JP6606454B2 - 異物検出装置および異物検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線を用いて被検査物内の異物検出を行なう技術に関する。

食品等の製造を行なう工場では、製品に金属やプラスチック等の異物が混入していないか否かを異物検出装置によって調べている。

この異物検出装置として、従来では、コンベア等によって所定方向に搬送される被検査物の通過路にＸ線を出射し、被検査物を透過したＸ線の強さをセンサ（複数のＸ線センサが通過方向と直交する方向に並んで一体化されたラインセンサ）で検出し、その検出信号が異物の存在によって局所的に変化することを利用して検出する方式のものが用いられている。

しかし、上記したように被検査物を透過したＸ線の強度をセンサで検出する方式では、Ｘ線が透過する方向の厚さや材質が変化する物品による透過率の違いにより、異物を正確に検出できない場合があった。

これを解決する技術として、例えば特許文献１には、被検査物を透過するＸ線のエネルギーを異ならせて得られる二つの透過Ｘ線データに対するサブトラクション（画像データの差分処理）等の処理を行なうことで、異物の検出精度を高めることが提案されている。

特開平１０−３１８９４３号公報

しかしながら、上記特許文献１では、単一のＸ線源から出力されて被検査物を透過したＸ線を、被検査物の搬送方向に並んで配置され、Ｘ線に対するエネルギー感度が異なる二つの検出器（ラインセンサ）で検出することで、二つの透過Ｘ線データを得るようにしている。

このため、必然的に一方の検出器に入射するＸ線が被検査物内を透過する経路と、他方の検出器に入射するＸ線が被検査物内を透過する経路が一致せず、その影響で、被検査物の異物を正しく認識できなくなることが考えられる。また、二つの検出器のセンサ素子の特性差により、正確な異物検出を行なえないことも考えられる。

なお、特許文献１には、Ｘ線エネルギーが異なる２つのＸ線源を用いることも記載されているが、その場合、二つのＸ線が互いに干渉しないようにＸ線源およびそれに対応する二つの検出器（ラインセンサ）の間隔を広くとらなければならず、装置全体が大きくなるとともに、その間で搬送中の被検査物の姿勢変化が起きやすくなり、しかも、前記同様に二つの検出器を用いるため、異物の検出精度が低下する恐れがある。

これを解決する方法として、Ｘ線管等から発生されるＸ線の光子のエネルギーにばらつきがあることに着目し、Ｘ線の光子が入射される毎にそのエネルギーに対応した波高値のパルス信号を出力する光子検出型のＸ線センサを用い、一定時間内にＸ線センサから出力されたパルス信号をその波高値の違いにより複数の領域に分類し、その領域毎のパルス信号の数を累積することで、Ｘ線エネルギーが異なる場合の透過画像データを得ることが考えられる。この方式であれば、複数のＸ線センサを被検査物の通過方向と交差する方向に１列に並べておけばよく、上記問題を解消できる。

ここで、被検査物を透過するＸ線のエネルギーは、被検査物の材質とＸ線透過方向の厚さによって大きく変化する。被検査物の材質をほぼ均一とし、Ｘ線透過方向の厚さがほぼ一定であれば、その厚さに合わせてＸ線の平均的な出射エネルギーを一定に調整しておけば、Ｘ線センサに入射するＸ線の線量を適正範囲に維持できる。

しかし、被検査物の厚さが部位によって大きく変化する場合、Ｘ線センサに入射するＸ線の線量を適正範囲に維持できなくなる。例えば、厚さが大の部位に合わせてＸ線の出射エネルギーを決めると、厚さが小の部位を透過するＸ線の線量が過大となり、逆に、厚さが小の部位に合わせてＸ線の出射エネルギーを決めると、厚さが大の部位を透過するＸ線の線量が過小となる。

このように被検査物を透過したＸ線の線量が過大になると、上記した光子検出型のＸ線センサでは、光子の入力頻度が過大となって、例えば図８のように、Ｘ線センサから出力されるパルス信号Ｐ_１、Ｐ_２同士やパルス信号Ｐ_４、Ｐ_５同士が重なってしまい、二つのパルス信号に対してそれぞれ一つのピーク値(波高値Ｈ_１、Ｈ_３)しか得られない現象が発生する。この現象を一般的にパイルアップ現象と呼び、この現象が高い確率で発生すると、領域ごとの正しい計数結果が得られなくなり、その結果、異物の検出を正確に行なえなくなる。

また、被検査物を透過したＸ線の線量が過小になると、パルス信号の累積数が極端に少なくなってノイズ成分との区別がつかなくなり、透過画像データのＳ／Ｎが低下してしまう。

本発明は、上記課題を解決し、光子検出型のＸ線センサを用いながら、被検査物の部位毎の厚さ変化に伴うパイルアップ現象やＳ／Ｎ低下の影響を抑制して、高精度に異物検出が行なえる異物検出装置および異物検出方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１の異物検出装置は、
被検査物が通過する通過路にＸ線を出射するＸ線発生部（２２）と、
前記Ｘ線発生部から前記通過路に出射されて被検査物を透過したＸ線を受ける位置で、被検査物の通過方向と交差する方向に並ぶように配置され、それぞれがＸ線を受けて電気信号に変換する複数のＸ線センサ（３１_１〜３１_Ｎ）と、
前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサとの間を被検査物が通過している間に前記複数のＸ線センサからそれぞれ出力される信号を所定期間ずつ区切って所定の信号処理を行い、被検査物の通過方向と前記Ｘ線センサの並び方向とで決まる２次元の位置の情報と、該位置毎の信号処理結果からなる被検査物の透過画像データを生成する透過画像データ生成手段（４０）と、
前記透過画像データ生成手段によって生成された透過画像データに基づいて、被検査物内の異物の有無を判定する判定手段（５０）とを有する異物検出装置において、
前記Ｘ線センサは、Ｘ線の光子が入力される毎に該光子のエネルギーに対応した波高値のパルス信号を出力する光子検出型であって、
前記Ｘ線発生部には、Ｘ線を出射するＸ線源（２２ａ）と、該Ｘ線源から出射されるＸ線の線量を前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変させるＸ線線量可変手段（２２ｂ）が設けられており、
前記透過画像データ生成手段は、
前記各Ｘ線センサについて、該Ｘ線センサから前記所定期間内に出力されるパルス信号の波高値が、予め所定範囲内を複数に区分けした領域のいずれに入るかを判定し、前記所定期間内のパルス信号入力数を前記領域毎に累積し、該領域毎の累積結果を用いて、Ｘ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成するように構成され、
前記判定手段は、
前記透過画像データ生成手段で得られる透過画像データのうち、前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物内の異物の有無を判定するように構成されていることを特徴とする。

