JP5148230B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線検査装置に関する。

近年、被検査対象物の各部の厚みや密度の違いによってＸ線透過率に大きな差が出るような場合においてＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを良好に保つことのできるＸ線検査装置が待ち望まれていた。そして、この要望に応じて、過去に、「画素値（デジタル信号）群を閾値を使って２つのデータに分け、これらに強調処理などを施した後に合算してＸ線画像を作成するＸ線検査装置」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−２１６１１６号公報

しかし、Ａ／Ｄ変換された後のデジタル信号群に強調処理等を施してＸ線画像を作成する場合、強調処理前のデジタル信号群の時点で異物が明確に把握できるだけの明度差が確保された信号群になっていなければ、異物検出感度が著しく低下するおそれがある。

本発明の課題は、被検査対象物の各部の厚みや密度の違いによってＸ線透過率に大きな差が出るような場合においてＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを著しく低下させることなく良好に保つことのできるＸ線検査装置を提供することにある。

第１発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線照射部、Ｘ線ラインセンサモジュール、第１のＯＰアンプ、第２のＯＰアンプ、Ａ／Ｄ変換部、及び判定処理部を備える。Ｘ線照射部は、Ｘ線を照射する。Ｘ線ラインセンサモジュールは、被検査対象物を搬送するコンベアの搬送方向に直交する方向に一直線に配置される多数のフォトダイオードを含み、被検査対象物の各部分を通過してきたＸ線を受光して、それらの透過Ｘ線の強さに応じたアナログ信号を出力する。第１のＯＰアンプは、Ｘ線ラインセンサモジュールから送信された前記アナログ信号を入力する。第２のＯＰアンプは、Ｘ線ラインセンサモジュールから送信されたアナログ信号であって、第１のＯＰアンプに入力されたアナログ信号と同一のアナログ信号を入力する。Ａ／Ｄ変換部は、第１のＯＰアンプによって第１の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理された第１アナログ信号と、第２のＯＰアンプによって、第１の調整量とは異なる第２の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理された第２アナログ信号とを入力し、第１アナログ信号および第２アナログ信号をそれぞれ第１デジタル信号および第２デジタル信号に変換する。判定処理部は、第１デジタル信号および第２デジタル信号からＸ線画像を生成して被検査対象物の良否判定を行う。

このＸ線検査装置では、アナログ信号処理部が、被検査対象物の各部分について、Ａ／Ｄ変換部から異なる２以上のデジタル信号が出るように、アナログ信号を処理する。このため、このＸ線検査装置では、アナログ信号処理部が、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれについて異物が明確に把握できるだけの明度差が確保されるデジタル信号が生成されるようにアナログ信号を処理すれば、被検査対象物の各部において厚みや密度の違いによってＸ線透過率に大きな差が出るような場合においてＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを著しく低下させることなく良好に保つことができる。なお、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれについて異物が明確に把握できるだけの明度差が確保されるデジタル信号が生成されるようにアナログ信号を処理するには、アナログ信号に、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれに適した２以上の異なる増幅処理やオフセット調整処理を施せばよい。

第２発明に係るＸ線検査装置は、第１発明に係るＸ線検査装置であって、Ａ／Ｄ変換部は、少なくとも、第１Ａ／Ｄコンバータと第２Ａ／Ｄコンバータとを有している。また、第１のＯＰアンプは、第１の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理した第１アナログ信号を第１Ａ／Ｄコンバータに送り、第２のＯＰアンプは、第２の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理した第２アナログ信号を第２Ａ／Ｄコンバータに送る。

このＸ線検査装置では、第１ＯＰアンプがアナログ信号を増幅して第１Ａ／Ｄコンバータに送り、第２ＯＰアンプがアナログ信号を増幅して第２Ａ／Ｄコンバータに送る。そして、このとき、第１ＯＰアンプのゲイン及び／又はオフセット調整量と、第２ＯＰアンプのゲイン及び／又はオフセット調整量とが異なっている。このため、このＸ線検査装置では、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれについて同時にアナログ信号を処理することができる。したがって、このＸ線検査装置では、処理速度を低下させることなくＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを良好に保つことができる。

