JP2011196809A - X線検査装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被検査物の正確な階調情報を得ることができるX線検査装置を提供する。
【解決手段】輝度毎データLD2において被検査物に対応する階調情報から当該被検査物が載置されたベルトコンベアに対応する階調情報を減ずる補正が補正部260により行われる。当該補正は、素子配設方向の各位置に応じた補正量HRを用いて行われる。補正量HRは、素子配設方向の各位置におけるX線透過距離および当該素子配設方向の位置に対応するベルトコンベアの厚さに基づいて決定される。
【選択図】図3

Description

本発明は、被検査物にX線を照射し、被検査物内の異物を検出するX線検査装置に関する。
従来、被検査物内の異物を検出するためにX線検査装置等が使用されている。これらのX線検査装置に関して、日々研究開発が行われている。
例えば、特許文献1には、X線検査装置が開示されている。このX線検査装置は、被検査物にX線を照射するX線源と、該被検査物の各部を透過したX線の透過量を検出するX線検出手段と、X線検出手段からの検出情報に基づいてX線の透過量に対応するX線画像を生成する画像生成手段と、画像生成手段で生成されたX線画像を表示する表示手段と、を備えたX線検査装置において、X線検出手段からの検出情報のうち一部を抽出して少なくともX線画像の背景に相当する部分を除いた物理量測定領域のX線画像を画像生成手段に生成させる領域抽出手段と、領域抽出手段で抽出された検出情報に基づいて被検査物の大きさ又は質量に対応する物理量を算出する物理量算出手段と、物理量測定領域のX線画像と物理量算出手段で算出された物理量を示すグラフ表示要素とを関連付けて表示手段に表示させる表示制御手段と、を備える。
上記のX線検査装置においては、X線検出手段からの検出情報のうち所定検出レベル範囲の検出情報が抽出されて物理量測定領域のX線画像が生成されるとともに、前記抽出された検出情報に基づいて被検査物の大きさ又は質量に対応する物理量を算出する物理量算出が実行され、物理量測定領域のX線画像と算出された物理量を示すグラフ表示要素とが関連付けて表示されることになる。したがって、X線画像データのうち物理量算出に関与する領域のデータを有効活用して、物理量算出結果をそれに対応するX線画像と関連付けた把握容易な表示を行うことが可能となる。
特開2006−308467号公報
しかしながら、上記従来のX線検査装置においては、X線源から照射されたX線は、被検査物および搬送路(ベルトコンベア)を透過するので、当該搬送路の厚さおよび状態等によってはX線透過画像における被検査物情報の信頼性が低下する。
本発明の目的は、被検査物の正確な階調情報を得ることができるX線検査装置を提供することである。
本発明の他の目的は、被検査物の正確な重量推定およびランク判定を行うことができるX線検査装置を提供することである。
(1)一の局面に従うX線検査装置は、X線源から照射されるX線を用いて、搬送部により搬送される被検査物を検査するX線検査装置であって、X線源から照射され、被検査物を透過したX線を検出して検出データを生成する検出器と、被検査物に対応する検出データから当該被検査物が載置された搬送部に対応する階調情報を調整する補正を行う補正部と、を備えたものである。
一の局面に従うX線検査装置においては、被検査物を透過したX線が検出器により検出され、当該検出器により検出データが生成される。被検査物に対応する検出データから当該被検査物が載置された搬送部に対応する階調情報を調整する(減ずる)補正が補正部により行われる。
この場合、被検査物に対応する検出データから当該被検査物が載置された搬送部に対応する階調情報を減ずる補正を行うことによって、被検査物に対応する正確な階調情報を得ることができる。よって、このような補正後の階調情報に基づいて、被検査物の重量推定およびランク判定の処理を正確に行うことができる。
(2)補正部は、被検査物の搬送方向と直交する方向の搬送位置に応じて補正を行うことが好ましい。
