JP5860305B2 - X-ray foreign object detection device - Google Patents
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Description
本発明は、肉、魚、加工食品、医薬品等の被検査物中に混入した異物を検出するX線異物検出装置に関し、特に、X線検出器としてTDIセンサを採用したX線異物検出装置に関するものである。 The present invention relates to an X-ray foreign object detection device that detects foreign matter mixed in an object to be inspected such as meat, fish, processed foods, and pharmaceuticals, and more particularly to an X-ray foreign object detection device that employs a TDI sensor as an X-ray detector. Is.
一般に、X線異物検出装置は、搬送路上を所定間隔で順次搬送されてくる各品種の被検査物(例えば、肉、魚、加工食品、医薬品など)にX線発生器からX線を照射し、この照射した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や被検査物の欠品などを検査するようになっている。 In general, an X-ray foreign object detection apparatus irradiates X-rays from X-ray generators on various types of inspection objects (for example, meat, fish, processed foods, pharmaceuticals, etc.) that are sequentially conveyed on a conveyance path at predetermined intervals. The inspection object is inspected for foreign substances such as metal, glass, stones, and bones, and a lack of the inspection object, based on the amount of transmitted X-rays.
従来、この種のX線異物検出装置では、X線検査部が、搬送路上を搬送される被検査物WにX線を照射するX線発生部と、主走査方向(搬送面上で搬送方向に直交する方向)に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を搬送方向に複数段有し、複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを出力するX線検出器と、X線検出器により出力される合成データに基づいて被検査物W中の異物の有無を判定する判定部と、を備えた構成とすることにより、X線検出器が、検出データを時間遅延積分により合成して出力することにより高感度にX線を検出することができ、X線発生部が照射するX線の出力を小さくすることができるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in this type of X-ray foreign object detection apparatus, an X-ray inspection unit includes an X-ray generation unit that irradiates an object W to be inspected conveyed on a conveyance path, and a main scanning direction (a conveyance direction on the conveyance surface). The detection element array is composed of a plurality of detection elements arranged in a straight line in the direction perpendicular to the transport direction, and the detection data obtained from each detection element is delayed for each stage of the plurality of detection element arrays. A configuration comprising: an X-ray detector that synthesizes by integration and outputs composite data; and a determination unit that determines the presence or absence of foreign matter in the inspection object W based on the composite data output by the X-ray detector; By doing so, the X-ray detector can detect the X-ray with high sensitivity by synthesizing and outputting the detection data by time delay integration, and reduce the output of the X-ray irradiated by the X-ray generation unit. Is known (for example, special References 1).
しかしながら、特許文献1に記載された従来の技術では、X線発生部の位置が、X線検出器の中央部の垂直上方からずれていると、検出素子位置の違いによる画像の差異が大きくなるため分解能が低下してしまうという問題があった。特に、X線発生部の位置が搬送方向にずれているときは、分解能の低下が顕著であった。 However, in the conventional technique described in Patent Document 1, if the position of the X-ray generation unit is shifted from vertically above the center of the X-ray detector, the difference in image due to the difference in detection element position increases. Therefore, there is a problem that the resolution is lowered. In particular, when the position of the X-ray generation unit is shifted in the transport direction, the resolution is significantly reduced.
一方、通常のX線発生部は、金属製の箱体からなるX線ユニットの内部でX線源としての円筒状のX線管を絶縁油に浸漬した構成となっており、X線ユニット内でのX線管の位置には製造誤差等によるばらつきがあるため、X線ユニットをX線検出器の中央部の垂直上方の位置に正確に配置した場合であっても、X線管がX線検出器の中央部の垂直上方の位置にされるとは限らないという問題があった。 On the other hand, a normal X-ray generator has a structure in which a cylindrical X-ray tube as an X-ray source is immersed in insulating oil inside an X-ray unit made of a metal box. Since the position of the X-ray tube at the X-ray tube varies due to manufacturing errors and the like, even when the X-ray unit is accurately placed at a position vertically above the center of the X-ray detector, the X-ray tube is There has been a problem that the position is not necessarily set vertically above the center of the line detector.
そこで、本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、X線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にX線発生部を配置して、X線発生部の位置ずれによるX線画像の分解能の低下を防止することができるX線異物検出装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an X-ray generator is arranged at an appropriate position vertically above the center of the X-ray detector. An object of the present invention is to provide an X-ray foreign object detection device capable of preventing a decrease in resolution of an X-ray image due to the positional deviation of the X-ray.
