(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形Ｘ線ビームを発するＸ線管を囲むハウジングと、対象物から散乱されて検出された複数のＸ線ビームに相当するスキャンデータを生成する少なくとも一つの検出器と、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサと、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ及び前記少なくとも一つの検出器と通信する取得システムとを有する手持ち式撮像装置から、前記成形Ｘ線ビームを投射することによって対象物をスキャンする方法であって、
前記プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に相当する複数のアクティブ画素を計算する工程と、
前記プロセッサを使用して、前記複数のアクティブ画素の各々にわたって成形Ｘ線ビームが存在する期間を、前記複数のアクティブ画素の各々に対して計算する工程と、
前記プロセッサを使用して、前記期間を使用して、前記複数のアクティブ画素の各々において、スキャンデータを訂正した後の前記対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する工程と、を有し
前記手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされて、前記対象物に関する少なくとも一つの異常を特定し、
前記少なくとも一つの異常は、前記スピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定され、
前記少なくとも一つの異常が識別されたうえで、前記手持ち式撮像装置は、微細スキャニングパターンを使用して対象物をスキャンするためにスイープされて、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記成形Ｘ線ビームは、ペンシルビーム、ファンビーム、コーンビーム、単一軸回転ビーム、及び二軸回転ビームのうちの少なくとも一つの形状であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記プロセッサ及びスピーカは、前記可聴音のピッチ又は周波数が、前記スキャンデータに比例して変化するように、前記可聴音を生成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
更に、プロセッサにより第２データが入力される工程を有し、前記第２データは、前記加速度計により生成されると共に、前記対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの移動を示し、
前記第２データに基づいて、
前記プロセッサを使用して、前記対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の新しい位置に対応する複数のアクティブ画素を計算する工程と、
前記プロセッサを使用して、前記成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素の各々に対し存在する期間を、前記複数のアクティブ画素の各々において計算する工程と、
前記プロセッサを使用して、前記期間を用いて前記複数のアクティブ画素の各々に対し、前記スキャンデータを訂正した後の前記対象物の更新された画像を前記ディスプレイ上に生成する工程と
を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記新しい位置は、前記ジャイロスコープにより生成された更新された第１データに関連し、
前記更新された第１データは、前記対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの新しい方向を示すことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記取得システムは、０．０１ｍｓから１００ｍｓまでの間のサンプリング期間に亘り前記検出スキャンデータを合計することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記取得システムは、１ｍｓのサンプリング期間に亘り前記検出スキャンデータを合計することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記Ｘ線管の電圧は、３０ｋＶから１００ｋＶまでの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記Ｘ線管の電流は、０．１ｍＡから５ｍＡまでの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記位置は、前記ジャイロスコープにより生成された第１データと関係し、前記第１データは、前記対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの方向を示すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの検出器は複数の検出器であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
成形Ｘ線ビームを投射することによって対象物をスキャンする手持ち式撮像装置であって、
中心に長手軸を有するハウジングを備え、
前記ハウジングは、
前記対象物から散乱されて検出された複数のＸ線ビームに相当するスキャンデータを生成する少なくとも一つの検出器と、
ジャイロスコープと、
加速度計と、
ディスプレイ及び前記少なくとも一つの検出器と通信する取得システムと、
前記ジャイロスコープ、前記加速度計および前記取得システムと通信するプロセッサとを備え、
前記プロセッサは、
対象物上の前記成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、
成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素の各々に亘り存在する期間を、前記複数のアクティブ画素の各々において計算し、
前記期間を用いて前記複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の前記対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成するように構成され、
前記手持ち式撮像装置は、更にスピーカを備え、前記プロセッサ及び前記スピーカは、可聴音を生成するように構成され、前記可聴音のピッチ又は周波数は、前記スキャンデータに比例して変化することを特徴とする手持ち式撮像装置。
【請求項１３】
前記成形Ｘ線ビームは、ペンシルビーム、ファンビーム、コーンビーム、単一軸回転ビーム、そして二軸回転ビームの少なくとも一つの形状であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ハウジングは、上面、前記上面と対向し且つ平行な底部、前面、前記前面と対向し且つ平行な後面、第１側部、及び前記第１側部と対向し且つ平行な第２側部を備え、前記上面は少なくとも一つのハンドルを備えることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記ハウジングは、前記前面を支えている第１立方体として構成され、台形プリズムに向かって前記中心長手軸に沿って先細りになって前記後面に到達していることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記成形Ｘ線ビームは、前記前面の中央の開口を通過して前記前面と実質的に垂直な方向に発せられることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも一つの検出器は、前記前面の近傍及び後方に位置して前記前面の中心の前記開口を取り囲むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの検出器は複数の検出器であることを特徴とする請求項１２乃至１７の何れか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【相互参照】
【０００１】
本願は、「手持ち式携帯型後方散乱検査システム」と題され、２０１５年３月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／１３６，２９９号に基づく優先権を主張する。
また、本願は、「手持ち式携帯型後方散乱検査システム」と題され、２０１５年３月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／１３６，３０５号に基づく優先権を主張する。
また、本願は、「手持ち式携帯型後方散乱検査システム」と題され、２０１５年３月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／１３６，３１５号に基づく優先権を主張する。
また、本願は、「手持ち式携帯型後方散乱検査システム」と題され、２０１５年３月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／１３６，３２２号に基づく優先権を主張する。
また、本願は、「手持ち式携帯型後方散乱検査システム」と題され、２０１５年３月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／１３６，３６２号に基づく優先権を主張する。
上述のすべての出願は、その全体が参照用として本明細書に取り込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、主に携帯型後方散乱検査システムに関し、特に、制限地域を含む検査場においてオペレータによって手で運搬され、隠匿された物資や物体を検知するためのスキャンに用いられるシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
麻薬、爆発物、通貨といった物質、また武器や生き物等の物体は、定型あるいは標的型のセキュリティーチェックで検知されないようにとの意図を以って、障壁内あるいは障壁によって隠されている。
【０００４】
今日、隠された物資や物体を検知するための様々な検知方法を用いたスキャン装置が知られている。これらのスキャン装置には、透過Ｘ線画像システム、コンプトン散乱に基づく後方散乱画像システム、熱画像カメラシステム等がある。こうしたスキャン装置は、包括的レベルのセキュリティーを提供すべく、単独であるいは組み合わせて用いられる。しかしながら、こうした装置は大型で高価になりがちだったり（透過Ｘ線画像システム）、あるいは周到に隠された物質には反応しにくくかったりする（痕跡検出機器、カメラシステム）傾向がある。そのため、こうした装置の使途は、港湾、陸上の国境、空港の検問所等の高い処理能力が求められる特定の場所に限られている。
【０００５】
それ故、比較的アクセスしにくい場所にも届き、化学的・光学的捜査をすり抜けてしまうであろう隠匿用の障壁の向こうまでスキャンできるような、コンパクト、軽量で携帯式、かつ手持ち式のシステムあるいは装置が求められている。このようなシステムあるいは装置は、万一疑わしい物質、物体や異常が検知された場合に、隠匿用障壁を破壊することなく脅威が解決できるよう、直ちにフィードバックを提供し、オペレータが隠匿されている物質や物体についての情報を得ることができるようにする必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
実施の形態によっては、本明細書は、手持ち式撮像装置から成形されたＸ線ビームを投射することによって対象物をスキャンする方法を開示する。当該装置は、成形Ｘ線ビームを投射するＸ線管を囲むハウジングと、対象物から散乱されて検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサと、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ及び前記複数の検出器と通信する取得システムとを備える。実施の形態によっては、当該方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に相当する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素の各々に亘って存在する期間を、その複数のアクティブ画素の各々にて計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて複数のアクティブ画素の各々にて、スキャンデータを訂正した後の前記対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【０００７】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームはペンシルビームである。
【０００８】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームはコーンビームである。
【０００９】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームはファンビームである。
【００１０】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは単一軸回転ビームである。
【００１１】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは二軸回転ビームである。
【００１２】
実施の形態によっては、前記手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、対象物に関しての異常を特定した後、複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。任意の選択として、異常はスピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定される。任意の選択として、前記プロセッサ及びスピーカは、前記可聴音のピッチ又は周波数が前記スキャンデータに比例して変化するように、前記可聴音を生成するように構成されている。
【００１３】
任意の選択として、前記少なくとも一つの異常の識別に際し、前記手持ち式撮像装置は、微細スキャニングパターンを用いて物体をスキャンするためにスイープされ、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。
