JP5536117B2

JP5536117B2 - 放射線測定システム、放射線測定方法、放射線測定プログラム、情報処理装置及びセンサ装置

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Publication number: JP5536117B2
Application number: JP2012021659A
Authority: JP
Inventors: ミネ増渕
Original assignee: ヤグチ電子工業株式会社
Priority date: 2012-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2032-02-03
Also published as: JP2013160584A

Description

自装置駆動用の電池を有さない放射線検出センサ装置を含む放射線測定システムの技術に関する。また、当該放射線測定システムによる放射線測定の精度を高める技術に関する。

最近、身の回りの空間の放射線線量を手軽に知りたいというニーズが高まっている。一方で、放射線線量の測定器は、一般的に高価なものであり、各自が１台ずつ保有するということは非常に難しく、上記ニーズを十分に満足させられる状況にはない。また、上記測定器は、比較的大きなものが多いため、日常的に携帯し、手軽に多地点の放射線線量を測定することも容易ではない。

ところで、特許文献１では、携帯情報端末のオーディオ端子から出力されるオーディオデータを、当該端末に接続される外部装置の駆動電力として利用し、当該外部装置を用いて赤外線通信を行う技術が提案されている。この技術によれば、赤外線通信を行う外部装置が、駆動用の電池を内蔵しないで良いため、その構成が簡素化された結果、小型・軽量化され、持ち運びが容易になる。

特許第４６７３４４４号公報

しかしながら、上記技術は、赤外線通信を行うための技術であり、本発明が目的とする放射線測定の技術に当該技術をそのまま転用することはできないという問題点が有る。

例えば、放射線検出センサによる検出信号が微弱な信号であるため、システム内で伝送される当該検出信号に、他の信号の影響が混入しないように手当てする必要があるが、上記技術において、この点は考慮されていない。

また、積算被曝量の測定時など、測定器（測定者）が移動している最中も、継続して正確な放射線線量を測定する必要がある場合、放射線検出センサが出力する振動・衝撃などによるノイズ成分を除去する必要があるが、上記技術では、この点も考慮されていない。

そこで本発明では、上記問題点に鑑み、電池など駆動用電源を備えない簡易な構成であって、持ち運びが容易である放射線検出センサ装置を含み、当該センサ装置の検出結果に混入するノイズを適切に除去することができる放射線測定システムを提供することを目的とする。

開示する放射線測定システムの一形態は、オーディオ入出力端子を有する情報処理装置と、該オーディオ入出力端子を介して接続され、自装置駆動用の電池を有さず、かつ、前記情報処理装置から自装置駆動用電力の供給を受けない、放射線検出センサを有するセンサ装置と、を含む放射線測定システムであって、前記情報処理装置が、所定のアナログオーディオデータを一の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力し、かつ、前記放射線検出センサによる検出結果へのノイズの影響を低減させる目的で、該所定のアナログオーディオデータと正負が反転したアナログオーディオデータを他の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力する第１のオーディオデータ出力手段を有し、前記センサ装置が、前記放射線検出センサによる検出結果であるアナログ電気信号を、録音チャンネル信号として前記情報処理装置へ出力する第２のオーディオデータ出力手段と、前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータに基づく電力を用いて、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させる電力供給手段と、を有する放射線測定システムであって、さらに、前記情報処理装置が、前記第２のオーディオデータ出力手段により出力される前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出する検出結果処理手段を有することを特徴とする。

さらに、開示する放射線測定システムの一形態は、上記構成に加え、前記センサ装置が、前記アナログ電気信号について、前記放射線検出センサによる放射線の検出信号と正負が逆であって、所定の閾値より絶対値が大きい箇所を検出するノイズ検出手段と、前記アナログ電気信号について、前記ノイズ検出手段により検出された前記箇所を含む所定長の区間の信号を区別するためのフラグを付与するノイズ識別情報付与手段と、を有し、前記第２のオーディオデータ出力手段が、前記ノイズ識別情報付与手段により前記フラグが付与された前記アナログ電気信号を出力し、前記検出結果処理手段が、前記ノイズ識別情報付与手段により付与された前記フラグで区別される区間を除いた前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする。

さらに、開示する放射線測定システムの一形態は、上記構成に加え、前記情報処理装置が、前記アナログ電気信号について、前記放射線検出センサによる放射線の検出信号と正負が逆であって、所定の閾値より絶対値が大きい箇所を検出するノイズ検出手段を有し、前記検出結果処理手段が、前記ノイズ検出手段により検出された前記箇所を含む所定長の区間の信号を除いた前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする。

さらに、開示する放射線測定システムの一形態は、上記構成に加え、前記検出結果処理手段が、前記アナログ電気信号から、前記所定のアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去するフィルタ手段を有し、前記フィルタ手段により前記所定のアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去された前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする。

さらに、開示する放射線測定システムの一形態は、上記構成に加え、前記電力供給手段が、前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータを整流及び昇圧し、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させることを特徴とする。

さらに、開示する放射線測定システムの一形態は、上記構成に加え、前記検出結果処理手段が、前記アナログ電気信号について、所定の時間内に、所定の閾値を超過した回数を計数することによって、放射線線量を算出することを特徴とする。

さらに、開示する放射線測定システムの一形態は、上記構成に加え、前記検出結果処理手段が、前記アナログ電気信号の放射線のエネルギースペクトルを算出することによって、被測定空間に存在する放射性物質の核種を特定することを特徴とする。

開示する放射線測定システムは、電池など駆動用電源を備えない簡易な構成であって、持ち運びが容易である放射線検出センサ装置を含み、当該センサ装置の検出結果に混入するノイズを適切に除去することができる。

