JPS6325537A - Ｘ線作像装置 - Google Patents

Ｘ線作像装置

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JPS6325537A
JPS6325537A JP62121002A JP12100287A JPS6325537A JP S6325537 A JPS6325537 A JP S6325537A JP 62121002 A JP62121002 A JP 62121002A JP 12100287 A JP12100287 A JP 12100287A JP S6325537 A JPS6325537 A JP S6325537A
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radiation energy
energy detector
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ray
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    • G21K5/10—Irradiation devices with provision for relative movement of beam source and object to be irradiated

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は放射線エネルギによる作＠’５Ａ置に関するも
のである。この作像装置は、作像される物体の中の原子
番号の小さな材料の存在を容易に識別することができ、
かつ、このような原子番号の小さな材料の輪郭を識別す
ることができる情報を特に適切に与えることができる。
［従来の技術］ もともとＸ線は、診断の目的で、人体の像を作るために
医療の分野で用いられている。その時代以来、Ｘ線によ
る照射と作像はまた、全体的に、非破壊検査（すなわち
、ＮＤＴ（ｎｏｎ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｔｅｓｔ
ｉｎｇ　）　、特に無生物が対象になっている）と呼ば
れる分野に応用されている。もつと具体的に云えば、保
安の分野において、Ｘ線による照射と作像は、特に攻撃
を受は易いと考えられる空港またはその他の区域におい
て、危険物が保安区域に持ら込まれるのを検出するのに
用いられている。武器や爆弾、およびこれらに類する比
較的密度の大きな特休を検出するのに、Ｘ線による照射
と作像を利用すると、特に有効であることが分っている
。Ｉ！験によれば、もしＸ線作像装置によってその影像
に明確な像が与えられるならば、警備員または保安観察
者は、一定の明確な形状（例えば、ピストル）または一
定の明確な形状の関係（爆弾）を容易に識別することが
できる。
けれども、保安の分野にＸ線による照射と作像が最初に
応用されて以来、従来の技術では、警備員が検出したい
と思うある種の材料は、検出できないことが全体的にわ
かってきた。通常、明確な影像を生じない物品について
は問題が残る。このような材料の例は、薬品およびその
他の麻薬である。このような物品の所持は法律によって
規制されているので、この種の材料を検知することが要
請される。警備員にとって検出したいがしかし検出が困
難なその他の材料としては、フルーツや野菜のような食
料品がある。さらに、どうしても検出したい爆発性の材
料それ自身は、従来のＸ線による照射と作像では、検出
することはまた容易ではない。最近、正しく検出づるこ
とが難しいような形状の新種の武器も登場している。、
具体的に云えば、金属製ではなくプラスデック製の武器
がσ場している。
前記で具体的にあげた月料は、通常、比較的小さな原子
番号（小さなＺ）をもっている。原子番号が小さく、検
出することが要求されるがしかし現在の装置と技術では
検出が困難な材料は、他にも沢山ある。
「発明の目的と要約］ したがって、本発明の目的は、観察者に、このような原
子番号の小さな材料を容易に識別することができる情報
を適切に与えることが可能な、改良されたＸ線照射・作
像装置をうることである。
本発明のもう１つの目的は、このような物体の形状を容
易に目で見ることができる、明確な影像をうろことであ
る。
先行技術の保安の分野において用いられている原子番号
の大きな材料を検出する従来の技術は、５ｔｅｉｎほか
名の論文「Ｆｌｙｉｎｇ　５ｐｏｔ　Ｘ−ＲａｙＩｍａ
ｇｉｎｇ　　Ｓｙｓｔｅｍｓ　　Ｊ　　　（Ｍａｔｅｒ
ｉａｌ　　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　　、　　第３０巻第
７号（１９７２年７月）１３７頁）、および５ｔｃｉｎ
ほか名の特許第ＲＥ２８，５４４号および特許第４，０
３１，５４５号に１ツカ示されている。これらに開示さ
れている装置は、全体的に云って、Ｘ線源を有しており
、そしてこのＸ線源から、空間内の１つのラインを走査
する移動する線状ビームがつくられる。空間内のこのラ
インの所にＸ線検出器が配置され、そしてこの検出器で
生じた信号によって、ビデオ表示装置が駆動される。
作像されるべき物体（生物である場合もあるし、また無
生物である場合もある）は空間内のこのラインを横切っ
て比較的ゆっくりと移動し、したがって、一定時間経つ
と、検出器からの信号によって、物体の全体のＸ線影像
かえられる。この検出器は物体を透過してそのまま進路
を変えずに進むＸａを検出しているので、この検出器は
下記において前方透過Ｘ線検出器と呼ばれる。原子番号
の大きな材料はＸ線を強く吸収するので、この形式の装
置によって、原子番号の大きな材料を容易に識別するこ
とができる。その結果、ビデオ表示装置に得られた影像
または像によって、原子番号の大きなどんな材料の形状
