JPS60153848A - Ｘ線検査装置の検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の利用分野 本発明は、Ｘ線ＣＴ装置や手荷物検査装置等のＸ線検査
装置において被写体を透過した後のＸ線出力を検出して
Ｎ勺変換器へ検出信号を送出する検出回路に関し、特に
積分器における測定振幅を縮少し、高速かつ高精度な計
測を可能とするＸ線検査装置の検出回路に関する。

従来技術と問題点 第１図に示すＸ線透視検査装置１や手荷物検査装置は、
Ｘ線管２から被写体３に対してＸ線パルス４を照射し、
上記被写体３を透過した後のＸ線出力を半導体検出器や
電離箱検出器等の検出器５で検出して検出回路６に送出
し、この検出回路６ではその入力信号を電圧変換して検
出信号として図示外のルΦ変換器に送出し、被写体３に
対するＸ線の投影データを計測していた。そして、上記
被写体３は、例えば矢印Ａで示すように、Ｘ線管２と検
出器５とに対し相対的に逐次移動させ、被写体３の各部
位の投影データをとっていた。また、第２図に示すＸ線
ＣＴ装置７においても同様に、Ｘ線管２から被写体３に
対してＸ線パルス４を照射し、検出器５と検出回路６を
介して図示外のルの変換器に検出信号を送出してｂた。

そして、上記Ｘ線管２と検出器５とは、被写体３を挟ん
で対称の位置にて回転板８に取シ付けられており、この
回転板８を例えば矢印Ｂ方向へ適宜の角度ずつ回転して
、被写体３の周囲の全角度からの投影データを計測して
いた。

上記第１図及び第２図のいずれの装置の場合も、検出器
５の位置で検出するＸ線出方は、第３図に示すように、
被写体３が置かれた領域Ｗにおいて急激に小さくなるが
、上記領域Ｗ内のＸ線出力の大きさはほとんど同じであ
まり変化がない。このようＫ、Ｘ線出力の大きさがあま
り変化しない領域Ｗ内の投影データをとるには、第４図
に示すように、検出器５として例えば半導体検出器や電
離箱検出器の電極Ｄ１　、　Ｄ２−　Ｄｎを非常に小さ
いピッチで並べ、検出回路６として電流電圧変換器９と
積分器１０とを個々の電極Ｄ’　＊　Ｄ２・・・Ｄｎ　
に直列に接続し、上記側々の電極ｆ）ｔ、ｆ）２・−・
Ｄｎ　からの入力信号ｓ１　をそれぞれに対応する電流
電圧変換器９と積分器１０で各位置に対応する検出信号
Ｓ２として取り　出していた。しかしこの場合、各同次
ごとのＸ線パルス４の照射はほとんど同じ強さでアリ、
被写体３の透過によるＸ線の減弱も一様で検出器５の位
置におけるＸ線出力もあまり変化がなく、がつ検出器５
の各電極Ｄ１１Ｄ２・・・Ｄｎ　の配列ピッチは例えば
０．７５〜ＬＣｊｍと非常に小さいことなどから、検出
回路６から出力される隣り合うチャンネル間の検出信号
Ｓ２の出力差又は次回のＸ線曝射時のＸ線検出信号との
差はあまシ大きくは出てこない。同様にｉｅｇ−２図に
示すＸ線ＣＴ装置７における隣シ合うチャンネル間の検
出信号の差および０．５〜１度の回転角度ごとの出力差
もあまり太くきはなかった。

このような状態において、従来のＸ線検査装置の検出回
路は、第５図に示すよう忙、オペアンプ１１及び抵抗Ｒ
１を並列に接続してなる電流放電用スイッチ１４を並列
に接続してなる積分器１５とからなっていた。そして、
第６図（ａ）に示すように、適宜の時間間隔でＸ線管２
から照射されたＸ線パルス４が被写体３を透過した後の
Ｘ線出力を検出器５で検出し、この検出器５から電流ｉ
ｏで出力された信号を上記電流電圧変換器１２０入力端
子１６で受け、この電流電圧変換器１２で上記入力信号
ｉｏを電圧Ｅｏに変換する。このとき、上記電流電圧変
換器１２の出力は、第６図（ｂ）に示すように、検出器
５からの入力信号ｉｏの大きさに応じてその電圧値がＥ
ｌ、Ｅ２．Ｅ５のように少しずつ変化する。この電圧Ｅ
１．Ｅ２．Ｅ５は抵抗Ｒ２で電流ｉに変換され、積分器
１５に入力する。この積分器１５では、上記電流ｉが入
力する直前、すなわち第６図（ａ）のＸ線パルス４の照
射の直前毎に放電用スイッチ１４がオンとなシ（第６図
＜Ｃ＞参照）、積分コンデンサＣを放電して第６図（ｄ
）に示すように積分器１５の出力Ｅをその都度０レベル
に落し、その状態から上記電流電圧変換器１２の出力Ｅ
１．Ｅ２．Ｅ３に応じた量の充電がされ、積分用のオペ
アンプ１３から検出信号Ｅが出力される。この検出信号
Ｅは、マルチプレクサ等の検出チャンネル切換スイッチ
１１を介してルΦ変換器１８へ送出され、Ｘ線検査のデ
ータとして計測される。

