(57)【要約】  幅の広いレンジの放射線が照射される環境下においても適切かつ高精度に放射線を検出できる検出器を構成する。  複数のセルに分割されたシンチレータの各セルに受光デバイスをそれぞれ複数配置し、各一つのセルが発するシンチレーション光の光電変換を複数の受光デバイスで分割して行われるようにし、各受光デバイスの出力信号の電荷量を小さくし、これを集積回路に入力してセルの放射線検出信号を生成する処理がなされるように構成する。
2020013062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルから構成されてなるシンチレータと、シンチレーション光を受光してアナログ信号に変換して出力する複数の受光デバイスから構成されてなる光電変換ユニットとを備えた信号検出部と、
前記光電変換ユニットの受光デバイスから出力されたアナログ信号を増幅する信号増幅デバイスと、信号増幅デバイスから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換デバイスとを備えた信号変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換デバイスが出力したデジタル信号を、前記受光デバイスが受光した放射線検出信号として生成し、前記放射線検出信号から放射線画像データを生成する画像データ生成部とを有してなる放射線検出器であって、
前記光電変換ユニットの受光デバイスは、前記シンチレータの一つのセルに沿って複数配置してなり、
前記画像データ生成部は、前記デジタル信号に変換された複数の受光デバイスの出力信号から所定のレベルの信号を放射線検出信号として選択する信号選択部と、前記信号選択部が選択した一つの信号から、又は選択した複数の信号を合成して、一つの放射線検出信号を生成する信号生成部とを備えてなる放射線検出器。
【請求項２】
信号生成部は、信号選択部が選択した複数の信号を平均化して一つの放射線検出信号に合成する機能を備えてなる請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
画像データ生成部の信号生成部は、受光デバイスの配置位置に応じた検出信号の重み付けをしてなる請求項１又は２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
光電変換ユニットが、受光サイズが異なる複数の受光デバイスにより構成された請求項１から３の何れかに記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記複数の受光デバイスから任意の受光デバイスを選別し、選別された受光デバイスの出力信号を放射線検出信号として信号変換部の信号増幅デバイスに入力する信号選別部を備えた請求項１から４の何れかに記載の放射線検出器。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の放射線検出器と、
検査対象物に放射線を照射する放射線源と、
前記放射線検出器から出力される放射線画像データを出力表示する表示装置を備えた端末装置と、
を有して構成された放射線検査装置。
【請求項７】
放射線検出器を用いた放射線検出信号の処理方法において、
前記放射線検出器は、
複数のセルから構成されてなるシンチレータと、シンチレータの各セルに複数配置された受光デバイスにより構成される光電変換ユニットとを備えた信号検出部と、
信号増幅デバイスとＡ／Ｄ変換デバイスとを備えた信号変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換デバイスから出力される信号を処理して放射線検出信号と放射線画像データを生成する画像データ生成部とを備え、
放射線が信号検出部のシンチレータに照射されることでシンチレータの各セルが発するシンチレーション光を、各セルに沿って配置された複数の受光デバイスが光電変換してアナログ信号を出力する処理と、
前記各セルの複数の受光デバイスから出力されるアナログ信号を信号変換部の信号増幅デバイスで増幅してからＡ／Ｄ変換デバイスでデジタル信号に変換して画像データ生成部に入力する処理と、
前記画像データ生成部において、前記デジタル信号に変換された複数の受光デバイスの出力信号から所定のレベルの信号を選択する処理と、
前記選択した信号が一つのときはその信号から、複数のときにはそれらを合成して、一つの放射線検出信号を生成する処理と、
を含むことを特徴とする放射線検出信号の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側からは見えない容器や荷物などの内部を、非破壊で検査するための放射線検出器と放射線検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線やガンマ線などの放射線を用いた検出器の多くは、放射線をより波長の長い可視光や紫外・赤外光に変換するシンチレータを信号検出部に用いている。これは、シンチレータによって変換された光の強度をフォトダイオードのような受光素子で電気信号に変換することでシンチレータに入射した放射線の強度を間接的に測定する方法であり、現在でも放射線の強度を測定する際の優れた方法の一つである。【０００３】
