(57)【要約】【課題】被検査物のＸ線透過像からその大きさや体積を求め、正常／異常の判定を行うＸ線欠品検査装置において、被検査物が複数個接触した状態で搬送されたり、重なり合った状態で搬送されてきても、個々の被検査物について正しく検査することが可能で、検査の歩留りを向上させ、また、搬送に特別な工夫を施す必要のない装置提供する。【解決手段】被検査物ＷのＸ線透過像の画像処理部６で画像処理し、その大きさもしくは体積を求めるとともに、求められた大きさもしくは体積を整数で除し、その除した値があらかじめ設定されている正常範囲であるか否かを判定部７で判定し、除した値が正常範囲内であれば正常と判定すすることで、複数の被検査物が接触もしくは重なり合ったＸ線透過像を用いても、異常と判定することを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器の間で被検査物を搬送することにより、被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、その検出出力を用いて被検査物のＸ線透過像を構築するとともに、そのＸ線透過像を用いた画像処理により、被検査物の大きさを求める画像処理手段と、その求められた被検査物の大きさが、あらかじめ設定されている正常範囲内にない場合に異常と判定する大きさ判定手段を備えたＸ線欠品検査装置において、
上記大きさ判定手段は、上記画像処理手段により求められた被検査物の大きさを整数で除した値が、上記正常範囲内にある場合には正常と判定することを特徴とするＸ線欠品検査装置。
【請求項２】
互いに対向して配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器の間で被検査物を搬送することにより、被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、その検出出力を用いて被検査物のＸ線透過像を構築するとともに、そのＸ線透過像を用いた画像処理により、被検査物の体積を求める画像処理手段と、その求められた被検査物の体積が、あらかじめ設定されている正常範囲内にない場合に異常と判定する体積判定手段を備えたＸ線欠品検査装置において、
上記体積判定手段は、上記画像処理手段により求められた被検査物の体積を整数で除した値が、上記正常範囲内にある場合には正常と判定することを特徴とするＸ線欠品検査装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理手段および大きさ判定手段と、請求項２に記載の画像処理手段および体積判定手段とを備えていることを特徴とするＸ線欠品検査装置。
【請求項４】
上記大きさ判定手段および体積判定手段は、正常／異常を判定するための正常範囲を、上記画像処理手段により求められた被検査物の大きさまたは体積の除数を大きくするほど狭くすることを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載のＸ線欠品検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線を用いて、例えば食品をはじめとする被検査物の欠けや割れ等の異常の有無を検査するＸ線検品検査装置に関する。ここでいう欠けとは被検査物の一部が失われて存在しない状態であり、割れとは被検査物が２つまたはそれ異常の部分に分離している状態を指している。
【背景技術】
【０００２】
食品等の製造ラインにおいて、包装された製品がその内部で欠けていたり、割れていたりするか否かを非破壊のもとに検査する方法として、Ｘ線を用いた方法が多用されている。
【０００３】
この種のＸ線検査装置はＸ線欠品検査装置等と称され、被検査物をコンベア等によって搬送し、その搬送路上にＸ線発生装置とＸ線検出器とを対向配置し、Ｘ線発生装置からのＸ線を被検査物に照射し、その透過Ｘ線をＸ線検出器で検出し、その検出出力によって被検査物のＸ線透過像を構築する。そして、そのＸ線透過像を用いた画像処理によってその画像を２値化して被検査物を認識し、その被検査物の像の大きさ（Ｘ線透過方向への投影面積、もしくは周囲長等）を求め、その求めた大きさが基準となる大きさの規程の範囲内であれば良品、その範囲から逸脱していれば異常品と判定する（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、上記のように被検査物のＸ線透過像から投影面積や周囲長を検査対象とする場合には、Ｘ線透過方向に欠け等があったり、被検査物が姿勢（立っているか倒れているか等）が種々に異なった状態で搬送される可能性がある場合等には、いずれも正確な検査ができないことから、被検査物のＸ線透過量に基づいて、換言すれば被検査物のＸ線透過像の濃度積算値に基づいて、被検査物の体積を求め、その求めた体積が基準となる体積に対して規程の範囲内であれば良品、その範囲から逸脱していれば異常品と判定する装置もある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１０６９号公報
