Ｘ線検査装置およびＸ線検査プログラム
【課題】搬送コンベアの状態に関わらず、高精度なキャリブレーションを実施して被検査物の検査を正確に行うことが可能なＸ線検査装置およびＸ線検査プログラムを提供する。
【解決手段】Ｘ線検査装置は、コンベア上に載置された商品に対して照射されたＸ線の透過光をＸ線ラインセンサにおいて検出することで商品に含まれる異物の有無を検出する装置であって、Ｘ線ラインセンサに含まれる複数の画素のキャリブレーションを行う際には、Ｘ線検査装置に搭載された制御コンピュータ２０において形成される判定部２０ａやキャリブレーション実行部２０ｂ等の各種制御ブロックによって、コンベアにおけるキャリブレーションを実施するために適した位置を探して、その位置においてＸ線ラインセンサが検出した結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【解決手段】Ｘ線検査装置は、コンベア上に載置された商品に対して照射されたＸ線の透過光をＸ線ラインセンサにおいて検出することで商品に含まれる異物の有無を検出する装置であって、Ｘ線ラインセンサに含まれる複数の画素のキャリブレーションを行う際には、Ｘ線検査装置に搭載された制御コンピュータ２０において形成される判定部２０ａやキャリブレーション実行部２０ｂ等の各種制御ブロックによって、コンベアにおけるキャリブレーションを実施するために適した位置を探して、その位置においてＸ線ラインセンサが検出した結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象となる物品に対してＸ線を照射して物品の検査を行うＸ線検査装置およびＸ線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、食品などの商品の生産ラインにおいては、商品への異物混入や商品の割れ欠けがある場合にその不良商品が出荷されることを防止するために、Ｘ線検査装置を用いた商品不良検査が行われている。このＸ線検査装置では、搬送コンベアによって連続搬送されてくる被検査物に対してＸ線を照射し、そのＸ線の透過状態をラインセンサ等のＸ線受光部において検出して、被検査物中に異物が混入していないか、あるいは被検査物に割れ欠けが生じていたり被検査物内の単位内容物の数量が不足していたりしないかを判別する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、バックグラウンドデータの角度に対する強度曲線と強度レベルとに関して、強度曲線を標準試料の測定データに基づいて求め、強度曲線のレベルを強度レベルに基づいて調整することで、測定対象に依存しない適正なバックグラウンドデータを得ることが可能なＸ線回折装置（Ｘ線検査装置）について開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３３９７０７号公報（平成１０年１２月２２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のＸ線検査装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、一般的に、このようなＸ線検査装置では、ラインセンサの出力のオフセットとレンジとを得るためにキャリブレーションが実施される。これにより、キャリブレーションによってラインセンサごとのＸ線検出の感度を補正することで、検査対象となる物品を透過したＸ線を正確に検出して、異物混入等の検査を高精度に実施することが可能になる。
【０００５】
しかし、上記公報に開示されたＸ線検査装置では、測定データから背景画像を除去することで測定対象に依存しない正確なバックグラウンドデータを取得することができるものの、検査対象となる商品を搬送する搬送コンベアが劣化したり傷ついたりした場合や、例えばフィンガー継手によって連結された搬送コンベアを用いる場合には、その劣化部分や傷の部分、継手の部分にＸ線が吸収されるため、ラインセンサの出力が劣化等のない部分と比較して小さくなる（図９（ｂ）および図９（ｃ）参照）。このため、この劣化部分等を含む位置を基準にしてキャリブレーションを行った後で被検査物の検査を行った場合には、劣化等の無い部分が必要以上に検出量が大きくなって、検出データに基づいて作成されるＸ線画像が明るくなり過ぎて、適切なＸ線画像が得られず、被検査物の検査を正確に実施することができなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、搬送コンベアの状態に関わらず、高精度なキャリブレーションを実施して被検査物の検査を正確に行うことが可能なＸ線検査装置およびＸ線検査プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るＸ線検査装置は、被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、搬送コンベアと、Ｘ線照射部と、ラインセンサと、判定部と、キャリブレーション実行部と、を備えている。搬送コンベアは、被検査物を所定の方向に搬送する。Ｘ線照射部は、搬送コンベアによって搬送される被検査物に対してＸ線を照射する。ラインセンサは、Ｘ線照射部から照射されたＸ線を、搬送コンベアを介して検出する複数の画素を含む。判定部は、搬送コンベアに被検査物を載置しない状態で搬送コンベアの各位置ごとに取得されたＸ線照射器から照射されたＸ線のラインセンサにおける検出結果に基づいて、搬送コンベアの各位置がラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する。キャリブレーション実行部は、判定部においてキャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置においてラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【０００８】
ここでは、搬送される被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を、搬送コンベアを介して検出して被検査物に含まれる異物等の混入検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線を検出するラインセンサに含まれる複数の画素のキャリブレーションを実施する際には、被検査物を搬送する搬送コンベアを被検査物が載置されていない状態で複数回停止させて各停止位置ごとにＸ線を検出する。そして、これらの複数の停止位置における検出結果のうち、各画素ごとの検出結果に所定値以上の差がある停止位置については、キャリブレーションを行うのに不適な位置として判定する一方、所定値未満の差の停止位置については、キャリブレーションを行うのに適した位置として判定する。その後、上記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された停止位置において検出されたラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを実行する。
【０００９】
ここで、上記キャリブレーションを行うとは、実際にキャリブレーションを実施する場合や、キャリブレーション用のデータを蓄積すること等のようなキャリブレーションを実施する前段階の行為も含まれる。
これにより、例えば、搬送コンベアの一部が局所的に劣化していたり傷、汚れ等が入っていたりする場合や、搬送コンベアがフィンガー継手等を含む場合でも、キャリブレーションを行うために不適切な搬送コンベアの停止位置を特定することで、その位置以外の位置においてキャリブレーションを実施することができる。この結果、その劣化部分や継手部分等を透過するＸ線の一部が吸収されてしまうことに起因して、高精度なキャリブレーションが実施できなくなることを防止して、被検査物の検査を正確に行うことができる。
【００１０】
なお、フィンガー継手等のように、使用初期の段階から常に継手部分を透過したＸ線量が減少する場合には、使用初期段階でキャリブレーション用のデータを取得し、このデータをそれ以降も使用すればよい。一方、搬送コンベアの劣化や傷については、運転開始時等ごとに上記停止位置を選んでキャリブレーションを行うことで、経年変化する搬送コンベアの状態に応じて適正なキャリブレーションを実施することができる。
【００１１】
第２の発明に係るＸ線検査装置は、第１の発明に係るＸ線検査装置であって、搬送コンベアの各位置がラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定するためのデータを取得する際には、搬送コンベアを１周させる。
ここでは、搬送コンベアにおける劣化部分や傷の部分等の不適正位置を特定するために、キャリブレーションを実施する前に搬送コンベアを１周させながら各位置においてラインセンサによって透過Ｘ線の検出データを取得する。
【００１２】
これにより、搬送コンベアにおける不適正位置を全て特定することができる。この結果、不適正位置を避けた位置においてキャリブレーションを実施することで、高精度にキャリブレーションを実施することができる。さらに、複数の被検査物を搬送しながら連続して検査を行う場合でも、特定された不適正位置を避けるようにして検査を行うことで、高精度に検査を行うことが可能になる。
【００１３】
第３の発明に係るＸ線検査装置は、第１または第２の発明に係るＸ線検査装置であって、搬送コンベアの各位置において、ラインセンサに含まれる各画素ごとに取得された検出データに基づいてヒストグラムを作成するヒストグラム作成部をさらに備えている。そして、判定部は、ヒストグラムの中心を基準として判定を行う。
ここでは、ラインセンサにおいて取得された搬送コンベアの各位置ごとの検出データに基づいてヒストグラムを作成する。そして、判定部は、ヒストグラムの中央値、つまり最も均一な部分の検出データの値を基準にして、各位置における検出データとの差を算出し、それぞれの位置が適正位置か不適正位置かの判定を行う。
【００１４】
これにより、適正位置の中に点在する劣化や傷の部分（不適正位置）を容易に判別して、これを正確に特定することができる。
【００１５】
第４の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、キャリブレーション実行部は、判定部における判定用に取得されたラインセンサにおける検出結果を用いて、キャリブレーションを実行する。
ここでは、搬送コンベアにおける各位置が適正位置であるか不適正位置であるかを判別するために、各位置ごとにラインセンサにおいて取得された検出データのうち、適正位置と判定された位置における検出データに基づいてキャリブレーションを行う。
これにより、適正位置と不適正位置とを判別するために取得された検出データを１回取得するだけでキャリブレーションまで実施することができるため、キャリブレーションの実施効率を向上させることができる。
【００１６】
第５の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、キャリブレーション実行部は、判定部における判定後に、ラインセンサにおいてキャリブレーション用のデータを新たに取得する。
ここでは、搬送コンベアにおける各位置が適正位置であるか不適正位置であるかを判別した後、適正位置と判定された位置においてラインセンサによって新たに取得された検出データに基づいてキャリブレーションを行う。
これにより、適正位置において新たに取得した検出データに基づいてキャリブレーションを実施することができるため、従来よりも高精度なキャリブレーションを実施することが可能になる。
【００１７】
第６の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、搬送コンベアを制御する制御部をさらに備えている。そして、制御部は、判定部において不適と判定された位置に被検査物を搬入しないように搬送コンベアを制御する。
【００１８】
ここでは、例えば、劣化部分や傷の部分を含む搬送コンベアが被検査物の受入れ位置へまわってきた場合には、搬送速度を早める等の制御を行うことで、劣化部分等の上に被検査物が載置されないようにする。
これにより、被検査物に対して照射されたＸ線を検出して得られるＸ線画像中に、搬送コンベアの劣化部分や傷の部分が含まれてしまうことを防止することができる。この結果、搬送コンベアの劣化部分等を誤って被検査物中に混入した異物として判定してしまうことを回避することができる。
【００１９】
第７の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、画像作成部と、画像処理部とをさらに備えている。画像作成部は、被検査物に対して照射されたＸ線のラインセンサにおける検出結果に基づいてＸ線画像を作成する。画像処理部は、被検査物の検査を行う場合には、判定を行うためにラインセンサにおいて取得された検出データに基づいて、画像作成部において作成されたＸ線画像に対して減算処理を行う。
【００２０】
ここでは、被検査物に対して照射されたＸ線の検出結果に基づいて作成されたＸ線画像に対して、搬送コンベアの不適正な位置の特定のために複数の位置において取得された検出データを用いて減算処理を行う。
これにより、被検査物の検査を行う際に作成されたＸ線画像から背景部分を排除することができる。この結果、高精度なキャリブレーションを実施した後、事前に取得された検出データを用いて被検査物のＸ線画像から背景部分を排除して、高精度に異物検出等を行うことができる。
【００２１】
