WO2020013062A1 - 放射線検出器、放射線検査装置及び放射線検出信号の処理方法 - Google Patents

放射線検出器、放射線検査装置及び放射線検出信号の処理方法 Download PDF

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誠 小竹
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Definitions

  • the present invention relates to a radiation detector and a radiation inspection device for nondestructively inspecting the inside of a container or luggage that cannot be seen from the outside.
  • detectors using radiation such as X-rays or gamma rays use a scintillator for converting the radiation into visible light, ultraviolet, or infrared light having a longer wavelength in the signal detector.
  • This is a method of indirectly measuring the intensity of radiation incident on the scintillator by converting the intensity of light converted by the scintillator into an electric signal using a light receiving element such as a photodiode. This is one of the excellent methods for measuring.
  • Radiation inspection devices range from low-energy radiation devices for inspection of food contamination, small baggage inspection, and medical use to inspect the human body, to high-energy applications for inspection of large containers such as containers and the inside of housings. It is widely used in equipment that handles radiation. These are designed and the kind of the member to be used also changes depending on the application and the magnitude of the energy.
  • Patent Document 1 As a low-energy radiation inspection apparatus used in the medical field, there is one described in the following Patent Document (see Patent Document 1).
  • This device outputs X-ray projection data in a two-dimensional format and generates pixel signals with high accuracy in order to improve the sample rate and the spatial resolution without increasing the amount of exposure of the subject.
  • the processing of the signal output from the signal detection unit is configured by an integrated circuit
  • the integrated circuit has a predetermined input signal capacity, so that the integrated circuit receives a high-energy signal exceeding the allowable input charge amount.
  • the input signal is clipped due to over-range, so that accurate detection of radiation cannot be performed.
  • a new integrated circuit dedicated to processing high-energy signals must be newly developed, or multiple A complicated circuit must be configured by combining general-purpose components, and in any case, there is a problem that the manufacturing cost of the inspection device is unavoidably increased.
  • the energy intensity becomes weak. In some cases, the light may be incident on the detector in a state where it has become ineffective. In order to accurately detect the contents of the container, the effect of noise is minimized according to the energy intensity of the radiation, and a wide range that can detect both high-energy radiation and low-energy radiation is available. It is necessary to provide a detection function.
  • the present invention provides a radiation detector suitable for applications that handle high-energy radiation, and furthermore, is suitable and highly accurate even in an environment where radiation of various energy intensities is irradiated. It is an object to configure a detector capable of detecting radiation.
  • a light-receiving device such as a scintillator and a photodiode is used as a signal detector of a radiation detector as in the related art, but a plurality of light-receiving devices are arranged in each cell of the scintillator divided into a plurality of cells, and each light-receiving device is arranged.
  • a configuration was employed in which output signals output from the device were combined to generate a radiation detection signal for the cell.
  • the photoelectric conversion of scintillation light generated by one cell is divided and performed by a plurality of light receiving devices to reduce the amount of charge of the output signal of each light receiving device.
  • the configuration in which the process of generating the radiation detection signal of (1) is performed is adopted.
  • the radiation detector of the present invention includes a scintillator composed of a plurality of cells and a photoelectric conversion unit composed of a plurality of light receiving devices that receive scintillation light, convert the scintillation light into analog signals, and output the analog signals.
  • a signal conversion unit comprising: a digital signal output by the A / D conversion device; a radiation detection signal received by the light receiving device; and an image data generation unit configured to generate radiation image data from the radiation detection signal.
  • a light receiving device of the photoelectric conversion unit is arranged along one cell of the scintillator. Characterized in that it is constituted by a plurality disposed Te.
  • each cell of the scintillator emits scintillation light by irradiating the scintillator of the signal detection unit with radiation transmitted through the inspection object, and the scintillator emits a plurality of scintillation lights of each cell.
  • Each light receiving unit receives light, converts it into an analog signal, amplifies the converted analog signal in a signal conversion unit, converts it into a digital signal in an A / D conversion device, and converts it into a digital signal in an image data generation unit.
  • To generate a radiation detection signal of each cell and radiation image data of the inspection object is generated from the radiation detection signal of each cell.
  • Each cell of the scintillator is provided with a photoelectric conversion unit including a plurality of light receiving devices, and the photoelectric conversion of the scintillation light is performed by dividing the light with the plurality of light receiving devices.
  • the output signal is suppressed low without exceeding the allowable input charge amount of the signal conversion unit. Therefore, even if a general-purpose integrated circuit having a low allowable input charge is used to configure an inspection apparatus for handling high-energy radiation, input signals will not be clipped due to over-range.
  • the output signal of each light receiving device of the photoelectric conversion unit provided in each cell is input to the signal amplification device of the signal conversion unit and amplified, and each amplified signal is input to the A / D conversion device. Is converted to a digital signal.
  • the signal conversion unit includes a number of signal amplification devices and A / D conversion devices corresponding to the number (channels) of analog signals input from the signal detection unit, and individually amplifies the input analog signals to obtain digital signals. It is provided to convert to a signal. As a result, the signal processing speed becomes faster and the area of the analog wiring section is small, so that the signal is deteriorated due to noise as compared with a case where a plurality of analog signals are converted into digital signals by a multiplexer method using one A / D conversion device. And radiation detection accuracy is increased.
  • the image data generation unit of the radiation detector a signal selection unit that selects a signal of a predetermined level from the output signals of the plurality of light receiving devices converted to the digital signal as a radiation detection signal, the signal selection unit selected
  • a configuration including a signal generation unit that generates one radiation detection signal by combining one signal or a plurality of selected signals can be employed. According to this, in the signal selection unit of the image data generation unit, a signal of a predetermined level is selected as a radiation detection signal from the input signals of the plurality of light receiving devices. That is, by selecting a signal of a predetermined level by the signal selection unit, only an appropriate radiation detection signal of the cell can be obtained.
  • the plurality of signals selected by the signal selection unit are averaged and combined into one radiation detection signal.
  • a signal of a predetermined level is selected as a radiation detection signal from the signals of the plurality of light receiving devices input in the signal selection unit, and the plurality of signals selected in the signal generation unit are averaged, and the cell Is synthesized with the radiation detection signal.
  • the signal generation unit of the image data generation unit may be configured to have a function of performing weighting according to the arrangement position of the light receiving device and performing the combining process.
  • the photoelectric conversion unit can be configured by a plurality of light receiving devices having different light receiving sizes.
  • a plurality of light receiving devices of different light receiving sizes are arranged, and the output signal of each light receiving device is converted into a digital signal.
  • a signal of a predetermined level is selected from the output signals of the device, and the signal generator generates one radiation detection signal, whereby the dynamic range of the radiation detection signal can be expanded.
  • a signal selection unit for selecting an arbitrary light receiving device from a plurality of light receiving devices corresponding to one cell and inputting an output signal of the selected light receiving device as a radiation detection signal to a signal amplification device of a signal conversion unit. It can be provided with a configuration.