また、本発明の本発明の請求項２の異物検出装置は、請求項１記載の異物検出装置において、
前記判定手段は、
前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データのうち、前記所定期間における各領域の累積結果の合計が、予め決められた適正範囲内に入る透過画像データを有効なものとし、可変段階が同一である期間について得られた有効な透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物内の異物の有無を判定するように構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項３の異物検出装置は、請求項１または請求項２記載の異物検出装置において、
被検査物のサンプル品が前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサの間を通過したときに前記透過画像データ生成手段で得られた透過画像データに基づいて、前記Ｘ線線量可変手段によって前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変されるＸ線の各可変段階の線量を決定する可変線量決定手段（６０）を備えていることを特徴とする。

また、本発明の請求項４の異物検出装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の異物検出装置において、
前記Ｘ線発生部のＸ線源には、加熱したフィラメントから放出される電子を加速して陽極のターゲットに衝突させてＸ線を放出させる熱陰極Ｘ線管が用いられ、
前記Ｘ線線量可変手段は、前記熱陰極Ｘ線管の管電流または管電圧の少なくとも一方を制御して、前記Ｘ線源から出射されるＸ線の線量を前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変させることを特徴とする。

また、本発明の請求項５の異物検出方法は、
Ｘ線発生部（２２）から被検査物が通過する通過路にＸ線を出射する段階と、
前記通過路に出射されて被検査物を透過したＸ線を、被検査物の通過方向と交差する方向に並んだ複数のＸ線センサ（３１_１〜３１_Ｎ）で受けて電気信号に変換する段階と、
前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサとの間を被検査物が通過している間に前記複数のＸ線センサからそれぞれ出力される信号を所定期間ずつ区切って所定の信号処理を行い、被検査物の通過方向と前記Ｘ線センサの並び方向とで決まる２次元の位置の情報と、該位置毎の信号処理結果からなる被検査物の透過画像データを生成する段階と、
前記生成された透過画像データに基づいて、被検査物内の異物の有無を判定する段階とを含む異物検出方法において、
前記Ｘ線センサとして、Ｘ線の光子が入力される毎に、該光子のエネルギーに対応した波高値のパルス信号を出力する光子検出型を用いるとともに、前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量を前記所定時間毎に段階的に且つ周期的に可変させ、
前記透過画像データを生成する段階では、
前記各Ｘ線センサについて、該Ｘ線センサから前記所定期間内に出力されるパルス信号の波高値が、予め所定範囲内を複数に区分けした領域のいずれに入るかを判定し、前記所定期間内のパルス信号入力数を前記領域毎に累積し、該領域毎の累積結果を用いて、Ｘ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成し、
前記被検査物内の異物の有無を判定する段階では、
前記透過画像データを生成する段階で得られた透過画像データのうち、前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物内の異物の有無を判定することを特徴する。

また、本発明の請求項６の異物検出方法は、請求項５記載の異物検出方法において、
前記被検査物を検査する前に、そのサンプル品を前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサの間に通過させて、該サンプル品についての透過画像データを求める段階と、
前記サンプル品について得られた透過画像データに基づいて、被検査物を検査する際に前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変するＸ線の各可変段階の線量を決定する段階とを含んでいることを特徴する。

このように、本発明では、Ｘ線センサとして、Ｘ線の光子が入力される毎に、その光子のエネルギーに対応した波高値のパルス信号を出力する光子検出型を用いるとともに、Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量を所定時間毎に段階的に且つ周期的に可変させ、各Ｘ線センサについて、そのＸ線センサから所定期間内に出力されるパルス信号の波高値が、予め所定範囲内を複数に区分けした領域のいずれに入るかを判定し、所定期間内のパルス信号入力数を領域毎に累積し、その領域毎の累積結果を用いて、Ｘ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成する。そして、これらの透過画像データのうち、Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物内の異物の有無を判定している。

このため、被検査物の通過方向と交差する方向に一列に並んだ複数のＸ線センサを用いながら、複数のＸ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成することができ、従来のように複数のラインセンサを被検査物の通過方向に並べる方法や、複数のＸ線源を用いる方法に比べて、異物の検出精度を高くすることができ、装置全体を小型化できる。

また、Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量を所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変させ、被検査物を通過方向に所定期間単位で区切った部位ごとに順次異なる線量のＸ線を照射しているから、被検査物の部位の厚さの変化があっても、段階的に変化するＸ線の線量のいずれかでパイルアップ現象やＳ／Ｎ低下による精度の低下がおきない透過画像データを得ることができ、異物検出を正確に行なうことができる。

本発明の実施形態の構成図 Ｘ線の線量の可変方法を示す図 Ｘ線センサから出力されるパルス信号と領域との関係を示す図 高い線量のときの波高値の領域毎に得られる３種類の透過画像データの例を示す図 低い線量のときの波高値の領域毎に得られる３種類の透過画像データの例を示す図 線量と物品の厚さとの関係を示す図 累積値の判定結果の一例を示す図 Ｘ線センサから出力されるパルス信号が重なった場合の波形を示す図

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した異物検出装置２０の全体構成を示している。

この異物検出装置２０は、搬送装置２１、Ｘ線発生部２２、複数ＮのＸ線センサ３１_１〜３１_Ｎ、透過画像データ生成手段４０、判定手段５０および可変線量決定手段６０を有している。

搬送装置２１は、被検査物Ｗを所定方向（図では紙面に直交する方向）に搬送するためのものであり、一般的には、コンベアのように被検査物Ｗを一定速度で水平に搬送するものが使用されるが、必ずしも動力源をもつ搬送装置を用いる必要はなく、被検査物の重さを利用して傾斜路を滑走させる方式や、上方から落下させる方式であってもよい。

