Ｘ線検査装置およびＸ線検査方法
【課題】対象物の検査を短時間で精度よく行なえる装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１００は、走査型Ｘ線源１０と、複数のＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎと、画像取得制御機構３０と、演算部７０と、メモリ９０とを備える。走査型Ｘ線源１０は、検査対象２０に向けてＸ線を出力する。Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎは、検査対象２０を透過したＸ線を検出する。画像取得制御機構３０は、Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎが検出した画像データ９８をメモリ９０に格納する。演算部７０に含まれる再構成部７６は、画像データ９８に基づいて、解析法を用いて水平断面の再構成画像を生成し、反復法を用いて垂直断面の再構成画像を生成する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１００は、走査型Ｘ線源１０と、複数のＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎと、画像取得制御機構３０と、演算部７０と、メモリ９０とを備える。走査型Ｘ線源１０は、検査対象２０に向けてＸ線を出力する。Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎは、検査対象２０を透過したＸ線を検出する。画像取得制御機構３０は、Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎが検出した画像データ９８をメモリ９０に格納する。演算部７０に含まれる再構成部７６は、画像データ９８に基づいて、解析法を用いて水平断面の再構成画像を生成し、反復法を用いて垂直断面の再構成画像を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置およびＸ線検査方法に関する。特に、Ｘ線照射を用いて対象物を検査するための再構成画像の生成方法であって、Ｘ線検査方法、Ｘ線検査装置に適用しうる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な分野の検査において、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が用いられている。ＣＴは、撮像された対象物の２次元データ（投影画像）から対象物の３次元のデータを生成（再構成）する技術である。ＣＴを用いた検査では、対象物の立体的な形状、対象物をいろいろな角度から見た画像など、２次元データからは得られない情報が得られる。
【０００３】
近年では、Ｘ線ＣＴは、プリント基板（ＰＣＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）の検査に用いられている。ＰＣＢの検査について、図２１を参照して説明する。図２１は、ＰＣＢの検査について説明するための図である。
【０００４】
図２１Ａは、電子部品が実装された基板の斜視図である。基板１６０１上に、第１の部品１６０２と、第２の部品１６０３とが実装されている。第２の部品１６０３は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）１６０４等により、基板１６０１に物理的および電気的に接続されている。
【０００５】
図２１Ｂは、基板１６０１と第２の部品１６０３との接続箇所を基板１６０１の面に垂直な断面で切った断面図である。ＢＧＡ１６０４は、第２の部品１６０３と基板１６０１の表面層１６０５とを接続する。ＢＧＡ１６０４は、加熱され、加熱後の状態１６０６に変形する。ただし、加熱後の状態１６０６にボイド１６０７が生じる場合がある。また、複数の半田ボールが結合しブリッジ１６０８を形成する場合もある。
【０００６】
ＰＣＢの検査では、加熱後の状態１６０６のぬれ性、ボイド１６０７およびブリッジ１６０８の有無、異物の有無などを検査する。半田接合面の検査には、公知技術として、各種装置に搭載されている技術を用いることができる。ここでは、断層内の半田面積で判定する一般的な方法を示す。
【０００７】
検査装置は、３次元データを生成し、３次元データを切り出して断層画像を作成する。検査装置は、作成した断層画像を２値化し、画像を半田とそれ以外に分離した２値化画像を取得する。この２値化処理には、判別分析法等の一般的な２値化処理を用いることが可能である。検査装置は、２値化画像から白（もしくは１）の部分のラベリングを行ない、半田を区別したラベリング画像を取得する。このラベリング処理には、ラスタスキャンによって連結の有無を判定するような一般的なラベリング処理を用いることが可能である。
【０００８】
基板１６０１の面に平行な断面の一例を、図２１Ｃに示す。図２１Ｃは、図２１Ｂにおいて破線で示した断面で切った接続箇所の断面図である。図２１Ｃでは、半田を白、半田以外を斜線で示している。ここでは、正常、ボイド、ブリッジの３種類の状態を示した。図２１Ｃを参照して、ボイド１６０７がある場合、半田内に半田がない部分が生じる。ブリッジ１６０８がある場合、正常時に比べ広範な領域に半田が観察される。
【０００９】
検査装置は、ラベリング画像からそれぞれの半田の面積（白もしくは１の画素の個数）を計数し、半田の面積を求める。検査装置は、面積が一定の範囲内であれば良品、それ以外であれば不良とすることで、半田接合面の良否を判定する。この一定の範囲の閾値は、予めユーザにより設定されることが一般的である。
【００１０】
例えば、特許文献１（特開２００８−０２６３４４号公報）などには、プリント基板の検査装置が開示されている。プリント基板の検査装置の概略を図２２および図２３に示す。図２２は、特許文献１に記載の検査装置を模式的に示す図である。図２３は、Ｘ線源およびＸ線検出器を移動させてプリント基板を検査する検査装置の模式図である。図２２および図２３に示すように、プリント基板の検査装置は、プリント基板が搬送される面に対して斜めの方向からプリント基板にＸ線を照射する。
【００１１】
ところで、一般的には、Ｘ線ＣＴにより高画質な画像を得るためには、あらゆる方向からのＸ線の透視撮像を行なうことが望ましい。特許文献２（特開２００６−２５８６８号公報）には、周囲の全方向から被検体を撮像する医療用途のＸ線ＣＴシステムが開示されている。
【００１２】
一方、特許文献３（特開２００７−１３９６２０号公報）には、コーンビーム角が大きい場合に対して有効なデータ再構成法が開示されている。特許文献３に記載のＸ線コーンビームＣＴ装置は、ラドン空間のシャドウゾーンのデータを計算により補完する。
【特許文献１】特開２００８−０２６３４４号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８６８号公報
【特許文献３】特開２００７−１３９６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載のような検査装置では、ＰＣＢのような薄い対象物のＸ線ＣＴ検査を短時間で精度よく行なえなかった。したがって、ＰＣＢなどのインライン検査を実現することは困難であった。これは、Ｘ線ＣＴ検査において、撮像データの枚数と再構成データの解像度とにはトレードオフの関係があるためである。斜めＣＴ撮像では、長軸方向からみたＰＣＢについてのデータ（以下、垂直断面データとよぶこともある）が不足するため、再構成データの垂直断面画像の解像度が悪くなる。
【００１４】
しかし、ＰＣＢの検査において、特許文献２に記載の医療検査のように対象物を周囲の全方向から撮像することは、検査時間の観点から、現実的ではない。また、ＰＣＢの長軸方向（以下、水平方向とよぶこともある）に高密度に実装されている極小の電子部品を高解像度で撮像することは困難である。
【００１５】
また、特許文献３に記載の手法は、広角コーンビームＣＴに関するものである。特許文献３に記載の補完方法を、ＰＣＢ検査に応用することは容易ではない。
【００１６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、対象物の検査を短時間で精度よく行なえる装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
１つの局面に係る本願発明は、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、Ｘ線が対象物に複数の方向から入射するようにＸ線を出力するＸ線出力手段と、各方向から対象物に入射して対象物を透過したＸ線が届く位置においてＸ線を撮像するＸ線検出手段と、各位置で撮像したＸ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成する再構成手段とを備え、再構成手段は、第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成する第１の再構成手段を含み、第１の再構成手段は、第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用い、第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する対象物の第２の再構成画像データを生成する第２の再構成手段をさらに含み、第２の再構成手段は、第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いる。
【００１８】
好ましくは、再構成手段は、第１の再構成画像データの生成および第２の再構成画像データの生成を並行して行なう。
【００１９】
好ましくは、第２の構成手段は、第１の再構成画像データを反復法の初期画像として第２の再構成画像データを生成する。
【００２０】
好ましくは、再構成手段は、解析法による再構成３次元データに基づいて、第２の再構成手段が第２の再構成画像データを生成する領域を決定する決定手段をさらに含み、第２の再構成手段は、決定された領域について、第２の再構成画像データを生成する。
【００２１】
好ましくは、Ｘ線出力手段は、Ｘ線が第２の方向を除く方向から対象物に入射するようにＸ線を出力する。
【００２２】
好ましくは、対象物を法線方向が実質的に第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、Ｘ線出力手段は、搬送面の第１の側からＸ線を出力し、Ｘ線検出手段は、搬送面の第１の側とは異なる第２の側でＸ線を撮像する。
【００２３】
好ましくは、対象物は、平面状の物体であり、第２の方向は、実質的に、対象物の面の法線方向であり、Ｘ線出力手段は、対象物の面に所定の角度で交わる方向からＸ線が対象物に入射するようにＸ線を出力する。
【００２４】
さらに好ましくは、対象物は、平面状の物体であり、第２の方向は、実質的に、対象物の面の法線方向であり、決定手段は、解析法による再構成３次元データの対象物の面に実質的に平行な複数の断面の画素分布に基づいて、第２の再構成画像データを生成する領域を第２の方向について限定する。
【００２５】
さらに好ましくは、対象物を法線方向が実質的に第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、搬送機構は、対象物を挟む一対のレールを含む。
【００２６】
他の局面に係る本願発明は、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、Ｘ線が対象物に複数の方向から入射するようにＸ線を出力するステップと、各方向から対象物に入射して対象物を透過したＸ線が届く位置においてＸ線を撮像するステップと、各位置で撮像したＸ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成するステップとを備え、再構成画像データを生成するステップは、第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成するステップを含み、第１の再構成画像データを生成するステップは、第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用いるステップを有し、再構成画像データを生成するステップは、第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する対象物の第２の再構成画像データを生成するステップをさらに含み、第２の再構成画像データを生成するステップは、第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いるステップを有する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、第１の方向を法線方向とする面に対応する再構成画像データを解析法を用いて生成し、第１の方向と異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する再構成画像データを反復法を用いて生成する。その結果、対象物を短時間で精度よく検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。以下の説明では、同一の部分には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２９】
［第１の実施の形態］
（１．Ｘ線検査装置について）
図１は、本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。図１を参照して、本発明に係るＸ線検査装置１００について説明する。ただし、以下で記載されている構成、寸法、形状、その他の相対配置などは、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３０】
Ｘ線検査装置１００は、中心軸を軸２１としてＸ線を出力する走査型Ｘ線源１０と、複数のＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎが取り付けられ、各Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎを指定された位置に駆動するためのＸ線検出器駆動部２２とを備える。また、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎとの間には検査対象２０が配置される。言い換えると、Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎは、検査対象２０を挟むように、走査型Ｘ線源１０と対向した位置にある。
【００３１】
つまり、走査型Ｘ線源１０は、検査対象２０が配置される面の第１の側に配置され、第１の側から検査対象２０に向けてＸ線を出力する。また、各Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎは、検査対象２０が配置される面の第１の側とは異なる（つまり、逆側の）第２の側に配置される。
【００３２】
さらに、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線検出器駆動部２２によるＸ線検出器２３の駆動やＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎからの画像データの取得を制御するための画像取得制御機構３０と、ユーザからの指示入力等を受け付けるための入力部４０と、測定結果等を外部に出力するための出力部５０とを備える。
【００３３】
また、Ｘ線検査装置１００は、走査型Ｘ線源制御機構６０と、演算部７０と、メモリ９０とをさらに備える。このような構成において、演算部７０は、メモリ９０に格納されたプログラム９６を実行して各部を制御し、また、所定の演算処理を実施する。
【００３４】
走査型Ｘ線源１０は、走査型Ｘ線源制御機構６０によって制御され、検査対象２０に対しＸ線を照射する。
【００３５】
図２は、走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。図２を参照して、走査型Ｘ線源１０においては、電子ビーム制御部６２によって制御された電子銃１９から、タングステンなどのターゲット１１に対し電子ビーム１６が照射される。そして、電子ビーム１６がターゲットに衝突した場所（Ｘ線焦点位置１７）からＸ線１８が発生し、放射（出力）される。なお、電子ビーム系は、真空容器９の中に収められている。真空容器９の内部は、真空ポンプ１５によって真空に保たれており、電子銃１９から高圧電源１４によって加速された電子ビーム１６が発射される。
【００３６】
走査型Ｘ線源１０においては、電子ビーム１６は、電子線収束コイル１３により収束された後、偏向ヨーク１２によって電子ビーム１６を偏向することにより、電子ビーム１６がターゲット１１に衝突する場所を任意に変更することができる。たとえば、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ａはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ａからＸ線１８ａが出力される。また、同様に、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ｂはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ｂからＸ線１８ｂが出力される。なお、特に断らない場合は、本願発明において、走査型Ｘ線源１０は透過型である。また、検査対象物の検査対象部分に応じて設定されるＸ線の放射の起点となるべき位置（以下、「Ｘ線の放射の起点位置」と呼ぶ）からＸ線を発生させるにあたり、その位置の設定の自由度を高めることができるよう、リング状ではなく、連続面のターゲットであることが望ましい。また、以下の説明では、特に位置を区別して記載しない場合は、総称として、単にＸ線焦点位置１７と示す。
【００３７】
なお、Ｘ線焦点位置を、上述したＸ線の放射の各起点位置に移動させるには、たとえば、Ｘ線源として固定焦点型Ｘ線源を用い、Ｘ線源自体の位置を、その都度、機械的に移動させることも可能である。ただし、図２に示すような構成であれば、Ｘ線焦点位置を、Ｘ線の放射の起点位置に移動させるにあたり、一定の範囲内であれば、Ｘ線源を機械的に移動させることを必要とせず、保守性や信頼性に優れたＸ線検査装置を実現できる。なお、Ｘ線源を複数個設けておき、起点位置に応じて、切り替えて使用することも可能である。本発明に係るＸ線源は、斜めＣＴ撮像用のものであればよい。
【００３８】
言い換えると、「Ｘ線の放射の起点位置」とは、撮像に使用するＸ線検出器２３の空間的な位置と、検査対象２０の検査対象部の空間的な位置とが特定されれば、特定されうる空間的な位置のことを意味し、Ｘ線焦点位置とは、実際にＸ線が出力されるターゲット上の位置を意味する。したがって、「Ｘ線の放射の起点位置」にＸ線焦点位置をもってくるためには、走査型Ｘ線源による電子ビームの走査によることも可能であるし、あるいは、Ｘ線源そのものを機械的に移動させてもよい。
【００３９】
図１に戻って、走査型Ｘ線源制御機構６０は、電子ビームの出力を制御する電子ビーム制御部６２を含む。電子ビーム制御部６２は、演算部７０から、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギー（管電圧、管電流）の指定をうける。Ｘ線エネルギーは、検査対象の構成によって異なる。
【００４０】
検査対象２０は、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３（以下、「Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎ」を総称するときは、「Ｘ線検出器２３」と呼ぶ）との間に配置される。検査対象２０の位置の移動にあたっては、本実施の形態では、ベルトコンベアのように一方向に移動することにより検査対象を検査のための位置に配置する。ただし、Ｘ−Ｙ−Ｚステージで任意の位置に移動するようにしてもよい。
【００４１】
なお、検査対象がプリント実装基板のように小さい場合、上述のように、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３とは固定で検査対象を移動させることとしてもよいものの、ガラス基板など検査対象が大面積で、検査対象側を任意に移動させることが困難な場合は、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との相対的な位置は固定したまま、走査型Ｘ線源１０およびＸ線検出器２３を移動させてもよい。
【００４２】
Ｘ線検出器２３は、走査型Ｘ線源１０から出力され、検査対象２０を透過したＸ線を検出して画像化する２次元Ｘ線検出器である。たとえば、Ｉ．Ｉ．（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）管などである。本実施の形態では、Ｘ線検出器駆動部２２に複数のＸ線検出器を配置することから、スペース効率のよいＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）が望ましい。また、インライン検査で使うことができるように高感度であることが望ましく、ＣｄＴｅを使った直接変換方式のＦＰＤであることが特に望ましい。
【００４３】
画像取得制御機構３０は、演算部７０より指定された位置にＸ線検出器２３を移動させるようにＸ線検出器駆動部２２を制御するための検出器駆動制御部３２と、演算部７０から指定されたＸ線検出器２３の画像データ９８を取得するための画像データ取得部３４とを含む。画像データ取得部３４は、取得した画像データ９８をメモリ９０に格納する。
【００４４】
Ｘ線検出器駆動部２２により駆動されたＸ線検出器２３の位置は位置センサ（図示しない）によって知ることができ、検出器駆動制御部３２を介して演算部７０に取り込むことができる。
【００４５】
また、Ｘ線検出器駆動部２２は、拡大率を調整するために上下に昇降できることが望ましい。この場合、Ｘ線検出器駆動部２２の上下方向の位置をセンサ（図示しない）により知ることができ、検出器駆動制御部３２を介して演算部７０に取り込むことができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎと、Ｘ線検出器駆動部２２と、画像取得制御機構３０とを組み合わせて、検査対象２０を透過したＸ線を検出している、しかし、Ｘ線の検出方法はこれに限られるわけではない。Ｘ線検査装置１００は、いろいろな方向から検査対象２０に入射し検査対象２０を透過したＸ線が届く位置でＸ線を検出できる機構を備えていればよい。例えば、Ｘ線検査装置１００は、より多くの固定されたＸ線検出器によりＸ線を検出しても構わない。また、複数のＸ線検出器のかわりに、単体のＸ線検出器を使用してもよい。
【００４７】
入力部４０は、ユーザの入力を受け付けるための操作入力機器である。出力部５０は、演算部７０で構成されたＸ線画像等を表示するためのディスプレイである。すなわち、ユーザは、入力部４０を介して様々な入力を実行することができ、演算部７０の処理によって得られる種々の演算結果が出力部５０に表示される。出力部５０に表示される画像は、ユーザによる目視の良否判定のために出力されてもよいし、あるいは、後で説明する良否判定部７８の良否判定結果として出力されてもよい。
【００４８】
演算部７０は、走査型Ｘ線源制御部７２と、画像取得制御部７４と、再構成部７６と、良否判定部７８と、検査対象位置制御部８０と、Ｘ線焦点位置計算部８２と、撮像条件設定部８４とを含む。プロセッサに相当する演算部７０は、メモリ９０に格納されたプログラム９６を実行し、上述の各部の機能を実現するものとする。ただし、演算部７０の機能の一部もしくは全部は、ハードウェア的に実現されても構わない。
【００４９】
走査型Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギーを決定し、走査型Ｘ線源制御機構６０に指令を送る。
【００５０】
画像取得制御部７４は、Ｘ線検出器駆動部２２により指定位置まで駆動されるＸ線検出器２３のうち、画像を取得するＸ線検出器２３を決定し、画像取得制御機構３０に指令を送る。また、画像取得制御機構３０から、画像データを取得する。
【００５１】
再構成部７６は、画像取得制御部７４により取得された複数の画像データから３次元データを再構成する。
【００５２】
良否判定部７８は、再構成部７６により再構成された３次元データあるいは、透視データをもとに検査対象の良否を判定する。たとえば、半田ボールの形状を認識し、当該形状が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する等により良否判定を行なう。なお、良否判定を行なうアルゴリズム、あるいは、アルゴリズムへの入力情報は、検査対象によって異なるため撮像条件情報９４から入手する。
【００５３】
検査対象位置制御部８０は、検査対象２０を移動させる検査対象位置駆動機構１１０を制御する。
【００５４】
Ｘ線焦点位置計算部８２は、検査対象２０のある検査エリアを検査する際に、その検査エリアに対するＸ線焦点位置や照射角などを計算する。
【００５５】
撮像条件設定部８４は、検査対象２０に応じて、走査型Ｘ線源１０からＸ線を出力する際の条件を設定する。たとえば、Ｘ線源に対する印加電圧、撮像時間等である。
【００５６】
メモリ９０は、Ｘ線焦点位置計算部８２によって計算されたＸ線焦点位置が格納されるＸ線焦点位置情報９２と、撮像条件設定部８４によって設定された撮像条件や、良否判定を行なうアルゴリズムに関する情報などが格納される撮像条件情報９４の他、上述した演算部７０が実行する各機能を実現するためのプログラムとを含む。なお、メモリ９０は、データを蓄積することができればよく、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成される。
