(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】
(24)【登録日】2024-07-30
(45)【発行日】2024-08-07
(54)【発明の名称】物品検査装置および物品検査方法
(51)【国際特許分類】
G01N 23/18 20180101AFI20240731BHJP
G01N 23/04 20180101ALI20240731BHJP
G01N 23/12 20180101ALI20240731BHJP
【ＦＩ】
G01N23/18
G01N23/04
G01N23/12
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020054857
(22)【出願日】2020-03-25
(65)【公開番号】P2021156636
(43)【公開日】2021-10-07
【審査請求日】2023-02-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000000572
【氏名又は名称】アンリツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001520
【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大橋 正
【審査官】小野 健二
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１９０９４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１７０７１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－０２７２４９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２３／００－２３／２２７６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
配管を流れる流体からなる被検査物に電磁波を照射する照射部と、前記被検査物の移動方向に直交する主走査方向と前記移動方向とに配列された複数の検出素子により前記被検査物の影響を受けた前記電磁波を検出する検出部と、を備える物品検査装置であって、
予め設定された前記配管内における前記被検査物の最大移動速度と、前記検出素子が前記移動方向に配列される素子ピッチと、を用いて求められる所定の基準遅延時間に基づいて複数の遅延時間を設定する遅延時間設定部と、
前記検出部が検出した検出データを複数の前記遅延時間を用いて加算する時間遅延積分処理を実施し、複数の前記遅延時間に応じた複数のＴＤＩ画像を生成するＴＤＩ画像生成部と、を備え、
前記遅延時間設定部は、前記基準遅延時間を、前記素子ピッチを前記配管内において分布する前記被検査物の最大移動速度で除した値の１／２に設定し、前記遅延時間を、前記基準遅延時間を２以上の自然数倍することにより複数設定し、
前記ＴＤＩ画像生成部は、前記基準遅延時間ごとに検出した前記検出データを前記遅延時間のそれぞれに対応する前記自然数分を組み合わせて加算し、前記ＴＤＩ画像を生成することを特徴とする物品検査装置。
【請求項2】
前記最大移動速度と、最小移動速度とに基づく速度範囲が予め設定されており、前記遅延時間設定部は、所定の前記基準遅延時間を自然数倍することにより前記速度範囲に応じて複数の前記遅延時間を設定することを特徴とする請求項１に記載の物品検査装置。
【請求項3】
配管を流れる流体からなる被検査物に電磁波を照射する照射ステップと、前記被検査物の移動方向に直交する主走査方向と前記移動方向とに配列された複数の検出素子により前記被検査物の影響を受けた前記電磁波を検出する検出ステップと、を備える物品検査方法であって、
前記配管内における前記被検査物の最大移動速度を設定するステップと、
設定された前記最大移動速度と、前記検出素子が前記移動方向に配列される素子ピッチと、を用いて求められる所定の基準遅延時間に基づいて複数の遅延時間を設定する遅延時間設定ステップと、
前記検出ステップで検出した検出データを複数の前記遅延時間を用いて加算する時間遅延積分処理を実施し、複数の前記遅延時間に応じた複数のＴＤＩ画像を生成するＴＤＩ画像生成ステップと、を備え、
