JP2008224483A - X線検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 X線源1とX線検出器3との間で、基準検査物又は被検査物7を搬送する搬送機構5と、第一設定時と、第二設定時と、第三設定時とに、検出信号に基づいて、X線透過像データを作成して記憶させるX線透過像データ記憶制御部32と、置換表を作成して記憶させる第一設定部38と、管電流及び/又は管電圧の強度レベルを決定する第二設定部35と、閾値パラメータを作成して記憶させる第三設定部37とを備えるX線検査装置80であって、X線透過像データ記憶制御部32が、X線透過像データを作成して記憶させているときには、搬送機構5の駆動を停止する駆動停止信号を出力する搬送機構制御部36を備えることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
なお、コリメータは、ベルトコンベア5が移動させる被検査物7の移動方向と直交するように、扇状に広がるX線ビームを形成し、直線状のX線検出器3は、扇状に広がるX線ビームを検出できるように、ベルトコンベア5が移動させる被検査物7の移動方向と直交するように配置されている。
そこで、本件発明者らは、上記課題を解決するために、管電流や管電圧等の強度レベルを自動で設定できるように検討を行った。その結果、まず、検査対象の被検査物でなく、それぞれX線の透過量が異なる複数の基準検査物のX線透過像データと、管電圧の強度レベルとの関係を示す置換表を作成する第一設定時の作業を行い、その後、この置換表と、検査対象となる被検査物のX線透過像データとを用いて管電圧の強度レベルを決定する第二設定時の作業を行う方法を見出した。
しかし、このような閾値パラメータを作成するためにも、良品のバラツキを考慮し、多くの良品とする被検査物のX線透過像データを得る必要が出てきた。しかし、このときにも、上述したように、コンピュータ109がX線透過像データを作成して記憶部に記憶させているときには、新たなX線透過像データを作成することができない。よって、X線透過像データを作成して記憶部に記憶させているときには、操作者が、ベルトコンベア5上に被検査物を載置しないように注意しなければならなかった。
また、「管電圧」とは、X線源の陽極と陰極との間に印加する電圧のことをいう。高電圧になるに従って、X線の波長が短くなり、透過力が強くなる。
例えば、置換表として、第一の基準検査物、第二の基準検査物、第三の基準検査物を載置したときのX線透過像データの各最小値と、基準検査物を載置しなかったときのX線透過像データの平均値の差L1、L2、L3をそれぞれ算出する。これにより、後述する差L’が、差L1以下である場合には、管電圧の強度レベルを弱に設定し、差L1を越えて、かつ、差L2以下である場合には、管電圧の強度レベルを中に設定し、差L2を越えて、差L3以下である場合には、管電圧の強度レベルを強に設定するように、後述する第二設定部が、管電圧の強度レベルを決定するようにする。
ここまでの作業はコンピュータ109の制御ソフト作成段階において、一度行っておけばよい。
例えば、被検査物を載置したときのX線透過像データの最小値と、被検査物を載置しなかったときのX線透過像データの平均値の差L’を算出する。これにより、差L’が、差L1以下である場合には、管電圧の強度レベルを弱に設定し、差L1を越えて、かつ、差L2以下である場合には、管電圧の強度レベルを中に設定し、差L2を越えて、差L3以下である場合には、管電圧の強度レベルを強に設定するように、管電圧の強度レベルを決定する。
例えば、閾値パラメータとして、1個目の被検査物を載置させたときに作成されたX線透過像データの最小値と、2個目の被検査物を載置させたときに作成されたX線透過像データの最小値とを比較することにより、値が小さくなるX線透過像データの値を閾値パラメータに設定するように決定する。
また、基準検査物を移動させながら行う第一設定時の作業において、X線透過像データを作成して記憶部に記憶させているときには、搬送機構の駆動を停止する駆動停止信号を出力するので、X線透過像データ記憶制御部がX線透過像データを記憶させている最中に、搬送機構上に一の基準検査物を載置することにより、X線源とX線検出器との間を搬送させて、一の基準検査物からX線透過像データを得ずに第一設定時の作業を進めるような入力ミス等を起こすことなく、置換表を適切に容易に作成することができる。
さらに、操作者が手動で閾値パラメータも決定することはない。
また、被検査物を移動させながら行う第三設定時の作業においても、X線透過像データを作成して記憶部に記憶させているときには、搬送機構の駆動を停止する駆動停止信号を出力するので、X線透過像データ記憶制御部がX線透過像データを記憶させている最中に、搬送機構上に一の被検査物を載置することにより、X線源とX線検出器との間を搬送させて、一の被検査物からX線透過像データを得ずに第三設定時の作業を進めるような入力ミス等を起こすこともなく、閾値パラメータを適切に容易に作成することができる。
