(57)【要約】  Ｘ線検査装置は、回転される被検物に対してＸ線を照射する線源と、線源から照射され被検物を透過した透過Ｘ線を検出して、回転された角度ごとの複数の検出データを出力する検出器と、複数の検出データを用い、被検物が検出器に投影される領域を抽出する領域抽出部と、を備える。
2016170685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転される被検物に対してＸ線を照射する線源と、
前記線源から照射され前記被検物を透過した透過Ｘ線を検出して、回転された角度ごとの複数の検出データを出力する検出器と、
前記複数の検出データを用い、前記被検物が前記検出器に投影される領域を抽出する領域抽出部と、を備えるＸ線検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線検査装置において、
前記領域抽出部により抽出される領域に基づいて、前記被検物と前記線源との間の相対距離を変更する変更部を備えるＸ線検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載のＸ線検査装置において、
前記領域抽出部により抽出される領域に基づいて、前記被検物と前記線源との間の前記相対距離の変更量を算出する算出部を備え、
前記変更部は、前記算出部によって算出された前記変更量に従って前記相対距離を変更するＸ線検査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のＸ線検査装置において、
前記領域抽出部は、前記複数の検出データを合成して合成データを生成し、前記合成データにおける前記被検物の外縁部を前記領域として抽出するＸ線検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線検査装置において、
前記領域抽出部は、前記合成データを生成し、前記合成データに対して二値化処理を行うことにより前記領域を抽出するＸ線検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線検査装置において、
前記領域抽出部は、前記抽出される領域の外縁部のうち、回転軸に直交する第１方向において前記検出器の検出範囲との距離が最短となる第１方向の最外縁部と、回転軸に沿った第２方向において前記検出器の検出範囲との距離が最短となる第２方向の最外縁部とを抽出し、
前記算出部は、前記第１方向の最外縁部と前記第２方向の最外縁部とのうち前記検出器の検出範囲までの距離が短い方の最外縁部に基づいて、前記相対距離の変更量を算出するＸ線検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＸ線検査装置において、
前記算出部は、前記合成データにおいて、前記抽出される領域の外縁部に接する第１方向に沿った第１線分と、前記抽出される領域の外縁部に接し、前記第１方向と交わる第２方向に沿った第２線分とに囲まれる矩形領域において、前記第１線分と前記検出器の検出領域における前記第１方向に沿った長さとの第１の比率と、前記第２線分と前記検出器の検出範囲における前記第２方向に沿った長さとの第２の比率と、の一方に基づいて、前記相対距離の変更量を算出するＸ線検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載のＸ線検査装置において、
前記算出部は、前記第１の比率に基づく前記相対距離の第１変更量と、前記第２の比率に基づく前記相対距離の第２変更量とを比較して、前記第１および第２変更量のうち値の小さい方を前記相対距離の変更量として算出するＸ線検査装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載のＸ線検査装置において、
前記変更部は、前記算出部によって算出された前記相対距離の変更量に基づいて、前記線源の光軸方向に沿って前記被検物または前記線源を移動させることにより、前記相対距離を変更するＸ線検査装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のＸ線検査装置において、
前記被検物を載置し、回転させる回転載置部を備え、
前記変更部は、前記回転載置部を前記線源の光軸方向に沿って移動させることにより、前記被検物と前記線源との相対距離を変更するＸ線検査装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＸ線検査装置において、
前記変更部は、前記合成データにおける前記領域の前記第２方向における中心と、前記第２方向における前記検出器の検出範囲の中点とが一致するように、回転軸の方向に沿って前記回転載置部を移動させることにより、前記被検物と前記線源との相対的な位置関係を変更するＸ線検査装置。
【請求項１２】
請求項２乃至１１の何れか一項に記載のＸ線検査装置において、
前記変更部によって前記線源と前記被検物との相対距離が変更された後、前記線源からの前記Ｘ線の照射に応じて前記検出器によって検出され出力された複数の検出データに基づいて、前記被検物の逆投影画像を生成する画像生成部を更に備えるＸ線検査装置。
【請求項１３】
被検物に対してＸ線を照射する線源と、
前記線源から照射され前記被検物を透過した透過Ｘ線を検出して、検出データを出力する検出器と、
前記検出データを用いて前記被検物と前記線源との間の相対距離の変更量を算出し、前記算出された相対距離の変更量に基づいて、前記被検物と前記線源との前記相対距離を変更する予備検査部と、
前記予備検査部によって前記相対距離が変更された後、前記線源からの前記透過Ｘ線が前記検出器によって検出されて出力された前記検出データを用いて前記被検物の逆投影画像を生成する画像生成部と、を備えるＸ線検査装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＸ線検査装置において、
前記線源は、回転される被検物に対してＸ線を照射し、
前記検出器は、回転された角度ごとの複数の検出データを出力し、
前記予備検査部は、前記複数の検出データから、前記被検物が前記検出器に投影される領域を抽出し、前記投影される領域に基づいて、前記相対距離の変更量を算出し、前記算出された変更量に基づいて前記相対距離を変更するＸ線検査装置。
【請求項１５】
回転される被検物に対して線源からＸ線を照射することと、
前記照射され前記被検物を透過した透過Ｘ線を検出して、回転された角度ごとの複数の検出データを出力することと、
前記複数の検出データから、前記被検物が投影される領域を抽出することと、を備えるＸ線検査方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＸ線検査方法において、
前記抽出される領域に基づいて、前記被検物と前記線源との間の相対距離を変更するＸ線検査方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載のＸ線検査方法において、
前記抽出される領域に基づいて、前記被検物と前記線源との間の前記相対距離の変更量を算出し、
前記算出された前記変更量に従って前記相対距離を変更するＸ線検査方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のＸ線検査方法において、
前記線源と前記被検物との相対距離が変更された後、照射された前記Ｘ線の照射に応じて検出されて出力された複数の検出データに基づいて、前記被検物の逆投影画像を生成するＸ線検査方法。
【請求項１９】
構造物の形状に関する設計情報を作成し、
前記設計情報に基づいて前記構造物を作成し、
作成された前記構造物の形状を、請求項１乃至１４の何れか一項に記載のＸ線検査装置を用いて計測して形状情報を取得し、
前記取得された前記形状情報と前記設計情報とを比較する構造物の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の構造物の製造方法において、
前記形状情報と前記設計情報との比較結果に基づいて実行され、前記構造物の再加工を行う構造物の製造方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の構造物の製造方法において、
前記構造物の再加工は、前記設計情報に基づいて前記構造物の作成を再度行う構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置、Ｘ線検査方法および構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検物の内部の情報を非破壊で取得する装置として、例えば下記特許文献に開示されているような、被検物にＸ線を照射して、その被検物を透過した透過Ｘ線を検出する装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開２００９／０２６８８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
被検物をＸ線で検出する場合に、Ｘ線源と被検物との距離によっては、例えば、Ｘ線源と被検物とが衝突してしまうために、検出不良が発生する可能性がある。また、被検物と検出器との距離によっては、例えば、被検物と検出器とが衝突してしまうため、検出不良が発生する可能性がある。また、Ｘ線源と被検物と検出器とのそれぞれの間の距離によっては、例えば、被検物と、Ｘ線源と検出器とが衝突してしまうため、検出不良が発生する可能性がある。また、検出器上での被検物の投影像を投影する場合に、検出器上のより広い領域で投影像を検出することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、Ｘ線検査装置は、回転される被検物に対してＸ線を照射する線源と、線源から照射され被検物を透過した透過Ｘ線を検出して、回転された角度ごとの複数の検出データを出力する検出器と、複数の検出データを用い、被検物が検出器に投影される領域を抽出する領域抽出部と、を備える。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様のＸ線検査装置において、領域抽出部により抽出される領域に基づいて、被検物と線源との間の相対距離を変更する変更部を備えることが好ましい。
