JP2006064508A

JP2006064508A - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP2006064508A
Application number: JP2004246714A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Masaki; 俊道政木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【課題】製品出荷時における製品の状態を、高い信憑性のもとに証明することのできるＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】検査対象物品Ｗを特定できる特徴部分もしくは全体像を撮影する光学撮影手段５を設け、この光学撮影手段５により撮影した検査対象物品Ｗの光学像と、検査対象物品ＷにＸ線を照射して得たＸ線透視像とを相互に関連づけて記憶する記憶手段１３を備えることにより、製品出荷時におけるＸ線透視像と実際の製品とを高い客観性および信憑性のもとに関連づけることを可能とし、公正なトレーサビリティを実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば食品などの検査対象物品にＸ線を照射して得られるＸ線透過データを用いて、その物品のＸ線透視像を構築して、物品内部に異物が存在しているか否か等を検査するＸ線検査装置に関する。

検査対象物品の内部を被破壊のもとに検査する装置として、物品にＸ線を照射して得られるＸ線透過データを用いて物品のＸ線透視像を構築し、その透視画像を画像処理することにより、物品内の異物の存在の有無などを検査する装置が知られいてる（例えば特許文献１参照）。

このようなＸ線検査装置による各物品のＸ線透視像は、製品出荷時において検査結果として記憶しておくことが好ましい。従来のこの種の画像の記憶方法としては、各物品のＸ線透視画像を取り込み、製品出荷時の日時、シリアルナンバーを透視画像の情報に付加して記憶するのが一般的である。出荷日時やシリアルナンバーを付加する方法としては、以下の方法が多用されている。

すなわち、図６に例示するように、物品のＸ線透視画像Ｐを記録した画像ファイルのファイル名Ｔの一部として、当該物品であることが判るように、その画像Ｐを記録した日時やシリアルナンバーないしは識別コード等を組み入れ、記録媒体に記憶する。図６の例では、ファイル名Ｔに画像Ｐを記録した日時Ｄ（’０４年７月１９日１９時３０分）とシリアルナンバーＳ（１７５６）を組み入れている。
特開２００１−２８１１７３号公報

ところで、近年、各種製品、なかでも食品のトレーサビリティへの関心が高まり、工場出荷時における製品の状態を記録しておくニーズが顕在化している。Ｘ線透視画像は、包装後の製品の内部状態を表すため、工場出荷時の有効な記録データとして注目されている。

しかしながら、上記したような従来の記録方法では、トレーサビリティのためのデータとしては、客観性、信憑性に欠けるといわざるを得ず、例えば、市場で製品に異物が混入していたとのクレームに対する責任特定の場合に顕著となる。これは次のような理由による。

すなわち、Ｘ線透視画像では製品の外観が判らないため、該当の製品と透過画像との対応付けの点で客観性に欠ける。また、画像ファイルのファイル名で該当の製品と対応付けを行う方式では、ファイル名などは簡単に改竄できるので、ファイルされているＸ線透視画像が該当の製品のものであるか否かの信憑性が問題となる場合もある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、製品出荷時における製品の状態を、高い信憑性のもとに証明することのできるＸ線検査装置の提供をその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明のＸ線検査装置は、検査対象物品にＸ線を照射して得られるＸ線透過データを用いて、その物品のＸ線透視像を構築して物品内部を検査するＸ線検査装置において、検査対象物品を特定できる特徴部分もしくは全体像を撮影する光学撮像手段と、その光学撮像手段により撮影された光学像と上記Ｘ線透視像を相互に関連づけて記憶する記憶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）。

ここで、本発明においては、上記光学像とＸ線透視像とを、所定の符号化を施して相互に合成する画像合成手段を有し、その合成後の画像を上記記憶手段に記憶する構成（請求項２）を好適に採用することができる。

本発明は、Ｘ線検査装置に検査対象物の外観を撮影するための光学撮像手段を設けて、物品のＸ線透視像の撮像時に、併せてその物品を特定することのできる特徴部分ないしは全体像を撮影し、その光学像をＸ線透視像と関連づけて記憶手段に記憶することによって、課題を解決しようとするものである。

