(57)【要約】【課題】対象物に含まれる異物の検出精度を向上させることができるＸ線画像取得システムを提供する。【解決手段】Ｘ線画像取得システム１は、所定の厚みＷを有する対象物ＳにＸ線源からＸ線を照射し、対象物Ｓを透過したＸ線を複数のエネルギ範囲で検出する。Ｘ線画像取得システム１は、対象物Ｓ内において厚み方向に延在する領域Ｒ１を透過したＸ線を低エネルギ範囲で検出する低エネルギ検出器３２と、対象物Ｓ内において厚み方向に延在する領域Ｒ２を透過したＸ線を高エネルギ範囲で検出する高エネルギ検出器４２と、対象物Ｓ内の所定箇所に位置する被検査領域Ｅが領域Ｒ１及び領域Ｒ２に含まれるように低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２でのＸ線の検出タイミングを制御するタイミング制御部５０と、を備える。【選択図】図２
2010117172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の厚みを有する対象物に放射線源から放射線を照射して、該対象物を透過した放射線を複数のエネルギ範囲で検出する放射線検出装置であって、
前記対象物内において厚み方向に延在する第１領域を透過した放射線を第１のエネルギ範囲で検出する第１検出器と、
前記対象物内において厚み方向に延在する第２領域を透過した放射線を第２のエネルギ範囲で検出する第２検出器と、
前記対象物内の所定箇所に位置する被検査領域が前記第１領域及び前記第２領域に含まれるように前記第１検出器及び前記第２検出器での放射線の検出タイミングを制御するタイミング制御部と、を備える放射線検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射線検出装置と、
前記第１検出器及び前記第２検出器での放射線の検出タイミングを算出するタイミング算出部と、を備える放射線画像取得システム。
【請求項３】
前記タイミング算出部は、前記被検査領域が位置する前記対象物内の所定箇所の厚み方向位置に基づいて前記検出タイミングを算出する請求項２に記載の放射線画像取得システム。
【請求項４】
前記タイミング算出部は、前記第１領域において、前記被検査領域が位置する厚み方向位置に基づいて前記対象物の厚み方向と交差する第１基準面を算出すると共に、前記第２領域において、前記第１基準面と同じ厚み方向位置であって前記厚み方向と交差する第２基準面を算出し、前記第１基準面と前記第２基準面とが重なるように前記検出タイミングを算出する請求項２に記載の放射線画像取得システム。
【請求項５】
前記第１検出器及び前記第２検出器は、前記被検査領域に相当する箇所に試験片が配置された調整用対象物を透過した放射線を検出し、
前記タイミング算出部は、前記第１検出器及び前記第２検出器で検出された前記調整用対象物を透過した放射線データに基づいて、前記試験片が前記第１領域及び前記第２領域に含まれるように前記第１検出器及び前記第２検出器での放射線の検出タイミングを算出する請求項２〜４のいずれか一項に記載の放射線画像取得システム。
【請求項６】
前記第１検出器で検出された放射線データと前記第２検出器で検出された放射線データとを合成して合成画像を生成する合成画像生成部を備え、
前記合成画像生成部は、前記第１検出器が一の前記第１領域において検出した一の放射線データと、前記第２検出器が複数の前記第２領域において検出した複数の放射線データとから、厚み方向位置の異なる複数の前記被検査領域を対象にした合成画像を生成する請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線画像取得システム。
【請求項７】
対象物に放射線を照射する放射線源と、放射線を第１のエネルギ範囲で検出する第１検出器と、放射線を第２のエネルギ範囲で検出する第２検出器と、前記第１検出器及び前記第２検出器での放射線の検出タイミングを制御するタイミング制御部とを備えた放射線検出装置における放射線の検出方法であって、
前記放射線源が所定の厚みを有する前記対象物に放射線を照射する照射工程と、
前記照射工程で照射されて前記対象物内において厚み方向に延在する第１領域を透過した放射線を前記第１検出器が第１のエネルギ範囲で検出する第１検出工程と、
前記照射工程で照射されて前記対象物内において厚み方向に延在する第２領域を透過した放射線を前記第２検出器が第２のエネルギ範囲で検出する第２検出工程と、
前記対象物内の所定箇所に位置する被検査領域が前記第１領域及び前記第２領域に含まれるように前記第１検出器及び前記第２検出器での放射線の検出タイミングをタイミング制御部が制御するタイミング制御工程と、を含む放射線の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出装置、放射線画像取得システム及び放射線の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品や医薬品等の被検査物である対象物にＸ線を透過させて、その透過Ｘ線画像から対象物中の異物の有無を検査することが広く行われている。このような検査には、Ｘ線を対象物に照射するＸ線源と、このＸ線源から対象物に照射されたＸ線の透過画像を検出する直線状のラインセンサとを備えたＸ線の検出装置が用いられている。
【０００３】
