JPS61102579A - Detecting device for radiation source position - Google Patents

Detecting device for radiation source position

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JPS61102579A
JPS61102579A JP22301784A JP22301784A JPS61102579A JP S61102579 A JPS61102579 A JP S61102579A JP 22301784 A JP22301784 A JP 22301784A JP 22301784 A JP22301784 A JP 22301784A JP S61102579 A JPS61102579 A JP S61102579A
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JP
Japan
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light
radiation
optical
position detection
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP22301784A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Umadono
進路 馬殿
Toshimasa Tomota
友田 利正
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS61102579A publication Critical patent/JPS61102579A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a detecting device which has high sensitivity, high spatial resolution, and fast responsibility by an inexpensive means by improving the detection sensitivity and spatial resolution by using a coded aperture plate, and providing an optical reproduction plate behind a sincillator and performing optical direct reproduction. CONSTITUTION:gamma rays or X rays emitted from one point of a radiation source 1 pass through the aperture plate 2 to form a shadow similar to the aperture opening pattern on the surface of a radiation-light converting element (plate) 3. Light emitted by the element 3 is transmitted through or absorbed by the optical reproduction plate 4 according to the similar pattern determined by the aperture of the aperture plate 2 and an optical position detecting element 5 detects the transmitted light. Then, the signal from preamplifier part 6 including preamplifiers 61-64 which receive the electric signal from the element 5 is used by a position calculating device 7 to calculate the position of a radiation source 1. Thus, a real-time reproduced image is obtained and its constitution means is simple and inexpensive.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放射性物η等から放出されるγ(ガンマ)線
或いはX線を一次元若しくは二次元的に検出し、その放
射性物質等の工m]位置及び分布を画像化し、その線源
強肌分布を求める放射線源位置検出装置に関するもので
ある。本発明は1人体又は床面汚束検育装置、ビーム溶
接用位置決め装置として応用される。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention detects γ (gamma) rays or X-rays emitted from a radioactive substance η etc. in one or two dimensions, and This invention relates to a radiation source position detection device that images the position and distribution and determines the radiation source hard skin distribution. The present invention is applied as a human body or floor contamination inspection device, and a positioning device for beam welding.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この租の装置として第S図に示すものがあった。 Conventionally, there has been a device for this purpose as shown in Figure S.

図において、(1)は放射yfMm、 (コ00)はこ
の放射線源からのγ練モ゛シクはX Niなどを検出す
る放射線源位置検出装置で、コリメータ(rto)及び
放射線検出素子(λ)O)で構成される。
In the figure, (1) is the radiation yfMm, (00) is the radiation source position detection device that detects the radiation from this radiation source, such as X Ni, and the collimator (rto) and radiation detection element (λ). O).

更に別の従来装置として第6図に示すものがあった。図
に於いて(/lは放射線源、(3CO)は据付式放射線
源位置検出装置で、平行多孔コリメータ(310)、放
射線検出素子であるシンチレータ(320)、及び複数
の光電子増倍管(、y3o)で構成される。
Yet another conventional device is shown in FIG. In the figure, (/l is a radiation source, (3CO) is a stationary radiation source position detection device, a parallel multi-hole collimator (310), a scintillator (320) which is a radiation detection element, and a plurality of photomultiplier tubes (, y3o).

次に動作について説明する。第5図において。Next, the operation will be explained. In FIG.

放射線源(/lから放出されたγ線若しくはX線などの
放射線は、コ+J l−タ(コto)、で選択透過され
て検出素子(22O)で検出される。この検出素子(2
2(1)IIC&’!、シンチレーション検出器、ガス
封入電離箱又は半導体検出器などが用いられる。コリメ
ータ(2tO)の入力開口径dと深さtとから検出@置
の空間効率が決まる。放射線源f/lがコリメータ穴の
軸上にあるとき最高感度を示し、放射線源f/)の中心
位置からの偏差に対応して検出装置(、,2co)の出
力が変化する。
Radiation such as gamma rays or
2(1)IIC&'! , a scintillation detector, a gas-filled ionization chamber, a semiconductor detector, etc. are used. The spatial efficiency of detection is determined by the input aperture diameter d and depth t of the collimator (2tO). The highest sensitivity is exhibited when the radiation source f/l is on the axis of the collimator hole, and the output of the detection device (, 2co) changes in response to the deviation of the radiation source f/l from the center position.

コリメータ(rio)の入力開口径dを小さく。Reduce the input aperture diameter d of the collimator (rio).

深さtを長く採れば前記偏差に対する検出応答e+を一
ヒげろこと吊出来ろが、放射線源(/lと検出装置(2
θO)との距離及びコリメータ開口径dで決まる検出効
率71′−低下する為しτ、この検出う容性(ても限外
がある。したがって、放射線源(/lの強度が弱いと、
実際上開口径dを大きくして放射線の透過効巡を大ぎく
する必要があるので検出位置精度の悪いものしか得られ
ない。
If the depth t is made longer, the detection response e+ to the deviation can be increased by a bit, but the radiation source (/l) and the detection device (2
The detection efficiency 71'-determined by the distance from the radiation source (θO) and the collimator aperture diameter d decreases.
In practice, it is necessary to increase the aperture diameter d to greatly increase the radiation transmission efficiency, so that only poor detection position accuracy can be obtained.