【００１４】
実施の形態によっては、プロセッサは、第２データを受け取る。第２データは、加速度計により生成されて、対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの移動を示す。実施の形態によっては、上記方法は、前記第２データに基づいて、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の新しい位置に相当する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素の各々に対し存在する期間を前記複数のアクティブ画素の各々に対して計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて複数のアクティブ画素の各々において、スキャンデータを訂正した後の対象物の更新された画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００１５】
実施の形態によっては、新しい位置は、ジャイロスコープにより生成され更新された第１データに関連し、前記更新された第１データは対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの新しい方向を示す。
【００１６】
実施の形態によっては、取得システムは、０．０１ｍｓから１００ｍｓの間のサンプリング期間に亘る前記検出スキャンデータを合計する。
【００１７】
実施の形態によっては、前記取得システムは、１ｍｓのサンプリング期間に亘る前記検出スキャンデータを合計する。
【００１８】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電圧は、３０ｋＶから１００ｋＶの範囲にある。
【００１９】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電流は、０．１ｍＡから５ｍＡの範囲にある。
【００２０】
実施の形態によっては、位置はジャイロスコープにより生成された第１データと関係し、前記第１データは対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの方向を示す。
【００２１】
実施の形態によっては、本明細書は、成形Ｘ線ビームを投射することによって対象物をスキャンする手持ち式撮像装置のためのシステムを開示する。実施の形態によっては、システムは、中心の長手軸を有するハウジングを含む。ハウジングは、対象物から散乱されて検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープと、加速度計と、ディスプレイ及び前記複数の検出器と通信する取得システムと、前記ジャイロスコープ、前記加速度計および前記取得システムと通信するプロセッサとを含む。実施の形態によっては、前記プロセッサは、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素の各々の各々に対し存在する期間を、複数のアクティブ画素の各々に対し計算し、前記期間を用いて複数のアクティブ画素の各々にて、スキャンデータを訂正した後に対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成するように構成されている。
【００２２】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームはペンシルビームである。
【００２３】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームはコーンビームである。
【００２４】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームはファンビームである。
【００２５】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは単一軸回転ビームである。
【００２６】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは二軸回転ビームである。
【００２７】
実施の形態によっては、ハウジングは、上面、該上面に対向し且つ平行な底部、前面、前面に対向し且つ平行な後面、第１側部と、該第１側部に対向し且つ平行な第２側部を有する。前記上面は少なくとも一つのハンドルを備える。任意の選択として、ハウジングは、前記前面を支えている第１立方体として構成され、中心の長手軸に沿って台形のプリズムに向かって先細りになり後面に到達する。
【００２８】
任意の選択として、成形Ｘ線ビームは、前記前面の中央の開口を通過して前記前面と実質的に垂直方向に発せられる。任意の選択として、複数の検出器は、前記前面近傍及び後方に位置して、前記前面の中心の前記開口を包囲する。
【００２９】
実施の形態によっては、システムはスピーカを備える。前記プロセッサ及びスピーカは、前記可聴音を発生するように構成され、前記可聴音のピッチ又は周波数は前記スキャンデータに比例して変化する。
【００３０】
任意の選択として、ハウジングは、さらに、対象物から散乱された複数のＸ線ビームをコリメートするための複数の羽根を備える。任意の選択として、前記複数の羽根は、互いに実質的に平行な複数の面に配置される。任意の選択として、前記複数の羽根は、互いに実質的に平行な複数の面に配置されると共に、ファンビームの面の向きと実質的に垂直な方向に配置される。任意の選択として、前記複数の羽根は、向きが互いに実質的に発散する複数の面に配置される。任意の選択として、前記複数の羽根は、互いに実質的に集束する方向の複数の面に配置される。
【００３１】
任意の選択として、ハウジングは、さらに、対象物から散乱された複数のＸ線ビームをコリメートするための複数のコリメータ素子のグリッドを備える。さらに任意の選択として、前記グリッドは、第１及び第２の複数の櫛のセットを備え、前記複数の櫛のそれぞれは歯を備える。第１方向の前記第１セットの歯は、第２方向の前記第２セットの歯と連動する。なお、前記第２方向は、前記第１方向と実質的に直行する。任意の選択として、前記歯は、前記成形Ｘ線ビームの方向と実質的に平行な平面方向に配置されている。さらに、任意の選択として、前記歯は、互いに実質的に平行な平面方向に配置されている。任意の選択として、前記歯は、互いに実質的に発散する平面方向に配置されている。任意の選択として、前記歯は、互いに実質的に収束する平面方向に配置されている。任意の選択として、前記複数の検出器のそれぞれは、対象物上の領域にマップされる。前記領域は、コーンビームの立体角と前記複数のコリメータ素子のそれぞれの受光角とにより定められる。
【００３２】
任意の選択として、ハウジングは、さらに、第１透過パターンを有する第１回転コリメータと、第２透過パターンを有する第２回転コリメータとを備え、前記第１及び第２透過パターンは前記成形Ｘ線ビームを画定する。任意の選択として、前記第１透過パターンは、ペンシルビームの半径方向の位置を定め、一方前記第２透過パターンは、前記ペンシルビームの方位角を定める。任意の選択として、前記第１及び第２コリメータは、互いに同期して回転し、前記第１コリメータは第１速度で回転し、一方前記第２コリメータは第２速度で回転する。任意の選択として、第２速度は、第１速度よりも大きい。任意の選択として、前記第１及び第２コリメータは、異なる半径を有する実質的に円形のディスクである。任意の選択として、前記第１及び第２コリメータは、半径が等しい実質的に円形のディスクである。任意の選択として、前記第１透過パターンは、前記第１コリメータの中心点近傍の点から、前記第１コリメータの周縁部近傍の点までにらせん状に湾曲した形状で伸びるスリットである。前記第２透過パターンは、前記第２コリメータの中心点近傍の点から、前記第２コリメータの周縁部近傍の点にまで放射状に伸びるスリットである。
【００３３】
任意の選択として、前記ハウジングは、さらに、成形Ｘ線ビームを定める透過パターンを有する回転コリメータを有する。回転コリメータは、振動する成形受け台により支持され部分的に囲われている。任意の選択として、前記コリメータは、１００ＲＰＭから５０００ＲＰＭの範囲の速度で回転する。任意の選択として、前記コリメータは、２０００ＲＰＭの速度で回転する。任意の選択として、前記回転コリメータによって、前記成形Ｘ線ビームは、実質的に垂直面内の軌道をスイープし、故に、前記成形Ｘ線ビームの焦点が前記回転コリメータの平面にあるとともに前記ハウジングの中心長手軸上にある。前記振動成形受け台によって、前記成形Ｘ線ビームは、前記実質的な垂直面上を左から右に繰り返しスイープする。任意の選択として、前記コリメータは、第１半径を有する実質的に円形のディスクであり、前記成形受け台は、第２半径を有する実質的に半円形である。前記第２半径は前記第１半径より大きい。任意の選択として、前記コリメータは半径を有する実質的に円形のディスクであり、一方、前記成形受け台は、実質的に「Ｕ」又は「Ｃ」形状である。任意の選択として、前記透過パターンは、前記コリメータの中心と周縁部との間の点における開口である。前記回転および振動動作によって、共に、前記成形Ｘ線ビームは、対象物の二次元領域に亘ってラスタパターンで移動する。
【００３４】
任意の選択として、本明細書は、手持ち式撮像装置から成形Ｘ線ビームを投射することによって対象物をスキャンする方法に関する。実施の形態によっては、当該装置は、成形Ｘ線ビームを放射するＸ線管を囲んでいるハウジングと、対象物から散乱されて検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサと、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ及び前記複数の検出器と通信する取得システムとを備える。実施の形態によっては、当該方法は、プロセッサによって第１データを受け取る。前記第１データは、ジャイロスコープにより生成されて、対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの方向を示す。さらに、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算する。前記位置は前記第１データに関係する。プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに対し存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて、複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００３５】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、ペンシルビームの形である。
【００３６】
実施の形態によっては、手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、対象物に関連する少なくとも一つの異常を特定する。その後、前記第１データを受け取り、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。任意の選択として、異常は、スピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定される。さらに、任意の選択として、前記可聴音のピッチ又は周波数は、前記生成されたスキャンデータに比例する。
【００３７】
任意の選択として、前記少なくとも一つの異常の識別に際し、前記手持ち式撮像装置は、微細スキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、前記第１データを受け取り、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。任意の選択として、方法は、さらに、プロセッサにより第２データを受け取る工程を含む。前記第２データは、加速度計により生成されて、対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの移動を示す。実施の形態によっては、前記第２データに基づいて、方法は、対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの新しい方向を示すと共にプロセッサによって更新された第１データを受け取る工程を含む。プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算する。前記位置は新しい方向を示す前記更新された第１データに関連する。プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれについて計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて、前記複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の更新された画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００３８】
実施の形態によっては、取得システムは、０．０１ｍｓから１００ｍｓの間のサンプリング期間に亘る前記検出スキャンデータを合計する。
【００３９】
実施の形態によっては、取得システムは、１ｍｓのサンプリング期間に亘る前記検出スキャンデータを合計する。
【００４０】
実施の形態によっては、Ｘ線管の電圧は３０ｋＶから１００ｋＶの範囲にある。
【００４１】
実施の形態によっては、Ｘ線管の電流は０．１ｍＡから５ｍＡの範囲にある。
【００４２】
実施の形態によっては、本明細書は、成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする手持ち式撮像装置に関する。装置は、中心の長手軸を有するハウジングを含む。実施の形態によっては、ハウジングは、対象物から散乱されて検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープと、加速度計と、スピーカ、ディスプレイ及び前記複数の検出器と通信する取得システムと、前記ジャイロスコープ、前記加速度計および前記取得システムと通信するプロセッサとを含む。実施の形態によっては、前記プロセッサは、ジャイロスコープにより生成され且つ対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの方向を示す第１データを受け取るように構成される。また、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算する。前記位置は前記第１データと関連する。成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素のそれぞれに亘って存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対して計算し、前記期間を用いて、複数のアクティブ画素のそれぞれにおいてスキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００４３】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、ペンシルビームの形状である。
