JP2011043474A - Ｘ線検出器およびｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各Ｘ線センサからのＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができるＸ線検出器およびＸ線検査装置を提供すること。
【解決手段】センサモジュール群１０２の各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・およびセンサモジュール群１０１の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・は、それぞれ所定間隔でそれぞれ一列に配置されていて、この所定間隔は、センサモジュール群１０２の各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・と、これらのセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・のそれぞれに対応させたセンサモジュール群１０１の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・と、の各対応点をそれぞれ結んだ各方向線が集束領域で集束するようにそれぞれ決定された。
【選択図】図４

Description

本発明は、肉、魚、加工食品、医薬品等の被検査物中に混入した異物を検出するＸ線検出器およびＸ線検査装置に関し、特に、Ｘ線発生器から照射されて被検査物を透過したＸ線を検出するＸ線検出器およびＸ線検査装置に関するものである。

例えば食品などの被検査物への異物の混入の有無を検出するために、従来からＸ線検査装置が用いられている。この種の従来のＸ線検査装置は、装置本体の上側にＸ線発生部を配置し、且つ、Ｘ線発生部の下方の搬送ベルトの下部となる位置にＸ線検出器を取り付け、Ｘ線発生部から照射されたＸ線をＸ線検出部にて受けるようにしている。

この種のＸ線検査装置においては、１つのＸ線発生部に対し、Ｘ線発生部からのＸ線を受けるライン状のセンサモジュールを搬送方向に並べて配置するとともに、Ｘ線発生部から各Ｘ線センサに至るそれぞれのＸ線の線質を異ならせるＸ線可変体を設け、被検査物を透過した互いに線質の異なる各Ｘ線を各センサモジュールで検出することにより、これらＸ線の透過量から被検査物中の異物を、Ｘ線を透過し易い異物と、Ｘ線を透過しにくい異物とに区別して検出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このＸ線検査装置は、例えば、複数のセンサモジュールにより取得した高エネルギー画像と低エネルギー画像との差分を算出することにより、異物のみを高感度に検出することができるようになっている。

また、Ｘ線検出器を、Ｘ線の透過方向に沿った上下位置に配置される２つのセンサモジュールから構成し、上段のセンサモジュールが、シンチレータで可視光に変換後に、可視光反射体で反射させて受光素子によりＸ線透過量に対応したＸ線透過データを出力し、下段のセンサモジュールが、Ｘ線フィルタで所定の帯域のＸ線エネルギーを減衰させてから、シンチレータで可視光に変換後に、受光素子によりＸ線透過データを出力するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−１６８８０３号公報 特開２００２−３６５３６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたものは、センサモジュールが搬送方向に並べて配置されているため、各センサモジュールから出力されるＸ線透過データ間のバランスの悪化、データの不整合、濃度の差異といった問題を有していた。一方、特許文献２に記載されたもののように、センサモジュールを縦方向に並べて配置することでこれらの問題を解消することができるが、この場合、上側のセンサモジュールと下側のセンサモジュールとの間で画素の位置ズレが生じてしまうという問題があった。

すなわち、Ｘ線発生部からスリットによって略三角形状のスクリーン状となって照射され被検査物を透過したＸ線は、Ｘ線発生部の直下においては上側および下側のセンサモジュールに対して垂直に入射するが、Ｘ線発生部から遠い部位のセンサモジュールにおいては、Ｘ線が角度をもって入射するため、上側のセンサモジュールを通過したＸ線は、Ｘ線画像において位置が一致するその直下の下側のセンサモジュールではなく、Ｘ線画像において位置がズレたところの下側のセンサモジュールに入射してしまう。

このため、異物を検出するために上側のセンサモジュールから得たＸ線透過データと下側のセンサモジュールから得たＸ線透過データとの差分を算出した場合に、上記の位置ズレによって異物の信号が隣接する他素子に拡がってしまい正しく差分されないため、異物検出の感度が低下してしまう恐れがあった。

そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、複数のセンサモジュールを縦に並べて配置したＸ線検出部を用いた場合に、各センサモジュールからのＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができるＸ線検出器およびＸ線検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線検出器は、入射するＸ線の強度に基づいて、第１のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュールを含む第１のセンサモジュール群および第２のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュールを含む第２のセンサモジュール群と、を有し、前記第１のセンサモジュール群と前記第２のセンサモジュール群とが、入射する前記Ｘ線の入射方向に重なって配置されたＸ線検出器であって、前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールおよび前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールは、それぞれ所定間隔でそれぞれ一列に配置されていて、前記所定間隔は、前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールと、該センサモジュールのそれぞれに対応させた前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールと、の各対応点をそれぞれ結んだ各方向線が集束領域で集束するようにそれぞれ決定されたことを特徴とする。

この構成により、並置した第１のセンサモジュール群と第２のセンサモジュール群との間で一対一の対応関係にある各センサモジュールをそれぞれ結んだ各方向線が集束する集束領域にＸ線発生源を設けたときに、ともに同一の方向から入射してくるＸ線を検出することができるようになるから、第１のセンサモジュール群からの第１のＸ線透過データと第２のセンサモジュール群からの第２のＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができる。

