KR101997948B1 - 조합형 산란 및 투과 멀티-뷰 이미징 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 여러 실시형태의 하나에서 3개 X-선 소오스를 갖는 3-뷰 구성을 갖는 멀티-뷰 X-선 검사시스템에 관한 것이다. 각 X-선 소오스가 회전하고 X-선 펜슬 빔을 방출할 수 있게 구성되고, 적어도 두개의 검출기 어레이를 포함하며, 각 검출기 어레이는 다수의 비픽셀화 검출기를 가짐으로서 비픽셀화 검출기의 적어도 일부가 두 X-선 소오스를 향하여 배향된다.

Description

조합형 산란 및 투과 멀티-뷰 이미징 시스템 {COMBINED SCATTER AND TRANSMISSION MULTI-VIEW IMAGING SYSTEM}
본 발명은 우선권주장을 위하여 2012년 2월 3일자 출원된 미국특허 가출원 61/594,625에 기초한다. 상기 언급된 출원은 본문에 참고로 인용된다.
본 발명은 일반적으로는 보안스캐닝을 위한 X-선 이미징 시스템의 분야에 관한 것으로, 특히 투과 및 후방산란 이미징을 유리하게 조합하는 멀티-뷰 X-선 스캐닝 시스템에 관한 것이다.
테러와 밀수품 거래의 확산으로, 의심이 가는 위험물과 불법물질의 검출을 위하여 승용차, 버스, 대형 차량 및 화물차량을 효율적이고 효과적으로 검색할 수 있는 시스템에 대한 필요성이 급박하다.
종래, 많은 기술이 보안검사에 사용하기 위하여 평가되었으며, 종종 X-선 이미징이 이러한 목적을 위하여 적절한 기술인 것으로 확인되었다. 몇가지 알려진 X-선 스캐닝 시스템이 승용자, 버스 및 기타 다른 차량의 검색을 위하여 사용되었다. 이러한 시스템은 투과 및 후방산란 X-선 검색시스템을 포함한다. 이들 종래기술의 X-선 시스템은 전형적으로 1회 또는 잠재적으로 2회의 매우 제한된 수의 방향선정으로부터 스캐닝을 제공한다. 예를 들어, 투과 X-선 시스템은 사이드-슈터(side shooter)형 또는 탑-슈터(top shooter)형의 구조를 갖도록 구성될 수 있다. 후방산란 시스템은 단일 측부형 또는 때로는 3개 측부형 구조에 유용할 수 있다.
따라서, 종래기술에 있어서는 임의의 수, 전형적으로는 하나 이상의 뷰(view)를 가질 수 있는 멀티-뷰 이미징 시스템이 요구된다. 또한 종래기술에 있어서는 후방산란 및 투과 이미징 방법의 조합을 이용하여 매우 낮은 선량으로 고도의 검출성능을 보이는 모듈러 멀티-뷰 시스템이 필요하다.
본 발명은 한 실시형태에서 X-선 빔을 방출할 수 있도록 구성된 X-선 소오스와, 다수의 비-픽셀화(non-pixellated) 검출기를 포함하는 검출기 어레이를 포함하고, 상기 비-픽셀화 검출기의 적어도 일부가 X-선 소오스 측으로 향하여 배향(配向)되지 않는 X-선 검사시스템을 기술한다.
다른 실시형태에서, 본 발명은 각 X-선 소오스가 X-선 빔을 방출할 수 있도록 구성된 적어도 두개의 X-선 소오스와, 각각 다수의 비-픽셀화 검출기를 포함하는 적어도 두개의 검출기 어레이를 포함하고, 상기 비-픽셀화 검출기의 적어도 일부가 양측 X-선 소오스 측으로 배향되는 X-선 검사시스템을 기술한다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 각각 회전하여 회전 X-선 펜슬 빔(rotating X-ray pencil beam)을 방출하는 3개의 X-선 소오스와, 각각 다수의 비-픽셀화 검출기를 포함하는 적어도 두개의 검출기 어레이를 포함하는 3-뷰 구성을 가지고, 상기 비-픽셀화 검출기의 적어도 일부가 양측 X-선 소오스 측으로 배향되는 멀티-뷰 X-선 검사시스템을 기술한다.
한 실시형태에서, X-선 빔은 펜슬 빔이고 각 X-선 소오스가 일정한 회전범위로 회전하며, X-선 검사시스템이 고유공간해상도를 가지고 상기 고유공간해상도가 X-선 빔의 콜리메이션(collimation)의 정도에 의하여 결정되고 X-선 스캔 데이터의 픽셀화 정도에 의해서는 결정되지 않는다. 또한, 한 실시형태에서, 단일 검출기가 특정 싯점에서 상기 X-선 소오스의 하나로부터 단 하나의 X-선 빔에 노출되고, 각 검출기는 평면을 정의하고 상기 평면은 각 X-선 소오스에 의하여 정의된 각 평면으로부터 오프셋트되어 있다. 한 실시형태에서, 각 검출기는 직사각형의 형태이다.
본 발명의 다른 실시형태에서, X-선 검사시스템은 X-선 빔을 방출할 수 있도록 구성된 적어도 하나의 X-선 소오스와, 적어도 두개의 직사각형 단면의 후방산란 검출기와 상기 두 직사각형 단면의 후방산란 검출기 사이에 배치된 정사각형 단면의 투과 검출기를 포함하는 검출기 어레이를 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 X-선 빔을 방출할 수 있도록 구성된 적어도 하나의 X-선 소오스를 포함하고, 적어도 두개의 직사각형 단면의 후방산란 검출기, 상기 적어도 두개의 직사각형 단면의 후방산란 검출기 사이에 배치된 정사각형 투과 검출기와, 정사각형 단면의 투과 검출기와 상기 적어도 두개의 직사각형 단면의 후방산란 검출기의 하나 사이에 배치된 한쌍의 고정형 콜리메이터(fixed collimator)를 포함하는 검출기 어레이를 포함하는 X-선 검사시스템을 기술한다.
한 실시형태에서, 제어시스템을 포함하는 X-선 검사시스템이 기술되는 바, 상기 X-선 검사시스템이 감마선을 검출하기 위하여 활성화될 때, 상기 제어시스템이 X-선 소오스를 턴-오프시키고 검출기 데이터처리 모드를 전류통합모드로부터 펄스계수모드로 전환시킨다.
다른 실시형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 X-선 소오스를 갖는 X-선 검사시스템을 기술하는 바, 상기 X-선 소오스는 확장형 애노드 X-선 튜브, 회전형 콜리메이터 조립체, 베어링, 구동모터와, 로터리 인코더를 포함한다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 X-선 소오스를 갖는 X-선 검사시스템을 기술하고 있는 바, 상기 X-선 소오스는 확장형 애노드 X-선 튜브, 회전형 콜리메이터 조립체, 베어링, 구동모터, 2차 콜리메이터 세트와, 로터리 인코더를 포함한다.
