JP2011089965A - 物品検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線変換膜へのバイアス電圧の印加を停止することなく、分極に起因する検査精度の低下を回避し得る、物品検査装置を得る。
【解決手段】Ｘ線検査装置１は、検査対象である物品１２を搬送するベルトコンベア６と、Ｘ線を照射するＸ線照射部７と、入射されたＸ線を直接的に電気信号に変換して出力するＸ線変換膜２１を有する変換部８１と、変換部８１から出力された電気信号に対して所定の信号処理を実行することにより、物品の検査を行う信号処理部３０と、変換部８１から出力された電気信号に基づいて、変換部８１に生じている分極のレベルを検出する分極検出部３１と、分極検出部３１によって検出された分極のレベルに基づいて、信号処理部３０が実行する信号処理の内容を補正する補正処理部３２とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、物品検査装置に関する。

従来より、食品業界においては、食品への異物混入の有無を検査するためのＸ線検査装置に用いられるＸ線センサとして、間接変換方式のＸ線センサが広く使用されてきた。間接変換方式のＸ線センサでは、検査対象物を透過してきたＸ線はシンチレータによって可視光に変換され、シンチレータから発せられた可視光はフォトダイオードによって電気信号に変換される。

ところが、間接変換方式のＸ線センサでは、シンチレータ内部での光の散乱等に起因して空間分解能が低下するため、異物の検出性能が低いという欠点があった。その一方で、食品の安全に対する消費者の要求により、食品向けのＸ線検査装置においても高い検出性能が求められるようになってきた。間接変換方式のＸ線センサにおいても、照射するＸ線量を多くすることで、検出性能を高めることは可能である。しかしながら、照射Ｘ線量を多くすると、シンチレータを透過してフォトダイオードに照射されるＸ線量も増大する。その結果、フォトダイオードの耐久性が低下し、部品交換の頻度が高くなるため、ユーザの経済的負担が大きくなってしまう。

このような事情から、食品業界においても今後は、間接変換方式ではなく直接変換方式のＸ線センサの実用化が期待されている。直接変換方式のＸ線センサは、現在では主に医療分野でＣＴ装置等に使用されており、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）から成るＸ線変換膜を用いた半導体センサ（ＣｄＴｅセンサ）が知られている。例えば下記特許文献１に、ＣｄＴｅセンサを用いたＣＴ装置の一例が開示されている。また、例えば下記特許文献２に、ＣｄＴｅセンサを用いた放射線検出方法の一例が開示されている。直接変換方式のＸ線センサは、シンチレータを備えておらず、検査対象物を透過してきたＸ線は、Ｘ線変換膜によって直接的に電気信号に変換される。直接変換方式のＸ線センサは、シンチレータによる光の散乱の影響がないために空間分解能が高く、しかもＸ線の変換効率も高いため、間接変換方式のＸ線センサと比べて、少ない照射Ｘ線量で高精細な画像を得ることができる。そのため、照射Ｘ線量を抑えることができるため、Ｘ線の照射に起因する半導体センサの耐久性の低下も抑制できる。

特開２００３−２９４８４４号公報 特許第３１５１４８７号公報

上記のように食品業界においても直接変換方式のＸ線センサの実用化が期待されているが、食品業界で直接変換方式のＸ線センサを使用する場合、特有の問題がある。つまり、食品業界では、医療分野のＣＴ装置等とは異なり、Ｘ線検査装置が長時間連続して使用されるという事情がある。食品工場によっては終日稼働される製造ラインもあり、そのような製造ラインに組み込まれたＸ線検査装置は、必然的に終日稼働されることになる。

直接変換方式のＸ線センサが連続して長時間使用されると、Ｘ線変換膜へのバイアス電圧の連続印加に起因して、分極（ポラリゼーション）の影響が大きくなる。分極が生じる
と、Ｘ線センサの感度が低下し、その結果、Ｘ線検査装置の検出性能も低下する。

Ｘ線変換膜へのバイアス電圧の印加を一時的に停止（例えば陽極をグランドレベルに設定）することによって、それまでに蓄積された分極をリセットすることが可能である。しかしながら、バイアス電圧の印加が停止されている期間内にはＸ線センサを用いた物品の撮像を行えないため、物品の検査を実行することができない。従って、終日稼働される製造ラインにおいては、稼働率の低下を回避する観点から、バイアス電圧の印加を頻繁に停止することは許されない。つまり、食品業界において直接変換方式のＸ線センサを使用する場合には、長時間の連続稼働を維持しつつも、分極に起因する検査精度の低下の問題を解消する必要がある。

