(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線発生手段と、その放射線発生手段に対して対向配置された放射線検出手段と、その放射線発生手段および放射線検出手段の間で被検査物を搬送する搬送手段と、上記放射線検出手段からの画素情報を用いてデータ処理を行うデータ処理手段を備えた放射線検査装置において、
上記データ処理手段は、上記放射線検出手段からの１つの被検査物に関する全ての画素の濃度情報のうち、あらかじめ設定されている濃度範囲内の画素数を積算し、その積算結果から欠品検査を行うように構成されていることを特徴とする放射線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品や食品等の被破壊検査装置に関し、更に詳しくは、包装材料等の事情により内部が可視光で観察できない対象物の欠品の有無を検査するのに適した放射線検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
包装された食品などの欠品の有無する装置として、従来、可視光ないしは赤外線を用いる検査装置が知られている。この可視光または赤外線を用いる検査装置においては、一般に、可視光または赤外線を被検査物に対して照射し、その反射光もしくは透過光をＣＣＤカメラなどで受光して包装内部の画像情報を得て、その形状に基づいて包装内部の物品の個数などを判別している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、食品や医薬品等の包装形態として、アルミホイルや光を透過させない箱などを用いたものが多く採用されており、このような包装形態の商品については、光を用いた欠品の検査装置は無力であった。
【０００４】
また、光を用いた検査装置においては、光を透過させる材料からなる包装材を用いていても、その表面の着色等によって検査結果に大きな影響を受けるという問題があった。
【０００５】
光を透さない材料からなる包装の内部の状況を透視するには、Ｘ線をはじめとする放射線を用いた検査装置を用いればよいのであるが、従来の放射線検査装置においては、被検査物を透過した放射線を１次元もしくは２次元の放射線検出器によって検出し、その画素情報を用いた画像処理により包装内部の透視２次元像のパターンを認識して、欠品の有無等を判定するものであり、高速インライン化に対応するには大がかりな画像処理を必要とし、ハードウエア並びにソフトウエアの双方ともに高価なものとなるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、放射線を用いた検査装置で、しかも従来のような大がかりな画像処理を必要とすることなく、画像処理のためのハードウエア並びにソフトウエアを比較的簡単なものとすることができ、もって低コストの装置構成のもとに、光を透さない材料等によって包装された物品の欠品の有無等を確実に判定することのできる放射線検査装置の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の放射線検査装置は、放射線発生手段と、その放射線発生手段に対して対向配置された放射線検出手段と、その放射線発生手段および放射線検出手段の間で被検査物を搬送する搬送手段と、上記放射線検出手段からの画素情報を用いてデータ処理を行うデータ処理手段を備えた放射線検査装置において、上記データ処理手段は、上記放射線検出手段からの１つの被検査物に関する全ての画素の濃淡情報のうち、あらかじめ設定されている濃度範囲内の画素数を積算し、その積算結果から欠品検査を行うように構成されていることによって特徴づけられる。
【０００８】
本発明は、放射線検出器による画素情報を用いた画像処理によって透視像のパターンを認識するのではなく、画素の濃淡情報のうち、あらかじめ設定されている濃度範囲内にある画素数を積算し、その結果から欠品の有無を判定するという簡単なデータ処理を採用することにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、包装内の物品の放射線透視像を構成する画素は、他の部分の画素とは異なる濃度を有しているが故に、その透視像を視認できるのであり、従って、その物品の透視像を構成する画素は他の部分とは異なる濃度範囲に入り、その範囲はあらかじめ知ることができる。そこで、その濃度範囲をあらかじめ設定しておき、その濃度範囲内にある画素数を積算すれば、その積算結果は包装内部の物品の投影面積に相関したものとなる。例えば複数の物品が一定の向きで包装容器内に収容された商品を被検査物とした場合、上記した積算結果は包装容器内の物品の個数に比例したものとなる。従って、放射線透過像を構成する画素のうち、所定の濃度範囲内にある画素を積算することにより、包装内の欠品の有無を正確に判定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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は本発明の実施の形態の構成図であり、要部の機械的構成を表す模式図と、電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１１】