第８の発明に係るＸ線検査装置は、被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、搬送コンベアと、Ｘ線照射部と、ラインセンサと、キャリブレーション実行部と、を備えている。搬送コンベアは、被検査物を所定の方向に搬送する。Ｘ線照射部は、搬送コンベアによって搬送される被検査物に対してＸ線を照射する。ラインセンサは、Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出する。キャリブレーション実行部は、Ｘ線照射部からＸ線を照射して、被検査物を載置せずに搬送コンベアを作動させた状態でラインセンサに含まれる複数の画素において検出されたＸ線量の平均値を算出し、平均値に基づいて前記ラインセンサのキャリブレーションを行う。
【００２２】
ここでは、被検査物を載置せずに搬送コンベアを作動させながらＸ線を照射して各画素においてＸ線照射時の各画素における検出データを平均値として算出する。そして、この平均値をＸ線非照射時の各画素における検出データと比較して、ラインセンサにおけるキャリブレーションを行う。
これにより、搬送コンベアにおける劣化や傷を含む位置が全体の一部分である場合には、各画素における検出データの平均値を算出することにより、劣化や傷等の影響を排除することができる。よって、この平均値に基づいてラインセンサのキャリブレーションを実施することで、搬送コンベアにおける劣化等の影響を受けずに、被検査物の検査を高精度に実施することが可能になる。
【００２３】
第９の発明に係るＸ線検査プログラムは、被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して被検査物の検査を行うＸ線検査プログラムであって、第１および第２のステップを備えている。第１のステップは、搬送コンベアに被検査物を載置しない状態で搬送コンベアの各位置ごとに取得されたＸ線のラインセンサによる検出結果に基づいて、搬送コンベアの各位置がラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する。第２のステップは、第１のステップにおいてキャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置におけるラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【００２４】
ここでは、搬送される被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を、搬送コンベアを介して検出して被検査物に含まれる異物等の混入検査を行うＸ線検査プログラムにおいて、Ｘ線を検出するラインセンサに含まれる複数の画素のキャリブレーションを実施する際には、被検査物を搬送する搬送コンベアを被検査物が載置されていない状態で複数回停止させて各停止位置ごとにＸ線を検出する。そして、これらの複数の停止位置における検出結果のうち、各画素ごとの検出結果に所定値以上の差がある停止位置については、キャリブレーションを行うのに不適な位置として判定する一方、所定値未満の差の停止位置については、キャリブレーションを行うのに適した位置として判定する。その後、上記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された停止位置において検出されたラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを実行する。
【００２５】
ここで、上記キャリブレーションを行うとは、実際にキャリブレーションを実施する場合や、キャリブレーション用のデータを蓄積すること等のようなキャリブレーションを実施する前段階の行為も含まれる。
これにより、例えば、搬送コンベアの一部が局所的に劣化していたり傷、汚れ等が入っていたりする場合や、搬送コンベアがフィンガー継手等を含む場合でも、キャリブレーションを行うために不適切な搬送コンベアの停止位置を特定することで、その位置以外の位置においてキャリブレーションを実施することができる。この結果、その劣化部分や継手部分等を透過するＸ線の一部が吸収されてしまうことに起因して、高精度なキャリブレーションが実施できなくなることを防止して、被検査物の検査を正確に行うことができる。
【００２６】
なお、フィンガー継手等のように、使用初期の段階から常に継手部分を透過したＸ線量が減少する場合には、使用初期段階でキャリブレーション用のデータを取得し、このデータをそれ以降も使用すればよい。一方、搬送コンベアの劣化や傷については、運転開始時等ごとに上記停止位置を選んでキャリブレーションを行うことで、経年変化する搬送コンベアの状態に応じて適正なキャリブレーションを実施することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のＸ線検査装置によれば、搬送コンベアにおける不適正位置を全て特定することができる。この結果、不適正位置を避けた位置においてキャリブレーションを実施することで、高精度にキャリブレーションを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置１０について、図１〜図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
［Ｘ線検査装置１０全体の構成］
本実施形態のＸ線検査装置１０は、図１に示すように、食品等の商品の生産ラインにおいて品質検査を行う装置の１つである。Ｘ線検査装置１０は、連続的に搬送されてくる商品に対してＸ線を照射し、商品を透過したＸ線量に基づいて商品に異物が混入しているか否かの検査を行う。
【００２９】
Ｘ線検査装置１０の被検査物である商品Ｇは、図２に示すように、前段コンベア６０によりＸ線検査装置１０に運ばれてくる。商品Ｇは、Ｘ線検査装置１０において異物混入の有無が判断される。このＸ線検査装置１０での判断結果は、Ｘ線検査装置１０の下流側に配置される振分機構７０に送信される。振分機構７０は、商品ＧがＸ線検査装置１０において良品と判断された場合には商品Ｇをそのまま正規のラインコンベア８０へと送る。一方、商品ＧがＸ線検査装置１０において不良品と判断された場合には、下流側の端部を回転軸とするアーム７０ａが搬送路を遮るように回動する。これにより、不良品と判断された商品Ｇを、搬送路から外れた位置に配置された不良品回収箱９０によって回収することができる。
【００３０】
Ｘ線検査装置１０は、図１に示すように、主として、シールドボックス１１と、コンベア（搬送コンベア）１２と、遮蔽カーテン１６と、タッチパネル機能付きのモニタ（表示装置）２６と、を備えている。そして、その内部には、図３に示すように、Ｘ線照射器（Ｘ線照射部）１３と、Ｘ線ラインセンサ（ラインセンサ）１４と、制御コンピュータ（判定部、キャリブレーション実行部、ヒストグラム作成部、制御部、画像作成部、画像処理部）２０（図４参照）とを備えている。
【００３１】
［シールドボックス１１］
シールドボックス１１は、商品Ｇの入口側と出口側の双方の面に、商品を搬出入するための開口１１ａを有している。このシールドボックス１１の中に、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ２０などが収容されている。
また、開口１１ａは、図１に示すように、シールドボックス１１の外部へのＸ線の漏洩を防止するために、遮蔽カーテン１６によって塞がれている。この遮蔽カーテン１６は、鉛を含むゴム製のノレン部分を有しており、商品が搬出入されるときには商品によって押しのけられる。
【００３２】
また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ２６の他、キーの差し込み口や電源スイッチが配置されている。
［コンベア１２］
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品Ｇを所定の方向へ搬送するものであって、図４の制御ブロックに含まれるコンベアモータ１２ｆによって駆動される。コンベア１２による搬送速度は、作業者が入力した設定速度になるように、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ｆのインバータ制御によって細かく制御される。
【００３３】
また、コンベア１２は、図３に示すように、コンベアベルト１２ａ、コンベアフレーム１２ｂを有しており、シールドボックス１１に対して取り外し可能な状態で取り付けられている。これにより、食品等の検査を行う場合においてシールドボックス１１内を清潔に保つために、コンベアを取り外して頻繁に洗浄することができる。
コンベアベルト１２ａは、無端状ベルトであって、ベルトの内側からコンベアフレーム１２ｂによって支持されている。そして、コンベアモータ１２ｆの駆動力を受けて回転することで、ベルト上に載置された物体を所定の方向に搬送する。
【００３４】
コンベアフレーム１２ｂは、無端状のベルトの内側からコンベアベルト１２ａを支持するとともに、図３に示すように、コンベアベルト１２ａの内側の面に対向する位置に、搬送方向に対して直角な方向に長く開口した開口部１２ｃを有している。開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおける、Ｘ線照射器１３とＸ線ラインセンサ１４とを結ぶ線上に形成されている。換言すれば、開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおけるＸ線照射器１３からのＸ線照射領域に、商品Ｇを透過したＸ線がコンベアフレーム１２ｂによって遮蔽されないように形成されている。
【００３５】
［Ｘ線照射器１３］
Ｘ線照射器１３は、図３に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、コンベアフレーム１２ｂに形成された開口部１２ｃを介して、コンベア１２の下方に配置されたＸ線ラインセンサ（ラインセンサ）１４に向かって扇形形状にＸ線を照射する（図３の斜線部参照）。
【００３６】
［Ｘ線ラインセンサ１４］
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２（開口部１２ｃ）の下方に配置されており、商品Ｇやコンベアベルト１２ａを透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサ１４は、図３および図５に示すように、コンベア１２による搬送方向に直交する向きに一直線に水平配置された複数の画素１４ａから構成されている。
【００３７】
また、Ｘ線検査装置１０内における商品Ｇに対するＸ線照射状態では、図５に示すように、その時のＸ線ラインセンサ１４を構成する各画素１４ａにおいて検出されるＸ線量は異物に相当する部分の画素１４ａにおける検出結果が周囲と比較して小さくなる。そして、商品Ｇを搬送するコンベア１２のコンベアベルト１２ａ等にゴミや汚れ、劣化部分等が含まれる場合、あるいはコンベア１２がフィンガー継手を有する場合には、図９（ａ）に示す正常な状態と比較して、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すようにＸ線ラインセンサ１４における検出結果にばらつきが生じる。
【００３８】
さらに、Ｘ線ラインセンサ１４に含まれる画素１４ａは、それぞれの検出特性によって感度に誤差があるため、後述するＸ線検査プログラムに従って、感度の誤差を排除するためのキャリブレーションが行われる。なお、本実施形態における各画素１４ａのキャリブレーションの実施方法については、後段にて詳述する。
［モニタ２６］
モニタ２６は、フルドット表示の液晶ディスプレイである。また、モニタ２６は、タッチパネル機能を有しており、初期設定や不良判断に関するパラメータ入力などを促す画面を表示する。
【００３９】
また、モニタ２６は、後述する画像処理が施された後のＸ線画像を表示する。これにより、商品Ｇに含まれる異物の有無、場所、大きさ等を、ユーザに対して視覚的に認識させることができる。
さらに、モニタ２６は、後述するＸ線照射量の不安定化によってＸ線画像に形成される暗いスジ部分を補正する前後のＸ線画像や、Ｘ線照射器１３の照射量の不安定化によって検査不能である旨の表示を行う。
【００４０】
［制御コンピュータ２０］
制御コンピュータ２０は、ＣＰＵ２１において、制御プログラムに含まれる画像処理ルーチン、検査判定処理ルーチンなどを実行する。また、制御コンピュータ２０は、ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）２５等の記憶部に、不良商品に対応するＸ線画像や検査結果、Ｘ線画像の補正用データ等を保存蓄積する。
【００４１】
具体的な構成として、制御コンピュータ２０は、図４に示すように、ＣＰＵ２１を搭載するとともに、このＣＰＵ２１が制御する主記憶部としてＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、およびＣＦ２５を搭載している。ＣＦ２５には、後述するキャリブレーションを行う位置として適しているか否かを判定するためのコンベア１２の各位置における検出データ２５ａや、これに基づく判定結果ログファイル２５ｂ、Ｘ線画像を補正するための背景部分として特定された部分（画素１４ａ）やその部分の明るさ等を記憶する補正用データ、検査画像や検査結果を記憶する検査結果ログファイル等が収納されている。
【００４２】
