JP2000111649A - 放射線検出システム - Google Patents

放射線検出システム

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JP2000111649A
JP2000111649A JP10281105A JP28110598A JP2000111649A JP 2000111649 A JP2000111649 A JP 2000111649A JP 10281105 A JP10281105 A JP 10281105A JP 28110598 A JP28110598 A JP 28110598A JP 2000111649 A JP2000111649 A JP 2000111649A
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radiation
voltage
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detection system
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Shinichi Yamada
真一 山田
Izumi Watanabe
渡辺　　泉
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、入射した放射線を電荷に直接変換
する放射線検出器のフォトコンダクタに対して一定の印
加電圧を安定に印加し、またフォトコンダクタの出力を
検出し、フォトコンダクタの変換効率を把握することに
より、フォトコンダクタの静電破壊などを防止可能な放
射線検出システムを提供する。 【解決手段】 電源１から出力された本来急峻に立ち上
がる制御電圧を積分回路２によって緩やかに立ち上げる
ようにして高電圧制御回路４に供給する。高電圧制御回
路４では、積分回路２を通して供給された制御電圧の時
間的な変化に追従して変化する印加電圧を放射線検出器
１０内のフォトコンダクタ３に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線診断装置など
に用いられるＸ線などの放射線を検出する放射線検出シ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線やガンマ（γ）線などの放射線を検
出する放射線検出器、例えばＸ線診断装置に用いられる
平面型Ｘ線検出器として、直接変換方式または間接変換
方式を採用した数種のＸ線固体検出器が提案されてい
る。直接変換方式を採用したＸ線固体検出器は、例えば
米国特許第５３１９２０６号に記載されており、間接変
換方式を採用したＸ線固体検出器は、例えば米国特許第
４６８９４８７号に記載されている。
【０００３】図１は従来の直接変換方式の平面型Ｘ線固
体検出器の概略構成を示す図、図２は従来の間接変換方
式の平面型Ｘ線固体検出器の概略構成を示す図である。
図１および図２に示す平面型Ｘ線固体検出器は、入射し
た放射線を電荷に変換する機能を有している。
【０００４】図１に示すＸ線固体検出器において、電源
５０により電圧印加電極５１に高電圧が印加された状態
で、高電界下のフォトコンダクタとして機能するセレニ
ウム（Ｓｅ）層５２にＸ線が入射すると、入射したＸ線
が電荷の生成に寄与し、電荷蓄積用電極５３を通して各
画素に設けられている容量（コンデンサ）５４に電荷が
蓄積される。従って、図１に示すＸ線固体検出器は、Ｘ
線−電荷変換機能を有することになる。
【０００５】また、図２に示すＸ線固体検出器におい
て、シンチレーション層６０（例えば、ヨウ化セシウム
（ＣｓＩ）結晶）に入射したＸ線が一旦光に変換された
後、変換された光の強度が図示しない電源により電圧が
印加されているフォトダイオード６１によって電荷に変
換される。さらに、この変換された電荷は電荷蓄積用電
極６２を通して各画素に設けられている容量６３に蓄積
される。従って、図２に示すＸ線固体検出器は、Ｘ線−
光−電荷変換機能を有することになる。
【０００６】上述した従来の平面型のＸ線固体検出器
は、さらに、電荷量を電圧に変換する機能を有してお
り、各画素の容量５４、６３に蓄積された電荷をスイッ
チング機能を有する例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
５５、６４によって選択し、選択した電荷を図示しない
チャージアンプ（読み出しアンプ）に導くことによりチ
ャージアンプから電圧出力を得ている。さらにまた、従
来の平面型のＸ線固体検出器は、チャージアンプから出
力されたアナログ電圧をデジタル電圧値に変換する機能
（例えばアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器）を有し
ている。
【０００７】図３はこのような従来の平面型のＸ線固体
検出器およびその信号読み出し回路の構成を示す図であ
る。図３に示すように、従来の平面型のＸ線固体検出器
は、入射したＸ線に応じて変換層（例えばセレニウム層
５２に対応する）で発生した電荷を収集する２次元マト
リクス状に配置された複数の画素電極７０（例えば電荷
蓄積用電極５３に対応する）と、画素電極７０で収集さ
れた電荷を蓄積するために画素電極７０にそれぞれ接続
