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JP7643104B2 - X-ray inspection device and X-ray inspection method - Google Patents
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JP7643104B2 - X-ray inspection device and X-ray inspection method - Google Patents

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Description

本発明は、被検査物のX線画像を複数取得して3次元データを作成するX線検査装置に関する。 The present invention relates to an X-ray inspection device that acquires multiple X-ray images of an object to be inspected and creates three-dimensional data.

従前より、基板表面等の被検査物のX線画像を複数の方向から撮影し、撮影された複数のX線画像から3次元データを作成し、検査箇所の内部構造の検査を行う技術がある。この例としては、トモシンセシスやCTなどの技術を挙げることができる。この技術においては、被検査物の検査箇所に対して、X線源からX線を照射し、透過したX線をX線カメラで撮影する。そして、X線源、被検査物、X線カメラの位置関係を相対的に変化させつつ複数枚のX線画像を撮影する。 Conventionally, there has been a technique for taking X-ray images of an object to be inspected, such as the surface of a circuit board, from multiple directions, creating three-dimensional data from the multiple X-ray images taken, and inspecting the internal structure of the inspection point. Examples of this technique include tomosynthesis and CT. In this technique, X-rays are irradiated from an X-ray source to the inspection point of the object to be inspected, and the transmitted X-rays are photographed by an X-ray camera. Then, multiple X-ray images are taken while changing the relative positions of the X-ray source, object to be inspected, and X-ray camera.

その際、X線源、被検査物、X線カメラの少なくともいずれかを旋回運動させることにより互いの相対位置を変化させ、一回の旋回運動が終わり当該検査箇所の撮影が終わると、次の検査箇所を撮影するための撮影位置へ移動運動を行い、さらに旋回運動させる。よって、被検査物の検査時間を短縮するためには、上記した旋回運動と移動運動とを効率的に行う必要がある。ここで、旋回運動とは、等速で円旋回する運動を示し、円旋回の前の加速助走運動や、円旋回の後の減速制動運動を含まない。一方、移動運動は、旋回円から次の旋回円に移動する運動を示す。例えば、移動運動に係る運動距離は旋回円間の移動距離となる。 At that time, at least one of the X-ray source, the object to be inspected, and the X-ray camera is rotated to change their relative positions, and when one rotation is completed and the inspection point is photographed, a movement is made to the photographing position for photographing the next inspection point, and then a further rotation is made. Therefore, in order to shorten the inspection time of the object to be inspected, it is necessary to perform the above-mentioned rotation and movement movements efficiently. Here, rotation refers to a movement that turns in a circle at a constant speed, and does not include an accelerating run-up movement before the circle, or a decelerating braking movement after the circle. On the other hand, a movement movement refers to a movement from one turning circle to the next turning circle. For example, the movement distance related to the movement movement is the movement distance between the turning circles.

この問題に対し、放射線透過画像を撮像するための撮像条件に基づいて、複数の放射線透過画像を撮像するために要する時間が短くなる撮像経路を、個々の処理の時間(例えば、放射線発生器が照射する放射線が安定するまでに要する時間、放射線発生器を移動するのに要する時間、基板保持部を基板回転軌道が張る平面上を平行移動するのに要する時間、検出器駆動部が検出器およびそれと連動して基板保持部を移動するのに要する時間等)の組み合わせ・最適化問題を解くことで求める技術が公知である(例えば、特許文献1を参照)。 To address this issue, a known technology is used to find an imaging path that shortens the time required to capture multiple radiographic images based on imaging conditions for capturing radiographic images by solving a combination/optimization problem of individual processing times (e.g., the time required for the radiation emitted by the radiation generator to stabilize, the time required to move the radiation generator, the time required to translate the substrate holder on the plane along the substrate rotation orbit, the time required by the detector driver to move the detector and the substrate holder in conjunction with the detector, etc.) (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、従来の技術においては、X線源、被検査物、X線カメラを移動させる際の移動軌跡や移動時間の最適化について充分に検討されていなかった。 However, in conventional technology, there was no sufficient consideration given to optimizing the movement trajectories and movement times of the X-ray source, the object to be inspected, and the X-ray camera.

特開2011-209054号公報JP 2011-209054 A 特開2013-247228号公報JP 2013-247228 A

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、X線検査装置における被検査物の検査時間を短縮できる技術を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a technology that can shorten the inspection time of an object to be inspected in an X-ray inspection device.

上記の課題を解決するための本発明は、検査対象に照射するX線を発生するX線源と、
前記X線源から前記検査対象に照射されたX線によるX線画像を撮影するX線カメラと、
前記検査対象を保持する保持部と、を備え、
前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、旋回部として旋回運動することで、撮影方向を変更しつつ前記X線画像を撮影して、前記検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置であって、
前記旋回部は、複数の場所において順次旋回運動するとともに、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点へ移動するための移動運動を行い、
前記旋回部が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかは、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動し、
前記旋回運動における前記旋回開始点及び前記特定移動軌跡を算出する軌跡算出部をさらに備え、
前記次の旋回運動の旋回開始点は、前記次の旋回運動の旋回円上に配置するように設定された複数の候補点のうち、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記一の旋回運動の旋回円から前記次の旋回運動の旋回円まで最短の移動時間で移動可能な点として、前記軌跡算出部によって算出されることを特徴とする、X線検査装置である。
In order to solve the above problems, the present invention provides an X-ray source for generating X-rays to be irradiated onto an object to be inspected,
an X-ray camera that captures an X-ray image of the inspection object using X-rays irradiated from the X-ray source;
A holding unit that holds the test object,
An X-ray inspection device in which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit rotates as a rotating unit to capture the X-ray images while changing the shooting direction, thereby obtaining and inspecting a three-dimensional image of the inspection object,
the rotating unit performs a sequential rotating motion at a plurality of locations and a moving motion for moving from a rotating end point of one rotating motion to a rotating start point of a next rotating motion;
When the rotating unit moves from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion, any one of the rotating unit, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, moves along a specific movement trajectory that is a trajectory connecting a rotation circle of the one rotation motion and a rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point;
a trajectory calculation unit that calculates the turning start point and the specific movement trajectory in the turning motion,
This X-ray inspection device is characterized in that the starting point of the next rotational movement is calculated by the trajectory calculation unit as a point to which any of the rotation parts, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, can move from the rotation circle of the one rotational movement to the rotation circle of the next rotational movement in the shortest movement time along the specific movement trajectory, among a plurality of candidate points set to be placed on the rotation circle of the next rotational movement.

これによれば、旋回部が一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、次の旋回運動の旋回円上に配置された複数の候補点の中から、最短の移動時間で移動可能な旋回開始点を選択することができる。その結果、より確実に、旋回部が一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動することが可能となる。その結果、より確実に、X線検査装置における被検査物の検査時間を短縮することが可能となる。ここで、旋回部(線源と、カメラと、保持部のうち、旋回運動するもの)は、移動運動時には次の旋回運動の旋回開始点に同着するように制御される。そして、上記における最短の移動時間とは、例えば旋回部である線源とカメラとが、次の旋回運動の旋回開始点に同着するような移動時間の時間候補を各候補点について算出し、算出された時間候補の中で、最も早い移動時間である。 According to this, when the rotating part moves from the end point of one rotational motion to the start point of the next rotational motion, the start point of the rotation that can be moved to in the shortest moving time can be selected from among multiple candidate points arranged on the rotation circle of the next rotational motion. As a result, the rotating part can move from the end point of one rotational motion to the start point of the next rotational motion more reliably. As a result, it is possible to more reliably shorten the inspection time of the object to be inspected in the X-ray inspection device. Here, the rotating part (the radiation source, the camera, and the holding part that rotates) is controlled so that it arrives at the same time at the start point of the next rotational motion during the moving motion. And the shortest moving time in the above case is, for example, the time candidate for the moving time at which the radiation source and the camera, which are the rotating part, arrive at the same time at the start point of the next rotational motion is calculated for each candidate point, and the shortest moving time among the calculated time candidates is selected.

また、本発明においては、前記複数の候補点は、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記次の旋回運動の旋回円を、時計回りで旋回する場合と、反時計回りで旋回する場合の両方の場合について設定されるようにしてもよい。これによれば、次の旋回運動の旋回開始点の候補をより広い範囲から選択することが可能であり、旋回部が一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点により短い時間で移動可能な旋回開始点を選択できる可能性を増加することができる。 In addition, in the present invention, the multiple candidate points may be set for both cases where the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, which are the rotating unit, rotate the rotation circle of the next rotational motion clockwise and counterclockwise. This makes it possible to select candidates for the rotation start point of the next rotational motion from a wider range, and increases the possibility of selecting a rotation start point that allows the rotating unit to move from the rotation end point of one rotational motion to the rotation start point of the next rotational motion in a shorter time.

また、本発明においては、前記軌跡算出部は複数の演算装置を含み、前記複数の候補点についての移動時間を前記複数の演算装置を用いて並列演算するようにしてもよい。これによれば、複数の候補点に対する旋回部の移動時間を複数の演算装置を用いて並列演算することができ、より高速に次の旋回運動の旋回開始点を決定することが可能となる。なお、ここで複数の演算装置とは、独立の演算装置を複数有する場合の他、一の演算装置の内部における複数の演算機能を使用する場合も含む。 In addition, in the present invention, the trajectory calculation unit may include multiple arithmetic devices, and the movement times for the multiple candidate points may be calculated in parallel using the multiple arithmetic devices. This allows the movement times of the turning part for the multiple candidate points to be calculated in parallel using the multiple arithmetic devices, making it possible to determine the turning start point for the next turning motion more quickly. Note that here, multiple arithmetic devices includes cases where there are multiple independent arithmetic devices, as well as cases where multiple arithmetic functions are used inside a single arithmetic device.

また、本発明においては、前記旋回部が、前記旋回運動及び前記移動運動の途中で停止する停止区間が無いように構成してもよい。ここで、従前の技術においては、旋回運動から移動運動または、移動運動から旋回運動に移行する際に、旋回部は一旦停止する必要があった。そして、旋回運動の途中に加速運動と減速運動をするための助走距離、制動距離が必要となっていた。これに対し本発明では、前記旋回部が、前記旋回運動及び前記移動運動の途中で停止する停止区間が無いように構成するので、旋回部は、旋回運動と移動運動の間の停止のための加速運動や減速運動を行うことが不要である。その結果、X線画像の撮影のための旋回運動の前後において加速減速のための追加の旋回運動を行う必要がな
くなる。従って、複数の旋回運動と移動運動の合計の運動時間を低減し、検査時間を短縮することが可能となる。
In addition, in the present invention, the rotating unit may be configured so that there is no stop section in the middle of the rotating motion and the moving motion. Here, in the conventional technology, when transitioning from the rotating motion to the moving motion or from the moving motion to the rotating motion, the rotating unit had to stop once. And, a run-up distance and a braking distance were required for accelerating and decelerating motions in the middle of the rotating motion. In contrast, in the present invention, the rotating unit is configured so that there is no stop section in the middle of the rotating motion and the moving motion, so that the rotating unit does not need to perform accelerating and decelerating motions for stopping between the rotating motion and the moving motion. As a result, there is no need to perform additional rotating motions for accelerating and decelerating before and after the rotating motion for taking an X-ray image. Therefore, it is possible to reduce the total motion time of multiple rotating motions and moving motions, and shorten the examination time.

また、本発明においては、前記特定移動軌跡は、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の線速度が連続となる軌跡としてもよい。また、本発明においては、前記特定移動軌跡は、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の線速度及び加速度が連続、または、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の線速度、加速度及び躍度が連続となる軌跡としてもよい。そして、この場合、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の加速度が0であってもよい。 In addition, in the present invention, the specific movement trajectory may be a trajectory in which the linear velocity of the turning part is continuous at the turning end point and/or the turning start point. In addition, in the present invention, the specific movement trajectory may be a trajectory in which the linear velocity and acceleration of the turning part are continuous at the turning end point and/or the turning start point, or a trajectory in which the linear velocity, acceleration and jerk of the turning part are continuous at the turning end point and/or the turning start point. In this case, the acceleration of the turning part may be 0 at the turning end point and/or the turning start point.

すなわち、本発明の特定移動軌跡においては、旋回終了点および/または旋回開始点において旋回部の線速度が連続となることが要求される。そして、線速度及び加速度が連続であることが望ましい。また、線速度、加速度及び躍度が連続であることが理想である。また、加速度が連続の場合には、加速度が0であることが理想である。 In other words, the specific movement trajectory of the present invention requires that the linear velocity of the turning part is continuous at the turning end point and/or turning start point. It is also desirable that the linear velocity and acceleration are continuous. It is also ideal that the linear velocity, acceleration, and jerk are continuous. In addition, when acceleration is continuous, it is also ideal that the acceleration is 0.

これによれば、旋回運動から移動運動へ、または移動運動から旋回運動へ移行する際に旋回部に作用する加速や衝撃を緩和することができる。その結果、検査時間をより短縮することが可能となる。ここにおいても上述のとおり、旋回運動とは、等速で円旋回する運動を示し、円旋回の前の加速助走運動や、円旋回の後の減速制動運動を含まない。一方、移動運動は、旋回円から次の旋回円に移動する運動を示す。 This makes it possible to reduce the acceleration and impact acting on the rotating part when transitioning from a rotating motion to a moving motion, or from a moving motion to a rotating motion. As a result, it becomes possible to further shorten the inspection time. As mentioned above, a rotating motion refers to a motion that turns in a circle at a constant speed, and does not include an accelerating run-up motion before a circular turn, or a decelerating braking motion after a circular turn. On the other hand, a moving motion refers to a motion that moves from one turning circle to the next turning circle.