また、各方向線は、各センサモジュールの中点同士や一端同士といった各対応点を結んだものであって、例えばセンサモジュールに含まれる素子数などに応じて何れの対応点を用いるかを選択するとよい。すなわち、モジュールに含まれる素子数が多い場合には、中点同士を対応点とすることにより、位置ズレが最大となる両端でのズレ量を小さく抑えることができる。一方、各モジュールに含まれる素子数が小さく他端でのズレ量が許容できる範囲である場合には、センサモジュールの一端同士を対応点とすることにより、各センサモジュールの配置を端部の位置により容易に決定することができ、いずれであっても、それぞれ複数のセンサモジュールからなる第１のセンサモジュール群および第２のセンサモジュール群からそれぞれ出力される第１のＸ線透過データと第２のＸ線透過データとの位置ズレを防止することができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、被検査物に照射され該被検査物を透過したＸ線の透過量から前記被検査物中の異物を検出するＸ線検査装置であって、Ｘ線源から前記被検査物が通過する領域に向けてＸ線を照射するＸ線発生部と、前記被検査物の搬送方向と直交する方向にともに配列され、前記Ｘ線発生部から照射されて前記被検査物を透過したＸ線を受け該Ｘ線の透過量に基づいて、第１のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュールを含む第１のセンサモジュール群および第２のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュールを含む第２のセンサモジュール群と、を有し、前記第１のセンサモジュール群と前記第２のセンサモジュール群とが前記Ｘ線の透過する方向に沿って並置されたＸ線検出器と、前記第１のＸ線透過データに基づく第１の画像データと前記第２のＸ線透過データに基づく第２の画像データとを用いて画像演算した画像に基づいて前記被検査物中の異物を検出する制御部と、を備え、前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールに対応する前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールは、前記Ｘ線の透過する方向に基づいて決定された間隔を相互に隔てて配置したことを特徴とする。

この構成により、第１のセンサモジュール群と第２のセンサモジュール群からのＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記センサモジュールは、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータと、前記シンチレータにより変換された可視光を受光してＸ線の透過量に対応したＸ線透過データを出力する複数の受光素子と、をそれぞれ備え、前記第１のセンサモジュールは、前記シンチレータで変換後の可視光を前記Ｘ線の透過する方向とは異なる方向に反射させる可視光反射体を有することを特講とする。

この構成により、受光素子を可視光反射体によるＸ線の反射方向に配置することができるので、センサモジュールの高さを抑制することができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールの受光素子と前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールの受光素子とでＸ線の透過位置が互いに一致するよう前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールの複数の受光素子の間隔を相互に隔てて配置したことを特徴とする。

この構成により、受光素子毎にＸ線の通過位置が一致することとなり、Ｘ線透過データの位置ズレをより一層防止して更に高感度に異物を検出することができる。

本発明は、複数のセンサモジュールを縦に並べて配置したＸ線検出部を用いた場合に、各センサモジュールからのＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができるＸ線検出器およびＸ線検査装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の概略構成を示す斜視図である。 本発明の一実施の形態に係るＸ線検査装置の側面および内部構成を示す図である。 Ｘ線検査装置の検出部の構成を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は、Ｘ線検出器の横方向の構成を示す図である。 Ｘ線検出器の縦方向の構成を示す図である。 Ｘ線検出器の他の縦方向の構成を示す図である。 Ｘ線検出器の他の縦方向の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず構成について説明する。

図１に示すように、Ｘ線検査装置１は、搬送部２と検出部３とを筐体４の内部に備え、表示部５を筐体４の前面上部に備えている。

搬送部２は、被検査物Ｗを所定間隔をおいて順次搬送するものである。この搬送部２は、例えば筐体４に対して水平に配置されたベルトコンベアにより構成されている。搬送部２は、図１に示す駆動モータ６の駆動により予め設定された搬送速度で搬入口７から搬入された被検査物Ｗを搬出口８側（図中Ｘ方向）に向けて搬送面としてのベルト面２ａ上を搬送させるようになっている。筐体４の内部においてベルト面２ａ上を搬入口７から搬出口８まで貫通する空間は搬送路２１を形成している。

検出部３は、順次搬送される被検査物Ｗに対し、搬送路２１の途中の検査空間２２においてＸ線を照射するとともに被検査物Ｗを透過するＸ線を検出するものであり、搬送路２１途中の検査空間２２の上方に所定高さ離隔して配置されたＸ線発生部９と、搬送部２内にＸ線発生部９と対向して配置されたＸ線検出器１０を備えている。

Ｘ線発生源としてのＸ線発生部９は、金属製の箱体１１の内部に設けられた円筒状のＸ線管１２を図示しない絶縁油に浸漬した構成を有しており、Ｘ線管１２の陰極からの電子ビームを陽極のターゲットに照射させてＸ線を生成している。Ｘ線管１２は、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるよう配置されている。Ｘ線管１２により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、図示しないスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向（Ｘ方向）を横切るように照射されるようになっている。

Ｘ線検出器１０は、図３に示すように、幅方向、すなわち搬送される被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で搬送方向と直交するＹ方向に複数の検出素子が一直線上に配置されたものである。具体的には、Ｘ線検出器１０は、被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）の平面上で直交する方向（Ｙ方向）に直線状に延在する上段のセンサモジュール群１０２および下段のセンサモジュール群１０１をＸ線の照射方向に沿って配置したものから構成されている。Ｘ線検出器１０には、被検査物Ｗに向けて照射され透過するＸ線が入射するようになっている。Ｘ線検出器１０は、センサモジュール群１０２で検出されるＸ線の強度に基づいて、第１のＸ線透過データを出力し、センサモジュール群１０１で検出されるＸ線の強度に基づいて、第２のＸ線透過データを出力するようになっている。

