TW201018902A - Radiation detection device, radiation image acquisition system, radiation inspection system, and radiation detection method - Google Patents

Radiation detection device, radiation image acquisition system, radiation inspection system, and radiation detection method Download PDF

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Toshiyasu Suyama
Tadashi Maruno
Toshihide Sasaki
Junichi Sonoda
Shinji Takihi
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Hamamatsu Photonics Kk
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Description

201018902 、 «* 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種放射線檢測裝置、放射線圖像取得系 統、放射線檢查系統及放射線檢測方法。 【先前技術】 先前，廣泛採用使X射線透過食品或醫藥品等被檢查物 之對象物’從其透過X射線圖像檢查對象物中之異物之有 無。如此之檢查中使用X射線圖像取得裝置，其具備將X 射線照射於對象物之X射線源，與檢測從該χ射線源照射 於對象物之X射線之透過圖像之直線狀線性感測器。
但，以未具有能量辨別機能之丨個線性感測器檢測透過X 射線之情形，因未具有能量辨別機能，故有因包含於對象 物中之異物之組成之不同（例如食肉檢查中骨、肉、或軟 骨異物等差異）或厚度之不同，而檢測精度下降之情 形。因此，有人提出有將檢測不同能量範圍之χ射線之之個
線性感測器並列配置，從該等2個線性感測器所檢測出之X 射線圖像取得作為差分資料像之減影顯像，與包含於對象 物中之異物之組成或厚度無關地使檢測精度提高（例如， 參照專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1日本特開平1〇_318943號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 143285.doc 201018902 但，根據本發明者們之研究’欲從並列配置之2個線性 感測咨所檢測生成之對象物之χ射線圖像得到減影顯像 時’已知存在減影顯像中表示異物等之圖像部分之邊緣不 清晰之情形。因此’僅使用2個線性感測器，存在無法高 精度地進行檢測包含於對象物中之異物之情形。 因此，本發明係鑒於前述問題而完成者，其目的在於提 供-種可使包含於對象物之異物等之檢測精度提高之放射 線檢測裝置、放射線圖像取得系統、放射線檢查系統及放 射線檢測方法。 解決問題之技術手段 本發明者們，為達成前述目的而反覆專心研究，結果發 現：能量減影顯像中表示異物等之圖像部分之邊緣之所以 不清晰，主要起因於夾持於2個線性感測器之不感帶區域 之存在。該不感帶區域，雖可盡量縮小，但在同一片體上 5又置不同像素之情形，將無可避免地產生。因此，本發明 者們發現：若基於不感帶區域之寬度，進行調整根據2個 線性感測器之X射線之檢測時序，則可使根據2個線性感測 器之異物檢查之檢測精度提高，以致完成本發明。 即’本發明之放射線檢測裝置，係從放射線源向對象物 照射放射線’檢測透過該對象物之複數之能量範圍之放射 線者，其具備：檢測透過對象物之第1能量範圍之放射 線，以生成第1放射線圖像資料之第！檢測器；夾持特定區 域而與第1檢測器並列配置，檢測透過對象物之第2能量範 圍之放射線，以生成第2放射線圖像資料之第2檢測器；及 143285.doc 201018902 以使第1檢測器所生成之第1放射線圖像資料與第2檢測器 所生成之第2放射線圖像資料彼此對應之方式，基於特定 區域之寬，至少控制第2檢測器之檢測時序之時序控2 部。 又，本發明之放射線檢測方法，係放射線檢測裝置之放 射線檢測方法，該放射線檢測裝置係具備：向對象物照射 放射線之放射線源、檢測第i能量範圍之放射線之檢測 器、夾持特定區域而與第1檢測器並列配置，檢測第2能量 範圍之放射線之第2檢測器、及控制第1檢測器與第2檢測 器之放射線之檢測時序之時序控制部，該放射線檢測方法 係包含：放射線源向對象物照射放射線之照射步驟；第叉 檢測器檢測於照射步驟照射而透過對象物之第丨能量範圍 之放射線，而生成第1放射線圖像資料之第1檢測步驟；第 2檢測器檢測於照射步驟照射而透過對象物之第2能量範圍 之放射線，而生成第2放射線圖像資料之第2檢測步驟；及 時序控制部以使第1檢測步驟所生成之第1放射線圖像資料 與第2檢測步驟所生成之第2放射線圖像資料彼此對應之方 式’基於特定區域之寬’至少控制第2檢測步驟之檢測時 序之時序控制步驟。 該放射線檢測裝置及放射線檢測方法中，時序控制部以 使第1檢測器所生成之放射線圖像資料與第2檢測器所生成 之放射線圖像資料彼此對應之方式，基於特定區域之寬， 至少控制第2檢測器之檢測時序。