JP4737427B2

JP4737427B2 - インラインｘ線透視装置

Info

Publication number: JP4737427B2
Application number: JP2006129833A
Authority: JP
Inventors: 俊道政木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-05-09
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2026-05-09
Also published as: JP2007303851A

Description

本発明は、互いに対向配置されたＸ線源とＸ線ラインセンサの間を、コンベアにより被検査物を順次通過させ、その際に得られるＸ線透過データを用いて被検査物のＸ線透視像を表示器に表示するインラインＸ線透視装置に関し、更に詳しくは、表示器に表示された被検査物のＸ線透視像を目視検査して被検査物の合否判定を行うインラインＸ線透視装置に関する。

Ｘ線源とＸ線ラインセンサの間で被検査物をコンベアによって順次搬送し、各被検査物がＸ線源とＸ線ラインセンサの間を通過する際に得られるＸ線透過データを用いて、被検査物のＸ線透視像を表示器に表示する装置が知られている。

この種の透視装置において、透視像の形成の仕方として、従来、被検査物の搬送方向に同期して、透視像も画面上を移動していく方式、つまり透視像をコンベアの搬送方向に関して動画として表示する方式（例えば特許文献１参照）と、被検査物の全体の透視像を表示することのできるＸ線透過データが揃うまで当該Ｘ線透過データをメモリに蓄えた後、被検査物の静止画像を表示して１フレーム（１つの被検査物）ごとに表示を切り換える方式（例えば特許文献２参照）がある。
特開平１１−２３０９１８号公報特開２００６−７１４２３号公報

ところで、以上のようなインラインＸ線透視装置を用いて、靴や鞄、ぬいぐるみ、布団、衣類等に危険異物の混入等の有無を検査するに当たり、正常な製品にも金属部品が含まれている場合には、自動検査、つまりＸ線透視像を画像処理して異物の存在の有無を自動的に検査することが困難となる。このような場合、Ｘ線透視像を目視により検査することが行われる。

Ｘ線透視像を用いた目視検査を行う場合、前記した従来のインラインＸ線透視装置のうち、前者の動画を表示する装置では、針や釘などの小さな危険物を発見するのが困難であり、また、このような小さな危険物の有無を確実に判別するには、コンベア速度を遅くする必要があり、生産量の多い製品には不向きである。また、搬送方向に長い製品では、透視像は常に製品の一部しか現れず、製品中での異物の存在位置の特定が困難となるという問題もある。

一方、後者の静止画を表示する装置では、動画表示の場合に比してコンベアによる搬送速度を速くしても、針や釘などの小さな異物を見つけるのは比較的容易であるが、このような装置であっても、搬送方向に長い製品では、表示器の画面に製品全体の透視像を表示するためには、表示倍率を小さくする必要が生じ、この場合、針や釘などの小さい異物を見つけるのが困難となる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、検査の作業能率が高く、かつ、長い製品でも目視により確実に異物の有無等の判定を行うことができ、しかもその異物の製品中における存在位置を簡単に特定することのできるインラインＸ線透視装置の提供をその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明のインラインＸ線透視装置は、互いに対向配置されたＸ線源とＸ線ラインセンサと、これらのＸ線源とＸ線ラインセンサの間で被検査物を搬送するコンベアと、そのコンベアにより被検査物が上記Ｘ線源とＸ線ラインセンサの間を通過する際に取り込んだＸ線透過データを用いて、被検査物のＸ線透視像を構築して表示器に表示する表示手段を備えたＸ線透視装置において、
被検査物の搬送方向に沿った長さを入力する入力手段と、上記コンベアの搬送速度を設定する設定手段と、上記入力手段により入力された被検査物の長さと、上記設定手段により設定されているコンベアの搬送速度から、被検査物が上記表示器の画面に収まるように、上記ラインセンサのスキャンインターバルを算出する算出手段と、その算出されたスキャンインターバルで上記Ｘ線ラインセンサをスキャンさせる制御手段と、被検査物が上記Ｘ線源とＸ線ラインセンサの間に到達したことを検知する検知手段を備え、上記表示手段は、その検知信号を起点として、被検査物が上記Ｘ線ラインセンサ上を通過している間、Ｘ線ラインセンサからのＸ線透視データを記憶し、被検査物が通過し終えた時点以降に被検査物のＸ線透視像を表示するとともに、上記表示器に表示されるＸ線透視像が切り換わるごとに、その旨を報知する報知手段を備えていることによって特徴づけられる。