【００５７】
図３は、Ｘ線検査装置１００の構成を説明するための図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付しており、かつ、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係のある部分のうち説明に必要な部分を抜き出して記載している。
【００５８】
図３を参照して、Ｘ線検出器駆動部２２は、Ｘ線検出器２３．１および２３．２をそれぞれ、ＸＹθの自由度で駆動可能なＸＹθ動作機構となっており、Ｘ線源１０としては、走査型Ｘ線源が用いられている。なお、Ｘ線検出器駆動部２２は、図３に示したアーム型の駆動機構に限られるわけではない。各Ｘ線検出器２３を任意の位置に移動・回転させる役割を果たすものであれば、Ｘ線検出器駆動部２２として用いることできる。
【００５９】
図３に示した構成では、検査対象の位置を動かすために、検査対象位置駆動機構１１０と、検査対象位置制御部８０とが設けられている。
【００６０】
また、図３においては、２つの独立に移動可能なＸ線検出器を使用しているが、Ｘ線検出器が２つ以上設けられていてもよい。また、固定された複数のＸ線検出器を用いてもよい。この場合、検査に必要な方向の各撮像データが、いずれかのＸ線検出器で撮像できるように、各Ｘ線検出器が配置されているものとする。ただし、以下では、２つの独立に移動可能なＸ線検出器を使用する例について説明する。
【００６１】
Ｘ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２は、独立にＸ-Ｙ-θ動作が可能である。なお、Ｘ線検出器２３の駆動の仕方によって、θ回転の機構は必ずしも設けられていなくてもかまわない。
【００６２】
Ｘ線検出器駆動部２２は、直交タイプの２軸のロボットアーム２２．１と回転軸を持った検出器支持部２２．２とを備え、Ｘ線検出器２３の移動・回転を行う。ただし、このようなＸ−Ｙ方向の移動またはＸ−Ｙ平面内でのθ回転を可能とする構成であり、Ｘ線検出器２３の移動に対して同様の機能を持つものであれば、これ以外の機構を用いることも可能である。
【００６３】
また、検査対象の視野は、演算部７０内の検査対象位置制御部８０に制御される検査対象位置駆動機構１１０により、上記Ｘ線検出器２３．１または２３．２とは独立にＸ−Ｙ−Ｚ動作が可能である。さらに、上述のとおり、Ｘ線源１０の走査型Ｘ線源は、Ｘ線焦点位置１７をＸ線ターゲット上の任意の位置へ高速に移動させることが可能である。
【００６４】
演算部７０は、検出器駆動制御部３２、画像データ取得部（Ｘ線検出器コントローラ）３４、走査型Ｘ線源制御機構６０に命令を送り、後に説明するような検査処理のためのフローチャートで示されるプログラムを実行する。また、入力部４０からの入力によって検査装置の動作を制御し、各部の状態、または検査結果を出力部５０より出力することができる。
【００６５】
検査対象位置駆動機構１１０は、検査対象２０を固定する一対のレール１１２と、変位計１１４とを備える。各レール１１２は、検査対象２０の左端または右端を上下から挟み、基板を固定する。ここでは、左右をＹ軸に沿って、上下をＺ軸に沿って定義している。レール１１２は、検査対象位置制御部８０からの命令によって検査対象を水平（Ｘ−Ｙ）および垂直（Ｚ）方向に移動可能である。本実施の形態では、検査対象位置駆動機構１１０は、検査対象２０を、ほぼＸＹ平面（水平面）に平行な、つまり、法線方向が実質的にＺ方向である搬送面に沿って搬送するものとする。ここで、「法線方向が実質的にＺ方向である」とは、搬送面が検査に支障のない範囲で（例えば、０〜５度）水平面から傾いていてもよいことを意味する。
【００６６】
変位計１１４は、検査対象２０の反りを計測する。特に、プリント基板への部品の実装には、リフローといったような加熱処理工程が含まれるため、一般に、熱によりプリント基板が変形し、反りが生じる。通常の外観検査であれば、バックアップピンと呼ばれる支持棒により基板の反りを軽減できる。しかしながら、Ｘ線検査では、バックアップピンが画像に写りこんでしまうため、バックアップピンを使用できない。よって、複数の検査対象２０を測定するにあたっては、Ｘ線検査装置１００は、変位計１１４の測定結果に基づいて、Ｚ方向の検査領域を補正している。
【００６７】
検査対象位置駆動機構１１０は、検査対象２０の上下面を覆わない。そのため、Ｘ線は、検査対象２０を透過することができる。ただし、検査対象位置駆動機構１１０の構成は、上述のものに限られない。例えば、Ｘ線を透過するＸ−Ｙステージを検査対象位置駆動機構１１０として用いてもよい。しかしながら、多くの検査対象２０を検査するためには、図示した検査対象位置駆動機構１１０が好適である。
【００６８】
検査対象２０は、平面状の物体であるものとする。また、検査対象２０は、検査対象２０の面が、ＸＹ平面とほぼ平行に、つまり、法線方向が実質的にＺ方向である平面上に配置されているものとする。したがって、検査対象２０の長軸方向は、Ｚ方向と実質的に直交する。ここで、「長軸方向は、Ｚ方向と実質的に直交する」とは、長軸方向とＺ方向とのなす角度が、検査に支障のない範囲で９０度と異なっていてもよい（例えば、８５〜９５度であってもよい）ことを意味する。
【００６９】
Ｘ線検出器駆動部２２は、直交タイプの２軸のロボットアーム２２．１と回転軸を持った検出器支持部２２．２とを備え、検出器駆動制御部３２を通して、演算部７０からの命令によってＸ線検出器２３を指定された位置に移動させる。また、検出器駆動制御部３２は、その時点でのＸ線検出器２３の位置情報を演算部７０に送る。
【００７０】
演算部７０は、検出器駆動制御部３２を通した命令により指示されるタイミングでＸ線透視画像の取得と撮像データの転送を行う。
【００７１】
走査型Ｘ線源１０は、走査型Ｘ線源制御機構６０を通した演算部７０からの命令に従って、電子線を発生させ、電子線収束コイル１３および偏向ヨーク１２とによってターゲット上の指定された位置に電子線を収束させ、Ｘ線焦点位置１７を高速に移動させる。
【００７２】
走査型Ｘ線源１０は、複数の方向から検査対象２０にＸ線が入射するように、Ｘ線を出力する。検査対象２０の面へのＸ線の入射角度は、Ｘ線の走査範囲やＸ線の検出位置によって制限される角度内にある。ただし、検査対象２０のＸ線の入射方向は、検査対象２０と走査型Ｘ線源１０との位置関係のため、検査対象２０の長軸方向を含むことはない。
【００７３】
（２．再構成手法について）
ここで、Ｘ線データ再構成についての一般的な説明をしておく。Ｘ線データ再構成は、検査対象物の外部から照射したＸ線が、検査対象物によってどれだけ吸収（減衰）されたかを複数の角度から計測することにより、検査対象物内部のＸ線吸収係数の分布を求める手法である。
【００７４】
なお、以下では、Ｘ線源としては、いわゆる走査型Ｘ線源を用いて測定が行なわれるものとして説明を行なう。
【００７５】
図４は、データ再構成手法を説明するための図である。図４を参照して、Ｘ線検出器Ｄａに対応するＸ線焦点Ｆａから発せられたＸ線は検査対象（図示していない）を透過してＸ線検出器Ｄａの画素Ｐａに到達する。Ｘ線が検査対象を透過することによって、Ｘ線量（Ｘ線強度）は検査対象を構成する部品等のそれぞれが有する固有のＸ線吸収係数に相当する分だけ減衰する。Ｘ線強度の減衰量は検出器画素Ｐａの画素値として記録される。
【００７６】
Ｘ線焦点Ｆａから発せられるＸ線強度をＩとし、Ｘ線焦点Ｆａから検出器画素ＰａまでのＸ線が通過した経路をtとし、検査対象におけるＸ線吸収係数分布をｆ（ｘ，ｙ，ｚ）
とすると、検出器画素Ｐａに到達したＸ線の強度Ｉａは以下の式（１）で表される。
【００７７】
【数１】
【００７８】
この式の両辺の対数をとると、経路ｔに沿ったＸ線吸収係数分布が以下の式（２）のように線積分値により表わされる。このＸ線吸収係数分布をＸ線検出器により計測した値を投影データと呼ぶ。すなわちＸ線検出器はＸ線減衰量分布（Ｘ線強度分布と置き換えてもよい）を検出する。
【００７９】
【数２】
【００８０】
ＣＴにおいて投影データから対象物の３次元データを生成するアルゴリズムは、大きく、解析的手法（解析法）および反復的手法（反復法）の２つに分類される。
【００８１】
解析法は、投影画像を重ね合わせて３次元データを得るものである。解析法には、フーリエ変換法、ＦＢＰ法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ、フィルタ補正逆投影法）などがある。
【００８２】
反復法は、実際の投影画像と仮定した再構成データの投影画像とを比較し、両者が一致しない場合、再構成データを修正するという手順を何度も繰り返して、少しずつ対象物に近い再構成データを得るものである。反復法には、代数法、統計法などがある。反復法は、全ての方向の投影画像を参照して再構成データを更新する同時的反復法と１つの方向のみの投影画像を参照して再構成データを更新する逐次的反復法とに分類される。
【００８３】
以下、解析法および反復法のそれぞれについて具体的に説明する。
（解析的手法の説明）
図４に示すように、解析的手法を用いるにあたっては、１つの検査対象物（あるいは
検査対象物の１つの部分）に対して、Ｘ線検出器Ｄａの配置とは異なる位置に配置されたＸ線検出器Ｄｂに対して、焦点Ｆｂから発せられて到達したＸ線強度Ｉｂについての投影データを検出する。このような投影データを、実際には、１つの検査対象物（あるいは検査対象物の１つの部分）に対して、複数の配置について検出することで、これらの投影データから検査対象物の３次元データを再構成することになる。
【００８４】
図５は、図４に示した検査対象物における視野ＦＯＶ、視野ＦＯＶのうちの再構成の演算対象の再構成画素Ｖ、Ｘ線焦点Ｆａ、ＦｂならびにＸ線検出器Ｄａ、Ｄｂの配置を上面から見た図である。再構成画素Ｖの部分を透過したＸ線は、Ｘ線検出器Ｄａ、Ｄｂ上に像を結ぶにあたり、（焦点から再構成画素Ｖまでの距離）対（焦点からＸ線検出器までの距離）の比に応じて拡大された像を結ぶことになる。
【００８５】
Ｆｅｌｄｋａｍｐらは、この式（２）をもとに３次元データ再構成を行なうための再構成アルゴリズムを提案した。このアルゴリズム（いわゆるＦｅｌｄｋａｍｐ法）は、Ｌ．Ａ．Ｆｅｌｄｋａｍｐ，Ｌ．Ｃ．Ｄａｖｉｓ ａｎｄ Ｊ．Ｗ．Ｋｒｅｓｓ，“Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｏｎｅ−ｂｅａｍ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”，Ｊｏｕｎｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏＦａｍｅｒｉｃａ．Ａ， ６１２−６１９（１９８４）に示されているように、公知技術であるのでここでは詳細に説明しない。以下では一般的な手法の一つであるＦＢＰ法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法：フィルタ補正逆投影法）について簡単に説明する。
【００８６】
投影データから、Ｘ線が通過した経路ｔに沿って投影データを加算してＸ線吸収係数分布ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を求める操作を逆投影と呼ぶ。ただし、単純に投影データを加算すると撮像系の点広がり関数によりボケが生じるため、投影データにフィルタをかける。このフィルタにはたとえばＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ等の高周波強調フィルタが用いられる。フィルタをかける方向は、Ｘ線の透過経路の方向に対し垂直方向が望ましいとされているが、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法では投影データの透過経路の方向が全て同一と近似しフィルタリングを行っており、検査可能な画像を再構成することができる。
【００８７】
以下に、本実施形態におけるデータ再構成の手順を示す。まず、Ｘ線検出器Ｄａの検出器画素Ｐａの投影データpaをフィルタリングした値pa′を再構成画素Ｖの画素値vに加算する。さらに、Ｘ線検出器Ｄｂの検出器画素Pｂの投影データpbをフィルタリングした値pb′を再構成画素Ｖの画素値vに加算する。すると、v＝pa′＋pb′となる。この逆投影操作を全てのＸ線検出器もしくは一部のＸ線検出器に対して行なうことで、最終的な再構成画素Ｖの画素値vは以下の式（３）に従って表わされる。
【００８８】
【数３】
【００８９】
この操作を再構成領域（視野）ＦＯＶ内の全ての再構成画素Ｖに対して行なうことにより、検査対象のＸ線吸収係数分布が求められて再構成データが得られる。
【００９０】
図６は、このようなフィルタ補正逆投影法の処理手順を示すフローチャートである。
図６を参照して、解析的手法での処理が開始されると（ステップＳ５００２）、まず、複数撮像した投影データのうちから処理対象となる投影データの選択が行なわれる（ステップＳ５００４）。次に、選択された投影データにフィルタをかける処理を行なう（ステップＳ５００６）。
【００９１】
さらに、再構成視野ＦＯＶのうちの未処理の再構成画素Ｖを選択し（ステップＳ５００８）、再構成画素Ｖに対応する検出器画素を求める（ステップＳ５０１０）。
【００９２】
続いて、再構成画素Ｖにフィルタリングした画素値を加算し（ステップＳ５０１２）、全ての再構成画素について加算を行なったかが判断される（ステップＳ５０１４）。全ての再構成画素について処理が終わっていなければ、処理はステップＳ５００８に復帰し、終了していれば、処理は、ステップＳ５０１６に移行する。
【００９３】
ステップＳ５０１６では、全ての投影データについて処理を行なったかが判断される。全ての投影データについて終了していなければ、処理はステップＳ５００４に復帰する。一方、全ての投影データについて終了していれば、再構成データ生成が終了する（ステップＳ５０１８）。
【００９４】
（反復的手法の説明）
反復的手法では、検査対象のＸ線吸収係数分布ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）と投影データｌｎ（Ｉ／Ｉａ）とを方程式と見なし再構成する。
【００９５】
図７は、走査型Ｘ線源を用いた場合の反復的手法での処理の概念を示す概念図である。一方、図８は、図７の概念図を上面から見た上面図である。
【００９６】
以下に、図７および図８を参照して、反復的手法で再構成する手順について説明する。再構成データの画素値を一列に並べたベクトルν（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ν」と記す）と、投影データを一列に並べたベクトルｐ（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ｐ」と記す）を以下の式（４）および式（５）で表現する。
【００９７】
以下では、たとえば、再構成画素Ｖの値をある値に仮定したときにＸ線焦点ＦａからのＸ線がＸ線検出器Ｄａ上に結ばれると計算される画像についての画素を中間投影画素Ｑａとし、実際にＸ線検出器Ｄａ上で観測された画素を検出器画素Ｐａと呼ぶ。Ｘ線検出器Ｄｂについても、それぞれ、中間投影画素Ｑｂ、検出器画素Ｐｂと呼ぶ。
【００９８】
反復的手法では、仮定された再構成画素ベクトルνとこれに対応する中間投影データベクトルqに対して、以下に説明するように、中間投影データベクトルｑが、実際に測定された検出器画素値ＰａまたはＰｂを投影データと一致するとみなせるまで、仮定されたベクトルνを更新する反復演算により解νを求める。
【００９９】
【数４】
【０１００】
ただし、Ｊは再構成領域（視野）内の画素数、Ｉは投影データの画素数である。また、Ｔは転置を示す。νとｐを関係付ける投影演算を以下の式（６）のＩ×Ｊ係数行列で表す。
【０１０１】
【数５】
【０１０２】
この時、反復的手法でのデータ再構成は、以下の式（７）線形方程式を解いてνを求める問題として定式化できる。
【０１０３】
【数６】
【０１０４】
つまり、vjがpiに対する寄与をwijとする。なお、Ｗは再構成データの画素値νが投影データの画素値ｐに対してどの程度寄与するかを表しており、Ｘ線焦点とＸ線検出器の幾何学的位置から求めることができ、検出確率もしくは重みと呼ばれることもある。
【０１０５】
反復的手法には、方程式を代数的に解く手法や統計的な雑音を考慮した手法等が考案されているが、以下に一般的に用いられている代数的手法であるＳＡＲＴ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）について説明する。詳細は、Ａ．Ｈ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ ａｎｄ Ａ．Ｃ．Ｋａｋ，“ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＡＬＧＥＢＲＡＩＣ ＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＩＱＵＥ（ＳＡＲＴ）：Ａ ＳＵＰＥＲＩＯＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＡＲＴ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ”，ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＩＭＡＧＩＮＧ ６， ８１−９４（１９８４）に記載されている。
【０１０６】
ＳＡＲＴでは、最初に、以下の式（８）で表される初期データν0（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ν0」と記す）を仮定する。
【０１０７】
【数７】
【０１０８】
初期データν0は全て０のデータでもよいし、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データ等から取得したデータを仮定してもよい。
【０１０９】
次に、投影演算Ｗを用いて以下の式（９）で表される中間投影データｑ0（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ｑ0」と記す）を生成する。
【０１１０】
【数８】
【０１１１】
中間投影データｑ0の生成は、１つの投影データに対し行ってもよいし、複数の投影データに対し行ってもよい。以下は１つの投影データに対し行ったものとして説明する。
【０１１２】
生成した中間投影データｑ0とＸ線検出器から取得された投影データｐを比較する。比較方法は差をとる方法と除する方法があるが、ＳＡＲＴでは差（ｐ−ｑ0）をとる。
【０１１３】
初期データν0を更新する。更新に用いる式（反復式）は式（１０）のようになる。
【０１１４】
【数９】
【０１１５】
なお、式（１０）中の以下の式（１１）および式（１２）は、予め計算しておくことで更新の計算時間を短縮することができる。
【０１１６】
【数１０】
【０１１７】
上記の計算により生成された再構成データを初期データとして代入し、同一の処理を複数回反復させることで再構成データが得られる。
【０１１８】
図９は、反復的手法の処理を説明するためのフローチャートである。
図９を参照して、まず、反復的手法による処理が開始されると（ステップＳ５１０２）、続いて、初期データの設定が行なわれる（ステップＳ５１０４）。上述のとおり、初期データとしては、たとえば、全てが０の値でもよい。次に、複数のＸ線検出器位置に対応する複数の投影データのうちから処理対象となる投影データを選択する（ステップＳ５１０６）。
【０１１９】
中間投影データを生成する。中間投影データの生成方法は上述したとおりである。（ステップＳ５１０８）。
【０１２０】
さらに、再構成視野ＦＯＶのうちの未処理の再構成画素Ｖを選択し（ステップＳ５１１０）、再構成画素Ｖに対応する検出器画素を求める（ステップＳ５１１２）。
【０１２１】
反復式をもとに、再構成画素Ｖの値を更新する（ステップＳ５１１４）。
次に、全ての再構成画素について更新を行ったかが判断され（ステップＳ５１１６）、全ての再構成画素について処理が終わっていなければ、処理はステップＳ５１１０に復帰し、終了していれば、処理は、ステップＳ５１１８に移行する。
【０１２２】
ステップＳ５１１８では、全ての投影データについて処理を行なったかが判断される。全ての投影データについて終了していなければ、処理はステップＳ５１０６に復帰する。一方、全ての投影データについて終了していれば、処理はステップＳ５１２０に移行する。
【０１２３】
ステップＳ５１２０では、規定の反復回数だけ処理を行ったかが判断され、反復していなれば、処理はステップＳ５１０４に復帰して現在の再構成画素値を初期データとして採用して処理を繰り返し、処理を規定回数だけ反復していれば、再構成データ生成が終了する（ステップＳ５１２２）。
【０１２４】
以上のようにＸ線検出器により取得された投影データから、検査対象物の３次元画像を再構成できる。
【０１２５】
ただし、解析的手法では、フィルタリング処理をＸ線検出器の各画素に対して行う場合の計算の容易さ等の理由から、複数の投影データの各々を取得するために、Ｘ線検出器および焦点と対象物との相対位置を変更した場合でも、Ｘ線の焦点とＸ線検出器との相対的な配置は、一定の関係を維持することが望ましい。言い換えると、焦点からＸ線検出器を見たときには、見通される立体角内の対象物の視野に含まれる部分の角度・対象物内の位置等は変化しても、焦点とＸ線検出器との位置関係は、一定のままであることが望ましい。しかも、上記のような逆投影法を行なうにあたっては、アーチファクト等の低減のためには、複数の投影データは、対象物の視野に含まれる部分について、等角度ごとに取得されることが望ましい。
【０１２６】
これに対して、反復的手法では、このようなＸ線の焦点とＸ線検出器との相対的な配置に、このような制限はない。
【０１２７】
（解析法および反復法の特徴）
一般に解析法および反復法には次のような特徴がある。解析法は、精度のよい再構成データを得るために多くの枚数の投影画像を必要とするが、再構成にかかる計算時間は短い。一方、反復法は、少ない枚数の投影画像から精度のよい３次元データを再構成できるが、再構成にかかる計算時間が長い。
【０１２８】
さらに、ＰＣＢの検査の観点からは、解析法および反復法には次のような特徴がある。
解析法は、投影像をフィルタリングした上で逆投影するため、解析法による再構成データを切り出して得られる２次元断面画像（再構成画像とよぶ）においてはエッジが強調される。したがって、解析法は、吸収係数に差が出る検査、例えば、ボイド、異物混入検査等に適している。その反面、解析法には、斜めＣＴ撮像が原因で、ＰＣＢの長軸（水平）方向を実質的に法線方向に持つ面に対応する再構成画像（以下、垂直断面画像とよぶ）が不鮮明となるという問題がある。これを防ぐためには、投影数を多くする必要がある(例えば３２枚)。よって、解析法を用いた薄い対象物のＸ線ＣＴ検査には、多くの撮像時間が必要であり、結果として、時間がかかる。
【０１２９】
一方、反復法による再構成データを用いると、解析法と異なり撮像位置によらず高画質の再構成画像を生成できる。そのため、長軸方向からの撮像データ（垂直断面データ）の不足があっても、高画質な画像を生成できる。したがって、反復法は、垂直断面の形状が必要なぬれ検査等に適している。しかし、反復計算の計算量は大きいため、反復法を用いた薄い対象物のＸ線ＣＴ検査には、多くの計算時間がかかる。また、反復法には、ボイド検査に適さないという問題がある。反復計算により得られる再構成画像のエッジはぼやけるためである。
【０１３０】
図１０を参照して、解析法および反復法の特性についてまとめておく。図１０は、解析法および反復法の特性について説明するための図である。なお、図１０の横軸には、投影数、すなわち、投影画像の枚数を示す。ただし、図１０に示した投影数は目安であって、投影数は、これに限られるわけではない。
【０１３１】
図１０に示す領域１では、解析法および反復法のいずれを用いても精度のよい検査が行なえる。つまり、投影数が多い場合は、解析法および反復法のいずれを用いてもよい。また、水平断面検査の１つである異物ブリッジ検査を行なう場合には、投影数によらず、解析法および反復法のいずれを用いてもよい。ただし、計算時間を考慮に入れると、領域１では、解析法を用いる方が好ましい。
【０１３２】
図１０に示す領域２では、解析法を用いて検査を行なうことが好ましい。つまり、水平断面検査の１つであるボイド検査を行なう場合には、解析法を用いることが好ましい。これは、上述の通り、解析法によれば、エッジが強調された再構成画像が得られるためである。
【０１３３】
図１０に示す領域３では、反復法を用いて検査を行なうことが好ましい。つまり、垂直断面検査であるぬれ検査を行なう場合には、反復法を用いることが好ましい。これは、上述の通り、投影数が少ない場合に解析法で得られる垂直断面の再構成画像は、不鮮明だからである。
【０１３４】
以上説明してきたように、解析法および反復法のいずれを用いて検査するのが好ましいかは、検査種類と投影数とによる。
【０１３５】
解析法および反復法のそれぞれで得られる再構成画像の具体例を図１１に示す。図１１Ａは、解析法で得られる再構成画像の具体例を示す図であり、図１１Ｂは、反復法で得られる再構成画像の具体例を示す図である。
【０１３６】
図１１Ａを参照して、再構成画像５ａ〜５ｉは、計算機による球状の物体の複数の投影画像から再構成された水平断面画像である。再構成画像５ａ〜５ｃは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって８枚の投影画像を基に計算された。再構成画像５ｄ〜５ｆは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって１６枚の投影画像を基に計算された。再構成画像５ｅ〜５ｉは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって３２枚の投影画像を基に計算された。なお、図１１Ａには、参照のため、計算機による水平断面の投影画像４も示している。
