JP4696826B2 - X-ray inspection equipment - Google Patents
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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、同一形状の被測定物を、順次、X線検査装置のステージに載置して繰り返し測定を行うX線検査装置に関する。 The present invention relates to an X-ray inspection apparatus for performing fluoroscopic inspection or CT inspection of industrial products and the like. More specifically, an object having the same shape is sequentially placed on the stage of the X-ray inspection apparatus. The present invention relates to an X-ray inspection apparatus that performs repeated measurement.
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。 In X-ray inspection equipment that performs fluoroscopic inspection of industrial products and the like, X-ray detection is performed by combining an image intensifier (hereinafter abbreviated as II) and a CCD camera so as to face the X-ray source of the X-ray generator. A movable stage is disposed between the X-ray source and the X-ray detector, and the object to be measured is placed on the stage. Then, the stage is moved to move the object to be measured within the measurement visual field (X-ray passage region), and X-ray measurement is performed. Recently, an X-ray inspection apparatus using a flat panel X-ray detector is used instead of an X-ray detector composed of II and CCD cameras.
X線検査では、同一形状の多数の被測定物について、それぞれ同じ位置を次々と検査する場合がある。このような場合に、1の被測定物に含まれる複数の検査位置を、シーケンスとして記憶しておき、そのシーケンスに従ってX線測定光学系の測定視野を変更し、各検査位置を順番に表示画面に再現することで効率的に検査を行う、いわゆるティーチング機能を備えた装置が市販されている。
ティーチング機能を備えたX線検査装置としては、産業用ロボットのような位置再現性に優れた搬送手段を用いて、予めティーチングした被測定物の任意のポイントを測定視野内に移動させ、測定(観察)することが開示されている(例えば特許文献1参照)。
As an X-ray inspection apparatus equipped with a teaching function, an arbitrary point of an object to be measured, which has been taught in advance, is moved into a measurement field of view by using a conveying means having excellent position reproducibility such as an industrial robot. (See, for example, Patent Document 1).
同一形状を有する複数の被測定物について1つ1つステージ上に載せ、それぞれ同じ位置を次々と検査する場合、記憶させたシーケンスに基づいて測定視野を変更しつつ測定を行う方法では、1つ1つの被測定物をステージ上に載置するときに、ステージに対し正確に位置決めする必要があり、相当な手間がかかる。そして正確な位置決めがなされない状態で測定を行うと、シーケンス記録時と同じステージ位置であるにもかかわらず、被測定物のX線画像は、位置ずれにより、シーケンス記録時とは異なったものとなってしまう。 When a plurality of objects to be measured having the same shape are placed on the stage one by one and each of the same positions is inspected one after another, in the method of performing measurement while changing the measurement field of view based on the stored sequence, one When one object to be measured is placed on the stage, it is necessary to position it accurately with respect to the stage, which takes considerable effort. If the measurement is performed without accurate positioning, the X-ray image of the object to be measured is different from that at the time of sequence recording due to the positional deviation, even though the stage position is the same as that at the time of sequence recording. turn into.
上述した従来例のように、産業用ロボットを利用して被測定物を直接移動したり、産業用ロボットを利用して高い位置精度で被測定物をステージ上に載置したりする場合は、正確な位置決めが行えるので、効率的な測定を行うことができるのであるが、このような産業用ロボットを別途に用意しておく必要があり、非常に高価である。 As in the conventional example described above, when the object to be measured is moved directly using an industrial robot, or when the object to be measured is placed on the stage with high positional accuracy using an industrial robot, Since accurate positioning can be performed, efficient measurement can be performed. However, it is necessary to prepare such an industrial robot separately, which is very expensive.
そこで、本発明は、同一形状の被測定物について、それぞれ同じ位置を次々と検査する場合、位置決め精度の高い産業用ロボットを用いなくても、正確な位置決めが行え、同一形状の被測定物の測定を次々と効率的に行うことができるようにしたX線検査装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention can perform accurate positioning without using an industrial robot with high positioning accuracy when inspecting the same shape one after another for the same shape to be measured. An object of the present invention is to provide an X-ray inspection apparatus capable of performing measurements one after another efficiently.
