KR101283220B1 - 방사선 검출기 및 방사선 검출 방법 - Google Patents

Abstract

방사선 검출기(6)는 피검사물(2)을 통과한 방사선을 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출한다. 방사선 검출기(6)는 입사한 방사선이 가지는 에너지에 따른 출력 신호를 생성하는 방사선 검출부(10)와, 제1∼제N의 신호 판별 임계값T₁∼T_N에 의해 출력 신호를 판별함과 아울러, 그 판별된 출력 신호를 계수함으로써 복수의 에너지 영역 W₁∼W_N내의 방사선 계수값인 영역별 계수값 A₁∼A_N을 취득하는 신호 처리부(20)를 구비하고 있다. 그리고, 상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N은 피검사물(2)을 통과하기 전의 상태의 방사선(기준 방사선)을 방사선 검출부(10)가 검출하는 경우의 복수의 에너지 영역 W₁∼W_N 각각의 영역별 계수값인 기준 영역별 계수값 A_1(B)∼A_{N (B)}가 대략 균일하게 되도록 설정되어 있다.

에너지, 판별형, 방사선, 영역별, 검출

Description

방사선 검출기 및 방사선 검출 방법{RADIATION DETECTOR AND RADIATION DETECTING METHOD}

본 발명은 에너지 판별형의 방사선 검출기 및 방사선 검출 방법에 관한 것이다.

종래, 방사선 검출기로서 입사한 방사선을 구성하는 방사선 광자(photon)의 에너지에 따라 출력 신호를 생성하고, 그 생성된 출력 신호를 일정시간 계수함으로써 검출하는 광자 계수 방식의 것이 알려져 있다. 이러한 광자 계수 방식의 방사선 검출기로서는, 예를 들면 특허 문헌 1∼3의 것이 있다.

특허 문헌 1의 방사선 검출 장치(방사선 검출기)는 반도체 센서로 방사선을 검출하여 생성되는 출력 신호를 파고(wave height) 판별하고, 각 판별기(discriminator)로부터의 출력에 센서의 광자 에너지대 선량(線量) 감도 의존성에 대응한 보정을 하고 있다. 이러한 보정을 실시함으로써 반도체 센서의 검출가능한 에너지 범위 전체의 검출 감도의 균일화를 도모하고 있다. 또 특허 문헌 2의 방사선 검출기에서는 방사선의 입사 위치마다 에너지 윈도우 폭이 다른 에너지 윈도우를 설정함으로써 입사 위치에 의존한 에너지 스펙트럼의 영향을 보정하고 있다. 또한, 특허 문헌 3의 방사선 검출기에서는 제1의 메인 에너지 윈도우(main energy window)에 대응하는 제1의 계수값을 제2의 서브 에너지 윈도우(sub energy window)에 대응하는 제2의 계수값과, 제2의 서브 에너지 윈도우의 폭에 대한 제1의 메인 에너지 윈도우의 폭의 비에 기초하여 누화(cross talk) 보정하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허공개공보 평7－11575호

특허 문헌 2 : 일본국 특허공개공보 평9－269377호

특허 문헌 3 : 일본국 특허공개공보 평9－318755호

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그런데, 상기 특허 문헌 1에 기재의 방사선 검출기에서는 파고 판별한 계수값에 의해 반도체 센서의 검출 에너지 범위의 검출 감도의 조정을 하고 있지만, 방사선의 검출은 반도체 센서의 상기 검출 에너지 범위 전체에서 행하고 있다. 또, 특허 문헌 2에서는 방사선 검출기로의 방사선의 입사 위치에 따른 검출 에너지 영역의 설정을 하고 있지만, 이것은 각 입사 위치에서 확실히 방사선을 검출하기 위해서이다. 또 특허 문헌 3에서는 Tl－201로부터 출력되는 방사선과 Tc－99m으로부터 출력되는 방사선을 각각 검출하는 에너지 윈도우간의 누화(cross talk)를 보정하고 있지만, 하나의 방사선(예를 들면, Tl－201로부터 출력되는 방사선)에 대해서는 하나의 에너지 윈도우로 검출하고 있다.

한편, 근년, 방사선 조사부로부터 출력되는 방사선을 피검사물에 조사하여 실시하는 비파괴 검사 등에 적용되는 방사선 검출기에서는 에너지 판별형의 것이 요구되고 있다. 에너지 판별형의 방사선 검출기에서는 방사선 검출기에 입사하는 방사선을 방사선 광자의 에너지값에 따라 에너지 판별하여 검출하는 것이다.

이러한 에너지 윈도우마다의 방사선 계수값을 얻는 경우의 하나의 방법으로서는 각 에너지 윈도우의 폭을 대략 일정하게 하는 것이 생각될 수 있다. 그렇지만, 통상 피검사물에 조사되는 방사선 자체가 에너지 특성을 가지고 있으므로 상기와 같이 같은 에너지 간격으로 나눈 에너지 윈도우간에는 방사선 자체의 에너지 특성에 따른 검출 감도의 차가 생기게 된다.

그래서, 본 발명은 복수의 에너지 영역간의 검출 감도의 균일화가 도모된 에너지 판별형의 방사선 검출기 및 방사선 검출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

본 발명과 관련되는 방사선 검출기는 피검사물에 조사되고 피검사물을 통과한 방사선을 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출하는 방사선 검출기로서 입사한 방사선이 가지는 에너지에 따른 출력 신호를 생성하는 방사선 검출부와, 복수의 에너지 영역을 나누기 위한 N개(N은 1 이상의 정수)의 에너지값에 대응하는 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 출력 신호를 판별함과 아울러, 그 판별된 출력 신호를 계수함으로써 복수의 에너지 영역 내의 소정 시간당의 방사선 계수값인 영역별 계수값을 취득하는 신호 처리부를 구비하고, 피검사물에 조사되는 방사선으로서, 피검사물을 통과하기 전의 상태의 방사선을 기준 방사선으로 하였을 때, 제1∼제N의 신호 판별 임계값은 기준 방사선을 방사선 검출부가 검출하는 경우에 있어서의 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값인 기준 영역별 계수값이 대략 균일하게 되도록 설정되어 있다.

이 구성에서는 방사선 검출부로부터 출력되는 출력 신호를 신호 판별부가 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 판별한다. 그리고, 그 판별된 출력 신호를 신호 판별부가 더 계수함으로써 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값이 취득된다. 이에 의해, 방사선 검출부에 입사하는 방사선을 그 방사선이 가지는 에너지에 따라 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출할 수가 있다.

그런데, 기준 방사선은 피검사물에 조사되는 방사선으로서 피검사물에 조사되기 전의 상태의 방사선이므로, 피검사물을 통과한 방사선을 방사선 검출기로 검출하는 경우에는 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값 각각은 대응하는 에너지 영역의 기준 영역별 계수값에 대해서 변화하게 된다. 따라서, 복수의 에너지 영역에 있어서의 검출 감도는 기준 영역별 계수값으로 정해진다. 그리고, 상기 방사선 검출기에서는 제1∼제N의 신호 판별 임계값이 복수의 에너지 영역의 기준 영역별 계수값이 대략 균일하게 되도록 설정되어 있으므로, 복수의 에너지 영역간의 검출 감도의 대략 균일화가 도모되고 있다.

또한, 상기 방사선 검출 장치의 신호 처리부는 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 출력 신호를 판별하는 신호 판별부와, 신호 판별부에 의해 판별된 출력 신호를 계수함으로써, 제1∼제N의 신호 판별 임계값 마다의 소정 시간당의 방사선 계수값인 임계값별 계수값을 취득하는 계수부와, 계수부에 의해 취득된 임계값별 계수값에 기초하여 영역별 계수값을 산출하는 연산부와, 신호 판별부에 있어서의 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 복수의 에너지 영역의 기준 영역별 계수값이 대략 균일하게 되도록 설정하는 임계값 설정부를 가지는 것이 바람직하다.

이 구성에서는, 방사선 검출부로부터의 출력 신호는 신호 판별부에 있어서 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 판별된 후, 계수부에 의해 계수된다. 따라서, 제1∼제N의 신호 판별 임계값 각각에 대해서 임계값별 계수값을 취득할 수 있다. 그리고, 연산부가 계수부에서 취득된 임계값별 계수값에 기초하여, 제1∼제N의 신호 판별 임계값으로 정해지는 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값을 산출하므로, 복수의 에너지 영역 각각의 영역별 계수값을 취득할 수 있다. 또, 신호 처리부가 가지는 임계값 설정부가 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하기 때문에, 방사선 검출기를 사용할 때마다 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 것이 가능하다.

이와 같이, 신호 처리부가 임계값 설정부를 가지는 방사선 검출기에서는 제1의 신호 판별 임계값은 N개의 에너지값 중 최소의 에너지값에 대응하고 있고, 방사선 검출부가 기준 방사선을 검출하는 경우에 있어서, 제1의 신호 판별 임계값에 의해 취득되는 임계값별 계수값을 복수의 에너지 영역의 개수에서 제한 값을 규정치로 하였을 때, 임계값 설정부는 복수의 에너지 영역의 기준 영역별 계수값이 규정치에 대략 일치하도록 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 것이 바람직하다.

제1의 신호 판별 임계값이 최소의 에너지값에 대응하고 있으므로, 제1의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값은 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값 중에서 최대의 값으로 된다. 따라서, 상기 규정치에 기초하여 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정함으로써, 복수의 에너지 영역마다의 기준 영역별 계수값을 크게 할 수가 있다. 그 결과, 검출 감도의 균일화와 아울러 검출 감도의 저하를 억제할 수 있다.

또, 상기 방사선 검출 장치가 가지는 신호 처리부는 피검사물을 통과한 방사선을 방사선 검출부가 검출하는 경우에 복수의 에너지 영역마다의 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값에 기초하여 작성하는 것이 바람직하다. 이 방사선 검출 장치에서는 복수의 에너지 영역의 검출 감도가 균일화한다. 그 때문에 상기와 같이 하여 작성된 영역별 화상 데이터를 이용하여 형성되는 각 에너지 영역에 대한 피검사물의 화상의 화질이 화상간에 대략 균일화하게 된다.

또, 신호 처리부가 신호 판별부, 계수부 및 연산부를 가지는 방사선 검출기에서는 제1의 신호 판별 임계값은 N개의 에너지값 중 최소의 에너지값에 대응하고 있고, 연산부가 복수의 에너지 영역마다의 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값에 기초하여 작성하고, 피검사물의 재질 정보를 추출한 재질 식별 화상을 형성하기 위한 재질 식별용 화상 데이터를 복수의 영역별 화상 데이터에 기초하여 작성함과 아울러, 피검사물의 형상을 나타내는 형상 인식 화상을 형성하기 위한 형상 인식용 화상 데이터를 계수부에 있어서 취득되는 제1의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값에 기초하여 작성한 후, 형상 인식 화상과 재질 식별 화상을 합성한 합성 화상을 형성하기 위한 합성 화상용 화상 데이터를 형상 인식용 화상 데이터와 재질 식별용 화상 데이터로부터 작성하는 것이 바람직하다.

이 경우 연산부에 의해 검출 감도의 균일화가 도모되고 있는 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값에 기초하여 영역별 화상 데이터가 작성된다. 그 결과 각 에너지 영역에 대한 피검사물의 화상을 화상간의 화질이 대략 균일화한 상태로 얻는 것이 가능하다.

또, 연산부는 복수의 영역별 화상 데이터를 이용하여 피검사물의 재질 정보를 추출한 재질 식별 화상을 형성하기 위한 재질 식별용 데이터를 작성한다. 그 결과, 작성된 재질 식별용 화상 데이터로부터 재질 식별 화상을 얻을 수 있고, 결과적으로 피검사물에 포함되는 재질의 차이를 특정하는 것이 가능하다.

또한, 연산부는 제1의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값에 기초하여 형상 인식용 화상 데이터를 작성한다. 제1의 신호 판별 임계값은 최소의 에너지값에 대응하고 있으므로, 제1의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값은 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 대해서 취득되는 임계값별 계수값 중에서 최대의 값으로 된다. 따라서, 형상 인식용 화상 데이터로부터 형성되는 형상 인식 화상에 의해 피검사물의 형상을 확실히 인식가능하다.

그런데, 복수의 에너지 영역마다의 피검사물의 화상, 및 재질 식별 화상에서는, 검출 에너지 영역을 제한하고 있기 때문에, 예를 들면 임계값별 계수값을 이용하여 형성되는 피검사물의 화상에 비하면 잡음(noise)의 영향이 커지는 경향이 있다. 이에 대해서, 상기 방사선 검출 장치에서는 연산부가 형상 인식용 화상 데이터와 재질 식별용 화상 데이터로부터 합성 화상용 화상 데이터를 작성하고 있다. 이 합성 화상용 데이터로부터 형성되는 합성 화상은, 형상 인식 화상과 재질 식별 화상이 합성되어 있기 때문에 피검사물에 포함되는 재질이 다른 부분의 형상을 확인하면서 동시에 그 부분의 재질을 특정하는 것이 가능하다.