この場合、X線源からのX線は、搬送部に対して放射状に照射される。そのため、搬送部の面に対して、垂直に入射するX線もあれば、傾斜して入射するX線もあることによって、被検査物の搬送方向と直交する方向の搬送位置に応じてX線の透過距離が異なる。また、搬送部としてベルトコンベアを用いる場合には、ベルトの継ぎ接ぎ部分等が存在する領域における厚さは他の領域に比べ大きくなるので、当該領域におけるX線の透過距離も異なる。
したがって、X線の透過距離が上記搬送位置によって異なっても、当該搬送位置に応じて補正を行うことで、被検査物の正確な階調情報を得ることができる。これにより、被検査物の重量推定およびランク判定の処理を精度良く行うことができる。
(3)X線検査装置は、補正部による補正量を予め記憶する記憶部をさらに備え、補正部は、記憶部に記憶された補正量を用いて検出データの補正を行うことが好ましい。
この場合、例えば被検査物の搬送方向と直交する方向における各搬送位置に対応する搬送部の厚さを予め認識しておく。つまり、搬送部の厚さを認識しておくで、上記搬送位置ごとのX線の透過距離が把握でき、当該搬送位置ごとのノイズ成分も把握できる。これにより、補正部による補正量を予め決定することが可能となる。そして、当該補正量を記憶部に記憶させておく。記憶された補正量に基づいて検出データの補正が行われるので、被検査物の正確な階調情報を得ることができる。
(4)搬送部は、ベルトコンベアからなり、X線検査装置は、ベルトコンベアの移動量を検出するエンコーダをさらに備え、補正部は、エンコーダの検出結果に基づいて補正量を再設定することが好ましい。
この場合、エンコーダによりベルトコンベアの移動量が検出されることによって、当該ベルトコンベアが一周回したか否かが認識可能となる。したがって、ベルトコンベアが一周回する毎に、補正量を再設定することで、搬送位置に基づいた適切な補正量を用いて補正を行うことができる。これにより、被検査物の正確な階調情報を得ることができる。
(5)X線検査装置は、補正部による補正後の検出データの階調情報に基づいて被検査物の重量を推定する重量推定部と、重量推定部により推定された被検査物の重量が、予め設定された複数の階級のうちいずれの階級に属するものであるかについて判定するランク判定部と、をさらに備えてもよい。
この場合、補正部による補正後の検出データの階調情報に基づいて被検査物の重量が重量推定部により推定される。推定された被検査物の重量が、予め設定された複数の階級のうちいずれの階級に属するものであるかについてランク判定部により判定される。
したがって、上述したように、補正部による補正により被検査物の正確な階調情報を得ることができるので、重量推定部による被検査物の重量推定およびランク判定部による被検査物のランク判定の精度が上がる。
本発明に係るX線検査装置によれば、被検査物に対応する検出データから当該被検査物が載置された搬送部に対応する階調情報を減ずる補正を行うことによって、被検査物に対応する正確な階調情報を得ることができる。
本実施形態に係るX線検査装置の一例を示す模式的外観図である。 本実施形態に係るX線検査装置の内部構造の一例を示す模式図である。 X線検査装置において画像処理に関わる構成部を示すブロック図である。 X線透過距離およびX線検出値について説明するための説明図である。 補正部による補正処理時に用いられる補正量を説明するための説明図である。 重量推定結果の表示例を示す模式図である。 補正不実施と補正実施との場合における重量推定結果の比較を示すグラフである。 他例に係る補正量を説明するための説明図である。
以下、本発明の一実施形態に係るX線検査装置について図面を参照しながら説明する。
図1は本実施形態に係るX線検査装置100の一例を示す模式的外観図であり、図2は本実施形態に係るX線検査装置100の内部構造の一例を示す模式図である。
図1に示すように、X線検査装置100には、その内部にX線検査室300が形成されている。このX線検査室300内にはX線照射装置200が内蔵されている。X線検査室300を貫通するように、ベルトコンベア800が設けられている。
X線検査室300の開口部からのX線の漏洩を防止するX線漏洩防止カーテン500が設けられている。また、X線検査装置100には、作業者が操作するためのタッチパネル形式の入力表示部MTが設けられている。作業者は、入力表示部MTを操作することによりX線検査装置100を駆動させる。また、作業者はベルトコンベア800上に被検査物900(図2)を載置する。
