特許 6822859 検出装置及び検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6822859

(24)【登録日】2021年1月12日

(45)【発行日】2021年1月27日

(54)【発明の名称】検出装置及び検出方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/355 20110101AFI20210114BHJP

   H04N 5/32 20060101ALI20210114BHJP

   G01T 1/20 20060101ALI20210114BHJP

   H01L 31/08 20060101ALI20210114BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/355 630

   H04N5/32

   G01T1/20 E

   G01T1/20 G

   G01T1/20 J

   H01L31/00 A

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-10504(P2017-10504)

(22)【出願日】2017年1月24日

(65)【公開番号】特開2018-121164(P2018-121164A)

(43)【公開日】2018年8月2日

【審査請求日】2019年12月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河田 剛

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 啓太

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 励

【審査官】 松永 隆志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０１８１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７８１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２４１５４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２５−５／３７８

Ｈ０４Ｎ ９／００−９／１１

Ｇ０１Ｔ １／２０

Ｈ０１Ｌ ３１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光子を検出する第１検出器と、
前記第１検出器と電気的に接続される第１電極と、
光子を検出する複数の第２検出器と、
前記第２検出器のそれぞれと電気的に接続される第２電極と、
前記第１検出器からの第１信号と、前記複数の第２検出器からの第２信号とを入力し、出力データを生成する処理部と、
を具備し、
前記第１検出器の数は、前記第２検出器の数よりも少なく、
前記処理部は、前記第１信号に基づいて第１計数率を算出し、前記第２信号に基づいて第２計数率を算出し、前記第２計数率が基準値未満の場合には、前記第２計数率を用いて前記出力データを生成し、前記第２計数率が前記基準値と等しいかそれを超える場合には、前記第１計数率を用いて前記出力データを生成する、
検出装置。

【請求項2】

前記第１検出器の個数ｎは、（１）式が成り立つ個数である請求項１に記載の検出装置

【数1】

（ただし、Ｒ０は予め定めた基準値、ｒ_{ＭｉｃｒｏＣｅｌｌ}は（２）式から算出される１個の検出器あたりが検出する計数率）

【数2】

（ただし、εは光子の平均エネルギー、η（photon/keV）は単位エネルギー（keV）当たりの光子検出量、ＮＳｉＰＭは前記第１検出器と前記第２検出器を合わせた数、hは光子の入射頻度）。

【請求項3】

前記第１検出器が１個である請求項１または２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記第１検出器上及び前記第２検出器上に、放射線の入射により光子を発するシンチレータを具備する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項5】

前記第１検出器と前記第２検出器の間または、前記第２検出器同士の間に分離部を備える、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項6】

前記第１検出器と前記第２検出器の受光領域の大きさが同じ請求項１乃至５のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項7】

前記第１検出器と前記第２検出器の受光領域の大きさが異なる請求項１乃至６のいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項8】

前記第１信号を増幅させる増幅部と、前記増幅部で増幅した前記第１信号の波の高さを分析する波高分析部と、前記波高分析部から出力された前記第１信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部とを含む第１読み出し部と、
前記第２信号を増幅させる増幅部と、前記増幅部で増幅した前記第２信号の波の高さを分析する波高分析部と、前記波高分析部から出力された前記第２信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部とを含む第２読み出し部と、
をさらに備える請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項9】

前記処理部は、前記第１信号から所定の閾値を超えたパルスの個数を計数して前記第１計数率を算出する手段と、
前記第２信号から所定の閾値を超えたパルスの個数を計数して前記第２計数率を算出する手段と、を具備する請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の検出装置。

【請求項10】

第１検出器及び前記第１検出器の数よりも多い複数の第２検出器が光子を検出する工程と、
前記第１検出器及び前記第２検出器が検出した前記光子を、第１信号、第２信号として第１読み出し部及び第２読み出し部を介して処理部に出力する工程と、
前記処理部が、前記第１信号に基づいて第１計数率を算出し、前記第２信号に基づいて第２計数率を算出し、前記第２計数率が基準値未満の場合には、前記第２計数率を用いて出力データを生成し、前記第２計数率が前記基準値と等しいかそれを超える場合には、前記第１計数率を用いて出力データを生成する工程と、
を具備する検出方法。