本発明の第３の態様によれば、第２の態様のＸ線検査装置において、領域抽出部により抽出される領域に基づいて、被検物と線源との間の相対距離の変更量を算出する算出部を備え、変更部は、算出部によって算出された変更量に従って相対距離を変更することが好ましい。
本発明の第４の態様によれば、第１乃至３の何れかの態様のＸ線検査装置において、領域抽出部は、複数の検出データを合成して合成データを生成し、合成データにおける被検物の外縁部を領域として抽出することが好ましい。
本発明の第５の態様によれば、第４の態様のＸ線検査装置において、領域抽出部は、合成データを生成し、合成データに対して二値化処理を行うことにより領域を抽出することが好ましい。
本発明の第６の態様によれば、第５の態様のＸ線検査装置において、領域抽出部は、抽出される領域の外縁部のうち、回転軸に直交する第１方向において検出器の検出範囲との距離が最短となる第１方向の最外縁部と、回転軸に沿った第２方向において検出器の検出範囲との距離が最短となる第２方向の最外縁部とを抽出し、算出部は、第１方向の最外縁部と第２方向の最外縁部とのうち検出器の検出範囲までの距離が短い方の最外縁部に基づいて、相対距離の変更量を算出することが好ましい。
本発明の第７の態様によれば、第６の態様のＸ線検査装置において、算出部は、合成データにおいて、抽出される領域の外縁部に接する第１方向に沿った第１線分と、抽出される領域の外縁部に接し、第１方向と交わる第２方向に沿った第２線分とに囲まれる矩形領域において、第１線分と検出器の検出領域における第１方向に沿った長さとの第１の比率と、第２線分と検出器の検出範囲における第２方向に沿った長さとの第２の比率と、の一方に基づいて、相対距離の変更量を算出することが好ましい。
本発明の第８の態様によれば、第７の態様のＸ線検査装置において、算出部は、第１の比率に基づく相対距離の第１変更量と、第２の比率に基づく相対距離の第２変更量とを比較して、第１および第２変更量のうち値の小さい方を相対距離の変更量として算出することが好ましい。
本発明の第９の態様によれば、第７または第８の態様のＸ線検査装置において、変更部は、算出部によって算出された相対距離の変更量に基づいて、線源の光軸方向に沿って被検物または線源を移動させることにより、相対距離を変更することが好ましい。
本発明の第１０の態様によれば、第９の態様のＸ線検査装置において、被検物を載置し、回転させる回転載置部を備え、変更部は、回転載置部を線源の光軸方向に沿って移動させることにより、被検物と線源との相対距離を変更することが好ましい。
本発明の第１１の態様によれば、第１０の態様のＸ線検査装置において、変更部は、合成データにおける領域の第２方向における中心と、第２方向における検出器の検出範囲の中点とが一致するように、回転軸の方向に沿って回転載置部を移動させることにより、被検物と線源との相対的な位置関係を変更することが好ましい。
本発明の第１２の態様によれば、第２乃至１１の何れかの態様のＸ線検査装置において、変更部によって線源と被検物との相対距離が変更された後、線源からのＸ線の照射に応じて検出器によって検出され出力された複数の検出データに基づいて、被検物の逆投影画像を生成する画像生成部を更に備えることが好ましい。
本発明の第１３の態様によれば、Ｘ線検査装置は、被検物に対してＸ線を照射する線源と、線源から照射され被検物を透過した透過Ｘ線を検出して、検出データを出力する検出器と、検出データを用いて被検物と線源との間の相対距離の変更量を算出し、算出された相対距離の変更量に基づいて、被検物と線源との相対距離を変更する予備検査部と、予備検査部によって相対距離が変更された後、線源からの透過Ｘ線が前記検出器によって検出されて出力された検出データを用いて被検物の逆投影画像を生成する画像生成部と、を備える。
本発明の第１４の態様によれば、第１３の態様のＸ線検査装置において、線源は、回転される被検物に対してＸ線を照射し、検出器は、回転された角度ごとの複数の検出データを出力し、予備検査部は、複数の検出データから、被検物が検出器に投影される領域を抽出し、投影される領域に基づいて、相対距離の変更量を算出し、算出された変更量に基づいて相対距離を変更することが好ましい。
本発明の第１５の態様によれば、Ｘ線検査方法は、回転される被検物に対して線源からＸ線を照射することと、照射され被検物を透過した透過Ｘ線を検出して、回転された角度ごとの複数の検出データを出力することと、複数の検出データから、被検物が投影される領域を抽出することと、を備える。
本発明の第１６の態様によれば、第１５の態様のＸ線検査方法において、抽出される領域に基づいて、被検物と線源との間の相対距離を変更することが好ましい。
本発明の第１７の態様によれば、第１６の態様のＸ線検査方法において、抽出される領域に基づいて、被検物と線源との間の相対距離の変更量を算出し、算出された変更量に従って相対距離を変更することが好ましい。
本発明の第１８の態様によれば、第１７の態様のＸ線検査方法において、線源と被検物との相対距離が変更された後、照射されたＸ線の照射に応じて検出されて出力された複数の検出データに基づいて、被検物の逆投影画像を生成することが好ましい。
本発明の第１９の態様によれば、構造物の製造方法は、構造物の形状に関する設計情報を作成し、設計情報に基づいて構造物を作成し、作成された構造物の形状を、第１乃至１４の何れかの態様のＸ線検査装置を用いて計測して形状情報を取得し、取得された形状情報と設計情報とを比較する。
本発明の第２０の態様によれば、第１９の態様の構造物の製造方法において、形状情報と設計情報との比較結果に基づいて実行され、構造物の再加工を行うことが好ましい。
本発明の第２１の態様によれば、第２０の態様の製造方法において、構造物の再加工は、設計情報に基づいて構造物の作成を再度行うことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施の形態によるＸ線装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】載置台に載置された被検物の外観を模式的に示す図である。
【図３】載置台に載置された被検物を上部から見た場合を模式的に示す図である。
【図４】被検物が回転することにより被検物が包含される包含領域を模式的に示す図である。
【図５】Ｘ線源と被検物との角度が０°、９０°、１８０°、２７０°の時に取得されたそれぞれＸ線投影画像データ上で検出される被検物の輪郭を模式的に示す図である。
【図６】変更量の算出の考え方を説明ために、Ｘ線源と、被検物の包含領域と、検出器との位置関係を模式的に示す図である。
【図７】合成データ上で抽出された被検物領域を模式的に示す図である。
【図８】被検物領域の中心と合成データの中心とが一致していない場合の変更量の算出について説明するための図である。
【図９】Ｘ線装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】変形例におけるＸ線源と被検物との位置関係を模式的に示す図である。
【図１１】第２の実施の形態による構造物製造システムの構成を示すブロック図である。
【図１２】構造物製造システムの動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
図面を参照しながら、第１の実施の形態によるＸ線装置について説明する。Ｘ線装置は、被検物にＸ線を照射して、被検物を透過した透過Ｘ線を検出することにより、例えば被検物の内部構造等の内部情報を非破壊で取得する。被検物が、たとえば機械部品や電子部品等の産業用部品が対象である場合には、Ｘ線装置は産業用部品を検査する産業用Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）検査装置と呼ばれる。
本実施の形態は、発明の趣旨の理解のために具体的に説明するためのものであり、特に指定の無い限り、本発明を限定するものではない。
【０００８】
図１は本実施の形態によるＸ線装置１００の構成の一例を示す図である。なお、説明の都合上、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる座標系を図示の通りに設定する。
Ｘ線装置１００は、筐体１、Ｘ線源２、載置部３、検出器４、制御装置５、表示モニタ６およびフレーム８を備えている。筐体１は、底面が工場等の床面上にＸＺ平面と実質的に平行、即ち水平となるように配置され、内部にＸ線源２と、載置部３と、検出器４と、フレーム８とが収容される。筐体１はＸ線が外部に漏洩しないようにするために、材料として鉛を含む。
【０００９】
Ｘ線源２は、制御装置５による制御に応じて、図１に示す出射点Ｑを頂点としてＺ軸に平行な光軸Ｚｒに沿って、Ｚ軸＋方向へ向けて円錐状に広がるＸ線、いわゆるコーンビームを放射する。出射点ＱはＸ線源２のフォーカルスポットに相当する。光軸Ｚｒは、Ｘ線源２のフォーカルスポットである出射点Ｑと、後述する検出器４の撮像領域の中心とを結ぶ。なお、Ｘ線源２は円錐状にＸ線を放射するものに代えて、扇状のＸ線、いわゆるファンビームを放射するものについても本発明の一態様に含まれる。Ｘ線源２は、たとえば約５０ｅＶの超軟Ｘ線、約０．１〜２ｋｅＶの軟Ｘ線、約２〜２０ｋｅＶのＸ線および約２０〜１００ｋｅＶの硬Ｘ線の少なくとも１つを放射することができる。また、更に、Ｘ線源２は、たとえば１〜１０ＭｅｖのＸ線を放射しても構わない。
