JP2000235007A - Ｘ線ｃｔスキャナ装置およびｘ線貨物検査方法 - Google Patents

Ｘ線ｃｔスキャナ装置およびｘ線貨物検査方法

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JP2000235007A JP11035324A JP3532499A JP2000235007A JP 2000235007 A JP2000235007 A JP 2000235007A JP 11035324 A JP11035324 A JP 11035324A JP 3532499 A JP3532499 A JP 3532499A JP 2000235007 A JP2000235007 A JP 2000235007A
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Yoshiyuki Yoneda
吉之 米田
Hiroto Koizumi
洋人 小泉
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    • G01V5/20—Detecting prohibited goods, e.g. weapons, explosives, hazardous substances, contraband or smuggled objects
    • G01V5/22—Active interrogation, i.e. by irradiating objects or goods using external radiation sources, e.g. using gamma rays or cosmic rays
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Abstract

(57)【要約】 【課題】被検体について迅速にしてかつ高分解能を有す
るＸ線ＣＴスキャンを可能にしたＸ線ＣＴスキャン装置
および方法を提供することを目的とする。 【解決手段】Ｘ線検査装置２１，２２，２３，２４を回
転させる回転装置３を設け、Ｘ線発生器４，４′とＸ線
検出器５，５′からなるペアを複数個を同一面上で、か
つ所定角度を置いて配設し、各検出器で同一角度にある
被検体を同時に異方向から検出した透過Ｘ線に基づく投
影データを構成する装置および、構成された投影データ
を処理する装置を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＸ線ＣＴスキャナ装
置および方法に関し、特に小包の内部をＸ線ＣＴスキャ
ナ（Ｘ線コンピュータ・トモグラフィ・スキャナ）する
装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平2−52640号公報には、第３世代Ｘ
線ＣＴスキャナ装置に関し、特に、複数のＸ線源，Ｘ線
検出器ペアを有し、高速スキャナを可能とするＸ線ＣＴ
スキャナ装置が記載されている。具体的には、当該公報
には、撮影域を介してＸ線源と多チャンネル型Ｘ線検出
器とを対向配置してなり、前記撮影域に置かれた被検体
について前記Ｘ線源から曝射されて多方向から透過した
透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器にて検出し、再構成処理に供
するようにしたＸ線ＣＴスキャナ装置において、前記Ｘ
線源と前記Ｘ線検出器とのペアを複数有し且つこれらペ
アを回転中心に対して非対称に配置したＸ線ＣＴスキャ
ナ装置が記載されている。
【０００３】また、特開昭60−73443 号公報には、被検
体を搬送する搬送路を設け、また、この搬送路を介して
対向するように所定平面に沿う幅狭の所定の広がり角を
有するファンビーム放射線を曝射する放射線源と、この
ファンビーム放射線を検出する二次元分解能を有する多
チャンネルの検出器とを有するとともに、この放射線源
と検出器とを保持してトラバース走査する架台を複数台
各々被検体に対する放射線源の放射線投射方向角を異な
