(57)【要約】【課題】シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であって放射線吸収位置検出精度が優れた３次元放射線位置検出器を提供する。【解決手段】３次元放射線位置検出器１は、シンチレータユニット１０、受光素子２０および演算部３０を備える。シンチレータユニット１０は、受光素子２０の光入射面上に設けられており、この光入射面に垂直な方向（ｚ軸方向）に４つのシンチレータアレイ１１〜１４が順に積層されて構成されている。４つのシンチレータアレイ１１〜１４それぞれは、８×８個のシンチレータセルが２次元配列されて構成されている。シンチレータセルは、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させるものである。或る層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｎと、他の層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｎとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる。【選択図】  図１
2004279057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射面へ入射した光の入射位置および強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、
前記受光素子の光入射面上に設けられ、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させるシンチレータセルがＭ行Ｎ列（ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数）に２次元配列されてなるシンチレータアレイをＫ層（ただし、Ｋは２以上の整数）含み、これらＫ層のシンチレータアレイが前記受光素子の光入射面に積層されたシンチレータユニットと、
を備え、
前記Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ層のシンチレータアレイにおいて第ｍ行第ｎ列に配置されたシンチレータセルをＣｋ，ｍ，ｎ（ただし、１≦ｋ≦Ｋ，１≦ｍ≦Ｍ，１≦ｎ≦Ｎ）と表したときに、
前記Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ１層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｎと、第ｋ２層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｎとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる（ただし、ここでは、１＜ｍ＜Ｍ，１＜ｎ＜Ｎ）、
ことを特徴とする３次元放射線位置検出器。
【請求項２】
前記シンチレータセルの形状が直方体であることを特徴とする請求項１記載の３次元放射線位置検出器。
【請求項３】
前記Ｋ層のシンチレータアレイそれぞれにおいて、隣り合う２シンチレータ間の媒質が前記シンチレーション光に対して反射材および透過材の何れかであり、
前記第ｋ１層のシンチレータアレイにおいて前記反射材で囲われた領域と、前記第ｋ２層のシンチレータアレイにおいて前記反射材で囲われた領域とが、積層方向に見たときに互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１記載の３次元放射線位置検出器。
【請求項４】
前記第ｋ１層のシンチレータアレイにおいて、シンチレータセルＣｋ１，ｐ，ｎとシンチレータセルＣｋ１，ｐ＋１，ｎとの間の媒質、および、シンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｑとシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｑ＋１との間の媒質が、前記シンチレーション光に対して反射材であり、他のシンチレータセル間の媒質が、前記シンチレーション光に対して透過材であり（ただし、ｐおよびｑそれぞれは公差が２の等差数列の各整数値。１≦ｐ＜Ｍ，１≦ｑ＜Ｎ）、
前記第ｋ２層のシンチレータアレイにおいて、シンチレータセルＣｋ２，ｒ，ｎとシンチレータセルＣｋ２，ｒ＋１，ｎとの間の媒質、および、シンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｓとシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｓ＋１との間の媒質が、前記シンチレーション光に対して反射材であり、他のシンチレータセル間の媒質が、前記シンチレーション光に対して透過材である（ただし、ｒおよびｓそれぞれは公差が２の等差数列の各整数値。１≦ｒ＜Ｍ，１≦ｓ＜Ｎ。「ｐ≠ｒ」または「ｑ≠ｓ」）、
ことを特徴とする請求項１記載の３次元放射線位置検出器。
【請求項５】
前記シンチレータユニットで発生したシンチレーション光が前記受光素子の光入射面に入射して前記受光素子から出力された電気信号を入力し、この電気信号に基づいて、前記シンチレータユニットにおける放射線吸収位置を求める演算部を更に備えることを特徴とする請求項１記載の３次元放射線位置検出器。
【請求項６】
前記受光素子が、前記電気信号を出力する複数の出力端子を有し、
前記演算部が、前記受光素子の複数の出力端子それぞれから出力される電気信号を処理して、前記受光素子へのシンチレーション光の入射位置を求め、そのシンチレーション光の入射位置に基づいて、前記シンチレータユニットにおける放射線吸収位置を求める、
ことを特徴とする請求項５記載の３次元放射線位置検出器。
【請求項７】
前記受光素子が、前記電気信号を出力する複数の出力端子を有し、
前記演算部が、前記受光素子の複数の出力端子それぞれから出力される電気信号の値の和に基づいて、前記シンチレータユニットにおける放射線吸収エネルギを求める、
ことを特徴とする請求項５記載の３次元放射線位置検出器。
【請求項８】
前記演算部がシンチレータセル毎に放射線吸収エネルギを求めることを特徴とする請求項５記載の３次元放射線位置検出器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンチレータユニットと受光素子とを含む３次元放射線位置検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