第３発明に係るＸ線検査装置は、Ｘ線照射部と、Ｘ線ラインセンサモジュールと、一のＯＰアンプと、Ａ／Ｄ変換部と、判定処理部とを備える。Ｘ線照射部は、Ｘ線を照射する。Ｘ線ラインセンサモジュールは、被検査対象物を搬送するコンベアの搬送方向に直交する方向に一直線に配置される多数のフォトダイオードを含み、被検査対象物の各部分を通過してきたＸ線を受光して、それらの透過Ｘ線の強さに応じたアナログ信号を少なくとも２つ出力する。一のＯＰアンプは、Ｘ線ラインセンサモジュールから時間差をつけて送信された２つのアナログ信号のうち、早いタイミングで送信された第１アナログ信号と、第１アナログ信号の後に送信された第２アナログ信号とをそれぞれ異なるゲインおよび／またはオフセット調整量で処理する。Ａ／Ｄ変換部は、一のＯＰアンプによって処理された第１アナログ信号および第２アナログ信号を、それぞれ第１デジタル信号および第２デジタル信号へと変換する。判定処理部は、第１デジタル信号および第２デジタル信号からＸ線画像を生成して被検査対象物の良否判定を行う。
第４発明に係るＸ線検査装置は、第３発明に係るＸ線検査装置であって、一のＯＰアンプは、第１アナログ信号および第２アナログ信号を、時間差をつけてＡ／Ｄ変換部に入力させ、Ａ／Ｄ変換部は、ＯＰアンプから時間差をつけて出てくる少なくとも２つの第１アナログ信号および第２アナログ信号を、順番にデジタル信号に変換する。

このＸ線検査装置では、アナログ信号処理部が、被検査対象物の各部分についての少なくとも２つのアナログ信号を、時間差をつけてＯＰアンプに入力させ、ＯＰアンプにおいて異なるゲイン及び／又はオフセット調整量を用いて増幅させる。そして、Ａ／Ｄ変換部が、ＯＰアンプから時間差をつけて出てくる少なくとも２つの異なる増幅済みアナログ信号を、順番にデジタル信号に変換する。このため、このＸ線検査装置では、Ａ／Ｄコンバータ及びＯＰアンプを増設することなくＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを良好に保つことができる。

本発明に係るＸ線検査装置では、アナログ信号処理部が、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれについて異物が明確に把握できるだけの明度差が確保されるデジタル信号が生成されるようにアナログ信号を処理すれば、被検査対象物の各部において厚みや密度の違いによってＸ線透過率に大きな差が出るような場合においてＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを著しく低下させることなく良好に保つことができる。なお、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれについて異物が明確に把握できるだけの明度差が確保されるデジタル信号が生成されるようにアナログ信号を処理するには、アナログ信号に、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれに適した２以上の異なる増幅処理やオフセット調整処理を施せばよい。

本発明に係るＸ線検査装置では、被検査対象物の支配的明度が異なる２以上の領域それぞれについて同時にアナログ信号を処理することができる。したがって、このＸ線検査装置では、処理速度を低下させることなくＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを良好に保つことができる。

本発明に係るＸ線検査装置では、Ａ／Ｄコンバータ及びＯＰアンプを増設することなくＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを良好に保つことができる。

−第１実施形態−
本発明の第１実施形態に係るＸ線異物検査装置の外観を図１に示す。このＸ線異物検査装置１０は、食品等の商品の生産ラインにおいて異物検出検査を行う装置であって、連続的に搬送されてくる商品に対してＸ線を照射して、商品を透過したＸ線量を基に商品に異物が含まれているか否かの判断を行う。なお、検出対象異物は、金属に限られず、ゴムなども含まれる。

Ｘ線異物検査装置１０の被検査物品である商品Ｇは、Ｘ線異物検査装置１０において異物の有無を判断され、商品Ｇが異物を含んでいるとＸ線異物検査装置１０で判断された場合には、Ｘ線異物検査装置１０の下流側に配置される振分装置７０（図５参照）によって不良品として振り分けられる。

＜Ｘ線異物検査装置の構成＞
Ｘ線異物検査装置１０は、図１、図２及び図５に示されるように、主に、シールドボックス１１、コンベア１２、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサモジュール１４、ＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂ、Ｄ／Ａコンバータ４２Ａ，４２Ｂ、Ａ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂ、タッチパネル機能付きのＬＣＤモニタ３０及び制御コンピュータ２０から構成されている。なお、本実施の形態において、図５から明らかなように、ＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂ、Ｄ／Ａコンバータ４２Ａ，４２Ｂ及びＡ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂはそれぞれ２つずつ設けられている。以下、説明の便宜上、符号４３Ａで示されるＯＰアンプを「第１ＯＰアンプ」と称し、符号４１Ｂで示されるＯＰアンプを「第２ＯＰアンプ」と称し、符号４２Ａで示されるＤ／Ａコンバータを「第１Ｄ／Ａコンバータ」と称し、符号４２Ｂで示されるＤ／Ａコンバータを「第２Ｄ／Ａコンバータ」と称し、符号４１Ａで示されるＡ／Ｄコンバータを「第１Ａ／Ｄコンバータ」と称し、符号４１Ｂで示されるＡ／Ｄコンバータを「第２Ａ／Ｄコンバータ」と称する。

