Ｘ線異物検出装置
【課題】２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができるＸ線異物検出装置を提供すること。
【解決手段】Ｘ線管３２をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持機構７１と、第１のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第１の波形と第２のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、第２の波形の幅が第１の波形の幅より大きいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、第２の波形の幅が第１の波形の幅より小さいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定部８１と、調整判定部８１により判定された調整方向を表示する表示器５と、を備えた。
【解決手段】Ｘ線管３２をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持機構７１と、第１のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第１の波形と第２のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、第２の波形の幅が第１の波形の幅より大きいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、第２の波形の幅が第１の波形の幅より小さいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定部８１と、調整判定部８１により判定された調整方向を表示する表示器５と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉、魚、加工食品、医薬品等の被検査物中に混入した異物を検出するＸ線異物検出装置に関し、特に、複数本のＸ線ラインセンサからの画像を合成して異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したＸ線異物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線異物検出装置は、搬送路上を所定間隔で順次搬送されてくる各品種の被検査物（例えば、肉、魚、加工食品、医薬品など）にＸ線発生器からＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かや被検査物の欠品などを検査するようになっている。
【０００３】
従来、この種のＸ線異物検出装置では、管電圧の異なるＸ線源を用いてローエネルギーとハイエネルギーのＸ線画像ペアすなわちデュアルエネルギーＸ線画像を取得し、これら２つのＸ線画像を合成することで、被検査物の厚みによる影響を低減させ、被検査物をその中の異物とのコントラストを高めて異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、一方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せにより得たＸ線画像と、他方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せにより得たＸ線画像のサイズが一致していないと、２つのＸ線画像を合成する際に、Ｘ線画像上の被検査物の境界の位置ずれも高コントラスト化により強調されてしまい、異物検出性能を大きく損なってしまうという問題があった。
【０００６】
この種のＸ線異物検出装置ではＸ線画像のサイズがＸ線源と被検査物の搬送面とＸ線ラインセンサの３つの相互の位置関係により決定されるため、２つのＸ線画像の位置ずれは、一方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せと他方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せとの間で、組み付け誤差等によりこれらの位置関係がずれることにより発生する。
【０００７】
また、Ｘ線画像のサイズのずれは数ピクセル程度と小さいものであり、画像処理によりＸ線画像を拡大または縮小してサイズを一致させることは、異物の情報も変わってしまって実質的に不可能であるため、他の手法が求められていた。
【０００８】
そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができるＸ線異物検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るＸ線異物検出装置は、被検査物を搬送面上で搬送する搬送手段と、前記搬送面上を搬送される被検査物に互いに異なる強度のＸ線を照射する第１のＸ線源および第２のＸ線源と、前記搬送面を挟んで前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源と対向する位置に配置され、前記第１のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第１のＸ線画像データおよび前記第２のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第２のＸ線画像データをそれぞれ出力する第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサと、前記第１のＸ線画像データおよび第２のＸ線画像データを合成して前記被検査物に対応する１つの画像データとして出力する画像合成手段と、前記画像合成手段が出力する画像データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えるＸ線異物検出装置であって、前記第２のＸ線源をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持手段と、前記第１のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第１の波形と前記第２のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より大きいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より小さいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、表示手段には、第２の波形と第１の波形のサイズ差に基づいて第２のＸ線源の調整方向が表示されるので、表示された調整方向に従って第２のＸ線源の鉛直位置を利用者が調整することにより、少ない調整回数で容易にＸ線画像データにおける被検査物の大きさを等しくすることができる。したがって、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記調整判定手段が、前記第１の波形と前記第２の波形とを取得する際は、前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源を所定の調整用出力に設定することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、第１のＸ線源および第２のＸ線源が所定の調整用出力に設定されることで、第１のＸ線源と第１のＸ線ラインセンサから取得したＸ線画像と、第２のＸ線源と第２のＸ線ラインセンサから取得したＸ線画像と、の間で、被検査物の大きさ以外の差異が発生することを防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第２の波形の幅と前記第１の波形の幅のサイズ差と前記第２のＸ線源の要調整量との間の定数を予め記憶する定数記憶手段を備え、前記調整判定手段が、前記第２のＸ線源の調整方向を判定するとともに、前記サイズ差と前記定数記憶手段に記憶された定数に基づいて前記第２のＸ線源の要調整量を判定し、前記表示手段が、前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整量を表示することを特徴とする。
【００１４】
この構成により、第２のＸ線源の調整方向だけでなく、要調整量の判定および表示を行うことで、短時間または少ない試行回数で第２のＸ線源を適切な位置に調整することができる。
【００１５】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記支持手段に支持された前記第２のＸ線源の鉛直位置を変位させる位置変位手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整用に応じて前記位置変位手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成により、判定された調整方向および要調整用に応じて駆動制御手段が位置変位手段を駆動制御するので、自動的に第２のＸ線源を適切な位置に調整することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができるＸ線異物検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の側面および内部構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線管、ベルト面、Ｘ線ラインセンサの位置関係を示す図である。
