(57)【要約】【課題】複数のＸ線を被検査体に照射するとともに、複数のＸ線の検出側でのタイミングの制御を容易にすること。【解決手段】単一のマイクロ波源２と、マイクロ波源２が発生するマイクロ波を複数に分配する分配手段３と、分配手段３により分配された各マイクロ波を導入し各電子ビームを異なる速度に加速させて異なる波長の各Ｘ線を発生させ、所定速度で搬送される被検査体Ｐの搬送方向での異なる位置に対して各Ｘ線を照射させる各Ｘ線発生手段４と、被検査体Ｐを透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る各Ｘ線検出手段５と、各Ｘ線検出手段５によって得た各Ｘ線画像を記憶するとともに、被検査体Ｐが搬送される所定速度に基づいて、被検査体Ｐの同一箇所を透過した各Ｘ線による各同断面Ｘ線画像を抽出する画像処理手段６と、を備える。【選択図】図１
2012150017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一のマイクロ波源と、
前記マイクロ波源が発生するマイクロ波を複数に分配する分配手段と、
前記分配手段により分配された各マイクロ波を導入し各電子ビームを異なる速度に加速させて異なる波長の各Ｘ線を発生させ、所定速度で搬送される被検査体の搬送方向での異なる位置に対して前記各Ｘ線を照射させる各Ｘ線発生手段と、
前記被検査体を透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る各Ｘ線検出手段と、
前記各Ｘ線検出手段によって得た前記各Ｘ線画像を記憶するとともに、前記被検査体が搬送される所定速度に基づいて、前記被検査体の同一箇所を透過した各Ｘ線による各同断面Ｘ線画像を抽出する画像処理手段と、
を備えることを特徴とするＸ線検査装置。
【請求項２】
単一のマイクロ波源が発生するマイクロ波を複数に分配する工程と、
分配された各マイクロ波を導入して各電子ビームを異なる速度に加速させて異なる波長の各Ｘ線を発生させ、所定速度で搬送される被検査体の搬送方向での異なる位置に対して前記各Ｘ線を照射させる工程と、
前記被検査体を透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る工程と、
前記各Ｘ線画像を記憶するとともに、前記被検査体が搬送される所定速度に基づいて、前記被検査体の同一箇所を透過した各同断面Ｘ線画像を抽出する工程と、
を含むことを特徴とするＸ線検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体中の検査を行うためのＸ線検査装置およびＸ線検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に記載のＸ線検査装置（放射線検出装置）は、搬送される被検査体にＸ線源からＸ線を照射して、被検査体を透過した複数のエネルギ範囲のＸ線を検出するものである。このＸ線検査装置は、被検査体を透過する低エネルギ範囲におけるＸ線を検出して低エネルギ画像データを生成する低エネルギ検出器と、所定領域を挟んで低エネルギ検出器と並列に配置され、被検査体を透過する高エネルギ範囲におけるＸ線を検出して高エネルギ画像データを生成する高エネルギ検出器と、低エネルギ検出器で生成される低エネルギ画像データと高エネルギ検出器で生成される高エネルギ画像データとが互いに対応するように、所定領域の幅に基づいて、少なくとも高エネルギ検出器の検出タイミングを制御するタイミング制御部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１７１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の装置は、被検査体を透過した単一のＸ線から、低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とを検出するもので、Ｘ線源を単一としてＸ線源の駆動制御を容易とし、かつ装置の製造コストを低減する利点がある。しかしながら、単一のＸ線から低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とを検出するため、低エネルギ検出器と高エネルギ検出器との間に所定領域である不感帯を要する。