JPH09500719A - 基準材料の厚みの透過率との関係における物体の減衰関数を決定するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 物体の透過関数は、基準材料の基準厚みの透過のベキ有限展開として表現され、展開の各々のベキは、基準材料の厚みと基準厚みの間の比率に等しい。展開係数は、連続的に複数のエネルギースペクトルを呈する測定ビームに付された基準材料の、厚みゼロを含む選択された異なる厚みを透過する強度の測定、及び、可変的スペクトルをもつこの同じ測定ビームに付された物体を透過する強度の測定によって決定される。減衰関数は、透過関数の決定から演繹される。Ｘ線透視法に応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 基準材料の厚みの透過率との関係における物体の 減衰関数を決定するための方法及び装置 本発明は、物体の減衰関数を決定するための方法及びこの方法の実施のための 装置に関する。本発明は特に、Ｘ線透視法に応用されるが、これだけに利用でき るわけではない。一般に、本発明は、数KeＶから数MeＶに至るエネルギーレンジ 内の分光学の分野に応用される。 通常、我々は物体の減衰関数ではなく、一定の与えられたエネルギーに対する この関数の値のみを決定する。その後、これらの点を通る１本の曲線の補間法に よって、減衰関数を再構成することができる。最も頻繁には、線スペクトルを得 るためブラッグの格子によってろ過された広いスペクトルをもつＸ線管から出た か、又はコンプトン効果によって場合によってエネルギーが削減されている同位 体供給源から来る規定の安定したエネルギーのＸ線又はγ線の単色性ビームを利 用する。 特徴づけすべき物体はビームの行程上に置かれ、検出器が異なるエネルギーに ついて、透過されたビームの強度を測定する。 Ｉ_o(Ｅ)がエネルギーＥの入射ビームの強度を表わし、Ｉ_t(Ｅ)が物体を通過し た後の透過ビームの強度を表わすとすると、このときエネルギーＥについての透 過率Ｔ_t(Ｅ)はＩ_t(Ｅ)／Ｉ_o(Ｅ)の比に等しい。エネルギーＥについて考慮され る減衰Ａ_tt(Ｅ)は−ＬogＴ_r(Ｅ)に等しい。 これらの既知の技術は、数多くの欠点を有する。減衰は、わずかな数のエネル ギーについてしか決定されない。従って、減衰関数を決定したい場合、これらの 点を通過する曲線を調整しなければならず、このため、精度は補間の実施方法に 依存したものとなる。 その上、これらの技術による減衰の値の決定は、約１％の精度を得たい場合、 緩慢なものである。実際、数多くの測定値を平均することが必要であり、減衰値 を決定するには、約１秒の時間が必要である。 この最後の点により、画像の作製さらには荷物検査及び安全性が関わる利用分 野では不可欠であるほぼ実時間での画像の作製のためにこれらの技術を利用する ことができなくなっている。 １つの画像は１ラインにつき約５００の点そして約６００本のラインを含んで いる。もし各々の測定に１秒が必要であるならば、唯一のエネルギーについて１ つの画像を作製するのに約８３時間が必要となり、これに望まれるエネルギーの 数が乗じられる。 一方、ブラッグ回折及びコンプトン効果はビームの入射角に依存しており、平 行ビームで得られた一定の与えられた入射角についてしか望まれるエネルギーを もつビームを提供してくれない。このタイプの視準ビームでは、物体の１つの点 においてしか透過率を測定することができない。同時に数多くの測定点を得るた めには、ビームの発出手段を増加させなくてはならない。これは、角度的依存性 のために、扇状のビームの利用が不可能だからである。このような組立ての実施 が非常に複雑でかつ費用のかかるものであるということがわかる。 同位体供給源の利用はより単純であるものの、これらの供給源にも欠点はある 。実際、安全面の理由から、供給源の取扱いには厳しい規制が課せられており、 ビームの強度は低い。 