でも、容易に識別することができる。特許第４．０３１
，５４５号の第１図は、５ｔｅｉｎほか名の論文の第５
図にも同様な図が示されているが、典型的な像を示して
いる。
特許第Ｒ６２８，５４４号には次のように開示されてい
る。（第３コラム、第１０行）「検出器２５（前方透過
Ｘ線検出器）は、走査される物体の後方に配置されてい
て、走査される物体を透過した放射線エネルギを検出し
ているけれども、本発明が包含する範囲内において、放
射線エネルギ発生源と走査される物体との間の領域に検
出器を配置して、散乱された放射線エネルギを検出する
ことができる。このことにより、この装置は、隠れては
いるがまわりの物体とは異なる散乱特性をもった物体を
検出することができる。」５ｔａｉｎほか名の論文は後
方散乱検出器を述べたちので、第３図はビデオ表示装置
に示された（ν方改乱像である。特許第Ｒ６２８，５４
４号には、続けて次のように開示されている。
［さらに、本発明による装置は走査される物体の前方と
後方の両方に検出装置を有することができ、それにより
、透過放射線１ネルギを表す信号と散乱放射線エネルギ
を表す信号との両方を同時に（７ることができる。これ
らの信号含適切に組み合わせることにより、この装置は
隠れている物体を広範囲に検出できる性能をもつことに
なる。」本発明は、特ｆｆｌ第ＲＥ２８．５４４＠どｆ
ｉｉｌＬ；ように、前方散乱Ｘ線検出器と後方散乱Ｘ線
検出器の両方を使用する。さらに、本発明のある実施例
では、付加的検出器、すなわち、前方散乱Ｘ線検出器も
使用する。前方散乱ｘＩＱ検出器を使用する実施例の場
合には、後方散乱Ｘ線検出器または竹刀透過Ｘ線検出器
のうちのいずれかを省略することができる。前方透過Ｘ
線検出器の活性領域の大きさは（Ｘ線源と検出器とを結
ぶ方向に垂直な第１平面内において、およびこの平面内
において走査運動に！ｒ！直な方向において）照射ビー
ムと同じ大きさであればよい（Ｘ線源から放射されて、
その進路を変えないで物体を透過したＸ線だけを検出ず
ればよいのであるから）が、しかし、後方散乱Ｘ線検出
器の活性領域は、後方に散乱されたＸ線エネルギを検出
するのが［１的であるから、（第１平面に平行な第２平
面の中の平行な方向において）比較的大ぎい。散乱角は
種々に変わりうるので、後方散乱Ｘ線検出器の寸法は、
平行な平面内において、および走査運動に垂直な方向に
おいて、大きいことが好ましい。前方散乱Ｘ線検出器は
また、１夕乱されたＸ線エネルギ、すなわち、物体から
種々の方向に放射されるＸ線エネルギを検出するように
設計される。したがって、前方散乱Ｘ線検出器は第１平
面の中またはその近傍に配置され、そしてその大きさは
後方散乱Ｘ線検出器と同じ程度であり、そして前方透過
Ｘ線検出器よりは大きな寸法をもつ。
けれども、特許第ＲＥ２８．５４４号と迫って、本発明
では、どれかの検出器で得られた信号はいずれも、他の
どの検出器で得られた信号とも組み合わせることはしな
い。そうではなくてむしろ、本発明で使用されるおのお
のの検出器によって得られる信号は別々に、かつ、独立
に、かつ、同時に、ビデオ像の形式で表示される。これ
らの像は、おのおのの像がそれぞれの信号によって作ら
れたものであり、かつ、他のどのデータら加達されてい
ないという意味で、独立である。けれども、これらの信
号は１つの共通の照射ビームによって得られたものであ
る。下記で説明される理由により、異なる検出器で得ら
れた信号を組み合わせると、個々の信号の中に含まれて
いる重要な情報が不鮮明になるという欠点のあることが
わかった。プラスチック製武器や麻薬またはその他の有
機物は、次の段階、すなわち、 （１）　　特許第ＲＥ２８，５４４号に開示されている
ように、移動する線状ビームを作成する段階と、（２）
　　前方透過Ｘ線検出器と、前方散乱Ｘ線検出器と、後
方散乱Ｘ線検出器との組の中の少なくとも２つの検出器
を違切に配置する段階、および少なくとも２つの前記検
出器から信号を得る段階と、 （３）　　前記検出器で得られた信号のうちの選定され
た信号対から、または全部で３つの信号から、得られた
像を別々に、かつ、独立に、かつ、同時に、表示する段
階と、 によって、容易に識別できることが分った。
保安用の要請に適合して設計された１つの好ましい実施
例では、物体が走査される時、これらの検出器で生じた
信号は、リアルタイムで表示される。けれども、（非破
壊検査などの）他の目的で使用される場合には、検出器
の信号はリアルタイムで記録され、そして後で、それを
再生して表示することができる。
したがって、本発明の１つの特徴として、（イ）　物体
内に侵入する放射線を発生する放射線源と、 （ロ）　前記放射線源によって放射された放射線を予め
定められた横断面をもったビームに成形し、かつ、前記
ビームを空間内の１つのラインに沿って繰り返し掃引す
る装置と、（ハ）　作像されるべき前記物体を空間内の
前記ラインに垂直な方向に前記放射線源に対して移動さ
せる移動装置と、 （ニ）　前記物体に侵入しそして事実上方向を変えない
で前記物体から放射される放射線エネルギに応答するよ
うに配置され、かつ、前記応答によって第１電気信号を
生ずる第１放射線エネルギ検出器装置と、 （ホ）　前記放射線源から前記物体よりも遠い位置に配
置され、かつ、前記物体によって散乱された放射線エネ
ルギに応答して第２電気信号を生ずる第２放射線エネル
ギ検出′？４装置と、（へ）　前記電気信号に応答して
前記電気（８号を時間の関数として別々に、かつ、独立
に、かつ、同時に表示する表示装置と、 を有する、原子番号の小さな材料を強調しながら物体の
検査を行なう作＠装置がえられる。
本発明の伯の実施例により、 （イ）　物体内に侵入する放ｇＡ線を発生する放射線源
と、 （ロ）　前記放射線源によって放射された放射線を予め
定められた横断面をもったビームに成形し、かつ、前記
ビーム、を空間内の１つのラインに沿って繰り返し掃引