【特許文献２】特開２００７−１８３２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のこの種のＸ線欠品検査装置においては、個々の被検査物が接触状態で搬送されたり、あるいは重なった状態で搬送されると、そのＸ線透過像を用いた画像処理により、その像は１つの被検査物と判断され、そのＸ線透過像に基づいて求めた大きさないしは体積は正常範囲から逸脱するため、異常品として判定してしまうという問題があった。
【０００７】
すなわち、例えば２つの被検査物が接近して搬送されてきた場合や、１つのパッケージ内に２個の被検査物が収容された状態で搬送される場合、そのＸ線透過像の例を後述する図２（Ａ）に示すように、２つの被検査物が互いに離れている場合には、その各像は画像処理により同図（Ｂ）に示すように２値化されて２つの塊として認識され、それぞれに個別の被検査物であると判断されるため、２値化像から各像の面積をそれぞれ求め、その各面積が正常範囲内であるか否かによって正常／異常が正しく判定される。
【０００８】
また、被検査物の体積により判定する場合には、各像は上記と同じ画像処理によって個別の被検査物であると認識されるため、図２（Ａ）における被検査物の各像をそれぞれ形成している画素群の濃度値を積算して各被検査物の体積をそれぞれに求め、その各体積が正常範囲内であるか否かによって正常／異常が判定される。
【０００９】
しかし、２つの被検査物が互いに接触した状態で搬送され、そのＸ線透過像が例えば図３（Ａ）に示す通りであったり、あるいは２つの被検査物が互いに重なり合った状態で搬送され、そのＸ線透過像が図４（Ａ）に示す通りであった場合には、画像処理においてこれらは１つの塊として認識されて１つの被検査物の像であると判断されるため、図３（Ａ）の場合には面積および体積ともに通常の２倍となっていずれも異常と判定され、また、図４（Ａ）の場合には面積は通常の１．４倍、体積は通常の２倍となり、この場合にもいずれも異常と判定されることになり、検査の歩留りが低下してしまうという問題があった。
【００１０】
このような接触や重なりが生じないように、従来は被検査物の搬送に特別の工夫をし、被検査物の接触や重なりが生じないように考慮していたが、完全にはなくならない。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、被検査物が接触した状態や重なった状態で搬送されてきても、個々の被検査物について正しく検査することが可能で、検査の歩留りを向上させることができ、また、搬送に特別な工夫を施す必要のないＸ線欠品検査装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明のＸ線欠品検査装置は、互いに対向して配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器の間で被検査物を搬送することにより、被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、その検出出力を用いて被検査物のＸ線透過像を構築するとともに、そのＸ線透過像を用いた画像処理により、被検査物の大きさを求める画像処理手段と、その求められた被検査物の大きさが、あらかじめ設定されている正常範囲内にない場合に異常と判定する大きさ判定手段を備えたＸ線欠品検査装置において、上記大きさ判定手段は、上記画像処理手段により求められた被検査物の大きさを整数で除した値が、上記正常範囲内にある場合には正常と判定することによって特徴づけられる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明のＸ線欠品検査装置は、同じく互いに対向して配置されたＸ線発生装置とＸ線検出器の間で被検査物を搬送することにより、被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、その検出出力を用いて被検査物のＸ線透過像を構築するとともに、そのＸ線透過像を用いた画像処理により、被検査物の体積を求める画像処理手段と、その求められた被検査物の体積が、あらかじめ設定されている正常範囲内にない場合に異常と判定する体積判定手段を備えたＸ線欠品検査装置において、上記体積判定手段は、上記画像処理手段により求められた被検査物の体積を整数で除した値が、上記正常範囲内にある場合には正常と判定することによって特徴づけられる。
