JPWO2009054233A1 - Radiation detector - Google Patents

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Abstract

本発明の放射線検出器1は、検出セル7から出力されるアナログ電気パルスPを所定のしきい値Vthで二値化してデジタル電気パルスPpに変調するパルス幅変調回路11と、放射線が入射する検出セル7の位置に関する入射位置パルスPx、Pyと放射線により検出されるデジタル電気パルスPpとを重畳して入射位置パルス列Ptを出力するデータ重畳器13とを備えるので、従来デジタル電気パルスPpの出力の後ろに付加されてきた位置情報をデジタル電気パルスPpの中に付加することができる。したがって、デジタル電気パルスPpの後ろに位置情報を付加して位置情報を伝送する従来技術に比べて、検出セル7に入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。The radiation detector 1 of the present invention includes a pulse width modulation circuit 11 that binarizes an analog electric pulse P output from a detection cell 7 with a predetermined threshold value Vth and modulates it into a digital electric pulse Pp, and radiation is incident thereon. Since the data superimposing unit 13 that superimposes the incident position pulses Px and Py related to the position of the detection cell 7 and the digital electric pulse Pp detected by radiation and outputs the incident position pulse train Pt is provided, the output of the conventional digital electric pulse Pp is provided. Can be added to the digital electric pulse Pp. Therefore, the position of the radiation incident on the detection cell 7 can be detected in a shorter time compared to the prior art in which the position information is transmitted after the digital electric pulse Pp is transmitted.

Description

本発明は、入射した放射線を電気パルスに変換して放射線を検出する検出セルを複数備える放射線検出器に関し、特に放射線が入射する検出セルの位置を検出する技術に関する。   The present invention relates to a radiation detector including a plurality of detection cells that detect incident radiation by converting incident radiation into electric pulses, and more particularly to a technique for detecting the position of a detection cell on which radiation is incident.

従来の技術として、放射線検出器であるPET(Positron Emission Tomography)用検出器を例示して説明する。PET用検出器では、空間分解能の向上を目的として、小面積の検出セルを1mm程度のピッチで配列された放射線検出器が提案されている。このような小ピッチの検出セルを用いて有効な視野サイズを確保するには検出セルを2次元に並べる必要があるので、チャネル数が膨大となる。   As a conventional technique, a detector for PET (Positron Emission Tomography) which is a radiation detector will be described as an example. As a PET detector, a radiation detector in which small-area detection cells are arranged at a pitch of about 1 mm has been proposed for the purpose of improving spatial resolution. In order to secure an effective visual field size using such a small-pitch detection cell, it is necessary to arrange the detection cells two-dimensionally, resulting in an enormous number of channels.

一般に多数の検出セルのどの検出セルに放射線が入射したのかを同定する方法には2種類ある。1つ目は、チャネルから得られる信号を全て並列に読み出す方法である(例えば、特許文献1参照)。2つ目は、アンガー方式と呼ばれるアナログ回路による重心演算で実現する方法である(例えば、特許文献2参照)。従来、商用機においては回路部のコストを下げる必要があるので、PMT(photomultiplier tube)を使用するアンガー方式が用いられている。
特開平8−68863号公報(第2−3頁、図1) 特開平7−311270号公報(第2−3頁、図2、図4)
In general, there are two types of methods for identifying which detection cell of many detection cells is irradiated with radiation. The first is a method of reading all signals obtained from the channels in parallel (see, for example, Patent Document 1). The second is a method that is realized by calculating the center of gravity using an analog circuit called an anger method (see, for example, Patent Document 2). Conventionally, since it is necessary to reduce the cost of a circuit unit in a commercial machine, an anger method using a PMT (photomultiplier tube) is used.
JP-A-8-68863 (page 2-3, FIG. 1) JP-A-7-311270 (page 2-3, FIG. 2, FIG. 4)

しかしながら、従来の技術には次のような問題点がある。すなわち、1mm以下の空間分解能を達成するには信号配線が増加し、信号配線の引き回しが多くなるので、信号がノイズの影響を受けやすく所定の空間分解能や時間分解能が得られにくいという点である。   However, the conventional technique has the following problems. That is, in order to achieve a spatial resolution of 1 mm or less, the number of signal wirings increases and the number of signal wirings increases, so that the signals are easily affected by noise and it is difficult to obtain a predetermined spatial resolution and temporal resolution. .

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、多数の検出セルで放射線を検出する場合でも、検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる放射線検出器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can detect the position of radiation incident on a detection cell in a short time even when detecting radiation with a large number of detection cells. The purpose is to provide.

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明の放射線検出器は、入射した放射線をアナログの電気パルスに変換して放射線を検出する検出セルを複数備える放射線検出器において、前記アナログの電気パルスを所定のしきい値で二値化してデジタルの電気パルスを出力するパルス幅変調手段と、放射線が入射する検出セルの位置に関する情報を前記電気パルスに加えてなる入射位置パルス列を出力する位置情報付加手段を備えることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the radiation detector of the present invention is a radiation detector including a plurality of detection cells that detect incident radiation by converting incident radiation into analog electrical pulses, and the analog electrical pulses are binarized at a predetermined threshold value. And a pulse width modulation means for outputting a digital electric pulse and a position information adding means for outputting an incident position pulse train obtained by adding information on the position of a detection cell on which radiation is incident to the electric pulse. Is.

これにより、パルス幅変調手段は検出セルから出力されるアナログの電気パルスを所定のしきい値で二値化してデジタルの電気パルスに変調し、位置情報付加手段は放射線が入射する検出セルの位置に関する情報と放射線の入射により検出される電気パルスとを重畳して入射位置パルス列を出力するので、従来電気パルスの出力の後ろに付加されてきた位置情報を電気パルスの中に付加することができる。したがって、電気パルスの後ろに位置情報を付加して位置情報を伝送する従来技術に比べて、検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   As a result, the pulse width modulation means binarizes the analog electric pulse output from the detection cell with a predetermined threshold value and modulates it into a digital electric pulse, and the position information addition means detects the position of the detection cell where the radiation is incident. Since the incident position pulse train is output by superimposing the information on the information and the electric pulse detected by the incidence of the radiation, the position information added after the output of the conventional electric pulse can be added to the electric pulse. . Therefore, the position of the radiation incident on the detection cell can be detected in a shorter time compared to the prior art in which the position information is transmitted after the electrical pulse is added.

上述した本発明によれば、前記位置情報付加手段は前記アナログ電気パルスが所定のしきい値を上回るタイミングと下回るタイミングに同期して前記入射位置パルス列を出力することが好ましい。これにより、位置情報付加手段はアナログ電気パルスが所定のしきい値を上回るタイミングと下回るタイミングとに同期して入射位置パルス列を出力するので、アナログ電気パルスの大きさの変化に基づいて、検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the present invention described above, it is preferable that the position information adding means outputs the incident position pulse train in synchronization with a timing when the analog electric pulse exceeds and falls below a predetermined threshold value. As a result, the position information adding means outputs the incident position pulse train in synchronization with the timing when the analog electric pulse exceeds and falls below the predetermined threshold value. Therefore, based on the change in the magnitude of the analog electric pulse, the detection cell The position of the radiation incident on can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記入射位置パルス列を構成する各パルスの幅はX方向とY方向とからなる2次元に配列される前記検出セルのXチャネル番号とYチャネル番号であることが好ましい。これにより、放射線が入射する検出セルのXチャネル番号とYチャネル番号を正確に検出できるので、放射線が入射する検出セルのX方向とY方向の位置を短い時間で検出できる。   According to the present invention described above, it is preferable that the width of each pulse constituting the incident position pulse train is the X channel number and the Y channel number of the detection cells arranged two-dimensionally in the X direction and the Y direction. . As a result, the X channel number and Y channel number of the detection cell to which the radiation is incident can be accurately detected, so that the position in the X direction and the Y direction of the detection cell to which the radiation is incident can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記入射位置パルス列を構成する各パルスの幅はX方向とY方向とZ方向とからなる3次元に配列される前記検出セルのXチャネル番号とYチャネル番号とZチャネル番号であることが好ましい。これにより、放射線が入射する検出セルのXチャネル番号とYチャネル番号とZチャネル番号を正確に検出できるので、放射線が入射する検出セルのX方向とY方向とZ方向の位置を短い時間で検出できる。   According to the present invention described above, the width of each pulse constituting the incident position pulse train has the X channel number, Y channel number, and Z of the detection cells arranged in three dimensions consisting of the X direction, the Y direction, and the Z direction. A channel number is preferred. This makes it possible to accurately detect the X channel number, Y channel number, and Z channel number of the detection cell to which the radiation is incident, so that the X, Y, and Z direction positions of the detection cell to which the radiation is incident can be detected in a short time. it can.

上述した本発明によれば、前記入射位置パルス列を構成する各パルスのピッチは前記アナログの電気パルスの波高値に比例することが好ましい。これにより、入射位置パルス列を構成する各パルスのピッチはアナログの電気パルスの波高値に比例するので、各パルスのピッチに基づいて、検出セルに入射する放射線の波高値を短い時間で検出することができる。   According to the present invention described above, the pitch of each pulse constituting the incident position pulse train is preferably proportional to the peak value of the analog electric pulse. As a result, since the pitch of each pulse constituting the incident position pulse train is proportional to the peak value of the analog electric pulse, the peak value of the radiation incident on the detection cell can be detected in a short time based on the pitch of each pulse. Can do.

上述した本発明によれば、前記入射位置パルス列を圧縮して圧縮パルス列を出力するパルス列圧縮手段と、前記圧縮パルス列を前記入射位置パルス列に復元するパルス列復元手段とを備えることが好ましい。これにより、パルス列圧縮手段は検出セルごとに出力される入射位置パルス列を圧縮して圧縮パルス列を出力し、パルス列復元手段は伝送される入射位置パルス列を復元するので、検出セルの数よりも少ない数の伝送線で入射位置パルス列を伝送することができる。   According to the present invention described above, it is preferable to include pulse train compression means for compressing the incident position pulse train and outputting a compressed pulse train, and pulse train restoration means for restoring the compressed pulse train to the incident position pulse train. Thus, the pulse train compression means compresses the incident position pulse train output for each detection cell and outputs a compressed pulse train, and the pulse train restoration means restores the transmitted incident position pulse train, so that the number is smaller than the number of detection cells. The incident position pulse train can be transmitted through the transmission line.

上述した本発明によれば、前記パルス列圧縮手段は複数の前記検出セルで構成されるグループごとに設けられ、前記圧縮パルス列は前記グループごとに出力されて、前記グループごとに出力される前記圧縮パルス列に前記グループの位置に関する情報を加えてなるグループパルス列をグループごとに出力するグループ位置情報付加手段とを備えることが好ましい。これにより、グループ位置情報付加手段は圧縮パルス列にグループの位置情報を加えてグループパルス列を出力するので、グループごとにまとめられた検出セルを備える放射線検出器においても、各グループから出力されるグループパルス列がどのグループから出力されたパルス列かを少ない数の伝送線で検出することができる。   According to the present invention described above, the pulse train compression means is provided for each group composed of a plurality of the detection cells, and the compressed pulse train is output for each group and output for each group. It is preferable to further comprise group position information adding means for outputting, for each group, a group pulse train obtained by adding information related to the position of the group. As a result, the group position information adding means adds the group position information to the compressed pulse train and outputs the group pulse train. Therefore, even in the radiation detector having the detection cells grouped for each group, the group pulse train output from each group Can be detected with a small number of transmission lines.

上述した本発明によれば、前記グループパルス列を圧縮してグループ圧縮パルス列を出力するグループ圧縮手段と、前記グループ圧縮パルス列を前記グループパルス列に復元して前記グループパルス列を前記圧縮パルス列に復元するグループ復元手段とを備えることが好ましい。これにより、グループ圧縮手段はグループ位置情報付加手段から出力されるグループパルス列を圧縮してグループ圧縮パルス列を出力し、グループ復元手段はグループ圧縮パルス列をもとのグループパルス列に復元するので、各グループごとに設けられるパルス列圧縮手段から圧縮パルス列が出力されるときでも、圧縮パルス列が出力されるグループの位置を短い時間で検出することができる。   According to the present invention described above, group compression means for compressing the group pulse train and outputting a group compressed pulse train, and group restoration for restoring the group compressed pulse train to the group pulse train and restoring the group pulse train to the compressed pulse train Means. Thus, the group compression means compresses the group pulse train output from the group position information adding means and outputs a group compressed pulse train, and the group decompression means restores the group compressed pulse train to the original group pulse train. Even when the compressed pulse train is output from the pulse train compressing means provided in, the position of the group from which the compressed pulse train is output can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記位置情報付加手段は、前記検出セルの位置に関する情報に対応して出力される遅延信号(A)を出力する遅延回路(B)と、前記電気パルスと前記遅延信号(A)とが入力されると前記入射位置パルス列を出力する論理回路(C)とを備えることが好ましい。これにより、位置情報付加手段は遅延回路(B)と論理回路(C)とを備え、遅延回路(B)は検出セルの位置に関する情報に対応する遅延信号(A)を出力し、論理回路(C)は電気パルスと遅延信号(A)とが入力されると入射位置パルス列を出力するので、位置情報付加手段は放射線が入射する検出セルの位置に関する情報に対応する入射位置パルス列を出力することができる。したがって、検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the present invention described above, the position information adding means includes a delay circuit (B) that outputs a delay signal (A) that is output corresponding to information on the position of the detection cell, the electrical pulse, and the delay. It is preferable to include a logic circuit (C) that outputs the incident position pulse train when the signal (A) is input. As a result, the position information adding means includes a delay circuit (B) and a logic circuit (C), and the delay circuit (B) outputs a delay signal (A) corresponding to information on the position of the detection cell. C) outputs an incident position pulse train when an electric pulse and a delay signal (A) are input, so that the position information adding means outputs an incident position pulse train corresponding to information on the position of the detection cell on which the radiation is incident. Can do. Therefore, the position of the radiation incident on the detection cell can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記論理回路(C)は、前記入射位置パルス列を構成する1つのパルスが前記遅延信号(A)の立ち上がりと同期して立ち下がり、前記入射位置パルス列を構成する別のパルスが前記遅延信号(A)の立ち下がりに同期して立ち下がり、前記1つのパルスと前記別のパルスとを列状に重ねて前記入射位置パルス列を出力する論理回路であることが好ましい。これにより、入射位置パルス列には、デジタル電気パルスが立ち上がってから遅延信号(A)が立ち上がるまでの時間情報と、デジタル電気パルスが立ち下がってから遅延信号(A)の立ち下がるまでの時間情報とが重畳される。したがって、これらの時間情報に基づいてデジタル電気パルスが検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the above-described present invention, the logic circuit (C) has another pulse that constitutes the incident position pulse train, in which one pulse constituting the incident position pulse train falls in synchronization with the rise of the delay signal (A). It is preferable that the pulse is a logic circuit that falls in synchronization with the fall of the delay signal (A) and outputs the incident position pulse train by superimposing the one pulse and the other pulse in a row. Thereby, the incident position pulse train includes time information from the rise of the digital electric pulse to the rise of the delay signal (A), and time information from the fall of the digital electric pulse to the fall of the delay signal (A). Are superimposed. Therefore, the position of the radiation at which the digital electric pulse enters the detection cell can be detected in a short time based on the time information.