한 실시형태에서, 제어시스템을 포함하는 X-선 검사시스템이 기술되는 바, 상기 제어시스템은 속도데이터를 수신하고 상기 제어시스템은 X-선 소오스의 콜리메이터 회전속도, 데이터획득속도, 또는 상기 데이터속도에 기반하는 X-선 튜브전류의 적어도 하나를 조절한다.
다른 실시형태에서, 본 발명은 제어시스템을 포함하는 X-선 검사시스템을 기술하고 있는 바, 상기 제어시스템은 스캔되는 대상물의 단위길이당 선량이 균일하도록 하기 위하여 X-선 소오스의 콜리메이터 회전속도, 데이터획득속도, 또는 X-선 튜브전류의 적어도 하나를 조절한다.
본 발명은 대상물을 스캔하기 위한 X-선 검사시스템에 관한 것으로, 검사시스템이 각각 투과경로를 정의하는 회전 X-선 빔들을 동시에 방출할 수 있도록 구성된 적어도 두개의 회전 X-선 소오스, 각각 스캔영역을 형성하기 위하여 적어도 두개의 X-선 소오스의 하나에 대향되게 배치되는 적어도 두개의 검출기 어레이와, 조정된 방식으로 대상물을 스캔하여 적어도 두개의 X-선 소오스의 X-선 빔이 투과경로에 교차하지 않도록 각 X-선 소오스를 제어하기 위한 적어도 하나의 제어기를 포함한다.
한 실시형태에서, 방출된 각 X-선 빔은 펜슬 빔이고 각 X-선 소오스는 사전에 결정된 회전각도 범위를 회전한다.
한 실시형태에서, 각 검출기는 비-픽셀화 검출기이다.
한 실시형태에서, 제1, 제2 및 제3 회전 X-선 소오스가 회전 X-선 빔을 동시에 방출하도록 구성되고, 제1 X-선 소오스는 실질적으로 수직위치로부터 시작하고 시계방향으로 이동하여 대상물을 스캔하며, 제2 X-선 소오스는 실질적으로 하향수직위치로부터 시작하고 시계방향으로 이동하여 대상물을 스캔하고, 제3 X-선 소오스는 실질적으로 수평위치로부터 시작하고 시계방향으로 이동하여 대상물을 스캔한다.
한 실시형태에서, 제어기는 각 X-선 소오스가 다른 나머지 X-선 소오스의 초기스캔방향과 중복되지 않는 방향으로 대상물을 스캔하기 시작하여 X-선 소오스 사이의 크로스 토크(cross talk)를 제거할 수 있도록 한다.
한 실시형태에서, 대상물의 다수의 스캔된 뷰는 각 검출기가 임의 시간에 유일의 X-선 빔에 의하여 조사되는 것과 동시에 수집된다.
한 실시형태에서, 검출기의 체적은 얻고자 하는 대상물의 스캔된 뷰의 수에 관계가 없다.
한 실시형태에서, X-선 검사시스템은 고유공간해상도를 가지며 상기 고유공간해상도는 X-선 빔의 콜리메이터의 정도에 의하여 결정된다.
한 실시형태에서, 하나 이상의 검출기는 검출기 어레이의 변부로부터 연장된 하나 이상의 광전자증배관을 가짐으로서 인접한 X-선 소오스로부터의 X-선 빔이 광전자증배관에 대향된 검출기 어레이의 방해받지 않는 면으로 보내질 수 있도록 하는 섬광체 검출기의 어레이를 포함한다.
한 실시형태에서, 하나 이상의 검출기가 높은 광출력효율과 고속응답시간을 가지고 큰 체적을 가지면서도 변화하는 주위환경조건에 대하여 거의 응답하지 않고 기계적으로 안정된 섬광체봉으로 제조된다.
한 실시형태에서, 하나 이상의 검출기가 제논 또는 다른 가압된 가스를 포함하는 가스이온화 검출기이다.
한 실시형태에서, 하나 이상의 검출기는 달리 제한없이 CdZnTe, CdTe, HgI, Si 및 Ge와 같은 반도체 물질로 제조된다.
한 실시형태에서, X-선 검사시스템은 X-선 소오스를 턴-오프시켜 검출기를 전류통합모드로부터 펄스계수모드로 전환시킴으로서 감마선을 검출할 수 있게 구성된다.
본 발명은 또한 대상물을 스캔하기 위한 X-선 검사시스템에 관한 것으로, 검사시스템은 대상물을 조사하기 위하여 회전 X-선 빔을 동시에 방출할 수 있게 구성된 적어도 두개의 X-선 소오스를 포함하고, 상기 각 X-선 빔은 투과경로를 정의하며, 적어도 두개의 후방산란 검출기 사이에 배치된 적어도 하나의 투과 검출기를 포함하고, 상기 각 후방산란 검출기는 대상물의 제1 측부에 배치된 제1 X-선 소오스에 의하여 방출된 후방산란된 X-선을 검출하고 투과 검출기는 대상물의 반대측에 배치된 제2 X-선 소오스에 의하여 방출되는 투과된 X-선을 검출하며, 중복되지 않고 조정된 상태로 대상물을 동시에 스캔하여 상기 각 X-선 빔의 투과경로가 교차하지 않도록 각 X-선 소오스를 제어하기 위한 적어도 하나의 제어기를 포함한다.
한 실시형태에서, 검출기 어레이는 적어도 두 직사각형 단면의 후방산란 검출기와 상기 적어도 두 직사각형 단면의 후방산란 검출기 사이에 배치된 정사각형 단면의 투과 검출기를 포함한다.
다른 실시형태에서, 검출기 어레이는 두개의 후방산란 검출기 사이에 배치된 투과 검출기를 포함하고 검출기는 스캔되는 대상물을 향하는 단일 평면내에 배치되며 투과 검출기는 각 후방산란 검출기보다 작은 노출된 표면적을 갖는다.
한 실시형태에서, X-선 검사시스템은 투과 검출기와 상기 적어도 두개의 후방산란 검출기중의 하나 사이에 배치된 한쌍의 고정형 콜리메이터를 더 포함한다.
한 실시형태에서, 각 X-선 소오스가 확장형 애노드 X-선 튜브, 회전형 콜리메이터 조립체, 베어링, 구동모터와, 로터리 인코더를 포함한다.
다른 실시형태에서, 각 X-선 소오스는 냉각회로에 결합되는 확장형 애노드X-선 튜브를 포함하고, 애노드는 접지전위이며, 콜리메이터의 주위에 사전에 정의된 각도로 절삭된 슬로트를 갖는 적어도 하나의 콜리메이팅 링을 포함하는 회전형 콜리메이터 조립체를 포함하고, 각 슬로트의 길이는 슬로트의 폭과 회전축선보다 크며, 슬로트의 폭은 스캐닝 방향에서 X-선 검사시스템의 고유공간해상도를 정의하고, 콜리메이터 조립체를 지지하고 구동축을 콜리메이터 조립체로부터 구동모터측으로 전달하는 베어링을 포함하며, 수직스캐닝방향으로 공간해상도를 개선하기 위한 2차 콜리메이터 세트를 포함한다.