本実施形態では、ベルトコンベア800上に載置された被検査物900について、重量の推定および推定された重量が複数の階級のうちいずれの階級に属するものであるかのランク判定が行われる。
図2に示すように、X線検査室300は、X線照射装置200、ラインセンサ220、X線漏洩防止カーテン500、およびベルトコンベア800を主として備える。X線漏洩防止カーテン500は、X線検査室300の入口側のX線漏洩防止カーテン510および出口側のX線漏洩防止カーテン520により構成される。
ベルトコンベア800は、無端状のベルトが一対のローラに巻回されて構成されている。シンチレータおよびフォトダイオード素子からなり、X線を検出するラインセンサ220が上記ベルトコンベア800の内側に設けられている。ラインセンサ220はX線を検出する複数の検出素子(後述の検出素子220a、220b)を含む。また、X線検査装置100は、ベルトコンベア800の移動量を検出するエンコーダ101を備える。
図2において、ベルトコンベア800上に被検査物900が載置される。そして、ベルトコンベア800が駆動されると、被検査物900は矢印d1の方向(以下、搬送方向d1と呼ぶ)に沿って搬送される。搬送中の被検査物900は、まず、X線漏洩防止カーテン510を通過して、X線検査室300内に移動する。
次いで、搬送中の被検査物900に対して、X線照射装置200からX線210が照射される。そして、被検査物900を透過したX線210がラインセンサ220に入射される。
ラインセンサ220は、入射されたX線210に基づいて検出データを生成する。ラインセンサ220により生成された検出データに基づいて重量推定およびランク判定が行われる。
その後、被検査物900は、ベルトコンベア800により継続的に搬送されることによって、X線漏洩防止カーテン520を通過した後、X線検査室300外に移動する。そして、被検査物900は次工程へと搬送される。
図3はX線検査装置100において画像処理に関わる構成部を示すブロック図であり、図4はX線透過距離およびX線検出値について説明するための説明図であり、図5は補正部260による補正処理時に用いられる補正量HRを説明するための説明図であり、図6は重量推定結果の表示例を示す模式図である。
図3に示すように、本実施形態に係るX線検査装置100は、画像処理に関わる構成部として、上述のラインセンサ220、A/Dコンバータ230、処理部FSおよび上述の入力表示部MTを備える。
処理部FSは、輝度毎データ取得部240、合算部250、補正部260、記憶部261、重量推定部270、ランク判定部280および表示データ作成部290を含む。これら処理部FSの各構成部は、CPU(中央演算処理装置)がRAM(Random Access Memory)またはROM(Read-Only Memory)に格納されている処理プログラムを実行することによって機能的に実現される。このような処理プログラムは、当該処理プログラムが記録されたCD−ROM、DVD−ROM等の記録媒体からインストールすることが可能であるし、ネットワークを介してサーバからダウンロードすることも可能である。
図3において、最初に、被検査物900を透過したX線210がラインセンサ220に入射され、当該ラインセンサ220によりX線210に基づいてアナログデータである検出データKDaが生成される。検出データKDaは、A/Dコンバータ230によりデジタルデータである検出データKDdに変換される。
検出データKDdの検出値に基づき輝度毎データ取得部240により輝度毎データLD1が取得される。輝度毎データLD1は画像の1ライン分に相当するものである。そして、合算部250により複数の輝度毎データLD1が合算されることにより、画像の全ライン分に相当する輝度毎データLD2が生成される。
図4(a)に示すように、被検査物900(図2)の搬送方向d1と直交する方向(以下、素子配設方向と呼ぶ)d2に沿って、ラインセンサ220の複数の検出素子220a、220bが配されている。なお、図4(a)では、説明の便宜のため、2つの検出素子220a、220bのみ図示している。
