JP4444240B2

JP4444240B2 - Ｘ線異物検出装置

Info

Publication number: JP4444240B2
Application number: JP2006165627A
Authority: JP
Inventors: 俊寿渡部
Original assignee: アンリツ産機システム株式会社
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2026-06-15
Also published as: JP2007333562A

Description

本発明は、食品などの被検査物中に含まれている金属や骨などの異物の有無などを検出し合否を判定するＸ線異物検出装置に関する。

従来、Ｘ線異物検出装置は、ベルトコンベアなどの搬送路上を順次搬送されてくる各品種の被検査物（生肉、魚、加工食品、医薬など）にＸ線を曝射し、この曝射したＸ線の透過量から被検査物中に金属、ガラス、石、骨などの異物が混入しているか否かを検出する装置である。このＸ線異物検出装置においては、異物混入の有無を判定するための判定閾値を予め設定しておき、Ｘ線検出器で検出したＸ線の透過量から生成される濃度データと判定閾値とを比較して異物混入の有無を検出し合否判定をしている。このような判定閾値を用いる合否判定方法の場合、判定閾値の設定の仕方によっては誤判定を招くおそれがあり、合否判定の精度の向上が要請される。また、判定閾値の設定や調整を容易かつ効率よく行う必要がある。

合否判定の精度を向上させるため、判定閾値の調整を容易にして判定閾値の精度を向上させる提案がなされている。例えば、検査された被検査物毎の濃度データまたは平均値、製品面積、製品体積による製品影響を示すデータを選択的に被検査物の検査経過とともに検査の古い方から順番に表示器の表示画面にトレンド表示し、検査者が検査された被検査物の傾向やバラツキを一目で確認できるようにして、より精度の高い判定閾値となるように容易に調整できるようにする提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２８６８５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のようなトレンド表示による判定閾値の調整方法においては、検査者が検査された被検査物の傾向やバラツキを表示器の表示内容を目で確認しながらトレンド表示の内容に沿って、より適切な判定閾値を手動で設定しなければならない。そのため、検査の効率が低下してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、判定閾値をより精度の高い値に自動的に更新することにより、食品等に混入した異物の有無を、高精度で効率よく合否判定することができ、誤判定が生じないＸ線異物検出装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るＸ線異物検出装置においては、上記目的を達成するため、搬送路上を搬送される被検査物にＸ線を曝射し透過したＸ線の強度に対応したＸ線強度信号を出力するＸ線強度信号出力手段と、該Ｘ線強度信号出力手段から出力されるＸ線強度信号から濃度データを生成する濃度データ生成手段と、該濃度データ生成手段により生成された前記濃度データと閾値とを比較して前記被検査物の合否を判定する合否判定手段とを有するＸ線異物検出装置において、前記合否判定手段に用いられた所定個数の前記濃度データに基づいて前記濃度データの統計値を算出する統計値算出手段と、初期設定した初期閾値を越えない範囲内で前記統計値算出手段により算出した統計値に基づいて前記閾値を更新する閾値更新手段とにより構成される。
この構成により、被検査物にＸ線が曝射されると、Ｘ線強度信号出力手段によりＸ線強度信号が出力され、濃度データ生成手段によりＸ線強度信号が画像処理されて濃度データが生成される。合否判定手段により生成された濃度データと閾値とが比較され被検査物の合否が判定される。合否判定手段で用いられた所定個数の濃度データに基づいて、統計値算出手段により統計値が算出される。閾値更新手段により統計値に基づいて初期設定した初期閾値を越えない範囲内、すなわち濃度データの下限値と初期閾値の範囲内で閾値が自動的に更新される。

本発明の請求項２に係るＸ線異物検出装置においては、前記閾値更新手段が、前記所定個数の前記濃度データが生成される毎に、前記閾値を更新するよう構成される。
この構成により、初期閾値および更新された更新閾値は所定個数の濃度データが生成される毎に自動的に更新される。

本発明の請求項３に係るＸ線異物検出装置においては、前記所定個数が、初期閾値および更新された更新閾値のいずれかにより良品と判定された被検査物の前記濃度データである良品濃度データのみからなるよう構成される。
この構成により、初期閾値および更新された更新閾値のいずれかにより良品と判定された被検査物の良品濃度データのみに基づいて所定個数がカウントされ、統計値算出の基礎とされる。

本発明の請求項４に係るＸ線異物検出装置においては、前記統計値算出手段が、前記所定個数の前記濃度データの中で前記初期閾値を超えた前記濃度データの個数と所定個数との比率が一定比率に達したとき、前記初期閾値を超えた前記濃度データを、前記初期閾値と所定の関係を有する値とみなすことにより、前記良品濃度データとみなして前記統計値を算出するよう構成される。
この構成により、統計値算出手段により、所定個数の濃度データの中で初期閾値を超えた濃度データの個数と所定個数との比率が一定比率に達したとき、初期閾値を超えた濃度データが、初期閾値と所定の関係を有する値とみなされて、良品濃度データとみなされ統計値が算出される。以下、濃度データ自体が初期閾値をオーバーしていることを「超えた」といい、更新された更新閾値自体が初期閾値とクロスしないことを「越えない」というように表現する。

請求項１に係るＸ線異物検出装置においては、合否判定手段で用いられた所定個数の濃度データに基づいて、統計値算出手段により統計値が算出され、閾値更新手段により統計値に基づいて閾値が更新されるので、食品の種類や特性に応じた精度の高い判定を自動的に効率よく行うことができる効果がある。

