(57)【要約】【課題】サンプルの境界を設定入力することなく、自動的に、かつ、効率的に部分画像を撮影して全景画像を構築することのできるＸ線透視装置を提供する。【解決手段】部分画像撮影状態で、その部分画像の各辺に沿った輝度変化を求め、輝度変化の大きい辺でサンプル像の境界が交差していると判定し、例えば反時計回り等のあらかじめ設定されている優先順位に従った方向に次の部分画像を撮影するための視野を移動させるように、試料ステージ３を自動的に駆動していき、全ての部分画像の撮影後にこれらを繋ぎ合わせて全景画像を構築することにより、無駄な撮影を行うことなく、自動的にサンプル像の境界に辿りながら部分画像を撮影していくことを可能とする。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と、そのＸ線源に対向配置されたＸ線カメラと、これらのＸ線源とＸ線カメラの間に配置され、サンプルを搭載してＸ線光軸方向を含む互いに直交する３軸方向に移動可能な試料ステージと、上記Ｘ線カメラからの出力を用いてサンプルのＸ線透視像を表示する画像表示手段を備えたＸ線透視装置において、
上記試料ステージをＸ線光軸に直交する平面上で設定された量ずつ自動的に移動させつつサンプルの部分画像を撮影する部分画像逐次撮影手段と、その各部分画像からサンプルの全景画像を構築する全景画像構築手段を備え、上記部分画像逐次撮影手段は、部分画像の撮影状態で、その部分画像の各辺に沿った輝度変化を求め、輝度変化の大きい辺でサンプル像の境界が交差していると判定し、輝度変化の大きい辺のうち、あらかじめ設定されている優先順位に従った辺の方向に次の部分画像を撮影するための視野を移動させるように上記試料ステージを駆動することを特徴とするＸ線透視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業製品などの透視検査を行うためのＸ線透視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業製品などの透視検査を行うためのＸ線透視装置においては、一般に、Ｘ線源に対向して、イメージインテンシファイアとＣＣＤカメラなどを組み合わせてなるＸ線カメラを配置し、これらの間に、透視対象物であるサンプルを搭載するための試料ステージが配置された構成を採る。この構成において、試料ステージは、Ｘ線源とＸ線カメラを結ぶＸ線光軸方向を含む互いに直交する３軸方向に移動できるようになっており、Ｘ線光軸方向への移動により撮影倍率を変化させ、またそのＸ線光軸に直交する２軸方向に移動させることによってＸ線カメラの視野を変化させ得るようになっている。
【０００３】
このようなＸ線透視装置を用いて透視検査を行うに当たり、サンプルがＸ線カメラの視野内に収まらない場合、通常、サンプルの部分画像を別々に撮影し、その各部分画像を繋ぎ合わせることによって１枚の全景画像を構築する技術が知られている（例えば特開２０００−９７８８１号公報参照）。
【０００４】
このような全景画像が得られれば、その全景画像上での位置関係から、試料ステージを移動させてサンプル上の注目したい部位にＸ線カメラの視野を移動させることができ、その移動ののちに試料ステージをＸ線光軸方向に移動させるなどによって注目部位の拡大透視像などを得ることも可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サンプルの部分画像から全景画像を構築する特開２０００−９７８８１号公報に記載の技術によれば、全景画像を構築するために、オペレータがサンプルの境界、つまり撮影範囲を設定入力する必要があり、手間が掛かるという問題があるばかりでなく、オペレータのミスによって誤った境界を入力してしまう可能性もある。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、サンプルの境界を設定入力することなく、自動的に、かつ、効率的に部分画像を撮影して全景画像を構築することのできるＸ線透視装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のＸ線透視装置は、Ｘ線源と、そのＸ線源に対向配置されたＸ線カメラと、これらのＸ線源とＸ線カメラの間に配置され、サンプルを搭載してＸ線光軸方向を含む互いに直交する３軸方向に移動可能な試料ステージと、上記Ｘ線カメラからの出力を用いてサンプルのＸ線透視像を表示する画像表示手段を備えたＸ線透視装置において、上記試料ステージをＸ線光軸に直交する平面上で設定された量ずつ自動的に移動させつつサンプルの部分画像を撮影する部分画像逐次撮影手段と、その各部分画像からサンプルの全景画像を構築する全景画像構築手段を備え、上記部分画像逐次撮影手段は、部分画像の撮影状態で、その部分画像の各辺に沿った輝度変化を求め、輝度変化の大きい辺でサンプル像の境界が交差していると判定し、輝度変化の大きい辺のうち、あらかじめ設定されている優先順位に従った辺の方向に次の部分画像を撮影するための視野を移動させるように上記試料ステージを駆動することによって特徴づけられる。
