(57)【要約】  被検査物の重量を高精度に算出することが可能な重量検査装置およびこれを備えた重量検査システムを提供するために、Ｘ線検査装置（１０）では、外部から取得した商品（Ｇ）の実重量値と、制御コンピュータ（３０）内に形成された各機能ブロック（４１〜４４）において算出された商品（Ｇ）の推定重量とに基づいて、偏差量算出部（４５）が、推定重量の実重量からのずれの大きさを算出する。
2008096787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に対して照射されたエネルギー波を検出して、前記被検査物の推定重量を算出する重量検査装置であって、
前記被検査物全体の実際の重量を取得する重量値取得部と、
前記被検査物に対してエネルギー波を照射する照射部と、
前記被検査物に対して照射されたエネルギー波を検出する検出部と、
前記検出部における検出結果に基づいて、前記被検査物の全体の推定重量を算出する推定重量算出部と、
前記実際の重量と前記推定重量との差を算出する偏差量算出部と、
を備えている重量検査装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記被検査物を透過したエネルギー波の量を検出する、
請求項１に記載の重量検査装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記被検査物から反射したエネルギー波の量を検出する、
請求項１に記載の重量検査装置。
【請求項４】
前記重量値取得部は、前記被検査物の重量を測定する計量部である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の重量検査装置。
【請求項５】
前記実際の重量と前記推定重量との差に基づいて、前記被検査物に含まれる比重が異なる成分ごとの重量値を算出する成分重量算出部を、さらに備えている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の重量検査装置。
【請求項６】
前記実際の重量と前記推定重量との差に基づいて、前記推定重量算出部における推定重量の算出結果を調整する推定重量調整部を、さらに備えている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の重量検査装置。
【請求項７】
前記重量値取得部は、前段に設けられた重量測定装置から前記被検査物の重量値を取得する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の重量検査装置。
【請求項８】
前記成分重量算出部は、以下の関係式（１）に基づいて、前記被検査物に含まれる複数の成分ごとの含有率を算出する、
請求項６に記載の重量検査装置。
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：特定の成分Ａの含有率、Ｒ：成分Ａが１００％のときの重量比、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
【請求項９】
前記推定重量算出部は、前記被検査物に対して照射されたエネルギー波の検出量に基づいて作成された画像を用いて前記被検査物の推定重量を算出する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の重量検査装置。
【請求項１０】
前記エネルギー波は、Ｘ線である、
請求項１から９のいずれか１項に記載の重量検査装置。
【請求項１１】
前記エネルギー波は、テラヘルツ波である、
請求項１から９のいずれか１項に記載の重量検査装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の重量検査装置と、
前記重量検査装置の上流側に配置されており、前記被検査物の実際の重量値を測定する重量測定装置と、
を備えている重量検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質に対して照射されたＸ線等の透過量や反射量等に基づいて物質の質量を推定する重量検査装置およびこれを備えた重量検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被測定物に対してＸ線を照射し、その透過Ｘ線量に基づいて被測定物の質量を推定（算出）するＸ線質量推定装置が用いられている。【０００３】
このＸ線質量推定装置では、被測定物のＸ線透過画像を取得し、Ｘ線透過画像の物質の厚さが大きいほど暗く写るという性質を利用して、そのＸ線透過画像に含まれる単位領域当たりの明るさに応じて、例えば、明るさが低ければ質量が大きく、明るさが大きければ質量が小さいということから質量を推定する。【０００４】
例えば、特許文献１，２には、肉製品に含まれる脂肪の割合等を算出するために、物質に対して照射されたＸ線透過量を検出して、脂肪分の重量値や全体重量を推定する材料物性の放射線監視やＸ線質量推定装置について開示されている。
【特許文献１】特表２００２−５２０５９３号公報（平成１４年７月９日公表）
【特許文献２】特開２００２−５２０５９３号公報（平成１４年１０月９日公開）
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、上記従来のＸ線検査装置では、以下に示すような問題点を有している。
【０００６】
すなわち、上記公報に開示されたＸ線検査装置では、物質を透過したＸ線量だけに基づいて重量値を推定しているため、高精度に正確な重量値を算出することは困難な場合がある。
【０００７】
本発明の課題は、被検査物の重量を高精度に算出することが可能な重量検査装置およびこれを備えた重量検査システムを提供することにある。
【０００８】
第１の発明に係る重量検査装置は、被検査物に対して照射されたエネルギー波を検出して、被検査物の推定重量を算出する重量検査装置であって、重量値取得部と、照射部と、検出部と、推定重量算出部と、偏差量算出部と、を備えている。重量値取得部は、被検査物全体の実際の重量を取得する。照射部は、被検査物に対してエネルギー波を照射する。検出部は、被検査物に対して照射されたエネルギー波を検出する。推定重量算出部は、検出部における検出結果に基づいて、被検査物の全体の推定重量を算出する。偏差量算出部は、実際の重量と推定重量との差を算出する。
【０００９】
ここでは、例えば、前段に配置された重量測定装置から取得した被検査物の実際の重量値（以下、実重量値と示す。）と、重量検査装置において算出された推定重量値とに基づいて、実重量値あるいは推定重量値のずれを早期に検出する。
【００１０】
ここで、重量値取得部は、例えば、上述した生産ライン等の上流側に配置された重量チェッカからの測定値として実重量値を間接的に取得してもよいし、重量検査装置内に重量計を設けて実重量値を直接的に取得してもよい。さらに、推定重量算出部は、被検査物に対して照射されたエネルギー波の透過量や反射量を検出して作成される画像等を用いて推定重量を算出する等の従来の手法を用いることができる。また、上記エネルギー波は、Ｘ線やテラヘルツ波に加えて、赤外線や紫外線、可視光等も含まれる。
【００１１】
これにより、実重量値と推定重量値との偏差量が所定値よりも大きい場合には、例えば、これを重量測定装置か重量検査装置における異常の発生として検出したり、重量検査装置における推定重量値を算出するための補正値を調整したり、比重が異なる複数の成分ごとの重量値の算出に使用したりすることができる。この結果、算出される被検査物の重量値の精度を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明に係る重量検査装置は、第１の発明に係る重量検査装置であって、検出部は、被検査物を透過したエネルギー波の量を検出する。
【００１３】
ここでは、被検査物に対して照射されたエネルギー波の透過量を検出して、推定重量の算出を行う。
【００１４】
これにより、Ｘ線等のエネルギー波の透過量に基づいて作成されるＸ線画像等を用いて推定重量等の算出を容易に実施することができる。
【００１５】
第３の発明に係る重量検査装置は、第１の発明に係る重量検査装置であって、検出部は、被検査物から反射したエネルギー波の量を検出する。
【００１６】
ここでは、被検査物に対して照射されたエネルギー波の反射量を検出して、推定重量の算出を行う。
【００１７】
これにより、テラヘルツ波等のエネルギー波の反射波の検出によって吸収スペクトルを取得し、被検査物に含まれる各成分ごとのスペクトルデータとの比較によって、各成分の含有比率や推定重量の算出等を容易に実施することができる。
【００１８】
第４の発明に係る重量検査装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、重量値取得部は、被検査物の重量を測定する計量部である。
【００１９】
ここでは、被検査物の実際の重量値を、重量検査物内に設けられた計量部において直接的に取得する。
【００２０】
これにより、推定重量を求めるために必要な被検査物の実際の重量値を、重量検査装置内において容易に取得することができる。
【００２１】
第５の発明に係る重量検査装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、実際の重量と推定重量との差に基づいて、被検査物に含まれる比重が異なる成分ごとの重量値を算出する成分重量算出部を、さらに備えている。
【００２２】
ここでは、例えば、比重が異なる肉部分と脂肪部分とを含む肉製品を被検査物とする場合において、実際の肉製品全体の実重量と、重量検査において得られた推定重量との差に基づいて、肉部分および脂肪部分の重量値をそれぞれ算出する。
【００２３】
ここで、被検査物としては、上述した肉製品に加えて、液体スープのような比重が異なる複数の成分によって構成されるものを用いることができる。そして、成分重量算出部は、実重量値と推定重量値とを所定の計算式に代入することによって求めることができる。なお、成分重量算出部における重量値の算出には、重量値の算出、各成分の含有率の算出の双方、あるいは一方が含まれる。
【００２４】
これにより、検出感度が異なる２つの検出部によってそれぞれ被検査物を透過したＸ線量だけに基づいて比重が異なる成分ごとの重量値を求める従来の重量検査装置と比較して、実重量値と推定重量値との双方を用いて成分ごとの重量値を求めているため、算出される重量値の精度を向上させることができる。また、複数成分の重量を求めるためにラインセンサ等の検出部を複数設ける必要がないため、重量検査装置としてのコストダウンが図れる。
【００２５】
第６の発明に係る重量検査装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、実際の重量と推定重量との差に基づいて、推定重量算出部における推定重量の算出結果を調整する推定重量調整部を、さらに備えている。
【００２６】
ここでは、例えば、被検査物の実際の重量と、重量検査において得られた推定重量との差が所定値以上である場合には、重量検査装置における推定重量の算出に異常があるものと判定し、推定重量を調整する。つまり、実重量との差の大きさに基づいて、重量検査装置における重量推定の精度を確認しながら、推定重量を調整している。
【００２７】
これにより、重量検査装置における重量推定が精度よく行われているか否かを容易に確認することができる。そして、実重量と推定重量との差が所定値以上になった場合には、例えば、推定重量を算出する際の補正値を調整して、推定重量の算出精度の低下を防止することができる。この結果、実重量を参照しながら、推定重量の算出を行うことで、常に安定した精度で重量推定を実施することができる。
【００２８】
第７の発明に係る重量検査装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、重量値取得部は、前段に設けられた重量測定装置から被検査物の重量値を取得する。
【００２９】
ここでは、例えば、本重量検査装置とともに生産ラインを構成する重量測定装置を重量検査装置の上流側に設け、この重量測定装置から被検査物の測定値を取得して、上述した各成分の重量値を算出する。
【００３０】
これにより、生産ライン等に含まれる重量測定装置の後に重量検査装置を配置することで、生産ライン等において被検査物を下流側へと搬送しながら、被検査物の実重量値の検査、各成分の重量値（含有比率）等の検査をスムーズに行うことができる。
【００３１】
