JP5690107B2

JP5690107B2 - Radiation detector

Info

Publication number: JP5690107B2
Application number: JP2010220514A
Authority: JP
Inventors: 勲 ▲高▼橋; 須永　義則; 義則須永; 井上　愼一; 愼一井上
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: WO2012043788A1; JP2012078092A

Description

本発明は、放射線検出装置に関する。 The present invention relates to a radiation detection apparatus.

従来の技術として、化合物半導体を検出素子に用いた放射線検出手段と、微分手段と積分手段との組み合わせからなる準ガウス形フィルタを含む波形整形増幅手段と、上記微分手段の出力に関する信号波高と上記波形整形増幅手段の出力信号波高を比較することにより事象ごとの電荷収集時間情報を得る手段と、上記電荷収集時間情報に応じて事象ごとに上記波形整形増幅手段の出力信号波高を補正することにより電荷収集の不完全性に起因するエネルギー分解能の劣化を改善する補正手段と、を備える半導体放射線検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As conventional techniques, a radiation detection means using a compound semiconductor as a detection element, a waveform shaping amplification means including a quasi-Gaussian filter comprising a combination of a differentiation means and an integration means, a signal wave height related to the output of the differentiation means, and the above Means for obtaining charge collection time information for each event by comparing the output signal wave heights of the waveform shaping amplification means, and correcting the output signal wave height of the waveform shaping amplification means for each event according to the charge collection time information. There is known a semiconductor radiation detection apparatus including correction means for improving deterioration of energy resolution caused by imperfect charge collection (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載の半導体放射線検出装置によれば、電荷収集の不完全性及び波形整形増幅手段の入力信号の立ち上がりに起因するエネルギー分解能の劣化を、検出効率を低下させずに改善することができる。 According to the semiconductor radiation detection apparatus described in Patent Document 1, it is possible to improve the deterioration of energy resolution caused by the imperfection of charge collection and the rising of the input signal of the waveform shaping amplification means without reducing the detection efficiency. it can.

特開昭６１−１４５９０号公報JP-A 61-14590

しかし、特許文献１に記載の半導体放射線検出装置は、出力信号波高の補正に用いるパラメータが固定値であり、検出素子の温度及び分極（ポラリゼーション）等に起因するエネルギー分解能の劣化により、安定して放射線のエネルギーを検出することができない。 However, in the semiconductor radiation detection apparatus described in Patent Document 1, the parameter used for correcting the output signal wave height is a fixed value, and stable due to deterioration of energy resolution caused by the temperature and polarization (polarization) of the detection element. Therefore, the energy of radiation cannot be detected.

したがって、本発明の目的は、放射線のエネルギーを精度良く検出することができる放射線検出装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a radiation detection apparatus capable of detecting radiation energy with high accuracy.

本発明は、上記目的を達成するため、放射線の入射を検出して放射線検出信号を出力する半導体素子と、取得したパラメータに基づいて、放射線の入射により半導体素子に生じたキャリアが再結合することによって低下した放射線検出信号の波高を補正する補正処理に用いる補正パラメータを生成する補正パラメータ生成部と、生成された補正パラメータに基づいて補正処理を行う補正処理部と、を備えた放射線検出装置が提供される。 In order to achieve the above object, the present invention recombines a semiconductor element that detects radiation incidence and outputs a radiation detection signal, and carriers generated in the semiconductor element due to radiation incidence based on the acquired parameters. A radiation detection apparatus comprising: a correction parameter generation unit that generates a correction parameter used for correction processing that corrects the wave height of the radiation detection signal that has been reduced by the correction step; and a correction processing unit that performs correction processing based on the generated correction parameter. Provided.

また、放射線検出装置は、半導体素子の温度を測定して温度情報を生成する温度測定部、半導体素子のリフレッシュ処理からの経過時間を示すリフレッシュ経過時間情報を生成する経過時間情報生成部、及び半導体素子に入射した放射線の計数率を示すカウント情報を生成するカウント情報生成部、の少なくとも１つを有し、パラメータが、温度情報、リフレッシュ経過時間情報、及びカウント情報の少なくとも１つであることが好ましい。 In addition, the radiation detection apparatus includes a temperature measurement unit that measures the temperature of the semiconductor element to generate temperature information, an elapsed time information generation unit that generates refresh elapsed time information indicating an elapsed time from the refresh process of the semiconductor element, and a semiconductor It has at least one of a count information generation unit that generates count information indicating a count rate of radiation incident on the element, and the parameter is at least one of temperature information, refresh elapsed time information, and count information. preferable.

また、放射線検出装置は、放射線検出信号が、半導体素子の陽電極から出力される第１の放射線検出信号、及び陰電極から出力される第２の放射線検出信号、とからなり、補正処理部が、第１の放射線検出信号と、前記第１の放射線検出信号よりも早い時点における信号、又は第１の放射線検出信号よりも時間が経過した時点における信号である第２の放射線検出信号と、に基づいて補正処理を行うことが好ましい。 The radiation detection apparatus includes a radiation detection signal including a first radiation detection signal output from the positive electrode of the semiconductor element and a second radiation detection signal output from the negative electrode. A first radiation detection signal and a signal at a time earlier than the first radiation detection signal, or a second radiation detection signal that is a signal at a time elapsed from the first radiation detection signal. It is preferable to perform correction processing based on the above.

また、放射線検出装置は、放射線検出信号が、半導体素子の陽電極又は陰電極から出力され、補正処理部が、放射線検出信号を分けた一方の信号である第１の放射線検出信号と、放射線検出信号を分けた他方の信号の第１の放射線検出信号よりも時間が経過した時点における信号である第２の放射線検出信号と、に基づいて補正処理を行うことが好ましい。 In the radiation detection apparatus, the radiation detection signal is output from the positive electrode or the negative electrode of the semiconductor element, and the correction processing unit outputs the first radiation detection signal, which is one signal obtained by dividing the radiation detection signal, and the radiation detection. It is preferable to perform the correction process based on the second radiation detection signal that is a signal at the time when the time has elapsed from the first radiation detection signal of the other signal divided.

また、放射線検出装置は、放射線検出信号が、半導体素子の陽電極又は陰電極から出力され、補正処理部が、放射線検出信号が第１のしきい値を超えた時間と、第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値を超えた時間と、の時間間隔、及び放射線検出信号に基づいて補正処理を行うことが好ましい。 In the radiation detection apparatus, the radiation detection signal is output from the positive electrode or the negative electrode of the semiconductor element, and the correction processing unit detects the time when the radiation detection signal exceeds the first threshold and the first threshold. It is preferable to perform the correction process based on the time interval between the time when the second threshold value greater than the value is exceeded and the radiation detection signal.

本発明に係る放射線検出装置によれば、放射線のエネルギーを精度良く検出することができる The radiation detection apparatus according to the present invention can detect the energy of radiation with high accuracy.

図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of the radiation detection apparatus according to the first embodiment. 図２は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the radiation detector according to the first exemplary embodiment. 図３は、第１の実施の形態に係る放射線検出回路のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of the radiation detection circuit according to the first embodiment. 図４（ａ）は、第１の実施の形態に係る半導体素子における放射線の入射による電子と正孔の対生成を説明するための概略図であり、（ｂ）は、半導体素子に入射した放射線の入射位置を示す概略図であり、（ｃ）は、半導体素子から読み出される電荷収集効率と時間の関係を示す図である。FIG. 4A is a schematic diagram for explaining pair generation of electrons and holes by incidence of radiation in the semiconductor element according to the first embodiment, and FIG. 4B is radiation incident on the semiconductor element. FIG. 6C is a diagram showing the relationship between the charge collection efficiency read from the semiconductor element and time. 図５（ａ）は、第１の実施の形態に係る補正パラメータの温度依存性に関するグラフであり、（ｂ）は、補正パラメータのリフレッシュ後の経過時間依存性に関するグラフである。FIG. 5A is a graph related to the temperature dependence of the correction parameter according to the first embodiment, and FIG. 5B is a graph related to the elapsed time dependence after the refresh of the correction parameter. 図６は、第１の実施の形態に係る補正パラメータの温度依存性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the temperature dependence of the correction parameter according to the first embodiment. 図７は、第２の実施の形態に係る放射線検出回路のブロック図である。FIG. 7 is a block diagram of a radiation detection circuit according to the second embodiment. 図８は、第３の実施の形態に係る放射線検出回路のブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a radiation detection circuit according to the third embodiment. 図９は、第３の実施の形態に係る補正処理に用いるライズタイムとしきい値の関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the rise time and the threshold value used in the correction processing according to the third embodiment.

［実施の形態の要約］
実施の形態に係る放射線検出装置は、放射線の入射を検出して放射線検出信号を出力する半導体素子と、取得したパラメータに基づいて、放射線の入射により半導体素子に生じたキャリアが再結合することによって低下した放射線検出信号の波高を補正する補正処理に用いる補正パラメータを生成する補正パラメータ生成部と、生成された補正パラメータに基づいて補正処理を行う補正処理部と、を備える。 [Summary of embodiment]
In the radiation detection apparatus according to the embodiment, a semiconductor element that detects the incidence of radiation and outputs a radiation detection signal, and carriers generated in the semiconductor element due to the incidence of radiation are recombined based on the acquired parameters. A correction parameter generation unit that generates a correction parameter used for correction processing for correcting the wave height of the reduced radiation detection signal, and a correction processing unit that performs correction processing based on the generated correction parameter.

