(57)【要約】【課題】２次元ストリップのＸ方向とＹ方向とで同等の電子入射感度（放射線検出精度）を実現できるようにする。【解決手段】複数のＸ軸ストリップ１１と複数のＹ軸ストリップ１２とから成る２次元ストリップにおいて、Ｘ軸ストリップ１１と同じ表層において複数のＸ軸ストリップ１１の間にストリップの断片を断続的に配置することによってＹ軸ストリップ１２を構成し、各断片を電気的に接続する配線１３をＹ軸ストリップ１２の裏層に設ける。そして、Ｘ軸ストリップ１１をＸ軸読み出し回路１５に接続するとともに、Ｙ軸ストリップ１２を構成する複数の断片を接続した配線１３をＹ軸読み出し回路１６に接続する構造とすることにより、Ｙ軸ストリップ１２の方がＸ軸ストリップ１１に比べて電子が入射しにくくなるという感度低下を抑制できるようにする。【選択図】図１
2011099813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層においてＸ方向に対して離間的に配置された複数のＸ軸ストリップと、
上記Ｘ軸ストリップと同じ表層においてＹ方向に対して離間的に、かつ、上記複数のＸ軸ストリップの間に複数の断片として断続的に配置された複数のＹ軸ストリップと、
上記複数のＹ軸ストリップの裏層にそれぞれ配置され、Ｙ軸ストリップを構成する上記複数の断片を電気的に接続する複数の配線と、
上記複数のＸ軸ストリップがそれぞれ接続され、当該複数のＸ軸ストリップの何れかに入射した電子により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出すＸ軸読み出し回路と、
上記複数の配線がそれぞれ接続され、当該配線に接続された上記複数の断片から成る複数のＹ軸ストリップの何れかに入射した電子により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出すＹ軸読み出し回路とを備えたことを特徴とする２次元読み出し回路。
【請求項２】
上記Ｘ軸読み出し回路は、上記複数のＸ軸ストリップから出力されるアナログ信号を所定のサンプリング周期でデジタル信号にＡ／Ｄ変換する複数のＸ軸Ａ／Ｄ変換器と、上記Ｘ軸Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期よりも短いサンプリング周期で動作し上記複数のＸ軸ストリップに電子が入射したタイミングをそれぞれ検出する複数のＸ軸タイミング検出器とを備え、
上記Ｙ軸読み出し回路は、上記複数のＹ軸ストリップが接続された上記配線から出力されるアナログ信号を所定のサンプリング周期でデジタル信号にＡ／Ｄ変換する複数のＹ軸Ａ／Ｄ変換器と、上記Ｙ軸Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期よりも短いサンプリング周期で動作し上記複数のＹ軸ストリップに電子が入射したタイミングをそれぞれ検出する複数のＹ軸タイミング検出器とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の２次元読み出し回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２次元読み出し回路に関し、特に、対象物に向けて照射された放射線が光電変換され更にガス電子増幅器により増倍された電子の２次元読み出し回路に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガンマ線やＸ線などの電離放射線を照射して対象物を破壊せずに検査する非破壊検査装置が提供されている。この種の非破壊検査装置には、放射線を検出する放射線検出装置が用いられている。そして、多くの放射線検出装置には、ガス電子増幅器（Gas Electorn Multiplier：ＧＥＭ）が使用されている（例えば、特許文献１，２を参照）。ガス電子増幅器を用いた放射線検出装置は、図１１に示すように、光電コンバータ１０１、ガス電子増幅器１０２および読み出し回路１０３を備えて構成されている。
【０００３】
図１１において、光電コンバータ１０１は、非破壊検査対象物に向けて照射された放射線を入射して光電変換する。ガス電子増幅器１０２は、光電コンバータ１０１により光電変換された電子（荷電粒子）を電子なだれ効果により増倍する。読み出し回路１０３は、ガス電子増幅器１０２により増倍された多数の電子を検出し、電気信号として読み出す。ガス電子増幅器１０２においては、電子なだれ効果を起こさせるために、増幅器内に所定の希ガスを充填させ、所定の電圧を印可することによって電界を発生させている。
【０００４】