【図４】（ａ）は、基準被検査物の幅方向の形状を示す断面図であり、（ｂ）は、第１の波形および第２の波形の幅方向のサイズ差を示す図であり、（ｃ）は、サイズ差異により生じてしまうエッジを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の他の例を示す図であり、Ｘ線管の鉛直位置をモータで自動調整する構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
まず構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、Ｘ線異物検出装置１は、搬送部２と検出部３とを筐体４の内部に備え、表示器５を筐体４の前面上部に備えている。
【００２２】
搬送部２は、被検査物Ｗを所定間隔をおいて順次搬送するものである。この搬送部２は、例えば筐体４内部で水平に配置されたベルトコンベアにより構成されている。搬送部２は、図１に示す駆動モータ６の駆動により予め設定された搬送速度で搬入口７から搬入された被検査物Ｗを搬出口８側（図中Ｘ方向）に向けて搬送面としてのベルト面２ａ上を搬送させるようになっている。筐体４内部においてベルト面２ａ上を搬入口７から搬出口８まで貫通する空間は搬送路２１を形成している。
【００２３】
検出部３は、順次搬送される被検査物Ｗに対し、搬送路２１の途中の検査空間２２においてＸ線を照射するとともに被検査物Ｗを透過するＸ線を検出するものであり、搬送路２１途中の検査空間２２の上方に所定高さ離隔して配置されたＸ線発生器９と、搬送部２内にＸ線発生器９と対向して配置されたＸ線検出器１０を備えている。
【００２４】
Ｘ線発生器９は、不図示の筺体の内部に円筒状のＸ線源としてのＸ線管３０を備えた構成で、筺体とＸ線管３０は絶縁油または絶縁樹脂等により絶縁されている。本実施の形態では、Ｘ線管３０として、２つのＸ線管３１、３２を備え、その内の一方は、後述する高さ調整機構により高さ方向に移動可能となっている。Ｘ線管３１、３２の陰極からの電子ビームを陽極のターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管３１、３２は、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるよう配置されている。Ｘ線管３１、３２により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、図示しないスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向（Ｘ方向）を横切るように照射されるようになっている。
【００２５】
ここで、Ｘ線管３１、３２が発生するＸ線の強度は、Ｘ線管３１、３２の陽極と陰極との間に流す電流（管電流）に比例して変化するとともに、発生するＸ線の波長がＸ線管３１、３２の陽極と陰極との間に印加する電圧（管電圧）に応じて短くなり透過力が強くなる。すなわち、Ｘ線管３１、３２から発生されるＸ線の線質は、Ｘ線管３１、３２の管電流および管電圧に応じて変化する。本実施の形態では、Ｘ線管３１が発生するＸ線の強度とＸ線管３１が発生するＸ線の強度を異ならせており、例えば、Ｘ線管３１を高出力（高エネルギーの線質のＸ線を出力）、Ｘ線管３２を低出力（低エネルギーの線質のＸ線を出力）としている。
【００２６】
なお、Ｘ線管３１、３２が発生するＸ線の強度は、必ずしも一定値に固定されるものではなく、検出対象とする異物および被検査物Ｗの種類や搬送速度に応じて、Ｘ線管３１、３２の管電流または管電圧が調整されるようになっている。
【００２７】
Ｘ線検出器１０は、搬送される被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向と直交するＹ方向に複数の検出素子を直線状に並べたＸ線ラインセンサ５０を備えている。本実施の形態では、Ｘ線ラインセンサ５０として、２つのＸ線ラインセンサ５１、５２を被検査物Ｗの搬送方向に備え、Ｘ線ラインセンサ５１は、高出力のＸ線管３１から照射されて被検査物Ｗを透過した検出信号（濃度データの画像）を出力し、Ｘ線ラインセンサ５２は、高出力のＸ線管３２から照射されて被検査物Ｗを透過した検出信号（濃度データの画像）を出力するようになっている。
【００２８】
なお、Ｘ線ラインセンサ５１、５２は、Ｘ線を受けて光（蛍光）を発する図示しないシンチレータおよびこのシンチレータからの光を受光する受光素子を備えている。
【００２９】
ここで、本実施の形態では、Ｘ線検出器１０は、内蔵する図示しないＡ／Ｄ変換部によりＸ線ラインセンサ５１、５２の検出信号（輝度値データ）をデジタルデータに変換して濃度データとして出力するようになっているが、Ｘ線検出器１０の外部にＡ／Ｄ変換部を備える構成としたり、Ａ／Ｄ変換前の輝度値データのまま後段の総合制御部４０に出力する等の構成としてもよく、デジタルデータである濃度データに変換することは必須要件ではない。
【００３０】
Ｘ線ラインセンサ５１、５２を備えるＸ線検出器１０からは、後述する総合制御部４０（図２参照）での異物混入の有無の判定に必要なＸ線画像データを出力するようになっている。
【００３１】
図２に示すように、搬送路２１内の天井部２１ａには、搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数箇所にＸ線遮蔽用の遮蔽カーテン１６が吊り下げ配置されている。遮蔽カーテン１６は、Ｘ線を遮蔽する鉛粉を混入したゴムシートをのれん状（上部が繋がっており下部が帯状に分割された状態）に加工したものから構成されており、検査空間２２から搬送路２１を介してＸ線が筐体４の外部に漏えいすることを防止するものである。
【００３２】
遮蔽カーテン１６は、本実施の形態では、搬入口７と検査空間２２との間、および検査空間２２と搬出口８との間にそれぞれ２枚ずつ設けられており、１つの遮蔽カーテン１６が被検査物Ｗと接触して弾性変形して隙間が生じた場合でも、他の遮蔽カーテン１６がＸ線を遮蔽するので漏えい基準量を超えることなくＸ線の漏えいを防止できるようになっている。
【００３３】
なお、検査空間２２の上面にはスリットが配置され、検査空間２２の下面、側面は、Ｘ線の遮蔽のために筐体４等により略閉塞されている。搬送路２１における遮蔽カーテン１６、スリット、および筺体４等により囲まれた内側の空間が検査空間２２を構成している。
【００３４】
Ｘ線異物検出装置１は、Ｘ線検出器１０から受け取った濃度データに基づく被検査物Ｗ中の異物の有無の判定を含む総合的な制御を行う総合制御部４０を備えている。
【００３５】
総合制御部４０は、Ｘ線異物検出装置１の総合的な制御を行うものであり、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データを検出して所定のタイミングの濃度データをそれぞれ有効化するデータ検出部６１、６２と、データ検出部６１、６２からの濃度データをそれぞれ複数記憶する記憶部４３と、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データの画像（以下、単に画像という）に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施す画像処理部４４と、画像処理部４４で画像処理が施された画像に対して被検査物Ｗと異物との判別を行って異物の混入の有無を判定する判定部４８とを備えている。判定部４８による判定結果は表示器５に表示されるようになっている。
【００３６】
データ検出部６０は、本実施の形態では２つのデータ検出部６１、６２からなり、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データに対して所定のタイミングで入力された濃度データ、すなわち、所定のデータ有効化入力タイミングの範囲のデータだけをそれぞれ有効化するようになっている。
【００３７】
記憶部４３は、Ｘ線ラインセンサ５１、５２から出力されたデータのうち、データ検出部６１、６２で有効化されたデータを一時的に記憶するものであり、画像を高速に記憶および読み出しが可能なメモリから構成されている。
【００３８】
画像処理部４４は、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データの画像に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施すようになっている。
【００３９】
判定部４８は、画像処理部４４で画像処理が施された画像に対して、画像上の被検査物Ｗの中から異物を検出し、異物の混入の有無を判定するようになっている。
【００４０】
また、Ｘ線異物検出装置１は、Ｘ線発生器９のＸ線出力、被検査物Ｗの搬送速度、Ｘ線検出器１０の検査パラメータの設定操作、選択操作が行われる設定部４９を備えており、この設定部４９は、筐体４の前面上部の表示器５の隣に配置されている。
【００４１】
ここで、Ｘ線異物検出装置１においては、図３に示すように、Ｘ線画像における被検査物Ｗのサイズは、Ｘ線源であるＸ線管３１、３２と、検査対象である被検査物Ｗと、Ｘ線ラインセンサ５１、５２との位置関係で決まる。
【００４２】