한 실시형태에서, 제어기는 대상물의 속도를 포함하는 속도데이터를 수신하고, 상기 속도데이터에 기반하여 X-선 소오스의 콜리메이터 회전속도, 데이터 획득속도, 또는 상기 속도데이터에 기반하는 X-선 튜브전류의 적어도 하나를 조절한다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태에 따른 단일-뷰 탑-슈터형 투과 이미징 시스템을 보인 정면도.
도 2는 본 발명의 한 실시형태의 제1 사이드-슈터형 구조를 보인 정면도.
도 3은 본 발명의 한 실시형태의 제2 사이드-슈터형 구조를 보인 정면도.
도 4는 본 발명의 멀티-뷰 X-선 이미징 시스템을 보인 정면도.
도 5는 본 발명의 멀티-뷰 X-선 이미징 시스템에 사용하기 위하여 X-선 소오스의 평면으로부터 편향된 구조의 X-선 검출기를 보인 측면도.
도 6은 본 발명의 멀티-뷰 시스템에 사용하기 위한 적당한 X-선 검출기의 실시형태를 보인 사시도.
도 7a는 본 발명의 멀티-뷰 시스템에 사용하기 위한 검출기 어레이의 측면도.
도 7b는 본 발명의 멀티-뷰 시스템에 사용하기 위한 검출기 어레이의 정면도.
도 8은 본 발명의 멀티-뷰 시스템에 사용하기 위한 후방산란-투과 검출기 구조의 한 실시형태를 보인 설명도.
도 9는 본 발명의 멀티-뷰 시스템에 사용하기 위한 후방산란-투과 검출기 구조의 다른 실시형태를 보인 설명도.
도 10은 본 발명의 멀티-뷰 시스템에 사용하기 위한 적당한 스캐닝 X-선 소오스의 한 실시형태를 보인 설명도.
도 11a는 수직방향의 공간해상도를 개선하기 위하여 설정된 2차 콜리메이터를 보인 설명도.
도 11b는 회전형 콜리메이터의 외측변부 둘레에 배치된 도 11a의 2차 콜리메이터를 보인 설명도.
도 12는 본 발명의 멀티-뷰 시스템의 검출기와 함께 사용하기 위한 판독전자회로의 실시형태를 보인 회로도.
도 13은 일련의 'n' 멀티-뷰 이미징 시스템이 일단의 'm' 이미지 검사자에 의하여 모니터되는 매트릭스 구성을 보인 설명도.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따라서 화물을 스캔하기 위한 멀티-뷰 이미징 시스템의 배치도.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따라서 점유차량을 스캔하기 위한 멀티-뷰 이미징 시스템의 배치도.
도 16a는 스캐닝의 준비를 위하여 작동상태에 있는 이동형 검사시스템을 보인 설명도.
도 16b는 수평붐의 단부에서 힌지점을 중심으로 하여 수직붐이 상측으로 절첩되는 단계를 보인 설명도.
도 16c는 수직지지체의 상부에서 힌지점을 중심으로 하여 수평붐과 수직붐이 동시에 상측으로 절첩되는 단계를 보인 설명도.
도 16d는 수직붐이 이동형 검사차량의 배면측으로 하향 배치되는 단계를 보인 설명도.
도 16e는 저면 이미징 부분이 그 작동위치로부터 90도로 상향 절첩되는 단계를 보인 설명도.
도 16f는 외측수평베이스부분이 내측베이스부분에 평행하게 배치되도록 180도로 절첩되는 단계를 보인 설명도.
도 16g는 시스템을 완전히 접도록 베이스부분을 90도로 완전히 절첨하는 단계를 보인 설명도.
본 발명은 후방산란 및 투과기술로부터의 이미지정보를 유리하게 조합하는 X-선 스캐닝 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 4개의 불연속 후방산란 시스템을 사용하고 있으나, 제2 후방산란 시스템으로부터 대면적의 검출기를 조사하여 동일한 세트의 4개 X-선 빔을 이용하여 동시에 다중측부 후방산란과 투과 이미징이 이루어질 수 있도록 하나의 후방산란 시스템으로부터 펜슬 빔을 재사용한다. 이러한 방식은 비용효율이 높아 세그먼트형 검출기 어레이의 비용을 줄일 수 있으면서 광범위한 검사가 이루어질 수 있도록 한다.
본 발명의 여러 실시형태에 관한 것이다. 다음의 설명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하기 위하여 제공된다. 본 발명에 사용된 언어는 어느 하나의 특정 실시형태를 일반적으로 부정하여 해석되거나 사용된 용어의 의미를 넘어 특허 청구범위를 제한하는데 사용되어서는 안 된다. 본문에서 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태 및 적용분야에 적용될 수있다. 또한, 사용된 표현 및 용어는 실시형태들을 설명하기 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다. 따라서, 본 발명은 다수의 대안, 변경 및 개시된 원리 및 특징에 부합 등가물을 포괄하는 가장 넓은 범위를 부여하려는 것이다. 본 발명을 필요없이 불명료하게 하지 않도록 명확성을 위하여, 본 발명에 관련된 기술 분야에서 공지된 기술적인 자료에 관한 정보는 상세하게 설명하지 않았다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 단일-뷰 탑-슈터 투과 이미징 시스템(100)을 보이고 있다. 시스템(100)은 회전형 펜슬 빔 콜리메이터를 갖는 X-선 소오스(105)를 포함한다. X-선 빔이 온일 때, 콜리메이터는 연속적으로 회전하여 부채꼴 영역(115)을 스위핑(sweep over)하는 이동 X-선 빔(110)을 형성한다. 일련의 X-선 검출기(120)가 X-선 빔(110)이 차량과 같은 대상물(125)을 통과할 때 X-선 빔의 강도를 기록하기 위하여 투과검사구조, 즉, X-선 빔(110)에 대향된 위치에 배치되고 검사되는 대상물은 검출기(120)와 X-선 빔(110) 사이에 배치된다. 한 실시형태에서, 검출기(120)는 길이가 1000 mm 정도이고 수 미터의 길이를 갖는 선형 센서를 구성하기 위하여 단부와 단부가 적층된다. 이러한 검출기의 이점은 이들이 공간해상도를 가지지 않으므로 매우 저렴하게 제작될 수 있다는 것이다.
대상물(125)의 X-선 스캔 이미지는 항상 각 검출기(120)의 출력에서 신호의 강도와 X-선 펜슬 빔(110)의 회전각도를 기록함으로서 형성된다. 방사상 좌표에서, 대상물 X-선 투과는 어느 특정순간에 그 회전각도에 대하여 X-선 빔(110)에 의하여 지시되는 X-선 검출기(120)로부터 기록된 X-선 강도를 작도함으로서 결정된다. 당해 기술분야의 전문가에게 잘 알려진 바와 같이 사전에 결정된 좌표변환이 이러한 데이터를 데카르트 격자(Cartesian grid) 또는 달리 선택된 좌표 그리드로 맵핑시킨다.
