(57)【要約】【課題】簡単な構成で正確な計測が可能な放射線計測装置を実現する。【解決手段】本発明に係る放射線計測装置１は、放射線検出部２と、放射線検出部２からのパルスの総数を出力する放射線計数部３と、上記総数に基づいて放射線量を計算する計算部４とを備える。放射線計数部３は、２以上のパルスが計数されたタイムスロットが存在する場合、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットのパルスを無視する。【選択図】図１
2013174462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出してパルスを出力する放射線検出部と、
上記パルスを計数して、計測時間内に計数したパルスの総数を出力する放射線計数部と、
上記総数に基づいて放射線量を計算する計算部とを備える放射線計測装置であって、
上記放射線計数部は、一定の時間幅を持つタイムスロットごとに上記パルスの計数を行い、所定数以上のパルスが計数されたタイムスロットが存在する場合、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットにおいて計数されたパルスの数を、上記総数に含めないことを特徴とする放射線計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線計測装置であって、
想定される最大量の放射線を上記放射線検出部が検出した場合に、ポアソン分布から推定された、放射線に起因したパルスである放射線パルスが１つのタイムスロットに上記所定数以上存在する確率が所定確率以下となるように、上記時間幅が設定されることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線計測装置であって、
上記計算部は、上記放射線パルスが上記総数に含まれない確率をポアソン分布から推定して、当該確率に基づいて上記放射線量を補正することを特徴とする放射線計測装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線計測装置であって、
上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第１の割合と、
当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第２の割合とを計算し、
第１の割合から第２の割合を減じた第３の割合が所定値より大きい場合、計算した放射線量を無効とすることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線計測装置であって、
上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第１の割合と、
当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第２の割合とを計算し、
第１の割合から第２の割合を減じた第３の割合に基づいて、上記放射線量を補正することを特徴とする放射線計測装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線計測装置であって、
上記放射線検出部および上記放射線計数部を、それぞれ複数ずつ備えることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線計測装置であって、
上記放射線検出部は、放射線を検出する放射線センサを備え、
上記放射線センサは、半導体センサであることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線計測装置であって、
上記半導体センサは、ＰＩＮフォトダイオードであることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項９】
請求項７に記載の放射線計測装置であって、
上記半導体センサは、シンチレータとフォトダイオードとを備えていることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線計測装置を搭載した電子機器。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線計測装置を搭載した携帯電話端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子などを用いて放射線を検出することにより、放射線量の計測を行うための放射線計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線線量率計などの放射線計測装置として、半導体センサを用いた方式が広く使われている。この方式では、半導体センサに入射した放射線により励起された電流パルスを検知することで放射線量を計測している。しかしながら、検知対象の電流パルスは微弱であるため、微小なノイズが混入された場合であっても、放射線との区別がつかずにノイズを誤検出することがある。