する装置と、（ハ）　作像されるべき１１η記物体を空
間内の前記ラインに垂直な方向に前記放射ＦＡ源に対し
て移動させる移動装置と、 （ニ）　前記物体に侵入しそして事実上方向を変えない
で前記物体から放射される放射線エネルギに応答するよ
うに配置され、かつ、前記応答によって第１′電気信号
を生ずる第１放射線エネルギ検出器装置と、 （ホ）　＠記物体よりも前記放射線源に近い位置に配置
され、かつ、前記物体によって散乱された放射線エネル
ギに応答して第２電気信号を生ずる第２放射線エネルギ
検出器装置と、（へ）　前記電気（ｉ号に応答して前記
電気信号を時間の関数として別々に、かつ、独立に、か
つ、同時に表示する表示装置と、 を有する、原子番号の小さな材料を強調しながら物体の
検査を行なう作像装置かえられる。
本発明のさらに別の実施例により、 （イ）　物体内に侵入する放射線を発生する放射線源と
、 （ロ）　前記放射線源によって放射された放射線を予め
定められた横断面をもったビームに成形し、かつ、前記
ビームを空間内の１つのラインに沿って繰り返し局引す
る装置と、（ハ〉　作像されるべき前記物体を空間内の
前記ラインに垂直な方向に前記放射線源に対して移動さ
せる移動装置と、 （ニ）　前記放射線源から前記物体よりも遠い位置に配
置され、かつ、前記物体によって散乱された放射線エネ
ルギに応答して第１電気信号を生ずる第１放射線エネル
ギ検出お装置と、（ホ）１ｙｉ配物体よりも前記放射線
源に近い位置に配置され、かつ、前記物体によって散乱
された放射線エネルギに応答して第２電気信号を生ずる
第２放射線エネルギ検出器装置と、（へ）　前記電気信
号に応答して前記電気信号の対を時間の関数として別々
に、かつ、独立に、かつ、同時に表示する表示装置と、 を有する、原子番号の小さな材料を強調しながら物体の
検査を行なう作像装置がえられる。
最後に、本発明により、 （イ＞ｖＡ体内に侵入する放射線を発生する放射線源と
、 （ロ）　前記放射線源によって放射された放射線を予め
定められた横断面をもったビームに成形し、かつ、前記
ビームを空間内の１つのラインに沿って繰り返し掃引す
る装置と、（ハ）　作像されるべき前記物体を空間内の
前記ラインに垂直な方向に前記放射線源に対して移動さ
せる移動装置と、 （ニ）　前記物体に侵入しそして事実上方向を変えない
で前記物体から放射される放射線エネルギに応答するよ
うに配置され、かつ、前記応答によって第１電気信号を
生ずる第１ｔｌｌ射線エネルギ検出器装置と、 （ホ）　前記放射線源から前記物体よりも遠い位置に配
置され、かつ、前記物体によって散乱された放射線エネ
ルギに応答して第２電気信号を生ずる第２放射線エネル
ギ検出器装首と、（へ）　前記物体よりも前記放射ＦＡ
源に近い位置に配置され、かつ、前記物体によって散乱
された放射線エネルギに応答して第３電気信号を生ずる
第３放射線エネルギ検出器装置と、（ト）　少なくとも
１対の前記信号に応答して前記電気信号の対を時間の関
数として別々に、かつ、独立に、かつ、同時に表示する
表示装置と、 を有する、原子番号の小さな材料を強調しながら物体の
検査を行なう作＠装置かえられる。
［実施例］ 本発明をさらに詳細に開示する。この詳細な開示により
、当業者は本発明を実滴することが可能となるであろう
。添付図面において、同じ参照番号は同じ装置を示して
いる。
第゛１図は本発明の１つの実施例の等角投影図である。
この実施例は前方に透過したＸ線と後方に散乱されたＸ
線とを同時に検出し、そして前方透過像と後方散乱像と
をそれぞれ独ひにつくる。より具体的にいえば、容器１
６０がコンベア８０の近傍に配置される。容器１６０の
中にはＸ線源があり、そしてこのＸ線源から放射された
Ｘ線から、平面状のビームを作り、そしてこの平面ビー
ムから移動する線状のビームを作る装置が入っている。
透過Ｘ線検出器５０が配置されている空間の中で、この
細いビームが１つのラインを繰り返し掃引するように、
平面状ビームと細いビームを作る装置が配置される。移
動する線状ビームが出てくる位置の近傍に、後方散乱検
出器２５が配置される。
この後方散乱検出器２５は検出器素子２５Ａおよび２５
Ｂで構成され、そしてこれらの検出器集子は移動する線
状ビームが出てくるスリットの両側に配置される。容器
６０の中にはまた電子装置が入っており、そしてこの゛
１子装置は前方透過検出器５０と後方散乱検出器２５と
によって生じた信号を受は取る。通常、この電子装置は
ＡＤ変換器とサンプリング装置とを有し、そしてこの電
子装置はビデオ表示装置を駆動する電気信号を発生する
ことができる。装置キャビネット１６０の上またはその
近傍に、竹刀透過Ｘ線表示装置５０２と後方散乱表示装
置２５２とが配置される。第１図に示された動作する部
品表；ｎは、第２図において、より明らかに児える。Ｊ
：うに示されている。第２図に示されている部品装置は
概要図である。より具体的にいえば、Ｘ線源１５は円錐
状または星形状のＸＮを生じ、そしてこのＸ線はスリッ
ト２１付きのＸ線を通さない板２０に向って進む。スリ
ット２１のために透過後のＸ線は平面状になり、そして
この平面状Ｘ線は回転する円板２２に向って進む。この
回転する円板２２はスリット２４のようなスリットを１
個または複数個有している。特許第ＲＥ２８，５４４号
にｍ１示されているように、板２ｏを出た平面状ビーム
の寸法は十分に大きく、回転する溝付き円板２２の表面
領域のほぼ半分を照射する。溝付き円板２２が回転する
時、スリット２４は平面状ビームを切り取り、それによ
り、線状ビーム３０になって進む。円板が回転する時、
スリット２４を通った線状ビーム３０は空間内の１つの
ラインに沿って移動する。空間内のこのラインに沿って
、透過Ｘ線検出器５０が配置される。
検出器５０は円板２２から十分に離れた位置に配置され
、それにより、物体４ｏのような作像されるべき物体が
