(57)【要約】検出器の電極の構成を改良することで、信号の読み取り本数を減らす。検出器の有感面積が大きくなっても、歪みのない高分解能イメージングを可能とする。入射粒子の位置を検出する電極を、入射粒子のグローバル位置を検出するグローバル位置検出用電極と、入射粒子のローカル位置を検出する複数のローカル位置検出用電極とから構成する。グローバル位置検出用電極から検出したグローバル位置情報とローカル位置検出用電極から検出したローカル位置情報とから、入射粒子の位置を特定する。複数のローカル位置検出用電極は複数の群に分けられており、各群に属するローカル位置検出用電極を共通の信号線に接続する。所定数のローカル位置検出用電極が一つのグローバル位置に対応しており、一つのグローバル位置に対応する該所定数のローカル位置検出用電極は互いに異なる群に属している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子の位置を検出する粒子検出器において、
粒子の位置を検出する電極を、
粒子のグローバル位置を検出する１つ以上のグローバル位置検出用電極と、
粒子のローカル位置を検出する複数のローカル位置検出用電極とから構成し、
該グローバル位置検出用電極から検出したグローバル位置と該ローカル位置検出用電極から検出したローカル位置とを用いて、検出されたグローバル位置内におけるローカル位置を特定するように構成したことを特徴とする粒子検出器。
【請求項２】
請求項１の粒子検出器において、複数のローカル位置検出用電極は複数の群に分けられており、各群に属するローカル位置検出用電極を共通の信号線に接続したことを特徴とする粒子検出器。
【請求項３】
請求項２に記載の粒子検出器において、所定数のローカル位置検出用電極が一つのグローバル位置に対応しており、一つのグローバル位置に対応する該所定数のローカル位置検出用電極は互いに異なる群に属することを特徴とする粒子検出器。
【請求項４】
請求項３に記載の粒子検出器において、前記所定数のローカル位置検出用電極が１周期を構成しており、１周期を構成する該所定数のローカル位置検出用電極をグローバル位置に対応させて繰り返し配設することを特徴とする粒子検出器。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の粒子検出器において、該ローカル位置検出用電極および／あるいは該グローバル位置検出用電極は複数のパッド電極から構成されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項６】
請求項５に記載の粒子検出器において、ローカル位置検出用電極はカソードであり、カソードは複数のローカル位置検出用パッド電極から構成されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項７】
請求項６に記載の粒子検出器おいて、該粒子検出器は長尺状のアノードを有しており、該複数のパッド電極は、該アノードの長さ方向に沿って連続状に配設されたパッド列であることを特徴とする粒子検出器。
【請求項８】
請求項７に記載の粒子検出器おいて、アノードの両側にはそれぞれ、パッド列が配設されており、一側のパッド列は複数の短尺パッド電極から構成されており、他側のパッド列は複数の長尺パッド電極から構成されており、少なくとも一側のパッド列の短尺パッド電極がローカル位置検出用電極を構成し、ローカル位置検出用電極を構成するそれぞれの短尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属する短尺パッド電極は共通の信号読み出し線に接続されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項９】
請求項８に記載の粒子検出器において、アノードの両側に配設されたパッド列を構成するパッド電極がローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出器。
【請求項１０】
請求項８に記載の粒子検出器において、一側のパッド列を構成する短尺パッド電極がローカル位置検出用電極を構成し、他側のパッド列を構成する長尺パッド電極がグローバル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出器。
【請求項１１】
請求項１０に記載の粒子検出器において、ローカル位置検出用電極を構成するパッド列を構成する複数の短尺パッド電極はアノードの長さ方向に沿って周期的に配設されており、短尺パッド電極から構成される１周期の寸法が、グローバル位置検出用電極を構成する一つの長尺パッド電極の寸法に対応していることを特徴とする粒子検出器。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれかに記載の粒子検出器において、該グローバル位置は電荷分割法によって取得されることを特徴とする粒子検出器。
【請求項１３】
請求項１２に記載の粒子検出器おいて、グローバル位置検出用電極はアノードであることを特徴とする粒子検出器。
【請求項１４】
請求項１に記載の粒子検出器において、検出器の電極は少なくとも一つのアノードと、アノードの両側に設けたカソードを有し、一方のカソードがグローバル位置検出用電極を構成し、他方のカソードがローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出器。
【請求項１５】
請求項１４に記載の粒子検出器において、前記一方のカソードはグローバル位置検出用電極を形成する複数の長尺パッド電極から構成されており、前記他方のカソードはローカル位置検出用電極を形成する複数の短尺パッド電極から構成されており、所定数の短尺パッド電極が一つの長尺パッド電極に対応していることを特徴とする粒子検出器。
【請求項１６】
請求項１５に記載の粒子検出器において、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は異なる群に属しており、同じ群に属する短尺パッド電極を共通の信号線に接続してあり、複数の長尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属する長尺パッド電極を共通の信号線に接続したことを特徴とする粒子検出器。
【請求項１７】
請求項１５に記載の粒子検出器において、前記複数の長尺パッド電極は同じ寸法を有しており、複数の長尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってグローバル位置を特定するように構成され、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は同じ寸法を有しており、各長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってローカル位置を特定するように構成されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項１８】
請求項１７に記載の粒子検出器において、隣り合う２つの長尺パッド電極に対応する２セットの所定数の短尺パッド電極を共通の抵抗線に接続したことを特徴とする粒子検出器。
【請求項１９】
請求項１４に記載の粒子検出器において、各カソードはそれぞれ複数の歯状部を有する第１部分と第２部分とに電気的に分割されており、第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは噛合状にアノードの長さ方向に交互に連続状に配設されており、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部との面積比率に基づいて電荷分割法によってグローバル位置、ローカル位置をそれぞれ特定するように構成されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項２０】
請求項１９に記載の粒子検出器において、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、一つのグローバル位置検出用電極は複数の歯状部の組から構成されており、同一のグローバル位置を構成する各歯状部の組は同じ面積比率を有しており、異なるグローバル位置を構成する歯状部の組は互いに異なる面積比率を有していることを特徴とする粒子検出器。
【請求項２１】
請求項１９，２０いずれかに記載の粒子検出器において、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、ローカル位置検出用電極は一つの歯状部の組から構成されており、一つのグローバル位置には所定数の歯状部の組が対応しており、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組はそれぞれ異なる面積比率を有していることを特徴とする粒子検出器。
【請求項２２】
請求項２１に記載の粒子検出器において、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組の面積比率は、グローバル位置内においてアノードの長さ方向に沿って漸次的に増大あるいは減少するように構成されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項２３】
請求項２１，２２いずれかに記載の粒子検出器において、所定数の歯状部の組が１周期を構成しており、１周期を構成する該所定数の歯状部の組をグローバル位置に対応させてアノードの長さ方向に沿って繰り返し配設することを特徴とする粒子検出器。
【請求項２４】
請求項２１，２２いずれかに記載の粒子検出器において、２セットの所定数の歯状部の組が１周期を構成しており、１周期を構成する２セットの所定数の歯状部の組を隣り合う２つのグローバル位置に対応させてアノードの長さ方向に沿って繰り返し配設することを特徴とする粒子検出器。
【請求項２５】
請求項１乃至２４いずれかに記載の検出器において、粒子の位置を検出する電極は複数の長尺状の電極を有し、該複数の長尺状の電極を互いに並行状に配設することで該長尺状の電極の長さ方向に直交する方向の位置を検出するように構成されており、各長尺状の電極を複数本の細幅電極のセットから構成することで１つのセットを構成する複数本の細幅電極が同時に同じ信号を取得するようになっており、該各長尺状の電極を構成する細幅電極のセットの少なくとも１本がグローバル位置検出用電極、少なくとも１本がローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出器。
【請求項２６】
請求項２５に記載の検出器において、該長尺状の電極はアノードであり、各アノードは互いに近接して互いに平行状に延出する複数の分割アノードから構成されており、該複数の分割アノードの少なくとも一つがグローバル位置検出用電極、少なくとも一つがローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出器。
【請求項２７】
