特開 2024-82020 Ｘ線検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024082020

(43)【公開日】2024-06-19

(54)【発明の名称】Ｘ線検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/04 20180101AFI20240612BHJP

【ＦＩ】

G01N23/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022195699

(22)【出願日】2022-12-07

(71)【出願人】

【識別番号】000147833

【氏名又は名称】株式会社イシダ

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100180851

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼口 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100156395

【弁理士】

【氏名又は名称】荒井 寿王

(72)【発明者】

【氏名】杉本 一幸

(72)【発明者】

【氏名】金井 俊樹

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA01

2G001BA11

2G001CA01

2G001DA08

2G001FA01

2G001FA29

2G001GA01

2G001HA07

2G001HA13

2G001JA09

2G001LA01

2G001PA11

(57)【要約】

【課題】検査エラーの場合における物品の個数を管理することが可能なＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線検査装置１は、搬送されている物品ＧにＸ線を照射するＸ線照射部６と、物品Ｇを透過したＸ線を検出するＸ線検出部７と、Ｘ線検出部７による検出結果から生成されるＸ線透過画像に基づいて物品Ｇの良否を判断すると共に、検査エラーの場合における物品Ｇの個数であるエラー個数を判断する判断部１０Ａと、判断部１０Ａで判断されたエラー個数を記憶する記憶部１０Ｂと、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送されている物品にＸ線を照射するＸ線照射部と、
前記物品を透過した前記Ｘ線を検出するＸ線検出部と、
前記Ｘ線検出部による検出結果から生成されるＸ線透過画像に基づいて、前記物品の良否を判断すると共に、検査エラーの場合における前記物品の個数であるエラー個数を判断する判断部と、
前記判断部で判断された前記エラー個数を記憶する記憶部と、を備える、Ｘ線検査装置。

【請求項2】

前記記憶部は、１つの前記物品の搬送方向における長さに対応する基準長を記憶し、
前記判断部は、前記Ｘ線透過画像において搬送方向Ａにおける長さが前記基準長以上の領域に前記物品が存在すると判断した場合に、前記検査エラーであると判断する、請求項１に記載のＸ線検査装置。

【請求項3】

前記記憶部は、前記物品の１つ当たりの重量に対応する基準重量を記憶し、
前記判断部は、
前記検査エラーであると判断した場合、前記Ｘ線透過画像において前記物品が存在すると判断した領域に含まれる複数の画素それぞれの明るさに基づいて、当該物品の重量を算出し、
算出した当該物品の重量と前記基準重量とに基づいて、前記エラー個数を判断する、請求項２に記載のＸ線検査装置。

【請求項4】

前記Ｘ線検出部よりも前段に位置し、前記物品の搬送方向における長さを検知する物長検知部を更に備え、
前記判断部は、前記物長検知部により前記物品の搬送方向における長さの不良を検知した場合に前記検査エラーであると判断し、前記Ｘ線透過画像に基づいて前記エラー個数を判断する、請求項１又は２に記載のＸ線検査装置。

【請求項5】

前記記憶部は、前記検査エラーの場合、前記Ｘ線透過画像と前記エラー個数とを対応させて記憶する、請求項１又は２に記載のＸ線検査装置。

【請求項6】

前記記憶部は、前記検査エラーであると判断した回数と前記エラー個数とを区別して記憶する、請求項１又は２に記載のＸ線検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一側面は、Ｘ線検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、搬送されている物品にＸ線を照射するＸ線照射部と、物品を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、を備えたＸ線検査装置が記載されている。このＸ線検査装置では、Ｘ線の検出結果から生成されるＸ線透過画像に基づいて、物品の検査が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００６／００１１０７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記Ｘ線検査装置では、例えば重なった状態で搬送されている複数の物品を対象にして検査が行われる場合があり、この場合、検査エラーと判断され、当該複数の物品が後段にて外部へ排出される。このような検査エラーでは、物品が何個重なっているかを判断することは難しく、検査エラーの場合における物品の個数（以下、「エラー個数」ともいう）を管理することは容易ではない。

【0005】

そこで、本発明の一側面は、検査エラーの場合における物品の個数を管理することが可能なＸ線検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明の一側面に係るＸ線検査装置は、搬送されている物品にＸ線を照射するＸ線照射部と、物品を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、Ｘ線検出部による検出結果から生成されるＸ線透過画像に基づいて、物品の良否を判断すると共に、検査エラーの場合における物品の個数であるエラー個数を判断する判断部と、判断部で判断されたエラー個数を記憶する記憶部と、を備える。

