JPH06214324A - ボディ走査方法および装置 - Google Patents

ボディ走査方法および装置

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JPH06214324A
JPH06214324A JP5285158A JP28515893A JPH06214324A JP H06214324 A JPH06214324 A JP H06214324A JP 5285158 A JP5285158 A JP 5285158A JP 28515893 A JP28515893 A JP 28515893A JP H06214324 A JPH06214324 A JP H06214324A
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optical image
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fiber optic
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JP5285158A
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David J Hammond
ジェームズ ハモンド デビッド
Michael W N Singer
ウィリアム ノウテン シンガー マイクル
Rudolf W Glatthaar
ウィルヘルム グラットハー ルドルフ
Gerhard Laniewski
ラニウスキー ゲルハルト
Sudhir N Surujhlal
ヌンドフラル スルユハラル サッドハー
Beer Forrester D De
ダニエル デ ビアー フォレスター
Pieter G Roos
ゲルハルト ルース ピーター
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De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 保安または医療の目的のためにボディ、代表
的には、人体を走査する方法および装置を提供する。 【構成】 この走査方法においては、人体（１２）は生
理学的な損傷をこうむらない程度に十分に低い強さのＸ
線ビーム（２０）で走査される。その後、人体（１２）
により透過されたＸ線は光学的像に変換される。この光
学的像は輝度が強められ、そして電子像に変換される。
この電子像は処理されて人体またはその一部分の走査さ
れた像が形成される。この走査された像は、代表的に
は、ビデオ像である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はボディを走査するシステ
ムに関する。本発明は、その一つの用途において、人体
上または人体内のある物品または物質の存在を検出する
ために使用することができる。
【０００２】本発明の第１局面によれば、ボディあるい
は人体を走査する方法が提供され、この方法はボディを
Ｘ線ビームで走査し、ボディにより透過されたＸ線を光
学的像に変換し、光学的像の輝度を強め、光学的像を電
子像に変換し、そして電子像を処理してボディまたはそ
の一部分の走査された像を形成する諸工程を含む。
【０００３】輝度が強められた光学的像は、好ましく
は、ドリフト走査モードで動作するＣＣＤアレー検出器
を使用してディジタル電子像に変換される。ディジタル
電子像を処理することにより形成された走査された像
は、好ましくは、ボディまたはその一部分の可視像であ
る。
【０００４】この方法の一つの好ましい形態において
は、透過されたＸ線はシンチレータ装置により光学的像
に変換される。また、光学的像の輝度の増強が光学的像
輝度増強装置により、そしてあるいは光学的像を伝送す
るために使用される１個またはそれ以上のファイバオプ
ティックテーパにより行われることが好ましい。
【０００５】一実施例においては、一連の第１ファイバ
オプティックテーパが光学的像を対応した一連のシンチ
レータから光学的像の輝度を強める光学的像輝度増強装
置に伝送し、そして一連の第２ファイバオプティックテ
ーパが輝度が強められた光学的像を電子像に変換するた
めにドリフト走査モードで動作する対応した一連のＣＣ
Ｄアレー検出器に光学的像を伝送する。
【０００６】Ｘ線源および像形成装置が走査ステーショ
ンの両側に相互に向かい合わせて配置され、そして走査
ステーションに配置されたボディに対して移動せしめら
れるキャリヤにより支持され、それによりボディを走査
することが好ましい。人体が走査される場合には、身体
が走査される人が走査ステーションに直立し、そしてキ
ャリヤがボディに対して垂直に移動せしめられる。
【０００７】別の態様として、ボディをおそらくはコン
ベヤベルトまたはその他の搬送装置に載せて定置Ｘ線源
および対向した像形成装置に対して移動させることがで
きる。
【０００８】また、本発明はボディを走査する装置を提
供し、この装置はボディをＸ線ビームで走査するＸ線源
と、像形成装置とを備え、この像形成装置はボディによ
り透過されたＸ線を光学的像に変換する装置と、光学的