【００４４】
実施の形態によっては、前記ハウジングは、上面、該上面に対向し且つ平行な底部、前面、該前面に対向し且つ平行な後面、第１側部、及び該第１側部に対向し且つ平行な第２側部を備える。前記上面は少なくとも一つのハンドルを備える。任意の選択として、ハウジングは、前記前面を支えている第１立方体として構成される。第１立方体は、中心長手軸に沿って第２立方体に向かって先細りになり、前記後面で終わる。任意の選択として、成形Ｘ線ビームは、前記前面の中央の開口を通過して、前記前面と実質的に垂直方向に発せられる。任意の選択として、前記複数の検出器は、前記前面の近傍及び後方に位置し、前記前面の中央の前記開口を包囲する。任意の選択として、４セットの前記検出器を備える。
【００４５】
実施の形態によっては、本明細書は、手持ち式撮像装置から成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする方法に関する。実施の形態によっては、該装置は、成形Ｘ線ビームを放射するＸ線管を囲んでいるハウジングと、対象物から散乱された複数のＸ線ビームをコリメートするための複数の羽根と、前記複数の検出器により検出された複数のコリメートされたＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサと、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ及び前記複数の検出器と通信する取得システムとを備える。実施の形態によっては、該方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームがその複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対して計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００４６】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、ファンビームの形状である。
【００４７】
実施の形態によっては、前記手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、対象物に関する少なくとも一つの異常を特定し、その後、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、そして前記画像を生成する。任意の選択として、前記一つの異常はスピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定される。さらに任意の選択として、前記可聴音のピッチ又は周波数は前記生成されたスキャンデータに比例する。任意の選択として、前記少なくとも一つの異常の識別に際し、手持ち式撮像装置は、微細なスキャニングパターンを用いて前記物体をスキャンするためにスイープされ、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、そして前記画像を生成する。さらに任意の選択として、該方法は、更にプロセッサによって第２データを受け取る工程を有する。当該第２データは加速度計により生成されて、対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの移動を示す。前記第２データに基づいて、プロセッサを用いて対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の新しい位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを用いて、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を複数のアクティブ画素のそれぞれに対して計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し、スキャンデータを訂正した後の対象物の更新された画像を前記ディスプレイ上に生成する。任意選択で、新しい位置は、ジャイロスコープによって生成され更新された第１データに関係する。前記更新された第１データは、対象物に投写されている成形Ｘ線ビームの新しい方向を示す。
【００４８】
実施の形態によっては、取得システムは、１ｍｓのサンプリング期間に亘り前記検出スキャンデータを合計する。
【００４９】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電圧は３０ｋＶから１００ｋＶの範囲にある。
【００５０】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電流は０．１ｍＡから５ｍＡの範囲にある。
【００５１】
実施の形態によっては、位置はジャイロスコープにより生成された第１データに関連する。前記第１データは、対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの方向を示す。
【００５２】
実施の形態によっては、本明細書は、成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする手持ち式撮像装置のためのシステムを開示する。当該装置は中心の長手軸を有するハウジングを備える。実施の形態によっては、ハウジングは、対象物から散乱された複数のＸ線ビームをコリメートする複数の羽根と、複数の検出器により検出されコリメートされた複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープと、加速度計と、スピーカ、ディスプレイ及び前記複数の検出器と通信する取得システムと、前記ジャイロスコープ、前記加速度計および前記取得システムと通信するプロセッサとを備える。実施の形態によっては、プロセッサは、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対して計算し、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれに対し、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００５３】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、ファンビームの形状である。
【００５４】
実施の形態によっては、前記手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、対象物に関する少なくとも一つの異常を特定し、その後、プロセッサは、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。任意の選択として、異常はスピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定される。さらに任意の選択として、前記可聴音のピッチ又は周波数は、前記生成されたスキャンデータに比例する。任意の選択として、前記少なくとも一つの異常の特定に際し、手持ち式撮像装置は、微細なスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。
【００５５】
実施の形態によっては、ハウジングは、上面、該上面に対向し且つ平行な底部、前面、該前面に対向し平行な後面、第１側部、及び該第１側部に対向し平行な第２側部を備える。前記上面は少なくとも一つのハンドルを備える。任意の選択として、ハウジングは、前記前面を支えている第１立方体として構成され、中心の長手軸に沿って第２立方体に向かって先細りになり、前記後面に到達する。任意の選択として、成形Ｘ線ビームは、前記前面の中央の開口を通過して前記前面と実質的に垂直の方向に出てくる。任意の選択として、複数の検出器は、前記前面の近傍及び後方に位置して前記前面の中央の前記開口部を取り囲む。前記複数の羽根は、前記複数の検出器の前面で、前記前面の後方に位置する。
【００５６】
実施の形態によっては、複数の検出器は４セットの検出器を備える。
【００５７】
実施の形態によっては、前記複数の羽根の面は、前記ファンビームの面の向きに実質的に垂直な方向に配置される。任意の選択として、前記複数の羽根の面は、互いに実質的に平行、互いに実質的に発散する方向、あるいは互いに収束する方向の何れか一つに配置されている。
【００５８】
実施の形態によっては、本明細書は、手持ち式撮像装置から成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする方法を開示する。実施の形態によっては、該装置は、成形Ｘ線ビームを放射するＸ線管を囲んでいるハウジングと、対象物から散乱された複数のＸ線ビームをコリメートする複数のコリメータ素子のグリッドと、複数の検出器により検出されてコリメートされた複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサと、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ及び前記複数の検出器と通信する取得システムとを備える。実施の形態によっては、該方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対して計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれに対し、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成することを備える。
【００５９】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、コーンビームの形状である。
【００６０】
実施の形態によっては、手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされて、対象物に関連する少なくとも一つの異常を特定し、その後、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。任意の選択として、異常は、スピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定される。さらに任意の選択として、前記可聴音のピッチ又は周波数は、前記生成されたスキャンデータに比例する。任意の選択として、前記少なくとも一つの異常の特定に際し、手持ち式撮像装置は、微細スキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、その後、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。さらに任意の選択として、当該方法は、更にプロセッサにより第２データを受け取る工程を有する。当該第２データは加速度計により生成されて、対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの動きを示す。前記第２データに基づいて、方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の新しい位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームがその複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対して計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて、複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の更新された画像を前記ディスプレイ上に生成する。さらに任意の選択として、新しい場所は、ジャイロスコープにより生成され更新された第１データに関連する。前記更新された第１データは対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの新しい方向を示す。
【００６１】
実施の形態によっては、前記取得システムは、０．０１ｍｓから１００ｍｓの間のサンプリング期間に亘る前記検出スキャンデータを合計する。
【００６２】
実施の形態によっては、前記取得システムは、１ｍｓのサンプリング期間に亘る前記検出スキャンデータを合計する。
【００６３】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電圧は、３０ｋＶから１００ｋＶの範囲にある。
【００６４】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電流は、０．１ｍＡから５ｍＡの範囲にある。
【００６５】
実施の形態によっては、位置はジャイロスコープにより生成された第１データに関連し、前記第１データは対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの方向を示す。
【００６６】
実施の形態によっては、本明細書は、成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする手持ち式撮像装置のためのシステムを開示する。該装置は、中心の長手軸を有するハウジングを含み、対象物から散乱される複数のＸ線ビームをコリメートする複数のコリメータ素子のグリッドを含む。さらに、複数の検出器によって検出された複数のコリメートされたＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープと、加速度計と、スピーカ、ディスプレイ及び前記複数の検出器と通信する取得システムと、前記ジャイロスコープ、前記加速度計及び前記取得システムと通信するプロセッサとを備える。実施の形態によっては、プロセッサは、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素のそれぞれに亘って存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、前記期間を用いて、複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成するように構成されている。