本発明は、被検査物のＸ線透視像を静止画像で表示するとともに、Ｘ線ラインセンサのスキャンインターバルを、入力された被検査物の搬送方向長さと搬送速度に基づく演算により、搬送方向に長い被検査物でもそのＸ線透視像が表示器の表示画面内に収まるようにし、しかも、表示器に表示される画像が切り換わるごとにその旨の報知することで、課題を解決しようとするものである。

すなわち、被検査物がＸ線源とＸ線ラインセンサの配設位置に搬送されてきたことを検知手段で検知し、Ｘ線ラインセンサのスキャンにより取り込まれるＸ線透過データが１フレーム分だけ揃うごとに被検査物のＸ線透視像を静止画像で表示する点は先に述べた従来の静止画像の表示方式と同じであるが、本発明では、被検査物の搬送方向長さと搬送速度に応じて、Ｘ線ラインセンサのスキャンインターバルを変化させる。そのスキャンインターバルは、被検査物のＸ線透視像が表示器の画面内に収まるインターバルとする。

ここで、通常の表示（縦横比が１：１の表示）を行っている状態で、Ｘ線ラインセンサのスキャンインターバルだけを例えば長くすると、Ｘ線透視像は搬送方向に圧縮された像となる。本発明においては、表示器に表示する被検査物のＸ線透視像は、搬送方向長さと搬送速度に応じてスキャンインターバルを適宜に決定することにより搬送方向への倍率が変更され、長い製品でも表示器の画面内に収める。

このような表示の仕方によれば、Ｘ線透視像は静止画像であるが故に小さな異物でも見つけやすく、しかも、搬送方向に長い被検査物であっても、その方向の像は圧縮されるが、それに直交する方向は通常通りの倍率で行われるため、透視像の全体の表示倍率を縮小する場合に比して、異物の混入の有無の判定が容易となる。そして、被検査物は搬送方向に長くてもその全体の透視像が表示されるため、異物の存在位置の特定が容易となる。

また、静止画像で表示される被検査物のＸ線透視像は、先の被検査物から後のものに切り換わったのか否かが判りにくい。そこで、本発明では、Ｘ線透視像が切り換わるごとに例えばブザー等によりその旨を報知する。これにより、検査員は被検査物が変わったことを確実に知ることができる。

本発明によれば、搬送方向に長い製品でも、その全体のＸ線透視像を静止画像で１画面上に表示するので、Ｘ線透視像を用いた目視検査において、針や釘などの小さな異物を見つけやすいく、しかも、被検査物が搬送方向に長い場合でも、その長さの入力によりＸ線ラインセンサのスキャンインターバルが設定変更されて、透視像が同方向に圧縮された状態で、表示器にその全体の透視像が表示されるので、異物の存在位置を簡単に特定することができる。

しかも、被検査物のＸ線透視像が変わるごとにその旨が報知されるので、検査員は被検査物が変わったことを確実に知ることができ、視検査結果の対象である被検査物を誤る虞をなくすることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。また、図２は図１の機械的構成を搬送方向から見た図である。

被検査物Ｗは、コンベア１によって図中矢印で示す向きに搬送される。コンベア１による搬送路上に、Ｘ線源２とＸ線ラインセンサ３とが鉛直方向に対向して配置されている。

Ｘ線源２からのＸ線はスリット（図示せず）等によりファンビーム状に形成されるとともに、Ｘ線ラインセンサ３はそのＸ線の広がり方向に画素が並ぶように配置されており、被検査物Ｗがこれらの間を通過する際にそのＸ線透過データがＸ線ラインセンサ３に入射する。なお、Ｘ線源２とＸ線ラインセンサ３の周辺はシールドボックス（図示せず）により囲まれている。

Ｘ線源２とＸ線検出器３の配設位置の上流側には光電スイッチ４が設けられており、この光電スイッチ４の配設位置を被検査物Ｗが通過することによって検知信号が出力される。この光電スイッチ４の配設位置は、被検査物Ｗの先端がＸ線源２とＸ線ラインセンサ３の間に達する直前の位置である。