Ｘ線発生部２２は、搬送装置２１によって所定方向に搬送される被検査物Ｗが通過する通過路にＸ線を出射する。この実施形態では、搬送装置２１によって搬送される被検査物Ｗの上方からその搬送路の幅方向に拡がるＸ線を出射するものとするが、Ｘ線の出射方向はこれに限らず、被検査物Ｗの側方から側面方向へ出射してもよい。

Ｘ線発生部２２は、Ｘ線源２２ａと、そのＸ線源２２ａから出射されるＸ線の線量を所定期間（スキャン時間）毎に段階的に且つ周期的に可変させるＸ線線量可変手段２２ｂとを有している。

Ｘ線源２２ａには、加熱したフィラメントから放出される電子を加速して陽極のターゲットに衝突させてＸ線を放出させる熱陰極Ｘ線管や、格子制御型熱陰極Ｘ線管が用いられ、その他にＸ線管を駆動するために必要な電源が含まれている。

Ｘ線源２２ａが出射するＸ線の線量（単位時間当りのエネルギーの総和）は、単位時間当りにフィラメントから陽極のターゲットに到達する電子の数（管電流）や管電圧に対応しており、管電流は、電子の放出量を決めるフィラメント電流や、電子の流れを制御する格子電圧等に依存する。

Ｘ線線量可変手段２２ｂは、熱陰極Ｘ線管の管電流または管電圧の少なくとも一方を、スキャン時間毎に段階的に且つ周期的に可変して、Ｘ線の線量を段階的に且つ周期的に可変させる。

図２の（ａ）は、Ｘ線の線量を決める管電流をＩ_Ｈ、Ｉ_Ｌの２段階に交互に可変する例を示し、図２の（ｂ）は管電流をＩ_Ｈ、Ｉ_Ｍ、Ｉ_Ｌの３段階に可変する例を示している。なお、この段階数が多い程、部位による厚さの種類が多い被検査物に対応できるが、その分、同一段階の線量が照射される部位の間隔が拡がり、粗い画像データとなり、２段階〜４段階程度が実用的である。

また、３段階に可変する場合、図２の（ｂ）のように、最大値Ｉ_Ｈから最小値Ｉ_Ｌまで順番に下がってから最大値Ｉ_Ｈに戻る方法だけでなく、その逆に最小値Ｉ_Ｌから最大値Ｉ_Ｈまで順番に上がってから最小値Ｉ_Ｌに戻る方法、中間値Ｉ_Ｍから最大Ｉ_Ｈに変化した後、最小値Ｉ_Ｌに変化し、最後に中間値Ｉ_Ｍに戻る方法等であってもよい。また、管電流（線量）の変化量も等しい必要はない。なお、このスキャン時間は、被検査物に対する搬送方向の検出単位を決定するものであり、後述の透過画像データ生成手段４０が１ライン分の透過画像データを生成する際の時間と等しく、被検査物の長さを搬送速度で除算して得られる物品通過時間に対して十分短いものとする。

Ｘ線線量可変手段２２ｂによって可変される各段階のＸ線の線量は、後述する可変線量決定手段６０によって決定されるが、ここでは、予め被検査物Ｗの検査前にそのサンプル品を検査したときに得られる透過画像データに基づいて、被検査物Ｗに適した値、即ち、部位による厚さ変化がある被検査物に対して、どの部位についても各可変段階のいずれかの線量で正しい透過画像データが得られるように設定されているものとする。

複数ＮのＸ線センサ３１_１〜３１_Ｎは、それぞれがＸ線を受けて電気信号に変換するものであり、Ｘ線発生部２２から被検査物Ｗの通過路に出射されて被検査物Ｗを透過したＸ線を受ける位置で、被検査物Ｗの通過方向（紙面と直交する方向）と交差（この例では直交）する方向に隙間がほとんど無い状態で一列に並んでいる。

実際の装置としては、複数ＮのＸ線センサ３１_１〜３１_Ｎは、それぞれが一体的に連結された一本のラインセンサ３０で構成され、搬送装置２１の搬送路の下面側に配置されている。ここで、例えばＸ線センサの幅を１ｍｍ、Ｘ線センサ同士の隙間を幅に対して無視できる程小さいとし、被検査物Ｗを搬送する搬送路の幅を２００ｍｍとすれば、概略２００個のＸ線センサを有するラインセンサを用いればよい。

従来の異物検出装置で用いられるＸ線センサは、一般的に入射したＸ線により可視光を発生してこれをフォトセンサで受けて電気信号に変換するシンチレータ型フォトセンサであって可視光のエネルギーを積分した値が画像の濃淡を表すが、この異物検出装置２０が用いるＸ線センサ３１_１〜３１_Ｎは、被検査物Ｗを透過したＸ線の光子が入力される毎に、その光子のエネルギーに対応した波高値のパルス信号を出力する光子検出型（ＣｄＴｅセンサ）であり、単位時間当りに出力するパルス数が透過画像の濃淡を表すことになる。

透過画像データ生成手段４０は、Ｘ線発生部２２とＸ線センサ３１_１〜３１_Ｎの間を被検査物Ｗが通過している間にＸ線センサ３１_１〜３１_Ｎからそれぞれ出力される信号をスキャン時間ずつ区切って所定の信号処理を行い、被検査物Ｗの通過方向とＸ線センサの並び方向とで決まる２次元の位置の情報と、その位置毎の信号処理結果からなる被検査物の透過画像データを生成する。

前記したように、光子検出型のＸ線センサ３１_１〜３１_Ｎは、一つの光子の入力に対して、その光子のエネルギーに対応した波高値のパルス信号を一つ出力するが、Ｘ線発生部２２から出射されるＸ線の光子のエネルギーは、その管電流が一定であってもばらつきがあるため、それに応じて、図３に示すように、各Ｘ線センサから出力されるパルス信号Ｐ_１、Ｐ_２、Ｐ_３、…の波高値Ｈ_１、Ｈ_２、Ｈ_３、…にばらつきが生じる。