【００６７】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、コーンビームの形状である。
【００６８】
実施の形態によっては、ハウジングは、上面、該上面に対向し且つ平行な底部、前面、該前面に対向し且つ平行な後面、第１側部、及び該第１側部に対向し且つ平行な第２側部を備え、前記上面は少なくとも一つのハンドルを備える。任意の選択として、ハウジングは、前記前面を支えている第１立方体として構成され、前記中心長手軸に沿って、前記後面にある第２立方体に向かって先細りになっている。任意の選択として、成形Ｘ線ビームは、前記前面の中央の開口部を通過して前記前面に実質的に垂直方向に出てくる。任意の選択として、複数の検出器は、前記前面近傍及び後方に位置して前記前面の中央の前記開口部を取り囲む。前記グリッドは、前記前面の後方で且つ前記複数の検出器の前に配置され、故に、前記複数の検出器の少なくとも一つが前記コリメータ素子毎に存在する。
【００６９】
実施の形態によっては、グリッドは、複数の櫛からなる第１及び第２セットを備え、前記複数の櫛のそれぞれは歯を備える。第１方向の前記第１セットの櫛の歯は、第２方向の前記第２セットの櫛の歯と連動する。前記第２方向は前記第１方向と実質的に直行する。任意の選択として、前記歯の面は、前記成形Ｘ線ビームの方向と実質的に平行な方向、互いに実質的に平行、互いに実質的に発散する方向、互いに実質的に収束する方向のいずれか一つに配置される。
【００７０】
実施の形態によっては、前記複数の検出器のそれぞれは、対象物上の領域にマッピングする。前記エリアは、コーンビームの立体角と前記複数のコリメータ素子のそれぞれの受光角とにより定められる。
【００７１】
実施の形態によっては、本明細書は、手持ち式撮像装置から成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする方法を開示する。実施の形態によっては、該装置は、成形Ｘ線ビームを放射するＸ線管を囲むハウジングと、第１透過パターンを有する第１回転コリメータと、第２透過パターンを有する第２回転コリメータを備える。前記第１及び第２透過パターンは、前記成形Ｘ線ビームを画定する。さらに、装置は、検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサと、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ及び前記複数の検出器と通信する取得システムとを備える。実施の形態によっては、該方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームがその複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００７２】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームはペンシルビームの形状である。任意の選択として、前記第１透過パターンはペンシルビームの放射位置を定め、一方、前記第２透過パターンは前記ペンシルビームの方位角を定める。
【００７３】
実施の形態によっては、手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされて少なくとも一つの対象物に関連する異常を特定し、その後、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。任意の選択として、異常はスピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定される。さらに任意の選択として、前記可聴音のピッチ又は周波数は前記生成されたスキャンデータに比例する。任意の選択として、前記少なくとも一つの異常の識別に際し、前記手持ち式撮像装置は、微細なスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープし、その後、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。
【００７４】
実施の形態によっては、該方法は、更にプロセッサにより第２データを受け取る工程を有し、当該第２データは加速度計により生成されると共に、対象物上に投射される成形Ｘ線ビームの動きを示す。前記第２データに基づいて、該方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の新しい位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し、スキャンデータを訂正した後の対象物の更新された画像を前記ディスプレイ上に生成する。任意の選択として、新しい場所は、ジャイロスコープにより生成され更新された第１データに関連し、前記更新された第１データは対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの新しい方向を示す。
【００７５】
実施の形態によっては、前記取得システムは、０．０１ｍｓから１００ｍｓの間のサンプリング期間に亘り検出された前記スキャンデータを合計する。
【００７６】
実施の形態によっては、前記取得システムは、１ｍｓのサンプリング期間に亘り検出された前記スキャンデータを合計する。
【００７７】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電圧は３０ｋＶから１００ｋＶの範囲にある。
【００７８】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電流は０．１ｍＡから５ｍＡの範囲にある。
【００７９】
実施の形態によっては、位置はジャイロスコープにより生成された第１データに関連し、前記第１データは、対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの方向を示す。
【００８０】
実施の形態によっては、本明細書は、成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする手持ち式撮像装置のためのシステムを開示する。当該装置は、中心の長手軸を有するハウジングを含む。実施の形態によっては、ハウジングは、第１透過パターンを有する第１回転コリメータと、第２透過パターンを有する第２回転コリメータとを有し、前記第１及び第２透過パターンは前記成形Ｘ線ビームを画定する。装置は、さらに、検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープと、加速度計と、スピーカ、ディスプレイ及び前記複数の検出器と通信する取得システムと、前記ジャイロスコープ、前記加速度計および前記取得システムと通信するプロセッサとを備える。実施の形態によっては、前記プロセッサは、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、成形Ｘ線ビームが前記複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれに対し、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００８１】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームはペンシルビームの形状である。任意の選択として、前記第１透過パターンはペンシルビームの半径方向の位置を定め、一方、前記第２透過パターンは前記ペンシルビームの方位角を定める。
【００８２】
実施の形態によっては、前記第１及び第２コリメータは同期して回転する。前記第１コリメータは第１速度で回転し、一方前記第２コリメータは第２速度で回転する。任意の選択として、前記第２速度は前記第１速度より速い。
【００８３】
実施の形態によっては、前記第１及び第２コリメータは、互いに半径が異なる実質的に円形のディスクである。
【００８４】
実施の形態によっては、前記第１及び第２コリメータは、半径が同一の実質的に円形のディスクである。
【００８５】
実施の形態によっては、第１透過パターンは、前記第１コリメータの中心点近傍の点から前記第１コリメータの周縁部近傍の点にまでらせん状に湾曲して伸びるスリットである。前記第２透過パターンは、前記第２コリメータの中心点近傍の点から前記第２コリメータの周縁部近傍の点まで放射状に伸びるスリットである。
【００８６】
実施の形態によっては、ハウジングは、上面、該上面に対向し平行な底部、前面、該前面に対向し且つ平行な後面、第１側部、該第１側部に対向し且つ平行な第２側部を備え、前記上面は少なくとも一つのハンドルを備える。任意の選択として、ハウジングは前記前面を支えている第１立方体として構成され、前記中心の長手軸に沿って、第２立方体に向かって先細りになり、前記後面で終わる。任意の選択として、前記成形Ｘ線ビームは前記前面の中央の開口を通過して、前記前面に実質的に垂直な方向に発せられる。任意の選択として、前記複数の検出器は、前記前面近傍及び後方に配置されて、前記前面の中央の前記開口を取り囲む。任意の選択として、前記第１コリメータは前記ハウジングの中央長手軸に沿って前記第２コリメータの前方に同軸に配置される。前記第１及び第２コリメータは前記前面の開口と前記Ｘ線管の開口との間に配置される。
【００８７】
実施の形態によっては、本明細書は、手持ち式撮像装置から成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする方法を開示する。実施の形態によっては、装置は、成形Ｘ線ビームを放射するＸ線管を包み込むハウジングと、前記成形Ｘ線ビームを画定する透過パターンを有する回転コリメータとを有する。回転コリメータは、振動成形受け台により支持されると共に部分的に囲まれている。装置は、さらに、検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサと、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ、及び前記複数の検出器と通信する取得システムとを備える。実施の形態によっては、方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれに対し、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成する。
【００８８】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、ペンシルビームの形状である。
【００８９】
実施の形態によっては、前記手持ち式撮像装置は、粗いスキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、対象物に関連する少なくとも一つの異常を特定する。その後、前記アクティブ画素の複数を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。任意の選択として、異常はスピーカにより生成される可聴音の変化に基づいて特定される。さらに任意の選択として、前記可聴音のピッチ又は周波数は、前記生成されたスキャンデータに比例する。任意の選択として、前記少なくとも一つの異常の識別に際し、前記手持ち式撮像装置は、微細スキャニングパターンを用いて対象物をスキャンするためにスイープされ、前記複数のアクティブ画素を計算し、前記期間を計算し、前記画像を生成する。
【００９０】
実施の形態によっては、該方法は、更にプロセッサにより第２データを受け取る工程を有する。当該第２データは加速度計により生成されると共に、対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの移動を示す。該方法は、前記第２データに基づいて、プロセッサを使用して対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の新しい位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、プロセッサを使用して、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の更新された画像を前記ディスプレイ上に生成する。任意の選択として、新しい場所は、ジャイロスコープにより生成された更新された第１データに関連し、更新された第１データは対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの新しい方向を示す。
【００９１】
実施の形態によっては、取得システムは、０．０１ｍｓから１００ｍｓの間のサンプリング期間に亘り検出された前記スキャンデータを合計する。
【００９２】
実施の形態によっては、取得システムは、１ｍｓのサンプリング期間に亘り検出された前記スキャンデータを合計する。
【００９３】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電圧は、３０ｋＶから１００ｋＶの範囲にある。
【００９４】
実施の形態によっては、前記Ｘ線管の電流は０．１ｍＡから５ｍＡの範囲にある。
【００９５】
実施の形態によっては、場所は、ジャイロスコープにより生成された第１データに関連し、第１データは対象物上に投射されている成形Ｘ線ビームの方向を示す。
【００９６】
実施の形態によっては、本明細書は、成形Ｘ線ビームを投射することで対象物をスキャンする手持ち式撮像装置を開示する。当該装置は、中央長手軸を有するハウジングを含む。実施の形態によっては、該ハウジングは、前記成形Ｘ線ビームを画定する透過パターンを有し振動成形受け台により支持され且つ受け台によって部分的に囲まれた回転コリメータと、検出された複数のＸ線ビームに対応するスキャンデータを生成する複数の検出器と、ジャイロスコープと、加速度計と、スピーカ、ディスプレイ、前記プロセッサ及び前記複数の検出器と通信する取得システムと、前記ジャイロスコープ、前記加速度計及び前記取得システムと通信するプロセッサとを含む。実施の形態によっては、前記プロセッサは、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対し計算し、前記期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれに対し、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像を前記ディスプレイ上に生成するように構成されている。