【００１０】
載置部３は、被検物Ｓが載置される載置台３０と、回転駆動部３２、Ｙ軸移動部３３、Ｘ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５からなるマニピュレータ部３６とを備え、Ｘ線源２よりもＺ軸＋側に設けられている。載置台３０は、回転駆動部３２により回転可能に設けられ、マニピュレータ部３６がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動する際に、ともに移動する。また、載置台３０の表面には、回転駆動部３２により回転駆動される際の回転中心等の被検物Ｓを載置する際に位置合わせに用いる指標等が設けられる。
【００１１】
回転駆動部３２は、たとえば電動モータ等を含んで構成され、後述する制御装置５により制御されて駆動した電動モータが発生する回転力によって、Ｙ軸に平行であり、かつ、載置台３０の中心を通過する軸を回転軸Ｙｒとして載置台３０を回転させる。即ち、回転駆動部３２は、載置台３０を回転させることにより、Ｘ線源２から放射されるＸ線に対して、載置台３０および載置台３０上の被検物Ｓの相対的な方向を変化させる。Ｙ軸移動部３３、Ｘ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、Ｘ線源２から射出されたＸ線の照射範囲内に被検物Ｓが位置するように、載置台３０をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向にそれぞれ移動させる。Ｚ軸移動部３５は、制御装置５により制御されて、Ｘ線源２から被検物Ｓまでの距離が、被検物Ｓの投影像が所望の拡大率となる距離に載置台３０をＺ軸方向に移動する。
【００１２】
Ｙ位置検出器３３１、Ｘ位置検出器３４１およびＺ位置検出器３５１は、Ｙ軸移動部３３、Ｘ軸移動部３４およびＺ軸移動部３５によってＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動した載置台３０の位置をそれぞれ検出して、検出した位置を示す信号を制御装置５に出力するエンコーダである。なお、以下の説明では、Ｙ位置検出器３３１、Ｘ位置検出器３４１およびＺ位置検出器３５１によって検出された載置台３０の位置を検出移動位置と呼ぶ。
【００１３】
回転位置検出器３２１は、回転駆動部３２によって回転軸Ｙｒを中心に回転する載置台３０の回転位置を検出し、検出した回転位置を示す信号を制御装置５に出力するエンコーダである。なお、以下の説明では、回転位置検出器３２１によって検出された載置台３０の回転位置を検出回転位置と呼ぶ。検出回転位置は、Ｘ線源２から放射されるＸ線に対する載置台３０上の被検物Ｓの相対的な方向を表す。
【００１４】
検出器４は、Ｘ線源２および載置台３０よりもＺ軸＋側に設けられている。即ち、載置台３０は、Ｚ軸方向において、Ｘ線源２と検出器４との間に設けられる。検出器４は、ＸＹ平面に平行な入射面４１を有し、Ｘ線源２から放射され、載置台３０上に載置された被検物Ｓを透過した透過Ｘ線を含むＸ線が入射面４１に入射する。検出器４は、公知のシンチレーション物質を含むシンチレータ部と、光電子増倍管と、受光部等とによって構成される。検出器４は、シンチレータ部の入射面４１に入射したＸ線のエネルギーを可視光や紫外光等の光エネルギーに変換して光電子増倍管で増幅し、当該増幅された光エネルギーを上記の受光部で電気エネルギーに変換し、電気信号として制御装置５へ出力する。検出器４は、シンチレータ部と光電子増倍管と受光部とがそれぞれ複数の画素として分割された構造を有しており、それらの画素は２次元的に配列されている。これにより、Ｘ線源２から放射され、被検物Ｓを通過したＸ線の強度分布を一括で取得できる。なお、入射面４１の全領域うちの所定の範囲、例えば入射面４１の全領域の９０〜９５パーセント程度の範囲を検出範囲とし、この検出範囲内で検出された透過Ｘ線に基づいて、後述する被検物Ｓの逆投影画像等が生成される。検出範囲の大きさは、入射面４１の全領域の９０〜９５パーセント程度に限定されるものではなく、最大倍率の被検物Ｓの像と逆投影画像とのバランスや、最大倍率の逆投影画像を生成する際に被検物ＳがＸ線装置１００の各部構造物と衝突しない範囲等に基づいて決定されれば良い。また、検出範囲の大きさは、ユーザにより所望する大きさに設定されても良い。
【００１５】
なお、検出器４は、入射するＸ線のエネルギーを光エネルギーに変換することなく電気エネルギーに変換し、電気信号として出力してもよい。検出器４は、画素が２次元的に配列されるものに限られない。検出器４は、ＸＹ平面に平行な面上に、たとえばＸ軸方向に延伸する入射面４１を有するが、入射面４１はＹ軸方向に１つの画素が配置されたラインセンサによって構成されても良い。ラインセンサの画素の配置方向は、Ｙ軸方向に限られず、Ｘ軸方向に配置されても構わない。また、検出器４として、光電子増倍管を設けずに、シンチレータ部が受光部もしくは光電変換部の上に直接形成された構造であってもよい。
【００１６】
フレーム８は、Ｘ線源２と載置部３と検出器４とを支持する。このフレーム８は、十分な剛性を有して製造される。したがって、被検物Ｓの投影像を取得中に、Ｘ線源２、載置部３および検出器４を安定に支持することが可能となる。フレーム８は除振機構８１を介して筐体１により支持されており、外部で発生した振動がフレーム８にそのまま伝達することを防いでいる。
【００１７】
制御装置５は、マイクロプロセッサやその周辺回路等を有しており、例えばフラッシュメモリ等の不図示の記憶媒体に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、Ｘ線装置１００の各部を制御する。制御装置５は、Ｘ線制御部５１と、移動制御部５２と、画像生成部５３と、予備検査部５４と、ワークメモリ５５と、領域抽出部５６と、算出部５７とを備える。Ｘ線制御部５１はＸ線源２の動作を制御し、移動制御部５２はマニピュレータ部３６の移動動作を制御する。画像生成部５３は、被検物Ｓを透過したＸ線の強度に応じて検出器４から出力された電気信号に基づく検出データである被検物ＳのＸ線投影画像データに基づいてＸ線投影画像を生成する。また、画像生成部５３は、載置台３０の回転に従って被検物Ｓが所定角度ごとに回転するごとに、被検物Ｓを透過したＸ線の強度に応じて検出器４から出力された電気信号に対して逆投影画像を生成する画像再構成処理を行い、被検物Ｓの３次元画像を生成する。逆投影画像を生成する処理として、逆投影法、フィルタ補正逆投影法、逐次近似法等がある。
【００１８】
予備検査部５４は、Ｘ線制御部５１と、移動制御部５２と、領域抽出部５６と、算出部５７とを制御して予備検査を実行する。予備検査は、逆投影画像において高倍率の被検物Ｓが生成可能となるように、被検物ＳとＸ線源２との間の距離を算出し、算出した距離に被検物Ｓを位置させるために行われる。領域抽出部５６は、検出回転位置の異なる被検物ＳのＸ線投影画像データから、載置台３０の回転によって被検物Ｓが回転するごとの被検物Ｓの外縁部に対応する被検物領域を抽出する。算出部５７は、領域抽出部５６によって抽出された被検物領域に基づいて、予備検査時における被検物ＳのＺ軸方向における位置の変更量、即ち、被検物ＳとＸ線源２との間のＺ軸方向の距離の変更量を算出する。予備検査部５４は、移動制御部５２を制御して、算出部５７によって算出された変更量に従って、載置台３０をＺ軸方向に移動させる。なお、制御装置５の移動制御部５２と、画像生成部５３と、予備検査部５４と、領域抽出部５６と、算出部５７とについては、詳細を後述する。
ワークメモリ５５は、たとえば揮発性記憶媒体によって構成され、画像生成部５３により生成されたＸ線投影画像データが一時的に格納される。
【００１９】
Ｘ線装置１００の動作について説明する。Ｘ線装置１００は、予備検査の際にＸ線源２から照射され生成されたＸ線投影画像データから抽出された被検物領域に基づいて、Ｘ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離を変更する。Ｘ線装置１００は、予備検査によりＸ線源２と被検物Ｓとの距離を変更した後、本検査としてＸ線源２から照射され生成されたＸ線投影画像データから逆投影画像を生成する。以下、予備検査におけるＸ線装置１００の動作を主に説明を行う。
【００２０】
＜予備検査＞
予備検査は本検査の前に行われる。予備検査は、被検物領域が、検出器４の検出面４１において所定の大きさとするように、Ｘ線源２と載置台３０とのＺ軸方向の距離を設定するために行われる。本実施の形態の予備検査では、次の（１）〜（４）の処理が行われる。
（１）Ｘ線投影画像データの取得処理
（２）被検物領域の抽出処理
（３）変更量の算出処理
（４）変更量に基づいた被検物Ｓの移動処理
以下、（１）〜（４）に分けて説明を行う。なお、被検物領域および変更量についての詳細については、説明を後述する。
【００２１】
（１）Ｘ線投影画像データの取得処理
ユーザによって被検物Ｓが載置台３０上に載置され、不図示の操作部を操作して予備検査の実行が指示されると、制御装置５の予備検査部５４は、被検物Ｓに対する予備検査を開始する。なお、ユーザは、被検物Ｓを載置台３０上に載置する際には、載置台３０の表面に設けられた上述した指標等を目印にして、載置台３０の回転中心、即ち、回転軸Ｙｒと、被検物Ｓを載置台３０の上面への投影した場合の投影像外接円の中心とがほぼ一致するように載置することができる。
【００２２】