Ｘ線ラインセンサ３は、制御部５から供給されるラインパルスに同期してスキャンし、１ライン分の画像データを出力する。その画像データは、キャプチャーボード等の画像データ取込み回路６を介して２つのフレームメモリ７ａ，７ｂのいずれかに格納される。このフレームメモリ７ａ，７ｂは、制御部５による制御のもとに後述するようにフレームデータを交互に記憶する。つまり、１つの被検査物Ｗのフレームデータを例えば一方のフレームメモリ７ａに記憶すれば、次の被検査物Ｗのフレームデータは他方のフレームメモリ７ｂに記憶する。各フレームメモリ７ａ，７ｂに一式のフレームデータが格納されるごとに、その内容は制御部５により制御される表示切り換えスイッチ８を介して表示器９に表示される。

制御部５は、上記したＸ線ラインセンサ３、フレームメモリ７ａ，７ｂおよび表示切り換えスイッチ８のほか、コンベア１およびＸ線源２をも制御下に置いていている。この制御部５には操作部１０が接続されており、この操作部１０によって、コンベア１による搬送速度を設定することができ、また、被検査物Ｗの搬送方向長さを入力することにより、被検査物Ｗの搬送方向長さが長くても、そのＸ線透視像が表示器９の画面一杯に収まるように、Ｘ線ラインセンサ３のスキャンインターバルが以下に示すように自動的に設定される。また、制御部５には画像の切り換わり時にその旨を報知するためのブザー１１が接続されている。

次に、以上の実施の形態の動作をその使用方法とともに述べる。
操作部１０の操作によりコンベア１による搬送速度Ｖを設定する一方、被検査物Ｗの搬送方向長さＬを入力する。制御部５では、これらの値ＶとＬを用いてＸ線ラインセンサ３のスキャンインターバルを算出する。その算出方法の例を示すと、Ｘ線ラインセンサ３として、０．５ｍｍピッチで１０２４画素のものを用いているとし、このＸ線ラインセンサ３の出力により、１０２４×１０２４の画像を得る場合、コンベア１の搬送速度が１０ｍ／ｍｉｎとして、被検査物の搬送方向長さが５１２ｍｍである場合に、そのＸ線透視像が表示器９の１画面一杯に収まる時間を基本時間ｔ₀とする。すなわち、
基本時間ｔ₀＝（５１２［ｍｍ］／１０２４）／（１００００／６０）［ｍｍ／ｓ］＝３ｍｓである。

設定された搬送速度Ｖと入力された被検査物Ｗの搬送方向長さＬから、スキャンインターバルｔを
ｔ＝（Ｖ／１０）×（Ｌ／５１２）×ｔ₀
によって算出する。この求められたスキャンインターバルｔの間隔で、Ｘ線ラインセンサ３に対してラインパルス信号を供給し、そのパルスごとにでスキャンさせる。

図３に装置動作を表すタイムチャートを示す。コンベア１により被検査物Ｗを搬送してＸ線源１とＸ線ラインセンサ３の配設位置に近づくと、まず、光電スイッチ４が被検査物Ｗを検知し、製品通過信号がＯＮとなる。図３では、この最初の被検査物Ｗを製品０として表している。制御部５では、この製品通過信号の立ち上がりと同時に画像取り込み信号ａを立ち上げる。この画像取り込み信号ａは、２つのフレームメモリ７ａ，７ｂのうち、フレームメモリ７ａにデータを取り込む信号であり、Ｘ線ラインセンサ３のスキャン動作により得られる１列分のＸ線透過データが順次このフレームメモリ７ａに取り込まれていく。画像取り込み信号ａの継続時間は（Ｌ／５１２）／（Ｖ／１０）であり、この画像取り込み信号ａの終了時点でフレームメモリ７ａに１フレーム分のデータが揃うことになり、その終了と同時に表示器９にＸ線透視像が表示される。このとき、ブザー１１に駆動信号を発してブザーを鳴らす。

やがて次の被検査物Ｗ（製品１）がコンベア１により搬送されてくると、上記と同様に光電スイッチ４の出力に基づく製品通過信号が立ち上がり、画像取り込み信号ｂを立ち上げる。このこの画像取り込み信号ｂは、フレームメモリ７ｂにデータを取り込む信号であり、Ｘ線ラインセンサ３のスキャン動作により得られる１列分のデータが順次フレームメモリ７ｂに取り込まれていく。この画像取り込み信号ｂの継続時間は上記の画像取り込み信号ａと同じであり、この画像取り込み信号ｂが終了して１フレーム分のＸ線透過データが揃った時点で、フレームメモリ７ｂに内の画像データがスイッチ８を介して表示器９に表示され、同時にブザー１１を鳴らす。