本実施形態においては、輝度毎データLD2において被検査物900に対応する階調情報(輝度情報)から当該被検査物900が載置されたベルトコンベア800に対応する階調情報を減ずる補正が補正部260により行われる。
ここで、X線照射装置200から照射されたX線210の透過距離は、素子配設方向d2の位置によって異なる。すなわち、ラインセンサ220の検出素子220aにより検出されるX線210の照射距離hと、検出素子220bにより検出されるX線210の照射距離H(=h/cosα)とを比較すると、照射距離Hの方が照射距離hよりも長い。そのため、X線210がベルトコンベア800を透過する距離(以下、透過距離と呼ぶ)についても、検出素子220bにより検出されるX線210の方が検出素子220aにより検出されるX線210よりも長くなる。なお、上記のαは、X線照射装置200と検出素子220aの中心位置とを結ぶ垂線(h)と、当該X線照射装置200と検出素子220bの中心位置とを結ぶ直線(H)とがなす角度である。
上記の結果、ラインセンサ220の中心位置から離れるほど、X線210の透過距離が長くなる。したがって、図4(b)に示すように、素子配設方向d2の各位置においてX線210の透過距離が均一である場合のラインセンサ220の検出値を示す理想線K0を基準とすると、ラインセンサ220による実際の検出値を示した検出値曲線K1は、当該ラインセンサ220の両端部のX線透過量が同位置の理想線K0のX線透過量よりも低下した凸型となる。また、ノイズ成分を示したノイズ曲線K2は、上記検出値曲線K1とは逆に凹型となる。
このように、素子配設方向d2の位置(ラインセンサ220の検出素子220a、220bの位置)によって検出されるX線透過量が異なる。よって、本実施形態では、以下に示すように、補正部260による補正は素子配設方向d2の位置に応じて行われる。
図5に示すように、補正部260(図3)により補正量HRを用いた補正が行われる。これにより、実際には、素子配設方向d2の各位置におけるX線透過距離が異なるが、補正量HRを用いた補正を行うことで、X線透過距離が素子配設方向d2に亘って均一となる場合を再現できる。これにより、被検査物900の正確な階調情報を得ることができる。
ここで、図5において、横軸を素子配設方向d2の位置とし、縦軸を補正量の大きさとすると、補正量HRの曲線は、素子配設方向d2の中央を基準に両端部の補正量が増加した凹型とする。補正量HRは、素子配設方向d2の位置に対応するベルトコンベア800の厚さおよび当該厚さに起因するX線透過距離に基づいて決定される。本実施形態では、図4(b)の検出値曲線K1およびノイズ曲線K2を勘案し、検出値曲線K1が理想線K0に近付くように、補正量HRをノイズ曲線K2よりも緩やかな凹型曲線とする。
なお、素子配設方向d2の各位置に応じた補正量HRを用いた補正においては、エンコーダ101の検出結果に基づいて、ベルトコンベア800が一周回する毎に、補正量HRが再設定される。これにより、素子配設方向d2の各位置に応じた適切な補正量HRを用いて補正を行うことができる。
続いて、補正部260による補正後データHDの階調情報に基づいて被検査物900の重量が重量推定部270(図3)により推定される。図6に示すように、重量推定部270により推定された被検査物900の重量は、例えば入力表示部MTの表示領域R1に表示される。
なお、重量推定部270による重量推定方法の一例は以下の通りである。ラインセンサ220の各検出素子(検出素子220a、220b等)は、例えば、最高輝度の白を「255」とし、最低輝度の黒を「0」とする256階調の検出階調数で、透過X線に応じた明るさを検出する。本実施形態では、例えば、重量推定部270は、ベルトコンベア800上に被検査物900が載置されている状態の明るさから被検査物900が載置されていない状態の明るさ(ベルトコンベア800のみの明るさ)を減ずることで、被検査物900の推定重量を算出する。
また、重量推定部270により推定された被検査物900の重量が、予め定められた複数の階級のうちいずれの階級に属するものであるかについてランク判定部280(図3)により判定される。また、表示データ作成部290は、入力表示部MTに表示するための表示データを作成する。