請求項１乃至２６いずれかに記載の粒子検出器において、粒子検出器は交互に配設されたカソードとアノードを有していることを特徴とする粒子検出器。
【請求項２８】
請求項１乃至２７いずれかに記載の粒子検出器において、粒子検出器はＭＳＧＣであることを特徴とする粒子検出器。
【請求項２９】
請求項１乃至２８いずれかに記載の粒子検出器において、粒子の位置検出用電極は、電極を構成する１つ以上の金属層と、該金属層の下層の絶縁層と、該絶縁層の下層の金属配線層とから多層配線構造を有しており、該金属配線層が複数の読み出し信号線を構成しており、電極を構成する１つ以上の金属層が選択された読み出し信号線に電気的に接続されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項３０】
請求項２９に記載の粒子検出器において、該電極は、ローカル位置検出用電極であることを特徴とする粒子検出器。
【請求項３１】
請求項３０に記載の粒子検出器において、該ローカル位置検出用電極はカソードであり、該金属電極層はパッド電極であることを特徴とする粒子検出器。
【請求項３２】
電極によって粒子の位置を検出する方法であって、
該電極を、粒子のグローバル位置を検出する１つ以上のグローバル位置検出用電極と、粒子のローカル位置を検出する複数のローカル位置検出用電極とから構成し、
該グローバル位置検出用電極から検出したグローバル位置と該ローカル位置検出用電極から検出したローカル位置とを用いて、検出されたグローバル位置内におけるローカル位置を特定することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の粒子検出方法において、複数のローカル位置検出用電極は複数の群に分けられており、各群に属するローカル位置検出用電極を共通の信号線に接続することで、各群に属する複数のローカル位置検出用電極から取得された信号を共通の信号線から読み出すことを特徴とする粒子検出方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の粒子検出方法において、所定数のローカル位置検出用電極が一つのグローバル位置に対応しており、一つのグローバル位置に対応する該所定数のローカル位置検出用電極は互いに異なる群に属することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の粒子検出方法において、前記所定数のローカル位置検出用電極が１周期を構成しており、１周期を構成する該所定数のローカル位置検出用電極をグローバル位置に対応させて繰り返し配設してあることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項３６】
請求項３２乃至３５いずれかに記載の粒子検出方法において、該ローカル位置検出用電極および／あるいは該グローバル位置検出用電極は複数のパッド電極から構成されていることを特徴とする粒子検出器。
【請求項３７】
請求項３６に記載の粒子検出方法において、ローカル位置検出用電極はカソードであり、カソードは複数のローカル位置検出用パッド電極から構成されていることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の粒子検出方法において、該電極は長尺状のアノードを含み、該複数のパッド電極は、該アノードの長さ方向に沿って連続状に配設されたパッド列であることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の粒子検出方法おいて、アノードの両側にはそれぞれ、パッド列が配設されており、一側のパッド列は複数の短尺パッド電極から構成されており、他側のパッド列は複数の長尺パッド電極から構成されており、少なくとも一側のパッド列の短尺パッド電極がローカル位置検出用電極を構成し、ローカル位置検出用電極を構成するそれぞれの短尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属する短尺パッド電極は共通の信号読み出し線に接続されていることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４０】
請求項３９に記載の粒子検出方法において、アノードの両側に配設されたパッド列を構成するパッド電極がローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４１】
請求項３９に記載の粒子検出方法において、一側のパッド列を構成する短尺パッド電極がローカル位置検出用電極を構成し、他側のパッド列を構成する長尺パッド電極がグローバル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の粒子検出方法において、ローカル位置検出用電極を構成するパッド列を構成する複数の短尺パッド電極はアノードの長さ方向に沿って周期的に配設されており、短尺パッド電極から構成される１周期の寸法が、グローバル位置検出用電極を構成する一つのパッド電極の寸法に対応していることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４３】
請求項３２乃至４２いずれかに記載の粒子検出方法において、該グローバル位置は電荷分割法によって取得されることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４４】
請求項４３に記載の検出方法において、グローバル位置検出用電極はアノードであることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４５】
請求項３２に記載の粒子検出方法において、電極は少なくとも一つのアノードと、アノードの両側に設けたカソードを有し、一方のカソードがグローバル位置検出用電極を構成し、他方のカソードがローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の粒子検出方法において、前記一方のカソードはグローバル位置検出用電極を形成する複数の長尺パッド電極から構成されており、前記他方のカソードはローカル位置検出用電極を形成する複数の短尺パッド電極から構成されており、所定数の短尺パッド電極が一つの長尺パッド電極に対応していることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４７】
請求項４６に記載の粒子検出方法において、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は異なる群に属しており、同じ群に属する短尺パッド電極を共通の信号線に接続してあり、複数の長尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属する長尺パッド電極を共通の信号線に接続したことを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４８】
請求項４６に記載の粒子検出方法において、前記複数の長尺パッド電極は同じ寸法を有しており、複数の長尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってグローバル位置を特定するように構成され、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は同じ寸法を有しており、各長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってローカル位置を特定するように構成されていることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項４９】
請求項４８に記載の粒子検出方法において、隣り合う２つの長尺パッド電極に対応する２セットの所定数の短尺パッド電極を共通の抵抗線に接続したことを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５０】
請求項４５に記載の粒子検出方法において、各カソードはそれぞれ複数の歯状部を有する第１部分と第２部分とに電気的に分割されており、第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは噛合状にアノードの長さ方向に交互に連続状に配設されており、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部との面積比率に基づいて電荷分割法によってグローバル位置、ローカル位置をそれぞれ特定するように構成されていることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５１】
請求項５０に記載の粒子検出方法において、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、一つのグローバル位置検出用電極は複数の歯状部の組から構成されており、同一のグローバル位置を構成する各歯状部の組は同じ面積比率を有しており、異なるグローバル位置を構成する歯状部の組は互いに異なる面積比率を有していることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５２】
請求項５０，５１いずれかに記載の粒子検出方法において、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、ローカル位置検出用電極は一つの歯状部の組から構成されており、一つのグローバル位置には所定数の歯状部の組が対応しており、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組はそれぞれ異なる面積比率を有していることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５３】
請求項５２に記載の粒子検出方法において、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組の面積比率は、グローバル位置内においてアノードの長さ方向に沿って漸次的に増大あるいは減少するように構成されていることを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５４】
請求項５２，５３いずれかに記載の粒子検出方法において、所定数の歯状部の組が１周期を構成しており、１周期を構成する該所定数の歯状部の組をグローバル位置に対応させてアノードの長さ方向に沿って繰り返し配設することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５５】
請求項５２，５３いずれかに記載の粒子検出方法において、２セットの所定数の歯状部の組が１周期を構成しており、１周期を構成する２セットの所定数の歯状部の組を隣り合う２つのグローバル位置に対応させてアノードの長さ方向に沿って繰り返し配設することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５６】
