(57)【要約】      （修正有）【課題】対象オブジェクトが大きな場合でも高い解像度でアーティファクトの少ない検査システムを提供する。【解決手段】画像を収集するために、対象オブジェクトの様々な位置または姿勢を用いて、対象オブジェクトの高解像度体積モデルを得る。１つの実施形態によれば、オブジェクト姿勢は、撮像システムのコンポーネント、たとえばＸ線ビーム源に対する対象オブジェクトの横方向位置と軸方向位置（「角度配向」とも言う）を定義する。撮像システムはオブジェクト姿勢をとる対象オブジェクトの画像を取り込む。その画像に関する画像データをさらに加工する。【選択図】図１
2014194414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象オブジェクトの走査を行うための検査システムであって、
ビームを生成するソースコンポーネントと、前記ソースコンポーネントと離間し、前記ビームを受けとる検出器コンポーネントとを有する走査デバイスと、
前記走査デバイスと結合し、プロセッサと、前記プロセッサに結合されるメモリと、前記メモリに記憶され、前記プロセッサが実行するよう構成される１つまたは複数の実行可能な指令とを有する制御デバイスとを備え、前記１つまたは複数の実行可能な指令は、
前記走査デバイスに対する前記対象オブジェクトの第１の横方向位置と第１の軸方向位置を定義する第１のオブジェクト姿勢をとる前記対象オブジェクトの第１の画像を得るための指令と、
前記走査デバイスに対する前記対象オブジェクトの第２の横方向位置と第２の軸方向位置を定義する第２のオブジェクト姿勢をとる前記対象オブジェクトの第２の画像を得るための指令とを含み、
前記対象オブジェクトの大部分が、前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢の少なくとも１つの姿勢をとって前記ビーム範囲内に収まり、
前記ビームのビーム幅は、前記第１の横方向位置と前記第２の横方向位置にある前記対象オブジェクトの１つの寸法より小さい、検査システム。
【請求項２】
前記対象オブジェクトの前記大部分が、前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢のいずれの姿勢をとっても前記ビーム範囲内に収まる、請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢は走査軌跡を定義する複数のオブジェクト姿勢を含み、前記走査軌跡は前記対象オブジェクトの視点からの前記ソースコンポーネントの経路を描く、請求項１に記載の検査システム。
【請求項４】
前記経路は楕円形状である、請求項３に記載の検査システム。
【請求項５】
前記ソースコンポーネントに対して前記対象オブジェクトを移動させるためのマニピュレータをさらに備え、前記実行可能な指令は、前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢をとって前記対象オブジェクトを位置付けするようマニピュレータを操作するための指令を含む、請求項１に記載の検査システム。
【請求項６】
前記実行可能な指令は、前記第１の画像と前記第２の画像から体積モデルを再構成するための指令を含む、請求項１に記載の検査システム。
【請求項７】
前記実行可能な指令は、前記体積モデルを再構成するために前記第１の画像と前記第２の画像を用いたフェルドカンプ再構成アルゴリズムを実行するための指令を含む、請求項６に記載の検査システム。
【請求項８】
前記実行可能な指令は、前記対象オブジェクトを表す前記体積モデルを含む出力を生成するための指令を含む、請求項６に記載の検査システム。
【請求項９】
前記第１の横方向位置と前記第２の横方向位置は、前記ソースコンポーネントから計測される横方向距離を定義し、前記第１の横方向位置の前記横方向距離が、前記第２の横方向位置の前記横方向距離とは異なる、請求項１に記載の検査システム。
【請求項１０】
前記第２の横方向位置の前記横方向距離により、前記対象オブジェクトが前記ソースコンポーネントの前で回転することができる、請求項１に記載の検査システム。
【請求項１１】
ビームを生成するソースコンポーネントと、前記ソースコンポーネントと離間し、前記ビームを受けとる検出器コンポーネントとを有する撮像システムを用いて、対象オブジェクトの体積モデルを形成するための方法であって、
第１のオブジェクト姿勢をとる前記対象オブジェクトの第１の画像を得るステップと、
前記第１のオブジェクト姿勢を、前記第１のオブジェクト姿勢とは異なる第２のオブジェクト姿勢に変化させるようマニピュレータを操作するステップと、
前記第２のオブジェクト姿勢をとる前記対象オブジェクトの第２の画像を得るステップと、
前記第１の画像と前記第２の画像から前記体積モデルを再構成するステップと、
前記体積モデルを含む出力を生成するステップとを含み、
前記対象オブジェクトの大部分が、前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢の少なくとも１つの姿勢をとって前記ビーム範囲内に収まり、
前記ビームのビーム幅は、前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢をとる前記対象オブジェクトの１つの寸法より小さい、方法。
【請求項１２】
前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢は、前記ソースコンポーネントから計測される横方向距離と、前記ソースコンポーネントにあるソース点から延出する長手方向軸に対する角度を定義する軸方向位置とを含み、前記第１のオブジェクト姿勢での前記横方向距離と前記角度が、前記第２のオブジェクト姿勢での前記横方向距離と前記角度とは異なる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