第８の発明に係る重量検査装置は、第６の発明に係る重量検査装置であって、成分重量算出部は、以下の関係式（１）に基づいて、被検査物に含まれる複数の成分ごとの含有率を算出する。
【００３２】
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：特定の成分Ａの含有率、Ｒ：成分Ａが１００％のときと０％のときの重量比、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
ここでは、成分重量算出部において、特定の成分の含有率を、上記計算式（１）を用いて算出する。
【００３３】
ここで、Ｒは、被検査物に含まれる特定の成分が１００％の場合の重量値に基づいて、予め算出されているものとする。
【００３４】
これにより、重量チェッカ等において取得した実重量値と、重量検査装置において取得した推定重量値とを上記関係式（１）に代入するだけで、容易に各成分の重量値を求めることができる。
【００３５】
第９の発明に係る重量検査装置は、第１から第８の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、推定重量算出部は、被検査物に対して照射されたＸ線の透過量に基づいて作成された画像を用いて被検査物の推定重量を算出する。
【００３６】
ここでは、被検査物の推定重量を算出する方法として、ラインセンサ等の検出部において検出された結果に基づいて作成される画像の濃淡等のデータを用いて被検査物の推定重量を求める。
【００３７】
これにより、従来の重量検査装置において作成される画像を用いて推定重量を算出することができるため、各成分の重量値についてもスムーズに算出することができる。
【００３８】
第１０の発明に係る重量検査装置は、第１から第９の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、エネルギー波は、Ｘ線である。
【００３９】
ここでは、被検査物に対して照射されるエネルギー波として、Ｘ線を用いている。
【００４０】
これにより、商品の価値を損なうことなく、被検査物に含まれる複数の成分の重量値を算出したり、特定の成分の存在の有無を確認したりすることができる。
【００４１】
第１１の発明に係る重量検査装置は、第１から第９の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、エネルギー波は、テラヘルツ波である。
【００４２】
ここでは、被検査物に対して照射されるエネルギー波として、テラヘルツ波を用いている。
【００４３】
ここで、テラヘルツ波は、０．３〜１０．０ＴＨｚの周波数を持つ電磁波である。
【００４４】
これにより、被検査物からの反射波を検出して吸収スペクトルを取得し、被検査物に含まれる各成分ごとのスペクトルデータとの比較によって各成分の含有比率や重量値等を求めることができる。
【００４５】
この結果、商品の価値を損なうことなく、被検査物に含まれる複数の成分の含有比率や重量値を算出したり、特定の成分の存在の有無を確認したりすることができる。
【００４６】
第１２の発明に係る重量検査システムは、第１から第１１の発明のいずれか１つに係る重量検査装置と、重量検査装置の上流側に配置されており、被検査物の実際の重量値を測定する重量測定装置と、を備えている。
【００４７】
これにより、実重量値と推定重量値との偏差量が所定値よりも大きい場合には、例えば、これを重量測定装置か重量検査装置における異常の発生として検出したり、重量検査装置における推定重量値を算出するための補正値を調整したり、比重が異なる複数の成分ごとの重量値の算出に使用したりすることができる。この結果、算出される被検査物の重量値の精度を向上させることが可能な重量検査システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置を含むＸ線検査システムの全体の構成を示す斜視図。
【図２】図１のＸ線検査システムに含まれるＸ線検査装置の構成を示す斜視図。
【図３】図1のＸ線検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。
【図４】図1のＸ線検査装置による異物混入検査の原理を示す模式図。
【図５】図１のＸ線検査装置が備えている制御コンピュータの構成を示す制御ブロック図。
【図６】図５の制御コンピュータに含まれるＣＰＵがＸ線検査プログラムを読み込むことによって作成される機能ブロック図。
【図７】Ｘ線透過画像に含まれる単位領域当たりの画像の明るさとその部分の物質の厚さとの関係を示すグラフ。
【図８】図１のＸ線検査装置によるＸ線検査プログラムに基づく質量推定方法の流れを示すフローチャート。
【図９】（ａ）は、係数αを最適化する前のテーブルｍ（ａ）を示すグラフ。（ｂ）は、係数αを最適化した後のテーブルｍ（ａ）を示すグラフ。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、変換テーブルｍ（ａ）を最適化していく過程を示すグラフ。
【図１１】図２のＸ線検査装置において成分ごとの重量値を算出する際に用いられる値Ｒに関するグラフ。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る重量検査装置の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１          Ｘ線検査システム（重量検査システム）
１０          Ｘ線検査装置（重量検査装置）
１１          シールドボックス
１１ａ        開口
１２          コンベア
１３          Ｘ線照射器（照射部）
１４          Ｘ線ラインセンサ（検出部）
１４ａ        画素
１５          光電センサ
１６          遮蔽ノレン
２０          重量チェッカ（重量測定装置）
２１          コンベア
２６          モニタ
３０          制御コンピュータ（サンプル画像取得部、理想カーブ作成部、カーブ調整部、推定質量算出部、重量値取得部、偏差量算出部、成分重量算出部）
３１          ＣＰＵ
３２          ＲＯＭ
３３          ＲＡＭ
３４          ＵＳＢ（外部接続端子）
３５          ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）
４１          サンプル画像取得部
４２          テーブル作成部（理想カーブ作成部）
４３          テーブル調整部（カーブ調整部）
４４          推定質量算出部
４５          偏差量算出部
４６          成分重量算出部
１１０          重量検査装置
１１１          検査ユニット（分光部）
１１１ａ        筐体
１１２          計量部
１１２ａ        計量台
１１３          テラヘルツ波照射部
１１４          テラヘルツ波検出部
１１５          表示部
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置（重量検査装置）１０を含むＸ線検査システム（重量検査システム）について、図１〜図１１を用いて説明すれば以下の通りである。【００５１】
［Ｘ線検査システム１の構成］
本実施形態のＸ線検査システム１は、図１に示すように、Ｘ線検査装置１０と、重量チェッカ（重量測定装置）２０と、を備えている。【００５２】
Ｘ線検査装置１０は、上流側に配置された重量チェッカ２０から搬送されてくる商品（被検査物）Ｇに対してＸ線を照射し、その透過量を検出してＸ線画像を作成する。そして、Ｘ線検査装置１０は、作成したＸ線画像に基づいて商品Ｇの推定重量を算出する。さらに、Ｘ線検査装置１０は、上流側に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量値を取得し、この実重量値と上記推定重量との偏差量に基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる複数の成分の重量や含有率を算出したり、重量チェッカ２０あるいはＸ線検査装置１０における重量測定値（推定値）の異常の有無を検出したりする。なお、本実施形態では、Ｘ線検査装置１０による商品Ｇに含まれる比重の異なる成分ごとの重量値（含有率）の算出について、後段にて詳述する。【００５３】
重量チェッカ２０は、Ｘ線検査装置１０の上流側に配置されており、上流から搬送されてきた商品Ｇの総重量をコンベア２１において搬送しながら測定して、この測定値を直下流側に配置されたＸ線検査装置１０に対して送信する（図５参照）。【００５４】
［Ｘ線検査装置１０全体の構成］
本実施形態のＸ線検査装置１０は、図１に示すように、食品等の商品の生産ラインにおいて、連続的に搬送されてくる商品Ｇに対してＸ線を照射し、商品を透過したＸ線量を検出して作成されるＸ線画像に基づいて商品の質量を推定し、推定した質量が所定範囲内であるか否かの検査を行う。そして、ここで算出された推定重量と実重量値とに基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる複数の成分ごとの重量を推定する。なお、以下では、商品Ｇとして比重が異なる肉部分と脂肪部分とを含む肉製品を用いた例を挙げて説明する。【００５５】
Ｘ線検査装置１０は、図２に示すように、主として、シールドボックス１１と、コンベア１２と、遮蔽ノレン１６と、タッチパネル機能付きのモニタ２６と、を備えている。そして、その内部には、図３に示すように、Ｘ線照射器（照射部）１３と、Ｘ線ラインセンサ（Ｘ線検出部）１４と、制御コンピュータ（サンプル画像取得部、テーブル作成部、テーブル調整部、推定質量算出部、重量値取得部、偏差量算出部、成分重量算出部）３０（図５参照）とを備えている。【００５６】
（シールドボックス１１）
シールドボックス１１は、図２に示すように、商品Ｇの入口側と出口側の双方の面に、商品を搬出入するための開口１１ａを有している。このシールドボックス１１の中に、図３に示すように、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ３０（図５参照）等が収容されている。【００５７】
また、開口１１ａは、図２に示すように、シールドボックス１１の外部へのＸ線の漏洩を防止するために、遮蔽ノレン１６によって塞がれている。この遮蔽ノレン１６は、鉛を含むゴム製のノレン部分を有しており、商品が搬出入される際に商品によって押しのけられる。【００５８】
また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ２６の他、キーの差し込み口や電源スイッチ等が配置されている。【００５９】
（コンベア１２）
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品を搬送するものであって、図５の制御ブロックに含まれるコンベアモータ１２ｆによって駆動される。コンベア１２による搬送速度は、作業者が入力した設定速度になるように、制御コンピュータ３０によるコンベアモータ１２ｆのインバータ制御によって細かく制御される。【００６０】
また、コンベア１２は、図３に示すように、コンベアベルト１２ａ、コンベアフレーム１２ｂを有しており、シールドボックス１１に対して取り外し可能な状態で取り付けられている。これにより、食品等の検査を行う場合においてシールドボックス１１内を清潔に保つために、コンベアを取り外して頻繁に洗浄することができる。【００６１】
コンベアベルト１２ａは、無端状ベルトであって、ベルトの内側からコンベアフレーム１２ｂによって支持されている。そして、コンベアモータ１２ｆの駆動力を受けて回転することで、ベルト上に載置された物体を所定の方向に搬送する。【００６２】
コンベアフレーム１２ｂは、無端状のベルトの内側からコンベアベルト１２ａを支持するとともに、図３に示すように、コンベアベルト１２ａの内側の面に対向する位置に、搬送方向に対して直角な方向に長く開口した開口部１２ｃを有している。開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおける、Ｘ線照射器１３とＸ線ラインセンサ１４とを結ぶ線上に形成されている。換言すれば、開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおけるＸ線照射器１３からのＸ線照射領域に、商品Ｇを透過したＸ線がコンベアフレーム１２ｂによって遮蔽されないように形成されている。【００６３】