像の輝度を強める装置と、輝度が強められた光学的像を
電子像に変換する装置と、電子像を処理してボディまた
はその一部分の走査された像を形成する装置とを含む。
【０００９】この装置が人体を走査するために使用され
る場合には、Ｘ線の強さは走査手続きの間にボディによ
り吸収されるＸ線の量が生理学的に容認できないレベル
よりも低いレベルに保たれるように設定されることが好
ましい。例えば、Ｘ線ビームは人体により吸収される等
価線量を１０×１０-6シーベルトまたはそれ以下とする
ために十分に低い強さを有するビームとすることができ
る。
【００１０】
【実施例】さて、本発明を添付図面に示した実施例につ
いてさらに詳細に説明する。以下に記載するシステムは
人体上または人体内の１個またはそれ以上の特定の物品
の存在を検出するために人体を走査するように特に設計
されている。
【００１１】図１に示したシステムは符号１０で示した
走査ステーションを含む。走査される各々の人１２はこ
のステーションに導かれる。このステーションにおい
て、各人１２は、例示したように、走査手続きの間、直
立している。走査ステーション１０と並んで直立した柱
１４が設けられている。柱１４はキャリヤ１６を支持し
ている。
【００１２】柱１４またはキャリヤ１６上には、キャリ
ヤ１６を柱１４に沿って予定された一定の線速度で垂直
に上下動させるために、好適な垂直駆動ユニット（例示
せず）が設けられている。
【００１３】また図２を参照すると、キャリヤ１６には
Ｘ線管１８が組み込まれている。Ｘ線管１８は全般的に
水平な横方向に扇形に広がったＸ線ビーム２０を発生
し、そしてビーム２０を走査ステーション１０を通して
走査ステーション１０の反対側の弓形の検出器および像
形成装置２２に向かって導く。図１から、人１２がビー
ム２０の通路内に立っていることに気付かれよう。走査
の間、ビーム２０がこの人体の高さ全体または該人体の
選択された部分のみを横切るように、キャリヤ１６が垂
直方向に上方にまたは下方に移動せしめられる。
【００１４】Ｘ線管１８から発生したＸ線ビーム２０
は、初めに、コリメータ２４により垂直方向に視準され
る。コリメータ２４は垂直平面内のビーム２０の扇形の
広がりを制限する。ビーム２０は、走査領域を横切った
後、一連の横方向に隣接したシンチレータスクリーン２
６と衝突する。シンチレータスクリーン２６は、例示し
たように、弓形のシンチレータスクリーンの列２８を規
定している。Ｘ線エネルギの光子がシンチレータスクリ
ーン２６に衝突するときに、スクリーン２６はかなりの
ゲインを有する光学的像の形態の光エネルギの光子を発
生し、すなわち、各々の衝突するＸ線光子に対して多数
の光の光子が発生せしめられる。
【００１５】人体が該人体に対して垂直に移動するＸ線
ビーム２０により走査される例示した例の場合には、扇
形に広がったＸ線ビーム２０の垂直の高さを制限するた
めにＸ線ビーム２０を垂直方向に視準することにより視
差の作用を回避することが肝要である。
【００１６】実際に満足に動作することが判明している
Ｘ線管およびコリメータのシステムを添付図面の図４お
よび図５に図解的に例示してある。好ましいＸ線管１８
は既知の直線集束（ｌｉｎｅ ｆｏｃｕｓ）型Ｘ線管で
ある。この種類のＸ線管により、Ｘ線はこの場合には符
号６０で示した直線の形状を有する放射源から放射され
る。直線形放射源６０は、図４および図５から明らかで
あるように、垂直に向けられており、そして扇形に広が
ったＸ線ビーム２０の所望の高さに相当する放射長を有
している。
【００１７】図４から理解されるように、Ｘ線管１８の
窓６２を通して伝送される末広形Ｘ線ビームが近接して
隔置された薄い重金属板６８の積重ね体６６を収納した
外側ハウジング６４からなるコリメータ２４の中に放射
される。この型式のコリメータはグリッド比、すなわ
ち、積み重ねられた隣接した板６８の間の障害物のない
（ｃｌｅａｒ）スペースに対する伝搬されるビームの方
向の板の長さの比を特徴としている。このグリッド比を
超える発散量（ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ）を有するＸ線が
水平な板の表面と衝突して、吸収される。
【００１８】図５から理解されるように、コリメータ２
４はビーム２０が横方向に扇形に広がることができるよ
うな形状に形成されている。従って、コリメータ２４の
下流側端部から最終的に出るＸ線ビーム２０は、各々の
場合にコリメータの板の積重ね体６６の特定のグリッド
比により決定された垂直発散量が非常に低い横方向に扇
形に広がったビームである。発生する光学的像の強さが
衝突するＸ線の強さに比例することは理解されよう。
【００１９】第１ファイバオプティックテーパー３０、
すなわち、光ファイバの先細になった束がシンチレータ
スクリーン２６の各々と接続されている。ファイバオプ
ティックテーパは光の良好な空間解像力および低いひず
みを維持すると共に、光の良好な光学的な収集を達成す
ることが知られている。
【００２０】ファイバオプティックテーパ３０は光学的
像を好適なカップリング３２を介して像輝度増強装置
（ｉｍａｇｅ ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）３４の入力窓