前記遅延時間設定ステップで、前記基準遅延時間を、前記素子ピッチを前記最大移動速度で除した値の１／２に設定し、前記遅延時間を、前記基準遅延時間を２以上の自然数倍することにより複数設定し、
前記ＴＤＩ画像生成ステップで、前記基準遅延時間ごとに検出した前記検出データを前記遅延時間のそれぞれに対応する前記自然数分を組み合わせて加算し、前記ＴＤＩ画像を生成することを特徴とする物品検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｘ線等の電磁波を用いて被検査物の検査を行う物品検査装置および物品検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
物品検査装置は、例えば、生肉、魚、加工食品、医薬などの被検査物にＸ線等の電磁波を照射し、被検査物を透過する電磁波の透過量等に基づいて異物混入の有無、シール部不良の有無、欠品の有無などの各種検査を行う装置である。
【0003】
従来のこの種の物品検査装置として特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の物品検査装置は、Ｘ線イメージインテンシファイアーの出力画像を３分割するプリズムまたはハーフミラーと、時間遅延積分型のＣＣＤ撮像素子を有する３つのカメラとを備えており、３分割された出力画像を３つのカメラで撮影し、時間遅延積分における遅延時間（ＣＣＤ撮像素子の電荷転送速度）を３つのカメラごとに異ならせることにより、遅延時間の異なる３つの画像を取得するようになっている。
【0004】
この物品検査装置によれば、被検査物中の厚み方向の異なる位置に複数の異物が存在し、点光源のＸ線が拡大することにより異物の見かけ上の速度がその厚み方向の位置に応じて異なる場合であっても、厚み方向の複数の位置での速度に同期した複数の画像を取得でき、複数の画像の何れかで画像ぼけのない異物を検出可能になるため、異物検出精度を向上することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第３６７８７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１に記載の物品検査装置にあっては、出力画像をプリズムまたはハーフミラーによって光学的に分割しており、かつ、分割数に応じた複数のカメラが必要なため、異物の有無等の検査対象となる複数の画像の取得数が大きく制約されてしまっていた。また、遅延時間の設定個数も柔軟に変更することができなかった。
【0007】
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、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間が制約されることを抑制でき、検査精度を向上させることができる物品検査装置および物品検査方法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】
【0008】
本発明に係る物品検査装置は、配管（５）を流れる流体からなる被検査物（Ｗ）に電磁波（Ｘ線）を照射する照射部（１１）と、前記被検査物の移動方向に直交する主走査方向と前記移動方向とに配列された複数の検出素子（１５ａ）により前記被検査物の影響を受けた前記電磁波を検出する検出部（１５）と、を備える物品検査装置（１）であって、予め設定された前記配管内における前記被検査物の最大移動速度と、前記検出素子が前記移動方向に配列される素子ピッチと、を用いて求められる所定の基準遅延時間（ｔ）に基づいて複数の遅延時間（２ｔ、３ｔ、・・・）を設定する遅延時間設定部（３６）と、前記検出部が検出した検出データを複数の前記遅延時間を用いて加算する時間遅延積分処理を実施し、複数の前記遅延時間に応じた複数のＴＤＩ画像を生成するＴＤＩ画像生成部（３６）と、を備え、前記遅延時間設定部は、前記基準遅延時間を、前記素子ピッチを前記配管内において分布する前記被検査物の最大移動速度で除した値の１／２に設定し、前記遅延時間を、前記基準遅延時間を２以上の自然数倍することにより複数設定し、前記ＴＤＩ画像生成部は、前記基準遅延時間ごとに検出した前記検出データを前記遅延時間のそれぞれに対応する前記自然数分を組み合わせて加算し、前記ＴＤＩ画像を生成することを特徴とする。
【0009】
