CN101887131B

CN101887131B - X射线检查装置

Info

Publication number: CN101887131B
Application number: CN2010101812130A
Authority: CN
Inventors: 井筒胜典
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2030-05-13
Also published as: JP2010286469A; CN101887131A; EP2251680A2; US20100290589A1; EP2251680B1; JP5302238B2; EP2251680B2; US8229065B2; EP2251680A3

Abstract

本发明提供X射线检查装置。X射线检查装置(100)通过对物品照射X射线(S1)，利用光电二极管阵列(400)检测出通过闪烁器(300)被变换的光，由此检测出物品600内的微小异物610，该X射线检查装置在闪烁器(300)的X射线照射一侧层叠槽缝部件(500)。由此采用简单的构造就能够准确地检测出微小异物。

Description

X射线检查装置

技术领域

本发明涉及一种对物品照射X射线，检测物品内的异物的X射线检查装置。

背景技术

一直以来，为了检测出物品内的异物而使用X射线检查装置等。对于这些X射线检查装置的研究开发每天都在进行。

在专利文献1中公开了一种放射线检测器用部件，其能够线焊所需的空间最小，容易实现放射线检测器的小型化和制作，并且使二维检测装置的制作变得容易。该放射线检测器用部件被用于X射线检查装置中。

专利文献1中所述的放射线检测器用部件包括被配置在基板上面的一部分区域上的光电元件，输出基于该光电元件所接收的光的强度的电信号。该光电元件在其受光面上具有第一衬垫。放射线检测器用部件包括：被配置在基板的其它区域上的衬垫形成部、和在该衬垫形成部上所形成的第二衬垫。第二衬垫按照与被配置在光电元件的受光面上的第一衬垫形成同一平面的方式配置，并且与第一衬垫电连接。

而且，在专利文献1中所述的放射线检测器用部件中，在比光电元件的受光面更靠近受光方向的上游一侧还具备光波导路(参照专利文献1的权利要求22以及图7)。

专利文献1：特开2003-084066号公报

例如，在专利文献1所述的放射线检测用部件中，使用准直仪14作为光波导管，仅用于检测平行光的例子(参照专利文献1的图7)。但是，如专利文献1中记载的图7所示，使光电二极管阵列2与闪烁器阵列11的大小一致，在形成矩阵的情况下，模具费用等、制造工艺所需费用极大。

因此，从降低成本的观点来看，如果考虑使用光学粘合剂在光电二极管阵列(以下简称PDA)2上粘合闪烁器阵列11的粘合工艺，那么，PDA2的宽度很小，为0.1mm～0.9mm左右，在此情况下，闪烁器阵列11的宽度也必须为数mm。

因此，由于闪烁器阵列11比PDA2大，所以被闪烁器阵列11变换的可见光相对于PDA2衍射，微小的检出物的检测变得困难。以下，对该衍射进行说明。

图10是用于说明使微小异物的检测降低的状态的断面示意图。

如图10所示，在现有的X射线检查装置900中，从X射线照射装置200照射X射线S1，X射线S1透过传送带801，从闪烁器300的闪烁元件310a、310b、310c、310d、310e发出可见光。并且该可见光射入到PDA400中，发出电信号。

像这样，在照射X射线S1的情况下，闪烁器300的闪烁元件310a、310b、310c、310d、310e朝向全方位360度的方向发出可见光。因此，在物品内存在微小异物的情况下，从位于微小异物的下方的闪烁元件不发出可见光。但是，由于存在多个闪烁元件，因此，通过位于物品内的微小异物的下方附近的闪烁元件被变换的可见光就会射入到PDA400中。由此，光电二极管阵列400中的微小异物的电信号边缘变薄，难以检测出物品内有无微小异物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用简单的构造就能准确地检测出微小异物的X射线检查装置。