また、制御コンピュータ２０は、モニタ２６に対するデータ表示を制御する表示制御回路、モニタ２６のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート、外部接続端子としてのＵＳＢ２４等を備えている。
そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＣＦ２５などは、アドレスバス，データバス等のバスラインを介して相互に接続されている。
【００４３】
さらに、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ｆ、ロータリーエンコーダ１２ｇ、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、光電センサ１５等と接続されている。
ロータリーエンコーダ１２ｇは、コンベアモータ１２ｆに装着され、コンベア１２の搬送速度を検出して制御コンピュータ２０に送信する。
光電センサ１５は、被検査物である商品ＧがＸ線ラインセンサ１４の位置にくるタイミングを検出するための同期センサであり、コンベアを挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成されている。
【００４４】
本実施形態では、制御コンピュータ２０において、ＣＰＵ２１がＲＯＭ２２あるいはＲＡＭ２３等の記憶部に格納されているＸ線検査プログラムを読み込むことにより、図６に示すように、判定部２０ａ、キャリブレーション実行部２０ｂ、ヒストグラム作成部２０ｃ、搬送制御部（制御部）２０ｄ、画像作成部２０ｅおよび画像処理部２０ｆから構成される機能ブロックを形成する。
【００４５】
判定部２０ａは、後述するＸ線検査プログラムに従って、コンベア１２の各位置における状態がキャリブレーションを行うために適した位置であるか否かの判定を行う。
キャリブレーション実行部２０ｂは、上記判定部２０ａにおいてキャリブレーションを行うために適した位置であると判定されたコンベア１２の位置において、Ｘ線ラインセンサ１４に含まれる各画素１４ａのキャリブレーションを行う。具体的には、図８（ａ）に示すように、商品Ｇが載置されていないコンベア１２に対して照射されたＸ線をＸ線ラインセンサ１４に含まれる各画素１４ａにおいて検出して得られたデータを、図８（ｂ）に示すように均一化する。このようなキャリブレーションを実施することで、各画素１４ａごとに異なる感度の差を補正して、商品Ｇの検査を高精度に実施することができる。
【００４６】
ヒストグラム作成部２０ｃは、後述するＸ線検査プログラムに従って、コンベア１２の各位置における状態がキャリブレーションを行うために適した位置であるか否かの判定を行うために、各位置における各画素１４ａの検出結果のヒストグラム（図１０（ａ）〜図１０（ｃ）参照）を作成する。
搬送制御部２０ｄは、コンベア１２の搬送速度、搬送開始および停止等のタイミングを制御する装置であって、後述するＸ線検査プログラムに従って実施された判定結果に基づいて、キャリブレーションを実施するために適していないと判定された劣化や傷等を含む位置を避けて商品Ｇが搬送されるようにコンベア１２を制御する。
【００４７】
画像作成部２０ｅは、図５に示すＸ線ラインセンサ１４に含まれる各画素１４ａにおける検出結果に基づいて、異物混入検査を行うためのＸ線画像を作成する。
画像処理部２０ｆは、画像作成部２０ｅにおいて作成されたＸ線画像から背景部分を除去したり、キャリブレーションの結果を反映させたり、異物部分を発見し易くするための画像処理を行う。なお、本実施形態では、上記判定部２０ａによる判定結果に基づいて、キャリブレーションを実施した後、コンベア１２上に載置された商品Ｇに対して照射されたＸ線を検出して異物混入検査を実施する際には、後述するコンベア１２におけるキャリブレーションを実施するために適した位置であるか否かの判定用に取得した検出結果を用いて、上記画像処理部２０ｆによってＸ線画像から背景部分を除去することが可能である。
【００４８】
＜制御コンピュータ２０によるコンベア１２の位置ごとの状態判定＞
本実施形態では、上述した制御コンピュータ２０において、ＣＰＵ２１がＸ線検査プログラムを読み込んで実行される図７に示すフローに従って、コンベア１２の各停止位置における状態を判定した後、Ｘ線ラインセンサ１４の各画素１４ａの感度誤差のキャリブレーションを実行する。
【００４９】
すなわち、ステップＳ１では、Ｘ線ラインセンサ１４において、商品Ｇをコンベア１２上に載置せず、Ｘ線を照射していない状態で各画素のオフセットデータを取得する。
次に、ステップＳ２では、商品Ｇが載置されていない状態でコンベア１２を作動させる。
次に、ステップＳ３では、商品Ｇが載置されていない状態でコンベア１２に対してＸ線照射器１３からＸ線を照射する。
【００５０】
次に、ステップＳ４では、コンベア１２を複数の所定位置において停止させながらＸ線ラインセンサ１４においてＸ線の検出を行い、コンベア１２が１周したところでコンベア１２の作動を停止させる。
次に、ステップＳ５では、コンベア１２の各停止位置におけるＸ線ラインセンサ１４に含まれる画素１４ａによる検出結果に基づいて、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すようなヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、コンベア１２の各位置における検出結果に対応する明るさとその頻度との関係を示すものである。そして、図１０（ａ）のヒストグラムは、コンベア１２の状態が正常であって、かつ商品Ｇが載置されていない場合の結果を示すものである。図１０（ｂ）のヒストグラムは、例えば、コンベア１２を構成するコンベアベルト１２ａやコンベアフレーム１２ｂにゴミや劣化部分が含まれている場合の結果を示すものである。図１０（ｃ）のヒストグラムは、コンベア１２がフィンガー継手の場合の結果を示すものである。以上のように、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す結果から、コンベア１２の状態が正常である場合には、ほぼ一定の明るさの検出結果が得られ、コンベア１２の一部分にゴミや劣化部分を含む場合には、その部分にＸ線が吸収されたり透過したりすることで、明るさにバラつきが生じることが分かる。
【００５１】
次に、ステップＳ６では、ステップＳ５において作成したヒストグラムの中心を求める。つまり、コンベア１２の各停止位置における明るさの平均を求める。例えば、図１０（ａ）に示すように、コンベア１２の状態が正常である場合には、頻度が最も高い部分がヒストグラム中心となり、図１０（ｂ）に示すように、コンベア１２にゴミや劣化部分が含まれる場合には正常な部分よりも暗い部分の頻度が高くなるため、ヒストグラム中心は暗い側へ移動する。換言すれば、コンベア１２に含まれる劣化部分等が広範囲に及ぶほど、その停止位置においてＸ線ラインセンサ１４における検出結果に基づいて作成されたヒストグラムは暗い側へと移動するため、コンベア１２の状態が正常な位置におけるヒストグラムと比較して、その中心となる明るさの差は大きくなる。
【００５２】
次に、ステップＳ７では、各位置における結果とヒストグラム中心とを比較して、その差を算出する。なお、ここでの処理は、ヒストグラムにおける最も頻度の高い明るさの部分を正常な状態のコンベア１２を通過したＸ線の量として特定するものである。
次に、ステップＳ８では、ステップＳ７における差が所定量以上であるか否かに応じて、コンベア１２の各停止位置における状態を判定する。具体的には、差が所定量以上である場合には、その位置を異常な部分として判定し、差が所定量未満である場合には、その位置を正常な位置として判定する。このように、ヒストグラム中心に相当する検出結果と、実際に各位置における検出結果との差が所定量以上の場合には、劣化部分等の範囲が大きいものと推定されるため、これを異常な部分（劣化や傷の部分）として判定することで、コンベア１２の正常な状態の部分の中に点在する異常な部分を容易に特定することができる。
【００５３】
次に、ステップＳ９では、ステップＳ８において正常な位置として判定された位置の中から１箇所を選択し、その位置において実際に検出された検出結果のデータと、ステップＳ１において取得されたオフセットデータとを用いて、キャリブレーションを行う。これにより、改めてキャリブレーション用の検出データを取得する必要がないため、キャリブレーションの処理を効率よく実施することができる。
【００５４】
本実施形態では、以上のように、商品Ｇが載置されていない状態のコンベア１２を作動させた状態で取得された複数の停止位置における検出結果に基づいて、コンベア１２の各停止位置における状態が正常であるか否かを判定する。ここで、正常でない部分（異常な部分）を含む場合には、この異常な部分を避けるようにして正常な部分を通して取得された検出結果を用いてキャリブレーションを行う。
【００５５】
これにより、コンベア１２に劣化部分や傷等を含む場合でも、その場所を避けて取得された検出結果に基づいてキャリブレーションを実施することで、コンベア１２の状態にかかわらず、常に高精度なキャリブレーションを実施することができる。
［本Ｘ線検査装置１０の特徴］
（１）
本実施形態のＸ線検査装置１０は、図３に示すように、コンベア１２上に載置された商品Ｇに対して照射されたＸ線の透過光をＸ線ラインセンサ１４において検出することで商品Ｇに含まれる異物の有無を検出する装置であって、Ｘ線ラインセンサ１４に含まれる複数の画素１４ａのキャリブレーションを行う際には、Ｘ線検査装置１０に搭載された制御コンピュータ２０において形成される各種制御ブロック（図６参照）によって、コンベア１２におけるキャリブレーションを実施するために適した位置を探して、その位置においてＸ線ラインセンサ１４が検出した結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【００５６】
具体的には、図７に示すように、図６に示す判定部２０ａが、コンベア１２における各停止位置において検出された検出結果に基づいて、各位置におけるコンベア１２の状態の良否を判定した後、キャリブレーション実行部２０ｂが、コンベア１２の状態が良い位置において取得された検出結果を用いてキャリブレーションを行う。
通常、コンベアを構成する表面のコンベアベルト等が劣化している場合には、その部分にＸ線が吸収されたり透過量が増加したりして、その下方に配置されたＸ線ラインセンサにおける出力には、Ｘ線ラインセンサに含まれる各画素の感度差以外のバラつきが生じる。このため、コンベアの状態にかかわらず、正常なキャリブレーションを実施するためには、コンベアの劣化や傷の部分等を避けてキャリブレーションを実施する必要がある。
【００５７】
これにより、コンベア１２を構成するコンベアベルト１２ａやコンベアフレーム１２ｂ等の一部に劣化や傷の部分がある場合でも、このようなキャリブレーションを実施するために適さない位置を避けてキャリブレーションを実施することで、コンベア１２の状態にかかわらず、常に高精度なキャリブレーションを実施することが可能になる。
（２）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、コンベア１２の状態の判定を行う際には、図７のステップＳ４に示すように、コンベア１２を１周させて各位置において検出データを取得する。
【００５８】
これにより、コンベア１２全体の中における劣化等の部分をほぼ全て認識することができるため、搬送制御部２０ｄによって、商品Ｇがその劣化等の部分に載置されないようにコンベア１２の搬送制御を行う等の措置を採ることができる。
（３）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、コンベア１２の状態の判定を行う際には、図７のステップＳ５に示すように、各停止位置においてＸ線ラインセンサ１４の各画素１４ａによって取得された検出結果に基づいて、図６に示すヒストグラム作成部２０ｃが図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すようなヒストグラムを作成する。そして、図７のステップＳ６に示すように、ヒストグラムの中心を求め、この中心の明るさと各停止位置における検出結果との差の大きさに応じて、キャリブレーションを実施するために適した位置であるか否かの判定を行う。
【００５９】
これにより、ヒストグラムの中心を正常な位置における検出結果に相当する明るさとして認識することで、その正常位置における明るさと差がある部分を、コンベア１２におけるキャリブレーションに適さない部分として特定することができる。この結果、コンベア１２に劣化や傷を含む部分が含まれる場合でも、その位置を容易に特定して正常な位置において高精度なキャリブレーションを実施することができる。
【００６０】
（４）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図７のステップＳ９に示すように、キャリブレーション実行部２０ｂが、判定部２０ａにおいてキャリブレーションを実施するために適していると判定されたコンベア１２の位置における検出結果を用いて、キャリブレーションを行う。
【００６１】
これにより、コンベア１２の状態を判定する処理を行った後、判定結果を踏まえてコンベア１２が正常な位置において改めて検出結果を取得する場合と比較して、高精度なキャリブレーションの処理を効率よく行うことができる。
（５）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図６に示す搬送制御部２０ｄが、上述した判定部２０ａにおける判定結果としてキャリブレーションに適していないと判定されたコンベア１２の位置には商品Ｇを載置しないようにコンベア１２を制御する。