上述した本発明によれば、前記位置情報付加手段は、前記検出セルの位置に関する情報に対応する容量を有するコンデンサと抵抗値を有する抵抗とで構成されて遅延信号(D)を出力する遅延回路(E)と、所定のしきい値と比較して前記遅延信号(D)が所定のしきい値を超えるとき前記入射位置パルス列を構成する各パルスを出力する比較器と、前記比較器から出力される各パルスを列状に重ねて前記入射位置パルス列を出力する論理回路(F)とを備えることが好ましい。これにより、遅延回路(E)を構成するコンデンサと抵抗は電気パルスの出力を変化させ、比較器はコンデンサと抵抗を通って出力される電気パルスが所定のしきい値を越えると二値化して入射位置パルス列を構成する各パルスを出力し、論理回路(F)は比較器から出力される各パルスを束ねるので、位置情報付加手段は放射線が入射する検出セルの位置に関する情報に対応する入射位置パルス列を出力することができる。したがって、検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the above-described present invention, the position information adding means includes a capacitor having a capacitance corresponding to information on the position of the detection cell and a resistor having a resistance value, and outputs a delay signal (D). (E), a comparator that outputs each pulse constituting the incident position pulse train when the delay signal (D) exceeds a predetermined threshold compared with a predetermined threshold, and is output from the comparator And a logic circuit (F) for outputting the incident position pulse train by superimposing the pulses to be arranged in a row. Thereby, the capacitor and the resistor constituting the delay circuit (E) change the output of the electric pulse, and the comparator binarizes when the electric pulse output through the capacitor and the resistor exceeds a predetermined threshold value. Since each pulse constituting the incident position pulse train is output and the logic circuit (F) bundles each pulse output from the comparator, the position information adding means corresponds to the incident position corresponding to information on the position of the detection cell on which the radiation is incident. A pulse train can be output. Therefore, the position of the radiation incident on the detection cell can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記グループ位置情報付加手段は、前記グループの位置に関する情報に対応して出力される遅延信号(G)を出力する遅延回路(H)と、前記圧縮パルス列と前記遅延信号(G)とが入力されると前記グループパルス列を出力する論理回路(I)とを備えることが好ましい。これにより、グループ位置情報付加手段は遅延回路(H)と論理回路(I)とを備え、遅延回路(H)はグループの位置に関する情報に対応する遅延信号(G)を出力し、論理回路(I)は圧縮パルス列と遅延信号(G)とが入力されるとグループパルス列を出力するので、グループ位置情報付加手段は圧縮パルス列が出力されるグループの位置に関する情報に対応するグループパルス列を出力することができる。したがって、圧縮パルス列が出力されるグループの位置を短い時間で検出することができる。   According to the present invention described above, the group position information adding means includes a delay circuit (H) that outputs a delay signal (G) that is output corresponding to information on the position of the group, the compressed pulse train, and the delay. It is preferable to include a logic circuit (I) that outputs the group pulse train when a signal (G) is input. Thereby, the group position information adding means includes a delay circuit (H) and a logic circuit (I), and the delay circuit (H) outputs a delay signal (G) corresponding to information on the position of the group. I) outputs a group pulse train when a compressed pulse train and a delay signal (G) are inputted, so that the group position information adding means outputs a group pulse train corresponding to information on the position of the group from which the compressed pulse train is outputted. Can do. Therefore, the position of the group from which the compressed pulse train is output can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記論理回路(I)は、前記グループパルス列を構成する1つのパルスが前記遅延信号(G)の立ち上がりと同期して立ち下がり、前記グループパルス列を構成する別のパルスが前記遅延信号(G)の立ち下がりに同期して立ち下がり、前記1つのパルスと前記別のパルスとを列状に重ねて前記グループパルス列を出力する論理回路であることが好ましい。これにより、圧縮パルス列が出力されるグループの位置を短い時間で検出することができる。   According to the present invention described above, the logic circuit (I) is configured such that one pulse constituting the group pulse train falls in synchronization with the rise of the delay signal (G), and another pulse constituting the group pulse train. Is a logic circuit that falls in synchronization with the fall of the delay signal (G) and outputs the group pulse train by superimposing the one pulse and the other pulse in a row. Thereby, the position of the group from which the compressed pulse train is output can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記グループ位置情報付加手段は、前記グループの位置に関する情報に対応する容量を有するコンデンサと抵抗値を有する抵抗とで構成されて遅延信号(J)を出力する遅延回路(K)と、所定のしきい値と比較して前記遅延信号(J)が所定のしきい値を超えるとき前記グループパルス列を構成する各パルスを出力する比較器(L)と、前記比較器(L)から出力される各パルスを列状に重ねて前記グループパルス列を出力する論理回路(M)とを備えることが好ましい。これにより、遅延回路(J)を構成するコンデンサと抵抗は圧縮パルス列の出力を変化させ、比較器(L)はコンデンサと抵抗を通って出力される圧縮パルス列が所定のしきい値を越えると二値化してグループパルス列を構成する各パルスを出力し、論理回路(M)は比較器(L)から出力されるグループパルス列を束ねるので、グループ位置情報付加手段は圧縮パルス列が出力されるグループの位置に関する情報に対応するグループパルス列を出力することができる。したがって、圧縮パルス列が出力されるグループの位置を短い時間で検出することができる。   According to the above-described present invention, the group position information adding means includes a capacitor having a capacity corresponding to information on the position of the group and a resistor having a resistance value, and outputs a delay signal (J). (K), a comparator (L) for outputting each pulse constituting the group pulse train when the delay signal (J) exceeds a predetermined threshold value compared with a predetermined threshold value, and the comparator It is preferable to include a logic circuit (M) that outputs the group pulse train by superimposing the pulses output from (L) in a row. As a result, the capacitor and resistor constituting the delay circuit (J) change the output of the compressed pulse train, and the comparator (L) outputs two signals when the compressed pulse train output through the capacitor and resistor exceeds a predetermined threshold value. Since each pulse constituting the group pulse train is output as a value, and the logic circuit (M) bundles the group pulse trains output from the comparator (L), the group position information adding means outputs the position of the group from which the compressed pulse train is output. The group pulse train corresponding to the information on can be output. Therefore, the position of the group from which the compressed pulse train is output can be detected in a short time.

上述した本発明によれば、前記パルス幅変調手段は、複数の比較器で構成され、これら各々の比較器を用いて前記アナログの電気パルスを所定のしきい値でそれぞれ二値化してデジタルの電気パルスをそれぞれ出力することが好ましい。これにより、より正確な波高値やタイミング情報を得ることができる。   According to the present invention described above, the pulse width modulation means is composed of a plurality of comparators, and each of the comparators is used to binarize the analog electric pulse with a predetermined threshold value to obtain a digital signal. It is preferable to output each electric pulse. Thereby, more accurate peak value and timing information can be obtained.

上述した本発明によれば、前記位置情報付加手段は、パルス幅およびパルス振幅が異なる多値論理手法を用いて前記入射位置パルス列を出力することが好ましい。これにより、各パルスをアナログ加算して、パルス幅およびパルス振幅が異なる入射位置パルス列を出力することができる。   According to the present invention described above, it is preferable that the position information adding unit outputs the incident position pulse train by using a multi-value logic method having different pulse widths and pulse amplitudes. Thereby, each pulse is subjected to analog addition, and an incident position pulse train having a different pulse width and pulse amplitude can be output.

この発明に係る放射線検出器によれば、パルス幅変調手段は検出セルから出力されるアナログの電気パルスを所定のしきい値で二値化してデジタルの電気パルスに変調し、位置情報付加手段は放射線が入射する検出セルの位置に関する情報と放射線の入射により検出される電気パルスとを重畳して入射位置パルス列を出力するので、従来電気パルスの出力の後ろに付加されてきた位置情報を電気パルスの中に付加することができる。したがって、電気パルスの後ろに位置情報を付加して位置情報を伝送する従来技術に比べて、検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the radiation detector of the present invention, the pulse width modulation means binarizes the analog electric pulse output from the detection cell with a predetermined threshold value and modulates it into a digital electric pulse, and the position information adding means is Since the incident position pulse train is output by superimposing the information on the position of the detection cell where the radiation is incident and the electric pulse detected by the incidence of the radiation, the position information added after the output of the conventional electric pulse is used as the electric pulse. Can be added inside. Therefore, the position of the radiation incident on the detection cell can be detected in a shorter time compared to the prior art in which the position information is transmitted after the electrical pulse is added.

実施例1に係る放射線検出器の全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a radiation detector according to Embodiment 1. FIG. 実施例1に係る放射線検出器における信号付加を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating signal addition in the radiation detector according to the first embodiment. 実施例1に係る放射線検出器に備えられるデータ重畳器の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a data superimposing device provided in the radiation detector according to the first embodiment. 実施例1に係る放射線検出器に備えられるデータ重畳器で表現できる情報量を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the information content which can be expressed with the data superimposer with which the radiation detector which concerns on Example 1 is equipped. 実施例1に係る放射線検出器に備えられる検出セル群の模式図である。3 is a schematic diagram of a detection cell group provided in the radiation detector according to Embodiment 1. FIG. 実施例2に係る放射線検出器における信号付加を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart illustrating signal addition in the radiation detector according to the second embodiment. 実施例2に係る放射線検出器に備えられるCRデータ重畳器の回路図である。6 is a circuit diagram of a CR data superimposing device provided in a radiation detector according to Embodiment 2. FIG. 実施例3に係る放射線検出器の全体構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an overall configuration of a radiation detector according to a third embodiment. 実施例3に係る放射線検出器に備えられる検出器ブロックの模式図である。6 is a schematic diagram of a detector block provided in a radiation detector according to Embodiment 3. FIG. 実施例4に係る放射線検出器に備えられるパルス幅変調回路およびデータ重畳器の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of a pulse width modulation circuit and a data superimposer provided in the radiation detector according to the fourth embodiment. 実施例4に係るパルス幅変調回路およびデータ重畳器のタイミングチャートである。10 is a timing chart of a pulse width modulation circuit and a data superimposer according to the fourth embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 放射線検出器
7 … 検出セル
11 … パルス幅変調回路
13 … データ重畳器
17 … 圧縮器
P … アナログ電気パルス
Pp … デジタル電気パルス
Px … 検出セルのXチャネル番号を示す入射位置パルス
Py … 検出セルのYチャネル番号を示す入射位置パルス
Pw … Ppのパルス幅
Pw1 … Pxのパルス幅
Pw2 … Pyのパルス幅
Pw3 … PxとPyの立ち上がり時間差
Pt … 入射位置パルス列
Pp1 … デジタル電気パルス
Pp2 … デジタル電気パルス
Pp3 … デジタル電気パルス
Pp4 … デジタル電気パルス
Pw4 … Pp1のパルス幅
Pw5 … Pp2のパルス幅
Pw6 … Pp3のパルス幅
Pw7 … Pp4のパルス幅
Pw8 … Pxのパルス幅
Pw9 … Pyのパルス幅
Pt2 … Pp3およびPp4を有した入射位置パルス列
Pt3 … (多値論理の)入射位置パルス列
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radiation detector 7 ... Detection cell 11 ... Pulse width modulation circuit 13 ... Data superimposer 17 ... Compressor P ... Analog electric pulse Pp ... Digital electric pulse Px ... Incident position pulse Py which shows X channel number of detection cell Py ... Detection Incidence position pulse indicating cell Y channel number Pw ... Pp pulse width Pw1 ... Px pulse width Pw2 ... Py pulse width Pw3 ... Rise time difference between Px and Py Pt ... Incident position pulse train Pp1 ... Digital electric pulse Pp2 ... Digital electric Pulse Pp3 ... Digital electric pulse Pp4 ... Digital electric pulse Pw4 ... Pp1 pulse width Pw5 ... Pp2 pulse width Pw6 ... Pp3 pulse width Pw7 ... Pp4 pulse width Pw8 ... Px pulse width Pw9 ... Py pulse width Pt2 ... Pp3 And Pp Incident position pulse train having a Pt3 ... (the multi-valued logic) incident position pulse train

放射線が入射する検出セルの位置に関する情報と放射線の入射により検出される電気パルスとを重畳して入射位置パルス列を出力することで、検出セルに入射する放射線の位置を正確に短い時間で検出するという目的を実現した。   The position of the radiation incident on the detection cell is accurately detected in a short time by superimposing the information on the position of the detection cell on which the radiation is incident and the electrical pulse detected by the incidence of the radiation and outputting an incident position pulse train. The purpose was realized.