すなわち、例えば製品のＸ線透視像の撮影時に、その製品のシリアルナンバーなどを視認できるような光学像を撮影し、その光学像とＸ線透視像とを関連づけて記憶しておけば、Ｘ線透視像が該当製品のものであることが客観的に判る。

そして、請求項２に係る発明のように、Ｘ線透視像と光学像を、所定の符号化を施した上で相互に合成して記憶しておけば、その運用により信憑性を向上させる可能となる。このようにＸ線透視像と光学像とを符号化したうえで合成して記憶する場合には、製品のＸ線透視像を閲覧するに当たっては、指定されたファイル名の合成画像を記憶媒体から読み出し、記憶時の符号化とは逆処理で復元してＸ線透視像と光学像とを個別に表示するのであるが、例えば、符号化・合成のためのプログラムの内容を非公開とすることにより、Ｘ線透視像と光学像の組み合わせを改竄することは困難となり、工場出荷時における製品の内部情報を表すＸ線透視像の信憑性が高くなる。この場合、製品の製造者は、合成画像を管理し、第三者がその合成画像からＸ線透視像と光学像を閲覧するツールを用いることで、公正・客観的で信憑性の高い記録システムを構築することができる。このようなシステムは、インターネットを用いることによって比較的容易に実現することができる。

本発明によれば、各製品のＸ線透視像がそれぞれを特定できる光学像とともに関連づけて記憶されるので、Ｘ線透視像が該当の製品のものであることが従来に比してより客観的に判る。

また、請求項２に係る発明のように、Ｘ線透視像と光学像とを符号化して合成したものを記憶することにより、例えば符号化・合成の方法を非公開として改竄を困難なものとし、第三者やエンドユーザーが閲覧できるようにすれば、その信憑性が向上し、製品のトレーサビリティのための有効なデータとなり得る。

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を示す図であり、（Ａ）は検査対象物品のの搬送方向側方から見た機械的構成を表す模式図と全体の概略システム構成を表すブロック図とを併記して示す図であり、（Ｂ）はその右側面から見た機械的構成を表す模式図である。また、図２はそのデータ処理装置１１に関連するシステム構成を表すブロック図である。

Ｘ線源１とＸ線リニアセンサ２が対向配置されており、これらの間に検査対象物品Ｗを搬送する搬送装置３が配置されている。Ｘ線源１はファンビーム状のＸ線を出力し、Ｘ線リニアセンサ２はそのファンビーム状のＸ線の広がり方向に複数の素子が並ぶように配置されている。検査対象物品Ｗは搬送装置３によってファンビーム状のＸ線に対して垂直な方向に一定の速度で搬送される。

搬送装置３の入口部分には、光電センサ４ａと反射板４ｂとからなる光電スイッチ４が設けられており、検査対象物品Ｗがこの光電センサ４ａと反射板４ｂの間を通過している間、反射板４ｂからの反射光が遮られ、これにより検査対象物品Ｗの通過が検知される。光電スイッチ４に対して搬送装置３による搬送方向下流側で、かつ、Ｘ線リニアセンサ２に至るまでの間に、可視光ラインセンサ５および投光用の蛍光灯６が配置されている。なお、この蛍光灯６には、可視光ラインセンサ５のスキャン周期に比して十分に点灯周波数が高い高周波点灯のリニアタイプが用いられている。

搬送装置３により一定の速度で検査対象物品Ｗを搬送することにより、可視光ラインセンサ５およびＸ線ラインセンサ２はそれぞれスキャンごとに異なる位置における検査対象物品Ｗの１次元情報を出力することになり、この可視光ラインセンサ５およびＸ線ラインセンサ２を検査対象物品Ｗが通過することによって、検査対象物品Ｗの２次元可視光像情報および２次元Ｘ線透過像情報が得られる。

Ｘ線ラインセンサ２のスキャンごとの出力は画像処理装置１０に取り込まれ、この画像処理装置１０においては、光電センサ４の出力を入力して検査対象物品Ｗの通過を検知して、その検査対象物品ＷのＸ線透視像の画像処理により当該検査対象物品Ｗ内に異物が混入しているか否か等を判別し、その結果を例えば搬送装置３の下流側に設けられている排除装置に出力する。