【００６２】
これにより、コンベア１２の劣化部分や傷を含む部分の上に商品Ｇが載置されることを防止して、高精度なキャリブレーションを行った後で、高精度な異物検出検査を実施することができる。
（６）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、上述したコンベア１２の状態を判定した後でキャリブレーションを実行した後、実際に商品Ｇをコンベア１２によって搬送しながら照射されたＸ線を検出して画像作成部２０ｅ（図６参照）においてＸ線画像を作成し、画像処理部２０ｆ（図６参照）が、画像作成部２０ｅにおいて作成されたＸ線画像から背景部分を除去する際には、上記判定用に取得した検出結果を用いる。
【００６３】
すなわち、上述したコンベア１２の状態の判定では、コンベア１２を所定の停止位置において取得された検出結果が用いられる。このため、これらの検出結果の平均値を算出し、この平均値をＸ線画像の背景部分として除去する。つまり、各停止位置におけるＸ線ラインセンサ１４における検出結果の平均値を算出することで、コンベア１２における正常部分の一部分に存在する劣化部分等に相当するＸ線透過量が少ない部分等の影響を平均化することができる。
【００６４】
これにより、キャリブレーションを高精度に実施するために取得された検出データをそのまま使用してＸ線画像の背景部分を除去することで、商品Ｇに含まれる異物検出の有無の検査を、高精度に効率よく実施することが可能になる。
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６５】
（Ａ）
上記実施形態では、図７に示すように、コンベア１２の各停止位置におけるＸ線ラインセンサ１４の検出結果に基づいて作成されたヒストグラムの中央値とオフセット値とを比較して、コンベア１２の各位置の状態を判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６６】
例えば、図１１に示すように、ステップＳ１１〜ステップＳ１３において、図７に示すステップＳ１〜ステップＳ３までと同様の処理を行い、ステップＳ１４においてコンベア１２を作動させた状態でＸ線ラインセンサ１４においてＸ線を検出した後、ステップＳ１５において各画素１４ａにおける検出結果の平均値を算出する。そして、ステップＳ１６において、この各画素１４ａにおける検出結果の平均値と、Ｘ線非照射時における各画素の出力値（オフセット値）との差を算出し、ステップＳ１７において、この差をラインセンサの各画素におけるＸ線検出レンジとして設定し、キャリブレーションを実行してもよい。
【００６７】
この場合でも、コンベア１２を作動させながら各画素１４ａにおいて検出されたＸ線量の平均値をとることにより、コンベア１２に含まれるコンベアベルト１２ａの劣化等により状態が悪い部分を平均化して除去することができる。この結果、コンベア１２の劣化や傷等の状態にかかわらず、正確なキャリブレーションを実施することが可能になる。
（Ｂ）
上記実施形態では、コンベア１２における適正な位置を特定するために複数の位置において取得された検出データをそのまま用いてキャリブレーションを行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
例えば、図１２のフローチャートに示すように、コンベア１２の複数の停止位置においてＸ線ラインセンサ１４によって取得された検出データに基づいてヒストグラムを作成し、コンベア１２における適正な位置を特定した後（ステップＳ２１〜ステップＳ２８参照）、ステップＳ２９において、キャリブレーションを実施するために適している（状態がよい）と判定された位置までコンベア１２を回転させた後、ステップＳ３０において、その位置において新たにＸ線を検出してキャリブレーションを実施してもよい。
【００６９】
この場合には、搬送コンベアにおける劣化や傷の部分を避けてキャリブレーションを行うことができるため、上記実施形態と同様に、高精度なキャリブレーションを実施することができる。
（Ｃ）
上記実施形態では、キャリブレーションを行うために不適正な位置を特定するために、コンベア１２を１周させて複数の位置においてＸ線ラインセンサ１４によって検出データを取得する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７０】
例えば、上記不適正な位置を特定するために、搬送コンベアを作動させ、複数の位置において取得した検出データに基づいて適正な位置が特定された場合には、そこで搬送コンベアの作動および検出データの取得を終了してもよい。
この場合には、不適正な位置を避けて適正な位置を特定した時点で下流側における上記検出データの取得を行わないで済むため、キャリブレーションを行うために適正な位置を特定するために要する時間を短縮して、より効率よく高精度なキャリブレーションを実施することができる。
【００７１】
（Ｄ）
上記実施形態では、キャリブレーションを行うために適していないと判定されたコンベア１２の位置に商品Ｇが載置されないようにするために、搬送制御部２０ｄがコンベア１２を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、判定部２０ａにおける判定結果を踏まえ、キャリブレーションを行うために適していないと判定されたコンベア１２の位置に商品Ｇが載置されないようにする方法としては、コンベア１２を制御するのではなく、コンベア１２に対して商品Ｇを搬送してくる上流側の装置を制御するようにしてもよい。この場合には、制御コンピュータ２０の判定部２０ａにおける判定結果を上流側の装置に対して送信することで、コンベア１２に対して商品Ｇを搬入するタイミングを変化させて、不適正なコンベア１２の位置へ商品Ｇが載置されないようにすることができる。
【００７２】
（Ｅ）
上記実施形態では、１０５２個の画素を含むＸ線ラインセンサ１４を例として挙げて説明した。
しかし、本発明では、ラインセンサに含まれる画素の数としては、これに限定されるものではなく、１０５２画素よりも少ない画素を含むラインセンサ、あるいは１０５２画素よりも多い画素を含むラインセンサを用いることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のＸ線検査装置は、搬送コンベアの状態に関わらず、常に高精度なキャリブレーションを実施することができるという効果を奏することから、搬送コンベアを搭載した各種Ｘ線検査装置に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図。
【図２】Ｘ線検査装置の前後の構成を示す図。
【図３】Ｘ線検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。
【図４】図１のＸ線検査装置に搭載された制御コンピュータの構成を示すブロック図。
【図５】図１のＸ線検査装置によるＸ線検査の原理を示す模式図。
【図６】図４の制御コンピュータ内に形成される機能ブロックを示すブロック図。
【図７】図４の制御コンピュータにおいてＸ線検査プログラムが読み込まれて実行されるキャリブレーションの流れを示すフローチャート。
【図８】（ａ），（ｂ）は、図１のＸ線検査装置に含まれるＸ線ラインセンサのキャリブレーションの原理を示す説明図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、コンベアの状態に応じて変化するＸ線ラインセンサにおける検出結果の例を示すグラフ。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す検出結果のグラフに基づいて作成されたヒストグラムを示す図。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャート。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７５】
１０ Ｘ線検査装置
１１ シールドボックス
１１ａ 開口
１２ コンベア（搬送コンベア）
１２ａ コンベアベルト
１２ｂ コンベアフレーム
１２ｃ 開口部
１２ｆ コンベアモータ
１２ｇ ロータリーエンコーダ
１３ Ｘ線照射器（Ｘ線照射部）
１４ Ｘ線ラインセンサ（ラインセンサ）
１４ａ 画素
１５ 光電センサ
１６ 遮蔽カーテン
２０ 制御コンピュータ（判定部、キャリブレーション実行部、ヒストグラム作成部、制御部、画像作成部、画像処理部）
２０ａ 判定部
２０ｂ キャリブレーション実行部
２０ｃ ヒストグラム作成部
２０ｄ 搬送制御部（制御部）
２０ｅ 画像作成部
２０ｆ 画像処理部
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ ＵＳＢ
２５ ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）
２６ モニタ
Ｇ 商品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象となる物品に対してＸ線を照射して物品の検査を行うＸ線検査装置およびＸ線検査プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、食品などの商品の生産ラインにおいては、商品への異物混入や商品の割れ欠けがある場合にその不良商品が出荷されることを防止するために、Ｘ線検査装置を用いた商品不良検査が行われている。このＸ線検査装置では、搬送コンベアによって連続搬送されてくる被検査物に対してＸ線を照射し、そのＸ線の透過状態をラインセンサ等のＸ線受光部において検出して、被検査物中に異物が混入していないか、あるいは被検査物に割れ欠けが生じていたり被検査物内の単位内容物の数量が不足していたりしないかを判別する。
【０００３】
例えば、特許文献１には、バックグラウンドデータの角度に対する強度曲線と強度レベルとに関して、強度曲線を標準試料の測定データに基づいて求め、強度曲線のレベルを強度レベルに基づいて調整することで、測定対象に依存しない適正なバックグラウンドデータを得ることが可能なＸ線回折装置（Ｘ線検査装置）について開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３３９７０７号公報（平成１０年１２月２２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のＸ線検査装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、一般的に、このようなＸ線検査装置では、ラインセンサの出力のオフセットとレンジとを得るためにキャリブレーションが実施される。これにより、キャリブレーションによってラインセンサごとのＸ線検出の感度を補正することで、検査対象となる物品を透過したＸ線を正確に検出して、異物混入等の検査を高精度に実施することが可能になる。
【０００５】
しかし、上記公報に開示されたＸ線検査装置では、測定データから背景画像を除去することで測定対象に依存しない正確なバックグラウンドデータを取得することができるものの、検査対象となる商品を搬送する搬送コンベアが劣化したり傷ついたりした場合や、例えばフィンガー継手によって連結された搬送コンベアを用いる場合には、その劣化部分や傷の部分、継手の部分にＸ線が吸収されるため、ラインセンサの出力が劣化等のない部分と比較して小さくなる（図９（ｂ）および図９（ｃ）参照）。このため、この劣化部分等を含む位置を基準にしてキャリブレーションを行った後で被検査物の検査を行った場合には、劣化等の無い部分が必要以上に検出量が大きくなって、検出データに基づいて作成されるＸ線画像が明るくなり過ぎて、適切なＸ線画像が得られず、被検査物の検査を正確に実施することができなくなるおそれがある。
【０００６】
本発明の課題は、搬送コンベアの状態に関わらず、高精度なキャリブレーションを実施して被検査物の検査を正確に行うことが可能なＸ線検査装置およびＸ線検査プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係るＸ線検査装置は、被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、搬送コンベアと、Ｘ線照射部と、ラインセンサと、判定部と、キャリブレーション実行部と、を備えている。搬送コンベアは、被検査物を所定の方向に搬送する。Ｘ線照射部は、搬送コンベアによって搬送される被検査物に対してＸ線を照射する。ラインセンサは、Ｘ線照射部から照射されたＸ線を、搬送コンベアを介して検出する複数の画素を含む。判定部は、搬送コンベアに被検査物を載置しない状態で搬送コンベアの各位置ごとに取得されたＸ線照射器から照射されたＸ線のラインセンサにおける検出結果に基づいて、搬送コンベアの各位置がラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する。キャリブレーション実行部は、判定部においてキャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置においてラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【０００８】