放射線検査装置は、食品の異物混入検査や小型の手荷物検査用途、人体を検査する医療用途の低エネルギーの放射線を扱う装置から、コンテナなどの大型の容器や筐体内部を検査する用途の高エネルギーの放射線を扱う装置にまで広く使用されている。これらは、その用途やエネルギーの大きさによって、設計や使用部材の種類も変わってくる。【０００４】
例えば、医療分野で用いられる低エネルギーの放射線検査装置として、下記特許文献に記載のものがある（特許文献１参照）。このものは、被検体の被ばく量を増加させることなくサンプルレートと空間分解能の向上を実現するため、Ｘ線投影データを２次元の形式で出力し、精度良く画素信号を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１８３４８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、コンテナなどの大型のものを検査する高エネルギーの放射線を扱う用途においては、以下の課題を抱えている。
すなわち、信号検出部から出力される信号の処理を集積回路で構成する場合、集積回路は入力が可能な信号の容量が決まっているため、集積回路に許容入力電荷量を超える高エネルギーの信号が入力された場合、入力信号がレンジオーバーでクリップされてしまい、放射線の正確な検知ができなくなってしまう。
高エネルギーの放射線を用いてコンテナなどの大型の対象物を内部観察する場合には、高エネルギーの信号を処理する専用の集積回路を新たに開発するか、或いは許容入力電荷量を増やすため複数の汎用部品を組み合わせて複雑な回路を構成するかをしなければならず、何れにしても検査装置の製作コストが高くなることは避けられないという問題がある。【０００７】
また、コンテナ用の検査装置では、コンテナに向けて照射された放射線が、高エネルギーのまま検出器に入射する場合と、数百ｍｍ程度の厚みの鉄板等を通過して、エネルギー強度が微弱になった状態で検出器に入射する場合とが同時に発生することがある。
コンテナの中身を正確に検知するには、放射線のエネルギー強度に応じ、ノイズによる影響をできる限り小さくして、高エネルギーの放射線と低エネルギーの放射線をともに検出することのできる、広いレンジに対応した検出機能を装備する必要がある。【０００８】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、高エネルギーの放射線を扱う用途に適した放射線検出器、さらには様々なエネルギー強度の放射線が照射される環境下においても適切かつ高精度に放射線を検出することができる検出器を構成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、放射線検出器の信号検出部として従来と同様にシンチレータとフォトダイオードなどの受光デバイスを用いるが、複数のセルに分割されたシンチレータの各セルに受光デバイスをそれぞれ複数配置し、各受光デバイスから出力される出力信号を組み合わせてそのセルの放射線検出信号を生成する構成を採用した。つまり、一つのセルが発するシンチレーション光の光電変換を複数の受光デバイスで分割して行われるようにすることで各受光デバイスの出力信号の電荷量を小さくし、これを集積回路に入力してセルの放射線検出信号を生成する処理がなされる構成を採用した。【００１０】
すなわち、本発明の放射線検出器は、複数のセルから構成されてなるシンチレータと、シンチレーション光を受光してアナログ信号に変換して出力する複数の受光デバイスから構成されてなる光電変換ユニットとを備えた信号検出部と、前記光電変換ユニットの受光デバイスから出力されたアナログ信号を増幅する信号増幅デバイスと、信号増幅デバイスから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換デバイスとを備えた信号変換部と、前記Ａ／Ｄ変換デバイスが出力したデジタル信号を、前記受光デバイスが受光した放射線検出信号として生成し、前記放射線検出信号から放射線画像データを生成する画像データ生成部とを有し、前記光電変換ユニットの受光デバイスは、前記シンチレータの一つのセルに沿って複数配置して構成されていることを特徴とする。【００１１】
前記構成の放射線検出器によれば、検査対象物を透過した放射線が信号検出部のシンチレータに照射されることでシンチレータの各セルがシンチレーション光を発し、これを各セルの光電変換ユニットの複数の受光デバイスが受光してアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を信号変換部で増幅してからＡ／Ｄ変換デバイスでデジタル信号に変換し、画像データ生成部において変換された各光電変換ユニットのデジタル信号を組み合わせて各セルの放射線検出信号を生成し、各セルの放射線検出信号から前記検査対象物の放射線画像データが生成される。【００１２】