本発明に係るX線異物検出装置は、搬送路の搬送面上を搬送される被検査物にX線を照射するX線源と、前記被検査物の搬送方向の平面上で搬送方向に直交する主走査方向に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を前記搬送方向に複数段有し、前記複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを出力するX線検出器と、前記X線検出器により出力される合成データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段と、を備えたX線異物検出装置において、前記X線検出器が、前記時間遅延積分により前記合成データを出力するTDI読み出しモードに加えて、前記検出素子列毎の検出データを2次元X線画像として出力するフレーム読み出しモードを有し、前記X線検出器の上部に着脱可能に設けられ、前記X線源からのX線を遮蔽する平板状の遮蔽部材に、該遮蔽部材の表裏を貫通するとともに該遮蔽部材の延在方向に対して垂直に形成された複数の縦孔からなり前記X線源からのX線を通過させる通過部を形成してなる治具と、前記治具が前記X線検出器の上部に配設された状態で、前記X線検出器が前記フレーム読み出しモードで出力する前記2次元X線画像に基づいて、前記X線源が前記検出素子列の中央部の垂直上方の位置となるような前記X線源の位置の調整方向および調整量を判定する調整判定手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向および調整量を表示する表示手段と、前記X線源を、前記搬送面に平行な平面上において位置調整可能に支持する支持手段と、を備えたことを特徴とする。 An X-ray foreign matter detection apparatus according to the present invention includes an X-ray source that irradiates an inspection object conveyed on a conveyance surface of a conveyance path with an X-ray and a plane orthogonal to the conveyance direction on a plane in the conveyance direction of the inspection object. A plurality of detection element arrays each including a plurality of detection elements arranged linearly in the main scanning direction in the transport direction, and the detection data obtained from each detection element for each stage of the plurality of detection element arrays is timed. An X-ray detector that synthesizes by delay integration and outputs combined data; and a determination unit that determines the presence or absence of foreign matter in the inspection object based on the combined data output by the X-ray detector. In the X-ray foreign object detection device, the X-ray detector outputs a detection data for each detection element array as a two-dimensional X-ray image in addition to a TDI read mode in which the combined data is output by the time delay integration. Has read mode A flat plate-shaped shielding member that is detachably provided on the X-ray detector and shields X-rays from the X-ray source passes through the front and back of the shielding member and extends in the extending direction of the shielding member. A jig formed of a plurality of vertical holes formed vertically to form a passage portion through which X-rays from the X-ray source pass, and the jig is disposed above the X-ray detector. In such a state, the X-ray source is positioned vertically above the center of the detection element array based on the two-dimensional X-ray image output by the X-ray detector in the frame readout mode. An adjustment determination means for determining the adjustment direction and adjustment amount of the source position, a display means for displaying the adjustment direction and adjustment amount determined by the adjustment determination means, and the X-ray source in a plane parallel to the transport surface Supporting means for supporting the position adjustment on the top. Characterized in that was.
この構成により、表示手段には、X線源の調整方向および調整量が表示されるので、表示された調整方向および調整量に従ってX線源の位置をユーザーが調整することにより、X線源の位置をX線検出器の中央の垂直上方の適正位置に調整することができる。したがって、X線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にX線源を配置して、X線源の位置ずれによるX線画像の分解能の低下を防止することができる。 With this configuration, the display means displays the adjustment direction and adjustment amount of the X-ray source, and the user adjusts the position of the X-ray source according to the displayed adjustment direction and adjustment amount, thereby The position can be adjusted to an appropriate position vertically above the center of the X-ray detector. Therefore, the X-ray source can be disposed at an appropriate position vertically above the central portion of the X-ray detector, so that a reduction in the resolution of the X-ray image due to the positional deviation of the X-ray source can be prevented.
また、本発明に係るX線異物検出装置は、前記調整判定手段が、前記2次元X線画像におけるX線の強度が最も高い部分が、前記2次元X線画像の中央に対して何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、前記X線源の調整方向および調整量を判定することを特徴とする。 Further, in the X-ray foreign object detection device according to the present invention, the adjustment determination means may be configured so that the portion where the X-ray intensity is highest in the two-dimensional X-ray image is in any direction with respect to the center of the two-dimensional X-ray image. The adjustment direction and the adjustment amount of the X-ray source are determined on the basis of the distance between them.
この構成により、2次元X線画像のみに基づいてX線源の調整方向と調整量の両方を一度に判定することができるため、調整判定手段の判定を速やかに行うことができる。 With this configuration, since both the adjustment direction and the adjustment amount of the X-ray source can be determined at a time based on only the two-dimensional X-ray image, the adjustment determination unit can quickly determine.
また、本発明に係るX線異物検出装置は、前記通過部が、前記遮蔽部材の表裏に格子形状に開口する複数の縦孔からなることを特徴とする。 Moreover, the X-ray foreign material detection apparatus according to the present invention is characterized in that the passage portion includes a plurality of vertical holes opened in a lattice shape on the front and back of the shielding member.
また、本発明に係るX線異物検出装置は、前記通過部が、前記遮蔽部材の表裏に前記主走査方向に延在するスリット形状に開口する複数の縦孔からなることを特徴とする。 In the X-ray foreign object detection device according to the present invention, the passage portion includes a plurality of vertical holes opened in a slit shape extending in the main scanning direction on the front and back of the shielding member.
また、本発明に係るX線異物検出装置は、前記支持手段に支持された前記X線源を前記搬送面に平行な平面上において変位させる駆動手段と、前記調整判定手段により判定された調整方向、調整量に応じて前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。 The X-ray foreign object detection device according to the present invention includes a drive unit that displaces the X-ray source supported by the support unit on a plane parallel to the transport surface, and an adjustment direction determined by the adjustment determination unit. Drive control means for controlling the drive means in accordance with the adjustment amount.
この構成により、判定された調整方向および調整量に応じて駆動制御手段が駆動手段を駆動制御するので、自動的にX線源を適切位置に調整することができる。 With this configuration, the drive control unit drives and controls the drive unit according to the determined adjustment direction and adjustment amount, so that the X-ray source can be automatically adjusted to an appropriate position.