【００１４】
ここで、本発明においては、請求項１に係る発明における画像処理手段と大きさ判定手段、および、請求項２に係る発明における画像処理手段と体積判定手段を、併せ持った構成（請求項３）を採用することができる。
【００１５】
また、本発明においては、請求項１または３に係る発明における大きさ判定手段、および、請求項２または３に係る発明における体積判定手段において正常／異常を判定するための正常範囲を、画像処理手段により求められた被検査物の大きさまたは体積の除数を大きくするほど狭くする構成（請求項４）を採用することもできる。
【００１６】
本発明は、複数の被検査物が接触した状態で得られるＸ線透過像の大きさは各被検査物の大きさのほぼ合計となり、また、複数の被検査物が互いに重なりあった状態で得られるＸ線透過像の濃度値を積算して求められる体積の推定値は、その各被検査物の各体積をほぼ合計した値となることを利用したものである。
【００１７】
請求項１に係る発明では、被検査物のＸ線透過像を画像処理してその大きさを求め、あらかじめ設定されている正常範囲との比較により正常／異常の判定を行う装置において、Ｘ線透過像を画像処理して求められた被検査物の大きさを整数で除し、その値が正常範囲内であれば正常と判定する。これにより、複数個の被検査物が接触した状態で搬送され、そのＸ線透過像が１つの塊として認識されても正常と判定される。ここでいう被検査物の大きさとはＸ線検出器に対する被検査物の投影面積に対応する。
【００１８】
一方、請求項２に係る発明では、被検査物のＸ線透過像の濃度積算値等からその体積を推定し、あらかじめ設定されている正常範囲との比較により正常／異常の判定を行う装置において、Ｘ線透過像から求められた被検査物の体積を整数で除し、その値が正常範囲内であれば正常と判定する。これにより、複数個の被検査物が重なり合って搬送され、そのＸ線透過像が１つの塊として認識されても、正常と判定される。
【００１９】
ここで、本発明においてＸ線透過像の画像処理により求められた被検査物の大きさ、あるいはＸ線透過像の画素濃度の積算により求められた体積を整数で除すに当たっては、その除数を順次変化させ、そのいずれかが正常範囲である場合に正常と判定する。これは、接触している被検査物の数、あるいは重なり合っている被検査物の数が不明であるためであり、除数を変化させていくうちに、その商のいずれかが正常範囲内であれば正常と判定する。
【００２０】
また、請求項１に係る発明は、重なりが実質的に生じない形状、例えば球や半球に近い形状の被検査物で、かつ、大きさのみの検査でよいような被検査物の検査に有効であり、請求項２に係る発明は、重なり合う可能性がある被検査物で、かつ、体積の検査を行う必要のある検査に有効である。
【００２１】
そして、請求項３に係る発明のように、請求項１に係る発明の機能と請求項２に係る発明の機能とを併せ持つ構成とすることが好ましく、その場合、検査の種類に応じて双方を機能させたり、いずれか一方の機能を選択できるようにすることが好ましい。
【００２２】
複数の被検査物が接触あるいは重なり合った被検査物の大きさもしくは体積の検査に当たり、整数で除した値をそのまま正常範囲と比較して正常／異常を判定すると、正常と判定する基準が甘くなる可能性があり、これを防止するのが請求項４に係る発明である。すなわち、大きさないしは体積を整数で除した値は、複数の被検査物の大きさないしは体積の平均値となり、これをそのまま１個の被検査物の大きさないしは体積の判定のために設定されている正常範囲と比較すると、互いに接触し、あるいは重なり合っている複数の被検査物のうちのいずれかが正常範囲外である可能性がある。このような不具合を解消するのが請求項４に係る発明であり、除数が大きくなるほど、つまり接触したり重なり合ったりしている被検査物の数が大きくなるほど、正常範囲を狭くする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、被検査物が複数個接触したり、あるいは複数個重なり合った状態でＸ線発生装置とＸ線検出器の間に搬送されてきても、個々の被検査物の大きさないしは体積について判定することが可能となり、検査の歩留りが向上すると同時に、搬送に特別な工夫を施す必要がないため、装置の導入のための費用が安価ですみ、かつ、導入が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図と要部システム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】２つの被検査物が互いに離れた状態で搬送されてきた場合のＸ線透過像の例（Ａ）とその２値化画像の例（Ｂ）を示す図である。