（Ｘ線照射器１３）
Ｘ線照射器１３は、図３に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、コンベアフレーム１２ｂに形成された開口部１２ｃを介して、コンベア１２の下方に配置されたＸ線ラインセンサ１４に向かって扇形形状にＸ線を照射する（図３の斜線部参照）。【００６４】
（Ｘ線ラインセンサ１４）
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２（開口部１２ｃ）の下方に配置されており、商品Ｇやコンベアベルト１２ａを透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサ１４は、図３および図４に示すように、コンベア１２による搬送方向に直交する向きに一直線に水平配置された複数の画素１４ａから構成されている。【００６５】
なお、図４には、Ｘ線検査装置１０内におけるＸ線照射状態と、その時のＸ線ラインセンサ１４を構成する各画素１４ａにおいて検出されるＸ線量を示すグラフとがそれぞれ示されている。【００６６】
（モニタ２６）
モニタ２６は、フルドット表示の液晶ディスプレイである。また、モニタ２６は、タッチパネル機能を有しており、初期設定や質量推定後の判定等に関するパラメータ入力などを促す画面を表示する。【００６７】
また、モニタ２６は、Ｘ線ラインセンサ１４における検出結果に基づいて作成された後、画像処理が施された商品ＧのＸ線透過画像を表示する。これにより、商品Ｇの袋内における粉末の片寄りなどの状態を、ユーザに対して視覚的に認識させることができる。【００６８】
（制御コンピュータ３０）
制御コンピュータ３０は、ＣＰＵ３１において、制御プログラムに含まれる画像処理ルーチン、検査判定処理ルーチンなどを実行する。また、制御コンピュータ３０は、ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）３５等の記憶部に、不良商品に対応するＸ線画像や検査結果、Ｘ線画像の補正用データ等を保存蓄積する。さらに、制御コンピュータ３０は、生産ラインにおける上流側に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量値を受信して、実重量取得部として機能する。【００６９】
具体的な構成として、制御コンピュータ３０は、図５に示すように、ＣＰＵ３１を搭載するとともに、このＣＰＵ３１が制御する主記憶部としてＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、およびＣＦ３５を搭載している。【００７０】
ＣＦ３５には、各部を制御するための各種プログラムや、質量推定の基になるＸ線透過画像、理想カーブ、推定質量、商品Ｇの実重量、実重量と推定重量との偏差量、等に関する各種情報が格納されている。【００７１】
さらに、制御コンピュータ３０は、モニタ２６に対するデータ表示を制御する表示制御回路、モニタ２６のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート、外部接続端子としてのＵＳＢ３４等を備えている。【００７２】
そして、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＣＦ３５等は、アドレスバスやデータバス等のバスラインを介して相互に接続されている。【００７３】
さらに、制御コンピュータ３０は、コンベアモータ１２ｆ、ロータリーエンコーダ１２ｇ、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、光電センサ１５等と接続されている。【００７４】
制御コンピュータ３０では、コンベアモータ１２ｆに装着されたロータリエンコーダ１２ｇにおいて検出されたコンベア１２の搬送速度を受信する。【００７５】
また、制御コンピュータ３０は、コンベアを挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成される同期センサとしての光電センサ１５からの信号を受信して、被検査物である商品ＧがＸ線ラインセンサ１４の位置にくるタイミングを検出する。【００７６】
（制御コンピュータ３０によって作成される機能ブロック）
本実施形態では、制御コンピュータ３０に含まれるＣＰＵ３１が、ＣＦ３５に格納されたＸ線検査プログラムを読み込んで、図６に示すような機能ブロックを作成する。【００７７】
具体的には、制御コンピュータ３０内に、機能ブロックとして、図6に示すように、サンプル画像取得部４１、テーブル作成部（理想カーブ作成部）４２、テーブル調整部（カーブ調整部）４３、推定質量算出部４４、偏差量算出部４５、および成分重量算出部４６が作成される。【００７８】
サンプル画像取得部４１は、予め質量が分かっている商品Ｇ１０個分についてＸ線透過画像を取得する（以下、１０個の商品Ｇのそれぞれの質量を「実質量」と示す）。【００７９】
テーブル作成部４２は、サンプル画像取得部４１において取得された単位領域（１画素）ごとの明るさａについて、その領域における推定質量ｍを算出するための以下の数式（２）に基づいてテーブル（理想カーブ）ｍ（ａ）を作成する。【００８０】
ｍ＝ｃｔ＝−ｃ／μ×Ｉｎ（Ｉ／Ｉ0）＝−αＩｎ（Ｉ／Ｉ0）  ・・・（２）
（ただし、ｍ：推定質量、ｃ：物の厚さから質量に変換するための係数、ｔ：物質の厚さ、Ｉ：物質がないときの明るさ、Ｉ0：物質を透過したときの明るさ、μ：線吸収係数）
テーブル調整部４３は、モニタ２６を通じて入力された１０個の商品Ｇのそれぞれの実質量と、上記テーブル（理想カーブ）によって求められる各階調の推定質量を合計した合計推定質量とを比較して、合計推定質量が実質量に近くなるようにテーブルを調整する。【００８１】
推定質量算出部４４は、テーブル調整部４３において調整されたテーブル（理想カーブ）に基づいて、各単位領域（１画素）ごとの明るさに応じて各単位領域ごとに推定質量を取得し、これらを合計して商品Ｇの推定質量を算出する。【００８２】
なお、これらの各機能ブロック４１〜４４による質量推定の方法については、後段にて詳述する。【００８３】
偏差量算出部４５は、上述した重量チェッカ２０において測定された商品Ｇの実重量と、上記推定質量算出部４４において算出された推定重量との偏差量を算出する。【００８４】
成分重量算出部４６は、上述した重量チェッカ２０において測定された商品Ｇの実重量と、上記推定質量算出部４４において算出された推定重量とに基づいて、以下の関係式（１）によって、肉製品である商品Ｇに含まれる肉部分（成分Ｂ）および脂肪部分（成分Ａ）のそれぞれの重量を算出する。【００８５】
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：特定の成分Ａの含有率、Ｒ：成分Ａが１００％のとき０％のときの重量比、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
なお、Ｒについては、商品ごとに予め算出されているものとする。【００８６】
＜制御コンピュータ３０による質量推定の流れ＞
ここでは、まず、Ｘ線検査装置１０における商品Ｇの推定質量の算出の流れについて、説明すれば以下の通りである。【００８７】
一般的に、取得したＸ線透過画像において物質の厚みとその部分の明るさ（物質がないときを１．０として正規化された明るさ）との関係は、上述した数式（２）のような指数関数によって表されるグラフ（Ｉ／Ｉ0＝ｅ-μt）と、実際の質量を示すグラフとを比較すると、図７に示すような誤差が生じることが分かっている。特に、実際の質量を示すグラフでは、厚さｔが比較的小さい領域において明るさが急激に低下している。これは、比較的エネルギーの小さいＸ線が先に吸収され、物質を通過するごとにＸ線の線質が硬くなることに起因するものである。さらに、上述したように、Ｘ線透過画像の明るさは、Ｘ線のエネルギー分布や物質の厚さ以外にも、固有フィルタの使用の有無、Ｘ線検出装置のエネルギー特性、ガンマ補正等の画像処理等のような不確定要因を含んでいる。【００８８】
本実施形態のＸ線検査装置１０では、商品Ｇについて各成分の片寄りや各種の不確定要因等の影響を排除して高精度な質量の推定を行うために、図８に示すフローチャートに従って質量の推定を行う。【００８９】
すなわち、ステップＳ１では、上述した数式（２）のαに、例えば１．０を代入し、画像明るさ（階調）ａ（０〜２２０）に対応する推定質量ｍ（ａ）をテーブル化する。数式（２）に基づいて作成されるテーブルは、まず、明るさａを１０階調ごとに変化させてｍ（ａ）に相当するテーブル上に格納し、その間の数値を線形補間によって求める。これにより、制御コンピュータ３０のテーブル作成部４２において、図９（ａ）に示すような、明るさと推定質量ｍ（ａ）との関係を示すテーブル（理想カーブ）が作成される。なお、数式（２）に従って各明るさにおける推定質量を全て求めたのでは時間がかかりすぎることを考慮して、ここでは１０階調ごとに数式（２）によって推定質量を求めた後、その間を線形補間によって求めている。【００９０】
ステップＳ２では、予め実質量が２００ｇであることが分かっている１０個の商品Ｇに対してＸ線を照射して、サンプル画像取得部４１において１０枚のＸ線透過画像を取得する。そして、取得した１０枚のＸ線透過画像について、テーブルｍ（ａ）変換で推定質量を算出し、これらの平均値Ｍａｖｅを求める。なお、幅広い明るさのデータを得るために、１０個のサンプル画像は袋内において粉末が片寄ったものや均一なもの等が混在していることが好ましい。【００９１】
ステップＳ３では、ステップＳ２において求められた平均値Ｍａｖｅが、以下の関係式（３）に従って検査物質量Ｍｔと等しくなるようにｍ（ａ）を変更していき、図９（ｂ）に実線で示すような変更後のテーブルを初期テーブル（理想カーブ）とする。なお、図９（ｂ）では、破線で変更前のテーブル、実線で変更後の初期テーブル（理想カーブ）を示している。【００９２】
ｍ（ａ）＝ｍ（ａ）×Ｍｔ／Ｍａｖｅ  ・・・（３）
ステップＳ４では、数式（２）の明るさａに１０を代入して推定質量ｍ（ａ）を求める。ここで、明るさａを１０からスタートして２０，３０，・・・と代入していくのは、明るさ０では推定質量が無限大となってしまうためである。このため、明るさａに１を代入するところからスタートして、以下１１，２１，３１，・・・と代入して推定質量を求めるようにしてもよい。【００９３】
ステップＳ５では、テーブルｍ（ａ）を上下に少しずつずらしてみてどう変化するかを調べるために、テーブルｍ（ａ）を±１０％して新たにテーブルｍ＋（ａ）とテーブルｍ−（ａ）とを作成する。このとき、ａ−１０とａとの間のテーブルは、ｍ（ａ−１０）とｍ（ａ）との間を線形補間することで求め、ａとａ＋１０との間のテーブルはｍ（ａ）とｍ（ａ＋１０）との間の線形補間によって求めて各テーブルｍ＋（ａ），ｍ−（ａ）を作成する。【００９４】
ステップＳ６では、ステップＳ５において新たに作成した２つのテーブルｍ＋（ａ）およびｍ−（ａ）と、元のテーブルｍ（ａ）とに基づいて、それぞれ１０枚のＸ線透過画像について推定質量を算出する。【００９５】
ステップＳ７では、ステップＳ６において３つのテーブルｍ（ａ），ｍ＋（ａ），ｍ−（ａ）によって算出された１０枚のＸ線透過画像についての推定質量から、最も標準偏差が小さい（ばらつきが少ない）テーブルを選択し、そのテーブルをｍ（ａ）と置き換える。【００９６】
例えば、ある明るさ（階調）ａにおいては、ｍ（ａ）よりもｍ＋（ａ）の方が標準偏差が小さい場合には、その明るさａに相当する部分については、テーブルｍ（ａ）をテーブルｍ＋（ａ）に置き換える。一方、ｍ（ａ）がｍ＋（ａ）よりも標準偏差が小さい場合には、その明るさａに相当する部分については、テーブルｍ（ａ）を置き換えることなくそのまま維持する。【００９７】
具体的には、図１０（ａ）に示すように、明るさａ＝１０の部分において、実線で示すテーブルｍ（１０）、上側の破線で示すテーブルｍ＋（１０）、下側の破線で示すテーブルｍ−（１０）の標準偏差を比較して、最も標準偏差が小さいｍ＋（１０）を選択する。すると、図１０（ｂ）に示すように、明るさａ＝１０の部分についてはテーブルｍ（１０）がテーブルｍ＋（１０）へと置き換えられる。【００９８】
ステップＳ８では、明るさａが２１０であるか否かを判定し、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０へと進んで明るさａを１０ずつ増やしながらａ＝２１０になるまで上記ステップＳ７におけるｍ（ａ）の置き換え処理を繰り返す。【００９９】