ところで、非破壊検査対象物がパイプラインのような大型構造物の場合、読み出し回路１０３として数十ｃｍ角もの大きなイメージングデバイスが必要になる。その一方、読み出し回路１０３は数ｍｍ以下の位置分解能が必要で、各位置を全て個々のピクセルで構成すると、極めて多数の読み出しチャンネルが必要となってしまい現実的でない。そこで従来、Ｘ軸とＹ軸の２次元状にストリップを配置し、当該２次元ストリップを用いて電子の読み出しを行う手法が用いられてきた（例えば、特許文献３，４を参照）。
【０００５】
図１２は、２次元ストリップを用いた読み出し回路１０３の概略構成例を示す図である。図１２において、複数のＸ軸ストリップ２０１がそれぞれＸ軸読み出し回路２０２に接続されるとともに、複数のＹ軸ストリップ２０３がそれぞれＹ軸読み出し回路２０４に接続されている。
【０００６】
Ｘ軸読み出し回路２０２は、複数のＸ軸ストリップ２０１のうち何れかに入射した電子により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出す。また、Ｙ軸読み出し回路２０４は、複数のＹ軸ストリップ２０３のうち何れかに入射した電子により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出す。
【０００７】
この場合、Ｘ軸読み出し回路２０２により電子が読み出されたＸ軸ストリップ２０１と、Ｙ軸読み出し回路２０４により電子が読み出されたＹ軸ストリップ２０３との交点が電子の入射位置として特定される。Ｘ軸読み出し回路２０２およびＹ軸読み出し回路２０４により特定される電子入射位置が複数あるときは、その荷重重心位置を演算により求めることにより、ストリップ間隔よりも高い分解能で電子入射位置を特定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３０２８４４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３４４８５号公報
【特許文献３】特開平１０−３００８５６号公報
【特許文献４】特開平１１−７２５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の２次元ストリップは、図１２に示すように、Ｘ軸ストリップ２０１とＹ軸ストリップ２０３の何れか一方が上方に、他方が下方に配置される２層構造になっている（図１２の例ではＸ軸ストリップ２０１が上方、Ｙ軸ストリップ２０３が下方）。そのため、下方に位置するＹ軸ストリップ２０３は上方のＸ軸ストリップ２０１に比べて電子が入射しにくくなって感度が低下し、Ｘ方向とＹ方向とで同等の放射線検出精度が得られないという問題があった。
【００１０】
また、従来の２次元ストリップでは、複数箇所に複数の電子がほぼ同時に入射した場合（具体的には、Ｘ軸読み出し回路２０２およびＹ軸読み出し回路２０４が備えるＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期で同一の周期内に複数の電子が複数箇所に入射した場合）には、実際の入射位置以外にも電子が入射したものと誤検出してしまい、擬似画像が発生してしまうという問題があった。
【００１１】
例えば、図１３に示すように、Ｘ軸方向の位置がｘ１のＸ軸ストリップ２０１-1とＹ軸方向の位置がｙ１のＹ軸ストリップ２０３-1との交点および、Ｘ軸方向の位置がｘ２のＸ軸ストリップ２０１-2とＹ軸方向の位置がｙ２のＹ軸ストリップ２０３-2との交点の２箇所（●印で示す）に対して電子がほぼ同時に入射した場合、位置ｘ１のＸ軸ストリップ２０１-1と位置ｙ２のＹ軸ストリップ２０３-2との交点および、位置ｘ２のＸ軸ストリップ２０１-2と位置ｙ１のＹ軸ストリップ２０３-1との交点の２箇所（○印で示す）にも電子が入射したものと誤検出してしまい、そこに擬似画像が発生してしまう。
【００１２】
なお、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期を短くして動作を高速化すれば、時間分解能が増すので、●印で示す２箇所の交点に対して電子が、Ａ／Ｄ変換器の異なるサンプリング周期に入射したものと認識することができる。そのため、○印で示す２箇所の交点に電子が入射したものと誤検出してしまう不都合を抑制できる。つまり、●印で示す２箇所の交点にのみ電子が入射したという正しい検出を行うことができ、○印の部分における擬似画像の発生を抑制することができる。しかし、Ａ／Ｄ変換器を高速化すると消費電力が大きくなるというデメリットが生じる。また、Ａ／Ｄ変換器の回路面積も大きくなり、多数チャンネルを同一チップに集積することが難しくなる。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、２次元ストリップのＸ方向とＹ方向とで同等の電子入射感度、ひいては同等の放射線検出精度を実現できるようにすることを目的とする。