藉此，調整因特定區域 之存在而相對於第1檢測器之檢測時序產生偏差（延遲等）之 143285.doc 201018902 第2檢測器之檢測時序’使第1檢測器所生成之放射線圖像 資料與第2檢測器所生成之放射線圖像資料彼此對應。 又’從彼此對應之2個放射線圖像資料所得到之減影顯像 中，不清晰之邊緣部分減少。其結果，可提高包含於對象 物之異物等之檢測精度。 又，生成減影顯料，一般可以輯處理減少不清晰之 邊緣部分。但，檢測包含於以高速（例如分速8〇⑷搬送之 冑象物之異物日圖像處錢行減h清晰之邊緣部 分時，則存在圖像處理之處理速度難以對應於高速之搬送 速度之清形。與之相對，根據前述之放射線檢測裝置及放 射線檢測方法，因控制放射線圖像之檢測時序，可從減影 顯像減少不清晰之邊緣部分，故即使對象物之搬送速度: 高速之情形亦可迅速地生成不清晰之邊緣部分減少之=影 顯像。其結果，即使高速之異物檢查，亦可提高包含於對 象物之異物等之檢測精度。 Φ 本發明之放射線圖像取得系統亦可具備：前述之放射線 檢測裝置；及基於特定區域之寬算出檢測時序之時序算出 部。時序控制部可使用該時序算出部所算出之檢測時序， 控制第2檢測器之檢測時序等，生成不清晰之邊緣部分減 少之減影顯像。 ' 本發明之放射線檢查系統，係從放射線源向對象物照射 放射線，檢測透過該對象物之複數之能量範圍之放射線， 以檢查該對象物者，其具備：作為放射線源向對象物照射 放射線之放射線照射器；檢測透過對象物之第1能量範圍 143285.doc 201018902 之放射線，以生成第1放射線圖像資料之第〗檢測器；夾持 特定區域而與第1檢測器並列配置，檢測透過對象物之第2 能量範圍之放射線’以生成第2放射線圖像資料之第2檢測 器；向與根據放射線照射器之放射線照射方向交又之方向 搬送對象物之搬送部；在以第1檢測器及第2檢測器檢測透 過藉由搬送部搬送之對象物之放射線時，以使第！檢測器 所生成之第1放射線圖像資料與第2檢測器所生成之第2放 射線圖像資料彼此對應之方式，基於特定區域之寬與藉由 搬送部之對象物之搬送速度，至少控制第2檢測器之檢測 瘳 時序之時序控制部；以時序控制部彼此對應之方式控制而 合成第1檢測器所生成之第1放射線圖像資料與第2檢測器 所生成之第2放射線圖像資料，以生成合成圖像之合成圖 像生成部；及輸出於合成圖像生成部所生成之合成圖像之 合成圖像輸出部。根據如此之放射線檢查系統，可高精度 地進行包含於對象物之異物之檢查或隨身行李檢查等。 發明之效果 根據本發明，可提高包含於對象物之異物等之檢測精 _ 度0 【實施方式】 以下，參照圖式對本發明之X射線圖像取得系統之較佳 實施形態進行說明。又，圖式之說明中對於相同或相當部 分標以相同符號，省略重覆說明。 圖1係本實施形態之X射線圖像取得系統之立體圖。又， 圖2係本實施形態之X射線圖像取得系統之概略構成圖。如 143285.doc 201018902 圖1及圖2所示’ χ射線圖像取得系統（放射線圖像取得系 統、放射線檢查系統）1係從X射線源（放射線源）向對象物5 照射X射線（放射線），以複數之能量範圍檢測所照射之χ射 線中透過對象物S之透過X射線之裝置。χ射線圖像取得系 •統1係使用透過X射線圖像進行包含於對象物S之異物檢測 -或k身行李檢查專。如此之χ射線圖像取得系統1具備··帶 式輸送機（搬送部）1〇、X射線照射器（放射線照射器）2〇、低 能量圖像取得部30、高能量圖像取得部40、時序控制部 參 50、時序算出部60及圖像處理裝置（合成圖像生成部、合 成圖像輸出部）7〇。由低能量圖像取得部3〇、高能量圖像 取得部40及時序控制部50構成雙圖像取得裝置（放射線檢 測裝置）80。 帶式輸送機10如圖1所示，具備載置對象物S之輸送帶部 12。帶式輸送機1〇使輸送帶部12向搬送方向a(從圖1之左 側之上游側至圖1之右側之下游側）移動，藉此將對象物S 參 以特定之搬送速度向搬送方向A搬送。對象物S之搬送速 度，係例如48 m/分。帶式輸送機1〇可根據需要，藉由帶 式輸送機控制部14 ’將速度改變成例如24 m/分或96 m/分 之搬送速度。又，帶式輸送機控制部14可改變輸送帶部12 之高度位置。藉由改變輸送帶部12之高度位置，可使又射 線照射器20與對象物s之距離（相當於後述之r f〇d」）改 變。藉由該改變’可改變以低能量圖像取得部3〇及高能量 圖像取得部40所取得之χ射線透過像之解析度。又，作為 以帶式輸送機10搬送之對象物S，可廣泛例舉有食肉等食 143285.doc 201018902 了或輪月。等橡膠製品，用於保安、安全之隨身行李檢查或 :物檢查’其他還有樹脂製品或金屬製品，礦物等資源材 料用於分類或資源回收（再利用）之廢棄物，電子零件 等。 X射線照射器20係作為X射線源向對象物s照射χ射線之 裝置X射線照射器20係點光源，於一定之照射方向以特 疋之角度範圍使Χ射線擴散照射。X射線照射器20，以χ射 線之照射方向朝向輸送帶部12且所擴散之X射線遍及對象 物S之寬方向（與搬送方向a交叉之方向）整體之方式距離 輸送帶部12特定距離而配置於輸送帶部12之上方。又，χ 射線照射器20於對象物S之長度方向（與搬送方向a平行之 方向）’藉由以長度方向之特定分割範圍為照射範圍，將 對象物S以帶式輸送機1〇向搬送方向a搬送，對於對象物s 之長度方向整體照射χ射線。 