Ｘ線検査装置
【課題】 測定点間を移動する際の被測定物とＸ線測定光学系との衝突を予測し、衝突防止を図る。
【解決手段】 Ｘ線源１１とＸ線検出器１２との間に被測定物Ｓが位置するように被測定物を載置するためのステージ１４と、駆動機構１５とを備え、ステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてのＸ線検査を行うＸ線検査装置１において、光学カメラ画像に基づいて被測定物の立体形状を抽出する立体形状抽出部３６と、測定点に関する位置情報の入力を受ける測定点情報入力部３７と、測定点間を最短経路で移動させるときに移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する通過範囲抽出部３８と、Ｘ線測定光学系１３と被測定物の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する衝突判定部４１と、衝突可能性がある場合に回避ルートを算出する回避ルート算出部４２とを備える。
【解決手段】 Ｘ線源１１とＸ線検出器１２との間に被測定物Ｓが位置するように被測定物を載置するためのステージ１４と、駆動機構１５とを備え、ステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてのＸ線検査を行うＸ線検査装置１において、光学カメラ画像に基づいて被測定物の立体形状を抽出する立体形状抽出部３６と、測定点に関する位置情報の入力を受ける測定点情報入力部３７と、測定点間を最短経路で移動させるときに移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する通過範囲抽出部３８と、Ｘ線測定光学系１３と被測定物の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する衝突判定部４１と、衝突可能性がある場合に回避ルートを算出する回避ルート算出部４２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体形状を有する工業製品などの被測定物について、透視検査またはＣＴ検査などを行うためのＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品などの透視検査を行うＸ線検査装置では、Ｘ線発生装置のＸ線源に対向するようにして、イメージインテンシファイア（以下、ＩＩと略す）とＣＣＤカメラとを組み合わせたＸ線検出器が配置してある。最近はＩＩ、ＣＣＤカメラからなるＸ線検出器に代えて、フラットパネルＸ線検出器を使用したＸ線検査装置も利用されている。
これらのＸ線検査装置は、Ｘ線源とＸ線検出器との間に、ステージを配置し、この上に被測定物を載置して透視Ｘ線像を撮影する。
【０００３】
Ｘ線検査装置による検査では、通常、位置合わせや測定倍率調整、測定角度調整のために視野移動を行う。視野移動は、マウスやジョイスティックやキーボードなどの入力装置を用いた操作により駆動機構を制御してステージを移動しつつ（傾動機構がある場合は、傾動機構によるアーム移動も行いつつ）被測定物の透視Ｘ線動画像を撮影するようにし、これにより被測定物の検査位置を探す。そして、検査位置が見つかると視野移動を停止し、その状態で動画像を観察する。
【０００４】
Ｘ線検査では、同一形状の多数の被測定物について、それぞれ同じ位置を次々と検査する場合がある。このような場合に、最初の被測定物（位置決めの基準にする被測定物）に含まれる複数の検査位置を、シーケンスとして装置に教示（ティーチング）しておき、そのシーケンスに従ってＸ線測定光学系の測定視野を次々と変更し、各検査位置のＸ線画像を順番に表示画面に再現することで効率的に検査を行う、いわゆるティーチング機能を備えた装置が使用されている。
【０００５】
ティーチング機能を備えたＸ線検査装置としては、産業用ロボットのような搬送手段を用いて、予めティーチングした被測定物の任意のポイントを測定視野内に移動させ、測定（観察）することが開示されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１７２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
同一形状を有する複数の被測定物を次々とＸ線検査を行う場合に、上述した従来例のように、被測定物をステージ上に載せ、ティーチング機能により、測定位置（教示ポイント）を指定する。また、回転や傾動を行うときは回転角、傾動角を指定する。
【０００７】
しかしながら、被測定物が立体形状である場合は、ティーチングされた測定位置間を移動するときにＸ線測定光学系（Ｘ線源やＸ線検出器）と衝突する可能性がある。これは一般的に、ティーチング機能により記憶される処理プログラムは、測定点でのステージ位置やＸ線量や画像処理方法などを情報として記憶するが、ある測定点から次の測定点へ測定点を移すためにステージを移動させる際の被測定物の移動経路については何も考慮されておらず、ステージの駆動機構は単に２点間を直線的に移動させるからである。
【０００８】
被測定物とＸ線測定光学系との衝突が起こると、これらの破壊、損傷につながり、大変危険である。
そこで、本発明は、ティーチング機能等での測定点間の移動の際に、被測定物とＸ線測定光学系とが衝突することなく、安全に測定することができるＸ線検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明のＸ線検査装置は、透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に被測定物が位置するように被測定物を載置するためのステージと、少なくともステージを並進駆動する駆動機構とを備え、ステージに対する被測定物の位置関係が定まるようにしてステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてのＸ線検査を行うＸ線検査装置において、光学カメラにより撮影した光学カメラ画像に基づいて被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を抽出する立体形状抽出部と、測定点に関する位置情報の入力を受ける測定点情報入力部と、測定点間を最短経路で移動させるときに抽出した立体形状に基づいて移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する通過範囲抽出部と、Ｘ線測定光学系と被測定物の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する衝突判定部と、衝突可能性がある場合に回避ルートを算出する回避ルート算出部とを備えるようにしている。
【００１０】
この発明によれば、ステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてＸ線検査を行う際に、ステージに対する被測定物の位置関係が定まるようにして被測定物を載置しておく。
具体的には、例えば、ステージを原点位置（ステージの初期位置で、この初期位置からステージを移動することによりその後のステージの位置や座標が常に把握できるようにするための基準となる位置）に位置決めした状態で、ステージ上に被測定物を載置することにより、ステージに対する被測定物の位置関係が定まる。
ステージが原点位置にあるときには、Ｘ線測定光学系に対するステージの位置関係も一定である。したがってステージ上の座標を指定することにより、原点からその指定した位置を撮影するためのステージの移動量、移動方向が一意的に定まるようになっている（なお、Ｘ線測定光学系に傾動機構を備えているときは傾動機構で動かされるアームについても予め定められた原点に復帰してあるものとする）。