請求項３２乃至５５いずれかに記載の粒子検出方法において、粒子の位置を検出する電極は複数の長尺状の電極を有し、該複数の長尺状の電極を互いに並行状に配設することで該長尺状の電極の長さ方向に直交する方向の位置を検出するように構成されており、各長尺状の電極を複数本の細幅電極のセットから構成することで１つのセットを構成する複数本の細幅電極が同時に同じ信号を取得するようになっており、該各長尺状の電極を構成する細幅電極のセットの少なくとも１本がグローバル位置検出用電極、少なくとも１本がローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５７】
請求項５６に記載の粒子検出方法において、該長尺状の電極はアノードであり、各アノードは互いに近接して互いに平行状に延出する複数の分割アノードから構成されており、該複数の分割アノードの少なくとも一つがグローバル位置検出用電極、少なくとも一つがローカル位置検出用電極を構成することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５８】
請求項３２乃至５７いずれかに記載の粒子検出方法において、該電極は、交互に配設されたカソードとアノードを含むことを特徴とする粒子検出方法。
【請求項５９】
ガス容量と、該ガス容量に面する表面を備えた電気的に絶縁性の基板と、該基板の表面に交互に配設されたカソードおよびアノードと、該カソードと該アノード間に電位差を形成するための高電圧源とを有するマイクロストリップガスチャンバーにおいて、
該アノードの両側に配設されたカソードは、該アノードの長さ方向に沿って配設された複数のパッド電極からなるパッド列であり、
一方のパッド列は複数の長尺パッド電極から構成されていると共に、各長尺パッド電極は信号線に接続されており、
他方のパッド列は複数の短尺パッド列から構成されていると共に、該複数の短尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属するパッド電極を共通の信号線に接続してなり、
該長尺パッド電極と該短尺パッド電極とから読み出した信号から粒子の位置を特定するように構成したマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６０】
請求項５９に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、一つのパッド列を構成する複数の長尺パッド電極は夫々独立した信号線に接続されていることを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６１】
請求項６０に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、各パッド列を構成する複数の長尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属する長尺パッド電極を共通の信号線に接続したことを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６２】
請求項５９乃至６１いずれかに記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、該アノードは該カソードと同じ方向に粒子位置を検出するように信号線に接続されており、該長尺パッド電極と該短尺パッド電極との少なくともいずれか一方から読み出した信号及び該アノードから読み出した信号から粒子の１次元位置を特定するように構成したマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６３】
請求項５９乃至６２いずれかに記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、該アノードは、該カソードと交わる方向に粒子位置を検出するように信号線に接続されており、該長尺パッド電極と該短尺パッド電極とから読み出した信号及び該アノードから読み出した信号によって、粒子の２次元位置を特定するように構成されたマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６４】
ガス容量と、該ガス容量に面する表面を備えた電気的に絶縁性の基板と、該基板の表面に交互に配設されたカソードおよびアノードと、該カソードと該アノード間に電位差を形成するための高電圧源とを有するマイクロストリップガスチャンバーにおいて、
各アノードは互いに近接して平行状に延出する複数本の細幅アノードから構成されたアノードセットであり、該アノードセットは該アノードセットの長さ方向に直交する方向の位置を検出するように構成されており、
各アノードセットにおいて該複数本の細幅アノードを構成する少なくとも一つの細幅アノードは複数の群に分けられており、同じ群に属する細幅アノードを共通のローカル位置読み出し信号線に接続してなり、
各アノードセットにおいて該複数本の細幅アノードを構成する少なくとも一つの細幅アノードはグローバル位置読み出し信号線に接続されており、
ローカル位置読み出し信号線及びグローバル位置読み出し信号線から取得した信号によって入射粒子の位置を特定することを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６５】
請求項６４に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、グローバル位置を検出する各アノードセットの細幅アノードは複数の群に分けられており、同じ群に属する細幅アノードを共通のグローバル位置読み出し信号線に接続したことを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６６】
ガス容量と、該ガス容量に面する表面を備えた電気的に絶縁性の基板と、該基板の表面に配設された少なくとも一つのアノードと、該アノードの両側に配設したカソードと、該カソードと該アノード間に電位差を形成するための高電圧源とを有するマイクロストリップガスチャンバーにおいて、
該アノードの一側に配設されたカソードはグローバル位置検出用電極を構成し、
該アノードの他側に配設されたカソードはローカル位置検出用電極を構成し、
該グローバル位置検出用電極から検出したグローバル位置と該ローカル位置検出用電極から検出したローカル位置とを用いて、検出されたグローバル位置内におけるローカル位置を特定するように構成したことを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６７】
請求項６６に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、前記一方のカソードはグローバル位置検出用電極を形成する複数の長尺パッド電極から構成されており、前記他方のカソードはローカル位置検出用電極を形成する複数の短尺パッド電極から構成されており、所定数の短尺パッド電極が一つの長尺パッド電極に対応していることを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６８】
請求項６７に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は異なる群に属しており、同じ群に属する短尺パッド電極を共通の信号線に接続してあり、複数の長尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属する長尺パッド電極を共通の信号線に接続したことを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項６９】
請求項６７に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、前記複数の長尺パッド電極は同じ寸法を有しており、複数の長尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってグローバル位置を特定するように構成され、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は同じ寸法を有しており、各長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってローカル位置を特定するように構成されていることを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項７０】
請求項６９に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、隣り合う２つの長尺パッド電極に対応する２セットの所定数の短尺パッド電極を共通の抵抗線に接続したことを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項７１】
請求項６６に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、各カソードはそれぞれ複数の歯状部を有する第１部分と第２部分とに電気的に分割されており、第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは噛合状にアノードの長さ方向に交互に連続状に配設されており、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部との面積比率に基づいて電荷分割法によってグローバル位置、ローカル位置をそれぞれ特定するように構成されていることを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項７２】
請求項７１に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、一つのグローバル位置検出用電極は複数の歯状部の組から構成されており、同一のグローバル位置を構成する各歯状部の組は同じ面積比率を有しており、異なるグローバル位置を構成する歯状部の組は互いに異なる面積比率を有していることを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項７３】
請求項７１，７２いずれかに記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、ローカル位置検出用電極は一つの歯状部の組から構成されており、一つのグローバル位置には所定数の歯状部の組が対応しており、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組はそれぞれ異なる面積比率を有していることを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項７４】
請求項７３に記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組の面積比率は、グローバル位置内においてアノードの長さ方向に沿って漸次的に増大あるいは減少するように構成されていることを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項７５】
