(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射線を検出するための検出システムであって、デュアルスクリーン検出器筐体と、基板と、光検出器とを備え、
該デュアルスクリーン検出器筐体は、フロントサイド領域、第２サイド領域及び第３サイド領域を形成する３つの互いに隣接する壁部を有し、該３つの壁部は、互いに角度をなして接続されて断面が三角形状となる容積を画成し、それぞれのサイド領域は内面を有し、
該基板は該フロント及び第２サイド領域のそれぞれの該内面上に位置し、該基板は電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有して第１及び第２検出スクリーンを形成し、
該光検出器は、該第３サイド領域に近接するとともに、該電磁放射線から変換された光に反応する活性領域を有することを特徴とする検出システム。
【請求項２】
該フロント及び第２サイド領域の内面は光を反射することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項３】
それぞれの該基板の該活性領域は、シンチレータ材料を有することを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項４】
該シンチレータ材料は、タングステン酸カルシウムであることを特徴とする請求項３に記載の検出システム。
【請求項５】
該基板の該活性領域は、該光検出器の該活性領域よりも広いことを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項６】
該基板の表面形状は、平滑であるか、ピラミッド形、六角形状、円錐形状、扇形、凹凸形状、起伏があるか、波状のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項７】
該光検出器は、光電子増倍管であることを特徴とする請求項１に記載の検出システム。
【請求項８】
電磁放射線を検出するための検出システムであって、第１及び第２デュアルスクリーン検出器筐体を有し、
該第１及び第２デュアルスクリーン検出器筐体の各々は、フロントサイド領域、第２サイド領域及び第３サイド領域を形成する３つの互いに隣接する壁部と、基板と、光検出器とを備え、
該３つの互いに隣接する壁部は互いに角度をなして接続されて断面が三角形状となる容積を画成し、各サイド領域は内面を有し、
該基板は該フロント及び第２サイド領域のそれぞれの該内面上に位置し、それぞれの基板は電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有して第１及び第２検出スクリーンを形成し、
該光検出器は、該第３サイド領域に近接するとともに、該電磁放射線から変換された光に反応する活性領域を有することを特徴とする検出システム。
【請求項９】
該第１デュアルスクリーン検出器筐体と該第２デュアルスクリーン検出器筐体とは互いに隣あって配置され、長尺部材によって互いに分離されていることを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１０】
該長尺部材は、Ｘ線を通過させるスリットを有していることを特徴とする請求項９に記載の検出システム。
【請求項１１】
該第２デュアルスクリーン検出器筐体における該フロント及び第２サイド領域の各々の内面は光を反射することを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１２】
該第１デュアルスクリーン検出器筐体と該第２デュアルスクリーン検出器筐体におけるそれぞれの該基板の該活性領域は、シンチレータ材料を有することを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１３】
該シンチレータ材料は、タングステン酸カルシウムであることを特徴とする請求項１２に記載の検出システム。
【請求項１４】
該第１デュアルスクリーン検出器筐体と該第２デュアルスクリーン検出器筐体において該基板の該活性領域は、該光検出器の該活性領域よりも広いことを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１５】
該第１デュアルスクリーン検出器筐体と該第２デュアルスクリーン検出器筐体において、該基板の表面形状は、平滑であるか、ピラミッド形、六角形状、円錐形状、扇形、凹凸形状、起伏があるか、波状のいずれかであることを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１６】
該第１デュアルスクリーン検出器筐体の該光検出器は、光電子増倍管であることを特徴とする請求項８に記載の検出システム。
【請求項１７】
取り囲まれた内部容積と、第１基板と、第２基板と、少なくとも一つの光検出器とを有し、
該取り囲まれた内部容積は、第１側部と、第２側部と、曲面部とを有し、
該第１側部は第１端部と第２端部とを有し、
該第２側部は第１端部と第２端部とを有し、該第１側部の該第１端部は該第２側部の該第１端部に互いに鋭角をなすように取付けられ、
該曲面部は第１端部と第２端部とを有し、該曲面部の該第１端部は該第２側部の該第２端部に取付けられ、該曲面部の該第２端部は該第１側部の該第２端部に取付けられて断面が三角形状となる容積を画成し、
該第１基板は該第１側部の内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有することで第１検出スクリーンを形成し、
該第２基板は該第２側部の内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有することで第２検出スクリーンを形成することを特徴とする検出システム。
【請求項１８】
該光検出器は光感応領域と光不感応領域とを有し、該光感応領域は該第１基板と該第２基板から発せられる光を受け入れるように位置していることを特徴とする請求項１７に記載の検出システム。
【請求項１９】
該光不感応領域は、該曲面部内に位置していることを特徴とする請求項１８に記載の検出システム。
【請求項２０】
該曲面部の該第１端部と該第２側部の該第２端部との取付け、または、該曲面部の該第２端部と該第１側部の該第２端部との取付けのいずれかは、ヒンジで連結されていることを特徴とする請求項１９に記載の検出システム。
【請求項２１】
該曲面部は、該ヒンジに対して回動するように構成されていることを特徴とする請求項２０に記載の検出システム。
【請求項２２】
該曲面部が該ヒンジに対して回動した結果、該光不感応領域は該取囲まれた内部容積に外側から接近可能であることを特徴とする請求項２１に記載の検出システム。
【請求項２３】
第１側部と、第２側部と、第３側部と、第１基板と、第２基板と、すくなくとも一つの光検出器とを備え、
該第１側部は、内面と、平坦面を規定する外面とで規定され、該外面は検査対象に面しており、該第１側部は該検査対象から後方散乱する放射線を受け入れるように構成され、
該第２側部は、該第１側部に対して鋭角をなしており、内面を有する平坦面によって規定され、該第２側部の該内面は該第１側部を通過した放射線を受け入れるように構成され、また該第２側部を通過した後の放射線のみを受け入れるように構成され、
該第３側部は、該３つの側部が互いに角度をなして接続されて、断面が三角形状となる容積を画成し、
該第１基板は、該第１側部の該内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有することで第１検出スクリーンを形成し、
該第２基板は該第２側部の内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有することで第２検出スクリーンを形成し、
該少なくとも一つの光検出器は、該第３側部に近接して配置されて光感応領域と光不感応領域とを有し、該光感応領域は該第１基板と該第２基板から発せられる光を受け入れるように位置していることを特徴とする検出システム。
【請求項２４】
該放射線はＸ線光子であることを特徴とする請求項２３に記載の検出システム。
【請求項２５】