【０００８】
本発明は、Ｘ線カメラの視野を変化させるべく試料ステージをＸ線光軸に直交する平面上で設定された量ずつ移動させて部分画像を撮影する動作中に、部分画像の４辺に沿った輝度変化から、サンプルの境界が交差しているか否かを自動的に判別することによって、オペレータが設定入力することなく自動的にサンプルの境界を検知して、所期の目的を達成するものである。
【０００９】
すなわち、サンプルの境界が交差している辺では、その辺に沿った輝度変化が大きくなる（図４，図５参照）。従って、部分画像を撮影している状態において、その部分画像の各辺に沿った輝度変化を求めることにより、各辺にサンプルの境界が交差しているか否かを判別することができる。サンプルの境界が交差している辺に隣接する領域には、サンプルが未だ存在していることが判るので、輝度変化が大きい辺のうち、規定の優先順位、例えば時計回りないしは反時計回りなど、に従った辺の方向に次の部分画像を撮影するための視野を移動させるべく試料ステージを移動させることにより、オペレータがサンプルの境界を設定することなく、Ｘ線カメラの視野がサンプルの境界を辿るように自動的に部分画像を撮影して、全景画像を構築することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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全体構成図であり、機械的構成を表す模式図と電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１１】
Ｘ線源１はそのＸ線光軸Ｌを鉛直上方に向けた状態で配置されており、このＸ線源１に対向してＸ線カメラ２が設けられている。また、これらのＸ線源１とＸ線カメラ２の間には、透視対象物であるサンプルＷを載せるための試料ステージ３が配置されている。
【００１２】
Ｘ線カメラ２は、例えばイメージインテンシファイアとＣＣＤカメラとを組み合わせた公知のものであり、このＸ線カメラ２はカメラ移動機構４によってＸ線光軸Ｌの方向（ｚ軸方向）に移動可能となっている。
【００１３】
試料ステージ３は、ステージ移動機構５の駆動により、ｚ軸方向と、そのｚ軸方向に直交する水平面上で互いに直交するｘ，ｙ軸方向の合計３軸方向に独立的に移動可能となっている。
【００１４】
Ｘ線カメラ２の各画素出力は画像取り込み回路６を介してパーソナルコンピュータ７に取り込まれる。パーソナルコンピュータ７では、その各画素出力を用いてＸ線カメラ２によるサンプルＷのＸ線透視像を構築し、表示器７ａに表示する。前記したカメラ移動機構４およびステージ移動機構５は、このパーソナルコンピュータ７の制御下に置かれており、当該パーソナルコンピュータ７に接続されているキーボード７ｂないしはマウス７ｃを手動操作することによって、Ｘ線カメラ２および試料ステージ３を所望の方向に移動させることができるように構成されている。
【００１５】
また、このパーソナルコンピュータ７には、以下に示すような部分画像逐次撮影・全景画像構築用プログラムがインストールされており、このプログラムはキーボード７ｂないしはマウス７ｃを操作することによってスタートすることができるようになっている。
【００１６】
図２は部分画像逐次撮影・全景画像構築用プログラムの内容を示すフローチャートであり、以下、この図を参照しつつ本発明の実施の形態の動作を説明する。この例は、反時計回りにサンプルの境界を辿る場合の例を示している。
【００１７】
まず、試料ステージ３を手動操作して、Ｘ線カメラ２の視野をサンプルＷの境界が入る任意の位置に移動させた状態で、スタート指令を与える。スタート指令が与えられると、その位置における部分画像を撮影する。なお、部分画像を撮影するとは、その位置において得られるＸ線カメラ２からの１フレーム分の画素データをパーソナルコンピュータ７のメモリに撮影データとして格納とする動作を言い、以下同じである。
【００１８】
さて、最初の部分画像が、図３に示す例においてＰ１であったとする。この部分画像Ｐ１について、図４に示すように、その４辺Ａ〜Ｄについて、それぞれの辺に沿った輝度変化（ラインプロファイル）を求める。これらの各辺Ａ〜Ｄに沿った輝度変化は、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示す通りである。すなわち、辺ＡおよびＢでは左から右にかけてサンプル像のない部分において輝度が大きく（明るく）、サンプル像の存在する部分は輝度が小さく（暗く）なり、大きな輝度変化を示す。一方、辺Ｃでは辺全体にわたってサンプル像が存在しないため、輝度は一様に大きい。また、辺Ｄでは、辺全体にわたってサンプル像が存在するため、輝度は一様に小さい。このような各辺に沿った輝度変化から、各辺にサンプル像の境界が交差しているか否かを明確に判別することができる。
【００１９】
