TW201132965A - Radiation detection device - Google Patents

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201132965 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種雙能量型之放射線檢測裝置。 【先前技術】 雙能量型之放射線檢測裝置具備具有不同之能量感度之 2個放射線檢測器，其係檢測透過被檢查物之低能量範圍 (第1能量範圍）之放射線及高能量範圍（第2能量範圍）之放 射線。放射線檢測器分別具有閃爍體層與像素，且生成低 能量範圍之放射線影像及高能量範圍之放射線影像。根據 s亥放射線檢測裝置，同時獲取該等之放射線影像，並基於 S亥等之放射線影像製作施有加權減法處理或重合處理等 (例如，減影處理）之圖像，藉此可在以傳送帶等搬送之被 檢查物之線内之非破壞檢測中，高精度地實現異物之檢 測、成份分佈之計測、重量之計測等。 該種放射線檢測裝置係揭示於專利文獻丨及2中。在記載 於專利文獻1之行李檢查裝置中，高能量放射線檢測器之 垂直於像素排列方向之方向的像素寬度，係長於低能量放 射線檢測器之制之像素寬度。藉此，可使低能量放射線 檢測器與高能量放射線檢測器之線束位準相等。又，在記 載於專利文獻2之X線CT之放射線檢測裝置中，藉由使用 梯形之放射線檢測器，使得高能量放射線檢測器之垂直於 像素排列方向之方向的像素寬度長於低能量放射線檢測器 之對應之像素寬度。藉此，可使低能量放射線檢測器與高 能量放射線檢測器之放射線入射量相等。 149479.doc 201132965 先行技術文獻 專利文獻 專利文獻1·曰本特表2006-502386號公報 專利文獻2.曰本特開平5-68674號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 例如，在食品内之異物檢查中，要求檢查出食用肉内之 骨或軟骨、金屬等作為異物’利用食用肉之放射線吸收量 與異物（骨或軟f、金屬等）之放射線吸收量之不同，並根 據透過其等之放射線影像之減影圖像之對比度差使異物浮 現’從而判斷有無異物。 此處，由於骨或金屬相較於食用肖，其放射線透過性有 六大之不同(低），故至少一者之利用放射線檢測器之放射 Λ iv像之對比度差較大。其結果，2個放射線影像之減影 圖像之對比度差較大，易於進行異物檢查。•然而由於軟 骨與食用肉㈣’其放射線透過性較高，其差較小，故導 致兩者之利用放射線檢測器之放射線影像之對比度差較 】其結果’使得其等之放射線影像之減影圖像之對比度 差亦較小，從而難以進行異物檢查。 b本申吻案發明者等在多次潛心研究後之結果，發 食用肉或軟月等之輕原子彼此，即放射線透過性較高的 物質彼此之放射線影像之對比度差，可在更低能量範圍之 放射線影像中增大4’本中請案發明者等發現，骨或金 屬等之重原子彼此’即放射線透過性較低的物質彼此之放 149479.doc 201132965 射線影像之對比度差，可在更高能量範圍之放射線影像巾 增大。 即，本發明之目的在於提供一種可增大由低能量放射線 檢測器檢測之低能量範圍之放射線影像之對比度差，且可 增大低能量放射線檢測器與高能量放射線檢測器之檢測能 量差的放射線檢測裝置。 解決問題之技術手段 本發明之放射線檢測裝置，係使用減影法之異物檢查用 者，其檢測透過被檢查物而從放射線入射方向入射之第i 能量範圍之放射線、及高於第丨能量範圍之放射線之第2能 量範圍之放射線，且其包含：相對於放射線入射方向位於 上游側，並檢測第1能量範圍之放射線之第丨放射線檢測 器，及相對於放射線入射方向位於下游側，並檢測第2能 量範圍之放射線之第2放射線檢測器。第丨放射線檢測器包 含.沿著影像檢測方向延伸，並將第丨能量範圍之放射線 之影像轉換成光像的閃爍體層；及具有沿著影像檢測 方向排列之複數個像素，且獲取源自以^閃爍體層轉換 而成之光像之第！圖像的第！像素部；第2放射線檢測器包 含：沿著影像檢測方向延伸，並將第2能量範圍之放射線 之影像轉換成光像的第2閃爍體層；及具有沿著影像檢測 方向排列之複數個像素，且獲取源自以第2閃爍體層轉換 而成之光像之第2圖像的第2像素部。