(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を読み取るガラス線量計読取装置であって、
紫外線を発する光源、および、前記光源が発した紫外線の光量を変化させる照射量可変部を備え、前記蛍光ガラス素子に紫外線を照射する照射部と、
前記蛍光ガラス素子が発した蛍光を検出して電気信号を出力する光電変換部と、
前記光電変換部が出力した電気信号をアナログ／デジタル変換して得た出力パルスの数をカウントする光子計数部と、
前記光子計数部がカウントした出力パルスの数および前記蛍光ガラス素子に照射された紫外線の光量に基づいて前記蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を算出する線量算出部と、
前記光子計数部がカウントした出力パルスの数に基づいて前記照射量可変部に制御信号を送信して前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を制御する照射量制御部と、
を具備したことを特徴とするガラス線量計読取装置。
【請求項２】
前記照射量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の範囲に収まるように前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項３】
前記照射量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の値以下である場合には前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を上げることを特徴とする請求項２に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項４】
前記照射量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の値以上である場合には前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を下げることを特徴とする請求項２または３に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項５】
前記照射量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が所定の範囲に収まるまで前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を繰り返し制御することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項６】
前記照射量制御部は、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数が互いに異なる複数の範囲のうちのいずれかの範囲に属するかを判定して、属する範囲に応じて前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を制御することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項７】
前記照射量可変部は、減光フィルタを備え、前記減光フィルタに前記光源が発した紫外線を通過させることにより前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を変化させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項８】
前記照射量可変部は、液晶シャッタを備え、前記液晶シャッタに前記光源が発した紫外線を通過させることにより前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を変化させることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項９】
前記光源が発光ダイオードであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項１０】
前記光源がレーザダイオードであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項１１】
前記光電変換部が光電子増倍管であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【請求項１２】
前記光電変換部がアバランシェフォトダイオードであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のガラス線量計読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線励起により蛍光ガラス素子が発する蛍光の強度に基づいて、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を読み取るガラス線量計読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光ガラス素子は、放射線被ばく線量を測定するための検出素子として、原子力分野や医療分野などの放射線を取り扱う分野において広く用いられている。蛍光ガラス素子は、例えば、銀イオンを含有したリン酸塩ガラスからなる。放射線が照射されて活性化された蛍光ガラス素子は、波長３００〜４００ｎｍの紫外線の照射により励起すると、蛍光を発する（いわゆるラジオフォトルミネッセンス現象。以下、「ＲＰＬ現象」という。）。この蛍光強度は、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量（以下、「被照射線量」という。）に比例することから、蛍光強度を測定することによって、被照射線量を読み取ることができる（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
蛍光ガラス素子の被照射線量は、ガラス線量計読取装置（以下、「読取装置」という。）を用いて読み取られる。一般的な読取装置は、固体レーザ発振器などの励起光光源、光電子増倍管、アナログ積算部、および、線量算出部を備えている。
【０００４】
被照射線量の読取りは、蛍光ガラス素子を読取装置に装着して行われる。まず、固体レーザ発振器が発したレーザ光を紫外線透過フィルタに通して紫外線を選択的に取り出して、蛍光ガラス素子に照射する。そうすると、蛍光ガラス素子は、被照射線量に比例した強度の蛍光を発する。続いて、光電子増倍管を用いて、蛍光ガラス素子が発した蛍光を電流信号に変換した後、アナログ積算部において、互いに時刻の異なる第１および第２のサンプリング時間における信号量を求める。
【０００５】
その後、線量算出部において、第１および第２のサンプリング時間における信号量から蛍光強度、ひいては、蛍光ガラス素子の被照射線量を算出する。ここで、蛍光ガラス素子が発する蛍光成分には、ＲＰＬ現象による成分の他に、ノイズ成分が含まれている。このノイズ成分には、蛍光ガラス素子固有の減衰時定数の短い第１のノイズ成分（いわゆるプレドース成分）、ガラス素子表面に付着した汚れなどから発せられる減衰時定数の短い第２のノイズ成分、および、原因不明の減衰時定数の長い第３のノイズ成分が含まれている。そのため、線量算出部において、各成分の減衰時定数の差異を利用して、ＲＰＬ現象による成分とノイズ成分とを時間分解し、ノイズ成分を除去する。そして、ＲＰＬ現象による成分から被照射線量を算出する。このようにして、蛍光ガラス素子の被照射線量を精度良く読み取ることができる（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１４４１０号公報
【特許文献２】特開平８−２２０２３５号公報
【特許文献３】特開昭５９−１９０６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したとおり、読取装置の励起光光源には、通常、固体レーザ発振器のような出力エネルギーの高い光源が用いられるが、固体レーザ発振器は、大型かつ高価であるため、読取装置も、大型かつ高価になってしまう。そこで、読取装置の小型化・低価格化のニーズに応えるために、読取装置の励起光光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることが提案されている。
【０００８】
しかし、発光ダイオード（ＬＥＤ）は、固体レーザ発振器に比べて、出力エネルギーが小さい。そのため、蛍光ガラス素子の被照射線量が小さいと、ＲＰＬ現象により生じる蛍光強度が微弱になってしまう。このような場合に、上述したアナログ積算方式を用いて光電子増倍管からの出力信号の処理を行うと、Ｓ／Ｎ比が小さくなってしまい、線量算出部において、ＲＰＬ現象による成分とノイズ成分とを十分に分解できず、被照射線量を精度良く算出することができない。すなわち、アナログ積算方式を用いると、低線量の被照射線量を精度良く読み取ることができない。
【０００９】
そこで、上述したアナログ積算方式に代えて、フォトンカウンティング方式（光子計数法）を用いることが考えられる。フォトンカウンティング方式を用いた読取りは、光子計数部において、光電子増倍管からのパルス電気信号を電流／電圧変換（以下、「Ｉ／Ｖ変換」という。）およびアナログ／デジタル変換（以下、「Ａ／Ｄ変換」という。）して出力パルスを得て、互いに時刻の異なる第１および第２のサンプリング時間あたりの出力パルスの数（以下、「カウント値」という。）をカウントする。そして、線量算出部において、カウント値から被照射線量を算出する。
【００１０】