３次元放射線位置検出器は、例えばＰＥＴ（ｐｏｓｉｔｒｏｎ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置において、陽電子放出アイソトープ（ＲＩ線源）が投入された被検体内における電子・陽電子の対消滅に伴って発生し互いに逆方向に飛行する１対のγ線光子（エネルギ５１１ｋｅＶ）を検出する放射線検出器として用いられる。ＰＥＴ装置は、放射線検出器によりγ線光子対を同時計数法により検出し、この同時計数情報を蓄積してヒストグラムを作成する。そして、ＰＥＴ装置は、この作成されたヒストグラムに基づいて、測定空間におけるγ線光子対の発生頻度の空間分布を表す画像を再構成する。このＰＥＴ装置は核医学分野等で重要な役割を果たしており、これを用いて例えば生体機能や脳の高次機能の研究を行うことができる。
【０００３】
このようなＰＥＴ装置の放射線検出器として好適に用いられ得る３次元放射線位置検出器は、シンチレータユニットおよび受光素子を含む（例えば特許文献１や非特許文献１を参照）。このうち、受光素子は、光入射面へ入射した光の入射位置および強度に応じた電気信号を出力する。また、シンチレータユニットは、受光素子の光入射面上に設けられ、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させるシンチレータセルが２次元配列されてなるシンチレータアレイをＫ層（ただし、Ｋは２以上の整数）含み、これらＫ層のシンチレータアレイが受光素子の光入射面に垂直な方向に積層されたものである。
【０００４】
特に、特許文献１に開示された３次元放射線位置検出器では、Ｋ層のシンチレータアレイは、シンチレータセル配置ピッチの１／Ｋずつ行方向または列方向にずれて積層されている。また、非特許文献１に開示された３次元放射線位置検出器では、第１層および第３層のシンチレータアレイと、第２層および第４層のシンチレータアレイとでは、異なる蛍光減衰時定数のシンチレータセルが用いられている。
【０００５】
このような３次元放射線位置検出器は、シンチレータユニットにおける放射線吸収位置を、受光素子の光入射面に平行な２次元平面上の位置として求めることができるだけでなく、この光入射面からの距離としても求めることができる。すなわち、複数のシンチレータセルが３次元配列されてなるシンチレータユニットにおいて何れのシンチレータセルでシンチレーション光が発生したかを、受光素子の光入射面に到達したシンチレーション光の重心位置に基づいて判別することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１−２２９９９５号公報
【非特許文献１】
Ｎ．  Ｉｎａｄａｍａ，  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ａ  Ｄｅｐｔｈ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ＰＥＴ  ｗｉｔｈ  ＧＳＯ  Ｃｒｙｓｔａｌｓ  Ｄｏｐｅｄ  ｗｉｔｈ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  Ａｍｏｕｎｔｓ  ｏｆ  Ｃｅ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，  Ｖｏｌ．４９，  Ｎｏ．３，  ｐｐ．６２９−６３３  （２００２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１に開示された３次元放射線位置検出器では、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させたシンチレータセルの位置が受光素子の光入射面から遠いほど、受光素子の光入射面に到達するシンチレーション光の強度分布の幅が広い。受光素子の光入射面において、シンチレーション光の強度分布の幅が広いと、重心位置に基づいて対応シンチレータセルを判定することが困難となる。それ故、シンチレータアレイの積層数を多くするにも限界があり、また、放射線吸収位置検出精度の点でも限界がある。
【０００８】
また、上記の非特許文献１に開示された３次元放射線位置検出器では、積層方向に見たときに各シンチレータアレイの同一位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生したシンチレーション光は、受光素子の光入射面において重心位置が互いに近いものとなる。それ故、この場合にも、シンチレータアレイの積層数を多くするにも限界があり、また、放射線吸収位置検出精度の点でも限界がある。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であって放射線吸収位置検出精度が優れた３次元放射線位置検出器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る３次元放射線位置検出器は、（１）  光入射面へ入射した光の入射位置および強度に応じた電気信号を出力する受光素子と、（２）  受光素子の光入射面上に設けられ、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させるシンチレータセルがＭ行Ｎ列（ただし、Ｍ，Ｎは２以上の整数）に２次元配列されてなるシンチレータアレイをＫ層（ただし、Ｋは２以上の整数）含み、これらＫ層のシンチレータアレイが受光素子の光入射面に積層されたシンチレータユニットと、を備える。そして、Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ層のシンチレータアレイにおいて第ｍ行第ｎ列に配置されたシンチレータセルをＣｋ，ｍ，ｎ（ただし、１≦ｋ≦Ｋ，１≦ｍ≦Ｍ，１≦ｎ≦Ｎ）と表したときに、Ｋ層のシンチレータアレイのうちの第ｋ１層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｎと、第ｋ２層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｎとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる（ただし、ここでは、１＜ｍ＜Ｍ，１＜ｎ＜Ｎ）ことを特徴とする。
【００１１】
このように構成される３次元放射線位置検出器では、シンチレータユニットに放射線（例えばγ線）が入射して、シンチレータユニット内の何れかのシンチレータセルで該放射線が吸収されると、その放射線を吸収したシンチレータセルにおいて、放射線吸収エネルギに応じた強度のシンチレーション光が発生する。そのシンチレーション光は、その発生点からは全方位に向かって進むものの、反射材により反射されることでガイドされ、やがて受光素子の光入射面に入射する。受光素子の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置は、シンチレーション光発生位置（すなわち放射線吸収位置）に対応したものである。
