(57)【要約】ガンマ線カメラＡは、そのそれぞれがガンマ線の受信に応答してピクセル信号を出力する複数のピクセル４を備えたクリスタルアレイＳを有する。前記ピクセル４から出力されたピクセル信号が基準信号に対して所定の関係を有する時、第１回路（６，８，１０，１２，１４及び２２）は、前記クリスタルアレイＳの各ピクセル４に対して、前記クリスタルアレイＳ中の前記ピクセル４の位置に関する閾値信号を出力する。第２回路（１８，２０，２４，２６，２８，３０及び３２）は、その閾値信号に対して所定の関係を有する各ピクセル信号に対してカウンタ値を出力する。最後に、第３回路３４は、前記クリスタルアレイＳの各ピクセル４に対して、前記ピクセル４に対して前記第２回路（１８，２０，２４，２６，２８，３０及び３２）によって出力されたカウンタ値のカウントを累算する。
2004518132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガンマ線事象を処理するための装置であって、該装置は以下を有する、
ピクセレート（ｐｉｘｉｌａｔｅｄ）クリスタルアレイ、該クリスタルアレイの各ピクセルは、それによって受信されたガンマ線に応答し、それによって、その受信ガンマ線のエネルギに関連するピクセル信号を出力する、
各ピクセル信号に応答して、前記ピクセル信号が基準信号に対して所定の関係を有する時に、前記クリスタルアレイ中の各ピクセルの位置に関連する第１閾値信号と第２閾値信号とを出力するための手段、
各ピクセル信号とその関連する第１及び第２閾値信号とに応答して、前記ピクセル信号が前記第１及び第２閾値信号に対して所定の関係を有するときに、カウンタ値を出力するための手段、
複数のレジスタの列を有する事象カウンタ、前記各レジスタは、前記クリスタルアレイの前記ピクセルの１つに関連している、前記事象カウンタは、各カウンタ値に応答して、前記カウンタ値に関連する前記ピクセル信号を出力している前記クリスタルアレイの前記ピクセルに関連する前記レジスタの値を増加（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）させる、そして
前記レジスタ中の前記値を１つの画像として表示するための手段。
【請求項２】
請求項１の装置であって、前記第１及び第２閾値信号を出力する前記手段は、以下を有する、
前記クリスタルアレイのピクセルによって出力された各ピクセル信号に応答して、各ピクセル信号に対して、前記受信ガンマ線のエネルギに関連する電圧を出力するための前置増幅器、
前記基準信号に対して所定の関係を有する前記前置増幅器によって出力された各電圧に応答して、各電圧に対して固有のトリガー信号を出力する閾値コンパレータ、
各固有トリガー信号に応答して、各固有トリガー信号に対して固有のアドレス信号を出力するためのチャンネルアドレスデコーダ、
各アドレス信号に応答して、各アドレス信号に対して、関連する第１及び第２二値シーケンスを出力するための手段、そして
各第１及び第２二値シーケンスに応答して、前記第１及び第２閾値信号を出力するための手段。
【請求項３】
請求項２の装置であって、
前記第１及び第２二値シーケンスを出力するための前記手段は、第１及び第２のランダムアクセスメモリを有する、そして
前記各第１及び第２閾値信号を出力するための前記手段は、第１及び第２デジタル・アナログコンバータを有する。
【請求項４】
請求項１の装置であって、
前記第１及び第２閾値信号は、第１及び第２電圧閾値である、そして
前記カウンタ値を出力するための手段は以下を有する、
前記ピクセル信号に関連する電圧を前記第１及び第２電圧閾値と比較するための手段、ここで、前記比較手段は、前記ピクセル信号に関連する前記電圧と前記第１閾値電圧との比較に関連する第１トリガー信号を出力し、また、前記比較手段は、前記ピクセル信号に関連する前記電圧と前記第２閾値電圧との比較に関連する第２トリガー信号を出力する、そして
前記第１及び第２トリガー信号の関数として前記カウンタ値を出力する事象検出器。
【請求項５】
請求項４の装置であって、前記比較手段は、前記第１及び第２電圧閾値を、それぞれ、前記ピクセル信号に関連する前記電圧と比較する第１及び第２コンパレータを有する。
【請求項６】
請求項１の装置であって、更に、
（ｉ）前記基準信号の値、
（ｉｉ）各ピクセル信号に対する前記第１及び第２閾値信号の値、及び
（ｉｉｉ）前記事象カウンタの前記レジスタ内の前記値の前記表示手段への伝送、
のうちの少なくとも１つを制御するための制御装置を有する。
【請求項７】
