JP2008537774A5

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Publication number: JP2008537774A5
Application number: JP2007558114A
Authority: JP
Filing date: 2006-02-26
Publication date: 2009-08-20
Anticipated expiration: 2026-02-26

Claims

高エネルギー粒子を検出するシステムであって、
画素を有するピクセル化受光素子を具備する少なくとも１つのピクセル化撮像装置であって、デジタル静止画像、デジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせを生成するように構成されており、周囲環境からの高エネルギー粒子が前記画素を有するピクセル化受光素子に当たるように配置されるものである、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置と、
前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置と通信可能な少なくとも１つのプロセッサであって、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子と相互作用した１つ若しくはそれ以上の画素を検出し、且つ、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子と相互作用した前記１つ若しくはそれ以上の画素に応答して出力信号をリアルタイムで生成するものである、前記少なくとも１つのプロセッサと
を有することを特徴とするシステム。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置は、ピクセル化光子検出器、電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）撮像装置、相補型金属酸化膜半導体（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＭＯＳ）撮像装置、およびシリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、シリコンオンサファイア（サファイア上シリコン）、インジウムガリウム砒素、カドミウム水銀テルル化物、またはガリウム砒素の基板を含む撮像装置、およびこれらの組み合わせから選択されるものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記プロセッサにより検出される前記少なくとも１つの高エネルギー粒子は高エネルギー粒子の線源の生成物を有し、この高エネルギー粒子の線源は原子核崩壊する放射性物質の線源を有するものである。
請求項３記載のシステムにおいて、前記高エネルギー粒子の線源は、環境放射線、自然源からの放射線、放射性物質、核爆発装置、爆発の前または後の汚い爆弾および核兵器、およびこれらの組み合わせから選択されるものである。
請求項３記載のシステムにおいて、前記線源は遮蔽されているものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記１若しくはそれ以上の画素の各々は、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子が当該１若しくはそれ以上の画素に当たると、信号を生成するものである。
請求項６記載のシステムにおいて、前記信号は、前記画素に当たる前記高エネルギー粒子のエネルギーに比例するものである。
請求項６記載のシステムにおいて、前記信号は、背景放射線により生じる信号より強いものである。
請求項１記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、
前記少なくとも１つのピクセル化撮像措置から取得された画像上の１若しくはそれ以上のドットを表示する出力装置を有し、当該ドットは検出された前記１若しくはそれ以上の高エネルギー粒子の各々に対応するものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源を識別するものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置にパン、傾斜（チルト）、またはそれらの組み合わせをさせるものであり、当該パンは垂直軸を軸として回転することであり、当該傾斜（チルト）は水平軸を軸として回転することである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置は画像を提供するものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置は、防犯カメラ、交通監視カメラ、交通機関監視カメラ、ＣＣＤまたはＣＭＯＳのカメラ、捜査当局のモバイルカメラ、カメラ付き携帯電話、熱赤外線カメラ、およびこれらの組み合わせから選択されるものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記システムは複数のピクセル化撮像装置を有し、この複数のピクセル化撮像装置は相互接続されているものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置は対象を監視する位置に配置されるものであり、当該対象は任意の生物または無生物であってよく、例えば自動車、航空機、列車、地下鉄車両、人間、動物、建築物、植物、荷物、箱、袋、ハンドバッグ、ブリーフケース、郵便物、およびこれらの組み合わせから選択されるものである。
請求項１５記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置は前記対象の移動または入り混じりを監視する位置に配置されるものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記プロセッサは、コンピュータ、ビデオ画像プロセッサ、およびこれらの組み合わせから選択されるものである。
請求項１記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、
警報システム、静止画像またはビデオ画像、モニタの画像、可聴音、電話連絡（通話）、無線送信、およびこれらの組み合わせから選択される出力装置を有するものである。
請求項１記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、