(1)本发明涉及的X射线检查装置包括：X射线照射装置、闪烁器、槽缝部件、和光电二极管阵列，其输送检查对象物并检测出所述检查对象物内的异物。X射线照射装置对检查对象物照射X射线。闪烁器沿着与输送方向交叉的方向延伸设置，将从X射线照射装置照射的X射线变换成可见光。槽缝部件形成有沿着与输送方向交叉的方向延伸设置的槽缝，并且相对于闪烁器被配置在X射线照射一侧。光电二极管阵列沿着闪烁器的设置方向而设置，检测出通过闪烁器进行光变换而得到的可见光，并将该可见光变换成电信号。槽缝部件的槽缝宽度比闪烁器的宽度小，为光电二极管阵列的受光宽度的二分之一以上。

在本发明的X射线检查装置中，X射线从X射线照射装置被照射在检查对象物上，通过槽缝部件的槽缝的X射线通过闪烁器被变换成可见光，被变换得到的可见光通过光电二极管阵列而被检测出，并被变换成电信号。

在此情况下，槽缝部件的槽缝宽度比闪烁器的宽度小，是光电二极管阵列的受光宽度的二分之一以上的大小。因此，能够用闪烁器将通过槽缝部件的槽缝的X射线准确地进行光变换，利用光电二极管阵列变换成电信号。

而且，在检测出检查对象物内的微小异物的情况下，利用槽缝部件能够防止可见光的衍射，能够明确微小异物的边缘。根据上述内容，通过简单的构造就能够准确地检测出微小的异物。

(2)本发明的X射线检查装置还可以包括：照射宽度调整机构，其用于调整通过所述槽缝被照射在所述闪烁器上的照射宽度。

在此情况下，能够利用照射宽度调整机构调整被照射在闪烁器上的照射宽度。例如，通过调整闪烁器与槽缝部件的间隔，能够调整向闪烁器的X射线的照射宽度、入射光量。

(3)优选光电二极管阵列的受光宽度与槽缝部件的槽缝宽度的比在1∶1至1∶3的范围内。

在此情况下，槽缝部件的槽缝宽度比闪烁器的宽度小，是光电二极管阵列的受光宽度以上的大小。

并且，能够将光电二极管阵列的解析度和电信号较高地维持。

(4)闪烁器的厚度与槽缝部件的槽缝宽度的比在1∶1至1∶6的范围内。

在此情况下，能够在闪烁器中有效地变换通过槽缝宽度的X射线。

发明效果

根据本发明，能够利用槽缝部件防止可见光的衍射，明确检查对象物内的微小异物的边缘。通过以上的方法，采用简单的构造就能够可靠地检测出微小异物。

附图说明

图1是表示本发明涉及的X射线检查装置的一个例子的外观示意图。

图2是表示本发明涉及的X射线检查装置的内部的一个例子的示意图。

图3是从侧方观察图2的X射线检查装置的示意图。

图4是图3的一部分的放大示意图。

图5是图3的一部分的放大示意图。

图6是表示MTF曲线的一例的示意图。

图7是表示对应槽缝宽度的解析度的一例的示意图。

图8是表示对应槽缝宽度的传感器输出的一例的示意图。

图9是表示对应槽缝宽度的输出衰减比的一例的示意图。

图10是用于说明现有的X射线检查装置的示意图。

图11是用于说明现有的X射线检查装置的示意图。

图12是用于说明本发明涉及的X射线检查装置的示意图。

图13是用于说明本发明涉及的X射线检查装置的示意图。

图14是用于说明本发明的效果的说明图。

符号说明

100X射线照射装置

300闪烁器

400光电二极管阵列

500槽缝部件

具体实施方式

下面，使用附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式1)

图1是表示本发明的X射线检查装置100的外观示意图，图2是表示本发明的X射线检查装置100的内部的示意图。

如图1所示，X射线检查装置100内置有X射线照射装置200。此外，X射线检查装置100将作为检查对象的商品放在传送带800上并进行输送，同时在X射线检查装置100的内部进行X射线检查判断在商品中是否有异物混入。

如图1所示，X射线检查装置100的传送带800按照突出到X射线检查装置100的外部的方式形成，并且设置有多个X射线防护帘850。此外，操作者通过操作触摸面板画面MT使X射线检查装置100驱动。下面，对X射线检查装置100的内部构造进行说明。