低能量圖像取得部30具備低能量檢測器（第1檢測器）32 與低能量圖像修正部34。 低能量檢測器32係檢測從X射線照射器20所照射之χ射 線中透過對象物S之低能量範圍（第丨能量範圍）之χ射線， 生成低能量圖像資料（第1放射線圖像資料）。低能量檢測器 32由例如具備與對象物8之寬同等以上之長度之直線狀線 性感測器構成’以X射線之檢測面與χ射線照射器2〇對向 之狀態’直交於搬送方向A之方式配置於輸送帶部12之上 游側之下方。 低能量圖像修正部3 4係將低能量檢測器3 2所生成之低能 143285.doc -10· 201018902 量圖像資料增幅及修正之部分。低能量圖像修正部34具 備：將低能量圖像資料增幅之放大器34a、將放大器34a所 增幅後之低能量圖像資料進行A/D轉換之A/D轉換部34b、 對於A/D轉換部34b轉換後之低能量圖像資料進行特定之修 正處理之修正電路34c、將修正電路34c修正後之圖像資料 向外部輸出之輸出介面34d。 高能量圖像取得部40具備高能量檢測器（第2檢測器）42 與高能量圖像修正部44。 高能量檢測器42係檢測從X射線照射器20所照射之X射 線中透過對象物S之高能量範圍（第2能量範圍）之X射線， 生成高能量圖像資料（第2放射線圖像資料）。高能量檢測器 42由例如具備與對象物S之寬同等以上之長度之直線狀線 性感測器構成，以X射線之檢測面與X射線照射器20對向 之狀態，直交於搬送方向A之方式配置於輸送帶部12之下 游側之下方。又，以低能量檢測器32所檢測之低能量範圍 與高能量檢測器42所檢測之高能量範圍，並非明確區別 者，能量範圍在某種程度上重合。 高能量圖像修正部44係將高能量檢測器42所生成之高能 量圖像資料增幅及修正之部分。高能量圖像修正部44具 備：將高能量圖像資料增幅之放大器44a、將放大器44a所 增幅後之高能量圖像資料進行A/D轉換之A/D轉換部44b、 對於A/D轉換部44b轉換後之高能量圖像資料進行特定之修 正處理之修正電路44c、將修正電路44c修正後之圖像資料 向外部輸出之輸出介面44d。 143285.doc 11 201018902 此處，對低能量檢測器32及高能量檢測器42進行詳細說 明。如圖1及圖3所示，低能量檢測器32係沿搬送方向A之 感知寬為LW之線性感測器。又，高能量檢測器42係沿搬 送方向A之感知寬為HW之線性感測器。該感知寬LW與感 知寬HW，於本實施形態中為同一寬度，例如為0.8 mm。 又，具有如此之感知寬LW之低能量檢測器3 2與具有感知 寬HW之高能量檢測器42，係夾持沿搬送方向A即作為線性 感測器之各檢測器之寬度方向具有不感帶寬NW之不感帶 區域（特定區域）82並列配置固定於基座84上，構成作為半 導體檢測器之雙能量感測器86。 該雙能量感測器86，為盡可能縮小低能量圖像與高能量 圖像之視差（來自X射線源之X射線之入射路徑之差），係設 定成兩檢測器32、42間之距離盡可能地窄。因此，不感帶 區域82之不感帶寬NW，具備各檢測器32、42之電子不會 流入其他檢測器之程度之最小限度之厚度，盡量窄小地設 定。如此之不感帶寬NW於本實施形態中係例如0.4 mm， 比各檢測器32、42之感知寬LW、HW(0.8 mm)窄。 又，作為構成雙能量感測器86之低能量檢測器32與高能 量檢測器42，亦可使用例如將低能量截止用之濾波器配置 於高能量感測器上而具備能量辨別機能者。又，亦可使用 將低能量範圍之X射線轉換成可見光之閃爍器或將高能量 範圍之X射線轉換成可見光之閃爍器，使兩檢測器32、42 持有不同波長感度，可檢測不同能量範圍。又，亦可於具 有不同波長感度之閃爍器上配置濾波器。此外，亦可係根 143285.doc -12- 201018902 據CdTe(碲化鎘）等之直接轉換方式而具備能量辨別機能 者。 時序控制部50係控制低能量檢測器32之透過又射線之檢 測時序與高能量檢測器42之透過χ射線之檢測時序者。時 序控制部50對於低能量檢測器32 ’輸出如圖7(a)所示之特 疋周期之低能量感測器用控制脈衝。又，時序控制部$ 〇對 於鬲能量檢測器42，輸出與低能量感測器用控制脈衝同週 期之脈衝之開始處延遲特定時間T(以下有記為「延遲時間 _ 丁」之情形）之高能量感測器用控制脈衝信號。輸入如此之 控制脈衝時，各檢測器32、42將各控制脈衝之1週期單位 所受光之透過X射線於各週期結束時作為圖像資料輸出。 該延遲時間T，於如圖5所示之特定週期之控制脈衝信號 同時輸入低能量檢測器32與高能量檢測器42之情形，係相 當於低能量檢測器32所檢測及生成之低能量圖像資料與高 能量檢測器42所檢測及生成之高能量圖像資料之間產生之 ❷ 圖像偏差程度者。即，延遲時間Τ，係根據雙能量感測器. 86之不感帶區域82之不感帶寬NW，及對象物s通過該不感 帶區域82之速度（即搬送速度Μ)等決定之調整時間。 時序控制部50生成包含該延遲時間τ之控制脈衝信號之 情形’使用PLL(Phase Locked Loop :相位同步電路）等生 成圖7(b)所示之時序控制用之高頻信號。作為如此之高頻 信號，例如於能量檢測器32、42等中以感測器驅動所需要 之像素時脈200 kHz左右驅動之情形，若使用其1〇〇倍左右 之尚頻之20 MHz以上之信號則可進行精細控制。感測器 143285.doc -13- 201018902 驅動之像素時脈為1 MHz左右之情形，若同樣使用1〇〇 MHz以上之信號則可進行精細控制。