上記課題を解決するためになされた本発明のX線検査装置の使用方法は、座標を指定することで位置決めが可能なステージと、ステージを挟むようにして対向配置されたX線源とX線検出器とからなるX線測定光学系と、X線測定光学系で撮影した映像信号に基づいて作成したX線画像を表示する表示装置とを有し、予め基準測定物を用いて特徴点を教示するティーチングを行うことにより基準測定物の特徴点に対応するステージ上の基準点座標を記憶させておき、基準測定物と同一形状の被測定物を交換するようにステージ上に載置された状態で、記憶されたステージの基準点座標に基づいてステージの駆動機構を駆動させることによりステージに載置された被測定物のX線画像を表示するX線検査装置であって、ステージ上に基準測定物を載置した状態で基準測定物の特徴点の指定を受け付ける特徴点指定受付部と、指定された特徴点に対応するステージ上の基準点座標を記憶する基準点座標記憶領域と、ステージ上に被測定物を載置した状態で前記基準測定物の特徴点に対応する位置である被測定物の参照特徴点の指定を受け付ける参照点指定受付部と、指定された参照特徴点に対応するステージ上の参照点座標を記憶する参照点座標記憶領域と、基準点座標と参照点座標との座標差に基づいて被測定物の変位量を検出する変位算出部と、算出された変位量を補正するための変位補正信号を発生する変位補正信号発生部とを備えたX線検査装置の使用方法において、前記基準測定物をステージ上に載置するステップと、前記基準測定物のコーナを特徴点として指定することにより、前記基準点座標を記憶させるステップと、前記基準測定物をステージ上から除き、前記被測定物をステージ上に載置するステップと、前記被測定物のコーナを参照特徴点として指定することにより、前記参照点座標を記憶させるステップと、前記変位量算出部が、基準点座標と参照点座標との座標差に基づいて被測定物の変位量を検出するステップとを含むようにしている。
The method of using the X-ray inspection apparatus of the present invention made to solve the above problems includes a stage that can be positioned by designating coordinates, and an X-ray source and an X-ray detector that are opposed to each other with the stage interposed therebetween. And a display device for displaying an X-ray image created on the basis of a video signal photographed by the X-ray measurement optical system, and previously teaching a feature point using a reference measurement object By performing teaching, the reference point coordinates on the stage corresponding to the feature points of the reference measurement object are stored, and in a state where the measurement object having the same shape as the reference measurement object is exchanged, An X-ray inspection apparatus that displays an X-ray image of an object to be measured placed on a stage by driving a stage driving mechanism based on the stored reference point coordinates of the stage. object A feature point designation accepting unit that accepts designation of a feature point of the reference measurement object in a mounted state, a reference point coordinate storage area that stores reference point coordinates on the stage corresponding to the designated feature point, and a target point on the stage. On the stage corresponding to the designated reference feature point, a reference point designation receiving unit for receiving designation of the reference feature point of the measured object that is a position corresponding to the feature point of the reference measured object in a state where the measured object is placed A reference point coordinate storage area for storing the reference point coordinates, a displacement calculation unit for detecting a displacement amount of the object to be measured based on a coordinate difference between the reference point coordinates and the reference point coordinates, and correcting the calculated displacement amount In a method of using an X-ray inspection apparatus comprising a displacement correction signal generating unit for generating a displacement correction signal for the purpose, a step of placing the reference measurement object on a stage and a corner of the reference measurement object as feature points To specify Storing the reference point coordinates; removing the reference measurement object from the stage; placing the measurement object on the stage; and specifying a corner of the measurement object as a reference feature point Thus, the step of storing the reference point coordinates and the step of detecting the displacement amount of the object to be measured based on the coordinate difference between the reference point coordinates and the reference point coordinates is performed by the displacement amount calculation unit . .
本発明によれば、ステージ上に基準測定物や被測定物を次々と載置し、これらをX線測定光学系で撮影することにより作成したX線画像を表示装置に表示して測定(観察)する。測定を行う際に、予め、基準測定物をステージ上に載置して、基準測定物内にあって基準測定物内の他の部位と識別できる特徴点を教示するティーチングを行う。
特徴点指定受付部は、ティーチングの際に、ステージ上に基準測定物を載置した状態で基準測定物の特徴点の指定を受け付ける。特徴点の指定は、表示装置に表示された特徴点を含むX線画像上で例えばポインティングデバイスで特徴点の位置を指示することにより行う。
特徴点の指定がなされると、その特徴点の直下にあるステージ上の座標が、特徴点に対応する基準点座標として基準点座標記憶領域に蓄積される。
以上の操作の後に、操作者が基準測定物と交換するように被測定物をステージに載置する。参照点指定受付部は、ステージ上に被測定物を載置した状態で、基準測定物の特徴点に対応する位置である被測定物の参照特徴点の指定を受け付ける。参照特徴点の指定についても、表示装置に表示された参照特徴点を含むX線画像上で、例えばポインティングデバイスで参照特徴点の位置を指示することにより行う。
参照特徴点の指定がなされると、その参照特徴点の直下にあるステージ上の座標が、参照特徴点に対応する参照点座標として参照点座標記憶領域に蓄積される。
変位算出部は、蓄積された基準点座標と参照点座標との座標差に基づいて、被測定物の変位量(基準測定物を載置した位置からの位置ずれ量)を検出する。
そして変位補正信号発生部は、算出された変位量を補正するための変位補正信号を駆動機構に送る。駆動機構は変位補正信号に基づいて、必要量だけステージを駆動することにより変位を打ち消す。
According to the present invention, a reference measurement object and a measurement object are placed one after another on a stage, and an X-ray image created by photographing them with an X-ray measurement optical system is displayed on a display device for measurement (observation). ) When performing measurement, a reference measurement object is placed on the stage in advance, and teaching is performed to teach feature points that are in the reference measurement object and can be distinguished from other parts in the reference measurement object.