【図３】２つの被検査物が互いに接触した状態で搬送されてきた場合のＸ線透過像の例（Ａ）とその２値化画像の例（Ｂ）を示す図である。
【図４】２つの被検査物が互いに重なり合った状態で搬送されてきた場合のＸ線透過像の例（Ａ）とその２値化画像の例（Ｂ）を示す図である。
【図５】３つの被検査物が互いに重なり合った状態で搬送されてきた場合のＸ線透過像の例（Ａ）とその２値化画像の例（Ｂ）を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  Ｘ線発生装置
２  Ｘ線ラインセンサ
３  コンベア
４  画像形成部
５  光電センサ
６  画像処理部
７  判定部
８  モニタ兼操作部
９  制御部
１０  搬送駆動回路
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、Ｘ線発生装置１とＸ線ラインセンサ２とが対向配置され、これらの間に、被検査物Ｗを搬送するためのコンベア３が配置されている。Ｘ線発生装置１は、スリット等を介することによりファンビーム状のＸ線を出力し、Ｘ線ラインセンサ２はそのファンビーム状のＸ線の広がり方向に複数の素子が並ぶように配置されている。図１ではＸ線ラインセンサ２の各素子は紙面に垂直となる方向に並んでいる。被検査物Ｗはコンベア３によってファンビーム状のＸ線の広がり方向に対して垂直な方向に一定の速度で搬送される。
【００２７】
Ｘ線ラインセンサ２の出力、つまり入射したＸ線の１次元の線量分布は画像形成部４に常時取り込まれる。Ｘ線発生装置１とＸ線ラインセンサ２の対に対し、コンベア３の被検査物Ｗの搬送方向上流側には光電センサ５が配置されており、画像形成部４はこの光電センサ５の出力によって被検査物Ｗの到来を検知し、これを起点に線ラインセンサ２から出力されている１次元の線量分布を時間順に並べることによって被検査物Ｗの２次元のＸ線透過像を構築する。
【００２８】
そして、その被検査物ＷのＸ線透過像は画像処理部６による画像処理に供される。画像処理部６では、画像形成部４により構築されたＸ線透過像を２値化して像の中の塊を抽出し、後述する手法によりその塊のサイズやボリュームを求める。その求められたサイズやボリュームは、判定部７による判定に供される。なお、制御部画像形成部４により構築されたＸ線透過像は、モニタ兼操作部８に表示される。また、画像の２値化、および、塊の抽出などの処理には公知の様々な手法が採用できる。
【００２９】
以上の画像形成部４、画像処理部６および判定部７は制御部９の制御下に置かれており、画像処理部６における画像処理条件や判定部７における判定条件は、モニタ兼操作部８の操作により随意に設定することができ、その設定内容は制御部９を通じて各部に設定される。また、コンベア３を駆動する搬送駆動回路１０についても、制御部９の制御下に置かれている。ここで、画像形成部４、画像処理部６、判定部７および制御部９は、実際にはコンピュータとその周辺機器によって構成され、インストールされているプログラムに従った機能を実現するのであるが、図１ではその主要な機能ごとにブロックで表している。
【００３０】
さて、この実施の形態において、画像処理部６では、前記したようにＸ線透過像を２値化することによって塊を抽出し、そのサイズとボリュームを算出する。ここで、サイズとは、２値化画像の１つの塊の面積（画素の数）を正の整数で割った値であり、ボリュームとは、１つの塊を抽出した後、その領域におけるＸ線透過像の各画素濃度の積算値を正の整数で割った値である。各画素の濃度はその画素の上に存在する被検査物の厚さに関係し、その厚さが大きいほど画素の濃度が高くなると考えられる。従って、各画素濃度の積算値は体積（ボリューム）に相当する値となる。ここでは、一例として、サイズの正常範囲は８０〜１２０、ボリューム正常範囲は１６０〜２４０として検査を行うものとする。
【００３１】
今、２つの被検査物が互いに接近して搬送されてきたとし、これらの各被検査物のサイズがそれぞれ１００、ボリュームがそれぞれ２００であるとする。２つの被検査物が互いに接触したり重なり合っていない場合、そのＸ線透過像は例えば図２（Ａ）に示す通りとなる。この場合、同図（Ｂ）に示すように２値化され、塊が２つあることが認識される。各被検査物のサイズがそれぞれ１００、ボリュームがそれぞれ２００であるので、いずれも問題なく正常と判定される。
【００３２】