ここで、搬送面であるベルト面２ａからＸ線源であるＸ線管３１までの距離をＡ１、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５１の受光面までの距離をＢ１、ベルト面２ａからＸ線源であるＸ線管３２までの距離をＡ２、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５２の受光面までの距離をＢ２とすると、被検査物Ｗの搬送方向上流側（図中左側）に配置された１組目のＸ線管３１（Ｘ線源）とＸ線ラインセンサ５１におけるＸ線画像の拡大率は、（Ａ１＋Ｂ１）／Ａ１で表され、被検査物Ｗの搬送方向下流側（図中右側）に配置された２組目のＸ線管３２（Ｘ線源）とＸ線ラインセンサ５２におけるＸ線画像の拡大率は、（Ａ２＋Ｂ２）／Ａ２で表されるが、これら２組のＸ線画像の拡大率は、次式に示す通り、組み付け誤差等により等しくはならない。
【００４３】
（Ａ１＋Ｂ１）／Ａ１ ≠ （Ａ２＋Ｂ２）Ａ２・・・（式１）
２組のＸ線画像の拡大率を等しくするために、例えば、Ａ１＝Ａ２、且つ、Ｂ１＝Ｂ２となるように２組目のＸ線管３２、Ｘ線ラインセンサ５２の２つの部材の位置をそれぞれ調整することが考えられるが、この場合、位置を調整する部材の数が２つとなるため、Ｘ線管３２とＸ線ラインセンサ５２の両方に位置調整機構を設ける必要があり構造が複雑化してしまう恐れがあり、さらに、Ｘ線管３２とＸ線ラインセンサ５２の両方を位置調整する必要があるので調整作業に時間を要してしまう恐れがある。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、後述するように、Ｘ線管３２の高さを調整する機構を備えることで、ベルト面２ａからＸ線管３２までの距離Ａ２を、適切な距離Ａ２´に調整することにより、次式に示す通り、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５２の受光面までの距離Ｂ２の値に関わらず２組のＸ線画像の拡大率を等しくすることができるようになっている。
【００４５】
（Ａ１＋Ｂ１）／Ａ１ ＝ （Ａ２´＋Ｂ２）Ａ２´・・・（式２）
本実施の形態では、Ｘ線管３２の高さを調整する機構として、Ｘ線管３２を支持する支持機構７１を備えている。この支持機構７１は、内部にＸ線管３２を備えたＸ線ユニット３４を保持する保持部材７２と、この保持部材７２に挿通されて保持部材７２を鉛直上下方向にスライド移動可能に支持する支持レール７３と、筺体４に回転可能に軸支されて保持部材７２に螺合して回転することにより保持部材７２を鉛直上下方向に移動させる回転軸７４と、筺体４の上部外側であって回転軸７４の上端部に固定された回転ハンドル７５とから構成されている。なお、保持部材７２が保持するＸ線ユニット３４は、高電圧発生部を含んだモノタンク型の構成としてもよいし、高電圧発生部を別ユニットとした構成としてもよい。
【００４６】
そして、支持機構７１においては、利用者が回転ハンドル７５を把持して回転軸７４を回転させると、回転軸７４と螺合する保持部材７２およびこの保持部材７２が保持するＸ線管３２が、支持レール７３上を案内されて、回転軸７４の回転方向および回転量に応じて鉛直上下方向に移動する。
【００４７】
また、本実施の形態では、Ｘ線画像が比較的濃く出力されるポリエチレンブロック等からなるとともに高さの低い、すなわち厚みの薄い被検査物Ｗを基準被検査物Ｗｓとして用い、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、における基準被検査物Ｗｓの大きさを比較し、２つのＸ線画像の大きさが等しくなるようなＸ線管３２の移動方向（鉛直上方、または鉛直下方）を求めることで、この距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´に設定できるようになっている。Ｘ線画像における基準被検査物Ｗｓの大きさとしては、図４（ｂ）に示すように、基準被検査物Ｗｓの幅方向（図１のＹ方向）の濃度波形の幅を用いることができる。
【００４８】
総合制御部４０は、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´に設定するためのＸ線管３２の調整方向を求める手段として、調整判定部８１を備えている。この調整判定部８１は、図４（ａ）に示す幅方向の形状を有する基準被検査物Ｗｓを対象として、図４（ｂ）に示す、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１で取得したＸ線画像における基準被検査物Ｗｓの幅方向の濃度波形である第１の波形と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２で取得したＸ線画像における基準被検査物Ｗｓの幅方向の濃度波形である第２の波形とを比較し、第２の波形の幅Ｄ２が第１の波形の幅Ｄ１より大きいときは、第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、図４（ｂ）のように、第２の波形の幅Ｄ２が第１の波形の幅Ｄ１より小さいときは、第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸下方であると判定するようになっている。
【００４９】
なお、第１の波形の幅Ｄ１と第２の波形の幅Ｄ２が等しくない場合は、画像処理部４４で２つのＸ線画像を合成処理する際に、図４（ｃ）に示すように、基準被検査物Ｗｓの輪郭に相当する位置に判定部４８での異物混入の判定に悪影響を与えるエッジ９０（濃淡の変化が顕著な部分）が発生してしまう。
【００５０】
本実施の形態では、距離Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の実測値をセンサ等で求めていないため、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´に設定するためのＸ線管３２の要調整量（距離）を上記の式（２）から求めることはできないが、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、における基準被検査物Ｗｓのサイズ差△Ｗｓと、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´にするための要調整量△Ａ２との間には定数Ｃが存在するため、予め定数Ｃを求めて記憶しておくことにより、調整判定部８１に△Ａ２＝Ｃ△Ｗｓの式から要調整量を算出させるようにすると好適である。
【００５１】
総合制御部４０は、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´にするための要調整量△Ａ２との間には定数Ｃを記憶する手段として、定数記憶部８０を備え、調整判定部８１は、定数記憶部８０に記憶されている定数と、基準被検査物Ｗｓのサイズ差△Ｗｓとに基づいて要調整量を調整するようになっている。
【００５２】
定数Ｃは、Ｘ線管３２を意図的に所定距離移動させて、このときの２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像における基準被検査物Ｗｓのサイズ変化量から求めることができる。
【００５３】
また、調整判定部８１は、判定結果を表示器５に出力するようになっている。表示器５には、例えば、"調整方向：下方"または"調整方向：下方、調整量：５ｍｍ"等のメッセージが表示される。
【００５４】
調整方向のみを判定および表示するように構成した場合は、利用者は、基準被検査物Ｗｓを用いた画像の取得と、表示器５に表示された調整方向に従ったＸ線管３２の目安距離分の調整とを数回繰り返すことにより、Ｘ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【００５５】
また、調整方向と要調整量を判定および表示するように構成した場合は、利用者は、基準被検査物Ｗｓを用いた画像の取得と、表示器５に表示された調整方向および要調整量方向に従ったＸ線管３２の調整とを行うことにより、概ね１回の調整作業でＸ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【００５６】
調整判定部８１によりＸ線管３２の調整方向の判定をするために基準被検査物Ｗｓを撮像する際には、Ｘ線管３１とＸ線管３２を調整用の出力に設定することが好ましい。このようにすることで、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、の間で、基準被検査物Ｗｓの大きさ以外の差異が発生することを防止することができる。
【００５７】
具体的には、調整判定部８１の制御により、Ｘ線管３１とＸ線管３２を、調整用の出力として、管電圧および管電流を等しくして、Ｘ線管３１とＸ線管３２から照射されるＸ線の線質（波長、強度）が可能な限り等しい出力とする。
【００５８】
なお、管電圧および管電流を等しくすることに加えて、または、管電圧および管電流を等しくすることに代えて、Ｘ線管３１とＸ線管３２の何れか一方に、図２に示すように、フィルタ７０を手動または自動で挿入するように構成することで、Ｘ線管３１とＸ線管３２から照射されるＸ線の線質が可能な限り等しい出力となるようにしてもよい。
【００５９】