ところで、エネルギ弁別機能を有しない１つのラインセンサで検出する場合、エネルギ弁別機能を有しないので、対象物中に含まれる異物の組成の相違（例えば、食肉検査において骨なのか肉なのか又は軟骨なのか異物なのかといった違い）や厚さの相違により、検出精度が低下することがある。そこで、異なるエネルギ範囲のＸ線を検出する２つのラインセンサを並列に配置して、これら２つのラインセンサで検出されたＸ線画像から差分データ像であるサブトラクション像を取得して、対象物中に含まれる異物の組成や厚さに関係なく検出精度を向上させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１８９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、並列に配置された２つのラインセンサで検出された対象物のＸ線データからサブトラクション像を得ようとすると、サブトラクション像において異物等を示す画像部分のエッジが不明瞭になる場合があることがわかった。そのため、２つのラインセンサを用いるだけでは、対象物中に含まれる異物等の検出を精度良く行うことができない場合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、対象物に含まれる異物等の検出精度を向上させることができる放射線検出装置、放射線画像取得システム及び放射線の検出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】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、２つのラインセンサを備えた放射線検出装置で対象物の透過放射線を検出して異物の有無等を検査する際、異物等が含まれる可能性のある箇所が対象物の厚み方向の所定領域に限られる場合があることに着目した。そして、一般的に想定されるような対象物全体のサブトラクション像の明瞭度向上を図るのではなく、少なくとも対象物における上記所定の領域（以下、「被検査領域」と記す）でのサブトラクション像の明瞭度向上を図れば、仮に対象物全体のサブトラクション像が明瞭でなくても対象物に含まれる異物等の検出精度を向上できることがわかった。そこで、本発明者らは、この被検査領域が２つのラインセンサ双方で検出される透過Ｘ線領域に確実に含まれるように検出タイミングを調整することを行えば、２つのラインセンサによる異物検査での検出精度を向上させることができるとの知見を得て本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明に係る放射線検出装置は、所定の厚みを有する対象物に放射線源から放射線を照射して、該対象物を透過した放射線を複数のエネルギ範囲で検出する放射線検出装置であって、対象物内において厚み方向に延在する第１領域を透過した放射線を第１のエネルギ範囲で検出する第１検出器と、対象物内において厚み方向に延在する第２領域を透過した放射線を第２のエネルギ範囲で検出する第２検出器と、対象物内の所定箇所に位置する被検査領域が第１領域及び第２領域に含まれるように第１検出器及び第２検出器での放射線の検出タイミングを制御するタイミング制御部と、を備える。
【０００８】
また、本発明の放射線の検出方法は、対象物に放射線を照射する放射線源と、放射線を第１のエネルギ範囲で検出する第１検出器と、放射線を第２のエネルギ範囲で検出する第２検出器と、第１検出器及び第２検出器での放射線の検出タイミングを制御するタイミング制御部とを備えた放射線検出装置における放射線の検出方法であって、放射線源が所定の厚みを有する対象物に放射線を照射する照射工程と、照射工程で照射されて対象物内において厚み方向に延在する第１領域を透過した放射線を第１検出器が第１のエネルギ範囲で検出する第１検出工程と、照射工程で照射されて対象物内において厚み方向に延在する第２領域を透過した放射線を第２検出器が第２のエネルギ範囲で検出する第２検出工程と、対象物内の所定箇所に位置する被検査領域が第１領域及び第２領域に含まれるように第１検出器及び第２検出器での放射線の検出タイミングをタイミング制御部が制御するタイミング制御工程と、を含む。
【０００９】
この放射線検出装置及び放射線の検出方法では、対象物内の所定箇所に位置する被検査領域が第１領域及び第２領域に含まれるようにタイミング制御部が第１検出器及び第２検出器での放射線の検出タイミングを制御するようになっている。これにより、所定の厚みを有する対象物では、第１検出器で検出される放射線が透過した第１領域及び第２検出器で検出される放射線が透過した第２領域のいずれにも被検査領域が含まれる。そのため、各検出器で検出されたそれぞれの放射線データによって被検査領域が確実に検出される。その結果、対象物のサブトラクション像のうち、少なくとも被検査領域に相当する部分では不明瞭なエッジ部分が低減され、対象物に含まれる異物等の検出精度を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る放射線画像取得システムは、上記した放射線検出装置と、第１検出器及び第２検出器での放射線の検出タイミングを算出するタイミング算出部とを備えることが好ましい。タイミング算出部を備えることにより、検出タイミングの算出が容易になる。このようなタイミング算出部としては、例えば、被検査領域が位置する対象物内の所定箇所の厚み方向位置に基づいて検出タイミングを算出することが好ましい。また、別のタイミング算出部としては、第１領域において、被検査領域が位置する厚み方向位置に基づいて対象物の厚み方向と交差する第１基準面を算出すると共に、第２領域において、第１基準面と同じ厚み方向位置であって厚み方向と交差する第２基準面を算出し、第１基準面と第２基準面とが重なるように検出タイミングを算出することが好ましい。このように、被検査領域に基づいた厚み方向位置や基準面を用いた算出によれば、第１領域及び第２領域のいずれにも被検査領域が確実に含まれるタイミングを算出することができる。
【００１１】
また、第１検出器及び第２検出器は、被検査領域に相当する箇所に試験片が配置された調整用対象物を透過した放射線を検出し、タイミング算出部は、第１検出器及び第２検出器で検出された調整用対象物を透過した放射線データに基づいて、試験片が第１領域及び第２領域に含まれるように第１検出器及び第２検出器での放射線の検出タイミングを算出するようにしてもよい。このような調整用部材を用いることにより、第１検出器及び第２検出器での検出タイミングを簡易に算出することができる。
