(57)【要約】【課題】  注目ポイントを透視の視野中心に移動させるための試料ステージの位置決めを直感的に行うことかでき、しかも、その位置決め状態において試料ステージを回転／傾動させても、注目ポイントがＸ線透視画面外に出てしまうことのないＸ線透視装置を提供する。【解決手段】  光学カメラ５，６により透視対象物Ｗを撮影した、Ｘ線透視方向を含む互いに略直交する２方向からの光学像を表示するとともに、その各光学像にＸ線光軸Ｌの位置を表すマーカーＭ１，Ｍ２を重畳表示し、そのマーカーＭ１，Ｍ２を光学像上で移動させて注目ポイントＶを指定することにより、試料ステージ３を移動させて注目ポイントＶをＸ線光軸Ｌ上に位置させ、その状態で試料ステージ３を回転／傾動させたとき、注目ポイントＶがＸ線光軸Ｌ上に位置し、かつ、Ｘ線光軸Ｌ方向に同じ位置に留まるように試料ステージ３を自動的に移動させる。【選択図】  図１
2006090793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源とＸ線検出器とが対向配置され、これらの間に透視対象物を固定するための試料ステージが設けられているとともに、その試料ステージを上記Ｘ線源とＸ線検出器の対に対して相対的に移動、回転および傾動させる駆動機構を備えたＸ線透視装置において、
上記試料ステージ上の透視対象物を撮影する光学カメラと、その光学カメラによりＸ線透視方向を含む互いに略直交する２方向から透視対象物を撮影した２枚の光学像を表示するとともに、その各光学像上にＸ線光軸の位置を表すマーカーをそれぞれ表示する表示手段と、その表示画面上の各マーカーを移動させて注目ポイントを指定する指定手段と、その２つのマーカーで特定される透視対象物上の位置にＸ線光軸を一致させて注目ポイントのＸ線透視像をＸ線透視画面の中心に位置させるべく上記移動機構を自動的に駆動する試料ステージ位置決め手段と、上記試料ステージを回転および／または傾動させたとき、上記注目ポイントのＸ線透視像がＸ線透視画面の中心を維持し、かつ、透視倍率を維持するように上記移動機構を駆動制御する注目ポイント追尾手段を備えていることを特徴とするＸ線透視装置。
【請求項２】
上記表示器に表示する２枚の光学像が、互いに略直交する方向に配置された２台の光学カメラによるライブ画像であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視装置。
【請求項３】
上記表示器に表示する２枚の光学像が、１台のカメラによりあらかじめ撮影されて記憶されている光学像であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業用のＸ線透視装置に関し、特にアルミ鋳物などの内部結果を非破壊のもとに観察するのに適したＸ線透視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミ鋳物などの物品の内部欠陥を非破壊のもとに検査する装置として、従来、Ｘ線源とＸ線検出器の間に、被検査物（透視対象物）を固定して移動並びに回転・傾動させる試料ステージを配置したＸ線透視装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
この種の装置においては、一般に、注目ポイントが視野の中心に位置するように試料ステージを手動により平行移動させて透視するとともに、その際、透視対象物を一方向から透視するだけではなく、試料ステージを回転させ、あるいは傾動させながら、内部欠陥の有無や形状、あるいは透視対象物上での位置を観察する。
【特許文献１】特開２００３−２７９５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、以上のようなＸ線透視装置において、特に高い倍率で透視をしている状態等において、それが透視対象物のどの位置を透視しているのかを直感的に把握することが難しい場合があり、このような場合、注目ポイントを変更するに当たり、どの方向に試料ステージを移動させてよいのか直ちに判断することができないことがある。
【０００４】
このような場合、Ｘ線源と透視対象物の距離を変えることによって透視倍率を下げ、透視対象物の全体をカバーする透視像から、現時点における透視方向や視野中心の位置などを確認したうえで、試料ステージを移動すべき方向などを決定し、移動の後に透視倍率を再度上げて透視するという作業手順が一般的に行われており、このことが作業効率を低下させる一因となっている。