請求項７３，７４いずれかに記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、所定数の歯状部の組が１周期を構成しており、１周期を構成する該所定数の歯状部の組をグローバル位置に対応させてアノードの長さ方向に沿って繰り返し配設することを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【請求項７６】
請求項７３，７４いずれかに記載のマイクロストリップガスチャンバーにおいて、２セットの所定数の歯状部の組が１周期を構成しており、１周期を構成する２セットの所定数の歯状部の組を隣り合う２つのグローバル位置に対応させてアノードの長さ方向に沿って繰り返し配設することを特徴とするマイクロストリップガスチャンバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子の位置を検出する方法及び粒子検出器に関するものである。本明細書においては、主として、粒子検出器の一つの好ましい形態であるマイクロストリップガスチャンバー（ＭＳＧＣ）に基づいて本発明を説明するが、本発明の適用は、ＭＳＧＣに限定されるものではなく、他の粒子検出器にも適用され得る。
【背景技術】
【０００２】
ＭＳＧＣは、位置検出の可能なガス比例計数管である。ＭＳＧＣは、ガスチャンバーの中に、例えばフォトリソグラフィー技術を利用して制作されたＭＳプレートを設けることで構成される。ＭＳプレートは、ガラス基板等の絶縁体基板の上にアノード電極およびカソード電極を数百マイクロメートルの間隔で交互に配設することで形成されている。放射線の入射により生成された一次電子を電子雪崩により増幅し、該電極によって信号を読み出して放射線入射の位置測定を行う。【０００３】
放射線検出器の位置分解能を高くするためには、多くの信号線が必要となるが、特に、中性子ＭＳＧＣのように高圧ガスチェンバ中で動作させる場合には信号引き出しの問題があった。ＭＳＧＣの表面には２０００Ｖ程度の高電圧が印加される。つまり、アノードの裏面をカソードの電位の信号が走ることなどは難しく、このことが配線上の大きな制約となる。例えば、カソードのパッド幅が２５０μｍ程度であるとすると、そこから配線を引き出す際に可能な本数としては、通常の技術であると２５本程度で、これでは実用にならないと思われてきた。【０００４】
従来のＭＳＧＳでは、２次元の情報を得るためには、ＭＳプレートのガラス基板の裏面に読み出し電極を設置して、ガラス基板裏面から誘起電荷を読み出すことが必要であった。この場合、誘起電荷の拡がりを抑え、大きな信号を得るために薄いガラス基板を必要とするが、薄いガラス基板から大面積の基板を製作することは困難である。そこで、カソードからの信号を用いて位置検出を行うことで厚い基板を採用することが検討されたが、信号線の本数の問題は解決されていない。【０００５】
また、信号線の本数が多くなると、それを処理するためのエレクトロニクスの規模が膨大となり（例えば、多くの信号増幅器が必要となる）、処理部の構成が複雑かつ大きくなり、装置全体のコストも高くなってしまうという不具合があり、これは、ＭＳＧＣに固有のものではなく、粒子検出器一般が有する課題である。【０００６】
また、ＭＳＧＣを含む粒子検出器において、位置検出手法として電荷分割法が知られている。しかしながら、電荷分割法においては、検出器の有感面積が大きくなると端でのイメージの歪みが顕著となり、位置分解能が劣化するという不具合がある。
【特許文献１】国際公開番号WO02/001598
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、検出器の電極の構成を改良することで、信号の読み取り本数を減らすことを目的とするものである。【０００８】
本発明の他の目的は、検出器の有感面積が大きくなっても、歪みのない高分解能イメージングを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、粒子検出器において、入射粒子の位置を検出する電極を、入射粒子のグローバル位置を検出する１つ以上のグローバル位置検出用電極と、入射粒子のローカル位置を検出する複数のローカル位置検出用電極とから構成し、該グローバル位置検出用電極から検出したグローバル位置情報と該ローカル位置検出用電極から検出したローカル位置情報とを組み合わせることで、検出されたグローバル位置内におけるローカル位置を特定するように構成した粒子検出器、また、電極によって入射粒子の位置を検出する方法であって、該電極を、入射粒子のグローバル位置を検出する１つ以上のグローバル位置検出用電極と、入射粒子のローカル位置を検出する複数のローカル位置検出用電極とから構成し、該グローバル位置検出用電極から検出したグローバル位置情報と該ローカル位置検出用電極から検出したローカル位置情報とを組み合わせることで、検出されたグローバル位置内におけるローカル位置を特定することを特徴とする粒子検出方法である。【００１０】
グローバル位置、ローカル位置は相対的なものであって、検出される位置の精度がより低い方（より大域位置として検出される）がグローバル位置、検出される位置の精度がより高い方（より局所位置として検出される）がローカル位置である。ある粒子の入射位置を検出する電極（グローバル位置検出用電極とローカル位置検出用電極）は、同時に同じ信号を取得するような配設構成を有する。ローカル位置検出用電極、グローバル位置検出用電極はそれぞれローカル位置検出用信号線、グローバル位置検出用信号線に電気的に接続されるが、一つの好ましい態様では、複数のローカル位置検出用電極は複数の群に分けられており、各群に属するローカル位置検出用電極を共通の信号線に接続してある。また、同様に、例えば、複数のグローバル位置検出用電極から構成されるグローバル位置検出用電極のセットが繰り返し配設されるような場合には、各グローバル位置検出用電極セットを構成する複数のグローバル位置検出用電極を複数の群に分け、各群に属するグローバル位置検出用電極を共通の信号線に接続することで信号線の本数を減らすことができる。【００１１】
一つの好ましい態様では、所定数の一連のローカル位置検出用電極が一つのグローバル位置に対応しており、一つのグローバル位置に対応する該所定数のローカル位置検出用電極は互いに異なる群に属する。さらに一つの好ましい態様では、前記所定数のローカル位置検出用電極が１周期を構成しており、複数のローカル位置検出用電極は、該所定数のローカル位置検出用電極を繰り返し配設することで構成されている。【００１２】
一つの好ましい態様では、ローカル位置検出用電極および／あるいは複数のグローバル位置検出用電極は複数のパッド電極から構成されている。一つの態様では、ローカル位置検出用電極はカソードであり、カソードは複数のローカル位置検出用パッド電極から構成されている。一つの好ましい態様では、該粒子検出器は長尺状のアノードを有しており、該複数のパッド電極は、該アノードの長さ方向に沿って連続状に配設されたパッド列である。パッド列の一つの態様としては、アノードの両側にはそれぞれ、パッド列が配設されており、一側のパッド列のパッド電極の寸法は、他側のパッド列のパッド電極の寸法よりも小さい寸法を有しており、少なくとも一側のパッド列のパッド電極がローカル位置検出用電極を構成し、ローカル位置検出用電極を構成するそれぞれのパッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属するパッド電極は共通の信号読み出し線に接続されている。【００１３】
パッド列とグローバル位置検出用電極、ローカル位置検出用電極との関係には次のような態様がある。一つの態様では、アノードの両側に配設されたパッド列を構成するパッド電極がローカル位置検出用電極を構成する。他の態様では、一側のパッド列を構成するパッド電極がローカル位置検出用電極を構成し、他側のパッド列を構成するパッド電極がグローバル位置検出用電極を構成する。後者のものにおいて、一つの好ましい態様では、ローカル位置検出用電極を構成するパッド列を構成する複数のパッド電極はアノードの長さ方向に沿って周期的に配設されており、１周期の寸法が、グローバル位置検出用電極を構成する一つのパッド電極の寸法に対応している。【００１４】
一つの態様では、該グローバル位置は電荷分割法によって取得される。この場合、一つの態様では、グローバル位置検出用電極はアノードである。【００１５】
本発明に係るグローバル位置検出用電極とローカル位置検出用電極は次のような構成も採り得る。粒子の位置を検出する電極は複数の長尺状の電極を有し、該複数の長尺状の電極を互いに並行状に配設することで該長尺状の電極の長さ方向に直交する方向の位置を検出するように構成されており、各長尺状の電極を複数本の細幅電極のセットから構成することで１つのセットを構成する複数本の細幅電極が同時に同じ信号を取得するようになっており、該各長尺状の電極を構成する細幅電極のセットの少なくとも１本がグローバル位置検出用電極、少なくとも１本がローカル位置検出用電極を構成する。好ましい態様では、該長尺状の電極はアノードであり、各アノードは互いに近接して互いに平行状に延出する複数の分割アノードから構成されており、該複数の分割アノードの少なくとも一つがグローバル位置検出用電極、少なくとも一つがローカル位置検出用電極を構成する。このように、本発明に係るグローバル位置検出用電極とローカル位置検出用電極の組み合わせによる位置検出は、カソードのみならず、アノードに対しても適用することができる。【００１６】
本発明に係る粒子検出器の好ましい態様として、ＭＳＧＣが例示される。一つの形態では、ガス容量と、該ガス容量に面する表面を備えた電気的に絶縁性の基板と、該基板の表面に交互に配設されたカソードおよびアノードと、該カソードと該アノード間に電位差を形成するための高電圧源とを有するマイクロストリップガスチャンバーにおいて、該アノードの両側に配設されたカソードは、該アノードの長さ方向に沿って配設された複数のパッド電極からなるパッド列であり、一方のパッド列は複数の長尺パッド電極から構成されていると共に、各長尺パッド電極は読み出し信号線に接続されており、他方のパッド列は複数の短尺パッド列から構成されていると共に、該複数の短尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属するパッド電極を共通の読み出し信号線に接続してなり、該長尺パッド電極と該短尺パッド電極とから読み出した信号から粒子の入射位置を特定するように構成される。【００１７】
他の形態では、ガス容量と、該ガス容量に面する表面を備えた電気的に絶縁性の基板と、該基板の表面に交互に配設されたカソードおよびアノードと、該カソードと該アノード間に電位差を形成するための高電圧源とを有するマイクロストリップガスチャンバーにおいて、各アノードは互いに近接して平行状に延出する複数本の細幅アノードから構成されており、各アノードにおいて該複数本の細幅アノードを構成する少なくとも一つの細幅アノードは複数の群に分けられており、同じ群に属する細幅アノードを共通のローカル位置読み出し信号線に接続してなり、各アノードにおいて該複数本の細幅アノードを構成する少なくとも一つの細幅アノードは共通のグローバル位置読み出し信号線に接続されており、ローカル位置読み出し信号線及びグローバル位置読み出し信号線から取得した信号によって入射粒子の位置を特定するように構成される。【００１８】
