JP6371572B2

JP6371572B2 - Ｘ線検査装置

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Publication number: JP6371572B2
Application number: JP2014081081A
Authority: JP
Inventors: 直也斎藤; 貴志金井
Original assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Current assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: JP2015200620A

Description

本発明は、Ｘ線を用いて被検査物を検査するＸ線検査装置に関し、特に、被検査物の搬送方向にＸ線ラインセンサを複数備えるＸ線検査装置に関するものである。

一般に、Ｘ線検査装置は、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、被検査物を透過したＸ線の透過量を検出することで、被検査物中の異物（金属、ガラス、石、骨など）の有無や欠品の有無などを検査するようになっている。

この種のＸ線検査装置には、Ｘ線ラインセンサを被検査物の搬送方向に複数本併設し、複数のＸ線ラインセンサからの検出信号を合成することにより、検査精度を向上させるようにしたものがある。

このＸ線検査装置では、各Ｘ線ラインセンサの検出タイミングにズレ（時間差）が発生し、合成画像における被検査物のエッジが不明瞭になったり、微小な異物のコントラストが低下してしまうため、異物検査性能や形状検査性能が低下してしまう。

これに対し、従来、各Ｘ線ラインセンサの間隔および被検査物の搬送速度に基づいて、搬送方向の上流側のＸ線ラインセンサほどそのＸ線ラインセンサからの検出信号を遅延させるようにしたものが知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載のＸ線検査装置には、搬送方向に互いに隣接するＸ線ラインセンサの間の距離をｄ、被検査物Ｗの搬送速度をｖとしたとき、遅延時間ｔを、ｔ＝ｄ／ｖの数式から求めることが開示されている。

特開２０１１−１４５２５３号公報

ここで、Ｘ線検査装置においては、Ｘ線発生器から放射状にＸ線が照射されることによる拡大効果があるため、複数のＸ線ラインセンサ間での検出タイミングの時間差は、搬送面から高い位置では小さく、搬送面に近い位置では大きくなり、一定ではない。したがって、被検査物の所定高さの部位に最適な遅延時間は、Ｘ線の拡大率に基づいて決定することができる。

しかしながら、従来のＸ線検査装置は、被検査物中の特定の部位の高さに対して検出タイミングの遅延時間を最適値に設定すると、他の高さの部位においては、遅延時間が適切でなくなるため異物検査性能や形状検査性能が低下してしまうという問題があった。

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、被検査物の高さの影響によらず高感度に異物検査や形状検査を行うことができるＸ線検査装置を提供することを目的としている。

本発明に係るＸ線検査装置は、搬送面（２ａ）上に順次搬入される被検査物（Ｗ）を検査空間を通過させて搬出する搬送部（２）と、前記検査空間内で前記搬送面上を搬送される前記被検査物にＸ線を照射するＸ線発生器（９）と、前記被検査物を透過するＸ線を検出しそれに応じた検出信号を出力する検出素子を前記搬送面の幅方向に複数有し、前記被検査物の搬送方向に所定間隔で並設されるとともに前記Ｘ線発生器から所定距離だけ離隔して複数配置されるＸ線ラインセンサ（５０、６０）と、下流側の前記Ｘ線ラインセンサ（６０）の検出タイミングを、上流側に隣接する前記Ｘ線ラインセンサ（５０）の検出タイミングに対して遅延させるタイミング遅延部（４４）と、前記搬送面が所定搬送速度で駆動されるときの前記搬送面からの所定高さにおいて、下流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングと、上流側に隣接する前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングとが前記被検査物に対して一致するよう、前記タイミング遅延部が用いる遅延時間を算出して設定する遅延時間算出部（４５）と、前記複数のＸ線ラインセンサからの検出信号を合成して前記被検査物に対応する合成画像として出力する合成部（４６）と、前記合成部が出力する合成画像に基づいて前記被検査物の良否を判定する判定部（４８）と、を備え、前記判定部は、前記遅延時間算出部で設定した前記遅延時間に対応する前記所定高さと前記被検査物の高さとの差によって生じる前記下流側と前記上流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングの差が、前記検出素子の露光時間以内であることを条件として、前記合成画像に基づいて前記被検査物の良否判定を行うことを特徴とする。

この構成により、遅延時間算出部で設定した遅延時間に対応する高さと被検査物の高さの差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサの検出タイミングの差が、検出素子の露光時間以内であるときに、合成画像に基づいた被検査物の良否判定が行われる。

このため、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサを被検査物が通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが、検出素子の搬送方向の素子長以内に収まる被検査物に対して、合成画像による合否判定が行われる。

