JP2015083966A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】商品の重量から単純に包材の重量を差し引いて内容物の重量とするという方式が採用できない場合でも、精度よく内容物の重量を推定することができる検査装置を提供する。【解決手段】Ｘ線検査装置１０では、領域判別部２１ｂは、内容物Ｎの領域Ｒｎを判別し、その面積を求める。重量推定部２１ｃは、内容物Ｎの領域Ｒｎから内容物Ｎと包材Ｆとの合計重量を推定し、包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓと、内容物Ｎの領域の面積に基づいて、内容物Ｎの領域Ｒｎの包材の重量ｇｆｃを演算し、合計重量から包材の重量を減算することで、内容物の重量を演算する。【選択図】図７

Description

本発明は、検査対象物に対して照射された光線の透過画像に基づいて検査対象物の重量を推定する検査装置に関する。

近年、検査対象物に対して光線を照射し、その透過光線量に基づいて検査対象物の重量を推定（算出）する重量推定装置が用いられている。

例えば、特許文献１（特開２００２−２９６０２２号公報）に記載の重量推定装置では、検査対象物のＸ線透過画像を取得し、Ｘ線透過画像の物質の厚さが大きいほど暗く写るという性質を利用して、そのＸ線透過画像に含まれる単位領域当たりの明るさに応じて、明るさが低ければ重量が重く、明るさが大きければ重量が軽いということから重量を推定する。

より具体的には、検査対象物に対してＸ線を照射し、その透過したＸ線を検出して透過Ｘ線量に基づいて単位透過領域ごとに検査対象物の重量を所定の式から算出し、算出された検査対象物の単位透過領域ごとの単位重量を透過Ｘ線の全透過領域にわたって積分して検査対象物の全体重量を算出している。

そして、検査対象物が包材で包装された商品の内容物である場合、包材を含む全体重量から予め一定の包材の重量を差し引くことによって、内容物の重量を推定することができる。

しかしながら、このような手法では、内容物や包材の種類や、包装状態等によっては、内容物の重量の推定が困難となる場合がある。

例えば包装された板海苔のような内容物の重量が軽い商品は、包材自体の重量と内容物の重量とが近いため、包材の重量を無視して内容物の重量を推定することは困難である。

そのため、X線透過画像からの重量推定をするにあたり、内容物と重なっている部分の包材の重量を差し引く必要があるが、板海苔などは多少ズレて重なっていることがあるため、内容物と重なっている包材の重量は常に一定ではない。

したがって、包材を含む商品全体の重量を推定し、そこから予め一定の重量を風袋として差し引くことはできないのである。

本発明の課題は、包材と内容物との重なりが一定でないため、商品の重量から単純に一定の包材の重量を差し引いて内容物の重量とするという方式が採用できない場合でも、精度よく内容物の重量を推定することができる検査装置を提供することにある。

本発明の第１観点に係る検査装置は、包材内に内容物を収納した商品に対して照射された光線を透過光線検出部にて検出し、その検出された光線から透過画像を取得し、該透過画像の輝度に基づき商品または内容物の重量を推定する検査装置であって、重量推定部と、領域判別部とを備えている。重量推定部は、透過画像の輝度から重量を推定する。領域判別部は、内容物の領域を判別し、その面積を求める。重量推定部は、内容物の領域から内容物と包材との合計重量を推定し、包材の単位面積当たりの重量と、内容物の領域の面積に基づいて、内容物の領域の包材の重量を演算し、合計重量から包材の重量を減算することで、内容物の重量を演算する。

この検査装置では、内容物の領域の包材の重量を求め、それを内容物の領域における内容物と包材との合計重量から差し引くので、内容物の領域が一定でないため、商品の重量から単純に一定の包材の重量を差し引いて内容物の重量とすることができない場合に有用である。

なお、ここでの包材は、内容物を収納するための資材を意味し、包装資材や梱包資材を広く含む。包材には、例えば、紙（ダンボールを含む）や、プラスチック等の材質で製造された、内容物を収納するための容器を含む。包材の形態は、特定の形態に限定されるものではなく、例えば、袋状、トレー状、箱状、筒状など各種形態を含む。

本発明の第２観点に係る検査装置は、第１観点に係る検査装置であって、重量推定部が、包材の既知の重量から包材の単位面積当たりの重量を演算する。

この検査装置では、包材の単位面積当たりの重量が分かれば、内容物の領域の面積からその領域の包材の重量を求めることができるので、内容物の領域が一定でなくても内容物の重量を推定することができる。

本発明の第３観点に係る検査装置は、第１観点に係る検査装置であって、重量推定部が、透過画像から包材の重量を推定し、包材の推定重量から包材の単位面積当たりの重量を演算する。

この検査装置では、透過画像から包材の重量を推定することができるので、包材の重量が既知でなくても、包材の単位面積当たりの重量を求めることができるので、ユーザーにとって使い勝手がよい。

本発明の第４観点に係る検査装置は、第３観点に係る検査装置であって、領域判別部が、さらに透過画像から包材のみの領域を判別する。重量推定部は、判別された包材のみの領域より包材の単位面積当たりの重量を推定する。

