JP6920850B2

JP6920850B2 - Ｘ線検査装置

Info

Publication number: JP6920850B2
Application number: JP2017062258A
Authority: JP
Inventors: 有真金野
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2021-08-18
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: JP2018165634A

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、被検査物を搬送しながらＸ線の照射を行う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Ｘ線ラインセンサで検出することで、被検査物中の異物（金属、ガラス、石、骨など）や欠陥の有無を判定し、被検査物の良否判定を行っている。

この種のＸ線検査装置において、搬送路への人体の侵入を検知してＸ線発生器からのＸ線照射量を制御することで、人体の安全を図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に記載のものは、投受光素子により監視領域を通過する物体を検出し、その物体が通過する通過時間から人体と判別している。また、赤外線センサにより物体から放出される赤外線を吸収してその熱エネルギーを熱電変換させた信号のレベルがしきい値以上であれば人体と判別している。

特開２００１−３１１６９９号公報

しかしながら、従来のＸ線検査装置にあっては、投受光素子の通過時間による判別では、被検査物が絶え間なく搬送される場合などで物体の通過時間を検出できないことがある。また、赤外線センサの熱エネルギーの検出による判別では、検査物の温度が人体の体温に近い場合、被検査物と人体とを識別することができず、被検査物を人体であると誤検出してしまうおそれがあった。

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、搬入口に侵入する被検査物と人体との区別をより正確に行って、人体への安全を図ることができる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、搬入口から搬入される被検査物に対し、Ｘ線発生器からＸ線を照射してＸ線の透過量をＸ線検出器で検出し、搬出口から前記被検査物を搬出するＸ線検査装置であって、前記搬入口または前記搬出口であって、前記被検査物を所定の搬送速度で搬送するコンベア上の空間を監視領域とし、前記監視領域を通過する物体として、前記被検査物および前記監視領域に侵入する人体を、前記搬入口または前記搬出口の上方から検出する物体検出部と、前記物体検出部により検出された前記物体が人体であるか否かを判別する人体判別部と、前記人体判別部により前記物体が前記人体であると判別された場合、前記Ｘ線発生器から照射されるＸ線照射量を所定量未満に制御するＸ線照射量制御部と、を備え、前記人体判別部は、前記監視領域の温度変化により得られる前記物体の移動パターンに基づいて、前記物体が人体であると判別することを特徴とする。

上記構成とすることで、物体が監視領域を通過したときの監視領域の温度変化により得られる物体の移動パターンに基づいて、監視領域を通過する物体が人体であるかの判別を行うので、被検査物を人体と判断する誤検出を防止でき、搬入口に侵入する被検査物と人体との区別をより正確に行って、人体への安全を図ることができる。

本発明に係るＸ線検査装置において、前記人体判別部は、前記移動パターンとしての前記物体の移動速度が、前記被検査物の前記搬送速度と異なる場合、前記物体が人体であると判別することを特徴とする。

これにより、被検査物の既知の搬送速度と物体の移動速度を比較し、物体の移動速度が被検査物の搬送速度と異なる場合に、物体が人体であると判別することで、被検査物を人体であると誤検出することをより確実に防止でき、人体への安全を図ることができる。

本発明に係るＸ線検査装置において、前記人体判別部は、前記物体の移動速度が、前記被検査物の前記搬送方向と異なる方向の成分を含む場合、前記物体が人体であると判別することを特徴とする。

これにより、被検査物の移動速度が未知であっても、被検査物を人体であると誤検出することを確実に防止でき、人体への安全を図ることができる。

本発明に係るＸ線検査装置において、前記物体検出部は、前記監視領域を通過する物体を、前記物体が放射する赤外線により検出することを特徴とする。

これにより、低温の被検査物が監視領域を通過する場合は被検査物が検出されず、人体が監視領域を通過する場合は、人体の放射する赤外線により人体が検出されるので、人体の検出精度を向上させることができる。