以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。図1は、実施例1に係る放射線検出器の全体構成を示すブロック図であり、図2は、その放射線検出器で検出される電気パルスに遅延信号を付加して入射位置パルス列発生させるタイミングチャートであり、図3は、その入射位置パルス列を発生させるデータ重畳器の回路図であり、図4は、そのデータ重畳器で表現できるチャネル数を示す模式図であり、図5は複数の検出セル7がX方向とY方向の二次元に配列される検出セル群を示す図である。   Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of the radiation detector according to the first embodiment. FIG. 2 is a timing chart for generating an incident position pulse train by adding a delay signal to the electrical pulse detected by the radiation detector. 3 is a circuit diagram of a data superimposing unit that generates the incident position pulse train, FIG. 4 is a schematic diagram showing the number of channels that can be represented by the data superimposing unit, and FIG. 5 is a plurality of detection cells. 7 is a diagram showing detection cell groups arranged two-dimensionally in the X direction and the Y direction.

図1に示すように、実施例1に係る放射線検出器1は、シンチレータ3と光電子増倍管5とを有する検出セル7ないし764(以下、総称するときは検出セル7とよぶ、)と、検出セル7で検出されるアナログ電気パルスPを増幅する前置増幅器9ないし964(以下、総称するときは前置増幅器9とよぶ。)と、パルス幅変調回路11とデータ重畳器13とを有するメタデータ付加器15ないし1564(以下、総称するときはメタデータ付加器15)と、メタデータ付加器15から出力される入射位置パルス列Ptを圧縮する圧縮器17とを備える。圧縮器17から出力される圧縮パルス列は、復元器19でもとの入射位置パルス列Ptに復元される。入射位置パルス列Ptは位置計算回路21に出力されて、位置計算回路21は入射位置パルス列Ptから放射線が検出セルに入射する位置を計算する。As shown in FIG. 1, the radiation detector 1 according to the first embodiment includes detection cells 7 1 to 7 64 each having a scintillator 3 and a photomultiplier tube 5 (hereinafter collectively referred to as a detection cell 7). And preamplifiers 9 1 to 9 64 (hereinafter collectively referred to as preamplifier 9) for amplifying the analog electric pulse P detected by the detection cell 7, a pulse width modulation circuit 11 and a data superimposer. provided no metadata adders 15 1 and a 13 to 15 64 (hereinafter collectively metadata adder 15) and, a compressor 17 for compressing the incident position pulse train Pt outputted from the metadata addition unit 15 . The compressed pulse train output from the compressor 17 is restored to the original incident position pulse train Pt by the decompressor 19. The incident position pulse train Pt is output to the position calculation circuit 21, and the position calculation circuit 21 calculates the position where radiation enters the detection cell from the incident position pulse train Pt.

放射線検出器1は、シンチレータ3と光電子増倍管(PMT:PhotoMultiplier Tubu)5、APD(Avalache Photo Diode)、SiPM(Silicon PhotoMultiplier)等の受光素子を組み合わせた放射線検出器あるいは半導体検出器である。   The radiation detector 1 is a radiation detector or a semiconductor detector in which a scintillator 3 and a photomultiplier tube (PMT: PhotoMultiplier Tube) (5), an APD (Avalache Photo Diode), or a SiPM (Silicon PhotoMultiplier).

検出セル7は、図5に示すように、X方向とY方向の二次元に配列されて検出セル群8を構成する。検出セル群8のX方向には検出セル7が8個配列され、Y方向には検出セル7が8個配列される。すなわち、検出セル7はX方向にx1ないしx8のチャネル番号と、Y方向にy1ないしy8のチャネル番号を有する。そして、各検出セル7は検出セル7(x=1,y=1)、検出セル7(x=2,y=1)などのチャネル情報を有する。検出セル群8は、検出セル7ないし764までの検出セル7を備える。As shown in FIG. 5, the detection cells 7 are two-dimensionally arranged in the X direction and the Y direction to constitute a detection cell group 8. In the detection cell group 8, eight detection cells 7 are arranged in the X direction, and eight detection cells 7 are arranged in the Y direction. That is, the detection cell 7 has channel numbers x1 to x8 in the X direction and channel numbers y1 to y8 in the Y direction. Each detection cell 7 has channel information such as a detection cell 7 1 (x = 1, y = 1) and a detection cell 7 2 (x = 2, y = 1). Detection cell group 8 is provided with a detection cell 7 to the detection cell 7 1-7 64.

図1および図2を参照してパルス幅変調回路11について説明する。図1に示すように、パルス幅変調回路11は、前置増幅器9から入力されるアナログ電気パルスPをデジタル電気パルスPpに変調してデータ重畳器13に出力する。パルス幅変調回路11は、検出セル7から入力されるアナログ電気パルスPとしきい値電圧Vthとを比較して、アナログ電気パルスPがしきい値電圧Vthを上回ればHighを出力し、アナログ電気パルスPがしきい値電圧Vthを下回ればLow出力する。なお、パルス幅変調回路11の出力Ppは図2におけるInに当たる。このとき、図2に示すように、アナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vthを上回る時間Tが長いほど、パルス幅変調回路11が出力するデジタル電気パルスPp(図2に示すIn)の出力Highの幅Pwも長くなる。反対にアナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vthを上回る時間Tが短いほど、ハルス幅変調回路11が出力するデジタル電気パルスPpの出力Highの幅Pwも短くなる。また、アナログ電気パルスPの信号強度(電圧値)が大きいほど幅Pwは長くなり、アナログ電気パルスPの信号強度(電圧値)が小さいほど幅Pwは短くなる。すなわち、パルス幅変調回路11はアナログ電気パルスPの信号強度をパルス幅Pwにエンコードする。なお、パルス幅変調回路11はこの発明のパルス幅変調手段に相当する。   The pulse width modulation circuit 11 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the pulse width modulation circuit 11 modulates the analog electric pulse P input from the preamplifier 9 into a digital electric pulse Pp and outputs it to the data superimposer 13. The pulse width modulation circuit 11 compares the analog electric pulse P input from the detection cell 7 with the threshold voltage Vth, and outputs High when the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth. When P is lower than the threshold voltage Vth, Low is output. Note that the output Pp of the pulse width modulation circuit 11 corresponds to In in FIG. At this time, as shown in FIG. 2, as the time T during which the voltage value of the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth is longer, the digital electric pulse Pp output from the pulse width modulation circuit 11 (In shown in FIG. 2). The width Pw of the output high becomes longer. Conversely, the shorter the time T during which the voltage value of the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth, the shorter the width Pw of the output High of the digital electric pulse Pp output from the Halth width modulation circuit 11. Further, the width Pw becomes longer as the signal intensity (voltage value) of the analog electric pulse P is larger, and the width Pw becomes shorter as the signal intensity (voltage value) of the analog electric pulse P is smaller. That is, the pulse width modulation circuit 11 encodes the signal intensity of the analog electric pulse P into the pulse width Pw. The pulse width modulation circuit 11 corresponds to the pulse width modulation means of this invention.

図3を参照してデータ重畳器13に備えられる回路を説明する。パルス幅変調回路11は、デジタル電気パルスPpを遅延発生器23とNOT回路25に出力する。NOT回路25はデジタル電気パルスPpをNOR回路27とAND回路29とに出力する。一方、遅延発生器23は、アナログ電気パルスPが出力される検出セル7ないし764のいずれかのXチャネル番号に対応する遅延信号DxをNOR回路27に出力し、アナログ電気パルスPが出力される検出セル7ないし764のいずれかのYチャネル番号に対応する遅延信号DyをAND回路29に出力する。遅延発生器23は、例えばDフリップフロップを用いたシフトレジスタ回路である。ここでいうアナログ電気パルスPは、デジタル電気パルスPpが二値化される前のパルスを指す。NOR回路27はXチャネル番号に対応する入射位置パルスPxをOR回路31に出力し、AND回路29はYチャネル番号に対応する入射位置パルスPyをOR回路31に出力する。OR回路31は入射位置パルスPx、Pyに基づいて入射位置パルス列Ptを圧縮器17に出力する。なお、データ重畳器13はこの発明の位置情報付加手段に相当する。なお、遅延信号Dx、Dyはこの発明の遅延信号(A)に相当し、遅延発生器23はこの発明の遅延回路(B)に相当し、NOT回路25とNOR回路27とAND回路29とOR回路31はこの発明の論理回路(C)に相当する。A circuit provided in the data superimposing unit 13 will be described with reference to FIG. The pulse width modulation circuit 11 outputs the digital electric pulse Pp to the delay generator 23 and the NOT circuit 25. The NOT circuit 25 outputs the digital electric pulse Pp to the NOR circuit 27 and the AND circuit 29. On the other hand, the delay generator 23 outputs a delay signal Dx corresponding to any X channel number of the detection cells 7 1 to 7 64 to which the analog electric pulse P is output to the NOR circuit 27, and the analog electric pulse P is output. The delayed signal Dy corresponding to any Y channel number of the detected cells 7 1 to 7 64 is output to the AND circuit 29. The delay generator 23 is a shift register circuit using, for example, a D flip-flop. The analog electric pulse P here refers to a pulse before the digital electric pulse Pp is binarized. The NOR circuit 27 outputs the incident position pulse Px corresponding to the X channel number to the OR circuit 31, and the AND circuit 29 outputs the incident position pulse Py corresponding to the Y channel number to the OR circuit 31. The OR circuit 31 outputs an incident position pulse train Pt to the compressor 17 based on the incident position pulses Px and Py. The data superimposer 13 corresponds to the position information adding means of the present invention. The delay signals Dx and Dy correspond to the delay signal (A) of the present invention, the delay generator 23 corresponds to the delay circuit (B) of the present invention, the NOT circuit 25, the NOR circuit 27, the AND circuit 29 and the OR. The circuit 31 corresponds to the logic circuit (C) of the present invention.

図2を参照してデジタル電気パルスに位置情報を付加するタイミングを説明する。図2は縦軸を信号値とし、横軸を時間とするタイミングチャートである。Inはパルス幅変調回路11から出力されるデジタル電気パルスPpである。InバーはNOT回路25から出力される信号である。D1、D2、D3、Dx、Dyは遅延発生器23から出力される遅延信号である。Outは入射位置パルスPx、Pyからなる入射位置パルス列Ptである。Pw1は入射位置パルスPxがHighのときのパルス幅を示す。Pw2は入射位置パルスPyがHighのときのパルス幅を示す。Pw3は入射位置パルスPxの立ち上がりから入射位置パルスPyの立ち上がりまでの時間差を示す。なお、遅延信号D1、D2、D3はこの発明の遅延信号(A)に相当する。   The timing for adding position information to the digital electric pulse will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a timing chart in which the vertical axis represents signal values and the horizontal axis represents time. In is a digital electric pulse Pp output from the pulse width modulation circuit 11. In bar is a signal output from the NOT circuit 25. D 1, D 2, D 3, Dx, and Dy are delay signals output from the delay generator 23. Out is an incident position pulse train Pt composed of incident position pulses Px and Py. Pw1 indicates the pulse width when the incident position pulse Px is High. Pw2 indicates the pulse width when the incident position pulse Py is High. Pw3 indicates a time difference from the rising of the incident position pulse Px to the rising of the incident position pulse Py. The delay signals D1, D2, and D3 correspond to the delay signal (A) of the present invention.

入射位置パルスPxはIn(Pp)の立ち上がりに同期して立ち上がり、遅延信号Dxの立ち上がりに同期して立ち下がる。入射位置パルスPyはIn(Pp)の立ち下がりに同期して立ち上がり、遅延信号Dyの立ち下がりに同期して立ち下がる。   The incident position pulse Px rises in synchronization with the rise of In (Pp) and falls in synchronization with the rise of the delay signal Dx. The incident position pulse Py rises in synchronization with the fall of In (Pp), and falls in synchronization with the fall of the delay signal Dy.

このように、入射位置パルス列Ptを構成する入射位置パルスPxのパルス幅Pw1と入射位置パルスPyのパルス幅Pw2は、アナログ電気パルスPが出力される検出セル7のXチャネル番号とYチャネル番号を意味する。入射位置パルス列Ptを構成する入射位置パルスPxと入射位置パルスPyとの立ち上がり時間差を示すPw3は、アナログ電気パルスPの大きさによって変化するので、アナログ電気パルスPの波高値Hを意味する。入射位置パルス列Ptあるいは入射位置パルスPxの立ち上がりは、放射線が検出セル7に入射するタイミングを意味する。   As described above, the pulse width Pw1 of the incident position pulse Px and the pulse width Pw2 of the incident position pulse Py constituting the incident position pulse train Pt are the X channel number and Y channel number of the detection cell 7 from which the analog electric pulse P is output. means. Since Pw3 indicating the rise time difference between the incident position pulse Px and the incident position pulse Py constituting the incident position pulse train Pt varies depending on the magnitude of the analog electric pulse P, it means the peak value H of the analog electric pulse P. The rising of the incident position pulse train Pt or the incident position pulse Px means the timing at which radiation enters the detection cell 7.

図4を参照して、入射位置パルス列Ptが重畳できる検出セル7のチャネル数について説明する。ここで、チャネル数とは図5に示す検出セル7ないし764として表される検出セル7の個数を意味する。With reference to FIG. 4, the number of channels of the detection cell 7 on which the incident position pulse train Pt can be superimposed will be described. Here, the number of channels means the number of detection cells 7 represented as detection cells 7 1 to 7 64 shown in FIG.

