(57)【要約】【課題】  検査対象物内の爆発物等を同定することができ、且つ、検査時間を短時間化する。【解決手段】  検査対象物２にＸ線を照射して得られるＸ線像に基づいて爆発物等が存在する可能性が高い特定部位を抽出し（５、７、８、１２）、該抽出した特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射し（１１）、前記特定部位における前記電磁波の吸収スペクトルまたは反射スペクトルの少なくとも一方に基づいて爆発物等の有無を探知する（１２）。【選択図】  図１
2006084275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物にＸ線を照射して得られるＸ線像に基づいて爆発物等が存在する可能性が高い特定部位を抽出し、該抽出した特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射し、前記特定部位における前記電磁波の吸収スペクトルまたは反射スペクトルの少なくとも一方に基づいて爆発物等の有無を探知する爆発物等の探知方法。
【請求項２】
前記電磁波の周波数は、０．１乃至１０ＴＨｚの範囲、好ましくは０．５乃至３ＴＨｚの範囲で選択されることを特徴とする請求項１に記載の爆発物等の探知方法。
【請求項３】
前記爆発物等は、爆薬、違法の薬物、炭そ菌等の有害微生物の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の爆発物等の探知方法。
【請求項４】
前記検査対象物は、搬送台上を搬送される手荷物であり、
前記Ｘ線の照射と前記電磁波の照射は、前記搬送台上を搬送される前記手荷物に対して行うことを特徴とする請求項１に記載の爆発物等の探知方法。
【請求項５】
前記特定部位は、前記Ｘ線像に基づいてオペレータが抽出して、入力手段により設定することを特徴とする請求項１に記載の爆発物等の探知方法。
【請求項６】
前記特定部位は、前記Ｘ線像に基づいて求めたＸ線透過量の密度分布と実効原子番号の少なくとも一方が設定範囲に有ることを基準に判定することを特徴とする請求項１に記載の爆発物等の探知方法。
【請求項７】
検査対象物にＸ線を照射して前記検査対象物を透過するＸ線に基づいてＸ線の透過像を生成するＸ線装置と、前記透過像に基づいて爆発物等が存在する可能性の高い特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射する電磁波照射装置と、前記特定部位における前記電磁波の吸収スペクトルと反射スペクトルの少なくとも一方のスペクトルを計測し予め登録されている爆発物等の固有スペクトルに基づいて爆発物等の有無を判定する判定装置とを備えてなる爆発物等の探知装置。
【請求項８】
検査対象物が搬送される搬送台と、該搬送台上を搬送される前記検査対象物にＸ線を照射して前記検査対象物を透過するＸ線に基づいてＸ線の透過像を生成するＸ線装置と、該Ｘ線装置よりも前記搬送台の下流側に設けられ前記透過像に基づいて爆発物等が存在する可能性の高い特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射する電磁波照射装置と、前記電磁波が照射された前記特定部位の前記電磁波の吸収波と反射波の少なくとも一方を検出する電磁波検出器と、前記吸収波と反射波の少なくとも一方のスペクトルを計測するスペクトル計測手段と、計測された前記スペクトルと予め登録されている爆発物等の固有スペクトルとに基づいて爆発物等の有無を判定する判定手段と、該判定結果を報知する報知手段とを備えてなる爆発物等の探知装置。
【請求項９】
前記爆発物等が存在する可能性の高い特定部位は、前記透過像の少なくとも密度の違いに基づいて設定されることを特徴とする請求項７または８に記載の爆発物等の探知装置。
【請求項１０】
検査対象物のコンテナにＸ線を照射して前記コンテナを透過するＸ線に基づいてＸ線の透過像を生成するＸ線装置と、前記Ｘ線の透過像の少なくとも密度の違いに基づいて設定された爆発物等が存在する可能性の高い特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射する電磁波照射装置と、前記電磁波が照射された前記特定部位の前記電磁波の反射波を検出する電磁波検出器と、前記反射波のスペクトルを計測するスペクトル計測手段と、計測された前記スペクトルと予め登録されている爆発物等の固有スペクトルとに基づいて爆発物等の有無を判定する判定手段とを備えてなる爆発物等の探知装置。