ここでは、搬送される被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を、搬送コンベアを介して検出して被検査物に含まれる異物等の混入検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線を検出するラインセンサに含まれる複数の画素のキャリブレーションを実施する際には、被検査物を搬送する搬送コンベアを被検査物が載置されていない状態で複数回停止させて各停止位置ごとにＸ線を検出する。そして、これらの複数の停止位置における検出結果のうち、各画素ごとの検出結果に所定値以上の差がある停止位置については、キャリブレーションを行うのに不適な位置として判定する一方、所定値未満の差の停止位置については、キャリブレーションを行うのに適した位置として判定する。その後、上記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された停止位置において検出されたラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを実行する。
【０００９】
ここで、上記キャリブレーションを行うとは、実際にキャリブレーションを実施する場合や、キャリブレーション用のデータを蓄積すること等のようなキャリブレーションを実施する前段階の行為も含まれる。
これにより、例えば、搬送コンベアの一部が局所的に劣化していたり傷、汚れ等が入っていたりする場合や、搬送コンベアがフィンガー継手等を含む場合でも、キャリブレーションを行うために不適切な搬送コンベアの停止位置を特定することで、その位置以外の位置においてキャリブレーションを実施することができる。この結果、その劣化部分や継手部分等を透過するＸ線の一部が吸収されてしまうことに起因して、高精度なキャリブレーションが実施できなくなることを防止して、被検査物の検査を正確に行うことができる。
【００１０】
なお、フィンガー継手等のように、使用初期の段階から常に継手部分を透過したＸ線量が減少する場合には、使用初期段階でキャリブレーション用のデータを取得し、このデータをそれ以降も使用すればよい。一方、搬送コンベアの劣化や傷については、運転開始時等ごとに上記停止位置を選んでキャリブレーションを行うことで、経年変化する搬送コンベアの状態に応じて適正なキャリブレーションを実施することができる。
【００１１】
第２の発明に係るＸ線検査装置は、第１の発明に係るＸ線検査装置であって、搬送コンベアの各位置がラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定するためのデータを取得する際には、搬送コンベアを１周させる。
ここでは、搬送コンベアにおける劣化部分や傷の部分等の不適正位置を特定するために、キャリブレーションを実施する前に搬送コンベアを１周させながら各位置においてラインセンサによって透過Ｘ線の検出データを取得する。
【００１２】
これにより、搬送コンベアにおける不適正位置を全て特定することができる。この結果、不適正位置を避けた位置においてキャリブレーションを実施することで、高精度にキャリブレーションを実施することができる。さらに、複数の被検査物を搬送しながら連続して検査を行う場合でも、特定された不適正位置を避けるようにして検査を行うことで、高精度に検査を行うことが可能になる。
【００１３】
第３の発明に係るＸ線検査装置は、第１または第２の発明に係るＸ線検査装置であって、搬送コンベアの各位置において、ラインセンサに含まれる各画素ごとに取得された検出データに基づいてヒストグラムを作成するヒストグラム作成部をさらに備えている。そして、判定部は、ヒストグラムの中心を基準として判定を行う。
ここでは、ラインセンサにおいて取得された搬送コンベアの各位置ごとの検出データに基づいてヒストグラムを作成する。そして、判定部は、ヒストグラムの中央値、つまり最も均一な部分の検出データの値を基準にして、各位置における検出データとの差を算出し、それぞれの位置が適正位置か不適正位置かの判定を行う。
【００１４】
これにより、適正位置の中に点在する劣化や傷の部分（不適正位置）を容易に判別して、これを正確に特定することができる。
【００１５】
第４の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、キャリブレーション実行部は、判定部における判定用に取得されたラインセンサにおける検出結果を用いて、キャリブレーションを実行する。
ここでは、搬送コンベアにおける各位置が適正位置であるか不適正位置であるかを判別するために、各位置ごとにラインセンサにおいて取得された検出データのうち、適正位置と判定された位置における検出データに基づいてキャリブレーションを行う。
これにより、適正位置と不適正位置とを判別するために取得された検出データを１回取得するだけでキャリブレーションまで実施することができるため、キャリブレーションの実施効率を向上させることができる。
【００１６】
第５の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、キャリブレーション実行部は、判定部における判定後に、ラインセンサにおいてキャリブレーション用のデータを新たに取得する。
ここでは、搬送コンベアにおける各位置が適正位置であるか不適正位置であるかを判別した後、適正位置と判定された位置においてラインセンサによって新たに取得された検出データに基づいてキャリブレーションを行う。
これにより、適正位置において新たに取得した検出データに基づいてキャリブレーションを実施することができるため、従来よりも高精度なキャリブレーションを実施することが可能になる。
【００１７】
第６の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第５の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、搬送コンベアを制御する制御部をさらに備えている。そして、制御部は、判定部において不適と判定された位置に被検査物を搬入しないように搬送コンベアを制御する。
【００１８】
ここでは、例えば、劣化部分や傷の部分を含む搬送コンベアが被検査物の受入れ位置へまわってきた場合には、搬送速度を早める等の制御を行うことで、劣化部分等の上に被検査物が載置されないようにする。
これにより、被検査物に対して照射されたＸ線を検出して得られるＸ線画像中に、搬送コンベアの劣化部分や傷の部分が含まれてしまうことを防止することができる。この結果、搬送コンベアの劣化部分等を誤って被検査物中に混入した異物として判定してしまうことを回避することができる。
【００１９】
第７の発明に係るＸ線検査装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係るＸ線検査装置であって、画像作成部と、画像処理部とをさらに備えている。画像作成部は、被検査物に対して照射されたＸ線のラインセンサにおける検出結果に基づいてＸ線画像を作成する。画像処理部は、被検査物の検査を行う場合には、判定を行うためにラインセンサにおいて取得された検出データに基づいて、画像作成部において作成されたＸ線画像に対して減算処理を行う。
【００２０】
ここでは、被検査物に対して照射されたＸ線の検出結果に基づいて作成されたＸ線画像に対して、搬送コンベアの不適正な位置の特定のために複数の位置において取得された検出データを用いて減算処理を行う。
これにより、被検査物の検査を行う際に作成されたＸ線画像から背景部分を排除することができる。この結果、高精度なキャリブレーションを実施した後、事前に取得された検出データを用いて被検査物のＸ線画像から背景部分を排除して、高精度に異物検出等を行うことができる。
【００２１】
第８の発明に係るＸ線検査装置は、被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、搬送コンベアと、Ｘ線照射部と、ラインセンサと、キャリブレーション実行部と、を備えている。搬送コンベアは、被検査物を所定の方向に搬送する。Ｘ線照射部は、搬送コンベアによって搬送される被検査物に対してＸ線を照射する。ラインセンサは、Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出する。キャリブレーション実行部は、Ｘ線照射部からＸ線を照射して、被検査物を載置せずに搬送コンベアを作動させた状態でラインセンサに含まれる複数の画素において検出されたＸ線量の平均値を算出し、平均値に基づいて前記ラインセンサのキャリブレーションを行う。
【００２２】
ここでは、被検査物を載置せずに搬送コンベアを作動させながらＸ線を照射して各画素においてＸ線照射時の各画素における検出データを平均値として算出する。そして、この平均値をＸ線非照射時の各画素における検出データと比較して、ラインセンサにおけるキャリブレーションを行う。
これにより、搬送コンベアにおける劣化や傷を含む位置が全体の一部分である場合には、各画素における検出データの平均値を算出することにより、劣化や傷等の影響を排除することができる。よって、この平均値に基づいてラインセンサのキャリブレーションを実施することで、搬送コンベアにおける劣化等の影響を受けずに、被検査物の検査を高精度に実施することが可能になる。
【００２３】
第９の発明に係るＸ線検査プログラムは、被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して被検査物の検査を行うＸ線検査プログラムであって、第１および第２のステップを備えている。第１のステップは、搬送コンベアに被検査物を載置しない状態で搬送コンベアの各位置ごとに取得されたＸ線のラインセンサによる検出結果に基づいて、搬送コンベアの各位置がラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する。第２のステップは、第１のステップにおいてキャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置におけるラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【００２４】
ここでは、搬送される被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を、搬送コンベアを介して検出して被検査物に含まれる異物等の混入検査を行うＸ線検査プログラムにおいて、Ｘ線を検出するラインセンサに含まれる複数の画素のキャリブレーションを実施する際には、被検査物を搬送する搬送コンベアを被検査物が載置されていない状態で複数回停止させて各停止位置ごとにＸ線を検出する。そして、これらの複数の停止位置における検出結果のうち、各画素ごとの検出結果に所定値以上の差がある停止位置については、キャリブレーションを行うのに不適な位置として判定する一方、所定値未満の差の停止位置については、キャリブレーションを行うのに適した位置として判定する。その後、上記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された停止位置において検出されたラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを実行する。
【００２５】
ここで、上記キャリブレーションを行うとは、実際にキャリブレーションを実施する場合や、キャリブレーション用のデータを蓄積すること等のようなキャリブレーションを実施する前段階の行為も含まれる。
これにより、例えば、搬送コンベアの一部が局所的に劣化していたり傷、汚れ等が入っていたりする場合や、搬送コンベアがフィンガー継手等を含む場合でも、キャリブレーションを行うために不適切な搬送コンベアの停止位置を特定することで、その位置以外の位置においてキャリブレーションを実施することができる。この結果、その劣化部分や継手部分等を透過するＸ線の一部が吸収されてしまうことに起因して、高精度なキャリブレーションが実施できなくなることを防止して、被検査物の検査を正確に行うことができる。
【００２６】
なお、フィンガー継手等のように、使用初期の段階から常に継手部分を透過したＸ線量が減少する場合には、使用初期段階でキャリブレーション用のデータを取得し、このデータをそれ以降も使用すればよい。一方、搬送コンベアの劣化や傷については、運転開始時等ごとに上記停止位置を選んでキャリブレーションを行うことで、経年変化する搬送コンベアの状態に応じて適正なキャリブレーションを実施することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のＸ線検査装置によれば、搬送コンベアにおける不適正位置を全て特定することができる。この結果、不適正位置を避けた位置においてキャリブレーションを実施することで、高精度にキャリブレーションを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置１０について、図１〜図１０を用いて説明すれば以下の通りである。
［Ｘ線検査装置１０全体の構成］
本実施形態のＸ線検査装置１０は、図１に示すように、食品等の商品の生産ラインにおいて品質検査を行う装置の１つである。Ｘ線検査装置１０は、連続的に搬送されてくる商品に対してＸ線を照射し、商品を透過したＸ線量に基づいて商品に異物が混入しているか否かの検査を行う。
【００２９】