この検査装置では、内容物を含む商品の透過画像からも包材の単位面積当たりの重量を推定することができるので、包材の重量、及び包材の面積が既知でなくても、包材の単位面積当たりの重量を求めることができ、ユーザーにとってさらに使い勝手がよい。

本発明の第５観点に係る検査装置は、第３観点又は第４観点に係る検査装置であって、重量推定部が、内容物と包材との合算された透過画像から重量を推定する合計重量推定カーブを含んでいる。そして、重量推定部は、合計重量推定カーブによって、内容物と包材の合算重量と包材のみの包材の重量とを推定する。

この検査装置では、合計重量推定カーブによって内容物と包材の合算重量を推定するので、内容物と包材との合算重量を精度良く演算することができる。

本発明の第６観点に係る検査装置は、第３観点から第５観点に係る検査装置であって、重量推定部が、包材のみの重量を推定する包材重量推定カーブを含んでいる。

この検査装置では、包材重量推定カーブによって包材のみの重量を推定するので、包材の重量を精度良く演算することができるため、内容物の重量をさらに精度良く演算することができる。

本発明に係る検査装置では、内容物の領域の包材の重量を求め、それを内容物の領域における内容物と包材との合計重量から差し引くので、内容物の領域が一定でないため、商品の重量から単純に一定の包材の重量を差し引いて内容物の重量とすることができない場合に有用である。

本発明の第１実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図。 Ｘ線検査装置のシールドボックスの内部構成図。 Ｘ線検査の原理を示す模式図。 Ｘ線検査装置の前後の工程構成図。 制御コンピュータのブロック構成図。 包材で包装された商品ＧのＸ線透過画像。 図６Ａの画像を２値化して商品全体を抜き出した画像。 図６Ａの画像を２値化して内容物を抜き出した画像。 包材だけの領域を表した画像。 内容物の領域における重量推定カーブ。 重量推定のフローチャート。 本発明の第２実施形態に係るＸ線検査装置の制御コンピュータのブロック構成図。 第２実施形態に係るＸ線検査装置における重量推定のフローチャート。 本発明の第３実施形態に係るＸ線検査装置の制御コンピュータのブロック構成図。 第３実施形態に係るＸ線検査装置における重量推定のフローチャート。 本発明の第４実施形態に係るＸ線検査装置の制御コンピュータのブロック構成図。 包材のみの領域の重量推定カーブ。 第４実施形態に係るＸ線検査装置における重量推定のフローチャート。

以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
（１）Ｘ線検査装置１０全体の構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るＸ線検査装置の外観斜視図である。図１において、Ｘ線検査装置１０は、食品等の商品Ｇの生産ライン（図４参照）に組み込まれて商品Ｇの品質検査を行う装置の１つであって、連続的に搬送されてくる商品Ｇに対してＸ線を照射することにより商品Ｇの良否判断を行う装置である。

検査対象物である商品Ｇは、前段コンベア６０によってＸ線検査装置１０のところまで運ばれてくる。商品Ｇは、Ｘ線検査装置１０において良品または不良品に分類される。このＸ線検査装置１０での検査結果は、Ｘ線検査装置１０の下流側に配置されている振分機構７０に送られる。

振分機構７０は、Ｘ線検査装置１０において良品と判断された商品Ｇを、正常品を排出するコンベア８０へと送り、Ｘ線検査装置１０において不良品と判断された商品Ｇを、不良排出方向９０、不良排出方向９１へと振り分ける。

（２）詳細構成
図２は、Ｘ線検査装置のシールドボックスの内部構成図である。図１及び図２において、Ｘ線検査装置１０は、シールドボックス１１と、コンベア１２と、Ｘ線照射器１３と、Ｘ線ラインセンサ１４と、タッチパネル機能付きのモニタ３０（図１参照）と、制御コンピュータ２０（図５参照）とから構成されている。

（２−１）シールドボックス１１
シールドボックス１１の両側面には、商品Ｇをシールドボックス１１の内外に搬入出させるための開口１１ａが形成されている。開口１１ａは、シールドボックス１１の外部へのＸ線の漏洩を防止するために、遮蔽ノレン（図示せず）により塞がれている。この遮蔽ノレンは、鉛を含むゴムから成形されており、商品Ｇが開口１１ａを通過する際に商品Ｇによって押しのけられるようになっている。

そして、シールドボックス１１内には、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４、制御コンピュータ２０等が収容されている。また、シールドボックス１１の正面上部には、モニタ３０の他、キーの差し込み口および電源スイッチ等が配置されている。

（２−２）コンベア１２
コンベア１２は、シールドボックス１１内において商品Ｇを搬送するものであり、図１に示すように、シールドボックス１１の両側面に形成された開口１１ａを貫通するように配置されている。そして、コンベア１２は、コンベアモータ１２ａ（図５参照）によって駆動される駆動ローラによって無端状のベルトを回転させながら、ベルト上に載置された商品Ｇを搬送する。