第6陶の例+1 、車り図例と嵌なる据付式放射計、4
源位置様出辞置(,7oo)’であり、この位りτ検出
装置径の範囲が検出視野であるので検出装置(、yoo
)の移動を行う必要がない、また、検出視野範囲内で1
泳度が均一である。今、放射〃・4源(/lからのr@
等の放出は全方位角方向に対して等方向であり。
Example of the 6th pottery + 1, stationary radiometer that fits in with the wheel diagram example, 4
The source position is similar to the starting position (,7oo)', and since the range of this position τ detection device diameter is the detection field of view, the detection device (,yoo
) is not necessary, and there is no need to move 1 within the detection field of view.
The swimming speed is uniform. Now, radiation〃・4 sources (r@ from /l
The emission is isodirectional in all azimuthal directions.

平行多孔コリメータ(Jto)により放射線検出素子で
あるシンチレータ(Jコθ)に向う一定方向のγ線のみ
が透過し検出される。γ線等の放射線の透過率は通常l
孔当り約/θ 〜10  である。この透過放射線は次
のシンチレータ(3λ0)によって吸収検出される。
Only γ-rays in a certain direction toward the scintillator (Jco θ), which is a radiation detection element, are transmitted and detected by the parallel porous collimator (Jto). The transmittance of radiation such as γ-rays is usually l
approximately /θ ~10 per hole. This transmitted radiation is absorbed and detected by the next scintillator (3λ0).

このように放射線源(/lより放出される放射線のうち
コリメータ(3XO)の孔に平行な(従ってシンチレー
タ(JコQ)の面に垂直な)成分のみが選択透過されて
放射線源(1)の位置や分布を形成することになる・ 放射線がシンチレータ(3コO)で吸収されるとシンチ
レーション光に変換されて、複数の光電子増倍管(33
o)により光検出し、外部の位置算出回路(図示せず)
でコリメータ各孔に対応する位置信号(X、Y座標)を
各放射線事象毎に求める。
In this way, of the radiation emitted from the radiation source (/l), only the component parallel to the holes of the collimator (3XO) (and therefore perpendicular to the plane of the scintillator (J and Q)) is selectively transmitted, and the radiation source (1) When the radiation is absorbed by a scintillator (330), it is converted into scintillation light, which is sent to multiple photomultiplier tubes (330).
o) and an external position calculation circuit (not shown).
A position signal (X, Y coordinates) corresponding to each collimator hole is obtained for each radiation event.

従って第3図の例と同様、放射線源強度が弱いと実際上
平行多孔コリメータ(3tO)の各開口径を大きくし位
置検出精度を悪くせざるを得ない。
Therefore, as in the example shown in FIG. 3, if the radiation source intensity is weak, the diameter of each aperture of the parallel multi-hole collimator (3tO) must be increased to deteriorate the position detection accuracy.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来の放射位置検出装置は以上のように構成されている
ので、被測定放射+iIl源の強度が弱い場合には、コ
リメータで決まる検出効率が低いことから空間位置分解
能を上げることが困難であり、その結果も一次元的にし
か得られなかった。
Since the conventional radiation position detection device is configured as described above, when the intensity of the radiation to be measured + iIl source is weak, it is difficult to increase the spatial position resolution because the detection efficiency determined by the collimator is low. The results were also only one-dimensional.

加えて据置式では多数の光電子増倍管を用いているので
高価であるなどの欠点があった。
In addition, the stationary type uses a large number of photomultiplier tubes, which has the disadvantage of being expensive.

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去する為
になされたもので、安価な手段で高感度。
This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as mentioned above, and is an inexpensive means with high sensitivity.