請求項２に係るＸ線異物検出装置においては、閾値は所定個数の濃度データが生成される毎に更新されるので、例えば、一連のデータの集合からなるバッチ毎に、統計値が算出されて、食品のロットによるばらつきや周囲環境の変化に応じた精度の高い判定を自動的に効率よく行うことができる効果がある。

請求項３に係るＸ線異物検出装置においては、初期閾値および更新された更新閾値のいずれかにより良品と判定された被検査物の良品濃度データのみに基づいて所定個数がカウントされ、統計値算出の基礎とされるので、より精度の高い閾値が得られ、精度の高い合否判定が得られる効果がある。

請求項４に係るＸ線異物検出装置においては、統計値算出手段により、所定個数の濃度データの中で初期閾値を超えた濃度データの個数と所定個数との比率が一定比率に達したとき、初期閾値を超えた濃度データが、初期閾値と所定の関係を有する値とみなされて、良品濃度データとみなされて統計値が算出されるので、例えば、所定個数のすべてが不良品の濃度データであっても、統計値の算出が不能となることはなく、閾値が初期閾値を越えない範囲内、すなわち濃度データの下限値と初期閾値の範囲内で更新される。そのため、更新された閾値は初期閾値を越えることはなく、自動的に初期閾値を越えない範囲内で閾値を更新することができ、効率の高い検査をすることができる効果がある。

以下、本発明に係る物品検査装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１〜図９は、本発明に係るＸ線異物検出装置の実施の形態を示している。

図１および図２に示すように、Ｘ線異物検出装置１は、搬送部２と、Ｘ線発生部３と、Ｘ線強度信号出力手段としてのＸ線検出部４と、投受光部５と、表示部６と、操作部７と、処理部８とにより構成される。
Ｘ線異物検出装置１は、被検査物としてのパッケージ１０を搬送する搬送ラインの一部に設置され、所定間隔をおいて順次搬送されてくるパッケージ１０の中に混入した金属、ガラス、石、骨などの異物の有無を検出し、パッケージ１０の中に所定の物が有るか否かを検出するものである。

搬送部２は、４つのプーリ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとこれらのプーリに巻き付けられている無端状の搬送ベルト２ｅとにより構成される。搬送部２は、包装された生肉、魚、加工食品、医薬などの各種のパッケージ１０を搬送するようになっており、Ｘ線発生部３で生成されるＸ線が搬送中のパッケージ１０に対して垂直に曝射されるように、搬送部２とＸ線発生部３とが配置されている。搬送部２は、プーリ２ａに接続された駆動モータＭの駆動により予め設定された一定の搬送速度でパッケージ１０が搬送されるようになっている。

Ｘ線発生部３は、搬送部２の上方に所定の高さ離隔し、かつ搬送ベルト２ｅの下部に設けられているＸ線検出部４と対向して配置されている。
Ｘ線発生部３は、例えば、金属製の箱体内部に設けられる円筒状のＸ線管が絶縁油により浸漬されており、Ｘ線管の陰極からの電子ビームを陽極ターゲットに照射させてＸ線を生成するようになっている。Ｘ線管は、その長手方向がパッケージ１０の搬送方向と直交する幅方向に設けられている。Ｘ線管により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出部４に向けて、箱体底面にＸ線管の長手方向に沿って形成された不図示のスリットにより、搬送方向と直交する幅方向に略三角形状のスクリーン状に曝射されるようになっている。

Ｘ線検出部４は、パッケージ１０に対して曝射され透過したＸ線の透過量を検出するようになっている。このＸ線検出部４には、例えば、ライン状に配列された複数のフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えたアレイ状のラインセンサが用いられる。このフォトダイオードは、例えば、１ラインで構成されライン方向（Ｙ方向）に０．４ｍｍピッチで６４０個配置されている。シンチレータはＸ線のエネルギーを吸収し蛍光を発するようになっている。
このＸ線検出部４では、パッケージ１０に対してＸ線発生部３からＸ線が曝射され、パッケージ１０を透過したＸ線をシンチレータで受けて光に変換するようになっている。さらに、シンチレータで変換された光は、その下部に配置されるフォトダイオードによって受光されるようになっている。また、各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換し、Ｘ線強度信号１１ａとして出力するようになっている。Ｘ線強度信号１１ａは、図示しないＡ／Ｄ変換部でＡ／Ｄ変換された後、データメモリ１１に格納されるようになっている。

投受光部５は、一対の投光部５ａおよび受光部５ｂにより構成され、搬送部２の搬入口側に配置されている。投光部５ａは搬送ベルト２ｅの一側面に位置し、受光部５ｂは搬送ベルト２ｅの他の側面で投光部５ａに対向するように位置し、パッケージ１０が投光部５ａおよび受光部５ｂの間を通過するとパッケージ１０により受光部５ｂが遮光されるようになっている。

表示部６は、バス９に接続され、例えば、図３の左側に示す液晶ディスプレイなどの表示デバイスを有し、数字表示部６ａ、パッケージ１０を透過したＸ線の投影図によるＸ線透視表示６ｂや、図４および図５に示す初期閾値Ｋ、係数ｋ、所定個数内の濃度データの平均値ｍと標準偏差値σとから算出された更新閾値Ｋ_Ｓのグラフ、濃度データの平均値ｍのグラフなどが表示されるようになっている。

