WO2007108279A1 - 放射線検出器及び放射線検出方法 - Google Patents

放射線検出器及び放射線検出方法 Download PDF

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WO2007108279A1
WO2007108279A1 PCT/JP2007/053540 JP2007053540W WO2007108279A1 WO 2007108279 A1 WO2007108279 A1 WO 2007108279A1 JP 2007053540 W JP2007053540 W JP 2007053540W WO 2007108279 A1 WO2007108279 A1 WO 2007108279A1
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radiation
signal
energy
threshold
signal discrimination
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PCT/JP2007/053540
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Inventor
Yasuhiro Tomita
Yuji Shirayanagi
Shinjiro Matsui
Original Assignee
Hamamatsu Photonics K.K.
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    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
    • G—PHYSICS
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    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/24—Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/247—Detector read-out circuitry

Definitions

  • the present invention relates to an energy discrimination type radiation detector and a radiation detection method.
  • a radiation detector As a radiation detector, a photon counting method in which an output signal is generated according to the energy of radiation photons constituting incident radiation and the generated output signal is counted for a certain period of time is detected. Things are known. Examples of such photon force-tuning type radiation detectors include those disclosed in Patent Documents 1 to 3.
  • the radiation detection device (radiation detector) of Patent Document 1 discriminates the output signal generated by detecting radiation with a semiconductor sensor, and the sensor's photon energy versus dose is output to the output of each discriminator. Perform correction corresponding to sensitivity dependence. By applying such correction, the detection sensitivity of the entire detectable energy range of the semiconductor sensor is made uniform.
  • the radiation detector of Patent Document 2 corrects the influence of the energy spectrum depending on the incident position by setting energy windows having different energy window widths for each incident position of radiation. Further, in the radiation detector of Patent Document 3, the first count value corresponding to the first main energy window is changed to the second count value corresponding to the second sub energy window and the second sub energy window. Crosstalk correction is performed based on the ratio of the width of the first main energy window to the width of the first main energy window.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 7-11575
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 9-269377
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 9-318755
  • the count value obtained by discriminating the wave height is used.
  • the detection sensitivity of the detection energy range of the semiconductor sensor is adjusted, the radiation is detected in the entire detection energy range of the semiconductor sensor.
  • the detection energy region is set according to the incident position of the radiation to the radiation detector. This is because the radiation is reliably detected at each incident position.
  • a single radiation for example, T1—
  • T1— that corrects the crosstalk between the energy windows for detecting the radiation output from T1-201 and the radiation output from Tc-99m, respectively.
  • (Radiation output from 201) is detected with one energy window.
  • an energy discrimination type is required for a radiation detector applied to a non-destructive inspection or the like performed by irradiating an inspection object with radiation output from a radiation irradiation unit.
  • the radiation incident on the radiation detector is detected by energy discrimination according to the energy value of the radiation photon.
  • One method for obtaining the radiation count value for each energy window is to make the width of each energy window substantially constant.
  • the radiation itself irradiating the inspection object has an energy characteristic. Therefore, the energy characteristic of the radiation itself is between the energy windows divided at equal energy intervals as described above. Accordingly, a difference in detection sensitivity is generated.
  • an object of the present invention is to provide an energy discrimination type radiation detector and a radiation detection method in which the detection sensitivity between a plurality of energy regions is made uniform.
  • the radiation detector according to the present invention is a radiation detector that discriminates and detects radiation that has been irradiated on an object to be inspected and passed through the object to be inspected into a plurality of energy regions, and is used to detect the energy of incident radiation.
  • a signal processing unit that obtains a region-specific count value that is a radiation count value per predetermined time in a plurality of energy regions by counting the output signal thus discriminated, and irradiating the object to be inspected Radiation
  • the 1st to Nth signal discrimination thresholds are the areas of multiple energy areas when the radiation detection unit detects the reference radiation.
  • the count value for each reference area, which is another count value, is set to be substantially uniform.
  • the signal discrimination unit discriminates the output signal output from the radiation detection unit based on the first to Nth signal discrimination thresholds. Then, the signal discriminating unit further counts the output signals thus discriminated, so that the count values for the plurality of energy regions are obtained.
  • the radiation incident on the radiation detector can be detected by discriminating it into a plurality of energy regions according to the energy of the radiation.
  • the reference radiation is radiation applied to the inspection object and is in a state before being applied to the inspection object, and therefore the radiation passing through the inspection object is detected by the radiation detector.
  • each of the count values for each of the plurality of energy regions changes with respect to the count value for each reference region of the corresponding energy region.
  • the detection sensitivity in a plurality of energy regions is determined by the count value for each reference region.
  • the first to Nth signal discrimination thresholds are set so that the count values for each reference region of the plurality of energy regions are substantially uniform. Therefore, detection between the plurality of energy regions is performed.
  • the sensitivity is almost uniform.
  • the signal processing unit of the radiation detection apparatus counts the output signal discriminated by the signal discriminating unit and the signal discriminating unit discriminating the output signal by the first to Nth signal discrimination thresholds.
  • a counter for obtaining a count value for each threshold value which is a radiation count value per predetermined time for each of the first to Nth signal discrimination thresholds, and a count value for each region based on the count value for each threshold acquired by the count unit. It is preferable to include a calculation unit that calculates, and a threshold setting unit that sets the first to Nth signal discrimination thresholds in the signal discriminating unit so that the count values for the reference regions of the plurality of energy regions are substantially uniform. .
  • the output signal of the radiation detection unit is distinguished by the first to Nth signal discrimination thresholds in the signal discrimination unit, and then counted by the counting unit. Accordingly, the threshold count value can be obtained for each of the first to Nth signal discrimination thresholds. Then, the calculation unit is determined by the first to Nth signal discrimination thresholds based on the count value by threshold acquired by the calculation unit. Since the region-specific count values of the plurality of energy regions are calculated, the region-specific count values of the plurality of energy regions can be acquired. In addition, since the threshold setting unit of the signal processing unit sets the first to Nth signal discrimination thresholds, it is possible to set the first to Nth signal discrimination thresholds every time the radiation detector is used. It is.
  • the first signal discrimination threshold corresponds to the minimum energy value among the N energy values
  • the radiation detection unit When the reference radiation is detected, the threshold value setting unit is configured to output a plurality of energy values when a threshold value obtained by dividing the threshold value obtained by the first signal discrimination threshold value by the number of energy regions is defined as a specified value. It is preferable to set the 1st to Nth signal discrimination thresholds so that the count value for each reference area of the area substantially matches the specified value.
  • the threshold count value for the first signal discrimination threshold is the threshold count value for the first to Nth signal discrimination thresholds Becomes the maximum value. Therefore, by setting the first to Nth signal discrimination threshold values based on the specified value, the count value for each reference area for each of the plurality of energy areas can be increased. As a result, the detection sensitivity can be made uniform and a decrease in detection sensitivity can be suppressed.
  • the signal processing unit included in the radiation detection device is configured to form an image of the inspection object for each of a plurality of energy regions when the radiation detection unit detects radiation that has passed through the inspection object. It is preferable that the image data for each region is created based on the region-specific count values of a plurality of energy regions. In this radiation detection apparatus, detection sensitivities in a plurality of energy regions are made uniform. Therefore, the image quality of the object to be inspected with respect to each energy region formed using the region-specific image data created as described above is substantially uniform between the images.
  • the first signal discrimination threshold corresponds to the minimum energy value among the N energy values
  • the calculation unit creates image data for each area to form an image of the object to be inspected for each of the plurality of energy areas, based on the count values for each area of the plurality of energy areas, and extracts material information for the object to be inspected
  • the material identification image data for forming the material identification image is created based on the image data for each region and the shape of the inspection object is shown.
  • shape recognition image data for forming a shape recognition image is created based on the threshold-based count value for the first signal discrimination threshold acquired by the counting unit, the shape recognition image, the material identification image, It is preferable to create composite image image data for forming a composite image by combining shape recognition image data and material identification image data.
  • the image data for each region is created by the calculation unit based on the count values for each of the plurality of energy regions for which the detection sensitivity is made uniform.
  • the image data for each energy region is created by the calculation unit based on the count values for each of the plurality of energy regions for which the detection sensitivity is made uniform.
  • the calculation unit creates material identification data for forming a material identification image obtained by extracting material information of the object to be inspected using a plurality of image data for each region.
  • a material identification image can be obtained from the created material identification image data, and as a result, it is possible to identify the difference in the material contained in the test object.
  • the calculation unit creates shape recognition image data based on the threshold-based count value with respect to the first signal discrimination threshold. Since the first signal discrimination threshold corresponds to the lowest energy value, the threshold count value for the first signal discrimination threshold is the threshold count obtained for the first to Nth signal discrimination thresholds. It becomes the maximum value among the numerical values. Therefore, the shape of the inspection object can be surely recognized by the shape recognition image formed from the image data for shape recognition.
  • the calculation unit creates composite image image data from the shape recognition image data and the material identification image data. Since the composite image formed from this composite image data is a composite of the shape recognition image and the material identification image, the material of the part can be selected at the same time while checking the shape of the part of the material with different materials. It is possible to specify.
  • the radiation detection method includes a radiation detection unit that detects radiation, a radiation Line detector force
  • a radiation detector having a signal processing unit that discriminates and counts the output signal output by a signal discrimination threshold, and radiates radiation to the object to be inspected into multiple energy regions.
  • the signal processing unit discriminates the output signal generated in the detection process using the 1st to Nth signal discrimination thresholds corresponding to N energy values (N is an integer equal to or greater than 1).
  • region-specific count values that are radiation count values per predetermined time in a plurality of energy regions by counting the output signals discriminated in the signal discrimination step in the signal processing unit.
  • the first to Nth signal discrimination thresholds when the reference radiation is the radiation that is irradiated to the object and before passing through the object. Is set so that the reference value for each reference region, which is the reference value for each energy region when the reference radiation is detected in the detection step, is substantially uniform.
  • the signal discrimination unit discriminates the output signal generated in the detection step by the first to Nth signal discrimination thresholds in the signal discrimination step. Then, the discriminating output signal is further counted by the signal discriminating unit in the counting step, so that the count value for each energy region divided by the energy values corresponding to the first to Nth signal discrimination thresholds. Is acquired. Therefore, the radiation incident on the radiation detector can be detected by discriminating it into a plurality of energy regions according to the energy of the radiation.
  • the reference radiation is radiation that irradiates the inspection object and is in a state before being applied to the inspection object
  • the radiation that has passed through the inspection object is detected in the detection process.
  • each area count value of the plurality of energy regions changes with respect to the reference area count value of the corresponding energy area. Therefore, the detection sensitivity in a plurality of energy regions is determined by the reference region count value.
  • the 1st to Nth signal discrimination thresholds are set so that the count values for each reference region of the plurality of energy regions are substantially uniform, so that the detection sensitivity between the plurality of energy regions is set. It is possible to achieve a uniform level.
  • the radiation count value per predetermined time for each of the first to Nth signal discrimination thresholds is counted by counting the output signals discriminated in the signal discrimination step. It is preferable to include a counting step for obtaining the threshold value-based count value and a calculation step for calculating the region-specific count value based on the threshold value-based count value acquired in the counting step.
  • the output signals discriminated by the 1st to Nth signal discrimination thresholds in the signal discrimination process are counted in the counting process, so that a predetermined value for each of the 1st to Nth signal discrimination thresholds is obtained. It is possible to acquire a count value for each threshold which is a radiation count value per time. Then, in the calculation step, the region-by-region count value is calculated based on the threshold-by-threshold value acquired in the counting step, so that the region-by-region count value of each of the plurality of energy regions can be acquired.
  • the radiation detection method when the radiation detection unit detects radiation that has passed through the inspection object in the detection step, the radiation detection method is for each region for forming an image of the inspection object for each of a plurality of energy regions. It is preferable to further include a region-by-region image data creation step for creating image data based on the region-by-region count value acquired in the count value acquisition step.
  • the image data generation step further includes an image data generation step for generating image data for forming an image of the inspection object.
  • the shape recognition image data for forming the shape recognition image showing the shape of the object to be inspected is obtained in the count value acquisition process based on the threshold value count value acquired by the first signal discrimination threshold value.
  • the shape recognition image data creation process to be created, and Area to create based on!
  • An image data creation step material identifying extracted material information of (3) the object to be inspected
  • Material identification image data creation step for creating material identification image data for forming an image based on region-specific image data corresponding to a plurality of energy regions created in the region-specific image data creation step
  • Composite image image data creation process for creating composite image image data for forming a composite image by combining shape recognition image and material identification image from shape recognition image data and material identification image data It is preferable to have.
  • shape recognition image data is created based on the threshold-based count value with respect to the first signal discrimination threshold. Since the first signal discrimination threshold corresponds to the minimum energy value, the threshold count for the first signal discrimination threshold is obtained for the first to Nth signal discrimination thresholds. It becomes the maximum value among. Therefore, the shape of the object to be inspected can be surely recognized by the shape recognition image formed from the shape recognition image data.
  • the image data creation process for each area in the image data creation process is obtained based on the count values for each of the plurality of energy areas for which the detection sensitivity is made uniform. Created. As a result, it is possible to obtain an image of the inspection object for each energy region in a state where the image quality between the images is substantially uniform.
  • a material identification image is formed by extracting material information of the object to be inspected using a plurality of region-specific image data. Create image data for material identification. As a result, a material identification image can be obtained from the created material identification image data, and as a result, it is possible to identify the difference in the material contained in the inspection object.
  • the inspection object is formed using a threshold-based count value. There is a tendency that the influence of noise becomes larger than the image of.
  • composite image data is created from the shape recognition image data and the material identification image data in the composite image image data creation step of the image data creation process. Speak. Since the composite image formed from the composite image image data is composed of the shape recognition image and the material identification image, the material included in the inspection object It is possible to identify the material of the parts at the same time while checking the shapes of the different parts.
  • the radiation detection method further includes a threshold setting step of setting first to Nth signal discrimination thresholds, and the threshold setting step sets the first signal discrimination threshold as the N energy values.
  • a first setting process that sets the minimum energy value of the reference radiation, and a reference radiation detection that generates a reference output signal that is an output signal corresponding to the energy of the reference radiation by detecting the reference radiation by the radiation detection unit
  • a reference count value acquisition step of acquiring a reference count value that is a radiation count value per predetermined time by discriminating and counting the reference output signal by the first signal discrimination threshold in the signal processing unit, and signal processing Radiation count value per predetermined time obtained by discriminating and counting the reference output signal in the signal processing unit while changing the signal discrimination threshold in the unit, and the reference count It is preferable to have a second setting step of setting the second to Nth signal discrimination thresholds among the first to Nth signal discrimination thresholds using the value.
  • the reference count value is obtained by discriminating and counting the reference output signal generated in the reference radiation detection step according to the first signal discrimination threshold set in the first setting step. Then, the second to Nth signal discrimination thresholds are set using the radiation count value acquired in the signal processing unit and the reference count value while changing the signal discrimination threshold.
  • the reference count value acquired in the reference count value acquisition step is the maximum value among the radiation count values (threshold value count values) acquired by the first to Nth signal discrimination threshold values. For this reason, by setting the second to Nth signal discrimination thresholds, which are set so that the count values of the plurality of energy regions are approximately uniform, using the reference count value, It is possible to increase the detection sensitivity. In addition, since the 2nd to Nth signal discrimination thresholds are set by using the radiation count values acquired for each signal discrimination threshold while changing the signal discrimination threshold, a plurality of more reliably It is possible to set the count value for each energy region to be substantially uniform.
  • the second setting step of the threshold setting unit is a step of setting the mth signal discrimination threshold (m is an integer of 2 to N) among the 2nd to Nth signal discrimination thresholds,
  • the reference output signal is generated while changing the signal discrimination threshold in the signal processing unit to the (m-1) th signal discrimination threshold force.
  • the difference from the radiation count value obtained by discrimination corresponds to the count value by area between the energy values corresponding to the two signal discrimination thresholds. Therefore, by determining the m-th signal discrimination threshold so that the count value for each region substantially matches the specified value, the second to Nth count values are set so that the count values for each region of the plurality of energy regions substantially match.
  • a signal discrimination threshold can be set.
  • an output signal output from the radiation detection unit is output to the signal processing unit when no radiation is incident on the radiation detection unit. It is preferable to set, as the first signal discrimination signal, the signal discrimination threshold when the count value per predetermined time obtained by discriminating and counting while changing the signal discrimination threshold is below the reference value.
  • An output signal may be output from the radiation detection unit even when the radiation detection unit is not irradiated with radiation.
  • the count result obtained by counting the output signal by the signal processing unit is a dark count at the time of radiation detection.
  • the noise is known as the value.
  • radiation can be detected by energy discrimination with a substantially uniform detection sensitivity between a plurality of energy regions.
  • FIG. 1 A configuration of a nondestructive inspection system to which an embodiment of a radiation detector according to the present invention is applied. It is a block diagram showing the composition
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a signal discriminating unit of the radiation detector shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of energy characteristics of reference radiation.
  • FIG. 4 is a schematic view of an example of an inspection object.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the energy characteristics of radiation that has passed through each member constituting the inspection object shown in FIG. 4.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a process for setting a first signal discrimination threshold.
  • FIG. 7 is a schematic view of a process of setting second to Nth signal discrimination thresholds.
  • FIG. 8 is a flowchart of one embodiment of a radiation detection method according to the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart of a process of setting first to Nth signal discrimination thresholds.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of setting the first to Nth signal discrimination thresholds and subsequent to FIG. 9.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of setting a plurality of energy regions.
  • FIG. 12 is a diagram corresponding to an image of an object to be inspected in a case where count values for a plurality of energy regions are made substantially uniform.