【請求項１１】
前記電磁波照射装置と前記電磁波検出器は、前記特定部位に対して異なる方向から前記電磁波を照射して前記反射波を検出する少なくとも３組有することを特徴とする請求項１０に記載の爆発物等の探知装置。
【請求項１２】
検査対象物にＸ線を照射して得られるＸ線像に基づいて爆発物等が存在する可能性が高い特定部位を抽出し、該抽出した特定部位に予め登録されている特定爆発物等に対応する２以上の周波数が異なるテラヘルツ波を含む電磁波を照射して、前記特定部位の前記電磁波の吸収像と反射像の少なくとも一方のテラヘルツ波像を前記２以上の周波数毎に取得し、該取得した各周波数のテラヘルツ波像の互いにテラヘルツ波の吸収率が高い領域が一致する領域の面積を求め、該求めた面積が基準値以上のときに前記特定爆発物等が存在することを判定する爆発物等の探知方法。
【請求項１３】
検査対象物が搬送される搬送手段と、該搬送手段上を搬送される前記検査対象物にＸ線を照射して前記検査対象物を透過するＸ線に基づいてＸ線の透過像を生成するＸ線装置と、前記Ｘ線の透過像の少なくとも密度の違いに基づいて爆発物等が存在する可能性の高い特定部位を設定する設定手段と、該特定部位に予め登録されている特定爆発物等に対応する２以上の周波数が異なるテラヘルツ波を含む電磁波を照射する電磁波照射装置と、照射された前記電磁波の前記特定部位の吸収波と反射波の少なくとも一方の電磁波を検出する電磁波検出器と、該検出された電磁波に基づいて前記２以上の周波数に対応するテラヘルツ波像を生成するテラヘルツ波像生成手段と、該生成した各周波数のテラヘルツ波像の互いにテラヘルツ波の吸収率が高い領域が一致する領域の面積を求め、該求めた面積が基準値以上のときに前記特定爆発物等が存在することを判定する薬物判定手段とを備えてなる爆発物等の探知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、爆発物等の危険物、薬物等の違法物品（以下、適宜、爆発物等と称する。）を探知する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空港等における手荷物検査は、主として爆発物等の危険物、拳銃や刃物、および麻薬等の輸入禁止物を探知するために行われる。このような検査は、空港に限らず、人が多く集まるイベント会場等、あるいは郵便局や貨物ターミナル、等々でも実施される。また、探知は、爆発物等の危険物あるいは拳銃等に限らず、薬物等の輸入禁止品、その他の薬物、あるいは炭そ菌等の有害微生物、等々の物質を対象とする。
【０００３】
拳銃や刃物等の金属類の探知装置としては、Ｘ線探知装置が広く用いられている。すなわち、Ｘ線探知装置は、手荷物等の内部を透過するＸ線の透過率分布を画像化して、手荷物内の物品の密度や形態的な特徴に基づいて内部物品を特定するものであり、拳銃や刃物等を比較的容易に探知することができる。例えば、Ｘ線の透過度から物質の密度を検出し、密度の違いから爆薬、拳銃、刃物等を識別して色分け表示することが行われている。また、X線ＣＴ（コンピュータトモグラフィ）技術によって、内部の３次元画像を得ることもできる。
【０００４】
しかし、空港の手荷物検査においては、拳銃や刃物等に限らず、爆薬等の危険物の探知が要望され、また、税関における検査では麻薬等の輸入禁止物の探知が要望されている。これらの爆発物や薬物等（以下、爆発物等と称する。）は、不定形であり、且つ密度の違いも顕著でないから、Ｘ線による透過像では探知することが困難である。
【０００５】
そこで、化学的な組成を検知して爆発物等の物質を同定する技術が種々提案されている。例えば、Ｘ線装置においては、エネルギー領域の異なる複数のＸ線を照射して、密度と実効原子番号を計算して物質を同定する試みが行われている。しかし、密度と実効原子番号の情報だけでは、物質を同定するには不十分であり信頼性が低い。また、例えば、可視光線等の光の吸収スペクトルと物質との関係に相関があることを利用して、物質を同定することが考えられる。しかし、可視光線は、物質に対する透過力が弱く表面の情報しか得られないことから、郵便物などの薄型の物品には適用できる可能性があるが、厚みを有する手荷物等の検査には適用できない。