前記少なくとも１つのプロセッサと通信可能な出力装置を有し、この出力装置は前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の検出を報告するものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記出力装置は安全な通信を介して送信されるものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源は、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置の視界の外にあるものである。
請求項１記載のシステムにおいて、このシステムは、さらに、
前記少なくとも１つの高エネルギー粒子および当該少なくとも１つの高エネルギー粒子のエネルギーと相互作用した多くの画素、当該少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源のタイプ、または当該少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源の量を決定するように構成されたプロセッサモジュールを有するものである。
請求項１記載のシステムにおいて、前記少なくとも１つのピクセル化撮像装置は完全に覆われ、部分的に覆われ、または覆ったりはずしたりされるものである。
高エネルギー粒子を検出する方法であって、
周囲環境からの高エネルギー粒子が受光画素チップに当たるように配置され、更にデジタル静止画像、デジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせを生成するように構成された１若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器からデータを収集する工程であって、各ピクセル化撮像装置はデジタル静止画像、デジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせを生成するための画素を備えた前記受光画素チップを有するものである、前記収集する工程と、
前記収集されたデータから、リアルタイムで少なくとも１つの高エネルギー粒子と相互作用した少なくとも１つの画素を特定する工程と、
前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源を検知する工程と
を有することを特徴とする方法。
請求項２４記載のシステムにおいて、前記１若しくはそれ以上のピクセル化撮像装置は、電荷結合素子（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）撮像装置、相補型金属酸化膜半導体（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＭＯＳ）撮像装置、およびシリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、シリコンオンサファイア（サファイア上シリコン）、インジウムガリウム砒素、カドミウム水銀テルル化物、またはガリウム砒素の基板を含む撮像装置、およびこれらの組み合わせから選択されるものである。
請求項２４記載の方法において、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源は、放射性物質、放射性同位元素、およびこれらの組み合わせから成るものである。
請求項２４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記少なくとも１つの画素が前記少なくとも１つの高エネルギー粒子と相互作用したときに生じる電荷、電圧、またはそれらの組み合わせの変化を定量化する工程を有するものである。
請求項２７記載の方法において、この方法は、さらに、
少なくとも１つの高エネルギー粒子および当該少なくとも１つの高エネルギー粒子のエネルギーと相互作用した画素数、および定量化された電荷の変化に基づいた前記線源のタイプまたは前記源泉の量を決定する工程を有するものである。
請求項２７記載の方法において、この方法は、さらに、
前記１若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器から１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせを取得する工程を有するものである。
請求項２９記載の方法において、この方法は、さらに、
前記取得された画像に基づいて前記線源の位置を視覚的に特定する工程を有するものである。
請求項２４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記高エネルギー粒子の偽陽性検出（誤検出）をチェックする工程を有するものである。
請求項２４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記少なくとも１つの高エネルギー粒子が検出されたとき、警報を出す工程を有するものである。
請求項３２記載の方法において、前記警報は、可聴警報、可視警報、またはそれらの組み合わせから選択されるものである。
請求項２４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源を追跡する工程であって、当該追跡する工程は、前記少なくとも１つのピクセル化画像検出器の少なくとも１つを継続的に移動させることにより、少なくとも１つの高エネルギー粒子が前記１つの継続的に移動するピクセル化画像検出器の少なくとも１つの画素と相互作用するものである継続的に移動させる工程を有するものである、前記追跡する工程を有するものである。
請求項３４記載の方法において、前記追跡する工程は最大流束を決定する工程をさらに有し、この最大流束とは、前記少なくとも１つの継続的に移動するピクセル化画像検出器の少なくとも１つの画素が少なくとも１つの高エネルギー粒子と相互作用する最大確率を有する位置である。
請求項３５記載の方法において、前記最大流束は、前記受光画素化が前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源に垂直であるときに発生するものである。
請求項３５記載の方法において、この方法は、さらに、
勾配法（勾配探索法）を実施する工程を有し、この勾配法は、前記少なくとも１つの継続的に移動するピクセル化画像検出器が最大流束を達成するまで当該画像検出器を調節する工程を有するものである。
請求項３５記載の方法において、前記追跡する工程は、
２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器を調整する工程と、
前記２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器を別々に移動させる工程と、
