特許 6383707 撮影画像のずれ補正装置、撮影画像のずれ補正方法および撮影画像のずれ補正プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6383707

(24)【登録日】2018年8月10日

(45)【発行日】2018年8月29日

(54)【発明の名称】撮影画像のずれ補正装置、撮影画像のずれ補正方法および撮影画像のずれ補正プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20180820BHJP

   G01N 23/18 20180101ALI20180820BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/04

   G01N23/18

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-135372(P2015-135372)

(22)【出願日】2015年7月6日

(65)【公開番号】特開2017-15655(P2017-15655A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2017年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000243881

【氏名又は名称】名古屋電機工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000660

【氏名又は名称】Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｐａｒｔｎｅｒｓ 特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100117466

【弁理士】

【氏名又は名称】岩上 渉

(72)【発明者】

【氏名】野口 健二

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 大介

(72)【発明者】

【氏名】高橋 聡

(72)【発明者】

【氏名】寺本 篤司

【審査官】 立澤 正樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１７０９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０３４４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３６６３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／０４

Ｇ０１Ｎ ２３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サンプルに放射線を照射し、透過放射線を含む放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれによって生じる撮影画像のずれを補正する撮影画像のずれ補正装置であって、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向から前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を取得し、当該放射線画像を所定の座標系の座標軸方向に補正し、補正後の前記放射線画像に基づいて再構成演算を実行し、得られた再構成情報の品質を評価する評価処理を、評価が最良になるまで繰り返すことによって予め生成された前記放射線画像を、前記撮影機構の位置ずれが発生していない状態における前記サンプルの前記放射線画像を示す複数の基準画像として取得する基準画像取得手段と、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を補正対象画像として取得する補正対象画像取得手段と、
前記補正対象画像と前記基準画像との対応する画像同士の一致度が最大となるように前記補正対象画像を所定の座標系の座標軸方向に補正する補正手段と、
を備える撮影画像のずれ補正装置。

【請求項2】

前記評価処理における評価は、
前記再構成情報が示す前記サンプルのスライス画像に基づいて前記再構成情報の品質を示す特徴量を取得し、前記特徴量と評価基準とを比較することによって行われる、
請求項１に記載の撮影画像のずれ補正装置。

【請求項3】

前記補正対象画像取得手段は、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向から前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を前記補正対象画像として取得し、
前記補正手段による補正後の前記補正対象画像に基づいて再構成演算を実行し、得られた再構成情報に基づいて前記サンプルを検査する検査手段をさらに備える、
請求項１または請求項２に記載の撮影画像のずれ補正装置。

【請求項4】

サンプルに放射線を照射し、透過放射線を含む放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれによって生じる撮影画像のずれを補正する撮影画像のずれ補正装置であって、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向から前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を取得し、当該放射線画像を所定の座標系の座標軸方向に補正し、補正後の前記放射線画像に基づいて加算演算を実行し、得られた合成情報の品質を評価する評価処理を、評価が最良になるまで繰り返すことによって予め生成された前記放射線画像を、前記撮影機構の位置ずれが発生していない状態における前記サンプルの前記放射線画像を示す複数の基準画像として取得する基準画像取得手段と、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を補正対象画像として取得する補正対象画像取得手段と、
前記補正対象画像と前記基準画像との対応する画像同士の一致度が最大となるように前記補正対象画像を所定の座標系の座標軸方向に補正する補正手段と、
を備える撮影画像のずれ補正装置。

【請求項5】

サンプルに放射線を照射し、透過放射線を含む放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれによって生じる撮影画像のずれを補正する撮影画像のずれ補正方法であって、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向から前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を取得し、当該放射線画像を所定の座標系の座標軸方向に補正し、補正後の前記放射線画像に基づいて再構成演算を実行し、得られた再構成情報の品質を評価する評価処理を、評価が最良になるまで繰り返すことによって予め生成された前記放射線画像を、前記撮影機構の位置ずれが発生していない状態における前記サンプルの前記放射線画像を示す複数の基準画像として取得する基準画像取得工程と、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を補正対象画像として取得する補正対象画像取得工程と、
前記補正対象画像と前記基準画像との対応する画像同士の一致度が最大となるように前記補正対象画像を所定の座標系の座標軸方向に補正する補正工程と、
を含む撮影画像のずれ補正方法。

【請求項6】

サンプルに放射線を照射し、透過放射線を含む放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれによって生じる撮影画像のずれを補正する撮影画像のずれ補正方法であって、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向から前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を取得し、当該放射線画像を所定の座標系の座標軸方向に補正し、補正後の前記放射線画像に基づいて加算演算を実行し、得られた合成情報の品質を評価する評価処理を、評価が最良になるまで繰り返すことによって予め生成された前記放射線画像を、前記撮影機構の位置ずれが発生していない状態における前記サンプルの前記放射線画像を示す複数の基準画像として取得する基準画像取得工程と、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を補正対象画像として取得する補正対象画像取得工程と、
前記補正対象画像と前記基準画像との対応する画像同士の一致度が最大となるように前記補正対象画像を所定の座標系の座標軸方向に補正する補正工程と、
を備える撮影画像のずれ補正方法。

【請求項7】

サンプルに放射線を照射し、透過放射線を含む放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれによって生じる撮影画像のずれを補正する機能をコンピュータに実現させる撮影画像のずれ補正プログラムであって、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向から前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を取得し、当該放射線画像を所定の座標系の座標軸方向に補正し、補正後の前記放射線画像に基づいて再構成演算を実行し、得られた再構成情報の品質を評価する評価処理を、評価が最良になるまで繰り返すことによって予め生成された前記放射線画像を、前記撮影機構の位置ずれが発生していない状態における前記サンプルの前記放射線画像を示す複数の基準画像として取得する基準画像取得機能と、
前記撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で前記サンプルを撮影した複数の前記放射線画像を補正対象画像として取得する補正対象画像取得機能と、
前記補正対象画像と前記基準画像との対応する画像同士の一致度が最大となるように前記補正対象画像を所定の座標系の座標軸方向に補正する補正機能と、
をコンピュータに実現させる撮影画像のずれ補正プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮影画像のずれ補正装置、撮影画像のずれ補正方法および撮影画像のずれ補正プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、Ｘ線検査装置において、Ｘ線撮影機構の構成物の位置ずれ等を補正する技術が知られている。例えば、特許文献１には、複数の方向からサンプルを撮影した複数のＸ線投影データに基づいて再構成演算を行い、再構成された情報を元のＸ線投影データの投影方向と同じ方向に順投影し、順投影されたデータとＸ線投影データとのずれに基づいてＸ線投影データを補正する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１８１１５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した従来の装置においては、再構成された情報を元のＸ線投影データの投影方向と同じ方向に順投影しているため、Ｘ線投影データのずれを特定するための基準が再構成された情報である。当該再構成された情報は、位置ずれ等が発生した状態でのＸ線投影データに基づいて生成されるため、従来の装置においては、位置ずれ等が発生した不正確な情報を基準にして補正を行っていることになる。従って、再構成された情報に基づいてＸ線投影データを補正したとしても、再構成された情報の品質が最良化されるとは限らない。上述の特許文献１においては、補正を繰り返し、再構成された情報の順投影結果とＸ線投影データとのずれを解消する構成が開示されているが、この構成であっても補正の基準が不正確であることに変わりはない。従って、補正の繰り返しの後であっても位置ずれ等に起因する誤差が解消されているとは限らない。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれによって生じる撮影画像のずれを補正する技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記目的を達成するため、撮影画像のずれ補正装置は、放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれが発生していない状態におけるサンプルの複数の放射線画像を予め基準画像として生成しておく。そして、サンプルの検査を行うために撮影した複数の放射線画像を補正対象画像とし、当該補正対象画像と基準画像との対応する画像同士の一致度が最大となるように補正対象画像を補正する。すなわち、撮影画像のずれ補正装置においては、補正の基準は、放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれが発生していない状態におけるサンプルの放射線画像である。従って、当該基準に対して合わせるように補正対象画像を補正することによって、位置ずれがない状態でサンプルを撮影した場合に得られるべき放射線画像を取得することができる。この結果、放射線画像を撮影する撮影機構の位置ずれによって生じる撮影画像のずれを高い精度で補正することができる。