これにより、被検査物Ｗの高さ方向の複数の位置に対応するＴＤＩ画像を、Ｘ線の拡大による影響を回避して異物が鮮明に映った状態で取得できるので、検査精度を向上させることができる。また、複数の遅延時間を用いた時間遅延積分により複数のＴＤＩ画像を取得しており、Ｘ線出力画像をプリズム等により光学的に分割する必要がないため、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間の値や数が制約されることを抑制できる。この結果、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間が制約されることを抑制でき、検査精度を向上させることができる。
【0010】
本発明に係る物品検査装置は、前記最大移動速度と、最小移動速度とに基づく速度範囲が予め設定されており、前記遅延時間設定部は、所定の前記基準遅延時間を自然数倍（ｎ倍）することにより前記速度範囲に応じて複数の前記遅延時間を設定することを特徴とする。
【0011】
これにより、基準遅延時間から複数の遅延時間を算出する演算をデジタルデータ上で容易に行うことができる。
【0012】
本発明に係る物品検査方法は、配管（５）を流れる流体からなる被検査物（Ｗ）に電磁波（Ｘ線）を照射する照射ステップと、前記被検査物の移動方向に直交する主走査方向と前記移動方向とに配列された複数の検出素子により前記被検査物の影響を受けた前記電磁波を検出する検出ステップと、を備える物品検査方法であって、前記配管内における前記被検査物の最大移動速度を設定するステップと、設定された前記最大移動速度と、前記検出素子が前記移動方向に配列される素子ピッチと、を用いて求められる所定の基準遅延時間（ｔ）に基づいて複数の遅延時間（２ｔ、３ｔ、・・・）を設定する遅延時間設定ステップと、前記検出ステップで検出した検出データを複数の前記遅延時間を用いて加算する時間遅延積分処理を実施し、複数の前記遅延時間に応じた複数のＴＤＩ画像を生成するＴＤＩ画像生成ステップと、を備え、前記遅延時間設定ステップで、前記基準遅延時間を、前記素子ピッチを前記最大移動速度で除した値の１／２に設定し、前記遅延時間を、前記基準遅延時間を２以上の自然数倍することにより複数設定し、前記ＴＤＩ画像生成ステップで、前記基準遅延時間ごとに検出した前記検出データを前記遅延時間のそれぞれに対応する前記自然数分を組み合わせて加算し、前記ＴＤＩ画像を生成することを特徴とする。
【0013】
これにより、被検査物Ｗの高さ方向の複数の位置に対応するＴＤＩ画像を、Ｘ線の拡大による影響を回避して異物が鮮明に映った状態で取得できるので、検査精度を向上させることができる。また、複数の遅延時間を用いた時間遅延積分により複数のＴＤＩ画像を取得しており、Ｘ線出力画像をプリズム等により光学的に分割する必要がないため、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間の値や数が制約されることを抑制できる。この結果、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間が制約されることを抑制でき、検査精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【0014】
本発明は、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間が制約されることを抑制でき、検査精度を向上させることができる物品検査装置および物品検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施の形態に係る物品検査装置の概略を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る物品検査装置のＸ線ラインセンサの検出態様を示す斜視図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る物品検査装置において、Ｘ線の拡大により速度分布が非一様のときのＸ線ラインセンサの検出態様を示す図である。
【図4】本発明の一実施の形態に係る物品検査装置において、配管を流れる流体の速度分布が非一様のときのＸ線ラインセンサの検出態様を示す図である。
【図5】（Ａ）は被検査物中の厚み方向の位置による速度分布を示す図であり、（Ｂ）は配管を流れる被検査物の粘性に基づく速度分布を示す図であり、（Ｃ）は被検査物中の厚み方向の位置と粘性による速度分布を示す図である。
【図6】本発明の一実施の形態に係る物品検査装置において複数の遅延時間による測定を簡略化する手法を示す図である。