また、本発明は、上記目的に加え、読み出し回路が備えるＡ／Ｄ変換器の時間分解能を上げることなく、電子入射位置を正確に検出して擬似画像の発生を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した課題を解決するために、本発明では、Ｘ方向に対して離間的に配置された複数のＸ軸ストリップと、Ｙ方向に対して離間的に配置された複数のＹ軸ストリップとから成る２次元ストリップにおいて、Ｘ軸ストリップと同じ表層において複数のＸ軸ストリップの間にストリップの断片を断続的に配置することによってＹ軸ストリップを構成し、各断片を電気的に接続する配線をＹ軸ストリップの裏層に設けている。そして、Ｘ軸ストリップをＸ軸読み出し回路に接続するとともに、Ｙ軸ストリップを構成する複数の断片を接続した配線をＹ軸読み出し回路に接続している。
【００１５】
本発明の他の態様では、Ｘ軸読み出し回路およびＹ軸読み出し回路は、ストリップに入射した電子により生じるアナログ信号を所定のサンプリング周期でデジタル信号にＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周期よりも短いサンプリング周期で動作しストリップに電子が入射したタイミングを検出するタイミング検出器とを備えている。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように構成した本発明によれば、Ｙ軸ストリップもＸ軸ストリップと同じ表層に配置されているので、Ｙ軸ストリップの方がＸ軸ストリップに比べて電子が入射しにくくなるという感度低下を抑制することができる。これにより、２次元ストリップのＸ方向とＹ方向とで同等の電子入射感度、ひいては同等の放射線検出精度を実現することができる。
【００１７】
本発明の他の特徴によれば、Ｘ軸読み出し回路およびＹ軸読み出し回路が備えるＡ／Ｄ変換器のサンプリング周期で同一の周期内に複数の電子が異なる位置の複数のストリップに入射した場合でも、当該Ａ／Ｄ変換器よりも短いサンプリング周期、つまりＡ／Ｄ変換器よりも高い時間分解能でタイミング検出器により検出された電子入射タイミングが異なっていれば、Ａ／Ｄ変換器の時間分解能からすれば異なる位置に同時に入射したと見える電子を、異なるタイミングで入射した電子として互いに区別することが可能となる。
【００１８】
これにより、電子が入射したＸ軸ストリップとＹ軸ストリップとのマトリクスで特定される実際の入射位置以外にも電子が入射したものと誤検出してしまう不都合を抑制することができる。すなわち、Ａ／Ｄ変換器から出力される信号に基づき電子入射位置を正確に検出して、擬似画像の発生を抑制することができる。しかも、Ａ／Ｄ変換器の時間分解能を上げる必要がないので、消費電力の増加および回路面積の増加を防ぐこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態による２次元読み出し回路の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態によるプリント基板の断面構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態による電子の２次元読み出し例を示す図である。
【図４】第２の実施形態による２次元読み出し回路の構成例を示す図である。
【図５】第２の実施形態によるＸ軸読み出し回路およびＹ軸読み出し回路の機能構成例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態によるＴＤＣの動作例を示す図である。
【図７】第２の実施形態による電子の２次元読み出し例を示す図である。
【図８】第２の実施形態による２次元読み出し回路において異なる２箇所に電子がほぼ同時に入射した場合のＴＤＣの動作例を示す図である。
【図９】第２の実施形態の効果を説明するための図である。
【図１０】２次元読み出し回路の他の構成例を示す図である。
【図１１】ガス電子増幅器を用いた放射線検出装置の概略構成を示す図である。
【図１２】従来の２次元ストリップを用いた読み出し回路の概略構成例を示す図である。