【請求項11】

前記処理部が、所定の閾値を超えたパルスの個数を計数して前記第１計数率及び前記第２計数率を算出する工程をさらに具備する請求項１０に記載の検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、検出装置及び検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

放射線の検出装置においては、放射線量にかかわらず放射線検出の線形性を保証する計測
手段が望まれている。放射線を光子として計測するフォトンカウンティング法を用いた検
出方法では高光子数においてパイルアップによる光子の数え落としが問題となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５２１５７２２号公報

【特許文献2】特開２０１４−２４１５４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の実施形態は、放射線検出の線形性を向上させた検出装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る検出装置は、光子を検出する第１検出器と、前記第１検出器と電気的に接続される第１電極と、光子を検出する複数の第２検出器と、前記第２検出器のそれぞれと電気的に接続される第２電極と、前記第１検出器からの第１信号と、前記複数の第２検出器からの第２信号とを入力し、出力データを生成する処理部と、を具備する。前記第１検出器の数は、前記第２検出器の数よりも少ない。前記処理部は、前記第１信号に基づいて第１計数率を算出し、前記第２信号に基づいて第２計数率を算出し、前記第２計数率が基準値未満の場合には、前記第２計数率を用いて前記出力データを生成し、前記第２計数率が前記基準値と等しいかそれを超える場合には、前記第１計数率を用いて前記出力データを生成する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施形態に係る検出装置

【図2】検出器で得られた信号を処理するまでの経路

【図3】検出装置に入射した光子数と理想的な計数率及び従来のフォトカウンティング法を用いた実際の計数率の関係

【図4】処理部での処理手順を説明するフローチャート

【図5】処理部での処理手順を説明するフローチャート

【図6】計数率と検出装置に入射した光子の関係

【図7】第２の実施形態に係る検出装置

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。同じ符号が付されているものは同
様のものを示す。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との
関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、
同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比例係数が異なって表される場
合もある。

【0008】

第１の実施形態
図１（ａ）に第１の実施形態である検出装置の外観図を示す。
第１の実施形態である検出装置１は、シンチレータ４、接着層５、基板８、読み出し部９
、１０及び処理部１１を含んでいる。基板８は、１個の第１検出器２、複数の第２検出器
３、第１電極部６、第２電極部７を有する。

【0009】

図１（ａ）には読み出し部９、１０及び処理部１１は示しておらず、その説明は後述す
る。

【0010】

第１検出器２及び第２検出器３は例えば、基板８内に形成される。

【0011】

検出装置１に対して、放射線が矢印の方向から入射する。シンチレータ４は、放射線を
変換して可視光として放射する。その際、放射線のエネルギーに比例した数の可視光光子
が放射される。シンチレータ４から放射された光子は、基板８に設けられる第１検出器２
、第２検出器３に入射されて電気信号に変換される。ここで第１検出器２及び第２検出器
３を有する基板８とシンチレータ４との間には、光子透過性の接着層５が設けられてもよ
い。

【0012】

第１検出器２及び第２検出器３は、いずれも矩形状の平面検出器で、受光面において、
検出器の大きさとほぼ同等の大きさである。第１検出器２及び第２検出器３は、基板８に
アレイ状に敷き詰められて、複数の検出器を形成する。

【0013】

本明細書内の実施形態において、受光面とは、放射線の入射方向に対してほぼ垂直な平
面であって、複数の平面検出器が第１方向およびこれにほぼ直交する第２方向に沿って二
次元配列している。

【0014】

本実施形態に係る検出装置においては、第１検出器２は１つ、それ以外は第２検出器３
が用いられる。第１検出器２は二次元配列している多数の平面検出器の受光面においてほ
ぼ中央部に設けることが好ましい。すなわち、第１検出器２は、受光面において、本実施
形態に係る検出装置の中央に位置するともいえる。第１検出器２及び第２検出器３は、例
えば、フォトンカウンティング型の検出器である。