図２に示すように、搬送路２１内の天井部２１ａには、搬送方向（Ｘ方向）に沿って複数個所にＸ線遮蔽用の遮蔽カーテン１６が吊り下げ配置されている。遮蔽カーテン１６は、Ｘ線を遮蔽する鉛粉を混入したゴムシートをのれん状（上部が繋がっており下部が帯状に分割された状態）に加工したものから構成されており、検査空間２２から搬送路２１を介してＸ線が筐体４の外部に漏えいすることを防止するものである。遮蔽カーテン１６は、本実施の形態では、搬入口７と検査空間２２との間、および検査空間２２と搬出口８との間にそれぞれ２枚ずつ設けられており、１つの遮蔽カーテン１６が被検査物Ｗと接触して弾性変形して隙間が生じた場合でも、他の遮蔽カーテン１６がＸ線を遮蔽するので漏えい基準量を超えることなくＸ線の漏えいを防止できるようになっている。搬送路２１における遮蔽カーテン１６により囲まれた内側の空間が検査空間２２を構成している。

Ｘ線検査装置１は、Ｘ線検出器１０からのＸ線透過データが入力されるとともに被検査物Ｗ中の異物の有無を検査する制御部４０と、制御部４０による検査結果等を表示出力する表示部５と、制御部４０への各種パラメータ等の設定入力を行う設定部４５とを備えている。

制御部４０は、ＣＰＵやメモリなどを備えて構成されており、Ｘ線検出器１０から受け取った濃度データを記憶する記憶部４２と、記憶部４２から読み出した濃度データに対して合成や各種フィルタ等の画像処理を施す画像処理部４３と、画像処理された濃度データに対して被検査物Ｗと異物との判別を行って異物の混入の有無を判定する判定部４４と、を備えている。

設定部４５は、ユーザが操作する複数のキーやスイッチ等で構成され、制御部４０への各種パラメータ等の設定入力や動作モードの選択を行うものである。

表示部５は、平面ディスプレイ等から構成されており、制御部４０による検査結果の表示を行うようになっている。また、表示部５は、被検査物Ｗの良否判定結果を「ＯＫ」や「ＮＧ」等の文字または記号で表示するとともに、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果を、既定設定として、または、設定部４５からの所定のキー操作による要求に基づいて表示するようになっている。

図３、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、Ｘ線検出器１０は、幅方向に配列された複数のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・からなるセンサモジュール群１０２と、幅方向に配列された複数のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・からなるセンサモジュール群１０１と、を備え、さらにセンサモジュール群１０２とセンサモジュール群１０１とを、Ｘ線の照射方向に沿って並置した構成となっている。Ｘ線の照射方向とは、本実施の形態では、概ねベルト面２ａにおける高さ方向となる。換言すると、Ｘ線検出器１０は、幅方向と高さ方向の双方に複数のセンサモジュールを配列した構成となっている。

センサモジュール群１０２は、上段、すなわちＸ線発生部９に近い側に配置されており、Ｘ線発生部９から照射されたＸ線を最初に受けるようになっている。センサモジュール群１０１は、下段、すなわちセンサモジュール群１０２の下部でＸ線発生部９から遠い側に配置されており、Ｘ線発生部９から照射されセンサモジュール群１０２を通過したＸ線を受けるようになっている。

上段のセンサモジュール群１０２を構成する各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・は、各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・で同一のサイズであるとともに、各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・間で隙間が空かないよう密接して配列されている。下段のセンサモジュール群１０１を構成する各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・は、各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・で同一のサイズであるとともに、照射方向に基づいて決定された間隔を相互に隔てて配置されている。

本実施の形態では、上段のセンサモジュール１０２ａと下段のセンサモジュール１０１ａ、上段のセンサモジュール１０２ｂと下段のセンサモジュール１０１ｂ、上段のセンサモジュール１０２ｃと下段のセンサモジュール１０１ｃ（以下センサモジュール１０２ｄ、１０１ｄ以降についても同様）で、Ｘ線の透過位置が互いに一致するように、下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の間隔が設けられている。

具体的には、図４（ａ）に示すように、Ｘ線の透過位置が上段のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・と下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の中点同士となるように、これらの中点を対応点１０１ａｘ、１０１ｂｘ、１０１ｃｘ、１０２ａｘ、１０２ｂｘ、１０２ｃｘ、・・・とするとともに、Ｘ線発生部９から照射されたＸ線の方向線を対応線１５０として、対応線１５０が対応点１０１ａｘ、１０１ｂｘ、１０１ｃｘ、１０２ａｘ、１０２ｂｘ、１０２ｃｘ、・・・を透過するように、下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の間隔が設けられている。

または、図４（ｂ）に示すように、Ｘ線の透過位置が上段のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・と下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の一端同士となるように、これらの一端を対応点１０１ａｙ、１０１ｂｙ、１０１ｃｙ、１０２ａｙ、１０２ｂｙ、１０２ｃｙ、・・・とするとともに、Ｘ線発生部９から照射されたＸ線の方向線を対応線１５０として、対応線１５０が対応点１０１ａｙ、１０１ｂｙ、１０１ｃｙ、１０２ａｙ、１０２ｂｙ、１０２ｃｙ、・・・を透過するように、下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の間隔が設けられている。

