JPH05180944A - 放射線測定装置 - Google Patents

放射線測定装置

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JPH05180944A
JPH05180944A JP3345714A JP34571491A JPH05180944A JP H05180944 A JPH05180944 A JP H05180944A JP 3345714 A JP3345714 A JP 3345714A JP 34571491 A JP34571491 A JP 34571491A JP H05180944 A JPH05180944 A JP H05180944A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 デッドタイムのない完全なフォトン計数を可
能にする。 【構成】 センサ1からのパルス信号がスイッチ2を介
して電荷電圧変換器3に入力されて電圧に変換され、フ
ィルタ7からのフォトン信号が電圧比較器8でしきい値
電圧Vref1と比較され、カウンタ7がX線フォトン数を
計数する。一方、電荷電圧変換器2の出力電圧がしきい
値電圧Vref2を越えたとき、制御回路11はスイッチ2
をオフするとともに、リセットスイッチ6をオンし、コ
ンデンサ5の電荷を放電する。その後、スイッチ2がオ
ンとなると、センサ1及びこれに寄生する容量にチャー
ジされていた信号電荷が電荷電圧変換器3に流入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放射線測定装置、特に
X線画像診断装置や産業用非破壊検査装置に用いて有効
な放射線測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】放射線の測定方法としては、放射線検出
器への放射線入射により出力されるパルス信号を計数す
ることによって入射放射線を測定するフォトン計数法、
また、放射線検出器の出力を積分することによって入射
放射線を測定する積分法がある。ところで、フォトン計
数法は、入射したX線フォトンの数を計数し、この計数
値により濃淡画像を得ようとするものであり、この手法
は、計測されたデータが理論的に予測される統計的なゆ
らぎ以外の誤差を含まない点が特に優れており、原理的
にはS/Nを無限大にすることができる。
【0003】図5は上記フォトン計数法による従来の放
射線測定装置を示しており、X線を検出するセンサ21
の出力側が電荷電圧変換器22に接続されている。この
電荷電圧変換器22は演算増幅器23、この演算増幅器
23の入出力端に並列接続されたコンデンサ24及びリ
セットスイッチ25よりなり、その出力側にはフィルタ
26が接続されている。このフィルタ26の出力側は電
圧比較器27の一方の入力端と接続され、この電圧比較
器27の他方の入力端には外部電圧源からしきい値電圧
ref1が入力されている。また、この電圧比較器27の
出力側にはカウンタ28が接続されている。さらに、電
荷電圧変換器22の出力側はフィルタ26と並列に、電
圧比較器29の一方の入力端と接続され、この電圧比較
器29の他方の入力端には外部電圧源からしきい値電圧
ref2が入力されている。そして、この電圧比較器29
の出力端に制御回路30が接続されている。
【0004】次に、この従来の放射線測定装置の動作を
図6の動作波形図を用いて説明する。センサ21がX線
のX線フォトン1個を検出すると、図6(a)に示すよ
うな1個のパルス信号が電荷電圧変換器22に入力さ
れ、コンデンサ24に電荷が蓄積されて、図6(b)に
示すように電荷電圧変換器22の出力電圧はステップ状
に上昇し始める。この電荷電圧変換器22の出力電圧は
フィルタ26に入力されて、直流成分が除去されるとと
もに、フォトン信号成分が増幅され、図6(d)に示す
ような信号が出力される。そして、この出力信号は電圧
比較器27に入力されて外部電圧源からのしきい値電圧
ref1と比較され、その出力信号がこのしきい値電圧を
越えると、図6(e)に示すようなパルス信号がカウン
タ28に出力され、これによりカウンタ28はX線フォ
トン数を「1」と計数する。この動作を繰り返してパル
ス頻度を検出することにより、X線フォトンの数を計数
し、この計数値により、例えば、X線の濃淡画像を形成
するようにしている。
【0005】このとき、電荷電圧変換器22の出力電圧
は図6(b)に示すようにセンサ21の出力が入力され
るごとに、上昇し続けるため、この電荷電圧変換器22
の出力を電圧比較器29でしきい値電圧Vref2と比較
し、電荷電圧変換器22の出力がしきい値電圧Vref2
越えたとき、電圧比較器29が制御回路30に信号を出
力する。すると、この制御回路30は図4(c)に示す
ようなリセットパルスをリセットスイッチ25に供給
し、リセットスイッチ25が動作してコンデンサ24の
電荷が放電される。なお、スイッチ25がオフとなった
時点t0 での電荷電圧変換器22の出力電圧上昇はリセ
ットスイッチ25の動作に伴う偽電荷がコンデンサ24
に注入されることにより生じるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の放射線測定装置