また、本発明のX線検査装置においては、検査時に、前記検出信号に基づいて、X線透過像データを作成するX線透過像データ作成部と、検査時に得られた被検査物のX線透過像データと、前記閾値パラメータとを用いて、前記被検査物の検査の判定を決定する判定部とを備えるようにしてもよい。
本発明のX線検査装置によれば、検査時の作業として、操作者が、第二設定部により決定された強度レベルの管電圧であるX線を照射しながら、検査対象の被検査物を搬送機構に載置してベルトコンベアを駆動させることにより、判定部は、被検査物の検査の判定を決定する。
例えば、X線透過像データ作成部は、得られる検出信号に基づいて、被検査物のX線透過像データを作成する。このとき、判定部は、X線透過像データと、閾値パラメータとを比較することにより、被検査物中に異物が混入しているか否かの判定を実行する。その結果、X線透過像データの値が閾値パラメータの値より小さくなったときには、被検査物中に異物が存在すると判定し、一方、X線透過像データの値が閾値パラメータの値以上であるときには、被検査物中に異物が存在しないと判定する。
そして、本発明のX線検査装置においては、前記基準検査物は、それぞれX線の透過量が異なるものであるようにしてもよい。
さらに、本発明のX線検査装置においては、前記判定部は、前記被検査物中に異物が混入しているか否かの判定を実行するようにしてもよい。
入口ベルトコンベア60は、本体70の入口部6aに設けられるとともに、出口ベルトコンベア50は、本体70の出口部6bに設けられる。
また、X線管1では、管電圧の強度レベルが強中弱と設定可能であり、管電圧を大きくすることで、X線の波長が短くなり、X線の透過力が強くなり、一方、管電圧を小さくすることで、X線の波長が長くなり、X線の透過力が弱くなる。管電圧の強度レベルの制御は、後述するX線管制御部34から出力された駆動信号が与えられることによって実行される。
X線検出器3は、X線管1からの扇状に広がるX線ビームを検出できるように、ベルトコンベア5が移動させる基準検査物7a又は被検査物7bの移動方向と直交するように配置されている。
また、CPU21が処理する機能をブロック化して説明すると、X線透過像データ作成部31と、X線透過像データ記憶制御部32と、X線透過像データ表示部33と、搬送機構制御部36と、第一設定部38と、第二設定部35と、第三設定部37と、判定部39と、X線管制御部34とを有する。また、メモリ25は、設定データ記憶領域41と、検出信号記憶領域42とを有する。
なお、本実施形態では、検査時のX線管1の管電圧の強度レベルを決定するための置換表を作成する第一設定時、検査時のX線源1の管電圧の強度レベルを決定する第二設定時、検査時の被検査物7bの検査の判定を決定するための閾値パラメータを作成する第三設定時、被検査物7bの検査の判定を決定する検査時に、キーボード22aやマウス22bの操作によって、それぞれ入力される第一設定信号、第二設定信号、第三設定信号、検査開始信号を受信することで作業を行う場合を例に説明する。
具体的には、第一設定時の作業、第二設定時の作業、第三設定時の作業及び検査時の作業の開始時に、第一設定信号、第二設定信号、第三設定信号及び検査開始信号を受信することによって、ベルトコンベア5を駆動する駆動開始信号を駆動機構に出力して、その後、X線透過像データ記憶制御部32から計算開始信号を受信したときには、ベルトコンベア5の駆動を停止する駆動停止信号を駆動機構に出力し、さらにその後、X線透過像データ記憶制御部32から計算終了信号を受信したときには、再び、ベルトコンベア5を駆動する駆動開始信号を駆動機構に出力する。
例えば、設定データ記憶領域41に記憶された管電圧の強度パラメータSが0、1、2のいずれかに設定されるものとする。そして、S=0である場合には、管電圧の強度レベルを弱とする駆動信号をX線管1に出力する。一方、S=1である場合には、管電圧の強度レベルを中とする駆動信号をX線管1に出力する。さらに、S=2である場合には、管電圧の強度レベルを強とする駆動信号をX線管1に出力する。
例えば、時間t1のときに、光ダイオード92a、92b、・・・からのデジタル信号の値をそれぞれ収得し、時間t2のときにも、各光ダイオードからのデジタル信号の値をそれぞれ取得して、デジタル信号の値を検出信号記憶領域42に記憶させ始めたときには、搬送機構制御部36に計算開始信号を出力し、その後、デジタル信号の値を検出信号記憶領域42に記憶させ終わったときには、搬送機構制御部36に計算終了信号を出力する。
例えば、時間t1’のときに、光ダイオード92a、92b、・・・からのデジタル信号の値をそれぞれ取得し、時間t2’のときにも、各光ダイオードからのデジタル信号の値をそれぞれ取得する。
ここで、置換表を作成する方法の一例について説明する。図7及び図8は、置換表を作成する方法について説明するためのフローチャートである。ここでは、3個の基準検査物7a(基準検査物の個数パラメータX=1〜3)を用い、各基準検査物7aは、それぞれX線の透過量が異なるものであるものとする。また、X=0は、基準検査物7aを載置しないときを表す。
まず、ステップS101の処理において、操作者のキーボード22aやマウス22bの操作によって第一設定信号が入力される。