如图2所示，本发明的X射线检查装置100具有：X射线照射装置200、传送带800、槽缝部件500、照射宽度调整机构510(参照图3)、闪烁器300以及光电二极管阵列(以下简称为PDA)400。此处，传送带800为无端状的带被卷绕在一对辊上，在图2中，用传送带801表示去路，用传送带802表示回路。槽缝部件500、闪烁器300和PDA400从上至下被依次配置，它们被配置在传送带801、802之间，X射线照射装置200被配置在传送带801的上方。传送带801沿着箭头L1的方向输送物品，传送带802沿着箭头-L1的方向移动，由此传送带802就返回传送带801的去路一侧。在本实施方式中，X射线S1的衰减仅受传送带801的影响，并不依赖于传送带802。

从图2的X射线照射装置200照射X射线S1。另外，物品600通过设在槽缝部件500、闪烁器300和PDA400的上方的传送带801沿着箭头L1的方向输送。

此外，如图2所示，闪烁器300包括闪烁元件310a、310b、310c、310d、310e。为了便于说明，闪烁元件310a～310e选了5个，但实际上闪烁器300中可包括多个闪烁元件。另外，由图2的槽缝部件500所形成的槽缝沿着与箭头L1的方向垂直的方向延伸。

下面，使用图3、图4和图5对槽缝部件500的槽缝进行说明。图3是从侧方观察图2的X射线检查装置100的示意图，图4和图5是图3的一部分的放大示意图。另外，在图4和图5中，省略了闪烁元件310d的图示。

如图3所示，闪烁器300通过化学粘合剂粘贴在PDA400上。从X射线照射装置200进行X射线S1的照射。在本实施方式中，因为有槽缝部件500，只有X射线S2的范围被照射在闪烁器300上，其它的X射线S1被槽缝部件500反射。即，在X射线S1中，通过槽缝部件500的槽缝范围的X射线就是X射线S2。此外，该槽缝和X射线S2依赖于PDA400接收通过闪烁器300所变换的可见光的宽度。

在如图10所示的现有的X射线检查装置900的X射线照射装置200中，因没有设置槽缝部件500层，因此在X射线S 1的全范围照射到闪烁器300。因此，在闪烁器300的闪烁元件310a、310e中也发生可见光的光变换，该可见光被入射到PDA400中。由此，即使在物品内存在微小异物的情况下，物品内的微小异物的轮廓也变得模糊，难以检测出物品内的微小异物。将在后文中对难以检测出该微小异物的具体例子进行阐述。

下面，如图4所示，在使PDA400的宽度为H1，使闪烁器300的厚度为A2，宽度为H2，槽缝部件500的厚度为A3，槽缝宽度为H3的情况下，则具有H1≤H3＜H2的关系。

此外，如图4和图5所示，通过照射宽度调整机构510使槽缝部件500在垂直上下方向(箭头M510的方向)上移动，由此能够将闪烁器300和槽缝500的间隔从距离A23变更为距离A23a。从而能够将X射线S2的照射宽度变更为X射线S21的照射宽度。

如上所述，用化学粘合剂将闪烁器300粘贴在PDA400上，通过设置槽缝部件500，从而无需与PDA400的幅度H1相匹配而制造闪烁器300的幅度H2。即，能够改善如果与PDA400的幅度H1相匹配制造闪烁器300的情况下的、闪烁器300与PDA400的粘合错位等导致的成品率的下降。此外，还能够降低用于制造与PDA400的幅度H1相匹配的微小的闪烁器300的成本。

此外，能够仅在最小限度需要的闪烁器300上照射X射线S2、X射线S21，而且能够使X射线不照射在多余的闪烁器300(图3的闪烁元件310a、310e)上。并且，能够防止由于光变换导致不必要的可见光射入PDA400，并能够防止由于衍射而向PDA400提供不需要的可见光。

下面，使用图6至图9，对闪烁器300的厚度A2、光电二极管阵列400的幅度H1以及槽缝幅度H3的关系进行说明。此外，以下实验中的X射线的照射强度为50kV。在PDA400的幅度H1为0.6mm的条件下实施以下实验。

图6是表示MTF曲线的一例的示意图，图7是表示与槽缝幅度对应的解析度的一个例子的示意图，图8是表示与槽缝幅度对应的输出衰减比的一个例子的示意图，图9是表示与槽缝幅度对应的传感器输出的一个例子的示意图。

