(57)【要約】【課題】  Ｘ線源とＸ線検出器の間を横切るように被検査物を移動させて連続的にＸ線を照射して得られる被検査物のＸ線透過データから、被検査物の検査を行うＸ線検査装置において、Ｘ線検出器に用いられているシンチレータシートの残光特性に基づく動特性に起因する誤判定の発生をなくすることのできるＸ線検査装置を提供する。【解決手段】  Ｘ線検出器２の各画素出力に含まれるシンチレータシートの残光の影響を、あらかじめ記憶している係数ｈ［ｍ］（ｍ＝１，２，・・）を用いた下記の式（１）により除去して検査に供することで、Ｘ線検出器の２の動特性に起因する誤判定の発生を解消する。【選択図】  図１
2006105786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を移動させながらＸ線を連続照射し、その被検査物を透過したＸ線を、シンチレータシートと光センサアレイとからなるＸ線検出器で検出し、その検出出力に基づく被検査物のＸ線透過像を用いた画像処理により、被検査物の検査を行うＸ線検査装置において、
上記Ｘ線検出器の各画素出力ｙ［ｎ］（ｎ＝１，２，・・）に含まれる上記シンチレータの残光の影響を、あらかじめ求めて記憶している係数ｈ［ｍ］（ｍ＝１，２，・・）を用いた下記（１）式で表される差分方程式により除去し、除去後の値ｘ［ｎ］を画像処理に供する残光除去演算手段を備えていることを特徴とするＸ線検査装置。
【数１】
2006105786.tif 000005
【請求項２】
上記シンチレータシートの残光特性をＩ＝Ｉ0 ・ｅｘｐ（−ｔ／τ）と近似して、上記残光除去演算手段により用いる差分方程式を、下記の（２）式とすることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【数２】
2006105786.tif 000006
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品や食品等をはじめとする各種製品の内部状況を非破壊のもとに検査するためのＸ線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検査物にＸ線を照射して得られるＸ線透過データから、その対象物内に異物が混入しているか否か等を検査するＸ線検査装置として、従来、Ｘ線源とＸ線検出器を対向配置し、これらの間を横切るように被検査物を搬送することにより、被検査物のＸ線透視像を得て、異物の有無等の判定に供する方式のものが知られている（例えば特許文献１参照）。  
【０００３】
また、この種のＸ線検査装置におけるＸ線検出器としては、シンチレータシートとフォトダイオードアレイなどの光センサアレイを組み合わせ、Ｘ線をシンチレータシートにより光信号に変換し、その光信号を光センサアレイにより電気信号に変換する方式のものが多用されている。
【０００４】
ところで、シンチレータシートには、Ｘ線の照射状態から照射を停止したとき、光変換出力が残る、いわゆる残光特性があることが知られている。すなわち、シンチレータシートに対して例えば図２（Ａ）に示すようなＸ線の照射があった場合、同図（Ｂ）に例示するようなシンチレータシートの残光特性に起因して、フォトダイオード等の光センサアレイの出力は同図（Ｃ）に示すように、Ｘ線の入射量を正確に表すものとはならない。
【０００５】
このようなＸ線検出器の動特性の悪さに基づき、特に前記したＸ線源とＸ線検出器の間を横切るように被検査物を通過させるタイプのＸ線検査装置においては、被検査物のＸ線透視像が不鮮明となり、誤判定の原因となる場合がある。
【０００６】
ここで、シンチレータシートとフォトダイオードアレイを組み合わせたＸ線検出器におけるシンチレータシートの残光による影響を除去する技術としては、従来、Ｘ線をパルス状に繰り返し照射したとき、パルス間のＸ線非照射状態におけるフォトダイオードの出力を検出し、その検出結果に基づいてシンチレータシートの残光成分を把握し、Ｘ線パルスの照射状態におけるフォトダイオードの出力から残光成分を差し引くこと技術が知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２８１１７３号公報