（１）シールドボックス
シールドボックス１１は、図１に示されるように、両側面に開口１１ａが形成されている。開口１１ａは、商品Ｇを搬出入するための開口となる。なお、この開口１１ａは、シールドボックス１１の外部へのＸ線漏洩を抑えるための遮蔽ノレン１６により塞がれている。この遮蔽ノレン１６は、鉛を含むゴムから成形されるもので、商品Ｇが搬出入されるときには商品Ｇにより押しのけられる。

また、このシールドボックス１１の正面上部には、ＬＣＤモニタ３０の他、キーの差し込み口や電源スイッチ等が配置されている。そして、このシールドボックス１１には、コンベア１２の一部、Ｘ線照射器１３、Ｘ線ラインセンサモジュール１４及び制御コンピュータ２０等が収容されている。

（２）コンベア
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って、図５に示されるコンベアモータ１２ａにより駆動される。このコンベア１２の搬送速度は、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緻密に制御される。

（３）Ｘ線照射器
Ｘ線照射器１３は、図２及び図４に示されるように、コンベア１２の中央部の上方に配置されているＸ線源であり、下方のＸ線ラインセンサモジュール１４に向けてＸ線（図２および図４の符号Ｘを参照）を照射する。

（４）Ｘ線ラインセンサモジュール
Ｘ線ラインセンサモジュール１４は、図２に示されるようにコンベア１２の下方に配置されており商品Ｇやコンベア１２を透過してくるＸ線を検出するものであって、図２及び図３に示されるようにＸ線検出部８１を有している。このＸ線検出部８１には、コンベア１２の搬送方向に直交する方向（以下「第１方向」という）に一直線に配置された多数のフォトダイオード１４ａ（画素）が含まれている。このフォトダイオード１４ａは、基板に実装されている。また、このＸ線検出部８１では、フォトダイオード１４ａ上にシンチレータ１４ｂが設けられている。なお、本実施の携帯ではシンチレータ１４ｂとして蛍光紙が用いられる。シンチレータ１４ｂは、上から入射してくるＸ線（透過Ｘ線）を光に変換し、その光を各フォトダイオード１４ａに入射させる。そして、フォトダイオード１４ａは、その光の強さを電気信号に変換し、アナログ検出信号としてＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂに出力する。

（５）ＬＣＤモニタ
ＬＣＤモニタ３０は、フルドット表示の液晶ディスプレイであって、Ｘ線画像や異物有無の判断結果を表示する。また、ＬＣＤモニタ３０は、タッチパネル機能も有しており、初期設定や異物検査に関するパラメータ入力などを促す画面の表示も行う。

（６）ＯＰアンプ
ＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂには、図５に示されるようにＸ線ラインセンサモジュール１４が接続されている。そして、これらのＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂには、Ｘ線ラインセンサモジュール１４から送信される同一のアナログ検出信号ＡＳ０が入力される。なお、アナログ検出信号ＡＳ０は、商品ＧがＸ線照射領域（図２のハッチング部分を参照）を通過するときに、Ｘ線ラインセンサモジュール１４の各フォトダイオード１４ａから一定時間間隔で出力されている。そして、このＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂでは、アナログ検出信号ＡＳ０の振幅がＡ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂに適した振幅に変換処理される（ゲイン調整）。

また、第１ＯＰアンプ４３Ａには第１Ｄ／Ａコンバータ４２Ａが接続されており、第２ＯＰアンプ４３Ｂには第２Ｄ／Ａコンバータ４２Ｂが接続されている。そして、第１ＯＰアンプ４３Ａには第１Ｄ／Ａコンバータ４２Ａによって生成されたアナログ調整信号が入力され、第２ＯＰアンプ４３Ｂには第２Ｄ／Ａコンバータ４２Ｂによって生成されたアナログ調整信号が入力される。そして、これらのＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂでは、アナログ調整信号によってアナログ検出信号ＡＳ０がオフセット調整処理される。なお、本実施の形態において、第１ＯＰアンプ４３Ａではラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施され、第２ＯＰアンプ４３Ｂではラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施される。なお、振幅調整値やオフセット調整値については商品Ｇの形態等が考慮されて予め設定されている。この結果、第１Ａ／Ｄコンバータ４１Ａから出力されるデジタル信号（カウント値）ＤＳ１とラインセンサ出力値との相関は図６（Ａ）に示されるようになり、第２Ａ／Ｄコンバータ４１Ｂから出力されるデジタル信号（カウント値）ＤＳ２とラインセンサ出力値との相関は図６（Ｂ）に示されるようになる。つまり、第１ＯＰアンプ４３Ａでは、ラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が強調されるように増幅処理され、ラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が飽和した状態となるようにオフセット調整処理される。一方、第２ＯＰアンプ４３Ｂでは、ラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が無視されるようにオフセット調整処理され、ラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が強調されるように減幅処理される。なお、第２ＯＰアンプ４３Ｂにおいて無視されたラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号は、第２Ａ／Ｄコンバータ４１Ｂによってデジタル信号に変換された後に、後述される制御コンピュータ２０の異物有無判断の対象から除外されることになる。