シンチレータの各セルに複数の受光デバイスからなる光電変換ユニットが設けられ、シンチレーション光の光電変換が複数の受光デバイスで分割して行われるので、高エネルギーのシンチレーション光を光電変換する場合でも各受光デバイスの出力信号のレベルは信号変換部の許容入力電荷量を超えることなく低く抑えられる。従って、許容入力電荷量の低い汎用の集積回路を使用して高エネルギーの放射線を扱う用途の検査装置を構成したとしても、入力信号がレンジオーバーでクリップするようなことはない。
また、各セルに設けられた光電変換ユニットの各受光デバイスの出力信号は、それぞれ信号変換部の信号増幅デバイスに入力されて増幅され、増幅された各信号はそれぞれＡ／Ｄ変換デバイスに入力されてデジタル信号に変換される。つまり、信号変換部は、信号検出部から入力されるアナログ信号の数（チャンネル）に対応した数の信号増幅デバイスとＡ／Ｄ変換デバイスを備え、入力されたアナログ信号を個別に増幅してデジタル信号に変換するように設けられている。これにより、複数のアナログ信号を一つのＡ／Ｄ変換デバイスでマルチプレクサ方式によりデジタル信号に変換するものと比べて、信号の処理速度が速くなり、アナログ配線部の領域が少ないのでノイズによる信号の劣化の影響を受けにくくなって、放射線の検出精度が高くなる。【００１３】
前記放射線検出器の画像データ生成部は、前記デジタル信号に変換された複数の受光デバイスの出力信号から所定のレベルの信号を放射線検出信号として選択する信号選択部と、前記信号選択部が選択した一つの信号から、又は選択した複数の信号を合成して、一つの放射線検出信号を生成する信号生成部を備えた構成とすることができる。
これによれば、画像データ生成部の信号選択部において、入力された複数の受光デバイスの信号から所定のレベルの信号が放射線検出信号として選択される。つまり、信号選択部で所定のレベルの信号を選択することにより、そのセルの適正な放射線検出信号のみを得ることができる。【００１４】
また、画像データ生成部の信号生成部において、信号選択部が選択した複数の信号を平均化して一つの放射線検出信号に合成する。これによれば、信号選択部において入力された複数の受光デバイスの信号から所定のレベルの信号を放射線検出信号として選択し、信号生成部において選択された複数の信号が平均化されて、そのセルの放射線検出信号に合成される。前記分割されたシンチレーション光の光電変換信号を信号生成部で再合成することにより、信号に含まれるノイズが低減され、高精度の検出信号を得ることができる。なお、単一の信号のみが選択された場合にはそのまま放射線検出信号として生成される。【００１５】
画像データ生成部の信号生成部は、受光デバイスの配置位置に応じた重み付けをして合成処理がなされる機能を備えた構成とすることができる。【００１６】
これによれば、各セルの複数の受光デバイスがその配置により、クロストークの影響による信号の画質の低下が生じる場合に、クロストーク成分を低減させた適正な放射線検出信号を得ることが可能となる。【００１７】
前記構成の放射線検出器において、光電変換ユニットは、受光サイズが異なる複数の受光デバイスにより構成することができる。【００１８】
これによれば、一つのセルについて、異なる受光サイズの受光デバイスを複数配置し、各受光デバイスの出力信号をデジタル信号に変換した後、画像データ生成部の信号選択部で、異なる受光サイズの受光デバイスの出力信号のうち、所定のレベルの信号を選択し、さらに信号生成部にて一つの放射線検出信号とすることで、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能となる。【００１９】
また、一つのセルに対応する複数の受光デバイスの中から任意の受光デバイスを選別し、選別された受光デバイスの出力信号を放射線検出信号として信号変換部の信号増幅デバイスに入力する信号選別部を備えた構成とすることができる。【００２０】
例えば、複数の受光デバイスのうち、幾つかの受光デバイスの信号出力部を並列に接続しておき、一つの受光デバイスと並列に接続された複数の受光デバイスを選別してそれぞれの出力信号がデジタル信号に変換された後、画像データ生成部で選択し合成されるように設けることができる。このように信号選別部でデジタル信号に変換する受光デバイスを選別するように設けることによっても、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能となる。【００２１】
また、本発明の放射線検査装置は、前記構成の放射線検出器と、検査対象物に放射線を照射する放射線源と、前記放射線検出器から出力される放射線画像データを出力表示するモニタなどの表示装置を備えた端末装置とを、少なくとも備えて構成される。【００２２】
前記放射線検出器の信号検出部、信号変換部、画像データ生成部、及び必要に応じて用いる信号選別部は、それぞれモジュール化し、それぞれの信号処理機能を装備した集積回路により構成することができる。
なお、前記のとおり、信号変換部が、信号検出部から入力されるアナログ信号の数に対応した数の信号増幅デバイスとＡ／Ｄ変換デバイスを備え、入力されたアナログ信号を個別に増幅してデジタル信号に変換するように設けられていれば、信号の処理速度を速くすることができるが、アナログ信号の入力チャンネル数が多く、そのチャンネル数に対応した数のＡ／Ｄ変換デバイスを揃えれば、その分、回路構成は大型になる。