立体形状抽出部が光学カメラによる撮影した光学カメラ画像に基づいて被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を抽出する。すなわち、ここで抽出する立体形状は外観形状そのままであってもよいし、外観を包含する立体形状（例えば外観を覆い包む円柱、球、回転楕円体など）であってもよい。抽出は、例えばステージを回転駆動できるときは回転させることにより、又は２箇所に備えた光学カメラを用いることにより、２方向から光学カメラ画像を撮影してパターン認識や二値化等の画像処理により立体形状を表す画像を抽出することにより立体形状を抽出できる。また、ステージを回転できるときはＣＴ画像のように全方位から撮影して立体画像を抽出してもよい。
測定点情報入力部が、測定点に関する位置情報の入力を受けてティーチングが行われると、通過範囲抽出部は、移動が行われる２つの測定点間を最短経路で移動させるときに、抽出した立体形状に基づいて移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する。すなわち、立体形状抽出部で求めた立体形状（外観形状自体の立体形状あるいは外観形状を包含する立体形状）が通過する軌跡を算出することにより、通過範囲を特定する。
衝突判定部は、求めた被測定物の通過範囲と、原点復帰状態にてステージに対する位置関係が決定されているＸ線測定光学系との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。
そして、衝突可能性があると判定された場合に、回避ルート算出部は、最短経路以外の回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、特に限定されないが、例えば、被測定物が通過する範囲とＸ線測定光学系との交差する領域を特定し、この領域を迂回するように２段階、あるいは３段階の直線移動による移動経路を定めるようにすることで回避ルートを決定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定点間の移動経路中での被測定物とＸ線測定光学系との衝突判定を行い、衝突可能性がある場合に回避ルートでステージを移動させるようにしたので、ティーチング機能等で被測定物の測定点間を移動させる際に、衝突のない安全な移動を実現することができる。
【００１２】
（その他の課題を解決するための手段および効果）
上記発明において、駆動機構は、さらに、ステージを回転駆動するように構成され、測定点情報入力部は測定点に関する位置情報とともに回転角度情報の入力を受け、通過範囲抽出部は測定点間が回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出するようにしてもよい。
これによれば、ステージの回転移動を含むティーチングを行う場合に、測定点情報入力部が、位置情報とともに回転角度情報の入力を受け付ける。通過範囲抽出部は、回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出する。そして、衝突判定部が求めた被測定物の通過範囲とＸ線測定光学系との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。衝突可能性があると判定された場合に回避ルート算出部は、回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、例えば、回転方向を逆にして（例えば右周り回転を左回り回転に変更する）衝突が回避できる場合はそのようにしてもよい。また、抽出した立体形状が通過する範囲とＸ線測定光学系との交差する領域を特定し、回転動作の前に、この領域を迂回するように一時的に並進移動を行った後、回転動作を実行し、その後、再び元に戻す並進動作を実行するようにして衝突回避ルートを定めることができる。
【００１３】
上記発明において、Ｘ線測定光学系を一体に支持するアームおよびアームを傾動する傾動機構と、傾動角に関する情報の入力を受ける傾動角情報入力部と、アームを傾動するときのＸ線測定光学系が通過する範囲を抽出するＸ線測定光学系通過範囲抽出部とをさらに備え、衝突判定部はＸ線測定光学系が通過する範囲と被測定物の位置との位置関係に基づいて衝突可能性を判定するようにしてもよい。
【００１４】
これによれば、Ｘ線測定光学系を一体に支持するアームおよびアームを傾動する傾動機構を備えているＸ線検査装置において傾動のティーチングを行う場合に、傾動角情報入力部が位置情報とともに傾動角情報の入力を受け付ける。Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部は、アームを傾動するときのＸ線測定光学系が通過する範囲を抽出する。そして、衝突判定部が求めた被測定物の通過範囲とＸ線測定光学系の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。回避ルート算出部は、衝突可能性があると判定された場合に回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、例えば、Ｘ線測定光学系が通過する範囲と被測定物の通過範囲との交差する領域を特定し、傾動動作の前に、この領域を迂回するように一時的にステージの並進移動を行った後、傾動動作を実行し、その後、再びステージを元に戻す並進動作を実行するようにして衝突回避ルートを定めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図である。このＸ線検査装置１は、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とで構成されるＸ線測定光学系１３と、被測定物Ｓを載置するステージ１４と、ステージ１４をＸＹＺ方向（ステージ面をＸＹ面とする）に並進駆動およびＺ軸に沿って回転駆動するための駆動機構１５と、Ｘ線検出器１２に隣接して取り付けられステージに載置した被測定物Ｓの全体像を可視光により撮影するための光学カメラ１６と、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とを傾動できるように一体に支持するＣアーム１７と、Ｃアーム１７を傾動駆動する傾動機構１８と、装置全体の制御を行う制御系２０とにより構成される。
【００１７】
制御系２０は汎用のコンピュータ装置により構成されるが、そのハードウェアをさらにブロック化して説明すると、ＣＰＵ２１と、キーボード２２およびマウス２３からなる入力装置と、液晶パネルなどの表示装置２４と、メモリ２５とにより構成される。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｘ線画像作成部３１、Ｘ線画像表示制御部３２、光学カメラ画像作成部３３、光学カメラ画像表示制御部３４、駆動信号発生部３５、立体形状抽出部３６、測定点情報入力部３７、通過範囲抽出部３８、傾動角情報入力部３９、Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部４０、衝突判定部４１、回避ルート算出部４２、移動ルート決定部４３に分けられる。
【００１８】
また、メモリ２５について、記憶内容ごとにブロック化して説明すると、光学カメラ画像データ記憶領域５１、立体形状データ記憶領域５２、測定点情報記憶領域５３、傾動角情報記憶領域５４、通過範囲記憶領域５５、移動ルート記憶領域５６とに分けられる。
【００１９】
Ｘ線測定光学系１３を構成するＸ線発生装置１１は、透視Ｘ線照射用のＸ線管を備えている。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管に対向するように配置されるＩＩと、このＩＩの後側に一体的に取り付けられたＣＣＤカメラとからなり、ＩＩが透視Ｘ線を検出することにより形成した蛍光像をＣＣＤカメラで撮影することにより、透視Ｘ線像の映像信号が出力されるようにしてある。
【００２０】
ステージ１４は、ステージ面方向であるＸＹ方向とステージ面に垂直なＺ方向との３次元方向にスライドすることが可能な下部ステージと、下部ステージに対しＺ軸方向の回転軸により回転可能に支持される上部ステージとにより構成され、被測定物Ｓは上部ステージに載置されるようにしてある。