つまり、明るさａ＝２０，３０，４０，・・・について同様にしてテーブルの置き換えを繰り返し行い、図１０（ｃ）に実線で示すようなテーブルを作成する。【０１００】
なお、このステップＳ７における処理が、テーブル調整部４３によるテーブル、すなわち理想カーブの調整処理に相当する。【０１０１】
ステップＳ９では、置き換え処理によって調整後のテーブルｍ（ａ）に従って１０枚のＸ線透過画像の質量を求め、そのばらつきが０．１ｇ以下になるか否かを判定する。ここで、０．１ｇより大きい場合には、ステップＳ４まで戻ってばらつきが０．１ｇ以下になるまで上述した処理を繰り返し行う。【０１０２】
本発明のＸ線検査装置１０では、以上のような処理を経て、商品Ｇを撮像したＸ線透過画像から商品Ｇの質量を推定するための変換テーブルｍ（ａ）（図１０（ｃ）参照）を作成する。これにより、図１０（ｃ）に示すような最適化された調整後の変換テーブルｍ（ａ）を用いて検査対象となる商品Ｇの質量の推定を行うことで、従来の数式に依存した質量推定方法と比較して、高精度な質量推定結果を得ることができる。【０１０３】
＜制御コンピュータ３０による成分ごと重量の算出の流れ＞
本実施形態では、さらに上述した推定重量の算出に加えて、重量チェッカ２０において測定された実重量値を用いて、商品Ｇに含まれる比重が異なる肉部分、脂肪部分のそれぞれの重量値を算出する。【０１０４】
具体的には、肉製品である商品Ｇの実重量を２００ｇ、上述したＸ線検査装置１０において算出された推定重量を１９２ｇであったとすると、上述した以下の関係式（１）に基づいて、成分（脂肪部分の重量）ごとの含有率が算出される。【０１０５】
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：脂肪部分の含有率、Ｒ：脂肪部分が１００％のときと０％のときの重量比（ここでは、Ｒ＝０．９とする。）、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
ここで、Ｘ線検査装置１０における重量変換関数は、予め脂肪率０％の肉製品について学習させておくため、脂肪部分が少ないほど、重量チェッカ２０において測定された実重量値と、Ｘ線検査装置１０において推定された推定重量とは、近い値となる。【０１０６】
一方、予め脂肪部分１００％の場合と０％の場合の比（Ｒ）を持たせておくことで（図１１参照）、上記関係式（１）によって、比重が異なる肉部分と脂肪部分との含有率、およびその重量を算出することができる。【０１０７】
この関係式（１）に、実重量２００ｇと推定重量１９２ｇ、Ｒ＝０．９を代入すると、脂肪部分の重量含有率ｒは、以下のような値となる。【０１０８】
ｒ＝（１−１９２／２００）×１００／（１−０．９）
＝４／０．１
＝４０．０（％）
よって、肉製品である商品Ｇに含まれる脂肪部分の重量が４０．０％で、残りの肉部分の重量は６０．０％と、算出することができる。【０１０９】
この結果、商品Ｇの重量２００ｇに対して、肉部分が６０．０％、脂肪部分が４０．０％であるから、肉部分の重量は１２０ｇ、脂肪部分の重量は８０ｇと、算出することができる。【０１１０】
［本Ｘ線検査装置１０の特徴］
（１）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、外部から取得した商品Ｇの実重量値と、図６に示すように、制御コンピュータ３０内に形成された各機能ブロック４１〜４４において算出された商品Ｇの推定重量とに基づいて、偏差量算出部４５が、推定重量の実重量からのずれの大きさを算出する。【０１１１】
これにより、Ｘ線画像等を用いて算出される推定重量をそのまま用いるのではなく、実重量との大きさの比較結果を用いて推定重量や各成分ごとの重量を算出することで、従来のＸ線検査装置における重量算出と比較して、測定精度を向上させることができる。また、実重量を取得して推定重量値の比較を行うことで、推定重量の精度低下を容易に検出することができる。よって、例えば、実重量と推定重量との偏差の大きさに基づいて、推定重量を算出する際の補正値を調整する等の対策を講ずることができる。【０１１２】
（２）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、上述した外部から取得した商品Ｇの実重量値と、図６に示すように、制御コンピュータ３０内に形成された各機能ブロック４１〜４４において算出された商品Ｇの推定重量とに基づいて、成分重量算出部４６が、商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量を算出する。【０１１３】
これにより、商品Ｇが肉製品であれば、肉の部分、脂肪の部分のそれぞれの重量（含有率）を容易かつ高精度に算出することができる。この結果、骨付き肉の骨の部分の量や肉の霜降りの度合いを判定や、脂肪部分が所定の割合以上の商品の選別、廃棄等を実施して、商品Ｇの品質管理を向上させることができる。また、比重が異なる複数の成分の重量を算出する場合でも、単一のＸ線ラインセンサ１４を用いることができるため、複数のＸ線ラインセンサを備えた従来のＸ線検査装置と比較して、装置の構成を簡略化するとともにコストダウンが図れる。【０１１４】
（３）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図１および図５に示すように、生産ラインにおける上流側に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量を取得する。【０１１５】
これにより、生産ライン上で商品Ｇを搬送しながら、実重量の取得、推定重量の算出、および商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量の算出までを実施することができる。【０１１６】
（４）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図６に示す機能ブロックに含まれる成分重量算出部４６は、上述した関係式（１）に基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量を算出する。【０１１７】
これにより、Ｘ線検査装置１０において算出された推定重量と、重量チェッカ２０等において取得された実重量とを組み合わせることで、成分ごとの重量を容易に算出することができる。【０１１８】
（５）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図６に示す機能ブロックに含まれる各部４１〜４４によって、Ｘ線画像における各画素ごとの明るさ等に基づいて商品Ｇの推定重量を算出する。【０１１９】
これにより、Ｘ線検査装置１０において作成されるＸ線画像を用いて推定重量を算出することができるため、実重量と推定重量とを容易に取得することができる。【０１２０】
（６）
本実施形態のＸ線検査システム１では、図１および図５に示すように、生産ラインを構成する前段に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量を取得して、Ｘ線検査装置１０において算出された推定重量と実重量とに基づいて、Ｘ線検査装置１０において比重が異なる成分ごとの重量を算出する。【０１２１】
これにより、生産ライン上で商品Ｇを搬送しながら、実重量の取得、推定重量の算出、および商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量の算出までを実施することが可能なＸ線検査システム１を構築することができる。【０１２２】
［他の実施形態］
以上、本発明の一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るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。【０１２３】
（Ａ）
上記実施形態では、商品（被検査物）Ｇに対して照射されたＸ線の透過量を検出して、商品Ｇの推定重量を算出するＸ線検査装置１０に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。【０１２４】
例えば、被検査物に対して照射されるＸ線の代わりに、テラヘルツ波やミリ波、サブミリ波、赤外線等の他のエネルギー波を用いて重量検査を実施する重量検査装置に対して、本発明を適用することも可能である。【０１２５】
ここで、被検査物に対してテラヘルツ波を照射して重量検査を実施する場合には、図１２に示すような重量検査装置１１０を用いることができる。具体的には、重量検査装置１１０は、商品Ｇの計量を行うとともに、商品Ｇに含まれる複数の成分の含有比率および重量値を算出する装置であって、主として、検査ユニット（分光部）１１１と、計量部１１２と、表示部１１５と、制御部と、を備えている。【０１２６】
検査ユニット１１１は、商品Ｇが載置される計量台１１２ａの上方に、筐体１１１ａに支持された状態で配置されており、商品Ｇに対して電磁波の一種であるテラヘルツ波を照射し、その反射波を複数の波長成分を含む吸収スペクトルとして検出する。また、検査ユニット１１１は、内部に、テラヘルツ波照射部１１３と、テラヘルツ波検出部１１４と、を有している。テラヘルツ波照射部１１３は、計量台１１２ａ上に載置された商品Ｇに対して、上方からテラヘルツ波を照射する。テラヘルツ波検出部１１４は、テラヘルツ波照射部１１３から商品Ｇに対して照射されたテラヘルツ波の反射波を、複数の波長成分を含む吸収スペクトルとして検出し、図示しない制御部に対して検出結果を送信する。【０１２７】
計量部１１２は、内部にロードセル（図示せず）を搭載した計量装置であって、計量台１１２ａ上に載置された商品Ｇの計量を行う。また、計量部１１２は、制御部に対して商品Ｇごとの計量結果を送信する。【０１２８】
これにより、制御部において、テラヘルツ波の商品Ｇからの反射波を検出して吸収スペクトルを取得し、被検査物に含まれる各成分ごとの吸収スペクトルを比較することで、各成分の推定重量や含有比率等を求めることができる。【０１２９】
（Ｂ）
上記実施形態では、重量チェッカ２０において測定された実重量と、Ｘ線検査装置（重量検査装置）１０において算出された推定重量とに基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる成分（肉部分、脂肪部分）ごとの重量を算出する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。【０１３０】
例えば、重量チェッカにおいて測定された実重量と、重量検査装置において算出された推定重量との差を算出し、これが所定値以上である場合には、例えば、重量チェッカにおける実重量の測定異常有りと判定するような構成であってもよい。あるいは、上記実重量と推定重量との差が所定量以上である場合には、その差の大きさに応じて重量検査装置における推定重量を補正するような構成であってもよい。なお、この場合には、上述した制御コンピュータ３０が、推定重量算出に関する異常の有無を判定する判定部として機能させればよい。【０１３１】
これらの場合でも、計測あるいは推定した重量値の精度を向上させることができるという、上記と同様の効果を得ることができる。【０１３２】
（Ｃ）
上記実施形態では、被検査物としての商品Ｇに含まれる各成分の重量を算出するために、上流側に配置された重量チェッカ２０における測定結果を取得する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。【０１３３】
例えば、重量検査装置内に被検査物の実重量値を計測する計量部を設けて、そこで測定された重量値を用いて、各成分の重量値や含有率を求めることもできる。【０１３４】
また、既に測定された被検査物のデータをメディア等を介して取得して、そのデータを実重量値として用いることもできる。【０１３５】
（Ｄ）
上記実施形態では、商品Ｇに対して照射されたＸ線（エネルギー波）を検出する検出部として、Ｘ線ラインセンサ１４を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。【０１３６】
例えば、エネルギー波の検出部としては、Ｘ線ラインセンサに限らず、反射波を撮影するカメラ等を用いることも可能である。【０１３７】
（Ｅ）
上記実施形態では、商品（被検査物）Ｇの推定重量を求める手法として、Ｘ線画像を用いた方法を採用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。【０１３８】
例えば、Ｘ線画像を用いることなく、被検査物を透過したＸ線のラインセンサの各画素における検出量に基づいて、推定重量を算出することもできる。【０１３９】