したがって、合成画像上の画像ずれがＸ線ラインセンサの分解能以下に収まり、画像ずれによる影響が抑制され、合成画像上で被検査物のエッジが不明瞭になったり、微小な異物のコントラストが低下してしまう被検査物が除外された合成画像に対して判定が行われる。この結果、高感度に異物検査や形状検査を行うことができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記被検査物の高さを取得する被検査物高さ取得部を備え、前記判定部は、前記遅延時間算出部で設定した前記遅延時間に対応する前記所定高さと前記被検査物高さ取得部が取得した前記被検査物の高さとの差によって生じる前記下流側と前記上流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングの差が、前記検出素子の露光時間より長いとき、前記被検査物を不良と判定するとともに検査性能不良であることを報知することを特徴とする。

この構成により、遅延時間算出部で遅延時間を設定した高さと被検査物高さ取得部で取得した被検査物の高さの差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサの検出タイミングの差が、検出素子の露光時間よりも長いとき、その被検査物を不良と判定し、合成画像による検査不良ではなく検査性能不良であることを報知する。

このため、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサを被検査物が通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが正確に算出され、さらに、合成画像による良否判定結果の検査不良と合成画像によらない検査性能不良とを区別することができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記搬送面の上方に設けられ、前記被検査物に当接することで前記被検査物が前記検査空間に搬入されることを規制する搬入規制部材を備え、前記搬送面から前記搬入規制部材までの高さは、前記遅延時間算出部で設定した前記遅延時間に対応する前記所定高さと前記被検査物に当接せずに前記検査空間に搬入可能な前記被検査物の最大高さとの差によって生じる前記下流側と前記上流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングの差が、前記検出素子の露光時間以内となる高さに、設定されることを特徴とする。

この構成により、搬入規制部材の高さでの下流側と上流側のＸ線ラインセンサの検出タイミングの差を、検出素子の露光時間以内に収めることができる。

このため、例えば、搬入規制部材の下方を通過する被検査物に対しては、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサを被検査物が通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが、検出素子の搬送方向の素子長以内に収まるので、被検査物の全ての高さ部位で高感度に異物検査や形状検査を行うことができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記搬送面上で最適となるように前記遅延時間算出部により前記遅延時間が設定されている場合に、前記被検査物の高さをｈ３、複数の前記Ｘ線ラインセンサから前記Ｘ線発生器までの高さをＨ２、下流側と上流側の前記Ｘ線ラインセンサの間隔をｄ、前記検出素子の素子長をｓとしたとき、前記判定部は、前記被検査物の高さｈ３が、ｈ３＜（Ｈ２＊ｓ）／ｄを満たすことを条件として、前記合成画像に基づいて前記被検査物の良否判定を行うことを特徴とする。

この構成により、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサを被検査物が通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが、検出素子の搬送方向の素子長以内に収まる被検査物に対して、合成画像による合否判定が行われるので、高感度に異物検査や形状検査を行うことができる。

また、本発明に係るＸ線検査装置は、前記被検査物の高さの中間値が最適となるように前記遅延時間算出部により前記遅延時間が設定されている場合に、前記被検査物の高さをｈ３、複数の前記Ｘ線ラインセンサから前記Ｘ線発生器までの高さをＨ２、下流側と上流側の前記Ｘ線ラインセンサの間隔をｄ、前記検出素子の素子長をｓとしたとき、前記判定部は、前記被検査物の高さｈ３が、ｈ３＜２（Ｈ２＊ｓ）／ｄを満たすことを条件として、前記合成画像に基づいて前記被検査物の良否判定を行うことを特徴とする。

本発明は、被検査物の高さの影響によらず高感度に異物検査や形状検査を行うことができるＸ線検査装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の概略構成を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の側面および内部構成を示す図である。（ａ）は、本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置のＸ線検出器の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、Ｘ線検出器の上面図である。本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の被検査物高さ測定センサの構成を示す斜視図である。（ａ）は、本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の搬入口カバーの詳細を示す図であり、（ｂ）は、各Ｘ線ラインセンサの検出タイミングの遅延時間を説明する図である。（ａ）は、搬入口の高さが条件を満たすときの合成部の出力結果を示す図であり、（ｂ）は、搬入口の高さが条件を満たさないときの合成部の出力結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。まず構成について説明する。図１に示すように、Ｘ線検査装置１は、搬送部２と検出部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。

また、筐体４には搬入口カバー１７および搬出口カバー１８を備えており、搬入口カバー１７に搬入口７が形成されるとともに、搬出口カバー１８に搬出口８が形成されている。

搬送部２は、筐体４に対して水平に配置されたベルトコンベアの搬送面（ベルト面）２ａ上で、被検査物Ｗを所定間隔をおいて順次搬送するようになっている。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）に向けて搬送するようになっている。筐体４内部において搬送面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。