Ｘ線ラインセンサ１のスキャンごとの出力および光電スイッチ４の出力は、また、可視光ラインセンサ５のスャキンごとの出力とともにデータ処理装置１１に取り込まれる。データ処理装置１１はパーソナルコンピュータを主体とするものであり、データを処理する処理部１１ａと、Ｘ線ラインセンサ２および可視光ラインセンサ５に対して同期信号を供給する同期信号発生部１１ｂ、および可視光ラインセンサ５および光電スイッチ４の出力を遅延させる２つのディレー部１１ｃ，１１ｄを有している。

各ディレー部１１ｃ，１１ｄは、Ｘ線ラインセンサ２の出力に可視光ラインセンサ５および光電スイッチ４の出力を同期させるために設けられている。すなわち、この例においては、可視光ラインセンサ５はＸ線ラインセンサ２よりもＬだけ搬送装置３による検査対象物品Ｗの搬送方向上流側に設けられ、また、光電スイッチ４は同じくＸ線ラインセンサ２によりもＬｓｗだけ上流側に設けられている。よって、これらの距離と搬送装置３による搬送速度との関連で、光電スイッチ４および可視光ラインセンサ５の出力をそれぞれ遅延させて処理部１１ａに取り込むことにより、これらの２つの信号はＸ線ラインセンサ２の出力と同じタイミングで処理部１１ａに取り込まれる。また、Ｘ線ラインセンサ２と可視光ラインセンサ５のスキャンを同期させるため、これらの各ラインセンサに同期信号発生部１１ｂから外部同期信号が供給される。

処理部１１ａには、表示器１２、ハードディスクなどの記録媒体１３およびキーボード，マウスなどの操作部１４が接続されている。これらはパーソナルコンピュータおよびパーソナルコンピュータに一般的に装備されているもので十分である。

図３に処理部１１ａに取り込まれる各信号の説明図を示す。処理部１１ａには、Ｘ線ラインセンサ２および可視光ラインセンサ５の出力が連続して取り込まれるが、光電スイッチ４が検査対象物品Ｗに遮蔽されてＯＮになっている間だけ、Ｘ線ラインセンサ２の出力に基づくＸ線透視像および可視光ラインセンサ５の出力に基づく光学像の切り出しを行う。光電スイッチ４の出力がＯＦＦになった時点で切り出し処理を終え、切り出したＸ線透視像および光学像を合成し、１枚の画像にする。合成方法は例えば以下の方法を採用することができる。

各画像のサイズを（ｘ，ｙ）とし、Ｘ線透視像をＸｉｍ（ｘ，ｙ）、光学像をＩｍｇ（ｘ，ｙ）として、合成画像をＧ（ｘ，ｙ）で表すと、
Ｇ（ｘ，ｙ）＝Ｘｉｍ（ｘ，ｙ）・Ｃｏｄｅ１＋Ｉｍｇ（ｘ，ｙ）・Ｃｏｄｅ２
とする。ここで、Ｃｏｄｅ１およびＣｏｄｅ２はそれぞれ２種の要素「２５６」と「１」をｘ，ｙ方向にそれぞれランダムに配列したものとする。これらのＣｏｄｅ１およびＣｏｄｅ２は、本合成の暗号化キーに相当するものであり、復元時に用いるために合成時の配列を固定しておくものとする。

次に、合成画像に適当なファイル名を付け、記録媒体１３に格納する。この例では、データ処理装置（パーソナルコンピュータ）１１のタイマから生成した年月日、時刻をファイル名として用いるが、別途設けたバーコードリーダやＲＦＩＤリーダなどにより検査対象物品Ｗから読み出した情報をファイル名としてもよい。

以上のようにして各検査対象物品ＷのＸ線透視像Ｘｉｍ（ｘ，ｙ）と光学像Ｉｍｇ（ｘ，ｙ）の合成画像Ｇ（ｘ，ｙ）は、合成時に用いたＣｏｄｅ１（ｘ，ｙ）およびＣｏｄｅ２（ｘ，ｙ）を用いることにより、以下に示す式によりＸ線透視像と光学像に分離することができる。