高頻信號之頻率越 尚’相對於搬送速度M或像素時脈等之變化越可靈活對 應，可進行精細控制。又，亦可代替ριχ，使用延遲信號 用之向頻振盪器生成延遲控制脈衝信號。 牯序控制部50，從使用如此之PLL等所生成之高頻信號 生成包含延遲時間T之控制脈衝信號。然後，時序控制部 5 0，基於延遲時間τ控制低能量檢測器3 2或高能量檢測器 42之檢測透過X射線之時序，以使低能量圖像資料與高能 量圖像資料彼此對應之方式，降低圖像偏差。 時序算出部60，係算出時序控制部5〇所使用之作為檢測 時序之延遲時間Τ者。時序算出部6〇,基於雙能量感測器 86之不感帶區域82之不感帶寬Nw及對象物8通過該不感帶 區域82之速度（即搬送速度M)，藉由下述式（丨）算出延遲時 間τ。又’本實施形態中為易於說明，雖以圖2所示之 F〇D(Focus Object Distance :線源物體間距離），與作為X 射線照射器20與各檢測器32、42之距離之
Detector Distance :線源感測器間距離）相等，未有X射線 透過像之放大之情形（即放大率RA 1 悴 干局1之情形）為例進行說 明，但放大率R並非局限於此。 T=NW/M…（1) 藉由式（1) ’可算出高能量檢測器42 之檢冽時序相對於低倉丨 量檢測器32之檢測時序之延遲時簡τ 卞間1。又，時序算出部6| 將所算出之延遲時間T作為檢測時序 才斤掏出至時序控制新 143285.doc •14- 201018902 不感▼寬NW及搬送速度μ經由輸入部等輸入時 序算出部60。 圖像處理裝置7G係進行求得低能量檢Μ 32所檢測及生 成之低能量圖像資料與高能量檢測器4 2所檢測及生成之高 能量，像資料之差分資料之運算處理，生成作為合成圖像 之能篁減影顯像之裝置。輸入至圖像處理裝置70之兩能量 圖像資料，藉由時序控制部％控制檢測時序，以使彼此之 ®像資料對應1像處理裝置7G將藉由運算處理生成之能 量減影顯像輸出顯示於顯示器等。藉由該輸出顯示，可目 視確⑽包含於對象物8之異物等。又，亦可不輸出顯示能 量減影顯像’只進行資料輸出而藉由圖像資料上之檢測處 理從圖像資料直接檢測包含於對象物s之異物等。 此處，對於時序控制部50所使用之檢測時序之延遲時間 τ之算出方法與作用，以取得對象物5(參照圖4)之透過χ射 線圖像，檢測包含於對象物S之異物〇之情形為例進行說 ❹明。用於說明之對象物s設想係沿搬送方向A之方向之長度 為4.0 mm，比各檢測器32、42之感知寬LW、Hw(以下亦 稱為「像素間距」）小之異物〇(長度〇w為〇6 mm)包含於 特定之位置者。各檢測器32、42之感知寬1^¥、HW均為〇 8 mm，為取得長度4.〇 mm之對象物s整體之未幾何學上縮小 之形狀，即以0.8 mm之檢測寬檢查〇.8 mrn以下之長度之透 過X射線圖像，分別需要5個以上之分割圖像資料。又，帶 式輸送機10之搬送速度為0.8 mm/毫秒（48 m/分）。又，為 易於說明，對象物S之厚度係薄至不因厚度產生模糊之程 I432S5.doc 15 201018902 度，又，如前所述，圖2所示之17〇£)與17]〇]：)相等，係χ射線 透過像未放大者（放大率R為1)。 首先’作為比較例，對未使用檢測時序之延遲時間丁而 取得對象物S之放射線圖像之情形，使用圖5及圖6進行說 明。遠情形，為取得以搬送速度08 mm/毫秒向搬送方向八 搬送之對象物S之X射線圖像，時序控制部50如圖5所示， 將低能量檢測器32與高能量檢測器42之檢測時序相同之同 週期之控制脈衝，向低能量檢測器32與高能量檢測器42同 時輸出，以各檢測器32、42取得每〇.8 mm之分割圖像資 料。 對應於圖6(a)之線P之低能量檢測器32之像素所輸出之 低能量輸出顯示於圖6(d)。同樣，對應於圖6(a)之線p之高 能量檢測器42之像素所輸出之高能量輸出顯示於圖6(e)。 位於對象物S之前方之第1分割範圍81(最初之〇 8 mm部分） 通過作為低能量檢測器32之攝像區域之檢測面上部時，低 能量檢測器32對低能量範圍之對象物s之第i分割範圍s i攝 像，如圖6(b)所示’首先生成第1分割圖像資料S1。之 後，對象物S以0.8 mm/毫秒之搬送速度移動，1毫秒後， 對象物S之第1分割範圍S1之中，前端之相當於〇 4瓜瓜之部 分位於作為高能量檢測器42之攝像區域之檢測面上部，其 餘之相當於0.4 mm之部分位於不感帶區域82之上部。該比 較例中’因以相同時序之控制脈衝控制兩能量檢測器32、 42之X射線檢測’故如前所述，於對象物s之一部分位於不 感帶區域82之上部之狀態，高能量檢測器42生成相當於對 143285.doc • 16 - 201018902 象物s之第i分割範圍81(第i分割圖像資料si〇之第^分割 圖像資料S1H。又，與以高能量檢測器42生成第！分割圖像 資料S1h之同時，低能量檢測器32生成繼第1分割範圍81之 第2分割範圍S之分割圖像資料S2L。 低能量檢測器32所生成之第！分割圖像資料Sk，與高能 量檢測器42所生成之第丨分割圖像資料s1h之間，基於不感 T區域82之不感帶寬NW及對象物8於該不感帶區域移動之 速度（即搬送速度M)產生偏差。又，以同週期同時輸出之 控制脈衝信號控制之低能量檢測器32與高能量檢測器42， 於維持該偏差之狀態下，連續檢測透過χ射線，生成其餘 之分割圖像資料。