次に、ステップS102の処理において、基準検査物の個数パラメータX=0、管電圧の強度パラメータS=0を関数として設定データ記憶領域41に記憶させる。
次に、ステップS104の処理において、X線管制御部34は、Sは何であるかを判定する。S=0であると判定した場合には、ステップS105の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを弱とする駆動信号をX線管1に出力する。
一方、S=1であると判定した場合には、ステップS106の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを中とする駆動信号をX線管1に出力する。
さらに、S=2であると判定した場合には、ステップS107の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを強とする駆動信号をX線管1に出力する。
次に、ステップS109の処理において、X線透過像データ記憶制御部32は、搬送機構制御部36に計算開始信号を出力するとともに、取得した時間とともにデジタル信号を検出信号記憶領域42に記憶させ始める。
次に、ステップS111の処理において、X線透過像データ記憶部31は、取得した時間とともにデジタル信号を検出信号記憶領域42に記憶させ終えると、搬送機構制御部36に計算終了信号を出力する。
例えば、3個の基準検査物7aのX線透過像データにおいて、X=1の基準検査物7aを載置したときのX線透過像データの最小値と、基準検査物7aを載置しなかったとき(X=0)のX線透過像データの値の平均値との差L1を算出し(図5(b)参照)、同様に、X=2、3の基準検査物7aを載置したときのX線透過像データの各最小値と、基準検査物7aを載置しなかったときのX線透過像データの値の平均値との差L2、L3をそれぞれ算出する(図5(c)、(d)参照)。
これにより、後述する差L’が、差L1以下である場合には、管電圧の強度レベルを弱に設定し、差L1を越えて、かつ、差L2以下である場合には、管電圧の強度レベルを中に設定し、差L2を越えて、かつ、差L3以下である場合には、管電圧の強度レベルを強に設定するように、管電圧の強度レベルを決定するようにする。
そして、ステップS115の処理を終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
ここで、X線管1の管電圧の強度レベルを決定する方法の一例について説明する。図9及び図10は、X線管1の管電圧の強度レベルを決定する方法について説明するためのフローチャートである。ここでは、3個の良品とする被検査物7b(被検査物の個数パラメータX=1〜3)を用いるものとする。また、X=0は、被検査物7bを載置しないときを表す。
まず、ステップS201の処理において、操作者のキーボード22aやマウス22bの操作によって第二設定信号が入力される。
次に、ステップS202の処理において、被検査物の個数パラメータX=0、管電圧の強度パラメータS=0を関数として設定データ記憶領域41に記憶させる。
次に、ステップS204の処理において、X線管制御部34は、Sは何であるかを判定する。S=0であると判定した場合には、ステップS205の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを弱とする駆動信号をX線管1に出力する。
一方、S=1であると判定した場合には、ステップS206の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを中とする駆動信号をX線管1に出力する。
さらに、S=2であると判定した場合には、ステップS207の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを強とする駆動信号をX線管1に出力する。
次に、ステップS209の処理において、X線透過像データ記憶制御部32は、搬送機構制御部36に計算開始信号を出力するとともに、取得した時間とともにデジタル信号を検出信号記憶領域42に記憶させ始める。
次に、ステップS211の処理において、X線透過像データ記憶制御部32は、取得した時間とともにデジタル信号を検出信号記憶領域42に記憶させ終えると、搬送機構制御部36に計算終了信号を出力する。
例えば、3個の被検査物7bのX線透過像データにおいて、X=0の被検査物7bを載置したときのX線透過像データの最小値と、被検査物7bを載置しなかったとき(X=0)のX線透過像データの値の平均値との差L1’を算出し、同様に、X=2、3の被検査物7bを載置したときのX線透過像データの各最小値と、被検査物7bを載置しなかったときのX線透過像データの値の平均値との差L2’、L3’をそれぞれ算出する。
これにより、差L1’、L2’、L3’の平均値である差L’が、上述したように、差L1以下である場合には、管電圧の強度レベルを弱に設定し、差L1を越えて、かつ、差L2以下である場合には、管電圧の強度レベルを中に設定し、差L2を越えて、差L3以下である場合には、管電圧の強度レベルを強に設定するように、管電圧の強度レベルを決定して、設定データ記憶領域41に記憶させる。