【図１３】従来の２次元読み出し回路において異なる２箇所にほぼ同時に電子が入射した場合の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態による２次元読み出し回路の構成例を示す図である。第１の実施形態による２次元読み出し回路１０は、図１１に示すように、ガス電子増幅器１０２を用いた放射線検出装置に適用する（つまり、図１１において読み出し回路１０３の代わりに２次元読み出し回路１０を用いる）ことが可能である。
【００２１】
図１に示すように、第１の実施形態による２次元読み出し回路１０は、複数のＸ軸ストリップ１１、複数のＹ軸ストリップ１２、複数の配線１３、プリント基板１４、Ｘ軸読み出し回路１５およびＹ軸読み出し回路１６を備えて構成されている。Ｘ軸ストリップ１１、Ｙ軸ストリップ１２および配線１３はプリント基板１４の上に形成され、各軸の読み出し回路１５，１６は、それぞれが別個のＬＳＩとして集積されている。あるいは、各軸の読み出し回路１５，１６を１つのＬＳＩとして同一チップに集積しても良い。
【００２２】
プリント基板１４は、表層（第１層）と裏層（第２層）との２層構造を有している。複数のＸ軸ストリップ１１は、プリント基板１４の表層において横方向（Ｘ方向）に対して等間隔に配置されている。Ｘ軸ストリップ１１の各々は、プリント基板１４の縦方向（Ｙ方向）をほぼ横断する１本の線状構造を有している。なお、図１では簡略化のためにＸ軸ストリップ１１が６本であるものとして示しているが、実際にはこれより多数のＸ軸ストリップ１１が配置されている。
【００２３】
複数のＹ軸ストリップ１２は、複数のＸ軸ストリップ１１と同じ表層においてＹ方向に対して等間隔に配置されている。なお、図１ではＹ軸ストリップ１２は５本であるものとして示しているが、実際にはこれより多数のＹ軸ストリップ１２が配置されている。Ｙ軸ストリップ１２の各々は、複数のＸ軸ストリップ１１の間に複数の断片がＸ方向に断続的に配置された構造を有している。図１の例では、Ｘ方向に並んだ５個の断片で１つのＹ軸ストリップ１２が形成されている。Ｘ軸ストリップ１１の長手方向と、Ｙ軸ストリップ１２を構成する各断片の長手方向とが成す角度は９０度（直角）になっている。
【００２４】
複数の配線１３は、Ｙ軸ストリップ１２を構成するＸ方向の５個の断片を電気的に接続するものであり、複数のＹ軸ストリップ１２の裏層においてＹ方向に対して等間隔に配置されている。図１の例では、配線１３の長手方向と、Ｙ軸ストリップ１２を構成する各断片の長手方向とが成す角度は０度（平行）になっている。つまり、配線１３の長手方向とＸ軸ストリップ１１の長手方向とが成す角度は９０度（直角）になっている。なお、配線１３はＹ軸ストリップ１２を構成する５個の断片を電気的に接続していればよく、必ずしも一直線でなくても良い。
【００２５】
Ｘ軸読み出し回路１５は、複数のＸ軸ストリップ１１がそれぞれ接続され、当該複数のＸ軸ストリップ１１の何れかに入射した電子（検査対象物に向けて照射された放射線が光電変換されて更に図示しないガス電子増幅器により増倍された電子）により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出す。Ｙ軸読み出し回路１６は、複数の配線１３がそれぞれ接続され、当該配線１３に接続された複数の断片から成る複数のＹ軸ストリップ１２の何れかに入射した電子により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出す。
【００２６】
Ｘ軸読み出し回路１５およびＹ軸読み出し回路１６には、図示しないコンピュータが接続されている。当該コンピュータは、Ｘ軸読み出し回路１５により電子が読み出されたＸ軸ストリップ１の位置と、Ｙ軸読み出し回路１６により電子が読み出されたＹ軸ストリップ１２の位置とに基づき電子の入射位置を特定する。そして、特定した電子入射位置に検査対象物の画像を描画する。
【００２７】
なお、本実施形態の場合、Ｙ軸ストリップ１２は隣り合うＸ軸ストリップ１１の間に配置された複数の断片により構成されるため、厳密に言えばＸ軸ストリップ１１とＹ軸ストリップ１２との交点は存在しない。そこで、コンピュータは、例えば、Ｙ軸ストリップ１２を構成する複数の断片を仮に繋げた場合に得られる直線と、Ｘ軸ストリップ１１により形成される直線との交点（以下、これを疑似交点という）を電子入射位置として特定する。
【００２８】
または、図２に示すように、Ｘ軸ストリップ１１およびＹ軸ストリップ１２に入射する電子を複数ストリップにまたがって分布させるための抵抗膜１７を、Ｘ軸ストリップ１１およびＹ軸ストリップ１２を覆うようにプリント基板１４上に形成する。そして、Ｘ軸読み出し回路１５およびＹ軸読み出し回路１６により電子の読み出しが行われたストリップにより特定される複数の疑似交点の荷重重心位置を演算により求めるようにしても良い。このようにことにより、ストリップ間隔よりも高い分解能で電子入射位置を特定することができる。