［第１の実施の形態］
（放射線検出装置１の構成の概要）
図１は、第１の実施の形態に係る放射線検出装置の斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係る放射線検出器の斜視図である。放射線検出装置１は、例えば、放射線検出器立て１ａと、複数の放射線検出器２と、を有して概略構成されている。 [First Embodiment]
(Outline of configuration of radiation detection apparatus 1)
FIG. 1 is a perspective view of the radiation detection apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the radiation detector according to the first exemplary embodiment. The radiation detection apparatus 1 is schematically configured to include, for example, a radiation detector stand 1 a and a plurality of radiation detectors 2.

本実施の形態に係る放射線検出装置１は、図１に示すように、複数の放射線検出器２を放射線検出器立て１ａによって保持することにより構成される。具体的には、複数の放射線検出器２が並べられる間隔に応じて予め定められた距離をおいて並び、複数の放射線検出器２が挿入される複数の溝１１１が形成された複数の支持体１１と、支持体１１を搭載する支持板１０と、複数の支持体１１の間に設けられ、複数の放射線検出器２の後述するカードエッジ部のそれぞれが接続され、外部の電子回路と複数の放射線検出器２のそれぞれとを接続する複数のコネクタ１２とを備える放射線検出器立て１ａに複数の放射線検出器２が保持される。支持体１１の複数の溝１１１のそれぞれに本実施の形態に係る複数の放射線検出器２が挿入され、固定されることにより図１に示すような放射線検出装置１が構成される。 As shown in FIG. 1, the radiation detection apparatus 1 according to the present embodiment is configured by holding a plurality of radiation detectors 2 by radiation detector stands 1a. Specifically, a plurality of supports in which a plurality of grooves 111 into which the plurality of radiation detectors 2 are inserted are arranged at a predetermined distance according to the interval at which the plurality of radiation detectors 2 are arranged. 11, a support plate 10 on which the support body 11 is mounted, and a plurality of support bodies 11, each of card edge portions to be described later of the plurality of radiation detectors 2 are connected, and an external electronic circuit and a plurality of A plurality of radiation detectors 2 are held in a radiation detector stand 1 a including a plurality of connectors 12 that connect each of the radiation detectors 2. A plurality of radiation detectors 2 according to the present embodiment are inserted into and fixed to each of the plurality of grooves 111 of the support 11 to constitute a radiation detection apparatus 1 as shown in FIG.

複数の支持体１１は、支持板１０上に放射線検出器２の幅に対応する間隔を有して設けられる。そして、複数の支持体１１はそれぞれ、複数の壁部１１０を有しており、各壁部１１０の間に溝１１１が形成される。壁部１１０は、一方の表面にくぼみ部１１２が設けられ、他方の表面は平坦面１１３である。図２に示す放射線検出器２の弾性部材実装部２５０には、例えば、板金を用いて形成される弾性部材２５１が組み込まれ、支持体１１の溝１１１に放射線検出器２が挿入された場合に、この弾性部材２５１により放射線検出器２が壁部１１０の平坦面１１３に押さえ付けられることにより支持体１１に放射線検出器２が固定される。なお、複数の支持体１１はそれぞれ金属材料から切削等により形成できる。 The plurality of supports 11 are provided on the support plate 10 with an interval corresponding to the width of the radiation detector 2. Each of the plurality of supports 11 has a plurality of wall portions 110, and a groove 111 is formed between the wall portions 110. The wall portion 110 is provided with a recessed portion 112 on one surface, and the other surface is a flat surface 113. The elastic member mounting portion 250 of the radiation detector 2 shown in FIG. 2 includes, for example, an elastic member 251 formed using sheet metal, and the radiation detector 2 is inserted into the groove 111 of the support 11. The radiation detector 2 is fixed to the support 11 by pressing the radiation detector 2 against the flat surface 113 of the wall 110 by the elastic member 251. Each of the plurality of supports 11 can be formed from a metal material by cutting or the like.

なお、図１に図示していないが、複数の放射線検出器２の上方、すなわち、放射線検出器２の支持板１０の反対側には、複数の開口を有するコリメータが備え付けられる。コリメータを用いることにより、特定の方向からの放射線のみをＣｄＴｅ素子２０において検出することができる。一例として、コリメータの複数の開口は略四角形状に形成される。 Although not shown in FIG. 1, a collimator having a plurality of openings is provided above the plurality of radiation detectors 2, that is, on the opposite side of the support plate 10 of the radiation detector 2. By using the collimator, only radiation from a specific direction can be detected by the CdTe element 20. As an example, the plurality of openings of the collimator are formed in a substantially square shape.

（放射線検出器２の構成）
本実施の形態に係る放射線検出器２は、γ線、Ｘ線等の放射線を検出する放射線検出器である。図２において放射線４は、紙面の上方から下方に沿って入射してくる。すなわち、放射線４は、放射線検出器２の半導体素子としてのＣｄＴｅ素子２０からカードホルダ２３に向かう方向に沿って伝搬して放射線検出器２に入射する。 (Configuration of radiation detector 2)
The radiation detector 2 according to the present embodiment is a radiation detector that detects radiation such as γ rays and X rays. In FIG. 2, the radiation 4 enters from the upper side to the lower side of the page. That is, the radiation 4 propagates along the direction from the CdTe element 20 as the semiconductor element of the radiation detector 2 toward the card holder 23 and enters the radiation detector 2.

そして、放射線検出器２は、ＣｄＴｅ素子２０のそれぞれの側面（つまり、図２の上方に面している面）に放射線４が入射する。したがって、ＣｄＴｅ素子２０のそれぞれの側面が放射線４の入射面となっている。このように、半導体素子の側面を放射線４の入射面とする放射線検出器を、エッジオン型の放射線検出器と称する。 In the radiation detector 2, the radiation 4 is incident on each side surface of the CdTe element 20 (that is, the surface facing upward in FIG. 2). Therefore, each side surface of the CdTe element 20 is an incident surface for the radiation 4. In this way, a radiation detector whose side surface of the semiconductor element is the incident surface of the radiation 4 is referred to as an edge-on type radiation detector.

なお、放射線検出器２は、特定の方向（例えば、被検体から放射線検出器２に向かう方向）に沿って入射してくる放射線４が通過する複数の開口を有するコリメータを介して放射線４を検出する複数の放射線検出器２が並べられて構成されるエッジオン型の放射線検出装置用の放射線検出器２として構成することができる。なお、コリメータを用いる場合、多孔平行コリメータ、ピンホールコリメータ等を用いることができる。また、本実施の形態は、エッジオン型でない放射線検出器にも適用することができる。また、本実施の形態に係る放射線検出器２は、カード型の形状を呈する。 The radiation detector 2 detects the radiation 4 via a collimator having a plurality of openings through which the radiation 4 incident along a specific direction (for example, a direction from the subject toward the radiation detector 2) passes. The radiation detector 2 can be configured as an edge-on type radiation detection apparatus configured by arranging a plurality of radiation detectors 2 arranged side by side. In addition, when using a collimator, a porous parallel collimator, a pinhole collimator, etc. can be used. The present embodiment can also be applied to a radiation detector that is not an edge-on type. In addition, the radiation detector 2 according to the present embodiment has a card shape.

また、放射線検出器２の基板２１はカードホルダ２３とカードホルダ２４とに挟み込まれて支持される。カードホルダ２３とカードホルダ２４とはそれぞれ同一形状を有して形成され、カードホルダ２３が有する溝付穴２３０にカードホルダ２４が有する突起部２４０が嵌め合わされると共に、カードホルダ２４が有する溝付穴（図示しない）にカードホルダ２３が有する突起部２３１が嵌め合わされることにより基板２１を支持する。 The substrate 21 of the radiation detector 2 is sandwiched and supported by a card holder 23 and a card holder 24. The card holder 23 and the card holder 24 are formed to have the same shape, and the protrusion 240 of the card holder 24 is fitted into the grooved hole 230 of the card holder 23 and the grooved part of the card holder 24 has. The board | substrate 21 is supported by fitting the projection part 231 which the card holder 23 has in a hole (not shown).

また、弾性部材実装部２５０は、複数の放射線検出器２を支持する放射線検出器立て１ａに放射線検出器２が挿入された場合に、放射線検出器２を放射線検出器立て１ａに押し付けて固定する弾性部材２５１が設けられる部分である。なお、放射線検出器２は、カードエッジ部２２４がコネクタ１２に挿入され、カードエッジ部２２４に形成されたパターン２２５とコネクタ１２とが電気的に接続することにより外部の制御回路、外部からの電源線、グランド線等に電気的に接続される。 Further, the elastic member mounting portion 250 presses and fixes the radiation detector 2 to the radiation detector stand 1a when the radiation detector 2 is inserted into the radiation detector stand 1a that supports the plurality of radiation detectors 2. This is a portion where the elastic member 251 is provided. The radiation detector 2 has an external control circuit and an external power source when the card edge portion 224 is inserted into the connector 12 and the pattern 225 formed on the card edge portion 224 is electrically connected to the connector 12. Electrically connected to a wire, ground wire, etc.