コンベア１２による搬送速度は、オペレータが入力した設定速度になるように、制御コンピュータ２０によるコンベアモータ１２ａのインバータ制御によって細かく制御される。また、コンベアモータ１２ａには、コンベア１２による搬送速度を検出して制御コンピュータ２０に送るエンコーダ１２ｂ（図５参照）が装着されている。

（２−３）Ｘ線照射器１３
Ｘ線照射器１３は、図２に示すように、コンベア１２の上方に配置されており、下方のＸ線ラインセンサ１４に向けて扇状の照射範囲ＸにＸ線を照射する。

（２−４）Ｘ線ラインセンサ１４
図３は、Ｘ線検査の原理を示す模式図である。図３において、Ｘ線ラインセンサ１４は、コンベア１２の下方に配置されており、主として多数の画素センサ１４ａから構成されている。これらの画素センサ１４ａは、コンベア１２による搬送方向に直交する向きに一直線に水平配置されている。また、各画素センサ１４ａは、商品Ｇやコンベア１２を透過したＸ線を検出し、Ｘ線透視像信号を出力する。Ｘ線透視像信号は、Ｘ線の明るさ（濃度）を示すものである。

（２−５）モニタ３０
モニタ３０は、フルドット表示の液晶ディスプレイであり、検査時に必要となる検査パラメータ等の入力をオペレータに促す画面を表示する。また、モニタ３０は、タッチパネル機能も有しており、オペレータからの検査パラメータ等の入力を受け付ける。

（２−６）制御コンピュータ２０
図５は、制御コンピュータのブロック構成図である。図５において、制御コンピュータ２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２１、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）２２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）２３、ＨＤＤ（ハードディスク）２５および記憶メディア等を挿入するためのドライブ２４を搭載している。

ＣＰＵ２１では、ＲＯＭ２２やＨＤＤ２５に格納されている各種プログラムが実行される。ＨＤＤ２５には、検査パラメータや検査結果が保存蓄積される。検査パラメータについては、モニタ３０のタッチパネル機能を使ったオペレータからの入力によって設定及び変更が可能である。オペレータは、これらのデータがＨＤＤ２５だけでなくドライブ２４に挿入された記憶メディアにも保存蓄積されるように設定することができる。

さらに、制御コンピュータ２０は、モニタ３０でのデータ表示を制御する表示制御回路（図示せず）、モニタ３０のタッチパネルを介してオペレータにより入力されたキー入力データを取り込むキー入力回路（図示せず）、プリンタ（図示せず）等の外部機器やＬＡＮ等のネットワークとの接続を可能にする通信ポート（図示せず）なども備えている。

そして、制御コンピュータ２０の各部２１〜２５は、アドレスバスやデータバス等のバスラインを介して相互に接続されている。

また、制御コンピュータ２０は、コンベアモータ１２ａ、エンコーダ１２ｂ、光電センサ１５、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサ１４等に接続されている。光電センサ１５は、検体である商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するタイミングを検知するための同期センサであり、主として、コンベア１２を挟んで配置される一対の投光器および受光器から構成されている。

（３）ＣＰＵ２１の構成
制御コンピュータ２０のＨＤＤ２５には、画像生成モジュール、領域特定モジュール、重量推定モジュール、重量診断モジュール、異物検査モジュールおよび総合診断モジュールを含む検査プログラムが格納されている。そして、制御コンピュータ２０のＣＰＵ２１は、これらのプログラムモジュールを読み出して実行することにより、画像生成部２１ａ、領域判別部２１ｂ、重量推定部２１ｃ、重量診断部２１ｄ、異物検査部２１ｅおよび総合診断部２１ｆ（図５参照）として動作する。

（３−１）画像生成部２１ａ
画像生成部２１ａは、Ｘ線ラインセンサ１４から出力されるＸ線透視像信号に基づいて、商品ＧのＸ線透過画像を生成する。画像生成部２１ａは、商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘ（図２参照）を通過するときにＸ線ラインセンサ１４の各画素センサ１４ａから出力されるＸ線透視像信号を細かい時間間隔で取得し、取得したＸ線透視像信号に基づいて商品ＧのＸ線透過画像を生成する。なお、商品Ｇが扇状のＸ線の照射範囲Ｘを通過するタイミングは、光電センサ１５からの信号により判断される。すなわち、画像生成部２１ａは、Ｘ線ラインセンサ１４の各画素センサ１４ａから得られるＸ線の明るさに関する細かい時間間隔毎のデータをマトリクス状に時系列につなぎ合わせることにより、商品Ｇを写すＸ線透過画像を生成する。

（３−２）領域判別部２１ｂ
領域判別部２１ｂは、画像生成部２１ａにより生成された商品Ｇを写すＸ線透過画像から、商品領域を判別する。

（３−３）重量推定部２１ｃ
重量推定部２１ｃは、領域判別部２１ｂにより判別された商品領域に対して画像処理を施すことにより、商品Ｇの重量を推定する。当該重量推定処理は、Ｘ線透過画像Ｐ上においてはＸ線の照射方向に厚みのある物質ほど暗く写るという性質を利用し、以下の原理に基づいて行われる。