入射位置パルス列Ptに重畳できる検出セル7のチャネル数は、入射位置パルスPx、Pyで表現できるX方向のチャネル数とY方向のチャネル数の積である。入射位置パルスPxが表現できる検出セル7のX方向のチャネル数は、測定する必要のある放射線の波高値の最小値(パルス幅Pw1の最小値)すなわちPxとPyとの立ち上がり時間差(以下、パルスピッチという。)Pw3を復元器19の読み出し時間分解能Trで割った数となる。なお、パルス幅Pw1すべてをチャネル情報に使用すると、パルス幅Pw1とパルス幅Pw2との境目が判別できないので、少なくとも1Tr分だけ隔てることが好ましい。X方向のチャネル数をXとして式で表すと、X=Pw3÷Tr−1 となる。同様に、Y方向のチャネル数をYとして式で表すと、Y=Pw2÷Tr−1 となる。求められたXとYの積がパルス幅Pw1、Pw2で表現できる検出セルのチャネル数となる。   The number of channels of the detection cell 7 that can be superimposed on the incident position pulse train Pt is the product of the number of channels in the X direction and the number of channels in the Y direction that can be expressed by the incident position pulses Px and Py. The number of channels in the X direction of the detection cell 7 that can express the incident position pulse Px is the minimum value of the peak value of radiation that needs to be measured (minimum value of the pulse width Pw1), that is, the rise time difference between Px and Py (hereinafter referred to as pulse). This is the number obtained by dividing Pw3 by the readout time resolution Tr of the decompressor 19. If the entire pulse width Pw1 is used for the channel information, the boundary between the pulse width Pw1 and the pulse width Pw2 cannot be determined. Therefore, it is preferable to separate by at least 1Tr. Expressing the number of channels in the X direction as X, X = Pw3 ÷ Tr−1. Similarly, when the number of channels in the Y direction is expressed as Y, Y = Pw2 ÷ Tr−1. The obtained product of X and Y is the number of detection cell channels that can be expressed by the pulse widths Pw1 and Pw2.

詳細に求めるならば、図4に示すように、XとYは各チャネルで生じる最少パルス幅Pw1min、要求される最大カウントレートCRmax、後段の読み出し方法の時間分解能Trに依存し、X=Pw1min/Tr−1となり、Y=(1/CRmax−Pw1max)/Tr−1となる。Pw1maxは、入射位置パルスPxのパルス幅Pw1の最大値である。これはパルスピッチPw3と同じ値である。CRmaxは、放射線検出器に要求されるカウントレートの最大値である。1/CRmaxは、次に放射線が入射するまでの最少時間である。Trは復元器19の読み出し時間分解能である。   More specifically, as shown in FIG. 4, X and Y depend on the minimum pulse width Pw1min generated in each channel, the required maximum count rate CRmax, and the time resolution Tr of the subsequent readout method, and X = Pw1min / Tr-1 and Y = (1 / CRmax-Pw1max) / Tr-1. Pw1max is the maximum value of the pulse width Pw1 of the incident position pulse Px. This is the same value as the pulse pitch Pw3. CRmax is the maximum count rate required for the radiation detector. 1 / CRmax is the minimum time until the next incidence of radiation. Tr is the readout time resolution of the decompressor 19.

例えば、読取手段の時間分解能を10ns、イベント入射時に各チャネルで生じるパルスPp1のパルス幅が100ないし200ns、要求される最大カウントレートが4Mcpsの場合には、X=100ns÷10ns−1=9となり、Yは(250ns−200ns)÷10ns−1=4となり、この条件において表現できる情報の数は、X×Y=9×4=36となる。これは大規模なシステムにおいては不十分な数であるが、時間分解能Trを向上させれば、飛躍的に表現できる情報の数を増加させることができる。例えば、Trが5nsの場合はX×Y=171、Trが2nsの場合はX×Y=1176となり、読取手段の時間分解能が2ns程度あれば1000chを超すチャネル数を表現できる。または、パルス列として後段に更にパルスを付加することによっても、表現できるチャネル数を増加させることができる。   For example, when the time resolution of the reading means is 10 ns, the pulse width of the pulse Pp1 generated in each channel when an event is incident is 100 to 200 ns, and the required maximum count rate is 4 Mcps, X = 100 ns ÷ 10 ns-1 = 9 , Y is (250 ns−200 ns) ÷ 10 ns−1 = 4, and the number of pieces of information that can be expressed under this condition is X × Y = 9 × 4 = 36. This is an insufficient number in a large-scale system, but if the time resolution Tr is improved, the number of information that can be dramatically expressed can be increased. For example, when Tr is 5 ns, X × Y = 171, and when Tr is 2 ns, X × Y = 1176. If the time resolution of the reading unit is about 2 ns, the number of channels exceeding 1000 ch can be expressed. Alternatively, the number of channels that can be expressed can be increased by adding pulses to the subsequent stage as a pulse train.

圧縮器17は各検出セル7から出力される入射位置パルス列Ptを圧縮して圧縮パルス列Pcを復元器19に出力する。復元器19は圧縮パルス列Pcをもとの入射位置パルス列Ptに復元する。なお、圧縮器17はこの発明のパルス列圧縮手段に相当し、復元器19はこの発明のパルス列復元手段に相当する。   The compressor 17 compresses the incident position pulse train Pt output from each detection cell 7 and outputs the compressed pulse train Pc to the decompressor 19. The decompressor 19 restores the compressed pulse train Pc to the original incident position pulse train Pt. The compressor 17 corresponds to the pulse train compression means of the present invention, and the decompressor 19 corresponds to the pulse train decompression means of the present invention.

実施例1記載の放射線検出器1によれば、パルス幅変調回路11は検出セル7から出力されるアナログ電気パルスPを所定のしきい値Vthで二値化してデジタル電気パルスPpに変調し、データ重畳器13は放射線が入射する検出セル7の位置に関する入射位置パルスPx、Pyと放射線により検出されるデジタル電気パルスPpとを重畳して入射位置パルス列Ptを出力するので、従来デジタル電気パルスPpの出力の後ろに付加されてきた位置情報をデジタル電気パルスPpの中に付加することができる。したがって、デジタル電気パルスPpの後ろに位置情報を付加して位置情報を伝送する従来技術に比べて、検出セル7に入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the radiation detector 1 described in the first embodiment, the pulse width modulation circuit 11 binarizes the analog electric pulse P output from the detection cell 7 with the predetermined threshold value Vth and modulates the digital electric pulse Pp, Since the data superimposing unit 13 superimposes the incident position pulses Px and Py related to the position of the detection cell 7 on which the radiation is incident and the digital electric pulse Pp detected by the radiation to output the incident position pulse train Pt, the conventional digital electric pulse Pp The position information added after the output can be added to the digital electric pulse Pp. Therefore, the position of the radiation incident on the detection cell 7 can be detected in a shorter time compared to the prior art in which the position information is transmitted after the digital electric pulse Pp is transmitted.

実施例1記載の放射線検出器1によれば、データ重畳器13はアナログ電気パルスPが所定のしきい値Vthを上回るタイミングと下回るタイミングに同期して入射位置パルス列Ptを構成する入射位置パルスPx、Pyを出力するので、アナログ電気パルスPpの大きさの変化に従って入射位置パルス列Ptを出力できる。したがって、入射位置パルス列Ptのパルスピッチの変化に基づいて、検出セル7に入射する放射線の波高値を短い時間で検出することができる。   According to the radiation detector 1 described in the first embodiment, the data superimposing unit 13 includes the incident position pulse Px constituting the incident position pulse train Pt in synchronization with the timing when the analog electric pulse P exceeds and falls below the predetermined threshold value Vth. , Py are output, the incident position pulse train Pt can be output in accordance with the change in the magnitude of the analog electric pulse Pp. Therefore, the peak value of the radiation incident on the detection cell 7 can be detected in a short time based on the change in the pulse pitch of the incident position pulse train Pt.

実施例1記載の放射線検出器1によれば、入射位置パルス列Ptを構成する入射位置パルスPxがHighであるときのパルス幅Pw1、入射位置パルスPyがHighであるときのパルス幅Pw2は、X方向とY方向からなる2次元に配列される検出セル7のXチャネル番号とYチャネル番号であるので、放射線が入射する検出セル7のXチャネル番号とYチャネル番号を正確に検出できる。そして、データ重畳器13はパルス幅Pw1の入射位置パルスPxとパルス幅Pw2の入射位置パルスPyとをデジタル電気パルスPpに重畳して入射位置パルス列Ptを出力するので、放射線が入射する検出セル7のX方向とY方向の位置を短い時間で検出できる。   According to the radiation detector 1 described in the first embodiment, the pulse width Pw1 when the incident position pulse Px constituting the incident position pulse train Pt is High, and the pulse width Pw2 when the incident position pulse Py is High are X Since the X channel number and the Y channel number of the detection cells 7 arranged in two dimensions composed of the direction and the Y direction, the X channel number and the Y channel number of the detection cell 7 on which the radiation is incident can be accurately detected. Since the data superimposing unit 13 superimposes the incident position pulse Px having the pulse width Pw1 and the incident position pulse Py having the pulse width Pw2 on the digital electric pulse Pp and outputs the incident position pulse train Pt, the detection cell 7 to which the radiation enters is detected. Can be detected in a short time.

実施例1記載の放射線検出器1によれば、入射位置パルス列Ptを構成する各パルスの幅はX方向とY方向とZ方向とからなる三次元に配列される検出セル7のXチャネル番号とYチャネル番号とZチャネル番号であるので、放射線が入射する検出セル7のXチャネル番号とYチャネル番号とZチャネル番号を正確に検出できる。したがって、放射線が入射する検出セル7のX方向とY方向とZ方向の位置を短い時間で検出できる。   According to the radiation detector 1 described in the first embodiment, the width of each pulse constituting the incident position pulse train Pt is the X channel number of the detection cells 7 arranged in the three dimensions of the X direction, the Y direction, and the Z direction. Since the Y channel number and the Z channel number are used, the X channel number, the Y channel number, and the Z channel number of the detection cell 7 on which the radiation is incident can be accurately detected. Therefore, the positions in the X direction, the Y direction, and the Z direction of the detection cell 7 on which the radiation enters can be detected in a short time.

実施例1記載の放射線検出器1によれば、入射位置パルス列Ptを構成する入射位置パルスPxと入射位置パルスPyの立ち上がり時間差Pw3はアナログ電気パルスPの波高値に比例するので、入射位置パルスPxと入射位置パルスPyの立ち上がり時間差Pw3に基づいて、検出セル7に入射する放射線の位置と波高値とを短い時間で検出することができる。   According to the radiation detector 1 described in the first embodiment, since the rise time difference Pw3 between the incident position pulse Px and the incident position pulse Py constituting the incident position pulse train Pt is proportional to the peak value of the analog electric pulse P, the incident position pulse Px. And the rise time difference Pw3 of the incident position pulse Py, the position and peak value of the radiation incident on the detection cell 7 can be detected in a short time.

実施例1記載の放射線検出器1によれば、圧縮器17は検出セル7ごとに出力される入射位置パルス列Ptを圧縮して圧縮パルス列Pcを出力し、復元器19は圧縮パルス列Pcを入射位置パルス列Ptに復元することができるので、検出セル7に入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。また、従来技術と比べて圧縮器17から復元器19までの伝送線数を減らすことができる。   According to the radiation detector 1 described in the first embodiment, the compressor 17 compresses the incident position pulse train Pt output for each detection cell 7 and outputs the compressed pulse train Pc, and the decompressor 19 applies the compressed pulse train Pc to the incident position. Since the pulse train Pt can be restored, the position of the radiation incident on the detection cell 7 can be detected in a short time. Further, the number of transmission lines from the compressor 17 to the decompressor 19 can be reduced as compared with the prior art.

実施例1記載の放射線検出器1によれば、データ重畳器13は遅延発生器23とNOT回路25とNOR回路27とAND回路29とを備える。放射線が検出セル7に入射すると、遅延発生器23は検出セル7が検出するデジタル電気パルスPpに基づき、検出セル7に固有のXチャネル番号に対応する遅延信号DxをNOR回路27に出力し、検出セル7に固有のYチャネル番号に対応する遅延信号DyをAND回路29に出力する。NOT回路25は検出セル7が検出するデジタル電気パルスPpを反転してNOR回路27とAND回路29に出力する。NOR回路27は反転されたデジタル電気パルスPpを入力すると、入力位置パルスPxを立ち上げてOR回路31に出力する。そして、遅延信号Dxと反転されたデジタル電気パルスPpとがNOR回路27に出力されると、NOR回路27は入射位置パルスPxを立ち下げて出力を停止する。一方、AND回路29は、反転されたデジタル電気パルスPpが入力されても入射位置パルスPyを出力しないが、反転されたデジタル電気パルスPpの立ち上がりと遅延信号Dyとが入力されると、入射位置パルスPyを立ち上げてOR回路31に出力する。OR回路31は入射位置パルスPx、Pyが入力されるごとに入射位置パルスPx、Pyを入射位置パルス列Ptとして出力する。したがって、入射位置パルスPx、Pyは検出セル7に固有のパルス幅Pw1、Pw2を有し、入射位置パルスPx、Pyはデジタル電気パルスPpに重畳されて入射位置パルス列Ptとして出力されるので、検出セル7に入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the radiation detector 1 described in the first embodiment, the data superimposing unit 13 includes the delay generator 23, the NOT circuit 25, the NOR circuit 27, and the AND circuit 29. When radiation enters the detection cell 7, the delay generator 23 outputs a delay signal Dx corresponding to the X channel number unique to the detection cell 7 to the NOR circuit 27 based on the digital electric pulse Pp detected by the detection cell 7. The delay signal Dy corresponding to the Y channel number unique to the detection cell 7 is output to the AND circuit 29. The NOT circuit 25 inverts the digital electric pulse Pp detected by the detection cell 7 and outputs it to the NOR circuit 27 and the AND circuit 29. When the NOR circuit 27 receives the inverted digital electric pulse Pp, it raises the input position pulse Px and outputs it to the OR circuit 31. When the delay signal Dx and the inverted digital electric pulse Pp are output to the NOR circuit 27, the NOR circuit 27 lowers the incident position pulse Px and stops the output. On the other hand, the AND circuit 29 does not output the incident position pulse Py even if the inverted digital electric pulse Pp is input, but if the rising edge of the inverted digital electric pulse Pp and the delay signal Dy are input, the AND position 29 The pulse Py is raised and output to the OR circuit 31. Each time the incident position pulses Px and Py are input, the OR circuit 31 outputs the incident position pulses Px and Py as an incident position pulse train Pt. Therefore, the incident position pulses Px and Py have pulse widths Pw1 and Pw2 specific to the detection cell 7, and the incident position pulses Px and Py are superimposed on the digital electric pulse Pp and output as the incident position pulse train Pt. The position of the radiation incident on the cell 7 can be detected in a short time.