すなわち、上下に対応する各センサモジュールの対応点を結んだ各方向線が集束領域に集束していることにより、この集束領域にＸ線発生部９を配置すれば、逆にＸ線発生部９の側から見たときに上下に対応する各センサモジュールが同じ方向に重なって配置されていることになるから、Ｘ線発生部９から照射されたＸ線の対応線１５０のうち上段のセンサモジュール１０２ａを通過する対応線１５０が下段のセンサモジュール１０１ａを通過し、上段のセンサモジュール１０２ｂを通過する対応線１５０が下段のセンサモジュール１０１ｂを通過し、上段のセンサモジュール１０２ｃを通過する対応線１５０が下段のセンサモジュール１０１ｃを通過する（以下同様）ように、下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の間隔が設けられている。

ここで、Ｘ線発生部９と上段のセンサモジュール群１０２との垂直距離をＬ、上段のセンサモジュール群１０２と下段のセンサモジュール１０１との距離をｄ、下段の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・内の配列された複数の受光素子（フォトダイオード）の素子数をａ、配列方向の素子サイズをｂ、下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の間隔をＸとすると、Ｘ線発生器９の直下の下段のセンサモジュールとこのセンサモジュールから１つ遠い側のセンサモジュールとの間隔Ｘを、Ｘ＝ａｂｄ／Ｌとすることにより、センサモジュールの両端での画像ズレを小さくできるようになる。例えば、Ｌ＝５５０ｍｍ、ｄ＝３ｍｍ、ａ＝１２８個、ｂ＝０．８ｍｍのとき、Ｘ＝０．５５ｍｍとなる。また、Ｘ線発生器９の直下の下段のセンサモジュールからｎ（自然数）番目のセンサモジュールとこのセンサモジュールから１つ遠い側のセンサモジュールとの間隔Ｘｎは、Ｘｎ＝ｎ・ａｂｄ／Ｌとなる。

このように、Ｘ線の透過位置が互いに一致するように、下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の間隔を設けることにより、上段のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・と下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・からのＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができる。

なお、下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・に間隔を設けることに加えて、更に、上段のセンサモジュール１０２ａの各受光素子１２３（図５参照）と下段のセンサモジュール１０１ａの各受光素子１１３（図５参照）との間でも、Ｘ線の透過位置が互いに一致するように、下段のセンサモジュール１０１ａの各受光素子１１３に間隔を設けてもよい。この場合、受光素子毎にＸ線の通過位置が一致することとなり、Ｘ線透過データの位置ズレをより一層防止して更に高感度に異物を検出することができる。

以下、センサモジュール群１０２、１０１のそれぞれのうち、１つのセンサモジュール１０２ａ、１０１ａを例に詳細を説明する。なお、センサモジュール群１０２のセンサモジュール１０２ａ以外のセンサモジュール１０２ｂ、１０２ｃ、・・・もセンサモジュール１０２ａと同様に構成され、センサモジュール群１０１のセンサモジュール１０１ａ以外のセンサモジュール１０１ｂ、１０１ｃ、・・・もセンサモジュール１０１ａと同様に構成されている。

図５に示すように、センサモジュール１０２ａは上段に設けられ、センサモジュール１０１ａは下段に設けられている。上段のセンサモジュール１０２ａには、シンチレータ１２１と、受光素子１２３が設けられている。下段のセンサモジュール１０１ａには、Ｘ線フィルタ１１０と、シンチレータ１１１と、受光素子１１３が設けられている。なお、図５は概略図であり、通常は、シンチレータ（１２１、１１１）と受光素子（１２３、１１３）とは、それぞれ密着して設けられる。

受光素子１２３、１１３は、ライン状に図の奥行方向に複数配列されており、フォトダイオードからなる。Ｘ線フィルタ１１０、シンチレータ１２１、１１１についても受光素子１２３、１１３の配列に沿って図中奥行方向に所定長を有している。

Ｘ線フィルタ１１０は、Ｘ線の線質を異ならせる線質可変体で構成されており、このＸ線フィルタ１１０は、例えば、アルミニウムや銅などの金属や、カーボンや樹脂材を薄板状に形成したものから構成されている。このＸ線フィルタ１１０は、センサモジュール１０１ａで受ける所定の帯域のＸ線エネルギーを減衰させるようになっている。この所定の帯域は、Ｘ線フィルタ１１０の材質等で設定することができ、例えば、Ｘ線発生部９から発生したＸ線のうち、必要なＸ線エネルギーの帯域のみのＸ線エネルギーを得ることができる。このため、所定のＸ線エネルギーを使用することにより、材質の異なる被検査物Ｗおよび異物の影を強調できるようになる。

なお、少なくともセンサモジュール１０１ａ側では、センサモジュール１０２ａ側で可視光に変換されなかったＸ線に対する線質を可変させることになる。これにより、センサモジュール１０２ａで受けるＸ線と、センサモジュール１０１ａで受けるＸ線の線質を異ならせることとなる。

上記構成のＸ線検査装置１の異物検出動作について説明する。被検査物Ｗが搬送部２によって搬送される途中位置で被検査物ＷにＸ線発生部９からＸ線が照射される。このＸ線の照射に伴って被検査物Ｗを透過してくるＸ線は、各センサモジュール１０２ａ、１０１ａによって検出される。

