JP2009180719A

JP2009180719A - Ｘ線検査装置

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Publication number: JP2009180719A
Application number: JP2008022821A
Authority: JP
Inventors: Takuyu Kubo; 拓右久保
Original assignee: Ishida Co Ltd
Current assignee: Ishida Co Ltd
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】Ｘ線透視画像の画質の向上と検出部の解像度の向上とを図り得るＸ線検査装置を提供する。
【解決手段】被検査物４にＸ線を照射する照射部１と、被検査物４を透過したＸ線を検出する検出部２と、これらの間を通過するように被検査物４を搬送する搬送部３とを備えたＸ線検査装置を用いる。検出部２には、入射したＸ線を電気信号に変換する変換層１１及び１２を含むＸ線検出素子（Ｘ線センサ１０）を備えさせる。Ｘ線検出素子における入射面の法線方向（ｚ´軸方向）は、Ｘ線６の照射方向（ｚ軸方向）と搬送方向（ｘ軸方向）とに平行なｚｘ平面内で、ｚ軸方向に対して傾斜させる。複数個のＸ線検出素子は、それぞれの入射面が、ｚ軸方向及びｘ軸方向に直交するｙ軸方向（紙面垂直方向）と、入射面内においてｙ軸方向に直交するｘ´軸方向とに沿ってアレイ状に並ぶように配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、Ｘ線検査装置に関する。

近年、肉眼では見えない製品内部を非破壊で検査するため、食品や、電子機器等の種々の分野で、Ｘ線検査装置が利用されている。Ｘ線検査装置は、検査対象となる物品（以下「被検査物」という。）にＸ線を照射し、被検査物を透過したＸ線をＸ線センサで検出することによって、被検査物のＸ線透視画像を生成する。

Ｘ線センサとしては、Ｘ線を直接電荷に変換する変換素子を備えた直接型のＸ線センサ（例えば、特許文献１参照。）が知られている。特許文献１に記載のＸ線センサは、複数個のＸ線検出素子の集合によって構成されている。各Ｘ線検出素子は、例えば、カドミウムテルル（ＣｄＴｅ）等で形成された変換層を備えている。変換層は、入射したＸ線を電気信号に変換する。また、変換層は、バイアス電圧を印加する電極と、回路基板とで挟み込まれている。回路基板は、変換層で得られた電気信号を取り出すための電極、半導体素子、配線等といった電子回路を有している。

また、Ｘ線センサとしては、他に、間接型のＸ線センサも知られている（例えば、特許文献２参照。）。間接型のＸ線センサは、Ｘ線を一旦可視光に変換する変換層と、可視光を電気信号に変換する変換層とを備えている。図８は、従来からの間接型のＸ線センサを示す斜視図である。

図８に示す間接型のＸ線センサ１００は、Ｘ線を可視光に変換する変換層（シンチレータ）１０１と、得られた可視光を電気信号に変換する変換層１０２とを備えている。変換層１０１は、変換層１０２の入射面を覆う単一の層である。外部からのＸ線は先ず変換層１０１に入射する。なお、図８では、変換層１０１は破線によって示されている。

図８の例では、変換層１０２は、複数個のフォトダイオード１０２ａによって構成されている。これらフォトダイオード１０２ａは、半導体基板上にアレイ状に配置されている。また、Ｘ線センサ１００は、変換層１０２の入射面の反対側に、回路基板１０３を備えている。回路基板１０３も、上述した直接型のＸ線センサの場合と同様に、フォトダイオード１０２ａ毎に電気信号を取り出すための電極、半導体素子、配線等といった電子回路を備えている。

このような構成により、Ｘ線センサ１００では、フォトダイオード１０２ａ毎に、電気信号が出力され、Ｘ線が検出される。また、Ｘ線センサ１００においては、一つのフォトダイオード１０２ａと、回路基板１０３中のこのフォトダイオード１０２ａに対応する電子回路と、このフォトダイオード１０２ａに重なっている変換層１０１の一部分とが、一つのＸ線検出素子を構成している。Ｘ線センサ１００は、複数個のＸ線検出素子を備えている。