なお、距離Ａ２の代わりに、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５２までの距離Ｂ２を調整するように構成することも可能ではあるが、本実施の形態のＸ線異物検出装置１および一般的なＸ線異物検出装置においては、ベルト面２ａからＸ線管３１、３２までの距離Ａ１、Ａ２は、その設計値が４００ｍｍ程度と相対的に大きな値であるのに対して、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５１、５２までの距離Ｂ１、Ｂ２は、その設計値が１５ｍｍ程度と相対的に小さな値となっており、距離Ａ１、Ａ２の設計値と距離Ｂ１、Ｂ２の設計値との間には３０倍以上の差異がある。
【００６０】
このため、調整機構に遊び（バックラッシ等）があることを考慮すると、距離Ｂ２を調整する構成よりも、距離Ａ２を調整する構成の方が、調整作業または調整制御を容易に行うことができるため好ましい。
【００６１】
図５に示すように、Ｘ線管３２の高さを調整可能に支持する支持機構７１に加えて、Ｘ線管３２の高さを調整する駆動源としてのモータ７６を筺体の上面に取り付けステー７７を介して設けるとともに、調整判定部８１が判定した調整方向、要調整量に応じて、モータ７６を駆動制御する駆動制御部８２を総合制御部４０に設けるように構成してもよい。
【００６２】
図５の例では、駆動制御部８２は、調整判定部８１が判定した調整方向、要調整量に応じて、モータ７６の駆動パルスを決定し、その駆動パルスによりモータ７６を駆動するよう構成される。
【００６３】
また、モータ７６は、パルス駆動するステッピングモータおよび図示しない減速機構等から構成されるとともにその出力軸が回転軸７４に連結されている。このように構成することで、このモータ７６の回転角度、回転数に応じてＸ線管３２の高さを所望の調整方向に要調整量だけ調整することができる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線管３２をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持機構７１と、第１のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第１の波形と第２のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、第２の波形の幅が第１の波形の幅より大きいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、第２の波形の幅が第１の波形の幅より小さいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定部８１と、調整判定部８１により判定された調整方向を表示する表示器５と、を備えたことを特徴とする。
【００６５】
この構成により、表示器５には、第２の波形と第１の波形のサイズ差に基づいてＸ線管３２の調整方向が表示されるので、表示された調整方向に従ってＸ線管３２の鉛直位置を利用者が調整することにより、少ない調整回数で容易にＸ線画像データにおける被検査物Ｗの大きさを等しくすることができる。したがって、２つのＸ線画像上の被検査物Ｗの大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、調整判定部８１が、第１の波形と第２の波形とを取得する際は、Ｘ線管３１およびＸ線管３２を所定の調整用出力に設定することを特徴とする。
【００６７】
この構成により、Ｘ線管３１およびＸ線管３２が所定の調整用出力に設定されることで、Ｘ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、Ｘ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、の間で、被検査物Ｗの大きさ以外の差異が発生することを防止することができる。
【００６８】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、第２の波形の幅と第１の波形の幅のサイズ差とＸ線管３２の要調整量との間の定数を予め記憶する定数記憶部８０を備え、調整判定部８１が、Ｘ線管３２の調整方向を判定するとともに、サイズ差と定数記憶部８０に記憶された定数に基づいてＸ線管３２の要調整量を判定し、表示器５が、調整判定部８１により判定された調整方向および要調整量を表示することを特徴とする。
【００６９】
この構成により、Ｘ線管３２の調整方向だけでなく、要調整量の判定および表示を行うことで、短時間または少ない試行回数でＸ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【００７０】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、支持機構７１に支持されたＸ線管３２の鉛直位置を変位させるモータ７６と、調整判定部８１により判定された調整方向および要調整用に応じてモータ７６を駆動制御する駆動制御部８２と、を備えたことを特徴とする。
【００７１】
この構成により、判定された調整方向および要調整用に応じて駆動制御部８２がモータ７６を駆動制御するので、自動的にＸ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明に係るＸ線異物検出装置は、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができるという効果を有し、複数本のＸ線ラインセンサからの画像を合成して異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したＸ線異物検出装置として有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ Ｘ線異物検出装置
２ 搬送部（搬送手段）
２ａ ベルト面（搬送面）
３ 検出部
４ 筐体
５ 表示器（表示手段）
６ 駆動モータ
７ 搬入口
８ 搬出口
９ Ｘ線発生器
１０ Ｘ線検出器
１１ 箱体
１６ 遮蔽カーテン
２１ 搬送路
２１ａ 天井部
２２ 検査空間
３０ Ｘ線管
３１ Ｘ線管（第１のＸ線源）
３２ Ｘ線管（第２のＸ線源）
４０ 総合制御部
４３ 記憶部
４４ 画像処理部（画像合成手段）
４８ 判定部（判定手段）
４９ 設定部
５１ Ｘ線ラインセンサ（第１のＸ線ラインセンサ）
５２ Ｘ線ラインセンサ（第２のＸ線ラインセンサ）
６１、６２ データ検出部
７０ フィルタ
７１ 支持機構（支持手段）
７６ モータ（位置変位手段）
８０ 定数記憶部（定数記憶手段）
８１ 調整判定部（調整判定手段）
８２ 駆動制御部（駆動制御手段）
Ｗ 被検査物
Ｗｓ 基準被検査物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉、魚、加工食品、医薬品等の被検査物中に混入した異物を検出するＸ線異物検出装置に関し、特に、複数本のＸ線ラインセンサからの画像を合成して異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したＸ線異物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線異物検出装置は、搬送路上を所定間隔で順次搬送されてくる各品種の被検査物（例えば、肉、魚、加工食品、医薬品など）にＸ線発生器からＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かや被検査物の欠品などを検査するようになっている。
【０００３】
従来、この種のＸ線異物検出装置では、管電圧の異なるＸ線源を用いてローエネルギーとハイエネルギーのＸ線画像ペアすなわちデュアルエネルギーＸ線画像を取得し、これら２つのＸ線画像を合成することで、被検査物の厚みによる影響を低減させ、被検査物をその中の異物とのコントラストを高めて異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、一方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せにより得たＸ線画像と、他方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せにより得たＸ線画像のサイズが一致していないと、２つのＸ線画像を合成する際に、Ｘ線画像上の被検査物の境界の位置ずれも高コントラスト化により強調されてしまい、異物検出性能を大きく損なってしまうという問題があった。
【０００６】
この種のＸ線異物検出装置ではＸ線画像のサイズがＸ線源と被検査物の搬送面とＸ線ラインセンサの３つの相互の位置関係により決定されるため、２つのＸ線画像の位置ずれは、一方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せと他方のＸ線源とＸ線ラインセンサの組合せとの間で、組み付け誤差等によりこれらの位置関係がずれることにより発生する。
【０００７】
また、Ｘ線画像のサイズのずれは数ピクセル程度と小さいものであり、画像処理によりＸ線画像を拡大または縮小してサイズを一致させることは、異物の情報も変わってしまって実質的に不可能であるため、他の手法が求められていた。
【０００８】
そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができるＸ線異物検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るＸ線異物検出装置は、被検査物を搬送面上で搬送する搬送手段と、前記搬送面上を搬送される被検査物に互いに異なる強度のＸ線を照射する第１のＸ線源および第２のＸ線源と、前記搬送面を挟んで前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源と対向する位置に配置され、前記第１のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第１のＸ線画像データおよび前記第２のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第２のＸ線画像データをそれぞれ出力する第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサと、前記第１のＸ線画像データおよび第２のＸ線画像データを合成して前記被検査物に対応する１つの画像データとして出力する画像合成手段と、前記画像合成手段が出力する画像データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えるＸ線異物検出装置であって、前記第２のＸ線源をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持手段と、前記第１のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第１の波形と前記第２のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より大きいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より小さいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、表示手段には、第２の波形と第１の波形のサイズ差に基づいて第２のＸ線源の調整方向が表示されるので、表示された調整方向に従って第２のＸ線源の鉛直位置を利用者が調整することにより、少ない調整回数で容易にＸ線画像データにおける被検査物の大きさを等しくすることができる。したがって、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができる。
【００１１】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記調整判定手段が、前記第１の波形と前記第２の波形とを取得する際は、前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源を所定の調整用出力に設定することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、第１のＸ線源および第２のＸ線源が所定の調整用出力に設定されることで、第１のＸ線源と第１のＸ線ラインセンサから取得したＸ線画像と、第２のＸ線源と第２のＸ線ラインセンサから取得したＸ線画像と、の間で、被検査物の大きさ以外の差異が発生することを防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第２の波形の幅と前記第１の波形の幅のサイズ差と前記第２のＸ線源の要調整量との間の定数を予め記憶する定数記憶手段を備え、前記調整判定手段が、前記第２のＸ線源の調整方向を判定するとともに、前記サイズ差と前記定数記憶手段に記憶された定数に基づいて前記第２のＸ線源の要調整量を判定し、前記表示手段が、前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整量を表示することを特徴とする。
【００１４】
この構成により、第２のＸ線源の調整方向だけでなく、要調整量の判定および表示を行うことで、短時間または少ない試行回数で第２のＸ線源を適切な位置に調整することができる。
【００１５】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記支持手段に支持された前記第２のＸ線源の鉛直位置を変位させる位置変位手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整用に応じて前記位置変位手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成により、判定された調整方向および要調整用に応じて駆動制御手段が位置変位手段を駆動制御するので、自動的に第２のＸ線源を適切な位置に調整することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができるＸ線異物検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の側面および内部構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線管、ベルト面、Ｘ線ラインセンサの位置関係を示す図である。
【図４】（ａ）は、基準被検査物の幅方向の形状を示す断面図であり、（ｂ）は、第１の波形および第２の波形の幅方向のサイズ差を示す図であり、（ｃ）は、サイズ差異により生じてしまうエッジを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の他の例を示す図であり、Ｘ線管の鉛直位置をモータで自動調整する構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
まず構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、Ｘ線異物検出装置１は、搬送部２と検出部３とを筐体４の内部に備え、表示器５を筐体４の前面上部に備えている。
【００２２】
搬送部２は、被検査物Ｗを所定間隔をおいて順次搬送するものである。この搬送部２は、例えば筐体４内部で水平に配置されたベルトコンベアにより構成されている。搬送部２は、図１に示す駆動モータ６の駆動により予め設定された搬送速度で搬入口７から搬入された被検査物Ｗを搬出口８側（図中Ｘ方向）に向けて搬送面としてのベルト面２ａ上を搬送させるようになっている。筐体４内部においてベルト面２ａ上を搬入口７から搬出口８まで貫通する空間は搬送路２１を形成している。
【００２３】
検出部３は、順次搬送される被検査物Ｗに対し、搬送路２１の途中の検査空間２２においてＸ線を照射するとともに被検査物Ｗを透過するＸ線を検出するものであり、搬送路２１途中の検査空間２２の上方に所定高さ離隔して配置されたＸ線発生器９と、搬送部２内にＸ線発生器９と対向して配置されたＸ線検出器１０を備えている。
【００２４】
Ｘ線発生器９は、不図示の筺体の内部に円筒状のＸ線源としてのＸ線管３０を備えた構成で、筺体とＸ線管３０は絶縁油または絶縁樹脂等により絶縁されている。本実施の形態では、Ｘ線管３０として、２つのＸ線管３１、３２を備え、その内の一方は、後述する高さ調整機構により高さ方向に移動可能となっている。Ｘ線管３１、３２の陰極からの電子ビームを陽極のターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管３１、３２は、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるよう配置されている。Ｘ線管３１、３２により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、図示しないスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向（Ｘ方向）を横切るように照射されるようになっている。
【００２５】
ここで、Ｘ線管３１、３２が発生するＸ線の強度は、Ｘ線管３１、３２の陽極と陰極との間に流す電流（管電流）に比例して変化するとともに、発生するＸ線の波長がＸ線管３１、３２の陽極と陰極との間に印加する電圧（管電圧）に応じて短くなり透過力が強くなる。すなわち、Ｘ線管３１、３２から発生されるＸ線の線質は、Ｘ線管３１、３２の管電流および管電圧に応じて変化する。本実施の形態では、Ｘ線管３１が発生するＸ線の強度とＸ線管３１が発生するＸ線の強度を異ならせており、例えば、Ｘ線管３１を高出力（高エネルギーの線質のＸ線を出力）、Ｘ線管３２を低出力（低エネルギーの線質のＸ線を出力）としている。
【００２６】
なお、Ｘ線管３１、３２が発生するＸ線の強度は、必ずしも一定値に固定されるものではなく、検出対象とする異物および被検査物Ｗの種類や搬送速度に応じて、Ｘ線管３１、３２の管電流または管電圧が調整されるようになっている。
【００２７】
Ｘ線検出器１０は、搬送される被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向と直交するＹ方向に複数の検出素子を直線状に並べたＸ線ラインセンサ５０を備えている。本実施の形態では、Ｘ線ラインセンサ５０として、２つのＸ線ラインセンサ５１、５２を被検査物Ｗの搬送方向に備え、Ｘ線ラインセンサ５１は、高出力のＸ線管３１から照射されて被検査物Ｗを透過した検出信号（濃度データの画像）を出力し、Ｘ線ラインセンサ５２は、高出力のＸ線管３２から照射されて被検査物Ｗを透過した検出信号（濃度データの画像）を出力するようになっている。
【００２８】
なお、Ｘ線ラインセンサ５１、５２は、Ｘ線を受けて光（蛍光）を発する図示しないシンチレータおよびこのシンチレータからの光を受光する受光素子を備えている。
【００２９】