検出部３は、搬送路２１途中の検査空間２２の上方（図中Ｚ方向）に所定高さに離隔して配置されたＸ線発生源としてのＸ線発生器９と、このＸ線発生器９と搬送部２内に対向して配置されたＸ線検出器１０とを備えている。

検出部３は、搬送路２１の途中の検査空間２２において、順次搬送される被検査物Ｗに対し、Ｘ線発生器９によりＸ線を照射するとともに、被検査物Ｗを透過するＸ線をＸ線検出器１０により検出するようになっている。

Ｘ線発生器９は、円筒状のＸ線管１２と、このＸ線管１２を絶縁油に浸漬した状態で収納する金属製の箱体１１とを備えており、Ｘ線管１２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線を生成するようになっている。

Ｘ線管１２は、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ方向）となるよう箱体１１内に配置されている。Ｘ線管１２により生成されたＸ線は、下方のＸ線検出器１０に向けて、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。

ここで、Ｘ線管１２の陽極と陰極との間に流す電流（管電流）に比例して、Ｘ線管１２が発生するＸ線の強度は変化する。また、Ｘ線管１２の陽極と陰極との間に印加する電圧（管電圧）が高くなるに連れて、Ｘ線管１２が発生するＸ線の波長が短くなりＸ線の透過力が強くなる。このため、Ｘ線管１２の管電流および管電圧は、検出対象とする異物および被検査物Ｗの種類や搬送速度に応じて調整されるようになっている。

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ようになっている。

遮蔽カーテン１６は、本実施形態では、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線を遮蔽することで、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。搬送路２１における遮蔽カーテン１６により囲まれた内側の空間は検査空間２２を構成している。

Ｘ線検出器１０は、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、搬送面２ａの幅方向（Ｙ方向）、すなわち、搬送面２ａ上でＸ方向に直交する主走査方向に直線状に延在する複数のＸ線ラインセンサ５０、６０を搬送面２ａの下方に備えている。Ｘ線ラインセンサ５０はＸ方向上流側に配置され、Ｘ線ラインセンサ６０はＸ方向下流側に配置されている。Ｘ線ラインセンサ５０、６０は、同じエネルギーを検出するシングルエナジー、または、Ｘ線を一方が高エネルギーで検出し他方が低エネルギーで検出するデュアルエナジーセンサーとして構成されている。

Ｘ線ラインセンサ５０は、複数の検出素子５１をＹ方向にそれぞれ直線状に接続したものから構成されている。Ｘ線ラインセンサ６０は、複数の検出素子６１をＹ方向にそれぞれ直線状に接続したものから構成されている。

各検出素子５１、６１は、それぞれ受光素子としてのフォトダイオード（図示せず）と、フォトダイオード上に設けられたシンチレータ（図示せず）とから構成されている。

各検出素子５１、６１は、Ｘ線発生器９から被検査物Ｗに対してＸ線が照射されているとき、被検査物Ｗを透過してくる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。

また、各検出素子５１、６１は、シンチレータで変換された光をフォトダイオードで受光し、受光した光を電気信号に変換して出力するようになっている。

Ｘ線検出器１０はＡ／Ｄ変換部４１を備えており、このＡ／Ｄ変換部４１は、Ｘ線ラインセンサ５０、６０からの検出信号（輝度値データ）を画像にして異物を検出するためのデジタルデータに変換した濃度データを検出データとして出力するようになっている。

ここで、Ｘ線検出器１０がＡ／Ｄ変換部４１を備える代わりに、制御部４０がＡ／Ｄ変換部４１を備えるようにしてもよい。すなわち、Ｘ線検出器１０から制御部４０への出力を、デジタルデータに変換された後の濃度データとする代わりに、デジタルデータに変換される前の輝度値データをＸ線検出器１０の側で出力し、制御部４０の側で輝度値データをデジタルデータである濃度データに変換するように構成してもよい。

図２に示すように、搬送路２１の上部空間には被検査物高さ測定センサ８１が設けられており、この被検査物高さ測定センサ８１は、搬送面２ａ上を搬送される被検査物Ｗの高さを非接触で測定するようになっている。

被検査物高さ測定センサ８１は、図４に示すように、複数のレーザ光束を照射して反射光を受光することにより、被検査物Ｗの高さを非接触で測定するようになっており、搬送面２ａの上方（本実施形態では、搬送面２ａの搬送方向上流部の上方）に被検査物Ｗと接触しないよう十分な間隔を隔てて配置されている。被検査物高さ測定センサ８１としてこのようなレーザ光による２次元変位センサを用いることができ、この２次元センサを用いた場合、被検査物Ｗの高さだけでなく、検査空間２２を通過する被検査物Ｗの高さ、幅、形状および搬送面２ａ上の位置等を測定することができる。