また、加えて、別の観点からこのアナログ検出信号処理について説明する。例えば、商品Ｇが図１０に示されるような凸型の形状を有しており、突起部の上と、図１０の向かって左側の基板部との上に異物が付着しているとすると、基点からの距離とラインセンサ出力値との関係は図１１に示されるようになる。そして、第１ＯＰアンプ４３Ａにおいてラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施されると、基点からの距離とＡ／Ｄコンバータ入力信号強度との関係が図１２に示されるようになる。一方、第２ＯＰアンプ４３Ｂにおいてラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施されると、基点からの距離とＡ／Ｄコンバータ入力信号強度との関係が図１３に示されるようになる。なお、図１３における中央部分は、後述する制御コンピュータ２０の異物有無判断において異物と判定されないように異物有無判断の対象から除外される。

そして、第１ＯＰアンプ４３Ａから出力されるアナログ出力信号ＡＳ１は第１Ａ／Ｄコンバータ４１Ａに送られ、第２ＯＰアンプ４３Ｂから出力されるアナログ出力信号ＡＳ２は第２Ａ／Ｄコンバータ４１Ｂに送られる。

（７）Ｄ／Ａコンバータ
Ｄ／Ａコンバータ４２Ａ，４２Ｂには、ＣＰＵ２１（後述）によって生成されたデジタル信号が入力される。なお、このデジタル信号は、ＣＰＵ２１において、アナログ検出信号ＡＳ０のオフセットを、Ａ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂに適したオフセットにシフトさせるように生成される。そして、これらのＤ／Ａコンバータ４２Ａ，４２Ｂは、そのデジタル信号を一定の規則に従ってアナログ調整信号に変換する。

なお、本実施の形態において、第１Ｄ／Ａコンバータ４２Ａでは、ラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号のオフセットを、第１Ａ／Ｄコンバータ４１Ａに適したオフセットにシフトさせるためのアナログ調整信号が生成される。また、第２Ｄ／Ａコンバータ４２Ｂでは、ラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号のオフセットを、第２Ａ／Ｄコンバータ４１Ｂに適したオフセットにシフトさせるためのアナログ調整信号が生成される。

（８）Ａ／Ｄコンバータ
第１Ａ／Ｄコンバータ４１Ａは第１ＯＰアンプ４３Ａから出力されたアナログ出力信号ＡＳ１を、ＣＰＵ２１が読み取り可能なデジタル信号ＤＳ１に変換し、第２Ａ／Ｄコンバータ４１Ｂは第２ＯＰアンプ４３Ｂから出力されたアナログ出力信号ＡＳ２を、ＣＰＵ２１が読み取り可能なデジタル信号ＤＳ１に変換する。そして、これらのＡ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂから出力されるデジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２は、制御コンピュータ２０に送られ、ＣＰＵ２１の異物有無判断処理において利用される。

（９）制御コンピュータ
制御コンピュータ２０は、図５に示されるようにＣＰＵ２１を搭載するとともに、このＣＰＵ２１が制御する主記憶部としてＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３を、副記憶部としてＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２５を搭載している。

さらに、制御コンピュータ２０は、ＬＣＤモニタ３０に対するデータ表示を制御する表示制御回路、ＬＣＤモニタ３０のタッチパネルからのキー入力データを取り込むキー入力回路、図示しないプリンタにおけるデータ印字の制御等を行うためのＩ／Ｏポート等を備えている。

そして、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、ＨＤＤ２５等は、アドレスバス，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、この制御コンピュータ２０は、振分装置７０や、コンベアモータ１２ａ、Ｘ線照射器１３、Ａ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂ及びＤ／Ａコンバータ４２Ａ，４２Ｂ等と接続されている。

