JPH07239385A - 放射線量測定装置 - Google Patents

放射線量測定装置

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JPH07239385A
JPH07239385A JP2922194A JP2922194A JPH07239385A JP H07239385 A JPH07239385 A JP H07239385A JP 2922194 A JP2922194 A JP 2922194A JP 2922194 A JP2922194 A JP 2922194A JP H07239385 A JPH07239385 A JP H07239385A
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JP
Japan
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charge
output
conversion circuit
voltage conversion
voltage
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JP2922194A
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English (en)
Inventor
Susumu Adachi
晋 足立
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 近接した時間内に複数のフォトンが入射した
場合に計数ミスは生じるものの、簡単な線形補正によっ
て計数ミスを補正して正確な放射線量を求めることので
きる放射線量測定装置を提供する。 【構成】 放射線検出器1の出力を電荷電圧変換回路2
に導入する状態と導入しない状態のいずれかに切り換え
るスイッチング要素11と、電荷電圧変換回路2に蓄積
された電荷を放電させる放電手段12と、スイッチング
要素11および放電手段12を外部クロックに同期させ
てそれぞれ一定周期Tで動作させる制御回路10を設け
た構成とすることにより、システムのデッドタイムを常
に一定のTとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば医用X線像撮像装
置における各画素を構成するシステムとして、あるいは
産業用非破壊検査装置等に適用可能な、フォトンカウン
ティング方式に基づく放射線量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】放射線量の測定方法として、放射線光子
を1個づつ計数するフォトンカウンティング方式が知ら
れている。このフォトンカウンティング方式は、図3に
従来のこの種の方式を用いた放射線量測定装置の構成例
を示すように、基本的に、電荷出力型の放射線検出器3
1、増幅器32aとキャパシタ32bとからなる電荷電
圧変換回路32、フィルタ33、コンパレータ34およ
びカウンタ35を備えた構成を採る。
【0003】そして、このような回路構成によると、図
4に各部の信号波形をタイムチャートで示すように、放
射線検出器31から出力される電荷信号aは電荷電圧変
換回路32に蓄積されるとともに電圧信号に変換される
結果、この電荷電圧変換回路32の出力信号bは、放射
線検出器31に1発のフォトンが入射するごとにステッ
プ状に変化する。その信号bは次段のフィルタ33によ
ってパルス状の信号cに整形された後、コンパレータ3
4に導入される。コンパレータ34では、フィルタ33
からのパルス状信号cと基準電圧Vref とを比較し、信
号cの波高が基準電圧Vref を越えている状態ではその
出力dがHレベルとなる。そしてこのコンパレータ34
の出力dはカウンタ35に導入されてHレベルとなった
回数が計数・記憶され、そのカウンタ35の計数値が放
射線検出器31に入射した放射線量を表すようになって
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来のフォトンカウンティング方式に基づく放射線量
測定装置によると、図4から明らかなように、放射線検
出器31に1発のフォトンが入射すると、フィルタ33
の出力cが立ち上がってコンパレータ34の出力dをH
レベルとするが、コンパレータ34の出力dがHレベル
の期間中、つまりフィルタ33の出力cが基準電圧V
ref を越えている期間中に他のフォトンが入射した場
合、コンパレータ34の出力はこれを分離することはで
きない。従って、この期間はデッドタイムとなって、そ
の間に入射したフォトンの計数ミスが生じる。
【0005】そして更に悪いことに、フィルタ33の出
力cが基準電圧Vref を越えている状態で他のフォトン
が入射した場合、フィルタ33の出力の基準電圧Vref
を越えた状態がより長期にわたって継続することにな
り、デッドタイムが延長してしまう結果となる。そのた
め、従来のこの種の測定装置によると、放射線の入射量
に対する計数特性は複雑な非線形性を持ち、補正が困難