放射線検出器２は、例えば、基板２１の片側に４つのＣｄＴｅ素子２０が一定の間隔で配置され、他方側に４つのＣｄＴｅ素子２０が一定の間隔で配置されている。 In the radiation detector 2, for example, four CdTe elements 20 are arranged at a constant interval on one side of the substrate 21, and four CdTe elements 20 are arranged at a constant interval on the other side.

フレキシブル基板２２は、例えば、フィルム状の樹脂（例えば、ポリイミド）を用いて形成された基板である。 The flexible substrate 22 is a substrate formed using, for example, a film-like resin (for example, polyimide).

フレキシブル基板２２は、図２の紙面に対して下部に、略半円形状の接続部２２０〜接続部２２３を有する。接続部２２０〜接続部２２３は、導電性材料を用いて形成されたパターンであり、例えば、Ｃｕ等を用いて形成される。接続部２２０は、図２に示すように、基板端子２１０と電気的に接続するように構成されている。同様に、接続部２２１は基板端子２１１と、接続部２２２は基板端子２１２と、接続部２２３は基板端子２１３と、電気的に接続するように構成されている。なお、図２では、フレキシブル基板２２の反対側のフレキシブル基板と電気的に接続する基板端子及び反対側のフレキシブル基板の図示を省略している。 The flexible substrate 22 has a connection part 220 to a connection part 223 having a substantially semicircular shape at the lower part with respect to the paper surface of FIG. The connection part 220 to the connection part 223 are patterns formed using a conductive material, and are formed using, for example, Cu or the like. As shown in FIG. 2, the connection unit 220 is configured to be electrically connected to the substrate terminal 210. Similarly, the connection portion 221 is configured to be electrically connected to the substrate terminal 211, the connection portion 222 is electrically connected to the substrate terminal 212, and the connection portion 223 is electrically connected to the substrate terminal 213. In FIG. 2, illustration of a substrate terminal electrically connected to the flexible substrate on the opposite side of the flexible substrate 22 and the flexible substrate on the opposite side is omitted.

また、ＣｄＴｅ素子２０に設けられた複数の溝部（図示せず）は、素子表面に略等間隔で設けられる。さらに、ＣｄＴｅ素子２０は、一例として、７つの溝部を有する。 In addition, a plurality of grooves (not shown) provided in the CdTe element 20 are provided at substantially equal intervals on the element surface. Furthermore, the CdTe element 20 has seven grooves as an example.

この溝部で分けられるＣｄＴｅ素子の部分のそれぞれが、放射線４を検出する１つの画素（ピクセル）に対応する。これにより、１つのＣｄＴｅ素子は、複数の画素を有することになる。そして、１つの放射線検出器２が８つのＣｄＴｅ素子２０を備え、１つのＣｄＴｅ素子２０が８つのピクセルを有する場合、１つの放射線検出器２は、６４ピクセルの解像度を有することになる。溝部の数を増減させることにより、１つのＣｄＴｅ素子２０のピクセル数を増減させることができる。 Each portion of the CdTe element divided by the groove corresponds to one pixel (pixel) that detects the radiation 4. Thereby, one CdTe element has a plurality of pixels. When one radiation detector 2 includes eight CdTe elements 20 and one CdTe element 20 includes eight pixels, one radiation detector 2 has a resolution of 64 pixels. By increasing or decreasing the number of grooves, the number of pixels of one CdTe element 20 can be increased or decreased.

また、基板２１は、複数のＣｄＴｅ素子２０のそれぞれが搭載される第１の端部側の幅が、複数のＣｄＴｅ素子２０が搭載される第１の端部側の反対側の第２の端部側よりも広く形成される。なお、第２の端部側において基板２１はカードホルダ２３及びカードホルダ２４によって支持される。また、第２の端部側には、放射線検出器２と外部の制御回路とを電気的に接続可能である複数のパターン２２５が設けられたカードエッジ部２２４が設けられる。また、ＣｄＴｅ素子２０と電気的に接続する基板２１に形成された素子接続部（図示せず）とカードエッジ部２２４との間には、複数のＣｄＴｅ素子２０のそれぞれと、素子接続部を介して電気的に接続する抵抗、コンデンサ等の電子部品を搭載する複数の電子部品搭載部３が設けられる。なお、電子部品搭載部３に、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）、ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）等を搭載することもできる。 In addition, the substrate 21 has a width on the first end portion side on which each of the plurality of CdTe elements 20 is mounted, and a second end opposite to the first end side on which the plurality of CdTe elements 20 are mounted. It is formed wider than the part side. The substrate 21 is supported by the card holder 23 and the card holder 24 on the second end side. A card edge portion 224 provided with a plurality of patterns 225 capable of electrically connecting the radiation detector 2 and an external control circuit is provided on the second end side. In addition, between the element connection portion (not shown) formed on the substrate 21 electrically connected to the CdTe element 20 and the card edge portion 224, each of the plurality of CdTe elements 20 is connected via the element connection portion. A plurality of electronic component mounting portions 3 for mounting electronic components such as resistors and capacitors to be electrically connected are provided. Note that an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA), or the like can be mounted on the electronic component mounting unit 3.

なお、基板２１は、一例として、幅広の方向、すなわち長手方向は４０ｍｍ程度の長さを有して形成される。そして、基板２１は、幅広の部分の端部から幅が狭くなっている部分の端部まで、すなわち、素子接続部が設けられている部分の端からカードエッジ部２２４の端までの短手方向において、２０ｍｍ程度の長さを有して形成される。 As an example, the substrate 21 is formed to have a length of about 40 mm in the wide direction, that is, the longitudinal direction. The substrate 21 extends from the end of the wide portion to the end of the portion where the width is narrow, that is, from the end of the portion where the element connection portion is provided to the end of the card edge portion 224. In FIG. 2, the length is about 20 mm.

本実施の形態において、半導体素子を構成する化合物半導体としては、例えば、ＣｄＴｅを用いたがこれに限定されず、γ線等の放射線を検出するＣｄＺｎＴｅ（ＣＺＴ）素子、ＨｇＩ_２素子等の化合物半導体素子を用いることもできる。 In the present embodiment, for example, CdTe is used as a compound semiconductor constituting the semiconductor element, but the compound semiconductor is not limited to this. For example, a compound semiconductor such as a CdZnTe (CZT) element or an HgI ₂ element that detects radiation such as γ rays An element can also be used.

（放射線検出回路３０の構成）
図３は、第１の実施の形態に係る放射線検出回路のブロック図である。本実施の形態に係る放射線検出回路３０は、電子部品搭載部３に搭載される、又は、放射線検出回路３０の一部が、放射線検出器立て１ａに搭載される。 (Configuration of radiation detection circuit 30)
FIG. 3 is a block diagram of the radiation detection circuit according to the first embodiment. The radiation detection circuit 30 according to the present embodiment is mounted on the electronic component mounting unit 3, or a part of the radiation detection circuit 30 is mounted on the radiation detector stand 1a.

放射線検出回路３０は、例えば、放射線の入射により半導体素子に生じたキャリアが再結合することによって低下した放射線検出信号の波高を補正する回路である。つまり、放射線検出回路３０は、例えば、入射した放射線のエネルギーを正確に求めるために補正処理を行う。 The radiation detection circuit 30 is, for example, a circuit that corrects the wave height of the radiation detection signal that has been lowered due to recombination of carriers generated in the semiconductor element due to the incidence of radiation. In other words, the radiation detection circuit 30 performs a correction process in order to accurately obtain the energy of the incident radiation, for example.

放射線検出回路３０は、図３に示すように、ＣｄＴｅ素子２０と、コンデンサ３００ａ及びコンデンサ３００ｂと、プリアンプ３０１ａ及びプリアンプ３０１ｂと、シェーピングアンプ３０２ａ及びシェーピングアンプ３０２ｂと、ピークホールド３０３ａ及びピークホールド３０３ｂと、Ａ／Ｄ変換部３０４ａ及びＡ／Ｄ変換部３０４ｂと、リフレッシュ回路３０５と、リフレッシュ制御回路３０６と、コンパレータ３０７と、補正パラメータ生成部３１１と、補正処理部３１２と、を備えて概略構成されている。 As shown in FIG. 3, the radiation detection circuit 30 includes a CdTe element 20, a capacitor 300a and a capacitor 300b, a preamplifier 301a and a preamplifier 301b, a shaping amplifier 302a and a shaping amplifier 302b, a peak hold 303a and a peak hold 303b, An A / D conversion unit 304a and an A / D conversion unit 304b, a refresh circuit 305, a refresh control circuit 306, a comparator 307, a correction parameter generation unit 311 and a correction processing unit 312 are schematically configured. Yes.