請求項６の装置であって、更に、制御装置に応答して前記基準信号を出力するためのデジタル・アナログコンバータを有する。
【請求項８】
そのそれぞれのピクセルがガンマ線の受信に応答してピクセル信号を出力する複数のピクセルを有するクリスタルアレイによって検出されるガンマ線事象を処理するための装置であって、該装置は以下を有する、
前記クリスタルアレイ中の各ピクセルに対して、前記ピクセルによって出力されたピクセル信号が基準信号に対して所定の関係を有する時に、前記クリスタル中におけるそのピクセルの位置に関連する閾値信号を出力する第１回路、
その閾値信号に対して所定の関係を有する各ピクセル信号に対してカウンタ値を出力する第２回路、そして
前記クリスタルアレイの各ピクセルに対して、そのピクセルに対して前記第２回路によって出力された前記カウンタ値のカウントを累算する第３回路。
【請求項９】
請求項８の装置であって、複数の撮像間隔のそれぞれに対して、前記第３回路は、各ピクセルに対して前記第２回路によって出力された前記カウンタ値の前記カウントを累算する。
【請求項１０】
請求項８の装置であって、更に、各撮像間隔の始まり、又は始まりの近くにおいて、各ピクセルに対する前記カウントをゼロにするとともに、各撮像間隔の終わり、又は終わり近くにおいて、各ピクセルに対する前記カウントを撮像システムに伝送する制御装置を有する。
【請求項１１】
請求項８の装置であって、更に、前記基準信号を出力するためのデジタル・アナログコンバータを有する。
【請求項１２】
請求項８の装置であって、前記第１回路は以下を有する、
前記クリスタルアレイの各ピクセルに対して、二値シーケンスを格納するとともに、前記ピクセルによって出力された前記ピクセル信号が前記基準信号に対して所定の関係を有する時に、各ピクセルに対して前記二値シーケンスを出力する二値記憶装置、そして
前記二値記憶装置によって出力された各二値シーケンスを、対応の閾値信号に変換するデジタル・アナログコンバータ。
【請求項１３】
請求項８の装置であって、前記第２回路は以下を有する、
前記基準に対する前記所定関係を有する各ピクセル信号の前記値に関連する値を有するトリガー信号と、前記ピクセル信号に関連する前記閾値信号とを出力するコンパレータ、そして
前記トリガー信号の前記値の関数として各カウンタ値を出力する事象カウンタ。
【請求項１４】
請求項１３の装置であって、
前記第１回路は、前記クリスタルアレイの各ピクセルに対して、前記ピクセルによって出力された前記ピクセル信号が前記基準信号に対して前記所定関係を有する時に、前記クリスタルアレイ中の前記ピクセルの位置にそれぞれ関連する第１及び第２閾値信号を出力する、
前記コンパレータは、それぞれが、前記ピクセル信号の前記ピーク値に関連する値を有する第１及び第２トリガー信号と、そのそれぞれの第１及び第２閾値信号とを出力する、そして
前記事象検出器は、前記第１及び第２トリガー信号の前記値の関数として各カウンタ値を出力する。
【請求項１５】
請求項８の装置であって、前記第３回路は、その各レジスタが前記クリスタルアレイ中の前記ピクセルの１つに対応する複数のレジスタを有する事象カウンタを有し、各レジスタは、前記クリスタルアレイ中の対応するピクセルに対して、前記第２回路によって出力されたカウンタ値の数に関連する前記カウントを格納する。
【請求項１６】
そのそれぞれのピクセルがガンマ線の受信に応答してピクセル信号を出力する複数のピクセルを有するクリスタルアレイによって検出されたガンマ線事象を処理する方法であって、該方法は以下の工程を有する、
（ａ）基準信号に対する所定の関係を有するピクセル信号を生成する、前記クリスタルアレイ中の各ピクセルに対して閾値信号を出力する、
（ｂ）その閾値信号に対して所定の関係を有する各ピクセル信号に対してカウンタ値を出力する、そして
（ｃ）前記クリスタルアレイの各ピクセルに対して、それに対して出力された前記カウンタ値のカウントを累算する。
【請求項１７】
請求項１６の方法であって、前記工程（ａ）は、以下の工程を有する、
前記基準信号に対して前記所定関係を有するピクセル信号を生成する前記クリスタルアレイ中の各ピクセルに対して二値シーケンスを出力する、そして
各二値シーケンスを前記閾値信号に変換する。
【請求項１８】
請求項１６の方法であって、前記工程（ｂ）は、以下の工程を有する、
前記基準信号に対して前記所定の関係を有する各ピクセル信号を出力する、
前記信号の前記値に関連する値を有するトリガー信号とその閾値信号を出力する、そして