そして、ステップS215の処理を終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
ここで、閾値パラメータを作成する方法の一例について説明する。図11及び図12は、閾値パラメータを作成する方法について説明するためのフローチャートである。ここでは、3個の良品とする被検査物7b(被検査物の個数パラメータX=1〜3)を用いるものとする。また、X=0は、被検査物7bを載置しないときを表す。
まず、ステップS301の処理において、操作者のキーボード22aやマウス22bの操作によって第三設定信号が入力される。
次に、ステップS302の処理において、X=0、S=(第二設定部35により決定された管電圧の強度レベル)を関数として設定データ記憶領域41に記憶させる。
次に、ステップS304の処理において、X線管制御部34は、Sは何であるかを判定する。S=0であると判定した場合には、ステップS305の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを弱とする駆動信号をX線管1に出力する。
一方、S=1であると判定した場合には、ステップS306の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを中とする駆動信号をX線管1に出力する。
さらに、S=2であると判定した場合には、ステップS307の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを強とする駆動信号をX線管1に出力する。
次に、ステップS309の処理において、X線透過像データ記憶制御部32は、搬送機構制御部36に計算開始信号を出力するとともに、取得した時間とともにデジタル信号を検出信号記憶領域42に記憶させ始める。
次に、ステップS311の処理において、X線透過像データ記憶制御部32は、取得した時間とともにデジタル信号を検出信号記憶領域42に記憶させ終えると、搬送機構制御部36に計算終了信号を出力する。
例えば、3個の被検査物7bのX線透過像データにおいて、X=0の被検査物7bを載置したときのX線透過像データの最小値と、被検査物7bを載置しなかったとき(X=0)のX線透過像データの値の平均値との差L1’を算出し、同様に、X=2、3の被検査物7bを載置したときのX線透過像データの各最小値と、被検査物7bを載置しなかったときのX線透過像データの値の平均値との差L2’、L3’をそれぞれ算出する。
これにより、差L1’、L2’、L3’のうちの最大値が、閾値パラメータとなるように設定して、X線透過像データの差L’が閾値パラメータの値より大きくなったときには、被検査物7b中に異物が存在すると判定し、一方、X線透過像データの差L’が閾値パラメータの値以下であるときには、被検査物7b中に異物が存在しないと判定するようにする。
次に、ステップS315の処理において、搬送機構制御部36は、計算開始信号を受信することによって、ベルトコンベア5の駆動を停止する駆動停止信号を駆動機構に出力する。
そして、ステップS315の処理を終了した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
ここで、被検査物7bの検査の判定を実行する方法の一例について説明する。図13は、被検査物7bの検査の判定を実行する方法について説明するためのフローチャートである。ここでは、検査対象の被検査物7bを次々と用いるものとする。
まず、ステップS401の処理において、操作者のキーボード22aやマウス22bの操作によって検査開始信号が入力される。
次に、ステップS402の処理において、S=(第二設定部35により決定された管電圧の強度レベル)を関数として設定データ記憶領域41に記憶させる。
次に、ステップS404の処理において、X線管制御部34は、Sは何であるかを判定する。S=0であると判定した場合には、ステップS405の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを弱とする駆動信号をX線管1に出力する。
一方、S=1であると判定した場合には、ステップS406の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを中とする駆動信号をX線管1に出力する。
さらに、S=2であると判定した場合には、ステップS407の処理に進むことにより、X線管制御部34は、管電圧の強度レベルを強とする駆動信号をX線管1に出力する。
次に、ステップS409の処理において、判定部39は、X線透過像データと閾値パラメータとに基づいて、被検査物7b中に異物が混入しているか否かの判定を実行する。
例えば、X線透過像データの差L’と、閾値パラメータの値とを比較することにより、X線透過像データの差L’が閾値パラメータの値より大きくなったときには、ステップS410の処理に進むことにより、判定部39は、被検査物7b中に異物が存在すると判定する。
一方、X線透過像データの差L’が閾値パラメータの値より小さいときには、ステップS411の処理に進むことにより、判定部39は、被検査物7b中に異物が存在しないと判定する。