ここで、本実施の形態では、Ｘ線検出器１０は、内蔵する図示しないＡ／Ｄ変換部によりＸ線ラインセンサ５１、５２の検出信号（輝度値データ）をデジタルデータに変換して濃度データとして出力するようになっているが、Ｘ線検出器１０の外部にＡ／Ｄ変換部を備える構成としたり、Ａ／Ｄ変換前の輝度値データのまま後段の総合制御部４０に出力する等の構成としてもよく、デジタルデータである濃度データに変換することは必須要件ではない。
【００３０】
Ｘ線ラインセンサ５１、５２を備えるＸ線検出器１０からは、後述する総合制御部４０（図２参照）での異物混入の有無の判定に必要なＸ線画像データを出力するようになっている。
【００３１】
図２に示すように、搬送路２１内の天井部２１ａには、搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数箇所にＸ線遮蔽用の遮蔽カーテン１６が吊り下げ配置されている。遮蔽カーテン１６は、Ｘ線を遮蔽する鉛粉を混入したゴムシートをのれん状（上部が繋がっており下部が帯状に分割された状態）に加工したものから構成されており、検査空間２２から搬送路２１を介してＸ線が筐体４の外部に漏えいすることを防止するものである。
【００３２】
遮蔽カーテン１６は、本実施の形態では、搬入口７と検査空間２２との間、および検査空間２２と搬出口８との間にそれぞれ２枚ずつ設けられており、１つの遮蔽カーテン１６が被検査物Ｗと接触して弾性変形して隙間が生じた場合でも、他の遮蔽カーテン１６がＸ線を遮蔽するので漏えい基準量を超えることなくＸ線の漏えいを防止できるようになっている。
【００３３】
なお、検査空間２２の上面にはスリットが配置され、検査空間２２の下面、側面は、Ｘ線の遮蔽のために筐体４等により略閉塞されている。搬送路２１における遮蔽カーテン１６、スリット、および筺体４等により囲まれた内側の空間が検査空間２２を構成している。
【００３４】
Ｘ線異物検出装置１は、Ｘ線検出器１０から受け取った濃度データに基づく被検査物Ｗ中の異物の有無の判定を含む総合的な制御を行う総合制御部４０を備えている。
【００３５】
総合制御部４０は、Ｘ線異物検出装置１の総合的な制御を行うものであり、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データを検出して所定のタイミングの濃度データをそれぞれ有効化するデータ検出部６１、６２と、データ検出部６１、６２からの濃度データをそれぞれ複数記憶する記憶部４３と、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データの画像（以下、単に画像という）に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施す画像処理部４４と、画像処理部４４で画像処理が施された画像に対して被検査物Ｗと異物との判別を行って異物の混入の有無を判定する判定部４８とを備えている。判定部４８による判定結果は表示器５に表示されるようになっている。
【００３６】
データ検出部６０は、本実施の形態では２つのデータ検出部６１、６２からなり、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データに対して所定のタイミングで入力された濃度データ、すなわち、所定のデータ有効化入力タイミングの範囲のデータだけをそれぞれ有効化するようになっている。
【００３７】
記憶部４３は、Ｘ線ラインセンサ５１、５２から出力されたデータのうち、データ検出部６１、６２で有効化されたデータを一時的に記憶するものであり、画像を高速に記憶および読み出しが可能なメモリから構成されている。
【００３８】
画像処理部４４は、Ｘ線ラインセンサ５１、５２からの濃度データの画像に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施すようになっている。
【００３９】
判定部４８は、画像処理部４４で画像処理が施された画像に対して、画像上の被検査物Ｗの中から異物を検出し、異物の混入の有無を判定するようになっている。
【００４０】
また、Ｘ線異物検出装置１は、Ｘ線発生器９のＸ線出力、被検査物Ｗの搬送速度、Ｘ線検出器１０の検査パラメータの設定操作、選択操作が行われる設定部４９を備えており、この設定部４９は、筐体４の前面上部の表示器５の隣に配置されている。
【００４１】
ここで、Ｘ線異物検出装置１においては、図３に示すように、Ｘ線画像における被検査物Ｗのサイズは、Ｘ線源であるＸ線管３１、３２と、検査対象である被検査物Ｗと、Ｘ線ラインセンサ５１、５２との位置関係で決まる。
【００４２】
ここで、搬送面であるベルト面２ａからＸ線源であるＸ線管３１までの距離をＡ１、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５１の受光面までの距離をＢ１、ベルト面２ａからＸ線源であるＸ線管３２までの距離をＡ２、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５２の受光面までの距離をＢ２とすると、被検査物Ｗの搬送方向上流側（図中左側）に配置された１組目のＸ線管３１（Ｘ線源）とＸ線ラインセンサ５１におけるＸ線画像の拡大率は、（Ａ１＋Ｂ１）／Ａ１で表され、被検査物Ｗの搬送方向下流側（図中右側）に配置された２組目のＸ線管３２（Ｘ線源）とＸ線ラインセンサ５２におけるＸ線画像の拡大率は、（Ａ２＋Ｂ２）／Ａ２で表されるが、これら２組のＸ線画像の拡大率は、次式に示す通り、組み付け誤差等により等しくはならない。
【００４３】
（Ａ１＋Ｂ１）／Ａ１ ≠ （Ａ２＋Ｂ２）Ａ２・・・（式１）
２組のＸ線画像の拡大率を等しくするために、例えば、Ａ１＝Ａ２、且つ、Ｂ１＝Ｂ２となるように２組目のＸ線管３２、Ｘ線ラインセンサ５２の２つの部材の位置をそれぞれ調整することが考えられるが、この場合、位置を調整する部材の数が２つとなるため、Ｘ線管３２とＸ線ラインセンサ５２の両方に位置調整機構を設ける必要があり構造が複雑化してしまう恐れがあり、さらに、Ｘ線管３２とＸ線ラインセンサ５２の両方を位置調整する必要があるので調整作業に時間を要してしまう恐れがある。
【００４４】
そこで、本実施の形態では、後述するように、Ｘ線管３２の高さを調整する機構を備えることで、ベルト面２ａからＸ線管３２までの距離Ａ２を、適切な距離Ａ２´に調整することにより、次式に示す通り、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５２の受光面までの距離Ｂ２の値に関わらず２組のＸ線画像の拡大率を等しくすることができるようになっている。
【００４５】
（Ａ１＋Ｂ１）／Ａ１ ＝ （Ａ２´＋Ｂ２）Ａ２´・・・（式２）
本実施の形態では、Ｘ線管３２の高さを調整する機構として、Ｘ線管３２を支持する支持機構７１を備えている。この支持機構７１は、内部にＸ線管３２を備えたＸ線ユニット３４を保持する保持部材７２と、この保持部材７２に挿通されて保持部材７２を鉛直上下方向にスライド移動可能に支持する支持レール７３と、筺体４に回転可能に軸支されて保持部材７２に螺合して回転することにより保持部材７２を鉛直上下方向に移動させる回転軸７４と、筺体４の上部外側であって回転軸７４の上端部に固定された回転ハンドル７５とから構成されている。なお、保持部材７２が保持するＸ線ユニット３４は、高電圧発生部を含んだモノタンク型の構成としてもよいし、高電圧発生部を別ユニットとした構成としてもよい。
【００４６】
そして、支持機構７１においては、利用者が回転ハンドル７５を把持して回転軸７４を回転させると、回転軸７４と螺合する保持部材７２およびこの保持部材７２が保持するＸ線管３２が、支持レール７３上を案内されて、回転軸７４の回転方向および回転量に応じて鉛直上下方向に移動する。
【００４７】
また、本実施の形態では、Ｘ線画像が比較的濃く出力されるポリエチレンブロック等からなるとともに高さの低い、すなわち厚みの薄い被検査物Ｗを基準被検査物Ｗｓとして用い、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、における基準被検査物Ｗｓの大きさを比較し、２つのＸ線画像の大きさが等しくなるようなＸ線管３２の移動方向（鉛直上方、または鉛直下方）を求めることで、この距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´に設定できるようになっている。Ｘ線画像における基準被検査物Ｗｓの大きさとしては、図４（ｂ）に示すように、基準被検査物Ｗｓの幅方向（図１のＹ方向）の濃度波形の幅を用いることができる。
【００４８】
総合制御部４０は、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´に設定するためのＸ線管３２の調整方向を求める手段として、調整判定部８１を備えている。この調整判定部８１は、図４（ａ）に示す幅方向の形状を有する基準被検査物Ｗｓを対象として、図４（ｂ）に示す、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１で取得したＸ線画像における基準被検査物Ｗｓの幅方向の濃度波形である第１の波形と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２で取得したＸ線画像における基準被検査物Ｗｓの幅方向の濃度波形である第２の波形とを比較し、第２の波形の幅Ｄ２が第１の波形の幅Ｄ１より大きいときは、第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、図４（ｂ）のように、第２の波形の幅Ｄ２が第１の波形の幅Ｄ１より小さいときは、第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸下方であると判定するようになっている。