【０００３】
そこで、下記の特許文献１には、電磁的ノイズを検出するノイズセンサ、および、衝撃を検出する衝撃センサを備え、電磁的ノイズや衝撃が検出されたときに放射線センサの出力を無効扱いとすることで、電磁的ノイズや衝撃による放射線の誤検出を防ぐ方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８５９１４号公報（２００７年１１月１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、電磁的ノイズを検出するノイズセンサ、および、衝撃を検出する衝撃センサなどを構成するための部材が必要であるため、放射線計測装置の小型化が困難である。さらに、特許文献１の方法では、ノイズセンサで検出するノイズレベルおよび衝撃センサで検出する衝撃レベルが、放射線を誤検知させる電磁的ノイズレベルおよび衝撃レベルと全く同一ではないため、依然として誤検出の可能性があるという課題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、簡単な構成で正確な計測が可能な放射線計測装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る放射線計測装置は、放射線を検出してパルスを出力する放射線検出部と、上記パルスを計数して、計測時間内に計数したパルスの総数を出力する放射線計数部と、上記総数に基づいて放射線量を計算する計算部とを備える放射線計測装置であって、上記放射線計数部は、一定の時間幅を持つタイムスロットごとに上記パルスの計数を行い、所定数以上のパルスが計数されたタイムスロットが存在する場合、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットにおいて計数されたパルスの数を、上記総数に含めないことを特徴としている。
【０００８】
放射線検出部は、放射線に起因したパルスである放射線パルスの他に、衝撃など放射線以外の原因で発生したパルスであるノイズパルスも出力することがある。放射線パルスは離散的に発生する傾向があるのに対し、ノイズパルスは短時間に集中的に発生する傾向がある。
【０００９】
そこで、上記の構成では、あるタイムスロットにおいて所定数以上のパルスが計数された場合、放射線計数部は、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットにおいて計数されたパルスの数を無視する。ノイズパルスは集中的に発生する傾向があるので、放射線計数部がノイズパルスを計数して、計算部の計算結果が不正確になることを防止できる。また、電磁的ノイズを検出するノイズセンサや衝撃を検出する衝撃センサを設ける必要がない。したがって、簡単な構成で正確な計測が可能な放射線計測装置を実現することができる。
【００１０】
本発明に係る放射線計測装置では、想定される最大量の放射線を上記放射線検出部が検出した場合に、ポアソン分布から推定された、放射線に起因したパルスである放射線パルスが１つのタイムスロットに上記所定数以上存在する確率が所定確率以下となるように、上記時間幅が設定されることが好ましい。
【００１１】
放射線の出現回数はポアソン分布にしたがうことが知られている。そのため、放射線パルスが１つのタイムスロットに上記所定数以上存在する確率をポアソン分布から推定し、当該確率が所定確率以下となるようにタイムスロットの時間幅を設定すれば、ノイズパルスが発生しない場合に、１つのタイムスロットに上記所定数以上のパルスが存在する確率を上記所定確率以下とすることができる。よって、上記所定確率を、０に近い確率とすることにより、放射線パルスが計数されない確率を極めて低くすることができ、より正確な計測が可能となる。
【００１２】
本発明に係る放射線計測装置では、上記計算部は、上記放射線パルスが上記総数に含まれない確率をポアソン分布から推定して、当該確率に基づいて上記放射線量を補正することが好ましい。
【００１３】
ノイズパルスの発生により計数されなかったパルスの中に、放射線パルスも含まれていた場合、算出される放射線量は、実際の放射線量よりも少なくなる。これに対し、上記の構成によれば、放射線パルスが上記総数に含まれない確率に基づいて放射線量を補正するので、計算部は、より正確な放射線量を計算することができる。