【０１３７】
図１１Ｂを参照して、再構成画像７ａ〜７ｉは、計算機による球状の物体の複数の投影画像から再構成された垂直断面画像である。再構成画像７ａ〜７ｃは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって８枚の投影画像を基に計算された。再構成画像７ｄ〜７ｆは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって１６枚の投影画像を基に計算された。再構成画像７ｅ〜７ｉは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって３２枚の投影画像を基に計算された。なお、図１１Ｂには、参照のため、計算機による水平断面の投影画像６も示している。また、再構成画像７ａ〜７ｉには、水平断面の投影画像６における物体の外周に対応する箇所を点線で示している。
【０１３８】
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して、対象物を垂直方向から見た解析法による再構成画像の分解能は高いが、対象物を水平方向から見た解析法による再構成画像は間延びしていることがわかる。一方、反復法による再構成画像では、水平方向についても球状の物体が再現されている。
【０１３９】
以上説明してきたように、解析法あるいは反復法のいずれか一方を用いる手法では、短時間で対象物を精度よく検査することができない。特に、この手法では、水平方向の検査および垂直方向の検査を両方とも短時間で精度よく検査できない。本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、以下で詳しく説明するように、解析法と反復法とを組み合わせることにより、対象物を短時間で精度よく検査することができる。
【０１４０】
（３．Ｘ線検査の概略）
図１２を参照して、Ｘ線検査装置１００によるＸ線検査の概略について説明する。図１２は、Ｘ線検査装置１００によるＸ線検査の概略をフローチャート形式で示した図である。
【０１４１】
図１２を参照して、まず、処理が開始されると（ステップＳ１２００）、演算部７０の検査対象位置制御部８０からの命令により、検査対象位置制御機構１１０は、検査対象の検査部分（視野）を撮像可能な位置に移動する（ステップＳ１２０２）。すなわち、透視画像を撮像するために、検査対象をのせたステージとＸ線検出器を所定の位置に移動する。各構成要素の位置の移動は予め決められていることが通常で、マグネスケール等で読み取ることができるが、レーザー変位計等を用いてもよい。また、通常、検査においては、検査位置の特定のために光学カメラ（図示せず）が搭載されているため、光学カメラの画像をもとに位置を決めることが可能である。その他の方法として、検査対象のＣＡＤデータをもとに自動的に決めてもよいし、作業者が目視で行ってもよい。
【０１４２】
その上で、まずは、透視画像の撮像を行なう（ステップＳ１２０４）。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線の照射の開始とともに、Ｘ線焦点を所定位置に移動させてＸ線検出器の露光を開始する。一定時間後に露光を終了し、得られた画像を検査装置制御機構へ転送する。
【０１４３】
演算部７０の良否判定部７８は、透視画像を検査して、取得した透視画像から検査対象の視野(透視画像で撮像されている範囲)の良否判定を行う（ステップＳ１２０６）。良否判定手法は、様々な手法が提案されており、公知のためここでは詳細を記述しない。例えば、もっとも基本的な検査としては、透視画像を一定の値で２値化し、ＣＡＤデータ等の設計情報と比較し、透視画像上の所定の位置に部品があるかないかを面積により判断する。
【０１４４】
続いて、演算部７０は、再構成画像による検査が必要か否かを判断する（ステップＳ１２０８）。判断の基準は、ＣＡＤデータ等の設計情報をもとに予め設定しておくことができる。また、演算部７０は、透視画像の良否判定結果から再構成画像による検査が必要か否かを判断することも可能である。例えば、実装基板の検査において、片面にのみ部品が実装されている場合、透視画像で良否判定することが可能なため再構成画像による良否判定を行なう必要がない場合もある。
【０１４５】
演算部７０は、再構成画像による検査が必要ない場合には、検査を終了させる（Ｓ１２１８）。
【０１４６】
一方、演算部７０は、再構成画像による検査が必要な場合は、続いて、１つの視野についてのＣＴ撮像を行わせる（Ｓ１２１０）。ここで、「視野」とは、再構成してモニタに映る範囲のことである。Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ１２０４における透視画像撮像範囲と同様の領域およびデータ再構成にあたり必要となる他の領域を視野として設定する。ＣＴ撮像においては、検査対象内の視野を複数の方向から撮像する。
【０１４７】
なお、複数方向からの撮像は、走査型Ｘ線源１０の焦点位置の移動により実現するのが好ましい。なぜならば、焦点の移動時間は、Ｘ線検出器２３やステージを機械的に移動するのにかかる時間よりも１００分の１程度短いためである。
【０１４８】
次に、演算部７０の再構成部７６は、複数方向の撮像画像から解析法による再構成データおよび反復法による再構成データを生成する（ステップＳ１２１２）。さらに、ステップＳ１２１２において、再構成部７６は、解析法による再構成データを用いて水平断面画像を生成する。再構成部７６は、反復法による再構成データを用いて垂直断面画像を生成する。ステップＳ１２１２で再構成部７６が行なう処理の詳細については、後述する。
【０１４９】
ここで、垂直断面画像は、対象物の長軸方向を実質的に法線方向とする垂直断面に対応する再構成画像である。ここで、「長軸方向を実質的に法線方向とする」とは、得られる垂直断面画像を垂直断面検査に用いることができる範囲で、垂直断面の法線方向が長軸方向と一致していなくてもよいことを意味する。
【０１５０】
また、水平断面画像は、対象物の長軸方向と実質的に直交する方向を法線方向とし、検査対象２０の面にほぼ平行な水平断面に対応する再構成画像である。ここで、「長軸方向と実質的に直交する方向を法線方向とし」ならびに「検査対象２０の面にほぼ平行な」とは、得られる水平断面画像を水平断面検査に用いることができる範囲で、水平断面の法線方向が長軸方向と一致していなくてもよいことを意味する。
【０１５１】
したがって、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、対象物を精度よく短時間で検査できる。反復法あるいは解析法の一方を用いる場合に比べ、少ない枚数の撮像データに基づいて、垂直方向検査および水平方向検査のそれぞれに適した再構成画像を得られる。
【０１５２】
続けて、演算部７０の良否判定部７８は、再構成画像（垂直断面画像および水平断面画像）による対象物の良否判定を行う（ステップＳ１２１４）。良否判定手法は周知であるため検査項目に適した良否判定手法を用いればよく、ここでは詳細の説明は繰り返さない。例えば、良否判定部７８は、２値化画像内の半田面積に基づいて、実装基板の良否を判定する。
【０１５３】
さらに、演算部７０は、全視野の検査を終了したか否かを判断し（ステップＳ１２１６）、終了していない場合は、検査対象位置制御機構を制御し、検査対象の検査部分（視野）を変更する（ステップＳ１２２０）。そのあと、演算部７０は、処理を、ステップＳ１２０４に復帰させる。一方で、演算部７０は、全視野について検査が終了していれば、本検査を終了させる（ステップＳ１２１８）。インライン検査では、検査すべき範囲(複数の視野の集まり)が決まっているため、演算部７０は、全視野の検査が終了したかどうかを容易に判断できる。もしくは、作業者が、全視野の検査が終了したか判断し、Ｘ線検査装置１００に指示を与えてもよい。
【０１５４】
なお、図１２中では、透視画像と再構成画像で検査を行っているが、透視画像による検査を行なわずに、再構成画像による検査のみを行うことも可能である。ただし、通常、再構成処理は比較的時間がかかるため、再構成画像による検査の前に、透視画像で良否判定をすることで全体の検査時間を短くすることができる。
【０１５５】
（４．第１の実施の形態に係るデータ再構成処理）
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６は、上述のステップＳ１２１２（データ再構成処理）において、解析法による再構成の計算と反復法による再構成の計算とを並列に行なう。並列に２つの計算を行なうため、２つの計算を直列に行なう場合に比べ、検査時間を短縮できる。計算を並列して行なうことで計算の待ち時間がなくなる、つまり、一方の計算終了を待って他方の計算を始める必要がないからである。
【０１５６】
再構成部７６は、解析法の計算と反復法の計算とを並列して実行できる必要がある。例えば、複数の計算機を再構成部７６として用いればよい。ただし、近年では、複数のＣＰＵを搭載した計算機が普及してきている。このような計算機１台を、再構成部７６として用いてもよい。
【０１５７】
図１３を参照して、第１の実施の形態に係る再構成部７６の処理について説明する。図１３は、第１の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【０１５８】
図１３に示すように、再構成部７６は、解析法による再構成処理（ステップＳ１３０１〜ステップＳ１３１３）と、反復法による再構成処理（ステップＳ１３１５〜ステップＳ１３２９）とを、並行して行なう。
【０１５９】
まず、解析法による再構成処理について説明する。
ステップＳ１３０１において、再構成部７６は、再構成に用いる投影データ（あるいは投影データの組）を一つ選択する。通常は、再構成部７６は、投影データに予めつけられた番号に基づいて、投影データを順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、投影データを順番に選択する。
【０１６０】
ステップＳ１３０３において、再構成部７６は、選択した投影データに高周波強調フィルタによるフィルタリング処理を施す。
【０１６１】
ステップＳ１３０５において、再構成部７６は、逆投影する再構成画素を一つ選択する。通常、再構成部７６は、再構成画素に予めつけられた番号に基づいて、再構成画素を順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、再構成画素を順番に選択する。
【０１６２】
ステップＳ１３０７において、再構成部７６は、選択した再構成画素に逆投影される検出器画素を計算する。つまり、再構成部７６は、再構成画素を通るＸ線が検出器のどのセンサ画素に入射したかを計算する。Ｘ線の経路は、Ｘ線焦点位置、再構成画素位置から幾何学的に計算でき、検出器の位置は既知である。したがって、再構成部７６は、検出器のどの画素にＸ線が入射したかが計算できる。
【０１６３】
ステップＳ１３０９において、再構成部７６は、ステップＳ１３０７で計算した再構成画素に対応するセンサ画素の画素値を、再構成画素の画素値に加算する。この時、加算される値は、ステップＳ１３０３のフィルタリング後の値である。
【０１６４】
なお、サンプリングの問題からＸ線が入射する画素が複数にまたがることがある。その際は、検出器画素の周囲４点の線形補間等を用いればよい。容易に想像がつくように、補間精度と計算時間とは、トレードオフの関係にある。
【０１６５】
ステップＳ１３１１において、再構成部７６は、全ての再構成画素に対してステップＳ１３０５からステップＳ１３０９までの処理を行なったかどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての再構成画素について処理を行なったどうかを、逆投影した再構成画素数をインクリメントしておき、予め定めておいた総再構成画素数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１６６】
全ての再構成画素について処理が終わっていなければ（ステップＳ１３１１においてＮｏ）、処理はステップＳ１３０５に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３１１においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１３１３に移行する。
【０１６７】
ステップＳ１３１３において、再構成部７６は、全ての投影データについて、ステップＳ１３０１からステップＳ１３１１までの処理を行なったどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての投影データについて行なったかどうかを、選択した投影データ数をインクリメントしておき、撮像した総投影データ数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１６８】
全ての投影データについて処理が終わっていなければ（ステップＳ１３１３においてＮｏ）、処理はステップＳ１３０１に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３１３においてＹｅｓ）、再構成部７６は、解析法によるデータ再構成処理を終了する。
【０１６９】
ステップＳ１３１４において、再構成部７６は、解析法による再構成データの垂直断面を切り出して、垂直断面画像を生成する。
【０１７０】
続いて、反復法による再構成処理について説明する。
ステップＳ１３１５において、再構成部７６は、再構成に用いる初期データを設定する。１回目の反復処理における初期データは全て０のデータでもよいし、ＣＡＤデータ等から取得したデータを仮定してもよい。
【０１７１】
２回目以降の反復処理における初期データについては、再構成部７６は、直前の再構成データを初期データに設定する。つまり、２回目の反復処理の初期データは、１回目の反復処理で得られた再構成データとなり、ｎ回目の反復処理の初期データは、（ｎ−１）回目の反復処理で得られた再構成データとなる。
【０１７２】
ステップＳ１３１７において、再構成部７６は、再構成に用いる投影データ（あるいは投影データの組）を一つ選択する。通常は、再構成部７６は、投影データに予めつけられた番号に基づいて、投影データを順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、投影データを順番に選択する。
【０１７３】
ステップＳ１３１９において、再構成部７６は、投影演算Ｗを用いて中間投影データを生成する。再構成部７６は、中間投影データを、１つの投影データに対して生成してもよいし、複数の投影データに対して生成してもよい。以下では、再構成部７６が１つの投影データに対して中間投影データを生成したものとして説明する。
【０１７４】
ステップＳ１３２１において、再構成部７６は、逆投影する再構成画素を一つ選択する。通常は、再構成部７６は、再構成画素に予めつけられた番号に基づいて、再構成画素を順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、再構成画素を順番に選択する。
【０１７５】
ステップＳ１３２３において、再構成部７６は、初期データを更新する。更新に用いる式（反復式）としては、式（１０）を用いるものとする。
【０１７６】
ステップＳ１３２５において、再構成部７６は、全ての再構成画素に対してステップＳ７２１およびステップＳ７２３の処理を行なったかどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての再構成画素について処理を行なったどうかを、逆投影した再構成画素数をインクリメントしておき、予め定めておいた総再構成画素数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１７７】
全ての再構成画素について処理が終わっていなければ（ステップＳ１３２５においてＮｏ）、処理はステップＳ１３２１に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３２５においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１３２７に移行する。
【０１７８】
ステップＳ１３２７において、再構成部７６は、全ての投影データについて、ステップＳ１３１５からステップＳ１３２５までの処理を行なったどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての投影データについて行なったかどうかを、選択した投影データ数をインクリメントしておき、撮像した総投影データ数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１７９】
全ての投影データについて処理が終わっていなければ（ステップＳ１３２７においてＮｏ）、処理はステップＳ１３１７に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３２７においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１３２９に移行する。
【０１８０】
ステップＳ１３２９において、再構成部７６は、規定の反復回数を行なったどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、規定の反復回数を行ったかどうかを、反復回数をインクリメントしておき、規定の反復回数(例えば、１０回)を超えたか超えないかにより判断する。規定の反復回数を満たしていない場合（ステップＳ１３２９においてＮｏ）、処理はステップＳ１３１５に復帰する。つまり、再構成部７６は、上記の計算により生成された再構成データを初期データとして同一の処理を複数回反復することで再構成データを得る。規定の反復回数を満たしている場合（ステップＳ１３２９においてＹｅｓ）、再構成部７６は、反復法によるデータ再構成処理を終了する。
【０１８１】
ステップＳ１３３０において、再構成部７６は、反復法による再構成データの垂直断面を切り出し垂直断面画像を生成する。
【０１８２】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、解析法による再構成画像および反復法による再構成画像が得られる。解析法による再構成画像を用いてボイド検査などの水平断面の検査を行ない、反復法による再構成画像を用いて濡れ検査などの垂直断面の検査を行なえばよいので、Ｘ線検査装置１００が、検査にあたって準備すべき投影データの数は、解析法および反復法の一方で再構成画像を計算する場合に比べて、少なくてよい。したがって、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、検査時間を短縮することができる。また、Ｘ線検査装置１００は、解析法の計算と反復法の計算とを並列に行なっているため、検査時間をさらに短縮することができる。
【０１８３】
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００によるＣＴ撮像時間を除く検査時間を見積もる。ただし、解析法による再構成時間をＴａ、反復法による反復１回の再構成時間をＴｉ、反復回数をｎ回、水平断面検査時間をＴｈ、垂直断面検査時間をＴｖとする。
【０１８４】
第１の実施の形態におけるＣＴ撮像時間を除く検査時間は、解析法の検査時間Ｔａ＋Ｔｈと、反復法の検査時間Ｔｉ＊ｎ＋Ｔｖの長い方に依存する。通常、反復法における反復１回の再構成時間は、Ｔｉ＞２Ｔａであり、Ｔｈ≒Ｔｖであるから、反復法の検査時間の方が長い。よって、第１の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間は、Ｔｉ＊ｎ＋Ｔｖとなる。
【０１８５】
また、図１２には、ＣＴ撮像後にデータ再構成を行なう流れを示したが、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像と並行してデータ再構成を行なうことが好ましい。ＣＴ撮像と並行してデータ再構成すると、データ再構成時間をＣＴ撮像時間で隠蔽することができるため、高速な検査が可能になる。
【０１８６】
反復法に必要な枚数の投影画像を撮像した時点で反復法の計算を開始することで、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、ＣＴ撮像時間も含めた全検査時間をさらに短縮することができる。
【０１８７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、解析法による再構成を行なった後、初期データとして解析法の再構成データを使用した反復法による再構成を行なう。第１の実施の形態と異なり、Ｘ線検査装置１００は、直列処理を行なう、すなわち、解析法の計算と反復法の計算とを順次行なう。しかし、反復法の初期データとして解析法の再構成データを用いるため、精度の高い画像を得るために必要な反復回数を減らすことができるため、全体としては、検査時間を短縮できる。また、再構成部７６として計算を並列実行できる計算機を用いる必要がなく、本実施の形態に係る検査方法は、計算機が１台の場合にも実行することができる。
【０１８８】
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成は、図１〜図３を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。また、Ｘ線検査の大まかな流れは、図１２を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。
【０１８９】
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、第１の実施の形態とは異なるデータ再構成処理を行なう。第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６の処理について、図１４を参照して説明する。図１４は、第２の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。第２の実施の形態に係る再構成部７６の処理は、大きくは、次の（１）〜（３）に分けられる。
【０１９０】
（１）再構成部７６は、まず、解析法により再構成を行なう。すなわち、再構成部７６は、ステップＳ１４０１〜ステップＳ１４１３までの各処理を行ない、解析法による再構成データを生成する。ステップＳ１４０１〜ステップＳ１４１３における処理は、それぞれ、ステップＳ７０１〜ステップＳ７１３における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。
【０１９１】
（２）再構成部７６は、ステップＳ１４１５において、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する。２回目以降の反復処理における初期データについては、再構成部７６は、直前の再構成データを初期再構成データに設定する。つまり、２回目の反復処理の初期データは、１回目の反復処理で得られた再構成データとなり、ｎ回目の反復処理の初期データは、（ｎ−１）回目の反復処理で得られた再構成データとなる。
【０１９２】
（３）再構成部７６は、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する点を除いては、第１の実施の形態と同様に、反復法の処理（ステップＳ１４１５〜ステップＳ１４２９）を実行する。ステップＳ１４１５〜ステップＳ１４２９における処理は、それぞれ、ステップＳ７１５〜ステップＳ７２９における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。
【０１９３】
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００によるＣＴ撮像時間を除く検査時間を見積もる。ただし、解析法による再構成時間をＴａ、反復法による反復１回の再構成時間をＴｉ、反復回数をｎ／２回、反復回数を水平断面検査時間をＴｈ、垂直断面検査時間をＴｖとする。解析法による再構成データを反復法の初期データに設定しており、第１の実施の形態に比べ反復回数は少なくてよいことを鑑み、反復回数を第１の実施の形態の半分としている。
【０１９４】
第２の実施の形態におけるＣＴ撮像時間を除く検査時間は、解析法の検査時間Ｔａ＋Ｔｈと、反復法の検査時間Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖを足したものとなる。よって、第２の実施の形態における検査時間は、Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖとなる。
【０１９５】
第２の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間を、第１の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間と比較する。
【０１９６】
（第１の実施の形態の検査時間）−（第２の実施の形態の検査時間）＝（Ｔｉ＊ｎ＋Ｔｖ）−（Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖ）＝Ｔｉ＊ｎ／２−Ｔａ−Ｔｈである。
【０１９７】
ここで、一般に、通常、反復法における反復１回の再構成時間は、Ｔｉ＞２Ｔａである。さらに、再構成時間と検査時間について考えると、一般的にＴａ＞＞Ｔｈである。したがって、（第１の実施の形態の検査時間）−（第２の実施の形態の検査時間）＞０、すなわち、(第２の実施の形態の検査時間)＜(第１の実施の形態の検査時間)となる。