言い換えれば、エネルギーの異なるＸ線が混在していることになり、スキャン時間内に一つのＸ線センサから出力されるパルス信号の波高値Ｈ_１、Ｈ_２、Ｈ_３、…が、予め波高値の出力範囲全体を複数Ｍ（図３ではＭ＝４）に区分けした領域Ｒ_１〜Ｒ_Ｍのいずれに入るかを判定し、そのスキャン時間内のパルス信号入力数を領域毎に累積すれば、そのスキャン時間に対応する部位についてＸ線透過エネルギーの範囲が異なる複数の透過画像データを生成することができる。

なお、ここでは、Ｘ線発生部２２のＸ線管の管電流、即ちＸ線の線量をスキャン時間毎に切り替えているから、あるスキャン時間で得られたＸ線透過データと、次のスキャン時間で得られた複数のＸ線透過データとは、検査対象の部位が異なっているので、前記したサブトラクション処理の対象とはならない。

上記Ｘ線透過エネルギーの範囲が異なる複数の透過画像データを生成するために、透過画像データ生成手段４０は、各Ｘ線センサ３１_１〜３１_Ｎの出力信号を、それぞれＡ／Ｄ変換器４１_１〜４１_Ｎによってデジタルのデータ列に変換し、波高値検出手段４２_１〜４２_Ｎに入力する。

各波高値検出手段４２_１〜４２_Ｎは、入力されるデータ列からパルス信号の波高値を検出するためのものであり、例えば入力されるデータ列に対して微分処理を行い、微分値（信号の傾き）が所定以上の正の値から所定以下の負の値に切り換わるときのゼロクロスタイミングを検出し、そのゼロクロスタイミングにおけるデータ値をパルス信号の波高値として検出し、それぞれ領域判定手段４３_１〜４３_Ｎに出力する。

領域判定手段４３_１〜４３_Ｎは、前記した波高値の出力範囲を複数Ｍの領域Ｒ_１〜Ｒ_Ｍに区分けする境界値領域Ｌ_１〜Ｌ_Ｍ−１と、波高値検出手段４２_１〜４２_Ｎで検出された波高値とを比較し、その波高値がいずれの領域に入るかを判定し、波高値が入る領域を表す領域識別信号を領域別累積手段４４_１〜４４_Ｎに出力する。

各領域別累積手段４４_１〜４４_Ｎは、スキャン時間内に領域判定手段４３_１〜４３_Ｎからそれぞれ出力される領域識別信号を受け、同一領域を示す領域識別信号の入力数をそれぞれ累積して、スキャン時間内における領域毎の累積数を求めて順次出力する。

この領域識別信号の累積数は、スキャン時間内に１つのＸ線センサから出力されるパルス信号のうち、その波高値が入る領域が同じパルス信号同士の累積数であり、上記各領域別累積手段４４_１〜４４_Ｎからスキャン時間毎に出力される領域識別信号の累積数を、透過画像データメモリ４５に、並列的に且つ時系列に記憶することで、領域ごとの被検査物に対するＸ線透過画像データが得られる。

ただし、前記したように、この異物検出装置２０では、スキャン時間毎にＸ線発生部２２が出射するＸ線の線量を段階的に且つ周期的に変化させているから、同一可変段階のＸ線の線量については、その可変段階数に応じて飛び飛びの部位のＸ線透過データが得られることになる。

簡単な例として、管電流（Ｘ線の線量）の可変段階数を２、スキャン時間を４単位、Ｘ線センサ数Ｎを３、波高値の領域数Ｍを３とし、管電流が大きいときのパルス信号の累積数をＡ（波高値の領域の順位、スキャン時間の順位，センサの並び順位）、管電流が小さいときのパルス信号の累積数をＢ（波高値の領域の順位、スキャン時間の順位，センサの並び順位）で表すと、管電流Ｉ_Ｈで最初のスキャン時間Ｔ１内で、１番目のＸ線センサ３１_１が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＡ(1,1,1)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＡ(2,1,1)、領域Ｒ_３に入るもの累積数をＡ(3,1,1)とする。

また、同じスキャン時間Ｔ１内で２番目のＸ線センサ３１_２が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＡ(1,1,2)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＡ(2,1,2)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＡ(3,1,2)とし、同じスキャン時間Ｔ１内で３番目のＸ線センサ３１_３が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＡ(1,1,3)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＡ(2,1,3)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＡ(3,1,3)とする。

同様に、管電流Ｉ_Ｌの次のスキャン時間Ｔ２内で、１番目のＸ線センサ３１_１が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＢ(1,2,1)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＢ(2,2,1)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＢ(3,2,1)とし、２番目のＸ線センサ３１_２が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＢ(1,2,2)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＢ(2,2,2)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＢ(3,2,2)とし、３番目のＸ線センサ３１_３が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＢ(1,2,3)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＢ(2,2,3)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＢ(3,2,3)とする。

さらに、次の管電流Ｉ_Ｈのスキャン時間Ｔ３内で、１番目のＸ線センサ３１_１が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＡ(1,3,1)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＡ(2,3,1)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＡ(3,3,1)とし、２番目のＸ線センサ３１_２が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るもの累積数をＡ(1,3,2)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＡ(2,3,2)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＡ(3,3,2)とし、３番目のＸ線センサ３１_３が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＡ(1,3,3)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＡ(2,3,3)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＡ(3,3,3)とする。

さらに、次の管電流Ｉ_Ｌのスキャン時間Ｔ４内で、１番目のＸ線センサ３１_１が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＢ(1,4,1)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＢ(2,4,1)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＢ(3,4,1)とし、２番目のＸ線センサ３１_２が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るもの累積数をＢ(1,4,2)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＢ(2,4,2)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＢ(3,4,2)とし、３番目のＸ線センサ３１_３が出力したパルス信号のうち、その波高値が領域Ｒ_１に入るものの累積数をＢ(1,4,3)、領域Ｒ_２に入るものの累積数をＢ(2,4,3)、領域Ｒ_３に入るものの累積数をＢ(3,4,3)とする。