＜制御コンピュータによる異物有無の判断＞
（１）Ｘ線画像作成
制御コンピュータ２０は、第１Ａ／Ｄコンバータ４１Ａから出力されるデジタル信号ＤＳ１を基に商品Ｇの一部のＸ線画像を作成し、また、第２Ａ／Ｄコンバータ４１Ｂから出力されるデジタル信号ＤＳ２を基に商品Ｇの他部のＸ線画像を作成する。

（２）暗部マスク処理
制御コンピュータ２０は、第２ＯＰアンプ４３Ｂにおいて無視されたラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号に対応するデジタル信号に暗部マスク処理を行い、異物有無判断の対象から除外する。

（３）異物有無判断
制御コンピュータ２０は、得られた２種のＸ線画像それぞれから物品Ｇへの異物混入の有無を判断する。３つの判断方式は、トレース検出方式、２値化検出方式、及びマスク２値化検出方式である。これらの判断方式で判断した結果、１つでも不良と判断するものがあれば、その商品Ｇは不良品と判断される。なお、これらの判断方式のうち、マスク２値化方式は、Ｘ線画像のマスクされていない領域に対して判断を行う。マスクは、商品Ｇの容器部分などに対して設定される。

トレース検出方式は、被検出物の大まかな厚さに沿って基準レベル（しきい値）を設定し、像がそれよりも暗くなったときに商品Ｇ内に異物が混入していると判断する方式である。ここでは、２つのトレース基準レベルを設定し、それぞれをＸ線画像と対比して判断を行っている。

２値化検出方式及びマスク２値化方式は、一定の明るさに基準レベルを設定し、像がそれよりも暗くなったときに商品Ｇ内に異物が混入していると判断する方式である。なお、２値化検出方式及びマスク２値化方式には、それぞれ異なる基準レベルが設定される。

なお、制御コンピュータ２０は、上記各判断方式で判断した結果、いずれかの方式での判断において異物混入有りと判断されれば、その商品Ｇに異物が混入していると判断する。この場合には、制御コンピュータ２０は、ＬＣＤモニタ３０に不良品表示を行うとともに、振分装置７０に振り分けの指示を送る。

＜Ｘ線異物検査装置の特徴＞
（１）
本実施の形態に係るＸ線異物検査装置１０では、Ｘ線ラインセンサモジュール１４から出力される同一のアナログ検出信号ＡＳ０が第１ＯＰアンプ４３Ａ及び第２ＯＰアンプ４３Ｂに入力され、第１ＯＰアンプ４３Ａにおいてラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施され、第２ＯＰアンプ４３Ｂにおいてラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施される。このため、このＸ線異物検査装置１０では、商品Ｇの各部において厚みや密度の違いによってＸ線透過率に大きな差が出るような場合においてＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを著しく低下させることなく良好に保つことができる。

（２）
本実施の形態に係るＸ線異物検査装置１０では、ＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂ、Ｄ／Ａコンバータ４２Ａ，４２Ｂ及びＡ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂがそれぞれ２つずつ設けられる。このため、このＸ線異物検査装置１０では、商品Ｇの支配的明度が異なる２以上の領域それぞれについて同時にアナログ信号を処理することができる。したがって、このＸ線異物検査装置１０では、処理速度を低下させることなくＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを良好に保つことができる。

＜変形例＞
（Ａ）
先の実施形態に係るＸ線異物検査装置１０ではＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂ、Ｄ／Ａコンバータ４２Ａ，４２Ｂ及びＡ／Ｄコンバータ４１Ａ，４１Ｂがそれぞれ２つずつ設けられたが、Ａ／Ｄコンバータ、ＯＰアンプ及びＤ／Ａコンバータはそれぞれ３つ以上設けられてもよい。

（Ｂ）
先の実施形態に係るＸ線異物検査装置１０では第１ＯＰアンプ４３Ａにおいてラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施され、第２ＯＰアンプ４３Ｂにおいてラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施されたが、各ＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂにおいて任意の２つの領域のアナログ検出信号が振幅調整処理やオフセット調整処理されてもかまわない。

（Ｃ）
先の実施形態に係るＸ線異物検査装置１０は商品数量検査装置等として応用することもできる。かかる場合、検査対象を異物から内容物に変更すればよい。

（Ｄ）
先の実施形態に係るＸ線異物検査装置１０では制御コンピュータ２０は、得られた２種のＸ線画像それぞれから物品Ｇへの異物混入の有無を判断したが、制御コンピュータ２０は、得られた２種のＸ線画像を合成（加算処理）した後に、その合成画像に基づいて商品Ｇへの異物混入の有無を判断してもよい。なお、図６を利用して合算後のＸ線画像を想定すると、第１ＯＰアンプ４３Ａの増幅処理によって強調された部分（図６（Ａ）の傾斜部分）に、第２ＯＰアンプ４３Ｂの減幅処理によって強調された部分（図６（Ｂ）の傾斜部分）を継ぎ足すようなかたちになる。