【０００５】
また、図８に平面図で示すように、注目ポイントＶを透視している状態、つまりＸ線光軸Ｌ上に透視対象物Ｗ上の注目ポイントＶが位置するように試料ステージＳを位置決めしている状態で、透視方向を変更すべく試料ステージＳをその回転中心軸Ｒの回りに回転させると、注目ポイントＶが試料ステージＳの回転中心軸Ｒ上に位置していない場合には、注目ポイントＶがＸ線光軸Ｌからずれる結果、Ｘ線透視画面上で注目ポイントＶの透視像が移動してしまい、特に高い倍率で透視している状態では注目ポイントＶの像がＸ線透視画面外に移動してしまうことがある。
【０００６】
また、図９に示すように、試料ステージＳを傾動中心軸Ｔの回りに傾動させた場合においても、傾動前に視野中心に位置していた、従ってＸ線光軸Ｌ上に位置させていた注目ポイントＶがＸ線光軸Ｌからずれる結果、その注目ポイントＶの像がＸ線透視画面外に移動してしまうことがある。
【０００７】
このような場合、高い倍率を維持したまま注目ポイントの像を再びＸ線透視画面内に復帰させるべく試料ステージを移動させることは困難であり、そのため、倍率を低下させて注目ポイントの像をＸ線透視画面内に収め、その状態で注目ポイントの像がＸ線透視画面上の中央付近に位置するように試料ステージを位置決めした後、透視倍率を高くするなどの面倒な作業を強いられる。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、注目ポイントを視野中心に移動させるための試料ステージの位置決めを直感的に行うことができ、しかも、その位置決め状態において試料ステージを回転および／または傾動させても、注目ポイントがＸ線透過画面外に出てしまうことのないＸ線透視装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明のＸ線透視装置は、Ｘ線源とＸ線検出器とが対向配置され、これらの間に透視対象物を固定するための試料ステージが設けられているとともに、その試料ステージを上記Ｘ線源とＸ線検出器の対に対して相対的に移動、回転および傾動させる駆動機構を備えたＸ線透視装置において、上記試料ステージ上の透視対象物を撮影する光学カメラと、その光学カメラによりＸ線透視方向を含む互いに略直交する２方向から透視対象物を撮影した２枚の光学像を表示するとともに、その各光学像上にＸ線光軸の位置を表すマーカーをそれぞれ表示する表示手段と、その表示画面上の各マーカーを移動させて注目ポイントを指定する指定手段と、その２つのマーカーで特定される透視対象物上の位置にＸ線光軸を一致させて注目ポイントのＸ線透視像をＸ線透視画面の中心に位置させるべく上記移動機構を自動的に駆動する試料ステージ位置決め手段と、上記試料ステージを回動もしくは傾動させたとき、上記注目ポイントのＸ線透視像がＸ線透視画面の中心を維持し、かつ、透視倍率を維持するように上記移動機構を駆動制御する注目ポイント追尾手段を備えていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【００１０】
ここで、本発明においては、上記表示器に表示する２枚の光学像を、互いに略直交する方向に配置された２台の光学カメラによるライブ画像とする構成（請求項２）、あるいは、上記表示器に表示する２枚の光学像が、１台のカメラによりあらかじめ撮影されて記憶されている光学像とする構成（請求項３）のいずれをも採用することができる。
【００１１】
本発明は、Ｘ線透視装置に光学カメラ設けて試料ステージ上の透視対象物の外観を撮影し、Ｘ線透視方向を含む互いに略直交する方向から撮影した２つの光学像を表示器に表示するとともに、その各光学像に重畳表示したＸ線光軸の位置を表すマーカーを移動させることによって注目ポイントを指定することにより、その指定されたポイントがＸ線光軸上に位置するように試料ステージを自動的に移動させる機能と、試料ステージを回転および／または傾動させたときに、注目ポイントのＸ線透視像がＸ線透視画面の中心を維持し、かつ、透視倍率を維持するように試料ステージを移動させる機能を設けることにより、課題を解決しようとするものである。
【００１２】