【００１２】
そして、第ｋ１層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｎと、第ｋ２層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｎとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件（例えば、反射率、透過率、粗度、など）が互いに異なることにより、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させたシンチレータセルの位置が受光素子の光入射面から遠くても、受光素子の光入射面に到達するシンチレーション光の強度分布の幅は狭い。また、積層方向に見たときに各シンチレータアレイの同一位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生したシンチレーション光は、受光素子の光入射面において重心位置が充分に離れたものとなる。それ故、シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であり、また、放射線吸収位置検出精度が優れたものとなる。
【００１３】
本発明に係る３次元放射線位置検出器は、シンチレータセルの形状が直方体であるのが好適である。この場合には、シンチレータユニットにおいて多数のシンチレータアレイを３次元配置する際に効率的である。
【００１４】
本発明に係る３次元放射線位置検出器は、Ｋ層のシンチレータアレイそれぞれにおいて、隣り合う２シンチレータ間の媒質がシンチレーション光に対して反射材および透過材の何れかであり、第ｋ１層のシンチレータアレイにおいて反射材で囲われた領域と、第ｋ２層のシンチレータアレイにおいて反射材で囲われた領域とが、積層方向に見たときに互いに異なるのが好適である。また、本発明に係る３次元放射線位置検出器は、（１）  第ｋ１層のシンチレータアレイにおいて、シンチレータセルＣｋ１，ｐ，ｎとシンチレータセルＣｋ１，ｐ＋１，ｎとの間の媒質、および、シンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｑとシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｑ＋１との間の媒質が、シンチレーション光に対して反射材であり、他のシンチレータセル間の媒質が、シンチレーション光に対して透過材であり、（２）  第ｋ２層のシンチレータアレイにおいて、シンチレータセルＣｋ２，ｒ，ｎとシンチレータセルＣｋ２，ｒ＋１，ｎとの間の媒質、および、シンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｓとシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｓ＋１との間の媒質が、シンチレーション光に対して反射材であり、他のシンチレータセル間の媒質が、シンチレーション光に対して透過材であって、（３）  ｒおよびｓそれぞれは公差が２の等差数列の各整数値であり、１≦ｐ＜Ｍ，１≦ｑ＜Ｎ，１≦ｒ＜Ｍ，１≦ｓ＜Ｎ，「ｐ≠ｒ」または「ｑ≠ｓ」であるのが好適である。これらの場合には、受光素子の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置は、シンチレーション光発生位置（すなわち放射線吸収位置）に対応したものであり、しかも、受光素子の光入射面におけるシンチレーション光の強度分布の幅は充分に狭く、各々の光入射の重心位置は充分に弁別が可能である。
【００１５】
本発明に係る３次元放射線位置検出器は、シンチレータユニットで発生したシンチレーション光が受光素子の光入射面に入射して受光素子から出力された電気信号を入力し、この電気信号に基づいて、シンチレータユニットにおける放射線吸収位置を求める演算部を更に備えるのが好適である。本発明に係る３次元放射線位置検出器は、受光素子が、電気信号を出力する複数の出力端子を有し、演算部が、受光素子の複数の出力端子それぞれから出力される電気信号を処理して、受光素子へのシンチレーション光の入射位置を求め、そのシンチレーション光の入射位置に基づいて、シンチレータユニットにおける放射線吸収位置を求めるのが好適である。本発明に係る３次元放射線位置検出器は、受光素子が、電気信号を出力する複数の出力端子を有し、演算部が、受光素子の複数の出力端子それぞれから出力される電気信号の値の和に基づいて、シンチレータユニットにおける放射線吸収エネルギを求めるのが好適である。本発明に係る３次元放射線位置検出器は、演算部がシンチレータセル毎に放射線吸収エネルギを求めるのが好適である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図において説明の便宜の為にｘｙｚ直交座標系が示されている。
【００１７】
先ず、本発明に係る３次元放射線位置検出器の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１の構成図である。この図に示される３次元放射線位置検出器１は、シンチレータユニット１０、受光素子２０および演算部３０を備える。図１では、シンチレータユニット１０および受光素子２０については斜視図で示され、演算部３０についてはブロック図で示されている。
【００１８】
受光素子２０は、光入射面へ入射した光の入射位置および強度に応じた電気信号を出力するものである。ｘｙｚ直交座標系のｘｙ平面は、光入射面に平行に設定されている。受光素子２０は、例えば、位置検出型の光電子増倍管である。また、位置検出型光電子増倍管としてマルチアノード型のものが好適に用いられる。マルチアノード型の光電子増倍管は、２次元配列された複数のアノードと、各アノードに対応したアノード端子とを備え、各アノード端子と４つの出力端子２１１〜２１４とが抵抗器を介して接続されていて、各アノードからの電気信号を最終的に４つの出力端子２１１〜２１４から出力する（特開２０００−１８０５５１号公報（特に図５）を参照）。これら４つの出力端子２１１〜２１４から出力される電気信号の値の比は、光入射面への光の入射位置に応じたものとなり、また、これら４つの出力端子２１１〜２１４から出力される電気信号の値の和は、光強度に応じたものとなる。
【００１９】