  • signal output units of some light receiving devices are connected in parallel, and one light receiving device is connected to the plurality of light receiving devices in parallel, and each output signal is digitally output. After being converted into a signal, it can be provided so as to be selected and synthesized by the image data generation unit. As described above, by providing the light receiving device for converting the digital signal into the digital signal in the signal selection unit, the dynamic range of the radiation detection signal can be expanded.
  • the radiation inspection apparatus of the present invention is a radiation detector configured as described above, a radiation source that irradiates the inspection object with radiation, and a display device such as a monitor that outputs and displays radiation image data output from the radiation detector. And at least a terminal device having the same.
  • the signal detection unit, the signal conversion unit, the image data generation unit, and the signal selection unit used as needed of the radiation detector can be configured as integrated circuits each having a module and equipped with a signal processing function.
  • the signal conversion unit includes a number of signal amplification devices and A / D conversion devices corresponding to the number of analog signals input from the signal detection unit, and individually amplifies the input analog signals. If provided so as to convert to digital signals, the signal processing speed can be increased. However, if the number of input channels for analog signals is large, and the number of A / D conversion devices corresponding to the number of channels is arranged, Accordingly, the circuit configuration becomes large accordingly.
  • the signal conversion unit is converted to an analog signal. Converts analog switch output signals into digital signals consisting of a number of signal amplification devices corresponding to the number of input channels, analog switches that select the output signals of each signal amplification device, and fewer than the number of analog signal channels A / D conversion device (for example, one A / D conversion device may be used), and an analog signal may be converted to a digital signal by a multiplexer method.
  • the allowable input charge amount of the signal amplifying device of the signal converter in the next stage has to be set according to the magnitude of the output signal of the light receiving device.
  • the electric circuit has to be designed each time in accordance with the difference in signal intensity caused by the difference in the energy band of the radiation used and the distance from the radiation source to the radiation detector.
  • it is possible to handle not only high-energy radiation but also radiation having a wide range of energy intensity. Therefore, with a single standardized radiation detector, highly accurate radiation inspection can be realized flexibly in response to the size of the inspection object to be inspected for radiation inspection, the conditions for performing the inspection, and the difference in environment. .
  • the present invention irradiates an inspection object with radiation, such as an X-ray detection device such as an X-ray transmission image processing device or a backscattered X-ray image processing device, an inspection device using gamma rays, and an ultraviolet image processing device.
  • an X-ray detection device such as an X-ray transmission image processing device or a backscattered X-ray image processing device
  • an inspection device using gamma rays such as an X-ray transmission image processing device or a backscattered X-ray image processing device
  • an ultraviolet image processing device such as an X-ray detection device such as an X-ray transmission image processing device or a backscattered X-ray image processing device.
  • an inspection device using gamma rays such as an X-ray transmission image processing device or a backscattered X-ray image processing device
  • an inspection device using gamma rays such as an X-ray transmission image processing device or a backscattered X-
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an example of a radiation inspection apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of the radiation detector of the present invention.
  • FIG. 6 is a circuit configuration diagram of a second embodiment of the radiation detector of the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a third embodiment of the radiation detector according to the present invention.
  • FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a fourth embodiment of the radiation detector according to the present invention.
  • FIG. 13 is a circuit configuration diagram of a radiation detector according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration of an example of the radiation inspection apparatus of the present invention.
  • the radiation inspection apparatus 1 includes a radiation detector 2, a radiation source 3, and a host computer 4 as main components, and a radiation source 3 is attached to an inspection object 5 transported by a transport mechanism (not shown).
  • the radiation detector 2 detects radiation transmitted through the inspection target 5 with the radiation detector 2, generates radiation image data from a radiation detection signal, and transmits the radiation image data to the host computer 4, which is a terminal device. 5, a two-dimensional radiation image data file is generated and output and displayed on a monitor serving as a display device. Even if the radiation detector 2 and the radiation source 3 move in parallel along the fixed inspection object 5, the radiation detector 2 and the radiation source 3 are provided so that the irradiation of the inspection object 5 and the detection thereof are performed while moving. Good.
  • a radiation detector 2 that detects radiation, converts the radiation into an analog signal, and outputs the signal; a signal conversion unit 22 that amplifies the analog signal, converts the signal into a digital signal, and outputs the signal; An image data generation unit 23 that generates radiation image data from a digital signal input from the conversion unit 22 is provided.
  • the configuration of the radiation detector 2 will be described based on an embodiment.
  • FIG. 2 shows a first embodiment of the radiation detector 2.
  • the signal detector 21 of the illustrated radiation detector 2 includes a scintillator 210 that is divided into a plurality of cells 211 and converts incident radiation into scintillation light, and a single cell that is disposed in each cell 211 of the scintillator 210.
  • the photoelectric conversion unit 212 includes two light receiving devices 212a and 212b, which are photodiodes that receive the scintillation light emitted from the 211 and convert the converted light into an analog signal.
  • the photoelectric conversion unit 212 including the two light receiving devices 212a and 212b is disposed in each cell 211, and the photoelectric conversion of the scintillation light of each cell 211 is performed by the two light receiving devices 212a and 212b, respectively. Has become.
  • the scintillator 210 partitions adjacent cells 211 from each other with a separator that is optically separated.
  • the signal conversion unit 22 includes a signal amplifying device 221 that amplifies analog signals output from the respective light receiving devices 212a and 212b of the photoelectric conversion unit 212 of each of the cells 211, and an amplified analog signal output from the signal amplifying device 221.
  • An A / D conversion device 222 converts a signal into a digital signal and outputs the digital signal.
  • the analog signals output from the light receiving devices 212a and 212b are provided so that the signals individually amplified by the signal amplification device 221 are individually converted into digital signals by the A / D conversion device 222.
  • the image data generation unit 23 includes a signal selection unit that selects one or a plurality of signals of a predetermined level from the respective output signals of the light receiving devices 212a and 212b as radiation detection signals of one cell 211; A signal generation unit for averaging the respective output signals of the light receiving devices 212a and 212b selected by the selection unit and combining the output signals with the radiation detection signal of one cell 211; A signal is generated, and processing for generating radiation image data from the generated radiation detection signal of each cell 211 is performed.
  • FIG. 2 shows a mode in which the scintillator 210 is divided into four cells 211 and the radiation detection signal of each cell 211 is generated.
  • each cell 211 of the scintillator 210 is arranged in series (for example, 32 cells). Radiation image data is generated from the radiation detection signals of these many cells 211.
  • the signal detector 21 is configured by mounting 64 scintillator arrays (scintillators 210) separated into, for example, 32 cells 211 at half intervals and mounting them on a PIN photodiode (light receiving device 212).
  • a board can be used.
  • a scintillator array separated into 16 cells 211 may be used.