第…燦體層之厚度 ㈣於第2閃㈣層之厚度，第1像素部之複數個像素各者 之第面積係小於第2像素部之複數個像素各者之第2面 149479.doc 201132965 積。 根據該放射線檢測裝置，由於第丨放射線檢測器（低能量 放射線檢測器）之第〗像素部之各像素之面積比較小，因此 即使透過例如食用肉或軟骨等之輕原子彼此，即透過放射 線透過性較高的物質彼此之放射線量之差較小的情形，亦 可使由各像素轉換之電荷量之差相對增大。如此，藉由相 對增大由各像素轉換之電荷量之差，可增大軟骨等之異物 與食用肉等之異物周圍之對比度差，，可增大由^放 射線檢測器檢測之低能量範圍之放射線影像之對比度差。 又，根據邊放射線檢測裝置，由於第丨放射線檢測器之 第1閃爍體層比較薄，因此可藉由第丨放射線檢測器檢測更 低月b量範圍之放射線，且由於第2放射線檢測器（高能量放 射線檢測器）之第2閃爍體層比較厚，因此可藉由第2放射 線檢測器檢測更咼能量範圍之放射線。即可增大第1放 射線檢測器與第2放射線檢測器之檢測能量差。其結果， 不僅可藉由第1放射線檢測器，增大食用肉或軟骨等之輕 原子彼此，即放射線透過性較高之物質彼此之放射線影像 之對比度差，亦可藉由第2放射線檢測器，增大骨或金屬 等之重原子彼此，即放射線透過性較低之物質彼此之放射 線影像之對比度差。 上述之第2像素部之複數個像素各者之影像檢測方向上 的第1影像檢測方向寬度，可小於上述之第2像素部之複數 個像素各者之影像檢測方向上的第2影像檢測方向寬度。 根據該放射線檢測裝置，由於第1放射線檢測器之第1閃 149479.doc 201132965 燦體層之厚度比較薄，且複數個像素各者之第1影像檢測 向寬度比較小，因此可提高空間解析度，從而降低像素 間之串擾。如此，藉由提高第1放射線檢測器之空間解析 度，可增大軟骨等之異物與食用肉等之異物周圍之對比度 差即，可增大由第1放射線檢測器檢測之低能量範圍之 放射線影像之對比度差。 又，上述之第1像素部之複數個像素各者之正交於影像 檢測方向之正交方向上的第丨正交方向寬度可小於第2像 素部之複數個像素各者之正交方向上的第2正交方向寬 度。 又，上述之第1閃爍體層之材料與上述之第2閃爍體層之 材料可相同’亦可不同。如此，冑由根據檢測X線個別選 擇第1閃爍體層之材料與第2閃爍體層之材料，可進一步增 大第1放射線檢測器與第2放射線檢測器之檢測能量差。 發明之效果 根據本發明，可增大由低能量放射線檢測器檢測之低能 量範圍之放射線影像之對比度差。藉此，例如即使為放射 線透過性接近於放射線透過性較高之被檢查物之異物，亦 可容易地進行檢測。 再者，根據本發明，可增大低能量放射線檢測器與高能 $放射線檢測器之檢測能量差。藉此，例如不僅可容易進 行放射線透過性較高之異物之檢測，亦可容易進行放射線 透過性較低之異物之檢測。 【實施方式】 149479.doc 201132965 以下，茲參照圖式詳細說明本發明之較佳之實施形態。 另，在各圖式中，係對於相同或相當之部分附注相同之符 號。 圖1係本貫施形態之X線異物檢測裝置之立體圖，圖2係 本實施形態之X線異物檢測裝置之概略構成圖。如圖丨及圖 2所示，X線異物檢測裝置〖係將來自χ線源之χ線（放射線） 朝向照射方向Ζ照射於被檢查物s ’並以複數個能量範圍檢 測所照射之X線中透過被檢查物S之透過X線的裝置。X線 異物檢查裝置1係使用透過X線圖像，進行被檢查物S中所 含之異物檢查或隨身行李檢查等。如此之X線異物檢查裝 置1具備·傳送帶1 0、X線照射器2〇、低能量圖像獲取部 3〇、向能量圖像獲取部40、時序控制部5〇及圖像處理裝置 70。本發明之實施形態之雙能量型之放射線檢測裝置8〇包 含低能量圖像獲取部30、高能量圖像獲取部40及時序控制 部50。 如圖1所示’傳送帶10具備載置被檢查物S之帶部12。傳 送帶10係藉由使帶部12於搬送方向γ移動，而以特定之搬 送速度將被檢查物S於搬送方向γ搬送。被檢查物s之搬送 速度為例如48 m/分。傳送帶1〇可根據需要，利用傳送帶 控制部14將速度變更為例如24 m/分或96 m/分等之搬送速 度。又，傳送帶控制部14可變更帶部12之高度位置。藉由 變更帶部12之高度位置’可變更X線照射器2〇與被檢查物s 之距離。