【００１２】
また、第１検出器で検出された放射線データと第２検出器で検出された放射線データとを合成して合成画像を生成する合成画像生成部を備え、合成画像生成部は、第１検出器が一の第１領域において検出した一の放射線データと、第２検出器が複数の第２領域において検出した複数の放射線データとから、厚み方向位置の異なる複数の被検査領域を対象にした合成画像を生成するようにしてもよい。これにより、様々な厚み方向位置にある被検査領域をまとめて検査することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対象物中の被検査領域に含まれる異物等の検出精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明に係るＸ線画像取得システムの好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るＸ線画像取得システムの斜視図である。また、図２は、本実施形態に係るＸ線画像取得システムの概略構成図である。図１及び図２に示されるように、Ｘ線画像取得システム（放射線画像取得システム）１は、所定の厚み（例えば、一定の厚さＷ）を有する対象物ＳにＸ線源（放射線源）からＸ線（放射線）を照射し、照射されたＸ線のうち対象物Ｓを透過した透過Ｘ線を複数のエネルギ範囲で検出する装置である。Ｘ線画像取得システム１は、透過Ｘ線画像を用いて、対象物Ｓの特定の箇所（以下、「被検査領域Ｅ」と記す）に含まれる異物（液体中に沈降したり、表面を浮遊する異物、層を成して分離している液体のある層、液体に限らず固体や気体などの特定の高さ、例えば対象物の形状によって検査する高さが変わる場合など）やボイド（空隙）の検出を行ったり、または、対象物Ｓが被検査領域Ｅで異なる物質を貼り合わせたり、積層させて作成された場合には、その貼り合わせ面の観察（例えば、貼り合わせ面付近での異物やボイドの混入、電子基板の特定の層の観察）等を行ったりするために用いられる。
【００１６】
Ｘ線画像取得システム１は、ベルトコンベア１０、Ｘ線照射器２０、低エネルギ画像取得部３０、高エネルギ画像取得部４０、タイミング制御部５０、タイミング算出部６０及び画像処理装置（合成画像生成部）７０を備えている。低エネルギ画像取得部３０、高エネルギ画像取得部４０及びタイミング制御部５０からデュアル画像取得装置（放射線検出装置）８０が構成される。
【００１７】
ベルトコンベア１０は、図１に示すように、対象物Ｓが載置されるベルト部１２を備える。ベルトコンベア１０は、ベルト部１２を搬送方向Ａ（図１の左側の上流側から図１の右側の下流側）に移動させることで、対象物Ｓを所定の搬送速度Ｍで搬送方向Ａに搬送する。対象物Ｓの搬送速度Ｍは、例えば４８ｍ／分である。ベルトコンベア１０は、必要に応じて、ベルトコンベア制御部（不図示）により、例えば２４ｍ／分や９６ｍ／分といった搬送速度に速度を変更することができる。なお、ベルトコンベア１０で搬送される対象物Ｓとしては、例えば、食肉等の食品や電子部品等があり、これらは所定の厚みＷを有している。
【００１８】
Ｘ線照射器２０は、Ｘ線源としてＸ線を対象物Ｓに照射する装置である。Ｘ線照射器２０は、点光源であり、一定の照射方向に所定の角度範囲でＸ線を拡散させて照射する。Ｘ線照射器２０は、Ｘ線の照射方向がベルト部１２に向けられると共に拡散するＸ線が対象物Ｓの幅方向（搬送方向Ａと交差する方向）全体に及ぶように、ベルト部１２から所定の距離を離れてベルト部１２の上方に配置される。Ｘ線照射器２０は、対象物Ｓの長さ方向（搬送方向Ａと平行な方向）においては、長さ方向における所定の分割範囲が照射範囲とされている。例えば、対象物ＳのＸ線照射範囲を示す図４（ａ）を参照して、Ｘ線照射器２０から照射されたＸ線は、領域Ｒ１，Ｒ２を透過する。この領域Ｒ１，Ｒ２は、対象物Ｓ内において厚み方向Ｄに延在する３次元領域であって、上面Ｓａ（点光源であるＸ線照射器２０側）から下面Ｓｂ（ベルトコンベア１０側）に向かうにつれて広がるようになっている。そして、Ｘ線照射器２０は、対象物Ｓがベルトコンベア１０で搬送方向Ａへ搬送されることにより、対象物Ｓの長さ方向全体に対してＸ線が照射されるようになっている。
【００１９】
低エネルギ画像取得部３０は、低エネルギ検出器（第１検出器）３２と低エネルギ画像補正部３４とを備えている。
【００２０】
低エネルギ検出器３２は、Ｘ線照射器２０から照射されたＸ線のうち対象物Ｓの所定の領域（第１領域）Ｒ１を透過したＸ線を低エネルギ範囲（第１のエネルギ範囲）で検出して、低エネルギ画像データを生成する。低エネルギ検出器３２は、例えば、対象物Ｓの幅と同等以上の長さを備えた直線状のラインセンサからなり、Ｘ線の検出面がＸ線照射器２０に対向した状態で搬送方向Ａと直交するようにベルト部１２の上流側の下方に配置される。
【００２１】
低エネルギ画像補正部３４は、低エネルギ検出器３２で生成された低エネルギ画像データを増幅及び補正する部分である。低エネルギ画像補正部３４は、低エネルギ画像データを増幅するアンプ３４ａ、アンプ３４ａで増幅された低エネルギ画像データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部３４ｂ、Ａ／Ｄ変換部３４ｂで変換された低エネルギ画像データに対して所定の補正処理を行う補正回路３４ｃ、及び、補正回路３４ｃで補正された画像データを外部出力する出力インターフェイス３４ｄを備えている。
【００２２】
高エネルギ画像取得部４０は、高エネルギ検出器（第２検出器）４２と高エネルギ画像補正部４４とを備えている。
【００２３】