【0006】

ここで、撮影画像のずれ補正装置は、任意のサンプルに放射線を照射し、透過放射線を含む複数の放射線画像を撮影する撮影機構を備えていれば良く、当該撮影機構の構成としては、種々の構成を採用可能である。例えば、サンプルと放射線発生器と放射線検出器との相対位置関係が固定された状態で撮影を行う撮影機構であっても良いし、サンプルと放射線発生器と放射線検出器との相対位置関係が変化する（例えば、ステージ上にサンプルが配置され、放射線発生器と放射線検出器とを結ぶ直線がステージに垂直な軸に対して傾斜しているとともに当該直線が軸を中心に回転する構成等）撮影機構であっても良い。なお、前者であれば、撮影機構の構成部における熱膨張や歪み、振動等が位置ずれとして発生し得る。後者であれば、撮影機構の構成部における熱膨張や歪み、放射線発生器と放射線検出器との相対位置関係の変化に伴う位置ずれ（位置決め精度ばらつき）、振動等が発生し得る。

【0007】

以上のように、透過放射線を含む放射線画像を撮影する撮影機構としては、種々の撮影機構が想定可能であるため、撮影画像のずれ補正装置は、当該撮影機構が利用される各種の装置に適用可能である。例えば、サンプルを透過させた放射線画像をＮ方向（Ｎは１以上の整数）から撮影し、各方向の放射線画像を加算合成した２次元画像を解析してサンプルの良否を検査する装置や、サンプルを透過させた放射線画像を複数の方向から撮影し、再構成演算を行った３次元画像を解析してサンプルの良否を検査する装置等に適用可能である。

【0008】

基準画像取得手段は、撮影機構の位置ずれが発生していない状態におけるサンプルの放射線画像として予め生成された複数の基準画像を取得することができればよい。すなわち、撮影機構の位置ずれは、上述のように、熱膨張や歪みによって発生し得るが、これらの周期性がある定常的なずれが補正された状態でサンプルを撮影した場合に得られるはずの放射線画像が基準画像として予め生成される。当該基準画像は予め所定の記録媒体に記録されており、基準画像取得手段は当該記録媒体を参照して基準画像を取得する。

【0009】

基準画像は、撮影機構の位置ずれが発生していない状態におけるサンプルの放射線画像を示していれば良く、少なくとも、補正対象画像が取得される前に予め生成されていれば良い。当該基準画像を生成するための手法としては、位置ずれが発生し得る撮影機構によってサンプルの放射線画像が撮影され、当該放射線画像を所定の座標系の座標軸方向に補正する等の処理によって基準画像が生成される手法等を採用可能である。

【0010】

以上のように、基準画像取得手段においては、撮影機構の位置ずれが発生していない状態におけるサンプルの放射線画像が取得できれば良い。ここで、撮影機構の位置ずれが発生していない状態は、事実上位置ずれが発生していないと見なすことができる状態であれば良く、位置ずれが最小限まで補正された状態も含む。

【0011】

補正対象画像取得手段は、撮影機構の位置ずれが発生し得る状態でサンプルを撮影した放射線画像を補正対象画像として取得することができればよい。すなわち、サンプルを検査する場面等において、撮影機構を構成するステージや放射線発生器、放射線検出器等の動作等によって位置決めばらつき等が発生する状態でサンプルの複数の放射線画像が撮影され、補正対象画像として取得されれば良い。従って、当該補正対象画像は、サンプルの検査等を行うために撮影された画像である。

【0012】

撮影機構の位置ずれが発生し得る状態は、種々の状態が想定されるが、例えば、サンプルを複数の方向から撮影するため、撮影機構の構成要素（ステージ、放射線発生器、放射線検出器の少なくともいずれか）を駆動して各撮影位置に配置した状態が想定される。この場合であれば、位置決め精度ばらつきに起因する位置ずれが発生し得る状態となる。むろん、振動に起因して撮影機構の位置ずれが発生し撮影画像のずれが生じた状態において、本発明が実行されても良い。

【0013】

なお、基準画像を取得する際に撮影されるサンプルと補正対象画像を取得する際に撮影されるサンプルとは、同一のサンプルであるが、ここでいう同一は、理想的には（位置ずれが発生していなければ）サンプルの放射線画像が同一になるサンプルという意味である。従って、基準画像を取得する際に撮影されるサンプルと補正対象画像を取得する際に撮影されるサンプルは、物理的に完全同一なサンプルであっても良いし、例えば、同一製品番号の部品の異なる個体が各サンプルとなってもよい。なお、この場合、基準画像を取得する際に撮影されるサンプルは良品（基準のサンプル等）であり、補正対象画像を取得する際に撮影されるサンプルは良否不定（例えば、検査対象）である例が想定される。

【0014】

補正手段は、補正対象画像と基準画像との対応する画像同士の一致度が最大となるように補正対象画像を所定の座標系の座標軸方向に補正することができればよい。すなわち、補正対象画像と基準画像は、理想的には一致するはずである。そこで、両者の一致度が最大となるように補正対象画像を補正すれば、補正対象画像取得手段によって取得された補正対象画像を、撮影機構に位置ずれが発生していない場合に撮影された画像と一致するように補正することができる。

