JP7153525B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、搬送される被検査物にＸ線を照射し、このＸ線を照射したときに被検査物を通過するＸ線透過量に基づいて被検査物の検査を行うＸ線検査装置に関する。
Ｘ線検査装置は、例えば、生肉、魚、加工食品、医薬などを被検査物とし、被検査物にＸ線を照射したときに被検査物を通過するＸ線透過量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。
Ｘ線検査装置では、装置からのＸ線漏洩量を下げるため、Ｘ線ラインセンサ以外の領域にＸ線が拡散しないように、Ｘ線照射部から照射されるＸ線を細溝状部材からなるコリメータのスリットにより絞り込み、Ｘ線ラインセンサに対するＸ線の照射領域を制限している。
Ｘ線ラインセンサによるＸ線の検出は、Ｘ線管の陽極ターゲットの焦点（電子が衝突してＸ線が発生する点）からコリメータのスリットを通過したＸ線に対して行われる。Ｘ線の出力を低くしつつ高感度に異物を検出しようとするときなどには、多段のＸ線検出素子列からなるＸ線ラインセンサが用いられる。
この場合、コリメータのスリットと多段のＸ線ラインセンサとの位置合わせを容易にするため、スリットの大きさに余裕を持たせてスリットを広くする必要がある。
従来のこの種のＸ線検査装置として特許文献１から３に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、Ｘ線管とコリメータとの位置関係を調整して鮮鋭度の高い画像を得るようにしている。また、特許文献２に記載のものは、複数の検出素子列で時間遅延積分が可能なＴＤＩ(Time Delayed Integration)式のＸ線センサを備え、被検査物Ｗの厚さ情報に応じて、時間遅延積分の対象となる検出素子列の段数を設定することにより、低いＸ線出力で高感度に検査ができるようにしている。また、特許文献３に記載のものは、Ｘ線管の温度に応じて、温度に対応する位置調整データにおける焦点温度の焦点位置移動量が相殺されるように、Ｘ線照射部、Ｘ線ラインセンサ、コリメータの少なくとも１つを位置制御するようにしている。
特開平４－３２９９３５号公報 特開２０１１－２４２３７４号公報 特開２０１８－１４６５５４号公報
しかしながら、特許文献１、２に記載のＸ線検査装置にあっては、コリメータのスリットを広くした場合、装置からのＸ線漏洩量が増加することを防止するため、機長を長くして搬入口側と搬出口側により多くの遮蔽カーテンを設ける等の対策が必要となり、装置全体も大型化するという問題があった。また、特許文献３に記載のＸ線検査装置にあっては、いわゆる温度ドリフトを相殺するように位置調整を行うことができるが、位置調整を容易にするためにはスリットを広くする必要が生じてしまうため、検討の余地があった。
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、コリメータのスリットを広げることなく多段のＸ線ラインセンサにより高感度に被検査物を検査することができ、かつ、Ｘ線漏洩防止のために装置が大型化することを防止できるＸ線検査装置を提供することを目的とする。
本発明に係るＸ線検査装置は、搬送される被検査物にＸ線を照射し、前記被検査物を透過するＸ線透過量に基づいて前記被検査物を検査するＸ線検査装置であって、Ｘ線を発生するＸ線管を有するＸ線照射部と、前記被検査物の搬送方向の平面上で前記搬送方向に直交する主走査方向に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を、前記搬送方向に沿って複数段有するＸ線ラインセンサと、前記Ｘ線ラインセンサに対するＸ線の照射領域を制限するコリメータと、前記コリメータにより制限された前記照射領域内で、かつ、Ｘ線を効率良く検出する前記検出素子列の位置に基づき、検査に使用する前記検出素子列の位置を指定する指定部と、複数段の前記検出素子列により検出したＸ線の前記搬送方向の検出量の分布を前記検出素子列の位置を横軸とするグラフで表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。
この構成により、これにより、オペレータは、例えば、コリメータの位置とＸ線の照射領域との相関を定めたテーブル等に基づいて、照射領域内で、かつ、Ｘ線を効率良く検出する検出素子列を指定することができる。この結果、コリメータのスリットを広げることなく多段のＸ線ラインセンサにより高感度に被検査物を検査することができ、かつ、Ｘ線漏洩防止のために装置が大型化することを防止できる。
また、オペレータは、表示されたＸ線の検出量を参照し、Ｘ線を効率良く検出する検出素子列を判断し、検査に使用する検出素子列として指定することができる。
本発明に係るＸ線検査装置は、複数段の前記検出素子列により検出したＸ線の前記搬送方向の検出量の分布を示すグラフから検査に使用する前記検出素子列の位置を判定する判定部を備え、前記判定部により判定された位置が、検査に使用する前記検出素子列の位置として前記指定部により指定されることを特徴とする。
この構成により、オペレータは、判定結果に従って検査に使用する検出素子列を容易に指定することができる。また、検査に使用すると判定された検出素子列を、検査に使用する検出素子列として自動で設定することができる。
本発明は、コリメータのスリットを広げることなく多段のＸ線ラインセンサにより高感度に被検査物を検査することができ、かつ、Ｘ線漏洩防止のために装置が大型化することを防止できるＸ線検査装置を提供することができる。
本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の概略を示す構成図である。 本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置のコリメータおよびＸ線ラインセンサの構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置のＸ線ラインセンサの出力を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置における画面表示例を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明に係る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Ｘ線を照射し、そのときに被検査物を通過するＸ線透過量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。