【００１４】
本発明に係る放射線計測装置では、上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第１の割合と、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第２の割合とを計算し、第１の割合から第２の割合を減じた第３の割合が所定値より大きい場合、計算した放射線量を無効とすることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、第３の割合は、ノイズパルスの発生によりパルスが計数されなかったタイムスロットの全タイムスロットに占める割合と等しくなる。そのため、第３の割合が大きい場合、ノイズパルスの発生頻度が高く、放射線パルスの計数値の誤差が大きいと予測できる。そこで、第３の割合が所定値より大きい場合、計算された放射線量を無効とすることにより、誤った計測を行うことが防止できる。
【００１６】
本発明に係る放射線計測装置では、上記計算部は、上記パルスが放射線に起因したパルスである放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第１の割合と、当該タイムスロットにおいて計数されたパルスの数が上記総数に含まれないタイムスロットの数の、上記計測時間内におけるタイムスロットの総数に対する第２の割合とを計算し、第１の割合から第２の割合を減じた第３の割合に基づいて、上記放射線量を補正することが好ましい。
【００１７】
上記の構成によれば、ノイズパルスの発生によりパルスが計数されなかったタイムスロットの全タイムスロットに占める割合である第３の割合に基づいて、放射線量が補正されるので、放射線計測値の精度をより高めることができる。
【００１８】
本発明に係る放射線計測装置では、上記放射線検出部および上記放射線計数部を、それぞれ複数ずつ備えることが好ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、複数の放射線検出部のいずれかからノイズパルスが出力されても、放射線検出部および放射線計数部をそれぞれ１つずつ備える構成に比べ、ノイズの影響をさらに軽減することができる。
【００２０】
本発明に係る放射線計測装置では、上記放射線検出部は、放射線を検出する放射線センサを備え、上記放射線センサは、半導体センサであることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る放射線計測装置では、上記半導体センサは、ＰＩＮフォトダイオードであることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、小型で安価な放射線計測装置を提供することができる。
【００２３】
本発明に係る放射線計測装置では、上記半導体センサは、シンチレータとフォトダイオードとを備えていることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、より感度の高い放射線計測装置を提供することができる。
【００２５】
本発明に係る電子機器は、上記いずれかの放射線計測装置を備えている。
【００２６】
本発明に係る携帯電話端末は、上記いずれかの放射線計測装置を備えている。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明に係る放射線計測装置は、放射線を検出してパルスを出力する放射線検出部と、上記パルスを計数して、計測時間内に計数したパルスの総数を出力する放射線計数部と、上記総数に基づいて放射線量を計算する計算部とを備える放射線計測装置であって、上記放射線計数部は、一定の時間幅を持つタイムスロットごとに上記パルスの計数を行い、所定数以上のパルスが計数されたタイムスロットが存在する場合、当該タイムスロットおよびその前後のタイムスロットにおいて計数されたパルスの数を、上記総数に含めない構成である。したがって、簡単な構成で正確な計測が可能な放射線計測装置を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線計測装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す放射線計測装置の放射線検出部の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す放射線計測装置の放射線計数部によるパルスの計数方法を説明するための図である。
【図４】放射線センサに衝撃が加えられた場合の上記放射線検出部における回路応答の一例を示す図である。