それらの間を移動することかできる。
コンベア８ｏは物体４０を移動させるためのものであっ
て、この移動の方向は、通常、検出器５０が配置されて
いる空間内のラインと、線状ビームの進路との両方に垂
直な方向である。円板２２の回転に相応して、線状ビー
ム３０は検出器５ｏによって占められている空間内のラ
インを走査する。
コンベア８０により、物体４０は空間内のこのラインに
垂直な８１の方向に移動するが、その移動速度は、物体
４０を透過したビームが物体４ｏおよびその内容物のＸ
線影像を作ることができる速さである。線状ビーム３ｏ
の走査動作と物体の相対移動とを組み合わせることによ
り、線状ビーム３０による物体のラスク走査が実行され
る。第２図に示されているＸ線源と、線状ビームを移動
さけるための装置と、前方透過Ｘ線検出器と、それに伴
う電子装置および表示装置の範囲では、これらの部品は
特許第ＲＥ２８，５４４号にＩＪｌ示されている装置と
同じものであることが可能である。
けれども、第２図には後方散乱Ｘ線検出器２５がさらに
示されている。この後方散乱Ｘ線検出器２５は、物体４
０よりもさらにＸ線源１５に近い位置に配置される。後
方散乱Ｘ線検出器２５は、検出器素子２５△および２５
Ｂのように、２つの部品で構成され、そしてこれらの２
つの部品はＸ線源から出たビームが移動する線状ビーム
に成形されるスリットの両側に配置されることが好まし
い。
ざらに、検出器２５（または、より具体的にいえば、素
子２５Ａ、ｉよび２５Ｂ）が移動する線状ビーム３ｏに
よって直接に照射されることがないように、遮蔽体が備
えられる。検出器素子２５Ａおよび２５Ｂは後方に散乱
されたＸ線（第４図で説明される）を検出し、そしてこ
の後方散乱Ｘ線に対応する信号を生ずる。これらの信号
は散乱Ｘ線電子装置２５１に送られ、そしてそこでこれ
らの信号が加亦され、そしてこれらを用いてビデオ信号
が作られる。このビデオ信号は、散乱ＸＩ２作像装置ま
たは散乱Ｘ線表示装置２５２を駆動する。
既に説明したように、本発明は移動する線状ビ−ムを生
ずる１つのＸ線源と、３個から成る１組の検出器のうち
少なくとも２つの検出器とを使用する。第１図および第
２図の実施例では、これらの２個の検出器は、透過Ｘ線
検出器５０と後方散乱Ｘ線検出器２５であるとして示さ
れている。第３図は本発明の別の実施例の概要図である
。この実施例は、全部で３個の検出器を使用している。
より詳細にいえば、第３図の参照番号のうち第２図と同
じものは、第２図に示された対応する装置と同じもので
ある。第３図の実施例が第１図および第２図の実施例と
異なる点は、前方散乱Ｘ線検出器６０を備えていること
である。この検出器は２つの索子６０Ａおよび６０Ｂで
構成されるａ第３Ａ図に示されているように、前方散乱
Ｘ線検出器索子６０Ａおよび６０Ｂは、前方透過Ｘ線検
出器５ｏと事実上同一の平面の中にある。しかし、同一
平面内にあることが重要であるわけではない。
けれども、前方散乱Ｘ線検出器６０と透過Ｘ線検出５５
０は、いずれも、Ｘ線源１５から見て、物体よりも遠い
位置にある。前方散乱Ｘ線検出器６Ｏで生ずる信号は前
方散乱電子装置６０１に送られる。この前方散乱電子装
置６０１はこれらの信号を加ｐし、そして表示装置６０
２を駆動する。
通゛常、透″ｉｊＩ電子装置５０１と、前方散乱電子装
置６０１と、接方散乱電子装置２５１とはすべて、前記
アナログ・ディジタル変換践能とサンプリング機能とを
そなえた同じ装置であることができ、そしてこれらの装
置はおのおの、適切なビデオ信号を住することができる
。これらの電子装置の間の唯一の差異は、それらに入っ
てくる信号が異なることである。＠３図に示されている
ように、おのおのの検出器（すなわち、前方透過検出器
５０、前方散乱検出器６０、後方散乱検出器２５）は態
別にかつ独立に対応するビデオ像を作るのに使用され、
そしてこれらのビデオ像のおのおのが表示装置５０２．
６０２および２５２にそれぞれ表示される。
第３Ａ図は第３図の点線で囲まれた部分の拡大図であっ
て、前方散乱Ｘ線検出器６ｏの１つの索子６０Ａと前方
透過Ｘ線検出器５０とが示されている。第３Ａ図に示さ
れているように、素子６０△は活動素子６１を有してい
る。活動素子６１は２次元的に広がった活性［を有して
いる。この２次元のうちの１つの次元は図示されている
而に垂直の方向であり、そしてもう１つの次元は矢印６
０Ｂに平行な方向である。矢印６０Ｂの長さは素子６１
の活性領域のこの方向の長さを表す。これとは対照的に
、本発明の１つの実施例では、前方透過Ｘ線検出器５０
は（活動素子５１をそなえた）検出器で構成されるが、
この検出器は他のすべての点で素子６０Ａと同じであり
、ただ（紙面に垂直な軸のまわりに）回転されていて、
その実効活性領域の１つの寸法が矢印５０Ｂに対応する
。
明らかに、この方向では、素子６１と素子５１の実効活
性領域は大幅に５７なる。このことは、前方透過Ｘ線検
出器索子５１は照射用線状ビーム３゜の寸法５０Ｂを十
分に含む実効活性領域を右することをのみ必要であるこ
とを示す。他方、散乱Ｘ線検出器の実効活性領域は大幅
に大きいことが好ましい。その理由は、散乱Ｘ線は広範
囲の角度に生じ、これらの散乱Ｘ線１ネルギを捕えるに
は、より大きな実効活性領域が必要であるからである。
したがって、透過Ｘ線検出器５ｏはビーム３０の横断面
の１つの方向の寸法にほぼ等しい寸法をもち、そして、
散乱Ｘ線検出器２５および６０はビーム３ｏの横断面の
どの方向の寸法よりも大幅に大さな寸法をもつ。
本発明の範囲内において、第１図の実施例を変更して、
後方散乱Ｘ線検出３２５を前方散乱Ｘ線検出器６０で置
き換えることができる。この場合、表示される像は、そ
れぞれ、透過像Ｊ３よび前方散乱像に対応する。本発明
の範囲内において、第３図の装置を例えば次のように変
更することができる。すなわち、透過Ｘ線検出器５０と