された電荷蓄積素子７１（例えば容量５４に対応する）
と、電荷蓄積素子７１に蓄積された電荷に関する情報を
読み出す読み出し回路とを有している。
【０００８】読み出し回路は、電荷蓄積素子７１にそれ
ぞれ接続されたスイッチング素子として用いられる例え
ばＴＦＴ７２と、同一行のＴＦＴ７２のゲートに電気的
に接続されるＴＦＴ制御信号ライン７３と、ＴＦＴ制御
信号ライン７３に制御信号を供給することによりＴＦＴ
７２のオン／オフを行単位で制御するＴＦＴ制御回路
（ゲートドライバ）７４と、同一行のＴＦＴ７１の出力
を電気的に接続する出力信号ライン７５と、読み出しア
ンプ７６を介して各出力信号ライン７５の出力を選択す
る選択回路（マルチプレクサ）７７とを有している。
【０００９】なお、上述した従来の平面型の放射線検出
器は、特にＸ線検出器に限られず、光検出器としても用
いることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の平面型の放射線検出器において、放射線検出器内の
フォトコンダクタから出力される信号が不安定である状
態でフォトコンダクタに急激に高電圧を印加すると、フ
ォトコンダクタが静電破壊しやすいという問題がある。
【００１１】また、フォトコンダクタに一定の高電圧を
印加してから所定時間を経過するまでは、図４に示すよ
うにフォトコンダクタの暗電流が不安定であり、そのた
め放射線を精度良く検出できないという問題がある。
【００１２】また、放射線検出器であるＸ線検出器に多
数のＸ線が入射した場合には、フォトコンダクタに大き
な電流が流れることになるので、Ｘ線検出器内の配線に
おいて熱が発生してフォトコンダクタの特性が劣化し、
これがフォトコンダクタの静電破壊につながるという問
題がある。
【００１３】また、フォトコンダクタから出力される信
号が不安定で小さい時には、放射線検出器から出力され
る信号も小さくなるので、そのような信号を基にして再
構成した画像はその表示においてコントラストが低下し
て暗くなってしまうという問題がある。
【００１４】また、フォトコンダクタの静電破壊に起因
する放射線検出器自体の故障や超過電流の発生などが起
こった場合には、連鎖的にその周辺回路が破壊され、故
障範囲が拡大するという問題がある。
【００１５】また、フォトコンダクタの静電破壊に起因
する放射線検出器の故障などにより放射線検出器が動作
しなくなった場合においても放射線発生システムにおい
て放射線は発生するので、被検体に対して不必要な放射
線の照射を行うこととなり、放射線が被検体に与える影
響が増大するという問題がある。
【００１６】また、入射したＸ線を電荷に変換する変換
部材として用いられるフォトコンダクタにおいてその変
換効率が最適となるのはフォトコンダクタに高電圧が印
加されて所定時間が経過した後であるので、放射線検出
器の電源をオンしても直ぐに良好な信号を得ることがで
きないという問題がある。
【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は、入射した放射線を電荷に直接変
換する放射線検出器のフォトコンダクタに対して一定の
印加電圧を安定に印加し、フォトコンダクタの出力を検
出し、放射線検出器の状態を表示することにより、上述
した問題の解決を図った放射線検出システムを提供する
ことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明の放射線検出システムは、入
射した放射線を電荷に直接変換する変換手段と、前記変
換手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記変換手段
からの信号を安定に出力させるために前記電圧印加手段
の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
【００１９】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項２に記載の発明は、前記制御手
段は前記変換手段に印加する電圧が緩やかに変化するよ
うに前記電圧印加手段の動作を制御することを特徴とす
る。
【００２０】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項３に記載の発明は、前記制御手
段は受動素子で構成されることを特徴とする。
【００２１】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項４に記載の発明は、前記制御手
段は前記電圧印加手段の動作をデジタル制御することを
特徴とする。
【００２２】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項５に記載の発明は、前記変換手
段から出力される信号の安定性を判断する判断手段を備
えたことを特徴とする。
【００２３】上記請求項５に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項６に記載の発明は、前記判断手
段は、前記変換手段の暗電流を検出する検出手段を備
え、前記検出手段の検出結果を基にして前記変換手段か
ら出力される信号の安定性を判断することを特徴とす
る。