すなわち、透視対象物を互いに略直交する方向から撮影した２枚の光学像上で、Ｘ線光軸の位置を表すマーカーを重畳表示することにより、その時点における透視位置（視野中心）と方向を直感的に判断することができる。そして、互いに略直交する方向から撮影した２つの光学像上においてそれぞれＸ線光軸を表すマーカーにより、３次元座標上の１点を特定することができることを利用し、これらのマーカーを移動させて透視対象物上の注目ポイントを指定することにより、指定されたポイントがＸ線光軸上に位置するように自動的に試料テーブルを移動させることで、例えば高い倍率のもとに透視している状態においても、注目ポイントを視野中心に移動させる操作を直感的に行うことができる。
【００１３】
そして、試料ステージを回転および／または傾動させたときに、その時点において視野中心に位置している注目ポイントの透視像がその中心を維持するように自動的に試料ステージを移動させることによって、注目ポイントは試料ステージの回転／傾動に係わらずＸ線透視画面から逸脱することなく常にその中心部に位置し、注目ポイントがＸ線透視画面外にずれてしまってこれを探すべく倍率を低下させる等の作業が不要となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学カメラにより互いに略直交する方向から撮影した透視対象物の２つの光学像上のマーカーを移動させて注目ポイントを指定することによって、そのポイントがＸ線透視画面の中心に位置するように自動的に試料ステージを移動させるので、例えば高い透視倍率で透視している状態で、現在の注目ポイントから次の注目ポイントを透視すべく試料ステージを移動させるに当たり、従来のように倍率を低下させて移動の方向等を確認する等の作業が不要となり、直感的に注目ポイントを指定することにより直ちにそのポイントをＸ線透視の視野中心に移動させることができる。
【００１５】
また、試料ステージを回転／傾動させたときに、注目ポイントがＸ線透視画面の中心を維持するように試料ステージが自動的に移動するので、従来のように試料ステージの回転／傾動時に注目ポイントがＸ線透視画面から逸脱してこれを探すべく透視倍率を低下させるといった作業も不要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１７】
Ｘ線源１に水平方向に対向してＸ線検出器２が配置されており、これらの間に透視対象物Ｗを搭載するための試料ステージ３が配置されている。試料ステージ３は、Ｘ線源１からのＸ線光軸方向（ｘ軸方向）、水平面上でそのｘ軸方向に直交するｙ軸方向、および鉛直のｚ軸方向への移動のための移動機構を内蔵しているとともに、ｚ軸に平行な回転中心軸Ｒの回りの回転（φ）のための回転機構と、ｙ軸に平行な傾動中心軸Ｔの回りの傾動（θ）のための傾動機構をも内蔵している。これらの各機構は、パーソナルコンピュータ１１の制御下に置かれている５軸制御装置４からの駆動信号によって駆動制御される。
【００１８】
Ｘ線検出器２はイメージインテンシファイアとＣＣＤとを組み合わせたもの、もしくはパネル型検出器であって、その出力はパーソナルコンピュータ１１に組み込まれているキャプチャボード１２ａに取り込まれ、表示器１３にＸ線透視像としてライブ表示される。  
【００１９】
Ｘ線検出器２に隣接してその直下にＣＣＤカメラ５が配置されている。このＣＣＤカメラ５は、Ｘ線検出器２と略同等の方向から試料ステージ３上の透視対象物Ｗを撮影することができる。また、試料ステージ３の直上にも別のＣＣＤカメラ６が配置されている。このＣＣＤカメラ６は、試料ステージのｘ，ｙ方向への移動と連動してｘ，ｙ方向に移動し、例えば試料ステージ３の移動機構によりｘ軸およびｙ軸方向に移動するテーブルに対してコラム（図示略）を介して固定されている。
【００２０】
以上の各ＣＣＤカメラ５，６の出力は、それぞれパーソナルコンピュータ１１に組み込まれている個別のキャプチャーボード１２ｂ，１２ｃに取り込まれ、それぞれ透視対象物ＷをほぼＸ線透視方向から見た光学像、および、透視対象物Ｗを鉛直上方から見た光学像として、表示器１３にライブ表示される。
【００２１】
パーソナルコンピュータコンピュータ１１は、以下に示すように、ＣＣＤカメラ５および６による透視対象物Ｗの光学像にＸ線光軸Ｌの位置を表すマーカーを重畳表示するとともに、操作部１４によりそのマーカーを移動させて注目ポイントを指定することによって、指定されたポイントがＸ線光軸上に位置するように試料テーブル３の移動機構を駆動制御するテーブル位置決めのための試料テーブル位置決め用プログラムがインストールされているとともに、試料テーブル３を回転中心軸Ｒの回りに回転させたとき、および、傾動中心軸Ｔの回りに傾動させたときに、回転前ないしは傾動前のＸ線透視画面の中心に位置する透視対象物Ｗ上の注目ポイントが、Ｘ線透視画面の中心を維持するように試料テーブル３を自動的に移動させる注目ポイント追尾プログラムがインストールされている。