【図7】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る物品検査装置において複数の遅延時間の設定する第１の手法を示す図であり、（Ｂ）は複数の遅延時間の設定する第２の手法を示す図である。
【図8】本発明の一実施の形態に係る物品検査装置の遅延時間設定動作を示すフローチャートである。
【図9】本発明の一実施の形態に係る物品検査装置の測定動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0017】
本実施の形態は、物品検査装置としてのＸ線検査装置に本発明を適用した場合を例示している。本実施の形態に係るＸ線検査装置は、例えば搬送ラインの一部に組み込まれ、上流側から順次搬送されてくる被検査物（物品）に対して電磁波としてのＸ線を照射し、そのときに被検査物を透過するＸ線透過量等に基づいて異物混入の有無、シール部不良の有無、欠品の有無などの各種検査を行って下流側に搬出するものである。なお、本実施の形態では電磁波としてＸ線を用いているが、本発明はＸ線に限定されるものではなく、電波、マイクロ波、可視光、赤外光など他の電磁波を用いることができる。
【0018】
図１に示すように、本実施の形態のＸ線検査装置１は、搬送部２、Ｘ線照射ユニット３、Ｘ線検出ユニット４を備えている。
【0019】
搬送部２は、検査対象の被検査物Ｗを搬送路上に搬送する。搬送部２は、装置本体に対して水平に配置された搬送ベルト２ａを有するベルトコンベア（図３参照）、または流体からなる被検査物Ｗが流れる配管５から構成されている。
【0020】
図２、図３において、搬送部２は、Ｘ線を透過しやすい材料（原子量の大きい元素以外の元素）からなる搬送ベルト２ａを備え、被検査物Ｗの検査を行うときに、不図示の搬送制御部の制御に基づく駆動モータの回転により予め設定される搬送速度で搬送ベルト２ａを駆動する。これにより、搬入口から搬入された被検査物Ｗは搬出口側に向けて、搬送方向（矢印Ｘで示す方向）に搬送される。搬送方向は被検査物Ｗの移動方向である。
【0021】
Ｘ線照射ユニット３は、被検査物Ｗの搬送路の上部側に設けられるＸ線照射側のユニットを構成する筐体を備え、筐体内にはＸ線照射部１１、コリメータ１３が設けられている。
【0022】
Ｘ線照射ユニット３の筐体底面には、Ｘ線照射部１１からのＸ線を後述するＸ線ラインセンサ１５に向けて照射するための照射開口窓３ｂが形成されている。この照射開口窓３ｂは、搬送方向の平面上で搬送方向と直交する幅方向（矢印Ｙで示す方向）に例えば矩形状に形成される。
【0023】
なお、本実施の形態のＸ線検査装置１は、のれん状の遮蔽カーテン３ａをＸ線照射ユニット３の筐体下部の搬入口側と搬出口側に備えている。これにより、装置から外部へのＸ線の漏洩を確実に防止することができる。
【0024】
Ｘ線照射部１１は、搬入口から搬出口に向かって搬送方向に搬送路上を搬送される被検査物ＷにＸ線を照射するものであり、電圧を印可して加速させた電子をターゲットに射突させてＸ線を発生させている。
【0025】
詳しくは、Ｘ線照射部１１は、略直方体をなす金属製の箱体１１ａの内部に設けられる円筒状のＸ線管１１ｂを絶縁油により浸漬した構成である。Ｘ線管１１ｂは、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向の平面上で搬送方向（又は搬送方向と直交する方向）に設けられている。
【0026】
Ｘ線管１１ｂは、陰極１１ｃと支持体１１ｄに支持された陽極ターゲット１１ｅとを所定距離をおいて対向配置したものから構成されており、陰極１１ｃからの電子ビームを陽極ターゲット１１ｅに照射させてＸ線を生成している。
【0027】
Ｘ線発生源としての陽極ターゲット１１ｅが生成したＸ線は、陽極ターゲット１１ｅを中心として放射状に広がる。このＸ線は、コリメータ１３を介して出射窓１１ｆから後述するＸ線ラインセンサ１５に向けてスクリーン状にして照射される。なお、出射窓１１ｆは、被検査物Ｗの搬送方向の平面上で搬送方向と直交する方向に例えば矩形状に形成される。
【0028】
コリメータ１３は、Ｘ線照射部１１の下方に位置して設けられ、後述するＸ線ラインセンサ１５上のＸ線の照射領域、言い換えれば、Ｘ線管１１ｂからＸ線ラインセンサ１５に向かって照射されるＸ線の進路を制限するための例えば矩形状のスリット１３ａを有している。このように、Ｘ線照射ユニット３は、放射状に広がるＸ線（電磁波）の一部を被検査物Ｗに照射している。
