特許 5775415 Ｘ線異物検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5775415

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】Ｘ線異物検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20060101AFI20150820BHJP

   G01N 23/18 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   G01N23/04

   G01N23/18

【請求項の数】7

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-226064(P2011-226064)

(22)【出願日】2011年10月13日

(65)【公開番号】特開2013-88143(P2013-88143A)

(43)【公開日】2013年5月13日

【審査請求日】2014年8月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】302046001

【氏名又は名称】アンリツ産機システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 格

(72)【発明者】

【氏名】金井 貴志

【審査官】 田中 洋介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１４８２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８６４０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９９７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６８５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２３／００−２３／２２７

Ｇ０１Ｂ １５／００−１５／０８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【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Ｘ線を照射するＸ線源（３１）と、
前記搬送面を挟んで前記Ｘ線源と対向する位置に配置され、前記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Ｘ線源を、前記搬送面に平行な平面上において前記搬送手段の搬送方向上流側または搬送方向下流側に位置調整可能に支持する支持手段（１００）と、
前記第１のＸ線画像データおよび前記第２のＸ線画像データから前記被検査物の搬送方向の濃淡変化を示す第１の波形および第２の波形をそれぞれ取得し、前記第１の波形形状と前記第２の波形形状の差異に基づいて、前記Ｘ線源の調整方向を判定する調整判定手段（８１）と、
前記調整判定手段により判別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】

前記第１のＸ線ラインセンサの前記搬送方向下流側に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、
前記調整判定手段が、前記第１の波形および前記第２の波形の所定の高さにおいて、前記第１の波形の幅が前記第２の波形の幅より長いとき、前記Ｘ線源の調整方向が、前記搬送方向上流側であると判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１のＸ線ラインセンサの前記搬送方向下流側に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、
前記調整判定手段が、前記第１の波形がなす台形形状の下底の上流側の端点の角度が前記第２の波形がなす台形形状の下底の下流側の端点の角度より小さいとき、前記Ｘ線源の調整方向が、前記搬送方向上流側であると判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4】

前記第１のＸ線ラインセンサの前記搬送方向下流側に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、
前記調整判定手段が、前記第１の波形がなす台形形状の上流側の側辺の長さが前記第２の波形がなす台形形状の下流側の側辺の長さより長いとき、前記Ｘ線源の調整方向が、前記搬送方向上流側であると判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5】

前記第１の波形がなす台形形状と前記第２の波形がなす台形形状の大きさおよび形状の差異と、前記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Ｘ線源の調整方向を判定するとともに、前記大きさおよび形状の差異と前記定数記憶手段に記憶された定数とに基づいて前記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〜請求項４の何れかに記載のＸ線異物検出装置。

【請求項6】

前記支持手段に支持された前記Ｘ線源を前記搬送方向上流側または前記搬送方向下流側に変位させる位置変位手段（１１５）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１〜請求項５の何れかに記載のＸ線異物検出装置。

【請求項7】

前記第１のＸ線ラインセンサの下方に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、
前記調整判定手段が、前記第１の波形がなす台形形状の一端側の傾斜と前記第２の波形がなす台形形状の同一側の傾斜の差が小さくなるように前記Ｘ線源の調整方向を判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。

【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、被検査物と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線画像の大きさおよび形状が一致せず２つのＸ線画像上の被検査物の境界の位置がずれていると、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、エネルギーサブトラクション法により得る２つのＸ線画像上の被検査物の大きさと形状を略一致させ、異物検出性能の低下を防止することができる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Ｘ線を照射するＸ線源と、前記搬送面を挟んで前記Ｘ線源と対向する位置に配置され、前記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Ｘ線源を、前記搬送面に平行な平面上において前記搬送手段の搬送方向上流側または搬送方向下流側に位置調整可能に支持する支持手段と、前記第１のＸ線画像データおよび前記第２のＸ線画像データから前記被検査物の搬送方向の濃淡変化を示す第１の波形および第２の波形をそれぞれ取得し、前記第１の波形形状と前記第２の波形形状の差異に基づいて、前記Ｘ線源の調整方向を判定する調整判定手段と、前記調整判定手段により判別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、Ｘ線源の搬送方向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線源の位置を利用者が調整することにより、Ｘ線画像データにおける被検査物の大きさと形状を略一致させることができる。したがって、エネルギーサブトラクション法により得る２つのＸ線画像上の被検査物の大きさと形状を略一致させ、異物検出性能の低下を防止することができる。