【０００６】
一方、電波と光の中間に位置するテラヘルツ波は、高い透過力を有し、薬物に対して特有の吸収スペクトルが存在することが知られており、例えば、テラヘルツ波を用いて手紙のような薄い対象物品内の薬物の検査に適用することが提案されている（特許文献１、非特許文献１）。
【０００７】
【特許文献１】特願２００３−３４５８３８号公報
【非特許文献１】K. Kawase, Y. Ogawa, Y. Watanabe and H. Inoue, "Non-destructive terahertz imaging of illicit drugs using spectral fingerprints," Optics Express, vol. 11, no. 20, pp. 2549-2554 (2003)）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、空港やイベント会場等における手荷物検査は、極めて短時間（例えば、検査台を通過する数秒の時間内）で、且つ手荷物を開けないで爆発物等を探知することが望まれる。また、郵便物の検査においても、大量の郵便物を検査しなければならないから、スループットを向上する必要がある。
【０００９】
しかし、テラヘルツ波を用いた従来の爆発物等の探知技術においては、検査時間を短縮化することについて配慮されていない。例えば、テラヘルツ波を照射して吸収スペクトルを計測するには、手荷物全体にテラヘルツ波をスキャン（走査）しなければならないから時間がかかる。また、スキャン速度を早くして検査時間を短縮しようとすると高強度の光源が必要になるが、高強度のテラヘルツ波の光源が存在しない現状においては、吸収スペクトルの測定や大面積のスキャニングに非常に長い時間がかかり、通常の手荷物検査に適用することは難しい。
【００１０】
本発明は、検査対象物内の爆発物等を同定することができ、且つ、検査時間を短時間化することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、Ｘ線の高い透過性能と、テラヘルツ波の爆発物等に対する高い同定性能とを有機的に結合して、爆発物等の探知時間を大幅に短縮させることを特徴とする。
【００１２】
具体的には、検査対象物にＸ線を照射して得られるＸ線像に基づいて爆発物等が存在する可能性が高い特定部位を抽出し、該抽出した特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射し、前記特定部位における前記電磁波の吸収スペクトルまたは反射スペクトルの少なくとも一方に基づいて爆発物等の有無を探知することを特徴とする。
【００１３】
すなわち、Ｘ線の高い透過性能を利用して、例えば密度分布画像によって爆発物等が存在する可能性が高い特定部位を抽出することにより、テラヘルツ波のスキャン領域を狭くできるから、全体の計測時間を大幅に短縮できる。例えば、探知する必要のある爆発物等は、ある程度の大きさを有するから、究極的には、特定部位の１点にテラヘルツ波を照射して計測すればよいので、極めて短時間で爆発物等の探知を実施できる。その結果、例えば、手荷物検査台上を移送される過程で、手荷物を開けることなく、手荷物内の爆発物等の有無を探知することが可能になる。
【００１４】
この場合において、テラヘルツ波を含む電磁波は、周波数が０．１乃至１０ＴＨｚの範囲、好ましくは０．５乃至３ＴＨｚの範囲で選択することができる。また、爆発物等とは、爆薬、違法の薬物、炭そ菌等の有害微生物の少なくとも１つである。
【００１５】
また、爆発物等が存在する可能性が高い特定部位は、Ｘ線像に基づいてオペレータが抽出して、入力手段により設定することができる。また、これに代えて、Ｘ線像に基づいて求めたＸ線透過量の密度分布と実効原子番号の少なくとも一方が設定範囲に有ることを基準に判定して、自動的に設定することができる。
【００１６】