は上記のように構成されており、電荷電圧変換器22の
出力がしきい値電圧Vref2を越えたとき、リセットスイ
ッチ25を用いてコンデンサ24の電荷を放電させる必
要があり、このリセット期間中はX線フォトンの計数を
行うことができず、高精度な放射線測定を行うことがで
きないという問題があった。
【0007】本発明は、上記のような問題点を解消する
ために創案されたものであり、デッドタイムのない完全
なフォトン計数を行うことができる放射線測定装置を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の放射線測定装置は、放射線検出器と電荷
電圧変換器との間にスイッチを設け、電荷電圧変換器の
リセット期間中はこのスイッチを開くことにより、リセ
ット期間中に電流信号が電荷電圧変換器に入力されるこ
とを防止することを特徴とし、放射線入射によって電流
パルスを発生する放射線検出器と、その電流パルスが入
力される電荷電圧変換器と、上記放射線検出器と上記電
荷電圧変換器との間に設けられたスイッチと、上記電荷
電圧変換器のコンデンサに並列に設けられたリセットス
イッチと、上記リセットスイッチがオンするとき、上記
スイッチをオフするよう制御する制御回路とを備えてい
る。
【0009】
【作用】本発明の放射線測定装置は上記のように構成さ
れており、放射線検出器に放射線が入射すると、放射線
検出器が電流パルスを発生して電荷電圧変換器に供給
し、この電荷電圧変換器の出力電圧がパルス計数器等に
入力され、パルス計数器の計数値によりX線の濃淡画像
等が形成される。一方、電荷電圧変換器のコンデンサに
並列に設けられたリセットスイッチが制御回路によって
制御され、電荷電圧変換器のコンデンサの電荷が放電さ
れる。このとき、制御回路は放射線検出器と上記電荷電
圧変換器との間に設けられたスイッチをオフして電荷電
圧変換器のリセット期間中に電流信号が電荷電圧変換器
に入力されることを防止し、リセット期間終了後、この
スイッチをオンすることにより放射線検出器及びこれに
寄生する容量にチャージされていた信号電荷を電荷電圧
変換器のコンデンサに流入させ、電荷電圧変換器の出力
電圧を上昇させる。
【0010】
【実施例】本発明の放射線測定装置の第1の実施例を図
1により説明する。図1において、X線を検出するセン
サ1の出力側がスイッチ2を介して電荷電圧変換器3に
接続されている。この電荷電圧変換器3は演算増幅器
4、この演算増幅器4の入出力端に並列接続されたコン
デンサ5及びリセットスイッチ6よりなり、その出力側
にはフィルタ7が接続されている。このフィルタ7の出
力側は電圧比較器8の一方の入力端と接続され、この電
圧比較器8の他方の入力端には外部電圧源からしきい値
電圧Vref1が入力されている。また、この電圧比較器8
の出力側にはカウンタ9が接続されている。さらに、電
荷電圧変換器3の出力側はフィルタ7と並列に、電圧比
較器10の一方の入力端と接続され、この電圧比較器1
0の他方の入力端には外部電圧源からしきい値電圧V
ref2が入力されている。そして、電圧比較器10の出力
端に制御回路11が接続され、制御回路11の出力パル
スがスイッチ2、リセットスイッチ6に供給される。
【0011】次に、この放射線測定装置の動作を図2の
動作波形図を用いて説明する。センサ1がX線のX線フ
ォトン1個を検出すると、図2(a)に示すような1個
のパルス信号がスイッチ2を介して電荷電圧変換器3に
入力され、コンデンサ5に電荷が蓄積されて、図2
(b)に示すように電荷電圧変換器3の出力電圧はステ
ップ状に上昇し始める。この電荷電圧変換器3の出力電
圧はフィルタ7に入力されて、直流成分が除去されると
ともに、フォトン信号成分が増幅され、図2(e)に示
すような信号が出力される。そして、この出力信号は電
圧比較器8に入力されて外部電圧源からのしきい値電圧
ref1と比較され、その出力信号がこのしきい値電圧を
越えると、図2(f)に示すようなパルス信号がカウン
タ9に出力され、これによりカウンタ9はX線フォトン
数を「1」と計数する。この動作を繰り返してパルス頻
度を検出することにより、X線フォトンの数を計数し、
この計数値により、例えば、X線の濃淡画像を形成す
る。
【0012】一方、電荷電圧変換器3の出力は電圧比較
器10でしきい値電圧Vref2と比較されており、電荷電
圧変換器3の出力がしきい値電圧Vref2を越えたとき、
電圧比較器10は制御回路11に信号を出力する。そし
て、制御回路11は電圧比較器10からの信号により図
2(c)、(d)に示すようなパルス信号をそれぞれリ
セットスイッチ6、スイッチ2に供給する。図2(c)
のパルスによりリセットスイッチ6はオンとなり、電荷
電圧変換器3のコンデンサ5の電荷が放電される。この
とき、同時に図2(d)のパルスによってスイッチ2が
オフとなり、リセット期間中に電流信号が電荷電圧変換
器3に入力されることが防止される。そして、リセット
期間終了後、スイッチ2がオンとなると、放射線検出器
1及びこれに寄生する容量にチャージされていた信号電
荷が電荷電圧変換器3のコンデンサ5に流入し、電荷電
圧変換器3の出力電圧が上昇する。従って、リセット期
間中に入力されたX線を確実に計数することができ、デ
ッドタイムのない完全なフォトン計数を行うことができ
る。
【0013】一方、上記従来の技術で説明したように、