に導く。像輝度増強装置３４の入力窓に導かれた光学的
像がファイバオプティックテーパ３０の形状により縮小
されることは理解されよう。像輝度増強装置３４に入力
された光の各々光子に対して、像輝度増強装置３４はい
くつかの光の光子をさらに別のカップリング３６を介し
て第２ファイバオプティックテーパ３８に出力する。換
言すると、像輝度増強装置３４はフアイバオプティック
テーパ３０により該輝度増強装置に導かれた光学的像の
輝度を強める。
【００２１】第２ファイバオプティックテーパ３８は輝
度が強められた光学的像を再び縮小すると共にＣＣＤ
（電荷結合デバイス）アレー検出器４０の前面に導く。
ＣＣＤアレー検出器４０は電子インタフェースモジュー
ル４２と結合されている。
【００２２】図面の図３は上記のような単一の検出器チ
ャンネルを図解的に例示している。
【００２３】ＣＣＤアレー検出器４０はいわゆるドリフ
ト走査モードで駆動される。ドリフト走査はＣＣＤアレ
ー検出器４０の後部に発生した電子像を移動し、そして
キャリヤ１６が移動するときにＣＣＤ検出器４０の前面
を同時に横切って「移動する」光学的像から集められた
情報からのこの像を連続的に強化し、または更新する。
【００２４】電子像が一定の電子クロック周波数により
移動せしめられるので、光学的像の各々の点は一定の速
度、すなわち、キャリヤ１６が移動する速度において直
線「移動」しなければならない。
【００２５】当業者はＣＣＤアレー検出器の飽和を回避
するために像輝度増強装置３４により行われる像の輝度
のゲインが入念に制御されなければならないことを認識
するであろう。
【００２６】電子インタフェースモジュール４２はデー
タバス４６およびライン４８を介して処理装置５０と接
続している。処理装置５０においては、電子像の各々の
線は好適なディジタル電子像処理強化装置により読み取
られ、そして強化される。処理装置５０はオペレータ５
４により観察されるモニタ５２上にビデオ像を発生す
る。
【００２７】任意の個人のＸ線走査技術における一つの
重要な考慮事項が身体により吸収されるＸ線の量が生理
学的に有害なレベルを超えないことを保証することであ
ることは理解されよう。これは特に身体のたびたびの走
査が必要である検出システムの場合にいえることであ
る。例えば、このシステムが仕事場から盗まれているか
もしれない物品の存在を検出するために使用される場合
には、人が仕事場から去る都度、毎日、走査を行うこと
ができる。
【００２８】Ｘ線をドリフト走査モードで動作するＣＣ
Ｄアレー検出器により電子像に強められ、そして変換さ
れる光学的像に変換する上記のシステムが当初のＸ線の
強さの安全なレベルを有する所要の精度および解像力を
提供することができることが予期される。
【００２９】実際問題として、医療用以外の用途におい
ては適切な信号解像力および精度のレベルを有する１０
×１０-6シーベルトの等価Ｘ線量レベルを持続すること
ができると考えられる。
【００３０】本発明の一つの用途においては、上記の人
体走査システムは人体上または人体内の盗まれやすい特
定の物品の存在を検出する目的で人体を走査するために
使用することができる。例えば、隠されたダイヤモンド
を検出するために、人体を走査することができる。この
ような場合には、人体上または人体内のいかなるダイヤ
モンド微粒も周囲の身体の組織または骨よりも多量の入
射するＸ線を吸収することが知られている。従って、ダ
イヤモンドはＸ線信号の相対減衰をひき起こし、そして
これはモニタ５２に形成される最終のビデオ像において
可視識別可能である。ダイヤモンドの存在が検出される
のみでなく、またダイヤモンドの人体上の位置も検出さ
れる。このような用途においては、Ｘ線管の電圧を１５
０ＫＶないし１６０ＫＶの範囲内に選択することができ
る。
【００３１】また、以上、垂直走査手続きの間に立って
いる人に特定して説明したけれども、同様に、うつむい
た位置にある人を水平走査し、または例えば、コンベヤ
上に載っている人を定置走査装置を越えて一定の速度で
移動することも可能である。
【００３２】人体上のダイヤモンドの検出は本発明の一
実施例にすぎない。その他の用途においては、人体はそ
の他の異物、例えば、金属片の存在を検出するために、
または医療検査手続きにおいて折れた骨またはその他の
生理学的な異常の存在を検出するために走査することが
できよう。
【００３３】Ｘ線管の電圧は、概して、特定の用途に適
合するように選択されよう。前項に述べた用途のような
医療用の用途においては、Ｘ線管の電圧は、例えば、８
０ＫＶ程度の低い値に設定することができよう。他方、
重金属、例えば、鉄、タングステン、またはプラチナの
位置探査および分析のためには、６００ＫＶ程度の高い
電圧を使用することができよう。
【００３４】また、人体は空港の保安チェックポイント
において麻薬またはその他の禁止された物質または物
品、例えば、武器の存在を検出するために走査すること
ができよう。
【００３５】ボディそれ自体は必ずしも人体に限らな
い。例えば、上記の方法および装置は空港の保安チェッ
クポイントにおいて手荷物の物品を検査するために使用
することができよう。
【００３６】このような場合には、通常、ボディが走査