本発明は、X線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にX線発生部を配置して、X線発生部の位置ずれによるX線画像の分解能の低下を防止することができる。 According to the present invention, the X-ray generator can be disposed at an appropriate position vertically above the central portion of the X-ray detector, so that the resolution of the X-ray image can be prevented from being lowered due to the displacement of the X-ray generator.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず構成について説明する。 First, the configuration will be described.
図1に示すように、X線異物検出装置1は、搬送部2と検査部3とを筐体4の内部に備え、表示器5を筐体4の前面上部に備えている。
As shown in FIG. 1, the X-ray foreign object detection device 1 includes a transport unit 2 and an inspection unit 3 inside a
搬送部2は、被検査物Wを所定間隔をおいて順次搬送するものである。この搬送部2は、例えば筐体4の内部で水平に配置されたベルトコンベアにより構成されている。搬送部2は、図1に示す駆動モータ6の駆動により予め設定された搬送速度で搬入口7から搬入された被検査物Wを搬出口8側(図中X方向)に向けて搬送面としてのベルト面2a上を搬送させるようになっている。
The conveyance unit 2 sequentially conveys the inspection object W at a predetermined interval. This conveyance part 2 is comprised by the belt conveyor arrange | positioned horizontally within the housing |
筐体4の内部においてベルト面2a上を搬入口7から搬出口8まで貫通する空間は搬送路21を形成している。
A space passing through the
検査部3は、順次搬送される被検査物Wに対し、搬送路21の途中の検査空間22においてX線を照射するとともに被検査物Wを透過するX線を検出するものであり、搬送路21の途中の検査空間22の上方に所定高さ離隔して配置されたX線発生器9と、搬送部2内にX線発生器9と対向して配置されたX線検出器10を備えている。
The inspection unit 3 irradiates X-rays in the
X線発生器9は、金属製の箱体からなるX線ユニット33の内部に円筒状のX線源としてのX線管31を備えた構成となっており、X線管31は、X線ユニット33内で絶縁油または絶縁樹脂等により絶縁されている。
The
本実施の形態では、X線管31を収納するX線ユニット33は、後述する位置調整機構によりX軸上(搬送部2の搬送方向)およびY軸上(搬送部2の幅方向)で移動可能となっている。
In the present embodiment, the
X線管31は、その陰極からの電子ビームを陽極のターゲットに照射させてX線を生成している。X線管31は、その長手方向が被検査物Wの搬送方向(X方向)となるよう配置されている。
The
X線管31により生成されたX線は、下方のX線検出器10に向けて、検査空間22(図1、図2参照)の上面に配置された図示しないスリットにより略三角形状のスクリーン状となって搬送方向(X方向)を横切るように照射されるようになっている。なお、このスリットは、位置調整機構により変位するX線管31とともに変位するように構成されている。
The X-rays generated by the
X線検出器10は、図3に示すように、X線の検出部として、搬送される被検査物Wの搬送方向(X方向)の平面上で搬送方向と直交するY方向に複数の検出素子を直線状に並べるとともに、この検出素子列を被検査物Wの搬送方向に複数段備えたX線センサ51を備えている。X線センサ51は、検出素子列の段数分だけ被検査物Wを繰り返し露光・撮影することによって時間遅延積分した合成データを1ライン分出力するTDI(Time Delay Integration:時間遅延積分)センサとして構成されている。TDIセンサとして構成されたX線センサ51は、検出素子列が1段の通常のラインセンサと比較して、高解像度かつ明るく鮮明な画像を得ることができるものである。
As shown in FIG. 3, the
また、X線センサ51は、複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを1ラインX線画像として出力するTDI読み出しモードと、時間遅延積分を行わずに検出素子列毎の検出データを検出素子列の素子数および段数に対応する大きさのフレームの2次元X線画像として出力するフレーム読み出しモードとの間で読み出しモードを切り替え可能に構成されている。
In addition, the
なお、TDI方式のセンサとしては、例えば、検出素子列を被検査物Wの搬送方向に128段備えた仕様のものを用いることができるが、図3では、説明を容易にするため、検出素子列を被検査物Wの搬送方向に8段備えた構成を例示している。 As the TDI type sensor, for example, a sensor having 128 detection element rows in the direction of conveyance of the inspection object W can be used. However, in FIG. A configuration in which eight rows are provided in the conveyance direction of the inspection object W is illustrated.
図3において、X線センサ51は、幅方向、すなわち搬送される被検査物Wの搬送方向(X方向)の平面上で搬送方向と直交するY方向に複数の検出素子を一直線上に配置するとともに、Y方向に並べられた複数の検出素子からなる検出素子列を、搬送方向(X方向)に複数段並べたものであり、TDIセンサとして構成されている。
In FIG. 3, the
X線センサ51では、被検査物Wを透過したX線が入射するようになっており、X線センサ51の検出素子は、各検出素子に入射するX線の強度に基づいて検出データを出力し、読み出しモードに対応したX線画像データを出力するようになっている。
In the
具体的には、一例として、X線検出素子は、上部にX線を受けて光(蛍光)を発する図示しないシンチレータを備えており、X線をシンチレータで光に変換し、この光を各受光素子で受光して電気信号に変換し、検出データを出力するようになっている。 Specifically, as an example, the X-ray detection element includes a scintillator (not shown) that receives X-rays and emits light (fluorescence) at the top, converts the X-rays into light by the scintillator, and receives the light. Light is received by the element, converted into an electric signal, and detection data is output.
