JP3943072B2 - Ｘ線検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばトレイや容器などの収容体に内容物が収容された被検査物にＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴うＸ線透過量に基づいて被検査物の検査を行うＸ線検査装置に関し、特に被検査物の内容物の欠陥を正確に検出できるＸ線検査装置に関する。

Ｘ線異物検出装置は、製品ライン上を順次搬送されてくる各品種の被検査物（例えば、生肉、魚、加工食品、医薬など）にＸ線を曝射し、この曝射した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を検出する装置である。

ところで、この種のＸ線異物検出装置では、例えばトレイや箱などの収容体に内容物が収容されている被検査物の場合、被検査物における異物混入の有無を判定する前処理の段階で収容体内での内容物の有無を検出して欠品（不良品）判別が行われる。

この欠品判定処理では、収容体における内容物の収容位置を想定した座標軸位置に、内容物の欠品検査を行うための欠品検査領域である欠品検出用マスク領域を予め設定し、Ｘ線曝射時のＸ線透過データ（被検査物に対して検出器が検出するＸ線検出量）に基づいて画像展開した内容物と、欠品検出用マスク領域とを重ね合わせ、欠品検出用マスク領域内に内容物が存在すればその被検査物を正常と判断し、欠品検出用マスク領域内に内容物が存在しなければその被検査物を欠品（不良品）と判断している。

しかしながら、上述した従来の欠品判定処理では、欠品検出用マスク領域内に完全に内容物が重ならなければ被検査物が欠品と判断しているため、収容体内で内容物が移動した場合、内容物が収容体に存在していても欠品と誤判断することがあった。

そこで、上記問題に対処するため、本件出願人は、上記特許文献１に開示されるＸ異物検出装置を既に提案している。この特許文献１に開示されるＸ線異物検出装置では、被検査物として内容物が収容された収容体の先端位置を基準として欠品検出用マスク領域を設定し、この設定された欠品検出用マスク領域内に占める内容物の面積の割合によって欠品の有無を判断している。
特開２００２−２２８７６１号公報

上記特許文献１に開示されるＸ線異物検出装置によれば、収容体としての包装体やトレイがある程度剛性を有していれば、収容体の先端位置が変化しないので、収容体内の内容物の欠品を高精度に検出することができる。しかし、被検査物の搬送方向に対して収容体の先端にバラツキがある場合には、検出される収容体の先端の位置によって欠品検出用マスク領域が全体的にずれてしまい、欠品の誤判断を招くおそれがあった。

また、上記Ｘ線異物検出装置を採用して欠品検査を行うと、収容体の先端位置を基準として欠品検出用マスク領域を設定するので、トレイの移動量分だけ欠品検出用マスク領域が被検査物の搬送方向に対して全体的にずれてしまい、上記同様、欠品検出用マスク領域内に占める内容物の面積の割合が変化して誤った欠品検査を行うおそれがあった。

このＸ線検査装置は、トレイなどの所定の場所に収容されている商品の検査は可能であるが、本来内容物が存在しない領域（以下、不存在領域という）に対し、例えば焼売や餃子などの内容物の中身や欠片または異物などが存在していても欠陥品として検出することができなかった。

また、マヨネーズやソースなどといったゲル状や液体状の内容物が収容されている容器の場合、一般的に内容物の取出口が例えば金属製やプラスチック製の蓋部で保護され、更に蓋部に非透明のキャップが取り付けられている。この種の容器では、蓋部の接着が未完全であったり、蓋部の一部が剥がれたままキャップが閉められていると、内容物がキャップ内に漏れるおそれがあるが、外側からでは判別がつきにくい。このように、キャップ内で内容物が漏れている場合、従来のＸ線検査装置では、その被検査物を欠陥品として判別することができなかった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、不存在領域に存在している物の有無を検出して欠陥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第一の目的とし、さらに欠陥検査と同時に欠品検査と異物検査を同時に行うことができるＸ線検査装置を提供することを目的とするものである。

請求項１記載のＸ線検査装置は、収容体に内容物Ｗａが収容された被検査物ＷにＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴うＸ線透過量に基づいて前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置１において、
前記被検査物のＸ線透過量のレベルが他と違う部分があるか否かにより当該被検査物の異物の混入の有無を判別する異物判別手段１９ｃと、
前記Ｘ線透過量に基づいて当該被検査物の内容物の領域を抽出する内容物領域抽出手段１８と、該内容物領域抽出手段で抽出した領域以外の所定領域を不存在領域Ｎｂとして設定する不存在領域設定手段１５ｂと、前記不存在領域設定手段から設定された前記不存在領域内に不用物が存在するか否かを判断して欠陥の有無を判別する欠陥判別手段１９ｂとを備え、
前記被検査物内の異物の混入の有無と当該被検査物の欠陥の有無とを、共に当該被検査物のＸ線透過量に基づいて同時に検査することを特徴とするの有無とを、共に当該被検査物のＸ線透過量に基づいて同時に検査することを特徴とする。

請求項２記載のＸ線検査装置は、請求項１のＸ線検査装置において、
前記欠陥判別手段１９ｂは、前記収容体よりＸ線透過量が低く前記内容物Ｗａが持つ所定の面積よりも小さい面積の物体が存在する場合、及び前記収容体よりＸ線透過量が低く前記内容物よりＸ線透過量が高い物体が存在する場合に不用物が存在すると判断して欠陥の有無を判別することを特徴とする。

請求項３記載のＸ線検査装置は、請求項１のＸ線検査装置において、
前記内容物Ｗａの欠品検査を行うための前記内容物と略同等の大きさに欠品検査領域（Ｍを設定する欠品検査領域設定手段１５ａと、
前記被検査物のＸ線透過量から得られる前記内容物の領域と前記欠品検査領域とを重ね合わせて前記内容物の欠品の有無を判別する欠品判別手段１９ａとを備えたことを特徴とする。