The feature point designation accepting unit accepts designation of feature points of the reference measurement object in a state where the reference measurement object is placed on the stage during teaching. The designation of the feature point is performed by instructing the position of the feature point with, for example, a pointing device on the X-ray image including the feature point displayed on the display device.
When the feature point is designated, the coordinates on the stage immediately below the feature point are accumulated in the reference point coordinate storage area as the reference point coordinate corresponding to the feature point.
After the above operation, the object to be measured is placed on the stage so that the operator can exchange the reference object. The reference point designation accepting unit accepts designation of a reference feature point of the measurement object that is a position corresponding to the feature point of the reference measurement object in a state where the measurement object is placed on the stage. The designation of the reference feature point is also performed by instructing the position of the reference feature point with, for example, a pointing device on the X-ray image including the reference feature point displayed on the display device.
When the reference feature point is designated, the coordinates on the stage immediately below the reference feature point are accumulated in the reference point coordinate storage area as the reference point coordinate corresponding to the reference feature point.
The displacement calculation unit detects a displacement amount of the object to be measured (a displacement amount from a position where the reference measurement object is placed) based on the coordinate difference between the accumulated reference point coordinates and the reference point coordinates.
The displacement correction signal generation unit sends a displacement correction signal for correcting the calculated displacement amount to the drive mechanism. The drive mechanism cancels the displacement by driving the stage by a necessary amount based on the displacement correction signal.
本発明によれば、被測定物をステージに載置する際に、基準測定物を載置した位置(ティーチングの際の位置)との変位が生じたとしても、被測定物の参照特徴点を指定するだけで、変位を補正することができるので、基準測定物と同じ位置を測定することができる。この操作を新しい被測定物に交換するごとに繰り返せば、複数の被測定物について、すべて同じ位置を測定(観察)することができる。 According to the present invention, when the object to be measured is placed on the stage, the reference feature point of the object to be measured can be obtained even if a displacement from the position where the standard object to be measured is placed (position at teaching) occurs. The displacement can be corrected simply by specifying it, so that the same position as the reference measurement object can be measured. If this operation is repeated each time the operation is replaced with a new object to be measured, the same position can be measured (observed) for a plurality of objects to be measured.
(その他の課題を解決するための手段および効果)
上記発明において、ステージは回転駆動機構を有し、基準点座標および参照点座標がそれぞれ2点含まれるようにしてもよい。
これによれば、並進方向の変位とともに、回転方向の変位についても補正することもできる。
(Means and effects for solving other problems)
In the above invention, the stage may have a rotational drive mechanism, and each of the reference point coordinates and the reference point coordinates may be included.
According to this, not only the translational displacement but also the rotational displacement can be corrected.
上記発明において、基準点座標および参照点座標がそれぞれ3点以上含まれるようにしてもよい。
これによれば、変位量を算出するときに、統計処理により変位を補正することができる。
In the above invention, three or more reference point coordinates and reference point coordinates may be included.
According to this, when calculating the amount of displacement, the displacement can be corrected by statistical processing.
上記発明において、X線測定光学系に対する位置が固定され前記X線画像より広い範囲を撮影する光学カメラにより撮影された光学カメラ画像を表示装置に表示するとともに、特徴点指定受付部および参照点指定受付部は、光学カメラ画像上で特徴点および参照特徴点の指定を受けるようにしてもよい。
これによれば、X線画像より広い範囲を撮影する光学カメラにより撮影された光学カメラ画像によって特徴点、参照特徴点を定めることができるので、特徴点や参照特徴点を見つけ出しやすい。
In the above invention, an optical camera image captured by an optical camera that captures a wider range than the X-ray image with a fixed position relative to the X-ray measurement optical system is displayed on a display device, and a feature point designation receiving unit and a reference point designation The accepting unit may receive designation of feature points and reference feature points on the optical camera image.