従って、既知の減衰測定技術は、ユーザーの意思又はニーズにではなく、利用 する装置に強く依存する特定のエネルギーについてしか評価を可能にしてくれな い。一方、これらの技術は、非常に長い測定時間を必要とし、費用が高くつき、 利用がむずかしい。その結果これらの技術は、１つの物体の減衰の決定の重要な 応用分野であるＸ線透視法又は安全対策用画像処理においては利用しがたいもの である。 本発明はこれらの欠点を補正する。本発明は、標準的なγ線発生器又はＸ線管 を用いることにより、非常に迅速に（約１０ミリセカンドの時間で）減衰関数を 決定することを可能にする。減衰関数はエネルギーと双射的関係で１つの変数に 応じて決定される。以下で記すとおり、基準材料の基準厚みの透過率ｕが１つの 変数として選ばれる。エネルギーに応じて物体の減衰を表現したい場合には、一 回限りで（決定毎にではなく）、従来技術を用いて望まれるエネルギーについて の透過率ｕを測定するだけで充分である。 さらに厳密に言うと、本発明は、以下の段階を含む物体の減衰関数を決定する ための方法に関する： Ａ）基準材料の基準厚みの透過率ｕのベキ有限展開として物体の透過関数を表現 する段階であって、各々のｕのベキには係数が割当てられ、展開のベキが基準材 料の予め定められた厚みと基準厚みの間の比率に等しい、段階、 Ｂ）ａ）異なるエネルギースペクトルのための測定用ビームの強度を測定するこ とにより、 ｂ）前記エネルギースペクトルの各々のついて、基準材料の考慮対象の厚み の各々を透過したビームの強度を測定することにより、 ｃ）前記エネルギースペクトルの各々について、物体を透過したビームの強 度を測定することにより、 ｄ）前記エネルギースペクトルの各々について、物体を透過したビームの強 度を、考慮対象のスペクトルに関して段階Ｂ−ｂ）で測定された、求められてい る係数の割当てられた強度の和に分解することにより、 ｅ）段階Ｂ−ｄ）で得られた方程式系を解くことにより、 展開の係数を決定する段階； Ｃ）段階Ａ及びＢから、ｕに応じて表現された物体の減衰関数を演繹する段階。 前記エネルギースペクトルは、Ｘ線のレンジに対応する１０〜５００KeＶのレ ンジの中に含まれているか、又はγ線のレンジに対応する0.5MeＶ〜２０MeＶの レンジの中に含まれる。有利にも、前記エネルギースペクトルは、連続するスペ クトルが部分的に重なり合うようなものである。 減衰関数の決定を可能にするためには、基準材料の厚みの数はエネルギースペ クトルの数以下でなくてはならない。例えばＮを２以上の整数としてＮ＋１個の エネルギースペクトルが利用され、これらのスペクトルに対してＮ個の基準材料 厚みが付される。 例えば、Ｎは９に等しいものであってよい。 有利にも、１／２だけ増大させた展開のベキは、３の累乗根に等しい公比の等 比数列を形成し、ここで展開の最初のベキはゼロに等しい。 基準材料の一連の厚みの中で、基準厚みの順序が、３の累乗根の選択を決定す る。このようにして、基準厚みが基準材料の一連の厚みの中の３番目の厚みとし て選ばれた場合、数列の公比は３の立方根となる。この要領でゼロと１は数列の 一部を成す。ゼロは、入射ビームの進路内に基準材料がない自由透過についての ｕのベキに対応する。１は、基準厚みを通しての透過についてのｕのベキに対応 する。１０〜５００KeＶのレンジについて、好ましくは、基準材料は５〜２６の 間に含まれる有効原子番号つまり有効Ｚをもつ物質の中から選ばれる。この要領 で、基準材料は、軽量材料と重量材料の間に平均有効Ｚがある状態で選ばれる。 １０〜５００KeＶの間に含まれるこのエネルギーレンジについては、基準材料 はジュラルミンでありうる。このとき基準厚みは１〜５mmの間に含まれる。有利 には、基準厚みはほぼ４mmに等しい。 0.5〜２０MeＶの間に含まれるエネルギーレンジを考慮するならば、基準材料 は、１３〜６０の有効原子番号つまり有効Ｚをもつ物質の中から選ばれる。 このレンジ内で、基準材料は有利には鋼である。 このレンジについて、基準厚みは0.5〜２cmの間に含まれうる。