(57)【要約】【課題】精度の高い放射線量の測定が可能な放射線測定装置を提供する。【解決手段】放射線測定装置は、放射線を検出したときにパルスを出力する放射線検出部と、放射線の測定が開始されてから一定の期間において、所定期間毎に検出されたパルスの数に基づいて、放射線量を算出する信号処理部と、信号処理部での放射線量の算出結果に基づいて所定期間の長さを調整する期間調整部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出したときにパルスを出力する放射線検出部と、
放射線の測定が開始されてから一定の期間において、所定期間毎に検出されたパルスの数に基づいて、放射線量を算出する信号処理部と、
前記信号処理部での前記放射線量の算出結果に基づいて前記所定期間の長さを調整する期間調整部とを備える、放射線測定装置。
【請求項２】
前記期間調整部は、前記放射線量の算出結果として前記放射線量の値が高い場合には、前記放射線量の値が低い場合よりも前記所定期間を短くする、請求項１記載の放射線測定装置。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記所定期間に複数のパルスが入力された場合にはパルスの数を加算しない、請求項１または２記載の放射線測定装置。
【請求項４】
放射線量の値の範囲と所定期間の長さとがそれぞれ対応付けられた期間調整テーブルを備え、
前記期間調整部は、前記期間調整テーブルに従って前記所定期間の長さを調整する、請求項１〜３のいずれかに記載の放射線量測定装置。
【請求項５】
前記期間調整部は、前記一定の期間毎の前記放射線量の値が所定条件を満たした場合に前記所定期間の長さを調整する、請求項１〜４のいずれかに記載の放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射線測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放射線測定に関して種々の方式で評価することが提案されており、個人線量計などの放射線測定装置においては、半導体センサによって放射線が検出され、その検出信号を計数し線量として表示する技術が一般的である。
【０００３】
半導体センサやそれを搭載している基板などに物理的な衝撃が加わると、半導体センサやそれを取り巻く回路の物理的な歪に起因してノイズが発生し、誤動作の原因となる。
【０００４】
信頼性の高い測定を確保するために、振動衝撃によって起こる線量誤計数を低減することが不可欠であり、より確実なノイズ除去方法が要望されている。
【０００５】
この点で、ある時間（タイムスロット）内に複数の放射線が入射した場合には放射線の入射ではなく振動の影響であると判定して測定結果を無効として破棄することによりノイズを除去する方式が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
図９は、放射線検出の仕組みについて説明する概念図である。
図９を参照して、一般的には、半導体センサとしてフォトダイオードが用いられ、当該フォトダイオードに入射された放射線に従い検出信号が出力され、検出信号の入力に従ってカウンタで発生されたパルス出力のカウント結果に基づいて放射線量が測定される。
【０００７】
本例においては、フォトダイオードに入射された放射線に対してパルスが発生し、パルスを検出して当該放射線を測定する場合が示されている。ここで示されるように所定期間（タイムスロット）毎にパルスが検出される場合が示されている。
【０００８】
一定期間における当該パルスのカウント結果が多いほど線量が高くなる。
図１０は、放射線検出における振動除去の仕組みについて説明する概念図である。
【０００９】
図１０を参照して、上記特許文献１に示される方式等においては、フォトダイオードに振動に従う信号が外乱として入力された場合が示されている。当該外乱が入力されたことに従いカウンタで複数のパルス出力が発生する。当該場合には、所定期間（タイムスロット）内に複数のパルス出力が発生したことに従い振動の影響であると判定してカウントを無効にする。
【００１０】
これにより振動の影響に伴う線量誤係数を低減することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２８５９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
一方で、当該方式においては、仮に放射線の線量が高い場合には、放射線が入射した場合か、振動の影響かが不明となる場合も考えられる。
【００１３】
図１１は、放射線の線量が高い場合における放射線検出について説明する図である。
図１１を参照して、ここでは、線量が高いために放射線の入射が頻繁に生じており、それにより所定期間（タイムスロット）内に複数のパルス出力が発生している場合が示されている。
【００１４】
当該場合には、放射線が入射しているにも係らず所定期間（タイムスロット）内に複数のパルス出力が発生しているため振動の影響であると判定されてカウントが無効にされる可能性がある。したがって、精度の高い測定ができない状況も考えられる。