晶空間分解能をもつ高速応答の放射線位置検出装置を提
供することを目的としている。
The purpose of this invention is to provide a high-speed response radiation position detection device with crystal spatial resolution.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的を達成するための本発明の技術的手段たる構成
は、広義には、放射性物質等から放出されるγ線または
X線を光変換しこの光出力信号を処理して前記放射性物
質の空間分布を画像化する放射線源位置検出装置におい
て、放射性物質と放射線検出器との間に前記放射性物質
から前記放射線検出器へ向かうγ線またはX線を所定空
間的パーンに従って透過または阻止させる開口を設けr
パーチャ板、前記アパーチャ板の開口部を透泊るraま
たはX線を吸収し発光する平板状のN線−光変換素子、
この放射線−光変換素子かつ光を検出する光位置検出手
段、及び前記放射−光変換素子と前記光位置検出手段と
の間におて前記放射線−光変換送子かも前記光位置検出
段へ向かう光を前記アパーチャ板のパターンにって決ま
る相似パターンに従って透過または阻させる光透過口を
、光の透過光による光位置検出段上での光強度分布が大
きなピークを持つよな位置に設けた光再生板、を配した
ことを特徴している。
In a broad sense, the configuration of the technical means of the present invention for achieving the above object is to optically convert gamma rays or In a radiation source position detection device for imaging distribution, an opening is provided between a radioactive substance and a radiation detector to transmit or block γ-rays or X-rays directed from the radioactive substance toward the radiation detector according to a predetermined spatial pattern. r
an aperture plate, a flat N-ray-light conversion element that absorbs and emits RA or X-rays that pass through the opening of the aperture plate;
This radiation-light conversion element and optical position detection means for detecting light, and between the radiation-light conversion element and the optical position detection means, the radiation-light conversion sender also moves toward the optical position detection stage. A light transmitting opening that transmits or blocks light according to a similar pattern determined by the pattern of the aperture plate is provided at a position such that the light intensity distribution on the optical position detection stage due to the transmitted light has a large peak. It is characterized by the use of recycled boards.

〔作 用〕[For production]

本発明によれば、放射線−光変換素子と光位置検出段を
基本構成とし、放射線源と放射線−光換素子との間にコ
ード化されたアパーチャ板を。
According to the invention, the basic configuration is a radiation-to-light conversion element and an optical position detection stage, and a coded aperture plate is provided between the radiation source and the radiation-to-photo conversion element.

射線−光放換素子と光位置検出手段との間に先約再生板
を、設けて放射線源からの放射線の学的変調及びその復
調を実時間で行って放射線源位置を求めている。
A reproducing plate is provided between the radiation-light emitting element and the optical position detecting means, and the radiation source position is determined by optically modulating and demodulating the radiation from the radiation source in real time.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に於いて、(l)は放射線源、(コ)は予め与え
たパターンに従って放射線を通過又は阻止するアパーチ
ャ板、 (J)はアパーチャ板(−)を4過して来る放
射線を検出して放射線−光変換素子、(すはこの放射線
−光変換素子(3)が発する光をアパーチャ板(コ)の
開口にパターンに従っである決ったパターンで透過又は
吸収させる光再生板、(j)は光11生板(グ)からの
透過光を検出する光位置検出素子、(6)は光位置検出
素子(3)からの電気信号を受信するダ個のプリアンプ
(t/)〜(t、41)を言むプリアンプ部。
In Figure 1, (l) is a radiation source, (c) is an aperture plate that passes or blocks radiation according to a predetermined pattern, and (J) detects radiation that passes through the aperture plate (-). A radiation-to-light conversion element (3) is a light reproducing plate that transmits or absorbs the light emitted by the radiation-to-light conversion element (3) through the aperture of an aperture plate (3) according to a certain pattern. j) is an optical position detection element that detects the transmitted light from the optical 11 raw plate (g), and (6) is a preamplifier (t/) to (2) that receives the electrical signal from the optical position detection element (3). t, 41).

そして(7)はプリアンプ部(6)からの信号を用いて
放射線源(1)の位置を算出する位置f↓出器、である
And (7) is a position f↓ output device that calculates the position of the radiation source (1) using the signal from the preamplifier section (6).

上述の放射線位置検出装置においては、放射線源(/l
の1点から放出される放射線は、アパーチャ板(2)を
通過1−るとアパーチャ開ロバターンに相似の影絵を放
射線−光変換素子(板)(J)の面上にっくる。この変
換素子(3)は放射線と反応しシンチレーション光を生
ずるシンチレータを含むであり。
In the radiation position detection device described above, the radiation source (/l
When the radiation emitted from one point passes through the aperture plate (2), a silhouette similar to the aperture opening pattern is formed on the surface of the radiation-light conversion element (plate) (J). This conversion element (3) includes a scintillator that reacts with radiation to produce scintillation light.

沃イヒナトリウ、ムrNaI(Tt))が広く用いられ
る。
NaI (Tt)) is widely used.

アパーチャ板(コ)の開ロバターンは予め決めであるの
で、放射線−光変、換素子(3)上のL:絵(厳密には
発光強度分布)から測定祝野内のどの点によるものかを
逆算することが出来る。これは測定胡野内に多数の放射
線源が分布している場合にも同様であり5放射線源(1
)の分布をo (x + y )−アパーチャ板(2)
ツバターンをA(X、Y)−f俣素イ(3)上に形成さ
れる影絵をp(x、y) とすると。
Since the opening pattern of the aperture plate (C) is predetermined, the L: picture (strictly speaking, the emission intensity distribution) on the radiation-light conversion element (3) is used to back-calculate which point in the measurement field is affected. You can. This also applies when there are many radiation sources distributed within the measurement area;
) distribution of o (x + y) - aperture plate (2)
Let the silhouette formed on the wing turn be A(X, Y)-f (3) and p(x, y).