또, 본 발명과 관련되는 방사선 검출 방법은 방사선을 검출하는 방사선 검출부와, 방사선 검출부로부터 출력되는 출력 신호를 신호 판별 임계값에 의해 판별하여 계수하는 신호 처리부를 가지는 방사선 검출기에 의해, 피검사물에 조사되고 피검사물을 통과한 방사선을 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출하는 방사선 검출 방법으로서, (1)방사선 검출부에 의해 방사선을 검출하고 그 검출된 방사선이 가지는 에너지에 따른 출력 신호를 생성하는 검출 공정과, (2)복수의 에너지 영역을 나누기 위한 N개(N은 1 이상의 정수)의 에너지값에 대응하는 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 이용하여 검출 공정에서 생성된 출력 신호를 신호 처리부에서 판별하는 신호 판별 공정과, (3)신호 판별 공정에서 판별된 상기 출력 신호를 상기 신호 처리부에 있어서 계수함으로써 복수의 에너지 영역 내의 소정 시간당의 방사선 계수값인 영역별 계수값을 취득하는 계수값 취득 공정을 구비하고, 피검사물에 조사되는 방사선으로서 피검사물을 통과하기 전의 상태의 방사선을 기준 방사선으로 하였을 때, 제1∼제N의 신호 판별 임계값은 기준 방사선을 상기 검출 공정에 있어서 검출하는 경우에 있어서의 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값인 기준 영역별 계수값이 대략 균일하게 되도록 설정되어 있다.

이 경우, 검출 공정에 있어서 생성되는 출력 신호를 신호 판별 공정에 있어서, 신호 판별부가 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 판별한다. 그리고, 그 판별된 출력 신호를 계수 공정에 있어서 신호 판별부가 더 계수함으로써, 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 대응하는 에너지값으로 나누어진 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값이 취득된다. 그 때문에, 방사선 검출부에 입사하는 방사선을 그 방사선이 가지는 에너지에 따라 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출할 수가 있다.

그런데, 기준 방사선은 피검사물에 조사되는 방사선으로서 피검사물에 조사되기 전의 상태의 방사선이므로, 피검사물을 통과한 방사선을 검출 공정에서 검출하는 경우에는, 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값 각각은 대응하는 에너지 영역의 기준 영역별 계수값에 대해서 변화하게 된다. 따라서, 복수의 에너지 영역에 있어서의 검출 감도는 기준 영역별 계수값으로 정해지게 된다. 그리고, 상기 방법에서는 제1∼제N의 신호 판별 임계값이 복수의 에너지 영역의 기준 영역별 계수값이 대략 균일하게 되도록 설정되어 있으므로, 복수의 에너지 영역간의 검출 감도의 대략 균일화가 도모되고 있다.

또, 상기 방사선 검출 방법의 계수값 취득 공정은 신호 판별 공정에서 판별된 출력 신호를 계수함으로써, 제1∼제N의 신호 판별 임계값마다의 소정 시간당의 방사선 계수값인 임계값별 계수값을 취득하는 계수 공정과, 계수 공정에서 취득된 임계값별 계수값에 기초하여 영역별 계수값을 산출하는 연산 공정을 가지는 것이 바람직하다.

이 경우에는, 신호 판별 공정에 있어서 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 판별된 출력 신호가 계수 공정에 있어서 계수됨으로써, 제1∼제N의 신호 판별 임계값마다의 소정 시간당의 방사선 계수값인 임계값별 계수값을 취득할 수 있다. 그리고, 연산 공정에 있어서 계수 공정에서 취득된 임계값별 계수값에 기초하여 영역별 계수값을 산출하므로 복수의 에너지 영역 각각의 영역별 계수값을 취득할 수 있다.

또, 상기 방사선 검출 방법에서는 상기 검출 공정에 있어서 방사선 검출부가 피검사물을 통과한 방사선을 검출하는 경우에, 복수의 에너지 영역마다의 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 계수값 취득 공정에서 취득되는 영역별 계수값에 기초하여 작성하는 영역별 화상 데이터 작성 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.

이 방사선 검출 방법에서는 복수의 에너지 영역의 검출 감도가 균일화한다. 그 때문에, 상기와 같이 하여 작성된 영역별 화상 데이터를 이용하여 형성되는 각 에너지 영역에 대한 피검사물의 화상의 화질이 화상간에 대략 균일화하게 된다.

또한, 계수값 취득 공정이 계수 공정 및 연산 공정을 가지는 방사선 검출 방법에서는 제1의 신호 판별 임계값은 N개의 에너지값 중의 최소의 에너지값에 대응하고 있고, 검출 공정에 있어서 방사선 검출부가 피검사물을 통과한 방사선을 검출하는 경우에, 피검사물의 화상을 형성하기 위한 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성 공정을 더 구비하고, 화상 데이터 작성 공정은 (1)피검사물의 형상을 나타내는 형상 인식 화상을 형성하기 위한 형상 인식용 화상 데이터를 계수값 취득 공정에 있어서 제1의 신호 판별 임계값에 의해 취득되는 임계값별 계수값에 기초하여 작성하는 형상 인식용 화상 데이터 작성 공정과, (2)복수의 에너지 영역마다의 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 계수값 취득 공정에서 취득되는 영역별 계수값에 기초하여 작성하는 영역별 화상 데이터 작성 공정과, (3)피검사물의 재질 정보를 추출한 재질 식별 화상을 형성하기 위한 재질 식별용 화상 데이터를 영역별 화상 데이터 작성 공정에서 작성된 복수의 에너지 영역에 대응하는 영역별 화상 데이터에 기초하여 작성하는 재질 식별용 화상 데이터 작성 공정과, (4)형상 인식 화상과 재질 식별 화상을 합성한 합성 화상을 형성하기 위한 합성 화상용 화상 데이터를 형상 인식용 화상 데이터와 재질 식별용 화상 데이터로부터 작성하는 합성 화상용 화상 데이터 작성 공정을 가지는 것이 바람직하다.

이 경우, 화상 데이터 작성 공정의 형상 인식용 화상 데이터 작성 공정에 있어서, 제1의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값에 기초하여 형상 인식용 화상 데이터가 작성된다. 제1의 신호 판별 임계값은 최소의 에너지값에 대응하고 있으므로, 제1의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값은 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 대해서 취득되는 임계값별 계수값 중에서 최대의 값으로 된다. 따라서, 형상 인식용 화상 데이터로부터 형성되는 형상 인식 화상에 의해 피검사물의 형상을 확실히 인식가능하다.

또, 화상 데이터 작성 공정의 영역별 화상 데이터 작성 공정에 있어서, 검출 감도의 균일화가 도모되고 있는 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값에 기초하여 영역별 화상 데이터가 작성된다. 그 결과, 각 에너지 영역에 대한 피검사물의 화상을 화상간의 화질이 대략 균일화한 상태로 얻는 것이 가능하다.

또한, 화상 데이터 작성 공정의 재질 인식용 화상 데이터 작성 공정에 있어서, 복수의 영역별 화상 데이터를 이용하여 피검사물의 재질 정보를 추출한 재질 식별 화상을 형성하기 위한 재질 식별용 화상 데이터를 작성한다. 그 결과, 작성된 재질 식별용 화상 데이터로부터 재질 식별 화상을 얻을 수 있고, 결과적으로 피검사물에 포함되는 재질의 차이를 특정하는 것이 가능하다.

그런데, 복수의 에너지 영역마다의 피검사물의 화상, 및 재질 식별 화상에서는 검출 에너지 영역을 제한하고 있기 때문에, 예를 들면 임계값별 계수값을 이용하여 형성되는 피검사물의 화상에 비하면 잡음의 영향이 커지는 경향이 있다. 이에 대해서, 상기 방사선 검출 방법에서는 화상 데이터 작성 공정의 합성 화상용 화상 데이터 작성 공정에 있어서 형상 인식용 화상 데이터와 재질 식별용 화상 데이터로부터 합성 화상용 화상 데이터를 작성하고 있다. 이 합성 화상용 화상 데이터로부터 형성되는 합성 화상은 형상 인식 화상과 재질 식별 화상이 합성되어 있기 때문에 피검사물에 포함되는 재질이 다른 부분의 형상을 확인하면서 동시에 그 부분의 재질을 특정하는 것이 가능하다.

또, 상기 방사선 검출 방법에서는 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 임계값 설정 공정을 더 구비하고, 임계값 설정 공정은 제1의 신호 판별 임계값을 상기 N개의 에너지값 중의 최소의 에너지값에 대응하도록 설정하는 제1의 설정 공정과, 방사선 검출부에 의해 기준 방사선을 검출하여 기준 방사선의 에너지에 대응한 출력 신호인 기준 출력 신호를 생성하는 기준 방사선 검출 공정과, 신호 처리부에 있어서 제1의 신호 판별 임계값에 의해 기준 출력 신호를 판별하여 계수함으로써, 소정 시간당의 방사선 계수값인 기준 계수값을 취득하는 기준 계수값 취득 공정과, 신호 처리부에 있어서의 신호 판별 임계값을 변화시키면서 기준 출력 신호를 신호 처리부에 있어서 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 방사선 계수값, 및 기준 계수값을 이용하여 제1∼제N의 신호 판별 임계값 중 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 제2의 설정 공정을 가지는 것이 바람직하다.

이 경우, 기준 방사선 검출 공정에서 생성되는 기준 출력 신호를 제1의 설정 공정에서 설정한 제1의 신호 판별 임계값에 의해 판별하여 계수함으로써 기준 계수값을 취득한다. 그리고, 신호 판별 임계값을 변화시키면서 신호 처리부에 있어서 취득되는 방사선 계수값과, 상기 기준 계수값을 이용하여 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정한다.

기준 계수값 취득 공정에서 취득되는 기준 계수값은 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 취득되는 방사선 계수값(임계값별 계수값) 중 최대의 값으로 된다. 그 때문에, 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값이 대략 균일하게 되도록 설정되는 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 기준 계수값을 이용하여 설정함으로써, 복수의 에너지 영역의 검출 감도를 높이는 것이 가능하다. 또 신호 판별 임계값을 변화시키면서 각 신호 판별 임계값에 대해서 취득되는 방사선 계수값을 이용하여 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하고 있으므로, 보다 확실히 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값이 대략 균일하게 되도록 설정하는 것이 가능하다.

상기 임계값 설정부가 가지는 제2의 설정 공정은 제2∼제N의 신호 판별 임계값 중 제m의 신호 판별 임계값(m은 2∼N의 정수)을 설정하는 공정으로서, 신호 처리부에 있어서의 신호 판별 임계값을 제(m―1)의 신호 판별 임계값으로부터 변화시키면서 기준 출력 신호를 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 방사선 계수값과, 신호 처리부에 있어서의 신호 판별 임계값을 제(m－1)의 신호 판별 임계값으로서 기준 출력 신호를 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 방사선 계수값과의 차가 기준 계수값에 의해 정해지는 규정치에 대략 일치하였을 때의 신호 판별 임계값을 제m의 신호 판별 임계값으로서 설정하는 제m의 임계값 설정 공정을 가지고 있고, 제m의 임계값 설정 공정을 반복함으로써 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 것이 바람직하다.

제(m―1)의 신호 판별 임계값으로부터 신호 판별 임계값을 변화시키면서 기준 출력 신호를 판별하여 취득되는 방사선 계수값과, 제(m－1)의 신호 판별 임계값으로 기준 출력 신호를 판별하여 취득되는 방사선 계수값과의 차는 그 2개의 신호 판별 임계값에 대응하는 에너지값 간의 영역별 계수값에 상당한다. 따라서, 그 영역별 계수값이 규정치에 대략 일치하도록 제m의 신호 판별 임계값을 결정함으로써 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값이 대략 일치하도록 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정할 수 있다.

또, 상기 방사선 검출 방법이 가지는 임계값 설정 공정의 제1의 설정 공정에서는, 방사선 검출부에 방사선이 입사하고 있지 않은 경우에 있어서, 방사선 검출부로부터 출력되는 출력 신호를 신호 처리부의 신호 판별 임계값을 변화시키면서 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 계수값이 기준값 이하로 되었을 때의 신호 판별 임계값을 제1의 신호 판별 신호로서 설정하는 것이 매우 적합하다.

방사선 검출부에 방사선을 조사하고 있지 않은 상태에서도 방사선 검출부로부터 출력 신호가 출력되는 경우가 있고, 이러한 출력 신호가 신호 처리부에서 계수된 계수 결과는 방사선 검출시에는 다크 카운트(dark count)값으로서 알려진 잡음으로 된다. 상기와 같이 제1의 신호 판별 임계값을 설정함으로써, 다크 카운트 값의 영향을 저감하는 것이 가능하고, 방사선의 보다 정확한 검출을 가능하게 한다.

<발명의 효과>

본 발명에 의한 방사선 검출기 및 방사선 검출 방법에 의하면, 방사선을 복수의 에너지 영역 간에 있어서 대략 균일한 검출 감도로 에너지를 판별하여 검출할 수가 있다.