  • FIG. 13 is a diagram corresponding to an image of an inspection object when a plurality of energy regions are divided at equal energy intervals.
  • FIG. 14 is a view corresponding to a photograph of an inspection object used in an example.
  • FIG. 15 is a diagram corresponding to the shape recognition image of the inspection object shown in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram corresponding to an image of an inspection object for each of a plurality of energy regions.
  • FIG. 17 is a diagram corresponding to the material identification image of the inspection object shown in FIG.
  • FIG. 18 is a diagram corresponding to the composite image of the inspection object shown in FIG.
  • FIG. 19 is a flowchart of another embodiment of the radiation detection method according to the present invention. Explanation of symbols
  • Non-destructive inspection system 2... Inspected object, 2A, 2B, 2C, 2D, 2 ⁇ ⁇ Parts (parts of different materials), 3... Radiation irradiation part, 4... Radiation detection device, 6... Radiation detection 7 ... Control device 10 ... Radiation detection part 20 ... Signal processing part 40 ... Signal discrimination part 50 ... Threshold setting part 60 ... Counter part 80 ... Arithmetic unit.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a nondestructive inspection system to which an embodiment of a radiation detector according to the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the signal discriminating unit of the radiation detector shown in FIG. FIG. 2 shows a part of the configuration of the signal discriminating unit.
  • the nondestructive inspection system 1 performs nondestructive inspection of the inspection object 2, and is used for, for example, inspection of baggage at an airport or inspection of contaminants in food.
  • the nondestructive inspection system 1 includes a radiation irradiation unit 3 that outputs radiation to be irradiated on the inspection object 2, a radiation detection device 4 that detects the radiation, and a position adjusting means 5 for adjusting the inspection position of the inspection object 2. It is comprised including.
  • the position adjusting means 5 may be, for example, a manipulator that moves the object 2 while holding the object 2, or places the object 2 and moves the object 2 in a direction substantially orthogonal to the radiation irradiation direction. Even if it is possible stage.
  • the radiation irradiation unit 3 is, for example, an X-ray tube (radiation source) that outputs X-rays (radiation).
  • the radiation output from the radiation irradiating unit 3 and irradiated on the inspection object 2 and in a state before passing through the inspection object 2 is also referred to as reference radiation as reference state radiation.
  • the radiation irradiating unit 3 may have a radiation adjusting unit (not shown) such as a filter for shaping a waveform of radiation output from a radiation source such as an X-ray tube or cutting out a desired energy region. Good.
  • a radiation adjustment unit When such a radiation adjustment unit is provided, the radiation output from the radiation source and passed through the radiation adjustment unit becomes the reference radiation output from the radiation irradiation unit 3.
  • this reference radiation has energy characteristics such that the number of radiation photons decreases as the energy increases.
  • the radiation detection device 4 includes a radiation detector 6 that detects radiation by the photon counting method, and a control device 7 that controls the radiation detector 6. Yes.
  • the control device 7 is a personal computer (PC) having an input unit 7A such as a keyboard and an output unit 7B such as a display, and a control unit 7C including a CPU and the like.
  • the control device 7 inputs data to the radiation detector 6 using the input unit 7A and displays the data output from the radiation detector 6 using the output unit 7B.
  • the control device 7 also has a function of adjusting the inspection position of the inspection object 2 by controlling the position adjusting means 5.
  • the control device 7 may include a force input unit 7A and an output unit 7B which are PCs having the control unit 7C.
  • the radiation detector 6 is an energy discriminating type detector, and N incident energy values (N is 5 in Fig. 3) as shown in Fig. 3 according to the energy of the radiation.
  • energy window W is divided into energy value E and reference release.
  • Lugie value E means that the intensity is almost 0 in the energy characteristics of the reference radiation.
  • the energy corresponds to the maximum value of the tube voltage applied to the X-ray tube.
  • the configuration of the radiation detector 6 will be described in more detail.
  • the radiation detector 6 includes a radiation detector 10 that detects radiation and generates an output signal corresponding to the energy of the radiation.
  • the radiation detection unit 10 is a line sensor in which a plurality (eg, 64) of radiation detection elements 11 (see FIG. 2) that detect radiation are arranged in a line.
  • a plurality eg, 64
  • each radiation detecting element 11 include those using tellurium cadmium (CdTe).
  • the radiation detection element 11 generates a pulse signal (output signal) having a peak value corresponding to the energy value of the radiation photons constituting the incident radiation and outputs 20 pulses of a signal processing unit included in the radiation detector 6.
  • the signal processing unit 20 is a signal processing circuit as exemplified by an application-specific IC (ASI C) or the like electrically connected to the radiation detection unit 10, and includes a pulse input from the radiation detection unit 10. Predetermined signal processing (for example, counting processing, image forming processing, etc.) is performed on the source signal.
  • the signal processing unit 20 is electrically connected to the control device 7, receives data input through the input unit 7A, and also obtains data (radiation count value data and , Image data, etc.) to the control device 7.
  • the signal processing unit 20 includes an amplification unit 30 that amplifies the pulse signal input from the radiation detection unit 10.
  • the amplifier 30 is an amplifier 31 corresponding to each radiation detection element 11 (see FIG. 2).
  • the amplifier 31 amplifies the pulse signal input from each radiation detection element 11 and shapes the waveform thereof.
  • the amplifier 31 inputs the amplified pulse signal (hereinafter referred to as “amplified pulse signal”) to the signal discriminating unit 40.
  • the signal discriminating unit 40 converts the amplified pulse signal input from the amplifying unit 30 into first to Nth signal discrimination thresholds T to T (hereinafter simply referred to as "signal discrimination thresholds" set by the threshold setting unit 50). ⁇
  • the signal discriminator 40 has a discriminator unit 41 corresponding to each of the plurality of radiation detection elements 11.
  • Each discriminator unit 41 is also configured with N (in FIG. 2, N is 5) wave height discriminators 42-42 force.
  • Each of the wave height discriminators 42 to 42 has a signal
  • the discrimination threshold ⁇ ⁇ ⁇ is assigned, and the voltage value corresponding to the signal discrimination threshold ⁇ ⁇ ⁇
  • the wave height discriminators 42 to 42 are output from the respective radiation detection elements 11, and correspond to amplifiers.
  • the amplified pulse signal amplified at 31 is discriminated according to the signal discrimination threshold ⁇ to ⁇ and output
  • the counting unit 60 counts the output pulse signals discriminated by the signal discriminating unit 40.
  • the counting unit 60 has a counter unit 61 corresponding to each of a plurality (eg, 64) of discriminator units 41.
  • Each counter unit 61 has a wave height discriminator 42 constituting a discriminator unit 41.
  • the counters 62 to 62 are output pulse signals from which the corresponding wave height discriminators 42 to 42 are also output.
  • the number is counted for a certain accumulation time (predetermined time), and radiation count values C to c per accumulation time are obtained.
  • Each radiation count value c to c corresponds to the signal discrimination threshold ⁇ to ⁇ .
  • N-ray count value C is also referred to as threshold value count value C [T] to C [T] (threshold value count value C [T]).
  • the count values C [T] to C [T] are stored in the storage unit 70 (see FIG. 1) of the signal processing unit 20.
  • the signal processing unit 20 As shown in FIG. 1, the signal processing unit 20 is the signal processing unit 20
  • the calculation unit 80 includes N counts based on the threshold-based count values C [T] to C [T] obtained by the count unit 60.
  • the radiation count per accumulation time for each energy window w to w (hereinafter referred to as ⁇ region
  • a to A are calculated.
  • the area-specific count values A to A are adjacent, for example.
  • the difference between the threshold value count value C [T] and the threshold value count value C [T] is taken.
  • the count value A for each region in the energy window W is calculated.
  • the calculated area-specific count values A to A are stored in the storage unit 70.
  • calculation unit 80 uses threshold-based count values C [T] to C [T] and region-specific count values A to A.
  • the calculation unit 80 sets the minimum energy value E among the energy values E to E.
  • the threshold-based count value C [T] discriminated by the corresponding first signal discrimination threshold T is used as the position information of the radiation detection element 11 in the radiation detection unit 10 and the inspection position information of the inspection object 2 ( Map according to the measurement line.
  • shape recognition image the shape recognition image data for forming an image showing the shape of the inspection object 2 (hereinafter referred to as “shape recognition image”), which is a transmission image of the inspection object 2 by radiation, is created. .
  • calculation unit 80 generates the shape recognition image data based on the area-specific count values A to A.
  • the image data for each region for forming the image is created.
  • Image data for each region for each energy window W to w is acquired with the detection energy region limited.
  • the area-specific image data includes
  • the calculation unit 80 is included in each area-specific image data for a plurality of area-specific image data. Create material identification image data to form a material identification image (extracted material information) that can identify the material of inspection object 2 by performing material identification calculation processing that extracts material information . Further, the calculation unit 80 performs a process of superimposing the created material identification image data on the shape recognition image data, thereby forming a composite image in which the material identification image and the shape recognition image are synthesized. Further, image data for composite image is created.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of an inspection object.
  • the inspection object 2 has three members 2A, 2B, 2C of different materials, and the members 2B and 2C are attached to one side surface of the member 2A.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the energy characteristics of the radiation that has passed through each of the members 2A to 2C constituting the inspection object shown in FIG.
  • the horizontal axis represents energy
  • the vertical axis represents radiation absorption.
  • the three energy characteristics shown in FIG. 5 correspond to the members 2A, 2B, and 2C in the order of the upper force in FIG.
  • the energy characteristics of the radiation that has passed through each of the members 2A to 2C are those when the radiation passes independently. Therefore, as shown in FIG. 4, when the members 2B and 2C are overlapped on the member 2A, the energy characteristics of the radiation passing through the inspection object 2 are affected by the respective members 2A to 2C. Therefore, the energy characteristics shown in Fig. 5 are superimposed.
  • the material identification image data obtained by extracting the material information of the object 2 to be inspected specifically, the material information of the parts having different materials of the object 2 to be inspected can be acquired.
  • the arithmetic processing using the above four arithmetic operations is, for example, difference processing, addition processing, multiplication processing, division processing, or a combination thereof.
  • the threshold setting unit 50 which is one feature of the radiation detection apparatus 4, will be described in detail.
  • the threshold value setting unit 50 included in the signal processing unit 20 includes the count values A to A (hereinafter referred to as “reference regions”) of the energy windows W to W when the reference radiation is detected.
  • a threshold value control unit 51 and a count value comparison unit 52 are provided.
  • the threshold control unit 51 sets a signal discrimination threshold to be input to the signal discrimination unit 40, generates a voltage signal having a reference voltage value corresponding to the signal discrimination threshold, and inputs the voltage signal to the signal discrimination unit 40.
  • the count value comparison unit 52 determines whether or not the threshold count value corresponding to the signal discrimination threshold input to the signal discrimination unit 40 matches a predetermined value.
  • the threshold value setting unit 50 uses the comparison result of the count value comparison unit 52 to change the number of signals while changing the signal discrimination threshold value input to the signal discrimination unit 40 by the threshold value control unit 51. Set discrimination thresholds ⁇ to ⁇ in order. This will be described more specifically.
  • the threshold setting unit 50 sets the first signal discrimination threshold ⁇ .
  • This first signal discrimination threshold ⁇ is the radiation count value (hereinafter referred to as ⁇ dark count value '') C caused by the pulse signal output from the radiation detection unit 10 due to the influence of dark current or the like. Release d
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a process of setting the first signal discrimination threshold.
  • the horizontal axis indicates energy, and the vertical axis indicates the dark count value.
  • the threshold control unit 51 acquires the dark count value C [T] while increasing the signal discrimination threshold T, for example, by increasing the value force corresponding to the energy value 0 in increments of the threshold ⁇ . D
  • the count value comparison unit 52 sets the dark count value C [T] acquired in advance when the signal discrimination threshold T corresponding to the energy value ⁇ ⁇ E (n is an integer of 1 or more) is set. ⁇ d ⁇ ⁇
  • the threshold control unit 51 determines the signal discrimination threshold ⁇ set in the signal discrimination unit 40 as the first signal discrimination threshold ⁇ .
  • the threshold value setting unit 50 sets the first signal discrimination threshold value 1 in the signal discrimination unit 40 and the threshold value count value C [ T] (hereinafter also referred to as “reference count value C”), the second to Nth signal discrimination thresholds T to T
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of setting the 2nd to Nth signal discrimination thresholds.
  • N is set to 5.
  • the horizontal axis represents energy, and the vertical axis represents the count value by threshold.
  • E be the energy value corresponding to the mth signal discrimination threshold T.
  • the threshold control unit 51 increases the signal discrimination threshold of the signal discriminating unit 40 in increments of the threshold ( ⁇ ) in increments of the previous (m ⁇ 1) th signal discrimination threshold T force.
  • the count value comparison unit 52 is m ⁇ ⁇
  • the target value (predetermined value) G to be compared is compared.
  • Equation (1) R is a reference count value C of a plurality of energy windows to be set.
  • this R is referred to as a specified value.
  • the threshold value control unit 51 determines the signal discrimination threshold value ( ⁇ + ⁇ ⁇ T) when the count value comparison unit 52 determines that the threshold value-specific count value C [T + ⁇ ⁇ ] and the target values G and mm are substantially the same. Is set as the mth signal discrimination threshold T. Repeat the setting of the mth signal discrimination threshold T until m becomes N m m
  • the second to Nth signal discrimination thresholds ⁇ to T are set.
  • the target value G expressed by the equation (1) is the threshold value m m — 1 obtained from the (m ⁇ 1) th signal discrimination threshold ⁇ .
  • the count values A to A for each area are calculated as follows: the count value C [T + ⁇ ⁇ ] for each threshold and the target value G
  • A is preferably within the range of R (1Z2) R with respect to the specified value R.
  • JIS (1Z10) R It is preferable to be within the range of JIS (1Z10) R.
  • the specified value R is 2000, it is preferable that the count values A to A for each reference area are values within 1000 to 3000.
  • the setting of the signal discrimination thresholds T to T by the threshold setting unit 50 is performed by each discriminator unit 41.
  • a signal discrimination threshold is set so that an output pulse signal is not generated.
  • the signal discrimination threshold at which such an output pulse signal is not generated is, for example, the maximum energy value ⁇
  • wave height discriminators 42 to 42 that respectively assign signal discrimination thresholds ⁇ to ⁇ are used.
  • FIG. 8 is a flowchart of an embodiment of the radiation detection method according to the present invention.
  • step S 10 various conditions required for radiation detection are input to the signal processing unit 20 of the radiation detector 6 through the input unit 7 A of the control device 7.
  • the various conditions to be input include, for example, the number of signal discrimination thresholds set, the reference value for setting the first signal discrimination threshold T, the number of measurement lines (number of measurements), and the output pulse signal at the counter 60. Accumulation time, threshold value ⁇ , etc.
  • a signal discrimination threshold is set.
  • the method for setting the signal discrimination threshold will be described with reference to Figs. 9 and 10 are flowcharts showing a method of setting the first to Nth signal discrimination thresholds.
  • step S200 the number of signal discrimination thresholds to be used is set from N signal discrimination thresholds T to T. That is, the wave height discriminator to be used 42 ⁇
  • the threshold setting unit 50 may perform the setting or may be set by the operator through the input unit 7.
  • Multiple discriminator units 41 each have a number of wave height discriminators 42 to 42
  • step S200 after setting a signal discrimination threshold to be used, a first signal discrimination threshold value ⁇ is set (first setting step). That is, in step S201, the threshold control unit 51 inputs the signal discrimination threshold ⁇ , which is an initial value for sweeping the signal discrimination threshold when setting the first signal discrimination threshold ⁇ , to the signal discrimination unit 40. At this time, the signal discriminator 40
  • the signal discrimination threshold ⁇ is input to the wave height discriminator 42 among the wave height discriminators 42 to 42
  • the other pulse height discriminators 42 to 42 have a signal discrimination threshold at which no output pulse signal is generated.
  • step S202 a radiation count value (dark count value) C output from the counting unit 60 is obtained in a state where radiation is irradiated from the radiation irradiating unit 3.
  • the count value comparison unit 52 determines whether or not the dark count value C is equal to or less than the reference value d
  • step S204 the signal discrimination threshold T is increased by the increment threshold ⁇
  • Steps S202 and S203 are repeated until the count value C falls below the reference value. Step S When 202 and S203 are repeated n times, T +
  • step S203 the dark count value acquired in step S203 is C [T + ⁇ ⁇
  • step S205 d When the dark count value C is less than or equal to the reference value (“Y” in S203), step S205 d
  • step S206 radiation is emitted from the radiation irradiating unit 3, and the reference radiation is detected by the radiation detecting unit 10 (detection step, reference radiation detection step).
  • step S207 the reference count value C as the threshold value count value C [ ⁇ ] for the first signal discrimination threshold ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in the reference radiation is acquired.
  • the pulse signal (reference output signal) generated by detecting the quasi-radiation is discriminated by the signal discriminator 40 with the first signal discrimination threshold ⁇ , and the discriminated pulse signal is counted by the counter 60.
  • the reference count value C is acquired (reference count value acquisition process).
  • step S208 target value G is calculated. That is, the calculation unit 80 uses the reference count value C stored in the storage unit 70 and Equation (1) to achieve the target.
  • the initial value of the mth signal discrimination threshold T is set to the (m-1) th signal discrimination threshold T which is the previous signal discrimination threshold (for example, if m is 2, the first signal discrimination threshold T Threshold) m— 1
  • the signal discrimination threshold T as the initial value is input to the wave height discriminator 42 for setting the m-th signal discrimination threshold T, and no output pulse signal is generated in the other wave height mm-1 discriminators. Input the signal discrimination threshold.