【００２２】
以下にその各プログラムの実行による本発明の実施の形態の作用を説明する。
まず、試料ステージ３が初期位置、例えばｘｙｚ座標で（０，０，ｚ0 ）、に位置している状態でその上に透視対象物Ｗを載せる。表示器１３には、図２にその表示例を示すように、Ｘ線透視像を表示するＸ線透視画面１３ａに隣接して、光学像を表示するための２つの光学像画面１３ｂおよび１３ｃが設定されており、一方の光学像画面１３ｂにはＣＣＤカメラ６により透視対象物Ｗをその直上から撮影した光学像が、他方の光学像画面１３ｃにはＣＣＤカメラ５により透視対象物ＷをＸ線透視方向と略同一の方向から撮影した光学像がそれぞれライブ表示される。
【００２３】
また、各光学像画面１３ｂ，１３ｃには、透視対象物Ｗの光学像に重畳してＸ線光軸Ｌの位置を示すマーカーＭ１，Ｍ２が表示される。透視対象物Ｗの直上から撮影した光学像を表示する光学像画面１３ｂには、Ｘ線光軸ＬのマーカーＭ１は線として表示され、透視方向から見た光学像を表示する光学像画面１３ｃにはＸ線光軸ＬのマーカーＭ２は点として表示される。
【００２４】
さて、以上のような表示が行われている状態で、オペレータが注目したい部位、つまり注目ポイントを指定するには、操作部１４を操作して各光学像画面１３ｂ，１３ｃに表示されているマーカーＭ１，Ｍ２が注目ポイントＶを指すように移動させて移動指令を与える。これにより、パーソナルコンピュータ１１は５軸制御装置４を介して試料ステージ３の移動機構に駆動制御信号を供給し、Ｘ線光軸Ｌ上に透視対象物Ｗ上の注目ポイントＶが位置するように試料ステージ３を自動的に移動させる。これにより、Ｘ線透視画面１３ａに表示されるＸ線透視像は、注目ポイントＶの像が画面中央に位置した状態となる。また、このとき、表示器１３の各光学像画面１３ｂ，１３ｃの画像は、図３に示すように、マーカーＭ１，Ｍ２を図２のように中央に戻し、各光学像をデジタル的にスクロールして移動させる。この状態では、試料テーブル３をＸ線光軸方向（ｘ軸方向）移動させて透視像を拡大させても、注目ポイントＶの像は常にＸ線透視画面１３ａの中央に位置することになる。
【００２５】
以上のように注目ポイントＶの像がＸ線透視画面１３ａの中央に位置している状態で、試料ステージ３を回転中心軸Ｒの回りに回転させたとき、パーソナルコンピュータ１１は、注目ポイントＶの像がＸ線透視画面１３ａの中央に位置した状態を維持し、かつ、透視倍率を維持するように、従って注目ポイントＶがＸ線光軸Ｌ上に位置し、かつ、ｘ軸方向に移動しない状態を維持するよう、図４に平面図で示すように、５軸制御装置４を介して試料ステージ３の移動機構に駆動制御信号を供給して試料ステージ３をｘ，ｙ方向に自動的に移動させる。
【００２６】
また、試料ステージ３を傾動中心軸Ｔの回りに傾動させたときにも、パーソナルコンピュータ１１は、注目ポイントＶの像がＸ線透視画面１３ａの中央に位置し、かつ、透視倍率を維持するように、つまり注目ポイントＶがＸ線光軸Ｌ上に位置し、かつ、ｘ軸方向へに移動しない状態を維持するよう、図５に側面図で示すように、５軸制御装置４を介して試料ステージ３の移動機構に駆動制御信号を供給して試料ステージ３をｘ，ｚ方向に移動させる。
【００２７】
試料ステージ３の回転時および傾動時における試料ステージ３のｘ，ｙ，ｚ方向への移動量は、以下に示すように算出することができる。すなわち、回転前の回転中心軸Ｒの回りの角度をφ1 、傾動前の傾動中心軸Ｔの回りの角度をθ1 とし、回転後および傾動後の角度をそれぞれφ2 およびθ2 とし、回転および傾動前の試料ステージ３のｘｙｚ座標を（ｒ・ｃｏｓφ1 ・ｃｏｓθ1 ，ｒ・ｃｏｓφ1 ・ｓｉｎθ1 ，ｒｓｉｎφ1 ）としたとき、回転および傾動後に（ｒ・ｃｏｓφ2 ・ｃｏｓθ2 ，ｒ・ｃｏｓφ2 ・ｓｉｎθ2 ，ｒｓｉｎφ2 ）となるように、回転／傾動前後のｘ，ｙ，ｚ軸方向の座標の差分だけ各軸方向に試料ステージ３を移動させればよい。
【００２８】