【0015】

シンチレータ４の材料としては、タリウム活性化ヨウ化セシウム（ＣｓＩ（Ｔｌ））、
タリウム活性化ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ（Ｔｌ））、ＬＹＳＯ（Ｌｕ２（１−ｘ）Ｙ２
ｘ（ＳｉＯ４）Ｏ）などがある。なおＬＹＳＯの組成式のｘの範囲は０．００１≦ｘ≦０
．５である。接着層５はシンチレータ４からの光子を透過する。接着層５の材料としては
エポキシ材料などが用いられる。基板８は、ＳｉＯ_２等の光子を通す絶縁体などが用いら
れる。

【0016】

図１（ａ）の例によらず、第１検出器２及び第２検出器３の二次元配列している多数の
平面検出器の受光面積は異なっていてもよい。受光面積とは、受光面における受光素子の
面積を示しており、受光素子とは光子を受光して電気信号に変換する素子のことである。
たとえば、第１検出器２の受光面積が第２検出器３の受光面積の２倍、４倍等でもよい。

【0017】

図１（ｂ）は、放射線が入射する方向から見て、シンチレータ４及び接着層５を省略し
た検出装置１の平面図を示している。

【0018】

図１（ｂ）が示すように、第１検出器２及び第２検出器３は、基板８の受光面において
アレイ状に二次元配列している。例えば、二次元配列した複数の第２検出器３の内、２つ
を電極部６、７で置換されている。第１配線９００Ｂは、複数の第２検出器３が光子を検
出した信号を束ねて電極部７に送信するために設けられ、第２検出器３の縁を通って電極
部７と接続している。

【0019】

第１電極部６は第１検出器２からの電気信号を後述する処理部１１に出力するためのも
のである。第１電極部６は、第２方向において第１検出器２の近傍（隣接ともいえる）に
設けられている。第２電極部７は２次元に敷き詰められた検出器において、放射線が入射
する方向から見て、四隅の内１つに設けられている。第２電極部７は複数の第２検出器３
からの電気信号を処理部１１に出力するためのものである。

【0020】

図１（ｂ）の例によらず、第１電極部６および第２電極部７は、検出器と基板８の受光
面において、重なってもよい。すなわち、敷き詰められた複数の検出器の内、第１電極部
６および第２電極部７で置換しなくてもよい。また、第１電極部６および第２電極部７は
、それぞれ１つでなくてもよく、それぞれ複数でもよい。さらに、第２電極部７は四隅で
なくても、複数の第２検出器３の内、いずれかと置換されればよい。

【0021】

図１（ｃ）は、図１（ｂ）のｐ−ｐ´を第１方向に沿って切断した断面図である。

【0022】

図１（ｄ）は、図１（ｂ）のｑ−ｑ´を第１方向に沿って切断した断面図である。

【0023】

第２検出器３は、図１（ｃ）に示すように、光子を受光して電気信号に変換する受光素
子７００Ｂ、受光素子７００Ｂからの電気信号を第１配線９００Ｂに出力する第２配線８
５０Ｂ、第２配線８５０Ｂに出力された電気信号を第２電極部７に出力する第１配線９０
０Ｂを備えている。第２電極部７は、第２電極１４を備えている。

【0024】

受光素子７００Ｂまわりの第２配線８５０Ｂおよび第１配線９００Ｂは、光子を透過で
きない領域となるため、第２方向において受光素子７００Ｂの末端に配置される。第１配
線９００Ｂは受光素子７００Ｂの受光領域を狭めないように第２検出器３の縁を通って第
２配線８５０Ｂと接続している。また、第１配線９００Ｂは、隣接している第１検出器２
および第２検出器３の縁を通って、第２電極部７に接続される。複数の第２検出器３のそ
れぞれの第１配線９００Ｂは、受光面側の表面に沿ってかつ複数の第２検出器３の縁を通
って、最終的には第２電極部７の一端(上端)を跨って第２電極１４に接続している。これ
により第２電極部７にはすべて第２検出器３の電気信号が出力される。 受光素子７００
Ｂと第１配線９００Ｂと第２配線８５０Ｂとの間はＳｉＯ_２等の光子を通す絶縁体で設け
られており、周囲配線との不用意な短絡が発生しないようになされている。