請求項４記載のＸ線検査装置は、請求項３のＸ線検査装置において、
前記欠品検査領域設定手段１５ａで設定された前記欠品検査領域Ｍにおける前記内容物の大きさから該内容物の移動許容範囲だけ前記欠品検査領域を広げた前記欠品検査領域に対する反転領域を設定する検査領域反転処理手段２１を備え、
前記検査領域反転処理手段において設定した反転領域を前記不存在領域Ｎｂとし、前記不存在領域内に不用物が存在するか否かにより欠陥の有無を判別することを特徴とする。

請求項５記載のＸ線検査装置は、請求項４のＸ線検査装置において、
前記被検査物Ｗの内容物ＷａのＸ線透過量と、前記被検査物の内容物の配置に応じて予め設定された基準位置検出リミット値とを比較し、最初に前記基準位置検出リミット値より小さい値を示す前記内容物のＸ線透過量の位置を前記収容体の先頭に位置する前記内容物の略先端位置Ｐと判別し、この略先端位置を基準位置として算出する検査領域基準位置算出手段２０を備え、
前記欠品検査領域設定手段１５ａは、前記検査領域基準位置算出手段によって算出された基準位置を基準として前記欠品検査領域Ｍを設定することを特徴とする。

本発明によれば、内容物以外の領域、すなわち本来物が存在してはならない領域に不用物（例えば金属、ガラス、石、骨などの異物や内容物の破片等）が存在している場合でも欠陥品として確実に検出することが可能となり、被検査物の検査精度に対する信頼性が向上する。

欠品検査に用いる欠品検査領域を利用し、この欠品検査領域における内容物の大きさから内容物の移動許容範囲だけ欠品検査領域を広げた欠品検査領域に対する反転領域を不存在領域として欠陥検査を行う構成とすれば、確実に存在領域と不存在領域とを区別して欠品検査と欠陥検査を行うことができる。また、不存在領域を設定する構成とすれば、内容物の大きさや形状、更には配置に応じてユーザが自由に不存在領域を設定することができ、部分的な欠陥検査も可能となり、検査の自由度が増す。

以下、本発明に係るＸ線検査装置の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明によるＸ線検査装置の外観を示す斜視図、図２（ａ）は同Ｘ線検査装置の検査対象となる内容物が包装体により包装された被検査物の概略平面図、図２（ｂ）は同Ｘ線検査装置の検出対象となるトレイに収容された被検査物の概略平面図、図２（ｃ）は同Ｘ線検査装置の検出対象となる内容物が液体状である被検査物の概略平面図、図３は同Ｘ線検査装置の第１形態の電気的構成を示すブロック図、図４（ａ）は被検査物における製品領域の一例を示す図、図４（ｂ）は被検査物における不存在領域の一例を示す図、図４（ｃ）は被検査物の欠陥状態の一例を示す図、図５は同Ｘ線検査装置の第２形態の電気的構成を示すブロック図、図６（ａ）は収容体内に被検査物が正常に収容された状態を示す図、図６（ｂ）は被検査物が欠品状態を示す図、図６（ｃ）は被検査物の面積比による内容物の検出物の検出状態を示す図、図７（ａ）は被検査物の製品位置に欠品検査領域を設定した一例を示す図、図７（ｂ）は図７（ａ）の欠品検査領域を利用した不存在領域の一例を示す図、図７（ｃ）は被検査物の欠陥状態の一例を示す図、図８は同Ｘ線検査装置の第３形態の電気的構成を示すブロック図、図９（ａ）は被検査物の不存在領域を設定した一例を示す図、図９（ｂ）は被検査物の欠陥状態の一例を示す図である。

本例のＸ線検査装置１は、製品ラインの搬送路の一部に設けられ、所定間隔をおいて順次搬送されてくる被検査物Ｗの欠陥検査（被検査物Ｗの欠陥の有無）、欠品検査（内容物の欠品の有無）や被検査物Ｗの異物混入検査（被検査物Ｗ中の異物混入の有無）を行うものである。

特に、本例のＸ線検査装置１は、被検査物Ｗとして内容物Ｗａが収容体に収容された場合の欠陥検査を安定して行う場合に適しており、本来内容物Ｗａが存在しない領域（不存在領域）に不用物が存在するか否かによって欠陥の有無を検査している。ここで、本例で言う不用物としては、以下の２通りが考えられる。まず、一つは、収容体よりもＸ線透過量が低く、内容物が持つ所定の面積よりも小さい面積の物体（例えば金属、ガラス、石、骨などの異物や内容物の破片等）が不存在領域に存在する場合である。この場合、内容物以外に存在する異物が検出可能となる。もう一つは、収容体よりもＸ線透過量が低く、内容物が持つＸ線透過量よりも高い物体（例えば内容物の破片等）が不存在領域に存在する場合である。この場合には、特に内容物の面積を設定することなく、内容物の破片等が検出可能となる。

本例において、欠陥検査対象となる被検査物Ｗは、内容物が収容体に収容されたものである。具体的には、図２（ａ）に示すような被検査物Ｗとして内容物Ｗａが包装体Ｓにより包装されたもの、図２（ｂ）に示すような被検査物Ｗとして内容物ＷａがトレイＴに収容されて包装体Ｓにより包装されたもの、図２（ｃ）に示すような被検査物Ｗとして内容物Ｗｂが液体状で包装体Ｓに収容されているものなどがある。

なお、本例では、包装体Ｓのみ又はトレイＴを内包する包装体Ｓを収容体と称している。また、図２（ａ），（ｂ）の例では、被検査物Ｗとして６つの内容物Ｗａが包装体Ｓに収容されたものを図示しているが、内容物Ｗａの数や大きさは収容される内容物に応じて変わるものである。