有利には基準 厚みは１cmに等しくとられる。 エネルギーに応じての減衰関数の評価を得るためには、以下の補足的段階が必 要である： − 既知のエネルギー及び強度のほぼ単色性のビームを用いて、エネルギーに応 じてｕを測定する段階； − そこからこれらのエネルギーについての物体の減衰関数の値を演繹する段階 。 本発明は同様に、 − Ｎを２以上の整数としてＮ＋１個の異なるエネルギースペクトルを連続的に 有する測定用ビームを発出するための手段、 − 基準厚みとして選ばれたものを１つ含む異なる複数の厚みを有し、しかも意 のままにビームの行程上に置くことのできる、基準材料でできたＮ個の試料、 − 各々のエネルギースペクトルについてのビームの強度の測定ならびに測定用 ビームに付された物体及び０料を透過するビームの強度の測定を行なうことがで きる少なくとも１つの検出器、 − 各々の検出器について、ビームの強度の測定ならびに物体及び試料を透過し たビームの強度の測定に基づき、物体の透過関数を計算し、そこから基準材料の 基準厚みの透過率に応じて表現される減衰関数を演繹することのできる処理手段 、 を含む、方法の実施のための装置も提示している。 一変形形態によると、方法の実施のための装置は、以下のものを含んでいる： − 広いスペクトルをもつ測定用ビームを発出するための手段； − Ｎを２以上の整数として、基準厚みとして選ばれたものを１つ含む異なる複 数の厚みを有し基準材料でできたＮ個の試料、 − 最も弱いエネルギースペクトルの部分に対し感応する検出器から最も高いエ ネルギースペクトルの部分に感応する検出器へと順序づけされている、各々エネ ルギースペクトルの一部分に対し感応性を有する検出器の少なくとも１つの積重 ね、 − 各々の積重ねについて、考慮対象の積重ねの検出器の出力端に接続されてい る状態にあり、測定用ビームの異なるスペクトルの強度の測定、試料と物体を透 過した測定用ビームに対応するスペクトルの強度の測定に基づいて、物体の透過 関数を計算し、そこから基準材料の基準厚みの透過率に応じて表わされた物体の 減衰関数を演繹することのできる処理手段。 本発明及びその利点は、制限的な意味のない一例として与えられ、図面を参考 にした以下の記述を読むことによってさらに良く理解できることだろう。なお図 中 図１は、本発明に従った方法の使用のための装置を概略的に示す。 図２は、透過率を測定するために利用された一連のエネルギースペクトルを概 略的に表わす。 図３は、階段の踏板の形をした部品の縦断面を概略的に表わす。 図４は、本発明に従った方法の実施のための装置の一変形形態を概略的に表わ す。 図１を参照して、ここで本発明の方法の実施のための第１の装置について記述 する。この装置は、望ましいエネルギーレンジに従ったＸ線（１０〜５００KeＶ のエネルギーレンジ）又はγ線（0.5〜２０MeＶのエネルギーレンジ）の発生器 １０を含んでいる。この実施例では、可変的電位の制御装置１２の作用下で、発 生器１０は、最大エネルギーが可変的であるビーム１４を送り出す。 システム１６が、ビームのエネルギー変動と同期的に異なるフィルター１６ａ を進行させることができる。図１の例においては、フィルターシステムは、各部 分が異なるフィルターに対応している１枚のディスクを含んでいる。フィルター は高域タイプのものであり、それ自体既知である。ディスクの回転は、同期化を 調節するために制御装置１２に接続されている制御システム１７によって駆動さ れる。 その他のフィルターシステムも同等の要領で利用できる。例えば連続的に配置 されたフィルターは、並進運動の作用下でビームの行程内を進行することができ る。 図２では、ビームのエネルギーに応じたディスク７の回転の際に連続的に得ら れる一連のスペクトルを表わした。フィルターは、連続したスペクトルの重複を 得るような形で選択されている。 発生器１０により送り出されたビーム１４のエネルギースペクトルの中で、各 フィルターはフィルターの特徴である閾値よりも低い全てのエネルギーを削除す る。