【0011】

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第１のＸ線ラインセンサの前記搬送方向下流側に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、前記調整判定手段が、前記第１の波形および前記第２の波形の所定の高さにおいて、前記第１の波形の幅が前記第２の波形の幅より長いとき、前記Ｘ線源の調整方向が、前記搬送方向上流側であると判定することを特徴とする。

【0012】

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第１のＸ線ラインセンサの前記搬送方向下流側に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、前記調整判定手段が、前記第１の波形がなす台形形状の下底の上流側の端点の角度が前記第２の波形がなす台形形状の下底の下流側の端点の角度より小さいとき、前記Ｘ線源の調整方向が、前記搬送方向上流側であると判定することを特徴とする。

【0013】

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第１のＸ線ラインセンサの前記搬送方向下流側に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、前記調整判定手段が、前記第１の波形がなす台形形状の上流側の側辺の長さが前記第２の波形がなす台形形状の下流側の側辺の長さより長いとき、前記Ｘ線源の調整方向が、前記搬送方向上流側であると判定することを特徴とする。

【0014】

この構成により、第１のＸ線ラインセンサと第２のＸ線ラインセンサとが横並び配置されている場合であっても、調整判定手段がＸ線源の調整方向を正確に判定することができる。

【0015】

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第１の波形がなす台形形状と前記第２の波形がなす台形形状の大きさおよび形状の差異と、前記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Ｘ線源の調整方向を判定するとともに、前記大きさおよび形状の差異と前記定数記憶手段に記憶された定数とに基づいて前記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。

【0016】

この構成により、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Ｘ線源を適切な位置に調整することができる。

【0017】

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Ｘ線源を前記搬送方向上流側または前記搬送方向下流側に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。

【0018】

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Ｘ線源を適切な位置に調整することができる。

【0019】

また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第１のＸ線ラインセンサの下方に前記第２のＸ線ラインセンサが配置され、前記調整判定手段が、前記第１の波形がなす台形形状の一端側の傾斜と前記第２の波形がなす台形形状の同一側の傾斜の差が小さくなるように前記Ｘ線源の調整方向を判定することを特徴とする。

【0020】

この構成により、第１のＸ線ラインセンサと第２のＸ線ラインセンサとが縦置き配置されている場合であっても、調整判定手段がＸ線源の調整方向を正確に判定することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、エネルギーサブトラクション法により得る２つのＸ線画像上の被検査物の大きさと形状を略一致させ、異物検出性能の低下を防止することができる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】

【0022】

【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２つのＸ線検出器の横並び配置を示す図である。

【図4】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線管の２軸調整機構を示す図である。

【図5】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線管とＸ線ラインセンサとの位置関係を示す図である。

【図6】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置のＸ線管とＸ線ラインセンサとの相対位置のずれにより生じる波形の差異を示す図である。

【図7】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の２つのＸ線検出器の縦置き配置を示す図である。

【図8】Ｘ線異物検出装置においてＸ線管をＸ軸上で変位させてスロープ幅の変化を求める手法を説明する図である。

【図9】Ｘ線管のＸ軸上の位置と傾斜の差の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための最良の形態】

【0023】

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。

【0024】

まず構成について説明する。

【0025】

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。

【0026】

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の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の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。

【0027】

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の途中の検査空間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。

【0028】

Ｘ線発生器９は、不図示の筐体の内部に円筒状のＸ線源としてのＸ線管３１を備えた構成で、筐体とＸ線管３１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３１は、後述する２軸調整機構によりＸ軸上（搬送部２の搬送方向）およびＹ軸上（搬送部２の幅方向）で移動可能となっている。Ｘ線管３１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により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、検査空間２２（図１、図２参照）の上面に配置された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。