このようにして得られたデータから、大きい管電流Ｉ_Ｈのとき（Ｔ１、Ｔ３）に得られた６つの累積数を、図４の（ａ）のように、横方向をスキャン時間の順（飛び飛び）、縦方向をセンサの並び順となるように２行３列に配置すれば、領域Ｒ_１に対応したエネルギー範囲のＸ線による被検査物の６つの部位の透過画像データが得られる。同様に、大きい管電流Ｉ_Ｈのときに領域Ｒ_２について得られた６つの累積数を、図４の（ｂ）のように２行３列に配置すれば、領域Ｒ_２に対応したエネルギー範囲のＸ線による被検査物の６つの部位の透過画像データが得られ、領域Ｒ_３について得られた６つの累積数を、図４の（ｃ）のように２行３列に配置すれば、領域Ｒ_３に対応したエネルギー範囲のＸ線による被検査物の６つの部位の透過画像データが得られる。

また、少ない管電流Ｉ_Ｌのとき（Ｔ２、Ｔ４）に領域Ｒ_１について得られた６つの累積数を、図５の（ａ）のように２行３列に配置すれば、領域Ｒ_１に対応したエネルギー範囲のＸ線による被検査物の６つの部位の透過画像データが得られる。同様に、少ない管電流Ｉ_Ｌのときに領域Ｒ_２について得られた６つの累積数を、図５の（ｂ）のように２行３列に配置すれば、領域Ｒ_２に対応したエネルギー範囲のＸ線による被検査物の６つの部位の透過画像データが得られ、領域Ｒ_３について得られた６つの累積数を、図５の（ｃ）のように２行３列に配置すれば、領域Ｒ_３に対応したエネルギー範囲のＸ線による被検査物の６つの部位の透過画像データが得られる。

実際には、異物検査に必要なスキャン数は、物品の搬送方向の長さを搬送速度で除して得られる搬送時間（例えば０．５秒）をスキャン時間（例えば０．５ミリ秒）で除算した値（例えば１０００）となり、上記のように、管電流が２段階の切替えの場合、被検査物全体を１０００スキャンし、それの一つおきの半分の５００スキャン分が、大きな管電流のときの複数のＸ線透過データとなり、残り半分の５００スキャン分が、少ない管電流のときの複数のＸ線透過データとなる。なお、センサの並び方向の分割数はＸ線センサの数Ｎ（例えば２００）に対応している。

このようにして、管電流の異なる時間帯毎に、波高値の領域にそれぞれ対応したエネルギー範囲毎の透過画像データが得られれば、判定手段５０により、それら複数の透過画像データに対して従来から行なわれているサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行なうことで、被検査物の異物の有無を判定することができる。

この処理は、可変段階が同一のＸ線の線量（管電流）で得られた透過画像データ同士で行なうことになる。つまり、前記した例でいえば、管電流が大きいときに得られた図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つのＸ線透過画像データのいずれか２つを用いたサブトラクション処理を行い、６つの部位についての異物検出を行なう。また、管電流が小さいときに得られた図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３つのＸ線透過画像データのいずれか２つを用いたサブトラクション処理を行い、別の６つの部位についての異物検出を行なう。

サブトラクション処理について簡単に説明すると、同一部位について異なるエネルギーによるＸ線透過データが得られた場合、その差分処理を行なうと、その部位の厚さの影響が除去され、材質（透過率）の影響だけが現れ、Ｘ線エネルギーの違いに対する被検査物自体の材質の透過率変化と、異物の材質の透過率変化の差が顕著化する。これにより、異物に対する検出感度が高くなる。判定手段５０では、この処理の他に、ノイズの除去等のために各種のフィルタ処理などを行い、異物の検出をより高い精度で行なっている。

ここで、管電流とＸ線センサに入射する光子の数の関係を考えると、被検査物の材質が均一で、管電流が一定であれば、被検査物を透過してＸ線センサに入射する光子の数はほぼ一定と考えられるが、被検査物の厚さが部位によって変化する場合、厚さが大な部位ほど透過する光子の数は少なくなる。

つまり、厚さが大の部位に対しては大きな管電流による線量の大きなＸ線が有利であり、厚さが小な部位に対しては小さい管電流による線量の小さいＸ線が有利となる。したがって、可変する線量は被検査物に応じて決定する必要があり、被検査物の品種によって予め求められている線量を選択して設定する方法や、被検査物のサンプル品を検査し、その検査で得られたデータから自動的に決定する方法が採用できる。

この実施形態では、後者の方法でＸ線の線量を決定する可変線量決定手段６０が設けられている。可変線量決定手段６０は、前記したように、予め被検査物のサンプル品の検査で得られた透過画像データに基づいて、被検査物の検査の際にＸ線発生部２２から出射させるＸ線の各可変段階の線量を決定し、これをＸ線線量可変手段２２ｂに与え、その可変段階の線量に応じた管電流を所定時間（スキャン時間）毎に段階的に且つ周期的に変化させるようにしている。ここで、所定時間を被検査物の通過速度に比べて十分短く設定しておくことで、被検査物の搬送方向に近接した部位に対して、異なる線量のＸ線を入射させることができ、各可変段階のいずれかの線量で正しい透過画像データが得られることになる。

例えば図６のように、被検査物の厚さが大の領域Ｗａに、大きな管電流に対応した大きな線量のＸ線が照射されたときに検出されるパルス信号の累積数（全領域分）を、前記パイルアップの発生確率が低く、且つ、ノイズレベルに対して十分大きい適正範囲にすることができる。

この適正範囲としては、例えば、１つのＸ線センサがスキャン時間内に出力することができる規格上の最大パルス数（例えば、スキャン時間１ミリ秒で１０００個）に対して予め設定された範囲（例えば、３００〜７００）とする。

また、逆に、被検査物の厚さが小の領域Ｗｂに、小さな管電流に対応した小さな線量のＸ線が照射されたときに検出されるパルス信号の累積数（全領域分）を、前記適正範囲にすることができる。

次に、可変線量決定手段６０の処理について説明する。可変線量決定手段６０は、被検査物を検査する前に、そのサンプル品（例えば被検査物と同一形状、同一材質で異物の有無が既知である物品）を、Ｘ線発生部２２とＸ線センサの間に通過させたときに透過画像データ生成部４０によって得られた透過画像データに基づいて、被検査物の検査の際にＸ線発生部２２から出射させるＸ線の各段階の線量を決定する。なお、サンプル品の検査結果から線量の可変段階数を決定する場合もある。