該第１基板は、該第１側部に衝突したＸ線光子の３０〜６０％を検出することを特徴とする請求項２４に記載の検出システム。
【請求項２６】
該第２基板は、該第２側部に衝突したＸ線光子の１０〜３０％を検出することを特徴とする請求項２５に記載の検出システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【０００１】
本願は、２０１０年３月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／３１３，７７３号に優先権のため依拠し、その全体を参照することにより本明細書に援用する。また、本願は、２００８年１０月３１日に出願された米国特許出願第１２／２６２，６３１号の一部継続出願であり、２００７年１１月１日に出願された米国仮特許出願第６０／９８４，６４０号に優先権のため依拠し、その全体を参照することにより本明細書に援用する。
【技術分野】
【０００２】
本明細書は、概して、放射エネルギ撮像システムに関する。具体的には、本明細書は検出システム及び放射エネルギ撮像システムにおいて当該検出システムを用いた検出方法に関する。特に、本発明は、検出性能を向上させるために複数のスクリーンを用いた改良された検出システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在のセキュリティシステムは、禁制品、凶器、爆発物及び着衣に隠されたその他の危険物を検出する能力において限界がある。一般的に、大型の金属物体や数種の爆発物の検出には、金属探知機や化学品探知機が用いられるが、これらの機器では多種多様な危険物が存在した場合は検出できない。現代技術でもって開発されたプラスチックやセラミック製の武器により、警備員が検出を義務付けられる非金属物体の種類が増加している。つまり、人手による検査では速度が遅い上に、不便で、例えば空港での標準的な手続は、一般市民によく受容れられていない。
【０００４】
さらに、放射線被ばくは、隠れた物体を検出するＸ線システムにおいて考慮すべき重要な事項である。現在、米国基準では、検査イベント毎に０．２５マイクロレムの放射線被ばくが認容されている。検査機器は、検査イベント毎の一人に対する放射線被ばくの許容限度に規制されている点に注意すべきである。厳重警備や安全な設備での職務従事者や、航空機で頻繁に旅行する人々は、年間に多くのセキュリティ検査の対象となりうる。標準基準では、それゆえ、一年の検査が１００回を満たない個人は、無視できない量の放射線を受けないと認定している。
【０００５】
人に隠された物体を検出する従来のシステムや手段は、商業的な承諾の前提条件である低線量と高画質といった両方を満たし得ないというように、その設計や手段に制約がある。具体的には、人々のスクリーニングのための従来技術のシステムは、身体を介して透過され、身体から散乱され、身体から放出された内の少なくとも一つ又は全てによって放射エネルギを検出するように設計されている。このほか、従来の人々のスクリーニングシステムは、体型や被験者の着衣の下に隠された任意の物体によって画像が生成される。そして、隠された物体の証拠のために、操作者は各画像を検査する。
【０００６】
このようなシステムの一例は、アメリカン・サイエンス・アンド・エンジニアリング社による米国再発行特許番号ＲＥ２８５４４で、「放射エネルギ撮像装置は、Ｘ線放射エネルギのペンシルビーム源と、前記エネルギ源と固定的関係にある曲線を定義する放射エネルギ検出手段と、前記検出手段へのパスに沿った前記ペンシルビームによってトラバースされた領域において、媒体の放射エネルギ反応を表す画像信号を提供するための前記曲線に従い、前記ペンシルビームを伴って前記放射エネルギ検出手段をスキャンする手段と、前記二次元領域の放射エネルギ反応を表す画像信号のシーケンスを生成するための前記検出手段と前記エネルギ源とを結ぶ線を交差する方向で相対並進運動を確立する前記検出手段と前記エネルギ源とを有するアセンブリ及び前記領域を相対的に変位する手段と、前記反応を表す画像を生成するために前記画像信号に反応する手段、を備える。」と記述している。
【０００７】
本発明の譲受人に譲渡され、本明細書中で参考として援用された米国特許第５，１８１，２３４号は、「前記装置からある距離に位置する人体の上または人体によって運ばれた低原子番号の物体を検出するためのＸ線画像装置は、前記人体に方向付けたＸ線ペンシルビームを生成するためのＸ線源と、スキャニング周期において、前記人体に対し被ばくが低放射線量となるように前記スキャニング周期が十分に短く、前記人体の表面上で前記人体と前記ペンシルビームとが交わる領域を移動するためのスキャニング手段と、前記スキャニング手段と前記Ｘ線源として前記人体と同じ側に配置され、前記信号において１０％以下の変動係数を与える前記散乱Ｘ線の相当部分を十分に受ける大きさのアクティブな領域をもつ前記検出アセンブリを用いてスキャンした結果、前記人体から散乱されたＸ線強度の信号表現を提供する検出アセンブリと、操作者に提示する検出器信号の特徴の表示手段と、検出可能にするために前記低原子番号の物体のエッジを強調しエッジ効果を作成する検出器全体に分散された前記散乱Ｘ線、とを備える。」と開示している。
【０００８】
さらに、先行技術の手荷物検査システムは、同一の入射ビームから独立して信号を生成するために透過及び後方散乱された両Ｘ線の検出手段を含む。個々の信号は、低Ｚ材料を認識するシステムの精度を向上させ、互いに強化させるために使用できる。透過及び後方散乱の両信号を提供するために十分なエネルギをもつ入射ビームは、Ｘ線エネルギが比較的高くなければならず、人手による検査にとって望ましくないシステムをつくることになる。このようなシステムの一例として、アニス他による米国特許第４，７９９，２４７号は、「低Ｚ材料をハイライトする物体検査のための投影画像システムは、透過性放射線源と、前記源によってあらかじめ決められた断面にビームを放出する放射線を形成し、前記ビームで空間を線で繰り返し掃引するための手段と、空間において前記線と垂直方向にある前記源に関連して撮像された前記物体を動かすための手段と、第一電気信号を生成するために実質的に定まった方向にある前記物体から出現し、前記物体を貫通する放射エネルギに反応して位置する第一放射エネルギ検出器と、第二電気信号を生成するために前記物体によって散乱された放射エネルギに反応し、前記物体よりも前記源から離れたところに位置する第二放射エネルギ検出器と、第三電気信号を生成するために前記物体によって散乱された放射エネルギに反応し、前記物体よりも前記源から近いところに位置する第三放射エネルギ検出器と、時間の関数として一対の電気信号を、個別に、単独に、そして瞬時に表示するために少なくとも前記一対の電気信号に反応する表示手段、とを備える。」と開示している。
【０００９】
前述のとおり、従来のシステム及び手段には、商業的な承諾の前提条件である低線量と高画質という両方を満たし得ないという制約がある。加えて、従来の人々のスクリーニングシステムでは、体型や被験者の着衣の下に隠された任意の物体によって画像が生成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、先行技術のシステムは、プラスチック、セラミック、爆発物、違法薬物やその他の非金属物体を十分に検出しないため不利である。特に理由のひとつとして、これらの物質は比較的低原子番号（低Ｚ）であるという特性を共有している。低Ｚ物質は、低Ｚを有する被験者の身体の背景から低Ｚ物体を区別することが困難であるため、人手による検査において特殊な問題を提起する。低いレベルの放射線被ばくで操作する検査システムは、検査対象の人に対して向けるＸ線が少数であるため、精度に限界がある。Ｘ線吸収と散乱は、人及び任意の隠された物体の画像を形成可能にするＸ線の数をさらに減少する。従来技術のシステムでは、この少数の検出されたＸ線は、容認できないほどの低画質を得る結果を招いた。
【００１１】
従って、電磁放射を検出し、生成された結果画像の画質を改善するために、検出器の性能を向上する手段と装置が必要とされ、その結果、全体で必要な放射線量を低減させることが要求されている。
【００１２】