楕円形状の走査軌跡を形成するために、前記第１のオブジェクト姿勢と前記第２のオブジェクト姿勢に対して前記横方向距離と前記角度についての値を割り当てるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記対象オブジェクトは静止状態である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記体積モデルを再構成するために前記第１の画像と前記第２の画像を用いたフェルドカンプ再構成アルゴリズムを実行するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
ビームを生成するソースコンポーネントと、前記ソースコンポーネントと離間する検出器コンポーネントとを有する走査デバイス上で対象オブジェクトを走査するための方法であって、
第１の組の位置付けパラメータに従って対象オブジェクトを配置するステップと、
前記第１の組の位置付けパラメータでの第１の画像を取り込むステップと、
第２の組の位置付けパラメータに従って対象オブジェクトを配置するステップと、
前記第２の組の位置付けパラメータでの第２の画像を取り込むステップとを含み、
前記対象オブジェクトの大部分が、前記第１の組の位置付けパラメータと前記第２の組の位置付けパラメータの少なくとも一方の組で前記ビーム範囲内に収まり、
前記ビームのビーム幅は、前記第１の組の位置付けパラメータと前記第２の組の位置付けパラメータでの前記対象オブジェクトの１つの寸法より小さい、方法。
【請求項１７】
前記対象オブジェクトを前記第１の組の位置付けパラメータに戻すステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記対象オブジェクトを前記第２の組の位置付けパラメータまで平行移動させるステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記対象オブジェクトを前記第２の組の位置付けパラメータまで回転させるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記対象オブジェクトの平行移動と回転は同時に行われる、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は非破壊検査に関し、様々な実施形態によれば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナを用いて取り込まれた画像から得られるサイズの大きな部分のモデルの解像度を向上させるためのシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非破壊検査では、検査中の部分（「部分」）内部を検査するための機器が用いられる。この機器としてはたとえば、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナ、超音波スキャナ、Ｘ線スキャナ、磁気共鳴画像検査（ＭＲＩ）用スキャナなどが含まれる。走査中に部分の位置変更を可能にするコンポーネントをスキャナに組み込むこともある。この特徴によって、スキャナは様々な配向で部分の画像を取り込むことが可能となる。走査が完了すると、画像をさらに加工して、検査中の部分の構造上の整合性を崩す必要なく、部分の外観検査を可能にするコンピュータモデルが形成される。
【０００３】
モデルの解像度は、画像品質によって決まり、さらに画像品質はスキャナ内での部分の位置によって変わる。たとえば、解像度がより高いモデルは、たとえばＸ線ビーム（または総称的に「ビーム」とも言う）を生成するＸ線源に近接した部分の画像から得られたものである可能性が高い。しかしながら、その部分のサイズが大きい、特にその部分が大きすぎて高解像度モデル用画像を得るのに必要な位置でビーム範囲内に完全に収まりきれない場合、問題が生じる。走査が困難な部分としてはたとえば、電子プリント基板（ＰＣＢ）および可変構造の平板溶接シートなどが含まれる。これらのタイプの部分はビーム範囲外にまで及ぶこともあり、画像を得るためにＸ線源に近い位置にあると、これらの部分は高解像度モデルに加工するための十分なデータと画像を取り込むのに必要な範囲（たとえば３６０°）回転することができない。
【０００４】
これらの問題に対処するための走査技術によれば、走査を完了させることはできるが、所望の解像度を達成することはできない。ある技術によれば、部分が確実に完全にビーム範囲内に収まり、また確実に３６０°回転できるようにその部分が位置付けされる。しかしながら、ビーム範囲内のその位置は、不完全なデータのために画像内にアーティファクトを引き起こしてしまうことを回避しても、その部分はＸ線源からあまりにも離れているためにモデルの所望の解像度を達成することができない。その技術に代わる技術によれば、部分はＸ線源により近づくように位置付けされる。この技術によって、部分は３６０°回転することができ、より高い解像度をもたらすことになるが、走査中、部分の周縁部がビーム範囲外にまで及ぶためにアーティファクトを画像に引き起こす。さらに別の技術によれば、部分はＸ線源に近い位置に配置されて高解像度画像を達成するようにしている。しかし、ビーム範囲内に存在するのは、部分のうちの小さな箇所または関心領域のみである。部分の大部分がビーム範囲外にあって、部分が３６０°回転できないためにこの技術も同様にアーティファクトを引き起こす。