【０１９８】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、解析法による再構成を行なった後、解析法の結果に基づいて反復法で再構成する範囲を設定し、設定された範囲について反復法による再構成を行なう。解析法の計算と反復法の計算とを直列に行なう点は、第２の実施の形態と同様であるが、解析法の結果に基づいて反復法で再構成する範囲を狭めることで、反復１回の再構成時間を短縮でき、反復法の再構成時間を短縮することができる。また、再構成部７６として計算を並列実行できる計算機を用いる必要がなく、本実施の形態に係る検査方法は、計算機が１台の場合にも実行することができる。
【０１９９】
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成は、図１〜図３を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。また、Ｘ線検査の大まかな流れは、図１２を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。
【０２００】
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、第１の実施の形態および第２の実施の形態とは異なるデータ再構成処理を行なう。第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６の処理について、図１５を参照して説明する。図１５は、第３の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。第３の実施の形態に係る再構成部７６の処理は、大きくは、次の（１）〜（４）に分けられる。
【０２０１】
（１）再構成部７６は、まず、解析法により再構成を行なう。すなわち、再構成部７６は、ステップＳ１５０１〜ステップＳ１５１３までの各処理を行ない、解析法による再構成データを生成する。ステップＳ１５０１〜ステップＳ１５１３における処理は、それぞれ、ステップＳ７０１〜ステップＳ７１３における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。ステップＳ１５１４において、再構成部７６は、解析法による再構成データから、水平断面画像を作成する。
【０２０２】
（２）次に、再構成部７６は、ステップＳ１５１５において、水平断面画像に基づいて水平断面検査を行ない、反復法で再構成が必要な範囲を限定する。水平断面検査方法については、公知の方法を用いることができるため、ここでは、詳細な説明は行なわない。
【０２０３】
再構成部７６は、次のような場合に、反復法による再構成が必要な範囲を限定する。
（ａ） ある範囲に部品がない場合
部品がない範囲は検査に必要としないため、再構成する必要がない。よって、水平断面画像に基づき、反復法を行なう前に部品があるかないかを判断することで、反復法の範囲を限定することができる。
【０２０４】
（ｂ） 水平断面検査の結果、不良品であった場合
水平断面検査で不良品と判定した場合、もう一度垂直方向検査しなくても不良品と判定できる。
【０２０５】
（３）再構成部７６は、ステップＳ１５１７において、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する。２回目以降の反復処理における初期データについては、再構成部７６は、直前の再構成データを初期データに設定する。つまり、２回目の反復処理の初期データは、１回目の反復処理で得られた再構成データとなり、ｎ回目の反復処理の初期データは、（ｎ−１）回目の反復処理で得られた再構成データとなる。
【０２０６】
初期データに解析法の再構成データを用いるため、第２の実施の形態と同様、反復法の反復回数を削減することができる。
【０２０７】
以上では、解析法の再構成データを初期データとして用いる例について説明したが、第１の実施の形態と同様、予め定められた画像を初期データとすることもできる。この場合も、反復１回にかかる時間を短縮できるので、検査時間を短縮できる。ただし、以上の例のように、解析法の再構成データを初期データとして用いる方が、より検査時間を短縮できるのはもちろんである。
【０２０８】
（４）再構成部７６は、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する点を除いては、第１の実施の形態と同様に、反復法の処理（ステップＳ１５１７〜ステップＳ１５３１）を実行する。ステップＳ１５１７〜ステップＳ１５３１における処理は、それぞれ、ステップＳ７１５〜ステップＳ７２９における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。ステップＳ１５３２において、再構成部７６は、反復法による再構成データから垂直断面画像を作成する。
【０２０９】
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００によるＣＴ撮像時間を除く検査時間を見積もる。ただし、解析法による再構成時間をＴａ、反復法による反復１回の再構成時間をＴｉ、反復回数をｎ／２回、水平断面検査時間をＴｈ、垂直断面検査時間をＴｖ、反復法の再構成範囲の限定にかかる時間をＴｌとする。解析法による再構成データを反復法の初期画像に設定しており、第１の実施の形態に比べ反復回数は少なくてよいことを鑑み、反復回数を第１の実施の形態の半分としている。また、反復法による再構成範囲が半分に限定されたと仮定している。実装基板の半分以上の空間は再構成する必要がない空気もしくはプリント基板であり、この仮定は妥当である。
【０２１０】
第３の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間は、解析法の検査時間Ｔａ＋Ｔｈと、反復法の再構成範囲の限定にかかる時間Ｔｌと、反復法の検査時間Ｔｉ／２＊ｎ／２＋Ｔｖを足したものとなる。よって、第３の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間は、Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｌ＋Ｔｉ／２＊ｎ／２＋Ｔｖとなる。
【０２１１】
第３の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間を、第２の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間と比較する。
【０２１２】
（第２の実施の形態の検査時間）−（第３の実施の形態の検査時間）＝（Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖ）−（Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｌ＋Ｔｉ／２＊ｎ／２＋Ｔｖ）＝Ｔｉ＊ｎ／４−Ｔｌである。
【０２１３】
ここで、再構成時間と検査時間について考えると、一般的にＴｉ＞Ｔａ＞＞Ｔｈ≒Ｔｖ≒Ｔｌであるから、(第３の実施の形態の検査時間)＜(第２の実施の形態の検査時間)となる。
【０２１４】
［第４の実施の形態］
第３の実施の形態で、解析法の再構成結果から反復法の再構成領域を限定することについて述べた。ここでは、特に、第３の実施の形態の変形例として、再構成領域の高さ方向を限定する実施の形態について説明する。
【０２１５】
第４の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成は、第３の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。また、Ｘ線検査の大まかな流れは、図１２を参照して説明したものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。
【０２１６】
Ｘ線検査装置１００は、図３を用いて説明したように、基板の反りを計測し、高さ補正を行なうために、変位計１１４を備えている。ここで、基板の反りについて、図１６を参照して詳しく説明しておく。図１６は、部品（ＢＧＡ）が実装されたプリント基板を搬送方向から見た断面図である。
【０２１７】
図１６を参照して、プリント基板は、反っている。この反りの大きさは、プリント基板によって異なる。Ｘ線検査装置１００は、複数のプリント基板に対して検査を行なうにあたっては、各検査前に変位計１１４を用いて基板の反り量を求め、求めた反り量に基づいて、検査したい部品の周辺に再構成範囲を限定することで、再構成時間を短縮できる。しかしながら、変位計１１４は、一般的に約１００ｕｍの繰り返し精度しか有さない。よって、Ｘ線検査装置１００は、この誤差を考慮して再構成範囲を限定する必要がある。
【０２１８】
一方、再構成データの１つの画素（ボクセル）サイズは数〜数十ｕｍである。そのため、繰り返し精度の誤差を考慮して、再構成範囲を設定すると、大幅に計算量が増える。例えば、バンプ直径が３００ｕｍのＢＧＡを検査することを考える。この場合、変位計１１４の繰り返し精度のため、余分に１００×２＝２００ｕｍ分の高さの再構成データを作成しなくてはならない。そのため、繰り返し誤差がない場合に比べ、（３００＋１００×２）／３００＝１．７倍の計算時間が必要となる。
【０２１９】
そこで、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、高さ（Ｚ）方向に直交する（つまり、ＸＹ平面に平行な）複数の断層における画素分布を求め、画素分布に基づいて、高さ方向に再構成範囲を限定する。
【０２２０】
図１７は、本実施の形態における、解析法の視野（データの再構成範囲）と、反復法の視野との関係を示す図である。図１７を参照して、解析法の視野は、基板の反りがあっても、検査対象（ここでは基板１６０１、部品１６０３、ＢＧＡ１６０４）が視野に含まれる程度に、検査対象の高さ方向のサイズに比べて大きく設定される。一方、反復法の視野は、検査対象のＢＧＡ１６０４を含む必要最小限の領域に設定される。
【０２２１】
解析法による再構成３次元データの断層画像の一例を図１８に示す。図１８に示すように、解析法による再構成画像は、斜めＣＴ撮像の影響により、高さ方向にのびたものになる。しかしながら、解析法による再構成データから半田ボールの存在する位置を推測することは可能である。
【０２２２】
本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００の再構成部７６は、解析法による再構成データに基づいて、次のように半田ボールの存在する位置を推測し、反復法で再構成を行なう領域を設定する。
【０２２３】
まず、再構成部７６は、解析法による再構成データの複数の水平断面画像について、画素値の分散Ｖｚを求める。つまり、再構成部７６は、各水平断面画像内の全ての画素値の平均を求め、平均と画素値の差の２乗の和を求める。
【０２２４】
次に、再構成部７６は、分散Ｖｚが最大となる位置Ｚｍｉｄを算出する。再構成部７６は、求めた分散Ｖｚを全て比較し、最も大きな値を選択する。そして、再構成部７６は、最も大きな分散Ｖｚを持つ画像の高さをＺｍｉｄとする。
【０２２５】
分散Ｖｚが最大となる位置（Ｚｍｉｄ）は、部品の中心付近と考えられる。検査対象である基板においては、部品はＸ線が吸収される上、同一の高さに密集しているという特徴がある。その特徴から、部品の存在する高さの水平断層画像では輝度値のばらつきが大きくなり、分散が大きくなると考えられるためである。そこで、再構成部７６は、Ｚｍｉｄを起点として、部品の上端位置と下端位置とを探し、視野の高さ範囲を求める。
【０２２６】
再構成部７６は、Ｚｍｉｄより低いＺ位置で、分散Ｖｚが閾値Ｖｔｈよりも小さい位置Ｚｌｏｗを算出する。再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが小さくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｌｏｗとする。ここで、Ｖｔｈは、ユーザが予め設定しておくものとする。
【０２２７】
同様に、再構成部７６は、Ｚｍｉｄより高いＺ位置で、分散Ｖｚが閾値Ｖｔｈよりも小さい位置Ｚｈｉｇｈを算出する。再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが大きくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｈｉｇｈとする。
【０２２８】
そして、再構成部７６は、反復法で再構成を行なう領域（視野）の高さ範囲をＺｌｏｗからＺｈｉｇｈに設定する。
【０２２９】
この設定方法について、図１９を参照して説明する。図１９は、図１８に示した解析法による再構成データの断層画像の画素値の分散を示す図である。横軸は、断層画像のＺ位置を示す。縦軸は、分散Ｖｚを示す。
【０２３０】
図１９を参照して、分散Ｖｚは、半田ボールに対応するピークを持つ。再構成部７６は、この位置を、Ｚｍｉｄとして求める。また、分散Ｖｚは、Ｚｍｉｄが遠ざかるにつれ、次第に減少する。ここでは、Ｖｔｈを２０００に設定している。再構成部７６は、Ｖｚ＝２０００となるＺを、Ｚｈｉｇｈ、Ｚｌｏｗとして求める。
【０２３１】
このように求めたＺｍｉｄ、Ｚｈｉｇｈ、Ｚｌｏｗを図１８にも示している。この図では、物体は、Ｚｈｉｇｈ、Ｚｌｏｗを超えて存在するように見える。しかし、斜めＣＴ撮像では、物体が高さ方向に間延びするため、再構成する視野は求めた高さ範囲で十分である。
【０２３２】
第４の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６の処理について、図２０を参照して説明する。図２０は、第４の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【０２３３】
ステップＳ２００１において、再構成部７６は、解析法による３Ｄデータの再構成および水平断面画像の作成を実施する。具体的には、再構成部７６は、図１５に示したステップＳ１５０１からステップＳ１５１４までの処理を実行する。これらの処理については、すでに説明しているので、その詳細は繰り返さない。
【０２３４】
ステップＳ２００３において、再構成部７６は、１つの高さ位置（Ｚ位置）について水平断面画像における画素値の分散Ｖｚを求める。
【０２３５】
ステップＳ２００５において、再構成部７６は、全てのＺ位置について分散Ｖｚを求めたかどうか判断する。
【０２３６】
すべてのＺ位置について分散Ｖｚを求めていないと判断した場合（ステップＳ２００５においてＮＯ）、再構成部７６は、Ｚ位置を変えて、ステップＳ２００３の処理を再度行なう。
【０２３７】
すべてのＺ位置について分散Ｖｚを求めたと判断した場合（ステップＳ２００５においてＹＥＳ）、再構成部７６は、ステップＳ２００７において、分散Ｖｚが最大となる位置Ｚｍｉｄを算出する。
【０２３８】
ステップＳ２００９において、再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが小さくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｌｏｗとして求める。
【０２３９】
ステップＳ２０１１において、再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが大きくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｈｉｇｈとする。
【０２４０】
ステップＳ２０１３において、再構成部７６は、反復法の視野の範囲をＺｌｏｗからＺｈｉｇｈに設定する。
【０２４１】
ステップＳ２０１５において、再構成部７６は、反復法による３Ｄデータの再構成および垂直断面画像の作成を行なう。具体的には、再構成部７６は、図１５に示したステップＳ１５１７からステップＳ１５３２までの処理を実行する。これらの処理については、すでに説明しているので、その詳細は繰り返さない。
【０２４２】
以上の処理により、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、反復法の視野を高さ方向について必要最低限に設定することができる。したがって、反復法の再構成時間を短縮できる。例えば、バンプ直径が３００ｕｍのＢＧＡの検査の場合、反復法の計算時間を１．７倍高速化できる。
【０２４３】
上では、分散が最大となる高さをはんだボール中心の高さと仮定したが、Ｚｍｉｄを求める方法としては他にも下記の方法が考えられる。
【０２４４】
（１） はんだボールの直径
再構成部７６は、断面画像において、はんだボールに対応するはんだ領域（２値化したときの、白または値が１の領域）の直径が最大となる高さを、Ｚｍｉｄとしてもよい。これは、はんだボールが球形をしており、中心付近の直径が最大となる性質を利用したものである。
【０２４５】
（２） はんだボールの面積
再構成部７６は、はんだ領域の面積が最大となる高さを、Ｚｍｉｄとしてもよい。この設定方法は、はんだボールの直径をＺｍｉｄに設定する方法と同様の考え方に基づいている。しかしながら、この方法では、はんだボールの断層が正円でないことによる誤認識を回避することができる。また、この方法には、面積は長さの２乗になるため、長さで比較するよりもノイズの影響を受けにくいという利点がある。
【０２４６】
また、上では、分散に閾値を設けて視野高さを決めるＺｌｏｗおよびＺｈｉｇｈを算出していたが、ＺｌｏｗおよびＺｈｉｇｈを決定する方法としては、他にも下記の方法が考えられる。
【０２４７】
（１） 既定の高さ範囲の利用
ボールのサイズが予め分かっていれば、実装されたはんだがどの程度の厚みになるかは容易に予想がつく。そこで、再構成部７６は、はんだボールの中心の高さを求めたら、中心の高さから予め設定しておいた一定の高さの範囲にある領域を、反復法の視野として設定してもよい。この方法によれば、基板の反りにより、基板の高さが変わったとしても、基板の高さに追従して、一定の高さの視野のデータを反復法で再構成できる。
【０２４８】
（２） 最大値からの割合を利用
再構成部７６は、はんだボール中心を求めるのに利用した値（分散、面積等）の最大値に所定の割合をかけた値を閾値とすることも可能である。例えば、再構成部７６は、ボール中心の高さの分散の２０％の分散を示す位置をＺｌｏｗ、Ｚｈｉｇｈにするように設定する。この方法によれば、Ｘ線検査装置１００は、ノイズによる分散の変化があっても、基板高さを正確に求めることができる。
【０２４９】
［その他］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０２５０】
【図１】本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。
【図２】走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態のＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。
【図４】データ再構成手法を説明するための図である。
【図５】図４に示した検査対象物における視野ＦＯＶ、視野ＦＯＶのうちの再構成の演算対象の再構成画素Ｖ、Ｘ線焦点Ｆａ、ＦｂならびにＸ線検出器Ｄａ、Ｄｂの配置を上面から見た図である。
【図６】フィルタ補正逆投影法の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】走査型Ｘ線源を用いた場合の反復的手法での処理の概念を示す概念図である。
【図８】図７の概念図を上面から見た上面図である。
【図９】反復的手法の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】解析法および反復法の特性について説明するための図である。
【図１１】解析法および反復法のそれぞれで得られる再構成画像の具体例を示す図である。
【図１２】Ｘ線検査装置１００によるＸ線検査の概略をフローチャート形式で示した図である。
【図１３】第１の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図１６】部品（ＢＧＡ）が実装されたプリント基板を搬送方向から見た断面図である。
【図１７】第４の実施の形態における、解析法の視野（データの再構成範囲）と、反復法の視野との関係を示す図である。
【図１８】解析法による再構成３次元データの断層画像の一例を示す図である。
【図１９】解析法による再構成データの断層画像の画素値の分散を示す図である。
【図２０】第４の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図２１】ＰＣＢの検査について説明するための図である。
【図２２】特許文献１に記載の検査装置を模式的に示す図である。
【図２３】Ｘ線源およびＸ線検出器を移動させてプリント基板を検査する検査装置の模式図である。
【符号の説明】
【０２５１】
１０ 走査型Ｘ線源、１１ ターゲット、１２ 偏向ヨーク、１３ 電子線収束コイル、１４ 高圧電源、１５ 真空ポンプ、１６，１６ａ，１６ｂ 電子ビーム、１７，１７ａ，１７ｂ Ｘ線焦点位置、１８，１８ａ，１８ｂ Ｘ線、１９ 電子銃、２０ 検査対象、２１ 軸、２２ Ｘ線検出器駆動部、２２．１、ロボットアーム、２２．２ 検出器支持部、２３ Ｘ線検出器、３０ 画像取得制御機構、３２ 検出器駆動制御部、３４ 画像データ取得部、４０ 入力部、５０ 出力部、６０ Ｘ線源制御機構、６２ 電子ビーム制御部、７０ 演算部、７２ Ｘ線源制御部、７４ 画像取得制御部、７６ 再構成部、７８ 良否判定部、８０ 検査対象位置制御部、８２ Ｘ線焦点位置計算部、８４ 撮像条件設定部、９０ メモリ、９２ Ｘ線焦点位置情報、９４ 撮像条件情報、９６ プログラム、９８ 画像データ、１００ Ｘ線検査装置、１１０ 検査対象位置駆動機構、１６０１ 基板、１６０２ 第１の部品、１６０３ 第２の部品、１６０４ ＢＧＡ、１６０５ 表面層、１６０６ 加熱後の状態、１６０７ ボイド、１６０８ ブリッジ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線検査装置およびＸ線検査方法に関する。特に、Ｘ線照射を用いて対象物を検査するための再構成画像の生成方法であって、Ｘ線検査方法、Ｘ線検査装置に適用しうる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々な分野の検査において、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が用いられている。ＣＴは、撮像された対象物の２次元データ（投影画像）から対象物の３次元のデータを生成（再構成）する技術である。ＣＴを用いた検査では、対象物の立体的な形状、対象物をいろいろな角度から見た画像など、２次元データからは得られない情報が得られる。
【０００３】
近年では、Ｘ線ＣＴは、プリント基板（ＰＣＢ；Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）の検査に用いられている。ＰＣＢの検査について、図２１を参照して説明する。図２１は、ＰＣＢの検査について説明するための図である。
【０００４】
図２１Ａは、電子部品が実装された基板の斜視図である。基板１６０１上に、第１の部品１６０２と、第２の部品１６０３とが実装されている。第２の部品１６０３は、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）１６０４等により、基板１６０１に物理的および電気的に接続されている。
【０００５】
図２１Ｂは、基板１６０１と第２の部品１６０３との接続箇所を基板１６０１の面に垂直な断面で切った断面図である。ＢＧＡ１６０４は、第２の部品１６０３と基板１６０１の表面層１６０５とを接続する。ＢＧＡ１６０４は、加熱され、加熱後の状態１６０６に変形する。ただし、加熱後の状態１６０６にボイド１６０７が生じる場合がある。また、複数の半田ボールが結合しブリッジ１６０８を形成する場合もある。
【０００６】
ＰＣＢの検査では、加熱後の状態１６０６のぬれ性、ボイド１６０７およびブリッジ１６０８の有無、異物の有無などを検査する。半田接合面の検査には、公知技術として、各種装置に搭載されている技術を用いることができる。ここでは、断層内の半田面積で判定する一般的な方法を示す。
【０００７】
検査装置は、３次元データを生成し、３次元データを切り出して断層画像を作成する。検査装置は、作成した断層画像を２値化し、画像を半田とそれ以外に分離した２値化画像を取得する。この２値化処理には、判別分析法等の一般的な２値化処理を用いることが可能である。検査装置は、２値化画像から白（もしくは１）の部分のラベリングを行ない、半田を区別したラベリング画像を取得する。このラベリング処理には、ラスタスキャンによって連結の有無を判定するような一般的なラベリング処理を用いることが可能である。
【０００８】
基板１６０１の面に平行な断面の一例を、図２１Ｃに示す。図２１Ｃは、図２１Ｂにおいて破線で示した断面で切った接続箇所の断面図である。図２１Ｃでは、半田を白、半田以外を斜線で示している。ここでは、正常、ボイド、ブリッジの３種類の状態を示した。図２１Ｃを参照して、ボイド１６０７がある場合、半田内に半田がない部分が生じる。ブリッジ１６０８がある場合、正常時に比べ広範な領域に半田が観察される。
【０００９】
検査装置は、ラベリング画像からそれぞれの半田の面積（白もしくは１の画素の個数）を計数し、半田の面積を求める。検査装置は、面積が一定の範囲内であれば良品、それ以外であれば不良とすることで、半田接合面の良否を判定する。この一定の範囲の閾値は、予めユーザにより設定されることが一般的である。
【００１０】