Ｉｍｇ（ｘ，ｙ）＝ｉｎｔ｛Ｇ（ｘ，ｙ）／Ｃｏｄｅ２（ｘ，ｙ）｝％２５６
Ｘｉｍ（ｘ，ｙ）＝ｉｎｔ｛Ｇ（ｘ，ｙ）／Ｃｏｄｅ１（ｘ，ｙ）｝％２５６
ここで、ｉｎｔはインテジャー（｛｝内の数値の整数部分）を表し、％は剰余演算（２５６で除した余りを答えとする演算）である。

所望の合成画像を分離するに当たっては、図４にその手順説明図を例示するように、ファイル名で検索を掛けて記録媒体１３から該当の合成画像Ｇ（ｘ，ｙ）を呼び出し、上記した分離処理により復元してＸ線透視像Ｘｉｍ（ｘ，ｙ）および光学像Ｉｍｇ（ｘ，ｙ）を得る。

このように分離されたＸ線透視像Ｘｉｍと光学像Ｉｍｇは、図５に画面構成例を示すように、プレビューすることができる。この例では、ファイル名と光学像およびＸ線透視像を一体化して表示している。検索は、ファイル名に用いられている製造年月日（各画像の撮影年月日）やシリアルナンバーを用いて行うことができる。該当の画像をクリック等により指定すれば拡大表示することができ、また、Ｘ線透視像と光学像とをペアで印刷する機能を付加する。

以上のＸ線透視像および光学像の分離（再生）処理は、Ｘ線検査装置に組み込んでいるデータ処理装置１１により行う必要はなく、記録媒体１３に格納されている合成画像ファイルを別のパーソナルコンピュータの記憶媒体にコピーすれば、オフィス内等においても実施可能である。その際、合成画像をエディットしても、Ｃｏｄｅ１，Ｃｏｄｅ２により暗号化されており、当該物品の製造業者に対してこれらのＣｏｄｅ１，Ｃｏｄｅ２を非公開としておけば、改竄は不可能である。このようにして、製品のＸ線透視像の記録に客観性と信憑性を持たせることができる。

そして、データ処理装置として汎用のパーソナルコンピュータを用い、合成画像のファイルも汎用のものとして、物品の製造業者がＷｅｂ上で合成画像ファイルを公開し、エンドユーザーがその製品に付いているシリアナンバーなどで検索可能とすることにより、公正なトレーサビリティシステムを構築することができる。その場合、ファイル名の少なくとも一部にシリアルナンバーを含み、また、光学像にもシリアルナンバーが識別可能に含まれるようにすることが望ましい。

本発明の実施の形態の構成を示す図であり、（Ａ）は検査対象物品のの搬送方向側方から見た機械的構成を表す模式図と全体の概略システム構成を表すブロック図とを併記して示す図であり、（Ｂ）はその右側面から見た機械的構成を表す模式図である。本発明の実施の形態におけるデータ処理装置１１に関連するシステム構成を表すブロック図である。本発明の実施の形態における処理部１１ａに取り込まれる各信号の説明図である。本発明の実施の形態により記憶媒体に格納された合成画像を分離する際の手順説明図である。本発明の実施の形態により記憶媒体に格納された合成画像から分離したＸ線透視像と光学像のプレビュー画面の構成例の説明図である。従来のＸ線検査装置における物品のＸ線透視像の記憶方法の例の説明図である。

符号の説明

１Ｘ線源
２Ｘ線リニアセンサ
３搬送装置
４光電スイッチ
５可視光ラインセンサ
６蛍光灯
１０画像処理装置
１１データ処理装置
１２表示器
１３記憶媒体
１４操作部
Ｗ検査対象物品

Claims

検査対象物品にＸ線を照射して得られるＸ線透過データを用いて、その物品のＸ線透視像を構築して物品内部を検査するＸ線検査装置において、
検査対象物品を特定できる特徴部分もしくは全体像を撮影する光学撮像手段と、その光学撮像手段により撮影された光学像と上記Ｘ線透視像を相互に関連づけて記憶する記憶手段を備えていることを特徴とするＸ線検査装置。
上記光学像とＸ線透視像とを、所定の符号化を施して相互に合成する画像合成手段を有し、その合成後の画像を上記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。