各カウンタ値を、そのトリガー信号の前記値の関数として出力する。
【請求項１９】
請求項１８の方法であって、前記工程（ａ）は以下の工程を有する、
前記基準信号に対して所定の関係を有する前記クリスタルアレイ中の各ピクセルに対して第１及び第２閾値信号を出力する、
そのそれぞれが前記ピクセル信号の前記ピーク値に関連する値を有する第１及び第２トリガー信号と、そのそれぞれの第１及び第２閾値信号とを出力する、そして
前記第１及び第２トリガー信号の前記値の関数としての各カウンタ値を出力する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、ガンマ線カメラ、詳しくは、ガンマ線カメラによって、検出されたガンマ線事象の処理、に関する。
【０００２】
２．従来技術の簡単な説明
長年にわたり、放射線検出器を備えたガンマ線カメラは、物体の画像を形成するのに利用されている。通常、それらの装置は大型で、作動するために特殊な設備を必要とする。最近、新しい放射線検出器の開発によって、携帯用カメラの開発の可能性が開かれた。しかしながら、これらの携帯用カメラは、検出された放射線事象に関するデータを外部の撮像装置へ効果的に伝送するのが困難である。具体的には、従来のガンマ線カメラは、ピクセル位置情報とパルス振幅情報との両方を生成し、これらの両方を外部撮像装置へ伝送する。放射線事象率が高い用途においては、大量のデータを処理し伝送しなければならない。そのためには、伝送されるデータの量を減らすためにガンマ線カメラ側にパルス処理ハードウエアを設けるか、若しくは、必要量の情報を伝達するために非常に高いバンド幅を使用することが必要である。
【０００３】
パルス処理ハードウエアを追加すれば、カメラが複雑化するとともにその消費電力が増加する。それによって、冷却手段や、又は、より大きな筐体を使用することが必要となる。大量のデータを伝送するには、最新式のデータ伝送装置及びプロトコルが必要である。しかし、その場合においても、伝送可能な情報量には限界がある。更に、そのようなカメラを使用することは、これらのカメラでは必要なデータ伝送速度に対応することが出来ないので、撮像ヘッドを無線モード（通常は赤外線通信）で使用することは出来ない。
【０００４】
放射線事象を処理するための公知の装置が、米国特許第６，２４８，９９０号に開示されている。この装置においては、高エネルギ入射に応答して、画像セル又はアレイの個々のピクセルが、直接、電荷を発生させる。前記画像セルアレイの各ピクセルは、計数基板（ｃｏｕｎｔｉｎｇ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の画像セル回路に接続されている。各画像セル回路は、放射線衝突が上限閾値と下限閾値との間である時に、前記画像セルアレイの対応のピクセルに入射する複数の放射線衝突をカウントするように構成されたカウンタ回路を有する。この装置の問題は、入射放射線衝突に対するピクセルの感度の如何に拘わらず、画像セルアレイの各ピクセルに対して共通の上限閾値と下限閾値を使用することにある。画像セルアレイの個々のピクセルの感度は、最大で１５％まで異なる可能性があるので、全ピクセルについて固定された上限閾値と下限閾値を使用すれば、他のピクセルに対する上限閾値及び下限閾値外にある単数又は複数のピクセルに関する放射線衝突が検出される可能性がある。従って、その結果得られる画像には、かなりの量の不要なノイズが含まれる可能性がある。
【０００５】
従って、本発明の課題は、処理されて画像に変換されるべくノイズデータとともに外部撮像システムに伝送されるデータの量を減らして、ガンマ線事象を処理するための装置及び方法を提供することにある。その他の課題は、以下の詳細説明を読み理解することによって当業者にとって明らかとなるであろう。
【０００６】
発明の要旨
従って、われわれは、ガンマ線事象を処理するための装置を発明した。この装置は、そのそれぞれのピクセルが受信したガンマ線に応答して、この受信ガンマ線のエネルギに対応するピクセル信号を出力するピクセレート（ｐｉｘｉｌａｔｅｄ）クリスタルアレイを有する。前記装置は、各ピクセル信号に応答して、該ピクセル信号が基準信号に対して所定の関係を有する時に、その各ピクセルの前記クリスタルアレイ中の位置に対応する第１閾値信号と第２閾値信号とを出力するための手段を有する。各ピクセル信号とその関連する第１及び第２閾値信号とに応答して、前記ピクセル信号が前記第１及び第２閾値信号に対して所定の関係を有する時に、カウンタ値を出力するための手段が設けられる。事象カウンタは、その各レジスタが前記クリスタルアレイの前記ピクセルの１つに関連する複数のレジスタのアレイを有する。前記事象カウンタは、各カウンタ値に応答して、前記カウンタ値に関連する前記ピクセル信号を出力している前記クリスタルアレイの前記ピクセルに関連する前記レジスタの値を増加（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）させる。最後に、前記レジスタ内の前記値を１つの画像として表示するための手段が設けられる。