図２の各スペクトルについて、高いエネルギーの部分は、付随するフィルタ ーがビームの行程内に置かれた場合に発生器１０によって送り出される最大のエ ネルギーに対応する。 実際には、エネルギースペクトルは精確には特徴づけされず、それらの厳密な 外観が測定に対し影響を及ぼすことはない。反対に、各スペクトルの外観及び強 度が、基準測定を行なう時点と特徴づけすべき物体についての測定を行なう時点 の間で変動しないことが重要である。 なお、一連のスペクトル内のわずかな不連続性も又測定に対し影響を及ぼさな い。しかしながら、測定を混乱させないためには、これらの不連続性は、２０〜 ４０KeＶの範囲については５KeＶ未満、そしてそれ以上については１０KeＶ未満 でなくてはならない。 図１に戻ると、装置には階段の踏板の形をした部品１８が含まれていることが わかる。各々の踏板は、異なる厚みの材料試料に対応する。部品１８の一例は、 図３に縦断面図で概略的に表わされている。 この部品１８は、Ｘ線入射ビームについて有効なＺが５〜２６の間に含まれう る基準材料で作られている。例えば、有効Ｚが約13.5に等しいジュラルミン（Ａ ｌ９５％、Ｃu 4.5％、Ｍn 0.5％から成る混合物）を選択する。 γ線の入射ビームについては、基準材料は１３〜６０の間の有効Ｚをもつ材料 の中から選ばれる。例えば、有効Ｚが２６に等しい鋼を選択する。 第１の踏板を、最も厚みの小さい踏板として選択し、その後の踏板の厚みは増 大していく。 この実施形態においては、第２の踏板１８ａの厚みは、基準厚みとして選択さ れている。当然のことながら、その他のどの踏板でも基準踏板として選択するこ とができる。ジュラルミンのための基準厚みは、１〜５mmのレンジ内、例えば４ mmとして選択できる。 鋼のための基準厚みは、0.5〜２cmのレンジ内、例えば１cmとして選択できる 。 あまりにも小さすぎる基準厚みは、高エネルギーに対する感応性に不利に作用 する。又基準厚みが大きすぎると、低エネルギーに対する感応性に不利に作用す る。 一般に、基準材料つまりは部品１８の踏板の全く異なるＮ個の厚みが、Ｎ＋１ 個のスペクトルが利用される場合に必要となる。図３に表わされている部品１８ は９個の踏板を含み、従って１０個のエネルギースペクトルを利用する装置に適 合している。 もう一度図１を参照すると、並進運動によって、部品１８をビームの行程上に 意のままに置くことができる、ということがわかる。表示を明確にするため、部 品１８の並進運動を可能にする装置は、図１に表わされていない。 なお、部品１８は、図示された部品の形と同等のその他の形状をとることもで きる。例えば、部品１８は、各部分が望ましい異なる厚みを有しそのうち１部分 がビームの進路を自由な状態においておくようにくり抜かれている１枚のディス クの形をとることができる。 図１を見ると、装置には、到達したビームの強度に比例する電気信号を送り出 す検出器２０が含まれていることがわかる。 この検出器２０は制御・処理システム２２に連結されている。システム２２は 、例えばコンピュータであってよい。システム２２は、可変電位制御装置１２の 変動を管理する。 ここで、物体の減衰関数を決定するための本発明に従った方法について記述す る。予備段階の際に、較正用測定を行なう。これらの較正用測定は、測定用ビー ムに付された基準材料の異なる厚みを透過した強度を測定することから成る。 最初は、厚みゼロについて、すなわち部品１８がビームの進路内に介在させら れることなく透過したこの強度を測定する。 システム２２は、可変電位の変動及びフィルターシステム１６によるビームの 適切なろ過を制御する。電位変動と適切なろ過の組合わさった効果の下で、測定 用ビーム１４は連続して、異なるＮ＋１個のエネルギースペクトルを示す。Ｎ＋ １は例えば１０に等しくてよい。 連続的に異なるエネルギースペクトルを得るため、システム１６のフィルター がビームの各々の最大エネルギー値に対応する。