本実施の形態に係る放射線測定システムの概要を説明する図である。本実施の形態に係る情報処理装置とセンサ装置との接続を説明するための図である。本実施の形態に係る情報処理装置とセンサ装置との接続を説明するための図である。本実施の形態に係る放射線測定システムの機能ブロック図である。本実施の形態に係る放射線検出センサ及び第２のオーディオデータ出力手段の説明をするための図である。本実施の形態に係る放射線検出の仕組みを説明するための図である。本実施の形態に係る放射線検出信号中のノイズを検出する仕組みを説明するための図である。本実施の形態に係る検出結果処理手段による処理を説明するための図である。本実施の形態に係る検出結果処理手段による処理（ノイズ成分を除去する処理を含む）を説明するための図である。本実施の形態に係る情報処理装置のハードウエア構成の一例を示す図である。本実施の形態に係るセンサ装置のハードウエア構成の一例を示す図である。本実施の形態に係る放射線測定システムにおけるセンサ装置駆動処理の流れを示すフローチャートである。本実施の形態に係る放射線測定システムにおける放射線線量測定処理（その１）の流れを示すフローチャートである。本実施の形態に係る放射線測定システムにおける放射線線量測定処理（その２）の流れを示すフローチャートである。

図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
（本実施の形態に係る放射線測定システムの概要）

図１乃至図３を用いて、本実施の形態に係る放射線測定システム１００の概要について説明する。図１は、放射線測定システム１００の概要を説明する図である。図２は、情報処理装置２００が携帯情報端末である場合の、情報処理装置２００とセンサ装置３００との接続形態を説明する図である。図３は、情報処理装置２００がパーソナルコンピュータ等である場合の、情報処理装置２００とセンサ装置３００との接続形態を説明する図である。

図１乃至図３で示すように、放射線測定システム１００は、情報処理装置２００、センサ装置３００を有し、情報処理装置２００とセンサ装置３００とは、互いのオーディオ入出力端子を介して接続される。図２で示すように、情報処理装置２００は、スマートフォンなど携帯情報端末であって、センサ装置３００と、Ｌ極・Ｒ極・Ｍｉｃ極・Ｇｎｄ極の４極からなるオーディオ入出力端子を介して接続される形態であっても良い。また、図３で示すように、情報処理装置２００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置であって、センサ装置３００と、Ｌ極・Ｒ極の２極からなるオーディオ出力端子及びＭｉｃ極・Ｇｎｄ極の２極からなるオーディオ入力端子を介して接続される形態であっても良い。

また、センサ装置３００は、放射線を検出するためのセンサを含む装置であるが、自装置駆動用の電池を内蔵しておらず、情報処理装置２００から自装置駆動用電力の供給も受けない構成である。

図１で示すように、放射線測定システム１００では、センサ装置３００において、放射性物質４００から放出される放射線を検出すると共に、当該検出結果を情報処理装置２００へオーディオ入出力端子を介して伝送する。そして、放射線測定システム１００では、情報処理装置２００において、センサ装置３００から取得した検出結果に適切な演算を適用することによって、被測定空間における放射線線量の算出や、放射線のエネルギースペクトルの算出を行い、放射性物質４００の核種の特定を行う。

一方、センサ装置３００は、上記のような構成であるが、放射線検出センサの駆動や情報処理装置２００への検出結果の伝送のために、所定の電力が必要となる。そこで、センサ装置３００は、情報処理装置２００からオーディオ入出力端子を介して供給されるアナログオーディオデータの電気エネルギーを用いて、放射線検出センサの駆動や情報処理装置２００への検出結果の伝送を行う。

他方、センサ装置３００が備える放射線検出センサによる検出結果は、微弱な電気信号であるため、情報処理装置２００及びセンサ装置３００内の伝送路におけるノイズの混入が、放射線の測定精度に悪影響を与える。当該ノイズの発生源としては、情報処理装置２００・センサ装置３００間でのオーディオデータ送受信に伴う電磁結合・電界結合の影響が考えられる。

そこで、放射線測定システム１００は、情報処理装置２００からセンサ装置３００へ送信されるオーディオデータについて、一方の極（例えば、Ｌ極）から送信されるデータと他方の極（例えば、Ｒ極）から送信されるデータとを加算するとゼロとなるようにする。こうすることで、２つのオーディオデータの送受信に伴う電磁結合・電界結合の影響が互いに打ち消し合い、放射線検出センサによる検出結果に混入するノイズのレベルを大きく低減させることができる。

また、情報処理装置２００・センサ装置３００間で送受信されるオーディオデータの周波数が既知であるため、放射線測定システム１００は、放射線検出センサによる検出結果から当該周波数成分を除去した後、放射線測定に関するデータ処理を行う。このようにすることで、放射線測定システム１００は、さらに、Ｓ／Ｎ比を向上させ、放射線測定の精度を高めることができる。

さらに、放射線測定システム１００は、センサ装置３００が備える放射線検出センサに加わる衝撃・振動に伴う誤検出の影響についても低減させる仕組みを有する。放射線測定システム１００の使用者が、移動中も含めた積算被曝量などを測定する場合に問題となるのが、移動中に加わった振動や衝撃に伴い、当該放射線検出センサが所定の電気信号を出力する特性である。

しかしながら、上記放射線検出センサが、放射線を検出したときに出力する電気信号と、加わった振動や衝撃に伴い出力する電気信号とでは、出力波形の特徴が異なる。従って、放射線測定システム１００は、上記放射線検出センサが加えられた振動や衝撃に伴い出力する電気信号を、当該特徴の違いに基づき検出結果から除外し、放射線測定に関するデータ処理を行う。そのため、放射線測定システム１００は、使用者の移動中も含めた積算被曝量などを測定する場合であっても、より正確な放射線線量を測定することができる。
（本実施の形態に係る放射線測定システムの動作原理）