操作部７は、図２に示すように、バス９に接続されている。また、操作部７は、図３に示すように、スイッチ７ａと、スイッチ７ｂと、エンターキー７ｃと、テンキー７ｄと、指定ボタン７ｅと、十字キー７ｆと、表示部６に表示されるカーソル７ｇとが設けられている。スイッチ７ａを押下げると、異物検出モードが選択されＣＰＵ１９とモード実行プログラム１２ｃとにより、パッケージ１０の異物検出が実行されるようになっている。スイッチ７ｂを押下げると、閾値設定モードが選択されＣＰＵ１９とモード実行プログラム１２ｃとにより、閾値の設定が実行されるようになっている。エンターキー７ｃを押下げると、操作部７において入力した各種設定が確定されるようになっている。テンキー７ｄは、各種設定における数値を入力でき、入力された数字が数字表示部６ａに表示されるようになっている。十字キー７ｆの押下げにより表示部６の表示画面内のカーソル７ｇを移動できるようになっている。また、操作部７に接続されたマウス（不図示）によりカーソル７ｇを移動させることもできるようになっている。指定ボタン７ｅを押下げると、表示部６の表示画面内のカーソル７ｇが指し示す位置をポイント指定できるようになっている。

処理部８は、ハードディスクなどの記録媒体からなり、図２に示すように、データメモリ１１、プログラム格納部１２、Ｘ線発生部３を駆動させるＸ線発生部駆動回路１６、Ｘ線検出部４を駆動させるＸ線検出部駆動回路１７、モータＭを駆動させるモータ駆動回路１８、各部を制御するＣＰＵ１９及びこれらを接続するバス９により構成されている。

データメモリ１１は、ＲＡＭ等のリード／ライト可能な半導体メモリである。データメモリ１１には、１ライン（Ｙ方向）当たり６４０個のＸ線強度信号１１ａが、少なくとも搬送されるパッケージ１０の搬送方向Ｘの長さに対応した所定ライン数（例えば、４８０ライン）格納されるようになっている。また、データメモリ１１には、Ｘ線強度信号出力手段から出力されたＸ線強度信号１１ａ、閾値設定プログラム１２ａにより設定された初期閾値Ｋおよび更新閾値Ｋ_Ｓなどの設定データ１１ｂ、濃度データ１１ｃなどが所定領域に格納されるようになっている。

プログラム格納部１２には、閾値設定プログラム１２ａ、異物検出プログラム１２ｂ、モード実行プログラム１２ｃ、合否判定手段としての合否判定プログラム１２ｄ、Ｘ線強度信号出力手段としてのＸ線強度信号出力プログラム１２ｅ、濃度データ生成手段としての濃度データ生成プログラム１２ｆ、統計値算出手段としての統計値算出プログラム１２ｇ、閾値更新手段としての閾値更新プログラム１２ｈなどが格納されている。

閾値設定プログラム１２ａにおいては、閾値設定モードにおける初期閾値設定の処理がなされる。具体的には、合否判定で用いる閾値の初期設定がなされ、パッケージ１０に異物が含まれているか否かの合否判定で用いる初期閾値Ｋが設定される。搬送されるパッケージ１０にＸ線を曝射し透過したＸ線からＸ線強度信号１１ａを得て、画像処理を行いパッケージ１０の品種、特性および検査条件などから初期閾値Ｋが設定され、データメモリ１１に設定データ１１ｂとして格納される。初期閾値Ｋは、比較の対象とされるパッケージ１０の濃度データ１１ｃがパッケージ１０の特性のばらつきにより良品を不良品と誤判定することがないように、ある程度の余裕もった値に設定される。すなわち、曝射されたＸ線を吸収する量が比較的大きい異物を検出するように設定される。

異物検出プログラム１２ｂにおいては、異物検出モードにおける異物検出処理がなされる。具体的には、パッケージ１０に異物が含まれているか否かの合否判定が行われ、検査合格、検査不合格の処理が行われる。

モード実行プログラム１２ｃにおいては、閾値設定プログラム１２ａによる閾値設定モード及び異物検出プログラム１２ｂによる異物検出モードのいずれかのモードが選択され実行される。

合否判定プログラム１２ｄにおいては、初期閾値Ｋまたは更新閾値Ｋ_Ｓとパッケージ１０の濃度データ１１ｃとが比較され、濃度データ１１ｃが初期閾値Ｋまたは更新された更新閾値Ｋ_Ｓを超えているときは異物が含まれているとして不合格の判定がなされ、初期閾値Ｋまたは更新された更新閾値Ｋ_Ｓを超えていないときは異物が含まれていないとして合格の判定がなされる。

Ｘ線強度信号出力プログラム１２ｅにおいては、パッケージ１０を透過し、さらに搬送ベルト２ｅを透過した透過Ｘ線がＸ線検出部４に設けられたシンチレータに入力され光に変換され、変換された光がＸ線検出部４に設けられたフォトダイオードにより電気信号に変換され、Ｘ線強度信号１１ａとしてデータメモリ１１に格納される。このＸ線強度信号１１ａにはＸ線を透過したＸ線透過データとＸ線を吸収したＸ線吸収データとが含まれ適宜目的に沿って用いられる。

濃度データ生成プログラム１２ｆにおいては、データメモリ１１に格納されているＸ線強度信号１１ａが読み出され、読み出されたＸ線強度信号１１ａは図示しないＡ／Ｄ変換部でアナログ信号からデジタル信号に変換され、さらに、０から２５５までの２５６階調の輝度情報に変換され、異物に対応する部分を強調するようにフィルタ処理などの画像処理がなされて閾値と比較される濃度データ（例えば、パッケージ１０内のピーク値）が生成され濃度データ１１ｃとしてデータメモリ１１に格納される。この濃度データ１１ｃは、パッケージ１０毎に異物の有無の合否判定に用いられる。