【００２４】上記請求項５に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項７に記載の発明は、前記判断手
段は、放射線計測が可能である状態を示す計測可能情報
を表示する表示手段を備え、前記検出手段の検出結果を
基にして前記表示手段に前記計測可能情報を表示させる
ことを特徴とする。
【００２５】上記請求項１に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項８に記載の発明は、前記変換手
段から出力される信号を検出する検出手段と、前記検出
手段によって検出した信号の値を基にその信号のゲイン
を調整するゲイン調整手段とを備えたことを特徴とす
る。
【００２６】上記課題を解決するために、請求項９に記
載の発明の放射線検出システムは、入射した放射線を電
荷に直接変換する変換手段を有する放射線検出器と、前
記変換手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記変換
手段に流れる電流を検出する検出手段と、前記検出手段
によって検出される電流を基にして前記電圧印加手段の
動作を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】上記請求項９に記載の発明の放射線検出シ
ステムにおいて、請求項１０に記載の発明は、前記制御
手段は、前記検出手段によって検出される電流が所定の
電流値以上の場合、前記電圧印加手段から印加される電
圧を減少させることを特徴とする。
【００２８】上記課題を解決するために、請求項１１に
記載の発明の放射線検出システムは、入射した放射線を
電荷に直接変換する変換手段を有する放射線検出器と、
前記変換手段に流れる電流を検出する検出手段と、前記
放射線検出器の動作を制御する検出器制御手段と、前記
検出手段によって検出される電流が所定の電流値以上の
場合、前記検出器制御手段に対して動作電圧の供給を停
止させる手段とを備えたことを特徴とする。
【００２９】上記課題を解決するために、請求項１２に
記載の発明の放射線検出システムは、入射した放射線を
電荷に直接変換する変換手段を有する放射線検出器と、
前記変換手段に流れる電流を検出する検出手段と、前記
検出手段によって検出される電流を基にして放射線発生
システムの放射線曝射を停止する手段とを備えたことを
特徴とする。
【００３０】上記課題を解決するために、請求項１３に
記載の発明の放射線検出システムは、入射した放射線を
電荷に直接変換する変換手段を有する放射線検出器と、
前記放射線検出器が動作しているかどうかを検出する検
出手段と、前記放射線検出器が動作していないことが前
記検出手段によって検出された場合、放射線発生システ
ムに対する動作電圧の供給を停止させる手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００３１】上記課題を解決するために、請求項１４に
記載の発明の放射線検出システムは入射した放射線を電
荷に直接変換する変換手段を有する放射線検出器と、前
記変換手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧
印加手段による電圧印加時から時間を計測する計時手段
と、前記計時手段の出力を基にして前記放射線検出器の
状態を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００３２】上記請求項１４に記載の発明の放射線検出
システムにおいて、請求項１５に記載の発明は、前記表
示手段は、前記電圧印加手段による電圧印加時から所定
時間経過した後に前記放射線検出器が安定状態であるこ
とを表示することを特徴とする。
【００３３】上記請求項１から１５までに記載の発明の
放射線検出システムにおいて、請求項１６に記載の発明
は、前記放射線はＸ線またはガンマ線のいずれかである
ことを特徴とする。
【００３４】上記請求項１から１５までに記載の発明の
放射線検出システムにおいて、請求項１７に記載の発明
は、前記変換手段はフォトコンダクタであることを特徴
とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００３６】（実施の形態１）本発明の第１の実施の形
態では、放射線検出器内のフォトコンダクタに対して印
加電圧が緩やかに印加されるような制御を行っている。
【００３７】図５は本発明の第１の実施の形態の放射線
検出システムの構成を示す図である。図５において、本
発明の第１の実施の形態の放射線検出システムは、例え
ば５Ｖ程度の制御電圧を発生する電源１と、抵抗Ｒ１お
よびコンデンサＣなどの受動素子によって構成される積
分回路２と、フォトコンダクタ３を有し、Ｘ線やガンマ
（γ）線などの放射線を検出する平面型直接変換方式の
放射線検出器１０と、電源１から供給される制御電圧に
応じて放射線検出器１０内のフォトコンダクタ３に印加
する印加電圧を制御して出力する高電圧制御回路４とを
備えている。
【００３８】積分回路２は、抵抗Ｒ１とコンデンサＣの
時定数により、電源１から出力される本来急峻に立ち上
がる制御電圧を緩やかに立ち上げるようにして高電圧制
御回路４に供給する。
【００３９】高電圧制御回路４は、入射した放射線を電
荷に直接変換するフォトコンダクタ３に印加電圧を印加