【００２９】
図３は、第１の実施形態による電子の２次元読み出し例を示す図である。図３に示すように、増倍された電子が分布領域Ａ１に入射したとする。この場合、Ｘ軸読み出し回路１５およびＹ軸読み出し回路１６は、★印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１およびＹ軸ストリップ１２において電子の読み出しを行う。図示しないコンピュータは、これら電子の読み出しが行われた４本のストリップの疑似交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の荷重重心位置を演算により求め、その荷重重心位置に電子が入射したものとして特定する。
【００３０】
以上詳しく説明したように、第１の実施形態では、Ｘ方向に対して等間隔に配置された複数のＸ軸ストリップ１１と、Ｙ方向に対して等間隔に配置された複数のＹ軸ストリップ１２とから成る２次元ストリップにおいて、Ｘ軸ストリップ１１と同じ表層において複数のＸ軸ストリップ１１の間にストリップの断片を断続的に配置することによってＹ軸ストリップ１２を構成し、各断片を電気的に接続する配線１３をＹ軸ストリップ１２の裏層に設けている。そして、Ｘ軸ストリップ１１をＸ軸読み出し回路１５に接続するとともに、Ｙ軸ストリップ１２を構成する複数の断片を接続した配線１３をＹ軸読み出し回路１６に接続している。
【００３１】
このように構成した２次元読み出し回路１０によれば、Ｙ軸ストリップ１２もＸ軸ストリップ１１と同じ表層に配置されているので、Ｙ軸ストリップ１２の方がＸ軸ストリップ１１に比べて電子が入射しにくくなるという感度低下を抑制することができる。これにより、２次元ストリップのＸ方向とＹ方向とで同等の電子入射感度、ひいては同等の放射線検出精度を実現することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図４は、第２の実施形態による２次元読み出し回路の構成例を示す図である。図４に示すように、第２の実施形態による２次元読み出し回路２０は、Ｘ軸読み出し回路１５およびＹ軸読み出し回路１６に代えて、Ｘ軸読み出し回路２５およびＹ軸読み出し回路２６を備えている。
【００３３】
Ｘ軸読み出し回路２５は、複数のＸ軸ストリップ１１がそれぞれ接続され、当該複数のＸ軸ストリップ１１の何れかに入射した電子（照射された放射線が光電変換されて更に図示しないガス電子増幅器により増倍された電子）により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出す。詳しくは後述するが、本実施形態のＸ軸読み出し回路２５は、ＡＤＣ（Analog-Digital Converter）の他にＴＤＣ（Time to Digital Converter）を備えている。
【００３４】
Ｙ軸読み出し回路２６は、複数の配線１３がそれぞれ接続され、当該配線１３に接続された複数の断片から成る複数のＹ軸ストリップ１２の何れかに入射した電子により生じるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換して読み出す。Ｘ軸読み出し回路２６もＸ軸読み出し回路２５と同様、ＡＤＣの他にＴＤＣを備えている。
【００３５】
図５は、第２の実施形態によるＸ軸読み出し回路２５およびＹ軸読み出し回路２６の機能構成例を示すブロック図である。図５に示すように、Ｘ軸読み出し回路２５は、Ｘ軸ＡＤＣ５１（本発明のＸ軸Ａ／Ｄ変換器に相当）、Ｘ軸ＴＤＣ５２（本発明のＸ軸タイミング検出器に相当）、Ｘ軸データバッファ５３およびＸ軸セレクタ５４を備えて構成されている。ブロック５１〜５３により１チャンネルが構成され、同様の構成がＸ軸ストリップ１１の本数（図４の例では６本）に対応したチャンネル数だけ備えられている。
【００３６】
Ｘ軸ＡＤＣ５１は、Ｘ軸ストリップ１１から出力される電子のアナログ信号を、クロックＣＫ１に従って所定のサンプリング周期でデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。Ｘ軸ＴＤＣ５２は、クロックＣＫ２に従ってＸ軸ＡＤＣ５１のサンプリング周期よりも短いサンプリング周期で動作し、Ｘ軸ストリップ１１に電子が入射したタイミングを検出する。クロックＣＫ２のサンプリング周波数ｆ２は、クロックＣＫ１のサンプリング周波数ｆ１に比べて大きい（ｆ１＜ｆ２）。
【００３７】