そして、単一のＸ線源の照射タイミングに対し、低エネルギ検出器と高エネルギ検出器とが検出するＸ線は、不感帯を間においた被検査体の異なる位置のものである。このため、低エネルギ検出器で生成される低エネルギ画像データと、高エネルギ検出器で生成される高エネルギ画像データとを被検査体の同断面で互いに対応させるには、単一のＸ線源による別の照射タイミングのＸ線を検出し、これを互いに対応させなければならない。この結果、単一のＸ線源による別の照射タイミングと、被検査体の搬送速度と、不感帯の幅とに基づいて、各検出器の検出タイミングを制御しなければならず、複雑な制御を要する。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、複数のＸ線を被検査体に照射するとともに、複数のＸ線の検出側でのタイミングの制御を容易にすることのできるＸ線検査装置およびＸ線検査方法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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明のＸ線検査装置は、単一のマイクロ波源と、前記マイクロ波源が発生するマイクロ波を複数に分配する分配手段と、前記分配手段により分配された各マイクロ波を導入し各電子ビームを異なる速度に加速させて異なる波長の各Ｘ線を発生させ、所定速度で搬送される被検査体の搬送方向での異なる位置に対して前記各Ｘ線を照射させる各Ｘ線発生手段と、前記被検査体を透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る各Ｘ線検出手段と、前記各Ｘ線検出手段によって得た前記各Ｘ線画像を記憶するとともに、前記被検査体が搬送される所定速度に基づいて、前記被検査体の同一箇所を透過した各Ｘ線による各同断面Ｘ線画像を抽出する画像処理手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このＸ線検査装置によれば、単一のマイクロ波源が発生するマイクロ波に同期して各Ｘ線発生手段で各Ｘ線を発生させ、複数のＸ線を被検査体に照射するため、マイクロ波源の駆動制御を容易とし、かつ装置の製造コストを低減することができる。しかも、発生される各Ｘ線は、波長の異なるものであるため、従来のように不感帯を用いて低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とに分ける必要がない。このため、各Ｘ線の検出側である各Ｘ線検出手段では、マイクロ波源のマイクロ波発生のタイミングに合わせてＸ線を検出すればよいので、複雑なタイミング制御を必要としない。この結果、複数のＸ線を被検査体に照射するとともに、複数のＸ線の検出側でのタイミングの制御を容易にすることができる。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明のＸ線検査方法は、単一のマイクロ波源が発生するマイクロ波を複数に分配する工程と、分配された各マイクロ波を導入して各電子ビームを異なる速度に加速させて異なる波長の各Ｘ線を発生させ、所定速度で搬送される被検査体の搬送方向での異なる位置に対して前記各Ｘ線を照射させる工程と、前記被検査体を透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る工程と、前記各Ｘ線画像を記憶するとともに、前記被検査体が搬送される所定速度に基づいて、前記被検査体の同一箇所を透過した各同断面Ｘ線画像を抽出する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
このＸ線検査方法によれば、単一のマイクロ波源が発生するマイクロ波に同期して各Ｘ線を発生させ、複数のＸ線を被検査体に照射するため、マイクロ波源の駆動制御を容易とし、かつ装置の製造コストを低減することができる。しかも、発生される各Ｘ線は、波長の異なるものであるため、従来のように不感帯を用いて低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とに分ける必要がない。このため、各Ｘ線の検出側では、マイクロ波源のマイクロ波発生のタイミングに合わせてＸ線を検出すればよいので、複雑なタイミング制御を必要としない。