【００９７】
実施の形態によっては、前記成形Ｘ線ビームは、ペンシルビームの形状である。
【００９８】
実施の形態によっては、前記コリメータは１００ＲＰＭから５０００ＲＰＭの範囲の速度で回転する。実施の形態によっては、前記コリメータは２０００ＲＰＭの速度で回転する。
【００９９】
実施の形態によっては、回転コリメータによって、前記成形Ｘ線ビームは、実質的に垂直な平面上の軌道をスイープし、故に、前記Ｘ線ビームの焦点が前記回転コリメータの平面にあり且つ前記ハウジングの中央長手軸上にある。前記振動成形受け台によって、前記成形Ｘ線ビームは、実質的な垂直面上を左から右に繰り返しスイープする。
【０１００】
実施の形態によっては、コリメータは第１半径を有する実質的に円形のディスクであり、前記成形受け台は第２半径を有する実質的に半円であり、前記第２半径は前記第１半径より大きい。
【０１０１】
実施の形態によっては、コリメータは半径を有する実質的に円形のディスクであり、一方前記成形受け台は実質的に「Ｕ」又は「Ｃ」形状である。
【０１０２】
実施の形態によっては、透過パターンは、前記コリメータの中心と周縁部との間の点での開口である。前記回転および振動動作によって、一緒に前記成形Ｘ線ビームは対象物の二次元領域上をラスタパターンで移動する。
【０１０３】
実施の形態によっては、ハウジングは、上面、該上面に対向し且つ平行な底部、前面、該前面に対向し且つ平行な後面、第１側部、及び該第１側部に対向し且つ平行な第２側部を備え、前記上面は少なくとも一つのハンドルを備える。任意の選択として、前記ハウジングは、前記前面を支えている第１立方体として構成され、中心の長手軸に沿って、第２立方体に向かって先細りになり、前記後面で終わる。任意の選択として、成形Ｘ線ビームは、前記前面の中央の開口を介して前記前面と実質的に垂直な方向に発せられる。さらに任意の選択として、前記複数の検出器は、前記前面近傍及び後方に配置されて、前記前面の中心の前記開口を包囲する。さらに任意の選択として、前記コリメータと前記成形受け台とのそれぞれの中央は、前記ハウジングの中心長手軸と実質的に同軸である。前記コリメータと前記成形受け台とは、前記前面の開口と前記Ｘ線管の開口との間に配置される。
【０１０４】
本明細書の前記実施の形態とその他の実施の形態は、図面と以下に述べる詳細な説明において詳細に記さされる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
本明細書の上述及びその他の特徴や効果は、以下の詳細な説明を添付の図面に関連させて参照することでより十分に理解される。
【図１Ａ】本明細書の一実施の形態にかかる手持ち式携帯型スキャニング装置の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａの手持ち式携帯型スキャニング装置の縦断面図である。
【図１Ｃ】一実施の形態において、検査中の物体にＸ線ビームを投射する本明細書の手持ち式携帯型スキャニング装置を示す。
【図２Ａ】本明細書の別の実施の形態にかかる手持ち式携帯型スキャニング装置の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ａの手持ち式携帯型スキャニング装置の縦断面図である。
【図２Ｃ】一実施の形態において、検査中の物体にＸ線ビームを投射する本明細書の該手持ち式携帯型スキャニング装置を示す。
【図３Ａ】本明細書の別の実施の形態にかかる手持ち式携帯型スキャニング装置の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの手持ち式携帯型スキャニング装置の縦断面図である。
【図３Ｃ】一実施の形態において、検査中の物体にＸ線ビームを投射する本明細書の手持ち式携帯型スキャニング装置を示す。
【図３Ｄ】一実施の形態にかかる、複数の歯を有する櫛の複数を組み立てたり配置することによって作成されたコリメータグリッドを示す。
【図３Ｅ】一実施の形態にかかる、単一信号制御及び読出ケーブルを備えたカードに検出器のアレイを連結させて形成された検知モジュールを示す。
【図３Ｆ】一実施の形態にかかる、検知モジュールに連結されたコリメータグリッドを示す。
【図４Ａ】本明細書のさらに別の実施の形態にかかる手持ち式携帯型スキャニング装置の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａの手持ち式携帯型スキャニング装置の縦断面図である。
【図４Ｃ】一実施の形態にかかる、第１透過パターンを有する第１コリメータディスク、第２透過パターンを有する第２コリメータディスクを示す。
【図４Ｄ】図４Ｃの第１コリメータディスクの第１透過パターン、第２コリメータディスクの第２透過パターンによって定義されるペンシルＸ線ビームの移動、又はスイープの様々な位置を例示して示す。
【図４Ｅ】図４Ｃに示される、第１コリメータディスク及び第２コリメータディスクを回転させる第１ギア及び第２ギアのモータ駆動アセンブリを示す。
【図４Ｆ】図４Ｃに示される、第１コリメータディスク及び第２コリメータディスクを支持するために用いられる二組のフリーランニング駆動ホイール又はギアを示す。
【図４Ｇ】一実施の形態において、検査中の物体にＸ線ビームを投射する本明細書の手持ち式携帯型スキャニング装置を示す。
【図５Ａ】本明細書の更に別の実施の形態にかかる手持ち式携帯型スキャニング装置の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの手持ち式携帯型スキャニング装置の縦断面図である。
【図５Ｃ】一実施の形態にかかる、コリメータとサポート又はクレードルを有するモータ駆動コリメータアセンブリの正面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃのモータ駆動コリメータアセンブリの側面図である。
【図５Ｅ】一実施の形態にかかる、コリメータアセンブリ内に位置するＸ線管の略球形ヘッド部である。
【図５Ｆ】一実施の形態において、検査中の物体にＸ線ビームを投射する本明細書の手持ち式携帯型スキャニング装置を示す。
【図６Ａ】本明細書の一実施の形態において、複数の検出器、コリメータモータ、方位モータ及びロータリーエンコーダとデータ通信するデータ取得システムおよび処理部品を示すブロック図である。
【図６Ｂ】本明細書の一実施の形態において、複数の検出器、ジャイロスコープ及び加速度計とデータ通信するデータ取得システムおよび処理部品を示すブロック図である。
【図７Ａ】本明細書の手持ち式携帯型装置を用いて物体をスキャンする方法における典型的なステップを示したフローチャートである（前半）。
【図７Ｂ】本明細書の手持ち式携帯型装置を用いて物体をスキャンする方法における典型的なステップを示したフローチャートである（後半）。
【発明を実施するための形態】
【０１０６】
実施の形態によっては、本明細書は、手持ち式撮像装置から成形Ｘ線ビームを投射することで物体をスキャンするシステムを開示する。この装置は、ハウジングを有し、ハウジング内に、成形Ｘ線ビームを放射するＸ線管と、スキャンデータを生成する複数の検出器、ジャイロスコープ及び加速度計と通信するプロセッサ、及び取得システムを含む。実施の形態によっては、方法は、プロセッサを使用して、対象物上の成形Ｘ線ビームの相互作用の位置に対応する複数のアクティブ画素を計算し、プロセッサを使用して、成形Ｘ線ビームが複数のアクティブ画素のそれぞれに存在する期間を、複数のアクティブ画素のそれぞれに対して計算し、プロセッサを使用して、当該期間を用いて複数のアクティブ画素のそれぞれにおいて、スキャンデータを訂正した後の対象物の画像をディスプレイ上に生成する。
【０１０７】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームは、ペンシルビームである。
【０１０８】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームは、コーンビームである。
【０１０９】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームは、ファンビームである。
【０１１０】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームは、単一軸回転ビームである。
【０１１１】
実施の形態によっては、成形Ｘ線ビームは、二軸回転ビームである。
【０１１２】
本明細書は、複数の実施の形態を対象とする。当業者が本明細書を実施出来るようにするために次の開示を用意した。この明細書で用いられている言語は、いかなる特定の実施の形態の一般的な否認として解釈されてはならず、又、ここで用いられている用語の意味を超えて請求項を制限するために用いられてはならない。ここで定義された一般の原理は、本明細書の範囲から離れることなく他の実施の形態と応用例に適用することが出来る。しかも、専門語と用語は、例示的な実施の形態の記述の為に用いられており、限定するものと考えるべきではない。すなわち、本明細書は、開示される原理と特徴に一致した多数の代替物、修正物、そして同等物を含む最大限の広さの範囲を与えられるべきものである。記述を明確にするために述べると、本明細書に関連する技術分野において知られている技術的な物質に関連する詳細は、不必要に本明細書を不明瞭にしないように、詳細には記述されていない。本出願の記述と請求の範囲において、「備える」、「含む」と「有する」のそれぞれの言葉と、その語形は、言葉が関連するかも知れない言葉のリスト上の部材に限定される必要はない。
【０１１３】
＜ペンシルビーム＞
図１Ａは、手持ち式携帯型Ｘ線ベースのスキャンシステム１００の実施の形態を示す。このシステムは、撮像システム又は装置としても参照され、手荷物と、コンテナ・箱と、脅威物質や物品、又は手荷物などに隠された人に対する他の同様な物品等の対象物をスクリーニングするために使用される。なお、スクリーニングの対象物は上記に限定されない。システム１００は、一の実施の形態において、筐体またはハウジング１０５の形態に構成される。ハウジング１０５は、上面１１０、底部（図１Ａでは視認できないが、上面１１０に対向し且つ実質的に平行）、前面１１４、後面（図１Ａでは視認できないが、前面１１４に対向し且つ平行）、第１側部１１８、及び第２側部（図１Ａでは視認できないが、第１側部１１８に対向し且つ平行）を備える。一の実施の形態において、システム１００の寸法と重さとは、最適化されて、検査下の対象物をスキャンしながらも、オペレータがハウジングをうまい具合に保持し巧みに操作することが出来るようになっている。一の実施の形態において、ハウジング１０５は、第１立方体１２５（前面１１４を持つ）の形態で、中心の長軸１３０に沿って、第２立方体１３５に向かって先細りとなり、後面まで達する。一の実施の形態において、第１立方体１２５の高さ「Ｈ」は、第２立方体１３５の高さ「ｈ」より高い。しかしながら、様々な実施の形態において、ハウジング１０５の形状は、円筒、円錐、ピラミッド形、またはその他の適宜の形状を取り得る。特に、一の実施の形態において、ハウジング１０５は、第１立方体１２５の形態をとり、後面において中心の長軸１３０に沿って、第１台形プリズム１１８に取り付けられる。第１台形のプリズム１１５は、後面において先細りになり第２台形プリズム１３５に取り付けられる。
【０１１４】
少なくとも一つのハンドル１１２が、例えば上面１１０に備えられ、オペレータがハウジング１０５を片手または両手で都合良く保持することを可能とし、装置１００を巧みに操作して、前面１１４を検査下の対象物の様々な領域に向けることを可能にする。他の実施の形態において、一つ以上のハンドルが、上面１１０や底部、第１側部１１８、第２側部などの一つ以上の領域に備えられ、故に、オペレータにとって最も容易なことに依存して、装置１００の片手または両手操作が容易になる。
【０１１５】
従来は、Ｘ線は、真空での高温タングステンなどの電子の熱イオン源を用いて生成される。そして、熱イオン電子は、電界において、電子源に比べ高い電位の陽極またはターゲットに向けて加速される。概して、陽極は、タングステンまたはモリブデン等の大きな原子番号の耐火金属から作られる。電子が高電位の陽極に入射する時、陽極物質の中で電子がエネルギを失うので、Ｘ線が生成される。概して、これは、光電と制動放射の相互作用によるものであり、それによって、電子がそのエネルギを失い、Ｘ線を生成する。最終結果は、ゼロに近い値から加速電子の最大エネルギまでのＸ線エネルギの広範なスペクトルである。
【０１１６】
上述した原理は、本明細書に記述された実施の形態の各々を通じて適用され、各実施の形態に関連して繰り返さない。
【０１１７】
図１Ａと１Ｂを参照すると、ハウジング１０５は、Ｘ線管１４０を有し、Ｘ線管１４０の陽極１４１は、ターゲットと称され、開口１４２を介して、空間的局所化されたＸ線ビーム１４５を放射する。開口１４２は、穴としても称される。少なくとも一つのシールド１４３は、タングステンまたはウラニウム等のＸ線吸収物質で形成され、陽極１４１を囲むように包囲し、陽極１４１から放射されて迷放射を吸収する。開口１４２は、シールド１４３によって画定され、所定の寸法及び厚みで形成されている。この寸法及び厚みによって、開口１４２は、陽極１４１から放射されたＸ線放射をＸ線１４５の成形ビームへと成形したり又は制限するコリメータとして機能できる。一の実施の形態において、Ｘ線ビーム１４５は、ペンシルビームへと成形される。
【０１１８】
ハウジング１１５内に封入された陰極およびヒーターフィラメントアセンブリは、キロボルト電源により、陽極１４１に対して、ハウジング１１５内に封入された充電式バッテリを使用して実質的な電位差に保持される。一の実施の形態において、キロボルト電源は、少なくとも一つの管シールド１４３の周囲に巻回されている。この電位差は、ヒータフィラメントを用いて加熱された加熱陰極により熱イオン電子を自由にして、十分に早い速度で陽極１４１に向けて引き寄せられ、Ｘ線ビーム１４５の生成をもたらす。
【０１１９】
一の実施の形態において、成形Ｘ線ビーム１４５は、ハウジング１１５の前面１１４の中央の開口１４４を通過して、前面１１４とは実質的に垂直の方向に発せられる。少なくとも一つ、又は複数のＸ線後方散乱検出器１５０は、センサと称され、前面１１４の近傍で且つ前面１１４の後ろに配置される。故に、検出器１５０は、開口１４４にてＸ線ビーム１４５の発生領域を囲み、検出された後方散乱信号を最大とするために前面１１４の実質的な領域をカバーする。本明細書の実施の形態は、４セットの検出器１５０を有する。他の実施の形態では、異なる個数の検出器１５０を使用しても良い。
