(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を搬送路上で搬送する搬送手段と、
前記搬送路上を搬送される被検査物に互いに異なる強度のＸ線を照射する第１のＸ線源および第２のＸ線源と、
前記被検査物の搬送方向に配置され、異物判定に必要な解像度より高解像度であるとともに前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた画像データをそれぞれ出力する第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサと、
前記第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサからの画像データを合成して前記被検査物に対応する１つの画像データとして出力する画像合成手段と、
前記画像合成手段からの異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データの画像サイズを異物判定に必要な解像度の画像データの画像サイズまで縮小する画像縮小手段と、
前記画像縮小手段が出力する異物判定に必要な解像度の画像データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするＸ線異物検出装置。
【請求項２】
前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサの走査周期を短くすることにより、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサが、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項３】
前記搬送手段による被検査物の搬送速度を低速にすることにより、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサが、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【請求項４】
前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサの検出素子のサイズを小さくすることにより、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサが、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉、魚、加工食品、医薬品等の被検査物中に混入した異物を検出するＸ線異物検出装置に関し、特に、複数本のＸ線ラインセンサからの画像を合成して異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したＸ線異物検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線異物検出装置は、搬送路上を所定間隔で順次搬送されてくる各品種の被検査物（例えば、肉、魚、加工食品、医薬品など）にＸ線発生器からＸ線を照射し、この照射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かや被検査物の欠品などを検査するようになっている。
【０００３】
従来、この種のＸ線異物検出装置では、管電圧の異なるＸ線源を用いて得た複数枚（例えば、２枚）の画像を合成することで、被検査物の厚みによる影響を低減させ、異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−９１４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、エネルギーサブトラクション法を用いて２台のＸ線ラインセンサカメラからの画像を合成する際に、Ｘ線ラインセンサカメラの素子サイズ程度、被検査物の位置ズレが生じてしまうため、合成した画像上における被検査物の位置ズレにより被検査物のエッジが強調されてしまい異物検出感度が低下するという問題があった。
【０００６】
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、画像合成時の画像上の被検査物の位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができるＸ線異物検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るＸ線異物検出装置は、被検査物を搬送路上で搬送する搬送手段と、前記搬送路上を搬送される被検査物に互いに異なる強度のＸ線を照射する第１のＸ線源および第２のＸ線源と、前記被検査物の搬送方向に配置され、異物判定に必要な解像度より高解像度であるとともに前記第１のＸ線源および前記第２のＸ線源から照射され前記被検査物を透過するＸ線に応じた画像データをそれぞれ出力する第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサと、前記第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサからの画像データを合成して前記被検査物に対応する１つの画像データとして出力する画像合成手段と、前記画像合成手段からの異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データの画像サイズを異物判定に必要な解像度の画像データの画像サイズまで縮小する画像縮小手段と、前記画像縮小手段が出力する異物判定に必要な解像度の画像データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この構成により、画像合成手段で高解像度の画像データを用いて合成することにより素子サイズに由来する画像上の被検査物の位置ズレを低減することができ、また、合成後の画像を画像縮小手段により縮小することにより、合成後の画像上に残った被検査物の位置ズレを画像サイズの縮小とともに更に低減することができる。
【０００９】
また、合成後の画像を画像縮小手段により縮小することにより、判定手段の仕様を変更することなく異物の判定を行うことができる。
【００１０】