図２に載置台３０上に載置された被検物Ｓの一例の外観図を模式的に示す。図２においては、被検物Ｓとして平板状の部材が載置台３０の回転軸Ｙｒの方向に対して傾きを有して載置された場合を示す。なお、図２に示すような場合には、実際には被検物Ｓが倒れないように治具等が用いられるが、図２では治具等の図示は省略する。なお、本実施の形態における治具は、包含領域Ｒ１に含まれる。即ち、治具を回転軸Ｙｒ中心に回転させて場合に、治具が少なくとも一度は通過する領域は包含領域Ｒ１に含まれる。勿論、治具が回転軸Ｙｒを中心に回転する場合に、包含領域Ｒ１からはみ出ても構わない。その場合には、画像から治具に関するデータを取り除いても構わない。また、治具が回転軸Ｙｒを中心に回転する際に包含領域Ｒ１をはみ出す場合には、治具が回転軸Ｙｒを中心に回転する場合の包含領域と被検物Ｓが回転軸Ｙｒを中心に回転する場合の包含領域とを足し合わせた領域を包含領域とする。さらに、その治具の包含領域と被検物Ｓの包含領域とのそれぞれの円柱領域の円中心を結ぶ軸が一致しない場合には、それぞれの円柱領域を含むような円柱領域を設定し、包含領域としても構わない。図２に示す被検物Ｓは、互いに平行な平面Ｓ１およびＳ２と、互いに平行な平面Ｓ３およびＳ４と、互いに平行な平面Ｓ５およびＳ６とを有し、被検物Ｓは、平面Ｓ１を載置台３０に接触させて載置台３０上に載置される。
【００２３】
予備検査部５４は、Ｘ線制御部５１および移動制御部５２を制御して、図２のように載置台３０に載置された被検物Ｓを回転させながら、Ｘ線源２からＸ線を照射させる。検出器４は、Ｘ線源２から照射され被検物Ｓを透過した透過Ｘ線に基づいて、所定の回転角度ごとのＸ線投影画像データを出力する。なお、予備検査において取得するＸ線投影画像データは、本検査において回転角度ごとに取得するＸ線投影画像データよりも少なくて良い。即ち、本検査における逆投影画像を生成する場合に比べて、より大きな回転角度ごとに検出器４からＸ線投影画像データを出力されれば良い。勿論、予備検査において取得するＸ線投影画像データは、本検査において回転角度ごとに取得するＸ線投影画像データよりも多くても良いし、同じでも構わない。以下、回転角度として９０°ごとにＸ線投影画像データを取得する場合を例に挙げて説明を行う。
【００２４】
図３は、図２のようにして載置台３０に載置された被検物Ｓを上部、即ちＹ軸＋側から見た場合を模式的に示す図である。図３（ａ）は、Ｘ線源２の光軸の方向、即ちＺ軸に対して被検物Ｓが０°の場合、図３（ｂ）は、図３（ａ）の状態から反時計周りに被検物Ｓが載置台３０の回転に伴って９０°回転した場合、図３（ｃ）は、図３（ａ）の状態から反時計回りに被検物Ｓが載置台３０の回転に伴って１８０°回転した場合、図３（ｄ）は、図３（ａ）の状態から反時計回りに被検物Ｓが載置台３０の回転に伴って２７０°回転した場合を示す。なお、以下の説明では、代表的に、図３（ａ）に示すように被検物Ｓの平面Ｓ３およびＳ４がＺ軸と直交する場合を、Ｘ線源２と被検物Ｓとの角度が０°と呼ぶ。
【００２５】
（２）被検物領域の抽出処理
領域抽出部５６は、Ｘ線投影画像データ取得処理により取得されたＸ線投影画像データを用いて、Ｘ線投影画像データ上で、載置台３０の回転によって被検物Ｓの外縁部が回転する際の包含される領域に対応する被検物領域を抽出する。
図４に、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示したように載置台３０で被検物Ｓが回転する場合に、被検物Ｓの回転中心から最も遠い部分が包含される包含領域を示す。図４（ａ）には、載置台３０で被検物Ｓが回転軸Ｙｒを中心に回転した場合に、Ｙ軸方向のそれぞれの位置でのＸＺ平面における回転軸Ｙｒから最も距離の離れた箇所が一回転する際に、その離れた箇所により囲まれる空間を表している。
【００２６】
図４（ａ）は、Ｙ軸方向のそれぞれの位置でのＸＺ平面において囲まれる空間のうち、最も面積が大きいものを第１包含領域Ｔ１として、代表して表している。なお、被検物領域の抽出としては、Ｙ軸方向に沿った各位置において最も面積が大きいものを代表としているが、これに限定されない。例えば、Ｙ軸方向に沿った複数の位置でのＸＺ平面における面積の平均でも構わないし、勿論この場合には、Ｙ軸方向に沿った複数の位置の全てでなくても構わない。また、Ｙ軸方向に沿った各位置において最も面積が大きいものを代表とするが、その面積に対して例えば９０％等の所定の割合を掛けたものでも構わない。所定の割合を９０％とする場合には、例えば、回転軸Ｙｒを中心として、面積に所定の割合を掛けても構わない。勿論、後述する第２包含領域Ｔ２にも適用可能である。従って、第１包含領域Ｔ１と第２包含領域Ｔ２とに基づいて、包含領域Ｒ１が定まる。従って、設定される第１包含領域Ｔ１と第２包含領域Ｔ２とに基づいて、包含領域Ｒ１が異なる。
【００２７】
図４（ａ）は、上部、即ちＹ軸＋側から見た場合の第１包含領域Ｔ１を模式的に示す図である。包含領域Ｔ１は回転軸Ｙｒを中心した円形となる。図４（ｂ）は、図４（ａ）における二つの包含領域Ｔ１、即ち、Ｙ軸＋側の第１包含領域Ｔ１とＹ軸−側の第１包含領域Ｔ１とをそれぞれ上面と下面とする円筒形状を、Ｘ軸−側から見た場合の第２包含領域Ｔ２を模式的に示す図である。図４（ｂ）に示すように、第２包含領域Ｔ２は、回転軸ＹｒとＸ線の光軸Ｚｒとの交点からの距離が最も離れた被検物Ｓの最外縁部を対角とする矩形となる。即ち、被検物Ｓが載置台３０に従って回転する場合、被検物Ｓは、いずれの回転位置においても、図４（ｃ）に示すような円柱状の領域の内部に含まれる。本実施の形態において、第１包含領域Ｔ１と第２包含領域Ｔ２とにより、図４に示すような被検物Ｓを載置台３０に載置した場合に、回転軸Ｙｒに対して被検物Ｓが３６０°回転する場合に、少なくとも一度は被検物Ｓが通過する領域を示している。なお、本実施の形態においては、被検物Ｓが３６０°回転する場合を例に挙げたが、回転する角度はこれに限られず、例えば３００°回転する場合の領域を用いても良い。また、被検物Ｓを１８０°回転させた領域を算出し、その１８０°回転させた領域から３６０°回転させた場合の包含領域を算出しても構わない。
【００２８】
領域抽出部５６は、次に説明する手順により、上記の包含領域Ｒ１をＸＹ平面に平行な面である検出器４の入射面４１に投影した場合の投影領域に対応する二次元の領域を被検物領域として抽出する。即ち、領域抽出部５６は、Ｘ線源２と被検物Ｓとの角度が０°、９０°、１８０°、２７０°の時に取得されたそれぞれＸ線投影画像データに対して、例えば水平方向、即ちＸ軸方向に沿ってソーベルフィルタ等を用いて微分処理を施す。この処理により、領域抽出部５６は、各Ｘ線投影画像データにおいて、検出器４により検出されたＸ線の強度データの変化が急峻となる境界を特定する。この境界は各Ｘ線投影画像データにおける被検物Ｓの端部に対応する。微分処理の施された後の各Ｘ線投影画像データを合成して合成データを生成し、合成データに対して二値化処理を施すことにより被検物領域を抽出する。
【００２９】
なお、本実施の形態では、領域抽出部５６は検出器４により検出されたＸ線の強度データの変化が急峻となる境界を被検物Ｓの端部としたがこの例に限定されない。例えば、被検物Ｓの表面に被覆された層が、被検物Ｓの内部に対して検出が困難な場合がある。その場合には、検出器４で検出されるＸ線の強度の変化が急峻となる境界と、被検物Ｓの端部の位置とが一致しない。そこで、検出器４で検出される境界とは異なる位置を被検物Ｓの端部としても構わない。即ち、領域抽出部５６は、検出される領域よりも大きい領域を被検物領域として抽出しても構わない。また、被検物Ｓの表面の材質が軟らかく、被検物ＳとＸ線源２とが接触しても構わない場合には、領域抽出部５６は、検出される被検物領域よりも小さい領域を被検物領域として抽出しても構わない。領域抽出部５６は、合成データからその輪郭を抽出し被検物Ｓの端部に対応する境界を特定することにより被検物領域を抽出しているが、これに限られない。
【００３０】
図５に、Ｘ線源２と被検物Ｓとの角度が０°、９０°、１８０°、２７０°の時に、検出器４によりそれぞれ検出されたＸ線投影画像データに対応するＸ線投影画像Ｄ１〜Ｄ４の輪郭Ｃを模式的に示す。なお、図５においては、Ｘ線投影画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４は、それぞれＸ線源２と被検物Ｓとの角度が０°、９０°、１８０°、２７０°の時に対応する。図５（ａ）は、Ｘ線源２と被検物Ｓとの角度が０°の場合のＸ線投影画像の輪郭Ｃ１である。図５（ｂ）は、Ｘ線源２と被検物Ｓとの角度が９０°の場合のＸ線投影画像の輪郭Ｃ２である。図５（ｃ）は、Ｘ線源２と被検物Ｓとの角度が１８０°の場合のＸ線投影画像の輪郭Ｃ３である。図５（ｄ）は、Ｘ線源２と被検物Ｓとの角度が２７０°の場合のＸ線投影画像の輪郭Ｃ４である。
【００３１】
領域抽出部５６は、輪郭Ｃ１〜Ｃ４が検出されたＸ線投影画像データのそれぞれを合成して合成データを生成し二値化処理を施す。合成データを生成する際に、領域抽出部５６は、各Ｘ線投影画像データについて、検出器４における位置は変化させないようにして合成する。なお、本実施の形態では、図５（ａ）〜図５（ｄ）でのＸ線投影画像を取得した場合の、回転軸Ｙｒを基準に各Ｘ線投影画像データを合成する。各Ｘ線投影画像データを合成する場合の基準はこれに限られない。例えば、各輪郭のうち、載置台３０に載置した領域の輪郭のＹ方向の位置が一致するように各Ｘ線投影画像データを合成しても構わない。図５（ｅ）に、二値化処理後の合成データに対応する合成画像Ｄ５と輪郭Ｃ１〜Ｃ４とを模式的に示す。図５（ｅ）は、各輪郭Ｃ１〜Ｃ４を重ね合わせた状態を示す。図５（ｅ）において、ＸＹ平面において、各輪郭Ｃ１〜Ｃ４を重ね合わせた合成画像の輪郭をＣ５として表している。この輪郭Ｃ５に囲まれる領域が、領域抽出部５６により被検物領域Ｒ２として抽出される。ＸＹ平面における被検物領域Ｒ２のうち、Ｘ軸方向と平行な方向に最も長い距離になる辺と、Ｙ軸方向と平行な方向に最も長い距離となる辺とから、上述する包含領域Ｒ１が設定される。即ち、包含領域Ｒ１を検出器４の入射面４１に投影した領域には、被検物領域Ｒ２が含まれる。