【0015】

一致度は、補正対象画像と基準画像との差異が少ないほど大きくなるように定義されていれば良く、種々の定義が可能であり、例えば、正規化相関等によって一致度を評価可能である。また、一致度を最大化するための処理としても種々の処理を採用可能であり、例えば、基準画像をテンプレートとして補正対象画像を補正するテンプレートマッチング等を採用可能である。画像同士の対応は、基準画像が補正対象画像の基準と見なせる対応であれば良く、例えば、複数の撮影角度で補正対象画像と基準画像とを撮影する場合において、撮影角度が同等である画像同士が対応していると見なすことができる。

【0016】

補正対象画像の補正は、所定の座標系の座標軸方向への補正であればよい。所定の座標系は、例えば、補正対象画像（放射線画像）の定義に利用される座標系や撮影機構の位置を定義するための座標系等が挙げられる。前者であれば、例えば、放射線検出器の検出面に平行な放射線画像の画素位置を規定するための直交座標軸（ｘ軸，ｙ軸）と当該検出面に垂直な座標軸（ｚ軸）とによって構成される３次元直交座標系を想定可能である。この場合、ｘ軸，ｙ軸方向への補正は補正対象画像の並行移動となり、ｚ軸方向への補正は補正対象画像の拡大または縮小となる。なお、補正は、全座標軸方向について行われても良いし、ずれが大きい限定された方向（例えば、ｘ軸，ｙ軸のみ）について行われてもよい。

【0017】

さらに、撮影機構の位置ずれが発生し得る状態でサンプルを撮影した放射線画像に基づいて基準画像が予め生成されても良い。この構成例として、例えば、基準画像取得手段が、撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向からサンプルを撮影した複数の放射線画像を取得し、当該放射線画像を所定の座標系の座標軸方向に補正し、補正後の放射線画像に基づいて再構成演算を実行し、得られた再構成情報の品質を評価する評価処理を、評価が最良になるまで繰り返した後の放射線画像を基準画像として取得する構成であっても良い。すなわち、撮影後の放射線画像の補正と補正後の画像による再構成演算と再構成情報の評価とを含む評価処理を反復的に繰り返しても良い。

【0018】

この場合、３次元再構成演算を実行できるように、複数の方向からサンプルが撮影されて、各撮影方向で撮影された放射線画像が取得されれば良い。このような撮影のための撮影方向としては、種々の態様を想定可能であるが、例えば、撮影機構がステージと放射線発生器と放射線検出器とを備える構成において、ステージ上にサンプルが配置され、放射線発生器と放射線検出器とを結ぶ直線がステージに垂直な軸に対して傾斜しているとともに当該直線が軸を中心に回転する構成等が挙げられる。当該回転は、種々の構成要素の動作によって実現可能であり、例えば、放射線発生器と放射線検出器との回転によって実現される構成や、放射線発生器が固定され、ステージの移動と放射線検出器の回転とによって実現される構成等が挙げられる。このように、撮影に際して構成要素の回転を伴う場合、回転のたびに位置決め精度ばらつきに起因する位置ずれが発生し得る状態となる。従って、撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の放射線画像が取得されることになる。

【0019】

また、放射線画像の補正は、上述の補正手段における補正と同等の方向への補正であってよい。すなわち、所定の座標系は、例えば、放射線画像の定義に利用される座標系や撮影機構の位置を定義するための座標系等が挙げられる。また、補正は、放射線画像の並行移動や拡大縮小等が挙げられる。ここでも補正は、全座標軸方向について行われて良いし、限定された方向（例えば、ｘ軸，ｙ軸のみ）について行われてもよい。再構成演算は、撮影されたサンプルの３次元構造を示す再構成情報を複数の放射線画像に基づいて生成する演算であれば良く、種々の手法を採用可能である。

【0020】

再構成情報の品質の評価は、種々の手法を採用可能である。すなわち、再構成情報が示すサンプルの３次元構造が正確であるほど品質が高いと見なすことができるように評価が行われればよい。このような評価は、再構成情報を種々の手法で解析することによって実現可能であり、例えば、再構成情報から品質に関連する特徴量を取得し、当該特徴量に基づいて品質を評価する構成等を採用可能である。特徴量等に基づいて品質を評価することが可能であれば、放射線画像を試行的に反復補正し、当該評価が最良になるまで当該補正を含む評価処理を繰り返すことにより、実質的に位置ずれがない（位置ずれによる影響が最小化された）状態のサンプルの放射線画像である基準画像を取得することが可能である。

【0021】

特徴量は、再構成情報の品質を示す量であれば良く、例えば、再構成情報が示すサンプルのスライス画像に基づいて取得されても良い。すなわち、再構成情報に基づいてサンプルの検査等を行う際には、再構成情報に基づいてサンプルのスライス画像が取得される場合が多い（スライス方向は任意）。そこで、当該スライス画像に基づいて特徴量が取得され、当該特徴量に基づいて再構成情報が評価されると、当該スライス画像の品質が最良化されるように再構成情報の品質を最良化することができる。

【0022】

なお、スライス画像に基づいて取得される特徴量としては、例えば、サンプルのスライス面の画像の特徴を示す量やサンプルのスライス形状の特徴を示す量等が挙げられる。より具体的には、前者としては、スライス面の画像の輝度やエッジを評価する量（エッジ量や輝度ヒストグラム、サンプルのエッジ部分の画素の輝度ヒストグラム等）が挙げられる。後者としては、サンプルのスライス形状の真円度や粒子粗度等を評価する量が挙げられる。また、特徴量は、サンプルのスライス面の画像の特徴を示す量やサンプルのスライス形状の特徴を示す量等の統計値であっても良い。例えば、エッジ量や輝度ヒストグラム等の統計値（標準偏差や最大値、最小値、平均値、最頻値、中央値、歪度、尖度等）を採用可能である。

【0023】

いずれにしても、再構成情報の品質の良否に応じて値が変化する特徴量を定義し、当該特徴量を評価するための評価基準を予め設定しておけば、特徴量と評価基準とを比較することによって再構成情報の品質を評価することができる。評価基準は、比較対象となる値（閾値等）であっても良いし、評価手法の定義であっても良い。後者としては、例えば、特徴量としてエッジ部分の特定輝度値の度数分布が先鋭であるほど特徴量の品質が高い（エッジが鮮明）と評価する構成等であってもよい。さらに、上述の品質を示す特徴量を判定する対象としては、３次元再構成画像のスライス画像に限定されるものでなく、複数の透過画像を加算した合成情報（画像）中の基準点の画像であっても良い。