例えば、特許文献１（特開２００８−０２６３４４号公報）などには、プリント基板の検査装置が開示されている。プリント基板の検査装置の概略を図２２および図２３に示す。図２２は、特許文献１に記載の検査装置を模式的に示す図である。図２３は、Ｘ線源およびＸ線検出器を移動させてプリント基板を検査する検査装置の模式図である。図２２および図２３に示すように、プリント基板の検査装置は、プリント基板が搬送される面に対して斜めの方向からプリント基板にＸ線を照射する。
【００１１】
ところで、一般的には、Ｘ線ＣＴにより高画質な画像を得るためには、あらゆる方向からのＸ線の透視撮像を行なうことが望ましい。特許文献２（特開２００６−２５８６８号公報）には、周囲の全方向から被検体を撮像する医療用途のＸ線ＣＴシステムが開示されている。
【００１２】
一方、特許文献３（特開２００７−１３９６２０号公報）には、コーンビーム角が大きい場合に対して有効なデータ再構成法が開示されている。特許文献３に記載のＸ線コーンビームＣＴ装置は、ラドン空間のシャドウゾーンのデータを計算により補完する。
【特許文献１】特開２００８−０２６３４４号公報
【特許文献２】特開２００６−２５８６８号公報
【特許文献３】特開２００７−１３９６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に記載のような検査装置では、ＰＣＢのような薄い対象物のＸ線ＣＴ検査を短時間で精度よく行なえなかった。したがって、ＰＣＢなどのインライン検査を実現することは困難であった。これは、Ｘ線ＣＴ検査において、撮像データの枚数と再構成データの解像度とにはトレードオフの関係があるためである。斜めＣＴ撮像では、長軸方向からみたＰＣＢについてのデータ（以下、垂直断面データとよぶこともある）が不足するため、再構成データの垂直断面画像の解像度が悪くなる。
【００１４】
しかし、ＰＣＢの検査において、特許文献２に記載の医療検査のように対象物を周囲の全方向から撮像することは、検査時間の観点から、現実的ではない。また、ＰＣＢの長軸方向（以下、水平方向とよぶこともある）に高密度に実装されている極小の電子部品を高解像度で撮像することは困難である。
【００１５】
また、特許文献３に記載の手法は、広角コーンビームＣＴに関するものである。特許文献３に記載の補完方法を、ＰＣＢ検査に応用することは容易ではない。
【００１６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、対象物の検査を短時間で精度よく行なえる装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
１つの局面に係る本願発明は、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、Ｘ線が対象物に複数の方向から入射するようにＸ線を出力するＸ線出力手段と、各方向から対象物に入射して対象物を透過したＸ線が届く位置においてＸ線を撮像するＸ線検出手段と、各位置で撮像したＸ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成する再構成手段とを備え、再構成手段は、第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成する第１の再構成手段を含み、第１の再構成手段は、第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用い、第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する対象物の第２の再構成画像データを生成する第２の再構成手段をさらに含み、第２の再構成手段は、第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いる。
【００１８】
好ましくは、再構成手段は、第１の再構成画像データの生成および第２の再構成画像データの生成を並行して行なう。
【００１９】
好ましくは、第２の構成手段は、第１の再構成画像データを反復法の初期画像として第２の再構成画像データを生成する。
【００２０】
好ましくは、再構成手段は、解析法による再構成３次元データに基づいて、第２の再構成手段が第２の再構成画像データを生成する領域を決定する決定手段をさらに含み、第２の再構成手段は、決定された領域について、第２の再構成画像データを生成する。
【００２１】
好ましくは、Ｘ線出力手段は、Ｘ線が第２の方向を除く方向から対象物に入射するようにＸ線を出力する。
【００２２】
好ましくは、対象物を法線方向が実質的に第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、Ｘ線出力手段は、搬送面の第１の側からＸ線を出力し、Ｘ線検出手段は、搬送面の第１の側とは異なる第２の側でＸ線を撮像する。
【００２３】
好ましくは、対象物は、平面状の物体であり、第２の方向は、実質的に、対象物の面の法線方向であり、Ｘ線出力手段は、対象物の面に所定の角度で交わる方向からＸ線が対象物に入射するようにＸ線を出力する。
【００２４】
さらに好ましくは、対象物は、平面状の物体であり、第２の方向は、実質的に、対象物の面の法線方向であり、決定手段は、解析法による再構成３次元データの対象物の面に実質的に平行な複数の断面の画素分布に基づいて、第２の再構成画像データを生成する領域を第２の方向について限定する。
【００２５】
さらに好ましくは、対象物を法線方向が実質的に第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、搬送機構は、対象物を挟む一対のレールを含む。
【００２６】
他の局面に係る本願発明は、Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、Ｘ線が対象物に複数の方向から入射するようにＸ線を出力するステップと、各方向から対象物に入射して対象物を透過したＸ線が届く位置においてＸ線を撮像するステップと、各位置で撮像したＸ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成するステップとを備え、再構成画像データを生成するステップは、第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成するステップを含み、第１の再構成画像データを生成するステップは、第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用いるステップを有し、再構成画像データを生成するステップは、第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する対象物の第２の再構成画像データを生成するステップをさらに含み、第２の再構成画像データを生成するステップは、第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いるステップを有する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、第１の方向を法線方向とする面に対応する再構成画像データを解析法を用いて生成し、第１の方向と異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する再構成画像データを反復法を用いて生成する。その結果、対象物を短時間で精度よく検査することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。以下の説明では、同一の部分には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２９】
［第１の実施の形態］
（１．Ｘ線検査装置について）
図１は、本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。図１を参照して、本発明に係るＸ線検査装置１００について説明する。ただし、以下で記載されている構成、寸法、形状、その他の相対配置などは、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００３０】
Ｘ線検査装置１００は、中心軸を軸２１としてＸ線を出力する走査型Ｘ線源１０と、複数のＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎが取り付けられ、各Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎを指定された位置に駆動するためのＸ線検出器駆動部２２とを備える。また、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎとの間には検査対象２０が配置される。言い換えると、Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎは、検査対象２０を挟むように、走査型Ｘ線源１０と対向した位置にある。
【００３１】
つまり、走査型Ｘ線源１０は、検査対象２０が配置される面の第１の側に配置され、第１の側から検査対象２０に向けてＸ線を出力する。また、各Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎは、検査対象２０が配置される面の第１の側とは異なる（つまり、逆側の）第２の側に配置される。
【００３２】
さらに、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線検出器駆動部２２によるＸ線検出器２３の駆動やＸ線検出器２３．１〜２３．Ｎからの画像データの取得を制御するための画像取得制御機構３０と、ユーザからの指示入力等を受け付けるための入力部４０と、測定結果等を外部に出力するための出力部５０とを備える。
【００３３】
また、Ｘ線検査装置１００は、走査型Ｘ線源制御機構６０と、演算部７０と、メモリ９０とをさらに備える。このような構成において、演算部７０は、メモリ９０に格納されたプログラム９６を実行して各部を制御し、また、所定の演算処理を実施する。
【００３４】
走査型Ｘ線源１０は、走査型Ｘ線源制御機構６０によって制御され、検査対象２０に対しＸ線を照射する。
【００３５】
図２は、走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。図２を参照して、走査型Ｘ線源１０においては、電子ビーム制御部６２によって制御された電子銃１９から、タングステンなどのターゲット１１に対し電子ビーム１６が照射される。そして、電子ビーム１６がターゲットに衝突した場所（Ｘ線焦点位置１７）からＸ線１８が発生し、放射（出力）される。なお、電子ビーム系は、真空容器９の中に収められている。真空容器９の内部は、真空ポンプ１５によって真空に保たれており、電子銃１９から高圧電源１４によって加速された電子ビーム１６が発射される。
【００３６】
走査型Ｘ線源１０においては、電子ビーム１６は、電子線収束コイル１３により収束された後、偏向ヨーク１２によって電子ビーム１６を偏向することにより、電子ビーム１６がターゲット１１に衝突する場所を任意に変更することができる。たとえば、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ａはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ａからＸ線１８ａが出力される。また、同様に、偏向ヨーク１２によって偏向された電子ビーム１６ｂはターゲット１１に衝突し、Ｘ線焦点位置１７ｂからＸ線１８ｂが出力される。なお、特に断らない場合は、本願発明において、走査型Ｘ線源１０は透過型である。また、検査対象物の検査対象部分に応じて設定されるＸ線の放射の起点となるべき位置（以下、「Ｘ線の放射の起点位置」と呼ぶ）からＸ線を発生させるにあたり、その位置の設定の自由度を高めることができるよう、リング状ではなく、連続面のターゲットであることが望ましい。また、以下の説明では、特に位置を区別して記載しない場合は、総称として、単にＸ線焦点位置１７と示す。
【００３７】
なお、Ｘ線焦点位置を、上述したＸ線の放射の各起点位置に移動させるには、たとえば、Ｘ線源として固定焦点型Ｘ線源を用い、Ｘ線源自体の位置を、その都度、機械的に移動させることも可能である。ただし、図２に示すような構成であれば、Ｘ線焦点位置を、Ｘ線の放射の起点位置に移動させるにあたり、一定の範囲内であれば、Ｘ線源を機械的に移動させることを必要とせず、保守性や信頼性に優れたＸ線検査装置を実現できる。なお、Ｘ線源を複数個設けておき、起点位置に応じて、切り替えて使用することも可能である。本発明に係るＸ線源は、斜めＣＴ撮像用のものであればよい。
【００３８】
言い換えると、「Ｘ線の放射の起点位置」とは、撮像に使用するＸ線検出器２３の空間的な位置と、検査対象２０の検査対象部の空間的な位置とが特定されれば、特定されうる空間的な位置のことを意味し、Ｘ線焦点位置とは、実際にＸ線が出力されるターゲット上の位置を意味する。したがって、「Ｘ線の放射の起点位置」にＸ線焦点位置をもってくるためには、走査型Ｘ線源による電子ビームの走査によることも可能であるし、あるいは、Ｘ線源そのものを機械的に移動させてもよい。
【００３９】
図１に戻って、走査型Ｘ線源制御機構６０は、電子ビームの出力を制御する電子ビーム制御部６２を含む。電子ビーム制御部６２は、演算部７０から、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギー（管電圧、管電流）の指定をうける。Ｘ線エネルギーは、検査対象の構成によって異なる。
【００４０】
検査対象２０は、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３（以下、「Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎ」を総称するときは、「Ｘ線検出器２３」と呼ぶ）との間に配置される。検査対象２０の位置の移動にあたっては、本実施の形態では、ベルトコンベアのように一方向に移動することにより検査対象を検査のための位置に配置する。ただし、Ｘ−Ｙ−Ｚステージで任意の位置に移動するようにしてもよい。
【００４１】
なお、検査対象がプリント実装基板のように小さい場合、上述のように、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３とは固定で検査対象を移動させることとしてもよいものの、ガラス基板など検査対象が大面積で、検査対象側を任意に移動させることが困難な場合は、走査型Ｘ線源１０とＸ線検出器２３との相対的な位置は固定したまま、走査型Ｘ線源１０およびＸ線検出器２３を移動させてもよい。
【００４２】
Ｘ線検出器２３は、走査型Ｘ線源１０から出力され、検査対象２０を透過したＸ線を検出して画像化する２次元Ｘ線検出器である。たとえば、Ｉ．Ｉ．（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）管などである。本実施の形態では、Ｘ線検出器駆動部２２に複数のＸ線検出器を配置することから、スペース効率のよいＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）が望ましい。また、インライン検査で使うことができるように高感度であることが望ましく、ＣｄＴｅを使った直接変換方式のＦＰＤであることが特に望ましい。
【００４３】
画像取得制御機構３０は、演算部７０より指定された位置にＸ線検出器２３を移動させるようにＸ線検出器駆動部２２を制御するための検出器駆動制御部３２と、演算部７０から指定されたＸ線検出器２３の画像データ９８を取得するための画像データ取得部３４とを含む。画像データ取得部３４は、取得した画像データ９８をメモリ９０に格納する。
【００４４】
Ｘ線検出器駆動部２２により駆動されたＸ線検出器２３の位置は位置センサ（図示しない）によって知ることができ、検出器駆動制御部３２を介して演算部７０に取り込むことができる。
【００４５】
また、Ｘ線検出器駆動部２２は、拡大率を調整するために上下に昇降できることが望ましい。この場合、Ｘ線検出器駆動部２２の上下方向の位置をセンサ（図示しない）により知ることができ、検出器駆動制御部３２を介して演算部７０に取り込むことができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、Ｘ線検出器２３．１〜２３．Ｎと、Ｘ線検出器駆動部２２と、画像取得制御機構３０とを組み合わせて、検査対象２０を透過したＸ線を検出している、しかし、Ｘ線の検出方法はこれに限られるわけではない。Ｘ線検査装置１００は、いろいろな方向から検査対象２０に入射し検査対象２０を透過したＸ線が届く位置でＸ線を検出できる機構を備えていればよい。例えば、Ｘ線検査装置１００は、より多くの固定されたＸ線検出器によりＸ線を検出しても構わない。また、複数のＸ線検出器のかわりに、単体のＸ線検出器を使用してもよい。
【００４７】
入力部４０は、ユーザの入力を受け付けるための操作入力機器である。出力部５０は、演算部７０で構成されたＸ線画像等を表示するためのディスプレイである。すなわち、ユーザは、入力部４０を介して様々な入力を実行することができ、演算部７０の処理によって得られる種々の演算結果が出力部５０に表示される。出力部５０に表示される画像は、ユーザによる目視の良否判定のために出力されてもよいし、あるいは、後で説明する良否判定部７８の良否判定結果として出力されてもよい。
【００４８】
演算部７０は、走査型Ｘ線源制御部７２と、画像取得制御部７４と、再構成部７６と、良否判定部７８と、検査対象位置制御部８０と、Ｘ線焦点位置計算部８２と、撮像条件設定部８４とを含む。プロセッサに相当する演算部７０は、メモリ９０に格納されたプログラム９６を実行し、上述の各部の機能を実現するものとする。ただし、演算部７０の機能の一部もしくは全部は、ハードウェア的に実現されても構わない。
【００４９】
走査型Ｘ線源制御部７２は、Ｘ線焦点位置、Ｘ線エネルギーを決定し、走査型Ｘ線源制御機構６０に指令を送る。
【００５０】
画像取得制御部７４は、Ｘ線検出器駆動部２２により指定位置まで駆動されるＸ線検出器２３のうち、画像を取得するＸ線検出器２３を決定し、画像取得制御機構３０に指令を送る。また、画像取得制御機構３０から、画像データを取得する。
【００５１】
再構成部７６は、画像取得制御部７４により取得された複数の画像データから３次元データを再構成する。
【００５２】
良否判定部７８は、再構成部７６により再構成された３次元データあるいは、透視データをもとに検査対象の良否を判定する。たとえば、半田ボールの形状を認識し、当該形状が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する等により良否判定を行なう。なお、良否判定を行なうアルゴリズム、あるいは、アルゴリズムへの入力情報は、検査対象によって異なるため撮像条件情報９４から入手する。
【００５３】
検査対象位置制御部８０は、検査対象２０を移動させる検査対象位置駆動機構１１０を制御する。
【００５４】
Ｘ線焦点位置計算部８２は、検査対象２０のある検査エリアを検査する際に、その検査エリアに対するＸ線焦点位置や照射角などを計算する。
【００５５】
撮像条件設定部８４は、検査対象２０に応じて、走査型Ｘ線源１０からＸ線を出力する際の条件を設定する。たとえば、Ｘ線源に対する印加電圧、撮像時間等である。
【００５６】
メモリ９０は、Ｘ線焦点位置計算部８２によって計算されたＸ線焦点位置が格納されるＸ線焦点位置情報９２と、撮像条件設定部８４によって設定された撮像条件や、良否判定を行なうアルゴリズムに関する情報などが格納される撮像条件情報９４の他、上述した演算部７０が実行する各機能を実現するためのプログラムとを含む。なお、メモリ９０は、データを蓄積することができればよく、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置により構成される。
【００５７】
図３は、Ｘ線検査装置１００の構成を説明するための図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付しており、かつ、Ｘ線焦点位置の制御、Ｘ線検出器位置の制御、検査対象位置の制御等に直接関係のある部分のうち説明に必要な部分を抜き出して記載している。
【００５８】
図３を参照して、Ｘ線検出器駆動部２２は、Ｘ線検出器２３．１および２３．２をそれぞれ、ＸＹθの自由度で駆動可能なＸＹθ動作機構となっており、Ｘ線源１０としては、走査型Ｘ線源が用いられている。なお、Ｘ線検出器駆動部２２は、図３に示したアーム型の駆動機構に限られるわけではない。各Ｘ線検出器２３を任意の位置に移動・回転させる役割を果たすものであれば、Ｘ線検出器駆動部２２として用いることできる。
【００５９】
図３に示した構成では、検査対象の位置を動かすために、検査対象位置駆動機構１１０と、検査対象位置制御部８０とが設けられている。
【００６０】
また、図３においては、２つの独立に移動可能なＸ線検出器を使用しているが、Ｘ線検出器が２つ以上設けられていてもよい。また、固定された複数のＸ線検出器を用いてもよい。この場合、検査に必要な方向の各撮像データが、いずれかのＸ線検出器で撮像できるように、各Ｘ線検出器が配置されているものとする。ただし、以下では、２つの独立に移動可能なＸ線検出器を使用する例について説明する。
【００６１】
Ｘ線検出器２３．１とＸ線検出器２３．２は、独立にＸ-Ｙ-θ動作が可能である。なお、Ｘ線検出器２３の駆動の仕方によって、θ回転の機構は必ずしも設けられていなくてもかまわない。
【００６２】
Ｘ線検出器駆動部２２は、直交タイプの２軸のロボットアーム２２．１と回転軸を持った検出器支持部２２．２とを備え、Ｘ線検出器２３の移動・回転を行う。ただし、このようなＸ−Ｙ方向の移動またはＸ−Ｙ平面内でのθ回転を可能とする構成であり、Ｘ線検出器２３の移動に対して同様の機能を持つものであれば、これ以外の機構を用いることも可能である。
【００６３】
また、検査対象の視野は、演算部７０内の検査対象位置制御部８０に制御される検査対象位置駆動機構１１０により、上記Ｘ線検出器２３．１または２３．２とは独立にＸ−Ｙ−Ｚ動作が可能である。さらに、上述のとおり、Ｘ線源１０の走査型Ｘ線源は、Ｘ線焦点位置１７をＸ線ターゲット上の任意の位置へ高速に移動させることが可能である。
【００６４】
演算部７０は、検出器駆動制御部３２、画像データ取得部（Ｘ線検出器コントローラ）３４、走査型Ｘ線源制御機構６０に命令を送り、後に説明するような検査処理のためのフローチャートで示されるプログラムを実行する。また、入力部４０からの入力によって検査装置の動作を制御し、各部の状態、または検査結果を出力部５０より出力することができる。
【００６５】
検査対象位置駆動機構１１０は、検査対象２０を固定する一対のレール１１２と、変位計１１４とを備える。各レール１１２は、検査対象２０の左端または右端を上下から挟み、基板を固定する。ここでは、左右をＹ軸に沿って、上下をＺ軸に沿って定義している。レール１１２は、検査対象位置制御部８０からの命令によって検査対象を水平（Ｘ−Ｙ）および垂直（Ｚ）方向に移動可能である。本実施の形態では、検査対象位置駆動機構１１０は、検査対象２０を、ほぼＸＹ平面（水平面）に平行な、つまり、法線方向が実質的にＺ方向である搬送面に沿って搬送するものとする。ここで、「法線方向が実質的にＺ方向である」とは、搬送面が検査に支障のない範囲で（例えば、０〜５度）水平面から傾いていてもよいことを意味する。
【００６６】
変位計１１４は、検査対象２０の反りを計測する。特に、プリント基板への部品の実装には、リフローといったような加熱処理工程が含まれるため、一般に、熱によりプリント基板が変形し、反りが生じる。通常の外観検査であれば、バックアップピンと呼ばれる支持棒により基板の反りを軽減できる。しかしながら、Ｘ線検査では、バックアップピンが画像に写りこんでしまうため、バックアップピンを使用できない。よって、複数の検査対象２０を測定するにあたっては、Ｘ線検査装置１００は、変位計１１４の測定結果に基づいて、Ｚ方向の検査領域を補正している。
【００６７】
検査対象位置駆動機構１１０は、検査対象２０の上下面を覆わない。そのため、Ｘ線は、検査対象２０を透過することができる。ただし、検査対象位置駆動機構１１０の構成は、上述のものに限られない。例えば、Ｘ線を透過するＸ−Ｙステージを検査対象位置駆動機構１１０として用いてもよい。しかしながら、多くの検査対象２０を検査するためには、図示した検査対象位置駆動機構１１０が好適である。
【００６８】
検査対象２０は、平面状の物体であるものとする。また、検査対象２０は、検査対象２０の面が、ＸＹ平面とほぼ平行に、つまり、法線方向が実質的にＺ方向である平面上に配置されているものとする。したがって、検査対象２０の長軸方向は、Ｚ方向と実質的に直交する。ここで、「長軸方向は、Ｚ方向と実質的に直交する」とは、長軸方向とＺ方向とのなす角度が、検査に支障のない範囲で９０度と異なっていてもよい（例えば、８５〜９５度であってもよい）ことを意味する。
【００６９】
Ｘ線検出器駆動部２２は、直交タイプの２軸のロボットアーム２２．１と回転軸を持った検出器支持部２２．２とを備え、検出器駆動制御部３２を通して、演算部７０からの命令によってＸ線検出器２３を指定された位置に移動させる。また、検出器駆動制御部３２は、その時点でのＸ線検出器２３の位置情報を演算部７０に送る。
【００７０】
演算部７０は、検出器駆動制御部３２を通した命令により指示されるタイミングでＸ線透視画像の取得と撮像データの転送を行う。
【００７１】
走査型Ｘ線源１０は、走査型Ｘ線源制御機構６０を通した演算部７０からの命令に従って、電子線を発生させ、電子線収束コイル１３および偏向ヨーク１２とによってターゲット上の指定された位置に電子線を収束させ、Ｘ線焦点位置１７を高速に移動させる。
【００７２】