【００１５】
この発明は上記の問題を考慮してなされたものであり、その目的は、精度の高い放射線量の測定が可能な放射線測定装置を提供することである。その他の課題と新規な特徴は、この明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明のある局面に従う放射線測定装置は、放射線を検出したときにパルスを出力する放射線検出部と、放射線の測定が開始されてから一定の期間において、所定期間毎に検出されたパルスの数に基づいて、放射線量を算出する信号処理部と、信号処理部での放射線量の算出結果に基づいて所定期間の長さを調整する期間調整部とを備える。
【００１７】
好ましくは、期間調整部は、放射線量の算出結果として放射線量の値が高い場合には、放射線量の値が低い場合よりも所定期間を短くする。
【００１８】
好ましくは、信号処理部は、所定期間に複数のパルスが入力された場合にはパルスの数を加算しない。
【００１９】
好ましくは、放射線量の値の範囲と所定期間の長さとがそれぞれ対応付けられた期間調整テーブルを備え、期間調整部は、期間調整テーブルに従って所定期間の長さを調整する。
【００２０】
好ましくは、期間調整部は、一定の期間毎の放射線量の値が所定条件を満たした場合に所定期間の長さを調整する。
【発明の効果】
【００２１】
精度の高い放射線量の測定が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施の形態による携帯電話機１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１の携帯電話機１において放射線計測に関する部分の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に従うフォトダイオードに入射される放射線の例を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う線量算出部２２で算出する所定期間（タイムスロット）が短い場合の放射線検出について説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態に従う線量算出部２２で算出する所定期間（タイムスロット）が長い場合の放射線検出について説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態に従う放射線測定手順を説明するフロー図である。
【図７】本発明の実施の形態に従う期間調整テーブルを説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態に従う放射線測定の具体例を説明する図である。
【図９】放射線検出の仕組みについて説明する概念図である。
【図１０】放射線検出における振動除去の仕組みについて説明する概念図である。
【図１１】放射線の線量が高い場合における放射線検出について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２４】
以下、実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。以下の説明では、放射線センサを備えたスマートフォンなどの携帯電話機（携帯通信端末）を放射線測定装置として用いた例について説明する。もっとも、この発明の適用対象は放射線センサを備えた携帯電話機に限られるものでなく、通信機能を備えていない専用の放射線測定装置もこの発明の実施の形態の１つである。
【００２５】
［携帯電話機（放射線測定装置）の全体構成］
図１は、一実施の形態による携帯電話機１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【００２６】
図１を参照して、携帯電話機１は、中央処理装置（ＣＰＵ：Central  Processing  Unit）２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）３、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）４、不揮発性メモリ５、通信装置６、アンテナ７，１６、マイク８、スピーカ９、音声信号処理回路１０、入力部１１、表示部１２、放射線検出器１４などを含む。
【００２７】
ＣＰＵ２は、ＲＯＭ４および不揮発性メモリ５に格納されたプログラムを実行することによって、携帯電話機１の全体の動作を制御する。ＲＡＭ３およびＲＯＭ４は、ＣＰＵ２の主記憶として用いられる。
【００２８】
不揮発性メモリ５は、たとえば、フラッシュメモリなどのＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）によって構成される。不揮発性メモリに代えてハードディスクを設けてもよい。不揮発性メモリ５は、ＣＰＵ２から出力されるデータを格納する。特にこの実施の形態の場合、不揮発性メモリ５は、放射線検出器１４の出力信号に基づくデータを格納する。