【0024】

さらに、撮影画像のずれ補正装置がずれの補正以外の機能を有していても良い。このような例としては、例えば、補正対象画像取得手段が、撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で複数の方向からサンプルを撮影した複数の放射線画像を補正対象画像として取得し、補正手段が当該補正対象画像を補正した後、検査手段が、補正後の補正対象画像に基づいて再構成演算を実行し、得られた再構成情報に基づいてサンプルを検査する構成であっても良い。すなわち、検査対象のサンプルの放射線画像を補正対象画像取得手段で取得し、補正手段で補正することにより、検査対象のサンプルの放射線画像から位置ずれによる影響が排除された状態で検査を行うことができる。この結果、検査精度を向上させることが可能である。

【0025】

以上は、本発明が装置として実現される場合について説明したが、かかる装置を実現する方法やプログラムを実現することも可能である。以上のような撮影画像のずれ補正装置は単独で実現される場合もあるし、ある方法に適用され、あるいは同方法が他の機器に組み込まれた状態で利用されることもあるなど、発明の思想としてはこれに限らず、各種の態様を含むものである。むろん、発明の実施態様がソフトウェアであったりハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。また、ソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であってもよいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。一次複製品、二次複製品などの複製段階についても同等である。その他、供給装置として通信回線を利用して行う場合でも本発明が利用されていることにはかわりない。さらに、一部がソフトウェアであって、一部がハードウェアで実現されている場合においても発明の思想において全く異なるものではなく、一部を記録媒体上に記憶しておいて必要に応じて適宜読み込まれるような形態であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】Ｘ線検査装置の概略ブロック図である。

【図2】（２Ａ）は撮影機構を説明するための図、（２Ｂ）（２Ｃ）はスライス画像の例を示す図、（２Ｄ）（２Ｅ）は輝度ヒストグラムを示す図である。

【図3】基準画像生成処理のフローチャートである。

【図4】Ｘ線検査処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0027】

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態を、放射線にＸ線を用いた場合について説明する。
（１）Ｘ線検査装置の構成：
（２）基準画像生成処理：
（３）Ｘ線検査処理：
（４）他の実施形態：

【0028】

（１）Ｘ線検査装置の構成：
図１は本発明の一実施形態にかかる撮影画像のずれ補正装置を含むＸ線検査装置の概略ブロック図である。Ｘ線検査装置は、Ｘ線撮像機構部１０と制御部２０とを備えている。Ｘ線撮像機構部１０は、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１２とＸ−Ｙステージ１３とを備えている。Ｘ線撮像機構部１０は、Ｘ−Ｙステージ１３上のサンプルＷとＸ線発生器１１とＸ線検出器１２とが所定の相対位置関係となった状態で、Ｘ線発生器１１によってサンプルＷにＸ線を照射させる。

【0029】

Ｘ線発生器１１は、Ｘ線を出力するＸ線出力部１１ａを備えており、所定の強度でＸ線をサンプルＷに照射することができる。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線の強度を検出する検出面１２ａを備えており、サンプルＷを透過したＸ線の透過量を反映したＸ線画像を撮影することができる。撮影されたＸ線画像はＸ線画像データ２６ｂとしてメモリ２６に記録される。

【0030】

本実施形態においてサンプルＷはＸ線検査の対象となるはんだ部分を備える部品（例えば、半田バンプで実装されるチップ等）であり、サンプルＷはＸ−Ｙステージ１３により、Ｘ線の照射範囲内で移動される。Ｘ−Ｙステージ１３は、所定の平面（Ｘ−Ｙ平面と呼ぶ）に沿って２次元的に移動対象（基板等）を移動させることが可能な装置であり、本実施形態においては、基板上のサンプルＷをＸ−Ｙ平面に沿って移動させる。なお、サンプルＷのＸ−Ｙステージ１３への搬送は、図示しない搬送機構によって実行される。すなわち、未検査のサンプルＷが所定の平面に沿って搬入され、Ｘ線の照射範囲に配置され、検査された後に再度搬送機構によって搬出される。

【0031】

本実施形態において、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１２とＸ−Ｙステージ１３とが、サンプルにＸ線を照射し、透過Ｘ線を含むＸ線画像を撮影する撮影機構を構成している。撮影機構においては、Ｘ線発生器１１とＸ線検出器１２とサンプルＷとの相対位置関係を変化させることができ、サンプルＷとＸ線出力部１１ａと検出面１２ａとの相対位置関係を所定の関係に調整可能である。

【0032】

図２Ａは、Ｘ線がサンプルＷに照射される様子を示す模式図であり、同図においては、横方向がＸ−Ｙ平面に平行な方向であり、上下方向がＸ−Ｙ平面に垂直なＺ方向である。同図２Ａにおいては、サンプルＷ、Ｘ−Ｙ平面Ｓ、Ｘ線発生器１１のＸ線出力部１１ａおよびＸ線検出器１２の検出面１２ａを模式的に示している。

【0033】

本実施形態において、Ｘ線出力部１１ａはＺ軸を含む所定の立体角の範囲にＸ線を出力する。Ｘ線出力部１１ａからＸ線の出力範囲のほぼ中央においてＺ軸方向に平行に延びる軸（図２Ａに示すＡ軸）を回転中心としてＸ線検出器１２の検出面１２ａが回転する。当該回転においては、Ｘ線出力部１１ａと検出面１２ａの中央とを結ぶ直線Ｌと検出面１２ａとが常に垂直な状態となるように検出面１２ａの向きが変化しながら回転移動が行われるように設計されている（軸Ａと直線Ｌとの角度はＤ）。

【0034】

また、Ｘ−Ｙステージ１３は、検出面１２ａの回転移動に同期させ、Ｘ線出力部１１ａと検出面１２ａの中央とを結ぶ直線Ｌ上にサンプルＷが配置されるように当該サンプルＷを移動させるように設計されている。すなわち、撮影が行われる際には、検出面１２ａおよびサンプルＷが図２Ａに示す破線の矢印に沿って回転するように検出面１２ａの回転とＸ−Ｙステージ１３によるサンプルＷの移動が行われる。本実施形態においては、Ａ軸周りの回転角が異なる複数の撮影位置でサンプルＷが撮影されることにより、複数の方向から撮影されたＸ線画像が取得される。むろん、回転移動のための構成は一例であり、サンプルＷを固定し、Ｘ線出力部１１ａおよび検出面１２ａが回転移動される構成等であっても良い。

【0035】

いずれにしても、撮影機構においては、可動部を移動させて異なる撮影位置に可動部を配置する構成が採用されているため、可動部の移動のたびに位置決め精度ばらつきに起因する位置ずれが発生し得る。また、撮影機構においては、熱膨張や歪み等に起因する位置ずれが発生し得る。なお、熱膨張に起因する位置ずれは、熱平衡状態で撮影するとともに当該状態における熱による位置ずれの程度を予め特定することで補正することができ、歪みに起因する位置ずれは、歪みによる位置ずれの程度を予め特定することで補正することができる。従って、本実施形態において、熱膨張や歪み等に起因する位置ずれの影響が実質的になくなるように予めＸ線画像が補正されていても良い。しかし、位置決め精度ばらつきに起因する位置ずれの程度は、可動部が移動するたびに異なる程度になるため、予め位置ずれの程度を特定することができない。従って、本実施形態における撮影機構においては、位置ずれが発生し得る状態でＸ線画像を撮影することになる。

