JP2015087371A - X線検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線検査装置では、隣接する個包装の内容物同士の最短距離Dが閾値Tminよりも小さいときは、一方または双方がシール部分S1に噛み込んでいる可能性が高いので、シール部分S1に内容物が噛み込んでいると推定する。
【選択図】図11
Description
(1)X線検査装置10全体の構成
図1は、本発明の一実施形態に係るX線検査装置10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。
図2は、X線検査装置10のシールドボックス11の内部構成図である。図1および図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。
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。
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。
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。
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。
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。
図5は、制御コンピュータ20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。
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、間隔検出モジュール、噛み込み推定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、領域特定部21b、重量推定部21c、重量診断部21d、異物検査部21e、間隔検出部21f、噛み込み推定部21gおよび総合診断部21h(図5参照)として動作する。
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。
領域特定部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、商品領域を特定する。領域特定部21bは、多数の画素センサ14aのそれぞれから同様のタイミングで出力された画素センサ14aのX線の濃度値の平均値を算出し、算出した値をそのタイミングにおけるX線の濃度値の代表値とする。そして、当該代表値が所定の範囲内に収まっているか否かをチェック(真偽判定)する。領域特定部21bは、画像生成部21aにより生成されたX線透過画像Pと、真偽判定処理の結果とを重ね合わせ、狙いの範囲に対応する領域を商品領域とする。
重量推定部21cは、領域特定部21bにより特定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の重量値を推定する。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。
I/I0=e-μt ・・・(1)
t=−1/μ×ln(I/I0) ・・・(2)
m=−αln(I/I0) ・・・(3)
重量診断部21dは、商品Gの内容物の重量値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、重量値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。
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、図3に示すように、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。
間隔検出部21fは、2値化処理によって特定された、連包品の隣接する個包装の内容物に対して、内容物同士の間隔を検出する。検出の具体的方法は、後段で説明する。
噛み込み推定部21gは、間隔検出部21fで検出された内容物同士の間隔から、内容物がシール部分に噛み込まれているか否かを推定する。推定の具体的方法は、後段で説明する。
重量診断部21d、異物検査部21eおよび噛み込み推定部21gは、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21hに送る。総合診断部21h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、直ちに他の検査を終了させる。
(4−1)包材がX線透過画像Pに写る商品の場合
図6(a)は、複数の個包装が連なった商品である連包品Gの平面図である。図6(a)において、連包品Gは、4個の袋M1,M2,M3,M4が順に連なったものであり、袋M1〜M4は、互いに同じ形状となるように製造されている。連包品Gは、コンベア12によって袋M1を先頭とし、袋M4を最後尾として搬送される。各袋M1〜M4のコンベア12による搬送方向の両端には、シール部分S1が形成されている。すなわち、連包品Gは、全体としては1つの細長い袋であり、その長手方向に所定の間隔で施されたシール部分S1によって各袋M1〜M4に対応する複数の空間が形成されたものである。そして、袋M1〜M4の内部空間には、内容物が詰められている。また、先行する袋の後方のシール部分S1とその後続の袋の前方のシール部分S1とは一体的に熱シールされて形成されたものであり、その中央には両袋を切り離すことを可能にする短手方向に走るミシン目が形成されている。
X線透過画像P中に包材の輪郭が写らない、又は薄く写る程度であって、その輪郭を推定できるほどの安定した画像データを取得できないような包材、例えば、包材の厚さが非常に薄いもの(但し、アルミ包材やアルミ蒸着されたものは除く)では、シール部分S1を推定することができない。なぜなら、X線透過画像Pに包材とシール部分S1との境界が分かるほどの明るさの濃度差がなく、包材のX線の濃度値(明るさ)の代表値が図6(c)に示すような所定の範囲Y内に収まっているか否かをチェックしようにも、範囲が極めて狭いために真偽判定処理ができないからである。
X線検査装置10では、隣接する内容物同士がシール部分S1に噛み込まれていない状態で最も近接しているときの最短距離DをTminとしたとき、間隔検出部21fの検出値の閾値をTminとすることによって、D=Tminのときは理論的に噛み込みがないのであるから、D<Tminであるときは噛み込んでいると推定することによって、噛み込み品を誤って正常品と判断することを防止することができる。