また、他の例として、テルル化カドミウム(CdTe)のような半導体を用いて、X線を直接的に効率良く電気信号に変換するようになっていてもよい。 As another example, X-rays may be directly and efficiently converted into an electrical signal using a semiconductor such as cadmium telluride (CdTe).
ここで、X線センサ51から出力されるX線画像データは、アナログの輝度値データ(検出量を示すデータ)の場合もあるが、本実施の形態では、X線センサ51の後段に設けられた、またはX線センサ51に内蔵された図示しないA/D変換部によりデジタルに変換されたデータを用いている。なお、X線画像データは、輝度値データを、被検査物Wに吸収されたX線吸収量を示すデータに対数変換等の変換を行って、吸収量が大きいほど濃度が高くなるような濃度データの画像をX線画像データとしてもよい。
Here, the X-ray image data output from the
X線センサ51から出力されたX線画像データは、後述する総合制御部40(図2参照)に入力され、TDI読み出しモードのときは、被検査物Wへの異物混入の有無の判定に用いられ、フレーム読み出しモードのときは、X線管31の調整方向および調整量の判定に用いられる。
The X-ray image data output from the
図2に示すように、搬送路21内の天井部21aには、搬送方向(X方向)に沿って複数個所にX線遮蔽用の遮蔽カーテン16が吊り下げ配置されている。遮蔽カーテン16は、X線を遮蔽する鉛粉を混入したゴムシートをのれん状(上部が繋がっており下部が帯状に分割された状態)に加工したものから構成されており、検査空間22から搬送路21を介してX線が筐体4の外部に漏えいすることを防止するものである。
As shown in FIG. 2, X-ray
遮蔽カーテン16は、本実施の形態では、搬入口7と検査空間22との間、および検査空間22と搬出口8との間にそれぞれ2枚ずつ設けられており、1つの遮蔽カーテン16が被検査物Wと接触して弾性変形して隙間が生じた場合でも、他の遮蔽カーテン16がX線を遮蔽するので漏えい基準量を超えることなくX線の漏えいを防止できるようになっている。
In the present embodiment, two shielding
なお、検査空間22の上面にはスリットが配置され、検査空間22の下面、側面は、X線の遮蔽のために筐体4等により略閉塞されている。搬送路21における遮蔽カーテン16、スリット、および筐体4等により囲まれた内側の空間が検査空間22を構成している。
Note that a slit is disposed on the upper surface of the
X線異物検出装置1は、X線センサ51から受け取ったX線画像データに基づく被検査物W中の異物の有無の判定を含む総合的な制御を行う総合制御部40を備えている。
The X-ray foreign object detection apparatus 1 includes a
総合制御部40は、X線異物検出装置1の総合的な制御を行うものであり、X線センサ51からのX線画像データを検出してこのデータを有効化するデータ検出部61と、データ検出部61からのX線画像データを記憶する記憶部43と、を備えている。
The
また、総合制御部40は、X線センサ51からのX線画像データの画像(以下、単にX線画像ともいう)に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施す画像処理部44と、画像処理部44で画像処理が施された画像に対して被検査物Wと異物との判別を行って異物の混入の有無を判定する判定部48とを備えている。判定部48による判定結果は表示器5に表示されるようになっている。
The
データ検出部61は、X線センサ51からのX線画像データに対して所定のタイミングで入力されたデータ、すなわち、所定のデータ有効化入力タイミングの範囲のX線画像データだけをそれぞれ有効化するようになっている。データ検出部61は、X線センサ51がTDI読み出しモードで1ラインのX線画像データを出力するときには、被検査物Wの搬送方向の長さに相当する分のライン数のデータが取得できるまでX線画像データを有効化し、X線センサ51がフレーム読み出しモードで2次元X線画像を出力するときには、検出素子列の素子数および段数に対応する大きさのフレームの2次元X線画像が取得できるまでX線画像データを有効化するようになっている。
The
記憶部43は、X線センサ51から出力されてデータ検出部61で有効化されたX線画像データを一時的に記憶するものであり、画像を高速に記憶および読み出しが可能なメモリから構成されている。
The
画像処理部44は、X線センサ51からのX線画像データのX線画像に対して合成処理、フィルタ処理等の画像処理を施すようになっている。
The
判定部48は、画像処理部44で画像処理が施された画像に対して、画像上の被検査物Wの中から異物を検出し、異物の混入の有無を判定するようになっている。なお、判定部48は、X線センサ51からTDI読み出しモードで出力されたX線画像データに対して異物の混入の有無を判定している。
The
また、X線異物検出装置1は、X線管31のX線出力、被検査物Wの搬送速度、検査部3の検査パラメータ、動作モード、X線センサ51の読み出しモード等の設定操作、選択操作が行われる設定部を備えており、この設定部は、筐体4の前面上部の表示器5の隣に配置されている。なお、設定部と表示器5は、タッチパネルのような一体型であってもよい。
Further, the X-ray foreign object detection apparatus 1 is configured to select and select the X-ray output of the
図2、図4に示すように、本実施の形態では、X線管31のX軸、Y軸の2軸上の位置を調整する機構として、内部にX線管31を備えたX線ユニット33をX軸、Y軸上で変位可能に支持する支持機構100を備えている。ここで、X線ユニット33は、高電圧発生部を含んだモノタンク型の構成としてもよいし、高電圧発生部を別ユニットとした構成としてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 4, in this embodiment, as a mechanism for adjusting the positions of the