以上の動作を繰り返し、コンベア１上を搬送されてくる被検査物ＷがＸ線源２とＸ線ラインセンサ３の配設位置を通過するごとに、そのＸ線透視像が静止画像で順次表示されていき、画像が切り換わるごとにブザー１１が鳴る。そして、以上の実施の形態において特に注目すべき点は、Ｘ線ラインセンサ３のスキャンインターバルｔを上記した計算によって求めることにより、搬送方向に長い被検査物Ｗであっても、そのＸ線透視画像が表示器９の画面上に欠けることなくその全体の静止画像が表示される点である。

すなわち、図４に示すような被検査物Ｗの透視を行う場合、上記のように搬送速度Ｖと被検査物Ｗの搬送方向長さＬを用いた計算により求められたＸ線ラインセンサ３のスキャンインターバルのもとにＸ線透過データを取り込んで表示したＸ線透視像は、図５（Ａ）に示す通り、搬送方向への倍率のみが小さくされて同方向に圧縮された全体像となる。これに対し、縦横の倍率を同じのまま、全体像を表示しようとして全体の倍率を小さくすると、同図（Ｂ）に示す通りとなって目視検査を行う場合に異物の混入の有無等を判定しにくくなる、また、通常の倍率のままの表示では、同図（Ｃ）に示すように、全体像が表示されず目視検査を行うことができない。

従来の動画方式の表示を行う装置において、搬送方向長さが３５０ｍｍの製品内に釘や針などの小さい異物を見つけるために、これを２ｍ／ｍｉｎの搬送速度で製品間隔３５０ｍｍで検査する必要があったのに対し、本発明の実施の形態では、同等の検査を行うに当たり、搬送速度１２ｍ／ｍｉｎで製品間隔１１５０ｍｍで検査できることが判明した。処理量で比較すると、従来２．６個／ｍｉｎであったのに対し、本発明の実施の形態では８個／ｍｉｎとすることができ、能率を３倍程度に向上させることができた。また、製品間隔を長くとれるので、ＮＧと判定された製品の選別の間違いも少なくなるという利点がある。

本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す模式図とシステム構成を表すブロック図とを併記して示す図である。図１の実施の形態の機械的構成を搬送方向から見た図である。本発明の実施の形態の動作を表すタイムチャートである。本発明の実施の形態を用いて目視検査に供する製品の例の説明図である。図３の製品のＸ線透視像の例の説明図で、（Ａ）は本発明の実施の形態によるＸ線透視像の例、（Ｂ）は従来装置により全体を縮小して表示したＸ線透視像の例を、（Ｃ）は像を縮小せずに表示した例をそれぞれ示す図である。

１コンベア
２Ｘ線源
３Ｘ線ラインセンサ
４光電スイッチ
５制御部
６画像データ取込み回路
７ａ，７ｂフレームメモリ
８表示切り換えスイッチ
９表示器
１０操作部
１１ブザー
Ｗ被検査物

Claims

互いに対向配置されたＸ線源とＸ線ラインセンサと、これらのＸ線源とＸ線ラインセンサの間で被検査物を搬送するコンベアと、そのコンベアにより被検査物が上記Ｘ線源とＸ線ラインセンサの間を通過する際に取り込んだＸ線透過データを用いて、被検査物のＸ線透視像を構築して表示器に表示する表示手段を備えたＸ線透視装置において、
被検査物の搬送方向に沿った長さを入力する入力手段と、上記コンベアの搬送速度を設定する設定手段と、上記入力手段により入力された被検査物の長さと、上記設定手段により設定されているコンベアの搬送速度から、被検査物が上記表示器の画面に収まるように、上記ラインセンサのスキャンインターバルを算出する算出手段と、その算出されたスキャンインターバルで上記Ｘ線ラインセンサをスキャンさせる制御手段と、被検査物が上記Ｘ線源とＸ線ラインセンサの間に到達したことを検知する検知手段を備え、上記表示手段は、その検知信号を起点として、被検査物が上記Ｘ線ラインセンサ上を通過している間、Ｘ線ラインセンサからのＸ線透視データを記憶し、被検査物が通過し終えた時点以降に被検査物のＸ線透視像を表示するとともに、上記表示器に表示されるＸ線透視像が切り換わるごとに、その旨を報知する報知手段を備えていることを特徴とするインラインＸ線透視装置。