(1)構成
第2実施形態に係るX線検査装置110は、構成は第1実施形態に係るX線検査装置10と同じであるが、間隔検出部21fの検出値の閾値を変更している。以下、図面を用いて説明する。
X線検査装置110では、隣接する内容物同士がシール部分S1に噛み込まれていない状態で最も離れているときの最短距離DをTmaxとしたとき、間隔検出部21fの検出値の閾値をTmaxとすることによって、D=Tmaxのときは理論的に噛み込みがないのであるから、D>Tmaxであるときは噛み込んでいると推定することによって、噛み込み品を誤って正常品と判断することを防止することができる。
(1)構成
X線検査装置110の間隔検出部21fが、4個の個包装から連なる連包品Gの先頭から最後の個包装に至るまでの間に3つの最短距離Dを検出することになるが、それらのうちの少なくとも1つで、D<Tmin又はD>Tmaxが発見されれば、その時点で噛み込み推定部21gが連包品Gを異常と判断してもよい。
X線検査装置110の間隔検出部21fが、複数個の個包装から連なる連包品Gの先頭から最後の個包装に至るまでの間に検出した値のうちの少なくとも1つで、D<Tmin又はD>Tmaxが発見されれば、その時点で噛み込み推定部21gが連包品Gを異常と判断する。
(1)構成
図16は、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。第3実施形態に係るX線検査装置210は、第1実施形態に係るX線検査装置10との対比において、間隔検出部21fおよび噛み込み推定部21gそれぞれが間隔検出部121fおよび噛み込み推定部121gに置き換えられている点で相違する。
X線検査装置210では、隣接する内容物同士がシール部分S1に噛み込まれていない状態で最も近接しているときの傾斜角度θをθmaxとしたとき、間隔検出部121fの検出値の閾値をθmaxとすることによって、θ=θmaxのときは理論的に噛み込みがないのであるから、θ>θmaxであるときは噛み込んでいると推定することによって、噛み込み品を誤って正常品と判断することを防止することができる。
(1)構成
第4実施形態に係るX線検査装置310は、構成は第3実施形態に係るX線検査装置210と同じであるが、間隔検出部121fの検出値の閾値を変更している。以下、図面を用いて説明する。
X線検査装置310では、隣接する内容物同士がシール部分S1に噛み込まれていない状態で最も離れているときの傾斜角度θをθminとしたとき、間隔検出部121fの検出値の閾値をθminとすることによって、θ=θminのときは理論的に噛み込みがないのであるから、θ<θminであるときは噛み込んでいると推定することによって、噛み込み品を誤って正常品と判断することを防止することができる。
(1)構成
X線検査装置310の間隔検出部121fが、4個の個包装から連なる連包品Gの先頭から最後の個包装に至るまでの間に3つの傾斜角度θを検出することになるが、それらのうちの少なくとも1つで、θ>θmax又はθ<θminが発見されれば、その時点で噛み込み推定部121gがX線検査装置310を停止させることになる。このフローを、図面を用いて説明する。
X線検査装置310の間隔検出部121fが、複数個の個包装から連なる連包品Gの先頭から最後の個包装に至るまでの間に検出した値のうちの少なくとも1つで、θ>θmax又はθ<θminが発見されれば、その時点で噛み込み推定部121gが連包品Gを異常と判断する。
(1)構成
図25は、第5実施形態に係るX線検査装置410の制御コンピュータ20のブロック構成図である。第5実施形態に係るX線検査装置410は、第1実施形態に係るX線検査装置10との対比において、間隔検出部21fおよび噛み込み推定部21gそれぞれが間隔検出部221fおよび噛み込み推定部221gに置き換えられている点で相違する。
X線検査装置410では、間隔検出部221fが、4個の個包装が連なる連包品Gの先頭から最後の個包装に至るまでの間に検出した連続する2つの検出値がTmin、Tminのパターンに合致したときは、シール部分S1への噛み込みがあったとして、その時点で噛み込み推定部221gが連包品Gを異常と判断する。
(1)構成
第6実施形態に係るX線検査装置510は、構成は第5実施形態に係るX線検査装置410と同じであるが、噛み込み推定部221gがシール部分S1への噛み込みがあると推定する際の間隔検出部221fの検出値のパターンを変更している。
X線検査装置510では、間隔検出部221fが、4個の個包装が連なる連包品Gの先頭から最後の個包装に至るまでの間に検出した連続する2つの検出値がTmax、Tmaxのパターンに合致したときは、シール部分S1への噛み込みがあったとして、その時点で噛み込み推定部221gが連包品Gを異常と判断する。
13 X線照射器(照射部)
14 X線ラインセンサ(受光部)
21a 画像生成部
21f 間隔検出部
21g 噛み込み推定部
G 商品、商品としての連包品(検査対象物)
N 内容物
Claims (4)
- 物品に放射光を照射し、前記放射光を受光部で受け、前記受光部が受けた放射光に基づいて画像を生成して検査を行う検査装置において、
検査対象が複数の個包装が連なった連包品であって、
前記画像の前記連包品の中の第1物品とそれに隣接する第2物品との間隔を検出する検出部と、
前記間隔に基づいて、前記第1物品と前記第2物品との間のシール部分に前記第1物品または前記第2物品が噛み込んでいるか否かを推定する推定部と、
を備える検査装置。 - 前記間隔は、前記第1物品と前記第2物品との最短距離であって、
前記推定部は、前記最短距離が予め設定されている閾値よりも小さいときに、前記シール部分への前記物品の噛み込みがあると推定する、
請求項1に記載の検査装置。 - 前記間隔は、前記第1物品および前記第2物品の共通内接線の傾斜角度であって、
前記推定部は、前記傾斜角度が予め設定されている閾値よりも大きいときに、前記シール部分への前記物品の噛み込みがあると推定する、
請求項1に記載の検査装置。 - 前記推定部は、複数の前記間隔の検出パターンが所定条件に合致するときは、前記シール部分への前記物品の噛み込みがあると推定する、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の検査装置。
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