また同様に、強化された検出機能を有する改善された放射エネルギ撮像システムを使用する手段も求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、電磁放射線の検出効率を高め、結果的に生成された画像品質を向上させて、必要とされる全体の放射線量を減らすことができる装置と方法を提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の他の目的は、検出器材料の効率を最大化できるように構成された検出器を提供することにある。
【００１５】
本発明の一実施の形態による電磁放射線を検出するための検出器システムは、筐体と、前側領域と、後側領域と、複数のスクリーンと、光検出器とを備え、該筐体は４つの隣接する壁部を有し、これら該壁部は互いに角度をなすように接続されて矩形をなし内部を規定し、該前側領域と該後側領域は該四つの壁部により規定され該筐体の両端部をなし、該複数のスクリーンのそれぞれは、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該光検出器は該筐体の該内部に位置し、該光に感応する活性領域を有する。
【００１６】
本発明の別の実施の形態による電磁放射線を検出するための検出器システムは、筐体と、前側領域と、後側領域と、第１スクリーンと、少なくとも一つの第２スクリーンと、光検出器とを備え、該筐体は４つの隣接する壁部を有し、これら該壁部は互いに角度をなすように接続されて矩形をなし内部を規定し、該前側領域と該後側領域は該四つの壁部により規定され該筐体の両端部をなし、該第１スクリーンは該前側領域に位置するとともに
電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該第２スクリーンは、該筐体の内部に位置し、該光検出器は該筐体の該内部に位置し、該光に感応する活性領域を有する。
【００１７】
一実施の形態では、該前側領域は該複数のスクリーンのうちの少なくとも１つにより形成される。別の実施の形態では、それぞれの複数のスクリーンのそれぞれの活性領域は、シンチレータ材料を有し、該シンチレータ材料は、タングステン酸カルシウムである。一実施の形態では、該光検出器は、光電子増倍管である。
【００１８】
一実施の形態では、検出器システムの筐体は電磁放射線を受け入れるが電磁放射線が漏れ出ないように構成される。別の実施の形態では、筐体を構成する隣合った壁部の内面は光を反射する。
【００１９】
一実施の形態では、該複数のスクリーンのうちの少なくとも一つのスクリーンの活性領域は、該光検出器の該活性領域よりも広く、当該領域の密度は８０ｍｇ／ｃｍ２である。
【００２０】
一実施の形態では、該複数のスクリーンのうちの少なくとも一つの表面形状は、直線状か平滑である。別の実施の形態では、該複数のスクリーンのうちの少なくとも一つの表面は不規則形状である。更に別の実施の形態では、該複数のスクリーンのうちの少なくとも一つの表面は起伏をなしている。更に別の実施の形態では、該複数のスクリーンのうちの少なくとも一つの表面は波状である。
【００２１】
一実施の形態では、少なくとも一つの第２スクリーンの表面形状は、ピラミッド状である。別の実施の形態では、少なくとも一つの第２スクリーンの表面形状は円錐形状である。更に別の実施の形態では、少なくとも一つの第２スクリーンの表面は、魚の複数の鱗のようなシンチレーション部品で構成される。更に別の実施の形態では、少なくとも一つの第２スクリーンの表面は六角形の蜂の巣のような部品である。
【００２２】
本発明の別の実施の形態による放射エネルギを用いた画像システムは、放射線源と、検出システムと、画像プロセッサと、ディスプレイとを備える。検出システムは、（ｉ）筐体と、（ｉｉ）前側領域と後側領域と、（ｉｉｉ）複数のスクリーンと、（ｉｖ）光検出器とを備える。該筐体は４つの隣接する壁部を有し、これら該壁部は互いに角度をなすように接続されて矩形をなし内部を規定し、該前側領域と該後側領域は該四つの壁部により規定され該筐体の両端部をなし、該複数のスクリーンのそれぞれは、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該光検出器は該筐体の該内部に位置し、該光に感応する活性領域を有する。該画像プロセッサは、光検出器からの複数の信号を受け取って画像を生成する。該ディスプレイは、生成された画像を表示する。一実施の形態では、放射エネルギを用いた画像システムは、人体をスクリーニングするシステムである。別の実施の形態では、画像システムは手荷物をスクリーニングするシステムである。
【００２３】
本発明の更に別の実施の形態は、２重スクリーンを用いた検出システムであり、電磁放射線を検出する。このシステムは、３つの隣り合う側壁を備えた筐体を有する。３つの側壁は前側領域と、第２側領域と、第３側領域を提供する。３つの側壁は角度をなすように互いに接続されて断面三角形状の筐体を形成する。３つの隣り合う側壁は上部領域と底部領域にも接続される。前側領域は検査を受ける物体又は対象に面しており、第１スクリーンを備える。第２側領域は筐体の内部に位置する第２スクリーンを有する。光電子増倍管が第３側領域近くに設置される。バックエンド電子機器や光電子増倍管に接続されるケーブル群がハウジング内に置かれ、ハウジングは第３側領域によって形成され、実質的には半円形の側部である。
【００２４】
一実施の形態による検出器の複数の筐体はモジュール化された断面が涙形のパネル、キャビネット、タワーの形態で設置され、これら形態は現代風の美的な外観である。本発明の一実施の形態では、放射線エネルギを用いた画像システムであり、人体をスクリーニングするための片面の通行型頑丈な遠隔形式のシステムであって、２つの二重スクリーン検出器筐体を備える。この筐体はモジュラー化されたキャビネット、タワー又はパネルの形態である。別のモジュラー化されたハウジングは、放射線源を内部に収容する。２つの二重スクリーン検出器タワーは放射線源ハウジングの開口の両側において互いに対称に設置される。この開口を狭いＸ線ペンシルビームが通過して対象に衝突する。後方散乱されたＸ線光子は、２つの検出器に捕獲されて、画像形成に供される。
【００２５】
本発明の目的によれば、通行型遠隔型の身体スクリーニングシステムは、モジュール化された部品を有し、容易に分解して運搬され、所望の場所で組み立てができる。このように、涙滴型検出器タワーと放射線源と関連する電子機器及びケーブルは、別々のモジュール又はキャビネットとして製造され、これらはスクリーニングシステム構築のために素早く統合される。
【００２６】
本発明の一実施の形態は、電磁放射線を検出するための検出システムであって、筐体と、少なくとも１つの基板と、光検出器とを備え、該筐体は２つの互いに隣接する壁部を有し、それぞれの壁部は内面と、第１端部と第２端部とを有し、それぞれの該壁部のそれぞれの該第１端部は、互いに角度をなして接続して内部を形成し、それぞれの該壁部のそれぞれの該第２端部は、半円形のハウジングに接続され、該少なくとも一つの基板は該隣接する壁部のそれぞれの該内面上に位置し、それぞれの基板は電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該光検出器は、該半円形のハウジングの内部に位置するとともに、該光に反応する活性領域を有する検出システムである。該二つの隣接する壁部は、三角柱形状の容積を内包している。該二つの隣接する壁部の内面は光を反射する。それぞれの該基板の該活性領域は、シンチレータ材料を有する。該シンチレータ材料は、タングステン酸カルシウムである。
【００２７】
少なくとも一つの該基板の該活性領域は、該光検出器の該活性領域よりも広い。少なくとも一つの該基板の表面形状は、平滑であるか、ピラミッド形、六角形状、円錐形状、扇形、凹凸形状、起伏があるか、波状のいずれかである。該光検出器は、光電子増倍管である。
【００２８】
