JP3908973B2 - 位置検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光面上の光入射位置に応じて複数の出力端子のうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器を用いて、その光入射位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
受光面上の光入射位置を検出する位置検出装置として、シンチレータを使用して放射線の入射位置検出を行う装置が知られている。この放射線の入射位置検出を行う位置検出装置としては、多数のアレイ状のシンチレータ或いは大面積の単一シンチレータに複数個の光検出器を結合した構成のもの（従来技術１）、多数のアレイ状のシンチレータに単一の位置検出型光検出器を結合してシンチレータ毎の弁別を行うもの（従来技術２）、が知られている。
【０００３】
このような位置検出装置では次のようにして入射位置の検出がなされる。シンチレータに入射したガンマ線やベータ線などの放射線は光に変換され、この光が近傍にある光検出器に入射する。ここで放射線が入射した位置近傍の光検出器の検出信号の出力値と比べて、放射線入射位置から遠いところにある光検出器の検出信号の出力値は非常に小さい。そして、光検出器のこれらの出力が次段の位置演算回路で演算され、放射線の入射位置を知ることができる。シンチレーションカメラは、その代表的なものであり、薄く平らなシンチレータ内でガンマ線により発生するシンチレーション現象によって発光した光子が、シンチレータ及び光を拡散させる媒質により分散されて、これらに結合されている多くの光検出器に到達し、これらの出力からガンマ線が入射した２次元位置情報を得るものである。このような光検出器では、シンチレータ内で生じた光は拡散し広がりをもつため、位置分解能の劣化が生じ、特に、光検出器の周辺部で顕著になる。この問題を次のように解決している。
【０００４】
従来技術１の位置検出装置は、各光検出器の出力信号を加算してエネルギ信号を求め、このエネルギ信号から作り出した信号を閾値として閾値増幅器に与える。閾値増幅器で各光検出器の出力信号から閾値よりも大きな成分を増幅し演算を行う。こうして、放射線の入射によってシンチレータが発光した付近の信号のみを用いて演算することにより、光の広がりによる分解能劣化を防ぐ方法が考案されている（例えば、US Pat.No.3732419,US Pat.No.4475042）。
【０００５】
従来技術２の位置検出装置は、光検出器から出力される電流信号の取り出し本数を低減させ、その後の信号処理回路の規模を小さくするため、光検出器の各出力端子の間を抵抗器で接続する抵抗チェーン回路が設けられており、この抵抗チェーン回路の両端点それぞれから出力される信号を重心演算することにより、放射線入射位置を検出している。この位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子と抵抗チェーン回路との間に増幅器を設けることにより、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子から出力される信号を増幅して、位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の改善を図っている。
【０００６】
また、特公平５−４５９１９号公報には、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理し、その信号処理の結果を切り替えて出力する位置検出装置（従来技術３）が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のそれぞれの従来技術は以下のような問題点を有している。すなわち、従来技術１による位置検出装置では、十分な位置分解能を確保するためには、小型の光検出器を多数配置せざるを得ず、光検出器から出力される電流信号を処理する回路の規模が大きくならざるを得ない。したがって、この位置検出装置は、複雑かつ大規模な構成になるとともに、コスト高にもなる。従来技術２による位置検出装置は、簡単な回路構成ではあるが、光検出器の受光面の周辺付近での位置分解能の改善の程度が充分では無く、また、エネルギ信号の一様性も幾らか改善されるものの充分では無い。従来技術３による位置検出装置は、受光面の周辺付近での位置分解能の改善を図るものである。
【０００８】
しかし、従来技術３による位置検出装置は、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理することから、光検出器から出力される電流信号が変化したときに、受光面の周辺付近で位置分別の誤差が生じて、受光面の周辺付近での位置分解能が劣化する可能性がある。また、位置補正テーブルを修正することで、この劣化した位置分解能は改善され得るが、周辺付近および中央付近それぞれで別個の位置補正テーブルを用意する必要があることから、位置補正テーブルの作成・修正の作業が複雑である。さらに、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子から出力される電流信号を独立に取り出して信号処理することから、光学系を用いて光を分散させて受光面に入射させないと、受光面の周辺付近での位置分解能の改善を図ることができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の優れた位置検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る位置検出装置は、(1) 光を受光する受光面上の１次元位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMが設けられ（ただし、Ｍは４以上の整数。）、受光面上における光入射位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器と、(2) Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐmと出力端子Ｐm+1との間に設けられた抵抗器Ｒmと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(3) 第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐ1に第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ2に第２入力端子が接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第１演算部と、(4) 第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子ＰMに第１入力端子が接続され、出力端子ＰM-1に第２入力端子が接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第２演算部と、(5) 第１演算部および第２演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、受光面上における光入射位置を求める位置演算部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この第１の発明に係る位置検出装置は、光検出器の受光面に光が入射した１次元位置を検出するものである。光検出器の受光面上の１次元位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMが設けられており、受光面上における光入射位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの何れかの出力端子から電流信号が出力される。また、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐmと出力端子Ｐm+1との間に抵抗器Ｒmが設けられている。ただし、Ｍは４以上の整数であり、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数である。すなわち、(Ｍ−２)個の出力端子Ｐ2〜ＰM-1は、(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2からなる抵抗チェーン回路に接続されている。一端にある出力端子Ｐ1は第１演算部の第１入力端子に接続され、その隣にある出力端子Ｐ2は第１演算部の第２入力端子に接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、第１演算部の出力端子より電圧値が出力される。また、他端にある出力端子ＰMは第２演算部の第１入力端子に接続され、その隣にある出力端子ＰM-1は第２演算部の第２入力端子に接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、第２演算部の出力端子より電圧値が出力される。そして、位置演算部により、第１演算部および第２演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、受光面上における光入射位置が求められる。このように、この位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号は、互いに独立に取り出されて信号処理されるのでは無く、両者が纏められて処理される。
【００１２】
第２の発明に係る位置検出装置は、(1) 光を受光する受光面上の２次元位置に応じてＭ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nが配列され（ただし、Ｍ，Ｎは４以上の整数。）、受光面上における光入射位置に応じてＭ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器と、(2) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,nと出力端子Ｐm,n+1との間に設けられた抵抗器Ｒm,nと（ただし、ｍは１以上Ｍ以下の各整数。ｎは２以上(Ｎ−２)以下の各整数。）、(3) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,2と出力端子Ｐm+1,2との間に設けられた抵抗器Ｒm,aと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(4) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,N-1と出力端子Ｐm+1,N-1との間に設けられた抵抗器Ｒm,bと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(5) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,1と出力端子Ｐm+1,1との間に設けられた抵抗器Ｒm,cと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(6) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,Nと出力端子Ｐm+1,Nとの間に設けられた抵抗器Ｒm,dと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(7) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,1に第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ1,2に第２入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,1に第３入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,2に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第１演算部と、(8) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,Nに第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ1,N-1に第２入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,Nに第３入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,N-1に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第２演算部と、(9) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子ＰM,1に第１入力端子が接続され、出力端子ＰM,2に第２入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,1に第３入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,2に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第３演算部と、(10) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子ＰM,Nに第１入力端子が接続され、出力端子ＰM,N-1に第２入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,Nに第３入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,N-1に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第４演算部と、(11) 第１演算部，第２演算部，第３演算部および第４演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、受光面上における光入射位置を求める位置演算部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この第２の発明に係る位置検出装置は、光検出器の受光面に光が入射した２次元位置を検出するものである。この位置検出装置でも、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号は、互いに独立に取り出されて信号処理されるのでは無く、両者が纏められて処理される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
先ず、本発明に係る位置検出装置の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る位置検出装置１の構成図である。この図に示される位置検出装置１は、光検出器１１０の受光面に光が入射した１次元位置を検出するものであって、光検出器１１０の他に、抵抗チェーン回路１２０、第１演算部１３０、第２演算部１４０および位置演算部１７０を備えている。
【００１６】
光検出器１１０は、光（放射線を含む）を受光する受光面上の１次元位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMが順に設けられている。ただし、Ｍは４以上の整数である。Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうち出力端子Ｐ1は受光面の一方の端部に相当し、出力端子ＰMは受光面の他方の端部に相当する。そして、この光検出器１１０は、受光面上における光入射位置に応じて、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの１または２以上の出力端子から電流信号を出力する。
【００１７】