なお、領域抽出部５６は、生成した合成データに対して二値化処理を施すものに限定されず、微分処理後のＸ線投影画像データのそれぞれに二値化処理を行った後、合成を行うことにより合成データを生成しても良い。または、領域抽出部５６は、それぞれのＸ線投影画像データを合成して合成データを生成した後、合成データに対して微分処理および二値化処理を行っても良い。
【００３２】
（３）変更量の算出処理
算出部５７は、予備検査時における被検物ＳのＺ軸方向位置と検出器４上における包含領域Ｒ１の大きさとに基づいて、本検査時におけるＸ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離に変更するための変更量を算出する。例えば、Ｘ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離を短くし、被検物Ｓを拡大したい場合がある。この場合には、例えば、検出器４の解像度が倍率によって固定されている場合には、被検物Ｓの検出器４での投影像を拡大すると内部構造をより高い解像度で検査することができる。この場合には、Ｘ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離を短くすると、Ｘ線源２と被検物Ｓとが衝突する場合がある。また、例えば、Ｘ線源２と被検物Ｓとの距離を長くして、被検物Ｓを検査したい場合がある。この場合には、例えば、被検物Ｓの大きさが大きく、少ない検査回数で被検物Ｓを検査する。このとき、被検物Ｓと検出器４とが衝突する場合がある。また、このときには、被検物Ｓと、Ｘ線源２と検出器４とが衝突する場合がある。上記のような被検物ＳとＸ線装置１００の構造物との衝突による計測不良の発生を防ぐために、算出部５７は、予備検査時における被検物Ｓの位置を、予備検査時における被検物ＳのＺ軸方向位置と検出器４上における被検物領域Ｒ２の大きさとに基づいて、本検査時におけるＸ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離に変更するための変更量を算出する。
【００３３】
なお、本実施の形態では、被検物領域Ｒ２の大きさに基づいて本検査時におけるＸ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離を変更するが、包含領域Ｒ１の大きさに基づいて、本検査時におけるＸ線源２と検出器４とのＺ軸方向の距離を変更しても構わない。勿論、被検物領域Ｒ２もしくは包含領域Ｒ１の大きさを変更し、その変更された大きさに基づいてＸ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離を変更しても構わない。例えば、被検物領域Ｒ２の大きさを１１０％となるように拡大し、その拡大した領域に基づいて、Ｘ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離を変更しても構わない。また、例えば、被検物領域Ｓ２の大きさを、例えば９０％となるように縮小し、その縮小した領域に基づいて、Ｘ線源２と被検物ＳとのＺ軸方向の距離を変更しても構わない。
【００３４】
以下、変更量を算出について詳細に説明する。
図６を参照しながら、変更量の算出の考え方を説明する。図６（ａ）は、Ｘ線源２と、被検物Ｓの第１包含領域Ｔ１と、検出器４とを上部、即ちＹ軸＋側から見た場合の位置関係を模式的に示す図である。まず、被検物ＳがＺ軸方向における位置Ｐ０にある場合について説明する。なお、被検物Ｓの回転位置は、図４（ａ）に示す状態に相当する。Ｘ線源２から放射されたＸ線の照射領域のうち、図６（ａ）において破線で示したＬ１およびＬ２に挟まれる範囲を通るＸ線が、被検物Ｓの包含領域Ｒ１を通過して検出器４に入射する。その結果、上述した包含領域Ｒ１を通過したＸ線は、検出器４の入射面４１のうち図６（ａ）に示すＸ軸方向の入射範囲Ａ１に入射する。
【００３５】
次に、被検物Ｓが、Ｚ軸方向における位置Ｐ０よりもＸ線源２に近い位置Ｐ１にある場合について説明する。この場合、図６（ａ）において一点鎖線で示したＬ３およびＬ４に挟まれる範囲を通るＸ線が、被検物Ｓの包含領域Ｒ１を通過して検出器４に入射する。その結果、上述した包含領域Ｒ１を通過したＸ線は、検出器４の入射面４１のうち図６（ａ）に示すＸ軸方向の入射範囲Ａ２に入射する。従って、被検物ＳがＰ０にある場合に比べて、被検物ＳがＰ１にある場合では、被検物Ｓの検出器４への投影倍率は大きい。即ち、被検物ＳがＰ０にある場合に比べて、被検物ＳがＰ１にある場合の方が、本検査において高い解像度を実現できる。検出器４へのＸ軸方向における入射範囲Ａ２が、検出器４のＸ軸方向における全領域Ｄｗに一致する場合、即ち、Ｘ軸方向において最大投影倍率を実現する場合の被検物ＳのＺ軸方向位置をＰ１ｘとする。Ｐ１ｘは図６（ａ）に示すＰ１よりもさらにＺ軸−側、即ち、Ｘ線源２に近い位置となる。
【００３６】
図６（ｂ）は、Ｘ線源２と、被検物Ｓの包含領域Ｒ１と、検出器４とをＸ軸−側から見た場合の位置関係を模式的に示す図である。まず、被検物ＳがＺ軸における位置Ｐ０にある場合について説明する。なお、被検物Ｓの回転位置は、図４（ｂ）に示す状態に相当する。Ｘ線源２から放射されたＸ線の照射領域のうち、図６（ｂ）において破線で示したＬ５およびＬ６に挟まれる範囲を通るＸ線が、被検物Ｓの包含領域Ｒ１を通過して検出器４に入射する。その結果、上述した包含領域Ｒ１を通過したＸ線は、検出器４の入射面４１のうちＹ軸方向の入射範囲Ａ３に入射する。
【００３７】
次に、被検物Ｓが、Ｚ軸方向における位置Ｐ０よりもＸ線源２に近い位置Ｐ２にある場合について説明する。この場合、図６（ｂ）において一点鎖線で示したＬ７およびＬ８に挟まれる範囲を通るＸ線が、被検物Ｓの包含領域Ｒ１を通過して検出器４に入射する。その結果、上述した包含領域Ｒ１を通過したＸ線は、検出器４の入射面４１のうち図６（ｂ）に示すＹ軸方向の入射範囲Ａ４に入射する。従って、被検物ＳがＰ０にある場合に比べて、被検物ＳがＰ３にある場合では、被検物Ｓの検出器への投影倍率は大きい。即ち、被検物ＳがＰ０にある場合に比べて、被検物ＳがＰ２にある場合の方が、本検査において高い解像度を実現できる。検出器４へのＹ軸方向における入射範囲Ａ４が、検出器４のＹ軸方向における全領域Ｄｈと一致する場合、即ち、Ｙ軸方向において最大投影倍率を実現する場合の被検物ＳのＺ軸方向の位置をＰ２ｙとする。Ｐ２ｙは図６（ｂ）に示すＰ２よりもさらにＺ軸−側、即ち、Ｘ線源２に近い位置となる。
【００３８】
次に、Ｐ１ｘに比べてＰ２ｙがＸ線源２から遠いものと仮定して、被検物ＳのＸ線投影画像が検出器４の入射面４１の全領域からはみ出すことなく、検出器４への投影倍率を最大倍率とするために被検物Ｓの位置を変更する場合を例に挙げて説明する。Ｘ線源２からの距離がＰ２ｙより近い位置Ｐ１ｘに被検物Ｓを移動させた場合、被検物Ｓの包含領域Ｒ１を通過したＸ線のうち、一部のＸ線が検出器４のＹ軸方向の全領域Ｄｈの外部に到達する。従って、この場合には、被検物Ｓ全体の逆投影像を得ることができない。
一方、被検物ＳがＸ線源２に対してＰ１ｘよりも遠いＰ２ｙに位置する場合には、被検物Ｓの包含領域Ｒ１を通過したＸ線を、Ｙ軸方向においては、検出器４のＹ軸方向の全領域Ｄｈに渡って入射させることができる。また、Ｘ軸方向においては、被検物Ｓの包含領域Ｒ１を通過したＸ線を、検出器４のＸ方向の全領域Ｄｗよりも狭い領域内に入射させることができる。そこで、図６に示す例においては、位置Ｐ２ｙを最大投影倍率が得られる被検物Ｓの位置とする。
上述した考え方に基づいて、算出部５７は、抽出された被検物領域Ｒ２を用いて、被検物Ｓの位置、即ち、Ｚ軸方向の距離の変更量を算出する。
なお、本実施の形態においては、検出器４の入射面４１の全領域のうち、上述した９０〜９５パーセントの範囲を検出範囲として利用する。即ち、本実施の形態では、包含領域Ｒ１が検出器４の検出範囲に投影されるように被検物Ｓの位置、即ちＺ軸方向の距離の変更量が算出される。また、以下の説明では、包含領域Ｒ１が検出範囲内に投影される際の最大の投影倍率を、実効最大倍率と呼ぶ。
【００３９】
図７は、領域抽出部５６によって抽出された、合成データに対応する合成画像Ｄ５上の被検物領域Ｒ２を模式的に示す。図７においては、被検物領域Ｒ２に外接する矩形領域Ｒ３を模式的に示す。この矩形領域Ｒ３は、包含領域Ｒ１を検出器４に投影した領域である。算出部５７は、被検物領域Ｒ２の外縁部、即ち矩形領域Ｒ３から検出器４の検出範囲の限界までの距離のうち、Ｘ軸方向における最短距離Ｄｘを算出する。同様に、算出部５７は、被検物領域Ｒ２の外縁部、即ち矩形領域Ｒ３から検出器４の検出範囲の限界までの距離のうち、Ｙ軸方向における最短距離Ｄｙを算出する。図７では、Ｘ軸＋方向の外縁部から検出範囲の限界までの距離がＤｘであり、Ｙ軸−方向の外縁部から検出範囲の限界までの距離がＤｙである。
【００４０】
次に、図８を参照しながら、被検物Ｓの位置のＺ軸方向における変更量ΔＺの算出手順について具体的に説明する。まず、算出部５７は、被検物領域Ｒ２のＸ軸方向に沿った線分Ｆｗの長さと、検出器４の検出範囲のＸ軸方向に沿った長さとの比率に基づいて、第１の変更可能量ΔＺｗを算出する。なお、検出器４の検出範囲のＸ軸方向に沿った長さは、検出器４の入射面４１のＸ軸方向における全領域Ｄｗに係数αを乗じた値Ｄｗ×αである。また、算出部５７は、被検物領域Ｒ２のＹ軸方向に沿った線分Ｆｈの長さと、検出器４の検出範囲のＹ軸方向に沿った長さとの比率に基づいて、第２の変更可能量ΔＺｈを算出する。なお、検出器４の検出範囲のＹ軸方向に沿った長さは、検出器４の入射面４１のＹ軸方向における全領域Ｄｈに係数αを乗じた値Ｄｈ×αである。なお、上記のαは、検出器４の入射面４１のうち検出範囲として利用する割合であり、上述したように、一例として９０〜９５パーセント、即ち０．９〜０．９５の値である。