【0007】

このＸ線検査装置では、検査エラーの場合、Ｘ線透過画像に基づいてエラー個数を判断し、当該エラー個数を記憶部に記憶することができる。これにより、エラー個数を管理することが可能となる。

【0008】

（２）上記（１）に記載のＸ線検査装置では、記憶部は、１つの物品の搬送方向における長さに対応する基準長を記憶し、判断部は、Ｘ線透過画像において搬送方向における長さが基準長以上の領域に物品が存在すると判断した場合に、検査エラーであると判断してもよい。これにより、間隔が狭くなったり重なったりした状態で複数の物品が搬送されている場合の検査エラー（いわゆる物長エラー）を、Ｘ線透過画像から判断することが可能となる。

【0009】

（３）上記（２）に記載のＸ線検査装置では、記憶部は、物品の１つ当たりの重量に対応する基準重量を記憶し、判断部は、検査エラーであると判断した場合、Ｘ線透過画像において物品が存在すると判断した領域に含まれる複数の画素それぞれの明るさに基づいて、当該物品の重量を算出し、算出した当該物品の重量と基準重量とに基づいて、エラー個数を判断してもよい。この場合、Ｘ線透過画像に基づいてエラー個数を具体的に判断することができる。

【0010】

（４）上記（１）に記載のＸ線検査装置は、Ｘ線検出部よりも前段に位置し、物品の搬送方向における長さを検知する物長検知部を更に備え、判断部は、物長検知部により物品の搬送方向における長さの不良を検知した場合に検査エラーであると判断し、Ｘ線透過画像に基づいてエラー個数を判断してもよい。この場合、いわゆる物長エラーを、Ｘ線検出部よりも前段の物長検知部の検知結果から判断することができる。

【0011】

（５）上記（１）～（４）の何れか一項に記載のＸ線検査装置では、記憶部は、検査エラーの場合、Ｘ線透過画像とエラー個数とを対応させて記憶してもよい。これにより、Ｘ線透過画像とエラー個数とを対応させて物品を管理することができる。

【0012】

（６）上記（１）～（５）の何れか一項に記載のＸ線検査装置では、記憶部は、検査エラーであると判断した回数とエラー個数とを区別して記憶してもよい。これにより、検査エラーの回数とエラー個数とを分けて物品を管理することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の一側面によれば、検査エラーの場合における物品の個数を管理することが可能なＸ線検査装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、第１実施形態に係るＸ線検査装置を示す構成図である。

【図2】図２は、図１のシールドボックスの内部を示す構成図である。

【図3】図３は、図１の制御部の機能構成を示すブロック図である。

【図4】図４（ａ）は、図３の判断部の処理例を説明する平面図である。図４（ｂ）は、図３の判断部の処理例を説明する他の平面図である。

【図5】図５は、一の画素に対応する微小部位の重量と当該一の画素の明るさとの関係を示すグラフである。

【図6】図６は、記憶部に記憶した情報の例を示す図である。

【図7】図７は、第２実施形態に係るＸ線検査装置を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

【0016】

［第１実施形態］
図１に示されるように、Ｘ線検査装置１は、装置本体２と、支持脚３と、シールドボックス４と、搬送部５と、Ｘ線照射部６と、Ｘ線検出部７と、表示操作部８と、制御部１０と、を備える。Ｘ線検査装置１は、複数の物品Ｇを順次に搬送しつつ、物品ＧのＸ線透過画像を生成し、生成したＸ線透過画像に基づいて物品Ｇの検査を行う。物品Ｇは、一定の大きさを有する製品である。物品Ｇは、特に限定されないが、本実施形態では例えば食肉である。

【0017】

検査前の物品Ｇは、搬入コンベア５１によってＸ線検査装置１に搬入される。検査後の物品Ｇは、搬出コンベア５２によってＸ線検査装置１から搬出される。Ｘ線検査装置１によって不良品と判定された物品Ｇは、搬出コンベア５２の下流に配置された振分装置２０によって生産ライン外に振り分けられる。Ｘ線検査装置１によって良品と判定された物品Ｇは、当該振分装置２０をそのまま通過する。また、振分装置２０は、Ｘ線検査装置１によって検査エラーと判断された物品Ｇを、搬送路上から排除する。振分装置としては、特に限定されず、種々の振分装置を用いることができる。