駆動機構１５は、モータが搭載され、駆動信号発生部３５からの駆動信号に基づいて回転駆動したり並進駆動したりする。
【００２１】
光学カメラ１６は、Ｘ線測定光学系１３による透視Ｘ線像測定に支障をきたさないようＸ線の視野から離れた位置で、被測定物Ｓの外観形状を撮影できる位置に取り付けてあり、ステージ１４に載置された被測定物Ｓを撮影する。撮影した映像信号は、デジタル化処理されてＣＰＵ２１に送信される。
【００２２】
Ｃアーム１７は、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とを対向させつつ一体で傾動移動ができるように支持する。
傾動機構１８は、Ｃアーム１７を駆動信号発生部３５からの駆動信号により傾動駆動する。
【００２３】
次に、ＣＰＵ２１の各機能ブロックについて説明する。
Ｘ線画像作成部３１は、Ｘ線検出器１２から送られてきた透視Ｘ線像の映像信号を、次々とデジタル画像に変換し、Ｘ線コマ画像データを作成する制御を行う。
Ｘ線画像表示制御部３２は、作成されたＸ線コマ画像データを表示装置２４に順次送信してモニタ画面に透視Ｘ線画像を表示する。このＸ線画像は、被測定物観察用の画像である。
【００２４】
光学カメラ画像作成部３３は、光学カメラ１６から送られてきた被測定物Ｓの可視光映像信号をデジタル画像に変換し、被測定物Ｓの光学カメラ画像データとしてメモリ２５の光学カメラ画像データ蓄積領域５１に蓄積する制御を行う。この光学カメラ画像データは、Ｘ線測定を始める前に、被測定物Ｓの少なくとも直交する２方向から取得する。例えば２方向のうち１つは、アーム１７およびステージ１５が初期状態（原点復帰状態）、すなわち傾動角が０度、回転角が０度の状態で撮影し、被測定物Ｓの正面方向を撮影する。他の１つは、ステージ１４を９０度回転することにより傾動角が０度、回転角が９０度の状態で撮影し、被測定物Ｓの右側面方向を撮影する。このようにして取得された２方向の光学カメラ画像データが、正面方向（ＸＺ面）の光学カメラ画像データ５１ａ、右側面方向（ＹＺ面）の光学カメラ画像データ５１ｂとして、光学カメラ画像データ蓄積領域５１に蓄積される。
この光学カメラ画像データをモニタ画面に表示した画像には、被測定物の全体像が含まれるので、測定位置を指定する際の測定点の位置指定に利用される。なお、光学カメラ画像上で測定点を指定する場合において、被測定物を多方向から測定する場合は、上記２方向の光学カメラ画像データだけでは指定できない場合もあるので、その場合は必要な方向の光学カメラ画像データ（全方位の光学カメラ画像データでもよい）が蓄積される。
光学カメラ画像表示制御部３４は、ティーチングなどで光学カメラ画像の表示が必要なときに表示指示によりモニタ画面に必要な光学カメラ画像データを表示する制御を行う。設定により、常時表示させておいてもよい。
【００２５】
駆動信号発生部３５は、キーボード２２、マウス２３などの操作により、あるいは、自動運転中のシーケンス制御に基づいて、駆動機構１５や傾動機構１８に駆動制御信号を発生する。
【００２６】
立体形状抽出部３６は、光学カメラ画像データ蓄積領域５１に蓄積されている光学カメラ画像データ５１ａ、光学カメラ画像データ５１ｂに基づいて、被測定物Ｓの外観形状を完全に包含する立体形状（例えば円柱、球）を抽出する。すなわち、立体形状の外側には被測定物Ｓが存在しないような立体形状を抽出する。これにより、衝突回避のための安全率を高くするとともに、後述する軌跡の演算処理を簡単にする。なお、安全率を高めたり、演算処理を簡単にしたりする必要ない場合は、外観形状そのものを立体形状として抽出すればよい。抽出は、例えば、光学カメラ画像を二値化し、背景画像と被測定物とを識別して抽出する。抽出した立体形状データは、立体形状データ記憶領域５２に蓄積される。
【００２７】
測定点情報入力部３７は、キーボード２２やマウス２３による操作に基づいて、被測定物における測定点を指定する処理を行う。測定点の指定は、モニタ画面に表示した光学カメラ画像上で指定することもでき、あるいはモニタ画面に表示したＸ線画像上で指定することもできる。
さらに、ステージ上の座標を直接キーボード２２から入力することによっても指定することができる。なお、回転移動を行う場合場合は、回転角を含めて指定する。指定された各測定点の測定点情報は、測定点情報記憶領域５３に蓄積される。蓄積された情報は、測定点についてのティーチング情報となる。
【００２８】
通過範囲抽出部３８は、抽出された立体形状データおよび測定点情報に基づいて、ステージ駆動により測定視野内の測定点を移動させるときの、立体形状の移動経路を算出する演算を行い、被測定物の移動軌跡を抽出する処理を行う。
移動経路は、並進移動のみで回転移動を行わないときは、移動前と移動先との測定点間を直線的に移動するときの通過範囲を算出する。回転移動を行うときは、指定された回転角の情報に基づいて移動前の測定点から移動先の測定点への回転移動時の通過範囲を算出する。算出された通過範囲は通過範囲記憶領域５５に蓄積される。
【００２９】
傾動角情報入力部３９は、傾動を行うときに必要な傾動角が指定される場合に、この入力を受け付ける。入力操作は、キーボード２２の矢印キー、マウス２３による図示しない入力画面での操作、あるいは直接キーボードからの数値入力による。傾動角は傾動角情報記憶領域５４に蓄積される。
【００３０】
Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部４０は、傾動動作を行う場合に、指定された傾動角、Ｃアーム１７、Ｘ線発生装置１１、Ｘ線検出器１２の形状に基づいて、傾動移動するときのＸ線測定光学系１３の通過範囲を算出する演算を行う。
【００３１】
衝突判定部４１は、立体形状の通過範囲（直線移動時の通過範囲、回転移動時の通過範囲）とＸ線測定光学系１３の位置とに基づいて、これらが交差するかにより衝突の可能性を算出する演算を行い、また、傾動の場合はＸ線測定光学系の傾動移動経路と立体形状の位置とに基づいて同様に衝突の可能性を算出する演算を行う。
【００３２】
回避ルート算出部４２は、衝突判定で衝突の可能性があると判定された場合に、衝突回避のための回避ルートを算出する演算を行う。
移動ルート決定部４３は、衝突の可能性がない場合の通常の最短経路（通常ルート）での移動、衝突の可能性がある場合の回避ルートでの移動のいずれかを決定して移動ルートを確定する。
【００３３】
次に、このＸ線検査装置１によるティーチング動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
先ず、Ｘ線測定光学系１３、ステージ１４を原点復帰した状態する（Ｓ１０１）。これによりステージ座標に対するＸ線測定光学系１３、光学カメラ１６の位置関係が一意的に定まる。以後、ステージ１４上に被測定物を載置したときにＸ線画像上、光学カメラ画像上でのマウス２３の操作による位置指定、キーボード２２によるステージ座標の入力により、任意の位置が指定できることになる。
【００３４】
続いて、被測定物Ｓをステージ１４上に載置し、光学カメラ１６により撮影し、撮影した光学カメラ画像から外観形状を包含する立体形状の抽出を行う（Ｓ１０２）。ここでは、被測定物Ｓは星型の立体物（図３のＳ１参照）であるとする。なお、この星型立体物を包含する円柱立体物として演算することもできるが、ここでは星型立体物の外観形状をそのまま被測定物の立体形状として採用することとする。
【００３５】
続いて、Ｘ線画像とともに、モニタ画面に光学カメラ画像（２方向あるいは全方位からの光学カメラ画像）を表示し、測定しようとする順に、マウス２３により被測定物Ｓの各測定点を指定するティーチングを行う（Ｓ１０３）。
測定点の指定が終わると、移動前の測定点と移動先の測定点間の最短経路を抽出し、さらにその経路でステージ１４を移動させたときの被測定物の軌跡である通過範囲を抽出する（Ｓ１０４）。
続いて、最短距離で移動させたときの衝突の可能性について判定し（Ｓ１０５）、判定の結果、衝突可能性がある場合は回避ルートの算出を行う（Ｓ１０６）。