本発明の他の実施の形態は、電磁放射線を検出するための検出システムであって、第１筐体と第２筐体とを有し、該第１筐体は、２つの互いに隣接する壁部と、少なくとも１つの基板と、光検出器とを備え、該２つの互いに隣接する壁部はそれぞれ内面と、第１端部と第２端部とを有し、それぞれの該壁部のそれぞれの該第１端部は、互いに角度をなして接続して内部を形成し、それぞれの該壁部のそれぞれの該第２端部は、半円形のハウジングに接続され、該少なくとも一つの基板は該隣接する壁部のそれぞれの該内面上に位置し、それぞれの基板は電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該光検出器は、該半円形のハウジングの内部に位置するとともに該光に反応する活性領域を有し、該第２筐体は、２つの互いに隣接する壁部と、少なくとも１つの基板と、光検出器とを備え、該２つの互いに隣接する壁部はそれぞれ内面と、第１端部と第２端部とを有し、それぞれの該壁部のそれぞれの該第１端部は、互いに角度をなして接続して内部を形成し、それぞれの該壁部のそれぞれの該第２端部は、半円形のハウジングに接続され、該少なくとも一つの基板は該隣接する壁部のそれぞれの該内面上に位置し、それぞれの基板は電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該光検出器は、該半円形のハウジングの内部に位置するとともに該光に反応する活性領域を有する検出システムである。
【００２９】
該第１筐体と該第２筐体とは互いに隣あって配置され、長尺部材によって互いに分離されている。該長尺部材は、Ｘ線を通過させるスリットを有している。該第１筐体の該二つの隣接する壁部は、三角柱形状の容積を内包している。該第２筐体における該二つの隣接する壁部の内面は光を反射する。該第１筐体と該第２筐体におけるそれぞれの該基板の該活性領域は、シンチレータ材料を有する。該シンチレータ材料は、タングステン酸カルシウムである。
【００３０】
該第１筐体と該第２筐体において少なくとも一つの該基板の該活性領域は、該光検出器の該活性領域よりも広い。該第１筐体と該第２筐体において、少なくとも一つの該基板の表面形状は、平滑であるか、ピラミッド形、六角形状、円錐形状、扇形、凹凸形状、起伏があるか、波状のいずれかである。該第１筐体の該光検出器は、光電子増倍管である。
【００３１】
本発明の別の実施の形態は、検出器についてであって、取り囲まれた内部容積と、第１基板と、第２基板と、少なくとも一つの光検出器とを有し、該取り囲まれた内部容積は、第１側部と、第２側部と曲面部とを有し、該第１側部は第１端部と第２端部とを有し、該第２側部は第１端部と第２端部とを有し、該第１側部の該第１端部は該第２側部の該第１端部に互いに鋭角をなすように取付けられ、該曲面部は第１端部と第２端部とを有し、該曲面部の該第１端部は該第２側部の該第２端部に取付けられ、該曲面部の該第２端部は該第１側部の該第２端部に取付けられ、該第１基板は該第１側部の内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該第２基板は該第２側部の内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有する検出器である。
【００３２】
一例として該光検出器は光感応領域と光不感応領域とを有し、該光感応領域は該第１基板と該第２基板から発せられる光を受け入れるように位置している。該光不感応領域は、該曲面部内に位置している。該曲面部の該第１端部と該第２側部の該第２端部との取付け、または、該曲面部の該第２端部と該第１側部の該第２端部との取付けのいずれかは、ヒンジで連結されている。該曲面部は、該ヒンジに対して回動するように構成されている。該光検出器は光感応領域と光不感応領域とを有し、該光感応領域は該第１基板と該第２基板から発せられる光を受け入れるように位置している。該曲面部が該ヒンジに対して回動した結果、該光不感応領域は該取囲まれた内部容積に外側から接近可能である。
【００３３】
本発明の更に別の実施の形態は、検出システムについてであって、第１側部と、第２側部と、第１基板と、第２基板と、すくなくとも一つの光検出器とを備え、該第１側部は、内面と、平坦面を規定する外面とで規定され、該外面は検査対象に面しており、該第１側部は該対象から後方散乱する放射線を受け入れるように構成され、該第２側部は、該第１側部に対して鋭角をなしており、内面を有する平坦面によって規定され、該第２側部の該内面は該第１側部を通過した放射線を受け入れるように構成され、また該第２側部を通過した後の放射線のみを受け入れるように構成され、該第１基板は、該第１側部の該内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該第２基板は該第２側部の内面上に位置するとともに、電磁放射線を受けて光に変換するための活性領域を有し、該少なくとも一つの光検出器は、光感応領域と光不感応領域とを有し、該光感応領域は該第１基板と該第２基板から発せられる光を受け入れるように位置していることを特徴とする検出器である。
【００３４】
一例として、該放射線はＸ線光子である。該第１基板は、該第１側部に衝突したＸ線光子の３０〜６０％を検出する。該第２基板は、該第２側部に衝突したＸ線光子の１０〜３０％を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一つのスクリーンを備えた従来の検出器筐体を示す正面図。
【図２ａ】従来の検出器筐体の第１スクリーンに電磁放射線が入射している状態を示す図。
【図２ｂ】従来の検出器筐体の第１スクリーンに電磁放射線が入射している状態を示す図。
【図３】本発明の実施の形態による複数のスクリーンを有する検出器筐体であって、複数のスクリーンに電磁放射線が入射している状態を示す図。
【図４】本発明の他の実施の形態による複数のスクリーンを有する検出器筐体であって、複数のスクリーンに電磁放射線が入射している状態を示す図。
【図５】本発明の検出器筐体を用いた実施の形態による後方散乱検査システムを示す図。
【図６】従来の透過X線スクリーニングシステムにおいて、本発明の検出器筐体が用いられた実施の形態を示す図。
【図７】本発明の実施の形態による少なくとも２つのスクリーンを有する検出器筐体を示す図。
【図８ａ】図７の検出器筐体の斜視図。
【図８ｂ】図７の検出器筐体の斜視図。
【図９ａ】本発明の実施の形態による検出器筐体の正面側から見た斜視図であり、人がスクリーニングシステムを通行する状態を示す。
【図９ｂ】人がスクリーニングシステムを通行する状態を示す平面図。
【図１０ａ】少なくとも一つのスクリーンの表面がピラミッド状となっている実施の形態を示す図。
【図１０ｂ】ピラミッド状のスクリーンの表面形状を示す図。
【図１１】少なくとも一つのスクリーンの表面が円錐形の複数のシンチレータ部品となっている実施の形態を示す図。
【図１２】少なくとも一つのスクリーンの表面が魚の鱗形状の複数のシンチレータ部品となっている実施の形態を示す図。
【図１３ａ】少なくとも一つのスクリーンの表面が六角形又は蜂の巣形状の複数部品のシンチレータ部品となっている実施の形態を示す図。
【図１３ｂ】少なくとも一つのスクリーンの表面が六角形又は蜂の巣形状の複数部品のシンチレータ部品となっている実施の形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明に基づいて、複数のスクリーンを用いた電磁放射線検出器についてのいくつかの実施の形態が示される。本発明は少なくとも１つのスクリーンを有する検出器システムの筐体に関する。電磁放射線は光量子を発するスクリーンによって吸収され、光量子は、筐体内に位置する光電子増倍管によって検出される。一実施の形態では、本発明の検出システムは、筐体の前部に位置する一つのスクリーンと、筐体の内部に位置する少なくとも一つのスクリーンとを有する。一実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンは、電磁放射線を受けて光（光子）に変換するための活性領域を有する。一実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンの活性領域はシンチレータ材料を有する。一実施の形態では、シンチレータ材料はタングステン酸カルシウムである。
【００３７】