【0029】
Ｘ線検出ユニット４は、被検査物Ｗの搬送面の下部側にＸ線照射ユニット３と高さ方向に所定距離離れて対向して設けられるＸ線検出側のユニットを構成する筐体を備えており、筐体内にはＸ線ラインセンサ１５が設けられている。
【0030】
Ｘ線ラインセンサ１５は、被検査物Ｗの搬送方向の平面上で搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）に複数の検出素子１５ａを一直線上に配置した検出素子列を、搬送方向（Ｘ方向）に複数段（複数列）配置したものである。ここで、被検査物Ｗの搬送方向と直交する方向（Ｙ方向）は、Ｘ線ラインセンサ１５の主走査方向である。
【0031】
このように、Ｘ線ラインセンサ１５は、検出素子列を複数段有する多段式のＸ線ラインセンサとして構成されている。多段式のＸ線ラインセンサとしては、例えば、ＴＤＩ(Time Delayed Integration：時間遅延積分)式またはＴＤＳ（Time Delay Summation）式のＸ線センサを用いることができる。
【0032】
Ｘ線ラインセンサ１５は、複数の検出素子１５ａによって被検査物Ｗおよび搬送ベルト２ａを透過するＸ線を検出し、この検出した検出データを被検査物Ｗの搬送に伴って繰り返し出力する。
【0033】
このＸ線ラインセンサ１５の出力は、被検査物Ｗの異物混入の有無、シール部不良の有無、欠品の有無などの各種検査を行う際に用いられる。Ｘ線ラインセンサ１５は、搬送ベルト２ａを挟んでＸ線照射部１１と対向している。
【0034】
一例として、各検出素子は、図示しないシンチレータとフォトダイオード等の受光素子とを密着したものから構成され、Ｘ線をシンチレータで光に変換し、この光を受光素子で受光して電気信号に変換し、Ｘ線透過データとして出力するようになっている。
【0035】
他の例として、各検出素子は、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）等の半導体を用いて、フォトンカウンティングの手法によりＸ線を直接的に効率良く電気信号に変換するようになっていてもよい。
【0036】
Ｘ線ラインセンサ１５に対するＸ線の照射領域を調整できるようにするため、Ｘ線管１１ｂ、コリメータ１３およびＸ線ラインセンサ１５の少なくとも１つを移動可能に構成してもよい。なお、Ｘ線ラインセンサ１５が検出するＸ線は、被検査物Ｗを透過したＸ線に限定されない。Ｘ線ラインセンサ１５の検出対象には、被検査物Ｗを透過して減衰したＸ線だけでなく、Ｘ線被検査物Ｗを反射したＸ線、または被検査物Ｗと相互作用して発生する新たな電磁波も含まれる。相互作用して発生する新たな電磁波とは、例えば被検査物が発生させる蛍光である。言い換えれば、Ｘ線ラインセンサ１５は、被検査物Ｗの影響を受けた電磁波を検出するものである。被検査物Ｗの影響を受けた電磁波がＸ線でない場合（例えば蛍光）は、その電磁波に対応するセンサ（例えば光検出器）を用いることができる。本実施例では、被検査物Ｗを透過したＸ線を検出してそのＸ線透過量に基づいて被検査物Ｗを検査する場合を例示している。
【0037】
Ｘ線検査装置１はタッチパネル３５を備えている。タッチパネル３５は、被検査物Ｗの検出データの画像、検査結果等を表示する。また、タッチパネル３５には、ユーザにより各種の設定値等の入力操作や、機能の選択操作等が行われる。
【0038】
Ｘ線検査装置１は制御回路３６を備えており、制御回路３６は、Ｘ線検査装置１の動作を制御する。制御回路３６の制御内容には、Ｘ線ラインセンサ１５が出力した検出データに対する異物強調等の画像処理動作と、被検査物Ｗの検査結果を判定する動作と、タッチパネル３５の表示内容を生成する動作等が含まれている。また、制御回路３６の動作には、後述する遅延時間設定動作（図８参照）および測定動作（図９参照）が含まれている。
【0039】
Ｘ線ラインセンサ１５の検出素子１５ａの素子サイズおよび素子ピッチをＤ、被検査物Ｗの移動速度（搬送速度）をｖとしたとき、Ｘ線ラインセンサ１５において時間遅延積分（ＴＤＩ）演算に用いる最適な遅延時間τは、τ＝Ｄ／ｖの数式から求めることができる。最適な遅延時間τを用いることにより、Ｘ線検査装置１が被検査物Ｗおよびその中の異物の移動速度と同期して時間遅延積分を行うことができるため、露光時間を増やした場合と同等の明瞭なＴＤＩ画像を取得でき、異物を精度よく検出できる。ここで、ＴＤＩ画像とは、Ｘ線ラインセンサ１５の複数の検出素子１５ａの検出データを複数の遅延時間を用いて加算する時間遅延積分処理によって生成した画像である。Ｘ線検査装置１は、複数の遅延時間に応じた複数のＴＤＩ画像を生成する。
