JP5198575B2 - アームフレーム構造及びアームフレーム構造を備える輻射イメージングシステム - Google Patents

Description

本発明は大型物体輻射検査システム用走査輻射イメージング装置に関し、特に大型物体輻射検査システム用走査輻射イメージング装置のアームフレーム構造に関する。

輻射イメージング技術は高エネルギーＸ線の透過能力を借りて、非接触の状況において物体の内部を透視することにより、物体の透視画像を得ることができる。大型物体の検査に関する従来技術において、走査輻射イメージングの動作原理としては、輻射源からＸ線を放出し、Ｘ線が被検体を透過して探知器がそれを受信して電気信号に転換した後に、この電気信号を画像取得モジュールに人力して、画像取得モジュールによって画像信号をコンピュータディスプレイに入力して検出された画像を表示する。一般的には、輻射イメージングによって形成された透視画像は、Ｘ線ビームが透過した全物体の投影であり、深さ方向の情報を含まない。複数の物体がちょうど放射線の入射方向に沿って置かれると、形成された走査画像は、走査の光束方向にある全部の物体が重畳して形成された画像である。こうなると、他の物体の後に隠れた物品に対する検査は不利になる。この課題を解決するために、幅射イメージング分野において、割りに（比較的）熟成した主体（物体）再建技術であるコンピュータ断層走査技術は提出された。このようなコンピュータ断層走査技術の欠点は、設備が複雑でコストが高いだけではなく、大型物体を快速に検査することができず、効率が低いことである。

上記従来技術に存在している不足（不具合）に対して、本発明は、アームフレーム構造及びアームフレーム構造を備える走査装置を提供する。本発明の走査装置は、両視角走査輻射イメージングを実現することができるとともに、大型物体を快速に輻射検査することができる。

上記目的を実現するために、本発明は、第１の立て柱と、それらの間の１つの平面に関して対称的に設けられることにより、放射線源からの放射線ビームを２つの対称放射する第１の光束及び第２の光束に分ける、前記第１の立て柱上に取り付けられた第１のコリメータ及び第２のコリメータと、取付ブラケットと、前記平面に関して対称的に前記取付ブラケット上に設けられ、且つ前記第１のコリメータ及び第２のコリメータから離れることにより、それぞれ前記第１の光束及び第２の光束を受信する第１の探知器装置及び第２の探知器装置とを含む輻射イメージングシステム用アームフレーム構造を提供する。

上記アームフレーム構造は第１の立て柱上に取り付けられて、前記第１のコリメータ及び第２のコリメータの位置とそれらの間の夾角を調整するための第１の調整装置をさらに含む。

上記アームフレーム構造は前記取付ブラケット上に取り付けられて、前記第１の光束及び第２の光束がそれぞれ前記第１の探知器装置及び第２の探知器装置に垂直に照射するように、第１の探知器装置及び第２の探知器装置をそれぞれに調整するための２つの第２の調整装置をさらに含む。

上記アームフレーム構造において、前記取付ブラケットは、前記第１の立て柱から離れて設けられた第２の立て柱と、前記第１の立て柱と第２の立て柱との上端の間に設けられた主梁とを含み、前記第１の探知器装置及び第２の探知器装置は、前記第２の立て柱上に取り付けられた１対の縦探知器装置と、前記主梁の下側に取り付けられた１対の横探知器装置とを含むことにより、前記縦探知器装置と横探知器装置とを、垂直方向及び水平方向上において前記第１の光束及び第２の光束を受信させる。

上記アームフレーム構造において、前記１対の縦探知器装置が調整シートを介して第２の立て柱に接続し、縦探知器装置と調整シートとの間には第３の調整装置が取り付けられ、前記第３の調整装置を調整することにより、該１対の縦探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や回転させて、前記縦探知器装置の探知面を前記第１の光束及び第２の光束に正対向させる。

上記アームフレーム構造において、前記１対の横探知器装置が取付シートを介して主梁に接続し、前記取付シート上に、前記横探知器装置の探知面を前記第１の光束及び第２の光束に正対向させるように、横探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や揺動させるための第４の調整装置が取り付けられている。