首先，对于图6所示的MTF曲线，横轴表示作为每单位长度(毫米)的周期数的空间频率，纵轴表示在0频率下标准化为1或者100的对比度再现度(MTF：Modulation Transfer Function：调制传递函数)。此处，空间频率是表示将黑和白周期性地重复的条纹图案的间隔

图6的实验是在闪烁器300的厚度A2为0.3mm的条件下实施的。此外，该实验分别在设置有槽缝幅度H3制成为0.6mm、0.9mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm的多种的槽缝部件500的情况下、与未设置槽缝部件500的情况下实施。

在图6中，曲线T06表示槽缝幅度H3为0.6mm的情况，曲线T09表示槽缝幅度H3为0.9mm的情况，曲线T12表示槽缝幅度H3为1.2mm的情况，曲线T15表示槽缝幅度H3为1.5mm的情况，曲线T18表示槽缝幅度H3为1.8mm的情况，曲线T0表示未设置槽缝部件500的情况。

由图6的结果可知，能够以曲线T06、曲线T09、曲线T12、曲线T15、曲线T18、曲线T0的顺序维持较高的空间频率。

即，由此可知，与没有槽缝的情况相比，有槽缝的情况下更好。

接下来，图7的横坐标表示槽缝幅度H3(mm)，纵坐标表示解析度(mm)。在图7中，解析度(mm)定义为首次低于MTF值0.1的空间频率的值的倒数。

在图7中，曲线A03表示闪烁器300的厚度A2为0.3mm的情况，曲线A05表示闪烁器300的厚度A2为0.5mm的情况。曲线A03和曲线A05是在各个条件下从使槽缝幅度H3变为0.6mm、0.9mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.4mm的点推测的多项式近似曲线。

如图7所示，通过与曲线A05比较可知，曲线A03在整个区域的解析度高，其结果使，在本实验中，闪烁器300的厚度A2为0.3mm时比为0.5mm时的解析度高。

根据图7的结果，在曲线A03中，槽缝幅度H3为1.8mm以上时解析度固定。其结果是，槽缝幅度H3的上限是1.8mm，使槽缝幅度H3为1.8mm以上也毫无意义。

接着，图8的横轴表示槽缝宽度(mm)，纵轴表示传感器输出。此处，传感器输出表示来自PDA400的电信号的输出值。

在图8中，曲线A03表示闪烁器300的厚度A2为0.3mm的情况，曲线A05表示闪烁器300的厚度A2为0.5mm的情况。此外，曲线A03和曲线A05是在各个条件下，从使槽缝幅度H3变为0.6mm、0.9mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.4mm的点推测的多项式近似曲线。

如图8所示，与曲线A05相比，曲线A03表示传感器输出值较高，在闪烁器300的厚度A2为0.3mm的情况下，与厚度A2为0.5mm的情况相比，能够高效地进行光变换。

另外，参照图8，当槽缝宽度H3在1.8mm以上时，则传感器输出固定。其结果是，槽缝宽度H3的上限为1.8mm，即使使槽缝宽度H3为1.8mm以上也毫无意义。此外，当传感器输出的下限值大约在300以上，则能够进行图像处理，因此，槽缝宽度H3的下限是0.3mm。

而且，如果考虑传感器输出中的SN比，在噪音为固定值的情况下，优选信号大的状况。为了更好地进行图像处理，传感器输出优选在1000以上。因此，在闪烁器300的厚度A2为0.3mm的情况下，槽缝宽度H3的下限为大约0.6mm。

如上所述，槽缝宽度H3优选在0.3mm至1.8mm的范围。在闪烁器300的厚度A2为0.3mm的情况下，槽缝宽度H3的上限为1.8mm，因此，闪烁器300的厚度A2与槽缝宽度H3的上限的比是1∶6。在闪烁器300的厚度A2为0.3mm的情况下，槽缝H3的下限为0.3mm，因此，闪烁器300的厚度A2与槽缝宽度H3的下限的比为1∶1。