本発明に係るＸ線検査装置において、前記物体検出部および前記人体判別部は、焦電型人感センサからなり、前記焦電型人感センサは、前記被検査物の搬送方向と直交する方向への前記物体の移動に対して高い検出感度を有することを特徴とする。

これにより、焦電型人感センサは、背景より高温でかつ移動している物体に対して検出信号を発生するため、被検査物を人体であると誤検出することを低減できる。

本発明に係るＸ線検査装置は、警報を発生する警報部を備え、前記制御部は、前記人体判別部により前記物体が前記人体であると判別された場合、警報を発生することを特徴とする。

これにより、オペレータの搬入口または搬出口への侵入を速やかに停止させることができる。

本発明は、搬入口に侵入する被検査物と人体との区別をより正確に行って、人体への安全を図ることができる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。本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の正面図である。本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の側面図である。本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の平面図である。本発明の一実施形態に係るＸ線検査装置の動作を説明するフローチャートである。

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、構成を説明する。

図１において、Ｘ線検査装置１は、搬送部２と検査部３とを筐体４の内部に備えており、表示操作部４１を筐体４の前面上部に備えている。

搬送部２は、本発明の被検査物を構成する被検査物Ｗを、所定間隔をおいて順次搬送するものであり、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１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。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を形成する。

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の上方に所定高さで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とを備えている。

Ｘ線発生器９は、金属製の箱体１１の内部に設けられた円筒状のＸ線管１２を図示しない絶縁油に浸漬した構成を有しており、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線を生成している。

Ｘ線管１２は、その長手方向が被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ軸方向）となるよう配置されている。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軸方向）を横切るように、Ｚ−方向に照射される。

図２に示すように、Ｘ線発生器９から照射されるＸ線は、下方のＸ線検出器１０に到達するようになっており、Ｘ線検出器１０は、Ｘ線を検出するためのＸ線ラインセンサ５１を備えている。Ｘ線ラインセンサ５１は、図示しないシンチレータおよびフォトダイオードアレイを備えている。Ｘ線ラインセンサ５１は、被検査物Ｗを透過したＸ線をシンチレータで光に変換し、この光をフォトダイオードアレイで電気信号に変換して透過画像（Ｘ線画像）を出力する。このように、検査部３は、被検査物Ｗに対してＸ線発生器９からＸ線を照射し、Ｘ線の透過量をＸ線検出器１０で検出している。

搬送路２１内の天井部２１ａには、搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って複数個所（本実施形態では４箇所）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、遮蔽カーテン１６は、検査空間２２から搬送路２１を介してＸ線が筐体４の外部に漏洩することを防止する。

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線を遮蔽するので、漏洩基準量を超えることなくＸ線の漏洩を防止できる。本実施形態のＸ線検査装置１は、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が検査空間２２を構成している。

Ｘ線検査装置１は、検査処理部４０と表示操作部４１とを備えている。検査処理部４０は、Ｘ線検出器１０からの透過画像が入力されるとともに被検査物Ｗ中の異物や欠陥の有無を検査するようになっている。

図２において、検査処理部４０は、Ｘ線画像記憶部４２、画像処理部４３、判定部４４および制御部４６を備えている。

Ｘ線画像記憶部４２は、Ｘ線検出器１０から受け取ったＸ線画像を一時的に記憶する。画像処理部４３は、Ｘ線画像記憶部４２から読み出した透過画像に対して特徴抽出や異物強調のためのフィルタ処理等の画像処理を施し、画像処理済の画像を検査画像として出力する。

判定部４４は、画像処理部４３によって画像処理済の検査画像と予め設定された検出リミット値とを比較し、この比較結果に基づいて被検査物Ｗの異物混入や欠陥の有無を判定している。そして、判定部４４は、画像処理済の検査画像が検出リミット値を超えたときに、その被検査物Ｗが不良品であると判断する。