【００２９】
通信装置６は、ＣＰＵ２の指令に基づいて、アンテナ７を介して無線基地局との間で音声信号およびデータ信号の無線通信を行なう。
【００３０】
音声信号処理回路１０は、マイク８で検出した音声信号をＡＤ（Analog-to-Digital）
変換し、変換後のデジタル音声信号に対して符号化およびノイズ除去などの信号処理を行なう。音声信号処理回路１０は、さらに、音響出力すべきデジタル信号に対して所定の信号処理を行なってスピーカ９に出力する。なお、図１の場合と異なり、音声信号処理回路１０を設けずに、音声信号処理回路１０の機能をプログラムに基づいてＣＰＵ２が実行するようにしてもよい。
【００３１】
表示部１２は、液晶表示パネルなどによって構成され、ＣＰＵ２の指令に基づいて文字情報および画像を表示する。
【００３２】
入力部１１は、ユーザが携帯電話機１に数字および文字などの入力操作を行なうためのハードウェアキーを含む。もしくは、携帯電話機１がスマートフォンなどの場合には、入力部１１は、表示部１２と一体化されたタッチパネルを含むように構成されていてもよい。この場合、ユーザは入力操作の大部分をタッチパネルを介して行なうので、ハードウェアキーとして、電源キーおよび音量キーなどの少数のキーのみが設けられ、数字および文字用のキーは設けられていなくてもよい。
【００３３】
放射線検出器１４は、放射線を検出する放射線センサを含み、放射線量をＣＰＵ２に出力する。放射線センサは、放射線を検知したときにパルス信号を出力する。たとえば、放射線センサは、逆方向にバイアス電圧が印加されたシリコンＰＩＮフォトダイオードを含む。この場合、放射線が空乏層を通過したときに発生する電子正孔対によって、パルス状の電流信号が生成される。放射線検出器１４の構成については後述する。
【００３４】
なお、専用の放射線測定装置の場合には、上記の通信装置６、アンテナ７、マイク８、スピーカ９および音声信号処理回路１０は設けられていなくてもよい。
【００３５】
［放射線測定について］
図２は、放射線検出器１４の機能的構成を示すブロック図である。
【００３６】
図２を参照して、放射線検出器１４は、フォトダイオード１６と、パルス信号発生器１８と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１９とを含む。
【００３７】
ＡＳＩＣ１９は、線量算出部２２、期間調整部２４、期間調整テーブル２６と、放射線測定制御部２０とを含む。これらの機能ブロックは、ハードで実現されても良いし、ソフト的に実現することも可能である。
【００３８】
フォトダイオード１６に放射線が入射されることにより、パルス状の電流信号が発生され、パルス信号発生器１８は、当該電流信号に応じたパルス信号を出力する。
【００３９】
線量算出部２２は、所定期間毎にパルス信号発生器１８から出力されるパルスの数をカウントし、カウントされたパルス数に対応する放射線量を算出する。
【００４０】
具体的には、カウント結果に基づく単位時間あたりのパルス数［単位：ｃｐｍ（counts  per  minute）］に換算係数を乗ずることによって放射線量率［単位：μＳｖ／ｈ］を算出する。そして、放射線測定制御部２０に出力する。
【００４１】
なお、線量算出部２２は、所定期間に複数のパルスが含まれる場合には当該パルスを無効として処理する。
【００４２】
期間調整部２４は、放射線測定制御部２０の指示に従い線量算出部２２でパルスの数をカウントする所定期間の長さを調整する。
【００４３】
放射線測定制御部２０は、線量算出部２２で算出された放射線のデータについてＣＰＵ２に出力し、ＣＰＵ２は、不揮発性メモリ５内の記憶領域に当該データを記憶する。また、ＣＰＵ２は、測定した放射線のデータに関する情報を表示部１２に表示する。
【００４４】
また、放射線測定制御部２０は、放射線のデータに基づいて期間調整テーブル２６に従って期間調整部２４に対して線量算出部２２でパルスの数をカウントする所定期間の長さを調整するように指示する。この点については後述する。
【００４５】
本実施例における、フォトダイオード１６と、パルス信号発生器１８とは、本願の「放射線検出部」に対応する。また、線量算出部２２と、放射線測定制御部２０とは、本願の「信号処理部」に対応する。また、期間調整部２４は、本願の「期間調整部」に対応する。
【００４６】
図３は、本発明の実施の形態に従うフォトダイオードに入射される放射線の例を説明する図である。
【００４７】
図３（Ａ）を参照して、ここでは、放射線量が多い高放射線が入射される場合が示されている。また、フォトダイオードの出力として外乱として振動に伴い発生する検出信号も発生している。
【００４８】
図３（Ｂ）を参照して、ここでは、放射線量が低い低放射線が入射される場合が示されている。また、フォトダイオードの出力として外乱として振動に伴い発生する検出信号も発生している。
【００４９】
図４は、本発明の実施の形態に従う線量算出部２２で算出する所定期間（タイムスロット）が短い場合の放射線検出について説明する図である。
【００５０】
図４（Ａ）には、高放射線を検出する場合が示されている。
