JP5912427B2 - 非破壊検査装置及び当該装置での位置ずれ検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、非破壊検査装置及び当該装置での位置ずれの検出方法に関する。特に本発明は、非破壊検査に用いられる放射線源の位置ずれを検出できる非破壊検査装置及び当該装置での放射線源の位置ずれの検出方法に関する。

食品や工業製品などの被検査物にＸ線などの放射線を照射し、被検査物を透過した放射線を低エネルギ範囲と高エネルギ範囲といった異なる範囲で検出し、非破壊検査を行うデュアルエナジータイプの検査装置が知られている。このような非破壊検査装置によれば、低エネルギ範囲の放射線画像と高エネルギ範囲の放射線画像とを同時に取得することができる。

そして、これら異なるエネルギ範囲で取得された放射線画像間で所定の演算（割り算や差分、加算、乗算など）を行うことにより、例えばベルトコンベアで搬送される被検査物の非破壊検査において、複雑に混ざり合う成分分布の計測やコントラストの付きにくい異物の検出などを高精度で行うことができるようになっている。このような検査装置は、異なるエネルギ範囲で放射線画像を取得するため、各エネルギ範囲に対応する検出器をそれぞれ備えており、これら検出器を例えば縦に配置する構成を採用している（特許文献１の第９図参照）。

特開平０４−００２９０７号公報

ところで、このように検出器を２段に重ねた構成の検査装置では、放射線源が点光源であり、また放射線の照射方向における上流側の検出器に含まれる撮像素子と下流側の検出器に含まれる撮像素子との間に距離があることから、それぞれの撮像素子で取得される画像の間でずれが生じてしまう（図３の（ｂ）参照）。このため、キャリブレーション部材などを用いて上流側の検出器の各画素と下流側の検出器の各画素との対応を事前にとっておき、非破壊検査を行う際、上流側の検出器の各画素と下流側の検出器の各画素とが対応する放射線画像を取得できるようにしている。

しかしながら、非破壊検査を連続して行っていると、放射線源や非破壊検査装置の温度による変位・変形（熱膨張）により放射線源の光源位置が移動（焦点移動）し、対応させてあった上流側の検出器の各画素と下流側の検出器の各画素との対応がとれなくなってしまう場合があった。このように各検出器の画素間での対応がとれなくなると、放射線画像間で所定の演算を行った際に、演算結果に生じる疑似エッジの発生などにより適正な放射線演算画像を取得できなくなり、非破壊検査の計測精度を低下させてしまうといった問題が生じてしまう。特にインラインで連続して非破壊検査を行う場合には、検査のたびにキャリブレーションを行うことが困難であり、画素間での対応がとれなくなった場合には、そのことを早期に知る必要があった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、２段に重ねられた放射線検出器の画素間での対応がとれなくなったことを早期に知ることができる非破壊検査装置及び当該装置での検出方法を提供することを目的とする。

本発明に係る非破壊検査装置は、搬送手段と、放射線源と、第１及び第２の放射線検出器と、第１及び第２の算出手段と、検出手段と、を備えた装置である。搬送手段は、被検査物を所定の方向に搬送する。放射線源は、搬送手段による搬送方向と交差するように搬送手段に向けて放射線を照射する。第１の放射線検出器は、放射線源から照射された放射線を第１のエネルギ範囲で検出する。第２の放射線検出器は、放射線の照射方向において第１の放射線検出器よりも下流側に位置し、放射線源から照射された放射線を第１のエネルギ範囲よりも高い第２のエネルギ範囲で検出する。

第１の算出手段は、放射線源から照射されて被検査物を透過した放射線の第１のエネルギ範囲における第１の透過率を示す値を、第１の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する。第２の算出手段は、放射線源から照射されて被検査物を透過した放射線の第２のエネルギ範囲における第２の透過率を示す値を、第２の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する。検出手段は、第１の算出手段で算出された第１の透過率を示す値と第２の算出手段で算出された第２の透過率を示す値との比又は差に基づいて放射線源の位置ずれを検出する。

また、本発明に係る検出方法は、被検査物を所定の方向に搬送する搬送手段と、搬送手段による搬送方向と交差するように搬送手段に向けて放射線を照射する放射線源と、放射線源から照射された放射線を第１のエネルギ範囲で検出する第１の放射線検出器と、放射線の照射方向において第１の放射線検出器よりも下流側に位置し、放射線源から照射された放射線を第１のエネルギ範囲よりも高い第２のエネルギ範囲で検出する第２の放射線検出器とを備えた非破壊検査装置において、放射線源の位置ずれを検出する方法である。

この検出方法は、第１の算出ステップと、第２の算出ステップと、検出ステップとを備えている。第１の算出ステップでは、放射線源から照射されて被検査物を透過した放射線の第１のエネルギ範囲における第１の透過率を示す値を、第１の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する。第２の算出ステップでは、放射線源から照射されて被検査物を透過した放射線の第２のエネルギ範囲における第２の透過率を示す値を、第２の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する。検出ステップでは、第１の算出ステップで算出された第１の透過率を示す値と第２の算出ステップで算出された第２の透過率を示す値との比又は差に基づいて放射線源の位置ずれを検出する。

上記した非破壊検査装置及び当該検査装置での検出方法によれば、被検査物を透過した放射線の第１及び第２のエネルギ範囲における各透過率を示す値を輝度データから算出し、これら透過率を示す値の比又は差に基づいて放射線源の位置ずれを検出している。Ｘ線などの放射線は、エネルギが高いほど物体を透過しやすいといった性質があるが、このように互いに対応するよう調整された両検出器での物体の透過率を示す値の比又は差を参照することで、かかる対応関係が継続して維持されているか否かを容易に検出することができる。よって、本発明によれば、２段に重ねられた放射線検出器の画素間での対応がとれなくなったことを早期に知ることができる。