一方で、放射線を照射して検査する対象や放射線検出器に要求される検出精度などに応じて、回路の小型化が要求される装置構成の場合などには、信号変換部を、アナログ信号の入力チャンネル数に対応した数の信号増幅デバイスと、各信号増幅デバイスの出力信号を選択するアナログスイッチと、アナログ信号のチャンネル数より少ない数で構成された、アナログスイッチの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換デバイス（例えば一つからなるＡ／Ｄ変換デバイスとしても良い）とにより構成し、マルチプレクサ方式によってアナログ信号がデジタル信号に変換されるようにしてもよい。【００２３】
従来では、受光デバイスの出力信号の大きさに合わせて、次段の信号変換部の信号増幅デバイスの許容入力電荷量を設定しなければならなかった。そのため、使用する放射線のエネルギー帯や、放射線源から放射線検出器までの距離の違いなどで生じる信号強度の違いに合わせて、電気回路もその都度設計しなければならなかった。
一方、本発明によれば、高エネルギーの放射線に対応できるだけでなく、広範なエネルギー強度を持つ放射線にも対応することが可能となる。従って、標準化された一つの放射線検出器で、放射線の検査を行う検査対象物の大きさや検査を実施する条件、環境の違いにフレキシブルに対応して、精度の高い放射線の検査が実現可能である。【００２４】
本発明は、例えばＸ線透過画像処理装置や後方散乱Ｘ線画像処理装置などのＸ線検出装置、ガンマ線を利用した検査装置、紫外線画像処理装置などの、検査対象物に放射線を照射し、透過した放射線を検出して画像を生成する様々な検査装置に適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の放射線検査装置の一例の構成を示した図である。
【図２】本発明の放射線検出器の第１実施例の回路構成図である。
【図３】本発明の放射線検出器の第２実施例の回路構成図である。
【図４】本発明の放射線検出器の第３実施例の回路構成図である。
【図５】本発明の放射線検出器の第４実施例の回路構成図である。
【図６】本発明の放射線検出器の第５実施例の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の放射線検出器及び放射線検査装置の好適な実施形態について説明する。
本発明の技術的思想は実施形態に限定されるものではない。
【００２７】
図１は本発明の放射線検査装置の一例の構成を示している。
同図に示されるように放射線検査装置１は、放射線検出器２と放射線源３とホストコンピュータ４とを主要な構成要素としており、図示されない搬送機構により搬送される検査対象物５に放射線源３から放射線を照射し、検査対象物５を透過した放射線を放射線検出器２で検出するとともに放射線検出信号から放射線画像データを生成し、これを端末装置であるホストコンピュータ４に送信して検査対象物５の二次元の放射線画像データファイルを生成し、表示装置であるモニタに出力表示するように構成してある。固定されている検査対象物５に沿って放射線検出器２と放射線源３が平行に移動し、移動しながら検査対象物５への放射線の照射とその検出が行われるように設けられていてもよい。
【００２８】
放射線検出器２は、放射線を検出し、これをアナログ信号に変換して出力する信号検出部２１と、前記アナログ信号を増幅した後、デジタル信号に変換して出力する信号変換部２２と、信号変換部２２から入力されたデジタル信号から放射線画像データを生成する画像データ生成部２３の各部を有して構成されている。
以下、実施例に基づいて放射線検出器２の構成を説明する。
【００２９】
図２は放射線検出器２の第１実施例を示している。
図示した放射線検出器２の信号検出部２１は、複数のセル２１１に分割されていて入射した放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータ２１０と、シンチレータ２１０の各セル２１１にそれぞれ配置されていて一つのセル２１１から発せられたシンチレーション光を受光してアナログ信号に変換出力するフォトダイオードである二つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂからなる光電変換ユニット２１２により構成されている。
二つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂからなる光電変換ユニット２１２は各セル２１１にそれぞれ配置されており、各セル２１１のシンチレーション光の光電変換がそれぞれ二つ受光デバイス２１２ａ，２１２ｂにより分割して行われるようになっている。なお、シンチレータ２１０は光学的に分離するセパレータで隣接するセル２１１同士を区画してある。
【００３０】
信号変換部２２は、前記各セル２１１の光電変換ユニット２１２のそれぞれの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂから出力されるアナログ信号を増幅する信号増幅デバイス２２１と、信号増幅デバイス２２１から出力される増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換デバイス２２２より構成されている。