したがって、画像合成時の画像上の被検査物の位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサの走査周期を短くすることにより、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサが、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサに高解像度のセンサを用いることなく、低コストに、画像合成時の画像上の被検査物の位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記搬送手段による被検査物の搬送速度を低速にすることにより、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサが、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする。
【００１４】
この構成により、第１のＸ線ラインセンサおよび第２のＸ線ラインセンサに高解像度のセンサを用いることなく、低コストに、画像合成時の画像上の被検査物の位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明に係るＸ線異物検出装置は、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサの検出素子のサイズを小さくすることにより、前記第１のＸ線ラインセンサおよび前記第２のＸ線ラインセンサが、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする。
【００１６】
この構成により、検査速度の低下を招くことなく検出素子が配列される主走査方向にも高解像度の画像を得ることができ、画像合成時の画像上の被検査物の位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、画像合成時の画像上の被検査物の位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができるＸ線異物検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の側面および内部構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の画像処理の概念を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るＸ線異物検出装置の画素サイズの大きさ（解像度）と被検査物Ｗの位置ズレとの関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
まず構成について説明する。
【００２１】
図１に示すように、Ｘ線異物検出装置１は、搬送部２と検出部３とを筐体４の内部に備え、表示器５を筐体４の前面上部に備えている。
【００２２】
搬送部２は、被検査物Ｗを所定間隔をおいて順次搬送するものである。この搬送部２は、例えば筐体４に対して水平に配置されたベルトコンベアにより構成されている。搬送部２は、図１に示す駆動モータ６の駆動により予め設定された搬送速度で搬入口７から搬入された被検査物Ｗを搬出口８側（図中Ｘ方向）に向けて搬送面としてのベルト面２ａ上を搬送させるようになっている。筐体４内部においてベルト面２ａ上を搬入口７から搬出口８まで貫通する空間は搬送路２１を形成している。
【００２３】
検出部３は、順次搬送される被検査物Ｗに対し、搬送路２１の途中の検査空間２２においてＸ線を照射するとともに被検査物Ｗを透過するＸ線を検出するものであり、搬送路２１途中の検査空間２２の上方に所定高さ離隔して配置されたＸ線発生器９と、搬送部２内にＸ線発生器９と対向して配置されたＸ線検出器１０を備えている。
【００２４】
Ｘ線発生源としてのＸ線発生器９は、金属製の箱体１１の内部に設けられた円筒状のＸ線管１２ａ、１２ｂを図示しない絶縁油に浸漬した構成を有しており、Ｘ線管１２ａ、１２ｂの陰極からの電子ビームを陽極のターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管１２ａ、１２ｂは、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるよう配置されている。Ｘ線管１２ａ、１２ｂにより生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、図示しないスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向（Ｘ方向）を横切るように照射されるようになっている。
【００２５】
ここで、Ｘ線管１２ａ、１２ｂが発生するＸ線の強度は、Ｘ線管１２ａ、１２ｂの陽極と陰極との間に流す電流（管電流）に比例して変化するとともに、発生するＸ線の波長がＸ線管１２ａ、１２ｂの陽極と陰極との間に印加する電圧（管電圧）に応じて短くなり透過力が強くなる。本実施の形態では、Ｘ線管１２ａが発生するＸ線の強度とＸ線管１２ｂが発生するＸ線の強度を異ならせており、例えば、Ｘ線管１２ａを高出力、Ｘ線管１２ｂを低出力として、異なる透過特性のＸ線により互いに異なるコントラストの画像データを出力するようにしている。なお、Ｘ線管１２ａ、１２ｂが発生するＸ線の強度は、必ずしも一定値に固定されるものではなく、検出対象とする異物および被検査物Ｗの種類や搬送速度に応じて、Ｘ線管１２ａ、１２ｂの管電流または管電圧が調整されるようになっている。
【００２６】
Ｘ線検出器１０は、搬送される被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向と直交するＹ方向に複数の検出素子を直線状に並べたＸ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０を被検査物Ｗの搬送方向に備えている。Ｘ線ラインセンサ５０は、高出力のＸ線管１２ａから照射されて被検査物Ｗを透過した検出信号（濃度データの画像）を出力し、Ｘ線ラインセンサ６０は、高出力のＸ線管１２ｂから照射されて被検査物Ｗを透過した検出信号（濃度データの画像）を出力するようになっている。
【００２７】