また、上述したＸ線センサ１００を備えたＸ線検査装置の一例について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、従来のＸ線検査装置の概略構成を示す斜視図である。図１０は、図９に示すＸ線検査装置の一部分を拡大して示す図である。図９及び図１０の例では、図８に示したＸ線センサ１００が用いられている。

図９に示すように、Ｘ線検査装置は、被検査物１０７に含まれる異物１０８（図１０）参照）の検出に用いられる。Ｘ線検査装置は、Ｘ線を照射する照射部１０４と、照射されたＸ線を検出する検出部１０５と、被検査物１０７を搬送するベルトコンベア１０６とを備えている。検出部１０５は、Ｘ線カメラであり、図８に示したＸ線センサ１００を備えている。

図１０に示すように、照射部１０４は、Ｘ線源１０９と、遮蔽板１１０とを備えている。遮蔽板１１０により、Ｘ線源１０９のＸ線発生点１１２から放出されたＸ線１１１の形状は、搬送方向側から見た時に扇状となり、側面側から見た時にライン状となる（図９参照）。また、Ｘ線センサ１００は、Ｘ線発生点１１２から放出されたＸ線束の中心軸１１３が、Ｘ線の入射面に直交するように（入射面の法線と一致するように）配置されている。中心軸１１３は、図１０の例では、照射野の中心とＸ線発生点１１２とを通っている。

よって、照射部１０４が被検査物１０７に向けてＸ線を出射すると、検出部１０５は、Ｘ線センサ１００によって、被検査物１０７を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検査装置は、検出部１０５からの電気信号に基づいて被検査物１０７のＸ線透視画像を形成し、これを表示装置（図示せず）の表示画面に表示する。図９及び図１０に示すＸ線検査装置を用いれば、異物を含んだ製品を簡単に見つけることができる。
特開昭５９−９９３８４号公報特開２００３−８４０６６号公報

このように、図９及び図１０に示したＸ線検査装置において、Ｘ線センサ１００は重要な役割を担っており、Ｘ線検査装置による異物検出の精度は、Ｘ線センサ１００の解像度に依存する。また、Ｘ線センサ１００の解像度の向上は、これを構成しているＸ線検出素子を微小化することによって達成できる。特に、被検査物１０７が搬送され、それが照射部１０４と検出部１０５との間を通過する場合は、搬送方向における解像度の向上が重要である。

しかしながら、Ｘ線検出素子の更なる微細化には、加工精度の向上が必要となる。また、加工精度を向上させる場合は、変換層１０２の製造設備や製造プロセスを見直す必要があることから、Ｘ線検出素子の微細化は極めて困難である。更に、Ｘ線検出素子を微細化すると、各Ｘ線検出素子が出力する電気信号のレベルが低下するため、形成されるＸ線透視画像の画質が低下してしまう。

また、Ｘ線透視画像の画質の向上を図るため、Ｘ線センサにおける電荷密度の向上が求められる。具体的には、図８に示したＸ線センサ１００であれば、各フォトダイオード１０２ａが蓄積可能な電荷量を増加させ、これにより、Ｘ線センサ１００の単位面積当たりの電荷量を向上させることが求められる。しかしながら、電荷密度の向上は、Ｘ線センサの構造や形成材料の見直しが伴うため、微細化と同様に極めて困難である。

本発明の目的は、上記問題を解消し、Ｘ線透視画像の画質の向上と検出部の解像度の向上とを図り得るＸ線検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明におけるＸ線検査装置は、検査対象である物品にＸ線を照射する照射部と、前記物品を透過したＸ線を検出する検出部と、前記照射部と前記検出部との間を通過するように前記物品を搬送する搬送部とを備えたＸ線検査装置であって、前記検出部は、入射したＸ線を電気信号に変換する変換層を含むＸ線検出素子を複数個有し、前記Ｘ線検出素子における前記変換層の入射面の法線方向は、前記照射部からのＸ線の照射方向と前記搬送部による物品の搬送方向とに平行な平面内で、前記照射方向に対して傾斜し、複数個の前記Ｘ線検出素子は、それぞれの前記変換層の入射面が、前記照射方向及び前記搬送方向に直交する第１の方向と、前記入射面内において前記第１の方向に直交する第２の方向とに沿ってアレイ状に並ぶように配置されている、ことを特徴とする。