次に、図面を参照して本発明の実施例2を説明する。図6は、実施例2に係る放射線検出器で検出される電気パルスから入射位置パルス列を発生させるタイミングチャートであり、図7は、その入射位置パルス列を発生させるCR型データ重畳器の回路図である。   Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a timing chart for generating an incident position pulse train from an electric pulse detected by the radiation detector according to the second embodiment, and FIG. 7 is a circuit diagram of a CR type data superimposing unit for generating the incident position pulse train. is there.

実施例2に係る放射線検出器1の全体構成は、おおよそ実施例1に係る放射線検出器1の全体構成と同じであるが、実施例1に記載されるデータ重畳器13ではなくCRデータ重畳器51を備える点で相違する。   The overall configuration of the radiation detector 1 according to the second embodiment is approximately the same as the overall configuration of the radiation detector 1 according to the first embodiment, but a CR data superimposer instead of the data superimposer 13 described in the first embodiment. 51 is different.

図7を参照してCRデータ重畳器51の回路図について説明する。CRデータ重畳器51は、バッファ回路53A、53Bと、コンデンサ55A、55Bと、抵抗57A、57Bと、比較器59A、59Bと、OR回路61とを備えるCR回路で構成される。なお、コンデンサ55A、55Bと、抵抗57A、57Bとはこの発明の遅延回路(E)に相当し、OR回路61はこの発明の論理回路(F)に相当する。   A circuit diagram of the CR data superimposing unit 51 will be described with reference to FIG. The CR data superimposing unit 51 includes a CR circuit including buffer circuits 53A and 53B, capacitors 55A and 55B, resistors 57A and 57B, comparators 59A and 59B, and an OR circuit 61. The capacitors 55A and 55B and the resistors 57A and 57B correspond to the delay circuit (E) of the present invention, and the OR circuit 61 corresponds to the logic circuit (F) of the present invention.

デジタル電気パルスPpはパルス幅変調回路11からバッファ回路53Aに入力される。次に、デジタル電気パルスPpはバッファ回路53Aからコンデンサ55Aに入力される。次に、デジタル電気パルスPpは抵抗57Aで放電されながらコンデンサ55Aから出力される。この出力をCRoutAとする。CRoutAは比較器59Aに入力される。CRoutAはしきい値VthAにより二値化されて比較器59AからOR回路61に入力される。この二値化された出力を入射位置パルスPxとする。入射位置パルスPxは比較器Bから同様に出力される入射位置パルスPyと重畳されて入射位置パルス列Ptになる。入射位置パルス列PtはOR回路61から圧縮器17に入力される。なお、CRoutA、CRoutBはこの発明の遅延信号(D)に相当する。   The digital electric pulse Pp is input from the pulse width modulation circuit 11 to the buffer circuit 53A. Next, the digital electric pulse Pp is input from the buffer circuit 53A to the capacitor 55A. Next, the digital electric pulse Pp is output from the capacitor 55A while being discharged by the resistor 57A. This output is CRoutA. CRoutA is input to the comparator 59A. CRoutA is binarized by the threshold value VthA and input to the OR circuit 61 from the comparator 59A. This binarized output is referred to as an incident position pulse Px. The incident position pulse Px is superimposed on the incident position pulse Py similarly output from the comparator B to form an incident position pulse train Pt. The incident position pulse train Pt is input from the OR circuit 61 to the compressor 17. CRoutA and CRoutB correspond to the delayed signal (D) of the present invention.

コンデンサ55A、55Bは同じ容量を有するが、その容量はデジタル電気パルスPpが出力される検出器7ごとに異なる。各検出セル7とコンデンサ55A、55Bの容量との対応関係は、例えばルックアップテーブルとして図示されないメモリに記憶されている。検出セル7ごとに容量の異なるコンデンサ55A、55Bを用意してもよい。   The capacitors 55A and 55B have the same capacity, but the capacity differs for each detector 7 to which the digital electric pulse Pp is output. The correspondence relationship between each detection cell 7 and the capacitances of the capacitors 55A and 55B is stored in a memory (not shown) as a lookup table, for example. Capacitors 55A and 55B having different capacities for each detection cell 7 may be prepared.

抵抗57A、57Bもコンデンサ55A、55Bと同様の構成を採る。各検出セル7と抵抗57A、57Bの抵抗値とは対応関係を有する。   The resistors 57A and 57B have the same configuration as the capacitors 55A and 55B. Each detection cell 7 and the resistance values of the resistors 57A and 57B have a correspondence relationship.

図6を参照して、CRデータ重畳器51が放射線検出器1で検出されるデジタル電気パルスPpから入射位置パルス列Ptを発生させるタイミングを説明する。   The timing at which the CR data superimposing unit 51 generates the incident position pulse train Pt from the digital electric pulse Pp detected by the radiation detector 1 will be described with reference to FIG.

実施例1と同様にInはパルス幅変調回路11から出力されるデジタル電気パルスPpである。CRoutAは、コンデンサ55Aと抵抗57Aとで構成されるCR回路にデジタル電気パルスPpが入力されるときに比較器59Aに出力される電圧値である。VthAは、CRoutAを正の値で二値化するしきい値電圧である。Pxは、デジタル電気パルスPpを二値化して得られる入射位置パルスである。Pxは、比較器59AからOR回路61に出力される。   As in the first embodiment, In is a digital electric pulse Pp output from the pulse width modulation circuit 11. CRoutA is a voltage value output to the comparator 59A when the digital electric pulse Pp is input to the CR circuit composed of the capacitor 55A and the resistor 57A. VthA is a threshold voltage that binarizes CRoutA with a positive value. Px is an incident position pulse obtained by binarizing the digital electric pulse Pp. Px is output from the comparator 59A to the OR circuit 61.

CRoutBは、コンデンサ55Bと抵抗57Bとで構成されるCR回路にデジタル電気パルスPpが入力されるときに比較器59Bに出力される電圧値である。VthBは、CRoutBを負の値で二値化するしきい値電圧である。Pyは、デジタル電気パルスPpを二値化して得られる入射位置パルスである。Pyは、比較器59BからOR回路61に出力される。   CRoutB is a voltage value output to the comparator 59B when the digital electric pulse Pp is input to the CR circuit composed of the capacitor 55B and the resistor 57B. VthB is a threshold voltage that binarizes CRoutB with a negative value. Py is an incident position pulse obtained by binarizing the digital electric pulse Pp. Py is output from the comparator 59B to the OR circuit 61.

この入射位置パルスPx、Pyのパルス幅Pw1、Pw2は、検出セル7ごとに異なる。パルス幅Pw1は検出セル7のXチャネル番号を意味し、パルス幅Pw2は検出セル7のYチャネル番号を意味する。また、PxとPyとの立ち上がり時間差Pw3も検出セル7ごとに異なる。PxとPyとの立ち上がり時間差Pw3は検出セル7で検出されるアナログ電気パルスPの波高値Hを意味する。入射位置パルス列Ptあるいは入射位置パルスPxの立ち上がりは、放射線が検出セル7に入射するタイミングを意味する。   The pulse widths Pw1 and Pw2 of the incident position pulses Px and Py are different for each detection cell 7. The pulse width Pw1 means the X channel number of the detection cell 7, and the pulse width Pw2 means the Y channel number of the detection cell 7. Also, the rise time difference Pw3 between Px and Py is different for each detection cell 7. The rise time difference Pw3 between Px and Py means the peak value H of the analog electric pulse P detected by the detection cell 7. The rising of the incident position pulse train Pt or the incident position pulse Px means the timing at which radiation enters the detection cell 7.

OR回路61は、入射位置パルスPx、Pyが入力されるごとに入射位置パルスPxをPyを入射位置パルス列Ptとして出力する。   The OR circuit 61 outputs the incident position pulse Px as the incident position pulse train Pt each time the incident position pulses Px and Py are input.

実施例2に係る放射線検出器1によれば、各検出セル7からCRデータ重畳器51にデジタル電気パルスPpが入力されると、コンデンサ55Aは電荷を蓄え、蓄えられた電荷の一部は接地された抵抗57を通して放電され、残りのCRoutAは比較器57Aに出力される。比較器57AはCRoutAがしきい値電圧VthAを上回るあいだ入射位置パルスPxをOR回路61に出力する。一方、コンデンサ55B、抵抗57Bも同様にCRoutBを比較器57Bに出力する。比較器57BはCRoutBがしきい値電圧VthBを下回るあいだ入射位置パルスPyをOR回路61に出力する。OR回路61は入射位置パルスPx、Pyが入力されるごとに入射位置パルス列Ptを出力する。入射位置パルスPx、Pyは各検出セル7に固有のコンデンサ55A、55Bの容量と抵抗57A、57Bの抵抗値とによってパルス幅Pw1、Pw2が決定され、入射位置パルスPx、Pyは入射位置パルス列Ptとして出力されるので、検出セル7に入射する放射線の位置を短い時間で検出することができる。   According to the radiation detector 1 according to the second embodiment, when the digital electric pulse Pp is input from each detection cell 7 to the CR data superimposer 51, the capacitor 55A stores electric charge, and a part of the stored electric charge is grounded. The remaining CRoutA is discharged to the comparator 57A. The comparator 57A outputs the incident position pulse Px to the OR circuit 61 while CRoutA exceeds the threshold voltage VthA. On the other hand, the capacitor 55B and the resistor 57B similarly output CRoutB to the comparator 57B. Comparator 57B outputs incident position pulse Py to OR circuit 61 while CRoutB falls below threshold voltage VthB. The OR circuit 61 outputs an incident position pulse train Pt each time the incident position pulses Px and Py are input. The incident position pulses Px and Py have pulse widths Pw1 and Pw2 determined by the capacitances of the capacitors 55A and 55B unique to each detection cell 7 and the resistance values of the resistors 57A and 57B. The incident position pulses Px and Py are incident position pulse train Pt Therefore, the position of the radiation incident on the detection cell 7 can be detected in a short time.

次に、図面を参照して本発明の実施例3を説明する。図8は、実施例3に係る放射線検出器において複数の検出セルがグループを構成する場合に圧縮パルス列にグループ位置情報を付加できる放射線検出器の全体構成を示すブロック図であり、図9は、複数の検出セル7がX方向とY方向とZ方向の二次元に配列されるDOI検出器を示す図である。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram illustrating an overall configuration of a radiation detector that can add group position information to a compressed pulse train when a plurality of detection cells form a group in the radiation detector according to the third embodiment. It is a figure which shows the DOI detector by which the some detection cell 7 is arranged in two dimensions of a X direction, a Y direction, and a Z direction.

図9を参照してDOI検出器70を構成するグループ71を説明する。DOI検出器70は基本的には実施例1、2の検出セル群8と同様の構成を採るが、検出セル7がX方向とY方向とZ方向に配列され、グループ71A、71B、71C、71Dの4層構造である。グループ71Aは検出セル7ないし764を備え、グループ71Bは検出セル765ないし7128を備え、グループ71Cは検出セル7129ないし7194を備え、グループ71Dは検出セル7195ないし7256を備える。各検出セルは、例えば検出セル7ならば(x=1、y=1、z=1)、7256ならば(x=8、y=8、Z=4)などのチャネル情報を有する。A group 71 constituting the DOI detector 70 will be described with reference to FIG. The DOI detector 70 basically has the same configuration as the detection cell group 8 of the first and second embodiments, but the detection cells 7 are arranged in the X direction, the Y direction, and the Z direction, and the groups 71A, 71B, 71C, 71D four-layer structure. Group 71A includes detection cells 7 1 through 7 64 , group 71B includes detection cells 7 65 through 7 128 , group 71C includes detection cells 7 129 through 7 194 , and group 71D includes detection cells 7 195 through 7 256 . Prepare. Each detection cell has channel information, such as for example detection cell 71 if (x = 1, y = 1 , z = 1), 7 256 if (x = 8, y = 8 , Z = 4).

図8を参照して、実施例3に係る放射線検出器1の全体構成を説明する。ここでは、検出セル7は複数集合してグループ71Aないし71Dを構成する。なお、各グループ71に備えられる検出セル7、前置増幅器9、メタデータ付加器15、圧縮器17は実施例1、2と同様であるので、説明を省略する。各グループ71の後ろには、各グループ71からの出力にグループアドレスを重畳するグループアドレス重畳器73と、グループアドレス重畳器73からの各出力を圧縮するグループ圧縮器75と、圧縮された出力をグループ71ごとの出力に復元するグループ復元器77とを備える。グループ復元器77の後ろには図示されないがこのグループごとの出力を検出セルごとの出力に復元する復元器19が備えられる。   With reference to FIG. 8, the whole structure of the radiation detector 1 which concerns on Example 3 is demonstrated. Here, a plurality of detection cells 7 are assembled to form groups 71A to 71D. Note that the detection cell 7, the preamplifier 9, the metadata adder 15, and the compressor 17 included in each group 71 are the same as those in the first and second embodiments, and thus description thereof is omitted. Behind each group 71 is a group address superimposing unit 73 that superimposes a group address on the output from each group 71, a group compressor 75 that compresses each output from the group address superimposing unit 73, and a compressed output. A group restoring unit 77 that restores the output of each group 71. Although not shown in the figure, a restorer 19 for restoring the output for each group to the output for each detection cell is provided behind the group restorer 77.