図４乃至図９を用いて、本実施の形態に係る放射線測定システム１００の動作原理について説明する。ここで、図４は、放射線測定システム１００の機能ブロック図である。

図４で示すように、放射線測定システム１００は、情報処理装置２００、センサ装置３００を有する。そして、情報処理装置２００は、第１のオーディオデータ出力手段２１０、オーディオ入出力端子２２０、検出結果処理手段２３０、ノイズ検出手段２４０、フィルタ手段２５０を有する。また、センサ装置３００は、オーディオ入出力端子３１０、電力供給手段３２０、放射線検出センサ３３０、第２のオーディオデータ出力手段３４０、ノイズ検出手段３５０、ノイズ識別情報付与手段３６０を有する。なお、情報処理装置２００とセンサ装置３００とは、互いのオーディオ入出力端子２２０、３１０を介して接続されている。

第１のオーディオデータ出力手段２１０は、所定のアナログオーディオデータを、オーディオ入出力端子２２０のＬ極・Ｒ極を介してセンサ装置３００へ送信する。ここで、第１のオーディオデータ出力手段２１０は、オーディオ入出力端子２２０のＬ極から送信されるアナログオーディオデータとＲ極から送信されるアナログオーディオデータとを、波形は同一であるが、正負が反転するように送信する。なお、Ｌ極から出力される波形とＲ極から出力される波形は、逆位相である、または位相差がπであると表現することもできる。こうすることで、２つのオーディオデータの送受信に伴う電磁結合・電界結合の影響が互いに打ち消し合い、放射線検出センサ３３０による検出結果に混入するノイズレベルを大きく低減させることができる。

オーディオ入出力端子２２０は、Ｌ極・Ｒ極・Ｍｉｃ極・Ｇｎｄ極の４極を備える端子である。なお、オーディオ入出力端子２２０は、Ｌ極・Ｒ極・Ｍｉｃ極・Ｇｎｄ極の４極が１つの端子で実現される形態であっても良く、Ｌ極・Ｒ極（出力側）の端子が１つとＭｉｃ極・Ｇｎｄ極（入力側）の端子が１つの合計２つの端子で実現される形態であっても良い。

オーディオ入出力端子３１０は、Ｌ極・Ｒ極・Ｍｉｃ極・Ｇｎｄ極の４極を備える端子である。なお、オーディオ入出力端子３１０は、Ｌ極・Ｒ極・Ｍｉｃ極・Ｇｎｄ極の４極が１つの端子で実現される、所謂フォーンプラグ（Phone Plug）であることが好適である。ただし、オーディオ入出力端子３１０は、Ｌ極・Ｒ極（出力側）の端子が１つとＭｉｃ極・Ｇｎｄ極（入力側）の端子が１つの合計２つの端子で実現される形態であっても、本発明の構成として支障は無い。

電力供給手段３２０は、第１のオーディオデータ出力手段２１０により出力されたオーディオデータを整流し、整流された信号を放射線検出センサ３３０、第２のオーディオデータ出力手段３４０へ駆動電力として供給する。こうすることによって、電力供給手段３２０は、放射線検出センサ３３０、第２のオーディオデータ出力手段３４０を動作させる。また、電力供給手段３２０は、放射線検出センサ３３０、第２のオーディオデータ出力手段３４０の性能を向上させる目的で（必要に応じて）、整流された信号を昇圧した後、放射線検出センサ３３０、第２のオーディオデータ出力手段３４０へ供給する形態としても良い。

放射線検出センサ３３０は、放射線を検出した場合に、検出した放射線に応じた電気信号を出力するセンサである。放射線検出センサ３３０は、半導体センサやガイガー＝ミュラー計数管（GM管）であっても良く、その他の原理に基づき放射線を検出するセンサであっても良い。

第２のオーディオデータ出力手段３４０は、放射線検出センサ３３０が出力する電気信号（アナログオーディオデータ）を、オーディオ入出力端子３１０のＭｉｃ極を介して情報処理装置２００へ送信する。ここで、図５を用いて、第２のオーディオデータ出力手段３４０が送信する電気信号について説明する。

図５で示すように、第２のオーディオデータ出力手段３４０は、放射線検出センサ３３０が出力した電気信号をチャージアンプに通し、当該電気信号の波形の特徴を拡大（反転拡大）させる。さらに、第２のオーディオデータ出力手段３４０は、チャージアンプに通した電気信号を次段のアンプにて増幅（反転増幅）させた後、オーディオ入出力端子３１０のＭｉｃ極を介して情報処理装置２００へ送信する。

フィルタ手段２５０は、第２のオーディオデータ出力手段３４０により送信された電気信号が入力されると、第１のオーディオデータ出力手段２１０によって送信されたアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去した信号を出力する。このようにすることで、放射線測定システム１００では、Ｓ／Ｎ比を向上させ、放射線測定の精度を高めることができる。

検出結果処理手段２３０は、第２のオーディオデータ出力手段３４０が送信した電気信号（フィルタ手段２５０が出力した信号を含む）に基づき、放射線に関する測定結果を算出する。ここで、図６及び図８を用いて、検出結果処理手段２３０による処理について説明する。

図６で示すように、検出結果処理手段２３０は、第２のオーディオデータ出力手段３４０が送信した電気信号（フィルタ手段２５０が出力した信号を含む）について、所定の閾値を超えた回数を計数する。これは、放射線検出センサ３３０が放射線を検出した場合に出力する信号が、所定の閾値を超えるパルス波形となるためである。

そして、図８で示すように、検出結果処理手段２３０は、第２のオーディオデータ出力手段３４０が送信した電気信号（フィルタ手段２５０が出力した信号を含む）について、所定の時間内に、所定の閾値を超えた回数を積算する。続いて、検出結果処理手段２３０は、当該積算した回数を単位時間当たりの値に修正すると共に、修正した値に所定の係数を乗じて、被測定空間における放射線線量（例えば、測定単位はシーベルト）を算出する。ここで、所定の係数とは、教師データを用いた較正により決定される。