また、本発明においては、前記特定移動軌跡は、多項式によって定義されるようにしてもよい。あるいは、三角関数に対して媒介変数を用いて算出されるようにしてもよい。これによれば、特定移動軌跡を一般的な数学的解法により取得することが可能である。なお、前記特定移動軌跡は、その他の数式によって定義されてもよく、特に制限されない。 In addition, in the present invention, the specific movement trajectory may be defined by a polynomial. Alternatively, it may be calculated using a parameter for a trigonometric function. In this way, the specific movement trajectory can be obtained by a general mathematical solution. Note that the specific movement trajectory may be defined by other mathematical expressions and is not particularly limited.

また、本発明において、前記旋回部は、前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれか2つであり、前記特定移動軌跡は、前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれか2つのうち、より大きな半径の旋回運動を行う方の、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡であることとしてもよい。 In the present invention, the rotating part may be any two of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, and the specific movement trajectory may be a trajectory that connects the rotation circle of the first rotation and the rotation circle of the next rotation of the one of the two of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part that performs a rotation with a larger radius, at the rotation end point and the rotation start point.

ここで、旋回部を、X線源と、X線カメラと、保持部のうちのいずれか2つとした場合には、検査箇所の3次元画像を取得するために、旋回部の一方が描く旋回運動の旋回円と、他方が描く旋回運動の旋回円は異なる場合が多い。そして、本発明においては、旋回部である、X線源、X線カメラ、保持部のうちのいずれか2つのうち、より大きな半径の旋回運動を行う方について、特定移動軌跡を、一の旋回運動の旋回円と次の旋回運動の旋回円とを、旋回終了点と旋回開始点において滑らかに結ぶ軌跡と定めた。発明者らの鋭意研究によれば、このようにすることで、複数の旋回運動と移動運動の合計時間を減らすことができることが分かった。よって、これによれば、検査時間をより確実に短縮することが可能となる。 Here, when the rotating part is any two of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, the circle of the rotation of one of the rotating parts is often different from the circle of the rotation of the other part in order to obtain a three-dimensional image of the inspection area. In the present invention, the specific movement trajectory of the rotating part that performs the larger radius of rotation of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part is defined as a trajectory that smoothly connects the circle of one rotation movement and the circle of the next rotation movement at the end point of the rotation and the start point of the rotation. According to the inventors' intensive research, it was found that by doing so, the total time of multiple rotation movements and movement movements can be reduced. Therefore, this makes it possible to more reliably shorten the inspection time.

また、本発明においては、前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれか2つのうち、より小さな半径の旋回運動を行う方は、前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれか2つのうち、より大きな半径の旋回運動を行う方と同時に、次の旋回運動の前記旋回開始点に到達するようにしてもよい。 In addition, in the present invention, of any two of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, the one that performs a rotational motion with a smaller radius may reach the rotation start point of the next rotational motion at the same time as any two of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit that performs a rotational motion with a larger radius.

そうすれば、前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれか2つのうち、より小さな半径の旋回運動を行う方を、前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持
部のうちのいずれか2つのうち、より大きな半径の旋回運動を行う方と同時に、次の旋回運動の旋回開始点に到達させることができる。その結果、旋回部により早期に次の旋回運動を開始させることが可能である。
In this way, any two of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit that perform a rotational motion with a smaller radius can reach the rotation start point of the next rotational motion simultaneously with any two of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit that perform a rotational motion with a larger radius, thereby enabling the rotation unit to start the next rotational motion earlier.

また、本発明においては、前記特定移動軌跡は、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかの線速度、軸速度や加速度が所定の許容値(許容速度や許容加速度)を超えない範囲で決定されるようにしてもよい。これによれば、旋回部が特定移動軌跡に沿って移動運動する際に、X線源、X線カメラ、保持部等の速度や加速度が過大になることを抑制でき、装置の故障を防止し、信頼性を向上させることが可能である。 In addition, in the present invention, the specific movement trajectory may be determined within a range in which the linear velocity, axial velocity, or acceleration of any of the rotating parts, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, does not exceed a predetermined allowable value (allowable velocity or allowable acceleration). In this way, when the rotating part moves along the specific movement trajectory, the speed and acceleration of the X-ray source, the X-ray camera, the holding part, etc. can be prevented from becoming excessive, and it is possible to prevent equipment failure and improve reliability.

また、本発明においては、前記特定移動軌跡は、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかの移動範囲が、所定の移動許容範囲を超えないように決定されるようにしてもよい。あるいは、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかの移動範囲が、所定の許容移動範囲を超えないように、前記特定移動軌跡における前記旋回部の移動時間が決定されるようにしてもよい。これによれば、旋回部が特定移動軌跡に沿って移動運動する際に、X線源、X線カメラ、保持部等が、装置内の構造物に衝突したり、ソフトウェアで定めた制限範囲を超えることでエラーが発生する等の不都合を防止でき、信頼性を向上させることが可能である。 In addition, in the present invention, the specific movement trajectory may be determined so that the movement range of any of the rotating parts, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, does not exceed a predetermined allowable movement range. Alternatively, the movement time of the rotating part on the specific movement trajectory may be determined so that the movement range of any of the rotating parts, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, does not exceed a predetermined allowable movement range. This makes it possible to prevent inconveniences such as the X-ray source, the X-ray camera, the holding part, etc. colliding with structures within the device when the rotating part moves along the specific movement trajectory, or errors occurring due to exceeding a limit range set by software, thereby improving reliability.

また、本発明においては、前記旋回部は、前記X線源と前記X線カメラであり、前記保持部はX線検査装置内の所定位置に保持されていることとしてもよい。この場合には、検査対象を固定し、検査対象の上下においてX線カメラとX線源に旋回運動と移動運動を行わせることで検査を行うことができ、X線検査装置内における非検査物の移動機構、搬入機構等を単純化することが可能である。 In addition, in the present invention, the rotating part may be the X-ray source and the X-ray camera, and the holding part may be held at a predetermined position within the X-ray inspection device. In this case, the inspection object can be fixed and the X-ray camera and the X-ray source can be rotated and moved above and below the inspection object to perform the inspection, which makes it possible to simplify the movement mechanism, loading mechanism, etc. of the object not to be inspected within the X-ray inspection device.

また、本発明は、検査対象に照射するX線を発生するX線源と、
前記X線源から前記検査対象に照射されたX線によるX線画像を撮影するX線カメラと、
前記検査対象を保持する保持部と、を備え、
前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、旋回部として旋回運動することで、撮影方向を変更しつつ前記X線画像を撮影して、前記検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置を用いたX線検査方法であって、
前記旋回部を、複数の場所において順次旋回運動させるとともに、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点へ移動するための移動運動を行い、
前記旋回部が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかは、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点においてに結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動し、
前記次の旋回運動の旋回開始点は、前記次の旋回運動の旋回円上に配置するように設定された複数の候補点のうち、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記一の旋回運動の旋回円から前記次の旋回運動の旋回円まで最短の移動時間で移動可能な点として決定されることを特徴とする、X線検査方法であってもよい。
The present invention also provides an X-ray source for generating X-rays to be irradiated onto an object to be inspected;
an X-ray camera that captures an X-ray image of the inspection object using X-rays irradiated from the X-ray source;
A holding unit that holds the test object,
An X-ray inspection method using an X-ray inspection device, in which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit rotates as a rotating unit to capture the X-ray images while changing the shooting direction, thereby obtaining and inspecting a three-dimensional image of the inspection object,
The rotating unit is rotated in a succession of positions, and a moving motion is performed to move from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion;
When the rotating unit moves from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion, any one of the rotating unit, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, moves along a specific movement trajectory that is a trajectory that connects a rotation circle of the one rotation motion and a rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point;
This may be an X-ray inspection method, characterized in that the starting point of the next rotational movement is determined as a point to which any of the rotation parts, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, can move from the rotational circle of the one rotational movement to the rotational circle of the next rotational movement in the shortest moving time along the specific movement trajectory, among a plurality of candidate points set to be positioned on the rotational circle of the next rotational movement.

また、本発明は、上記のX線検査方法において、さらに、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかを、前記旋回運動から前記移動運動中に停止させずに移行させることを特徴とする、X線検査方法であってもよい。 The present invention may also be an X-ray inspection method as described above, further characterized in that any one of the rotating parts, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, is moved from the rotating motion to the moving motion without being stopped.

また、その際には、前記旋回部が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回
開始点に移動する際に、該記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかに、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動させ、
前記特定移動軌跡は、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の線速度が連続となる軌跡であるようにしてもよい。
In addition, at that time, when the rotating unit moves from the rotation end point of one rotation motion to the rotation start point of the next rotation motion, any one of the rotating unit, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, is moved along a specific movement trajectory that is a trajectory connecting the rotation circle of the one rotation motion and the rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point,
The specific movement trajectory may be a trajectory in which the linear velocity of the turning part is continuous at the turning end point and/or the turning start point.

また、その際、前記特定移動軌跡は、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の線速度及び加速度が連続、または、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の線速度、加速度及び躍度が連続となる軌跡としてもよい。また、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記加速度が連続である場合には、加速度が0となるようにしてもよい。 In addition, in this case, the specific movement trajectory may be a trajectory in which the linear velocity and acceleration of the turning part are continuous at the turning end point and/or the turning start point, or the linear velocity, acceleration, and jerk of the turning part are continuous at the turning end point and/or the turning start point. Furthermore, if the acceleration is continuous at the turning end point and/or the turning start point, the acceleration may be set to 0.

また、その際、前記特定移動軌跡は、多項式によって定義されるようにしてもよい。 In this case, the specific movement trajectory may be defined by a polynomial.

また、本発明は、コンピュータに、前記特定移動軌跡を算出させるとともに、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記決定された旋回開始点まで移動するための駆動信号を出力させる、プログラムであってもよい。 The present invention may also be a program that causes a computer to calculate the specific movement trajectory and output a drive signal for moving any one of the rotating parts, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, along the specific movement trajectory to the determined rotation start point.

以上のように本発明は、上記手段の少なくとも一部を含むX線検査装置として捉えることができる。また、本発明は、上記手段が行う処理の少なくとも一部を含むX線検査方法として捉えることもできる。また、これらの方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムや、当該プログラムを非一時的に記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体として捉えることもできる。上記構成および処理の各々は技術的な矛盾が生じない限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。 As described above, the present invention can be understood as an X-ray inspection device including at least some of the above means. The present invention can also be understood as an X-ray inspection method including at least some of the processing performed by the above means. The present invention can also be understood as a computer program for causing a computer to execute each step of these methods, or a computer-readable storage medium that non-temporarily stores the program. The above configurations and processing can be combined with each other to constitute the present invention, as long as no technical contradictions arise.

本発明によれば、X線検査装置における非検査物の検査時間を短縮することが可能となる。 The present invention makes it possible to shorten the inspection time of non-inspected objects in an X-ray inspection device.

本発明の実施例におけるX線検査装置の概要を示す図である。1 is a diagram showing an overview of an X-ray inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例におけるX線源またはX線カメラの旋回運動と移動運動の関係を示す図である。4A and 4B are diagrams illustrating the relationship between the rotational motion and the translational motion of an X-ray source or an X-ray camera in an embodiment of the present invention. 本発明の実施例におけるX線源またはX線カメラの旋回運動と移動運動の軌跡の例を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating examples of trajectories of rotation and translation of an X-ray source or an X-ray camera in an embodiment of the present invention. 本発明の実施例における次の旋回運動の旋回開始点を決定するする方法について説明するための図である。11A to 11C are diagrams for explaining a method for determining a turning start point of the next turning motion in an embodiment of the present invention. 従来技術におけるX線源またはX線カメラの旋回運動と移動運動の軌跡の例を示す図である。1A to 1C are diagrams showing examples of trajectories of rotation and translation of an X-ray source or an X-ray camera in the prior art; 本発明の実施例におけるX線源またはX線カメラの旋回運動と移動運動の軌跡の例を示す図である。1A to 1C are diagrams illustrating examples of trajectories of rotation and translation of an X-ray source or an X-ray camera in an embodiment of the present invention. 本発明の実施例におけるX線源及びX線カメラの移動制御ルーチンを示すフローチャートの前半部である。4 is a first half of a flowchart showing a movement control routine for an X-ray source and an X-ray camera in an embodiment of the present invention. 本発明の実施例におけるX線源及びX線カメラの移動制御ルーチンを示すフローチャートの後半部である。11 is a second half of a flowchart showing a movement control routine for an X-ray source and an X-ray camera in the embodiment of the present invention. 比較例における次の旋回運動の旋回開始点を決定する方法について説明するための図である。11A and 11B are diagrams for explaining a method for determining a turning start point of the next turning motion in the comparative example. 比較例におけるX線源またはX線カメラの旋回運動と移動運動の軌跡の例を示す図である。11A and 11B are diagrams illustrating examples of trajectories of rotation and movement of an X-ray source or an X-ray camera in a comparative example. 本発明におけるX線検査装置の変形例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the X-ray inspection apparatus according to the present invention.