【0018】

装置本体２は、制御部１０等を収容している。支持脚３は、装置本体２を支持している。シールドボックス４は、装置本体２に設けられている。シールドボックス４は、外部へのＸ線（電磁波）の漏洩を防止する。シールドボックス４の内部には、Ｘ線による物品Ｇの検査が実施される検査領域が設けられている。シールドボックス４には、搬入口４ａ及び搬出口４ｂが形成されている。

【0019】

搬送部５は、物品Ｇを搬送する部材であり、シールドボックス４の中央を貫通するように配置されている。搬送部５は、搬入口４ａから検査領域を介して搬出口４ｂまで、搬送方向Ａに沿って物品Ｇを搬送する。搬送部５は、例えば、搬入口４ａと搬出口４ｂとの間に掛け渡されたベルトコンベアである。

【0020】

図１及び図２に示されるように、Ｘ線照射部６は、搬送部５により搬送されている物品ＧにＸ線を照射するＸ線源である。Ｘ線照射部６は、シールドボックス４内に配置されている。Ｘ線照射部６は、例えば、Ｘ線を出射するＸ線管と、Ｘ線管から出射されたＸ線を搬送方向Ａに垂直な面内において扇状に広げる絞り部と、を有している。Ｘ線照射部６から照射されるＸ線には、低エネルギー（長波長）から高エネルギー（短波長）までの様々なエネルギー帯のＸ線が含まれていてもよい。

【0021】

Ｘ線検出部７は、物品Ｇを透過したＸ線を検出するセンサ部材である。Ｘ線検出部７は、ラインセンサであってもよいし、二次元的に配置されるセンサ群であってもよい。表示操作部８は、装置本体２に設けられている。表示操作部８は、各種情報を表示すると共に、外部から各種条件の入力操作を受け付ける。表示操作部８は、例えば、液晶ディスプレイであり、タッチパネルとしての操作画面を表示する。この場合、オペレータは、表示操作部８を介して各種条件を入力することができる。

【0022】

制御部１０は、装置本体２内に配置されている。制御部１０は、Ｘ線検査装置１の各部の動作を制御する。制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ及びＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージを備える。ＲＯＭには、Ｘ線検査装置１を制御するためのプログラムが記録されている。図３に示されるように、制御部１０は、判断部１０Ａ及び記憶部１０Ｂを有している。制御部１０において、判断部１０Ａ及び記憶部１０Ｂは、ソフトウェアとして構成される。ただし、これらの各部がハードウェアとして構成されてもよい。

【0023】

判断部１０Ａは、Ｘ線検出部７の検出結果に基づいて物品ＧのＸ線透過画像を生成する。判断部１０Ａは、生成したＸ線透過画像に基づいて、例えば物品Ｇに含まれる異物の有無、欠品の有無及び割れ欠けの有無等を検査し、物品Ｇの良否を判断する。物品Ｇの良否の判断には、公知の種々の手法を用いることができる。

【0024】

ここで、例えばＸ線検査装置１の前段（Ｘ線検査装置１へ物品Ｇが搬入される前の段階）では、物品Ｇが複数のコンベアを乗り継いだり、複数のラインから物品Ｇが供給されたりする場合があることから、複数の物品Ｇの間隔が狭い状態又は重なった（繋がった）状態でＸ線検査装置１へ搬送されることが生じ得る。そこで、判断部１０Ａは、Ｘ線透過画像において搬送方向Ａにおける長さが基準長以上の領域に物品Ｇが存在すると判断した場合に、物長エラーであると判断する。物長エラーは、間隔が狭くなったり重なったりした状態で複数の物品Ｇが搬送されている場合の検査エラーである。物長エラーは、２個乗りエラーとも称される。

【0025】

判断部１０Ａは、Ｘ線透過画像に基づいて、検査エラーの場合に存在する物品Ｇの個数であるエラー個数を判断する。記憶部１０Ｂは、判断部１０Ａで判断されたエラー個数を記憶する。記憶部１０Ｂは、１つの物品Ｇの搬送方向Ａにおける長さに対応する基準長を記憶する。記憶部１０Ｂは、物品Ｇの１つ当たりの重量（質量）に対応する基準重量を記憶する。