センサモジュール１０２ａは、被検査物Ｗを透過してくるＸ線をシンチレータ１２１により光に変換する。シンチレータ１２１で変換された光は、フォトダイオードである受光素子１２３によって受光される。各受光素子１２３は、受光した光を電気信号に変換して第１のＸ線透過データとして制御部４０に出力する。

センサモジュール１０１ａでは、センサモジュール１０２ａで可視光に変換されなかったＸ線を受けるようになっている。センサモジュール１０１ａが受けたＸ線はＸ線フィルタ１１０で線質が可変された後、シンチレータ１１１により光に変換される。シンチレータ１１１で変換された光は、フォトダイオードである受光素子１１３によって受光される。各受光素子１１３は、受光した光を電気信号に変換して第２のＸ線透過データとして制御部４０に出力する。

各センサモジュール１０２ａ、１０１ａの受光素子１２３、１１３は、被検査物Ｗを透過したＸ線量に対応した第１のＸ線透過データおよび第２のＸ線透過データをそれぞれ出力する。制御部４０は、このＸ線透過データに対応した濃淡階調を有する画像からなるＸ線透過画像を生成する。また、制御部４０は、センサモジュール１０２ａが出力する第１のＸ線透過データと、センサモジュール１０１ａが出力する第２のＸ線透過データとを画像展開し、双方のＸ線透過データに対応するＸ線透過画像を得る。そして、制御部４０は、２つのＸ線透過画像の重ね合わせ（対応する画素値の加算）を実行することにより異物の濃度を相対的に濃くし、被検査物Ｗに対し異物を強調し、異物を容易に抽出できるようにしている。なお、制御部４０の画像処理では、重ね合わせ処理に限らず、差分（対応する画素値の減算）処理を実行してもよい。例えば、一方のＸ線透過画像から他方のＸ線透過画像の差分を実行すると、異物の濃度を残して被検査物Ｗの濃度を薄くすることができ、結果として重ね合わせ（対応する画素値の加算）をしたときとほぼ同様に異物を強調することができる。

上記２つのセンサモジュール１０２ａ、１０１ａは、単一のＸ線を基に、上下配置されてなる。これにより、搬送部２上で搬送される被検査物Ｗを搬送方向に対し同時期に同一箇所のＸ線検出を行うことができる。

したがって、これらセンサモジュール１０２ａ、１０１ａにおける各Ｘ線透過画像の間で搬送方向でのズレが生じることがない。よって、制御部４０における両画像データの重畳（あるいは差分）処理を簡単に実行することができるので、両画像データを整合させるための電気的遅延処理等を不要にすることができ、簡単に異物を抽出することができる。また、被検査物Ｗが搬送中に変形した場合には、双方のＸ線透過画像がいずれも変形に応じて同様に変形するため、両画像の整合を図ることができる。

そして、制御部４０では、上記画像処理後のＸ線透過データに基づき、被検査物Ｗ中（表面も含む）に異物があるか否かを判別し、この判別結果から良品（異物なし）または不良品（異物あり）を示す選別信号などを出力する。そして、上記検査を終えた被検査物Ｗは搬出された後、後段の選別装置等により制御部４０から出力される選別信号に応じて良品と不良品とに選別される。

また、Ｘ線検出器１０にて複数のセンサモジュール１０２ａ、１０１ａを有するが、Ｘ線発生部９に関しては単一であるため、Ｘ線発生部９とＸ線検出器１０を複数設けることなく異なる線質のＸ線に基づく異物検出を行うことができるため、コストを抑えつつ上記異物検出を行えるようになる。

センサモジュール１０２ａ、１０１ａによる異物検出の具体例について説明する。センサモジュール１０２ａでは、Ｘ線フィルタ１１０がないので、透過量が減衰されていないＸ線を受け、このＸ線の透過量に応じた電気信号を制御部４０に出力する。また、Ｘ線フィルタ１１０が設けられたセンサモジュール１０１ａでは、透過量が減衰されたＸ線を受け、このＸ線の透過量に応じた電気信号を制御部４０に出力する。

具体的には、加工食品である被検査物Ｗ中（表面も含む）にある異物として検出されるものとしては、加工食品に元からあった骨や貝殻等と、加工食品に元からあるはずのない金属等の場合が考えられる。この場合、透過量が減衰されていないＸ線を受けるセンサモジュール１０２ａ側で出力されるＸ線透過データには、Ｘ線を透過し易い被検査物Ｗおよび骨や貝殻等が強調され易くなる。Ｘ線フィルタ１１０は、Ｘ線発生部９から発生したＸ線のうち、Ｘ線エネルギーの低い所定の帯域のみのＸ線エネルギーを減衰させ、異物における硬いものの影を強調できる。そのため、Ｘ線フィルタ１１０でＸ線エネルギーが低いところを削除されたＸ線（すなわち、高いＸ線エネルギー）を受けるセンサモジュール１０１ａ側のＸ線透過データには、Ｘ線を透過し難い金属について強調できるようになる。

これにより、制御部４０では、センサモジュール１０２ａとセンサモジュール１０１ａからの両Ｘ線透過データに対し、所望する異物の種類に対応して複数の閾値を設定することにより、不良品と選別した被検査物Ｗの異物が、骨や貝殻など（小さい異物や薄い異物）のみであるか、あるいは金属などのみであるか、また、骨や貝殻など（小さい異物や薄い異物）および金属など双方を含むものであるかを判断でき、この判別信号を上記した良品と不良品の選別信号に加えて外部出力することもできるようになる。例えば、被検査物Ｗとして食品の「ハム」中に、異物の種類として「骨」、「金属」等の混入が考えられるが、これら異物の種別を含めて検出できるようになる。