【0025】

第１検出器２は、図１（ｄ）に示すように、光子を受光して電気信号に変換する受光素
子７００Ａ、受光素子７００Ａからの電気信号を第１配線８００Ａに出力する第２配線８
５０Ａ、第２配線８５０Ａに出力された電気信号を第１電極部６に出力する第１配線８０
０Ａを備えている。

【0026】

第１電極部６は、第１電極１３を備えている。

【0027】

第１検出器２と第１電極部１３は、第１配線８００Ａで接続されている。また、第１配
線８００Ａは、第１検出器２と第１電極部１３の上端に跨って形成されている。

【0028】

受光素子７００Ａと第１配線８００Ａと第２配線８５０Ａの間はＳｉＯ_２等の光子を通
す絶縁体が設けられており、周囲配線との不用意な短絡が発生しないようになされている
。

【0029】

第１配線８００Ａおよび第２配線８５０Ａは、光子を透過できない領域となるため、で
きるだけ受光素子７００Ａを避けて末端に配置される。

【0030】

図１（ｄ）の中で、第２検出器３については図１（ｃ）と同じなので説明は省略する。

【0031】

図１（ｃ）、（ｄ）の例では、受光素子７００Ａ、７００Ｂの受光面のサイズは、１ｍ
ｍ×１ｍｍである。

【0032】

図２は検出器で得られた信号を処理するまでの経路を示している。

【0033】

読み出し部９は、第１検出器２から得られた電気信号（アナログ波形）を、第１電極部
６を介して入力する。読み出し部１０は、複数の第２検出器３から集められた電気信号を
、第２電極部７を介して入力する。読み出し部９、１０によって各電気信号はデジタル信
号に変換されて処理部１１に出力される。

【0034】

読み出し部９、１０には、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉ
ｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などが用いられる。

【0035】

読み出し部９は電気信号を増幅させる増幅部９Ａ、増幅された電気信号のパルス高さを
分析する波高分析部９Ｂ、電気信号が増幅部９Ａから出力されたことを波高分析部９Ｂへ
伝えるタイミング発生部９Ｃ、電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部９Ｄを備え
る。

【0036】

波高分析部９Ｂ、タイミング発生部９Ｃおよび処理部１１は、１つの制御装置（回路）
で動作させてもよい。この制御装置が第１電極部６から出力される電気信号を検知する。
第１電極部６は、放射線光子のエネルギーに比例した波高の電気信号を出力する。電気信
号はパルス信号であり、パルス信号は増幅部９Ａで増幅され、波高分析部９Ｂで分析され
る。タイミング発生部９Ｃは、波高分析部９Ｂにパルス信号が出力されることを伝える。
波高分析部９Ｂで読み出されたパルス信号は、ＡＤ変換部９Ｄでデジタル信号に変換され
て、処理部１１に出力される。

【0037】

読み出し部１０は電気信号を増幅させる増幅部１０Ａ、電気信号の波の高さを分析する
波高分析部１０Ｂ、電気信号が増幅部１０Ａから出力されたことを波高分析部１０Ｂへ伝
えるタイミング発生部１０Ｃ、電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部１０Ｄを備
える。

【0038】

波高分析部１０Ｂ、タイミング発生部１０Ｃおよび処理部１１は、１つの制御装置（回
路）で動作させてもよい。この制御装置が第２電極部７からの電気信号を検知する。第２
電極部７は、放射線光子のエネルギーに比例した波高の電気信号を出力する。電気信号は
パルス信号であり、パルス信号は増幅部１０Ａで増幅され、波高分析部１０Ｂで分析され
る。タイミング発生部１０Ｃは、波高分析部１０Ｂにパルス信号が出力されることを伝え
る。波高分析部１０Ｂで読み出されたパルス信号は、ＡＤ変換部１０Ｄでデジタル信号に
変換されて、処理部１１に出力される。

【0039】

処理部１１は、波高分析部９Ｂと波高分析部１０Ｂでの処理に用いる閾値の設定を行う
。また、処理部１１は、ＡＤ変換部９Ｄ、１０Ｄから、その閾値を超えたパルスの個数と
時間情報から計数率を算出する。閾値を設ける理由は、ノイズ除去のためである。計数率
とは、たとえば、検出器が検出した光子の単位時間当たりのカウント数である。