ここで、図１０は、カウント値とカウント漏れの割合との関係の一例を示したグラフである。図１０から、カウント値が１００００までは、カウント漏れはほとんど生じないが、カウント値が１００００を超えると、カウント漏れが大きくなることが分かる。蛍光ガラス素子の被照射線量が大きく、蛍光強度が強い場合には、出力パルスが過密となり、複数の出力パルスが重なり合ってしまう。そうすると、光子計数部において、重なり合った複数の出力パルスが１個の出力パルスとしてカウントされてしまい、カウント漏れが生じてしまう。その結果、線量算出部において、読取量が実際の被照射線量より低く算出されてしまう。すなわち、フォトンカウンティング方式を用いると、高線量の被照射線量を精度良く読み取ることができない。
【００１１】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、小型化・低価格化を可能とし、かつ、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を広範囲に渡って精度良く読み取ることができるガラス線量計読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係るガラス線量計読取装置は、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を読み取る読取装置であって、紫外線を発する光源、および、前記光源が発した紫外線の光量を変化させる照射量可変部を備え、前記蛍光ガラス素子に紫外線を照射する照射部と、前記蛍光ガラス素子が発した蛍光を検出して電気信号を出力する光電変換部と、前記光電変換部が出力した電気信号をアナログ／デジタル変換して得た出力パルスの数をカウントする光子計数部と、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数および前記蛍光ガラス素子に照射された紫外線の光量に基づいて前記蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を算出する線量算出部と、前記光子計数部がカウントした出力パルスの数に基づいて前記照射量可変部に制御信号を送信して前記蛍光ガラス素子に照射する紫外線の光量を制御する照射量制御部と、を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小型化・低価格化を可能とし、かつ、蛍光ガラス素子に照射された放射線線量を広範囲に渡って精度良く読み取ることができるガラス線量計読取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガラス線量計読取装置の全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るガラス線量計読取装置の概略構造を示した部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るガラス線量計読取装置の照射量可変部を示した斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るガラス線量計読取装置の光子計数部を説明するための部分構成図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るガラス線量計読取装置の照射量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るガラス線量計読取装置を説明するための表であって、第１回目の計測時および再計測時において、光源からの光が通過する通過窓および蛍光ガラス素子に照射される紫外線の光量を示した表である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るガラス線量計読取装置の照射量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るガラス線量計読取装置のカウント部がカウントしたカウント値と照射量決定部が決定する通過窓との対応関係を示した表である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るガラス線量計読取装置の全体構成図である。
【図１０】ガラス線量計読取装置の光子計数部がカウントしたカウント値とカウント漏れの割合との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係るガラス線量計読取装置について、図１ないし図５を用いて説明する。
【００１６】
まず、本実施形態に係るガラス線量計読取装置の構造・構成の概要について、図１ないし図３を用いて説明する。図１は、ガラス線量計読取装置の全体構成図である。図２は、ガラス線量計読取装置の概略構造を示した部分断面図である。図３は、ガラス線量計読取装置の照射量可変部を示した斜視図である。
【００１７】