전형적인 종래기술의 X-선 이미징 시스템과는 다르게, 시스템(100)의 고유공간해상도는 X-선 스캔의 픽셀화가 아니고 소오스(105)에서 X-선 빔(110)의 콜리메이션에 의하여 결정된다. X-선 빔(110)은 한정된 영역에서 작은 초점으로부터 발생되므로, X-선 펜슬 빔(110)은 발산하여 시스템(100)의 공간해상도가 소오스(105)로부터 검출기(120)의 거리에 따라서 달라진다. 따라서, 시스템(100)의 공간해상도는 X-선 소오스(105)에 직접적으로 대향된 하측 모서리에서 최소이다. 그러나, 이와 같이 달라지는 공간해상도는 회전각도의 함수로서 시스템(100)의 공간임펄스응답의 디콘볼루션(deconvolution)에 의하여 보정되어 일정하게 감지할 수 있는 공간해상도를 갖는 이미지를 발생할 수 있다.
도 2는 유사하나 위치가 다른 회전형 펜슬 빔(210)을 갖는 동일한 X-선 소오스(205)와 일련의 동일한 X-선 검출기(220)를 이용하는 도 1의 시스템(100)의 사이드-슈터 구성을 보이고 있다. 도 3에서 보인 바와 같이, 대칭형인 사이드-슈터 구성이 도 2에서 보인 것과는 대칭의 이미지 구성인 동일한 X-선 소오스(305)를 이용하여 달성된다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따라서 도 1 내지 도 3의 구성을 통합한 멀티-뷰 X-선 이미징 시스템(400)을 보인 것이다. 한 실시형태에서, 시스템(400)은 동시에 작용하는 3개의 회전하는 X-선 빔(405, 406, 407)에 의하여 가능하게 이루어지는 3-뷰 구성을 가지며 한 실시형태에서 다수의 검출기가 스캐닝 터널(420)을 형성하기 위한 투과형 구성으로 배치된다. 시스템(400)은 임의의 순간에 조사된 공간의 크기가 전형적으로 다수의 픽셀화 X-선 검출기를 가지고 팬-빔 X-선 조사가 이루어지는 종래기술의 라인 스캔 시스템에 비하여 낮으므로 본 발명의 목적에 따라서 고도의 검사능력을 제공하는 한편, 동시에 실질적으로 낮은 X-선 선량에서 이를 달성할 수 있다.
도 4에서 보인 바와 같이, X-선 소오스(405, 406, 407)가 이러한 X-선 소오스(405, 406, 407)으로부터 원격한 장소에 배치된 적어도 하나의 제어기(497)에 의하여 제어되고 제어신호를 X-선 소오스(405, 406, 407)에 전송하여 이들이 중첩되지 않은 좌표상에서 타깃의 대상물(495)을 스캔할 수 있으므로 동시에 수집되는 3개의 X-선 소오스(405, 406, 407) 뷰 사이에는 크로스 토크가 거의 없다. 한 실시형태에서, X-선 소오스(405)는 실질적으로 수직인 위치(12시와 1시 사이)에서 시작하여 시계방향으로 이동함으로서 대상물(495)을 스캔한다. 동시에, X-선 소오스(406)는 실질적으로 하측의 수직위치(4시 부근)에서 시작하여 시계방향으로 이동함으로서 대상물(495)을 스캔한다. 또한 동시에, X-선 소오스(407)는 실질적으로 수평위치(9시 부근)에서 시작하여 시계방향으로 이동함으로서 대상물(495)을 스캔한다. 상기 언급된 각 X-선 소오스는 상이한 위치에서 시작하여 a) 다른 X-선 소오스의 초기스캔방향에 중복되지 않는 방향으로 스캔을 시작하고 b) 각각 다른 X-선 소오스의 스캔과 중복되지 않는 방향과 속도로 스캔할 수 있도록 하는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 관점에 따라서, 시스템(400)에서 동시에 수집되는 뷰의 수는 제한이 없으며 각 검출기 세그먼트(421)는 언제나 하나 이상의 주요 X-선 빔에 의하여 조사된다. 한 실시형태에서, 도 4에서 보인 검출기 구성(430)은 약 3 m(폭) x 3 m(높이)의 검사터널을 형성하기 위하여 각각 길이가 약 1m 인 검출기 세그먼트(421)를 포함한다. 한 실시형태에서, 검출기구성(430)은 인접한 검출기 사이에서 스위핑 X-선 뷰의 이동을 허용하기 위한 6개의 독립적인 X-선 뷰를 지지할 수 있다. 0.5m 길이의 검출기 세그먼트(421)를 포함하는 다른 실시형태는 12개의 독립된 X-선 이미지 뷰까지 지지할 수 있다.
당해 기술분야의 전문가라면 시스템(400)에서 검출기 물질의 체적은 수집될 뷰의 수와 관계가 없으며 판독전자장치의 밀도가 통상적인 종래기술의 픽셀화 X-선 검출기에 비하여 매우 낮음을 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 다수의 X-선 소오스는 적당한 등급의 고압발생기로부터 구동되어 부가적인 X-선 소오스가 비교적 간단하고 편리하게 부가될 수 있도록 한다. 이러한 구성은 본 발명의 고밀도 멀티-뷰 시스템(400)이 보안검색분야에 유리하게 이용될 수 있도록 한다.
도 5에서 보인 바와 같이, 도 4에서 보인 것과 같은 멀티-뷰 시스템은 X-선 소오스(505)의 평면으로부터 편향된 X-선 검출기(520)를 갖는다. 이러한 편향은 X-선 빔(510)이 검사될 대상물로 진입하기 전에 이러한 X-선 빔(510)이 이에 가장 근접한 검출기에 비교적 강력하게 흡수되는 것을 방지한다.
본 발명의 다른 관점에 따라서, X-선 검출기는 공간해상기능을 갖도록 요구되지 않아 이미징 시스템의 전체 성능에 영향을 최소화하면서 기본 빔이 검출기의 면위에 걸쳐 검출기의 측면에까지 방황하는 것을 허용한다. 이는 픽셀화 시스템에서 각 검출기가 공간해상도를 유지하기 위하여 해당 소오스를 향해 다시 지시되도록 향하여야 하기 때문에 통상적인 종래의 픽셀화 X-선 시스템에 비하여 검출기의 구성을 현저히 단순화한다. 이와 같이, 종래기술의 픽셀화 X-선 시스템에서는 단일 검출기가 하나 이상의 소오스 위치를 지시할 수 없어 각 소오스 포인트에 전용의 픽셀화 어레이가 필요하다.
도 6은 본 발명의 멀티-뷰 시스템(도 4의 3-뷰 시스템 400과 같은)에 이용하기 위한 적당한 X-선 검출기(600)의 한 실시형태를 보인 것이다. 도시된 바와 같이, 검출기(600)는 X-선 검출물질의 봉체(605)로 구성되는 바, 한 실시형태에서 이는 섬광물질로 제조된다. 섬광과정에서, X-선 에너지는 광자로 변환되고 이들 광자는 광전자증배관 또는 광다이오드(610)와 같은 적당한 광검출기를 이용하여 수집된다. 적당한 섬광검출물질은 광출력효율이 높고 응답시간이 빠르며 변화하는 환경조건에 반응성이 거의 낮고 대용량에 걸쳐 기계적으로 안정된, 당해 전문가에게 잘 알려진 플라스틱 섬광체, CsI, BGO, NaI, 또는 기타 섬광체를 포함한다.