するための出力端子４ａおよびフォトコンダクタ３に対
する印加電圧を制御するための制御入力端子４ｂを有
し、積分回路２を介して電源１から出力された制御電圧
を制御入力端子４ｂに受けた場合、この制御電圧の時間
的な変化に追従して出力端子４ａから印加電圧を出力す
る。なお、この印加電圧は所定時間経過後に例えば５ｋ
Ｖ程度の一定の電圧となる。
【００４０】図６は高電圧制御回路４から出力される印
加電圧の時間的な変化を示す図である。図６に示すよう
に、積分回路２を用いることにより、フォトコンダクタ
３に対して急激に印加電圧を印加することなく印加電圧
が緩やかに印加されることになる。
【００４１】従って、フォトコンダクタに対して急激に
印加電圧を印加することによるフォトコンダクタの静電
破壊を起こしにくくすることができる。
【００４２】なお、本発明の実施の形態の放射線検出シ
ステムの高電圧制御回路によって印加される印加電圧
は、その時間的変化を予め設定してデジタル制御するこ
とが可能である。
【００４３】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態では、放射線検出器のフォトコンダクタの暗電流を検
出し、暗電流が安定した場合にオペレータに対して放射
線計測が可能であることを知らせるようにしている。
【００４４】図７は本発明の第２の実施の形態の放射線
検出システムの構成を示す図である。図７において、本
発明の第２の実施の形態の放射線検出システムは、電源
１と、電源１に接続されている高電圧制御回路４と、放
射線検出器１０内のフォトコンダクタ３に流れる暗電流
を検出する暗電流検出器５と、暗電流検出器５の出力に
応じて放射線計測が可能である状態を示す計測可能情報
として「Ｒｅａｄｙ」を表示する検出ユニット６とを備
えている。
【００４５】暗電流検出器５は、放射線の入射前に印加
電圧が印加された状態のフォトコンダクタ３に流れる暗
電流を所定時間毎に検出し、検出した暗電流の変化量が
予め設定された値よりも小さくなった場合に検出ユニッ
ト６にＲｅａｄｙ信号を出力する。
【００４６】検出ユニット６は、表示部６ａを備え、暗
電流検出器５から出力されるＲｅａｄｙ信号を受け取っ
た場合、表示部６ａに例えば「Ｒｅａｄｙ」を表示す
る。これにより、オペレータは印加電圧が放射線検出器
１０内のフォトコンダクタ３に安定して印加され、放射
線計測を良好に行うことが可能であることを把握するこ
とができる。
【００４７】なお、検出ユニット６の表示部６ａに「Ｒ
ｅａｄｙ」などを表示させるだけでなく、例えば図示し
ない音声出力ユニットから放射線計測が可能である状態
を示す計測可能情報として「Ｒｅａｄｙ」に対応する音
声信号を出力させることもできる。
【００４８】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態では、暗電流検出器で検出したフォトコンダクタの暗
電流の値を基にフォードバック制御を行って電源から高
電圧制御回路に供給される制御電圧を調整している。
【００４９】図８は本発明の第３の実施の形態のフード
バック制御機能を有する放射線検出システムの構成を示
す図である。図８において、本発明の第３の実施の形態
のフィードバック制御機能を有する放射線検出システム
は、電源１と、一端が電源１に接続されている可変抵抗
Ｒ２と、制御入力端子４ｂが可変抵抗Ｒ２の他端と接続
されている高電圧制御回路４と、暗電流検出器５と、暗
電流検出器５で検出されるフォトコンダクタ３の暗電流
の値を電圧値に変換する電流／電圧変換器７と、電流／
電圧変換器７から出力される電圧値を基にして抵抗Ｒ２
の抵抗値を調整する抵抗値制御回路８とを備えている。
【００５０】抵抗値制御回路８は、電流／電圧変換器７
によって変換された電圧値を基にして電源１と高電圧制
御回路４との間に設けられている可変抵抗Ｒ２の抵抗値
を調整して電源１から高電圧制御回路に４に出力される
制御電圧を制御している。なお、抵抗値制御回路８は、
フォトコンダクタ３の暗電流の値に対応して必要な制御
電圧の値を記憶した制御電圧テーブル８ａを有し、電流
／電圧変換器７の出力電圧を基に制御電圧テーブル８ａ
を参照して制御電圧を決定し、この制御電圧が高電圧制
御回路４に供給されるように可変抵抗Ｒ２の抵抗値を調
整している。なお、暗電流の値と制御電圧の値の関係
は、例えば図９に示すように設定され、フォトコンダク
タ３の暗電流の値が所定の電流値Ｉｄを越えた場合に
は、制御電圧を急激に低下させるように可変抵抗Ｒ２の
抵抗値が調整される。
【００５１】なお、印加電圧が印加された状態で放射線
が入射することによりフォトコンダクタ３に流れる電流
を基に、図８に示すフィートバック制御機能を有する放
射線検出システムを用いて上述した動作と同様にして制
御電圧を調整することができる。フォトコンダクタ３に
流れる電流が多い場合には、上述した動作と同様に制御
電圧を急激に低下させる。
【００５２】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態では、放射線検出器の出力信号が小さい場合にはその
出力信号に対してゲイン調整を行うようにしている。
【００５３】図１０は本発明の第４の実施の形態の放射
線検出システムの構成を示す図である。図１０におい