本発明のＸ線検査装置では、複数個のＸ線検出素子の入射面は、直交する２方向に沿って連続的に配置される。この連続配置の一方の方向は、第２の方向、即ち、上記平面内において搬送方向に対して傾斜した方向である。よって、Ｘ線検査装置を照射部側から見ると、搬送方向における単位長さ当たりのＸ線検出素子の数は、Ｘ線検出素子が傾斜していない従来例に比べて増加することとなる（後述の図４参照）。そして、傾斜していない場合と傾斜している場合とで各Ｘ線検出素子が蓄積可能な電荷量は同一であるから、物品載置面に平行な面を基準にすると、この面における単位面積あたりの電荷量は、傾斜によって増加することとなる。

即ち、本発明によれば、簡単に、従来のＸ線センサにおいて単位面積当たりの電荷量を向上させた場合と同様の効果を得ることができ、Ｘ線透視画像の画質の向上が図られる。また、本発明では、Ｘ線検出素子は連続的に配置されている。従って、入射面の法線の傾斜角度を大きくする程、搬送方向における単位長さ当たりのＸ線検出素子の数は更に増加し、同時に、物品載置面に平行な面を基準にした単位面積当たりの電荷量もいっそう増加する。

また、本発明のＸ線検査装置の検出部を照射部側から見ると、搬送方向におけるＸ線検出素子間のピッチ（搬送方向ピッチ）は、実際のＸ線検出素子間のピッチ（第２の方向におけるピッチ）よりも小さくなり、搬送方向における解像度が向上している。更に、従来であれば、搬送方向ピッチを小さくする場合はＸ線検出素子を微細化する必要があったが、本発明ではその必要はない。本発明によれば、Ｘ線透視画像の画質を低下させることなく、Ｘ線センサの解像度の向上が図られる。

上記本発明におけるＸ線検査装置は、前記Ｘ線検出素子からの出力信号に基づいて前記物品のＸ線透視画像を作成する画像処理部を更に備え、前記画像処理部は、前記Ｘ線検出素子から前記搬送部の物品載置面までの距離に応じて、前記出力信号を補正する補正部を有する、態様とするのが好ましい。上記態様とした場合は、Ｘ線検出素子から物品載置面までの距離の差による微小な画質の低下でさえも抑制できる。

また、上記態様においては、前記画像処理部は、前記第１の方向に沿って並ぶ前記Ｘ線検出素子の第１の列に属するＸ線検出素子からの出力信号と、第２の列に属するＸ線検出素子からの出力信号との加算処理を実行可能な加算部をさらに有する、のが好ましい。

この場合は、例えば、一の列に属するＸ線検出素子からの出力信号と、その搬送方向の下流側に隣接している別の列に属するＸ線検出素子からの、同一の被写体に対する出力信号とを加算することができる。そして、これにより、Ｘ線透視画像を構成する各画素は、隣接するＸ線検出素子の加算された出力信号によって形成される。この結果、Ｘ線透視画像の画素間におけるノイズ成分が平均化され、更に、画素間の濃淡の差は大きくなるので、更なる画質の向上が図られる。

また、上記本発明におけるＸ線検査装置は、前記Ｘ線検出素子からの出力信号に基づいて前記物品のＸ線透視画像を作成する画像処理部を更に備え、前記画像処理部は、前記第１の方向に沿って並ぶ前記Ｘ線検出素子の第１の列に属するＸ線検出素子からの出力信号と、第２の列に属するＸ線検出素子からの出力信号との加算処理を実行可能な加算部を有する、態様であっても良い。この場合も、上記と同様に、Ｘ線透視画像の画素間におけるノイズ成分が平均化され、また、画素間の濃淡の差は大きくなるため、更なる画質の向上が図られる。

更に、上記の２つの態様においては、前記加算部は、前記加算処理を行う第１のモードと、前記加算処理を行わない第２のモードとを切り換え可能である、態様とすることができる。この態様において、第１のモードは、Ｘ線透視画像の画質の向上に有効である。第２のモードはＸ線透視画像の形成に必要な時間の短縮に有効である。この態様を用いれば、利用者の求めに応じて、Ｘ線透視画像の画質の向上を図ったり、Ｘ線透視画像の形成スピードを優先させたりすることができる。