被検査物Ｗはコンベアシステム１のループベルト１１上に載せられて一定の速度で搬送される。コンベアシステム１の上方には、Ｘ線管２がそのＸ線光軸を鉛直下方に向けた姿勢で配置されているとともに、Ｘ線管２に対向してその鉛直下方には、コンベアシステム１のループベルト１１を介在させた状態で１次元Ｘ線検出器３が配置されている。
【００１２】
コンベアシステム１は、ループベルト１１と、そのループベルト１１が掛け回される駆動ローラ１２並びに複数の従動ローラ１３を含み、駆動ローラ１２は、操作パネル４に設けられているスイッチの操作により駆動回路１４から供給される駆動信号によって回転駆動するモータ（図示せず）により回転が与えられ、この駆動ローラ１２の回転によりループベルト１１が各ローラに案内されて移動し、被検査物Ｗを図中矢印の方向に一定の速度で搬送する。
【００１３】
Ｘ線管２は、そのアノード２ａとカソード２ｂ間に、Ｘ線制御器２１により制御される高電圧発生回路２２からの高電圧が印加されることによってＸ線を発生する。Ｘ線管２とコンベアシステム１との間には、当該コンベアシステム１による搬送方向に直交する方向に沿ったスリット２３ａが形成されてなる鉛製のスリット部材２３が設けられており、Ｘ線管２から出力されたＸ線は、このスリット２３ａを通過することにより、コンベアシステム１の幅方向に広がりを持つ扇状のＸ線ビームとなる。
【００１４】
１次元Ｘ線検出器３はシンチレータと、複数の素子がライン状に並べられたＭＯＳ型イメージセンサによって構成されたものであり、入射したＸ線はシンチレータにより光に変換されたうえでＭＯＳ型イメージセンサの各素子によって一定の微小時間ごとに検出され、各素子ごとに刻々のＸ線の入射量に応じた検出信号を出力する。
【００１５】
１次元Ｘ線検出器３の各素子からの検出信号はデータ処理装置５に取り込まれる。データ処理装置５は、その各素子からの検出信号を画素の濃淡情報とするＸ線透過像をモニタ５１に表示するとともに、後述するルーチンのもとに１次元Ｘ線検出器３の各素子からの刻々のデータを用いて欠品の有無を判定する。そして、その判定結果に基づき、欠品有りと判定した場合には、その旨の出力を発生して、後述するようにブザー５４を鳴らしたり、あるいは排除装置５５を駆動する。また、その結果をデータプリンタ５２に出力するとともに、その画像をビデオプリンタ５３に出力する。
【００１６】
図２はデータ処理装置５に書き込まれている欠品の有無の判定用のプログラムの内容を示すフローチャートであり、以下、この図２を参照しつつ本発明の実施の形態における欠品の有無の判定動作について説明する。この例においては、被検査物Ｗとして、図３（Ａ）に正規の状態でのＸ線透過像を例示するように、包装箱ＷＢ内に６個の饅頭ＷＡが収容されている商品を例にとり、饅頭ＷＡの欠品の有無を検査するものとする。なお、図３（Ａ）においてＷＣは饅頭ＷＡ内の餡である。また、このフローチャートにおいて、ｉは一定の微小間隔ごとの１次元Ｘ線検出器３による信号の出力（イベント）の順序、換言すれば時間、を表し、ｊは１次元Ｘ線検出器３の各素子の番号（チャンネル）を表すものとし、従って被検査物ＷのＸ線透過像を構成する画素は、Ｒijで表される。
【００１７】
さて、自動運転に先立ち、操作パネル４に設けられているテンキー等を操作して、カウントに供すべき画素の濃度範囲の下限ＸＬと上限ＸＨを設定する。この濃度範囲は、図４に饅頭ＷＡの略中央部分に１次元Ｘ線検出器３が位置している状態における各画素の出力（濃淡）レベルを示すように、被検査物Ｗ内の饅頭ＷＡのＸ線透視像を構成する画素の全てが入り、かつ、背景像を構成する画素が入らない濃度範囲に設定される。また、この濃度範囲に入っている画素のカウント結果に従って欠品の有無を判定する際の合格範囲の下限ＭＬと上限ＭＨを設定する。
【００１８】
更に、測定長ｉＭＡＸを設定する。このｉＭＡＸは、１つの被検査物Ｗについての１次元Ｘ線検出器３からの検出信号のデータ処理装置５への取り込み数を表す。すなわち、データ処理装置５は、被検査物Ｗがコンベアシステム１上を搬送されて、その先端がＸ線の照射位置の直前に到来した時点で物品検出センサ（図示せず）から出力される外部トリガ信号の発生により１次元Ｘ線検出器３からの出力の取り込みを開始し（ｉ＝１）、その取り込み数が上記したｉＭＡＸに達した時点で当該被検査物Ｗに関しての出力の取り込みを終了する。
【００１９】
自動運転の開始を指令して被検査物Ｗをコンベアシステム１上に供給して搬送を始めると、上記した物品検出センサの出力の発生によりｉ＝１，ｊ＝１，Ｍ＝０に初期化し、最初のイベントｉ＝１における各画素情報Ｒ1jを取り込む。ｉ＝１において取り込んだ１次元Ｘ線検出器３のｊ個の画素情報について、ｊ＝１から全ての画素に至るまで、その濃度情報が先に設定した濃度範囲ＸＬ〜ＸＨの範囲に入っているか否かを判別し、範囲ＸＬ〜ＸＨ内に入っている場合にはＭの値を１カウントアップする。
【００２０】
全チャンネルの判別を終了した後、次に取り込んだ各画素情報（ｉ＝２）について、上記と同様にして最初のチャンネルｊ＝１から最終チャンネルに至るまで設定されている濃度範囲内に入っているか否かを判別し、入っている画素があるごとにＭを１カウントずつアップしていく。やがてｉ＝ｉＭＡＸに達した時点で、Ｍの値が先に設定した合格範囲ＭＬ〜ＭＨに入っているか否かを判別する。この判別によって、欠品の有無を正確に知ることができる。
【００２１】
