(57)【要約】【課題】被検査物の内容量の検査精度を向上できるＸ線検査装置を提供すること。【解決手段】空包領域抽出部は、Ｘ線検出器が検出したＸ線に基づくＸ線画像における被検査物Ｗの上面と内容物Ｗ２の液面との間となる空包領域Ｗ３を抽出する。そして、Ｘ線検査装置は、空包領域Ｗ３の大きさに基づいて、被検査物Ｗの内容量を検査する。空包領域抽出部は、被検査物Ｗの外形を抽出する外形抽出部を有し、外形内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して空包領域Ｗ３を抽出する。【選択図】図４
2018194360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線発生器（９）と、
Ｘ線を検出するＸ線検出器（１０）と、を備え、
被検査物（Ｗ）が水平方向に通過する搬送路（３）を形成するコンベア（２）を挟んで、前記Ｘ線検出器が前記コンベアの搬送面（２Ａ）からの高さ方向を検出するように、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とが配置され、
前記被検査物が容器（Ｗ１）に液体を含む内容物（Ｗ２）が充填されたものからなるＸ線検査装置（１）であって、
前記Ｘ線検出器が検出したＸ線に基づくＸ線画像における前記被検査物の上面と前記内容物の液面との間となる空包領域を抽出する空包領域抽出部（４３Ａ）を備え、
前記空包領域の大きさに基づいて、前記被検査物の内容量を検査することを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
前記空包領域抽出部は、前記被検査物の外形を抽出する外形抽出部（４３Ｂ）を有し、前記外形内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して前記空包領域を抽出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
【請求項３】
前記空包領域抽出部は、前記被検査物の上面から下方への所定の長さまでの領域内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して前記空包領域を抽出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線検査装置。
【請求項４】
前記濃度閾値を表示画面上で設定する閾値設定部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のＸ線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器に液体を含む内容物が充填された被検査物に対してＸ線発生器で発生したＸ線を照射し、被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器により検出することで、内容物の内容量を検査するＸ線検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のＸ線検査装置にあっては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、内容物の液面位置を表す液面ポイントデータの平均値を仮想液面として算出し、この仮想液面が所定範囲内にあるか否かにより内容量を検査している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−０２７５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のものは、振動により内容物の液面だけが波打つことに対しては有効であるが、容器自体が上下動する場合には、液面のレベルを正しく検査することができない。
【０００５】
この問題に対しては、容器の下端から液面のレベルまでの全体を撮像して内容量を検査するようにすることで、容器自体が上下動する場合であっても正しく検査することが可能になる。
【０００６】
しかし、背が高いボトルのような容器を対象として内容量を検査する場合には、高さ方向のＸ線の出射角が広がり、容器の底面と液面とのＸ線透過量に差異が生じるため、内容量の検出精度が低下するという問題がある。
【０００７】
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、被検査物の内容量の検査精度を向上できるＸ線検査装置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】
【０００８】