次に、上記と同じ２つの被検査物が互いに接触して搬送されてきた場合、そのＸ線透過像は例えば図３（Ａ）に示す通りとなる。この場合、同図（Ｂ）に示すように２値化されると、塊は１つであると認識される。この塊のサイズは２００となり、また、ボリュームは４００となるため、単純に正常範囲と比較した場合、サイズ、ボリュームともに異常と判定される。このような判定があったとき、この実施の形態においては、サイズおよびボリュームをそれぞれ２で除する。これにより、サイズは１００、ボリュームは２００となり、いずれも正常と判定される。
【００３３】
一方、上記と同じ２つの被検査物が互いに重なり合って搬送されてきた場合、そのＸ線透過像は例えば図４（Ａ）に示す通りとなる。この場合、同図（Ｂ）に示すように２値化され、塊は１つであると認識される。この塊のサイズは例えば１４０となり、また、ボリュームは４００となり、この場合においても単純に正常範囲と比較した場合、サイズ、ボリュームともに異常と判定される。サイズおよびボリュームをそれぞれ２で除すると、サイズは７０、ボリュームは２００となり、サイズの判定は異常となるものの、ボリュームは２００となって正常と判定される。
【００３４】
ここで、サイズのみの検査でよく、しかも被検査物の形状的特徴（例えば球もしくはそれに近い形状等）により重なりが生じる恐れのない場合には、求められたサイズを整数で除して正常範囲と比較する機能のみがあればよく、また、サイズのみの検査でよいものの、重なりが生じる可能性のある被検査物においては、ボリュームを求めてそれを整数で除する機能を併せ持たせることが好ましい。更に、ボリュームのみの検査でよい場合には求められたボリュームを整数で除して正常範囲と比較する機能のみがあればよい。このように、被検査物や検査条件などに応じて、上記したサイズに関する機能とボリュームに関する機能とを併せ持ち、これらの機能の双方もしくはいずれか一方を能動化させる選択手段を持たせることが好ましい。
【００３５】
以上の例では、被検査物が２個接触したり重なり合っている場合について述べたが、これは、例えば１つのパッケージ内に２つの被検査物が収容されており、接触や重なり合いの数が２個に限られている場合に有効である。しかし、例えば１つのパッケージにより多くの被検査物が収容され、被検査物どうしの接触や重なり合いの数が種々に変化する可能性がある場合、以下の手法を採用すればよい。
【００３６】
すなわち、被検査物どうしの接触もしくは重なり合いが発生する最大の数をＮとし、例えば図５（Ａ）に示すようなＸ線透過像が得られたとする。同図（Ｂ）に示す２値化画像によりこれを１つの塊と認識する。ボリュームの検査を行うに当たって、この塊のボリュームは６００となるが、これをまずＮで除し、得られた値を正常範囲と比較する。正常範囲でなければ除数を１ずつ減じて同じ動作を繰り返す。すなわち、除数をＮ，Ｎ−１，Ｎ−２・・と変化させつつ、その商と正常範囲を比較していく。正常範囲の商が得られたときに正常と判断する。図５の例では、除数を３とした時点でその商２００が正常範囲となるので、３個の被検査物が重なり合っていると認識して正常と判定する。最終的には除数を２とし、それでも正常範囲でない場合に異常と判定する。
【００３７】
サイズの検査においても、互いに接触している被検査物の数が３以上の可能性がある場合には、上記と同様に、画像処理で求められたサイズを、Ｎ，Ｎ−１，Ｎ−２・・と変化させ、商が正常範囲となったら正常と判定する。
【００３８】
ここで、以上のように互いに接触し、あるいは重なり合っている数が多くなると、整数で除した値はその複数個の被検査物のサイズないしはボリュームの平均値となり、１個の被検査物の正常／異常を判定するための正常範囲をそのまま用いたのでは、検査が甘くなる可能性が高くなる。そこで、除数が大きくなるほど、正常範囲を狭くする方法を採用することが好ましい。すなわち、被検査物１個のサイズもしくはボリュームの正常範囲の上限値をＲｉｇｈｔＨ、下限値をＲｉｇｈｔＬとすると、Ｎで除した場合に適用する正常範囲の上限値を、
（ＲｉｇｈｔＬ＋ＲｉｇｈｔＨ）／２＋｛（ＲｉｇｈｔＬ＋ＲｉｇｈｔＨ）／２
−ＲｉｇｈｔＬ｝／Ｎ
とし、下限値を、
（ＲｉｇｈｔＬ＋ＲｉｇｈｔＨ）／２−｛（ＲｉｇｈｔＬ＋ＲｉｇｈｔＨ）／２
−ＲｉｇｈｔＬ｝／Ｎ
とする。これにより、除数Ｎが大きくなるほど、正常範囲がその中央値を中心として狭くなり、Ｎが大きいが故に検査が甘くなることを抑制することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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