すなわち、１個の饅頭ＷＡのＸ線透視像において、濃度範囲ＸＬ〜ＸＨに入る画素数の平均が１００個であったとしたとき、合格範囲ＭＬ〜ＭＨを例えば５４０〜６６０程度に設定する。図３（Ａ）のように、包装箱ＷＢ内に正しく６個の饅頭ＷＡが収容されている場合には、Ｍの数は平均して６００となり、合格範囲ＭＬ〜ＭＨに入るのに対し、図３（Ｂ）に示すように、包装箱ＷＢ内に饅頭ＷＡが１個欠落している場合には、Ｍの数は平均して５００となり、合格範囲ＭＬ〜ＭＨには入らず、欠品の有無を正確に判別することができる。なお、Ｘ線透視像において、包装箱ＷＢのエッジ部分等の画素が濃度範囲ＸＬ〜ＸＨに入る場合においては、その画素数の概略はあらかじめ判るため、その数をＭから減じたうえで合格範囲ＭＬ〜ＭＨと比較するか、あるいは合格範囲ＭＬ〜ＭＨを包装箱ＷＢのエッジ部分等の画素数を考慮した値に設定すればよい。
【００２２】
Ｍが合格範囲ＭＬ〜ＭＨに収まっていれば合格の旨の処理をするとともに、収まっていなければ、前記したブザー奏鳴や物品排除等の異常判定処理を行った後、次の被検査物Ｗの判定に移行する。
【００２３】
以上の実施の形態において特に注目すべき点は、１次元Ｘ線検出器３からの画素情報を用いた画像処理により、被検査物Ｗ内の饅頭ＷＡのパターンを認識して合否判定を行うのではなく、画素の濃度があらかじめ設定されている濃度範囲内に収まる画素数を積算し、その積算結果が合格範囲内にあるか否かによって欠品の有無を判定する点であり、このようなデータ処理の採用により、パターン認識による判定に比してそのソフトウエアが極めて簡単ですみ、それに伴ってデータ処理のためのハードウエアも比較的簡単なものですむという効果を奏することができる。
【００２４】
ここで、  本発明は、上記のように包装箱ＷＢ内に収容されている饅頭ＷＡ等の数のみならず、濃度範囲ＸＬ〜ＸＨの設定を変更することによって、例えば各饅頭ＷＡ内の餡の欠落の有無をも検査することができる。
【００２５】
すなわち、図５に示すように、饅頭ＷＡのＸ線透視像においては、内部の餡ＷＣの透視像を構成する画素の濃度はその周囲の皮の部分の画素よりも濃く（暗く）なる。従って、濃淡範囲ＸＬ〜ＸＨを餡ＷＣの画素のみが入る濃度に設定しておくことにより、例えば１個の饅頭ＷＡの餡ＷＣのＸ線透視像を構成する画素数の平均を２０とすると、上記と同様に６個の饅頭ＷＡが１つの包装箱ＷＢ内に収容されている商品において、前記した図３（Ａ）に示すように全ての饅頭ＷＡ内に正しく餡ＷＣが入っている場合には、Ｍの数は１２０程度となるのに対し、図６に示すように、１個の饅頭ＷＡ内内に餡ＷＣが入っていない場合にはＭの数は約１００となり、例えば合格範囲ＭＬ〜ＭＨを１０５〜１３５程度に設定しておくことにより、餡ＷＣの欠品の有無を正確に判定することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被検査物に放射線を照射してその透視像を得るとともに、その透視像の各画素のうち、あらかじめ設定された濃度範囲内にある画素数を積算し、その積算結果を用いて欠品の有無を判定するので、アルミホイル等の光を透過させない包装容器内に収容された商品等についても検査に供することができ、しかも、従来の放射線を用いた異物検査装置等のように、放射線の透視像のパターンを認識して検査する場合に比して、データ処理が簡単であり、ソフトウエアおよびハードウエアの双方ともに低コスト化することが可能であり、低コストの装置構成のもとに、光を透さない材料等によって包装された物品の欠品の有無等を確実に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成図であり、要部の機械的構成を表す模式図と、電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である
【図２】本発明の実施の形態におけるデータ処理装置５に書き込まれている欠品の有無の判定用のプログラムの内容を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態により欠品の有無の検査に供される被検査物ＷのＸ線透視像の例の説明図で、（Ａ）は欠品のない正規の状態の場合、（Ｂ）は欠品のある場合の透視像を示す図である。
【図４】図３に示した被検査物Ｗを検査する場合の濃度範囲ＸＬ〜ＸＨの設定例の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態による欠品の有無の検査を行う場合の他の例における濃度範囲ＸＬ〜ＸＨの設定例の説明図である。
【図６】図５に示した設定において欠品の有無の検査に供される被検査物ＷのＸ線透視像の例の説明図で、欠品のある場合の透視像を示す図である。
【符号の説明】
１  コンベアシステム
１１  ループベルト
１４  駆動回路
２  Ｘ線管
２１  Ｘ線制御器
２２  高電圧発生回路
２３ａ  スリット
３  １次元Ｘ線検出器
４  操作パネル
５  データ処理装置
【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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【図６】
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