JP2014066523A - 信号処理装置、放射線検出装置及び蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オフセット値の変更が不感時間に及ぼす影響を排除して、不感時間を短縮することができる信号処理装置、放射線検出装置及び蛍光Ｘ線分析装置を提供する。
【解決手段】積分部１１は、Ｘ線検出器（放射線検出器）２からの信号を積分して、階段状に信号値が上昇する信号を生成する。オフセット部１２は、積分部１１からの信号を二つにして、夫々の信号にオフセット値を加算する。オフセット制御部１４は、二つの信号で互いに異なったタイミングで、信号値が所定の上限値以下になるようにオフセット値を変更する。波高分析部１６は、二つの信号の内でオフセット値を変更するタイミングになっていない信号を分析対象とする。オフセット値の変更による信号値の変化を避けて信号を分析することが可能となり、オフセット値の変更が不感時間に影響しなくなる。従って、従来に比べて不感時間を短くすることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線検出器からの信号を処理する信号処理装置、該信号処理装置を用いた放射線検出装置及び蛍光Ｘ線分析装置に関する。

従来、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器が利用されている。例えば、放射線検出器は蛍光Ｘ線分析に利用される。放射線検出器を備える放射線検出装置では、放射線検出器は放射線に応じた強度の信号を出力し、出力した信号は積分され、更にＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換される。放射線検出装置は、放射線のエネルギー別に信号をカウントして、放射線のスペクトルを得る。放射線検出器が出力した信号を積分した後の信号は、放射線が検出される都度信号値が上昇する階段状の信号となる。放射線検出装置は、一定値以下に収まるように積分後の信号を適宜リセットさせる構成となっている。この結果、積分後の信号は、階段状に上昇し、一定値に達したときに初期値に戻る信号となる。

リセットが行われている間は、信号の積分を行うことができないので、放射線を検出することができない不感時間となる。信号のダイナミックレンジを大きくすることにより、リセットの回数が減少し、不感時間を短くすることができる。しかしながら、Ａ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部のダイナミックレンジには限界があり、Ａ／Ｄ変換を行うべき信号のダイナミックレンジがＡ／Ｄ変換部のダイナミックレンジよりも大きい場合は、Ａ／Ｄ変換部は正常なＡ／Ｄ変換ができない。そこで、Ａ／Ｄ変換部へ入力する信号に所定のオフセット値を加算し、信号がＡ／Ｄ変換部のダイナミックレンジを越えないようにオフセット値を適宜変更することにより、信号をＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジ内に納める技術が開発されている。この技術は、特許文献１に開示されている。

特開２００１−２１６５３号公報

オフセット値を変更するときには、オフセット値の変更量だけ信号強度が変化する。オフセット値の変更に必要な時間は、信号のリセットに必要な時間より短いものの、オフセット値の変更中は放射線の検出に応じた信号値の変化を検出することができないので、オフセット値の変更は不感時間の原因となる。放射線検出の不感時間を短縮するためには、オフセット値の変更の影響を小さくする必要がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、オフセット値の変更が不感時間に及ぼす影響を排除して、不感時間を短縮することができる信号処理装置、放射線検出装置及び蛍光Ｘ線分析装置を提供することにある。

本発明に係る信号処理装置は、複数のパルスを含む信号を積分することにより、階段状に信号値が上昇していく信号を生成し、一定値に信号値が達した場合に信号値を予め定められた初期値に戻す積分部と、該積分部が生成した信号に所定のオフセット値を加算するオフセット部と、該オフセット部がオフセット値を加算した後の信号を分析して、信号値が階段状に上昇する高さに対応する前記パルスの積分値及び前記パルスの数の関係を表すスペクトルを生成する波高分析部とを備える信号処理装置において、前記オフセット部は、前記積分部が生成した信号を並列な複数の信号にして夫々にオフセット値を加算するように構成してあり、前記波高分析部は、前記積分部が信号値を初期値に戻した場合に、前記オフセット部でのオフセット値を所定の値に定める手段と、前記複数の信号間で異なったタイミングで、オフセット値を変更する手段とを有し、前記オフセット部がオフセット値を加算した複数の信号の内、一つの信号を分析し、前記一つの信号のオフセット値が変更された場合に分析の対象を他の信号に替えるように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、前記波高分析部は、前記所定の値を前記複数の信号間で異なった値にしてあり、前記オフセット部がオフセット値を加算した後の信号値を共通の上限値以下にすべくオフセット値を変更するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、前記オフセット部は、前記積分部が生成した信号を並列な二つの信号にするように構成してあり、前記波高分析部は、一方の信号の時間変化がゼロ以上である場合に、前記一方の信号を分析対象にする手段と、前記時間変化がマイナスである場合に、他方の信号を分析対象にする手段とを更に有することを特徴とする。