Ｘ線検査装置１０の被検査物である商品Ｇは、図２に示すように、前段コンベア６０によりＸ線検査装置１０に運ばれてくる。商品Ｇは、Ｘ線検査装置１０において異物混入の有無が判断される。このＸ線検査装置１０での判断結果は、Ｘ線検査装置１０の下流側に配置される振分機構７０に送信される。振分機構７０は、商品ＧがＸ線検査装置１０において良品と判断された場合には商品Ｇをそのまま正規のラインコンベア８０へと送る。一方、商品ＧがＸ線検査装置１０において不良品と判断された場合には、下流側の端部を回転軸とするアーム７０ａが搬送路を遮るように回動する。これにより、不良品と判断された商品Ｇを、搬送路から外れた位置に配置された不良品回収箱９０によって回収することができる。
【００３０】
Ｘ線検査装置１０は、図１に示すように、主として、シールドボックス１１と、コンベア（搬送コンベア）１２と、遮蔽カーテン１６と、タッチパネル機能付きのモニタ（表示装置）２６と、を備えている。そして、その内部には、図３に示すように、Ｘ線照射器（Ｘ線照射部）１３と、Ｘ線ラインセンサ（ラインセンサ）１４と、制御コンピュータ（判定部、キャリブレーション実行部、ヒストグラム作成部、制御部、画像作成部、画像処理部）２０（図４参照）とを備えている。
【００３１】
［シールドボックス１１］
シールドボックス１１は、商品Ｇの入口側と出口側の双方の面に、商品を搬出入するための開口１１ａを有している。このシールドボックス１１の中に、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ２０などが収容されている。
また、開口１１ａは、図１に示すように、シールドボックス１１の外部へのＸ線の漏洩を防止するために、遮蔽カーテン１６によって塞がれている。この遮蔽カーテン１６は、鉛を含むゴム製のノレン部分を有しており、商品が搬出入されるときには商品によって押しのけられる。
【００３２】
また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ２６の他、キーの差し込み口や電源スイッチが配置されている。
［コンベア１２］
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品Ｇを所定の方向へ搬送するものであって、図４の制御ブロックに含まれるコンベアモータ１２ｆによって駆動される。コンベア１２による搬送速度は、作業者が入力した設定速度になるように、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ｆのインバータ制御によって細かく制御される。
【００３３】
また、コンベア１２は、図３に示すように、コンベアベルト１２ａ、コンベアフレーム１２ｂを有しており、シールドボックス１１に対して取り外し可能な状態で取り付けられている。これにより、食品等の検査を行う場合においてシールドボックス１１内を清潔に保つために、コンベアを取り外して頻繁に洗浄することができる。
コンベアベルト１２ａは、無端状ベルトであって、ベルトの内側からコンベアフレーム１２ｂによって支持されている。そして、コンベアモータ１２ｆの駆動力を受けて回転することで、ベルト上に載置された物体を所定の方向に搬送する。
【００３４】
コンベアフレーム１２ｂは、無端状のベルトの内側からコンベアベルト１２ａを支持するとともに、図３に示すように、コンベアベルト１２ａの内側の面に対向する位置に、搬送方向に対して直角な方向に長く開口した開口部１２ｃを有している。開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおける、Ｘ線照射器１３とＸ線ラインセンサ１４とを結ぶ線上に形成されている。換言すれば、開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおけるＸ線照射器１３からのＸ線照射領域に、商品Ｇを透過したＸ線がコンベアフレーム１２ｂによって遮蔽されないように形成されている。
【００３５】
［Ｘ線照射器１３］
Ｘ線照射器１３は、図３に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、コンベアフレーム１２ｂに形成された開口部１２ｃを介して、コンベア１２の下方に配置されたＸ線ラインセンサ（ラインセンサ）１４に向かって扇形形状にＸ線を照射する（図３の斜線部参照）。
【００３６】
［Ｘ線ラインセンサ１４］
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２（開口部１２ｃ）の下方に配置されており、商品Ｇやコンベアベルト１２ａを透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサ１４は、図３および図５に示すように、コンベア１２による搬送方向に直交する向きに一直線に水平配置された複数の画素１４ａから構成されている。
【００３７】
また、Ｘ線検査装置１０内における商品Ｇに対するＸ線照射状態では、図５に示すように、その時のＸ線ラインセンサ１４を構成する各画素１４ａにおいて検出されるＸ線量は異物に相当する部分の画素１４ａにおける検出結果が周囲と比較して小さくなる。そして、商品Ｇを搬送するコンベア１２のコンベアベルト１２ａ等にゴミや汚れ、劣化部分等が含まれる場合、あるいはコンベア１２がフィンガー継手を有する場合には、図９（ａ）に示す正常な状態と比較して、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すようにＸ線ラインセンサ１４における検出結果にばらつきが生じる。
【００３８】
さらに、Ｘ線ラインセンサ１４に含まれる画素１４ａは、それぞれの検出特性によって感度に誤差があるため、後述するＸ線検査プログラムに従って、感度の誤差を排除するためのキャリブレーションが行われる。なお、本実施形態における各画素１４ａのキャリブレーションの実施方法については、後段にて詳述する。
［モニタ２６］
モニタ２６は、フルドット表示の液晶ディスプレイである。また、モニタ２６は、タッチパネル機能を有しており、初期設定や不良判断に関するパラメータ入力などを促す画面を表示する。
【００３９】
また、モニタ２６は、後述する画像処理が施された後のＸ線画像を表示する。これにより、商品Ｇに含まれる異物の有無、場所、大きさ等を、ユーザに対して視覚的に認識させることができる。
さらに、モニタ２６は、後述するＸ線照射量の不安定化によってＸ線画像に形成される暗いスジ部分を補正する前後のＸ線画像や、Ｘ線照射器１３の照射量の不安定化によって検査不能である旨の表示を行う。
【００４０】
［制御コンピュータ２０］
制御コンピュータ２０は、ＣＰＵ２１において、制御プログラムに含まれる画像処理ルーチン、検査判定処理ルーチンなどを実行する。また、制御コンピュータ２０は、ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）２５等の記憶部に、不良商品に対応するＸ線画像や検査結果、Ｘ線画像の補正用データ等を保存蓄積する。
【００４１】
具体的な構成として、制御コンピュータ２０は、図４に示すように、ＣＰＵ２１を搭載するとともに、このＣＰＵ２１が制御する主記憶部としてＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、およびＣＦ２５を搭載している。ＣＦ２５には、後述するキャリブレーションを行う位置として適しているか否かを判定するためのコンベア１２の各位置における検出データ２５ａや、これに基づく判定結果ログファイル２５ｂ、Ｘ線画像を補正するための背景部分として特定された部分（画素１４ａ）やその部分の明るさ等を記憶する補正用データ、検査画像や検査結果を記憶する検査結果ログファイル等が収納されている。
【００４２】
また、制御コンピュータ２０は、モニタ２６に対するデータ表示を制御する表示制御回路、モニタ２６のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート、外部接続端子としてのＵＳＢ２４等を備えている。
そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＣＦ２５などは、アドレスバス，データバス等のバスラインを介して相互に接続されている。
【００４３】
さらに、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ｆ、ロータリーエンコーダ１２ｇ、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、光電センサ１５等と接続されている。
ロータリーエンコーダ１２ｇは、コンベアモータ１２ｆに装着され、コンベア１２の搬送速度を検出して制御コンピュータ２０に送信する。
光電センサ１５は、被検査物である商品ＧがＸ線ラインセンサ１４の位置にくるタイミングを検出するための同期センサであり、コンベアを挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成されている。
【００４４】
本実施形態では、制御コンピュータ２０において、ＣＰＵ２１がＲＯＭ２２あるいはＲＡＭ２３等の記憶部に格納されているＸ線検査プログラムを読み込むことにより、図６に示すように、判定部２０ａ、キャリブレーション実行部２０ｂ、ヒストグラム作成部２０ｃ、搬送制御部（制御部）２０ｄ、画像作成部２０ｅおよび画像処理部２０ｆから構成される機能ブロックを形成する。
【００４５】
判定部２０ａは、後述するＸ線検査プログラムに従って、コンベア１２の各位置における状態がキャリブレーションを行うために適した位置であるか否かの判定を行う。
キャリブレーション実行部２０ｂは、上記判定部２０ａにおいてキャリブレーションを行うために適した位置であると判定されたコンベア１２の位置において、Ｘ線ラインセンサ１４に含まれる各画素１４ａのキャリブレーションを行う。具体的には、図８（ａ）に示すように、商品Ｇが載置されていないコンベア１２に対して照射されたＸ線をＸ線ラインセンサ１４に含まれる各画素１４ａにおいて検出して得られたデータを、図８（ｂ）に示すように均一化する。このようなキャリブレーションを実施することで、各画素１４ａごとに異なる感度の差を補正して、商品Ｇの検査を高精度に実施することができる。
【００４６】
ヒストグラム作成部２０ｃは、後述するＸ線検査プログラムに従って、コンベア１２の各位置における状態がキャリブレーションを行うために適した位置であるか否かの判定を行うために、各位置における各画素１４ａの検出結果のヒストグラム（図１０（ａ）〜図１０（ｃ）参照）を作成する。
搬送制御部２０ｄは、コンベア１２の搬送速度、搬送開始および停止等のタイミングを制御する装置であって、後述するＸ線検査プログラムに従って実施された判定結果に基づいて、キャリブレーションを実施するために適していないと判定された劣化や傷等を含む位置を避けて商品Ｇが搬送されるようにコンベア１２を制御する。
【００４７】
画像作成部２０ｅは、図５に示すＸ線ラインセンサ１４に含まれる各画素１４ａにおける検出結果に基づいて、異物混入検査を行うためのＸ線画像を作成する。
画像処理部２０ｆは、画像作成部２０ｅにおいて作成されたＸ線画像から背景部分を除去したり、キャリブレーションの結果を反映させたり、異物部分を発見し易くするための画像処理を行う。なお、本実施形態では、上記判定部２０ａによる判定結果に基づいて、キャリブレーションを実施した後、コンベア１２上に載置された商品Ｇに対して照射されたＸ線を検出して異物混入検査を実施する際には、後述するコンベア１２におけるキャリブレーションを実施するために適した位置であるか否かの判定用に取得した検出結果を用いて、上記画像処理部２０ｆによってＸ線画像から背景部分を除去することが可能である。
【００４８】
＜制御コンピュータ２０によるコンベア１２の位置ごとの状態判定＞
本実施形態では、上述した制御コンピュータ２０において、ＣＰＵ２１がＸ線検査プログラムを読み込んで実行される図７に示すフローに従って、コンベア１２の各停止位置における状態を判定した後、Ｘ線ラインセンサ１４の各画素１４ａの感度誤差のキャリブレーションを実行する。
【００４９】
すなわち、ステップＳ１では、Ｘ線ラインセンサ１４において、商品Ｇをコンベア１２上に載置せず、Ｘ線を照射していない状態で各画素のオフセットデータを取得する。
次に、ステップＳ２では、商品Ｇが載置されていない状態でコンベア１２を作動させる。
次に、ステップＳ３では、商品Ｇが載置されていない状態でコンベア１２に対してＸ線照射器１３からＸ線を照射する。
【００５０】
次に、ステップＳ４では、コンベア１２を複数の所定位置において停止させながらＸ線ラインセンサ１４においてＸ線の検出を行い、コンベア１２が１周したところでコンベア１２の作動を停止させる。
次に、ステップＳ５では、コンベア１２の各停止位置におけるＸ線ラインセンサ１４に含まれる画素１４ａによる検出結果に基づいて、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すようなヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、コンベア１２の各位置における検出結果に対応する明るさとその頻度との関係を示すものである。そして、図１０（ａ）のヒストグラムは、コンベア１２の状態が正常であって、かつ商品Ｇが載置されていない場合の結果を示すものである。図１０（ｂ）のヒストグラムは、例えば、コンベア１２を構成するコンベアベルト１２ａやコンベアフレーム１２ｂにゴミや劣化部分が含まれている場合の結果を示すものである。図１０（ｃ）のヒストグラムは、コンベア１２がフィンガー継手の場合の結果を示すものである。以上のように、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す結果から、コンベア１２の状態が正常である場合には、ほぼ一定の明るさの検出結果が得られ、コンベア１２の一部分にゴミや劣化部分を含む場合には、その部分にＸ線が吸収されたり透過したりすることで、明るさにバラつきが生じることが分かる。