本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、直接変換方式のＸ線センサの使用を前提として、Ｘ線変換膜へのバイアス電圧の印加を停止することなく、分極に起因する検査精度の低下を回避し得る、物品検査装置を得ることを目的とするものである。

本発明の第１の態様に係る物品検査装置は、検査対象である物品を搬送する搬送部と、透過作用を有する電磁波又は粒子線を照射する照射部と、入射された電磁波又は粒子線を直接的に電気信号に変換して出力する変換膜を有する変換部と、前記変換部から出力された電気信号に対して所定の信号処理を実行することにより、物品の検査を行う信号処理部と、前記変換部から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを検出する分極検出部と、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記信号処理部が実行する信号処理の内容を補正する補正処理部とを備えることを特徴とするものである。

第１の態様に係る物品検査装置によれば、分極検出部は、変換部から出力された電気信号に基づいて、変換部に生じている分極のレベルを検出する。そして、補正処理部は、分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、信号処理部が実行する信号処理の内容を補正する。従って、分極に起因する検査精度の低下を、信号処理の内容を補正することによって補償できるため、変換膜へのバイアス電圧の印加を停止することなく、分極に起因する検査精度の低下を回避することが可能となる。

本発明の第２の態様に係る物品検査装置は、第１の態様に係る物品検査装置において特に、前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号の値と、所定のしきい値とを比較することにより、物品内における異物の混入の有無を判定する判定部を有し、前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記しきい値を補正することを特徴とするものである。

第２の態様に係る物品検査装置によれば、補正処理部は、分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、しきい値を補正する。分極のレベルに基づいてしきい値を補正することによって、判定部は、補正後のしきい値を用いて、物品内における異物の混入の有無を正確に判定することが可能となる。

本発明の第３の態様に係る物品検査装置は、第１又は第２の態様に係る物品検査装置において特に、前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号に基づいて、物品の透過画像を作成する画像作成部を有し、前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記変換部から入力された電気信号の最大値と、透過画像における最高輝度レベル又は最低輝度レベルとの対応関係を補正することを特徴とするものである。

第３の態様に係る物品検査装置によれば、補正処理部は、分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、変換部から入力された電気信号の最大値と、透過画像における最高輝度レベル又は最低輝度レベルとの対応関係を補正する。分極のレベルに基づいて当該対応関係を補正することによって、画像作成部は、階調レベルが適切に調整された透過画像を作成することが可能となる。

本発明の第４の態様に係る物品検査装置は、第１の態様に係る物品検査装置において特に、前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号に基づいて、物品の透過画像を作成する画像作成部を有し、前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記画像作成部に入力する電気信号の値を補正することを特徴とするものである。

第４の態様に係る物品検査装置によれば、補正処理部は、分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、画像作成部に入力する電気信号の値を補正する。分極のレベルに基づいて、画像作成部に入力する電気信号の値を補正することにより、画像作成部は、階調レベルが適切に調整された透過画像を作成することが可能となる。また、補正後の電気信号の値を所定のしきい値と比較することによって、物品内における異物の混入の有無を正確に判定することが可能となる。

本発明の第５の態様に係る物品検査装置は、第１の態様に係る物品検査装置において特に、前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号を増幅する増幅部を有し、前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記増幅部における増幅率を補正することを特徴とするものである。

第５の態様に係る物品検査装置によれば、補正処理部は、分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、増幅部における電気信号の増幅率を補正する。分極のレベルに基づいて電気信号の増幅率を補正することにより、信号レベルが適切に調整された電気信号を画像作成部に入力することができる。その結果、画像作成部は、階調レベルが適切に調整された透過画像を作成することが可能となる。また、増幅率の補正によって信号レベルが適切に調整された電気信号の値を、所定のしきい値と比較することによって、物品内における異物の混入の有無を正確に判定することが可能となる。

本発明の第６の態様に係る物品検査装置は、第１〜第５のいずれか一つの態様に係る物品検査装置において特に、前記変換膜は、前記照射部から照射された電磁波又は粒子線が前記搬送部によって搬送されている物品を透過して入射される第１領域と、前記照射部から照射された電磁波又は粒子線が物品を経由せずに入射される第２領域とを含み、前記信号処理部は、前記第１領域から出力された電気信号に基づいて、物品の検査を実行し、前記分極検出部は、前記第２領域から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを検出することを特徴とするものである。

第６の態様に係る物品検査装置によれば、変換膜は、照射部から照射された電磁波又は粒子線が物品を経由せずに入射される第２領域を含む。そして、分極検出部は、第２領域から出力された電気信号に基づいて、変換部に生じている分極のレベルを検出する。従って、搬送部によって物品が連続的に搬送されている状態であっても、分極検出部は、変換部に生じている分極のレベルを検出することが可能となる。