本発明に係る信号処理装置は、前記積分部は、外部から複数のパルスを含む信号を入力され、入力された信号を積分するように構成してあり、前記波高分析部は、前記オフセット部がオフセット値を加算した後の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を更に有し、該Ａ／Ｄ変換部がＡ／Ｄ変換した信号に基づいて前記スペクトルを生成するように構成してあることを特徴とする。

本発明に係る放射線検出装置は、放射線検出時に放射線のエネルギーに応じたパルスを出力する放射線検出器と、該放射線検出器が出力したパルスを含む信号を入力され、放射線のエネルギーと検出回数との関係を表すスペクトルを生成する請求項４に記載の信号処理装置とを備えることを特徴とする。

本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置は、試料へＸ線を照射する手段と、試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する本発明に係る放射線検出装置とを備えることを特徴とする。

本発明においては、信号処理装置は、階段状に上昇する信号を並列な複数の信号にして夫々にオフセット値を加算し、オフセット値を変更するタイミングを信号別に異ならせ、オフセット値を変更するタイミングではない一つの信号を分析対象にする。これにより、信号処理装置は、オフセット値の変更による信号値の変化を避けて信号の分析を行うことができる。信号処理装置を備えた放射線検出装置又は蛍光Ｘ線分析装置では、オフセット値の変更とは無関係に、放射線又は蛍光Ｘ線の検出に応じた信号の分析を行うことができる。

また、本発明においては、信号処理装置は、リセット時に信号に加算するオフセット値を複数の信号間で異なった値とし、信号値が共通の上限値以下になるようにオフセット値を変更することにより、オフセット値を変更するタイミングを異ならせる。

また、本発明においては、信号処理装置は、二つの信号の内の一方の信号の時間変化がゼロ以上である場合に一方の信号の分析を行い、時間変化がマイナスである場合に他方の信号の分析を行う。これにより、オフセット値を変更するタイミングを避けて信号の分析が行われる。

また、本発明においては、信号処理装置は、放射線検出器からの複数のパルスが含まれる信号を積分して階段状に上昇する信号を生成し、放射線検出器が検出した放射線のスペクトルを生成する。

本発明にあっては、信号処理装置は、オフセット値の変更が不感時間に及ぼす影響を排除することができる。また、放射線検出装置は、従来に比べて不感時間を短くすることができ、より効率的に蛍光Ｘ線を検出することが可能となる。従って、蛍光Ｘ線分析装置は、試料の蛍光Ｘ線分析に必要な時間を短縮することが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。