（Ｅ）
先の実施形態に係るＸ線異物検査装置１０ではＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂにおいて振幅調整処理及びオフセット調整処理が行われたが、振幅調整処理及びオフセット調整処理は商品Ｇの形態等によっていずれか一方が行われるように設定されてもかまわない。

（Ｆ）
先の実施形態に係るＸ線異物検査装置１０ではＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂにおける振幅調整値やオフセット調整値については商品Ｇの形態等が考慮されて予め設定されていたが、ＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂにおける振幅調整値やオフセット調整値は商品Ｇを予め流してみて映像を見ながら手動で決めてもよいし、商品Ｇを予め流してみた時に得られるＸ線の透過度やＸ線ラインセンサ出力値等のヒストグラムから決めてもよい。また、振幅調整値についてはオフセット調整値を決定した後にそのオフセット調整値に適した値に決定してもよい。

−第２実施形態−
本発明の第２実施形態に係るＸ線異物検査装置は、Ｘ線ラインセンサモジュール、ＯＰアンプ、Ｄ／Ａコンバータ及びＡ／Ｄコンバータを除く他の構成については、第１実施形態のＸ線異物検査装置１０と概ね同じである。なお、第２実施形態に係るＸ線異物検査装置には、図７に示されるようにＯＰアンプ、Ｄ／Ａコンバータ及びＡ／Ｄコンバータがそれぞれ１つずつしか設けられていない。

＜Ｘ線異物検査装置の構成＞
第１実施形態のＸ線異物検査装置１０と同様の構成になっているシールドボックス１１、コンベア１２及びＸ線照射器１３等については説明を省略し、以下では、Ｘ線ラインセンサモジュール１４ａ、ＯＰアンプ４３、Ｄ／Ａコンバータ４２、Ａ／Ｄコンバータ４１及び制御コンピュータ２０ａについて説明する。

（１）Ｘ線ラインセンサモジュール
Ｘ線ラインセンサモジュール１４ａは、ライン電荷蓄積時間の設定を除いて第１実施形態に係るＸ線ラインセンサ１４と同一である。このＸ線ラインセンサモジュール１４ａでは、図８に示されるように第１実施形態に係るＸ線ラインセンサモジュールのライン電荷蓄積時間が２分割されている。つまり、このＸ線ラインセンサモジュール１４ａからは、第１実施形態に係るＸ線ラインセンサモジュール１４から１つのアナログ検出信号ＡＳ０が出力される間に２つのアナログ検出信号ＡＳ１０，ＡＳ１０'が出力されることになる。

（２）ＯＰアンプ
第２実施形態に係るＯＰアンプ４３は、Ｘ線ラインセンサモジュール１４ａから出力されるアナログ検出信号ＡＳ１０，ＡＳ１０'に対してラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が最適となるような振幅調整処理やオフセット調整処理と、ラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が最適となるような振幅調整処理やオフセット調整処理とを交互に施す点で第１実施形態に係るＯＰアンプ４３Ａ，４３Ｂと相違する。

（３）Ｄ／Ａコンバータ
Ｄ／Ａコンバータ４２には、ＣＰＵ２１によって生成されたデジタル信号が入力される。なお、このデジタル信号は、ＣＰＵ２１において、アナログ検出信号ＡＳ１０，ＡＳ１０'のオフセットを、Ａ／Ｄコンバータ４１に適したオフセットにシフトさせるように生成される。そして、これらのＤ／Ａコンバータ４２は、そのデジタル信号を一定の規則に従ってアナログ調整信号に変換する。

なお、本実施の形態において、Ｄ／Ａコンバータ４２では、ラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号のオフセットをＡ／Ｄコンバータ４１Ａに適したオフセットにシフトさせるためのアナログ調整信号と、ラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号のオフセットをＡ／Ｄコンバータ４１に適したオフセットにシフトさせるためのアナログ調整信号とがＯＰアンプ４３の処理に同期して交互に生成される。

（４）Ａ／Ｄコンバータ
Ａ／Ｄコンバータ４１は、ＯＰアンプ４３から出力されたアナログ出力信号ＡＳ１１，ＡＳ１２を、ＣＰＵが読み取り可能なデジタル信号ＤＳ１１，ＤＳ１２に変換する。そして、このＡ／Ｄコンバータ４１から出力されるデジタル信号ＤＳ１１，ＤＳ１２は、制御コンピュータ２０ａに送られ、ＣＰＵ２１の異物有無判断処理において利用される。