て、本発明の第４の実施の形態の放射線検出システム
は、電源１と、電源１に接続されている高電圧制御回路
４と、外部から供給される読み出し信号に応じてオン／
オフ動作し、放射線検出器１０内の画素容量（画素コン
デンサ）９に蓄積されている電荷を読み出すための読み
出しスイッチ１１と、画素容量９に蓄積されている電荷
を積分する積分回路１２と、複数のゲインスイッチ１３
ａ、１３ｂ、・・・、１３ｎと、積分回路１２の出力信
号に対してゲイン調整（例えば、×２倍、・・・、ｎ
倍）を行うための複数のゲインアンプ１４ａ、・・・、
１４ｎと、ゲインアンプ１４ａ、・・・、１４ｎの出力
（アナログ信号）をデジタル信号に変換するアナログ／
デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１５と、Ａ／Ｄ変換器１５の
出力を予め設定されている基準信号値と比較するデジタ
ルコンパレータ１６と、デジタルコンパレータ１６の比
較結果を基にして最適なゲイン調整を行うためにゲイン
スイッチ１３ａ、１３ｂ、・・・、１３ｎをオン／オフ
して切り換えるスイッチ切換回路１７とを備えている。
【００５４】放射線検出器１０内の画素容量９に蓄積さ
れている電荷を読み出すために読み出し信号により読み
出しスイッチ１１をオンさせ、その電荷を積分回路１２
に導く。積分回路１２の出力信号は、ゲインスイッチ１
３ａ、１３ｂ、・・・、１３ｎを介してゲインアンプ１
４ａ、・・・、１４ｎによりゲイン調整され、Ａ／Ｄ変
換器１５によりデジタル信号に変換された後、デジタル
コンパレータ１６に入力される。
【００５５】デジタルコンパレータ１６では、この入力
信号の値が予め設定されている基準信号値と比較され、
その比較結果がスイッチ切換回路１７に出力される。
【００５６】スイッチ切換回路１７では、デジタルコン
パレータ１６から出力された比較結果を基にして、入力
信号値が基準信号値よりも小さい場合にはゲインスイッ
チ１３ａ、１３ｂ、・・・、１３ｎを切換え、ゲインア
ンプ１４ａ、・・・、１４ｎにより入力信号値に対して
最適なゲイン調整を行う。例えば、入力信号値が基準信
号値の１／４倍の値である場合には、４倍のゲインアン
プによりゲイン調整を行う。これにより、十分な印加電
圧がフォトコンダクタ３に印加されていないために十分
な大きさの信号がフォトコンダクタ３から出力されてい
ない場合においても、適切な大きさの信号を得ることが
できる。従って、このような信号を基にして画像再構成
を行うことにより、高いコントラストを有する画像を表
示することができる。
【００５７】（実施の形態５）図１１は本発明の第５の
実施の形態の放射線検出システムの構成を示す図であ
る。図１１において、本発明の第５の実施の形態の放射
線検出システムは、電源１と、電源１に接続されている
高電圧制御回路４と、フォトコンダクタ３に流れる電流
が予め設定された基準電流値を越えた場合にフォトコン
ダクタ３に対する電圧の印加を遮断する電流ヒューズ２
０とを備えている。
【００５８】従って、電流ヒューズ２０を用いることに
より、フォトコンダクタ３に過電流が流れて破壊される
のを防止することができる。
【００５９】（実施の形態６）図１２は本発明の第６の
実施の形態の別の放射線検出システムの構成を示す図で
ある。図１２において、本発明の第６の実施の形態の放
射線検出システムは、電源１と、電源１に接続されてい
る高電圧制御回路４と、電流ヒューズ２０と、例えば図
３に示すゲートドライバによって構成される検出器制御
回路２１と、周辺回路２２と、検出器制御回路２１およ
び周辺回路２２に対して動作電圧（電源電圧）を供給す
る電源制御回路２３とを備えている。
【００６０】電源制御回路２２は、フォトコンダクタ３
に流れる電流が予め設定された電流値を越えた場合に
は、検出器制御回路２１および周辺回路２２に対する動
作電圧の供給を中止する。これにより、検出器制御回路
２１および周辺回路２２に不要な動作電圧の供給を防止
することでき、フォトコンダクタ３の静電破壊などに伴
う他の回路への故障の範囲の拡大を防止することができ
る。
【００６１】（実施の形態７）図１３は本発明の第７の
実施の形態の放射線検出システムの構成を示す図であ
る。図１３において、本発明の第７の実施の形態の放射
線検出システムは、電源１と、電源１に接続されている
高電圧制御回路４と、フォトコンダクタ３に流れる電流
を検出する電流検出器２５と、電流検出器２５で検出し
た電流の値を基にして電源遮断信号を発生する検出ユニ
ット２６とを備えている。
【００６２】検出ユニット２６は、電流検出器２５で検
出した電流の値と予め設定されている電流値を比較し、
検出した電流値が予め設定されている電流値を超えた場
合、または検出した電流値が予め設定されている電流値
以下である場合（すなわち放射線検出器が動作していな
い場合）には、被検体に照射するための放射線を発生す
る放射線発生システム２７に対してその動作を停止させ
るための電源遮断信号を出力する。
【００６３】放射線発生システム２７は、例えばＸ線診
断装置の場合にはＸ線管などを備えたＸ線発生装置に対
応し、電源制御ユニット２７ａを有している。電源制御
ユニット２７ａは、検出ユニット２６から電源遮断信号
を受け取った場合には、Ｘ線管に対する動作電圧（管電
圧）の供給を中止し、これにより、放射線発生システム