なお、ランク判定部280によるランク判定(階級判定)方法の一例は以下の通りである。ランク判定部280は、重量推定部270による推定結果に基づいて、被検査物900がどの重量階級(所定範囲内において予め被検査物900の種類毎に設定されているものであって、例えば、5段階(SS、S、M、LおよびLL)に分級したもの)に属しているかについての判定、または、被検査物900が上記の重量階級のいずれにも属さないものである場合、当該被検査物900を異常なものと判定する。
より具体的に説明すると、次のようになる。重量階級ごとの目標範囲(許容範囲)の上限値および下限値が、被検査物900の種類毎に予め設定されている。ランク判定部280は、上述した推定重量と、上記の各重量階級の上限値および下限値とを比較し、推定重量がいずれかの重量階級の上限値以下かつ下限値以上に該当するか否かを判定する。そして、推定重量がいずれかの下限値から上限値の範囲内であると判定した場合は、その被検査物900の重量はその重量階級に属すると判定する。一方、ランク判定部280は、推定重量がいずれの重量階級にも属さない場合は、その被検査物900の重量は異常であると判定する。
ランク判定部280は、上記推定重量に基づく重量階級に、さらにX線検査装置100による画像データを利用した被検査物900の形状を含めて、ランク判定をしてもよい。例えば、被検査物900が左右対称の整った形状であれば、ランク等級を上げる処理をすることができ、被検査物900が左右非対称の不均一な形状であれば、ランク等級を下げる処理をすることができる。
(本実施形態における効果)
本実施形態では、被検査物900に対応する階調情報から当該被検査物900が載置されたベルトコンベア800に対応する階調情報を減ずる補正が補正部260により行われる。この場合、被検査物900の階調情報から当該被検査物900が載置されたベルトコンベア800の階調情報を減ずる補正を行うことによって、被検査物900に対応する正確な階調情報を得ることができる。よって、このような補正後の階調情報に基づいて、被検査物900の重量推定およびランク判定の処理を精度良く行うことができる。以下、効果の一例を説明する。
図7は補正不実施と補正実施との場合における重量推定結果の比較を示すグラフである。
図7(a)に示すように、補正部260による補正を実施しない場合には、被検査物900の重量推定結果において顕著なばらつきが存在する。これに対して、補正部260による補正を実施した場合には、図7(b)に示すように、被検査物900の重量推定結果においてばらつきが著しく減少する。これにより、補正部260による補正によって重量推定精度が向上することがわかる。
また、X線照射装置200からのX線210は、ベルトコンベア800に対して放射状に照射される。そのため、上述のように、ベルトコンベア800の面に対して、垂直に入射するX線210もあれば、傾斜して入射するX線210もあることによって、素子配設方向d2の位置に応じてX線210の透過距離が異なる。
したがって、本実施形態では、素子配設方向d2の各位置に応じた補正量HRを用いた補正を行うことで、被検査物900の正確な階調情報を得ることができる。これにより、被検査物900の重量推定およびランク判定の処理をより精度良く行うことができる。
また、ベルトコンベア800の厚さおよびX線透過距離を考慮した補正量HRを記憶部261に記憶させるので、ベルトコンベア800の厚さ等が経時的に変化した場合にも、当該厚さを更新して記憶させることで、以後の補正処理を正確に行うことができる。
さらに、ベルトコンベア800が一周回する毎に、補正量HRを再設定することで、素子配設方向d2に応じた適切な補正量HRを用いて補正を行うことができる。これにより、被検査物900の正確な階調情報を得ることができる。
(請求項の各構成要素と上記実施形態の各部との対応関係)