【０００５】
上記の考察は一般的な背景情報についてなされたものであって、特許請求の範囲に記載の主題の範囲を決定する一助として用いられることを意図していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，１４９，７６６号明細書
【発明の概要】
【０００７】
本開示では、高解像度モデルを形成するためのサイズが大きな部分に対する非破壊検査の改良について説明する。これらの改良では、画像を収集するために撮像システムに対する部分の様々な位置や姿勢を用いて、その結果対象オブジェクトの高解像度体積モデルを得られるようにするものである。
【０００８】
本開示では、１つの実施形態において、対象オブジェクトの走査を行うための検査システムについて説明する。検査システムは、ビームを生成するソースコンポーネントと、ソースコンポーネントと離間し、ビームを受けとる検出器コンポーネントとを有する走査デバイスを備える。検査システムはまた、走査デバイスと結合し、プロセッサと、プロセッサに結合されるメモリと、メモリに記憶され、プロセッサが実行するよう構成される１つまたは複数の実行可能な指令とを有する制御デバイスを備える。１つまたは複数の実行可能な指令は、走査デバイスに対する対象オブジェクトの第１の横方向位置と第１の軸方向位置を定義する第１のオブジェクト姿勢をとる対象オブジェクトの第１の画像を得るための指令を含む。１つまたは複数の実行可能な指令はまた、走査デバイスに対する対象オブジェクトの第２の横方向位置と第２の軸方向位置を定義する第２のオブジェクト姿勢をとる対象オブジェクトの第２の画像を得るための指令を含む。一例として、対象オブジェクトの大部分が、第１のオブジェクト姿勢と第２のオブジェクト姿勢の少なくとも１つの姿勢をとってビーム範囲内に収まる。一例として、ビームのビーム幅は、第１の横方向位置と第２の横方向位置にある対象オブジェクトの１つの寸法より小さい。
【０００９】
さらに本開示では、１つの実施形態において、対象オブジェクトの体積モデルを形成するための方法について説明する。方法は、第１のオブジェクト姿勢をとる対象オブジェクトの第１の画像を得るステップと、第１のオブジェクト姿勢を、第１のオブジェクト姿勢とは異なる第２のオブジェクト姿勢に変化させるようマニピュレータを操作するステップを含む。方法はまた、第２のオブジェクト姿勢をとる対象オブジェクトの第２の画像を得るステップと、第１の画像と第２の画像から体積モデルを再構成するステップと、体積モデルを含む出力を生成するステップを含む。一例として、対象オブジェクトの大部分が、第１のオブジェクト姿勢と第２のオブジェクト姿勢の少なくとも１つの姿勢をとってビーム範囲内に収まり、ビームのビーム幅は、第１の横方向位置と第２の横方向位置にある対象オブジェクトの１つの寸法より小さい。
【００１０】
また、本開示では、１つの実施形態において、ビームを生成するソースコンポーネントと、ソースコンポーネントと離間し、ビームを受けとる検出器コンポーネントとを有する走査デバイス上で対象オブジェクトを走査するための方法について説明する。方法は、第１の組の位置付けパラメータに従って対象オブジェクトを配置するステップと、第１の組の位置付けパラメータでの第１の画像を取り込むステップを含む。また方法は、第２の組の位置付けパラメータに従って対象オブジェクトを配置するステップと、第２の組の位置付けパラメータでの第２の画像を取り込むステップを含む。一例として、対象オブジェクトの大部分が、第１の組の位置付けパラメータと第２の組の位置付けパラメータの少なくとも一方の組でビーム範囲内に収まり、ビームのビーム幅は、第１の横方向位置と第２の横方向位置にある対象オブジェクトの１つの寸法より小さい。
【００１１】
本発明のこの簡単な説明は、１つまたは複数の説明的実施形態により本明細書で開示される主題の概要を提供することのみを意図しており、特許請求の範囲を解釈するための、あるいは、添付の特許請求の範囲のみによって定義される本発明の範囲を定義または限定するための指針として役立つものではない。この簡単な説明は、以下の詳細な説明でさらに説明される単純化された形態において概念の説明的な選択肢を提示するために提供されるものである。この簡単な説明は、特許請求される主題の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求される主題の範囲を決定することを補助するものとして使用されることも意図していない。特許請求される主題は、背景技術で示されたいずれかまたはすべての欠点を解決する実装形態に限定されない。
【００１２】
本発明の特徴を理解できるように、特定の実施形態を参照しながら本発明を詳細に説明する。それらの実施形態の中には添付の図面に示されているものもある。しかしながら、本発明の範囲はその他の同様に効果的な実施形態も含有するものであるので、図面は、本発明の特定の実施形態を示しているだけであり、したがって、図面は本発明の範囲を制限するものではない。図面は必ずしも縮尺通りではなく、本発明の特定の実施形態の特徴を示すことに全般的に重点が置かれている。図面において、様々な図面にわたって同様の参照番号を用いて同様の部分を表している。よって、以下の詳細な説明を参照して、図面に関連して読むことで本発明をさらに理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】サイズの大きな部分の高解像度画像を得ることができる検査システムの例示的実施形態の概略斜視図である。
【図２】対象オブジェクトのモデルを形成するための例示的方法のフローチャートである。