本発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生器と、Ｘ線を検出するＸ線検出器と、を備え、被検査物が水平方向に通過する搬送路を形成するコンベアを挟んで、前記Ｘ線検出器が前記コンベアの搬送面からの高さ方向を検出するように、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とが配置され、前記被検査物が容器に液体を含む内容物が充填されたものからなるＸ線検査装置であって、前記Ｘ線検出器が検出したＸ線に基づくＸ線画像における前記被検査物の上面と前記内容物の液面との間となる空包領域を抽出する空包領域抽出部を備え、前記空包領域の大きさに基づいて、前記被検査物の内容量を検査することを特徴とする。
【０００９】
この構成により、被検査物の容器形状が同一であり内容物である液体が容器内の下方に位置することを利用し、容器の上部にできる内容物の高さより小さい高さとなる空包領域の大きさに基づいて内容量を検査するので、被検査物の内容量の検査精度を向上できる。
【００１０】
本発明に係るＸ線検査装置において、前記空包領域抽出部は、前記被検査物の外形を抽出する外形抽出部を有し、前記外形内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して前記空包領域を抽出することを特徴とする。
【００１１】
この構成により、被検査物外の雰囲気の影響を受けにくくなり、より安定して検査精度を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係るＸ線検査装置において、前記空包領域抽出部は、前記被検査物の上面から下方への所定の長さまでの領域内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して前記空包領域を抽出することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、正常品の内容物の高さ方向の変動を加味した最小限の高さの領域で、内容量の検査を行うことができるので、Ｘ線が高さ方向に広がることによる検出精度の低下を最小限に抑えることができる。
【００１４】
本発明に係るＸ線検査装置は、前記濃度閾値を表示画面上で設定する閾値設定部を備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、所望の濃度閾値を容易に設定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、被検査物の内容量の検査精度を向上できるＸ線検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の搬送方向に直交する断面における断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置における、Ｘ線画像の元画像を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置における、元画像を白黒反転処理した白黒反転画像を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置における、白黒反転画像を２値化処理した２値化画像を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置における、２値化画像から不要部を削除して空包領域だけにした空包領域画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず構成について説明する。
【００１９】
図１において、Ｘ線検査装置１は筐体４を備えている。筐体４は、被検査物Ｗを搬送するコンベア２に組み込まれている。コンベア２の上部空間は、被検査物Ｗが水平方向に通過する搬送路３を形成している。本実施の形態は、被検査物Ｗが飲料ボトルである場合を例示している。
【００２０】
コンベア２は、被検査物Ｗの生産設備の一部であり、Ｘ線検査装置１と別体に構成されている。本実施の形態は、コンベア２がトップチェーンコンベアからなる場合を例示している。トップチェーンコンベアは、無端状のチェーンに複数のプレートを設けたものであり、コンベア２の搬送部材２１となるプレートの上面で被検査物Ｗを搬送するようになっている。
【００２１】
このように、Ｘ線検査装置１は、別体のコンベア２に組み込まれる組み込み型のＸ線検査装置であり、図１で示すようなボトル搬送でよく使用されるトップチェーンコンベアやベルトコンベア等の被検査物Ｗを水平方向に搬送する既設のコンベアに組み込まれる。なお、ベルトコンベアによる被検査物Ｗの搬送の場合にはベルトが搬送部材２１となる。また、コンベア２は、Ｘ線検査装置１と一体に構成されていてもよい。
【００２２】