【0026】

次に、判断部１０Ａ及び記憶部１０Ｂの処理の一例について、具体的に説明する。

【0027】

判断部１０Ａは、Ｘ線透過画像に基づいて、搬送方向Ａにおける長さが基準長以上の領域に物品Ｇが存在するか否かと判断する。換言すると、判断部１０Ａは、搬送方向Ａにおける長さが基準長の基準領域に、物品Ｇが収まっているか否かを判断する。判断部１０Ａは、図４（ａ）に示されるように、搬送方向Ａにおける長さが基準長Ｌ０の基準領域Ｒ０に物品Ｇが収まっている場合、正常であると判断し、基準領域Ｒ０に物品Ｇが１つ含まれると判断する。そして、判断部１０Ａは、基準領域Ｒ０における物品Ｇの重量を算出する第１重量算出処理を実行する。

【0028】

第１重量算出処理では、重量のある物質ほどＸ線透過画像上には暗く写るという性質を利用し、次のとおり実行する。すなわち、第１重量算出処理では、Ｘ線透過画像の基準領域Ｒ０において物品Ｇを構成する全画素の明るさを取得する。ここで、図５及び下式（１）に示されるように、物品Ｇにおける一の画素に対応する微小部位の重量ｍは、当該一の画素の明るさＩにより近似的に算出される。そこで、第１重量算出処理では、基準領域Ｒ０の物品Ｇを構成する全画素のそれぞれに対応する重量ｍを、下式（１）に従って明るさＩから算出する。第１重量算出処理では、当該全画素の重量ｍを足し合わせることにより、基準領域Ｒ０の物品Ｇの重量を算出する。
ｍ＝－αｌｎ（Ｉ／Ｉ０） ・・・（１）
α：定数、Ｉ０：物質の存在しない領域に含まれる画素の明るさ

【0029】

一方、判断部１０Ａは、図４（ｂ）に示されるように、基準領域Ｒ０に物品Ｇが収まっておらず、搬送方向Ａにおける長さが基準長Ｌ０以上の物品領域Ｒに物品が存在する場合、物長エラーであると判断し、物品領域Ｒに物品Ｇが複数含まれると判断する。そして、判断部１０Ａは、物長エラーであると判断した場合、Ｘ線透過画像の物品領域Ｒに含まれる複数の画素それぞれの明るさに基づいて、当該物品Ｇの重量を算出する。具体的には、判断部１０Ａは、第１重量算出処理を実行すると共に、第１重量算出処理とは別に実装された第２重量算出処理を実行する。

【0030】

第２重量算出処理は、第１重算出定処理とは異なる処理であって、物品領域Ｒにおける基準領域Ｒ０以外の領域Ｒ１の物品Ｇの重量を算出する。第２重量算出処理では、第１重量算出処理と同様に、重量のある物質ほどＸ線透過画像上には暗く写るという性質を利用し、次のとおり実行する。すなわち、第２重量算出処理では、Ｘ線透過画像の領域Ｒ１において物品Ｇを構成する全画素の明るさを取得する。第２重量算出処理では、領域Ｒ１の物品Ｇを構成する全画素のそれぞれに対応する重量ｍを、上式（１）に従って明るさＩから算出する。第２重量算出処理では、当該全画素の重量ｍを足し合わせることにより、領域Ｒ１の物品Ｇの重量を算出する。

【0031】

判断部１０Ａは、基準領域Ｒ０及び領域Ｒ１それぞれの物品Ｇの重量と基準重量とに基づいて、エラー個数を判断する。具体的には、判断部１０Ａは、基準領域Ｒ０の物品Ｇの重量と領域Ｒ１の物品Ｇの重量とを合計し、その合計値を基準重量で割ることで、エラー個数を判断する。

【0032】

記憶部１０Ｂは、物長エラーの場合、Ｘ線透過画像とエラー個数とを対応させて記憶する。記憶部１０Ｂに記憶する当該Ｘ線透過画像は、基準領域Ｒ０を対象とするＸ線透過画像であってもよいし、物品領域Ｒを対象とするＸ線透過画像であってもよい。