  • step S210 reference radiation is detected in the same manner as in step S206.
  • step S211 the threshold count value C [T] with respect to the (m ⁇ l) th signal discrimination threshold T is acquired in the same manner as in step S207.
  • step S212 the count value comparison unit 52 compares the count value C [T] for each threshold with the target value G m ⁇ 1 m. This comparison is performed on the output results from the plurality of radiation detection elements 11 included in the radiation detection unit 10. If the count value C [T] by threshold is less than the target value G, m – 1 m
  • the signal discrimination threshold ⁇ is set to the increment threshold ⁇ m— 1
  • Steps S210 to S213 are repeated until] reaches the target value G or more.
  • steps S210 to S213 are repeated n times, in step S210, ⁇ + ⁇ ⁇ is input to the signal discriminator 40 as the signal discrimination threshold, and the threshold count ms acquired in step S211 ms
  • the value is C [T + ⁇ ⁇ ].
  • step S212 when the threshold count value C [T + ⁇ ⁇ ] is greater than or equal to the target value G m— 1 m
  • step S 214 the m-th signal discrimination threshold T is set as follows.
  • the signal discrimination threshold ( ⁇ + ⁇ ⁇ ) is set as the mth signal discrimination threshold ⁇ .
  • the signal discrimination threshold corresponding to the threshold-based count value closer to the value G is set as the m-th signal discrimination threshold T m m.
  • step S215 N signal discrimination thresholds T to T are not set.
  • step S216 1 is added to m and the next signal discrimination threshold is set.
  • N signal discrimination thresholds T to T are set by repeating steps S208 to S216 until N signal discrimination thresholds T to T are determined.
  • the target value G is set when setting the signal discrimination thresholds ⁇ to ⁇ .
  • step S208 target values G to G are calculated and stored.
  • step S216 the process returns to step S209.
  • the target value G should be calculated after step S207 and before use in S212.
  • step S40 the radiation irradiated from the radiation irradiating unit 3 is detected to detect the radiation that has passed through the inspection object 2 (detection step).
  • step S60 in the radiation detector 6, the count values C [T] to C [T] by threshold and the count values A by region for the N signal discrimination thresholds T to T, respectively.
  • ⁇ A is
  • the amplification unit 30 amplifies the pulse signal output from each radiation detection element 11, The amplified pulse signal is input to the signal discriminator 40.
  • Each of the pulse height discriminators 42 to 42 of the signal discriminating unit 40 discriminates and outputs the input amplified pulse signal by the signal discrimination thresholds T to T.
  • a force pulse signal is generated (signal discrimination process) and output to the counting unit 60.
  • the counter 60 counts each signal discrimination threshold value ⁇ to repulsive force by counting the output pulse signals that are input.
  • the calculation unit 80 calculates the count value by threshold value.
  • step S70 it is determined whether the number of measurements (number of measurement lines) set in step S10 has been measured. If the measurement is performed up to the set number of times (“N” in S70), step S30 to step S70 are performed by changing the detection position of the inspection object 2 by the position adjusting means 5. Repeat scanning S until the number of measurements (number of measurement lines) is reached. Data acquired in each measurement is recorded in the storage unit 70. Note that the determination in step S70 may be performed by the control unit 7C of the control device 7, or may be determined by the operator.
  • step S80 the calculation unit 80 displays the image of the object 2 to be inspected. Create image data to form (image data creation process). That is, in step S81, the calculation unit 80 creates the shape recognition image data using the reference count value C (the shape Image data creation process for state recognition). In step S82, image data for each region for each energy window W to W was created based on the count values A to A for each region.
  • a material identification image data is created by performing a material identification calculation process on a plurality of region-specific image data (material identification image data creation step). Further, in step S83, composite image image data is created by performing processing for superimposing the material identification image data on the shape recognition image data (composite image image data creation step). Then, the calculation unit 80 outputs the composite image image data from the signal processing unit 20 to the output unit 7B of the control device 7, and the output unit 7B displays the composite image composed of the composite image image data. To do.
  • the force performing step S82 after step S81 may be reversed or performed simultaneously.
  • the composite image data is output to the output unit 7B to display the composite image.
  • the image data for each region, the shape recognition image data, and the material identification image data are output to the output unit 7B and output.
  • each image data that is, image data for each region, shape recognition, is determined in step S80 based on the data acquired there.
  • the image data, the material identification image data, and the composite image image data are formed.
  • the image data for the measurement line may be formed. ⁇ .
  • the pulse signal generated by the radiation detection unit 10 is discriminated by the signal discrimination threshold values T to T.
  • the N signal discrimination thresholds T to T 1S threshold setting unit 50 are the N signal discrimination thresholds T to T 1S threshold setting unit 50
  • count values A to A for the lines are set to be approximately uniform.
  • the count value A for each region when the reference radiation is detected is N 1 to A
  • the reference radiation has energy characteristics as shown in FIG. 3, for example. Therefore, if a plurality of energy windows are set so that the energy width is uniform, the count value for each region of the energy window with respect to the reference radiation becomes non-uniform according to the energy characteristics.
  • the reference radiation is radiation that irradiates the inspection object, the detection sensitivity differs for each energy window when the inspection object is inspected.
  • fluctuation (quantum noise) with respect to the statistic Q is proportional to the reciprocal of the square root of the statistic Q. Therefore, as described above, if the count value for each region of the energy window relative to the reference radiation is different, the quantum for each energy window is different. The difference in noise increases.
  • the signal discrimination thresholds T to T are set by the threshold setting unit 50.
  • the threshold value setting unit 50 reduces the influence of the dark count value C.
  • the reference count value C is obtained by discriminating the reference output signal, which is a pulse signal generated by detecting the reference radiation by the radiation detection unit 10, with the first signal discrimination threshold T. Subsequently, the second signal discrimination threshold T
  • the signal discrimination threshold ( ⁇ + ⁇ ⁇ ) when the values match is set as the mth signal discrimination threshold ⁇ .
  • the target value G is determined for each region of multiple energy windows W to W at the time of reference radiation.
  • the region-specific count values A to A are substantially uniformized.
  • the signal discrimination threshold for the threshold-based count value closer to the target value G is selected from the threshold-based count values acquired by the signal discrimination threshold. Even in this case, the count values A to A for each reference area are the same as those when multiple energy windows are set at equal energy intervals.
  • the reference radiation is the radiation irradiated to the inspection object 2. Therefore, the region-specific count values A to A with respect to the reference radiation are substantially uniform.
  • Radiation that has passed through the inspection object 2 has a substantially uniform detection feeling in each energy region W to W.
  • the image quality of the image of the inspection object 2 formed from the image data by region becomes substantially uniform.
  • Fig. 12 shows the inspection in three energy windows W to W when the count values for each reference area for each energy window are almost the same.
  • FIG. 12 (a) is a diagram corresponding to the image of the inspection object in the energy window W.
  • FIG. Figure 12 (b) shows the inspection object in the energy window W.
  • Figure 12 (c) shows the image of the inspection object in the energy window W.
  • FIG. 12 It is a figure corresponding to an image.
  • the conditions for acquiring the image shown in FIG. 12 are as follows.
  • the radiation irradiation unit 3 was an X-ray tube, and X-rays having energy characteristics as shown in Fig. 3 were output at a tube voltage of 150 keV.
  • the radiation detection unit 10 is a line sensor in which 64 radiation detection elements 11 using CdTe are arranged.
  • each discriminator unit of the signal discriminating unit 40 has three wave height discriminators 42 to 42, and three energy units corresponding thereto.
  • a threshold T ⁇ ⁇ was set.
  • the first to third signal discrimination thresholds actually set in this way
  • the energy values corresponding to ⁇ ⁇ were 20 keV, 45 keV, and 75 keV.
  • the energy region 20keV to 45keV is set as the energy window W
  • the energy region 45keV to 75keV is set as the energy window W
  • the energy window W was set in the energy range 75 keV to 150 keV. This
  • the signal discrimination threshold ⁇ ⁇ ⁇ is set as follows, the width of the energy window w ⁇ w
  • FIG. 13 is a diagram corresponding to images for each energy window when the energy windows w to w are set so that the energy widths are equally spaced for comparison.
  • FIG. 13B is a diagram corresponding to the image of the inspection object in the energy window w .
  • FIG. 4 is a diagram corresponding to an image of an inspection object in an energy window W.
  • the condition for acquiring the figure corresponding to the image of Fig. 13 is that the image of Fig. 12 is acquired except that the signal discrimination threshold is set so that the energy widths of the energy windows match. Same as the case.
  • the energy values corresponding to the three signal discrimination thresholds when acquiring the image in Fig. 13 were 20 keV, 65 keV, and 105 keV.
  • the energy windows w, w, w are used as energy regions 20keV to 65keV, 65keV to 105keV, 105ke.
  • V ⁇ 150keV was set.
  • the radiation detector 6 is used. N signal discrimination thresholds T to T are set. Therefore, the radiation detector 6 is
  • the image of can be obtained reliably.
  • the reference count value C used when setting the N signal discrimination thresholds T to T is the basic count value C.
  • the reduction in detection sensitivity in each energy window w to w can be reduced.
  • the shape of the part of the material to be inspected 2 may be blurred due to the influence of noise due to the decrease in the number of data included in the data.
  • noise affects each other. Therefore, the shape of the object to be inspected 2 is recognized in the material identification image. May become difficult.
  • the calculation unit 80 included in the radiation detection apparatus 4 is based on the reference count value C.
  • composite image image data obtained by performing processing for superimposing the material identification image data on the shape recognition image data created in this way is further created.
  • the reference count value C is as described above.
  • the radiation detected by the radiation detector 10 corresponds to almost the total number of radiation photons excluding the dark count. Therefore, the shape formed based on the reference count value C
  • the shape of the inspection object 2 can be reliably recognized. Therefore, by forming a composite image in which a material identification image is superimposed on a shape recognition image from the above-mentioned composite image image data, the shape of the portion of the material different from the material contained in the inspection object 2 and the material of the portion Information can be acquired reliably.
  • the non-destructive inspection system 1 uses the radiation detection method shown in FIGS. 8 to 10 to actually inspect the inspection object 2 shown in FIG. 14 as an example. explain
  • the object 2 to be inspected is a clip of foreign materials, such as a member 2B, a member 2C, a member 2D, and a member 2E, a staple, a force razor, etc.
  • a blade and an eraser piece were arranged.
  • the radiation detector 10 of the radiation detector 6 is a line sensor in which 64 radiation detection elements 11 using CdTe are arranged.
  • the radiation irradiation unit 3 is an X-ray tube and outputs X-rays at a tube voltage of 150 keV.
  • FIG. 15 is a diagram corresponding to the shape recognition image of the inspection object shown in FIG. FIG. 15 is formed based on the radiation count value acquired in the energy region of 25 keV to 150 keV.
  • FIG. 16 is a diagram corresponding to the image of the inspection object shown in FIG. 14 for each energy window. That is, FIG. 16 (a) is a diagram corresponding to an image of an inspection object in an energy window having an energy region of 25 keV to 40 keV. Fig. 16 (b) is a diagram corresponding to the image of the inspected object in the energy window with the energy range of 70 keV to 90 keV.
  • FIG. 17 is a diagram corresponding to the material identification image formed based on the images of the two inspection objects shown in FIG. Further, FIG. 18 is a diagram corresponding to a composite image obtained by superimposing the material identification image shown in FIG. 16 on the shape recognition image shown in FIG.
  • the shape recognition image is a transmission image of the inspection object 2, and in the image shown in FIG.
  • the shape of the tape, clip, staple, force razor blade and eraser piece can be recognized.
  • the material of the inspection object 2 cannot be specified.
  • the image data for each region shown in FIG. 16 is subjected to arithmetic processing to create image data for material identification.
  • a material identification image obtained by extracting and displaying information can be obtained.
  • the shading in Fig. 17 represents the difference in the extracted material information.
  • the same density part is included in the clip and the eraser piece because the material information is extracted from only two images.
  • force material information is extracted from only two images, for example, a clip, a staple, a force razor blade and an eraser piece, and a plate chocolate can be separated.
  • the shape can be reliably grasped in the composite image formed from the composite image image data obtained by combining the shape recognition image data and the material identification image data.
  • the material recognition image specifying the material information is displayed superimposed on the shape recognition image. As a result, the shape of the inspection object 2 and the different parts of the material included in the inspection object 2 are confirmed while checking the shape of the inspection object 2. It is possible to specify the material.
  • the next signal discrimination threshold (that is, the m-th signal discrimination threshold) is determined by changing the step-by-step threshold, but the following may be used.
  • the signal discrimination threshold of the signal discriminator 40 is swept by the first signal discrimination threshold T force with a predetermined step threshold ⁇ to obtain the total energy of the reference radiation.
  • N signal discrimination thresholds T to T may be set based on the threshold-specific count value distribution.
  • step S20 is performed.
  • Step S201 to Step S207 in FIG. 9 are performed.
  • the signal discrimination threshold is increased by ⁇ in step S217 shown in FIG.
  • step S218 and step S219 are performed in the same manner as steps S210 and S211.
  • step S220 it is determined whether the signal discrimination threshold is the closing price set in step S10. If it is not the closing price, steps S217 to S220 are repeated until the signal discrimination threshold reaches the closing price. That is, while increasing the signal discrimination threshold value by the increment threshold ⁇ , the count value by threshold value is acquired by the signal discrimination threshold value. This makes it possible to acquire changes in count values by threshold (count value distribution by threshold) for the entire energy range of reference radiation.
  • step S221 based on the obtained count-by-threshold value distribution! /, The region-by-region count values A to A (reference regions for the reference radiation)
  • N signal discrimination thresholds T to ⁇ are set.
  • step S221 When forming an image of the object S to be inspected, the signal discrimination thresholds ⁇ to ⁇ are set through step S221, and then the steps after step S30 shown in Fig. 8 are performed. Goodbye
  • the radiation detection unit 10 may be a force that is a line sensor, for example, a two-dimensional sensor in which the radiation detection elements 11 are two-dimensionally arranged. In this case, it is not necessary to scan the inspection object 2 as in the case of the line sensor. However, even in this case, it is preferable to measure multiple times to increase the amount of data and reduce the noise.
  • the first signal discrimination threshold it is not always necessary to increase the signal discrimination threshold in order of the smaller force step threshold ⁇ than the assumed first signal discrimination threshold. It may be set in advance to a large signal discrimination threshold and the force may be lowered. In this case, since the dark count value C starts to be detected at a certain signal discrimination threshold,
  • the dark count value cd detected first is lower than the reference value after lowering the signal discrimination threshold, it is possible to set the signal discrimination threshold at that time as the first signal discrimination threshold.
  • the signal discrimination threshold is set to
  • the radiation count value acquired with the signal discrimination threshold value may be displayed on the output unit 7B, and the operator may perform it.
  • the threshold value setting unit 50 may be configured by the threshold value control unit 51 that does not necessarily have the count value comparison unit 52. It is.
  • the first signal discrimination threshold T is used to exclude the dark count value C from the detection result when the radiation is detected.
  • the present invention is not limited to this. E.g. d
  • the radiation count value acquired with the signal discrimination threshold corresponding to energy 0 is used as the reference count value. It is also possible to set the first to Nth signal discrimination thresholds in the same manner as the method of setting the 2nd to Nth signal discrimination thresholds. In the above embodiment, The number of energy windows to be set and the number of signal discrimination thresholds are the same, but the present invention is not limited to this.
  • the signal discrimination thresholds T to T are set every time the inspection object 2 is inspected.
  • step S20 may be performed after S10 without performing step S20.
  • the signal processing unit 20 is not limited to the force having the threshold setting unit 50. That is, in the signal processing unit 20, the signal discrimination so that the count values A to A for the reference areas substantially match.
  • the pulse signals output from the radiation detector 10 can be discriminated using the threshold values T to T.
  • the radiation detector 6 has a display unit such as a liquid crystal display, and each image data generated by the calculation unit 80, that is, image data for each region, image data for shape recognition, and image for material recognition. It is also possible to display each image formed from the data and the image data for composite image.
  • a display unit such as a liquid crystal display
  • each image data generated by the calculation unit 80 that is, image data for each region, image data for shape recognition, and image for material recognition. It is also possible to display each image formed from the data and the image data for composite image.