また、放射線検出回路３０は、カウンタ３０８、タイマー３０９及び温度測定部３１の少なくとも１つを備えている。つまり、放射線検出回路３０は、後述する補正式に用いる補正パラメータの依存性に基づいてカウンタ３０８、タイマー３０９及び温度測定部３１０の少なくとも１つを備えるように構成される。また、一例として、リフレッシュ回路３０５、リフレッシュ制御回路３０６、カウンタ３０８、タイマー３０９及び温度測定部３１０は、放射線検出器２以外の機器に搭載されても良い。放射線検出器２以外に搭載される場合、後述するカウンタ情報、リフレッシュ経過時間情報及び温度情報等のパラメータが、外部から放射線検出回路３０の補正パラメータ生成部３１１に入力される構成となる。 The radiation detection circuit 30 includes at least one of a counter 308, a timer 309, and a temperature measurement unit 31. That is, the radiation detection circuit 30 is configured to include at least one of the counter 308, the timer 309, and the temperature measurement unit 310 based on the dependency of the correction parameter used in the correction formula described later. As an example, the refresh circuit 305, the refresh control circuit 306, the counter 308, the timer 309, and the temperature measurement unit 310 may be mounted on a device other than the radiation detector 2. When mounted on devices other than the radiation detector 2, parameters such as counter information, refresh elapsed time information, and temperature information, which will be described later, are input from the outside to the correction parameter generation unit 311 of the radiation detection circuit 30.

図３に示すＣｄＴｅ素子２０は、１つのＣｄＴｅ素子２０が有する８つのピクセルのうちの１つのピクセルを示している。ＣｄＴｅ素子２０は、陽電極２０ａと陰電極２０ｂとに挟まれている。なお、放射線検出器２は、例えば、ピクセルの数と同じ数の放射線検出回路３０の一部の構成又は全ての構成を備える。 A CdTe element 20 illustrated in FIG. 3 represents one pixel among eight pixels included in one CdTe element 20. The CdTe element 20 is sandwiched between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b. Note that the radiation detector 2 includes, for example, a partial configuration or all configurations of the radiation detection circuit 30 as many as the number of pixels.

コンデンサ３００ａは、陽電極２０ａ側に接続され、コンデンサ３００ｂは、陰電極２０ｂ側に接続されている。このコンデンサ３００ａ及びコンデンサ３００ｂは、カップリングコンデンサであり、直流電圧成分を遮断し、ＣｄＴｅ素子２０に生じた電荷の変化分のみがこのコンデンサ３００ａ及びコンデンサ３００ｂを介してプリアンプ３０１ａ及びプリアンプ３０１ｂにそれぞれ伝達する。 The capacitor 300a is connected to the positive electrode 20a side, and the capacitor 300b is connected to the negative electrode 20b side. The capacitor 300a and the capacitor 300b are coupling capacitors, cut off the DC voltage component, and only the change in the charge generated in the CdTe element 20 is transmitted to the preamplifier 301a and the preamplifier 301b via the capacitor 300a and the capacitor 300b, respectively. To do.

プリアンプ３０１ａは、コンデンサ３００ａの陽電極２０ａ側の端子と反対の端子に接続されている。このプリアンプ３０１ａは、コンデンサ３００ａを介して陽電極２０ａから出力された第１の放射線検出信号を増幅する。 The preamplifier 301a is connected to a terminal opposite to the terminal on the positive electrode 20a side of the capacitor 300a. The preamplifier 301a amplifies the first radiation detection signal output from the positive electrode 20a via the capacitor 300a.

プリアンプ３０１ｂは、コンデンサ３００ｂの陰電極２０ｂ側の端子と反対の端子に接続されている。このプリアンプ３０１ｂは、コンデンサ３００ｂを介して陰電極２０ｂから出力された第２の放射線検出信号を増幅する。 The preamplifier 301b is connected to a terminal opposite to the terminal on the negative electrode 20b side of the capacitor 300b. The preamplifier 301b amplifies the second radiation detection signal output from the negative electrode 20b via the capacitor 300b.

シェーピングアンプ３０２ａは、プリアンプ３０１ａから出力された増幅信号の波形整形及び増幅を行う。 The shaping amplifier 302a performs waveform shaping and amplification of the amplified signal output from the preamplifier 301a.

シェーピングアンプ３０２ｂは、プリアンプ３０１ｂから出力された増幅信号の波形整形及び増幅を行う。 The shaping amplifier 302b performs waveform shaping and amplification of the amplified signal output from the preamplifier 301b.

ピークホールド３０３ａは、シェーピングアンプ３０２ａから出力された波形整形後の信号の波高の最大値を一定に保持する信号を出力するように構成されている。 The peak hold 303a is configured to output a signal that keeps the maximum value of the wave height of the waveform-shaped signal output from the shaping amplifier 302a constant.

ピークホールド３０３ｂは、シェーピングアンプ３０２ｂから出力された波形整形後の信号の波高の最大値を一定に保持する信号を出力するように構成されている。この陰電極２０ｂ側のピークホールド３０３ｂから出力された信号は、Ａ／Ｄ変換部３０４ｂとコンパレータ３０７に入力する。 The peak hold 303b is configured to output a signal that keeps the maximum value of the wave height of the waveform-shaped signal output from the shaping amplifier 302b constant. The signal output from the peak hold 303b on the negative electrode 20b side is input to the A / D converter 304b and the comparator 307.

ここで、コンパレータ３０７は、＋端子にピークホールド３０３ｂから出力された信号が入力し、−端子にしきい値が入力する。コンパレータ３０７は、ピークホールド３０３ｂから出力された信号が、しきい値よりも大きいとき、パルス形状のトリガ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４ａ、Ａ／Ｄ変換部３０４ｂ及びカウンタ３０８に出力する。 Here, in the comparator 307, the signal output from the peak hold 303b is input to the + terminal, and the threshold value is input to the − terminal. When the signal output from the peak hold 303b is larger than the threshold value, the comparator 307 generates a pulse-shaped trigger signal and outputs it to the A / D conversion unit 304a, the A / D conversion unit 304b, and the counter 308. .

Ａ／Ｄ変換部３０４ａは、コンパレータ３０７から出力されたトリガ信号が入力すると、ピークホールド３０３ａから出力された信号をデジタル信号に変換して出力するように構成されている。このデジタル信号は、補正処理部３１２に入力する。 When the trigger signal output from the comparator 307 is input, the A / D conversion unit 304a is configured to convert the signal output from the peak hold 303a into a digital signal and output the digital signal. This digital signal is input to the correction processing unit 312.

Ａ／Ｄ変換部３０４ｂは、コンパレータ３０７から出力されたトリガ信号が入力すると、ピークホールド３０３ｂから出力された信号をデジタル信号に変換して出力するように構成されている。このデジタル信号は、補正処理部３１２に入力する。 When the trigger signal output from the comparator 307 is input, the A / D conversion unit 304b is configured to convert the signal output from the peak hold 303b into a digital signal and output the digital signal. This digital signal is input to the correction processing unit 312.

ここで、電源３１３の負電極とＣｄＴｅ素子２０の陰電極２０ｂとの間には、リフレッシュ回路３０５が設けられている。このリフレッシュ回路３０５は、リフレッシュ回路３０５とタイマー３０９との間に接続されたリフレッシュ制御回路３０６により制御される。このリフレッシュ回路３０５は、例えば、ＣｄＴｅ素子２０のポラリゼーション解消のための回路である。 Here, a refresh circuit 305 is provided between the negative electrode of the power supply 313 and the negative electrode 20 b of the CdTe element 20. The refresh circuit 305 is controlled by a refresh control circuit 306 connected between the refresh circuit 305 and the timer 309. The refresh circuit 305 is a circuit for eliminating the polarization of the CdTe element 20, for example.

ポラリゼーションとは、電荷収集効率が時間と共に減少する現象である。半導体素子には、その結晶中に格子欠陥や残留不純物等が内在する。これらの欠陥により、半導体素子には、深い準位が形成され、結晶中のキャリアが捕獲されたり、放出されたりする。つまり、半導体素子に放射線が入射すると、発生したキャリアが結晶内のトラップに捕獲されたり、放出されたりする。従って、半導体素子は、例えば、キャリアとしての電子が結晶内に留まり、結晶内での散乱中心となったり、空間電荷を発生させたりすることで、キャリアの移動を妨げるので、電荷収集効率が時間と共に減少し、エネルギー分解能が劣化する。また、ポラリゼーションは、半導体素子の温度が高くなるほど、進行が早くなる。また、ポラリゼーションは、印加されるバイアス電圧にも依存し、バイアス電圧が低いほど進行が早くなる。しかし、ポラリゼーションは、半導体素子に印加するバイアス電圧を一時的に停止することにより、解消できる。 Polarization is a phenomenon in which the charge collection efficiency decreases with time. In semiconductor elements, lattice defects, residual impurities, etc. are inherent in the crystal. Due to these defects, deep levels are formed in the semiconductor element, and carriers in the crystal are captured or emitted. That is, when radiation is incident on the semiconductor element, the generated carriers are trapped or emitted by traps in the crystal. Accordingly, in the semiconductor element, for example, electrons as carriers stay in the crystal and become a scattering center in the crystal or generate a space charge, thereby preventing the movement of carriers, so that the charge collection efficiency is long. The energy resolution decreases with the decrease. Further, the polarization proceeds faster as the temperature of the semiconductor element increases. Polarization also depends on the applied bias voltage, and progresses faster as the bias voltage is lower. However, the polarization can be eliminated by temporarily stopping the bias voltage applied to the semiconductor element.