抵抗チェーン回路１２０は、(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2を含む。これら(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2はカスケード接続されており、そのうちの抵抗器Ｒmは光検出器１１０の出力端子Ｐmと出力端子Ｐm+1との間に設けられている。ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数である。
【００１８】
第１演算部１３０は、増幅器１３１、増幅器１３２および加算器１３５を有している。増幅器１３１は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子Ｐ1に直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器１３２は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子Ｐ2に直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器１３５は、増幅器１３１および増幅器１３２それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｘ１を出力端子より出力する。
【００１９】
第２演算部１４０は、増幅器１４１、増幅器１４２および加算器１４５を有している。増幅器１４１は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子ＰMに直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器１４２は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子ＰM-1に直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器１４５は、増幅器１４１および増幅器１４２それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｘ２を出力端子より出力する。
【００２０】
位置演算部１７０は、第１演算部１３０より出力される電圧値Ｘ１と、第２演算部１４０より出力される電圧値Ｘ２とに基づいて、光検出器１１０の受光面上における光入射位置を求めるものである。位置演算部１７０は、加算器１７１、Ａ／Ｄ変換器１７２ａ、Ａ／Ｄ変換器１７２ｂ、位置演算器１７３、波高弁別器１７４および制御信号発生器１７５を有している。
【００２１】
加算器１７１は、第１演算部１３０より出力された電圧値Ｘ１と、第２演算部１４０より出力された電圧値Ｘ２とを入力し、これら電圧値Ｘ１と電圧値Ｘ２との和に相当する電圧値を出力する。一方のＡ／Ｄ変換器１７２ａは、加算器１７１より出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して、このデジタル値をエネルギ信号Ｚとして出力する。他方のＡ／Ｄ変換器１７２ｂは、第１演算部１３０より出力された電圧値（アナログ値）Ｘ１を入力し、これをデジタル値に変換して出力する。また、位置演算器１７３は、Ａ／Ｄ変換器１７２ａおよびＡ／Ｄ変換器１７２ｂそれぞれより出力されたデジタル値を入力し、これら２つのデジタル値の比（Ｘ１／(Ｘ１＋Ｘ２)）を求めて、この比を位置信号Ｘとして出力する。この位置信号Ｘは、光検出器１１０の受光面上の光入射位置を表すものである。
【００２２】
波高弁別器１７４は、加算器１７１より出力された電圧値を入力し、その電圧値と所定の閾値とを比較して、光検出器１１０の受光面に光が入射したエネルギが所定値であって検出すべきものであるか否かをエネルギ弁別して判定する。そして、制御信号発生器１７５は、波高弁別器１７４による判定の結果を受けて、検出すべき波長の光であると判定された場合にのみ、Ａ／Ｄ変換器１７２ａおよびＡ／Ｄ変換器１７２ｂそれぞれのＡ／Ｄ変換動作を指示する制御信号Ｔを出力する。
【００２３】
次に、第１実施形態に係る位置検出装置１において好適に用いられる光検出器１１０の構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る位置検出装置１の光検出器１１０の構成および動作を説明する断面図である。この図に示される光検出器１１０は、２Ｍ個のシンチレータ１１１1〜１１１2Mおよび光電子増倍管１１２を含んで構成されている。２Ｍ個のシンチレータ１１１1〜１１１2Mそれぞれは、例えばＮａＩ（Ｔｌ）またはＢＧＯの結晶からなり、光電子増倍管１１２の光電変換面（図示せず）上に１次元配列されている。また、光電子増倍管１１２内にはＭ個のアノード電極１１３1〜１１３Mが１次元配列されている。Ｍ個のアノード電極１１３1〜１１３Mの配列方向と、２Ｍ個のシンチレータ１１１1〜１１１2Mの配列方向とは、互いに平行である。各アノード電極１１３mは出力端子Ｐmと接続されている。
【００２４】
この図中の破線矢印で示されるように、例えばシンチレータ１１１5に放射線が入射すると、この放射線入射に伴い該シンチレータ１１１5よりシンチレーションパルス光が発生する。そのシンチレーションパルス光が光電子増倍管１１２の光電変換面に入射して、その光電変換面より光電子が発生する。そして、その光電子がダイノード（図示せず）により増倍され、この増倍により生じた多数の２次電子がＭ個のアノード電極１１３1〜１１３Mの何れかに到達する。このとき、Ｍ個のアノード電極１１３1〜１１３Mに到達する２次電子の個数の分布は、放射線が入射したシンチレータ１１１5の位置に対応する位置を中心とするガウス分布で近似され得る。したがって、Ｍ個のアノード電極１１３1〜１１３Mのうちのアノード電極１１３3に接続された出力端子Ｐ3より最も多くの電流が出力され、両隣の出力端子Ｐ2および出力端子Ｐ4それぞれよりも電流が出力される場合がある。
【００２５】
このように、光検出器１１０の受光面に光が入射すると、その光入射位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの何れかの出力端子より電流信号が出力される。一方の端部にある出力端子Ｐ1より出力された電流信号は、第１演算部１３０の増幅器１３１に入力する。他方の端部にある出力端子ＰMより出力された電流信号は、第２演算部１４０の増幅器１４１に入力する。その他の(Ｍ−２)個の出力端子Ｐ2〜ＰM-1それぞれから出力された電流信号は、抵抗チェーン回路１２０を経て、第１演算部１３０の増幅器１３２または第２演算部１４０の増幅器１４２へ入力する。増幅器１３２および増幅器１４２それぞれへ入力する電流値は、(Ｍ−２)個の出力端子Ｐ2〜ＰM-1それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００２６】
そして、第１演算部１３０において、増幅器１３１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１３１より出力され、増幅器１３２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１３２より出力され、増幅器１３１および増幅器１３２それぞれより出力された電圧値が加算器１３５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｘ１が加算器１３５より出力される。また、第２演算部１４０において、増幅器１４１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１４１より出力され、増幅器１４２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１４２より出力され、増幅器１４１および増幅器１４２それぞれより出力された電圧値が加算器１４５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｘ２が加算器１４５より出力される。
【００２７】
第１演算部１３０の加算器１３５より出力された電圧値Ｘ１、および、第２演算部１４０の加算器１４５より出力された電圧値Ｘ２それぞれは、位置演算部１７０に入力する。位置演算部１７０において、入力した電圧値Ｘ１と電圧値Ｘ２とは加算器１７１により加算される。この加算結果に基づいて、光検出器１１０に入射した光が所定のエネルギのものであると波高弁別器１７４により判定されたときに、制御信号発生器１７５より出力された制御信号Ｔの指示に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１７２ａおよびＡ／Ｄ変換器１７２ｂそれぞれのＡ／Ｄ変換動作が実行される。
【００２８】
加算器１７１から出力された電圧値（Ｘ１とＸ２との加算値）はＡ／Ｄ変換器１７２ａによりデジタル値に変換され、このデジタル値がエネルギ信号Ｚとして出力される。電圧値Ｘ１はＡ／Ｄ変換器１７２ｂによりデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ変換器１７２ｂより出力されたデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器１７２ａより出力されたデジタル値とは、位置演算器１７３に入力して、この位置演算器１７３により、これら２つのデジタル値の比（Ｘ１／(Ｘ１＋Ｘ２)）が求められて、この比が位置信号Ｘとして出力される。この位置信号Ｘは、光検出器１１０の受光面上の光入射位置を表す。
【００２９】
以上に説明した第１実施形態に係る位置検出装置１において、抵抗チェーン回路１２０に含まれる(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2それぞれの抵抗値、第１演算部１３０に含まれる増幅器１３１および増幅器１３２それぞれの増倍率、ならびに、第２演算部１４０に含まれる増幅器１４１および増幅器１４２それぞれの増倍率それぞれは、適切に設定される。これにより、この位置検出装置１は、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の優れたものとなる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る位置検出装置の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る位置検出装置２の概略構成図である。この図に示される位置検出装置２は、光検出器２１０の受光面に光が入射した２次元位置を検出するものであって、光検出器２１０の他に、抵抗チェーン回路２２０、第１演算部２３０、第２演算部２４０、第３演算部２５０、第４演算部２６０および位置演算部２７０を備えている。
【００３１】
光検出器２１０は、光（放射線を含む）を受光する受光面上の２次元位置に応じてＭ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nが設けられている。ただし、ＭおよびＮそれぞれは４以上の整数である。Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,1，出力端子Ｐ1,N，出力端子ＰM,1および出力端子ＰM,Nそれぞれは、受光面の各隅に相当する。そして、この光検出器２１０は、受光面上における光入射位置に応じて、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの１または２以上の出力端子から電流信号を出力する。なお、以降では Ｍ＝Ｎ＝８ として説明する。
【００３２】
図４は、第２実施形態に係る位置検出装置２の光検出器２１０の構成図である。この光検出器２１０は、２次元位置検出型の光電子増倍管２１２の光電変換面上に８×１６個のシンチレータ２１１が２次元配列されたものである。また、光検出器２１０は、８×８個の出力端子Ｐ1,1〜Ｐ8,8それぞれに対応してアノード電極（図示せず）を有している。
【００３３】
図５は、第２実施形態に係る位置検出装置２の抵抗チェーン回路２２０の構成図である。この図には、光検出器２１０の８×８個の出力端子Ｐ1,1〜Ｐ8,8それぞれの位置（図中の四角印）とともに、これらの出力端子の間に設けられた抵抗器（図中の抵抗器記号）が示されている。抵抗チェーン回路２２０は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,1〜Ｒ1,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ2,1〜Ｒ2,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ3,1〜Ｒ3,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ4,2〜Ｒ4,6、カスケード接続された抵抗器Ｒ5,2〜Ｒ5,6、カスケード接続された抵抗器Ｒ6,1〜Ｒ6,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ7,1〜Ｒ7,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ8,1〜Ｒ8,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ1.a〜Ｒ7,a、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,b〜Ｒ7,b、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,c〜Ｒ7,c、および、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,d〜Ｒ7,d を有している。
【００３４】
抵抗器Ｒm,n（ｍは１以上８以下の各整数。ｎは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,nと出力端子Ｐm,n+1との間に設けられている。抵抗器Ｒm,a（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,2と出力端子Ｐm+1,2との間に設けられている。抵抗器Ｒm,b（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,7と出力端子Ｐm+1,7との間に設けられている。抵抗器Ｒm,c（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,1と出力端子Ｐm+1,1との間に設けられている。抵抗器Ｒm,d（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,8と出力端子Ｐm+1,8との間に設けられている。また、
抵抗器Ｒ2,1は、抵抗器Ｒ1,aおよび抵抗器Ｒ2,aの接続点と出力端子Ｐ2,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ2,7は、抵抗器Ｒ1,bおよび抵抗器Ｒ2,bの接続点と出力端子Ｐ2,7との間に設けられている。抵抗器Ｒ3,1は、抵抗器Ｒ2,aおよび抵抗器Ｒ3,aの接続点と出力端子Ｐ3,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ3,7は、抵抗器Ｒ2,bおよび抵抗器Ｒ3,bの接続点と出力端子Ｐ3,7との間に設けられている。抵抗器Ｒ6,1は、抵抗器Ｒ5,aおよび抵抗器Ｒ6,aの接続点と出力端子Ｐ6,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ6,7は、抵抗器Ｒ5,bおよび抵抗器Ｒ6,bの接続点と出力端子Ｐ6,7との間に設けられている。抵抗器Ｒ7,1は、抵抗器Ｒ6,aおよび抵抗器Ｒ7,aの接続点と出力端子Ｐ7,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ7,7は、抵抗器Ｒ6,bおよび抵抗器Ｒ7,bの接続点と出力端子Ｐ7,7との間に設けられている。
【００３５】
図６は、第２実施形態に係る位置検出装置２の第１演算部２３０、第２演算部２４０、第３演算部２５０、第４演算部２６０および位置演算部２７０の構成図である。
【００３６】