藉由該變更’可變更以低能量圖像獲取部3〇及高 能量圖像獲取部40所獲取之X線透過影像之解像度。再 149479.doc 201132965 者，作為以傳送帶ίο搬送之被檢查物8，可廣泛舉例的有 例如食用肉等之食品或輪胎等之橡膠製品、用於保安安 王之Ik身彳亍李檢查或貨物檢查、以及其他之樹脂製品或金 屬製品、礦物等資源材料、用於分類或資源回收（循環使 用）之廢棄物、電子零件等等。 X線照射器2 0係作為X線源，將X線朝向照射方向z而照 射至被檢查物S之裝置。X線照射器20為點光源，係於正交 於照射方向Z及搬送方向γ之檢測方向X ,在特定之角度範 圍將X線擴散照射。X線照射器20係以使隨著X線之照射方 向Z朝向帶部12而擴散之X線普及至被檢查物s之寬度方向 (檢測方向X)整體上的方式，由帶部12離開特定之距離而 配置於帶部12之上方。又，X線照射器20係在被檢查物8之 長度方向（搬送方向Y)上，將長度方向之特定之分割範圍 作爲照射範圍，且以傳送帶10將被檢查物S向搬送方向γ搬 送’藉此相對被檢查物S之長度方向整體照射X線。 低能量圖像獲取部3 0具備低能量檢測器（第1放射線檢測 益）3 2與低能罝圖像修正部3 4。 低能量檢測器32相對於X線入射方向Z係位於上游側， 且檢測由X線照射器20所照射之X線中透過被檢查物S之低 能量範圍（第1能量範圍）之X線，生成低能量圖像資料（第1 放射線圖像資料）。 低能量圖像修正部3 4係放大及修正低能量檢測器3 2所生 成之低能量圖像資料之部分。低能量圖像修正部34具備： 放大低能量圖像資料之放大器34a ;將放大器34a所放大之 149479.doc 201132965 低能量圖像資料進行A/D轉換之A/D轉換部34b ;對A/D轉 換部34b所轉換之低能量圖像資料進行特定之修正處理之 修正電路34c ;及將修正電路34c所修正之圖像資料作外部 輸出之輸出介面34d。 高能量圖像獲取部40具備高能量檢測器（第2放射線檢測 器）42與高能量圖像修正部44。 高能量檢測器42相對於X線入射方向Z係位於下游側， 且檢測由X線照射器20照射之X線中透過被檢查物S及低能 量檢測器32之高能量範圍（第2能量範圍）之X線，生成高能 量圖像資料（第2放射線圖像資料）。且，以低能量檢測器32 檢測之低能量範圍、與以高能量檢測器42檢測之高能量範 圍並未明確區分，其能量範圍以某種程度重疊。 高能量圖像修正部44係放大及修正高能量檢測器42所生 成之高能量圖像資料之部分。高能量圖像修正部44具備： 放大高能量圖像資料之放大器44a ;將放大器44a所放大之 高能量圖像資料進行A/D轉換之A/D轉換部44b ;對A/D轉 換部44b所轉換之高能量圖像資料進行特定之修正處理之 修正電路44c ;及將修正電路44c所修正之圖像資料作外部 輸出之輸出介面44d。 時序控制部50係控制低能量檢測器32中之透過X線之檢 測時序，與高能量檢測器42中之透過X線之檢測時序。時 序控制部50係分別對應低能量圖像資料與高能量圖像資 料，而降低下述之減影處理之圖像偏差。 圖像處理裝置70係進行求得以低能量檢測器32檢測及生 149479.doc •10- 201132965 〜Γ里圖像資料、與以高能量檢測1142檢測及生成之 1置圖像資料之差分資料的運算處理（減影處理），:生 成圖像之減影影像之裝置。輸人至圖像處理裝置 70之兩個能量圖像資料， 資斜相万料& . 吁斤衩制。Ρ50 ,以使圖像 ' 、'的方式而控制檢測時序°圖像處理裝置70传 將藉由運算處理而生成減旦彡至 係 — 玍成之減衫影像輸出顯示於顯示器等。 藉由該輸出顯*，可以目視確認被檢查物S所含有之異物 等°再者’亦可不輸出顯示減影影像，僅進行資料輸出， 2在圖像資料上之檢測處理，而從圖像資料直接檢測被 檢查物S所含有之異物等。 其次’詳細說明低能量檢測器32及高能量檢測器&圖 3係圖2所示之放射線檢測裝置8G之包含低能量檢測器32鱼 南能量檢測器42之雙能量感測器86之概略結構圖，圖4係 顯示低能量檢測器3&X線人射面⑷、及高能量檢測器42 之X線入射面（b)之圖。 如圖3及圖4所π ’低能量檢測器32具有低能量閃燦體層 (第1閃爍體層)322與低能量線感測器(第j像素部)324。