支持機構100は、内部にX線管31を備えたX線ユニット33を上面で支持する第1ステージ101と、第1ステージ101を下方から支持する第2ステージ102と、第2ステージ102を下方から支持する第3ステージ103とを備えている。
The
第1ステージ101は、第1ステージ101の両端下面の凸部101aが第2ステージ102の上面の凹部102a内を案内されることにより、Y軸上をスライド移動可能に第2ステージ102に支持されている。
The
第2ステージ102は、第2ステージ102の両端下面の凸部102cが第3ステージ103の上面の凹部103c内を案内されることにより、X軸上をスライド移動可能に第3ステージ103に支持されている。
The
第2ステージ102のY軸上の一端側には、第1ステージ101の一端側に当接して第1ステージ101のY軸上の位置を調整するY軸調整部材111が、第2ステージ102と一体または別体に形成された取り付けステー102bを介して設けられている。
On one end side of the
第2ステージ102のY軸上の他端側には、第1ステージ101の他端側に当接してこの第1ステージ101をY軸調整部材111の側に押圧する圧縮ばね113が設けられている。
On the other end side of the
Y軸調整部材111は、マイクロメータと同様の機構からなっており、そのY軸調整ハンドル111aが手動操作またはY軸駆動モータ112により回転されるとプランジャ111bが前進または後退し、第1ステージ101のY軸上の位置を変位させるようになっている。
The Y-
Y軸駆動モータ112は、パルス駆動するステッピングモータから構成されており、その出力軸がY軸調整ハンドル111aに接続されている。
The Y-
第3ステージ103のY軸上の一端側には、第2ステージ102に回動可能に設けられたL字状部材116の一端部に当接してL字状部材116の他端部を変位させることにより、第2ステージ102のX軸上の位置を調整するX軸調整部材114が、第3ステージ103と一体または別体に形成された取り付けステー103bを介して設けられている。
One end of the
第3ステージ103の他端側には、第2ステージ102の他端側に当接してこの第2ステージ102をX軸調整部材114の側に押圧する圧縮ばね117が設けられている。X軸調整部材114は、マイクロメータと同様の機構からなっており、そのX軸調整ハンドル114aが手動操作またはX軸駆動モータ115により回転されると、L字状部材116を介して第2ステージ102のX軸上の位置を変位させるようになっている。
On the other end side of the
X軸駆動モータ115は、パルス駆動するステッピングモータから構成されており、その出力軸がX軸調整ハンドル114aに接続されている。
The
図5に示すように、本実施の形態では、X線センサ51の上部には、複数の縦孔55aを有する平板状の治具55が、X線センサ51に対して着脱可能に設けられている。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a
治具55は、X線を遮蔽する鉛やタングステン等からなる平板形状の遮蔽部材に、この遮蔽部材の表裏を貫通するとともにこの平板の延在方向に対して垂直に形成された複数の微小な縦孔55aを形成したものから構成されている。
The
図5において、治具55は、開口部が略正方形の形状に形成された縦孔55aを格子状に複数備えている。また、治具55は、縦孔55aに斜めから入射したX線の一部がこの縦孔55aの内壁により遮蔽される程度の厚さを有している。
In FIG. 5, the
また、治具55は、その縦孔55aがX線センサ51の全ての検出素子の上部に配置されるよう、X線センサ51より大きなサイズに形成されている。
Further, the
このように構成された治具55において、縦孔55aは、X線の通過を許容する通過部として機能するとともに、縦孔55a以外の部分は、X線を遮蔽する遮蔽部として機能する。
In the
図6、図7に示すように、X線センサ51の上部に設けられた治具55は、上部に配置されたX線管31の垂直下方の部位では、X線が縦孔55aに垂直に入射するためにより多くのX線を通過させ、X線管31の垂直下方から離れた部位では、X線が縦孔55aに斜めから入射するためにより少ないX線を通過させるようになっている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
また、図6に示すように、X線管31がX線センサ51の搬送方向中央部の垂直上方の適正位置に配置されているときは、治具55の縦孔55aを通過したX線センサ51からのフレーム読み出しモードにおけるX線画像データは、図8(a)に示すように、X線センサ51の搬送方向中央部に相当する部分において最もX線の強度が強く、X線センサ51の搬送方向中央部から離れるに従って同心円状に強度が弱くなるX線画像となる。
In addition, as shown in FIG. 6, when the
一方、図7に示すように、X線管31がX線センサ51の搬送方向中央部の垂直上方から搬送方向下流側にずれて配置されているときは、治具55の縦孔55aを通過したX線センサ51からのフレーム読み出しモードにおけるX線画像データは、図8(b)に示すように、X線センサ51の搬送方向中央部の垂直上方から搬送方向下流側にずれた箇所に相当する部分において最もX線の強度が強く、この部分から離れるに従って同心円状に強度が弱くなるX線画像となる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the
なお、図8(a)、図8(b)では、説明を容易にするために、X線の強度が中央部から離れるにつれて段階的に弱くなるように描かれているが、実際には、X線の強度は、中央部から離れるにつれて連続的に弱くなる。 In FIG. 8A and FIG. 8B, for ease of explanation, the X-ray intensity is drawn so as to gradually decrease as the distance from the center portion increases. The intensity of X-rays continuously decreases as the distance from the central portion increases.