らせ、且つ所定間隔を介して搬送路上に並設して構成
し、前記搬送路を所定のピッチで間欠的に走行させると
共に、この走行の休止時に前記架台をトラバース走査し
て、被検体断面の放射線透過データを収集し、被検体が
各架台を通過した時点で被検体の断面の各方向からの放
射線投影による透過データを得て、これを画像再構成に
用いるようにした放射線断層撮影装置が記載されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術にあって
は、Ｘ線源とＸ線検出器とからなるペアを複数個設けて
スキャンを高速化しかつ高分解能とすることが提案され
るところである。
【０００５】現代の物流システムにおいて極めて多数多
量の小包が取扱われている。これらの小包には危険物や
薬物等の社会悪物品が内蔵されていないとは限らない。
時々刻々と流れる小包を極めて短時間にその安全性を確
認することは物流システムにたずさわる者にとっては極
めて重大な関心ごとである。従来の技術ではこのような
多数多量の被検体についてのスキャンはその高速性およ
び分解能において満足するには至っていない。
【０００６】本発明にかかる点に鑑みて、多数多量の小
包などの被検体についてコンパクトでありながら迅速に
してかつ高い分解能を有するＸ線ＣＴスキャンを可能に
したＸ線ＣＴスキャナ装置およびＸ線貨物検査方法を提
供することを目的とする。
【０００７】更に本発明は、多数多量の小包などは国内
の多数の場所で取扱われることに鑑み、安価に確実に内
蔵物を識別することのできるＸ線ＣＴスキャナ装置およ
び方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、小包などの被
検体を水平姿勢を維持しつつ検査装置を所定角度回転さ
せ、ペア化された複数の検出手段によってある回転角度
ごとに投影データを得るようにして複数個倍の回転と同
じデータを所定角度回転に得るものであって、しかも、
このようにして得られる投影データは極めて多いものと
することができるから高分解能を得ることができるとい
う特徴を有する。
【０００９】本発明は、具体的には次に掲げる装置およ
び方法を提供する。
【００１０】本発明は、Ｘ線発生器とＸ線検出器と対向
配置し、被検体について前記Ｘ線発生器から照射されて
透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器にて検出し、検出信
号を処理して被検体の断層影像を形成するＸ線ＣＴスキ
ャナ装置において、搬送用コンベヤを包囲して回転体を
配設し、前記Ｘ線発生器とＸ線検出器とからなるペアを
複数個所定角度を置いて前記回転体上に配設し、該回転
体を回転させる回転駆動装置を設け、各Ｘ線検出器で検
出した透過Ｘ線に基づいて被検体の全体投影データを構
成する投影データ構成装置を設け、および構成された投
影データを画像処理する画像処理装置を設けたＸ線ＣＴ
スキャナ装置を提供する。
【００１１】本発明は、Ｘ線発生器とＸ線検出器を対向
配置し、被検体について前記Ｘ線発生器から照射されて
透過した透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器にて検出し、検出信
号を処理して被検体の断層影像を形成するＸ線ＣＴスキ
ャナ装置において、搬送用コンベヤを包囲して回転体を
配設し、前記Ｘ線発生器とＸ線検出器とからなるペアを
４個所定角度を置いて前記回転体上に配設し、該回転体
を４５°より大きく、かつ５５°より小さい範囲内で回
転させる駆動装置を設け、各Ｘ線検出器で検出された透
過Ｘ線に基づいて被検体の３６０°投影データを構成す
る投影データ構成装置を設け、および構成された投影デ
ータを画像処理する画像処理装置を設けたＸ線ＣＴスキ
ャナ装置を提供する。
【００１２】本発明は、搬送コンベヤ上に載置されて水
平−直線状に流過する貨物に対してＸ線透視を行って、
貨物を第一次検査し、第一次検査の結果に基づいて貨物
の中から第二次検査の必要と認められる貨物を分別し、
分別された貨物を水平一直線状に流過せしめ、その間に