  • the signal conversion unit 22 can be constituted by an integrated circuit having an input unit of 64 channels. In this case, the output of each photodiode (light receiving device 212) of the detector board is connected to each channel, and The signal is amplified and the digital signal is converted.
  • the radiation detector 2 configured as described above emits scintillation light to each cell 211 of the scintillator 210 by irradiating the radiation transmitted through the inspection object 5 to the scintillator 210 of the signal detection unit 21,
  • the light receiving devices 212a and 212b of the photoelectric conversion unit 212 disposed along 211 receive and convert the received analog signals into analog signals.
  • the converted analog signals are amplified by the signal amplifying device 221 of the signal converter 22 and then A / D-converted.
  • Each of the digital signals is converted into a digital signal by the conversion device 222, input to the image data generation unit 23, and the respective digital signals input by the signal generation unit of the image data generation unit 23 are averaged, and the radiation detection of the cell 211 is performed.
  • radiation image data of the inspection object 5 is generated from the generated radiation detection signal of each cell 211 and transmitted to the host computer 4 to generate a two-dimensional radiation image data file of the inspection object 5.
  • the radiation image data can be output and displayed on the monitor of the host computer 4.
  • the photoelectric conversion unit 212 including the plurality of light receiving devices 212a and 212b is provided in each cell 211 of the scintillator 210, and the photoelectric conversion of the scintillation light is divided and performed by the plurality of light receiving devices 212a and 212b. Even when high-energy scintillation light is photoelectrically converted, the level of the output signal of each of the light receiving devices 212a and 212b can be kept low without exceeding the allowable input charge of the signal conversion unit 22. In addition, by recombining the photoelectric conversion signal of the divided scintillation light in the signal generation unit of the image data generation unit 23, noise included in the signal is reduced, and a highly accurate detection signal can be obtained.
  • the signal conversion unit 22 is provided so as to individually amplify an analog signal and convert it into a digital signal by the signal amplification device 221 and the A / D conversion device 222, the influence of signal deterioration due to noise is reduced. This makes it difficult to receive signals, and it is possible to obtain good signal detection sensitivity.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of the radiation detector 2.
  • the photoelectric conversion unit 212 arranged in each cell 211 of the scintillator 210 of the signal detection unit 21 is configured by two light receiving devices 212a and 212b having different light receiving sizes, and the photoelectric conversion of the scintillation light is performed.
  • the division is performed by the light receiving devices 212a and 212b having different light receiving sizes, and the photoelectrically converted analog signals are input to the signal conversion unit 22, and are converted into digital signals after signal amplification, and are converted into image data by the data generation unit 23. Is provided to be input to the
  • the radiation detector 2 configured as described above, in the image data generation unit 23, selects a signal of a predetermined level from a plurality of digital signals input from the signal conversion unit 22 in the signal selection unit, This is selected as a radiation detection signal of the cell 211, and radiation image data of the inspection object 5 is generated from the radiation detection signal of each selected cell 211.
  • the photoelectric conversion of the scintillation light is divided and performed by the light receiving devices 212a and 212b having different light receiving sizes, and the respective detection signals are selected so as to generate the radiation detection signal. It is possible to expand the range.
  • the detection signal of the light receiving device 212a having a small light receiving size is selected, and when the energy of the scintillation light is low, the detection signal of the light receiving device 212b having a large light receiving size is selected to generate a radiation detection signal. Will be supported.
  • switching of the range is automatically performed by, for example, providing a means for determining whether or not the output signals of the light receiving devices 212a and 212b input to the signal amplifying device 221 overflow the signal converting unit 22. It can be configured as follows. Switching of the gain can be provided so as to be performed for each cell 211.
  • FIG. 4 shows a third embodiment of the radiation detector 2.
  • the photoelectric conversion unit 212 arranged in each cell 211 of the scintillator 210 of the signal detection unit 21 is composed of nine light receiving devices 212a having the same light receiving size, and a signal is output to a signal output unit of each light receiving device 212a.
  • a sorting unit 24 is provided.
  • One of the nine light receiving devices 212a is provided so that an output signal is input to the signal amplification device 221 of the signal conversion unit 22.
  • the other light receiving devices 212a are connected so that the signal output units are connected in parallel so that the total amount of output signals of the light receiving devices 212a selected by the signal selection unit 24 is input to the signal amplification device 221 of the signal conversion unit 22.
  • the signal selection unit 24 can be configured by switching means such as a wire bonding technique or a switching element.
  • the detection signal of the one light receiving device 212a and the detection signals of the selected light receiving devices 212a are converted into digital signals and input to the image data generation unit 23, A signal of a predetermined level is selected from the digital signals input by the signal selection unit of the data generation unit 23, and this is selected as the radiation detection signal of the cell 211, and the radiation detection signal of each selected cell 211 is selected. Then, the radiation image data of the inspection object 5 is generated. As described above, the photoelectric conversion of the scintillation light is divided and performed by the plurality of light receiving devices 212a, and each detection signal is separated into one detection signal and a plurality of detection signals, and a signal of an appropriate level is selected from among them.
  • the radiation detection signal By providing the radiation detection signal in such a manner as to generate the radiation detection signal, it is possible to expand the dynamic range of the radiation detection signal as in the case where the light receiving devices 212a and 212b having different light receiving sizes are arranged. Further, the size ratio of the light receiving device 212a can be freely set and changed by the combination of the connection with the light receiving device 212a by the signal selection unit 24.
  • the photoelectric conversion unit 212 is configured by nine light receiving devices 212a having the same light receiving size, but the number of light receiving devices 212a may be increased or decreased from nine.
  • the combination of the number of light receiving devices 212a selected by the signal selection unit 24 can be appropriately set. For example, in FIG.
  • one light receiving device 212a and another eight light receiving devices 212a are selected. However, for example, a combination of two and seven light receiving devices 212a, or a combination of three and six or four and five light receiving devices 212a is selected. The combination may be selected. The selected combination of light receiving devices 212a may be connected in parallel so that the total amount of output signals of the combination of light receiving devices 212a is input to the signal amplification device 221 of the signal conversion unit 22, respectively.
  • FIG. 5 shows a fourth embodiment of the radiation detector 2.
  • the photoelectric conversion unit 212 arranged in each cell 211 of the scintillator 210 of the signal detection unit 21 is constituted by three light receiving devices 212a, 212b, 212c, and each detection signal is amplified by the signal conversion unit 22. After being converted into a digital signal, it is provided so as to be inputted to the image data generating unit 23, and the signal generating unit of the image data generating unit 23 detects the light receiving devices 212a, 212b, 212c converted into the digital signal.
  • the signals are weighted according to the arrangement positions of the respective light receiving devices 212a, 212b, 212c so that the signals are subjected to the combining process.