例えば、Ｘ軸ＴＤＣ５２は、Ｘ軸ストリップ１１に電子が入射した時点から、Ｘ軸ＡＤＣ５１のサンプリング周期が次に切り替わるまでの時間をカウントする。そして、このカウント値を、Ｘ軸ストリップ１１に電子が入射したタイミングを表す信号として出力する。
【００３８】
図６は、Ｘ軸ＴＤＣ５２の動作例を示す図である。図６において、Ｔ１は、サンプリング周波数ｆ１のクロックＣＫ１に従って規定されるＸ軸ＡＤＣ５１のサンプリング周期である。サンプリング周波数ｆ１は従来と同程度で良く、例えば１０ＭＨｚとする。図６に示すように、Ｘ軸ＡＤＣ５１のサンプリング周期Ｔ１の途中でＸ軸ストリップ１１に入射した電子の読み出しが行われると、Ｘ軸ＴＤＣ５２は、その時点からサンプリング周期Ｔ１が次に切り替わるまでの時間ｔを、サンプリング周波数ｆ２のクロックＣＫ２に従ってカウントする。このサンプリング周波数ｆ２は、クロックＣＫ１のサンプリング周波数ｆ１に比べて大きく、例えば１００ＭＨｚとする。
【００３９】
Ｘ軸データバッファ５３は、Ｘ軸ＡＤＣ５１から出力されるデジタル信号（電子が入射したＸ軸ストリップ１１のＸ方向の位置を表す。以下、これをＸ軸位置信号という。）と、Ｘ軸ＴＤＣ５２から出力されるデジタル信号（Ｘ軸ストリップ１１に電子が入射したタイミングを表す。以下、これをＸ軸タイミング信号という。）とを一時的に格納する。Ｘ軸セレクタ５４は、各チャンネルＣｈ１〜Ｃｈ６のＸ軸データバッファ５３から出力されるＸ軸位置信号およびＸ軸タイミング信号を選択してチップ外部のコンピュータ３０に順次出力する。
【００４０】
Ｙ軸読み出し回路２６は、Ｙ軸ＡＤＣ６１（本発明のＹ軸Ａ／Ｄ変換器に相当）、Ｙ軸ＴＤＣ６２（本発明のＹ軸タイミング検出器に相当）、Ｙ軸データバッファ６３およびＹ軸セレクタ６４を備えて構成されている。ブロック６１〜６３により１チャンネルが構成され、同様の構成がＹ軸ストリップ１２の本数（図４の例では５本）に対応したチャンネル数だけ備えられている。
【００４１】
Ｙ軸ＡＤＣ６１は、Ｙ軸ストリップ１２から出力される電子のアナログ信号を、クロックＣＫ１に従って所定のサンプリング周期でデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。Ｙ軸ＴＤＣ６２は、クロックＣＫ２に従ってＸ軸ＡＤＣ６１のサンプリング周期よりも短いサンプリング周期で動作し、Ｙ軸ストリップ１２に電子が入射したタイミングを検出する。
【００４２】
Ｙ軸ＴＤＣ６２もＸ軸ＴＤＣ５２と同様、Ｙ軸ストリップ１２に電子が入射した時点から、Ｙ軸ＡＤＣ６１のサンプリング周期が次に切り替わるまでの時間をカウントする。そして、このカウント値を、Ｙ軸ストリップ１２に電子が入射したタイミングを表す信号として出力する。
【００４３】
Ｙ軸データバッファ６３は、Ｙ軸ＡＤＣ６１から出力されるデジタル信号（電子が入射したＹ軸ストリップ１２のＹ方向の位置を表す。以下、これをＹ軸位置信号という。）と、Ｙ軸ＴＤＣ６２から出力されるデジタル信号（Ｙ軸ストリップ１２に電子が入射したタイミングを表す。以下、これをＹ軸タイミング信号という。）とを一時的に格納する。Ｙ軸セレクタ６４は、各チャンネルＣｈ１〜Ｃｈ５のＹ軸データバッファ６３から出力されるＹ軸位置信号およびＹ軸タイミング信号を選択してチップ外部のコンピュータ３０に順次出力する。
【００４４】
コンピュータ３０は、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により構成されている。このコンピュータ３０は、例えば、Ｘ軸読み出し回路２５から出力されるＸ軸位置信号により特定されるＸ軸ストリップ１１の直線と、Ｙ軸読み出し回路２６から出力されるＹ軸位置信号により特定されるＹ軸ストリップ１２を構成する複数の断片を仮に繋げた場合に得られる直線との疑似交点を電子入射位置として特定する。疑似交点が複数ある場合は、当該複数の疑似交点の荷重重心位置を演算により求め、これを電子入射位置として特定する。
【００４５】
上述の疑似交点を特定する際に、コンピュータ３０は、Ｘ軸読み出し回路２５から出力されるＸ軸タイミング信号により特定される電子入射タイミングと、Ｙ軸読み出し回路２６から出力されるＹ軸タイミング信号により特定される電子入射タイミングとが同一であるＸ軸ストリップ１１およびＹ軸ストリップ１２に基づいて、擬似交点を特定する。すなわち、コンピュータ３０は、電子入射タイミングが互いに異なるＸ軸ストリップ１１とＹ軸ストリップ１２との組み合わせからは疑似交点を特定しない。
【００４６】