Ｘ線透過画像Ｐ上の厚さｔの物質を写す画素の明るさＩは、物質の存在しない領域に含まれる画素の明るさをＩ₀とした場合、以下の式（１）によって表される。

Ｉ／Ｉ₀＝ｅ^-μ^t ・・・（１）
ここで、μは、Ｘ線のエネルギーと物質の種類とに応じて定まる線吸収係数である。式（１）を物質の厚さｔについて解くと、以下の式（２）のようになる。
ｔ＝−１／μ×ｌｎ（Ｉ／Ｉ₀） ・・・（２）

また、内容物の微小部位の重量は、当該微小部位の厚さに比例する。したがって、明るさＩの画素の写す内容物の微小部位の重量ｍは、適当な定数αを用いて、以下の式（３）によって近似的に算出される。
ｍ＝−αｌｎ（Ｉ／Ｉ₀） ・・・（３）

重量推定部２１ｃは、商品Ｇを構成する全ての画素に対応する重量ｍを算出して足し合わせることにより、商品Ｇ全体の重量を推定する。

（３−４）重量診断部２１ｄ
重量診断部２１ｄは、商品Ｇの内容物の重量が所定の範囲内に収まっているか否かをチェックする。そして、重量が当該範囲内に収まっている場合には、その商品Ｇを正常と診断し、当該範囲内に収まっていない場合には、その商品Ｇを重量異常と診断する。

なお、重量診断部２１ｄによる処理は、重量推定部２１ｃによる処理に遅れて並列に実行される。

（３−５）異物検査部２１ｅ
異物検査部２１ｅは、画像生成部２１ａにより生成された商品ＧのＸ線透過画像Ｐに対して２値化処理を施すことにより、商品Ｇに含まれる異物を検出する。より具体的には、商品ＧのＸ線透過画像Ｐ上に予め設定した閾値よりも暗く現れる領域が存在する場合には、その商品Ｇに異物が混入していると判断し、その商品Ｇを異常と判断する。

（３−６）総合診断部２１ｆ
重量診断部２１ｄも異物検査部２１ｅも、商品Ｇを異常と判断すると、直ちにその旨を示す信号を総合診断部２１ｆに送る。総合診断部２１ｆは、重量診断部２１ｄから当該信号を受け取ると、商品Ｇを不良品であると診断するとともに、直ちに異物検査部２１ｅによる検査を終了させる。

また、異物検査部２１ｅから当該信号を受け取った場合には、商品Ｇを不良品であると診断するとともに、直ちに重量診断部２１ｄによる検査を終了させる。異物が検出されただけの商品Ｇであっても、重量異常が検出されただけの商品Ｇであっても出荷できないのであるから、他の検査結果にかかわらず当該商品Ｇを不良品と結論付けることができるからである。また、総合診断部２１ｆは、重量診断部２１ｄおよび異物検査部２１ｅの両方から異常が検出されなかった旨を示す信号を受け取った場合には、商品Ｇを良品である診断する。そして、総合診断部２１ｆは、診断結果を振分機構７０へ送る。

（４）内容物の重量推定
背景技術でも述べたように、内容物と重なっている包材の重量は常に一定ではなく、推定した包材を含む商品全体の重量から、予め一定の重量を風袋として差し引くことはできないことがある。

そこで、本実施形態では、包材のみの領域を判別し、内容物と包材との合算重量に含まれる包材の重量を推定している。

図６Ａは、包材Ｆで包装された商品ＧのＸ線透過画像である。図６Ａにおいて、最も内側に濃く写る物体は、内容物Ｎであり、薄い板状物が複数積み重ねられており、揺すると拡散して投影面が拡大するような物であり、代表物としては板海苔、湿布薬等が挙げられる。

図６Ｂは、図６Ａの画像を２値化処理して商品Ｇ全体の領域Ｒｇを抜き出した画像である。また、図６Ｃは、図６Ａの画像を２値化処理して内容物Ｎの領域Ｒｎを抜き出した画像である。

図６Ｄは、包材Ｆのみの領域Ｒｆを表した画像である。図６Ｄにおいて、包材Ｆのみの領域Ｒｆは、画像処理によって図６Ｂの商品Ｇ全体の領域Ｒｇから図６Ｃの内容物Ｎの領域Ｒｎを抜き取ったものである。

図７は、内容物Ｎの領域Ｒｎにおける重量推定カーブＣｎである。図７において、重量推定カーブＣｎは、Ｘ線透過画像Ｐの領域Ｒｎにおける輝度（横軸）と、その輝度に対応する重量（縦軸）との関係に基づいて作成されている。

より具体的には、上記式（３）に基づいて単位領域（１画素）ごとの明るさについて理想カーブを作成した上で、商品Ｇの実重量と、理想カーブによって求められる各階調の推定重量を合計した合計推定重量とを比較して、合計推定重量が実重量に近くなるように調整したものである。なお、内容物Ｎの領域Ｒｎの重量推定カーブは、ＲＯＭ２２に記憶されており、重量推定部２１ｃが必要に応じて読み込む。