それに伴う電子装置とを省略することができる。この場
合には、前方散乱Ｘ１１１と後方散乱Ｘ線像にそれぞれ
対応する２つの＆だけが表示される。本発明において、
得られれた２個の８！（または３個の像）が明確に定ま
っている１つのビームである移動する同じスポット状Ｘ
線ビームから得られていることが重要である。このため
に、どの検出器に生ずる信号も、どの時刻にＪ３いても
、像を作ろうとしている物体を通るただ１つの視線のラ
インに伴ったものである。
前記で説明したように、透過Ｘ線像は、実効的に、特許
第ＲＥ２８，５４４号に開示されているＸ線影像である
。これとは異って、後方散乱像および前方散乱像はそれ
ぞれの検出器（すなわら、前方検出器と後方検出器）に
向けて散乱された（具体的に云えばコンプトン散乱によ
って散乱された）Ｘ線で生じたものである。
像の１つの要素、すなわち、１つの画素が作られる過程
を順次に考えることによって、本発明の利点を理解する
ことができる。まず第４図を参照すると、線状ビーム３
０が示されており、そしてこの線状ビーム３ｏの一部分
は物体の中に侵入して、点Ｐに到達する。線状ビーム３
０が物体４０内を進行するさい、ビーム３０は減衰を受
ける。
この減衰の大きさは、ビームの進路上にある材料によっ
て異なる。この減衰は純粋な吸収による場合しある（こ
の場合には、１周または府数個のＸ線光子が完全に浦滅
しく第６図）、直接的にもまたは散乱によっても像を作
るのに寄与することはできない）し、または減衰は散乱
によるものである場合もある。光子が視線の特定のライ
ンに沿って透過Ｘ線検出器に到達でさる程度に応じて、
得られる像が変わる。下記の説明において、検出器に光
子が到達すると、それは像を白くすると仮定する。この
形式の処理方法は従来の処理方式であって、それが木質
的であるわけではない。検出器に光子が到達すると、そ
れは像を黒化させることも容易にできる。重要なことは
得られた象のコントラストである。コントラストが適切
でないと、識別可能な像を得ることが困難である、また
は不可能である。従来の処理方式を採用すると仮定して
、濃密な物体の場合には、その影像に対応したパターン
の中の像が黒化するであろう。あまり濃密でない物体の
場合には、その形状を識別するのに十分なコントラスト
が得られないであろう。光子のうちのあるものは検出器
によって捕えられない方向に散乱され（第４図または第
５図）、それはまた像を作るのに寄与しないであろう。
ビームが検出器によって捕えられる場合には、それはそ
れを捕えた検出器が像を作るのに寄与する。いずれの場
合にも、この減衰を受けたビームは、物体内のある深さ
に到達した時、散乱されることが可能である。散乱され
た光子は、それが再び吸収されるまたは散乱される（再
び進路が変わって散乱Ｘ線検出器に到達しない）ことが
ない時にのみ、検出器に到達することができる。したが
って、物体内の小さな試料を「見る」確率は次の３つの
因子によって影響を受ける。
（１）　　ビームが試料に到達する前に、物体内をビー
ムが横切る部分によってＸ線光子が吸収される確率。
（２）　　試料内でＸ線光子が散乱される確率。
（３）　　散乱されたＸ線光子が物体の外へ出るまでに
吸収される（または適当な散乱Ｘ線検出器に入る前に散
乱されて失われる）確率。
次に、純粋で原子番号の大きな材料と、純粋で原子番号
の小さな材料との、散乱信号の相対値について考察する
。全体的には、すべての材料について、単位型が当りの
散乱確率は同程度の大きさであると云える。したがって
、もし２つの材料が同じ密度をもっているならば、原子
番号（Ｚ）には無関係に、因子（２）は同じであろう。
けれども、Ｚの大きな材料は、それぞれの原子番号に応
じた実際的なエネルギ領域（例えば、３　Ｑ　ＫｃＶか
ら１Ｑ　Ｑ　ＫｃＶの領域）において、ずっと大きな吸
収確率をもつであろう。したがって、（１）と（３）に
示された確率は、原子番号の大きな材料と原子番号の小
さな材料とでは、大幅に異なる。原子番号の大きな材料
は原子番号の小さな材料よりもより多くのＸ＄２光子を
吸収し、その結果、原子番号の小さな材料からは、里位
質吊当り、ずっと強い信号かえられる。したがって、原
子番号の小ざな材料は後方散乱Ｘ線像においてより顕著
に見え、一方、原子番号の大きな材料は透過Ｘ線像にお
いてより顕著に見える。したがって、２つの像を同時に
観察することにより、物体の内容物、またはその内部の
構成物、のよりよい画像をうろことができる。
前記考察は前方透過Ｘ線と後方散乱Ｘ線とを比較したち
のであるけれども、同じ考察は舶乃透過Ｘ線と前方散乱
Ｘ線についても適用することができる。すなわち、前方
散乱ｘｉ像では原子番号の小さな材料が顕著に見え、一
方、透過Ｘ線像では原子番号の大きな材料が顕著に見え
る。前方散乱Ｘ線像信号と後方散乱Ｘ線像信号とを単純
に加算することは適切でないであろう。その理由は、後
方散乱Ｘ線像は前方散乱Ｘ線像よりもずっと強く、した
がって、雑音が小さいからである。もし前方散乱Ｘ線像
信号と後方散乱Ｘ１２像信号とが単純に加算されるなら
ば、前方散乱Ｘ線像信号の中に含まれている情報の大部
分が失われるであろう。弱い性力散乱Ｘ線像信号は、そ
れだけが表示された時、原子番号の小さな材料を明確に
示すであろう。
前方散乱Ｘ線像信号は後方散乱Ｘ線像信号よりも弱い。
この場合、前方散乱Ｘ線像信号を作るすべてのＸ線光子
は、前方散乱Ｘ線検出器に到達するまでの物体部分を少
なくとも通り抜けなければ４【らない。したがって、前
方散乱Ｘ線像は、散乱位置と検出器との間にある物体部
分によって、減衰を受ける。また、前方透過Ｘ１２信号
とどれかの散乱Ｘ線信号とを加算することも適切ではな
い。
これらの信号は別々の材料に対して強く現れるので、こ
れらの信号を加算すると、おのおのの信号が単独である
場合に比べて、結果の有効性が減じるであろう。
したがって、第１図および第２図に示された本発明の実