本発明の第７の態様に係る物品検査装置は、第１〜第５のいずれか一つの態様に係る物品検査装置において特に、前記搬送部上における物品の存在の有無を検出する物品検出部をさらに備え、前記分極検出部は、前記物品検出部が物品を検出していない期間内に前記変換部から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを検出
することを特徴とするものである。

第７の態様に係る物品検査装置によれば、分極検出部は、物品検出部が物品を検出していない期間内に変換部から出力された電気信号に基づいて、変換部に生じている分極のレベルを検出する。従って、第６の態様に係る物品検査装置と比較すると、変換膜に第２領域を設ける必要がないため、変換部の小型化を図ることが可能となる。

本発明の第８の態様に係る物品検査装置は、第７の態様に係る物品検査装置において特に、前記分極検出部は、前記変換部の各画素から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを画素毎に検出し、前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された画素毎の分極のレベルに基づいて、前記信号処理部が実行する信号処理の内容を画素毎に補正することを特徴とするものである。

第８の態様に係る物品検査装置によれば、分極検出部は、変換部の各画素から出力された電気信号に基づいて、変換部に生じている分極のレベルを画素毎に検出する。そして、補正処理部は、分極検出部によって検出された画素毎の分極のレベルに基づいて、信号処理部が実行する信号処理の内容を画素毎に補正する。このように、画素単位で補正を行うことによって、分極に起因する検査精度の変動を高精度に補償することが可能となる。

本発明によれば、変換膜へのバイアス電圧の印加を停止することなく、分極に起因する検査精度の低下を回避することが可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係るＸ線検査装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 図１に示したシールドボックスの内部構成を示す斜視図である。 Ｙ軸方向から眺めたＸ線検出部の構造を模式的に示す平面図である。 信号処理装置の構成を示すブロック図である。 分極検出部の構成の一例を示すブロック図である。 信号処理部の第１の構成例を示すブロック図である。 信号処理部の第２の構成例を示すブロック図である。 信号処理部の第３の構成例を示すブロック図である。 信号処理部の第４の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＸ線検査装置の全体構成を模式的に示す正面図である。 図３に対応して、Ｙ軸方向から眺めたＸ線検出部の構造を模式的に示す平面図である。 図４に対応して、信号処理装置の構成を示すブロック図である。 図５に対応して、分極検出部の構成の一例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＸ線検査装置１の全体構成を模式的に示す正面図である。図１に示すようにＸ線検査装置１は、上部筐体２、シールドボックス３、及び下部筐体４を備えている。上部筐体２には、タッチパネル機能付きのモニタ、つまり表示・入力部５が設けられている。

シールドボックス３は、Ｘ線が外部に漏洩することを防止する機能を有する。シールドボックス３内には、Ｘ線照射部７とＸ線検出部８とが配設されている。Ｘ線照射部７は、検査対象物である食品等の物品１２に対してＸ線を照射する。Ｘ線検出部８は、Ｘ線照射部７から照射されて物品１２を透過したＸ線を検出する。物品１２内に異物が混入していると、その異物の混入箇所において、Ｘ線検出部８が検出するＸ線の強度が極端に低下する。これにより、異物の大きさや混入箇所を特定することができる。

また、シールドボックス３内には、ベルトコンベア６が配設されている。ベルトコンベア６は、物品１２がＸ線照射部７とＸ線検出部８との間のＸ線照射領域１００（図２参照）を通過するように、所定の搬送方向（図中に示したＸＹＺ直交座標軸におけるＹ軸方向）に沿って物品１２を搬送する。シールドボックス３には、ベルトコンベア６の上流端近傍に物品搬入口１３が、下流端近傍に物品搬出口１４が、それぞれ設けられている。

下部筐体４内には、Ｘ線検査装置１の動作制御やデータ処理を行うためのコンピュータ９が配設されている。

ベルトコンベア６の上流側には、物品１２を上流の処理装置からＸ線検査装置１に搬入するためのベルトコンベア１０が設けられている。ベルトコンベア６の下流側には、検査後の物品１２をＸ線検査装置１から搬出するためのベルトコンベア１１が設けられている。ベルトコンベア１１には、Ｘ線検査装置１による検査の結果に基づいて良品と不良品とを振り分けるための任意の振分機構１５が配設されている。

図２は、図１に示したシールドボックス３の内部構成を示す斜視図である。ベルトコンベア６の上方には、Ｘ線照射部７としてのＸ線照射器（以下「Ｘ線照射器７」とも称す）が配設されている。ベルトコンベア６の下方には、Ｘ線検出部８が配設されている。図２においてＸ線照射領域１００として示すように、Ｘ線照射器７は、Ｘ線検出部８に向かって、扇形状にＸ線を照射する。