高エネルギ検出器４２は、Ｘ線照射器２０から照射されたＸ線のうち対象物Ｓの所定の領域（第２領域）Ｒ２を透過したＸ線を高エネルギ範囲（第２のエネルギ範囲）で検出して、高エネルギ画像データを生成する。高エネルギ検出器４２は、例えば、対象物Ｓの幅と同等以上の長さを備えた直線状のラインセンサからなり、Ｘ線の検出面がＸ線照射器２０に対向した状態で搬送方向Ａと直交するようにベルト部１２の下流側の下方に配置される。
【００２４】
高エネルギ画像補正部４４は、高エネルギ検出器４２で生成された高エネルギ画像データを増幅及び補正する部分である。高エネルギ画像補正部４４は、高エネルギ画像データを増幅するアンプ４４ａ、アンプ４４ａで増幅された高エネルギ画像データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部４４ｂ、Ａ／Ｄ変換部４４ｂで変換された高エネルギ画像データに対して所定の補正処理を行う補正回路４４ｃ、及び、補正回路４４ｃで補正された画像データを外部出力する出力インターフェイス４４ｄを備えている。
【００２５】
ここで、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２について詳細に説明する。図３に示すように、低エネルギ検出器３２は、搬送方向Ａに沿った感知幅がＬＷのラインセンサである。また、高エネルギ検出器４２は、搬送方向Ａに沿った感知幅がＨＷのラインセンサである。この感知幅ＬＷと感知幅ＨＷとは、本実施形態では、同一幅となっており、例えば０．８ｍｍである。そして、このような低エネルギ検出器３２と高エネルギ検出器４２とは、搬送方向Ａに沿って不感帯幅ＮＷ（例えば０．４ｍｍ）を有する不感帯領域８２を挟んで並列にベース８４上に配置固定され、半導体検出器であるデュアルエナジセンサ８６を構成する。
【００２６】
感知幅ＬＷを有する低エネルギ検出器３２は、所定の周期を有する制御パルス（図６（ａ）参照）に基づいて、対象物Ｓにおける一の領域Ｒ１を透過したＸ線を感知幅ＬＷの検知面で検出する。そして、低エネルギ検出器３２は、これを繰り返し、例えば図４（ｂ）で模式的に示すように、領域Ｒ１に対応する透過Ｘ線を各検出タイミングで検出する。また、感知幅ＨＷを有する高エネルギ検出器４２も、低エネルギ検出器３２と同様に、例えば図４（ｃ）で模式的に示すように、領域Ｒ２に対応する透過Ｘ線を各検出タイミングで検出する。
【００２７】
なお、デュアルエナジセンサ８６を構成する低エネルギ検出器３２と高エネルギ検出器４２としては、例えば、高エネルギセンサ上に低エネルギカット用のフィルタを配置したエネルギ弁別機能を備えたものを用いてもよい。また、低エネルギ範囲のＸ線を可視光に変換するシンチレータや高エネルギ範囲のＸ線を可視光に変換するシンチレータを用いて、両検出器３２，４２に異なる波長感度を持たせて、異なるエネルギ範囲を検出できるようにしたものでもよい。なお、異なる波長感度を持つシンチレータ上にフィルタを配置してもよい。更に、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム）などの直接変換方式によるエネルギ弁別機能を備えたものでもよい。
【００２８】
タイミング制御部５０は、対象物Ｓの所定箇所に位置する被検査領域Ｅが領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるように、低エネルギ検出器３２での透過Ｘ線の検出タイミングと高エネルギ検出器４２での透過Ｘ線の検出タイミングとを制御するものである。タイミング制御部５０は、低エネルギ検出器３２に対しては、例えば、図６等に示されるような所定周期の低エネルギセンサ用制御パルスを出力する。また、タイミング制御部５０は、高エネルギ検出器４２に対しては、低エネルギセンサ用制御パルスと同周期であってパルスの立ち上がり箇所が所定時間Ｔ（以下、「遅延時間」と記す場合ある）遅延する高エネルギセンサ用制御パルス信号を出力する。
【００２９】
タイミング制御部５０は、遅延時間Ｔを変化させることにより、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、対象物Ｓの所定箇所に位置する被検査領域Ｅが低エネルギ検出器３２で検出される領域Ｒ１と高エネルギ検出器４２で検出される領域Ｒ２との両方に含まれるように制御する。そして、タイミング制御部５０により、被検査領域Ｅが領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるように制御された場合には、図５（ａ）に示すように、被検査領域Ｅが、領域Ｒ１と領域Ｒ２との共有領域Ｒ３に含まれようになる。これは、各検出器３２，４２で検出及び生成された両Ｘ線透過画像データに被検査領域Ｅでの情報（異物の有無等）が確実に含まれていることを示し、このような場合、両検出器３２，４２で検出される両画像間でのズレがなく、明瞭なエネルギサブトラクション像を得ることできる。なお、タイミング制御部５０により、被検査領域Ｅが領域Ｒ１，Ｒ２に含まれるように制御されなかった場合には、例えば、図４（ｄ）のような検出タイミングでＸ線検出を行い、図５（ｂ）に示すように、被検査領域Ｅの全体が、領域Ｒ１と領域Ｒ２との共有領域Ｒ３に含まれないこととなる。
【００３０】
タイミング制御部５０がこの遅延時間Ｔを含む制御パルス信号を生成する場合には、ＰＬＬ（Phase Locked Loop：位相同期回路）等を用いて図６（ｂ）に示されるタイミング制御用の高周波信号を生成する。このような高周波信号としては、例えば、エネルギ検出器３２，４２などにおいてセンサ駆動に要するピクセルクロックが２００ｋＨｚ程度で駆動していた場合には、その１００倍程度の高周波である２０ＭＨｚ以上の信号を用いると細やかに制御できる。センサ駆動のピクセルクロックが１ＭＨｚ程度の場合には同様に１００ＭＨｚ以上の信号を用いれば細やかな制御ができる。高周波信号の周波数が高いほど、搬送速度Ｍやピクセルクロック等の変化に対して柔軟に対応することができ、きめ細やかな制御が行える。なお、ＰＬＬに代えて、遅延信号用の高周波発振器を用いて遅延制御パルス信号を生成するようにしてもよい。
