(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源とＸ線撮像管とを結ぶ線分に対して対象物に形成されたＶ字状の破断部の傾斜面の一方が平行になるように配置した状態で、前記Ｘ線源より放射され前記対象物を透過したＸ線の撮像画像に基づいて対象物中の前記破断部の位置及び厚みを検出することを特徴とする破断部検査方法。
【請求項２】
前記破断部の厚みを検出する工程において、
前記対象物の材料による画像濃度の減衰係数と前記撮像画像中の破断部の画像濃度から厚みを演算することを特徴とする請求項１記載の破断部検査方法。
【請求項３】
前記破断部の厚みを検出する工程において、
前記対象物の撮像と同時に厚みが既知の参照物を撮像し、前記破断部及び前記参照物の画像濃度と参照物の厚みから破断部厚みを演算することを特徴とする請求項１記載の破断部検査方法。
【請求項４】
対象物にＸ線を放射するＸ線源と、
前記対象物を透過したＸ線を撮像するＸ線撮像管と、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像管とを結ぶ線分に対して前記対象物に形成されたＶ字状の破断部の傾斜面の一方が平行になるように配置する配置手段と、
前記Ｘ線撮像管で撮像された撮像画像より前記対象物中の破断部の位置を検出する位置検出手段と、
前記対象物中の破断部の厚みを検出する厚み検出手段と
を備えたことを特徴とする破断部検査装置。
【請求項５】
前記厚み検出手段は、
前記対象物の材料による画像濃度の減衰係数と前記撮像画像中の前記破断部の画像濃度から厚みを演算する手段から成ることを特徴とする請求項４記載の破断部検査装置。
【請求項６】
前記厚み検出手段は、
前記対象物の撮像と同時に厚みが既知の参照物を撮像し、前記破断部及び前記参照物の画像濃度と前記参照物の厚みから前記破断部の厚みを演算する手段から成ることを特徴とする請求項４記載の破断部検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難視対象物や不可視対象物に設けられた破断部の位置や厚みを検査する破断部検査方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生産物の検査工程において、難視対象物や不可視対象物の自動検査が求められることが多くなっている。例えば、リチウムイオン電池などにおいては、内部液漏れ等による万一の爆発を防止するため、ケースの一部にスクライブと呼ばれる破断部を設け、内圧上昇時にこのスクライブを破断させることで内圧上昇を防止するように構成されている。そのため、破断部の厚みの管理は、この機能を保証する上で非常に重要である。
【０００３】
しかるに、破断部厚みを容易に精度良く測定する方法はなく、そのため専任の作業員により３次元測定機などを用いて、破断部の断面形状を測定し、標準肉厚との差を求めて破断部厚みを推定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記３次元測定機などを用いた測定方法では、測定に手間と時間がかかり過ぎ、高速にて高精度な自動検査を行うことができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題に鑑み、Ｘ線を利用して破断部の位置と厚みを高速、高精度、安定的に検出できる破断部検査方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の破断部検査方法は、Ｘ線源とＸ線撮像管とを結ぶ線分に対して対象物に形成されたＶ字状の破断部の傾斜面の一方が平行になるように配置した状態で、前記Ｘ線源より放射され前記対象物を透過したＸ線の撮像画像に基づいて対象物中の前記破断部の位置及び厚みを検出するものであり、Ｘ線を利用して破断部の位置と厚みを高速、高精度、安定的に検出でき、特にＸ線源とＸ線撮像管とを結ぶ線分に対して対象物の破断部の壁面が平行になるように配置することで破断部位のコントラストを明瞭にでき、明瞭なコントラストにて破断部の位置を確実に検出することができる。
【０００８】
また、前記破断部の厚みを検出する工程において、前記対象物の材料による画像濃度の減衰係数と前記撮像画像中の破断部の画像濃度から厚みを演算すると、厚みを精度良く検出することができて好適である。
【０００９】
また、前記破断部の厚みを検出する工程において、前記対象物の撮像と同時に厚みが既知の参照物を撮像し、前記破断部及び前記参照物の画像濃度と参照物の厚みから破断部厚みを演算すると、Ｘ線源の放射レベルや撮像器のゲインの変動の影響を受けずに精度よく厚みを検出できてさらに好適である。