本発明の爆発物探知装置は、検査対象物にＸ線を照射して前記検査対象物を透過するＸ線に基づいてＸ線の透過像を生成するＸ線装置と、前記透過像に基づいて爆発物等が存在する可能性の高い特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射する電磁波照射装置と、前記特定部位における前記電磁波の吸収スペクトルと反射スペクトルの少なくとも一方のスペクトルを計測し予め登録されている爆発物等の固有スペクトルに基づいて爆発物等の有無を判定する判定装置とを備えて構成することができる。
【００１７】
また、本発明は、テラヘルツ波の吸収または反射スペクトルにより爆発物等の種類を同定することに代えて、周波数が異なる複数のテラヘルツ波の透過像に基づいて爆発物等の種類を同定することができる。
【００１８】
具体的には、検査対象物にＸ線を照射して得られるＸ線像に基づいて爆発物等が存在する可能性が高い特定部位を抽出し、該抽出した特定部位に予め登録されている特定爆発物等に対応する２以上の周波数が異なるテラヘルツ波を含む電磁波を照射して、前記特定部位の前記電磁波の吸収像と反射像の少なくとも一方のテラヘルツ波像を前記２以上の周波数毎に取得し、該取得した各周波数のテラヘルツ波像の互いにテラヘルツ波の吸収率が高い領域が一致する領域の面積を求め、該求めた面積が基準値以上のときに前記特定爆発物等が存在することを判定する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、検査対象物内の爆発物等を同定することができ、且つ、検査時間を短時間化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１に、本発明の爆発物等の探知方法の一実施例を適用してなる爆発物等の探知装置の概念構成図を示す。本実施例は、本発明を手荷物の検査に適用した例である。図１に示すように、ベルトコンベアなどから構成される搬送台１の上に検査対象物である手荷物２が載せられて、Ｘ線遮蔽容器３の入口３ａから内部３ｂに運ばれるようになっている。入口３ａ、入口３ａと内部３ｂの境、内部３ｂと出口３ｃの境、および出口３ｃの手荷物２の通下部には、ゴムなどの柔軟材で形成された帯状のＸ線遮蔽部材が設けられている。また、Ｘ線遮蔽容器３の内部３ｂの進入口に光センサ４が設けられている。Ｘ線遮蔽容器３の頂部にＸ線発生装置５が設けられ、図示していないコリメータによって面状に形成されたＸ線ビーム6が、手荷物２に向けて照射されるようになっている。手荷物２を透過したＸ線はラインセンサ７で検知され、画像データとして画像生成手段を含んで構成される演算装置１２に入力される。演算装置１２によって画像化されたＸ線透過像はスクリーン８に表示される。これによって、搬送台１に載って移動する手荷物２をスキャンしたＸ線透過像がスクリーン８に表示されるようになっている。
【００２２】
Ｘ線発生装置５よりも搬送台１の下流側に、手荷物２に向けてテラヘルツ波を照射するテラヘルツ波照射装置が設けられている。テラヘルツ波照射装置は、フェムト秒レーザー光源９と、光ファイバー１０と、テラヘルツ光源１１とを含んで構成されている。つまり、フェムト秒レーザー光源９で発生したフェムト秒レーザー光は、光ファイバー１０を通ってテラヘルツ光源１１内に設置された光スイッチに照射される。光スイッチからは、時間領域分光の原理により０．５〜３ＴＨｚのテラヘルツ波を含む広帯域の電磁波が放出されるようになっている。また、図示していないが、テラヘルツ光源１１内には光スイッチから放出されたテラヘルツ波を、手荷物２の特定部位に集束させるように、凹面鏡またはレンズなどが設けられている。
【００２３】
また、テラヘルツ光源１１に近接させて手荷物２から反射されるテラヘルツ波を受光するテラヘルツ波センサ１４が設けられている。このテラヘルツ波センサ１４には、周知の半導体光スイッチや焦電センサ等を使うことができ、反射してきたテラヘルツ波を検知して分光するようになっている。得られた分光データは、スペクトル計測手段を含んで構成される演算装置１２に入力される。演算手段１２は、計測されたスペクトルと、予め登録されている爆発物等の固有スペクトルとに基づいて爆発物等の有無を判定する判定手段を備えてなり、その判定結果をスクリーン１６に表示して報知するようになっている。また、必要に応じて、計測されたスペクトルをスクリーン１６に表示するようになっている。