【００３１】
タイミング算出部６０は、タイミング制御部５０で用いる検出タイミングである遅延時間Ｔを算出するものである。タイミング算出部６０は、デュアルエナジセンサ８６における不感帯領域８２の不感帯幅ＮＷや、この不感帯領域８２を対象物Ｓが通過する速度（つまり搬送速度Ｍ）や、対象物Ｓを透過するＸ線の拡大率Ｒに基づき、遅延時間Ｔを下記式（１）により算出する。
Ｔ＝ＮＷ／（Ｒ×Ｍ）・・・（１）
なお、拡大率Ｒとは、Ｘ線照射器２０と対象物Ｓの検査中心との距離であるＦＯＤ（Focus Object Distance：線源物体間距離、図２参照）と、Ｘ線照射器２０と各検出器３２，４２との距離であるＦＤＤ（FocusDetector Distance：線源センサ間距離、図２参照）との比（ＦＤＤ／ＦＯＤ）である。例えば、図２において、ＦＯＤが１でＦＤＤが２である場合、拡大率Ｒは２となる。
【００３２】
タイミング算出部６０は、式（１）に基づき、低エネルギ検出器３２の検出タイミングに対する高エネルギ検出器４２の検出タイミングの遅延時間Ｔを算出する。本実施形態では、拡大率Ｒを算出するためのＦＯＤにおける対象物Ｓの検査中心を、被検査領域Ｅが位置する対象物Ｓ内の厚み方向位置とするようにしている。つまり、例えば、対象物Ｓの表面部分付近を被検査領域Ｅとする場合には、対象物Ｓの上部表面とＸ線照射器２０との距離がＦＯＤとなる。また、対象物Ｓの中央付近を被検査領域Ｅとする場合には、対象物Ｓの厚み方向Ｄにおける中央とＸ線照射器２０との距離がＦＯＤとなる。また、対象物Ｓの底付近を被検査領域Ｅとする場合には、対象物Ｓの下部底面とＸ線照射器２０との距離がＦＯＤとなる。そして、タイミング算出部６０は、算出された遅延時間Ｔを、検出タイミングとしてタイミング制御部５０に出力する。なお、不感帯幅ＮＷや搬送速度Ｍや拡大率Ｒは、入力部等を介してタイミング算出部６０に入力される。
【００３３】
画像処理装置７０は、低エネルギ検出器３２で検出及び生成された低エネルギ画像データと高エネルギ検出器４２で検出及び生成された高エネルギ画像データとの差分データを求める演算処理を行い、合成画像であるエネルギサブトラクション像を生成する装置である。画像処理装置７０に入力される両エネルギ画像データは、タイミング制御部５０により、互いの画像データに対象物Ｓの被検査領域Ｅが含まれるように検出タイミングが制御されているものであり、画像処理装置７０は、少なくとも被検査領域Ｅに応じた部分が明瞭なエネルギサブトラクション像を所定の演算処理により生成する。そして、画像処理装置７０は、生成したエネルギサブトラクション像をディスプレイ等に出力表示する。この出力表示により、対象物Ｓに含まれる異物を目視で確認することができる。なお、エネルギサブトラクション像を出力表示せずに、画像データ上での検出処理により画像データから直接、対象物Ｓに含まれる異物を検出するようにしてもよい。
【００３４】
ここで、タイミング制御部５０で用いられる検出タイミングの遅延時間Ｔの算出例について、図７〜１２を用いて説明する。説明に用いる対象物Ｓは、搬送方向Ａに沿った方向の長さが４．０ｍｍであり、厚み方向Ｄにおける厚みがＸ線照射器２０と各検出器３２，４２との距離（ＦＤＤ）の１／３に相当するものとし、被検査領域Ｅの搬送方向Ａに沿った長さが各検出器３２，４２の感知幅ＬＷ，ＨＷよりも小さいものを想定する。各検出器３２，４２の感知幅ＬＷ，ＨＷは共に０．８ｍｍであり、不感帯領域８２の不感帯幅ＮＷは０．４ｍｍであり、ベルトコンベア１０の搬送速度は０．８ｍｍ／ミリ秒（４８ｍ／分）とする。
【００３５】
まず、被検査領域Ｅが対象物Ｓの下部底面付近に位置する場合（被検査領域Ｅ１）について、図７及び図８を用いて説明する。この場合、図７に示すように、被検査領域Ｅが対象物Ｓの下部底面付近に位置することから、対象物Ｓの検査中心を対象物Ｓの底面としてＦＯＤ及びＦＤＤを、ＦＯＤ：ＦＤＤ＝２：３と設定する。この設定値から拡大率Ｒを求めると、拡大率Ｒは１．５となる。そして、タイミング算出部６０は、上述した各種の条件や拡大率Ｒを（式１）に算入して遅延時間Ｔを求めると、遅延時間Ｔ１が例えば０．３３３ミリ秒となる。タイミング算出部６０は、算出した遅延時間Ｔ１をタイミング制御部５０へ出力する。
【００３６】
タイミング制御部５０は、タイミング算出部６０から遅延時間Ｔ１が入力されると、遅延時間Ｔ１を含む各検出器３２，４２の制御用パルス信号（図８参照）を生成し、各検出器３２，４２へ出力する。この制御用パルス信号の出力により、図７（ａ）に示す領域Ｒ１を透過したＸ線を低エネルギ検出器３２が所定のタイミングで検出すると共に、図７（ｂ）に示す領域Ｒ２を透過したＸ線を高エネルギ検出器４２が遅延時間Ｔ１を含んだ所定のタイミングで検出する。そして、図７（ｃ）に模式的に示されるように、画像処理装置７０では、領域Ｒ１と領域Ｒ２とが交点Ｐ１で交わって形成された共有領域Ｒ３に被検査領域Ｅ１が含まれた画像データを用いて、エネルギサブトラクション像が生成される。
【００３７】
なお、上記式（１）の算出による遅延時間Ｔ１によるタイミング制御は、次のような制御であると言い換えることができる。すなわち、タイミング算出部６０は、領域Ｒ１において、被検査領域Ｅが位置する厚み方向位置（底面位置）に基づいて対象物の厚さ方向Ｄと交差する第１基準面Ｒ１ａを算出する。続いて、タイミング算出部６０は、第２領域Ｒ２において、第１基準面Ｒ１ａと同じ厚み方向位置（すなわち底面位置）であって対象物Ｓの厚み方向Ｄと交差する第２基準面Ｒ２ａを算出する。そして、タイミング算出部６０は、領域Ｒ１における第１基準面Ｒ１ａと領域Ｒ２における第２基準面Ｒ２ａとが大部分において重なる若しくは一致するような検出タイミングを算出し、タイミング制御部５０は、このような検出タイミングに基づいて各検出器３２，４２を制御する。このような制御によっても、共有領域Ｒ３に被検査領域Ｅ１が含まれた画像データを用いて、エネルギサブトラクション像を生成できる。