〔適用例〕
以下に本発明の適用例の概要について一部の図面を用いて説明する。本発明は図1に示すようなX線検査装置1に適用される。X線検査装置1では、X線源10から被検査物SにX線を照射し、透過量によるX線画像をX線カメラ20によって撮影する。X線源10およびX線カメラ20はそれぞれ旋回円121,122上を旋回運動し、軌跡上の複数の位置において被検査物SのX線画像の撮影を行う。その後、別の検査箇所を検査するために、X線源10、X線カメラ20はともに、次の旋回円まで移動運動を行い、さらに旋回円上を旋回運動しつつX線画像の撮影を行う。
[Application example]
An outline of an application example of the present invention will be described below with reference to some of the drawings. The present invention is applied to an X-ray inspection device 1 as shown in FIG. 1. In the X-ray inspection device 1, an X-ray source 10 irradiates an object S to be inspected with X-rays, and an X-ray image based on the amount of transmission is taken by an X-ray camera 20. The X-ray source 10 and the X-ray camera 20 revolve on revolving circles 121 and 122, respectively, and take X-ray images of the object S to be inspected at a plurality of positions on the trajectory. Thereafter, in order to inspect another inspection point, both the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 move to the next revolving circle, and take X-ray images while revolving further on the revolving circle.

ここで、X線源10、X線カメラ20が旋回運動から移動運動に移行する場合には、図2(a)に示すように、一旦停止する停止区間が設けられていた。これに伴い、旋回運動の前後において旋回円上の加速運動及び減速運動が追加されていた。本適用例では、図2(b)に示すように、X線源10、X線カメラ20が旋回運動から移動運動に移行する場合の停止区間を無くした。これにより、余分な停止状態や余分な旋回運動が省略され、X線源10、X線カメラ20がより迅速に旋回円から次の旋回円に移動することが可能となる。 Here, when the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 transition from a rotational motion to a moving motion, a stop section where they temporarily stop is provided as shown in FIG. 2(a). Accordingly, acceleration and deceleration motions on the rotational circle are added before and after the rotational motion. In this application example, as shown in FIG. 2(b), the stop section when the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 transition from a rotational motion to a moving motion is eliminated. This eliminates unnecessary stop states and unnecessary rotational motions, and enables the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 to move more quickly from one rotational circle to the next.

また、本適用例では、図3に示すように、n回目の旋回円122nからn+1回目の旋回円122n+1に移動する際の移動運動の軌跡として、n回目の旋回円122nとn+1回目の旋回円122n+1とを、旋回終了点と旋回開始点において滑らかに結び、最短の時間で移動可能な軌跡を用いることとした。これにより、X線源10、X線カメラ20に過度な加速度や衝撃を与えることなく、より迅速に移動することが可能となる。なお、上記の、旋回終了点と旋回開始点において滑らかに結び、最短の時間で移動可能な軌跡は、後述のように、X線源10及び/またはX線カメラの線速度、軸速度、加速度及び移動範囲が、許容値を超えない(オーバーリミットにならない)範囲内のものである必要がある。さらに、その際には、図4に示すような方法で、n+1回目の旋回円122n+1における旋回開始点を決定した。より具体的には、n+1回目の旋回円122n+1上に配置された例えばm個(mは所定の整数)の候補点を設定する。その際、n+1回目の旋回円122n+1においてX線カメラ20が時計回りに旋回する場合と、反時計回りに旋回する場合とを想定する。そして、この時計回りの場合と反時計回り場合の合計2m個(mの2倍)の候補点について、n回目の旋回円122nにおける旋回終了点とn+1回目の
旋回円122n+1における旋回開始点とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線を求め、移動時間を算出する。そして、移動時間が最短となる候補点をn+1回目の旋回円122n+1における旋回開始点とする。これにより、n回目の旋回円122nにおける旋回終了点とn+1回目の旋回円122n+1における旋回開始点の間の移動時間を最短とし、検査時間の短縮を図ることが可能である。
In this application example, as shown in FIG. 3, the locus of movement when moving from the n-th turning circle 122n to the n+1-th turning circle 122n+1 is a locus that smoothly connects the n-th turning circle 122n and the n+1-th turning circle 122n+1 at the turning end point and turning start point, and allows movement in the shortest time. This allows the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 to move more quickly without excessive acceleration or impact. Note that the above-mentioned locus that smoothly connects the turning end point and turning start point, and allows movement in the shortest time, must be within a range in which the linear velocity, axial velocity, acceleration, and moving range of the X-ray source 10 and/or the X-ray camera do not exceed the allowable values (do not become over-limit), as described later. Furthermore, in this case, the turning start point in the n+1-th turning circle 122n+1 is determined by a method as shown in FIG. 4. More specifically, for example, m candidate points (m is a predetermined integer) arranged on the n+1th turning circle 122n+1 are set. At this time, it is assumed that the X-ray camera 20 turns clockwise and counterclockwise on the n+1th turning circle 122n+1. Then, for a total of 2m candidate points (twice m) for the clockwise and counterclockwise cases, a curve that smoothly connects the turning end point on the nth turning circle 122n and the turning start point on the n+1th turning circle 122n+1 and allows movement in the shortest time is obtained, and the moving time is calculated. Then, the candidate point with the shortest moving time is set as the turning start point on the n+1th turning circle 122n+1. This makes it possible to minimize the moving time between the turning end point on the nth turning circle 122n and the turning start point on the n+1th turning circle 122n+1, thereby shortening the inspection time.

なお、本発明は、図1に示すように、被検査物Sを固定し、その上下においてX線源10とX線カメラ20を旋回運動させるX線検査装置1に適用可能である。また、図11に示すように、X線源10を固定し、X線カメラ20及び被検査物Sを旋回運動させるX線検査装置11に適用することも可能である。 As shown in FIG. 1, the present invention can be applied to an X-ray inspection device 1 in which an inspection object S is fixed and an X-ray source 10 and an X-ray camera 20 are rotated above and below the inspection object S. As shown in FIG. 11, the present invention can also be applied to an X-ray inspection device 11 in which an X-ray source 10 is fixed and an X-ray camera 20 and an inspection object S are rotated.

以下に各図面(上記の適用例で一旦説明した図も含む)を順次参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている具体的構成は、特に記載がない限りは、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。
〔実施例1〕
The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings (including the drawings already described in the above application examples). However, the specific configurations described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified.
Example 1

本発明の実施例1に係るX線検査装置は、例えば、プリント基板にはんだ付けされた電子部品のはんだ付け状態やボールグリッドアレイ(BGA)のバンプ等の良否判定をする装置である。より具体的には、X線源と被検査物とを相対的に移動させて複数回のX線撮影を行い、検査対象場所の内部の状態を取得し、適切な位置での断面画像を生成して、当該断面画像に基づいて良否を検査する。 The X-ray inspection device according to the first embodiment of the present invention is a device that judges the quality of, for example, the soldering condition of electronic components soldered to a printed circuit board or the bumps of a ball grid array (BGA). More specifically, the X-ray source and the object to be inspected are moved relative to each other to perform multiple X-ray photographs, obtain the internal condition of the area to be inspected, generate a cross-sectional image at an appropriate position, and inspect the quality based on the cross-sectional image.

<装置構成>
図1には、本発明の実施例1に係るX線検査装置1における、X線源10、被検査物Sを保持する保持部40、X線カメラ20の配置図を示す。X線検査装置1においては、搬送ローラ(不図示)によって搬送され保持部40に保持される被検査物Sにおける各検査箇所について、複数の撮影位置においてX線画像を撮影して3次元データを取得する。具体的には、X線源10から被検査物SにX線を照射し、透過光によるX線画像をX線カメラ20によって撮影する。X線源10、X線カメラ20はともに、ステージ(不図示)によって移動可能である。X線源10およびX線カメラ20はこれらのステージによってそれぞれ旋回円121,122上を移動し、旋回円上の複数の位置において撮影が行われる。
<Device Configuration>
FIG. 1 shows an arrangement diagram of an X-ray source 10, a holding unit 40 for holding an object S to be inspected, and an X-ray camera 20 in an X-ray inspection device 1 according to a first embodiment of the present invention. In the X-ray inspection device 1, X-ray images are taken at multiple shooting positions for each inspection point on the object S to be inspected, which is transported by a transport roller (not shown) and held by the holding unit 40, to obtain three-dimensional data. Specifically, the X-ray source 10 irradiates the object S to be inspected with X-rays, and an X-ray image of the transmitted light is taken by the X-ray camera 20. Both the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 can be moved by a stage (not shown). The X-ray source 10 and the X-ray camera 20 move on rotation circles 121 and 122, respectively, by these stages, and images are taken at multiple positions on the rotation circles.

X線検査装置1における各部の制御は制御部100からの制御信号に基づいて行われる。X線検査装置1は、制御部100として、カメラ用XYステージ制御部101、カメラ制御部102、X線源用XYステージ制御部107を備える。加えて、高さ計測部103、検査対象位置制御部104、X線源制御部105、撮像高さ制御部106を備える。さらに、X線検査装置1は、演算部111、主記憶部112、補助記憶部113、入力部114、出力部115を備える。 The control of each part in the X-ray inspection device 1 is performed based on a control signal from the control unit 100. The X-ray inspection device 1 includes, as the control unit 100, an XY stage control unit for camera 101, a camera control unit 102, and an XY stage control unit for X-ray source 107. In addition, the device includes a height measurement unit 103, an inspection target position control unit 104, an X-ray source control unit 105, and an imaging height control unit 106. Furthermore, the X-ray inspection device 1 includes a calculation unit 111, a main memory unit 112, an auxiliary memory unit 113, an input unit 114, and an output unit 115.

カメラ用XYステージ制御部101は、カメラ用XYステージ(不図示)を駆動しX線カメラ20の水平方向の移動を行うための制御信号を送信する。カメラ制御部102は、X線カメラ20によるX線画像の撮影を行うための制御信号を送信する。高さ計測部103は、変位計30からの信号を受信して被検査物Sの被検箇所の高さを計測する。検査対象位置制御部104は、搬送ローラ及び被検査物Sの保持部40に制御信号を送信し被検査物Sの水平方向位置及び鉛直方向位置を撮影に最適な位置に制御する。 The camera XY stage control unit 101 drives the camera XY stage (not shown) and transmits a control signal for moving the X-ray camera 20 in the horizontal direction. The camera control unit 102 transmits a control signal for taking an X-ray image with the X-ray camera 20. The height measurement unit 103 receives a signal from the displacement meter 30 and measures the height of the inspection location of the inspection object S. The inspection target position control unit 104 transmits a control signal to the transport rollers and the holding unit 40 for the inspection object S, and controls the horizontal and vertical positions of the inspection object S to the optimal positions for imaging.

X線源制御部105は、X線源10によるX線の照射の開始、終了の他、X線強度を調整するための信号を送信する。撮像高さ制御部106は、X線源10及びX線カメラ20の高さ制御用の信号を送信する。X線源用XYステージ制御部107は、X線源用XYステージ(不図示)を駆動しX線源10の水平方向の移動を行うための信号を送信する。カメラ用XYステージ制御部101、カメラ制御部102、検査対象位置制御部104、X線源制御部105、撮像高さ制御部106、X線源用XYステージ制御部107から出力される信号は演算部111の演算結果及び、主記憶部112、補助記憶部113に記憶された情報に基づいて決定される。 The X-ray source control unit 105 transmits signals to start and end irradiation of X-rays by the X-ray source 10, as well as to adjust the X-ray intensity. The imaging height control unit 106 transmits signals for controlling the height of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20. The XY stage control unit for X-ray source 107 transmits signals for driving the XY stage for X-ray source (not shown) and moving the X-ray source 10 in the horizontal direction. The signals output from the camera XY stage control unit 101, the camera control unit 102, the inspection target position control unit 104, the X-ray source control unit 105, the imaging height control unit 106, and the XY stage control unit for X-ray source 107 are determined based on the calculation results of the calculation unit 111 and information stored in the main memory unit 112 and the auxiliary memory unit 113.

特に演算部111の撮像命令部111aは、カメラ制御部102を含む各部に対し、X線画像取得に必要な情報を送信する。また、軌跡算出部111bは、後述する手法により、X線源10やX線カメラ20が沿うべき軌跡を算出するとともに、旋回運動の旋回開始点を選択する。また、ユーザとの間の設定情報、検査結果等の情報の授受は、入力部114及び出力部115を介して行われる。 In particular, the imaging command unit 111a of the calculation unit 111 transmits information necessary for acquiring an X-ray image to each unit including the camera control unit 102. In addition, the trajectory calculation unit 111b calculates the trajectory that the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 should follow, and selects the starting point of the rotational motion, using a method described below. In addition, the exchange of information such as setting information and examination results with the user is performed via the input unit 114 and output unit 115.

X線カメラ20は、X線源10から照射され、被検査物Sを透過したX線を検出する2次元X線検出器である。X線カメラ20としては、I.I.(Image Intensifier)管や
、FPD(フラットパネルディテクタ)を用いることができる。ここでは1つのみのX線
カメラ20が採用されているが、複数個のX線カメラを用いても構わない。
The X-ray camera 20 is a two-dimensional X-ray detector that detects X-rays irradiated from the X-ray source 10 and transmitted through the inspection object S. An image intensifier (I.I.) tube or a flat panel detector (FPD) can be used as the X-ray camera 20. Here, only one X-ray camera 20 is used, but multiple X-ray cameras may be used.

変位計30は、被検査物Sまでの距離を、被検査物Sの複数の位置について計測する。したがって、変位計30によって被検査物Sの反りや傾きを計測することが可能である。被検査物Sの製造過程においては、反りや傾きが生じることがあり、その量は個体によって異なる。そこで、それぞれの被検査物Sの反りや傾きを計測して、保持部40の高さ位置を調整して適切なX線撮影が行えるようにする。 The displacement meter 30 measures the distance to the object to be inspected S at multiple positions on the object to be inspected S. Therefore, the displacement meter 30 can measure the warping and tilt of the object to be inspected S. During the manufacturing process of the object to be inspected S, warping and tilting may occur, and the amount of warping and tilting varies from object to object. Therefore, the warping and tilting of each object to be inspected S is measured, and the height position of the holding part 40 is adjusted so that appropriate X-ray imaging can be performed.