【0036】

次に制御部２０について説明する。制御部２０は、発生器制御部２１と撮影画像取得部２２と撮影機構制御部２３と入力部２４と出力部２５とメモリ２６とＣＰＵ２７とを備えている。メモリ２６はデータを記憶可能な記憶媒体であり、プログラムデータ２６ａとＸ線画像データ２６ｂと基準画像データ２６ｃとが記憶される。ＣＰＵ２７は、プログラムデータ２６ａを読み出して実行することにより、後述する各種処理のための演算を実行する。なお、メモリ２６はデータを記憶することができればよく、ＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ，ＨＤＤ等種々の記憶媒体を採用可能である。

【0037】

撮影機構制御部２３はＸ線発生器１１，Ｘ線検出器１２およびＸ−Ｙステージ１３を制御し、サンプルＷのＸ線画像を撮影する撮影位置および倍率となるようにＸ−Ｙステージ１３の位置と検出面１２ａの位置およびＸ線出力部１１ａの高さを調整する。発生器制御部２１は、Ｘ線発生器１１を制御し、Ｘ線発生器１１からサンプルＷに対してＸ線を照射させる。撮影画像取得部２２は、Ｘ線検出器１２が検出したＸ線の強度、すなわち透過量の画像を示すＸ線画像データ２６ｂを取得する。Ｘ線画像データ２６ｂは複数の画素の階調値によって構成される画像データであり、各画素の階調値はＸ線検出器１２が検出したＸ線の強度を示す。基準画像データ２６ｃは、撮影機構の位置ずれが発生していない状態におけるサンプルＷのＸ線画像を示すデータであり、サンプルＷの検査前に予め生成され、メモリ２６に記録される。

【0038】

出力部２５はサンプルＷの検査結果等を表示するディスプレイであり、入力部２４は利用者の入力を受け付ける操作入力機器である。ＣＰＵ２７は、サンプルＷに含まれるサンプルＷの良否判定を行うために、プログラムデータ２６ａに基づいて基準画像取得部２７ａと補正対象画像取得部２７ｂと補正部２７ｃと検査部２７ｄとの各機能を実行する。

【0039】

上述のように、本実施形態にかかる撮影機構においては、位置ずれの程度を予め特定することが困難であるため、ＣＰＵ２７は、サンプルＷのＸ線画像を撮影するたびに当該Ｘ線画像を補正対象画像とし、位置ずれが発生していない状態の画像と同等になるように補正を行う。このため、本実施形態においては、検査対象のサンプルＷと同一のサンプル（同一製品番号のサンプル）のうち、良品とされるサンプルが基準として予め選定される。

【0040】

本実施形態において撮影画像のずれ補正装置は、ＣＰＵ２７が基準画像取得部２７ａと補正対象画像取得部２７ｂと補正部２７ｃと（検査部２７ｄが含まれていても良い）によって撮影画像のずれを補正する機能を実行可能になっている状態として実現されている。基準画像取得部２７ａは、基準画像を取得する機能をＣＰＵ２７に実行させるプログラムモジュールである。ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、発生器制御部２１，撮影画像取得部２２，撮影機構制御部２３に対して所定の指示を出力し、基準のサンプルのＸ線画像を撮影する。そして、ＣＰＵ２７は、基準となったサンプルのＸ線画像に基づいて評価処理を行うことで、位置ずれが発生していない状態でのＸ線画像を取得し、基準画像データ２６ｃとしてメモリ２６に記録する。なお、当該Ｘ線画像の撮影は撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で実行されるが、後述する基準画像生成処理が実行されることにより、当該Ｘ線画像が補正され、撮影機構の位置ずれが発生していない状態で基準のサンプルを撮影したＸ線画像と等価な画像が得られ、基準画像データ２６ｃとされる。

【0041】

補正対象画像取得部２７ｂは、撮影機構の位置ずれが発生し得る状態でサンプルＷを撮影したＸ線画像を補正対象画像として取得する機能をＣＰＵ２７に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、ＣＰＵ２７は、補正対象画像取得部２７ｂの処理により、発生器制御部２１，撮影画像取得部２２，撮影機構制御部２３に対して所定の指示を出力し、サンプルＷを撮影する。撮影によってＸ線画像が取得されると、ＣＰＵ２７は、メモリ２６にＸ線画像データ２６ｂとして記録する。本実施形態においては、サンプルＷについてのＸ線画像が補正対象画像となる。

【0042】

補正部２７ｃは、補正対象画像と基準画像との一致度が最大となるように補正対象画像を所定の座標系の座標軸方向に補正する機能をＣＰＵ２７に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、ＣＰＵ２７は、補正部２７ｃの処理により、基準画像データ２６ｃをテンプレートとし、Ｘ線画像データ２６ｂが示す補正対象画像を補正するテンプレートマッチング処理を行う。本実施形態において、補正の基準となる基準画像は、撮影機構の位置ずれが発生していない状態における基準のサンプルのＸ線画像である。また、基準のサンプルは、その理想的なＸ線画像が評価対象のサンプルＷのＸ線画像と理想的には一致するようなサンプルである。従って、基準画像に対して合わせるようにサンプルＷのＸ線画像である補正対象画像を補正することによって、位置ずれがない状態でサンプルを撮影した場合に得られるべきＸ線画像を取得することができる。この結果、高い精度でＸ線画像を撮影する撮影機構の位置ずれを補正することができる。

【0043】

検査部２７ｄは、補正後の補正対象画像に基づいて再構成演算を実行し、得られた再構成情報に基づいてサンプルＷを検査する機能をＣＰＵ２７に実行させるプログラムモジュールである。すなわち、ＣＰＵ２７は、補正後の補正対象画像に基づいて再構成演算を実行する。再構成情報は、サンプルＷのＸ線の吸収量に応じた階調値を３次元空間内の座標毎に示しているため、ＣＰＵ２７は、当該階調値に基づいてサンプルＷの３次元構造を解析する。

【0044】

例えば、ＣＰＵ２７は、再構成情報が示すサンプルＷの３次元構造をＸ，Ｙ平面に平行な方向にスライスし、得られたスライス画像からサンプルＷの特徴量を取得し、当該特徴量を基準と比較することにより、サンプルＷの良否判定を行う。補正後の補正対象画像は、位置ずれがない状態でサンプルを撮影した場合に得られるべきＸ線画像と等価であるため、本実施形態によれば、高精度にサンプルＷの検査を行うことができる。