【図３】走査軌跡を伴う検査システムの例示的実施形態の概略上面図である。
【図４】走査軌跡の一例に一致するように対象オブジェクトを配向するための例示的方法のフローチャートである。
【図５】対象オブジェクトが第１の配向にあるときの、検査システムの例示的実施形態の概略上面図である。
【図６】対象オブジェクトが第２の配向にあるときの、検査システムの例示的実施形態の概略上面図である。
【図７】対象オブジェクトが第３の配向にあるときの、検査システムの例示的実施形態の概略上面図である。
【図８】対象オブジェクトが第４の配向にあるときの、検査システムの例示的実施形態の概略上面図である。
【図９】対象オブジェクトが第５の配向にあるときの、検査システムの例示的実施形態の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示では、検査および撮像システム、対象オブジェクトの画像を取り込むためにＸ線ビームを使用する、たとえばコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムで用いられる走査技術について説明する。以下でより詳細に説明するように、これらの技術は、特にＸ線ビームの範囲外に及ぶような特徴を有する対象オブジェクトで用いられる。これらの特徴は、対象オブジェクトを総合的に撮像する妨げとなり、その結果、対象オブジェクトを走査することで得られる画像を加工する結果形成される体積モデルの解像度を低下させることになりかねない。他方、本開示のシステムと方法の実施形態では、対象オブジェクトを操作して画像を収集するように対象オブジェクトを位置付けまたは配置して、その結果対象オブジェクトの高解像度体積モデルを形成することができる。これらのオブジェクト姿勢は、Ｘ線ビーム源に対する横方向位置および軸方向位置（「角度配向」とも言う）を定義する。対象オブジェクトを様々な横方向位置および軸方向位置に移動させることで走査軌跡を形成し、走査軌跡は対象オブジェクトの視点からのビーム源の相対的な移動を定義する。この走査軌跡は、最も効果的な撮像を達成するように、対象オブジェクトの全体ではなくても大部分を確実にＸ線ビーム範囲内に収めるようにする。このために、ある実施形態では、システムは走査軌跡を形成するオブジェクト姿勢のそれぞれにおける対象オブジェクトの画像を取り込むことができる。その画像に関する画像データをさらに加工することによって、これらのサイズが大きな部分を走査することで従来得られたような類似する体積モデルと比較して、より高解像度でアーティファクトの少ない対象オブジェクトの体積モデルが形成される。
【００１５】
図１は、完全な走査を行うために複数の姿勢が必要なオブジェクトの画像の解像度を向上させることができる検査システム１００の一例を示すものである。検査システム１００は、対象オブジェクト１０４（たとえば、プリント基板、平らおよび／または薄い複合材料、溶接金属シートなど）の画像を得るための走査デバイス１０２を備え、対象オブジェクト１０４は１つまたは複数の寸法（たとえば、長さ、幅、厚さなど）を有することができる。走査デバイス１０２は、検出器コンポーネント１１０（たとえば、Ｘ線検出器）へ照射されるビーム１０８を生成するソースコンポーネント１０６（たとえば、Ｘ線管）を備え、検出器コンポーネント１１０はソースコンポーネント１０６から離間している。ビーム１０８の幅は、ソースコンポーネント１０６と検出器コンポーネント１１０間で可変である。検出器コンポーネント１１０は、ビーム１０８範囲内での対象オブジェクト１０４のオブジェクト姿勢に対応する画像１１２を形成する。図１に示すように、走査デバイス１０２はまた、対象オブジェクト１０４のたとえば、ソースコンポーネント１０６に対する位置を変化させることができるマニピュレータ１１４を備える。マニピュレータ１１４は、平行移動コンポーネントと回転コンポーネントを備え、平行移動コンポーネントと回転コンポーネントは矢印で略同定され、それぞれ参照番号１１６と１１８で表されている。
【００１６】
検査システム１００は制御デバイス１２０と結合可能である。制御デバイス１２０としてはたとえば、走査デバイス１０２とインタフェースで接続し、画像１１２に関する画像データを集めて、マニピュレータ１１４を作動させ、対象オブジェクト１０４の配向を変化させるようマニピュレータ１１４に指令するものが挙げられる。一例として、制御デバイス１２０は、プロセッサ１２２とメモリ１２４を備え、メモリ１２４は実行可能な指令を、たとえばソフトウェアとファームウェア（総称して「プログラム」と言う）の形態で記憶することができる。制御デバイス１２０は、１つまたは複数の外部サーバ（たとえば外部サーバ１２８）と、制御デバイス１２０を外部サーバ１２８に接続するネットワーク１３０を含むネットワークシステム１２６と通信可能である。本開示では、１つまたは複数のプログラムおよび／または実行可能な指令が外部サーバ１２８上に存在するような構成も想定している。制御デバイス１２０は、これらの遠隔地で記憶されたアイテムにアクセスして、本明細書で開示する１つまたは複数の機能を実行することができる。１つの実施形態によれば、コンピュータデバイス１３２が、制御デバイス１２０とネットワーク１３０のうちの１つ以上と通信して、たとえば画像１１２を閲覧し、所望であれば検査システム１００とインタフェースで接続されるようにしてもよい。
【００１７】