【0029】

なお、このスリットは、２軸調整機構により変位するＸ線管３１とともに変位するように構成されている。

【0030】

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、図７に示すように、ベルト面２ａを挟んでＸ線管３１に対向する位置（略鉛直下方）に、縦置き配置、すなわち鉛直方向に配置された２つのＸ線ラインセンサ５１、５２を備えるか、または、図３に示すように、ベルト面２ａを挟んでＸ線管３１に対向する位置（略鉛直下方）に、横並び配置、すなわち搬送方向に配置された２つのＸ線ラインセンサ５１、５２を備えるようになっている。

【0031】

図７においては、Ｘ線ラインセンサ５１の下方、すなわち、Ｘ線管３１から離隔する方向にＸ線ラインセンサ５２が配置されている。

【0032】

また、図３においては、Ｘ線ラインセンサ５１の下流にＸ線ラインセンサ５２が配置されている。

【0033】

Ｘ線ラインセンサ５１は、Ｘ線管３１から照射されて被検査物Ｗを透過した低エネルギーの検出信号を出力し、Ｘ線ラインセンサ５２は、Ｘ線管３１から照射されて被検査物Ｗを透過した高エネルギーの検出信号を出力するようになっている。

【0034】

本実施の形態では、例えば、Ｘ線ラインセンサ５１にＸ線を減衰するフィルタを装着したり、Ｘ線ラインセンサ５１の感度を弱めることにより、Ｘ線ラインセンサ５２の検出信号をＸ線ラインセンサ５１より高エネルギー化させるようになっている。

【0035】

すなわち、Ｘ線異物検出装置１は、１つのＸ線管３１と２つのＸ線ラインセンサ５１、５２とを備え、２つのＸ線ラインセンサ５１、５２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構成となっている。

【0036】

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。

【0037】

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）を出力するとともに、この検出信号（輝度値データ）をデジタルデータに変換した濃度データをＸ線画像のデータのデータとして出力するようになっている。なお、Ｘ線検出器１０の外部にＡ／Ｄ変換部を備える構成としてもよい。

【0038】

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線画像のデータを出力するようになっている。

【0039】

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）に沿って複数個所に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。

【0040】

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。

【0041】

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、および筐体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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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、動作モード等の設定操作、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。

【0049】

図２、図４に示すように、本実施の形態では、Ｘ線管３１のＸ軸、Ｙ軸の２軸上の位置を調整する機構として、内部にＸ線管３１を備えたＸ線ユニット３３を２軸上で変位可能に支持する支持機構１００を備えている。ここで、Ｘ線ユニット３３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。

【0050】

支持機構１００は、内部にＸ線管３１を備えたＸ線ユニット３３を上面で支持する第１ステージ１０１と、第１ステージ１０１を下方から支持する第２ステージ１０２と、第２ステージ１０２を下方から支持する第３ステージ１０３とを備えている。

【0051】

第１ステージ１０１は、第１ステージ１０１の両端下面の凸部１０１ａが第２ステージ１０２の上面の凹部１０２ａ内を案内されることにより、Ｙ軸上をスライド移動可能に第２ステージ１０２に支持されている。

【0052】

第２ステージ１０２は、第２ステージ１０２の両端下面の凸部１０２ｃが第３ステージ１０３の上面の凹部１０３ｃ内を案内されることにより、Ｘ軸上をスライド移動可能に第３ステージ１０３に支持されている。

【0053】

第２ステージ１０２のＹ軸上の一端側には、第１ステージ１０１の一端側に当接して第１ステージ１０１のＹ軸上の位置を調整するＹ軸調整部材１１１が、第２ステージ１０２と一体または別体に形成された取り付けステー１０２ｂを介して設けられている。

【0054】

第２ステージ１０２のＹ軸上の他端側には、第１ステージ１０１の他端側に当接してこの第１ステージ１０１をＹ軸調整部材１１１の側に押圧する圧縮ばね１１３が設けられている。

【0055】

Ｙ軸調整部材１１１は、マイクロメータと同様の機構からなっており、そのＹ軸調整ハンドル１１１ａが手動操作またはＹ軸駆動モータ１１２により回転されるとプランジャ１１１ｂが前進または後退し、第１ステージ１０１のＹ軸上の位置を変位させるようになっている。