図５および図６に示されるように、光検出器２１０の出力端子Ｐ1,1は、直接に第１演算部２３０の増幅器２３１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ1,2は、抵抗器Ｒ1,1を介して、第１演算部２３０の増幅器２３２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,1は、抵抗器Ｒ1,cを介して、第１演算部２３０の増幅器２３３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,2は、抵抗器Ｒ2,1および抵抗器Ｒ1,aを介して、第１演算部２３０の増幅器２３４の入力端子に接続されている。
【００３７】
光検出器２１０の出力端子Ｐ1,8は、直接に第２演算部２４０の増幅器２４１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ1,7は、抵抗器Ｒ1,7を介して、第２演算部２４０の増幅器２４２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,8は、抵抗器Ｒ1,dを介して、第２演算部２４０の増幅器２４３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,7は、抵抗器Ｒ2,7および抵抗器Ｒ1,bを介して、第２演算部２４０の増幅器２４４の入力端子に接続されている。
【００３８】
光検出器２１０の出力端子Ｐ8,1は、直接に第３演算部２５０の増幅器２５１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ8,2は、抵抗器Ｒ8,1を介して、第３演算部２５０の増幅器２５２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,1は、抵抗器Ｒ7,cを介して、第３演算部２５０の増幅器２５３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,2は、抵抗器Ｒ7,1および抵抗器Ｒ7,aを介して、第３演算部２５０の増幅器２５４の入力端子に接続されている。
【００３９】
光検出器２１０の出力端子Ｐ8,8は、直接に第４演算部２６０の増幅器２６１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ8,7は、抵抗器Ｒ8,7を介して、第４演算部２６０の増幅器２６２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,8は、抵抗器Ｒ7,dを介して、第４演算部２６０の増幅器２６３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,7は、抵抗器Ｒ7,7および抵抗器Ｒ7,bを介して、第４演算部２６０の増幅器２６４の入力端子に接続されている。
【００４０】
図６に示されるように、第１演算部２３０は、増幅器２３１、増幅器２３２、増幅器２３３、増幅器２３４および加算器２３５を有している。増幅器２３１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,1に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２３２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,2に抵抗器Ｒ1,1を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２３３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,1に抵抗器Ｒ1,cを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２３４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,2に抵抗器Ｒ2,1および抵抗器Ｒ1,aを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２３５は、４つの増幅器２３１〜２３４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ａを出力端子より出力する。
【００４１】
第２演算部２４０は、増幅器２４１、増幅器２４２、増幅器２４３、増幅器２４４および加算器２４５を有している。増幅器２４１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,8に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２４２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,7に抵抗器Ｒ1,7を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２４３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,8に抵抗器Ｒ1,dを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２４４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,7に抵抗器Ｒ2,7および抵抗器Ｒ1,bを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２４５は、４つの増幅器２４１〜２４４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｂを出力端子より出力する。
【００４２】
第３演算部２５０は、増幅器２５１、増幅器２５２、増幅器２５３、増幅器２５４および加算器２５５を有している。増幅器２５１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,1に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２５２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,2に抵抗器Ｒ8,1を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２５３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,1に抵抗器Ｒ7,cを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２５４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,2に抵抗器Ｒ7,1および抵抗器Ｒ7,aを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２５５は、４つの増幅器２５１〜２５４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｃを出力端子より出力する。
【００４３】
第４演算部２６０は、増幅器２６１、増幅器２６２、増幅器２６３、増幅器２６４および加算器２６５を有している。増幅器２６１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,8に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２６２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,7に抵抗器Ｒ8,7を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２６３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,8に抵抗器Ｒ7,dを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２６４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,7に抵抗器Ｒ7,7および抵抗器Ｒ7,bを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２６５は、４つの増幅器２６１〜２６４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｄを出力端子より出力する。
【００４４】
位置演算部２７０は、第１演算部２３０より出力される電圧値Ａと、第２演算部２４０より出力される電圧値Ｂと、第３演算部２５０より出力される電圧値Ｃと、第４演算部２６０より出力される電圧値Ｄとに基づいて、光検出器２１０の受光面上における光入射位置を求めるものである。位置演算部１７０は、加算器２７１ａ〜２７１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２７２ａ〜２７２ｃ、位置演算器２７３ｂ，２７３ｃ、波高弁別器２７４および制御信号発生器２７５を有している。
【００４５】
加算器２７１ａは、第１演算部２３０より出力された電圧値Ａと、第２演算部２４０より出力された電圧値Ｂと、第３演算部２５０より出力された電圧値Ｃと、第４演算部２６０より出力された電圧値Ｄとを入力し、これら４つの電圧値Ａ〜Ｄの総和に相当する電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器２７２ａは、この加算器２７１ａより出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して、このデジタル値をエネルギ信号Ｚとして出力する。
【００４６】
加算器２７１ｂは、第１演算部２３０より出力された電圧値Ａと、第２演算部２４０より出力された電圧値Ｂとを入力し、これら２つの電圧値ＡおよびＢの和に相当する電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器２７２ｂは、この加算器２７１ｂより出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して出力する。位置演算器２７３ｂは、Ａ／Ｄ変換器２７２ａおよびＡ／Ｄ変換器２７２ｂそれぞれより出力されたデジタル値を入力し、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｂ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）を求めて、この比を位置信号Ｘとして出力する。この位置信号Ｘは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＸ座標値を表すものである。
【００４７】
加算器２７１ｃは、第１演算部２３０より出力された電圧値Ａと、第３演算部２５０より出力された電圧値Ｃとを入力し、これら２つの電圧値ＡおよびＣの和に相当する電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器２７２ｃは、この加算器２７１ｃより出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して出力する。位置演算器２７３ｃは、Ａ／Ｄ変換器２７２ａおよびＡ／Ｄ変換器２７２ｃそれぞれより出力されたデジタル値を入力し、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｃ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）を求めて、この比を位置信号Ｙとして出力する。この位置信号Ｙは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＹ座標値を表すものである。
【００４８】
波高弁別器２７４は、加算器２７１ａより出力された電圧値を入力し、その電圧値と所定の閾値とを比較して、光検出器２１０の受光面に光が入射したエネルギが所定値であって検出すべきものであるか否かをエネルギ弁別して判定する。そして、制御信号発生器２７５は、波高弁別器２７４による判定の結果を受けて、検出すべき波長の光であると判定された場合にのみ、Ａ／Ｄ変換器２７２ａ〜２７２ｃそれぞれのＡ／Ｄ変換動作を指示する制御信号Ｔを出力する。
【００４９】
次に、第２実施形態に係る位置検出装置２の動作について説明する。光検出器２１０の受光面に光が入射すると、その光入射位置に応じて８×８個の出力端子Ｐ1,1〜Ｐ8,8のうちの何れかの出力端子より電流信号が出力される。
【００５０】
左上隅にある出力端子Ｐ1,1より出力された電流信号は、第１演算部２３０の増幅器２３１に入力する。右上隅にある出力端子Ｐ1,8より出力された電流信号は、第２演算部２４０の増幅器２４１に入力する。左下隅にある出力端子Ｐ8,1より出力された電流信号は、第３演算部２５０の増幅器２５１に入力する。右下隅にある出力端子Ｐ8,8より出力された電流信号は、第４演算部２６０の増幅器２６１に入力する。
【００５１】
最上辺にある６個の出力端子Ｐ1,2〜Ｐ1,7それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,1〜Ｒ1,7を経て、第１演算部２３０の増幅器２３２または第２演算部２４０の増幅器２４２へ入力する。増幅器２３２および増幅器２４２それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ1,2〜Ｐ1,7それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５２】
最下辺にある６個の出力端子Ｐ8,2〜Ｐ8,7それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ8,1〜Ｒ8,7を経て、第３演算部２５０の増幅器２５２または第４演算部２６０の増幅器２６２へ入力する。増幅器２５２および増幅器２６２それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ8,2〜Ｐ8,7それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５３】
最左辺にある６個の出力端子Ｐ2,1〜Ｐ7,1それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,c〜Ｒ7,cを経て、第１演算部２３０の増幅器２３３または第３演算部２５０の増幅器２５３へ入力する。増幅器２３３および増幅器２５３それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ2,1〜Ｐ7,1それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５４】
最右辺にある６個の出力端子Ｐ2,8〜Ｐ7,8それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,d〜Ｒ7,dを経て、第２演算部２４０の増幅器２４３または第４演算部２６０の増幅器２６３へ入力する。増幅器２４３および増幅器２６３それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ2,8〜Ｐ7,8それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５５】
その他の６×６個の出力端子Ｐm,n（ｍ＝２〜７、ｎ＝２〜７）それぞれから出力された電流信号は、抵抗チェーン回路２２０に含まれる抵抗器Ｒm,n（ｍ＝２〜７、ｎ＝２〜７），抵抗器Ｒm,a（ｍ＝１〜７）および抵抗器Ｒm,b（ｍ＝１〜７）からなる抵抗器網を経て、第１演算部２３０の増幅器２３４、第２演算部２４０の増幅器２４４、第３演算部２５０の増幅器２５４または第４演算部２６０の増幅器２６４へ入力する。増幅器２３４、増幅器２４４、増幅器２５４および増幅器２６４それぞれへ入力する電流値は、６×６個の出力端子Ｐm,n（ｍ＝２〜７、ｎ＝２〜７）それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５６】