他方、検出結果処理手段２３０は、第２のオーディオデータ出力手段３４０が送信した電気信号（フィルタ手段２５０が出力した信号を含む）に基づき、放射線のエネルギースペクトルを算出する形態としても良い。そして、検出結果処理手段２３０は、算出した放射線のエネルギースペクトルに基づき、被測定空間に存在する放射線源の核種を特定する。

ここで、測定者が移動中であっても継続して放射線線量（放射線被曝量）を測定したいというニーズが存在する。そこで問題となるのが、移動中の放射線検出センサ３３０に加わる振動・衝撃によって、放射線検出センサ３３０が所定の電気信号を出力する特性を有することである。つまり、この放射線検出センサ３３０に加わった振動・衝撃に伴い出力される電気信号を、放射線の検出信号と誤認すると、放射線測定システムにおける放射線測定の精度が低くなる。

そこで、放射線測定システム１００は、放射線検出センサ３３０に加わった衝撃・振動に伴う誤検出の影響についても低減させる仕組みを有するので、その仕組みについて図７及び図９を用いて説明する。

図７で示すように、加わった衝撃・振動に伴い放射線検出センサ３３０から出力される電気信号は、一定期間正値・負値を交互に示す交流波形となる。一方、図５及び図６で示すように、放射線検出センサ３３０が放射線を検出した場合に出力する電気信号は、所定の閾値を超えるパルス波形となる。従って、図９で示すように、放射線測定システム１００では、放射線検出信号とは正負が逆であって、信号の絶対値が所定の閾値を超える信号が検出された時刻を含む所定期間のデータを、検出結果処理手段２３０による処理対象から除外するという処理を行う。例えば、放射線検出センサ３３０による放射線検出信号が、所定の正の閾値を超えるパルス波形である場合、放射線測定システム１００では、所定の負の閾値を超える値を示す時刻を検出する。そして、放射線測定システム１００では、当該検出された時刻を基準時刻とし、その基準時刻の１秒前から２秒後の区間のデータを検出結果処理手段２３０による処理対象から除外する。以下では、放射線測定システム１００における上記処理の実現手法について説明する。

ノイズ検出手段３５０は、放射線検出センサ３３０が出力する電気信号について、放射線検出信号とは正負が逆であって、当該信号の絶対値が所定の閾値を超える時刻を検出する。

ノイズ識別情報付与手段３６０は、放射線検出センサ３３０が出力する電気信号について、ノイズ検出手段３５０により検出された時刻を含む所定期間のデータを識別するためのフラグを付与する。

そして、第２のオーディオデータ出力手段３４０は、放射線検出センサ３３０の出力信号であって、ノイズ識別情報付与手段３６０によりフラグを付与された信号を、オーディオ入出力端子３１０のＭｉｃ極を介して情報処理装置２００へ送信する。

さらに、検出結果処理手段２３０は、第２のオーディオデータ出力手段３４０が送信したフラグを付与された信号（フィルタ手段２５０で処理された信号を含む）に基づき、当該フラグで識別される区間のデータを処理対象から除外して、放射線に関する測定結果を算出する。

上記構成は、ノイズ検出の仕組みをセンサ装置３００側に設置する構成であるが、当該ノイズ検出の仕組みは、情報処理装置２００側に設置しても良い。その場合の構成について以下で説明する。

ノイズ検出手段２４０は、放射線検出センサ３３０が出力する電気信号について、放射線検出信号とは正負が逆であって、当該信号の絶対値が所定の閾値を超える時刻を検出する。

そして、検出結果処理手段２３０は、第２のオーディオデータ出力手段３４０が送信した信号（フィルタ手段２５０を通した信号を含む）に基づき、ノイズ検出手段２４０により検出された時刻を含む所定期間のデータを処理対象から除外して、放射線に関する測定結果を算出する。

このようにすることで、放射線測定システム１００は、測定者の移動中も継続して積算被曝量などを測定する場合であっても、放射線検出センサ３３０が出力するノイズを除去し、より正確な放射線線量を測定することができる。
（本実施の形態に係る情報処理装置のハードウエア構成）

図１０を用いて、本実施の形態に係る情報処理装置２００のハードウエア構成例について説明する。図１０は、情報処理装置２００のハードウエア構成の一例を示す図である。

図１０で示すように、情報処理装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１０、ＲＯＭ（Read-Only Memory）２０２０、ＲＡＭ（Random
Access Memory）２０３０、補助記憶装置２０４０、通信Ｉ／Ｆ２０５０、入出力装置２０６０、オーディオ入出力端子２２０、記録媒体Ｉ／Ｆ２０７０を有する。

ＣＰＵ２０１０は、ＲＯＭ２０２０に記憶されたプログラムを実行する装置であり、ＲＡＭ２０３０に展開（ロード）されたデータを、プログラムの命令に従って演算処理し、情報処理装置２００全体を制御する。ＲＯＭ２０２０は、ＣＰＵ２０１０が実行するプログラムやデータを記憶している。ＲＡＭ２０３０は、ＣＰＵ２０１０でＲＯＭ２０２０に記憶されたプログラムを実行する際に、実行するプログラムやデータが展開（ロード）され、演算の間、演算データを一時的に保持する。

補助記憶装置２０４０は、基本ソフトウエアであるＯＳ（Operating System）や本実施の形態に係るアプリケーションプログラムなどを、関連するデータとともに記憶する装置である。補助記憶装置２０４０は、検出結果処理手段２３０による処理対象となるデータを保持する記憶手段を含み、例えば、ＨＤＤ（Hard
Disc Drive）やフラッシュメモリなどである。