（Ｆ）
上記実施形態では、商品（被検査物）Ｇの推定重量を求める際に、理想カーブを補正しながら推定重量の算出精度を向上させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。【０１４０】
例えば、より簡易な方法によって推定重量を算出する重量検査装置であってもよい。【０１４１】
この場合でも、実重量と推定重量との比較によって、互いの測定精度の低下を判定したり、被検査物に含まれる成分ごとの重量値を高精度に算出したりすることができる。【０１４２】
（Ｇ）
上記実施形態では、成分ごとの重量値が算出される対象となる商品（被検査物）Ｇとして、肉部分と脂肪部分とを含む肉製品を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。【０１４３】
例えば、袋入り粉末スープ等に含まれる比重が異なる複数の成分を含む他の被検査物であっても、上記と同様に各成分の質量を算出することができる。【０１４４】
また、被検査物に含まれる複数の成分についても、２種類に限定されるものではなく、３種類以上の比重が異なる成分を含む商品を、被検査物として用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明の重量検査装置は、比重の異なる複数の成分を含む被検査物の成分ごとの重量を高精度に算出することができるという効果を奏することから、食料品や工業製品等の各種検査装置として広く適用可能である。
【図１】
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【図２】
2008096787.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年8月3日(2009.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質に対して照射されたＸ線等の透過量や反射量等に基づいて物質の質量を推定する重量検査装置およびこれを備えた重量検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被測定物に対してＸ線を照射し、その透過Ｘ線量に基づいて被測定物の質量を推定（算出）するＸ線質量推定装置が用いられている。
【０００３】
このＸ線質量推定装置では、被測定物のＸ線透過画像を取得し、Ｘ線透過画像の物質の厚さが大きいほど暗く写るという性質を利用して、そのＸ線透過画像に含まれる単位領域当たりの明るさに応じて、例えば、明るさが低ければ質量が大きく、明るさが大きければ質量が小さいということから質量を推定する。
【０００４】
例えば、特許文献１，２には、肉製品に含まれる脂肪の割合等を算出するために、物質に対して照射されたＸ線透過量を検出して、脂肪分の重量値や全体重量を推定する材料物性の放射線監視やＸ線質量推定装置について開示されている。
【特許文献１】特表２００２−５２０５９３号公報（平成１４年７月９日公表）
【特許文献２】特開２００２−５２０５９３号公報（平成１４年１０月９日公開）
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、上記従来のＸ線検査装置では、以下に示すような問題点を有している。
【０００６】
すなわち、上記公報に開示されたＸ線検査装置では、物質を透過したＸ線量だけに基づいて重量値を推定しているため、高精度に正確な重量値を算出することは困難な場合がある。
【０００７】
本発明の課題は、被検査物の重量を高精度に算出することが可能な重量検査装置およびこれを備えた重量検査システムを提供することにある。
【０００８】
第１の発明に係る重量検査装置は、被検査物に対して照射されたエネルギー波を検出して、被検査物の推定重量を算出する重量検査装置であって、重量値取得部と、照射部と、検出部と、推定重量算出部と、偏差量算出部と、を備えている。重量値取得部は、被検査物全体の実際の重量を取得する。照射部は、被検査物に対してエネルギー波を照射する。検出部は、被検査物に対して照射されたエネルギー波を検出する。推定重量算出部は、検出部における検出結果に基づいて、被検査物の全体の推定重量を算出する。偏差量算出部は、実際の重量と推定重量との差を算出する。
【０００９】
ここでは、例えば、前段に配置された重量測定装置から取得した被検査物の実際の重量値（以下、実重量値と示す。）と、重量検査装置において算出された推定重量値とに基づいて、実重量値あるいは推定重量値のずれを早期に検出する。
【００１０】
ここで、重量値取得部は、例えば、上述した生産ライン等の上流側に配置された重量チェッカからの測定値として実重量値を間接的に取得してもよいし、重量検査装置内に重量計を設けて実重量値を直接的に取得してもよい。さらに、推定重量算出部は、被検査物に対して照射されたエネルギー波の透過量や反射量を検出して作成される画像等を用いて推定重量を算出する等の従来の手法を用いることができる。また、上記エネルギー波は、Ｘ線やテラヘルツ波に加えて、赤外線や紫外線、可視光等も含まれる。
【００１１】
これにより、実重量値と推定重量値との偏差量が所定値よりも大きい場合には、例えば、これを重量測定装置か重量検査装置における異常の発生として検出したり、重量検査装置における推定重量値を算出するための補正値を調整したり、比重が異なる複数の成分ごとの重量値の算出に使用したりすることができる。この結果、算出される被検査物の重量値の精度を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明に係る重量検査装置は、第１の発明に係る重量検査装置であって、検出部は、被検査物を透過したエネルギー波の量を検出する。
【００１３】
ここでは、被検査物に対して照射されたエネルギー波の透過量を検出して、推定重量の算出を行う。
【００１４】
これにより、Ｘ線等のエネルギー波の透過量に基づいて作成されるＸ線画像等を用いて推定重量等の算出を容易に実施することができる。
【００１５】
第３の発明に係る重量検査装置は、第１の発明に係る重量検査装置であって、検出部は、被検査物から反射したエネルギー波の量を検出する。
【００１６】
ここでは、被検査物に対して照射されたエネルギー波の反射量を検出して、推定重量の算出を行う。
【００１７】
これにより、テラヘルツ波等のエネルギー波の反射波の検出によって吸収スペクトルを取得し、被検査物に含まれる各成分ごとのスペクトルデータとの比較によって、各成分の含有比率や推定重量の算出等を容易に実施することができる。
【００１８】
第４の発明に係る重量検査装置は、第１から第３の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、重量値取得部は、被検査物の重量を測定する計量部である。
【００１９】
ここでは、被検査物の実際の重量値を、重量検査物内に設けられた計量部において直接的に取得する。
【００２０】
これにより、推定重量を求めるために必要な被検査物の実際の重量値を、重量検査装置内において容易に取得することができる。
【００２１】
第５の発明に係る重量検査装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、実際の重量と推定重量との差に基づいて、被検査物に含まれる比重が異なる成分ごとの重量値を算出する成分重量算出部を、さらに備えている。
【００２２】
ここでは、例えば、比重が異なる肉部分と脂肪部分とを含む肉製品を被検査物とする場合において、実際の肉製品全体の実重量と、重量検査において得られた推定重量との差に基づいて、肉部分および脂肪部分の重量値をそれぞれ算出する。
【００２３】
ここで、被検査物としては、上述した肉製品に加えて、液体スープのような比重が異なる複数の成分によって構成されるものを用いることができる。そして、成分重量算出部は、実重量値と推定重量値とを所定の計算式に代入することによって求めることができる。なお、成分重量算出部における重量値の算出には、重量値の算出、各成分の含有率の算出の双方、あるいは一方が含まれる。
【００２４】
これにより、検出感度が異なる２つの検出部によってそれぞれ被検査物を透過したＸ線量だけに基づいて比重が異なる成分ごとの重量値を求める従来の重量検査装置と比較して、実重量値と推定重量値との双方を用いて成分ごとの重量値を求めているため、算出される重量値の精度を向上させることができる。また、複数成分の重量を求めるためにラインセンサ等の検出部を複数設ける必要がないため、重量検査装置としてのコストダウンが図れる。
【００２５】
第６の発明に係る重量検査装置は、第１から第４の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、実際の重量と推定重量との差に基づいて、推定重量算出部における推定重量の算出結果を調整する推定重量調整部を、さらに備えている。
【００２６】
ここでは、例えば、被検査物の実際の重量と、重量検査において得られた推定重量との差が所定値以上である場合には、重量検査装置における推定重量の算出に異常があるものと判定し、推定重量を調整する。つまり、実重量との差の大きさに基づいて、重量検査装置における重量推定の精度を確認しながら、推定重量を調整している。
【００２７】
これにより、重量検査装置における重量推定が精度よく行われているか否かを容易に確認することができる。そして、実重量と推定重量との差が所定値以上になった場合には、例えば、推定重量を算出する際の補正値を調整して、推定重量の算出精度の低下を防止することができる。この結果、実重量を参照しながら、推定重量の算出を行うことで、常に安定した精度で重量推定を実施することができる。
【００２８】
第７の発明に係る重量検査装置は、第１から第６の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、重量値取得部は、前段に設けられた重量測定装置から被検査物の重量値を取得する。
【００２９】
ここでは、例えば、本重量検査装置とともに生産ラインを構成する重量測定装置を重量検査装置の上流側に設け、この重量測定装置から被検査物の測定値を取得して、上述した各成分の重量値を算出する。
【００３０】
これにより、生産ライン等に含まれる重量測定装置の後に重量検査装置を配置することで、生産ライン等において被検査物を下流側へと搬送しながら、被検査物の実重量値の検査、各成分の重量値（含有比率）等の検査をスムーズに行うことができる。
【００３１】
第８の発明に係る重量検査装置は、第６の発明に係る重量検査装置であって、成分重量算出部は、以下の関係式（１）に基づいて、被検査物に含まれる複数の成分ごとの含有率を算出する。
【００３２】
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：特定の成分Ａの含有率、Ｒ：成分Ａが１００％のときと０％のときの重量比、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
【００３３】
ここでは、成分重量算出部において、特定の成分の含有率を、上記計算式（１）を用いて算出する。
【００３４】
ここで、Ｒは、被検査物に含まれる特定の成分が１００％の場合の重量値に基づいて、予め算出されているものとする。
【００３５】
これにより、重量チェッカ等において取得した実重量値と、重量検査装置において取得した推定重量値とを上記関係式（１）に代入するだけで、容易に各成分の重量値を求めることができる。
【００３６】
第９の発明に係る重量検査装置は、第１から第８の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、推定重量算出部は、被検査物に対して照射されたＸ線の透過量に基づいて作成された画像を用いて被検査物の推定重量を算出する。
【００３７】
ここでは、被検査物の推定重量を算出する方法として、ラインセンサ等の検出部において検出された結果に基づいて作成される画像の濃淡等のデータを用いて被検査物の推定重量を求める。
【００３８】
これにより、従来の重量検査装置において作成される画像を用いて推定重量を算出することができるため、各成分の重量値についてもスムーズに算出することができる。
【００３９】
第１０の発明に係る重量検査装置は、第１から第９の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、エネルギー波は、Ｘ線である。
【００４０】
ここでは、被検査物に対して照射されるエネルギー波として、Ｘ線を用いている。