しかも、上記した非破壊検査装置及び当該検査装置での検出方法によれば、放射線の第１及び第２のエネルギ範囲における各透過率を示す値を、輝度データを利用して算出している。この場合、非破壊検査装置の放射線検出器で通常取得される輝度データを利用しているので、透過率を求めることが容易に実行でき、新たな検出器を別途設ける必要がない。なお、第２の放射線検出器で検出される第２のエネルギ範囲は、範囲全体として第１のエネルギ範囲よりも高ければよく、その一部が第１のエネルギ範囲とオーバラップしていてもよい。

上記の非破壊検査装置及び検出方法において、検出手段は、第１の透過率を示す値と第２の透過率を示す値との比又は差を所定の閾値と比較して放射線源の位置ずれを検出してもよい。この場合、エネルギが高いほど物体を透過しやすいといった性質等に基づいた所定の閾値を予め設定しておき、この閾値と透過率を示す値の比等とを比較することで、２段に重ねられた放射線検出器の画素間での対応がとれなくなったことを確実に検出することができる。なお、第１の放射線検出器は、搬送手段で搬送される被検査物を透過した放射線を第１のエネルギ範囲で検出し、第２の放射線検出器は、搬送手段で搬送される被検査物を透過した放射線を第２のエネルギ範囲で検出するように構成されている。

上記の非破壊検査装置及び検出方法において、第１の算出手段は、被検査物を透過した放射線の第１のエネルギ範囲における輝度データを測定するための基礎となる第１の基礎輝度データと、被検査物を透過した放射線の第１のエネルギ範囲における第１の透過輝度データとに基づいて、第１の透過率を示す値を算出してもよい。また、第２の算出手段は、被検査物を透過した放射線の第２のエネルギ範囲における輝度データを測定するための基礎となる第２の基礎輝度データと、被検査物を透過した放射線の第２のエネルギ範囲における第２の透過輝度データとに基づいて、第２の透過率を示す値を算出してもよい。このような算出により、各透過率を示す値を輝度データから確実に算出することができる。

上記の非破壊検査装置及び検出方法において、第１の算出手段は、被検査物を除外した状態又は被検査物に含まれない部分において第１の放射線検出器で検出された輝度の生データを補正して第１の基礎輝度データを算出すると共に、被検査物を透過した放射線を第１の放射線検出器で検出した際の輝度の生データに、当該補正に用いた第１の補正関数を乗じて、第１の透過輝度データを算出してもよい。また、第２の算出手段は、被検査物を除外した状態又は被検査物に含まれない部分において第２の放射線検出器で検出された輝度の生データを補正して第２の基礎輝度データを算出すると共に、被検査物を透過した放射線を第２の放射線検出器で検出した際の輝度の生データに、補正に用いた第２の補正関数を乗じて、第２の透過輝度データを算出してもよい。

この場合、生データを補正して基礎輝度データを算出すると共に、基礎輝度データを適正値に補正するための関数を用いて透過輝度データを算出しているため、より精度がよい基礎輝度データや透過輝度データを得ることができる。そして、高精度の輝度データを用いることにより、透過率を示す値を精度よく算出することができ、２段に重ねられた放射線検出器の画素間での対応がとれなくなったことを精度よく知ることができる。

上記の非破壊検査装置及び検出方法において、第１及び第２の算出手段は、第１及び第２の基礎輝度データが同じになるように第１及び第２の補正関数を設定してもよい。この場合、各透過率の分母の値が同じになり、各検出器からの透過輝度データを、透過率を示す値として直接比較できるので、検出処理を簡易にすることができる。

上記の非破壊検査装置は、検出手段で放射線源の位置ずれが検出された際に視覚的又は聴覚的に報知する報知手段を更に備えてもよい。また、上記の非破壊検査装置は、検出手段で放射線源の位置ずれが検出された際に放射線源を照射方向又は照射方向に交差する面方向に沿って移動させる駆動手段を更に備えてもよい。このような報知手段や駆動手段を備えることにより、位置ずれが検出された放射線源を早期に適正な位置に調整することができる。

本発明によれば、２段に重ねられた放射線検出器の画素間での対応がとれなくなったことを早期に知ることができる。

本実施形態に係る非破壊検査装置の斜視図である。 図１に示した非破壊検査装置の概略構成図である。 各検出器の画素間での対応関係を表す図であり、（ａ）が側面図であり、（ｂ）が正面図である。 Ｘ線源が移動した際の対応画素のずれを表す図である。 シェーディング補正の概要を示す図であり、（ａ）は補正前、（ｂ）は補正後を示す。 暗電流補正の概要を示す図であり、（ａ）は補正前、（ｂ）は補正後を示す。 エネルギ範囲の異なる検出器で測定した透過率の例を示す図である。 第１実施形態に係る非破壊検査装置の変形例の概略構成図である。 図７に示す透過率を輝度値で示した図である。 図８に示した非破壊検査装置での位置ずれ検出方法を示すフローチャートである。 非破壊検査装置の変形例を示す図である。 被検査物をトレイで搬送した場合の例を示した図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は一部上面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１及び図２に示されるように、非破壊検査装置１は、Ｘ線源からのＸ線（放射線）を照射方向Ｚへ向けて被検査物Ｓに照射し、照射されたＸ線のうち被検査物Ｓを透過した透過Ｘ線を複数のエネルギ範囲で検出する装置である。非破壊検査装置１は、透過Ｘ線画像を用いて被検査物Ｓに含まれる異物検査や手荷物検査などを行う。このような非破壊検査装置１は、ベルトコンベア１０（搬送手段）、Ｘ線照射器２０（放射線源）、低エネルギ画像取得部３０、高エネルギ画像取得部４０、制御部５０、画像処理装置６０及び解析装置７０を備えている。低エネルギ画像取得部３０、高エネルギ画像取得部４０及び制御部５０から、デュアル画像取得装置８０が構成される。

ベルトコンベア１０は、図１に示されるように、被検査物Ｓが載置されるベルト部１２を有する。ベルトコンベア１０は、ベルト部１２を搬送方向Ｙに移動させることで、被検査物Ｓを所定の搬送速度で搬送方向Ｙに搬送する。被検査物Ｓの搬送速度は、例えば４８ｍ／分である。ベルトコンベア１０は、必要に応じて、例えば２４ｍ／分や９６ｍ／分といった搬送速度に速度を変更することができる。ベルトコンベア１０で搬送される被検査物Ｓとしては、例えば、食肉やレトルト等の食品、タイヤなどのゴム製品、手荷物検査のための手荷物、樹脂製品、ワイヤなどの金属製品、鉱物など資源材料、分別や資源回収のための廃棄物、電子部品等など広くあげることができる。