図３は、Ｙ軸方向から眺めたＸ線検出部８の構造を模式的に示す平面図である。図３に示すようにＸ線検出部８は、Ｘ線を電気信号に変換する変換部８１と、変換部８１によって生成された電気信号を処理する信号処理装置８２とを有している。

変換部８１は、Ｘ線変換膜２１と、Ｘ線変換膜２１の上面に全面的に形成されたバイアス電極２０と、Ｘ線変換膜２１の底面に形成された複数の画素電極２２とを有している。複数の画素電極２２は、所定の形成ピッチで、Ｙ軸方向に直交（ほぼ直交する場合も含む）するＸ軸方向に沿って並設されている。画素電極２２は、各画素に対応して設けられている。Ｘ線検出部８は直接変換方式のＸ線センサであり、Ｘ線変換膜２１は例えばＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅによって構成されている。なお、Ｘ線検出部８は、画素列が一列のみ設けられたラインセンサであってもよく、あるいは、Ｙ軸方向に沿って複数の画素列が設けられることにより複数の画素が行列状に配置されたエリアセンサ（面センサ）であってもよい。

信号処理装置８２はＡＳＩＣ等として構成されており、半田バンプを介して画素電極２２に接続された複数の接続電極（図示しない）を有している。

各画素において、バイアス電極２０を通過してＸ線変換膜２１に照射されたＸ線は、Ｘ線変換膜２１によって直接的に電気信号に変換される。具体的に、直接変換方式のＸ線センサでは、Ｘ線変換膜２１にＸ線が照射されると、照射されたＸ線量に応じてＸ線変換膜２１内に電荷が励起される。また、Ｘ線変換膜２１内には、バイアス電極２０に印加され
ているバイアス電圧によって、所定の電界が生じている。Ｘ線変換膜２１内に発生した電荷は、その電界によって画素電極２２に引き寄せられ、その後、画素電極２２から図示しない半田バンプ及び接続電極を順に経由することにより、電流（信号Ｓ１）として信号処理装置８２に入力される。

図３に示すように、Ｘ軸方向に関する変換部８１の寸法は、物品１２のサイズに対応する適正寸法よりも大きく設定されている。これにより、Ｘ線変換膜２１には、矢印Ａ１で示すように、Ｘ線照射器７から照射されたＸ線が物品１２を透過して入射される第１領域Ｒ１と、矢印Ａ２で示すように、Ｘ線照射器７から照射されたＸ線が物品１２に照射されずに（つまり物品１２を経由せずに）入射される第２領域Ｒ２とが規定されている。

図４は、信号処理装置８２の構成を示すブロック図である。図４に示すように信号処理装置８２は、信号処理部３０、分極検出部３１、及び補正処理部３２を有して構成されている。

信号処理部３０には、第１領域Ｒ１に対応する画素電極２２から、信号Ｓ１が入力される。信号処理部３０は、入力された信号Ｓ１に対して所定の信号処理を実行することにより、物品１２内における異物の混入の有無を検査する。分極検出部３１には、第２領域Ｒ２に対応する画素電極２２から、信号Ｓ１が入力される。分極検出部３１は、入力された信号Ｓ１に基づいて、変換部８１（Ｘ線変換膜２１）に生じている分極のレベルを検出する。そして、その検出結果に関する信号Ｓ２を出力する。補正処理部３２には、分極検出部３１から信号Ｓ２が入力される。補正処理部３２は、入力された信号Ｓ２に基づいて、信号処理部３０が実行する信号処理の内容を補正する。

図５は、分極検出部３１の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように分極検出部３１は、増幅回路４１、ＡＤ変換回路（ＡＤＣ）４２、演算部４３、及びメモリ４４を有して構成されている。

増幅回路４１は、第２領域Ｒ２に対応する画素電極２２から入力された信号Ｓ１を増幅することにより、信号Ｓ１１を出力する。ＡＤ変換回路４２は、アナログ信号である信号Ｓ１１をディジタル信号である信号Ｓ１２に変換して出力する。メモリ４４には、変換部８１に分極が生じていない初期状態における信号Ｓ１２の値（例えば複数の信号Ｓ１２の平均値）が、信号Ｓ１３として予め記憶されている。演算部４３は、ＡＤ変換回路４２から現在入力されている信号Ｓ１２の値（例えば複数の信号Ｓ１２の平均値）と、メモリ４４から読み出した信号Ｓ１３の値との比（Ｓ１２／Ｓ１３）を算出し、その比（Ｓ１２／Ｓ１３）として、変換部８１に現在生じている分極のレベルを検出する。そして、検出した分極のレベルを表す信号Ｓ２を出力する。