【0040】
拡大撮像について説明する。Ｘ線検査装置１は、平行Ｘ線ではなく、放射状に広がるＸ線を被検査物Ｗに照射しているため、図３に示すように、拡大撮像の状態が発生する。拡大撮像とは、被検査物Ｗの中の底部に存在する異物ｍ２はＸ線ラインセンサ１５からの見かけ上の移動速度が搬送速度と等しく実寸方で検出されるが、被検査物Ｗの中の上部に存在する異物ｍ１は見かけ上の移動速度が速くかつ拡大して検出される状態である。例えば、Ｘ線照射部１１と異物ｍ１との距離をｒとし、Ｘ線照射部１１とＸ線ラインセンサ１５との距離Ｒをαｒと表したとき、異物ｍ１はα倍に拡大した大きさで検出される。このときの拡大率αはα＝Ｒ／ｒの数式から求めることができる。
【0041】
また、Ｘ線ラインセンサ１５からの異物ｍ１の見かけ上の移動速度はαｖとなり、搬送ベルト２ａおよび被検査物Ｗの実際の移動速度ｖに拡大率αを乗算した値となる。このように、被検査物Ｗ中の異物の見かけ上の移動速度は非一様であり、被検査物Ｗ中の上部ほど移動速度が拡大される。
【0042】
拡大撮像は、異物を拡大して検出できる点で利点となり得る。例えば、意図的に被検査物ＷをＸ線照射部１１に近接させることにより、検出素子１５ａよりも小さな異物を拡大して検出することが可能となる。
【0043】
一方、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間が高さ方向（Ｚ方向）の異物の位置に適合していない検査画像は、画像中の異物がぼけた状態となり、異物検出精度を損なってしまう。
【0044】
したがって、拡大撮像の状態においては、拡大率αに応じてＸ線ラインセンサ１５のスキャンレート（遅延時間の逆数）を増やす必要がある。また、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間も変更する必要がある。
【0045】
ここで、被検査物Ｗの底面での拡大率αは、Ｘ線照射部１１と被検査物Ｗの底面との距離をｒ'としたとき、α＝Ｒ／ｒ'の数式から求めることができる。また、被検査物Ｗの上面での拡大率αは、被検査物Ｗの高さをｈとしたとき、α＝Ｒ／（ｒ'－ｈ）の数式から求めることができる。
【0046】
また、異物の高さ方向（Ｚ方向）におけるＸ線ラインセンサ１５からの距離をｚとしたとき、高さ方向（ｚ方向）における拡大率分布α（ｚ）は、α（ｚ）＝Ｒ／（Ｒ－ｚ）の数式から求めることができる。また、高さ方向での速度分布ｖ（ｚ）は、ｖ（ｚ）＝ｖα（ｚ）の数式から求めることができる。
【0047】
したがって、検出対象の異物位置に適合するように時間遅延積分の遅延時間を設定することにより、拡大撮像の利点を保ったまま、異物を良好に検出できる。
【0048】
配管を流れる流体中の異物検出について説明する。図４に示すように、配管５の中を流体である被検査物Ｗが移動する場合を検討する。この場合、被検査物Ｗの各部の移動速度（流速）は、非一様である。被検査物Ｗの移動速度は、流路の中央部において最大となり、配管５の内壁の近傍では流体の粘性によって０となる。このため、仮にＸ線が平行光であった場合でも、拡大撮像と同様の画像ボケの問題が生じる。
【0049】
被検査物Ｗの各部の移動速度は数式から求めることができる。一例として、移動速度の最大値をｕ（ｍａｘ）、配管の管路長をＬ、管路内最下部からの高さをｓ、直径を２ａとしたとき、被検査物Ｗの速度分布ｕ（ｓ）は、ｕ（ｓ）＝ｕ（ｍａｘ）ｓ（２ａ－ｓ）／ａ＾２の数式から求めることができる（＾２は二乗を表す）。また、ｕ（ｍａｘ）は、配管５内の圧力をＰとしたとき、被検査物Ｗの粘性係数と流路圧力勾配（ΔＰ／ΔＬ）とから算出できる。前述の拡大撮像による影響は、配管５の中を被検査物Ｗが移動する場合にも及ぶ。
【0050】