上記本発明におけるＸ線検査装置は、前記Ｘ線検出素子の傾斜角度が可変となっている態様とするのが好ましい。この場合は、解像度や画質を簡単に変更できるため、これらの設定を、予想される被検査物中の異物の種類や大きさに応じて、最適化できる。

なお、本発明において「Ｘ線の照射方向」とは、照射部から照射されたＸ線束の中心軸方向をいう。また、「Ｘ線の照射方向と搬送方向とに平行な平面」とは、Ｘ線の照射方向に平行な軸とこれに交差する搬送方向に平行な軸とによって規定される平面をいう。

以上のように本発明におけるＸ線検査装置によれば、Ｘ線透視画像の画質の向上と検出部の解像度の向上とを図ることができる。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態におけるＸ線検査装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるＸ線検査装置の外観を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示したＸ線検査装置を構成する検出部を示す斜視図である。図３は、図１に示したＸ線検査装置の内部構成を概略的に示す図である。図４は、図１に示したＸ線検査装置の検出部と従来のＸ線検査装置の検出部とを比較する図である。図４（ａ）は図１に示したＸ線検査装置の検出部を示し、図４（ｂ）は従来のＸ線検査装置の検出部を示している。

図１に示すように、Ｘ線検査装置は、照射部１と、検出部２と、搬送部３とを備えている。Ｘ線検査装置は、食品等の検査対象となる物品（以下「被検査物」という。）４に含まれる異物５（図３参照）の検出に用いられる。照射部１は、被検査物４にＸ線を照射する。検出部２は、被検査物４を透過したＸ線を検出する。搬送部３は、照射部１と検出部２との間を被検査物４が通過するように、被検査物４を搬送する。

図２に示すように、本実施の形態では、検出部２は、Ｘ線カメラであり、Ｘ線センサ１０を有している。Ｘ線の検出は、Ｘ線センサ１０によって行われる。Ｘ線センサ１０は、入射したＸ線を電気信号に変換する変換層を含むＸ線検出素子を備えている。

また、本実施の形態では、Ｘ線センサ１０は、図８に示したＸ線センサ１００と同様に、間接型のＸ線センサである。Ｘ線センサ１０は、Ｘ線を可視光に変換する変換層（シンチレータ）１１と、可視光を電気信号に変換する変換層１２と、回路基板１３とを備えている。回路基板１３、変換層１２、及び変換層１１は、順に積層されている。よって、外部からのＸ線は、先ず上層の変換層１１に入射する。図２及び図３において、１１ａは変換層１１の入射面を示している。

下層の変換層１２は、複数の光電変換素子１２ａ、例えば、フォトダイオードによって構成されている。図２において、各光電変換素子１２ａは破線によって示されている。回路基板１３は、光電変換素子１２ａ毎に電気信号を取り出すための電極、半導体素子、及び配線等を含む電子回路を備えている。

Ｘ線センサ１０では、一つの光電変換素子１２ａと、回路基板１３中のこの光電変換素子１２ａに対応する電子回路と、この光電変換素子１２ａに重なっている変換層１１の一部分とが、一つのＸ線検出素子を構成している。検出部２（Ｘ線センサ１０）は、複数個のＸ線検出素子を備えている。また、変換層１１の入射面１１ａにおける各部分が、Ｘ線検出素子それぞれの入射面となる。

また、本実施の形態では、図３に示すように、照射部１は、Ｘ線源７と遮蔽板８とを備えている。遮蔽板８は、Ｘ線源７からのＸ線の一部を遮蔽している。遮蔽板８によって遮蔽されなかったＸ線は、Ｘ線束となって被検査物４へと照射される。図１及び図３において、９はＸ線束の中心軸を示している。中心軸９の軸方向がＸ線の照射方向となる。また、中心軸９は、図１及び図３に示すように、Ｘ線源７におけるＸ線発生点１４と、被検査物４が載置されている（以下「物品載置面」という。）面１５上のＸ線の照射野の中心１７とを通る軸である。