上記アームフレーム構造は取付ブラケット上に取り付けられた第３の調整装置をさらに含み、前記第３の調整装置を調整することにより、前記縦探知器装置及び／又は前記横探知器装置の探知面を前記第１の光束及び第２の光束に正対向させるように、該１対の縦探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や回転させる、及び／又は横探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や揺動させる。

上記アームフレーム構造において、前記１対の縦探知器装置の放射線探知器アレイを、前記横探知器装置上の前記放射線探知器アレイよりも高く取り付けることにより、縦探知器装置と横探知器装置との測量面対角線上の放射線も探知可能になるようにする。

上記アームフレーム構造において、前記取付ブラケットには、第１の探知器装置及び第２の探知器装置を冷却するための探知器冷却システムが取り付けられている。

また、本発明は、上記のアームフレーム構造と、前記第１の立て柱の外側に設けられ、前記第１のコリメータ及び第２のコリメータに放射線ビームを放出する放射線ビーム発生用放射線源とを含む輻射イメージングシステムを提供する。

上記のようなアームフレーム構造を採用することにより、従来技術に比べて、本発明のアームフレームは、構造が簡単でコストが低い。従来の固定式コンテナ検査システムにおいて直接に改装することができ、新たに作られた固定式及び移動式大型コンテナ検出システムにそれを応用することもできる。

本発明の輻射イメージングシステムは、放射線源である加速器からの輻射ビームを２束の対称するＸ線に分け、受信端も、２セットの同じ対称角度をなす水平と縦方向とからなる探知器アレイで２束の光束信号を受信する構造であることにより、被検体に対する空間三次元深さ走査を実現し、被検体の三次元空間情報と一致するものを得、全面的な検出を行う。

本発明による両視角走査装置のアームフレーム構造の正面図である。 本発明による両視角走査装置のアームフレーム構造の平面図である。 本発明によるコリメータ及びその調整装置の正面図である。 図３ａに示す本発明によるコリメータ及びその調整装置のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明による横探知器装置及びその調整装置の正面図である。 図４ａに示す本発明による横探知器装置及びその調整装置のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明による縦探知器装置及びその調整装置の正面図である。 図５ａに示す本発明による縦探知器装置及びその調整装置のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

以下、明細書と図面を結合して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１及び図２はそれぞれ、本発明による両視角走査装置のアームフレーム構造の正面図及び平面図である。図１及び図２に示すように、本発明による両視角走査装置用アームフレーム構造は、台座１１０上に設けられた第１の立て柱１０１と、それらの間の１つの平面Ｐ（図２を参照）に関して対称的に設けられることにより、放射線源１０６からの放射線ビームを２つの対称放射する第１の光束及び第２の光束に分ける、第１の立て柱１０１上に取り付けられた第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’と、前記第１の立て柱１０１から離れて設けられた第２の立て柱１０５を備える取付ブラケットと、平面Ｐに関して対称的に前記取付ブラケット上に設けられることにより、それぞれ前記第１の光束及び第２の光束を受信する第１の探知器装置及び第２の探知器装置と、を含む。

詳しく説明すると、本発明のアームフレーム構造において、取付ブラケットはさらに、第１の立て柱１０１の上端と第２の立て柱１０５の上端の間に設けられた主梁１０２を含む。１つの実施例において、第１の立て柱１０１と第２の立て柱１０５とはボルトによって主梁１０２に接続し、全体的な門型構造を形成しており、該門型構造は「冂（部首『けいがまえ』）」の形の検出領域を限定している。コンテナトラック、大型貨車のような被検目標はこの検出領域を通過することができる。該門型構造は走査装置のアームフレーム構造の枠組みとして、第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’、第１の探知器装置及び第２の探知器装置のために支持及び調整手段を提供する。

さらに、第１の探知器装置及び第２の探知器装置は、第２の立て柱１０５上に取り付けられた１対の縦探知器装置１０４と、主梁１０２の下側に取り付けられた１対の横探知器装置１０３とを含み、前記１対の縦探知器装置１０４及び１対の横探知器装置１０３はそれぞれ平面Ｐに対して対称的に設けられている。これにより、第１の探知器装置及び第２の探知器装置は、垂直方向及び水平方向上において前記第１の光束及び第２の光束を受信する。即ち、縦探知器装置１０４は垂直方向において第１の光束及び第２の光束を受信するが、横探知器装置１０３は水平方向において第１の光束及び第２の光束を受信する。