また、図２に示すように、Ｘ線検査装置１は制御部４０を備え、この制御部４０は、Ｘ線検出器１０からの検出信号に基づいて被検査物Ｗの良否判定を行うようになっている。また、制御部４０は、被検査物Ｗの良否判定の他に、Ｘ線検査装置１全体の制御を行うようになっている。

制御部４０は、一時記憶部４２と、合成部４６と、判定部４８とを備え、一時記憶部４２に記憶されたＸ線ラインセンサ５０、６０からの検出データを合成部４６で合成し、合成画像に基づいて判定部４８で被検査物Ｗの良否を判定し、判定結果を表示器５により表示するようになっている。

また、本実施形態では、制御部４０は、タイミング遅延部４４と、遅延時間算出部４５とを備えており、遅延時間算出部４５により算出および設定された遅延時間を用いて、タイミング遅延部４４が、Ｘ線ラインセンサ５０に対するＸ線ラインセンサ６０の検出タイミングを調整するようになっている。

一時記憶部４２は、Ｘ線ラインセンサ５０、６０からの検出データ（濃度データ）を一時的に記憶するようになっており、データを高速に記憶および読み出しが可能な半導体メモリ等のバッファから構成されている。

合成部４６は、Ｘ線ラインセンサ５０、６０の検出データを一時記憶部４２から読み出すとともに、読み出した検出データを合成して被検査物Ｗに対応する画像データとして出力するようになっている。

判定部４８は、合成部４６で合成された濃度データに対して被検査物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ようになっている、表示器５は、判定部４８による判定結果を表示するようになっている。判定部４８は、合成部４６で合成された画像データ１０ｄｍ（濃度データ）に基づいて、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。

本実施形態では、判定部４８は、遅延時間算出部４５で設定した遅延時間に対応する高さと被検査物Ｗの高さｈ３との差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間以内であることを条件として、合成画像に基づいて被検査物Ｗの良否判定を行うようになっている。

また、判定部４８は、遅延時間算出部４５により遅延時間を設定した高さと被検査物高さ測定センサ８１が取得した被検査物Ｗの高さｈ３との差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間より長いとき、被検査物Ｗを不良と判定するとともに検査性能不良であることを表示器５に表示したり、装置外部への信号、音、光等を出力することで、検査性能不良であることを報知するようになっている。

タイミング遅延部４４は、下流側のＸ線ラインセンサ６０の検出タイミングを、上流側に隣接するＸ線ラインセンサ５０の検出タイミングに対して、遅延時間算出部４５で算出された遅延時間を用いて遅延させるようになっている。ここで、Ｘ線ラインセンサ５０、６０の検出タイミングとは、Ｘ線ラインセンサ５０、６０の蓄積（蓄光）開始のタイミングである。

遅延時間算出部４５は、タイミング遅延部４４が用いる遅延時間を算出および設定するようになっている。遅延時間算出部４５は、Ｘ線ラインセンサ５０、６０およびＸ線発生器９の配置と、搬送部２の搬送速度とに基づいて、所定の高さ（例えば、搬送面２ａ上）において、下流側のＸ線ラインセンサ６０の検出タイミングと、上流側に隣接するＸ線ラインセンサ５０の検出タイミングとが一致するよう、遅延時間を算出するようになっている。

ここで、Ｘ線ラインセンサ５０、６０およびＸ線発生器９の配置とは、図５（ａ）に示すように、Ｘ線ラインセンサ５０とＸ線ラインセンサ６０との間隔ｄ、および、Ｘ線発生器９と搬送面２ａとの距離Ｈ１、および、Ｘ線発生器９とＸ線ラインセンサ５０、６０との距離Ｈ２のことである。

換言すると、Ｘ線ラインセンサ５０、６０およびＸ線発生器９の配置とは、Ｘ線検査装置１の構成に関する既知の値である。なお、Ｘ線ラインセンサ５０とＸ線ラインセンサ６０との間隔ｄと、Ｘ線発生器９とＸ線ラインセンサ５０、６０との距離Ｈ２に代えて、Ｘ線発生器９から照射されるＸ線の拡大率を用いてもよい。

遅延時間算出部４５は、搬送面２ａの高さにおいて、または、搬入口７の高さの中間高さにおいて、下流側のＸ線ラインセンサ６０の検出タイミングと、上流側に隣接するＸ線ラインセンサ５０の検出タイミングとが一致するよう、タイミング遅延部４４が用いる遅延時間を算出するようになっている。

遅延時間ｔは、Ｘ線ラインセンサ５０、６０を被検査物Ｗが通過するのに要する時間と等しい値が最適値となる。Ｘ線ラインセンサ５０、６０が設けられた平面で最適となる遅延時間ｔは、搬送面２ａの移動速度（被検査物Ｗの移動速度）をｖとしたとき、ｔ＝ｄ／ｖの数式から求めることができる。