この結果、複数のＸ線を被検査体に照射するとともに、複数のＸ線の検出側でのタイミングの制御を容易にすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数のＸ線を被検査体に照射するとともに、複数のＸ線の検出側でのタイミングの制御を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係るＸ線検査装置の加速器の概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係るＸ線検査方法であってＸ線検査装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係るＸ線検査装置の概略図である。Ｘ線検査装置１は、搬送手段Ｃによって一定方向に所定速度で搬送される被検査体Ｐに対してＸ線を透過させ、透過したＸ線の検出によりＸ線画像を取得するものである。このＸ線画像により、被検査体Ｐ内に異物などが含まれているか否かが検査される。
【００１４】
搬送手段Ｃは、例えば、無端状ベルトを循環送りするベルトコンベアや、並設された複数のローラが回転駆動されるローラコンベアにより構成され、ベルトまたはローラ上に被検査体Ｐを載せて搬送するものである。搬送手段Ｃは、被検査体Ｐがベルトまたはローラ上にあるか否かを検出するセンサ（図示せず）を有している。
【００１５】
このＸ線検査装置１は、マイクロ波源２と、分配手段３と、複数（本実施の形態では２つ）のＸ線発生手段４と、Ｘ線検出手段５と、画像処理手段６と、制御手段７とを含んで構成されている。
【００１６】
マイクロ波源２は、マイクロ波（高周波であってもよい）を発生させるものである。マイクロ波源２は、５．７ＧＨｚ帯（Ｃバンド）のマイクロ波を発生するものが好ましい。
【００１７】
分配手段３は、マイクロ波源２からのマイクロ波をＸ線発生手段４の数に分配するものである。本実施の形態では、２つのＸ線発生手段４を有しているため、分配手段３は、マイクロ波源２で発生されたマイクロ波を２つに分配する態様で、導波管が二股に分かれて構成されたものである。
【００１８】
Ｘ線発生手段４は、本実施の形態では２つ設けられ、前記各分配手段３によって分配された各マイクロ波を導入し電子ビームを加速させることでＸ線を発生させるものである。Ｘ線発生手段４は、図２の加速器の概略図に示す加速器４０が適用されることが好ましい。加速器４０は、電子銃４１、プリバンチャ部４２、セルバンチャ部４３、およびサイドカップル型レギュラー部４４からなる。電子銃４１は、カソード４１ａと、カソード４１ａを囲むファラデーカップ４１ｂと、ファラデーカップ４１ｂとともにカソード４１ａを収容し、カソード４１ａに対向するビーム穴４１ｄが形成されたアノードフランジ４１ｃとにより構成される。プリバンチャ部４２は、電子銃４１のアノードフランジ４１ｃの背面との間に扁平状の空洞４２ｂを形成するとともに、電子銃４１のビーム穴４１ｄに連通するビーム穴４２ｃが形成されたプリバンチャブロック４２ａを有する。プリバンチャブロック４２ａの一側には、空洞４２ｂ内に高周波を供給するコネクタ４２ｄが設けられている。セルバンチャ部４３は、２つのディスク空洞４３ａが電子ビームの通過方向に沿って直列配置されている。各ディスク空洞４３ａは、前記ビーム穴４２ｃに連通するように相互に連通して形成されている。サイドカップル型レギュラー部４４は、複数（本実施の形態では６つ）の加速空洞４４ａが電子ビームの通過方向に沿って直列配置されている。各加速空洞４４ａは、セルバンチャ部４３のディスク空洞４３ａに連通するようにビーム穴４４ｂを介して相互に連通して形成されている。また、カソード４１ａから最も離隔して設けられた加速空洞４４ａは、ビーム穴４４ｂを介して加速器４０の外部に開放されている。また、サイドカップル型レギュラー部４４は、隣接する加速空洞４４ａの側壁間を連通する結合空洞部４４ｃを有している。さらに、配置された途中の加速空洞４４ａは、分配手段３から連通された導波管１０が連結されている。
【００１９】
この加速器４０は、電子銃４１においてカソード４１ａに電圧を印加することで電子が放出されアノードフランジ４１ｃのビーム穴４１ｄから電子ビームを発射させる。当該電子ビームは、プリバンチャ部４２のビーム穴４２ｃを通過し、セルバンチャ部４３およびサイドカップル型レギュラー部４４のビーム穴４４ｂを通過する。一方、導波管１０を経てサイドカップル型レギュラー部４４の途中に導入されるマイクロ波は、加速空洞４４ａ内に電場を作り、これに電子ビームが投入されて順次加速する。電子ビームは、光とほぼ同じ速度まで高められる。各加速器４０は、電子ビームの通過方向の長さを変えられており、電子ビームの加速度が異なるものである。このため、後述のごとく発生するＸ線は、波長が異なるものとなる。