Σ Σ PrX1 、Yj )=   (0(XIII’、Yp
 ’) ・A(Xi+Xm 、Yj +Yn ’) )
 −(/In Xm 但し、、Xp=p−ΔX  、  Yq=q−ΔYの関
係がある。ここでは説明を容易にするため。
Σ Σ PrX1 , Yj ) = (0(XIII', Yp
') ・A(Xi+Xm, Yj +Yn') )
-(/In

アパーチャ板(2)は放射線源(1)と変換素子(3)
から等距離の位置に酋いたとしアパーチャ板(コ)上で
の寸法スケールは放射線源(1)および変換素子(3)
上の寸法スケールの//2としている。この場合の問題
は上式(1)から、O(X、Y)を解くことになり、、
P(Xi。
The aperture plate (2) has a radiation source (1) and a conversion element (3).
The dimensional scale on the aperture plate (c) is the radiation source (1) and the conversion element (3).
It is set as //2 of the above dimension scale. The problem in this case is to solve O(X, Y) from the above equation (1),
P(Xi.

yJ)から容易にO(X、Y)が求められるA(X、Y
)′これは要素が/、θのバイナリ−行列である)の存
在が知られており、これに従ってアパーチャ・パターン
A(X、Y)を決めておけばよい(例えばハ・イナリー
7に対応して腟口、バイナリ−□に対応してil蔽とす
る)、よく知られた例としては。
A(X, Y) from which O(X, Y) can be easily obtained from yJ)
)' is a binary matrix with elements /, θ), and the aperture pattern A(X, Y) can be determined according to this (for example, the aperture pattern A(X, Y) corresponding to A well-known example is the vaginal introitus, which corresponds to the binary □ and is il cover.

、擬ランダム性を有fろバイナリ−系列(”/″と”0
°°の順列)があり、M〜系列1.1次剰余系列などと
ともに行列が作られている。このシシ合。
, a binary sequence with pseudorandomness (“/” and “0
There is a permutation of °°), and a matrix is created along with the M~ series 1.1-order remainder series, etc. This match.

灯fi−(X 、y)−G(Xi−t−X 、Yj +
Y)= NrXi=Yj=。
Light fi-(X,y)-G(Xi-t-X,Yj+
Y)=NrXi=Yj=.

のとき) = //2 N (その他のとき)となる要
素がl”と“0”でちるバイナリ−の逆行列Gが存在す
る。ここでNけアパーチャ開口総数である。
There is a binary inverse matrix G whose elements are l" and "0", where N is the total number of aperture openings.

従一つで、変排素子(,71上に形成されt影絵からこ
の逆行列Gを用いて次のように容易に分布o(X、Y)
が求まる。7i’llち。
Using this inverse matrix G from the shadow picture formed on the variable element (,71), we can easily obtain the distribution o(X, Y) as follows:
is found. 7i'll.

一亨JL(、、”;、; O(Xm 、Yn)#A(X
i+Xm 、Yj−1−Yn)) *G(xi+x、y
、1+y) 一Σ−Σo(xm、yp)   A(Xi+Xm、Y、
1+Yn)・YnAm     YjXi G(Xi+X、Yj+Y) −H−0(X、Y)刊Ya Xr。 Q(Yn、Xm)
(Xm−X、Yn−Yiつときを除く)N     N
ΣΣ 一−o(x、y)+−YnXm  O(Xm、Yn) 
     −AAコ         コ (全てのYn*Xm ) つまり、NΣΣO(Xm、Yn)のバックグランド上Y
nXm に41!Jo(X、Y)がりの強さで再生されており、
上式(コ)は影絵P(Xi 、Yj )からの光を再度
、逆行列Gで決まる光の透過、遮蔽の開ロバターンをも
つアパーチャを有する光再生板(りを通過させれば原像
が再生できることを示し℃いる。バックグランドの強さ
は位置によらず一定なので必要なら差引くことも容易に
できる。その光再生板(4)からの透過光は光位置検出
素子<3)で検出される。
Ichigo JL(,,”;,; O(Xm,Yn)#A(X
i+Xm, Yj-1-Yn)) *G(xi+x, y
, 1+y) 1Σ-Σo(xm, yp) A(Xi+Xm, Y,
1+Yn)・YnAm YjXi G(Xi+X, Yj+Y) -H-0(X, Y) Published by Ya Xr. Q(Yn,Xm)
(Except when Xm-X, Yn-Yi) N N
ΣΣ 1-o(x, y)+-YnXm O(Xm, Yn)
-AA here (all Yn*Xm) In other words, Y on the background of NΣΣO(Xm, Yn)
41 to nXm! It is played with the strength of Jo (X, Y),
The above equation (c) redirects the light from the shadow puppet P(Xi, Yj) through a light reproducing plate (ri) having an aperture with an open pattern of light transmission and shielding determined by the inverse matrix G. The intensity of the background is constant regardless of the position, so it can be easily subtracted if necessary.The transmitted light from the optical reproducing plate (4) is detected by the optical position detection element <3). be done.