低 能量閃爍體層322係沿著影像檢測方向χ延伸，且將低能量 辄圍之Χ線之影f象轉換為光像。«量線感須_J器324具有沿 著影像檢測方向X而排列之複數個像素326，且獲取源自以 低能量閃爍體層322所轉換之光像之低能量圖像（第旧 像）。如此，低能量檢測器32檢測低能量範圍之χ線。 同樣地，高能量檢測器42具有高能量閃爍體層（第2閃爍 體層）422與高能量線感測器（（第2像素部）424。高能量閃爍 149479.doc 201132965 體層422係沿著影像檢測方向X延伸，並將高能量範圍之X 線之影像轉換為光像。高能量線感測器424具有沿著影像 檢測方向X而排列之複數個像素426，且獲取源自以高能量 閃爍體層422所轉換之光像之高能量圖像（第2圖像）。如 此，高能量檢測器42檢測高能量範圍之X線。 此處，低能量檢測器32之低能量閃爍體層322之厚度， 係薄於先前之雙能量型X線檢測裝置，而高能量檢測器42 之高能量閃爍體層422之厚度，係厚於先前之雙能量型X線 檢測裝置。即，低能量檢測器32之低能量閃爍體層322之 厚度，係薄於高能量檢測器42之高能量閃爍體層422之厚 度。 又，低能量線感測器324之在複數個像素326各者之影像 檢測方向X之像素寬度（第1影像檢測方向寬度）Wal，係小 於高能量線感測器424之在複數個像素426各者之影像檢測 方向X之像素寬度（第2影像檢測方向寬度）Wa2。又，低能 量線感測器324之在複數個像素326各者之正交於影像檢測 方向X之正交方向（搬送方向Y)的像素寬度（第1正交方向寬 度）Wbl，係小於高能量線感測器424之在複數個像素426各 者之正交方向Y的像素寬度（第2正交方向寬度）Wb2。即， 低能量線感測器324之複數個像素326各者之面積（第1面 積）S1係小於高能量線感測器424之複數個像素426各者之 面積（第2面積）S2。 如此，使得高能量線感測器424之每單位長度之像素數 與低能量線感測器324之每單位長度之像素數不同，高能 149479.doc •12- 201132965 量線感測器424之每單位長度之像素數少於低能量線感測 器324之每單位長度之像素數。 又’較好的是’高能量線感測器424之像素426之像素間 距P2，係低能量線感測器324之像素326之像素間距p丨的n 倍（η為正整數）。例如，在減影處理中，存在當影像檢測方 向X之像素數不同時，進行檢測圖像之縮減或内插等之處 理而使像素數一致的情形’但若像素間距為整數倍，則容 易進行檢測圖像之縮減或内插等之處理β 再者，低能量閃爍體層322之材料與高能量閃爍體層422 之材料可為相同’但低能量閃爍體層322與高能量閃爍體 層422亦可使用不同之材料。例如’作為低能量閃爍體層 322及高能量閃爍體層422之材料，可適用Gd2〇2S : Tb、

Csl : Tl、CdW04、CaW04、GSO、LGSO、BGO、LSO、 YSO、YAP、Y2〇2s : Tb、YTa04 : Tm 等，可根據檢測之χ 線’選擇材料之組合。 如此’根據本實施形態之放射線檢測裝置80，由於低能 量檢測器32之低能量線感測器324之各像素326之面積比較 小’因此即使在例如透過食用肉或軟骨等之輕原子彼此， 即透過放射線透過性較高之物質彼此之放射線量之差較小 的情形下，亦會使根據各像素326所轉換之電荷量之差相 對增大。又’根據本實施形態之放射線檢測裝置8〇，由於 低能量檢測器32之低能量閃燦體層322之厚度比較薄，因 此即使在低能量線感測器324之各像素326之面積較小的情 形下’即’在各像素326之檢測方向（像素排列方向）χ之像 149479.doc -13- 201132965 素寬度Wal較小的情形下，亦可降低像素間之串擾，從而 提高空間解析度。如此，藉由提高低能量檢測器32之空間 解像度’可增大軟骨等之異物與食用肉等之異物周圍之對 比度差。即，可增大利用低能量檢測器32檢測之低能量範 圍之放射線影像的對比度差。 又’根據本實施形態之放射線檢測裝置80，由於低能量 檢測器32之低能量閃爍體層322比較薄，因此可利用低能 量檢測器3 2檢測更低能量範圍之放射線，且，由於高能量 檢測器42之高能量閃爍體層422比較厚，因此可利用高能 里檢測器42檢測更高能量範圍之放射線。