도 1은 본 발명과 관련되는 방사선 검출기의 일실시 형태를 적용한 비파괴 검사 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 도 1에 나타낸 방사선 검출기의 신호 판별부의 구성을 나타내는 개략 구성도이다.

도 3은 기준 방사선의 에너지 특성의 일례를 나타내는 모식도이다.

도 4는 피검사물의 일례의 모식도이다.

도 5는 도 4에 나타낸 피검사물을 구성하는 각 부재를 통과한 방사선의 에너지 특성의 모식도이다.

도 6은 제1의 신호 판별 임계값을 설정하는 공정의 개략도이다.

도 7은 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 공정의 개략도이다.

도 8은 본 발명과 관련되는 방사선 검출 방법의 일실시 형태의 플로차트이다.

도 9는 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 공정의 플로차트이다.

도 10은 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 공정으로서 도 9에 이어지 는 공정의 플로차트이다.

도 11은 복수의 에너지 영역의 설정의 일례를 나타내는 도이다.

도 12는 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값을 대략 균일화하는 경우의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다.

도 13은 복수의 에너지 영역을 같은 에너지 간격으로 나눈 경우의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다.

도 14는 실시예에서 사용한 피검사물의 사진에 대응하는 도이다.

도 15는 도 14에 나타낸 피검사물의 형상 인식 화상에 대응하는 도이다.

도 16은 복수의 에너지 영역마다의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다.

도 17은 도 14에 나타낸 피검사물의 재질 식별 화상에 대응하는 도이다.

도 18은 도 14에 나타낸 피검사물의 합성 화상에 대응하는 도이다.

도 19는 본 발명과 관련되는 방사선 검출 방법의 다른 실시 형태의 플로차트이다.

<부호의 설명>

1…비파괴 검사 시스템 2…피검사물

2A, 2B, 2C, 2D, 2E…부재(재질이 다른 부분)

3…방사선 조사부 4…방사선 검출 장치

6…방사선 검출기 7…제어 장치

10…방사선 검출부 20…신호 처리부

40…신호 판별부 50…임계값 설정부

60…계수부 80…연산부

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 도면을 참조하여 본 발명과 관련되는 방사선 검출기 및 방사선 검출 방법의 실시 형태에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명과 관련되는 방사선 검출기의 일실시 형태를 적용한 비파괴 검사 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 방사선 검출기의 신호 판별부의 구성을 나타내는 개략 구성도이다. 도 2에서는 신호 판별부의 구성의 일부를 나타내고 있다.

비파괴 검사 시스템(1)은 피검사물(2)을 비파괴 검사하는 것으로서 예를 들면, 공항에서의 수화물 검사나 식품 중의 혼입물 검사 등에 이용된다. 비파괴 검사 시스템(1)은 피검사물(2)에 조사하는 방사선을 출력하는 방사선 조사부(3)와, 방사선을 검출하는 방사선 검출 장치(4)와, 피검사물(2)의 검사 위치를 조정하기 위한 위치 조정 수단(5)을 포함하여 구성되어 있다. 위치 조정 수단(5)은 예를 들면, 피검사물(2)을 보유하면서 이동하게 하는 조작기(manipulator)라도 좋고, 피검사물(2)을 재치함과 아울러, 방사선의 조사 방향과 대략 직교하는 방향으로 피검사물(2)을 이동 가능한 스테이지(stage)라도 좋다.

방사선 조사부(3)는, 예를 들면 X선(방사선)을 출력하는 X선관(방사선 원(source))이다. 이 방사선 조사부(3)로부터 출력되어 피검사물(2)에 조사되는 방사선으로서, 피검사물(2)을 통과하기 전의 상태의 방사선을 기준 상태의 방사선으 로서 기준 방사선으로도 칭한다. 방사선 조사부(3)는 X선관 등의 방사선 원으로부터 출력되는 방사선의 파형을 정형(整形)하거나 소망한 에너지 영역을 잘라내기 위한 필터 등의 방사선 조정부(도시하지 않음)를 가지고 있어도 좋다. 이러한 방사선 조정부를 구비하는 경우에는, 방사선 원으로부터 출력되어 방사선 조정부를 통과한 방사선이 방사선 조사부(3)로부터 출력되는 기준 방사선으로 된다. 이 기준 방사선은, 예를 들면 도 3에 나타내듯이 에너지가 높아짐에 따라 방사선 광자 수가 감소하는 것 같은 에너지 특성을 가진다.

도 1 및 도 2에 나타내듯이, 방사선 검출 장치(4)는 광자 계수법에 의해 방사선을 검출하는 방사선 검출기(6)와, 방사선 검출기(6)를 제어하는 제어 장치(7)로 구성되어 있다. 제어 장치(7)는 키보드 등의 입력부(7A) 및 디스플레이 등의 출력부(7B)를 가짐과 아울러, CPU 등을 포함한 제어부(7C)를 가지는 퍼스널 컴퓨터(PC)이다. 제어 장치(7)는 입력부(7A)를 이용하여 방사선 검출기(6)에 데이터를 입력함과 아울러, 방사선 검출기(6)로부터 출력되는 데이터를 출력부(7B)를 이용하여 표시한다. 또, 제어 장치(7)는 위치 조정 수단(5)을 제어하여 피검사물(2)의 검사 위치를 조정하는 기능도 가진다. 여기에서는, 제어 장치(7)는 제어부(7C)를 가지는 PC로 하였지만 입력부(7A) 및 출력부(7B)를 구비하고 있으면 좋다.

방사선 검출기(6)는 에너지 판별형의 검출기로서, 입사하는 방사선을 그 방사선의 에너지에 따라 도 3에 나타내는 것 같은 N개(도 3에서는 N은 5)의 에너지값 E₁∼E_N 으로 구분되는 에너지 윈도우(에너지 영역) W₁~W_N으로 판별하여 검출한다. 도 3에 나타내듯이, 에너지 윈도우 W_N은 에너지값 E_N과 기준 방사선의 최대 에너지값 E_MAX로 설정되는 에너지 영역에 대응한다. 최대 에너지값 E_MAX라는 것은 기준 방사선의 에너지 특성에 있어서, 강도가 거의 0이 되는 에너지값으로서, 예를 들면, 방사선이 X선 관으로부터 출력되는 X선의 경우는 X선 관에 인가한 관(管) 전압의 최대치에 상당하는 에너지이다. 방사선 검출기(6)의 구성에 대해서 보다 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 나타내듯이, 방사선 검출기(6)는 방사선을 검출하여 그 방사선의 에너지에 따른 출력 신호를 생성하는 방사선 검출부(10)를 가진다.

방사선 검출부(10)는 방사선을 검출하는 복수(예를 들면, 64개)의 방사선 검출 소자(11)(도 2 참조)가 라인 형상으로 배열되어 이루어지는 라인 센서이다. 각 방사선 검출 소자(11)로서는 텔루화 카드뮴(CdTe)을 이용한 것이 예시된다. 방사선 검출 소자(11)는 입사한 방사선을 구성하는 방사선 광자의 에너지값에 따른 파고값을 가지는 펄스 신호(출력 신호)를 생성하여 방사선 검출기(6)가 가지는 신호 처리부(20)로 출력한다.

신호 처리부(20)는 방사선 검출부(10)에 전기적으로 접속된 특정 용도 전용 IC(ASIC) 등에 예시되는 것 같은 신호 처리 회로로서, 방사선 검출부(10)로부터 입력되는 펄스 신호에 소정의 신호 처리(예를 들면, 계수 처리나 화상 형성 처리 등)를 실시한다. 신호 처리부(20)는 제어 장치(7)에 전기적으로 접속되어 있고, 입력부(7A)를 통과하여 입력된 데이터 등을 받음과 아울러, 신호 처리부(20)에서 신호 처리되어 얻어진 데이터(방사선 계수값 데이터나, 화상 데이터 등)를 제어 장치(7)로 출력한다.

신호 처리부(20)는 방사선 검출부(10)로부터 입력되는 펄스 신호를 증폭하는 증폭부(30)를 가진다. 증폭부(30)는 각 방사선 검출 소자(11)에 대응한 증폭기(31)(도 2 참조)로 이루어지고, 증폭기(31)는 각 방사선 검출 소자(11)로부터 입력되는 펄스 신호를 증폭함과 아울러 그 파형을 정형한다. 증폭기(31)는 증폭한 펄스 신호(이하,「증폭 펄스 신호」라고 칭함)를 신호 판별부(40)로 입력한다.

신호 판별부(40)는 증폭부(30)로부터 입력되는 증폭 펄스 신호를 임계값 설정부(50)에 의해 설정되는 제1∼제N의 신호 판별 임계값 T₁~T_N(이하, 간단히「신호 판별 임계값 T₁~T_N」라고도 칭함)로 판별한 후 계수부(60)로 출력한다. N개의 신호 판별 임계값 T₁~T_N은 복수의 에너지 윈도우 W₁~W_N을 구분하는 N개의 에너지값 E₁∼E_N에 대응하고 있고, 증폭 펄스 신호로부터 소정의 파고값 이상의 증폭 펄스 신호를 판별하기 위해서 사용된다.

도 2에 나타내듯이, 신호 판별부(40)는 복수의 방사선 검출 소자(11) 각각에 대응하는 판별기 유닛(41)을 가지고 있다. 각 판별기 유닛(41)은 N개(도 2에서는, N은 5)의 파고 판별기(42₁∼42_N)로 구성되어 있다. 파고 판별기(42₁∼42_N)에는 각각 신호 판별 임계값 T₁~T_N이 할당되어 있고, 신호 판별 임계값 T₁~T_N에 대응한 전압값을 가지는 전압 신호가 입력된다.

파고 판별기(42₁∼42_N)는 각 방사선 검출 소자(11)로부터 출력되고, 대응하는 증폭기(31)에서 증폭된 증폭 펄스 신호를 신호 판별 임계값 T₁~T_N에 따라 판별하여 출력 펄스 신호를 생성한다.

계수부(60)는 신호 판별부(40)에서 판별된 출력 펄스 신호를 계수 처리한다. 계수부(60)는 복수(예를 들면, 64개)의 판별기 유닛(41) 각각에 대응한 계수기 유닛(61)을 가지고 있다. 각 계수기 유닛(61)은 판별기 유닛(41)을 구성하는 파고 판별기(42₁∼42_N)에 전기적으로 접속된 계수기(62₁∼62_N)로 이루어진다.

계수기(62₁∼62_N)는 대응하는 파고 판별기(42₁∼42_N)로부터 출력되는 출력 펄스 신호를 일정한 축적 시간(소정 시간) 계수하여 그 축적 시간당의 방사선 계수값 C₁~C_N을 취득한다. 각 방사선 계수값 C₁~C_N은 신호 판별 임계값 T₁~T_N에 대응하는 에너지값 E₁∼E_N이상의 에너지를 가지는 방사선 광자 수에 상당한다. 이하에서는, 신호 판별 임계값 T₁~T_N(신호 판별 임계값 T)에 대한 방사선 계수값 C₁~C_N(방사선 계수값 C)을 임계값별 계수값 C[T₁]~C[T_N](임계값별 계수값 C[T])라고도 칭한다. 임계값 계수값 C[T₁]~C[T_N]은 신호 처리부(20)가 가지는 기억부(70)(도 1 참조)에 저장된다.

도 1에 나타내듯이, 신호 처리부(20)는 계수부(60)에서 취득되는 임계값별 계수값 C[T₁]~C[T_N]에 여러 가지의 연산 처리를 실시하는 연산부(80)를 더 가진다.

연산부(80)는 계수부(60)에서 얻어진 임계값별 계수값 C[T₁]~C[T_N]에 기초하여 N개의 에너지 윈도우 W₁~W_N마다 축적 시간당의 방사선 계수값(이하, 「영역별 계수값」이라고 칭함) A₁~A_N을 산출한다. 영역별 계수값 A₁~A_N은 예를 들면, 인접하는 신호 판별 임계값 T₁~T_N에 대한 임계값별 계수값 C[T₁]~C[T_N]의 차를 취함으로써 산출된다. 구체적으로는, 예를 들면 임계값별 계수값 C[T₁]과 임계값별 계수값 C[T₂]의 차를 취함으로써, 에너지 윈도우 W₁내의 영역별 계수값 A₁이 산출된다. 산출된 영역별 계수값 A₁~A_N은 기억부(70)에 저장된다.

또, 연산부(80)는 임계값별 계수값 C[T₁]~C[T_N]나 영역별 계수값 A₁~A_N을 이용하여 피검사물(2)의 화상 형성용의 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성부로서의 기능도 가진다. 연산부(80)는 에너지값 E₁∼E_N중 최소의 에너지값 E₁에 대응하는 제1의 신호 판별 임계값 T₁에 의해 판별된 임계값별 계수값 C[T₁]을 방사선 검출부(10) 내의 방사선 검출 소자(11)의 위치 정보 및 피검사물(2)의 검사 위치 정보(측정 라인)에 대응시켜 매핑(mapping)한다. 이에 의해, 방사선에 의한 피검사물(2)의 투과상으로서 피검사물(2)의 형상을 나타내는 화상(이하,「형상 인식 화상」이라고 칭함)을 형성하기 위한 형상 인식용 화상 데이터를 작성한다.