【0056】

Ｙ軸駆動モータ１１２は、パルス駆動するステッピングモータから構成されており、その出力軸がＹ軸調整ハンドル１１１ａに接続されている。

【0057】

第３ステージ１０３のＹ軸上の一端側には、第２ステージ１０２に回動可能に設けられたＬ字状部材１１６の一端部に当接してＬ字状部材１１６の他端部を変位させることにより、第２ステージ１０２のＸ軸上の位置を調整するＸ軸調整部材１１４が、第３ステージ１０３と一体または別体に形成された取り付けステー１０３ｂを介して設けられている。

【0058】

第３ステージ１０３の他端側には、第２ステージ１０２の他端側に当接してこの第２ステージ１０２をＸ軸調整部材１１４の側に押圧する圧縮ばね１１７が設けられている。Ｘ軸調整部材１１４は、マイクロメータと同様の機構からなっており、そのＸ軸調整ハンドル１１４ａが手動操作またはＸ軸駆動モータ１１５により回転されると、Ｌ字状部材１１６を介して第２ステージ１０２のＸ軸上の位置を変位させるようになっている。

【0059】

Ｘ軸駆動モータ１１５は、パルス駆動するステッピングモータから構成されており、その出力軸がＸ軸調整ハンドル１１４ａに接続されている。

【0060】

また、本実施の形態では、Ｘ線管３１のＸ軸、Ｙ軸の２軸上の位置を調整するときは、図４に示すように、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直方体の被検査物Ｗを基準被検査物Ｗｓとして用い、Ｘ線ラインセンサ５１が出力するＸ線画像データおよびＸ線ラインセンサ５２が出力するＸ線画像データから得られる基準被検査物Ｗｓの搬送方向の濃度変化を表す第１の波形および第２の波形の形状を比較し、２つのＸ線画像の大きさと形状が等しくなるようなＸ線管３１の２軸上の位置の調整方向（および調整量）を求めるようになっている。

【0061】

ここで、第１の波形および第２の波形は、図６に示すように、基準被検査物ＷｓのＸ軸方向（またはＹ軸方向）を横軸とし、Ｘ線画像データを基に被検査物Ｗとの背景との差が大きくなるような輝度値に変換して縦軸としたときの波形であり、基準被検査物Ｗｓの輝度値に対応する部分は台形形状となる。また、第１の波形および第２の波形は波形整形して形成されており、例えば、Ｘ軸方向を横軸とした場合は、Ｙ軸方向の所定の検出区間の平均値を１つのデータとし、Ｘ軸方向に走査するようにしている。

【0062】

ここで、図６において、第１の波形がなす台形形状のＸ軸上における上流側の側辺の長さをＬ１Ｌ、下流側の側辺の長さをＬ１Ｒ、第２の波形がなす台形形状のＸ軸上における上流側の側辺の長さをＬ２Ｌ、下流側の側辺の長さをＬ２Ｌで示す。また、第１の波形がなす台形形状の下底のＸ軸上における上流側の端点の角度をθ１Ｌ、下流側の端点の角度をθ１Ｒ、第２の波形がなす台形形状の下底のＸ軸上における上流側の端点の角度をθ２Ｌ、下流側の端点の角度をθ２Ｒで示す。また、第１の波形がなす台形形状および第２の波形がなす台形形状の所定の高さにおいて、第１の波形がなす台形形状のＸ軸上における幅をＬ１Ｈ、第２の波形がなす台形形状のＸ軸上における幅をＬ２Ｈで示す。なお、Ｌ１Ｈ、Ｌ２Ｈは、本実施の形態では、第１の波形がなす台形形状および第２の波形がなす台形形状の中間の高さにおける幅（半値幅）を用いている。

【0063】

Ｘ線ラインセンサ５１とＸ線ラインセンサ５２のうち、Ｘ線管３１から照射されたＸ線の入射角が小さい方の波形において、台形形状の下底の長さが長くなる。

【0064】

総合制御部４０は、Ｘ線ラインセンサ５１が出力するＸ線画像データおよびＸ線ラインセンサ５２が出力するＸ線画像データから得られる基準被検査物Ｗｓの搬送方向の濃淡変化を示す第１の波形および第２の波形の形状を比較し、２つのＸ線画像の大きさと形状が等しくなるようなＸ線管３１の位置の調整方向、要調整量を求める手段として、調整判定部８１を備えている。調整判定部８１は、基準被検査物Ｗｓの搬送方向の濃淡変化を示す第１の波形および第２の波形をそれぞれ取得し、第１の波形形状と第２の波形形状の差異に基づいて、Ｘ線管３１の調整方向を判定するようになっている。