【０１２０】
一の観点によれば、検出器１５０は、光電子増倍管、半導体光電子増倍管のアレイ、または光ダイオードのアレイなどの適切な光学読出し器に連結された高密度無機シンチレータ（ＮａＩ、ＢＧＯ、ＬＹＳＯ、ＣｓＩ等）を備えている。その他のタイプの検出器は、光電子増倍管又は常温半導体検出器（ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＴｌＢｒ、ＨｇＩ等）に連結された無機シンチレータ（ポリビニルトルエンなど）を備える。当業者には明らかなように、四角セグメント化、円形セグメント化又は環状等の、多くの検出器形態が可能であり、一方、努力は複雑さと全体的な検出効率に対するコストのバランスを取ることである。なお、検出器形態は上記に限定されない。散乱Ｘ線放射の受信に適した検出器の表面は、ハウジング１０５の前面１１４近傍に配置される。
【０１２１】
さらに、検出器１５０は、複数の方法で動作させることができる。例えば、各検出器は、相互作用Ｘ線のエネルギスペクトルを作り上げる為に、パルスカウンティングエネルギ識別モードで動作させることができる。これにより、これらのスペクトルが、短いスキャンニング期間の間にサンプルされ、検査下の対象物の表面上の各散乱源点の位置に対するカウントレートと関連するエネルギスペクトルのマップを作りあげる。一例として、オペレータが、対象物の表面を０．２ｍ／秒のレートでビームをスキャンし、さらに、対象物での投影されたＸ線ビームの幅が１０ｍｍであると仮定する。故に、一の実施の形態では、更新レートは、ドウェル（dwell）時間（（５ｍｍ）／（２００ｍｍ／ｓ）＝２５ｍｓ）に相当するＸ線ビームの幅（この事例では５ｍｍ）の半分の移動と同じである。スペクトルのエネルギ分布は、より高エネルギのＸ線を見つけるために分析される。このＸ線は、対象物の表面から発せられる傾向のある低エネルギのＸ線に比べ、対象物のより深い位置から発せられる傾向がある。Ｘ線管から放射される最大値よりも高いエネルギの光子を分離することが可能である。その理由は、これらは、一つ以上の散乱Ｘ線が同時に検出器の中で相互作用する事象の総和か、又は、自然に発生する背景放射による事象の何れかであるからである。いずれの場合も、信号データ中に存在すアーチフェクトを補償するために使用される。
【０１２２】
Ｘ線管１４０により生成されるＸ線の最大エネルギは、検査下の対象物を透過するＸ線の能力を決定する。すなわち、最大Ｘ線エネルギが大きいほど、より多くの透過が達成される。同様に、散乱Ｘ線光子のエネルギが大きいほど、検査下の対象物を通過してＸ線検出器１５０に逃げこむ傾向がある。よって、一概念によれば、対象物の内部での検査深度を最大にするために、高Ｘ線エネルギを備えることが望ましい。
【０１２３】
信号の質を改良するために、本明細書の装置１００は、所定の信号積分またはサンプリング期間内に検出される散乱Ｘ線の数を最大にする。検査下のあるタイプの対象物の散乱Ｘ線の数は、Ｘ線源から直接に検査下の対象物に入射するＸ線の数に依存する。一定の管電圧の場合は、散乱Ｘ線信号の寸法に影響を及ぼすのは陽極の電流である。すなわち、陽極電流が大きいほど、散乱信号は大きくなる。検出器１５０等の大抵の検出システムは、ガウス点に近いところで動作され、故に、信号の変化は信号の平均値と同じである。例えば、あるカウント期間において検出器に到達する散乱Ｘ線の平均個数が１００であれば、変化は１００であり、標準偏差は１００の平方根（＝１０）となる。信号対雑音比（ＳＮＲ）は、平均を標準偏差で割ったものとして定義され、故に、この例ではＳＮＲは１００／１０＝１０となる。
【０１２４】
従って、好ましい実施の形態において、装置１００は、（透過性能を改善するために）高Ｘ線管電圧と、（散乱Ｘ線信号における信号対雑音比を改善するために）高陽極電流とを備える。しかしながら、このような要因の組合せは、高電圧部品において適切なクリアランスと沿面距離を備えるためのＸ線管部品の物理的な大きさと、関連する放射シールドとのために装置が重くなる傾向の装置になる。放射シールドは、主成形ビームをコリメートし、オペレータ及び放射検出器をＸ線管ターゲットからの逸れた放射からシールドするために必要とされる。故に、様々な実施の形態において、Ｘ線管１４０の管電圧は、管電流が０．１ｍＡから５ｍＡの間の範囲で、３０ｋＶと１００ｋＶとの間の範囲にある。
【０１２５】
動作中、図１Ｃに示されるように、成形Ｘ線ビーム１４５は、検査下の対象物１６０と相互作用して、散乱Ｘ線１４６を生成する。図示されるように、対象物１６０は、その中に物品、人または物質１６１を隠す。散乱Ｘ線１４６は、検出器１５０により検出されてスキャンデータ信号を生成する。この信号の強度は、対象物１６０の表面近傍の実効原子番号（Ｚ）に関係する。
【０１２６】
コンプトン散乱は、一般的に静止していると考えられている電子とＸ線光子との相互反応を説明する。ここで、出射するＸ線光子の角度は、コンプトン散乱式によれば、入射Ｘ線光子の方向に関係する。
【０１２７】
【数１】
0006746603.tif 000002
【０１２８】
但し、λ＝入射光子エネルギ、λ’＝出射光子エネルギ、ｍｅ＝電子質量、θ＝入射及び出射光子方向の間の角度。よって、散乱Ｘ線のエネルギは、常に入射Ｘ線より小さく、エネルギは散乱角と入射Ｘ線光子エネルギの両方に依存する。
【０１２９】
ここに記載するコンプトン散乱に関連する上記原理は、本明細書に記載された実施の形態の各々全体に適用可能であり、各実施の形態に関連して繰り返さない。
【０１３０】
＜ファンビーム＞
図２Ａは、手持ち式携帯型Ｘ線ベースのスキャンシステム２００の別の実施の形態を図示する。このシステムは、撮像システム又は装置として参照される。このシステム２００は、手荷物、コンテナ・箱、そして脅威物質や物品、又はこれらの中に隠された人に対する他の物品等の対象物のスクリーニングに使用される。なお、対象物は、上記に限定されない。実施の形態において、システム２００の部品、例えば、ハウジング２０５、上面２１０、底部、ハンドル２１２、前面１１４、後面、第１側部２１８、第２側部、第１直方体２２５、中心長手軸２３０、及び第２直方体（又は台形プリズム）２３５は、図１Ａに照らして上記した対応する部品と同様に構成されている。これら部品及び対応する変更例は、既に詳細に記載されているので、ここでは記載しない。
【０１３１】
図２Ａ及び２Ｂを参照すると、ハウジング２０５は、Ｘ線管２４０を備える。Ｘ線管２４０の陽極２４１は、ターゲットと称され、空間的に局在化されたＸ線ビーム２４５を、開口と称される開口２４２を通過させて放射する。シールド２４３は、タングステンまたはウラニウム等のＸ線吸収物質で形成され、陽極２４１から放射される迷放射を吸収するために陽極２４１を取り囲む。開口２４２は、開口２４２がコリメータとして動作可能とするような寸法及び厚みで形成されている。この開口２４２は、陽極２４１から放射されたＸ線放射を成形し、さらにＸ線２４５の成形ビームへと制限する。一の実施の形態において、Ｘ線ビーム２４５は、扇形状である。
【０１３２】
陰極及びヒーターフィラメントアセンブリ（図示せず）は、ペンシルビームの実施の形態に関連して記載された実施の形態と同様に構成されても良い。同様に、Ｘ線のエネルギと信号の品質は、ペンシルビームの実施の形態の内容について記載した方法で維持され得る。
【０１３３】
複数のコリメータ羽根、ブレード、フィン、または板２５５が、検出器２５０の前に且つ前面２１４の後方に配置され、コリメータ羽根２５５の間に複数のコリメータ素子２５６を形成する。一の実施の形態において、複数のコリメータ羽根２５５の面は、成形Ｘ線ビーム２４５の向き（すなわち、ファンビーム２４５の面）に実質的に垂直な方向、またはハウジングの前面に実質的に垂直な方向に配列される。実施の形態によっては、複数のコリメータ羽根２５５は、羽根２５５の面が実質的に互いに平行となるように配列され、その結果、垂直領域の高さ等の垂直方向の寸法が、前面２１４の高さ「Ｈ」と同じ寸法になるようにコリメータ２５５を介して見うけられる。実施の形態によっては、コリメータ羽根２５５は、集束構成に配列されて、羽根２５５の面は共に発散又は収束する方向を形成し、その結果、コリメータ羽根２５５は、前面２１４の範囲や高さ「Ｈ」よりも、垂直領域の高さなどの垂直方向の寸法が小さくなる又は大きくなるように見える。
【０１３４】
実施の形態によっては、検出器２５０は、コリメータ羽根２５５の後ろに配列され、その結果、少なくとも一つの検出器２５０が、一次元線状画像を作成するために、コリメータ素子２５６毎に存在する。
【０１３５】
動作中は、図２Ｃに示されるように、成形Ｘ線ビーム２４５は、検査下の対象物２６０と相互作用して、散乱Ｘ線２４６を生成する。図示されるように、対象物２６０は、内部に、物品や人（person）、物質２６１をその中に隠す。散乱Ｘ線２４６は、複数のコリメータ羽根２５５によりコリメートされ、次に検出器２５０により検出されてスキャンデータ信号を生成する。この信号の強度は、対象物２６０の表面近傍の実効原子番号（Ｚ）に関係する。一の実施の形態によれば、各検出器２５０は、対象物２６０の特定の焦点領域にマッピングを行う。この焦点領域は、Ｘ線ファンビーム２４５の幅と各コリメータ羽根２５５の受光角とにより画定される。
【０１３６】
＜コーンビーム＞
図３Ａは、手持ち式携帯型Ｘ線ベーススキャンシステム３００の他の実施の形態を示す。このシステムは撮像システム又は装置と称される。このシステム３００は、手荷物、コンテナ・箱、脅威物質や物品、または隠された人に対する同様な物品などの対象物のスクリーニングに使用される。実施の形態において、ハウジング３０５、上面３１０、底部、ハンドル３１２、前面３１４、後面、第１側部３１８、第２側部、第１立方体３２５、中心長手軸３３０、及び第２立方体（又は台形プリズム）３３５等のシステム３００の部品は、図１Ａについて記載した対応する部品と同様に構成されている。これらの部品とその関連する変形例とは既に詳細を記載しているので以下には記載しない。
【０１３７】
図３Ａ及び３Ｂを参照すると、ハウジング３０５は、Ｘ線管３４０を有する。Ｘ線管３４０の陽極３４１は、ターゲットと称され、空間的に局在化されたＸ線ビーム３４５を、開口と称される開口３４２を通過させて放射する。ハウジング３０５は、シールド３４３等の対応する部品を含み、図１Ａ及び１Ｂに示すものについて記載した態様で構成されている。一の実施の形態において、Ｘ線ビーム２４５はコーン形状である。
【０１３８】
陰極及びヒーターフィラメントアセンブリは、ペンシルビーム実施の形態について記載した実施の形態と同様に構成され得る。
【０１３９】
実施の形態によれば、成形Ｘ線ビーム３４５は、前面３１４の中心で開口３４４を通過して、前面３１４とは実質的に直角の方向に発せられる。複数の後方散乱Ｘ線検出器３５０は、図１Ａと１Ｂについて既に記載した検出器１５０と同様に構成され且つ動作される。図３Ｅに示されるように、実施の形態において、検出器３５０の「ｍ」列×「ｎ」行のアレイが、単一信号制御及び読出しケーブル３５２と共に、モジュールドーターカード３５１の上に配列されて、検知モジュール３５３を形成する。
【０１４０】
同様に、Ｘ線のエネルギ及び信号の質は、ペンシルビーム実施の形態について記載された態様で維持される。
【０１４１】
図３Ａ、３Ｄ〜３Ｆを参照すると、本明細書の実施の形態によれば、コリメータグリッド３５５が、検出器３５０の前方で且つ前面３１４の後方に配置される。コリメータグリッド３５５は、適宜の減衰材料（タングステン、モリブデン又は鉄等）からなる複数の櫛３６５ａ、３６５ｂを有する。複数の櫛３６５ａ、３６５ｂの各々は、複数の歯３７０ａ、３７０ｂを含む。一の実施の形態によれば、複数の櫛３６５ａ、３６５ｂは、第１方向３７１ａにおける第１セットの櫛３６５ａの歯３７０ａが、第２方向３７１ｂにおける第２セットの櫛３６５ｂの歯３７０ｂと連結することで、複数のグリッドコリメータ又はコリメータ素子３７４を有するコリメータグリッド３５５を生成するように組み立てられ配置されている。一の実施の形態において、第２方向３７１ｂは、第１方向３７１ａに対して横切るか、又は直交する方向である。一の実施の形態において、第１セットは「ｍ」個の櫛３６５ａからなり、一方、第２セットは「ｎ」個の櫛３６５ｂからなり、上面３７５に「ｍ×ｎ」行列の実施的に長方形グリッドコリメータ３７４を有するコリメータグリッド３５５を生成する。
【０１４２】
一の実施の形態において、歯３７０ａ、３７０ｂの面は、グリッドコリメータ又はコリメータ素子３７４を形成し、成形Ｘ線ビーム３４５（すなわち、コーン形状ビーム３４５）の向きと実質的に平行な方向に、又はハウジングの前面と垂直の方向にある。実施の形態によっては、複数のグリッドコリメータ又はコリメータ素子３７４は、平行構成に配列されて、歯３７０ａ、３７０ｂの面は実質的に互いに平行であり、垂直領域の高さ等の垂直方向の寸法は、コリメータ３７４を介して見ることができ、前面３１４の高さ「Ｈ」又はその範囲と同じ寸法になっている。実施の形態によっては、複数のグリッドコリメータ又はコリメータ素子３７４は、集束的な構成に配列され、歯３７０ａ、３７０ｂの面は、共に発散又は収束する向きを形成する。故に、コリメータ素子374は、前面３１４の高さ「Ｈ」の範囲よりも垂直領域の高さ等の垂直方向の寸法がより小さく又は大きくみえる。様々な実施の形態において、複数のグリッドコリメータ又はコリメータ素子３７４は、平行構成と集束的な構成との組合せで配列される。
【０１４３】
様々な実施の形態において、検出器３５０は、連動するコリメータ構造又はコリメータグリッド３５５の後方に配置され、故に、少なくとも一つの検出器３５０が、二次元のスキャン画像を生成するために、コリメータ素子毎に又はグリッドコリメータ３７４毎に存在する。図３Ｆに示されるように、コリメータグリッド３５５は、ドーターカード３５１に信号制御及び読出しケーブル３５２によって連結された検出器モジュールを含む検知モジュール３５３に連結され、故に、「ｍ×ｎ」検出器３５０のアレイがグリッド３５５の後方に位置する。
【０１４４】
動作中は、図３Ｃに示されるように、成形Ｘ線ビーム３４５は、検査下の対象物３６０と相互作用して散乱Ｘ線３４６を生成する。図示されるように、対象物３６０は、物品又は物質３６１を内部に隠している。散乱Ｘ線３４６は、複数のグリッドコリメータ又はコリメータ素子３７４によりコリメートされ、次に、検出器３５０によって検出されて、スキャンデータ信号を生成する。この信号の強度は、対象物３６０の表面近傍の実効原子番号（Ｚ）に関係する。一の実施の形態によれば、各検出器２５０は、対象物３６０の特定の焦点領域にマッピングを行う。この焦点領域は、Ｘ線コーンビーム３４５の幅と個々のコリメータ素子又はグリッドコリメータ３７４の受光角とにより画定される。