以上でアパーチャ板(コ)のパターンによる空間変調(
(1)式)後の検出像は上記(コ)式によって厳密に原
画像を再生(復調)出来ることを示した。
With the above, spatial modulation (
It has been shown that the original image can be precisely reproduced (demodulated) for the detected image after Equation (1) by using Equation (C) above.

この結果、アバー□チャ方式の採用によって本発明の構
成例は検出感度が従来比でN倍高くなる第lの特徴を具
備している。これは放射線源上の1点から出てアパーチ
ャ板(コ)上のN個の開口を通過した放射線が、光再生
板(り)を通過した後、光位置検出素子If)上で1点
として検出されるからである。
As a result, by employing the aperture method, the configuration example of the present invention has the first feature that the detection sensitivity is N times higher than that of the conventional method. This means that the radiation that comes out from one point on the radiation source and passes through the N openings on the aperture plate (C) passes through the optical reproducing plate (R), and then appears as one point on the optical position detection element If). This is because it is detected.

更に本発明の構成−の第2の特徴は、再生行列Gの光学
マスクパターンを作成し、再生演算を直接光学的に行な
うことである。
Furthermore, a second feature of the configuration of the present invention is that an optical mask pattern of the reproduction matrix G is created and the reproduction calculation is directly performed optically.

従来、コード化されたアパーチャによって得られた符号
化信号はイメージデータとして一度画像メモリに蓄えら
れた後、この再生方法として、計算機処理による再生が
行なわれてきた。
Conventionally, a coded signal obtained by a coded aperture is once stored as image data in an image memory, and then reproduced by computer processing as a reproduction method.

しかし、本発明の提案する放射線−光変換素子の発光出
力から直接再生する方法は、以下に示す説明から十分実
現可能である。この方法によって直接的な方法ゆえに簡
単な構成となり、実時間で再生像が得られる利点がある
However, the method of directly reproducing the light emitted from the radiation-to-light conversion element proposed by the present invention can be fully realized from the explanation given below. Since this method is a direct method, it has a simple configuration, and has the advantage that a reconstructed image can be obtained in real time.

今、放射線源(/>の1点0(X、Y)から等方向に放
出された放射線は、一定の空間効率に基づいてアパーチ
ャ板(コ)の6孔を通過しそれらは一定の検出効率εl
で光位置検出素子(51により検出される。
Now, the radiation emitted from one point 0 (X, Y) of the radiation source (/> in the same direction passes through the six holes of the aperture plate (C) based on a certain spatial efficiency, and they have a certain detection efficiency. εl
is detected by the optical position detection element (51).

このある時間内に検出される各孔毎の検出放射線数は平
均値「lを中心に統計的な変動をしている。
The number of detected radiations detected for each hole within a certain period of time statistically fluctuates around the average value "l".

さらに、放射線−光変換素子(3)に放射線が1個人射
すると、そのエネルギーEに応じてNph−E/ΔE個
のシンチレーション光子が発生する(ただしΔEは1個
のシンチレーション光子を発生するのに消費される平均
エネルギー)。これらのシンチレーション光子のうち光
再生板(り)のlっの開口を通過したのち光検出素子(
3)で検出される平均光子数−/bコ は il・Nphり一 となる。但し、aは放射線−光
変換素子(3)の出力面から光再生板(4’)までの距
離。
Furthermore, when one radiation is irradiated to the radiation-light conversion element (3), Nph-E/ΔE scintillation photons are generated depending on its energy E (however, ΔE is equal to the generation of one scintillation photon). average energy consumed). Of these scintillation photons, after passing through the aperture of the light reproduction plate (ri), they are detected by the photodetection element (
The average number of photons detected in 3) -/b is il・Nphri. However, a is the distance from the output surface of the radiation-light conversion element (3) to the optical reproducing plate (4').

bは光再生板(弘)の開口径の大きさくここでは開口形
状を正方形とし、bをその辺の長さとしている)。
b is the size of the aperture diameter of the optical reproduction plate (Hiro); here, the aperture shape is square, and b is the length of its side).

εコは光位置検出素子(5)での検出効率である。通常
、平均光子数nuは小さな1直でありその統計的変動は
大きい。従って、直接再生像の画質は悪いと思われがち
である。
ε is the detection efficiency of the optical position detection element (5). Normally, the average number of photons nu is small and has large statistical fluctuations. Therefore, the image quality of the directly reproduced image is often thought to be poor.

しかし、二つの統計事象がカスケードにつながっている
とき全体としての統計的標準偏差σは。
However, when two statistical events are connected in a cascade, the overall statistical standard deviation σ is.