  • crosstalk occurs in an output signal of the light receiving device 212a under the influence of light leakage from the adjacent cell 211 of the scintillator 210 and leakage current from the adjacent light receiving device 212a, and a system level
  • the outputs of the light receiving devices 212a and 212c at both ends and the light receiving device 212b at the center are weighted and synthesized, so that the cell 211 It is possible to reduce the crosstalk component from the cell 211 adjacent to. By discarding the signal in the vicinity of the adjacent part, it is possible to minimize the influence of the crosstalk, reduce the correction at the system level, and even eliminate the need for the correction processing itself.
  • FIG. 6 shows a fifth embodiment of the radiation detector 2.
  • the signal converting unit 22 instead of the signal converting unit 22 having the same number of signal amplifying devices 221 and A / D converting devices 222 as the number of analog signals input from the signal detecting unit 21 in each of the above embodiments, an analog The same number of signal amplification devices 221 as the number of signal input channels, an analog switch 223 having a plurality of input terminals and selecting an output signal of each signal amplification device 221, and converting an output signal of the analog switch 223 into a digital signal.
  • the signal conversion unit 22 is configured by one A / D conversion device 222.
  • the scintillation light emitted from each cell 211 of the scintillator 210 of the signal detection unit 21 by the irradiation of the radiation is transmitted to the plurality of light receiving devices 212a and 212b of the photoelectric conversion unit 212 of each cell 211.
  • the light receiving devices 212a and 212b photoelectrically convert the scintillation light to output analog signals, and the converted analog signals are individually amplified by the signal amplifying device 221 of the signal conversion unit 22.
  • the signal output terminal of each signal amplifying device 221 is connected to each of a plurality of input terminals of the analog switch 223, and the analog switch 223 performs input terminal selection and switching processing at a predetermined timing.
  • the analog signal output from the 221 is input to the A / D conversion device 222 to be converted into a digital signal, which is sequentially input to the image data generation unit 23.
  • the image data generating unit 23 edits and combines the sequentially input digital signals in a time series, generates a radiation detection signal of each cell 211, and generates radiation image data from the generated radiation detection signal.
  • the analog signals output from the plurality of signal amplification devices 221 are converted into digital signals by the analog switch 223 and the A / D conversion device 222, and the converted signals are converted by the image data generation unit 23 into radiation detection signals. Therefore, it is not necessary to arrange the A / D conversion devices 222 by the number corresponding to the signal amplification devices 221, and it is possible to reduce the size of the circuit when the signal conversion unit 22 is configured by an integrated circuit. Extremely effective.
  • the signal processing by the signal selection unit and the signal generation unit of the image data generation unit 23 may be performed according to the usage mode of the radiation inspection apparatus 1 when the image data generation unit 23 is configured by an integrated circuit such as an FPGA.
  • the method of synthesizing the signal and the reference value for selecting the signal may be appropriately set so that the signal synthesizing process and the selecting process are automatically performed.
  • the selection reference value of the signal selection unit 24 can also be appropriately set so that the selection is performed automatically.