一実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンは８０ｍｇ／ｃｍ２の厚さ（面密度）を有する。一実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンの表面は直線形状又は平坦形状である。一実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンの表面は不規則形状である。別の実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンの表面は起伏のある形状である。更に別の実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンの表面は波状である。表面を波状とすることにより、光出力の経路長を増加させることなく電磁放射線の経路長を増加させることによって、電磁放射線を受けて光に変換するための表面積を大きくすることができ、最大限の検出効率を発揮できる。電磁放射線の吸収量を増加させるためには、様々な表面形状が用いうることは当業者にとって理解すべきことである。
【００３８】
本発明は更に、筐体の内部において少なくとも一つのスクリーンを用いて、検出器に至る電磁放射線の量を増加させ、その結果光電子増倍管に至る光子の量を増加させる。一実施の形態では、筐体の内部に位置する少なくとも一つのスクリーンの仕様は、筐体の前側に位置するスクリーンの仕様と実質的に同じである。一実施の形態では、筐体の内部に位置する少なくとも一つのスクリーンは、筐体の前側に位置するスクリーンとは、化学的組成、表面形状、厚さ、エネルギ反応の少なくともいずれか一つにおいて異なっている。筐体の前側のスクリーンと、筐体の内部の少なくとも一つのスクリーンとを用いることで、吸収される電磁放射線の量を増加させて、光子の数を増加させ、ひいては検出効率を向上させて、画質を向上させる。
【００３９】
而して、本発明は検出器材料の効率を最大化させる検出器の構成に関する。検出効率は、検出器スクリーンの効率の尺度であり、又は、電磁放射線がスクリーンに吸収されて、光電子増倍管で検出される光子を生成する可能性の尺度である。Ｘ線検出器は入射されたＸ線光子と相互に作用して、その存在を記録する必要がある。相互作用をせずに検出器を通過したＸ線は無駄なものである。光子と検出器材料との相互作用の可能性や材料の厚さによって検出効率が主に決定される。検出器の効率を計算するのに以下の式を用いることができる。
【００４０】
Ｉ＝Ｉ０×ｅ―μχ
ここでＩ０は、板状材料に入射又は入り込むあるエネルギの光子の数であり、χは板の厚さであり、Ｉは板厚χの層を通過した光子の数であり、μは、特定のエネルギの光子についての材料の線減衰係数である。
【００４１】
通過していない光子は板材料内で相互作用し、吸収されるか散乱される。ある厚さで吸収された光子の数は、Ｉ０−Ｉの差である。しかしながら、光子の数の差を計算する代わりに、（Ｉ０−Ｉ）／Ｉの比を掲載して、それを吸収率と称する。従来のスクリーンは１００％効率には遙かに及ばない。本発明は無駄なＸ線光子をより多く吸収して、検出性能を向上させている。
【００４２】
別の実施の形態では、本発明は検出器システムの筐体に関し、この筐体内には、光に感応する活性領域を有する光電子増倍管が配置される。別の実施の形態では、少なくとも一つのスクリーンの活性領域は光電子増倍管の活性領域よりも広く、その結果吸収される電磁放射線の量を最大化できる。
【００４３】
本発明は様々な実施の形態を有している。本明細書で用いられる用語を解釈するに際しては、ある特定の実施の形態を否定するように解釈すべきではなく、用いられる用語の意味を超えて請求の範囲を限定して解釈するためのものであってはならない。本発明の特定の実施の形態については詳細に説明する。本発明は実施の形態との関係で説明されるが、実施の形態に本発明を限定する意図はない。
【００４４】
図１は、１つのスクリーンを有する従来の検出器筐体を示す正面図である。一の実施の形態において、検出器１００は、互いに角度をなして接続されて隣接する４つの壁部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄを有する筐体を有する。一の実施の形態において、４つの隣接する壁部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、直方体を形成する。一の実施の形態において、直方体は、台形状の形である。隣接する壁部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄは、さらに、筐体の端部に前側領域１０６及び後側領域１０４を形成する。
【００４５】
一の実施の形態において、４つの隣接する壁部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、前側領域１０６、及び後側領域１０４から形成される筐体は、電磁放射を漏らさすことなく受信でき、放射源からの入射放射が出て行くことを遮断する。一の実施の形態において、放射を漏らさず受信する筐体の能力は、閉じ込める壁部の光反射性の内面によって、促進される。一の実施の形態において、壁部１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの内面は、白色に塗られているので、高い反射性を呈する。
【００４６】
一の実施の形態において、検出器筐体１００の前側領域１０６は、放射を受信するために使用され、以下の図５及び図６について詳細を記載するように、典型的なスキャンニングシステムにおいて使用されるとき、検査中の物体と対峙する。一の実施の形態において、前側領域１０６は、さらに、スクリーン１０７を有する。
【００４７】
さらに、検出器筐体１００は、さらに、後側領域１０４に最も近い筐体の内側に配置された光検出器１０８を有する。一の実施の形態において、光検出器１０８は、光電子増倍管である。光電子増倍管は、当業者には周知であるため、詳細には記載しない。
【００４８】
図２ａ及び図２ｂは、従来の検出器筐体の第１のスクリーン上での電磁放射の入射を示す。動作中、スクリーニングシステムは、Ｘ線が対象や物体に入射するように、ソースからの電磁放射を、検査中の対象や物体に指向させる。次に、Ｘ線は、Ｘ線の強度と使用される検査システムのタイプとに依存して、検査中の対象又は物体から散乱されたり、あるいはこれらの対象又は物体を透過する。放射源及びＸ線ビームの性質は、以下の図５及び図６について詳細に記載するので、ここでは説明しない。
【００４９】
図２ａを参照すると、散乱あるいは透過Ｘ線２１０は、検出器筐体２００に到達して、最初に、スクリーン２０７に入射する。スクリーン２０７は、散乱あるいは透過Ｘ線２１０の少なくとも一部を吸収して、検出器筐体２００の内部で、Ｘ線を光量子２０６に変換する。
【００５０】
しかしながら、図２ｂを参照すると、Ｘ線の一部は、スクリーン２０７に吸収されずに、スクリーン２０７を通過する。更に、唯一のフロントスクリーンを有する従来の検出器筐体において、光子２０６の少なくとも一部は、筐体の高反射性内壁によって反射され、次に、光電子増倍管２０８によって検出される。
【００５１】
一の実施の形態において、以下の図３について詳細に記載するように、本発明は、筐体の内部に少なくとも１つの追加スクリーン（図２ａ及び図２ｂには図示せず）を有する検出器筐体である。少なくとも１つの追加スクリーンは、更に、散乱されたり透過したＸ線２１０の露光速度を増加する。少なくとも１つの追加スクリーンの真の効果は、より多くの電磁放射を吸収することによって、光電子増倍管２０８の光子検出効率を増大させ、続いて、その放射を光に変換し、よって、より強力な検出すべき信号を光電子増倍管に提供することである。
【００５２】
図３は、複数のスクリーンを有する本発明の検出器の一の実施の形態を示す。検出器筐体３００は、図１について記載した筐体と類似する。筐体３００は、前側領域３０６及び後側領域３０４を形成する４つの隣接する壁部（図３には全てを図示せず）を有する。筐体については、ここでは更に詳細には記載しない。当業者は、本発明は、図１の検出器筐体と共に使用でき、又は記載した発明から逸脱しないように変形することができることを理解すべきである。
【００５３】