第１の立て柱１０１の上方に、主梁１０２及び横探知器装置１０３が取り付けられている。主梁１０２は主支持構造として、横探知器装置１０３を掛けて取り付けるためである。横探知器装置１０３上には、例えばＸ線のような第１の光束及び第２の光束が入射した２つの一定の角度をなす入射面領域において、複数の放射線探知器アレイが均一に取り付けられている。各放射線探知器アレイの取付ブラケットは探知器アレイの探知面が入射の第１の光束または第２の光束に正対向することを保証できるように調整可能であり、探知した放射線光束信号を最強にする。１つの実施例において、主梁１０２上にはさらに、探知器冷却システムのブラケットが取り付けられている。該ブラケットに冷却システムを取り付けることにより、第１の探知器装置及び第２の探知器装置の全ての探知器アレイを冷却する。全探知システム内の設備を保護するために、主梁１０２システム全体は天井を設けることができる。

第１の光束及び第２の光束が入射した２つの一定の角度をなす入射面領域において、第２の立て柱１０５上に２つの縦探知器装置１０４が対称的に設けられている。前記２つの縦探知器装置１０４上には、いずれも放射線探知器アレイが均一に取り付けられている。さらに、縦探知器装置１０４上には、第１及び第２のコリメータ上の調整装置に類似した調整装置が取り付けられている。したがって、縦探知器装置１０４を調整し、縦探知器装置１０４上に設けられた各探知器アレイの探知面が第１の光束及び第２の光束に正対向することを保証するにより、各探知器アレイが探知した放射線光束信号を最強にする。一つの例示的な実施例において、第１の光束及び第２の光束の信号を全部探知することを保証するために、縦探知器装置１０４の上端を横探知器装置１０３よりも高く取り付けることにより、横探知器装置１０３と縦探知器装置１０４との測量面の交差線に入射した放射線も探知可能になるようにする。

本発明では、アームフレーム構造の第１の立て柱１０１の外側に、加速器１０６を内設した加速器室１０７を設けることにより、両視角走査装置を構成することができる。本発明の走査装置において、放射線源である加速器１０６は例えばＸ線のような放射線ビームを放出する。該放射線ビームは第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’を経て、二つの対称する第１の光束及び第２の光束となる。前記第１の光束及び第２の光束は、大型貨車のような被検目標を照らした後に、それぞれ、２セットの同じ対称角度で水平及び縦方向に設けられてなる横探知器装置１０３及び縦探知器装置１０４に入射する。横探知器装置１０３及び縦探知器装置１０４上に設けられた複数の探知器アレイは垂直及び水平方向上において第１の光束及び第２の光束を受信し、かつそれぞれ電気信号を発生する。つまり、本発明のアームフレーム構造上には合計４つの探知器装置が設けられており、この４つの探知器装置は同じ構造と動作原理を有することができ、その上の探知器アレイが、受信した光束信号に基づいて電気信号を発生する。

本発明によると、全てのコリメータ、横探知器装置及び縦探知器装置は、対を成して両視角角度に従って２組に対称排列され、且ついずれにも調整装置が設けられていることにより、２つのコリメータを通過した第１の光束及び第２の光束の射出方向が各探知器装置の探知面に垂直であることを保証する。即ち、第１の光束及び第２の光束を全部垂直的に各探知器装置に入射させることにより、得られた電気信号が最強且つ最真実であるようにする。第１の光束及び第２の光束に基づいた２つの電気信号が数学処理されて、被検体の正確な三次元信号が得られる。したがって、従来技術において単一視角で被検体を走査する場合に被検体の画像重畳による被検体の真の形状及び本質を識別し得ない課題を解決し、最終的には全走査検出システムの正確及び高効率を保証する。

以下、図面を参照して本発明のアームフレーム構造を詳しく説明する。

図３ａと図３ｂは本発明による第１と第２のコリメータ及びその調整装置を示している。図３ａと図３ｂに示すように、第１の立て柱１０１は下シート３０５を介して台座１１０に設けられ、第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’は調整シート３０２を介して第１の立て柱１０１に接続する。第１の立て柱１０１上には貫通孔３０１が設けられているため、加速器１０６からの放射線ビームは貫通孔３０１を通して第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’に入射する。第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’と調整シート３０２との間には、例えば４つのボルト３０４のような調整装置が取り付けられている。前記ボルト３０４を調整することにより、第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’を平行移動や回転させることができる。したがって、加速器１０６からの放射線ビームは第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’の隙間を同時に通し、第１のコリメータ１０８と第２のコリメータ１０８’との間の１つの平面Ｐに関して互いに対称な第１の光束及び第２の光束を形成する。