となるという問題があった。
【0006】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、近接した時間内に複数のフォトンが入射した場
合にその計数ミスは生じるものの、簡単な線形補正によ
り、計数ミスを容易に補正して正確な放射線量を求める
ことのできる放射線量測定装置の提供を目的としてい
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例図面である図1を参照しつつ説明す
ると、本発明の放射線量測定装置は、放射線の入射によ
り電荷信号aを出力する放射線検出器1と、その放射線
検出器1の出力を蓄積して電圧信号bに変換する電荷電
圧変換回路2と、その電荷電圧変換回路2の出力bを基
準電圧Vref と比較して基準電圧Vref 越えているとき
にパルス状の信号dを出力する電圧比較回路4と、その
電圧比較回路4の出力を計数する計数回路4を備えた放
射線量測定装置において、放射線検出器1の出力aを電
荷電圧変換回路2に導入する状態と導入しない状態のい
ずれかの状態に切り換えるスイッチング要素11と、電
荷電圧変換回路2に蓄積された電荷を放電させる放電手
段12と、スイッチング要素11および放電手段を、外
部クロックに同期させてそれぞれ一定周期で動作させる
制御回路10を備えていることによって特徴づけられ
る。
【0008】
【作用】電子回路の応答特性が有限である限り、時間的
に近接したパルスを数え落としてしまうことは避けるこ
とはできないが、微小期間中に多数のフォトンが入射し
て時間的に近接した多数のパルスが発生しても、デッド
タイムを一定時間に維持することができれば、パルスの
数え落としを線形補正することが可能となる。本発明は
このような観点に立ってなされている。
【0009】すなわち、電荷出力型の放射線検出器は一
般に寄生容量を持ち、フォトンの入射によって発生した
電荷信号は、その寄生容量に一時的に蓄積されることを
利用し、その放射線検出器1の出力aを電荷電圧変換回
路2に常時導入するのではなく、図2に示すように、外
部クロックに同期した一定の周期Tごとに導入すること
により、フォトンの入射があったときの電荷電圧変換回
路2の出力bを一定のタイミングのもとに立ち上がらせ
る。また、これと同期した一定のタイミングで、この電
荷電圧変換回路2に蓄積された電荷を放電してリセット
してしまうことによって、周期T内に複数のフォトンが
入射した場合にこれを1として計数してしまうが、その
デッドタイムは常にTで一定であり、容易に線形補正す
ることが可能となる。
【0010】
【実施例】図1は本発明実施例の回路構成を示すブロッ
ク図である。電荷出力型の放射線検出器1の信号出力端
子は、スイッチ11を介して電荷電圧変換回路2の入力
端子に接続されており、このスイッチ11を閉じたとき
に限り、放射線検出器1からの電荷信号aが電荷電圧変
換回路2に導入される。
【0011】電荷電圧変換回路2は、基本的には増幅器
2aにキャパシタ2bを負帰還接続した従来のものと同
等のものであるが、キャパシタ2bにはスイッチ12が
並列に接続されており、このスイッチ12を閉じること
により、キャパシタ2bに蓄積された信号電荷は放電さ
れ、電荷電圧変換回路2の出力bを零にすることができ
る。
【0012】電荷電圧変換回路2の出力bはコンパレー
タ4に入力されている。コンパレータ4は、入力電圧を
基準電圧Vref と比較し、入力電圧が基準電圧Vref
越えている間においてHレベルとなるようなデジタル信
号dを出力する。そして、このコンパレータ4の出力d
はカウンタ5に入力され、出力dがHレベルとなった回
数が計数される。
【0013】スイッチ11および12は、それぞれ制御
回路10から供給される制御信号AおよびBによって、
外部クロックに同期した一定の周期のもとにシーケンシ
ャルに駆動される。また、コンパレータ4およびカウン
タ5についても、同じく制御回路10から供給される制
御信号Cによって一定の周期で能動化されるようになっ
ている。
【0014】図2は以上の本発明実施例の各部の信号波
形を示すタイムチャートで、以下、この図を参照しつつ
本発明実施例の作用を述べる。この例では、一定の時間
Tを1サイクルとして、そのサイクルを所定回数繰り返
すことによって装置が動作する。また、1サイクルの時
間Tは更にφ0 〜φ3の4フェーズに分割されており、
φ1 においてスイッチ12が閉じ、φ3 においてスイッ
チ11が閉じるとともに、φ0 においてコンパレータ4
およびカウンタ5が能動化されるよう、制御信号A〜C
が設定されている。
【0015】さて、このような設定において、例えばあ
るサイクルのフェーズφ2 において放射線検出器1にフ
ォトンが入射し、電荷信号aが発生したとしよう。この
場合、その時点においてスイッチ11は開いているか
ら、その電荷信号aは電荷電圧変換回路2には導入され
ず、放射線検出器1の寄生容量にチャージされる。そし
て、続くフェーズφ3 においてスイッチ11が閉じられ
たとき、その電荷がキャパシタ2bに移動し、電荷電圧