【００４１】
これにより、商品の価値を損なうことなく、被検査物に含まれる複数の成分の重量値を算出したり、特定の成分の存在の有無を確認したりすることができる。
【００４２】
第１１の発明に係る重量検査装置は、第１から第９の発明のいずれか１つに係る重量検査装置であって、エネルギー波は、テラヘルツ波である。
【００４３】
ここでは、被検査物に対して照射されるエネルギー波として、テラヘルツ波を用いている。
【００４４】
ここで、テラヘルツ波は、０．３〜１０．０ＴＨｚの周波数を持つ電磁波である。
【００４５】
これにより、被検査物からの反射波を検出して吸収スペクトルを取得し、被検査物に含まれる各成分ごとのスペクトルデータとの比較によって各成分の含有比率や重量値等を求めることができる。
【００４６】
この結果、商品の価値を損なうことなく、被検査物に含まれる複数の成分の含有比率や重量値を算出したり、特定の成分の存在の有無を確認したりすることができる。
【００４７】
第１２の発明に係る重量検査システムは、第１から第１１の発明のいずれか１つに係る重量検査装置と、重量検査装置の上流側に配置されており、被検査物の実際の重量値を測定する重量測定装置と、を備えている。
【００４８】
これにより、実重量値と推定重量値との偏差量が所定値よりも大きい場合には、例えば、これを重量測定装置か重量検査装置における異常の発生として検出したり、重量検査装置における推定重量値を算出するための補正値を調整したり、比重が異なる複数の成分ごとの重量値の算出に使用したりすることができる。この結果、算出される被検査物の重量値の精度を向上させることが可能な重量検査システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置を含むＸ線検査システムの全体の構成を示す斜視図。
【図２】図１のＸ線検査システムに含まれるＸ線検査装置の構成を示す斜視図。
【図３】図1のＸ線検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図。
【図４】図1のＸ線検査装置による異物混入検査の原理を示す模式図。
【図５】図１のＸ線検査装置が備えている制御コンピュータの構成を示す制御ブロック図。
【図６】図５の制御コンピュータに含まれるＣＰＵがＸ線検査プログラムを読み込むことによって作成される機能ブロック図。
【図７】Ｘ線透過画像に含まれる単位領域当たりの画像の明るさとその部分の物質の厚さとの関係を示すグラフ。
【図８】図１のＸ線検査装置によるＸ線検査プログラムに基づく質量推定方法の流れを示すフローチャート。
【図９】（ａ）は、係数αを最適化する前のテーブルｍ（ａ）を示すグラフ。（ｂ）は、係数αを最適化した後のテーブルｍ（ａ）を示すグラフ。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、変換テーブルｍ（ａ）を最適化していく過程を示すグラフ。
【図１１】図２のＸ線検査装置において成分ごとの重量値を算出する際に用いられる値Ｒに関するグラフ。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る重量検査装置の構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００５０】
１          Ｘ線検査システム（重量検査システム）
１０          Ｘ線検査装置（重量検査装置）
１１          シールドボックス
１１ａ        開口
１２          コンベア
１３          Ｘ線照射器（照射部）
１４          Ｘ線ラインセンサ（検出部）
１４ａ        画素
１５          光電センサ
１６          遮蔽ノレン
２０          重量チェッカ（重量測定装置）
２１          コンベア
２６          モニタ
３０          制御コンピュータ（サンプル画像取得部、理想カーブ作成部、カーブ調整部、推定質量算出部、重量値取得部、偏差量算出部、成分重量算出部）
３１          ＣＰＵ
３２          ＲＯＭ
３３          ＲＡＭ
３４          ＵＳＢ（外部接続端子）
３５          ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）
４１          サンプル画像取得部
４２          テーブル作成部（理想カーブ作成部）
４３          テーブル調整部（カーブ調整部）
４４          推定質量算出部
４５          偏差量算出部
４６          成分重量算出部
１１０          重量検査装置
１１１          検査ユニット（分光部）
１１１ａ        筐体
１１２          計量部
１１２ａ        計量台
１１３          テラヘルツ波照射部
１１４          テラヘルツ波検出部
１１５          表示部
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置（重量検査装置）１０を含むＸ線検査システム（重量検査システム）について、図１〜図１１を用いて説明すれば以下の通りである。
【００５２】
［Ｘ線検査システム１の構成］
本実施形態のＸ線検査システム１は、図１に示すように、Ｘ線検査装置１０と、重量チェッカ（重量測定装置）２０と、を備えている。
【００５３】
Ｘ線検査装置１０は、上流側に配置された重量チェッカ２０から搬送されてくる商品（被検査物）Ｇに対してＸ線を照射し、その透過量を検出してＸ線画像を作成する。そして、Ｘ線検査装置１０は、作成したＸ線画像に基づいて商品Ｇの推定重量を算出する。さらに、Ｘ線検査装置１０は、上流側に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量値を取得し、この実重量値と上記推定重量との偏差量に基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる複数の成分の重量や含有率を算出したり、重量チェッカ２０あるいはＸ線検査装置１０における重量測定値（推定値）の異常の有無を検出したりする。なお、本実施形態では、Ｘ線検査装置１０による商品Ｇに含まれる比重の異なる成分ごとの重量値（含有率）の算出について、後段にて詳述する。
【００５４】
重量チェッカ２０は、Ｘ線検査装置１０の上流側に配置されており、上流から搬送されてきた商品Ｇの総重量をコンベア２１において搬送しながら測定して、この測定値を直下流側に配置されたＸ線検査装置１０に対して送信する（図５参照）。
【００５５】
［Ｘ線検査装置１０全体の構成］
本実施形態のＸ線検査装置１０は、図１に示すように、食品等の商品の生産ラインにおいて、連続的に搬送されてくる商品Ｇに対してＸ線を照射し、商品を透過したＸ線量を検出して作成されるＸ線画像に基づいて商品の質量を推定し、推定した質量が所定範囲内であるか否かの検査を行う。そして、ここで算出された推定重量と実重量値とに基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる複数の成分ごとの重量を推定する。なお、以下では、商品Ｇとして比重が異なる肉部分と脂肪部分とを含む肉製品を用いた例を挙げて説明する。
【００５６】
Ｘ線検査装置１０は、図２に示すように、主として、シールドボックス１１と、コンベア１２と、遮蔽ノレン１６と、タッチパネル機能付きのモニタ２６と、を備えている。そして、その内部には、図３に示すように、Ｘ線照射器（照射部）１３と、Ｘ線ラインセンサ（Ｘ線検出部）１４と、制御コンピュータ（サンプル画像取得部、テーブル作成部、テーブル調整部、推定質量算出部、重量値取得部、偏差量算出部、成分重量算出部）３０（図５参照）とを備えている。
【００５７】
（シールドボックス１１）
シールドボックス１１は、図２に示すように、商品Ｇの入口側と出口側の双方の面に、商品を搬出入するための開口１１ａを有している。このシールドボックス１１の中に、図３に示すように、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ３０（図５参照）等が収容されている。
【００５８】
また、開口１１ａは、図２に示すように、シールドボックス１１の外部へのＸ線の漏洩を防止するために、遮蔽ノレン１６によって塞がれている。この遮蔽ノレン１６は、鉛を含むゴム製のノレン部分を有しており、商品が搬出入される際に商品によって押しのけられる。
【００５９】
また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ２６の他、キーの差し込み口や電源スイッチ等が配置されている。
【００６０】
（コンベア１２）
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品を搬送するものであって、図５の制御ブロックに含まれるコンベアモータ１２ｆによって駆動される。コンベア１２による搬送速度は、作業者が入力した設定速度になるように、制御コンピュータ３０によるコンベアモータ１２ｆのインバータ制御によって細かく制御される。
【００６１】
また、コンベア１２は、図３に示すように、コンベアベルト１２ａ、コンベアフレーム１２ｂを有しており、シールドボックス１１に対して取り外し可能な状態で取り付けられている。これにより、食品等の検査を行う場合においてシールドボックス１１内を清潔に保つために、コンベアを取り外して頻繁に洗浄することができる。
【００６２】
コンベアベルト１２ａは、無端状ベルトであって、ベルトの内側からコンベアフレーム１２ｂによって支持されている。そして、コンベアモータ１２ｆの駆動力を受けて回転することで、ベルト上に載置された物体を所定の方向に搬送する。
【００６３】
コンベアフレーム１２ｂは、無端状のベルトの内側からコンベアベルト１２ａを支持するとともに、図３に示すように、コンベアベルト１２ａの内側の面に対向する位置に、搬送方向に対して直角な方向に長く開口した開口部１２ｃを有している。開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおける、Ｘ線照射器１３とＸ線ラインセンサ１４とを結ぶ線上に形成されている。換言すれば、開口部１２ｃは、コンベアフレーム１２ｂにおけるＸ線照射器１３からのＸ線照射領域に、商品Ｇを透過したＸ線がコンベアフレーム１２ｂによって遮蔽されないように形成されている。
【００６４】
（Ｘ線照射器１３）
Ｘ線照射器１３は、図３に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、コンベアフレーム１２ｂに形成された開口部１２ｃを介して、コンベア１２の下方に配置されたＸ線ラインセンサ１４に向かって扇形形状にＸ線を照射する（図３の斜線部参照）。
【００６５】
（Ｘ線ラインセンサ１４）
Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２（開口部１２ｃ）の下方に配置されており、商品Ｇやコンベアベルト１２ａを透過してくるＸ線を検出する。このＸ線ラインセンサ１４は、図３および図４に示すように、コンベア１２による搬送方向に直交する向きに一直線に水平配置された複数の画素１４ａから構成されている。
【００６６】
なお、図４には、Ｘ線検査装置１０内におけるＸ線照射状態と、その時のＸ線ラインセンサ１４を構成する各画素１４ａにおいて検出されるＸ線量を示すグラフとがそれぞれ示されている。
【００６７】
（モニタ２６）
モニタ２６は、フルドット表示の液晶ディスプレイである。また、モニタ２６は、タッチパネル機能を有しており、初期設定や質量推定後の判定等に関するパラメータ入力などを促す画面を表示する。
【００６８】
また、モニタ２６は、Ｘ線ラインセンサ１４における検出結果に基づいて作成された後、画像処理が施された商品ＧのＸ線透過画像を表示する。これにより、商品Ｇの袋内における粉末の片寄りなどの状態を、ユーザに対して視覚的に認識させることができる。
【００６９】
（制御コンピュータ３０）
制御コンピュータ３０は、ＣＰＵ３１において、制御プログラムに含まれる画像処理ルーチン、検査判定処理ルーチンなどを実行する。また、制御コンピュータ３０は、ＣＦ（コンパクトフラッシュ：登録商標）３５等の記憶部に、不良商品に対応するＸ線画像や検査結果、Ｘ線画像の補正用データ等を保存蓄積する。さらに、制御コンピュータ３０は、生産ラインにおける上流側に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量値を受信して、実重量取得部として機能する。