各グループ71は、シンチレータの深さ方向の情報DOI(depth of interaction)を得る目的でシンチレータが多層に配列されるDOI検出器70を構成する各層の検出器である。また、例えば多数のブロック型検出器を円周上に配列し、それを体軸方向に複数個並べた多数型リングPET(multiple ring PET)に備えられるブロック型検出器であってもよい。   Each group 71 is a detector of each layer constituting the DOI detector 70 in which scintillators are arranged in multiple layers for the purpose of obtaining depth of interaction information DOI (depth of interaction) of the scintillator. Further, for example, a block type detector provided in a multiple ring PET (multiple ring PET) in which a large number of block type detectors are arranged on the circumference and a plurality of the block type detectors are arranged in the body axis direction may be used.

各グループ71に備えられる圧縮器17は、各検出セル7から出力される入射位置パルス列Ptを圧縮した圧縮パルス列Pcをグループアドレス重畳器73に出力する。   The compressor 17 included in each group 71 outputs a compressed pulse train Pc obtained by compressing the incident position pulse train Pt output from each detection cell 7 to the group address superimposer 73.

グループアドレス重畳器73は、各グループ71から出力される圧縮パルス列Pcに各グループの位置情報を重畳する。各グループの位置情報が重畳された圧縮パルス列Pcをグループパルス列Pc1と呼ぶ。グループアドレス重畳器73はグループパルス列Pc1をグループ圧縮器75に出力する。グループ圧縮器75は各グループ71のグループパルス列Pc1を圧縮する。この圧縮されたグループパルス列Pc1をグループ圧縮パルス列Pc2と呼ぶ。グループ圧縮器75はグループ圧縮パルス列Pc2をグループ復元器77に出力する。なお、グループアドレス重畳器73はこの発明のグループ位置情報付加手段に相当し、グループ圧縮器75はこの発明のグループ圧縮手段に相当する。   The group address superimposing unit 73 superimposes the position information of each group on the compressed pulse train Pc output from each group 71. The compressed pulse train Pc on which the position information of each group is superimposed is called a group pulse train Pc1. The group address superimposing unit 73 outputs the group pulse train Pc1 to the group compressor 75. The group compressor 75 compresses the group pulse train Pc1 of each group 71. This compressed group pulse train Pc1 is referred to as a group compressed pulse train Pc2. The group compressor 75 outputs the group compression pulse train Pc2 to the group decompressor 77. The group address superimposing unit 73 corresponds to group position information adding means of the present invention, and the group compressor 75 corresponds to group compressing means of the present invention.

グループ復元器77は、グループ圧縮パルス列Pc2をグループドレスの位置情報に従って各グループ71の圧縮パルス列Pcに復元する。グループ復元器77は復元された圧縮パルス列Pcを復元器17に出力する。復元器17は圧縮パルス列Pcを各検出セル7の入射位置パルス列Ptに復元する。なお、グループ復元器77はこの発明のグループ復元手段に相当する。   The group decompressor 77 restores the group compressed pulse train Pc2 to the compressed pulse train Pc of each group 71 according to the group dress position information. The group decompressor 77 outputs the decompressed compressed pulse train Pc to the decompressor 17. The decompressor 17 restores the compressed pulse train Pc to the incident position pulse train Pt of each detection cell 7. The group restoring unit 77 corresponds to the group restoring means of the present invention.

実施例3に係る放射線検出器1によれば、グループアドレス重畳器73は圧縮パルス列Pcにグループ71ごとの位置情報を加えてグループパルス列Pc1を作る。したがって、複数の検出セル7で構成されるグループ71aないし71nを備える放射線検出器において、各グループ71に設けられるメタデータ付加器15から出力される入射位置パルス列Ptがどのグループ71から出力される入射位置パルス列Ptなのかを容易に検出できる。その結果、放射線がグループ71を構成する検出セル7に入射するときでも、放射線が入射される検出セルの位置を短時間で検出することができる。   According to the radiation detector 1 according to the third embodiment, the group address superimposing unit 73 adds the positional information for each group 71 to the compressed pulse train Pc to create a group pulse train Pc1. Therefore, in the radiation detector including the groups 71a to 71n composed of the plurality of detection cells 7, the incident position pulse train Pt output from the metadata adder 15 provided in each group 71 is output from which group 71. The position pulse train Pt can be easily detected. As a result, even when radiation is incident on the detection cells 7 constituting the group 71, the position of the detection cell where the radiation is incident can be detected in a short time.

実施例3に係る放射線検出器1によれば、グループ圧縮器75はグループパルス列Pc1を圧縮してグループ圧縮パルス列Pc2を作る。したがって、グループ圧縮パルス列Pc2はグループ復元器77に入力されると、もとの圧縮パルス列Pcに復元される。したがって、複数の検出セルで構成されるグループ71aないし71nを備える放射線検出器1において、多数の各グループ71からグループパルス列Pc1が出力されるときでも、圧縮パルス列Pcが出力されるグループ71の位置を短い時間で検出することができる。   According to the radiation detector 1 according to the third embodiment, the group compressor 75 compresses the group pulse train Pc1 to create a group compressed pulse train Pc2. Therefore, when the group compressed pulse train Pc2 is input to the group decompressor 77, it is restored to the original compressed pulse train Pc. Therefore, in the radiation detector 1 including the groups 71a to 71n composed of a plurality of detection cells, the position of the group 71 from which the compressed pulse train Pc is output is determined even when the group pulse train Pc1 is output from each of the multiple groups 71. It can be detected in a short time.

次に、図面を参照して本発明の実施例4を説明する。図10は、実施例4に係る放射線検出器において複数のしきい値電圧を用いてより正確なパルス波高値やタイミング情報を得る場合にパルス幅変調回路およびデータ重畳器の構成を示す回路図であり、図11は、実施例4に係るパルス幅変調回路およびデータ重畳器のタイミングチャートである。   Next, Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a circuit diagram illustrating configurations of a pulse width modulation circuit and a data superimposing unit when more accurate pulse peak values and timing information are obtained using a plurality of threshold voltages in the radiation detector according to the fourth embodiment. FIG. 11 is a timing chart of the pulse width modulation circuit and the data superimposer according to the fourth embodiment.

実施例4に係る放射線検出器1の全体構成は、おおよそ実施例1に係る放射線検出器1の全体構成と同じであるが、実施例1に記載されるパルス幅変調回路11およびデータ重畳器13ではなく、複数のしきい値電圧でそれぞれ二値化するパルス幅変調回路11および多値論理手法を用いたデータ重畳器13を備える点で相違する。   The overall configuration of the radiation detector 1 according to the fourth embodiment is approximately the same as the overall configuration of the radiation detector 1 according to the first embodiment, but the pulse width modulation circuit 11 and the data superimposer 13 described in the first embodiment are used. Instead, the difference is that a pulse width modulation circuit 11 that binarizes with a plurality of threshold voltages and a data superimposing unit 13 using a multi-level logic method are provided.

図10を参照してパルス幅変調回路11およびデータ重畳器13の回路図について説明する。パルス幅変調回路11は、2つの比較器81A,81B(図10では「比較器1」、「比較器2」で表記)および排他的論理和回路であるXOR回路83で構成される。なお、パルス幅変調回路11はこの発明のパルス幅変調手段に相当する。   A circuit diagram of the pulse width modulation circuit 11 and the data superimposer 13 will be described with reference to FIG. The pulse width modulation circuit 11 includes two comparators 81A and 81B (indicated as “comparator 1” and “comparator 2” in FIG. 10) and an XOR circuit 83 which is an exclusive OR circuit. The pulse width modulation circuit 11 corresponds to the pulse width modulation means of this invention.

アナログ電気パルスPを、比較器81A,81Bに入力する。次に、比較器81Aは、アナログ電気パルスPとしきい値電圧Vth1とを比較して、デジタル電気パルスPp1を出力するとともに、比較器81Bは、アナログ電気パルスPとしきい値電圧Vth2とを比較して、デジタル電気パルスPp2を出力する。比較器81Aから出力されたデジタル電気パルスPp1をXOR回路83に入力するとともに、比較器81Bから出力されたデジタル電気パルスPp2をXOR回路83に入力する。XOR回路83は、パルスPp3およびPp4を有した入射位置パルス列Pt2を出力する。   The analog electric pulse P is input to the comparators 81A and 81B. Next, the comparator 81A compares the analog electric pulse P with the threshold voltage Vth1 and outputs a digital electric pulse Pp1, and the comparator 81B compares the analog electric pulse P with the threshold voltage Vth2. The digital electric pulse Pp2 is output. The digital electric pulse Pp1 output from the comparator 81A is input to the XOR circuit 83, and the digital electric pulse Pp2 output from the comparator 81B is input to the XOR circuit 83. The XOR circuit 83 outputs an incident position pulse train Pt2 having pulses Pp3 and Pp4.

データ重畳器13は、2つのDフリップフロップ85A,85B(図10では「DFF1」、「DFF2」で表記)、2つの遅延器87A,87B、加算器89およびNOT回路91で構成される。NOT回路91についてはパルス幅変調回路11の方に備えられてもよい。なお、データ重畳器13はこの発明の位置情報付加手段に相当する。   The data superimposing unit 13 includes two D flip-flops 85A and 85B (indicated as “DFF1” and “DFF2” in FIG. 10), two delay units 87A and 87B, an adder 89, and a NOT circuit 91. The NOT circuit 91 may be provided on the pulse width modulation circuit 11. The data superimposer 13 corresponds to the position information adding means of the present invention.

比較器81Aから出力されたデジタル電気パルスPp1をDフリップフロップ85Aのクロック入力部に入力するとともに、比較器81Bから出力されたデジタル電気パルスPp2をNOT回路91が反転して、その反転されたパルスをDフリップフロップ85Bのクロック入力部に入力する。Dフリップフロップ85AはQ端子から入射位置パルスPxを出力するとともに、Dフリップフロップ85BはQ端子から入射位置パルスPyを出力する。Dフリップフロップ85AのQ端子出力は遅延器87Aを介してDフリップフロップ85Aのリセット部Rに入力するとともに、Dフリップフロップ85BのQ端子出力は遅延器87Bを介してDフリップフロップ85Bのリセット部Rに入力する。XOR回路83から出力された入射位置パルス列Pt2、Dフリップフロップ85A,85Bから出力された入射位置パルスPx,Pyを加算器89に入力する。加算器89は、それらの入射位置パルスPt2,Px,Pyをアナログ加算して、入射位置パルス列Pt3を出力する。   The digital electric pulse Pp1 output from the comparator 81A is input to the clock input unit of the D flip-flop 85A, and the NOT electric circuit 91 inverts the digital electric pulse Pp2 output from the comparator 81B, and the inverted pulse Is input to the clock input section of the D flip-flop 85B. The D flip-flop 85A outputs an incident position pulse Px from the Q terminal, and the D flip-flop 85B outputs an incident position pulse Py from the Q terminal. The Q terminal output of the D flip-flop 85A is input to the reset unit R of the D flip-flop 85A through the delay unit 87A, and the Q terminal output of the D flip-flop 85B is input to the reset unit of the D flip-flop 85B through the delay unit 87B. Input to R. The incident position pulse train Pt2 output from the XOR circuit 83 and the incident position pulses Px and Py output from the D flip-flops 85A and 85B are input to the adder 89. The adder 89 analog-adds these incident position pulses Pt2, Px, Py and outputs an incident position pulse train Pt3.

図11を参照してアナログ電気パルスからパルス変調回路が入射位置パルス列Pt2を出力するタイミングを説明するとともに、その入射位置パルス列Pt2に位置情報を付加するタイミングについて説明する。図2と同様に、図11は縦軸を信号値とし、横軸を時間とするタイミングチャートである。Pp1は比較器81Aから出力されたデジタル電気パルス(図11では「比較器1出力」で表記)である。Pp2は比較器81Bから出力されたデジタル電気パルス(図11では「比較器2出力」で表記)である。Pt2はXOR回路83から出力された入射位置パルス列(図11では「パルス幅変調出力」で表記)である。Pp2バーはNOT回路91から反転されたパルスであり、比較器81Bから出力されたデジタル電気パルスPp2の反転信号(図11では「比較器2反転出力」で表記)である。DFF1出力はDフリップフロップ85Aから出力された入射位置パルスPxである。DFF2出力はDフリップフロップ85Bから出力された入射位置パルスPyである。Pw4はデジタル電気パルスPp1(比較器1出力)がHighのときのパルス幅を示す。Pw5はデジタル電気パルスPp2(比較器2出力)がHighのときのパルス幅を示す。Pw6はパルスPp3のパルス幅を示す。Pw7はパルスPp4のパルス幅を示す。Pw8は入射位置パルスPxがHighのときのパルス幅を示す。Pw9は入射位置パルスPyがHighのときのパルス幅を示す。   The timing at which the pulse modulation circuit outputs the incident position pulse train Pt2 from the analog electric pulse will be described with reference to FIG. 11, and the timing at which position information is added to the incident position pulse train Pt2. Similar to FIG. 2, FIG. 11 is a timing chart in which the vertical axis represents the signal value and the horizontal axis represents time. Pp1 is a digital electric pulse output from the comparator 81A (indicated as “comparator 1 output” in FIG. 11). Pp2 is a digital electric pulse output from the comparator 81B (indicated as “comparator 2 output” in FIG. 11). Pt2 is an incident position pulse train output from the XOR circuit 83 (indicated as “pulse width modulation output” in FIG. 11). Pp2 bar is an inverted pulse from the NOT circuit 91, and is an inverted signal of the digital electrical pulse Pp2 output from the comparator 81B (indicated as “comparator 2 inverted output” in FIG. 11). The DFF1 output is the incident position pulse Px output from the D flip-flop 85A. The DFF2 output is the incident position pulse Py output from the D flip-flop 85B. Pw4 indicates a pulse width when the digital electric pulse Pp1 (comparator 1 output) is High. Pw5 indicates a pulse width when the digital electric pulse Pp2 (comparator 2 output) is High. Pw6 indicates the pulse width of the pulse Pp3. Pw7 indicates the pulse width of the pulse Pp4. Pw8 indicates the pulse width when the incident position pulse Px is High. Pw9 indicates a pulse width when the incident position pulse Py is High.