【００１０】
また、本発明の破断部検査装置は、対象物にＸ線を放射するＸ線源と、前記対象物を透過したＸ線を撮像するＸ線撮像管と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線撮像管とを結ぶ線分に対して前記対象物に形成されたＶ字状の破断部の傾斜面の一方が平行になるように配置する配置手段と、前記Ｘ線撮像管で撮像された撮像画像より前記対象物中の破断部の位置を検出する位置検出手段と、前記対象物中の破断部の厚みを検出する厚み検出手段とを備えたものであり、上記検査方法を実施して破断部の位置と厚みを高速、高精度、安定的に検出でき、特に前記Ｘ線源と前記対象物とを結ぶ線分に対して前記対象物の破断部の壁面が平行になるように配置する配置手段を備えていることで破断部の位置を明瞭なコントラストで検出できて好適である。
【００１２】
また、前記厚み検出手段が、前記対象物の材料による画像濃度の減衰係数と前記撮像画像中の前記破断部の画像濃度から厚みを演算する手段から成ると、厚みを精度良く検出することができて好適である。
【００１３】
また、前記厚み検出手段が、前記対象物の撮像と同時に厚みが既知の参照物を撮像し、前記破断部及び前記参照物の画像濃度と前記参照物の厚みから前記破断部の厚みを演算する手段から成ると、Ｘ線源の放射レベルや撮像器のゲインの変動の影響を受けずにさらに精度良く厚みを検出することができて好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の破断部検査方法及び装置の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１５】
図１に、透過Ｘ線を利用した破断部検査装置の概略構成を示す。図１において、１はＸ線放射線源、２は放射Ｘ線、３は対象物、４はＸ線撮像管、５は撮像した画像から対象物３内の破断部７の位置と厚みを求める画像処理装置、６は撮像画像のモニタである。
【００１６】
放射Ｘ線２は、Ｘ線放射線源１の放射点（焦点）から直線放射状に進行し、途中の対象物３により減衰しつつ、その一部がＸ線撮像管４に到達し、画像化される。破断部７はその近傍の肉厚に比べて薄くなっている。透過Ｘ線の吸収は肉厚の厚い近傍が破断部７に比べて多くなる。このため、破断部７は透過Ｘ線が多く、その近傍はＸ線透過が少ないため、この差が画像の濃度差となって現れる。
【００１７】
図２は、測定時における破断部７のＶ字状の断面形状と放射Ｘ線２の位置関係を示している。このように測定時には放射Ｘ線２の主軸に対して、対象物３はある角度を付けて斜めに配置する。これは、肉厚測定の対象となるケースの総厚みを最小限にして、破断部７の近傍に対する厚みの違いの割合を相対的に大きくするためである。
【００１８】
また、破断部７のＶ字断面の両壁面のうち、一方の壁面を放射Ｘ線２の主軸、すなわちＸ線放射線源１の焦点とＸ線撮像管４の管面中央とを結ぶ軸に略平行に配置している。こうすることにより、破断部７のこの斜面の前後での透過Ｘ線量の変化が急峻となり、Ｘ線撮像管４によって撮像される画像の濃度変化が斜面前後で明瞭なエッジが現れる。従って、対象物３に位置変動が生じても、エッジサーチを行うことで破断部７の位置を安定的に求めることができる。
【００１９】
画像処理装置５は、図３に示すように、Ｘ線撮像管４からの画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器１０と、画像データを記憶する画像メモリ１１と、画像データをモニタ６に出力するＩ／Ｏ１２と、画像メモリ１１の画像データから破断部７のエッジを検出して破断部７の位置を求めるエッジ検出手段１３と、後述の如く破断部７の厚みやそれを求めるための係数を演算する厚み・係数演算手段１４と、求めた係数を記憶する係数記憶手段１５と、求めた破断部７の厚みを出力する出力手段１６と、これらエッジ検出手段１３と厚み・係数演算手段１４と係数記憶手段１５と出力手段１６を制御する制御手段１７にて構成されている。
【００２０】
図４に破断部７の断面近傍の撮像画像濃度をグラフ化した例を示す。縦軸は画像濃度、横軸は図２における横方向（水平方向）の位置を示し、位置Ｌで急峻なエッジの立ち上がりが生じており、破断部７の斜面の位置を示している。エッジ検出手段１３は、この立ち上がりを検出するエッジサーチを行うことで破断部７の位置を検出する。なお、立ち上がったエッジでの画像濃度Ｉと破断部７の厚みが関係しており、次のようにして厚みを演算する。