【0033】

記憶部１０Ｂは、物長エラーであると判断した回数とエラー個数とを区別して記憶する。例えば図６に示されるように、記憶部１０Ｂは、検査総数、物品Ｇが良品であると判断した回数（検査数）、物品Ｇが不良であると判断した回数（検査数）、物品Ｇに異物が有ると判断した回数（検査数）、物品Ｇに欠品が有りと判断した回数（検査数）、物長エラーであると判断した回数（検査数）、及び、物長エラーであると判断された物品の個数（エラー個数）のそれぞれを、区別して記憶する。記憶部１０Ｂに記憶した各種の情報は、表示操作部８を介してオペレータに提示可能である。

【0034】

以上、Ｘ線検査装置１では、物長エラーの場合、Ｘ線透過画像に基づいてエラー個数を判断し、当該エラー個数を記憶部１０Ｂに記憶することができる。これにより、エラー個数を管理することが可能となる。また、振分装置２０により除外した物品Ｇの個数を管理することができ、不良品の流出等を防ぐことが可能となる。

【0035】

Ｘ線検査装置１では、記憶部１０Ｂは、基準長を記憶する。判断部１０Ａは、Ｘ線透過画像において搬送方向Ａにおける長さが基準長以上の領域に物品Ｇが存在すると判断した場合に、物長エラーであると判断する。これにより、物長エラーをＸ線透過画像から判断することが可能となる。

【0036】

Ｘ線検査装置１では、記憶部１０Ｂは、基準重量を記憶する。判断部１０Ａは、物長エラーであると判断した場合、Ｘ線透過画像において物品領域Ｒに含まれる複数の画素それぞれの明るさに基づいて、当該物品Ｇの重量を算出する。判断部１０Ａは、算出した当該物品Ｇの重量と基準重量とに基づいて、エラー個数を判断する。この場合、Ｘ線透過画像に基づいてエラー個数を具体的に判断することができる。

【0037】

Ｘ線検査装置１では、記憶部１０Ｂは、物長エラーの場合、Ｘ線透過画像とエラー個数とを対応させて記憶してもよい。これにより、Ｘ線透過画像とエラー個数とを対応させて物品Ｇを管理することができる。

【0038】

Ｘ線検査装置１では、記憶部１０Ｂは、物長エラーであると判断した回数とエラー個数とを区別して記憶してもよい。これにより、物長エラーの回数とエラー個数とを分けて物品Ｇを管理することができる。

【0039】

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図７に示されるように、第２実施形態に係るＸ線検査装置１０１は、物長検知部７１を更に備える点で、第１実施形態と異なる。物長検知部７１は、Ｘ線検出部７よりも前段に位置する。物長検知部７１は、物品Ｇの搬送方向Ａにおける長さを検知する。物長検知部７１としては、例えば光電センサが用いられている。物長検知部７１は、物品Ｇが搬入口４ａからシールドボックス４内に搬入されることを検知する。物長検知部７１は、シールドボックス４の内部における搬入口４ａの周辺に配置されている。物長検知部７１は、搬入口４ａを介してシールドボックス４の内部に進入した直後の物品Ｇを検知する。

【0040】

Ｘ線検査装置１０１において、判断部１０Ａは、物長検知部７１により検知した物品Ｇの搬送方向Ａにおける長さが基準長よりも長い場合、物品Ｇの搬送方向Ａにおける長さの不良を検知したとして、物長エラーであると判断する。判断部１０Ａは、物長エラーであると判断した場合、第１実施形態と同様にＸ線透過画像に基づいてエラー個数を判断する。

【0041】

以上、Ｘ線検査装置１０１においても、エラー個数を管理することが可能となる。また、Ｘ線検査装置１０１では、Ｘ線検出部７よりも前段の物長検知部７１の検知結果から、物長エラーを判断することができる。

【0042】

以上、実施形態について説明したが、本発明の一側面は、上記実施形態に限られず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態において、検査エラーは物長エラーに限定されず、その他の種々の検査エラーであってもよい。

【符号の説明】

【0043】

１，１０１…Ｘ線検査装置、６…Ｘ線照射部、７…Ｘ線検出部、１０Ａ…判断部、１０Ｂ…記憶部。７１…物長検知部、Ａ…搬送方向、Ｇ…物品、Ｌ０…基準長、Ｒ…物品領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】