ここで、本実施の形態では、Ｘ線検出器１０は、内蔵する図示しないＡ／Ｄ変換部によりＸ線ラインセンサ５０、６０の検出信号（輝度値データ）をデジタルデータに変換して濃度データとして出力するようになっているが、Ｘ線検出器１０の外部にＡ／Ｄ変換部を備える構成としたり、Ａ／Ｄ変換前の輝度値データのまま後段の制御部４０に出力する等の構成としてもよく、デジタルデータである濃度データに変換することは必須要件ではない。
【００２８】
Ｘ線ラインセンサ５０、６０を備えるＸ線検出器１０からは、後述する判定部４８（図２参照）での異物混入の有無の判定に必要な解像度よりも高解像度の画像データを出力するようになっている。
【００２９】
例えば、Ｘ線ラインセンサ５０、６０がそれぞれ備える複数の検出素子のサイズを、異物混入の有無の判定に必要なサイズよりも小さくすることで、Ｘ線検出器１０から高密度、高解像度の画像データを得ることができる。
【００３０】
また、Ｘ線ラインセンサ５０、６０の走査周期を短くすることで、被検査物Ｗの搬送方向に限定されるが、走査周期が長い場合よりも、Ｘ線検出器１０から高密度、高解像度の画像データを得ることができる。
【００３１】
また、被検査物Ｗの搬送速度を低速にすることにより、一定の走査周期に対して、Ｘ線検出器１０から高密度、高解像度の画像データを得ることができる。
【００３２】
なお、Ｘ線検出器１０から高解像度の画像データを得るための上記の手法は、組合せて用いることができる。
【００３３】
図２に示すように、搬送路２１内の天井部２１ａには、搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数個所にＸ線遮蔽用の遮蔽カーテン１６が吊り下げ配置されている。遮蔽カーテン１６は、Ｘ線を遮蔽する鉛粉を混入したゴムシートをのれん状（上部が繋がっており下部が帯状に分割された状態）に加工したものから構成されており、検査空間２２から搬送路２１を介してＸ線が筐体４の外部に漏えいすることを防止するものである。遮蔽カーテン１６は、本実施の形態では、搬入口７と検査空間２２との間、および検査空間２２と搬出口８との間にそれぞれ２枚ずつ設けられており、１つの遮蔽カーテン１６が被検査物Ｗと接触して弾性変形して隙間が生じた場合でも、他の遮蔽カーテン１６がＸ線を遮蔽するので漏えい基準量を超えることなくＸ線の漏えいを防止できるようになっている。搬送路２１における遮蔽カーテン１６により囲まれた内側の空間が検査空間２２を構成している。
【００３４】
Ｘ線異物検出装置１は、Ｘ線検出器１０からの濃度データが入力されるとともに被検査物Ｗ中の異物の有無を判定する制御部４０を備えている。
【００３５】
制御部４０は、Ｘ線ラインセンサ５０、６０からの濃度データをそれぞれ複数記憶する記憶部４２と、Ｘ線ラインセンサ５０、６０からの濃度データの画像（以下、単に画像という）を合成する画像合成部４４と、画像合成部４４から出力された合成された画像を縮小する画像縮小部４６と、画像縮小部４６で縮小された画像に対して被検査物Ｗと異物との判別を行って異物の混入の有無を判定する判定部４８と、判定結果を表示する表示器５とを備えている。
【００３６】
記憶部４２は、Ｘ線ラインセンサ５０、６０からの画像を一時的に記憶するものであり、画像を高速に記憶および読み出しが可能なメモリから構成されている。
【００３７】
画像合成部４４は、Ｘ線ラインセンサ５０からの画像と、Ｘ線ラインセンサ６０からの画像とを、そのまま、すなわち素子サイズ（画素サイズ）が小さい高解像度のままで合成するようになっており、これにより、Ｘ線ラインセンサ５０からの画像とＸ線ラインセンサ６０からの画像とを合成するときの画像上の被検査物Ｗの位置合わせの精度が高められ、２つの画像間における位置ズレを低減している。
【００３８】
具体的には、図３に示すように、Ｘ線ラインセンサ５０からの画像Ａと、Ｘ線ラインセンサ６０からの画像Ｂは、何れも小さい素子サイズ（高解像度）のままの画像であり、これらの画像Ａと画像Ｂとを画像合成部４４で合成することで、画素サイズに由来する合成画像ＡＢ上の２つの被検査物Ｗの位置ズレを低減するようになっている。
【００３９】
ここで、画素サイズの大きさ（解像度）と被検査物Ｗの位置ズレとの関係について説明する。図４に示すように、Ｘ線ラインセンサ５０からの画像Ａ上の被検査物Ｗの位置と、Ｘ線ラインセンサ６０からの画像Ｂ上の被検査物Ｗの位置との間には、各ラインセンサ間での画像の取得タイミングによる位置ズレを除外した場合であっても、Ｘ線ラインセンサ５０、６０の素子サイズ程度、位置ズレが生じてしまう。すなわち、この位置ズレは、Ｘ線ラインセンサ５０、６０の画素の大きさ、すなわち解像度に由来するものであり、画素が大きく解像度が低ければ位置ズレが大きくなるが、上記のように、画素が小さく解像度が高い画像を用いることで位置ズレが低減されることとなる。
【００４０】
画像縮小部４６は、画像合成部４４で合成された画像を、下段の判定部４８での異物判定に必要な素子サイズまで縮小、すなわち低解像度の画像に縮小するようになっている。
【００４１】
具体的には、図３に示すように、画像合成部４４で合成された後の合成画像ＡＢの画像サイズを縮小することにより、合成後の合成画像ＡＢ上に残った被検査物の位置ズレを画像サイズの縮小とともに更に低減するようになっている。また、画像縮小部４６により、画像を下段の判定部４８での異物判定に必要な素子サイズまで縮小することにより、判定部４８の対応画像サイズに関する設計を変更する必要がなくなる。
【００４２】
このように、本実施の形態では、従来よりも高解像度の画像を用いて２つの画像を合成することで位置ズレを低減し、合成後の高解像度の画像を縮小することで後段での異物の判定用の低解像度の低解像度の画像とするとともに、位置ズレを更に低減するようになっている。
【００４３】
判定部４８は、画像縮小部４６で縮小された画像に対して、画像上の被検査物Ｗの中から異物を検出し、異物の混入の有無を判定するようになっている。
【００４４】
また、制御部４０は、設定部４９を備えており、この設定部４９からは、Ｘ線発生器９のＸ線出力、被検査物Ｗの搬送速度、Ｘ線検出器１０の走査周期等の検査パラメータの設定操作、選択操作が行われるようになっている。
【００４５】
次に動作を説明する。
【００４６】
制御部４０は、予め設定された速度で搬送部２を駆動して被検査物Ｗを搬送するとともに、予め設定された強度でＸ線発生器９から被検査物ＷにＸ線を照射する。