【００５１】
次に、ステップＳ６では、ステップＳ５において作成したヒストグラムの中心を求める。つまり、コンベア１２の各停止位置における明るさの平均を求める。例えば、図１０（ａ）に示すように、コンベア１２の状態が正常である場合には、頻度が最も高い部分がヒストグラム中心となり、図１０（ｂ）に示すように、コンベア１２にゴミや劣化部分が含まれる場合には正常な部分よりも暗い部分の頻度が高くなるため、ヒストグラム中心は暗い側へ移動する。換言すれば、コンベア１２に含まれる劣化部分等が広範囲に及ぶほど、その停止位置においてＸ線ラインセンサ１４における検出結果に基づいて作成されたヒストグラムは暗い側へと移動するため、コンベア１２の状態が正常な位置におけるヒストグラムと比較して、その中心となる明るさの差は大きくなる。
【００５２】
次に、ステップＳ７では、各位置における結果とヒストグラム中心とを比較して、その差を算出する。なお、ここでの処理は、ヒストグラムにおける最も頻度の高い明るさの部分を正常な状態のコンベア１２を通過したＸ線の量として特定するものである。
次に、ステップＳ８では、ステップＳ７における差が所定量以上であるか否かに応じて、コンベア１２の各停止位置における状態を判定する。具体的には、差が所定量以上である場合には、その位置を異常な部分として判定し、差が所定量未満である場合には、その位置を正常な位置として判定する。このように、ヒストグラム中心に相当する検出結果と、実際に各位置における検出結果との差が所定量以上の場合には、劣化部分等の範囲が大きいものと推定されるため、これを異常な部分（劣化や傷の部分）として判定することで、コンベア１２の正常な状態の部分の中に点在する異常な部分を容易に特定することができる。
【００５３】
次に、ステップＳ９では、ステップＳ８において正常な位置として判定された位置の中から１箇所を選択し、その位置において実際に検出された検出結果のデータと、ステップＳ１において取得されたオフセットデータとを用いて、キャリブレーションを行う。これにより、改めてキャリブレーション用の検出データを取得する必要がないため、キャリブレーションの処理を効率よく実施することができる。
【００５４】
本実施形態では、以上のように、商品Ｇが載置されていない状態のコンベア１２を作動させた状態で取得された複数の停止位置における検出結果に基づいて、コンベア１２の各停止位置における状態が正常であるか否かを判定する。ここで、正常でない部分（異常な部分）を含む場合には、この異常な部分を避けるようにして正常な部分を通して取得された検出結果を用いてキャリブレーションを行う。
【００５５】
これにより、コンベア１２に劣化部分や傷等を含む場合でも、その場所を避けて取得された検出結果に基づいてキャリブレーションを実施することで、コンベア１２の状態にかかわらず、常に高精度なキャリブレーションを実施することができる。
［本Ｘ線検査装置１０の特徴］
（１）
本実施形態のＸ線検査装置１０は、図３に示すように、コンベア１２上に載置された商品Ｇに対して照射されたＸ線の透過光をＸ線ラインセンサ１４において検出することで商品Ｇに含まれる異物の有無を検出する装置であって、Ｘ線ラインセンサ１４に含まれる複数の画素１４ａのキャリブレーションを行う際には、Ｘ線検査装置１０に搭載された制御コンピュータ２０において形成される各種制御ブロック（図６参照）によって、コンベア１２におけるキャリブレーションを実施するために適した位置を探して、その位置においてＸ線ラインセンサ１４が検出した結果に基づいてキャリブレーションを行う。
【００５６】
具体的には、図７に示すように、図６に示す判定部２０ａが、コンベア１２における各停止位置において検出された検出結果に基づいて、各位置におけるコンベア１２の状態の良否を判定した後、キャリブレーション実行部２０ｂが、コンベア１２の状態が良い位置において取得された検出結果を用いてキャリブレーションを行う。
通常、コンベアを構成する表面のコンベアベルト等が劣化している場合には、その部分にＸ線が吸収されたり透過量が増加したりして、その下方に配置されたＸ線ラインセンサにおける出力には、Ｘ線ラインセンサに含まれる各画素の感度差以外のバラつきが生じる。このため、コンベアの状態にかかわらず、正常なキャリブレーションを実施するためには、コンベアの劣化や傷の部分等を避けてキャリブレーションを実施する必要がある。
【００５７】
これにより、コンベア１２を構成するコンベアベルト１２ａやコンベアフレーム１２ｂ等の一部に劣化や傷の部分がある場合でも、このようなキャリブレーションを実施するために適さない位置を避けてキャリブレーションを実施することで、コンベア１２の状態にかかわらず、常に高精度なキャリブレーションを実施することが可能になる。
（２）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、コンベア１２の状態の判定を行う際には、図７のステップＳ４に示すように、コンベア１２を１周させて各位置において検出データを取得する。
【００５８】
これにより、コンベア１２全体の中における劣化等の部分をほぼ全て認識することができるため、搬送制御部２０ｄによって、商品Ｇがその劣化等の部分に載置されないようにコンベア１２の搬送制御を行う等の措置を採ることができる。
（３）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、コンベア１２の状態の判定を行う際には、図７のステップＳ５に示すように、各停止位置においてＸ線ラインセンサ１４の各画素１４ａによって取得された検出結果に基づいて、図６に示すヒストグラム作成部２０ｃが図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示すようなヒストグラムを作成する。そして、図７のステップＳ６に示すように、ヒストグラムの中心を求め、この中心の明るさと各停止位置における検出結果との差の大きさに応じて、キャリブレーションを実施するために適した位置であるか否かの判定を行う。
【００５９】
これにより、ヒストグラムの中心を正常な位置における検出結果に相当する明るさとして認識することで、その正常位置における明るさと差がある部分を、コンベア１２におけるキャリブレーションに適さない部分として特定することができる。この結果、コンベア１２に劣化や傷を含む部分が含まれる場合でも、その位置を容易に特定して正常な位置において高精度なキャリブレーションを実施することができる。
【００６０】
（４）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図７のステップＳ９に示すように、キャリブレーション実行部２０ｂが、判定部２０ａにおいてキャリブレーションを実施するために適していると判定されたコンベア１２の位置における検出結果を用いて、キャリブレーションを行う。
【００６１】
これにより、コンベア１２の状態を判定する処理を行った後、判定結果を踏まえてコンベア１２が正常な位置において改めて検出結果を取得する場合と比較して、高精度なキャリブレーションの処理を効率よく行うことができる。
（５）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図６に示す搬送制御部２０ｄが、上述した判定部２０ａにおける判定結果としてキャリブレーションに適していないと判定されたコンベア１２の位置には商品Ｇを載置しないようにコンベア１２を制御する。
【００６２】
これにより、コンベア１２の劣化部分や傷を含む部分の上に商品Ｇが載置されることを防止して、高精度なキャリブレーションを行った後で、高精度な異物検出検査を実施することができる。
（６）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、上述したコンベア１２の状態を判定した後でキャリブレーションを実行した後、実際に商品Ｇをコンベア１２によって搬送しながら照射されたＸ線を検出して画像作成部２０ｅ（図６参照）においてＸ線画像を作成し、画像処理部２０ｆ（図６参照）が、画像作成部２０ｅにおいて作成されたＸ線画像から背景部分を除去する際には、上記判定用に取得した検出結果を用いる。
【００６３】
すなわち、上述したコンベア１２の状態の判定では、コンベア１２を所定の停止位置において取得された検出結果が用いられる。このため、これらの検出結果の平均値を算出し、この平均値をＸ線画像の背景部分として除去する。つまり、各停止位置におけるＸ線ラインセンサ１４における検出結果の平均値を算出することで、コンベア１２における正常部分の一部分に存在する劣化部分等に相当するＸ線透過量が少ない部分等の影響を平均化することができる。
【００６４】
これにより、キャリブレーションを高精度に実施するために取得された検出データをそのまま使用してＸ線画像の背景部分を除去することで、商品Ｇに含まれる異物検出の有無の検査を、高精度に効率よく実施することが可能になる。
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６５】
（Ａ）
上記実施形態では、図７に示すように、コンベア１２の各停止位置におけるＸ線ラインセンサ１４の検出結果に基づいて作成されたヒストグラムの中央値とオフセット値とを比較して、コンベア１２の各位置の状態を判定する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６６】
例えば、図１１に示すように、ステップＳ１１〜ステップＳ１３において、図７に示すステップＳ１〜ステップＳ３までと同様の処理を行い、ステップＳ１４においてコンベア１２を作動させた状態でＸ線ラインセンサ１４においてＸ線を検出した後、ステップＳ１５において各画素１４ａにおける検出結果の平均値を算出する。そして、ステップＳ１６において、この各画素１４ａにおける検出結果の平均値と、Ｘ線非照射時における各画素の出力値（オフセット値）との差を算出し、ステップＳ１７において、この差をラインセンサの各画素におけるＸ線検出レンジとして設定し、キャリブレーションを実行してもよい。
【００６７】
この場合でも、コンベア１２を作動させながら各画素１４ａにおいて検出されたＸ線量の平均値をとることにより、コンベア１２に含まれるコンベアベルト１２ａの劣化等により状態が悪い部分を平均化して除去することができる。この結果、コンベア１２の劣化や傷等の状態にかかわらず、正確なキャリブレーションを実施することが可能になる。
（Ｂ）
上記実施形態では、コンベア１２における適正な位置を特定するために複数の位置において取得された検出データをそのまま用いてキャリブレーションを行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６８】
例えば、図１２のフローチャートに示すように、コンベア１２の複数の停止位置においてＸ線ラインセンサ１４によって取得された検出データに基づいてヒストグラムを作成し、コンベア１２における適正な位置を特定した後（ステップＳ２１〜ステップＳ２８参照）、ステップＳ２９において、キャリブレーションを実施するために適している（状態がよい）と判定された位置までコンベア１２を回転させた後、ステップＳ３０において、その位置において新たにＸ線を検出してキャリブレーションを実施してもよい。
【００６９】
この場合には、搬送コンベアにおける劣化や傷の部分を避けてキャリブレーションを行うことができるため、上記実施形態と同様に、高精度なキャリブレーションを実施することができる。
（Ｃ）
上記実施形態では、キャリブレーションを行うために不適正な位置を特定するために、コンベア１２を１周させて複数の位置においてＸ線ラインセンサ１４によって検出データを取得する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７０】
例えば、上記不適正な位置を特定するために、搬送コンベアを作動させ、複数の位置において取得した検出データに基づいて適正な位置が特定された場合には、そこで搬送コンベアの作動および検出データの取得を終了してもよい。
この場合には、不適正な位置を避けて適正な位置を特定した時点で下流側における上記検出データの取得を行わないで済むため、キャリブレーションを行うために適正な位置を特定するために要する時間を短縮して、より効率よく高精度なキャリブレーションを実施することができる。
【００７１】
（Ｄ）
上記実施形態では、キャリブレーションを行うために適していないと判定されたコンベア１２の位置に商品Ｇが載置されないようにするために、搬送制御部２０ｄがコンベア１２を制御する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、判定部２０ａにおける判定結果を踏まえ、キャリブレーションを行うために適していないと判定されたコンベア１２の位置に商品Ｇが載置されないようにする方法としては、コンベア１２を制御するのではなく、コンベア１２に対して商品Ｇを搬送してくる上流側の装置を制御するようにしてもよい。この場合には、制御コンピュータ２０の判定部２０ａにおける判定結果を上流側の装置に対して送信することで、コンベア１２に対して商品Ｇを搬入するタイミングを変化させて、不適正なコンベア１２の位置へ商品Ｇが載置されないようにすることができる。
【００７２】
（Ｅ）
上記実施形態では、１０５２個の画素を含むＸ線ラインセンサ１４を例として挙げて説明した。