  • the radiation detector 2 is connected to the host computer 4 so that the host computer 4 can monitor the radiation detection data, set the conditions for synthesizing, selecting, and selecting signals on the host computer 4 side, and detect the set values for radiation detection.
  • the signal may be input to the mixer 2 to control the signal synthesis, selection and selection processing.
  • the forms of the illustrated radiation inspection apparatus 1 and the radiation detector 2 of each embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to the illustrated ones, and may be other appropriate forms.

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Abstract

幅の広いレンジの放射線が照射される環境下においても適切かつ高精度に放射線を検出できる検出器を構成する。　複数のセルに分割されたシンチレータの各セルに受光デバイスをそれぞれ複数配置し、各一つのセルが発するシンチレーション光の光電変換を複数の受光デバイスで分割して行われるようにし、各受光デバイスの出力信号の電荷量を小さくし、これを集積回路に入力してセルの放射線検出信号を生成する処理がなされるように構成する。

Description

放射線検出器、放射線検査装置及び放射線検出信号の処理方法
　本発明は、外側からは見えない容器や荷物などの内部を、非破壊で検査するための放射線検出器と放射線検査装置に関する。
　Ｘ線やガンマ線などの放射線を用いた検出器の多くは、放射線をより波長の長い可視光や紫外・赤外光に変換するシンチレータを信号検出部に用いている。これは、シンチレータによって変換された光の強度をフォトダイオードのような受光素子で電気信号に変換することでシンチレータに入射した放射線の強度を間接的に測定する方法であり、現在でも放射線の強度を測定する際の優れた方法の一つである。
　放射線検査装置は、食品の異物混入検査や小型の手荷物検査用途、人体を検査する医療用途の低エネルギーの放射線を扱う装置から、コンテナなどの大型の容器や筐体内部を検査する用途の高エネルギーの放射線を扱う装置にまで広く使用されている。これらは、その用途やエネルギーの大きさによって、設計や使用部材の種類も変わってくる。
　例えば、医療分野で用いられる低エネルギーの放射線検査装置として、下記特許文献に記載のものがある（特許文献１参照）。このものは、被検体の被ばく量を増加させることなくサンプルレートと空間分解能の向上を実現するため、Ｘ線投影データを２次元の形式で出力し、精度良く画素信号を生成している。
国際公開第２０１７／１８３４８１号
　一方で、コンテナなどの大型のものを検査する高エネルギーの放射線を扱う用途においては、以下の課題を抱えている。
　すなわち、信号検出部から出力される信号の処理を集積回路で構成する場合、集積回路は入力が可能な信号の容量が決まっているため、集積回路に許容入力電荷量を超える高エネルギーの信号が入力された場合、入力信号がレンジオーバーでクリップされてしまい、放射線の正確な検知ができなくなってしまう。
　高エネルギーの放射線を用いてコンテナなどの大型の対象物を内部観察する場合には、高エネルギーの信号を処理する専用の集積回路を新たに開発するか、或いは許容入力電荷量を増やすため複数の汎用部品を組み合わせて複雑な回路を構成するかをしなければならず、何れにしても検査装置の製作コストが高くなることは避けられないという問題がある。
　また、コンテナ用の検査装置では、コンテナに向けて照射された放射線が、高エネルギーのまま検出器に入射する場合と、数百ｍｍ程度の厚みの鉄板等を通過して、エネルギー強度が微弱になった状態で検出器に入射する場合とが同時に発生することがある。
　コンテナの中身を正確に検知するには、放射線のエネルギー強度に応じ、ノイズによる影響をできる限り小さくして、高エネルギーの放射線と低エネルギーの放射線をともに検出することのできる、広いレンジに対応した検出機能を装備する必要がある。
　本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、高エネルギーの放射線を扱う用途に適した放射線検出器、さらには様々なエネルギー強度の放射線が照射される環境下においても適切かつ高精度に放射線を検出することができる検出器を構成することを課題とする。
　本発明では、放射線検出器の信号検出部として従来と同様にシンチレータとフォトダイオードなどの受光デバイスを用いるが、複数のセルに分割されたシンチレータの各セルに受光デバイスをそれぞれ複数配置し、各受光デバイスから出力される出力信号を組み合わせてそのセルの放射線検出信号を生成する構成を採用した。つまり、一つのセルが発するシンチレーション光の光電変換を複数の受光デバイスで分割して行われるようにすることで各受光デバイスの出力信号の電荷量を小さくし、これを集積回路に入力してセルの放射線検出信号を生成する処理がなされる構成を採用した。
　すなわち、本発明の放射線検出器は、複数のセルから構成されてなるシンチレータと、シンチレーション光を受光してアナログ信号に変換して出力する複数の受光デバイスから構成されてなる光電変換ユニットとを備えた信号検出部と、前記光電変換ユニットの受光デバイスから出力されたアナログ信号を増幅する信号増幅デバイスと、信号増幅デバイスから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換デバイスとを備えた信号変換部と、前記Ａ／Ｄ変換デバイスが出力したデジタル信号を、前記受光デバイスが受光した放射線検出信号として生成し、前記放射線検出信号から放射線画像データを生成する画像データ生成部とを有し、前記光電変換ユニットの受光デバイスは、前記シンチレータの一つのセルに沿って複数配置して構成されていることを特徴とする。
　前記構成の放射線検出器によれば、検査対象物を透過した放射線が信号検出部のシンチレータに照射されることでシンチレータの各セルがシンチレーション光を発し、これを各セルの光電変換ユニットの複数の受光デバイスが受光してアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を信号変換部で増幅してからＡ／Ｄ変換デバイスでデジタル信号に変換し、画像データ生成部において変換された各光電変換ユニットのデジタル信号を組み合わせて各セルの放射線検出信号を生成し、各セルの放射線検出信号から前記検査対象物の放射線画像データが生成される。
　シンチレータの各セルに複数の受光デバイスからなる光電変換ユニットが設けられ、シンチレーション光の光電変換が複数の受光デバイスで分割して行われるので、高エネルギーのシンチレーション光を光電変換する場合でも各受光デバイスの出力信号のレベルは信号変換部の許容入力電荷量を超えることなく低く抑えられる。従って、許容入力電荷量の低い汎用の集積回路を使用して高エネルギーの放射線を扱う用途の検査装置を構成したとしても、入力信号がレンジオーバーでクリップするようなことはない。
　また、各セルに設けられた光電変換ユニットの各受光デバイスの出力信号は、それぞれ信号変換部の信号増幅デバイスに入力されて増幅され、増幅された各信号はそれぞれＡ／Ｄ変換デバイスに入力されてデジタル信号に変換される。つまり、信号変換部は、信号検出部から入力されるアナログ信号の数（チャンネル）に対応した数の信号増幅デバイスとＡ／Ｄ変換デバイスを備え、入力されたアナログ信号を個別に増幅してデジタル信号に変換するように設けられている。これにより、複数のアナログ信号を一つのＡ／Ｄ変換デバイスでマルチプレクサ方式によりデジタル信号に変換するものと比べて、信号の処理速度が速くなり、アナログ配線部の領域が少ないのでノイズによる信号の劣化の影響を受けにくくなって、放射線の検出精度が高くなる。
　前記放射線検出器の画像データ生成部は、前記デジタル信号に変換された複数の受光デバイスの出力信号から所定のレベルの信号を放射線検出信号として選択する信号選択部と、前記信号選択部が選択した一つの信号から、又は選択した複数の信号を合成して、一つの放射線検出信号を生成する信号生成部を備えた構成とすることができる。