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、第１ユニット３、第２ユニット４を備えている。
搬送部２は、例えば装置本体に対して水平に配置されたベルトコンベアで構成されており、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、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。
第１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が設けられる。
第１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方向に例えば矩形状に形成される。
なお、本実施の形態において必須の構成ではないが、のれん状の遮蔽カーテン３ａを必要に応じて第１ユニット３の筐体下部の搬入口側と搬出口側に設け、外部へのＸ線の漏洩を確実に防止するようにしてもよい。
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、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線を発生させる。
さらに説明すると、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）に設けられる。
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とが所定距離をおいて対向配置され、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線を生成する。
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、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する。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。
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を有する。
第２ユニット４は、被検査物Ｗの搬送面の下部側に第１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、筐体内にはＸ線ラインセンサ１５が設けられる。
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に複数の検出素子が一直線上に配置されたものである。
Ｘ線ラインセンサ１５は、複数の検出素子によって被検査物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検出素子毎に複数の検出素子数を１ラインとして順次出力し、被検査物Ｗの搬送に伴い順次出力を繰り返す。
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。
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。
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、フォトンカウントの手法により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。
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つは移動可能に構成されている。
図２に示すように、Ｘ線ラインセンサ１５は、複数段の検出素子列１５ａを備えている。検出素子列１５ａ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複数の検出素子を一直線上に配置したものからなる。また、検出素子列１５ａは、搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数段（例えば６４段、１２８段など：図２は模式的に７段のみ図示）並設してアレイ状に構成されている。
このように、Ｘ線ラインセンサ１５は、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)式またはＴＤＳ式のＸ線センサを用いることができる。
なお、Ｘ線ラインセンサ１５は、初期状態において、Ｘ線照射部１１からコリメータ１３を介して照射されるＸ線の全てを検出できる段数であれば、その段数は特に限定されるものではない。
ここで、本実施例のように複数段の検出素子列１５ａを有するＸ線ラインセンサ１５においては、コリメータ１３のスリットのサイズを小さくし、かつ、Ｘ線が照射されている部分の検出素子列１５ａのみを検査に用いるようにすることで、Ｘ線管１１ｂの焦点位置のドリフト等に対処するための照射領域の微調整が不要になる。
また、照射領域内で、かつ、Ｘ線を効率良く検出する複数段の検出素子列１５ａのみを検査に用いることにより、高感度に被検査物Ｗを検査できる。そのためには、検査に用いる検出素子列１５ａを特定する必要がある。
そこで、図１に示すように、本実施例では、Ｘ線検査装置１は指定部としての撮像条件入力部３１を備えている。撮像条件入力部３１は、Ｘ線ラインセンサ１５の「使用範囲」をユーザが指定するためのものである。使用範囲とは、検出したＸ線を検査に使用する検出素子列１５ａをいう。本実施例では、コリメータ１３により制限された照射領域内で、かつ、Ｘ線を効率良く検出する検出素子列１５ａが、使用範囲として指定される。ここで、Ｘ線を効率良く検出する検出素子列１５ａとは、照射領域内の検出素子列１５ａのうち、Ｘ線の照射状態が均等で安定している検出素子列１５ａをいう。