Landscapes

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Abstract

　放射線検出器６は、被検査物２を通った放射線を複数のエネルギー領域に弁別して検出する。放射線検出器６は、入射した放射線が有するエネルギーに応じた出力信号を生成する放射線検出部１０と、第１～第Ｎの信号弁別閾値Ｔ１～ＴＮによって出力信号を弁別すると共に、その弁別された出力信号を計数することによって複数のエネルギー領域Ｗ１～ＷＮ内の放射線計数値である領域別計数値Ａ１～ＡＮを取得する信号処理部２０とを備えている。そして、上記第１～第Ｎの信号弁別閾値Ｔ１～ＴＮは、被検査物２を通る前の状態の放射線（基準放射線）を放射線検出部１０が検出した場合の複数のエネルギー領域Ｗ１～ＷＮ各々の領域別計数値である基準領域別計数値Ａ１（Ｂ）～ＡＮ（Ｂ）が略均一になるように設定されている。

Description

明 細 書
放射線検出器及び放射線検出方法
技術分野
[0001] 本発明は、エネルギー弁別型の放射線検出器及び放射線検出方法に関するもの である。
背景技術
[0002] 従来、放射線検出器として、入射した放射線を構成する放射線フオトンのエネルギ 一に応じて出力信号を生成し、その生成された出力信号を一定時間計数することに よって検出するフオトンカウンティング方式のものが知られて 、る。このようなフオトン力 ゥンティング方式の放射線検出器としては、例えば、特許文献 1〜3のものがある。
[0003] 特許文献 1の放射線検出装置 (放射線検出器）は、半導体センサーで放射線を検 出して生成される出力信号を波高弁別し、各ディスクリミネータカもの出力にセンサ 一の光子エネルギー対線量感度依存性に対応した補正を行って 、る。このような補 正を施すことで、半導体センサーの検出可能なエネルギー範囲全体の検出感度の 均一化を図っている。また、特許文献 2の放射線検出器では、放射線の入射位置毎 にエネルギーウィンドウ幅の異なるエネルギーウィンドウを設定することによって、入 射位置に依存したエネルギースペクトルの影響を補正している。更に、特許文献 3の 放射線検出器では、第 1のメインエネルギーウィンドウに対応する第 1の計数値を、 第 2のサブエネルギーウィンドウに対応する第 2の計数値と、第 2のサブエネルギーゥ インドウの幅に対する第 1のメインエネルギーウィンドウの幅の比に基づいてクロスト ーク補正している。
特許文献 1：特公平 7 - 11575号公報
特許文献 2：特開平 9 - 269377号公報
特許文献 3：特開平 9— 318755号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、上記特許文献 1に記載の放射線検出器では、波高弁別した計数値によつ て半導体センサーの検出エネルギー範囲の検出感度の調整をしているが、放射線 の検出は半導体センサーの前記検出エネルギー範囲全体で行っている。また、特許 文献 2では、放射線検出器への放射線の入射位置に応じた検出エネルギー領域の 設定をしているが、これは各入射位置で確実に放射線を検出するためである。また、 特許文献 3では、 T1— 201から出力される放射線と Tc— 99mから出力される放射線 とをそれぞれ検出するエネルギーウィンドウ間のクロストークを補正している力 一つ の放射線 (例えば、 T1— 201から出力される放射線）に対しては一つのエネルギーゥ インドウで検出している。
[0005] 一方、近年、放射線照射部から出力される放射線を被検査物に照射して実施する 非破壊検査等に適用される放射線検出器では、エネルギー弁別型のものが求めら れている。エネルギー弁別型の放射線検出器では、放射線検出器に入射する放射 線を放射線フオトンのエネルギー値に応じてエネルギー弁別して検出するものである
[0006] このようなエネルギーウィンドウ毎の放射線計数値を得る場合の一つの方法として は、各エネルギーウィンドウの幅を略一定にすることが考えられる。し力しながら、通 常、被検査物に照射される放射線自体がエネルギー特性を有しているので、上記の ように等エネルギー間隔で分けたエネルギーウィンドウ間には、放射線自体のェネル ギー特性に応じた検出感度の差が生じることになる。
[0007] そこで、本発明は、複数のエネルギー領域間の検出感度の均一化が図られたエネ ルギー弁別型の放射線検出器及び放射線検出方法を提供することを目的とする。 課題を解決するための手段
[0008] 本発明に係る放射線検出器は、被検査物に照射され被検査物を通った放射線を 複数のエネルギー領域に弁別して検出する放射線検出器であって、入射した放射 線が有するエネルギーに応じた出力信号を生成する放射線検出部と、複数のエネル ギー領域を分けるための N個（Nは 1以上の整数)のエネルギー値に対応する第 1〜 第 Nの信号弁別閾値によって出力信号を弁別すると共に、その弁別された出力信号 を計数することによって複数のエネルギー領域内の所定時間当たりの放射線計数値 である領域別計数値を取得する信号処理部と、を備え、被検査物に照射される放射 線であって被検査物を通る前の状態の放射線を基準放射線としたとき、第 1〜第 Nの 信号弁別閾値は、基準放射線を放射線検出部が検出した場合における複数のエネ ルギー領域の領域別計数値である基準領域別計数値が略均一になるように設定さ れている。
[0009] この構成では、放射線検出部から出力される出力信号を、信号弁別部が第 1〜第 Nの信号弁別閾値によって弁別する。そして、その弁別された出力信号を信号弁別 部が更に計数することによって、複数のエネルギー領域の領域別計数値が取得され る。これにより、放射線検出部に入射する放射線を、その放射線が有するエネルギー に応じて複数のエネルギー領域に弁別して検出することができる。
[0010] ところで、基準放射線は、被検査物に照射される放射線であって被検査物に照射 される前の状態の放射線であるので、被検査物を通った放射線を放射線検出器で 検出する場合には、複数のエネルギー領域の領域別計数値各々は、対応するエネ ルギー領域の基準領域別計数値に対して変化することになる。従って、複数のエネ ルギー領域における検出感度は、基準領域別計数値で決まる。そして、上記放射線 検出器では、第 1〜第 Nの信号弁別閾値が、複数のエネルギー領域の基準領域別 計数値が略均一になるように設定されて 、るので、複数のエネルギー領域間の検出 感度の略均一化が図られて ヽる。
[0011] 更に、上記放射線検出装置の信号処理部は、第 1〜第 Nの信号弁別閾値によって 出力信号を弁別する信号弁別部と、信号弁別部によって弁別された出力信号を計 数することによって、第 1〜第 Nの信号弁別閾値毎の所定時間当たりの放射線計数 値である閾値別計数値を取得する計数部と、計数部によって取得された閾値別計数 値に基づいて領域別計数値を算出する演算部と、信号弁別部における第 1〜第 Nの 信号弁別閾値を、複数のエネルギー領域の基準領域別計数値が略均一になるよう に設定する閾値設定部と、を有することが好ましい。
[0012] この構成では、放射線検出部力もの出力信号は、信号弁別部において第 1〜第 N の信号弁別閾値によって弁別された後、計数部によって計数される。従って、第 1〜 第 Nの信号弁別閾値各々に対して閾値別計数値を取得できる。そして、演算部が計 数部で取得された閾値別計数値に基づ 、て、第 1〜第 Nの信号弁別閾値で決まる 複数のエネルギー領域の領域別計数値を算出するので、複数のエネルギー領域各 々の領域別計数値を取得できる。また、信号処理部が有する閾値設定部が、第 1〜 第 Nの信号弁別閾値を設定することから、放射線検出器を使用する毎に第 1〜第 N の信号弁別閾値を設定することが可能である。
[0013] このように、信号処理部が閾値設定部を有する放射線検出器では、第 1の信号弁 別閾値は、 N個のエネルギー値のうち最小のエネルギー値に対応しており、放射線 検出部が基準放射線を検出した場合において、第 1の信号弁別閾値によって取得さ れる閾値別計数値を、複数のエネルギー領域の個数で除した値を規定値としたとき 、閾値設定部は、複数のエネルギー領域の基準領域別計数値が規定値に略一致す るように第 1〜第 Nの信号弁別閾値を設定することが好ましい。
[0014] 第 1の信号弁別閾値が最小のエネルギー値に対応しているので、第 1の信号弁別 閾値に対する閾値別計数値は、第 1〜第 Nの信号弁別閾値に対する閾値別計数値 のうちで最大の値になる。よって、上記規定値に基づいて、第 1〜第 Nの信号弁別閾 値を設定することで、複数のエネルギー領域毎の基準領域別計数値を大きくすること ができる。その結果、検出感度の均一化と共に、検出感度の低下を抑制できる。
[0015] また、上記放射線検出装置が有する信号処理部は、被検査物を通った放射線を放 射線検出部が検出する場合に、複数のエネルギー領域毎の被検査物の画像を形成 するための領域別画像データを、複数のエネルギー領域の領域別計数値に基づ ヽ て作成することが好ましい。この放射線検出装置では、複数のエネルギー領域の検 出感度が均一化する。そのため、上記のようにして作成された領域別画像データを 利用して形成される各エネルギー領域に対する被検査物の画像の画質が画像間で 略均一化することになる。
[0016] また、信号処理部が信号弁別部、計数部及び演算部を有する放射線検出器では、 第 1の信号弁別閾値は、 N個のエネルギー値のうち最小のエネルギー値に対応して おり、演算部が、複数のエネルギー領域毎の被検査物の画像を形成するための領 域別画像データを、複数のエネルギー領域の領域別計数値に基づいて作成し、被 検査物の材質情報を抽出した材質識別画像を形成するための材質識別用画像デー タを、複数の領域別画像データに基づいて作成すると共に、被検査物の形状を示す 形状認識画像を形成するための形状認識用画像データを、計数部にお ヽて取得さ れる第 1の信号弁別閾値に対する閾値別計数値に基づいて作成した後、形状認識 画像と材質識別画像とを合成した合成画像を形成するための合成画像用画像デー タを、形状認識用画像データと材質識別用画像データとから作成することが好ま ヽ
[0017] この場合、演算部によって、検出感度の均一化が図られている複数のエネルギー 領域の領域別計数値に基づいて領域別画像データが作成される。その結果、各ェ ネルギー領域に対する被検査物の画像を、画像間の画質が略均一化した状態で得 ることが可能である。
[0018] また、演算部は、複数の領域別画像データを利用して被検査物の材質情報を抽出 した材質識別画像を形成するための材質識別用データを作成する。その結果、作成 された材質識別用画像データから材質識別画像を得ることができ、結果として、被検 查物に含まれる材質の違いを特定することが可能である。
[0019] 更に、演算部は、第 1の信号弁別閾値に対する閾値別計数値に基づいて形状認 識用画像データを作成する。第 1の信号弁別閾値は最小のエネルギー値に対応して いるので、第 1の信号弁別閾値に対する閾値別計数値は、第 1〜第 Nの信号弁別閾 値に対して取得される閾値別計数値のうちで最大の値となる。よって、形状認識用画 像データから形成される形状認識画像によって被検査物の形状を確実に認識可能 である。
[0020] ところで、複数のエネルギー領域毎の被検査物の画像、及び材質識別画像では、 検出エネルギー領域を制限していることから、例えば、閾値別計数値を利用して形成 される被検査物の画像に比べればノイズの影響が大きくなる傾向にある。これに対し て、上記放射線検出装置では、演算部が、形状認識用画像データと材質識別用画 像データとから合成画像用画像データを作成して 、る。この合成画像用データから 形成される合成画像は、形状認識画像と材質識別画像とが合成されているため、被 検査物に含まれる材質の異なる部分の形状を確認しながら同時にその部分の材質 を特定することが可能である。
[0021] また、本発明に係る放射線検出方法は、放射線を検出する放射線検出部と、放射 線検出部力 出力される出力信号を信号弁別閾値によって弁別して計数する信号 処理部とを有する放射線検出器によって、被検査物に照射され被検査物を通った放 射線を複数のエネルギー領域に弁別して検出する放射線検出方法であって、（1)放 射線検出部によって放射線を検出してその検出された放射線が有するエネルギー に応じた出力信号を生成する検出工程と、（2)複数のエネルギー領域を分けるため の N個 (Nは 1以上の整数)のエネルギー値に対応する第 1〜第 Nの信号弁別閾値を 利用して検出工程で生成された出力信号を信号処理部で弁別する信号弁別工程と 、（3)信号弁別工程で弁別された前記出力信号を前記信号処理部において計数す ることによって複数のエネルギー領域内の所定時間当たりの放射線計数値である領 域別計数値を取得する計数値取得工程と、を備え、被検査物に照射される放射線で あって被検査物を通る前の状態の放射線を基準放射線としたとき、第 1〜第 Nの信 号弁別閾値は、基準放射線を前記検出工程において検出した場合における複数の エネルギー領域の領域別計数値である基準領域別計数値が略均一になるように設 定されている。
[0022] この場合、検出工程において生成される出力信号を、信号弁別工程において、信 号弁別部が第 1〜第 Nの信号弁別閾値によって弁別する。そして、その弁別された 出力信号を計数工程において信号弁別部が更に計数することによって、第 1〜第 N の信号弁別閾値に対応するエネルギー値で分けられた複数のエネルギー領域の領 域別計数値が取得される。そのため、放射線検出部に入射する放射線を、その放射 線が有するエネルギーに応じて複数のエネルギー領域に弁別して検出することがで きる。
[0023] ところで、基準放射線は、被検査物に照射される放射線であって被検査物に照射 される前の状態の放射線であるので、被検査物を通った放射線を検出工程で検出 する場合には、複数のエネルギー領域の領域別計数値各々は、対応するエネルギ 一領域の基準領域別計数値に対して変化することになる。従って、複数のエネルギ 一領域における検出感度は、基準領域別計数値で決まることになる。そして、上記方 法では、第 1〜第 Nの信号弁別閾値が、複数のエネルギー領域の基準領域別計数 値が略均一になるように設定されているので、複数のエネルギー領域間の検出感度 の略均一化が図られて ヽる。
[0024] また、上記放射線検出方法の計数値取得工程は、信号弁別工程で弁別された出 力信号を計数することによって、第 1〜第 Nの信号弁別閾値毎の所定時間当たりの 放射線計数値である閾値別計数値を取得する計数工程と、計数工程で取得された 閾値別計数値に基づいて領域別計数値を算出する演算工程と、を有することが好ま しい。
[0025] この場合には、信号弁別工程において第 1〜第 Nの信号弁別閾によって弁別され た出力信号が、計数工程において計数されることで、第 1〜第 Nの信号弁別閾値毎 の所定時間当たりの放射線計数値である閾値別計数値を取得できる。そして、演算 工程にお!、て、計数工程で取得された閾値別計数値に基づ!、て領域別計数値を算 出するので、複数のエネルギー領域各々の領域別計数値を取得できる。
[0026] また、上記放射線検出方法では、前記検出工程において放射線検出部が被検査 物を通った放射線を検出した場合に、複数のエネルギー領域毎の被検査物の画像 を形成するための領域別画像データを、計数値取得工程で取得される領域別計数 値に基づ ヽて作成する領域別画像データ作成工程を更に備えることが好ま ヽ。
[0027] この放射線検出方法では、複数のエネルギー領域の検出感度が均一化する。その ため、上記のようにして作成された領域別画像データを利用して形成される各ェネル ギー領域に対する被検査物の画像の画質が画像間で略均一化することになる。
[0028] 更に、計数値取得工程が計数工程及び演算工程を有する放射線検出方法では、 第 1の信号弁別閾値は、 N個のエネルギー値のうちの最小のエネルギー値に対応し ており、検出工程において放射線検出部が被検査物を通った放射線を検出した場 合に、被検査物の画像を形成するための画像データを作成する画像データ作成ェ 程を更に備え、画像データ作成工程は、（1)被検査物の形状を示す形状認識画像 を形成するための形状認識用画像データを、計数値取得工程にお!ヽて第 1の信号 弁別閾値によって取得される閾値別計数値に基づいて作成する形状認識用画像デ ータ作成工程と、 (2)複数のエネルギー領域毎の被検査物の画像を形成するための 領域別画像データを、計数値取得工程で取得される領域別計数値に基づ!ヽて作成 する領域別画像データ作成工程と、 (3)被検査物の材質情報を抽出した材質識別 画像を形成するための材質識別用画像データを、領域別画像データ作成工程で作 成された複数のエネルギー領域に対応する領域別画像データに基づいて作成する 材質識別用画像データ作成工程と、（4)形状認識画像と材質識別画像とを合成した 合成画像を形成するための合成画像用画像データを、形状認識用画像データと材 質識別用画像データとから作成する合成画像用画像データ作成工程と、有すること が好ましい。
[0029] この場合、画像データ作成工程の形状認識用画像データ作成工程にお!、て、第 1 の信号弁別閾値に対する閾値別計数値に基づいて形状認識用画像データが作成 される。第 1の信号弁別閾値は最小のエネルギー値に対応しているので、第 1の信号 弁別閾値に対する閾値別計数値は、第 1〜第 Nの信号弁別閾値に対して取得される 閾値別計数値のうちで最大の値となる。よって、形状認識用画像データから形成され る形状認識画像によって被検査物の形状を確実に認識可能である。
[0030] また、画像データ作成工程の領域別画像データ作成工程にお!、て、検出感度の 均一化が図られている複数のエネルギー領域の領域別計数値に基づいて領域別画 像データが作成される。その結果、各エネルギー領域に対する被検査物の画像を、 画像間の画質が略均一化した状態で得ることが可能である。
[0031] 更に、画像データ作成工程の材質認識用画像データ作成工程にお!、て、複数の 領域別画像データを利用して被検査物の材質情報を抽出した材質識別画像を形成 するための材質識別用画像データを作成する。その結果、作成された材質識別用画 像データから材質識別画像を得ることができ、結果として、被検査物に含まれる材質 の違 、を特定することが可能である。