本発明の他の態様は、位置検出用電極は、電極を構成する１つ以上の金属層と、該金属層の下層の絶縁層と、該絶縁層の下層の金属配線層とから多層配線構造を有しており、該金属配線層が複数の読み出し信号線を構成しており、電極を構成する１つ以上の金属層が選択された読み出し信号線に電気的に接続されている。好ましくは、該電極は、ローカル位置検出用電極である。好ましい例示の態様では、該ローカル位置検出用電極はカソードであり、該金属電極層はパッド電極である。【００１９】
さらに、本発明の他の態様では、カソードのみの信号を利用してグローバル位置及びローカル位置を検出し、検出されたグローバル位置とローカル位置から入射粒子の位置を特定する。すなわち、アノードの両側に設けたカソードにおいて、一方のカソードがグローバル位置検出用電極を構成し、他方のカソードがローカル位置検出用電極を構成する。これらの電極の一つの態様としては、前記一方のカソードはグローバル位置検出用電極を形成する複数の長尺パッド電極から構成されており、前記他方のカソードはローカル位置検出用電極を形成する複数の短尺パッド電極から構成されており、所定数の短尺パッド電極が一つの長尺パッド電極に対応している。グローバル位置及びローカル位置の読み出し手段としては以下の二つが例示される。第１の手段は、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は異なる群に属しており、同じ群に属する短尺パッド電極を共通の信号線に接続してあり、複数の長尺パッド電極は複数の群に分けられており、同じ群に属する長尺パッド電極を共通の信号線に接続する。第２の手段は、前記複数の長尺パッド電極は同じ寸法を有しており、複数の長尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってグローバル位置を特定するように構成され、一つの長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極は同じ寸法を有しており、各長尺パッド電極に対応する所定数の短尺パッド電極を共通の抵抗線に接続することで電荷分割法によってローカル位置を特定するように構成する。【００２０】
これらの電極の他の態様では、各カソードはそれぞれ複数の歯状部を有する第１部分と第２部分とに電気的に分割されており、第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは噛合状にアノードの長さ方向に交互に連続状に配設されており、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部との面積比率に基づいて電荷分割法によってグローバル位置、ローカル位置をそれぞれ特定するように構成されている。電気的に分割された電極間の面積比率を利用した電荷分割法の基本的な原理については、バックギャモン方式、ウェッジアンドストリップ方式を参照することができる。好ましくは、隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、一つのグローバル位置検出用電極は複数の歯状部の組から構成されており、同一のグローバル位置を構成する各歯状部の組は同じ面積比率を有しており、異なるグローバル位置を構成する歯状部の組は互いに異なる面積比率を有している。隣り合う第１部分の歯状部と第２部分の歯状部とは歯状部の組を構成し、ローカル位置検出用電極は一つの歯状部の組から構成されており、一つのグローバル位置には所定数の歯状部の組が対応しており、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組はそれぞれ異なる面積比率を有している。一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組の面積比率は、グローバル位置内においてアノードの長さ方向に沿って漸次的に増大あるいは減少するように構成されている。
【発明の効果】
【００２１】
本手法では、グローバル位置情報とローカル位置情報を用いることで読み出し信号線の本数を減らすことができる。例えばＭＳＧＣにおいては、各カソードパッドの下を20-25本程度の配線で済ますことができる。これは、従来用いられてきた検出器に比べると画期的な進歩である。例えばＭＳＧＣにおいて、ストリップの総数をNとすると、グローバル位置情報とローカル位置情報を組み合わせることによる信号線の本数の圧縮の効果は比率にして最大2/√Nになる。たとえばN=625とすると、1/10以下となる。【００２２】
また、電極（例えば、カソード電極）を複数のパッド電極や複数の歯状部の組から構成することで、各パッド電極や一つ又は複数の歯状部の組がいわばピクセルを定義することになり、検出器の有感面積が大きくなっても、歪みのない高分解能イメージングが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
［Ａ］ＭＳＧＣ
先ず、本発明が適用される一つの好適な放射線検出器であるＭＳＧＣについて図１，２に基づいて簡単に説明する。図１は、ＭＳプレート（マイクロストリッププレート）の概略平面図であり、ＭＳプレートは、例えば石英ガラスから構成される絶縁体基板と、基板の表面に交互に平行状に設けられた例えばクロム製のストリップから構成されるカソード及びアノードを有している。また、アノードとカソードとの間に１本以上のストリップ状のグリッドを設けても良い。好ましくはグリッドには所定の電圧（好適な例では、カソード電圧とアノード電圧の間の値の電圧）が印加される。グリッドを設けることの利点については、米国特許出願番号09/773,666、国際公開番号WO02/001598に記載されている。【００２４】
ＭＳプレートは、ガスを導入するチャンバー内に設置することでＭＳＧＣを構成し、好ましくは、Ｘ線や粒子線画像検出器として用いられる。チャンバー内にガスを導入すると共に、カソードとアノード間に高電圧を印加させてガスの電子増幅を起こしてアノードおよび／あるいはカソードから粒子線の信号を取り出す。ＭＳプレートを構成するカソード、アノードは、それぞれ信号検出回路に接続され、コンピュータによって信号が解析処理される。各電極から得られた信号を読み取って位置を検出する回路は当業者において既知事項である。【００２５】
［Ｂ］１次元の位置測定
本発明を用いた粒子の１次元の位置測定について説明する。図３はＭＳチューブ（マイクロストリップチューブ）の斜視図であり、ＭＳチューブは、ＭＳＧＣの１種であり、ＭＳプレートとＭＳプレートを内装するチューブとを有し、ＭＳプレートは基板と、基板上に配設されたアノードと、アノードの両側に配設されたカソードとを有している。本明細書において、ＭＳＧＣという表現にはＭＳチューブが含まれる。【００２６】
ＭＳチューブを用いた粒子の１次元の位置情報取得方法の原理について図４に基づいて説明する。図４は、基板上に配設された電極を示す概略図であって、基板上にはアノードストリップＡが配設されている。アノードストリップＡの両側にはカソードが配設されるが、カソードはアノードストリップＡの長さ方向に沿って連続して配設された複数のパッド電極から構成されているパッド列である。いわば、複数のパッド電極は、従来のカソードストリップを長さ方向に所定寸法毎に分割することで形成されている。さらに、パッド列を構成する複数のパッド電極は複数の群にグループ分けされている。図示のものでは、それぞれ２つの群に分けられている。各パッド列とアノードストリップＡの間には、パッド列及びアノードストリップＡと平行状に延出するストリップ状のグリッドＧが配設されている。【００２７】
具体的には、アノードストリップＡの両側のカソードの一方のカソードを構成するパッド列は、パッド電極群Ｃ１とパッド電極群Ｃ２との２つのパッド電極群のセットから構成されている。パッド電極群Ｃ１は複数のパッド電極Ｐ１から構成されており、複数のパッド電極Ｐ１は互いに共通の信号線Ｌ１に接続されている。パッド電極群Ｃ２は複数のパッド電極Ｐ２から構成されており、複数のパッド電極Ｐ２は互いに共通の信号線Ｌ２に接続されている。パッド電極Ｐ１とパッド電極Ｐ２は、アノードストリップＡの長さ方向に互いに交互に配設されている。図示のものでは、パッド電極Ｐ１とパッド電極Ｐ２とは同じ寸法を有している。【００２８】
他方のカソードを構成するパッド列は、パッド電極群Ｃ３とパッド電極群Ｃ４との２つのパッド電極群のセットから構成されている。パッド電極群Ｃ３は複数のパッド電極Ｐ３から構成されており、複数のパッド電極Ｐ３は互いに共通の信号線Ｌ３に接続されている。パッド電極群Ｃ４は複数のパッド電極Ｐ４から構成されており、複数のパッド電極Ｐ４は互いに共通の信号線Ｌ４に接続されている。パッド電極Ｐ３とパッド電極Ｐ４は、アノードストリップＡの長さ方向に互いに交互に配設されている。図示のものでは、パッド電極Ｐ３とパッド電極Ｐ４とは同じ寸法を有している。パッド電極Ｐ３とパッド電極Ｐ４の寸法（アノードストリップＡの長さ方向における）は、パッド電極Ｐ１とパッド電極Ｐ２の寸法（アノードストリップＡの長さ方向における）の半分である。すなわち、パッド電極Ｐ１とパッド電極Ｐ２が長尺パッド電極、パッド電極Ｐ３とパッド電極Ｐ４が短尺パッド電極を構成している。これらのパッド電極は、放射線が入射した位置のローカル位置情報（局所位置情報）を検出する電極である。【００２９】
放射線が入射した位置のグローバル位置情報（大域位置情報）は、電荷分割法によってアノードストリップＡより取得する。図示のものでは、アノードストリップＡから取得したグローバル位置情報は、パッド電極Ｐ１、Ｐ２の寸法の略２倍分に相当する。また、アノードストリップＡから取得したグローバル位置情報は、パッド電極Ｐ３、Ｐ４の寸法の略４倍分に相当する。すなわち、アノードストリップＡがグローバル位置検出用電極を構成し、複数のパッド電極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４がローカル位置検出用電極を構成する。【００３０】
これらの電極を用いた放射線入射位置の特定について図５、図６に基づいて説明する。図５は図４と類似の図であり、パッド電極群Ｃ１がカソード１、パッド電極群Ｃ２がカソード２、パッド電極群Ｃ３がカソード３、パッド電極群Ｃ４がカソード４にそれぞれ対応する。カソード１，２からなるパッド列、カソード３，４からなるパッド列が従来のカソードストリップに対応する。図５ではグリッドＧは図示されていない。【００３１】