制御部４６は、ＣＰＵおよび制御プログラムの記憶領域または作業領域としてのメモリなどを有しており、Ｘ線検査装置１の全体を制御するようになっている。制御部４６の制御内容には、搬入口７または搬出口８への人体の侵入を検知する動作と、侵入を検知した場合にＸ線発生器９のＸ線出力を低減する動作が含まれる。

表示操作部４１は、タッチパネルとして構成されており、検査処理部４０による検査結果等を表示する表示部と、検査処理部４０への各種パラメータ等の設定のための入力等の操作を行う操作部とが一体的に設けられている。表示操作部４１は、本発明における表示器および操作部を構成する。

このようなＸ線検査装置１において、人体（オペレータの手）が搬入口７または搬出口８から検査空間２２側に侵入した場合、人体にＸ線が照射されてしまう。そこで、本実施の形態では、搬入口７および搬出口８の上部に物体検出部としてのセンサ６０（図３参照）を設け、このセンサ６０により人体を検知した場合にＸ線発生器９のＸ線照射量を低減するようにしている。なお、搬入口７の上部と搬出口８の上部とでセンサ６０の種類は同じであるため、以下、搬入口７の上部のセンサ６０について説明する。

図３、図４、図５において、センサ６０は、物体が放射する赤外線により監視領域Ｓの温度変化を検出するセンサからなる。センサ６０は、前段のコンベア２０の上面２０Ａの上方の空間が監視領域Ｓとなる姿勢で、搬入口７の上方における筐体４の外壁に設置されている。監視領域Ｓは、底面が楕円形の略円錐形状の空間である。

図３、図４、図５において、被検査物Ｗは一定の搬送速度Ｖｗで搬送方向（Ｘ＋方向）に搬送されている。また、この被検査物Ｗを取ろうとする人体Ｈ（オペレータの手）が、監視領域Ｓに対してコンベア２０の内側の下方（Ｙ＋方向かつＺ−方向）に、移動速度Ｖｈで移動している。

ここで、前段のコンベア２０の搬送速度とＸ線検査装置１の搬送部２の搬送速度とは等しくされているから、搬送部２を制御する制御部４６にとって、コンベア２０を搬送される被検査物Ｗの搬送速度は既知の値である。このため、コンベア２０により被検査物Ｗのみが規定の搬送速度で搬送されるときは、搬送速度に応じた一定の温度変化のパターンがセンサ６０により検出される。また、監視領域Ｓに人体Ｈが侵入したときは、これとは異なる温度変化が検出される。

したがって、センサ６０が検知した監視領域Ｓの温度変化が、被検査物Ｗのみが規定の搬送速度で搬送されるときの温度変化のパターンと異なっている場合、この物体が被検査物Ｗではなく、人体Ｈであると判別できる。

そこで、図６に示すように、制御部４６は、監視領域Ｓの温度変化が被検査物Ｗのみが通過するときの温度変化のパターンと異なるか否かの判別を繰り返す（ステップＳ１）。そして、被検査物Ｗのみが通過するときの温度変化のパターンと異なる場合、制御部４６は、物体が人体Ｈであると判別し、Ｘ線発生器９のＸ線照射量を所定量以下に低下させる（ステップＳ２）。その後、制御部４６は、表示操作部４１に警報を発生させる（ステップＳ３）。このように、制御部４６は、本発明における人体判別部およびＸ線照射量制御部を構成する。また、表示操作部４１および制御部４６は本発明における警報部を構成する。

ここで、センサ６０として、監視領域Ｓを複数の赤外線検知エリアに細分化し、赤外線熱源の移動位置や移動速度等の情報を時系列的に正確に検知する焦電型赤外線センサを用いることが好ましい。この焦電型赤外線センサは、二次元的に配設された複数の赤外線の変化を検知する焦電素子から構成されており、各焦電素子が検知した赤外線熱源の位置と検知タイミングとにより、制御部４６が赤外線熱源の位置、移動速度、移動方向等を求め、赤外線熱源の移動速度や移動パターンから監視領域Ｓを通過する物体に対し被検査物Ｗと人体Ｈとを区別することができる。