即，可增大低能 里檢測器3 2與向能直檢測器4 2之檢測能量差。其結果，不 僅可利用低能量檢測器32增大食用肉或軟骨等之輕原子彼 此’即放射線透過性較高之物質彼此之放射線影像之對比 度差，而且可利用高能量檢測器42增大骨或金屬等之重原 子彼此’即放射線透過性較低之物質彼此之放射線影像的 對比度差。 又’根據檢測X線’個別選擇低能量閃爍體層322之材料 與高能量閃爍體層422之材料，藉此可進一步增大低能量 檢測器32與高能量檢測器42之檢測能量差，即，可使得檢 測能量區分更佳，從而可獲得較佳之減影圖像。 以下’考察該等之作用效果。 首先’顯示關於低能量線感測器324之各像素326之面積 (像素寬度）的s平估結果。圖5係顯示透過含有異物之被檢查 物S之X線之影像的—例的圖，圖6係顯示圖5所示之χ線影 149479.doc 201132965 像之水平亮度分布之圖。 圖5之異物Mf之大小係相對於獲取圖⑽之圖像之㈣ 測器之像素間距為大約！倍〜4倍的大小。又，獲取圖抑） 之圖像之線感測器之像素間⑬，係相對於獲取圖5⑷之圖 像之線感測器之像素間距為大約2倍。 根據圖5(a)及（b)之圖像，在圖5(b)之圖像中，異物部附 .與其周邊部之亮度差為大約6%，相對於此，在圖5⑷之圖 像中，異物部Mf與其周邊部之亮度差已達到大約23。/(^從 圖6(a)及（b)之亮度分布來看，在圖6(b)之亮度分布中，異 物部Mf與其周邊部之亮度差較小（大約數％)，但相對於 此，在圖6(a)之亮度分布中，異物部Mf與其周邊部之亮度 差有所增大（20%以上）。由此獲知，相較於圖5(b)之圖像， 以使用像素間距較小之線感測器之圖5(a)之圖像，即採用 解像度較向之像素之線感測器者，可增大對比度差（亮度 差）。 此可認為是藉由縮小像素尺寸而使各像素之電荷量減 小’其結果’使得像素間之電荷量差相對增大所導致。由 此’在本實施形態中’若相對縮小低能量檢測器32之低能 量線感測器324之各像素326之面積’則即使在透過例如食 用肉或軟骨等之輕原子彼此，即放射線透過性較高之物質 彼此之放射線量之差較小的情形下，亦可相對增大由各像 素326轉換而成之電荷量之差。 其次’顯示關於低能量檢測器3 2之低能量閃爍體層3 2 2 之厚度、與高能量檢測器42之高能量閃爍體層422之厚度 149479.doc 15 201132965 的評估結果。圖7係顯示評估用之被檢查物、及該被檢查 物之X線透過圖像之圖。 一 如圖7⑷所示，評估用之被檢查物在部分a〜部分e中， 如以下所示，為不同之素材。 部分A :碳 部分B :碳+鋁（鋁從部分A側朝部分b側逐漸增厚） 部分C :鐵（厚） 部分D :鐵（薄） 部分E :空氣 圖7(b)係源自具有較薄閃爍體層之本實施形態之低能量 檢測器32單體之被檢查物的χ線透過圖像圖7⑷係源自 具有車乂厚閃爍體層之本實施形態之高能量檢測器42單體之 被檢查物的X線透過圖像。 根據圖7(b)，具有較薄之閃爍體層322之本實施形態之 低能量檢測器32’可根據對比度之不同（亮度差），而_ X線透過率比較高的碳部分A、與碳+紹部分偏部分A側 的交=。另一方面，根據圖7(c)，具有較厚之閃爍體層“a 之本實施形態t高能量檢㈨器42，卩根據對比度之不同 (亮度差），而識別X線透過率比較低的碳+鋁部分b之偏部 分c側、與鐵部分c的交界^ 11 圖8係顯示圖7所示之χ線透過圖像之亮度分布之圖。圖 8⑷係圖7(b)所示之乂線透過圖像之亮度分布，圖叫係圖 7(c)所示之X線透過圖像之亮度分布。部分幻、A2係對應 於碳部分A，部分B1、B2係對應於鋁部分8之較厚部分， I49479.doc -16· 201132965 且部分El、E2係對應 部分D1、D2係對應於鐵（薄）部分D 於空氣部分E。 根據圖8⑷，碳部分A1之亮度值相對於空氣部分E1之亮 度值產生有大約23%的亮度差。1方面，根據叫)， 碳部分A2之亮度值相對於空氣部分E2之亮度值產生有大 約㈣之亮度差。藉此’具有較薄之閃爍體層322之本實 施形態之低能量檢測器32,相對於具有較厚之閃炸體層 422之高能量檢測器42,可將χ線透過率比較高的空氣與碳 之對比度差增大為2倍以上。