施例を用いるさい、透過Ｘ線像表示装置５０２は、特許
第ＲＥ２８．５４４号で考察された表示装置によって表
示されるような、従来の像を表示する。他方、表示装置
２５２は原子番号の小さな材料を強く表示する。この場
合の像は、原子番号の大きな材料よりも原子番号の小さ
な材料で散乱された光子によって主として作られる。表
示装置５０２と表示装置２５２とに表示された像を観察
茜が児比べることによって、表示装置５０２単独のとき
または表示装置２５２甲独のときよりも、物体４０の内
容物のより有効な画像がえられる。特許第ＲＥ２８，５
４４号は百方透過Ｘ線信号と後方散乱Ｘ線信号とを紺み
合わせることを提案しているけれども、前記で考察され
た理由により、これは適切でないと思われる。
一方にＪ３ける透過Ｘ線像と、他方における（前方また
は後方のいずれかに）散乱されたＸ線像とは、明るさが
異なるので、区別することができる。
物体をＸ線で照射して部品の形状を識別するには、（Ｘ
線源と検出器との間のＸ線ビーム路にまた存在する他の
種々の部品からの）バックグラウンドから部品の形状を
識別することが必要である。透過Ｘ線検出器の場合には
、見ている形状はＸ線光子が検出器に到達するのを（吸
収または散乱のいずれかにより）妨げている物体の部品
によるものである。したがって、通常、（前記で述べた
従来の処理方式の場合）バックグラウンドは白色または
明るく、そして可視化された物体は黒色または暗い。よ
り多くの部品がＸ線を吸収または散乱ずればする程、ま
すます鮮明になる（すなわち、コントラストがよくなる
）であろう。けれども、散乱Ｘ線検出器と散乱Ｘ線像に
対しては、状況が異なる。もし散乱体がないならば、そ
の結果えられるバックグラウンドは黒色である。けれど
も、もし材料が光子を散乱するならば、その結果、像の
その部分は白くなる。したがって、もし物体が散乱また
は吸収を行なうならば、物体は透過Ｘ′ｆＡ像において
見えるが、もし物体が散乱を行なうおよび散乱のみを行
なうならば、散乱Ｘ線像において見えるであろう。散乱
と吸収との比率は、像の現われ方を決定する重要イｊパ
ラメータである。この比率は、着目しているエネルギ領
域において、原子番号によって大幅に変わる。原子番号
の小さな材料の場合には散乱が優越しており、そして原
子番号の大きな材料の場合には吸収が優越する。
散乱ＸＦｉ！検出器によって作られる像は、もちろ／Ｖ
、（原子番号の大きなまたは小さな）個々の試料に依存
するだけでなく、またこの「試料」と検出器との間に介
在する部品にも依存する。仝体的に云って、後方散乱Ｘ
線検出器とこの後方散乱Ｘ線検出器に近い側にある物体
部分との間よりも、後方散乱Ｘ線検出器とこの後方散乱
Ｘ線検出器より遠い側にある物体部との間に、より多く
のＨｆｆｉが存在するであろう。もちろん、前方散乱検
出器に対しては、逆のことが云える。すなわち、前方散
乱Ｘ線検出器に近い側にある［試料Ｊとの間よりも、前
方散乱Ｘ線検出器から遠い位置にある「試料」との間に
、より多くの質量が存在するであろう。したがって、後
方散乱Ｘ線検出器は後方散乱検出器に近い側にある原子
番号の小さな材料を優先して表示し、一方、前方散乱検
出器は前方散乱検出器に近い側にある原子番号の小さな
材料を優先して表示ザるであろう。
第７図および第８図は、それぞれ、透過Ｘ８検出器およ
び後方散乱Ｘ！２検出器によってえられた信号の優先表
示性能を示した写真である。第７図および第８図は、本
発明に従って物体を照射して観察した時、例えば、スポ
ットが移動する線状ビームで走査することによって、透
過Ｘ線検出器および後方散乱Ｘ線検出器によって生じた
信号からえられたものである。第７図はアタッシェ・ケ
ースの内容物を丞しており、原子番号の大きな材料の形
状が明らかに識別されている。このようなものとし−で
、傘０１と、トラベル・ケース０２と、ボーダブル・ラ
ジオ０３がある。いずれの場合にも、原子番号の大きな
部品、例えば、ポータプル・ラジオ０３のスピーカ・コ
ーンと、傘０１の金属部品と、トラベル・ケース０２の
金属部品とが強調されていることに注意してほしい。同
様に、ひげそり用クリームｏ６の缶も強調されている。
ここで示されたように、バックグランド、または原子番
号の大きな材料で占められていない物体領域は、比較的
白っぽい、または明るい。従って、原子番号の小さな月
利は、識別することまたは目で見てＭ１２することが困
難である。第８図は後方散乱ＸＪ！；１信号からえられ
た像であるが、同じ物体の中のあるものは識別可能にな
っている。例えば、傘ｏ１がまた存在しているが、第７
図の像において金属部品が強調されたのに対し、この場
合の像では、原子番号が比較的小さいハンドルが強調さ
れていることに注意してほしい。同じように、トラベル
・ケース０２ちまた識別可能であるが、この場合には、
原子番号の小さな部品が、第７図の物体０２の原子番号
の大きな部品よりも、より容易に識別可能になっている
。同じことがポータプル・ラジオ０３についても云える
。例えば、第８図において、金属スピーカ・コーンをも
はや見ることができない。第８図は、第７図では見えな
い物体部品が見えるように表示されている。第８図では
靴またはスリッパ０５が見えているけれども、ピストル
０４が見えていることが非常に印象的である。第８図の
ピストル０４はプラスチック１のピストルであり、第７
図は第８図とを比較してみると、第７図より６第８図の
方が、ピストル０４がよく見えていることがわかる。
同様の比較は、透過Ｘ線表水製Ｔｌ　５０２とｎ：１方
散乱Ｘ線検出Ｖ！Ａ６０２とを使用し、そして前方散乱
Ｘ線検出冴６０は、前方散乱検出器６０により近い位置
にある原子番号の小さな材料の像を、後方散乱検出器２
５によって１９られる像よりも優先して与えるという違
いをもって、本発明の実施例にあてはめることができる
。したがって、同じ理由により、透過Ｘ線表示装置５０