또는, 검출기 물질은 검출효율을 높이고 신호수집시간을 개선하기 위하여 높은 전계강도를 갖도록 이상적으로 가압가스를 갖는 가스이온화 및 가스비례검출기를 포함한다. 가압형의 제논 검출기와 같은 비활성 가스 기반의 검출기는 본 발명의 멀티-뷰 시스템에 사용하기에 아주 적합하다. 또한 비록 용량, 응답시간, 비용 및 물질의 온도응답이 선호된다고는 할 수 없으나, CdZnTe, CdTe, HgI, Si 및 Ge와 같은 반도체 검출기 물질도 채용될 수 있다.
섬광체 검출기(720)의 어레이가 도 7a 및 도 7b에 도시되어 있는 바, 광전자증배관(725)이 섬광물질의 동일한 장변부로부터 연장되어 인접한 X-선 소오스의 X-선 빔이 광전자증배관(725)에 대향된 검출기의 방해받지 않는 면으로 통과할 수 있도록 한다. 두개의 X-선 소오스(705, 706)가 도 7a의 검출기 어레이(720)의 측부에 보이고 있다. 3개의 X-선 소오스(705, 706, 707)가 도 7b의 단부에서 보이고 있다.
대상물을 통하여 직선으로 전달되어 대상물의 반대측의 일련의 투과 검출기로 전달되는 X-선으로부터, X-선의 일부가 대상물로부터 다른 방향으로 산란한다. 당해 기술분야의 전문가라면 산란된 X-선을 검출할 수 있는 확률이 산란장소로부터 검출기의 거리의 제곱에 반비례하여 변화함을 알 수 있다. 이는 X-선 빔이 대상물에 진입할 때 X-선 빔에 근접하여 배치된 검출기가 X-선 소오스로부터 충분한 거리에 배치된 검출기의 경우보다 더 많은 후방산란 신호를 수신함을 의미한다.
도 8은 투과된 X-선에 부가하여 검사 대상물로부터 후방산란된 X-선을 이용하기 위한 본 발명의 멀티-뷰 시스템을 이용하는 검출기 구성의 다른 실시형태를 보이고 있다. 이러한 실시형태에서, X-선 소오스(805)는 X-선의 스캐닝 펜슬 빔(810)으로 대상물(825)을 조사한다. X-선(815)의 일부가 후방산란하며, 이는 한쌍의 직사각형 검출기(821, 822)에 의하여 감지된다. 대상물(825)의 타측에서 제2 X-선 소오스(도시하지 않았음)로부터의 투과 X-선 빔(830)은 소형의 정사각형 검출기(835)에서 포획된다.
검출기는 직사각형의 형상이 아닌 다른 형상을 가질 수도 있음에 유의하여야 한다. 이러한 특정 실시형태에서, 직사각형의 형상은 이것이 균일한 응답을 발생하고 비교적 제조비용이 적기 때문에 선택된다. 아울러, 직사각형의 형상은 원형이나 기타 다른 만곡형 검출기에 비하여 단부와 단부를 연결하여 적층하기에 용이하다. 마찬가지로 소형의 정사각형 단면을 이용하는 것은 예를 들어 원형 단면의 원통형 검출기에 비하여 응답이 가장 균일하고 제조비용이 비교적 적게 소요된다.
정사각형 단면의 투과 검출기(835)가 두개의 직사각형 단면의 후방산란 검출기(821, 822) 사이에 배치된다. 한쌍의 고정형 콜리메이터(840)는 실질적으로 투과 검출기(835)에서 근접한 X-선 소오스로부터의 산란광 효과를 감소시키며, 대향된 X-선 소오스(도시하지 않았음)로부터의 비교적 취약한 투과신호를 측정한다. 모든 검출기(821, 822, 835)는 자연감마선 및 원치않는 X-선 산란에 의한 배경신호를 방지하기 위하여 이들의 활성면을 제외한 모든 면의 둘레에 강철 및 납과 같은 적당한 물질을 이용하여 차폐된다. 따라서, 투과 검출기는 두개의 후방산란 검출기 사이에 개재되어 단일 평면이 스캔되는 대상물을 향하며, 투과 검출기는 각 후방산란 검출기보다 작은 노출면적을 갖는다.
도 9는 조합형의 X-선 후방산란-투과 검출기의 다른 실시형태를 보이고 있다. 여기에서, 한 실시형태에서는 전체 길이가 1.5 m ~ 3.0 m 범위인 대형 이미징 패널(900)이 스캐닝 X-선 소오스(905)에 부가하여 6개의 독립된 X-선 검출기를 포함한다. 4개의 검출기(910, 911, 912, 913)는 X-선 소오스(905)로부터의 X-선 후방산란을 기록하기 위하여 사용되는 반면에 후방산란 검출기(910, 911, 912, 913)에 비하여 작은 노출면적을 갖는 두개의 검출기(914, 915)는 대향된 X-선 발생기로부터의 투과 X-선 신호를 기록하기 위하여 사용된다.
본 발명의 기술분야에 전문가라면 도 8과 도 9의 검출기 구성으로부터, 본 발명의 멀티-뷰 후방산란 시스템이 각 투과 뷰에 상응하는 하나의 후방산란 뷰를 가질 것임을 유의하여야 한다.
다른 관점에 따라서, 투과 이미징 검출기는 투과 이미징 빔에 의하여 직접 조시되지 않을 때 후방산란 신호를 기록하기 위하여 사용될 수 있다. 그러나, 도 8과 도 9에서 보인 바와 같이, 부가적인 검출센서의 이용은 비록 실질적으로 비용이 많이 소요된다 하여도 실질적으로 후방산란 검출기의 감도를 개선한다. 따라서, 보통의 후방산란 성능을 갖는 저가의 시스템은 도 5 및 도 6에서 보인 바와 같이 편향구조의 단일 검출기 어레이를 이용하여 조립될 수 있다.
한 실시형태에서, 부가적인 후방산란 이미징 패널은 비록 당해 기술분야의 전문가에게 잘 알려진 다른 섬광체가 사용될 수 있으나, 플라스틱 섬광체, 광학적인 광도체(light guide)를 갖는 GdO2S와 같은 섬광체 스크린과, CsI 및 NaI과 같은 고체섬광체를 포함하는 섬광체 물질과 같이 부피는 크지만 저가인 검출기 물질로 제조되며, 이러한 물질은 신속한 응답시간(<10 ㎲ 기본붕괴시간)을 가지고, 균일성이 양호하며, 주위조건변화에도 안정성을 보인다.