　これによれば、画像データ生成部の信号選択部において、入力された複数の受光デバイスの信号から所定のレベルの信号が放射線検出信号として選択される。つまり、信号選択部で所定のレベルの信号を選択することにより、そのセルの適正な放射線検出信号のみを得ることができる。
　また、画像データ生成部の信号生成部において、信号選択部が選択した複数の信号を平均化して一つの放射線検出信号に合成する。これによれば、信号選択部において入力された複数の受光デバイスの信号から所定のレベルの信号を放射線検出信号として選択し、信号生成部において選択された複数の信号が平均化されて、そのセルの放射線検出信号に合成される。前記分割されたシンチレーション光の光電変換信号を信号生成部で再合成することにより、信号に含まれるノイズが低減され、高精度の検出信号を得ることができる。なお、単一の信号のみが選択された場合にはそのまま放射線検出信号として生成される。
　画像データ生成部の信号生成部は、受光デバイスの配置位置に応じた重み付けをして合成処理がなされる機能を備えた構成とすることができる。
　これによれば、各セルの複数の受光デバイスがその配置により、クロストークの影響による信号の画質の低下が生じる場合に、クロストーク成分を低減させた適正な放射線検出信号を得ることが可能となる。
　前記構成の放射線検出器において、光電変換ユニットは、受光サイズが異なる複数の受光デバイスにより構成することができる。
　これによれば、一つのセルについて、異なる受光サイズの受光デバイスを複数配置し、各受光デバイスの出力信号をデジタル信号に変換した後、画像データ生成部の信号選択部で、異なる受光サイズの受光デバイスの出力信号のうち、所定のレベルの信号を選択し、さらに信号生成部にて一つの放射線検出信号とすることで、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能となる。
　また、一つのセルに対応する複数の受光デバイスの中から任意の受光デバイスを選別し、選別された受光デバイスの出力信号を放射線検出信号として信号変換部の信号増幅デバイスに入力する信号選別部を備えた構成とすることができる。
　例えば、複数の受光デバイスのうち、幾つかの受光デバイスの信号出力部を並列に接続しておき、一つの受光デバイスと並列に接続された複数の受光デバイスを選別してそれぞれの出力信号がデジタル信号に変換された後、画像データ生成部で選択し合成されるように設けることができる。このように信号選別部でデジタル信号に変換する受光デバイスを選別するように設けることによっても、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能となる。
　また、本発明の放射線検査装置は、前記構成の放射線検出器と、検査対象物に放射線を照射する放射線源と、前記放射線検出器から出力される放射線画像データを出力表示するモニタなどの表示装置を備えた端末装置とを、少なくとも備えて構成される。
　前記放射線検出器の信号検出部、信号変換部、画像データ生成部、及び必要に応じて用いる信号選別部は、それぞれモジュール化し、それぞれの信号処理機能を装備した集積回路により構成することができる。
　なお、前記のとおり、信号変換部が、信号検出部から入力されるアナログ信号の数に対応した数の信号増幅デバイスとＡ／Ｄ変換デバイスを備え、入力されたアナログ信号を個別に増幅してデジタル信号に変換するように設けられていれば、信号の処理速度を速くすることができるが、アナログ信号の入力チャンネル数が多く、そのチャンネル数に対応した数のＡ／Ｄ変換デバイスを揃えれば、その分、回路構成は大型になる。
　一方で、放射線を照射して検査する対象や放射線検出器に要求される検出精度などに応じて、回路の小型化が要求される装置構成の場合などには、信号変換部を、アナログ信号の入力チャンネル数に対応した数の信号増幅デバイスと、各信号増幅デバイスの出力信号を選択するアナログスイッチと、アナログ信号のチャンネル数より少ない数で構成された、アナログスイッチの出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換デバイス（例えば一つからなるＡ／Ｄ変換デバイスとしても良い）とにより構成し、マルチプレクサ方式によってアナログ信号がデジタル信号に変換されるようにしてもよい。
　従来では、受光デバイスの出力信号の大きさに合わせて、次段の信号変換部の信号増幅デバイスの許容入力電荷量を設定しなければならなかった。そのため、使用する放射線のエネルギー帯や、放射線源から放射線検出器までの距離の違いなどで生じる信号強度の違いに合わせて、電気回路もその都度設計しなければならなかった。
　一方、本発明によれば、高エネルギーの放射線に対応できるだけでなく、広範なエネルギー強度を持つ放射線にも対応することが可能となる。従って、標準化された一つの放射線検出器で、放射線の検査を行う検査対象物の大きさや検査を実施する条件、環境の違いにフレキシブルに対応して、精度の高い放射線の検査が実現可能である。
　本発明は、例えばＸ線透過画像処理装置や後方散乱Ｘ線画像処理装置などのＸ線検出装置、ガンマ線を利用した検査装置、紫外線画像処理装置などの、検査対象物に放射線を照射し、透過した放射線を検出して画像を生成する様々な検査装置に適用が可能である。
本発明の放射線検査装置の一例の構成を示した図である。 本発明の放射線検出器の第１実施例の回路構成図である。 本発明の放射線検出器の第２実施例の回路構成図である。 本発明の放射線検出器の第３実施例の回路構成図である。 本発明の放射線検出器の第４実施例の回路構成図である。 本発明の放射線検出器の第５実施例の回路構成図である。
　以下、本発明の放射線検出器及び放射線検査装置の好適な実施形態について説明する。
本発明の技術的思想は実施形態に限定されるものではない。
　図１は本発明の放射線検査装置の一例の構成を示している。
　同図に示されるように放射線検査装置１は、放射線検出器２と放射線源３とホストコンピュータ４とを主要な構成要素としており、図示されない搬送機構により搬送される検査対象物５に放射線源３から放射線を照射し、検査対象物５を透過した放射線を放射線検出器２で検出するとともに放射線検出信号から放射線画像データを生成し、これを端末装置であるホストコンピュータ４に送信して検査対象物５の二次元の放射線画像データファイルを生成し、表示装置であるモニタに出力表示するように構成してある。固定されている検査対象物５に沿って放射線検出器２と放射線源３が平行に移動し、移動しながら検査対象物５への放射線の照射とその検出が行われるように設けられていてもよい。
　放射線検出器２は、放射線を検出し、これをアナログ信号に変換して出力する信号検出部２１と、前記アナログ信号を増幅した後、デジタル信号に変換して出力する信号変換部２２と、信号変換部２２から入力されたデジタル信号から放射線画像データを生成する画像データ生成部２３の各部を有して構成されている。
　以下、実施例に基づいて放射線検出器２の構成を説明する。
　図２は放射線検出器２の第１実施例を示している。
　図示した放射線検出器２の信号検出部２１は、複数のセル２１１に分割されていて入射した放射線をシンチレーション光に変換するシンチレータ２１０と、シンチレータ２１０の各セル２１１にそれぞれ配置されていて一つのセル２１１から発せられたシンチレーション光を受光してアナログ信号に変換出力するフォトダイオードである二つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂからなる光電変換ユニット２１２により構成されている。
　二つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂからなる光電変換ユニット２１２は各セル２１１にそれぞれ配置されており、各セル２１１のシンチレーション光の光電変換がそれぞれ二つ受光デバイス２１２ａ，２１２ｂにより分割して行われるようになっている。なお、シンチレータ２１０は光学的に分離するセパレータで隣接するセル２１１同士を区画してある。
　信号変換部２２は、前記各セル２１１の光電変換ユニット２１２のそれぞれの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂから出力されるアナログ信号を増幅する信号増幅デバイス２２１と、信号増幅デバイス２２１から出力される増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換デバイス２２２より構成されている。
　前記受光デバイス２１２ａ，２１２ｂから出力されるアナログ信号は、それぞれ個別に信号増幅デバイス２２１で増幅された信号がそれぞれ個別にＡ／Ｄ変換デバイス２２２でデジタル信号に変換されるように設けてある。