筐体４には、被検査物Ｗが搬入される開口部７と、被検査物Ｗが搬出される開口部８とが形成されている。コンベア２は、開口部７、８を通って筐体４を貫通している。筐体４は、ステンレス等のＸ線を遮蔽可能な金属からなる遮蔽カバー１６を、開口部７、８の周囲に備えており、遮蔽カバー１６は、開口部７、８から外部へのＸ線の漏洩を防止している。
【００２３】
コンベア２の上方にはガイド部材６１が設けられており、ガイド部材６１は、被検査物Ｗがコンベア２上の幅方向の中央の位置で搬送されるように被検査物Ｗを案内している。ガイド部材６１は、被検査物Ｗを幅方向で挟むように、左右で一対、合計４本設けられている。
【００２４】
ガイド部材６１は、Ｘ線発生器９のＸ線照射野に入り込まないように分断されている。なお、ガイド部材６１は、Ｘ線透過率の高い材質から構成し、コンベア２と同様に開口部７から開口部８まで貫通するように連続して設けられていてもよい。
【００２５】
図２において、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線を発生するＸ線発生器９と、Ｘ線を検出するＸ線検出器１０と、総合制御部４０とを備えている。これらのＸ線発生器９、Ｘ線検出器１０および総合制御部４０は筐体４（図１参照）の内部に収納されている。
【００２６】
Ｘ線発生器９およびＸ線検出器１０は、コンベア２上の被検査物Ｗが搬送される搬送路３を挟むように、コンベア２の幅方向に対向して配置されている。すなわち、コンベア２を幅方向に挟んで対向するように、Ｘ線発生器９とＸ線検出器１０とが配置されている。
【００２７】
Ｘ線発生器９は、その内部に設けられた図示しないＸ線管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、生成したＸ線を図示しないスリットにより略三角形状のスクリーン状に成形するようになっている。また、Ｘ線発生器９は、スクリーン状のＸ線照射野に成形したＸ線を、コンベア２上の搬送路３を幅方向に横切るようにして、Ｘ線検出器１０に向けて照射するようになっている。
【００２８】
したがって、Ｘ線発生器９から発生するＸ線は、Ｘ線発生器９を点光源として放射状に広がる。このため、コンベア２の上面である搬送面２Ａの近傍ではＸ線が搬送面２Ａと概ね平行に照射されるが、搬送面２Ａから離れた位置ほどＸ線が大きな角度で斜めに照射される。
【００２９】
本実施の形態において、被検査物Ｗは、縦方向に長いボトル状の容器Ｗ１に内容物Ｗ２を充填したものからなる。このため、被検査物Ｗの上端近傍における内容物Ｗ２の液面位置において、Ｘ線が被検査物Ｗの底部よりも大きな角度で斜めに照射される。
【００３０】
容器１内の内容物Ｗ１の上方には、内容物Ｗ２以外の領域である空包領域Ｗ３が形成される。空包領域Ｗ３は、被検査物Ｗの上面と内容物Ｗ２の液面との間の領域であり、空気または品質保持のために充填された窒素等からなる。
【００３１】
Ｘ線検出器１０は、複数の検出素子１０Ａをライン状に整列したＸ線ラインセンサからなる。Ｘ線検出器１０の検出素子１０Ａは、図示しないフォトダイオードと、このフォトダイオード上に設けられた図示しないシンチレータとからなり、Ｘ線をシンチレータにより光に変換し、この光をフォトダイオードにより検出している。
【００３２】
Ｘ線検出器１０の複数の検出素子１０Ａは、コンベア２の上面に対して垂直にｎ個配置されている。Ｘ線検出器１０の下端部の検出素子１０Ａから出力されるデータは、Ｘ線画像の下端部の１画素目の画像に対応する。
【００３３】
同様に、Ｘ線検出器１０の下端部からｎ個目の検出素子１０Ａから出力されるデータは、Ｘ線画像の下端部からｎ画素目の画像に対応する。なお、図２には、ガイド部材６１の位置が破線で示されているが、ガイド部材６１はＸ線発生器９のＸ線照射野に入り込んでいない。
【００３４】
このように構成されたＸ線検出器１０は、被検査物ＷがＸ線検出器１０を通過することで、被検査物Ｗを透過するＸ線の量（検出レベル）に応じたＸ線画像を出力する。Ｘ線検出器１０は、図示しないＡ／Ｄ変換部を備えており、このＡ／Ｄ変換部によりフォトダイオードからの輝度値データをデジタルデータに変換するようになっている。
【００３５】
なお、Ａ／Ｄ変換部から出力されるデータは、輝度値により明暗で表されるＸ線画像（明暗画像）であってもよいし、輝度値を所望の濃度となるように変換した濃度値により濃淡で表されるＸ線画像（濃淡画像）であってもよい。本実施例では、Ｘ線検出器１０のＡ／Ｄ変換部から出力されるＸ線画像は、検出レベルを濃淡で表した濃淡画像である。
【００３６】
本実施の形態において、Ｘ線発生器９は、Ｘ線照射野がコンベア２の上方となるように、設置作業により予め調整されている。また、Ｘ線検出器１０の下端部がコンベア２の上面とほぼ同じ高さになるように、Ｘ線検出器１０の位置が設置作業により予め調整されている。
【００３７】
Ｘ線検査装置１は、表示部５、設定操作部４５および総合制御部４０を備えている。
【００３８】