通信Ｉ／Ｆ２０５０は、有線・無線ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットなど通信ネットワークに接続し、通信機能を提供する他装置とデータの授受を行うためのインタフェースである。また、通信Ｉ／Ｆ２０５０は、携帯電話に係る無線通信機能を提供するための無線通信ユニットという捉え方も可能である。

入出力装置２０６０は、キーボードなど情報処理装置２００にデータ入力を行うための入力装置や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成される装置であって、情報処理装置２００が有する機能をユーザが利用する際や各種設定を行う際のユーザインタフェースとして機能する表示装置である。

オーディオ入出力端子２２０は、ヘッドフォン、イヤフォン、マイクを接続し、音情報を外部と入出力するための端子であり、Ｌ極・Ｒ極・Ｍｉｃ極・Ｇｎｄ極の４極対応の端子である。また、オーディオ入出力端子２２０は、Ｌ極・Ｒ極を備えるオーディオ出力端子とＭｉｃ極・Ｇｎｄ極を備えるオーディオ入力端子のように、出力側と入力側が別々に設置されている形態であっても良い。記録媒体Ｉ／Ｆ２０７０は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリなどの記録媒体とデータの送受信を行うためのインタフェースである。

情報処理装置２００が有する各手段は、ＣＰＵ２１０が、ＲＯＭ２２０又は補助記憶装置２４０に記憶された各手段に対応するプログラムを実行することにより実現される形態としても良い。また、情報処理装置２００が有する各手段は、当該各手段に関する処理をハードウエアとして実現される形態としても良い。また、記録媒体Ｉ／Ｆ２０７０を介して、記録媒体から本発明に係るコンピュータプログラムを読み込ませ、情報処理装置２００に当該コンピュータプログラムを実行させる形態としても良い。
（本実施の形態に係るセンサ装置のハードウエア構成）

図１１を用いて、本実施の形態に係るセンサ装置３００のハードウエア構成例について説明する。図１１は、センサ装置３００のハードウエア構成の一例を示す図である。

図１０で示すように、センサ装置３００は、種々の電子回路３０１０、オーディオ入出力端子３１０、放射線検出センサ３３０を有する。なお、センサ装置３００は、入出力装置３０２０、ＣＰＵ３０３０、ＲＯＭ３０４０、ＲＡＭ３０５０、補助記憶装置３０６０を有する形態としても良い。

種々の電子回路３０１０は、電力供給手段３２０や第２のオーディオデータ出力手段が備える昇圧、電圧変換、整流及び波形整形などに利用する電子回路を含む。オーディオ入出力端子３１０は、オーディオ入出力端子２２０に接続するための端子（フォーンプラグ）であり、Ｌチャンネル・Ｒチャンネル・Ｍｉｃチャンネル・Ｇｎｄチャンネルの４チャンネル対応である。

放射線検出センサ３３０は、センサの動作特性に基づき放射線を検出するセンサであり、放射線を検出するとそれに対応する電気信号を出力する。放射線検出センサ３３０は、例えば、半導体センサであっても良く、ガイガー=ミュラー計数管であっても良い。

入出力装置３０２０は、センサ装置３００にデータ入力を行うための入力装置や、センサ装置３００が有する機能をユーザが利用する際や各種設定を行う際のユーザインタフェースとして機能する表示装置である。

ＣＰＵ３０３０は、ＲＯＭ３０４０に記憶されたプログラムを実行する装置であり、ＲＡＭ３０５０に展開（ロード）されたデータを、プログラムの命令に従って演算処理し、センサ装置３００全体を制御する。ＲＯＭ３０４０は、ＣＰＵ３０３０が実行するプログラムやデータを記憶している。ＲＡＭ３０５０は、ＣＰＵ３０３０でＲＯＭ３０４０に記憶されたプログラムを実行する際に、実行するプログラムやデータが展開（ロード）され、演算の間、演算データを一時的に保持する。

補助記憶装置３０６０は、基本ソフトウエアであるＯＳや本実施の形態に係るアプリケーションプログラムなどを、関連するデータとともに記憶する装置である。

センサ装置３００が有する各手段は、ＣＰＵ３０３０が、ＲＯＭ３０４０又は補助記憶装置３０６０に記憶された各手段に対応するプログラムを実行することにより実現される形態としても良い。また、センサ装置３００が有する各手段は、当該各手段に関する処理をハードウエアとして実現される形態としても良い。
（本実施の形態に係る放射線測定システムによる処理例）

図１２乃至図１４を用いて、本実施の形態に係る放射線測定システム１００による処理例について説明する。以下、放射線測定システム１００による情報処理を、便宜的に（１）センサ装置駆動処理、（２）放射線線量測定処理（その１）、（３）放射線線量測定処理（その２）の３つに区分し、区分した情報処理毎に説明する。
（１）センサ装置駆動処理

図１２を用いて、放射線測定システム１００によるセンサ装置駆動処理について説明する。図１２は、放射線測定システム１００によるセンサ装置駆動処理の一例の流れを示すフローチャートである。ここで、センサ装置駆動処理とは、情報処理装置２００からセンサ装置３００へ送信されるアナログオーディオデータを用いて、センサ装置３００を駆動させる情報処理である。

Ｓ１０で第１のオーディオデータ出力手段２１０が、所定のアナログオーディオデータを、オーディオ入出力端子２２０のＬ極・Ｒ極を介してセンサ装置３００へ送信する。ここで、オーディオ入出力端子２２０のＬ極から送信されるアナログオーディオデータとＲ極から送信されるアナログオーディオデータとは、同時刻における値が正負反転した波形となる。

Ｓ２０でオーディオ入出力端子３１０が、第１のオーディオデータ出力手段２１０によって送信されたアナログオーディオデータを、オーディオ入出力端子２２０のＬ極・Ｒ極を介して受信する。