比較器85Aは、アナログ電気パルスPとしきい値電圧Vth1とを比較して、アナログ電気パルスPがしきい値電圧Vth1を上回ればHighを出力し、アナログ電気パルスPがしきい値電圧Vth1を下回ればLowを出力して、デジタル電気パルスPp1を出力する。比較器85Bは、アナログ電気パルスPとしきい値電圧Vth2とを比較して、アナログ電気パルスPがしきい値電圧Vth2を上回ればHighを出力し、アナログ電気パルスPがしきい値電圧Vth2を下回ればLowを出力して、デジタル電気パルスPp2を出力する。このとき、図11に示すように、アナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vth1を上回る時間が長いほど、比較器85Aから出力されたデジタル電気パルスPp1(図11に示す比較器1出力)の出力Highの幅Pw4も長くなり、アナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vth2を上回る時間が長いほど、比較器85Bから出力されたデジタル電気パルスPp2(図11に示す比較器2出力)の出力Highの幅Pw5も長くなる。反対にアナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vth1を上回る時間が短いほど、比較器85Aから出力されたデジタル電気パルスPp1の出力Highの幅Pw4も短くなり、アナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vth2を上回る時間が短いほど、比較器85Bから出力されたデジタル電気パルスPp2の出力Highの幅Pw5も短くなる。また、アナログ電気パルスPの信号強度(電圧値)が大きいほど幅Pw4,Pw5は長くなり、アナログ電気パルスPの信号強度(電圧値)が小さいほど幅Pw4,Pw5は短くなる。すなわち、比較器85Aはアナログ電気パルスPの信号強度をパルス幅Pw4にエンコードするとともに、比較器85Bはアナログ電気パルスPの信号強度をパルス幅Pw5にエンコードする。   The comparator 85A compares the analog electrical pulse P with the threshold voltage Vth1, and outputs High when the analog electrical pulse P exceeds the threshold voltage Vth1, and the analog electrical pulse P falls below the threshold voltage Vth1. For example, Low is output and the digital electric pulse Pp1 is output. The comparator 85B compares the analog electrical pulse P with the threshold voltage Vth2, and outputs High when the analog electrical pulse P exceeds the threshold voltage Vth2, and the analog electrical pulse P falls below the threshold voltage Vth2. If it is low, a digital electric pulse Pp2 is output. At this time, as shown in FIG. 11, the longer the time during which the voltage value of the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth1, the longer the digital electric pulse Pp1 output from the comparator 85A (the output of the comparator 1 shown in FIG. 11). ) Output high width Pw4 becomes longer, and the longer the time period during which the voltage value of the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth2, the more the digital electric pulse Pp2 output from the comparator 85B (the comparator 2 shown in FIG. 11). Output) output high width Pw5 also becomes longer. Conversely, as the time during which the voltage value of the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth1 is shorter, the output High width Pw4 of the digital electric pulse Pp1 output from the comparator 85A becomes shorter, and the voltage value of the analog electric pulse P is reduced. Is shorter than the threshold voltage Vth2, the width Pw5 of the output High of the digital electric pulse Pp2 output from the comparator 85B is also shortened. Further, the widths Pw4 and Pw5 become longer as the signal intensity (voltage value) of the analog electric pulse P is larger, and the widths Pw4 and Pw5 become shorter as the signal intensity (voltage value) of the analog electric pulse P is smaller. That is, the comparator 85A encodes the signal strength of the analog electric pulse P into the pulse width Pw4, and the comparator 85B encodes the signal strength of the analog electric pulse P into the pulse width Pw5.

XOR回路83は、比較器81A,81Bからそれぞれ出力されたデジタル電気パルスPp1,Pp2の排他的論理和演算を行い、入射位置パルス列Pt2を出力する。すなわち、デジタル電気パルスPp1,Pp2がともにHigh、ともにLowのときには、入射位置パルス列Pt2をLowに出力し、デジタル電気パルスPp1,Pp2のいずれか一方がHigh,他方がLowのときには、入射位置パルス列Pt2をHighに出力する。図11では、デジタル電気パルスPp1がHighで、デジタル電気パルスPp2がLowのときには、デジタル電気パルスPp2の立ち上がりまではパルスPp3を出力するとともに、デジタル電気パルスPp2の立ち下がりからはパルスPp4を出力する。なお、しきい値電圧Vth2>しきい値電圧Vth1なので、アナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vth2を上回っているときには、しきい値電圧Vth1を必ず上回っている。したがって、アナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vth2を上回っている時間でもあるデジタル電気パルスPp2がHighのときには、アナログ電気パルスPの電圧値がしきい値電圧Vth1を上回っている時間でもあるデジタル電気パルスPp1も必ずHighである。   The XOR circuit 83 performs an exclusive OR operation on the digital electric pulses Pp1 and Pp2 output from the comparators 81A and 81B, respectively, and outputs an incident position pulse train Pt2. That is, when both the digital electric pulses Pp1 and Pp2 are High and Low, the incident position pulse train Pt2 is output Low, and when one of the digital electric pulses Pp1 and Pp2 is High and the other is Low, the incident position pulse train Pt2 Is output to High. In FIG. 11, when the digital electric pulse Pp1 is High and the digital electric pulse Pp2 is Low, the pulse Pp3 is output until the rising edge of the digital electric pulse Pp2, and the pulse Pp4 is output from the falling edge of the digital electric pulse Pp2. . Since threshold voltage Vth2> threshold voltage Vth1, when the voltage value of analog electric pulse P exceeds threshold voltage Vth2, it is always higher than threshold voltage Vth1. Therefore, when the digital electric pulse Pp2 is high, which is also the time during which the voltage value of the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth2, even when the voltage value of the analog electric pulse P exceeds the threshold voltage Vth1 A certain digital electric pulse Pp1 is also always High.

パルスPp3の立ち上がりからパルスPp4の立ち下がりまでの間隔はパルス幅Pw4であり、パルスPp3の立ち下がりからパルスPp4の立ち上がりまでの間隔はパルス幅Pw5である。上述のようにパルスPp3のパルス幅はPw6であり、パルスPp4のパルス幅はPw7である。また、アナログ電気パルスPの信号強度(電圧値)が大きいほど幅Pw6,Pw7は短くなる。すなわち、XOR回路83はアナログ電気パルスPの信号強度をパルス幅Pw6,Pw7にエンコードする。このように、2つの比較器81A,81BおよびXOR回路83で構成されたパルス幅変調回路11は、アナログ電気パルスPの信号強度をパルス幅Pw4,Pw5,Pw6,Pw7にエンコードする。   The interval from the rise of the pulse Pp3 to the fall of the pulse Pp4 is the pulse width Pw4, and the interval from the fall of the pulse Pp3 to the rise of the pulse Pp4 is the pulse width Pw5. As described above, the pulse width of the pulse Pp3 is Pw6, and the pulse width of the pulse Pp4 is Pw7. Further, the widths Pw6 and Pw7 are shortened as the signal intensity (voltage value) of the analog electric pulse P is increased. That is, the XOR circuit 83 encodes the signal strength of the analog electric pulse P into the pulse widths Pw6 and Pw7. As described above, the pulse width modulation circuit 11 including the two comparators 81A and 81B and the XOR circuit 83 encodes the signal intensity of the analog electric pulse P into the pulse widths Pw4, Pw5, Pw6, and Pw7.

Dフリップフロップ85AのQ端子は、比較器81Aから出力されたデジタル電気パルスPp1のHighへの立ち上がりに同期して立ち上がり、遅延器87Aの遅延時間Dxを経過した後にリセットされて立ち下がり、パルス幅Pw8を有した入射位置パルスPx(図11ではDFF1出力)を出力する。Dフリップフロップ85BのQ端子は、比較器81Bから出力されNOT回路91で反転されたPp2バーの立ち上がり(すなわちパルスPp2の立ち下がり)に同期して立ち上がり、遅延器87Bの遅延時間Dyを経過した後にリセットされて立ち下がり、パルス幅Pw9を有した入射位置パルスPy(図11ではDFF2出力)を出力する。次に、加算器89は、入射位置パルスPt2,Px,Pyをアナログ加算して、多値論理の入射位置パルス列Pt3(図11ではデータ重畳器出力)を生成する。   The Q terminal of the D flip-flop 85A rises in synchronization with the rising of the digital electric pulse Pp1 output from the comparator 81A to High, resets and falls after the delay time Dx of the delay device 87A has elapsed, and the pulse width An incident position pulse Px having Pw8 (DFF1 output in FIG. 11) is output. The Q terminal of the D flip-flop 85B rises in synchronization with the rise of the Pp2 bar output from the comparator 81B and inverted by the NOT circuit 91 (that is, the fall of the pulse Pp2), and the delay time Dy of the delay device 87B has elapsed. After resetting and falling, an incident position pulse Py having a pulse width Pw9 (output DFF2 in FIG. 11) is output. Next, the adder 89 analog-adds the incident position pulses Pt2, Px, and Py to generate a multi-valued incident position pulse train Pt3 (data superimposer output in FIG. 11).

実施例1記載の遅延発生器23と同様に、遅延器87Aは、アナログ電気パルスPが出力される検出セル7ないし764のいずれかのXチャネル番号に対応する遅延信号Dxを出力するとともに、遅延器87Bは、アナログ電気パルスPが出力される検出セル7ないし764のいずれかのYチャネル番号に対応する遅延信号Dyを出力する。このように、入射位置パルス列Pt3を構成する入射位置パルスPxのパルス幅Pw8と入射位置パルスPyのパルス幅Pw9は、アナログ電気パルスPが出力される検出セル7のXチャネル番号とYチャネル番号をそれぞれ意味する。入射位置パルス列Pt3のパルスPp3,Pp4のパルス幅Pw6,Pw7、パルスPp3の立ち上がりからパルスPp4の立ち下がりまでの時間差Pw4、パルスPp3の立ち下がりからパルスPp4の立ち上がりまでの時間差Pw5は、アナログ電気パルスPの大きさによって変化するので、アナログ電気パルスPの波高値Hを意味する。入射位置パルス列Pt3の立ち上がりおよび立ち下がりは、放射線が検出セル7に入射するタイミングを意味する。Similar to the delay generator 23 described in Example 1, the delay unit 87A outputs the delay signal Dx corresponding to one of the X channel numbers of detector cells 7 1 through 7 64 analog electrical pulse P is output delayer 87B outputs a delay signal Dy which corresponds to one of the Y channel numbers of detector cells 7 1 through 7 64 analog electrical pulse P is output. As described above, the pulse width Pw8 of the incident position pulse Px and the pulse width Pw9 of the incident position pulse Py constituting the incident position pulse train Pt3 are the X channel number and Y channel number of the detection cell 7 from which the analog electric pulse P is output. Each means. The pulse widths Pw6 and Pw7 of the pulses Pp3 and Pp4 of the incident position pulse train Pt3, the time difference Pw4 from the rise of the pulse Pp3 to the fall of the pulse Pp4, and the time difference Pw5 from the fall of the pulse Pp3 to the rise of the pulse Pp4 are analog electric pulses. Since it changes depending on the magnitude of P, it means the peak value H of the analog electric pulse P. The rise and fall of the incident position pulse train Pt3 means the timing at which radiation enters the detection cell 7.

なお、本実施例4では、データ重畳器13にDフリップフロップを用いてPx,Pyを生成しているが、実施例2に示したようなCRおよび比較回路などの他の回路で構成しても構わない。   In the fourth embodiment, Px and Py are generated by using D flip-flops in the data superimposing unit 13, but the data superimposing unit 13 is constituted by other circuits such as the CR and the comparison circuit as shown in the second embodiment. It doesn't matter.

実施例4に係る放射線検出器1によれば、パルス幅変調回路11は、2つの比較器81A,81Bで構成され、これら各々の比較器81A,81Bを用いてアナログ電気パルスPを所定のしきい値電圧Vth1,Vth2でそれぞれ二値化してデジタル電気パルスPp1,Pp2をそれぞれ出力している。これにより、より正確な波高値やタイミング情報を得ることができる。このように、実施例1、2では、パルス変調回路11のしきい値電圧Vthを1個に設定しているが、本実施例4では、しきい値電圧を2個以上設定し、より正確なパルス波高値やタイミング情報を得ている。もちろん、しきい値電圧を3個以上設定して、より正確なパルス波高値やタイミング情報を得て、入射位置パルス列に追加してもよい。   According to the radiation detector 1 according to the fourth embodiment, the pulse width modulation circuit 11 includes two comparators 81A and 81B, and the analog electric pulse P is predetermined by using the comparators 81A and 81B. Digital electric pulses Pp1 and Pp2 are output by binarizing with threshold voltages Vth1 and Vth2, respectively. Thereby, more accurate peak value and timing information can be obtained. As described above, in the first and second embodiments, the threshold voltage Vth of the pulse modulation circuit 11 is set to one. However, in the fourth embodiment, two or more threshold voltages are set and more accurate. The pulse peak value and timing information are obtained. Of course, three or more threshold voltages may be set to obtain a more accurate pulse peak value and timing information, which may be added to the incident position pulse train.