そして、第１演算部２３０において、増幅器２３１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３１より出力され、増幅器２３２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３２より出力され、増幅器２３３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３３より出力され、増幅器２３４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３４より出力される。これら４つの増幅器２３１〜２３４それぞれより出力された電圧値が加算器２３５により加算されて、その加算結果である電圧値Ａが加算器２３５より出力される。
【００５７】
第２演算部２４０において、増幅器２４１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４１より出力され、増幅器２４２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４２より出力され、増幅器２４３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４３より出力され、増幅器２４４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４４より出力される。これら４つの増幅器２４１〜２４４それぞれより出力された電圧値が加算器２４５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｂが加算器２４５より出力される。
【００５８】
第３演算部２５０において、増幅器２５１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５１より出力され、増幅器２５２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５２より出力され、増幅器２５３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５３より出力され、増幅器２５４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５４より出力される。これら４つの増幅器２５１〜２５４それぞれより出力された電圧値が加算器２５５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｃが加算器２５５より出力される。
【００５９】
第４演算部２６０において、増幅器２６１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６１より出力され、増幅器２６２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６２より出力され、増幅器２６３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６３より出力され、増幅器２６４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６４より出力される。これら４つの増幅器２６１〜２６４それぞれより出力された電圧値が加算器２６５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｄが加算器２６５より出力される。
【００６０】
第１演算部２３０の加算器２３５より出力された電圧値Ａ、第２演算部２４０の加算器２４５より出力された電圧値Ｂ、第３演算部２５０の加算器２５５より出力された電圧値Ｃ、および、第４演算部２６０の加算器２６５より出力された電圧値Ｄそれぞれは、位置演算部２７０に入力する。そして、位置演算部２７０の加算器２７１ａにより、入力した電圧値Ａ〜Ｄの総和が求められる。この加算結果に基づいて、光検出器２１０に入射した光が所定のエネルギのものであると波高弁別器２７４により判定されたときに、制御信号発生器２７５より出力された制御信号Ｔの指示に基づいて、Ａ／Ｄ変換器２７２ａ〜２７２ｃそれぞれのＡ／Ｄ変換動作が実行される。
【００６１】
加算器２７１ａから出力された電圧値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）はＡ／Ｄ変換器２７２ａによりデジタル値に変換され、このデジタル値がエネルギ信号Ｚとして出力される。
【００６２】
位置演算部２７０に入力した電圧値Ａおよび電圧値Ｂは加算器２７１ｂにより加算され、その加算値である電圧値（Ａ＋Ｂ）はＡ／Ｄ変換器２７２ｂによりデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ変換器２７２ｂより出力されたデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器２７２ａより出力されたデジタル値とは、位置演算器２７３ｂに入力して、この位置演算器２７３ｂにより、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｂ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）が求められて、この比が位置信号Ｘとして出力される。この位置信号Ｘは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＸ座標値を表す。
【００６３】
位置演算部２７０に入力した電圧値Ａおよび電圧値Ｃは加算器２７１ｃにより加算され、その加算値である電圧値（Ａ＋Ｃ）はＡ／Ｄ変換器２７２ｃによりデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ変換器２７２ｃより出力されたデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器２７２ａより出力されたデジタル値とは、位置演算器２７３ｃに入力して、この位置演算器２７３ｃにより、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｃ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）が求められて、この比が位置信号Ｙとして出力される。この位置信号Ｙは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＹ座標値を表す。
【００６４】
以上に説明した第２実施形態に係る位置検出装置２において、抵抗チェーン回路２２０に含まれる各抵抗器の抵抗値、第１演算部２３０に含まれる増幅器２３１〜２３４それぞれの増倍率、第２演算部２４０に含まれる増幅器２４１〜２４４それぞれの増倍率、第３演算部２５０に含まれる増幅器２５１〜２５４それぞれの増倍率、ならびに、第４演算部２６０に含まれる増幅器２６１〜２６４それぞれの増倍率それぞれは、適切に設定される。これにより、この位置検出装置２は、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の優れたものとなる。
【００６５】
次に、第２実施形態に係る位置検出装置２の実施例を比較例と対比して説明する。実施例の位置検出装置は、上述した第２実施形態に係るものと同様の構成のものである。比較例１の位置検出装置は、上述の従来の技術の欄で従来技術２として説明した構成のものであり、光検出器と位置演算部との間の抵抗チェーン回路および増幅器が図７に示されるものである。比較例２の位置検出装置は、上述の従来の技術の欄で従来技術３として説明した構成のものであり、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理し、その信号処理の結果を切り替えて出力するものである。
【００６６】
図７は、比較例１の位置検出装置の抵抗チェーン回路の構成図である。この図に示されるように、比較例１の位置検出装置の抵抗チェーン回路では、光検出器の出力端子Ｐm,nとＰm,n+1との間（ｍ＝１〜３，６〜８、ｎ＝１〜７）に抵抗器が設けられ、光検出器の出力端子Ｐm,nとＰm,n+1との間（ｍ＝４，５、ｎ＝２〜６）に抵抗器が設けられ、光検出器の出力端子Ｐm,nとＰm+1,nとの間（ｍ＝１〜７、ｎ＝１，８）に抵抗器が設けられている。また、光検出器の出力端子Ｐ1,1は抵抗器を介して増幅器３４０の入力端子と接続されており、この増幅器３４０に入力する電流値に応じた電圧値Ａが増幅器３４０より出力される。光検出器の出力端子Ｐ1,8は抵抗器を介して増幅器３５０の入力端子と接続されており、この増幅器３５０に入力する電流値に応じた電圧値Ｂが増幅器３５０より出力される。光検出器の出力端子Ｐ8,1は抵抗器を介して増幅器３６０の入力端子と接続されており、この増幅器３６０に入力する電流値に応じた電圧値Ｃが増幅器３６０より出力される。光検出器の出力端子Ｐ8,8は抵抗器を介して増幅器３７０の入力端子と接続されており、この増幅器３７０に入力する電流値に応じた電圧値Ｄが増幅器３７０より出力される。そして、増幅器３４０より出力された電圧値Ａ、増幅器３５０より出力された電圧値Ｂ、増幅器３６０より出力された電圧値Ｃ、および、増幅器３７０より出力された電圧値Ｄそれぞれは、図６に示された位置演算部２７０と同様の構成の位置演算部に入力して、同様の処理が行われる。
【００６７】
次に、この位置検出装置を用いて行った実験の結果について説明する。図８は、実施例の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。図９は、比較例１の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。図１０は、比較例２の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。各図（ｂ）は、光検出器が所定エネルギの光を検出したときに位置演算部より出力された位置信号（Ｘ，Ｙ）の値が示す点を２次元平面上にプロットしたものであり、検出頻度の２次元分布を濃淡で示したものである（濃いほど頻度が大きい）。また、各図（ａ）は、放射線検出頻度の２次元分布をＹ軸方向に加算した１次元分布を示している。
【００６８】
図９に示されるように、比較例１の位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近で、光検出感度が低いことから、位置分解能が低かった。図１０に示されるように、比較例２の位置検出装置でも、光を分散させて受光面に入射させていないため、光検出器の受光面の周辺付近で位置分解能が低かった。これに対して、図８に示されるように、実施例の位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近で位置分解能が高かった。
【００６９】
このように、本実施形態に係る位置検出装置は、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理するのでは無く、両者を纏めて処理するので、光検出器から出力される電流信号が変化したときにも、受光面の周辺付近で生じる位置分別の誤差が小さく、受光面の周辺付近での位置分解能の劣化が抑制され得る。また、位置分解能を改善するための位置補正テーブルとして、周辺付近および中央付近で互いに同じものを使用することが可能であることから、位置補正テーブルの作成・修正の作業が容易である。さらに、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子から出力される電流信号を独立に取り出して信号処理すること無く、両者を纏めて処理するので、光学系を用いて光を分散させて受光面に入射させること無く、受光面の周辺付近での位置分解能の改善を図ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号は、互いに独立に取り出されて信号処理されるのでは無く、両者が纏められて処理される。したがって、この位置検出装置は、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る位置検出装置１の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る位置検出装置１の光検出器１１０の構成および動作を説明する断面図である。
【図３】第２実施形態に係る位置検出装置２の概略構成図である。
【図４】第２実施形態に係る位置検出装置２の光検出器２１０の構成図である。
【図５】第２実施形態に係る位置検出装置２の抵抗チェーン回路２２０の構成図である。
【図６】第２実施形態に係る位置検出装置２の第１演算部２３０、第２演算部２４０、第３演算部２５０、第４演算部２６０および位置演算部２７０の構成図である。
【図７】比較例１の位置検出装置の抵抗チェーン回路の構成図である。
【図８】実施例の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。
【図９】比較例１の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。
【図１０】比較例２の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。
【符号の説明】
１，２…位置検出装置、１１０…光検出器、１２０…抵抗チェーン回路、１３０…第１演算部、１４０…第２演算部、１７０…位置演算部、２１０…光検出器、２２０…抵抗チェーン回路、２３０…第１演算部、２４０…第２演算部、２５０…第３演算部、２６０…第４演算部、２７０…位置演算部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、受光面上の光入射位置に応じて複数の出力端子のうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器を用いて、その光入射位置を検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
受光面上の光入射位置を検出する位置検出装置として、シンチレータを使用して放射線の入射位置検出を行う装置が知られている。この放射線の入射位置検出を行う位置検出装置としては、多数のアレイ状のシンチレータ或いは大面積の単一シンチレータに複数個の光検出器を結合した構成のもの（従来技術１）、多数のアレイ状のシンチレータに単一の位置検出型光検出器を結合してシンチレータ毎の弁別を行うもの（従来技術２）、が知られている。
【０００３】
このような位置検出装置では次のようにして入射位置の検出がなされる。シンチレータに入射したガンマ線やベータ線などの放射線は光に変換され、この光が近傍にある光検出器に入射する。ここで放射線が入射した位置近傍の光検出器の検出信号の出力値と比べて、放射線入射位置から遠いところにある光検出器の検出信号の出力値は非常に小さい。そして、光検出器のこれらの出力が次段の位置演算回路で演算され、放射線の入射位置を知ることができる。シンチレーションカメラは、その代表的なものであり、薄く平らなシンチレータ内でガンマ線により発生するシンチレーション現象によって発光した光子が、シンチレータ及び光を拡散させる媒質により分散されて、これらに結合されている多くの光検出器に到達し、これらの出力からガンマ線が入射した２次元位置情報を得るものである。このような光検出器では、シンチレータ内で生じた光は拡散し広がりをもつため、位置分解能の劣化が生じ、特に、光検出器の周辺部で顕著になる。この問題を次のように解決している。
【０００４】
従来技術１の位置検出装置は、各光検出器の出力信号を加算してエネルギ信号を求め、このエネルギ信号から作り出した信号を閾値として閾値増幅器に与える。閾値増幅器で各光検出器の出力信号から閾値よりも大きな成分を増幅し演算を行う。こうして、放射線の入射によってシンチレータが発光した付近の信号のみを用いて演算することにより、光の広がりによる分解能劣化を防ぐ方法が考案されている（例えば、US Pat.No.3732419,US Pat.No.4475042）。
【０００５】