本実施形態に係るガラス線量計読取装置は、蛍光ガラス素子１０に照射された放射線線量を読み取る装置である。蛍光ガラス素子１０は、被照射線量を測定するための検出素子であり、例えば、銀イオンを含有したリン酸塩ガラスからなる。放射線が照射されて活性化された蛍光ガラス素子１０は、波長３００〜４００ｎｍの紫外線２０ａの照射により励起すると、蛍光１０ａを発する。読取装置は、蛍光ガラス素子１０が発する蛍光１０ａの強度が蛍光ガラス素子１０の被照射線量に比例する特性を利用して、蛍光ガラス素子１０の被照射線量を読み取る。
【００１８】
本実施形態に係るガラス線量計読取装置は、照射部２０、光電変換部、および、コントローラユニット５０などを備えている。本実施形態において、光電変換部は、光電子増倍管４０である。
【００１９】
照射部２０は、蛍光ガラス素子１０に紫外線２０ａを照射する役割を果たす。照射部２０は、光源２２、電源２４、半球レンズ２６、紫外線透過フィルタ２８、および、照射量可変部３０を備えている。
【００２０】
本実施形態では、光源２２は、例えば発光ダイオードであり、電源２４に接続されている。電源２４は、ケーブル５２を介してコントローラユニット５０に接続されていて、後述する照射量制御部７０からの制御信号に基づいて、光源２２に一定量の電流を供給する。  本実施形態では、光源２２は、４ｋｗ／ｍ２程度の光（例えば、パルス幅１μｓｅｃ，２０ｋＰｕｌｓｅ／ｓｅｃ）２２ａを発する。光源２２が発した光２２ａは、半球レンズ２６を通過して集光された後、照射量可変部３０に向かう。
【００２１】
ここで、照射量可変部３０について、図３を用いて説明する。照射量可変部３０は、後述する照射量制御部７０からの制御信号に基づいて、蛍光ガラス素子１０に照射する紫外線２０ａの光量（以下、「紫外線照射量」という。）を変化させる役割を果たす。本実施形態では、照射量可変部３０は、図３に示したように、照射量可変板３２、駆動装置３６、および、シャフト３６ａを有している。
【００２２】
照射量可変板３２は、円板状に形成されていて、光源２２が発した光２２ａの光路に垂直に配置されている。照射量可変板３２には、４つの通過窓（第１〜第４の通過窓）３２ａ〜３２ｄが周方向に等間隔に形成されている。第１〜第４の通過窓３２ａ〜３２ｄは、時計回りに順に配置されている。
【００２３】
第１〜第３の通過窓３２ａ〜３２ｃのそれぞれには、通過する光２２ａの量を減少させる第１〜第３の減光フィルタ３４ａ〜３４ｃが嵌め込まれている。詳しくは、第１〜第３の減光フィルタ３４ａ〜３４ｃは、通過する光２２ａの量をそれぞれ１／１０００，１／１００，１／１０に減少させる減光性能を有している。なお、第４の通過窓３２ｄには、減光フィルタは嵌め込まれておらず、光量を変化させずに光２２ａを通過させる。
【００２４】
駆動装置３６は、シャフト３６ａを介して、照射量可変板３２に接続されている。駆動装置３６は、紫外線２０ａが第１〜第４の通過窓３２ａ〜３２ｄのいずれかを通過するように、照射量可変板３２を軸中心に反時計回りに回転させる。駆動装置３６は、ケーブル５４を介してコントローラユニット５０に接続されていて、後述する照射量制御部７０からの制御信号に基づいて、照射量可変板３２を回転させる。
【００２５】
照射量可変部３０を通過した光２２ａは、紫外線透過フィルタ２８を透過して、紫外線２０ａのみが蛍光ガラス素子１０の側面に照射される。ここで、紫外線透過フィルタ２８は、光源２２が発した光のうち波長３００〜４００ｎｍの紫外線２０ａを選択的に透過させる。上述したとおり、放射線が照射された蛍光ガラス素子１０は、照射部２０からの紫外線２０ａが照射されると、蛍光１０ａを発する。
【００２６】
照射部２０は、図２に示したように、矩形状の第１ケース１２０内に収納されている。第１ケース１２０は、底板１２２および上蓋１２４から構成されていて、上蓋１２４が底板１２２に対して開閉可能に取り付けられている。
【００２７】
底板１２２には、図２に示したように、第１ケース１２０の内部を第１空間１２０ａと第２空間１２０ｂとに仕切る隔壁１２６が形成されている。光源２２、電源２４、半球レンズ２６、紫外線透過フィルタ２８、および、照射量可変部３０は、第１空間１２０ａに収納されている。また、蛍光ガラス素子１０は、第２空間１２０ｂに設置される。隔壁１２６には、スリット１２６ａが形成されていて、紫外線透過フィルタ２８を通過した紫外線２０ａは、スリット１２６ａを通過して、蛍光ガラス素子１０に照射される。隔壁１２６は、第１空間１２０ａ内の散乱光が蛍光ガラス素子１０に入射するのを防ぐ役割を果たす。
【００２８】
被照射線量の読取りは、上蓋１２４を開いて、矩形板状の蛍光ガラス素子１０を底板１２２の第２空間１２０ｂ側に形成されたガラス素子保持部１２２ａに装着した後、上蓋１２４を閉めて行われる。上蓋１２４を閉めた状態では、第１ケース１２０の内部は、暗室になっている。
【００２９】