因此，闪烁器300的厚度A2与槽缝宽度H3的比在1∶6至1∶1的范围即可。

此外，在PDA400的宽度H1为0.6mm的情况下，槽缝宽度H3的上限是1.8mm，因此，PDA400的宽度H1与槽缝宽度H3的上限的比为1∶3。另外，在PDA400的宽度H1为0.6mm的情况下，传感器输出的下限值约为300左右，槽缝宽度H3的下限为0.3mm，因此，PDA400的宽度H1与槽缝宽度H3的下限的比为2∶1。

此外，如上所述，为了进行最佳的图像处理，传感器输出优选大约为1000以上，因此，槽缝宽度H3的下限为0.6mm。此外，PDA400的宽度H1为0.6mm，因此，PDA400的宽度H1与槽缝宽度H3的下限比为1∶1。

因此，PDA400的宽度H1与槽缝宽度H3的比在2∶1至1∶3的范围即可，更加优选的是PDA400的宽度H1与槽缝宽度H3的比在1∶1至1∶3的范围。

最后，图9中的横轴表示槽缝宽度(mm)，纵轴表示输出衰减比(％)。

在图9中，曲线A03表示闪烁器300的厚度A2为0.3mm的情况，曲线A05表示闪烁器300的厚度A2为0.5mm的情况。此外，曲线A03和曲线A05是在各个条件下，从使槽缝幅度H3变为0.6mm、0.9mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.4mm的点推测的多项式近似曲线。

如图9所示，与曲线A05相比，曲线A03表示输出衰减比更大，闪烁器300的厚度A2为0.3mm时，与厚度A2为0.5mm的情况相比，输出衰减比(％)被保持为更高。

如以上的图6至图9所示，PDA400的宽度H1为0.6mm时，闪烁器300的厚度A2优选为0.3mm，槽缝部件500的槽缝宽度H3优选在0.6mm至1.8mm以内。

接下来，使用图10至图14，对现有的X射线检查装置900和本发明的X射线检查装置100的不同点进行说明。图10和图11是用于说明现有的X射线检查装置900的示意图，图12和图13是用于说明本发明的X射线检查装置100的示意图。

在图10和图11所示的现有的X射线检查装置900中，从X射线照射装置200照射X射线S 1，具有微小异物610的物品600沿着箭头L1的方向被输送。在该情况下，由于物品600内的微小异物610不使X射线S 1透过，因此，X射线S1并未照射在闪烁器300的闪烁元件310c上，仅闪烁元件310c不能进行向可见光的光变换。

但是，由于闪烁元件310a、310b、310d、310e全方位地发出可见光，因此，如图11所示，倾斜方向的可见光KSD(衍射)射入到PDA400。由此，在物品600内的微小异物610极小的情况下，在PDA400的电输出信号中未出现差异，存在无法识别物品600内的微小异物610的情况。即，可见光KSD将微小异物610的变化消去。此处，可见光KSD是基于闪烁元件310a、310b的倾斜45度向下方的可见光、和基于闪烁元件310d、310e的倾斜45度向下方的可见光的总和。

另一方面，在图12和图13所示的本发明的X射线检查装置100中，从X射线照射装置200照射X射线S1，宽度比X射线S1窄的X射线S2通过槽缝部件500被照射在闪烁器300上。并且，物品600沿着箭头L1的方向被输送。

在该情况下，由于物品600内的微小异物610和槽缝部件500不使X射线S1通过，因此，在闪烁器300的闪烁元件310a、310c、310e上未被照射X射线S1和X射线S2。其结果是，能够大大降低可见光从闪烁元件310a、310e向闪烁元件310c一侧衍射的影响。

结果，不会出现如图11所示的倾斜方向的可见光KSD射入PDA400中的现象，而如图13所示，大致垂直向下方向的可见光KSE射入到PDA400中。即，闪烁元件310a、310e不进行光变换，可见光KSE为仅基于闪烁元件310b的向下方的可见光、倾斜45度向下方的可见光、仅基于闪烁元件310d的向下方的可见光、和倾斜45度向下方的可见光的总和。因此，即使物品600内的微小异物610极小的情况下，可见光的差异也在PDA400中呈现，因此，能够准确地检测出物品600内的微小异物610。