図5の従来の放射線測定装置では、リセットスイッチ2
5が開く時にスイッチの動作に伴う偽電荷がコンデンサ
24に注入される為、この信号が大きい場合には、この
信号を実際の放射線検出信号と区別することが更に必要
となり、放射線測定装置の構成が複雑となっていた。そ
こで、デッドタイムのない完全なフォトン計数を行うこ
とができるとともに、簡単な構成でスイッチの動作に伴
う偽電荷の影響も除去することができる本発明の他の実
施例を図3を用いて説明する。
【0014】図3において、X線を検出するセンサ1の
出力側がスイッチ2を介して電荷電圧変換器3に接続さ
れている。この電荷電圧変換器3は演算増幅器4、この
演算増幅器4の入出力端に並列接続されたコンデンサ5
及びリセットスイッチ6よりなり、その出力側にはサン
プルホールド回路12、13が接続されている。そし
て、サンプルホールド回路12、13の出力端に差動増
幅器14が接続され、その出力端にカウンタ9が接続さ
れている。一方、スイッチ2、リセットスイッチ6、サ
ンプルホールド回路12、13には制御回路11の出力
が接続され、各回路の動作が制御される。
【0015】次に、この放射線測定装置の動作を図4の
動作波形図を用いて説明する。制御回路11は図4
(b)、(c)、(e)及び(f)に示すようなパルス
をX線入射周期よりも小さな所定周期ごとにそれぞれリ
セットスイッチ6、スイッチ2、サンプルホールド回路
12、13に入力する。まず、制御回路11が時点t1
でリセットスイッチ6に図4(b)のようなリセットパ
ルスを出力すると、電荷電圧変換器3のコンデンサ5の
電荷が図4(d)のように放電され、スイッチ6がオフ
となった時点t2 で、リセットスイッチ6の動作に伴う
偽電荷がコンデンサ5に注入されることにより電荷電圧
変換器3の出力電圧上昇が生じる。次に、制御回路11
が時点t3 でサンプルホールド回路12に図4(e)の
ようなサンプルパルスを入力すると、その時の電荷電圧
変換器3の出力電圧がサンプルホールド回路12に保持
される。次に、制御回路11が時点t4 でスイッチ2に
図4(c)のようなパルスを出力すると、スイッチ2が
オンし、その間に図4(a)のようにX線が入射してい
る場合には、センサ1及びこれに寄生する容量にチャー
ジされていた信号電荷が電荷電圧変換器3のコンデンサ
5に流入し、電荷電圧変換器3の出力電圧が上昇する。
更に、制御回路11が時点t5 でサンプルホールド回路
13に図4(f)のようなサンプルパルスを入力する
と、その時の電荷電圧変換器22の出力電圧がサンプル
ホールド回路13に保持される。そして、差動増幅器1
4はサンプルホールド回路12、13の出力電圧の差を
求め、図4(g)のようなパルスをカウンタ9に出力
し、カウンタ9の計数値により、例えば、X線の濃淡画
像を形成する。
【0016】一方、制御回路11から図4(c)のパル
スがスイッチ2に供給される前にX線が入射していない
場合には、サンプルホールド回路12、13の保持電圧
はそれぞれスイッチの動作に伴う偽電荷に応じた等しい
電圧となり、差動増幅器14からパルス信号は出力され
ない。従って、この第2の実施例の放射線測定装置で
は、デッドタイムのない完全なフォトン計数を行うこと
ができるとともに、スイッチの動作に伴う偽電荷の影響
も除去することができる。
【0017】
【発明の効果】本発明の放射線測定装置は以上のように
構成されており、電荷電圧変換器のリセット期間中に電
流信号が電荷電圧変換器に入力されることを防止し、リ
セット期間終了後、放射線検出器及びこれに寄生する容
量にチャージされていた信号電荷を電荷電圧変換器に流
入させるため、デッドタイムのない完全なフォトンカウ
ントを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の放射線測定装置の第一の実施例を示す
図である。
【図2】図1の放射線測定装置の動作波形を示す図であ
る。
【図3】本発明の放射線測定装置の他の実施例を示す図
である。
【図4】図3の放射線測定装置の動作波形を示す図であ
る。
【図5】従来の放射線測定装置を示す図である。
【図6】図5の従来の放射線測定装置の動作波形を示す
図である。
【符号の説明】
1……センサ 2……スイッチ 3……電荷電圧変換器 4……演算増幅器 5……コンデンサ 6……リセットスイ
ッチ 11……制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射線入射によって電流パルスを発生す
    る放射線検出器と、この放射線検出器からの電流パルス
    が入力される電荷電圧変換器と、上記放射線検出器と上
    記電荷電圧変換器との間に設けられたスイッチと、上記
    電荷電圧変換器のコンデンサに並列に設けられたリセッ
    トスイッチと、上記リセットスイッチがオンするとき、
    上記スイッチをオフするよう制御する制御回路とを備え
    ることを特徴とする放射線測定装置。
JP3345714A 1991-12-27 1991-12-27 放射線測定装置 Expired - Lifetime JP3008621B2 (ja)

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