蛍光ガラス素子１０の側面に紫外線２０ａが照射されると、蛍光ガラス素子１０の下面側から蛍光１０ａが発せられる。蛍光１０ａは、底板１２２に形成された出射窓１２２ｂを通って、第１ケース１２０の下方に設けられた第２ケース１２８内に入射する。第２ケース１２８内に入射した蛍光１０ａは、半球レンズ１１２を通過して平行光にされた後、ミラー１１４により方向転換される。その後、蛍光１０ａは、干渉フィルタ１１６を通過した後、半球レンズ１１８を通過して集光されて、光電子増倍管４０に入射する。なお、第１ケース１２０内の紫外線２０ａが第２ケース１２８内に入射しないように、第２ケース１２８の入射窓１２８ｂは、紫外線除去フィルタ１１０で塞がれている。
【００３０】
光電子増倍管４０は、光電効果を利用して光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電管の一種であって、電流増幅（電子増倍）機能を有する高感度光検出器である。光電子増倍管４０に入射した蛍光１０ａは、光電陰極から光電子を叩き出す。叩き出された光電子は、印加電圧により加速されて第１ダイノードに衝突して、光電子１個あたり複数個の二次電子を叩き出す。叩き出された二次電子は、第２ダイノードに衝突して、より多くの二次電子を叩き出す。光電子増倍管４０は、これを繰り返すことにより二次電子を増倍して、陽極に到達した二次電子を、パルス電流信号４０ａとして取り出す。
【００３１】
光電子増倍管４０は、図２に示したように、第２ケース１２８と隣接して、第１ケース１２０の下方に設けられている。光電子増倍管４０の側面には、冷却用のヒートシンク４２が取り付けられている。
【００３２】
コントローラユニット５０は、光子計数部６０、照射量制御部７０、線量算出部８０、記録部９０、および、表示部１００を備えている。
【００３３】
光子計数部６０は、光電子増倍管４０が出力したパルス電気信号４０ａをＩ／Ｖ変換およびＡ／Ｄ変換して得た出力パルスの数を、光子計数法を用いてカウントする。照射量制御部７０は、光子計数部６０がカウントした出力パルスの数に基づいて、照射量可変部３０に制御信号を送信して、紫外線照射量を制御する。線量算出部８０は、光子計数部６０がカウントした出力パルスの数および紫外線照射量に基づいて、蛍光ガラス素子１０の被照射線量を算出する。また、表示部１００は、例えばディスプレイであって、線量算出部８０が算出した被照射線量を表示する。
【００３４】
コントローラユニット５０は、光電子増倍管４０と隣接して、第１ケース１２０の下方に設けられている。コントローラユニット５０の照射量制御部７０は、ケーブル５２，５４を介して、電源２４および駆動装置３６に接続されている。
【００３５】
次に、光子計数部６０について、図４を用いて、詳細に説明する。図４は、ガラス線量計読取装置の光子計数部を説明するための部分構成図である。
【００３６】
光子計数部６０は、Ｉ／Ｖ変換・増幅部６２、Ａ／Ｄ変換部６４、および、カウント部６６を有している。
【００３７】
Ｉ／Ｖ変換・増幅部６２は、光電子増倍管４０が出力したパルス電流信号４０ａを受信して、Ｉ／Ｖ変換回路および増幅回路により、パルス電圧信号６２ａを生成して、出力する。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換部６４は、Ｉ／Ｖ変換・増幅部６２が出力したパルス電圧信号６２ａを受信して、比較回路により、パルス電圧信号６２ａの値を所定のしきい値と比較する。そして、Ａ／Ｄ変換部６４は、パルス電圧信号６２ａの値がしきい値より低い場合には、ノイズ成分と判断して「０」を出力して、パルス電圧信号６２ａの値がしきい値より高い場合には、信号成分と判断して「１」を出力する。このようにして、Ａ／Ｄ変換部６４は、デジタルパルス信号６４ａを出力する。
【００３９】
カウント部６６は、Ａ／Ｄ変換部６４が出力したデジタルパルス信号６４ａを受信して、デジタルパルス信号６４ａに含まれる単位時間あたりの出力パルスの数をカウントする。
【００４０】
詳しくは、カウント部６６は、光源２２の発光後２μｓｅｃから７μｓｅｃまでの５μｓｅｃ間（以下、「第１のサンプリング時間」という。）および光源２２の発光後４０μｓｅｃから４５μｓｅｃまでの５μｓｅｃ間（以下、「第２のサンプリング時間」という。）における出力パルスの数をカウントする。本実施形態では、１回の計測につき、光源２２を２００００回発光させて、蛍光ガラス素子１０を２００００回発光させる。そして、カウント部６６は、２００００個のデジタルパルス信号６４ａを受信して、２００００回分の出力パルスの数を積算する。すなわち、カウント部６６は、第１のサンプリング時間における出力パルスの積算数（以下、「第１のカウント値」という。）、および、第２のサンプリング時間における出力パルスの積算数（以下、「第２のカウント値」という。）を求める。カウント部６６は、第１のカウント値および第２のカウント値を含むカウント値データ６６ａを出力する。
【００４１】