実施例4に係る放射線検出器1によれば、データ重畳器13は、パルス幅(パルスの時間軸の幅)およびパルス振幅(パルスの電圧軸の幅)が異なる多値論理手法を用いて入射位置パルス列Pt3を出力している。これにより、各パルスをアナログ加算して、パルス幅およびパルス振幅が異なる入射位置パルス列Pt3を出力することができる。   According to the radiation detector 1 according to the fourth embodiment, the data superimposing unit 13 is incident using a multi-value logic method in which the pulse width (the width of the pulse time axis) and the pulse amplitude (the width of the pulse voltage axis) are different. The position pulse train Pt3 is output. Thereby, each pulse can be analog-added to output an incident position pulse train Pt3 having a different pulse width and pulse amplitude.

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.

(1)上述した各実施例では、PET装置に備えられる放射線検出器1を例に挙げて説明したが、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置に備えられる放射線検出器1であっても構わない。   (1) In each of the above-described embodiments, the radiation detector 1 provided in the PET apparatus has been described as an example. However, the radiation detector 1 provided in a SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) apparatus may be used. .

(2)上述した実施例1、2では、デジタル電気パルスPpに入射位置パルスPx、Pyを重畳することを例に挙げて説明したが、デジタルパルスPpの出力後に続いて入射位置パルスPx、Pyを付加しても構わない。   (2) In the first and second embodiments described above, the case where the incident position pulses Px and Py are superimposed on the digital electric pulse Pp has been described as an example, but the incident position pulses Px and Py are subsequently output after the output of the digital pulse Pp. May be added.

(3)上述した実施例1、2では、同じ圧縮器17に接続される検出セル7のどれか1つに1イベントのみ放射線が入射したと想定しているが、同時あるいは短時間差に他の検出セル7にもイベントが起こる場合もある。その場合、あらかじめ検出セル7すべてのアナログ電気パルスPを加算し、その信号レベルが2個以上と判断された場合はその信号を除去する回路を付加することで対処しても良い。   (3) In the above-described first and second embodiments, it is assumed that radiation is incident on one of the detection cells 7 connected to the same compressor 17, but other events are simultaneously or short-time different. An event may also occur in the detection cell 7. In that case, the analog electric pulses P of all the detection cells 7 may be added in advance, and if it is determined that the signal level is two or more, a circuit for removing the signal may be added.

以上のように、本発明は、多数の検出セルで放射線を検出する場合に、検出セルに入射する放射線の位置を短い時間で検出することに適している。   As described above, the present invention is suitable for detecting the position of radiation incident on a detection cell in a short time when detecting radiation with a large number of detection cells.

Claims (16)

放射線の入射による発光をアナログの電気パルスに変換して放射線を検出する検出セルを複数備える放射線検出器において、前記アナログの電気パルスを所定のしきい値で二値化してデジタルの電気パルスを出力するパルス幅変調手段と、放射線が入射する前記検出セルの位置に関する情報を前記電気パルスに加えてなる入射位置パルス列を出力する位置情報付加手段を備えることを特徴とする放射線検出器。   In a radiation detector comprising a plurality of detection cells for detecting radiation by converting light emission due to the incidence of radiation into analog electrical pulses, the analog electrical pulses are binarized with a predetermined threshold value and output as digital electrical pulses A radiation detector, comprising: a pulse width modulation unit for performing an operation; and a position information adding unit for outputting an incident position pulse train obtained by adding information on the position of the detection cell on which radiation is incident to the electric pulse. 請求項1記載の放射線検出器において、前記位置情報付加手段は前記アナログの電気パルスが所定のしきい値を上回るタイミングと下回るタイミングに同期して前記入射位置パルス列を出力することを特徴とする放射線検出器。   2. The radiation detector according to claim 1, wherein the position information adding means outputs the incident position pulse train in synchronization with a timing when the analog electric pulse exceeds and falls below a predetermined threshold value. Detector. 請求項1または2記載の放射線検出器において、前記入射位置パルス列を構成する各パルスの幅はX方向とY方向とからなる2次元に配列される前記検出セルのXチャネル番号とYチャネル番号であることを特徴する放射線検出器。   3. The radiation detector according to claim 1 or 2, wherein the width of each pulse constituting the incident position pulse train is an X channel number and a Y channel number of the detection cells arranged in two dimensions composed of an X direction and a Y direction. A radiation detector characterized by being. 請求項1ないし3記載の放射線検出器において、前記入射位置パルス列を構成する各パルスの幅はX方向とY方向とZ方向とからなる3次元に配列される前記検出セルのXチャネル番号とYチャネル番号とZチャネル番号であることを特徴とする放射線検出器。   4. The radiation detector according to claim 1, wherein the width of each pulse constituting the incident position pulse train is an X channel number and Y of the detection cells arranged in a three-dimensional manner consisting of an X direction, a Y direction, and a Z direction. A radiation detector characterized by a channel number and a Z channel number. 請求項1ないし4記載の放射線検出器において、前記入射位置パルス列を構成する各パルスのピッチは前記アナログの電気パルスの波高値に比例することを特徴とする放射線検出器。   5. The radiation detector according to claim 1, wherein a pitch of each pulse constituting the incident position pulse train is proportional to a peak value of the analog electric pulse. 請求項1ないし5記載の放射線検出器において、前記入射位置パルス列を圧縮して圧縮パルス列を出力するパルス列圧縮手段と、前記圧縮パルス列を前記入射位置パルス列に復元するパルス列復元手段とを備えることを特徴とする放射線検出器。   6. The radiation detector according to claim 1, further comprising: a pulse train compressing unit that compresses the incident position pulse train and outputs a compressed pulse train; and a pulse train restoring unit that restores the compressed pulse train to the incident position pulse train. A radiation detector. 請求項6記載の放射線検出器において、前記パルス列圧縮手段は複数の前記検出セルで構成されるグループごとに設けられ、前記圧縮パルス列は前記グループごとに出力されて、前記グループごとに出力される前記圧縮パルス列に前記グループの位置に関する情報を加えてなるグループパルス列をグループごとに出力するグループ位置情報付加手段とを備えることを特徴とする放射線検出器。   7. The radiation detector according to claim 6, wherein the pulse train compression means is provided for each group composed of a plurality of the detection cells, and the compressed pulse train is output for each group and output for each group. A radiation detector comprising: group position information adding means for outputting, for each group, a group pulse train obtained by adding information related to the position of the group to a compressed pulse train. 請求項7記載の放射線検出器において、前記グループパルス列を圧縮してグループ圧縮パルス列を出力するグループ圧縮手段と、前記グループ圧縮パルス列を前記グループパルス列に復元して前記グループパルス列を前記圧縮パルス列に復元するグループ復元手段とを備えることを特徴とする放射線検出器。   8. The radiation detector according to claim 7, wherein group compression means for compressing the group pulse train and outputting a group compressed pulse train, and restoring the group compressed pulse train to the group pulse train to restore the group pulse train to the compressed pulse train. A radiation detector comprising a group restoring means. 請求項1ないし6記載の放射線検出器において、前記位置情報付加手段は、前記検出セルの位置に関する情報に対応して出力される遅延信号(A)を出力する遅延回路(B)と、前記電気パルスと前記遅延信号(A)とが入力されると前記入射位置パルス列を出力する論理回路(C)とを備えることを特徴とする放射線検出器。   7. The radiation detector according to claim 1, wherein the position information adding means includes a delay circuit (B) that outputs a delay signal (A) that is output corresponding to information on the position of the detection cell, and the electric circuit. A radiation detector comprising: a logic circuit (C) that outputs the incident position pulse train when a pulse and the delay signal (A) are inputted. 請求項9記載の放射線検出器において、前記論理回路(C)は、前記入射位置パルス列を構成する1つのパルスが前記遅延信号(A)の立ち上がりと同期して立ち下がり、前記入射位置パルス列を構成する別のパルスが前記遅延信号(A)の立ち下がりに同期して立ち下がり、前記1つのパルスと前記別のパルスとを列状に重ねて前記入射位置パルス列を出力する論理回路であることを特徴とする放射線検出器。   10. The radiation detector according to claim 9, wherein in the logic circuit (C), one pulse constituting the incident position pulse train falls in synchronization with a rise of the delay signal (A) to constitute the incident position pulse train. Another pulse that falls in synchronization with the fall of the delay signal (A) and outputs the incident position pulse train by superimposing the one pulse and the other pulse in a row. Characteristic radiation detector. 請求項1ないし6記載の放射線検出器において、前記位置情報付加手段は、前記検出セルの位置に関する情報に対応する容量を有するコンデンサと抵抗値を有する抵抗とで構成されて遅延信号(D)を出力する遅延回路(E)と、所定のしきい値と比較して前記遅延信号(D)が所定のしきい値を超えるとき前記入射位置パルス列を構成する各パルスを出力する比較器と、前記比較器から出力される各パルスを列状に重ねて前記入射位置パルス列を出力する論理回路(F)とを備えることを特徴とする放射線検出器。   7. The radiation detector according to claim 1, wherein the position information adding means includes a capacitor having a capacity corresponding to information on the position of the detection cell and a resistor having a resistance value, and outputs a delay signal (D). A delay circuit (E) for outputting, a comparator for outputting each pulse constituting the incident position pulse train when the delay signal (D) exceeds a predetermined threshold compared to a predetermined threshold; A radiation detector comprising: a logic circuit (F) that outputs the incident position pulse train by superimposing the pulses output from the comparator in a row. 請求項7または8記載の放射線検出器において、前記グループ位置情報付加手段は、前記グループの位置に関する情報に対応して出力される遅延信号(G)を出力する遅延回路(H)と、前記圧縮パルス列と前記遅延信号(G)とが入力されると前記グループパルス列を出力する論理回路(I)とを備えることを特徴とする放射線検出器。   9. The radiation detector according to claim 7, wherein the group position information adding means includes a delay circuit (H) that outputs a delay signal (G) that is output corresponding to information on the position of the group, and the compression. A radiation detector comprising: a logic circuit (I) that outputs the group pulse train when a pulse train and the delay signal (G) are inputted. 請求項12記載の放射線検出器において、前記論理回路(I)は、前記グループパルス列を構成する1つのパルスが前記遅延信号(G)の立ち上がりと同期して立ち下がり、前記グループパルス列を構成する別のパルスが前記遅延信号(G)の立ち下がりに同期して立ち下がり、前記1つのパルスと前記別のパルスとを列状に重ねて前記グループパルス列を出力する論理回路であることを特徴とする放射線検出器。   13. The radiation detector according to claim 12, wherein the logic circuit (I) includes another pulse that constitutes the group pulse train when one pulse constituting the group pulse train falls in synchronization with a rise of the delay signal (G). Is a logic circuit that falls in synchronization with the fall of the delay signal (G) and outputs the group pulse train by superimposing the one pulse and the other pulse in a row. Radiation detector. 請求項7または8記載の放射線検出器において、前記グループ位置情報付加手段は、前記グループの位置に関する情報に対応する容量を有するコンデンサと抵抗値を有する抵抗とで構成されて遅延信号(J)を出力する遅延回路(K)と、所定のしきい値と比較して前記遅延信号(J)が所定のしきい値を超えるとき前記グループパルス列を構成する各パルスを出力する比較器(L)と、前記比較器から出力される各パルスを列状に重ねて前記グループパルス列を出力する論理回路(M)とを備えることを特徴とする放射線検出器。   9. The radiation detector according to claim 7, wherein the group position information adding means includes a capacitor having a capacity corresponding to information on the position of the group and a resistor having a resistance value, and outputs a delay signal (J). A delay circuit (K) for outputting, and a comparator (L) for outputting each pulse constituting the group pulse train when the delay signal (J) exceeds a predetermined threshold value compared with a predetermined threshold value; And a logic circuit (M) that outputs the group pulse train by superimposing pulses output from the comparator in a row. 請求項1ないし6記載の放射線検出器において、前記パルス幅変調手段は、複数の比較器で構成され、これら各々の比較器を用いて前記アナログの電気パルスを所定のしきい値でそれぞれ二値化してデジタルの電気パルスをそれぞれ出力することを特徴とする放射線検出器。   7. The radiation detector according to claim 1, wherein the pulse width modulation means is composed of a plurality of comparators, and each of the comparators is used to binarize the analog electric pulse with a predetermined threshold value. A radiation detector characterized in that it outputs a digital electric pulse. 請求項1ないし6記載の放射線検出器において、前記位置情報付加手段は、パルス幅およびパルス振幅が異なる多値論理手法を用いて前記入射位置パルス列を出力することを特徴とする放射線検出器。   7. The radiation detector according to claim 1, wherein the position information adding means outputs the incident position pulse train by using a multi-value logic method having different pulse widths and pulse amplitudes.
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JPS6347285A (en) * 1986-08-13 1988-02-29 株式会社日立製作所 Skew elevator
JPH07311270A (en) * 1994-05-19 1995-11-28 Shimadzu Corp Radioactive ray detector
JPH0868863A (en) * 1994-08-29 1996-03-12 Shimadzu Corp Radiation detector
JP2000056023A (en) * 1998-08-06 2000-02-25 Japan Science & Technology Corp Pet detector capable of providing depth directional information
US6576907B1 (en) * 2000-06-01 2003-06-10 Elgems Ltd. High count rate gamma camera system

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