図６は、信号処理部３０の第１の構成例を示すブロック図である。図６に示すように信号処理部３０は、増幅回路５１、ＡＤ変換回路５２、及び画像処理部５３を有して構成されている。また、画像処理部５３は、画像作成部６０と異物判定部６１とを含んでいる。

増幅回路５１は、第１領域Ｒ１に対応する画素電極２２から入力された信号Ｓ１を増幅することにより、信号Ｓ２１を出力する。ＡＤ変換回路５２は、アナログ信号である信号Ｓ２１をディジタル信号である信号Ｓ２２に変換して出力する。

画像作成部６０は、ＡＤ変換回路５２から入力された信号Ｓ２２に基づいて、物品１２のＸ線透過画像を作成する。画像作成部６０によって作成されたＸ線透過画像は、表示・入力部５（図１参照）のモニタ上に表示される。

ここで、画像作成部６０には、信号Ｓ２２がとり得る最大値と、Ｘ線透過画像における白レベル（最高輝度レベル）との対応関係を規定するための信号Ｓ３１が入力されている。例えば、信号Ｓ２２が８ビットで、その値が「０」〜「２５５」である場合には、信号Ｓ２２の最大値「２５５」が白レベルに対応する旨が、信号Ｓ３１によって規定される。なお、Ｘ線透過画像を白黒反転させて表示させる場合もあり、この場合には、信号Ｓ２２の最大値「２５５」が黒レベル（最低輝度レベル）に対応する旨が、信号Ｓ３１によって規定される。

異物判定部６１は、ＡＤ変換回路５２から入力された信号Ｓ２２の値を、信号Ｓ３Ａによって与えられるしきい値Ｌ１と比較することにより、物品１２内における異物の混入の有無を判定する。物品１２内に異物が混入していると、その異物の混入箇所において、Ｘ線検出部８が検出するＸ線の強度が極端に低下し、それに伴って信号Ｓ２２の値も低下する。従って、信号Ｓ２２の値がしきい値Ｌ１よりも低い場合に、その信号Ｓ２２に対応する箇所に異物が混入していると判定することができる。

ここで、信号Ｓ３Ａは、補正処理部３２によって生成される。補正処理部３２には、変換部８１に分極が生じていない初期状態におけるしきい値Ｌ０を示す信号Ｓ３０が入力されている。補正処理部３２は、分極検出部３１から入力された信号Ｓ２に基づいてしきい値Ｌ０を補正することにより、補正後のしきい値Ｌ１を求める。例えば、信号Ｓ２（＝Ｓ１２／Ｓ１３）の値が「９／１０」である場合には、補正処理部３２は、信号Ｓ２の値と同一の値「９／１０」をしきい値Ｌ０に乗じる演算を行うことによって、補正後のしきい値Ｌ１を求める。

変換部８１に分極が生じると、Ｘ線の検出感度が低下することに起因して、信号Ｓ２２の値が全体的に低下する。そこで、補正処理部３２は、この影響を補償すべく、分極に起因する信号Ｓ２２の低下レベルに応じてしきい値Ｌ０を補正する。つまり、補正処理部３２は、分極検出部３１によって検出された分極のレベル（信号Ｓ２）に基づいて、初期状態のしきい値Ｌ０を補正することによって、現在のしきい値Ｌ１を求める。その結果、異物判定部６１は、分極に起因して信号Ｓ２２の値が全体的に低下している場合であっても、補正後のしきい値Ｌ１を用いることによって、物品１２内における異物の混入の有無を正確に判定することが可能となる。

図７は、信号処理部３０の第２の構成例を示すブロック図である。信号Ｓ３１は、補正処理部３２に入力される。補正処理部３２は、信号Ｓ２に基づいて信号Ｓ３１を補正することにより、補正後の信号Ｓ３Ｂとして出力する。例えば、信号Ｓ２２の最大値「２５５」が白レベルに対応する旨が信号Ｓ３１によって規定されている場合において、信号Ｓ２の値が「９／１０」である場合には、補正処理部３２は、「２５５」に「９／１０」を乗じることによって値「２３０」を求め、この値「２３０」が白レベルに対応する旨を規定する信号Ｓ３Ｂを生成する。信号Ｓ３Ｂは補正処理部３２から画像作成部６０に入力され、画像作成部６０は、信号Ｓ２２及び信号Ｓ３Ｂに基づいてＸ線透過画像を作成する。図７のその他の構成は図６と同様であるため、重複した説明は省略する。