また、搬送面２ａ上で最適となる遅延時間ｔ０は、Ｘ線の拡大率を勘案して、以下に示す式（１）から求めることができる。

また、搬送面２ａからの所定高さｈにおいて最適となる遅延時間ｔ１は、Ｘ線の拡大率を勘案して、以下に示す式（２）から求めることができる。

タイミング遅延部４４は、遅延時間算出部４５により算出および設定された遅延時間を用いて、図５（ｂ）に示すように、下流側のＸ線ラインセンサ６０の検出タイミングを、上流側に隣接するＸ線ラインセンサ５０の検出タイミングに対して遅延させている。

本実施形態では、図５（ａ）に示すように、搬入口カバー１７に形成された搬入口７は、高さｈ２に設定されている。したがって、被検査物Ｗの高さｈ３が搬入口７の高さｈ２以上であるとき、この被検査物Ｗは搬入口カバー１７に当接するため搬入口７を通過することができない。このため、搬入口７を通過して検査空間２２に搬送され得る被検査物Ｗの最大高さはｈ２となる。このように、搬入口カバー１７は、被検査物Ｗに当接することで被検査物Ｗが検査空間２２に搬入されることを規制する搬入規制部材として機能している。なお、搬入口カバー１７の高さｈ２は、搬送路２１内の天井部２１ａの高さｈ１（通過高さ）より低く設定されている。

ここで、搬送面２ａ上で最適となる遅延時間ｔ０と、搬送面２ａからの所定高さｈにおいて最適となる遅延時間ｔ１との差△ｔは、△ｔ＝ｔ０−ｔ１である。この数式に式（１）のｔ０、および式（２）のｔ１を代入すると、Ｈ１が消えて、△ｔ＝ｈ／Ｈ２＊ｄ／ｖとなる。

このため、搬送面２ａ上で最適となるように遅延時間ｔ０を設定した場合、搬送面２ａからの所定高さｈの部位では、△ｔ＝ｈ／Ｈ２＊ｄ／ｖの検出タイミング差が生じる。この検出タイミング差△ｔは、合成画像上の被検査物Ｗの画像ずれ量σに換算すると、σ＝ｖ△ｔ＝ｈｄ／Ｈ２となる。

したがって、画像ずれ量σが検出素子５１、６１の素子長ｓ以内に収まる（σ＜ｓ）ためには、ｓ＞ｈｄ／Ｈ２の数式を満たすように各部を設定すればよい。この数式を満たすような搬入口７の高さｈ２は、以下の式（３）で示される。

搬入口７の高さｈ２を式（３）のように設定することで、合成画像上の画像ずれがＸ線ラインセンサの分解能以下に収まり、画像ずれによる影響が抑制される。

本実施形態では、搬送面２ａ上で最適となるように遅延時間ｔ０が設定されている場合に、搬入口カバー１７に形成される搬入口７の高さｈ２は、検出素子５１、６１の素子長をｓとしたとき、以下の式（４）の関係を満たすように設定されている。

すなわち、搬入口７の高さｈ２は、搬送面２ａ上で最適となるように遅延時間が設定されている場合に、搬入口７の上端の高さでのＸ線ラインセンサ５０、６０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間以内となる高さに、設定されている。

ここで、検出素子５１、６１の露光時間とは、Ｘ線ラインセンサ５０、６０が搬送方向と直交する主走査方向に１スキャンするときの検出素子５１、６１がＸ線を検出する時間のことである。

また、搬送面２ａと搬入口７の上端の中間の高さｈ２／２で最適となるように遅延時間が設定されている場合、搬入口７の上端の高さｈ２は、以下の式（５）の関係を満たすように設定されている。

この場合、搬入口７の高さｈ２は、搬入口７の上端の高さでのＸ線ラインセンサ５０、６０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間以内となる高さに、設定されることになる。

次に動作を説明する。被検査物Ｗの高さｈ３が搬入口カバー１７の搬入口７の高さｈ２より大きい場合、被検査物Ｗは、搬入口カバー１７に当接するため、搬入口７から検査空間２２に搬入されることが規制される。被検査物Ｗの高さｈ３が搬入口カバー１７の搬入口７の高さｈ２より小さい場合、被検査物Ｗは、搬入口７から検査空間２２に搬入されることが許容される。

まず、搬入口７を通過した被検査物Ｗに対して、制御部４０は、所定搬送速度ｖで搬送部２を駆動して被検査物Ｗを搬送するとともに、予め設定された強度でＸ線発生器９から被検査物ＷにＸ線を照射する。

次いで、遅延時間算出部４５は、Ｘ線ラインセンサ５０、６０およびＸ線発生器９の配置と、搬送部２の搬送速度とに基づいて、搬送面２ａの高さに最適な遅延時間、または、搬送面２ａと搬入口７の上端の中間の高さに最適な遅延時間を算出し設定する。