Ｓ３０で電力供給手段３２０が、Ｓ２０においてオーディオ入出力端子３１０が受信したオーディオデータを、種々の電子回路３０１０を利用して整流、昇圧する。

Ｓ４０で電力供給手段３２０が、Ｓ３０において整流・昇圧された信号を放射線検出センサ３３０、第２のオーディオデータ出力手段３４０へ駆動電力として供給する。

上記処理によって、放射線測定システム１００は、自装置駆動用電池を備えず、情報処理装置２００からも駆動用電源の供給を受けないセンサ装置３００を駆動させることができる。そのため、放射線測定システム１００は、センサ装置３００の構成を簡素化、軽量化、小型化させることができ、身の回りの空間の放射線線量を手軽に知りたいというニーズを満たすことができる。

また、上記処理によって、放射線測定システム１００は、放射線検出センサ３００による検出信号が微弱な信号であるところ、同時刻における値が正負反転したオーディオデータの送受信によって電磁結合・電界結合の影響を互いに打ち消し合わせ、放射線測定に係るデータのＳ／Ｎ比を向上させることができる。
（２）放射線線量測定処理（その１）

図１３を用いて、放射線測定システム１００による放射線線量測定処理（その１）について説明する。図１３は、放射線測定システム１００による放射線線量測定処理の一例の流れを示すフローチャートである。ノイズ検出手段２４０及びノイズ検出手段３５０は、択一的に設置することが可能であるが、ここでは、ノイズ検出手段３５０をセンサ装置３００側に組み込んだ場合の情報処理について説明する。

Ｓ１１０で放射線検出センサ３３０が、検出した放射線に応じた電気信号及び加わった振動・衝撃に伴う電気信号（以下、これらをセンサ出力信号という。）を出力する。

Ｓ１２０で第２のオーディオデータ出力手段３４０が、Ｓ１１０で出力されたセンサ出力信号をチャージアンプに通し、当該センサ出力信号の波形の特徴を拡大させる。続いて、Ｓ１２０で第２のオーディオデータ出力手段３４０が、チャージアンプに通したセンサ出力信号をアンプにて増幅させる。図５で示すように、センサ出力信号は微弱であるため、第２のオーディオデータ出力手段３４０は、センサ出力信号をチャージアンプ及びアンプに通すことによって反転拡大・増幅させ、放射線の測定処理を容易にする。

さらに、Ｓ１２０でノイズ検出手段３５０が、アンプによって増幅されたセンサ出力信号について、放射線検出信号とは正負が逆であって、当該センサ出力信号の絶対値が所定の閾値を超える時刻を検出する。図６で示すように、例えば、放射線検出信号が所定の正の閾値を超えるパルス波形である場合、ノイズ検出手段３５０は、センサ出力信号について、所定の負の閾値を超える時刻を検出する。

そして、Ｓ１２０でノイズ識別情報付与手段３６０が、センサ出力信号について、ノイズ検出手段３５０により検出された時刻を含む所定期間のデータを識別するためのフラグを付与する。図９で示すように、例えば、ノイズ識別情報付与手段３６０は、ノイズ検出手段３５０により検出された時刻を基準時刻とし、その基準時刻の１秒前から２秒後の区間のデータを識別するフラグをセンサ出力信号に付与する。

Ｓ１３０で第２のオーディオデータ出力手段３４０が、Ｓ１２０において処理されたセンサ出力信号を、オーディオ入出力端子３１０のＭｉｃ極を介して情報処理装置２００へ送信する。

Ｓ１４０でオーディオ入出力端子２２０が、第２のオーディオデータ出力手段３４０によって送信されたセンサ出力信号を、オーディオ入出力端子２２０のＭｉｃ極を介して受信する。

Ｓ１５０でフィルタ手段２５０が、Ｓ１４０においてオーディオ入出力端子２２０が受信したセンサ出力信号について、Ｓ１０において第１のオーディオデータ出力手段２１０により送信されたアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去した信号を出力する。このようにすることで、放射線測定システム１００は、既知の情報を用いて、センサ出力信号におけるＳ／Ｎ比を向上させ、放射線測定の精度を高めることができる。なお、本発明の構成上、Ｓ１５０におけるフィルタ手段２５０による処理を省略することも可能である。

Ｓ１６０で検出結果処理手段２３０が、オーディオ入出力端子２２０が受信したフラグの付与されたセンサ出力信号に基づき、当該フラグで識別される区間のデータを処理対象から除外して、放射線に関する測定結果を算出する。

上記処理によって、放射線測定システム１００は、放射線検出センサ３３０に加わった振動・衝撃の影響をセンサ出力信号から取り除くことで、移動測定中の放射線の測定精度を向上させることができる。そのため、放射線測定システム１００は、移動時間を含む長時間に渡る放射線積算被曝量についても、精度良く測定することができる。
（３）放射線線量測定処理（その２）

図１４を用いて、放射線測定システム１００による放射線線量測定処理（その２）について説明する。図１４は、放射線測定システム１００による放射線線量測定処理の一例の流れを示すフローチャートである。ノイズ検出手段２４０及びノイズ検出手段３５０は、択一的に設置することが可能であるが、ここでは、ノイズ検出手段２４０を情報処理装置２００側に組み込んだ場合の情報処理について説明する。
Ｓ２１０で放射線検出センサ３３０が、検出した放射線に応じた電気信号及び加わった振動・衝撃に伴うセンサ出力信号を出力する。

Ｓ２２０で第２のオーディオデータ出力手段３４０が、Ｓ２１０で出力されたセンサ出力信号をチャージアンプに通し、当該センサ出力信号の波形の特徴を拡大させる。続いて、Ｓ２２０で第２のオーディオデータ出力手段３４０が、チャージアンプに通したセンサ出力信号をアンプにて増幅させる。図５で示すように、センサ出力信号は微弱であるため、第２のオーディオデータ出力手段３４０は、センサ出力信号をチャージアンプ及びアンプに通すことによって反転拡大・増幅させ、放射線の検出処理を容易にする。