上記の通り、変換部８１に分極が生じると、Ｘ線の検出感度が低下することに起因して、信号Ｓ２２の値が全体的に低下し、Ｘ線透過画像が全体的に暗くなる。そこで、補正処理部３２は、この影響を補償すべく、分極に起因する信号Ｓ２２の低下レベルに応じて、信号Ｓ２２の最大値とＸ線透過画像の白レベル（又は白黒反転表示させる場合は黒レベル）との対応関係を補正する。つまり、補正処理部３２は、分極検出部３１によって検出された分極のレベル（信号Ｓ２）に基づいて、Ｘ線透過画像の白レベル（又は黒レベル）に対応する信号Ｓ２２の値を補正する。このように、分極のレベルに基づいて当該対応関係を補正することによって、画像作成部６０は、階調レベルが適切に調整されたＸ線透過画
像を作成することが可能となる。

図８は、信号処理部３０の第３の構成例を示すブロック図である。図６の構成とは異なり、補正処理部３２は、ＡＤ変換回路５２と画像処理部５３との間に接続されている。また、異物判定部６１には、初期状態におけるしきい値Ｌ０を与える信号Ｓ３０が入力されている。

ＡＤ変換回路５２から出力された信号Ｓ２２は、補正処理部３２に入力される。補正処理部３２は、信号Ｓ２に基づいて信号Ｓ２２を補正することにより、補正後の信号Ｓ３Ｃとして出力する。例えば、信号Ｓ２（＝Ｓ１２／Ｓ１３）の値が「９／１０」である場合には、補正処理部３２は、信号Ｓ２の値の逆数である「１０／９」を求め、その値「１０／９」を信号Ｓ２２に乗じる演算を行うことによって、信号Ｓ３Ｃを生成する。信号Ｓ３Ｃは、補正処理部３２から画像処理部５３に入力される。画像作成部６０は、信号Ｓ３Ｃ及び信号Ｓ３１に基づいて、Ｘ線透過画像を作成する。また、異物判定部６１は、信号Ｓ３Ｃ及び信号Ｓ３０に基づいて、物品１２内における異物の混入の有無を判定する。

上記の通り、変換部８１に分極が生じると、Ｘ線の検出感度が低下することに起因して、信号Ｓ２２の値が全体的に低下する。そこで、補正処理部３２は、この影響を補償すべく、分極検出部３１によって検出された分極のレベル（信号Ｓ２）に基づいて、値が大きくなるように信号Ｓ２２を補正する。そして、画像処理部５３には、補正後の信号Ｓ３Ｃが入力される。その結果、分極に起因して信号Ｓ２２の値が全体的に低下している場合であっても、補正後の信号Ｓ３Ｃを用いることによって、画像作成部６０は、階調レベルが適切に調整されたＸ線透過画像を作成することが可能となり、また、異物判定部６１は、物品１２内における異物の混入の有無を正確に判定することが可能となる。

図９は、信号処理部３０の第４の構成例を示すブロック図である。図６の構成とは異なり、補正処理部３２は増幅回路５１に接続されている。また、異物判定部６１には、初期状態におけるしきい値Ｌ０を与える信号Ｓ３０が入力されている。

補正処理部３２は、信号Ｓ２に基づいて増幅回路５１の増幅率（ゲイン）を補正する。例えば、信号Ｓ２（＝Ｓ１２／Ｓ１３）の値が「９／１０」である場合には、補正処理部３２は、信号Ｓ２の値の逆数である「１０／９」を求め、その値「１０／９」を現在設定されている増幅回路５１の増幅率に乗じることによって、増幅回路５１の増幅率を上げる。あるいは、現在設定されている増幅回路５１の増幅率に、信号Ｓ２の値に応じたオフセット値を加算することによって、増幅回路５１の増幅率を上げてもよい。

増幅回路５１は、補正後の増幅率に従って信号Ｓ１を増幅することにより、信号Ｓ３Ｄを出力する。ＡＤ変換回路５２は、アナログ信号である信号Ｓ３Ｄをディジタル信号である信号Ｓ２２に変換して出力する。信号Ｓ２２は画像処理部５３に入力される。画像作成部６０は、信号Ｓ２２及び信号Ｓ３１に基づいて、Ｘ線透過画像を作成する。また、異物判定部６１は、信号Ｓ２２及び信号Ｓ３０に基づいて、物品１２内における異物の混入の有無を判定する。