しかしこの場合、Ｘ線パルス４の１＠の照射毎に積分器
１５の出力Ｅをその都度θレベルまで落し、再びＯから
電流電圧変換器１２の出力に応じた量だけ立ち上げるの
で、積分器１５の測定振幅は最大の電圧値に立ち上げる
だけ（例えば０〜８ｖ）の大きな幅を有していなければ
ならなかった。したがって、積分器１５の各回の立ち下
がシ及び立ち上がシの量が多くなり、アナログ系の静定
時間等を考慮すると検出回路の計測時間の高速化は困難
であった。また、第３図に示すように、被写体３が置か
れた領域Ｗ内ではＸ線出力が急激に小さくなシ、かつそ
の領域Ｗ内でのＸ線出力の大きさがほとんど変らない状
態において、第６図（ｄ）に示すように、Ｘ線照射の各
同次又は隣り合うチャンネル間の検出信号Ｅの大きさを
そのまま比較したのでは、それぞれの検出信号Ｅの出力
差を精度よく読むことが困難であった。したかりて、高
精度の計測をすることはできず、良好な検査画像も得ら
れないものであった。

発明の目的 本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
、Ｘ線照射の各回毎の検出信号の差だけを取り出すよう
にして、積分器の測定振幅を縮少すると共に高速かつ高
精度な計測を可能とするＸ線検査装置の検出回路を提供
することを目的とする。

発明の概要 そして上記の目的は本発明によれば、Ｘ線管から照射さ
れたＸ線パルスが被写体を透過した後のＸ線出力を検出
する検出器からの入力信号を、電流電圧変換器と積分器
とを介して電圧変換して検出信号とじＮの変換器へ送出
するＸ線検査装置の検出回路において、上記電流電圧変
換器と積分器との間に微分器を設け、前回のＸ線照射時
の検出信号とその次のＸ線照射時の検出信号との差分出
力を検出するようにしたことを特徴とするＸ線検査装置
の検出回路を提供するととｋよって達成される。

発明の実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基いて詳細に説明す
る。

本発明によるＸ線検査装置の検出回路は、第７図に示す
ように、電流電圧変換器１２と、微分器１９と、積分器
１５とからなる。上記電流電圧変換器１２１−１：、Ｘ
線出力の検出器５から電流として出力された信号ｉロ払
力端子１６で受けて電圧ＥＯに変換するもので、電流電
圧変換用のオペアンプ１１と抵抗Ｒ１とを並列に接続し
てなる。上記電流電圧変換器１２の出力側には、微分器
１９が接続されている。この微分器１９は、上記電流電
圧変換器１２の出力電圧Ｅｏを入力してその入力信号の
時間微分に比例した出力を与えるもので、電圧を電流に
変換する抵抗Ｒ２と、Ｘ線パルスの照射間のみオンとな
るアナログスイッチ２０と、上記電流電圧変換器１２か
らの入力電圧ＥＯが変化したときのみ後述の積分器１５
へ電流ｉを流す微分コンデンサＣ１とを直列に接続して
なる。ここで、上記アナログスイッチ２０のオン、オフ
のタイミングは、第８図（Ｃ）に示すように、電流電圧
変換器１２の出力電圧ＥＯの立ち上がりよりわずか遅れ
てオンとな９、ＥＯの立ち下がりよりわずか早めにオフ
となるようにされそいる。すなわち、上記出力電圧ＥＯ
のパルス幅’６ｔとし、アナログスイッチ２０の導通時
間をｔ′とするならば、ｔ′〈ｔとなるように設定され
ている。このようにすると、Ｘ線パルスの立ち下り時に
よる微分コンデンサＣ１への電荷の流入がなく、上記出
力電圧ＥＯが立ち上がるときだけ微分コンデンサＣ１に
は電流ｉが流れることとなる（第８図（ｄ）参照）。上
記微分器１９の出力側には、積分器１５が接続されてい
る。この積分器１５は、上記微分器１９の出力電流ｉを
入力して指定された継続時間だけ積分し、入力の積分値
に比例した出力を与えるもので、積分用のオペアンプ１
３と、積分コンデンサＣ２と、との積分コンデンサＣ２
の放電用のスイッチ１４とを並列に接続してなる。ここ
で、上記放電用のスイッチ１４は、第８図（ｅ）に示す
ように、微分器１９から入力する一連の信号の取り込み
の直前に一度だけオンとされるようになっている。