統計値算出プログラム１２ｇにおいては、設定データ１１ｂとしてデータメモリ１１に格納されている濃度データ１１ｃが読み出され、読み出された濃度データ１１ｃに基づいて初期閾値Ｋおよび更新閾値Ｋ_Ｓを更新するために用いる統計値が算出される。この統計値には濃度データ１１ｃの平均値ｍおよび標準偏差値σが含まれる。本発明においては、平均値ｍは算術平均値（相加平均値）で表され、標準偏差値σは次式（１）で表される。

式（１）中、ｎは自然数、ｘは検出された個々の濃度データ１１ｃを表す。

濃度データ１１ｃの平均値ｍおよび標準偏差値σは、それぞれ所定個数毎に算出される。ここで所定個数は指定された時間または指定されたライン数内の値を意味する。また所定個数は、例えば、所定個数をｐとし、図６（ａ）に示すように、１回目は個数ｐをカウントし、２回目はカウントをクリアした後、１回目の個数ｐの次の１個または複数個の後から個数ｐをカウントするいわゆるバッチ単位の個数であってもよい。また、図６（ｂ）に示すように、１回目は個数ｐをカウントし、２回目はａ個のあとから個数ｐをカウントするａ個単位で毎回更新する個数であってもよい。ａは１でもよく、複数でもよい。ａが１の場合は連続的に閾値が更新され、ａがｐの場合が所定個数ｐの次の１個からカウントするバッチ単位の個数となる。算出効率を向上させる観点からは、所定個数はバッチ単位の個数とすることが好ましい。閾値を更新してより精度の高い閾値を得るには、所定個数は多いほどよいが、多いほど算出処理が煩雑となる。そのため所定個数は、品種、パッケージの特性、蓄積データや経験値などにより適宜選択され、例えば、５，０００個〜５０個が好ましく、１，０００個〜１００個がより好ましい。

この所定個数は、原則として、初期閾値Ｋまたは更新閾値Ｋ_Ｓのいずれかにより良品と判定されたパッケージ１０の濃度データ１１ｃ（以下、「良品の濃度データ１１ｃ」という。）のみの個数であり、不良品とされたパッケージ１０の濃度データ１１ｃ（以下、「不良品の濃度データ１１ｃ」という。）は除外される。良品の濃度データ１１ｃのみを算出の基礎とすることにより、より精度の高い平均値ｍおよび標準偏差値σを得ることができる。
ただし、不良品の濃度データ１１ｃであっても、不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものと所定個数の濃度データ１１ｃとの比率が一定比率に達したとき、不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものを初期閾値Ｋと所定の関係を有する値とみなすことにより、良品の濃度データ１１ｃとみなして統計値である平均値ｍおよび標準偏差値σを算出してもよい。
このように不良品の濃度データ１１ｃを良品の濃度データ１１ｃとして扱うことにより、例えば、所定個数の濃度データ１１ｃの全てが初期閾値Ｋを超えた不良品で統計値算出のデータとして使えないため更新閾値Ｋ_Ｓが０となってしまうことを回避し、かつ初期閾値Ｋを越えない範囲内で更新閾値Ｋ_Ｓを自動的に設定することができる効果がある。

不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものの個数と所定個数との比率としては、連続してカウントした所定個数ｐの中に含まれている不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものの個数をＮＧとしたとき、ＮＧ／ｐは０．５〜１．０が好ましい。比率が０．５未満であれば、不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものを除いた残りの濃度データ１１ｃにより、精度が保たれた濃度データ１１ｃの平均値ｍおよび標準偏差値σが得られる。所定個数ｐの中に含まれている不良品の濃度データ１１ｃの内、更新閾値Ｋ_Ｓを超えたものの個数をＮＧ´としたとき、ＮＧ´／ｐが０．５〜１．０であってもよい。

初期閾値Ｋと所定の関係を有する値としての良品の濃度データとしてみなす値は、初期閾値Ｋを超えない初期閾値Ｋに近い値であり、この初期閾値Ｋに近い値をＮとすると、例えば、Ｎは初期閾値Ｋと０．９Ｋの間で設定された固定値であってもよく、不良品の濃度データ１１ｃを用いて算出した算出値でもよい。
算出値の場合、例えば、不良品の濃度データ１１ｃの平均値をＦ_ｍとし、標準偏差値をσ_Ｆとし、可変の係数をｋ´としたときに、Ｎは次式、Ｎ＝Ｆ_ｍ＋ｋ´σ_Ｆとして算出し、かつ次式、Ｋ≧Ｎ＞０．９×Ｋを満足する関係を有する値となるように、平均値Ｆ_ｍと標準偏差値σ_Ｆの値に応じて係数ｋ´を適宜選択することにより算出することができる。
ただし、平均値Ｆ_ｍがＮより大きくなってしまった場合は、Ｆ_ｍ＝Ｎとし、ｋ´＝０とすることによりＫ≧Ｎ＞０．９×Ｋを満足するようにしてもよく、ｋ´＜０とすることによりＫ≧Ｎ＞０．９×Ｋを満足するようにしてもよい。
このように、所定の関係を有する値として初期閾値に近い値Ｎを設定することにより、濃度データ１１ｃの所定個数の中に不良品の濃度データ１１ｃが多く含まれることになっても、閾値を更新する際に用いることができる有効な統計値として算出することができる。すなわち、統計値である平均値ｍおよび標準偏差値σは、統計値算出プログラム１２ｇにより算出した初期閾値Ｋに近い値Ｎと良品の濃度データ１１ｃとの双方に基づく有効な値を算出することができる。