上記の通り、変換部８１に分極が生じると、Ｘ線の検出感度が低下することに起因して、信号Ｓ１の値が全体的に低下する。そこで、補正処理部３２は、この影響を補償すべく、分極検出部３１によって検出された分極のレベル（信号Ｓ２）に基づいて、値が大きくなるように増幅回路５１の増幅率（つまり信号Ｓ１の増幅率）を補正する。分極のレベルに基づいて信号Ｓ１の増幅率を補正することにより、信号レベルが適切に調整された信号Ｓ２２を画像処理部５３に入力することができる。その結果、画像作成部６０は、階調レベルが適切に調整された透過画像を作成することが可能となる。また、異物判定部６１は
、増幅率の補正によって信号レベルが適切に調整された信号Ｓ２２の値を、所定のしきい値（信号Ｓ３０）と比較することによって、物品１２内における異物の混入の有無を正確に判定することが可能となる。

このように本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、分極検出部３１は、変換部８１から出力された信号Ｓ１に基づいて、変換部８１に生じている分極のレベルを検出する。そして、補正処理部３２は、分極検出部３１によって検出された分極のレベルに基づいて、信号処理部３０が実行する信号処理の内容を補正する。従って、分極に起因する検査精度の低下を、信号処理の内容を補正することによって補償できるため、Ｘ線変換膜２１へのバイアス電圧の印加を停止することなく、分極に起因する検査精度の低下を回避することが可能となる。

また、Ｘ線変換膜２１は、Ｘ線照射部７から照射されたＸ線が物品１２を経由せずに入射される第２領域Ｒ２を含む。そして、分極検出部３１は、第２領域Ｒ２から出力された信号Ｓ１に基づいて、変換部８１に生じている分極のレベルを検出する。従って、ベルトコンベア６によって物品１２が連続的に搬送されている状態であっても、分極検出部３１は、変換部８１に生じている分極のレベルを検出することが可能となる。

なお、以上の説明では、物品の検査にＸ線を用いる例について述べたが、透過作用を有する他の電磁波又は粒子線を用いても良い。後述の第２の実施の形態についても同様である。

また、以上の説明では、分極検出部３１は、変換部８１に生じている分極レベルを、第２領域Ｒ２に対応する画素電極２２から入力された信号Ｓ１に基づいて検出する例について述べたが、他の手法によって検出することもできる。例えば、バイアス電圧の連続印加時間と分極レベルとの対応関係を、実験又はシミュレーション等によって予め求め、当該対応関係を示すデータテーブルを作成して、分極検出部３１が参照可能な記憶部に当該データテーブルを記憶しておく。そして、Ｘ線検査装置１の稼働時において、バイアス電極２０へのバイアス電圧の連続印加時間（つまりＸ線検査装置１の連続稼働時間）を、任意の計時手段によって計測し、その計測結果を分極検出部３１に入力する。分極検出部３１は、上記データテーブルを参照することによって、変換部８１に生じている分極レベルを検出することが可能である。

＜第２の実施の形態＞
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ線検査装置１の全体構成を模式的に示す正面図である。図１に示した構成に対して、フォトセンサ７０が追加されている。フォトセンサ７０は、ベルトコンベア６の上流端部に設けられている。ベルトコンベア６の駆動速度は既知であるため、フォトセンサ７０によって、ベルトコンベア６上における物品１２の存在の有無を検出することができる。なお、ベルトコンベア６上に物品１２が存在していない期間内においても、Ｘ線照射部７からＸ線は照射されている。

図１１は、図３に対応して、Ｙ軸方向から眺めたＸ線検出部８の構造を模式的に示す平面図である。図３に示した領域Ｒ２が省略されることにより、Ｘ軸方向に関する変換部８１の寸法は、物品１２のサイズに対応する適正寸法に設定されている。但し、変換部８１の寸法は、適正寸法より若干大きく設定してもよい。

図１２は、図４に対応して、信号処理装置８２の構成を示すブロック図である。分極検出部３１には、第１領域Ｒ１に対応する画素電極２２から、信号Ｓ１が入力される。つまり、分極検出部３１には、信号処理部３０と同様に、領域Ｒ１内の全ての画素から出力された信号Ｓ１が入力される。また、分極検出部３１には、フォトセンサ７０から、物品１
２の検出結果に関する信号Ｓ４０が入力される。

図１３は、図５に対応して、分極検出部３１の構成の一例を示すブロック図である。図１３に示すように分極検出部３１は、増幅回路４１、ＡＤ変換回路４２、演算部４３、及びメモリ４４を有して構成されている。

