系１３を構成するＸ線発生装置１１は、透視Ｘ線照射用のＸ線管を備えている。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管に対向するように配置されるＩＩと、このＩＩの後側に一体的に取り付けられたＣＣＤカメラとからなり、ＩＩが透視Ｘ線を検出することにより形成した蛍光像をＣＣＤカメラで撮影することにより、透視Ｘ線像の映像信号が出力されるようにしてある。

ステージ１４は、ステージ面内の方向であるＸＹ方向とステージ面に垂直なＺ方向との３次元方向にスライドすることが可能な下部ステージと、下部ステージに対しＺ軸方向の回転軸により回転可能に支持される上部ステージとにより構成され、被測定物Ｓは上部ステージに載置されるようにしてある。
駆動機構１６は、ＸＹＺ方向の３軸方向駆動用モータ、回転駆動用モータが搭載され、ＣＰＵ２１からのステージ駆動のための駆動制御信号に基づいてステージ１４を並進移動したり、回転移動したりする。

次に、ＣＰＵ２１の各機能ブロックについて説明する。
Ｘ線画像作成部３１は、第一に、Ｘ線検出器１２から送られてきた透視Ｘ線像の映像信号を、次々とデジタル画像に変換し、コマ画像データを作成する制御を行う。
また、Ｘ線画像作成部３１は、第二に、Ｘ線測定光学系との位置関係を、予め設定した特定の条件（以下、「検査用測定位置」という）にして、同一形状の複数の被測定物または同一被測定物についてのＸ線画像を作成する制御を行う。この場合、被測定物を検査用測定位置に位置合わせするために、予め被測定物を載置するステージ１４上の位置を定めておき（例えば位置決め治具を搭載しておいてもよい）、さらに測定時のステージ１４のＸ線測定光学系１３に対する位置が常に一定の位置になるようして測定する。いわゆるティーチング機能(予め測定時のステージの位置を制御プログラムに記憶させておく機能)を利用することができる場合は、それを利用すればよい。
上記第二の制御によって作成したＸ線画像は、Ｘ線画像記憶領域５１にＸ線画像データＡ、Ｘ線画像データＢ、Ｘ線画像データＣ・・・として蓄積される。

なお、現在ステージ１４上で測定実行中の被測定物についても、ステージ１４の位置調整によって検査用測定位置に位置合わせして測定を行うことにより、このときＸ線画像作成部３１にて作成されるコマ画像データについても、Ｘ線画像記憶領域５１に蓄積するとともに、並列表示制御部３４が読み取ることで、モニタ画面に並べて表示するＸ線画像の１つとして扱うことができる。

Ｘ線画像表示制御部３２は、Ｘ線画像作成部３１による上記第一の制御により作成されたコマ画像データを表示装置２４で表示することにより、Ｘ線画像を表示する制御を行う。表示装置２４のモニタ画面に表示されるＸ線画像は、通常のＸ線測定（観察）に用いられる画像である。

駆動信号発生部３３は、キーボード２２やマウス２３により、ステージ１４を並進移動したり、回転移動したりするための入力操作が行われたときに、その入力操作に対応する制御量の駆動信号を発生する制御を行う。発生した駆動信号は駆動機構１６に送られ、関係する並進駆動用モータ、回転駆動用モータを作動させて所望の位置にステージ１４を移動することになる。なおティーチング機能による自動測定を行う場合は、予め設定したティーチングプログラムに基づいて駆動制御信号を発生することになる。
また、着目部分を示すスクロールバーを動かすことによって、画面をスクロールするようにしてもよい。

並列表示制御部３４は、操作者の入力操作によって、Ｘ線画像記憶領域５１に蓄積されているＸ線画像Ａ、Ｘ線画像Ｂ、Ｘ線画像Ｃ、・・・の中から選択した２以上のＸ線画像（ステージ上で現在測定実行中の被測定物のＸ線画像も含む）の全体画像または一部画像を表示装置２４のモニタ画面に同時に表示する制御を行う。なお、Ｘ線画像の一部分である着目部分を表示しているとき、その着目部分を次々と別の位置に変更する場合には、変更位置を指定するためにＸ線画像の全体を表示する画面表示（窓）とともに、その着目部分を拡大表示するＸ線画像（一部画像）を表示する拡大画面表示（窓）を別々に表示する。