【0065】

図３に示すように、Ｘ線ラインセンサ５１、５２が横並び配置されている場合において、図５に示すように、Ｘ線管３１が、Ｘ線ラインセンサ５１とＸ線ラインセンサ５２の中間のライン上の位置Ｃ（適正位置）ではなく、組み付け誤差等による原因でこのラインより下流側（右側）の位置Ｄに配置されているときの調整判定部８１の動作を説明する。

【0066】

この場合、調整判定部８１は、第１の波形がなす台形形状および第２の波形がなす台形形状の所定の高さにおいて、第１の波形がなす台形形状の幅Ｌ１Ｈが第２の波形がなす台形形状の幅Ｌ２Ｈより長いとき、または、第１の波形がなす台形形状の下底の上流側の端点の角度θ１Ｌが第２の波形がなす台形形状の下底の下流側の端点の角度θ２Ｒより小さいとき、または、第１の波形がなす台形形状の上流側の側辺の長さＬ１Ｌが第２の波形がなす台形形状の下流側の側辺の長さＬ２Ｒより長いとき、図５の状態であると認識し、Ｘ線管３１の調整方向が、搬送方向上流側であると判定するようになっている。

【0067】

本実施の形態では、Ｘ線管３１の２軸上の位置を測位する位置センサ等を備えていないため、Ｘ線管３１が適正位置となるための要調整量（距離）を直接的に求めることはできないが、Ｘ軸（またはＹ軸）において、第１の波形と第２の波形のそれぞれの台形における下底の長さの差異と要調整量との間に定数による一定の関係を有しているため、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれの定数を記憶しておくことにより、調整判定部８１に要調整量を算出させることができる。

【0068】

そこで、総合制御部４０は、上記の定数をＸ軸、Ｙ軸毎に予め記憶しておく定数記憶部８０を備えている。そして、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を用いて取得した第１の波形と第２の波形の台形の下底の長さの差異に基づいて、Ｘ線管３１のＸ軸、Ｙ軸の要調整量を調整するようになっている。

【0069】

なお、定数は、予めＸ線管３１をＸ軸（またはＹ軸）上で意図的に所定距離移動させたときの第１の波形と第２の波形の台形の下底の長さの差異の変化量から求めることができる。

【0070】

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、Ｘ線管３１の調整方向および要調整量として"Ｘ軸：−１．５ｍｍ、Ｙ軸：＋３ｍｍ"等のメッセージが表示される。

【0071】

総合制御部４０は、調整判定部８１が判定したＸ線管３１の調整方向および要調整量に応じて、Ｙ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５を駆動制御する駆動制御部８２を備えている。

【0072】

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、Ｙ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５の駆動パルスを決定し、その駆動パルスによりＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５を駆動するようになっている。

【0073】

このため、Ｘ線管３１の調整方向および要調整量が判定されると、調整方向および要調整量が表示器５に表示されるとともに、駆動制御部８２によりＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５が駆動制御され、Ｘ線管３１の２軸上の位置が適正位置に調整されることとなる。

【0074】

本実施の形態では、総合制御部４０の動作モードとして自動調整モードと手動調整モードを有し、動作モードが自動調整モードに設定されているときは、表示器５による調整方向および要調整量の表示と、駆動制御部８２によるＹ軸駆動モータ１１２、Ｘ軸駆動モータ１１５の駆動制御の両方を行い、動作モードが手動調整モードに設定されているときは、表示器５による調整方向および要調整量の表示のみを行い、ユーザーがＹ軸調整ハンドル１１１ａ、Ｘ軸調整ハンドル１１４ａを操作するようになっている。

【0075】

次に、上記のように構成されたＸ線異物検出装置１の動作を説明する。

【0076】

まず、動作モードが自動調整モードに設定されている場合は、総合制御部４０は、基準被検査物Ｗｓを走査してＸ線ラインセンサ５１およびＸ線ラインセンサ５２から第１の波形と第２の波形をそれぞれ取得し、調整判定部８１により、第１の波形の形状と第２の波形の形状の差異に基づいて、Ｘ線管３１のＸ軸上の調整方向、要調整量を判別し、判別結果を表示器５により表示するとともに、駆動制御部８２によりＸ軸駆動モータ１１５を駆動制御する。これにより、Ｘ線管３１のＸ軸上の位置が適正位置に調整される。