본 발명의 다른 관점에 따라서, 도 8 및 도 9의 대면적 검출기 패널의 어레이가 특수핵물질 및 Co-60, Cs-137 및 Am-241과 같은 관심대상의 다른 방사선 소오스로부터 방출되는 것과 같은 감마선의 수동 검출기로서도 사용된다. 시스템이 수동적인 감마선에 감응할 수 있도록 하기 위하여, X-선 소오스가 턴-오프되고 검출기 전자장치는 전류통합모드로부터 펄스계수모드로 전환된다. 검사될 차량과 같은 대상물이 먼저 본 발명의 X-선 시스템으로 스캔된다. 여기에서 본 발명의 방법은 단일-뷰 구성 또는 멀티-뷰 구성에 이용될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 만약 의심이 되는 물체가 검출되는 경우, 이때 차량이 수동적인 검출모드에서 재스캔된다. 이는 본 발명의 이미징 시스템을 위하여 이중의 작동기능을 제공한다. 더욱이, 검출기 패널의 공간배치에 의하여, 공간에서 방사능 소스를 대략적으로 국소화시킬 수 있다(소오스로부터의 검출기 거리로 인해 검출기에서 카운트 속도가 제곱에 반비례하여 감소함을 인지하면서). 이러한 국소화는 수동감마선 소오스의 위치를 보이기 위하여 그래프상에 겹치는 형태로 멀티-뷰 X-선 이미지에 적용된다.
도 10에서 보인 바와 같이, 본 발명의 멀티-뷰 시스템과 함께 사용하기 위한 적당한 스캐닝 X-선 소오스(1000)의 실시형태는 확장형 애노드 X-선 튜브(1005), 회전 콜리메이터 조립체(1010), 베어링(1015), 구동모터(1020) 및 로터리 인코더(1025)를 포함한다.
한 실시형태에서, 확장형 애노드 X-선 튜브(1005)는 접지전위의 애노드를 갖는다. 이 애노드에는 연장된 작동시간중에 타깃의 발열을 최소화하기 위한 냉각회로가 구비된다. 한 실시형태에서, 회전콜리메이터 조립체(1010)는 강철과 텅스텐과 같은 적당한 엔지니어링 물질로 구성되는 것이 좋다. 콜리메이터는 이러한 콜리메이터의 둘레에 적당한 각도로 슬로트가 절결된 적어도 하나의 콜리메이팅 링을 포함한다. 각 슬로트의 길이는 그 폭보다 크고 그 회전축선보다 길고 회전방향으로 협소하다. 슬로트의 폭은 스캐닝 방향에서 투과 이미징 시스템의 고유공간해상도를 한정한다.
베어링(1015)은 콜리메이터 조립체(1010)의 하중을 지지하고 콜리메이터 조립체로부터 구동축을 구동모터(1020)에 전달한다. 구동모터(1020)는 정확한 회전속도를 유지하기 위하여 전자 서보 드라이브를 이용하여 속도가 제어될 수 있다. 로터리 인코더(1025)는 최종적으로 발생된 이미지에서 각 샘플링된 검출기 포인트의 위치를 결정하는데 요구되는 절대회전각도를 제공한다.
도 10의 소오스(1000)에 의하여 발생된 회전 X-선 빔은 1개 차원에서만 양호한 해상도를 갖는다. 수직방향에서 공간해상도를 개선하기 위하여, 도 11a 및 도 11b에서 보인 바와 같이 2차 콜리메이터 세트가 제공된다. 이제 도 11a 및 도 11b에서 동시에, 후프형 콜리메이터(1100)가 빔폭방향으로 콜리메이션을 제공하기 위하여 회전 콜리메이터(1110)의 외측변부 둘레에 배치된다. 한 실시형태에서 투과 검출기는 정사각형의 단면이고(도 8의 검출기(835)와 같이), 본 발명의 편향 시스템 배치와 조합되었을 때(도 5에서 언급한 바와 같이), 2차 빔폭 콜리메이터(1110)의 사용은 이미징 검출기의 중심선을 정확히 따라가는 특정 형상의 빔이 생성될 수 있도록 한다.
본 발명의 한 실시형태에서, 부가적인 콜리메이터가 X-선 빔이 검출물질 자체로 진입하기 전에 X-선 빔의 폭을 제한하기 위하여 투과 검출기에 배치된다. 이는 대상물을 통과하는 실제 X-선 빔이 낮은 고유공간해상도를 갖는다 하여도 임의의 공간해상도의 이미지가 수집될 수 있도록 한다. 대상물을 통과하는 X-선 빔의 폭은 검사되는 대상물에 따라 선량을 최소화하기 위해 가능한 한 작게 하지만 최종 콜리메이터의 슬로트 폭과 일치되게 한다.
멀티-뷰 시스템의 각 검출기에는 광 검출기를 바이어스시키고 광검출기로부터의 출력신호를 버퍼링하여 중폭시키며 결과의 신호를 디지털화하는 판독전자장치가 구비된다. 도 12는 버퍼증폭기와 고속 아날로그-디지털 변환기(ADC)(1210)를 갖는 광전자증배관 회로(1205)의 실시형태를 보이고 있다. ADC(1210)으로부터의 데이터는 다른 모든 광검출기(DET1, DET2, ..., DETn)로부터의 디지털 데이터와 함께 시스템제어회로(1215)에 전달된다. 이러한 시스템제어회로(1215)는 각 X-선 소오스로부터의 인코더 데이터(1220)를 획득하고 각 X-선 소오스에 대하여 모터구동신호(1225)를 제공한다. 이와 같이 시스템제어기(1215)는 검출기 시스템의 각 구성요소 사이에서 데이터 수집을 조정하고, 각 투과 및 후방산란 X-선 뷰에 대해 개별적으로 데이터를 제공하는 이미지 데이터 스트림(1230)을 생성한다.
일련의 적당한 센서(1235)가 차량 또는 감사될 대상물이 검사영역을 통과할 때의 속도를 측정하는데 사용된다. 적당한 센서는 차량의 스캔시에 각 센서가 거짓으로부터 참으로 바뀌는 시간과 그 반대의 시간을 비교함으로써 속도(=거리/시간)를 측정할 수 있는 알려진 거리에 배치되는 마이크로파 레이더 카메라, 주사 적외선 레이저 또는 간단히 유도센서를 포함한다. 한 실시형태에서 이러한 속도정보는 스캔되는 대상물의 단위길이당 선량을 균일하게 하도록 콜리메이터 회전속도, 데이터획득속도 및 X-선 튜브 전류를 조절하는 시스템제어기(1215)로 보내진다. 고속 ADC(1210)를 이용함으로써 다중샘플이 각 투과 및 후방산란 소오스 포인트에서 획득되어 평균값 또는 그렇지 않으면 필터링된 값이 저장되어 이미징 시스템의 신호대 잡음비를 개선한다.