【０００７】
前記第１及び第２閾値信号を出力する前記手段は、好ましくは、前記クリスタルアレイのピクセルによって出力された各ピクセル信号に応答して、各ピクセル信号に対して、前記受信ガンマ線のエネルギに関連する電圧を出力するための前置増幅器を有する。閾値コンパレータは、前記基準信号に対して所定の関係を有する前記前置増幅器によって出力された各電圧に応答して、各電圧に対して固有のトリガー信号を出力する。各トリガー信号に応答して、各固有トリガー信号に対して固有のアドレス信号を出力するためのチャンネルアドレスデコーダが設けられる。各アドレス信号に応答して、各アドレス信号に対応する第１及び第２二値シーケンスを出力するための手段が設けられる。最後に、各第１及び第２二値シーケンスに応答して、前記第１及び第２閾値信号を出力するための手段が設けられる。好ましくは、前記第１及び第２二値シーケンスを出力するための前記手段は、第１及び第２のランダムアクセスメモリを有し、前記各第１及び第２閾値信号を出力するための前記手段は、第１及び第２デジタル・アナログコンバータを有する。
【０００８】
前記第１及び第２閾値信号は、第１及び第２電圧閾値とすることができ、前記カウンタ値を出力するための手段は、前記ピクセル信号に関連する電圧を前記第１及び第２電圧閾値と比較するための手段を備えることができる。前記比較手段は、前記ピクセル信号に関連する前記電圧と前記第１閾値電圧との比較に関連する第１トリガー信号を出力するとともに、前記ピクセル信号に関連する前記電圧と前記第２閾値電圧との比較に関連する第２トリガー信号を出力する。事象検出器は、前記第１及び第２トリガー信号の関数として前記カウンタ値を出力する。好ましくは、前記比較手段は、前記第１及び第２電圧閾値を、それぞれ、前記ピクセル信号に関連する前記電圧と比較する第１及び第２コンパレータを有する。
【０００９】
われわれは、更に、そのそれぞれピクセルがガンマ線の受信に応答してピクセル信号を出力する、複数のピクセルを有するクリスタルアレイによって検出されるガンマ線事象を処理するための装置も発明した。この装置は、前記ピクセルによって出力されたピクセル信号が基準信号に対して所定の関係を有するときに、前記クリスタルアレイの各ピクセルに対して、前記クリスタル中におけるそのピクセルの位置に関連する閾値信号を出力する第１回路を有する。第２回路は、その閾値信号に対して所定の関係を有する各ピクセル信号に対してカウンタ値を出力する。最後に、第３回路は、前記クリスタルアレイの各ピクセルに対して、そのピクセルに対して前記第２回路によって出力された前記カウンタ値のカウントを累算する。
【００１０】
複数の撮像間隔のそれぞれに対して、前記第３回路は、各ピクセルに対して前記第２回路によって出力された前記カウンタ値の前記カウントを累算する。前記装置は、各撮像間隔の始まり、又は始まりの近くにおいて、各ピクセルに対する前記カウントをゼロにするとともに、各撮像間隔の終わり、又は終わり近くにおいて、各ピクセルに対する前記カウントを撮像システムに伝送する制御装置を有する。
【００１１】
前記第１回路は、前記クリスタルアレイの各ピクセルに対して、二値シーケンスを格納するとともに、前記ピクセルによって出力された前記ピクセル信号が前記基準信号に対して所定の関係を有する時に、各ピクセルに対して前記二値シーケンスを出力する二値記憶装置を有する。デジタル・アナログコンバータは、前記二値記憶装置によって出力された各二値シーケンスを、対応の閾値信号に変換する。
【００１２】
前記第２回路は、各ピクセル信号のピーク値に関連する値を有するとともに、前記基準信号に対する前記所定関係を有する前記トリガー信号と、前記ピクセル信号に関連する前記閾値信号とを出力するコンパレータを有する。事象カウンタは、前記トリガー信号の前記値の関数として各カウンタ値を出力する。
【００１３】