其結果’將來自對象物S之透過X射線於 低能量範圍檢測之低能量檢測器32，生成如圖6(b)所示之 用於低能量圖像之分割圖像資料（Sk、S2l、' s斜、 S5L2 5個分割圖像資料）。另一方面，將來自對象物§之透 過X射線於高能量範圍檢測之高能量檢測器42，生成如圖 φ 6(C)所示之用於高能量圖像之分割圖像資料（S1H、S2H、 S3H、S4H、S5H、S6H之ό個分割圖像資料）。 此處，對圖6(b)所示之分割圖像資料與圖6(c)所示之分 割圖像資料比較研究後，因基於不感帶寬Nw及搬送速度 Μ之偏差，無法取得以對象物s為基準之兩分割圖像資料 間之對應。因此，例如包含最多異物〇部分之資料之處， 低能量檢測器32所產生之低能量圖像係分割圖像資料S4l 之1個圖像資料，相對於此，高能量檢測器42所產生之高 能量圖像’如圖6(c)所示’跨越分割圖像資料S4h與S5h之2 143285.doc •17· 201018902 個分割圖像資料。 φ 對應於該低能量圖像之低能量輸 出，如圖浙·; „ 蚀仏、, ”，，、以對應於分割圖像S4L之一像素間距 使檢測值顯著變化，_ ^ b顯不異物〇之含有位置，與之相對， 4 w像之高能量輪出’如圖6(e)所示，以對應 /彳®像資料S4H與S5H之2像f間距使檢測值略微變化 ^如低能量輸出之檢測值變化之一半左右），大致顯示異 之3有位置。其結果，檢測值之變化處及變化量，於 兩能量輸出為不同。 、 圖像處理裝置7G欲基於如此之檢測值之變化處及變化量 不同之檢測值資料（參照圖6⑷及⑷)得㈣影顯像時，起 因於異物。之檢測值之變化處與變化量變得不清晰，無法 知到對象物S之異物〇之位置高精度顯示之減影顯像。又， 因對應於各檢測值資料之分割圖像資料分別偏差，故圖 (f)所示之各邊緣部分之亮度之開始處亦不鮮明。其結 果，更加難以得到高精度顯示對象物S之異物〇之位置之減 影顯像。如此，若不高精度控制低能量檢測器32之檢測時 序與鬲能量檢測器42之檢測時序，則存在因前述之偏差或 模糊’造成異物檢測之精度降低之情形。 以下’為防止如此之偏差或模糊之產生，對使用檢測時 序之延遲時間T以對象物S之低能量圖像與高能量圖像對應 之方式取得兩能量圖像之情形，使用圖7及圖8進行說明。 该情形，為取得以搬送速度0.8 mm/毫秒向搬送方向a搬 送之對象物S之X射線圖像’時序控制部50如圖7所示，將 尚能量檢測器42之檢測時序相對於低能量檢測器3 2之檢測 143285.doc -18· 201018902 時序延遲特定時間τ之同週期之控制脈衝，向低能量檢測 器32與高能量檢測器42輸出，以各檢測器32、42取得每 0.8 mm之分割圖像資料。 即’對象物S之前方之第1分割範圍Sl(最初之〇.8 „1„1部 刀）通過作為低能ΐ檢測器3 2之攝像區域之檢測面上部 時，低能量檢測器32攝像低能量範圍之對象物s之第i分割 範圍S1 ’如圖8(b)所示，首先生成第1分割圖像資料s1l。 之後，對象物S以0.8 mm/毫秒之搬送速度移動，1毫秒 ® 後，對象物S之第1分割範圍“之中前端之相當於〇4瓜爪之 部分位於作為高能量檢測器42之攝像區域之檢測面上部， 其餘之相當於0.4 mm之部分位於不感帶區域82之上部。使 用延遲時間T之本實施形態中，以對象物8之前方之特定分 割位置不位於不感帶區域82之上部之方式使對象物s再移 動0.4 mm之時間’延遲高能量檢測器42之又射線檢測。該 延遲時間T，於前述之條件中，從式（1)中算出為〇 5毫秒。 ❹ 高能量檢測器42藉由延遲時間T為0.5毫秒之高能量感測 器用控制脈衝信號，在對象物s之第丨分割範圍81超過不感 帶區域82之狀態，即對象物s之第i分割範圍§1全部到達高 旎量檢測器42之檢測面上部時，取得相當於對象物s之第^ 分割範圍si之第1分割圖像資料s1h。又，以高能量檢測器 42生成第1分割圖像資料s丨η前（經過延遲時間τ前），低能 量檢測器32生成繼第i分割圖像資料s1l之第2分割圖像資 料 S2l 〇 於低能量檢測器32所生成之第i分割圖像資料su，與高 143285.doc 201018902 能量檢測器42所生成之第1分割圖像資料S1H之間，不基於 不感帶區域82之不感帶寬NW及對象物S於該不感帶區域82 移動之速度（即搬送速度M)產生偏差，如圖8(b)及（c)所 示，兩圖像資料對應。又，考慮基於不感帶寬NW等之延 遲時間T以同週期輸出之控制脈衝信號控制之低能量檢測 器32與高能量檢測器42，以兩圖像資料對應之狀態，連續 檢測透過X射線，生成其餘之分割圖像資料。其結果，將 來自對象物S之透過X射線於低能量範圍檢測之低能量檢測 器32，生成如圖8(b)所示之用於低能量圖像之分割圖像資 料（S1L、S2L、S3L、S4L、S5L之5個分割圖像資料），將來 自對象物S之透過X射線於高能量範圍檢測之高能量檢測器 42，生成如圖8(c)所示之用於高能量圖像之分割圖像資料 (S1H、S2H、S3H、S4H、S5H之5個分割圖像資料）。又，兩 圖像資料分別對應於對象物S之圖像範圍。 此處，對圖8(b)所示之分割圖像資料與圖8(c)所示之分 割圖像資料比較研究後，因基於不感帶寬NW及搬送速度 Μ之延遲時間T，取得以對象物S為基準之兩分割圖像資料 間之對應。因此，例如包含最多異物〇部分之資料之處， 低能量檢測器32所產生之低能量圖像係作為分割圖像資料 S4L之1個圖像資料，高能量檢測器42所產生之低能量圖像 亦係分割圖像資料S4H之1個圖像資料。