第1段(アパーチャ板(3))及び第2段(光再生板金
の場合、σ/ =’/Frσ、=t/J晶なので従って
、平均光子数5が小さくても平均検出放射線数−7が十
分大穴(とれれば、標準偏差σは実用上問題とならない
程度に小さくできる。ピンホール又は平行多孔型の場合
、同じ空間解像度を得るため、開口径の大きさを同じに
すると統計的標準偏差は//F/  であるのに対しコ
ード化されたアパーチャ(3)を用いた直接像再生では
、開口数がN個あり信号の大きさはN/2倍になるので
Nは十分大ぎくとれるので、直接再生によっても従来の
平行多孔型に比べ統計精度のよい像が得られることがわ
かる。
In the case of the first stage (aperture plate (3)) and the second stage (optical regeneration sheet metal, σ/ = '/Frσ, = t/J crystal, therefore, even if the average number of photons 5 is small, the average number of detected radiations -7 If a sufficiently large hole (σ) is obtained, the standard deviation σ can be made small to the extent that it does not pose a practical problem.In the case of a pinhole or parallel hole type, in order to obtain the same spatial resolution, the statistical standard deviation is //F/, whereas in direct image reproduction using a coded aperture (3), there are N numerical apertures and the signal size is N/2 times larger, so N can be kept sufficiently large. Therefore, it can be seen that images with better statistical accuracy can be obtained by direct reproduction compared to the conventional parallel-hole type.

また従来のコード化されたアノく一チャを用いた計算機
画像再生に比べ計算処理が不要であり実時間で画像が得
られるという利点がある・ここで光位置検出について説
明する。光再生板(4’)による像再生過程を経て得ら
れた光位置検出素子(Slの面上の光イメージは素子(
j)の内部に光イメージに対応した電荷分布を形成する
Additionally, compared to computer image reproduction using conventional coded annocratics, this method has the advantage that no calculation processing is required and images can be obtained in real time.Here, optical position detection will be explained. The optical image on the surface of the optical position detection element (Sl) obtained through the image reproduction process by the optical reproduction plate (4') is
j) A charge distribution corresponding to the optical image is formed inside the light image.

この場合の光位置検出素子(5)の面上での光強度分布
が大きなピークを持つように光再生板が配置されている
。今、光位置検出素子(j)の面の点(X。
In this case, the optical reproducing plate is arranged so that the light intensity distribution on the surface of the optical position detection element (5) has a large peak. Now, point (X) on the surface of the optical position detection element (j).

Y)に入射した光の検出を考える。素子(j)の内部の
点(X、Y)を中心に形成された電荷は抵抗電極の両端
に備えたコ台のプリアンプ(61)及び(63)に電荷
分割されてX座標信号として取り出される。反対の電極
に於いてもX信号電極と直交しているので、各プリアン
プ(6λ)及び(6ダ)からY座標信号として取り出せ
る。これらグつの出力信号S X t r S X J
 I S y / l及びSYコは次の位置算出器(7
)に伝えられて、放射線源(/]を点線源とした場合の
光位置検出素子fj)へのポイント信号の位置出力S 
X + S Yとその信号強度Sを次の様にして求める
Consider the detection of light incident on Y). The charge formed around the point (X, Y) inside the element (j) is divided into preamplifiers (61) and (63) provided at both ends of the resistive electrode, and is extracted as an X coordinate signal. . Since the opposite electrode is also perpendicular to the X signal electrode, it can be extracted as a Y coordinate signal from each preamplifier (6λ) and (6da). These four output signals S X tr S X J
I S y / l and SY co are the following position calculator (7
), the position output S of the point signal is transmitted to the optical position detection element fj) when the radiation source (/) is a point source.
X + S Y and its signal strength S are determined as follows.

S  =  Sxt  +  SX! 8x=  SX/  /  5 Sy=  SY/  /  S これは、第1図の光位置検出素子(j)が電荷分布o(
x、y)の重心位置(Centroid )を算出する
ものであり、対象が点線源に限定されるが、測定系空間
分解能が劣化しても位置誤差が軽減出来ろ。
S = Sxt + SX! 8x = SX/ / 5 Sy = SY/ / S This means that the optical position detection element (j) in Fig. 1 has a charge distribution o(
This method calculates the center of gravity position (Centroid) of x, y), and although the target is limited to point radiation sources, position errors can be reduced even if the spatial resolution of the measurement system deteriorates.

又同紫子は通常、受光面が小さいものであるので。Also, the same type of violet usually has a small light-receiving surface.

第2図に示す様に結像レンズ(ff)を用いることが多
(1゜ 以上では、放射線の検出事象毎に対応する光の位置決め
を行っているが、上記光位置検出素子の代わりに擦像管
を用い一定時間蓄積されて生じた像を1画面の端から順
次読み出すようにしてもよいし、又は内部光電効果によ
る光−電荷変換された電荷を電圧クロックパルスにて順
次読み出しを行つ電荷結合型二次元検出素子を用いても
よい。
As shown in Fig. 2, an imaging lens (ff) is often used (at 1° or more, the positioning of the light corresponding to each radiation detection event is performed; Images accumulated over a certain period of time using a picture tube may be read out sequentially from the edge of one screen, or charges converted from light to charge due to the internal photoelectric effect may be sequentially read out using voltage clock pulses. A charge-coupled two-dimensional detection element may also be used.