또, 연산부(80)는 각 영역별 계수값 A₁~A_N을 상기 형상 인식용 화상 데이터 작성의 경우와 마찬가지로 매핑함으로써, 에너지 윈도우 W₁~W_N 마다 피검사물(2)의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 작성한다. 에너지 윈도우 W₁~W_N마다의 영역별 화상 데이터는 검출 에너지 영역이 제한된 상태에서 취득되는 영역별 계수값 A₁~A_N에 의해 작성되므로, 영역별 화상 데이터에는 피검사물(2)에 포함되는 재질이 다른 부분의 재질 정보의 적어도 일부(예를 들면, 투과 특성 중 검출 에너지 영역에서 잘라내지는 부분)가 포함되게 된다. 그 결과, 후술하듯이 각 에너지 윈도우 W₁~W_N에 대응하는 영역별 화상 데이터 중 복수의 영역별 화상 데이터를 이용하여 재질 정보를 추출하는 것이 가능하다.

연산부(80)는 복수의 영역별 화상 데이터에 대해서, 각 영역별 화상 데이터에 포함되는 재질 정보를 추출하는 재질 식별용의 연산 처리를 실시함으로써, 피검사물(2)의 재질을 식별 가능한(재질 정보를 추출한) 재질 식별 화상을 형성하기 위한 재질 식별용 화상 데이터를 작성한다. 또한, 연산부(80)는 작성한 재질 식별용 화상 데이터를 형상 인식용 화상 데이터에 중첩하는 처리를 실시함으로써, 재질 식별용 화상과 형상 인식용 화상을 합성한 합성 화상을 형성하기 위한 합성 화상용 화상 데이터를 더 작성한다.

상기 재질 식별용 화상 데이터를 작성하는 원리에 대해서 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다. 도 4는 피검사물의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 4에 나타내듯이, 피검사물(2)은 재질이 다른 3개의 부재(2A, 2B, 2C)를 가지고 있고, 부재(2A)의 일측면에 부재(2B) 및 부재(2C)가 장착된 것으로 한다. 도 5는 도 4에 나 타낸 피검사물을 구성하는 각 부재(2A∼2C)를 통과한 방사선의 에너지 특성의 모식도이다. 도 5에 있어서 가로축은 에너지를 나타내고, 세로축은 방사선 흡수도를 나타내고 있다. 또, 도 5 중에 나타난 3개의 에너지 특성은 도 5 중에 있어서 위로부터 순서로 부재(2A, 2B, 2C)에 대응하는 것이다. 각 부재(2A∼2C)를 통과한 방사선의 에너지 특성은 각각 단독으로 방사선이 통과하는 경우의 것이다. 따라서, 도 4에 나타낸 것처럼, 부재(2A) 상에 부재(2B), 부재(2C)가 포개져 있는 경우, 피검사물(2)을 통과한 방사선의 에너지 특성은 각각의 부재(2A∼2C)의 영향을 받은 것으로 되기 때문에, 도 5에 나타낸 각 에너지 특성과 겹쳐지게 된다.

하나의 신호 판별 임계값으로 취득되는 임계값별 계수값을 이용하여 피검사물(2)의 화상을 형성하는 경우에는, 그 신호 판별 임계값에 대응하는 에너지값 이상의 에너지값을 가지는 방사선 광자가 모두 계수되게 되므로, 각 부재(2A∼2C)를 통과한 방사선의 에너지 특성을 선별할 수 없다.

한편, 영역별 계수값 A₁~A_N을 이용하여 형성되는 에너지 윈도우 W₁~W_N의 피검사물(2)의 화상에서는 검출 에너지 영역이 제한되어 있으므로, 에너지 윈도우 W₁~W_N마다, 각 부재(2A∼2C)를 통과한 방사선의 에너지 특성의 차이가 반영되어 있게 된다. 따라서, 에너지 윈도우 W₁~W_N의 피검사물(2)의 화상을 구성하는 영역별 화상 데이터에 대해서 이른바 사칙 연산을 이용한 연산 처리를 실시함으로써, 각 부재(2A∼2C)를 통과한 방사선의 에너지 특성을 추출하는 것이 가능하게 된다. 이 에너지 특성은 각 부재(2A∼2C)의 재질에 의해 정해지기 때문에, 상기와 같이 에너지 윈도 우 W₁~W_N의 영역별 화상 데이터에 대해서 소정의 연산 처리를 실시함으로써 피검사물(2)의 재질 정보, 구체적으로는 피검사물(2)의 재질이 다른 부분의 재질 정보를 추출한 재질 식별용 화상 데이터를 취득할 수 있게 된다. 또한, 상기 사칙 연산을 이용한 연산 처리라는 것은 예를 들면, 차분(差分) 처리, 가산 처리, 곱셈 처리, 제산 처리나, 그것들을 조합한 것이다.

다음에, 방사선 검출 장치(4)의 하나의 특징을 이루는 임계값 설정부(50)에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1에 나타내듯이, 신호 처리부(20)가 가지는 임계값 설정부(50)는 기준 방사선을 검출하는 경우의 각 에너지 윈도우 W₁~W_N의 영역별 계수값 A₁~A_N(이하,「기준 영역별 계수값 A_1(B)~A_N(B)」라고도 칭함)이 대략 균일하게 되도록 N개의 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 설정하는 것으로서 임계값 제어부(51)와 계수값 비교부(52)를 가진다.

임계값 제어부(51)는 신호 판별부(40)로 입력해야할 신호 판별 임계값을 설정함과 아울러, 그 신호 판별 임계값에 상당하는 기준 전압값의 전압 신호를 발생시켜 신호 판별부(40)로 입력한다. 계수값 비교부(52)는 신호 판별부(40)로 입력된 신호 판별 임계값에 대응하는 임계값별 계수값이 소정의 값에 일치하는지 아닌지를 판단한다.

임계값 설정부(50)는 임계값 제어부(51)에서 신호 판별부(40)로 입력하는 신호 판별 임계값을 변화시켜가면서 계수값 비교부(52)의 비교 결과를 이용하여, N개 의 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 차례로 설정한다. 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 임계값 설정부(50)는 제1의 신호 판별 임계값 T₁을 설정한다. 이 제1의 신호 판별 임계값 T₁은 암(dark) 전류 등의 영향에 의해 방사선 검출부(10)로부터 출력되는 펄스 신호에 기인하는 방사선 계수값(이하,「다크 카운트(dark count) 값」이라고 칭함) C_d를 방사선 검출시의 방사선 계수값으로부터 구별하기 위한 것으로서, 에너지값 E₁∼E_N중 최소 에너지값 E₁에 대응한다. 도 6은 제1의 신호 판별 임계값을 설정하는 공정을 나타내는 도이다. 가로축은 에너지를 나타내고, 세로축은 다크 카운트 값을 나타내고 있다.

임계값 제어부(51)는 신호 판별 임계값 T를 예를 들면 에너지값 0에 대응하는 값으로부터 조각 임계값 ΔT를 단위로서 증가시켜가면서 다크 카운트 값 C_d[T]를 취득한다. 이것은 도 6에 나타내듯이, 에너지값을 예를 들면 0으로부터 조각 값 ΔE로 스위프(sweep)하는 것에 대응한다.

계수값 비교부(52)는 에너지값 nΔE(n은 1 이상의 정수)에 대응하는 신호 판별 임계값 T_{n ΔE}가 설정되었을 때에 취득되는 다크 카운트 값 C_d[T_{n ΔE}]과, 미리 설정되어 있는 기준값(도 6에서는, 0)을 비교한다. C_d[T_{n ΔE}]가 기준값 이하로 계수값 비교부(52)가 판단하였을 때, 임계값 제어부(51)는 신호 판별부(40)에 설정되어 있는 신호 판별 임계값 T_{n ΔE}을 제1의 신호 판별 임계값 T₁으로서 결정한다.

그 다음에, 도 7에 나타내듯이, 임계값 설정부(50)는 제1의 신호 판별 임계값 T₁을 신호 판별부(40)에 설정한 상태에서 기준 방사선의 검출에 의해 취득되는 임계값별 계수값 C[T₁](이하, 「기준 계수값 C_1B」라고도 칭함)를 이용하여 제2∼제N의 신호 판별 임계값 T₂~T_N을 설정한다. 도 7은 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 공정을 나타내는 도이다. 도 7에서는 N은 5로 하고 있다. 가로축은 에너지를 나타내고, 세로축은 임계값별 계수값을 나타내고 있다.

제m의 신호 판별 임계값 T_m(m은, 2∼N의 정수)을 설정하는 경우에 대해서 설명한다. 제m의 신호 판별 임계값 T_m에 대응하는 에너지값을 E_m으로 한다.

임계값 제어부(51)는 신호 판별부(40)의 신호 판별 임계값을 한 개 전의 제(m－1)의 신호 판별 임계값 T_{m -1}로부터 조각 임계값 ΔT를 단위로서 증가시켜 간다. 계수값 비교부(52)는 신호 판별 임계값이 T_m+nΔT인 경우의 임계값별 계수값 C[T_m+nΔT]와, 다음의 식으로 나타나는 목표값(소정의 값) G_m을 비교한다.　 <수학식 1>

G_m=C_1B-(m-1)R…(1)

식(1)에 있어서 R은 기준 계수값 C_1B를 설정하는 복수의 에너지 윈도우의 개수(여기에서는, N)에서 제한 값이다. 이하, 이 R을 규정치라고 칭한다.

임계값 제어부(51)는 계수값 비교부(52)가 임계값별 계수값 C[T_m+nΔT]과 목 표값 G_m이 대략 일치한다고 판단하였을 때의 신호 판별 임계값(T_m+nΔT)을 제m의 신호 판별 임계값 T_m으로서 설정한다. 상기 제m의 신호 판별 임계값 T_m의 설정을 m이 N으로 될 때까지 반복함으로써 제2∼제N의 신호 판별 임계값 T₂~T_N을 설정한다.

식(1)에서 나타나는 목표값 G_m은 제(m－1)의 신호 판별 임계값 T_{m -1}로 취득되는 임계값별 계수값 C[T_{m -1}]과, 제m의 신호 판별 임계값 T_m으로 취득되는 임계값별 계수값 C[T_m]의 차를 규정치 R로 하기 위한 것이다.

그 때문에, 조각 임계값 ΔT를 단위로서 변화한 각 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값과 목표값 G_m을 비교하여 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정함으로써, 기준 영역별 계수값 A_1(B)~A_{N (B)}가 규정치 R에 거의 같아진다. 따라서, 임계값 설정부(50)에 의해 기준 영역별 계수값 A_1(B)~A_{N (B)}를 대략 균일화하기 위한 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 설정할 수 있게 된다.

여기에서는, 영역별 계수값 A₁~A_N은 임계값별 계수값 C[T_m+nΔT]와 목표값 G_m이 거의 일치할 때의 신호 판별 임계값(T_m+nΔT)을 제m의 신호 판별 임계값 T_m으로 설정하는 것으로 하였지만, 일치하지 않는 경우에는 다음과 같이 하면 좋다. 즉, 신호 판별 임계값(T_m+nΔT)의 전후의 신호 판별 임계값에서 취득되는 임계값별 계수값 중 보다 목표값 G_m에 가까운 쪽의 임계값별 계수값으로 설정하면 좋다. 또한, 기 준 영역별 계수값 A_1(B)~A_{N (B)}는 규정치 R에 대해서 R±(1/2)R의 범위 내인 것이 바람직하고 또한, R±(1/10)R의 범위 내인 것이 바람직하다. 예를 들면, 규정치 R이 2000인 경우는 각 기준 영역별 계수값 A_1(B)~A_{N (B)}는 1000∼3000 내의 값인 것이 바람직하고 또한, 1800∼2200인 것이 바람직하다.

상기 임계값 설정부(50)에 의한 신호 판별 임계값 T₁~T_N의 설정은 각 판별기 유닛(41)이 가지는 파고 판별기(42₁~42_N) 중의 하나의 파고 판별기를 이용하여 실시할 수가 있다. 이 경우, 사용하는 파고 판별기 이외에는 출력 펄스 신호가 생성되지 않을 것 같은 신호 판별 임계값을 입력하여 둔다. 이러한 출력 펄스 신호가 생성되지 않을 것 같은 신호 판별 임계값이라는 것은, 예를 들면 최대 에너지값 E_MAX에 대응하는 신호 판별 임계값이다. 그리고, 하나의 파고 판별기를 사용하여 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 결정한 후 각 파고 판별기(42₁~42_N)에 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 설정한다.

또, 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 각각 할당하는 파고 판별기(42₁~42_N)를 이용하여 실시할 수도 있다. 이 경우, 예를 들면 제m의 신호 판별 임계값 T_m을 설정하는 경우에는 파고 판별기(42_m)이외의 파고 판별기에는 출력 펄스 신호가 생성되지 않을 것 같은 신호 판별 임계값을 입력하여 두면 좋다.