実施の形態１に係る蛍光Ｘ線分析装置の機能構成を示すブロック図である。 積分部が生成する信号の例を示す特性図である。 オフセット部で生成する一方の信号の例を示す特性図である。 オフセット部で生成する他方の信号の例を示す特性図である。 実施の形態１に係るＡ／Ｄ変換部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る信号処理装置の機能構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る分析部が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る蛍光Ｘ線分析装置の機能構成を示すブロック図である。蛍光Ｘ線分析装置は、試料５を保持する試料保持部４と、試料５へＸ線を照射するＸ線管３１と、Ｘ線の照射によって試料５から発生する蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器２とを備えている。Ｘ線管３１には、Ｘ線管３１の動作を制御するＸ線管制御部３２が接続されている。なお、蛍光Ｘ線分析装置は、Ｘ線管３１以外のＸ線源を備えた形態であってもよい。Ｘ線検出器２は、ＳＤＤ（Silicon Drift Detector）等の半導体検出器であり、入射した蛍光Ｘ線のエネルギーに応じた電荷を発生し、発生した電荷に応じたパルス電流を出力する。パルス電流の積分は電荷量に対応するので、Ｘ線検出器２が出力したパルス電流の積分は、Ｘ線検出器２が検出した蛍光Ｘ線のエネルギーに対応する。このように、Ｘ線検出器２は、蛍光Ｘ線を検出する都度、蛍光Ｘ線のエネルギーに応じたパルス電流を出力する。Ｘ線検出器２は、本発明における放射線検出器に対応する。図１中には、Ｘ線管３１が照射するＸ線、及びＸ線検出器２が検出する蛍光Ｘ線を矢印で示す。

Ｘ線検出器２には、積分部１１が接続されている。Ｘ線検出器２が出力する複数のパルス電流からなる電流信号は、積分部１１へ入力される。積分部１１は、Ｘ線検出器２からの電流信号を積分して、階段状に信号値が上昇していく電圧信号を生成する。また、積分部１１は、電圧信号のリセットを適宜行う。積分部１１は、生成した電圧信号を出力する。積分部１１には、オフセット部１２が接続されている。オフセット部１２は、積分部１１が出力した電圧信号にオフセット値を加算し、加算後の信号を出力する。

オフセット部１２には、波高分析部１６が接続されている。波高分析部１６は、Ａ／Ｄ変換部１３、オフセット制御部１４及び分析部１５を含んで構成されている。Ａ／Ｄ変換部１３は、オフセット部１２に接続されており、オフセット部１２が出力した信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後の信号を出力する。オフセット部１２及びＡ／Ｄ変換部１３には、オフセット制御部１４が接続されている。オフセット制御部１４は、オフセット部１２でのオフセット値を変更し、また、オフセット値の変更のタイミングを制御する。Ａ／Ｄ変換部１３には、分析部１５が接続されている。分析部１５は、Ａ／Ｄ変換後の信号に基づいて、Ｘ線検出器２が検出した蛍光Ｘ線のスペクトルを生成する処理を行う。本実施の形態に係る信号処理装置１は、積分部１１、オフセット部１２及び波高分析部１６を含んでいる。また、信号処理装置１とＸ線検出器２との組み合わせは、本実施の形態に係る放射線検出装置である。

次に、蛍光Ｘ線分析装置の動作をより詳細に説明する。図２は、積分部１１が生成する信号の例を示す特性図である。図２中の横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示している。信号値は電圧である。積分部１１は、Ｘ線検出器２からの電流信号を積分して、電圧信号を生成する。生成した電圧信号は、図２に示すように、時間経過に従って階段状に信号値が上昇していく信号となる。積分後の信号において信号値が階段状に上昇する夫々の部分の高さは、Ｘ線検出器２からの電流信号に含まれる各パルス電流の積分値に対応する。従って、積分部１１が生成する信号に含まれる各階段の高さは、Ｘ線検出器２が検出した蛍光Ｘ線のエネルギーに応じた値である。また夫々の高さの階段が信号に含まれる回数は、夫々の積分値を有するパルス電流の数に対応し、夫々のエネルギーを有する蛍光Ｘ線の検出回数に対応する。更に、積分部１１は、電圧信号の信号値が所定の基準値に達した場合に、信号値を初期値にリセットする処理を行う。図２には、初期値がゼロである例を示す。積分部１１は、積分用のキャパシタを備えており、基準値に対応する電荷がキャパシタに蓄積された場合にキャパシタを放電させることにより、リセットを行う。図２には、リセットのタイミングを矢印で示している。結果として、積分部１１からは、時間経過に従って信号値が階段状に上昇し、信号値が基準値から初期値に戻る信号が出力される。