ステーションを通して移動する本発明の変型が走査装置
がボディに対して移動する例示したシステムよりも選択
されよう。
【００３７】本発明の各々の用途においては、可視像に
与えられるコントラストは、Ｘ線管の動作電圧および電
流を当初に適切に設定することにより特定の物品または
物質を正確に検出するために、最適のレベルに設定する
ことができる。
【００３８】上記の装置により発生せしめられたビデオ
像または電子像を所望されれば処理装置５０により記憶
装置に記憶することができることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】人体を走査するために使用される本発明のシス
テムを例示した側面図。
【図２】図１のシステムに使用される放射線照射および
検出装置の図解平面図。
【図３】図１のシステムの単一の検出器チャンネルを図
解的に例示した図。
【図４】好ましい視準システムの平面図。
【図５】好ましい視準システムを図４の５−５線に沿っ
て裁った横断面図。
【符号の説明】
１０ 走査ステーション １２ 走査される人 １６ キャリヤ １８ Ｘ線管 ２０ Ｘ線ビーム ２２ 検出器および像形成装置 ２４ コリメータ ２６ シンチレータ装置 ３０ 第１ファイバオプティックテーパ ３４ 像輝度増強装置 ３８ 第２ファイバオプティックテーパ ４０ 電荷結合デバイスアレー検出器 ４２ 電子インタフェースモジュール ４６ データバス ５０ 処理装置 ５２ モニタ ６０ Ｘ線源 ６２ 窓
フロントページの続き (72)発明者 マイクル ウィリアム ノウテン シンガ ー イギリス国バークシャー，メイドンヘッ ド，ライ クロース ５ (72)発明者 ルドルフ ウィルヘルム グラットハー 南アフリカ国トランスバール，ルーデポー ト，コンスタンティア クローフ エクス ト ９，オリビ ストリート ９ (72)発明者 ゲルハルト ラニウスキー 南アフリカ国トランスバール，ルーデポー ト，ヘルダークルイン，ヨーク ストリー ト ６ (72)発明者 サッドハー ヌンドフラル スルユハラル 南アフリカ国トランスバール，フェアーラ ンズ，118 フォース アベニュー，フェ アー − リッジ 28 (72)発明者 フォレスター ダニエル デ ビアー 南アフリカ国トランスバール，ボックスブ ルグ，パークランド，ライト ストリート ２ (72)発明者 ピーター ゲルハルト ルース 南アフリカ国トランスバール，ランドバー グ，サンドオウナー，ハニィデュ ロード ウエスト 571

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボディを走査する方法において、ボディ
    をＸ線のビームで走査し、ボディにより透過されたＸ線
    を光学的像に変換し、光学的像の輝度を強め、光学的像
    を電子像に変換し、そして電子像を処理してボディまた
    はその一部分の走査された像を形成する諸工程を含む方
    法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、輝度が
    強められた光学的像がドリフト走査モードで動作するＣ
    ＣＤアレー検出器を使用してディジタル電子像に変換さ
    れる方法。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の方法におい
    て、デイジタル電子像が処理されてボディまたはその一
    部分の可視像が形成される方法。
  4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれか一項に記
    載の方法において、透過されたＸ線がシンチレータ装置
    により光学的像に変換される方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、光学的
    像の輝度が光学的像を伝送するために使用される１個ま
    たはそれ以上のファイバオプティックテーパと組み合わ
    された光学的像輝度増強装置により強められる方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、一連の
    第１ファイバオプティックテーパが光学的像をシンチレ
    ータ装置から像の輝度を強める光学的像輝度増強装置に
    伝送するために使用され、そして一連の第２ファイバオ
    プティックテーパが輝度が強められた光学的像を電子像
    に変換するためにドリフト走査モードで動作する対応し
    た一連のＣＣＤアレー検出器に光学的像を伝送し、一連
    の第１および第２のファイバオプティックテーパが伝送
    する像を縮小する作用をもする方法。
  7. 【請求項７】 請求項１から６までのいずれか一項に記
    載の方法において、Ｘ線源および像形成装置が走査ステ
    ーションの両側に相互に向かい合わせて配置され、Ｘ線
    源および像形成装置が静止したボディに対して移動せし
    められるキャリヤにより支持され、そしてＸ線源がキャ
    リヤの相対移動方向に視準される扇形に広がったＸ線ビ