【特許文献２】特開平１０−８５２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記した従来の残光除去技術は、パルス状のＸ線を照射する場合に限るものであり、Ｘ線源とＸ線検出器の間を横切るように被検査物を移動させるタイプのＸ線検査装置のように、Ｘ線を連続的に照射する場合には適用することができない。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、Ｘ線源に対向してＸ線検出器を配置し、Ｘ線源からのＸ線を連続的に照射しながら、これらの間を横切るように被検査物を移動させるタイプのＸ線検査装置において、シンチレータシートの残光の影響を除去して、被検査物を透過したＸ線を正確に計測して判定に供することができ、もって残光に起因する誤判定の発生をなくすることのできるＸ線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】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明のＸ線検査装置は、被検査物を移動させながらＸ線を連続照射し、その被検査物を透過したＸ線を、シンチレータシートと光センサアレイからなるＸ線検出器で検出し、その検出出力に基づく被検査物のＸ線透過像を用いた画像処理により、被検査物の検査を行うＸ線検査装置において、上記Ｘ線検出器の各画素出力に含まれる上記シンチレータシートの残光の影響を、あらかじめ求めて記憶している係数ｈ［ｍ］（ｍ＝１，２，・・）を用いた下記（１）式で表される差分方程式により除去すして画像処理に供する残光除去演算手段を備えていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【００１０】
【数３】
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【００１１】
ここで、本発明においては、上記シンチレータシートの残光特性をＩ＝Ｉ0 ・ｅｘｐ（−ｔ／τ）と近似して、上記残光除去演算手段により用いる差分方程式を、下記の（２）式とする構成（請求項２）を採用することができる。
【００１２】
【数４】
2006105786.tif 000004
【００１３】
本発明は、シンチレータシートの残光特性があらかじめ判明していれば、Ｘ線検出器の出力、つまり光センサアレイの出力からシンチレータシートの残光成分を差分方程式を用いて除去することができることを利用したものである。以下にその原理について説明する。
【００１４】
シンチレータシートとフォトダイオードアレイ等の光センサアレイとからなるＸ線検出器において、その１つの画素に着目したとき、実際にその画素に入射するＸ線線量を前記図２（Ａ）に例示するようにｘ（ｔ）とすると、同図（Ｂ）に例示するようなシンチレータシートの残光特性ｅ（ｔ）の影響を受ける結果、画素の出力は同図（Ｃ）に示すようにｙ（ｔ）となり、これらの間には、
ｙ（ｔ）＝∫ｅ（ｕ）・ｘ（ｔ−ｕ）ｄｕ  ・・（３）
の関係がある。
【００１５】
（３）式をフーリエ変換すると、
Ｙ（ω）＝Ｅ（ω）・Ｘ（ω）  ・・（４）
となるため、
Ｘ（ω）＝｛１／Ｅ（ω）｝・Ｙ（ω）  ・・（５）
より、観測信号（実際の検出器出力）をフーリエ変換し、あらかじめ求めておいた１／Ｅ（ω）を掛けたうえで、再度逆変換することにより、残光の影響のない信号ｘ（ｔ）を得ることができる。
【００１６】
実際には、１／Ｅ（ω）を級数展開し、
１／Ｅ（ω）＝ｈ［０］＋ｈ［１］・ｅｘｐ（−ｊωｔ）＋ｈ［２］・ｅｘｐ（−ｊω２ｔ）＋・・・＋ｈ［ｋ］・ｅｘｐ（−ｊωｋｔ）  ・・（６）
により係数ｈ［０］，ｈ［１］，ｈ［２］・・・ｈ［ｋ］を求めておき、離散的にサンプリング（サンプリング周期２π／ω）された検出器出力ｙ［ｎ］を、
ｘ［ｎ］＝ｈ［０］・ｙ［ｎ］＋ｈ［１］・ｙ［ｎ−２］＋ｈ［２］・ｙ［ｎ−３］＋・・・ｈ［ｋ］ｙ［ｎ−ｋ］  ・・（７）
の差分方程式（前記した（１）式に同じ）に基づいて、実際の検出器に入射したＸ線線量を表すｘ［ｎ］を求めることができる。
【００１７】
ここで、請求項２に係る発明のように、シンチレータシートの残光特性を、
ｅ（ｔ）＝ｅｘｐ（−ｔ／τ）  （ｔ≧０），
ｅ（ｔ）＝０                  （ｔ＜０）  ・・（８）
と近似すると、（７）式は前記した（２）式の通り簡単になり、演算処理が極めて容易となる。この近似は、現実と比較しても全く問題のない近似であり、例えばシンチレータシートとして常用されているＧｄ2 Ｏ2 Ｓにおいてはτは０．０２６程度の値となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、シンチレータシートと光センサアレイを組み合わせたＸ線検出器における、シンチレータシートの残光特性に起因する動特性の悪さを、あらかじめ求めている係数を用いた差分方程式により補正し、補正後の値を被検査物のＸ線透過データとして検査のための判定に供するので、被検査物をＸ線源とＸ線検出器の間を通過させる方式のＸ線検査装置において、被検査物のＸ線透過データに含まれる誤差をなくし、常に正確な判定を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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、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。