ここで、光電子増倍管４０からの出力信号の処理に光子計数法を用いると、上述したとおり、蛍光強度が強く、サンプリング時間に検出されるフォトンの数が極端に多いと、カウント漏れが生じてしまう。一方、蛍光強度が微弱で、サンプリング時間に検出されるフォトンの数が極端に少ないと、カウント値のばらつきが大きくなってしまう。
【００４２】
そこで、本実施形態に係るガラス線量計読取装置の照射量制御部７０は、カウント値を適正範囲に収めるために、照射部２０の照射量をフィードバック制御する。照射量制御部７０について、図５および図６を用いて、詳細に説明する。図５は、ガラス線量計読取装置の照射量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。図６は、第１回目の計測時および再計測時において、光源からの光が通過する通過窓および蛍光ガラス素子に照射される紫外線の光量を示した表である。
【００４３】
照射量制御部７０は、データ送信部７２、再計測要否判定部７４、照射量決定部７６、および、制御信号出力部７８を有している。
【００４４】
データ送信部７２は、カウント部６６が出力したカウント値データ６６ａを受信して、カウント値データ６６ａを再計測要否判定部７４および線量算出部８０に送信する。
【００４５】
再計測要否判定部７４は、カウント値データ６６ａを受信して、カウント値が所定の範囲（例えば１０００以上）に収まっているか否かを判定する。本実施形態では、再計測要否判定部７４は、第１のカウント値が１０００以上であるか否かを判定する。再計測要否判定部７４は、カウント値が１０００以上である場合には、線量算出部８０に算出指示信号７４ａを出力する。
【００４６】
一方、再計測要否判定部７４は、カウント値が１０００未満である場合には、照射量決定部７６に再計測指示信号７４ｂを出力する。
【００４７】
照射量決定部７６は、再計測指示信号７４ｂを受信すると、光源２２からの光２２ａが第１〜第４の通過窓３２ａ〜３２ｄのうちのいずれの通過窓を通過したかについての情報（以下、「通過窓データ」という。）７６ａを記録部９０から読み込んで、その通過窓より減光性能の低い通過窓を決定する。そして、照射量決定部７６は、決定した通過窓の情報を含む通過窓データ７６ａを記録部９０および制御信号出力部７８に出力する。記録部９０は、通過窓データ７６ａを保存する。
【００４８】
制御信号出力部７８は、通過窓データ７６ａを受信すると、ケーブル５４を介して、駆動装置３６に制御信号７８ａを出力する。制御信号７８ａを受信した駆動装置３６は、光源２２からの光２２ａが照射量決定部７６で決定した通過窓を通過するように、照射量可変板３２を軸中心に反時計回りに４５°だけ回転させる。同時に、制御信号出力部７８は、ケーブル５２を介して、電源２４に制御信号７８ａを出力する。制御信号７８ａを受信した電源２４は、照射量可変板３２の回転後に光源２２に一定量の電流を供給して、再度、光源２２を発光させる。
【００４９】
本実施形態では、図６に示したように、第１回目の計測時（初期設定時）では、照射量可変板３２は、光源２２からの光２２ａが第１の通過窓３２ａを通過するように位置合わせされている。すなわち、光源２２からの光２２ａは、光量を１／１０００に減少させる第１の遮光フィルタ３４ａを通過して、４Ｗ／ｍ２の紫外線２０ａが蛍光ガラス素子１０に照射される。そして、再計測要否判定部７４によって、カウント値が１０００未満であると判断された場合には、照射量可変板３２は、駆動装置３６によって、光源２２からの光２２ａが第２の通過窓３２ｂを通過するように回転する。
【００５０】
その後、再度、光源２２が発光して、第２回目の計測が開始される。第２回目の計測時では、光源２２からの光２２ａは、光量を１／１００に減少させる第２の減光フィルタ３４ｂを通過する。そのため、第２回目の計測時の紫外線照射量は、第１回目の計測時の紫外線照射量の１０倍の０．０４Ｗ／ｍ２となる。その結果、第２回目の計測時のカウント値は、第１回目の計測時のカウント値に比べて増加する。そして、再計測要否判定部７４によって、再度、第２回目の計測時のカウント値が１０００以上であるか否かが判断される。
【００５１】
このようにして、照射量制御部７０は、カウント値が１０００以上になるまで、光源２２からの光２２ａが通過する通過窓を第１〜４の通過窓３２ａ〜３２ｄの順に切り替える。そして、紫外線照射量を徐々に増加させて、繰り返し計測する。
【００５２】
次に、線量算出部８０について、図５を用いて、詳細に説明する。
【００５３】
線量算出部８０は、再計測要否判定部７４が出力した算出指示信号７４ａを受信すると、記録部９０から通過窓データ７６ａを読み込む。線量算出部８０は、記録部９０から読み込んだ通過窓データ７６ａに含まれる通過窓の情報から、紫外線照射量を換算する。例えば、図６に示したように、光源２２からの光２２ａが通過窓３２ｃを通過した場合には、紫外線照射量は、０．４ｋＷ／ｍ２である。
【００５４】