【００３６】
図３は、ステージ並進移動に伴って、被測定物が衝突する状態を説明する模式図である。測定点として図３（ａ）に示すように、星型の先端部分Ａ１とＡ２の２点をこの順で指定し、Ａ１測定後にＡ２が測定されるように設定する。その結果、最短移動経路は直線であるため、ステージ１４がＢ１からＢ２へ併進移動し、これと連動してステージ上の被測定物Ｓは第一位置（Ｓ１）から第二位置（Ｓ２）に移動させられるものとする。このときの軌跡が通過範囲となる。
【００３７】
最短経路である直線移動による通過範囲を算出すると、明らかに星型の一部がＸ線検出器１２に衝突することになる。
このとき、衝突を回避するために、例えば図３（ｂ）に示すような回避ルートが算出される。すなわち、最短経路と直角方向に衝突を回避できる距離だけ移動(第一段階の移動）し、そこから最短距離と平行な方向に移動し（第二段階の移動）、本来の移動先に戻すように最短経路と直角方向に第一段階の移動と同じ距離だけ移動する（第三段階の移動）。なお、移動前と移動先との位置関係によっては、このような三段階移動に代えて、互いに直交する２段階の直線移動で衝突を回避させた移動を行わせることができる場合がある。
なお、Ｓ１０５の判定で、衝突可能性がない場合には、回避ルートをとる必要がないので、Ｓ１０６はスキップされ、Ｓ１０７に進む。
【００３８】
続いて、直線ルートまたは回避ルートによる移動ルートを決定し（Ｓ１０７）、ティーチングを行うすべての測定点について指定を完了したかを判定する（Ｓ１０８）。そしてすべての測定点のティーチングが完了していない場合はＳ１０３に戻り、処理を繰り返す。すべての測定点のティーチングが完了したときは、ティーチング動作を終了する。
【００３９】
以上は、ステージの並進移動の場合について説明したが、ステージ１４を回転移動する場合も同様である。図４は、ステージ回転移動に伴って、被測定物Ｓが衝突する状態を説明する模式図である。測定点として図４（ａ）に示すように、星型の先端部分Ａ１とＡ２の２点をこの順で指定し、Ａ１測定後に回転移動によりＡ２が測定されるように設定する。図４（ａ）の状態でステージを回転すると、Ｘ線検出器１２と衝突してしまうので、回避ルートの算出を行う。この場合は、例えば図４（ｂ）に示すように、ステージ１４を並進移動（第一段階の移動）する。続いて、図４（ｃ）に示すように、ステージ１４の回転移動を行い（第二段階の移動）被測定物Ｓも回転させる。さらに、図４（ｄ）に示すように、第一移動と反対方向に並進移動（第３の移動）を行うことにより、衝突することなく、被測定物Ｓを回転移動させることができる。
【００４０】
次に、傾動を行う場合について説明する。図５は、Ｘ線検査装置１による傾動のティーチング動作を説明するフローチャートである。ここでは、本来ならば、Ｃアーム１７の傾動角と被測定物Ｓの測定点との両方を指定して測定することができるが、説明を簡単にするため、便宜上、Ｃアーム１７だけを傾動移動して測定を行うものとする。
まず、Ｘ線測定光学系１３、ステージ１４を原点復帰した状態する（Ｓ２０１）。これにより、図２とフローチャートと同様に、ステージ座標に対するＸ線測定光学系１３、光学カメラ１６の位置関係が一意的に定めることができる。
【００４１】
続いて、被測定物Ｓをステージ１４上に載置し、光学カメラ１６により全体像を撮影し、撮影した光学カメラ画像から外観形状を包含する立体形状の抽出を行う（Ｓ２０２）。ここでは被測定物Ｓは、図６に示すような縦長円筒状物体の上部に横長円筒状の顎部分が形成された複合形状の立体物（複合立体物という）であるとする。なお、この複合立体物を包含する円柱立体物として演算することもできるが、ここでは複合立体物の外観形状をそのまま被測定物の立体形状として採用することとする。
【００４２】
続いて、測定順に、傾動角の入力を行う（Ｓ２０３）。測定しようとする順に、マウス２３により図示しない傾動角入力画面を用いて、Ｃアーム１７の方位を指定するティーチングを行う（Ｓ２０３）。
【００４３】
続いて、傾動中のＸ線測定光学系１３の通過範囲を抽出する（Ｓ２０４）。そして衝突の可能性について判定し（Ｓ２０５）、判定の結果、衝突可能性がある場合は回避ルートの算出を行う（Ｓ２０６）。
【００４４】
例えば、図６（ａ）に示す場合のように、傾動によりＣアーム１７の通過する弧状の軌跡に被測定物Ｓが重なるために衝突するとする。この場合は、回避ルートとして図６（ｂ）に示すようにステージ１４をＳ３からＳ４の位置まで並進移動し（第１段階の移動）、続いて傾動を行い（第二段階の移動）、続いて図６（ｃ）に示すようにステージをＳ４からＳ３の位置まで戻す並進移動を行う(第三段階の移動)ルートが算出される。
なお、Ｓ２０５の判定で、衝突可能性がない場合には、回避ルートをとる必要がないので、Ｓ２０６はスキップされる。
【００４５】
続いて、算出した回避ルートを傾動時の移動経路として決定し（Ｓ２０７）、ティーチングを行うすべての傾動動作について指定を完了したかを判定する（Ｓ２０８）。そしてすべての傾動処理のティーチングが完了していない場合はＳ２０３に戻り、処理を繰り返す。すべての傾動処理のティーチングが完了したときは、ティーチング動作を終了する。
【００４６】
本実施形態では、Ｃアーム１７の傾動移動のみを行う場合について説明したが、傾動とともに、測定点を移動するためのステージ１４の移動が伴う場合についても、上述した回避処理を組み合わせて算出すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ティーチング機能を備えたＸ線検査装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１のＸ線検査装置による衝突危険領域設定動作を説明するフローチャート。
【図３】衝突回避ルート(併進移動の場合）を説明する図。
【図４】衝突回避ルート（回転移動の場合）を説明する図。
【図５】図１のＸ線検査装置による傾動動作を行う場合のフローチャート。
【図６】傾動の際の衝突回避ルートを説明する図。
【符号の説明】
【００４９】
１： Ｘ線検査装置
１１： Ｘ線源
１２： Ｘ線検出器
１３： Ｘ線測定光学系
１４： ステージ
１５： 駆動機構
１６： 光学カメラ
１７： Ｃアーム
１８： 傾動機構
２０： 制御系
２１： ＣＰＵ
２２： キーボード
２３： マウス
２４： 表示装置
３１： Ｘ線画像作成部
３２： Ｘ線画像表示制御部
３３： 光学カメラ画像作成部
３４： 光学カメラ画像表示制御部
３６： 立体形状抽出部
３７： 測定点情報入力部
３８： 通過範囲抽出部
３９： 傾動上方入力部
４０： Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部
４１： 衝突判定部
４２： 回避ルート算出部
４３： 移動ルート決定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体形状を有する工業製品などの被測定物について、透視検査またはＣＴ検査などを行うためのＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業製品などの透視検査を行うＸ線検査装置では、Ｘ線発生装置のＸ線源に対向するようにして、イメージインテンシファイア（以下、ＩＩと略す）とＣＣＤカメラとを組み合わせたＸ線検出器が配置してある。最近はＩＩ、ＣＣＤカメラからなるＸ線検出器に代えて、フラットパネルＸ線検出器を使用したＸ線検査装置も利用されている。
これらのＸ線検査装置は、Ｘ線源とＸ線検出器との間に、ステージを配置し、この上に被測定物を載置して透視Ｘ線像を撮影する。
【０００３】
Ｘ線検査装置による検査では、通常、位置合わせや測定倍率調整、測定角度調整のために視野移動を行う。視野移動は、マウスやジョイスティックやキーボードなどの入力装置を用いた操作により駆動機構を制御してステージを移動しつつ（傾動機構がある場合は、傾動機構によるアーム移動も行いつつ）被測定物の透視Ｘ線動画像を撮影するようにし、これにより被測定物の検査位置を探す。そして、検査位置が見つかると視野移動を停止し、その状態で動画像を観察する。