【００２０】
Ｘ線源１はそのＸ線放射口に設けられているスリット（図示せず）を介してＸ線を放射することによってファンビーム状のＸ線とし、鉛直下方に向けて出力する。このＸ線源１の下方に対向して、１次元Ｘ線検出器２が配置されている。この１次元Ｘ線検出器２は、複数の素子からなるフォトダイオードアレイの有感面を覆うようにシンチレータシートを配した公知の構造のものであり、フォトダイオードアレイの各素子の配列方向がファンビーム状のＸ線の広がり方向に沿うように配置されている。
【００２１】
以上のＸ線源１と１次元Ｘ線検出器２の間にはベルトコンベア３が設けられており、このベルトコンベア３は、被検査物Ｗを搭載してファンビーム状のＸ線の広がり方向に直交する方向に搬送する。
【００２２】
以上の構成により、被検査物ＷがＸ線源１と１次元Ｘ線検出器２の対向位置に差しかかった時点からそこを通過し終えるまでの１次元Ｘ線検出器２の各画素出力により、被検査物Ｗの全体のＸ線透過データが得られることになる。この１次元Ｘ線検出器２の各画素出力は画像処理装置１０に取り込まれて、公知の画像処理による異物の有無判定などに供されるのであるが、この実施の形態においては、１次元Ｘ線検出器２からの各画素出力は残光除去処理演算部１１によって残光除去処理が施されたうえで画像処理装置１０の判定に供される。なお、その判定結果が例えば異物有りである場合には、例えばベルトコンベア３の下流側に設けられている排除装置等を駆動して該当の被検査物をライン上から規定のボックス内等に排除する。
【００２３】
残光除去処理演算部１１は例えばパーソナルコンピュータとその周辺機器によって構成され、この残光除去処理演算部１１には、前記した（２）式に示される差分方程式における係数に相当するτ、並びに各画素出力のサンプリング間隔ｔｓが、あらかじめ設定されて格納されており、その係数を用いて、各画素出力について、刻々のサンプリング値ｙ［ｎ］，ｙ［ｎ−１］，ｙ［ｎ−２］，・・を（２）式によりｘ［ｎ］に補正する。
【００２４】
前記したように、（２）式で得られるｘ［ｎ］は、シンチレータシートの残光成分を除去した、正確に各時点におけるＸ線線量を表す値となり、従って画像処理装置１０による判定には、シンチレータシートの残光の影響を受けていない被検査物ＷのＸ線透過データが用いられることになり、従来のようなＸ線検出器の動特性に起因する誤判定をなくすることができる。
【００２５】
ここで、以上の実施の形態においては、ファンビーム状のＸ線の照射領域に対応して１次元Ｘ線検出器２を配置した例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、要はＸ線検出器の視野内で被検査物が相対移動するようにしたＸ線検査装置であれば、シンチレータシートの残光に基づくＸ線検出器の動特性が問題となることから、そのような相対移動を行いながら被検査物のＸ線透過データを用いて検査を行う他の構成のＸ線検査装置にも等しく適用し得ることは勿論である。
【００２６】
また、残光除去処理演算部１１による残光除去に用いる差分方程式は、上記した実施の形態のように（２）式とすることによってその演算処理が容易となるのであるが、前記した（１）式を用いてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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】シンチレータシートと光センサアレイを用いたＸ線検出器の動特性の説明図であり、（Ａ）はＸ線検出器に入射するＸ線線量の時間的変化を表すグラフで、（Ｂ）はＸ線検出器におけるシンチレータシートの残光特性の例を示すグラフ、（Ｃ）は（Ｂ）に示される残光特性を持つシンチレータシートを用いたＸ線検出器に（Ａ）で示されるＸ線が入射したときの出力の時間的変化を表すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１  Ｘ線源
２  １次元Ｘ線検出器
３  ベルトコンベア
１０  画像処理装置
１１  残光除去処理演算部
Ｗ  被検査物
【図１】
2006105786.tif 000007
【図２】
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