[0032] ところで、複数のエネルギー領域毎の被検査物の画像、及び材質識別画像では、 検出エネルギー領域を制限していることから、例えば、閾値別計数値を利用して形成 される被検査物の画像に比べればノイズの影響が大きくなる傾向にある。これに対し て、上記放射線検出方法では、画像データ作成工程の合成画像用画像データ作成 工程にお!ヽて、形状認識用画像データと材質識別用画像データとから合成画像用 画像データを作成して ヽる。この合成画像用画像データから形成される合成画像は 、形状認識画像と材質識別画像とが合成されているため、被検査物に含まれる材質 の異なる部分の形状を確認しながら同時にその部分の材質を特定することが可能で ある。
[0033] また、上記放射線検出方法では、第 1〜第 Nの信号弁別閾値を設定する閾値設定 工程を更に備え、閾値設定工程は、第 1の信号弁別閾値を前記 N個のエネルギー値 のうちの最小のエネルギー値に対応するように設定する第 1の設定工程と、放射線検 出部によって基準放射線を検出して基準放射線のエネルギーに対応した出力信号 である基準出力信号を生成する基準放射線検出工程と、信号処理部において第 1 の信号弁別閾値によって記基準出力信号を弁別して計数することにより、所定時間 当たりの放射線計数値である基準計数値を取得する基準計数値取得工程と、信号 処理部における信号弁別閾値を変化させながら基準出力信号を信号処理部におい て弁別して計数することで取得される所定時間当たりの放射線計数値、及び基準計 数値を利用して、第 1〜第 Nの信号弁別閾値のうち第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設 定する第 2の設定工程と、を有することが好ましい。
[0034] この場合、基準放射線検出工程で生成される基準出力信号を、第 1の設定工程で 設定した第 1の信号弁別閾値によって弁別して計数することで基準計数値を取得す る。そして、信号弁別閾値を変化させながら信号処理部において取得される放射線 計数値と、前記基準計数値とを利用して第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設定する。
[0035] 基準計数値取得工程で取得される基準計数値は、第 1〜第 Nの信号弁別閾値によ つて取得される放射線計数値（閾値別計数値)のうち最大の値になる。そのため、複 数のエネルギー領域の領域別計数値が略均一になるように設定される第 2〜第 Nの 信号弁別閾値を、基準計数値を利用して設定することで、複数のエネルギー領域の 検出感度を高めることが可能である。また、信号弁別閾値を変化させながら各信号弁 別閾値に対して取得される放射線計数値を利用して第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設 定しているので、より確実に、複数のエネルギー領域の領域別計数値が略均一にな るように設定することが可能である。
[0036] 上記閾値設定部が有する第 2の設定工程は、第 2〜第 Nの信号弁別閾値のうち第 mの信号弁別閾値 (mは 2〜Nの整数)を設定する工程であって、信号処理部におけ る信号弁別閾値を第 (m— 1)の信号弁別閾値力 変化させながら基準出力信号を 弁別して計数することで取得される所定時間当たりの放射線計数値と、信号処理部 における信号弁別閾値を第 (m— 1)の信号弁別閾値として基準出力信号を弁別して 計数することで取得される所定時間当たりの放射線計数値との差が、基準計数値に よって決まる規定値に略一致したときの信号弁別閾値を、第 mの信号弁別閾値として 設定する第 mの閾値設定工程を有しており、第 mの閾値設定工程を繰り返すことに よって、第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設定することが好ましい。
[0037] 第 (m— 1)の信号弁別閾値から信号弁別閾値を変化させながら基準出力信号を弁 別して取得される放射線計数値と、第 (m— 1)の信号弁別閾値で基準出力信号を弁 別して取得される放射線計数値との差は、その 2つの信号弁別閾値に対応するエネ ルギー値間の領域別計数値に相当する。従って、その領域別計数値が規定値に略 一致するように第 mの信号弁別閾値を決定することで、複数のエネルギー領域の領 域別計数値が略一致するように第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設定できる。
[0038] また、上記放射線検出方法が有する閾値設定工程の第 1の設定工程では、放射線 検出部に放射線が入射していない場合において、放射線検出部から出力される出 力信号を信号処理部の信号弁別閾値を変化させながら弁別して計数することで取得 される所定時間当たりの計数値が基準値以下になったときの信号弁別閾値を第 1の 信号弁別信号として設定することが好適である。
[0039] 放射線検出部に放射線を照射していない状態でも放射線検出部から出力信号が 出力される場合があり、このような出力信号が信号処理部で計数された計数結果は 放射線検出時にはダークカウント値として知られるノイズとなる。上記のように第 1の信 号弁別閾値を設定することによって、ダークカウント値の影響を低減することが可能 であり、放射線のより正確な検出を可能とする。
発明の効果
[0040] 本発明による放射線検出器及び放射線検出方法によれば、放射線を、複数のエネ ルギー領域間において略均一な検出感度でエネルギー弁別して検出することができ る。
図面の簡単な説明
[0041] [図 1]本発明に係る放射線検出器の一実施形態を適用した非破壊検査システムの構 成を示すブロック図である
[図 2]図 1に示した放射線検出器の信号弁別部の構成を示す概略構成図である。
[図 3]基準放射線のエネルギー特性の一例を示す模式図である。
[図 4]被検査物の一例の模式図である。
[図 5]図 4に示した被検査物を構成する各部材を通った放射線のエネルギー特性の 模式図である。
[図 6]第 1の信号弁別閾値を設定する工程の概略図である。
[図 7]第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設定する工程の概略図である。
[図 8]本発明に係る放射線検出方法の一実施形態のフローチャートである。
[図 9]第 1〜第 Nの信号弁別閾値を設定する工程のフローチャートである。
[図 10]第 1〜第 Nの信号弁別閾値を設定する工程であって図 9に続く工程のフロー チャートである。
[図 11]複数のエネルギー領域の設定の一例を示す図である。
[図 12]複数のエネルギー領域の領域別計数値を略均一化した場合の被検査物の画 像に対応する図である。
[図 13]複数のエネルギー領域を等エネルギー間隔で分けた場合の被検査物の画像 に対応する図である。
[図 14]実施例で使用した被検査物の写真に対応する図である。
[図 15]図 14に示した被検査物の形状認識画像に対応する図である。
[図 16]複数のエネルギー領域毎の被検査物の画像に対応する図である。
[図 17]図 14に示した被検査物の材質識別画像に対応する図である。
[図 18]図 14に示した被検査物の合成画像に対応する図である。
[図 19]本発明に係る放射線検出方法の他の実施形態のフローチャートである。 符号の説明
1…非破壊検査システム、 2…被検査物、 2A, 2B, 2C, 2D, 2Ε· ··部材 (材質の異 なる部分)、 3…放射線照射部、 4…放射線検出装置、 6…放射線検出器、 7· ··制御 装置、 10· ··放射線検出部、 20· ··信号処理部、 40· ··信号弁別部、 50· ··閾値設定部 、60…計数部、 80· ··演算部。 発明を実施するための最良の形態
[0043] 以下、図面を参照して本発明に係る放射線検出器及び放射線検出方法の実施形 態について説明する。
[0044] 図 1は、本発明に係る放射線検出器の一実施形態を適用した非破壊検査システム の構成を示すブロック図である。図 2は、図 1に示した放射線検出器の信号弁別部の 構成を示す概略構成図である。図 2では、信号弁別部の構成の一部を示している。
[0045] 非破壊検査システム 1は、被検査物 2を非破壊検査するものであり、例えば、空港 での手荷物検査や、食品中の混入物検査などに利用される。非破壊検査システム 1 は、被検査物 2に照射する放射線を出力する放射線照射部 3と、放射線を検出する 放射線検出装置 4と、被検査物 2の検査位置を調整するための位置調整手段 5とを 含んで構成されている。位置調整手段 5は、例えば、被検査物 2を保持しながら移動 せしめるマニピュレータでもよいし、被検査物 2を載置すると共に、放射線の照射方 向と略直交する方向に被検査物 2を移動可能なステージであってもよ 、。
[0046] 放射線照射部 3は、例えば、 X線 (放射線)を出力する X線管 (放射線源)である。こ の放射線照射部 3から出力され被検査物 2に照射される放射線であって被検査物 2 を通過する前の状態の放射線を、基準状態の放射線として基準放射線とも称す。放 射線照射部 3は、 X線管等の放射線源から出力される放射線の波形を整形したり、 所望のエネルギー領域を切り出すためのフィルタ等の放射線調整部 (不図示)を有し ていてもよい。このような放射線調整部を備える場合には、放射線源から出力され放 射線調整部を通過した放射線が、放射線照射部 3から出力される基準放射線となる 。この基準放射線は、例えば、図 3に示すように、エネルギーが高くなるにつれて放 射線フオトン数が減少するようなエネルギー特性を有する。
[0047] 図 1及び図 2に示すように、放射線検出装置 4は、フオトンカウンティング法によって 放射線を検出する放射線検出器 6と、放射線検出器 6を制御する制御装置 7とから構 成されている。制御装置 7は、キーボード等の入力部 7A及びディスプレイ等の出力 部 7Bを有すると共に、 CPU等を含む制御部 7Cを有するパーソナルコンピュータ（P C)である。制御装置 7は、入力部 7Aを利用して放射線検出器 6へデータを入力する と共に、放射線検出器 6から出力されるデータを出力部 7Bを利用して表示する。また 、制御装置 7は、位置調整手段 5を制御して被検査物 2の検査位置を調整する機能 も有する。ここでは、制御装置 7は、制御部 7Cを有する PCとした力 入力部 7A及び 出力部 7Bを備えて 、ればよ 、。
[0048] 放射線検出器 6は、エネルギー弁別型の検出器であり、入射する放射線をその放 射線のエネルギーに応じて、図 3に示すような N個（図 3では Nは 5)のエネルギー値 E〜Eで区切られるエネルギーウィンドウ（エネルギー領域) W〜W に弁別して検
1 N 1 N
出する。図 3に示すように、エネルギーウィンドウ Wは、エネルギー値 Eと、基準放
N N
射線の最大エネルギー値 E とで設定されるエネルギー領域に対応する。最大エネ
max
ルギー値 E とは、基準放射線のエネルギー特性において、強度がほぼ 0になるェ
max
ネルギー値であり、例えば、放射線が X線管から出力される X線の場合は、 X線管に 印加した管電圧の最大値に相当するエネルギーである。放射線検出器 6の構成につ いてより詳細に説明する。
[0049] 図 1及び図 2に示すように、放射線検出器 6は、放射線を検出してその放射線のェ ネルギ一に応じた出力信号を生成する放射線検出部 10を有する。
[0050] 放射線検出部 10は、放射線を検出する複数 (例えば、 64個）の放射線検出素子 1 1 (図 2参照）がライン状に配列されてなるラインセンサである。各放射線検出素子 11 としては、テルルイ匕カドミウム (CdTe)を利用したものが例示される。放射線検出素子 11は、入射した放射線を構成する放射線フオトンのエネルギー値に応じた波高値を 有するパルス信号（出力信号)を生成して放射線検出器 6が有する信号処理部 20〖こ 出力する。
[0051] 信号処理部 20は、放射線検出部 10に電気的に接続された特定用途向け IC (ASI C)等に例示されるような信号処理回路であり、放射線検出部 10から入力されるパル ス信号に所定の信号処理 (例えば、計数処理や画像形成処理等)を実施する。信号 処理部 20は、制御装置 7に電気的に接続されており、入力部 7Aを通して入力された データ等を受けると共に、信号処理部 20で信号処理されて得られたデータ (放射線 計数値データや、画像データ等)を制御装置 7に出力する。
[0052] 信号処理部 20は、放射線検出部 10から入力されるパルス信号を増幅する増幅部 30を有する。増幅部 30は、各放射線検出素子 11に対応した増幅器 31 (図 2参照） からなり、増幅器 31は、各放射線検出素子 11から入力されるパルス信号を増幅する と共にその波形を整形する。増幅器 31は、増幅したパルス信号 (以下、「増幅パルス 信号」と称す)を信号弁別部 40に入力する。
[0053] 信号弁別部 40は、増幅部 30から入力される増幅パルス信号を、閾値設定部 50に よって設定される第 1〜第 Nの信号弁別閾値 T〜T (以下、単に「信号弁別閾値 Τ
1 Ν 1
〜Τ」とも称す)で弁別した後、計数部 60に出力する。 Ν個の信号弁別閾値 Τ〜Τ
N I N
は、複数のエネルギーウィンドウ W〜Wを区切る N個のエネルギー値 E〜E に対
1 N 1 N 応しており、増幅パルス信号から所定の波高値以上の増幅パルス信号を弁別するた めに使用される。
[0054] 図 2に示すように、信号弁別部 40は、複数の放射線検出素子 11各々に対応する 弁別器ユニット 41を有している。各弁別器ユニット 41は、 N個（図 2では、 Nは 5)の波 高弁別器 42〜42力も構成されている。波高弁別器 42〜42 には、それぞれ信号
1 N 1 N
弁別閾値 τ〜τが割り当てられており、信号弁別閾値 τ〜τに対応した電圧値を
1 Ν 1 Ν
有する電圧信号が入力される。
[0055] 波高弁別器 42〜42 は、各放射線検出素子 11から出力されて、対応する増幅器
1 Ν
31で増幅された増幅パルス信号を、信号弁別閾値 Τ〜Τ に応じて弁別して出力パ
1 Ν
ルス信号を生成する。
[0056] 計数部 60は、信号弁別部 40で弁別された出力パルス信号を計数処理する。計数 部 60は、複数 (例えば、 64個）の弁別器ユニット 41各々に対応した計数器ユニット 6 1を有している。各計数器ユニット 61は、弁別器ユニット 41を構成する波高弁別器 42
〜42 に電気的に接続された計数器 62〜62力もなる。
1 Ν 1 Ν
[0057] 計数器 62〜62 は、対応する波高弁別器 42〜42力も出力される出力パルス信
1 Ν 1 Ν
号を一定の蓄積時間 (所定時間)計数してその蓄積時間当たりの放射線計数値 C 〜cを取得する。各放射線計数値 c〜c は、信号弁別閾値 τ〜τに対応するェ
Ν 1 Ν 1 Ν ネルギー値 Ε〜Ε以上のエネルギーを有する放射線フオトン数に相当する。以下で
1 Ν
は、信号弁別閾値 τ〜τ (信号弁別閾値 Τ)に対する放射線計数値
N c〜
1 c (放射
1 N 線計数値 C)を閾値別計数値 C[T ]〜C[T ] (閾値別計数値 C[T])とも称す。閾値別
1 N
計数値 C[T ]〜C[T ]は、信号処理部 20が有する記憶部 70 (図 1参照）に格納され る。
[0058] 図 1に示すように、信号処理部 20は、
Figure imgf000017_0001
〜C[T ]に種々の演算処理を施す演算部 80を更に有する。
N
[0059] 演算部 80は、計数部 60で得られた閾値別計数値 C[T ]〜C[T ]に基づ ヽて N個
1 N
のエネルギーウィンドウ w〜w毎に蓄積時間当たりの放射線計数値 (以下、「領域
1 N
別計数値」と称す) A〜Aを算出する。領域別計数値 A〜Aは、例えば、隣接する
1 N 1 N
信号弁別閾値 τ〜T に対する閾値別計数値 C[T ]〜C[T ]の差を取ることで算出さ
1 N 1 N
れる。具体的には、例えば、閾値別計数値 C[T ]と閾値別計数値 C[T ]との差を取る
1 2
ことで、エネルギーウィンドウ W内の領域別計数値 Aが算出される。算出された領 域別計数値 A〜Aは、記憶部 70に格納される。
1 N
[0060] また、演算部 80は、閾値別計数値 C[T ]〜C[T ]や領域別計数値 A〜Aを利用
1 N 1 N して被検査物 2の画像形成用の画像データを作成する画像データ作成部としての機 能も有する。演算部 80は、エネルギー値 E〜Eのうち最小のエネルギー値 Eに対
1 N 1 応する第 1の信号弁別閾値 Tによって弁別された閾値別計数値 C[T ]を、放射線検 出部 10内の放射線検出素子 11の位置情報及び被検査物 2の検査位置情報 (測定 ライン）に対応させてマッピングする。これによつて、放射線による被検査物 2の透過 像であり、被検査物 2の形状を示す画像 (以下、「形状認識画像」と称す)を形成する ための形状認識用画像データを作成する。
[0061] また、演算部 80は、各領域別計数値 A〜Aを、上記形状認識用画像データ作成
1 N
の場合と同様にマッピングすることで、エネルギーウィンドウ W〜W毎の被検査物 2
1 N
の画像を形成するための領域別画像データを作成する。エネルギーウィンドウ W〜 w毎の領域別画像データは、検出エネルギー領域が制限された状態で取得される
N
領域別計数値 A〜Aによって作成されるので、領域別画像データには、被検査物
1 N
2に含まれる材質の異なる部分の材質情報の少なくとも一部（例えば、透過特性のう ち検出エネルギー領域で切り出される部分）が含まれることになる。その結果、後述 するように、各エネルギーウィンドウ W〜Wに対応する領域別画像データのうち複
1 N
数の領域別画像データを利用して材質情報を抽出することが可能である。