According to this, since the feature point and the reference feature point can be determined by the optical camera image captured by the optical camera that captures a wider range than the X-ray image, it is easy to find the feature point and the reference feature point.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it goes without saying that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.
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ステージ駆動機構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。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an X-ray inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. This
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、キーボード22と、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、光学カメラ画像作成部33、光学カメラ画像表示制御部34、駆動信号発生部35、特徴点指定受付部36、参照点指定受付部37、変位算出部38、補正信号発生部39とに分けられる。
また、メモリ25は、基準点座標記憶領域41、参照点座標記憶領域42、光学カメラ画像記憶領域43、透視X線像記憶領域44とが設けられている。
The
Further, the functions processed by the
The
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。
The X-ray generator 11 constituting the X-ray measurement
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(または基準測定物)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。
光学カメラ18はX線検出器12に隣接し、透視X線像測定に支障をきたさないようにX線の測定視野から離れた位置に固定してあり、ステージ14上の被測定物Sを撮影する。なお、光学カメラ18は、その視野がステージ全体を撮影することもできるようにしてある。
The
The drive mechanism 16 is equipped with an XYZ direction triaxial drive motor and a rotational drive motor, and translates or rotationally moves the
The
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、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。
X線画像表示制御部32は、作成されたコマ画像データを表示装置24に順次送って表示することにより、透視X線画像24aを表示する制御を行う。モニタ画面に表示される画像はX線測定(観察)に用いられる画像(通常は局所画像)である。
Next, each functional block of the
The X-ray
The X-ray image
光学カメラ画像作成部33は、光学カメラ18により撮影した映像信号をデジタル変換して、光学カメラ画像データを作成する。この光学カメラ画像データは、ステージ14を原点位置(ステージ14の初期位置で、この初期位置からステージ14を移動することによりその後のステージ14の位置や座標が常に把握できるようにするための基準となる位置)に位置決めした状態でステージ面を撮影する。撮影された光学カメラ画像データは光学カメラ画像記憶領域43に蓄積される。
The optical camera image creation unit 33 digitally converts a video signal captured by the
光学カメラ画像表示制御部34は、蓄積された光学カメラ画像データに基づいて表示装置24に光学カメラ画像24b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た光学カメラ画像24b上の位置は、ステージ14上の位置と対応が付けられている。
すなわち、ステージ14上の各点の位置は、座標で表現できる。ステージ14を原点に復帰させた状態で、ステージ14の光学カメラ画像を作成すると、表示装置24のモニタ画面にステージ14の各点の画像が表示されることになる。これにより、実際のステージ14上の各点と、モニタ画面に表示されている光学カメラ画像24b上のステージの各点との対応を付けることができる。この対応関係についても光学カメラ画像記憶領域43に記憶させておくことにより、以後、モニタ画面上でマウス23により位置を指定すると、原点復帰状態におけるその指定位置に対応するステージ座標を読み出すことができるようになる。
The optical camera image display control unit 34 performs control to display the
The position on the
That is, the position of each point on the
測定を開始する前に、予め、原点に復帰させた状態のステージ14上に基準測定物を載置し、光学カメラ18による撮影により、ステージ14上の基準測定物の光学カメラ画像データを作成し、モニタ画面に表示する。
そして基準測定物の光学カメラ画像上で、基準測定物内の特徴点の位置をマウス23によるカーソルで指定すると、その特徴点に対応するステージ座標(基準点座標)が抽出できるようにしてある。
Before starting the measurement, a reference measurement object is placed on the
When the position of the feature point in the reference measurement object is designated with the cursor by the
また、原点復帰している状態で、X線測定光学系13とステージ14との位置関係は固定されているので、ステージ14が原点復帰しているときのステージ14の座標と透視X線像範囲とが予め対応付けられており、その対応関係(ステージ14が原点復帰状態のときの透視X線像が得られる範囲の座標)が透視X線像範囲記憶領域44に蓄積してある。
この結果、ステージ14が原点復帰しているときに、表示装置24のモニタ画面に表示されるX線画像24a上でマウス23にて位置を指定すると、透視X線像範囲記憶領域44に蓄積してある対応関係のデータを参照することにより、対応するステージ14の座標を読み出すことができる。以後、ステージ14を原点位置から移動し、他の場所の透視X線像範囲をモニタ画面に表示するときは、移動量とマウス23により指定したモニタ画面上の位置情報とを加算することにより、指定した透視X線像位置に対応するステージ座標が抽出されるようにしてある。
In addition, since the positional relationship between the X-ray measurement
As a result, when the position is designated with the
駆動信号発生部35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操作が行われたときに、その制御量に応じた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。
The