したがって、上述したＸ線検査装置１では、異なる線質のＸ線を受けるセンサモジュール１０２ａ、１０１ａを有することにより、Ｘ線を透過し易い異物（骨や貝殻などおよび小さい異物や薄い異物）と、Ｘ線を透過し難い異物（金属など）とをそれぞれ別に検出することが可能なため、検出すべき異物に制限されずに高精度な異物検出を行うことができる。また、上述したが、制御部４０で両Ｘ線透過画像を、上記重畳あるいは差分処理することにより、被検査物Ｗに対し相対的に異物を強調する等の抽出処理を行うことができることは言うまでもない。

なお、上記は、一方のセンサモジュール１０１ａにＸ線フィルタ１１０を設けＸ線の線質を変える構成について説明したが、このセンサモジュール１０１ａにＸ線フィルタ１１０を設けず、センサモジュール１０２ａ、１０１ａに設けるシンチレータ１２１、１１１に、それぞれＸ線−光変換特性が異なるものを用いる構成としてもよい。この場合、センサモジュール１０２ａ、１０１ａでは、それぞれＸ線の異なる帯域のＸ線透過量を検出することができ、Ｘ線フィルタ１１０を用いずとも同様に、各センサモジュール１０２ａ、１０１ａで異なる種類の異物を検出することができる。同時に、制御部４０によるＸ線透過画像の重畳、あるいは差分処理により被検査物Ｗに対して相対的に異物を強調させることもできるようになる。

図６に示すように、Ｘ線検出器１０が上下に配置された２つのセンサモジュール１０３ａ、１０１ａを備え、上段のセンサモジュール１０３ａに可視光反射体１３２を設けるように構成してもよい。これらのセンサモジュール１０３ａ、１０１ａも、図４の場合と同様に、Ｘ線発生部９から照射された単一のＸ線を受けるよう上下に配置されている。

図６において、下段のセンサモジュール１０１ａは前述の説明と同様であるが、上段のセンサモジュール１０３ａは、シンチレータ１３１と、可視光反射体１３２と、受光素子１３３とから構成されている。受光素子１３３は、受光素子１１３と同様に、ライン状に図の奥行方向に配列された複数のフォトダイオードからなる。シンチレータ１３１、可視光反射体１３２についても受光素子１３３の配列に沿って図中奥行方向に所定長を有している。可視光反射体１３２は、全反射ミラーで構成され４５度の角度傾斜して配置されている。

上記構成においては、センサモジュール１０３ａは、被検査物Ｗを透過してくるＸ線をシンチレータ１３１により光に変換する。シンチレータ１３１で変換された光は、可視光反射体１３２により９０度直交する水平方向に反射された後、受光素子１３３によって受光される。受光素子１３３の各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換して制御部４０に出力する。この受光素子１３３は、Ｘ線発生部９から照射されるＸ線を直接受けない位置に設けられているため、受光素子１３３の耐久性を向上することができる。また、センサモジュール１０１ａでは、センサモジュール１０３ａで可視光に変換されなかったＸ線を受けるようになっており、センサモジュール１０１ａの受光素子１１３は、Ｘ線発生部９のＸ線を直接受ける下部位置に設けられているが、受けるＸ線自体がＸ線フィルタ１１０を介して減衰されるため、受光素子１１３の耐久性を向上することができる。

また、センサモジュール１０３ａにおいて、シンチレータ１３１の下部に受光素子１３３ではなく可視光反射体１３２を配置し、シンチレータ１３１で変換された光が可視光反射体１３２により９０度直交する水平方向に反射された後、受光素子１３３によって受光されるようになっているため、センサモジュール１０３ａの高さを抑制することができる。

図７に示すように、Ｘ線検出器１０に３つのセンサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａを設けて構成してもよい。これらのセンサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａも、図４の場合と同様に、Ｘ線発生部９から照射された単一のＸ線を受けるよう上下に配置されている。

図７において、最上段のセンサモジュール１０３ａおよび最下段のセンサモジュール１０１ａは前述の説明と同様であるが、中間に設けられるセンサモジュール１０４ａは、センサモジュール１０１ａとセンサモジュール１０３ａを合わせた構成となっている。すなわち、センサモジュール１０４ａは、Ｘ線フィルタ１４０と、シンチレータ１４１と、可視光反射体１４２と、受光素子１４３とから構成されている。この中間のセンサモジュール１０４ａおよび最下段のセンサモジュール１０１ａに設けられるＸ線フィルタ１４０、１１０は、互いにＸ線に対する線質を異なるよう変更させるものを用いている。すなわち、中間のＸ線フィルタ１４０が減衰させるＸ線の所定帯域は、最下段のＸ線フィルタ１３０が減衰させるＸ線の所定帯域とは異なっている。

中間のセンサモジュール１０４ａでは、最上段のセンサモジュール１０３ａで可視光に変換されなかったＸ線に対する線質を可変させる。最下段のセンサモジュール１０１ａでは、最上段のセンサモジュール１０３ａおよび中間のセンサモジュール１０４ａで可視光に変換されなかったＸ線に対する線質を可変させる。これにより、各センサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａで受けるＸ線の線質をいずれも異ならせることとなる。