図１に示すＸ線検査装置１は、搬送部２と異物検出部３とが装置本体４内部に設けられ、表示器５が装置本体４の前面上部に設けられている。

搬送部２は、内容物Ｗａが収容体（包装体Ｓ、又は包装体ＳとトレイＴの組み合わせ）に収容された同一品種の被検査物Ｗを、所定間隔をおいて順次搬送している。この搬送部２は、例えば装置本体４に対して水平に配置されたベルトコンベアで構成することができる。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所定の搬送速度で搬入口７から搬入された被検査物Ｗを搬出口８側（図１の搬送方向Ｘ）に向けて搬送させる。

検出部３は、順次搬送される被検査物Ｗに対してＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴って被検査物Ｗを透過してくるＸ線を検出するもので、搬送部２の上方に所定高さ離れて設けられるＸ線発生器９と、搬送部２内にＸ線発生器９と対向して設けられるＸ線検出器１０を備えて構成される。

Ｘ線発生器９は、金属製の箱体１１内部に設けられる円筒状のＸ線管１２を不図示の絶縁油により浸漬した構成であり、Ｘ線管１２の陰極からの電子ビームを陽極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と直交する搬送幅方向（図１のＹ方向）に設けられている。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、長手方向に沿った不図示のスリットにより略三角形状のスクリーン状にして曝射するようになっている。

Ｘ線検出器１０は、収容体Ｓに収容された被検査物Ｗに対してＸ線が曝射されたときに、被検査物Ｗを透過してくるＸ線を検出し、この検出したＸ線の透過量に応じた電気信号を出力している。このＸ線検出器１０は、搬送部２上を搬送される被検査物Ｗの搬送方向Ｘと直交する搬送幅方向Ｙに沿って設けられる。このＸ線検出器１０には、ライン状に配列された複数のフォトダイオードと、フォトダイオード上に設けられたシンチレータとを備えたアレイ状のラインセンサが用いられる。

次に、本発明の第１形態のＸ線検査装置について図３及び図４を参照しながら説明する。なお、欠陥検査対象となる被検査物Ｗは、内容物Ｗａが収容体に収容されたものである。具体的には、図２（ａ）に示すような被検査物Ｗとして内容物Ｗａが包装体Ｓにより包装されたもの、図２（ｂ）に示すような被検査物Ｗとして内容物ＷａがトレイＴに収容されて包装体Ｓにより包装されたもの、図２（ｃ）に示すような被検査物Ｗとして内容物Ｗｂが液体状で包装体Ｓに収容されているものなどがある。

図３に示すように、搬送部２の搬入口７側には、被検査物Ｗの通過を検出するための位置検出手段１３が設けられている。この位置検出手段１３は、例えば搬送部２としてのベルトコンベアの入口側に設けられる一対の投受光器からなるフォトセンサで構成される。この構成により、被検査物Ｗがフォトセンサの前を通過している間では位置検出手段１３からオン信号が信号処理手段１４にタイミング信号として入力される。

このような構成によるＸ線検出器１０では、搬送部２上を搬送される被検査物Ｗに対してＸ線発生器９からＸ線が曝射される。そして、この被検査物ＷへのＸ線の曝射に伴って被検査物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。このシンチレータで変換された光は、その下部に配置されるフォトダイオードによって受光される。そして、各フォトダイオードは、受光した光を電気信号に変換して出力する。このＸ線検出器１０は、受けたＸ線の強さに対応したレベルを有した電気信号を信号処理手段１４に出力する。

図３において、信号処理手段１４は、ＣＰＵやメモリなどを備えて構成され、位置検出手段１３が被検査物Ｗを検出したときのオン信号をタイミング信号とし、位置検出手段１３がオン信号を出力している期間が被検査物Ｗ（包装体Ｓ）の長さと判断し、Ｘ線検出器１０からの電気信号（Ｘ線透過量に応じた信号）を取り込んで各種信号処理を行っている。

図３に示すように、信号処理手段１４は、設定入力手段１５、記憶手段（データメモリ）１６、画像処理手段１７を備えている。

設定入力手段１５は、被検査物Ｗとして包装体Ｓに収容された内容物Ｗａの欠陥・欠品検査や異物混入検査に関する各種設定、表示に関する各種設定、各種指示を与えるためのユーザが操作する複数のキーやスイッチ等で構成される。

具体的に、設定入力手段１５では、欠陥の有無を判別するための基準となる検出リミット値、内容物Ｗａが持つ面積（許容範囲を含む）が設定される。また、この他、搬送部２の搬送速度の設定、欠品の有無の判別に使用する内容物の数量や面積比や内容物を判別するための基準となる内容物検出リミット値等の内容物情報、被検査物Ｗ中の異物の混入の有無を判別するための基準となる異物検出リミット値等の設定を行うことができる。

なお、上記面積比や各検出リミット値は、内容物Ｗａが包装体Ｓ内に占める面積の割合、包装体Ｓの種類、被検査物Ｗの品種、検出対象となる異物の種類などに応じて適宜設定可能とされている。

記憶手段１６には、各被検査物Ｗ毎のＸ線透過データ（被検査物ＷへのＸ線の曝射に伴ってＸ線検出器１０が検出するＸ線検出量のデータ）が格納される。このＸ線透過データは、Ｘ線検出器１０からの電気信号を不図示のＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換して得られる。さらに説明すると、この記憶手段１６には、１つの被検査物Ｗの検査を行う毎に、Ｘ線検出器１０の１ライン（図１のＹ方向）あたり例えば６４０個のＸ線透過データが、少なくとも搬送される被検査物Ｗの搬送方向Ｘの長さ（前端から後端までの検出期間に相当）に対応した所定ライン数（４８０ライン）だけ格納される。