【００３８】
次に、被検査領域Ｅが対象物Ｓの中央部に位置する場合（被検査領域Ｅ２）について、図９及び図１０を用いて説明する。この場合、図９に示すように、被検査領域Ｅ２が対象物Ｓの中央部付近に位置することから、対象物Ｓの検査中心を対象物Ｓの中央部付近としてＦＯＤ及びＦＤＤを、例えば、ＦＯＤ：ＦＤＤ＝１：２と設定する。この設定値から拡大率Ｒを求めると、拡大率Ｒは２となる。そして、タイミング算出部６０は、上述した各種の条件や拡大率Ｒを（式１）に算入して遅延時間Ｔを求めると、遅延時間Ｔ２が例えば、０．２５ミリ秒となる。タイミング算出部６０は、算出した遅延時間Ｔ２をタイミング制御部５０へ出力する。
【００３９】
タイミング制御部５０は、タイミング算出部６０から遅延時間Ｔ２が入力されると、遅延時間Ｔ２を含む各検出器３２，４２の制御用パルス信号（図１０参照）を生成し、各検出器３２，４２へ出力する。この制御用パルス信号の出力により、図９（ａ）に示す領域Ｒ１を透過したＸ線を低エネルギ検出器３２が所定のタイミングで検出すると共に、図９（ｂ）に示す領域Ｒ２を透過したＸ線を高エネルギ検出器４２が遅延時間Ｔ２を含んだ所定のタイミングで検出する。そして、図９（ｃ）に模式的に示されるように、画像処理装置７０では、領域Ｒ１と領域Ｒ２とが交点Ｐ２で交わって形成された共有領域Ｒ３に被検査領域Ｅ２が含まれた画像データを用いて、エネルギサブトラクション像が生成される。
【００４０】
なお、上記式（１）の算出による遅延時間Ｔ２によるタイミング制御は、上述した基準面を用いた制御であると言い換えることができる。つまり、タイミング算出部６０は、図９（ａ），（ｂ）に示すような、領域Ｒ１における第１基準面Ｒ１ｂと領域Ｒ２における第２基準面Ｒ２ｂとが大部分において重なる若しくは一致するような検出タイミングを算出し、タイミング制御部５０が、このような検出タイミングに基づいて各検出器３２，４２を制御すると、共有領域Ｒ３に被検査領域Ｅ２が含まれた画像データを用いて、エネルギサブトラクション像を生成できる。
【００４１】
続いて、被検査領域Ｅが対象物Ｓの上方に位置する場合（被検査領域Ｅ３）について、図１１及び図１２を用いて説明する。この場合、図１１に示すように、被検査領域Ｅ３が対象物Ｓの上方付近に位置することから、対象物Ｓの検査中心を対象物Ｓの上方付近としてＦＯＤ及びＦＤＤを、例えば、ＦＯＤ：ＦＤＤ＝１：３と設定する。この設定値から拡大率Ｒを求めると、拡大率Ｒは３となる。そして、タイミング算出部６０は、上述した各種の条件や拡大率Ｒを（式１）に算入して遅延時間Ｔ３を求めると、遅延時間Ｔ３が例えば、０．１６７ミリ秒となる。タイミング算出部６０は、算出した遅延時間Ｔ３をタイミング制御部５０へ出力する。
【００４２】
タイミング制御部５０は、タイミング算出部６０から遅延時間Ｔ３が入力されると、遅延時間Ｔ３を含む各検出器３２，４２の制御用パルス信号（図１２参照）を生成し、各検出器３２，４２へ出力する。この制御用パルス信号の出力により、図１１（ａ）に示す領域Ｒ１を透過したＸ線を低エネルギ検出器３２が所定のタイミングで検出すると共に、図１１（ｂ）に示す領域Ｒ２を透過したＸ線を高エネルギ検出器４２が遅延時間Ｔ３を含んだ所定のタイミングで検出する。そして、図１１（ｃ）に模式的に示されるように、画像処理装置７０では、領域Ｒ１と領域Ｒ２とが交わって形成された共有領域Ｒ３に被検査領域Ｅ３が含まれた画像データを用いて、エネルギサブトラクション像が生成される。
【００４３】
なお、上記式（１）の算出による遅延時間Ｔ３によるタイミング制御は、上述した基準面を用いた制御であると言い換えることができる。つまり、タイミング算出部６０は、図１１（ａ），（ｂ）に示すような、領域Ｒ１における第１基準面Ｒ１ｃと領域Ｒ２における第２基準面Ｒ２ｃとが大部分において重なる若しくは一致するような検出タイミングを算出し、タイミング制御部５０がこのような検出タイミングに基づいて各検出器３２，４２を制御すると、共有領域Ｒ３に被検査領域Ｅ３が含まれた画像データを用いて、エネルギサブトラクション像を生成できる。
【００４４】
上記のように検出タイミングの遅延時間Ｔを算出する際、被検査領域Ｅの位置（厚み方向Ｄにおける位置や長さ方向における位置）などを入力部から入力して算出する方法もあるが、対象物Ｓと同様の被検査領域Ｅに相当する箇所にＸ線で検知可能な試験片（テストピース）が配置された調整用対象物Ｓ’を用いて算出する方法が取られてもよい。このとき、調整用対象物Ｓ’は、対象物Ｓと同形同質のものを用いてもよい。また、タイミング制御を行うにあたり必要となる情報を得られるように同形で異質のものを用いてもよいし、タイミング制御用の治具を用いてもよい。すなわち、このような調整用対象物Ｓ’を実際にベルトコンベア１０に載置して搬送し、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２で、調整用対象物Ｓ’を透過した放射線を検出する。そして、タイミング算出部６０は、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２で検出された調整用対象物Ｓ’を透過したＸ線データ（エネルギサブトラクション像含む）でのズレ量などに基づいて、試験片が領域Ｒ１及び領域Ｒ２に含まれるように低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２でのＸ線の検出タイミングを算出又は調整するようにしてもよい。このような調整用対象物Ｓ’を用いると、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２での検出タイミングをタイミング算出部６０で簡単に算出することができる。