従来技術２の位置検出装置は、光検出器から出力される電流信号の取り出し本数を低減させ、その後の信号処理回路の規模を小さくするため、光検出器の各出力端子の間を抵抗器で接続する抵抗チェーン回路が設けられており、この抵抗チェーン回路の両端点それぞれから出力される信号を重心演算することにより、放射線入射位置を検出している。この位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子と抵抗チェーン回路との間に増幅器を設けることにより、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子から出力される信号を増幅して、位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の改善を図っている。
【０００６】
また、特公平５−４５９１９号公報には、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理し、その信号処理の結果を切り替えて出力する位置検出装置（従来技術３）が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のそれぞれの従来技術は以下のような問題点を有している。すなわち、従来技術１による位置検出装置では、十分な位置分解能を確保するためには、小型の光検出器を多数配置せざるを得ず、光検出器から出力される電流信号を処理する回路の規模が大きくならざるを得ない。したがって、この位置検出装置は、複雑かつ大規模な構成になるとともに、コスト高にもなる。従来技術２による位置検出装置は、簡単な回路構成ではあるが、光検出器の受光面の周辺付近での位置分解能の改善の程度が充分では無く、また、エネルギ信号の一様性も幾らか改善されるものの充分では無い。従来技術３による位置検出装置は、受光面の周辺付近での位置分解能の改善を図るものである。
【０００８】
しかし、従来技術３による位置検出装置は、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理することから、光検出器から出力される電流信号が変化したときに、受光面の周辺付近で位置分別の誤差が生じて、受光面の周辺付近での位置分解能が劣化する可能性がある。また、位置補正テーブルを修正することで、この劣化した位置分解能は改善され得るが、周辺付近および中央付近それぞれで別個の位置補正テーブルを用意する必要があることから、位置補正テーブルの作成・修正の作業が複雑である。さらに、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子から出力される電流信号を独立に取り出して信号処理することから、光学系を用いて光を分散させて受光面に入射させないと、受光面の周辺付近での位置分解能の改善を図ることができない。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の優れた位置検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る位置検出装置は、(1) 光を受光する受光面上の１次元位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMが設けられ（ただし、Ｍは４以上の整数。）、受光面上における光入射位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器と、(2) Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐmと出力端子Ｐm+1との間に設けられた抵抗器Ｒmと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(3) 第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐ1に第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ2に第２入力端子が接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第１演算部と、(4) 第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子ＰMに第１入力端子が接続され、出力端子ＰM-1に第２入力端子が接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第２演算部と、(5) 第１演算部および第２演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、受光面上における光入射位置を求める位置演算部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この第１の発明に係る位置検出装置は、光検出器の受光面に光が入射した１次元位置を検出するものである。光検出器の受光面上の１次元位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMが設けられており、受光面上における光入射位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの何れかの出力端子から電流信号が出力される。また、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐmと出力端子Ｐm+1との間に抵抗器Ｒmが設けられている。ただし、Ｍは４以上の整数であり、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数である。すなわち、(Ｍ−２)個の出力端子Ｐ2〜ＰM-1は、(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2からなる抵抗チェーン回路に接続されている。一端にある出力端子Ｐ1は第１演算部の第１入力端子に接続され、その隣にある出力端子Ｐ2は第１演算部の第２入力端子に接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、第１演算部の出力端子より電圧値が出力される。また、他端にある出力端子ＰMは第２演算部の第１入力端子に接続され、その隣にある出力端子ＰM-1は第２演算部の第２入力端子に接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、第２演算部の出力端子より電圧値が出力される。そして、位置演算部により、第１演算部および第２演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、受光面上における光入射位置が求められる。このように、この位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号は、互いに独立に取り出されて信号処理されるのでは無く、両者が纏められて処理される。
【００１２】
第２の発明に係る位置検出装置は、(1) 光を受光する受光面上の２次元位置に応じてＭ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nが配列され（ただし、Ｍ，Ｎは４以上の整数。）、受光面上における光入射位置に応じてＭ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器と、(2) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,nと出力端子Ｐm,n+1との間に設けられた抵抗器Ｒm,nと（ただし、ｍは１以上Ｍ以下の各整数。ｎは２以上(Ｎ−２)以下の各整数。）、(3) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,2と出力端子Ｐm+1,2との間に設けられた抵抗器Ｒm,aと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(4) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,N-1と出力端子Ｐm+1,N-1との間に設けられた抵抗器Ｒm,bと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(5) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,1と出力端子Ｐm+1,1との間に設けられた抵抗器Ｒm,cと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(6) Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,Nと出力端子Ｐm+1,Nとの間に設けられた抵抗器Ｒm,dと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、(7) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,1に第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ1,2に第２入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,1に第３入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,2に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第１演算部と、(8) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,Nに第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ1,N-1に第２入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,Nに第３入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,N-1に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第２演算部と、(9) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子ＰM,1に第１入力端子が接続され、出力端子ＰM,2に第２入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,1に第３入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,2に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第３演算部と、(10) 第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子ＰM,Nに第１入力端子が接続され、出力端子ＰM,N-1に第２入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,Nに第３入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,N-1に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第４演算部と、(11) 第１演算部，第２演算部，第３演算部および第４演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、受光面上における光入射位置を求める位置演算部と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
この第２の発明に係る位置検出装置は、光検出器の受光面に光が入射した２次元位置を検出するものである。この位置検出装置でも、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号は、互いに独立に取り出されて信号処理されるのでは無く、両者が纏められて処理される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
先ず、本発明に係る位置検出装置の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る位置検出装置１の構成図である。この図に示される位置検出装置１は、光検出器１１０の受光面に光が入射した１次元位置を検出するものであって、光検出器１１０の他に、抵抗チェーン回路１２０、第１演算部１３０、第２演算部１４０および位置演算部１７０を備えている。
【００１６】
光検出器１１０は、光（放射線を含む）を受光する受光面上の１次元位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMが順に設けられている。ただし、Ｍは４以上の整数である。Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうち出力端子Ｐ1は受光面の一方の端部に相当し、出力端子ＰMは受光面の他方の端部に相当する。そして、この光検出器１１０は、受光面上における光入射位置に応じて、Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの１または２以上の出力端子から電流信号を出力する。
【００１７】
抵抗チェーン回路１２０は、(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2を含む。これら(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2はカスケード接続されており、そのうちの抵抗器Ｒmは光検出器１１０の出力端子Ｐmと出力端子Ｐm+1との間に設けられている。ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数である。
【００１８】
第１演算部１３０は、増幅器１３１、増幅器１３２および加算器１３５を有している。増幅器１３１は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子Ｐ1に直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器１３２は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子Ｐ2に直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器１３５は、増幅器１３１および増幅器１３２それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｘ１を出力端子より出力する。
【００１９】
第２演算部１４０は、増幅器１４１、増幅器１４２および加算器１４５を有している。増幅器１４１は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子ＰMに直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器１４２は、その入力端子が光検出器１１０の出力端子ＰM-1に直接に（又は抵抗器を介して）接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器１４５は、増幅器１４１および増幅器１４２それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｘ２を出力端子より出力する。
【００２０】
位置演算部１７０は、第１演算部１３０より出力される電圧値Ｘ１と、第２演算部１４０より出力される電圧値Ｘ２とに基づいて、光検出器１１０の受光面上における光入射位置を求めるものである。位置演算部１７０は、加算器１７１、Ａ／Ｄ変換器１７２ａ、Ａ／Ｄ変換器１７２ｂ、位置演算器１７３、波高弁別器１７４および制御信号発生器１７５を有している。
【００２１】