複数の方向から貨物に対して回転移動するＸ線によるＣ
Ｔスキャンを行って第二次検査を行い、かつ第二次検査
の結果に基づいて貨物を更に分別するＸ線貨物検査方法
を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施例を
図面に基づいて説明する。
【００１４】図１は、本発明の実施例であるＸ線ＣＴス
キャン装置の全体概略を示す。図において、搬送コンベ
ヤ１上に被検体２が載置されて水平−直線状に流過す
る。搬送コンベヤ１を包囲して回転体３が設けてある。
Ｘ線発生器４とＸ線検出器５とからなるペアが複数個所
定角度を置いてこの回転体３に設けられる。図にあって
は２つの回転体３，３′とそれぞれに２つのペアからな
る４つのＸ線発生器４，４′と４つのＸ線検出器５，
５′が設けてある。これらのＸ線発生器およびＸ線検出
器は回転体の回転に伴って回転する。これによってＸ線
は被検体２に対し４つの方向から回転移動しながら透過
され、その結果、Ｘ線透過による投影データが構成され
る。Ｘ線発生器４，４′およびＸ線検出器５，５′を内
蔵するＸ線防護体６が設けられる。
【００１５】回転体３の具体的例並びにその駆動装置１
０の一例を図２に示す。図において、搬送コンベヤ１を
包囲して回転体としてのギアテーブル１１が設けてあ
る。このギアテーブル１１上にはＸ線発生器４およびＸ
線検出器５が設けられる。図においてはＸ線発生器４お
よびＸ線検出器５からなるペアは１つ記載されている
が、複数個設けることができる。
【００１６】ギアテーブル１１にはギアテーブル支持用
Ｒガイド１２が設けられる。ギアテーブル１１の円周周
囲にはラックギア１３が切ってある。駆動装置１０は、
減速機付きサーボモータ１５，カップリング１６，駆動
用シャフト１７および駆動用歯車１８から構成される。
駆動用歯車１８は、その円周周囲にラックギア１４が切
ってあり、ラックギア１３と噛み合い、これを駆動す
る。従って、減速機付きサーボモータ１５で減速された
回転運動はカップリング１６，駆動用シャフト１６，駆
動用歯車１８を介して更に減速されてギアテーブル１１
に伝えられる。
【００１７】図３および図４は、Ｘ線発生器およびＸ線
検出器の配列を示す。２組のペア２１，２２および２
３，２４ずつからなるＸ線検査装置は並列して配列さ
れ、４方向から被検体、例えば小包３３に対してＸ線が
透過される。２組の検査装置２１，２２および２３，２
４はそれぞれ同一面上で配設され、隣りの検査装置とは
所定間隔を置いて配設される。従って４方向は異方向か
らのＸ線投射となる。２組のＸ線発生器２５，２６およ
び２７，２８(図１では４，４′)および２組のＸ線検出
器２９，３０および３１，３２は所定角度を置いて配置
してあり、それぞれのＸ線検出器は図に示すように３５
°の角度範囲で小包３３にＸ線を投射し、各Ｘ線発生器
を５４°の範囲で両側にスイング、すなわち回転させ
る。各発生器は４５°の範囲でスイングさせると小包３
３について全方向から全体投影データを得ることがで
き、従って４５°＋１０°＝５５°の範囲でスイングさ
せることによってより完璧な投影データを得ることがで
きる。
【００１８】投影データは、画像再構成演算装置３４に
入力され、ここで小包全体を表示する再構成される画像
処理がなされる。従って、画像再構成演算装置を画像処
理装置と称する。得られた画像データは表示装置３５に
表示され、監視画像として検査に供される。
【００１９】図５は、Ｘ線透視による投影データを得る
ためのＸ線ラインセンサに対するＸ線ラインセンサコン
トロールユニットを示す。Ｘ線ラインセンサコントロー
ルユニットは、Ｘ線検出器制御器４１，４２を備えそれ
らはそれぞれパーソナルコンピュータ（パソコン）ＰＣ
１，ＰＣ２にグラバーボード４５，４６を介して接続さ
れる。ＰＣ１，ＰＣ２はそれぞれその内部にＣＰＵ（演
算処理装置）４７，４７′，メモリ４８，４８′，ファ
イル４９，４９′を備える。また、ＣＰ１，ＣＰ２はそ
れぞれ透視用のモニタ１（５０），モニタ２（５１）に
接続される。
【００２０】Ｘ線ラインコントロールユニットはヘリカ