以上の構成により、X線検査装置1は、様々な方向から基板を撮像できるように、X線源10とX線カメラ20の位置を制御することができる。本実施例では、このように様々な方向からの撮像結果を基に、CT(Computed Tomography)と呼ばれる3次元データ生
成手法を用いて、被検査物Sの被検箇所の3次元データを生成する。
With the above configuration, the X-ray inspection apparatus 1 can control the positions of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 so as to capture images of the board from various directions. In this embodiment, based on the results of capturing images from various directions, three-dimensional data of the inspection location of the inspection object S is generated using a three-dimensional data generation method called CT (Computed Tomography).

なお、演算部111としては、CPU(中央演算処理装置)と呼ばれる一般的な汎用演算装置を用いることができる。主記憶部112としてはRAMなどのメモリを用いることができる。補助記憶部113は、ROMやHDDなどを用いることができる。入力部114は、キーボード、ボタン、スイッチ、マウスなど、ユーザが演算部111に対して指示を入力可能な任意の装置である。出力部115は、ディスプレイ、スピーカなど、映像や音声等によって演算部111からの出力をユーザに提示可能な任意の装置である。すなわち、一般的なコンピュータシステムを用いて、これらの機能を実現することができる。補助記憶部113に格納されたプログラムを演算部111が読み込んで実行することにより、以下に示す、X線源10およびX線カメラ20の移動制御が行われる。なお、本実施例における演算部111は、並列演算が可能であり、複数のCPUを含んでいてもよいし、一つのCPU中に複数の並列演算機能を含んでいてもよい。 The calculation unit 111 may be a general-purpose calculation unit called a CPU (Central Processing Unit). The main storage unit 112 may be a memory such as a RAM. The auxiliary storage unit 113 may be a ROM or a HDD. The input unit 114 may be any device such as a keyboard, a button, a switch, or a mouse that allows a user to input instructions to the calculation unit 111. The output unit 115 may be any device such as a display or a speaker that allows the output from the calculation unit 111 to be presented to the user by video, audio, or the like. In other words, these functions can be realized using a general computer system. The calculation unit 111 reads and executes a program stored in the auxiliary storage unit 113, thereby controlling the movement of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20, as described below. The calculation unit 111 in this embodiment is capable of parallel calculation and may include multiple CPUs, or may include multiple parallel calculation functions in one CPU.

ここで、図1に示すように、X線源10およびX線カメラ20は、X線源用XYステージ制御部107及びカメラ用XYステージ制御部101からの制御信号に基づいて、それぞれ旋回円121,122上を移動し、軌跡上の複数の位置においてX線画像の撮影が行われる。そして、被検査物S上の各検査箇所に対して旋回円121、122上を旋回運動することで、当該検査箇所の3次元画像の作成が可能となる。そして、被検査物Sの検査を行う場合には、検査箇所の位置が複数あるために、X線源10およびX線カメラ20は一回の360度に亘る旋回運動(n回目の旋回運動ともいう)を行って当該検査箇所のX線画像を取得した後に、次の被検箇所を撮影可能な位置まで移動運動を行う。そして、その位置から次の360度に亘る旋回運動(n+1回目の旋回運動ともいう)を開始する。 As shown in FIG. 1, the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 move on the rotation circles 121 and 122, respectively, based on control signals from the X-ray source XY stage control unit 107 and the camera XY stage control unit 101, and X-ray images are taken at multiple positions on the trajectory. Then, by rotating on the rotation circles 121 and 122 for each inspection point on the inspection object S, it is possible to create a three-dimensional image of the inspection point. When inspecting the inspection object S, since there are multiple inspection points, the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 perform one rotation movement over 360 degrees (also called the nth rotation movement) to obtain an X-ray image of the inspection point, and then move to a position where the next inspection point can be photographed. Then, from that position, the next rotation movement over 360 degrees (also called the n+1th rotation movement) is started.

図2には、X線源10またはX線カメラ20が、n回目の旋回運動を行い、移動運動を行い、n+1回目の旋回運動を行う場合のX線源10またはX線カメラ20の軌跡を示す。その際、従来の技術によれば、図2(a)に示すように、n回目の旋回運動を行う前に加速運動が行われ、n回目の旋回運動は等速で行われ、n回目の旋回運動(360度)が完了した後に、減速運動が行われ一旦停止する。そして、その後に、予め決められた軌跡に沿って移動運動が行われる。これは、X線源10またはX線カメラ20の旋回運動中は、高速で高画質なX線画像の撮影を行うため、高速で等速円運動を行う必要があるからである。 Figure 2 shows the trajectory of the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 when the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 performs an n-th rotation, a moving motion, and an n+1-th rotation. In this case, according to the conventional technology, as shown in Figure 2(a), an accelerated motion is performed before the n-th rotation, the n-th rotation is performed at a constant speed, and after the n-th rotation (360 degrees) is completed, a decelerated motion is performed and the camera stops. Then, a moving motion is performed along a predetermined trajectory. This is because, during the rotation of the X-ray source 10 or the X-ray camera 20, a uniform circular motion at high speed is required to capture high-quality X-ray images at high speed.

そして、同様に、X線源10またはX線カメラ20が、移動運動が終了して停止後に、再度加速運動が行われ、X線源10またはX線カメラ20は旋回運動の開始点に到達する前に所定の速度まで加速され、その後n+1回目の旋回運動(360度)が開始される。換言すると、X線源10またはX線カメラ20は、n回目の旋回運動における撮像が終了
したのちに減速制動距離を設け一旦停止し、n+1回目の旋回に備え、加減速を伴う移動
運動を行い移動後に停止する。そののちに、n+1回の撮影ができるように旋回軌道に沿
って加速を行う。このように、従来の制御においては、X線源10またはX線カメラ20の停止及び、停止前後の加減速のための旋回運動が必要である為に、検査時間が長くなってしまう不都合があった。
Similarly, after the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 has finished moving and stopped, the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 accelerates to a predetermined speed before reaching the starting point of the rotation, and then starts the n+1th rotation (360 degrees). In other words, the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 stops once after the image capture in the nth rotation is completed, with a deceleration braking distance provided, and performs a moving motion with acceleration and deceleration in preparation for the n+1th rotation, and stops after the movement. After that, acceleration is performed along the rotation path so that n+1th imaging can be performed. In this way, in the conventional control, the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 needs to be stopped and rotated for acceleration and deceleration before and after the stop, which is inconvenient as it lengthens the inspection time.

それに対し、本実施例においては、図2(b)に示すように、n回目の旋回運動からn+1回目の旋回運動への移動運動中において停止区間を無くし、X線画像の撮影のための旋回運動の他に、停止前後の加減速のための旋回運動を行わないこととした。 In contrast, in this embodiment, as shown in FIG. 2(b), there is no stopping section during the movement from the nth rotation to the n+1th rotation, and in addition to the rotation for taking X-ray images, no rotation for acceleration or deceleration before and after stopping is performed.

そして、本実施例では、移動運動の軌跡を、n回目の旋回運動の旋回円とn+1回目の旋回運動の旋回円とを、旋回終了点と旋回開始点において滑らかに繋ぐ軌跡のうち、最短の時間で移動可能な軌跡とすることにした。ここで、n回目の旋回運動の旋回円とn+1回目の旋回運動の旋回円を滑らかに繋ぐ軌跡とは、旋回終了点および/または旋回開始点においてX線源10またはX線カメラ20の線速度が連続となる軌跡であってもよい。または、旋回終了点および/または旋回開始点においてX線源10またはX線カメラ20の線速度及び加速度が連続となる軌跡であることが望ましい。または、旋回終了点および/または旋回開始点においてX線源10またはX線カメラ20の線速度、加速度及び躍度が連続であることが理想である。また、加速度が連続の場合には、加速度が0であることが理想である。 In this embodiment, the trajectory of the moving motion is set to the trajectory that can move in the shortest time among the trajectories that smoothly connect the turning circle of the nth turning motion and the turning circle of the n+1th turning motion at the turning end point and the turning start point. Here, the trajectory that smoothly connects the turning circle of the nth turning motion and the turning circle of the n+1th turning motion may be a trajectory in which the linear velocity of the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 is continuous at the turning end point and/or the turning start point. Alternatively, it is preferable that the trajectory is a trajectory in which the linear velocity and acceleration of the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 are continuous at the turning end point and/or the turning start point. Alternatively, it is ideal that the linear velocity, acceleration, and jerk of the X-ray source 10 or the X-ray camera 20 are continuous at the turning end point and/or the turning start point. Also, when the acceleration is continuous, it is ideal that the acceleration is 0.

図3には、その場合の移動運動の軌跡の例を示す。図中の矢印と丸1~丸3の番号は、各々n回目の旋回運動、移動運動、n+1回目の旋回運動に相当する。図3(a)は、X線カメラ20の移動運動の軌跡の例を示す。図3(a)に示すように、X線カメラ20の移動運動の軌跡123aは、n回目の旋回運動の旋回円122aと、n+1回目の旋回運動の旋回円122bとを、両者の最上の点(以下、この点を0度位置または360度位置ともいう)において滑らかに繋ぐ曲線のうち最短の時間で移動可能な曲線となっている。 Figure 3 shows an example of the trajectory of the movement in this case. The arrows and the numbers in circles 1 to 3 in the figure correspond to the nth rotation, movement, and n+1th rotation, respectively. Figure 3(a) shows an example of the trajectory of the movement of the X-ray camera 20. As shown in Figure 3(a), the trajectory 123a of the movement of the X-ray camera 20 is the curve that can be moved in the shortest time among the curves that smoothly connect the rotation circle 122a of the nth rotation and the rotation circle 122b of the n+1th rotation at the top point of both (hereinafter, this point is also referred to as the 0 degree position or the 360 degree position).

図3(b)には、同様に、X線源10の移動運動の軌跡の例を示す。図3(b)に示すように、X線源10の移動運動の軌跡123bは、n回目の旋回運動の旋回円121aと、n+1回目の旋回運動の旋回円121bとを、両者の最下の点(以下、この点を180度位置ともいう)において滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線となっている。ここで、図3(a)と図3(b)とで、移動運動の軌跡と各旋回運動の旋回円とが繋がる場所が180度異なっているのは、X線源10とX線カメラ20は、被検査物Sの検査箇所を挟んで点対称となる位置に配置される必要があるからである。この場合、X線カメラ20が0度位置または360度位置に配置された場合には、X線源10は180度位置に配置される必要がある。 3(b) also shows an example of the trajectory of the movement of the X-ray source 10. As shown in FIG. 3(b), the trajectory 123b of the movement of the X-ray source 10 smoothly connects the turning circle 121a of the n-th turning motion and the turning circle 121b of the n+1-th turning motion at the lowest point of both (hereinafter, this point is also referred to as the 180-degree position), forming a curve that can be moved in the shortest time. Here, the places where the trajectory of the movement motion and the turning circles of each turning motion are connected are different by 180 degrees in FIG. 3(a) and FIG. 3(b) because the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 need to be positioned in point symmetry with respect to the inspection point of the inspection object S. In this case, when the X-ray camera 20 is positioned at the 0-degree position or the 360-degree position, the X-ray source 10 needs to be positioned at the 180-degree position.

なお、図3に示すような、n回目の旋回運動の旋回円と、n+1回目の旋回運動の旋回円とを、所定の点において滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線は、公知の数学的な手法によって多項式として導出可能であるので、ここでは曲線の導出方法については特に説明しない。また、n回目の旋回運動の旋回終了点と、n+1回目の旋回運動の旋回開始点を滑らかに結ぶ曲線のうち、最短の時間で移動可能な曲線を導出する方法については、公知の方法で求まった多項式の曲線の各項の係数等の数学的パラメータを振り、繰り返し演算により移動時間が最短のものを選択しても良い。 Note that, as shown in FIG. 3, a curve that smoothly connects the turning circle of the nth turning motion and the turning circle of the n+1th turning motion at a specified point and allows travel in the shortest time can be derived as a polynomial using known mathematical techniques, so the method of deriving the curve will not be described here in particular. In addition, a method of deriving a curve that allows travel in the shortest time among the curves that smoothly connect the turning end point of the nth turning motion and the turning start point of the n+1th turning motion may be to assign mathematical parameters such as the coefficients of each term of the polynomial curve obtained by a known method and select the one with the shortest travel time by repeated calculations.

なお、図3においては、X線カメラ20が図3(a)に示す軌跡123aに沿って移動運動した場合の移動時間と、X線源10が図3(b)に示す軌跡123bに沿って移動運動した場合の移動時間が一致するようにしても構わない。すなわち、両者のうち移動時間が長い方の移動運動における速度を高めて両者が同時に移動完了するようにする。そうすることで、両者が同時に移動運動を完了し、次の旋回運動に移行することが可能となる。 In FIG. 3, the movement time of the X-ray camera 20 when moving along the trajectory 123a shown in FIG. 3(a) may be the same as the movement time of the X-ray source 10 when moving along the trajectory 123b shown in FIG. 3(b). In other words, the speed of the movement of the one with the longer movement time is increased so that both complete their movements at the same time. This allows both to complete their movements at the same time and move on to the next rotational movement.