【０１４５】
従来の後方散乱画像システムは、本明細書の概念によるＸ線のコリメートされたコーン形状ビーム及びコリメータ検出器（コーンビーム配置として参照）の使用に比べ、Ｘ線のタイトにコリメートされたペンシルビーム及び非コリメート広域検出器（ペンシルビーム配置として参照）を使用する。図３Ａを参照すると、本明細書の手持ち式装置は、一の実施の形態において、外径が１９２ｍｍの前面３１４を有し（ハウジング１０５の円形断面を考慮）、検査下の対象物から１００ｍｍの距離に配置される。検出器素子３５０は、一の実施の形態において３ｍｍ×３ｍｍであり、Ｘ線源（Ｘ線管１４０）が検出器アレイ３５０のさらに３０ｍｍ後方に配置されてＸ線源の周りをシールドする空間を放射線のために用意する。本実施の形態では、ペンシルビーム配置のための５００マイクロ秒の等価ドウェル時間で、合計４０９６の検出器素子が用いられて６４画素×６４画素画像を生成する。
【０１４６】
ペンシルビーム配置対コーンビーム配置の相対的な効率を確立するために、（コーンビームの事例のために）ペンシルビームによってスキャンされるような、等価の検査領域に対する全ての検出器面（ペンシルビーム）と単一の検出器との相対的な立体角を計算するのは有用である。この計算は、コリメートされた検出器の立体角（コーンビーム配置で使用）は、全ての検出器面に対するもの（ペンシルビーム配置で使用）よりも２９０分の１の大きさしかないことを示している。
【０１４７】
５００マイクロ秒の想定ペンシルビームドウェル時間を考慮し、画素配置の個数を掛け算して画像（この場合は４０９６）を形成することは、２秒のペンシルビーム配置において見積り画像形成時間を生み出す。本明細書のコーンビーム配置の場合の計算は、ドウェル時間が、ペンシルビームの場合が等価な画像統計を達成する場合に対するものよりも２９０倍長くあるべきと提案する。しかし、単一の露光で全ての画素データが並列に収集される。また、コーンビーム配置の場合、画像露光時間は、等価なペンシルビームのものよりも５０％以上短い。これは、０．０３秒から０．１秒の範囲の画像露光時間をもたらす。従って、ニア・リアルタイム二次元画像検査が、本明細書のコーンビーム配置におけるコンプトン散乱検査を用いて可能となる。
【０１４８】
＜単一軸回転ビーム＞
図４Ａは、手持ち式携帯型Ｘ線ベーススキャンシステム４００の実施の形態を示す。このシステム４００は、撮像システム又は装置として参照され、手荷物、コンテナ・箱、及び脅威物質や物品、そこに隠された人に対する同様な物体などの対象物のスクリーニングに使用される。実施の形態において、システム４００の部品、例えば、ハウジング４０５、上面４１０、底部、ハンドル４１２、前面４１４、後面、第１側部４１８、第２側部、第１立方体４２５、中心長手軸４３０、及び第２立方体（又は台形プリズム）４３５は、図１Ａについて記載した対応する部品と同様に構成されている。これらの部品とその関連する変形例は、既に詳細を記載しているので以下に記載しない。
【０１４９】
図４Ａと４Ｂを参照すると、ハウジング４０５は、Ｘ線管４４０を備える。Ｘ線管４４０の陽極４４１は、ターゲットと称され、空間的に局在化されたＸ線ビーム４４５ａを、開口と称される開口４４２を通過させて放射する。シールド４４３は、タングステンまたはウラニウム等のＸ線吸収物質で作成され、陽極を取り囲んで、陽極４４１から放射される迷放射を吸収する。開口４４２は、高吸収ブロック又は物質（大抵はタングステンや鋼、鉛）によって画定され、陽極４４１から放射されるＸ線放射を制限し、Ｘ線放射が、Ｘ線のビーム４４５ａの形でＸ線管４４０から発せられることを可能にする。陰極及びヒーターフィラメントアセンブリは、ペンシルビーム実施の形態に関連して記載された実施の形態と同様に構成され得る。
【０１５０】
本明細書の実施の形態によれば、Ｘ線ビーム４４５ａは、ハウジング４０５内に配置されたコリメータアセンブリ４７０によりコリメートされて、成形Ｘ線ビーム４４５ｂを生成する。一の実施の形態によれば、Ｘ線ビーム４４５ｂはペンシルビームに成形される。一の実施の形態によれば、成形Ｘ線ビーム４４５ｂは、前面４１４の中央の開口４４４を通過して、前面４１４とは実質的に垂直な方向に出てくる。複数のＸ線後方散乱検出器４５０が、前面４１４の近傍且つその後方に配置され、故に、検出器４５０は、開口４４４でのＸ線ビーム４４５ｂの出現を取り囲み、検出される後方散乱信号を最大とするために前面４１４の実質的な領域をカバーする。本説明書の実施の形態は、４セットの検出器４５０を備え、この検出器４５０はセンサと称される。
【０１５１】
コリメータアセンブリ４７０の実施の形態は、第１コリメータ４７２を備える。第１コリメータ４７２は、第１制限素子と称され、第２コリメータ４７４の前に同軸に配置されている。なお、第２コリメータ４７４は、第２制限素子としても参照される。一の実施の形態において、第１及び第２コリメータ４７２、４７４は、開口４４３と４４４との間に配置され、故に、コリメータアセンブリ４７０がＸ線ビーム４４５ａを成形Ｘ線ビーム４４５ｂに画定し、形を決め、又は形成する。
【０１５２】
図４Ａから４Ｆを参照すると、一の実施の形態において、第１及び第２コリメータ４７２、４７４は、互いに異なる又は同じ半径を有する実質的に円形のディスクである。一の実施の形態において、第１及び第２コリメータ４７２、４７４のそれぞれの中心は、ハウジング４０５の中心長手軸４３０と同軸である。第１コリメータ４７２は、貫通スリット４７３の形状をした第１透過パターンを備える。貫通スリット４７３は、中心４７５近傍の点から素子４７２の外周近傍の点までにらせん状に湾曲した形状で伸びる。第２コリメータ４７４は、貫通スリット４７７の形状をした第２透過パターンを有する。スリット４７７は、中心４７６近傍の点から素子４７４の外周近傍の点までに半径方向に伸びる。従って、二つのコリメータ４７２、４７４が同時に回転している時、第１及び第２透過パターン又はスリット４７３、４７７は、それぞれ、検査下の対象物の面を横切るスキャンニングＸ線ペンシルビーム４４５ｂを生成する。
【０１５３】
一の実施の形態において、第１透過パターン４７３は、ペンシルビーム４４５ｂの半径方向の位置を定め、一方、第２透過パターン４７７は、ペンシルビーム４４５ｂの方位角を定める。例えば、図４Ｄに示されるように、コリメータ４７２、４７４（図４Ｄにそれらが互いにオーバーラップし示されているので、二つのコリメータディスク４７２、４７４が一つのディスクとして見える）は、互いに相対的に回転するので、ペンシルビーム４４５ｂの位置は、外周の位置４８０ａから同軸中心４７５、４６６の位置４８０ｄまで、中間位置４８０ｂ、４８０ｃを介して移動又はスイープする。
【０１５４】
図４Ｅは、第１と第２ギア又は駆動輪４８６、４９７をそれぞれ用いて、第１及び第２コリメータ４７２、４７４を駆動するモータ４８５を示す。当業者には明らかなように、ギア４８６、４８７は、駆動輪と称され、二つのコリメータディスク４７２、４７４の各周縁部に作成された噛合ギヤ歯と係合する。一の実施の形態において、第１及び第２ギア４８６、４８７は、コリメータディスク４７２、４７４を回転させ、故に、二つのコリメータ４７２、４７４は、互いに同じ速度で同じ方向にしかし異なる速度で回転し、ビーム４４５ａを成形Ｘ線ビーム４４５ｂへと形成する。一の実施の形態において、コリメータディスク４７４は、コリメータディスク４７２の回転速度に比べて、より早く回転する。一の実施の形態において、コリメータディスク４７２は、コリメータディスク４７４の回転速度に比べて、より早く回転する。一の実施の形態において、共通の軸（図では見えない）に固定された駆動輪又はギア４８６、４８７は、モータ４８５により駆動されてコリメータディスク４７２、４７４を回転し、一方、二組のさらなるフリーランニングホイール４８８、４８９（モータ４８５により駆動されない）は、図４Ｆに示されるように、コリメータディスク４７２、４７４を支持して、Ｘ線管４４０（又は開口４４２）に対するホイールの位置又は方位を維持する。
【０１５５】
複数のＸ線後方散乱検出器３５０は、図１Ａと１Ｂについて既に記載された検出器１５０と同様に構成され動作される。同様に、Ｘ線のエネルギと信号の質とは、ペンシルビーム実施の形態において記載された態様で維持できる。
【０１５６】
動作中は、図４Ｇに示されるように、成形Ｘ線ビーム４４５ｂは、検査下の対象物４４６と相互作用して散乱Ｘ線４６０を生成する。図示されるように、対象物４６０は、内部に物品又は物質４６１を隠している。次に、散乱Ｘ線４４６は、検出器４５０によって検出されてスキャンデータ信号を生成する。このスキャンニングデータ信号の強度は、対象物３６０の表面近傍の実効原子番号（Ｚ）に関係する。一つ以上の前述したコリメータシステムのいずれも、この単一軸回転ビーム実施の形態と組み合わせて、散乱Ｘ線を効率的に検出する。
【０１５７】
＜二軸回転ビーム＞
図５Ａは、手持ち式携帯型Ｘ線ベーススキャンシステム５００の実施の形態を示す。このシステム５００は、撮像システム又は装置としても称され、手荷物、コンテナ・箱、及び脅威物質や物品、そこに隠された人に対する同様な物体などの対象物のスクリーニングに使用される。実施の形態において、システム５００の部品、例えば、ハウジング５０５、上面５１０、底部、ハンドル５１２、前面５１４、後面、第１側部５１８、第２側部、第１立方体５２５、中心長手軸５３０、及び第２立方体（台形プリズム）５３５は、図１Ａについて説明された対応する部品と同様に構成されている。これらの部品とその関連する変形例は、繰り返しを避けるため以下に記載しない。
【０１５８】
図５Ａと５Ｂを参照すると、ハウジング５０５は、Ｘ線管５４０（図５Ｂにおいてハウジング５０５から分離されて示される）を備える。Ｘ線管５４０の陽極５４１は、ターゲットと称され、空間的に局在化されたＸ線ビーム５４５ａを、開口として称される開口５４２を通過して放射する。シールド５４３が、タングステン、鋼鉄、鉛又はウラニウム等のＸ線吸収部材で形成され、陽極５４１を取り囲み包むように配置され、陽極５４１から放射される迷放射を吸収する。さらに、陽極は、高吸収ブロック又は材料５９３（大抵は、タングステンや鋼鉄、鉛）によって囲まれる。高吸収ブロック又は材料５９３を通過して開口５４２が画定される。一の実施の形態において、開口５４２は、コーンビームコリメータスロットであり、陽極５４１からビーム５４５ａの形で放射されるＸ線放射用の全体領域を、後述する移動コリメータ素子と共に画定する。実施の形態によっては、開口５４２は、Ｘ線ビーム５４５ａがコーンビームとして発せられるように成形されている。また、一の実施の形態において、Ｘ線管５４０の頭部は、開口５４２を有し、実質的に球形形状に成形されている。陰極及びヒーターフィラメントアセンブリ（図示せず）は、ペンシルビーム実施の形態に関連して記載された実施の形態と同様に構成されている。
【０１５９】
コリメータアセンブリ５７０の実施の形態は、コリメータ５７２を備え、コリメータ５７２は制限素子と称される。コリメータ５７２は、成形サポート又はクレードル素子５７４により部分的に包囲される。様々な実施の形態において、サポート又はクレードル５７４は、実質的に半円、「Ｕ」又は「Ｃ」形状を有する。一の実施の形態において、コリメータ５７２は、第１半径を有する円形ディスクである。一の実施の形態において、クレードル５７４が実質的に半円形状である場合に、クレードル５７４は、第１半径よりも大きな第２半径を有する。故に、クレードル５７４は部分的にコリメータ５７２を囲い込む。一の実施の形態によれば、コリメータ５７２及びクレードル５７４は、開口５４３及び５４４の間に配置され、故に、コリメータアセンブリ５７０の移動が、Ｘ線ビーム５４５ａをペンシル成形Ｘ線ビーム５４５ｂに定め、成形し、又は形成する。
【０１６０】
次に、図５Ａから５Ｅを参照すると、一の実施の形態において、コリメータ５７２とクレードル５７４のそれぞれの中心は、ハウジング５０５の中心長手軸５３０に実質的に同軸である。コリメータ５７２は、素子５７２の中心と周縁部との間の点で、貫通開口５７３の形で透過パターンを有する。コリメータ５７２は、中心長手軸５３０を中心に、成形クレードル５７４によって支持されたベアリング５８２を介して回転可能である。クレードル５７４は、ピボットマウントに固定され、クレードル５７４が垂直軸を中心に往復動できるようになっている。本明細書の観点によれば、モータ５８５は、中心長手軸５３０を中心に、ある速度でコリメータ５７２を回転又はスピンさせ、一方、支持素子又はクレードル５７４は、垂直軸５３２を中心に左右に振動又は往復動し、故に、回転する又はスピンするコリメータ５７２を振動又は往復動させる。様々な実施の形態において、コリメータ５７２は、１００から５０００ＲＰＭまでの間の範囲の速度で回転する。一の実施の形態において、コリメータ５７２の速度は２０００ＲＰＭである。
【０１６１】
回転するコリメータ５７２は、ペンシルビーム５４５ｂを定める。このペンシルビーム５４５ｂは、実質的に垂直面上の軌道をスイープし、この面上において、Ｘ線の焦点がコリメータの平面にあり、且つベアリング５８２の長手軸５３０上にある。クレードル５７４の振動又は往復動とそれによるコリメータ５７２の動きとによって、ペンシルビーム５４５ｂを、実質的に垂直な面上を、左から右に、そして再び戻るようにスイープさせる。コリメータアセンブリ５７０の回転又はスピン、そして往復動又は振動の組合せ効果は、ペンシルビーム５４５ｂが検査下の対象物の二次元領域全体にラスタパターンで動くことである。図５Ｅは、移動するコリメータアセンブリ５７０の内部に配置されたＸ線管５４０を示す。故に、Ｘ線管５４０の実質的球形状頭部５９０は、開口５４２を有し、当該頭部５９０と回転コリメータ５７２（クレードル５７４によって支持される）とが、Ｘ線ビーム５４５ｂがスキャンされるときに、タイトな放射コリメートを可能にする。Ｘ線管５４０の実質的球形状頭部５９０によって、回転し且つロッキングする又は往復動するコリメータ５７２が、最小の放射線漏れで、頭部５９０の回りを効率良く動くことが出来る。
【０１６２】
複数のＸ線後方散乱検出器５５０は、図１Ａと１Ｂについて記載された検出器１５０と同様に構成され動作される。同様に、Ｘ線のエネルギ及び信号の質は、ペンシルビーム実施の形態において記載した態様で維持される。
【０１６３】
一の実施の形態において、検出器５５０は、光電子増倍管への光ガイド読出しを備えたシンチレータベースの検出器アレイである。
【０１６４】