又、被測定放射線源(1)が微弱で且つエネルギーが低
い場合には、光位置検出素子(左)は、第3図に示す様
に光位置有感検出素子(51)の前面にイメージアンプ
(s、y)及びファイバープレー) (!2)を設置し
てもよい。
In addition, when the radiation source to be measured (1) is weak and has low energy, the optical position detection element (left) is equipped with an image amplifier in front of the optical position sensitive detection element (51) as shown in Figure 3. (s, y) and fiber play) (!2) may be installed.

同様に、変換素子(3)として、第を図に示す如く。Similarly, as a conversion element (3), as shown in the figure.

出力螢光面(3))を有するイメージアンプ(33)を
シンチレータ(単−又は複合結晶体あるいは蒸着材によ
る放射線−光変換材料)(31)の出力面に装着するこ
とが出来る6第3図例及びia図の例は。
An image amplifier (33) having an output fluorescent surface (3)) can be attached to the output surface of a scintillator (a radiation-light conversion material made of a single or composite crystal or a vapor deposited material) (31)6. Examples and ia diagram examples.

第7図の基本柳成に対する一変型例であり、イメーアン
プ等の手段を付加して輝度増強を図り、上記の様な使用
条件にも適用させるものである。
This is a modified example of the basic configuration shown in FIG. 7, in which a means such as an image amplifier is added to enhance the brightness, and it is also applicable to the above-mentioned usage conditions.

なお、上記実施例では、二次元アパーチャによる二次元
直接光再生手段を説明したが、−次元のものであっても
よい。即ち、アパーチャ板及び光再生板の空間的パター
ンが一次元であり、光位置検出素子が一次元素子でもよ
い。
In the above embodiment, a two-dimensional direct light reproducing means using a two-dimensional aperture has been described, but a -dimensional one may also be used. That is, the spatial pattern of the aperture plate and the optical reproducing plate may be one-dimensional, and the optical position detection element may be a primary element.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、コード化アパーチャ
板を用いて、検出感度及び空間分解能を向上させると共
にシンチレータ後部に光再生板を設けて光学的直接再生
を行なうので実時間再生倣が祠られ、その構成手段も簡
即で安価なものが得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, a coded aperture plate is used to improve detection sensitivity and spatial resolution, and an optical regeneration plate is provided at the rear of the scintillator to perform optical direct regeneration, so real-time reproduction imitation is possible. This has the effect that the construction means thereof can be simple and inexpensive.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

筆1図はこの発明の一実施例による放射Bp、源位l&
I恢出装出装置す図、第2図はこの発明の他の実施例に
よる放射線昨位置検出装置を示す図、第3図はこの発明
に用いられる光位置検出素子の一実施例を示″f概陥図
、 第4’図はこの発明に用いられろ放射線−光変換素
子を示す概略図、第S図は従来の放射?fM源位置検出
装置を示て図、セして坑6図は従来の他の放射線源位置
検出@置を示す図。 である。 (1)・・放射線源、(コ)・・アパーチャ板、(J)
・命放射祿−光変換素子、 ftl1・・光再生板、(
5)・・光位置、検出素子、(g)・・結稼レンズ、(
31)・・シンチレータ、(32)・・螢光面、(、?
j)・・イメージアンプ、(St)・・光位置有感検出
上+。 (よ3)・・イメージアンプ。 尚1区1中、四一符号は同−又は相由部分を示す。 1    −へ1寸 氾2図 烏3図 −う− 馬4図 兜5図  ネ設
Drawing 1 shows radiation Bp, source position l&
2 is a diagram showing a radiation position detection device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of an optical position detection element used in the present invention. Fig. 4' is a schematic diagram showing the radiation-to-light conversion element used in the present invention, Fig. S is a diagram showing a conventional radiation-fM source position detection device, and Fig. is a diagram showing another conventional radiation source position detection.
・Life radiation - light conversion element, ftl1...light regeneration plate, (
5)... Light position, detection element, (g)... Optical lens, (
31)...scintillator, (32)...fluorescent surface, (,?
j)... Image amplifier, (St)... Optical position sensitive detection +. (Yo3)...Image amplifier. Note that the numeral 41 in section 1 indicates the same or different parts. 1 - 1 inch flood 2 Figure crow 3 figure - U - Horse 4 figure Helmet 5 figure Ne installation