また、センサ６０として、物体から赤外線（熱）の変化を検知する焦電型人感センサを用いるようにしてもよい。この焦電型人感センサを用いることで、物体を検出する機能と人体を判別する機能をセンサ６０に集約でき、センサ６０が単独で、監視領域Ｓを通過する物体を検出し、その物体の移動に伴う温度変化に基づいて物体が人体Ｈであると判別することができる。焦電型人感センサとして、例えば、パナソニック株式会社製の焦電型赤外線人感センサＡＭＮ３２１１１を用いることができる。また、焦電型人感センサとして、被検査物Ｗの搬送方向と直交する方向への物体の移動に対して高い検出感度を有する特性のものを採用することが好ましい。

また、制御部４６は、監視領域Ｓの温度変化に基づく物体の移動速度が、被検査物Ｗの搬送速度と異なる場合、物体が人体Ｈであると判別してもよい。

ここで、被検査物Ｗの移動速度や移動方向が未知であっても、制御部４６は、物体の移動速度の方向成分から被検査物Ｗであるか否かを判別可能である。したがって、制御部４６は、被検査物Ｗの搬送速度と比較することなく、物体の移動速度に基づいて、物体が人体Ｈであると判別してもよい。

また、制御部４６は、物体の移動速度が、被検査物Ｗの搬送方向（Ｘ＋方向）と異なる方向（例えば、Ｙ＋方向またはＺ−方向）の成分を含む場合、物体が人体Ｈであると判別してもよい。

このように、本実施形態のＸ線検査装置１は、搬入口７または搬出口８を監視領域Ｓとし、監視領域Ｓを通過する物体を検出するセンサ６０と、センサ６０により検出された物体が人体Ｈであるか否かを判別し、物体が人体Ｈであると判別された場合、Ｘ線発生器９から照射されるＸ線照射量を所定量未満に制御する制御部４６と、を備える。そして、制御部４６は、監視領域Ｓの温度変化に基づいて、物体が人体Ｈであると判別する。

上記構成とすることで、物体が監視領域Ｓを通過したときの監視領域Ｓの温度変化によって、監視領域Ｓを通過する物体が人体Ｈであるかの判別を行うので、被検査物Ｗを人体Ｈと判断する誤検出を防止でき、搬入口７に侵入する被検査物Ｗと人体Ｈとの区別をより正確に行って、人体Ｈへの安全を図ることができる。

本発明に係るＸ線検査装置１において、制御部４６は、監視領域Ｓの温度変化が被検査物Ｗのみが通過するときの温度変化のパターンと異なるときに、物体が人体Ｈであると判別する。

これにより、被検査物Ｗのみが通過する温度変化のパターン以外である場合に人体Ｈと判別するので、被検査物Ｗを人体Ｈと判別することなく、より確かに人体Ｈへの安全を図ることができる。

本実施形態のＸ線検査装置１において、制御部４６、監視領域Ｓの温度変化に基づく物体の移動速度が、被検査物Ｗの搬送速度と異なる場合、物体が人体Ｈであると判別する。

これにより、被検査物Ｗの既知の搬送速度と物体の移動速度を比較し、物体の移動速度が被検査物Ｗの搬送速度と異なる場合に、物体が人体Ｈであると判別することで、被検査物Ｗを人体Ｈであると誤検出することをより確実に防止でき、人体Ｈへの安全を図ることができる。