アノード両端から得られる信号に電荷分割法を適用し、カソード電極パターン１周期程度の精度で位置情報を求める。図示のものでは、カソード１，２のパッド電極の２つ分、カソード３，４のパッド電極の４つ分に相当する精度で、アノードから放射線の入射位置情報（グローバル位置情報）を求める。ここでは、グローバル位置情報は、カソード１，２のパッド列の１周期（２つのパッド電極）に対応している。そして、カソード１，２のパッド列を構成するパッド電極の寸法が、カソード３，４のパッド列の１周期（２つのパッド電極）に対応している。カソード１，２とカソード３，４との関係のみで見ると、カソード１，２から得られる情報がグローバル情報で、カソード３，４から得られる情報がローカル情報であると言うこともできる。その意味において、カソード１，２はローカル位置検出用電極であると同時に、準グローバル位置検出用電極であるとも言える。【００３２】
入射した放射線によって電子雪崩が生じることで生成された陽イオンは、アノードを挟んだ両側のカソード１，２からなるパッド列（パッド電極群）及びカソード３，４からなるパッド列（パッド電極群）に移動する。一本のアノードに対してカソード（パッド列のパッド電極）の信号が両側に分かれるので、同時に生成する２つの信号を用いて位置検出を行うことができる。そして、パッド電極によって２つのローカル位置情報が取得される。アノードから取得したグローバル位置情報と２つのローカル位置情報とを組み合わせることで、グローバル位置情報内のローカル位置情報（放射線の入射位置）を特定する。【００３３】
放射線の入射位置の検出について図６の表を用いて説明する。先ず、電荷分割法を用いてアノードから取得したグローバル位置情報によって、カソード１，２のパッド列のパッド電極の２つ分、カソード３，４のパッド列のパッド電極の４つ分に相当する範囲でのグローバル位置情報を得る。この時、カソード２の信号線とカソード３の信号線から同時に所定の信号パターンが検出されればＡの位置が特定される。同様に、カソード２の信号線とカソード４の信号線から同時に所定の信号パターンが検出されればＢの位置が、カソード１の信号線とカソード３の信号線から同時に所定の信号パターンが検出されればＣの位置が、カソード１の信号線とカソード４の信号線から同時に所定の信号パターンが検出されればＤの位置が特定される。【００３４】
図４，５においては、グローバル位置検出用電極としてアノードを、ローカル位置検出用電極として２つのカソードパッド列（各パッド列は、それぞれ、２つのパッド電極群から構成されている）を用いたものを示したが、パッド電極の数や寸法等の構成を適宜変更することで、電極の他の組み合わせによって位置を特定することができる。上述のものでは、グローバル情報をアノード信号から取得しているが、アノード信号を用いずに、一方のカソード信号からグローバル情報を取得し、他方のカソード信号からローカル情報を取得してもよい。また、アノード信号からグローバル情報を取得し、一方のパッド列のカソード信号のみからローカル情報を取得してもよい。図７は、１次元位置検出用のＭＳプレートの部分平面図であり、このものでは、カソードは単層構造であり、カソードの電極部分と同一面内でパッド電極に接続される配線が延出している。尚、１本から数本の電極群（アノードとカソードのセット）からなる長尺状の１次元位置検出ユニットを、１次元位置検出ユニットの長さ方向に対して直交する方向に複数配設することで２次元位置検出を行っても良い。また、長尺状の１次元位置検出ユニットを複数配設することで、大面積２次元位置検出装置を構成することができる。【００３５】
［Ｃ］２次元の位置測定
本発明を用いた粒子の２次元の位置測定について説明する。本発明をＭ−ＭＳＧＣ（マルチグリッド型ＭＳＧＣ）に適用した。図８はＭＳＧＣを構成するＭＳプレートの基板上に配設された電極を示す概略図である。基板上には、従来のＭＳＧＣと同様に、複数のアノードとカソードが交互に配設されており、アノードとカソードとの間にはストリップ状のグリッドが延出している。アノードはストリップ状である点において従来のアノードと同じであるが、アノードは縦方向に２つに分割されており、２つの細幅の分割アノードから構成されている。カソードは、従来のストリップ状のカソードを長さ方向に分割して複数のパッドを形成することで、アノードの長さ方向に沿って連続状に配設された複数のパッド電極からなるパッド列から構成されている。Ｘ方向の位置検出はアノードによって、Ｙ方向の検出はカソードによって行われる。【００３６】
カソードを用いたＹ方向の位置検出について説明する。図８，９，１２に示すように、アノードの両側には、それぞれ、複数のパッド電極がアノードの長さ方向に沿って連続状に配設されており、複数のパッド電極からなるパッド列によってカソードが構成されている。アノードの近傍で生じた電子雪崩により生成された陽イオンは、隣接するそれぞれのカソードパッド列（パッド電極）に移動する。したがって、アノードの両側のカソードパッド列（パッド電極）で同時に同じ信号を取得することができる。【００３７】
アノードを挟んで両側に配設されたカソードパッド列において、一方のカソードをアノードの長さ方向により大きい寸法毎に粗く分割することで、カソードを複数のパッド電極（グローバル位置検出用電極）のパッド列から構成する。他方のカソードをアノードの長さ方向により小さい寸法毎に細かく分割することで、カソードを複数のパッド電極（ローカル位置検出用電極）のパッド列から構成する。【００３８】
具体的に説明すると、例えば、１０２．４ｍｍ×１０２．４ｍｍの実効面積を有し、４００μｍのアノードピッチを有するＭＳプレートにおいて、一方のカソードパッド列を１６個の長尺パッド電極（アノードの長さ方向における寸法が６．４ｍｍ）から構成する。長尺パッド電極はグローバル位置検出用電極を構成し、１６個のグローバル位置検出用電極はそれぞれ１６本（６．４ｍｍ／４００μｍ）の読み出し信号線に電気的に接続されている。他方のカソードパッド列は４００μｍの長さの短尺パッド電極からなり、短尺パッド電極はローカル位置検出用電極を構成している。複数のローカル位置検出用電極は、配設方向（パッド列の方向）に、周期的に１６本の読み出し信号線に電気的に接続されている。連続状に配設された一連の１６個のローカル位置検出用電極が１周期を構成する。ローカル位置検出用電極から読み出した信号を用いることで、グローバル位置情報内における入射位置を特定することができる。したがって、グローバル位置情報とローカル位置情報を用いることで、従来２５６本必要とされた読み出し信号線の本数を、３２本（グローバル位置検出用信号線１６本＋ローカル位置検出用信号線１６本）に削減することができる。【００３９】
グローバル位置検出用電極とローカル位置検出用電極を用いた位置特定について、図１２に基づいてさらに詳細に説明する。図１２において、基板上には、３本（分割アノードの本数を考慮すると３×２＝６本）のアノードストリップＡが、３００μｍのピッチで平行状に配設されており、アノードストリップＡを挟むようにして、アノードストリップＡの両側にはカソードパッド列ＣＬ，カソードパッド列ＣＧがそれぞれアノードストリップＡの長さ方向にアノードストリップＡと平行状に配設されている。アノードストリップＡとカソードパッド列ＣＬ，カソードパッド列ＣＧとの間には、ストリップ状の２本のグリッドＧがアノードストリップＡと平行状に延設されている。【００４０】
カソードパッド列ＣＧは、グローバル位置検出用電極を構成しており、複数の長尺パッド電極Ｐ４，Ｐ８からから構成されている。パッド電極Ｐ４はグローバル位置検出用読み出し信号線４に、パッド電極Ｐ８はグローバル位置検出用読み出し信号線８にそれぞれ接続されている。グローバル位置検出用の各パッド列を構成するパッド電極は複数の群（図示のものでは、Ｐ４，Ｐ８）に分けられており、同じ群に属するパッド電極は共通の信号線４，８に接続されている。【００４１】
カソードパッド列ＣＬは、ローカル位置検出用電極を構成しており、複数の短尺パッド電極からから構成されている。ローカル位置検出用パッド電極は、複数の群にグループ分けされており、同じ群に属するパッド電極は共通の読み出し信号線に電気的に接続されている。図示のものでは、ローカル位置検出用パッド電極は、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の４つの群に分けられており、パッド電極Ｐ０はローカル位置検出用読み出し信号線０に、パッド電極Ｐ１はローカル位置検出用読み出し信号線１に、パッド電極Ｐ２はローカル位置検出用読み出し信号線２に、パッド電極Ｐ３はローカル位置検出用読み出し信号線３にそれぞれ接続されている。図示のものでは、ローカル位置検出用パッド電極から構成されるパッド列は、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３という１周期のパターンを有しており、アノードＡの長さ方向に連続して配設された短尺状パッド電極は4つ毎（１周期）に共通の信号線に接続されるようになっている。【００４２】
ローカル位置検出用パッド列が有するＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３という１周期は、グローバル位置検出用パッド電極の寸法に対応している。したがって、入射した放射線のＹ方向の位置は、カソードパッド列ＣＧを構成するグローバル位置検出用電極とカソードパッド列ＣＬを構成するローカル位置検出用電極から取得された位置情報によって特定される。図１２では、カソード（ローカル位置検出用パッド電極）の下に４本（１周期を構成する電極の数でもあり、また、パッド電極群の数でもある）の信号線を配線したものを示したが、ローカル位置検出用パッド電極の幅２００μｍ内に例えば２５本の信号線が配線できれば、１８ｃｍ角の場合でも、５０本の信号線で２５×２５（７．５ｃｍ／３００μｍ）＝６２５の位置特定が可能となる。【００４３】
グローバル位置情報とローカル位置情報を用いる手法は、アノードによるＸ方向の位置特定に適用することもできる。本発明では、アノードを長さ方向に沿って縦に分割することで形成した複数の分割アノードを採用する。アノードを用いてアノードの長さ方向と直交する方向の位置を検出する。図示のものでは、２本の分割アノードを示しているが、分割アノードの数は２本には限定されず、例えば、３本の分割アノードを用いても良い。分割された複数のアノードは電子雲の範囲内に位置しており、複数の分割アノードで同時に同程度の信号を取得することができる。尚、厳密に言うと、入射粒子の位置によって２本の分割アノードで取得される信号には若干の差異が生じ、その差異を用いて位置分解能を向上させることも可能である。【００４４】
図１０に示すように、アノードストリップは、２本の分割アノードストリップから構成されたアノードセットである。一方の分割アノードストリップはグローバル位置検出用電極を構成し、グローバル位置読み出し用信号線に接続されている。他方の分割アノードストリップはローカル位置検出用電極を構成し、ローカル位置読み出し用信号線に接続されている。【００４５】