前記受光デバイス２１２ａ，２１２ｂから出力されるアナログ信号は、それぞれ個別に信号増幅デバイス２２１で増幅された信号がそれぞれ個別にＡ／Ｄ変換デバイス２２２でデジタル信号に変換されるように設けてある。
【００３１】
また、画像データ生成部２３は、前記受光デバイス２１２ａ，２１２ｂのそれぞれの出力信号から所定のレベルの信号を、一つのセル２１１の放射線検出信号として一つ又は複数選択する信号選択部と、信号線選択部により選択された前記受光デバイス２１２ａ，２１２ｂのそれぞれの出力信号を平均化して一つのセル２１１の放射線検出信号に合成する信号生成部とを備え、両処理部により一つのセル２１１の放射線検出信号を生成し、生成された各セル２１１の放射線検出信号から放射線画像データを生成する処理がなされるように構成してある。
【００３２】
なお、図２ではシンチレータ２１０を四つのセル２１１に区画して各セル２１１の放射線検出信号を生成する態様を示したが、実際はシンチレータ２１０の各セル２１１は直列で（例えば３２個）配置され、これら多数のセル２１１の放射線検出信号から放射線画像データが生成されるようになっている。
前記信号検出部２１は、例えば３２個のセル２１１に分離されたシンチレータアレイ（シンチレータ２１０）を、半分の間隔で６４個並べてＰＩＮフォトダイオード（受光デバイス２１２）の上に搭載して構成されたディテクタボードを用いることができる。１６個のセル２１１に分離したシンチレータアレイを用いてもよい。また、信号変換部２２は６４チャンネルの入力部を有する集積回路により構成することができ、その場合、前記ディテクタボードの各フォトダイオード（受光デバイス２１２）の出力が各チャンネルに接続されて、チャンネル毎に信号の増幅とデジタル信号の変換処理が行われる。
【００３３】
このように構成された放射線検出器２は、検査対象物５を透過した放射線が信号検出部２１のシンチレータ２１０に照射されることでシンチレータ２１０の各セル２１１がシンチレーション光を発し、これを各セル２１１に沿って配置された光電変換ユニット２１２の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂが受光してアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１で増幅してからＡ／Ｄ変換デバイス２２２でデジタル信号にそれぞれ変換して、画像データ生成部２３に入力され、画像データ生成部２３の信号生成部において入力されたそれぞれのデジタル信号が平均化されて、そのセル２１１の放射線検出信号として合成される。
そして、生成された各セル２１１の放射線検出信号から検査対象物５の放射線画像データを生成し、これをホストコンピュータ４に送信して検査対象物５の二次元の放射線画像データファイルを生成することで、ホストコンピュータ４のモニタに放射線画像データを出力表示することができる。
【００３４】
これによれば、シンチレータ２１０の各セル２１１に複数の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂからなる光電変換ユニット２１２が設けられ、シンチレーション光の光電変換が複数の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂで分割して行われるので、高エネルギーのシンチレーション光を光電変換する場合でも各受光デバイス２１２ａ，２１２ｂの出力信号のレベルは信号変換部２２の許容入力電荷量を超えることなく低く抑えることができる。また、分割されたシンチレーション光の光電変換信号を画像データ生成部２３の信号生成部で再合成することにより、信号に含まれるノイズが低減され、高精度の検出信号を得ることが可能である。
また、信号変換部２２は、信号増幅デバイス２２１とＡ／Ｄ変換デバイス２２２で、アナログ信号を個別に増幅してデジタル信号に変換するように設けられているので、ノイズによる信号の劣化の影響を受けにくくなって、良好な信号検出感度を得ることが可能である。
【００３５】
図３は放射線検出器２の第２実施例を示している。
この実施例は、信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１に配置される光電変換ユニット２１２を、受光サイズが異なる二つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂにより構成したものであり、シンチレーション光の光電変換が受光サイズの異なる受光デバイス２１２ａ，２１２ｂで分割して行われ、それぞれ光電変換されたアナログ信号が信号変換部２２に入力され、信号増幅された後にデジタル信号に変換されて、画像でデータ生成部２３に入力されるように設けたものである。
【００３６】
このように構成された放射線検出器２は、前記画像データ生成部２３において、その信号選択部で信号変換部２２から入力された複数のデジタル信号の中から所定のレベルの信号を選択して、これをそのセル２１１の放射線検出信号として選択し、選択された各セル２１１の放射線検出信号から検査対象物５の放射線画像データを生成する。