Ｘ線照射器２０は、被検査物Ｓに向けて、Ｘ線を照射方向Ｚに照射する装置であり、Ｘ線源として機能する。Ｘ線照射器２０は、点光源であり、照射方向Ｚ及び搬送方向Ｙに直交する検出方向Ｘに所定の角度範囲でＸ線を拡散させる照射を行う。Ｘ線照射器２０は、Ｘ線の照射方向Ｚがベルト部１２に向けられると共に、拡散するＸ線が被検査物Ｓの幅方向（検出方向Ｘ）全体に及ぶように、ベルト部１２から所定の距離を離れてベルト部１２の上方に配置される。Ｘ線照射器２０は、被検査物Ｓの長さ方向（搬送方向Ｙ）においては、長さ方向における所定の分割範囲Ｓ_ｎが照射範囲とされ（図３の（ａ）参照）、被検査物Ｓがベルトコンベア１０で搬送方向Ｙに搬送されることにより、被検査物Ｓの長さ方向全体に対してＸ線が照射されるようになっている。

低エネルギ画像取得部３０は、低エネルギ検出器３２（第１の放射線検出器）と、低エネルギ画像補正部３４とを有している。

低エネルギ検出器３２は、Ｘ線の入射方向Ｚにおいて上流側に位置し、Ｘ線照射器２０から照射されたＸ線のうち被検査物Ｓの所定の分割範囲Ｓ_ｎを透過した低エネルギ範囲（第１のエネルギ範囲）のＸ線を検出して（図３の（ａ）参照）、低エネルギ画像データを生成する。低エネルギ検出器３２は、Ｘ線照射器２０から照射されたＸ線のうち被検査物Ｓがない状態でベルトコンベア１０を透過した低エネルギ範囲のＸ線も同様に検出可能となっている。

低エネルギ検出器３２は、低エネルギ用のシンチレータ層と低エネルギ用のラインセンサとを含んで構成される。低エネルギ用のシンチレータ層は、検出方向Ｘに沿って延在し、低エネルギ範囲のＸ線の像を光像に変換する。低エネルギ用のラインセンサは、検出方向Ｘに沿って配列された複数の画素３２_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）を有し（図３の（ｂ）参照）、シンチレータ層で変換された光像による低エネルギ画像を取得する。ラインセンサで取得される低エネルギ画像は、ラインセンサの画素３２_ｎ毎に取得される輝度データの集合体から構成される。

低エネルギ画像補正部３４は、低エネルギ検出器３２で画素毎に生成された低エネルギ範囲の輝度データをそれぞれ増幅及び補正して、増幅補正された低エネルギ画像を取得する部分である。低エネルギ画像補正部３４は、低エネルギ範囲の輝度データを増幅するアンプ３４ａ、アンプ３４ａで増幅された低エネルギ範囲の輝度データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部３４ｂ、Ａ／Ｄ変換部３４ｂで変換された輝度データに対して所定の補正処理を行う補正回路３４ｃ、補正回路３４ｃで補正された輝度データを低エネルギ画像データとして外部に出力する出力インターフェイス３４ｄと、を有している。

高エネルギ画像取得部４０は、高エネルギ検出器４２（第２の放射線検出器）と、高エネルギ画像補正部４４とを有している。

高エネルギ検出器４２は、Ｘ線の入射方向Ｚにおいて低エネルギ検出器３２よりも下流側に位置し、Ｘ線照射器２０から照射されたＸ線のうち被検査物Ｓの所定の分割範囲Ｓ_ｎ及び低エネルギ検出器３２を透過した高エネルギ範囲（第２のエネルギ範囲）のＸ線を検出して、高エネルギ画像データを生成する。高エネルギ検出器４２は、Ｘ線照射器２０から照射されたＸ線のうち被検査物Ｓがない状態でベルトコンベア１０を透過した高エネルギ範囲のＸ線も同様に検出可能となっている。なお、低エネルギ検出器３２で検出される低エネルギ範囲と高エネルギ検出器４２で検出される高エネルギ範囲とは、明確に区別されるものではなく、エネルギ範囲がある程度、重なるようになっていてもよい。

高エネルギ検出器４２は、高エネルギ用のシンチレータ層と高エネルギ用のラインセンサとを含んで構成される。高エネルギ用のシンチレータ層は、検出方向Ｘに沿って延在し、高エネルギ範囲のＸ線の像を光像に変換する。高エネルギ用のラインセンサは、検出方向Ｘに沿って配列された複数の画素４２_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）を有し（図３の（ｂ）参照）、シンチレータ層で変換された光像による高エネルギ画像を取得する。ラインセンサで取得される高エネルギ画像は、ラインセンサの画素４２_ｎ毎に取得される輝度データの集合体から構成される。なお、低エネルギ検出器３２のラインセンサと高エネルギ検出器４２のラインセンサとが同じセンサから構成され、シンチレータ層を異ならせること等により、両者をそれぞれ低エネルギ検出器３２と高エネルギ検出器４２とにするようにしてもよい。

高エネルギ画像補正部４４は、高エネルギ検出器４２で画素毎に生成された高エネルギ範囲の輝度データをそれぞれ増幅及び補正して、増幅補正された高エネルギ画像を取得する部分である。高エネルギ画像補正部４４は、高エネルギ範囲の輝度データを増幅するアンプ４４ａ、アンプ４４ａで増幅された高エネルギ範囲の輝度データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部４４ｂ、Ａ／Ｄ変換部４４ｂで変換された輝度データに対して所定の補正処理を行う補正回路４４ｃ、補正回路４４ｃで補正された輝度データを高エネルギ画像データとして外部に出力する出力インターフェイス４４ｄと、を有している。