図８は、重量推定のフローチャートである。以下、図面を参照しながら重量推定方法について説明する。図５、図６Ａ〜図６Ｄ、図７及び図８において、制御コンピュータ２０は、ステップＳ１で画像生成部２１ａを介して、図６Ａに示すような商品ＧのＸ線透過画像Ｐを作成し、ステップＳ２に進む。

次に制御コンピュータ２０は、ステップＳ２で２値化処理によって、図６Ｂに示すような商品Ｇ全体の領域Ｒｇを判別し、ステップＳ３に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３で２値化処理によって、図６Ｃに示すような内容物Ｎの領域Ｒｎ（包材Ｆと内容物Ｎとが重なった領域）を判別し、ステップＳ４に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ４で図６Ｄに示すような包材Ｆのみの領域Ｒｆを判別し、ステップＳ５に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５で包材Ｆのみの領域Ｒｆの面積を測定し、ステップＳ６に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ６で重量推定部２１ｃを介して、包材Ｆのみの領域Ｒｆの輝度から領域Ｒｆにおける包材Ｆの重量を推定し、ステップＳ７に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ７で重量推定部２１ｃを介して、領域Ｒｆにおける包材の重量と領域Ｒｆの面積からを包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓを演算し、ステップＳ８に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ８で内容物Ｎの領域Ｒｎの面積を測定し、ステップＳ９に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ９で重量推定部２１ｃを介して、内容物Ｎの領域Ｒｎの面積に包材Ｆの単位面積当たりの重量を乗じて、内容物Ｎの領域Ｒｎにおける包材の重量ｇｆｃを推定し、ステップＳ１０に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ１０で重量推定部２１ｃを介して、ＲＯＭ２２から内容物Ｎの領域Ｒｎの重量推定カーブＣｎを読み込み、ステップＳ１１に進む。

さらに、制御コンピュータ２０は、ステップＳ１１で重量推定部２１ｃを介して、重量推定カーブＣｎから、内容物Ｎの領域Ｒｎの輝度に対応する重量、つまり、領域Ｒｎにおける内容物Ｎと包材Ｆの重量を含んだ合計重量を推定し、ステップＳ１２に進む。

そして、制御コンピュータ２０は、ステップＳ１２で、合計重量から包材の重量ｇｆｃを除くことによって内容物Ｎだけの重量を推定する。

以上のように、Ｘ線検査装置１０は、包材Ｆのみの領域Ｒｆを判別した後、包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓを推定するとともに、内容物Ｎの領域Ｒｎの面積および包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓからその領域Ｒｎに含まれる包材の重量ｇｆｃを推定する。そして、Ｘ線検査装置１０は、内容物Ｎの領域Ｒｎの輝度から領域Ｒｎにおける内容物Ｎと包材Ｆとの合計重量を推定し、その合計重量から包材の重量ｇｆｃを除くことによって内容物Ｎだけの重量を求めることができる。

なお、上記の重量推定フローでは、制御コンピュータ２０が、画像生成部２１ａ、領域判別部２１ｂ、重量推定部２１ｃそれぞれに指令を出している構成であるが、最終的に重量の推定を行う重量推定部２１ｃが指令を出す構成であってもよい。

（５）特徴
（５−１）
Ｘ線検査装置１０では、領域判別部２１ｂは、内容物Ｎの領域Ｒｎを判別し、その面積を求める。重量推定部２１ｃは、内容物Ｎの領域Ｒｎから内容物Ｎと包材Ｆとの合計重量を推定し、包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓと、内容物Ｎの領域の面積に基づいて、内容物Ｎの領域Ｒｎにおける包材の重量ｇｆｃを演算し、合計重量から包材の重量ｇｆｃを減算することで、内容物Ｎの重量を演算する。それゆえ、商品の重量から単純に一定の包材の重量を差し引いて内容物の重量とするという方式が採用できない場合でも、精度よく内容物の重量を推定することができる。

（５−２）
Ｘ線検査装置１０では、領域判別部２１ｂがＸ線透過画像Ｐから包材Ｆのみの領域Ｒｆを判別し、重量推定部２１ｃが包材Ｆのみの領域Ｒｆより包材Ｆの重量を推定する。このため、内容物を含む商品のＸ線透過画像からも包材の単位面積当たりの重量を推定することができるので、包材Ｆの重量、及び包材Ｆの面積が既知でなくても、包材の単位面積当たりの重量ｇｓを求めることができ、ユーザーにとって使い勝手がよい。

（５−３）
Ｘ線検査装置１０では、重量推定部２１ｃが、内容物Ｎと包材Ｆとの合算されたＸ線透過画像から重量を推定する重量推定カーブＣｎを備えている。この重量推定カーブＣｎによって内容物Ｎと包材Ｆとの合算重量を推定するので、上記式（３）に基づいて内容物の重量を推定する場合と比べ、精度が良くなる。

＜第２実施形態＞
（１）構成
図９は、本発明の第２実施形態に係るＸ線検査装置１１０の制御コンピュータ２０のブロック構成図である。図９において、第２実施形態は第１実施形態の制御コンピュータ２０の重量推定部２１ｃが重量推定部１２１ｃに置換されている点で第１実施形態のＸ線検査装置１０と相違している。