【0077】

ついで、総合制御部４０は、再び基準被検査物Ｗｓを走査して第１の波形、第２の波形を取得し、調整判定部８１により、第１の波形の形状と第２の波形の形状の差異に基づいて、Ｘ線管３１のＹ軸上の調整方向、要調整量を判別し、判別結果を表示器５により表示するとともに、駆動制御部８２によりＹ軸駆動モータ１１２を駆動制御する。これにより、Ｘ線管３１のＹ軸上の位置が適正位置に調整される。

【0078】

一方、動作モードが手動調整モードに設定されている場合は、総合制御部４０は、基準被検査物Ｗｓを走査してＸ線ラインセンサ５１およびＸ線ラインセンサ５２から第１の波形と第２の波形をそれぞれ取得し、調整判定部８１により、第１の波形の形状と第２の波形の形状の差異に基づいて、Ｘ線管３１のＸ軸上の調整方向、要調整量を判別し、判別結果を表示器５により表示する。これにより、ユーザーがＸ軸調整ハンドル１１４ａを操作することで、Ｘ線管３１のＸ軸上の位置が適正位置に調整される。

【0079】

ついで、総合制御部４０は、再び基準被検査物Ｗｓを走査して第１の波形、第２の波形を取得し、調整判定部８１により、第１の波形の形状と第２の波形の形状の差異に基づいて、Ｘ線管３１のＹ軸上の調整方向、要調整量を判別し、判別結果を表示器５により表示する。これにより、ユーザーがＹ軸調整ハンドル１１１ａを操作することで、Ｘ線管３１のＹ軸上の位置が適正位置に調整される。

【0080】

なお、調整判定部８１がＸ線管３１の調整方向のみを判定するように構成してもよく、この場合、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３１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３１を適切な位置に調整することができる。

【0081】

次に、図７に示すように、Ｘ線ラインセンサ５１、５２が縦置き配置されている場合においての動作を説明する。

【0082】

この場合、調整判定部８１は、Ｘ線管３１の位置を搬送方向であるＸ軸方向の第１の波形および第２の波形がなす台形形状の一端側の傾斜に対し、傾斜の差が小さくなるように調整方向を判定している。この場合の傾斜の差は、例えば、傾斜の長さ（台形の側辺の長さ）、傾斜角度（台形の底角の大きさ）、スロープ幅（台形の傾斜部の水平方向幅）等について求めており、傾斜の差と移動方向が一時記憶される。

【0083】

また、調整方向は、一時記憶されている前回の傾斜の差と比較し、前回よりも差が大きければ、前回の移動方向とは反対方向であると判定し、前回よりも差が小さければ、前回の移動方向と同一方向であると判定している。なお、傾斜の差が一時記憶されていない初回の調整方向の判定の場合は、所定の方向を指定するようになっている。

【0084】

また、動作モードが自動調整モードに設定されている場合は、図８に示すように、Ｘ線管３１の位置を搬送方向であるＸ軸方向に故意に変位させて、Ｘ線管３１の複数個所の位置において、Ｘ線ラインセンサ５１、５２のそれぞれのＸ軸方向の中心を結んだ直線上より上流側に位置しているときの第１の波形および第２の波形と下流側に位置しているときの第１の波形および第２の波形とで、図９に示すように、傾斜の差のグラフを求めることにより、Ｘ軸方向におけるＸ線管３１の最適位置を算出する。傾斜の差の最小となる位置（Ｕ字形状のグラフの底部に相当する位置）が最適位置であり、このときＸ線ラインセンサ５１、５２のそれぞれのＸ軸方向の中心を結んだ直線上にＸ線管３１が位置することとなる。すなわち、Ｘ線管３１のＸ軸上の調整方向に関しては、調整判定部８１は、傾斜の差の小さくなる方向がＸ線管３１の調整方向であると判別する。また、調整判定部８１は、図９の傾斜の差のグラフに基づいて要調整量を判定する。