画像処理手段１７は、記憶手段１６に格納された１つの被検査物ＷのＸ線透過データに基づいて各種画像処理を行っている。具体的に、画像処理手段１７は、Ｘ線透過データを信号処理し、この信号処理により異物が強調された濃淡レベルの画像データを表示器５に表示出力している。その際、被検査物Ｗ内の異物部分の表示濃度を背景や他の部分と異なるように濃く表示したり、異物部分以外と異なる色で表示している。これにより、包装体Ｓ内に内容物Ｗａが収容された被検査物Ｗを平面で見た外形の状態と、この被検査物Ｗ内でのＸ線の透過具合を表示器５の表示画面上で確認することができ、異物の混入位置も把握できる。また、画像処理手段１７は、「ＯＫ」，「ＮＧ」の良否判定結果や総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果を表示器５に表示出力している。

画像処理手段１７は、図３に示すように、内容物領域抽出手段１８、判別手段１９を備えている。内容物領域抽出手段１８は、記憶手段１６に格納された１つの被検査物ＷのＸ線透過データから図４（ａ）に示す被検査物Ｗの内容物Ｗａの領域を抽出している。この内容物Ｗａの領域を抽出する際には、予め設定入力手段１５により収容体Ｓと内容物Ｗａの各Ｘ線透過量の略中間レベル付近に検出リミット値を設定しておく。一般に、内容物Ｗａの方が収容体ＳよりもＸ線透過量が低い。従って、内容物領域抽出手段１８は、記憶手段１６のＸ線透過データと、検出リミット値とを比較し、検出リミット値より低いＸ線透過データを内容物のＸ線透過データとし、この検出リミット値より低いＸ線透過データの領域を内容物Ｗａの領域として抽出している。

判別手段１９は、欠品判別手段１９ａ、欠陥判別手段１９ｂ、異物判別手段１９ｃ、良否判別手段１９ｄを有している。

欠品判別手段１９ａは、内容物領域抽出手段１８により抽出された内容物Ｗａの領域のＸ線透過データが設定入力手段１５に入力された被検査物Ｗ毎の内容物情報（内容物の数量や面積等）を満足するか否かにより内容物が正常に収容されているか否か（欠品の有無）を判別している。欠品判別手段１９ａは、内容物Ｗａの領域のＸ線透過データが内容物情報を満足すれば「ＯＫ」と判別し、内容物の個数が少ない等の異常が確認されて内容物情報を満足しなければ「ＮＧ（欠品）」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号、又はＮＧ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

欠陥判別手段１９ｂでは、内容物領域抽出手段１８により抽出された内容物Ｗａの領域を存在領域Ｎａとして認識し、この存在領域Ｎａ以外の領域を本来物が存在してはならない不存在領域Ｎｂとして認識している。この不存在領域Ｎｂは、例えば抽出された内容物の領域を被検査物Ｗ内で反転することにより認識することができる。そして、欠陥判別手段１９ｂは、不存在領域Ｎｂを認識すると、この不存在領域Ｎｂに不用物が存在するか否かにより欠陥の有無を判別している。この不存在領域Ｎｂに不用物が存在する例としては、例えば内容物の中身が飛び出ている状態や内容物の一部が収容体内に飛散している状態が考えられる。

欠陥判別手段１９ｂは、不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データのＸ線透過量が包装体ＳのＸ線透過量よりも低く、かつ不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データによる面積が内容物Ｗａが持つ所定の面積よりも小さい面積であれば、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するものと判断し、欠陥あり「ＮＧ（欠陥）」と判別する。また、設定入力手段１５から内容物Ｗａが持つ所定の面積の設定入力がない場合には、不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データのＸ線透過量が包装体ＳのＸ線透過量よりも低く、かつ内容物ＷａのＸ線透過量よりも高ければ、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するものと判断し、欠陥あり「ＮＧ（欠陥）」と判別する。例えば図４（ｃ）では、不存在領域Ｎｂ（図４（ｂ），（ｃ）の右上がりの斜線部分）内に内容物Ｗａ以外に不用物（例えば異物や内容物Ｗａの破片等で、図４（ｃ）では黒丸印で示す２箇所）が存在するので、上記判断条件が当てはまり、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在すると判断し、「ＮＧ（欠陥）」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＮＧ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

これに対し、欠陥判別手段１９ｂは、上記の判断条件に当てはまらず、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在していない場合には「ＯＫ」と判別する。例えば図４（ｂ）では、不存在領域Ｎｂ内には不用物が存在しないので、上記判断条件が当てはまらず、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在しないと判断し、「ＯＫ」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

異物判別手段１９ｃは、被検査物Ｗの内容物有効領域（内容物が存在してよい領域）において、Ｘ線透過データのＸ線透過量が他と違う部分を異物として判断している。さらに説明すると、異物判別手段１９ｃは、記憶手段１６に格納された被検査物ＷのＸ線透過データのＸ線透過量と、設定入力手段１５により予め設定された異物検出リミット値とを比較し、Ｘ線透過量が異物検出リミット値より低いときに、その被検査物Ｗに異物が混入していると判断している。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号、又はＮＧ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。なお、異物検出リミット値は、被検査物Ｗ毎に適宜設定入力手段１５から設定可能となっている。

良否判別手段１９ｄは、欠品判別手段１９ａからの判別信号、欠陥判別手段１９ｂからの判別信号、異物判別手段１９ｃからの判別信号に基づき、その被検査物Ｗが総合的に見て良品か不良品かを判別し、その判別結果として正常又は不良を示す選別信号を外部出力している。