そこで、リフレッシュ制御回路３０６は、最後にリフレッシュ処理を行った時間からの経過時間を計測し、予め定められた時間が経過すると、リフレッシュ情報を生成し、リフレッシュ回路３０５に出力する。つまり、リフレッシュ制御回路３０６は、クロックを有し、予め定められた時間間隔でリフレッシュ情報を出力するように構成されている。リフレッシュ回路３０５は、入力したリフレッシュ情報に基づいてリフレッシュ処理を行う。このリフレッシュ処理とは、半導体素子に印加するバイアス電圧を一時的に停止する処理である。 Therefore, the refresh control circuit 306 measures the elapsed time from the last refresh process, and generates refresh information and outputs it to the refresh circuit 305 when a predetermined time elapses. That is, the refresh control circuit 306 has a clock and is configured to output refresh information at predetermined time intervals. The refresh circuit 305 performs a refresh process based on the input refresh information. The refresh process is a process for temporarily stopping the bias voltage applied to the semiconductor element.

また、リフレッシュ制御回路３０６は、リフレッシュ情報をリフレッシュ回路３０５に出力すると共に、タイマー３０９にも出力する。タイマー３０９は、入力したリフレッシュ情報に基づいて最後の行われたリフレッシュ処理からの経過時間を計測してリフレッシュ経過時間情報を生成し、生成したリフレッシュ経過時間情報を補正パラメータ生成部３１１に出力する。 The refresh control circuit 306 outputs the refresh information to the refresh circuit 305 and also to the timer 309. The timer 309 measures the elapsed time from the last refresh process performed based on the input refresh information, generates refresh elapsed time information, and outputs the generated refresh elapsed time information to the correction parameter generation unit 311.

カウンタ３０８は、例えば、コンパレータ３０７から出力されるトリガ信号に基づいて放射線の計数率（１分間当たりの放射線の入射回数）を算出し、算出した結果をカウンタ情報として補正パラメータ生成部３１１に出力する。ポラリゼーションは、計数率の増加に応じて進行が早くなる。 For example, the counter 308 calculates the radiation count rate (number of times of incidence of radiation per minute) based on the trigger signal output from the comparator 307, and outputs the calculated result to the correction parameter generation unit 311 as counter information. . Polarization proceeds faster as the counting rate increases.

温度測定部３１０は、ＣｄＴｅ素子２０の温度を測定し、測定した結果を温度情報として補正パラメータ生成部３１１に出力する。半導体素子の温度が高くなると、電子及び正孔の移動度が低下する。その結果、特に、正孔の再結合が増加し、波高が低下する。また、半導体素子の温度が高くなることで、ポラリゼーションの進行が早くなる。 The temperature measurement unit 310 measures the temperature of the CdTe element 20 and outputs the measurement result to the correction parameter generation unit 311 as temperature information. As the temperature of the semiconductor element increases, the mobility of electrons and holes decreases. As a result, in particular, the recombination of holes increases and the wave height decreases. In addition, the progress of polarization is accelerated as the temperature of the semiconductor element increases.

補正パラメータ生成部３１１は、カウンタ情報、リフレッシュ経過情報及び温度情報の少なくとも１つのパラメータを用いて補正パラメータを生成し、補正処理部３１２に出力する。 The correction parameter generation unit 311 generates a correction parameter using at least one parameter of counter information, refresh progress information, and temperature information, and outputs the correction parameter to the correction processing unit 312.

補正処理部３１２は、補正パラメータ生成部３１１から出力された補正パラメータに基づいてＡ／Ｄ変換部３０４ａ及びＡ／Ｄ変換部３０４ｂから出力された信号の波高を補正する。以下に、補正処理部３１２による補正処理の一例について説明する。 The correction processing unit 312 corrects the wave heights of the signals output from the A / D conversion unit 304a and the A / D conversion unit 304b based on the correction parameter output from the correction parameter generation unit 311. Hereinafter, an example of correction processing by the correction processing unit 312 will be described.

（補正処理について）
図４（ａ）は、第１の実施の形態に係る半導体素子における放射線の入射による電子と正孔の対生成を説明するための概略図であり、（ｂ）は、半導体素子に入射した放射線の入射位置を示す概略図であり、（ｃ）は、半導体素子から読み出される電荷収集効率と時間の関係を示す図である。図４（ａ）における＋を丸で囲った記号は正孔を示し、−を丸で囲った記号は電子を示す。また、図４（ｂ）に示すｄ１〜ｄ５は、放射線が入射した位置を示すものである。図４（ｃ）における縦軸は電荷収集効率（ＣｈａｒｇｅＣｏｌｌｅｃｔｉｏｎＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）であり、横軸は時間（μｓｅｃ）である。また、図４（ｃ）に示すｅは電子、ｈは正孔を示す。また、図４（ｃ）に示すｅ：ｈ＝１００：０は、放射線検出により出力される放射線検出信号の生成に、電子が１００％、正孔が０％、寄与していることを示している。以下では、補正処理の一例であるＢＰ（バイパラメトリック）補正について説明する。 (About correction processing)
FIG. 4A is a schematic diagram for explaining pair generation of electrons and holes by incidence of radiation in the semiconductor element according to the first embodiment, and FIG. 4B is radiation incident on the semiconductor element. FIG. 6C is a diagram showing the relationship between the charge collection efficiency read from the semiconductor element and time. In FIG. 4 (a), the symbol circled with + represents a hole, and the symbol circled with-represents an electron. Further, d1 to d5 shown in FIG. 4B indicate positions where radiation is incident. In FIG. 4C, the vertical axis represents charge collection efficiency, and the horizontal axis represents time (μsec). In FIG. 4C, e represents an electron, and h represents a hole. Further, e: h = 100: 0 shown in FIG. 4C indicates that 100% of electrons and 0% of holes contribute to generation of a radiation detection signal output by radiation detection. Yes. Hereinafter, BP (biparametric) correction, which is an example of correction processing, will be described.

図４（ａ）に示すように、放射線４がＣｄＴｅ素子２０に入射して相互作用（光電効果、コンプトン散乱、電子対生成のいずれか）を行うことにより、ＣｄＴｅ素子２０内の原子が電離し、電子と正孔のペアが発生する。このペアの数は、入射する放射線４のエネルギーに比例するため、これを正確に読み出すことが優れたエネルギー決定精度（エネルギー分解能）に繋がる。 As shown in FIG. 4A, the radiation 4 enters the CdTe element 20 and interacts (either photoelectric effect, Compton scattering, or electron pair generation), so that atoms in the CdTe element 20 are ionized. Electron and hole pairs are generated. Since the number of pairs is proportional to the energy of the incident radiation 4, reading this accurately leads to excellent energy determination accuracy (energy resolution).

ＣｄＴｅ素子２０に発生した電子と正孔は、ただＣｄＴｅ素子２０に入射しただけの場合、再結合して消滅する。そこで、ＣｄＴｅ素子２０の陽電極２０ａ及び陰電極２０ｂ間に高電圧（例えば、６００Ｖ）のバイアス電圧を印加して電極間に電場を発生させることで、図４（ａ）に示すように、電子は陽電極２０ａに向けて移動し、正孔は陰電極２０ｂに向けて移動する。放射線検出器２は、この移動を信号として読み出すものである。 When electrons and holes generated in the CdTe element 20 are merely incident on the CdTe element 20, they recombine and disappear. Therefore, by applying a high voltage (for example, 600V) bias voltage between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b of the CdTe element 20 to generate an electric field between the electrodes, as shown in FIG. Moves toward the positive electrode 20a, and the holes move toward the negative electrode 20b. The radiation detector 2 reads out this movement as a signal.