다음에, 도 8을 이용하여, 상기 비파괴 검사 시스템(1)에서 피검사물(2)을 비파괴 검사하는 경우의 방사선 검출 장치(4)를 이용한 방사선의 검출 방법에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명과 관련되는 방사선 검출 방법의 일실시 형태의 플로차트이다.

스텝 S10에 있어서, 제어 장치(7)의 입력부(7A)를 통해 방사선 검출에 요구되는 여러 조건을 방사선 검출기(6)의 신호 처리부(20)로 입력한다. 여기서, 입력하는 여러 조건으로서는 예를 들면, 신호 판별 임계값의 설정 개수, 제1의 신호 판별 임계값 T₁을 설정할 때의 기준값, 측정 라인수(측정 횟수), 계수부(60)에서의 출력 펄스 신호의 축적 시간, 조각 임계값 ΔT 등이다.

이어지는 스텝 S20에 있어서 신호 판별 임계값을 설정한다. 도 9 및 도 10을 이용하여 신호 판별 임계값의 설정 방법에 대해서 설명한다. 도 9 및 도 10은 제1∼제N의 신호 판별 임계값의 설정 방법을 나타내는 플로차트이다.

먼저, 도 9에 나타내듯이, 스텝 S200에 있어서 사용하는 신호 판별 임계값의 개수를 N개의 신호 판별 임계값 T₁~T_N으로부터 설정한다. 즉, 사용하는 파고 판별기(42₁~42_N)를 결정한다. 이것은 스텝 S10에 있어서 입력된 신호 판별 임계값의 설정 개수에 기초하여 임계값 설정부(50)가 실시하여도 좋고, 입력부(7A)를 통해 조작자가 설정하여도 좋다. 복수의 판별기 유닛(41) 각각이 가지는 N개의 파고 판별기(42₁~42_N)에 대해서 대응하는 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 각각 설정함으로써 설명한다.

스텝 S200에 있어서, 사용하는 신호 판별 임계값을 설정한 후, 제1의 신호 판별 임계값 T₁을 설정한다(제1의 설정 공정). 즉, 스텝 S201에 있어서, 임계값 제어부(51)는 제1의 신호 판별 임계값 T₁을 설정할 때에 신호 판별 임계값을 스위프하기 위한 초기값인 신호 판별 임계값 T_1S를 신호 판별부(40)로 입력한다. 이때, 신호 판별부(40)가 가지는 파고 판별기(42₁~42_N) 중 파고 판별기(42₁)에 신호 판별 임계값 T_1S를 입력하고, 다른 파고 판별기(42₂~42_N)에는 출력 펄스 신호가 생성되지 않는 신호 판별 임계값을 입력한다.

스텝 S202에 있어서, 방사선 조사부(3)로부터 방사선을 조사하고 있지 않은 상태에서, 계수부(60)로부터 출력되는 방사선 계수값(다크 카운트 값) C_d를 취득한다. 스텝 S203에 있어서, 다크 카운트 값 C_d가 기준값 이하인지 아닌지를 계수값 비교부(52)가 판단한다. 이 판단은 방사선 검출부(10)가 가지는 복수의 방사선 검출 소자(11)로부터의 출력 결과에 대해서 실시한다. 다크 카운트 값 C_d가 기준값보다 큰 경우(S203에서「N」)에는 스텝 S204에 있어서, 신호 판별 임계값 T_1S를 조각 임계값 ΔT만큼 올려 다크 카운트 값 C_d가 기준값 이하로 될 때까지, 스텝 S202, S203를 반복한다. 스텝 S202, S203을 n회 반복하였을 때에는 신호 판별부(40)에는 신호 판별 임계값으로서 T_1S+nΔT가 입력되어 있고, 스텝 S203에서 취득되는 다크 카운트 값은 C[T_1S+nΔT]로 된다.

다크 카운트 값 C_d가 기준값 이하로 된 경우(S203에서「Y」)에는 스텝 S205에 있어서, 그때에 파고 판별기(42₁)에 설정되어 있는 신호 판별 임계값(T_1S+nΔT)을 제1의 신호 판별 임계값 T₁로 한다(제1의 설정 공정).

그 후, 스텝 S206에 있어서, 방사선 조사부(3)로부터 방사선을 조사하여 방사선 검출부(10)에서 기준 방사선을 검출한다(검출 공정, 기준 방사선 검출 공정). 이에 의해, 스텝 S207에 나타내듯이, 기준 방사선에 있어서의 제1의 신호 판별 임계값 T₁에 대한 임계값별 계수값 C₁[T₁]로서의 기준 계수값 C_1B가 취득되게 된다. 구체적으로는, 기준 방사선을 검출하여 생성되는 펄스 신호(기준 출력 신호)가 신호 판별부(40)에 의해 제1의 신호 판별 임계값 T₁으로 판별되고, 그 판별된 펄스 신호가 계수부(60)에서 계수 처리되어 기준 계수값 C_1B가 취득된다(기준 계수값 취득 공정). 기준 계수값 C_1B는 기억부(70)에 저장된다.

다음에, 기준 방사선을 검출하고, 제2∼제N의 신호 판별 임계값 T₂∼T_N을 차례로 결정한다(제2의 설정 공정). 일반적으로 제m의 신호 판별 임계값 T_m을 결정함으로써 설명한다(제m의 임계값 설정 공정).

도 10에 나타내듯이, 스텝 S208에 있어서, 목표값 G_m을 계산한다. 즉, 연산부(80)가 기억부(70)에 저장되어 있는 기준 계수값 C_1B 및 식(1)을 이용하여 목표값 G_m을 산출한다. 산출된 목표값 G_m은 기억부(70)에 저장된다. 다음에, 스텝 S209에 있어서, 제m의 신호 판별 임계값 T_m의 초기값을 한개 전의 신호 판별 임계값인 제(m－1)의 신호 판별 임계값 T_{m -1}(예를 들면, m이 2인 경우는 제1의 신호 판별 임계값)로 설정하여 신호 판별부(40)로 입력한다. 이때, 제m의 신호 판별 임계값 T_m을 설정하는 파고 판별기(42_m)에는, 상기 초기값으로서의 신호 판별 임계값 T_{m -1}을 입력하고, 다른 파고 판별기에는 출력 펄스 신호가 생성되지 않는 신호 판별 임계값을 입력한다.

그 다음에, 스텝 S210에 있어서, 스텝 S206의 경우와 마찬가지로 하여, 기준 방사선을 검출한다. 이에 의해, 스텝 S211에 있어서, 스텝 S207의 경우와 마찬가지로 하여 제(m－1)의 신호 판별 임계값 T_{m -1}에 대한 임계값별 계수값 C[T_{m -1}]이 취득된다.

스텝 S212에 있어서, 계수값 비교부(52)가 임계값별 계수값 C[T_{m -1}]과 목표값 G_m을 비교한다. 이 비교는 방사선 검출부(10)가 가지는 복수의 방사선 검출 소자(11)로부터의 출력 결과에 대해서 실시한다. 임계값별 계수값 C[T_{m -1}]이 목표값 G_m미만이면(S212에서「Y」), 스텝 S213에 나타내듯이, 신호 판별 임계값 T_{m -1}을 조각 임계값 ΔT만큼 올린 신호 판별 임계값(T_{m -1}+ΔT)으로 설정한다. 그리고, 임계값별 계수값 C[T_{m -1}]이 목표값 G_m 이상으로 될 때까지 스텝 S210∼S213을 반복한다. 스텝 S210∼S213을 n회 반복하였을 때에는 스텝 S210에 있어서, 신호 판별부(40)에는 신호 판별 임계값으로서 T_ms+nΔT 가 입력되어 있고, 스텝 S211에서 취득되는 임계값별 계수값은 C[T_ms+nΔT]로 된다.

스텝 S212에 있어서, 임계값별 계수값 C[T_{m -1}+nΔT]가 목표값 G_m이상인 경우(S212에서「N」), 스텝 S214에 있어서, 제m의 신호 판별 임계값 T_m을 다음과 같이 하여 설정한다.

임계값별 계수값 C[T_{m -1}+nΔT]가 목표값 G_m에 일치하고 있는 경우에는, 그때의 신호 판별 임계값(T_{m -1}+nΔT)을 제m의 신호 판별 임계값 T_m으로서 설정한다. 또 임계값별 계수값 C[T_{m -1}+nΔT]이 목표값 G_m보다 큰 경우에는, T_{m -1}+nΔT의 한개 전, 즉, 조각 임계값 ΔT만큼 작은 신호 판별 임계값인 때에 취득된 임계값별 계수값 C[T_m-1+(n-1)ΔT]와 임계값별 계수값 C[T_{m -1}+nΔT]를 비교하여 보다 목표값 G_m에 가까운 쪽의 임계값별 계수값에 대응하는 신호 판별 임계값을 제m의 신호 판별 임계값 T_m으로서 설정한다.

다음에, 스텝 S215에 있어서, N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N이 설정되어 있지 않은 경우에는(S215에서「N」), 스텝 S216에 있어서, m에 1을 더하여 다음의 신호 판별 임계값의 설정을 실시한다. 그리고, 스텝 S208∼S216을 N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N이 결정될 때까지 반복함으로써, N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N이 설정되게 된다. 상기 설명에서는 각 신호 판별 임계값 T₂∼T_N을 설정할 때에 목표값 G_m을 설정하고 있지만, 예를 들면 스텝 S208에 있어서, 목표값 G₂∼G_N을 계산하여 두고 기억부(70)에 저장하여 두어도 좋다. 이 경우에는, 스텝 S216의 뒤에는 스텝 S209로 돌아오도록 한다. 또 목표값 G_m의 계산은 스텝 S207 이후에서 접속하여 S212에서 사용할 때까지 실시되어 있으면 좋다.

재차, 도 8을 이용하여, 스텝 S20 이후의 공정에 대해서 설명한다. 스텝 S30에 있어서, 방사선 조사부(3)와 방사선 검출기(6)의 사이에 피검사물(2)을 배치하고, 위치 조정 수단(5)을 이용하여 피검사물(2)의 검사 위치를 조정한다. 그리고, 스텝 S40에 있어서, 방사선 조사부(3)로부터 방사선을 조사하여 피검사물(2)을 통과한 방사선을 검출한다(검출 공정).

이에 의해, 스텝 S60에 나타내듯이, 방사선 검출기(6)에 있어서, N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N에 대한 임계값별 계수값 C[T₁]∼C[T_N], 및 영역별 계수값 A₁∼A_N이 취득된다(계수 처리 공정).

구체적으로는, 방사선 검출부(10)의 각 방사선 검출 소자(11)가 방사선을 검출하는(검출 공정)와, 증폭부(30)가 각 방사선 검출 소자(11)로부터 출력되는 펄스 신호를 증폭하고 증폭 펄스 신호를 신호 판별부(40)로 입력한다. 신호 판별부(40)의 각 파고 판별기(42₁∼42_N)는 입력되는 증폭 펄스 신호를 신호 판별 임계값 T₁∼T_N 에 의해 판별하여 출력 펄스 신호를 생성하여(신호 판별 공정) 계수부(60)로 출력한다. 계수부(60)는 각 신호 판별 임계값 T₁∼T_N로부터 입력되는 출력 펄스 신호를 계수함으로써, 임계값별 계수값 C[T₁]∼C[T_N]를 취득한다(계수 공정). 그리고, 연산부(80)가 임계값별 계수값 C[T₁]∼C[T_N]로부터 각 에너지 윈도우 W₁~W_N내의 방사선 계수값인 영역별 계수값 A₁∼A_N을 산출한다(연산 공정).

다음에, 스텝 S70에 있어서, 스텝 S10에서 설정된 측정 횟수(측정 라인수)를 측정하였는지 아닌지를 판단한다. 설정된 횟수까지 측정하고 있지 않은 경우에는(S70에서「N」), 상기 스텝 S30∼스텝 S70을 위치 조정 수단(5)에 의해 피검사물(2)의 검사 위치를 바꿈으로써 피검사물 S를 주사하면서 측정 횟수(측정 라인수)로 될 때까지 반복한다. 각 측정에서 취득되는 데이터는 기억부(70)에 기록된다. 또한 스텝 S70에 있어서의 판단은 제어 장치(7)의 제어부(7C)가 실시하여도 좋고, 조작자가 판단하도록 하여도 좋다.

스텝 S70에 있어서, 설정된 횟수까지 측정을 실시하였다고 판단한 경우에는(S70에서「Y」), 스텝 S80에 있어서, 연산부(80)는 피검사물(2)의 화상을 형성하기 위한 화상 데이터를 작성한다(화상 데이터 작성 공정). 즉, 스텝 S81에 있어서, 연산부(80)는 형상 인식용 화상 데이터를 기준 계수값 C_1B를 이용하여 작성한다(형상 인식용 화상 데이터 작성 공정). 또 스텝 S82에 있어서, 에너지 윈도우 W₁~W_N 마다의 영역별 화상 데이터를 각 영역별 계수값 A₁∼A_N에 기초하여 작성한 후(영역별 화상 데이터 작성 공정), 복수의 영역별 화상 데이터에 재질 식별용의 연산 처리를 실시하여 재질 식별용 화상 데이터를 작성한다(재질 식별용 화상 데이터 작성 공정). 또한, 스텝 S83에 있어서, 재질 식별용 화상 데이터를 형상 인식용 화상 데이터에 중첩하는 처리를 실시함으로써, 합성 화상용 화상 데이터를 작성한다(합성 화상용 화상 데이터 작성 공정). 그리고, 연산부(80)는 신호 처리부(20)로부터 합성 화상용 화상 데이터를 제어 장치(7)의 출력부(7B)로 출력하고, 출력부(7B)는 합성 화상용 화상 데이터로 구성되는 합성 화상을 표시한다.