速度分布について説明する。図３に示すように搬送ベルト２ａからなる搬送経路を固体の被検査物Ｗが移動する場合の異物の移動速度は、図５（Ａ）に示すように非一様であり、高さｚが大きいほど速くなる。また、図４に示すように配管５からなる搬送経路を流体の被検査物Ｗが移動する場合の異物の移動速度は、図５（Ａ）に示すように非一様であり、高さｚが配管５の中央部の高さのときに最大となり、配管５の内壁の近傍で０となる。さらに、配管５内を流体の被検査物Ｗが移動する場合にも拡大撮像の影響が及ぶため、拡大撮像の影響を考慮した実際の異物の移動速度は、図５（Ｃ）に示すように非一様の分布となり、図５（Ｂ）と比較してより高い位置に最大値が存在している。なお、本実施例では配管５内の閉じられた流路を流体が移動する場合を例示しているが、流体が移動する流路は配管５に限定されるものではない。例えば、桶やＵ字溝のように開放部を有する流路を移動する流体や、空中を自由落下する液体のように周囲に流路を構成する壁面がない状態の流体も、空気との摩擦の有無により流体中の各部の移動速度が非一様であり、これらの流体を検査対象とする場合にも本発明は適用できる。
【0051】
遅延時間の簡略化の手法について説明する。複数の遅延時間を非一様の速度分布に適合するように設定する手法として、図６に示すように、保持と加算の組み合わせ処理を用いることができる。時間遅延積分の演算前の検出データを保持し、基準となる既知の遅延時間（基準遅延時間ｔ）後の検出データに加算することにより、基準となる既知の遅延時間（基準遅延時間ｔ）を自然数倍した２ｔ、３ｔ等の遅延時間に相当する検出データを算出し、これらの検出データを実際の検査に用いることができる。この手法は、遅延時間が基準遅延時間の自然数倍に制限されるという制約があるが、デジタル値の検出データに対して保持と加算の組み合わせ処理を容易に行うことができ、フォトンカウンティング方式に好適である。図６は、遅延時間が基準遅延時間ｔであるときの上段の検出データから２つの値を足し合わせして、遅延時間が２ｔの下段の検出データを得る場合を表している。
【0052】
複数の遅延時間の設定手法について説明する。上述したように基準遅延時間ｔを自然数倍（２ｔ、３ｔ、等）した遅延時間を設定する場合、基準遅延時間ｔとしてどのような値を用いるかにより、自然数倍後の遅延時間のうち実際に時間遅延積分の演算に使用可能な遅延時間が決定される。以下では、検出対象の異物の速度範囲がいずれも既知の最小速度Ｖｍｉｎから最大速度Ｖｍａｘの間の範囲であり、ＶｍｉｎおよびＶｍａｘに適合する複数の遅延時間の設定手法を検討する。検出素子のピッチをＤ、自然数をｎとするとき、対応可能な速度はｖ＝Ｄ／ｎｔであり、自然数ｎの逆数に比例する。また、自然数ｎの逆数は、ｎ＝１のとき（１／１）とｎ＝２のとき（１／２）との間が特別に間隔が広い。そのため、図７（Ａ）に示すように、Ｖｍａｘ＝Ｄ／ｔに設定することで使用可能な複数の遅延時間を無駄なく設定できる。一方、この場合、使用しない速度領域も広くなり、使用可能な遅延時間の個数が少なくなる。使用可能な遅延時間の個数が少ないと、画像ボケのない異物が表されたＴＤＩ画像の取得数が少なくなってしまう。
【0053】
そこで、図７（Ｂ）に示すように、Ｖｍａｘ＝Ｄ／２ｔに設定することで、ＶｍｉｎとＶｍａｘとの範囲内により多くの遅延時間を比較的均一間隔で設定することができる。なお、図７（Ｂ）に示す例では、基準遅延時間ｔのときのＴＤＩ画像（Ｄ／ｔの画像）は、ＶｍｉｎとＶｍａｘとの範囲外のため使用しない。
【0054】
Ｘ線検査装置１による遅延時間設定動作について説明する。遅延時間設定動作は、複数の遅延時間の設定に用いる基準遅延時間を決定する動作である。
【0055】
図８において、制御回路３６は、ステップＳ１１で速度範囲を設定する。ここでは、制御回路３６は、既知の最小速度Ｖｍｉｎおよび最大速度Ｖｍａｘに基づいて速度範囲を指定する。最小速度Ｖｍｉｎおよび最大速度Ｖｍａｘは、ユーザがタッチパネル３５から入力した値または制御回路３６が推定した値が用いられる。制御回路３６は、拡大率α、被検査物Ｗの高さ、平均流速、圧力損失等に基づいて、最小速度Ｖｍｉｎおよび最大速度Ｖｍａｘの推定値を演算することができる。制御回路３６は、最小速度、最大速度およびその推定の基となる値について、被検査物Ｗの種類ごとに予め記憶されている値を用いることで推定を実施してもよい。
【0056】
次いで、制御回路３６は、ステップＳ１２で基準遅延時間を設定する。ここでは、制御回路３６は、所定の計算式により基準遅延時間を設定する。
【0057】
Ｘ線検査装置１による測定動作について説明する。測定動作は、複数の遅延時間を設定し、その遅延時間を用いて時間遅延積分を実行し、検出データから検査対象の複数のＴＤＩ画像を演算する動作である。
【0058】