この決定方法については種々考えられる。例えば、被検査物の厚さが最も大の部位を透過する光子の数が最小となることに着目して、一定の線量Ｐ（基準線量）のＸ線が照射されている状態でサンプル品について得られた透過画像データの各部位ごとの全領域分の累積結果を比較対象値Ｄとして求める。そして、その比較対象値Ｄのうちの最小値Ｄmin と基準線量Ｐとの関係等から、サンプル品の厚さが最も大の部位を透過したＸ線がＸ線センサに入射されたときに出力されるパルス信号の全領域分の累積結果が、前記適正範囲内となるような可変段階の最大の線量Ｐ_Ｈを求める。そして、この最大線量Ｐ_Ｈを与える管電流Ｉ_ＨをＸ線線量可変手段２２ｂに指定する。

また、最小あるいは中間の可変段階の線量Ｐ_Ｌ、Ｐ_Ｍについては、次のように、上記方法で決定した最大線量Ｐ_Ｈに予め設定された一定の比率α、β（例えばα＝０．５、β＝０．７５）を乗じて求めることができる。
Ｐ_Ｌ＝αＰ_Ｈ
Ｐ_Ｍ＝βＰ_Ｈ

また、最小の可変段階の線量Ｐ_Ｌについては、前記決定した最大の線量Ｐ_Ｈでサンプル品を再度検査し、そのとき得られる比較参照値Ｄの最大値Ｄmax が、前記適正範囲に入るために必要な線量を最小線量Ｐ_Ｌとして求める方法も採用できる。中間の可変段階の線量については、最大線量と最小線量の中間値等に設定すればよい。

また、基準線量Ｐのときに得られた比較対象値Ｄの分布（ヒストグラム）を求め、その分布に応じて、各可変段階の線量を決定してもよい。例えば、可変段階数が２の場合、比較対象値Ｄの最小値Ｄmin から最大値Ｄmax までの全分布領域のうち、最小値Ｄmin を含む半分以上の分布領域が前記適正範囲内となるような線量を可変段階の最大の線量Ｐ_Ｈと決定し、最大値Ｄmax を含む半分以上の分布領域が、前記適正範囲内となるような線量を可変段階の最小の線量Ｐ_Lと決定し、これらを与える管電流Ｉ_Ｈ、Ｉ_LをＸ線線量可変手段２２ｂに指定する方法も可能である。

また、可変段階数が３の場合には、比較対象値Ｄの最小値Ｄmin から最大値Ｄmax までの全分布領域を、最小値Ｄmin を含む分布領域、中間値Ｄmid を含む分布領域、最大値Ｄmax を含む分布領域に分け、それらの各分布領域が前記適正範囲内となるような線量を各可変段階の線量Ｐ_Ｈ、Ｐ_Ｍ、Ｐ_Lと決定し、これらを与える管電流Ｉ_Ｈ、Ｐ_Ｍ、Ｉ_LをＸ線線量可変手段２２ｂに指定すればよい。また、上記方法を種々組合せて各可変段階の線量を決定してもよく、全分布領域の広さと適正範囲の広さから、可変段階数を決定するようにしてもよい。

このように被検査物のサンプル品を用いて各可変段階の線量を決定することで、被検査物を検査したときに得られる透過画像データのうち、搬送方向に近接した部位について各可変段階の線量で得られた累積結果のいずれかを適正範囲内にすることができる。

したがって、判定手段５０において、適正範囲となる累積結果を含む同一の可変段階の線量で得られた透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行なうことで、その同一の可変段階の線量で得られた透過画像データについての異物検出を正確に行なえる。また、他の可変段階の線量で得られた透過画像データ同士についても同様にサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行なうことで異物検出を正確に行なえ、これら全ての画像処理で得られた異物検出結果のいずれか一つに異物有りと判定されれば、その被検査物に異物有りと判定される。

判定手段５０の判定結果（異物の有無を示す信号）は、図示しない後続の選別装置に送られ、異物有りと判定された物品が、良品の経路から排除されることになる。

なお、厚さが大の部位を線量の小さいＸ線が透過したときに累積結果が適正範囲に満たないことで透過画像データのＳ／Ｎ低下が発生し、また、厚さが小の部位を線量の大きなＸ線が透過したときに累積結果が適正範囲を超えることでパイルアップ現象が発生するが、それらは、いずれも異物に対する検出感度の低下を招くものであり、存在しない異物を誤検出する可能性は低い。また、上記の異物に対する検出感度の低下は、前記したように、厚さが大の部位の近傍に線量の大きなＸ線を透過させて適正範囲に入る累積結果を得ていることや、厚さが小の部位の近傍に線量の小さなＸ線を透過させて適正範囲に入る累積結果を得ていることにより解消されるので大きな問題とならない。

したがって、判定手段５０で行なうサブトラクション処理の対象となる透過画像データとして、累積結果が適正範囲に入るか否かを強く意識する必要はない。

ただし、累積結果が適正範囲に入らない透過画像データを画像処理の対象から除くことで、不確定要素が取り除かれ、より精度の高い効率的な処理を行なうことが可能である。

この場合、判定手段５０において、大きい管電流でのスキャン時間１単位に一つのＸ線センサで得られたパルス信号の全領域分の累積数をＡsum 、小さい管電流でのスキャン時間１単位に一つのＸ線センサで得られたパルス信号の全領域分の累積数をＢsum とし、それらが前記適正範囲に入るか否かを調べる。

この判定で、例えば、図７のように、中央部（ハッチングで示す）が厚さ大、その周りが厚さ小の被検査物の場合、管電流が大きいスキャン時間帯Ｔ_２、Ｔ_４、Ｔ_６でハッチングで示した部位の累積数が適正範囲（丸印）となり、管電流が小さいスキャン時間帯Ｔ_１、Ｔ_３、Ｔ_５、Ｔ_７でハッチング以外の部位の累積数が適正範囲（丸印）となり、その他の部位については累積数が適正範囲に入らない（×印）という結果が得られる。