ル補正再構成機能を有するＰＣ３を有する。ＰＣ１，Ｃ
Ｐ２およびＰＣ３は、それぞれのファイル４９，４９′
および５３を介して接続される。ＰＣ３もＰ１，Ｐ２と
同様に、ＣＰＵ５４，メモリ５４を備え、ＣＴ用モニタ
３（５６）に接続される。
【００２１】Ｘ線検出器４１，４２を介して得られた信
号データはＰＣ３においてヘリカル補正，再構成演算さ
れ、全体画像として記憶および表示される。尚、５７は
ベースである。
【００２２】図６は、再構成演算・表示するためのフロ
ーチャートである。装置起動(S11）を行い、データ収束
（Ｓ１２）を行い、データ移動（Ｓ１３）を行う。前処
理としてのパラレル変換（Ｓ１４）、対数変換（Ｓ１
５）およびヘリカル補正（Ｓ１６）を行い、次いで再構
成演算１７およびその結果に基づく表示（Ｓ１８）を行
う。ペア２１，２２，２３，２４を４組設けることによ
ってスキャン時間を１／４とすることができる。
【００２３】図７は、本実施例のＸ線スキャンＣＴ装置
をＸ線貨物検査方法に応用した例を示す。
【００２４】搬送用コンベヤ６１上には貨物６２が載置
され水平−直線に流過していく。搬送用コンベヤ６１を
包囲して上流側にＸ線透過装置６３が、そして後流側に
Ｘ線ＣＴスキャン装置６４が設けられる。Ｘ線透過装置
６３はＸ線発生器６５およびＸ線検出器６６を備える。
Ｘ線ＣＴスキャン装置６４は前述した構成になるＸ線発
生器６７およびＸ線検出器６８を備える。
【００２５】Ｘ線透過装置６３およびＸ線ＣＴスキャン
装置６４の前側にはそれぞれレーザ寸法計測装置６９，
７０が設けてある。検査すべき貨物６２が搬送コンベヤ
６１からはみ出している場合には、Ｘ線透過装置６３，
Ｘ線ＣＴスキャン装置６４や図示しない貨物高さ測定装
置，貨物サイズ測定装置，貨物弁別機を正常動作させる
ことができないので、貨物を取り扱うオペレータがあら
かじめその貨物を搬送コンベヤ６１上から撤去すること
になる。
【００２６】搬送コンベヤ６１上に載置されて水平−直
線状に流過する貨物６２は寸法計測装置６９で寸法を計
測され、所定寸法内の貨物がＸ線透過装置６３に導びか
れる。ここで固定されたＸ線発生器６５から投射された
Ｘ線による透過検査がなされる（第１次検査）。搬送コ
ンベヤ６１のスピードは１５ｍ／min に設定することが
出来、素早く第１次検査が遂行される。この第１次検査
によってオペレータが第２次検査を要すると判断する場
合には第２の搬送コンベヤ６１′に貨物を分別し、他の
正常な貨物はそのまま移送する。搬送コンベヤ６１′の
貨物６２′はレーザ寸法計測装置７０によってその寸法
が測定される。このレーザ寸法計測装置７０を通過した
貨物６２′は前述したＸ線ＣＴスキャン装置６４に導か
れる。この場合に、分別された貨物６２′は水平−直線
状に流過され、その間に複数の方向から回転移動するＸ
線（Ｘ線発生器が回転移動する）によるＣＴスキャンが
なされる。その結果が表示装置３５に表示され、危険物
の発見がなされる（第２次検査）。第２次検査によって
詳細検査が必要とされた貨物は更に分別され、正常と判
断された貨物はそのまま搬送コンベヤ６１′を移送され
る。前述した分別は機械によって自動的に行うことが可
能である。搬送コンベヤ６１′のスピードは０.６ｍ／m
inに設定することが出来、より厳密な検査を行い得る。
このように、この応用例にあっては、貨物６２，６２′
を水平−直線に流過したまま検査を行うことができ、検
査業務を効率的にするばかりでなく、貨物の内蔵物に対
する振動による損傷をなくすことができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、Ｘ線発生器，Ｘ線検出
器を回転するようにして被検体を水平に保ったままで固
定，回転時に多方向から同時に検出操作を行うことがで
きるから同一状態の時を２つ以上の投影データとして構
成することができる。従って、このようにして得られた
投影データをコンピュータ処理して撮像画像としたとき
に、小包内部の物体の実態をよく把握できる効果があ
る。また、Ｘ線検出装置を同一面に重ねて置くことがで