【0045】

（２）基準画像生成処理：
図３は、基準画像生成処理を示すフローチャートである。当該基準画像生成処理は、基準とされたサンプルがＸ線の照射範囲に搬送された後に実行される。基準画像生成処理において、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、ＣＴ撮影処理を行う（ステップＳ１００）。すなわち、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、発生器制御部２１，撮影画像取得部２２，撮影機構制御部２３に対して所定の指示を出力し、Ｚ軸方向に傾斜した角度でＸ線が基準のサンプルに照射されるように、各部の配置を調整する。さらに、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、発生器制御部２１を制御してＸ線発生器１１から所定強度のＸ線を出力させ、撮影画像取得部２２を介して所定のタイミングでＸ線画像データ２６ｂを取得する。さらに、ＣＰＵ２７は、以上のようにＸ線画像データ２６ｂを撮影する処理を、軸Ａ（図２Ａ参照）を回転軸とした回転を行った後の複数の撮影位置で実行し、複数の撮影位置で撮影したＸ線画像データ２６ｂをメモリ２６に記録する。なお、撮影位置は、評価対象のサンプルＷを撮影する際の位置と同等である。すなわち、撮影回数および軸Ａを回転軸とした回転角度は評価対象のサンプルＷを撮影する際の撮影回数および回転角度と同一である。

【0046】

次に、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、再構成演算処理を実行する（ステップＳ１１０）。再構成演算は、基準のサンプルの３次元構造を再構成することができれば良く、種々の処理を採用可能である。例えば、フィルタ補正逆投影法を採用可能である。この処理においてＣＰＵ２７は、まず、複数のＸ線画像のいずれかに対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換で得られた結果に対して周波数空間でフィルタ補正関数を乗じる。さらに、この結果に対して逆フーリエ変換を実施することで、フィルタ補正を行った画像を取得する。尚、このフィルタ補正関数は、画像のエッジを強調するための関数等を採用可能である。

【0047】

続いて、フィルタ補正後の画像を、それが投影された軌跡に沿って３次元空間へ逆投影する。すなわち、Ｘ線検出器１２の検出面１２ａにおけるある位置の像に対応する軌跡は、Ｘ線発生器１１の焦点とこの位置とを結ぶ直線であるので、この直線上に画像を逆投影する。以上の逆投影を複数のＸ線画像のすべてについて行うと、３次元空間上で基準のサンプルが存在する部分のＸ線吸収係数分布が強調され、基準のサンプルの３次元形状を示す再構成情報が得られる。

【0048】

次に、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、特徴量を取得する（ステップＳ１２０）。特徴量は、再構成情報の品質を示す量であれば良く、本実施形態において、ＣＰＵ２７は、再構成情報が示す基準のサンプルの３次元形状をＸ−Ｙ平面に平行な方向にスライスし、得られたスライス画像に基づいて特徴量を取得する。より具体的には、ＣＰＵ２７は、基準のサンプルのスライス面の画像の特徴を示す量を特徴量として取得する。すなわち、ＣＰＵ２７は、スライス面の画像のエッジ領域の輝度ヒストグラムを特定し、当該輝度ヒストグラムの標準偏差を特徴量として取得する。

【0049】

図２Ｂ，図２Ｃは、半田バンプの再構成情報のスライス例を示す図である。これらのスライス画像は同一の半田バンプの再構成情報に基づいて生成された画像であるが、図２Ｂは撮影機構の位置ずれが発生したスライス画像であり、図２Ｃは撮影機構の位置ずれが発生していないスライス画像である。これらのスライス画像において中央に存在する白い部分（円形の部分）は半田バンプであり、半田バンプの周囲の黒い部分は半田バンプが存在しない部分、半田バンプの中央の黒い部分は半田バンプ中のボイド（ただし、半田バンプは不良ではない）である。撮影機構の位置ずれが発生した状態においては、図２Ｂに示すように半田バンプの境界部分が曖昧であるとともに形状が円形ではない。一方、撮影機構の位置ずれが発生していない状態においては、図２Ｃに示すように半田バンプの境界部分が明瞭であるとともに形状が円形である。また、撮影機構の位置ずれが発生した状態においては、図２Ｂ、図２Ｃに示すように半田バンプの周囲に、半田バンプが存在しないにもかかわらず白くなっている部分（アーチファクト）が形成されているが、当該部分は位置ずれが発生している状態の方が濃くなっている。さらに、撮影機構の位置ずれが発生した状態においては、当該アーチファクトと半田バンプの境界が曖昧である。

【0050】

従って、スライス画像におけるエッジ領域の特徴を解析すれば、再構成情報の品質を評価することができる。そこで、ＣＰＵ２７は、基準のサンプルのＸ線画像を示すＸ線画像データ２６ｂから生成された再構成情報からスライス画像を取得し、当該スライス画像内のエッジ画素を特定する。エッジ画素は、種々の手法で特定可能であり、例えば、SobelフィルタやPrewittフィルタなど、種々のフィルタで特定可能である。さらに、ＣＰＵ２７は、エッジ画素を含む所定の画素の範囲（例えばエッジ画素から既定画素数分の範囲）をエッジ領域として特定し、再構成情報に基づいて当該エッジ領域に含まれる画素の輝度値を取得する。

【0051】

図２Ｄ、図２Ｅは、輝度値のヒストグラムを示すグラフであり、図２Ｄは図２Ｂに示すスライス画像のエッジ領域の画素の輝度ヒストグラム、図２Ｅは図２Ｃに示すスライス画像のエッジ領域の画素の輝度ヒストグラムである。これらのグラフにおいて、横軸は輝度値、縦軸は度数であり、各輝度値の度数は曲線によって模式的に示されている。図２Ｂ，図２Ｃに示されるように、エッジ領域においてはエッジより内側の高輝度の部分とエッジより外側の低輝度の部分が存在する。従って、図２Ｄ，図２Ｅに示すグラフにおいては、低輝度側と高輝度側の１カ所ずつに度数のピークが生じている。

【0052】

そして、図２Ｅに示すグラフにおいては、図２Ｃに示すスライス画像のエッジが明瞭であることを反映し、低輝度側と分布Ｄ_Lと高輝度側の分布Ｄ_Hとが明確に区別されている。一方、図２Ｄに示すグラフにおいては、図２Ｂに示すスライス画像のエッジが不明瞭であることを反映し、低輝度側と分布Ｄ_Lと高輝度側の分布Ｄ_Hとが明確に区別されていない。さらに、図２Ｅに示すグラフと図２Ｄに示すグラフとを比較すると、図２Ｃに示すスライス画像のエッジが図２Ｂに示すスライス画像のエッジよりも明瞭であることを反映し、図２Ｅの方が図２Ｄよりも分布Ｄ_L，Ｄ_H同士の距離が長い。