２７において放射線を発生させないようにしている。従
って、被検体に対する不要な放射線の照射を防止するこ
とができる。
【００６４】（実施の形態８）本発明の第８の実施の形
態では、放射線検出器のフォトコンダクタに高電圧が印
加された時からの時間を計測し、所定時間経過後に放射
線計測を安定して行うことが可能であることをオペレー
タに知らせている。
【００６５】図１４は本発明の第８の実施の形態の放射
線検出システムの構成を示す図である。図１４におい
て、本発明の第８の実施の形態の放射線検出システム
は、電源１と、電源１に接続されている高電圧制御回路
４と、フォトコンダクタ３に高電圧が印加された時から
の時間を計測するタイマユニット２８と、タイマユニッ
ト２８で計測した時間を基にして放射線検出器１０の状
態を表示する表示ユニット２９とを備えている。なお、
高電圧制御回路４、タイマユニット２８、および表示ユ
ニット２９の動作用電源（図示しない）は連動させてお
き、システム電源のオン時にはそれぞれを同時に動作さ
せる。
【００６６】タイマユニット２８は、タイマ回路２８ａ
およびスイッチ回路２８ｂを有している。また、表示ユ
ニット２９は、放射線検出器１０の不安定状態を示す
「Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ」を表示する表示部２９ａおよび放
射線検出器１０の安定状態を示す「Ｒｅａｄｙ」を表示
する表示部２９ｂを有している。
【００６７】システム電源がオフの場合には、タイマ回
路２８ａ内の端子３１側に内部スイッチ３４を接触さ
せ、表示部２９ａ、２９ｂに「Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ」およ
び「Ｒｅａｄｙ」を表示させないようにしている。
【００６８】システム電源がオンされ、高電圧制御回路
４からフォトコンダクタ３に高電圧が印加された場合に
は、タイマ回路２８ａ内の端子３０に内部スイッチ３４
を接触させる。この時点で、タイマ回路２８ａは、放射
線検出器１０が安定状態に達するまでの所定時間Ｔの計
測を開始するとともに、スイッチ回路２８ｂの端子３３
側に内部スイッチ３５を接触させる。これにより、放射
線検出器１０が不安定状態であることを示す「Ｐｏｗｅ
ｒ Ｏｎ」が表示部２９ａに表示される。
【００６９】タイマ回路２８ａの計時により所定時間Ｔ
経過した場合、タイマ回路２８ａはスイッチ回路２８ｂ
の端子３２側に内部スイッチ３５を接触させる。これに
より、放射線検出器１０が安定状態であることを示す
「Ｒｅａｄｙ」が表示部２９ｂに表示され、放射線計測
を安定して行うことが可能となる。
【００７０】なお、この所定時間Ｔは製品出荷前に予め
計測され、タイマ回路２８ａにセットされる。この所定
時間Ｔは、フォトコンダクタ３の変換効率を最適にして
安定な放射線計測が実現可能となる時間であり、図４に
示すように、フォトコンダクタ３の暗電流が安定するま
での時間に対応する。
【００７１】図１５は本発明の第８の実施の形態の放射
線検出システムの外観構成を示す図、図１６は本発明の
第８の実施の形態の放射線検出システムを制御するため
の制御コンソールの外観構成を示す図である。図１５に
示す放射線検出システム３６は、その表面に設けられて
いる複数の異なる色の表示ランプ３７、３８を有してい
る。また、図１６に示す制御コンソール４０は、その表
面に設けられている複数の異なる色の表示ランプ４１、
４２を有している。例えば、表示ランプ３７、４１は放
射線検出器の不安定状態である「Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ」を
示すために赤色に設けられ、表示ランプ３８、４２は放
射線検出器の安定状態である「Ｒｅａｄｙ」を示すため
に黄色または緑色に設けられる。
【００７２】なお、表示ランプ３７、３８、４１、４２
は、オペレータが放射線検出器の状態を一目で把握でき
る位置であれば、放射線検出システム３６または制御コ
ンソール４０の表面（上面、下面、前面、後面、側面）
のどの位置にも設けることができる。また、表示ランプ
３７、３８、４１、４２は図１５や図１６に示すように
隣り合わせに配置することに限定されることなく、表示
ランプ３７、３８、４１、４２を種々の配置に設けるこ
とができる。
【００７３】本発明の第８の実施の形態では、放射線検
出器の状態を示す情報を表示してオペレータに知らせて
いるが、本発明はこれに限定されず、例えば放射線検出
システムに図示しない音声ユニットを設けて音声により
放射線検出器の状態をオペレータに知らせることも可能
である。
【００７４】
【発明の効果】以上、本発明によれば、次のような効果
が得られる。
【００７５】（１） 放射線検出器内のフォトコンダク
タから出力される信号が不安定である状態では、フォト
コンダクタに急激ではなく緩やかに高電圧を印加するよ
うにしたので、フォトコンダクタの静電破壊を起こりに
くくすることができる。
【００７６】（２） フォトコンダクタに一定の高電圧
を印加してから所定時間を経過するまではフォトコンダ
クタの暗電流は不安定であるが、暗電流を検出してそれ
が安定したと判断してから放射線の計測を行うことが可
能であるので、放射線を精度良く検出することができ
る。