【００４５】
以上説明したように、このＸ線検査装置１では、対象物Ｓ内の所定箇所に位置する被検査領域Ｅが領域Ｒ１及び領域Ｒ２に含まれるようにタイミング制御部５０が低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２でのＸ線の検出タイミングを制御するようになっている。これにより、所定の厚みＷを有する対象物Ｓでは、低エネルギ検出器３２で検出されるＸ線が透過した領域Ｒ１及び高エネルギ検出器４２で検出されるＸ線が透過した領域Ｒ２のいずれにも被検査領域Ｅが含まれる。そのため、各検出器３２，４２で検出されたそれぞれのＸ線データによって被検査領域Ｅが確実に検出される。その結果、対象物Ｓのサブトラクション像のうち、少なくとも被検査領域Ｅに相当する部分では不明瞭なエッジ部分が低減され、対象物Ｓに含まれる異物等の検出精度を向上させることができる。
【００４６】
また、上記実施形態では、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２でのＸ線の検出タイミングを算出するタイミング算出部６０を備えている。タイミング算出部６０を備えることにより、検出タイミングの算出が容易になる。このようなタイミング算出部６０は、例えば、被検査領域Ｅが位置する対象物Ｓ内の所定箇所の厚み方向位置に基づいてＦＯＤ等を算出してＦＯＤ等に基づく幾何学的拡大率Ｒを求め、このように求められた拡大率Ｒや搬送速度Ｍや不感帯幅ＮＷ等に基づいて検出タイミングを算出するようになっている。また、別の観点として、タイミング算出部６０は、領域Ｒ１において、被検査領域Ｅが位置する厚み方向位置に基づいて対象物Ｓの厚さ方向と交差する第１基準面Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃを算出すると共に、領域Ｒ２において、第１基準面Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃと同じ厚み方向位置であって対象物Ｓの厚み方向と交差する第２基準面Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ，Ｒ２ｃを算出し、第１基準面Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃと第２基準面Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ，Ｒ２ｃとが重なる又は一致するように検出タイミングを算出するようになっている。このように、被検査領域Ｅに基づいた厚み方向位置や基準面を用いた算出によれば、領域Ｒ１及び領域Ｒ２のいずれにも被検査領域Ｅが確実に含まれるタイミングを算出することができる。
【００４７】
また、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２は、被検査領域Ｅに相当する箇所に試験片が配置された調整用対象物Ｓ’を透過したＸ線を検出し、タイミング算出部６０は、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２で検出された調整用対象物Ｓ’を透過したＸデータに基づいて、試験片が領域Ｒ１及び領域Ｒ２に含まれるように低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２でのＸ線の検出タイミングを算出するようにしてもよい。このような調整用対象物Ｓ’を用いることにより、低エネルギ検出器３２及び高エネルギ検出器４２での検出タイミングを簡易に算出することができる。この検出タイミングは、調整用対象物Ｓ’の画像上のずれを操作者が観察した上で設定するようにしてもよいし、画像データを取り込んだＰＣや画像処理装置上でプログラムからずれ量を計算して設定するようにしてもよい。また、デュアル画像取得装置８０などの検出器の内部にずれ量を算出する回路もしくはプログラムを実装し、検出器内部でずれ量をもとに設定するようにしてもよい。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、低エネルギ範囲において一つの領域Ｒ１を透過した透過Ｘ線データと、高エネルギ範囲において一つの領域Ｒ２を透過した透過Ｘ線データとを用いて、被検査領域Ｅを含む対象物Ｓのエネルギサブトラクション像を生成して、被検査領域Ｅにおける異物等を検査していたが、図１３に示すように、低エネルギ範囲において一つの領域Ｒ１を透過した透過Ｘ線データ（図１３（ａ）参照）と、高エネルギ範囲において三つの領域Ｒ２を透過した透過Ｘ線データ（図１３（ｂ）参照）とを用いて、厚み方向位置の異なる被検査領域Ｅ４，Ｅ５，Ｅ６（図１３（ｃ）参照）における異物等を検査するようにしてもよい。また、図１４に示すように、低エネルギ範囲において二つの領域Ｒ１を透過した透過Ｘ線データ（図１４（ａ）参照）と、高エネルギ範囲において二つの領域Ｒ２を透過した透過Ｘ線データ（図１４（ｂ）参照）とを用いて、厚み方向位置の異なる被検査領域Ｅ７，Ｅ８，Ｅ９，Ｅ１０（図１４（ｃ）参照）における異物等を検査するようにしてもよい。このような厚み方向位置の異なる異物検査等は、例えば、高さサイズの異なる缶における異物検査を行う場合などに利用される。
【００４９】