【００４９】
なお、第１の波形の幅Ｄ１と第２の波形の幅Ｄ２が等しくない場合は、画像処理部４４で２つのＸ線画像を合成処理する際に、図４（ｃ）に示すように、基準被検査物Ｗｓの輪郭に相当する位置に判定部４８での異物混入の判定に悪影響を与えるエッジ９０（濃淡の変化が顕著な部分）が発生してしまう。
【００５０】
本実施の形態では、距離Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の実測値をセンサ等で求めていないため、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´に設定するためのＸ線管３２の要調整量（距離）を上記の式（２）から求めることはできないが、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、における基準被検査物Ｗｓのサイズ差△Ｗｓと、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´にするための要調整量△Ａ２との間には定数Ｃが存在するため、予め定数Ｃを求めて記憶しておくことにより、調整判定部８１に△Ａ２＝Ｃ△Ｗｓの式から要調整量を算出させるようにすると好適である。
【００５１】
総合制御部４０は、距離Ａ２を前述の適切な距離Ａ２´にするための要調整量△Ａ２との間には定数Ｃを記憶する手段として、定数記憶部８０を備え、調整判定部８１は、定数記憶部８０に記憶されている定数と、基準被検査物Ｗｓのサイズ差△Ｗｓとに基づいて要調整量を調整するようになっている。
【００５２】
定数Ｃは、Ｘ線管３２を意図的に所定距離移動させて、このときの２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像における基準被検査物Ｗｓのサイズ変化量から求めることができる。
【００５３】
また、調整判定部８１は、判定結果を表示器５に出力するようになっている。表示器５には、例えば、"調整方向：下方"または"調整方向：下方、調整量：５ｍｍ"等のメッセージが表示される。
【００５４】
調整方向のみを判定および表示するように構成した場合は、利用者は、基準被検査物Ｗｓを用いた画像の取得と、表示器５に表示された調整方向に従ったＸ線管３２の目安距離分の調整とを数回繰り返すことにより、Ｘ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【００５５】
また、調整方向と要調整量を判定および表示するように構成した場合は、利用者は、基準被検査物Ｗｓを用いた画像の取得と、表示器５に表示された調整方向および要調整量方向に従ったＸ線管３２の調整とを行うことにより、概ね１回の調整作業でＸ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【００５６】
調整判定部８１によりＸ線管３２の調整方向の判定をするために基準被検査物Ｗｓを撮像する際には、Ｘ線管３１とＸ線管３２を調整用の出力に設定することが好ましい。このようにすることで、１組目のＸ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、２組目のＸ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、の間で、基準被検査物Ｗｓの大きさ以外の差異が発生することを防止することができる。
【００５７】
具体的には、調整判定部８１の制御により、Ｘ線管３１とＸ線管３２を、調整用の出力として、管電圧および管電流を等しくして、Ｘ線管３１とＸ線管３２から照射されるＸ線の線質（波長、強度）が可能な限り等しい出力とする。
【００５８】
なお、管電圧および管電流を等しくすることに加えて、または、管電圧および管電流を等しくすることに代えて、Ｘ線管３１とＸ線管３２の何れか一方に、図２に示すように、フィルタ７０を手動または自動で挿入するように構成することで、Ｘ線管３１とＸ線管３２から照射されるＸ線の線質が可能な限り等しい出力となるようにしてもよい。
【００５９】
なお、距離Ａ２の代わりに、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５２までの距離Ｂ２を調整するように構成することも可能ではあるが、本実施の形態のＸ線異物検出装置１および一般的なＸ線異物検出装置においては、ベルト面２ａからＸ線管３１、３２までの距離Ａ１、Ａ２は、その設計値が４００ｍｍ程度と相対的に大きな値であるのに対して、ベルト面２ａからＸ線ラインセンサ５１、５２までの距離Ｂ１、Ｂ２は、その設計値が１５ｍｍ程度と相対的に小さな値となっており、距離Ａ１、Ａ２の設計値と距離Ｂ１、Ｂ２の設計値との間には３０倍以上の差異がある。
【００６０】
このため、調整機構に遊び（バックラッシ等）があることを考慮すると、距離Ｂ２を調整する構成よりも、距離Ａ２を調整する構成の方が、調整作業または調整制御を容易に行うことができるため好ましい。
【００６１】
図５に示すように、Ｘ線管３２の高さを調整可能に支持する支持機構７１に加えて、Ｘ線管３２の高さを調整する駆動源としてのモータ７６を筺体の上面に取り付けステー７７を介して設けるとともに、調整判定部８１が判定した調整方向、要調整量に応じて、モータ７６を駆動制御する駆動制御部８２を総合制御部４０に設けるように構成してもよい。
【００６２】
図５の例では、駆動制御部８２は、調整判定部８１が判定した調整方向、要調整量に応じて、モータ７６の駆動パルスを決定し、その駆動パルスによりモータ７６を駆動するよう構成される。
【００６３】
また、モータ７６は、パルス駆動するステッピングモータおよび図示しない減速機構等から構成されるとともにその出力軸が回転軸７４に連結されている。このように構成することで、このモータ７６の回転角度、回転数に応じてＸ線管３２の高さを所望の調整方向に要調整量だけ調整することができる。
【００６４】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線管３２をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持機構７１と、第１のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第１の波形と第２のＸ線画像データにおける被検査物Ｗの幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、第２の波形の幅が第１の波形の幅より大きいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、第２の波形の幅が第１の波形の幅より小さいときは、Ｘ線管３２の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定部８１と、調整判定部８１により判定された調整方向を表示する表示器５と、を備えたことを特徴とする。
【００６５】
この構成により、表示器５には、第２の波形と第１の波形のサイズ差に基づいてＸ線管３２の調整方向が表示されるので、表示された調整方向に従ってＸ線管３２の鉛直位置を利用者が調整することにより、少ない調整回数で容易にＸ線画像データにおける被検査物Ｗの大きさを等しくすることができる。したがって、２つのＸ線画像上の被検査物Ｗの大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができる。
【００６６】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、調整判定部８１が、第１の波形と第２の波形とを取得する際は、Ｘ線管３１およびＸ線管３２を所定の調整用出力に設定することを特徴とする。
【００６７】
この構成により、Ｘ線管３１およびＸ線管３２が所定の調整用出力に設定されることで、Ｘ線管３１とＸ線ラインセンサ５１から取得したＸ線画像と、Ｘ線管３２とＸ線ラインセンサ５２から取得したＸ線画像と、の間で、被検査物Ｗの大きさ以外の差異が発生することを防止することができる。
【００６８】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、第２の波形の幅と第１の波形の幅のサイズ差とＸ線管３２の要調整量との間の定数を予め記憶する定数記憶部８０を備え、調整判定部８１が、Ｘ線管３２の調整方向を判定するとともに、サイズ差と定数記憶部８０に記憶された定数に基づいてＸ線管３２の要調整量を判定し、表示器５が、調整判定部８１により判定された調整方向および要調整量を表示することを特徴とする。
【００６９】
この構成により、Ｘ線管３２の調整方向だけでなく、要調整量の判定および表示を行うことで、短時間または少ない試行回数でＸ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【００７０】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、支持機構７１に支持されたＸ線管３２の鉛直位置を変位させるモータ７６と、調整判定部８１により判定された調整方向および要調整用に応じてモータ７６を駆動制御する駆動制御部８２と、を備えたことを特徴とする。