上記実施形態においては、X線検査装置100がX線検査装置に相当し、X線照射装置200がX線源に相当し、被検査物900が被検査物に相当し、X線210がX線に相当し、ベルトコンベア800が搬送部に相当し、検出データKDa、KDdおよび輝度毎データLD1、LD2が検出データに相当し、ラインセンサ220が検出器に相当し、補正部260が補正部に相当し、搬送方向d1が被検査物の搬送方向に相当し、素子配設方向d2が搬送方向と直交する方向に相当し、補正量HRが補正量に相当し、記憶部261が記憶部に相当し、エンコーダ101がエンコーダに相当し、重量推定部270が重量推定部に相当し、ランク判定部280がランク判定部に相当する。
(変形例)
なお、上述したように、ベルトコンベア800のベルト(図示せず)の厚さによってX線透過距離が異なるので、例えばベルト上の粉塵等の異物または当該ベルトに付された1または複数のマーカ等が存在する場合には、これらを考慮して補正量HRを決定することが好ましい。それにより、より正確な被検査物900の階調情報を得ることができる。
また、上記実施形態では、エンコーダ101による検出結果に基づいて補正量HRの再設定を行うこととしたが、これに限定されるものでなく、例えばベルトコンベア800上にマークを付しておき、当該マークの検出を基にして補正量HRの再設定を行ってもよい。
また、上記実施形態では、素子配設方向d2の各位置に応じた補正量HRを用いて補正を行うこととしたが、図8に示すように、搬送方向d1(流れ方向)をも考慮した補正量HR1を用いて補正を行ってもよい。例えば、ベルトコンベア800のベルトの継ぎ接ぎ部分は他の部分に比べ厚さが大きいので、当該継ぎ接ぎ部分に載置された被検査物900の重量を推定する場合には、補正量HRを均一に大きくした補正量HR1の曲線を用いることで重量推定精度がより向上する。
また、上記実施形態では、補正量HRの曲線(図5)を緩やかな凹型としたが、これに限定されるものではなく、ベルトコンベア800の厚さおよびX線透過距離等の種々の状況を鑑みて、補正量HRを適宜設定することができる。
さらに、本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
100 X線検査装置
101 エンコーダ
200 X線照射装置
210 X線
220 ラインセンサ
220a、220b 検出素子
260 補正部
261 記憶部
270 重量推定部
280 ランク判定部
800 ベルトコンベア
900 被検査物
d1 搬送方向
d2 素子配設方向
HR、HR1 補正量
KDa、KDd 検出データ
LD1、LD2 輝度毎データ
MT 入力表示部

Claims (5)

  1. X線源から照射されるX線を用いて、搬送部により搬送される被検査物を検査するX線検査装置であって、
    前記X線源から照射され、前記被検査物を透過したX線を検出して検出データを生成する検出器と、
    前記被検査物に対応する前記検出データから当該被検査物が載置された前記搬送部に対応する階調情報を調整する補正を行う補正部と、を備えたことを特徴とするX線検査装置。
  2. 前記補正部は、前記被検査物の搬送方向と直交する方向の搬送位置に応じて前記補正を行うことを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置。
  3. 前記補正部による補正量を予め記憶する記憶部をさらに備え、
    前記補正部は、前記記憶部に記憶された前記補正量を用いて前記検出データの補正を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のX線検査装置。
  4. 前記搬送部は、ベルトコンベアからなり、
    前記ベルトコンベアの移動量を検出するエンコーダをさらに備え、
    前記補正部は、前記エンコーダの検出結果に基づいて前記補正量を再設定することを特徴とする請求項3に記載のX線検査装置。
  5. 前記補正部による補正後の検出データの階調情報に基づいて前記被検査物の重量を推定する重量推定部と、
    前記重量推定部により推定された前記被検査物の重量が、予め設定された複数の階級のうちいずれの階級に属するものであるかについて判定するランク判定部と、をさらに備えたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のX線検査装置。
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