【００２０】
図１に戻ってＸ線発生手段４は、加速した電子ビームを電子ビーム軌道４ａによってＸ線ターゲット４ｂに導く。Ｘ線ターゲット４ｂに導かれた電子ビームは、例えば、タングステンなどからなるＸ線ターゲット４ｂを励起してＸ線を発生させる。Ｘ線発生手段４は、電子ビーム軌道４ａの途中にエネルギ選択磁石４ｃが配置され、所望のエネルギの電子ビームが選択される。そして、Ｘ線発生手段４は、発生したＸ線を、搬送手段Ｃにより搬送される被検査体Ｐの搬送方向での異なる位置に対して各Ｘ線を照射させる。
【００２１】
なお、Ｘ線発生手段４は、分配手段３と各加速器４０とを連通する各導波管１０の途中に、サーキュレータ４ｄが設けられている。サーキュレータ４ｄは、加速器４０に導入されるマイクロ波のうちの余剰のマイクロ波が分配手段３側であってマイクロ波源２に戻らないようにし、当該余剰のマイクロ波を吸収するものである。
【００２２】
このＸ線発生手段４は、プリバンチャ部４２の偏平化を容易に達成し、結果としてビーム加速電圧を低くし、かつ全体の小型化も可能である。
【００２３】
Ｘ線検出手段５は、被検査体Ｐを透過したＸ線の量を検出し、被検査体Ｐを透過したＸ線に基づく強度分布を輝度の明暗値とするＸ線画像を得るものである。このＸ線検出手段５は、Ｘ線発生手段４の数（本実施の形態では２つ）の分設けられており、被検査体Ｐの搬送方向での異なる位置に対して照射されて被検査体Ｐを透過した異なる波長の各Ｘ線をそれぞれ検出し、各Ｘ線画像を得る。このＸ線検出手段５は、シリコン型のラインセンサを用いることが好ましい。
【００２４】
画像処理手段６は、各Ｘ線検出手段５によって得られた各Ｘ線画像を記憶しておき、被検査体Ｐが搬送される所定速度に基づいて、被検査体Ｐの同一箇所を透過した各Ｘ線による各同断面Ｘ線画像を抽出するものである。
【００２５】
制御手段７は、マイコンなどで構成され、上述したマイクロ波源２、画像処理手段６、各加速器４０の電子銃４１を駆動する各電子銃ドライバ８、表示手段９、および搬送手段Ｃに接続されている。この制御手段７は、マイクロ波源２が発生するマイクロ波の波長に応じ、各電子銃ドライバ８による電子銃４１の駆動タイミングを合わせる。また、制御手段７は、搬送手段Ｃによる被検査体Ｐの搬送の有無および搬送速度を取得し、搬送速度の情報を画像処理手段６に送る。また、制御手段７は、画像処理手段６によって抽出した各同断面Ｘ線画像を取得し、各同断面Ｘ線画像によって原子量分布および密度分布を可視化（例えば、表示手段９に表示）する。
【００２６】
以下、上述したＸ線検査装置１によるＸ線検査方法について説明する。図３は、本実施の形態に係るＸ線検査方法であってＸ線検査装置の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
まず、搬送手段Ｃに被検査体Ｐが搬送されている場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御手段７は、被検査体ＰがＸ線検出手段５の位置に到達するタイミングで、Ｘ線を照射する。このＸ線を照射する工程では、単一のマイクロ波源２が発生するマイクロ波を、分配手段３によって複数（本実施の形態では２つ）に分配する（ステップＳ２）。次に、各Ｘ線発生手段４の加速器４０において、分配された各マイクロ波を導入して各電子ビームを異なる速度に加速させる（ステップＳ３）。次に、各Ｘ線発生手段４の各Ｘ線ターゲット４ｂに各電子ビームを導き、当該各Ｘ線ターゲット４ｂを励起して各Ｘ線を発生させる（ステップＳ４）。これにより、搬送手段Ｃによって搬送される被検査体Ｐの搬送方向での異なる位置に対して波長のことなる各Ｘ線が照射される。
【００２８】
次に、各Ｘ線検出手段５において、被検査体Ｐの搬送方向での異なる位置を透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る（ステップＳ５）。次に、画像処理手段６において、各Ｘ線検出手段５によって得られた各Ｘ線画像を記憶しておく（ステップＳ６）。そして、画像処理手段６において、被検査体Ｐが搬送される所定速度に基づいて、被検査体Ｐの同一箇所を透過した各同断面Ｘ線画像を抽出する（ステップＳ７）。