또한, 상기 설명에서는 스텝 S81의 뒤에 스텝 S82를 실시하고 있지만, 이 차례는 반대라도 좋고 동시에 실시하여도 좋다. 또 합성 화상용 화상 데이터를 출력부(7B)로 출력하여 합성 화상을 표시시킨다고 하였지만, 영역별 화상 데이터, 형상 인식용 화상 데이터 및 재질 식별용 화상 데이터를 각각 출력부(7B)로 출력하고, 출력부(7B)에 에너지 윈도우 W₁~W_N 마다의 피검사물(2)의 화상, 형상 인식용 화상 및 재질 식별용 화상을 표시하도록 하는 것도 가능하다. 또한, 여기에서는 스텝 S10에서 설정된 측정 횟수(측정 라인수) 측정을 실시한 후, 거기서 취득된 데이터에 기초하여 스텝 S80에서 각 화상 데이터, 즉, 영역별 화상 데이터, 형상 인식용 화상 데이터, 재질 식별용 화상 데이터 및 합성 화상용 화상 데이터를 형성하고 있지만, 하나의 측정 라인의 측정이 종료할 때마다, 그 측정 라인에 대한 상기 각 화상 데이터를 형성하도록 하여도 좋다.

다음에, 방사선 검출 장치(4) 및 방사선 검출 방법의 작용·효과에 대해서 설명한다.

방사선 검출 장치(4) 및 그것을 이용한 방사선 검출 방법에서는 방사선 검출부(10)에서 방사선을 검출하는 경우, 방사선 검출부(10)에서 생성되는 펄스 신호를 신호 판별 임계값 T₁∼T_N으로 판별함으로써, 에너지 윈도우 W₁~W_N 마다의 방사선 계수값(영역별 계수값) A₁∼A_N을 한번에 취득하고 있다. 이러한 에너지 판별형의 검출에 있어서, N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N이 임계값 설정부(50)에 의해, 기준 방사선에 대한 영역별 계수값 A₁∼A_N이 대략 균일하게 되도록 설정되어 있는 것이 중요하다.

신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 기준 방사선을 검출하였을 때의 영역별 계수값 A₁∼A_N이 상기와 같이 대략 균일하게 되도록 설정되어 있는 것의 효과에 대해서 복수의 에너지 윈도우를 그것들의 에너지 폭이 대략 균일하게 되도록 설정하는 경우와 대비시켜 설명한다.

전술한 것처럼, 기준 방사선은 예를 들면, 도 3에 나타낸 것 같은 에너지 특성을 가진다. 그 때문에, 만일, 복수의 에너지 윈도우를 에너지 폭이 균일하게 되도록 설정하는 경우에는, 기준 방사선에 대한 각 에너지 윈도우의 영역별 계수값은 에너지 특성에 따라 불균일하게 된다. 이 경우, 기준 방사선이 피검사물에 조사하는 방사선이기 때문에 피검사물의 검사시에는 에너지 윈도우마다 검출 감도가 다르게 된다. 일반적으로, 통계량 Q에 대한 요동(양자 잡음)은 통계량 Q의 평방근의 역 수에 비례하기 때문에 상기와 같이, 기준 방사선에 대한 에너지 윈도우의 영역별 계수값이 다르면 에너지 윈도우마다의 양자 잡음의 차가 커진다. 그 결과, 피검사물을 통과한 방사선을 검출하여 각 에너지 윈도우의 화상을 형성하면 복수의 화상의 화질에 차가 생긴다. 또한, 재질 식별용 화상 데이터를 작성하기 위해서 복수의 영역별 화상 데이터에 대해서 연산 처리를 실시하면 재질 식별 화상에 있어서 잡음의 영향이 더 커지는 경향이 있다.

이에 대해서, 방사선 검출기(6)에서는 도 11에 나타내듯이, 기준 방사선의 에너지 특성에 있어서, 복수의 에너지 윈도우 W₁~W_N의 면적(도 11의 해칭부)이 대략 일치하도록(바꾸어 말하면, 기준 영역별 계수값 A_1(B)∼A_{N (B)}가 일치하도록) 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 임계값 설정부(50)에 의해 설정하고 있다.

즉, 전술한 것처럼 하여 임계값 설정부(50)는 다크 카운트 값 C_d의 영향을 저감 하기 위한 제1의 신호 판별 임계값 T₁을 설정한다. 그 다음에, 기준 방사선을 방사선 검출부(10)로 검출하여 생성되는 펄스 신호인 기준 출력 신호를 제1의 신호 판별 임계값 T₁에 의해 판별함으로써 기준 계수값 C_1B를 취득한다. 이어서, 제2의 신호 판별 임계값 T₂∼T_N 중 제m의 신호 판별 임계값 T_m의 설정에 있어서, 신호 판별 임계값을 변화시키면서(에너지값을 스위프(sweep)하면서), 임계값별 계수값 C[T_m+nΔT]가 목표값 G_m과 대략 일치하였을 때의 신호 판별 임계값(T_m+nΔT)을 제m 의 신호 판별 임계값 T_m으로서 설정하고 있다.

상기 목표값 G_m은 기준 방사선 시의 복수의 에너지 윈도우 W₁~W_N의 영역별 계수값 A₁∼A_N이 규정치 R에 대략 일치하도록 결정되어 있으므로, 기준 방사선에 대한 영역별 계수값 A₁∼A_N의 대략 균일화가 도모되게 된다.

또, 도 10에 나타낸 플로차트를 이용하여 설명한 것처럼, 임계값별 계수값 C[T_m+nΔT]이 목표값 G_m과 일치하지 않는 경우에는 신호 판별 임계값(T_m+nΔT)의 전후의 신호 판별 임계값에서 취득되는 임계값별 계수값 중 보다 목표값 G_m에 가까운 쪽의 임계값별 계수값에 대한 신호 판별 임계값을 선택하고 있다. 이 경우에서도, 기준 영역별 계수값 A_1(B)∼A_{N (B)}는 복수의 에너지 윈도우를 같은 에너지 간격으로 설정하는 경우의 것보다도 규정치 R에 가깝게 되므로 기준 영역별 계수값 A_1(B)∼A_{N (B)}의 대략 균일화가 도모되게 된다.

피검사물(2)의 비파괴 검사에 있어서, 기준 방사선은 피검사물(2)에 조사되는 방사선이기 때문에 기준 방사선에 대한 영역별 계수값 A₁∼A_N이 대략 균일화됨으로써, 피검사물(2)을 통과한 방사선을 각 에너지 영역 W₁∼W_N에 대해서 대략 균일한 검출 감도로 검출 가능하다. 그 결과, 각 에너지 영역 W₁∼W_N에 대해서 작성된 영역별 화상 데이터로부터 형성되는 피검사물(2)의 화상(영역별 화상)의 화질이 대략 균일하게 된다.

이와 같이 에너지 윈도우 W₁~W_N의 화상의 화질의 균일화가 도모되는 것을, 실험 결과에 기초하여 더 구체적으로 설명한다. 도 12는 에너지 윈도우마다의 기준 영역별 계수값이 대략 일치하는 경우의 3개의 에너지 윈도우 W₁~W₃에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 도 12(a)는 에너지 윈도우 W₁에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 도 12(b)는 에너지 윈도우 W₂에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 도 12(c)는 에너지 윈도우 W₃에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 도 12에 나타낸 화상을 취득하였을 때의 조건은 다음과 같다.

방사선 조사부(3)는 X선 관으로 하고, 관전압 150keV에서 도 3에 나타낸 것 같은 에너지 특성을 가지는 X선을 출력시켰다. 방사선 검출부(10)는 CdTe를 이용한 방사선 검출 소자(11)가 64개 배열된 라인 센서로 하였다. 또 신호 판별부(40)의 각 판별기 유닛은 3개의 파고 판별기(42₁∼42₃)로 이루어지는 것으로 하고 거기에 대응한 3개의 에너지 윈도우 W₁~W₃를 설정하였다.

그리고, 도 8∼도 10(특히, 도 9 및 도 10)을 이용하여 설명한 방법에 의해, 기준 방사선에 대한 영역별 계수값 A₁∼A₃가 대략 일치하도록 제1∼제3의 신호 판별 임계값 T₁∼T₃를 설정하였다. 이와 같이 하여 실제로 설정한 제1∼제3의 신호 판별 임계값 T₁∼T₃에 대응하는 에너지값은 20keV, 45keV, 75keV였다.

이에 의해, 에너지 윈도우 W₁로서 에너지 영역 20keV∼45keV가 설정되고, 에 너지 윈도우 W₂로서 에너지 영역 45keV∼75keV가 설정되고, 에너지 윈도우 W₃로서 에너지 영역 75keV∼150keV가 설정되었다. 이와 같이 검출 에너지 영역인 에너지 윈도우 W₁~W₃을 설정한 후, 도 8의 스텝 S20 이후의 공정을 실시함으로써 피검사물(2)의 화상을 형성하였다.

각 에너지 윈도우 W₁~W₃의 에너지 폭의 비교로부터 명확해지는 바와 같이, 기준 방사선에 대한 3개의 에너지 윈도우 W₁~W₃의 방사선 계수값이 대략 일치하도록 신호 판별 임계값 T₁∼T₃을 설정하는 경우에는 에너지 윈도우 W₁~W₃의 폭은 일치하고 있지 않고, 상기의 경우에는 고에너지로 됨에 따라서 폭이 길어지고 있는 것이 판명된다. 이것은 전술한 것처럼, 도 3에 나타낸 것 같은 에너지 특성을 가지는 X선을 방사선으로서 사용한 것에 의한다. 또 도 12의 3개의 화상을 비교하면 각 화상의 화질이 갖추어져 있는 것이 판명된다.

도 13은 비교를 위해서 에너지 폭이 등간격으로 되도록 에너지 윈도우 w₁~w₃를 설정하는 경우의 에너지 윈도우별 화상에 대응하는 도이다. 도 13(a)은 에너지 윈도우 w₁에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 도 13(b)은 에너지 윈도우 w₂에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 도 13(c)은 에너지 윈도우 w₃에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다.

도 13의 화상에 대응하는 도면을 취득할 때의 조건은 에너지 윈도우의 에너지 폭이 일치하도록 신호 판별 임계값을 설정하고 있는 점 이외는 도 12의 화상을 취득하는 경우와 같다. 도 13의 화상을 취득할 때의 3개의 신호 판별 임계값에 대응하는 에너지값은 20keV, 65keV, 105keV로 하였다. 이에 의해, 에너지 윈도우 w_{1 ,} w_{2 ,} w₃로서 에너지 영역 20keV∼65keV, 65keV∼105keV, 105keV∼150keV가 설정되었다.

도 12에 나타낸 3개의 화상 및 도 13에 나타낸 3개의 화상을 비교하면, 도 12에 나타낸 3개 화상의 쪽이 도 13에 나타낸 3개의 화상보다 예를 들면, 각 도면의 우측의 부분의 화질이 고른 것이 판명된다.

이상 설명한 것처럼, 기준 방사선의 에너지 윈도우 W₁~W_N 마다의 영역별 계수값 A₁∼A_N이 대략 균일하게 되도록 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정함으로써 화질이 보다 고른 에너지 윈도우 W₁~W_N마다의 피검사물 S의 화상을 얻을 수 있다. 따라서, 에너지 윈도우 W₁~W_N에 대응하는 피검사물(2)의 화상을 구성하는 영역별 화상 데이터에 대해서 연산 처리(예를 들면, 차분 처리 등)를 실시하여 재질 식별 화상을 형성하여도 재질 식별 화상의 화질의 저하를 억제할 수 있다.

그리고, 도 8을 이용하여 설명한 것처럼 방사선을 검출하는 경우에는 피검사물S를 설정하기 전에 방사선 조사부(3)로부터 출력되는 방사선(기준 방사선)에 대해서 N개의 신호 판별 임계값 T₁~T_N을 설정하고 있다. 그 때문에 방사선 검출기(6)를 비파괴 검사 시스템(1)에 적용하였을 때, 화질이 보다 고른 에너지 윈도우 W₁~W_N 마다의 피검사물 S의 화상을 확실히 얻을 수 있다.