タイミング遅延部４４は、下流側のＸ線ラインセンサ６０の検出タイミングを、上流側に隣接するＸ線ラインセンサ５０の検出タイミングに対して、遅延時間算出部４５で算出および設定された遅延時間だけ遅延させる。

次いで、制御部４０は、Ｘ線検出器１０から出力されるＸ線ラインセンサ５０の濃度データとＸ線ラインセンサ６０の濃度データとを一時記憶部４２に記憶する。

次いで、制御部４０は、合成部４６により、図６（ａ）に示すように、Ｘ線ラインセンサ５０、６０の濃度データの合成を行って、被検査物Ｗの形状に対応する画像データとして出力する。

図６（ａ）において、タイミング遅延部４４により検出タイミングが調整されたＸ線ラインセンサ５０、６０からの濃度データ５０ｄ、６０ｄは、合成部４６により合成（重ね合わせ）されるとともに被検査物Ｗの形状に対応する画像データ１０ｄｍ（濃度データ）として出力されている。

本実施形態では、高さｈ２が式（４）を満たす搬入口７を通過した被検査物Ｗに対して、搬送面２ａ上で最適となるように遅延時間が設定されている場合、合成画像上の画像ずれが素子長ｓ以下となるため、図６（ａ）のように、合成済みの画像データ１０ｄｍにおいて濃度データ５０ｄと濃度データ６０ｄの境界が一致し、画像ずれが防止される。

また、本実施形態では、高さｈ２が式（５）を満たす搬入口７を通過した被検査物Ｗに対して、搬送面２ａと搬入口７の上端の中間の高さｈ２／２で最適となるように遅延時間が設定されている場合も、合成画像上の画像ずれが素子長ｓ以下となるため、図６（ａ）のように、合成済みの画像データ１０ｄｍにおいて濃度データ５０ｄと濃度データ６０ｄの境界が一致し、画像ずれが防止される。

次いで、制御部４０は、判定部４８により、合成部４６で合成された画像データ１０ｄｍに基づいて、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し、合成部４６で合成された画像データとともに表示器５に表示する。

ここで、上記の２種類の遅延時間における各条件を満たさないように搬入口７の高さｈ２が設定されている場合は、遅延時間が最適値に設定されていない高さにおいて合成画像上の画像ずれが１画素以上になることがある。

この場合、合成画像上の画素ずれが素子長ｓ以上になってしまい、図６（ｂ）に示すように、合成部４６が出力する画像データ１０ｄｍは、Ｘ線ラインセンサ５０の濃度データ５０ｄに基づく被検査物Ｗの画像の境界と、Ｘ線ラインセンサ６０の濃度データ６０ｄに基づく被検査物Ｗの画像の境界とが一致しないものとなる。このような合成画像上の画像ズレが１画素以上となるとき、検査性能不良として判定し、判定結果が検査性能不良であることを表示器５に表示する。

なお、Ｘ線ラインセンサ５０、６０が配置された面での素子長ｓは、Ｘ線が下方に向かって拡大する拡大効果により、搬入口７の上端の高さにおいては１つの素子の受け持ち範囲が細くなるため、素子長ｓより小さい見かけ上の素子長ｓ´になる。このため、合成画像上の画素ずれが見かけ上の素子長ｓ´以内になるように搬入口７の高さを設定することで、更に高感度で被検査物Ｗを検査することができる。

具体的には、搬送面２aから所定高さｈの部位での見かけ上の素子長ｓ´１は、以下の式（６）から求まる。

また、搬送面２ａ上での見かけ上の素子長ｓ´０は、以下の式（７）から求まる。

また、搬送面２ａ上で最適になるように遅延時間ｔ０が設定されている場合、所定高さｈの部位での画像ずれ△ｐは、以下の式（８）から求まる。

よって、画像ずれ△ｐが１素子以内に制限されるためには、以下の式（９）を満たすように、搬入口７の上端の高さｈ２を設定すればよい。

この式（９）を、搬入口７の高さｈ２を左辺にして変形すると、ｈ２は、以下の式（１０）で表される。

したがって、搬入口７の高さｈ２を、式（１０）を満たすように設定することで、画像ずれ△ｐが１素子以内に制限されるため、更に高感度で被検査物Ｗを検査することができる。

また、Ｘ線の照射方向は鉛直下方向のみに限定せず、左右方向、鉛直上方向であってもよい。つまり、Ｘ線源（Ｘ線発生器９）とＸ線ラインセンサ５０、６０を搬送面２ａの上方と下方にそれぞれ配置してＸ線を上方から下方に向かって照射する構成だけでなく、Ｘ線源とＸ線ラインセンサ５０、６０を搬送面２ａの下方と上方にそれぞれ配置してＸ線を下方から上方に向かって照射したり、Ｘ線を搬送面２ａの幅方向一端側と他端側に配置してＸ線を横向きに一端側から他端側に向かって照射するように構成してもよい。