閾値更新プログラム１２ｈにおいては、統計値算出プログラム１２ｇにおいて算出された濃度データ１１ｃの平均値ｍと、標準偏差値σとに基づいて初期閾値Ｋが、初期閾値Ｋを越えない範囲内、すなわち濃度データ１１ｃの下限値と初期閾値Ｋの範囲内で更新閾値Ｋ_Ｓとして更新される。さらに、更新された更新閾値Ｋ_Ｓが適宜更新後の濃度データ１１ｃの平均値ｍと、標準偏差値σとに基づいて初期閾値Ｋを越えない範囲内で再更新される。更新および再更新された更新閾値Ｋ_Ｓは、例えば、次式（２）で表される。

Ｋ_Ｓ＝ｍ＋ｋσ （２）
式（２）中、ｋは、平均値ｍからの好適な更新閾値Ｋ_Ｓを決定するための係数であり、例えば、２〜５が好ましく、３〜４がより好ましい。
係数ｋは、図３に示す操作部７のテンキー７ｄから入力し、入力した数値を数字表示部６ａに表示しエンターキー７ｃを押下げて確定させることにより、更新閾値Ｋ_Ｓの算出に用いることができる。係数ｋは、品種、パッケージの特性、蓄積データや経験値などに基づき、予めデータメモリ１１に設定データ１１ｂとして格納し、算出の際に自動的に読み出して用いてもよい。この算出に用いた平均値ｍおよび更新閾値Ｋ_Ｓを、例えば、図４および図５に示すように表示部６の表示画面に表示してもよい。

以上説明した更新閾値Ｋ_Ｓは、所定個数が良品の濃度データ１１ｃのみである場合および、統計値算出プログラム１２ｇにより、不良品の濃度データ１１ｃを初期閾値Ｋと所定の関係を有する値としての良品の濃度データ１１ｃとしてみなす値（初期閾値Ｋに近い値Ｎ）として統計値が算出された場合は、初期閾値Ｋを越えない範囲内の値となる。
所定個数が不良品の濃度データ１１ｃのみである場合および不良品の濃度データ１１ｃを多く含んでいる場合、統計値算出プログラム１２ｇにより、統計値を初期閾値Ｋに近い値Ｎとして修正せず、閾値更新プログラム１２ｈにより更新閾値自体を修正して更新閾値Ｋ_Ｓを初期閾値Ｋを越えない範囲内の値となるようにしてもよい。
更新閾値自体を修正する方法としては、一律更新閾値Ｋ_Ｓを初期閾値Ｋとみなす方法、所定の計算処理による方法などが挙げられる。計算処理による方法においては、不良品の濃度データ１１ｃおよび良品の濃度データ１１ｃの双方または不良品の濃度データ１１ｃのみに基づいて計算処理する。例えば、更新閾値Ｋ_Ｓが次式、Ｋ≧Ｋ_Ｓ＞０．９×Ｋを満足する値となるように式（２）Ｋ_Ｓ＝ｍ＋ｋσにおける係数ｋを適宜補正する。
平均値ｍおよび標準偏差値σは正の値であることから、式（２）および式Ｋ≧Ｋ_Ｓ＞０．９×Ｋより、係数ｋは（Ｋ−ｍ）／σと（０．９Ｋ−ｍ）／σとの間の値となるように補正される。このように、係数ｋを補正することにより、更新閾値Ｋ_Ｓを初期閾値Ｋを越えない範囲内の値として設定することができる。
その結果、所定個数の中に不良品の濃度データ１１ｃが多く含まれてしまった場合でも、不良品の濃度データ１１ｃに基づいて更新閾値を算出することができる。すなわち、従来、不良品の濃度データ１１ｃを用いて更新閾値の算出をしようとすると、算出が不能となってしまい更新閾値が得られないという事態が生じうるが、この事態を回避することができ、自動的に連続して閾値を適切に更新することができる。

Ｘ線発生部駆動回路１６は、ＣＰＵ１９からの検査開始指令によりＸ線検出部４に対し所定の電力を印加することで、Ｘ線発生部３からＸ線を常時曝射する状態にして、Ｘ線発生部３から曝射されたＸ線がＸ線検出部４に入力されるようになっている。

Ｘ線検出部駆動回路１７は、ＣＰＵ１９からの検査開始指令によりＸ線発生部３を常時ＯＮ状態にして、Ｘ線発生部３から曝射されたＸ線を入力するようになっている。

モータ駆動回路１８は、ＣＰＵ１９からの駆動開始指令によりモータＭに対し所定電力を供給してモータＭを駆動するようになっている。

ＣＰＵ１９は、Ｘ線異物検出装置１の全体を統轄制御するプロセッサであり、Ｘ線発生部駆動回路１６、Ｘ線検出部駆動回路１７、モータ駆動回路１８への駆動指令、データメモリ１１からのＸ線強度信号１１ａなどの読み出し、プログラム格納部１２に格納された閾値設定プログラム１２ａその他の各種プログラムの実行、その他データの転送、種々の演算およびデータの一時的な格納などを行うようになっている。

次に、本発明に係るＸ線異物検出装置１における異物検出の実行処理について、図７〜図９のフローチャートを参照して説明する。

まず、検査者は、パッキングされたチーズなどのパッケージ１０を図１に示す搬送ベルト２ｅの上に載置し、異物検出または閾値設定の準備をする。
初期閾値Ｋが設定されている場合は、検査者は、図３に示すスイッチ７ａを押下げてＸ線による異物検出モードを選択し、初期閾値Ｋが設定されていない場合は、スイッチ７ｂを押下げて閾値設定モードを選択する（Ｓ１０）。閾値設定モードまたは異物検出モードのいずれかが選択されると、ＣＰＵ１９は、選択されたモードを認識する（Ｓ１２）。ＣＰＵ１９が、閾値設定モードを認識すると、プログラム格納部１２内のモード実行プログラム１２ｃにより、閾値設定プログラム１２ａが読み出されて閾値設定モードの実行が開始される（Ｓ１４）。ＣＰＵ１９が、異物検出モードを認識すると、プログラム格納部１２内のモード実行プログラム１２ｃにより、初期閾値が設定されているか否かの判断がなされる（Ｓ３０）。初期閾値が設定されていないと判断された場合は、閾値設定プログラム１２ａが読み出されて閾値設定モードの実行が開始され（Ｓ１４）、初期閾値が設定されていると判断された場合は、異物検出プログラム１２ｂが読み出されて異物検出モードの実行が開始される（Ｓ３２）。