[0062] 演算部 80は、複数の領域別画像データに対して、各領域別画像データに含まれる 材質情報を抽出する材質識別用の演算処理を施すことによって、被検査物 2の材質 を識別可能な (材質情報を抽出した)材質識別画像を形成するための材質識別用画 像データを作成する。更に、演算部 80は、作成した材質識別用画像データを形状認 識用画像データに重畳する処理を実施することで、材質識別用画像と形状認識用画 像とを合成した合成画像を形成するための合成画像用画像データを更に作成する。
[0063] 上記材質識別用画像データを作成する原理について図 4及び図 5を利用して説明 する。図 4は、被検査物の一例を示す模式図である。図 4に示すように、被検査物 2 は、材質の異なる 3つの部材 2A, 2B, 2Cを有しており、部材 2Aの一側面に部材 2B 及び部材 2Cが取り付けられたものとする。図 5は、図 4に示した被検査物を構成する 各部材 2A〜2Cを通った放射線のエネルギー特性の模式図である。図 5にお 、て、 横軸はエネルギーを示し、縦軸は放射線吸収度を示している。また、図 5中に示され た 3つのエネルギー特性は、図 5中において上力も順に部材 2A, 2B, 2Cに対応す るものである。各部材 2A〜2Cを通った放射線のエネルギー特性は、それぞれ単独 に放射線が通過した場合のものである。従って、図 4に示したように、部材 2A上に部 材 2B,部材 2Cが重なっている場合、被検査物 2を通った放射線のエネルギー特性 は、それぞれの部材 2A〜2Cの影響を受けたものとなるため、図 5に示した各ェネル ギー特性の重ね合わせとなる。
[0064] 一つの信号弁別閾値で取得される閾値別計数値を利用して被検査物 2の画像を 形成する場合には、その信号弁別閾値に対応するエネルギー値以上のエネルギー 値を有する放射線フオトンが全て計数されることになるので、各部材 2A〜2Cを通つ た放射線のエネルギー特性を選別できな 、。
[0065] 一方、領域別計数値 A〜Aを利用して形成されるエネルギーウィンドウ W〜W
I N I N
の被検査物 2の画像では、検出エネルギー領域が制限されているので、エネルギー ウィンドウ W〜W毎に、各部材 2A〜2Cを通った放射線のエネルギー特性の違い
1 N
が反映されていることになる。従って、エネルギーウィンドウ W〜Wの被検査物 2の
1 N
画像を構成する領域別画像データに対していわゆる四則演算を利用した演算処理 を施すことによって、各部材 2A〜2Cを通った放射線のエネルギー特性を抽出する ことが可能となる。このエネルギー特性は、各部材 2A〜2Cの材質によって決まるた め、上記のようにエネルギーウィンドウ w〜wの領域別画像データに対して所定の
1 N
演算処理を施すことにより被検査物 2の材質情報、具体的には、被検査物 2の材質 の異なる部分の材質情報を抽出した材質識別用画像データを取得できることになる 。なお、上記四則演算を利用した演算処理とは、例えば、差分処理、加算処理、乗 算処理、除算処理や、それらを組み合わせたものである。
[0066] 次に、放射線検出装置 4の一つの特徴をなす閾値設定部 50について詳細に説明 する。
[0067] 図 1に示すように、信号処理部 20が有する閾値設定部 50は、基準放射線を検出し た場合の各エネルギーウィンドウ W〜Wの領域別計数値 A〜A (以下、「基準領
1 N 1 N
域別計数値 A 〜A 」とも称す)が略均一になるように N個の信号弁別閾値 T〜
1 (B) Ν(Β) 1
Τを設定するものであり、閾値制御部 51と計数値比較部 52とを有する。
Ν
[0068] 閾値制御部 51は、信号弁別部 40に入力すべき信号弁別閾値を設定すると共に、 その信号弁別閾値に相当する基準電圧値の電圧信号を発生させて信号弁別部 40 に入力する。計数値比較部 52は、信号弁別部 40に入力された信号弁別閾値に対 応する閾値別計数値が所定の値に一致するか否かを判断する。
[0069] 閾値設定部 50は、閾値制御部 51で信号弁別部 40に入力する信号弁別閾値を変 ィ匕させていきながら、計数値比較部 52の比較結果を利用して、 Ν個の信号弁別閾値 Τ〜Τを順番に設定する。より具体的に説明する。
1 Ν
[0070] 先ず、閾値設定部 50は、第 1の信号弁別閾値 Τを設定する。この第 1の信号弁別 閾値 Τは、暗電流等の影響によって放射線検出部 10から出力されるパルス信号に 起因する放射線計数値 (以下、「ダークカウント値」と称す) Cを、放射線検出時の放 d
射線計数値から区別するためのものであり、エネルギー値 E〜Eのうち最小エネル
1 N
ギー値 Eに対応する。図 6は、第 1の信号弁別閾値を設定する工程を示す図である 。横軸はエネルギーを示し、縦軸はダークカウント値を示している。
[0071] 閾値制御部 51は、信号弁別閾値 Tを、例えばエネルギー値 0に対応する値力も刻 み閾値 ΔΤを単位として増加させていきながらダークカウント値 C [T]を取得する。こ d
れは、図 6に示すように、エネルギー値を例えば 0から刻み値 Δ Εで掃引することに対 応する。 [0072] 計数値比較部 52は、エネルギー値 η Δ E (nは 1以上の整数）に対応する信号弁別 閾値 T が設定されたときに取得されるダークカウント値 C [T ]と、予め設定され ηΔΕ d ηΔ Ε
ている基準値（図 6では、 0)とを比較する。 C [Τ ]が基準値以下と計数値比較部 5 d ηΔΕ
2が判断したとき、閾値制御部 51は、信号弁別部 40に設定されている信号弁別閾値 Τ を第 1の信号弁別閾値 Τとして決定する。
ηΔΕ 1
[0073] 次いで、図 7に示すように、閾値設定部 50は、第 1の信号弁別閾値 1 を信号弁別 部 40に設定した状態で、基準放射線の検出によって取得される閾値別計数値 C[T ] (以下、「基準計数値 C 」とも称す)を利用して第 2〜第 Nの信号弁別閾値 T〜T
IB 2 N を設定する。図 7は、第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設定する工程を示す図である。図 7では、 Nは 5としている。横軸はエネルギーを示し、縦軸は閾値別計数値を示してい る。
[0074] 第 mの信号弁別閾値 T (mは、 2〜Nの整数)を設定する場合について説明する。
第 mの信号弁別閾値 T に対応するエネルギー値を E とする。
m m
[0075] 閾値制御部 51は、信号弁別部 40の信号弁別閾値を一つ前の第 (m— 1)の信号 弁別閾値 T 力も刻み閾値 ΔΤを単位として増カロさせていく。計数値比較部 52は、 m—丄
信号弁別閾値が Τ +η ΔΤである場合の閾値別計数値 C[T +η ΔΤ]と、次式で表 m m
される目標値 (所定の値) G とを比較する。
[数 1]
Gm = ClB - {m - l)R ' . · ( 1 ) [0076] 式（1)にお 、て、 Rは、基準計数値 C を、設定する複数のエネルギーウィンドウの
1B
個数 (ここでは、 N)で除した値である。以下、この Rを規定値と称す。
[0077] 閾値制御部 51は、計数値比較部 52が閾値別計数値 C[T +η ΔΤ]と目標値 G と m m が略一致すると判断したときの信号弁別閾値 (Τ +η Δ T)を第 mの信号弁別閾値 T として設定する。上記第 mの信号弁別閾値 Tの設定を、 mが Nになるまで繰り返す m m
ことで、第 2〜第 Nの信号弁別閾値 Τ〜Tを設定する。
2 Ν
[0078] 式（1)で表される目標値 G は、第 (m— 1)の信号弁別閾値 Τ で取得される閾値 m m— 1
別計数値 C [T ]と、第 mの信号弁別閾値 Tで取得される閾値別計数値 C[T ]と m— 1 m m の差を、規定値 Rとするためのものである。 [0079] そのため、刻み閾値 ΔΤを単位として変化した各信号弁別閾値に対する閾値別計 数値と目標値 G とを比較して、第 2〜第 Νの信号弁別閾値を設定することで、基準 領域別計数値 A 〜A が規定値 Rにほぼ等しくなる。従って、閾値設定部 50〖こ
1 (B) N(B)
よって、基準領域別計数値 A 〜A を略均一化するための信号弁別閾値 T〜Τ
1 (B) Ν (Β) 1
Νを設定できること〖こなる。
[0080] ここでは、領域別計数値 A〜Aは、閾値別計数値 C[T +η ΔΤ]と目標値 G とが
1 N m m ほぼ一致するときの信号弁別閾値 (Τ +η ΔΤ)を第 mの信号弁別閾値 Τ に設定す m m るものとした力 一致しない場合には、次のようにすればよい。すなわち、信号弁別閾 値 (Τ +η ΔΤ)の前後の信号弁別閾値で取得される閾値別計数値のうちょり目標値 G に近い方の閾値別計数値に設定すればよい。なお、基準領域別計数値 A 〜 m 1 (B)
A は、規定値 Rに対して、 R士（1Z2)Rの範囲内であることが好ましぐ更には、 R
N(B)
士（1Z10)Rの範囲内であることが好ましい。例えば、規定値 Rが 2000の場合は、 各基準領域別計数値 A 〜A は、 1000〜3000内の値であることが好ましぐ更
1 (B) N(B)
には、 1800〜2200であること力 子まし!/ヽ。
[0081] 上記閾値設定部 50による信号弁別閾値 T〜Tの設定は、各弁別器ユニット 41が
1 Ν
有する波高弁別器 42〜42 のうちの一つの波高弁別器を利用して実施することが
1 Ν
できる。この場合、使用する波高弁別器以外には、出力パルス信号が生成されない ような信号弁別閾値を入力しておく。このような出力パルス信号が生成されないような 信号弁別閾値とは、例えば、最大エネルギー値 Ε
maxに対応する信号弁別閾値である
。そして、一つの波高弁別器を使用して信号弁別閾値 τ〜
1 τを決定した後、各波高 Ν
弁別器 42〜42 に信号弁別閾値 Τ〜Τを設定する。
1 Ν 1 Ν
[0082] また、信号弁別閾値 Τ〜Τをそれぞれ割り当てる波高弁別器 42〜42を利用し
1 Ν 1 Ν て実施することもできる。この場合、例えば、第 mの信号弁別閾値 Τを設定する場合 には、波高弁別器 42以外の波高弁別器には、出力パルス信号が生成されないよう な信号弁別閾値を入力しておけばょ 、。
[0083] 次に、図 8を利用して、上記非破壊検査システム 1で被検査物 2を非破壊検査する 場合の放射線検出装置 4を利用した放射線の検出方法について説明する。図 8は、 本発明に係る放射線検出方法の一実施形態のフローチャートである。 [0084] ステップ S10において、制御装置 7の入力部 7Aを通して放射線検出に要する諸条 件を放射線検出器 6の信号処理部 20に入力する。ここで、入力する諸条件としては 、例えば、信号弁別閾値の設定個数、第 1の信号弁別閾値 Tを設定する際の基準 値、測定ライン数 (測定回数)、計数部 60での出力パルス信号の蓄積時間、刻み閾 値 ΔΤ等である。
[0085] 続くステップ S20において、信号弁別閾値を設定する。図 9及び図 10を利用して信 号弁別閾値の設定方法について説明する。図 9及び図 10は第 1〜第 Nの信号弁別 閾値の設定方法を示すフローチャートである。
[0086] 先ず、図 9に示すように、ステップ S200において、使用する信号弁別閾値の個数を 、 N個の信号弁別閾値 T〜Tから設定する。すなわち、使用する波高弁別器 42〜
1 Ν 1
42を決定する。これは、ステップ S 10において入力された信号弁別閾値の設定個
Ν
数に基づ ヽて閾値設定部 50が実施してもよ ヽし、入力部 7Αを通して操作者が設定 してもよい。複数の弁別器ユニット 41各々が有する Ν個の波高弁別器 42〜42 に
1 Ν 対して対応する信号弁別閾値 τ〜τをそれぞれ設定するものとして説明する。
1 Ν
[0087] ステップ S200において、使用する信号弁別閾値を設定した後、第 1の信号弁別閾 値 Τを設定する（第 1の設定工程)。すなわち、ステップ S201において、閾値制御部 51は、第 1の信号弁別閾値 Τを設定する際に信号弁別閾値を掃引するための初期 値である信号弁別閾値 Τ を信号弁別部 40に入力する。この際、信号弁別部 40が
1S
有する波高弁別器 42〜42のうち、波高弁別器 42に信号弁別閾値 Τ を入力し、
1 Ν 1 1S 他の波高弁別器 42〜42 には、出力パルス信号が生成されない信号弁別閾値を
2 Ν
入力する。
[0088] ステップ S202にお 、て、放射線照射部 3から放射線を照射して 、な 、状態で、計 数部 60から出力される放射線計数値 (ダークカウント値) Cを取得する。ステップ S2 d
03において、ダークカウント値 Cが基準値以下か否かを計数値比較部 52が判断す d
る。この判断は、放射線検出部 10が有する複数の放射線検出素子 11からの出力結 果に対して実施する。ダークカウント値 Cが基準値より大きい場合 (S203で「N」）に d
は、ステップ S 204において、信号弁別閾値 T を刻み閾値 ΔΤだけ上げて、ダーク
1S
カウント値 Cが基準値以下になるまで、ステップ S202, S203を繰り返す。ステップ S 202, S203を n回繰り返したときには、信号弁別部 40には信号弁別閾値として T +
Is η ΔΤが入力されており、ステップ S203で取得されるダークカウント値は C[T +η Δ
Is τ]となる。
[0089] ダークカウント値 Cが基準値以下になった場合（S203で「Y」）には、ステップ S205 d
において、そのときに波高弁別器 42に設定されている信号弁別閾値 (Τ +η ΔΤ)
1 Is を第 1の信号弁別閾値 Tとする (第 1の設定工程)。
[0090] その後、ステップ S206において、放射線照射部 3から放射線を照射して放射線検 出部 10で基準放射線を検出する (検出工程、基準放射線検出工程)。これにより、ス テツプ S207に示すように、基準放射線における第 1の信号弁別閾値 Τに対する閾 値別計数値 C [Τ ]としての基準計数値 C が取得されることになる。具体的には、基
1 1 1B
準放射線を検出して生成されるパルス信号 (基準出力信号)が、信号弁別部 40によ つて第 1の信号弁別閾値 Τで弁別され、その弁別されたパルス信号が計数部 60で 計数処理されて基準計数値 C が取得される (基準計数値取得工程)。基準計数値
1B
C は記憶部 70に格納される。
1B
[0091] 次に、基準放射線を検出して、第 2〜第 Νの信号弁別閾値 Τ〜Τを順に決定する
2 Ν
(第 2の設定工程)。一般に第 mの信号弁別閾値 Τを決定するものとして説明する（ 第 mの閾値設定工程)。
[0092] 図 10に示すように、ステップ S208において、目標値 Gを計算する。すなわち、演 算部 80が、記憶部 70に格納されている基準計数値 C 及び式（1)を利用して目標
1B
値 G を算出する。算出された目標値 G は記憶部 70に格納される。次に、ステップ S m m
209において、第 mの信号弁別閾値 Tの初期値を、一つ前の信号弁別閾値である 第 (m— 1)の信号弁別閾値 T (例えば、 mが 2の場合は、第 1の信号弁別閾値）に m— 1
設定して、信号弁別部 40に入力する。この際、第 mの信号弁別閾値 Tを設定する 波高弁別器 42 には、上記初期値としての信号弁別閾値 T を入力し、他の波高 m m— 1 弁別器には、出力パルス信号が生成されない信号弁別閾値を入力する。
[0093] 次いで、ステップ S210において、ステップ S206の場合と同様にして、基準放射線 を検出する。これにより、ステップ S211において、ステップ S207の場合と同様にして 、第 (m—l)の信号弁別閾値 T に対する閾値別計数値 C[T ]が取得される。
m— 1 m—l [0094] ステップ S212において、計数値比較部 52が、閾値別計数値 C[T ]と目標値 G m— 1 m とを比較する。この比較は、放射線検出部 10が有する複数の放射線検出素子 11か らの出力結果に対して実施する。閾値別計数値 C [T ]が目標値 G未満であれば m— 1 m
(S212で「Y」）、ステップ S213に示すように、信号弁別閾値 Τ を、刻み閾値 ΔΤ m— 1
だけ上げた信号弁別閾値 (T + ΔΤ)に設定する。そして、閾値別計数値 C[T m— 1 m— l
]が目標値 G以上になるまでステップ S210〜S213を繰り返す。ステップ S210〜S 213を n回繰り返したときには、ステップ S210において、信号弁別部 40には信号弁 別閾値として Τ +η ΔΤが入力されており、ステップ S211で取得される閾値別計数 ms
値は C[T +η ΔΤ]となる。
ms
[0095] ステップ S212において、閾値別計数値 C[T +η ΔΤ]が目標値 G 以上の場合 m— 1 m
(S 212で「N」）、ステップ S 214において、第 mの信号弁別閾値 Tを次のようにして 設定する。
[0096] 閾値別計数値 C[T +η ΔΤ]力 S目標値 G に一致している場合には、そのときの m— 1 m
信号弁別閾値 (Τ +η ΔΤ)を第 mの信号弁別閾値 Τとして設定する。また、閾値 m— 1 m
別計数値 C [T +η ΔΤ]が目標値 Gより大きい場合には、 Τ +η ΔΤの一つ前 m— 1 m m— 1
、すなわち、刻み閾値 ΔΤだけ小さい信号弁別閾値のときに取得された閾値別計数 値 C [T + (η- 1) ΔΤ]と閾値別計数値 C[T +η ΔΤ]とを比較して、より目標 m— 1 m— 1
値 G に近い方の閾値別計数値に対応する信号弁別閾値を第 mの信号弁別閾値 T m m として設定する。
[0097] 次いで、ステップ S215において、 N個の信号弁別閾値 T〜Tが設定されていな
1 Ν
い場合には（S215で「Ν」）、ステップ S216において、 mに 1を加えて次の信号弁別 閾値の設定を実施する。そして、ステップ S208〜S216を N個の信号弁別閾値 T〜 Tが決定されるまで繰り返すことで、 N個の信号弁別閾値 T〜Tが設定されること
Ν 1 Ν
になる。上記説明では、各信号弁別閾値 Τ〜Τを設定する際に、目標値 Gを設定