【００２４】
すなわち、本実施例は、検査対象物の手荷物２にＸ線を照射するＸ線照射手段であるのＸ線発生装置５と、手荷物２を透過するＸ線を検出するＸ線検出手段であるラインセンサ７と、このラインセンサ７により検出されたＸ線の検出信号に基づいてＸ線の透過像を生成する画像生成手段である演算装置１２とを備えて構成される。また、Ｘ線透過像に基づいて爆発物等が存在する可能性の高い特定部位を設定する特定部位設定手段としては、スクリーン８に表示されたＸ線透過像上で、特定部位を設定するカーソルやタッチパネルなどの入力手段が設けられている。
【００２５】
一方、爆発物等の種類を同定するため、本実施例では、特定部位にテラヘルツ波を含む電磁波を照射する電磁波照射手段であるテラヘルツ光源１１と、特定部位の電磁波の反射波を検出する電磁波検出器であるテラヘルツ波センサ１４と、反射波のスペクトルを計測するスペクトル計測手段および計測されたスペクトルと予め登録されている爆発物等の固有スペクトルとに基づいて爆発物等の有無を探知する判定手段である演算装置１２とを備えて構成されている。
【００２６】
このように構成される実施例を用いて、爆発物を探知する動作を次に説明する。手荷物２が搬送台１に載ってＸ線遮蔽容器３の入口３ａから内部３ｂに進入すると、光センサ４によって検知され、Ｘ線発生装置５の位置に手荷物２が来るタイミングにＸ線ビーム6が照射される。手荷物２を透過したX線はラインセンサ７で検知され、Ｘ線の透過量に応じた画像データが演算装置１２に入力される。演算装置１２は、入力される画像データに基づいてＸ線透過像を生成してスクリーン８に表示する。手荷物２は搬送台１に載ってＸ線ビーム６の直下の位置を移動するから、スクリーン８には図２に示すX線透過像が表示される。
【００２７】
図２に示すように、例えば、Ｘ線の透過量が多い部分は黒く表示され、透過量が少ない部分が白く表示される。Ｘ線透過像の濃淡の特徴は、手荷物２内の物品の密度および厚みに対応している。例えば、Ｘ線透過像２０において、密度が爆薬に近いと推定される領域２１には、特有の色（例えば、赤）を付けて表示することができる。オペレータは、Ｘ線透過像２０を観察して、怪しいと判断する部分に、例えば縦のカーソル２２と横のカーソル２３の交点を合わせて、詳しく調べたい位置（特定部位）を設定する。なお、カーソルは矢印等の表示をスクリーン内の一定位置に合わせるタイプでも良いし、タッチパネルを用いて特定部位を設定するようにすることができる。
【００２８】
オペレータにより特定部位が設定されると、演算装置１２は、図３に示すように、手荷物２の特定部位がテラヘルツ光源１１の直下に搬送されるタイミングで搬送台１を停止する。また、所定時間内に特定部位が設定されない場合は、搬送台１は停止されず手荷物２は出口３ｃから搬出される。手荷物２の特定部位がテラヘルツ光源１１の直下に搬送されると、フェムト秒レーザー光源９からのレーザー光がテラヘルツ光源１１内に設置された光スイッチに照射され、光スイッチから０．５〜３ＴＨｚのテラヘルツ波を含む広帯域の電磁波１５が、設定された特定部位に焦点を結ぶように照射される。特定部位で反射されたテラヘルツ波は、テラヘルツ波センサ１４により受光され、さらに分光されて演算装置１２に入力される。演算装置１２は、入力される分光データを用いて、テラヘルツ波のスペクトル分布を求めてスクリーン１６に表示する。図４に、スクリーン１６に表示されるスペクトル分布の一例を示す。図４の横軸は周波数（ＴＨｚ）を、縦軸は信号強度を示している。
【００２９】
ここで、爆発物等とテラヘルツ波の特有の反射スペクトルとの関係を説明する。まず、０．５〜３ＴＨｚの領域のテラヘルツ波に対して、爆薬や麻薬はその組成に応じた特有のスペクトルを示すことが知られている。ところが、周波数が０．１ＴＨｚより低いミリ波領域では、透過性は高いが特徴的なスペクトルは認められなくなる。また、周波数が１０ＴＨｚより高い赤外線領域では、特徴的なスペクトルは存在するが透過性が低く、また、多くの物質に特徴的なスペクトルが認められることから、特定の物質を判別することが困難となる場合がある。例えば、プラスチック爆弾であるＣ４等の主たる化学成分であるＲＤＸは、０．７５ＴＨｚ、１．４ＴＨｚ及び１．９ＴＨｚ付近にピークを持つ特徴的な反射スペクトルを示す。これに対して、容器や手荷物等のバッグに用いられる木材、紙、布、皮等の多くの材質は、テラヘルツ波に対して特徴的なスペクトルを示さない。一方、爆発物や不正薬物は、通常０．５〜３ＴＨｚの領域のテラヘルツ波に対し、２点以上の領域に特徴的なスペクトルを示すことから、爆発物や不正薬物の種類を同定することが可能となる。