図３を参照すると、第１のスクリーン３０７ａは、検出器筐体３００の前側領域３０６に配置されている。一の実施の形態において、第２及び第３のスクリーン３０７及び３０７ｃが、検出器筐体３００の内側に配置されている。検査中の対象又は物体から散乱されたりあるいは透過したＸ線３１０は、最初に、検出器筐体３００の第１のスクリーン３０７ａに入射する。しかし、散乱又は透過Ｘ線によっては、第１のスクリーン３０７ａによって吸収されず、第１のスクリーン３０７ａを通過するものがある。
【００５４】
検出効率を増加するために、一の実施の形態においては、検出器筐体３００は、更に、筐体の内部に、第２及び第３のスクリーン３０７ｂ、３０７ｃをそれぞれ有する。第２及び第３のスクリーン３０７ｂ、３０７ｃは、それぞれ、更に、照射線量率を増やし、故に、散乱又は透過Ｘ線３１０の吸収を増やす。第１、第２、及び第３のスクリーンの総合的な効果は、より多くの電磁放射を吸収し、吸収した放射を光に変換し、よって、光電子増倍管がより高い信号検出強度を備えることによって、光電子増倍管３０８の光子検出効率を増やすことである。
【００５５】
一の実施の形態において、第１のスクリーン３０７ａは、電磁放射を受信し、受信した放射を光（光子）に変換する活性領域を有する。一の実施の形態において、第１のスクリーン３０７ａは、蛍光化学スクリーンである。一の実施の形態において、蛍光化学スクリーン３０７ａの内部のシンチレータは、入射する放射の一部を検出し、光電子増倍管に対して相当の光出力を生成し、放射ビームの画素対画素のスキャンニングレートに比較して短いつかの間の減衰時間を呈する。
【００５６】
一の実施の形態において、蛍光化学スクリーンは、タングステン酸カルシウムを含む。一般的に、タングステン酸カルシウムは、比較的短い１０マイクロ秒の減衰時間を有する。この減衰時間によって、最小イメージ劣化を有する放射ビームの高速スキャンニングが可能となる。タングステン酸カルシウムのスクリーンは、後方散乱または透過放射のおよそ７０％を検出することができ、３０ＫｅＶのＸ線当たりおよそ２５０の利用可能な光量子を生成する。
【００５７】
さらに、厚めのスクリーンの使用によって、低い光出力を犠牲にして、検出器に入射するより多くの放射の検出が可能になる。一の実施の形態において、スクリーンの綿密度は、１平方センチメートル当たり８０ミリグラムである。
【００５８】
一の実施の形態において、筐体の内部に位置する少なくとも１つのスクリーンは、筐体の前方に位置するスクリーンと同一の仕様を有する。このように、一の実施の形態において、第２及び第３のスクリーン３０７ｂ、３０７ｃは、それぞれ、第１のスクリーン３０７ａと同一である。一の実施の形態において、筐体の内部に配置された少なくとも１つのスクリーンは、化学的組成、表面の形態、厚み、及びエネルギ特性の少なくとも１つの観点から、筐体の前方に配置されたスクリーンとは異なる。このように、一の実施の形態において、第２及び第３のスクリーン３０７ｂ、３０７ｃは、それぞれ、第１のスクリーン３０７ａとは異なる。
【００５９】
このように、典型的なスクリーンを記載したが、当業者には明らかであるように、スクリーンの特性は、化学的組成、表面の形態、厚み、及びエネルギ特性の観点から広範囲に亘って変化するものであり、当業者には明らかなように適宜のタイプのスクリーンを本発明で使用することができる。
【００６０】
図４は、複数のスクリーンを有する、本発明の検出器筐体の他の実施の形態を示す。一の実施の形態において、少なくとも１つのスクリーンの表面形態は、水平であり、又は滑らかである。一の実施の形態において、少なくとも１つのスクリーンの表面形態は、不規則である。一の実施の形態において、少なくとも１つの表面形態は、一定の形状が付されている。一の実施の形態において、少なくとも１つのスクリーンの表面形態は、波形である。波形の表面形態は、最大検出効率のために、光出力パスの長さを増やさずに電磁放射のパスの長さの増加を可能とするので、電磁放射の受信及び光への変換用の表面積を増加させる。図１０ａは、少なくとも一つのスクリーンの表面がピラミッド状１０００となっている実施の形態を示す。図１０ｂは、表面形状がピラミッド状のスクリーン表面形態１００５、１０１０を示す。図１１は、少なくとも一つのスクリーンの表面形態が円錐形の複数のシンチレータ部品１１００からなる実施の形態を示す。図１２は、少なくとも一つのスクリーンの表面が扇形状又は魚の鱗形状のシンチレータ部品１２００からなる実施の形態を示す。図１３は、少なくとも一つのスクリーンの表面形態が、スクリーンモールド１３０５へのシンチレーション材料の積層プロセスによって形成され、六角形又は蜂の巣形状の部品１３００の形状をしている実施の形態を示す。当業者は、適宜の表面タイプが、スクリーンが、吸収される電磁放射の量を増やすために使用されることを理解すべきである。
【００６１】
一の実施の形態において、検出器筐体４００の前側領域４０４に配置されたスクリーン４０７は、波形である。スクリーン４０４の波形の表面は、検出器筐体４００に入射して、散乱あるいは透過した電磁放射４１０を吸収するより大きな表面積を提供する。スクリーン４０７、４０８によって画定される空間４１１内で生成される光は、容易に逃げることができないので、検出効率又は有効検出領域は、減少されることを理解すべきである。
【００６２】
図５は、本発明の検出器筐体が実施されるスキャンニングシステムの実施の形態を示す。一の実施の形態において、本発明の検出器筐体は、人のスクリーニングシステムに限られず、後方散乱Ｘ線スキャンニングシステムにおいて使用される。一の実施の形態において、検査システム５００は、放射源５０８と、少なくとも１つの検出器筐体５０２とを有する。上記のごとく、少なくとも１つの検出器筐体５０２は、少なくとも１つの検出器スクリーンを含む適宜の個数の構成を含む。なお、これに限定するものではない。さらに、少なくとも１つの検出器筐体５０２は、別の実施の形態において、複数の検出器スクリーンを含む適宜の個数の構成を含む。なお、これに限定するものではない。検出器の様々な構成が繰り返されるが、当業者は、適宜の個数の検出器の構成が、上記のごとく用いられ、典型的な実施の形態に、本発明を限定するものではないことを理解すべきである。
【００６３】
図５を再び参照すると、Ｘ線源５０８は、放射の発生のために使用される。一の実施の形態において、Ｘ線源５０８は、検査中の物体又は対象５０４に向けて指向されるＸ線の狭いペンシルビーム５０６を生成するために使用される。一の実施の形態において、ペンシルビームは、Ｘ線管、機械的なチョッパホイール、及びスリットを組み込んで形成される。
【００６４】
一の実施の形態において、Ｘ線源５０８は、結果としておよそ３０ＫｅＶのＸ線となる、経験的及び理論的に決定された５０ＫｅＶの最適Ｘ線管ポテンシャル且つ５ミリアンペアで動作する。Ｘ線ビームの垂直及び水平の寸法は、対象５０４に入射するときでおよそ６ミリメータ（６ｍｍ）である。対象５０４は、Ｘ線撮像の対象となるべき物体である。一の実施の形態において、対象５０４は人である。別の実施の形態において、対象５０４は、物体である。最初は、Ｘ線ビーム５０６は、対象物５０４のみに照射される。多くのＸ線が、物体の内部へと数センチメートル挿通し、コンプトン散乱によって相互作用し、入射したときと同じ面を通過して物体を出る。Ｘ線検出器筐体５０２は、入射Ｘ線ペンシルビームの周囲に対称に配置され、後方散乱されたＸ線５１０を検出し、Ｘ線反射率の電気信号特性を提供する。当業者は、様々なイオン化放射ソースが使用され、ガンマ放射、電磁気放射、及び紫外線放射に限定されないことを理解すべきである。
【００６５】
検出器５０２は、Ｘ線ビーム５０６の周囲に一様なＸ線検出のために配置される。一の実施の形態において、検出器５０２のアレイが、後方散乱Ｘ線５１０の一様な検出のために、線源５０８の周囲に配置される。検出器５０２は、散乱されたＸ線５１０を封じ込めたり、又はトラップすることのできる筐体を含む。光検出器は、最初に光へと変換された検出光に反応して、電気信号を生成する。検出器５０２の実施の形態の構成及び動作の詳細については、図１から図４について詳細に説明するので、ここでは記載しない。
【００６６】