各々の最大エネルギー変動は、 新しいフィルターの位置づけと同期化されている。検出器２０は、各々のスペク トルについて測定用ビームの積分された強度を測定し、これらの測定値は処理シ ステム２２によってメモリー内に記憶される。 その後、これらの同じ測定を、今度は部品１８の並進運動によって基準材料の 異なる厚みをビーム進路上に連続的に置きながら、再度行なう。 従って装置の較正は非常に迅速である。装置を連続して利用する場合、この較 正を一日に何回も更新することができる。というのも、各々のスペクトルの厳密 な外観が測定の精度にとって重要でないにせよ（測定はエネルギーで積分される ため）、各々の測定同士でスペクトルの外観及び強度が同一であることは重要で あるからである。 その後、ビームの進路上に、特徴づけすべき物体２４を置く。物体２４は、適 切なフィルターの介在と同期化されたビームの最大エネルギーの変動によって作 製された各々のエネルギースペクトルに対し連続的に付される。各々のエネルギ ースペクトルについて、物体２４の通過後に透過強度は、検出器２０によって測 定され、その後記憶される。 これらの測定により、システム２２は、ビームが通過した点における物体の減 衰の解析公式を演繹するが、ここでこの減衰は、基準材料の一定の与えられた厚 みの透過率であるパラメータｕに応じて表現される。 以下の記述においては、ジュラルミン製基準材料でのＸ線のケースのみが考慮 される。γ線及び鋼のケースにおける互換が直ちに行なえることがわかる。基準 厚みとしては、部品１８の第２の踏板の厚みを選択する。 従ってｕは、次のものに等しい： ｕ＝ｅ^-att(E)・2.7・0.4 なおこの式中att(Ｅ)は質量あたりの減衰であり、2.7は、ｇ／cm³単位で表わ したジュラルミンの密度に対応し、0.4はcm単位で表わした、４mmに等しく選択 された基準厚みに対応する。 本発明に従うと、システム２２は、以下の方法を使用する。 物体が付されたスペクトルの番号を指数ｊとし、ｊ＝１が最低エネルギースペ クトル（図２中で最も左側にあるスペクトル）に対応するとするならば、物体を 透過した強度Ｄj は、以下のように表わされる： Ｄj ＝∫Ｉj(Ｅ) Ｔr (Ｅ) dＥ （０） 又は Ｄｊ＝∫Ｉj(Ｅ) ｅ^-att(E) ｄＥ （１） なおここで、Ｉj(Ｅ)は、エネルギーＥの関数であるｊ番目のエネルギースペ クトルの強度であり、Ｔr(Ｅ)及びatt(Ｅ)はそれぞれ、ここではＥに応じて表現 された透過及び減衰関数である。 密度ρ（ｇ／cm³単位）の選択された材料の基準厚みｅｐ（cm単位）に結びつ けられたパラメータｕ、ｕ＝ｅ^-att(E)・ｅｐ・ρ、を現われさせる変数交換を 行なうことによって、Ｄjは、次のように表わされる： Ｄj ＝∫Ｉ'j(ｕ)ｅ^-att(u) ｄｕ （２） なおここでＩ'j(ｕ)はｕに応じて表現されたｊ番目のスペクトルの強度であり 、att'(ｕ)は求められる減衰関数である。 物体の透過関数は、パラメータｕに応じて表現される。第１段階においては、 システム２２はこの変数交換を行ない、その後次のような近似を行なう。すなわ ち、物体の透過関数はパラメータｕのベキ有限多項展開として表現される；つま り： なおｉは０〜Ｎまで変動する指数である。 この近似は実際には、導入される誤差が相対値で１０^-4を超えないことから、 非常に精確なものであることがわかった。 展開の項の数（Ｎ＋１）は、透過率の測定のために利用される異なるエネルギ ースペクトルの数以下であり、従って、これは、較正のために利用される基準材 料の厚みの数Ｎに１を足したもの以下である。このため、各々の指数ｉは部品１ ８の踏板の番号に対応し、指数ｉ＝０はゼロの厚みつまり部品がビームの進展内 にない状態に対応する。 従って例えばＸ線についての１０KeＶ〜１５０KeＶのレンジといった同じエネ ルギーレンジについては、作製されるスペクトルの数が増えれば増えるだけ、補 間が優れたものとなる、ということがわかる。