更に、本実施の形態では、搬送部３は、複数本の回転軸３ａと、ベルト３ｂとを備えたベルトコンベアである。ベルト３ｂの移動方向が、搬送部３による被検査物４の搬送方向となる。また、物品載置面１５は、ベルト３ｂ上の面である。

図１〜図３に示すように、本実施の形態では、搬送部３による被検査物４の搬送方向をｘ軸方向とし、中心軸９の軸方向に平行な方向をｚ軸方向とする。更に、ｘ軸方向とｚ軸方向との両方に直交する方向をｙ軸方向とする。また、図１及び３に示すように、本実施の形態でも、従来例と同様に（図９参照）、遮蔽板８により、照射部１から照射されたＸ線６の形状は、ｘ軸方向（搬送方向）側から見ると扇形状となり、ｙ軸方向側から見るとライン状となる。

このような構成により、本実施の形態におけるＸ線検査装置においても、従来例と同様に、照射部１が被検査物４に向けてＸ線を照射すると、検出部２が、被検査物４を透過したＸ線を受線する。そして、Ｘ線検査装置は、検出部２が出力した信号に基づいて被検査物４のＸ線透視画像を形成し、これを表示装置（図示せず）の表示画面に表示する。

但し、本実施の形態では、図１〜図３に示すように、Ｘ線センサ１０は、それを構成する各Ｘ線検出素子の入射面の法線方向（ｚ´軸方向）が、照射部１からのＸ線の照射方向（ｚ軸方向）に対して傾斜するように配置されている。更に、図２及び図３に示すように、Ｘ線検出素子の入射面の法線方向（ｚ´軸方向）の傾斜は、照射方向（ｚ軸方向）と搬送方向（ｘ軸方向）とに平行な平面（ｚｘ平面）内で行われている。

また、本実施の形態では、図２に示すように、複数個のＸ線検出素子は、それぞれの変換層１１における入射面が、ｙ軸方向と、入射面内においてｙ軸方向に直交する方向（ｘ´軸方向）とに沿ってアレイ状に並ぶように、配置されている。図３に示すように、ｘ´軸方向は、言い換えると、ｚｘ平面内において搬送方向（ｘ軸方向）に対して傾斜した方向である。

このような特徴により、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施の形態では、ｘ軸方向における単位長さＡ当たりのＸ線検出素子の数が従来例に比べて増加し、ｘ軸方向における単位長さＡ当たりの電荷量も増加する。例えば、図中に現れている一つのＸ線検出素子の電荷量をＱとする。この場合、図４（ａ）においては、単位長さＡ当たりの電荷量は５Ｑとなるのに対して、図４（ｂ）においては、単位長さＡ当たりの電荷量は４Ｑとなる。言い換えると、本実施の形態では、物品載置面１５に平行な面において、単位面積当たりの、光電変換素子によって蓄積される電荷量が増加する。なお、ｙ軸方向においては傾斜の有無に拘わらず電荷量は一定である。

また、複数個のＸ線検出素子は連続的に配置されているので、入射面の法線の傾斜角度θが大きくなればなる程、ｘ軸方向における単位長さＡ当たりの電荷量は増加する。このように、本実施の形態によれば、従来のＸ線センサ（図９参照）において単位面積当たりの電荷量を向上させた場合と同様の効果が簡単に得られ、Ｘ線透視画像の画質の向上が図られる。

更に、図４（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、本実施の形態では、ｘ軸方向におけるＸ線検出素子間のピッチ（搬送方向ピッチ）Ｐ１は、従来例における搬送方向ピッチＰ２よりも小さくなり、搬送方向における解像度が向上する。従来例であれば、搬送方向ピッチを小さくする場合はＸ線検出素子を微細化する必要があったが、本実施の形態では、その必要はない。本実施の形態によれば、Ｘ線透視画像の画質を低下させることなく、Ｘ線センサ１０の解像度の向上を図ることができる。

また、図３に示すように、本実施の形態におけるＸ線検査装置は、画像処理部２０を備えている。画像処理部２０は、Ｘ線センサ１０を構成する各Ｘ線検出素子からの出力信号に基づいて被検査物４のＸ線透視画像を作成する。ここで、図５〜図７を用いて、画像処理部２０の構成とその動作について説明する。