制御部５０は、被検査物Ｓの搬送方向Ｙにおける分割範囲Ｓ_ｎが両検出器３２，４２による検出で互いに対応するように、低エネルギ検出器３２での透過Ｘ線の検出タイミングと高エネルギ検出器４２での透過Ｘ線の検出タイミングとを制御する。この制御部５０による検出タイミングの制御により、低エネルギ画像データと高エネルギ画像データとをサブトラクション処理した際に生じる画像ずれを低減させることができる。

また、Ｘ線照射器２０が点光源でありＸ線が放射状に広がることから、低エネルギ検出器３２の各画素３２_ｎと高エネルギ検出器４２の各画素４２_ｎとがＺ方向における上下で完全に対応しない箇所がある。即ち、検出方向Ｘの端に向かうに従って、低エネルギ検出器３２の各画素３２_ｎと高エネルギ検出器４２の各画素４２_ｎとの対応関係が検出方向Ｘにずれることになる。そこで、制御部５０は、被検査物Ｓの検査方向Ｘにおける低エネルギ検出器３２の画素３２_ｎと高エネルギ検出器４２の画素４２_ｎとがそれぞれ対応するように、低エネルギ検出器３２の画素毎の各輝度データと高エネルギ検出器４２の画素毎の各輝度データとの対応関係を制御する。なお、このような画素間の対応は、キャリブレーション部材を用いることにより、行うことが可能であり、対応手法については、公知の技術を適宜用いることができる。

画像処理装置６０は、低エネルギ画像取得部３０で検出及び生成された低エネルギ画像データと高エネルギ画像取得部４０で検出及び生成された高エネルギ画像データとの差分データを求める演算処理（サブトラクション処理）を行い、合成画像であるサブトラクション像を生成する装置である。画像処理装置６０に入力される両エネルギ画像データは、制御部５０により、搬送方向Ｙにおける互いの画像データが対応するように検出タイミングが制御されおり、また各画素間での対応関係も制御されている。

画像処理装置６０は、このような演算処理により生成したサブトラクション像をディスプレイ等に出力表示する。この出力表示により、被検査物Ｓを破壊することなく被検査物Ｓに含まれる異物等を目視で確認することができる。なお、サブトラクション像を出力表示せずにデータの出力のみを行い、画像データ上での検出処理により画像データから直接、被検査物Ｓに含まれる異物等を検出するようにしてもよい。

解析装置７０は、低エネルギ検出器３２と高エネルギ検出器４２とで検出した被検査物Ｓの同じ対応箇所Ｓ_ｎのＸ線透過率の比から、Ｘ線照射器２０の位置ずれを検出する装置である。非破壊検査装置１では、異物検査等を続けていると放射線源や非破壊検査装置の温度による変位・変形（熱膨張）によって放射線源の光源位置が移動（焦点移動）することによりＸ線照射器２０の位置がずれ、制御部５０によって事前調整した各画素３２_ｎと各画素４２_ｎとの間の対応関係がずれてしまい、放射線画像間で所定の演算を行った際に、演算結果に疑似エッジが発生する場合がある。この解析装置７０によってＸ線照射器２０の位置ずれを検出することで、本実施形態では、疑似エッジの発生を抑制している。

このような解析装置７０は、低エネルギ透過率算出部７２（第１の算出手段）、高エネルギ透過率算出部７４（第２の算出手段）、検出部７６（検出手段）及び警報装置７８（報知手段）を有している。

低エネルギ透過率算出部７２は、低エネルギ検出器３２で検出されたＸ線の輝度データから、低エネルギ範囲における被検査物ＳのＸ線透過率を対応領域Ｓ_ｎ毎に算出する。低エネルギ透過率算出部７２は、補正値算出部７２ａ、記憶部７２ｂ、輝度補正部７２ｃ及び透過率算出部７２ｄを含んで構成される。

補正値算出部７２ａは、被検査物Ｓが存在しない状態（ベルトコンベア１０のみが設置された状態）での低エネルギ範囲におけるＸ線の輝度データを低エネルギ検出器３２からまずは取得する。取得した低エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＬ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）は、低エネルギ検出器３２の検査方向Ｘに沿って配置された画素３２_ｎそれぞれに対応するデータであり、例えば図５の（ａ）に示されるように、ばらついている。

なお、図５の（ａ）では、１２８画素を有するラインセンサがＸ方向に１０個連結されて低エネルギ検出器３２が構成された場合の例を示している。被検査物Ｓが存在しない状態にも拘わらずこのようなバラツキが発生するのは、Ｘ線照射器２０からのＸ線の検出方向Ｘに沿った強さバラツキや低エネルギ検出器３２での検出感度のバラツキなどがあるためである。

そこで、補正値算出部７２ａは、シェーディング補正等を行うことにより、図５の（ｂ）に示されるように、画素３２_ｎ毎の輝度バラツキを補正してすべての生輝度データＲＬ_ｎを例えば輝度値３２００に標準化する。この標準化された輝度値をＤＬ、補正係数をＦＬとすると、これらの関係は以下の式（１）で表すことができる。
ＤＬ＝ＦＬ×ＲＬ_ｎ・・・（１）

そして、補正値算出部７２ａは、輝度値ＤＬに標準化する際の補正に用いられた補正関数ＦＬを上記の式（１）より算出する。補正関数ＦＬは、すべての画素３２_ｎからの生輝度データＲＬ_ｎに対応する関数であり、補正値算出部７２ａは、算出した補正関数ＦＬを記憶部７２ｂに出力する。また、補正値算出部７２ａは、基礎輝度データとして、標準化された輝度値ＤＬを記憶部７２ｂに出力する。輝度値ＤＬとしては、生輝度データの平均値を用いてもよいし、最小値や最大値を用いてもよく、適宜設定することができる。なお、Ｘ線の生輝度データＲＬ_ｎを取得する前処理として、図６に示されるような暗電流補正を行って初期ノイズを除去しておいてもよく（同図の（ｂ）参照）、この場合、より精度良い測定を行うことができる。