この結果に対し、管電流が大きいスキャン時間帯Ｔ_２、Ｔ_４、Ｔ_６、Ｔ_８で得られた透過画像データのうち、全領域分の累積数Ａsum が適正範囲に入る（丸印）部位の各領域の累積数を有効なものとし、それらの有効な透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む画像処理で、異物を検出する。また、管電流が小さいスキャン時間帯Ｔ_１、Ｔ_３、Ｔ_５、Ｔ_７で得られた透過画像データのうち、全領域分の累積数Ｂsum が適正範囲に入る（丸印）部位の各領域の累積数を有効なものとし、それらの有効な透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む画像処理で、異物を検出する。これらの異物検出のいずれかで異物有りと判定された場合、その被検査物に異物が含まれていると判定し、これを後続の選別装置に通知する。

なお、上記方法によると適正範囲外となる部位に存在する異物の検出が困難になることが考えられるが、検出対象の最小の異物が通過する時間に対してスキャン時間を十分短くしておけば、異物の一部が必ず適正範囲の部位に含まれることになるので、異物の見過ごしは発生しない。

このように、実施形態の異物検出装置２０は、Ｘ線センサとして光子検出型を用いるとともに、Ｘ線発生部２２から出射されるＸ線の線量を所定時間毎に段階的に且つ周期的に可変させ、各Ｘ線センサについて、そのＸ線センサから所定期間内に出力されるパルス信号の波高値が、予め所定範囲内を複数に区分けした領域のいずれに入るかを判定し、所定期間内のパルス信号入力数を領域毎に累積し、その領域毎の累積結果を用いて、Ｘ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成する。そして、これらの透過画像データのうち、Ｘ線発生部２２から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物の異物の有無を判定している。

このため、被検査物の通過方向と交差する方向に一列に並んだ複数のＸ線センサを用いながら、複数のＸ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成することができ、従来のように複数のラインセンサを被検査物の通過方向に並べる方法や、複数のＸ線源を用いる方法に比べて、異物の検出精度を高くすることができ、装置全体を小型化できる。

また、Ｘ線発生部２２から出射されるＸ線の線量を所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変させ、被検査物を通過方向に所定期間単位で区切った部位ごとに順次異なる線量のＸ線を照射しているから、被検査物の部位の厚さの変化があっても、段階的に変化するＸ線の線量のいずれかでパイルアップ現象やＳ／Ｎ低下による精度の低下がおきない透過画像データを得ることができ、異物検出を正確に行なうことができる。

なお、透過画像データ生成手段４０における波高値の領域の区分けの仕方は任意であり、一つの例としては、Ｘ線発生部２２から出射されるＸ線の光子のエネルギーの最大値（Ｘ線管の場合、電子の加速電圧に依存する理論値）に対してＸ線センサが出力するパルス信号の波高値と、所定の基準値（例えば０）との間の複数に等分すればよい。また、領域数も２つ以上で任意であり、最初に多くの領域で透過画像データを生成しておき、その被検査物について異物の検出に最適な透過画像データの組合せを見つけ、その最適な透過画像データによるサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行なってもよい。

具体的には、例えば、初期の領域数を１０として、それぞれの領域で透過画像データを生成しておき、エネルギーの大きい方から数えて１番目の領域を前述の領域Ｒ_１に割当て、３番目の領域を前述の領域Ｒ_２に割当て、……というように、初期の領域から最終的な領域に選択的に割り当てて、この割り当てられた領域の透過画像データを複数用いて、所定の画像処理を行なってもよい。また、エネルギーの大きい方から数えて１番目と２番目の領域の透過画像データを合成して、これを前述の領域Ｒ_１の透過画像データとし、３番目と４番目の領域の透過画像データを合成して、これを前述の領域Ｒ_２の透過画像データとし、……というように初期の複数の領域の透過画像データを合成して最終的な１つの領域の透過画像データとし、その合成された透過画像データを複数用いる、あるいは合成された透過画像データと、それを含まない初期の領域の透過画像データとを用いて所定の画像処理を行なってもよい。

上記具体例では、初期の領域の数だけ透過画像データを生成しておき、異物の検出に最適な透過画像データの組合せに応じて、領域の割当てや透過画像データの合成を行なうようにしているが、被検査物に対して異物検出に最適な透過画像データの組合せが既知の場合には、割当てられる領域についての透過画像データのみを生成すればよく、また、複数の透過画像データを合成する代わりに、複数の領域の領域識別信号の累積数を加算して、一つの透過画像データを生成してもよい。これにより、透過画像データの記憶領域を節約することができる。

また、前記実施形態では、サンプル品を検査したときに得られる透過画像データのうち、各部位についての全領域分の累積結果の合計を比較対象値Ｄとし、その最小値や最大値が、Ｘ線センサが１スキャン時間あたりに出力できる最大パルス数に対して設定した適正範囲に入るように各可変段階のＸ線の線量を決定していたが、これは本発明を限定するものではなく、複数の領域のうちの特定の領域（複数でもよい）の累積結果の合計を比較対象値Ｄとし、その領域に応じて設定された適正範囲に入るように、各可変段階のＸ線の線量を決定してもよい。

これは、被検査物の検査で得られた各部位の透過画像データから無効なデータを除外する場合に用いた全領域分の累積結果の合計についても同様であり、複数の領域のうちの特定の領域（複数でもよい）の累積結果の合計が、その領域に応じて設定された適正範囲に入るか否かを調べるようにしてもよい。

また、複数の透過画像データの保存形式は任意であるが、波高値の領域ごとに異なる色を割当て、その領域に割り当てた色の輝度を、パルス信号の累積数に対応させることで、透過画像を観察する場合に観測者が分かりやすくなる。

例えば、波高値の領域を３つとし、各領域に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色を割当て、それぞれの色の輝度値にパルス累積数を割当てる。ただし、各色の輝度に割り当てる値は例えば８ビットで表せる範囲（０〜２５５）とし、実際のパルス累積数の範囲が８ビットで表せる範囲内に収まるように正規化（圧縮処理または伸長処理）する。この場合、３つの透過画像データを１つのＲＧＢカラー画像データとして保存することができる。このため、透過画像データの記憶領域を節約することができる。また、データ形式が、一般的なＲＧＢカラー画像データであるため、画像処理や画像表示が容易に行なえる。