図５は、図３に示した画像処理部を具体的に示す図である。図５においては、画像処理部に加えて、Ｘ線センサも図示されている。図５に示すように、画像処理部２０は、補正部２１と、加算部２２と、作成部２３とを備えている。

先ず、補正部２１の機能について説明する。図５に示すように、Ｘ線検出素子と物品載置面１５との距離（Ｌ_０、Ｌ_１、・・・Ｌ_ｎ、・・・Ｌ_ｍ（ｎは１以上の自然数。ｍはｎ以上の自然数））は、ｙ軸方向に沿って並ぶＸ線検出素子の列（以下「幅列」という。）毎に異なっている。よって、Ｘ線検出素子に入射するＸ線の強度も幅列毎に異なる。また、Ｘ線の強度の幅列毎の相違は、Ｘ線透視画像の画質に僅かではあるが影響する。このような画質への影響を少なくするため、補正部２１は、Ｘ線検出素子から物品載置面１５までの距離に応じて、Ｘ線検出素子からの出力信号を補正する。

具体的には、補正部２１は、最も物品載置面１５との距離が近い幅列からの出力信号を基準にして補正する。出力信号のレベルはＸ線検出素子から物品載置面１５までの距離の２乗に反比例するため、この幅列からの出力信号のレベルをＳ_０とすると、Ｓ_０は下記式（１）によって表すことができる。下記式（１）においてｋは比例定数である。また、ｌ_０、ｌ_１、・・・ｌ_ｎ、・・・ｌ_ｍは、物品載置面１５上でのＸ線の照射野の中心１７から各Ｘ線検出素子までの距離を示している。ＬＤはＸ線発生点１４から照射野の中心１７までの距離を示している。

（数１）
Ｓ_０＝ｋ／（ｌ_０ ^２＋（ＬＤ＋Ｌ_０）^２）・・・・・・（１）

ここで、物品載置面１５までの距離がＬ_ｎの幅列にあるＸ線検出素子が出力する出力信号のレベルをＳ_ｎとすると、Ｓ_ｎは下記式（２）によって表すことができる。

（数２）
Ｓ_ｎ＝ｋ／（ｌ_ｎ ^２＋（ＬＤ＋Ｌ_０＋△Ｌ_ｎ）^２）・・・・・・（２）

よって、上記式（１）及び（２）から下記式（３）が成立する。

（数３）
Ｓ_ｎ／Ｓ_０＝（ｌ_０ ^２+（ＬＤ+Ｌ_０）^２）／（ｌ_ｎ ^２+（ＬＤ+Ｌ_０+△Ｌ_ｎ）^２）・・・（３）

但し、ｌ_０＜＜ＬＤと考えることができるから、式（１）及び式（２）は下記の式（１）´及び式（２）´のように書き換えることができる。また、この結果、式（３）も下記式（３）´のように書き換えることができる。

（数４）
Ｓ_０＝ｋ／Ｌ_０ ^２・・・・・・（１）´

（数５）
Ｓ_ｎ＝ｋ／（Ｌ_０＋△Ｌ_ｎ）^２・・・・・・（２）´

（数６）
Ｓ_ｎ＝（Ｌ_０ ^２／（Ｌ_０+△Ｌ_ｎ）^２）・Ｓ_０・・・（３）´

上記式（３）´より、物品載置面１５までの距離がＬ_ｎの幅列から出力信号のレベルを補正する場合は、得られたレベルの値に補正係数（（Ｌ_０＋△Ｌ_ｎ）^２／Ｌ_０ ^２）を乗算すれば良い。よって、補正部２１は、例えば、物品載置面１５までの距離がＬ_ｎの幅列については、下記式（４）を用いて補正を行う。下記式（４）において、Ｓ_ｎ´は、補正後の出力信号のレベルを示している。

（数４）
Ｓ_ｎ´＝（（Ｌ_０＋△Ｌ_ｎ）^２／Ｌ_０ ^２）・Ｓ_ｎ・・・・・（４）

加算部２２は、一の幅列に属するＸ線検出素子からの出力信号と、別の幅列に属するＸ線検出素子からの出力信号との加算処理を実行する機能を備えている。図５の例では、加算処理は、補正部２１による補正が行われた出力信号に対して行われる。この加算機能により、加算部２２は、例えば、一の幅列に属するＸ線検出素子からの出力信号と、その搬送方向の下流側に隣接している別の幅列に属するＸ線検出素子からの、同一の被写体に対する出力信号とを加算することができる。