투과 이미징 검출기의 면을 횡단하는 X-선 빔의 선형 스캐닝 속도가 소오스로부터의 거리의 함수로서 변화한다(즉, 보다 먼 지점은 선형스캔속도가 빠르게 됨을 겪는다). 따라서, 한 실시형태에서, 고속 오버샘플링 아날로그-디지털 변환기(1210)를 사용함으로써 예를 들어 인코더 데이터(1220)를 이용하여 선형스캔속도를 각 샘플링 시간의 시작을 트리거하는데 매칭시키는 샘플링 시간의 조정을 단순화하며, 관련 인코더값은 스캐닝의 시작전에 디지털 룩업 테이블에 저장된다. 데이터를 고속으로 샘플링하는 것은, 측정된 데이터를 오버샘플링하고, 낮은 샘플속도 이미지만을 디-콘볼루션함을 시도하여 달성될 수 있는 것과 비교하여 더 낮은 샘플링 속도 출력이미지를 생성함으로써, 스캔방향으로 공간해상도의 디콘볼류션이 개선될 수 있게 한다.
한 실시형태에 따라서, 시스템 제어기(1215)는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array)와 마이크로콘트롤러와 같은 디지털 전자장치의 조합을 이용하여 유리하게 구성될 수 있다. 디지털 회로는 활동을 조절하기 위하여 인코더(1220)로부터의 데이터만을 이용하여 다중 검출기와 다중 인코더로부터의 스캔된 이미지를 구축하는데 요구되는 정밀한 타이밍을 제공한다. 하나 이상의 마이크로콘트롤러가 최종 데이터 전송처리를 위한 시스템 구성 능력, 시스템의 펌웨어 필드 업그레이드 프로그래밍 및 지원을 제공한다.
실시형태는 일련의 'n' 멀티-뷰 이미징 시스템이 일단의 'm' 이미지 검사자에 의하여 모니터되는 매트릭스 구성을 이용한다. 이러한 구성에서, 도 13에서 보인 바와 같이, 각 이미징 시스템 SYS1, SYS2,...,SYSn 이 모든 이미지 데이터를 저장하고 리콜하기 위한 데이터베이스(1305)를 제공하는 네트워크(1315)에 연결된다. 작업스케줄러(1310)는 시스템의 트랙이 온라인을 유지하고 검사를 위하여 작업자 INSPECT1, INSPECT2, ...INSPECTm 이 사용될 수 있도록 한다. 데이터베이스(1305)로부터의 이미지는 리뷰를 위하여 다음의 사용가능한 검사자에게 자동적으로 전달된다. 검사결과는 검사에서 의심스러운 차량이나 물체의 수동검색을 지시하는 교통통제장치를 포함하는 관련 이미징 시스템에 전달된다. 시스템 관리자(1320)는 한 실시형태에서 이미징 시스템의 상태를 모니터링할 수 있고 작업자의 효율을 모니터링하며 검사자로부터의 검사결과를 이중체크할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시형태에 따라서 화물을 스캔하기 위하여 멀티-뷰 이미징 시스템을 이용하는 것을 보인 것으로, 이 시스템은 검사터널(1405)의 중앙을 통하여 차량이 통과할 수 있도록 각각 제공된 상향 및 하향 램프(1410, 1411)를 따라 그 중앙에 메인 이미징 시스템(도 4의 3-뷰 시스템 400과 같은)을 갖는 갠트리(1400)를 포함한다. 다른 실시형태에서 갠트리(1400)에는 검사터널(1405)을 통하여 화물을 운반하는 컨베이어가 구비된다. 한 실시형태에서, 적당한 터널의 크기는 소형 수하물인 경우 최대 800 mm x 500 mm 이고, 패킷 및 소형화물인 경우 최대 1800 mm x 1800 mm 이며, 소형차량 및 대형화물인 경우 최대 3000 mm x 3000 mm 이고, 대형차량 및 컨테이너 화물인 경우에는 최대 5500 mm x 4000 mm 이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따라서 점유차량을 스캔하기 위한 멀티-뷰 이미징 시스템을 이용하는 것을 보인 것으로, 다중차로(1500)의 차량이 한 차선에 하나씩인 다수의 스캐너(1505)에 접근한다. 차량(1525)은 이들이 각 스캐너를 통과하고 차단기 또는 신호등을 포함하는 다른 적당한 교통통제수단과 같은 다수의 해당 교통통제시스템(1510)에 접근한다. 이미지 검사자로부터의 판정결과는 자동적으로 이들 교통통제시스템(1510)으로 보내져 필요한 경우 유치하거나 교통신호를 전환한다. 예시적인 도면에서, 유치영역(1515)에는 검사자/작업자가 의심이 가는 차량(1520)의 스캔된 이미지를 표시하여 그 곳에 차량(1520)이 주차되어 있음을 보이고 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라서, 본 발명의 멀티-뷰 이미징 시스템을 검사현장에 신속히 재배치하기 위한 이동검사차량의 형태로 사용된다. 도 16a는 스캐닝을 위하여 준비된 작업상태에 있는 이동검사차량(1600)을 보이고 있다. 차량(1605)에는 멀티-뷰 검출시스템의 실시형태가 실려 있으며, 스캐닝 터널(1610)이 일련의 붐(1615, 1621, 1622)에 의하여 둘러싸여 있다.
예시적인 붐의 절첩순서를 다음과 같이 도 16b-16g를 이용하여 설명한다.
도 16b는 수평붐(1621)의 단부에서 힌지점(1601)을 중심으로 하여 수직붐(1620)을 상향절첩하는 단계(1650)를 보이고 있다. 이는 예를 들어 유압실린더의 작동을 이용하여 수행될 수 있으나 당해 분야의 전문가라면 풀 와이어나 전자구동장치와 같은 다른 기구가 고려될 수 있을 것이다.
도 16c에서 보인 단계(1655)에서는 수직지지붐(1622)의 상부에 배치된 힌지점(1602)을 중심으로 하여 수평붐(1621)과 수직붐(1620)이 동시에 상향 절첩된다.
도 16d에서 보인 단계(1660)에서는 수직지지붐(1622)이 차량(1605)의 배후로 하강한다. 수직지지붐(1622)은 작업자 검사실이 차량의 배후에 같이 배치될 수 있도록 가파른 각도로 하향하여 절첩된다. 다른 실시형태에서, 수직지지붐(1622)은 유리하게 사용될 수 있는 소형의 시스템이 통상적인 공기운송을 이용하여 시스템의 신속한 재배치를 허용할 수 있도록 차량의 배후 플랫폼에 실질적으로 평행하게 하향 절첩될 수 있다.
도 16e에서 보인 단계(1665)는 이미징 시스템의 작동위치로부터 적어도 90도로 이미징 시스템의 베이스부분(1625)이 상향 절첩되는 것을 보이고 있다. 이후에 도 16f로 보인 단계(1670)에서, 메인 베이스부분(1625)의 외측 수평 베이스부분(1625a)이 180도로 절첩되어 내측 베이스부분(1625b)와 평행하게 놓인다.
끝으로, 도 16g에서 보인 단계(1675)에서, 시스템이 완전히 접히도록 베이스부분이 90도로 완전히 절첩된다. 도 16a의 작동상태에 놓이도록 붐을 전개하기 위하여 상기 언급된 단계(1650-1675)가 역순으로 수행된다.