（５）制御コンピュータ
第２実施形態に係る制御コンピュータ２０ａは、第１実施形態に係る制御コンピュータ２０と同様の構成を有するが、画像形成処理を実行する点で第１実施形態に係る制御コンピュータ２０と相違する。この制御コンピュータ２０ａは、Ａ／Ｄコンバータ４１から出力されるデジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２を交互に振り分けて２つのＸ線画像データを形成する。この２つのＸ線画像データは、第１実施形態に係る制御コンピュータ２０においても行われた異物検出判断処理に用いられる。

＜第２実施形態に係るＸ線異物検査装置の特徴＞
本実施の形態に係るＸ線異物検査装置では、ＯＰアンプ４３が、Ｘ線ラインセンサモジュール１４ａから出力されるアナログ検出信号ＡＳ１０，ＡＳ１０'に対してラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が最適となるような振幅調整処理やオフセット調整処理と、ラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が最適となるような振幅調整処理やオフセット調整処理とを交互に施す。このため、このＸ線異物検査装置１０では、商品Ｇの各部において厚みや密度の違いによってＸ線透過率に大きな差が出るような場合においてＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを著しく低下させることなく良好に保つことができる。

また、このＸ線異物検査装置は、上記のように設定されているため、ＯＰアンプ４３、Ｄ／Ａコンバータ４２、Ａ／Ｄコンバータ４１はそれぞれ１つしか必要とされない。このため、このＸ線異物検査装置では、Ａ／Ｄコンバータ及びＯＰアンプを増設することなくＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを良好に保つことができる。

＜変形例＞
第２実施形態ではＸ線ラインセンサモジュール１４ａのライン電荷蓄積時間が、第１実施形態に係るＸ線ラインセンサモジュール１０のライン電荷蓄積時間が２分割されたものになっていた。しかし、ライン第１電荷蓄積時間及びライン第２電荷蓄積時間は任意に決定することができ、例えば、ライン第１電荷蓄積時間及びライン第２電荷蓄積時間が第１実施形態に係るＸ線異物検査装置１０で設定されているライン電荷蓄積時間と同じ長さに設定されてもよい。

また、例えば、図９に示されるように、ライン第１電荷蓄積時間を、図６（Ａ）に示されるような相関関係が得られるように第１実施形態に係るＸ線ラインセンサモジュールのライン電荷蓄積時間よりも長く設定し、ライン第２電荷蓄積時間を第１実施形態に係るＸ線ラインセンサモジュールのライン電荷蓄積時間よりも短くするようにしてもよい。かかる場合、このＯＰアンプ４３は、ライン第１電荷蓄積時間に対応するアナログ検出信号には処理を施さないかオフセット調整処理のみを行い、ライン第２電荷蓄積時間に対応するアナログ検出信号には図６（Ｂ）に示されるような相関関係を得られるような振幅調整処理やオフセット調整処理を施す。

また、第２実施形態ではＸ線ラインセンサモジュール１４ａのライン電荷蓄積時間が２分割されていたが、Ｘ線ラインセンサモジュール１４ａのライン電荷蓄積時間が３つ以上に分割されてもかまわない。

本発明に係るＸ線検査装置は、被検査対象物の各部において厚みや密度の違いによってＸ線透過率に大きな差が出るような場合においてＸ線透過率の大きい部分での異物検出感度とＸ線透過率の小さい部分での異物検出感度とを著しく低下させることなく良好に保つことができるという特徴を有し、Ｘ線異物検査装置等として有用である。

第１実施形態に係るＸ線異物検査装置の外観斜視図である。 第１実施形態に係るＸ線異物検査装置のシールドボックス内部の簡易構成図である。 第１実施形態に係るＸ線ラインセンサモジュールの構成図である。 Ｘ線を用いた検査の原理を示す模式図である。 第１実施形態に係るＸ線異物検査装置の制御ブロック図である。 （Ａ）第１Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号（カウント値）とラインセンサ出力値との相関を表すグラフ図である。（Ｂ）第２Ａ／Ｄコンバータから出力されるデジタル信号（カウント値）とラインセンサ出力値との相関を表すグラフ図である。 第２実施形態に係るＸ線異物検査装置の制御ブロック図である。 （Ａ）第１実施形態に係るＸ線異物検査装置における電荷蓄積時間を示す図である。（Ｂ）第２実施形態に係るＸ線異物検査装置における電荷蓄積時間を示す図である。 （Ａ）第１実施形態に係るＸ線異物検査装置における電荷蓄積時間を示す図である。（Ｂ）第２実施形態の変形例に係るＸ線異物検査装置における電荷蓄積時間を示す図である。 商品形状と異物の付着位置とを示す図である。 図１０の商品を被検査物としたときの基点からの距離とラインセンサ出力値との関係を表すグラフ図である。 第１ＯＰアンプにおいてラインセンサ出力値の低い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施された場合の基点からの距離とＡ／Ｄコンバータ入力信号強度との関係を表すグラフ図である。 第２ＯＰアンプにおいてラインセンサ出力値の高い領域のアナログ検出信号が最適となるように振幅調整処理やオフセット調整処理が施された場合の基点からの距離とＡ／Ｄコンバータ入力信号強度との関係を表すグラフ図である。