特徴点指定受付部36は、表示装置24のモニタ画面に、基準測定物のX線画像24a、光学カメラ画像24bを表示している状態で、X線画像24aまたは光学カメラ画像24bの画像上で、マウス23による特徴点を指定するための入力を受け付ける制御を行う。
特徴点を指定するための入力は、モニタ画面上に十字カーソル等を表示し、マウス23の操作によって特徴点(基準測定物の四隅点など)上をクリックする。これにより、特徴点の直下のステージ座標が基準点座標として読み出され、基準点座標記憶領域41に蓄積される。
指定する特徴点の数(すなわち基準点座標記憶領域41蓄積される基準点座標の数)は、並進移動の変位だけを補正するときは1つあればよい。回転方向の変位も補正するときは2つあればよい。また、3つ以上の特徴点を指定し、統計的に並進や回転の変位を補正することにより、精度を高めるようにしてもよい。
The feature point
In order to specify the feature point, a cross cursor or the like is displayed on the monitor screen, and the feature point (four corner points of the reference measurement object) is clicked by operating the
The number of feature points to be specified (that is, the number of reference point coordinates stored in the reference point coordinate storage area 41) need only be one when only the translational displacement is corrected. When correcting the displacement in the rotational direction, two are sufficient. In addition, the accuracy may be improved by designating three or more feature points and statistically correcting translational or rotational displacement.
参照点指定受付部37は、基準測定物と交換するように被測定物が載置され、表示装置24のモニタ画面に少なくともX線画像24a、光学カメラ画像24bのいずれかが表示された状態で、これらX線画像24a、光学カメラ画像24bの画像上で、マウス23による参照特徴点(基準測定物の特徴点に対応する被測定物の位置)を指定するための入力を受け付ける制御を行う。
参照特徴点を指定する際の入力についても、モニタ画面上に十字カーソル等を表示し、マウス23の操作によって参照特徴点上をクリックする。これにより、参照特徴点の直下のステージ座標が参照点座標として読み出され、参照点座標記憶領域42に蓄積される。
指定する参照特徴点の数(すなわち参照点座標記憶領域42に蓄積される参照点座標の数)は、並進移動の変位を補正するときは1つ、回転方向の変位も補正するときは2つにする。特徴点が3つ以上のときは参照点も3つ以上にし、特徴点と同数にする。
In the reference point
As for input when designating the reference feature point, a cross cursor or the like is displayed on the monitor screen, and the mouse is clicked on the reference feature point by operating the
The number of reference feature points to be specified (that is, the number of reference point coordinates accumulated in the reference point coordinate storage area 42) is one when correcting the translational displacement and two when correcting the rotational displacement. To. When there are three or more feature points, the number of reference points is also three or more and the same number as the feature points.
変位算出部38は、互いに対応する基準点座標と参照点座標との座標差を算出することにより、変位量(位置ずれ量)を算出する。
ここで、基準点座標と参照点座標との対の数が1つだけ指定されている場合は、XYZ方向の座標差によって並進方向の変位(位置ずれ)が算出される。
基準点座標と参照点座標との対の数が2つの場合は、2点を結ぶ線分の向きが一致するようなZ軸回転方向の変位(角度ずれ)と、並進方向の変位(位置ずれ)とが算出される。
基準点座標と参照点座標との対の数が3つの場合は、理論的には立体的な変位、すなわち3点を含む平面が一致するような面方向の変位について算出することができることになるが、元々平坦なステージ面に被測定物を載置しているので、面方向の変位はほとんど問題とならない。
むしろ、基準点座標と参照点座標との対の数が3つあるいはそれ以上にした場合は、統計的処理により各点の変位の標準偏差が最も小さくなるように各点の変位が算出される。
The
Here, when only one pair of the reference point coordinates and the reference point coordinates is designated, the translational displacement (positional deviation) is calculated by the coordinate difference in the XYZ directions.
If the number of pairs of reference point coordinates and reference point coordinates is two, the displacement in the Z-axis rotation direction (angle deviation) and the translation direction displacement (position deviation) so that the direction of the line segment connecting the two points matches. ) Is calculated.
When the number of pairs of reference point coordinates and reference point coordinates is three, theoretically, it is possible to calculate a three-dimensional displacement, that is, a displacement in a plane direction in which a plane including three points coincides. However, since the object to be measured is originally placed on a flat stage surface, the displacement in the plane direction hardly poses a problem.
Rather, when the number of pairs of reference point coordinates and reference point coordinates is three or more, the displacement of each point is calculated by statistical processing so that the standard deviation of the displacement of each point is minimized. .