又，對應於低能量 圖像之低能量輸出，如圖8(d)所示，只以對應於分割圖像 S4L之一像素間距使檢測值顯著變化，顯示異物Ο之含有位 置，又，對應於高能量圖像之高能量輸出，如圖8(e)所 143285.doc -20- 201018902 示，只以對應於分割圖像資料S4h之一像素間距使檢測值 顯著變化，顯示異物〇之含有位置。其結果，檢測值之變 化處及變化量，於兩能量輸出為—致。又，異物0並無必 要包含於1個分割圖像，只要低能量圖像之包含異物〇之分 割圖像與高㊣量圖像之包含異物〇之分割圖像一致即可。 圖像處理裝置70欲基於如此之檢測值之變化處及變化量 一致之檢測值資料（參照圖8(d)及（e))得到減影顯像時，起 因於異物Ο之檢測值之變化處與變化量清晰，可得到對象 ® 物8之異物〇之位置高精度顯示之減影顯像。又，因對應於 各檢測值資料之分割圖像資料彼此對應，故圖8(f)所=之 各邊緣部分之亮度之開始處亦鮮明。其結果，可得到更高 精度顯示對象物S之異物〇之位置之減影顯像。如此，低能 量檢測器32之檢測時序與高能量檢測器42之檢測時序，藉 由基於不感帶寬NW及搬送速度M之延遲時間τ高精度地控 制，藉此可防止因如前所述之偏差或模糊造成異物檢測之 ❹ 精度之降低’可高精度地進行異物之檢測。 如前所述，該X射線圖像取得系統，時序控制部5〇以 低能量檢測器32所生成之低能量圖像資料與高能量檢測器 42所生成之高能量圖像資料彼此對應之方式，基於不感帶 區域82之不感帶寬NW與搬送速度Μ，以至少延遲高能量 檢測器42之檢測時序之方式進行控制。藉此，藉由不感帶 區域82之存在調整相對於低能量檢測器32之檢測時序產生 偏差（延遲等）之高能量檢測器42之檢測時序，使低能量檢 測器32所生成之低能量圖像資料與高能量檢測器42所生成 I43285.doc •21· 201018902 之高能量圖像資料彼此對應。又，從彼此對應之2個能量 圖，資料所得到之減影顯像巾，表*異物之檢測值之變化 變浔’月晰且不清晰之邊緣部分減少。其結果，可提高包含 於對象物S之異物〇等之檢測精度。 又刖述實施形態中，具備基於不感帶寬NW與搬送速 度Μ算出檢測時序之時序算出部⑽。時序控制部5〇使用該 時序算出部60所算出之檢料序，控制健量檢測器之檢 ;、J時序等▼ &成不清晰之邊緣部分減少之》咸影顯像。 低能讀測H 32 ’係以連續之分顧像f料生成低能量 圖像資料之線性感測n，高能量檢測器42係以連續之分割 圖像資料生成高能量圖像資料之線性感測器，時序控制部 5〇以使低能量檢測器32之線性感測器所形成之分割圖像資 料所顯示之對象物S之檢測範圍與高能量檢測器42之線性 感測器所形成之分割圖像資料所顯示之對象物§之檢測範 圍致之方式，至少基於不感帶寬NW與搬送速度μ延遲 控制高能量檢測器42之線性感測器之檢測時序。藉由如此 以使分割圖像資料所表示之對象物s之檢測範圍一致之方 式延遲控制高能量檢測器42之線性感測器之檢測時序，於 減影顯像中，可使顯示異物之檢測值之變化清晰且使不清 晰之邊緣部分減少。 以上，雖對本發明之較佳實施形態進行了說明，但本發 明並非局限於前述實施形態，可進行各種各樣之變形。例 如，前述實施形態中，雖以圖2所示之F〇D與FDD相等， 透過X射線圖像未放大之情形進行說明，但本發明亦可適 143285.doc -22· 201018902 用於FOD與FDD不相等而產生放大之情形。例如，F〇D : FDD=1 : 2之情形’放大率R為2倍，χ射線透過圖像亦放 大為2倍。例如，若搬送速度“為^彳mm/毫秒，則各檢測 器32、42上之圖像，以等於0.8 mm/毫秒之速度投影。考 慮如此之放大率之情形之延遲時間τ，係取代式,使用 下述之式（2)算出。 T=NW/(MxR)··. (2) 又，該放大率R從X射線圖像取得系統丨之記憶裝置（未圖 示）等輸入至時序算出部60。 又，前述實施形態中，對象物S雖作為幾乎無厚度者進 行說明’但本發明亦可適用於對象物S如圖9所示，具有特 疋厚度之情形。於該情形，以對象物s之底面部分之高度 為基準計算FOD求得放大率r，藉由式等算出延遲時間 T。又，將對象物S與前述實施形態相同地以帶式輸送機忉 搬送’首先如圖9⑷所示，以低能量檢測器32檢測對象物§ 之區域R1之低能量圖像，生成低能量圖像資料。之後，根 據延遲時間T將對象物S向搬送方向A移動，如圖9(b)所 示，以高能量檢測器42檢測對象物s之區域R2之高能量圖 像，生成高能量圖像資料。該區域^與區域R2，係對象 物s之圖示下面之照射下SRla、R2a大致—致，於區域以 之低能量圖像與區域R2之高能量圖像，如圖1〇所示，包含 相當於共有區域R3之部分之χ射線透過資料。該共有區域 R3越大’兩能量圖像間之偏差越小，&含於對象物§之異 物Ο之檢測精度越可提高。 143285.doc -23- 201018902 作為如此之對象物s具有厚度之情形，對例如對象物s之 厚度為100 mm，X射線照射器20與各檢測器32、42之距離 為600 mm，檢測器32、42與對象物S(下面）之距離為10 mm，X射線照射器20與對象物S(上面）之距離為490 mm， 各檢測器32、42之感知寬LW、HW為0.8 mm，不感帶區域 82之不感帶寬NW為0.4 mm之情形進行說明。