    ームを放射する方法。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の方法において、ボディ
    が人体であり、そしてキャリヤが走査ステーションに立
    っている静止した人体に対して垂直に移動せしめられる
    方法。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の方法において、Ｘ線ビ
    ームが人体により吸収される等価線量を１０×１０-6シ
    ーベルトまたはそれ以下とするために十分に低い強さを
    有する方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１から６までのいずれか一項に
    記載の方法において、ボディを定置Ｘ線源と向き合った
    像形成装置との間に移動させる方法。
  11. 【請求項１１】 ボディを走査する装置において、ボデ
    ィをＸ線ビームで走査するためのＸ線源と、像形成装置
    とを備え、像形成装置がボディにより透過されたＸ線を
    光学的像に変換する装置と、光学的像の輝度を強める装
    置と、輝度が強められた光学的像を電子像に変換する装
    置と、電子像を処理してボディまたはその一部分の走査
    された像を形成する装置とを含むボディ走査装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置において、輝
    度が強められた光学的像をディジタル電子像に変換する
    ためにドリフト走査モードで動作するＣＣＤアレー検出
    器を備えている装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１１または１２に記載の装置に
    おいて、ボディまたはその一部分の走査されたビデオ像
    を形成する装置を備えている装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１１から１３までのいずれか一
    項に記載の装置において、透過されたＸ線を光学的像に
    変換するシンチレータ装置を備えている装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の装置において、光
    学的像の輝度を強めるために光学的像を伝送するために
    使用される１個またはそれ以上のファイバオプティック
    テーパと組み合わされた光学的像輝度増強装置を備えて
    いる装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の装置において、光
    学的像をシンチレータ装置から像の輝度を強める光学的
    像輝度増強装置に伝送する一連の第１ファイバオプティ
    ックテーパを備え、そして一連の第２ファイバオプティ
    ックテーパが輝度が強められた光学的像を電子像に変換
    するためにドリフト走査モードで動作する対応した一連
    のＣＣＤアレー検出器に光学的像を伝送し、一連の第１
    および第２ファイバオプティックテーパが伝送する像を
    縮小する作用をもする装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１１から１６までのいずれか一
    項に記載の装置において、走査ステーションの両側に相
    互に向かい合わせて配置されたＸ線源および像形成装置
    と、Ｘ線源および像形成装置を支持するキャリヤと、Ｘ
    線源がキャリヤの相対移動方向に視準される扇形に広が
    ったＸ線ビームを照射する状態でキャリヤを走査ステー
    ションにおいて静止したボディに対して移動する装置と
    を備えている装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の装置において、ボ
    ディに対するキャリヤの移動方向に向けられた直線集束
    型Ｘ線管の形態のＸ線源を備えている装置。
  19. 【請求項１９】 請求項１７または１８に記載の装置に
    おいて、Ｘ線ビームを視準する平行板型コリメータを備
    えている装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１７から１９までのいずれか一
    項に記載の装置において、該装置が人体を走査するため
    に使用されるときに、キャリヤが走査ステーションに立
    っている人体に対して垂直に移動可能である装置。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の装置において、Ｘ
    線ビームが人体により吸収される等価線量を１０×１０
    -6シーベルトまたはそれ以下とするために十分に低い強
    さを有する装置。
  22. 【請求項２２】 請求項１１から１６までのいずれか一
    項に記載の装置において、定置Ｘ線源および対向した像
    形成装置と、ボディをＸ線源と像形成装置との間で移動
    する装置とを備えている装置。
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