放射線４が、図４（ｂ）に示すように、陽電極２０ａに最も近い入射位置ｄ１に入射したとき、入射位置ｄ１で電子と正孔が対生成し、電子は陽電極２０ａに向けて移動し、正孔は陰電極２０ｂに向けて移動する。電子は、すぐに陽電極２０ａに到達するため、誘起電荷は、主に、正孔の移動により生じる。つまり、放射線検出信号は、正孔ｈがほぼ１００％寄与する信号となる。しかし、正孔は、電子に比べて移動度が低いため、波高が最大となるまでの放射線検出信号の立ち上がり時間は長くなり、また、移動中の再結合により正孔の一部が消滅する。従って、図４（ｃ）に二点鎖線で示すように、図４（ａ）に示す放射線検出信号の中で、信号の立ち上がり時間が最も長く、波高が最小となる。 As shown in FIG. 4B, when the radiation 4 enters the incident position d1 closest to the positive electrode 20a, a pair of electrons and holes are generated at the incident position d1, and the electrons move toward the positive electrode 20a. Then, the holes move toward the negative electrode 20b. Since electrons immediately reach the positive electrode 20a, the induced charges are mainly generated by the movement of holes. That is, the radiation detection signal is a signal to which holes h contribute almost 100%. However, since holes have a lower mobility than electrons, the rise time of the radiation detection signal until the wave height becomes maximum is long, and some of the holes disappear due to recombination during movement. Therefore, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4C, among the radiation detection signals shown in FIG. 4A, the rise time of the signal is the longest and the wave height is the minimum.

放射線４が、図４（ｂ）に示すように、陰電極２０ｂに最も近い入射位置ｄ５に入射したとき、入射位置ｄ５で電子と正孔が対生成する。正孔は、すぐに陰電極２０ｂに到達するため、誘起電荷は、主に、電子の移動により生じる。つまり、放射線検出信号は、電子ｅがほぼ１００％寄与する信号となる。電子は、正孔に比べて移動度が高いため、放射線検出信号の立ち上がり時間は早くなり、また、移動中の再結合はほとんど生じない。従って、図４（ｃ）に実線で示すように、図４（ａ）に示す放射線検出信号の中で、信号の立ち上がりが早く、波高が最大となる。 As shown in FIG. 4B, when the radiation 4 enters the incident position d5 closest to the negative electrode 20b, a pair of electrons and holes is generated at the incident position d5. Since the holes immediately reach the negative electrode 20b, the induced charges are mainly generated by the movement of electrons. That is, the radiation detection signal is a signal to which the electrons e contribute almost 100%. Since electrons have a higher mobility than holes, the rise time of the radiation detection signal is fast, and recombination during movement hardly occurs. Therefore, as indicated by a solid line in FIG. 4C, the signal rises quickly and the wave height becomes maximum in the radiation detection signal shown in FIG.

放射線４が、図４（ｂ）に示すように、陽電極２０ａと陰電極２０ｂの中間の入射位置ｄ３に入射したとき、電極までの距離が同じであることから、放射線検出信号は、電子ｅがほぼ５０％、正孔ｈがほぼ５０％寄与する信号となる。よって、図４（ｃ）に間隔の長い点線で示すように、放射線検出信号の立ち上がり時間は、入射位置ｄ１と入射位置ｄ５のおよそ中間となる。従って、入射位置ｄ３の波高は、入射位置ｄ５の波高よりも少し低くなる。これは、正孔の一部が再結合により消滅するからである。 As shown in FIG. 4B, when the radiation 4 is incident on the intermediate incident position d3 between the positive electrode 20a and the negative electrode 20b, the distance to the electrode is the same. Is approximately 50% and hole h is approximately 50%. Therefore, as shown by a dotted line with a long interval in FIG. 4C, the rise time of the radiation detection signal is approximately between the incident position d1 and the incident position d5. Therefore, the wave height at the incident position d3 is slightly lower than the wave height at the incident position d5. This is because some of the holes disappear due to recombination.

また、放射線４が、図４（ｂ）に示すように、入射位置ｄ１と入射位置ｄ３との中間の入射位置ｄ２に入射したとき、入射位置が陽電極２０ａに近いことから、放射線検出信号は、電子ｅがほぼ２５％、正孔ｈがほぼ７５％寄与する信号となる。よって、図４（ｃ）に一点鎖線で示すように、信号の立ち上がりが、入射位置ｄ１と入射位置ｄ３のおよそ中間となる。従って、入射位置ｄ２の波高は、入射位置ｄ３の波高よりも低くなる。これは、正孔の寄与率が高く、正孔の一部が再結合により消滅するからである。 Further, as shown in FIG. 4B, when the radiation 4 is incident on the intermediate incident position d2 between the incident position d1 and the incident position d3, the incident position is close to the positive electrode 20a. , The electron e contributes approximately 25% and the hole h contributes approximately 75%. Therefore, as indicated by a one-dot chain line in FIG. 4C, the rise of the signal is approximately between the incident position d1 and the incident position d3. Accordingly, the wave height at the incident position d2 is lower than the wave height at the incident position d3. This is because the contribution ratio of holes is high and some of the holes disappear due to recombination.

さらに、放射線４が、図４（ｂ）に示すように、入射位置ｄ３と入射位置ｄ５との中間の入射位置ｄ４に入射したとき、入射位置が陰電極２０ｂに近いことから、放射線検出信号は、電子ｅがほぼ７５％、正孔ｈがほぼ２５％寄与する信号となる。よって、図４（ｃ）に間隔の短い点線で示すように、信号の立ち上がりが、入射位置ｄ３と入射位置ｄ５のおよそ中間となる。従って、入射位置ｄ４の波高は、入射位置ｄ５の波高よりも少し低くなる。これは、正孔の寄与率が高いからである。 Further, as shown in FIG. 4B, when the radiation 4 is incident on an incident position d4 intermediate between the incident position d3 and the incident position d5, the incident position is close to the negative electrode 20b. , The electron e contributes approximately 75% and the hole h contributes approximately 25%. Therefore, as shown by a dotted line with a short interval in FIG. 4C, the rise of the signal is approximately in the middle between the incident position d3 and the incident position d5. Therefore, the wave height at the incident position d4 is slightly lower than the wave height at the incident position d5. This is because the contribution ratio of holes is high.

ここで、図４（ｃ）に示すように、電子ｅがほぼ１００％寄与する放射線検出信号においては、時間ｆａｓｔにおける波高と時間ｓｌｏｗにおける波高は、ほぼ等しくなる。一方、正孔ｈがほぼ１００％寄与する放射線検出信号においては、時間ｆａｓｔにおける波高は、時間ｓｌｏｗにおける波高よりも著しく小さい。 Here, as shown in FIG. 4C, in the radiation detection signal in which the electrons e contribute almost 100%, the wave height at the time fast and the wave height at the time slow become substantially equal. On the other hand, in a radiation detection signal in which holes h contribute almost 100%, the wave height at time fast is significantly smaller than the wave height at time slow.

従って、時間ｓｌｏｗと時間ｆａｓｔとの波高に強い相関があるので、放射線の入射位置は、時間ｆａｓｔにおける波高と時間ｓｌｏｗにおける波高とを比較することによって推定することができる。つまり、この比較により、正孔の再結合の量を推定することができるので、再結合により失ったエネルギーを見積もることが可能となり、この失ったエネルギーを補正処理によって加算し、入射した放射線のエネルギーを精度良く求めることができる。 Accordingly, since there is a strong correlation between the wave heights of the time slow and the time fast, the incident position of the radiation can be estimated by comparing the wave height at the time fast and the wave height at the time slow. In other words, this comparison makes it possible to estimate the amount of hole recombination, so that it is possible to estimate the energy lost due to recombination. Can be obtained with high accuracy.

なお、陽電極２０ａ側に接続されたシェーピングアンプ３０２ａは、時間ｓｌｏｗにおける波高の信号を出力するように時定数が設定されている。以下では、この時定数を時定数ｓｌｏｗと記すものとする。また、陰電極２０ｂ側に接続されたシェーピングアンプ３０２ｂは、時間ｆａｓｔにおける波高の信号を出力するように時定数が設定されている。つまり、シェーピングアンプ３０２ａから出力される信号は、シェーピングアンプ３０２ｂから出力された信号よりも時間が経過した時点における信号である。また、言い換えるならば、シェーピングアンプ３０２ｂから出力される信号は、シェーピングアンプ３０２ａから出力された信号よりも早い時点における信号である。以下では、この時定数を時定数ｆａｓｔと記すものとする。なお、上記の時定数は、陽電極２０ａ側のシェーピングアンプ３０２ａがｆａｓｔ、陰電極２０ｂ側のシェーピングアンプ３０２ｂがｓｌｏｗであっても良い。 The shaping amplifier 302a connected to the positive electrode 20a side has a time constant set so as to output a wave height signal at time slow. Hereinafter, this time constant is referred to as a time constant slow. In addition, the shaping amplifier 302b connected to the negative electrode 20b side has a time constant set so as to output a wave height signal at time fast. That is, the signal output from the shaping amplifier 302a is a signal at the time when time has elapsed from the signal output from the shaping amplifier 302b. In other words, the signal output from the shaping amplifier 302b is a signal at an earlier time than the signal output from the shaping amplifier 302a. Hereinafter, this time constant is referred to as a time constant fast. The time constant described above may be such that the shaping amplifier 302a on the positive electrode 20a side is fast and the shaping amplifier 302b on the negative electrode 20b side is slow.