１４０KeＶのエネルギー範囲につ いて約１０のスペクトルを利用すると、１０^-4の精度でこの範囲上に減衰関数を 得ることができる、ということを立証することが可能である。 各々のｉの値について、展開のベキｆ(i)は基準材料の厚みの１つと基準厚み の間の比率を表わす。有利には、これらの比率は、１／２だけ増大させたベキｆ (i)が３の累乗根に等しい公比の等比数列を形成するようなものである。 数式では、この選択を以下のように表わすことができる。 ｆ(i)＋1/2＝ａⁱ（ｆ(0)＋1/2）； その上、ｉ＝０がビームの自由進路ひいてはゼロ厚みに対応することからｆ(0 )＝０を選択する。 ｆ(i)＝（ａⁱ−１）／２ この要領で、第２の踏板が基準厚みとして選ばれた場合、ｆ(2)＝１ひいては ａ＝√３となる。 第２の踏板１８ａが基準踏板として選ばれた場合、数列の公比は３の平方根に 等しい。 展開のベキの値ひいては踏板の厚みについてのこの選択により安定した展開を 得ることができるということを実証することが可能である。 実際には、機械加工の不可避的な不精確さのため、ｆ(i)は正確に計算上の値 をとらない。しかしこれらのわずかな偏差は、結果の有効性に対し影響を及ぼす ものではない。 スペクトルｊについて物体を透過した強度は、以下のように分解することがで きる： この和の中で、項Ｃjiは各々のスペクトルｊについて基準材料の異なる厚みを 透過する強度に対応し、ｉ＝０はゼロの厚み（部品はビームの進路の外にある） に対応する。 等式（４）において、Ｄj 及びＣjiはその測定によりわかっており、唯一係数 ａｊのみが未知である。基準材料の厚みの数（ゼロ厚みもさらに計数したもの） は、係数ａｊを決定できるように、スペクトルの数以下に選択することができる 。ここで記述する例においては、１０個の異なるエネルギースペクトルを作製し 、部品１８は９つの踏板を含んでおり、部品１８がビームの進路の外にある場合 に実施される補足的測定をこれにつけ加えなくてはならない。 従って、次の段階に際しては、較正の際に記憶された値及び物体の透過率の測 定値を用いて、システム２２はａj を決定する。これは例えば最小二乗法といっ た既知のあらゆる方法によって実施できる。 減衰Ａttは，以下の通り定義づけされる：すなわち、Ｔr を透過率としてＡtt ＝−ＬogＴｒである。 係数ａj がひとたび決定されると、システム２２は、これらを等式（３）中で その値で置換し、そのネーピアの対数をとり、（−１）を乗じる。このようにし て、システム２２はパラメータｕに応じて物体２４の減衰関数を演繹する。 図４は、本発明に従った方法を使用するための装置の変形形態を概略的に表わ している。 この変形態様においては、測定用ビームの異なるエネルギースペクトルを連続 的にテストする代りに、広く固定されたスペクトルをもつ測定用ビームが利用さ れる。部品１８又は物体２４を透過した強度の測定は、各々次に続く検出器のた めの高域フィルタの役目を果たす検出器３０ａ、３０ｂ、……の積重ね３０によ って行なわれる。かくして、各々の検出器は、広いエネルギースペクトルの規定 の一部分についての強度に対応する電気信号を送り出す。従って、図１の装置の 中では、望まれるエネルギーレンジを走査するような形で連続的に異なるエネル ギースペクトルを呈する測定ビームに、特徴づけすべき物体が付されているのに 対して、図４の装置では、物体は望まれるエネルギーレンジに対応する広いスペ クトルをもつ測定用ビームに付され、この広いスペクトルは次に異なる検出器に よってろ過される、ということがわかる。 図４の装置は、Ｘ又はγ線の発生器であってよい測定用ビームの発生器２６を 含んでいる。この発生器２６は、測定用ビームが広いエネルギースペクトルを呈 するような固定電位制御装置２８に接続されている。広いエネルギースペクトル というのは、例えば、Ｘ線については１０KeＶ〜５００KeＶ、γ線については0. 5MeＶ〜２０MeＶまで広がるレンジといったような、テストしたいあらゆるエネ ルギーレンジのことである。 