【００３０】
さらに、スペクトル上の複数の特徴を組み合わせて、爆発物や不正薬物の種類を同定するロジックを作ることができる。これによれば、偶然に同一の領域にスペクトルを持つ物質が存在しても、複数の特徴を組み合わせることにより、同定の誤りを大幅に低減できる。また、特徴的なスペクトルがない場合でも、図４に示すスペクトル２４のベースライン２５には影響する。したがって、得られたスペクトル２４から演算によりベースライン２５を求めて差引くことが好ましい。さらに、スペクトル２４の特徴的なピークを複数示す場合、そのピーク位置付近に所定幅の領域２６を設定し、その領域２６内のスペクトル２４を積分し、各領域２６のピークにおける積分値が各種の爆発物等（登録検知対象）に対応させてそれぞれ登録されている基準値を超えたことを条件に、特定の爆発物等として同定するようにすることができる。
【００３１】
このようにして、手荷物２内の不審な物品が爆発物等であることが検知された場合、図４に示すように、スクリーン１６上に例えばＲＤＸ検知の警報２７を表示するとともに、警報器１７を点灯して警報音を発生する。また、領域２６の積分値が登録検知対象のいずれかの基準値を満たす場合には、対応する全ての検知対象名をスクリーン１６に表示する。
【００３２】
これに対して、積分値が登録検知対象のいずれの基準知をも満たさない場合には、非検知と表示される。この場合、オペレターは特定部位の場所を変えてカーソルを合わせて、同様の操作で他の不審な部位を検査することができる。探知操作を終了させる場合は、スクリーン１６上の終了コマンド２８を選択することにより、停止していた搬送台１が再び動き出し、検査を終了した手荷物２が出口３ｃから外に出される。そして、次の手荷物２の検査が可能となる。
【００３３】
以上説明したように、本実施例によれば、Ｘ線の高い透過性能を利用して、例えば密度分布画像によって爆発物等が存在する可能性が高い特定部位を抽出し、抽出した狭い領域についてテラヘルツ波による爆発物等の同定検査を実行するようにしているから、全体の検査時間を大幅に短縮できる。例えば、探知する必要のある爆発物等は、ある程度の大きさを有するから、究極的には、特定部位の１点にテラヘルツ波を照射して計測すればよい。また、スキャンするとしても、極めて狭い領域をスキャンすれば足りるから、短時間で爆発物等の探知を実施できる。その結果、例えば、手荷物が検査台などの搬送台１上を移送される過程で、手荷物を開けることなく、手荷物内の爆発物等の有無を探知することが可能になる。
【００３４】
上記実施例において、テラヘルツ波を含む電磁波の周波数を０．５乃至３ＴＨｚの広帯域とする例について説明したが、本発明はこれに限らず、０．１乃至１０ＴＨｚの範囲で広帯域の電磁波を選択することができる。また、爆発物等の例として、ＲＤＸを例に説明したが、これに限らず、各種の爆薬、違法の薬物、炭そ菌等の有害微生物を探知することができる。もちろん、探知対象物のテラヘルツ波のスペクトルの特徴を事前に分析し、同定に必要な判断基準値などを、演算装置１２に予め登録しておく必要があることは言うまでもない。
【００３５】
また、本実施例では、爆発物等が存在する可能性が高い特定部位をオペレータが入力手段を介してスクリーン８上で設定する例を説明したが、本発明はこれに限らず、自動的に設定するようにすることもできる。例えば、Ｘ線透過像の密度分布と、実効原子番号の少なくとも一方が設定範囲に有ることを基準に判定して、自動的に特定部位を設定することができる。
【００３６】
また、本実施例では、手荷物の特定部位からの反射波に基づく反射スペクトルを用いたが、本発明はこれに限らず、特定部位によって吸収される吸収スペクトルを用いても、同様に爆発物等を同定して探知することができる。なお、吸収スペクトルは、図４のスペクトル２４の波形の凹凸が逆になる。