このように受光サイズの異なる受光デバイス２１２ａ，２１２ｂでシンチレーション光の光電変換を分割して行い、それぞれの検出信号を選択して放射線検出信号が生成されるように設けることで、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能である。例えば、シンチレーション光のエネルギーが高い場合は小さな受光サイズの受光デバイス２１２ａ、エネルギーが低い場合は大きな受光サイズの受光デバイス２１２ｂの検出信号をそれぞれ選択して放射線検出信号を生成することで広いレンジの放射線の検出に対応したものとなる。
【００３７】
この場合に、レンジの切り替えは、例えば信号変換部２２に、信号増幅デバイス２２１に入力される受光デバイス２１２ａ，２１２ｂの出力信号がオーバーフローするレベルか否かを判定する手段を設けて自動で行われるように構成することができる。ゲインの切り替えは、セル２１１毎に行うように設けることができる。
【００３８】
図４は放射線検出器２の第３実施例を示している。
この実施例は、信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１に配置される光電変換ユニット２１２を、受光サイズが同じ九つの受光デバイス２１２ａにより構成するとともに、各受光デバイス２１２ａの信号出力部に信号選別部２４を設けている。前記九つの受光デバイス２１２ａのうち、一つの受光デバイス２１２ａは、出力信号が信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１に入力されるように設けている。他の受光デバイス２１２ａはそれぞれ信号出力部を並列に接続して、信号選別部２４で選別された受光デバイス２１２ａの出力信号の総量が信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１に入力されるように設けたものである。信号選別部２４は、ワイヤーボンディング技術やスイッチング素子などの切り替え手段により構成することができる。
【００３９】
このように構成された放射線検出器２は、前記一つの受光デバイス２１２ａの検出信号と選別された複数の受光デバイス２１２ａの検出信号がデジタル信号に変換されて画像データ生成部２３に入力され、画像データ生成部２３の信号選択部で入力されたデジタル信号の中から所定のレベルの信号を選択して、これをそのセル２１１の放射線検出信号に選択し、選択された各セル２１１の放射線検出信号から検査対象物５の放射線画像データを生成する。
このように、複数の受光デバイス２１２ａでシンチレーション光の光電変換を分割して行い、それぞれの検出信号を一つの検出信号と複数の検出信号に選別し、そのなかから適正なレベルの信号を選択して放射線検出信号が生成されるように設けることで、前記受光サイズの異なる受光デバイス２１２ａ，２１２ｂを配置したときと同様に、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能である。また、信号選別部２４による、受光デバイス２１２ａとの接続の組み合わせにより、受光デバイス２１２ａのサイズの比率を自由に設定し変更することが可能である。なお、図４では受光サイズが同じ九つの受光デバイス２１２ａにより光電変換ユニット２１２を構成したが、受光デバイス２１２ａの数を九つよりも多くしたり少なくしたりしてもよい。また、信号選別部２４で選別する受光デバイス２１２ａの数の組み合わせも適宜に設定可能である。例えば、図４では一つの受光デバイス２１２ａとその他の八つの受光デバイス２１２ａの組み合わせに選別したが、例えば二つと七つの受光デバイス２１２ａの組み合わせや、三つと六つ或いは四つと五つの受光デバイス２１２ａの組み合わせに選別しても良い。それぞれ選別された組み合わせの受光デバイス２１２ａは並列に接続され、組み合わせの受光デバイス２１２ａの出力信号の総量が信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１にそれぞれ入力されるように設けてもよい。
【００４０】
図５は放射線検出器２の第４実施例を示している。
この実施例は、信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１に配置される光電変換ユニット２１２を、三つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃにより構成し、それぞれの検出信号が信号変換部２２で増幅されてからデジタル信号に変換されて画像データ生成部２３に入力されるように設けるとともに、画像データ生成部２３の信号生成部において、デジタル信号に変換された各受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ,２１２ｃの検出信号を、各受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ,２１２ｃの配置位置に応じた重み付けをして合成処理がなされるように設けたものである。
【００４１】