記憶部７２ｂは、補正値算出部７２ａから出力された補正関数ＦＬ及び標準化された輝度値ＤＬを格納する。記憶部７２ｂは、後述する輝度補正部７２ｃや透過率算出部７２ｄからの呼び出しに応じて、補正関数ＦＬ又は標準化された輝度値ＤＬを輝度補正部７２ｃや透過率算出部７２ｄに出力する。

輝度補正部７２ｃは、被検査物Ｓが存在する状態での低エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＬ_ｎ’（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）を低エネルギ検出器３２から対応領域Ｓ_ｎ毎に取得する。Ｘ線の生輝度データＲＬ_ｎ’は、低エネルギ検出器３２の画素３２_ｎにそれぞれ対応しており、被検査物Ｓの対応箇所Ｓ_ｎ毎に順に取得される。

輝度補正部７２ｃは、低エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＬ_ｎ’を対応領域Ｓ_ｎ毎に取得すると、上述したシェーディング補正と同様の補正を行うため、補正関数ＦＬを記憶部７２ｂから呼びだし、下記の式（２）に示すように、各生データに補正関数ＦＬを乗じ、補正後の各輝度データＤＬ_ｎ’（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）を取得する。
ＤＬ_ｎ’＝ＦＬ×ＲＬ_ｎ’・・・（２）
輝度補正部７２ｃは、補正後の各輝度データＤＬ_ｎ’を取得すると、取得した輝度データＤＬ_ｎ’を透過率算出部７２ｄに出力する。

透過率算出部７２ｄは、補正後の輝度データＤＬ_ｎ’を取得すると、記憶部７２ｂから標準化された輝度値ＤＬを取得し、低エネルギ範囲における透過率ＰＬ＝ＤＬ_ｎ’／ＤＬ（第１の透過率）を算出する。透過率算出部７２ｄは、算出した透過率ＰＬを検出部７６に出力する。

高エネルギ透過率算出部７４は、高エネルギ検出器４２で検出されたＸ線の輝度データから、高エネルギ範囲における被検査物ＳのＸ線透過率を対応領域Ｓ_ｎ毎に算出する。高エネルギ透過率算出部７４で算出される各輝度データは、低エネルギ透過率算出部７２で算出される各輝度データと被検査物Ｓの対応領域Ｓ_ｎが同じとなるように調整されたデータであり、互いに対応している。高エネルギ透過率算出部７４は、補正値算出部７４ａ、記憶部７４ｂ、輝度補正部７４ｃ及び透過率算出部７４ｄを含んで構成される。

補正値算出部７４ａは、被検査物Ｓが存在しない状態（ベルトコンベア１０のみが設置された状態）での高エネルギ範囲におけるＸ線の輝度データを高エネルギ検出器４２から取得する。取得した高エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＨ_ｎ（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）は、高エネルギ検出器４２の検査方向Ｘに沿って配置された画素４２_ｎそれぞれに対応するデータであり、低エネルギ検出器３２からのデータと同様に、ばらついている。

そこで、補正値算出部７４ａは、補正値算出部７２ａと同様に、シェーディング補正等を行うことにより、画素４２_ｎ毎の輝度バラツキを補正してすべての生輝度データＲＨ_ｎを例えば輝度値３２００に標準化する。この標準化された輝度値をＤＨ、補正係数をＦＨとすると、これらの関係は以下の式（３）で表すことができる。
ＤＨ＝ＦＨ×ＲＨ_ｎ・・・（３）

そして、補正値算出部７４ａは、輝度値ＤＨに標準化する際の補正に用いられた補正関数ＦＨを上記の式（３）より算出する。補正関数ＦＨは、すべての画素４２_ｎからの生輝度データＲＨ_ｎに対応する関数であり、補正値算出部７４ａは、算出した補正関数ＦＨを記憶部７４ｂに出力する。また、補正値算出部７４ａは、基礎輝度データとして、標準化された輝度値ＤＨを記憶部７４ｂに出力する。

記憶部７４ｂは、補正値算出部７４ａから出力された補正関数ＦＨ及び標準化された輝度値ＤＨを格納する。記憶部７４ｂは、後述する輝度補正部７４ｃや透過率算出部７４ｄからの呼び出しに応じて、補正関数ＦＨ又は標準化された輝度値ＤＨを輝度補正部７４ｃや透過率算出部７４ｄに出力する。

輝度補正部７４ｃは、被検査物Ｓが存在する状態での高エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＨ_ｎ’（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）を高エネルギ検出器４２から対応領域Ｓ_ｎ毎に連続して取得する。Ｘ線の生輝度データＲＨ_ｎ’は、高エネルギ検出器４２の画素４２_ｎにそれぞれ対応しており、被検査物Ｓの対応箇所Ｓ_ｎ毎に順に取得される。

輝度補正部７４ｃは、高エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＨ_ｎ’を対応領域Ｓ_ｎ毎に取得すると、上述したシェーディング補正と同様の補正を行うため、補正関数ＦＨを記憶部７４ｂから呼びだし、下記の式（４）に示すように、各生データに補正関数ＦＨを乗じて、補正後の輝度データＤＨ_ｎ’（ｎ＝１〜Ｎ：Ｎは整数）を取得する。
ＤＨ_ｎ’＝ＦＨ×ＲＨ_ｎ’・・・（４）
輝度補正部７４ｃは、補正後の各輝度データＤＨ_ｎ’を取得すると、取得した輝度データＤＨ_ｎ’を透過率算出部７４ｄに出力する。

透過率算出部７４ｄは、補正後の輝度データＤＨ_ｎ’を取得すると、記憶部７４ｂから標準化された輝度値ＤＨを取得し、高エネルギ範囲における透過率ＰＨ＝ＤＨ_ｎ’／ＤＨ（第２の透過率）を算出する。透過率算出部７４ｄは、算出した透過率ＰＨを検出部７６に出力する。