オフセット部１２は、夫々に入力端を有する処理回路を並列に二つ備えており、積分部１１からの信号を夫々の入力端に並列に入力され、各処理回路において信号にオフセット値を加算する。なお、オフセット部１２は、入力端は一つであり、入力された信号を内部で並列な二つの信号に分離する形態であってもよい。Ａ／Ｄ変換部１３は、Ａ／Ｄ変換を行うことができる信号の上限値及び下限値が定められている。上限値と下限値との間のダイナミックレンジは、積分部１１のダイナミックレンジよりも狭く、積分部１１のダイナミックレンジの半分よりも広いとする。オフセット部１２は、Ａ／Ｄ変換部１３でのＡ／Ｄ変換が可能な上限値及び下限値の範囲内に信号値が含まれるように、積分部１１からの信号にオフセット値を加算する処理を行う。

図３は、オフセット部１２で生成する一方の信号の例を示す特性図である。図３中の横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示している。信号値は電圧である。図２に示す如き積分部１１からの信号に対して、オフセット部１２は、所定のオフセット値Ａを加算する。図３に示す例では、オフセット値ＡはＡ／Ｄ変換部１３でのＡ／Ｄ変換が可能な下限値に等しい値である。信号値は階段状に上昇し、信号値が上限値に達した場合に、オフセット制御部１４は、オフセット部１２でのオフセット値をＡよりも小さい値に変更する。図３に示す例では、オフセット値をゼロに変更する。図３中には、オフセット値の変更のタイミングを矢印で示している。オフセット値がゼロになったことにより、信号値は値Ａだけ減少する。信号値は、再度階段状に上昇し、積分部１１のリセットによって減少する。積分部１１のリセットが行われた場合に、オフセット制御部１４は、オフセット値を値Ａに変更する。図３中には、リセットのタイミングを矢印で示している。このように、リセット時とオフセット値の変更時に信号値が減少する階段状の信号が生成される。

図４は、オフセット部１２で生成する他方の信号の例を示す特性図である。図４中の横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示している。信号値は電圧である。図２に示す如き積分部１１からの信号に対して、オフセット部１２は、所定のオフセット値Ｂを加算する。オフセット値Ｂは、一方の信号に加算するオフセット値Ａとは異なる値である。図４に示す例では、オフセット値ＢはＡ／Ｄ変換部１３でのＡ／Ｄ変換が可能な下限値よりも小さい値である。このため、信号の一部は、信号値が下限値よりも小さくなる。信号値は階段状に上昇し、信号値が上限値に達した場合に、オフセット制御部１４は、オフセット部１２でのオフセット値をＢよりも小さい値に変更する。図４に示す例では、オフセット値をゼロに変更する。図４中には、オフセット値の変更のタイミングを矢印で示している。オフセット値がゼロになったことにより、信号値は値Ｂだけ減少する。信号値は、再度階段状に上昇し、積分部１１のリセットによって減少する。積分部１１のリセットが行われた場合に、オフセット制御部１４は、オフセット値を値Ｂに変更する。図４中には、リセットのタイミングを矢印で示している。

図３及び図４に示すように、オフセット部１２は二つの信号を並行に生成する。二つの信号は、リセットのタイミングは同じであるものの、オフセット値を変更するタイミングは互いに異なっている。オフセット部１２は、生成した二つの信号を出力する。

Ａ／Ｄ変換部１３は、オフセット部１２からの二つの信号を入力される。図５は、実施の形態１に係るＡ／Ｄ変換部１３が実行する処理の手順を示すフローチャートである。Ａ／Ｄ変換部１３は、入力された二つの信号の内、一方の信号の時間変化を計算する（Ｓ１１）。例えば、Ａ／Ｄ変換部１３は、ステップＳ１１で、信号値の時間に対する微分値を計算する。Ａ／Ｄ変換部１３は、次に、計算した信号の時間変化がゼロ以上であるか否かを判定する（Ｓ１２）。信号の時間変化がゼロ以上である場合は（Ｓ１２：ＹＥＳ）、Ａ／Ｄ変換部１３は、一方の信号をＡ／Ｄ変換の対象に選択し（Ｓ１３）、選択した信号のＡ／Ｄ変換を行う（Ｓ１４）。ステップＳ１２で信号の時間変化がマイナスである場合は（Ｓ１２：ＮＯ）、Ａ／Ｄ変換部１３は、他方の信号をＡ／Ｄ変換の対象に選択し（Ｓ１５）、選択した信号のＡ／Ｄ変換を行う（Ｓ１４）。ステップＳ１４の後は、Ａ／Ｄ変換部１３は処理をステップＳ１１へ戻す。なお、Ａ／Ｄ変換部１３は、信号の時間変化がマイナスである場合にリセットが行われているか否かを判定し、リセットが行われている場合にはＡ／Ｄ変換を行わずに待機する処理を行ってもよい。