Ｘ線検査装置１は処理結果表示部３４を備えており、この処理結果表示部３４は、複数段の検出素子列１５ａにより検出したＸ線の検出量を表示する。本実施例では、処理結果表示部３４と撮像条件入力部３１とがタッチパネル３５として一体化されている。
Ｘ線検査装置１は判定部としての画像データ処理部３３を備えており、この画像データ処理部３３は、複数段の検出素子列１５ａにより検出したＸ線の搬送方向（Ｘ）の検出量を示すグラフ（検出量の分布）を生成し、このグラフから、検査に使用する検出素子列を判定する。以下、Ｘ線ラインセンサ１５のうち検査に使用する検出素子列１５ａの範囲を単に「使用範囲」ともいう。
ここで、コリメータ１３によりＸ線の照射領域が制限された結果、図３に示すＸ線ラインセンサ１５の領域Ａ、Ｂ、ＣにおけるＸ線の検出量のグラフ（折れ線グラフ）に示すように、Ｘ線の照射領域ではＸ線の検出量が最大となり、照射領域以外の部分ではＸ線の検出量が最小となる。また、Ｘ線の照射領域の端部では、Ｘ線の検出量が傾斜している。
図４に示すように、タッチパネル３５には、領域Ａ、Ｂ、Ｃにおけるグラフと、このグラフの横軸（Ｘ方向）上の基準位置から位置ａ、ｌ、ｃ、ｒ、ｂまでの距離［ｍｍ］が表示される。位置ａ、ｂは、Ｘ線の検出量が最大値（Ｘ）と最小値との半値（Ｘ／２）となる位置であり、位置ｃは位置ａ、ｂの中間の位置である。
位置ｌは、使用範囲として適した領域の一端側の境界を示しており、位置ｃと位置ａとに基づいて決定される。位置ｒは、使用範囲として適した領域の他端側の境界を示しており、位置ｃと位置ｂとに基づいて決定される。
本実施例では、Ｘ線の照射領域の全てではなく、温度ドリフト等による位置ずれ等の影響を受けないように、照射領域内であって、安定して効率良くＸ線を検出する範囲の検出素子列１５ａのみを、使用範囲、すなわち検査に使用する検出素子列１５ａとしている。
なお、位置ａ、ｌ、ｃ、ｒ、ｂは、前述の「距離」に代えて検出素子列１５ａの「番号」（例えばＴＤＩ番号）を用いて特定するようにしてもよい。
以上説明したように、本実施例では、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線を発生するＸ線管１１ｂを有するＸ線照射部１１と、被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ）の平面上で搬送方向に直交する主走査方向に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列１５ａを、搬送方向に沿って複数段有するＸ線ラインセンサ１５と、Ｘ線ラインセンサ１５に対するＸ線の照射領域を制限するコリメータ１３と、を備えている。
そして、Ｘ線検査装置１は、コリメータ１３により制限された照射領域内で、かつ、Ｘ線を効率良く検出する検出素子列１５ａを、検査に使用する検出素子列１５ａとして指定する指定部としての撮像条件入力部３１を備えている。
この構成により、オペレータは、例えば、コリメータ１３の位置とＸ線の照射領域との相関を定めたテーブル等に基づいて、照射領域内で、かつ、Ｘ線を効率良く検出する検出素子列１５ａを指定することができる。
この結果、コリメータ１３のスリット１３ａを広げることなく多段のＸ線ラインセンサ１５により高感度に被検査物Ｗを検査することができ、かつ、Ｘ線漏洩防止のために装置が大型化することを防止できる。
また、本実施例では、複数段の検出素子列１５ａにより検出したＸ線の検出量を表示する表示部としての処理結果表示部３４を備えている。
この構成により、オペレータは、表示されたＸ線の検出量を参照し、Ｘ線を効率良く検出する検出素子列１５ａを判断し、検査に使用する検出素子列１５ａとして指定することができる。
また、本実施例では、複数段の検出素子列１５ａにより検出したＸ線の搬送方向（Ｘ）の検出量を示すグラフ（検出量の分布）から、検査に使用する検出素子列を判定する判定部としての画像データ処理部３３を備えている。
この構成により、検査に使用すると判定された検出素子列１５ａに従って、オペレータは検査に使用する検出素子列１５ａを容易に指定することができる。また、検査に使用すると判定された検出素子列１５ａを、検査に使用する検出素子列１５ａとして自動で設定することができる。
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。
１ Ｘ線検査装置
１１ Ｘ線照射部
１１ｂ Ｘ線管
１３ コリメータ
１５ Ｘ線ラインセンサ
１５ａ 検出素子列
３１ 撮像条件入力部（指定部）
３３ 画像データ処理部（判定部）
３４ 処理結果表示部（表示部）
３５ タッチパネル
Ｗ 被検査物

Claims (2)

  1. 搬送される被検査物にＸ線を照射し、前記被検査物を透過するＸ線透過量に基づいて前記被検査物を検査するＸ線検査装置であって、
    Ｘ線を発生するＸ線管を有するＸ線照射部と、
    前記被検査物の搬送方向の平面上で前記搬送方向に直交する主走査方向に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を、前記搬送方向に沿って複数段有するＸ線ラインセンサと、
    前記Ｘ線ラインセンサに対するＸ線の照射領域を制限するコリメータと、
    前記コリメータにより制限された前記照射領域内で、かつ、Ｘ線を効率良く検出する前記検出素子列の位置に基づき、検査に使用する前記検出素子列の位置を指定する指定部と、
    複数段の前記検出素子列により検出したＸ線の前記搬送方向の検出量の分布を前記検出素子列の位置を横軸とするグラフで表示する表示部と、を備えたことを特徴とするＸ線検査装置。
  2. 複数段の前記検出素子列により検出したＸ線の前記搬送方向の検出量の分布を示すグラフから検査に使用する前記検出素子列の位置を判定する判定部を備え、
    前記判定部により判定された位置が、検査に使用する前記検出素子列の位置として前記指定部により指定されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
JP2018193331A 2018-10-12 2018-10-12 Ｘ線検査装置 Active JP7153525B2 (ja)

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