図７は、第２の実施形態による電子の２次元読み出し例を示す図である。図８は、第２の実施形態による２次元読み出し回路２０において異なる２箇所に電子がほぼ同時に入射した場合のＴＤＣの動作例を示す図である。図７に示すように、分布領域Ａ１および分布領域Ａ２の２箇所に、増倍された複数の電子がほぼ同時（Ｘ軸ＡＤＣ５１およびＹ軸ＡＤＣ６１のサンプリング周期Ｔ１で同一の周期内）に入射したとする。
【００４７】
例えば、図８に示すように、Ｘ軸ＴＤＣ５２およびＹ軸ＴＤＣ６２によりカウントされる時間（電子入射時点からサンプリング周期Ｔ１が次に切り替わるまでの時間）がｔ１のときに電子が分布領域Ａ１に入射したとする。また、分布領域Ａ１への電子入射と同一のサンプリング周期Ｔ１内でＸ軸ＴＤＣ５２およびＹ軸ＴＤＣ６２によりカウントされる時間がｔ２（ｔ１≠ｔ２）のときに電子が分布領域Ａ２に入射したとする。
【００４８】
この場合、Ｘ軸読み出し回路２５およびＹ軸読み出し回路２６は、分布領域Ａ１への電子入射に関して、★印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１およびＹ軸ストリップ１２において電子の読み出しを行う。すなわち、Ｘ軸読み出し回路２５およびＹ軸読み出し回路２６は、★印を付けた位置のＸ軸位置信号およびＹ軸位置信号を出力するとともに、時間ｔ１を表すＸ軸タイミング信号およびＹ軸タイミング信号を出力する。コンピュータ３０は、これら電子の読み出しが行われた４本のストリップの疑似交点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４の荷重重心位置を演算により求め、その荷重重心位置に電子が入射したものとして特定する。
【００４９】
また、Ｘ軸読み出し回路２５およびＹ軸読み出し回路２６は、分布領域Ａ２への電子入射に関して、☆印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１およびＹ軸ストリップ１２において電子の読み出しを行う。すなわち、Ｘ軸読み出し回路２５およびＹ軸読み出し回路２６は、☆印を付けた位置のＸ軸位置信号およびＹ軸位置信号を出力するとともに、時間ｔ２を表すＸ軸タイミング信号およびＹ軸タイミング信号を出力する。コンピュータ３０は、これら電子の読み出しが行われた４本のストリップの疑似交点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８の荷重重心位置を演算により求め、その荷重重心位置に電子が入射したものとして特定する。
【００５０】
なお、従来はＸ軸タイミング信号およびＹ軸タイミング信号がなく、Ｘ軸位置信号およびＹ軸位置信号しか用いていなかった。そのため、図８のように同一のサンプリング周期Ｔ１内において分布領域Ａ１および分布領域Ａ２の２箇所に電子が入射すると、☆印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１と★印を付けた位置のＹ軸ストリップ１２とが交差する領域Ｇ１、★印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１と☆印を付けた位置のＹ軸ストリップ１２とが交差する領域Ｇ２にも電子が入射したものと誤検出してしまっていた。
【００５１】
これに対して、第２の実施形態では、Ｘ軸位置信号およびＹ軸位置信号に加えて、Ｘ軸タイミング信号およびＹ軸タイミング信号を用いている。図７の例の場合、☆印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１への電子入射タイミング（時間ｔ２）と、★印を付けた位置のＹ軸ストリップ１２への電子入射タイミング（時間ｔ１）とが異なっている。そのため、コンピュータ３０は、Ｘ軸タイミング信号とＹ軸タイミング信号との違いから、☆印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１へ入射した電子と、★印を付けた位置のＹ軸ストリップ１２へ入射した電子とを互いに異なるタイミングで入射したものとして区別することができる。よって、コンピュータ３０は、領域Ｇ１では疑似交点を特定しないようにすることができる。
【００５２】
同様に、★印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１への電子入射タイミング（時間ｔ１）と、☆印を付けた位置のＹ軸ストリップ１２への電子入射タイミング（時間ｔ２）とが異なっている。そのため、コンピュータ３０は、★印を付けた位置のＸ軸ストリップ１１と☆印を付けた位置のＹ軸ストリップ１２との組み合わせから領域Ｇ２では疑似交点を特定しないようにすることができる。
【００５３】