또, N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정할 때에 이용한 기준 계수값 C_1B는 기준 방사선에 있어서 최소 에너지값 E₁이상의 에너지를 가지는 전체 방사선 광자 수에 대응하고 있고, 임계값별 계수값 중 최대의 값이다. 그리고, 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정할 때에는 기준 영역별 계수값 A_1(B)∼A_{N (B)}가 그 기준 계수값 C_1B로 정해지는 규정치 R(식(1) 참조)이 되도록 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정하고 있으므로 각 에너지 윈도우 W₁~W_N에서의 검출 감도의 저하가 저감되어 있다.

그런데, 검출 에너지 영역을 제한하고 있기 때문에 에너지를 판별하지 않는 경우에 비해 각 에너지 윈도우 W₁~W_N으로 계수되는 영역별 계수값 A₁∼A_N은 감소한다. 그 때문에 상기와 같이 기준 방사선에 대한 에너지 윈도우 W₁~W_N 마다의 화상의 화질의 저하를 억제하고 있어도 각 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터에 포함되는 데이터 수가 저하하고 있는 것에 의해 잡음의 영향을 받아 피검사물(2)에 포함되는 재질이 다른 부분의 형상이 흐려지는 경우도 있다. 이러한 경우, 재질 식별 화상을 형성하기 위해서 복수의 영역별 화상 데이터로 연산 처리를 실시하면, 잡음이 서로 영향을 주기 때문에 재질 식별 화상에 있어서 피검사물(2)의 형상 등의 인식이 곤란하게 될 우려가 있다.

이에 대해서, 방사선 검출 장치(4)가 가지는 연산부(80)는 기준 계수값 C_1B에 기초하여 작성되는 형상 인식용 화상 데이터에 재질 식별용 화상 데이터를 포개 는 처리를 실시한 합성 화상용 화상 데이터를 더 작성하고 있다. 기준 계수값 C_1B는 전술한 것처럼 방사선 검출부(10)에서 검출되는 방사선 중 다크 카운트를 제외한 거의 전체 방사선 광자 수에 대응한다. 그 때문에 기준 계수값 C_1B에 기초하여 형성되는 형상 인식 화상에서는 피검사물(2)의 형상을 확실히 인식가능하다. 따라서, 상기 합성 화상용 화상 데이터로부터 형상 인식 화상에 재질 식별 화상이 중첩된 합성 화상을 형성함으로써, 피검사물(2)에 포함되어 있는 재질이 다른 부분의 형상 및 그 부분의 재질 정보를 확실히 취득할 수 있게 된다.

도 14에 나타낸 피검사물(2)을 비파괴 검사 시스템(1)에 의해 도 8∼도 10에 나타낸 방사선 검출 방법을 이용하여 실제로 비파괴 검사하는 경우를 예로 하여 구체적으로 설명한다.

피검사물(2)은 도 14에 나타내듯이, 부재(2A)로서의 판 초콜릿 상에 이물인 부재(2B), 부재(2C), 부재(2D) 및 부재(2E)로서의 클립, 스테이플러(stapler)의 철침, 면도기의 칼날 및 지우개 조각을 배치한 것으로 하였다. 또, 방사선 검출기(6)가 가지는 방사선 검출부(10)를 CdTe를 이용한 방사선 검출 소자(11)가 64개 배열된 라인 센서로 하였다. 방사선 조사부(3)는 X선 관으로 이루어지는 것으로 하고, 관 전압 150keV로 X선을 출력시켰다.

도 15는 도 14에 나타낸 피검사물의 형상 인식 화상에 대응하는 도이다. 도 15는 에너지 영역 25keV∼150keV에서 취득되는 방사선 계수값에 기초하여 형성되어 있다. 도 16은 에너지 윈도우마다의 도 14에 나타낸 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 즉, 도 16(a)은 에너지 영역 25keV∼40keV인 에너지 윈도우에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 도 16(b)은 에너지 영역 70keV∼90keV인 에너지 윈도우에서의 피검사물의 화상에 대응하는 도이다. 또, 도 17은 도 16에 나타낸 2개의 피검사물의 화상에 기초하여 형성된 재질 식별 화상에 대응하는 도이다. 또한, 도 18은 도 15에 나타낸 형상 인식 화상에 도 16에 나타낸 재질 식별 화상을 중첩한 합성 화상에 대응하는 도이다.

도 15에 나타내듯이, 기준 계수값 C_1B에 기초하여 형성한 피검사물(2)의 화상(형상 인식 화상)은 피검사물(2)의 투과상으로서, 도 15에 나타낸 화상에서는 판 초콜릿, 클립, 스테이플러의 철침, 면도기의 칼날 및 지우개 조각의 형상을 각각 인식할 수 있다. 다만, 도 15에 나타낸 화상에서는 피검사물(2)의 재질을 특정할 수 없다.

한편, 도 16에 나타낸 각 화상을 구성하는 영역별 화상 데이터에 연산 처리를 실시하여 재질 식별용 화상 데이터를 작성함으로써 도 17에 나타내듯이, 피검사물(2)의 재질 정보를 추출하여 표시한 재질 식별 화상을 얻을 수 있게 되어 있다. 도 17 중의 농담(濃淡)은 추출된 재질 정보의 차이를 나타내고 있다. 또한, 예를 들면 클립과 지우개 조각에 같은 농도의 부분이 포함되어 있는 것은 재질 정보를 2개의 화상만으로부터 추출하고 있는 것에 의한다. 이와 같이, 2개의 화상만으로부터 재질 정보를 추출하는 경우라도, 예를 들면, 명확하게 클립, 스테이플러의 철침, 면도기의 칼날 및 지우개 조각과 판 초콜릿이 분리되어 있다. 그렇지만, 전술 한 것처럼 재질 식별용 화상 데이터를 작성하기 위해서 이용하는 각 영역별 화상 데이터 내의 데이터 수가 적기 때문에 재질 식별 화상에서는 도 17에 나타내듯이 피검사물(2)의 형상 특히 부재(2A)인 판 초콜릿의 인식이 곤란하게 되어 있다.

이에 대해서, 도 18에 나타내듯이, 형상 인식용 화상 데이터와 재질 식별용 화상 데이터를 합성한 합성 화상용 화상 데이터로부터 형성한 합성 화상에서는 형상을 확실히 파악할 수 있는 형상 인식 화상에 재질 정보를 특정한 재질 식별 화상이 겹쳐져 표시되어 있고, 결과적으로 피검사물(2)의 형상 및 거기에 포함되는 재질이 다른 부분을 확인하면서 피검사물(2)의 재질을 특정하는 것이 가능하게 되고 있다.

이상, 본 발명의 방사선 검출 장치 및 방사선 검출 방법의 실시 형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않는다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는 신호 판별부(40)에 설정할 때에 제2∼제N의 신호 판별 임계값 T₂∼T_N 중 제(m－1)의 신호 판별 임계값을 한번 결정한 후, 신호 판별 임계값을 조각 임계값씩 변화시켜 다음의 신호 판별 임계값(즉, 제m의 신호 판별 임계값)을 결정하도록 하고 있지만 다음과 같이 할 수도 있다.

즉, 제1의 신호 판별 임계값 T₁을 설정한 후 신호 판별부(40)의 신호 판별 임계값을 제1의 신호 판별 임계값 T₁으로부터 소정의 조각 임계값 ΔT로 스위프하여, 기준 방사선의 전체 에너지 영역에 대한 임계값별 계수값 분포를 취득한 후, 그 임계값별 계수값 분포에 기초하여 N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정하여도 좋다.

도 8, 도 9 및 도 19를 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 8에 나타낸 스텝 S10에 있어서, 여러 조건을 입력할 때에 사용하는 방사선 조사부(3)로부터 출력되는 방사선(기준 방사선)의 에너지 영역에 따라 최대 에너지값 E_MAX 및 거기에 대응하는 신호 판별 임계값(종값(終値))과, 조각 임계값 ΔT 등을 설정한다. 그리고 스텝 S20를 실시한다.

즉, 먼저, 도 9의 스텝 S201∼스텝 S207을 실시한다. 스텝 S207을 종료한 후, 도 19에 나타내는 스텝 S217에 있어서, 신호 판별 임계값을 ΔT 증가시킨다. 그리고, 스텝 S218 및 스텝 S219를 스텝 S210 및 S211과 마찬가지로 실시한다. 이어서 스텝 S220에 있어서, 신호 판별 임계값이 스텝 S10에 있어서 설정된 종값인지 아닌지 판단한다. 종값이 아닌 경우에는, 스텝 S217∼스텝 S220를 신호 판별 임계값이 종값으로 될 때까지 반복한다. 즉, 조각 임계값 ΔT씩 신호 판별 임계값을 올려 가면서 그 신호 판별 임계값에 의해 임계값별 계수값을 취득한다. 이에 의해, 기준 방사선의 전체 에너지 영역에 대한 임계값별 계수값의 변화(임계값별 계수값 분포)를 취득할 수 있게 된다.

그리고, 스텝 S221에 있어서, 취득된 임계값별 계수값 분포에 기초하여 기준 방사선에 대한 복수의 에너지 영역 W₁∼W_N의 영역별 계수값 A₁∼A_N(기준 영역별 계수값 A_1(B)∼A_{N (B)})가 대략 균일하게 되도록 신호 판별 임계값 T₂∼T_N를 설정함으로써 N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정한다.

피검사물 S의 화상을 형성하는 경우에는 스텝 S221을 경과함으로써 N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정한 후, 도 8에 나타낸 스텝 S30 이후의 공정을 실시하면 좋다.

상기 방법에서는 조각 임계값씩 신호 판별 임계값을 비켜 놓으면서 전체 에너지 범위에 걸쳐서 임계값별 계수값을 한번 전부 취득한 후에, N개의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정하고 있으므로 신호 처리부(20)의 제어가 용이하다.

또, 방사선 검출부(10)는 라인 센서로 하였지만, 예를 들면 방사선 검출 소자(11)가 2차원 형상으로 배열된 2차원 센서로 하는 것도 가능하다. 이 경우에는 라인 센서의 경우와 같이 피검사물(2)을 주사하지 않아도 좋다. 다만, 이 경우에서도 데이터량을 많이 하여 잡음을 저감하는 관점으로 복수회 측정하는 것은 바람직하다.

또한, 제1의 신호 판별 임계값을 설정하는 경우에는 반드시, 신호 판별 임계값을 작은 쪽으로부터 조각 임계값 ΔT로 순차로 증가시켜 가지 않아도, 상정되는 제1의 신호 판별 임계값보다 큰 신호 판별 임계값으로 미리 설정하여, 그곳으로부터 낮추어 가도 좋다. 이 경우에는 어느 신호 판별 임계값에서 다크 카운트 값 C_d가 검출되기 시작하게 되므로, 다크 카운트 값 C_d가 검출되기 전의 신호 판별 임계값을 제1의 신호 판별 임계값으로서 설정하면 좋다. 또한, 신호 판별 임계값을 낮추어 가서 최초로 검출되는 다크 카운트 값 C_d가 기준값 이하이면, 그때의 신호 판별 임 계값을 제1의 신호 판별 임계값으로서 설정하는 것도 가능하다.

또, 제2∼제N의 신호 판별 임계값 T₂∼T_N을 설정하는 경우도, 신호 판별 임계값을 낮추도록 변화시키는 것도 가능하다. 이것은 예를 들면, 방사선 검출부(10)가 가지는 방사선 검출 소자(11)가 방사선을 검출하였을 때 출력하는 펄스 신호의 최대 진폭을 나타내는 전압값이 ＋측이 아니고 -측에서 발생하는 경우 등에 유효하다. 이러한 방사선 검출부(10)를 사용한 경우에는 신호 판별 임계값이 낮은 만큼 고에너지에 대응하기 때문이다. 이 경우, 신호 판별 임계값의 스위프 방향(에너지값의 스위프 방향)이 반대로 되는 이외는 도 8∼도 10으로 설명한 방법과 같다.

또, 제1∼제N의 신호 판별 임계값 T₁∼T_N의 설정에 있어서, 신호 판별 임계값을 스위프(에너지값을 스위프)하였을 때의 각 신호 판별 임계값에 의해 판별되는 펄스 신호(출력 펄스 신호)에 의한 방사선 계수값과 목표값 G_m 또는 기준값의 비교는 예를 들면, 스위프되는 각 신호 판별 임계값에서 취득되는 방사선 계수값을 출력부(7B)에 표시하고 조작자가 실시하여도 좋다. 이와 같이 조작자가 판단하는 경우에는, 임계값 설정부(50)는 반드시 계수값 비교부(52)를 가지고 있지 않아도 좋고 임계값 제어부(51)로부터 구성되어 있다고 하는 것도 가능하다.

또, 상기 실시 형태에서는 제1의 신호 판별 임계값 T₁은 방사선 검출 시에 검출 결과로부터 다크 카운트 값 C_d를 배제하기 위한 것으로 하였지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 다크 카운트 값이 충분히 작을 때나 다크 카운트 값을 연산 처리 등을 이용하여 배제하는 경우에는, 에너지 0에 대응하는 신호 판별 임계값에서 취득되는 방사선 계수값을 기준 계수값으로서 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 방법과 같은 방법으로 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 것도 가능하다. 또, 상기 실시 형태에서는 설정하는 복수의 에너지 윈도우의 수와 신호 판별 임계값의 수는 일치한다고 하고 있지만 이에 한정되지 않는다.