一の実施の形態において、各検出器５０２は、プロセッサに送られる電気信号を生成する。プロセッサは、入力信号を解析して、表示手段５１２に画像を生成する。表示された画像の各ポイントでの強度は、検出された散乱Ｘ線の相対強度に相当する。一の実施の形態において、Ｘ線源５０８は、プロセッサに同期信号を伝達する。プロセッサは、検出信号を解析して、同期信号と比較し、表示画像を決定する。
【００６７】
一の実施の形態において、表示手段５１２は、モニタであり、プロセッサによって処理されたグラフィカル画像を表示するために使用される。表示手段５１２は、陰極線管モニタ又はＬＣＤモニタを含む、当該分野では周知のディスプレイやモニタである。一の実施の形態において、表示手段５１２によって表示されたディジタル散乱画像は、好ましくは、１画素あたり８ビットの、横列４８０及び縦列１６０からなる。
【００６８】
図５を再び参照すると、検出器５０２は、開口によって分離される。Ｘ線ビーム５０６は、この開口を通過してから対象５０４に入射する。一の実施の形態において、検出器５０２は、Ｘ線源５０８の水平方向への移動によってＸ線ビーム５０６を移動させつつ、
垂直方向に移動できる。しかしながら、検出器５０２及び線源５０８の配置及び移動は、本明細書での記載に限定されない。他の実施の形態において、検出器５０２及び線源５０８は、当業者には周知なように、適宜の方法によって移動させたり配置させることができる。Ｘ線ビーム５０６が対象５０４を交差することによって、特定領域のイメージ・ピクチャ・エレメント（画素）が画定される。
【００６９】
図６は、本発明の適宜の検出器筐体が実施されるスキャンニングシステムの他の実施の形態を示す。他の実施の形態において、スキャンニングシステムは、従来のＸ線スキャンニングシステムであり、Ｘ線は、検査中の物体を透過する。一の実施の形態において、従来の透過Ｘ線スキャンニングシステムは、手荷物スキャンニングシステムである。
【００７０】
一の実施の形態において、検査システム６００は、放射ソース６０８及び少なくとも１つの検出器筐体６０２を有する。上述のように、少なくとも１つの検出器筐体６０２は、少なくとも１つの検出器スクリーンを含む適宜の個数の構成を有しても良いが、当該構成に限定されない。さらに、少なくとも１つの検出器筐体６０２は、他の実施の形態において、複数個の検出器スクリーンを含む適宜の個数の構成を有しても良いが、当該構成に限定されない。検出器の様々な構成をここに繰り返しはしないが、上記のように、当業者は、適宜の個数の検出器の構成を使用することができ、典型的な実施の形態に、本願発明は限定されるものではないことを理解すべきである。
【００７１】
図６を再び参照すると、Ｘ線源６０８は、放射を生成するために使用される。一の実施の形態において、Ｘ線源６０８が使用されて、検査中の物体や対象６０４に向けられるＸ線の狭いペンシルビーム６０６を生成する。一の実施の形態において、ペンシルビームは、Ｘ線管、メカニカルチョッパホイール及びスリットのアセンブリによって形成される。
【００７２】
物体６０４は、Ｘ線撮像の対象となる物体である。一の実施の形態において、物体６０４は、手荷物又は機内持ち込みの手荷物の一部である。最初に、Ｘ線ビーム６０６は、物体６０４のみに入射する。Ｘ線の多くが、物体を透過し、コンプトン散乱によって相互に干渉し合い、入射面とは反対側の表面から物体の外部に出る。Ｘ線感知検出器筐体６０２は、入射Ｘ線ペンシルビームの周囲に対称に配置され、透過したＸ線６１０を検出し、Ｘ線透過の電気信号特性を提供する。
【００７３】
当業者には、ガンマ放射、電磁気放射、及び紫外線放射を含む、適宜の個数のイオン化放射源が使用できるが、これらに限定されないことを理解すべきである。
【００７４】
検出器６０２は、Ｘ線ビーム６０６の全周に一様なＸ線検出のために配置されている。一の実施の形態において、検出器のアレイ６０２は、透過したＸ線６０１の一様な検出のために物体６０４の周囲に配置されている。検出器６０２は、散乱したＸ線６１０を封じ込めたり、または捕捉することができる筐体を含む。光検出器は、最初に光に変換された検出Ｘ線に反応して、電気信号を生成する。検出器６０２の実施の形態の構成及び動作の詳細については、図１から図４について詳細を記載するので、ここには記載しない。
【００７５】
一の実施の形態において、各検出器６０２は、プロセッサに送られる電気信号を生成する。プロセッサは、受信信号を解析して、表示手段６１２上に画像を生成する。表示画像の各ポイントにおける強度は、検出した透過Ｘ線の相対強度に相当する。一の実施の形態において、Ｘ線源６０８は、プロセッサに対して同期信号を通信する。プロセッサは、検出信号を解析して、同期信号と比較し、表示画像を判別する。一の実施の形態において、表示手段６１２は、モニタであり、プロセッサによって指示されたグラフィカルイメージを表示するために使用される。表示手段６１２は、陰極線管又はＬＣＤモニタを含む、周知のディスプレイやモニタである。一の実施の形態において、表示手段６１２によって表示されるディジタル化画像は、好ましくは、１画素当たり８ビットの横列４８０及び縦列１６０からなる。
【００７６】
一の実施の形態において、Ｘ線源６０８を水平方向に移動させることによって、Ｘ線ビーム６０６を水平方向に移動させながら、検出器６２０は、垂直方向に移動することができる。しかしながら、検出器６０２及び線源６０８の配置及び移動は、上記のものに限定されない。他の実施の形態において、検出器６０２及び線源６０８は、当業者に周知の方法によって配置したり、または移動させることができる。Ｘ線ビーム６０６が物体６０４を交差することによって、特定領域のイメージ・ピクチャ・エレメント（画素）が画定される。
【００７７】
図７は、少なくとも２つのスクリーンからなる、本発明の検出器筐体７００の実施の形態を示す。デュアルスクリーン検出器筐体７００は、フロントサイド領域７０１、第２サイド領域７０２、第３サイド領域７０３を形成する３つの隣接する側壁部を有する。壁７０１、７０２、７０３は、互いに角度をなして接続され、故に、断面が三角形状となる筐体を形成する。隣接する壁部７０１、７０２、７０３は、さらに、上部領域７０４と底部領域７０５とを形成する。
【００７８】
一の実施の形態において、隣接する壁部７０１、７０２、７０３と、上部領域７０４と、底部領域７０５とから形成される筐体は、電磁放射を実質的に漏らすことなく受信でき、放射源から入射した放射の導出をブロックする。
【００７９】
一の実施の形態において、検出器筐体７００のフロントサイド領域７０１は、上記の図９ａ及び図９ｂについて詳細を説明したように、放射７１５を受信するために使用され、典型的なスキャンニングシステムにおいて使用されるとき、検査下の対象又は物体と対向する。一の実施の形態において、フロントサイド領域７０１は、さらに、スクリーン７０７を有する。第２のサイド領域７０２は、筐体７００の内部にさらなるスクリーン７０８を有する。検出器筐体７００は、さらに、筐体の内部に配置された光検出器７０９をさらに有する。光検出器７０９は、一の実施の形態において、第３のサイド領域７０３に近接している。一の実施の形態において、光検出器７０９は、光反応領域と光無反応領域とを有する光電子増倍管である。光電子増倍管は、当業者には周知であるため、ここでは特に記載しない。
【００８０】
一の実施の形態において、関連する電子機器を有する光電子増倍管のバックサイド部分は、ハウジング７１０に封じ込められている。一の実施の形態において、ハウジング７１０は、第３のサイド領域７０３及びサイド７１１によって形成され、上面からみたときに断面が略半円形となる。実質的に半円形のハウジング７１０の上面と底面とは、壁部によってカバーされている。一の実施の形態において、実質的に半円形のサイド７１１は、一端部がサイド領域７０３にヒンジ７１２によって接続されているので、サイド７１１は、ヒンジによって開口され、検査、修理及びメンテナンスのために光電子増倍管への簡単なアクセスを可能にしている。
【００８１】