検査終了信号が入力されていない場合には、ステップS408の処理に戻る。つまり、検査終了信号が入力されるときまで、ステップS408〜S412の処理は繰り返し実行されることになる。
一方、検査終了信号を入力した場合には、本フローチャートを終了させることになる。
また、基準検査物7aを移動させながら行う第一設定時の作業において、X線透過像データを作成して検出信号記憶領域42に記憶させているときには、ベルトコンベア5の駆動を停止する駆動停止信号を駆動機構に出力するので、X線透過像データ記憶制御部32がX線透過像データを記憶させている最中に、ベルトコンベア5上に一の基準検査物7aを載置することにより、X線管1とX線検出器3との間を搬送させて、一の基準検査物7aからX線透過像データを得ずに第一設定時の作業を進めるような入力ミス等を起こすことなく、置換表を適切に容易に作成することができる。
さらに、操作者が手動で閾値パラメータを設定することもなく、第三設定部37により閾値パラメータが作成される。
また、被検査物7bを移動させながら行う第三設定時の作業においても、X線透過像データを作成して検出信号記憶領域42に記憶させているときには、ベルトコンベア5の駆動を停止する駆動停止信号を駆動機構に出力するので、X線透過像データ記憶制御部32がX線透過像データを記憶させている最中に、搬送機構上に一の被検査物7bを載置することにより、X線管1とX線検出器3との間を搬送させて、一の被検査物7bからX線透過像データを得ずに第三設定時の作業を進めるような入力ミス等を起こすこともなく、閾値パラメータを適切に容易に作成することができる。
(1)上述したX線検査装置80において、X線透過像データの差L’が閾値パラメータの値より大きくなったときには、警告音を出力するような構成としてもよい。
(2)上述したX線検査装置80において、さらに、X線管1の管電流の強度レベルの置換表や、画像コントラストの置換表を作成して、設定データ記憶領域41に記憶させるような構成としてもよい。
3: X線検出器
5: ベルトコンベア(搬送機構)
7a: 基準検査物
7b: 被検査物
20: 制御系(コンピュータ)
22: 入力装置
23: 表示装置
25: メモリ(記憶部)
31: X線透過像データ作成部
32: X線透過像データ記憶制御部
33: X線透過像データ表示部
35: 第二設定部
36: 搬送機構制御部
37: 第三設定部
38: 第一設定部
39: 判定部
80: X線検査装置
Claims (5)
- X線を照射するX線源と、
前記X線源と対向配置され、検出信号を出力するX線検出器と、
前記X線源とX線検出器との間で、基準検査物又は被検査物を搬送する搬送機構と、
検査時のX線源の管電流及び/又は管電圧の強度レベルを決定するための置換表を作成する第一設定時と、検査時のX線源の管電流及び/又は管電圧の強度レベルを決定する第二設定時と、検査時の被検査物の検査の判定を決定するための閾値パラメータを作成する第三設定時とに、前記検出信号に基づいて、X線透過像データを作成して記憶部に記憶させるX線透過像データ記憶制御部と、
前記第一設定時に記憶された基準検査物のX線透過像データと、管電流及び/又は管電圧の強度レベルとの関係を示す置換表を作成する第一設定部と、
前記第二設定時に記憶された被検査物のX線透過像データと、前記置換表とを用いて管電流及び/又は管電圧の強度レベルを決定する第二設定部と、
前記第二設定部により決定された管電流及び/又は管電圧の強度レベルで第三設定時に記憶された被検査物のX線透過像データに基づいて、前記閾値パラメータを作成する第三設定部とを備えるX線検査装置であって、
前記X線透過像データ記憶制御部が、X線透過像データを作成して記憶部に記憶させているときには、前記搬送機構の駆動を停止する駆動停止信号を搬送機構に出力する搬送機構制御部を備えることを特徴とするX線検査装置。 - 検査時に、前記検出信号に基づいて、X線透過像データを作成するX線透過像データ作成部と、
検査時に得られた被検査物のX線透過像データと、前記閾値パラメータとを用いて、前記被検査物の検査の判定を決定する判定部とを備えることを特徴とする請求項1に記載のX線検査装置。 - 第一設定時、第二設定時、第三設定時の少なくとも一つの時に、前記X線透過像データ記憶制御部は、一の基準検査物又は被検査物のX線透過像データを作成して記憶部に記憶させることを、複数の基準検査物又は被検査物について行うことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線検査装置。
- 前記基準検査物は、それぞれX線の透過量が異なるものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のX線検査装置。
- 前記判定部は、前記被検査物中に異物が混入しているか否かの判定を実行することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のX線検査装置。
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