一方の信号の時間変化がマイナスになっている場合は、一方の信号のオフセット値が変更された場合である。この場合は、オフセット値の変更によって信号値が変化しているので、蛍光Ｘ線の検出に応じた信号値は得られない。二つの信号でオフセット値を変更するタイミングは異なっているので、一方の信号のオフセット値が変更された場合は、他方の信号は蛍光Ｘ線の検出に応じた信号値を示している。従って、一方の信号の時間変化がマイナスになっている場合に他方の信号をＡ／Ｄ変換することにより、一方の信号でオフセット値を変更されるタイミングでも、蛍光Ｘ線の検出に応じた信号の分析が可能になる。このため、オフセット値変更が不感時間の原因になることは無い。

なお、Ａ／Ｄ変換部１３は、信号の時間変化がマイナスになる都度、Ａ／Ｄ変換の対象の信号を変更する処理を行ってもよい。但し、二つの信号はノイズが同一にはならないので、一方の信号に加えて他方の信号を利用する頻度が多いほど、Ａ／Ｄ変換の結果にノイズが大きくなり、蛍光Ｘ線の検出精度が悪化する。従って、図４に示したように、Ａ／Ｄ変換部１３は、主に一方の信号をＡ／Ｄ変換し、一方の信号の時間変化がマイナスになる場合に限って他方の信号のＡ／Ｄ変換を行うことが望ましい。また、Ａ／Ｄ変換部１３が主にＡ／Ｄ変換を行う一方の信号は、Ａ／Ｄ変換部１３でのＡ／Ｄ変換が可能な上限値及び下限値の範囲内に全てが含まれる信号であることが望ましい。なお、二つの信号は、Ａ／Ｄ変換の対象に選択されたときに信号値が上限値及び下限値の範囲内に入っていればよい。

オフセット制御部１４は、各信号を読み取り、読み取った信号に基づいて、オフセット部１２でのオフセット値を変更する。例えば、オフセット制御部１４は、Ａ／Ｄ変換部１３に入力される一方の信号を読み取り、読み取った信号値が上限値に達した場合に、一方の信号のオフセット値を変更する。他方の信号についても、同様に処理が行われる。また、オフセット制御部１４は、リセットが行われた場合に、オフセット部１２でのオフセット値を変更する。なお、オフセット制御部１４は、Ａ／Ｄ変換後の信号に基づいて制御を行ってもよい。

Ａ／Ｄ変換部１３は、Ａ／Ｄ変換した信号を出力する。分析部１５は、Ａ／Ｄ変換部１３からの信号を入力される。分析部１５は、入力された信号を適宜整形し、整形前の信号値が階段状に上昇する高さに対応する蛍光Ｘ線のエネルギーを計算する。信号値が階段状に上昇することは、蛍光Ｘ線の検出に対応しており、分析部１５は、信号中で階段状に上昇する部分を階段の高さ別にカウントすることにより、エネルギー別に蛍光Ｘ線の検出回数をカウントする。このようにして、分析部１５は、蛍光Ｘ線の検出回数とエネルギーとの関係を表すスペクトルを生成する処理を行う。分析部１５は、更に、スペクトルを図示しないディスプレイ等の出力部で出力する処理、又は蛍光Ｘ線の原因となる元素を同定する処理を実行してもよい。

