JP4696826B2 - X線検査装置 - Google Patents
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Description
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (4)
- 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。 - 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点含まれることを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置の使用方法。
- 基準点座標および参照点座標がそれぞれ3点含まれることを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置の使用方法。
- 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ことを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置の使用方法。
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JP2002310954A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-23 | Shimadzu Corp | 試料解析装置 |
JP2003114201A (ja) * | 2001-10-02 | 2003-04-18 | Shimadzu Corp | X線透視撮影装置 |
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