選択表示領域指定部３５は、表示装置２４のモニタ画面に、２以上のＸ線画像が並べて表示されているときに、いずれかのＸ線画像上において、操作者がマウス２３により拡大表示しようとする領域を選択し、クリック操作を行うことにより、選択された領域を選択表示領域として指定する制御を行う。また、着目部分としてモニタ画面に表示している領域を別の領域に変更する場合には、上述したようにそのＸ線画像の全体を表示する画面表示（窓）上で、マウス２３により該当領域を選択してクリック操作を行うことにより、選択された領域を選択表示領域として指定する制御を行う。

対応表示領域抽出部３６は、選択表示領域が指定された際に、選択表示領域が指定されたＸ線画像以外で同時表示中の他のＸ線画像について、選択表示領域に対応する対応表示領域を抽出する。上述したように、表示中の一のＸ線画像とその他のＸ線画像とは、基本的にその同一位置座標どうしが対応する位置関係になっているので、選択表示領域と同一位置座標を抽出することにより、対応表示領域を抽出することができる。

そして、並列表示制御部３４は、さらに、選択表示領域が指定され、対応表示領域が抽出されたときに、指定された選択表示領域をモニタ画面に表示すると同時に対応表示領域についてもモニタ画面に並べて表示する制御を行う。

次に、本発明による画面表示の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。ここでは、２つのＸ線画像（現在測定中のＸ線画像ＡとＸ線画像記憶領域５１に蓄積されたＸ線画像Ｂ）を並べて表示する場合の例について説明する。さらに多くの蓄積されたＸ線画像を同時に表示して３つ以上の画像を比較する場合も同様である。

予め、同一形状で異常や欠陥のない正常な被測定物Ｓ_０について、検査用測定位置に位置合わせしてＸ線測定を行い、撮影したＸ線画像Ｂの画像データをＸ線画像記憶領域５１に記憶させておく（Ｓ１０１）。
続いて、観察対象である被測定物Ｓ_１（被測定物Ｓ_０と同形状）をステージ１４に載置し、手動あるいはティーチング機能を用いて検査用測定位置に位置合わせを行ってＸ線画像Ａを撮影し、Ｘ線画像Ａの画像データをＸ線画像記憶領域５１に蓄積するとともに、Ｘ線画像Ａ（全体）をモニタ画面に表示する（Ｓ１０２）。

Ｘ線画像記憶領域５１からＸ線画像ＢのＸ線画像データを読み出し、Ｘ線画像Ａ（全体）に並べてＸ線画像Ｂ（全体）を表示する（Ｓ１０３）。図３は、Ｘ線画像ＢおよびＸ線画像Ａを並べて表示したときの表示装置２４のモニタ画面を示す図である。
なお、Ｘ線画像Ｂ以外にも比較する画像データをＸ線画像記憶領域５１に蓄積しているときは、それらについてもモニタ画面に同時表示することもできる。

同時に表示されているＸ線画像Ａ（全体）またはＸ線画像Ｂ（全体）のうち、いずれかの画像の一部領域を、選択表示領域（着目領域あるいは拡大表示領域）として、マウス２３の操作により選択し、クリック操作により指定する（Ｓ１０４）。このとき選択した一部領域の大きさにより拡大率が決定される。

マウス２３にて選択表示領域を指定すると、そのＸ線画像とは異なる他のＸ線画像について、対応表示領域が自動的に抽出される（Ｓ１０５）。
図４は、画像Ｂの一部領域Ｌを選択表示領域としてマウス２３で指定した状態を示す図である。このとき画像Ａの一部領域Ｍが対応表示領域として抽出されている。なお、画像Ａにおいて選択表示領域を指定した場合には、画像Ｂについて対応表示領域が抽出されることになる。

続いて、一部領域Ｌ（選択表示領域）を拡大表示するＸ線画像Ｂ’(一部画像)と、一部領域Ｍ（対応表示領域）を拡大表示するＸ線画像Ａ’（一部画像）とがモニタ画面上に並べて表示される（Ｓ１０６）。
例えば、図５に示すように、Ｘ線画像Ａ’(一部画像)とＸ線画像Ｂ’（一部画像）とは、元々表示されていたＸ線画像Ａ（全体）とＸ線画像Ｂ（全体）との上に別画面表示（窓）として並べて表示される。