シンチレータユニット１０は、受光素子２０の光入射面上に設けられており、この光入射面に垂直な方向（ｚ軸方向）に４つのシンチレータアレイ１１〜１４が順に積層されて構成されている。なお、シンチレータユニット１０は、受光素子２０の光入射面上に直接に設けられてもよいし、或いは、光学カップリング材（屈折率整合材）、ファイバアレイおよび空気層など介して設けられてもよい。また、４つのシンチレータアレイ１１〜１４それぞれは、複数（本実施形態では８×８個）のシンチレータセルが２次元配列されて構成されている。このシンチレータセルの配列の方向はｘ軸方向およびｙ軸方向である。
【００２０】
シンチレータセルは、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させるものであり、例えば、ＣｅがドープされたＧｄ２ＳｉＯ５（ＧＳＯ）やＢｉ４Ｇｅ３Ｏ１２（ＢＧＯ）が用いられる。シンチレータセルの形状は直方体である。また、４つのシンチレータアレイ１１〜１４のうちの何れか２つのシンチレータアレイの間でシンチレータセルの組成が互いに異なり蛍光減衰時定数が互いに異なっていてもよいが、全シンチレータセルの組成が同一であってもよい。
【００２１】
ここで、４つのシンチレータアレイ１１〜１４のうちの受光素子２０側から数えて第ｋ層目のシンチレータアレイ１ｋにおいて第ｍ行第ｎ列に配置されたシンチレータセルをＣｋ，ｍ，ｎと表す。図１では、４層×８行×８列に３次元配列された２５６個のシンチレータセルのうちの幾つかについてのみ符号Ｃｋ，ｍ，ｎが付されている。
【００２２】
演算部３０は、比演算回路３１、和演算回路３２および信号処理回路３３を含み、受光素子２０の４つの出力端子２１１〜２１４それぞれから出力された電気信号を入力して、この電気信号に基づいて所定の演算を行う。ここで、出力端子２１１（図１では不図示）はシンチレータセルＣ１，１，１の側の角にあり、出力端子２１２はシンチレータセルＣ１，８，１の側の角にあり、出力端子２１３はシンチレータセルＣ１，１，８の側の角にあり、また、出力端子２１４はシンチレータセルＣ１，８，８の側の角にあるとする。
【００２３】
比演算回路３１は、受光素子２０の４つの出力端子２１１〜２１４それぞれから出力された電気信号の値の比に基づいて、受光素子２０の光入射面への光の入射位置を求める。具体的には、出力端子２１１から出力される電気信号の値をＩ１とし、出力端子２１２から出力される電気信号の値をＩ２とし、出力端子２１３から出力される電気信号の値をＩ３とし、出力端子２１４から出力される電気信号の値をＩ４としたときに、比演算回路３１は、受光素子２０の光入射面への光の入射位置（ｘ，ｙ）を、
ｘ＝（Ｉ１＋Ｉ３）／Ｉａｌｌ    …（１ａ）
ｙ＝（Ｉ１＋Ｉ２）／Ｉａｌｌ    …（１ｂ）
Ｉａｌｌ＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３＋Ｉ４  …（１ｃ）
なる式に基づいて求める。また、和演算回路３２は、受光素子２０の４つの出力端子２１１〜２１４それぞれから出力された電気信号の値の和Ｉａｌｌに基づいて、受光素子２０の光入射面へ入射した光の強度を求める。
【００２４】
信号処理回路３３は、比演算回路３１および和演算回路３２それぞれにおける上記の結果を入力して、シンチレータユニット１０における放射線吸収位置および放射線吸収エネルギを求め、その求めた結果を出力する。また、演算部３０は、シンチレータセル毎に放射線吸収エネルギを求めるのが好適である。
【００２５】
図２〜図７それぞれは、第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１に含まれるシンチレータユニット１０の断面図である。図２は、第１行（ｍ＝１）のシンチレータユニット１０のｙｚ断面図である。図３は、第１列（ｎ＝１）のシンチレータユニット１０のｘｚ断面図である。図４は、第１層（ｋ＝１）のシンチレータアレイ１１のｘｙ断面図である。図５は、第２層（ｋ＝２）のシンチレータアレイ１２のｘｙ断面図である。図６は、第３層（ｋ＝３）のシンチレータアレイ１３のｘｙ断面図である。また、図７は、第４層（ｋ＝４）のシンチレータアレイ１４のｘｙ断面図である。なお、これらの図において、幾つかのシンチレータセルについてのみ符号Ｃｋ，ｍ，ｎが付されているが、符号が付されていないシンチレータセルについては符号Ｃｋ，ｍ，ｎの添え字ｋ，ｍ，ｎの何れかが順次１増して付される。
【００２６】
第１層のシンチレータアレイ１１では、シンチレータセルＣ１，２，ｎとシンチレータセルＣ１，３，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ１，４，ｎとシンチレータセルＣ１，５，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ１，６，ｎとシンチレータセルＣ１，７，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ１，ｍ，２とシンチレータセルＣ１，ｍ，３との間の媒質、シンチレータセルＣ１，ｍ，４とシンチレータセルＣ１，ｍ，５との間の媒質、および、シンチレータセルＣ１，ｍ，６とシンチレータセルＣ１，ｍ，７との間の媒質は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。ただし、ｍおよびｎそれぞれは１以上８以下の各整数である。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００２７】
第２層のシンチレータアレイ１２では、シンチレータセルＣ２，１，ｎとシンチレータセルＣ２，２，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ２，３，ｎとシンチレータセルＣ２，４，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ２，５，ｎとシンチレータセルＣ２，６，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ２，７，ｎとシンチレータセルＣ２，８，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ２，ｍ，２とシンチレータセルＣ２，ｍ，３との間の媒質、シンチレータセルＣ２，ｍ，４とシンチレータセルＣ２，ｍ，５との間の媒質、および、シンチレータセルＣ２，ｍ，６とシンチレータセルＣ２，ｍ，７との間の媒質は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００２８】