【００４７】
ついで、制御部４０は、Ｘ線ラインセンサ５０からの画像とＸ線ラインセンサ６０からの画像とを記憶部４２に記憶する。
【００４８】
ついで、制御部４０は、画像合成部４４により、Ｘ線ラインセンサ５０からの画像と、Ｘ線ラインセンサ６０からの画像とを、小さい素子サイズのままで合成する。
【００４９】
ついで、制御部４０は、画像縮小部４６により、画像合成部４４で合成された画像を縮小する。
【００５０】
ついで、制御部４０は、判定部４８により、画像縮小部４６で縮小された画像に対して、画像上の被検査物Ｗの中から異物を検出し、異物の混入の有無を判定し、判定結果を表示器５に表示する。
【００５１】
以上のように、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、被検査物Ｗを搬送路上で搬送する搬送部２と、搬送路上を搬送される被検査物Ｗに互いに異なる強度のＸ線を照射するＸ線管１２ａ、Ｘ線管１２ｂと、被検査物Ｗの搬送方向に配置され、異物判定に必要な解像度より高解像度であるとともにＸ線管１２ａ、Ｘ線管１２ｂから照射され被検査物Ｗを透過するＸ線に応じた画像データをそれぞれ出力するＸ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０と、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０からの画像データを合成して被検査物Ｗに対応する１つの画像データとして出力する画像合成部４４と、画像合成部４４からの画像データの画像サイズを縮小する画像縮小部４６と、画像縮小部４６が出力する画像データに基づいて被検査物Ｗ中の異物の有無を判定する判定部４８と、を備えている。
【００５２】
この構成により、画像合成部４４で高解像度の画像データを用いて合成することにより素子サイズに由来する画像上の被検査物Ｗの位置ズレを低減することができ、また、合成後の画像を画像縮小部４６により縮小することにより、合成後の画像上に残った被検査物Ｗの位置ズレを画像サイズの縮小とともに更に低減することができる。
【００５３】
また、合成後の画像を画像縮小部４６により縮小することにより、判定部４８の仕様を変更することなく異物の判定を行うことができる。
【００５４】
したがって、画像合成時の画像上の被検査物Ｗの位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【００５５】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０の走査周期を短くすることにより、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０が、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする。
【００５６】
この構成により、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０に高解像度のセンサを用いることなく、低コストに、画像合成時の画像上の被検査物Ｗの位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、搬送部２による被検査物Ｗの搬送速度を低速にすることにより、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０が、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする。
【００５８】
この構成により、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０に高解像度のセンサを用いることなく、低コストに、画像合成時の画像上の被検査物Ｗの位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係るＸ線異物検出装置１は、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０の検出素子のサイズを小さくすることにより、Ｘ線ラインセンサ５０およびＸ線ラインセンサ６０が、異物判定に必要な解像度より高解像度の画像データを出力することを特徴とする。
【００６０】
この構成により、検査速度の低下を招くことなく検出素子が配列される主走査方向にも高解像度の画像を得ることができ、画像合成時の画像上の被検査物Ｗの位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができる。
【００６１】
また、上記した実施の形態では、互いにＸ線強度が異なる２つのＸ線ラインセンサ５０、６０を備えているが、より多くのＸ線ラインセンサを被検査物Ｗの搬送方向に配置し、各Ｘ線ラインセンサからの画像を合成するように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明に係るＸ線異物検出装置は、画像合成時の画像上の被検査物の位置ズレを低減し、異物検出能力の低減を防ぐことができるという効果を有し、複数本のＸ線ラインセンサからの画像を合成して異物を強調させた画像を得るエネルギーサブトラクション法を採用したＸ線異物検出装置として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１  Ｘ線異物検出装置
２  搬送部（搬送手段）
２ａ  ベルト面
３  検出部
４  筐体
５  表示器
６  駆動モータ
７  搬入口
８  搬出口
９  Ｘ線発生器
１０  Ｘ線検出器
１１  箱体
１２ａ  Ｘ線管（第１のＸ線源）
１２ｂ  Ｘ線管（第２のＸ線源）
１６  遮蔽カーテン
２１  搬送路
２１ａ  天井部
２２  検査空間
４２  記憶部
４４  画像合成部（画像合成手段）
４６  画像縮小部（画像縮小手段）
４８  判定部（判定手段）
４９  設定部
５０  Ｘ線ラインセンサ（第１のＸ線ラインセンサ）
６０  Ｘ線ラインセンサ（第２のＸ線ラインセンサ）
Ｗ  被検査物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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