具体的には、搬送部による搬送の速度がＶ［ｍｍ／秒］、ｘ軸方向において隣接するＸ線検出素子間のピッチがＰ１［ｍｍ］（図４（ａ）参照）であるとすると、加算部は、次の加算処理を行う。つまり、加算部２２は、一の幅列からの出力信号と、これが出力されてから（Ｐ１／Ｖ）秒後に出力された、下流側で隣接する幅列からの出力信号とを加算する。この結果、Ｘ線透視画像を構成する各画素は、隣接するＸ線検出素子の加算された出力信号によって形成されることとなる。この場合、Ｘ線透視画像において、画素間におけるノイズ成分が平均化され、更に、画素間の濃淡の差は大きくなるため、画質の向上が図られる。

また、加算部２２は、加算処理を行う第１のモードと、加算処理を行わない第２のモードとを切り換える機能を備えることもできる。この場合は、外部からのモード切替信号によって第１のモードが指示されると、加算部２２は、補正部からの出力信号に対して上記の加算処理を実行し、加算処理後の信号を作成部２３に出力する。一方、外部からのモード切替信号によって第２のモードが指示されると、加算部２２は、補正部からの出力信号をそのまま作成部２３に出力する。

また、この場合、第１のモードは、Ｘ線透視画像の画質の向上に有効であるのに対し、第２のモードはＸ線透視画像の形成に必要な時間の短縮に有効である。よって、加算部２２にモード切換機能を持たせれば、Ｘ線検査装置の利用者の求めに応じて、Ｘ線透視画像の画質の向上を図ったり、Ｘ線透視画像の形成スピードを優先させたりすることができる。

なお、モード切替信号の入力は、例えば、Ｘ線検査装置のオペレーターが、Ｘ線検査装置のタッチパネル（図示せず）等の入力機器を介して行うことができる。また、この場合は、例えば、被検査物の種類毎にモードを予め設定しておくのが好ましい態様である。この態様によれば、オペレーターがタッチパネルによって被検査物の種類を特定するだけで、加算部２２は最適なモードを実行する。

作成部２３は、加算部２２からの出力信号に基づいてＸ線透視画像を形成する。また、作成部２３は、Ｘ線透視画像の画像データを表示装置（ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等）に出力する。この結果、表示装置の表示画面には、Ｘ線透視画像が表示される。

また、本実施の形態において、画像処理部２０の構成は、図５に示す例に限定されるものではない。図６及び図７は、図３に示した画像処理部の他の例を具体的に示す図である。なお、図６及び図７においても、Ｘ線センサは図示されている。

図６に示すように、本実施の形態は、画像処理部２０が加算部を備えておらず、加算処理が行われない態様であっても良い。図６の例では、補正部２１によって補正された出力信号は、そのまま作成部２３に入力される。

また、図７に示すように、本実施の形態は、画像処理部２０が補正部を備えておらず、補正処理が行われない態様であっても良い。図７の例においても加算部２２はモード切替機能を備えることができる。この場合、加算部２２は、第１のモードが選択されると、各Ｘ線検出素子の出力信号に対して加算処理を行う。一方、加算部２２は、第２のモードが選択されると、各Ｘ線検出素子の出力信号に対して加算処理をすることなく、そのまま作成部２３に入力する。

更に、本実施の形態では、Ｘ線検査装置は、Ｘ線検出素子の傾斜角度θを可変できる構成を備えていても良い。具体的には、図２に示すように、検出部２は、回転機構１６を備えることができる。回転機構１６は、例えば、電動機と歯車等とによって構成でき、ｙ軸に平行な軸を回転軸としてＸ線センサ１０を回転させる。このような構成によれば、被検査物４中の異物５の種類や大きさに応じて、Ｘ線センサ１０の傾斜角度θを適切な角度に設定できる。