또, 상기 실시 형태에서는 피검사물(2)의 검사의 횟수에 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 설정하고 있지만, 예를 들면, 같은 방사선 조사부(3)를 이용하는 경우에는 한번 설정하는 것만이라도 좋다. 이 경우에는 한번 설정한 후에는 도 8에 있어서 스텝 S20를 실시하지 않고, S10의 뒤에 스텝 S30 이후의 공정을 실시하면 좋다. 또 신호 처리부(20)는 임계값 설정부(50)를 가진다고 하였지만 이에 한정되지 않는다. 즉, 신호 처리부(20)에 있어서 기준 영역별 계수값 A_1(B)∼A_{N (B)}가 대략 일치할 것 같은 신호 판별 임계값 T₁∼T_N을 이용하여 방사선 검출부(10)로부터 출력되는 펄스 신호를 판별할 수 있으면 좋다.

또, 방사선 검출기(6)가 액정 디스플레이 등의 표시부를 가지고 있고, 연산부(80)에서 작성한 각 화상 데이터, 즉 영역별 화상 데이터, 형상 인식용 화상 데이터, 재질 인식용 화상 데이터 및 합성 화상용 화상 데이터로부터 형성되는 각 화상을 표시하도록 하는 것도 가능하다.

Claims (12)

1. 피검사물에 조사되고 상기 피검사물을 통과한 방사선을 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출하는 방사선 검출기로서,

   입사한 방사선이 가지는 에너지에 따른 출력 신호를 생성하는 방사선 검출부와,

   상기 복수의 에너지 영역을 나누기 위한 N개(N은 1 이상의 정수)의 에너지값에 대응하는 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 상기 출력 신호를 판별함과 아울러, 그 판별된 출력 신호를 계수함으로써 상기 복수의 에너지 영역 내의 소정 시간당의 방사선 계수값인 영역별 계수값을 취득하는 신호 처리부를 구비하고,

   상기 피검사물에 조사되는 방사선으로서, 상기 피검사물을 통과하기 전의 상태의 방사선을 기준 방사선으로 하였을 때,

   상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값은 상기 기준 방사선을 상기 방사선 검출부가 검출하는 경우에 있어서의 상기 복수의 에너지 영역의 상기 영역별 계수값인 기준 영역별 계수값이 균일하게 되도록 설정되어 있고;

   상기 신호 처리부는,

   상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값에 의해 상기 출력 신호를 판별하는 신호 판별부와, 상기 신호 판별부에 의해 판별된 출력 신호를 계수함으로써, 상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값마다의 소정 시간당의 방사선 계수값인 임계값별 계수값을 취득하는 계수부와, 상기 계수부에 의해 취득된 상기 임계값별 계수값에 기초하여 상기 영역별 계수값을 산출하는 연산부와, 상기 신호 판별부에 있어서의 상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 상기 복수의 에너지 영역의 상기 기준 영역별 계수값이 균일하게 되도록 설정하는 임계값 설정부를 가지고,

   상기 제1의 신호 판별 임계값은 상기 N개의 에너지값 중 최소의 에너지값에 대응하고 있고,

   상기 연산부가 상기 복수의 에너지 영역마다의 상기 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 상기 복수의 에너지 영역의 상기 영역별 계수값에 기초하여 작성하고, 상기 피검사물의 재질 정보를 추출한 재질 식별 화상을 형성하기 위한 재질 식별용 화상 데이터를 상기 복수의 영역별 화상 데이터에 기초하여 작성함과 아울러, 상기 피검사물의 형상을 나타내는 형상 인식 화상을 형성하기 위한 형상 인식용 화상 데이터를 상기 계수부에 있어서 취득되는 상기 제1의 신호 판별 임계값에 대한 임계값별 계수값에 기초하여 작성한 후, 상기 형상 인식 화상과 상기 재질 식별 화상을 합성한 합성 화상을 형성하기 위한 합성 화상용 화상 데이터를 상기 형상 인식용 화상 데이터와 상기 재질 식별용 화상 데이터로부터 작성하는 것인 방사선 검출기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1의 신호 판별 임계값은 상기 N개의 에너지값 중 최소의 에너지값에 대응하고 있고,

   상기 방사선 검출부가 상기 기준 방사선을 검출하는 경우에 있어서, 상기 제1의 신호 판별 임계값에 의해 취득되는 임계값별 계수값을 상기 복수의 에너지 영역의 개수에서 제한 값을 규정치로 하였을 때,

   상기 임계값 설정부는,

   상기 복수의 에너지 영역의 상기 기준 영역별 계수값이 상기 규정치에 일치하도록 상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 신호 처리부는,

   상기 피검사물을 통과한 방사선을 상기 방사선 검출부가 검출하는 경우에, 상기 복수의 에너지 영역마다의 상기 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 상기 복수의 에너지 영역의 상기 영역별 계수값에 기초하여 작성하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출기.
5. 삭제
6. 방사선을 검출하는 방사선 검출부와, 상기 방사선 검출부로부터 출력되는 출력 신호를 신호 판별 임계값에 의해 판별하여 계수하는 신호 처리부를 가지는 방사선 검출기에 의해, 피검사물에 조사되고 상기 피검사물을 통과한 방사선을 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출하는 방사선 검출 방법으로서,

   상기 방사선 검출부에 의해 방사선을 검출하여 그 검출된 방사선이 가지는 에너지에 따른 출력 신호를 생성하는 검출 공정과,

   상기 복수의 에너지 영역을 나누기 위한 N개(N은 1 이상의 정수)의 에너지값에 대응하는 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 이용하여 상기 검출 공정에서 생성된 상기 출력 신호를 상기 신호 처리부에서 판별하는 신호 판별 공정과,

   상기 신호 판별 공정에서 판별된 상기 출력 신호를 상기 신호 처리부에 있어서 계수함으로써 상기 복수의 에너지 영역 내의 소정 시간당의 방사선 계수값인 영역별 계수값을 취득하는 계수값 취득 공정을 구비하고,

   상기 피검사물에 조사되는 방사선으로서, 상기 피검사물을 통과하기 전의 상태의 방사선인 기준 방사선으로 하였을 때,

   상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값은 상기 기준 방사선을 상기 검출 공정에 있어서 검출하는 경우에 있어서의 상기 복수의 에너지 영역의 상기 영역별 계수값인 기준 영역별 계수값이 균일하게 되도록 설정되어 있고;

   상기 계수값 취득 공정은,

   상기 신호 판별 공정에서 판별된 상기 출력 신호를 계수함으로써, 상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값마다의 소정 시간당의 방사선 계수값인 임계값별 계수값을 취득하는 계수 공정과,

   상기 계수 공정에서 취득된 상기 임계값별 계수값에 기초하여 상기 영역별 계수값을 산출하는 연산 공정을 가지고;

   상기 제1의 신호 판별 임계값은 상기 N개의 에너지값 중의 최소의 에너지값에 대응하고 있고,

   상기 검출 공정에 있어서 상기 방사선 검출부가 상기 피검사물을 통과한 방사선을 검출하는 경우에, 상기 피검사물의 화상을 형성하기 위한 화상 데이터를 작성하는 화상 데이터 작성 공정을 더 구비하고,

   상기 화상 데이터 작성 공정은,

   상기 피검사물의 형상을 나타내는 형상 인식 화상을 형성하기 위한 형상 인식용 화상 데이터를 상기 계수값 취득 공정에 있어서 상기 제1의 신호 판별 임계값에 의해 취득되는 임계값별 계수값에 기초하여 작성하는 형상 인식용 화상 데이터 작성 공정과,

   상기 복수의 에너지 영역마다의 상기 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 상기 계수값 취득 공정에서 취득되는 상기 복수의 에너지 영역의 영역별 계수값에 기초하여 작성하는 영역별 화상 데이터 작성 공정과,

   상기 피검사물의 재질 정보를 추출한 재질 식별 화상을 형성하기 위한 재질 식별용 화상 데이터를 상기 영역별 화상 데이터 작성 공정에서 작성된 상기 복수의 에너지 영역에 대응하는 상기 영역별 화상 데이터에 기초하여 작성하는 재질 식별용 화상 데이터 작성 공정과,

   상기 형상 인식 화상과 상기 재질 식별 화상을 합성한 합성 화상을 형성하기 위한 합성 화상용 화상 데이터를 상기 형상 인식용 화상 데이터와 상기 재질 식별용 화상 데이터로부터 작성하는 합성 화상용 화상 데이터 작성 공정을 가지는 것인, 방사선 검출 방법.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서,

   상기 검출 공정에 있어서 상기 방사선 검출부가 상기 피검사물을 통과한 방사선을 검출하는 경우에, 상기 복수의 에너지 영역마다의 상기 피검사물의 화상을 형성하기 위한 영역별 화상 데이터를 상기 계수값 취득 공정에서 취득되는 상기 영역별 계수값에 기초하여 작성하는 영역별 화상 데이터 작성 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 방법.
9. 삭제
10. 방사선을 검출하는 방사선 검출부와, 상기 방사선 검출부로부터 출력되는 출력 신호를 신호 판별 임계값에 의해 판별하여 계수하는 신호 처리부를 가지는 방사선 검출기에 의해, 피검사물에 조사되고 상기 피검사물을 통과한 방사선을 복수의 에너지 영역으로 판별하여 검출하는 방사선 검출 방법으로서,

    상기 방사선 검출부에 의해 방사선을 검출하여 그 검출된 방사선이 가지는 에너지에 따른 출력 신호를 생성하는 검출 공정과,

    상기 복수의 에너지 영역을 나누기 위한 N개(N은 1 이상의 정수)의 에너지값에 대응하는 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 이용하여 상기 검출 공정에서 생성된 상기 출력 신호를 상기 신호 처리부에서 판별하는 신호 판별 공정과,

    상기 신호 판별 공정에서 판별된 상기 출력 신호를 상기 신호 처리부에 있어서 계수함으로써 상기 복수의 에너지 영역 내의 소정 시간당의 방사선 계수값인 영역별 계수값을 취득하는 계수값 취득 공정을 구비하고,

    상기 피검사물에 조사되는 방사선으로서, 상기 피검사물을 통과하기 전의 상태의 방사선인 기준 방사선으로 하였을 때,

    상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값은 상기 기준 방사선을 상기 검출 공정에 있어서 검출하는 경우에 있어서의 상기 복수의 에너지 영역의 상기 영역별 계수값인 기준 영역별 계수값이 균일하게 되도록 설정되어 있고;

    상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 임계값 설정 공정을 더 구비하고,

    상기 임계값 설정 공정은,

    상기 제1의 신호 판별 임계값을 상기 N개의 에너지값 중의 최소의 에너지값에 대응하도록 설정하는 제1의 설정 공정과,

    상기 방사선 검출부에 의해 상기 기준 방사선을 검출하여 상기 기준 방사선의 에너지에 대응한 출력 신호인 기준 출력 신호를 생성하는 기준 방사선 검출 공정과,

    상기 신호 처리부에 있어서 상기 제1의 신호 판별 임계값에 의해 상기 기준 출력 신호를 판별하여 계수함으로써, 소정 시간당의 방사선 계수값인 기준 계수값을 취득하는 기준 계수값 취득 공정과,

    상기 신호 처리부에 있어서의 신호 판별 임계값을 변화시키면서 상기 기준 출력 신호를 상기 신호 처리부에 있어서 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 방사선 계수값, 및 상기 기준 계수값을 이용하여 상기 제1∼제N의 신호 판별 임계값 중 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 제2의 설정 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 방법.
11. 제10항에 있어서,

    제2의 설정 공정은,

    상기 제2∼제N의 신호 판별 임계값 중 제m의 신호 판별 임계값(m은 2∼N의 정수)을 설정하는 공정으로서, 상기 신호 처리부에 있어서의 신호 판별 임계값을 제(m―1)의 신호 판별 임계값으로부터 변화시키면서 상기 기준 출력 신호를 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 방사선 계수값과, 상기 신호 처리부에 있어서의 신호 판별 임계값을 제(m－1)의 신호 판별 임계값으로서 상기 기준 출력 신호를 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 방사선 계수값과의 차가 상기 기준 계수값에 의해 정해지는 규정치에 일치하였을 때의 신호 판별 임계값을 제m의 신호 판별 임계값으로서 설정하는 제m의 임계값 설정 공정을 가지고 있고,

    상기 제m의 임계값 설정 공정을 반복함으로써 제2∼제N의 신호 판별 임계값을 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 제1의 설정 공정에서는,

    상기 방사선 검출부에 방사선이 입사하고 있지 않은 경우에 있어서, 상기 방사선 검출부로부터 출력되는 출력 신호를 상기 신호 처리부의 신호 판별 임계값을 변화시키면서 판별하여 계수함으로써 취득되는 소정 시간당의 계수값이 기준값 이하로 되었을 때의 신호 판별 임계값을 제1의 신호 판별 신호로서 설정하는 것을 특징으로 하는 방사선 검출 방법.

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