由此獲知，為增大义線透過率 較高之物質（即軟原子彼此）彼此之對比度差，將閃燦體層 之厚度薄化（即，如後所述，檢測更低能量之乂線）有所重 要。 又，根據圖8(a)，鋁（厚）部分⑴之亮度值相對於較薄之 鐵部分D1之亮度值為大約3%之亮度差。另一方面，根據 圖8(b) ’鋁（厚）部分B2之亮度值相對於鐵（薄）部分之亮 度值而產生有大約12%之亮度差。藉此，具有較厚之閃爍 體層422之本實施形態之高能量檢測器42，相對於具有較 薄之閃爍體層322之低能量檢測器32，可將X線透過率比較 低的鐵與鋁（厚）之對比度差增大2倍以上。由此獲知，為產 生X線透過率比較低者彼此（即硬原子彼此）間之對比度 差，將閃爍體層之厚度加厚（即如後所述，檢測更高能量 之X線）有所重要。 又，根據圖8可知，硬物質由於其由具有較薄之閃爍體 層322之低能量檢測器32所檢測之亮度差、與由具有較厚 149479.doc 17 201132965 之閃爍體層422之高能量檢測器42所檢測之亮度差有較大 差異，因此在進行差分時容易擷取。且又獲知，由於硬物 質彼此可藉由具有較厚之閃爍體層422之高能量檢測器42 較大地表現出亮度差，因此即使像素間距大，即，如上所 述不縮小像素間距，亦可確保充分的亮度差。 另一方面，軟物質由於其由具有較薄之閃爍體層322之 低能量檢測器32所檢測之亮度差、與由具有較厚之閃爍體 層422所檢測之高能量檢測器42之亮度差，並非如硬物質 之程度般之有較大差異，因此，具有較薄之閃爍體層322 之低能量檢測器32之更高解像度之檢測則較為重要。因 此，如上所述，較佳為對具有較薄之閃爍體層322之低能 量檢測器32，組合較窄像素間距之線感測器324。又，如 後所述，由於較薄之閃爍體層在閃爍體層内部之螢光散射 較小，因此可獲得高解像度之圖像，且與較窄像素間距之 線感測器之組合較佳。 此處，考察該評估結果。圖9係顯示在低能量檢測器32 及高能量檢測器42中就各能量範圍之發光之方式的模式 圖。圖9(a)係本實施形態之低能量檢測器32及高能量檢測 器42，圖9(b)係比較例之低能量檢測器32X及高能量檢測 器 42X。 在比較例中，與本實施形態相異之點在於，低能量檢測 器32X之閃爍體層322X與高能量檢測器42X之閃爍體層 422X為相同程度之厚度。即，比較例之低能量檢測器32X 之閃燦體層322X厚於本實施形態之低能量檢測器32之閃爍 149479.doc -18· 201132965 體層322，且比較例之高能量檢測器42X之閃爍體層422X 薄於本實施形態之高能量檢測器42之閃爍體層422。 如圖9(b)所示，在比較例中，由於更低能量之X線又1係 在低能量檢測器32X之閃爍體層322X表面附近被轉換成螢 光’因此會在閃爍體層内被散射/吸收，因而難以到達低 能量檢測器32X之線感測器324，故不易進行檢測。另一方 面’由於相對該低能量X線XL而比較高之中能量之X線 Xm ’係在低能量檢測器32X之閃爍體層322X之較深位置被 轉換成螢光’因此可以低能量檢測器32X之線感測器324檢 測。因此’在比較例中，難以產生以輕原子構成者彼此 (例如’食用肉與軟骨）間之對比度差。又，以低能量檢測 器32X檢測之X線與以高能量檢測器42χ檢測之X線之能量 差較小，使得利用減影運算之效果降低。 另一方面，如圖9(a)所示，在本實施形態中，即使低能 量X線XL在低能量檢測器32之閃爍體層322表面被轉換成 勞光’但由於該閃爍體層322較薄，故螢光仍易到達低能 量檢測器32之線感測器324，從而容易進行檢測。又，由 於中能量X線XM容易透過低能量檢測器32之閃爍體層 322 ’故以低能量檢測器32檢測之X線成為集中於更低能量 側之X線。因此’可提高以輕原子構成之對象物之X線吸 收效果’從而可增大以輕原子構成者彼此（例如，食用肉 與軟骨）間之對比度差。 此外’由於透過低能量檢測器32之中能量X線Xm在高能 ΐ檢測器42之閃爍體層422表面被轉換成螢光，因此會因 149479.doc •19· 201132965 在閃爍體層422内散射/吸收，而導致該螢光難以到達至線 感測器324。