【実施例２】
【００３７】
図５に、本発明の爆発物等の探知方法を適用してなる探知装置の他の実施例の概念構成図を示す。本実施例は、郵便物のような比較的小型の検査対象に本発明を適用した場合の実施例である。
【００３８】
図５に示すように、Ｘ線遮蔽容器３０の頂部にX線発生装置３１が設置されている。検査対象３２が柔軟な材質でできた入り口遮蔽３３を通じて搬送機３４によって連続的に送り込まれる。検査対象３２のX線透過像は、フラットパネル３５を用いて映像として映し出される。映像を観察して不審な点がない場合は、柔軟な材質でできた出口遮蔽３６を通ってスロープ３７により装置外に搬出される。
【００３９】
一方、オペレータが異常ありと判断した場合は、ボタン操作等により移送装置３８が作動し、図６に示すように、検査対象３２は別室のテラヘルツ波検査室に送られる。テラヘルツ波検査室には、検査対象３２を挟むように、テラヘルツ波発生装置３９とテラヘルツ波受光器４０が対向して設置されている。なお、図示を省略したが、本実施例においても、図１の実施例と同様、スクリーン８、１６等を有する演算装置１２が設けられる。
【００４０】
このように構成される実施例の動作について、図７を参照して説明する。同図は、検査対象３２のX線透過像の一例を示しており、図示のように、検査対象３２の郵便物内に額縁４１が収納され、その額縁４１の一部に不審な空洞４２が認められる。オペレータが空洞４２の中心をカーソル指定すると、演算装置１２はテラヘルツ波発生装置３９とテラヘルツ波受光器４０を制御して、空洞４２の周りの領域４３をテラヘルツ波で走査し、テラヘルツ波の反射像または吸収像を得るようになっている。図８は、領域４３内のテラヘルツ波の透過像（テラヘルツ像）の例を示している。また、演算装置１２には、検査対象の特定薬物（特定爆発物等）に対応したテラヘルツ波の特徴周波数が２つ以上登録されている。そこで、演算装置１２は、特定薬物に対して登録されている２以上の特定周波数のテラヘルツ波を特定部位に照射させて、それらの透過像を得るようになっている。例えば、同一の特定薬物に対して登録されている２つの周波数のテラヘルツ波を特定部位の領域４３に照射して、図８のような透過像をスクリーン１６に表示する。
【００４１】
図８には、１つの特定周波数のテラヘルツ波に対して吸収が強い領域４４が表れ、他の１つの特定周波数のテラヘルツ波に対して吸収が強い領域４５が表れている。そして、演算装置１２により２つの領域４４と領域４５を重ね合わせたとき、一致する領域４６の面積割合が、予め定められた基準値以上のときに、その登録された薬物に該当すると判断する。すなわち、同じ位置から出ているスペクトルであることを確認し、ノイズ等の外乱を排除する。そして、演算装置１２は、スクリーン１６に該当する薬物名を表示するとともに、警報を発生する。
【００４２】
なお、本実施例では、透過像を例として説明したが、反射像を用いること、あるいは吸収像と反射像の両方を結合して用いることも可能である。また、炭そ菌のようなバクテリア類についても、粉状になっていれば、特徴的なスペクトルを測定しておいて検知ロジックを作成することにより検知可能である。
【００４３】
以上述べたように、本実施例によれば、郵便物内の薬物及び炭そ菌を信頼性高く非開封で検知することが可能である。
【実施例３】
【００４４】
図９に、本発明の爆発物等の探知方法を適用してなる探知装置のさらに他の実施例の概念構成図を示す。本実施例は、貨物ターミナル等において、コンテナ内の爆薬の自動検知に本発明を適用した場合の一実施例である。
【００４５】
コンテナ５０に対して、垂直方向のＸ線照射装置５１と水平方向のＸ線照射装置５２により２方向からＸ線を照射可能になっている。また、垂直方向と水平方向のＸ線ラインセンサー５３が、Ｘ線照射装置５１とＸ線照射装置５２に対応させて設けられている。そして、垂直方向と水平方向のＸ線ラインセンサー５３は、Ｘ線照射装置５１とＸ線照射装置５２とともに移動して、コンテナ５０を端からスキャン可能に設けられている。
【００４６】
また、Ｘ線のエネルギーは、高エネルギーと低エネルギーの２つを交互に切り替えるようになっている。そして、垂直方向と水平方向のＸ線透過像を撮像し、その透過像から密度分布および実効原子番号を計算する。計算した密度および実効原子番号に基づいて、予め設定された爆発物等の密度および実効原子番号の範囲に一致する領域５４が見つかった場合は、その領域を特定部位として設定する。