しかし、本発明では、ラインセンサに含まれる画素の数としては、これに限定されるものではなく、１０５２画素よりも少ない画素を含むラインセンサ、あるいは１０５２画素よりも多い画素を含むラインセンサを用いることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のＸ線検査装置は、搬送コンベアの状態に関わらず、常に高精度なキャリブレーションを実施することができるという効果を奏することから、搬送コンベアを搭載した各種Ｘ線検査装置に対して広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図。
【図２】Ｘ線検査装置の前後の構成を示す図。
【図３】Ｘ線検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。
【図４】図１のＸ線検査装置に搭載された制御コンピュータの構成を示すブロック図。
【図５】図１のＸ線検査装置によるＸ線検査の原理を示す模式図。
【図６】図４の制御コンピュータ内に形成される機能ブロックを示すブロック図。
【図７】図４の制御コンピュータにおいてＸ線検査プログラムが読み込まれて実行されるキャリブレーションの流れを示すフローチャート。
【図８】（ａ），（ｂ）は、図１のＸ線検査装置に含まれるＸ線ラインセンサのキャリブレーションの原理を示す説明図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、コンベアの状態に応じて変化するＸ線ラインセンサにおける検出結果の例を示すグラフ。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す検出結果のグラフに基づいて作成されたヒストグラムを示す図。
【図１１】本発明の他の実施形態に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャート。
【図１２】本発明のさらに他の実施形態に係るキャリブレーションの流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７５】
１０ Ｘ線検査装置
１１ シールドボックス
１１ａ 開口
１２ コンベア（搬送コンベア）
１２ａ コンベアベルト
１２ｂ コンベアフレーム
１２ｃ 開口部
１２ｆ コンベアモータ
１２ｇ ロータリーエンコーダ
１３ Ｘ線照射器（Ｘ線照射部）
１４ Ｘ線ラインセンサ（ラインセンサ）
１４ａ 画素
１５ 光電センサ
１６ 遮蔽カーテン
２０ 制御コンピュータ（判定部、キャリブレーション実行部、ヒストグラム作成部、制御部、画像作成部、画像処理部）
２０ａ 判定部
２０ｂ キャリブレーション実行部
２０ｃ ヒストグラム作成部
２０ｄ 搬送制御部（制御部）
２０ｅ 画像作成部
２０ｆ 画像処理部
２１ ＣＰＵ
２２ ＲＯＭ
２３ ＲＡＭ
２４ ＵＳＢ
２５ ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）
２６ モニタ
Ｇ 商品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、
前記被検査物を所定の方向に搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベアによって搬送される前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を、前記搬送コンベアを介して検出する複数の画素を含むラインセンサと、
前記搬送コンベアに前記被検査物を載置しない状態で前記搬送コンベアの各位置ごとに取得された前記Ｘ線照射器から照射されたＸ線の前記ラインセンサにおける検出結果に基づいて、前記搬送コンベアの各位置が前記ラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部において前記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置において前記ラインセンサの検出結果に基づいて前記キャリブレーションを行うキャリブレーション実行部と、
を備えているＸ線検査装置。
【請求項２】
前記搬送コンベアの各位置が前記ラインセンサの前記キャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定するためのデータを取得する際には、前記搬送コンベアを１周させる、
請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記搬送コンベアの各位置において、前記ラインセンサに含まれる各画素ごとに取得された検出データに基づいてヒストグラムを作成するヒストグラム作成部をさらに備えており、
前記判定部は、前記ヒストグラムの中心を基準として前記判定を行う、
請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記キャリブレーション実行部は、前記判定部における判定用に取得された前記ラインセンサにおける検出結果を用いて、前記キャリブレーションを実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記キャリブレーション実行部は、前記判定部における判定後に、前記ラインセンサにおいて前記キャリブレーション用のデータを新たに取得する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
前記搬送コンベアを制御する制御部をさらに備えており、
前記制御部は、前記判定部において不適と判定された位置に前記被検査物を搬入しないように前記搬送コンベアを制御する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項７】
前記被検査物に対して照射されたＸ線の前記ラインセンサにおける検出結果に基づいてＸ線画像を作成する画像作成部と、
前記被検査物の検査を行う場合には、前記判定を行うために前記ラインセンサにおいて取得された検出データに基づいて、前記画像作成部において作成された前記Ｘ線画像に対して減算処理を行う画像処理部と、
をさらに備えている、
請求項１から６のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項８】
被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、
前記被検査物を所定の方向に搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベアによって搬送される前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出するラインセンサと、
前記Ｘ線照射部からＸ線を照射して、前記被検査物を載置せずに前記搬送コンベアを作動させた状態で前記ラインセンサに含まれる複数の画素において検出されたＸ線量の平均値を算出し、前記平均値に基づいて前記ラインセンサのキャリブレーションを行うキャリブレーション実行部と、
を備えているＸ線検査装置。
【請求項９】
被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して前記被検査物の検査を行うＸ線検査プログラムであって、
搬送コンベアに前記被検査物を載置しない状態で前記搬送コンベアの各位置ごとに取得されたＸ線のラインセンサによる検出結果に基づいて、前記搬送コンベアの各位置が前記ラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて前記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置における前記ラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを行う第２のステップと、
を備えているＸ線検査方法をコンピュータに実行させるＸ線検査プログラム。
【請求項１】
被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、
前記被検査物を所定の方向に搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベアによって搬送される前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を、前記搬送コンベアを介して検出する複数の画素を含むラインセンサと、
前記搬送コンベアに前記被検査物を載置しない状態で前記搬送コンベアの各位置ごとに取得された前記Ｘ線照射器から照射されたＸ線の前記ラインセンサにおける検出結果に基づいて、前記搬送コンベアの各位置が前記ラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する判定部と、
前記判定部において前記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置において前記ラインセンサの検出結果に基づいて前記キャリブレーションを行うキャリブレーション実行部と、
を備えているＸ線検査装置。
【請求項２】
前記搬送コンベアの各位置が前記ラインセンサの前記キャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定するためのデータを取得する際には、前記搬送コンベアを１周させる、
請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記搬送コンベアの各位置において、前記ラインセンサに含まれる各画素ごとに取得された検出データに基づいてヒストグラムを作成するヒストグラム作成部をさらに備えており、
前記判定部は、前記ヒストグラムの中心を基準として前記判定を行う、
請求項１または２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記キャリブレーション実行部は、前記判定部における判定用に取得された前記ラインセンサにおける検出結果を用いて、前記キャリブレーションを実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項５】
前記キャリブレーション実行部は、前記判定部における判定後に、前記ラインセンサにおいて前記キャリブレーション用のデータを新たに取得する、
請求項１から３のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項６】
前記搬送コンベアを制御する制御部をさらに備えており、
前記制御部は、前記判定部において不適と判定された位置に前記被検査物を搬入しないように前記搬送コンベアを制御する、
請求項１から５のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項７】
前記被検査物に対して照射されたＸ線の前記ラインセンサにおける検出結果に基づいてＸ線画像を作成する画像作成部と、
前記被検査物の検査を行う場合には、前記判定を行うために前記ラインセンサにおいて取得された検出データに基づいて、前記画像作成部において作成された前記Ｘ線画像に対して減算処理を行う画像処理部と、
をさらに備えている、
請求項１から６のいずれか１項に記載のＸ線検査装置。
【請求項８】
被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置であって、
前記被検査物を所定の方向に搬送する搬送コンベアと、
前記搬送コンベアによって搬送される前記被検査物に対してＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線照射部から照射されたＸ線を検出するラインセンサと、
前記Ｘ線照射部からＸ線を照射して、前記被検査物を載置せずに前記搬送コンベアを作動させた状態で前記ラインセンサに含まれる複数の画素において検出されたＸ線量の平均値を算出し、前記平均値に基づいて前記ラインセンサのキャリブレーションを行うキャリブレーション実行部と、
を備えているＸ線検査装置。
【請求項９】
被検査物に対して照射されたＸ線の透過光を検出して前記被検査物の検査を行うＸ線検査プログラムであって、
搬送コンベアに前記被検査物を載置しない状態で前記搬送コンベアの各位置ごとに取得されたＸ線のラインセンサによる検出結果に基づいて、前記搬送コンベアの各位置が前記ラインセンサのキャリブレーションを行うのに適した位置であるか否かを判定する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて前記キャリブレーションを行うのに適した位置と判定された位置における前記ラインセンサの検出結果に基づいてキャリブレーションを行う第２のステップと、
を備えているＸ線検査方法をコンピュータに実行させるＸ線検査プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２６１９８（Ｐ２００８−２６１９８Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２００２８３（Ｐ２００６−２００２８３）
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２４日（２００６．７．２４）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
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