又，X射線 照射器20以位於兩檢測器32、42之間之不感帶區域82之中 央部之上方之方式配置。該情形，照射於〇_8 mm之感知寬 之透過X射線，從檢測器32、42向X射線照射器20側靠近 1 0 mm之位置（照射下面R1 a、R2a)係約0.787 mm之寬，從 檢測器32、42向X射線照射器20側靠近110 mm之位置（照 射上面Rib、R2b)係約0.653 mm之寬。又，藉由使該約 0.787 mm之寬之照射下面R1 a與R2a—致，低能量側與高能 量側之照射範圍之重合（共有區域R3)係約70%。又，如圖 11所示，區域R1之照射下面Rl a與區域R2之照射下面R2a 未完全一致之情形（例如前述例中相當於0.2 mm偏差之情 形），該共有部分R3比圖10所示之情形少，低能量側與高 能量側之照射範圍之重合係例如約40%。該情形，存在兩 能量圖像間之偏差變大，包含於對象物S之異物之檢測精 度降低之情形。 又，前述實施形態中，雖從低能量圖像修正部34之輸出 介面34d與高能量圖像修正部44之輸出介面44d，將低能量 圖像與高能量圖像分別輸出至圖像處理裝置7〇，但如圖12 所示，亦可將兩能量圖像之輸出從共通之輸出介面36a輸 143285.doc -24- 201018902 出至圖像處理裝置70。x，前述實施形態中，雖係於搬送 方向A之上游側具備低能量檢測㈣，於下游側具備高能 量檢測器42之構成，徊介 再攻仁亦可於搬送方向Λ之上游側具備高 能置檢測Is 4 2，於下游相彳θ扯 於下游側具備低能量檢測器32。此外，前 述實施形態t，雖將高能量檢測器42之檢測時序延遲特定 時：T，但亦可相反地使低能量檢測器32之檢測時序提早 特定時間T，亦可提早低能量檢測器32之檢測時序且延遲 高能量檢測H42之㈣時序，使兩檢料序相差特定時間 T。又，前述實施形態中，雖係控制低能量與高能量之⑽ 範圍之檢測時序，但無疑亦可控制3個以上範圍之檢測時 序0 又4述實施形態中，雖對低能量之波長範圍與高能量 之波長範圍具有某種程度t重合之情形進行了說明，但低 能量之波長範圍與高能量之波長範圍亦可局部不重合。 又’前述實施形態中’雖以i個片體上設置2個線性感測器 之例進行說明，但2個檢測器32、42並非一定要設置於^固 月體上，亦可並列配置2個獨立之檢測器而增大不感帶區 域之寬。此外，本實施形態中，雖作為乂射線源使用點光 源’但無疑亦可使用線狀之X射線源。又，前述實施形態 中，雖於來自對象物S之異物〇之檢測上使用χ射線圖像取 得系統1 ’但亦可於隨身行李檢查等使用X射線圖像取得系 統1。 第1檢測器係以連續之分割圖像資料生成第i放射線圖像 資料之第1線性感測器，第2檢測器係以連續之分割圖像資 143285.doc -25- 201018902 料生成第2放射線圖像資料之第2線性感測器，時序控制部 較好地以使第1線性感測器所形成之分割圖像資料之對象 物之檢測範圍與第2線性感測器所形成之分割圖像資料之 對象物之檢測範圍一致之方式’至少對第2線性感測器之 檢測時序基於特定區域之寬進行延遲控制。藉由如此以使 分割圖像資料所示之對象物之檢測範圍相同之方式延遲控 制第2線性檢測器之檢測時序，可使減影顯像中之不清晰 之邊緣部分確實地減少。 特定區域之寬，係沿第丨檢測器或第2檢測器之寬度方向❹ 之寬，較好地為比第1檢測器或第2檢測器之感知放射線之 j知寬小。因特定區域之寬狹窄，故可防止基於第i檢測 器或第2檢測器所生成之放射線圖像之減影顯像之幾何學 上的模糊。 亦可具備以時序控制部彼此對應之方式控制而合成第工 檢測器所生成之放射線圖像資料與第2檢測器所生成之放 射線圖像資料’生成合成圖像之合成圖像生成部。藉由如 此之合成圖像生成部，可得到不清晰邊緣部分減少之減影 _ 顯像。 '~ 時序控制部較好地為除基於前述之特定區域之寬與搬送 速X外還基於放射線照射器及對象物間之距離，與作為 放射線照射器及第1檢測器或第2檢測器間之距離之/比之放 大率，至少控制第2檢測器之檢測時序。藉由進行包含放 大率之控制’可進一步高精度地進行包含於對象物之異物 之檢查或隨身行李檢查等。 143285.doc -26- 201018902 產業上之可利用性 本發明係以放射線檢測裝置、放射線圖像取得系統、放 射線檢查系統及放射線檢測方法為使用用途，可提高包人 於對象物之異物等之檢測精度。 【圖式簡單說明】 圖1係本貫施形態之X射線圖像取得系統之立體圖。 圖2係本實施形態之X射線圖像取得系統之概略構成圖。 圖3係本貫施开> 態之雙能量感測器之側面圖。 圖4係顯示包含異物之對象物之圖。 圖5係顯示比較例之X射線圖像取得系統之各檢測器之控 制脈衝信號之圖。 圖6(a)〜(f)係顯示由比較例之χ射線圖像取得系統所生成 之各能量感測器圖像與各能量輸出之圖。 圖7(a)係顯示本實施形態之χ射線圖像取得系統之各檢 測器之控制脈衝信號之圖，（b)係顯示用於生成控制脈衝信 號之高頻信號之圖。 圖8(a)〜(f)係顯示由本實施形態之χ射線圖像取得系統所 生成之各能量感測器圖像與各能量輸出之圖。 圖9係顯不對象物s具有厚度之情形之照射區域之圖， (a)係顯示以低能量檢測器檢測之區域之圖，（b)係顯示以 高能量檢測器檢測之區域之圖。 圖10係顯示圖9所示之檢測區域一致之情形之圖。 圖11係顯示圖9所示之檢測區域未一致之情形之圖。 圖12係顯示能量圖像修正部之其他實施形態之圖。 143285.doc -27- 201018902 【主要元件符號說明】 1 X射線圖像取得系統 10 帶式輸送機 20 X射線照射器 30 低能量圖像取得部 32 低能量檢測器 34 低能量圖像修正部 40 高能量圖像取得部 42 高能量檢測器 44 高能量圖像修正部 50 時序控制部 60 時序算出部 70 圖像處理裝置 80 雙圖像取得裝置 82 不感帶區域 84 基座 86 雙能量感測器 A 搬送方向 Μ 搬送速度 Ο 異物 R 放大率 S 對象物 T 延遲時間 HW、LW 感知寬 143285.doc • 28 - 201018902 NW 不感帶寬 R1、R2 照射區域 R3 共有區域