【図５】上記放射線計数部によるパルスの計数方法を説明するための図である。
【図６】上記放射線計数部の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る放射線計測装置の一例を示すブロック図である。
【図８】図７に示す放射線計測装置の放射線計数部の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す放射線計数部によるパルスの計数方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態に係る放射線計測装置の一例を示すブロック図である。
【図１１】放射線センサとしてＰＩＮフォトダイオードを用いた放射線検出部の一例を示すブロック図である。
【図１２】放射線センサの他の例を示す斜視図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態に係る携帯電話端末を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００３０】
（放射線計測装置１の構成）
図１は、本実施形態に係る放射線計測装置１の一例を示すブロック図である。放射線計測装置１は、放射線検出部２、放射線計数部３および計算部４を備えている。
【００３１】
図２に示すように、放射線検出部２は、放射線を検出してパルスを出力するものであり、放射線センサ５、アンプ６およびコンパレータ７を備えている。放射線センサ５に放射線が入射すると、微弱な電気信号が放射線センサ５の出力に生起される。この信号をアンプ６が増幅し、増幅された信号が、コンパレータ７に入力される。コンパレータ７は、入力信号としきい値電圧とを比較し、入力信号の電圧がしきい値電圧よりも高い場合、放射線に起因したパルス（以下、「放射線パルス」と記載）を放射線計数部３に出力する。
【００３２】
放射線計数部３は、放射線検出部２からのパルスを計数して、計測時間内に計数したパルスの総数（以下、「パルスカウント数」と記載）を出力するものであり、図３に示すように、一定の時間幅を持つタイムスロット（以下、「スロット」と記載）ごとに、コンパレータ７からの放射線パルスの計数を行う。放射線計数部３は、処理スロット数およびパルスカウント数を示すデータを計算部４に出力する。
【００３３】
計算部４は、放射線計数部３からのデータに基づいて、計測時間内に放射線センサ５に入射した放射線量を計算する。計算部４は、例えばパーソナルコンピュータのソフトウェアとして実現することができる。
【００３４】
放射線は空間的および時間的に離散して発生する傾向があり、放射線の出現回数はポアソン分布にしたがうことが知られている。具体的には、放射線パルスの数を一定の時間幅を持つスロットごとに計数した場合の、スロット当たりの平均カウント数をλとするとき、各スロットに発生するパルス数Ｘがｋとなる確率Ｐは、
【００３５】
【数１】
2013174462.tif 000003
【００３６】
で与えられる。例として、幾つかのλに対する確率分布を表１に示す。
【００３７】
【表１】
2013174462.tif 000004
【００３８】
λが十分小さくなるようなスロット幅を選ぶと、図３に示すように対象スロットに単独で発生する放射線パルスのみを計数しても、実用上問題ない精度で放射線パルスを計測できる。
【００３９】
すなわち、想定される最大量の放射線を放射線検出部２が検出した場合に、ポアソン分布から推定された、放射線パルスが１つのスロットに所定数以上存在する確率が所定確率以下となるように、スロットの時間幅が設定される。このようにスロットの時間幅を設定すれば、ノイズパルスが発生しない場合に、１つのタイムスロットに上記所定数以上のパルスが存在する確率を、上記所定確率以下とすることができる。例えば、上記所定数が２であり、上記所定確率が０．００１以下となるようにする場合、想定される最大量の放射線を放射線検出部２が検出した場合に、λが０．０５００以下となるような時間幅に設定する。このように、上記所定確率を０に近い確率とすることにより、放射線パルスが計数されない確率を極めて低くすることができる。
【００４０】
（ノイズパルスの除外）
一方、放射線検出部２は、放射線パルス以外に、衝撃など放射線以外の原因で発生したパルス（以下、「ノイズパルス」と記載）を出力することがある。
【００４１】