【００４１】
次に、算出部５７は、被検物領域Ｒ２の中心を検出器４の入射面４１の中心に一致させるための処理を行う。図８に示す通り、直交座標系を、検出器４の入射面４１の左下端部において（０，０）となるように設定する。従って、入射面４１の右上端部における座標は、（Ｄｗ、Ｄｈ）となる。被検物領域Ｒ２の左下部の座標を（ｘ０、ｙ０）、右上部の座標を（ｘ０＋Ｆｗ、ｙ０＋Ｆｈ）とする。ここで、算出部５７は、被検物領域Ｒ２がＸ軸方向において入射面４１の中心に対して左右に振り分けられているものとする。即ち、算出部５７は、ｘ０＝（Ｄｗ−Ｆｗ）／２とする。算出部５７は、被検物領域Ｒ２のＹ軸方向においても、入射面４１の中心に対して上下に振り分けられているものとする。即ち、算出部５７は、ｙ０＝（Ｄｈ−Ｆｈ）／２とする。次に、算出部５７は、以下に説明するように第１の変更可能量ΔＺｗおよび第２の変更可能量ΔＺｈの算出を行う。なお、Ｙ軸方向における、（Ｄｈ−Ｆｈ）／２の値は、後述するように載置台３０をＹ軸方向に移動させる際に用いられる。
【００４２】
図６（ａ）と図８とを参照しながら第１の変更可能量ΔＺｗの算出について説明する。図６（ａ）に示すように、予備検査時における被検物Ｓの位置Ｐ０において、Ｘ線源２から被検物ＳまでのＺ軸方向における距離をｄ０とする。また、Ｘ線源２と検出器４との間のＺ軸方向における距離をｄ１とする。また、Ｘ軸方向において実効最大倍率を実現する際の、即ち、被検物Ｓが位置Ｐ２のときのＸ線源２から被検物Ｓまでの距離をｄ２とする。ｄ０とｄ２との比は、ＦｗとＤｗ×αとの比に等しいので、ｄ２／ｄ０＝Ｆｗ／（Ｄｗ×α）の関係が成り立つ。よって、ｄ２は以下の式（１）のように表せる。
ｄ２＝Ｆｗ／（Ｄｗ×α）×ｄ０  …（１）
次に、第１の変更可能量ΔＺｗは、以下の式（２）のように表せる。
ΔＺｗ＝ｄ０−ｄ２  …（２）
これにより、式（１）および（２）から、第１の変更可能量ΔＺｗは、以下の式（３）により算出される。
ΔＺｗ＝ｄ０｛１−Ｆｗ／（Ｄｗ×α）｝  …（３）
【００４３】
第１の変更可能量ΔＺｗの算出については、次のように考えることもできる。図６（ａ）に示すように、予備検査時におけるＸ線Ｌ１とＺ軸とがなす角θｗ０は、Ｘ線源２と検出器４との間の距離ｄ１と、被検物領域Ｒ２のＸ軸方向の長さＦｗとに基づいて、以下の式（４）により表される。
θｗ０＝ｔａｎ−１｛（Ｆｗ／２）／ｄ１｝  …（４）
【００４４】
図６（ａ）に示すように、Ｘ軸方向において実効最大倍率が得られる際のＸ線Ｌ３とＺ軸とがなす角θｗは、Ｘ線源２と検出器４との間の距離ｄ１と、検出器４の検出範囲の長さＤｗ×αとに基づいて、以下の式（５）により表される。
θｗ＝ｔａｎ−１｛（Ｄｗ×α／２）／ｄ１｝  …（５）
【００４５】
Ｘ軸方向において実効最大倍率が得られる際に、被検物領域Ｒ２はＸ線Ｌ３とＬ４とに接する。従って、その際のＸ線源２から被検物Ｓまでの距離ｄ２と、包含領域Ｒ１の半径Ｒとの関係は、以下の式（６）により表すことができる。
ｄ２＝Ｒ／ｓｉｎθｗ
Ｒ＝ｄ０×ｓｉｎθｗ０  …（６）
【００４６】
従って、算出部５７は、上記の式（４）〜（６）に基づく以下の式（７）を用いて、第１の変更可能量ΔＺｗを算出する。
ΔＺｗ＝ｄ０−ｄ２＝ｄ０−Ｒ／ｓｉｎθｗ
＝ｄ０×｛１−Ｆｗ／（Ｄｗ×α）｝  …（７）
即ち、算出部５７は、被検物領域Ｒ２のＸ軸方向の長さＦｗと入射面４１における検出範囲のＸ軸方向の長さＤｗ×αとの比率に基づいて第１の変更可能量ΔＺｗを算出する。
【００４７】
次に、図６（ｂ）と図８とを参照しながら第２の変更可能量ΔＺｈの算出について説明する。図６（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向において実効最大倍率を実現する際の、即ち被検物ＳがＰ２に位置する際の、Ｘ線源２から被検物Ｓまでの距離をｄ３とする。本実施の形態では、コーンビームやファンビームのＸ線が放射されるため、包含領域Ｒ１のうちＸ線源２側の外端部Ｑ１やＱ２を通過したＸ線が入射面４１に入射する位置に基づいて、第２の変更可能量ΔＺｈを算出する。包含領域Ｒ１は、上述したようにＸ軸方向に半径Ｒの円柱形状を有するので、Ｘ線源２から外端部Ｑ１までのＺ軸方向の距離はｄ０−Ｒ、Ｘ線源２から外端部Ｑ２までのＺ軸方向の距離はｄ３−Ｒである。ｄ０−Ｒとｄ３−Ｒとの比は、ＦｈとＤｈ×αとの比に等しいので、（ｄ３−Ｒ）／（ｄ０−Ｒ）＝Ｆｈ／（Ｄｈ×α）の関係が成り立つ。よって、ｄ３は以下の式（８）のように表せる。
ｄ３＝Ｆｈ／（Ｄｈ×α）×（ｄ０−Ｒ）＋Ｒ  …（８）
次に、第２の変更可能量ΔＺｈは、以下の式（９）のように表せる。
ΔＺｈ＝ｄ０−ｄ３  …（９）
これにより、式（８）および（９）から、第２の変更可能量ΔＺｈは、以下の式（１０）により算出される。
ΔＺｈ＝（ｄ０−Ｒ）×｛１−Ｆｈ／（Ｄｈ×α）｝  …（１０）
【００４８】
なお、第２の変更可能量ΔＺｈに関しても、第１の変更可能量ΔＺｗの算出において、式（４）〜（７）を用いて説明した考え方と同様な考え方を適用することが可能である。予備検査時におけるＸ線Ｌ５とＺ軸とがなす角θｈ０は、Ｘ線源２と検出器４との間の距離ｄ１と、矩形領域Ｒ１０のＹ軸方向の長さＦｈとに基づいて、以下の式（１１）により表される。
θｈ０＝ｔａｎ−１｛（Ｆｈ／２）／ｄ１｝  …（１１）
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向において実効最大倍率が得られる場合のＸ線Ｌ７とＺ軸とがなす角θｈは、Ｘ線源２と検出器４との間の距離ｄ１と、検出器４の検出範囲のＹ軸方向の長さＤｈ×αとに基づいて、以下の式（１２）により表される。
θｈ＝ｔａｎ−１｛（Ｄｗ×α／２）／ｄ１｝  …（１２）
【００５０】
上述したように、Ｙ軸方向に関しては、包含領域Ｒ１のうちＸ線源２側の外端部Ｑ１やＱ２を通過したＸ線が入射面４１に入射する位置に基づいて、第２の変更可能量ΔＺｈを算出する必要がある。Ｙ軸方向において、包含領域Ｒ１の中心から包含領域Ｒ１の外端部Ｑ１までの長さＨは、Ｘ線源２から包含領域Ｒ１のうち最もＸ線源２側までの距離ｄ０−Ｒと、Ｘ線Ｌ５とＺ軸とがなす角θｈ０とに基づいて、式（１３）のように表現できる。
Ｈ＝（ｄ０−Ｒ）×ｔａｎθｈ０  …（１３）
このＨの値は、被検物ＳのＹ軸方向の大きさなので、被検物Ｓが位置Ｐ２に移動しても同一の値である。被検物Ｓが位置Ｐ２に移動した場合、Ｘ線源２から包含領域Ｒ１のうち最もＸ線源２側の外端部までのＺ軸方向に沿った距離ｄ３−Ｒは、次の式（１４）のように表される。
ｄ３−Ｒ＝Ｈ／ｔａｎθｈ  …（１４）
これにより、Ｘ線源２から位置Ｐ２における被検物Ｓまでの距離ｄ３は、式（１５）のように表される。
ｄ３＝（Ｈ／ｔａｎθｈ）＋Ｒ  …（１５）
【００５１】
従って、算出部５７は、式（１１）〜（１５）に基づいて、以下の式（１６）を用いて、第２の変更可能量ΔＺｈを算出する。
ΔＺｈ＝ｄ０−ｄ３＝ｄ０−｛（Ｈ／ｔａｎθｈ）＋Ｒ｝
＝（ｄ０−Ｒ）×｛１−Ｆｈ／（Ｄｈ×α）｝  …（１６）
即ち、算出部５７は、被検物領域Ｒ２のＹ軸方向の長さＦｈと入射面４１の検出範囲のＹ軸方向の長さＤｈ×αとの比率に基づいて第２の変更可能量ΔＺｈを算出する。
【００５２】
算出部５７は、以上の式（３）または（７）と式（１０）または（１６）とにより算出された第１の変更可能量ΔＺｗと第２の変更可能量ΔＺｈとを比較する。算出部５７は、比較の結果、値の小さい方をＸ線源２と被検物Ｓとの間の距離の変更量ΔＺとして決定する。図６に示す例の場合には、算出部５７は、第２の変更可能量ΔＺｈを変更量ΔＺとする。換言すると、算出部５７は、図７に示す距離ＤｘとＤｙとのうち値の小さい方に沿った被検物領域Ｒ２の長さと、検出器４の検出範囲の長さとの比に基づいて、変更量ΔＺを算出する。
【００５３】
（４）変更量に基づいた被検物Ｓの移動処理
算出部５７により変更量ΔＺが算出されると、移動制御部５２はマニピュレータ部３６を制御して、載置台３０移動させる。載置台３０の移動に際しては、まず、移動制御部５２は、載置台３０をＹ軸方向に移動させる。この場合、移動制御部５２は、上述した、ｙ０と（Ｄｈ−Ｆｈ）／２との差に基づいて、マニピュレータ部３６の駆動量を決定する。載置台３０をＹ軸方向に移動させることにより、本検査の際に取得される逆投影画像では、Ｙ軸方向において矩形領域１０を逆投影画像の中心に位置させることができる。
【００５４】
載置台３０のＹ軸方向への移動が行われた後、移動制御部５２は、載置台３０をＺ軸方向に移動させることにより、被検物ＳとＸ線源２との間の距離を変更する。この場合、移動制御部５２は、変更量ΔＺに基づいて、マニピュレータ部３６の駆動量を決定する。従って、被検物Ｓは、生成する逆投影像上で被検物Ｓの全体の像が検出器４の検出範囲内で実効最大倍率となり、かつ本検査の際に被検物ＳがＸ線装置１００の各部に衝突や接触することがない位置に移動される。
【００５５】
マニピュレータ部３６により載置台３０が本検査を行う位置まで移動された後、Ｘ線装置１００は、被検物Ｓに対して本検査を行う。即ち、載置台３０の回転に従って被検物Ｓが所定角度ごとに回転するごとに、被検物Ｓを透過したＸ線の強度に応じて検出器４から出力された電気信号に対して画像再構成処理が行われる。この場合、予備検査時よりも小さな角度ごとに回転するたびに検出器４から出力された電気信号から被検物ＳのＸ線投影画像データが生成され、検出回転位置の異なる被検物ＳのＸ線投影画像データから逆投影画像が生成され、被検物Ｓの内部構造や断面構造を表す３次元画像が生成される。生成された３次元画像は表示モニタ６に表示され、記憶媒体に記憶される。