以上のように、本実施形態に係るＸ線検査装置１は、判定部４８は、遅延時間算出部４５で設定した遅延時間に対応する高さと被検査物Ｗの高さｈ３との差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間以内であることを条件として、合成画像に基づいて被検査物Ｗの良否判定を行う。

この構成により、遅延時間算出部４５で設定した遅延時間に対応する高さと被検査物Ｗの高さｈ３の差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間以内であるときに、合成画像に基づいた被検査物Ｗの良否判定が行われる。

このため、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサ５０、６０を被検査物Ｗが通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが、検出素子５１、６１の搬送方向の素子長ｓ以内に収まる被検査物Ｗに対して、合成画像による合否判定が行われる。

したがって、合成画像上の画像ずれがＸ線ラインセンサ５０、６０の分解能以下に収まり、画像ずれによる影響が抑制され、合成画像上で被検査物Ｗのエッジが不明瞭になったり、微小な異物のコントラストが低下してしまう被検査物Ｗが除外された合成画像に対して判定が行われる。この結果、高感度に異物検査や形状検査を行うことができる。

また、本実施形態に係るＸ線検査装置１は、被検査物Ｗの高さを取得する被検査物高さ測定センサ８１を備え、判定部４８は、遅延時間算出部４５により遅延時間を設定した高さと被検査物高さ測定センサ８１が取得した被検査物Ｗの高さｈ３との差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間より長いとき、被検査物Ｗを不良と判定するとともに検査性能不良であることを報知する。

この構成により、遅延時間算出部４５で遅延時間を設定した高さと被検査物高さ測定センサ８１で取得した被検査物Ｗの高さｈ３の差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間よりも長いとき、その被検査物Ｗを不良と判定し、合成画像による検査不良ではなく検査性能不良であることを報知する。

このため、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサ５０、６０を被検査物Ｗが通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが正確に算出され、さらに、合成画像による良否判定結果の検査不良と合成画像によらない検査性能不良とを区別することができる。

また、本実施形態に係るＸ線検査装置１は、搬送面２ａの上方に設けられ、被検査物Ｗに当接することで被検査物Ｗが検査空間２２に搬入されることを規制する搬入口カバー１７を備え、搬送面２ａから搬入口カバー１７までの高さは、遅延時間算出部４５で設定した遅延時間に対応する高さとの差によって生じる下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差が、検出素子５１、６１の露光時間以内となる高さに、設定される。

この構成により、搬入口カバー１７の高さｈ２での下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の検出タイミングの差を、検出素子５１、６１の露光時間以内に収めることができる。

このため、例えば、搬入口カバー１７の下方を通過する被検査物Ｗに対しては、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサ５０、６０を被検査物Ｗが通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが、検出素子５１、６１の搬送方向の素子長ｓ以内に収まるので、被検査物Ｗの全ての高さ部位で高感度に異物検査や形状検査を行うことができる。

また、本実施形態に係るＸ線検査装置１は、搬送面２ａ上で最適となるように遅延時間算出部４５により遅延時間が設定されている場合に、被検査物Ｗの高さをｈ３、複数のＸ線ラインセンサ５０、６０からＸ線発生器９までの高さをＨ２、下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の間隔をｄ、検出素子５１、６１の素子長をｓとしたとき、判定部４８は、被検査物Ｗの高さｈ３が、ｈ３＜（Ｈ２＊ｓ）／ｄを満たすことを条件として、合成画像に基づいて被検査物Ｗの良否判定を行う。

この構成により、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサ５０、６０を被検査物Ｗが通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが、検出素子５１、６１の搬送方向の素子長ｓ以内に収まる被検査物Ｗに対して、合成画像による合否判定が行われるので、高感度に異物検査や形状検査を行うことができる。

また、本実施形態に係るＸ線検査装置１は、被検査物Ｗの高さの中間値が最適となるように遅延時間算出部４５により遅延時間が設定されている場合に、被検査物Ｗの高さをｈ３、複数のＸ線ラインセンサ５０、６０からＸ線発生器９までの高さをＨ２、下流側と上流側のＸ線ラインセンサ６０、５０の間隔をｄ、検出素子５１、６１の素子長をｓとしたとき、判定部４８は、被検査物Ｗの高さｈ３が、ｈ３＜２（Ｈ２＊ｓ）／ｄを満たすことを条件として、合成画像に基づいて被検査物Ｗの良否判定を行う。