図４は、放射線センサ５に衝撃が加えられた場合の放射線検出部２における回路応答の一例を示している。放射線センサ５に衝撃が加えられると、衝撃による機械振動により、配線寄生容量が変化し、電気的ノイズが発生する。この電気的ノイズは短時間に複数のパルスを生成する。そのため、電気的ノイズによるパルスがアンプ６によって増幅され、しきい値電圧を超えると、コンパレータ７から、ノイズパルスが出力される。このように、コンパレータ７のパルス出力には、放射線パルスだけでなくノイズパルスも含まれる。
【００４２】
これに対し、放射線計数部３は、所定数（本実施形態では２）以上のパルスが計数されたスロットが存在する場合、当該スロットおよびその前後のスロットにおいて計数されたパルスの数を、パルスカウント数に含めない（計数の和から除外する）ように構成されている。具体的には、図５に示すように、対象スロットに複数のパルスが発生すれば、当該対象スロット、ならびに、当該対象スロットの前スロットおよび後スロットの計数値を無視する。
【００４３】
上記のように、放射線は離散的に発生する傾向があるのに対し、ノイズパルスは短時間に集中的に発生する傾向がある。そのため、対象スロットに複数のパルスが発生した場合に、当該対象スロット、ならびに、当該対象スロットの前スロットおよび後スロットの計数値を無視することにより、ノイズパルスを計数することを防止することができる。
【００４４】
（放射線計数部３の構成例）
以上の処理を実現するための計数アルゴリズムについて、図６を参照して説明する。図６は、放射線計数部３の構成例を示すブロック図である。放射線計数部３は、Ｎｓカウンタ３１、デマルチプレクサ３２、２ビットのカウンタ３３（０）・３３（１）・３３（２）、判定回路部３４およびＮｃカウンタ３５を備えている。
【００４５】
Ｎｓカウンタ３１には、スロットの時間幅を周期とするクロックが入力される。Ｎｓカウンタ３１は、当該クロックをカウントすることで、計測時間内におけるスロットの処理数Ｎｓ（以下、「処理スロット数Ｎｓ」と記載）をカウントする。処理スロット数Ｎｓは、デマルチプレクサ３２および図１に示す計算部４に出力される。
【００４６】
デマルチプレクサ３２は、処理スロット数Ｎｓに基づいて、コンパレータ７からのパルス出力を、３つのカウンタ３３（０）・３３（１）・３３（２）のいずれかに入力する。具体的には、デマルチプレクサ３２は、Ｎｓ＝３ｎ（ｎは整数）である場合、カウンタ３３（０）を選択し、Ｎｓ＝３ｎ＋１である場合、カウンタ３３（１）を選択し、Ｎｓ＝３ｎ＋２である場合、カウンタ３３（２）を選択する。すなわち、第Ｎｓ番目に処理するスロットのパルス計数値が、カウンタ３３（Ｎｓ ｍｏｄ ３）に記憶される。なお、Ｎｓ ｍｏｄ ３は、Ｎｓを３で割った余りを示し、０≦Ｎｓ ｍｏｄ ３≦２である。ただし、１つの処理スロットに３個以上のパルスが発生した場合は、パルス数に関わらず、当該処理スロットのパルス計数値を３とする。
【００４７】
これにより、カウンタ３３（０）・３３（１）・３３（２）はそれぞれ、各時刻における処理対象スロットとその前後のスロットのパルス計数値を記憶する。
【００４８】
判定回路部３４は、各カウンタ３３（０）・３３（１）・３３（２）に記憶された値に基づいて、処理対象スロットのパルス計数値を、計算部４に出力されるパルスカウント数に加えるか否かを判定するロジック回路である。第Ｎｓ＋１番目のスロットの処理が完了した後、判定回路部３４は、第Ｎｓ番目のスロットのパルス計数値を計測値に加えるか否かを判定する。具体的には、判定回路部３４は、
[カウンタ３３（Ｎｓ ｍｏｄ ３）の計数値＝１] ∧[カウンタ３３（Ｎｓ−１ ｍｏｄ ３）の計数値≦１] ∧[カウンタ３３（Ｎｓ＋１ ｍｏｄ ３）の計数値≦１]
が成立した場合のみ、Ｎｃカウンタ３５にハイレベルの信号を出力する。これにより、Ｎｃカウンタ３５は、計算部４に出力するパルスカウント数を１増やす。
【００４９】
上記の処理により、図１に示す放射線計数部３から計算部４に出力されるパルスカウント数から、ノイズパルスを除外することができる。したがって、放射線計測装置１は、機械振動および電磁波等によるノイズにより計測結果が不正確になることを防止できる。また、特許文献１の発明とは異なり、電磁的ノイズを検出するノイズセンサや衝撃を検出する衝撃センサを設ける必要がない。したがって、簡単な構成で正確な計測が可能な放射線計測装置を提供することが可能となる。
【００５０】
なお、スロットの時間幅を短くしすぎると、ノイズパルスが発生した場合に、１スロットにノイズパルスが２以上存在する確率が低くなる。すなわち、１スロットにノイズパルスが１つだけ存在する確率が高くなるので、ノイズパルスが発生しても、ノイズパルスを計数してしまう可能性が高くなる。