前記第３回路は、その各レジスタが前記クリスタルアレイ中の前記ピクセルの１つに対応する複数のレジスタを有する事象カウンタを有する。各レジスタは、前記クリスタルアレイ中の対応するピクセルに対して、前記第２回路によって出力された前記カウンタ値の数に関連する前記カウントを格納する。
【００１４】
最後に、われわれは、そのそれぞれのピクセルがガンマ線の受信に応答してピクセル信号を出力する複数のピクセルを有するクリスタルアレイによって検出されたガンマ線事象を処理する方法を発明した。この方法は、基準信号に対する所定の関係を有するピクセル信号を生成する、前記クリスタルアレイ中の各ピクセルに対して閾値信号を出力する工程を有する。その閾値信号に対して所定の関係を有する各ピクセル信号に対してカウンタ値が出力される。最後に、前記ピクセルアレイの各ピクセルに対して、それに対して出力された前記カウンタ値のカウントが累算される。
【００１５】
閾値信号を出力する前記工程は、前記基準信号に対して前記所定関係を有するピクセル信号を生成する前記クリスタルアレイ中の、各ピクセルに対して二値シーケンスを出力する工程と、各二値シーケンスを前記閾値信号に変換する工程、とを備えることができる。
【００１６】
前記カウンタ値を出力する工程は、前記基準信号に対して前記所定の関係を有する各ピクセル信号を出力する工程を備えることができる。前記ピクセル信号の前記値に関連する値を有するトリガー信号とその閾値信号が出力され、各カウンタ値は、そのトリガー信号の前記値の関数として出力される。
【００１７】
図面の簡単な説明
図１は、本発明の第１実施例に依る高速パルス識別ガンマ線カメラのブロック図。
【００１８】
図２は、図１に図示した高速パルス識別ガンマ線カメラによって生成される種々の信号のタイミング図。
【００１９】
図３は、図１に図示した高速パルス識別ガンマ線カメラのセンサアレイの三つのピクセルに対する、エネルギレベルを毎秒のカウントに対してプロットした図。
【００２０】
図４は、本発明の第２実施例に依る高速パルス識別ガンマ線カメラのブロック図である。
【００２１】
好適実施例の説明
本発明を、添付の図面を参照して説明する。これら図面において類似の参照番号は類似の部材に対応している。
【００２２】
図１を参照すると、本発明に依る高速パルス識別ガンマ線カメラＡの第１実施例は、直線状に配置された複数のカドミウム−亜鉛−ゼルライド（ｚｅｌｌｕｒｉｄｅ）ピクセレート（ｐｉｘｉｌａｔｅｄ）クリスタル２から形成されたセンサアレイＳを有する。各クリスタル２は、センサアレイＳの単数又は複数のピクセル４を形成する。各ピクセル４は、多チャンネル前置増幅器６の入力に接続された出力を有する。ガンマ線がピクセル４に衝突すると、その受信ガンマ線のエネルギに関連する電荷としてのピクセル信号が生成され、これが、前置増幅器６の対応の入力に受け取られて、該増幅器によって対応する電圧に変換される。
【００２３】
前記前置増幅器６の各入力は、Ｎ：１マルチプレクサ８の対応の入力と、Ｎチャンネル閾値コンパレータ１０の対応の入力とに接続された対応の出力を有する。コンパレータ１０の各入力は、対応の出力を有する。基準デジタル・アナログコンバータ（ＤＡＣ）１２は、その各入力において前置増幅器６の対応する出力から受信される電圧と比較される基準電圧をコンパレータ１０に供給する。コンパレータ１０の入力に受信された電圧が前記基準電圧に対して所定の関係を有する時、コンパレータ１０の対応の出力にトリガー信号が生成される。更に具体的には、コンパレータ１０の入力に受信された電圧が前記基準電圧を超える時、前記トリガー信号がコンパレータ１０の対応の出力に生成される。
【００２４】
好ましくは、コンパレータ１０の各出力に関して、トリガー信号の存在は、このコンパレータ１０の対応の出力が一方の二値状態にあることによって示され、トリガー信号の不在は、このコンパレータ１０の対応の出力が他方の二値状態にあることによって示される。その他の構成を使用することも可能である。
【００２５】
コンパレータ１０の各出力は、対応のＮチャンネルアドレスデコーダ１４の入力に接続されている。このアドレスデコーダ１４は、その各入力に対して固有のアドレス信号を有する。制御装置１６の制御により、アドレスデコーダ１４は、一度に、トリガー信号を受信するこのアドレスデコーダ１４の各入力に対して前記固有アドレス信号を出力する。制御装置１６は、更に、前記基準ＤＡＣ１２によって出力される前記基準電圧も制御する。
【００２６】