本実施の形態では、Ｘ線センサが間接型である場合について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明においては、Ｘ線センサは直接型であっても良い。直接型のＸ線センサでは、変換層が単一の層によって形成されている場合があるが、この場合であっても、回路基板が複数個の端子を備え、端子毎に電気信号の取り出しが行われる。よって、各端子と、変換層の対応する一部分と、バイアス電極の一部分とが一つのＸ線検出素子を構成するため、このような直接型のＸ線センサは複数個のＸ線検出素子を備えている。

以上のように、本発明は、Ｘ線透視画像の画質の向上や、Ｘ線カメラの解像度の向上に有用である。本発明のＸ線検査装置は、産業上の利用可能性を有している。

図１は、本発明の実施の形態におけるＸ線検査装置の外観を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示したＸ線検査装置を構成する検出部を示す斜視図である。図３は、図１に示したＸ線検査装置の内部構成を概略的に示す図である。図４は、図１に示したＸ線検査装置の検出部と従来のＸ線検査装置の検出部とを比較する図である。図４（ａ）は図１に示したＸ線検査装置の検出部を示し、図４（ｂ）は従来のＸ線検査装置の検出部を示している。図５は、図３に示した画像処理部を具体的に示す図である。図６は、図３に示した画像処理部の他の例を具体的に示す図である。図７は、図３に示した画像処理部の他の例を具体的に示す図である。図８は、従来からの間接型のＸ線センサを示す斜視図である。図９は、従来のＸ線検査装置の概略構成を示す斜視図である。図１０は、図９に示すＸ線検査装置の一部分を拡大して示す図である。

符号の説明

１照射部
２検出部
３搬送部
３ａ回転軸
３ｂベルト
４被検査物
５異物
６Ｘ線
７Ｘ線源
８遮蔽板
９Ｘ線束の中心軸
１０Ｘ線センサ
１１変換層（シンチレータ）
１１ａ入射面
１２変換層
１２ａ光電変換素子（フォトダイオード）
１３回路基板
１４Ｘ線発生点
１５物品載置面
１６回転機構
１７照射野の中心
２０画像処理部
２１補正部
２２加算部
２３作成部

Claims

検査対象である物品にＸ線を照射する照射部と、
前記物品を透過したＸ線を検出する検出部と、
前記照射部と前記検出部との間を通過するように前記物品を搬送する搬送部と
を備えたＸ線検査装置であって、
前記検出部は、入射したＸ線を電気信号に変換する変換層を含むＸ線検出素子を複数個有し、
前記Ｘ線検出素子における前記変換層の入射面の法線方向は、前記照射部からのＸ線の照射方向と前記搬送部による物品の搬送方向とに平行な平面内で、前記照射方向に対して傾斜し、
複数個の前記Ｘ線検出素子は、それぞれの前記変換層の入射面が、前記照射方向及び前記搬送方向に直交する第１の方向と、前記入射面内において前記第１の方向に直交する第２の方向とに沿ってアレイ状に並ぶように配置されている、Ｘ線検査装置。
前記Ｘ線検出素子からの出力信号に基づいて前記物品のＸ線透視画像を作成する画像処理部を更に備え、
前記画像処理部は、
前記Ｘ線検出素子から前記搬送部の物品載置面までの距離に応じて、前記出力信号を補正する補正部
を有する、請求項１に記載のＸ線検査装置。
前記画像処理部は、
前記第１の方向に沿って並ぶ前記Ｘ線検出素子の第１の列に属するＸ線検出素子からの出力信号と、第２の列に属するＸ線検出素子からの出力信号との加算処理を実行可能な加算部
をさらに有する、請求項２に記載のＸ線検査装置。
前記Ｘ線検出素子からの出力信号に基づいて前記物品のＸ線透視画像を作成する画像処理部を更に備え、
前記画像処理部は、
前記第１の方向に沿って並ぶ前記Ｘ線検出素子の第１の列に属するＸ線検出素子からの出力信号と、第２の列に属するＸ線検出素子からの出力信号との加算処理を実行可能な加算部
を有する、請求項１に記載のＸ線検査装置。
前記加算部は、
前記加算処理を行う第１のモードと、
前記加算処理を行わない第２のモードと
を切り換え可能である、請求項３又は４に記載のＸ線検査装置。
前記Ｘ線検出素子の傾斜角度が可変となっている、請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線検査装置。