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)放射性物質等から放出されるγ線またはX線を光
変換しこの光出力信号を処理して前記放射性物質の空間
分布を画像化する放射線源位置検出装置において、放射
性物質と放射線検出器との間に前記放射性物質から前記
放射線検出器へ向かうγ線またはX線を所定空間的パタ
ーンに従つて透過または阻止させる開口を設けたアパー
チャ板、前記アパーチャ板の開口部を透過するγ線また
はX線を吸収し発光する発板状の放射線−光変換素子、
この放射線−光変換素子からの光を検出する光位置検出
手段、及び前記放射線−光変換素子と前記光位置検出手
段との間において前記放射線−光変換素子から前記光位
置検出手段へ向かう光を前記アパーチャ板のパターンに
よつて決まる相似パターンに従つて透過または阻止させ
る光透過口を、その透過光による光位置検出手段上での
光強度分布が大きなピークを持つような位置に設けた光
再生板、を配したことを特徴とする放射線源位置検出装
置。
(1) In a radiation source position detection device that optically converts gamma rays or an aperture plate provided with an aperture between which the gamma rays or X-rays traveling from the radioactive substance toward the radiation detector are transmitted or blocked according to a predetermined spatial pattern, the gamma rays or A radiation-light conversion element in the form of a plate that absorbs X-rays and emits light;
A light position detection means for detecting light from the radiation-light conversion element, and a light position detection means for detecting light from the radiation-light conversion element toward the light position detection means between the radiation-light conversion element and the light position detection means. A light reproducing device in which a light transmission aperture that transmits or blocks light according to a similar pattern determined by the pattern of the aperture plate is provided at a position where the light intensity distribution of the transmitted light on the light position detection means has a large peak. A radiation source position detection device characterized in that a plate is arranged.
(2)前記光位置検出手段は、内部光電効果による光−
電荷変換及び電子ビーム掃引による電荷読み出しを順次
行なう撮像管である特許請求の範囲第1項記載の放射線
源位置検出装置。
(2) The optical position detection means detects the optical position due to the internal photoelectric effect.
The radiation source position detection device according to claim 1, which is an image pickup tube that sequentially performs charge conversion and charge readout by electron beam sweeping.
(3)前記光位置検出手段は、内部光電効果による光−
電荷変換された電荷を電圧クロックパルスで順次読み出
しを行なう電荷結合型二次元検出素子である特許請求の
範囲第1項記載の放射線源位置検出装置。
(3) The optical position detecting means detects the optical position due to the internal photoelectric effect.
The radiation source position detection device according to claim 1, which is a charge-coupled two-dimensional detection element that sequentially reads out the converted charges using voltage clock pulses.
(4)前記光位置検出手段は、前記光再生板からの透過
光を光の屈折作用を用いて受光面をより小さくするよう
、前記光再生板と前記光位置検出器との間に配設した結
像レンズを含み、前記放射線検出素子と前記結像レンズ
との距離がレンズ焦点距離となつている特許請求の範囲
第1項または第2項記載の放射線源位置検出装置。
(4) The optical position detecting means is arranged between the optical reproducing plate and the optical position detector so that the light receiving surface of the transmitted light from the optical reproducing plate is made smaller by using a light refraction effect. 3. The radiation source position detecting device according to claim 1, wherein the radiation source position detecting device includes an imaging lens having a radiation detection element, and a distance between the radiation detection element and the imaging lens is a lens focal length.
(5)前記光位置検出手段は、入射光を二次元増幅する
光イメージアンプと光位置有感検出素子とを含んでいる
特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の放
射線源位置検出装置。
(5) The radiation according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical position detection means includes an optical image amplifier that two-dimensionally amplifies incident light and an optical position-sensitive detection element. Source position detection device.
(6)前記放射線−光変換手段には、X線またはγ線が
入射すると吸収し、発光するシンチレータを入力側に設
け、その出力側には螢光面 を配し輝度増強された像を与えるイメージアンプを備え
た特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の
放射線源位置検出装置。
(6) The radiation-light conversion means is provided with a scintillator on the input side that absorbs and emits light when X-rays or γ-rays are incident, and a fluorescent surface is arranged on the output side of the scintillator to provide an image with enhanced brightness. A radiation source position detection device according to any one of claims 1 to 4, comprising an image amplifier.
(7)前記アパーチャ板及び光再生板の空間的パターン
が一次元であり、前記光位置検出素子が一次元検出素子
であることを特徴とする特許請求の範囲第4項又は第5
項に記載の放射線源位置検出装置。
(7) The spatial pattern of the aperture plate and the optical reproducing plate is one-dimensional, and the optical position detection element is a one-dimensional detection element.
The radiation source position detection device described in 2.
JP22301784A 1984-10-25 1984-10-25 Detecting device for radiation source position Pending JPS61102579A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002328171A (en) * 2001-02-28 2002-11-15 Anzai Medical Kk Gamma ray camera device
KR100467237B1 (en) * 2001-12-07 2005-01-24 한국수력원자력 주식회사 Method and Equipment for the Gamma/X ray Detection using CCD
JP2006234727A (en) * 2005-02-28 2006-09-07 Toshiba Corp Radiation distribution photographing device, and radiation distribution photographing method
JP2009545265A (en) * 2006-07-28 2009-12-17 キネティック リミテッド Processing method for coded aperture sensors

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