２と萌乃散乱表示装置６０２とを用いた本発明によって
、特許第ＲＥ２８，５４４号の１つの透過Ｘ線表示装置
を用いて得られものよりも、より多い情報をうろことが
できる。
前方散乱Ｘ線検出器と後方散乱Ｘ線検出器とだけが用い
られた本発明のなお（Ｉｆｆの実施Ｍでは、表示装置６
０２および２５２とによって、原子番号の小さな材料に
ついての情報を強調して（７ることができる。後方散乱
Ｘ線検出器はＸ線源により近い位置にある原子番号の小
さな材料を強調し、−方、前方散乱Ｘ線検出器はＸ線源
からより遠い位置にある原子番号の小さな材料を強調す
る。
最接に、第３図に示された本発明の実施例により、透過
Ｘ線表示装置５０２を備えていることにより、さらに付
加的情報が得ら□れる。
前記に開示された実施例は、“■突上、「リアルタイム
」で像を作る。これらの実施例の装置は、典型的には、
空港およびその仙の同様な場所において使用される。こ
れらの場所では、物体の所持者は通路を通る時に検査を
受ける。したがって、検査を短時間で行なへることは利
点である。けれども、他の実施例では、この「リアルタ
イム」という特徴は必ずしも必要ではない。その他の応
用（例えば、非破壊検査への応用）では、物体が照射さ
れるのと同時に、得られた像を′ｆＡ察することは必ら
ずしも必要ではない。これらの場合には、必らずしも「
リアルタイム」である必要のない信号は、従来の記録装
置を用いて、記録することができる。記録装置に記録さ
れた像を後で再生することによって、信号から像を再生
することができる。第９図は第３図と同様の図面である
が、記録装置４００が電子装置５０１，６０２および２
５１によって駆動され、そしてリアルタイムで作られた
信号を記録する点が異っている。記録装置４００は記録
された信号を後でいつでも再生して、表示装置５０２．
６０２および２５２を駆動することができる。明らかに
、記録装置４００は、本発明の他の実施例においても、
同様の方式で使用することができる。特許請求の範囲に
従って描成された本発明の範囲内に４３いて、実施例を
さらに変更することの可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は、それぞれ、透過Ｘ線検出器と後
方散乱Ｘ線検出器とそれぞれに付随した表示装置とを婦
えた本発明の実施例の立体図Ｊ３よび概要図、第３図は
透過Ｘ線検出器と、後方散乱Ｘ線検出器と、前方散乱Ｘ
線検出器と、およびこれらに付随した表示装置とを備え
た本発明の実施例の概要図、第３Ａ図は第３図の一部分
の検出器を詳細に示した拡大図、第４図、第５図および
第６図はＸ１１３０で照射された時に物体の内部で起こ
る現象を示した概要図であって、より具体的に云えば、
これらの図面はそれぞれ、後方散乱現象、前方散乱現象
および吸収現象を示し、第７図および第８図は、それぞ
れ、本発明により、前方透過あるが、記録装置４００が
付加されている実施例の概要図。 ［符号の説明］ １５　　放射線源 ２０．２１．２２．２４　　ビームの成形・節用装置 ８０　　移動装置 ５ｏ　　透過放射線検出器 ６０　　前方散乱放射線検出器 ２５．２５Δ、２５Ｂ　　後方散乱Ｘ線検出器５０２．
６０２，２５２　　表示装置 ４００　記録装置

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）原子番号の小さな材料を強調しながら物体の検査
    を行なう作像装置であつて、 （イ）前記物体内に侵入する放射線を発生する放射線源
    と、 （ロ）前記放射線源によつて放射された放射線を予め定
    められた横断面をもつたビームに成形し、かつ、前記ビ
    ームを空間内の１つのラインに沿つて繰り返し掃引する
    装置と、 （ハ）作像されるべき前記物体を空間内の前記ラインに
    垂直な方向に前記放射線源に対して移動させる移動装置
    と、 （ニ）前記物体に侵入しそして事実上方向を変えないで
    前記物体から放射される放射線エネルギに応答するよう
    に配置され、かつ、前記応答によつて第１電気信号を生
    ずる第１放射線エネルギ検出器装置と、 （ホ）前記放射線源から前記物体よりも遠い位置に配置
    され、かつ、前記物体によつて散乱された放射線エネル
    ギに応答して第２電気信号を生ずる第２放射線エネルギ
    検出器装置と、（ヘ）前記物体よりも前記放射線源に近
    い位置に配置され、かつ、前記物体によつて散乱された
    放射線エネルギに応答して第３電気信号を生ずる第３放
    射線エネルギ検出器装置と、（ト）少なくとも１対の前
    記電気信号に応答して前記電気信号の対を時間の関数と
    して別々に、かつ、独立に、かつ、同時に表示する表示
    装置と、 を有する前記作像装置。
  2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記表示装置が
    すべての前記電気信号に応答し、かつ、前記電気信号を
    時間の関数として別々に、かつ、独立に、かつ、同時に
    表示する前記作像装置。
  3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
    記第１放射線エネルギ検出器装置が前記ビームの横断面
    の１つの寸法に事実上等しい寸法の実効活性領域をもつ
    た放射線エネルギ検出器を有し、かつ、前記第２放射線
    エネルギ検出器装置と前記第３放射線エネルギ検出器装
    置とのいずれかが前記ビームの横断面のどの寸法よりも
    あらゆる寸法において大幅に大きな実効活性領域をもつ
    た放射線エネルギ検出器を有する、前記作像装置。
  4. （４）特許請求の範囲第３項において、前記第２放射線
    エネルギ検出器装置と前記第３放射線エネルギ検出器装