以上詳述した如く、本実施の形態においては、オフセット部１２は、積分部１１が生成した信号を並列な二つの信号にしてオフセット値を加算し、オフセット制御部１４は、オフセット値を変更するタイミングを信号別に異ならせる。このため、オフセット部１２からＡ／Ｄ変換部１３へ入力される二つの信号は、オフセット値の変更によって信号値が変化するタイミングが異なる。Ａ／Ｄ変換部１３は、一方の信号のオフセット値が変更された場合に他方の信号をＡ／Ｄ変換する。これにより、波高分析部１６は、分析対象とする信号を選択し、オフセット値の変更による信号値の変化を避けて信号の分析を行うことができる。オフセット値の変更を行っても蛍光Ｘ線の検出に応じた信号を得ることができるようになり、信号処理装置１は、オフセット値の変更が不感時間に及ぼす影響を排除することができる。また、放射線検出装置は、従来に比べて不感時間を短くすることができ、より効率的に蛍光Ｘ線を検出することが可能となる。効率的な蛍光Ｘ線の検出が可能となったことによって、蛍光Ｘ線分析装置は、試料５の蛍光Ｘ線分析に必要な時間を短縮することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、オフセット制御部１４がオフセット値を変更するための信号値の基準がＡ／Ｄ変換部１３でＡ／Ｄ変換を行うことができる信号の上限値と同一であるとしたが、この基準は上限値よりも小さい他の値であってもよい。また、本実施の形態においては、オフセット値がゼロ以上の値である形態を示したが、オフセット値はマイナスの値であってもよい。同様に、Ａ／Ｄ変換部１３でＡ／Ｄ変換を行うことができる信号の上限値及び下限値はマイナスの値であってもよい。例えば、上限値がプラスの値であり、下限値がマイナスの値であってもよい。また、本実施の形態においては、リセット間のオフセット値の変更回数が一回である形態を示したが、信号処理装置１は、オフセット制御部１４がリセット間に二回以上オフセット値を変更する形態であってもよい。また、信号処理装置１は、オフセット部１２が並列な三つ以上の信号にオフセット値を加算する形態であってもよい。何れの形態においても、オフセット値を変更するタイミングが複数の信号で異なっており、Ａ／Ｄ変換の対象の信号が上限値及び下限値の範囲内であれば、本発明は実現可能である。

（実施の形態２）
実施の形態１においては、波高分析部１６での分析対象となる信号をＡ／Ｄ変換部１３で選択する形態を示したが、実施の形態２においては、分析対象となる信号を分析部１５で選択する形態を示す。図６は、実施の形態２に係る信号処理装置１の機能構成を示すブロック図である。信号処理装置１は、実施の形態１と同様に、Ｘ線検出器２に接続されている。オフセット部１２は、オフセット回路１２１及び１２２を備え、積分部１１にオフセット回路１２１とオフセット回路１２２とが並列に接続されている。積分部１１は、同一の信号をオフセット回路１２１及び１２２へ入力する。オフセット回路１２１及び１２２は、夫々に、積分部１１からの信号にオフセット値を加算し、加算後の信号を出力する。オフセット回路１２１には、Ａ／Ｄ変換部１３１及びオフセット制御部１４１が接続されており、オフセット回路１２２には、Ａ／Ｄ変換部１３２及びオフセット制御部１４２が接続されている。また、Ａ／Ｄ変換部１３１及び１３２は、分析部１５に接続されている。波高分析部１６は、Ａ／Ｄ変換部１３１及び１３２、オフセット制御部１４１及び１４２並びに分析部１５を含んで構成されている。