以下でさらに説明するように、平行移動コンポーネント１１６と回転コンポーネント１１８を作動させることにより、対象オブジェクト１０４について複数のオブジェクト姿勢を定義することができる。これらのオブジェクト姿勢は、ソースコンポーネント１０６に対する対象オブジェクト１０４の横方向位置と軸方向位置を定義する。制御デバイス１２０は、これらオブジェクト姿勢のうちの１つまたは複数のオブジェクト姿勢のときの画像データを取り込む。制御デバイス１２０は、画像データを加工して、体積モデル、たとえばコンピュータデバイス１３２に表示される３次元体積モデルを形成する。
【００１８】
１つの実施形態によれば、ビーム幅は、対象オブジェクトがオブジェクト姿勢にあるときの寸法のうち少なくとも１つの寸法よりも小さい。たとえば図１において、ビーム幅は、対象オブジェクト１０４の最大寸法（たとえば幅）より小さい。本明細書で開示する方法のステップを実行することによって、対象オブジェクトの大部分が少なくとも１つのオブジェクト姿勢をとるときにビーム範囲内に収まるように対象オブジェクトを位置付けすることができる。一例として、対象オブジェクトの大部分がオブジェクト姿勢のすべてではないがほとんどのオブジェクト姿勢をとるときにビーム範囲内に収まる。この特徴によって、高解像度体積モデルを形成するのに好適な画像を取り込むことが可能になるよう対象オブジェクト１０４が位置付けされる。さらに、１つまたは複数の異なるオブジェクト姿勢を用いることによって、撮像システム１００は対象オブジェクト１０４のすべての部分の画像を取り込むことができる。これらの画像で、対象オブジェクト１０４を定義するためのデータの組が完全にそろい、したがって、得られる体積モデルに不具合やアーティファクトが存在する可能性を低下させる。
【００１９】
図２は、対象オブジェクト（たとえば、図１の対象オブジェクト１０４）の体積モデルを形成するための例示的方法２００のフローチャートを示している。方法２００は、１つまたは複数の指令を用いて、プログラム（たとえばソフトウェア、ファームウェアなど）内で実現可能な１つまたは複数のステップを含む。これらのプログラムは、たとえば図１の制御デバイス１２０上で実行可能であり、体積モデルを自動的に描画する、および／またはエンドユーザとの制限された相互作用によって描画するようにする。
【００２０】
図２に示すように、方法２００は、ステップ２０２で、あるオブジェクト姿勢をとるように対象オブジェクトを位置付けする。また、方法２００は、ステップ２０４で、対象オブジェクトの画像データを獲得して、ステップ２０６で、追加のオブジェクト姿勢が必要かどうかを判定する。追加のオブジェクト姿勢が必要な場合、方法２００は、ステップ２０８で、次のオブジェクト姿勢を選択して、ステップ２０２に戻り、必要に応じて対象オブジェクトを移動させる。他方、すべての姿勢が満足されると、方法２００は、ステップ２１０で画像データから体積を再構成することを継続する。また方法２００は、ステップ２１２で、体積に対応する対象オブジェクトのモデルおよび／またはその一部からなる出力を生成する。
【００２１】
対象オブジェクトを１つまたは複数のオブジェクト姿勢をとるように（たとえばステップ２０２で）位置付けすることにより、対象オブジェクトの大部分および／またはすべておよび／またはほとんどをビーム（たとえば図１のビーム１０８）の範囲内に収める。オブジェクト姿勢は、一組の位置付けパラメータ（たとえば横方向位置と軸方向位置）からなり、これらの位置付けパラメータが、対象オブジェクトの撮像システム、たとえばビーム源に対する位置、配向および／または関連を定義する。一例として、対象オブジェクトを完全に走査する場合には、複数のオブジェクト姿勢（たとえば、第１のオブジェクト姿勢と第２のオブジェクト姿勢）を用いることになり、対象オブジェクトの大部分が第１のオブジェクト姿勢と第２のオブジェクト姿勢のうちの少なくとも１つのオブジェクト姿勢でビーム範囲内に収まる。第１のオブジェクト姿勢は、第１の組の位置付けパラメータを有していてもよく、第２のオブジェクト姿勢は、第２の組の位置付けパラメータを有していてもよい。第２の組の位置付けパラメータの値は、第１の組の位置付けパラメータと異なっていてもよい。異なる値および／または異なる位置付けパラメータの組を用いることで、対象オブジェクトの、たとえばビーム源に対する配向および／または位置を変化させる。この特徴により、撮像システムは、第１のオブジェクト姿勢と第２のオブジェクト姿勢に対応する異なる画像（たとえば、第１の画像と第２の画像）を取り込むことが可能となる。
【００２２】
オブジェクト姿勢の選択および／または割り当てにより、対象オブジェクト３０４と撮像システム３００のコンポーネント（たとえばソースコンポーネント３０６）との接触を防止する。一例として、エンドユーザは撮像システム３００とインタフェースで接続されて、対象オブジェクト３０４を各オブジェクト姿勢に移動させることができる。エンドユーザは、平行移動コンポーネント３１６と回転コンポーネント３１８を操作して、対象オブジェクト３０４を位置付けパラメータについての１つまたは複数の値をとるよう配置するようにしてもよい。撮像システム３００は、これらの値を個々のオブジェクト姿勢に関連づけ、および／または割り当てることができる。１つの実施形態によれば、これらの異なる位置付けパラメータの組をメモリ（たとえば図１のメモリ１２４）に保存および／または記憶する結果、オブジェクト３０４の走査軌跡が得られる。
【００２３】