【００５６】
図９に示すフローチャートを参照して、実施の形態によるＸ線装置１００の動作について説明する。図９に示す処理は制御装置５でプログラムを実行して行われる。このプログラムは、制御装置５内のメモリ（不図示）に格納されており、制御装置５により起動され、実行される。
ステップＳ１０では、制御装置５の予備検査部５４は、Ｘ線制御部５１と移動制御部５２と画像生成部５３とを制御して、Ｘ線投影画像データを取得してステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１では、領域抽出部５６は、取得したＸ線投影画像データ上から被検物Ｓが回転する際に包含される包含領域Ｒ１を検出器４の入射面４１に投影させた領域に相当する被検物領域Ｒ２を抽出してステップＳ１２へ進む。
【００５７】
ステップＳ１２では、算出部５７は、抽出された被検物領域Ｒ２の最外縁部と検出器４の検出範囲とに基づいて、Ｚ軸方向における被検物Ｓの変更量ΔＺを算出してステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、移動制御部５２は、算出された変更量ΔＺに基づいて、載置台３０をＺ軸方向に沿って移動させてステップＳ１４へ進む。なお、上記のステップＳ１０〜Ｓ１３までの処理が予備検査における処理である。
【００５８】
ステップＳ１４では、Ｘ線制御部５１と移動制御部５２と画像生成部５３とは、Ｘ線源２と載置台３０の回転と検出器４とを制御して、Ｘ線投影画像データを取得してステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、画像生成部５３は、取得されたＸ線投影画像データを用いて逆投影画像を生成しステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、生成された逆投影像に基づく３次元画像を表示モニタ６に表示させ、または、記憶媒体に記憶させて処理を終了する。なお、上記のステップＳ１４〜Ｓ１６までの処理が本検査における処理である。
以上で説明したように、検出器４から出力された複数のＸ線投影画像データから、被検物Ｓの回転に応じて被検物Ｓが検出器４に投影される領域に相当する被検物領域Ｒ２を抽出できる。
【００５９】
上述した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）領域抽出部５６は、検出器４から出力される複数の検出データから合成されるデータの輪郭から被検物領域を抽出し、被検物Ｓが回転する際に被検物Ｓの少なくとも一部が通過する領域である包含領域Ｒ１を抽出することができる。従って、逆投影画像から被検物Ｓの被検物領域Ｒ２を抽出する場合と比較して、逆投影画像を生成する行程を省くことができるので、装置全体の処理負荷を低減し、処理に要する時間を削減できる。
【００６０】
（２）移動制御部５２は、領域抽出部５６により抽出された被検物領域Ｒ２に基づいて、被検物ＳとＸ線源２との間の距離を変更する。この場合、算出部５７は、被検物領域Ｒ２に基づいて、被検物ＳとＸ線源２との間の距離の変更量を算出し、移動制御部５２は、算出部５７によって算出された変更量ΔＺに従って距離を変更する。従って、逆投影画像から被検物領域Ｒ２を抽出する場合と比較して、逆投影画像を生成する行程を省くことができるため、計測時間の短縮を実現する。さらに、撮像装置等を用いて取得した撮像画像を用いて被検物Ｓの距離の変更量を算出する必要がないので、Ｘ線装置１００を構成する構成装置数を減らし、製造コストの低減に寄与する。
【００６１】
（３）領域抽出部５６は、複数のＸ線投影画像データを合成して合成データを生成し、合成データにおける被検物Ｓの外縁部を被検物領域Ｒ２として抽出する。従って、逆投影画像を用いることなく被検物領域Ｒ２の抽出を行うことができるので、予備検査における逆投影画像の生成処理を行う必要がないので、処理負荷を低減させることができる。
【００６２】
（４）算出部５７は、被検物領域Ｒ２の外縁部のうち、回転軸Ｙｒに直交するＸ軸方向において検出器４の検出範囲の距離が最短となるＸ軸方向における最外縁部と、回転軸Ｙｒに沿ったＹ軸方向において検出器４の検出範囲との距離が最短となるＹ軸方向の最外縁部とのうち検出器４の検出範囲までの距離が短い方の最外縁部に基づいて、変更量ΔＺを算出する。即ち、算出部５７は、被検物領域Ｒ２のＸ軸方向に沿った線分Ｆｗの長さと、検出器４の検出範囲のＸ軸方向の長さＤｗ×αの比率とに基づいて算出した第１の変更可能量ΔＺｗと、被検物領域Ｒ２のＹ軸方向に沿った線分Ｆｈの長さと検出器４の検出範囲のＹ軸方向の長さＤｈ×αとの比率とに基づいて算出した距離の第２の変更可能量ΔＺｈとの一方に基づいて、変更量ΔＺを算出する。従って、抽出した被検物領域Ｒ２を用いて、本検査の際に所望の実効最大投影倍率が得られる被検物Ｓの位置を算出することができる。
【００６３】
（５）算出部５７は、第１の変更可能量ΔＺｗと、第２の変更可能量ΔＺｈとを比較して、値の小さい方を距離の変更量ΔＺとして算出する。従って、本検査の際に、被検物領域Ｒ２の一部でも検出器４の検出範囲の外部に外れることを防ぐことができる。また、被検物ＳをＸ線装置１００の各部に衝突や接触することがない位置に移動することができる。
【００６４】
（６）画像生成部５３は、移動制御部５２によってＸ線源２と被検物Ｓとの相対距離が変更された後、Ｘ線源２からのＸ線の照射に応じて検出器４から出力された複数のＸ線投影画像データに基づいて、被検物Ｓの逆投影画像を生成する。即ち、予備検査部５４は、Ｘ線投影画像データを用いて被検物ＳとＸ線源２との間の距離の変更量ΔＺを算出させ、算出された変更量ΔＺに基づいて、被検物ＳとＸ線源２との距離を変更させた後、画像生成部５３は、被検物Ｓの逆投影画像を生成する。従って、本検査においては、被検物ＳをＸ線装置１００の各部に衝突や接触することがない位置で計測を行いつつ、ユーザが所望する投影倍率にて被検物Ｓの逆投影画像を生成することができる。
【００６５】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）予備検査の際に、Ｘ線投影画像データの取得処理と、被検物領域Ｒ２の抽出処理と、変更量の算出処理と、変更量に基づいた被検物Ｓの移動処理とを自動で行うものとして説明したが、予備検査においては少なくともＸ線投影画像データの取得処理と、被検物領域Ｒ２の抽出処理とが行われれば良い。例えば、算出部５７は、逆投影像において被検物Ｓが所定の投影倍率となる変更量を算出するものではなく、ユーザが指定した投影倍率になるような変更量を算出しても良い。この場合、合成データと被検物領域Ｒ２との大きさの関係が分かるように、合成データと被検物領域Ｒ２とに対応する画像が表示モニタ６に表示されると良い。
【００６６】
移動制御部５２は、算出された変更量に基づいて載置台３０をＺ軸方向に移動させて被検物ＳとＸ線源２との間のＺ軸方向における距離を自動的に変更させるものでなくても良い。例えば、制御装置５は、算出部５７が算出した変更量に基づいた載置台３０の移動量を、例えば表示モニタ６に表示することにより、ユーザに通知する。ユーザは、通知された移動量に従って載置台３０を手動にて移動させることにより、被検物ＳとＸ線源２との間のＺ軸方向の距離が変更されるようにすることもできる。
【００６７】
（２）予備検査の際に４個のＸ線投影画像データを取得する場合を例に挙げて説明したが、Ｘ線投影画像データの個数は４個に限定されるものではない。ただし、少なくとも２個のＸ線投影画像データが必要である。図１０に２個のＸ線投影画像データを取得する場合のＸ線源２と被検物Ｓとの位置関係を模式的に示す。図１０は、Ｙ軸＋側から見た図である。この場合、図１０（ａ）に示すように、被検物ＳがＸ線源２に最も接近する位置と、図１０（ｂ）に示すように、Ｘ線の光軸ＺｒからＸ軸方向への距離が最大となることが見込まれる被検物Ｓの位置と、においてＸ線投影画像データが取得されると良い。即ち、２個のＸ線投影画像データを取得する場合には、載置台３０の回転に従って被検物Ｓが回転軸Ｙｒに対してＸ線源２に近い側を回転させた状態でＸ線投影画像データを取得する。Ｘ線源２からの距離が離れた位置で被検物ＳのＸ線投影画像データが取得された場合、被検物領域Ｒ２の大きさが、Ｘ線源２からの距離が近い場合のＸ線投影画像データが取得された場合の被検物領域Ｒ２と比べて小さくなり、算出部５７により算出される変更量が大きくなり過ぎる虞がある。変更量が大きくなり過ぎると、逆投影像上に被検物Ｓの全体の像が収まらなくなったり、本検査の際に被検物ＳがＸ線源２等の構造物に衝突する可能性がある。従って、被検物ＳをＸ線源２からの距離が近い側で回転させた状態でＸ線投影画像データを取得することにより、上記の不具合の発生を抑えることができる。
【００６８】
（３）被検物ＳがＸ線源２に対してＺ軸方向に移動するものに代えて、Ｘ線源２がＺ軸方向に移動する構成を有しても良い。この場合、検出器４もＸ線源２の移動に従って移動する。
【００６９】
（４）予備検査の際に取得されたＸ線投影画像データにおいて、被検物Ｓの投影範囲の少なくとも一部が検出器４の検出範囲よりも外部に位置している場合は、被検物ＳがＸ線源２に接近し過ぎているためにＸ線源２等の構造物に衝突する虞がある。この場合、予備検査部５４はその時点で予備検査を中断しても良い。この時、表示モニタ６に、被検物ＳがＸ線源２に接近し過ぎている旨の警告等を表示して、ユーザに載置台３０の位置を変更させると良い。
【００７０】