すなわち、この良否判別手段１９ｄでは、欠品判別手段１９ａ、欠陥判別手段１９ｂ及び異物判別手段１９ｃのそれぞれから正常を示す判別信号（ＯＫ信号）が入力されると、その被検査物Ｗに欠陥・欠品及び異物混入無しと判別し、正常を示す選別信号を外部出力する。これに対し、欠品判別手段１９ａから欠品を示す判別信号（ＮＧ信号）が入力されるか、欠陥判別手段１９ｂから欠陥を示す判別信号（ＮＧ信号）が入力されるか、異物判別手段１９ｃから異物混入を示す判別信号（ＮＧ信号）が入力されると、被検査物Ｗに欠陥・欠品又は異物混入有りと判別し、不良を示す選別信号を外部出力する。

表示器５の表示画面には、判別手段１９の判別結果に基づいて被検査物Ｗを平面視したＸ線透過画像（異物などが強調表示されるようにＸ線透過データを信号処理したもの）、「ＯＫ」や「ＮＧ」の良否判定結果、総検査数、良品数、ＮＧ総数などの検査結果が設定入力手段１５からの所定のキー操作に基づいて表示される。

上記構成のＸ線検査装置１を用いて包装体Ｓに収容された被検査物Ｗの各種検査を行う場合には、信号処理手段１４において以下の処理が実行される。まず、検査対象となる被検査物Ｗの内容物に応じて最適な検出リミット値を設定入力手段１５から予め入力しておく。

搬送部２上を搬送される被検査物ＷにＸ線が曝射されると、このＸ線の曝射に伴うＸ線透過データが記憶手段１６に格納される。次に、内容物抽出手段１８は、全体のＸ線透過データから被検査物Ｗの内容物Ｗａのみの領域を抽出する。

その後、欠品判別手段１９ａは、設定入力手段１５から予め設定された被検査物Ｗの内容物情報を読み出し、内容物Ｗａの領域内のＸ線透過データが内容物情報を満足するか否か判別する。すなわち、欠品判別手段１９ａは、内容物Ｗａの領域内に内容物Ｗａが正常に収容されているか否かにより欠品の有無を判別する。また、欠陥判別手段１９ｂでは、内容物領域抽出手段１８により抽出された内容物Ｗａの領域以外の領域を不存在領域Ｎｂと認識し、この不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するか否かにより欠陥の有無を判別する。

ところで、本例のＸ線検査装置１では、上述した被検査物Ｗの欠陥・欠品検査とともに、被検査物ＷにＸ線を曝射したときのＸ線透過量から被検査物Ｗ中の異物混入の有無の検査も行われる。

被検査物Ｗ中の異物混入の有無を検査する場合には、記憶手段１６に記憶されたＸ線透過データと、設定入力手段１５により予め設定された異物検出リミット値とを比較する。そして、Ｘ線透過データのＸ線透過量が異物検出リミット値より小さいときに、その被検査物Ｗに異物が混入していると判断する。

このように、上述した第１形態のＸ線検査装置では、被検査物ＷのＸ線透過データから内容物の領域を抽出し、この内容物の領域以外の領域を不存在領域Ｎｂとして認識し、この不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在しているか否かにより被検査物Ｗの欠陥検査を行う。また、この欠陥検査と同時に、欠品検査と異物混入検査を行っている。

次に、第２形態のＸ線検査装置について図５乃至図７を参照しながら説明する。なお、図５のブロック構成図において、第１形態と同一の構成要件については同一番号を付し、その説明を省略する。

第２形態のＸ線検査装置において、欠品検査対象となる被検査物Ｗは、内容物が収容体に収容されたものであり、正常な状態で内容物が収容体内で予め設定入力手段１５から設定される許容移動範囲以上の移動が無いものとしている。具体的には、図２（ｂ）に示すような被検査物Ｗとして内容物ＷａがトレイＴ上に並べられて包装体Ｓにより包装されたもの、図２（ｃ）に示すような被検査物Ｗとして内容物Ｗｂが液体状で包装体Ｓに収容されているものなどがある。

図５に示すように、第２形態のＸ線検査装置１は、第１形態の構成要件に加えて、設定入力手段１５が更に欠品検査領域設定手段１５ａを備え、画像処理手段１７が更に検査領域基準位置算出手段２０と検査領域反転処理手段２１を備えて構成されている。

欠品検査領域設定手段１５ａは、被検査物Ｗとして包装体Ｓに収容された内容物Ｗａの欠品検査を行う際に、収容体内の内容物Ｗａの大きさ、形状、配置に応じて被検査物Ｗ毎に予め記憶された複数種類の欠品検査領域Ｍから検査対象となる被検査物Ｗの内容物Ｗａに適合する欠品検査領域Ｍを選択設定している。この欠品検査領域Ｍは、図６（ａ），図７（ａ）に示すように、最初の内容物Ｗａの略先端位置Ｐを基準として、座標軸位置ｘ，ｙ及び範囲ｘＬ，ｙＬを設定することにより選択設定され、欠品検査領域Ｍ以外の領域が欠品検査に対する非検査領域Ｍ１となる。図６（ａ）に示すように、欠品検査領域Ｍは、基準位置を基準とし、座標軸位置ｘ，ｙが被検査物Ｗの対応する各内容物Ｗａのほぼ中心に位置し、範囲ｘＬ，ｙＬが内容物Ｗａと略同等の大きさ（図６（ａ）の例では、内容物Ｗａより若干大きい大きさ）に設定される。なお、欠品検査に対する非検査領域Ｍ１は、その部分が覆い隠されてＸ線透過データの信号処理が行われない領域である。これに対し、欠品検査領域Ｍは、その部分が覆い隠されることなくＸ線透過データの信号処理が行われる領域である。