閾値設定モードの実行が開始されると（Ｓ１４）、ＣＰＵ１９からＸ線発生部駆動回路１６、Ｘ線検出部駆動回路１７、モータ駆動回路１８に駆動指令が出力される。出力された駆動指令により、モータＭが回転駆動して搬送部２がパッケージ１０の搬送を開始する（Ｓ１６）。次いで、Ｘ線発生部３からＸ線が曝射される（Ｓ１８）。

Ｘ線発生部３及びＸ線検出部４は、常時ＯＮ状態とされており、Ｘ線は、Ｘ線発生部３からＸ線検出部４に向けて略三角形状のスクリーン状に曝射されている。このＸ線スクリーン内をパッケージ１０が通過すると、パッケージ１０はスクリーン状のＸ線によって曝射される（Ｓ１８）。Ｘ線が曝射されるとパッケージ１０を透過した透過Ｘ線がＸ線検出部４に設けられたシンチレータに入力される。Ｘ線がシンチレータに入力され光に変換されると、Ｘ線検出部４に設けられたフォトダイオードにより光が受光されて電気信号に変換され、Ｘ線強度信号出力プログラム１２ｅが実行されて、Ｘ線強度信号１１ａとして出力され、データメモリ１１に格納される。このＸ線強度信号１１ａに基づいて、表示処理がなされＸ線透過像またはＸ線吸収画像として表示部６に表示される。例えば、パッケージ１０のＸ線透視表示６ｂとして表示される（図３参照）。検査者は、このＸ線透視表示６ｂを参照して、パッケージ１０内に異物が有るか否かを目視で観察することができる。
データメモリ１１に格納されたＸ線強度信号１１ａは閾値設定プログラム１２ａにより読み出され、濃度データ生成プログラム１２ｆによりＸ線強度信号１１ａが画像処理されて（Ｓ２０）、各種条件に基づいて初期閾値Ｋが算出され設定される（Ｓ２２）。閾値設定プログラム１２ａにより設定された初期閾値Ｋはデータメモリ１１に格納される（Ｓ２４）。

Ｘ線透過画像は、例えば、Ｘ線検出部４のフォトダイオードなどのラインセンサにより、パッケージ１０のＸ線透過データをデジタル画像化し、１ライン上のサンプリングピッチと略等しいサンプリングピッチで搬送方向にサンプリングしたものをＸ線透過画像として表示部６に表示してもよい。また、パッケージ１０のＸ線吸収率をα、パッケージ１０の厚みをｔとすると、強度ＳのＸ線がこのパッケージ１０を透過した後の強度Ｓ’が、理論上、Ｓ’＝Ｓ・ｅｘｐ（−α・ｔ）と書けるので、両辺の対数をとって変形すれば、α・ｔ＝ｌｏｇ（Ｓ）−ｌｏｇ（Ｓ’）とも書け、Ｘ線透過画像はＳ’の２次元分布に相当し、対数をとって変形すれば、パッケージ１０による吸収量α・ｔの２次元分布を示すＸ線吸収画像に変換できる。このようにして、Ｘ線吸収画像として表示部６に表示してもよい。

異物検出モードの実行が開始されると（Ｓ３２）、ＣＰＵ１９からＸ線発生部駆動回路１６、Ｘ線検出部駆動回路１７、モータ駆動回路１８に駆動指令が出力される。出力された駆動指令により、モータＭが回転駆動し、搬送ベルト２ｅに載置された閾値設定において使用したパッケージ１０と同一種類のパッケージ１０の搬送が開始される（Ｓ３４）。

パッケージ１０が搬送され投光部５ａと受光部５ｂとの間を通過すると投光部５ａからの出射光が遮光される。これにより、パッケージ１０の通過が検知される。受光部５ｂが遮光を検出してから数秒後に、パッケージ１０が、Ｘ線発生部３から略三角形状のスクリーン状に曝射されているＸ線のスクリーン内を通過することで、パッケージ１０に曝射される（Ｓ３６）。Ｘ線検出部４では、パッケージ１０を透過した透過Ｘ線がシンチレータに入力され光に変換される。次いで、Ｘ線検出部４のフォトダイオードにより光が受光され電気信号に変換され、Ｘ線強度信号出力プログラム１２ｅが実行されて、Ｘ線強度信号１１ａが出力される（Ｓ３８）。出力されたＸ線強度信号１１ａはデータメモリ１１に格納される（Ｓ４０）。

データメモリ１１に格納されたＸ線強度信号１１ａは、濃度データ生成プログラム１２ｆにより、例えば、２５６階調の輝度情報に変換され、次いで特徴抽出フィルタ処理などの画像処理がなされ（Ｓ４２）、パッケージ１０の濃度データ１１ｃが生成され（Ｓ４４）、データメモリ１１に格納される（Ｓ４６）。また、濃度データ１１ｃに基づいて、表示処理が行われ透視画像のデータが生成され、図３に示すように、表示部６にパッケージ１０のＸ線透視表示６ｂとして表示される。