2 N m している力 例えば、ステップ S208において、目標値 G〜Gを計算しておき、記憶
2 N
部 70に格納しておいてもよい。この場合には、ステップ S216の後にはステップ S209 に戻るようにする。また、目標値 Gの計算は、ステップ S207以降であって S212で使 用するとき迄に実施されて ヽればよ ヽ。 [0098] 再度、図 8を利用して、ステップ S20以降の工程について説明する。ステップ S30 において、放射線照射部 3と放射線検出器 6との間に被検査物 2を配置し、位置調整 手段 5を利用して被検査物 2の検査位置を調整する。そして、ステップ S40において 、放射線照射部 3から放射線を照射して、被検査物 2を通過した放射線を検出する（ 検出工程)。
[0099] これにより、ステップ S60に示すように、放射線検出器 6において、 N個の信号弁別 閾値 T〜T に対する閾値別計数値 C[T ]〜C[T ]、及び、領域別計数値 A〜Aが
I N I N I N
取得される (計数処理工程)。
[0100] 具体的には、放射線検出部 10の各放射線検出素子 11が放射線を検出する (検出 工程）と、増幅部 30が、各放射線検出素子 11から出力されるパルス信号を増幅して 、増幅パルス信号を信号弁別部 40に入力する。信号弁別部 40の各波高弁別器 42 〜42 は、入力される増幅パルス信号を、信号弁別閾値 T〜Tによって弁別して出
Ν 1 Ν
力パルス信号を生成し (信号弁別工程)、計数部 60に出力する。計数部 60は、各信 号弁別閾値 Τ〜Τ力 入力される出力パルス信号を計数することによって、閾値別
1 Ν
計数値 C[T ]〜C[T ]を取得する (計数工程)。そして、演算部 80が、閾値別計数値
1 N
C[T ]〜C[T ]から各エネルギーウィンドウ w〜w内の放射線計数値である領域別
1 N 1 N
計数値 A〜Aを算出する (演算工程)。
1 N
[0101] 次いで、ステップ S70において、ステップ S 10で設定された測定回数 (測定ライン数 )測定した力否力判断する。設定された回数まで測定して 、な 、場合には（S70で「 N」）、上記ステップ S30〜ステップ S70を、位置調整手段 5によって被検査物 2の検 查位置を変えることで被検査物 Sを走査しながら測定回数 (測定ライン数）になるまで 繰り返す。各測定で取得されるデータは、記憶部 70に記録される。なお、ステップ S7 0における判断は、制御装置 7の制御部 7Cが実施してもよいし、操作者が判断するよ うにしてもよい。
[0102] ステップ S70にお 、て、設定された回数まで測定を実施したと判断した場合には（S 70で「Y」）、ステップ S80において、演算部 80は、被検査物 2の画像を形成するため の画像データを作成する（画像データ作成工程)。すなわち、ステップ S81において 、演算部 80は、形状認識用画像データを、基準計数値 C を利用して作成する (形 状認識用画像データ作成工程)。また、ステップ S82において、エネルギーウィンドウ W〜W毎の領域別画像データを、各領域別計数値 A〜A に基づいて作成した
1 N 1 N
後 (領域別画像データ作成工程)、複数の領域別画像データに材質識別用の演算 処理を施して材質識別用画像データを作成する (材質識別用画像データ作成工程） 。更に、ステップ S83において、材質識別用画像データを形状認識用画像データに 重畳する処理を実施することによって、合成画像用画像データを作成する（合成画 像用画像データ作成工程)。そして、演算部 80は、信号処理部 20から合成画像用 画像データを制御装置 7の出力部 7Bに出力して、出力部 7Bは、合成画像用画像デ ータで構成される合成画像を表示する。
[0103] なお、上記説明では、ステップ S81の後に、ステップ S82を実施している力 この順 番は反対でもよいし、同時に実施してもよい。また、合成画像用画像データを出力部 7Bに出力して合成画像を表示させるとしたが、領域別画像データ、形状認識用画像 データ及び材質識別用画像データをそれぞれ出力部 7Bに出力し、出力部 7Bでェ ネルギーウィンドウ W〜W毎の被検査物 2の画像、形状認識用画像及び材質識別
1 N
用画像を表示するようにすることも可能である。更に、ここでは、ステップ S10で設定 された測定回数 (測定ライン数)測定を実施した後、そこで取得されたデータに基づ いてステップ S80で各画像データ、すなわち、領域別画像データ、形状認識用画像 データ、材質識別用画像データ及び合成画像用画像データを形成しているが、一つ の測定ラインの測定が終了する度に、その測定ラインに対する上記各画像データを 形成するようにしてもよ ヽ。
[0104] 次に、放射線検出装置 4及び放射線検出方法の作用 ·効果について説明する。
[0105] 放射線検出装置 4及びそれを利用した放射線検出方法では、放射線検出部 10で 放射線を検出した場合、放射線検出部 10で生成されるパルス信号を、信号弁別閾 値 T〜Tで弁別することによって、エネルギーウィンドウ W〜W毎の放射線計数
1 N 1 N
値 (領域別計数値) A〜Aを一度に取得している。このようなエネルギー弁別型の
1 N
検出において、 N個の信号弁別閾値 T〜T 1S 閾値設定部 50によって、基準放射
1 N
線に対する領域別計数値 A〜Aが略均一になるように設定されていることが重要で
1 N
ある。 [0106] 信号弁別閾値 T
1〜Τを、基準放射線を検出したときの領域別計数値 A が上 N 1〜A
N
記のように略均一になるように設定されて!、ることの効果にっ 、て、複数のエネルギ 一ウィンドウをそれらのエネルギー幅が略均一になるように設定する場合と対比させ て説明する。
[0107] 前述したように、基準放射線は、例えば、図 3に示したようなエネルギー特性を有す る。そのため、仮に、複数のエネルギーウィンドウを、エネルギー幅が均一になるよう に設定した場合には、基準放射線に対する各エネルギーウィンドウの領域別計数値 は、エネルギー特性に応じて不均一になる。この場合、基準放射線が被検査物に照 射する放射線であることから、被検査物の検査時には、エネルギーウィンドウ毎に検 出感度が異なることになる。一般に、統計量 Qに対する揺らぎ (量子ノイズ）は、統計 量 Qの平方根の逆数に比例するため、上記のように、基準放射線に対するエネルギ 一ウィンドウの領域別計数値が異なると、エネルギーウィンドウ毎の量子ノイズの差が 大きくなる。その結果、被検査物を通った放射線を検出して、各エネルギーウィンドウ の画像を形成すると、複数の画像の画質に差が生じる。更に、材質識別用画像デー タを作成するために複数の領域別画像データに対して演算処理を実施すると、材質 識別画像においてノイズの影響が更に大きくなる傾向にある。
[0108] これに対して、放射線検出器 6では、図 11に示すように、基準放射線のエネルギー 特性において、複数のエネルギーウィンドウ W のハッチング部）
1〜Wの面積（図 11
N
が略一致するように (言い換えれば、基準領域別計数値 A
1 (B)〜A がー致するよう N (B)
に）、信号弁別閾値 T〜Tを閾値設定部 50によって設定している。
1 Ν
[0109] すなわち、前述したようにして閾値設定部 50は、ダークカウント値 Cの影響を低減
d
するための第 1の信号弁別閾値 Tを設定する。次いで、基準放射線を放射線検出 部 10で検出して生成されるパルス信号である基準出力信号を第 1の信号弁別閾値 T によって弁別することで基準計数値 C を取得する。続いて、第 2の信号弁別閾値 T
1 1B
〜Tのうち、第 mの信号弁別閾値 Τの設定において、信号弁別閾値を変化させな
2 N m
力 Sら (エネルギー値を掃引しながら）、閾値別計数値 C[T +η ΔΤ]力 S目標値 G と略
m m 一致したときの信号弁別閾値 (Τ +η ΔΤ)を第 mの信号弁別閾値 Τとして設定して
m m
いる。 [0110] 上記目標値 G は、基準放射線時の複数のエネルギーウィンドウ W〜Wの領域別
m I N
計数値 A〜Aが規定値 Rに略一致するように決められているので、基準放射線に
1 N
対する領域別計数値 A〜Aの略均一化が図られていることになる。
1 N
[0111] また、図 10に示したフローチャートを利用して説明したように、閾値別計数値 C [T
+η ΔΤ]力 S目標値 G と一致しない場合には、信号弁別閾値 (Τ +η ΔΤ)の前後の
m m
信号弁別閾値で取得される閾値別計数値のうち、より目標値 G に近い方の閾値別 計数値に対する信号弁別閾値を選択している。この場合でも、基準領域別計数値 A 〜A は、複数のエネルギーウィンドウを等エネルギー間隔で設定する場合のも
(B) N(B)
のよりも、規定値 Rに近くなるので、基準領域別計数値 A 〜A の略均一化が図
1 (B) N(B)
れて ヽること〖こなる。
[0112] 被検査物 2の非破壊検査において、基準放射線は被検査物 2に照射される放射線 であるため、基準放射線に対する領域別計数値 A〜Aが略均一化していることで、
1 N
被検査物 2を通った放射線を、各エネルギー領域 W〜W に対して略均一の検出感
1 N
度で検出可能である。その結果、各エネルギー領域 w〜
1 wに対して作成された領 N
域別画像データから形成される被検査物 2の画像 (領域別画像)の画質が略均一に なる。
[0113] このようにエネルギーウィンドウ w〜wの画像の画質の均一化が図れることを、実
1 N
験結果に基づいて更に具体的に説明する。図 12は、エネルギーウィンドウ毎の基準 領域別計数値が略一致する場合の 3つのエネルギーウィンドウ W〜Wでの被検査
1 3
物の画像に対応する図である。図 12 (a)は、エネルギーウィンドウ Wでの被検査物 の画像に対応する図である。図 12 (b)は、エネルギーウィンドウ Wでの被検査物の
2
画像に対応する図である。図 12 (c)は、エネルギーウィンドウ Wでの被検査物の画
3
像に対応する図である。図 12に示した画像を取得した際の条件は次の通りである。
[0114] 放射線照射部 3は X線管とし、管電圧 150keVで図 3に示したようなエネルギー特 性を有する X線を出力させた。放射線検出部 10は、 CdTeを利用した放射線検出素 子 11が 64個配列されたラインセンサとした。また、信号弁別部 40の各弁別器ュ-ッ トは 3つの波高弁別器 42〜42力もなるとして、それに対応した 3つのエネルギーゥ
1 3
インドウ w〜wを設定した。 [0115] そして、図 8〜図 10 (特に、図 9及び図 10)を利用して説明した方法によって、基準 放射線に対する領域別計数値 A〜Aが略一致するように、第 1〜第 3の信号弁別
1 3
閾値 T〜Τを設定した。このようにして実際に設定した第 1〜第 3の信号弁別閾値 Τ
1 3
〜Τに対応するエネルギー値は、 20keV、 45keV、 75keVであった。
1 3
[0116] これにより、エネルギーウィンドウ Wとしてエネルギー領域 20keV〜45keVが設定 され、エネルギーウィンドウ Wとしてエネルギー領域 45keV〜75keVが設定され、
2
エネルギーウィンドウ Wとしてエネルギー領域 75keV〜150keVで設定された。こ
3
のように検出エネルギー領域であるエネルギーウィンドウ W〜Wを設定した後、図 8
1 3
のステップ S20以降の工程を実施することで、被検査物 2の画像を形成した。
[0117] 各エネルギーウィンドウ W〜Wのエネルギー幅の比較から明らかなように、基準
1 3
放射線に対する 3つのエネルギーウィンドウ W〜Wの放射線計数値が略一致する
1 3
ように信号弁別閾値 τ〜τを設定した場合には、エネルギーウィンドウ w〜wの幅
1 3 1 3 は一致しておらず、上記の場合には、高エネルギーになるにつれて幅が長くなつて いることが分かる。これは、前述したように、図 3に示したようなエネルギー特性を有す る X線を放射線として使用したことによる。また、図 12の 3つの画像を比較すると、各 画像の画質がそろって 、ることが分かる。
[0118] 図 13は、比較のために、エネルギー幅が等間隔となるようにエネルギーウィンドウ w 〜wを設定した場合のエネルギーウィンドウ別の画像に対応する図である。図 13 (a
1 3
)は、エネルギーウィンドウ wでの被検査物の画像に対応する図である。図 13 (b)は 、エネルギーウィンドウ wでの被検査物の画像に対応する図である。図 13 (c)は、ェ
2
ネルギーウィンドウ Wでの被検査物の画像に対応する図である。
3
[0119] 図 13の画像に対応する図を取得する際の条件は、エネルギーウィンドウのエネル ギ一幅が一致するように信号弁別閾値を設定している点以外は、図 12の画像を取得 する場合と同様である。図 13の画像を取得する際の 3つの信号弁別閾値に対応する エネルギー値は、 20keV、 65keV、 105keVとした。これにより、エネルギーウィンド ゥ w , w , wとして、エネルギー領域 20keV〜65keV, 65keV〜105keV, 105ke
1 2 3
V〜 150keVが設定された。
[0120] 図 12に示した 3つの画像及び図 13に示した 3つの画像を比較すると、図 12に示し た 3つの画像の方が、図 13に示した 3つの画像より、例えば、各図の右側の部分の 画質がそろって 、ることが分かる。
[0121] 以上説明したように、基準放射線のエネルギーウィンドウ W〜W毎の領域別計数
1 N
値 A〜Aが略均一になるように、信号弁別閾値 T〜Τを設定することによって画質
1 Ν 1 Ν
のより揃ったエネルギウィンドウ W〜W毎の被検査物 Sの画像を得ることができる。
1 N
従って、エネルギーウィンドウ W〜Wに対応する被検査物 2の画像を構成する領域
1 N
別画像データに対して演算処理 (例えば、差分処理など)を実施して材質識別画像 を形成しても、材質識別画像の画質の低下を抑制できる。
[0122] そして、図 8を利用して説明したように、放射線を検出する場合には、被検査物 Sを 設定する前に、放射線照射部 3から出力される放射線 (基準放射線）に対して N個の 信号弁別閾値 T〜Tを設定している。そのため、放射線検出器 6を非破壊検査シス
1 Ν
テム 1に適用したとき、画質のより揃ったエネルギウィンドウ W〜W毎の被検査物 S
1 N
の画像を確実に得ることができる。
[0123] また、 N個の信号弁別閾値 T〜Tを設定する際に利用した基準計数値 C は、基
1 N 1B 準放射線にお!、て最小エネルギー値 Ε以上のエネルギーを有する全放射線フォト ン数に対応しており、閾値別計数値のうち最大の値である。そして、信号弁別閾値 τ
〜Τを設定する際には、基準領域別計数値 A 〜A 力 その基準計数値 C で
N 1 (B) N(B) IB 決まる規定値 R (式（1)参照）になるように信号弁別閾値 T〜Τを設定しているので
1 Ν
、各エネルギーウィンドウ w〜wでの検出感度の低下を低減できている。
1 N
[0124] ところで、検出エネルギー領域を制限していることから、エネルギー弁別しない場合 に比べて、各エネルギーウィンドウ W〜Wで計数される領域別計数値 A〜Aは減
1 N 1 N 少する。そのため、上記のように、基準放射線に対するエネルギーウィンドウ W〜W 毎の画像の画質の低下を抑制して 、ても、各画像を形成するための領域別画像デ
N
ータに含まれるデータ数が低下していることによるノイズの影響を受けて、被検査物 2 に含まれる材質の異なる部分の形状がぼける場合もある。このような場合、材質識別 画像を形成するために複数の領域別画像データに演算処理を施すと、ノイズが互 ヽ に影響しあうため、材質識別画像において、被検査物 2の形状等の認識が困難にな る虞がある。 [0125] これに対して、放射線検出装置 4が有する演算部 80は、基準計数値 C に基づい
1B
て作成される形状認識用画像データに、材質識別用画像データを重ね合わせる処 理を施した合成画像用画像データを更に作成している。基準計数値 C は、前述し
1B
たように放射線検出部 10で検出される放射線のうち、ダークカウントを除いたほぼ全 放射線フオトン数に対応する。そのため、基準計数値 C に基づいて形成される形状
1B
認識画像では、被検査物 2の形状を確実に認識可能である。従って、上記合成画像 用画像データから、形状認識画像に材質識別画像が重畳された合成画像を形成す ることで、被検査物 2に含まれている材質の異なる部分の形状及びその部分の材質 情報を確実に取得できることになる。
[0126] 図 14に示した被検査物 2を、非破壊検査システム 1によって図 8〜図 10に示した放 射線検出方法を利用して実際に非破壊検査した場合を例にして具体的に説明する
[0127] 被検査物 2は、図 14に示すように、部材 2Aとしての板チョコレート上に、異物である 部材 2B、部材 2C、部材 2D及び部材 2Eとしてのクリップ、ホッチキスの針、力ミソリの 刃及び消しゴム片を配置したものとした。また、放射線検出器 6が有する放射線検出 部 10を、 CdTeを利用した放射線検出素子 11が 64個配列されたラインセンサとした 。放射線照射部 3は、 X線管カゝらなるとし、管電圧 150keVで X線を出力させた。
[0128] 図 15は、図 14に示した被検査物の形状認識画像に対応する図である。図 15は、 エネルギー領域 25keV〜 150keVで取得される放射線計数値に基づ 、て形成され ている。図 16は、エネルギーウィンドウ毎の図 14に示した被検査物の画像に対応す る図である。すなわち、図 16 (a)は、エネルギー領域 25keV〜40keVであるェネル ギーウィンドウでの被検査物の画像に対応する図である。図 16 (b)は、エネルギー領 域 70keV〜90keVであるエネルギーウィンドウでの被検査物の画像に対応する図 である。また、図 17は、図 16に示した 2つの被検査物の画像に基づいて形成された 材質識別画像に対応する図である。更に、図 18は、図 15に示した形状認識画像に 図 16に示した材質識別画像を重畳した合成画像に対応する図である。