図１０は、第２実施形態に係るＸ線検査装置１１０における重量推定のフローチャートである。図１０において、第２実施形態では、包材Ｆの面積および重量が予め測定されている。それゆえ、第１実施形態のような包材Ｆのみの領域Ｒｇを判別して、包材Ｆの重量を推定する必要がない。

図６Ａ、図６Ｃ、図９及び図１０において、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２１で画像生成部２１ａを介して、図６Ａに示すような商品ＧのＸ線透過画像Ｐを作成し、ステップＳ２２に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２２で２値化処理によって、図６Ｃに示すような内容物Ｎの領域Ｒｎ（包材Ｆと内容物Ｎとの重なり領域）を判別し、ステップＳ２３に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２３で、予め記憶されている包材Ｆの重量および面積をＲＯＭ２２から読み込み、ステップＳ２４に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２４で、包材Ｆの重量および面積からを包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓを演算し、ステップＳ２５に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２５で内容物Ｎの領域Ｒｎの面積を測定し、ステップＳ２６に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２６で重量推定部１２１ｃを介して、内容物Ｎの領域Ｒｎの面積に包材Ｆの単位面積当たりの重量を乗じて、内容物Ｎの領域Ｒｎにおける包材の重量ｇｆｃを推定し、ステップＳ２７に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２７で重量推定部１２１ｃを介して、ＲＯＭ２２から内容物Ｎの領域Ｒｎの重量推定カーブＣｎを読み込み、ステップＳ２８に進む。

さらに、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２８で重量推定部１２１ｃを介して、重量推定カーブＣｎから、内容物Ｎの領域Ｒｎの輝度に対応する重量、つまり、領域Ｒｎにおける内容物Ｎと包材Ｆの重量を含んだ合計重量を推定し、ステップＳ２９に進む。

そして、制御コンピュータ２０は、ステップＳ２９で、合計重量から包材の重量ｇｆｃを除くことによって内容物Ｎだけの重量を推定する。

（２）特徴
第２実施形態に係るＸ線検査装置１１０は、重量推定部１２１ｃが、包材Ｆの既知の重量から包材Ｆの単位面積当たりの重量を演算する。その結果、内容物Ｎの領域Ｒｎの面積からその領域Ｒｎの包材の重量ｇｆｃを求めることができるので、内容物Ｎの領域が一定でなくても内容物Ｎの重量を推定することができる。

＜第３実施形態＞
（１）構成
図１１は、本発明の第３実施形態に係るＸ線検査装置２１０の制御コンピュータ２０のブロック構成図である。図１１において、第３実施形態は第１実施形態の制御コンピュータ２０の重量推定部２１ｃが重量推定部２２１ｃに置換されている点で第１実施形態のＸ線検査装置１０と相違している。

図１２は、第３実施形態に係るＸ線検査装置２１０における重量推定のフローチャートである。図１２において、第３実施形態では、包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓは、商品Ｇ生産直前にＸ線検査装置２１０に空の包材Ｆを流して、包材ＦのＸ線透過画像Ｐｆｏの輝度から推定される包材Ｆの重量、及び面積に基づいて求められている。

図６Ａ、図６Ｃ、図１１及び図１２において、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３１で画像生成部２１ａを介して、空の包材ＦのＸ線透過画像Ｐｆｏを作成し、ステップＳ３２に進む。

次に制御コンピュータ２０は、ステップＳ３２で包材Ｆの領域Ｒｆｏを判別し、ステップＳ３３に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３３で重量推定部２２１ｃを介して、包材Ｆの領域Ｒｆｏの面積を推定し、ステップＳ３４に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３４で重量推定部２２１ｃを介して、包材Ｆの重量を推定し、ステップＳ３５に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３５で、包材Ｆの重量および面積からを包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓを演算し、ステップＳ３６に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３６で画像生成部２１ａを介して、図６Ａに示すような商品ＧのＸ線透過画像Ｐを作成し、ステップＳ３７に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３７で２値化処理によって、図６Ｃに示すような内容物Ｎの領域Ｒｎ（包材Ｆと内容物Ｎとが重なった領域）を判別し、ステップＳ３８に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３８で内容物Ｎの領域Ｒｎの面積を測定し、ステップＳ３９に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ３９で重量推定部２２１ｃを介して、内容物Ｎの領域Ｒｎの面積に包材Ｆの単位面積当たりの重量を乗じて、内容物Ｎの領域Ｒｎにおける包材の重量ｇｆｃを演算し、ステップＳ４０に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ４０で重量推定部２２１ｃを介して、ＲＯＭ２２から内容物Ｎの領域Ｒｎの重量推定カーブＣｎを読み込み、ステップＳ４１に進む。

さらに、制御コンピュータ２０は、ステップＳ４１で重量推定部２２１ｃを介して、重量推定カーブＣｎから内容物Ｎの領域Ｒｎの輝度に対応する重量、つまり、領域Ｒｎにおける内容物Ｎと包材Ｆの重量を含んだ合計重量を推定し、ステップＳ４２に進む。