次に、本発明による検出回路の動作を第８図に示すタイ
ミング線図を参照して説明する。まず、第８図（ａ）に
示すように、適宜の時間間隔でＸ線管２から照射された
Ｘ線パルス４が被写体３を透過した後のＸ線出力を検出
器５で検出し、この検出器５から電流ｉｏで出力された
信号を電流電圧変換器１２の入力端子１６で受け（第７
図参照）、この電流電圧変換器１２で上記入力信号ｉｏ
を電圧ＥＯに変換する。このとき、上記電流電圧変換器
１２の出力は、第８図（ｂ）に示すように、検出器５か
らの入力信号ｉｏの大きさに応じてその電圧値がＥｌ　
、Ｅ２．ｐ、ｓのように少しずつ変化する。この電圧Ｅ
１．Ｅ２．Ｅ５は、微分器１９の抵抗Ｒ２で電流に変換
され、第８図（Ｃ）に示すアナログスイッチ２０のオン
、オフによって微分コンデンサＣ１には、第８図（ｄ）
に示すように１電流電圧変換器１２の出力電圧ＥＯが立
ち上がるときだけ電流ｉが流れる。ここで、上記出力電
圧ＥＯにおいて、第２回次のＸ線パルスの照射による出
力電圧Ｅ２が第１回次の出力電圧Ｅ１よりも小さいとき
は、上記微分コンデンサＣ１を流れる電流１２はマイナ
ス方向に流れる。また、第３回次の出力電圧Ｅｓが第２
回次の出力電圧Ｅ２よシも大きいときは、電流ｉ３はプ
ラス方向に流れる。すなわち、前回微分コンデンサＣ１
にたくわえられた電圧の大きさと比較して、今回の電圧
が大きければ電流ｉはプラス方向に流れ、今回の電圧が
小さければ電流ｉはマイナス方向に流れることとなり、
前回のＸ線出力の検出結果との差を電流ｉの方向と大き
さで取シ出すことができる。上記微分器１９の出力電流
ｉ、は積分器１５へ入力するが、この積分器１５では積
分コンデンサＣ２の放電用のスイッチ１４が、第８図＜
ｅ＞に示すように、微分器１９から入力する一連の信号
の取シ込みの直前に一度だけオンとされて上記積分コン
デンサＣ２を放電し、これにより検出回路のイニシャル
データを０とし、その後の計測中はオフに保持される。

したがって、積分器１５は、最初に０レベルにセットさ
れた後はいちいち０レベルに立ち下がることはない。こ
の最初００レベルの状態から、まず微分器１９の出力電
流ｉ１が入力すると、第８図（ｆ）Ｉｃ示すように、指
定された継続時間だけ積分して上記電流１１の積分値に
比例した電圧を検出信号Ｅとして出力する。次に、マイ
ナス方向の出力電流１２が入力すると、前回の積分値の
ところから負の積分をして第８図（ｂ）に示す電流電圧
変換器１２の出力Ｅ２とＥｌの差に比例した分だけ低い
積分値を出力する。次に、プラス方向の出力電流ｉ５が
入力すると、前回の積分値のところから正の積分をして
第８図（ｂ）に示す電流電圧変換器１２の出力Ｅ３とＥ
２の差に比例した分だけ高い積分値を出力する。このよ
うにして、積分器１５は、前回の積分値のところから電
流電圧変換器１２０出力Ｅｌｌの差に応じた分だけを積
分して検出信号Ｅを出力する０したがって、この検出信
号Ｅは、前回のＸ線照射時の検出信号とその次のＸ線照
射時の検出信号との差分出力のみ変化することとなる。

そして、上記検出信号Ｅは、第７図に示すように、マル
チプレクサ等の検出チャンネル切換スイッチ１Ｔを介し
てルΦ変換器１８へ送出され、Ｘ線検査のデータとして
計測される。

第９図は本発明による検出回路の変形例を示す回路図で
ある。この変形例においては、微分器１ｇが抵抗Ｒ２と
微分コンデンサＣ１のみから構成されておシ、Ｘ線パル
スではなく連続Ｘ線を照射する場合忙適用されるもので
ある。Ｘ線ＣＴ装置や手荷物検査装置等の特徴として、
Ｘ線出力の検出器の電極を非常に小さいピッチで配列し
てそのサンプルピッチが小さく、かつサンプリングレー
トも高いことから、連続Ｘ線を照射した場合でも検出器
５からの入力電流ｉ（１は、第１０図（ａ）に示すよう
に、データ的にはほぼ方形波状の変化を示すこととなる
。したがって、微分器１ｇから出力されて積分器１５へ
入力する電流ｉは、第１０図（ｂ）のようＫな〕、第８
図（ｄ）の出力波形とあまり変らないものとなる。この
ことから、微分器１９′にアナログスイッチ２０を設け
なくても、第１０図（Ｃ）のように、積分器１５からは
検出信号Ｅの差分出力のみの変化として取り出すことが
できる。