以上のように、本実施例においては、X線源10とX線カメラ20が、n回目の旋回運動から移動運動に移行し、移動運動からn+1回目の旋回運動に移行する際の停止区間を無くし、X線源10とX線カメラ20が停止しないこととした。これにより、X線画像の撮影のための旋回運動において、停止区間の前後に加減速のための旋回運動を付加する必要がなくなり、旋回運動の終了後、直ちに次の旋回運動への移動運動に移行することができ、移動運動の終了後、直ちに次の旋回運動に移行することができる。その結果、X線検査装置1における検査時間を短縮することが可能となる。 As described above, in this embodiment, the stop sections when the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 transition from the nth rotation motion to the moving motion and from the moving motion to the n+1th rotation motion are eliminated, and the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 do not stop. This eliminates the need to add rotation motion for acceleration and deceleration before and after the stop section in the rotation motion for capturing X-ray images, and after the end of the rotation motion, it is possible to immediately transition to the moving motion to the next rotation motion, and after the end of the moving motion, it is possible to immediately transition to the next rotation motion. As a result, it is possible to shorten the inspection time in the X-ray inspection device 1.

また、本実施例においては、n回目の旋回運動からn+1回目の旋回運動に移行する際の移動運動の軌跡を、n回目の旋回運動の旋回円とn+1回目の旋回運動の旋回円とを、旋回終了点と旋回開始点において滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線とした。これにより、X線源10とX線カメラ20を、旋回運動から移動運動に、または移動運動から旋回運動に、より円滑に(過度な加速度や衝撃がX線源10やX線カメラ20に作用することなく)移行することができる。その結果、旋回運動における速度が高い場合でも、より確実に、移動運動の途中で加減速運動を行うことが可能となる。また、X線源10とX線カメラ20を、旋回運動から移動運動に、または移動運動から旋回運動に、より迅速に移行することが可能となる。 In addition, in this embodiment, the trajectory of the moving motion when transitioning from the nth turning motion to the n+1th turning motion is a curve that smoothly connects the turning circle of the nth turning motion and the turning circle of the n+1th turning motion at the turning end point and turning start point, and allows the movement in the shortest time. This allows the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 to transition more smoothly (without excessive acceleration or impact acting on the X-ray source 10 or the X-ray camera 20) from turning motion to moving motion, or from moving motion to turning motion. As a result, even if the speed of the turning motion is high, it is possible to more reliably perform acceleration and deceleration motion during the moving motion. Also, it is possible to more quickly transition the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 from turning motion to moving motion, or from moving motion to turning motion.

表1には、X線検査装置におけるn回目の旋回運動と、移動運動と、n+1回目の旋回運動に要する時間を、本発明を適用しない場合と、本発明を適用した場合で比較した結果を示す。なお、X線カメラ20の旋回終了点と旋回開始点は0度位置としている。 Table 1 shows the results of comparing the time required for the nth rotation, movement, and n+1th rotation in an X-ray inspection device when the present invention is not applied and when the present invention is applied. Note that the rotation end point and rotation start point of the X-ray camera 20 are set to the 0 degree position.

Figure 0007643104000001


本発明をX線検査装置に適用することで、経過時間が13%程度改善されていることが分かる。ここで、図3におけるX線カメラ20の移動運動の軌跡123a及びX線源10の移動運動の軌跡123bは、本実施例において特定移動軌跡に相当する。この点は以下の実施例についても同じである。また、本実施例においては、X線カメラ20の移動運動の軌跡123a及びX線源10の移動運動の軌跡123bは、旋回円どうしを滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線としたが、必ずしも正確に最短である必要はない。旋回円どうしを滑らかに結ぶ曲線のうち充分に検査時間を短縮できるものであれば良い。
Figure 0007643104000001


It can be seen that the application of the present invention to the X-ray inspection apparatus improves the elapsed time by about 13%. Here, the locus 123a of the movement of the X-ray camera 20 and the locus 123b of the movement of the X-ray source 10 in FIG. 3 correspond to the specific movement locus in this embodiment. This point is the same for the following embodiments. In this embodiment, the locus 123a of the movement of the X-ray camera 20 and the locus 123b of the movement of the X-ray source 10 are curves that smoothly connect the turning circles and can be moved in the shortest time, but they do not necessarily need to be exactly the shortest. Any curve that smoothly connects the turning circles and can sufficiently shorten the inspection time will suffice.

本実施例では、上記のように、n回目の旋回運動からn+1回目の旋回運動に移行する際の移動運動の軌跡を、n回目の旋回運動の旋回円とn+1回目の旋回運動の旋回円とを、旋回終了点と旋回開始点において滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線とした。そして、本実施例では、このことに加えて、n+1回目の旋回運動の旋回開始点を、0度位置や180度位置に固定するのではなく、n回目の旋回運動からn+1回目の旋回運動に移行する際の移動時間が最短になるように定める。 In this embodiment, as described above, the trajectory of the movement movement when transitioning from the nth turning movement to the n+1th turning movement is a curve that smoothly connects the turning circle of the nth turning movement and the turning circle of the n+1th turning movement at the turning end point and turning start point, allowing movement in the shortest time. In addition to this, in this embodiment, the turning start point of the n+1th turning movement is not fixed to the 0 degree position or the 180 degree position, but is set so that the movement time when transitioning from the nth turning movement to the n+1th turning movement is the shortest.

図4に示すように、本実施例では、例えば、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1における旋回開始点の候補点として、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1上に配置されたm個の点を設定する。その際、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1においてX線カメラ20が時計回りに旋回する場合と、反時計回りに旋回する場合とを想定する。そして、この時計回りの場合と反時計回りの場合の合計2m個の候補点について、n回目の旋回運動の旋回円122nにおける旋回終了点とn+1回目の旋回運動の旋回円
122n+1における旋回開始点とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線を求め、移動時間を算出する。そして、その中でも移動時間が最短となる候補点を、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1における旋回開始点とする。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, for example, m points arranged on the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion are set as candidate points for the turning start point on the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion. At this time, it is assumed that the X-ray camera 20 turns clockwise and counterclockwise on the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion. Then, for a total of 2m candidate points in the clockwise and counterclockwise cases, a curve that smoothly connects the turning end point on the turning circle 122n of the nth turning motion and the turning start point on the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion and that can be moved in the shortest time is obtained, and the moving time is calculated. Then, the candidate point with the shortest moving time is set as the turning start point on the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion.

これによれば、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1における旋回開始点の複数の候補点について、n回目の旋回運動の旋回円122nと旋回開始点と滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線を算出するとともに移動時間を算出する。そして、n回目の旋回運動からn+1回目の旋回運動に移行する際のX線カメラ20の移動時間が最短となるような旋回開始点を決定する。従って、より確実に、n回目の旋回運動の旋回円122nから、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1への移動時間を最短とすることが可能である。図4の説明、あるいは以下の説明においては、X線カメラ20の運動の軌跡を例として説明する場合があるが、X線源10の運動の軌跡についても同様のことが言える点は当然である。 According to this, for multiple candidate points for the start point of rotation on the rotation circle 122n+1 of the n+1th rotation, a curve that smoothly connects the rotation circle 122n of the nth rotation and the start point of rotation and that can be moved in the shortest time is calculated, and the movement time is calculated. Then, a start point of rotation is determined that minimizes the movement time of the X-ray camera 20 when transitioning from the nth rotation to the n+1th rotation. Therefore, it is possible to more reliably minimize the movement time from the rotation circle 122n of the nth rotation to the rotation circle 122n+1 of the n+1th rotation. In the explanation of FIG. 4 or the following explanation, the trajectory of the movement of the X-ray camera 20 may be explained as an example, but it goes without saying that the same can be said about the trajectory of the movement of the X-ray source 10.

次に、図5と図6を用いて、本実施例の効果について説明する。図5は、本実施例を適用しない従来の技術における、旋回円の遷移と各旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)を示したものである。すなわち、図5においては、一の旋回運動から次の旋回運動に遷移する際の移動運動の軌跡を、各々の旋回運動の旋回終了点と旋回開始点とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線としておらず、また、移動時間を最短とする旋回開始点を選択していない。図5において、破線は各旋回運動の旋回円を示しており、実線は各旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)を示している。図5(a)は、X線源10についての旋回円を図中左側から右側に遷移させ、さらに上側に遷移させた場合について示している。また、図5(b)は、同じくX線源10についての旋回円を図中下側から上側に遷移させ、さらに図中右側から左側に遷移させた場合について示している。図5においては、一の旋回円における旋回終了点と次の旋回円における旋回開始点を結ぶ曲線(移動軌跡)は複雑で長い曲線となっており、移動効率が低いことが理解できる。 Next, the effect of this embodiment will be described with reference to Figures 5 and 6. Figure 5 shows the transition of the turning circle and the curve (movement trajectory) connecting each turning circle in the conventional technology to which this embodiment is not applied. That is, in Figure 5, the trajectory of the movement movement when transitioning from one turning movement to the next turning movement is not a curve that smoothly connects the turning end point and turning start point of each turning movement and can be moved in the shortest time, and the turning start point that has the shortest moving time is not selected. In Figure 5, the dashed lines show the turning circles of each turning movement, and the solid lines show the curve (movement trajectory) connecting each turning circle. Figure 5(a) shows the case where the turning circle for the X-ray source 10 is transitioned from the left side to the right side in the figure and then transitioned to the upper side. Also, Figure 5(b) shows the case where the turning circle for the X-ray source 10 is transitioned from the lower side to the upper side in the figure and then transitioned from the right side to the left side in the figure. In Figure 5, the curve (movement trajectory) connecting the end point of one turning circle and the start point of the next turning circle is a complex and long curve, and it can be seen that the movement efficiency is low.

図6は、本実施例を適用した場合の、旋回円の遷移と各旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)を示したものである。すなわち、図6においては、n回目の旋回運動からn+1回目の旋回運動に移行する際の移動運動の軌跡を、各々の旋回終了点と旋回開始点とを滑らかに結び、最短の時間で移動可能な曲線としており、また、n+1回目の旋回運動における旋回開始点を図4の手法によって決定している。図6において、破線は各旋回運動の旋回円を示しており、実線は各旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)を示している。図6においては、一の旋回円と次の旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)は単純化しており、長さも短くなっている。結果として、移動効率が高くなっていることが理解できる。 Figure 6 shows the transition of the turning circle and the curves (movement trajectories) connecting each turning circle when this embodiment is applied. That is, in Figure 6, the trajectory of the movement movement when transitioning from the nth turning movement to the n+1th turning movement is a curve that smoothly connects each turning end point and turning start point, and allows movement in the shortest time, and the turning start point in the n+1th turning movement is determined by the method of Figure 4. In Figure 6, the dashed lines show the turning circles of each turning movement, and the solid lines show the curves (movement trajectories) connecting each turning circle. In Figure 6, the curves (movement trajectories) connecting one turning circle to the next turning circle are simplified and are shorter in length. As a result, it can be seen that the movement efficiency is increased.

上記の本実施例に係る制御を導入した結果、検査タクトを71.6秒から38.7秒に短くすることができ、40%以上の短縮効果を得ることができた。また、そのうち、旋回円間の移動時間の合計値は、13.9秒から5.2秒に短くすることができ、60%以上
の短縮効果を得ることができた。
As a result of introducing the control according to the present embodiment, the inspection tact time was shortened from 71.6 seconds to 38.7 seconds, which is a reduction effect of more than 40%. In addition, the total travel time between turning circles was shortened from 13.9 seconds to 5.2 seconds, which is a reduction effect of more than 60%.

次に、本実施例における演算部111及び制御部100による制御のフローについて説明する。図7及び図8には、本実施例におけるX線源10及びX線カメラ20の移動制御ルーチンのフローチャートを示す。本ルーチンは、主記憶部112に記憶されたプログラムであり、演算部111及び制御部100により実行される。図7に示す前半部分においては、n+1回目の旋回運動における旋回開始点が決定され、図8に示す後半部分においてX線源10及びX線カメラ20の移動制御が行われる。 Next, the flow of control by the calculation unit 111 and the control unit 100 in this embodiment will be described. Figures 7 and 8 show a flowchart of the movement control routine for the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 in this embodiment. This routine is a program stored in the main memory unit 112, and is executed by the calculation unit 111 and the control unit 100. In the first half shown in Figure 7, the rotation start point for the n+1th rotation motion is determined, and in the second half shown in Figure 8, the movement control of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20 is performed.

本ルーチンが実行されると、先ずステップS01において、旋回円間の移動軌跡を滑らかに接続する軌跡を演算するための情報を取得する。より具体的には、n+1回目の旋回
運動の旋回円122n+1に対して、時計回りに旋回する場合と反時計回りに旋回する場合を合わせて2m個設定された、旋回開始点の候補点について、旋回終了点と旋回開始点とを滑らかに結ぶ軌跡を算出する。これは多項式をはじめ、公知の手法で実行されるので、ここでは詳細な説明は省略する。ステップS01の処理が終了するとステップS02に進む。
When this routine is executed, first, in step S01, information for calculating a trajectory that smoothly connects the movement trajectories between turning circles is acquired. More specifically, for the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion, 2m candidate points for the turning start point are set in total for the cases of turning clockwise and turning counterclockwise, and a trajectory that smoothly connects the turning end point and the turning start point is calculated. This is performed by a known method such as a polynomial, so a detailed description is omitted here. When the processing of step S01 is completed, the process proceeds to step S02.

ステップS02においては、ステップS01において取得した情報を基に、n回目の旋回運動の旋回円122nと、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な軌跡を算出するための多項式の係数を演算して取得する。ステップS02の処理が終了するとステップS03に進む。 In step S02, based on the information acquired in step S01, the coefficients of a polynomial are calculated to calculate a trajectory that smoothly connects the turning circle 122n of the nth turning motion and the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion and can be moved in the shortest time. When the processing of step S02 ends, the process proceeds to step S03.

