JP3536685B2 - 放射線検出装置 - Google Patents

放射線検出装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、医用、食品、非破
壊検査等の分野に利用することのできる放射線検出装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】X線をはじめとする放射線を被写体に照
射することによって得られる被写体の放射線透過像等を
観察する放射線検出装置においては、一般に、放射線源
に対向して1次元もしくは2次元の放射線検出器を配置
し、その間に被写体を静止もしくは通過させる。
【0003】例えば1次元X線検出器を使用した食品用
X線検査装置を例に取ると、この種の装置においては、
通常、被検査物をベルトコンベア上に載せて、X線管と
1次元X線検出器の間を通過させ、X線検出器からの出
力を用いて被検査物の透過X線像または異物の有無等を
判定する。1次元X線検出器は、例えば、図5にその構
造を模式的断面図で示すように、n型半導体n内にp型
半導体pを1次元状に並べたMOS型1次元イメージセ
ンサ51の有感面に、Gd2 2 S:Tbからなるシン
チレータシート52を配置した構造のもの等が用いら
れ、各素子ごとに異なる固有のオフセット値および感度
差がある。この各素子ごとのオフセット値および感度差
は、一般に、実際の検査に先立つ補正データ取得ルーチ
ンにより取得され、実際の検査に際しては、各素子から
の出力データはデータ処理手段において補正データを用
いた補正演算が施されたうえで画素情報等として使用さ
れる。
【0004】すなわち、補正データ取得ルーチンでは、
図6にそのフローチャートを例示するように、X線非照
射時の各素子の出力データと、X線照射時の各素子の出
力データを採取し、X線非照射時の各素子の出力データ
をオフセットデータOiとして記憶するとともに、X線
照射時の各素子の出力データから該当のオフセットデー
タOiを減算した値を感度補正データSiとして記憶す
る。そして実際の検査ルーチンにおいては、データ処理
手段にて各素子からの出力(生データ)Riから該当の
オフセットデータOiを減算した後、その各減算後の値
(中間データ)Xiを該当の感度補正データSiで除算
することによって補正後のデータYiを求める。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なX線検査装置等においては、X線管とコンベアとの距
離をいくらにするかが重要なシステム設計値となる。す
なわち、X線管は一般に45°程度の照射角を持ち、被
写体(被検査物)に近づけると距離の2乗に反比例して
X線強度が強くなり、S/Nが向上して検査能力/スル
ープットが高まる反面、検査幅と被検査物の許容高さが
狭くなる。一方、X線管を被検査物から遠ざけるとX線
強度は弱くなるが、検査幅と被検査物の許容高さが広く
なる。従って、X線管とコンベアとの距離は、被検査物
の大きさや検査目的等に応じて最適となるように設計さ
れる。
【0006】X線管とコンベアとの距離を変化させる
と、通常コンベア直下にX線検出器があるためX線検出
器中にX線が照射されない領域が発生することがある。
すなわち、図7に示すように、X線管71の照射角を4
5°としたとき、X線管71とX線検出器72との間の
距離が700mmの場合にはX線の照射領域は1次元方
向で580mmに及ぶが、その距離を400mmとする
と照射領域は331mmとなり、X線検出器72の同方
向への寸法が331mmよりも長い場合にはX線の非照
射領域Nが発生する。
【0007】ここで、X線の補正データ取得ルーチンに
おいては、補正データの取得時にX線管とX線検出器と
の間に物品等が介在していると正確な補正ができないた
め、X線照射時における各素子出力に、あらかじめ設定
されているスレッシュホールド値を越えないものが存在
していると、X線検出器が一部遮蔽されている旨のエラ
ー警告を発する機能を設ける場合があり、この場合、上
記のようにX線の非照射領域Nが生じている場合にはエ
ラー警告が発せられ、補正データ取得ルーチンが実行さ
れなくなってしまう。また、このような警告機能を設け
ていない場合には、X線の非照射領域に関しては誤った
感度補正データが取得される結果、実際の検査時におけ
る補正後のデータもでたらめなものとなって、得られる
X線像が異常なものとなってしまうという問題がある。
なお、このような問題を解決するためには、X線検出器
の長さを、X線管との距離に応じて変更して、全素子に
X線が照射されるようにすればよいのであるが、これで