前述のものと同様に、装置は、規定の厚みをもち基準材料で作られた踏板の形 をした部品１８を含む。部品１８は、ビームの中に意のままに進むか、或いは図 示していない並進運動によってビームの進路の外に位置づけされ得る。 積重ね３０の各々の検出器３０ａ、３０ｂは、制御及び処理システム２２に接 続されている。この変形形態においては、検出器に起因するろ過により広いスペ クトル内で切断された各々のスペクトルについて透過した強度の測定は同時に行 なわれる。減衰関数を得るためにシステム２２が実施する処理は、前述のものと 類似している。 いくつかの利用分野については、パラメータｕに応じてではなくエネルギーに 応じて減衰関数を得ることが好ましい場合がある。そのためには、一回限りで行 なわれる予備段階の際に、エネルギーに応じての基準材料の基準厚みの透過関数 を測定するだけで充分である。この測定は、既知のあらゆる手段によって行なう ことができる。 実際、この測定は一回限りで行なわれることから、できるかぎり優れた精度で できるかぎり多くの測定点を得るために、時間的制約又は使用のむずかしさも受 入れることができる。 多数の異なるエネルギーについての透過率（例えば１０KeＶ〜５００KeＶのレ ンジ内に含まれる１０の異なるエネルギー）を測定することによって、基準材料 の基準厚みの透過関数を１０^-4の精度で補間することができる。 従って、物体の減衰関数の測定がエネルギーに応じて望まれる場合、システム ２２のメモリー中に、エネルギーに応じて表現された透過関数ｕを記憶する必要 がある。パラメータｕに従って減衰関数がひとたび決定されると、求める減衰関 数を得るためには、ｕをエネルギーに応じたその表現と置換えるだけでよい。 以上の記述は、物体の一点におけるその減衰関数の測定に関するものである。 物体の各点での減衰関数を得るためには、例えば、扇状のビーム及びビームの中 央伝播方向に対して垂直なラインに沿って配置された１式の検出器（望まれる点 と同数の検出器）を利用することができる。この装置は、１本のラインに沿って 減衰関数を得ることを可能にし、物体の並進運動は、連続するラインに沿って測 定を行なうことを可能にする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｋ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．物体の減衰関数を決定するための方法において、 Ａ）基準材料の基準厚みの透過率ｕのベキ有限展開として物体の透過関数を表現 する段階であって、各々のｕのベキには係数が割当てられ、展開のベキが基準材 料の予め定められた厚みと基準厚みの間の比率に等しい、段階； Ｂ）ａ）異なるエネルギースペクトルのための測定用ビームの強度を測定するこ とにより、 ｂ）前記エネルギースペクトルの各々のついて、基準材料の考慮対象の厚み の各々を透過したビームの強度を測定することにより、 ｃ）前記エネルギースペクトルの各々について、物体を透過したビームの強 度を測定することにより、 ｄ）前記エネルギースペクトルの各々について、物体を透過したビームの強 度を、考慮対象のスペクトルに関して段階Ｂ−ｂ）で測定され、求められている 係数の割当てられた複数の強度の和に分解することにより、 ｅ）段階Ｂ−ｄ）で得られた方程式系を解くことにより、 展開の係数を決定する段階； Ｃ）段階Ａ及びＢから、ｕに応じて表現された物体の減衰関数を演繹する段階、 を含んで成ることを特徴とする方法。 ２．前記エネルギースペクトルが１０から５００KeＶまでのレンジ内に含まれて いることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記エネルギースペクトルが５００KeＶから２０MeＶまでのレンジ内に含ま れていることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．