複数のオブジェクト姿勢が全体として走査軌跡を定義する。図３は、走査軌跡の使用を示すための検査システム３００の詳細上面図を示す。図３において、ソースコンポーネント３０６は、ソース点３３４を有し、ソース点３３４は、ソースコンポーネント３０６から見たビーム３０８の原点として認識される。ソース点３３４は走査軌跡３３６上にある。走査軌跡３０６としては、たとえば、対象オブジェクト３０４が様々なオブジェクト姿勢をとりながら移動するように、対象オブジェクト３０４の視点からのソース点３３４の仮想経路を定義するものが挙げられる。しかしながら、検査システム３００の設計上の制約によって、ソースコンポーネント３０６が静止状態になる、すなわち、ソースコンポーネント３０６が対象オブジェクト３０４と相対移動しない場合がある。よって、走査軌跡３３６を実現させるために、検査システム３００の実施形態によれば、マニピュレータ３１４の平行移動コンポーネント３１６および／または回転コンポーネント３１８を作動して、対象オブジェクト３０４をソースコンポーネント３０６に対するオブジェクト姿勢まで移動させるようにする。この作動は、所望であれば同時におよび／または個々に行うことができる。さらに、本開示ではまた、ソースコンポーネント（たとえばソースコンポーネント３１６）および／または検出器コンポーネント（たとえば検出器コンポーネント２１８）がオブジェクトと相対移動する構成も想定している。このタイプのシステムでは、ソースと検出器をロボットおよび／またはロボットデバイス上に搭載させる。一例として、オブジェクト姿勢を、静止部分に対するロボットデバイスの相対位置によって実質的に定義する。このタイプのシステムは特に、サイズの大きな部分、たとえば飛行機の翼について用いられる。
【００２４】
オブジェクト姿勢は、走査軌跡の形状を決定づけることができる。形状としてはたとえば、楕円形、長円形、円形などがあるが、いずれの形状も適用可能である。一例として、走査軌跡３３６は本明細書で説明する複数のオブジェクト姿勢を反映する楕円形である。この楕円形状とともに取り込まれる画像を加工する結果、解像度が向上した体積モデルが得られる。製造環境で実施する場合、撮像システム３００は、様々な特性（たとえば寸法、形状など）の部分に対応する異なる走査軌跡を利用してもよい。
【００２５】
（たとえばステップ２１０で）体積を再構成することにより、検査システムが走査中に獲得した画像データまたは複数の画像から対象オブジェクトを表す体積を形成する。１つの実施形態によれば、方法２００は対象オブジェクトの配向を画像データに関連づけるステップを含むことができる。この特徴は、マニピュレータの位置、たとえば、ソースコンポーネントからの距離および／または対象オブジェクトの回転角度を記録するための１つまたは複数のステップを含むものであってよい。この情報は、画像から体積を再構成するためのアルゴリズム内で使われるものであってもよい。こうしたアルゴリズムは当該技術分野で一般的に知られているものである。数学的方法およびアルゴリズムの例として、フェルドカンプまたはヘリカル再構成、代数的方法（たとえばＡＲＴ、ＳＡＲＴ）などの反復的方法、あるいは統計的方法（たとえば最尤法）などがある。
【００２６】
検査システムは、対象オブジェクトの視覚表示として体積モジュールを与えるような出力を（たとえばステップ２１２で）生成することができる。この視覚表示はスクリーン上に表示可能である。出力は多種多様なデバイス（たとえばコンピュータデバイス１３２（図１））に適合可能で、所望であればエンドユーザがモデルを閲覧および／または操作できるようにする。
【００２７】
図４は、走査軌跡の一例を形成するためにオブジェクト姿勢を実現することによって対象オブジェクトを走査する方法４００のフローチャートを示す。方法４００は、ステップ４０２で、第１の組の位置付けパラメータに従って対象オブジェクトを配置し、ステップ４０４で、第１の組の位置付けパラメータで第１の画像を取り込む。また、方法４００は、ステップ４０６で、対象オブジェクトを平行移動／回転させて、第２の組の位置付けパラメータに従って対象オブジェクトを配置し、ステップ４０８で、第２の組で第２の画像を取り込む。さらに、方法４００は、ステップ４１０で、走査軌跡を完成させるために追加の位置付けパラメータが必要かどうかを判定する。その他の位置付けパラメータが必要な場合、方法４００は、ステップ４１２で、異なる値を第２の組の位置付けパラメータに割り当てる。その後、方法４００は、ステップ４０６で、第２の組の位置付けパラメータを配置するために対象オブジェクトを平行移動／回転させることを継続する。追加の位置付けパラメータが必要ない場合は、１つの実施形態によれば、方法４００は、ステップ４１４で、第１の組の位置付けパラメータで対象オブジェクトを配置するために対象オブジェクトを平行移動／回転させる。
【００２８】
図５、６、７、８、および９は、方法４００を実行した結果得られる一組の配向を示すための例示的検査システムの上面図を示す。（たとえばステップ４０２で）対象オブジェクトを平行移動させることによって、ソースに対する対象オブジェクトの位置が変化する。図５に示すように、対象オブジェクト５０４は、一例としてソース５０６に近接する第１の横方向位置からスタートする。対象オブジェクト５０４は第１の軸方向位置にあり、第１の軸方向位置は、ソース点５３４を通って延出する長手方向軸５４２からの第１の横方向位置５３８と第１の角度５４０で定義される。図６において、対象オブジェクト５０４は、横方向寸法５４６だけソース５０６から横方向距離に離間する第２の横方向位置にある。一例として、横方向距離は、ソースコンポーネント５０６から検出器コンポーネント（たとえば図１の検出器コンポーネント１１０）までの距離の半分より小さい。（たとえばステップ４０２で）対象オブジェクトを回転させることによって、たとえば長手方向軸５４２に対する対象オブジェクトの軸方向位置を変化させることができる。図６に示すように、対象オブジェクト５０４は、第２の角度５４８で定義される第２の軸方向位置にある。図７と８は、対象オブジェクト５０４がそれぞれ、第３の角度５５０で定義される第３の軸方向位置と、第４の角度５５２を持つ第４の軸方向位置にあることを示すものである。（たとえばステップ４１０で）対象オブジェクトを平行移動させることによって、ソース５０６に対する対象オブジェクトの軸方向位置を変化させることができる。図９に示すように、対象オブジェクト５０４は第１の横方向位置５３８に戻ることができる。（たとえばステップ４１２で）対象オブジェクトを回転させることによって、第５の角度５５４を有する第５の軸方向位置に対象オブジェクトを置くことができる。