は検出器の種類が増え、実用上は困難である。
【0008】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、放射線検出器の長さを変更することなく、放射
線源と放射線検出器間の距離を任意に設定して放射線の
非照射領域が生じても、放射線像が異常なものとなるな
どの不具合の生じることのない放射線検出装置の提供を
目的としている。
【0009】上記の目的を達成するため、請求項1に係
る発明の放射線検出装置は、入力放射線量に応じて発光
するシンチレータと複数の受光素子およびその各素子の
出力信号の転送機能を備えた1次元もしくは2次元光セ
ンサとが相互に固着されてなる放射線検出器と、その放
射線検出器の各素子出力を入力し、素子出力のオフセッ
ト補正並びに素子間感度補正演算を個々の素子ごとに行
って出力するデータ処理手段を備えた放射線検出装置に
おいて、上記補正演算のためのデータ採取時に、各素子
ごとに放射線が照射されているか否かを判別する判別手
段を有し、上記データ処理手段は、補正演算の実行時
に、上記判別手段による判別結果に従って放射線が照射
されていない素子については、補正演算を実行せずに
正後のデータとしてあらかじめ設定された一定値出力
するように構成されていることによって特徴づけられ
る。
【0010】ここで、上記の判別手段による素子ごとの
放射線照射/非照射の判別の具体的な方法としては、例
えば、補正データを採取すべく放射線検出器に対して放
射線を照射した状態での各素子の出力が、あらかじめ設
定されたスレッシュホールド値を越えているか否か、な
どの方法を採用することができる。
【0011】また、同じ目的を達成するため、請求項2
に係る発明の放射線検出装置は、請求項1に記載の判別
手段に代えて、当該装置の初期設定時にあらかじめ設定
された放射線照射有効領域を素子単位で記憶する記憶手
段を備え、上記データ処理手段は、上記補正演算の実行
時に、上記記憶手段の記憶内容に従って放射線非照射素
子については、補正演算を実行せずに補正後のデータ
してあらかじめ設定された一定値出力するように構成
されていることによって特徴づけられる。
【0012】本発明は、被写体に対して放射線を照射し
て実際に検査等を行う際、放射線源との距離設定に起因
して放射線が照射されない素子がある場合、その放射線
非照射素子に対しては、データ処理手段において実質的
に補正演算を施すことなく、一定値として出力すること
により、所期の目的を達成しようとするものである。
【0013】すなわち、請求項1に係る発明では、前記
したように放射線を放射線検出器に対して照射する工程
を含む補正データの取得ルーチンにおいて、個々の素子
について放射線が照射されているか否かを判別してお
き、また、請求項2に係る発明では、装置の初期設定時
にあらかじめ設定された放射線非照射領域を素子単位で
記憶しておく。そして、実際に被写体に対して放射線を
照射して得られる各素子データの補正演算の実行時にお
いては、放射線が照射されないと判定もしくは記憶され
た素子については、補正演算を行うことなく一定値を補
正後のデータとして出力する。これにより、誤った補正
のもとに異常なデータを出力することを防止できると同
時に、不要な補正演算を省略することができる。そし
て、放射線の非照射領域にある素子の補正後の出力とし
て、例えば放射線照射領域に位置する素子に被写体を介
さずに直接的に放射線源からの放射線を照射したときの
出力と同等の値を設定しておけば、実質的にこれら両領
域の境界が存在しない放射線画像が得られる。
【0014】ここで、請求項1に係る発明のように、補
正データの取得時に放射線の照射/非照射素子を判別す
る場合には、放射線源と放射線検出器との距離を必要に
応じて変更する可能性のある場合に有効であり、一方、
その距離が例えば工場出荷時等の初期設定時に設定した
後には変更しない場合には、請求項2に係る発明の構成
を採用することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について述べる。図1は本発明をX線
異物検査装置に適用した実施の形態の全体構成を示す概
略図である。被検査物はコンベアシステム1上に載せら
れて一定の速度で流される。コンベアシステム1の上方
にはX線発生器2が設けられているとともに、そのX線
発生器2に対向してコンベアシステム1の下方に1次元
X線検出器3が配置されている。従って被検査物はコン
ベアシステム1上に載せられてX線発生器2と1次元X
線検出器3の間を一定速度で通過する。
【0016】1次元X線検出器3からの出力は演算制御