【００５１】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態について説明すれば、以下の通りである。前述の第１の実施形態における処理では、本来計数すべき放射線パルスも計数から一定の確率で除外されてしまうことになる。そこで、第２の実施形態では、漏れの確率（放射線パルスがパルスカウント数に含まれない確率）を推定して、当該確率に基づいて放射線量を補正することで、より正確な計測を可能としている。
【００５２】
スロット当たりの平均カウント数がλとなるような放射線量条件（すなわち、確率分布が下記の数２を満たす条件）において第１の実施形態の処理を行うと、２個以上のパルスが観測されたスロットおよびその前後のスロットで発生したパルスが計数から除外される。
【００５３】
【数２】
2013174462.tif 000005
【００５４】
そのため、長時間にわたり計数した時の平均計数値の期待値μは、
μ＝Ｐ（Ｘ＝１）×{Ｐ（Ｘ＝０）＋Ｐ（Ｘ＝１）}２
で算出される値となる。これは、計数対象スロットのパルス観測値が１で、かつ前後のスロットのパルス観測値が０または１となる確率である。異なる値のλに対しμを計算し、第１の実施形態による処理により、本来計数されるべき放射線パルスが除去されたことによるロス率の期待値（１−μ／λ）を求めると表２のようになる。
【００５５】
【表２】
2013174462.tif 000006
【００５６】
表２からλがロス率の期待値の適当な近似値となることがわかる。したがって、
λ＝１−μ／λ
であり、μ＜０．２５の条件のもと、これをλについて解くと、
【００５７】
【数３】
2013174462.tif 000007
【００５８】
となる。数３で求められるλを放射線パルスのスロット当たりの平均発生率として用いることにより、ロスが補正された計測値を求めることができる。
【００５９】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態について図７〜図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記の各実施形態において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００６０】
（放射線計測装置の構成）
図７は、本実施形態に係る放射線計測装置１ａの一例を示すブロック図である。放射線計測装置１ａは、放射線検出部２、放射線計数部３ａおよび計算部４ａを備えている。放射線計数部３ａは、処理スロット数およびパルスカウント数に加え、除去スロット数をさらに出力するように構成されている。除去スロット数は、実際の計測時にパルスが発生したにもかかわらず当該パルスが計測から除外されたスロットの数を意味する。
【００６１】
（放射線計数部の構成）
図８は、放射線計数部３ａの構成例を示すブロック図である。放射線計数部３ａは、Ｎｓカウンタ３１、デマルチプレクサ３２、２ビットのカウンタ３３（０）・３３（１）・３３（２）、判定回路部３４、Ｎｃカウンタ３５、判定回路部３６およびＮｄカウンタ３７を備えている。すなわち、放射線計数部３ａは、図６に示す放射線計数部３において、判定回路部３６およびＮｄカウンタ３７をさらに備えた構成である。
【００６２】
判定回路部３６は、各カウンタ３３（０）・３３（１）・３３（２）に記憶された値に基づいて、実際の計測時にパルスが発生したにもかかわらず当該パルスが計測から除外された除去スロットの有無を判定するロジック回路である。第Ｎｓ＋１番目のスロットの処理が完了した後、判定回路部３６は、
[２≦カウンタ３３（Ｎｓ ｍｏｄ ３）の計数値] ∨[（１≦カウンタ３３（Ｎｓ ｍｏｄ ３）の計数値）∧｛（２≦カウンタ３３（Ｎｓ−１ ｍｏｄ ３）の計数値）∨（２≦カウンタ３３（Ｎｓ＋１ ｍｏｄ ３）の計数値）｝]
が成立した場合のみ、Ｎｄカウンタ３７にハイレベルの信号を出力する。これにより、Ｎｄカウンタ３７は、計算部４ａに出力する除去スロット数Ｎｄを１増やす。
【００６３】
図７に示す計算部４ａは、放射線計数部３ａから入力される処理スロット数、パルスカウント数、および除去スロット数に基づいて放射線量を計算する。具体的には、計算部４ａは以下の処理を行う。
【００６４】
（計算部の処理）
図９に示すように、ノイズ除去のために除去されるスロットに、本来カウントされるべき放射線パルスが含まれた場合、カウント数が実際の放射線パルスの数よりも少なくなる（ロスする）。まず、ノイズパルスが無かった場合に、パルスが発生したスロットが無視される割合（第２の割合）Ｄ（λ）を求めると、
Ｄ（λ）＝Ｐ（Ｘ＞１）＋Ｐ（Ｘ＝１）｛２Ｐ（Ｘ＞１）−Ｐ（Ｘ＞１）２｝
となる。さらに、異なる値のλに対してＤ（λ）を求めると表３のようになる。
【００６５】
【表３】
2013174462.tif 000008