線量算出部８０は、データ送信部７２から受信したカウント値データ６６ａに含まれるカウント値、および、紫外線照射量に基づいて、蛍光ガラス素子１０の被照射線量を算出する。
【００５５】
詳しくは、線量算出部８０は、ＲＰＬ現象による成分とノイズ成分との減衰時定数が互いに異なることを利用して、ＲＰＬ現象による成分とノイズ成分とを時間分解して、ノイズ成分を除去する。具体的には、線量算出部８０は、第１のカウント値から第２のカウント値を差し引いて、ノイズ成分に起因する出力パルスを除去して、ＲＰＬ現象に起因する出力パルスの積算数（すなわち、ノイズ除去後のカウント値）を求める。その後、線量算出部８０は、ＲＰＬ現象に起因する出力パルスの数と紫外線照射量との関係から、被照射線量を算出する。
【００５６】
線量算出部８０は、算出した被照射線量を含む線量データ８０ａを表示部１００に出力する。表示部１００は、線量データ８０ａを受信して、被照射線量を表示する。
【００５７】
本実施形態に係るガラス線量計読取装置の効果について説明する。
【００５８】
本実施形態によれば、光電子増倍管４０からの出力信号の処理に光子計数法を用いるため、大型かつ高価な固体レーザ発振器などの出力エネルギーの高い光源の代わりに、発光ダイオードなどの出力エネルギーの低い光源２２を採用することができる。その結果、ガラス線量計読取装置を小型化かつ安価にすることができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、蛍光ガラス素子１０の被照射線量が小さく、蛍光強度が微弱な場合、照射量制御部７０により、カウント値が適正範囲（例えば１０００以上）に収まるように照射部２０の照射量をフィードバック制御する。そして、適正範囲に収まったカウント値に基づいて被照射線量を算出する。したがって、低線量の被照射線量について精度良く読み取ることができる。
【００６０】
さらに、本実施形態によれば、照射量制御部７０は、再計測を行う度に紫外線光量を徐々に上げて、蛍光ガラス素子１０の発光強度を徐々に強くする。そのため、光電子増倍管４０の受光面が損傷しにくい。また、カウント値も小さな値から徐々に大きくなるため、カウント漏れも生じにくい。したがって、高線量の被照射線量について精度良く読み取ることができる。
【００６１】
以上より、本実施形態に係るガラス線量計読取装置は、小型化かつ安価であり、かつ、被照射線量を広範囲に渡って精度良く読み取ることができる。
【００６２】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係るガラス線量計読取装置について、図７および図８を用いて説明する。図７は、ガラス線量計読取装置の照射量制御部および線量算出部を説明するための部分構成図である。図８は、ガラス線量計読取装置のカウント部がカウントしたカウント値と照射量決定部が決定する通過窓との対応関係を示した表である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００６３】
本実施形態では、第１回目の計測時（初期設定時）では、照射量可変板３２は、光源２２からの光２２ａが第３の通過窓３２ｃを通過するように位置合わせされている。
【００６４】
データ送信部７２は、カウント部６６が出力したカウント値データ６６ａを受信して、カウント値データ６６ａを再計測要否判定部７４、照射量決定部７６、および、線量算出部８０に送信する。
【００６５】
再計測要否判定部７４は、カウント値データ６６ａを受信して、第１のカウント値が所定の範囲（例えば１０００以上１００００未満）に収まっているか否かを判定する。再計測要否判定部７４は、カウント値が１０００以上１００００未満に収まっている場合には、線量算出部８０に算出指示信号７４ａを出力する。
【００６６】
一方、再計測要否判定部７４は、第１のカウント値が１０００以上１００００未満に収まっていない場合には、照射量決定部７６に再計測指示信号７４ｂを出力する。照射量決定部７６は、再計測指示信号７４ｂを受信すると、図８に示したカウント値と光源からの光が通過する通過窓との対応関係に基づいて、カウント値データ６６ａに含まれるカウント値に対応する通過窓を選び出す。
【００６７】
例えば、照射量決定部７６は、第１回目の計測時のカウント値が５００である場合には、光源２２からの光２２ａが通過する通過窓を第４の通過窓３２ｄに決定する。その結果、第２回目の計測時での紫外線照射量が第１回目の計測時での紫外線照射量より増加して、カウント値も増加する。また、第１回目の計測時のカウント値が１２０００である場合には、光源２２からの光２２ａが通過する通過窓を第２の通過窓３２ｂに決定する。その結果、第２回目の計測時での紫外線照射量が第１回目の計測時での紫外線照射量より減少して、カウント値も減少する。
【００６８】
本実施形態によれば、１度のフィードバック制御によって、カウント値を適正範囲に近づけて、被照射線量を算出する。そのため、本実施形態によれば、第１の実施形態に比べて、被照射線量の読取り時間を短くすることができる。