図８に示すように、格納された濃度データ１１ｃの個数がカウントされ（Ｓ５０）、所定個数、例えば、１００個未満か否かが判断される（Ｓ５２）。１００個未満であると判断された場合、パッケージ１０の濃度データ１１ｃと、初期閾値Ｋまたは先に更新されている更新閾値Ｋ_Ｓである現行閾値Ｋ_Ｇとが比較され（Ｓ５４）、先のカウントがクリアされる（Ｓ５６）。濃度データ１１ｃが現行閾値Ｋ_Ｇを超えている場合（Ｓ５８）は、異物が含まれているとして検査不合格（Ｓ６０）とされ、濃度データ１１ｃが現行閾値Ｋ_Ｇを超えていない場合（Ｓ５８）は、異物が含まれていないとして検査合格（Ｓ６２）とされ、結果について表示処理がなされ（Ｓ９４）、表示部６に、例えば、パッケージ１０の整理番号やロット番号とともにＮＧやＯＫなどの必要な表示がなされる（Ｓ９６）。異物検出を続行する場合は（Ｓ９８）、（Ｂ）すなわち、図７に示すように、パッケージ１０にＸ線が曝射されるステップＳ３６から表示処理がなされるステップＳ９４までが繰り返し実行される。異物検出が全て行われると異物検出モードは終了する。

ステップＳ５２で１００個を超えていると判断された場合、初期閾値Ｋを超えている不良品の濃度データ１１ｃがカウントされ（Ｓ７０）、所定個数に対する比率、例えば、５０個／１００個、すなわち、０．５未満か否かが判断される（Ｓ７２）。所定個数に対する比率が０．５未満であると判断された場合（Ｓ７２）、例えば、０．４であった場合、所定個数１００個から不良品の濃度データ１１ｃ４０個を除いた残りの良品の濃度データ１１ｃ６０個について、統計値算出プログラム１２ｇが実行され、統計値が算出され、閾値更新プログラム１２ｈが実行されて、現行閾値Ｋ_Ｇが更新されて更新閾値Ｋ_Ｓが新たに設定される（Ｓ８２）。次に、カウントがクリアされ（Ｓ８４）、濃度データ１１ｃと更新された更新閾値Ｋ_Ｓとが比較される（Ｓ８６）。この比較により濃度データ１１ｃが更新閾値Ｋ_Ｓを超えている場合（Ｓ８８）は、異物が含まれているとして検査不合格（Ｓ９０）とされ、濃度データ１１ｃが更新閾値Ｋ_Ｓを超えていない場合（Ｓ８８）は、異物が含まれていないとして検査合格（Ｓ９２）とされ、結果について表示処理がなされ（Ｓ９４）、表示部６に、例えば、パッケージ１０の整理番号やロット番号とともにＮＧやＯＫなどの必要な表示がなされる（Ｓ９６）。異物検出を続行する場合には（Ｓ９８）、（Ｂ）すなわち、図７〜図９に示すように、パッケージ１０にＸ線が曝射されるステップＳ３６から表示がなされるステップＳ９６までが繰り返し実行される。異物検出が全て行われると異物検出モードは終了する。

所定個数において不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものと所定個数との比率が０．５未満でないと判断された場合（Ｓ７２）、例えば、０．８であった場合、（Ｃ）に進み図９に示すように、不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものを修正するか否かが判断され（Ｓ７６）、不良品の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものを修正する場合は（Ｓ７６）、統計値算出プログラム１２ｇにより初期閾値Ｋと所定の関係を有する値とみなされた値として有効な統計値として算出する（Ｓ７８）。その後（Ｄ）に進み、算出した統計値に基づいて閾値更新プログラム１２ｈにより現行閾値Ｋ_Ｇを更新して更新閾値Ｋ_Ｓとして設定する（Ｓ７８）。更新閾値Ｋ_Ｓを設定した後、ステップＳ８２からステップＳ９８までを実行する。不良品の濃度データ１１ｃを修正しない場合は（Ｓ７６）、閾値更新プログラム１２ｈにより更新閾値自体を修正する。具体的には、更新閾値Ｋ_Ｓが次式、Ｋ≧Ｋ_Ｓ＞０．９×Ｋを満足する値となるように式（２）Ｋ_Ｓ＝ｍ＋ｋσにおける係数ｋを適宜補正する（Ｓ８０）。係数ｋは、式（２）および式Ｋ≧Ｋ_Ｓ＞０．９×Ｋから、（Ｋ−ｍ）／σと（０．９Ｋ−ｍ）／σとの間の値となるように補正される。このように、係数ｋを補正することにより、更新閾値Ｋ_Ｓを初期閾値Ｋを越えない範囲内の値として設定することができる。更新閾値Ｋ_Ｓを設定した後、ステップＳ８２からステップＳ９８までを実行する。
異物検出を続行する場合には（Ｓ９８）、（Ｂ）すなわち、図７に示すように、パッケージ１０にＸ線が曝射されるステップＳ３６から表示処理がなされるステップＳ９０までが繰り返し実行される。異物検出が全て行われると異物検出モードは終了する。