当該図に示されるように、振動に伴う誤判定（１回）のために放射線数７を８として検出した場合が示されている。なお、線量を算出するための期間は、タイムスロットよりもかなり長い期間であるため誤判定の割合はさらに低減される。
【００５１】
図４（Ｂ）には、低放射線を検出する場合が示されている。
当該図に示されるように、振動に伴う誤判定（１回）のために放射線数１を２として検出した場合が示されている。
【００５２】
したがって、低放射線の場合には検出する所定期間を短くした場合には、振動に伴う誤判定の影響が大きく、高放射線の場合には誤判定の影響は小さい。
【００５３】
図５は、本発明の実施の形態に従う線量算出部２２で算出する所定期間（タイムスロット）が長い場合の放射線検出について説明する図である。
【００５４】
図５（Ａ）には、高放射線を検出する場合が示されている。
当該図に示されるように、所定期間に複数のパルスが含まれることにより、カウントしなければならないパルスを無効として誤判定してしまうため放射線数７を１として検出した場合が示されている。
【００５５】
図５（Ｂ）には、低放射線を検出する場合が示されている。
当該図に示されるように、振動に伴う発生する複数のパルスを無効として判定するために正しく検出し、放射線数１を適切に検出した場合が示されている。
【００５６】
したがって、高放射線の場合には検出する所定期間を長くした場合には、誤判定の影響が大きく、低放射線の場合には誤判定の可能性は低い。
【００５７】
それゆえ、高放射線および低放射線で検出する所定期間を放射線量に応じて調整することにより精度の高い放射線測定が可能となる。
【００５８】
［放射線測定手順］
図６は、本発明の実施の形態に従う放射線測定手順を説明するフロー図である。当該処理は、主に放射線検出器１４における処理である。
【００５９】
図６を参照して、まず、開始指示が有るかどうかを判断する（ステップＳ２）。
具体的には、放射線測定について、放射線の測定の開始の指示を受け付けたかどうかを判断する。ユーザの入力操作に従ってＣＰＵ２は、放射線検出器１４に対して放射線の測定の開始を指示する。
【００６０】
ステップＳ２において、ＣＰＵ２からの放射線の測定の開始の指示があると判断した場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）には、測定が開始される（ステップＳ４）。
【００６１】
そして、フォトダイオード１６に入射される放射線に従いパルスが発生される。
線量算出部２２は所定期間毎に検出されたパルス数をカウントして放射線量を算出する（ステップＳ６）。
【００６２】
そして、次に、放射線測定制御部２０は、算出された放射線量を分析する（ステップＳ８）。具体的には、放射線測定制御部２０は、線量算出部２２で算出された放射線量と所定期間（タイムスロット）との関係が期間調整テーブル２６に規定されたものと一致しているかどうかを判断する。例えば、放射線量が０．２１〜１μＳｖ／ｈである場合には所定期間（タイムスロット）が３００ｍｓに設定されているかどうかを判断する。なお、初期状態としては、所定期間は５０ｍｓに設定されているものとする。
【００６３】
次に、放射線測定制御部２０は、所定条件が満たされているかどうかを判断する（ステップＳ１０）。
【００６４】
本例において、所定条件の一例としては、放射線量の算出結果について、所定期間がステップＳ８に従う分析により後述する期間調整テーブル２６に規定されたものと一致していないと判断されるとともに、当該状態が３回連続して継続した場合に所定条件が満たされたと判断する。なお、当該所定条件は一れであり、例えば、当該状態が複数回（３回）ではなく１回でも生じた場合に所定条件が満たされたと判断するようにしてもよい。
【００６５】
ステップＳ１０において、放射線測定制御部２０は、所定条件が満たされたと判断した場合（ステップＳ１０におてＹＥＳ）には、期間調整部２４に指示してタイムスロットを変更する（ステップＳ１２）。具体的には、期間調整テーブル２６に規定されている対応する所定期間（タイムスロット）となるように期間調整部２４に変更を指示する。期間調整部２４は、当該指示を受けて線量算出部２２で算出する所定期間の長さを調整する。
【００６６】
そして、測定が終了したかどうかを判断する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４において、測定が終了したと判断した場合（ステップＳ１４においてＹＥＳ）には、処理を終了する（エンド）。
【００６７】
一方、ステップＳ１４において、測定が終了していないと判断した場合（ステップＳ１４においてＮＯ）には、ステップＳ４に戻り、上記処理を繰り返す。
【００６８】
図７は、本発明の実施の形態に従う期間調整テーブルを説明する図である。
図７を参照して、ここでは、放射線量と対応付けられている所定期間（タイムスロット）が示されている。ここで、放射線量が高い場合には、所定期間（タイムスロット）は短く、一方、放射線量が低い場合には、所定期間（タイムスロット）が長い値が設定されている場合が示されている。なお、当該期間調整テーブルは、ＡＳＩＣ１９内の所定のメモリ領域に格納されているものとする。