このように、２段以上のセンサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａを上下に複数段配置させることにより、各センサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａでそれぞれＸ線の線質を異ならせ、対応して異なる種類の異物を強調して検出できるようになる。本発明では、下段のセンサモジュール１０１ａに従い、Ｘ線エネルギーが減衰され柔らかい異物を強調して検出できるようになる。なお、２段以上のセンサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａをこのように複数段設けた構成であっても、いずれも単一のＸ線を受けるため、搬送部２を搬送する被検査物Ｗを常に同一箇所を同時に検出でき、制御部４０における画像処理を容易に行うことができる。

以上のように、本実施の形態に係るＸ線検出器１０は、入射するＸ線の強度に基づいて、第１のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・を含むセンサモジュール群１０２（第１のセンサモジュール群）および第２のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・を含むセンサモジュール群１０１（第２のセンサモジュール群）と、を有し、センサモジュール群１０２とセンサモジュール群１０１とが、入射するＸ線の入射方向に重なって配置されたＸ線検出器１０であって、センサモジュール群１０２の各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・およびセンサモジュール群１０１の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・は、それぞれ所定間隔でそれぞれ一列に配置されていて、この所定間隔は、センサモジュール群１０２の各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・と、これらセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・のそれぞれに対応させたセンサモジュール群１０１の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・と、の各対応点をそれぞれ結んだ各方向線が集束領域で集束するようにそれぞれ決定されている。

このため、並置したセンサモジュール群１０２（第１のセンサモジュール群）とセンサモジュール群１０１（第２のセンサモジュール群）との間で一対一の対応関係にある各センサモジュールをそれぞれ結んだ各方向線が集束する集束領域にＸ線発生源を設けたときに、ともに同一の方向から入射してくるＸ線を検出することができるようになるから、例えば、上段のセンサモジュール１０２ｃを透過したＸ線が対応する下段のセンサモジュール１０１ｃに入射することとなり、上段のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・から出力される第１のＸ線透過データと下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・から出力される第２のＸ線透過データとの位置ズレを防止できる。そして、このＸ線検出器１０から出力されるＸ線透過データを用いて演算処理することにより高感度に異物を検出することができるようになる。

また、各方向線は、各センサモジュールの中点同士や一端同士といった各対応点を結んだものであって、例えばセンサモジュールに含まれる素子数などに応じていずれの対応点を用いるかを選択するとよい。すなわち、モジュールに含まれる素子数が多い場合には、図４（ａ）のように、中点同士を対応点とすることにより、位置ズレが最大となる両端でのズレ量を小さく抑えることができる。一方、各モジュールに含まれる素子数が少なく他端でのズレ量が許容できる範囲である場合には、図４（ｂ）のように、センサモジュールの一端同士を対応点とすることにより、各センサモジュールの配置を端部の位置により容易に決定することができ、いずれであっても、それぞれ複数のセンサモジュールからなるセンサモジュール群１０２（第１のセンサモジュール群）およびセンサモジュール群１０１（第２のセンサモジュール群）からそれぞれ出力される第１のＸ線透過データと第２のＸ線透過データとの位置ズレを防止することができる。

また、本実施の形態に係るＸ線検査装置１は、被検査物Ｗに照射されこの被検査物Ｗを透過したＸ線の透過量から被検査物Ｗ中の異物を検出するＸ線検出装置１であって、Ｘ線源から被検査物Ｗが通過する領域に向けてＸ線を照射するＸ線発生部９と、被検査物Ｗの搬送方向と直交する方向にともに配列され、Ｘ線発生部９から照射されて被検査物Ｗを透過したＸ線を受けこのＸ線の透過量に基づいて、第１のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・を含むセンサモジュール群１０２および第２のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・を含むセンサモジュール群１０１と、を有し、センサモジュール群１０２とセンサモジュール群１０１とがＸ線の透過する方向に沿って並置されたＸ線検出器１０と、第１のＸ線透過データに基づく第１の画像データと第２のＸ線透過データに基づく第２の画像データとを用いて画像演算した画像に基づいて被検査物Ｗ中の異物を検出する制御部４０と、を備え、センサモジュール群１０２の各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・に対応するセンサモジュール群１０１の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・は、Ｘ線の透過する方向に基づいて決定された間隔を相互に隔てて配置している。

このため、上段のセンサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・からの第１のＸ線透過データと下段のセンサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・からの第２のＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができる。

また、本実施の形態に係るＸ線検査装置１は、センサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａは、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ１３１、１４１、１１１と、シンチレータ１３１、１４１、１１１により変換された可視光を受光してＸ線の透過量に対応したＸ線透過データを出力する複数の受光素子１３３、１４３、１１３と、をそれぞれ備え、センサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａのうち、最下段を除くセンサモジュール１０３ａ、１０４ａは、シンチレータ１３１、１４１で変換後の可視光をＸ線発生部９からのＸ線の透過する方向とは異なる方向に反射させる可視光反射体１３２、１４２を有している。

このため、受光素子１３３、１４３を可視光反射体１３２、１４２によるＸ線の反射方向に配置することができるので、センサモジュール１０３ａ、１０４ａ、１０１ａの高さを抑制することができる。