そして、制御コンピュータ２０は、ステップＳ４２で、合計重量から包材の重量ｇｆｃを除くことによって内容物Ｎだけの重量を推定する。

（２）特徴
第３実施形態に係るＸ線検査装置２１０では、画像生成部２１ａが空の包材ＦのＸ線透過画像Ｐｆｏを作成する。そして、重量推定部２２１ｃがＸ線透過画像Ｐｆｏから包材Ｆの面積および重量を推定し、包材Ｆの単位面積当たりの重量を演算する。その結果、包材Ｆの面積および重量が既知でなくても、包材Ｆの単位面積当たりの重量を求めることができるので、ユーザーにとって使い勝手がよい。

＜第４実施形態＞
（１）構成
図１３は、本発明の第４実施形態に係るＸ線検査装置３１０の制御コンピュータ２０のブロック構成図である。図１３において、第４実施形態は第１実施形態の制御コンピュータ２０の重量推定部２１ｃが重量推定部３２１ｃに置換されている点で第１実施形態のＸ線検査装置１０と相違している。

図１４は、包材Ｆのみの領域Ｒｆの重量推定カーブＣｆである。図１４において、重量推定カーブＣｆは、Ｘ線透過画像Ｐの領域Ｒｆにおける輝度（横軸）と、その輝度に対応する重量（縦軸）との関係に基づいて作成されている。

より具体的には、上記式（３）に基づいて単位領域（１画素）ごとの明るさについて理想カーブを作成した上で、包材Ｆの実重量と、理想カーブによって求められる各階調の推定重量を合計した合計推定重量とを比較して、推定重量が実重量に近くなるように調整したものである。

第４実施形態では、包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓは、包材Ｆのみの領域Ｒｆの輝度から包材Ｆのみの重量推定カーブＣｆを用いて算出する。なお、包材Ｆの領域Ｒｆの重量推定カーブは、ＲＯＭ２２に記憶されており、重量推定部３２１ｃが必要に応じて読み込む。

図１５は、第４実施形態に係るＸ線検査装置３１０における重量推定のフローチャートである。図６Ａ〜図６Ｄ、図１３、図１４及び図１５において、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５１で画像生成部２１ａを介して、図６Ａに示すような商品ＧのＸ線透過画像Ｐを作成し、ステップＳ５２に進む。

次に制御コンピュータ２０は、ステップＳ５２で２値化処理によって、図６Ｂに示すような商品Ｇ全体の領域Ｒｇを判別し、ステップＳ５３に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５３で２値化処理によって、図６Ｃに示すような内容物Ｎの領域Ｒｎ（包材Ｆと内容物Ｎとが重なった領域）を判別し、ステップＳ５４に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５４で図６Ｄに示すような包材Ｆのみの領域Ｒｆを判別し、ステップＳ５５に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５５で包材Ｆのみの領域Ｒｆの面積を測定し、ステップＳ５６に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５６で重量推定部３２１ｃを介して、ＲＯＭ２２から包材Ｆのみの重量推定カーブＣｆを読み込み、ステップＳ５７に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５７で重量推定部３２１ｃを介して、重量推定カーブＣｆから領域Ｒｆにおける包材の重量を演算し、ステップＳ５８に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５８で重量推定部３２１ｃを介して、領域Ｒｆにおける包材の重量と領域Ｒｆの面積からを包材Ｆの単位面積当たりの重量ｇｓを演算し、ステップＳ５９に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ５９で内容物Ｎの領域Ｒｎの面積を測定し、ステップＳ６０に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ６０で重量推定部３２１ｃを介して、内容物Ｎの領域Ｒｎの面積に包材Ｆの単位面積当たりの重量を乗じて、内容物Ｎの領域Ｒｎにおける包材の重量ｇｆｃを演算し、ステップＳ６１に進む。

また、制御コンピュータ２０は、ステップＳ６１で重量推定部３２１ｃを介して、ＲＯＭ２２から内容物Ｎの領域Ｒｎの重量推定カーブＣｎを読み込み、ステップＳ６２に進む。

さらに、制御コンピュータ２０は、ステップＳ６２で重量推定部３２１ｃを介して、重量推定カーブＣｎから、内容物Ｎの領域Ｒｎの輝度に対応する重量、つまり、領域Ｒｎにおける内容物Ｎと包材Ｆの重量を含んだ合計重量を推定し、ステップＳ６３に進む。

そして、制御コンピュータ２０は、ステップＳ６３で、合計重量から包材の重量ｇｆｃを除くことによって内容物Ｎだけの重量を推定する。

（２）特徴
第４実施形態に係るＸ線検査装置３１０は、重量推定部３２１ｃが、重量推定カーブＣｆによって包材Ｆのみの重量を演算し、重量推定カーブＣｎによって内容物Ｎと包材Ｆとの合算重量を演算する。その結果、内容物Ｎと包材Ｆの合計重量と、包材Ｆのみの重量を精度良く推定できるため、内容物Ｎの重量をより精度良く推定することができる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、商品Ｇに対して照射されたＸ線をＸ線ラインセンサ１４にて検出し、その検出されたＸ線からＸ線透過画像を取得して、Ｘ線透過画像の輝度から重量の推定を行っている。