【0040】

図３に検出装置に入射した光子数と理想的な計数率及び従来のフォトカウンティング法
を用いた実際の計数率の関係を示す。

【0041】

図３の例では、点線は検出装置に入射した光子数と理想的な計数率の関係を示しており
、実線は従来のフォトカウンティング法を用いた実際の計数率の関係を示している。

【0042】

理想的な計数率とは、検出装置に入射した光子数と計数率の関係が高い線形性を示すも
のである。

【0043】

図３に示すように、低線量において従来のフォトカウンティング法を用いた実際の計数
率の関係は、検出装置に入射した光子数と理想的な計数率の関係と同様に線形性を示す。
しかし、理想的な計数率を用いた関係に比べて、従来のフォトカウンティング法を用いた
実際の計数率を用いた関係は、高線量になるにつれて計数率が光子のパイルアップによっ
て、精度よく測定できなくなる。したがって、高線量の場合、検出装置に入射した光子数
と理想的な計数率の関係は、線形性を保てなくなる。例えば、入射光子数λ₀、計数率Ｒ₀
の近辺から線形性を保てなくなる。そこで、以下にこの問題を解消する制御方法を示す。

【0044】

図４は処理部１１の制御方法を説明するフローチャートである。

【0045】

処理部１１は第１検出器２の計数率Ｒ_１及び第２検出器３の計数率Ｒ_２を算出する（ス
テップＳ１）。

【0046】

処理部１１は、従来のフォトカウンティング法を用いた実際の計数率の関係においてＲ_０
は線形性を保てるため、第２検出器３の計数率Ｒ_２を比較し計数率Ｒ_２が基準値Ｒ_０未満
であるかどうかを判別する（ステップＳ２）。入射光子数とは、検出装置に入射した光子
数を示している。

【0047】

処理部１１は、計数率Ｒ_２が基準値Ｒ_０以上である場合、計数率Ｒ_１の値を用いる（ス
テップＳ３）。

【0048】

処理部１１は、計数率Ｒ_２が基準値Ｒ_０未満である場合、計数率Ｒ_２の値を用いる（ス
テップＳ４）。

【0049】

尚、ステップＳ３では第２検出器３の計数率Ｒ_２を用いて判別したが、第１検出器２の
計数率Ｒ_１を基準値Ｒ_０´と比較するようにしてもよい。さらに、ステップＳ３において
、処理部１１は、計数率Ｒ_２が基準値Ｒ_０より大きい場合、計数率Ｒ_１の値を用い、ステ
ップＳ４において処理部１１は、計数率Ｒ_２が基準値Ｒ_０以下である場合、計数率Ｒ_２の
値を用いてもよい。

【0050】

図５は処理部１１の他の制御方法説明するフローチャートである。

【0051】

処理部１１は、第１検出器２及び第２検出器３の入射光子数ｙと、計数率Ｒ´との関係
を求める（ステップＳ１１）。ステップＳ１１は検出装置に入射する光子数を推定するた
めの変換係数ａ_１、ａ_２を算出するステップである。第１検出器２の計数率Ｒ_１´を得た
場合、実際の入射光子数ｙ_１との間にはｙ_１＝ａ_１Ｒ_１´の関係が成り立つ。また、第２
検出器３の計数率Ｒ_２´においても同様に入射光子数ｙ_２との間にはｙ_２＝ａ_２Ｒ_２´の
関係が成り立つ。尚、ａ_１、ａ_２は変換係数である。変換係数ａ_１、ａ_２が求まれば、計
数率Ｒ´から入射光子数ｙを推定することができる。ただし、ここでは入射光子数は換算
値であるので、入射光子数換算値ｙ´として示す。

【0052】

次に第１検出器２の計数率Ｒ_１´及び第２検出器３の計数率Ｒ_２´を計測し、処理部１
１は第１検出器２の入射光子数換算値ｙ_１´及び第２検出器３の入射光子数換算値ｙ_２´
を推定する（ステップＳ１２）。