このように、縦孔55aを有する治具55をX線センサ51の上部に設けることにより、X線センサ51の中央部の位置とX線管31の位置との間の位置関係を把握できるので、X線センサ51のどの部分の垂直上方にX線管31が配置されているかを知ることができる。
As described above, by providing the
なお、図9に示すように、治具55は、X線を遮蔽する鉛やタングステン等からなる平板形状の遮蔽部材に、この遮蔽部材の表裏を貫通するとともにこの平板の延在方向に対して垂直に形成され、主走査方向に延在するスリット形状に開口する複数の縦孔55aを形成したものから構成してもよい。
As shown in FIG. 9, the
すなわち、縦孔55aの開口部の形状は、格子状に並べられた略正方形に限らず、主走査方向に延在して搬送方向に複数並べられたスリット形状であってもよい。また、縦孔55aの形状は、略正方形またはスリット形状以外の形状であってもよい。
That is, the shape of the opening of the
X線の通過部となる縦孔55aの形状をスリット形状とした場合も、縦孔55aを通過したX線センサ51からのフレーム読み出しモードにおけるX線画像データは、図8(a)または、図8(b)と概ね同様であり、X線センサ51の搬送方向中央部に相当する部分において最もX線の強度が強く、X線センサ51の搬送方向中央部から離れるに従って強度が弱くなるX線画像となる。なお、縦孔55aの形状をスリット形状とした場合は、X線画像データの形状が同心円状ではなく主走査方向に延びた楕円形となる。
Even when the shape of the
総合制御部40は、治具55が装着された状態でX線センサ51がフレーム読み出しモードで出力したX線画像データに基づいて、X線管31がX線センサ51の中央部の垂直上方の位置となるような、X線管31の位置の調整方向および調整量を判定する手段として、調整判定部81を備えている。
Based on the X-ray image data output by the
なお、以下の説明では、調整判定部81がX線管31のX軸上の調整方向および調整量を判定する場合について説明するが、調整判定部81がX線管31のY軸上の調整方向および調整量の判定も以下の説明と同様に行われる。
In the following description, a case where the
調整判定部81は、フレーム読み出しモードでX線センサ51から出力された2次元X線画像について、このX線画像におけるX線の強度が最も高い部分が、このX線画像の中央に対して、何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、X線管31の調整方向および調整量を判定するようになっている。
Regarding the two-dimensional X-ray image output from the
調整判定部81は、例えば、図8(b)に示すように、2次元X線画像において、X線の強度が最も高い部分Cxが、このX線画像の中央Csに対して、搬送方向下流側に距離Dだけ離れているときは、X線管31の調整方向が搬送方向上流側であり、調整量が距離Dであると判定する。なお、フレーム読み出しモードでX線センサ51から出力された2次元X線画像は、X線センサ51の検出素子列の素子数および段数に対応する大きさの画像であるので、このX線画像の中央Csは、X線センサ51の中央と一致する。
For example, as illustrated in FIG. 8B, the
また、調整判定部81は、判定結果を表示器5に出力するようになっている。表示器5には、例えば、X線管31の調整方向および調整量として"調整X方向軸マイナス方向(搬送方向上流側)、調整量:1.5mm"等のメッセージが表示される。
Further, the
総合制御部40は、調整判定部81が判定したX線管31の調整方向および調整量に応じて、Y軸駆動モータ112、X軸駆動モータ115を駆動制御する駆動制御部82を備えている。
The
駆動制御部82は、調整判定部81が判定した調整方向および調整量に応じて、Y軸駆動モータ112、X軸駆動モータ115の駆動パルスを決定し、その駆動パルスによりY軸駆動モータ112、X軸駆動モータ115を駆動するようになっている。
The
このため、X線管31の調整方向および調整量が判定されると、調整方向および調整量が表示器5に表示されるとともに、駆動制御部82によりY軸駆動モータ112、X軸駆動モータ115が駆動制御され、X線管31の2軸上の位置が適正位置に調整されることとなる。
For this reason, when the adjustment direction and the adjustment amount of the
本実施の形態では、総合制御部40の動作モードとして自動調整モードと手動調整モードを有する。動作モードが自動調整モードに設定されているときは、表示器5による調整方向および調整量の表示と、駆動制御部82によるY軸駆動モータ112、X軸駆動モータ115の駆動制御の両方を行う。
In the present embodiment, there are an automatic adjustment mode and a manual adjustment mode as operation modes of the
一方、動作モードが手動調整モードに設定されているときは、表示器5による調整方向および調整量の表示のみを行い、ユーザーがY軸調整ハンドル111a、X軸調整ハンドル114aを操作するようになっている。
On the other hand, when the operation mode is set to the manual adjustment mode, only the adjustment direction and the adjustment amount are displayed on the
次に、上記のように構成されたX線異物検出装置1の動作を説明する。 Next, the operation of the X-ray foreign object detection apparatus 1 configured as described above will be described.