補正信号発生部39は、算出された三軸方向の変位や角度の変位に基づいて、これを補正するための補正信号を発生し、補正信号を駆動機構16に送る制御を行う。
The correction
次に、上記X線検査装置により本発明を実行するときの動作について説明する。
以下では、光学カメラ画像24bを用いて、マウス23により特徴点(基準測定物)、参照特徴点(被測定物)の指定を行う場合を説明するが、X線画像24aを用いる場合であっても使用する画像が異なるだけであり、手順は同様である。なお、光学カメラ画像24bを用いた場合は、画像の視野が広いため、特徴点等を探しやすい点で有利であるが、画像自体の倍率はX線画像に比べて低いため、位置座標を高い精度で合わせる点では不利である。これに対し、X線画像24aを用いる場合は、視野が狭いので特徴点等を探しにくい反面、画像の倍率は高いため、位置座標を精度よく一致させやすい点で有利である。
図2〜図8は、表示装置24のモニタ画面に表示される光学カメラ画像24bを示した図である。なお、図中の視野Lは、X線画像24aが撮影される範囲を示している。
Next, an operation when the present invention is executed by the X-ray inspection apparatus will be described.
In the following, a case will be described in which a feature point (standard measurement object) and a reference feature point (measurement object) are specified by the
2 to 8 are diagrams showing an
(1) 図2の光学カメラ画像24bに示されるように、最初に基準測定物S0をステージ14に載置し、光学カメラ画像24b上で特徴点を探す。ここでは基準測定物S0は正方形であるので、そのコーナを特徴点とする。ステージ14上で基準測定物S0の右下のコーナを第一の特徴点B1と定め、マウス23により特徴点B1を指定する(X線画像24a上で指定する場合は、X線光学測定系の視野L内に右下部分が入るようにステージ14を移動し、視野L内で特徴点B1を指定する)。
これにより、特徴点B1直下のステージ座標(基準点座標b1)が読み出され、基準点座標記憶領域41に蓄積される。
並進移動の変位のみを補正する場合は、以下の動作を飛ばして、(4)に進む。
(1) As shown in the
Thereby, the stage coordinates (reference point coordinates b 1 ) immediately below the feature point B 1 are read and stored in the reference point coordinate storage area 41.
When correcting only the translational displacement, the following operation is skipped and the process proceeds to (4).
(2) 続いて、図3に示すように、基準測定物S0の右上のコーナを第二の特徴点B2と定め、マウス23により特徴点B2を指定する(X線画像24a上で指定する場合は、X線光学測定系の視野L内に右上部分が入るようにステージ14を移動し、視野L内で特徴点B2を指定する)。
これにより、特徴点B2直下の座標(基準点座標b2)が読み出され、基準点座標記憶領域41に蓄積される。並進移動の変位と回転変位とを補正する場合は、以下の動作を飛ばして(4)に進む。
通常は、2点で十分であるが、精度を高めるため、変位の標準偏差が最も小さくなるように統計的処理を行う場合は以下の(3)に続く。
(2) Subsequently, as shown in FIG. 3, the upper right corner of the reference measurement object S 0 is set as the second feature point B 2 and the feature point B 2 is designated by the mouse 23 (on the
As a result, the coordinates (reference point coordinates b 2 ) immediately below the feature point B 2 are read and stored in the reference point coordinate storage area 41. When correcting translational displacement and rotational displacement, the following operation is skipped and the process proceeds to (4).
Usually, two points are sufficient. However, in order to improve accuracy, statistical processing is performed so that the standard deviation of the displacement becomes the smallest.
(3) 統計的処理を行う場合は、図4に示すように、基準測定物S0の左下のコーナを第三の特徴点B3と定め、同様の手順で特徴点B3を指定する(X線画像24a上で指定する場合は、X線光学測定系の視野L内に左下部分が入るようにステージ14を移動し、視野L内で特徴点B3を指定する)。
これにより、特徴点B3直下の座標(基準点座標b3)が読み出され、基準点座標記憶領域41に蓄積される。さらに、第四番目以降の特徴点B4、・・を定めてもよいが、ここでは3点で統計処理するものとする。
(3) When performing statistical processing, as shown in FIG. 4, the lower left corner of the reference measurement object S 0 defined as a third feature point B 3, specifies the feature point B 3 by the same procedure ( when specifying on
As a result, the coordinates (reference point coordinates b 3 ) immediately below the feature point B 3 are read and stored in the reference point coordinate storage area 41. Further, the fourth and subsequent feature points B 4 ,... May be determined, but here, statistical processing is performed with three points.