前記２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器の各々に最大流束を同時に達成させる工程と、
前記２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器を使用して前記最大集束の間、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源の位置を三角測量する工程と、
前記１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、前記１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの画像上に前記線源を有する対象を特定する工程であって、この対象は前記１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、前記１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの画像上の少なくとも１つの領域に対応するものである、前記特定する工程と
をさらに有するものである。
請求項３８記載の方法において、この方法は、さらに、
前記線源の位置を決定するために、前記１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、前記１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの画像上の少なくとも１つの明るい斑点を表示する工程を有するものである。
請求項３８記載の方法において、この方法は、さらに、
前記線源の位置を決定するために、前記１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、前記１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの画像上の前記少なくとも１つの領域を表示する工程を有するものである。
請求項３８記載の方法において、前記少なくとも１つの領域は、１若しくはそれ以上の連続したデジタル静止画像、１若しくはそれ以上の連続したデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの画像上に表されるものである。
請求項３８記載の方法において、この方法は、さらに、
前記線源の移動を追跡するために、前記１若しくはそれ以上の連続したデジタル静止画像、１若しくはそれ以上の連続したデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの各々の画像上の前記少なくとも１つの領域の位置を監視する工程を有するものである。
請求項２４記載の方法において、この方法は、さらに、
２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器を調整する工程と、
前記２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器を別々に移動させる工程と、
前記２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器の各々から、１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせを取得する工程であって、当該１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、当該１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの各々は少なくとも１つの領域を有するものである、前記取得する工程と、
前記２若しくはそれ以上のピクセル化画像検出器を使用して、前記最大集束の間前記少なくとも１つの高エネルギー粒子の線源の位置を三角測量する工程と、
前記１若しくはそれ以上のデジタル静止画像、前記１若しくはそれ以上のデジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせの画像の各々が共通している、前記少なくとも１つの領域の少なくとも一部分を特定する工程と
を有するものである。
請求項２４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記少なくとも１つの画素の輝度を決定する工程を有するものである。
請求項４４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記輝度を使用して、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子と相互作用した画素数、前記少なくとも１つの高エネルギー粒子のエネルギー、前記線源のタイプ、または前記線源の量のうちの少なくとも１つを決定する工程を有するものである。
請求項２４記載の方法において、前記１若しくはそれ以上の画素撮像装置は完全に覆われ、部分的に覆われ、または覆ったりはずしたりされるものである。
高エネルギー粒子を検出するシステムであって、
受光画素チップをそれぞれが有する１若しくはそれ以上の画素撮像装置であって、この１若しくはそれ以上の画素撮像装置は、デジタル静止画像、デジタルビデオ画像、またはそれらの組み合わせを生成するための画素を生成するように構成され、更に周囲環境からの高エネルギー粒子が前記受光画素チップに当たるように配置されるものである、前記撮像装置と、
１若しくはそれ以上のプロセッサと、
高エネルギー粒子を検出するための１若しくはそれ以上の命令を収納するプロセッサ読み取り可能記憶媒体であって、この命令は
１若しくはそれ以上の画像化された画像検出器から画像データをスキャンする工程と、
１若しくはそれ以上の高カウントレート画素を特定する工程と、
前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素の出力を定量化する工程と、
ユーザ定義の閾値に達したまたは越えた前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素を特定する工程と、
前記ユーザ定義の閾値に達したまたは越えた前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素に応答して信号を生成する工程と
を有する命令を収納するものである、前記プロセッサ読み取り可能記憶媒体と