分極検出部３１は、ベルトコンベア６上に物品１２が存在していない期間内に入力された信号Ｓ１に基づいて、変換部８１に生じている分極のレベルを画素毎に検出する。具体的には図１３を参照して、メモリ４４には、変換部８１に分極が生じていない初期状態における各画素に関する信号Ｓ１２の値が、信号Ｓ１３として予め記憶されている。演算部４３は、ＡＤ変換回路４２から現在入力されている各画素に関する信号Ｓ１２の値と、メモリ４４から読み出した各画素に関する信号Ｓ１３の値との比（Ｓ１２／Ｓ１３）を画素毎に算出し、その比（Ｓ１２／Ｓ１３）として、変換部８１に現在生じている分極のレベルを画素毎に検出する。そして、検出した各画素の分極のレベルを表す信号Ｓ２を出力する。

補正処理部３２には、分極検出部３１から各画素に関する信号Ｓ２が入力される。補正処理部３２は、入力された信号Ｓ２に基づいて、信号処理部３０が実行する信号処理の内容を画素毎に補正する。補正の内容は、図６〜９と同様である。

このように本実施の形態に係るＸ線検査装置１によれば、分極検出部３１は、フォトセンサ７０（物品検出部）が物品１２を検出していない期間内に変換部８１から出力された信号Ｓ１に基づいて、変換部８１に生じている分極のレベルを検出する。従って、上記第１の実施の形態に係る物品検査装置１と比較すると、Ｘ線変換膜２１に第２領域Ｒ２を設ける必要がないため、変換部８１の小型化を図ることが可能となる。

また、分極検出部３１は、変換部８１の各画素から出力された信号Ｓ１に基づいて、変換部８１に生じている分極のレベルを画素毎に検出する。そして、補正処理部３２は、分極検出部３１によって検出された画素毎の分極のレベルに基づいて、信号処理部３０が実行する信号処理の内容を画素毎に補正する。このように、画素単位で補正を行うことによって、分極に起因する検査精度の変動を高精度に補償することが可能となる。

１ Ｘ線検査装置
６ ベルトコンベア
７ Ｘ線照射部
８ Ｘ線検出部
１２ 物品
２１ Ｘ線変換膜
３１ 分極検出部
３２ 補正処理部
３０ 信号処理部
６０ 画像作成部
６１ 異物判定部
８１ 変換部
８２ 信号処理装置

Claims (8)

1. 検査対象である物品を搬送する搬送部と、
   透過作用を有する電磁波又は粒子線を照射する照射部と、
   入射された電磁波又は粒子線を直接的に電気信号に変換して出力する変換膜を有する変換部と、
   前記変換部から出力された電気信号に対して所定の信号処理を実行することにより、物品の検査を行う信号処理部と、
   前記変換部から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを検出する分極検出部と、
   前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記信号処理部が実行する信号処理の内容を補正する補正処理部と
   を備える、物品検査装置。
2. 前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号の値と、所定のしきい値とを比較することにより、物品内における異物の混入の有無を判定する判定部を有し、
   前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記しきい値を補正する、請求項１に記載の物品検査装置。
3. 前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号に基づいて、物品の透過画像を作成する画像作成部を有し、
   前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記変換部から入力された電気信号の最大値と、透過画像における最高輝度レベル又は最低輝度レベルとの対応関係を補正する、請求項１又は２に記載の物品検査装置。
4. 前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号に基づいて、物品の透過画像を作成する画像作成部を有し、
   前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記画像作成部に入力する電気信号の値を補正する、請求項１に記載の物品検査装置。
5. 前記信号処理部は、前記変換部から出力された電気信号を増幅する増幅部を有し、
   前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された分極のレベルに基づいて、前記増幅部における増幅率を補正する、請求項１に記載の物品検査装置。
6. 前記変換膜は、前記照射部から照射された電磁波又は粒子線が前記搬送部によって搬送されている物品を透過して入射される第１領域と、前記照射部から照射された電磁波又は粒子線が物品を経由せずに入射される第２領域とを含み、
   前記信号処理部は、前記第１領域から出力された電気信号に基づいて、物品の検査を実行し、
   前記分極検出部は、前記第２領域から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを検出する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の物品検査装置。
7. 前記搬送部上における物品の存在の有無を検出する物品検出部をさらに備え、
   前記分極検出部は、前記物品検出部が物品を検出していない期間内に前記変換部から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを検出する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の物品検査装置。
8. 前記分極検出部は、前記変換部の各画素から出力された電気信号に基づいて、前記変換部に生じている分極のレベルを画素毎に検出し、
   前記補正処理部は、前記分極検出部によって検出された画素毎の分極のレベルに基づい
   て、前記信号処理部が実行する信号処理の内容を画素毎に補正する、請求項７に記載の物品検査装置。

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