第３層のシンチレータアレイ１３では、シンチレータセルＣ３，２，ｎとシンチレータセルＣ３，３，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ３，４，ｎとシンチレータセルＣ３，５，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ３，６，ｎとシンチレータセルＣ３，７，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ３，ｍ，１とシンチレータセルＣ３，ｍ，２との間の媒質、シンチレータセルＣ３，ｍ，４とシンチレータセルＣ３，ｍ，４との間の媒質、シンチレータセルＣ３，ｍ，５とシンチレータセルＣ３，ｍ，６との間の媒質、および、シンチレータセルＣ３，ｍ，７とシンチレータセルＣ３，ｍ，８との間の媒質は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００２９】
第４層のシンチレータアレイ１４では、シンチレータセルＣ４，１，ｎとシンチレータセルＣ４，２，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ４，３，ｎとシンチレータセルＣ４，４，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ４，５，ｎとシンチレータセルＣ４，６，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ４，７，ｎとシンチレータセルＣ４，８，ｎとの間の媒質、シンチレータセルＣ４，ｍ，１とシンチレータセルＣ４，ｍ，２との間の媒質、シンチレータセルＣ４，ｍ，４とシンチレータセルＣ４，ｍ，４との間の媒質、シンチレータセルＣ４，ｍ，５とシンチレータセルＣ４，ｍ，６との間の媒質、および、シンチレータセルＣ４，ｍ，７とシンチレータセルＣ４，ｍ，８との間の媒質は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００３０】
また、シンチレータユニット１０の全体の外面のうち、受光素子１０の光入射面と接する面は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔで覆われており、他の面は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒで覆われている。なお、図１では、シンチレータユニット１０の外面にある反射材Ｒは図示されていない。また、第１層シンチレータアレイ１１と第２層シンチレータアレイ１２との間の媒質、第２層シンチレータアレイ１２と第３層シンチレータアレイ１３との間の媒質、および、第３層シンチレータアレイ１３と第４層シンチレータアレイ１４との間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである、
反射材Ｒは、透過材Ｔと比較して、シンチレーション光を高い反射率で反射させるものである。また、透過材Ｔは、反射材Ｒと比較して、シンチレーション光を高い透過率で透過させるものである。反射材Ｒは、例えばＢａＳＯ４からなるものである。また、透過材Ｔは、例えば、シンチレータセルと同組成の材料からなるものであり、或いは、シリコングリス等の光学結合材からなるものであり、或いは、空気等の気体からなるものである。図２〜図７それぞれでは、反射材Ｒについては共通のハッチングで示されており、透過材Ｔについても共通のハッチング（反射材Ｒとは異なるハッチング）で示されている。
【００３１】
以上のように、シンチレータユニット１０では、第ｋ１層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｎと、他の第ｋ２層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｎとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる（ただし、ここでは、１＜ｍ＜８，１＜ｎ＜８）。
【００３２】
特に第１実施形態では、４つのシンチレータアレイ１１〜１４のうちの第ｋ１層のシンチレータアレイにおいて、シンチレータセルＣｋ１，ｐ，ｎとシンチレータセルＣｋ１，ｐ＋１，ｎとの間の媒質、および、シンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｑとシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｑ＋１との間の媒質が、シンチレーション光に対して反射材Ｒであり、他のシンチレータセル間の媒質が、シンチレーション光に対して透過材Ｔである。また、他の第ｋ２層のシンチレータアレイにおいて、シンチレータセルＣｋ２，ｒ，ｎとシンチレータセルＣｋ２，ｒ＋１，ｎとの間の媒質、および、シンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｓとシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｓ＋１との間の媒質が、シンチレーション光に対して反射材Ｒであり、他のシンチレータセル間の媒質が、シンチレーション光に対して透過材Ｔである。そして、ｐ，ｑ，ｒおよびｓそれぞれは公差が２の等差数列の各整数値であり、「ｐ≠ｒ」または「ｑ≠ｓ」である。
【００３３】
第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１は以下のように動作する。この３次元放射線位置検出器１のシンチレータユニット１０に放射線（例えばγ線）が入射して、シンチレータユニット１０内の何れかのシンチレータセルで該放射線が吸収されると、その放射線を吸収したシンチレータセルにおいて、放射線吸収エネルギに応じた強度のシンチレーション光が発生する。そのシンチレーション光は、その発生点からは全方位に向かって進むものの、反射材Ｒにより反射されることでガイドされ、やがて受光素子２０の光入射面に入射する。
【００３４】
受光素子２０の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置は、シンチレーション光発生位置（すなわち放射線吸収位置）のｘ座標値およびｙ座標値（すなわち、ｍ値およびｎ値）に対応したものである。しかも、反射材Ｒおよび透過材Ｔが適切に配置されていることにより、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させたシンチレータセルの位置が受光素子２０の光入射面から遠くても、受光素子２０の光入射面に到達するシンチレーション光の強度分布の幅は狭い。また、積層方向に見たときに各シンチレータアレイの同一位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生したシンチレーション光は、受光素子２０の光入射面において重心位置が充分に離れたものとなる。それ故、シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であり、また、放射線吸収位置検出精度が優れたものとなる。