上記に示したＢＰ補正に用いる補正式の一例を以下に示す。

ここで、Ｅは、ＢＰ補正後の波高であり、Ａ及びＢは、補正パラメータである。この式（１）は、時間ｆａｓｔにおける波高（ｆａｓｔ）が、時間ｓｌｏｗにおける波高（ｓｌｏｗ）よりも著しく低い、つまり、正孔の寄与率が高い場合に、時間ｓｌｏｗにおける波高（ｓｌｏｗ）と時間ｆａｓｔにおける波高（ｆａｓｔ）の差に比例して波高を嵩上げする補正式である。 An example of a correction formula used for the BP correction shown above is shown below.

Here, E is the wave height after BP correction, and A and B are correction parameters. This equation (1) indicates that the wave height (fast) at the time fast is significantly lower than the wave height (slow) at the time slow, that is, if the contribution ratio of holes is high, the wave height (slow) at the time slow and the time fast This is a correction formula for raising the wave height in proportion to the difference in wave height (fast).

図５（ａ）は、第１の実施の形態に係る補正パラメータの温度依存性に関するグラフであり、（ｂ）は、補正パラメータのリフレッシュ後の経過時間依存性に関するグラフである。図５（ａ）は、横軸がＣｄＴｅ素子の温度（℃）であり、左側の縦軸が補正パラメータＡのパラメータ値であり、右側の縦軸が補正パラメータＢのパラメータ値である。また、図５（ｂ）は、横軸がリフレッシュ後の経過時間（秒）であり、左側の縦軸が補正パラメータＡのパラメータ値であり、右側の縦軸が補正パラメータＢのパラメータ値である。なお、図５（ａ）に示す補正パラメータの温度依存性は、同一のエネルギーを有する放射線を、それぞれの温度においてＣｄＴｅ素子に向けて射出し、ＢＰ補正処理後の波高が、放射線のエネルギーから推定される波高と等しくなるように補正パラメータを算出し、図示したものである。また、図５（ｂ）に示す補正パラメータのリフレッシュ処理後の経過時間依存性は、同一のエネルギーを有する放射線を、リフレッシュ処理終了からの経過時間を変えてＣｄＴｅ素子に向けて射出し、ＢＰ補正処理後の波高が、放射線のエネルギーから推定される波高と等しくなるように補正パラメータを算出し、図示したものである。 FIG. 5A is a graph related to the temperature dependence of the correction parameter according to the first embodiment, and FIG. 5B is a graph related to the elapsed time dependence after the refresh of the correction parameter. In FIG. 5A, the horizontal axis represents the temperature (° C.) of the CdTe element, the left vertical axis represents the parameter value of the correction parameter A, and the right vertical axis represents the parameter value of the correction parameter B. In FIG. 5B, the horizontal axis is the elapsed time (seconds) after refresh, the left vertical axis is the parameter value of the correction parameter A, and the right vertical axis is the parameter value of the correction parameter B. . Note that the temperature dependence of the correction parameter shown in FIG. 5A is that radiation having the same energy is emitted toward the CdTe element at each temperature, and the wave height after the BP correction processing is estimated from the energy of the radiation. The correction parameters are calculated so as to be equal to the wave height, and are shown in the figure. Further, the dependency of the correction parameter on the elapsed time after the refresh process shown in FIG. 5B is that the radiation having the same energy is emitted toward the CdTe element while changing the elapsed time from the end of the refresh process, and the BP correction is performed. The correction parameter is calculated so that the wave height after processing becomes equal to the wave height estimated from the energy of radiation, and is shown in the figure.

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、特に、補正パラメータＢが温度依存性及び経過時間依存性が高いことが分かる。従って、ＣｄＴｅ素子の温度、及びリフレッシュ処理終了後からの経過時間によって、補正処理に用いる補正パラメータを変更することにより、より正確に波高を補正することができる。 As shown in FIGS. 5A and 5B, it can be seen that the correction parameter B is particularly highly temperature-dependent and time-dependent. Therefore, the wave height can be corrected more accurately by changing the correction parameter used for the correction process according to the temperature of the CdTe element and the elapsed time after the end of the refresh process.

ＢＰ補正に用いる補正式の他の一例を以下に示す。

Another example of a correction formula used for BP correction is shown below.

図６は、第１の実施の形態に係る補正パラメータの温度依存性を示すグラフである。図６は、横軸がＣｄＴｅ素子の温度（℃）であり、縦軸がパラメータ値である。この図６に示す補正パラメータの温度依存性は、同一のエネルギーを有する放射線を、それぞれの温度においてＣｄＴｅ素子に向けて射出し、ＢＰ補正処理後の波高が、放射線のエネルギーから推定される波高と等しくなるように補正パラメータを算出し、図示したものである。 FIG. 6 is a graph showing the temperature dependence of the correction parameter according to the first embodiment. In FIG. 6, the horizontal axis represents the temperature (° C.) of the CdTe element, and the vertical axis represents the parameter value. The temperature dependency of the correction parameter shown in FIG. 6 is that radiation having the same energy is emitted toward the CdTe element at each temperature, and the wave height after the BP correction processing is the wave height estimated from the energy of the radiation. The correction parameters are calculated so as to be equal and illustrated.

図６に示すように、補正式が、式（１）と異なる式（２）であっても、各パラメータ値が温度によって変化することが分かる。従って、ＣｄＴｅ素子の温度によって、補正処理に用いる補正パラメータＡ〜補正パラメータＣを変更することにより、より正確に波高を補正することができる。なお、補正処理に用いる補正式は、上記に例示した補正式以外にも様々な式が考えられる。従って、カウンタ３０８、タイマー３０９及び温度測定部３１０は、例えば、補正処理に採用する補正式の補正パラメータの依存性に基づいて放射線検出回路３０に組み込まれるか否かが選択される。 As shown in FIG. 6, it can be seen that each parameter value varies depending on the temperature even if the correction formula is Formula (2) different from Formula (1). Therefore, the wave height can be corrected more accurately by changing the correction parameters A to C used for the correction process according to the temperature of the CdTe element. Various correction formulas other than the correction formulas exemplified above can be considered as the correction formula used for the correction processing. Therefore, whether the counter 308, the timer 309, and the temperature measurement unit 310 are incorporated into the radiation detection circuit 30 is selected based on, for example, the dependency of the correction parameter of the correction formula employed in the correction process.

以下に、本実施の形態に係る放射線検出器２の動作について説明する。 Below, operation | movement of the radiation detector 2 which concerns on this Embodiment is demonstrated.

（第１の実施の形態の動作）
放射線４が、放射線検出器２のＣｄＴｅ素子２０に入射すると、入射位置に応じた放射線検出信号が出力される。 (Operation of the first embodiment)
When the radiation 4 enters the CdTe element 20 of the radiation detector 2, a radiation detection signal corresponding to the incident position is output.

陽電極２０ａ側から出力された第１の放射線検出信号は、コンデンサ３００ａ、プリアンプ３０１ａ、シェーピングアンプ３０２ａ及びピークホールド３０３ａを介してＡ／Ｄ変換部３０４ａに入力し、Ａ／Ｄ変換部３０４ａは、時定数ｓｌｏｗで出力された波高をデジタル信号に変換して補正処理部３１２に出力する。 The first radiation detection signal output from the positive electrode 20a side is input to the A / D conversion unit 304a via the capacitor 300a, the preamplifier 301a, the shaping amplifier 302a, and the peak hold 303a, and the A / D conversion unit 304a The wave height output with the time constant slow is converted into a digital signal and output to the correction processing unit 312.

一方、陰電極２０ｂ側から出力された第２の放射線検出信号は、コンデンサ３００ｂ、プリアンプ３０１ｂ、シェーピングアンプ３０２ｂ及びピークホールド３０３ｂを介してＡ／Ｄ変換部３０４ｂに入力し、Ａ／Ｄ変換部３０４ｂは、時定数ｆａｓｔで出力された波高をデジタル信号に変換して補正処理部３１２に出力する。また、ピークホールド３０３ｂは、Ａ／Ｄ変換部３０４ｂに波高が一定となる信号を出力すると共に、コンパレータ３０７の＋端子に当該信号を出力する。コンパレータ３０７は、−端子に入力するしきい値と＋端子に入力する信号を比較し、しきい値よりも信号の波高が大きいとき、トリガ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４ａ、Ａ／Ｄ変換部３０４ｂ及びカウンタ３０８に出力する。Ａ／Ｄ変換部３０４ａ及びＡ／Ｄ変換部３０４ｂは、このトリガ信号に基づいて波高をデジタル信号に変換する。 On the other hand, the second radiation detection signal output from the negative electrode 20b side is input to the A / D conversion unit 304b via the capacitor 300b, the preamplifier 301b, the shaping amplifier 302b, and the peak hold 303b, and the A / D conversion unit 304b. Converts the wave height output with the time constant fast into a digital signal and outputs the digital signal to the correction processing unit 312. The peak hold 303b outputs a signal with a constant wave height to the A / D converter 304b and outputs the signal to the + terminal of the comparator 307. The comparator 307 compares the threshold value input to the − terminal and the signal input to the + terminal, and generates a trigger signal when the wave height of the signal is larger than the threshold value, and the A / D converter 304a, A / The data is output to the D conversion unit 304b and the counter 308. The A / D converter 304a and the A / D converter 304b convert the wave height into a digital signal based on the trigger signal.