此处，使用图14对本发明的效果进行说明。图14是用于说明本发明的效果的说明图。纵轴表示来自PDA400的电信号输出，横轴表示时间经过。

如图14所示，在使用现有的X射线检查装置900的情况下，因发生衍射而产生可见光KSD，因此，物品600内的微小异物610只在区域AR9中显现。

另一方面，在使用本发明的X射线检查装置100的情况下，能够防止衍射，利用可见光KSE物品600内的微小异物610在区域AR1中显现。像这样，区域AR1与区域AR9相比，以数倍的大小显现，因此，能够准确地检测出微小异物610。

如上所述，在本发明的X射线检查装置100中，X射线S1的照射因为设有槽缝部件500最终仅对为了使其入射到PDA400中所需最低限度的闪烁器300入射。在检测出微小异物的情况下，槽缝部件500可防止向位于微小异物下侧方附近的闪烁器300提供X射线S1，因此，能够防止可见光的衍射。

而且，槽缝部件500的槽缝宽度H3比闪烁器300的宽度H2小，比光电二极管阵列400的宽度H1大。因此，能够用闪烁器300准确地变换通过槽缝部件500的槽缝的X射线S2，利用光电二极管阵列400变换成电信号。

此外，由于无需与光电二极管阵列400的宽度H1相匹配而制造闪烁器300，因此能够降低X射线检查装置100的制造成本。

此外，由于槽缝部件500的槽缝设置在与箭头L1的物品的输送方向交叉的方向上，因此，能够使通过槽缝部件500的物品600内的微小异物610的阴影变得明显。其结果是，能够通过简单的构造准确地检测出物品600内的微小异物610。

而且，由于X射线照射装置200与物品600之间没有障碍物，因此，X射线的强度不会变弱，通过槽缝部件500入射到PDA400中。其结果是能够适度地调整X射线强度，实施有效的X射线检查。

在本实施方式中，物品600相当于检查对象物，X射线S1、S2相当于X射线，X射线照射装置200相当于X射线照射装置，闪烁器300相当于闪烁器，光电二极管阵列400相当于光电二极管阵列，槽缝部件500相当于槽缝部件，槽缝宽度H3相当于槽缝宽度，闪烁器300的宽度H2相当于闪烁器的宽度，光电二极管阵列400的宽度H1相当于光电二极管阵列的受光宽度，箭头L1相当于输送方向，照射宽度调整机构510相当于照射宽度调整机构，X射线检查装置100相当于X射线检查装置。

以上是本发明的一个优选实施方式，但是，本发明并非局限于此。不脱离本发明的主旨和范围的各种实施方式可以理解为其它的实施方式。而且，在本实施方式中，阐述了基于本发明的构造的作用和效果，但是，这些作用和效果只是一个例子，并不对本发明进行限定。

Claims

1.一种X射线检查装置，用于输送检查对象物并检测出所述检查对象物内的异物，其包括：

X射线照射装置，其对所述检查对象物照射X射线；

闪烁器，在与所述输送方向交叉的方向上延伸设置、且将由所述X射线照射装置照射的X射线光变换为可见光；

槽缝部件，其形成有在与所述输送方向交叉的方向上延伸设置的槽缝，相对于所述闪烁器被设置在所述X射线照射一侧，并且位于所述闪烁器和所述被检查对象之间；和

光电二极管阵列，其沿着所述闪烁器的设置方向设置，检测出通过所述闪烁器进行光变换而得到的可见光，并将该可见光变换成电信号，

所述槽缝部件的槽缝宽度比所述闪烁器的宽度小，为所述光电二极管阵列的宽度的1/2以上。

2.如权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于，还包括：

照射宽度调整机构，其用于调整通过所述槽缝被照射在所述闪烁器上的照射宽度。

3.如权利要求1或2所述的X射线检查装置，其特征在于：

所述光电二极管阵列的宽度与所述槽缝部件的槽缝宽度的比在1∶1至1∶3的范围内。

4.如权利要求1或2所述的X射线检查装置，其特征在于：

所述闪烁器的厚度与所述槽缝部件的槽缝宽度的比在1∶1至1∶6的范围内。

5.如权利要求3所述的X射线检查装置，其特征在于：