加算器１７１は、第１演算部１３０より出力された電圧値Ｘ１と、第２演算部１４０より出力された電圧値Ｘ２とを入力し、これら電圧値Ｘ１と電圧値Ｘ２との和に相当する電圧値を出力する。一方のＡ／Ｄ変換器１７２ａは、加算器１７１より出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して、このデジタル値をエネルギ信号Ｚとして出力する。他方のＡ／Ｄ変換器１７２ｂは、第１演算部１３０より出力された電圧値（アナログ値）Ｘ１を入力し、これをデジタル値に変換して出力する。また、位置演算器１７３は、Ａ／Ｄ変換器１７２ａおよびＡ／Ｄ変換器１７２ｂそれぞれより出力されたデジタル値を入力し、これら２つのデジタル値の比（Ｘ１／(Ｘ１＋Ｘ２)）を求めて、この比を位置信号Ｘとして出力する。この位置信号Ｘは、光検出器１１０の受光面上の光入射位置を表すものである。
【００２２】
波高弁別器１７４は、加算器１７１より出力された電圧値を入力し、その電圧値と所定の閾値とを比較して、光検出器１１０の受光面に光が入射したエネルギが所定値であって検出すべきものであるか否かをエネルギ弁別して判定する。そして、制御信号発生器１７５は、波高弁別器１７４による判定の結果を受けて、検出すべき波長の光であると判定された場合にのみ、Ａ／Ｄ変換器１７２ａおよびＡ／Ｄ変換器１７２ｂそれぞれのＡ／Ｄ変換動作を指示する制御信号Ｔを出力する。
【００２３】
次に、第１実施形態に係る位置検出装置１において好適に用いられる光検出器１１０の構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る位置検出装置１の光検出器１１０の構成および動作を説明する断面図である。この図に示される光検出器１１０は、２Ｍ個のシンチレータ１１１1〜１１１2Mおよび光電子増倍管１１２を含んで構成されている。２Ｍ個のシンチレータ１１１1〜１１１2Mそれぞれは、例えばＮａＩ（Ｔｌ）またはＢＧＯの結晶からなり、光電子増倍管１１２の光電変換面（図示せず）上に１次元配列されている。また、光電子増倍管１１２内にはＭ個のアノード電極１１３1〜１１３Mが１次元配列されている。Ｍ個のアノード電極１１３1〜１１３Mの配列方向と、２Ｍ個のシンチレータ１１１1〜１１１2Mの配列方向とは、互いに平行である。各アノード電極１１３mは出力端子Ｐmと接続されている。
【００２４】
この図中の破線矢印で示されるように、例えばシンチレータ１１１5に放射線が入射すると、この放射線入射に伴い該シンチレータ１１１5よりシンチレーションパルス光が発生する。そのシンチレーションパルス光が光電子増倍管１１２の光電変換面に入射して、その光電変換面より光電子が発生する。そして、その光電子がダイノード（図示せず）により増倍され、この増倍により生じた多数の２次電子がＭ個のアノード電極１１３1〜１１３Mの何れかに到達する。このとき、Ｍ個のアノード電極１１３1〜１１３Mに到達する２次電子の個数の分布は、放射線が入射したシンチレータ１１１5の位置に対応する位置を中心とするガウス分布で近似され得る。したがって、Ｍ個のアノード電極１１３1〜１１３Mのうちのアノード電極１１３3に接続された出力端子Ｐ3より最も多くの電流が出力され、両隣の出力端子Ｐ2および出力端子Ｐ4それぞれよりも電流が出力される場合がある。
【００２５】
このように、光検出器１１０の受光面に光が入射すると、その光入射位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの何れかの出力端子より電流信号が出力される。一方の端部にある出力端子Ｐ1より出力された電流信号は、第１演算部１３０の増幅器１３１に入力する。他方の端部にある出力端子ＰMより出力された電流信号は、第２演算部１４０の増幅器１４１に入力する。その他の(Ｍ−２)個の出力端子Ｐ2〜ＰM-1それぞれから出力された電流信号は、抵抗チェーン回路１２０を経て、第１演算部１３０の増幅器１３２または第２演算部１４０の増幅器１４２へ入力する。増幅器１３２および増幅器１４２それぞれへ入力する電流値は、(Ｍ−２)個の出力端子Ｐ2〜ＰM-1それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００２６】
そして、第１演算部１３０において、増幅器１３１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１３１より出力され、増幅器１３２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１３２より出力され、増幅器１３１および増幅器１３２それぞれより出力された電圧値が加算器１３５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｘ１が加算器１３５より出力される。また、第２演算部１４０において、増幅器１４１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１４１より出力され、増幅器１４２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器１４２より出力され、増幅器１４１および増幅器１４２それぞれより出力された電圧値が加算器１４５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｘ２が加算器１４５より出力される。
【００２７】
第１演算部１３０の加算器１３５より出力された電圧値Ｘ１、および、第２演算部１４０の加算器１４５より出力された電圧値Ｘ２それぞれは、位置演算部１７０に入力する。位置演算部１７０において、入力した電圧値Ｘ１と電圧値Ｘ２とは加算器１７１により加算される。この加算結果に基づいて、光検出器１１０に入射した光が所定のエネルギのものであると波高弁別器１７４により判定されたときに、制御信号発生器１７５より出力された制御信号Ｔの指示に基づいて、Ａ／Ｄ変換器１７２ａおよびＡ／Ｄ変換器１７２ｂそれぞれのＡ／Ｄ変換動作が実行される。
【００２８】
加算器１７１から出力された電圧値（Ｘ１とＸ２との加算値）はＡ／Ｄ変換器１７２ａによりデジタル値に変換され、このデジタル値がエネルギ信号Ｚとして出力される。電圧値Ｘ１はＡ／Ｄ変換器１７２ｂによりデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ変換器１７２ｂより出力されたデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器１７２ａより出力されたデジタル値とは、位置演算器１７３に入力して、この位置演算器１７３により、これら２つのデジタル値の比（Ｘ１／(Ｘ１＋Ｘ２)）が求められて、この比が位置信号Ｘとして出力される。この位置信号Ｘは、光検出器１１０の受光面上の光入射位置を表す。
【００２９】
以上に説明した第１実施形態に係る位置検出装置１において、抵抗チェーン回路１２０に含まれる(Ｍ−３)個の抵抗器Ｒ2〜ＲM-2それぞれの抵抗値、第１演算部１３０に含まれる増幅器１３１および増幅器１３２それぞれの増倍率、ならびに、第２演算部１４０に含まれる増幅器１４１および増幅器１４２それぞれの増倍率それぞれは、適切に設定される。これにより、この位置検出装置１は、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の優れたものとなる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る位置検出装置の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る位置検出装置２の概略構成図である。この図に示される位置検出装置２は、光検出器２１０の受光面に光が入射した２次元位置を検出するものであって、光検出器２１０の他に、抵抗チェーン回路２２０、第１演算部２３０、第２演算部２４０、第３演算部２５０、第４演算部２６０および位置演算部２７０を備えている。
【００３１】
光検出器２１０は、光（放射線を含む）を受光する受光面上の２次元位置に応じてＭ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nが設けられている。ただし、ＭおよびＮそれぞれは４以上の整数である。Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,1，出力端子Ｐ1,N，出力端子ＰM,1および出力端子ＰM,Nそれぞれは、受光面の各隅に相当する。そして、この光検出器２１０は、受光面上における光入射位置に応じて、Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの１または２以上の出力端子から電流信号を出力する。なお、以降では Ｍ＝Ｎ＝８ として説明する。
【００３２】
図４は、第２実施形態に係る位置検出装置２の光検出器２１０の構成図である。この光検出器２１０は、２次元位置検出型の光電子増倍管２１２の光電変換面上に８×１６個のシンチレータ２１１が２次元配列されたものである。また、光検出器２１０は、８×８個の出力端子Ｐ1,1〜Ｐ8,8それぞれに対応してアノード電極（図示せず）を有している。
【００３３】
図５は、第２実施形態に係る位置検出装置２の抵抗チェーン回路２２０の構成図である。この図には、光検出器２１０の８×８個の出力端子Ｐ1,1〜Ｐ8,8それぞれの位置（図中の四角印）とともに、これらの出力端子の間に設けられた抵抗器（図中の抵抗器記号）が示されている。抵抗チェーン回路２２０は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,1〜Ｒ1,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ2,1〜Ｒ2,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ3,1〜Ｒ3,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ4,2〜Ｒ4,6、カスケード接続された抵抗器Ｒ5,2〜Ｒ5,6、カスケード接続された抵抗器Ｒ6,1〜Ｒ6,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ7,1〜Ｒ7,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ8,1〜Ｒ8,7、カスケード接続された抵抗器Ｒ1.a〜Ｒ7,a、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,b〜Ｒ7,b、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,c〜Ｒ7,c、および、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,d〜Ｒ7,d を有している。
【００３４】
抵抗器Ｒm,n（ｍは１以上８以下の各整数。ｎは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,nと出力端子Ｐm,n+1との間に設けられている。抵抗器Ｒm,a（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,2と出力端子Ｐm+1,2との間に設けられている。抵抗器Ｒm,b（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,7と出力端子Ｐm+1,7との間に設けられている。抵抗器Ｒm,c（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,1と出力端子Ｐm+1,1との間に設けられている。抵抗器Ｒm,d（ｍは２以上６以下の各整数。）は、出力端子Ｐm,8と出力端子Ｐm+1,8との間に設けられている。また、
抵抗器Ｒ2,1は、抵抗器Ｒ1,aおよび抵抗器Ｒ2,aの接続点と出力端子Ｐ2,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ2,7は、抵抗器Ｒ1,bおよび抵抗器Ｒ2,bの接続点と出力端子Ｐ2,7との間に設けられている。抵抗器Ｒ3,1は、抵抗器Ｒ2,aおよび抵抗器Ｒ3,aの接続点と出力端子Ｐ3,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ3,7は、抵抗器Ｒ2,bおよび抵抗器Ｒ3,bの接続点と出力端子Ｐ3,7との間に設けられている。抵抗器Ｒ6,1は、抵抗器Ｒ5,aおよび抵抗器Ｒ6,aの接続点と出力端子Ｐ6,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ6,7は、抵抗器Ｒ5,bおよび抵抗器Ｒ6,bの接続点と出力端子Ｐ6,7との間に設けられている。抵抗器Ｒ7,1は、抵抗器Ｒ6,aおよび抵抗器Ｒ7,aの接続点と出力端子Ｐ7,2との間に設けられている。抵抗器Ｒ7,7は、抵抗器Ｒ6,bおよび抵抗器Ｒ7,bの接続点と出力端子Ｐ7,7との間に設けられている。
【００３５】
図６は、第２実施形態に係る位置検出装置２の第１演算部２３０、第２演算部２４０、第３演算部２５０、第４演算部２６０および位置演算部２７０の構成図である。
【００３６】
図５および図６に示されるように、光検出器２１０の出力端子Ｐ1,1は、直接に第１演算部２３０の増幅器２３１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ1,2は、抵抗器Ｒ1,1を介して、第１演算部２３０の増幅器２３２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,1は、抵抗器Ｒ1,cを介して、第１演算部２３０の増幅器２３３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,2は、抵抗器Ｒ2,1および抵抗器Ｒ1,aを介して、第１演算部２３０の増幅器２３４の入力端子に接続されている。
【００３７】
光検出器２１０の出力端子Ｐ1,8は、直接に第２演算部２４０の増幅器２４１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ1,7は、抵抗器Ｒ1,7を介して、第２演算部２４０の増幅器２４２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,8は、抵抗器Ｒ1,dを介して、第２演算部２４０の増幅器２４３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ2,7は、抵抗器Ｒ2,7および抵抗器Ｒ1,bを介して、第２演算部２４０の増幅器２４４の入力端子に接続されている。
【００３８】
光検出器２１０の出力端子Ｐ8,1は、直接に第３演算部２５０の増幅器２５１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ8,2は、抵抗器Ｒ8,1を介して、第３演算部２５０の増幅器２５２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,1は、抵抗器Ｒ7,cを介して、第３演算部２５０の増幅器２５３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,2は、抵抗器Ｒ7,1および抵抗器Ｒ7,aを介して、第３演算部２５０の増幅器２５４の入力端子に接続されている。
【００３９】
光検出器２１０の出力端子Ｐ8,8は、直接に第４演算部２６０の増幅器２６１の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ8,7は、抵抗器Ｒ8,7を介して、第４演算部２６０の増幅器２６２の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,8は、抵抗器Ｒ7,dを介して、第４演算部２６０の増幅器２６３の入力端子に接続されている。光検出器２１０の出力端子Ｐ7,7は、抵抗器Ｒ7,7および抵抗器Ｒ7,bを介して、第４演算部２６０の増幅器２６４の入力端子に接続されている。
【００４０】