　また、画像データ生成部２３は、前記受光デバイス２１２ａ，２１２ｂのそれぞれの出力信号から所定のレベルの信号を、一つのセル２１１の放射線検出信号として一つ又は複数選択する信号選択部と、信号線選択部により選択された前記受光デバイス２１２ａ，２１２ｂのそれぞれの出力信号を平均化して一つのセル２１１の放射線検出信号に合成する信号生成部とを備え、両処理部により一つのセル２１１の放射線検出信号を生成し、生成された各セル２１１の放射線検出信号から放射線画像データを生成する処理がなされるように構成してある。
　なお、図２ではシンチレータ２１０を四つのセル２１１に区画して各セル２１１の放射線検出信号を生成する態様を示したが、実際はシンチレータ２１０の各セル２１１は直列で（例えば３２個）配置され、これら多数のセル２１１の放射線検出信号から放射線画像データが生成されるようになっている。
　前記信号検出部２１は、例えば３２個のセル２１１に分離されたシンチレータアレイ（シンチレータ２１０）を、半分の間隔で６４個並べてＰＩＮフォトダイオード（受光デバイス２１２）の上に搭載して構成されたディテクタボードを用いることができる。１６個のセル２１１に分離したシンチレータアレイを用いてもよい。また、信号変換部２２は６４チャンネルの入力部を有する集積回路により構成することができ、その場合、前記ディテクタボードの各フォトダイオード（受光デバイス２１２）の出力が各チャンネルに接続されて、チャンネル毎に信号の増幅とデジタル信号の変換処理が行われる。
　このように構成された放射線検出器２は、検査対象物５を透過した放射線が信号検出部２１のシンチレータ２１０に照射されることでシンチレータ２１０の各セル２１１がシンチレーション光を発し、これを各セル２１１に沿って配置された光電変換ユニット２１２の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂが受光してアナログ信号に変換し、変換されたアナログ信号を信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１で増幅してからＡ／Ｄ変換デバイス２２２でデジタル信号にそれぞれ変換して、画像データ生成部２３に入力され、画像データ生成部２３の信号生成部において入力されたそれぞれのデジタル信号が平均化されて、そのセル２１１の放射線検出信号として合成される。
　そして、生成された各セル２１１の放射線検出信号から検査対象物５の放射線画像データを生成し、これをホストコンピュータ４に送信して検査対象物５の二次元の放射線画像データファイルを生成することで、ホストコンピュータ４のモニタに放射線画像データを出力表示することができる。
　これによれば、シンチレータ２１０の各セル２１１に複数の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂからなる光電変換ユニット２１２が設けられ、シンチレーション光の光電変換が複数の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂで分割して行われるので、高エネルギーのシンチレーション光を光電変換する場合でも各受光デバイス２１２ａ，２１２ｂの出力信号のレベルは信号変換部２２の許容入力電荷量を超えることなく低く抑えることができる。また、分割されたシンチレーション光の光電変換信号を画像データ生成部２３の信号生成部で再合成することにより、信号に含まれるノイズが低減され、高精度の検出信号を得ることが可能である。
　また、信号変換部２２は、信号増幅デバイス２２１とＡ／Ｄ変換デバイス２２２で、アナログ信号を個別に増幅してデジタル信号に変換するように設けられているので、ノイズによる信号の劣化の影響を受けにくくなって、良好な信号検出感度を得ることが可能である。
　図３は放射線検出器２の第２実施例を示している。
　この実施例は、信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１に配置される光電変換ユニット２１２を、受光サイズが異なる二つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂにより構成したものであり、シンチレーション光の光電変換が受光サイズの異なる受光デバイス２１２ａ，２１２ｂで分割して行われ、それぞれ光電変換されたアナログ信号が信号変換部２２に入力され、信号増幅された後にデジタル信号に変換されて、画像でデータ生成部２３に入力されるように設けたものである。
　このように構成された放射線検出器２は、前記画像データ生成部２３において、その信号選択部で信号変換部２２から入力された複数のデジタル信号の中から所定のレベルの信号を選択して、これをそのセル２１１の放射線検出信号として選択し、選択された各セル２１１の放射線検出信号から検査対象物５の放射線画像データを生成する。
　このように受光サイズの異なる受光デバイス２１２ａ，２１２ｂでシンチレーション光の光電変換を分割して行い、それぞれの検出信号を選択して放射線検出信号が生成されるように設けることで、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能である。例えば、シンチレーション光のエネルギーが高い場合は小さな受光サイズの受光デバイス２１２ａ、エネルギーが低い場合は大きな受光サイズの受光デバイス２１２ｂの検出信号をそれぞれ選択して放射線検出信号を生成することで広いレンジの放射線の検出に対応したものとなる。
　この場合に、レンジの切り替えは、例えば信号変換部２２に、信号増幅デバイス２２１に入力される受光デバイス２１２ａ，２１２ｂの出力信号がオーバーフローするレベルか否かを判定する手段を設けて自動で行われるように構成することができる。ゲインの切り替えは、セル２１１毎に行うように設けることができる。
　図４は放射線検出器２の第３実施例を示している。
　この実施例は、信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１に配置される光電変換ユニット２１２を、受光サイズが同じ九つの受光デバイス２１２ａにより構成するとともに、各受光デバイス２１２ａの信号出力部に信号選別部２４を設けている。前記九つの受光デバイス２１２ａのうち、一つの受光デバイス２１２ａは、出力信号が信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１に入力されるように設けている。他の受光デバイス２１２ａはそれぞれ信号出力部を並列に接続して、信号選別部２４で選別された受光デバイス２１２ａの出力信号の総量が信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１に入力されるように設けたものである。信号選別部２４は、ワイヤーボンディング技術やスイッチング素子などの切り替え手段により構成することができる。
　このように構成された放射線検出器２は、前記一つの受光デバイス２１２ａの検出信号と選別された複数の受光デバイス２１２ａの検出信号がデジタル信号に変換されて画像データ生成部２３に入力され、画像データ生成部２３の信号選択部で入力されたデジタル信号の中から所定のレベルの信号を選択して、これをそのセル２１１の放射線検出信号に選択し、選択された各セル２１１の放射線検出信号から検査対象物５の放射線画像データを生成する。
　このように、複数の受光デバイス２１２ａでシンチレーション光の光電変換を分割して行い、それぞれの検出信号を一つの検出信号と複数の検出信号に選別し、そのなかから適正なレベルの信号を選択して放射線検出信号が生成されるように設けることで、前記受光サイズの異なる受光デバイス２１２ａ，２１２ｂを配置したときと同様に、放射線検出信号のダイナミックレンジを拡大させることが可能である。また、信号選別部２４による、受光デバイス２１２ａとの接続の組み合わせにより、受光デバイス２１２ａのサイズの比率を自由に設定し変更することが可能である。なお、図４では受光サイズが同じ九つの受光デバイス２１２ａにより光電変換ユニット２１２を構成したが、受光デバイス２１２ａの数を九つよりも多くしたり少なくしたりしてもよい。また、信号選別部２４で選別する受光デバイス２１２ａの数の組み合わせも適宜に設定可能である。例えば、図４では一つの受光デバイス２１２ａとその他の八つの受光デバイス２１２ａの組み合わせに選別したが、例えば二つと七つの受光デバイス２１２ａの組み合わせや、三つと六つ或いは四つと五つの受光デバイス２１２ａの組み合わせに選別しても良い。それぞれ選別された組み合わせの受光デバイス２１２ａは並列に接続され、組み合わせの受光デバイス２１２ａの出力信号の総量が信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１にそれぞれ入力されるように設けてもよい。
　図５は放射線検出器２の第４実施例を示している。