（５）上述の実施の形態においては、領域抽出部５６は、検出器４から出力される複数の検出データから合成されるデータの輪郭から被検物領域Ｒ２を抽出し、被検物ＳとＸ線源２とのＺ軸方向とＹ軸方向との移動量を算出したが、算出する方向はこれに限られない。例えば、被検物ＳとＸ線源２とのＸ軸方向の移動量を算出しても構わない。勿論、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向及び／又はＺ軸方向としても構わない。適宜、移動量を算出する方向は、それぞれの方向を組み合わせたり、所定方向の移動量のみでも構わない。
なお、上述した実施の形態においては、Ｘ線源２と検出器４との間の載置部３が回転したが、それぞれの配置はこれに限られない。例えば、Ｘ線源２の発光点と検出器４の中心とを結ぶ線と、載置部３の回転軸Ｙｒとが９０°で交差したが、これに限られず、例えば、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°、８０°でも構わない。また、例えば、米国特許公開番号１０／６８９６０４号のように、Ｘ線源２の発光点と検出器４の中心とを結ぶ線と、載置部３の回転する面とが交差するような配置にしても構わない。この場合に、被検物Ｓに対する包含領域Ｒ１を求め、検出器４で被検物Ｓの投影領域が広くなるように、Ｘ線源２と被検物Ｓと検出器４との位置の少なくとも一つを変えても構わない。
また、上述の実施の形態は、例えば、米国特許出願公開２００５／０２５４６２１号、米国特許第７２３３６４４号等に開示されているような、複数のＸ線源を備えたＸ線装置にも適用できる。また、上述の実施の形態は、米国特許出願公開２０１０／０２２０８３４号に開示されているような、被検物の内部を進む際にＸ線に生じる僅かな位相のずれを評価する位相コントラスト方式のＸ線装置にも適用できる。また、上述の実施の形態は、例えば、米国特許出願公開第２００７／６８５９８５号、米国特許出願公開２００１／８０２４６８号等に開示されているような、被検物を回転させる回転軸に沿って、被検物を順次移動させるヘリカル式のＸ線装置にも適用できる。
【００７１】
−第２の実施の形態−
図面を参照して、本発明の実施の形態による構造物製造システムを説明する。本実施の形態の構造物製造システムは、たとえば自動車のドア部分、エンジン部分、ギア部分および回路基板を備える電子部品等の成型品を作成する。
【００７２】
図１１は、本実施の形態による構造物製造システム６００の構成の一例を示すブロック図である。構造物製造システム６００は、第１の実施の形態または変形例にて説明したＸ線装置１００と、設計装置６１０と、成形装置６２０と、制御システム６３０と、リペア装置６４０とを備える。
【００７３】
設計装置６１０は、構造物の形状に関する設計情報を作成する際にユーザが用いる装置であって、設計情報を作成して記憶する設計処理を行う。設計情報は、構造物の各位置の座標を示す情報である。設計情報は成形装置６２０および後述する制御システム６３０に出力される。成形装置６２０は設計装置６１０により作成された設計情報を用いて構造物を作成、成形する成形処理を行う。この場合、成形装置６２０は、３Ｄプリンター技術で代表される積層加工、鋳造加工、鍛造加工および切削加工のうち少なくとも１つを行うものについても本発明の一態様に含まれる。
【００７４】
Ｘ線装置１００は、成形装置６２０により成形された構造物の形状を測定する測定処理を行う。Ｘ線装置１００は、構造物を測定した測定結果である構造物の座標を示す情報（以後、形状情報と呼ぶ）を制御システム６３０に出力する。制御システム６３０は、座標記憶部６３１と、検査部６３２とを備える。座標記憶部６３１は、上述した設計装置６１０により作成された設計情報を記憶する。
【００７５】
検査部６３２は、成形装置６２０により成形された構造物が設計装置６１０により作成された設計情報に従って成形されたか否かを判定する。換言すると、検査部６３２は、成形された構造物が良品か否かを判定する。この場合、検査部６３２は、座標記憶部６３１に記憶された設計情報を読み出して、設計情報とＸ線装置１００から入力した形状情報とを比較する検査処理を行う。検査部６３２は、検査処理としてたとえば設計情報が示す座標と対応する形状情報が示す座標とを比較し、検査処理の結果、設計情報の座標と形状情報の座標とが一致している場合には設計情報に従って成形された良品であると判定する。設計情報の座標と対応する形状情報の座標とが一致していない場合には、検査部６３２は、座標の差分が所定範囲内であるか否かを判定し、所定範囲内であれば修復可能な不良品と判定する。
【００７６】
修復可能な不良品と判定した場合には、検査部６３２は、不良部位と修復量とを示すリペア情報をリペア装置６４０へ出力する。不良部位は設計情報の座標と一致していない形状情報の座標であり、修復量は不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分である。リペア装置６４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物の不良部位を再加工するリペア処理を行う。リペア装置６４０は、リペア処理にて成形装置６２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。
【００７７】
図１２に示すフローチャートを参照しながら、構造物製造システム６００が行う処理について説明する。
ステップＳ１１１では、設計装置６１０はユーザによって構造物の設計を行う際に用いられ、設計処理により構造物の形状に関する設計情報を作成し記憶してステップＳ１１２へ進む。なお、設計装置６１０で作成された設計情報のみに限定されず、既に設計情報がある場合には、その設計情報を入力することで、設計情報を取得するものについても本発明の一態様に含まれる。ステップＳ１１２では、成形装置６２０は成形処理により、設計情報に基づいて構造物を作成、成形してステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３においては、Ｘ線装置１００は測定処理を行って、構造物の形状を計測し、形状情報を出力してステップＳ１１４へ進む。
【００７８】
ステップＳ１１４では、検査部６３２は、設計装置６１０により作成された設計情報とＸ線装置１００により測定され、出力された形状情報とを比較する検査処理を行って、ステップＳ１１５へ進む。ステップＳ１１５では、検査処理の結果に基づいて、検査部６３２は成形装置６２０により成形された構造物が良品か否かを判定する。構造物が良品である場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致する場合には、ステップＳ１１５が肯定判定されて処理を終了する。構造物が良品ではない場合、すなわち設計情報の座標と形状情報の座標とが一致しない場合や設計情報には無い座標が検出された場合には、ステップＳ１１５が否定判定されてステップＳ１１６へ進む。
【００７９】
ステップＳ１１６では、検査部６３２は構造物の不良部位が修復可能か否かを判定する。不良部位が修復可能ではない場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲を超えている場合には、ステップ１１６が否定判定されて処理を終了する。不良部位が修復可能な場合、すなわち不良部位における設計情報の座標と形状情報の座標との差分が所定範囲内の場合には、ステップＳ１１６が肯定判定されてステップＳ１１７へ進む。この場合、検査部６３２はリペア装置６４０にリペア情報を出力する。ステップＳ１１７においては、リペア装置６４０は、入力したリペア情報に基づいて、構造物に対してリペア処理を行ってステップＳ１１３へ戻る。なお、上述したように、リペア装置６４０は、リペア処理にて成形装置６２０が行う成形処理と同様の処理を再度行う。
【００８０】
上述した第２の実施の形態による構造物製造システムによれば、以下の作用効果が得られる。
（１）構造物製造システム６００のＸ線装置１００は、設計装置６１０の設計処理に基づいて成形装置６２０により作成された構造物の形状情報を取得する測定処理を行い、制御システム６３０の検査部６３２は、測定処理にて取得された形状情報と設計処理にて作成された設計情報とを比較する検査処理を行う。従って、構造物の欠陥の検査や構造物の内部の情報を非破壊検査によって取得し、構造物が設計情報の通りに作成された良品であるか否かを判定できるので、構造物の品質管理に寄与する。
【００８１】
（２）リペア装置６４０は、検査処理の比較結果に基づいて、構造物に対して成形処理を再度行うリペア処理を行うようにした。従って、構造物の不良部分が修復可能な場合には、再度成形処理と同様の処理を構造物に対して施すことができるので、設計情報に近い高品質の構造物の製造に寄与する。
【００８２】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００８３】
２…Ｘ線源、３…載置部、４…検出器、５…制御装置、３０…載置台、
５１…Ｘ線制御部、５２…移動制御部、５３…画像生成部、
５４…予備検査部、５６…領域抽出部、５７…算出部、１００…Ｘ線装置、
６００…構造物製造システム、６１０…設計装置、６２０…成形装置、
６３０…制御システム、６４０…リペア装置
【図１】
2016170685.tif 000003
【図２】
2016170685.tif 000004
【図３】
2016170685.tif 000005
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2016170685.tif 000015
2016170685.tif 000016
2016170685.tif 000017
2016170685.tif 000018