ステップS03~ステップS06の処理は、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1に対して、時計回りに旋回する場合と反時計回りに旋回する場合を合わせて2m個設定された、旋回開始点の候補点について、並列に移動時間を演算するステップである。ここでは、代表してS03-1~S06-1のステップを例にとって説明するが、2m個の候補点について同じ処理(ステップS03-1~S06-1、・・・・、ステップS03-2m~S06-2m)が並列に行われる。ステップS03-1においては、移動時間の算出が開始される。 The processing in steps S03 to S06 is for calculating the travel time in parallel for 2m candidate turning start points set for both clockwise and counterclockwise turning for turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion. Here, steps S03-1 to S06-1 will be used as a representative example, but the same processing (steps S03-1 to S06-1, ..., steps S03-2m to S06-2m) is performed in parallel for the 2m candidate points. In step S03-1, calculation of the travel time begins.

より具体的には、ステップS02で取得された係数を用いて、n回目の旋回運動の旋回円122nの旋回終了点とn+1回目の旋回運動の旋回円122n+1における1番目の候補点とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線を算出し、移動時間を算出する。なお、本実施例においては、X線カメラ20は各旋回運動において360度旋回するので、n回目の旋回運動の旋回円122nの旋回終了点は、n回目の旋回運動の旋回円122nの旋回開始点と同一である。ステップS03-1の処理が終了すると、ステップ04-1に進む。 More specifically, using the coefficients obtained in step S02, a curve that smoothly connects the end point of the turning circle 122n of the nth turning motion and the first candidate point on the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion and allows movement in the shortest time is calculated, and the movement time is calculated. Note that in this embodiment, since the X-ray camera 20 turns 360 degrees in each turning motion, the end point of the turning circle 122n of the nth turning motion is the same as the start point of the turning circle 122n of the nth turning motion. When the processing of step S03-1 is completed, proceed to step S04-1.

ステップS04-1においては、ステップS03-1において算出された移動時間で移動した場合に、X線カメラ20の線速度及び軸速度のいずれかが許容速度を超えるか否かが判断される。また、X線カメラ20に作用する加速度が許容加速度を超えるか否かと、X線カメラ20の旋回運動と移動運動における運動範囲が許容移動範囲を超えるか否かが判定される。 In step S04-1, it is determined whether either the linear velocity or the axial velocity of the X-ray camera 20 exceeds the allowable velocity when moving for the movement time calculated in step S03-1. It is also determined whether the acceleration acting on the X-ray camera 20 exceeds the allowable acceleration, and whether the range of motion in the rotational and translational movements of the X-ray camera 20 exceeds the allowable range of motion.

ここで、X線カメラ20の線速度及び軸速度のいずれかが許容速度を超えるか、X線カメラ20に作用する加速度が許容加速度を超えるか、または、X線カメラ20の運動範囲が許容移動範囲を超えると判定された場合には、ステップS05-1の処理に進む。これは、モータやボールねじの許容回転数を超えるか、X線カメラ20が加速度に耐えられず劣化するか、X線カメラ20がX線検査装置1内の部材に衝突する虞があると判断されるからである。 If it is determined that either the linear velocity or axial velocity of the X-ray camera 20 exceeds the allowable velocity, that the acceleration acting on the X-ray camera 20 exceeds the allowable acceleration, or that the range of motion of the X-ray camera 20 exceeds the allowable movement range, the process proceeds to step S05-1. This is because it is determined that the allowable rotation speed of the motor or ball screw will be exceeded, that the X-ray camera 20 will deteriorate due to being unable to withstand the acceleration, or that there is a risk that the X-ray camera 20 will collide with a component within the X-ray inspection device 1.

一方、ステップS04-1において、X線カメラ20の線速度及び軸速度のいずれかが許容速度を超えず、且つX線カメラ20に作用する加速度が許容加速度を超えず、且つ、X線カメラ20の運動範囲が許容移動範囲を超えないと判定された場合には、ステップS06-1に進む。 On the other hand, if it is determined in step S04-1 that either the linear velocity or the axial velocity of the X-ray camera 20 does not exceed the allowable velocity, the acceleration acting on the X-ray camera 20 does not exceed the allowable acceleration, and the range of motion of the X-ray camera 20 does not exceed the allowable range of movement, the process proceeds to step S06-1.

ステップS05-1においては、算出された移動時間の値が収束するまで移動時間の演算を再演算する。より具体的には、X線カメラ20の速度、X線カメラ20に作用する加速度が低くなり、または、X線カメラ20の運動範囲が狭くなるように曲線の数学パラメータを変更の後、再度ステップS03-1処理に戻る。そして、ステップS03-1~ステップS05-1のルーチンを、ステップS04-1において、X線カメラ20の線速度
及び軸速度のいずれかが許容速度を超えず、且つX線カメラ20に作用する加速度が許容加速度を超えず、且つX線カメラ20の運動範囲が許容移動範囲を超えないと判定されるまで繰り返し実行する。
In step S05-1, the movement time is recalculated until the calculated movement time value converges. More specifically, the speed of the X-ray camera 20 or the acceleration acting on the X-ray camera 20 is reduced, or the mathematical parameters of the curve are changed so that the range of motion of the X-ray camera 20 is narrowed, and then the process returns to step S03-1 again. Then, the routine of steps S03-1 to S05-1 is repeatedly executed until it is determined in step S04-1 that either the linear velocity or the axial velocity of the X-ray camera 20 does not exceed the allowable velocity, that the acceleration acting on the X-ray camera 20 does not exceed the allowable acceleration, and that the range of motion of the X-ray camera 20 does not exceed the allowable movement range.

ステップS04-1において、X線カメラ20の線速度及び軸速度のいずれかが許容速度を超えず、且つX線カメラ20に作用する加速度が許容加速度を超えず、且つ、X線カメラ20の運動範囲が許容移動範囲を超えないと判定された場合には、ステップS06-1に進む。ここで、許容速度とは、モータやボールねじの許容回転数を超えない閾値として予め定められた速度値である。許容加速度とは、X線カメラ20に作用してもX線カメラが劣化しない閾値として予め定められた加速度値である。許容移動範囲とは、X線カメラ20が装置内の他部材に衝突等しない運動範囲の閾値として予め定められた運動範囲である。 If it is determined in step S04-1 that either the linear velocity or the axial velocity of the X-ray camera 20 does not exceed the permissible velocity, that the acceleration acting on the X-ray camera 20 does not exceed the permissible acceleration, and that the range of motion of the X-ray camera 20 does not exceed the permissible movement range, the process proceeds to step S06-1. Here, the permissible velocity is a speed value that is predetermined as a threshold value that does not exceed the permissible rotation speed of the motor or ball screw. The permissible acceleration is an acceleration value that is predetermined as a threshold value that does not deteriorate the X-ray camera even if it acts on the X-ray camera 20. The permissible movement range is a range of motion that is predetermined as a threshold value of the range of motion within which the X-ray camera 20 will not collide with other components within the device.

ステップS06-1においては、移動時間の算出が完了する。より詳細には、n回目の旋回運動の旋回円122nの旋回終了点とn+1回目の旋回運動の旋回円122n+1における1番目の候補点とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線と、その移動時間が算出される。ステップS06-1の処理(及び、他の候補点についての同等のステップS06-2~ステップS06-2m)が終了すると、ステップS07に進む。 In step S06-1, calculation of the travel time is completed. More specifically, a curve that smoothly connects the end point of turning circle 122n of the nth turning motion and the first candidate point on turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion and that can be traveled along in the shortest time is calculated, along with the travel time. When the processing of step S06-1 (and the equivalent steps S06-2 to S06-2m for the other candidate points) is completed, proceed to step S07.

次に、ステップS07においては、最短移動かつ許容値を超えない時間候補が選定される。より具体的には、ステップS06-1~S06-2mにおいて算出された移動時間のうち、最短の移動時間を選定し、当該移動時間に対応する候補点を選定する。S07の処理が終了すると、選定された情報が制御部100に渡される。なお、ステップS01~ステップS07までの処理は演算部111において実行される。 Next, in step S07, a time candidate that is the shortest travel time and does not exceed the allowable value is selected. More specifically, the shortest travel time is selected from the travel times calculated in steps S06-1 to S06-2m, and a candidate point corresponding to that travel time is selected. When the processing in S07 ends, the selected information is passed to the control unit 100. Note that the processing from step S01 to step S07 is executed by the calculation unit 111.

図8のステップS08においては、制御部100が、ステップS07で算出された移動時間を受取る。また、ステップS09においては、X線カメラ20を移動する位置座標(旋回開始点)、旋回速度、旋回中心、旋回半径など、X線源10及びX線カメラ20の移動運動に必要な情報を受取る。ステップS08及びステップS09の処理が終了するとステップS10に進む。 In step S08 of FIG. 8, the control unit 100 receives the movement time calculated in step S07. In addition, in step S09, the control unit 100 receives information necessary for the movement of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20, such as the position coordinates (starting point of rotation) to which the X-ray camera 20 is to be moved, the rotation speed, the center of rotation, and the rotation radius. When the processing of steps S08 and S09 is completed, the process proceeds to step S10.

ステップS10においては、次の移動先である旋回開始点への移動の軌跡を算出する。ここでは、S08で受取った移動時間に対応する移動の軌跡を再度算出する。ステップS10の処理が終了するとステップS11に進む。ステップS11においては、XX線カメラ20及びX線源10が、次の旋回開始点への軌跡に沿って移動するための出力を、X線源10及びX線カメラ20の運動を制御するXYステージの駆動モータ(不図示)に出力する。なお、ステップS08~ステップS11までの処理は制御部100において実行される。 In step S10, the trajectory of movement to the rotation start point, which is the next destination, is calculated. Here, the trajectory of movement corresponding to the movement time received in S08 is calculated again. When the processing of step S10 ends, the process proceeds to step S11. In step S11, an output for moving the XX-ray camera 20 and the X-ray source 10 along the trajectory to the next rotation start point is output to a drive motor (not shown) of the XY stage that controls the movement of the X-ray source 10 and the X-ray camera 20. Note that the processing from step S08 to step S11 is executed by the control unit 100.

本ルーチンにおいては、ステップS04-1(~ステップS04-2m)において、速度(線速度及び軸速度のいずれか)、加速度、移動位置の全てが許容値を超えないと判定されるまで、ステップS03-1(~ステップS03-2m)において、旋回終了点と旋回開始点とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な軌跡と移動時間とが算出された。しかしながら、速度(線速度及び軸速度のいずれか)、加速度、移動位置のうちのいずれかが許容値を超えないと判定されるまで、旋回終了点と旋回開始点とを滑らかに結び最短の時間で移動可能な軌跡と移動時間とが算出されるようなフローとしても構わない。 In this routine, in step S03-1 (to step S03-2m), a trajectory and travel time that can be traveled in the shortest time smoothly connecting the turning end point and turning start point are calculated until it is determined in step S04-1 (to step S04-2m) that none of the speed (either linear speed or axial speed), acceleration, and moving position exceed the allowable values. However, a flow in which a trajectory and travel time that can be traveled in the shortest time smoothly connecting the turning end point and turning start point are calculated until it is determined that none of the speed (either linear speed or axial speed), acceleration, and moving position exceed the allowable values may also be used.

上記の実施例においては、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1における旋回開始点の候補点を、時計回りの場合と反時計回りの場合を合せて2m個設定した。しかしながら、候補点の数はこれに限られない。候補点の数は、並列演算の負荷と、移動時間を最
短とする旋回開始点の精度とを、比較考量して決定すればよい。なお、上記の実施例では、本発明が、X線源10と、X線カメラ20と、保持部40とを備え、X線源と、X線カメラと、保持部のうちのいずれかが、旋回部として旋回運動することで、検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置1、11に適用される例について説明した。しかしながら、本発明の技術思想はこれ以外の検査装置に適用することが可能である。例えば、線源からはX線以外の電磁波(光を含む)を照射してもよい。そして、その場合、カメラはX線カメラである必要はない。さらに、上記の実施例では、n回目の旋回運動の旋回円と、n+1回目の旋回運動の旋回円とを、所定の点において滑らかに結び最短の時間で移動可能な曲線を、多項式として導出したが、当該曲線は、他の方法で導出しても構わない。例えば、クロソイドセグメント等、三角関数に対して媒介変数を用いた算出方法を用いて導出しても構わない。
In the above embodiment, 2m candidate points for the turning start point in the turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion were set in total for the clockwise and counterclockwise cases. However, the number of candidate points is not limited to this. The number of candidate points may be determined by comparing and considering the load of parallel calculation and the accuracy of the turning start point that minimizes the moving time. In the above embodiment, an example was described in which the present invention is applied to the X-ray inspection device 1, 11 that includes the X-ray source 10, the X-ray camera 20, and the holding unit 40, and obtains and inspects a three-dimensional image of the inspection object by turning any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit as a turning unit. However, the technical idea of the present invention can be applied to other inspection devices. For example, the radiation source may irradiate electromagnetic waves (including light) other than X-rays. In that case, the camera does not need to be an X-ray camera. Furthermore, in the above embodiment, the curve that smoothly connects the turning circle of the nth turning motion and the turning circle of the n+1th turning motion at a predetermined point and enables movement in the shortest time is derived as a polynomial, but the curve may be derived by other methods. For example, the curve may be derived by using a calculation method that uses a parameter for a trigonometric function such as a clothoid segment.