【0053】

従って、図２Ｅに示すグラフは図２Ｄに示すグラフよりも輝度ヒストグラムの標準偏差が大きくなり、エッジが明瞭であるほど当該標準偏差は大きくなると考えられる。そこで、ＣＰＵ２７は、ステップＳ１２０において、スライス面の画像のエッジ領域の輝度ヒストグラムを特定し、当該輝度ヒストグラムの標準偏差を特徴量として取得する。

【0054】

次に、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、補正量を取得し（ステップＳ１３０）、当該補正量でＸ線画像を補正する（ステップＳ１４０）。すなわち、本実施形態においては、輝度ヒストグラムの標準偏差を特徴量として取得しており、ＣＰＵ２７は、当該特徴量が大きければ大きいほど再構成情報の品質が良いと見なす。この前提においてＣＰＵ２７は、当該特徴量が大きくなるようにＸ線画像を微少量だけ移動させて補正し、補正後の画像で再構成演算を再度実行し評価を行う処理を繰り返すことで、特徴量を最大化する（評価を最良化する）。

【0055】

なお、特徴量の最大化のためには、補正量を解析的に求めることも可能であるが、時間短縮の方法として、Ｘ線画像の補正量の最適解を反復処理によって求めることが可能である。具体的には、反復処理の一手法として勾配法、例えば最急降下法を用いることができる。最急降下法の場合、例えば、ＣＰＵ２７は、ステップＳ１１０で再構成演算に使用したＸ線画像に対する補正量をパラメータｘとして、ステップＳ１２０で取得された特徴量（輝度ヒストグラムの標準偏差）が大きいほど、パラメータｘを引数として用いる評価関数ｆ（ｘ）の評価値が小さくなる評価関数を定義し、当該評価関数を最小化する。

【0056】

また、本実施形態において、補正は、Ｘ線検出器１２の検出面１２ａに平行な座標軸（ｘ軸、ｙ軸）と検出面１２ａに垂直な座標軸（ｚ軸）とのいずれに対して実行しても良い。すなわち、ＣＰＵ２７は、一枚のＸ線画像（ある回転角度で撮影されたＸ線画像）に対して３方向の自由度で補正を行うことができる。そこで、ＣＰＵ２７は、全座標軸方向、または限定された方向（例えば、ｘ軸，ｙ軸のみ）について補正を行う。また、一回の補正における補正対象のＸ線画像は一枚であっても良いし、複数枚であっても良い。いずれにしても、ＣＰＵ２７は、既定のアルゴリズムによって特徴量を最大化するための補正を段階的に行うため、ステップＳ１３０で補正量を取得し、ステップＳ１４０でＸ線画像を補正する。

【0057】

次に、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、終了条件を充足したか否かを判定する（ステップＳ１５０）。すなわち、特徴量の最大化アルゴリズムにおいては、特徴量が十分大きい値に収束したか否かを判定するための条件が終了条件として予め特定されている。そこで、ＣＰＵ２７は、当該終了条件が充足したか否かを判定する。むろん、評価回数の上限値が終了条件に含まれていても良い。ステップＳ１５０において、終了条件が充足したと判定されない場合、ＣＰＵ２７は、ステップＳ１１０以降の処理を繰り返す。すなわち、ＣＰＵ２７は、ステップＳ１４０にて補正されたＸ線画像を利用して再構成演算処理を行い、特徴量の最大化のための処理を繰り返す。

【0058】

以上のように、補正と再構成演算と評価とを含む評価処理が繰り返されて特徴量が最大化されることにより、撮影機構の位置ずれが発生し得る状態で撮影されたＸ線画像から位置ずれによる影響が除去される。例えば、撮影機構の位置ずれによって図２Ｂに示すようにスライス画像が乱れていた場合であっても、評価処理が繰り返されることにより、図２Ｃに示すように高品質のスライス画像が得られるようにＸ線画像を補正することができる。

【0059】

ステップＳ１５０において、終了条件が充足したと判定された場合、ＣＰＵ２７は、基準画像取得部２７ａの処理により、基準画像を取得する（ステップＳ１６０）。すなわち、ＣＰＵ２７は、最後に実行されたステップＳ１４０において得られた補正後のＸ線画像を基準画像とみなし、当該基準画像を示すＸ線画像データを基準画像データ２６ｃとしてメモリ２６に記録する。以上の結果、撮影機構の位置ずれが発生している状態で基準のサンプルのＸ線画像が取得されたとしても、当該位置ずれの影響が排除された基準画像が取得される。

【0060】

（３）Ｘ線検査処理：
図４は、Ｘ線検査処理を示すフローチャートである。当該Ｘ線検査処理は、評価対象のサンプルＷがＸ線の照射範囲に搬送された後に実行される。Ｘ線検査処理において、ＣＰＵ２７は、補正対象画像取得部２７ｂの処理により、Ｘ線検出器１２の回転角に対応する変数ｎを１に初期化する（ステップＳ２００）。

【0061】

次に、ＣＰＵ２７は、補正対象画像取得部２７ｂの処理により、ｎ番目の撮影位置にＸ線検出器１２の検出面１２ａを移動させ、ｎ番目の補正対象画像を撮影する（ステップＳ２１０）。すなわち、Ｘ線検出器１２の検出面１２ａを１回転させる過程でのサンプルＷの撮影回数は予め決められており、ｎが１の場合、ＣＰＵ２７は、撮影機構制御部２３に制御信号を出力し、Ｘ−Ｙステージ１３およびＸ線検出器１２を制御して初回撮影位置に移動させる。

【0062】

ｎが２以上の場合、ＣＰＵ２７は、初回撮影位置から（３６０／撮影回数）×ｎの角度が検出面１２ａの角度であると見なし、撮影機構制御部２３に制御信号を出力し、Ｘ線検出器１２を制御して当該角度に検出面１２ａを配置する。また、ＣＰＵ２７は、撮影機構制御部２３に制御信号を出力し、Ｘ−Ｙステージ１３を制御して検出面１２ａとＸ線出力部１１ａとを結ぶ直線Ｌ上にサンプルＷを配置する。変数ｎによって指定される回転角度は、基準のサンプルの撮影における回転角度と同一である。

【0063】

移動が完了すると、ＣＰＵ２７は、発生器制御部２１に制御信号を出力し、Ｘ線発生器１１からＸ線を出力させる。この結果、Ｘ線発生器１１からＸ線が出力されると、サンプルＷを透過したＸ線を含むＸ線がＸ線検出器１２で検出される。そこで、ＣＰＵ２７は、撮影画像取得部２２に制御信号を出力し、Ｘ線検出器１２が出力するＸ線画像を取得し、Ｘ線画像データ２６ｂとしてメモリ２６に記録する。当該Ｘ線画像データ２６ｂは、補正対象画像を示すデータとなる。