また、本実施の形態に係るＸ線検査装置１は、センサモジュール群１０２の各センサモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・の受光素子１２３とセンサモジュール群１０１の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の受光素子１１３とでＸ線の透過位置が互いに一致するようセンサモジュール群１０１の各センサモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・の複数の受光素子１１３の間隔を相互に隔てて配置している。

このため、受光素子１２３、１１３毎にＸ線の通過位置が一致することとなり、Ｘ線透過データの位置ズレをより一層防止して更に高感度に異物を検出することができる。

なお、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、本実施の形態に係るＸ線検査装置１に関して、搬送される被検査物Ｗの上方からＸ線を照射し、搬送面の下方に配置したＸ線検出器１０により被検査物Ｗを透過したＸ線を検出する構成について説明したが、被検査物Ｗの下方、側方および斜方のいずれからＸ線を照射し、対向する位置に配置したＸ線検出器１０により被検査物Ｗを透過したＸ線を検出してもよく、被検査物Ｗの形状等に応じて適宜変更することが可能であることはいうまでもない。

以上のように、本発明に係るＸ線検査装置は、複数のセンサモジュールからのＸ線透過データの位置ズレを防止して高感度に異物を検出することができるという効果を有し、Ｘ線発生器から照射されて被検査物を透過したＸ線を検出するＸ線検出器およびＸ線検査装置として有用である。

１ Ｘ線検査装置
２ 搬送部
３ 検出部
４ 筐体
５ 表示部
６ 駆動モータ
７ 搬入口
８ 搬出口
９ Ｘ線発生部
１０ Ｘ線検出器
１１ 箱体
１２ Ｘ線管
１６ 遮蔽カーテン
２１ 搬送路
２２ 検査空間
４０ 制御部
４２ 記憶部
４３ 画像処理部
４４ 判定部
４５ 設定部
１０１ センサモジュール群（第２のセンサモジュール群）
１０２ センサモジュール群（第１のセンサモジュール群）
１０３、１０４ センサモジュール群
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ センサモジュール
１０１ａｘ、１０１ａｙ、１０１ｂｘ、１０１ｂｙ、１０１ｃｘ、１０１ｃｙ、１０２ａｘ、１０２ａｙ、１０２ｂｘ、１０２ｂｙ、１０２ｃｘ、１０２ｃｙ 対応点
１１１、１２１、１３１、１４１ シンチレータ
１１３、１２３、１３３、１４３ 受光素子
１３２、１４２ 可視光反射体
１５０ 対応線
Ｗ 被検査物

Claims (6)

1. 入射するＸ線の強度に基づいて、第１のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・）を含む第１のセンサモジュール群（１０２）および第２のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・）を含む第２のセンサモジュール群（１０１）と、を有し、前記第１のセンサモジュール群と前記第２のセンサモジュール群とが、入射する前記Ｘ線の入射方向に重なって配置されたＸ線検出器（１０）であって、
   前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールおよび前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールは、それぞれ所定間隔でそれぞれ一列に配置されていて、
   前記所定間隔は、前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールと、該センサモジュールのそれぞれに対応させた前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールと、の各対応点をそれぞれ結んだ各方向線が集束領域で集束するようにそれぞれ決定されたことを特徴とするＸ線検出器。
2. 前記対応点は、対応させた各センサモジュールの中点同士であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
3. 前記対応点は、対応させた各センサモジュールの一端同士であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検出器。
4. 被検査物（Ｗ）に照射され該被検査物を透過したＸ線の透過量から前記被検査物中の異物を検出するＸ線検査装置（１）であって、
   Ｘ線源から前記被検査物が通過する領域に向けてＸ線を照射するＸ線発生部（９）と、
   前記被検査物の搬送方向と直交する方向にともに配列され、前記Ｘ線発生部から照射されて前記被検査物を透過したＸ線を受け該Ｘ線の透過量に基づいて、第１のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール（１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、・・・）を含む第１のセンサモジュール群（１０２）および第２のＸ線透過データを出力する複数のセンサモジュール（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、・・・）を含む第２のセンサモジュール群（１０１）と、を有し、前記第１のセンサモジュール群と前記第２のセンサモジュール群とが前記Ｘ線の透過する方向に沿って並置されたＸ線検出器（１０）と、
   前記第１のＸ線透過データに基づく第１の画像データと前記第２のＸ線透過データに基づく第２の画像データとを用いて画像演算した画像に基づいて前記被検査物中の異物を検出する制御部と、を備え、
   前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールに対応する前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールは、前記Ｘ線の透過する方向に基づいて決定された間隔を相互に隔てて配置したことを特徴とするＸ線検査装置。
5. 前記センサモジュールは、
   Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（１１１、１２１）と、
   前記シンチレータにより変換された可視光を受光してＸ線の透過量に対応したＸ線透過データを出力する複数の受光素子（１１３、１２３）と、をそれぞれ備え、
   前記第１のセンサモジュールは、前記シンチレータで変換後の可視光を前記Ｘ線の透過する方向とは異なる方向に反射させる可視光反射体（１３２）を有することを特徴とする請求項４に記載のＸ線検査装置。
6. 前記第１のセンサモジュール群の各センサモジュールの受光素子と前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールの受光素子とでＸ線の透過位置が互いに一致するよう前記第２のセンサモジュール群の各センサモジュールの複数の受光素子の間隔を相互に隔てて配置したことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のＸ線検査装置。

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