走査型Ｘ線源１０は、複数の方向から検査対象２０にＸ線が入射するように、Ｘ線を出力する。検査対象２０の面へのＸ線の入射角度は、Ｘ線の走査範囲やＸ線の検出位置によって制限される角度内にある。ただし、検査対象２０のＸ線の入射方向は、検査対象２０と走査型Ｘ線源１０との位置関係のため、検査対象２０の長軸方向を含むことはない。
【００７３】
（２．再構成手法について）
ここで、Ｘ線データ再構成についての一般的な説明をしておく。Ｘ線データ再構成は、検査対象物の外部から照射したＸ線が、検査対象物によってどれだけ吸収（減衰）されたかを複数の角度から計測することにより、検査対象物内部のＸ線吸収係数の分布を求める手法である。
【００７４】
なお、以下では、Ｘ線源としては、いわゆる走査型Ｘ線源を用いて測定が行なわれるものとして説明を行なう。
【００７５】
図４は、データ再構成手法を説明するための図である。図４を参照して、Ｘ線検出器Ｄａに対応するＸ線焦点Ｆａから発せられたＸ線は検査対象（図示していない）を透過してＸ線検出器Ｄａの画素Ｐａに到達する。Ｘ線が検査対象を透過することによって、Ｘ線量（Ｘ線強度）は検査対象を構成する部品等のそれぞれが有する固有のＸ線吸収係数に相当する分だけ減衰する。Ｘ線強度の減衰量は検出器画素Ｐａの画素値として記録される。
【００７６】
Ｘ線焦点Ｆａから発せられるＸ線強度をＩとし、Ｘ線焦点Ｆａから検出器画素ＰａまでのＸ線が通過した経路をtとし、検査対象におけるＸ線吸収係数分布をｆ（ｘ，ｙ，ｚ）
とすると、検出器画素Ｐａに到達したＸ線の強度Ｉａは以下の式（１）で表される。
【００７７】
【数１】
【００７８】
この式の両辺の対数をとると、経路ｔに沿ったＸ線吸収係数分布が以下の式（２）のように線積分値により表わされる。このＸ線吸収係数分布をＸ線検出器により計測した値を投影データと呼ぶ。すなわちＸ線検出器はＸ線減衰量分布（Ｘ線強度分布と置き換えてもよい）を検出する。
【００７９】
【数２】
【００８０】
ＣＴにおいて投影データから対象物の３次元データを生成するアルゴリズムは、大きく、解析的手法（解析法）および反復的手法（反復法）の２つに分類される。
【００８１】
解析法は、投影画像を重ね合わせて３次元データを得るものである。解析法には、フーリエ変換法、ＦＢＰ法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ、フィルタ補正逆投影法）などがある。
【００８２】
反復法は、実際の投影画像と仮定した再構成データの投影画像とを比較し、両者が一致しない場合、再構成データを修正するという手順を何度も繰り返して、少しずつ対象物に近い再構成データを得るものである。反復法には、代数法、統計法などがある。反復法は、全ての方向の投影画像を参照して再構成データを更新する同時的反復法と１つの方向のみの投影画像を参照して再構成データを更新する逐次的反復法とに分類される。
【００８３】
以下、解析法および反復法のそれぞれについて具体的に説明する。
（解析的手法の説明）
図４に示すように、解析的手法を用いるにあたっては、１つの検査対象物（あるいは
検査対象物の１つの部分）に対して、Ｘ線検出器Ｄａの配置とは異なる位置に配置されたＸ線検出器Ｄｂに対して、焦点Ｆｂから発せられて到達したＸ線強度Ｉｂについての投影データを検出する。このような投影データを、実際には、１つの検査対象物（あるいは検査対象物の１つの部分）に対して、複数の配置について検出することで、これらの投影データから検査対象物の３次元データを再構成することになる。
【００８４】
図５は、図４に示した検査対象物における視野ＦＯＶ、視野ＦＯＶのうちの再構成の演算対象の再構成画素Ｖ、Ｘ線焦点Ｆａ、ＦｂならびにＸ線検出器Ｄａ、Ｄｂの配置を上面から見た図である。再構成画素Ｖの部分を透過したＸ線は、Ｘ線検出器Ｄａ、Ｄｂ上に像を結ぶにあたり、（焦点から再構成画素Ｖまでの距離）対（焦点からＸ線検出器までの距離）の比に応じて拡大された像を結ぶことになる。
【００８５】
Ｆｅｌｄｋａｍｐらは、この式（２）をもとに３次元データ再構成を行なうための再構成アルゴリズムを提案した。このアルゴリズム（いわゆるＦｅｌｄｋａｍｐ法）は、Ｌ．Ａ．Ｆｅｌｄｋａｍｐ，Ｌ．Ｃ．Ｄａｖｉｓ ａｎｄ Ｊ．Ｗ．Ｋｒｅｓｓ，“Ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｃｏｎｅ−ｂｅａｍ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”，Ｊｏｕｎｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏＦａｍｅｒｉｃａ．Ａ， ６１２−６１９（１９８４）に示されているように、公知技術であるのでここでは詳細に説明しない。以下では一般的な手法の一つであるＦＢＰ法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｂａｃｋ−Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法：フィルタ補正逆投影法）について簡単に説明する。
【００８６】
投影データから、Ｘ線が通過した経路ｔに沿って投影データを加算してＸ線吸収係数分布ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を求める操作を逆投影と呼ぶ。ただし、単純に投影データを加算すると撮像系の点広がり関数によりボケが生じるため、投影データにフィルタをかける。このフィルタにはたとえばＳｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ等の高周波強調フィルタが用いられる。フィルタをかける方向は、Ｘ線の透過経路の方向に対し垂直方向が望ましいとされているが、Ｆｅｌｄｋａｍｐ法では投影データの透過経路の方向が全て同一と近似しフィルタリングを行っており、検査可能な画像を再構成することができる。
【００８７】
以下に、本実施形態におけるデータ再構成の手順を示す。まず、Ｘ線検出器Ｄａの検出器画素Ｐａの投影データpaをフィルタリングした値pa′を再構成画素Ｖの画素値vに加算する。さらに、Ｘ線検出器Ｄｂの検出器画素Pｂの投影データpbをフィルタリングした値pb′を再構成画素Ｖの画素値vに加算する。すると、v＝pa′＋pb′となる。この逆投影操作を全てのＸ線検出器もしくは一部のＸ線検出器に対して行なうことで、最終的な再構成画素Ｖの画素値vは以下の式（３）に従って表わされる。
【００８８】
【数３】
【００８９】
この操作を再構成領域（視野）ＦＯＶ内の全ての再構成画素Ｖに対して行なうことにより、検査対象のＸ線吸収係数分布が求められて再構成データが得られる。
【００９０】
図６は、このようなフィルタ補正逆投影法の処理手順を示すフローチャートである。
図６を参照して、解析的手法での処理が開始されると（ステップＳ５００２）、まず、複数撮像した投影データのうちから処理対象となる投影データの選択が行なわれる（ステップＳ５００４）。次に、選択された投影データにフィルタをかける処理を行なう（ステップＳ５００６）。
【００９１】
さらに、再構成視野ＦＯＶのうちの未処理の再構成画素Ｖを選択し（ステップＳ５００８）、再構成画素Ｖに対応する検出器画素を求める（ステップＳ５０１０）。
【００９２】
続いて、再構成画素Ｖにフィルタリングした画素値を加算し（ステップＳ５０１２）、全ての再構成画素について加算を行なったかが判断される（ステップＳ５０１４）。全ての再構成画素について処理が終わっていなければ、処理はステップＳ５００８に復帰し、終了していれば、処理は、ステップＳ５０１６に移行する。
【００９３】
ステップＳ５０１６では、全ての投影データについて処理を行なったかが判断される。全ての投影データについて終了していなければ、処理はステップＳ５００４に復帰する。一方、全ての投影データについて終了していれば、再構成データ生成が終了する（ステップＳ５０１８）。
【００９４】
（反復的手法の説明）
反復的手法では、検査対象のＸ線吸収係数分布ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）と投影データｌｎ（Ｉ／Ｉａ）とを方程式と見なし再構成する。
【００９５】
図７は、走査型Ｘ線源を用いた場合の反復的手法での処理の概念を示す概念図である。一方、図８は、図７の概念図を上面から見た上面図である。
【００９６】
以下に、図７および図８を参照して、反復的手法で再構成する手順について説明する。再構成データの画素値を一列に並べたベクトルν（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ν」と記す）と、投影データを一列に並べたベクトルｐ（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ｐ」と記す）を以下の式（４）および式（５）で表現する。
【００９７】
以下では、たとえば、再構成画素Ｖの値をある値に仮定したときにＸ線焦点ＦａからのＸ線がＸ線検出器Ｄａ上に結ばれると計算される画像についての画素を中間投影画素Ｑａとし、実際にＸ線検出器Ｄａ上で観測された画素を検出器画素Ｐａと呼ぶ。Ｘ線検出器Ｄｂについても、それぞれ、中間投影画素Ｑｂ、検出器画素Ｐｂと呼ぶ。
【００９８】
反復的手法では、仮定された再構成画素ベクトルνとこれに対応する中間投影データベクトルqに対して、以下に説明するように、中間投影データベクトルｑが、実際に測定された検出器画素値ＰａまたはＰｂを投影データと一致するとみなせるまで、仮定されたベクトルνを更新する反復演算により解νを求める。
【００９９】
【数４】
【０１００】
ただし、Ｊは再構成領域（視野）内の画素数、Ｉは投影データの画素数である。また、Ｔは転置を示す。νとｐを関係付ける投影演算を以下の式（６）のＩ×Ｊ係数行列で表す。
【０１０１】
【数５】
【０１０２】
この時、反復的手法でのデータ再構成は、以下の式（７）線形方程式を解いてνを求める問題として定式化できる。
【０１０３】
【数６】
【０１０４】
つまり、vjがpiに対する寄与をwijとする。なお、Ｗは再構成データの画素値νが投影データの画素値ｐに対してどの程度寄与するかを表しており、Ｘ線焦点とＸ線検出器の幾何学的位置から求めることができ、検出確率もしくは重みと呼ばれることもある。
【０１０５】
反復的手法には、方程式を代数的に解く手法や統計的な雑音を考慮した手法等が考案されているが、以下に一般的に用いられている代数的手法であるＳＡＲＴ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ａｌｇｅｂｒａｉｃ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）について説明する。詳細は、Ａ．Ｈ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ ａｎｄ Ａ．Ｃ．Ｋａｋ，“ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＡＬＧＥＢＲＡＩＣ ＲＥＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＩＱＵＥ（ＳＡＲＴ）：Ａ ＳＵＰＥＲＩＯＲ ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＡＲＴ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ”，ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＩＭＡＧＩＮＧ ６， ８１−９４（１９８４）に記載されている。
【０１０６】
ＳＡＲＴでは、最初に、以下の式（８）で表される初期データν0（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ν0」と記す）を仮定する。
【０１０７】
【数７】
【０１０８】
初期データν0は全て０のデータでもよいし、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データ等から取得したデータを仮定してもよい。
【０１０９】
次に、投影演算Ｗを用いて以下の式（９）で表される中間投影データｑ0（ベクトルを表すために頭部に→つき：以下テキスト本文中では、「ｑ0」と記す）を生成する。
【０１１０】
【数８】
【０１１１】
中間投影データｑ0の生成は、１つの投影データに対し行ってもよいし、複数の投影データに対し行ってもよい。以下は１つの投影データに対し行ったものとして説明する。
【０１１２】
生成した中間投影データｑ0とＸ線検出器から取得された投影データｐを比較する。比較方法は差をとる方法と除する方法があるが、ＳＡＲＴでは差（ｐ−ｑ0）をとる。
【０１１３】
初期データν0を更新する。更新に用いる式（反復式）は式（１０）のようになる。
【０１１４】
【数９】
【０１１５】
なお、式（１０）中の以下の式（１１）および式（１２）は、予め計算しておくことで更新の計算時間を短縮することができる。
【０１１６】
【数１０】
【０１１７】
上記の計算により生成された再構成データを初期データとして代入し、同一の処理を複数回反復させることで再構成データが得られる。
【０１１８】
図９は、反復的手法の処理を説明するためのフローチャートである。
図９を参照して、まず、反復的手法による処理が開始されると（ステップＳ５１０２）、続いて、初期データの設定が行なわれる（ステップＳ５１０４）。上述のとおり、初期データとしては、たとえば、全てが０の値でもよい。次に、複数のＸ線検出器位置に対応する複数の投影データのうちから処理対象となる投影データを選択する（ステップＳ５１０６）。
【０１１９】
中間投影データを生成する。中間投影データの生成方法は上述したとおりである。（ステップＳ５１０８）。
【０１２０】
さらに、再構成視野ＦＯＶのうちの未処理の再構成画素Ｖを選択し（ステップＳ５１１０）、再構成画素Ｖに対応する検出器画素を求める（ステップＳ５１１２）。
【０１２１】
反復式をもとに、再構成画素Ｖの値を更新する（ステップＳ５１１４）。
次に、全ての再構成画素について更新を行ったかが判断され（ステップＳ５１１６）、全ての再構成画素について処理が終わっていなければ、処理はステップＳ５１１０に復帰し、終了していれば、処理は、ステップＳ５１１８に移行する。
【０１２２】
ステップＳ５１１８では、全ての投影データについて処理を行なったかが判断される。全ての投影データについて終了していなければ、処理はステップＳ５１０６に復帰する。一方、全ての投影データについて終了していれば、処理はステップＳ５１２０に移行する。
【０１２３】
ステップＳ５１２０では、規定の反復回数だけ処理を行ったかが判断され、反復していなれば、処理はステップＳ５１０４に復帰して現在の再構成画素値を初期データとして採用して処理を繰り返し、処理を規定回数だけ反復していれば、再構成データ生成が終了する（ステップＳ５１２２）。
【０１２４】
以上のようにＸ線検出器により取得された投影データから、検査対象物の３次元画像を再構成できる。
【０１２５】
ただし、解析的手法では、フィルタリング処理をＸ線検出器の各画素に対して行う場合の計算の容易さ等の理由から、複数の投影データの各々を取得するために、Ｘ線検出器および焦点と対象物との相対位置を変更した場合でも、Ｘ線の焦点とＸ線検出器との相対的な配置は、一定の関係を維持することが望ましい。言い換えると、焦点からＸ線検出器を見たときには、見通される立体角内の対象物の視野に含まれる部分の角度・対象物内の位置等は変化しても、焦点とＸ線検出器との位置関係は、一定のままであることが望ましい。しかも、上記のような逆投影法を行なうにあたっては、アーチファクト等の低減のためには、複数の投影データは、対象物の視野に含まれる部分について、等角度ごとに取得されることが望ましい。
【０１２６】
これに対して、反復的手法では、このようなＸ線の焦点とＸ線検出器との相対的な配置に、このような制限はない。
【０１２７】
（解析法および反復法の特徴）
一般に解析法および反復法には次のような特徴がある。解析法は、精度のよい再構成データを得るために多くの枚数の投影画像を必要とするが、再構成にかかる計算時間は短い。一方、反復法は、少ない枚数の投影画像から精度のよい３次元データを再構成できるが、再構成にかかる計算時間が長い。
【０１２８】
さらに、ＰＣＢの検査の観点からは、解析法および反復法には次のような特徴がある。
解析法は、投影像をフィルタリングした上で逆投影するため、解析法による再構成データを切り出して得られる２次元断面画像（再構成画像とよぶ）においてはエッジが強調される。したがって、解析法は、吸収係数に差が出る検査、例えば、ボイド、異物混入検査等に適している。その反面、解析法には、斜めＣＴ撮像が原因で、ＰＣＢの長軸（水平）方向を実質的に法線方向に持つ面に対応する再構成画像（以下、垂直断面画像とよぶ）が不鮮明となるという問題がある。これを防ぐためには、投影数を多くする必要がある(例えば３２枚)。よって、解析法を用いた薄い対象物のＸ線ＣＴ検査には、多くの撮像時間が必要であり、結果として、時間がかかる。
【０１２９】
一方、反復法による再構成データを用いると、解析法と異なり撮像位置によらず高画質の再構成画像を生成できる。そのため、長軸方向からの撮像データ（垂直断面データ）の不足があっても、高画質な画像を生成できる。したがって、反復法は、垂直断面の形状が必要なぬれ検査等に適している。しかし、反復計算の計算量は大きいため、反復法を用いた薄い対象物のＸ線ＣＴ検査には、多くの計算時間がかかる。また、反復法には、ボイド検査に適さないという問題がある。反復計算により得られる再構成画像のエッジはぼやけるためである。
【０１３０】
図１０を参照して、解析法および反復法の特性についてまとめておく。図１０は、解析法および反復法の特性について説明するための図である。なお、図１０の横軸には、投影数、すなわち、投影画像の枚数を示す。ただし、図１０に示した投影数は目安であって、投影数は、これに限られるわけではない。
【０１３１】
図１０に示す領域１では、解析法および反復法のいずれを用いても精度のよい検査が行なえる。つまり、投影数が多い場合は、解析法および反復法のいずれを用いてもよい。また、水平断面検査の１つである異物ブリッジ検査を行なう場合には、投影数によらず、解析法および反復法のいずれを用いてもよい。ただし、計算時間を考慮に入れると、領域１では、解析法を用いる方が好ましい。
【０１３２】
図１０に示す領域２では、解析法を用いて検査を行なうことが好ましい。つまり、水平断面検査の１つであるボイド検査を行なう場合には、解析法を用いることが好ましい。これは、上述の通り、解析法によれば、エッジが強調された再構成画像が得られるためである。
【０１３３】
図１０に示す領域３では、反復法を用いて検査を行なうことが好ましい。つまり、垂直断面検査であるぬれ検査を行なう場合には、反復法を用いることが好ましい。これは、上述の通り、投影数が少ない場合に解析法で得られる垂直断面の再構成画像は、不鮮明だからである。
【０１３４】
以上説明してきたように、解析法および反復法のいずれを用いて検査するのが好ましいかは、検査種類と投影数とによる。
【０１３５】
解析法および反復法のそれぞれで得られる再構成画像の具体例を図１１に示す。図１１Ａは、解析法で得られる再構成画像の具体例を示す図であり、図１１Ｂは、反復法で得られる再構成画像の具体例を示す図である。
【０１３６】
図１１Ａを参照して、再構成画像５ａ〜５ｉは、計算機による球状の物体の複数の投影画像から再構成された水平断面画像である。再構成画像５ａ〜５ｃは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって８枚の投影画像を基に計算された。再構成画像５ｄ〜５ｆは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって１６枚の投影画像を基に計算された。再構成画像５ｅ〜５ｉは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって３２枚の投影画像を基に計算された。なお、図１１Ａには、参照のため、計算機による水平断面の投影画像４も示している。
【０１３７】
図１１Ｂを参照して、再構成画像７ａ〜７ｉは、計算機による球状の物体の複数の投影画像から再構成された垂直断面画像である。再構成画像７ａ〜７ｃは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって８枚の投影画像を基に計算された。再構成画像７ｄ〜７ｆは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって１６枚の投影画像を基に計算された。再構成画像７ｅ〜７ｉは、それぞれ、解析法、逐次的反復法、同時的反復法によって３２枚の投影画像を基に計算された。なお、図１１Ｂには、参照のため、計算機による水平断面の投影画像６も示している。また、再構成画像７ａ〜７ｉには、水平断面の投影画像６における物体の外周に対応する箇所を点線で示している。
【０１３８】
図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して、対象物を垂直方向から見た解析法による再構成画像の分解能は高いが、対象物を水平方向から見た解析法による再構成画像は間延びしていることがわかる。一方、反復法による再構成画像では、水平方向についても球状の物体が再現されている。
【０１３９】
以上説明してきたように、解析法あるいは反復法のいずれか一方を用いる手法では、短時間で対象物を精度よく検査することができない。特に、この手法では、水平方向の検査および垂直方向の検査を両方とも短時間で精度よく検査できない。本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、以下で詳しく説明するように、解析法と反復法とを組み合わせることにより、対象物を短時間で精度よく検査することができる。
【０１４０】
（３．Ｘ線検査の概略）
図１２を参照して、Ｘ線検査装置１００によるＸ線検査の概略について説明する。図１２は、Ｘ線検査装置１００によるＸ線検査の概略をフローチャート形式で示した図である。
【０１４１】
図１２を参照して、まず、処理が開始されると（ステップＳ１２００）、演算部７０の検査対象位置制御部８０からの命令により、検査対象位置制御機構１１０は、検査対象の検査部分（視野）を撮像可能な位置に移動する（ステップＳ１２０２）。すなわち、透視画像を撮像するために、検査対象をのせたステージとＸ線検出器を所定の位置に移動する。各構成要素の位置の移動は予め決められていることが通常で、マグネスケール等で読み取ることができるが、レーザー変位計等を用いてもよい。また、通常、検査においては、検査位置の特定のために光学カメラ（図示せず）が搭載されているため、光学カメラの画像をもとに位置を決めることが可能である。その他の方法として、検査対象のＣＡＤデータをもとに自動的に決めてもよいし、作業者が目視で行ってもよい。
【０１４２】
その上で、まずは、透視画像の撮像を行なう（ステップＳ１２０４）。具体的には、Ｘ線検査装置１００は、Ｘ線の照射の開始とともに、Ｘ線焦点を所定位置に移動させてＸ線検出器の露光を開始する。一定時間後に露光を終了し、得られた画像を検査装置制御機構へ転送する。
【０１４３】
演算部７０の良否判定部７８は、透視画像を検査して、取得した透視画像から検査対象の視野(透視画像で撮像されている範囲)の良否判定を行う（ステップＳ１２０６）。良否判定手法は、様々な手法が提案されており、公知のためここでは詳細を記述しない。例えば、もっとも基本的な検査としては、透視画像を一定の値で２値化し、ＣＡＤデータ等の設計情報と比較し、透視画像上の所定の位置に部品があるかないかを面積により判断する。
【０１４４】
続いて、演算部７０は、再構成画像による検査が必要か否かを判断する（ステップＳ１２０８）。判断の基準は、ＣＡＤデータ等の設計情報をもとに予め設定しておくことができる。また、演算部７０は、透視画像の良否判定結果から再構成画像による検査が必要か否かを判断することも可能である。例えば、実装基板の検査において、片面にのみ部品が実装されている場合、透視画像で良否判定することが可能なため再構成画像による良否判定を行なう必要がない場合もある。
【０１４５】
演算部７０は、再構成画像による検査が必要ない場合には、検査を終了させる（Ｓ１２１８）。
【０１４６】
一方、演算部７０は、再構成画像による検査が必要な場合は、続いて、１つの視野についてのＣＴ撮像を行わせる（Ｓ１２１０）。ここで、「視野」とは、再構成してモニタに映る範囲のことである。Ｘ線検査装置１００は、ステップＳ１２０４における透視画像撮像範囲と同様の領域およびデータ再構成にあたり必要となる他の領域を視野として設定する。ＣＴ撮像においては、検査対象内の視野を複数の方向から撮像する。
【０１４７】
なお、複数方向からの撮像は、走査型Ｘ線源１０の焦点位置の移動により実現するのが好ましい。なぜならば、焦点の移動時間は、Ｘ線検出器２３やステージを機械的に移動するのにかかる時間よりも１００分の１程度短いためである。
【０１４８】
次に、演算部７０の再構成部７６は、複数方向の撮像画像から解析法による再構成データおよび反復法による再構成データを生成する（ステップＳ１２１２）。さらに、ステップＳ１２１２において、再構成部７６は、解析法による再構成データを用いて水平断面画像を生成する。再構成部７６は、反復法による再構成データを用いて垂直断面画像を生成する。ステップＳ１２１２で再構成部７６が行なう処理の詳細については、後述する。
【０１４９】
ここで、垂直断面画像は、対象物の長軸方向を実質的に法線方向とする垂直断面に対応する再構成画像である。ここで、「長軸方向を実質的に法線方向とする」とは、得られる垂直断面画像を垂直断面検査に用いることができる範囲で、垂直断面の法線方向が長軸方向と一致していなくてもよいことを意味する。
【０１５０】