以上の本発明の実施の形態によると、透視対象物Ｗの光学像上でマーカーＭ１，Ｍ２を移動させることによって注目ポイントＶの像をＸ線透視画面１３ａの中央に位置させることができ、また、その状態で試料ステージ３を回転ないしは傾動させたときに、注目ポイントＶの像がＸ線透視画面１３ａの中央に位置した状態を維持することができるので、熟練を要することなく、また、従来のように透視拡大率を変更して確認する等の作業を要することなく直感的に注目ポイントをＸ線透視画面の中央に位置させることができ、しかも、その状態で試料ステージ３を回転または傾動させても、注目ポイントの像が常にＸ線透視画面１３ａの中央に位置する状態を維持することができ、この場合においても従来のようにＸ線透視画面外に逸脱してしまった注目ポイントの像を探すといった作業が不要となる。
【００２９】
ここで、以上の実施の形態においては、透視対象物Ｗを互いに略直交する２方向から撮影した２つの光学像を、２台のＣＣＤカメラ５，６を用いてライブ画像で表示した例を示したが、透視対象物Ｗの側方に、Ｘ線光軸Ｌに対して既知の角度に１台のＣＣＤカメラを配置して、透視に先立って試料ステージ３を回転させて図６に例示するように複数枚の光学像を撮影して記憶装置に記憶しておき（実際には例えば５°間隔で３６０°分、合計７２枚）、その各光学像のうち、透視時の試料ステージ３の回転角度に応じてＸ線透視方向から見たものに最も近い光学像と、その光学像に対して９０°相違する方向から撮影した光学像とを選択し、図７に表示器１３による表示例を示すように、これらの光学像を光学像画面１３ｂと１３ｃに表示してマーカーＭ１，Ｍ２を重畳表示しても、先の例と同等の作用効果を奏することができる。
【００３０】
また、上記した実施の形態における傾動については、試料ステージ３を傾動させるのではなく、Ｘ線源１とＸ線検出器２を例えば共通のＣ形のフレームで支持し、そのフレームごとＸ線源１とＸ線検出器の２の対を試料ステージ３に対して傾動させる構成を採用してもよい。
【００３１】
更に、以上の各実施の形態においては、２つの光学像を同時に表示した例を示したが、表示器のスペースが小さい場合には、これらの２つの光学像を選択的に切り換えて表示してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における表示器１３の表示例の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態においてマーカーＭ１，Ｍ２の移動により注目ポイントを指定した後の表示器１３の表示例の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における試料ステージ３を回転させたときに同時に行われる試料ステージ３の移動の説明図である。
【図５】同じく本発明の実施の形態における試料ステージ３を傾動させたときに同時に行われる試料ステージの移動の説明図である。
【図６】１台の光学カメラを用いる本発明の他の実施の形態において、その光学カメラによりあらかじめ撮影される透視対象物の光学像の例の説明図である。
【図７】本発明の他の実施の形態における表示器の表示例の説明図である。
【図８】従来のＸ線透視装置における試料ステージを回転させたときに注目ポイントがＸ線透視画面上で移動する理由の説明図である。
【図９】従来のＸ線透視装置における試料ステージを傾動させたときに注目ポイントがＸ線透過画面上で移動する理由の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  Ｘ線源
２  Ｘ線検出器
３  試料ステージ
４  ５軸制御装置
５，６  ＣＣＤカメラ
１１  パーソナルコンピュータ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  キャプチャーボード
１３  表示器
１４  操作部
Ｌ  Ｘ線光軸
Ｍ１，Ｍ２  マーカー
Ｒ  回転中心軸
Ｔ  傾動中心軸
Ｖ  注目ポイント
Ｗ  透視対象物
【図１】
2006090793.tif 000003
【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】
2006090793.tif 000009
【図８】
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【図９】
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