まず、動作モードが自動調整モードに設定されている場合は、総合制御部40は、治具55が装着された状態でX線センサ51から出力されるX線画像データを取得し、調整判定部81により、X線画像データのX線画像におけるX線の強度が最も高い部分が、X線画像の中央に対して、何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、X線管31の調整方向および調整量を判定し、判定結果を表示器5により表示するとともに、駆動制御部82によりX軸駆動モータ115を駆動制御する。
First, when the operation mode is set to the automatic adjustment mode, the
これにより、X線管31のX軸上の位置がX線センサ51の中央の垂直上方の適正位置に調整される。
As a result, the position of the
一方、動作モードが手動調整モードに設定されている場合は、総合制御部40は、治具55が装着された状態でX線センサ51から出力されるX線画像データを取得し、調整判定部81により、X線画像データのX線画像におけるX線の強度が最も高い部分が、X線画像の中央に対して、何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、X線管31の調整方向および調整量を判定し、判定結果を表示器5により表示する。
On the other hand, when the operation mode is set to the manual adjustment mode, the
これにより、ユーザーがX軸調整ハンドル114aを操作することで、X線管31のX軸上の位置がX線センサ51の中央の垂直上方の適正位置に調整される。
As a result, when the user operates the X-axis adjustment handle 114 a, the position on the X-axis of the
以上のように、本実施の形態に係るX線異物検出装置1は、ベルト面2a上を搬送される被検査物WにX線を照射するX線管31と、被検査物Wの搬送方向(X方向)の平面上で搬送方向に直交する主走査方向(Y方向)に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を搬送方向に複数段有し、複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成したX線画像データを出力するX線センサ51と、X線センサ51により出力される合成データに基づいて被検査物W中の異物の有無を判定する判定部48と、を備え、X線センサ51が、時間遅延積分により合成データを出力するTDI読み出しモードに加えて、検出素子列毎の検出データを2次元X線画像として出力するフレーム読み出しモードを有し、X線センサ51の上部に着脱可能に設けられ、X線管31からのX線を遮蔽する平板状の遮蔽部材に、該遮蔽部材の表裏を貫通するとともに該遮蔽部材の延在方向に対して垂直に形成された複数の縦孔55aからなりX線管31からのX線を通過させる通過部を形成してなる治具55と、治具55がX線センサ51の上部に配設された状態で、X線センサ51がフレーム読み出しモードで出力する2次元X線画像に基づいて、X線管31が検出素子列の中央部の垂直上方の位置となるようなX線管31の位置の調整方向および調整量を判定する調整判定部81と、調整判定部81により判定された調整方向および調整量を表示する表示器5と、X線管31を、ベルト面2aに平行な平面上において位置調整可能に支持する支持機構100と、を備えたことを特徴とする。
As described above, the X-ray foreign object detection device 1 according to the present embodiment includes the
この構成により、表示器5には、X線管31の調整方向および調整量が表示されるので、表示された調整方向および調整量に従ってX線管31の位置をユーザーが調整することにより、X線管31の位置をX線センサ51の中央の垂直上方の適正位置に調整することができる。したがって、X線センサ51の中央部の垂直上方の適正位置にX線管31を配置して、X線管31の位置ずれによるX線画像の分解能の低下を防止することができる。
With this configuration, the
また、本実施の形態に係るX線異物検出装置1は、調整判定部81が、2次元X線画像におけるX線の強度が最も高い部分が、2次元X線画像の中央に対して何れの方向に何れの距離離れているかに基づいて、X線管31の調整方向および調整量を判定することを特徴とする。
In addition, in the X-ray foreign object detection device 1 according to the present embodiment, the
この構成により、2次元X線画像のみに基づいてX線管31の調整方向と調整量の両方を一度に判定することができるため、調整判定部81の判定を速やかに行うことができる。
With this configuration, since both the adjustment direction and the adjustment amount of the
また、本実施の形態に係るX線異物検出装置1は、通過部が、遮蔽部材の表裏に格子形状に開口する複数の縦孔55aからなることを特徴とする。
In addition, the X-ray foreign object detection device 1 according to the present embodiment is characterized in that the passage portion includes a plurality of
また、本実施の形態に係るX線異物検出装置1は、通過部が、遮蔽部材の表裏に主走査方向に延在するスリット形状に開口する複数の縦孔55aからなることを特徴とする。
In addition, the X-ray foreign object detection device 1 according to the present embodiment is characterized in that the passage portion includes a plurality of
また、本実施の形態に係るX線異物検出装置1は、支持機構100に支持されたX線管31をベルト面2aに平行な平面上において変位させるY軸駆動モータ112、X軸駆動モータ115と、調整判定部81により判定された調整方向、調整量に応じてY軸駆動モータ112、X軸駆動モータ115を制御する駆動制御部82と、を備えたことを特徴とする。
In addition, the X-ray foreign object detection device 1 according to the present embodiment has a Y-
この構成により、判定された調整方向および調整量に応じて駆動制御部82がX軸駆動モータ115やY軸駆動モータ112を駆動制御するので、自動的にX線管31を適切位置に調整することができる。
With this configuration, the
以上のように、本発明に係るX線異物検出装置は、X線検出器の中央部の垂直上方の適正位置にX線発生部を配置して、X線発生部の位置ずれによるX線画像の分解能の低下を防止することができるという効果を有し、X線検出器としてTDIセンサを採用したX線異物検出装置として有用である。 As described above, in the X-ray foreign object detection device according to the present invention, the X-ray generation unit is disposed at an appropriate position vertically above the center of the X-ray detector, and the X-ray image is generated by the positional deviation of the X-ray generation unit. Therefore, it is useful as an X-ray foreign matter detection apparatus employing a TDI sensor as an X-ray detector.