另一方面，高能量X線由於在線感測器424 附近被轉換成螢光，故容易進行檢測。因此，高能量檢測 器42可檢測集中於更高能量之χ線。 如此，藉由將低能量檢測器32之閃爍體層322薄化，將 南能量檢測器42之閃爍體層422加厚’可使檢測能量區分 明確。因此，將低能量檢測器32之閃爍體層322薄化而易 於檢測低能量X線，且將高能量檢測器42之閃爍體層422加 厚而易於檢測高能量X線，藉此，即使被檢查物内存在各 種X線透過率之異物，亦可製作對比度差明確之減影圖 像。 其次，考察薄化低能量檢測器32之閃爍體層322，且增 加線感測器324之像素數（即，提高空間解像度）之協同效 果。 閃爍體層中之散射係受厚度之影響，亦受閃爍體層之種 類之影響’大致與厚度同程度地散射…匕，薄化閃爍體 層之厚度可將散射冑圍限；^，而獲得1高解像度之發光影 像。此時’縮小與較薄之閃爍體層組合之線感測器之像素 間距，與散射範圍之減少相輔相成非常有用。 以上’在空間解析度為必要的情形下，較佳為將閃燦體 層之厚度薄化，但將閃爍體層薄化之情形，存在無法確保 ，分之放射線吸收性能，從而導致放射線感度降低的問 碭。因此，本申請案發明者等在放射線檢測器之多能化之 際’業已進行相對於閃燦體層之厚度之閃燦體層之相對感 149479.doc -20- 201132965 度的實驗。 圖ίο係顯示厚度不同之閃爍體層之相對感度之圖。根據 圖10，可確認在將閃爍體層之厚度薄化成大約一半的情形 下，可觀察到相對大於60 kV之高能量X線之感度降低，另 一方面，關於60 kV以下之低能量又線，則感度有所提高。 低能量X線相信係因其能量透過特性，而在閃爍體層之 表面附近被吸收而發光。該表面附近之吸收與發光大幅受 閃爍體層内部之散射之影響，且因閃爍體層之自身吸收而 會產生光量降低’其結果，導致感度亦降低。 若從低能量X線之檢測之觀點判斷，薄化閃爍體層可抑 制光1降低’提南在放射線檢測器之感度，且可減少閃爍 體層内之散射，因此可獲得高感度且高解像度之透過圖 像。 未多能化之線感測器，在使用較薄之閃爍體層之情形 下’無法確保充分之放射線吸收性能，從而導致高能量側 之感度不足，然而藉由將其多能化，且使用高能量側感測 器之信號，可發揮高感度且高解像度之特性。即，可藉由 多能化來彌補僅使用較薄之閃爍體層之問題點。 再者’本發明並不限定於上述實施形態，可進行各種變 更。 在本實施形態中，為使低能量檢測器32之線感測器324 之複數個像素326各者之面積si小於高能量檢測器42之線 感測器424之複數個像素426各者之面積S2，係令各像素 326之像素寬度Wal小於各像素426之像素寬度Wa2，且令 149479.doc •21· 201132965 各像素326之像素寬度Wbl小於各像素426之像素寬度

Wb2，然而如圖丨1所示’亦可僅令像素寬度wal小於像素 寬度Wa2。該情形下，亦可相對增大由各像素轉換之電荷 篁之差，從而可增大由低能量檢測器32檢測之放射線影像 之對比度差。再者，由於低能量檢測器之閃爍體層較薄， 因此即使縮小各像素326之在檢測方向X之像素寬度Wal， 亦可減少像素間之串擾。其結果，可提高低能量檢測器之 空間解像度’增大由低能量檢測器檢測之放射線影像之對 比度差。又，如圖12所示，亦可僅使像素寬度WM小於像 素寬度Wb2。該情形下，亦可相對增大由各像素轉換之荷 電$之差，從而可增大由低能量檢測器檢測之放射線影像 之對比度差。 此匙，如圖13所示，由低能量檢測器及高能量檢測器 出之信號，係將例如賊像素（檢測方向χ)χ：^·(搬送方向 進打圖像處理而成為丨個2維圖像。然而，在像素寬 咖<像素寬度Wa2(圖u)之情形下，檢測方向X之像素 會不同，在像素寬度Wbl〈像*寬度w 搬送™數會不同，無論何種情形均有降= =精度的可能1此，2個放射線㈣Μ在檢測方南 之素數或搬送方向γ之線數不㈣情形下，可在 ==器中進行圖像之縮減處理，或在另-個放 m圖像之内插處理’以使之為相同之像素 制，以使之為相同之像素數或線數。子序之^ 149479.doc •22· 201132965 產業上之可利用性 本發明之雙能量型之放射線檢測裝置，可適用於增大由 低能量檢測器檢測之低能量範圍之放射線影像的對比度 差、且增大低能量放射線檢測器與高能量放射線檢測器之 檢測能量差的用途。 