【０００４】
Ｘ線検査では、同一形状の多数の被測定物について、それぞれ同じ位置を次々と検査する場合がある。このような場合に、最初の被測定物（位置決めの基準にする被測定物）に含まれる複数の検査位置を、シーケンスとして装置に教示（ティーチング）しておき、そのシーケンスに従ってＸ線測定光学系の測定視野を次々と変更し、各検査位置のＸ線画像を順番に表示画面に再現することで効率的に検査を行う、いわゆるティーチング機能を備えた装置が使用されている。
【０００５】
ティーチング機能を備えたＸ線検査装置としては、産業用ロボットのような搬送手段を用いて、予めティーチングした被測定物の任意のポイントを測定視野内に移動させ、測定（観察）することが開示されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１１７２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
同一形状を有する複数の被測定物を次々とＸ線検査を行う場合に、上述した従来例のように、被測定物をステージ上に載せ、ティーチング機能により、測定位置（教示ポイント）を指定する。また、回転や傾動を行うときは回転角、傾動角を指定する。
【０００７】
しかしながら、被測定物が立体形状である場合は、ティーチングされた測定位置間を移動するときにＸ線測定光学系（Ｘ線源やＸ線検出器）と衝突する可能性がある。これは一般的に、ティーチング機能により記憶される処理プログラムは、測定点でのステージ位置やＸ線量や画像処理方法などを情報として記憶するが、ある測定点から次の測定点へ測定点を移すためにステージを移動させる際の被測定物の移動経路については何も考慮されておらず、ステージの駆動機構は単に２点間を直線的に移動させるからである。
【０００８】
被測定物とＸ線測定光学系との衝突が起こると、これらの破壊、損傷につながり、大変危険である。
そこで、本発明は、ティーチング機能等での測定点間の移動の際に、被測定物とＸ線測定光学系とが衝突することなく、安全に測定することができるＸ線検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明のＸ線検査装置は、透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に被測定物が位置するように被測定物を載置するためのステージと、少なくともステージを並進駆動する駆動機構とを備え、ステージに対する被測定物の位置関係が定まるようにしてステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてのＸ線検査を行うＸ線検査装置において、光学カメラにより撮影した光学カメラ画像に基づいて被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を抽出する立体形状抽出部と、測定点に関する位置情報の入力を受ける測定点情報入力部と、測定点間を最短経路で移動させるときに抽出した立体形状に基づいて移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する通過範囲抽出部と、Ｘ線測定光学系と被測定物の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する衝突判定部と、衝突可能性がある場合に回避ルートを算出する回避ルート算出部とを備えるようにしている。
【００１０】
この発明によれば、ステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてＸ線検査を行う際に、ステージに対する被測定物の位置関係が定まるようにして被測定物を載置しておく。
具体的には、例えば、ステージを原点位置（ステージの初期位置で、この初期位置からステージを移動することによりその後のステージの位置や座標が常に把握できるようにするための基準となる位置）に位置決めした状態で、ステージ上に被測定物を載置することにより、ステージに対する被測定物の位置関係が定まる。
ステージが原点位置にあるときには、Ｘ線測定光学系に対するステージの位置関係も一定である。したがってステージ上の座標を指定することにより、原点からその指定した位置を撮影するためのステージの移動量、移動方向が一意的に定まるようになっている（なお、Ｘ線測定光学系に傾動機構を備えているときは傾動機構で動かされるアームについても予め定められた原点に復帰してあるものとする）。
立体形状抽出部が光学カメラによる撮影した光学カメラ画像に基づいて被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を抽出する。すなわち、ここで抽出する立体形状は外観形状そのままであってもよいし、外観を包含する立体形状（例えば外観を覆い包む円柱、球、回転楕円体など）であってもよい。抽出は、例えばステージを回転駆動できるときは回転させることにより、又は２箇所に備えた光学カメラを用いることにより、２方向から光学カメラ画像を撮影してパターン認識や二値化等の画像処理により立体形状を表す画像を抽出することにより立体形状を抽出できる。また、ステージを回転できるときはＣＴ画像のように全方位から撮影して立体画像を抽出してもよい。
測定点情報入力部が、測定点に関する位置情報の入力を受けてティーチングが行われると、通過範囲抽出部は、移動が行われる２つの測定点間を最短経路で移動させるときに、抽出した立体形状に基づいて移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する。すなわち、立体形状抽出部で求めた立体形状（外観形状自体の立体形状あるいは外観形状を包含する立体形状）が通過する軌跡を算出することにより、通過範囲を特定する。
衝突判定部は、求めた被測定物の通過範囲と、原点復帰状態にてステージに対する位置関係が決定されているＸ線測定光学系との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。
そして、衝突可能性があると判定された場合に、回避ルート算出部は、最短経路以外の回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、特に限定されないが、例えば、被測定物が通過する範囲とＸ線測定光学系との交差する領域を特定し、この領域を迂回するように２段階、あるいは３段階の直線移動による移動経路を定めるようにすることで回避ルートを決定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、測定点間の移動経路中での被測定物とＸ線測定光学系との衝突判定を行い、衝突可能性がある場合に回避ルートでステージを移動させるようにしたので、ティーチング機能等で被測定物の測定点間を移動させる際に、衝突のない安全な移動を実現することができる。
【００１２】
（その他の課題を解決するための手段および効果）
上記発明において、駆動機構は、さらに、ステージを回転駆動するように構成され、測定点情報入力部は測定点に関する位置情報とともに回転角度情報の入力を受け、通過範囲抽出部は測定点間が回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出するようにしてもよい。
これによれば、ステージの回転移動を含むティーチングを行う場合に、測定点情報入力部が、位置情報とともに回転角度情報の入力を受け付ける。通過範囲抽出部は、回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出する。そして、衝突判定部が求めた被測定物の通過範囲とＸ線測定光学系との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。衝突可能性があると判定された場合に回避ルート算出部は、回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、例えば、回転方向を逆にして（例えば右周り回転を左回り回転に変更する）衝突が回避できる場合はそのようにしてもよい。また、抽出した立体形状が通過する範囲とＸ線測定光学系との交差する領域を特定し、回転動作の前に、この領域を迂回するように一時的に並進移動を行った後、回転動作を実行し、その後、再び元に戻す並進動作を実行するようにして衝突回避ルートを定めることができる。