【0064】

次に、ＣＰＵ２７は、補正部２７ｃの処理により、ｎ番目の基準画像を取得する（ステップＳ２２０）。すなわち、基準画像を生成するためのＸ線画像の撮影と、評価対象のサンプルＷのＸ線画像の撮影とは、回転軸Ａ（図２Ａ参照）に対して互いに同一の回転角において行われる。そこで、ＣＰＵ２７は、ステップＳ２１０においてｎ番目のＸ線画像を撮影した際の回転角度と同一の回転角度で撮影されたＸ線画像に基づいて生成された基準画像を特定し、基準画像データ２６ｃの中から当該基準画像を示す情報を取得する。

【0065】

次に、ＣＰＵ２７は、補正部２７ｃの処理により、マッチング処理を行う（ステップＳ２３０）。すなわち、ＣＰＵ２７は、ｎ番目の撮影位置における補正対象画像とｎ番目の撮影位置における基準画像との一致度が最大となるように補正対象画像を移動させるテンプレートマッチング処理を行う。補正対象画像と基準画像は理想的には両者は一致するはずであるが、撮影機構の位置ずれが発生し得る状況で補正対象画像が撮影されるため、通常の場合両者は一致しない。そこで、両者の一致度が最大となるように補正対象画像を補正すれば、補正対象画像取得手段によって取得された補正対象画像を、撮影機構に位置ずれが発生していない場合に撮影された画像と一致するように補正することができる。

【0066】

このような補正のため、ＣＰＵ２７は、正規化相関等によって一致度を評価したテンプレートマッチングにより、補正対象画像を座標軸方向に補正する。当該補正の方向は、Ｘ線検出器１２の検出面１２ａに平行な座標軸（ｘ軸、ｙ軸）と検出面１２ａに垂直な座標軸（ｚ軸）とのいずれに対して実行しても良く、３軸方向のいずれかについて補正が行われてもよい。

【0067】

以上のようにしてｎ番目の補正対象画像の補正が行われると、ＣＰＵ２７は、検査部２７ｄの処理により、逆投影処理を実行する（ステップＳ２４０）。すなわち、ＣＰＵ２７は、上述のステップＳ１００と同様に、補正後の補正対象画像に基づいて、フィルタ補正を行った画像を取得する。続いて、フィルタ補正後の画像を、それが投影された軌跡に沿って３次元空間へ逆投影する。

【0068】

次に、ＣＰＵ２７は、検査部２７ｄの処理により、ｎが予め決められた最大値Ｎであるか否かを判定し（ステップＳ２５０）、ｎが最大値Ｎであると判定されない場合、ｎをインクリメントしてステップＳ２１０以降の処理を繰り返す。ステップＳ２５０において、ｎが最大値Ｎであると判定された場合、ＣＰＵ２７は、検査部２７ｄの処理により、サンプルＷを検査する（ステップＳ２６０）。すなわち、ステップＳ２６０が実行される場合、ｎが１〜最大値ＮまでのそれぞれについてＸ線画像が撮影され、補正された後に逆投影が行われた状態となる。この状態は、３次元空間上で基準のサンプルが存在する部分のＸ線吸収係数分布が強調され、基準のサンプルの３次元形状を示す再構成情報が得られた状態である。

【0069】

そこで、ＣＰＵ２７は、当該再構成情報に基づいて、例えば、スライス画像を取得し、当該スライス画像に基づいてサンプルＷの特徴を示す特徴量を取得する。そして、ＣＰＵ２７は、当該特徴量と評価基準とを比較することにより、サンプルＷの良否を判定する。この結果、ＣＰＵ２７は、高精度にサンプルＷの検査を行うことができる。

【0070】

（４）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、基準画像に一致するように補正対象画像を補正する限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、上述の実施形態は、図３のフローチャートのように、サンプルＷを複数の撮影位置で撮影した透過画像を逆投影し、求めた３次元再構成画像のスライス画像のエッジの特徴量が大きくなるようにＸ線画像を補正し基準画像を取得する例を示した。しかし、３次元再構成画像のスライス画像に代えてＸ―Ｙステージ上に載せた基準点（例えば、図２Ｃに示す円形の透過画像が得られるマーク）を含むサンプルを複数の方向で撮影した透過画像の加算合成画像のずれを補正するずれ補正に本発明を適用することが可能である。

【0071】

具体的には、同図３のステップＳ１１０における再構成演算処理を加算合成処理とし、加算した合成画像のエッジの特徴量が最大（鮮明）となるように、同図３のステップＳ１２０〜Ｓ１５０の処理を繰返し実行し個々のＸ線画像データの基準画像を取得すればよい。すなわち、上述の実施形態のように複数のＸ線画像データの位置を微小量ずつ移動（＝ステップＳ１３０，Ｓ１４０）することにより、当該加算合成画像に生じるエッジの特徴量が最大となる基準画像を求めることができる。そして、上記実施形態のように、補正対象画像をマッチング処理することで補正した画像の加算合成画像を求め、サンプルの検査を行う。

【0072】

また、撮影機構は、Ｘ線検出器１２とＸ−Ｙステージ１３が同じ方向に直線的に移動して撮影する構造であってもよく、撮影された３次元画像又は２次元画像の位置ずれ補正に本願発明を適用することが可能である。すなわち、本願発明は、撮影された画像又は撮影機構の種類に限定されるものではなく、撮影した複数のＸ線画像の各々を微小量移動して加算した合成画像の特徴量を、例えば、エッジの鮮明度の変化やボケ成分の減少による輝度値の変化等から撮影画像の位置ずれを補正する装置および方法に適用することが可能である。さらにまた、本願発明は、Ｘ−Ｙステージ（サンプルを含む）やＸ線検出器の振動等により撮影画像がずれる場合も、上記と同様に本願発明を適用することが可能である。

【0073】

一方、サンプルＷは半田バンプを備える実装部品に限定されず、メッキ充填されたスルーホールを備える基板等であっても良いし、半田等によって実装されるリード部品等であっても良い。また、検査のための処理は、上述の例に限定されない。例えば、サンプルＷ内のボイドの有無等に基づいて検査が行われてもよい。さらに、上述の実施形態においては、Ｘ線を利用しているが、検査対象を透過する他の放射線、例えば、ガンマ線等が利用されてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１０…Ｘ線撮像機構部、１１…Ｘ線発生器、１１ａ…Ｘ線出力部、１２…Ｘ線検出器、１２ａ…検出面、１３…Ｘ−Ｙステージ、２０…制御部、２１…発生器制御部、２２…撮影画像取得部、２３…撮影機構制御部、２４…入力部、２５…出力部、２６…メモリ、２６ａ…プログラムデータ、２６ｂ…Ｘ線画像データ、２６ｃ…基準画像データ、２７ａ…基準画像取得部、２７ｂ…補正対象画像取得部、２７ｃ…補正部、２７ｄ…検査部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】