これに対し、他の実施形態に係る検査装置は、商品Ｇに対してＬＥＤ等の光線照射部から近赤外線を照射し、ラインセンサカメラ等の光線検知部によって商品Ｇを透過した近赤外線を検出し、その検出された近赤外線から透過画像を取得して、透過画像の輝度から重量の推定を行う。使用される光線の種類が異なる（光線照射部および光線検知部が異なる）以外の点については、上記第１〜第４実施形態のいずれかと同様に構成される。本実施形態では、近赤外線が包材Ｆおよび内容物Ｎを透過可能な商品Ｇを検査対象とする。

本実施形態においても、上記第１〜第４実施形態と同様の特徴が得られる。

＜変形例＞
上記実施形態の変形例を以下に示す。

（１）変形例Ａ
上記実施形態では、内容物Ｎの例として、薄い板状物が複数積み重ねられた板海苔、湿布薬等をあげたが、内容物Ｎはこのようなものに限定されるものではなく、本Ｘ線検査装置１０は、包材内に各種内容物を収容する商品に対して適用可能である。

（２）変形例Ｂ
上記実施形態では、板海苔、湿布薬等の薄い板状物を収納する包材Ｆ（プラスチック製等の袋状の包材）を例として挙げたが、包材はこれに限定されるものではない。ここでの包材は、内容物を収納するための資材を意味し、包装資材や梱包資材を広く含む。

例えば、包材には、紙製（ダンボールを含む）、プラスチック製、プラスチックコーティングされた紙製等の、各種材質の容器を広く含む。また、包材の形態は、袋状に限定されるものではなく、トレー状、箱状、筒状など各種形態を含む。包材の具体例には、例えば、プラスチック製のトレー、蓋付きの耐熱プラスチック容器、紙製の菓子箱（例えば、キャラメル箱等）、ダンボール箱、コーティングされた紙製の蓋付きカップ等を含む。

また、Ｘ線が透過する包材が場所によらず概ね均質であれば、２種類以上の材質が用いられてもよい。例えば、具体的には、紙製のカップの上部がプラスチック製の蓋で覆われているような包材が用いられる場合であっても、Ｘ線が透過する位置によらず、カップの底の厚みや蓋の厚みが概ね一様であれば、本Ｘ線検査装置１０を適用可能である。例えば、具体的には、第１実施形態の構成であれば、ステップＳ６で、領域Ｒｆについて紙製のカップとプラスチック製の蓋との合計重量を演算し、これを基に、ステップＳ７で包材の単位面積当たりの重量が演算されればよい。

本発明のＸ線検査装置は、Ｘ線透過画像に含まれる領域における明るさから重量を推定するＸ線重量推定装置に対して広く適用可能である。

１０ Ｘ線検査装置（検査装置）
１３ Ｘ線照射器（照射部）
１４ Ｘ線ラインセンサ（透過光線検出部）
２１ａ 画像生成部（画像取得部）
２１ｂ 領域判別部
２１ｃ 重量推定部
１２１ｃ 重量推定部
２２１ｃ 重量推定部
３２１ｃ 重量推定部
２２ ＲＯＭ（記憶部）
Ｆ 包材
Ｇ 商品（検査対象物）
Ｎ 内容物
Ｒｆ 包材のみの領域
Ｒｎ 内容物の領域
ｇｓ 包材の単位面積当たりの重量
ｇｆｃ 包材の重量

特開２００２−２９６０２２号公報

Claims (6)

1. 包材内に内容物を収納した商品に対して照射された光線を透過光線検出部にて検出し、その検出された光線から透過画像を取得し、前記透過画像の輝度に基づき前記商品または前記内容物の重量を推定する検査装置であって、
   前記透過画像の輝度から重量を推定する重量推定部と、
   前記内容物の領域を判別し、その面積を求める領域判別部と、
   を備え、
   前記重量推定部は、
   前記内容物の領域から前記内容物と前記包材との合計重量を推定し、
   前記包材の単位面積当たりの重量と、前記内容物の領域の面積とに基づいて、前記内容物の領域の包材の重量を演算し、
   前記合計重量から前記包材の重量を減算することで、前記内容物の重量を演算する、
   ことを特徴とする検査装置。
2. 前記重量推定部は、前記包材の既知の重量から前記包材の単位面積当たりの重量の演算する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記重量推定部は、前記透過画像から前記包材の重量推定し、前記包材の推定重量から前記包材の単位面積当たりの重量の演算する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
4. 前記領域判別部はさらに前記透過画像から前記包材のみの領域を判別し、
   前記重量推定部は前記判別された包材のみの領域より前記包材の重量を推定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
5. 前記重量推定部は、前記内容物と前記包材との合算された透過画像から重量を推定する合計重量推定カーブを含み、
   前記合計重量推定カーブによって、前記内容物と前記包材の合算重量と前記包材のみの包材の重量とを推定する、
   ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の検査装置。
6. 前記重量推定部は、前記包材のみの重量を推定する包材の重量推定カーブを含む、
   ことを特徴とする請求項３から請求項５に記載の検査装置。

Images