また、このように各領域に異なる色を割当て、その色の輝度をパルス信号の累積数で表すデータ保存形式を用いれば、各領域の透過画像をそれぞれ異なる色の画像で表すことができ、それらを図示しない表示装置に並列的に並べて表示する場合の識別性が非常に高くなる。

２０……異物検出装置、２１……搬送装置、２２……Ｘ線発生部、２２ａ……Ｘ線源、
２２ｂ……Ｘ線線量可変手段、３０……ラインセンサ、３１_１〜３１_Ｎ……Ｘ線センサ、４０……透過画像データ生成手段、４１_１〜４１_Ｎ……Ａ／Ｄ変換器、４２_１〜４２_Ｎ……波高値検出手段、４３_１〜４３_Ｎ……領域判定手段、４４_１〜４４_Ｎ……領域別累積手段、４５……透過画像データメモリ、５０……判定手段、６０……可変線量決定手段

Claims (6)

1. 被検査物が通過する通過路にＸ線を出射するＸ線発生部（２２）と、
   前記Ｘ線発生部から前記通過路に出射されて被検査物を透過したＸ線を受ける位置で、被検査物の通過方向と交差する方向に並ぶように配置され、それぞれがＸ線を受けて電気信号に変換する複数のＸ線センサ（３１_１〜３１_Ｎ）と、
   前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサとの間を被検査物が通過している間に前記複数のＸ線センサからそれぞれ出力される信号を所定期間ずつ区切って所定の信号処理を行い、被検査物の通過方向と前記Ｘ線センサの並び方向とで決まる２次元の位置の情報と、該位置毎の信号処理結果からなる被検査物の透過画像データを生成する透過画像データ生成手段（４０）と、
   前記透過画像データ生成手段によって生成された透過画像データに基づいて、被検査物内の異物の有無を判定する判定手段（５０）とを有する異物検出装置において、
   前記Ｘ線センサは、Ｘ線の光子が入力される毎に該光子のエネルギーに対応した波高値のパルス信号を出力する光子検出型であって、
   前記Ｘ線発生部には、Ｘ線を出射するＸ線源（２２ａ）と、該Ｘ線源から出射されるＸ線の線量を前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変させるＸ線線量可変手段（２２ｂ）が設けられており、
   前記透過画像データ生成手段は、
   前記各Ｘ線センサについて、該Ｘ線センサから前記所定期間内に出力されるパルス信号の波高値が、予め所定範囲内を複数に区分けした領域のいずれに入るかを判定し、前記所定期間内のパルス信号入力数を前記領域毎に累積し、該領域毎の累積結果を用いて、Ｘ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成するように構成され、
   前記判定手段は、
   前記透過画像データ生成手段で得られる透過画像データのうち、前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物内の異物の有無を判定するように構成されていることを特徴とする異物検出装置。
2. 前記判定手段は、
   前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データのうち、前記所定期間における各領域の累積結果の合計が、予め決められた適正範囲内に入る透過画像データを有効なものとし、可変段階が同一である期間について得られた有効な透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物内の異物の有無を判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の異物検出装置。
3. 被検査物のサンプル品が前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサの間を通過したときに前記透過画像データ生成手段で得られる透過画像データに基づいて、前記Ｘ線線量可変手段によって前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変されるＸ線の各可変段階の線量を決定する可変線量決定手段（６０）を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の異物検出装置。
4. 前記Ｘ線発生部のＸ線源には、加熱したフィラメントから放出される電子を加速して陽極のターゲットに衝突させてＸ線を放出させる熱陰極Ｘ線管が用いられ、
   前記Ｘ線線量可変手段は、前記熱陰極Ｘ線管の管電流または管電圧の少なくとも一方を制御して、前記Ｘ線源から出射されるＸ線の線量を前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の異物検出装置。
5. Ｘ線発生部（２２）から被検査物が通過する通過路にＸ線を出射する段階と、
   前記通過路に出射されて被検査物を透過したＸ線を、被検査物の通過方向と交差する方向に並んだ複数のＸ線センサ（３１_１〜３１_Ｎ）で受けて電気信号に変換する段階と、
   前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサとの間を被検査物が通過している間に前記複数のＸ線センサからそれぞれ出力される信号を所定期間ずつ区切って所定の信号処理を行い、被検査物の通過方向と前記Ｘ線センサの並び方向とで決まる２次元の位置の情報と、該位置毎の信号処理結果からなる被検査物の透過画像データを生成する段階と、
   前記生成された透過画像データに基づいて、被検査物内の異物の有無を判定する段階とを含む異物検出方法において、
   前記Ｘ線センサとして、Ｘ線の光子が入力される毎に、該光子のエネルギーに対応した波高値のパルス信号を出力する光子検出型を用いるとともに、前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量を前記所定時間毎に段階的に且つ周期的に可変させ、
   前記透過画像データを生成する段階では、
   前記各Ｘ線センサについて、該Ｘ線センサから前記所定期間内に出力されるパルス信号の波高値が、予め所定範囲内を複数に区分けした領域のいずれに入るかを判定し、前記所定期間内のパルス信号入力数を前記領域毎に累積し、該領域毎の累積結果を用いて、Ｘ線透過エネルギーが異なる複数の透過画像データを生成し、
   前記被検査物内の異物の有無を判定する段階では、
   前記透過画像データを生成する段階で得られた透過画像データのうち、前記Ｘ線発生部から出射されるＸ線の線量の可変段階が同一である期間について得られた透過画像データ同士のサブトラクション処理を含む所定の画像処理を行ない、被検査物内の異物の有無を判定することを特徴する異物検出方法。
6. 前記被検査物を検査する前に、そのサンプル品を前記Ｘ線発生部と前記複数のＸ線センサの間に通過させて、該サンプル品についての透過画像データを求める段階と、
   前記サンプル品について得られた透過画像データに基づいて、被検査物を検査する際に前記所定期間毎に段階的に且つ周期的に可変するＸ線の各可変段階の線量を決定する段階とを含んでいることを特徴する請求項５記載の異物検出方法。

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