を有することを特徴とするシステム。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記プロセッサ読み取り可能記憶媒体は、前記１若しくはそれ以上の画像化された画像検出器からの画像データをスキャンに適した形式に変換する１若しくはそれ以上の命令をさらに有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素の出力を定量化する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素の輝度を決定する工程の１若しくはそれ以上の命令を有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記ユーザ定義の閾値に達したまたは越えた前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素を特定する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素の出力が、ゼロより大きい、１若しくはそれ以上の近傍画素の出力より大きい、前記ユーザ定義の閾値を用いた前記１若しくはそれ以上の近傍画素の平均値より大きい、前記ユーザ定義の閾値を用いた前記１若しくはそれ以上の近傍画素の平均値に前記１若しくはそれ以上の近傍画素の平均値を掛けた値より大きい、および前記ユーザ定義の閾値を用いた前記１若しくはそれ以上の近傍画素の平均値に前記１若しくはそれ以上の近傍画素の平均値の平方根を掛けた値より大きいものの１若しくはそれ以上であることを決定する工程を有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記ユーザ定義の閾値に達したまたは越えた前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素を特定する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、高カウントレート画素が特定のパラメータにおいて前記ユーザ定義の閾値に達したまたは越えた回数を定量化する工程であって、当該特定のパラメータはフレーム数、ユーザ定義の期間、またはそれらの組み合わせを有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素の出力を定量化する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素出力のエネルギースペクトルを決定する工程の１若しくはそれ以上の命令を有するものである。
請求項５２記載のシステムにおいて、前記前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素出力のエネルギースペクトルを決定する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、
前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素のエネルギースペクトルと既知の放射性同位元素のエネルギースペクトルライブラリの複数のエネルギースペクトルとを比較する工程、
前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素のエネルギースペクトルと既知の放射性同位元素のエネルギースペクトルをマッチさせる工程、および
前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素と相互作用して前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素のエネルギースペクトルが生成された前記高エネルギー粒子の線源を有する放射性同位元素タイプを特定する工程
の１若しくはそれ以上の命令
を有するものである。
請求項５２記載のシステムにおいて、前記前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素出力のエネルギースペクトルを決定する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、
前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素のエネルギースペクトルと既知の放射性同位元素のエネルギースペクトルライブラリの複数のエネルギースペクトルとを比較する工程、
前記１若しくはそれ以上の高カウントレート画素のエネルギースペクトルと既知の放射性同位元素のエネルギースペクトルをマッチさせる工程、
前記既知の放射性同位元素のエネルギースペクトルにマッチしないことが発見された１若しくはそれ以上の高カウントレート画素を特定する工程、
前記既知の放射性同位元素のエネルギースペクトルにマッチしないことが発見された１若しくはそれ以上の高カウントレート画素を排除する工程
の１若しくはそれ以上の命令
を有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記プロセッサ読み取り可能記憶媒体は複数の画像検出器からの出力を統合する工程の１若しくはそれ以上の命令をさらに有するものである。
請求項５５記載のシステムにおいて、前記複数の画像検出器からの出力を統合する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、
前記複数の画像検出器からの画像データを収集する工程、
前記複数の画像検出器からの画像データを処理または格納するために、送信先に送信する工程
の１若しくはそれ以上の命令
を有するものである。
請求項５５記載のシステムにおいて、前記複数の画像検出器からの出力を統合する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、前記複数の画像検出器からの画像を比較する工程の１若しくはそれ以上の命令を有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記信号を生成する工程の前記１若しくはそれ以上の命令は、可聴信号を生成する工程の１若しくはそれ以上の命令を有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記信号を生成する工程の１若しくはそれ以上の命令は、可視信号を生成する工程の１若しくはそれ以上の命令を有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記信号を生成する１若しくはそれ以上のプログラミング命令は１若しくはそれ以上の画像を生成する１若しくはそれ以上のプログラミング命令を有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記プロセッサ読み取り可能記憶媒体は、前記命令を繰り返す１若しくはそれ以上の命令をさらに有するものである。
請求項４７記載のシステムにおいて、前記１若しくはそれ以上の画素撮像装置は完全に覆われ、部分的に覆われ、または覆ったりはずしたりされるものである。