(4) 続いて、図5に示すように基準測定物S0をステージ14から除き、代わりに被測定物S1をステージ14の上に載置する。このとき、基準測定物S0が置いてあった位置に、ある程度位置合わせするようにして、マウス23で指定しようとする点(参照特徴点)が簡単に見つかるようにする。ここでは便宜上、被測定物S1はS0の軌跡位置から僅かに回転および並進して載置されたものとする。
(4) Subsequently, as shown in FIG. 5, the reference measurement object S 0 is removed from the
(5) 図5に示すように、ステージ14上で被測定物S1の右下のコーナが第一の特徴点B1に対応する参照特徴点R1となるため、マウス23により特徴点R1を指定する(X線画像24a上で指定する場合は、X線光学測定系13の視野L内に右下部分が入るようにステージ14を移動し、視野L内で参照特徴点R1を指定する)。
これにより、参照点R1の直下の座標(参照点座標r1)が読み出され、参照点座標記憶領域42に蓄積される。
ここで、基準測定物S0に対し、特徴点B1のみしか指定しなかったときは、以下の動作を飛ばして(8)に進む。
(5) As shown in FIG. 5, the lower right corner of the object S 1 on the
As a result, the coordinates (reference point coordinates r 1 ) immediately below the reference point R 1 are read and stored in the reference point coordinate
Here, when only the feature point B 1 is designated for the reference measurement object S 0 , the following operation is skipped and the process proceeds to (8).
(6) 続いて、図6に示すように、ステージ14上で被測定物S1の右上のコーナが第二の特徴点B2に対応する参照特徴点R2となるため、マウス23により特徴点R2を指定する(X線画像24a上で指定する場合は、X線光学測定系13の視野L内に右上部分が入るようにステージ14を移動し、視野L内で参照特徴点R2を指定する)。
これにより、参照点R2の直下の座標(参照点座標r2)が読み出され、参照点座標記憶領域42に蓄積される。
ここで、基準測定物S0に対し、特徴点B1、B2しか指定しなかったときは、以下の動作を飛ばして(8)に進む。
(6) Subsequently, as shown in FIG. 6, the upper right corner of the object S 1 on the
As a result, the coordinates (reference point coordinates r 2 ) immediately below the reference point R 2 are read out and stored in the reference point coordinate
Here, when only the feature points B 1 and B 2 are designated for the reference measurement object S 0 , the following operation is skipped and the process proceeds to (8).
(7) 続いて、図7に示すように、ステージ14上で左下のコーナが第三の特徴点B3に対応する参照特徴点R3となるため、マウス23により特徴点R3を指定する(X線画像24a上で指定する場合は、X線光学測定系13の視野L内に左下部分が入るようにステージ14を移動し、視野L内で参照特徴点R3を指定する)。
これにより、参照点R3の直下の座標(参照点座標r3)が読み出され、参照点座標記憶領域42に蓄積される。
(7) Subsequently, as shown in FIG. 7, since the lower left corner on the
As a result, the coordinates immediately below the reference point R 3 (reference point coordinates r 3 ) are read and stored in the reference point coordinate
(8) 続いて、基準点座標記憶領域41および参照点座標記憶領域42に蓄積され、それぞれ対応する基準点座標b1、b2、b3と参照点座標r1、r2、r3との差が算出され、標準偏差が最も小さくなるように各点の変位を算出する。
そして、算出された変位量に合わせてステージ14を回転、並進移動させることにより位置補正を行い、例えば図8に示すように、ステージ14が回転、並進移動することにより、被測定物の変位を補正し、基準測定物と同一状態での測定が可能となる。
(8) Subsequently, the reference point coordinates storage area 41 and the reference point coordinate
Then, position correction is performed by rotating and translating the
なお、基準点座標と参照点座標との対の数が2つの場合は、2点を結ぶ線分の向きが一致するように回転角を算出した上で、並進距離を算出することにより、回転と並進との変位を補正することができる。 If the number of pairs of reference point coordinates and reference point coordinates is two, the rotation angle is calculated so that the direction of the line segment connecting the two points coincides, and then the translation distance is calculated to calculate the rotation distance. And translational displacement can be corrected.
また、基準点座標と参照点座標との対の数が1つの場合は、回転移動の補正は行えず、並進距離を算出することにより並進移動についてのみ補正することができる。 Further, when the number of pairs of the reference point coordinates and the reference point coordinates is one, the rotational movement cannot be corrected, and only the translational movement can be corrected by calculating the translational distance.
本発明は、同一形状の被測定物のX線検査を次々と行うX線検査装置に利用することができる。 The present invention can be used for an X-ray inspection apparatus that successively performs X-ray inspections of objects having the same shape.