さて、反時計回りに視野を移動させるという約束事から、各辺Ａ〜Ｄの輝度変化についても、反時計回りにサンプル像の境界の交差の有無を判別していく。すなわち、辺Ｃからサンプル像の境界の交差の有無を判別していき、最初にサンプル像の境界が交差している辺Ｂを得て、その辺Ｂ側、つまり下向きに視野を移動させることを決定する。この移動量は１画面相当分であって、試料ステージ３を決定通りに自動的に移動させてＸ線透視像撮影することにより、図３における部分画像Ｐ２を得る。
【００２０】
次に、この部分画像Ｐ２についても、上記と同様にして各辺の輝度変化を求めて、次の移動方向を定める。この場合、この視野は上方から移動してきたので、上方から反時計回りの各辺の輝度変化を調べる。すなわち、左辺→下辺→右辺→右辺の順で輝度変化の大きさを調べる。部分画像Ｐ２においては、左辺；輝度辺変化なし、下辺；輝度変化なし、右辺；輝度変化ありなので、右辺側に視野が移動するように試料ステージ３を移動させ、部分画像Ｐ３を撮影する。
【００２１】
以下、同様にして、サンプルＷの境界が交差している辺を探し、反時計回りに１画面相当分だけ移動させていき、当初の部分画像Ｐ１に戻った時点で、サンプルＷの境界を一周したことを認識することができる。そして、これらのサンプルＷの境界１周分の部分画像部分画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３・・・・の撮影の後、これらで囲まれた内側に撮影されていない領域がないか否かを判別し、ある場合にはその領域が視野に入るように試料ステージ３を移動させて部分画像を撮影したうえで、また、ない場合には部分画像の撮影動作を終了する。そして、各部分画像を繋ぎ合わせて全景画像を構築して表示器７ａに表示し、プログラムを終了する。
【００２２】
以上の実施の形態によると、部分画像の撮影に際してオペレータはサンプルＷの境界を何ら設定する必要がなく、しかも、それにも係わらず、サンプルＷが全く視野に入らない位置に試料ステージ３を移動させることなく、効率的に全ての部分画像を自動的に撮影することができる。
【００２３】
ここで、サンプルＷの形状がより複雑な例えば図６に示すような形状であっても、上記のプログラムによって全ての部分画像を撮影することができる。すなわち、この図６のような形状をしたサンプルＷにおいては、上記のプログラムによれば、部分画像Ｐ２の撮影後に部分画像Ｐ３を撮影した後、次に視野は部分画像Ｐ２の撮影位置に戻る。しかし、この場合、部分画像Ｐ３へは下から移動してきたので、サンプル像の境界の有無の判定は右から行うことになるため、視野は部分画像Ｐ２の位置から部分画像Ｐ４の位置へと移動可能となる。
【００２４】
また、以上のプログラムの実行に先立ち、サンプル像が視野中に存在しない位置で画像を撮影し、そのときの輝度をサンプルなしの輝度として記憶しておき、各辺の輝度変化を判定する際に用いればより確実にサンプルの境界の判定を行うことができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、サンプルの一部が視野中にある任意の位置から、オペレータがサンプルの境界等の設定を行うことなく、自動的に、かつ、視野中にサンプルの存在しない位置に移動することなく、全景画像を作成するために必要な部分画像を効率的に撮影することができる。その結果、全景画像を作成するために必要最小限の部分画像が自動的に撮影されることになり、サンプルの境界の設定が不要であることと併せて、全景画像を得るための所要時間を短縮化することができる。また、部分画像の撮影が必要最小限になることから、オペレータの被曝量も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成図であり、機械的構成を表す模式図と電気的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のパーソナルコンピュータにインストールされている部分画像逐次撮影・全景画像構築用プログラムの内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態によるＸ線カメラの視野の移動手順の説明図である。
【図４】図３における部分画像Ｐ１の拡大図によって示す本発明の実施の形態によるサンプル像の境界の有無の判定の説明図である。
【図５】図４の部分画像Ｐ１の４辺Ａ〜Ｄについて、それぞれの辺に沿った輝度変化の測定結果の例を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態により、図３とは異なる形状のサンプルの部分画像を撮影する場合のＸ線カメラの視野の移動手順の説明図である。
【符号の説明】
１　Ｘ線源
２　Ｘ線カメラ
３　試料ステージ
４　カメラ移動機構
５　ステージ移動機構
６　画像取り込み回路
７　パーソナルコンピュータ
７ａ　表示器
７ｂ　キーボード
７ｃ　マウス
Ｗ　サンプル
【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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