    置とのいずれもが前記ビーム横断面のどの寸法よりもあ
    らゆる寸法において大幅に大きな実効活性領域をもつた
    放射線エネルギ検出器を有する、前記作像装置。
  5. （５）原子番号の小さな材料を強調しながら物体の検査
    を行なう作像装置であつて、 （イ）前記物体内に侵入する放射線を発生する放射線源
    と、 （ロ）前記放射線源によつて放射された放射線を予め定
    められた横断面をもつたビームに成形し、かつ、前記ビ
    ームを空間内の１つのラインに沿つて繰り返し掃引する
    装置と、 （ハ）作像されるべき前記物体を空間内の前記ラインに
    垂直な方向に前記放射線源に対して移動させる移動装置
    と、 （ニ）前記物体に侵入しそして事実上方向を変えないで
    前記物体から放射される放射線エネルギに応答するよう
    に配置され、かつ、前記応答によつて第１電気信号を生
    ずる第１放射線エネルギ検出器装置と、 （ホ）前記放射線源から前記物体よりも遠い位置に配置
    され、かつ、前記物体によつて散乱された放射線エネル
    ギに応答して第２電気信号を生ずる第２放射線エネルギ
    検出器装置と、（ヘ）前記電気信号に応答して前記電気
    信号の対を時間の関数として別々に、かつ、独立に、か
    つ、同時に表示する表示装置と、 を有する前記作像装置。
  6. （６）特許請求の範囲第５項において、前記第１放射線
    エネルギ検出器装置が前記ビームの横断面の１つの寸法
    に事実上等しい寸法の実効活性領域をもつた放射線エネ
    ルギ検出器を有し、かつ、前記第２放射線エネルギ検出
    器装置が前記ビームの横断面のどの寸法よりもあらゆる
    寸法において大幅に大きな実効活性領域をもつた放射線
    エネルギ検出器を有する、前記作像装置。
  7. （７）原子番号の小さな材料を強調しながら物体の検査
    を行なう作像装置であつて、 （イ）前記物体に侵入する放射線を発生する放射線源と
    、 （ロ）前記放射線源によつて放射された放射線を予め定
    められた横断面をもつたビームに成形し、かつ、前記ビ
    ームを空間内の１つのラインに沿つて繰り返し掃引する
    装置と、 （ハ）作像されるべき前記物体を空間内の前記ラインに
    垂直な方向に前記放射線源に対して移動させる移動装置
    と、 （ニ）前記物体に侵入しそして事実上方向を変えないで
    前記物体から放射される放射線エネルギに応答するよう
    に配置され、かつ、前記応答によつて第１電気信号を生
    ずる第１放射線エネルギ検出器装置と、 （ホ）前記物体よりも前記放射線源に近い位置に配置さ
    れ、かつ、前記物体によつて散乱された放射線エネルギ
    に応答して第２電気信号を生ずる第２放射線エネルギ検
    出器装置と、（ヘ）前記電気信号に応答して前記電気信
    号の対を時間の関数として別々に、かつ、独立に、かつ
    、同時に表示する表示装置と、 を有する前記作像装置。
  8. （８）特許請求の範囲第８項において、前記第１放射線
    エネルギ検出器装置が前記ビームの横断面の１つの寸法
    に事実上等しい寸法の実効活性領域をもつた放射線エネ
    ルギ検出器を有し、かつ、前記第２放射線エネルギ検出
    器装置が前記ビームの横断面のどの寸法よりもあらゆる
    寸法において大幅に大きな実効活性領域をもつた放射線
    エネルギ検出器を有する、前記作像装置。
  9. （９）原子番号の小さな材料を強調しながら物体の検査
    を行なう作像装置であつて、 （イ）前記物体内に侵入する放射線を発生する放射線源
    と、 （ロ）前記放射線源によつて放射された放射線を予め定
    められた横断面をもつたビームに成形し、かつ、前記ビ
    ームを空間内の１つのラインに沿つて繰り返し掃引する
    装置と、 （ハ）作像されるべき前記物体を空間内の前記ラインに
    垂直な方向に前記放射線源に対して移動させる移動装置
    と、 （ニ）前記放射線源から前記物体よりも遠い位置に配置
    され、かつ、前記物体によつて散乱された放射線エネル
    ギに応答して第１電気信号を生ずる第１放射線エネルギ
    検出器装置と、（ホ）前記物体よりも前記放射線源に近
    い位置に配置され、かつ、前記物体によつて散乱された
    放射線エネルギに応答して第２電気信号を生ずる第２放
    射線エネルギ検出器装置と、（ヘ）前記電気信号に応答
    して前記電気信号の対を時間の関数として別々に、かつ
    、独立に、かつ、同時に表示する表示装置と、 を有する前記作像装置。
  10. （１０）特許請求の範囲第９項において、前記第１放射
    線エネルギ検出器装置と前記第２放射線エネルギ検出器
    装置とのいずれもが前記ビームの横断面のどの寸法より
    も大幅に大きな寸法の実効活性領域をもつた放射線エネ
    ルギ検出器を有する、前記作像装置。
  11. （１１）特許請求の範囲第１項または特許請求の範囲第
    ５項ないし第１０項のいずれかにおいて、前記放射線源
    が約３０ＫｅＶから約１００ＫｅＶの領域内に強度を有
    する、前記作像装置。
  12. （１２）特許請求の範囲第１項または特許請求の範囲第
    ５項ないし第１０項のいずれかにおいて、前記放射線エ
    ネルギ検出器装置と前記表示装置との間に接続されてい
    て、かつ、ある時刻に前記放射線検出器装置によつて作
    られた信号を記録して記録体を作り、かつ、別の時刻に
    前記記録体を再生して前記表示装置を駆動することがで
    きる記録・再生装置をさらに有する、前記作像装置。
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