Ｓ２３０で第２のオーディオデータ出力手段３４０が、Ｓ２２０において処理されたセンサ出力信号を、オーディオ入出力端子３１０のＭｉｃ極を介して情報処理装置２００へ送信する。

Ｓ２４０でオーディオ入出力端子２２０が、第２のオーディオデータ出力手段３４０によって送信されたセンサ出力信号を、オーディオ入出力端子２２０のＭｉｃ極を介して受信する。

Ｓ２５０でフィルタ手段２５０が、Ｓ２４０においてオーディオ入出力端子２２０が受信したセンサ出力信号について、Ｓ１０において第１のオーディオデータ出力手段２１０により送信されたアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去した信号を出力する。このようにすることで、放射線測定システム１００は、既知の情報を用いて、センサ出力信号におけるＳ／Ｎ比を向上させ、放射線測定の精度を高めることができる。なお、本発明の構成上、Ｓ２５０におけるフィルタ手段２５０による処理を省略することも可能である。

さらに、Ｓ２５０でノイズ検出手段２４０が、センサ出力信号について、放射線検出信号とは正負が逆であって、当該センサ出力信号の絶対値が所定の閾値を超える時刻を検出する。図６で示すように、例えば、放射線検出信号が所定の正の閾値を超えるパルス波形である場合、ノイズ検出手段２４０は、センサ出力信号について、所定の負の閾値を超える時刻を検出する。なお、Ｓ２５０において、フィルタ手段２５０及びノイズ検出手段２４０による各処理は、どちらを先に行う形態としても良い。

Ｓ２６０で検出結果処理手段２３０が、Ｓ２５０においてノイズ検出手段２４０が検出した時刻を含む所定期間のデータを処理対象から除外したセンサ出力信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出する。

上記処理によって、放射線測定システム１００は、放射線検出センサ３３０に加わった振動・衝撃の影響をセンサ出力信号から取り除くことで、移動測定中の放射線の測定精度を向上させることができる。そのため、放射線測定システム１００は、移動時間を含む長時間に渡る放射線積算被曝量についても、精度良く測定することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の変形・変更が可能である。

１００放射線測定システム
２００情報処理装置
２１０第１のオーディオデータ出力手段
２２０オーディオ入出力端子
２３０検出結果処理手段
２４０ノイズ検出手段
２５０フィルタ手段
３００センサ装置
３１０オーディオ入出力端子
３２０電力供給手段
３３０放射線検出センサ
３４０第２のオーディオデータ出力手段
３５０ノイズ検出手段
３６０ノイズ識別情報付与手段
４００放射性物質
２０１０ＣＰＵ
２０２０ＲＯＭ
２０３０ＲＡＭ
２０４０補助記憶装置
２０５０通信Ｉ／Ｆ
２０６０入出力装置
２０７０記録媒体Ｉ／Ｆ
３０１０種々の電子回路
３０２０入出力装置
３０３０ＣＰＵ
３０４０ＲＯＭ
３０５０ＲＡＭ
３０６０補助記憶装置