【００６９】
本例において具体的には、放射線量が０〜０．２０μＳｖ／ｈには、所定期間（タイムスロット）として５００ｍｓが対応付けられている。
【００７０】
放射線量が０．２１〜１μＳｖ／ｈには、所定期間（タイムスロット）として３００ｍｓが対応付けられている。
【００７１】
放射線量が１．０１〜１０μＳｖ／ｈには、所定期間（タイムスロット）として１５０ｍｓが対応付けられている。
【００７２】
放射線量が１０μＳｖ／ｈ〜には、所定期間（タイムスロット）として５０ｍｓが対応付けられている。
【００７３】
当該期間調整テーブルは、放射線量を測定する際に誤判定が少ない適切な所定期間を予め実験により測定することにより設定することが可能である。
【００７４】
図８は、本発明の実施の形態に従う放射線測定の具体例を説明する図である。
図８を参照して、ここでは、１０分毎に放射線を算出する場合が示されている。初期設定においては、所定期間（タイムスロット）は５０ｍｓに設定されている。そして、最初の１０分においては、０．２５μＳｖ／ｈとして測定された場合が示されている。なお、０．２５μＳｖ／ｈの放射線の値の範囲に対応する所定期間（タイムスロット）は３００ｍｓである。
【００７５】
また、次の１０分においては、０．３μＳｖ／ｈとして測定された場合が示されている。なお、０．３μＳｖ／ｈの放射線の値の範囲に対応する所定期間（タイムスロット）は３００ｍｓである。
【００７６】
また、次の１０分においては、０．４μＳｖ／ｈとして測定された場合が示されている。なお、０．４μＳｖ／ｈの放射線の値の範囲に対応する所定期間（タイムスロット）は３００ｍｓである。
【００７７】
３回連続、０．２１〜１μＳｖ／ｈの範囲に含まれているためタイムスロットを３００ｍｓに変更する。
【００７８】
そして、次の１０分においては、０．０８μＳｖ／ｈとして測定された場合が示されている。なお、０．０８μＳｖ／ｈの放射線の値の範囲に対応する所定期間（タイムスロット）は５００ｍｓである。
【００７９】
また、次の１０分においては、０．０５μＳｖ／ｈとして測定された場合が示されている。なお、０．０５μＳｖ／ｈの放射線の値の範囲に対応する所定期間（タイムスロット）は５００ｍｓである。
【００８０】
また、次の１０分においては、０．０７μＳｖ／ｈとして測定された場合が示されている。なお、０．０７μＳｖ／ｈの放射線の値の範囲に対応する所定期間（タイムスロット）は５００ｍｓである。
【００８１】
３回連続、０〜０．２０μＳｖ／ｈの範囲に含まれているためタイムスロットを５００ｍｓに変更する。
【００８２】
以降の処理においても同様に適用可能である。
なお、本例においては、放射線量が小さい場合に所定期間（タイムスロット）を長くする調整をする場合について説明したが、例えば、放射線量が変化して（たとえばユーザが移動した場合等）放射線量が高くなっていると判断される場合には、算出された放射線量に対応する所定期間（タイムスロット）に設定するのではなく、安全を優先して初期設定（５０ｍｓ）に設定するようにしても良い。
【００８３】
すなわち、算出された放射線量に応じた所定期間（タイムスロット）に調整して放射線量を測定する際に誤判定を抑制して、精度の高い放射線の測定が可能となる。
【００８４】
なお、本例においては、放射線検出器１４のＡＳＩＣ１９において上記放射線測定の処理を実行する場合について説明したが、当該処理をＣＰＵ２が実行するようにしても良い。具体的には、線量算出部２２、放射線測定制御部２０、期間調整部２４の機能をＣＰＵ２が不揮発性メモリ５に格納されているプログラムを読み込むことにより実現するようにしてもよい。また、期間調整テーブル２６は、不揮発性メモリ５に格納するようにしても良い。
【００８５】
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８６】
１  携帯電話機、２  ＣＰＵ、３  ＲＡＭ、４  ＲＯＭ、５  不揮発性メモリ、６  通信装置、７  アンテナ、８  マイク、９  スピーカ、１０  音声信号処理回路、１１  入力部、１２  表示部、１４  放射線検出器、１６  フォトダイオード、１８  パルス信号発生器、１９  ＡＳＩＣ、２０  放射線測定制御部、２２  線量算出部、２４  期間調整部、２６  期間調整テーブル。
【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】
2014059165.tif 000008
【図７】
2014059165.tif 000009
【図８】
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【図９】
2014059165.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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