動作中は、図５Ｆに示されるように、成形Ｘ線ビーム５４５ｂは、検査下の対象物５６０と相互作用して散乱Ｘ線５４６を生成する。図示されるように、対象物５６０は、内部に物体や物質５６１を隠している。次に、散乱Ｘ線５４６は、検出器５５０によって検出されてスキャンデータ信号を生成する。スキャンデータ信号の強度は、対象物５６０の表面近傍の実効原子番号（Ｚ）に関係する。上記に開示したコリメータシステムの一つ又は組合せはいずれも、本実施の形態と組み合わせることができる。
【０１６５】
コリメータの位置は、画像を正確に訂正するのに用いられる。図６Ａを参照すると、複数のセンサ６４０が使用されて、データを取得し、そしてそのデータをデータ取得システム（ＤＡＱ）６１０に伝達する。なお、複数のセンサ６４０は、上記実施の形態において記載した少なくとも一つの検出器又は検出器システムに相当する。次に、ＤＡＱ６１０は、コリメータの動作を作る責任を負うモータドライバを制御する。係るモータは、方位角モータ６７５とコリメータモータ６７０とを備える。ロータリエンコーダ６８０は、コリメータの絶対的な位置をモニタし、次に、その情報をＤＡＱ６１０に提供する。ＤＡＱ６１０は、次に、その情報を使用して、係る位置データに基づいて取得した画像を訂正する。
【０１６６】
図６Ｂに示されるように、他の実施の形態において、複数の検出器６４５により生成されたスキャンデータ６０５は、ＤＡＱ６１０に蓄積される。なお、複数の検出器６４５は、上記実施の形態で記載した少なくとも一つの検出器又は検出器システムに相当する。ＤＡＱ６１０において、スキャンデータ６０５は、適切な又は最適なサンプリングタイムスロット、時間ビン又は期間において合計される。サンプリング期間が短いほど、収集されたスキャンデータはノイズが多いが、しかし空間的な位置に関してはより正確又は集束されることを認識すべきである。様々な実施の形態において、スキャンデータ６０５のサンプリングタイムスロット、時間ビン又は期間は、０．０１ｍｓと１００ｍｓの間で変化する。一の実施の形態において、スキャンデータ６０５のサンプリングタイムスロット又は期間は、１ｍｓの期間である。マイクロプロセッサ又はデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等のプロセッシング素子６５０は、ＤＡＱ６１０とデータ通信を行い、少なくともスキャンデータ６０５を使用して複数の分析又は計算を行う。一の実施の形態において、スキャンデータ６０５は、一つ以上の時間的なサンプリング周期に亘って計算された平均スキャン信号レベルを、背景基準レベルと比較することで分析される。サンプル信号と背景レベルの間の差が大きいほど、散乱する対象物はより実体がある。
【０１６７】
ファンビームが使用される実施の形態において、分析は、空間的な局在化と小さな例外の検出とを可能にするために、複数のコリメータ羽根２５５（図２Ａ、２Ｂ）の各々の後方で、独立して計算される。更なる実施の形態において、信号対雑音比を改良するために、検出散乱信号６０５の強度が、画素ベース及びトータル信号データ分析の加重和を計算することにより、全ての検出器６４５に対して見積もられる。なお、検出器６４５は、上記実施の形態において記載した少なくとも１つの検出器又は検出器システムに相当する。
【０１６８】
本明細書の観点によれば、上記の実施の形態（図６Ａ、６Ｂに示される）の各々に対し、検出スキャンデータ６０５が使用されて、オペレータに対するアラーム又はフィードバックを生成する。様々な実施の形態において、アラーム又はフィードバックは、検査下の対象物のスキャン画像や可聴音の形態をとる。従って、検出された散乱スキャンデータ６０５は、スピーカ６１５を用いて、可聴音又はアラームに変換され、そのピッチ又は周波数は、一の実施の形態では、散乱信号に正比例する。例えば、スピーカ６１５は、約１００Ｈｚの背景音を発し、１０００の検出された散乱Ｘ線の平均信号が約４００Ｈｚの周波数を生じさせる。よって、５００の検出散乱Ｘ線の信号を生成する散乱対象物は、約２５０Ｈｚの音を生じる。当業者には、音、ピッチ又は周波数の指数関数的な増大となって、高散乱対象物よりも低散乱対象物に対し大きなコントラストを与えるような、検出された散乱信号と可聴音又はアラームとの間の他のマッピングが想定できることが理解される。
【０１６９】
Ｘ線光子が検査下の対象物と相互作用する可能性は、その対象物の原子番号に強く依存する。すなわち、原子番号が大きいほど、相互作用の可能性が高くなる。同様に、コンプトン散乱Ｘ線を吸収する可能性も、検査下の対象物の原子番号に強く依存する。従って、コンプトン後方散乱信号は、有機物質や人などの低原子番号の物質に対しては最も高く、鋼や鉛などの大きな原子番号物質に対しては最も小さいことが、当業者には知られている。
【０１７０】
追加で又は代替で、検査下の対象物のスキャン画像が、少なくとも一つのディスプレイ６２０に表示される。スキャン画像などの視覚フィードバックは、オペレータが、１の散乱対象物と他のものとの間の微妙な差異に気付けるようにするためには効果的である。その理由は、人の視覚系が形状を見分け、そしてこれらの形状を（銃やナイフなどの）特定の脅威物に関連付ける生まれながらの能力を持っているからである。図６Ｂを参照すると、スキャン画像を形成するために、本明細書の実施の形態は、３Ｄジャイロスコープ６２５や３Ｄ加速度計をそれぞれのハウジング内に備える。３Ｄジャイロスコープ６２５は、Ｘ線ビーム又は３Ｄ空間での手持ち式装置の絶対的位置又は向いている方向を示す第１データストリームを追跡するのに用いられる。一方、３Ｄ加速度計６３０は、３Ｄ空間でのＸ線ビームの高速の相対移動を示す第２データストリームを追跡する。一の実施の形態において、第１及び第２データストリームは、プロセッシング素子６５０へと入力されて当該素子６５０によって組み合わされ、オペレータによる（上記実施の形態における）ビーム又は手持ち式装置の急速な移動に反応する場合においても、スキャン動作の間の全ての時間におけるＸ線ビームの位置又は座標６４０を生成する。
【０１７１】
本明細書の観点によれば、３Ｄ空間でのＸ線ビームのそれぞれの位置又は座標は、検査下の対象物において、特定の空間位置に対応する複数のアクティブ画素に関連し、ここでは、Ｘ線ビームが相互作用している。これらのアクティブ画素は、一緒に画像を構成する他の潜在的なアクティブ画素のマトリックス内に配置されている。特定のシナリオでは、オペレータが対象物をＸ線ビームで一回以上スイープして、複数のスキャンフレームが画像の画素に貢献を引き起こすようにすることが合理的である。従って、定量的画像を確実にするために、各画素の明るさ又はスキャンデータは、その画素位置における全Ｘ線ビームドウェル時間によって訂正される。このドウェル時間は、Ｘ線ビームが各アクティブ画素に亘って存在する全ての期間に亘って計算される。
【０１７２】
検査下の対象物に到達するＸ線の数は、Ｘ線ビームコリメータ開口とビーム発散とにより定まる。次に、Ｘ線ビームにより覆われる検査下の対象物の領域は、検査下の対象物からＸ線源までの距離によって決定される。すなわち、距離が大きいほど、Ｘ線ビームにより覆われる対象物の領域は大きくなる。検出器に戻る散乱Ｘ線の数は、検査下の対象物と検出器アレイとの間の距離に反比例する。よって、一つの動作条件において、上記の様々な実施の形態として記載された本明細書の手持ち式装置は、検査下の対象物に近くに保持される。よって、Ｘ線ビームにより照射される対象物の領域は小さく、検出器によって収集される散乱信号の部分は高い。
【０１７３】
図７は、本明細書の手持ち式携帯型装置より投射されるＸ線ビームを用いて、対象物をスキャンする方法の複数の代表的なステップを示すフローチャートである。ステップ７０５において、オペレータは、最初に、粗いスキャニングパターンを使用して対象物上をＸ線ビームでスイープし、その間に、可聴音の変化が、対象物に関連した異常を特定するための一次フィードバックとして使用される。粗いスキャニングパターンは、一の実施の形態において、Ｘ線ビームの対象物の表面に亘る相当に迅速なスキャニング又はスイープ移動を指す。なお、対象物の表面は、一般なスキャニング領域と称される。この場合、粗いスキャニングパターンは、一般なスキャニング領域を覆うＸ線カバレッジの第１濃度を有するものとして定義される。仮に、ステップ７１０において何の異常も特定されない場合、次に、ステップ７１２において対象物のスキャンが停止され、必要に応じて、別の対象物に対する新しいスキャンセッションを始めることが出来る。しかし、ステップ７１０にて異常が確認された場合は、オペレータは、ステップ７１５に進み、異常領域周辺をＸ線ビームの微細スキャニングパターン又は比較的低速の移動を行う。この場合、微細スキャンニングパターンは、異常領域に亘るＸ線カバレッジの第２濃度を有するものとして定義される。なお、異常領域は、一般のスキャニング領域よりも小さいが、当該スキャニング領域の内部に位置することを理解すべきである。さらに、微細スキャニングパターンと関連する第２濃度は、粗いスキャニングパターンと関連する第１濃度よりも大きいことを理解すべきである。
【０１７４】
対象物の微細スキャニングを開始すると、次のタスクが遂行される。ステップ７１６にて、対象物に投射されるＸ線ビームの指し示す方向を表すデータが、３Ｄジャイロスコープから入力される。ステップ７１７にて、Ｘ線ビームの方向に相当する複数のアクティブ画素が計算される。ステップ７１８にて、各アクティブ画素の各々でのＸ線ビームのドウェル時間が計算される。ステップ７１９にて、スキャンニングデータ信号を訂正した後のスキャン画像が、ドウェル時間を用いて生成される。ステップ７２０にて、３Ｄ加速度計からのデータが取得され、ステップ７１６にて取得されたＸ線ビームの方向に対するＸ線ビームの移動があるか否かをチェックする。ステップ７２３にて、Ｘ線ビームの移動が検出されない場合は、ステップ７１７から７２０がＸ線ビームの移動が検出されるまで繰り返される。
【０１７５】
しかし、ステップ７２３にて、Ｘ線ビームの移動が検出された場合は、次に以下のタスクが実行される。ステップ７２５にて、Ｘ線ビームの移動に起因するＸ線ビームの新しい方向を表すデータが３Ｄジャイロスコープから入力される。ステップ７２６にて、Ｘ線ビームの新しい方向に相当する複数のアクティブ新画素が計算される。ステップ７２７にて、アクティブ新画素の各々のＸ線ビームのドウェル時間が計算される。ステップ７２８にて、各アクティブ画素においてドウェル時間訂正をスキャンデータ信号に適用した後に、アップデートされたスキャン画像が生成される。
【０１７６】
ステップ７３０にて、３Ｄ加速度計からのデータが再び取得されて、Ｘ線ビームの継続する移動があるかチェックする。ステップ７３３にて、Ｘ線ビームが今なお動いているか又は対象物に亘ってスイープしていると判断される場合は、ステップ７２５から７３０を、Ｘ線ビームのスイープ動作が停止するまで繰り返す。しかしながら、ステップ７３３にて、投射されたＸ線ビームの検出された移動がない場合は、ステップ７３５にてチェックが行われ、スキャンを停止すべきか（その場合はステップ７４０へ進む）、又は他のスキャンセッション又はイベントがステップ７０５から先に始めるべきかどうかを判断する。ステップ７１９や７２８で生成されたスキャン画像は、オペレータによって視覚的に分析されて、異常の更なる特徴を決定し、異常が良性又は脅威として宣言する。
【０１７７】
本明細書の様々な実施の形態では、上述した実施の形態の装置などの本明細書の手持ち式装置は、レーザービーム距離計を含み、又は、当業者に周知の適宜な光センサビームが使用されて、光学的な可視光又はレーザービームをＸ線ビームの中心路に沿って伝搬させる（例えば、Ｘ線ビームのパスにおいて薄い金で被覆したマイラフィルム反射器を用いてレーザービームを偏向することによって）。方向を持った光又はレーザービームが使用されて、検査下の対象物から手持ち式装置までの距離を計算する。故に、検査下の対象物の三次元の面の周りを取り囲むＸ線画像を生成するために、（ジャイロスコープや加速度計のデータの組合せを取り入れて、対象物の面までの測定された距離を使用して）対象物の表面が三次元（３Ｄ）空間に再現される。そのような三次元の眺めは、異常又は脅威の対象物、又は領域の正確な位置を特定し、又は評価をより良く見極めるために、画像解釈者又はオペレータを支援する。
【０１７８】
上記の例は、本明細書のシステムの複数の適用例の単なる例示である。本明細書の実施の形態の幾つかを記載したが、本発明は、本発明の権利範囲から逸脱せずに多くの特定の形式において実施されることを理解すべきである。従って、本実施例と本実施の形態は、例示であって限定ではなく、本発明は、添付の請求項の権利範囲内で変更され得る。
【符号の説明】
【０１７９】
１００  手持ち式撮像装置
１０５  ハウジング
１５０  検出器
６１０  取得システム
６１５  スピーカ
６２０  ディスプレイ
６２５  ジャイロスコープ
６３０  加速度計
６５０  プロセッサ
【図１Ａ】
0006746603.tif 000003
【図１Ｂ】
0006746603.tif 000004
【図１Ｃ】
0006746603.tif 000005
【図２Ａ】
0006746603.tif 000006
【図２Ｂ】
0006746603.tif 000007
【図２Ｃ】
0006746603.tif 000008
【図３Ａ】
0006746603.tif 000009
【図３Ｂ】
0006746603.tif 000010
【図３Ｃ】
0006746603.tif 000011
【図３Ｄ】
0006746603.tif 000012
【図３Ｅ】
0006746603.tif 000013
【図３Ｆ】
0006746603.tif 000014
【図４Ａ】
0006746603.tif 000015
【図４Ｂ】
0006746603.tif 000016
【図４Ｃ】
0006746603.tif 000017
【図４Ｄ】
0006746603.tif 000018
【図４Ｅ】
0006746603.tif 000019
【図４Ｆ】
0006746603.tif 000020
【図４Ｇ】
0006746603.tif 000021
【図５Ａ】
0006746603.tif 000022
【図５Ｂ】
0006746603.tif 000023
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
0006746603.tif 000027
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
0006746603.tif 000029
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
0006746603.tif 000031