アドレスデコーダ１４によって出力された各アドレス信号は、マルチプレクサ８、上限値ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１８と、下限値ＲＡＭ２０とによって受信される。前述したように、前記前置増幅器６の各出力は、マルチプレクサ８の対応の入力に接続されている。しかしながら、アドレスデコーダ１４によって出力された前記アドレス信号に対応する前置増幅器６の前記出力のみが、マルチプレクサ８の出力に接続される。より具体的には、適当なタイミングにおいて、マルチプレクサ８は、アドレスデコーダ１４から、トリガー信号を出力するコンパレータ１０の各出力に関連する前記アドレス信号を受信する。各アドレス信号の受信に応答して、マルチプレクサ８は、前記アドレス信号に対応する前置増幅器６の出力をマルチプレクサ８の前記出力に接続する。
【００２７】
マルチプレクサ８の前記出力は、アナログピーク検出器２２に接続されている。各アドレス信号に対して、前記アナログピーク検出器２２は、マルチプレクサ８の対応の出力のピーク電圧を出力する。このアナログピーク検出器２２の出力は、上限値コンパレータ２４の入力と、下限閾値コンパレータ２６の入力とに接続されている。上限閾値コンパレータ２４は、アナログピーク検出器２２から受信した各電圧を、対応のピクセルに関する上限電圧閾値と比較する。下限閾値コンパレータ２６は、アナログピーク検出器２２から受信した各電圧を、対応のピクセルに関する下限電圧閾値と比較する。
【００２８】
具体的には、上限値ＲＡＭ１８と、下限値ＲＡＭ２０とは、センサアレイＳの各ピクセルに対して、それぞれ、第１二値シーケンスと、第２二値シーケンスとを有する。更に具体的には、上限値ＲＡＭ１８は、各ピクセルに対して前記上限電圧閾値に対応する第１二値シーケンスを含み、下限値ＲＡＭ２０は、各ピクセルに対して前記下限電圧閾値に対応する第２二値シーケンスを含む。アドレスデコーダ１４からのアドレス信号の受信に応答して、上限値ＲＡＭ１８と、下限値ＲＡＭ２０とは、センサアレイＳのピクセル４に対する前記各第１二値シーケンスと、第２二値シーケンスとを出力し、アドレスデコーダ１４に前記アドレス信号を出力させる。上限値ＲＡＭ１８と、下限値ＲＡＭ２０とによって出力されたこれら各第１二値シーケンスと、第２二値シーケンスとは、それぞれ、上限値ＤＡＣ２８と下限値ＤＡＣ３０とによって受信される。それによって受信された各第１二値シーケンスに対して、上限値ＤＡＣは、上限閾値コンパレータ２４に対して、対応する上限電圧閾値を出力する。同様に、それによって受信された各第２二値シーケンスに対して、下限値ＤＡＣ３０は、下限閾値コンパレータ２６に対して、対応する下限電圧閾値を出力する。
【００２９】
上限閾値コンパレータ２４は、コンパレータ１０にアドレスデコーダ１４へのトリガー信号を生成させる各ピクセルに対してアナログピーク検出器２２によって出力された前記ピーク電圧を、そのピクセルに対する前記上限電圧閾値と比較する。上限閾値コンパレータ２４は、前記アナログピーク検出器２２によって出力された電圧が前記ピクセルに対する前記上限電圧閾値よりも大きい場合には、一方の状態の二値信号を出力し、前記アナログピーク検出器２２によって出力された電圧が前記ピクセルに対する前記上限電圧閾値よりも小さい場合には、他方の状態の二値信号を出力する。同様に、下限閾値コンパレータ２６は、コンパレータ１０にアドレスデコーダ１４へのトリガー信号を生成させる各ピクセルに対してアナログピーク検出器２２によって出力された前記ピーク電圧を、そのピクセルに対する前記下限電圧閾値と比較する。下限閾値コンパレータ２６は、前記アナログピーク検出器２２によって出力された電圧が前記ピクセルに対する前記下限電圧閾値よりも大きい場合には、一方の状態の二値信号を出力し、前記アナログピーク検出器２２によって出力された電圧が前記ピクセルに対する前記下限電圧閾値よりも小さい場合には、他方の状態の二値信号を出力する。上限閾値コンパレータ２４は、事象検出器３２に１つの入力に接続された出力を有し、下限閾値コンパレータ２６は、事象検出器３２に別の入力に接続された出力を有する。事象検出器３２は、上限閾値コンパレータ２４と下限閾値コンパレータ２６とから出力された前記二値信号から、そのピクセルに対して前記アナログピーク検出器２２によって出力されたピーク電圧が、そのピクセルに対する前記上限電圧閾値と前記下限電圧閾値との間にあるか否かを判断する。
【００３０】