【００７１】
この構成により、判定された調整方向および要調整用に応じて駆動制御部８２がモータ７６を駆動制御するので、自動的にＸ線管３２を適切な位置に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明に係るＸ線異物検出装置は、２つのＸ線画像上の被検査物の大きさの違いを、異物検出性能の低下が無視できる程度に低減することができるという効果を有し、複数本のＸ線ラインセンサからの画像を合成して異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したＸ線異物検出装置として有用である。
【符号の説明】
【００７３】
１ Ｘ線異物検出装置
２ 搬送部（搬送手段）
２ａ ベルト面（搬送面）
３ 検出部
４ 筐体
５ 表示器（表示手段）
６ 駆動モータ
７ 搬入口
８ 搬出口
９ Ｘ線発生器
１０ Ｘ線検出器
１１ 箱体
１６ 遮蔽カーテン
２１ 搬送路
２１ａ 天井部
２２ 検査空間
３０ Ｘ線管
３１ Ｘ線管（第１のＸ線源）
３２ Ｘ線管（第２のＸ線源）
４０ 総合制御部
４３ 記憶部
４４ 画像処理部（画像合成手段）
４８ 判定部（判定手段）
４９ 設定部
５１ Ｘ線ラインセンサ（第１のＸ線ラインセンサ）
５２ Ｘ線ラインセンサ（第２のＸ線ラインセンサ）
６１、６２ データ検出部
７０ フィルタ
７１ 支持機構（支持手段）
７６ モータ（位置変位手段）
８０ 定数記憶部（定数記憶手段）
８１ 調整判定部（調整判定手段）
８２ 駆動制御部（駆動制御手段）
Ｗ 被検査物
Ｗｓ 基準被検査物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を搬送面（２ａ）上で搬送する搬送手段（２）と、
前記搬送面上を搬送される被検査物に互いに異なる強度のＸ線を照射する第１のＸ線源（３１）および第２のＸ線源（３２）と、
前記搬送面を挟んで前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源と対向する位置に配置され、前記第１のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第１のＸ線画像データおよび前記第２のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第２のＸ線画像データをそれぞれ出力する第１のＸ線ラインセンサ（５１）および第２のＸ線ラインセンサ（５２）と、
前記第１のＸ線画像データおよび第２のＸ線画像データを合成して前記被検査物に対応する１つの画像データとして出力する画像合成手段（４４）と、
前記画像合成手段が出力する画像データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段（４８）と、を備えるＸ線異物検出装置（１）であって、
前記第２のＸ線源をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持手段（７１）と、
前記第１のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第１の波形と前記第２のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より大きいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より小さいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定手段（８１）と、
前記調整判定手段により判定された調整方向を表示する表示手段（５）と、を備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
【請求項２】
前記調整判定手段が、前記第１の波形と前記第２の波形とを取得する際は、前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源を所定の調整用出力に設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項３】
前記第２の波形の幅と前記第１の波形の幅のサイズ差と前記第２のＸ線源の要調整量との間の定数を予め記憶する定数記憶手段（８０）を備え、
前記調整判定手段が、前記第２のＸ線源の調整方向を判定するとともに、前記サイズ差と前記定数記憶手段に記憶された定数に基づいて前記第２のＸ線源の要調整量を判定し、
前記表示手段が、前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整量を表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項４】
前記支持手段に支持された前記第２のＸ線源の鉛直位置を変位させる位置変位手段（７６）と、
前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整用に応じて前記位置変位手段を駆動制御する駆動制御手段（８２）と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項１】
被検査物を搬送面（２ａ）上で搬送する搬送手段（２）と、
前記搬送面上を搬送される被検査物に互いに異なる強度のＸ線を照射する第１のＸ線源（３１）および第２のＸ線源（３２）と、
前記搬送面を挟んで前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源と対向する位置に配置され、前記第１のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第１のＸ線画像データおよび前記第２のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた第２のＸ線画像データをそれぞれ出力する第１のＸ線ラインセンサ（５１）および第２のＸ線ラインセンサ（５２）と、
前記第１のＸ線画像データおよび第２のＸ線画像データを合成して前記被検査物に対応する１つの画像データとして出力する画像合成手段（４４）と、
前記画像合成手段が出力する画像データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段（４８）と、を備えるＸ線異物検出装置（１）であって、
前記第２のＸ線源をその鉛直軸上の位置を調整可能に支持する支持手段（７１）と、
前記第１のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第１の波形と前記第２のＸ線画像データにおける前記被検査物の幅方向の波形である第２の波形とを取得して比較し、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より大きいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸上方であると判定するとともに、前記第２の波形の幅が前記第１の波形の幅より小さいときは、前記第２のＸ線源の調整方向が鉛直軸下方であると判定する調整判定手段（８１）と、
前記調整判定手段により判定された調整方向を表示する表示手段（５）と、を備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
【請求項２】
前記調整判定手段が、前記第１の波形と前記第２の波形とを取得する際は、前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源を所定の調整用出力に設定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項３】
前記第２の波形の幅と前記第１の波形の幅のサイズ差と前記第２のＸ線源の要調整量との間の定数を予め記憶する定数記憶手段（８０）を備え、
前記調整判定手段が、前記第２のＸ線源の調整方向を判定するとともに、前記サイズ差と前記定数記憶手段に記憶された定数に基づいて前記第２のＸ線源の要調整量を判定し、
前記表示手段が、前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整量を表示することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項４】
前記支持手段に支持された前記第２のＸ線源の鉛直位置を変位させる位置変位手段（７６）と、
前記調整判定手段により判定された調整方向および要調整用に応じて前記位置変位手段を駆動制御する駆動制御手段（８２）と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載のＸ線異物検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９４１００（Ｐ２０１２−１９４１００Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９１２８（Ｐ２０１１−５９１２８）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（３０２０４６００１）アンリツ産機システム株式会社 (238)
【Ｆターム（参考）】
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