【0085】

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３１を、搬送面に平行な平面上において搬送部２の搬送方向上流側または搬送方向下流側に位置調整可能に支持する支持機構１００と、第１のＸ線画像データおよび第２のＸ線画像データから被検査物Ｗの搬送方向の濃淡変化を示す第１の波形および第２の波形をそれぞれ取得し、第１の波形形状と第２の波形形状の差異に基づいて、Ｘ線管３１の調整方向を判定する調整判定部８１と、調整判定部８１により判別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。

【0086】

この構成により、表示器５には、Ｘ線管３１の搬送方向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３１の位置を利用者が調整することにより、Ｘ線画像データにおける被検査物Ｗの大きさと形状を略一致させることができる。したがって、エネルギーサブトラクション法により得る２つのＸ線画像上の被検査物Ｗの大きさと形状を略一致させ、異物検出性能の低下を防止することができる。

【0087】

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線ラインセンサ５１の搬送方向下流側にＸ線ラインセンサ５２が配置され、調整判定部８１が、第１の波形および第２の波形の所定の高さにおいて、第１の波形の幅Ｌ１Ｈが第２の波形の幅Ｌ２Ｈより長いとき、Ｘ線管３１の調整方向が、搬送方向上流側であると判定することを特徴とする。

【0088】

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線ラインセンサ５１の搬送方向下流側にＸ線ラインセンサ５２が配置され、調整判定部８１が、第１の波形がなす台形形状の下底の上流側の端点の角度θ１Ｌが第２の波形がなす台形形状の下底の下流側の端点の角度θ２Ｒより小さいとき、Ｘ線管３１の調整方向が、搬送方向上流側であると判定することを特徴とする。

【0089】

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線ラインセンサ５１の搬送方向下流側にＸ線ラインセンサ５２が配置され、調整判定部８１が、第１の波形がなす台形形状の上流側の側辺の長さＬ１Ｌが第２の波形がなす台形形状の下流側の側辺の長さＬ２Ｒより長いとき、Ｘ線管３１の調整方向が、搬送方向上流側であると判定することを特徴とする。

【0090】

この構成により、Ｘ線ラインセンサ５１とＸ線ラインセンサ５２とが横並び配置されている場合であっても、調整判定部８１がＸ線管３１の調整方向を正確に判定することができる。

【0091】

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、第１の波形がなす台形形状と第２の波形がなす台形形状の大きさおよび形状の差異と、Ｘ線管３１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３１の調整方向を判定するとともに、大きさおよび形状の差異と定数記憶部８０に記憶された定数とに基づいてＸ線管３１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。

【0092】

この構成により、Ｘ線管３１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３１を適切な位置に調整することができる。

【0093】

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１００に支持されたＸ線管３１を搬送方向上流側または搬送方向下流側に変位させるＸ軸駆動モータ１１５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Ｘ軸駆動モータ１１５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。

【0094】

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Ｘ軸駆動モータ１１５を駆動制御するので、自動的にＸ線管３１を適切な位置に調整することができる。

【0095】

また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線ラインセンサ５１の下方にＸ線ラインセンサ５２が配置され、調整判定部８１が、第１の波形がなす台形形状の一端側の傾斜と第２の波形がなす台形形状の同一側の傾斜の差が小さくなるようにＸ線管３１の調整方向を判定することを特徴とする。

【0096】

この構成により、Ｘ線ラインセンサ５１とＸ線ラインセンサ５２とが縦置き配置されている場合であっても、調整判定部８１がＸ線管３１の調整方向を正確に判定することができる。

【産業上の利用可能性】

【0097】

以上のように、本発明に係るＸ線異物検出装置は、エネルギーサブトラクション法により得る２つのＸ線画像上の被検査物の大きさと形状を略一致させ、異物検出性能の低下を防止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】

【0098】

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
１６ 遮蔽カーテン
２１ 搬送路
２１ａ 天井部
２２ 検査空間
３１ Ｘ線管（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
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）
１００ 支持機構（支持手段）
１０１ 第１ステージ
１０２ 第２ステージ
１０３ 第３ステージ
１１４ Ｘ軸調整部材（支持手段）
１１５ Ｘ軸駆動モータ（位置変位手段）
Ｗ 被検査物
Ｗｓ 基準被検査物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】