この構成により、上流側と下流側とのＸ線ラインセンサを被検査物Ｗが通過する際の時間差に基づく合成画像上の画像ずれが、検出素子５１、６１の搬送方向の素子長ｓ以内に収まる被検査物Ｗに対して、合成画像による合否判定が行われるので、高感度に異物検査や形状検査を行うことができる。

以上のように、本発明に係るＸ線検査装置は、被検査物の高さの影響によらず高感度に異物検査や形状検査を行うことができるという効果を有し、Ｘ線ラインセンサを被検査物の搬送方向に複数備えるＸ線検査装置として有用である。

１Ｘ線検査装置
２搬送部
２ａ搬送面
３検出部
５表示器
７搬入口
９Ｘ線発生器
１０Ｘ線検出器
１２Ｘ線管
１７搬入口カバー（搬入規制部材）
２１搬送路
２２検査空間
４４タイミング遅延部
４５遅延時間算出部
４６合成部
４８判定部
５０、６０Ｘ線ラインセンサ
８１被検査物高さ測定センサ（被検査物高さ取得部）
Ｗ被検査物
ｓ素子長

Claims

搬送面（２ａ）上に順次搬入される被検査物（Ｗ）を検査空間を通過させて搬出する搬送部（２）と、
前記検査空間内で前記搬送面上を搬送される前記被検査物にＸ線を照射するＸ線発生器（９）と、
前記被検査物を透過するＸ線を検出しそれに応じた検出信号を出力する検出素子を前記搬送面の幅方向に複数有し、前記被検査物の搬送方向に所定間隔で並設されるとともに前記Ｘ線発生器から所定距離だけ離隔して複数配置されるＸ線ラインセンサ（５０、６０）と、
下流側の前記Ｘ線ラインセンサ（６０）の検出タイミングを、上流側に隣接する前記Ｘ線ラインセンサ（５０）の検出タイミングに対して遅延させるタイミング遅延部（４４）と、
前記搬送面が所定搬送速度で駆動されるときの前記搬送面からの所定高さにおいて、下流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングと、上流側に隣接する前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングとが前記被検査物に対して一致するよう、前記タイミング遅延部が用いる遅延時間を算出して設定する遅延時間算出部（４５）と、
前記複数のＸ線ラインセンサからの検出信号を合成して前記被検査物に対応する合成画像として出力する合成部（４６）と、
前記合成部が出力する合成画像に基づいて前記被検査物の良否を判定する判定部（４８）と、を備え、
前記判定部は、
前記遅延時間算出部で設定した前記遅延時間に対応する前記所定高さと前記被検査物の高さとの差によって生じる前記下流側と前記上流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングの差が、前記検出素子の露光時間以内であることを条件として、前記合成画像に基づいて前記被検査物の良否判定を行うことを特徴とするＸ線検査装置。
前記被検査物の高さを取得する被検査物高さ取得部を備え、
前記判定部は、
前記遅延時間算出部で設定した前記遅延時間に対応する前記所定高さと前記被検査物高さ取得部が取得した前記被検査物の高さとの差によって生じる前記下流側と前記上流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングの差が、前記検出素子の露光時間より長いとき、前記被検査物を不良と判定するとともに検査性能不良であることを報知することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
前記搬送面の上方に設けられ、前記被検査物に当接することで前記被検査物が前記検査空間に搬入されることを規制する搬入規制部材を備え、
前記搬送面から前記搬入規制部材までの高さは、
前記遅延時間算出部で設定した前記遅延時間に対応する前記所定高さと前記被検査物に当接せずに前記検査空間に搬入可能な前記被検査物の最大高さとの差によって生じる前記下流側と前記上流側の前記Ｘ線ラインセンサの検出タイミングの差が、前記検出素子の露光時間以内となる高さに、設定されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
前記搬送面上で最適となるように前記遅延時間算出部により前記遅延時間が設定されている場合に、
前記被検査物の高さをｈ３、複数の前記Ｘ線ラインセンサから前記Ｘ線発生器までの高さをＨ２、下流側と上流側の前記Ｘ線ラインセンサの間隔をｄ、前記検出素子の素子長をｓとしたとき、
前記判定部は、前記被検査物の高さｈ３が、

を満たすことを条件として、前記合成画像に基づいて前記被検査物の良否判定を行うことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のＸ線検査装置。
前記被検査物の高さの中間値が最適となるように前記遅延時間算出部により前記遅延時間が設定されている場合に、
前記被検査物の高さをｈ３、複数の前記Ｘ線ラインセンサから前記Ｘ線発生器までの高さをＨ２、下流側と上流側の前記Ｘ線ラインセンサの間隔をｄ、前記検出素子の素子長をｓとしたとき、
前記判定部は、前記被検査物の高さｈ３が、

を満たすことを条件として、前記合成画像に基づいて前記被検査物の良否判定を行うことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のＸ線検査装置。