【００７７】（３） 一度に多数のＸ線が入射してフォ
トコンダクタに大きな電流が流れた場合においては、そ
の電流の値を検出してフォトコンダクタに印加される印
加電圧を低下させるようにしたため、過剰な熱発生が生
じてフォトコンダクタが静電破壊することを防止するこ
とができる。
【００７８】（４） フォトコンダクタから出力される
信号が不安定である状態でその信号が小さい場合でも、
ゲイン調整した信号を基にして画像再構成を行っている
ので、得られた画像はその表示において高いコントラス
トを有して明るくすることができる。
【００７９】（５） 放射線検出器自体の故障や超過電
流の発生などが起こった場合においては各回路に供給さ
れる電圧の供給を停止するため、故障範囲を拡大させ
ず、その被害を最小限に抑えることができる。
【００８０】（６） 放射線検出器が動作していない場
合には放射線発生システムの動作を停止させているの
で、不要な放射線が被検体に照射されることを防止する
ことができる。
【００８１】（７） 放射線検出器の状態を示す「Ｐｏ
ｗｅｒ Ｏｎ」または「Ｒｅａｄｙ」を表示させている
ので、放射線検出器の状態をオペレータが一目で把握で
き、安定な放射線計測を行うことが可能となる。また、
放射線検出器が不安定状態で放射線計測を行った場合で
も、その不安定状態を示す「Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ」が表示
されているので、得られた値が不安定状態の下で放射線
計測された値であることをオペレータが容易に把握する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の直接変換方式の平面型Ｘ線固体検出器の
概略構成を示す図である。
【図２】従来の間接変換方式の平面型Ｘ線固体検出器の
概略構成を示す図である。
【図３】従来の平面型Ｘ線固体検出器およびその信号読
み出し回路の構成を示す図である。
【図４】図１に示すＸ線固体検出器に用いられるフォト
コンダクタに印加される印加電圧とフォトコンダクタの
暗電流の関係を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の放射線検出システ
ムの構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の放射線検出システ
ムにおける印加電圧の時間経過を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の放射線検出システ
ムの構成を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態のフィードバック制
御機能を有する放射線検出システムの構成を示す図であ
る。
【図９】本発明の第３の実施の形態の放射線検出システ
ムにおけるフォトコンダクタの暗電流と制御電圧の関係
を説明するための図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態の放射線検出シス
テムの構成を示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態の放射線検出シス
テムの構成を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施の形態の放射線検出シス
テムの構成を示す図である。
【図１３】本発明の第７の実施の形態の放射線検出シス
テムの構成を示す図である。
【図１４】本発明の第８の実施の形態の放射線検出シス
テムの構成を示す図である。
【図１５】本発明の第８の実施の形態の放射線検出シス
テムの外観構成を示す図である。
【図１６】本発明の第８の実施の形態の放射線検出シス
テムを制御するための制御コンソールの外観構成を示す
図である。
【符号の説明】
１ 電源 ２、１２ 積分回路 ３ フォトコンダクタ ４ 高電圧制御回路 ５ 暗電流検出器 ６、２６ 検出器システム ６ａ、２９ａ、２９ｂ 表示部 ７ 電圧／電流変換 ８ 抵抗値制御回路 ８ａ 制御電圧テーブル ９ 画素容量 １０ 放射線検出器 １１ 読み出しスイッチ １３ａ、１３ｂ、１３ｎ ゲインスイッチ １４ａ、１４ｎ ゲインアンプ １５ Ａ／Ｄ変換器 １６ デジタルコンパレータ １７ スイッチ切換回路 ２０ 電流ヒューズ ２１ 検出器制御回路 ２２ 周辺回路 ２３ 電源制御回路 ２５ 電流検出器 ２７ 放射線発生システム ２７ａ 電源制御ユニット ２８ タイマユニット ２８ａ タイマ回路 ２８ｂ スイッチ回路 ２９ 表示ユニット ３６ 放射線検出システム ３７、３８、４１、４２ 表示ランプ ４０ 制御コンソール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 FF14 FF18 GG21 JJ05 JJ35 KK40 4C093 AA30 CA34 CA38 EA02 EA05 EB13 EE01 FA19 FA32 FB20 FC01 FC02 FC04

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射した放射線を電荷に直接変換する変
    換手段と、 前記変換手段に電圧を印加する電圧印加手段と、 前記変換手段からの信号を安定に出力させるために前記