オフセット回路１２１、Ａ／Ｄ変換部１３１及びオフセット制御部１４１と、オフセット回路１２２、Ａ／Ｄ変換部１３２及びオフセット制御部１４２とは、並行して信号を生成する。また、オフセット回路１２１、Ａ／Ｄ変換部１３１及びオフセット制御部１４１と、オフセット回路１２２、Ａ／Ｄ変換部１３２及びオフセット制御部１４２とは、信号中のオフセット値を変更するタイミングが互いに異なるように動作する。例えば、実施の形態１と同様に、Ａ／Ｄ変換部１３１及び１３２でＡ／Ｄ変換を行うことができる信号の上限値を同一とし、オフセット回路１２１とオフセット回路１２２とでのオフセット値を互いに異ならせてもよい。また、例えば、オフセット回路１２１及び１２２でのオフセット値を同一の値とし、Ａ／Ｄ変換部１３１とＡ／Ｄ変換部１３２とでＡ／Ｄ変換の上限値を互いに異ならせることで、オフセット値を変更するタイミングを異ならせてもよい。

分析部１５は、Ａ／Ｄ変換部１３１及び１３２から信号を入力される。図７は、実施の形態２に係る分析部１５が実行する処理の手順を示すフローチャートである。分析部１５は、信号値が階段状に上昇する高さを得るために、所定の方法で、入力された二つの信号を整形する処理を行う（Ｓ２１）。ステップＳ２１では、分析部１５は、整形前の信号の時間変化がゼロ以上である場合に整形後の信号値がゼロ以上になり、整形前の信号の時間変化がマイナスである場合に整形後の信号値がゼロ未満になるように信号を整形する処理を行う。例えば、分析部１５は、信号の移動平均を計算する処理、又は適宜のフィルタを用いたフィルタリングを行う。整形前の信号の時間変化がゼロ以上である場合に整形後の信号値がゼロ以上になり、整形前の信号の時間変化がマイナスである場合に整形後の信号値がゼロ未満になるような処理であれば、分析部１５は、その他の信号処理を行ってもよい。

分析部１５は、次に、整形後の一方の信号値がゼロ以上であるか否かを判定する（Ｓ２２）。整形後の信号値がゼロ以上であることは、整形前の信号の時間変化がゼロ以上であることを意味し、整形後の信号値がゼロ未満であることは、整形前の信号の時間変化がマイナスであることを意味する。整形後の一方の信号値がゼロ以上である場合は（Ｓ２２：ＹＥＳ）、分析部１５は、分析対象として一方の信号を選択する（Ｓ２３）。分析部１５は、次に、選択した信号から蛍光Ｘ線のスペクトルを生成するためのスペクトル生成処理を行う（Ｓ２４）。ステップＳ２４では、分析部１５は、整形前の信号に含まれる階段の高さに対応する蛍光Ｘ線のエネルギーを計算し、計算したエネルギーの蛍光Ｘ線の検出回数をカウントする処理を行う。ステップＳ２２で信号値がゼロ未満である場合は（Ｓ２２：ＮＯ）、分析部１５は、分析対象として他方の信号を選択する（Ｓ２５）。分析部１５は、次に、選択した信号から蛍光Ｘ線のスペクトルを生成するためのスペクトル生成処理を行う（Ｓ２４）。ステップＳ２４の後は、分析部１５は処理をステップＳ２１へ戻す。なお、分析部１５は、整形後の信号値がゼロ未満である場合にリセットが行われているか否かを判定し、リセットが行われている場合に待機する処理を行ってもよい。分析部１５は、ステップＳ２１〜Ｓ２５の処理を繰り返すことによって、蛍光Ｘ線のスペクトルを生成する。

なお、分析部１５は、整形後の信号値がゼロ未満になる都度、分析対象の信号を変更する処理を行ってもよい。但し、図７に示した処理のように、分析部１５は、主に一方の信号を分析対象とし、一方の信号の分析ができない場合に限って他方の信号を分析対象とすることが望ましい。また、分析部１５が主に分析対象とする一方の信号は、Ａ／Ｄ変換部１３１又は１３２でＡ／Ｄ変換ができない部分がなく連続した信号であることが望ましい。