表示部５は、平面ディスプレイ等から構成されており、ユーザに対する表示出力を行うようになっている。表示部５は、総合制御部４０による検査結果等の画像を表示するようになっている。
【００３９】
また、表示部５は、被検査物Ｗの良否判定結果を「ＯＫ」や「ＮＧ」等の文字または記号で表示するようになっている。また、表示部５は、総検査数、良品数、ＮＧ総数等の統計値を表示するようになっている。
【００４０】
表示部５の表示内容および表示態様は、既定設定、または設定操作部４５からの所定のキー操作による要求に基づいて決定される。
【００４１】
設定操作部４５は、総合制御部４０への各種パラメータ等の設定入力を行うものである。設定操作部４５は、ユーザが操作する複数のキーやスイッチ等で構成され、総合制御部４０への各種パラメータ等の設定入力等を行うものである。本実施の形態では、表示部５と設定操作部４５とがタッチパネル式表示器として一体化され、筐体４の前面上部に配置されている。
【００４２】
総合制御部４０は、Ｘ線画像記憶部４２、画像処理部４３、判定部４４および制御部４６を備えている。
【００４３】
Ｘ線画像記憶部４２は、Ｘ線検出器１０から受け取ったＸ線画像を一時的に記憶するようになっている。すなわち、Ｘ線画像記憶部４２は、Ｘ線画像のバッファメモリとして機能する。
【００４４】
画像処理部４３は、Ｘ線画像記憶部４２から読み出したＸ線画像に対して各種の画像処理アルゴリズム等を適用して画像処理を施すようになっている。ここで、画像処理アルゴリズムは、複数の画像処理フィルタを組み合わせたものからなる。
【００４５】
判定部４４は、画像処理部４３により画像処理されたＸ線画像に対して、被検査物Ｗの内容量を検査する。内容量とは、被検査物Ｗの内容物Ｗ２の量（体積）であり、入味量ともいわれる。
【００４６】
制御部４６は、ＣＰＵおよび制御プログラムの記憶領域または作業領域としてのメモリなどを有しており、Ｘ線検査装置１の全体を制御するようになっている。制御部４６の制御内容には、表示部５の表示内容および表示形態の制御が含まれる。
【００４７】
本実施の形態では、画像処理部４３には、空包領域抽出部４３Ａが設けられている。空包領域抽出部４３Ａは、Ｘ線検出器１０が検出したＸ線に基づくＸ線画像における被検査物Ｗの上面と内容物Ｗ２の液面との間となる空包領域Ｗ３を抽出する。
【００４８】
空包領域抽出部４３Ａは、被検査物Ｗの外形を抽出する外形抽出部４３Ｂを有し、外形内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して空包領域Ｗ３を抽出する。そして、空包領域抽出部４３Ａは、被検査物Ｗの上面から下方への所定の長さまでの領域内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して空包領域Ｗ３を抽出する。
【００４９】
表示部５および設定操作部４５は、濃度閾値を表示画面上で設定する閾値設定部として機能する。
【００５０】
本実施の形態では、判定部４４は、画像処理部４３により画像処理されたＸ線画像に対して、空包領域Ｗ３の大きさに基づいて被検査物Ｗの内容量を検査する。
【００５１】
次に動作を説明する。図３のフローチャートに示すように、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線画像を取り込む（ステップＳ１）。ここでは、図４に示す元画像としてのＸ線画像が取込まれる。図４の元画像は、内容物が正量である良品と、内容物の量が少ない−ＮＧ品とを、説明のために並べて表したものである。
【００５２】
この元画像には、コンベアの搬送部材２１の映り込みによる領域と、背景の領域と、被検査物Ｗの領域とを含んでいる。被検査物Ｗの領域は、容器Ｗ１の領域と、内容物Ｗ２の領域と、空包領域Ｗ３の領域とを含んでいる。空包領域Ｗ３の領域は、内容物Ｗ２の液面を斜めに通過したＸ線に基づく領域Ｗ３Ａを含んでいる。
【００５３】
この元画像において、コンベアの搬送部材２１の映り込みによる領域が最も濃度が高く、背景の領域が最も濃度が低くなっている。また、被検査物Ｗの領域は、搬送部材２１の領域と背景の領域の間の濃度値となっている。
【００５４】
また、被検査物Ｗの領域においては、内容物Ｗ２の領域が最も濃度が高く、空包領域Ｗ３における領域Ｗ３Ａ以外の領域が、最も濃度が低くなっている。また、容器Ｗ１の領域と領域Ｗ３Ａの領域の濃度が同等の濃度であり、内容物Ｗ２の領域より薄い濃度値となっている。
【００５５】
次いで、Ｘ線検査装置１は、このＸ線画像から、所定の濃度閾値に基づいて被検査物Ｗの領域を抽出する（ステップＳ２）。このステップＳ２では、Ｘ線検査装置１は、Ｘ線画像から、コンベアの搬送部材２１の映り込みによる領域を除去して被検査物Ｗの領域のみを抽出し、かつ、被検査物Ｗの領域に対し、濃度反転処理（白黒反転処理）を行う。
【００５６】