<比較例>
次に、本実施例に対する比較例について示す。この比較例においては、n回目の旋回運動の旋回終了点とn+1回目の旋回運動の旋回開始点とを上記の実施例とは異なる方法で決定する。図9に示すように、本変形例では、例えば、n回目の旋回運動の旋回円122nの旋回終了点を算出する際には、旋回円122nにおいて、一つ前のn-1回目の旋回運動の旋回円122n-1と旋回円122nの中心を結んだ直線と旋回円122nとの交点を求める。また、旋回円122nと一つ後の旋回円122n+1の中心を結んだ直線と旋回円122nとの交点を求める。そして、それらの2つの交点で挟まれる円弧のうちの短い方の円弧の中央の点Pnを、n回目の旋回運動の旋回円122nの旋回終了点とする。
Comparative Example
Next, a comparative example of this embodiment will be described. In this comparative example, the turning end point of the n-th turning motion and the turning start point of the n+1-th turning motion are determined by a method different from that of the above embodiment. As shown in FIG. 9, in this modified example, for example, when calculating the turning end point of the turning circle 122n of the n-th turning motion, an intersection point between the turning circle 122n and a straight line connecting the turning circle 122n-1 of the previous n-1-th turning motion and the center of the turning circle 122n is obtained. Also, an intersection point between the turning circle 122n and a straight line connecting the turning circle 122n and the center of the turning circle 122n+1 of the next turning motion is obtained. Then, the central point Pn of the shorter arc of the arcs sandwiched between these two intersection points is set as the turning end point of the turning circle 122n of the n-th turning motion.

また、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1の旋回開始点を算出する際には、旋回円122n+1において、一つ前のn回目の旋回運動の旋回円122nと旋回円122n+1の中心を結んだ直線と旋回円122n+1との交点を求める。また、旋回円122n+1と一つ後の旋回円122n+2の中心を結んだ直線と旋回円122n+1との交点を求める。そして、それらの2つの交点で挟まれる円弧のうち短い方の円弧の中央の点Pn+1を、n+1回目の旋回運動の旋回円122n+1の旋回開始点とする。そして、PnとPn+1とを滑らかに結ぶ曲線123nで結ぶ。 When calculating the starting point of turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion, the intersection of turning circle 122n+1 with a straight line connecting turning circle 122n of the previous nth turning motion and the center of turning circle 122n+1 is obtained. The intersection of turning circle 122n+1 with a straight line connecting turning circle 122n+1 and the center of turning circle 122n+2 is also obtained. Then, the center point Pn+1 of the shorter of the arcs sandwiched between these two intersections is set as the starting point of turning circle 122n+1 of the n+1th turning motion. Then, Pn and Pn+1 are smoothly connected by a curve 123n.

なお、例えば旋回円が横一列に並ぶような場合のように、図9に示す比較例に係る手法によっては、2つの交点で挟まれる円弧のうちの短い方の円弧が特定できない場合がある。よって、比較例においては、このような場合には、旋回運動における旋回終了点と旋回開始点とを、所定の角度位置に設定しなければならない。この場合、例えば、n回目の旋回運動の旋回円における旋回終了点を反時計回りに90度ずらし、n+1回目の旋回運動の旋回開始点を時計回りに90度ずらす処理を行う。このことで、旋回運動における旋回終了点と旋回開始点が算出できないという事態を回避する。 Note that, for example, when the turning circles are lined up horizontally, the method according to the comparative example shown in FIG. 9 may not be able to identify the shorter of the two arcs sandwiched between the two intersections. Therefore, in such cases, the comparative example must set the turning end point and turning start point of the turning motion at a predetermined angle position. In this case, for example, the turning end point of the turning circle of the nth turning motion is shifted 90 degrees counterclockwise, and the turning start point of the n+1th turning motion is shifted 90 degrees clockwise. This avoids a situation in which the turning end point and turning start point of the turning motion cannot be calculated.

図10は、当該比較例を用いた場合の効果を示す図である。図10において、破線は各旋回運動の旋回円を示しており、実線は各旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)を示している。図10(a)は、X線源10を旋回円を図中左側から右側に遷移させ、さらに上側に遷移させた場合について示している。また、図10(b)は、X線カメラ20を旋回円を図中下側から上側に遷移させ、さらに図中右側から左側に遷移させた場合について示している。図10においては、旋回円と旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)は、図5に示した従来技術による場合よりは、単純で短い曲線となっており、移動効率を向上させる効果があること理解できる。しかしながら、図6に示した、本発明の実施例を適用した場合に比較すると、旋回円と次の旋回円の間を結ぶ曲線(移動軌跡)は、複雑で長い曲線となっており、移動効率が低いことが理解できる。 Figure 10 is a diagram showing the effect of using the comparative example. In Figure 10, the dashed lines indicate the turning circles of each turning motion, and the solid lines indicate the curves (movement trajectories) connecting the turning circles. Figure 10(a) shows the case where the turning circle of the X-ray source 10 is shifted from the left side to the right side in the figure, and then shifted to the upper side. Also, Figure 10(b) shows the case where the turning circle of the X-ray camera 20 is shifted from the lower side to the upper side in the figure, and then shifted from the right side to the left side in the figure. In Figure 10, the curves (movement trajectories) connecting the turning circles are simpler and shorter than those in the case of the conventional technology shown in Figure 5, and it can be seen that there is an effect of improving the movement efficiency. However, compared to the case where the embodiment of the present invention shown in Figure 6 is applied, the curves (movement trajectories) connecting the turning circles and the next turning circle are complex and long, and it can be seen that the movement efficiency is low.

上記の比較例を導入した場合、検査タクトは47.4秒となり、対策を講じない場合の71.6秒よりは短いものの、本発明の実施例を適用した場合の38.2秒より長くなっている。 When the above comparative example is implemented, the inspection tact time is 47.4 seconds, which is shorter than the 71.6 seconds when no countermeasures are taken, but longer than the 38.2 seconds when the embodiment of the present invention is applied.

なお、発明者らの鋭意研究によれば、n回目の旋回運動の旋回円とn+1回目の旋回運動の旋回円の距離が比較的長い場合(例えば、旋回円の中心同士の距離が旋回円の直径の3倍以上)の移動運動の軌跡について新たな知見が得られた。それは、X線カメラ20及びX線源10のn+1回目の旋回運動の旋回開始点を最適化する場合には、X線カメラ20とX線源10のうち、旋回半径が大きい方に対して、n回目の旋回運動における旋回終了点とn+1回目の旋回運動の旋回開始点を最適化した方が、移動運動における時間短縮効果が大きいというものである。 In addition, according to the inventors' intensive research, new knowledge has been obtained about the trajectory of the movement movement when the distance between the turning circle of the nth turning movement and the turning circle of the n+1th turning movement is relatively long (for example, the distance between the centers of the turning circles is three times the diameter of the turning circle or more). This is that, when optimizing the starting point of the turning movement of the n+1th turning movement of the X-ray camera 20 and the X-ray source 10, the time reduction effect of the movement movement is greater if the ending point of the turning movement of the nth turning movement and the starting point of the turning movement of the n+1th turning movement are optimized for the X-ray camera 20 or the X-ray source 10 with the larger turning radius.

上記の知見によれば、n回目の旋回運動の旋回円とn+1回目の旋回運動の旋回円の距離が比較的長い場合には、X線カメラ20とX線源10のうち、旋回半径が大きい方に対して、n+1回目の旋回運動の旋回開始点を最適化するとよい。また、X線カメラ20とX線源10のうち、より小さな半径の旋回運動を行う方は、X線カメラ20とX線源10のうち、より大きな半径の旋回運動を行う方と同時に、次の旋回運動の前記旋回開始点に到達させるようにするとよい。 According to the above findings, when the distance between the turning circle of the nth turning motion and the turning circle of the n+1th turning motion is relatively long, it is advisable to optimize the turning start point of the n+1th turning motion for the X-ray camera 20 or the X-ray source 10 that has a larger turning radius. In addition, it is advisable to make the X-ray camera 20 or the X-ray source 10 that makes a turning motion with a smaller radius reach the turning start point of the next turning motion at the same time as the X-ray camera 20 or the X-ray source 10 that makes a turning motion with a larger radius.

そうすれば、X線カメラ20とX線源10のうち、より小さな半径の旋回運動を行う方を、X線カメラ20とX線源10のうち、より大きな半径の旋回運動を行う方と同時に、n+1回目の旋回運動旋回開始点に到達させることができる。その結果、より早期にn+1回目の旋回運動を開始させることができ、より確実に検査時間の短縮を図ることが可能である。 In this way, the X-ray camera 20 or the X-ray source 10 that performs a rotational motion with a smaller radius can reach the starting point of the n+1th rotational motion at the same time as the X-ray camera 20 or the X-ray source 10 that performs a rotational motion with a larger radius. As a result, the n+1th rotational motion can be started earlier, and the examination time can be more reliably shortened.

また、上記の実施例においては、被検査物Sの位置を固定し、その上下においてX線カメラ20とX線源10とを旋回運動させる形式のX線検査装置1に対して、本発明を適用した例について説明した。しかしながら、本発明の適用対象は構成を有するX線検査装置に限られない。X線源10を固定し、被検査物S及び、X線カメラ20を旋回させる形式のX線検査装置11に対して、本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, an example was described in which the present invention was applied to an X-ray inspection device 1 in which the position of the object to be inspected S is fixed and the X-ray camera 20 and the X-ray source 10 are rotated above and below the object to be inspected. However, the application of the present invention is not limited to X-ray inspection devices having the above-mentioned configuration. The present invention may also be applied to an X-ray inspection device 11 in which the X-ray source 10 is fixed and the object to be inspected S and the X-ray camera 20 are rotated.

図11には、本実施例におけるX線検査装置11における、X線カメラ20、被被検査物S、X線源10の配置の例を示す。図11(a)に示すのは、X線カメラ20が被検査物Sの上側、X線源10が被検査物Sの下側に配置される例、図11(b)に示すのは、X線源10が被検査物Sの上側、X線カメラ20が被検査物Sの下側に配置される例である。いずれの場合においても、X線源10が固定され、X線カメラ20及び被検査物Sが旋回運動を行う。 Figure 11 shows an example of the arrangement of the X-ray camera 20, the object to be inspected S, and the X-ray source 10 in the X-ray inspection device 11 in this embodiment. Figure 11(a) shows an example in which the X-ray camera 20 is arranged above the object to be inspected S and the X-ray source 10 is arranged below the object to be inspected S, and Figure 11(b) shows an example in which the X-ray source 10 is arranged above the object to be inspected S and the X-ray camera 20 is arranged below the object to be inspected S. In either case, the X-ray source 10 is fixed, and the X-ray camera 20 and the object to be inspected S perform a rotating movement.

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本開示の構成要件を図面の符号付きで付記しておく。
<付記1>
検査対象に照射するX線を発生するX線源(10)と、
前記X線源(10)から前記検査対象に照射されたX線によるX線画像を撮影するX線カメラ(20)と、
前記検査対象を保持する保持部(40)と、を備え、
前記X線源(10)と、前記X線カメラ(20)と、前記保持部(40)のうちのいずれかが、旋回部(10、20、40)として旋回運動することで、撮影方向を変更しつつ前記X線画像を撮影して、前記検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置(1、11)であって、
前記旋回部(10、20、40)は、複数の場所において順次旋回運動するとともに、
一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点へ移動するための移動運動を行い、
前記旋回部(10、20、40)が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、前記旋回部である前記X線源(10)と、前記X線カメラ(20)と、前記保持部(40)のうちのいずれかは、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動し、
前記旋回円における前記旋回開始点及び前記特定移動軌跡を算出する軌跡算出部(111b)をさらに備え、
前記次の旋回運動の旋回開始点は、前記次の旋回運動の旋回円上に配置するように設定された複数の候補点のうち、前記旋回部である前記X線源(10)と、前記X線カメラ(20)と、前記保持部(40)のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記一の旋回運動の旋回円から前記次の旋回運動の旋回円まで最短の移動時間で移動可能な点として、前記軌跡算出部(111b)によって算出されることを特徴とする、X線検査装置(1、11)。
<付記15>
検査対象に照射するX線を発生するX線源(10)と、
前記X線源(10)から前記検査対象に照射されたX線によるX線画像を撮影するX線カメラ(20)と、
前記検査対象を保持する保持部(40)と、を備え、
前記X線源(10)と、前記X線カメラ(20)と、前記保持部(40)のうちのいずれかが、旋回部(10、20、40)として旋回運動することで、撮影方向を変更しつつ前記X線画像を撮影して、前記検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置(1、11)を用いたX線検査方法であって、
前記旋回部(10、20、40)を、複数の場所において順次旋回運動させるとともに、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点へ移動するための移動運動を行い、
前記旋回部(10、20、40)が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、前記旋回部である前記X線源(10)と、前記X線カメラ(20)と、前記保持部(40)のうちのいずれかは、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動し、
前記次の旋回運動の旋回開始点は、前記次の旋回運動の旋回円上に配置するように設定された複数の候補点のうち、前記旋回部(10、20、40)である前記X線源(10)と、前記X線カメラ(20)と、前記保持部(40)のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記一の旋回運動の旋回円から前記次の旋回運動の旋回円まで最短の移動時間で移動可能な点として決定されることを特徴とする、X線検査方法。
In addition, in the following, in order to make it possible to compare the constituent elements of the present invention with the configurations of the embodiments, the constituent elements of the present disclosure will be noted with the reference numerals in the drawings.
<Appendix 1>
an X-ray source (10) for generating X-rays to be irradiated onto an object to be inspected;
an X-ray camera (20) for capturing an X-ray image using X-rays irradiated from the X-ray source (10) onto the inspection object;
A holding section (40) for holding the test object,
An X-ray inspection device (1, 11) in which any one of the X-ray source (10), the X-ray camera (20), and the holding unit (40) rotates as a rotating unit (10, 20, 40), thereby capturing the X-ray images while changing the shooting direction, and acquiring and inspecting a three-dimensional image of the inspection object,
The rotating portion (10, 20, 40) sequentially rotates at a plurality of locations,
performing a movement movement for moving from a turning end point of one turning movement to a turning start point of the next turning movement;
When the rotating unit (10, 20, 40) moves from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of the next rotation motion, any one of the rotating units, that is, the X-ray source (10), the X-ray camera (20), and the holding unit (40), moves along a specific movement trajectory that is a trajectory connecting a rotation circle of the one rotation motion and a rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point;
A trajectory calculation unit (111b) for calculating the turning start point in the turning circle and the specific movement trajectory,
The X-ray inspection device (1, 11), characterized in that the starting point of the next rotational motion is calculated by the trajectory calculation unit (111b) as a point to which any of the rotation parts, that is, the X-ray source (10), the X-ray camera (20), and the holding part (40), can move from the rotation circle of the one rotational motion to the rotation circle of the next rotational motion in the shortest movement time along the specific movement trajectory.
<Appendix 15>
an X-ray source (10) for generating X-rays to be irradiated onto an object to be inspected;
an X-ray camera (20) for capturing an X-ray image using X-rays irradiated from the X-ray source (10) onto the inspection object;
A holding section (40) for holding the test object,
An X-ray inspection method using an X-ray inspection device (1, 11) in which any one of the X-ray source (10), the X-ray camera (20), and the holding unit (40) rotates as a rotating unit (10, 20, 40) to capture the X-ray images while changing the shooting direction, thereby obtaining and inspecting a three-dimensional image of the inspection object,
The rotating unit (10, 20, 40) is rotated in sequence at a plurality of locations, and a moving motion is performed to move from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of the next rotation motion;
When the rotating unit (10, 20, 40) moves from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of the next rotation motion, any one of the rotating units, that is, the X-ray source (10), the X-ray camera (20), and the holding unit (40), moves along a specific movement trajectory that is a trajectory connecting a rotation circle of the one rotation motion and a rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point;
an X-ray inspection method, characterized in that the starting point of the next rotational movement is determined as a point to which any of the rotating parts (10, 20, 40), namely the X-ray source (10), the X-ray camera (20), and the holding part (40), can move from the rotational circle of the one rotational movement to the rotational circle of the next rotational movement in the shortest moving time along the specific movement trajectory, among a plurality of candidate points set to be positioned on the rotational circle of the next rotational movement.