図１３に示すように、アノードストリップＡは、グローバル位置検出用アノードストリップＡＧとローカル位置検出用アノードストリップＡＬとから構成されている。グローバル位置検出用アノードストリップＡＧ４は、グローバル位置読み出し用信号線４に接続されている。ローカル位置検出用アノードストリップＡＬ０は、ローカル位置読み出し用信号線０に、ローカル位置検出用アノードストリップＡＬ１は、ローカル位置読み出し用信号線１に、ローカル位置検出用アノードストリップＡＬ２は、ローカル位置読み出し用信号線２に、ローカル位置検出用アノードストリップＡＬ３は、ローカル位置読み出し用信号線３に、それぞれ接続されている。図１３では一つのグローバル位置検出用信号線４のみしか示していないが、実際には複数のグローバル位置検出用信号線が用意される。カソードについて説明したのと同様に、グローバル位置情報とローカル位置情報から入射した放射線のＸ方向の位置を特定することができる。それぞれの分割アノードで取得される信号の大きさは一本のアノードに比べて２分の１となるが、４００μｍピッチで２５ｃｍ角を読み取る場合において、周期を２５本と設定すると、信号線の必要本数は、６２５本から５０本へと減少する。【００４６】
本発明においては、カソードの構造は次のような特徴を有する。図１１は、ＭＳプレートの断面図であり、ガラス基板上には、アノードを構成する２本の分割アノードとカソードを構成するパッド電極とが所定間隔を存して配設されており、両者の間には２本のグリッドが配設されている。パッド電極は、一層目の金属層と、金属層の下層の絶縁体層と、絶縁体層の下層の金属層（複数の信号線）から多層配線構造に構成されている。カソードを構成する複数のパッド電極は、それぞれ対応する所定の信号線を選択して電気的に接続されている。すなわち、図１２に示すように、ローカル位置検出用パッド電極は、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の４つの群に分けられており、パッド電極Ｐ０はローカル位置検出用読み出し信号線０に、パッド電極Ｐ１はローカル位置検出用読み出し信号線１に、パッド電極Ｐ２はローカル位置検出用読み出し信号線２に、パッド電極Ｐ３はローカル位置検出用読み出し信号線３にそれぞれ接続されている。このような多層配線構造は、公知の微細加工技術を用いて製作することができる。図８，９，１３において、パッド電極を通ってアノードに平行して延出する信号線が示してあるが、これらの信号線は、実際には、パッド電極の下側に位置して配線されている。信号線は、カソードの電極面（パッド電極）の下方に位置して互いに平行状に延出しているので、信号線がアノードストリップやグリッドと交差するようなことがない。尚、図１１では、アノード及びグリッド２も絶縁体層を介して基板上に設けてあるが、これは単なる例示に過ぎず、例えば、基板上にアノード及びグリッド２を直接配設してもよい。【００４７】
図１４は本発明に係る２次元位置検出の装置を示す概略図である。カソードから読み出したグローバル位置検出用読み取り信号、カソードから読み出したローカル位置検出用読み取り信号、アノードから読み出したグローバル位置検出用読み取り信号、アノードから読み出したローカル位置検出用読み取り信号はそれぞれ対応する信号線を介してＭＳプレートより引き出され、信号処理部で解析される。【００４８】
本発明について図面を参照しながら説明したが、本発明は図示の構成や既述の記載に限定されるものではなく、各構成要素の具体的な寸法や数についても、これらの数値は単なる例示に過ぎない。図示のものでは、各カソードセットを構成するパッド電極は互いに同じ寸法を有しているが、同じセット内で異なる寸法のパッド電極を用いても良い。例えば、プレートの周辺側に位置するパッド電極の寸法を小さく設定することで、検出部位の端でのイメージの歪みの影響に対処してもよい。【００４９】
［Ｄ］カソードを用いた位置検出
カソードのみを用いた位置検出について説明する。図１５はＭＳチューブを構成するＭＳプレートの部分平面図であり、ＭＳプレートは基板と、基板上に配設されたアノードと、アノードの両側に配設されたカソードとを有している。アノードとカソードの間にはグリッドが配設されている。アノードの右側のカソードからグローバル位置を検出し、アノードの左側のカソードからローカル位置を検出する。各カソードは、２つの部分に電気的に分割されている。【００５０】
グローバル位置を検出するカソードは、電気的に分割された櫛形の第１部分ＣＧ１と櫛形の第２部分ＣＧ２とから構成されている。第１部分ＣＧ１、第２部分ＣＧ２はそれぞれ矩形の複数の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２，ＴＧ１０，ＴＧ２０を有しており、第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０は絶縁部（基板）を介して互いに噛合状に配設されており、第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０はアノードの長さ方向に交互に連続して配設されている。噛合状に配設された隣り合う第１部分ＣＧ１の一つの歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の一つの歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０が一つの組を形成しており、複数の歯状部の組によって、グローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２を特定するグローバル位置検出用電極が構成されている。【００５１】
グローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２はグローバル位置検出用電極を構成する各組における第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０の面積比率によって特定される。一つのグローバル位置検出用電極が複数の組から構成される場合において、同じグローバル位置検出用電極を構成する各組における第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０の面積比は同じである。そして、各組における第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０の面積比率を、異なるグローバル位置検出用電極を構成する歯状部の組毎で異ならしめることで、各グローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２が一意に特定できるようになっている。第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０はそれぞれ同じ横幅寸法（アノードの長さ方向と直交方向の寸法）を有しており、縦幅寸法（アノードの長さ方向の寸法）によって歯状部の面積比率が決定される。グローバル位置ＧＰ１に対応するグローバル電極は第１部分ＣＧ１の６つの歯状部ＴＧ１と第２部分ＣＧ２の５つの歯状部ＴＧ１０をアノードの長さ方向に交互に配設することで構成されているが、第１部分ＣＧ１の６つの歯状部ＴＧ１、第２部分ＣＧ２の５つの歯状部ＴＧ１０はそれぞれ同じ縦幅寸法を有している。グローバル位置ＧＰ２に対応するグローバル位置検出用電極は第１部分ＣＧ１の６つの歯状部ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の６つの歯状部ＴＧ２０をアノードの長さ方向に交互に配設することで構成されているが、第１部分ＣＧ１の６つの歯状部ＴＧ２、第２部分ＣＧ２の６つの歯状部ＴＧ２０はそれぞれ同じ縦幅寸法を有しており、かつ、グローバル位置ＧＰ１に対応するグローバル位置検出用電極を構成する第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１、第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０とは異なる縦幅寸法を有している。【００５２】
第１部分ＣＧ１は引き出し線Ｌ１に接続されており、第２部分ＣＧ２は引き出し線Ｌ２に接続されている。グローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２は歯状部の各組を構成する第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０の面積比率に基づいて電荷分割法で検出する。信号読み出し線を構成する引き出し線Ｌ１から得られた信号からグローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２を検出し、引き出し線Ｌ２は接地されている。分割される前の電荷が既知であれば１つの組における第１部分ＣＧ１の歯状部ＴＧ１，ＴＧ２と第２部分ＣＧ２の歯状部ＴＧ１０，ＴＧ２０に分割された電荷の比率は、いずれか一方の歯状部から読み出された信号から算出することができる。引き出し線Ｌ２を接地せずに、引き出し線Ｌ２からも信号を読み出してもよい。【００５３】
ローカル位置を検出するカソードは、電気的に分割された櫛形の第１部分ＣＬ１と櫛形の第２部分ＣＬ２とから構成されている。第１部分ＣＬ１、第２部分ＣＬ２はそれぞれ矩形の複数の歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５，ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０を有しており、第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０は絶縁部（基板）を介して互いに噛合状に配設されており、第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０はアノードの長さ方向に交互に連続して配設されている。互いに噛合状に配設された隣り合う第１部分ＣＬ１の一つの歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の一つの歯状部ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０からなる組がそれぞれローカル位置を特定するローカル位置検出用電極を構成している。ローカル位置はローカル位置検出用電極を構成する各組における第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０の面積比率によって特定される。一つのグローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２には複数のローカル位置検出用電極、すなわち複数の歯状部の組が対応しており、一つのグローバル位置に対応する複数の組における第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０の面積比率を各組で異ならしめることで各グローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２内におけるローカル位置を特定するようになっている。ローカル位置を特定する各組の歯状部の面積比率は、グローバル位置に沿って（グローバル位置内でアノードの長さ方向に沿って）徐々に増大あるいは減少するように構成されている。