【００２９】
上記説明に鑑みて、これらのシステムと方法の実施形態によれば、様々な配向で対象オブジェクトの１つまたは複数の画像を用いたモデルを形成する。技術的な効果としては、画像の解像度およびモデルの解像度を向上させ、対象オブジェクトがビーム源の生成するビームよりも大きな場合に発生するアーティファクトを取り除く。１つの実施形態によれば、システムと方法は走査軌跡を実現し、この走査軌跡は、対象オブジェクトと対応の取り込まれた画像の配向を定義する。これらの画像を用いることによって、システムと方法は、部分の内部を表すモデルを高解像度にするような再構成アルゴリズムを実行することが可能となる。
【００３０】
本明細書に記載の検査システムのコンポーネントは、全体として、ファームウェアやソフトウェアの指令だけでなく、高レベルの論理関数、アルゴリズムを実行することができる。一例として、プロセッサは、中央処理装置（ＣＰＵ）、たとえば、ＡＳＩＣおよび／またはＦＰＧＡなどを備えることができる。また、これらのプロセッサは、状態機械回路素子またはその他の入力を受信できる好適なコンポーネントを備えることができる。メモリは、揮発性および不揮発性メモリからなり、ソフトウェア（またはファームウェア）指令と構成設定を記憶するのに用いることができる。いくつかの実施形態によれば、プロセッサとメモリは単一の集積回路（ＩＣ）またはその他のコンポーネント内に収容することができる。別の例として、プロセッサは、ＲＡＭおよび／またはＲＯＭなどの内部プログラムメモリを含むことができる。同様に、これらのコンポーネントの機能のうち１つまたは複数の機能のいずれも、追加のコンポーネント（たとえば、複数のプロセッサまたはその他のコンポーネント）に分散することができる。
【００３１】
当業者には理解されるように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として実施してもよい。したがって、本発明の態様が、完全にハードウェアとしての実施形態、完全に（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）ソフトウェアとしての実施形態、またはソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形を取ればよく、これらはいずれも一般的に「サービス」、「回路」、「回路素子」、「モジュール」および／または「システム」と本明細書で言われるものであればよい。さらに、本発明の態様は、コンピュータで読み出し可能なプログラムコードが実施される１つまたは複数のコンピュータで読み出し可能な媒体において実施されるコンピュータプログラム製品の形態をとればよい。
【００３２】
１つまたは複数のコンピュータで読み出し可能な媒体の組み合わせを用いてもよい。コンピュータで読み出し可能な媒体とは、たとえば電子、磁気、光学、電磁、赤外線、または半導体システム、装置、デバイス、またはこれらの好適な組み合わせであればよいが、ただしこれらに限定されるものではない。コンピュータで読み出し可能な記憶媒体のより具体的な例としては次のようなものが含まれる。１つまたは複数のワイヤを有する電子接続、携帯型コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、携帯型コンパクトディスクプログラム可能リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶装置、磁気記憶装置、またはこれらの好適な組み合わせ。本明細書の文脈において、コンピュータで読み出し可能な記憶媒体は、指令実行システム、装置またはデバイスによって用いられるまたはこれらに関連して用いられるようなプログラムを収容または記憶できるような任意の有形的表現媒体であればよい。
【００３３】
コンピュータで読み出し可能な媒体上で実行されるプログラムコードは、ワイヤレス、ワイヤライン、光ファイバケーブル、ＲＦなど、またはこれらの好適な組み合わせを含む、ただしこれらに限定されることはない適切な媒体を用いて伝達すればよい。
【００３４】
本発明の態様について動作を行うためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ(登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語と、「Ｃ」プログラミング言語または同様なプログラミング言語などの従来の手続型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の組み合わせで書かれるものであればよい。プログラムコードは、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして完全にユーザコンピュータ（デバイス）または一部をユーザコンピュータで実行される、一部をユーザコンピュータでまた一部をリモートコンピュータまたは完全にリモートコンピュータまたはサーバで実行されるものであればよい。後者のシナリオでは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のネットワークを介してリモートコンピュータをユーザコンピュータに接続すればよく、あるいは外部コンピュータに（たとえば、インターネットサービスプロバイダを用いたインターネットを介して）接続してもよい。