【００１３】
上記発明において、Ｘ線測定光学系を一体に支持するアームおよびアームを傾動する傾動機構と、傾動角に関する情報の入力を受ける傾動角情報入力部と、アームを傾動するときのＸ線測定光学系が通過する範囲を抽出するＸ線測定光学系通過範囲抽出部とをさらに備え、衝突判定部はＸ線測定光学系が通過する範囲と被測定物の位置との位置関係に基づいて衝突可能性を判定するようにしてもよい。
【００１４】
これによれば、Ｘ線測定光学系を一体に支持するアームおよびアームを傾動する傾動機構を備えているＸ線検査装置において傾動のティーチングを行う場合に、傾動角情報入力部が位置情報とともに傾動角情報の入力を受け付ける。Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部は、アームを傾動するときのＸ線測定光学系が通過する範囲を抽出する。そして、衝突判定部が求めた被測定物の通過範囲とＸ線測定光学系の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する。回避ルート算出部は、衝突可能性があると判定された場合に回避ルートを算出する。
回避ルートの決め方は、例えば、Ｘ線測定光学系が通過する範囲と被測定物の通過範囲との交差する領域を特定し、傾動動作の前に、この領域を迂回するように一時的にステージの並進移動を行った後、傾動動作を実行し、その後、再びステージを元に戻す並進動作を実行するようにして衝突回避ルートを定めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図である。このＸ線検査装置１は、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とで構成されるＸ線測定光学系１３と、被測定物Ｓを載置するステージ１４と、ステージ１４をＸＹＺ方向（ステージ面をＸＹ面とする）に並進駆動およびＺ軸に沿って回転駆動するための駆動機構１５と、Ｘ線検出器１２に隣接して取り付けられステージに載置した被測定物Ｓの全体像を可視光により撮影するための光学カメラ１６と、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とを傾動できるように一体に支持するＣアーム１７と、Ｃアーム１７を傾動駆動する傾動機構１８と、装置全体の制御を行う制御系２０とにより構成される。
【００１７】
制御系２０は汎用のコンピュータ装置により構成されるが、そのハードウェアをさらにブロック化して説明すると、ＣＰＵ２１と、キーボード２２およびマウス２３からなる入力装置と、液晶パネルなどの表示装置２４と、メモリ２５とにより構成される。
また、ＣＰＵ２１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｘ線画像作成部３１、Ｘ線画像表示制御部３２、光学カメラ画像作成部３３、光学カメラ画像表示制御部３４、駆動信号発生部３５、立体形状抽出部３６、測定点情報入力部３７、通過範囲抽出部３８、傾動角情報入力部３９、Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部４０、衝突判定部４１、回避ルート算出部４２、移動ルート決定部４３に分けられる。
【００１８】
また、メモリ２５について、記憶内容ごとにブロック化して説明すると、光学カメラ画像データ記憶領域５１、立体形状データ記憶領域５２、測定点情報記憶領域５３、傾動角情報記憶領域５４、通過範囲記憶領域５５、移動ルート記憶領域５６とに分けられる。
【００１９】
Ｘ線測定光学系１３を構成するＸ線発生装置１１は、透視Ｘ線照射用のＸ線管を備えている。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管に対向するように配置されるＩＩと、このＩＩの後側に一体的に取り付けられたＣＣＤカメラとからなり、ＩＩが透視Ｘ線を検出することにより形成した蛍光像をＣＣＤカメラで撮影することにより、透視Ｘ線像の映像信号が出力されるようにしてある。
【００２０】
ステージ１４は、ステージ面方向であるＸＹ方向とステージ面に垂直なＺ方向との３次元方向にスライドすることが可能な下部ステージと、下部ステージに対しＺ軸方向の回転軸により回転可能に支持される上部ステージとにより構成され、被測定物Ｓは上部ステージに載置されるようにしてある。
駆動機構１５は、モータが搭載され、駆動信号発生部３５からの駆動信号に基づいて回転駆動したり並進駆動したりする。
【００２１】
光学カメラ１６は、Ｘ線測定光学系１３による透視Ｘ線像測定に支障をきたさないようＸ線の視野から離れた位置で、被測定物Ｓの外観形状を撮影できる位置に取り付けてあり、ステージ１４に載置された被測定物Ｓを撮影する。撮影した映像信号は、デジタル化処理されてＣＰＵ２１に送信される。
【００２２】
Ｃアーム１７は、Ｘ線発生装置１１とＸ線検出器１２とを対向させつつ一体で傾動移動ができるように支持する。
傾動機構１８は、Ｃアーム１７を駆動信号発生部３５からの駆動信号により傾動駆動する。
【００２３】
次に、ＣＰＵ２１の各機能ブロックについて説明する。
Ｘ線画像作成部３１は、Ｘ線検出器１２から送られてきた透視Ｘ線像の映像信号を、次々とデジタル画像に変換し、Ｘ線コマ画像データを作成する制御を行う。
Ｘ線画像表示制御部３２は、作成されたＸ線コマ画像データを表示装置２４に順次送信してモニタ画面に透視Ｘ線画像を表示する。このＸ線画像は、被測定物観察用の画像である。
【００２４】
光学カメラ画像作成部３３は、光学カメラ１６から送られてきた被測定物Ｓの可視光映像信号をデジタル画像に変換し、被測定物Ｓの光学カメラ画像データとしてメモリ２５の光学カメラ画像データ蓄積領域５１に蓄積する制御を行う。この光学カメラ画像データは、Ｘ線測定を始める前に、被測定物Ｓの少なくとも直交する２方向から取得する。例えば２方向のうち１つは、アーム１７およびステージ１５が初期状態（原点復帰状態）、すなわち傾動角が０度、回転角が０度の状態で撮影し、被測定物Ｓの正面方向を撮影する。他の１つは、ステージ１４を９０度回転することにより傾動角が０度、回転角が９０度の状態で撮影し、被測定物Ｓの右側面方向を撮影する。このようにして取得された２方向の光学カメラ画像データが、正面方向（ＸＺ面）の光学カメラ画像データ５１ａ、右側面方向（ＹＺ面）の光学カメラ画像データ５１ｂとして、光学カメラ画像データ蓄積領域５１に蓄積される。
この光学カメラ画像データをモニタ画面に表示した画像には、被測定物の全体像が含まれるので、測定位置を指定する際の測定点の位置指定に利用される。なお、光学カメラ画像上で測定点を指定する場合において、被測定物を多方向から測定する場合は、上記２方向の光学カメラ画像データだけでは指定できない場合もあるので、その場合は必要な方向の光学カメラ画像データ（全方位の光学カメラ画像データでもよい）が蓄積される。
光学カメラ画像表示制御部３４は、ティーチングなどで光学カメラ画像の表示が必要なときに表示指示によりモニタ画面に必要な光学カメラ画像データを表示する制御を行う。設定により、常時表示させておいてもよい。
【００２５】
駆動信号発生部３５は、キーボード２２、マウス２３などの操作により、あるいは、自動運転中のシーケンス制御に基づいて、駆動機構１５や傾動機構１８に駆動制御信号を発生する。
【００２６】