【００３５】
図８は、第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１の受光素子２０の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置の説明図である。図中で、○印は、第１層のシンチレータアレイ１１に含まれる各シンチレータセルＣ１，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置Ｐ１，ｍ，ｎを示す。▽印は、第２層のシンチレータアレイ１２に含まれる各シンチレータセルＣ２，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置Ｐ２，ｍ，ｎを示す。△印は、第３層のシンチレータアレイ１３に含まれる各シンチレータセルＣ３，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置Ｐ３，ｍ，ｎを示す。また、□印は、第４層のシンチレータアレイ１４に含まれる各シンチレータセルＣ４，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置Ｐ４，ｍ，ｎを示す。なお、この図において、幾つかの重心位置についてのみ符号Ｐｋ，ｍ，ｎが付されているが、符号が付されていない重心位置については符号Ｐｋ，ｍ，ｎの添え字ｋ，ｍ，ｎの何れかが順次１増して付される。この図に示されるように、シンチレータユニット１０において３次元配列された多数のシンチレータセルそれぞれで発生したシンチレーション光は、受光素子２０の光入射面上の互いに異なる重心位置に入射し、しかも、各々の光入射の重心位置は充分に弁別が可能である。
【００３６】
図９は、第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１の受光素子２０の光入射面へ入射する光の波高分布を示す図である。ここでは、シンチレータユニット１０に入射する放射線のエネルギが一定であるとして、シンチレータセルＣ１，１，１〜Ｃ１，１，４、Ｃ２，１，１〜Ｃ２，１，４、Ｃ３，１，１〜Ｃ３，１，４およびＣ４，１，１〜Ｃ４，１，４それぞれにおいて放射線が吸収されたときに、受光素子２０の光入射面へ入射する光の波高分布が示されている。
【００３７】
したがって、比演算回路３１により、受光素子２０の４つの出力端子２１１〜２１４それぞれから出力された電気信号の値から、上記（１ａ）〜（１ｃ）式に基づいて受光素子２０の光入射面へのシンチレーション光の入射位置を求め、予め作成され比演算回路３１内のメモリに格納されている受光素子２０の光入射面の光入射位置とシンチレータユニット１０での放射線吸収位置との対応を示すテーブル（例えば図８）を参照して、シンチレータユニット１０において３次元配列された複数のシンチレータセルのうちの何れで放射線が吸収されたかを弁別することができる。また、和演算回路３２により、受光素子２０の４つの出力端子２１１〜２１４それぞれから出力された電気信号の値の和に基づいて、放射線吸収エネルギを求めることができる。
【００３８】
次に、本発明に係る３次元放射線位置検出器の実施例について説明する。実施例の３次元放射線位置検出器では、シンチレータユニットは、シンチレータアレイが４層に積層され、各シンチレータアレイは、６×６個のシンチレータセルが２次元配列されたものである。図１０は、実施例の３次元放射線位置検出器の受光素子の光入射面へのシンチレーション光入射の強度分布を示す図である。図１１は、実施例の３次元放射線位置検出器の受光素子の光入射面へ入射する光の波高分布を示す図である。ここでは、シンチレータユニットに入射する放射線のエネルギが一定であるとし、また、放射線が一様に入射するとした。図１１では、シンチレータセルＣ１，３，３〜Ｃ２，３，３およびＣ１，５，４〜Ｃ４，５，４それぞれにおいて放射線が吸収されたときに、受光素子２０の光入射面へ入射する光の波高分布が示されている。
【００３９】
図１２は、比較例の３次元放射線位置検出器の受光素子の光入射面へのシンチレーション光入射の強度分布を示す図である。この比較例の３次元放射線位置検出器は、従来の技術の欄で挙げた非特許文献１に開示された構成のものである。
【００４０】
実施例（図１０）と比較例（図１２）とを比較してわかるように、第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１では、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させたシンチレータセルの位置が受光素子の光入射面から遠くても、受光素子の光入射面に到達するシンチレーション光の強度分布の幅は狭い。また、積層方向に見たときに各シンチレータアレイの同一位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生したシンチレーション光は、受光素子の光入射面において重心位置が充分に離れたものとなる。それ故、シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であり、また、放射線吸収位置検出精度が優れたものとなる。したがって、この３次元放射線位置検出器１をＰＥＴ装置に使用することにより、高感度・高解像度・高速に被検体を測定することができる。
【００４１】
次に、本発明に係る３次元放射線位置検出器の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器は、図１に示されたものと略同様の構成であるが、シンチレータユニット１０の構成が相違している。すなわち、第２実施形態におけるシンチレータユニット１０は６層のシンチレータアレイ１１〜１６を含み、これらシンチレータアレイ１１〜１６それぞれはシンチレータセルが１２行１２列に２次元配列されている（Ｋ＝６，Ｍ＝Ｎ＝１２）。また、シンチレータセル間の反射材Ｒおよび透過材Ｔの配置の態様が第１実施形態と異なる。
【００４２】