従来技術にあっては、シンチレータ２１０の隣接したセル２１１からの光漏れや、隣接した受光デバイス２１２ａからの漏れ電流の影響を受けて、受光デバイス２１２ａの出力信号にクロストークが発生し、システムレベルでのクロストークの補正が必要となる場合があった。
この実施例では、各セル２１１の三つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃについて、両端の受光デバイス２１２ａ，２１２ｃと中央の受光デバイス２１２ｂの出力に対して重み付けをして合成することで、当該セル２１１に隣接したセル２１１からのクロストーク成分を低減することが可能である。隣接部近傍の信号を捨てることで、クロストークによる影響を最小限に抑え、システムレベルでの補正を軽減し、さらには補正処理自体を不要にすることも可能である。
【００４２】
図６は放射線検出器２の第５実施例を示している。
この実施例は、前記各実施例の信号検出部２１から入力されるアナログ信号の数と同数の信号増幅デバイス２２１とＡ／Ｄ変換デバイス２２２を備えた構成の信号変換部２２に代えて、アナログ信号の入力チャンネル数と同数の信号増幅デバイス２２１と、複数の入力端子を備えていて各信号増幅デバイス２２１の出力信号を選択するアナログスイッチ２２３と、アナログスイッチ２２３の出力信号をデジタル信号に変換する一つのＡ／Ｄ変換デバイス２２２とにより信号変換部２２を構成したものである。
【００４３】
このように構成された放射線検出器２は、放射線の照射によって信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１が発するシンチレーション光は、各セル２１１の光電変換ユニット２１２の複数の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂにて分割して受光し、受光デバイス２１２ａ，２１２ｂはシンチレーション光を光電変換してアナログ信号を出力し、変換されたアナログ信号はそれぞれ個別に信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１で増幅される。各信号増幅デバイス２２１の信号出力端子は、アナログスイッチ２２３の複数の入力端子にそれぞれ接続されており、アナログスイッチ２２３は所定のタイミングで入力端子の選択及び切り替え処理を行い、選択された信号増幅デバイス２２１から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換デバイス２２２に入力してデジタル信号に変換し、これを画像データ生成部２３に逐次入力する。そして、画像データ生成部２３において、逐次入力されるデジタル信号を時系列的に編集及び合成して、各セル２１１の放射線検出信号を生成し、生成された放射線検出信号から放射線画像データを生成する。
本実施例では、複数の信号増幅デバイス２２１から出力されるアナログ信号を、アナログスイッチ２２３とＡ／Ｄ変換デバイス２２２でデジタル信号に変換し、変換された信号を画像データ生成部２３で放射線検出信号に合成するように設けてあるので、Ａ／Ｄ変換デバイス２２２を信号増幅デバイス２２１に対応した数だけ揃える必要はなく、信号変換部２２を集積回路で構成する場合の回路の小型化の実現に極めて有効である。
【００４４】
なお、前記画像データ生成部２３の信号選択部と信号生成部による信号処理は、画像データ生成部２３をＦＰＧＡなどの集積回路で構成したときは、放射線検査装置１の使用態様などに応じて、信号の合成の仕方や信号を選択する基準値を適宜に設定して、信号の合成処理や選択処理が自動で行われるように設けることができる。前記信号選別部２４の選別基準値も、選別が自動で行われるように適宜に設定することができる。或いは、放射線検出器２をホストコンピュータ４に接続し、ホストコンピュータ４で放射線検出データをモニタできる状態で、ホストコンピュータ４側で信号の合成や選択、選別の条件を設定し、設定値を放射線検出器２に入力して、信号の合成、選択及び選別処理が制御されるようにしてもよい。
また、図示した放射線検査装置１と各実施例の放射線検出器２の形態は一例であり、本発明は例示のものに限定されず、他の適宜な形態とすることも可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  放射線検査装置、２  放射線検出器、２１  信号検出部、２１０  シンチレータ、２１１  セル、２１２  光電変換ユニット、２１２ａ，２１２ｂ,２１２ｃ  受光デバイス、２２  信号変換部、２２１  信号増幅デバイス、２２２  Ａ／Ｄ変換デバイス、２２３  アナログスイッチ  ２３  画像データ生成部、２４  信号選別部、３  放射線源、４  ホストコンピュータ、５  検査対象物
【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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【国際調査報告】
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