立体形状抽出部３６は、光学カメラ画像データ蓄積領域５１に蓄積されている光学カメラ画像データ５１ａ、光学カメラ画像データ５１ｂに基づいて、被測定物Ｓの外観形状を完全に包含する立体形状（例えば円柱、球）を抽出する。すなわち、立体形状の外側には被測定物Ｓが存在しないような立体形状を抽出する。これにより、衝突回避のための安全率を高くするとともに、後述する軌跡の演算処理を簡単にする。なお、安全率を高めたり、演算処理を簡単にしたりする必要ない場合は、外観形状そのものを立体形状として抽出すればよい。抽出は、例えば、光学カメラ画像を二値化し、背景画像と被測定物とを識別して抽出する。抽出した立体形状データは、立体形状データ記憶領域５２に蓄積される。
【００２７】
測定点情報入力部３７は、キーボード２２やマウス２３による操作に基づいて、被測定物における測定点を指定する処理を行う。測定点の指定は、モニタ画面に表示した光学カメラ画像上で指定することもでき、あるいはモニタ画面に表示したＸ線画像上で指定することもできる。
さらに、ステージ上の座標を直接キーボード２２から入力することによっても指定することができる。なお、回転移動を行う場合場合は、回転角を含めて指定する。指定された各測定点の測定点情報は、測定点情報記憶領域５３に蓄積される。蓄積された情報は、測定点についてのティーチング情報となる。
【００２８】
通過範囲抽出部３８は、抽出された立体形状データおよび測定点情報に基づいて、ステージ駆動により測定視野内の測定点を移動させるときの、立体形状の移動経路を算出する演算を行い、被測定物の移動軌跡を抽出する処理を行う。
移動経路は、並進移動のみで回転移動を行わないときは、移動前と移動先との測定点間を直線的に移動するときの通過範囲を算出する。回転移動を行うときは、指定された回転角の情報に基づいて移動前の測定点から移動先の測定点への回転移動時の通過範囲を算出する。算出された通過範囲は通過範囲記憶領域５５に蓄積される。
【００２９】
傾動角情報入力部３９は、傾動を行うときに必要な傾動角が指定される場合に、この入力を受け付ける。入力操作は、キーボード２２の矢印キー、マウス２３による図示しない入力画面での操作、あるいは直接キーボードからの数値入力による。傾動角は傾動角情報記憶領域５４に蓄積される。
【００３０】
Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部４０は、傾動動作を行う場合に、指定された傾動角、Ｃアーム１７、Ｘ線発生装置１１、Ｘ線検出器１２の形状に基づいて、傾動移動するときのＸ線測定光学系１３の通過範囲を算出する演算を行う。
【００３１】
衝突判定部４１は、立体形状の通過範囲（直線移動時の通過範囲、回転移動時の通過範囲）とＸ線測定光学系１３の位置とに基づいて、これらが交差するかにより衝突の可能性を算出する演算を行い、また、傾動の場合はＸ線測定光学系の傾動移動経路と立体形状の位置とに基づいて同様に衝突の可能性を算出する演算を行う。
【００３２】
回避ルート算出部４２は、衝突判定で衝突の可能性があると判定された場合に、衝突回避のための回避ルートを算出する演算を行う。
移動ルート決定部４３は、衝突の可能性がない場合の通常の最短経路（通常ルート）での移動、衝突の可能性がある場合の回避ルートでの移動のいずれかを決定して移動ルートを確定する。
【００３３】
次に、このＸ線検査装置１によるティーチング動作について、図２のフローチャートを用いて説明する。
先ず、Ｘ線測定光学系１３、ステージ１４を原点復帰した状態する（Ｓ１０１）。これによりステージ座標に対するＸ線測定光学系１３、光学カメラ１６の位置関係が一意的に定まる。以後、ステージ１４上に被測定物を載置したときにＸ線画像上、光学カメラ画像上でのマウス２３の操作による位置指定、キーボード２２によるステージ座標の入力により、任意の位置が指定できることになる。
【００３４】
続いて、被測定物Ｓをステージ１４上に載置し、光学カメラ１６により撮影し、撮影した光学カメラ画像から外観形状を包含する立体形状の抽出を行う（Ｓ１０２）。ここでは、被測定物Ｓは星型の立体物（図３のＳ１参照）であるとする。なお、この星型立体物を包含する円柱立体物として演算することもできるが、ここでは星型立体物の外観形状をそのまま被測定物の立体形状として採用することとする。
【００３５】
続いて、Ｘ線画像とともに、モニタ画面に光学カメラ画像（２方向あるいは全方位からの光学カメラ画像）を表示し、測定しようとする順に、マウス２３により被測定物Ｓの各測定点を指定するティーチングを行う（Ｓ１０３）。
測定点の指定が終わると、移動前の測定点と移動先の測定点間の最短経路を抽出し、さらにその経路でステージ１４を移動させたときの被測定物の軌跡である通過範囲を抽出する（Ｓ１０４）。
続いて、最短距離で移動させたときの衝突の可能性について判定し（Ｓ１０５）、判定の結果、衝突可能性がある場合は回避ルートの算出を行う（Ｓ１０６）。
【００３６】
図３は、ステージ並進移動に伴って、被測定物が衝突する状態を説明する模式図である。測定点として図３（ａ）に示すように、星型の先端部分Ａ１とＡ２の２点をこの順で指定し、Ａ１測定後にＡ２が測定されるように設定する。その結果、最短移動経路は直線であるため、ステージ１４がＢ１からＢ２へ併進移動し、これと連動してステージ上の被測定物Ｓは第一位置（Ｓ１）から第二位置（Ｓ２）に移動させられるものとする。このときの軌跡が通過範囲となる。
【００３７】
最短経路である直線移動による通過範囲を算出すると、明らかに星型の一部がＸ線検出器１２に衝突することになる。
このとき、衝突を回避するために、例えば図３（ｂ）に示すような回避ルートが算出される。すなわち、最短経路と直角方向に衝突を回避できる距離だけ移動(第一段階の移動）し、そこから最短距離と平行な方向に移動し（第二段階の移動）、本来の移動先に戻すように最短経路と直角方向に第一段階の移動と同じ距離だけ移動する（第三段階の移動）。なお、移動前と移動先との位置関係によっては、このような三段階移動に代えて、互いに直交する２段階の直線移動で衝突を回避させた移動を行わせることができる場合がある。
なお、Ｓ１０５の判定で、衝突可能性がない場合には、回避ルートをとる必要がないので、Ｓ１０６はスキップされ、Ｓ１０７に進む。
【００３８】
続いて、直線ルートまたは回避ルートによる移動ルートを決定し（Ｓ１０７）、ティーチングを行うすべての測定点について指定を完了したかを判定する（Ｓ１０８）。そしてすべての測定点のティーチングが完了していない場合はＳ１０３に戻り、処理を繰り返す。すべての測定点のティーチングが完了したときは、ティーチング動作を終了する。
【００３９】
以上は、ステージの並進移動の場合について説明したが、ステージ１４を回転移動する場合も同様である。図４は、ステージ回転移動に伴って、被測定物Ｓが衝突する状態を説明する模式図である。測定点として図４（ａ）に示すように、星型の先端部分Ａ１とＡ２の２点をこの順で指定し、Ａ１測定後に回転移動によりＡ２が測定されるように設定する。図４（ａ）の状態でステージを回転すると、Ｘ線検出器１２と衝突してしまうので、回避ルートの算出を行う。この場合は、例えば図４（ｂ）に示すように、ステージ１４を並進移動（第一段階の移動）する。続いて、図４（ｃ）に示すように、ステージ１４の回転移動を行い（第二段階の移動）被測定物Ｓも回転させる。さらに、図４（ｄ）に示すように、第一移動と反対方向に並進移動（第３の移動）を行うことにより、衝突することなく、被測定物Ｓを回転移動させることができる。
【００４０】
次に、傾動を行う場合について説明する。図５は、Ｘ線検査装置１による傾動のティーチング動作を説明するフローチャートである。ここでは、本来ならば、Ｃアーム１７の傾動角と被測定物Ｓの測定点との両方を指定して測定することができるが、説明を簡単にするため、便宜上、Ｃアーム１７だけを傾動移動して測定を行うものとする。
まず、Ｘ線測定光学系１３、ステージ１４を原点復帰した状態する（Ｓ２０１）。これにより、図２とフローチャートと同様に、ステージ座標に対するＸ線測定光学系１３、光学カメラ１６の位置関係が一意的に定めることができる。
【００４１】