事象検出器３２の出力と、アドレスデコーダ１４の前記アドレス信号とを受信するように事象カウンタ３４が接続されている。センサアレイＳの各ピクセル４に対して、事象カウンタ３４は、アドレスデコーダ１４によって出力された対応のアドレス信号によってアドレス可能なレジスタを有する。もしも事象検出器３２が、あるピクセル４に対してアナログピーク検出器２２によって出力された電圧が、そのピクセル４に対する前記上限電圧閾値と下限電圧閾値との間にあると判断したならば、事象検出器３２は、そのピクセルに対するカウンタ値を出力する。ピクセル４に対するカウンタ値の出力に応答して、事象カウンタ３４は、そのピクセル４に対応するそのレジスタ中のカウントを増加（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）させる。具体的には、事象カウンタ３４の各レジスタは、対応のピクセルに対して、単数又は複数の撮像間隔中において、そのピクセルに対して、事象検出器３２によって出力された前記カウンタ値のカウントを累算する。更に具体的には、各撮像間隔の始まり、又は始まり近くにおいて、制御装置１６は、事象カウンタ３４の各レジスタの累算カウント値をゼロにする。各撮像間隔の長さは、ソフトウエアプログラムおよび／又はユーザインターフェース３６、たとえば、キーボード及び視覚ディスプレイなど、から受け取られる入力の指示に従って、制御装置１６によって設定される。このソフトウエアプログラムは、更に、アドレスデコーダ１４と、基準ＤＡＣ１２との作動も制御する。更に、このソフトウエアプログラムは、ガンマ線カメラＡによって検出されるガンマ線事象のエネルギに応じて、各ピクセルに対して、適当な二値シーケンスを上限値ＲＡＭ１８と下限値ＲＡＭ２０とにダウンロードするように制御装置１６を制御することができる。
【００３１】
各撮像間隔の終わり、又は終わり近くにおいて、制御装置１６は、事象カウンタ３４の各レジスタに格納されているカウントを、処理のために外部撮像システム３８に転送する。好ましくは、この外部撮像システム３８は、撮像間隔において事象カウンタ３４から受け取ったカウントを、センサアレイＳの対応のピクセル４の位置に対応する二次元列に配置する。この二次元列のカウントの処理後、外部撮像システム３８は、これらの処理されたカウントを、前記列のカウントに対応する単数又は複数の色又は明暗の１つの画像としてディスプレイ上に表示する。各撮像間隔後の前記列の処理されたカウントを表示することによって、外部撮像システム３８は、前記撮像間隔中においてセンサアレイＳのピクセル４によって受信されたガンマ線事象に対応する画像のシーケンスを生成することができる。
【００３２】
図２と、更に図１を続けて参照すると、前記高速パルス識別ガンマ線カメラによって生成された種々の信号のタイミング図が示されている。図示されているように、コンパレータ１０の入力が、前記基準電圧を超える電圧を受信した時、コンパレータ１０は、対応のトリガー信号を出力する。このトリガー信号に応答して、ＤＡＣ２８及び３０は、対応の上限及び下限閾値電圧を出力し、これら閾値電圧が、上限及び下限閾値コンパレータ２４，２６によって、アナログピーク検出器２２によって出力された電圧のピークとの比較に利用される。アナログピーク検出器２２の出力が前記上限閾値電圧以上、又は、前記下限閾値電圧以下、である時は、事象カウンタ３２はカウント値を出力しない。しかしながら、もしも、アナログピーク検出器２２の出力がこれら上限閾値電圧と下限閾値電圧との間である時には、事象カウンタ３２は、対応するカウント値を事象カウンタ３４へ出力する。
【００３３】
図３と、続けて図１及び図２とを参照すると、センサアレイＳの各ピクセル４は、それによって受信されるガンマ線のエネルギに対して異なる感度を備えることができる。たとえば、図３に図示されているように、センサアレイＳの第１ピクセル、たとえば、ピクセル１は、センサアレイＳの、第３ピクセル、たとえば、ピクセル３、によって検出可能なガンマ線のエネルギレベルよりも大きなエネルギレベルを有するガンマ線に対して反応するように構成することができる。同様に、センサアレイＳの第２ピクセル、たとえばピクセル２は、ピクセル１とピクセル３とによって検出可能なものの間のエネルギレベルを有するガンマ線に対して反応するように構成することができる。更に、ピクセル２は、ピクセル１とピクセル３とによって検出可能なガンマ線のエネルギレベルにオーバラップするエネルギレベルを有するガンマ線に対して反応するように構成することができる。各ピクセルに対する固有の上限及び下限電圧閾値を利用することによって、前記ガンマ線カメラＡは、異なるエネルギレベルに渡るガンマ線を検出するために、各ピクセルの能力の違いに対応し、それによって検出可能な不要なノイズの量を減少させることによって、ガンマ線カメラＡの検出精度を改善することができる。