検出部７６は、低エネルギ透過率算出部７２で算出された透過率ＰＬ（＝ＤＬ_ｎ’／ＤＬ）と、高エネルギ透過率算出部７４で算出された透過率ＰＨ（＝ＤＨ_ｎ’／ＤＨ）との比を算出して、Ｘ線照射器２０の位置ずれを検出する。この比は、以下の式（５）で表される。
透過率の比＝ＰＨ／ＰＬ・・・（５）

そして、検出部７６は、上述した式（５）に基づいた透過率の比ＰＨ／ＰＬが、閾値である１よりも大きいか否かを以下の式（６）に基づいて判定する。
ＰＨ／ＰＬ＞１・・・（６）

ここで、閾値を１とした理由について簡単に説明する。Ｘ線は、エネルギが高いほど物体を透過しやすいため、仮に被検査物Ｓで同じ経路（つまり同じ材料部分）をたどったＸ線を低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とで検出すると、高エネルギ範囲の透過率の方が必ず高くなる。例えば、図７に示されるように、ゴムを透過したＸ線の透過率を低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とでそれぞれ検出すると、低エネルギ範囲の透過率が０．５８８であるのに対し、高エネルギ範囲の透過率は０．７２２となり、その透過率の比ＰＨ／ＰＬは１．２２８となり、１よりも大きくなる。

また、別の物体であるワイヤを透過したＸ線の透過率を低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とでそれぞれ検出すると、低エネルギ範囲の透過率が０．１８１であるのに対し、高エネルギ範囲の透過率は０．３２７となり、その透過率の比ＰＨ／ＰＬは１．８０７となり、これも１よりも大きくなる。例えば、検査用の指標として用いられるＸ線用のチャートであっても透過率の比ＰＨ／ＰＬは必ず１よりも大きくなる。また食品の一例として挙げられるレトルト食品でも同様に、透過率の比ＰＨ／ＰＬは必ず１よりも大きくなる。

つまり、上述した式（６）を満たしている場合、被検査物Ｓで同じ経路（同じ材料部分）をたどったＸ線を低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とで検出している可能性が高くなり、低エネルギ検出器３２の画素３２_ｎと高エネルギ検出器４２の画素４２_ｎとで対応するように事前調整されている対応関係が維持されていると判定することができる。一方、上述した式（６）を満たさない場合、すなわち、高エネルギ範囲の透過性の方が低エネルギ範囲の透過性よりも低くなる場合は、被検査物Ｓで同じ経路をたどっていない（異なる材料部分を通過した）Ｘ線を比較している可能性が高く、低エネルギ検出器３２の画素３２_ｎと高エネルギ検出器４２の画素４２_ｎとで対応するように調整されている対応関係が維持されていないと判定することができる。

検出部７６は、低エネルギ検出器３２の画素３２_ｎと高エネルギ検出器４２の画素４２_ｎとで対応するように調整されている対応関係が維持されていないと判定した場合、つまり、透過率の比ＰＨ／ＰＬが１以下となった場合、図４に示されるようなＸ線照射器２０の位置ずれによって、これら対応関係がずれたものと推定して、Ｘ線照射器２０の位置ずれがあったと検出する。検出部７６は、Ｘ線照射器２０の位置ずれを検出すると、検出信号を警報装置７８に出力する。

警報装置７８は、検出信号を検出部７６から受信すると、Ｘ線照射器２０の位置ずれがあった旨の警報を鳴動する。これにより、非破壊検査装置１での透過Ｘ線画像を用いて被検査物Ｓに含まれる異物検査等を行っている作業者等に対して、Ｘ線照射器２０の位置ずれを早期に知らせることができる。

ところで、上記実施形態では、低エネルギ透過率算出部７２で用いられる輝度値ＤＬと、高エネルギ透過率算出部７４で用いられる輝度値ＤＨとが同じ値になるように補正処理を行っている。この場合、算出される各透過率の分母が同じになるため、透過率を直接算出する必要がなくなり、例えば図８に示されるように、両透過率算出部７２，７４が透過率算出部７２ｄ，７４ｄを含まない構成とすることもできる。このような構成では、輝度補正部７２ｃから輝度データＤＬ_ｎ’を検出部７６にそのまま出力し、輝度補正部７４ｃから輝度データＤＨ_ｎ’を検出部７６にそのまま出力する。なお、ここでいう、補正後の輝度データＤＬ_ｎ’は、低エネルギ範囲における透過率を示す値の１つとして機能し、補正後の輝度データＤＨ_ｎ’は、高エネルギ範囲における透過率を示す値の１つとして機能することになる。

検出部７６では、輝度補正部７２ｃから補正後の輝度データＤＬ_ｎ’を取得し、輝度補正部７４ｃから補正後の輝度データＤＨ_ｎ’を取得すると、これらの輝度データから透過率の比＝ＰＨ／ＰＬを算出する。輝度値ＤＬとＤＨとが同じ値であることから、透過率の比ＰＨ／ＰＬは、以下の式（７）で表される。
透過率の比＝ＰＨ／ＰＬ＝ＤＨ_ｎ’／ＤＬ_ｎ’・・・（７）

そして、検出部７６は上述した処理と同様の検出処理を行って、Ｘ線照射器２０の位置ずれがあったか否かを検出する。なお、このように輝度データを直接用いた場合であっても、図９に示されるように、各物体におけるＸ線の透過率を低エネルギ範囲と高エネルギ範囲とでそれぞれ検出して算出した透過率の比は、閾値である１よりも大きくなる。

続いて、図８に示された非破壊検査装置１を例にとって、Ｘ線照射器２０の位置ずれを検出する検出方法を、図１０を参照して説明する。

まず、補正値算出部７２ａによって、被検査物Ｓが存在しない状態での低エネルギ範囲におけるＸ線の輝度データＲＬ_ｎを低エネルギ検出器３２から取得する。その後、補正値算出部７２ａによってこれら輝度データＲＬ_ｎにシェーディング補正等を行うことにより、画素３２_ｎ毎の輝度バラツキを補正してすべての生輝度データＲＬ_ｎを例えば輝度値３２００に標準化する。そして、補正値算出部７２ａによって、輝度値ＤＬに標準化する際の補正に用いられた補正関数ＦＬを上記の式（１）より算出する（ステップＳ１）。