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Claims (1)

  1. 201018902 七、申請專利範圍： 1. 一種放射線檢測裝置，其係從放射線源向對象物照射放 射線’檢測透過該對象物之複數之能量範圍之放射線 者，具備： • 檢測透過前述對象物之第1能量範圍之放射線，以生 . 成第1放射線圖像資料之第1檢測器； 夾持特定區域與前述第1檢測器並列配置，檢測透過 A述對象物之第2能量範圍之放射線，以生成第2放射線 ® 圖像資料之第2檢測器；及 以使前述第1檢測器所生成之第1放射線圖像資料與前 述第2檢測器所生成之第2放射線圖像資料彼此對應之方 式，基於前述特定區域之寬，至少控制前述第2檢測器 之檢測時序之時序控制部。 2. 如請求項1之放射線檢測裝置，其中前述第丨檢測器係以 連續之分割圖像資料生成前述第1放射線圖像資料之第1 線性感測器； 刖述第2檢測器係以連續之分割圖像資料生成前述第2 放射線圖像資料之第2線性感測器； • 前述時序控制部係以使前述第1線性感測器所形成之 • 分割圖像資料之前述對象物之檢測範圍與前述第2線性 感測益所形成之分割圖像資料之前述對象物之檢測範圍 一致之方式，至少對前述第2線性感測器之檢測時序基 於前述特定區域之寬進行延遲控制。 3. 如請求項1或2之放射線檢測裝置，其中前述特定區域之 143285.doc 201018902 寬係沿前述第1檢測器或前述第2檢測器之寬度方向之 寬，比前述第1檢測器或前述第2檢測器中感知放射線之 感知寬小。 4. 一種放射線圖像取得系統，其具備： 請求項1至3中任一項之放射線檢測裝置；及 基於前述特定區域之寬算出前述檢測時序之時序算出 部。 5. 如請求項4之放射線圖像取得系統，其係具備以前述時 序控制部彼此對應之方式控制而合成前述第丨檢測器所 生成之放射線圖像資料與前述第2檢測器所生成之放射 線圖像資料，以生成合成圖像之合成圖像生成部。 6. 一種放射線檢查系統，其係從放射線源向對象物照射放 射線，檢測透過該對象物之複數之能量範圍之放射線以 檢查該對象物者，具備： 作為前述放射線源向前述對象物照射放射線之放射線 照射器； 檢測透過前述對象物之第丨能量範圍之放射線，以生 成第1放射線圖像資料之第1檢測器； 失持特定區域與前述第1檢測器並列配置，檢測透過 月’J述對象物之第2能量範圍之放射線，以生成第2放射線 圖像資料之第2檢測器； 向與根據前述放射線照射器之放射線之照射方向交叉 之方向搬送前述對象物之搬送部； 以前述第1檢測器及前述第2檢測器檢測透過藉由前述 143285.doc 201018902 搬送部搬送之前述對象物之放射線時，以使前述第j檢 測器所生成之前述第1放射線圖像資料與前述第2檢測器 所生成之前述第2放射線圖像資料彼此對應之方式，基 於前述特定區域之寬與藉由前述搬送部之前述對象物之 搬送速度，至少控制前述第2檢測器之檢測時序之時序 控制部； 以刚述時序控制部彼此對應之方式控制而合成前述第 1檢測器所生成之第1放射線圖像資料與前述第2檢測器 所生成之第2放射線圖像資料，以生成合成圖像之合成 圖像生成部；及 輸出於前述合成圖像生成部所生成之前述合成圖像之 合成圖像輸出部。 7. 如請求項6之放射線檢查系統，其中前述時序控制部係 除基於前述特定區域之寬與前述搬送速度外，還基於前 述放射線照射器及前述對象物間之距離' 與作為前述放 射線照射器及前述第丨檢測器或前述第2檢測器間之距離 之比之放大率，至少控制前述第2檢測器之檢測時序。 8. —種放射線檢測方法，其係放射線檢測裝置之放射線檢 測方法，該放射線檢測裝置具備；向對象物照射放射線 之放射線源、檢測第丨能量範圍之放射線之第〗檢測器、 夾持特定區域與前述第1檢測器並列配置，以檢測第2能 里fe圍之放射線之第2檢測器、及控制第丨檢測器與第2 檢測器之放射線之檢測時序之時序控制部；該放射線檢 測方法係包含： 143285.doc 201018902 2述放射線源向前述對象物照射放射線之照射步驟； 前述第1檢測器檢測於前述照射步驟照射而透過前述 對象物之第1能量範圍之放射線，而生成第1放射線圖像 資料之第1檢測步驟； 前述第2檢測器檢測於前述照射步驟照射而透過前述 對象物之第2能量範圍之放射線，而生成第2放射線圖像 資料之第2檢測步驟； 前述時序控制部以使前述第1檢測步驟所生成之第1放 射線圖像資料與前述第2檢測步驟所生成之第2放射線圖 像資料彼此對應之方式，基於前述特定區域之寬’至少 控制前述第2檢測步驟之檢測時序之時序控制步驟。 143285.doc
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