【００７０】
具体的な構成として、制御コンピュータ３０は、図５に示すように、ＣＰＵ３１を搭載するとともに、このＣＰＵ３１が制御する主記憶部としてＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、およびＣＦ３５を搭載している。
【００７１】
ＣＦ３５には、各部を制御するための各種プログラムや、質量推定の基になるＸ線透過画像、理想カーブ、推定質量、商品Ｇの実重量、実重量と推定重量との偏差量、等に関する各種情報が格納されている。
【００７２】
さらに、制御コンピュータ３０は、モニタ２６に対するデータ表示を制御する表示制御回路、モニタ２６のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート、外部接続端子としてのＵＳＢ３４等を備えている。
【００７３】
そして、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＣＦ３５等は、アドレスバスやデータバス等のバスラインを介して相互に接続されている。
【００７４】
さらに、制御コンピュータ３０は、コンベアモータ１２ｆ、ロータリーエンコーダ１２ｇ、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、光電センサ１５等と接続されている。
【００７５】
制御コンピュータ３０では、コンベアモータ１２ｆに装着されたロータリエンコーダ１２ｇにおいて検出されたコンベア１２の搬送速度を受信する。
【００７６】
また、制御コンピュータ３０は、コンベアを挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成される同期センサとしての光電センサ１５からの信号を受信して、被検査物である商品ＧがＸ線ラインセンサ１４の位置にくるタイミングを検出する。
【００７７】
（制御コンピュータ３０によって作成される機能ブロック）
本実施形態では、制御コンピュータ３０に含まれるＣＰＵ３１が、ＣＦ３５に格納されたＸ線検査プログラムを読み込んで、図６に示すような機能ブロックを作成する。
【００７８】
具体的には、制御コンピュータ３０内に、機能ブロックとして、図6に示すように、サンプル画像取得部４１、テーブル作成部（理想カーブ作成部）４２、テーブル調整部（カーブ調整部）４３、推定質量算出部４４、偏差量算出部４５、および成分重量算出部４６が作成される。
【００７９】
サンプル画像取得部４１は、予め質量が分かっている商品Ｇ１０個分についてＸ線透過画像を取得する（以下、１０個の商品Ｇのそれぞれの質量を「実質量」と示す）。
【００８０】
テーブル作成部４２は、サンプル画像取得部４１において取得された単位領域（１画素）ごとの明るさａについて、その領域における推定質量ｍを算出するための以下の数式（２）に基づいてテーブル（理想カーブ）ｍ（ａ）を作成する。
【００８１】
ｍ＝ｃｔ＝−ｃ／μ×ｌｎ（Ｉ／Ｉ0）＝−αｌｎ（Ｉ／Ｉ0）  ・・・（２）
（ただし、ｍ：推定質量、ｃ：物の厚さから質量に変換するための係数、ｔ：物質の厚さ、Ｉ：物質がないときの明るさ、Ｉ0：物質を透過したときの明るさ、μ：線吸収係数）
【００８２】
テーブル調整部４３は、モニタ２６を通じて入力された１０個の商品Ｇのそれぞれの実質量と、上記テーブル（理想カーブ）によって求められる各階調の推定質量を合計した合計推定質量とを比較して、合計推定質量が実質量に近くなるようにテーブルを調整する。
【００８３】
推定質量算出部４４は、テーブル調整部４３において調整されたテーブル（理想カーブ）に基づいて、各単位領域（１画素）ごとの明るさに応じて各単位領域ごとに推定質量を取得し、これらを合計して商品Ｇの推定質量を算出する。
【００８４】
なお、これらの各機能ブロック４１〜４４による質量推定の方法については、後段にて詳述する。
【００８５】
偏差量算出部４５は、上述した重量チェッカ２０において測定された商品Ｇの実重量と、上記推定質量算出部４４において算出された推定重量との偏差量を算出する。
【００８６】
成分重量算出部４６は、上述した重量チェッカ２０において測定された商品Ｇの実重量と、上記推定質量算出部４４において算出された推定重量とに基づいて、以下の関係式（１）によって、肉製品である商品Ｇに含まれる肉部分（成分Ｂ）および脂肪部分（成分Ａ）のそれぞれの重量を算出する。
【００８７】
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：特定の成分Ａの含有率、Ｒ：成分Ａが１００％のとき０％のときの重量比、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
【００８８】
なお、Ｒについては、商品ごとに予め算出されているものとする。
【００８９】
＜制御コンピュータ３０による質量推定の流れ＞
ここでは、まず、Ｘ線検査装置１０における商品Ｇの推定質量の算出の流れについて、説明すれば以下の通りである。
【００９０】
一般的に、取得したＸ線透過画像において物質の厚みとその部分の明るさ（物質がないときを１．０として正規化された明るさ）との関係は、上述した数式（２）のような指数関数によって表されるグラフ（Ｉ／Ｉ0＝ｅ-μt）と、実際の質量を示すグラフとを比較すると、図７に示すような誤差が生じることが分かっている。特に、実際の質量を示すグラフでは、厚さｔが比較的小さい領域において明るさが急激に低下している。これは、比較的エネルギーの小さいＸ線が先に吸収され、物質を通過するごとにＸ線の線質が硬くなることに起因するものである。さらに、上述したように、Ｘ線透過画像の明るさは、Ｘ線のエネルギー分布や物質の厚さ以外にも、固有フィルタの使用の有無、Ｘ線検出装置のエネルギー特性、ガンマ補正等の画像処理等のような不確定要因を含んでいる。
【００９１】
本実施形態のＸ線検査装置１０では、商品Ｇについて各成分の片寄りや各種の不確定要因等の影響を排除して高精度な質量の推定を行うために、図８に示すフローチャートに従って質量の推定を行う。
【００９２】
すなわち、ステップＳ１では、上述した数式（２）のαに、例えば１．０を代入し、画像明るさ（階調）ａ（０〜２２０）に対応する推定質量ｍ（ａ）をテーブル化する。数式（２）に基づいて作成されるテーブルは、まず、明るさａを１０階調ごとに変化させてｍ（ａ）に相当するテーブル上に格納し、その間の数値を線形補間によって求める。これにより、制御コンピュータ３０のテーブル作成部４２において、図９（ａ）に示すような、明るさと推定質量ｍ（ａ）との関係を示すテーブル（理想カーブ）が作成される。なお、数式（２）に従って各明るさにおける推定質量を全て求めたのでは時間がかかりすぎることを考慮して、ここでは１０階調ごとに数式（２）によって推定質量を求めた後、その間を線形補間によって求めている。
【００９３】
ステップＳ２では、予め実質量が２００ｇであることが分かっている１０個の商品Ｇに対してＸ線を照射して、サンプル画像取得部４１において１０枚のＸ線透過画像を取得する。そして、取得した１０枚のＸ線透過画像について、テーブルｍ（ａ）変換で推定質量を算出し、これらの平均値Ｍａｖｅを求める。なお、幅広い明るさのデータを得るために、１０個のサンプル画像は袋内において粉末が片寄ったものや均一なもの等が混在していることが好ましい。
【００９４】
ステップＳ３では、ステップＳ２において求められた平均値Ｍａｖｅが、以下の関係式（３）に従って検査物質量Ｍｔと等しくなるようにｍ（ａ）を変更していき、図９（ｂ）に実線で示すような変更後のテーブルを初期テーブル（理想カーブ）とする。なお、図９（ｂ）では、破線で変更前のテーブル、実線で変更後の初期テーブル（理想カーブ）を示している。
【００９５】
ｍ（ａ）＝ｍ（ａ）×Ｍｔ／Ｍａｖｅ  ・・・（３）
【００９６】
ステップＳ４では、図９（ｂ）の理想カーブにおいて明るさａに１０を代入して推定質量ｍ（ａ）を求める。ここで、明るさａを１０からスタートして２０，３０，・・・と代入していくのは、明るさ０では推定質量が無限大となってしまうためである。このため、明るさａに１を代入するところからスタートして、以下１１，２１，３１，・・・と代入して推定質量を求めるようにしてもよい。
【００９７】
ステップＳ５では、テーブルｍ（ａ）を上下に少しずつずらしてみてどう変化するかを調べるために、テーブルｍ（ａ）を±１０％して新たにテーブルｍ＋（ａ）とテーブルｍ−（ａ）とを作成する。このとき、ａ−１０とａとの間のテーブルは、ｍ（ａ−１０）とｍ（ａ）との間を線形補間することで求め、ａとａ＋１０との間のテーブルはｍ（ａ）とｍ（ａ＋１０）との間の線形補間によって求めて各テーブルｍ＋（ａ），ｍ−（ａ）を作成する。
【００９８】
ステップＳ６では、ステップＳ５において新たに作成した２つのテーブルｍ＋（ａ）およびｍ−（ａ）と、元のテーブルｍ（ａ）とに基づいて、それぞれ１０枚のＸ線透過画像について推定質量を算出する。
【００９９】
ステップＳ７では、ステップＳ６において３つのテーブルｍ（ａ），ｍ＋（ａ），ｍ−（ａ）によって算出された１０枚のＸ線透過画像についての推定質量から、最も標準偏差が小さい（ばらつきが少ない）テーブルを選択し、そのテーブルをｍ（ａ）と置き換える。
【０１００】
例えば、ある明るさ（階調）ａにおいては、ｍ（ａ）よりもｍ＋（ａ）の方が標準偏差が小さい場合には、その明るさａに相当する部分については、テーブルｍ（ａ）をテーブルｍ＋（ａ）に置き換える。一方、ｍ（ａ）がｍ＋（ａ）よりも標準偏差が小さい場合には、その明るさａに相当する部分については、テーブルｍ（ａ）を置き換えることなくそのまま維持する。
【０１０１】
具体的には、図１０（ａ）に示すように、明るさａ＝１０の部分において、実線で示すテーブルｍ（１０）、上側の破線で示すテーブルｍ＋（１０）、下側の破線で示すテーブルｍ−（１０）の標準偏差を比較して、最も標準偏差が小さいｍ＋（１０）を選択する。すると、図１０（ｂ）に示すように、明るさａ＝１０の部分についてはテーブルｍ（１０）がテーブルｍ＋（１０）へと置き換えられる。
【０１０２】
ステップＳ８では、明るさａが２１０であるか否かを判定し、Ｎｏの場合には、ステップＳ１０へと進んで明るさａを１０ずつ増やしながらａ＝２１０になるまで上記ステップＳ７におけるｍ（ａ）の置き換え処理を繰り返す。
【０１０３】
つまり、明るさａ＝２０，３０，４０，・・・について同様にしてテーブルの置き換えを繰り返し行い、図１０（ｃ）に実線で示すようなテーブルを作成する。
【０１０４】
なお、このステップＳ７における処理が、テーブル調整部４３によるテーブル、すなわち理想カーブの調整処理に相当する。
【０１０５】
ステップＳ９では、置き換え処理によって調整後のテーブルｍ（ａ）に従って１０枚のＸ線透過画像の質量を求め、そのばらつきが０．１ｇ以下になるか否かを判定する。ここで、０．１ｇより大きい場合には、ステップＳ４まで戻ってばらつきが０．１ｇ以下になるまで上述した処理を繰り返し行う。
【０１０６】
本発明のＸ線検査装置１０では、以上のような処理を経て、商品Ｇを撮像したＸ線透過画像から商品Ｇの質量を推定するための変換テーブルｍ（ａ）（図１０（ｃ）参照）を作成する。これにより、図１０（ｃ）に示すような最適化された調整後の変換テーブルｍ（ａ）を用いて検査対象となる商品Ｇの質量の推定を行うことで、従来の数式に依存した質量推定方法と比較して、高精度な質量推定結果を得ることができる。
【０１０７】
＜制御コンピュータ３０による成分ごと重量の算出の流れ＞
本実施形態では、さらに上述した推定重量の算出に加えて、重量チェッカ２０において測定された実重量値を用いて、商品Ｇに含まれる比重が異なる肉部分、脂肪部分のそれぞれの重量値を算出する。
【０１０８】
具体的には、肉製品である商品Ｇの実重量を２００ｇ、上述したＸ線検査装置１０において算出された推定重量を１９２ｇであったとすると、上述した以下の関係式（１）に基づいて、成分（脂肪部分の重量）ごとの含有率が算出される。
【０１０９】
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：脂肪部分の含有率、Ｒ：脂肪部分が１００％のときと０％のときの重量比（ここでは、Ｒ＝０．９とする。）、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
【０１１０】