１０ Ｘ線異物検査装置
１２ コンベア
１３ Ｘ線照射器
１４，１４ａ Ｘ線ラインセンサモジュール
１４ａ フォトダイオード
１４ｂ シンチレータ
２０，２０ａ 制御コンピュータ
４１，４１Ａ，４１Ｂ Ａ／Ｄコンバータ
４２，４２Ａ，４２Ｂ Ｄ／Ａコンバータ
４３，４３Ａ，４３Ｂ ＯＰアンプ
ＡＳ０，ＡＳ１０，ＡＳ１０' アナログ検出信号
ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ１１，ＡＳ１２ アナログ出力信号
ＧＳ１，ＧＳ２，ＤＳ１１，ＤＳ１２ デジタル信号

Claims (4)

1. Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
   被検査対象物を搬送するコンベアの搬送方向に直交する方向に一直線に配置される多数のフォトダイオードを含み、前記被検査対象物の各部分を通過してきたＸ線を受光して、それらの透過Ｘ線の強さに応じたアナログ信号を出力するＸ線ラインセンサモジュールと、
   前記Ｘ線ラインセンサモジュールから送信された前記アナログ信号を入力する第１のＯＰアンプと、
   前記Ｘ線ラインセンサモジュールから送信された前記アナログ信号であって、前記第１のＯＰアンプに入力された前記アナログ信号と同一の前記アナログ信号を入力する第２のＯＰアンプと、
   前記第１のＯＰアンプによって第１の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理された第１アナログ信号と、前記第２のＯＰアンプによって、前記第１の調整量とは異なる第２の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理された第２アナログ信号とを入力し、前記第１アナログ信号および前記第２アナログ信号をそれぞれ第１デジタル信号および第２デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
   前記第１デジタル信号および前記第２デジタル信号からＸ線画像を生成して被検査対象物の良否判定を行う判定処理部と、
   を備えたＸ線検査装置。
2. 前記Ａ／Ｄ変換部は、少なくとも、第１Ａ／Ｄコンバータと第２Ａ／Ｄコンバータとを有しており、
   前記第１のＯＰアンプは、前記第１の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理した前記第１アナログ信号を前記第１Ａ／Ｄコンバータに送り、
   前記第２のＯＰアンプは、前記第２の調整量でゲインおよび／またはオフセット処理した前記第２アナログ信号を前記第２Ａ／Ｄコンバータに送る、
   請求項１に記載のＸ線検査装置。
3. Ｘ線を照射するＸ線照射部と、
   被検査対象物を搬送するコンベアの搬送方向に直交する方向に一直線に配置される多数のフォトダイオードを含み、前記被検査対象物の各部分を通過してきたＸ線を受光して、それらの透過Ｘ線の強さに応じたアナログ信号を少なくとも２つ出力するＸ線ラインセンサモジュールと、
   前記Ｘ線ラインセンサモジュールから時間差をつけて送信された２つの前記アナログ信号のうち、早いタイミングで送信された第１アナログ信号と、前記第１アナログ信号の後に送信された第２アナログ信号とをそれぞれ異なるゲインおよび／またはオフセット調整量で処理する一のＯＰアンプと、
   前記一のＯＰアンプによって処理された前記第１アナログ信号および前記第２アナログ信号を、それぞれ第１デジタル信号および第２デジタル信号へと変換するＡ／Ｄ変換部と、
   前記第１デジタル信号および前記第２デジタル信号からＸ線画像を生成して被検査対象物の良否判定を行う判定処理部と、
   を備えたＸ線検査装置。
4. 前記一のＯＰアンプは、前記第１アナログ信号および前記第２アナログ信号を、時間差をつけて前記Ａ／Ｄ変換部に入力させ、
   前記Ａ／Ｄ変換部は、前記ＯＰアンプから時間差をつけて出てくる少なくとも２つの前記第１アナログ信号および前記第２アナログ信号を、順番に前記デジタル信号に変換する、
   請求項３に記載のＸ線検査装置。

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