【００６９】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係るガラス線量計測定装置について、図９を用いて説明する。図９は、ガラス線量計測定装置の全体構成図である。なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００７０】
本実施形態では、照射量可変部３０は、液晶シャッタ３８を有している。液晶シャッタ３８は、光源２２が発した光２２ａの光路上に設置されていて、ケーブルを介して照射量制御部７０に接続されている。液晶シャッタ３８は、照射量制御部７０からの制御信号に基づいて、透過する光２２ａの量、すなわち、蛍光ガラス素子１０に照射する紫外線２０ａの光量を変化させる。
【００７１】
本実施形態によれば、蛍光ガラス素子１０への照射量を離散的に変化させる第１の実施形態と異なり、蛍光ガラス素子１０に照射する紫外線２０ａの光量を連続的に変化させることができる。
【００７２】
［他の実施形態］
上記の実施形態は、単なる例示であって、本発明は、これらに限定されることはない。上記の実施形態では、光源２２として、発光ダイオードを用いたが、レーザダイオードを用いても良い。また、上記の実施形態では、光電変換部として、光電子増倍管４０を用いたが、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を用いても良い。さらに、光子計数部６０、照射量制御部７０および線量算出部８０は、１以上のコンピュータによって構成されても良い。
【００７３】
また、上記の実施形態では、再計測要否判定部７４において、第１のカウント値が適正範囲に収まっているか否かを判断したが、第２のカウント値が適正範囲に収まっているか否かを判断しても良い。
【００７４】
また、上記の実施形態では、ノイズ成分の除去処理は、線量算出部８０で行われているが、カウント部６６で行われても良い。すなわち、カウント部６６は、ノイズ成分の除去処理を行って、ＲＰＬ現象に起因する出力パルスの積算数（すなわち、ノイズ除去後のカウント値）を含むカウント値データ６６ａを生成する。そして、再計測要否判定部７４は、ノイズ除去後のカウント値が適正範囲に収まっているか否かを判断しても良い。
【００７５】
さらに、集光およびコリメートに使用している半球レンズ２６，１１２は、コリメート光が得られるものであれば、非球面レンズや球レンズなどを使用しても良い。同様に、半球レンズ１１８についても、非球面レンズや球レンズ、あるいは、光ファイバケーブルなどを用いても良い。また、第１および第２の実施形態において、照射量可変板３２には、４つの通過窓３２ａ〜３２ｃが形成されているが、５つ以上の通過窓を形成して、さらに読取りレンジを増やすこともできる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…蛍光ガラス素子、１０ａ…蛍光、２０…照射部、２０ａ…紫外線、２２…光源、２４…電源、２６…半球レンズ、２８…紫外線透過フィルタ、３０…照射量可変部、３２ａ〜３２ｄ…第１〜第４の通過窓、３４ａ〜３４ｃ…第１〜第３の減光フィルタ、３６…駆動装置、３６ａ…シャフト、３８…液晶シャッタ、４０…光電子増倍管、４０ａ…パルス電流信号、４２…ヒートシンク、５０…コントローラユニット、５２，５４…ケーブル、６０…光子計数部、６２…Ｉ／Ｖ変換・増幅部、６２ａ…パルス電圧信号、６４…Ａ／Ｄ変換部、６４ａ…デジタルパルス信号、６６…カウント部、６６ａ…カウント値データ、７０…照射量制御部、７２…データ送信部、７４…再計測要否判定部、７４ａ…算出指示信号、７４ｂ…再計測指示信号、７６…照射量決定部、７６ａ…通過窓データ、７８…制御信号出力部、７８ａ…制御信号、８０…線量算出部、８０ａ…線量データ、９０…記録部、１００…表示部、１１０…紫外線除去フィルタ、１１２…半球レンズ、１１４…ミラー、１１６…干渉フィルタ、１１８…半球レンズ、１２０…第１ケース、１２０ａ…第１ケース内の第１空間、１２０ｂ…第１ケース内の第２空間、１２２…第１ケースの底板、１２２ａ…ガラス素子保持部、１２２ｂ…出射窓、１２４…第１ケースの上蓋、１２６…隔壁、１２６ａ…スリット、１２８…第２ケース、１２８ａ…入射窓
【図１】
0005422811.tif 000002
【図２】
0005422811.tif 000003
【図３】
0005422811.tif 000004
【図４】
0005422811.tif 000005
【図５】
0005422811.tif 000006
【図６】
0005422811.tif 000007
【図７】
0005422811.tif 000008
【図８】
0005422811.tif 000009
【図９】
0005422811.tif 000010
【図１０】
0005422811.tif 000011