上記設定項目の座標軸位置ｘ，ｙ及び範囲ｘＬ，ｙＬは、例えば検査を行う前の初期設定時に実際に被検査物Ｗを搬送部２で搬送させて設定することができる。例えば収容体内に欠品なく収容した被検査物Ｗをサンプルとして複数用意し、搬送部２で搬送させながら上記設定項目を変化させて「ＯＫ」と判別されるか確認する。その際、座標軸位置ｘ，ｙを収容体内で各所に移動させ、また、範囲ｘＬ，ｙＬを変化させて全てのサンプルで「ＯＫ」と判別されるか確認する。そして、上記設定項目に加え、面積比Ｂを可変させて全てのサンプルで「ＯＫ」となったときの値を最良の設定とする。なお、上記設定を行う際には、収容体に内容物を収容しない状態のサンプルについて全て「ＮＧ」と判別されるか確認しておく。

検査領域基準位置算出手段２０は、被検査物ＷへのＸ線の曝射時に得られる被検査物Ｗの内容物ＷａのＸ線透過量と、被検査物Ｗの内容物Ｗａの配置に応じて予め設定された基準位置検出リミット値とを比較し、最初に基準位置検出リミット値より小さい値を示す内容物ＷａのＸ線透過量の位置を収容体（包装体Ｓ又はトレイＴを内包する包装体Ｓ）の先頭に位置する内容物Ｗａの略先端位置と判別し、この略先端位置を基準位置として算出している。

さらに説明すると、この検査領域基準位置算出手段２０では、内容物領域抽出手段１８によって抽出された被検査物Ｗの内容物Ｗａのみの領域のＸ線透過データが入力されると、このＸ線透過データの各ライン（搬送方向Ｘと直交する搬送幅方向Ｙ）毎のＸ線透過量と、予め設定入力手段１５で設定された基準位置検出リミット値とを比較する。そして、ライン毎のＸ線透過量のうち最初に基準位置検出リミット値より小さい値を示す位置を内容物Ｗａの先頭位置と判断し、その位置を基準位置として算出している。

検査領域反転処理手段２１は、欠品検査領域設定手段１５ａから設定された欠品検査領域Ｍに対し、内容物Ｗａの大きさから内容物Ｗａの移動許容範囲だけ欠品検査領域Ｍを広げて被検査物Ｗ内を反転させた欠品検査領域Ｍに対する反転領域を不存在領域Ｎｂ（欠陥検査領域）としている。検査領域反転処理手段２１により欠品検査領域Ｍが反転処理されると、内容物Ｗａの大きさから内容物Ｗａの移動許容範囲だけ広げた領域が覆い隠されて信号処理されない欠陥検査に対する非検査領域Ｍ２となり、この覆い隠された非検査領域Ｍ２以外の部分の領域（欠陥検査領域Ｍｂ）が不存在領域Ｎｂとなる。なお、欠陥検査に対する非検査領域Ｍ２は、その部分が覆い隠されてＸ線透過データの信号処理が行われない領域である。これに対し、欠陥検査領域Ｍｂ（不存在領域Ｎｂ）は、その部分が覆い隠されることなくＸ線透過データの信号処理が行われる領域である。

欠品判別手段１９ａは、図７（ａ）に示すように、欠品検査領域設定手段１５ａから設定された欠品検査領域Ｍに内容物Ｗａが存在するか否かにより被検査物Ｗの欠品の有無を判別している。

例えば図６（ａ）は欠品検査領域Ｍと、内容物Ｗａの領域を重ね合わせた状態を示している。図６（ａ）の例では、欠品検査領域Ｍに内容物Ｗａの領域の全てが含まれるので、包装体Ｓ内に内容物Ｗａが正常に収容されていると判断し、「ＯＫ」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

図６（ｂ）の例では、欠品検査領域Ｍと、内容物Ｗａの領域を重ね合わせた状態において、欠品検査領域Ｍに内容物Ｗａの領域が含まれないので、包装体Ｓ内に内容物Ｗａが正常に収容されていないと判断し、「ＮＧ（欠品）」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＮＧ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

図６（ｃ）の例では、欠品検査領域Ｍと、内容物Ｗａの領域を重ね合わせた状態において、内容物Ｗａの領域の大半（図示の例では略９０％）が欠品検査領域Ｍに重なり、欠品検査領域Ｍ全体には含まれない状態である。この場合、設定入力手段１５により面積比Ｂとして８０％が設定されていれば、欠品判別手段１９ａは、包装体Ｓ内に内容物Ｗａが正常に収容されていると判断し、「ＯＫ」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

欠陥判別手段１９ｂでは、検査領域反転処理手段２１による反転処理後の不存在領域Ｎｂ（欠陥検査領域Ｍｂ）内に不用物が存在する否かにより被検査物Ｗの欠陥の有無を判別している。欠陥判別手段１９ｂは、不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データのＸ線透過量が包装体ＳのＸ線透過量よりも低く、かつ不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データによる面積が内容物Ｗａが持つ所定の面積よりも小さい面積であれば、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するものと判断し、欠陥あり「ＮＧ（欠陥）」と判別する。また、設定入力手段１５から内容物Ｗａが持つ所定の面積の設定入力がない場合には、不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データのＸ線透過量が包装体ＳのＸ線透過量よりも低く、かつ内容物ＷａのＸ線透過量よりも高ければ、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するものと判断し、欠陥あり「ＮＧ（欠陥）」と判別する。例えば図７（ｃ）では、検査領域反転処理手段２１による反転処理後の不存在領域Ｎｂ内には内容物Ｗａ以外に不用物（例えば異物や内容物Ｗａの破片等で、図７（ｃ）では２箇所）が存在するので、上記判断条件が当てはまり、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在すると判断し、「ＮＧ（欠陥）」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＮＧ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

これに対し、欠陥判別手段１９ｂは、上記の判断条件に当てはまらず、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在していない場合には「ＯＫ」と判別する。例えば図７（ｂ）では、検査領域反転処理手段２１による反転処理後の不存在領域Ｎｂ内には内容物Ｗａのみが存在するので、上記判断条件が当てはまらず、検査領域反転処理手段２１による反転処理後の不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在しないと判断し、「ＯＫ」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。