検査中の対象や物体から散乱されたり，透過したＸ線７１５は、最初に、検出器筐体７００の第１のスクリーン７０７に最初に入射する。しかしながら、散乱又は透過Ｘ線によっては、第１のスクリーン７０７によって吸収されずに、第１のスクリーン７０７を通過する。検出効率を増やすために、検出器筐体７００は、さらに、筐体の内部に第２のスクリーン７０８を有する。第２のスクリーン７０８は、更に、露光レートを増やし、故に、散乱又は透過Ｘ線７１５の吸収を増やす。光第１及び第２のスクリーンの全体の効果は、より多くの電磁放射を吸収し、つづいてその放射を光に変換し、さらに、光電子増倍管により強度の強い検出信号を提供することによる、電子増倍管７０９の光検出効率における増加である。
【００８２】
図８は、図７の検出器筐体７００の実施の形態の斜視図を示す。図８に示すように、実施の形態において、検出器筐体は、モジュラー２重スクリーン検出器タワー、キャビネット、又はパネル８００として形成される。現在の図では、フロントサイド領域８０１及び実質的に半円形のサイド８１１を見ることができる。半円形のサイド８１１は、ヒンジ８１２によってサイド８０１に接続される。検出器タワー８００は、キャビネットやパネルの形に展開され、審美的な外観を提供するというさらなる効果を奏する。
【００８３】
図９ａは、図７の検出器筐体７００が使用されるスキャンニングシステム９００の一の実施の形態の前方斜視図を示す。一の実施の形態において、本発明の検出器筐体は、人のスクリーニングシステムなどの後方散乱Ｘ線スキャンニングシステムにおいて使用される。しかしながら、人のスクリーニングシステムに限定されない。一の実施の形態において、人のスクリーニングシステムは、シングルサイドの通り抜けセキュアスタンド・オフ９００として実行される。
【００８４】
当業者は、通り抜けセキュアスタンドオフヒトスクリーニングシステム９００は、図７の検出器筐体７００の実施を示すように記載したが、本発明の適宜の検出器筐体は、何ら限定のない状態でシステム９００と共に使用できることを認識すべきである。
【００８５】
図９ｂは、通り抜けヒトのスクリーニングシステム９００において使用される本発明のシステムの検出器スクリーンの一の実施の形態の上部断面図を示す。参照符号は、図９ａ及び図９ｂに同時に付して、システム９００の様々な構成部品を説明する。
【００８６】
一の実施の形態において、検査システム９００は、第１及び第２の検出器筐体９０５、９１０からなる。一の実施の形態において、検出器筐体は、図８のモジュラーデュアルスクリーン検出器タワー８００の形状で実施される。他の実施の形態において、検出器筐体は、複数の検出器スクリーンを含む適宜の個数の構成を有するが、これに限定されない。図９ｂに見られるように、検出器タワー９０５、９１０は、フロントサイド領域９０１、第２のサイド領域９０２、及び第３のサイド領域９０３からなり、互いに角度をなして接続されて三角形の断面を構成する。フロントサイド領域９０１は、スクリーン９０７（又は適宜の光反応基板）からなり、検査下の対象９２０に対向する。第２の領域９０２は、タワーの内部の第２のスクリーン９０８（又は適宜の光反応基板）を有する。タワー９０５、９１０の各々は、第３のサイド領域９０３に近接するタワーの内部に配置された光電子増倍管９０９を含む。光電子増倍管９０９のバックエンドエレクトロニクス（光に対して反応しない部分）は、実質的に半円形のハウジング９１１に収納される。ハウジング９１１は、検出器タワーの２つの角度をなすサイド９０１、９０２にヒンジによって接続されている。
【００８７】
放射線源９４８は、別のモジュラーハウジング９１５（図９ｂに図示）に封止されている。Ｘ線源９４８が使用されて、放射を生成する。一の実施の形態において、Ｘ線源９４８は、検査下の対象９２０に向けてＸ線の狭いペンシルビーム９３０を生成するために使用される。一の実施の形態において、対象９２０は、ヒトである。一の実施の形態において、ペンシルビームは、Ｘ線管、メカニカルチョッパホイール及びスリットとによって形成される。当業者は、ガンマ放射、電磁気放射及び紫外線放射を含む、適宜の個数のイオン化放射源を使用できるが、これらに限定されないことを理解すべきである。
【００８８】
図９ｂに示すハウジング９１５の上部断面図を参照すると、ハウジング９１５は、第１及び第２の角度をなすサイド９１６、９１７を含み、サイド９１６、９１７は、突き出ており、検出器タワーと放射線源ハウジングが一体化されたり、又は組み立てられると、検出器タワー９０５、９１０のサイド９０２と一致する。対象９２０と対向するフロントエンドサイドストリップ９１８は、開口９２５（図９ａに図示）を有し、Ｘ線ビーム９３０は、開口９２５を通過して対象９２０に入射する。制限された開口９２５は、電磁妨害及び放射ノイズの減少を支援する。サイドストリップ９１８も、２つの検出器タワーに対してセパレータとして機能し、故に、２つの検出器タワーは、入射Ｘ線ペンシルビーム９３０の周囲に対称に組み立てられ、後方散乱Ｘ線９３５を検出し、Ｘ線反射率の電気信号特性を提供する。
【００８９】
一の実施の形態において、検査システム９００は、移動性及び容易な搬送のために分解でき、対象となる場所で再び組み立てることができるモジュラーコンポーネントを有する。このように、関連するエレクトロニクス及びケーブルを備えた、涙型の検出器タワー９０５、９１０及び放射線源ハウジング９１５は、別々のモジュールやキャビネットとして製造され、容易に組み立てられてシステム９００を形成できる。
【００９０】
動作中、物体９２０は、物理的に、検出器タワー９０５、９１０を通過するので、物体９２０に入射するＸ線のペンシルビーム９３０は、コンプトン散乱により光線９３５として後方散乱され、検出器タワーの前側領域９０１で第１のスクリーン９０７に入射する。散乱されたＸ線の一部は、第１のスクリーン９０７によって検出されるが、一部は、検出されることなく、第１のスクリーン９０７を透過し、検出器タワーの内部で（側部９０２で）第２のスクリーン９０８に入射する。一の実施の形態において、第１のスクリーン９０７に入射するＸ線フォトンの約３０−６０％、より好ましくは約４０％が、第１のスクリーンによって検出され、Ｘ線フォトンの約１０−３０％、より好ましくは約２４％が第２のスクリーン９０８によって検出される。光電子増倍管９０９は、最初に光へと変換される検出線束に反応して電気信号を生成する。スクリーン９０７、９０８でのシンチレーションによって発せられた光は、光電子増倍管９０９によって捕捉されるまで、三角形状の筐体・タワー９０５、９１０の周辺を跳ね返える。検出器タワー９０５、９１０の構造及び操作についての詳細は、図７及び８を参照して詳細に記載するので、ここでは繰り返さない。
【００９１】
２つの検出器タワー９０５、９０１によって発生された信号は、プロセッサに送られる。プロセッサは、受信信号を分析し、表示手段（図示せぬ）に画像を生成する。表示画像での各ポイントの強度は、検出され散乱されたＸ線の相対強度に相当する。一の実施の形態において、Ｘ線源９０８は、プロセッサに対し同期信号を通信する。プロセッサは、検出信号を分析して、同期信号と比較して、表示画像を判別する。一の実施の形態において、表示手段は、モニタであり、プロセッサによって合図されたグラフィカル画像を表示するために使用される。表示手段は、陰極線管モニタ又はＬＣＤモニタを含む、当該分野にて周知のディスプレイやモニタであれば良い。一の実施の形態において、表示手段によって表示され、デジタル化された散乱画像は、好ましくは、各画素８ビットの４８０×１６０の画素からなる。
【００９２】
上記の例は、本発明のシステムの多くの応用例を例示するものに過ぎない。本明細書では、本発明の幾つかの実施形態のみを説明したが、本発明は、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他の多くの具体的な形式で具体化されうることが理解されるだろう。よって、本例及び実施形態は例示的なものであって限定するものではないと考えなければならず、本発明は、明細書に開示された事項に限定すべきではなく、請求項の範囲内での変更が可能である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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