図１３〜図２０それぞれは、第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０の断面図である。図１３は、第１行（ｍ＝１）のシンチレータユニット１０のｙｚ断面図である。図１４は、第１列（ｎ＝１）のシンチレータユニット１０のｘｚ断面図である。図１５は、第１層（ｋ＝１）のシンチレータアレイ１１のｘｙ断面図である。図１６は、第２層（ｋ＝２）のシンチレータアレイ１２のｘｙ断面図である。図１７は、第３層（ｋ＝３）のシンチレータアレイ１３のｘｙ断面図である。図１８は、第４層（ｋ＝４）のシンチレータアレイ１４のｘｙ断面図である。図１９は、第５層（ｋ＝５）のシンチレータアレイ１５のｘｙ断面図である。また、図２０は、第６層（ｋ＝６）のシンチレータアレイ１６のｘｙ断面図である。なお、これらの図において、幾つかのシンチレータセルについてのみ符号Ｃｋ，ｍ，ｎが付されているが、符号が付されていないシンチレータセルについては符号Ｃｋ，ｍ，ｎの添え字ｋ，ｍ，ｎの何れかが順次１増して付される。
【００４３】
第１層のシンチレータアレイ１１では、シンチレータセルＣ１，ｐ，ｎとシンチレータセルＣ１，ｐ＋１，ｎとの間の媒質（ｐは２，４，６，８および１０の各整数）、および、シンチレータセルＣ１，ｍ，ｑとシンチレータセルＣ１，ｍ，ｑ＋１との間の媒質（ｑは２，４，６，８および１０の各整数）は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。ただし、ｍおよびｎそれぞれは１以上１２以下の各整数である。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００４４】
第２層のシンチレータアレイ１２では、シンチレータセルＣ２，ｐ，ｎとシンチレータセルＣ２，ｐ＋１，ｎとの間の媒質（ｐは１〜１１の各整数）、および、シンチレータセルＣ２，ｍ，ｑとシンチレータセルＣ２，ｍ，ｑ＋１との間の媒質（ｑは２，４，６，８および１０の各整数）は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００４５】
第３層のシンチレータアレイ１３では、シンチレータセルＣ３，ｐ，ｎとシンチレータセルＣ３，ｐ＋１，ｎとの間の媒質（ｐは１，３，５，７，９および１１の各整数）、および、シンチレータセルＣ３，ｍ，ｑとシンチレータセルＣ３，ｍ，ｑ＋１との間の媒質（ｑは２，４，６，８および１０の各整数）は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００４６】
第４層のシンチレータアレイ１４では、シンチレータセルＣ４，ｐ，ｎとシンチレータセルＣ４，ｐ＋１，ｎとの間の媒質（ｐは２，４，６，８および１０の各整数）、および、シンチレータセルＣ４，ｍ，ｑとシンチレータセルＣ４，ｍ，ｑ＋１との間の媒質（ｑは１〜１１の各整数）は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００４７】
第５層のシンチレータアレイ１５では、シンチレータセルＣ５，ｐ，ｎとシンチレータセルＣ５，ｐ＋１，ｎとの間の媒質（ｐは２，４，６，８および１０の各整数）、および、シンチレータセルＣ５，ｍ，ｑとシンチレータセルＣ５，ｍ，ｑ＋１との間の媒質（ｑは１，３，５，７，９および１１の各整数）は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００４８】
第６層のシンチレータアレイ１６では、シンチレータセルＣ６，ｐ，ｎとシンチレータセルＣ６，ｐ＋１，ｎとの間の媒質（ｐは１，３，５，７，９および１１の各整数）、および、シンチレータセルＣ６，ｍ，ｑとシンチレータセルＣ６，ｍ，ｑ＋１との間の媒質（ｑは１，３，５，７，９および１１の各整数）は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒである。他のシンチレーション間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである。
【００４９】
また、シンチレータユニット１０の全体の外面のうち、受光素子１０の光入射面と接する面は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔで覆われており、他の面は、シンチレーション光に対して高反射率である反射材Ｒで覆われている。また、第１層シンチレータアレイ１１と第２層シンチレータアレイ１２との間の媒質、第２層シンチレータアレイ１２と第３層シンチレータアレイ１３との間の媒質、第３層シンチレータアレイ１３と第４層シンチレータアレイ１４との間の媒質、第４層シンチレータアレイ１４と第５層シンチレータアレイ１５との間の媒質、および、第５層シンチレータアレイ１５と第６層シンチレータアレイ１６との間の媒質は、シンチレーション光に対して高透過率である透過材Ｔである、
反射材Ｒは、透過材Ｔと比較して、シンチレーション光を高い反射率で反射させるものである。また、透過材Ｔは、反射材Ｒと比較して、シンチレーション光を高い透過率で透過させるものである。図１３〜図２０それぞれでは、反射材Ｒについては共通のハッチングで示されており、透過材Ｔについても共通のハッチング（反射材Ｒとは異なるハッチング）で示されている。
【００５０】
以上のように、シンチレータユニット１０では、第ｋ１層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ１，ｍ，ｎと、他の第ｋ２層のシンチレータアレイに含まれるシンチレータセルＣｋ２，ｍ，ｎとで、少なくとも１つの同一側面の光学条件が互いに異なる（ただし、ここでは、１＜ｍ＜１２，１＜ｎ＜１２）。特に第２実施形態では、６層のシンチレータアレイ１１〜１６それぞれにおいて、隣り合う２シンチレータ間の媒質がシンチレーション光に対して反射材Ｒおよび透過材Ｔの何れかであり、第ｋ１層のシンチレータアレイにおいて反射材Ｒで囲われた領域と、他の第ｋ２層のシンチレータアレイにおいて反射材Ｒで囲われた領域とが、積層方向に見たときに互いに異なる。
【００５１】
図２１は、第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器の受光素子２０の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置の説明図である。図中で、符号「１」は、第１層のシンチレータアレイ１１に含まれる各シンチレータセルＣ１，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置を示す。符号「２」は、第２層のシンチレータアレイ１２に含まれる各シンチレータセルＣ２，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置を示す。符号「３」は、第３層のシンチレータアレイ１３に含まれる各シンチレータセルＣ３，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置を示す。符号「４」は、第４層のシンチレータアレイ１４に含まれる各シンチレータセルＣ４，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置を示す。符号「５」は、第５層のシンチレータアレイ１５に含まれる各シンチレータセルＣ５，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置を示す。また、符号「６」は、第６層のシンチレータアレイ１６に含まれる各シンチレータセルＣ６，ｍ，ｎで発生したシンチレーション光の光入射面への入射の重心位置を示す。この図に示されるように、シンチレータユニット１０において３次元配列された多数のシンチレータセルそれぞれで発生したシンチレーション光は、受光素子２０の光入射面上の互いに異なる重心位置に入射し、しかも、各々の光入射の重心位置は充分に弁別が可能である。