上記のように複数の透過Ｘ線データを用いて被検査領域における異物等を検査する場合には、データ比較を行う手段として、メモリを使用する方法がある。例えば、１つの方法としては、各検出器３２，４２の内部にメモリを用意し、低エネルギでの透過Ｘ線データ又は高エネルギでの透過Ｘ線データのどちらかのデータを保持し、メモリ内に格納されたデータを比較に用いることにより、異なる厚み方向位置の被検査領域での異物検査等を行うことができる。また、図１５に示すように、デュアル画像取得装置８０ａに、低エネルギでの透過Ｘ線データ及び高エネルギでの透過Ｘ線データの両方のデータを保持する記憶部９０を用意し、記憶部９０内に格納されたデータを比較に用いることにより、異なる厚み方向位置の被検査領域での異物検査等を行うことができる。また、図１６に示すように、デュアル画像取得装置８０と画像処理装置７０との間に、低エネルギでの透過Ｘ線データ及び高エネルギでの透過Ｘ線データの両方のデータを保持する記憶部９２を用意し、記憶部９２内に格納されたデータを比較に用いることにより、異なる厚み方向位置の被検査領域での異物検査等を行うことができる。また、図１７に示すように、デュアル画像取得装置８０と複数の画像処理装置７０ａとの間に、低エネルギでの透過Ｘ線データ及び高エネルギでの透過Ｘ線データの両方のデータを保持する記憶部９４を用意し、記憶部９４内に格納されたデータを比較に用いることにより、異なる厚み方向位置の被検査領域での異物検査等を行うことができる。また、図１８に示すように、画像処理装置７０ｂに、低エネルギでの透過Ｘ線データ及び高エネルギでの透過Ｘ線データの両方のデータを保持する記憶部９６を用意し、記憶部９６内に格納されたデータを比較に用いることにより、異なる厚み方向位置の被検査領域での異物検査等を行うことができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、搬送方向Ａの上流側に低エネルギ検出器３２を、下流側に高エネルギ検出器４２を備える構成としたが、搬送方向Ａの上流側に高エネルギ検出器４２を、下流側に低エネルギ検出器３２を備えるようにしてもよい。更に、上記実施形態では、高エネルギ検出器４２の検出タイミングを所定時間Ｔ遅延させるようにしたが、領域Ｒ１と領域Ｒ２に被検査領域Ｅが含まれる限りにおいて、逆に低エネルギ検出器３２の検出タイミングを所定時間Ｔ早めるようにしてもよいし、低エネルギ検出器３２の検出タイミングを早めると共に高エネルギ検出器４２の検出タイミングを遅延させ、両検出タイミングを所定時間Ｔずらすようにしてもよい。また、上記実施形態では、低エネルギと高エネルギとの２つの範囲での検出タイミングを制御していたが、３つ以上の範囲での検出タイミングを制御するようにしてももちろんよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態に係るＸ線画像取得システムの斜視図である。
【図２】本実施形態に係るＸ線画像取得システムの概略構成図である。
【図３】本実施形態に係るデュアルエナジセンサの側面図である。
【図４】対象物ＳにおけるＸ線の照射領域を示す図である。
【図５】（ａ）は、被検査領域ＥがＸ線の照射領域に含まれる場合を示す図であり、（ｂ）は、被検査領域ＥがＸ線の照射領域に含まれない場合を示す図である。
【図６】（ａ）は、本実施形態に係るＸ線画像取得システムの各検出器の制御パルス信号を示す図であり、（ｂ）は、制御パルス信号を生成するための高周波信号を示す図である。
【図７】被検査領域Ｅが対象物Ｓの底面付近にある場合に遅延時間Ｔを算出する例を示す図である。
【図８】図７の算出例における各検出器の制御パルス信号を示す図である。
【図９】被検査領域Ｅが対象物Ｓの中央部下方付近にある場合に遅延時間Ｔを算出する例を示す図である。
【図１０】図９の算出例における各検出器の制御パルス信号を示す図である。
【図１１】被検査領域Ｅが対象物Ｓの中央部上方付近にある場合に遅延時間Ｔを算出する例を示す図である。
【図１２】図１１の算出例における各検出器の制御パルス信号を示す図である。
【図１３】複数の照射領域を透過したＸ線データを用いて厚み方向の異なる複数の被検査領域Ｅを検査する場合を示す図である。
【図１４】複数の照射領域を透過したＸ線データを用いて厚み方向の異なる複数の被検査領域Ｅを検査する別の場合を示す図である。
【図１５】検出器で検出されたＸ線データを保持する記憶部を含む装置構成の例を示す図である。
【図１６】検出器で検出されたＸ線データを保持する記憶部を含む装置構成の別の例を示す図である。
【図１７】検出器で検出されたＸ線データを保持する記憶部を含む装置構成の別の例を示す図である。
【図１８】検出器で検出されたＸ線データを保持する記憶部を含む装置構成の別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…Ｘ線画像取得システム、１０…ベルトコンベア、２０…Ｘ線照射器、３０…低エネルギ画像取得部、３２…低エネルギ検出器、３４…低エネルギ画像補正部、４０…高エネルギ画像取得部、４２…高エネルギ検出器、４４…高エネルギ画像補正部、５０…タイミング制御部、６０…タイミング算出部、７０…画像処理装置、８０…デュアル画像取得装置、８２…不感帯領域、８４…ベース、８６…デュアルエナジセンサ、Ａ…搬送方向、Ｄ…厚み方向、Ｅ，Ｅ１〜Ｅ１０…被検査領域、Ｍ…搬送速度、Ｒ…拡大率、Ｓ…対象物、Ｔ…遅延時間、Ｗ…厚み、ＨＷ，ＬＷ…感知幅、ＮＷ…不感帯幅、Ｒ１，Ｒ２…照射領域、Ｒ３…共有領域、Ｒ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃ…第１基準面、Ｒ２ａ，Ｒ２ｂ，Ｒ２ｃ…第２基準面。
【図１】
2010117172.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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