以上のように、第２の実施形態によれば、Ｘ軸読み出し回路２５およびＹ軸読み出し回路２６が備える各ＡＤＣ５１，６１の同一のサンプリング周期内において複数の電子が異なる分布領域Ａ１，Ａ２に入射した場合でも、当該ＡＤＣ５１，６１よりも短いサンプリング周期、つまりＡＤＣ５１，５２よりも高い時間分解能で各ＴＤＣ５２，６２により検出された電子入射タイミングが異なっていれば、ＡＤＣ５１，６１の時間分解能からすれば異なる位置に同時に入射したと見える電子を、異なるタイミングで入射した電子として互いに区別することができる。
【００５４】
これにより、電子が入射したＸ軸ストリップ１１とＹ軸ストリップ１２とのマトリクスで特定される実際の疑似交点Ｐ１〜Ｐ８の位置以外にも電子が入射した疑似交点があるものと誤検出してしまう不都合を抑制することができる。すなわち、ＡＤＣ５１，６１から出力されるＸ軸位置信号およびＹ軸位置信号に基づき電子入射位置を正確に検出して、擬似画像の発生を抑制することができる。しかも、ＡＤＣ５１，６１の時間分解能を上げる必要がないので、消費電力の増加および回路面積の増加を防ぐこともできる。
【００５５】
ＡＤＣ５１，６１の高速化は大幅な消費電力および回路面積の増加につながるため、多数チャンネルを同一チップに納めることが難しくなってくる。これに対して、第２の実施形態のように、ＡＤＣ５１，６１を高速化する代わりに、ＴＤＣ５２，６２を導入することで、消費電力の増加および回路面積の増加を抑えつつ、電子入射位置を正確に検出して擬似画像の発生を抑制することができる。例えば、１０ＭＨｚのＡＤＣ５１，６１を１００ＭＨｚのＡＤＣに置き換えるよりも、ＡＤＣ５１，６１は１０ＭＨｚのままとして、１００ＭＨｚのＴＤＣ５２，６２を導入する方が、消費電力および回路規模をほとんど変えることなく、同等の擬似画像発生抑制性能を得ることが可能である。
【００５６】
図９は、第２の実施形態の効果を説明するための図である。図９において、横軸は電子入射頻度、つまりＡＤＣ５１，６１のサンプリング周波数を表している。縦軸はデータ取得効率、つまり擬似画像を発生せずにデータを取得できる効率を表している。図９に示すように、従来方式では、ＡＤＣ５１，６１のサンプリング周波数（電子入射頻度）が１０ＭＨｚの場合、擬似画像の生じた事象を捨てることによってデータ取得確率は４０％程度と低くなっている。一方、第２の実施形態では、ＡＤＣ５１，６１のサンプリング周波数（電子入射頻度）が１０ＭＨｚのままであっても、データ取得効率を８０％程度と２倍にすることができる。これにより、非破壊検査対象物のイメージング像の取得時間を短縮することができる。
【００５７】
なお、上記第１および第２の実施形態では、Ｘ軸ストリップ１１の長手方向と、Ｙ軸ストリップ１２を構成する各断片の長手方向とが成す角度を９０度とする例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、Ｘ軸ストリップ１１の長手方向と、Ｙ軸ストリップ１２を構成する各断片の長手方向とが成す角度を０度とするようにしても良い。あるいは、９０度または０度以外の角度としても良い。
【００５８】
また、上記第１および第２の実施形態では、Ｘ軸ストリップ１１を１本の線状構造により形成し、Ｙ軸ストリップ１２を複数の断片により形成する例について説明したが、その逆としても良い。すなわち、Ｘ軸ストリップ１１を複数の断片により形成し、Ｙ軸ストリップ１２を１本の線状構造により形成しても良い。
【００５９】
また、上記第２の実施形態では、Ｘ軸タイミング検出器およびＹ軸タイミング検出器の一例としてＸ軸ＴＤＣ５２およびＹ軸ＴＤＣ６２を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、Ｘ軸ＡＤＣ５１およびＹ軸ＡＤＣ６１の時間分解能よりも高い時間分解能で電子の入射タイミングを検出できるものであれば、ＴＤＣ以外のものを用いても良い。
【００６０】
その他、上記第１および第２の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１０  ２次元読み出し回路
１１  Ｘ軸ストリップ
１２  Ｙ軸ストリップ
１３  配線
１４  プリント基板
１５  Ｘ軸読み出し回路
１６  Ｙ軸読み出し回路
２０  ２次元読み出し回路
２５  Ｘ軸読み出し回路
２６  Ｙ軸読み出し回路
５１  Ｘ軸ＡＤＣ
５２  Ｘ軸ＴＤＣ
６１  Ｙ軸ＡＤＣ
６２  Ｙ軸ＴＤＣ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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