【００２１】
図５に、対象物３の破断部７の厚みと透過Ｘ線量（撮像画像濃度Ｉ）の関係を示している。縦軸は画像濃度Ｉ、横軸は対象物３の破断部７の厚みＴである。厚みＴに対する画像濃度Ｉの関係式は、
Ｉ＝Ｉ0 ・ＥＸＰ（−μ・Ｔ）  （Ｉ0 は厚み０のときの濃度）
で示される。このため、対象物３と同一材料で厚みＴが既知の２つの参照物を個別に撮像して濃度を求めておけば、Ｉ0 及びμを求めることができる。図４中、Ｔ1 、Ｔ2 はこれら参照物の厚み、Ｉ1 、Ｉ2 はそれぞれの画像濃度であり、これらからＩ0 及びμが求められる。厚み・係数演算手段１４は、このようにして係数Ｉ0 及びμを求めて係数記憶手段１５に記憶させておく。
【００２２】
上式を厚みについて換算すると、Ｔ＝−１／μ・ＬＮ（Ｉ／Ｉ0 ）となるため、上記係数Ｉ0 、μと画像濃度Ｉから厚みＴを求めることができる。かくして、厚み・係数演算手段１４は、検出した画像濃度Ｉと係数記憶手段１５に記憶されているＩ0 及びμから破断部７の厚みＴを演算し、その結果が出力手段１６にて出力される。
【００２３】
以上の実施形態の説明では、厚みＴが既知の２つの参照物を予め個別に撮像して濃度を求め、係数Ｉ0 、μを求める例を示したが、図６に示すように、対象物３と同一材質で厚みＴが既知の参照物８、９を対象物３に並列配置し、これらを同時に撮像するようにすることもできる。
【００２４】
こうすると、対象物３の厚みを求める際に、その都度係数Ｉ0 、μを算出することができ、したがってＸ線放射線源１の放射レベルが変動したり、Ｘ線撮像管４のゲインが変動することに起因する画像濃度のレベル変動が生じた際にも、その都度既知の厚みの参照物８、９を用いて係数を再計算した後、対象物３の破断部７の厚みを求めるため、変動に起因する測定結果の変動を極めて小さく抑えることができる。
【００２５】
本発明によれば、以上のような構成及び処理によってリチウムイオン電池のケースにおける内圧上昇防止用の破断部など、難視な対象物の破断部の厚みをＸ線を利用して正確、高速、安定的に自動検査することができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の破断部検査方法及び装置によれば、以上のようにＸ線源とＸ線撮像管とを結ぶ線分に対して対象物に形成されたＶ字状の破断部の傾斜面の一方が平行になるように配置した状態で、前記Ｘ線源より放射され前記対象物を透過したＸ線の撮像画像に基づいて対象物中の前記破断部の位置及び厚みを検出するようにしたので、Ｘ線を利用して破断部の位置と厚みを高速、高精度、安定的に自動検査することができ、特にＸ線源とＸ線撮像管とを結ぶ線分に対して対象物の破断部の壁面が平行になるように配置することで破断部位のコントラストを明瞭にでき、明瞭なコントラストにて破断部の位置を確実に検出することができる。
【００２８】
また、前記破断部の厚みを検出する際に、前記対象物の材料による画像濃度の減衰係数と前記撮像画像中の破断部の画像濃度から厚みを演算すると、厚みを精度良く検出することができる。
【００２９】
また、前記破断部の厚みを検出する際に、前記対象物の撮像と同時に厚みが既知の参照物を撮像し、前記破断部及び前記参照物の画像濃度と参照物の厚みから破断部厚みを演算すると、Ｘ線源の放射レベルや撮像器のゲインの変動の影響を受けずにさらに精度よく厚みを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における破断部検査方法の概略構成図である。
【図２】同実施形態の破断部の断面形状と放射Ｘ線との位置関係の説明図である。
【図３】同実施形態の画像処理装置の構成図である。
【図４】同実施形態における破断部断面近傍の画像濃度を示すグラフである。
【図５】対象物の厚みと画像濃度の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施形態における破断部検査方法の概略構成図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線放射線源
２  放射Ｘ線
３  対象物
４  Ｘ線撮像管
５  画像処理装置
７  破断部
８、９  参照物
１３  エッジ検出手段
１４  厚み・係数演算手段
【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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