1 X線異物検出装置
2 搬送部(搬送手段)
2a ベルト面(搬送面)
3 検出部
4 筐体
5 表示器(表示手段)
9 X線発生器
10 X線検出器
21 搬送路
31 X線管(X線源)
40 総合制御部
43 記憶部
44 画像処理部
48 判定部(判定手段)
49 設定部
51 X線センサ
55 治具
55a 縦孔
81 調整判定部(調整判定手段)
82 駆動制御部(駆動制御手段)
100 支持機構(支持手段)
111 Y軸調整部材(支持手段)
112 Y軸駆動モータ(駆動手段)
114 X軸調整部材(支持手段)
115 X軸駆動モータ(駆動手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 X-ray foreign material detection apparatus 2 Conveyance part (conveyance means)
2a Belt surface (conveying surface)
3
9
40
49 Setting
82 Drive control unit (drive control means)
100 Support mechanism (support means)
111 Y-axis adjusting member (supporting means)
112 Y-axis drive motor (drive means)
114 X-axis adjustment member (support means)
115 X-axis drive motor (drive means)
Claims (5)
前記被検査物の搬送方向(X方向)の平面上で搬送方向に直交する主走査方向(Y方向)に直線状に配置された複数の検出素子からなる検出素子列を前記搬送方向に複数段有し、前記複数の検出素子列の段ごとに各検出素子から得た検出データを時間遅延積分により合成して合成データを出力するX線検出器(51)と、
前記X線検出器により出力される合成データに基づいて前記被検査物中の異物の有無を判定する判定手段(48)と、を備えたX線異物検出装置において、
前記X線検出器が、前記時間遅延積分により前記合成データを出力するTDI読み出しモードに加えて、前記検出素子列毎の検出データを2次元X線画像として出力するフレーム読み出しモードを有し、
前記X線検出器の上部に着脱可能に設けられ、前記X線源からのX線を遮蔽する平板状の遮蔽部材に、該遮蔽部材の表裏を貫通するとともに該遮蔽部材の延在方向に対して垂直に形成された複数の縦孔(55a)からなり前記X線源からのX線を通過させる通過部を形成してなる治具(55)と、
前記治具が前記X線検出器の上部に配設された状態で、前記X線検出器が前記フレーム読み出しモードで出力する前記2次元X線画像に基づいて、前記X線源が前記検出素子列の中央部の垂直上方の位置となるような前記X線源の位置の調整方向および調整量を判定する調整判定手段(81)と、
前記調整判定手段により判定された調整方向および調整量を表示する表示手段(5)と、
前記X線源を、前記搬送面に平行な平面上において位置調整可能に支持する支持手段(100)と、を備えたことを特徴とするX線異物検出装置。 An X-ray source (31) for irradiating the inspection object conveyed on the conveyance surface of the conveyance path with X-rays;
A plurality of detection element arrays each including a plurality of detection elements arranged in a straight line in the main scanning direction (Y direction) orthogonal to the conveyance direction on a plane in the conveyance direction (X direction) of the inspection object. An X-ray detector (51) for synthesizing detection data obtained from each detection element for each stage of the plurality of detection element arrays by time delay integration and outputting synthesized data;
A determination means (48) for determining the presence or absence of foreign matter in the inspection object based on the composite data output by the X-ray detector;
The X-ray detector has a frame readout mode for outputting detection data for each detection element array as a two-dimensional X-ray image in addition to the TDI readout mode for outputting the combined data by the time delay integration.
A flat plate-shaped shielding member that is detachably provided on the X-ray detector and shields X-rays from the X-ray source passes through the front and back of the shielding member and extends in the extending direction of the shielding member. And a jig (55) formed of a plurality of vertical holes (55a) formed vertically to form a passing portion through which X-rays from the X-ray source pass.
Based on the two-dimensional X-ray image output by the X-ray detector in the frame reading mode in a state where the jig is disposed on the X-ray detector, the X-ray source is the detection element. An adjustment determination means (81) for determining an adjustment direction and an adjustment amount of the position of the X-ray source so as to be a position vertically above the center of the row;
Display means (5) for displaying the adjustment direction and the adjustment amount determined by the adjustment determination means;
An X-ray foreign matter detection apparatus comprising: support means (100) for supporting the X-ray source so that the position of the X-ray source can be adjusted on a plane parallel to the transport surface.
前記調整判定手段により判定された調整方向、調整量に応じて前記駆動手段を制御する駆動制御手段(82)と、を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項4の何れかに記載のX線異物検出装置。 Drive means (112, 115) for displacing the X-ray source supported by the support means on a plane parallel to the transport surface;
The driving control means (82) which controls the said drive means according to the adjustment direction and adjustment amount which were determined by the said adjustment determination means, The drive control means (82) characterized by the above-mentioned. X-ray foreign object detection device.
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