    電圧印加手段の動作を制御する制御手段とを備えたこと
    を特徴とする放射線検出システム。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は前記変換手段に印加する
    電圧が緩やかに変化するように前記電圧印加手段の動作
    を制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線検
    出システム。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は受動素子で構成されるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
  4. 【請求項４】 前記制御手段は前記電圧印加手段の動作
    をデジタル制御することを特徴とする請求項１に記載の
    放射線検出システム。
  5. 【請求項５】 前記変換手段から出力される信号の安定
    性を判断する判断手段を備えたことを特徴とする請求項
    １に記載の放射線検出システム。
  6. 【請求項６】 前記判断手段は、前記変換手段の暗電流
    を検出する検出手段を備え、前記検出手段の検出結果を
    基にして前記変換手段から出力される信号の安定性を判
    断することを特徴とする請求項５に記載の放射線検出シ
    ステム。
  7. 【請求項７】 前記判断手段は、放射線計測が可能であ
    る状態を示す計測可能情報を表示する表示手段を備え、
    前記検出手段の検出結果を基にして前記表示手段に前記
    計測可能情報を表示させることを特徴とする請求項５に
    記載の放射線検出システム。
  8. 【請求項８】 前記変換手段から出力される信号を検出
    する検出手段と、 前記検出手段によって検出した信号の値を基にその信号
    のゲインを調整するゲイン調整手段とを備えたことを特
    徴とする請求項１に記載の放射線検出システム。
  9. 【請求項９】 入射した放射線を電荷に直接変換する変
    換手段を有する放射線検出器と、 前記変換手段に電圧を印加する電圧印加手段と、 前記変換手段に流れる電流を検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出される電流を基にして前記電
    圧印加手段の動作を制御する制御手段を備えたことを特
    徴とする放射線検出システム。
  10. 【請求項１０】 前記制御手段は、前記検出手段によっ
    て検出される電流が所定の電流値以上の場合、前記電圧
    印加手段から印加される電圧を減少させることを特徴と
    する請求項９に記載の放射線検出システム。
  11. 【請求項１１】 入射した放射線を電荷に直接変換する
    変換手段を有する放射線検出器と、 前記変換手段に流れる電流を検出する検出手段と、 前記放射線検出器の動作を制御する検出器制御手段と、 前記検出手段によって検出される電流が所定の電流値以
    上の場合、前記検出器制御手段に対して動作電圧の供給
    を停止させる手段とを備えたことを特徴とする放射線検
    出システム。
  12. 【請求項１２】 入射した放射線を電荷に直接変換する
    変換手段を有する放射線検出器と、 前記変換手段に流れる電流を検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出される電流を基にして放射線
    発生システムの放射線曝射を停止する手段とを備えたこ
    とを特徴とする放射線検出システム。
  13. 【請求項１３】 入射した放射線を電荷に直接変換する
    変換手段を有する放射線検出器と、 前記放射線検出器が動作しているかどうかを検出する検
    出手段と、 前記放射線検出器が動作していないことが前記検出手段
    によって検出された場合、放射線発生システムに対する
    動作電圧の供給を停止させる手段とを備えたことを特徴
    とする放射線検出システム。
  14. 【請求項１４】 入射した放射線を電荷に直接変換する
    変換手段を有する放射線検出器と、 前記変換手段に電圧を印加する電圧印加手段と、 前記電圧印加手段による電圧印加時から時間を計測する
    計時手段と、 前記計時手段の出力を基にして前記放射線検出器の状態
    を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする放射線
    検出システム。
  15. 【請求項１５】 前記表示手段は、前記電圧印加手段に
    よる電圧印加時から所定時間経過した後に前記放射線検
    出器が安定状態であることを表示することを特徴とする
    請求項１４に記載の放射線検出システム。
  16. 【請求項１６】 前記放射線はＸ線またはガンマ線のい
    ずれかであることを特徴とする請求項１から１５までの
    いずれかに記載の放射線検出システム。
  17. 【請求項１７】 前記変換手段はフォトコンダクタであ
    ることを特徴とする請求項１から１５までのいずれかに
    記載の放射線検出システム。
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