部4に取り込まれる。この演算制御部4は、操作部5か
ら供給される各種指令を受けてコンベアシステム1やX
線発生器2に駆動制御信号を供給するとともに、1次元
X線検出器3の各素子からのデータに対してオフセット
補正並びに感度補正を行った後、その補正後のデータを
用いて被検査物内の異物の有無を判定し、また、補正後
のデータを画像処理してTVモニタ6に表示する。
【0017】1次元X線検出器3は、前記した図5に示
したものと同等のものであり、シンチレータシートとM
OS型1次元イメージセンサを組み合わせた公知のもの
である。また、この1次元X線検出器3には、図2に回
路構成図を示すように、1次元イメージセンサ3aの各
素子出力を入力するアンプ3bおよびシフトレジスタ3
cを含む駆動IC30が組み込まれており、1次元イメ
ージセンサ3a内の各素子の出力はアンプ3bで増幅さ
れた後、シフトレジスタのスイッチング動作によって出
力端子3dからシリアルデータとして出力される。
【0018】演算制御部4には、通常の検査ルーチンを
実行するためのプログラムのほかに、その検査ルーチン
の実行に先立つ補正データ取得ルーチンを実行するため
のプログラムが書き込まれている。図3にその補正デー
タ取得ルーチンの内容を表すフローチャートを示す。
【0019】この補正データ取得ルーチンにおいては、
コンベアシステム1上に物品等を全く載せずに、まず、
X線発生器2をOFFにした状態で、X線検出器3内の
各素子からの出力信号を取り込み、その各値をオフセッ
トデータOiとしてメモリに記憶する。次に、X線発生
器2をONにしてX線を照射した状態で、X線検出器3
内の各素子からの出力信号を取り込み、その各値から該
当のオフセットデータOiを減算し、その減算値を感度
補正データSiとしてメモリに記憶する。そして、各素
子の感度データSiを、所定X線照射時の最低レベルデ
ータに相当するあらかじめ設定されたスレッシュホール
ド値と比較し、その値よりも感度データが低い素子につ
いてはX線非照射素子、高い素子についてはX線照射素
子と判別し、その判別結果をメモリに記憶する。
【0020】通常の検査ルーチンでは、X線検出器3の
各素子からの出力を、上記のオフセットデータOiおよ
び感度データSiを用いて補正した上で、その補正後の
各素子データを用いて異物の有無判定および画像処理を
施す。その通常の検査ルーチンのうち、素子出力の補正
に係るルーチンを図4にフローチャートで示す。
【0021】この検査ルーチンにおいては、被検査物を
順次コンベアシステム1上に載せて流しつつX線を照射
し、一定のインターバルでX線検出器2から出力される
各素子ごとの出力データ(生データ)Riを取り込む。
そして、例えば素子数がn個であるとすると、i=1か
らi=nまで、順次各素子の生データRiに対して補正
演算を行い、補正後のデータYiに変換してラインデー
タとして出力する動作を一定のインターバルで繰り返し
ていくのであるが、補正データ取得ルーチンにおいてX
線非照射素子と判別された素子の出力については、実質
的な補正を行わずに、その補正後のデータYiをあらか
じめ設定された一定値Kとする。一方、X線照射素子に
ついては、生データRiからオフセットデータOiを減
算して中間データXiを求めた後、その中間データXi
を感度データSiで除算した値に定数Kを乗じることに
よって補正後のデータYiを求める。
【0022】以上の実施の形態によると、補正データ取
得ルーチンにおいてX線が照射されないと判定された素
子については、その出力に対して実質的な補正を行わず
に、補正後のデータYiとして、感度補正演算に用いら
れる定数Kと同じ値の一定値Kを出力するため、X線非
照射素子からの補正後のデータは、X線照射素子で、か
つ、被検査物を含めてX線発生器2との間に遮蔽物の存
在しない素子の補正後の出力と同じ値となり、得られる
画像データはあたかも全ての素子に対してX線が照射さ
れている場合と同等となる。また、X線非照射素子に関
しての不要な補正演算を行わないが故に、その分、演算
時間が短くなり、より高度な演算を行うことも可能とな
る。
【0023】ここで、以上の実施の形態では、補正デー
タ取得ルーチンを実行するごとにX線の照射/非照射素
子の判別を行うため、X線発生器2とコンベアシステム
1との距離を必要に応じて変更した場合でも、変更後に
おけるX線の照射/非照射素子を的確に判別することが
できる。
【0024】ただし、X線発生器2とコンベアシステム
1との距離を変更しない装置にあっては、工場出荷時
等、装置の初期設定時にX線の非照射領域が決定するの