また、水平断面画像は、対象物の長軸方向と実質的に直交する方向を法線方向とし、検査対象２０の面にほぼ平行な水平断面に対応する再構成画像である。ここで、「長軸方向と実質的に直交する方向を法線方向とし」ならびに「検査対象２０の面にほぼ平行な」とは、得られる水平断面画像を水平断面検査に用いることができる範囲で、水平断面の法線方向が長軸方向と一致していなくてもよいことを意味する。
【０１５１】
したがって、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、対象物を精度よく短時間で検査できる。反復法あるいは解析法の一方を用いる場合に比べ、少ない枚数の撮像データに基づいて、垂直方向検査および水平方向検査のそれぞれに適した再構成画像を得られる。
【０１５２】
続けて、演算部７０の良否判定部７８は、再構成画像（垂直断面画像および水平断面画像）による対象物の良否判定を行う（ステップＳ１２１４）。良否判定手法は周知であるため検査項目に適した良否判定手法を用いればよく、ここでは詳細の説明は繰り返さない。例えば、良否判定部７８は、２値化画像内の半田面積に基づいて、実装基板の良否を判定する。
【０１５３】
さらに、演算部７０は、全視野の検査を終了したか否かを判断し（ステップＳ１２１６）、終了していない場合は、検査対象位置制御機構を制御し、検査対象の検査部分（視野）を変更する（ステップＳ１２２０）。そのあと、演算部７０は、処理を、ステップＳ１２０４に復帰させる。一方で、演算部７０は、全視野について検査が終了していれば、本検査を終了させる（ステップＳ１２１８）。インライン検査では、検査すべき範囲(複数の視野の集まり)が決まっているため、演算部７０は、全視野の検査が終了したかどうかを容易に判断できる。もしくは、作業者が、全視野の検査が終了したか判断し、Ｘ線検査装置１００に指示を与えてもよい。
【０１５４】
なお、図１２中では、透視画像と再構成画像で検査を行っているが、透視画像による検査を行なわずに、再構成画像による検査のみを行うことも可能である。ただし、通常、再構成処理は比較的時間がかかるため、再構成画像による検査の前に、透視画像で良否判定をすることで全体の検査時間を短くすることができる。
【０１５５】
（４．第１の実施の形態に係るデータ再構成処理）
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６は、上述のステップＳ１２１２（データ再構成処理）において、解析法による再構成の計算と反復法による再構成の計算とを並列に行なう。並列に２つの計算を行なうため、２つの計算を直列に行なう場合に比べ、検査時間を短縮できる。計算を並列して行なうことで計算の待ち時間がなくなる、つまり、一方の計算終了を待って他方の計算を始める必要がないからである。
【０１５６】
再構成部７６は、解析法の計算と反復法の計算とを並列して実行できる必要がある。例えば、複数の計算機を再構成部７６として用いればよい。ただし、近年では、複数のＣＰＵを搭載した計算機が普及してきている。このような計算機１台を、再構成部７６として用いてもよい。
【０１５７】
図１３を参照して、第１の実施の形態に係る再構成部７６の処理について説明する。図１３は、第１の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【０１５８】
図１３に示すように、再構成部７６は、解析法による再構成処理（ステップＳ１３０１〜ステップＳ１３１３）と、反復法による再構成処理（ステップＳ１３１５〜ステップＳ１３２９）とを、並行して行なう。
【０１５９】
まず、解析法による再構成処理について説明する。
ステップＳ１３０１において、再構成部７６は、再構成に用いる投影データ（あるいは投影データの組）を一つ選択する。通常は、再構成部７６は、投影データに予めつけられた番号に基づいて、投影データを順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、投影データを順番に選択する。
【０１６０】
ステップＳ１３０３において、再構成部７６は、選択した投影データに高周波強調フィルタによるフィルタリング処理を施す。
【０１６１】
ステップＳ１３０５において、再構成部７６は、逆投影する再構成画素を一つ選択する。通常、再構成部７６は、再構成画素に予めつけられた番号に基づいて、再構成画素を順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、再構成画素を順番に選択する。
【０１６２】
ステップＳ１３０７において、再構成部７６は、選択した再構成画素に逆投影される検出器画素を計算する。つまり、再構成部７６は、再構成画素を通るＸ線が検出器のどのセンサ画素に入射したかを計算する。Ｘ線の経路は、Ｘ線焦点位置、再構成画素位置から幾何学的に計算でき、検出器の位置は既知である。したがって、再構成部７６は、検出器のどの画素にＸ線が入射したかが計算できる。
【０１６３】
ステップＳ１３０９において、再構成部７６は、ステップＳ１３０７で計算した再構成画素に対応するセンサ画素の画素値を、再構成画素の画素値に加算する。この時、加算される値は、ステップＳ１３０３のフィルタリング後の値である。
【０１６４】
なお、サンプリングの問題からＸ線が入射する画素が複数にまたがることがある。その際は、検出器画素の周囲４点の線形補間等を用いればよい。容易に想像がつくように、補間精度と計算時間とは、トレードオフの関係にある。
【０１６５】
ステップＳ１３１１において、再構成部７６は、全ての再構成画素に対してステップＳ１３０５からステップＳ１３０９までの処理を行なったかどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての再構成画素について処理を行なったどうかを、逆投影した再構成画素数をインクリメントしておき、予め定めておいた総再構成画素数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１６６】
全ての再構成画素について処理が終わっていなければ（ステップＳ１３１１においてＮｏ）、処理はステップＳ１３０５に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３１１においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１３１３に移行する。
【０１６７】
ステップＳ１３１３において、再構成部７６は、全ての投影データについて、ステップＳ１３０１からステップＳ１３１１までの処理を行なったどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての投影データについて行なったかどうかを、選択した投影データ数をインクリメントしておき、撮像した総投影データ数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１６８】
全ての投影データについて処理が終わっていなければ（ステップＳ１３１３においてＮｏ）、処理はステップＳ１３０１に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３１３においてＹｅｓ）、再構成部７６は、解析法によるデータ再構成処理を終了する。
【０１６９】
ステップＳ１３１４において、再構成部７６は、解析法による再構成データの垂直断面を切り出して、垂直断面画像を生成する。
【０１７０】
続いて、反復法による再構成処理について説明する。
ステップＳ１３１５において、再構成部７６は、再構成に用いる初期データを設定する。１回目の反復処理における初期データは全て０のデータでもよいし、ＣＡＤデータ等から取得したデータを仮定してもよい。
【０１７１】
２回目以降の反復処理における初期データについては、再構成部７６は、直前の再構成データを初期データに設定する。つまり、２回目の反復処理の初期データは、１回目の反復処理で得られた再構成データとなり、ｎ回目の反復処理の初期データは、（ｎ−１）回目の反復処理で得られた再構成データとなる。
【０１７２】
ステップＳ１３１７において、再構成部７６は、再構成に用いる投影データ（あるいは投影データの組）を一つ選択する。通常は、再構成部７６は、投影データに予めつけられた番号に基づいて、投影データを順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、投影データを順番に選択する。
【０１７３】
ステップＳ１３１９において、再構成部７６は、投影演算Ｗを用いて中間投影データを生成する。再構成部７６は、中間投影データを、１つの投影データに対して生成してもよいし、複数の投影データに対して生成してもよい。以下では、再構成部７６が１つの投影データに対して中間投影データを生成したものとして説明する。
【０１７４】
ステップＳ１３２１において、再構成部７６は、逆投影する再構成画素を一つ選択する。通常は、再構成部７６は、再構成画素に予めつけられた番号に基づいて、再構成画素を順番に選択する。再構成部７６は、選択する番号をインクリメントすることで、再構成画素を順番に選択する。
【０１７５】
ステップＳ１３２３において、再構成部７６は、初期データを更新する。更新に用いる式（反復式）としては、式（１０）を用いるものとする。
【０１７６】
ステップＳ１３２５において、再構成部７６は、全ての再構成画素に対してステップＳ７２１およびステップＳ７２３の処理を行なったかどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての再構成画素について処理を行なったどうかを、逆投影した再構成画素数をインクリメントしておき、予め定めておいた総再構成画素数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１７７】
全ての再構成画素について処理が終わっていなければ（ステップＳ１３２５においてＮｏ）、処理はステップＳ１３２１に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３２５においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１３２７に移行する。
【０１７８】
ステップＳ１３２７において、再構成部７６は、全ての投影データについて、ステップＳ１３１５からステップＳ１３２５までの処理を行なったどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、全ての投影データについて行なったかどうかを、選択した投影データ数をインクリメントしておき、撮像した総投影データ数を超えたか超えないかにより判断する。
【０１７９】
全ての投影データについて処理が終わっていなければ（ステップＳ１３２７においてＮｏ）、処理はステップＳ１３１７に復帰し、終了していれば（ステップＳ１３２７においてＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１３２９に移行する。
【０１８０】
ステップＳ１３２９において、再構成部７６は、規定の反復回数を行なったどうかを判断する。再構成部７６は、例えば、規定の反復回数を行ったかどうかを、反復回数をインクリメントしておき、規定の反復回数(例えば、１０回)を超えたか超えないかにより判断する。規定の反復回数を満たしていない場合（ステップＳ１３２９においてＮｏ）、処理はステップＳ１３１５に復帰する。つまり、再構成部７６は、上記の計算により生成された再構成データを初期データとして同一の処理を複数回反復することで再構成データを得る。規定の反復回数を満たしている場合（ステップＳ１３２９においてＹｅｓ）、再構成部７６は、反復法によるデータ再構成処理を終了する。
【０１８１】
ステップＳ１３３０において、再構成部７６は、反復法による再構成データの垂直断面を切り出し垂直断面画像を生成する。
【０１８２】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、解析法による再構成画像および反復法による再構成画像が得られる。解析法による再構成画像を用いてボイド検査などの水平断面の検査を行ない、反復法による再構成画像を用いて濡れ検査などの垂直断面の検査を行なえばよいので、Ｘ線検査装置１００が、検査にあたって準備すべき投影データの数は、解析法および反復法の一方で再構成画像を計算する場合に比べて、少なくてよい。したがって、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、検査時間を短縮することができる。また、Ｘ線検査装置１００は、解析法の計算と反復法の計算とを並列に行なっているため、検査時間をさらに短縮することができる。
【０１８３】
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００によるＣＴ撮像時間を除く検査時間を見積もる。ただし、解析法による再構成時間をＴａ、反復法による反復１回の再構成時間をＴｉ、反復回数をｎ回、水平断面検査時間をＴｈ、垂直断面検査時間をＴｖとする。
【０１８４】
第１の実施の形態におけるＣＴ撮像時間を除く検査時間は、解析法の検査時間Ｔａ＋Ｔｈと、反復法の検査時間Ｔｉ＊ｎ＋Ｔｖの長い方に依存する。通常、反復法における反復１回の再構成時間は、Ｔｉ＞２Ｔａであり、Ｔｈ≒Ｔｖであるから、反復法の検査時間の方が長い。よって、第１の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間は、Ｔｉ＊ｎ＋Ｔｖとなる。
【０１８５】
また、図１２には、ＣＴ撮像後にデータ再構成を行なう流れを示したが、Ｘ線検査装置１００は、ＣＴ撮像と並行してデータ再構成を行なうことが好ましい。ＣＴ撮像と並行してデータ再構成すると、データ再構成時間をＣＴ撮像時間で隠蔽することができるため、高速な検査が可能になる。
【０１８６】
反復法に必要な枚数の投影画像を撮像した時点で反復法の計算を開始することで、第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、ＣＴ撮像時間も含めた全検査時間をさらに短縮することができる。
【０１８７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、解析法による再構成を行なった後、初期データとして解析法の再構成データを使用した反復法による再構成を行なう。第１の実施の形態と異なり、Ｘ線検査装置１００は、直列処理を行なう、すなわち、解析法の計算と反復法の計算とを順次行なう。しかし、反復法の初期データとして解析法の再構成データを用いるため、精度の高い画像を得るために必要な反復回数を減らすことができるため、全体としては、検査時間を短縮できる。また、再構成部７６として計算を並列実行できる計算機を用いる必要がなく、本実施の形態に係る検査方法は、計算機が１台の場合にも実行することができる。
【０１８８】
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成は、図１〜図３を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。また、Ｘ線検査の大まかな流れは、図１２を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。
【０１８９】
第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、第１の実施の形態とは異なるデータ再構成処理を行なう。第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６の処理について、図１４を参照して説明する。図１４は、第２の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。第２の実施の形態に係る再構成部７６の処理は、大きくは、次の（１）〜（３）に分けられる。
【０１９０】
（１）再構成部７６は、まず、解析法により再構成を行なう。すなわち、再構成部７６は、ステップＳ１４０１〜ステップＳ１４１３までの各処理を行ない、解析法による再構成データを生成する。ステップＳ１４０１〜ステップＳ１４１３における処理は、それぞれ、ステップＳ７０１〜ステップＳ７１３における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。
【０１９１】
（２）再構成部７６は、ステップＳ１４１５において、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する。２回目以降の反復処理における初期データについては、再構成部７６は、直前の再構成データを初期再構成データに設定する。つまり、２回目の反復処理の初期データは、１回目の反復処理で得られた再構成データとなり、ｎ回目の反復処理の初期データは、（ｎ−１）回目の反復処理で得られた再構成データとなる。
【０１９２】
（３）再構成部７６は、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する点を除いては、第１の実施の形態と同様に、反復法の処理（ステップＳ１４１５〜ステップＳ１４２９）を実行する。ステップＳ１４１５〜ステップＳ１４２９における処理は、それぞれ、ステップＳ７１５〜ステップＳ７２９における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。
【０１９３】
第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１００によるＣＴ撮像時間を除く検査時間を見積もる。ただし、解析法による再構成時間をＴａ、反復法による反復１回の再構成時間をＴｉ、反復回数をｎ／２回、反復回数を水平断面検査時間をＴｈ、垂直断面検査時間をＴｖとする。解析法による再構成データを反復法の初期データに設定しており、第１の実施の形態に比べ反復回数は少なくてよいことを鑑み、反復回数を第１の実施の形態の半分としている。
【０１９４】
第２の実施の形態におけるＣＴ撮像時間を除く検査時間は、解析法の検査時間Ｔａ＋Ｔｈと、反復法の検査時間Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖを足したものとなる。よって、第２の実施の形態における検査時間は、Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖとなる。
【０１９５】
第２の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間を、第１の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間と比較する。
【０１９６】
（第１の実施の形態の検査時間）−（第２の実施の形態の検査時間）＝（Ｔｉ＊ｎ＋Ｔｖ）−（Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖ）＝Ｔｉ＊ｎ／２−Ｔａ−Ｔｈである。
【０１９７】
ここで、一般に、通常、反復法における反復１回の再構成時間は、Ｔｉ＞２Ｔａである。さらに、再構成時間と検査時間について考えると、一般的にＴａ＞＞Ｔｈである。したがって、（第１の実施の形態の検査時間）−（第２の実施の形態の検査時間）＞０、すなわち、(第２の実施の形態の検査時間)＜(第１の実施の形態の検査時間)となる。
【０１９８】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、解析法による再構成を行なった後、解析法の結果に基づいて反復法で再構成する範囲を設定し、設定された範囲について反復法による再構成を行なう。解析法の計算と反復法の計算とを直列に行なう点は、第２の実施の形態と同様であるが、解析法の結果に基づいて反復法で再構成する範囲を狭めることで、反復１回の再構成時間を短縮でき、反復法の再構成時間を短縮することができる。また、再構成部７６として計算を並列実行できる計算機を用いる必要がなく、本実施の形態に係る検査方法は、計算機が１台の場合にも実行することができる。
【０１９９】
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成は、図１〜図３を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。また、Ｘ線検査の大まかな流れは、図１２を参照して説明した第１の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。
【０２００】
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、第１の実施の形態および第２の実施の形態とは異なるデータ再構成処理を行なう。第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６の処理について、図１５を参照して説明する。図１５は、第３の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。第３の実施の形態に係る再構成部７６の処理は、大きくは、次の（１）〜（４）に分けられる。
【０２０１】
（１）再構成部７６は、まず、解析法により再構成を行なう。すなわち、再構成部７６は、ステップＳ１５０１〜ステップＳ１５１３までの各処理を行ない、解析法による再構成データを生成する。ステップＳ１５０１〜ステップＳ１５１３における処理は、それぞれ、ステップＳ７０１〜ステップＳ７１３における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。ステップＳ１５１４において、再構成部７６は、解析法による再構成データから、水平断面画像を作成する。
【０２０２】
（２）次に、再構成部７６は、ステップＳ１５１５において、水平断面画像に基づいて水平断面検査を行ない、反復法で再構成が必要な範囲を限定する。水平断面検査方法については、公知の方法を用いることができるため、ここでは、詳細な説明は行なわない。
【０２０３】
再構成部７６は、次のような場合に、反復法による再構成が必要な範囲を限定する。
（ａ） ある範囲に部品がない場合
部品がない範囲は検査に必要としないため、再構成する必要がない。よって、水平断面画像に基づき、反復法を行なう前に部品があるかないかを判断することで、反復法の範囲を限定することができる。
【０２０４】
（ｂ） 水平断面検査の結果、不良品であった場合
水平断面検査で不良品と判定した場合、もう一度垂直方向検査しなくても不良品と判定できる。
【０２０５】
（３）再構成部７６は、ステップＳ１５１７において、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する。２回目以降の反復処理における初期データについては、再構成部７６は、直前の再構成データを初期データに設定する。つまり、２回目の反復処理の初期データは、１回目の反復処理で得られた再構成データとなり、ｎ回目の反復処理の初期データは、（ｎ−１）回目の反復処理で得られた再構成データとなる。
【０２０６】
初期データに解析法の再構成データを用いるため、第２の実施の形態と同様、反復法の反復回数を削減することができる。
【０２０７】
以上では、解析法の再構成データを初期データとして用いる例について説明したが、第１の実施の形態と同様、予め定められた画像を初期データとすることもできる。この場合も、反復１回にかかる時間を短縮できるので、検査時間を短縮できる。ただし、以上の例のように、解析法の再構成データを初期データとして用いる方が、より検査時間を短縮できるのはもちろんである。
【０２０８】
（４）再構成部７６は、解析法で再構成した画像を反復法の１回目の反復処理における初期データとして設定する点を除いては、第１の実施の形態と同様に、反復法の処理（ステップＳ１５１７〜ステップＳ１５３１）を実行する。ステップＳ１５１７〜ステップＳ１５３１における処理は、それぞれ、ステップＳ７１５〜ステップＳ７２９における処理と同様であるため、ここでは、説明を繰り返さない。ステップＳ１５３２において、再構成部７６は、反復法による再構成データから垂直断面画像を作成する。
【０２０９】
第３の実施の形態に係るＸ線検査装置１００によるＣＴ撮像時間を除く検査時間を見積もる。ただし、解析法による再構成時間をＴａ、反復法による反復１回の再構成時間をＴｉ、反復回数をｎ／２回、水平断面検査時間をＴｈ、垂直断面検査時間をＴｖ、反復法の再構成範囲の限定にかかる時間をＴｌとする。解析法による再構成データを反復法の初期画像に設定しており、第１の実施の形態に比べ反復回数は少なくてよいことを鑑み、反復回数を第１の実施の形態の半分としている。また、反復法による再構成範囲が半分に限定されたと仮定している。実装基板の半分以上の空間は再構成する必要がない空気もしくはプリント基板であり、この仮定は妥当である。
【０２１０】
第３の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間は、解析法の検査時間Ｔａ＋Ｔｈと、反復法の再構成範囲の限定にかかる時間Ｔｌと、反復法の検査時間Ｔｉ／２＊ｎ／２＋Ｔｖを足したものとなる。よって、第３の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間は、Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｌ＋Ｔｉ／２＊ｎ／２＋Ｔｖとなる。
【０２１１】
第３の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間を、第２の実施の形態のＣＴ撮像時間を除く検査時間と比較する。
【０２１２】
（第２の実施の形態の検査時間）−（第３の実施の形態の検査時間）＝（Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｉ＊ｎ／２＋Ｔｖ）−（Ｔａ＋Ｔｈ＋Ｔｌ＋Ｔｉ／２＊ｎ／２＋Ｔｖ）＝Ｔｉ＊ｎ／４−Ｔｌである。