本実施の形態においては、分析部１５へ入力される二つの信号は、オフセット値の変更によって信号値が変化するタイミングが異なり、分析部１５は、分析対象の信号を適宜選択して、オフセット値の変更による信号値の変化を避けて信号の分析を行うことができる。このため、信号処理装置１は、オフセット値の変更が蛍光Ｘ線検出の不感時間に及ぼす影響を排除することができる。従って、本実施の形態においても、放射線検出装置は、従来に比べて不感時間を短くすることができ、より効率的に蛍光Ｘ線を検出することが可能となり、蛍光Ｘ線分析装置は、試料５の蛍光Ｘ線分析に必要な時間を短縮することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、二つの信号から分析部１５が分析対象を選択する形態を示したが、信号処理装置１は、並列な三つ以上の信号を生成し、三つ以上の信号から分析部１５が分析対象を選択する形態であってもよい。

また、以上の実施の形態１及び２においては、放射線検出装置が蛍光Ｘ線分析装置に備えられた形態を示したが、放射線検出装置は、他の装置を構成した形態であってもよい。また、放射線検出装置は、Ｘ線以外の放射線を検出する形態であってもよい。また、実施の形態１及び２においては、信号処理装置に必要な処理をハードウェアで実行する形態を示したが、信号処理装置は、一部のデジタル処理をソフトウェアで実行する形態であってもよい。

１ 信号処理装置
１１ 積分部
１２ オフセット部
１２１、１２２ オフセット回路
１３、１３１、１３２ Ａ／Ｄ変換部
１４、１４１、１４２ オフセット制御部
１５ 分析部
１６ 波高分析部
２ Ｘ線検出器（放射線検出器）
３１ Ｘ線管

Claims (6)

1. 複数のパルスを含む信号を積分することにより、階段状に信号値が上昇していく信号を生成し、一定値に信号値が達した場合に信号値を予め定められた初期値に戻す積分部と、
   該積分部が生成した信号に所定のオフセット値を加算するオフセット部と、該オフセット部がオフセット値を加算した後の信号を分析して、信号値が階段状に上昇する高さに対応する前記パルスの積分値及び前記パルスの数の関係を表すスペクトルを生成する波高分析部とを備える信号処理装置において、
   前記オフセット部は、前記積分部が生成した信号を並列な複数の信号にして夫々にオフセット値を加算するように構成してあり、
   前記波高分析部は、
   前記積分部が信号値を初期値に戻した場合に、前記オフセット部でのオフセット値を所定の値に定める手段と、
   前記複数の信号間で異なったタイミングで、オフセット値を変更する手段とを有し、
   前記オフセット部がオフセット値を加算した複数の信号の内、一つの信号を分析し、前記一つの信号のオフセット値が変更された場合に分析の対象を他の信号に替えるように構成してあること
   を特徴とする信号処理装置。
2. 前記波高分析部は、
   前記所定の値を前記複数の信号間で異なった値にしてあり、
   前記オフセット部がオフセット値を加算した後の信号値を共通の上限値以下にすべくオフセット値を変更するように構成してあること
   を特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記オフセット部は、前記積分部が生成した信号を並列な二つの信号にするように構成してあり、
   前記波高分析部は、
   一方の信号の時間変化がゼロ以上である場合に、前記一方の信号を分析対象にする手段と、
   前記時間変化がマイナスである場合に、他方の信号を分析対象にする手段と
   を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の信号処理装置。
4. 前記積分部は、外部から複数のパルスを含む信号を入力され、入力された信号を積分するように構成してあり、
   前記波高分析部は、
   前記オフセット部がオフセット値を加算した後の信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部を更に有し、
   該Ａ／Ｄ変換部がＡ／Ｄ変換した信号に基づいて前記スペクトルを生成するように構成してあること
   を特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の信号処理装置。
5. 放射線検出時に放射線のエネルギーに応じたパルスを出力する放射線検出器と、
   該放射線検出器が出力したパルスを含む信号を入力され、放射線のエネルギーと検出回数との関係を表すスペクトルを生成する請求項４に記載の信号処理装置と
   を備えることを特徴とする放射線検出装置。
6. 試料へＸ線を照射する手段と、
   試料から発生した蛍光Ｘ線を検出する請求項５に記載の放射線検出装置と
   を備えることを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。

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