【0053】

処理部１１は第２検出器３の入射光子数換算値ｙ_２´は基準線量ｙ_０未満かどうかを判
別する（ステップＳ１３）。

【0054】

第２検出器３の入射光子数換算値ｙ_２´は基準線量ｙ_０未満の場合、処理部１１は入射
光子数換算値ｙ_２´を用いる（ステップＳ１４）。ここで、基準線量ｙ_０は基準値Ｒ_０か
ら算出したものである。

【0055】

第２検出器３の入射光子数換算値ｙ_２´は基準線量ｙ_０以上の場合、処理部１１は、検
出装置がパイルアップ状態になった可能性があるとみなして、第１検出器２の入射光子数
換算値ｙ_１´を用いる（ステップＳ１５）。

【0056】

以上のように第１検出器２と第２検出器３のどちらの電気信号を用いるかの制御が行わ
れる。

【0057】

図６に計数率と検出装置に入射した光子数の関係を示す。

【0058】

図６の例では、点線は１個の第１検出器２を用いた計数率と検出装置に入射した光子数
の関係を示しており、実線は第１の検出器２のまわりにある約４０００個の第２検出器３
を用いた計数率と検出装置に入射した光子数の関係を示している。言い換えると、入射光
子数に対して用いる計数率Ｒ₁、Ｒ₂について示している。また、第１検出器２と第２検出
器３の受光面積が同じ場合を想定している。

【0059】

第２検出器３を用いた計数率と検出装置に入射した光子数の関係は、入射した光子数が
１０Ｍｃｐｓ程度までは、線形性高く測定できる。しかし、１０Ｍｃｐｓ以降になると、
光子のパイルアップによって、計数率が精度よく測定できなくなる。ｃｐｓは時間当たり
のカウント数を示している。

【0060】

一方、１個の第１検出器２を用いた計数率と検出装置に入射した光子数の関係では、検
出装置に入射した光子数が１０Ｍｃｐｓ以上の高計数率においても、計数率が精度よく測
定できることを示している。

【0061】

以下に高計数率において、第１検出器２の計数率が精度よく測定できる概念を説明する
。

【0062】

例えば、第１検出器２と第２検出器３は、平均エネルギーεの放射線がシンチレータに
入射した場合、単位放射線エネルギー（keV）当たりの可視光検出量をη（photon/keV）
とすれば、シンチレータ内部で発生する光子数はεηで記述することができる。第１検出
器２と第２検出器３を合わせた数をＮ_ＳｉＰＭ、光子の入射頻度をhとすると、第１検出
器２と第２検出器３の受光面積が同じ場合、１個の検出器あたりが検出する計数率r_{Ｍｉ
ｃｒｏＣｅｌｌ}は（１）式のように近似的に記述可能である。

【数1】

【0063】

例えば、検出器に到達する放射線エネルギーの平均値εは１２０ｋＶの管球電圧を用い
た場合、６０ｋｅＶとして差し支えない。ＬＹＳＯシンチレータを用いた場合、可視光の
検出量は２ｐｈｏｔｏｎ／ｋｅＶであるため、検出器全体が約４０００個、１００Ｍｃｐ
ｓの高線量の入射を考えたとき、（１）式から１個の検出器あたりの計数率r_{Ｍｉｃｒｏ
Ｃｅｌｌ}は３Ｍｃｐｓと推定できる。

【0064】

フォトンカウンティング技術において、３Ｍｃｐｓは、前述した入射光子数を精度よく
測定できる１０Ｍｃｐｓ程度よりも小さいので、放射線検出の線形性を保つことができる
。すなわち、検出器全体に関してはパイルアップを起こすが、単一の検出器を見てみると
その問題が生じない。

【0065】

したがって、本実施形態の検出装置は、計数率によって第１電極部６および第２電極部
７からの電気信号を使い分けることで放射線検出の線形性を向上させた検出装置を提供で
きる。