図４ａ及び図４ｂは本発明による横探知器装置及びその調整装置を示している。図４ａ及び図４ｂに示すように、１対の横探知器装置１０３は取付シート４０１を介して主梁１０２に接続する。取付シート４０１上には例えばボルト４０４のような調整装置が取り付けられている。前記ボルト４０４を調整することにより、横探知器装置１０３のうちの１つまたは２つを平行移動や揺動させることができる。したがって、第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’からの第１の光束及び第２の光束は同時に、横探知器装置１０３内の各探知器アレイに受信される。さらに、取付シート４０１上には、例えばボルト４０２のような縦方向調整装置が取り付けられている。ボルト４０２を調整することにより、横探知器装置１０３と縦探知器装置１０４との相対位置を調整することができ、横探知器装置１０３と縦探知器装置１０４との探知器アレイの間に重畳もなく隙間もないことを保証し、イメージングの質を保証する。

図５ａ及び図５ｂは本発明による縦探知器装置及びその調整装置を示している。図５ａ及び図５ｂに示すように、第２の立て柱１０５は下シート５０６を介して台座１１０上に取り付けられており、１対の縦探知器装置１０４は調整シート５０５を介して第２の立て柱１０５に接続する。縦探知器装置１０４と調整シート５０５との間には、例えば４つのボルト５０３のような調整装置が取り付けられている。４つのボルト５０３を調整することにより、該１対の縦探知器装置１０４のうちの１つまたは２つを平行移動や回転させることができる。したがって、第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’を通した第１の光束及び第２の光束は、該１対の縦探知器装置１０４の探知器アレイに受信され、イメージングの質を保証する。

以上は、主梁１０２と第２の立て柱１０５上にそれぞれ１対の横探知器装置１０３と縦探知器装置１０４を取り付けた実施例を記載しているが、本発明はこれに限られるものではない。１種の置換可能な例示的な実施例において、横探知器装置１０３を省略し、第２の立て柱１０５上のみに１対の縦探知器装置１０４を取り付けることができる。この場合、加速器１０６、第１のコリメータ１０８及び第２のコリメータ１０８’を第１の立て柱１０１の略中間の位置に取り付けることができ、同様に被検目標に対する走査検出を実現することができる。

以上は、それぞれのボルトを調整装置として、１対の横探知器装置１０３と１対の縦探知器装置１０４をそれぞれ調節した実施例を記載している。しかしながら、本発明はこれに限られたものではない。取付ブラケット上に取り付けられた例えばボルトのような共用の調整装置により、１対の横探知器装置１０３と１対の縦探知器装置１０４のうちの少なくとも一つを調整することができる。前記共用の調整装置を調整することにより、縦探知器装置１０４及び／又は横探知器装置１０３の探知面を第１の光束及び第２の光束に正対向させるように、該１対の縦探知器装置１０４のうちの１つまたは２つを平行移動や回転させる、及び／又は横探知器装置１０３のうちの１つまたは２つを平行移動や揺動させる。

本発明の大型物体輻射検査システム用走査輻射イメージング装置のアームフレーム構造は、対をなすコリメータ及び探知器装置を対称的に取り付けているため、放射線源とともに両視角走査輻射イメージング装置を構成する。本発明のイメージング装置を用いて例えばコンテナトラック列のような被検目標を検出する場合、被検目標内に重畳して置かれた物体を両視角で走査することができるとともに、重畳した被検体を正確に識別することができるので、全走査検出システムの正確性や高効率を最終的に保証できている。

上記図面を結合しながら本発明に対する記載は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではない。当業者が本発明の趣旨に基づいてなした各種の変更や変化は、全て本発明の保護請求の範囲に含まれるべきである。

１０１ 第１の立て柱、１０２ 主梁、１０３ 横探知器装置、１０４ 立て探知器装置、１０５ 第２の立て柱、１０６ 放射線源、１０７ 加速器室、１０８ 第１のコリメータ、１０８’ 第２のコリメータ、１１０ 台座