続いて、被測定物Ｓをステージ１４上に載置し、光学カメラ１６により全体像を撮影し、撮影した光学カメラ画像から外観形状を包含する立体形状の抽出を行う（Ｓ２０２）。ここでは被測定物Ｓは、図６に示すような縦長円筒状物体の上部に横長円筒状の顎部分が形成された複合形状の立体物（複合立体物という）であるとする。なお、この複合立体物を包含する円柱立体物として演算することもできるが、ここでは複合立体物の外観形状をそのまま被測定物の立体形状として採用することとする。
【００４２】
続いて、測定順に、傾動角の入力を行う（Ｓ２０３）。測定しようとする順に、マウス２３により図示しない傾動角入力画面を用いて、Ｃアーム１７の方位を指定するティーチングを行う（Ｓ２０３）。
【００４３】
続いて、傾動中のＸ線測定光学系１３の通過範囲を抽出する（Ｓ２０４）。そして衝突の可能性について判定し（Ｓ２０５）、判定の結果、衝突可能性がある場合は回避ルートの算出を行う（Ｓ２０６）。
【００４４】
例えば、図６（ａ）に示す場合のように、傾動によりＣアーム１７の通過する弧状の軌跡に被測定物Ｓが重なるために衝突するとする。この場合は、回避ルートとして図６（ｂ）に示すようにステージ１４をＳ３からＳ４の位置まで並進移動し（第１段階の移動）、続いて傾動を行い（第二段階の移動）、続いて図６（ｃ）に示すようにステージをＳ４からＳ３の位置まで戻す並進移動を行う(第三段階の移動)ルートが算出される。
なお、Ｓ２０５の判定で、衝突可能性がない場合には、回避ルートをとる必要がないので、Ｓ２０６はスキップされる。
【００４５】
続いて、算出した回避ルートを傾動時の移動経路として決定し（Ｓ２０７）、ティーチングを行うすべての傾動動作について指定を完了したかを判定する（Ｓ２０８）。そしてすべての傾動処理のティーチングが完了していない場合はＳ２０３に戻り、処理を繰り返す。すべての傾動処理のティーチングが完了したときは、ティーチング動作を終了する。
【００４６】
本実施形態では、Ｃアーム１７の傾動移動のみを行う場合について説明したが、傾動とともに、測定点を移動するためのステージ１４の移動が伴う場合についても、上述した回避処理を組み合わせて算出すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、ティーチング機能を備えたＸ線検査装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態であるＸ線検査装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１のＸ線検査装置による衝突危険領域設定動作を説明するフローチャート。
【図３】衝突回避ルート(併進移動の場合）を説明する図。
【図４】衝突回避ルート（回転移動の場合）を説明する図。
【図５】図１のＸ線検査装置による傾動動作を行う場合のフローチャート。
【図６】傾動の際の衝突回避ルートを説明する図。
【符号の説明】
【００４９】
１： Ｘ線検査装置
１１： Ｘ線源
１２： Ｘ線検出器
１３： Ｘ線測定光学系
１４： ステージ
１５： 駆動機構
１６： 光学カメラ
１７： Ｃアーム
１８： 傾動機構
２０： 制御系
２１： ＣＰＵ
２２： キーボード
２３： マウス
２４： 表示装置
３１： Ｘ線画像作成部
３２： Ｘ線画像表示制御部
３３： 光学カメラ画像作成部
３４： 光学カメラ画像表示制御部
３６： 立体形状抽出部
３７： 測定点情報入力部
３８： 通過範囲抽出部
３９： 傾動上方入力部
４０： Ｘ線測定光学系通過範囲抽出部
４１： 衝突判定部
４２： 回避ルート算出部
４３： 移動ルート決定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に被測定物が位置するように被測定物を載置するためのステージと、少なくともステージを並進駆動する駆動機構とを備え、
ステージに対する被測定物の位置関係が定まるようにしてステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてのＸ線検査を行うＸ線検査装置において、
光学カメラにより撮影した光学カメラ画像に基づいて被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を抽出する立体形状抽出部と、
測定点に関する位置情報の入力を受ける測定点情報入力部と、
測定点間を最短経路で移動させるときに抽出した立体形状に基づいて移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する通過範囲抽出部と、
Ｘ線測定光学系と被測定物の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する衝突判定部と、
衝突可能性がある場合に回避ルートを算出する回避ルート算出部とを備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
駆動機構は、さらに、ステージを回転駆動するように構成され、測定点情報入力部は測定点に関する位置情報とともに回転角度情報の入力を受け、通過範囲抽出部は測定点間が回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
Ｘ線測定光学系を一体に支持するアームおよびアームを傾動する傾動機構と、傾動角に関する情報の入力を受ける傾動角情報入力部と、アームを傾動するときのＸ線測定光学系が通過する範囲を抽出するＸ線測定光学系通過範囲抽出部とをさらに備え、衝突判定部はＸ線測定光学系が通過する範囲と被測定物の位置との位置関係に基づいて衝突可能性を判定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項１】
透視用Ｘ線を照射するＸ線源と被測定物の透視Ｘ線像を撮影するＸ線検出器とからなるＸ線測定光学系と、Ｘ線源とＸ線検出器との間に被測定物が位置するように被測定物を載置するためのステージと、少なくともステージを並進駆動する駆動機構とを備え、
ステージに対する被測定物の位置関係が定まるようにしてステージ上に載置された被測定物の複数の測定点についてのＸ線検査を行うＸ線検査装置において、
光学カメラにより撮影した光学カメラ画像に基づいて被測定物の外観を形成する立体形状または外観を包含する立体形状を抽出する立体形状抽出部と、
測定点に関する位置情報の入力を受ける測定点情報入力部と、
測定点間を最短経路で移動させるときに抽出した立体形状に基づいて移動中の被測定物が通過する範囲を抽出する通過範囲抽出部と、
Ｘ線測定光学系と被測定物の通過範囲との位置関係とに基づいて衝突可能性を判定する衝突判定部と、
衝突可能性がある場合に回避ルートを算出する回避ルート算出部とを備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
駆動機構は、さらに、ステージを回転駆動するように構成され、測定点情報入力部は測定点に関する位置情報とともに回転角度情報の入力を受け、通過範囲抽出部は測定点間が回転移動される場合の被測定物の通過範囲を抽出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
Ｘ線測定光学系を一体に支持するアームおよびアームを傾動する傾動機構と、傾動角に関する情報の入力を受ける傾動角情報入力部と、アームを傾動するときのＸ線測定光学系が通過する範囲を抽出するＸ線測定光学系通過範囲抽出部とをさらに備え、衝突判定部はＸ線測定光学系が通過する範囲と被測定物の位置との位置関係に基づいて衝突可能性を判定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１２１０８５（Ｐ２００７−１２１０８５Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１２９４９（Ｐ２００５−３１２９４９）
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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