다른 실시형태에서, 이동검사시스템(1600)은 수직 및 수평 붐과 함께 사용되고 하부 이미징 부분은 이용되지 않는다. 이는 탑-슈터 뷰가 아닌 사이드-슈터 구성에서 이중뷰의 이미징 능력을 제공한다. 이러한 모드에서, 시스템은 후방산란 능력의 유무에 관계없이 적어도 하나의 투과 뷰의 이미징 구성을 갖는 완전 주행 스캐닝 모드를 가질 수 있다.
상기 예는 본 발명의 시스템의 많은 응용의 예시에 불과하다. 본 발명의 단지 몇몇 실시 예들이 본원에 설명되었지만, 본 발명은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 특정 형태로 구체화될 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 실시예 및 실시형태는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에서 변형될 수 있다.
400: 시스템, 405, 406, 407: 회전 X-선 빔, 420: 스캐닝 터널, 421: 검출기 세그먼트, 430: 검출기 구성

Claims (22)

  1. 대상물을 스캔하기 위한 X-선 검사시스템에 있어서,
    각각 투과경로를 정의하는 회전 X-선 빔들을 동시에 방출하도록 구성된 2개 이상의 회전 X-선 소오스와;
    각각 스캔영역을 형성하기 위하여 상기 2개 이상의 회전 X-선 소오스 중의 하나에 대향되게 배치된 2개 이상의 검출기 어레이와,
    조정된 방식으로 상기 대상물을 스캔하도록 각각의 상기 회전 X-선 소오스를 제어하기 위한 하나 이상의 제어기를 포함하고, 상기 검출기는 비-픽셀화(non-pixelated) 검출기인 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    방출된 각각의 상기 회전 X-선 빔은 펜슬 빔이고, 각각의 상기 회전 X-선 소오스는 사전에 결정된 회전각도에 걸쳐 회전하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    제1, 제2 및 제3 회전 X-선 소오스가 회전 X-선 빔을 동시에 방출하도록 구성되고, 상기 제1 회전 X-선 소오스는 수직위치에서 시작하여 시계방향으로 이동하며 상기 대상물을 스캔하며, 상기 제2 회전 X-선 소오스는 하향수직위치에서 시작하여 시계방향으로 이동하며 상기 대상물을 스캔하고, 상기 제3 회전 X-선 소오스는 수평위치에서 시작하여 시계방향으로 이동하며 상기 대상물을 스캔하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 각각의 상기 회전 X-선 소오스로 하여금 다른 나머지 X-선 소오스의 초기스캔방향과 중복되지 않는 방향으로 상기 대상물을 스캔하기 시작하도록 야기함으로써 상기 회전 X-선 소오스들 간의 크로스 토크를 제거하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대상물의 복수의 스캔된 뷰는 각 검출기가 임의 시간에 유일의 X-선 빔에 의하여 조사됨과 동시에 수집되는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출기의 체적은 획득된 대상물의 스캔된 뷰의 개수에 독립하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 X-선 검사시스템은 고유공간해상도를 가지며 상기 고유공간해상도는 X-선 빔의 콜리메이터의 정도에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 검출기는, 상기 검출기 어레이의 변부로부터 연장된 하나 이상의 광전자증배관을 가짐으로써 인접한 X-선 소오스로부터의 X-선 빔이 상기 광전자증배관에 대향된 상기 검출기 어레이의 방해받지 않는 면을 통과할 수 있도록 하는 섬광체 검출기의 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 검출기는 가압된 불활성 가스를 포함하는 가스이온화 검출기인 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 검출기는 반도체 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 X-선 검사시스템은 상기 회전 X-선 소오스를 턴-오프시켜 상기 검출기를 전류통합모드로부터 펄스계수모드로 전환시킴으로써 감마선을 검출할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  14. 대상물을 스캔하기 위한 X-선 검사시스템에 있어서,
    상기 대상물을 조사하기 위하여 각각이 투과경로를 정의하는 회전 X-선 빔들을 동시에 방출할 수 있도록 구성된 2개 이상의 X-선 소오스와;
    2개 이상의 후방산란 검출기 사이에 배치된 하나 이상의 투과 검출기를 포함하고, 각각의 상기 후방산란 검출기는 상기 대상물의 제1 측부에 배치된 제1 X-선 소오스에 의하여 방출된 후방산란된 X-선을 검출하고 상기 투과 검출기는 상기 대상물의 반대측에 배치된 제2 X-선 소오스에 의하여 방출된 투과된 X-선을 검출하는 검출기 어레이와;
    조정된 방식으로 상기 대상물을 동시에 스캔하도록 각각의 상기 X-선 소오스를 제어하기 위한 하나 이상의 제어기를 포함하고, 각각의 검출기는 비-픽셀화 검출기인 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 검출기 어레이는 2개 이상의 직사각형 단면의 후방산란 검출기와 상기 2개 이상의 직사각형 단면의 후방산란 검출기 간에 배치된 정사각형 단면의 투과 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 검출기 어레이는 2개의 후방산란 검출기 간에 배치된 투과 검출기를 포함하고, 검출기들은 스캔되는 대상물을 향하는 단일 평면내에 배치되며 투과 검출기는 각각의 후방산란 검출기보다 더 작은 노출된 표면적을 갖는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 X-선 검사시스템은 상기 투과 검출기와 상기 2개 이상의 후방산란 검출기 중의 하나 간에 배치된 한쌍의 고정형 콜리메이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    각각의 상기 X-선 소오스는 확장형 애노드 X-선 튜브, 회전형 콜리메이터 조립체, 베어링, 구동모터 및 로터리 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    각각의 상기 X-선 소오스는
    애노드가 접지전위이고 냉각회로에 결합되는 확장형 애노드 X-선 튜브와;
    콜리메이터의 주위에 사전에 정의된 각도로 절삭된 슬로트를 갖는 하나 이상의 콜리메이팅 링을 포함하고, 각각의 상기 슬로트의 길이는 상기 슬로트의 폭 및 회전축보다 더 크고 상기 슬로트의 폭은 스캐닝 방향에서 상기 X-선 검사시스템의 고유공간해상도를 정의하는 회전형 콜리메이터 조립체와;
    상기 콜리메이터 조립체의 중량을 지지하고 구동축을 상기 콜리메이터 조립체로부터 구동모터측으로 전달하는 베어링과;
    상기 X-선 빔의 절대회전각도를 결정하기 위한 로터리 인코더와;
    수직스캐닝방향으로 공간해상도를 개선하기 위한 2차 콜리메이터 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 대상물의 속도를 포함하는 속도데이터를 수신하고, 상기 속도데이터에 기반하여 X-선 소오스의 콜리메이터 회전속도, 데이터 획득속도 및 상기 속도데이터에 기반한 X-선 튜브전류 중의 하나 이상을 조절하는 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 불활성 가스는 제논인 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 반도체 물질은 CdZnTe, CdTe, HgI, Si 및 Ge로부터 선택된 것을 특징으로 하는 X-선 검사시스템.
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