なお、以上の説明においては、主としてＸ線ＣＴ装置の
ように多チヤンネル形の検出器５を有するＸ線検査装置
について説明したが、本発明はこれに限られず、１チヤ
ンネルの検出器を有するものや、検出器が固定され被写
体が移動して時間的に計測データが変化するようなＸ線
検査装置の検出回路にも同様に適用できる。

発明の効果 本発明は以上説明したように、電流電圧変換器１２と積
分器１５との間に微分器１９を設け、この微分器１９に
よって上記電流電圧変換器１２の出力電圧Ｅｅｌの大小
の差に応じてプラス方向又はマイナス方向の電流ｉを積
分器１５に出力すると共に、積分器１５では一連の検出
信号の取り込みの直前に一度だけＯレベル設定がされて
その後は連続して積分するので、上記積分器１５は前回
の積分値のところから電流電圧変換器１２の出力電圧Ｅ
Ｏの大小の差に応じた分だけを積分して検出信号Ｅｔ−
出力することとなる。

したがって、前回のＸ線照射時の検出信号とその次のＸ
線照射時の検出信号との差分出力として検出することが
できる。このことから、積分器１５の検出信号Ｅの立ち
下がり及び立ち上がりの量は、前回とその次の回との検
出信号Ｅの差の分だけでよく、積分器１５の測定振幅を
従来に比し例えば１７２〜１７３程度に縮少することが
できると共に、アナログデータとしての検出信号Ｅの静
定時間を短くすることができる。よって、検出回路の計
測時間を高速化することができる。また、上記のように
測定振幅を縮少できることから、積分器１５のゲインを
従来に比し高く設定できるので、検出回路系のシＡの向
上及びルΦ変換器の量子化エラーの低減等が可能となシ
、被写体３が置かれた領域Ｗ内でＸ線出力の大きさがほ
とんど変らない状態においても、それぞれの検出信号Ｅ
の出力差を精度よく読むことができる。したがって、高
精度の計測をすることができると共に、良好な検査画像
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔＩｉＸ線透視検査装置を示す説明図、第２図は
Ｘ線ＣＴ装置を示す説明図、第３図は被写体を透過した
Ｘ線出力の変化の状態を示すグラフ、第４図は上記Ｘ線
検査装置の検出器及び検出回路を示す説明図、第５図は
従来のＸ線検査装置の検出回路を示す回路図、第６図は
そのタイミング線図、第７図は本発明によるＸ線検査装
置の検出回路を示す回路図、第８図はそのタイミング線
図、第９図は変形例を示す回路図、第１０図はそのタイ
ミング線図である。 ２・・・Ｘ線管、　３・・・被写体、　４・−・Ｘ線パ
ルス、　５・−・検出器、　６・・・検出回路、　１２
・・・電流電圧変換器、 １３・・・積分用のオペアンプ、　１４・・・放電用の
スイッチ、　１５・・−積分器、１８・・・、し■変換
器、　１９、・ｉ　ｇ−・・微分器、　２０・−・アナ
ログスイッチ、Ｃ１・・・微分コンデンサ、Ｃ２・・・
積分コンデンサ、　Ｅ−・・検出信号、　Ｒ１、Ｒ２・
・・抵　抗、ｉｏ・・・入力信号。 出願人　株式会社日立メデイコ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｘ線管から照射されたＸ線パルスが被写体を透過し
   た後のＸ線出力を検出する検出器からの入力信号を、電
   流電圧変換器と積分器とを介して電圧変換して検出信号
   としルΦ変換器へ送出するＸ線検査装置の検出回路にお
   いて、上記電流電圧変換器と積分器との間に微分器を設
   け、前回のＸ線照射時の検出信号とその次のＸ線照射時
   の検出信号との差分出力を検出するようにしたことを特
   徴とするＸ線検査装置の検出回路。 ２、上記微分器は、抵抗とアナログスイッチと微分コン
   デンサとを直列に接続したものであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のＸ線検査装置の検出回路。 ３゜上記アナログスイッチは、Ｘ線パルスノ照射間のみ
   オンとなることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載
   のＸ線検査装置の検出回路０ ４、上記積分器は、オペアンプと積分コンデンサとこの
   積分コンデンサの放電用のスイッチとを並列に接続した
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲電１項記載
   のＸ線検査装置の検出回路。 ５、上記放電用のスイッチは、一連の検出信号の取り込
   みの直前に一度だけオンとなることを特徴とする特許請
   求の範囲第４項記載のＸ線検査装置の検出回路。