　この実施例は、信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１に配置される光電変換ユニット２１２を、三つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃにより構成し、それぞれの検出信号が信号変換部２２で増幅されてからデジタル信号に変換されて画像データ生成部２３に入力されるように設けるとともに、画像データ生成部２３の信号生成部において、デジタル信号に変換された各受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ,２１２ｃの検出信号を、各受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ,２１２ｃの配置位置に応じた重み付けをして合成処理がなされるように設けたものである。
　従来技術にあっては、シンチレータ２１０の隣接したセル２１１からの光漏れや、隣接した受光デバイス２１２ａからの漏れ電流の影響を受けて、受光デバイス２１２ａの出力信号にクロストークが発生し、システムレベルでのクロストークの補正が必要となる場合があった。
　この実施例では、各セル２１１の三つの受光デバイス２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃについて、両端の受光デバイス２１２ａ，２１２ｃと中央の受光デバイス２１２ｂの出力に対して重み付けをして合成することで、当該セル２１１に隣接したセル２１１からのクロストーク成分を低減することが可能である。隣接部近傍の信号を捨てることで、クロストークによる影響を最小限に抑え、システムレベルでの補正を軽減し、さらには補正処理自体を不要にすることも可能である。
　図６は放射線検出器２の第５実施例を示している。
　この実施例は、前記各実施例の信号検出部２１から入力されるアナログ信号の数と同数の信号増幅デバイス２２１とＡ／Ｄ変換デバイス２２２を備えた構成の信号変換部２２に代えて、アナログ信号の入力チャンネル数と同数の信号増幅デバイス２２１と、複数の入力端子を備えていて各信号増幅デバイス２２１の出力信号を選択するアナログスイッチ２２３と、アナログスイッチ２２３の出力信号をデジタル信号に変換する一つのＡ／Ｄ変換デバイス２２２とにより信号変換部２２を構成したものである。
　このように構成された放射線検出器２は、放射線の照射によって信号検出部２１のシンチレータ２１０の各セル２１１が発するシンチレーション光は、各セル２１１の光電変換ユニット２１２の複数の受光デバイス２１２ａ，２１２ｂにて分割して受光し、受光デバイス２１２ａ，２１２ｂはシンチレーション光を光電変換してアナログ信号を出力し、変換されたアナログ信号はそれぞれ個別に信号変換部２２の信号増幅デバイス２２１で増幅される。各信号増幅デバイス２２１の信号出力端子は、アナログスイッチ２２３の複数の入力端子にそれぞれ接続されており、アナログスイッチ２２３は所定のタイミングで入力端子の選択及び切り替え処理を行い、選択された信号増幅デバイス２２１から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換デバイス２２２に入力してデジタル信号に変換し、これを画像データ生成部２３に逐次入力する。そして、画像データ生成部２３において、逐次入力されるデジタル信号を時系列的に編集及び合成して、各セル２１１の放射線検出信号を生成し、生成された放射線検出信号から放射線画像データを生成する。
　本実施例では、複数の信号増幅デバイス２２１から出力されるアナログ信号を、アナログスイッチ２２３とＡ／Ｄ変換デバイス２２２でデジタル信号に変換し、変換された信号を画像データ生成部２３で放射線検出信号に合成するように設けてあるので、Ａ／Ｄ変換デバイス２２２を信号増幅デバイス２２１に対応した数だけ揃える必要はなく、信号変換部２２を集積回路で構成する場合の回路の小型化の実現に極めて有効である。
　なお、前記画像データ生成部２３の信号選択部と信号生成部による信号処理は、画像データ生成部２３をＦＰＧＡなどの集積回路で構成したときは、放射線検査装置１の使用態様などに応じて、信号の合成の仕方や信号を選択する基準値を適宜に設定して、信号の合成処理や選択処理が自動で行われるように設けることができる。前記信号選別部２４の選別基準値も、選別が自動で行われるように適宜に設定することができる。或いは、放射線検出器２をホストコンピュータ４に接続し、ホストコンピュータ４で放射線検出データをモニタできる状態で、ホストコンピュータ４側で信号の合成や選択、選別の条件を設定し、設定値を放射線検出器２に入力して、信号の合成、選択及び選別処理が制御されるようにしてもよい。
　また、図示した放射線検査装置１と各実施例の放射線検出器２の形態は一例であり、本発明は例示のものに限定されず、他の適宜な形態とすることも可能である。
１　放射線検査装置、２　放射線検出器、２１　信号検出部、２１０　シンチレータ、２１１　セル、２１２　光電変換ユニット、２１２ａ，２１２ｂ,２１２ｃ　受光デバイス、２２　信号変換部、２２１　信号増幅デバイス、２２２　Ａ／Ｄ変換デバイス、２２３　アナログスイッチ　２３　画像データ生成部、２４　信号選別部、３　放射線源、４　ホストコンピュータ、５　検査対象物

 

Claims (7)

  1. 　複数のセルから構成されてなるシンチレータと、シンチレーション光を受光してアナログ信号に変換して出力する複数の受光デバイスから構成されてなる光電変換ユニットとを備えた信号検出部と、
    　前記光電変換ユニットの受光デバイスから出力されたアナログ信号を増幅する信号増幅デバイスと、信号増幅デバイスから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換デバイスとを備えた信号変換部と、
    　前記Ａ／Ｄ変換デバイスが出力したデジタル信号を、前記受光デバイスが受光した放射線検出信号として生成し、前記放射線検出信号から放射線画像データを生成する画像データ生成部とを有してなる放射線検出器であって、
    　前記光電変換ユニットの受光デバイスは、前記シンチレータの一つのセルに沿って複数配置してなり、
    　前記画像データ生成部は、前記デジタル信号に変換された複数の受光デバイスの出力信号から所定のレベルの信号を放射線検出信号として選択する信号選択部と、前記信号選択部が選択した一つの信号から、又は選択した複数の信号を合成して、一つの放射線検出信号を生成する信号生成部とを備えてなる放射線検出器。
  2. 　信号生成部は、信号選択部が選択した複数の信号を平均化して一つの放射線検出信号に合成する機能を備えてなる請求項１に記載の放射線検出器。
  3. 　画像データ生成部の信号生成部は、受光デバイスの配置位置に応じた検出信号の重み付けをしてなる請求項１又は２に記載の放射線検出器。
  4. 　光電変換ユニットが、受光サイズが異なる複数の受光デバイスにより構成された請求項１から３の何れかに記載の放射線検出器。
  5. 　前記複数の受光デバイスから任意の受光デバイスを選別し、選別された受光デバイスの出力信号を放射線検出信号として信号変換部の信号増幅デバイスに入力する信号選別部を備えた請求項１から４の何れかに記載の放射線検出器。
  6. 　請求項１から５の何れかに記載の放射線検出器と、
    　検査対象物に放射線を照射する放射線源と、
    　前記放射線検出器から出力される放射線画像データを出力表示する表示装置を備えた端末装置と、
    　を有して構成された放射線検査装置。
  7. 　放射線検出器を用いた放射線検出信号の処理方法において、
    　前記放射線検出器は、
    　複数のセルから構成されてなるシンチレータと、シンチレータの各セルに複数配置された受光デバイスにより構成される光電変換ユニットとを備えた信号検出部と、
    　信号増幅デバイスとＡ／Ｄ変換デバイスとを備えた信号変換部と、
    　前記Ａ／Ｄ変換デバイスから出力される信号を処理して放射線検出信号と放射線画像データを生成する画像データ生成部とを備え、
    　放射線が信号検出部のシンチレータに照射されることでシンチレータの各セルが発するシンチレーション光を、各セルに沿って配置された複数の受光デバイスが光電変換してアナログ信号を出力する処理と、
    　前記各セルの複数の受光デバイスから出力されるアナログ信号を信号変換部の信号増幅デバイスで増幅してからＡ／Ｄ変換デバイスでデジタル信号に変換して画像データ生成部に入力する処理と、
    　前記画像データ生成部において、前記デジタル信号に変換された複数の受光デバイスの出力信号から所定のレベルの信号を選択する処理と、
    　前記選択した信号が一つのときはその信号から、複数のときにはそれらを合成して、一つの放射線検出信号を生成する処理と、
    　を含むことを特徴とする放射線検出信号の処理方法。

     
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