続いて、輝度補正部７２ｃによって、被検査物Ｓが存在する状態での低エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＬ_ｎ’を低エネルギ検出器３２から取得する。輝度補正部７２ｃによって、低エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＬ_ｎ’を取得すると、補正関数ＦＬを記憶部７２ｂから呼びだし、上述した式（２）に示すように、各生データに補正関数ＦＬを乗じ、補正後の各輝度データＤＬ_ｎ’を取得する（ステップＳ２）。補正後の各輝度データＤＬ_ｎ’が取得されると、取得した輝度データＤＬ_ｎ’が検出部７６に出力される。

また、補正値算出部７４ａによって、被検査物Ｓが存在しない状態での高エネルギ範囲におけるＸ線の輝度データＲＨ_ｎを高エネルギ検出器４２から取得する。その後、補正値算出部７４ａによってこれら輝度データＲＨ_ｎにシェーディング補正等を行うことにより、画素４２_ｎ毎の輝度バラツキを補正してすべての生輝度データＲＨ_ｎを例えば輝度値３２００に標準化する。そして、補正値算出部７４ａによって、輝度値ＤＨに標準化する際の補正に用いられた補正関数ＦＨを上記の式（３）より算出する（ステップＳ３）。

続いて、輝度補正部７４ｃによって、被検査物Ｓが存在する状態での高エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＨ_ｎ’を高エネルギ検出器４２から取得する。輝度補正部７４ｃによって、高エネルギ範囲におけるＸ線の生輝度データＲＨ_ｎ’を取得すると、補正関数ＦＨを記憶部７４ｂから呼びだし、上述した式（４）に示すように、各生データに補正関数ＦＨを乗じ、補正後の各輝度データＤＨ_ｎ’を取得する（ステップＳ４）。補正後の各輝度データＤＨ_ｎ’が取得されると、取得した輝度データＤＨ_ｎ’が検出部７６に出力される。

続いて、検出部７６によって、輝度補正部７２ｃからの輝度データＤＬ_ｎ’が取得され、輝度補正部７４ｃからの輝度データＤＨ_ｎ’が取得されると、これらの輝度データから透過率の比、すなわち輝度値の比＝ＰＨ／ＰＬが算出される（ステップＳ５）。そして、検出部７６によって、この輝度値の比が閾値の１よりも大きいか否かについて判定される（ステップＳ６）。

ステップＳ６での判定により、輝度値の比が閾値の１よりも大きければ、検出処理を継続し、輝度値の比が閾値１以下であれば、検出処理を終了し、ステップＳ７に移って警報を鳴動する。これにより、非破壊検査装置１において、Ｘ線照射器２０の位置ずれを早期に知らせることができる。

このように、本実施形態の非破壊検査装置１によれば、被検査物Ｓを透過した放射線の両エネルギ範囲における各透過率を示す値を輝度データから算出し、これら透過率を示す値の比に基づいてＸ線照射器２０の位置ずれを検出している。Ｘ線などの放射線は、エネルギが高いほど物体を透過しやすいといった性質があるが、このように互いに対応するよう調整された両検出器３２，４２での物体の透過率を示す値の比を参照することで、かかる対応関係が継続して維持されているか否かを容易に検出することができる。よって、本実施形態によれば、２段に重ねられたデュアル画像取得装置８０の画素３２_ｎ，４２_ｎ間での対応がとれなくなったことを早期に知ることができる。

しかも、非破壊検査装置１及び当該検査装置１での検出方法によれば、Ｘ線の両エネルギ範囲における各透過率を示す値を、輝度データを利用して算出している。この場合、非破壊検査装置１の検出器３２，４２で通常取得される輝度データを利用しているので、透過率を求めることが容易に実行でき、新たな検出器を別途設ける必要がない。

また、非破壊検査装置１及び当該検査装置１での検出方法において、低エネルギ透過率算出部７２及び高エネルギ透過率算出部７４は、基礎となる輝度データＤＬとＤＨとが同じになるように補正関数ＦＬ，ＦＨを設定している。このため、各透過率の分母の値が同じになり、各検出器３２，４２からの透過輝度データを、透過率を示す値として直接比較できるので、検出処理を簡易にすることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、検出部７６でＸ線照射器２０の位置ずれがあったと判定した場合、警報装置７８を鳴動させていたが、図１１に示されるように、警報とは別に又は警報と共に、Ｘ線照射器２０の位置を光源駆動装置９０によって上下又は水平面方向に調整させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、解析装置７０において、透過率の比ＰＨ／ＰＬを閾値１と比較してＸ線照射器２０の位置ずれを判定していたが、下記の式（８）に示すように、低エネルギ範囲における透過率ＰＬと高エネルギ範囲における透過率ＰＨとの差が所定の閾値である０（ゼロ）よりも大きいか否かで判定するようにしてもよい。
ＰＨ―ＰＬ＞０・・・（８）

この場合、ＰＨ―ＰＬが０よりも大きければ、Ｘ線照射器２０の位置ずれがないと判定し、ＰＨ―ＰＬが０以下となれば、Ｘ線照射器２０の位置ずれがあったと解析装置７０にて判定することができる。なお、透過率の差を用いる場合の閾値０は、透過率の差を求める場合の閾値１と同様の考えで設定される。

また、上記実施形態では、基礎となる輝度データＤＬとＤＨとが同じになるように補正関数ＦＬ，ＦＨを設定していたが、取得される輝度データによっては、基礎となる輝度データＤＬとＤＨとが同じ値にならないように補正関数ＦＬ，ＦＨを設定してもよい。但し、この場合は、透過率の分母を省略することはできないので、透過率同士で比較する必要がある。比較検出は、上述した実施形態と同様である。