【００５２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、シンチレータユニットにおけるシンチレータアレイの層数は、上記実施形態では４または６であったが、２，３または５であってもよく、また、７以上であってもよい。また、シンチレータアレイによってシンチレータセルの蛍光減衰時定数が互いに異なるものであってもよく、この場合には、シンチレータユニットにおけるシンチレータアレイの層数を更に増やすことが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る３次元放射線位置検出器では、受光素子の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置は、シンチレーション光発生位置（すなわち放射線吸収位置）に対応したものであり、しかも、各シンチレータセルの光学条件が適切に設定されていることにより、放射線の吸収に応じてシンチレーション光を発生させたシンチレータセルの位置が受光素子の光入射面から遠くても、受光素子の光入射面に到達するシンチレーション光の強度分布の幅は狭い。また、積層方向に見たときに各シンチレータアレイの同一位置にあるシンチレータセルそれぞれで発生したシンチレーション光は、受光素子の光入射面において重心位置が充分に離れたものとなる。それ故、シンチレータアレイの積層数を増やすことが可能であり、また、放射線吸収位置検出精度が優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１に含まれるシンチレータユニット１０のうち第１行のシンチレータユニット１０のｙｚ断面図である。
【図３】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１に含まれるシンチレータユニット１０のうち第１列のシンチレータユニット１０のｘｚ断面図である。
【図４】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１に含まれるシンチレータユニット１０のうち第１層のシンチレータアレイ１１のｘｙ断面図である。
【図５】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１に含まれるシンチレータユニット１０のうち第２層のシンチレータアレイ１２のｘｙ断面図である。
【図６】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１に含まれるシンチレータユニット１０のうち第３層のシンチレータアレイ１３のｘｙ断面図である。
【図７】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１に含まれるシンチレータユニット１０のうち第４層のシンチレータアレイ１４のｘｙ断面図である。
【図８】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１の受光素子２０の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置の説明図である。
【図９】第１実施形態に係る３次元放射線位置検出器１の受光素子２０の光入射面へ入射する光の波高分布を示す図である。
【図１０】実施例の３次元放射線位置検出器の受光素子の光入射面へのシンチレーション光入射の強度分布を示す図である。
【図１１】実施例の３次元放射線位置検出器の受光素子の光入射面へ入射する光の波高分布を示す図である。
【図１２】比較例の３次元放射線位置検出器の受光素子の光入射面へのシンチレーション光入射の強度分布を示す図である。
【図１３】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第１行のシンチレータユニット１０のｙｚ断面図である。
【図１４】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第１列のシンチレータユニット１０のｘｚ断面図である。
【図１５】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第１層のシンチレータアレイ１１のｘｙ断面図である。
【図１６】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第２層のシンチレータアレイ１２のｘｙ断面図である。
【図１７】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第３層のシンチレータアレイ１３のｘｙ断面図である。
【図１８】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第４層のシンチレータアレイ１４のｘｙ断面図である。
【図１９】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第５層のシンチレータアレイ１５のｘｙ断面図である。
【図２０】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器に含まれるシンチレータユニット１０のうち第６層のシンチレータアレイ１６のｘｙ断面図である。
【図２１】第２実施形態に係る３次元放射線位置検出器の受光素子２０の光入射面へのシンチレーション光入射の重心位置の説明図である。
【符号の説明】
１…３次元放射線位置検出器、１０…シンチレータユニット、１１〜１４…シンチレータアレイ、Ｃ…シンチレータセル、Ｒ…反射材、Ｔ…透過材、２０…受光素子、２１…出力端子、３０…演算部、３１…比演算回路、３２…和演算回路、３３…信号処理回路。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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