【００６６】
続いて、計算部４ａは、除去スロット数Ｎｄを放射線計数部３ａから取得し、除去スロット数Ｎｄの全処理スロット数Ｎｓに占める割合（第１の割合）であるスロット除去率Ｅ（＝Ｎｄ／Ｎｓ）を求める。スロット除去率ＥがＤ（λ）より大きければ、ノイズパルスによりスロットが計測から除外されたと推定される。したがって、ノイズパルスによりスロットが計測から除外された割合（第３の割合）Ｑは、Ｑ＝Ｅ−Ｄ（λ）で計算される。
【００６７】
ここで、ノイズパルスの発生と放射線パルスの発生とは無相関のため、スロット除去に起因した放射線パルスのロス率は割合Ｑに等しいと推定される。したがって割合Ｑが大きい場合、ノイズパルスの発生頻度が高く、放射線パルスの計数値の誤差が大きいと予測できる。
【００６８】
そこで、計算部４ａは、割合Ｑを計数値の信頼性を判定するための指標として用いる。例えば、ある計測期間における割合Ｑが所定値（例えば、０．０１）より大きい場合、計算部４ａは、その期間の放射線パルスの計数結果は信頼性が乏しいとして計測を無効にする。換言すると、計算部４ａは、パルスが放射線パルスのみであると仮定した場合における、当該スロットにおいて計数されたパルスの数がパルスカウント数に含まれないスロットの数の、計測時間内におけるスロットの総数に対する第１の割合（Ｄ（λ））と、当該スロットにおいて計数されたパルスの数がパルスカウント数に含まれないスロットの数の、計測時間内におけるスロットの総数に対する第２の割合（Ｅ）とを計算し、第１の割合から第２の割合を減じた第３の割合（Ｑ）が所定値より大きい場合、計算した放射線量を無効とする。
【００６９】
これにより、誤った計測を行うことが防止できる。
【００７０】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、第３の実施形態において得られた割合Ｑを用いて放射線量を補正する。すなわち、本来計数すべき放射線パルスが計数から漏れた確率を予測することで、より精度の高い放射線計測値を求めることができる。
【００７１】
具体的には、ロスを補正したスロット当たりカウントνは、ν＝λ／（１−Ｑ）で近似的に求められる。この値を放射線パルスのスロット当たりの平均発生率として用いることで、放射線計測値の精度をより高めることができる。
【００７２】
〔第５の実施形態〕
本発明の第５の実施形態について図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００７３】
図１０は、本実施形態に係る放射線計測装置１ｂの一例を示すブロック図である。放射線計測装置１ｂは、第１の実施形態において説明した放射線検出部２および放射線計数部３を、それぞれ３つずつ備えている。計算部４ｂは、各放射線計数部３からの入力データを合算して、前述の各実施形態と略同様の計算を行うことにより、放射線量を測定する。
【００７４】
このように、放射線検出部２および放射線計数部３をそれぞれ複数ずつ設けることにより、放射線検出部２のいずれかからノイズパルスが出力されても、前記の各実施形態に比べ、ノイズパルスによる影響を軽減することができる。
【００７５】
さらに、各放射線検出部２は、互いに離間して設けることが望ましい。これにより、全ての放射線検出部２が、機械振動や電磁波等によるノイズの影響を受ける確率を低減することができるので、より精度が高い放射線計測装置を実現することが可能になる。
【００７６】
〔第６の実施形態〕
本発明の第６の実施形態について図１１〜図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本実施形態では、放射線センサに好適に用いられる半導体センサの例について説明する。
【００７７】
図１１は、放射線センサとしてＰＩＮフォトダイオード５１を用いた放射線検出部２ａを示している。ＰＩＮフォトダイオード５１のカソードには、バイアス電圧Ｖｂｉａｓが印加され、ＰＩＮフォトダイオード５１のアノードは、アンプ６の入力端子に接続されている。
【００７８】
ＰＩＮフォトダイオード５１を逆バイアス状態にすることによって、電極間の空乏層を広げている。空乏層に放射線が入射すると、電離作用により電子ホール対が発生し、逆バイアスの電場によって収集されてＰＩＮフォトダイオード５１に電流が流れる。
【００７９】
このように、放射線センサとしてＰＩＮフォトダイオードを用いることで、小型で安価な放射線計測装置を提供することができる。
【００８０】
図１２は、放射線センサ５２を示している。放射線センサ５２は、放射線を光に変換するシンチレータ５２ａと、シンチレータ５２ａから発生した光を電気信号に変換するためのフォトダイオード５２ｂから構成されている。放射線センサをこのような構造とすることで、より感度の高い放射線計測装置を提供することができる。