【圖式簡單說明】 圖1係本實施形態之X線異物檢查裝置之立體圖； 圖2係本實施形態之X線異物檢測裝置之概略構成圖； 圖3係本發明實施形態之放射線檢測裝置之雙能量感測 器的概略構成圖； 圖4(a)、（b)係顯示圖3所示之雙能量感測器之低能量檢 測器及高能量檢測器之X線入射面的圖； 圖5(a)、（b)係顯示透過含有異物之被檢查物之X線之影 像的一例的圖； 圖6(a)、（b)係顯示圖5所示之X線影像之水平亮度分布之 圖； 圖7(a)-(c)係顯示評估用之被檢查物、及該被檢查物之X 線透過圖像之圖； 圖8(a)、（b)係顯示圖7所示之X線透過圖像之亮度分布之 圖； 圖9(a)、（b)係顯示低能量檢測器及高能量檢測器中，每 個能量範圍之發光之方式的模式圖； 圖1〇係顯不厚度不同之閃爍體層之相對感度之圖； 圖110)、（b)係顯示本發明變形例之雙能量感測器之低 149479.doc -23- 201132965 能量檢測器及高能量檢測器的χ線入射面之圖； 圖12(a)、（b)係顯示本發明另一變形例之雙能量感測器 之低能量檢測器及高能量檢測器之X線入射面之圖；及 圖13係顯示雙能量型放射線檢測器之圖像處理之一例的 模式圖。 【主要元件符號說明】 1 雙能量型X線異物檢查裝置 10 傳送帶 12 帶部 14 傳送帶控制部 20 X線照射器 30 低能量圖像獲取部 32 低能量檢測器（第1放射線檢測器） 34 低能量圖像修正部 34a 放大器 34b A/D轉換部 34c 修正電路 34d 輸出介面 40 高能量圖像獲取部 42 .尚能量檢測(第2放射線檢測益） 44 高能量圖像修正部 44a 放大器 44b A/D轉換部 44c 修正電路 149479.doc -24- 201132965 44d 50 70 80 86 322 324 326 422 424 426 輸出介面 時序控制部 圖像處理裝置' 放射線檢測裝置 雙能量感測器 低能量閃爍體層（第1閃爍體層） 低能量線感測器（第1像素部） 像素 高能量閃爍體層（第2閃爍體層） 高能量線感測器（第2像素部） 像素 149479.doc -25-

Claims (1)

1. 201132965 七、申請專利範圍： 1. 一種放射線檢測裝置，其係使用減影法之異物檢查用 者’其檢測透過被檢查物而從放射線入射方向入射之第 1能量範圍之放射線、及高於上述第丨能量範圍之放射線 之第2能量範圍之放射線，其特徵為包含： 相對於上述放射線入射方向位於上游側，並檢測上述 第1能量範圍之放射線之第丨放射線檢測器；及 相對於上述放射線入射方向位於下游側，並檢測上述 第2能量範圍之放射線之第2放射線檢測器；且， 上述第1放射線檢測器包含：沿著影像檢測方向延 伸，並將上述第1能量範圍之放射線之影像轉換成光像 的第1閃爍體層；及具有沿著上述影像檢測方向排列之 複數個像素，且獲取源自以上述第丨閃爍體層轉換而成 之光像的第1圖像之第1像素部； 上述第2放射線檢測器包含：沿著上述影像檢測方向 延伸，並將上述第2能量範圍之放射線之影像轉換成光 像的第2閃爍體層；及具有沿著上述影像檢測方向排列 之複數個像素，且獲取源自以上述第2閃爍體層轉換而 成之光像的第2圖像之第2像素部； 上述第1閃爍體層之厚度係薄於上述第2閃爍體層之厚 度； 干 上述第1像素部之上述複數個像素各者之第丨面積，係 小於上述第2像素部之上述複數個像素各者之第2面積。 2.如清求項1之放射線檢測裝置，其中上述第1像素部之上 149479.doc 201132965

   各者 < 上述影像檢測方向上之: 如請求項1之放射線檢測裝置， 1影像檢 像檢测方向上之第 多2像素部之上述複數個像素 之第2影像檢測方向寬度。 其令上述第1像素部之上 述複數個像素各者之正交於上述影像檢測方向之正交方 向上的第1正交方向寬度，係小於上述第2像素部之上述 複數個像素各者之上述正交方向上的第2正交方向寬 度。 4. 如請求項1之放射線檢測裝置，其中上述第1閃爍體層之 材料與上述第2閃爍體層之材料相同。 5. 如請求項1之放射線檢測裝置，其中上述第1閃爍體層之 材料與上述第2閃爍體層之材料不同。 149479.doc