ここで、Ｘ線検査装置１０における重量変換関数は、予め脂肪率０％の肉製品について学習させておくため、脂肪部分が少ないほど、重量チェッカ２０において測定された実重量値と、Ｘ線検査装置１０において推定された推定重量とは、近い値となる。
【０１１１】
一方、予め脂肪部分１００％の場合と０％の場合の比（Ｒ）を持たせておくことで（図１１参照）、上記関係式（１）によって、比重が異なる肉部分と脂肪部分との含有率、およびその重量を算出することができる。
【０１１２】
この関係式（１）に、実重量２００ｇと推定重量１９２ｇ、Ｒ＝０．９を代入すると、脂肪部分の重量含有率ｒは、以下のような値となる。
【０１１３】
ｒ＝（１−１９２／２００）×１００／（１−０．９）
＝４／０．１
＝４０．０（％）
【０１１４】
よって、肉製品である商品Ｇに含まれる脂肪部分の重量が４０．０％で、残りの肉部分の重量は６０．０％と、算出することができる。
【０１１５】
この結果、商品Ｇの重量２００ｇに対して、肉部分が６０．０％、脂肪部分が４０．０％であるから、肉部分の重量は１２０ｇ、脂肪部分の重量は８０ｇと、算出することができる。
【０１１６】
［本Ｘ線検査装置１０の特徴］
（１）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、外部から取得した商品Ｇの実重量値と、図６に示すように、制御コンピュータ３０内に形成された各機能ブロック４１〜４４において算出された商品Ｇの推定重量とに基づいて、偏差量算出部４５が、推定重量の実重量からのずれの大きさを算出する。
【０１１７】
これにより、Ｘ線画像等を用いて算出される推定重量をそのまま用いるのではなく、実重量との大きさの比較結果を用いて推定重量や各成分ごとの重量を算出することで、従来のＸ線検査装置における重量算出と比較して、測定精度を向上させることができる。また、実重量を取得して推定重量値の比較を行うことで、推定重量の精度低下を容易に検出することができる。よって、例えば、実重量と推定重量との偏差の大きさに基づいて、推定重量を算出する際の補正値を調整する等の対策を講ずることができる。
【０１１８】
（２）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、上述した外部から取得した商品Ｇの実重量値と、図６に示すように、制御コンピュータ３０内に形成された各機能ブロック４１〜４４において算出された商品Ｇの推定重量とに基づいて、成分重量算出部４６が、商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量を算出する。
【０１１９】
これにより、商品Ｇが肉製品であれば、肉の部分、脂肪の部分のそれぞれの重量（含有率）を容易かつ高精度に算出することができる。この結果、骨付き肉の骨の部分の量や肉の霜降りの度合いを判定や、脂肪部分が所定の割合以上の商品の選別、廃棄等を実施して、商品Ｇの品質管理を向上させることができる。また、比重が異なる複数の成分の重量を算出する場合でも、単一のＸ線ラインセンサ１４を用いることができるため、複数のＸ線ラインセンサを備えた従来のＸ線検査装置と比較して、装置の構成を簡略化するとともにコストダウンが図れる。
【０１２０】
（３）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図１および図５に示すように、生産ラインにおける上流側に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量を取得する。
【０１２１】
これにより、生産ライン上で商品Ｇを搬送しながら、実重量の取得、推定重量の算出、および商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量の算出までを実施することができる。
【０１２２】
（４）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図６に示す機能ブロックに含まれる成分重量算出部４６は、上述した関係式（１）に基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量を算出する。
【０１２３】
これにより、Ｘ線検査装置１０において算出された推定重量と、重量チェッカ２０等において取得された実重量とを組み合わせることで、成分ごとの重量を容易に算出することができる。
【０１２４】
（５）
本実施形態のＸ線検査装置１０では、図６に示す機能ブロックに含まれる各部４１〜４４によって、Ｘ線画像における各画素ごとの明るさ等に基づいて商品Ｇの推定重量を算出する。
【０１２５】
これにより、Ｘ線検査装置１０において作成されるＸ線画像を用いて推定重量を算出することができるため、実重量と推定重量とを容易に取得することができる。
【０１２６】
（６）
本実施形態のＸ線検査システム１では、図１および図５に示すように、生産ラインを構成する前段に配置された重量チェッカ２０から商品Ｇの実重量を取得して、Ｘ線検査装置１０において算出された推定重量と実重量とに基づいて、Ｘ線検査装置１０において比重が異なる成分ごとの重量を算出する。
【０１２７】
これにより、生産ライン上で商品Ｇを搬送しながら、実重量の取得、推定重量の算出、および商品Ｇに含まれる比重が異なる成分ごとの重量の算出までを実施することが可能なＸ線検査システム１を構築することができる。
【０１２８】
［他の実施形態］
以上、本発明の一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るものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１２９】
（Ａ）
上記実施形態では、商品（被検査物）Ｇに対して照射されたＸ線の透過量を検出して、商品Ｇの推定重量を算出するＸ線検査装置１０に対して本発明を適用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３０】
例えば、被検査物に対して照射されるＸ線の代わりに、テラヘルツ波やミリ波、サブミリ波、赤外線等の他のエネルギー波を用いて重量検査を実施する重量検査装置に対して、本発明を適用することも可能である。
【０１３１】
ここで、被検査物に対してテラヘルツ波を照射して重量検査を実施する場合には、図１２に示すような重量検査装置１１０を用いることができる。具体的には、重量検査装置１１０は、商品Ｇの計量を行うとともに、商品Ｇに含まれる複数の成分の含有比率および重量値を算出する装置であって、主として、検査ユニット（分光部）１１１と、計量部１１２と、表示部１１５と、制御部と、を備えている。
【０１３２】
検査ユニット１１１は、商品Ｇが載置される計量台１１２ａの上方に、筐体１１１ａに支持された状態で配置されており、商品Ｇに対して電磁波の一種であるテラヘルツ波を照射し、その反射波を複数の波長成分を含む吸収スペクトルとして検出する。また、検査ユニット１１１は、内部に、テラヘルツ波照射部１１３と、テラヘルツ波検出部１１４と、を有している。テラヘルツ波照射部１１３は、計量台１１２ａ上に載置された商品Ｇに対して、上方からテラヘルツ波を照射する。テラヘルツ波検出部１１４は、テラヘルツ波照射部１１３から商品Ｇに対して照射されたテラヘルツ波の反射波を、複数の波長成分を含む吸収スペクトルとして検出し、図示しない制御部に対して検出結果を送信する。
【０１３３】
計量部１１２は、内部にロードセル（図示せず）を搭載した計量装置であって、計量台１１２ａ上に載置された商品Ｇの計量を行う。また、計量部１１２は、制御部に対して商品Ｇごとの計量結果を送信する。
【０１３４】
これにより、制御部において、テラヘルツ波の商品Ｇからの反射波を検出して吸収スペクトルを取得し、被検査物に含まれる各成分ごとの吸収スペクトルを比較することで、各成分の推定重量や含有比率等を求めることができる。
【０１３５】
（Ｂ）
上記実施形態では、重量チェッカ２０において測定された実重量と、Ｘ線検査装置（重量検査装置）１０において算出された推定重量とに基づいて、商品Ｇに含まれる比重が異なる成分（肉部分、脂肪部分）ごとの重量を算出する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３６】
例えば、重量チェッカにおいて測定された実重量と、重量検査装置において算出された推定重量との差を算出し、これが所定値以上である場合には、例えば、重量チェッカにおける実重量の測定異常有りと判定するような構成であってもよい。あるいは、上記実重量と推定重量との差が所定量以上である場合には、その差の大きさに応じて重量検査装置における推定重量を補正するような構成であってもよい。なお、この場合には、上述した制御コンピュータ３０が、推定重量算出に関する異常の有無を判定する判定部として機能させればよい。
【０１３７】
これらの場合でも、計測あるいは推定した重量値の精度を向上させることができるという、上記と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
（Ｃ）
上記実施形態では、被検査物としての商品Ｇに含まれる各成分の重量を算出するために、上流側に配置された重量チェッカ２０における測定結果を取得する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１３９】
例えば、重量検査装置内に被検査物の実重量値を計測する計量部を設けて、そこで測定された重量値を用いて、各成分の重量値や含有率を求めることもできる。
【０１４０】
また、既に測定された被検査物のデータをメディア等を介して取得して、そのデータを実重量値として用いることもできる。
【０１４１】
（Ｄ）
上記実施形態では、商品Ｇに対して照射されたＸ線（エネルギー波）を検出する検出部として、Ｘ線ラインセンサ１４を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４２】
例えば、エネルギー波の検出部としては、Ｘ線ラインセンサに限らず、反射波を撮影するカメラ等を用いることも可能である。
【０１４３】
（Ｅ）
上記実施形態では、商品（被検査物）Ｇの推定重量を求める手法として、Ｘ線画像を用いた方法を採用した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４４】
例えば、Ｘ線画像を用いることなく、被検査物を透過したＸ線のラインセンサの各画素における検出量に基づいて、推定重量を算出することもできる。
【０１４５】
（Ｆ）
上記実施形態では、商品（被検査物）Ｇの推定重量を求める際に、理想カーブを補正しながら推定重量の算出精度を向上させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４６】
例えば、より簡易な方法によって推定重量を算出する重量検査装置であってもよい。
【０１４７】
この場合でも、実重量と推定重量との比較によって、互いの測定精度の低下を判定したり、被検査物に含まれる成分ごとの重量値を高精度に算出したりすることができる。
【０１４８】
（Ｇ）
上記実施形態では、成分ごとの重量値が算出される対象となる商品（被検査物）Ｇとして、肉部分と脂肪部分とを含む肉製品を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１４９】
例えば、袋入り粉末スープ等に含まれる比重が異なる複数の成分を含む他の被検査物であっても、上記と同様に各成分の質量を算出することができる。
【０１５０】
また、被検査物に含まれる複数の成分についても、２種類に限定されるものではなく、３種類以上の比重が異なる成分を含む商品を、被検査物として用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明の重量検査装置は、比重の異なる複数の成分を含む被検査物の成分ごとの重量を高精度に算出することができるという効果を奏することから、食料品や工業製品等の各種検査装置として広く適用可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記成分重量算出部は、以下の関係式（１）に基づいて、前記被検査物に含まれる複数の成分ごとの含有率を算出する、
請求項６に記載の重量検査装置。
ｒ＝（１−Ｗ２／Ｗ１）×１００／（１−Ｒ）  ・・・・・（１）
（ただし、ｒ：特定の成分Ａの含有率、Ｒ：成分Ａが１００％のときと０％のときの重量比、実重量値Ｗ１、推定重量値Ｗ２とする。）
【国際調査報告】
2008096787.tif 000015
2008096787.tif 000016
2008096787.tif 000017
2008096787.tif 000018