以上説明したように、本発明に係るＸ線異物検出装置では、（１）搬送路上を搬送されるパッケージ１０にＸ線が曝射され透過したＸ線の強度に対応したＸ線強度信号１１ａがＸ線強度信号出力プログラム１２ｅにより出力され、このＸ線強度信号１１ａに基づいて画像処理がなされ、濃度データ生成プログラム１２ｆにより濃度データ１１ｃが生成される。この濃度データ１１ｃが初期閾値Ｋおよび更新閾値Ｋ_Ｓのいずれかと比較され、パッケージ１０に異物が含まれているかが、合否判定プログラム１２ｄにより判定される。この判定に用いられる更新閾値Ｋ_Ｓは、合否判定プログラム１２ｄにおいて比較の対象となった濃度データ１１ｃの所定個数を用いて統計値算出プログラム１２ｇにより統計値を算出し、この統計値に基づいて閾値更新プログラム１２ｈにより、初期設定した初期閾値Ｋが更新される。初期閾値Ｋを越えない範囲内で、自動的に閾値が更新されるので、効率よくより高い精度で異物の有無を検出し誤判定が生じない合否判定をすることができる。

本発明に係るＸ線異物検出装置では、（２）閾値更新プログラム１２ｈにより、パッケージ１０の濃度データ１１ｃの所定個数毎に、閾値が自動的に更新されるので、より高い精度で異物の有無を検出し自動的に合否判定をすることができる。

本発明に係るＸ線異物検出装置では、（３）パッケージ１０の濃度データ１１ｃの所定個数が、初期閾値Ｋおよび更新閾値Ｋ_Ｓのいずれかにより良品と判定されたパッケージ１０の濃度データ１１ｃのみに基づいて、統計値算出プログラム１２ｇにより統計値が算出されるので、より高い精度で異物の有無を検出し自動的に合否判定をすることができる。

本発明に係るＸ線異物検出装置では、（４）統計値算出プログラム１２ｇにより、所定個数の濃度データ１１ｃの内初期閾値Ｋを超えたものと所定個数との比率が一定比率に達したとき、不良品の濃度データ１１ｃの内、初期閾値Ｋを超えたものを、初期閾値Ｋと所定の関係を有する値とみなすことにより、良品の濃度データ１１ｃとみなして統計値が算出されるので、自動的に効率よくより高い精度で異物の有無を検出し誤判定が生じない合否判定をすることができる。

以上説明したように、本発明は、判定閾値をより精度の高い値に自動的に更新することにより、食品等に混入した異物の有無を、高精度で効率よく合否判定することができ、誤判定が生じないという効果を有し、判定閾値を用いて異物の有無の判定を行う検査装置であれば、Ｘ線異物検出装置だけでなく、磁界を用いて被検査物に混入した金属を検出する金属検出機やその他の異物検査装置にも有用である。

本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態を示す斜視図である。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態を示すブロック図である。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態における操作部を示す平面図である。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態における表示部に表示されたグラフである。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態における表示部に表示されたグラフである。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態における所定個数を示す説明図である。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態における異物検出処理手順を示すフローチャートである。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態における異物検出処理手順を示すフローチャートである。本発明に係るＸ線異物検出装置の一実施の形態における異物検出処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１Ｘ線異物検出装置
２搬送部
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄプーリ
２ｅ搬送ベルト
３Ｘ線発生部
４Ｘ線検出部（Ｘ線強度信号出力手段）
５投受光部
５ａ投光部
５ｂ受光部
６表示部
６ａ数字表示部
６ｂＸ線透視表示
７操作部
７ａ、７ｂスイッチ
７ｃエンターキー
７ｄテンキー
７ｅ指定ボタン
７ｆ十字キー
７ｇカーソル
８処理部
９バス
１０パッケージ（被検査物）
１１データメモリ
１１ａＸ線強度信号
１１ｂ設定データ
１１ｃ濃度データ
１２プログラム格納部
１２ａ閾値設定プログラム
１２ｂ異物検出プログラム
１２ｃモード実行プログラム
１２ｄ合否判定プログラム（合否判定手段）
１２ｅＸ線強度信号出力プログラム（Ｘ線強度信号出力手段）
１２ｆ濃度データ生成プログラム（濃度データ生成手段）
１２ｇ統計値算出プログラム（統計値算出手段）
１２ｈ閾値更新プログラム（閾値更新手段）
１６Ｘ線発生部駆動回路
１７Ｘ線検出部駆動回路
１８モータ駆動回路
１９ＣＰＵ

Claims

搬送路上を搬送される被検査物にＸ線を曝射し透過したＸ線の強度に対応したＸ線強度信号を出力するＸ線強度信号出力手段と、該Ｘ線強度信号出力手段から出力されるＸ線強度信号から濃度データを生成する濃度データ生成手段と、該濃度データ生成手段により生成された前記濃度データと閾値とを比較して前記被検査物の合否を判定する合否判定手段とを有するＸ線異物検出装置において、
前記合否判定手段に用いられた所定個数の前記濃度データに基づいて前記濃度データの統計値を算出する統計値算出手段と、
初期設定した初期閾値を越えない範囲内で前記統計値算出手段により算出した統計値に基づいて前記閾値を更新する閾値更新手段と、
を有することを特徴とするＸ線異物検出装置。
前記閾値更新手段が、前記所定個数の前記濃度データが生成される毎に、前記閾値を更新することを特徴とする請求項１に記載のＸ線異物検出装置。
前記所定個数が、初期閾値および更新された更新閾値のいずれかにより良品と判定された被検査物の前記濃度データである良品濃度データのみからなることを特徴とする請求項２に記載のＸ線異物検出装置。
前記統計値算出手段が、前記所定個数の前記濃度データの中で前記初期閾値を超えた前記濃度データの個数と前記所定個数との比率が一定比率に達したとき、前記初期閾値を超えた前記濃度データを、前記初期閾値と所定の関係を有する値とみなすことにより、前記良品濃度データとみなして前記統計値を算出することを特徴とする請求項２に記載のＸ線異物検出装置。