また、上記実施形態では、透過率ＰＨ，ＰＬを算出する基礎となる輝度データを、被検査物Ｓが存在しない状態（ベルトコンベア１０のみが設置された状態）での範囲におけるＸ線の輝度データとしているが、図１２に示されるように、トレイＴ内に被検査物Ｓが治められたものを検査する場合には、透過率ＰＨ，ＰＬを算出する基礎となる輝度データとして、ベルトコンベア１０に加えトレイＴも含めた状態、言い換えると、被検査物Ｓに含まれない部分でのＸ線の輝度データを求め、これを用いて各透過率を算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、画像補正部３４，４４と透過率算出部７２，７４とを別々に設けた場合で説明したが、画像補正部３４，４４の出力インターフェースから出力されるデータを用いて、透過率算出部７２，７４で算出される透過率を算出するようにしてもよい。つまり、透過率算出部７２，７４の機能の一部又は全部と画像補正部３４，４４とが共用される構成であってもよい。

１…非破壊検査装置、１０…ベルトコンベア、２０…Ｘ線照射器、３２…低エネルギ検出器、４２…高エネルギ検出器、７０…解析装置、７２…低エネルギ透過率算出部、７４…高エネルギ透過率算出部、７６…検出部、７８…警報装置。

Claims (9)

1. 被検査物を所定の方向に搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段による搬送方向と交差するように前記搬送手段に向けて放射線を照射する放射線源と、
   前記放射線源から照射された放射線を第１のエネルギ範囲で検出する第１の放射線検出器と、
   前記放射線の照射方向において前記第１の放射線検出器よりも下流側に位置し、前記放射線源から照射された放射線を前記第１のエネルギ範囲よりも高い第２のエネルギ範囲で検出する第２の放射線検出器と、
   前記放射線源から照射されて前記被検査物を透過した放射線の前記第１のエネルギ範囲における第１の透過率を示す値を、前記第１の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する第１の算出手段と、
   前記放射線源から照射されて前記被検査物を透過した放射線の前記第２のエネルギ範囲における第２の透過率を示す値を、前記第２の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する第２の算出手段と、
   前記第１の算出手段で算出された前記第１の透過率を示す値と前記第２の算出手段で算出された前記第２の透過率を示す値との比又は差に基づいて前記放射線源の位置ずれを検出する検出手段と、
   を備える非破壊検査装置。
2. 前記検出手段は、前記第１の透過率を示す値と前記第２の透過率を示す値との比又は差を所定の閾値と比較して前記放射線源の位置ずれを検出する、請求項１に記載の非破壊検査装置。
3. 前記第１の放射線検出器は、前記搬送手段で搬送される前記被検査物を透過した放射線を前記第１のエネルギ範囲で検出し、
   前記第２の放射線検出器は、前記搬送手段で搬送される前記被検査物を透過した放射線を前記第２のエネルギ範囲で検出する、請求項１又は２に記載の非破壊検査装置。
4. 前記第１の算出手段は、前記被検査物を透過した放射線の前記第１のエネルギ範囲における輝度データを測定するための基礎となる第１の基礎輝度データと、前記被検査物を透過した放射線の前記第１のエネルギ範囲における第１の透過輝度データとに基づいて、前記第１の透過率を示す値を算出し、
   前記第２の算出手段は、前記被検査物を透過した放射線の前記第２のエネルギ範囲における輝度データを測定するための基礎となる第２の基礎輝度データと、前記被検査物を透過した放射線の前記第２のエネルギ範囲における第２の透過輝度データとに基づいて、前記第２の透過率を示す値を算出する、請求項１〜３の何れか一項に記載の非破壊検査装置。
5. 前記第１の算出手段は、前記被検査物を除外した状態又は前記被検査物に含まれない部分において前記第１の放射線検出器で検出された輝度の生データを補正して前記第１の基礎輝度データを算出すると共に、前記被検査物を透過した放射線を前記第１の放射線検出器で検出した際の輝度の生データに、前記補正に用いた第１の補正関数を乗じて、前記第１の透過輝度データを算出し、
   前記第２の算出手段は、前記被検査物を除外した状態又は前記被検査物に含まれない部分において前記第２の放射線検出器で検出された輝度の生データを補正して前記第２の基礎輝度データを算出すると共に、前記被検査物を透過した放射線を前記第２の放射線検出器で検出した際の輝度の生データに、前記補正に用いた第２の補正関数を乗じて、前記第２の透過輝度データを算出する、請求項４に記載の非破壊検査装置。
6. 前記第１及び第２の算出手段は、前記第１及び第２の基礎輝度データが同じになるように前記第１及び第２の補正関数を設定する、請求項５に記載の非破壊検査装置。
7. 前記検出手段で前記放射線源の位置ずれが検出された際に視覚的又は聴覚的に報知する報知手段を更に備える請求項１〜６の何れか一項に記載の非破壊検査装置。
8. 前記検出手段で前記放射線源の位置ずれが検出された際に前記放射線源を前記照射方向又は前記照射方向に交差する面方向に沿って移動させる駆動手段を更に備える請求項１〜７の何れか一項に記載の非破壊検査装置。
9. 被検査物を所定の方向に搬送する搬送手段と、前記搬送手段による搬送方向と交差するように前記搬送手段に向けて放射線を照射する放射線源と、前記放射線源から照射された放射線を第１のエネルギ範囲で検出する第１の放射線検出器と、前記放射線の照射方向において前記第１の放射線検出器よりも下流側に位置し、前記放射線源から照射された放射線を前記第１のエネルギ範囲よりも高い第２のエネルギ範囲で検出する第２の放射線検出器とを備えた非破壊検査装置において、前記放射線源の位置ずれを検出する検出方法であって、
   前記放射線源から照射されて前記被検査物を透過した放射線の前記第１のエネルギ範囲における第１の透過率を示す値を、前記第１の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する第１の算出ステップと、
   前記放射線源から照射されて前記被検査物を透過した放射線の前記第２のエネルギ範囲における第２の透過率を示す値を、前記第２の放射線検出器で検出された放射線の輝度データから算出する第２の算出ステップと、
   前記第１の算出ステップで算出された前記第１の透過率を示す値と前記第２の算出ステップで算出された前記第２の透過率を示す値との比又は差に基づいて前記放射線源の位置ずれを検出する検出ステップと、
   を備える検出方法。
   

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