【００３５】
ここで本発明の態様を、本発明の実施形態に係る方法、装置（システム）およびコンピュータプログラム製品のフローチャートおよび／またはブロック図を参照して説明する。フローチャートおよび／またはブロック図の各ブロックおよびフローチャートおよび／またはブロック図におけるブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム指令により実行可能であることが理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム指令を汎用コンピュータ、専用コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに与えて、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される指令によって、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで規定される機能／アクションを実行するための手段が形成されるようにすればよい。
【００３６】
これらのコンピュータプログラム指令を、コンピュータで読み出し可能な媒体に記憶された指令によって、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで規定される機能／アクションを実行する指令を含む製品を製造するようにコンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスに指令して特定のやりかたで機能できるようにするコンピュータで読み出し可能な媒体に記憶してもよい。
【００３７】
コンピュータプログラム指令を、コンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスにロードして、一連の動作ステップをコンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイス上で行い、コンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置上で実行される指令によって、フローチャートおよび／またはブロック図の１つまたは複数のブロックで規定される機能／アクションを実行するための処理を与えるように、コンピュータが実行する処理を生成するようにしてもよい。
【００３８】
本明細書において使われているように、単数形で記載され、「ａ」または「ａｎ」の単語に続く要素または機能については、複数の前記要素または機能を除外することが明確に述べられている場合を除いて、複数の前記要素または機能を除外するものではないと理解されたい。さらに、特許請求の範囲に記載の発明の「１つの実施形態」への言及は、記載した特徴も取り入れる追加の実施形態の存在を除外すると解釈されるものではない。
【００３９】
本明細書の文書による説明では、最適な態様を含む発明を開示し、また任意の当業者が、任意のデバイスまたはシステムを製造、利用し、任意の組み込まれた方法を行うことを含めて発明を実施することができるように例示を用いている。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義され、当業者が想定するその他の例を含むようにしてもよい。このようなその他の例は、特許請求の範囲の文字による表現と差異がない構造的要素を有するか、特許請求の範囲の文字による表現と実質的に差異がない等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４０】
１００  検査システム
１０２  走査デバイス
１０４  対象オブジェクト
１０６  ソースコンポーネント
１０８  ビーム
１１０  検出器コンポーネント
１１２  画像
１１４  マニピュレータ
１１６  数字（平行移動コンポーネント）
１１８  数字（回転コンポーネント）
１２０  制御デバイス
１２２  プロセッサ
１２４  メモリ
１２６  ネットワークシステム
１２８  外部サーバ
１３０  ネットワーク
１３２  コンピュータデバイス
２００  方法
２０２  ステップ
２０４  ステップ
２０６  ステップ
２０８  ステップ
２１０  ステップ
２１２  ステップ
２１８  検出器コンポーネント
３００  撮像システム
３０４  対象オブジェクト
３０６  ソースコンポーネント
３０８  ビーム
３１４  マニピュレータ
３１６  平行移動コンポーネント
３１８  回転コンポーネント
３３４  ソース点
３３６  走査軌跡
４００  方法
４０２  ステップ
４０４  ステップ
４０６  ステップ
４０８  ステップ
４１０  ステップ
４１２  ステップ
４１４  ステップ
５００  検査システム
５０４  対象オブジェクト
５０６  ソース
５３４  ソース点
５３８  第１の横方向位置
５４０  第１の角度
５４２  長手方向軸
５４６  横方向寸法
５４８  第２の角度
５５０  第３の角度
５５２  第４の角度
５５２  第５の角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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