きるので装置全体の長さを短くすることができるのでコ
ンパクトなＸ線ＣＴスキャン装置とすることができる。
【００２８】また、被検体を搬送コンベヤに載置したま
ま検査ができるから被検体に与える影響はほとんど無視
することができる。
【００２９】また、この装置を応用することによって貨
物を大量に検査する貨物検査方法を提供し、危険物や薬
物等の社会悪物品の発見に効果をあげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成概略図。
【図２】実施例の一部分の一例を示す詳細図。
【図３】ペア化されたＸ線検出装置の配置を示す縦断面
図。
【図４】図３の側面図。
【図５】Ｘ線ラインセンサコントロールユニット。
【図６】フローチャート図。
【図７】応用例を示す構成図。
【符号の説明】 １…搬送コンベヤ、２…被検体、３，３′…回転体、
４，４′…Ｘ線発生器、５，５′…Ｘ線検出器、６…Ｘ
線防護体、１０…駆動装置、１１…ギアテーブル、１２
…ギアテーブル支持用Ｒガイド、１３，１４…ラックギ
ア、１５…減速機付きサーボモータ、１６…カップリン
グ、１７…駆動用シャフト、１８…駆動用歯車、２１，
２２，２３，２４…Ｘ線検査装置、４１，４２…Ｘ線検
出器制御器、４３，４４，５２…パソコン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 AA10 BA11 CA01 DA02 DA06 DA09 FA06 GA07 HA08 HA13 HA14 JA06 JA09 JA13 LA10 PA01 PA03 PA11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Ｘ線発生器とＸ線検出器と対向配置し、被
    検体について前記Ｘ線発生器から照射されて透過した透
    過Ｘ線を前記Ｘ線検出器にて検出し、検出信号を処理し
    て被検体の断層影像を形成するＸ線ＣＴスキャナ装置に
    おいて、 搬送用コンベヤを包囲して回転体を配設し、 前記Ｘ線発生器とＸ線検出器とからなるペアを複数個所
    定角度を置いて前記回転体上に配設し、 該回転体を回転させる回転駆動装置を設け、 各Ｘ線検出器で検出した透過Ｘ線に基づいて被検体の全
    体投影データを構成する投影データ構成装置を設け、お
    よび構成された投影データを画像処理する画像処理装置
    を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ装置。
  2. 【請求項２】Ｘ線発生器とＸ線検出器を対向配置し、被
    検体について前記Ｘ線発生器から照射されて透過した透
    過Ｘ線を前記Ｘ線検出器にて検出し、検出信号を処理し
    て被検体の断層影像を形成するＸ線ＣＴスキャナ装置に
    おいて、 搬送用コンベヤを包囲して回転体を配設し、 前記Ｘ線発生器とＸ線検出器とからなるペアを４個所定
    角度を置いて前記回転体上に配設し、 該回転体を４５°より大きく、かつ５５°より小さい範
    囲内で回転させる駆動装置を設け、 各Ｘ線検出器で検出された透過Ｘ線に基づいて被検体の
    ３６０°投影データを構成する投影データ構成装置を設
    け、および構成された投影データを画像処理する画像処
    理装置を設けたことを特徴とするＸ線ＣＴスキャナ装
    置。
  3. 【請求項３】搬送コンベヤ上に載置されて水平−直線状
    に流過する貨物に対してＸ線透視を行って、貨物を第一
    次検査し、 第一次検査の結果に基づいて貨物の中から第二次検査の
    必要と認められる貨物を分別し、 分別された貨物を水平一直線状に流過せしめ、その間に
    複数の方向から貨物に対して回転移動するＸ線によるＣ
    Ｔスキャンを行って第二次検査を行い、かつ第二次検査
    の結果に基づいて貨物を更に分別することを特徴とする
    Ｘ線貨物検査方法。
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