図６に示されるように、第１演算部２３０は、増幅器２３１、増幅器２３２、増幅器２３３、増幅器２３４および加算器２３５を有している。増幅器２３１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,1に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２３２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,2に抵抗器Ｒ1,1を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２３３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,1に抵抗器Ｒ1,cを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２３４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,2に抵抗器Ｒ2,1および抵抗器Ｒ1,aを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２３５は、４つの増幅器２３１〜２３４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ａを出力端子より出力する。
【００４１】
第２演算部２４０は、増幅器２４１、増幅器２４２、増幅器２４３、増幅器２４４および加算器２４５を有している。増幅器２４１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,8に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２４２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ1,7に抵抗器Ｒ1,7を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２４３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,8に抵抗器Ｒ1,dを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２４４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ2,7に抵抗器Ｒ2,7および抵抗器Ｒ1,bを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２４５は、４つの増幅器２４１〜２４４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｂを出力端子より出力する。
【００４２】
第３演算部２５０は、増幅器２５１、増幅器２５２、増幅器２５３、増幅器２５４および加算器２５５を有している。増幅器２５１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,1に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２５２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,2に抵抗器Ｒ8,1を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２５３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,1に抵抗器Ｒ7,cを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２５４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,2に抵抗器Ｒ7,1および抵抗器Ｒ7,aを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２５５は、４つの増幅器２５１〜２５４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｃを出力端子より出力する。
【００４３】
第４演算部２６０は、増幅器２６１、増幅器２６２、増幅器２６３、増幅器２６４および加算器２６５を有している。増幅器２６１は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,8に直接に接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２６２は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ8,7に抵抗器Ｒ8,7を介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２６３は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,8に抵抗器Ｒ7,dを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。増幅器２６４は、その入力端子が光検出器２１０の出力端子Ｐ7,7に抵抗器Ｒ7,7および抵抗器Ｒ7,bを介して接続されており、その入力端子に入力した電流値に応じた電圧値を出力する。加算器２６５は、４つの増幅器２６１〜２６４それぞれより出力された電圧値を入力し、これらの電圧値を加算して、その加算結果を表す電圧値Ｄを出力端子より出力する。
【００４４】
位置演算部２７０は、第１演算部２３０より出力される電圧値Ａと、第２演算部２４０より出力される電圧値Ｂと、第３演算部２５０より出力される電圧値Ｃと、第４演算部２６０より出力される電圧値Ｄとに基づいて、光検出器２１０の受光面上における光入射位置を求めるものである。位置演算部１７０は、加算器２７１ａ〜２７１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２７２ａ〜２７２ｃ、位置演算器２７３ｂ，２７３ｃ、波高弁別器２７４および制御信号発生器２７５を有している。
【００４５】
加算器２７１ａは、第１演算部２３０より出力された電圧値Ａと、第２演算部２４０より出力された電圧値Ｂと、第３演算部２５０より出力された電圧値Ｃと、第４演算部２６０より出力された電圧値Ｄとを入力し、これら４つの電圧値Ａ〜Ｄの総和に相当する電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器２７２ａは、この加算器２７１ａより出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して、このデジタル値をエネルギ信号Ｚとして出力する。
【００４６】
加算器２７１ｂは、第１演算部２３０より出力された電圧値Ａと、第２演算部２４０より出力された電圧値Ｂとを入力し、これら２つの電圧値ＡおよびＢの和に相当する電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器２７２ｂは、この加算器２７１ｂより出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して出力する。位置演算器２７３ｂは、Ａ／Ｄ変換器２７２ａおよびＡ／Ｄ変換器２７２ｂそれぞれより出力されたデジタル値を入力し、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｂ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）を求めて、この比を位置信号Ｘとして出力する。この位置信号Ｘは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＸ座標値を表すものである。
【００４７】
加算器２７１ｃは、第１演算部２３０より出力された電圧値Ａと、第３演算部２５０より出力された電圧値Ｃとを入力し、これら２つの電圧値ＡおよびＣの和に相当する電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換器２７２ｃは、この加算器２７１ｃより出力された電圧値（アナログ値）を入力し、これをデジタル値に変換して出力する。位置演算器２７３ｃは、Ａ／Ｄ変換器２７２ａおよびＡ／Ｄ変換器２７２ｃそれぞれより出力されたデジタル値を入力し、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｃ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）を求めて、この比を位置信号Ｙとして出力する。この位置信号Ｙは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＹ座標値を表すものである。
【００４８】
波高弁別器２７４は、加算器２７１ａより出力された電圧値を入力し、その電圧値と所定の閾値とを比較して、光検出器２１０の受光面に光が入射したエネルギが所定値であって検出すべきものであるか否かをエネルギ弁別して判定する。そして、制御信号発生器２７５は、波高弁別器２７４による判定の結果を受けて、検出すべき波長の光であると判定された場合にのみ、Ａ／Ｄ変換器２７２ａ〜２７２ｃそれぞれのＡ／Ｄ変換動作を指示する制御信号Ｔを出力する。
【００４９】
次に、第２実施形態に係る位置検出装置２の動作について説明する。光検出器２１０の受光面に光が入射すると、その光入射位置に応じて８×８個の出力端子Ｐ1,1〜Ｐ8,8のうちの何れかの出力端子より電流信号が出力される。
【００５０】
左上隅にある出力端子Ｐ1,1より出力された電流信号は、第１演算部２３０の増幅器２３１に入力する。右上隅にある出力端子Ｐ1,8より出力された電流信号は、第２演算部２４０の増幅器２４１に入力する。左下隅にある出力端子Ｐ8,1より出力された電流信号は、第３演算部２５０の増幅器２５１に入力する。右下隅にある出力端子Ｐ8,8より出力された電流信号は、第４演算部２６０の増幅器２６１に入力する。
【００５１】
最上辺にある６個の出力端子Ｐ1,2〜Ｐ1,7それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,1〜Ｒ1,7を経て、第１演算部２３０の増幅器２３２または第２演算部２４０の増幅器２４２へ入力する。増幅器２３２および増幅器２４２それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ1,2〜Ｐ1,7それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５２】
最下辺にある６個の出力端子Ｐ8,2〜Ｐ8,7それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ8,1〜Ｒ8,7を経て、第３演算部２５０の増幅器２５２または第４演算部２６０の増幅器２６２へ入力する。増幅器２５２および増幅器２６２それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ8,2〜Ｐ8,7それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５３】
最左辺にある６個の出力端子Ｐ2,1〜Ｐ7,1それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,c〜Ｒ7,cを経て、第１演算部２３０の増幅器２３３または第３演算部２５０の増幅器２５３へ入力する。増幅器２３３および増幅器２５３それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ2,1〜Ｐ7,1それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５４】
最右辺にある６個の出力端子Ｐ2,8〜Ｐ7,8それぞれから出力された電流信号は、カスケード接続された抵抗器Ｒ1,d〜Ｒ7,dを経て、第２演算部２４０の増幅器２４３または第４演算部２６０の増幅器２６３へ入力する。増幅器２４３および増幅器２６３それぞれへ入力する電流値は、６個の出力端子Ｐ2,8〜Ｐ7,8それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５５】
その他の６×６個の出力端子Ｐm,n（ｍ＝２〜７、ｎ＝２〜７）それぞれから出力された電流信号は、抵抗チェーン回路２２０に含まれる抵抗器Ｒm,n（ｍ＝２〜７、ｎ＝２〜７），抵抗器Ｒm,a（ｍ＝１〜７）および抵抗器Ｒm,b（ｍ＝１〜７）からなる抵抗器網を経て、第１演算部２３０の増幅器２３４、第２演算部２４０の増幅器２４４、第３演算部２５０の増幅器２５４または第４演算部２６０の増幅器２６４へ入力する。増幅器２３４、増幅器２４４、増幅器２５４および増幅器２６４それぞれへ入力する電流値は、６×６個の出力端子Ｐm,n（ｍ＝２〜７、ｎ＝２〜７）それぞれから出力された電流値の分布に応じたものである。
【００５６】
そして、第１演算部２３０において、増幅器２３１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３１より出力され、増幅器２３２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３２より出力され、増幅器２３３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３３より出力され、増幅器２３４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２３４より出力される。これら４つの増幅器２３１〜２３４それぞれより出力された電圧値が加算器２３５により加算されて、その加算結果である電圧値Ａが加算器２３５より出力される。
【００５７】
第２演算部２４０において、増幅器２４１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４１より出力され、増幅器２４２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４２より出力され、増幅器２４３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４３より出力され、増幅器２４４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２４４より出力される。これら４つの増幅器２４１〜２４４それぞれより出力された電圧値が加算器２４５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｂが加算器２４５より出力される。
【００５８】
第３演算部２５０において、増幅器２５１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５１より出力され、増幅器２５２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５２より出力され、増幅器２５３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５３より出力され、増幅器２５４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２５４より出力される。これら４つの増幅器２５１〜２５４それぞれより出力された電圧値が加算器２５５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｃが加算器２５５より出力される。
【００５９】
第４演算部２６０において、増幅器２６１に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６１より出力され、増幅器２６２に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６２より出力され、増幅器２６３に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６３より出力され、増幅器２６４に入力した電流値に応じた電圧値が増幅器２６４より出力される。これら４つの増幅器２６１〜２６４それぞれより出力された電圧値が加算器２６５により加算されて、その加算結果である電圧値Ｄが加算器２６５より出力される。
【００６０】