【００３４】
図４を参照すると、本発明によるガンマ線カメラＡの第２実施例は、アナログピーク検出器２２を持たず、マルチプレクサ８の出力は、上限閾値コンパレータ２４と下限閾値コンパレータ２６の入力に直接接続されている。この実施例では、事象検出器３２は、所定の間隔でコンパレータ１０にトリガー信号を生成させる、各ピクセル信号に対して、上限閾値コンパレータ２４と下限閾値コンパレータ２６とによって出力される前記二値信号をモニタする。もしも、各所定間隔中に、ピクセルに対してマルチプレクサ８によって出力された電圧が、そのピクセルに対する上限電圧閾値と下限電圧閾値との間に留まっているのであれば、事象検出器３２は、ピクセル４に対するカウンタ値を出力する。そうでない場合は、事象検出器３２は、ピクセル４に対するカウンタ値を出力しない。ピクセル４に対するカウンタ値の出力に応答して、事象カウンタ３４は、そのピクセル４に対応するこの事象カウンタ３４のレジスタ中のカウントを増加（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）させる。
【００３５】
以上、本発明を好適実施例を参照して説明した。上述した詳細説明を読み理解することによって当業者は様々な改変、改造に想到するであろう。たとえば、前記センサアレイＳは、カドミウム−亜鉛−ゼルライド（ｚｅｌｌｕｒｉｄｅ）クリスタルを備えるものとして説明した。しかし、テルル化カドミウム、ヨウ化水銀、ヒ化ガリウム、ヨウ化鉛及びケイ素、等の他のタイプの室温検出器も使用可能である。ガンマ線カメラＡに、オンボードバッテリおよび／又はオンボードディスプレイ、を備えさせて、事象カウンタ３４のレジスタに格納されているカウントを外部撮像システム３８に伝送する必要性をなくしても良い。制御装置１６は、導電性ワイヤおよび／又は光ファイバ、あるいは無線通信、によって外部撮像システム３８に通信可能に接続することができる。前置増幅器６の各チャンネルのゲインを、制御装置１６の制御によって調節可能として、ガンマ線カメラＡを広範囲の同位体を検出可能とするように構成することも可能である。ガンマ線カメラＡが更に広範囲の同位体を検出することを可能とするために、上限値ＲＡＭ１８と下限値ＲＡＭ２０とを、制御装置１６によって、このガンマ線カメラＡによって検出され処理されるべきガンマ線事象のエネルギに関連する異なる二値シーケンスによってプログラミングすることができる。好ましくは、制御装置１６は、セルフテストと校正の目的のために、アナログピーク検出器２２、上限値ＤＡＣ２８，下限値ＤＡＣ３０、基準ＤＡＣ１２および／又は前記オンボードバッテリ、によって出力される電圧を選択的にモニタするために利用可能なアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）４０を備える。制御装置１６の制御により、それによって出力される電圧をモニタするために、アナログピーク検出器２２、上限値ＤＡＣ２８，下限値ＤＡＣ３０、基準ＤＡＣ１２および／又は前記オンボードバッテリ、の出力を選択的に接続するためにマルチプレクサ（図示せず）を利用することができる。最後に、ガンマ線カメラＡに、制御装置１６の制御によって、センサアレイＳのクリスタル２をバイアスするための、ＤＡＣ制御高電圧電源を備えさせ、ガンマ線カメラＡが、すべてのタイプの検出器と作動条件に対して最適なバイアス電圧条件を設定することを可能にすることができる。尚、本発明は、それらが添付の特許請求の範囲又はそれらの均等物の範囲内にある限り、そのようなすべての改変及び改造を含むものとして解釈されるものと意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１実施例に依る高速パルス識別ガンマ線カメラのブロック図
【図２】
図１に図示した高速パルス識別ガンマ線カメラによって生成される種々の信号のタイミング図
【図３】
図１に図示した高速パルス識別ガンマ線カメラのセンサアレイの三つのピクセルに対する、エネルギレベルを毎秒のカウントに対してプロットした図
【図４】
本発明の第２実施例に依る高速パルス識別ガンマ線カメラのブロック図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004518132.tif 000030
【国際調査報告】
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