図８において、制御回路３６は、ステップＳ２１で基準遅延時間ｔにより測定を行う。次いで、制御回路３６は、ステップＳ２２で基準遅延時間ｔを自然数倍した遅延時間２ｔ、３ｔ、・・・を生成し、これらの遅延時間にそれぞれ応じた複数のＴＤＩ画像を生成する。ステップＳ２２で作成されたＴＤＩ画像は異物の有無等の良否判定の対象として用いられ、判定結果がタッチパネル３５に表示される。ステップＳ２２で生成された複数のＴＤＩ画像は、使用した遅延時間に対応する位置の異物が鮮明に写された画像であり、複数のＴＤＩ画像ごとに鮮明度が異なっており、有利なＴＤＩ画像を用いて良否判定を行うことができる。また、遅延時間の数およびＴＤＩ画像の数は、装置構成による制約を受けないため、柔軟に変更することができる。
【0059】
以上説明したように、本実施例では、物品検査装置としてのＸ線検査装置１は、移動する流体からなる被検査物Ｗに電磁波を照射するＸ線照射部１１と、被検査物Ｗの移動方向（Ｘ方向）に直交する主走査方向（Ｙ方向）と移動方向とに配列された複数の検出素子１５ａにより被検査物Ｗの影響を受けたＸ線を検出するＸ線ラインセンサ１５と、を備えている。そして、Ｘ線検査装置１は遅延時間設定部およびＴＤＩ画像生成部としての制御回路３６を備えている。制御回路３６は、所定の基準遅延時間ｔに基づいて複数の遅延時間を設定し、Ｘ線ラインセンサ１５が検出した検出データを複数の遅延時間を用いて加算する時間遅延積分処理を実施し、複数の遅延時間に応じた複数のＴＤＩ画像を生成する。
【0060】
これにより、被検査物Ｗの高さ方向の複数の位置に対応するＴＤＩ画像を、Ｘ線の拡大による影響を回避して異物が鮮明に映った状態で取得できるので、検査精度を向上させることができる。また、複数の遅延時間を用いた時間遅延積分により複数のＴＤＩ画像を取得しており、Ｘ線出力画像をプリズム等により光学的に分割する必要がないため、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間の値や数が制約されることを抑制できる。この結果、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間が制約されることを抑制でき、検査精度を向上させることができる。
【0061】
また、本実施例において、遅延時間設定部としての制御回路３６は、所定の基準遅延時間ｔを自然数倍（ｎ倍）することにより複数の遅延時間を設定している。
【0062】
これにより、基準遅延時間から複数の遅延時間を算出する演算をデジタルデータ上で容易に行うことができる。
【0063】
また、本実施例では、Ｘ線検査装置１は、移動する流体からなる被検査物Ｗに電磁波を照射する照射ステップと、被検査物Ｗの移動方向に直交する主走査方向と移動方向とに配列された複数の検出素子により被検査物Ｗの影響を受けた電磁波を検出する検出ステップと、を実施する。そして、Ｘ線検査装置１は、制御回路３６によって、所定の基準遅延時間に基づいて複数の遅延時間を設定する遅延時間設定ステップと、検出ステップで検出した検出データを複数の遅延時間を用いて加算する時間遅延積分処理を実施し、複数の遅延時間に応じた複数のＴＤＩ画像を生成するＴＤＩ画像生成ステップと、を実施する。
【0064】
これにより、被検査物Ｗの高さ方向の複数の位置に対応するＴＤＩ画像を、Ｘ線の拡大による影響を回避して異物が鮮明に映った状態で取得できるので、検査精度を向上させることができる。また、複数の遅延時間を用いた時間遅延積分により複数のＴＤＩ画像を取得しており、Ｘ線出力画像をプリズム等により光学的に分割する必要がないため、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間の値や数が制約されることを抑制できる。この結果、時間遅延積分の演算に用いる遅延時間が制約されることを抑制でき、検査精度を向上させることができる。
【0065】
以上、最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【0066】
１ Ｘ線検査装置（物品検査装置）
５ 配管
１１ Ｘ線照射部（照射部）
１５ Ｘ線ラインセンサ（検出部）
１５ａ 検出素子
３６ 制御回路（遅延時間設定部、ＴＤＩ画像生成部）
Ｗ 被検査物
５ 配管
１１ Ｘ線照射部（照射部）
１５ Ｘ線ラインセンサ（検出部）
１５ａ 検出素子
３６ 制御回路（遅延時間設定部、ＴＤＩ画像生成部）
Ｗ 被検査物
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】