ところで、本例のＸ線検査装置１では、上述した被検査物Ｗの欠陥・欠品検査とともに、被検査物ＷにＸ線を曝射したときのＸ線透過量から被検査物Ｗ中の異物混入の有無の検査も行われる。

被検査物Ｗ中の異物混入の有無を検査する場合には、記憶手段１６に記憶されたＸ線透過データのＸ線透過量と、設定入力手段１５により予め設定された異物検出リミット値とを比較する。そして、Ｘ線透過データのＸ線透過量が異物検出リミット値より小さいときに、その被検査物Ｗに異物が混入していると判断する。

このように、上述した第２形態のＸ線検査装置では、欠品検査領域Ｍにおける内容物Ｗａの大きさから内容物Ｗａの移動許容範囲だけ欠品検査領域Ｍを広げて被検査物Ｗ内を反転させた欠品検査領域Ｍに対する反転領域（覆い隠されない領域）を不存在領域Ｎｂとし、この不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在しているか否かにより被検査物Ｗの欠陥の有無を検査する。また、この欠陥検査と同時に、欠品検査と異物混入検査を行っている。

次に、第３形態のＸ線検査装置について図８及び図９を参照しながら説明する。なお、図８のブロック構成図において、第１又は２形態と同一の構成要件については同一番号を付し、その説明を省略する。

第３形態のＸ線検査装置において、欠品検査対象となる被検査物Ｗは、内容物Ｗａが収容体に収容されたものである。具体的には、図２（ａ）に示すような被検査物Ｗとして内容物Ｗａが包装体Ｓにより包装されたもの、図２（ｂ）に示すような被検査物Ｗとして内容物ＷａがトレイＴに収容されて包装体Ｓにより包装されたもの、図２（ｃ）に示すような被検査物Ｗとして内容物Ｗｂが液体状で包装体Ｓに収容されているものなどがある。

図８に示すように、第３形態のＸ線検査装置は、第２形態のＸ線検査装置が備えた検査領域反転処理手段２１の構成を省き、設定入力手段１５が更に不存在領域設定手段１５ｂを備えて構成されている。

不存在領域設定手段１５ｂは、被検査物ＷのＸ線透過データを用い、不用物の有無を検出するための不存在領域Ｎｂを、本来内容物Ｗａが存在してはならない領域において任意に設定している。

図９に示すように、被検査物Ｗは、予め設定入力手段１５から設定される移動許容範囲以上に内容物が移動しないようにトレイＴに仕切りを設けてある。図９（ａ）に示すように、この被検査物Ｗの内容物が存在しない位置、すなわち本来内容物が存在してはならない位置に対し、ユーザが不存在領域Ｎｂを設定する。そして、設定された不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するか否かにより被検査物Ｗの欠陥の有無を判別している。すなわち、欠陥判別手段１９ｂは、不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データのＸ線透過量が包装体ＳのＸ線透過量よりも低く、かつ不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データによる面積が内容物Ｗａが持つ所定の面積よりも小さい面積であれば、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するものと判断し、欠陥あり「ＮＧ（欠陥）」と判別する。また、設定入力手段１５から内容物Ｗａが持つ所定の面積の設定入力がない場合には、不存在領域Ｎｂ内のＸ線透過データのＸ線透過量が包装体ＳのＸ線透過量よりも低く、かつ内容物ＷａのＸ線透過量よりも高ければ、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するものと判断し、欠陥あり「ＮＧ（欠陥）」と判別する。

これに対し、欠陥判別手段１９ｂは、上記の判断条件に当てはまらず、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在していない場合には「ＯＫ」と判別する。このときの判別結果は、判別信号（ＯＫ信号、又はＮＧ信号）として良否判別手段１９ｄに出力される。なお、この欠陥検査と同時に、被検査物Ｗの欠品検査と被検査物Ｗ中の異物混入の有無の検査も行われる。

このように、上述した第３形態のＸ線検査装置では、記憶手段１６に記憶されている被検査物Ｗ全体のＸ線透過データにおいて、本来内容物が存在してはならない領域に対し、不存在領域設定手段１５ｂより不存在領域Ｎｂを設定し、この不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在するか否かにより被検査物Ｗの欠陥の有無を検査する。また、この欠陥検査と同時に、欠品検査と異物混入検査を行っている。

以上説明したように、本例の第１乃至第３形態のＸ線検査装置は、不存在領域Ｎｂ内に不用物が存在しているか否かにより被検査物Ｗの欠陥の有無を判別している。これにより、内容物以外の領域、すなわち本来物が存在してはならない領域に不用物（異物や内容物の破片等）が存在している場合でも欠陥品として確実に検出することが可能となり、被検査物の検査精度に対する信頼性が向上する。

そして、第１形態のＸ線検査装置においては、内容物の領域以外の領域を不存在領域Ｎｂとして認識するので、特別に領域設定をする必要がなく、設定の容易化が図れ、正確に内容物の欠陥を検出することができる。これにより、消費者に対して高品質の商品を提供することができる。

また、第２形態のＸ線検査装置においては、内容物の移動許容範囲と欠品検査領域を設定すれば、欠品検査領域における内容物の大きさから内容物の移動許容範囲だけ欠品検査領域を広げた欠品検査領域に対する反転領域を不存在領域として欠陥検査が行えるので、本来物が存在してよい存在領域Ｎａと、物が存在してはならない不存在領域Ｎｂとを確実に区別できる。これにより、検査精度が向上し商品の信頼度が向上する。

さらに、第３形態のＸ線検査装置においては、内容物の大きさや形状、更には配置に応じてユーザが自由に不存在領域Ｎｂを設定することができ、部分的な欠陥検査が行え、検査の自由度が増す。