【0066】

ここでは、第１検出器２が１個の場合を述べたが、第１検出器２が複数個あってもよい
。例えば、前述した条件の場合、１個の検出器あたりの計数率r_{ＭｉｃｒｏＣｅｌｌ}は３
Ｍｃｐｓであるので、検出器３個の計数率r_{ＭｉｃｒｏＣｅｌｌ}は９Ｍｃｐｓである。こ
の値は、１０Ｍｃｐｓよりも小さいので、第１検出器２が３個あってもよいことを示して
いる。これより、（２）式の関係が成り立つような第１検出器２の個数ｎであればよい。

【数2】

【0067】

すなわち、１個の検出器あたりの計数率によって、第１検出器２の個数を任意選択する
ことが可能である。第１検出器の数は、第２検出器の数よりも少ないことを意味する。

【0068】

第２の実施形態
第２の実施形態に係る検出装置を第１の実施形態に係る検出装置と異なる構成のみ説明
する。

【0069】

図７（ａ）は本実施形態に係る検出装置を示しており、放射線が入射する方向から見て
、シンチレータ４、接着層５及び第２配線層９００Ｂを除いた平面図である。

【0070】

本実施形態に係る検出装置は、第１の実施形態に係る検出装置に、検出器同士間を分離
する分離部１２を備えている。分離部１２は検出器同士間を隔てるようにアレイ状に設け
られる。

【0071】

図７（ｂ）は、図７（ａ）のｒ−ｒ´を第１方向に沿って切断した断面図である。
ここでは、図１（ｄ）との異なる点のみ説明する。

【0072】

本実施形態に係る検出装置は、検出器同士間を分離する分離部１２を備えている。分離
部１２は、放射線が入射する方向から見て、受光素子７００Ａ、７００Ｂよりも奥行きが
ある。図７（ｂ）の例では、分離部１２は、放射線が入射する方向において、基板の大き
さとほぼ同等の大きさを有している。

【0073】

尚、分離部１２はある検出器に入射した光子によって、隣接する検出器に電気信号が漏
れてしまうことを防ぐために設けられる。例えば、分離部１２は、遮光または減光する機
能を有する分離部材や溝であってもよい。分離部材としては、たとえばタングステンやア
ルミニウム、銅などの金属材料を用いることができる。

【0074】

検出器をアレイ状に配置した場合、光子が入射した検出器から、可視光から遠赤外光の
範囲の波長帯の光が放射され、この放射光が隣接する検出器に入射してしまうクロストー
クという現象がある。クロストーク発生頻度は検出器間に分離部１２を設けることで低減
できる。したがって、第２の実施形態に係る検出装置は、第１の実施形態に係る検出装置
の効果に加え、検出器をアレイ状に配置したことで起こるクロストークなどの影響を極力
低減する効果も備える。

【0075】

（適用例）
本実施形態に係る検出装置の適用例を説明する。

【0076】

第１の実施形態及び第２の実施形態に係る検出装置は受光面において、１つの電極から
電気信号が出力される検出装置と互い違いに敷き詰められ複数の検出装置を形成している
。

【0077】

例えば、第１方向と第２方向のいずれかの方向において、第１の実施形態及び第２の実
施形態に係る検出装置と１つの電極から電気信号が出力される検出装置とが交互に敷き詰
められていてもよい。

【0078】

第１の実施形態及び第２の実施形態に係る検出装置は第１電極部６と第２電極部７から
２種類の電気信号が出力されるので、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る検出装置
のみで、検出装置の集団を構成すると、データ量が純増し処理系統への負荷が大きくなる
。したがって、第１の実施形態に係る検出装置及び第２の実施形態に係る検出装置に隣接
する検出装置は１つの電極から電気信号が出力される検出装置を用いることでデータ量が
純増を抑えられる。

【0079】

本実施形態に係る検出装置は、コンピュータ断層撮影装置や放射能測定器などに導入で
きる。

【0080】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したも
のであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々
な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置
き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、説明の範囲や要旨に含ま
れると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである
。

【符号の説明】

【0081】

１・・検出装置、２・・第１検出器、３・・第２検出器、４・・シンチレータ、５・・接
着層、６・・第１電極部、７・・第２電極部、８・・基板、９・・読み出し部、１０・・
読み出し部、１１・・処理部、１２・・分離部、１３・・第１電極、１４・・第２電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】