その後、さらにＸ線画像Ａ（全体）またはＸ線画像Ｂ（全体）のいずれかの画像の一部領域の再度の選択がなされるか、あるいは新しく表示されたＸ線画像Ａ’(一部画像)またはＸ線画像Ｂ’（一部画像）の一部領域の再度の選択指示がなされるかを判断し（Ｓ１０７）、再度の選択領域の指定がなければ処理を終了するが、再度の選択領域の指定があれば、Ｓ１０４に戻って同様の処理を繰り返して、新たにＸ線画像Ａ”(一部画像)とＸ線画像Ｂ”（一部画像）とが別画面表示（窓）として並べて表示される。
図６は、図５の状態から、さらにＸ線画像Ｂ’の一部領域Ｌ’を選択（再度拡大）したときの状態を説明する図であり、Ｘ線画像Ａ’の一部領域Ｍ’が対応表示領域として抽出されている。
この選択の結果、図７に示すように、一部領域Ｌ’（選択表示領域）および一部領域Ｍ’（対応表示領域）がさらに拡大表示されたＸ線画像Ｂ”、Ｘ線画像Ａ”が画面表示される。なお、図７では先に表示していたＸ線画像Ｂ’、Ｘ線画像Ａ’を消去しているが、これらの表示も残しておいて、その上に本画面表示をさらに上書きするようにしてもよい。

また、図８は図５で説明した状態から、画像Ｂ上の別の一部領域Ｌ^＊を選択（位置変更）したときの状態を示す図であり、Ｘ線画像Ａの一部領域Ｍ^＊が対応表示領域として抽出されている。なお、Ｘ線画像Ｂ’、Ｘ線画像Ａ’は画面選択のためのクリック操作により、下側画面（隠れ画面）に切り替えられている。
この選択の結果、図９に示すように、一部領域Ｌ^＊、一部領域Ｍ^＊が拡大表示されたＸ線画像Ｂ^＊、Ｘ線画像Ａ^＊が画面表示される。

このように、一のＸ線画像の一部領域を拡大表示（あるいは位置変更表示）のため指定すると、他方（その他）のＸ線画像の対応する一部領域が抽出され、これらが同時に連動して画面表示されるので、対応する領域どうしを簡単に比較することができる。

本発明は、表示装置のモニタ画面に複数のＸ線画像を並列表示して比較するＸ線検査装置に利用することができる。

本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。本発明の動作を説明するフローチャート。モニタ画面に表示される画像表示例を示す図。モニタ画面に表示される画像表示例を示す図。モニタ画面に表示される画像表示例を示す図。モニタ画面に表示される画像表示例を示す図。モニタ画面に表示される画像表示例を示す図。モニタ画面に表示される画像表示例を示す図。モニタ画面に表示される画像表示例を示す図。

符号の説明

１：Ｘ線検査装置
１１：Ｘ線発生装置（Ｘ線源）
１２：Ｘ線検出器
１３：Ｘ線測定光学系
１４：ステージ
１６：駆動機構
２０：制御系
２１：ＣＰＵ
２２：キーボード
２３：マウス
２４：表示装置
２５：メモリ
３１：Ｘ線画像作成部
３２：Ｘ線画像表示制御部
３３：駆動信号発生部
３４：並列表示制御部
３５：選択表示領域指定部
３６：対応表示領域抽出部
５１：Ｘ線画像記憶領域

Claims

Ｘ線測定光学系との位置関係がいずれも同一である条件下で撮影された、同一形状の複数の被測定物または同一被測定物についての複数のＸ線画像データを蓄積するＸ線画像記憶領域と、
前記蓄積されたＸ線画像データのうちの少なくとも２つのＸ線画像データについて表示装置のモニタ画面にその全体画像または一部画像を同時に表示する並列表示制御部と、
モニタ画面上に表示されるＸ線画像上の位置を指定する入力操作が可能な入力装置と、
入力操作により表示中のいずれか一つのＸ線画像中の一部領域を選択表示領域として指定する選択表示領域指定部と、
表示中の他のＸ線画像についての前記選択表示領域に対応する対応表示領域を抽出する対応表示領域抽出部とを備え、
並列表示制御部は、選択表示領域が指定されたときに指定された選択表示領域をモニタ画面に表示すると同時に対応表示領域についてもモニタ画面に並べて表示することを特徴とするＸ線検査装置。