Claims

オーディオ入出力端子を有する情報処理装置と、放射線検出センサを有し、前記オーディオ入出力端子を介して接続され、自装置駆動用の電池を備えていないセンサ装置と、を含む放射線測定システムであって、
前記情報処理装置が、
所定のアナログオーディオデータを一の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力し、かつ、前記放射線検出センサによる検出結果へ混入するノイズレベルを低減させる目的で、該所定のアナログオーディオデータと正負が反転したアナログオーディオデータを他の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力する第１のオーディオデータ出力手段を有し、
前記センサ装置が、
前記放射線検出センサによる検出結果であるアナログ電気信号を、録音チャンネル信号として前記情報処理装置へ出力する第２のオーディオデータ出力手段と、
前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータに基づく電力を用いて、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させる電力供給手段と、を有する放射線測定システムであって、さらに、
前記情報処理装置が、
前記第２のオーディオデータ出力手段により出力される前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出する検出結果処理手段を有することを特徴とする放射線測定システム。
前記センサ装置が、
前記アナログ電気信号について、前記放射線検出センサによる放射線の検出信号と正負が逆であって、絶対値が所定の閾値より大きい箇所を検出するノイズ検出手段と、
前記アナログ電気信号について、前記ノイズ検出手段により検出された前記箇所を含む所定長の区間の信号を区別するためのフラグを付与するノイズ識別情報付与手段と、を有し、
前記第２のオーディオデータ出力手段が、前記ノイズ識別情報付与手段により前記フラグが付与された前記アナログ電気信号を出力し、
前記検出結果処理手段が、前記ノイズ識別情報付与手段により付与された前記フラグで区別される区間を除いた前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線測定システム。
前記情報処理装置が、
前記アナログ電気信号について、前記放射線検出センサによる放射線の検出信号と正負が逆であって、絶対値が所定の閾値より大きい箇所を検出するノイズ検出手段を有し、
前記検出結果処理手段が、前記ノイズ検出手段により検出された前記箇所を含む所定長の区間の信号を除いた前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線測定システム。
前記検出結果処理手段が、
前記アナログ電気信号から、前記所定のアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去するフィルタ手段を有し、
前記フィルタ手段により前記所定のアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去された前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載の放射線測定システム。
前記電力供給手段が、前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータを整流及び昇圧し、整流及び昇圧した該オーディオデータを用いて、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一に記載の放射線測定システム。
前記検出結果処理手段が、前記アナログ電気信号について、所定の時間内に、所定の閾値を超過した回数を計数することによって、放射線線量を算出することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一に記載の放射線測定システム。
前記検出結果処理手段が、前記アナログ電気信号に係る放射線のエネルギースペクトルを算出することによって、被測定空間に存在する放射性物質の核種を特定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一に記載の放射線測定システム。
オーディオ入出力端子を有する情報処理装置と、放射線検出センサを有し、前記オーディオ入出力端子を介して接続され、自装置駆動用の電池を備えていないセンサ装置と、を含む放射線測定システムにおける放射線測定方法であって、
前記情報処理装置において、
第１のオーディオデータ出力手段が、所定のアナログオーディオデータを一の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力し、かつ、前記放射線検出センサによる検出結果へ混入するノイズレベルを低減させる目的で、該所定のアナログオーディオデータと正負が反転したアナログオーディオデータを他の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力するステップを含み、
前記センサ装置において、
第２のオーディオデータ出力手段が、前記放射線検出センサによる検出結果であるアナログ電気信号を、録音チャンネル信号として前記情報処理装置へ出力するステップと、
電力供給手段が、前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータに基づく電力を用いて、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させるステップと、を含み、さらに、
前記情報処理装置において、
検出結果処理手段が、前記第２のオーディオデータ出力手段により出力される前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出するステップを含むことを特徴とする放射線測定方法。
前記センサ装置において、
ノイズ検出手段が、前記アナログ電気信号について、前記放射線検出センサによる放射線の検出信号と正負が逆であって、絶対値が所定の閾値より大きい箇所を検出するステップと、
ノイズ識別情報付与手段が、前記アナログ電気信号について、前記ノイズ検出手段により検出された前記箇所を含む所定長の区間の信号を区別するためのフラグを付与するステップと、を含み、
前記第２のオーディオデータ出力手段が、前記ノイズ識別情報付与手段により前記フラグが付与された前記アナログ電気信号を出力し、
前記検出結果処理手段が、前記ノイズ識別情報付与手段により付与された前記フラグで区別される区間を除いた前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする請求項８に記載の放射線測定方法。
前記情報処理装置において、
ノイズ検出手段が、前記アナログ電気信号について、前記放射線検出センサによる放射線の検出信号と正負が逆であって、絶対値が所定の閾値より大きい箇所を検出するステップを含み、
前記検出結果処理手段が、前記ノイズ検出手段により検出された前記箇所を含む所定長の区間の信号を除いた前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする請求項８に記載の放射線測定方法。
前記検出結果処理手段において、
フィルタ手段が、前記アナログ電気信号から、前記所定のアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去するステップを含み、
前記検出結果処理手段が、前記フィルタ手段により前記所定のアナログオーディオデータと同じ周波数成分を除去された前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出することを特徴とする請求項８乃至１０の何れか一に記載の放射線測定方法。
前記電力供給手段が、前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータを整流及び昇圧し、整流及び昇圧した該オーディオデータを用いて、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか一に記載の放射線測定方法。
前記検出結果処理手段が、前記アナログ電気信号について、所定の時間内に、所定の閾値を超過した回数を計数することによって、放射線線量を算出することを特徴とする請求項８乃至１２の何れか一に記載の放射線測定方法。
前記検出結果処理手段が、前記アナログ電気信号に係る放射線のエネルギースペクトルを算出することによって、被測定空間に存在する放射性物質の核種を特定することを特徴とする請求項８乃至１３の何れか一に記載の放射線測定方法。
コンピュータに、請求項８乃至１４の何れか一に記載の放射線測定方法を実行させるための放射線測定プログラム。
オーディオ入出力端子を有する情報処理装置であって、放射線検出センサを有し、自装置駆動用の電池を備えていないセンサ装置に前記オーディオ入出力端子を介して接続される情報処理装置であって、
所定のアナログオーディオデータを一の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力し、かつ、前記放射線検出センサによる検出結果へ混入するノイズレベルを低減させる目的で、該所定のアナログオーディオデータと正負が反転したアナログオーディオデータを他の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力する第１のオーディオデータ出力手段を有し、
前記センサ装置が、前記放射線検出センサによる検出結果であるアナログ電気信号を、録音チャンネル信号として前記情報処理装置へ出力する第２のオーディオデータ出力手段と、前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータに基づく電力を用いて、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させる電力供給手段と、を有する場合、
さらに、
前記第２のオーディオデータ出力手段により出力される前記アナログ電気信号に基づき、放射線に関する測定結果を算出する検出結果処理手段を有することを特徴とする情報処理装置。
オーディオ入出力端子を有する情報処理装置と該オーディオ入出力端子を介して接続され、放射線検出センサを有し、自装置駆動用の電池を備えていないセンサ装置であって、
前記情報処理装置が、所定のアナログオーディオデータを一の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力し、かつ、前記放射線検出センサによる検出結果へ混入するノイズレベルを低減させる目的で、該所定のアナログオーディオデータと正負が反転したアナログオーディオデータを他の出力チャンネル信号として前記センサ装置へ出力する第１のオーディオデータ出力手段を有する場合、
前記放射線検出センサによる検出結果であるアナログ電気信号を、録音チャンネル信号として前記情報処理装置へ出力する第２のオーディオデータ出力手段と、
前記第１のオーディオデータ出力手段により出力されたオーディオデータに基づく電力を用いて、前記放射線検出センサ及び前記第２のオーディオデータ出力手段を動作させる電力供給手段と、を有することを特徴とするセンサ装置。
前記アナログ電気信号について、前記放射線検出センサによる放射線の検出信号と正負が逆であって、絶対値が所定の閾値より大きい箇所を検出するノイズ検出手段と、
前記アナログ電気信号について、前記ノイズ検出手段により検出された前記箇所を含む所定長の区間の信号を区別するためのフラグを付与するノイズ識別情報付与手段と、を有し、
前記第２のオーディオデータ出力手段が、前記ノイズ識別情報付与手段により前記フラグが付与された前記アナログ電気信号を出力することを特徴とする請求項１７に記載のセンサ装置。