【０２１３】
ここで、再構成時間と検査時間について考えると、一般的にＴｉ＞Ｔａ＞＞Ｔｈ≒Ｔｖ≒Ｔｌであるから、(第３の実施の形態の検査時間)＜(第２の実施の形態の検査時間)となる。
【０２１４】
［第４の実施の形態］
第３の実施の形態で、解析法の再構成結果から反復法の再構成領域を限定することについて述べた。ここでは、特に、第３の実施の形態の変形例として、再構成領域の高さ方向を限定する実施の形態について説明する。
【０２１５】
第４の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の構成は、第３の実施の形態のものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。また、Ｘ線検査の大まかな流れは、図１２を参照して説明したものと同様であり、ここではその説明を繰り返さない。
【０２１６】
Ｘ線検査装置１００は、図３を用いて説明したように、基板の反りを計測し、高さ補正を行なうために、変位計１１４を備えている。ここで、基板の反りについて、図１６を参照して詳しく説明しておく。図１６は、部品（ＢＧＡ）が実装されたプリント基板を搬送方向から見た断面図である。
【０２１７】
図１６を参照して、プリント基板は、反っている。この反りの大きさは、プリント基板によって異なる。Ｘ線検査装置１００は、複数のプリント基板に対して検査を行なうにあたっては、各検査前に変位計１１４を用いて基板の反り量を求め、求めた反り量に基づいて、検査したい部品の周辺に再構成範囲を限定することで、再構成時間を短縮できる。しかしながら、変位計１１４は、一般的に約１００ｕｍの繰り返し精度しか有さない。よって、Ｘ線検査装置１００は、この誤差を考慮して再構成範囲を限定する必要がある。
【０２１８】
一方、再構成データの１つの画素（ボクセル）サイズは数〜数十ｕｍである。そのため、繰り返し精度の誤差を考慮して、再構成範囲を設定すると、大幅に計算量が増える。例えば、バンプ直径が３００ｕｍのＢＧＡを検査することを考える。この場合、変位計１１４の繰り返し精度のため、余分に１００×２＝２００ｕｍ分の高さの再構成データを作成しなくてはならない。そのため、繰り返し誤差がない場合に比べ、（３００＋１００×２）／３００＝１．７倍の計算時間が必要となる。
【０２１９】
そこで、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００は、高さ（Ｚ）方向に直交する（つまり、ＸＹ平面に平行な）複数の断層における画素分布を求め、画素分布に基づいて、高さ方向に再構成範囲を限定する。
【０２２０】
図１７は、本実施の形態における、解析法の視野（データの再構成範囲）と、反復法の視野との関係を示す図である。図１７を参照して、解析法の視野は、基板の反りがあっても、検査対象（ここでは基板１６０１、部品１６０３、ＢＧＡ１６０４）が視野に含まれる程度に、検査対象の高さ方向のサイズに比べて大きく設定される。一方、反復法の視野は、検査対象のＢＧＡ１６０４を含む必要最小限の領域に設定される。
【０２２１】
解析法による再構成３次元データの断層画像の一例を図１８に示す。図１８に示すように、解析法による再構成画像は、斜めＣＴ撮像の影響により、高さ方向にのびたものになる。しかしながら、解析法による再構成データから半田ボールの存在する位置を推測することは可能である。
【０２２２】
本実施の形態では、Ｘ線検査装置１００の再構成部７６は、解析法による再構成データに基づいて、次のように半田ボールの存在する位置を推測し、反復法で再構成を行なう領域を設定する。
【０２２３】
まず、再構成部７６は、解析法による再構成データの複数の水平断面画像について、画素値の分散Ｖｚを求める。つまり、再構成部７６は、各水平断面画像内の全ての画素値の平均を求め、平均と画素値の差の２乗の和を求める。
【０２２４】
次に、再構成部７６は、分散Ｖｚが最大となる位置Ｚｍｉｄを算出する。再構成部７６は、求めた分散Ｖｚを全て比較し、最も大きな値を選択する。そして、再構成部７６は、最も大きな分散Ｖｚを持つ画像の高さをＺｍｉｄとする。
【０２２５】
分散Ｖｚが最大となる位置（Ｚｍｉｄ）は、部品の中心付近と考えられる。検査対象である基板においては、部品はＸ線が吸収される上、同一の高さに密集しているという特徴がある。その特徴から、部品の存在する高さの水平断層画像では輝度値のばらつきが大きくなり、分散が大きくなると考えられるためである。そこで、再構成部７６は、Ｚｍｉｄを起点として、部品の上端位置と下端位置とを探し、視野の高さ範囲を求める。
【０２２６】
再構成部７６は、Ｚｍｉｄより低いＺ位置で、分散Ｖｚが閾値Ｖｔｈよりも小さい位置Ｚｌｏｗを算出する。再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが小さくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｌｏｗとする。ここで、Ｖｔｈは、ユーザが予め設定しておくものとする。
【０２２７】
同様に、再構成部７６は、Ｚｍｉｄより高いＺ位置で、分散Ｖｚが閾値Ｖｔｈよりも小さい位置Ｚｈｉｇｈを算出する。再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが大きくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｈｉｇｈとする。
【０２２８】
そして、再構成部７６は、反復法で再構成を行なう領域（視野）の高さ範囲をＺｌｏｗからＺｈｉｇｈに設定する。
【０２２９】
この設定方法について、図１９を参照して説明する。図１９は、図１８に示した解析法による再構成データの断層画像の画素値の分散を示す図である。横軸は、断層画像のＺ位置を示す。縦軸は、分散Ｖｚを示す。
【０２３０】
図１９を参照して、分散Ｖｚは、半田ボールに対応するピークを持つ。再構成部７６は、この位置を、Ｚｍｉｄとして求める。また、分散Ｖｚは、Ｚｍｉｄが遠ざかるにつれ、次第に減少する。ここでは、Ｖｔｈを２０００に設定している。再構成部７６は、Ｖｚ＝２０００となるＺを、Ｚｈｉｇｈ、Ｚｌｏｗとして求める。
【０２３１】
このように求めたＺｍｉｄ、Ｚｈｉｇｈ、Ｚｌｏｗを図１８にも示している。この図では、物体は、Ｚｈｉｇｈ、Ｚｌｏｗを超えて存在するように見える。しかし、斜めＣＴ撮像では、物体が高さ方向に間延びするため、再構成する視野は求めた高さ範囲で十分である。
【０２３２】
第４の実施の形態に係るＸ線検査装置１００の再構成部７６の処理について、図２０を参照して説明する。図２０は、第４の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【０２３３】
ステップＳ２００１において、再構成部７６は、解析法による３Ｄデータの再構成および水平断面画像の作成を実施する。具体的には、再構成部７６は、図１５に示したステップＳ１５０１からステップＳ１５１４までの処理を実行する。これらの処理については、すでに説明しているので、その詳細は繰り返さない。
【０２３４】
ステップＳ２００３において、再構成部７６は、１つの高さ位置（Ｚ位置）について水平断面画像における画素値の分散Ｖｚを求める。
【０２３５】
ステップＳ２００５において、再構成部７６は、全てのＺ位置について分散Ｖｚを求めたかどうか判断する。
【０２３６】
すべてのＺ位置について分散Ｖｚを求めていないと判断した場合（ステップＳ２００５においてＮＯ）、再構成部７６は、Ｚ位置を変えて、ステップＳ２００３の処理を再度行なう。
【０２３７】
すべてのＺ位置について分散Ｖｚを求めたと判断した場合（ステップＳ２００５においてＹＥＳ）、再構成部７６は、ステップＳ２００７において、分散Ｖｚが最大となる位置Ｚｍｉｄを算出する。
【０２３８】
ステップＳ２００９において、再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが小さくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｌｏｗとして求める。
【０２３９】
ステップＳ２０１１において、再構成部７６は、ＺｍｉｄからＺが大きくなる方向に順に、分散ＶｚとＶｔｈを比較し、ＶｔｈよりもＶｚが小さくなる最初の高さをＺｈｉｇｈとする。
【０２４０】
ステップＳ２０１３において、再構成部７６は、反復法の視野の範囲をＺｌｏｗからＺｈｉｇｈに設定する。
【０２４１】
ステップＳ２０１５において、再構成部７６は、反復法による３Ｄデータの再構成および垂直断面画像の作成を行なう。具体的には、再構成部７６は、図１５に示したステップＳ１５１７からステップＳ１５３２までの処理を実行する。これらの処理については、すでに説明しているので、その詳細は繰り返さない。
【０２４２】
以上の処理により、本実施の形態に係るＸ線検査装置１００によれば、反復法の視野を高さ方向について必要最低限に設定することができる。したがって、反復法の再構成時間を短縮できる。例えば、バンプ直径が３００ｕｍのＢＧＡの検査の場合、反復法の計算時間を１．７倍高速化できる。
【０２４３】
上では、分散が最大となる高さをはんだボール中心の高さと仮定したが、Ｚｍｉｄを求める方法としては他にも下記の方法が考えられる。
【０２４４】
（１） はんだボールの直径
再構成部７６は、断面画像において、はんだボールに対応するはんだ領域（２値化したときの、白または値が１の領域）の直径が最大となる高さを、Ｚｍｉｄとしてもよい。これは、はんだボールが球形をしており、中心付近の直径が最大となる性質を利用したものである。
【０２４５】
（２） はんだボールの面積
再構成部７６は、はんだ領域の面積が最大となる高さを、Ｚｍｉｄとしてもよい。この設定方法は、はんだボールの直径をＺｍｉｄに設定する方法と同様の考え方に基づいている。しかしながら、この方法では、はんだボールの断層が正円でないことによる誤認識を回避することができる。また、この方法には、面積は長さの２乗になるため、長さで比較するよりもノイズの影響を受けにくいという利点がある。
【０２４６】
また、上では、分散に閾値を設けて視野高さを決めるＺｌｏｗおよびＺｈｉｇｈを算出していたが、ＺｌｏｗおよびＺｈｉｇｈを決定する方法としては、他にも下記の方法が考えられる。
【０２４７】
（１） 既定の高さ範囲の利用
ボールのサイズが予め分かっていれば、実装されたはんだがどの程度の厚みになるかは容易に予想がつく。そこで、再構成部７６は、はんだボールの中心の高さを求めたら、中心の高さから予め設定しておいた一定の高さの範囲にある領域を、反復法の視野として設定してもよい。この方法によれば、基板の反りにより、基板の高さが変わったとしても、基板の高さに追従して、一定の高さの視野のデータを反復法で再構成できる。
【０２４８】
（２） 最大値からの割合を利用
再構成部７６は、はんだボール中心を求めるのに利用した値（分散、面積等）の最大値に所定の割合をかけた値を閾値とすることも可能である。例えば、再構成部７６は、ボール中心の高さの分散の２０％の分散を示す位置をＺｌｏｗ、Ｚｈｉｇｈにするように設定する。この方法によれば、Ｘ線検査装置１００は、ノイズによる分散の変化があっても、基板高さを正確に求めることができる。
【０２４９】
［その他］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０２５０】
【図１】本発明に係るＸ線検査装置１００の概略ブロック図である。
【図２】走査型Ｘ線源１０の構成を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態のＸ線検査装置１００の構成を説明するための図である。
【図４】データ再構成手法を説明するための図である。
【図５】図４に示した検査対象物における視野ＦＯＶ、視野ＦＯＶのうちの再構成の演算対象の再構成画素Ｖ、Ｘ線焦点Ｆａ、ＦｂならびにＸ線検出器Ｄａ、Ｄｂの配置を上面から見た図である。
【図６】フィルタ補正逆投影法の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】走査型Ｘ線源を用いた場合の反復的手法での処理の概念を示す概念図である。
【図８】図７の概念図を上面から見た上面図である。
【図９】反復的手法の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】解析法および反復法の特性について説明するための図である。
【図１１】解析法および反復法のそれぞれで得られる再構成画像の具体例を示す図である。
【図１２】Ｘ線検査装置１００によるＸ線検査の概略をフローチャート形式で示した図である。
【図１３】第１の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図１４】第２の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図１６】部品（ＢＧＡ）が実装されたプリント基板を搬送方向から見た断面図である。
【図１７】第４の実施の形態における、解析法の視野（データの再構成範囲）と、反復法の視野との関係を示す図である。
【図１８】解析法による再構成３次元データの断層画像の一例を示す図である。
【図１９】解析法による再構成データの断層画像の画素値の分散を示す図である。
【図２０】第４の実施の形態に係る再構成部７６の処理をフローチャート形式で示した図である。
【図２１】ＰＣＢの検査について説明するための図である。
【図２２】特許文献１に記載の検査装置を模式的に示す図である。
【図２３】Ｘ線源およびＸ線検出器を移動させてプリント基板を検査する検査装置の模式図である。
【符号の説明】
【０２５１】
１０ 走査型Ｘ線源、１１ ターゲット、１２ 偏向ヨーク、１３ 電子線収束コイル、１４ 高圧電源、１５ 真空ポンプ、１６，１６ａ，１６ｂ 電子ビーム、１７，１７ａ，１７ｂ Ｘ線焦点位置、１８，１８ａ，１８ｂ Ｘ線、１９ 電子銃、２０ 検査対象、２１ 軸、２２ Ｘ線検出器駆動部、２２．１、ロボットアーム、２２．２ 検出器支持部、２３ Ｘ線検出器、３０ 画像取得制御機構、３２ 検出器駆動制御部、３４ 画像データ取得部、４０ 入力部、５０ 出力部、６０ Ｘ線源制御機構、６２ 電子ビーム制御部、７０ 演算部、７２ Ｘ線源制御部、７４ 画像取得制御部、７６ 再構成部、７８ 良否判定部、８０ 検査対象位置制御部、８２ Ｘ線焦点位置計算部、８４ 撮像条件設定部、９０ メモリ、９２ Ｘ線焦点位置情報、９４ 撮像条件情報、９６ プログラム、９８ 画像データ、１００ Ｘ線検査装置、１１０ 検査対象位置駆動機構、１６０１ 基板、１６０２ 第１の部品、１６０３ 第２の部品、１６０４ ＢＧＡ、１６０５ 表面層、１６０６ 加熱後の状態、１６０７ ボイド、１６０８ ブリッジ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、
前記Ｘ線が前記対象物に複数の方向から入射するように前記Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、
各前記方向から前記対象物に入射して前記対象物を透過した前記Ｘ線が届く位置において前記Ｘ線を撮像するＸ線検出手段と、
各前記位置で撮像した前記Ｘ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成する再構成手段とを備え、
前記再構成手段は、
第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成する第１の再構成手段を含み、
前記第１の再構成手段は、前記第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用い、
前記第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する前記対象物の第２の再構成画像データを生成する第２の再構成手段をさらに含み、
前記第２の再構成手段は、前記第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いる、Ｘ線検査装置。
【請求項２】
前記再構成手段は、前記第１の再構成画像データの生成および前記第２の再構成画像データの生成を並行して行なう、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記第２の構成手段は、前記第１の再構成画像データを反復法の初期画像として前記第２の再構成画像データを生成する、請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記再構成手段は、前記解析法による再構成３次元データに基づいて、前記第２の再構成手段が前記第２の再構成画像データを生成する領域を決定する決定手段をさらに含み、
前記第２の再構成手段は、決定された前記領域について、前記第２の再構成画像データを生成する、請求項１または３に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記Ｘ線出力手段は、前記Ｘ線が前記第２の方向を除く方向から前記対象物に入射するように前記Ｘ線を出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
前記対象物を法線方向が実質的に前記第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、
前記Ｘ線出力手段は、前記搬送面の第１の側から前記Ｘ線を出力し、
前記Ｘ線検出手段は、前記搬送面の前記第１の側とは異なる第２の側で前記Ｘ線を撮像する、請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項７】
前記対象物は、平面状の物体であり、
前記第２の方向は、実質的に、前記対象物の面の法線方向であり、
前記Ｘ線出力手段は、前記対象物の面に所定の角度で交わる方向から前記Ｘ線が前記対象物に入射するように前記Ｘ線を出力する、請求項１から６のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項８】
前記対象物は、平面状の物体であり、
前記第２の方向は、実質的に、前記対象物の面の法線方向であり、
前記決定手段は、前記解析法による再構成３次元データの前記対象物の面に実質的に平行な複数の断面の画素分布に基づいて、前記第２の再構成画像データを生成する領域を前記第２の方向について限定する、請求項４に記載のＸ線検査装置。
【請求項９】
前記対象物を法線方向が実質的に前記第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、
前記搬送機構は、前記対象物を挟むレールを含む、請求項８に記載のＸ線検査装置。
【請求項１０】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、
前記Ｘ線が前記対象物に複数の方向から入射するように前記Ｘ線を出力するステップと、
各前記方向から前記対象物に入射して前記対象物を透過した前記Ｘ線が届く位置において前記Ｘ線を撮像するステップと、
各前記位置で撮像した前記Ｘ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成するステップとを備え、
前記再構成画像データを生成するステップは、第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成するステップを含み、
前記第１の再構成画像データを生成するステップは、前記第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用いるステップを有し、
前記再構成画像データを生成するステップは、前記第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する前記対象物の第２の再構成画像データを生成するステップをさらに含み、
前記第２の再構成画像データを生成するステップは、前記第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いるステップを有する、Ｘ線検査方法。
【請求項１】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査装置であって、
前記Ｘ線が前記対象物に複数の方向から入射するように前記Ｘ線を出力するＸ線出力手段と、
各前記方向から前記対象物に入射して前記対象物を透過した前記Ｘ線が届く位置において前記Ｘ線を撮像するＸ線検出手段と、
各前記位置で撮像した前記Ｘ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成する再構成手段とを備え、
前記再構成手段は、
第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成する第１の再構成手段を含み、
前記第１の再構成手段は、前記第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用い、
前記第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する前記対象物の第２の再構成画像データを生成する第２の再構成手段をさらに含み、
前記第２の再構成手段は、前記第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いる、Ｘ線検査装置。
【請求項２】
前記再構成手段は、前記第１の再構成画像データの生成および前記第２の再構成画像データの生成を並行して行なう、請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記第２の構成手段は、前記第１の再構成画像データを反復法の初期画像として前記第２の再構成画像データを生成する、請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記再構成手段は、前記解析法による再構成３次元データに基づいて、前記第２の再構成手段が前記第２の再構成画像データを生成する領域を決定する決定手段をさらに含み、
前記第２の再構成手段は、決定された前記領域について、前記第２の再構成画像データを生成する、請求項１または３に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記Ｘ線出力手段は、前記Ｘ線が前記第２の方向を除く方向から前記対象物に入射するように前記Ｘ線を出力する、請求項１から４のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
前記対象物を法線方向が実質的に前記第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、
前記Ｘ線出力手段は、前記搬送面の第１の側から前記Ｘ線を出力し、
前記Ｘ線検出手段は、前記搬送面の前記第１の側とは異なる第２の側で前記Ｘ線を撮像する、請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項７】
前記対象物は、平面状の物体であり、
前記第２の方向は、実質的に、前記対象物の面の法線方向であり、
前記Ｘ線出力手段は、前記対象物の面に所定の角度で交わる方向から前記Ｘ線が前記対象物に入射するように前記Ｘ線を出力する、請求項１から６のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項８】
前記対象物は、平面状の物体であり、
前記第２の方向は、実質的に、前記対象物の面の法線方向であり、
前記決定手段は、前記解析法による再構成３次元データの前記対象物の面に実質的に平行な複数の断面の画素分布に基づいて、前記第２の再構成画像データを生成する領域を前記第２の方向について限定する、請求項４に記載のＸ線検査装置。
【請求項９】
前記対象物を法線方向が実質的に前記第２の方向である搬送面に沿って搬送する搬送機構をさらに備え、
前記搬送機構は、前記対象物を挟むレールを含む、請求項８に記載のＸ線検査装置。
【請求項１０】
Ｘ線を用いて対象物を検査するＸ線検査方法であって、
前記Ｘ線が前記対象物に複数の方向から入射するように前記Ｘ線を出力するステップと、
各前記方向から前記対象物に入射して前記対象物を透過した前記Ｘ線が届く位置において前記Ｘ線を撮像するステップと、
各前記位置で撮像した前記Ｘ線の強度分布データに基づき、対象物の複数の再構成画像データを生成するステップとを備え、
前記再構成画像データを生成するステップは、第１の方向を法線方向とする面に対応する第１の再構成画像データを生成するステップを含み、
前記第１の再構成画像データを生成するステップは、前記第１の再構成画像データの生成処理において、解析法を用いるステップを有し、
前記再構成画像データを生成するステップは、前記第１の方向とは異なる第２の方向を法線方向とする面に対応する前記対象物の第２の再構成画像データを生成するステップをさらに含み、
前記第２の再構成画像データを生成するステップは、前記第２の再構成画像データの生成処理において、反復法を用いるステップを有する、Ｘ線検査方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図１１】
【図１８】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図１１】
【図１８】
【公開番号】特開２０１０−１２７８１０（Ｐ２０１０−１２７８１０Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０３９０６（Ｐ２００８−３０３９０６）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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