1、11・・・X線検査装置
10・・・X線源
20・・・X線カメラ
40・・・保持部
100・・・制御部
111・・・演算部
111b・・・軌跡算出部
121・・・X線源旋回運動旋回円
122・・・X線カメラ旋回運動旋回円
123・・・移動運動軌跡
S・・・被検査物(基板)
Reference Signs List 1, 11: X-ray inspection device 10: X-ray source 20: X-ray camera 40: Holding unit 100: Control unit 111: Calculation unit 111b: Trajectory calculation unit 121: X-ray source rotational motion rotation circle 122: X-ray camera rotational motion rotation circle 123: Movement motion trajectory S: Inspection object (substrate)

Claims (13)

検査対象に照射するX線を発生するX線源と、
前記X線源から前記検査対象に照射されたX線によるX線画像を撮影するX線カメラと、
前記検査対象を保持する保持部と、を備え、
前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、旋回部として旋回運動することで、撮影方向を変更しつつ前記X線画像を撮影して、前記検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置であって、
前記旋回部は、複数の場所において順次旋回運動するとともに、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点へ移動するための移動運動を行い、
前記旋回部が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかは、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動し、
前記旋回運動の前記旋回開始点及び前記特定移動軌跡を算出する軌跡算出部をさらに備え、
前記次の旋回運動の旋回開始点は、前記次の旋回運動の旋回円上に配置するように設定された複数の候補点のうち、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記一の旋回運動の旋回円から前記次の旋回運動の旋回円まで最短の移動時間で移動可能な点として、前記軌跡算出部によって算出され
前記特定移動軌跡は、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の線速度または、線速度及び加速度または、線速度、加速度及び躍度が連続となる軌跡であることを特徴とする、X線検査装置。
an X-ray source that generates X-rays to be irradiated onto an object to be inspected;
an X-ray camera that captures an X-ray image of the inspection object using X-rays irradiated from the X-ray source;
A holding unit that holds the test object,
An X-ray inspection device in which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit rotates as a rotating unit to capture the X-ray images while changing the shooting direction, thereby obtaining and inspecting a three-dimensional image of the inspection object,
the rotating unit performs a sequential rotating motion at a plurality of locations and a moving motion for moving from a rotating end point of one rotating motion to a rotating start point of a next rotating motion;
When the rotating unit moves from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion, any one of the rotating unit, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, moves along a specific movement trajectory that is a trajectory connecting a rotation circle of the one rotation motion and a rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point;
a trajectory calculation unit that calculates the turning start point and the specific movement trajectory of the turning motion,
a rotation start point of the next rotation motion is calculated by the trajectory calculation unit as a point to which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, which are the rotation units, can move from the rotation circle of the one rotation motion to the rotation circle of the next rotation motion in the shortest movement time along the specific movement trajectory, among a plurality of candidate points set to be disposed on a rotation circle of the next rotation motion ;
An X-ray inspection apparatus, characterized in that the specific movement trajectory is a trajectory in which the linear velocity, or the linear velocity and acceleration, or the linear velocity, acceleration and jerk of the rotating part are continuous at the rotation end point and /or the rotation start point.
検査対象に照射するX線を発生するX線源と、an X-ray source that generates X-rays to be irradiated onto an object to be inspected;
前記X線源から前記検査対象に照射されたX線によるX線画像を撮影するX線カメラと、an X-ray camera that captures an X-ray image of the inspection object using X-rays irradiated from the X-ray source;
前記検査対象を保持する保持部と、を備え、A holding unit that holds the test object,
前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、旋回部として旋回運動することで、撮影方向を変更しつつ前記X線画像を撮影して、前記検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置であって、An X-ray inspection device in which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit rotates as a rotating unit to capture the X-ray images while changing the shooting direction, thereby obtaining and inspecting a three-dimensional image of the inspection object,
前記旋回部は、複数の場所において順次旋回運動するとともに、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点へ移動するための移動運動を行い、the rotating unit sequentially rotates at a plurality of locations and performs a moving motion for moving from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion;
前記旋回部が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかは、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動し、When the rotating unit moves from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion, any one of the rotating unit, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, moves along a specific movement trajectory that is a trajectory connecting a rotation circle of the one rotation motion and a rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point;
前記旋回運動の前記旋回開始点及び前記特定移動軌跡を算出する軌跡算出部をさらに備え、a trajectory calculation unit that calculates the turning start point and the specific movement trajectory of the turning motion,
前記次の旋回運動の旋回開始点は、前記次の旋回運動の旋回円上に配置するように設定された複数の候補点のうち、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記一の旋回運動の旋回円から前記次の旋回運動の旋回円まで最短の移動時間で移動可能な点として、前記軌跡算出部によって算出され、a rotation start point of the next rotation motion is calculated by the trajectory calculation unit as a point to which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, which are the rotation units, can move from the rotation circle of the one rotation motion to the rotation circle of the next rotation motion in the shortest movement time along the specific movement trajectory, among a plurality of candidate points set to be disposed on a rotation circle of the next rotation motion;
前記特定移動軌跡または、前記特定移動軌跡における前記旋回部の移動時間は、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかの、線速度または軸速度、加速度、移動範囲のいずれかが所定の許容値を超えない範囲で決定されることを特徴とする、X線検査装置。An X-ray inspection device characterized in that the specific movement trajectory or the movement time of the rotating part on the specific movement trajectory is determined within a range in which any of the linear or axial velocity, acceleration, and movement range of any of the rotating parts, which are the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, does not exceed a predetermined allowable value.
前記複数の候補点は、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記次の旋回運動の旋回円を、時計回りで旋回する場合と、反時計回りで旋回する場合の両方の場合について設定されることを特徴とする、請求項1または2に記載のX線検査装置。 3. The X-ray inspection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of candidate points are set for both a case where the X-ray source, which is the rotating part, the X-ray camera, or the holding part rotates around a rotation circle of the next rotational motion clockwise and a case where the ... counterclockwise . 前記軌跡算出部は複数の演算装置を含み、前記複数の候補点についての移動時間を前記複数の演算装置を用いて並列演算することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のX線検査装置。 4. The X-ray inspection apparatus according to claim 1 , wherein the trajectory calculation unit includes a plurality of arithmetic units, and calculates the travel times for the plurality of candidate points in parallel using the plurality of arithmetic units. 前記旋回部が、前記旋回運動及び前記移動運動の途中で停止する停止区間が無いことを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載のX線検査装置。 5. The X-ray inspection apparatus according to claim 1 , wherein the rotating part does not have a stopping section during the rotating motion and the moving motion. 前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の加速度が0であることを特徴とする、請求項1に記載のX線検査装置。 2. The X-ray inspection apparatus according to claim 1 , wherein the acceleration of the rotating part is zero at the rotation end point and/or the rotation start point. 前記特定移動軌跡は、多項式として、または三角関数に対して媒介変数を用いて算出されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載のX線検査装置。 The X-ray inspection device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the specific movement trajectory is calculated as a polynomial or by using a parameter for a trigonometric function. 前記特定移動軌跡または、前記特定移動軌跡における前記旋回部の移動時間は、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかの、線速度または軸速度、加速度、移動範囲のいずれかが所定の許容値を超えない範囲で決定されることを特徴とする、請求項1に記載のX線検査装置。 The X-ray inspection device according to claim 1, characterized in that the specific movement trajectory or the movement time of the rotating part on the specific movement trajectory is determined within a range in which any of the linear or axial speed, acceleration, and movement range of the rotating part, which is the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, does not exceed a predetermined allowable value. 前記旋回部は、前記X線源と前記X線カメラであり、前記保持部はX線検査装置内の所定位置に保持されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載のX線検査装置。 The X-ray inspection device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the rotating part is the X-ray source and the X-ray camera, and the holding part is held at a predetermined position within the X-ray inspection device. 検査対象に照射するX線を発生するX線源と、
前記X線源から前記検査対象に照射されたX線によるX線画像を撮影するX線カメラと

前記検査対象を保持する保持部と、を備え、
前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、旋回部として旋回運動することで、撮影方向を変更しつつ前記X線画像を撮影して、前記検査対象の3次元画像を取得して検査するX線検査装置を用いたX線検査方法であって、
前記旋回部を、複数の場所において順次旋回運動させるとともに、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点へ移動するための移動運動を行い、
前記旋回部が、一の旋回運動の旋回終了点から次の旋回運動の旋回開始点に移動する際に、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかは、前記一の旋回運動の旋回円と前記次の旋回運動の旋回円とを、前記旋回終了点と前記旋回開始点において結ぶ軌跡である特定移動軌跡に沿って移動し、
前記次の旋回運動の旋回開始点は、前記次の旋回運動の旋回円上に配置するように設定された複数の候補点のうち、前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかが、前記特定移動軌跡に沿って、前記一の旋回運動の旋回円から前記次の旋回運動の旋回円まで最短の移動時間で移動可能な点として決定され
前記特定移動軌跡は、前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において、前記旋回部の線速度または、線速度及び加速度または、線速度、加速度及び躍度が連続となる軌跡であることを特徴とするX線検査方法。
an X-ray source that generates X-rays to be irradiated onto an object to be inspected;
an X-ray camera that captures an X-ray image of the inspection object using X-rays irradiated from the X-ray source;
A holding unit that holds the test object,
An X-ray inspection method using an X-ray inspection device, in which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit rotates as a rotating unit to capture the X-ray images while changing the shooting direction, thereby obtaining and inspecting a three-dimensional image of the inspection object,
The rotating unit is rotated in a succession of positions, and a moving motion is performed to move from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion;
When the rotating unit moves from a rotation end point of one rotation motion to a rotation start point of a next rotation motion, any one of the rotating unit, that is, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, moves along a specific movement trajectory that is a trajectory connecting a rotation circle of the one rotation motion and a rotation circle of the next rotation motion at the rotation end point and the rotation start point;
a rotation start point of the next rotation motion is determined as a point to which any one of the X-ray source, the X-ray camera, and the holding unit, which are the rotation units, can move from the rotation circle of the one rotation motion to the rotation circle of the next rotation motion in the shortest moving time along the specific movement trajectory, among a plurality of candidate points set to be disposed on a rotation circle of the next rotation motion ;
An X-ray inspection method characterized in that the specific movement trajectory is a trajectory in which the linear velocity, or the linear velocity and acceleration, or the linear velocity, acceleration and jerk of the rotating part are continuous at the end point of rotation and /or the start point of rotation.
前記旋回部である前記X線源と、前記X線カメラと、前記保持部のうちのいずれかを、前記旋回運動から前記移動運動に停止させずに移行させることを特徴とする、請求項10に記載のX線検査方法。 The X-ray inspection method according to claim 10, characterized in that any one of the rotating parts, the X-ray source, the X-ray camera, and the holding part, is shifted from the rotating motion to the moving motion without stopping. 前記旋回終了点および/または前記旋回開始点において前記旋回部の加速度が0であることを特徴とする、請求項10または11に記載のX線検査方法。 12. The X-ray inspection method according to claim 10 , wherein the acceleration of the rotating part is zero at the rotation end point and/or the rotation start point. 前記特定移動軌跡は、多項式によって定義され、または三角関数に対して媒介変数を用いて算出されることを特徴とする、請求項10から12のいずれか一項に記載のX線検査方法。 13. The X-ray inspection method according to claim 10 , wherein the specific movement trajectory is defined by a polynomial or calculated using a parameter for a trigonometric function.
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