【００４７】
次いで、設定された特定部位の領域５４に、自動的にテラヘルツ波照射装置５５からテラヘルツ波をフォーカスさせて照射する。この場合、テラヘルツ波は３箇所以上の場所から照射する。そして、テラヘルツ波照射装置５５に対応させて設けられたテラヘルツ波検出器５６により、テラヘルツ波の反射スペクトルを取得する。そして、図１の実施例と同様に、図示していない演算装置により、予め登録された爆発物等の特有の反射スペクトルのデータと、計測された領域５４の反射スペクトルが所定の許容範囲内で合致するか否か判定する。合致する場合は、爆発物探知の警報を発生するとともに、垂直方向と水平方向のＸ線により得られたコンテナ５０の画像上に、その領域５４の場所を表示する。
【００４８】
ところで、コンテナ５０内には、テラヘルツ波を通さない物質が存在する可能性があるから、テラヘルツ波照射装置５５とテラヘルツ波検出器５６は少なくとも３方向から検知が可能なように配置する。このように３方向以上から照射および検出することにより、テラヘルツ波が何らかの物質により阻まれている場合にも検出を可能とすることができる。
【００４９】
また、テラヘルツ波を特定部位の領域５４に照射してから反射波が戻ってくるまでの時間差を測定することにより、フォーカスした領域５４からの反射であるかどうかを判定することも可能である。例えば、フォーカスした領域５４より短い距離から戻ってきた場合には、途中に障害物があることを推定できる。３方向全てで同じ状態であれば、爆発物等がシールドされている可能性があることを示す警報を出す。
【００５０】
また、水平および垂直の２方向からX線を照射する代わりに、一組のＸ線照射装置５１とX線検出器５３をコンテナ５０の周りに回転させるように構成することができる。また、X線照射装置とX線検出器を固定して、コンテナ５０を回転させることもできる。これにより、Ｘ線ＣＴ像を得てＣＴ像上で爆発物等の密度および実効原子番号の範囲に一致する領域５４の有無を検査することより、一層信頼度が向上し、且つ爆発物等の位置の特定も容易になる。
【００５１】
本実施例によれば、大型対象物内の爆発物等の自動探知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の爆発物等の探知装置を手荷物の検査に適用した一実施例の概念構成図である。
【図２】図１実施例のＸ線透過像の一例を示す図である。
【図３】図１実施例の手荷物をテラヘルツ波により検査する場合の状態を示す図である。
【図４】図１実施例により得られるスペクトル分布の一例を示す図である。
【図５】本発明の爆発物等の探知装置を郵便物の検査に適用した一実施例の概念構成図である。
【図６】図５実施例の郵便物をテラヘルツ波により検査する場合の状態を示す図である。
【図７】図５実施例のＸ線透過像の一例を示す図である。
【図８】図５実施例による薬物同定の手順を説明する図である。
【図９】本発明の爆発物等の探知装置をコンテナの検査に適用した一実施例の概念構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  搬送台
２  手荷物
３  Ｘ線遮蔽容器
４  光センサ
５  X線発生装置
６  X線ビーム
７  ラインセンサ
８、１６  スクリーン
９  フェムト秒レーザー光源
１１  テラヘルツ光源
１２  演算装置
１４  テラヘルツ波センサ
１５  テラヘルツ波
【図１】
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【図２】
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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８】
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【図９】
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