詳しくは、図５に示すように、元画像の濃淡を反転した白黒反転画像を作成する。この白黒反転画像は、背景と空包領域Ｗ３との濃度差が、背景と内容物Ｗ２との濃度差より大きくなるようにして、空包領域Ｗ３を抽出しやすくすることを目的として作成される。
【００５７】
次いで、Ｘ線検査装置１は、図５の白黒反転画像中の空包領域Ｗ３を２値化する。ここでは、所定の基準値に基づいて、白黒反転画像を２値化した２値化画像を作成する。
【００５８】
これにより、図６に示すように、検査対象となる空包領域Ｗ３が容器Ｗ１の部分を含んで抽出される。なお、図６において、内容物Ｗ２の領域は白に２値化されており、抽出されていない。
【００５９】
次いで、Ｘ線検査装置１は、被検査物Ｗから空包領域Ｗ３を抽出する（ステップＳ３）。この空包領域Ｗ３の抽出は、細線除去処理としてオープニング処理（同じ回数分だけ収縮して膨張する）の画像処理によって行われる。
【００６０】
詳しくは、Ｘ線検査装置１は、図６の２値化画像に対して画像処理によって細線除去処理を施し、容器Ｗ１におけるＸ線画像上の部分等の不要部分を消去する。すなわち、２値化により容器Ｗ１の部分を含んだ空包領域Ｗ３の２値化画像から空包領域Ｗ３のみを特定するために、容器Ｗ１の部分や容器Ｗ１の印刷部分等の映り込み領域以外の部分をＸ線画像から消去し、最終的に図７の画像を得る。
【００６１】
次いで、Ｘ線検査装置１は、空包領域Ｗ３の面積を算出し（ステップＳ４）、この面積に基づいて内容物Ｗ２の量について判定を行う（ステップＳ５）。
【００６２】
なお、このようにして求めた図７の空包領域Ｗ３を求める方法は一例であり、上述のような白黒反転画像を用いず、元画像に背景をマスクして２値化するようにしてもよい。また、空包領域Ｗ３の濃度が背景の濃度と内容物の濃度との間にあることから、所定範囲の濃度を抽出するように２値化した後、細線除去処理等を施して空包領域Ｗ３を求めるようにしてもよい。
【００６３】
以上のように、本実施の形態のＸ線検査装置１において、空包領域抽出部４３Ａは、Ｘ線検出器１０が検出したＸ線に基づくＸ線画像における被検査物Ｗの上面と内容物Ｗ２の液面との間となる空包領域Ｗ３を抽出する。そして、空包領域Ｗ３の大きさに基づいて、被検査物Ｗの内容量を検査する。
【００６４】
この構成により、被検査物Ｗの容器Ｗ１の形状が同一であり内容物Ｗ２である液体が容器Ｗ１内の下方に位置することを利用し、容器Ｗ１の上部にできる内容物Ｗ２の高さより小さい高さとなる空包領域Ｗ３の大きさに基づいて内容量を検査するので、検査精度を向上できる。
【００６５】
また、本実施の形態のＸ線検査装置１において、空包領域抽出部４３Ａは、被検査物Ｗの外形を抽出する外形抽出部４３Ｂを有し、外形内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して空包領域Ｗ３を抽出する。
【００６６】
この構成により、被検査物Ｗ外の雰囲気の影響を受けにくくなり、より安定して検査精度を向上させることができる。
【００６７】
また、本実施の形態のＸ線検査装置１において、空包領域抽出部４３Ａは、被検査物Ｗの上面から下方への所定の長さまでの領域内の濃度と所定の濃度閾値とを比較して空包領域Ｗ３を抽出する。
【００６８】
この構成により、正常品の内容物Ｗ２の高さ方向の変動を加味した最小限の高さの領域で内容量の検査を行うことができるので、Ｘ線が高さ方向に広がることによる検出精度の低下を最小限に抑えることができる。
【００６９】
また、本実施の形態のＸ線検査装置１は、濃度閾値を表示画面上で設定する閾値設定部として、表示部５および設定操作部４５を備える。
【００７０】
この構成により、所望の濃度閾値を容易に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明に係るＸ線検査装置は、被検査物の内容量の検査精度を向上できるという効果を有し、Ｘ線発生器から照射されて被検査物を透過したＸ線をＸ線検出器により検出して異物を検出するＸ線検査装置として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１  Ｘ線検査装置
２  コンベア
５  表示部
９  Ｘ線発生器
１０  Ｘ線検出器
４３  画像処理部
４３Ａ  空包領域抽出部
４３Ｂ  外形抽出部
４５  設定操作部（閾値設定部）
Ｗ  被検査物
Ｗ１  容器
Ｗ２  内容物
Ｗ３  空包領域
【図１】
2018194360.tif 000003
【図２】
2018194360.tif 000004
【図３】
2018194360.tif 000005
【図４】
2018194360.tif 000006
【図５】
2018194360.tif 000007
【図６】
2018194360.tif 000008
【図７】
2018194360.tif 000009