具体的には、第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ１と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０との面積比率、第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０と第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ２との面積比率、第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ２と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ２０との面積比率、第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ２０と第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ３との面積比率、第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ３と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ３０との面積比率、第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ３０と第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ４との面積比率、第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ４と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ４０との面積比率、第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ４０と第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ５との面積比率、第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ５０との面積比率はグローバル位置内でアノードの長さ方向に沿って漸次的に変化するように構成されている。【００５４】
第１部分ＣＬ１は引き出し線Ｌ３に接続されており、第２部分ＣＬ２は引き出し線Ｌ４に接続されている。ローカル位置は歯状部の組を構成する第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０の面積比率に基づいて電荷分割法で検出する。信号読み出し線を構成する引き出し線Ｌ３から得られた信号からローカル位置を検出し、引き出し線Ｌ４は接地されている。全電荷が既知であれば一つの組における第１部分ＣＬ１の歯状部ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３，ＴＬ４，ＴＬ５と第２部分ＣＬ２の歯状部ＴＬ１０，ＴＬ２０，ＴＬ３０，ＴＬ４０，ＴＬ５０に分割された電荷の比率は、いずれか一方の歯状部から読み出された信号から算出することができる。引き出し線Ｌ４を接地せずに、引き出し線Ｌ４からも信号を読み出してもよい。【００５５】
図１５に示すＭＳチューブを用いた粒子の１次元の位置情報取得方法について説明する。アノードで生成した電荷は二つに分かれてアノードの両側に位置するカソードに向かい、アノードに対して右側のカソードと左側のカソードでは同時に同程度の大きさの電荷が得られる。右側のカソードを用いて大局的な位置ＧＰ１，ＧＰ２を決め、左側のカソードを用いて局所的な位置を求める。カソードに向う陽イオンは、移動の過程で空間的に広がりを持つので、右側のカソードを二つの部分ＣＧ１、ＣＧ２に分割して、その面積比率をグローバル位置に応じて変化させることで、第１部分ＣＧ１、第２部分ＣＧ２に現れる電荷の比率から、グローバル位置ＧＰ１，ＧＰ２を同定する。さらに、左側のカソードを二つの部分ＣＬ１、ＣＬ２に分割して、その面積比率をグローバル位置（アノードの長さ方向）に沿って周期的に変化させることで、第１部分ＣＬ１、第２部分ＣＬ２に現れる電荷の比率から、ローカル位置を同定する。図１５では、一つのグローバル位置に対応する所定数の歯状部の組が２セットで、１周期（ここでは、１周期のなかで、歯状部の組の面積比率は、一つのグローバル位置内において漸次的に増大（減少）すると共に、他のグローバル位置内において漸次的に減少（増大）する）を構成しており、１周期を構成する２セットの所定数の歯状部の組を隣り合う２つのグローバル位置に対応させて繰り返し配設してある。【００５６】
カソードのみを用いた位置検出の他の実施形態について説明する。図１６はＭＳチューブを構成するＭＳプレートの部分平面図であり、ＭＳプレートは基板と、基板上に配設されたアノードと、アノードの両側に配設されたカソードとを有している。アノードとカソードの間にはグリッドが配設されている。アノードの右側のカソードからグローバル位置を検出し、アノードの左側のカソードからローカル位置を検出する。【００５７】
右側のカソードはアノードの長さ方向に沿って連続して配設された複数の長尺パッド電極ＰＧ１，ＰＧ２・・・から構成されているパッド列である。複数の長尺パッド電極ＰＧ１，ＰＧ２・・・は、カソードを長さ方向に所定寸法毎に分割することで形成されている。各長尺パッド電極ＰＧ１，ＰＧ２・・・の寸法はグローバル位置に対応しており、各長尺パッド電極ＰＧ１，ＰＧ２・・・は、グローバル位置検出用電極を構成している。各長尺パッド電極ＰＧ１，ＰＧ２・・・は同じ寸法を有しており、アノードに平行状に延出する共通の抵抗線ＲＬ１（Ｌ１）に接続されており、抵抗線ＲＬ１（Ｌ１）を介して読み出された信号から電荷分割法を用いてグローバル位置が特定される。【００５８】
左側のカソードはアノードの長さ方向に沿って連続して配設された複数の短尺パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７から構成されているパッド列である。複数の短尺パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７は、カソードを長さ方向に所定寸法毎に分割することで形成されている。各短尺パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７の寸法はローカル位置に対応しており、各短尺パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７は、ローカル位置検出用電極を構成している。短尺状パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７は同じ寸法を有しており、同じ個数の短尺パッド電極が各長尺パッド電極ＰＧ１，ＰＧ２・・・に対応している。一つのグローバル位置に対応する複数の短尺状パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７はアノードに平行して延出する共通の抵抗線ＲＬ２に接続されている。抵抗線ＲＬ２は読み出し線Ｌ２に接続されており、読み出し線Ｌ２から読み出された信号を用いて電荷分割法を用いてローカル位置が特定される。図１６では、一つの長尺パッド電極ＰＧ１（グローバル位置検出用電極）に対応して７つの短尺パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７（ローカル位置検出用電極）が配設されており、二つの長尺パッド電極ＰＧ１，ＰＧ２に対応する１４個の短尺パッド電極ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７，ＰＬ７，ＰＬ６，ＰＬ５，ＰＬ４，ＰＬ３，ＰＬ２，ＰＬ１をアノードに平行状に延出する共通の抵抗線ＲＬ２に接続し、抵抗線ＲＬ２の両端を接地し、抵抗線ＲＬ２の長さ方向の中央部位を信号線Ｌ２に接続すると共に、抵抗線ＲＬ２の両端を引き出し線Ｌ３を介して接地してあり、抵抗線ＲＬ２を介して読み出された信号から電荷分割法を用いてローカル位置が特定される。図１６では、２つのグローバル位置に対応する短尺パッド電極群を１周期として共通の抵抗線ＲＬ２に接続し、タップをとって共通の読み出し線Ｌ２に接続しているが、１つのグローバル位置に対応する短尺パッド電極群を１周期としてもよい。【００５９】
カソードのみからグローバル位置及びローカル位置を特定する１次元検出に基づいて説明したが、これを２次元検出に適用してもよい。例えば、１本から数本の電極群（アノードとカソードのセット）からなる長尺状の１次元位置検出ユニットを、１次元位置検出ユニットの長さ方向に対して直交する方向に複数配設することで２次元位置検出を行っても良い。また、長尺状の１次元位置検出ユニットを複数配設することで、大面積２次元位置検出装置を構成することができる。カソードのみからの位置検出について説明したが、この検出手段は、既述の他の検出手段に組み合わせることも可能であり、例えば、同時にアノードから信号を検出することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、放射線（X線、γ線、β線、中性子、陽子等）、光子、イオン等の粒子の検出に広く利用することができる。本発明が採用され得る放射線検出器としては、MSGC,APD、PMT、MCPが例示される。さらに、本発明は、粒子の検出を利用した装置に応用することもでき、そのような装置としては、X線CT装置やPET装置、電子顕微鏡装置、その他の画像処理装置、画像診断装置が例示される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ＭＳＧＣを構成するＭＳプレートの概略平面図である。
【図２】ＭＳＧＣの原理を説明する概略図である。
【図３】ＭＳチューブの概略斜視図である。
【図４】本発明に係る粒子の１次元位置検出を説明する図である。
【図５】本発明に係る粒子の１次元位置検出を説明する図である。
【図６】電極パターンを用いた粒子の位置検出を説明する表である。
【図７】１次元位置検出用ＭＳプレートを部分的に示す図である。
【図８】本発明に係る粒子の２次元位置検出を説明する図である。
【図９】本発明に係る粒子の２次元位置検出において、Ｙ方向の位置検出を説明する図である。
【図１０】本発明に係る粒子の２次元位置検出において、Ｘ方向の位置検出を説明する図である。
【図１１】本発明に係るＭＳプレートを例示する断面図である。
【図１２】本発明に係る粒子の２次元位置検出において、Ｙ方向の位置検出を説明する図である。
【図１３】本発明に係る粒子の２次元位置検出において、Ｘ方向の位置検出を説明する図である。
【図１４】本発明に係る粒子の２次元位置検出のシステムを示す概略図である。
【図１５】カソードを用いた位置検出の第１実施例を示す図である。
【図１６】カソードを用いた位置検出の第２実施例を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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