【００２９】
最後に、制御手段７は、異なる波長のＸ線により得た各同断面Ｘ線画像から、原子量分布および密度分布を可視化する態様で表示手段９に表示する（ステップＳ８）。
【００３０】
このように、本実施の形態のＸ線検査装置１は、単一のマイクロ波源２と、マイクロ波源２が発生するマイクロ波を複数に分配する分配手段３と、分配手段３により分配された各マイクロ波を導入し各電子ビームを異なる速度に加速させて異なる波長の各Ｘ線を発生させ、所定速度で搬送される被検査体Ｐの搬送方向での異なる位置に対して各Ｘ線を照射させる各Ｘ線発生手段４と、被検査体Ｐを透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る各Ｘ線検出手段５と、各Ｘ線検出手段５によって得た各Ｘ線画像を記憶するとともに、被検査体Ｐが搬送される所定速度に基づいて、被検査体Ｐの同一箇所を透過した各Ｘ線による各同断面Ｘ線画像を抽出する画像処理手段６と、を備える。
【００３１】
このＸ線検査装置１によれば、単一のマイクロ波源２が発生するマイクロ波に同期して各Ｘ線発生手段４で各Ｘ線を発生させ、複数のＸ線を被検査体Ｐに照射するため、マイクロ波源２の駆動制御を容易とし、かつ装置の製造コストを低減することが可能である。しかも、発生される各Ｘ線は、波長の異なるものであるため、従来のように不感帯を用いて低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とに分ける必要がない。このため、各Ｘ線の検出側である各Ｘ線検出手段５では、マイクロ波源２のマイクロ波発生のタイミングに合わせてＸ線を検出すればよいので、複雑なタイミング制御を必要としない。この結果、複数のＸ線を被検査体Ｐに照射するとともに、複数のＸ線の検出側でのタイミングの制御を容易にすることが可能になる。
【００３２】
また、本実施の形態のＸ線検査方法は、単一のマイクロ波源２が発生するマイクロ波を複数に分配する工程と、分配された各マイクロ波を導入して各電子ビームを異なる速度に加速させて異なる波長の各Ｘ線を発生させ、所定速度で搬送される被検査体Ｐの搬送方向での異なる位置に対して各Ｘ線を照射させる工程と、被検査体Ｐを透過した各Ｘ線を検出し、当該各Ｘ線に基づく各Ｘ線画像を得る工程と、各Ｘ線画像を記憶するとともに、被検査体Ｐが搬送される所定速度に基づいて、被検査体Ｐの同一箇所を透過した各同断面Ｘ線画像を抽出する工程と、を含む。
【００３３】
このＸ線検査方法によれば、単一のマイクロ波源２が発生するマイクロ波に同期して各Ｘ線を発生させ、複数のＸ線を被検査体Ｐに照射するため、マイクロ波源の駆動制御を容易とし、かつ装置の製造コストを低減することが可能である。しかも、発生される各Ｘ線は、波長の異なるものであるため、従来のように不感帯を用いて低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とに分ける必要がない。このため、各Ｘ線の検出側では、マイクロ波源２のマイクロ波発生のタイミングに合わせてＸ線を検出すればよいので、複雑なタイミング制御を必要としない。この結果、複数のＸ線を被検査体Ｐに照射するとともに、複数のＸ線の検出側でのタイミングの制御を容易にすることが可能になる。
【符号の説明】
【００３４】
１  Ｘ線検査装置
２  マイクロ波源
３  分配手段
４  Ｘ線発生手段
４ａ  電子ビーム軌道
４ｂ  Ｘ線ターゲット
４ｃ  エネルギ選択磁石
４ｄ  サーキュレータ
４０  加速器
４１  電子銃
４１ａ  カソード
４１ｂ  ファラデーカップ
４１ｃ  アノードフランジ
４１ｄ  ビーム穴
４２  プリバンチャ部
４２ａ  プリバンチャブロック
４２ｂ  空洞
４２ｃ  ビーム穴
４２ｄ  コネクタ
４３  セルバンチャ部
４３ａ  ディスク空洞
４４  サイドカップル型レギュラー部
４４ａ  加速空洞
４４ｂ  ビーム穴
４４ｃ  結合空洞部
５  Ｘ線検出手段
６  画像処理手段
７  制御手段
８  電子銃ドライバ
９  表示手段
１０  導波管
Ｃ  搬送手段
Ｐ  被検査体
【図１】
2012150017.tif 000003
【図２】
2012150017.tif 000004
【図３】
2012150017.tif 000005