ところで、本例では、説明の便宜上、内容物Ｗａの領域の判別、内容物Ｗａの欠品の有無判別、被検査物Ｗの欠陥の有無判別、異物混入の有無判別を行うにあたって、記憶手段１６に格納されたＸ線透過データのＸ線透過量と設定入力手段１５から入力される検出リミット値とを比較しているが、異物等が強調されるべく、Ｘ線検出器１０から記憶手段１６に格納されたＸ線透過データを信号処理して濃度レベルに変換した濃度データをＸ線透過データに代えて用いてもよい。この場合、検出リミット値との上下比較がＸ線透過データとは反対の関係になる。

本発明に係るＸ線検査装置の外観を示す斜視図である。 （ａ）本発明に係るＸ線検査装置の検出対象となるトレイＴに収容された被検査物Ｗの概略平面図である。 （ｂ）本発明に係るＸ線検査装置の検出対象となる内容物が液体状である被検査物Ｗの概略平面図である。 本発明に係るＸ線検査装置の第１形態の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）被検査物Ｗにおける製品領域の一例を示す図である。 （ｂ）被検査物Ｗにおける不存在領域Ｎｂの一例を示す図である。 （ｃ）被検査物Ｗの欠陥状態の一例を示す図である。 本発明に係るＸ線検査装置の第２形態の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）収容体内に被検査物Ｗが正常に収容された状態を示す図である。 （ｂ）被検査物Ｗが欠品状態を示す図である。 （ｃ）被検査物Ｗの面積比による内容物の検出物の検出状態を示す図である。 （ａ）被検査物Ｗの製品位置に欠品検査領域を設定した一例を示す図である。 （ｂ）（ａ）の欠品検査領域を利用した不存在領域の一例を示す図である。 （ｃ）被検査物Ｗの欠陥状態の一例を示す図である。 本発明に係るＸ線検査装置の第３形態の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）被検査物Ｗの不存在領域Ｎｂを設定した一例を示す図である。 （ｂ）被検査物Ｗの欠陥状態の一例を示す図である。

符号の説明

１ Ｘ線検査装置
１５ａ 欠品検査領域設定手段
１５ｂ 不存在領域設定手段
１９ａ 欠品判別手段
１９ｂ 欠陥判別手段
１９ｃ 異物判別手段
Ｎａ 存在領域
Ｎｂ 不存在領域
Ｗ 被検査物
Ｗａ 内容物
Ｍ 欠品検査領域
Ｍｂ 欠陥検査領域
Ｍ１ 欠品検査に対する非検査領域
Ｍ２ 欠陥検査に対する非検査領域

Claims (5)

1. 収容体に内容物（Ｗａ）が収容された被検査物（Ｗ）にＸ線を曝射し、このＸ線の曝射に伴うＸ線透過量に基づいて前記被検査物の検査を行うＸ線検査装置（１）において、
   前記被検査物のＸ線透過量のレベルが他と違う部分があるか否かにより当該被検査物の異物の混入の有無を判別する異物判別手段（１９ｃ）と、
   前記Ｘ線透過量に基づいて当該被検査物の内容物の領域を抽出する内容物領域抽出手段（１８）と、該内容物領域抽出手段で抽出した領域以外の所定領域を不存在領域（Ｎｂ）として設定する不存在領域設定手段（１５ｂ）と、前記不存在領域設定手段から設定された前記不存在領域内に不用物が存在するか否かを判断して欠陥の有無を判別する欠陥判別手段（１９ｂ）とを備え、
   前記被検査物内の異物の混入の有無と当該被検査物の欠陥の有無とを、共に当該被検査物のＸ線透過量に基づいて同時に検査することを特徴とするＸ線検査装置。
2. 前記欠陥判別手段（１９ｂ）は、前記収容体よりＸ線透過量が低く前記内容物（Ｗａ）が持つ所定の面積よりも小さい面積の物体が存在する場合、及び前記収容体よりＸ線透過量が低く前記内容物よりＸ線透過量が高い物体が存在する場合に不用物が存在すると判断して欠陥の有無を判別することを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
3. 前記内容物（Ｗａ）の欠品検査を行うための前記内容物と略同等の大きさに欠品検査領域（Ｍ）を設定する欠品検査領域設定手段（１５ａ）と、
   前記被検査物のＸ線透過量から得られる前記内容物の領域と前記欠品検査領域とを重ね合わせて前記内容物の欠品の有無を判別する欠品判別手段（１９ａ）とを備えたことを特徴とする請求項１記載のＸ線検査装置。
4. 前記欠品検査領域設定手段（１５ａ）で設定された前記欠品検査領域（Ｍ）における前記内容物の大きさから該内容物の移動許容範囲だけ前記欠品検査領域を広げた前記欠品検査領域に対する反転領域を設定する検査領域反転処理手段（２１）を備え、
   前記検査領域反転処理手段において設定した反転領域を前記不存在領域（Ｎｂ）とし、前記不存在領域内に不用物が存在するか否かにより欠陥の有無を判別することを特徴とする請求項３記載のＸ線検査装置。
5. 前記被検査物（Ｗ）の内容物（Ｗａ）のＸ線透過量と、前記被検査物の内容物の配置に応じて予め設定された基準位置検出リミット値とを比較し、最初に前記基準位置検出リミット値より小さい値を示す前記内容物のＸ線透過量の位置を前記収容体の先頭に位置する前記内容物の略先端位置（Ｐ）と判別し、この略先端位置を基準位置として算出する検査領域基準位置算出手段（２０）を備え、
   前記欠品検査領域設定手段（１５ａ）は、前記検査領域基準位置算出手段によって算出された基準位置を基準として前記欠品検査領域（Ｍ）を設定することを特徴とする請求項４記載のＸ線検査装置。

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