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: 光学カメラ画像作成部
34: 光学カメラ画像表示制御部
35: 駆動信号発生部
36: 特徴点指定受付部
37: 参照点指定受付部
38: 変位算出部
39: 補正信号発生部
41: 基準点座標記憶領域
42: 参照点座標記憶領域
43: 光学カメラ画像記憶領域
44: 透視X線像記憶領域
1: X-ray inspection device 11: X-ray generator (X-ray source)
12: X-ray detector 13: X-ray measurement optical system 14: Stage 16: Drive mechanism 20: Control system 21: CPU
22: Keyboard 23: Mouse 24: Display device 25: Memory 31: X-ray image creation unit 32: X-ray image display control unit 33: Optical camera image creation unit 34: Optical camera image display control unit 35: Drive signal generation unit 36 : Feature point designation receiving unit 37: Reference point designation receiving unit 38: Displacement calculating unit 39: Correction signal generating unit 41: Reference point coordinate storage area 42: Reference point coordinate storage area 43: Optical camera image storage area 44: Perspective X-ray Image storage area
Claims (4)
ステージ上に基準測定物を載置した状態で基準測定物の特徴点の指定を受け付ける特徴点指定受付部と、
指定された特徴点に対応するステージ上の基準点座標を記憶する基準点座標記憶領域と、
ステージ上に被測定物を載置した状態で前記基準測定物の特徴点に対応する位置である被測定物の参照特徴点の指定を受け付ける参照点指定受付部と、
指定された参照特徴点に対応するステージ上の参照点座標を記憶する参照点座標記憶領域と、
基準点座標と参照点座標との座標差に基づいて被測定物の変位量を検出する変位量算出部と、
算出された変位量を補正するための変位補正信号を駆動機構に送る補正信号発生部とを備えたX線検査装置の使用方法において、
前記基準測定物をステージ上に載置するステップと、
前記基準測定物のコーナを特徴点として指定することにより、前記基準点座標を記憶させるステップと、
前記基準測定物をステージ上から除き、前記被測定物をステージ上に載置するステップと、
前記被測定物のコーナを参照特徴点として指定することにより、前記参照点座標を記憶させるステップと、
前記変位量算出部が、基準点座標と参照点座標との座標差に基づいて被測定物の変位量を検出するステップとを含むことを特徴とするX線検査装置の使用方法。 An X-ray measurement optical system composed of a stage that can be positioned by designating coordinates, an X-ray source and an X-ray detector that are arranged so as to sandwich the stage, and an image signal captured by the X-ray measurement optical system And a display device for displaying the X-ray image created based on the reference point coordinates on the stage corresponding to the feature points of the reference measurement object by teaching the feature points in advance using the reference measurement object. By storing and driving the stage drive mechanism based on the stored reference point coordinates of the stage in a state of being placed on the stage so as to replace the object to be measured having the same shape as the reference measurement object An X-ray inspection apparatus that displays an X-ray image of an object to be measured placed on a stage,
A feature point designation accepting unit that accepts designation of a feature point of the reference measurement object in a state where the reference measurement object is placed on the stage;
A reference point coordinate storage area for storing reference point coordinates on the stage corresponding to the specified feature point;
A reference point designation accepting unit for accepting designation of a reference feature point of the measurement object which is a position corresponding to the feature point of the reference measurement object in a state where the measurement object is placed on the stage;
A reference point coordinate storage area for storing reference point coordinates on the stage corresponding to the designated reference feature point;
A displacement amount calculation unit for detecting a displacement amount of the object to be measured based on a coordinate difference between the reference point coordinates and the reference point coordinates;
In a method of using an X-ray inspection apparatus comprising a correction signal generation unit that sends a displacement correction signal for correcting the calculated displacement amount to a drive mechanism ,
Placing the reference measurement object on a stage;
Storing the reference point coordinates by designating a corner of the reference measurement object as a feature point;
Removing the reference measurement object from the stage and placing the measurement object on the stage;
Storing the reference point coordinates by designating a corner of the object to be measured as a reference feature point;
A method of using an X-ray inspection apparatus , comprising: a step in which the displacement amount calculation unit detects a displacement amount of an object to be measured based on a coordinate difference between a reference point coordinate and a reference point coordinate .
An optical camera image captured by an optical camera that captures a wider range than the X-ray image with a fixed position relative to the X-ray measurement optical system is displayed on a display device, and a feature point designation receiving unit and a reference point designation receiving unit are: 2. The method of using an X-ray inspection apparatus according to claim 1, wherein the feature point and the reference feature point are designated on the optical camera image.
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