変換回路2の出力bが上昇する。その後、次のサイクル
のフェーズφ0 でコンパレータ4およびカウンタ5が動
作するから、電荷電圧変換回路2の出力bが基準電圧V
ref を越えている場合には、そのフェーズφ0 の期間中
においてコンパレータ4の出力dがHレベルとなり、カ
ウンタ5の計数値が1カウントだけアップする。そし
て、続くフェーズφ1 において、スイッチ12が閉じら
れるため、キャパシタ2bにチャージされた電荷が放電
され、電荷電圧変換回路2の出力は零にリセットされ
る。
【0016】以上の動作によると、1サイクル中の任意
の時点において例えば2発のフォトンが入射した場合、
これらによる電荷信号aはスイッチ11が閉じられるフ
ェーズφ3 においてキャパシタ2bに移動し、続くサイ
クルのフェーズφ0 の期間中においてコンパレータ4の
出力がHレベルとなり、カウンタ5の計数値が1カウン
トだけアップすることになり、2発のフォトンの分離は
できない。しかし、この動作によると、一定の時間Tの
サイクルごとに放射線検出器1からの電荷信号aが電荷
電圧変換回路2に導入され、その電荷電圧変換回路2の
出力電圧の大きさをコンパレータ4で判定してカウンタ
5でカウントした直後に、電荷電圧変換回路2に導入・
蓄積されている電荷をリセットするから、続くサイクル
で入射したフォトンによる電荷は確実に分離され、結
局、1サイクル内に多数のフォトンが入射しても、シス
テムのデッドタイムは常にTで一定となる。
【0017】このことは、nをカウンタ5の計数値、x
を単位時間当たりの入射フォトン数とすると、統計学的
な計算により、このシステムの計数特性を、 n=x/(1+xT) ・・(1) と正確に表すことができることを意味する。従って、本
発明実施例による測定結果は容易に線型補正することが
可能であり、等価的に装置の線型領域を広げることがで
きる。
【0018】なお、以上の実施例では、コンパレータ4
およびカウンタ5を、スイッチ11および12の動作と
同期させているが、これらは特にスイッチ11および1
2と同期させる必要はなく、非同期であってもよい。例
えばコンパレータ4およびカウンタ5を常に動作状態と
しておいた場合、電荷電圧変換回路2の出力が基準電圧
ref を越えた時点でコンパレータ4の出力がHレベル
となって、その立ち上がりのタイミングは一定とはなら
ないものの、図2におけるフェーズφ3 内のいずれかの
時点であり、また、その立ち下がりの時点はスイッチ1
2が閉じられる時点で一定となり、特に影響はない。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射線検出器1からの電荷信号を一定の周期Tごとに電
荷電圧変換回路に導入するとともに、その導入の周期T
に同期させて、電荷電圧変換回路に蓄積された電荷を同
じ周期Tで放電するように構成したから、周期T内に複
数のフォトンが放射線検出器に入射した場合に数え落と
しは生じるものの、そのデッドタイムは周期T内に入射
したフォトン数に関わりなく常に一定のTとなり、その
計数特性を統計学的に正確に表すことが可能となるた
め、測定結果を容易に線形補正することができ、ひいて
は装置の線形領域を等価的に広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の回路構成を示すブロック図
【図2】その各部の信号波形を示すタイムチャート
【図3】フォトンカウンティング方式に基づく従来の放
射線量測定装置の回路構成例を示すブロック図
【図4】その各部の信号波形を示すタイムチャート
【符号の説明】
1 放射線検出器 2 電荷電圧変換回路 2a 増幅器 2b キャパシタ 4 コンパレータ 5 カウンタ 10 制御回路 11,12 スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射線の入射により電荷信号を出力する
    放射線検出器と、その放射線検出器の出力を蓄積して電
    圧信号に変換する電荷電圧変換回路と、その電荷電圧変
    換回路の出力を基準電圧と比較して基準電圧を越えてい
    るときにパルス状の信号を出力する電圧比較回路と、そ
    の電圧比較回路の出力を計数する計数回路を備えた放射
    線量測定装置において、上記放射線検出器の出力を上記
    電荷電圧変換回路に導入する状態と導入しない状態のい
    ずれかの状態に切り換えるスイッチング要素と、上記電
    荷電圧変換回路に蓄積された電荷を放電させる放電手段
    と、上記スイッチング要素および放電手段を、外部クロ
    ックに同期させてそれぞれ一定周期で動作させる制御回
    路を備えていることを特徴とする放射線量測定装置。
JP2922194A 1994-02-28 1994-02-28 放射線量測定装置 Pending JPH07239385A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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