本実施形態のＸ線検査装置１において、制御部４６は、物体の移動速度が、被検査物Ｗの搬送方向と異なる方向の成分を含む場合、物体が人体Ｈであると判別する。

これにより、被検査物Ｗの移動速度が未知であっても、被検査物Ｗを人体Ｈであると誤検出することを確実に防止でき、人体Ｈへの安全を図ることができる。

本実施形態のＸ線検査装置１において、センサ６０は、監視領域Ｓを通過する物体を、物体が放射する赤外線により検出する。

これにより、低温の被検査物Ｗが監視領域Ｓを通過する場合は被検査物Ｗが検出されず、人体Ｈが監視領域Ｓを通過する場合は、人体Ｈの放射する赤外線により人体Ｈが検出されるので、人体Ｈの検出精度を向上させることができる。

本実施形態のＸ線検査装置１において、センサ６０は、物体の検出と人体の判別を行う焦電型人感センサからなり、焦電型人感センサは、被検査物Ｗの搬送方向と直交する方向への物体の移動に対して高い検出感度を有する。

これにより、焦電型人感センサは、背景より高温でかつ移動している物体に対して検出信号を発生するため、被検査物Ｗを人体Ｈであると誤検出することを低減できる。

本実施形態のＸ線検査装置１は、警報を発生する表示操作部４１を備え、制御部４６は、物体が人体Ｈであると判別された場合、表示操作部４１に警報を発生させる。

これにより、オペレータの搬入口７または搬出口８への侵入を速やかに停止させることができる。

以上のように、本発明に係るＸ線検査装置は、搬入口に侵入する被検査物と人体との区別をより正確に行って、人体への安全を図ることができるという効果を有し、被検査物を搬送しながらＸ線の照射を行うＸ線検査装置として有用である。

１Ｘ線検査装置
７搬入口
８搬出口
９Ｘ線発生器
１０Ｘ線検出器
４１表示操作部（警報部）
４６制御部（人体判別部、Ｘ線照射量制御部、警報部）
６０センサ（物体検出部、焦電型人感センサ）
Ｈ人体
Ｓ監視領域
Ｗ被検査物

Claims

搬入口（７）から搬入される被検査物（Ｗ）に対し、Ｘ線発生器（９）からＸ線を照射してＸ線の透過量をＸ線検出器（１０）で検出し、搬出口（８）から前記被検査物を搬出するＸ線検査装置（１）であって、
前記搬入口または前記搬出口であって、前記被検査物を所定の搬送速度で搬送するコンベア（２０）上の空間を監視領域（Ｓ）とし、前記監視領域を通過する物体として、前記被検査物および前記監視領域に侵入する人体を、前記搬入口または前記搬出口の上方から検出する物体検出部（６０）と、
前記物体検出部により検出された前記物体が人体であるか否かを判別する人体判別部（４６）と、
前記人体判別部により前記物体が前記人体であると判別された場合、前記Ｘ線発生器から照射されるＸ線照射量を所定量未満に制御するＸ線照射量制御部（４６）と、を備え、
前記人体判別部は、前記監視領域の温度変化により得られる前記物体の移動パターンに基づいて、前記物体が人体であると判別することを特徴とするＸ線検査装置。
前記人体判別部は、前記移動パターンとしての前記物体の移動速度が、前記被検査物の前記搬送速度と異なる場合、前記物体が人体であると判別することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
前記人体判別部は、前記物体の移動速度が、前記被検査物の前記搬送方向と異なる方向の成分を含む場合、前記物体が人体であると判別することを特徴とする請求項２に記載のＸ線検査装置。
前記物体検出部は、前記監視領域を通過する物体を、前記物体が放射する赤外線により検出することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のＸ線検査装置。
前記物体検出部および前記人体判別部は、焦電型人感センサからなり、
前記焦電型人感センサは、前記被検査物の前記搬送方向と直交する方向への前記物体の移動に対して高い検出感度を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線検査装置。
警報を発生する警報部（４１、４６）を備え、
前記警報部は、前記人体判別部により前記物体が前記人体であると判別された場合、前記警報を発生することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のＸ線検査装置。