第１演算部２３０の加算器２３５より出力された電圧値Ａ、第２演算部２４０の加算器２４５より出力された電圧値Ｂ、第３演算部２５０の加算器２５５より出力された電圧値Ｃ、および、第４演算部２６０の加算器２６５より出力された電圧値Ｄそれぞれは、位置演算部２７０に入力する。そして、位置演算部２７０の加算器２７１ａにより、入力した電圧値Ａ〜Ｄの総和が求められる。この加算結果に基づいて、光検出器２１０に入射した光が所定のエネルギのものであると波高弁別器２７４により判定されたときに、制御信号発生器２７５より出力された制御信号Ｔの指示に基づいて、Ａ／Ｄ変換器２７２ａ〜２７２ｃそれぞれのＡ／Ｄ変換動作が実行される。
【００６１】
加算器２７１ａから出力された電圧値（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）はＡ／Ｄ変換器２７２ａによりデジタル値に変換され、このデジタル値がエネルギ信号Ｚとして出力される。
【００６２】
位置演算部２７０に入力した電圧値Ａおよび電圧値Ｂは加算器２７１ｂにより加算され、その加算値である電圧値（Ａ＋Ｂ）はＡ／Ｄ変換器２７２ｂによりデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ変換器２７２ｂより出力されたデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器２７２ａより出力されたデジタル値とは、位置演算器２７３ｂに入力して、この位置演算器２７３ｂにより、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｂ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）が求められて、この比が位置信号Ｘとして出力される。この位置信号Ｘは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＸ座標値を表す。
【００６３】
位置演算部２７０に入力した電圧値Ａおよび電圧値Ｃは加算器２７１ｃにより加算され、その加算値である電圧値（Ａ＋Ｃ）はＡ／Ｄ変換器２７２ｃによりデジタル値に変換される。このＡ／Ｄ変換器２７２ｃより出力されたデジタル値と、Ａ／Ｄ変換器２７２ａより出力されたデジタル値とは、位置演算器２７３ｃに入力して、この位置演算器２７３ｃにより、これら２つのデジタル値の比（(Ａ＋Ｃ)／(Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ)）が求められて、この比が位置信号Ｙとして出力される。この位置信号Ｙは、光検出器２１０の受光面上の光入射位置のＹ座標値を表す。
【００６４】
以上に説明した第２実施形態に係る位置検出装置２において、抵抗チェーン回路２２０に含まれる各抵抗器の抵抗値、第１演算部２３０に含まれる増幅器２３１〜２３４それぞれの増倍率、第２演算部２４０に含まれる増幅器２４１〜２４４それぞれの増倍率、第３演算部２５０に含まれる増幅器２５１〜２５４それぞれの増倍率、ならびに、第４演算部２６０に含まれる増幅器２６１〜２６４それぞれの増倍率それぞれは、適切に設定される。これにより、この位置検出装置２は、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方の優れたものとなる。
【００６５】
次に、第２実施形態に係る位置検出装置２の実施例を比較例と対比して説明する。実施例の位置検出装置は、上述した第２実施形態に係るものと同様の構成のものである。比較例１の位置検出装置は、上述の従来の技術の欄で従来技術２として説明した構成のものであり、光検出器と位置演算部との間の抵抗チェーン回路および増幅器が図７に示されるものである。比較例２の位置検出装置は、上述の従来の技術の欄で従来技術３として説明した構成のものであり、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理し、その信号処理の結果を切り替えて出力するものである。
【００６６】
図７は、比較例１の位置検出装置の抵抗チェーン回路の構成図である。この図に示されるように、比較例１の位置検出装置の抵抗チェーン回路では、光検出器の出力端子Ｐm,nとＰm,n+1との間（ｍ＝１〜３，６〜８、ｎ＝１〜７）に抵抗器が設けられ、光検出器の出力端子Ｐm,nとＰm,n+1との間（ｍ＝４，５、ｎ＝２〜６）に抵抗器が設けられ、光検出器の出力端子Ｐm,nとＰm+1,nとの間（ｍ＝１〜７、ｎ＝１，８）に抵抗器が設けられている。また、光検出器の出力端子Ｐ1,1は抵抗器を介して増幅器３４０の入力端子と接続されており、この増幅器３４０に入力する電流値に応じた電圧値Ａが増幅器３４０より出力される。光検出器の出力端子Ｐ1,8は抵抗器を介して増幅器３５０の入力端子と接続されており、この増幅器３５０に入力する電流値に応じた電圧値Ｂが増幅器３５０より出力される。光検出器の出力端子Ｐ8,1は抵抗器を介して増幅器３６０の入力端子と接続されており、この増幅器３６０に入力する電流値に応じた電圧値Ｃが増幅器３６０より出力される。光検出器の出力端子Ｐ8,8は抵抗器を介して増幅器３７０の入力端子と接続されており、この増幅器３７０に入力する電流値に応じた電圧値Ｄが増幅器３７０より出力される。そして、増幅器３４０より出力された電圧値Ａ、増幅器３５０より出力された電圧値Ｂ、増幅器３６０より出力された電圧値Ｃ、および、増幅器３７０より出力された電圧値Ｄそれぞれは、図６に示された位置演算部２７０と同様の構成の位置演算部に入力して、同様の処理が行われる。
【００６７】
次に、この位置検出装置を用いて行った実験の結果について説明する。図８は、実施例の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。図９は、比較例１の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。図１０は、比較例２の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。各図（ｂ）は、光検出器が所定エネルギの光を検出したときに位置演算部より出力された位置信号（Ｘ，Ｙ）の値が示す点を２次元平面上にプロットしたものであり、検出頻度の２次元分布を濃淡で示したものである（濃いほど頻度が大きい）。また、各図（ａ）は、放射線検出頻度の２次元分布をＹ軸方向に加算した１次元分布を示している。
【００６８】
図９に示されるように、比較例１の位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近で、光検出感度が低いことから、位置分解能が低かった。図１０に示されるように、比較例２の位置検出装置でも、光を分散させて受光面に入射させていないため、光検出器の受光面の周辺付近で位置分解能が低かった。これに対して、図８に示されるように、実施例の位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近で位置分解能が高かった。
【００６９】
このように、本実施形態に係る位置検出装置は、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号を互いに独立に取り出して信号処理するのでは無く、両者を纏めて処理するので、光検出器から出力される電流信号が変化したときにも、受光面の周辺付近で生じる位置分別の誤差が小さく、受光面の周辺付近での位置分解能の劣化が抑制され得る。また、位置分解能を改善するための位置補正テーブルとして、周辺付近および中央付近で互いに同じものを使用することが可能であることから、位置補正テーブルの作成・修正の作業が容易である。さらに、光検出器の受光面の周辺付近に対応する出力端子から出力される電流信号を独立に取り出して信号処理すること無く、両者を纏めて処理するので、光学系を用いて光を分散させて受光面に入射させること無く、受光面の周辺付近での位置分解能の改善を図ることができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明に係る位置検出装置では、光検出器の受光面の周辺付近および中央付近それぞれに対応する出力端子から出力される電流信号は、互いに独立に取り出されて信号処理されるのでは無く、両者が纏められて処理される。したがって、この位置検出装置は、簡単な構成であって位置分解能及びエネルギ信号の一様性の双方に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る位置検出装置１の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る位置検出装置１の光検出器１１０の構成および動作を説明する断面図である。
【図３】第２実施形態に係る位置検出装置２の概略構成図である。
【図４】第２実施形態に係る位置検出装置２の光検出器２１０の構成図である。
【図５】第２実施形態に係る位置検出装置２の抵抗チェーン回路２２０の構成図である。
【図６】第２実施形態に係る位置検出装置２の第１演算部２３０、第２演算部２４０、第３演算部２５０、第４演算部２６０および位置演算部２７０の構成図である。
【図７】比較例１の位置検出装置の抵抗チェーン回路の構成図である。
【図８】実施例の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。
【図９】比較例１の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。
【図１０】比較例２の位置検出装置より出力された位置信号Ｘ，Ｙの分布を示す図である。
【符号の説明】
１，２…位置検出装置、１１０…光検出器、１２０…抵抗チェーン回路、１３０…第１演算部、１４０…第２演算部、１７０…位置演算部、２１０…光検出器、２２０…抵抗チェーン回路、２３０…第１演算部、２４０…第２演算部、２５０…第３演算部、２６０…第４演算部、２７０…位置演算部。
Claims (2)
- 光を受光する受光面上の１次元位置に応じてＭ個の出力端子Ｐ1〜ＰMが設けられ（ただし、Ｍは４以上の整数。）、前記受光面上における光入射位置に応じて前記Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器と、
前記Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐmと出力端子Ｐm+1との間に設けられた抵抗器Ｒmと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、
第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、前記Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子Ｐ1に第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ2に第２入力端子が接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第１演算部と、
第１入力端子，第２入力端子および出力端子を有し、前記Ｍ個の出力端子Ｐ1〜ＰMのうちの出力端子ＰMに第１入力端子が接続され、出力端子ＰM-1に第２入力端子が接続されており、これら第１入力端子および第２入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第２演算部と、
前記第１演算部および前記第２演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、前記受光面上における光入射位置を求める位置演算部と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。 - 光を受光する受光面上の２次元位置に応じてＭ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nが配列され（ただし、Ｍ，Ｎは４以上の整数。）、前記受光面上における光入射位置に応じて前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの何れかの出力端子から電流信号を出力する光検出器と、
前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,nと出力端子Ｐm,n+1との間に設けられた抵抗器Ｒm,nと（ただし、ｍは１以上Ｍ以下の各整数。ｎは２以上(Ｎ−２)以下の各整数。）、
前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,2と出力端子Ｐm+1,2との間に設けられた抵抗器Ｒm,aと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、
前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,N-1と出力端子Ｐm+1,N-1との間に設けられた抵抗器Ｒm,bと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、
前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,1と出力端子Ｐm+1,1との間に設けられた抵抗器Ｒm,cと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、
前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐm,Nと出力端子Ｐm+1,Nとの間に設けられた抵抗器Ｒm,dと（ただし、ｍは２以上(Ｍ−２)以下の各整数。）、
第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,1に第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ1,2に第２入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,1に第３入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,2に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第１演算部と、
第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子Ｐ1,Nに第１入力端子が接続され、出力端子Ｐ1,N-1に第２入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,Nに第３入力端子が接続され、出力端子Ｐ2,N-1に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第２演算部と、
第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子ＰM,1に第１入力端子が接続され、出力端子ＰM,2に第２入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,1に第３入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,2に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第３演算部と、
第１入力端子，第２入力端子，第３入力端子，第４入力端子および出力端子を有し、前記Ｍ×Ｎ個の出力端子Ｐ1,1〜ＰM,Nのうちの出力端子ＰM,Nに第１入力端子が接続され、出力端子ＰM,N-1に第２入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,Nに第３入力端子が接続され、出力端子ＰM-1,N-1に第４入力端子が接続されており、これら第１〜第４入力端子それぞれに入力する電流信号の値に基づいて、出力端子より電圧値を出力する第４演算部と、
前記第１演算部，前記第２演算部，前記第３演算部および前記第４演算部それぞれの出力端子より出力される電圧値に基づいて、前記受光面上における光入射位置を求める位置演算部と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。
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