で、上記と同等の手法によってあらかじめX線の照射/
非照射素子を判別してメモリに記憶しておけば、補正デ
ータ取得ルーチンの実行時に判別を行う必要はない。
【0025】また、以上の実施の形態はX線を用いた異
物検査装置に本発明を適用したが、他の非破壊検査装置
や医用のX線像撮像装置等にも本発明を適用することが
でき、更には、ガンマ線等の他の放射線を用いた装置に
も本発明を適用し得ることは勿論である。更にまた、以
上の実施の形態は、X線検出器と補正演算処理部が分離
したものであるが、それらを一体化したものにも等しく
適用できることは勿論である。
【0026】更にまた、以上の実施の形態では1次元の
放射線検出器を用いた例を示したが、2次元の放射線検
出器を用いた放射線検出装置にも本発明を等しく適用し
得ることは言うまでもない。
【0027】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、放射線
源と放射線検出器との距離を適宜に設定することによっ
て、放射線検出器中の素子群に放射線が照射されない素
子が発生しても、その放射線非照射素子は補正データ取
得ルーチンで判別され、あるいは装置の初期設定時にお
いてあらかじめ記憶されて、その非照射素子の出力につ
いては補正演算を行わずに一定値として出力するため、
放射線源と放射線検出器との距離に応じて放射線検出器
の長さないしは面積を変更することなく、1種類の放射
線検出器を用いて問題を生じることなく装置を構築する
ことができる。
【0028】また、放射線非照射素子についてその出力
に補正演算を施さないために、演算時間に要する時間が
短くなり、その分をより高度な演算に充てることができ
る、といった利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の全体構成図を示す概略図
である。
【図2】図1におけるX線検出器3の回路構成例を示す
回路図である。
【図3】本発明の実施の形態の演算制御部4に書き込ま
れた補正データ取得ルーチンの実行プログラムの内容を
示すフローチャートである。
【図4】同じく本発明の実施の形態の演算制御部4に書
き込まれた検査ルーチン中の素子データの補正に係るル
ーチンの内容を示すフローチャートである。
【図5】一般的な1次元X線検出器の構造例を示す模式
的断面図である。
【図6】従来のX線検出器における補正データ取得ルー
チンの内容を示すフローチャートである。
【図7】X線管とX線検出器との間の距離の変化に基づ
くX線照射領域の変化の説明図である。
【符号の説明】
1 コンベアシステム 2 X線発生器 3 1次元X線検出器 4 演算制御部 5 操作部 6 TVモニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01T 1/20 G01N 23/04 A61B 6/03 G01T 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力放射線量に応じて発光するシンチレ
    ータと複数の受光素子およびその各素子の出力信号の転
    送機能を備えた1次元もしくは2次元光センサとが相互
    に固着されてなる放射線検出器と、その放射線検出器の
    各素子出力を入力し、素子出力のオフセット補正並びに
    素子間感度補正演算を個々の素子ごとに行って出力する
    データ処理手段を備えた放射線検出装置において、上記
    補正演算のためのデータ採取時に、各素子ごとに放射線
    が照射されているか否かを判別する判別手段を有し、上
    記データ処理手段は、補正演算の実行時に、上記判別手
    段による判別結果に従って放射線が照射されていない素
    子については、補正演算を実行せずに補正後のデータ
    してあらかじめ設定された一定値出力するように構成
    されていることを特徴とする放射線検出装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の判別手段に代えて、当
    該装置の初期設定時にあらかじめ設定された放射線照射
    有効領域を素子単位で記憶する記憶手段を備え、上記デ
    ータ処理手段は、上記補正演算の実行時に、上記記憶手
    段の記憶内容に従って放射線非照射素子については、補
    正演算を実行せずに補正後のデータとしてあらかじめ設
    定された一定値出力するように構成されていることを
    特徴とする放射線検出装置。
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