前記エネルギースペクトルは、連続したスペクトルが部分的に重なり合うよ うなものであることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ５．Ｎを２以上の整数としてＮ＋１個のエネルギースペクトルが利用されること 、そして基準材料のN個の厚みがこれらのスペクトルに付されることを特徴とす る、請求の範囲第１項に記載の方法。 ６．Ｎが９に等しいことを特徴とする、請求の範囲第５項に記載の方法。 ７．１／２だけ増大させた展開のベキが、３の累乗根に等しい公比の等比数列を 形成し、ここで展開の最初のベキがゼロに等しいことを特徴とする、請求の範囲 第１項に記載の方法。 ８．基準材料が、５〜２６の有効Ｚをもつ物質の中から選ばれることを特徴とす る、請求の範囲第２項に記載の方法。 ９．基準材料がジュラルミンであることを特徴とする、請求の範囲第８項に記載 の方法。 10．基準厚みが１mm〜５mmの間に含まれることを特徴とする、請求の範囲第８項 に記載の方法。 11．基準厚みがほぼ４mmに等しいことを特徴とする、請求の範囲第１０項に記載 の方法。 12．基準材料が１３〜６０の間の有効Ｚを有する物質の中から選ばれることを特 徴とする、請求の範囲第３項に記載の方法。 13．基準材料が鋼であることを特徴とする、請求の範囲第１２項に記載の方法。 14．基準厚みが0.5〜２cmの間に含まれていることを特徴とする、請求の範囲第 １２項に記載の方法。 15．基準厚みがほぼ１cmに等しいことを特徴とする、請求の範囲第１４項に記載 の方法。 16．−既知のエネルギー及び強度のほぼ単色性のビームを用いて、エネルギーに 応じてｕを測定すること、 −そこからこれらのエネルギーについての物体の減衰関数の値を演繹するこ と、 といった補足的な段階が含まれていることを特徴とする、請求の範囲第１項に 記載の方法。 17．−Ｎを２以上の整数としてＮ＋１個の異なるエネルギースペクトルを連続的 に有する測定用ビーム（１４）を発出するための手段（1０、１６）、 −基準厚みとして選ばれたものを１つ（１８ａ）含む異なる複数の厚みを有し 、しかも意のままにビーム（１４）の行程上に置くことができる、基準材料でで きたＮ個の試料、 −各々のエネルギースペクトルについてのビーム（１４）の強度の測定ならび に測定用ビームに付された物体（２４）及び試料によって透過されたビームの強 度の測定を行なうことができる少なくとも１つの検出器（２０）、 −各々の検出器（２０）について、各々のエネルギースペクトルについてのビ ームの強度測定ならびに試料及び物体を透過したビームの強度測定に基づき、物 体の透過関数を計算し、そこから基準材料の基準厚みの透過率に応じて表現され る減衰関数を演繹することのできる処理手段（２２） を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法の実施のための装置 。 18．−広いスペクトルをもつ測定用ビームを発出するための手段、 −Ｎを２以上の整数として、基準厚みとして選ばれたものを１つ（１８ａ）含 む異なる複数の厚みを有し基準材料でできた、Ｎ個の試料、 −最も弱いエネルギースペクトルの部分に対し感応する検出器から最も高いエ ネルギースペクトルの部分に感応する検出器へと順序づけされている、各々エネ ルギースペクトルの一部分に対し感応性を有する検出器（３０ａ、３０ｂ、…… ）の少なくとも１つの積重ね（３０）、 −各々の積重ね（３０）について、考慮対象の積重ねの検出器の出力端に接続 されている状態にあり、測定用ビームの異なるスペクトルの強度の測定、試料と 物体を透過した測定用ビームに対応するスペクトルの強度の測定に基づいて、物 体の透過関数を計算し、そこから基準材料の基準厚みの透過率に応じて表わされ た物体の減衰関数を演繹することのできる処理手段（２２）； を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法の実施のための装置 。