[0129] 図 15に示されるように、基準計数値 C に基づいて形成した被検査物 2の画像 (形
1B
状認識画像）は、被検査物 2の透過像であり、図 15に示した画像では、板チョコレー ト、クリップ、ホッチキスの針、力ミソリの刃及び消しゴム片の形状をそれぞれ認識でき る。ただし、図 15に示した画像では、被検査物 2の材質を特定することはできない。
[0130] 一方、図 16に示した各画像を構成する領域別画像データに演算処理を施して材 質識別用画像データを作成することで、図 17に示すように、被検査物 2の材質情報 を抽出して表示した材質識別画像を得ることができている。図 17中の濃淡は、抽出さ れた材質情報の違いを表している。なお、例えば、クリップと消しゴム片とに同じ濃度 の部分が含まれているのは、材質情報を 2つの画像のみ力 抽出していることによる 。このように、 2つの画像のみ力 材質情報を抽出した場合であっても、例えば、明ら かに、クリップ、ホッチキス針、力ミソリの刃及び消しゴム片と、板チョコレートとを分離 できている。し力しながら、前述したように材質識別用画像データを作成するために 利用する各領域別画像データ内のデータ数が少ないため、材質識別画像では、図 1 7に示すように被検査物 2の形状、特に部材 2Aである板チョコレートの認識が困難に なっている。
[0131] これに対して、図 18に示すように、形状認識用画像データと材質識別用画像デー タとを合成した合成画像用画像データから形成した合成画像では、形状を確実に把 握できる形状認識画像に、材質情報を特定した材質識別画像が重ね合わされて表 示されており、結果として、被検査物 2の形状及びそれに含まれる材質の異なる部分 を確認しながら、被検査物 2の材質を特定することが可能となっている。
[0132] 以上、本発明の放射線検出装置及び放射線検出方法の実施形態について説明し たが、本発明は上記実施形態に限定されない。
[0133] 例えば、上記実施形態では、信号弁別部 40に設定する際に、第 2〜第 Nの信号弁 別閾値 T〜Tのうち第 (m— 1)の信号弁別閾値を一度決定した後、信号弁別閾値
2 N
を刻み閾値ずつ変化させて次の信号弁別閾値 (すなわち、第 mの信号弁別閾値)を 決定するようにして 、るが、次のようにすることもできる。
[0134] すなわち、第 1の信号弁別閾値 Tを設定した後、信号弁別部 40の信号弁別閾値 を第 1の信号弁別閾値 T力 所定の刻み閾値 ΔΤで掃引して、基準放射線の全ェ ネルギー領域に対する閾値別計数値分布を取得した後、その閾値別計数値分布に 基づいて N個の信号弁別閾値 T〜Tを設定してもよい。 [0135] 図 8、図 9及び図 19を利用して、より具体的に説明する。図 8に示したステップ S10 において、諸条件を入力するときに、使用する放射線照射部 3から出力される放射線 (基準放射線)のエネルギー領域に応じて最大エネルギー値 E 及びそれに対応す max
る信号弁別閾値 (終値)と、刻み閾値 ΔΤ等を設定する。そして、ステップ S20を実施 する。
[0136] すなわち、先ず、図 9のステップ S201〜ステップ S207を実施する。ステップ S207 を終了した後、図 19に示すステップ S 217において、信号弁別閾値を ΔΤ増加させる 。そして、ステップ S218及びステップ S219を、ステップ S210及び S211と同様に実 施する。続くステップ S220において、信号弁別閾値がステップ S 10において設定さ れた終値力否か判断する。終値でない場合には、ステップ S217〜ステップ S220を 信号弁別閾値が終値になるまで繰り返す。すなわち、刻み閾値 ΔΤずつ信号弁別閾 値を上げていきながらその信号弁別閾値によって閾値別計数値を取得する。これに より、基準放射線の全エネルギー領域に対する閾値別計数値の変化（閾値別計数 値分布）を取得できること〖こなる。
[0137] そして、ステップ S221にお 、て、取得された閾値別計数値分布に基づ!/、て、基準 放射線に対する複数のエネルギー領域 W〜Wの領域別計数値 A〜A (基準領
1 N 1 N 域別計数値 A 〜A )が略均一になるように、信号弁別閾値 T〜Tを設定する
KB) N(B) 2 N
ことで、 N個の信号弁別閾値 T〜Τを設定する。
1 Ν
[0138] 被検査物 Sの画像を形成する場合には、ステップ S221を経ることで Ν個の信号弁 別閾値 Τ〜Τを設定した後、図 8に示したステップ S30以降の工程を実施すればよ
1 Ν
い。
[0139] 上記方法では、刻み閾値ずつ信号弁別閾値をずらしながら全エネルギー範囲にわ たって閾値別計数値を一度全部取得した後に、 Ν個の信号弁別閾値 Τ〜Τを設定
1 Ν して 、るので、信号処理部 20の制御が容易である。
[0140] また、放射線検出部 10は、ラインセンサとした力 例えば、放射線検出素子 11が 2 次元状に配列された 2次元センサとすることも可能である。この場合には、ラインセン サの場合のように、被検査物 2を走査しなくてもよい。ただし、この場合でも、データ量 を多くしノイズを低減する観点力 複数回測定することは好ましい。 [0141] 更に、第 1の信号弁別閾値を設定する場合には、必ずしも、信号弁別閾値を小さい 方力 刻み閾値 ΔΤで順に増加させていかなくても、想定される第 1の信号弁別閾値 より大きい信号弁別閾値に予め設定して、そこ力も下げていってもよい。この場合に は、ある信号弁別閾値でダークカウント値 Cが検出されはじめることになるので、ダー d
クカウント値 cが検出される前の信号弁別閾値を第 1の信号弁別閾値として設定す d
ればよい。なお、信号弁別閾値を下げていって最初に検出されるダークカウント値 c d が基準値以下であれば、そのときの信号弁別閾値を第 1の信号弁別閾値として設定 することも可會である。
[0142] また、第 2〜第 Nの信号弁別閾値 T〜Tを設定する場合も、信号弁別閾値を下げ
2 Ν
るように変化させることも可能である。これは、例えば、放射線検出部 10が有する放 射線検出素子 11が、放射線を検出した際、出力するパルス信号の最大振幅を示す 電圧値が +側ではなく—側に発生する場合などに有効である。このような放射線検 出部 10を使用した場合には、信号弁別閾値が低いほど高エネルギーに対応するか らである。この場合、信号弁別閾値の掃引方向（エネルギー値の掃引方向）が反対に なる以外は、図 8〜図 10で説明した方法と同様である。
[0143] 更にまた、第 1〜第 Νの信号弁別閾値 Τ〜Τ の設定において、信号弁別閾値を
1 Ν
掃引（エネルギー値を掃引）したときの各信号弁別閾値によって弁別されるパルス信 号（出力パルス信号）による放射線計数値と、目標値 G又は基準値との比較は、例 えば、掃引される各信号弁別閾値で取得される放射線計数値を出力部 7Bに表示し て、操作者が実施してもよい。このように操作者が判断する場合には、閾値設定部 5 0は、必ずしも計数値比較部 52を有していなくてもよぐ閾値制御部 51から構成され て 、るとすることも可會である。
[0144] また、上記実施形態では、第 1の信号弁別閾値 Tは、放射線検出の際に、検出結 果カもダークカウント値 Cを排除するためのものとしたが、これに限定されない。例え d
ば、ダークカウント値が十分小さいときや、ダークカウント値を演算処理等を利用して 排除する場合には、エネルギー 0に対応する信号弁別閾値で取得される放射線計数 値を基準計数値として、第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設定する方法と同様の方法で 、第 1〜第 Nの信号弁別閾値を設定することも可能である。また、上記実施形態では 、設定する複数のエネルギーウィンドウの数と信号弁別閾値の数とは、一致するとし ているが、これに限定されない。
[0145] 更にまた、上記実施形態では、被検査物 2の検査の度に信号弁別閾値 T〜Tを
1 Ν 設定しているが、例えば、同じ放射線照射部 3を利用する場合には、一度設定する だけでもよい。この場合には、一度設定した後には、図 8において、ステップ S20を実 施させずに、 S10の後にステップ S30以降の工程を実施すればよい。また、信号処 理部 20は、閾値設定部 50を有するとした力 これに限定されない。すなわち、信号 処理部 20において、基準領域別計数値 A 〜A が略一致するような信号弁別
1 (B) N (B)
閾値 T〜Tを利用して、放射線検出部 10から出力されるパルス信号を弁別できれ
1 Ν
ばよい。
[0146] また、放射線検出器 6が液晶ディスプレイ等の表示部を有しており、演算部 80で作 成した各画像データ、すなわち、領域別画像データ、形状認識用画像データ、材質 認識用画像データ及び合成画像用画像データから形成される各画像を表示するよう にすることも可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 被検査物に照射され前記被検査物を通った放射線を複数のエネルギー領域に弁 別して検出する放射線検出器であって、
入射した放射線が有するエネルギーに応じた出力信号を生成する放射線検出部と 前記複数のエネルギー領域を分けるための N個（Nは 1以上の整数）のエネルギー 値に対応する第 1〜第 Nの信号弁別閾値によって前記出力信号を弁別すると共に、 その弁別された出力信号を計数することによって前記複数のエネルギー領域内の所 定時間当たりの放射線計数値である領域別計数値を取得する信号処理部と、 を備え、
前記被検査物に照射される放射線であって前記被検査物を通る前の状態の放射 線を基準放射線としたとき、
前記第 1〜第 Nの信号弁別閾値は、前記基準放射線を前記放射線検出部が検出 した場合における前記複数のエネルギー領域の前記領域別計数値である基準領域 別計数値が略均一になるように設定されている、放射線検出器。
[2] 前記信号処理部は、
前記第 1〜第 Nの信号弁別閾値によって前記出力信号を弁別する信号弁別部と、 前記信号弁別部によって弁別された出力信号を計数することによって、前記第 1〜 第 Nの信号弁別閾値毎の所定時間当たりの放射線計数値である閾値別計数値を取 得する計数部と、
前記計数部によって取得された前記閾値別計数値に基づいて前記領域別計数値 を算出する演算部と、
前記信号弁別部における前記第 1〜第 Nの信号弁別閾値を、前記複数のエネルギ 一領域の前記基準領域別計数値が略均一になるように設定する閾値設定部と、 を有する、請求項 1に記載の放射線検出器。
[3] 前記第 1の信号弁別閾値は、前記 N個のエネルギー値のうち最小のエネルギー値 に対応しており、
前記放射線検出部が前記基準放射線を検出した場合において、前記第 1の信号 弁別閾値によって取得される閾値別計数値を、前記複数のエネルギー領域の個数 で除した値を規定値としたとき、
前記閾値設定部は、
前記複数のエネルギー領域の前記基準領域別計数値が前記規定値に略一致す るように前記第 1〜第 Nの信号弁別閾値を設定する、請求項 2に記載の放射線検出
[4] 前記信号処理部は、
前記被検査物を通った放射線を前記放射線検出部が検出する場合に、前記複数 のエネルギー領域毎の前記被検査物の画像を形成するための領域別画像データを
、前記複数のエネルギー領域の前記領域別計数値に基づいて作成する、請求項 1 〜3の何れか一項に記載の放射線検出器。
[5] 前記第 1の信号弁別閾値は、前記 N個のエネルギー値のうち最小のエネルギー値 に対応しており、
前記演算部が、前記複数のエネルギー領域毎の前記被検査物の画像を形成する ための領域別画像データを、前記複数のエネルギー領域の前記領域別計数値に基 づ！ヽて作成し、前記被検査物の材質情報を抽出した材質識別画像を形成するため の材質識別用画像データを、前記複数の領域別画像データに基づ ヽて作成すると 共に、前記被検査物の形状を示す形状認識画像を形成するための形状認識用画像 データを、前記計数部において取得される前記第 1の信号弁別閾値に対する閾値別 計数値に基づ ヽて作成した後、前記形状認識画像と前記材質識別画像とを合成し た合成画像を形成するための合成画像用画像データを、前記形状認識用画像デー タと前記材質識別用画像データとから作成する、請求項 2又は 3に記載の放射線検 出器。
[6] 放射線を検出する放射線検出部と、前記放射線検出部から出力される出力信号を 信号弁別閾値によって弁別して計数する信号処理部とを有する放射線検出器によつ て、被検査物に照射され前記被検査物を通った放射線を複数のエネルギー領域に 弁別して検出する放射線検出方法であって、
前記放射線検出部によって放射線を検出してその検出された放射線が有するエネ ルギ一に応じた出力信号を生成する検出工程と、
前記複数のエネルギー領域を分けるための N個（Nは 1以上の整数）のエネルギー 値に対応する第 1〜第 Nの信号弁別閾値を利用して前記検出工程で生成された前 記出力信号を前記信号処理部で弁別する信号弁別工程と、
前記信号弁別工程で弁別された前記出力信号を前記信号処理部において計数す ることによって前記複数のエネルギー領域内の所定時間当たりの放射線計数値であ る領域別計数値を取得する計数値取得工程と、
を備え、
前記被検査物に照射される放射線であって前記被検査物を通る前の状態の放射 線である基準放射線としたとき、
前記第 1〜第 Nの信号弁別閾値は、前記基準放射線を前記検出工程において検 出した場合における前記複数のエネルギー領域の前記領域別計数値である基準領 域別計数値が略均一になるように設定されている、放射線検出方法。
[7] 前記計数値取得工程は、
前記信号弁別工程で弁別された前記出力信号を計数することによって、前記第 1 〜第 Nの信号弁別閾値毎の所定時間当たりの放射線計数値である閾値別計数値を 取得する計数工程と、
前記計数工程で取得された前記閾値別計数値に基づいて前記領域別計数値を算 出する演算工程と、
を有する、請求項 6に記載の放射線検出方法。
[8] 前記検出工程において前記放射線検出部が前記被検査物を通った放射線を検出 した場合に、前記複数のエネルギー領域毎の前記被検査物の画像を形成するため の領域別画像データを、前記計数値取得工程で取得される前記領域別計数値に基 づ 、て作成する領域別画像データ作成工程を更に備える、請求項 6又は 7に記載の 放射線検出方法。
[9] 前記第 1の信号弁別閾値は、前記 N個のエネルギー値のうちの最小のエネルギー 値に対応しており、
前記検出工程において前記放射線検出部が前記被検査物を通った放射線を検出 した場合に、前記被検査物の画像を形成するための画像データを作成する画像デ ータ作成工程を更に備え、
前記画像データ作成工程は、
前記被検査物の形状を示す形状認識画像を形成するための形状認識用画像デー タを、前記計数値取得工程において前記第 1の信号弁別閾値によって取得される閾 値別計数値に基づいて作成する形状認識用画像データ作成工程と、
前記複数のエネルギー領域毎の前記被検査物の画像を形成するための領域別画 像データを、前記計数値取得工程で取得される前記複数のエネルギー領域の領域 別計数値に基づいて作成する領域別画像データ作成工程と、
前記被検査物の材質情報を抽出した材質識別画像を形成するための材質識別用 画像データを、前記領域別画像データ作成工程で作成された前記複数のエネルギ 一領域に対応する前記領域別画像データに基づいて作成する材質識別用画像デ ータ作成工程と、
前記形状認識画像と前記材質識別画像とを合成した合成画像を形成するための 合成画像用画像データを、前記形状認識用画像データと前記材質識別用画像デー タとから作成する合成画像用画像データ作成工程と、
有する、請求項 7に記載の放射線検出方法。
前記第 1〜第 Nの信号弁別閾値を設定する閾値設定工程を更に備え、 前記閾値設定工程は、
前記第 1の信号弁別閾値を前記 N個のエネルギー値のうちの最小のエネルギー値 に対応するように設定する第 1の設定工程と、
前記放射線検出部によって前記基準放射線を検出して前記基準放射線のェネル ギ一に対応した出力信号である基準出力信号を生成する基準放射線検出工程と、 前記信号処理部において前記第 1の信号弁別閾値によって前記記基準出力信号 を弁別して計数することにより、所定時間当たりの放射線計数値である基準計数値を 取得する基準計数値取得工程と、
前記信号処理部における信号弁別閾値を変化させながら前記基準出力信号を前 記信号処理部において弁別して計数することで取得される所定時間当たりの放射線 計数値、及び前記基準計数値を利用して、前記第 1〜第 Nの信号弁別閾値のうち第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設定する第 2の設定工程と、
を有する、請求項 6〜9の何れか一項に記載の放射線検出方法。
[11] 第 2の設定工程は、
前記第 2〜第 Nの信号弁別閾値のうち前記第 mの信号弁別閾値 (mは 2〜Nの整 数)を設定する工程であって、前記信号処理部における信号弁別閾値を第 (m— 1) の信号弁別閾値力 変化させながら前記基準出力信号を弁別して計数することで取 得される所定時間当たりの放射線計数値と、前記信号処理部における信号弁別閾 値を第 (m— 1)の信号弁別閾値として前記基準出力信号を弁別して計数することで 取得される所定時間当たりの放射線計数値との差が、前記基準計数値によって決ま る規定値に略一致したときの信号弁別閾値を、第 mの信号弁別閾値として設定する 第 mの閾値設定工程を有しており、
前記第 mの閾値設定工程を繰り返すことによって、第 2〜第 Nの信号弁別閾値を設 定する、請求項 10に記載の放射線検出方法。
[12] 前記第 1の設定工程では、
前記放射線検出部に放射線が入射して 、な 、場合にぉ 、て、前記放射線検出部 から出力される出力信号を前記信号処理部の信号弁別閾値を変化させながら弁別 して計数することで取得される所定時間当たりの計数値が基準値以下になったときの 信号弁別閾値を第 1の信号弁別信号として設定する、請求項 10又は 11に記載の放 射線検出方法。
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