Claims (9)

1. コンテナトラック又は大型貨車のための輻射イメージングシステム用アームフレーム構造であって、
   下シートを介して台座に設けられた第１の立て柱と、
   前記第１の立て柱上に取り付けられた第１及び第２のコリメータであって、調整シートを介して前記第１の立て柱に接続されるとともに、該両コリメータ間の１つの平面（Ｐ）に関して対称的に設けられることにより、放射線源からの放射線ビームを２つの対称放射する第１の光束及び第２の光束に分ける第１のコリメータ及び第２のコリメータと、
   取付ブラケットと、
   前記平面（Ｐ）に関して対称的に前記取付ブラケット上に設けられ、且つ前記第１のコリメータ及び第２のコリメータから離れることにより、それぞれ前記第１の光束及び第２の光束を受信する第１の探知器装置及び第２の探知器装置と、
   前記第１及び第２のコリメータと前記調整シートとの間に取り付けられた第１の調整装置と、を含み、
   前記第１及び第２のコリメータは、前記第１の調整装置を調整することにより平行移動させられるとともに回転させられ、前記第１及び第２のコリメータの位置と、前記第１及び第２のコリメータ間の夾角とを調整する輻射イメージングシステム用アームフレーム構造。
2. 請求項１に記載のアームフレーム構造であって、
   前記取付ブラケット上に取り付けられて、前記第１の光束及び第２の光束がそれぞれ前記第１の探知器装置及び第２の探知器装置に垂直に照射するように、第１の探知器装置及び第２の探知器装置をそれぞれに調整するための２つの第２の調整装置をさらに含むアームフレーム構造。
3. 請求項１に記載のアームフレーム構造であって、
   前記取付ブラケットが、前記第１の立て柱から離れて設けられた第２の立て柱と、前記第１の立て柱と第２の立て柱との上端の間に設けられた主梁とを含み、
   前記第１の探知器装置及び第２の探知器装置が、前記第２の立て柱上に取り付けられた１対の縦探知器装置と、前記主梁の下側に取り付けられた１対の横探知器装置とを含むことにより、前記縦探知器装置と横探知器装置とを、垂直方向及び水平方向上において前記第１の光束及び第２の光束を受信させるアームフレーム構造。
4. 請求項３に記載のアームフレーム構造であって、
   前記１対の縦探知器装置が調整シートを介して第２の立て柱に接続し、縦探知器装置と調整シートとの間には第３の調整装置が取り付けられ、前記第３の調整装置を調整することにより、該１対の縦探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や回転させて、前記縦探知器装置の探知面を前記第１の光束及び第２の光束に正対向させるアームフレーム構造。
5. 請求項４に記載のアームフレーム構造であって、
   前記１対の横探知器装置が取付シートを介して主梁に接続し、横探知器装置と前記取付シートとの間に、前記横探知器装置の探知面を前記第１の光束及び第２の光束に正対向させるように、横探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や揺動させるための第４の調整装置が取り付けられているアームフレーム構造。
6. 請求項３に記載のアームフレーム構造であって、
   取付ブラケット上に取り付けられた第３の調整装置をさらに含み、前記第３の調整装置を調整することにより、前記縦探知器装置及び／又は前記横探知器装置の探知面を前記第１の光束及び第２の光束に正対向させるように、該１対の縦探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や回転させる、及び／又は横探知器装置のうちの１つまたは２つを平行移動や揺動させるアームフレーム構造。
7. 請求項３に記載のアームフレーム構造であって、
   前記１対の縦探知器装置の放射線探知器アレイを、前記横探知器装置上の前記放射線探知器アレイよりも高く取り付けることにより、縦探知器装置と横探知器装置との測量面対角線上の放射線も探知されるアームフレーム構造。
8. 請求項１に記載のアームフレーム構造であって、
   前記取付ブラケットには、第１の探知器装置及び第２の探知器装置を冷却するための探知器冷却システムが取り付けられているアームフレーム構造。
9. 輻射イメージングシステムであって、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載のアームフレーム構造と、
   前記第１の立て柱の外側に設けられ、前記第１のコリメータ及び第２のコリメータに放射線ビームを放出する放射線ビーム発生用放射線源と、を含む輻射イメージングシステム。

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