【００８１】
〔第７の実施形態〕
本発明の第７の実施形態について図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００８２】
図１３は、本実施形態に係る携帯電話端末１１を示すブロック図である。携帯電話端末１１は、通信装置１２、表示装置１３および放射線計測装置１４を備えている。
【００８３】
通信装置１２は、携帯電話端末１１が他の携帯電話端末との通話やメールの送受信などを行うための機能を有している。
【００８４】
表示装置１３は、携帯電話端末１１を薄型に形成するために、液晶ディスプレイなどが好適に用いられる。
【００８５】
放射線計測装置１４としては、上記の実施形態において説明した放射線計測装置１・１ａ・１ｂのいずれかが用いられる。放射線計測装置１４の計測結果は、表示装置１３に表示される。また、通信装置１２を用いて、放射線計測装置１４の計測結果のデータを他の電子機器に転送することもできる。
【００８６】
このように、本発明の実施形態に係る放射線計測装置を携帯電話端末に搭載することで、携帯電話端末の表示部を放射線計測結果の表示に使ったり、計測結果を通信機能により転送したりすることが可能になる。
【００８７】
なお、本発明の実施形態に係る放射線計測装置は、携帯電話端末以外のあらゆる電子機器に搭載することができる。
【００８８】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８９】
なお、本発明は以下のように表現することもできる。
【００９０】
本発明に係る放射線計測装置は、一定の時間幅を持つスロットごとにパルスの計数を行い、一定数以上の計数値となるスロットは、そのスロットおよびその前後のスロットの計数値を計数の和から除外することを特徴としている。
【００９１】
本発明に係る放射線計測装置は、上記の処理による計数のロスを確率分布から推定して、そのロスを補正した値を計測値とすることが好ましい。
【００９２】
本発明に係る放射線計測装置は、計数から除外されたスロットの数の全処理スロット数に対する割合を求め、その割合をポアソン分布に従って推定される割合と比較し、その差を用いて計数結果の信頼性を判定することが好ましい。
【００９３】
本発明に係る放射線計測装置は、計数から除外されたスロットの数の全処理スロット数に対する割合を求め、その割合をポアソン分布に従って推定される割合と比較し、その差を用いて計数ロスを見積もり補正することが好ましい。
【００９４】
本発明に係る放射線計測装置は、放射線のセンサとして半導体を用いることが好ましい。
【００９５】
本発明に係る放射線計測装置は、放射線のセンサとして半導体とシンチレータを用いることが好ましい。
【００９６】
本発明に係る放射線計測装置は、計数部と計算部より構成され、計数部は、一定時間におけるパルスカウント値と処理スロット数、パルスが計数から除外されたスロット数をホスト側に伝えることが好ましい。
【００９７】
本発明に係る放射線計測装置は、複数の計数部を持つことが好ましい。
【００９８】
本発明に係る携帯電話端末は、上記のいずれかに記載の放射線計測装置を組み込んでいる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、放射線量を計測するための電子回路および電子機器に利用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１    放射線計測装置
１ａ  放射線計測装置
１ｂ  放射線計測装置
２    放射線検出部
２ａ  放射線検出部
３    放射線計数部
３ａ  放射線計数部
４    計算部
４ａ  計算部
４ｂ  計算部
５    放射線センサ
６    アンプ
７    コンパレータ
１１  携帯電話端末
１２  通信装置
１３  表示装置
１４  放射線計測装置
３１  Ｎｓカウンタ
３２  デマルチプレクサ
３３（０）  カウンタ
３３（１）  カウンタ
３３（２）  カウンタ
３４  判定回路部
３５  Ｎｃカウンタ
３６  判定回路部
３７  Ｎｄカウンタ
５１  ＰＩＮフォトダイオード
５２  放射線センサ
５２ａ  シンチレータ
５２ｂ  フォトダイオード
【図１】
2013174462.tif 000009
【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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