カウンタ３０８は、トリガ信号をカウントし、カウンタ情報を生成し、補正パラメータ生成部３１１に出力する。 The counter 308 counts the trigger signal, generates counter information, and outputs the counter information to the correction parameter generation unit 311.

補正パラメータ生成部３１１は、カウンタ情報、タイマー３０９から取得したリフレッシュ経過時間情報、及び温度測定部３１０から取得したＣｄＴｅ素子２０の温度情報に基づいて補正パラメータを生成する。補正パラメータ生成部３１１は、生成した補正パラメータを補正処理部３１２に出力する。 The correction parameter generation unit 311 generates a correction parameter based on the counter information, the refresh elapsed time information acquired from the timer 309, and the temperature information of the CdTe element 20 acquired from the temperature measurement unit 310. The correction parameter generation unit 311 outputs the generated correction parameter to the correction processing unit 312.

補正処理部３１２は、時定数ｆａｓｔの波高、時定数ｓｌｏｗの波高、及び補正パラメータに基づいて、放射線４のエネルギーに応じた波高が得られるように、補正処理を行う。補正処理部３１２は、補正処理によって得られた補正後の波高を、補正波高情報として出力する。この補正波高情報は、例えば、放射線４が入射するピクセルごとに出力され、外部装置により画像情報に変換され視覚化される。 The correction processing unit 312 performs correction processing so that a wave height corresponding to the energy of the radiation 4 is obtained based on the wave height of the time constant fast, the wave height of the time constant slow, and the correction parameter. The correction processing unit 312 outputs the corrected wave height obtained by the correction processing as corrected wave height information. The corrected wave height information is output, for example, for each pixel on which the radiation 4 is incident, converted into image information by an external device, and visualized.

（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係る放射線検出器２によれば、カウンタ情報、リフレッシュ経過情報及び温度情報のうち、少なくとも１つを用いて補正パラメータを生成するので、補正パラメータが固定値である場合と比べて、入射した放射線のエネルギーから推定される波高に近づくように、正確に波高を補正することができる。よって、本実施の形態に係る放射線検出器２は、正確に波高を補正することができるので、放射線のエネルギーを精度良く検出することができる。 (Effects of the first embodiment)
According to the radiation detector 2 according to the first embodiment, since the correction parameter is generated using at least one of the counter information, the refresh progress information, and the temperature information, the correction parameter is a fixed value and In comparison, the wave height can be accurately corrected so as to approach the wave height estimated from the energy of the incident radiation. Therefore, since the radiation detector 2 according to the present embodiment can correct the wave height accurately, it can detect the energy of the radiation with high accuracy.

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、陽電極側から出力される放射線検出信号から時定数ｆａｓｔ及び時定数ｓｌｏｗにおける波高を生成する点で第１の実施の形態と異なっている。なお、以下に示す各実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分については、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は、省略するものとする。 [Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the wave height at the time constant fast and the time constant slow is generated from the radiation detection signal output from the positive electrode side. In the following embodiments, portions having the same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted. .

（放射線検出回路３０の構成）
図７は、第２の実施の形態に係る放射線検出回路のブロック図である。以下では、第１の実施の形態と異なっている部分を主に説明する。 (Configuration of radiation detection circuit 30)
FIG. 7 is a block diagram of a radiation detection circuit according to the second embodiment. In the following, the parts different from the first embodiment will be mainly described.

本実施の形態に係る放射線検出回路３０は、図７に示すように、コンデンサ３００ａ及びプリアンプ３０１ａを介して陽電極２０ａから出力された放射線検出信号を２つに分け、一方を第１の放射線検出信号としてシェーピングアンプ３０２ａに出力し、他方を第２の放射線検出信号としてシェーピングアンプ３０２ｂに出力するように構成されている。 As shown in FIG. 7, the radiation detection circuit 30 according to the present embodiment divides the radiation detection signal output from the positive electrode 20a through the capacitor 300a and the preamplifier 301a into two, and one of them is the first radiation detection. A signal is output to the shaping amplifier 302a as a signal, and the other is output as a second radiation detection signal to the shaping amplifier 302b.

本実施の形態に係る放射線検出回路３０の他の構成は、第１の実施の形態と同じであり、シェーピングアンプ３０２ａ及びシェーピングアンプ３０２ｂ以降の動作は、第１の実施の形態と同一である。なお、本実施の形態では、陽電極２０ａから出力される放射線検出信号を用いたが、これに限定されず、陰電極２０ｂから出力される放射線検出信号を用いても良い。 The other configuration of the radiation detection circuit 30 according to the present exemplary embodiment is the same as that of the first exemplary embodiment, and the operations after the shaping amplifier 302a and the shaping amplifier 302b are the same as those of the first exemplary embodiment. In the present embodiment, the radiation detection signal output from the positive electrode 20a is used. However, the present invention is not limited to this, and the radiation detection signal output from the negative electrode 20b may be used.

（第２の実施の形態の効果）
第２の実施の形態に係る放射線検出器２は、陽電極２０ａ又は陰電極２０ｂから出力される放射線検出信号に基づいて補正処理を行うので、陽電極２０ａ及び陰電極２０ｂから出力される放射線検出信号を用いる場合と比べて、部品点数が削減され、放射線検出器２の製造コストを削減することができる。 (Effect of the second embodiment)
Since the radiation detector 2 according to the second embodiment performs correction processing based on the radiation detection signal output from the positive electrode 20a or the negative electrode 20b, the radiation detection output from the positive electrode 20a and the negative electrode 20b. Compared with the case where a signal is used, the number of parts is reduced, and the manufacturing cost of the radiation detector 2 can be reduced.

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態は、放射線検出信号の立ち上がりの早さ（ライズタイム）を用いてＢＰ補正を行う点で上記の各実施の形態と異なっている。 [Third Embodiment]
The third embodiment is different from the above-described embodiments in that BP correction is performed using the rising speed (rise time) of the radiation detection signal.

（放射線検出回路３０の構成）
図８は、第３の実施の形態に係る放射線検出回路のブロック図である。図９は、第３の実施の形態に係る補正処理に用いるライズタイムとしきい値の関係を示すグラフである。図９は、縦軸がしきい値であり、横軸が時間（μｓｅｃ）である。 (Configuration of radiation detection circuit 30)
FIG. 8 is a block diagram of a radiation detection circuit according to the third embodiment. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the rise time and the threshold value used in the correction processing according to the third embodiment. In FIG. 9, the vertical axis represents the threshold value, and the horizontal axis represents time (μsec).

本実施の形態に係る放射線検出回路３０は、主に、コンデンサ３００ａ及びプリアンプ３０１ａを介して陽電極２０ａから出力された放射線検出信号を２つに分け、一方を第１の放射線検出信号としてシェーピングアンプ３０２ａに出力し、他方を第２の放射線検出信号としてシェーピングアンプ３０２ｂに出力するように構成されている。また、シェーピングアンプ３０２ｂから出力された信号は、コンパレータ３０７ａの＋端子及びコンパレータ３０７ｂの＋端子に出力するように構成されている。なお、本実施の形態では、陽電極２０ａから出力される放射線検出信号を用いたが、これに限定されず、陰電極２０ｂから出力される放射線検出信号を用いても良い。 The radiation detection circuit 30 according to the present embodiment mainly divides the radiation detection signal output from the positive electrode 20a via the capacitor 300a and the preamplifier 301a into two, and uses one as a first radiation detection signal as a shaping amplifier. It outputs to 302a, and it is comprised so that the other may be output to the shaping amplifier 302b as a 2nd radiation detection signal. The signal output from the shaping amplifier 302b is configured to be output to the + terminal of the comparator 307a and the + terminal of the comparator 307b. In the present embodiment, the radiation detection signal output from the positive electrode 20a is used. However, the present invention is not limited to this, and the radiation detection signal output from the negative electrode 20b may be used.

シェーピングアンプ３０２ａは、例えば、時定数がｆａｓｔ又はｓｌｏｗでも良く、本実施の形態における時定数は、ｆａｓｔであるものとする。 For example, the shaping amplifier 302a may have a time constant of fast or slow, and the time constant in the present embodiment is fast.

コンパレータ３０７ａは、＋端子に入力するピークホールド３０３ａから出力された信号と、−端子に入力するしきい値と、を比較し、ピークホールド３０３ａから出力された信号の波高がしきい値よりも大きいときトリガ信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部３０４ａ及びカウンタ３０８に出力する。 The comparator 307a compares the signal output from the peak hold 303a input to the + terminal with the threshold value input to the − terminal, and the wave height of the signal output from the peak hold 303a is greater than the threshold value. At this time, a trigger signal is generated and output to the A / D converter 304a and the counter 308.

コンパレータ３０７ｂは、＋端子に入力するシェーピングアンプ３０２ｂから出力された信号と、−端子に入力する第１のしきい値（低）と、を比較し、シェーピングアンプ３０２ｂから出力された信号の波高が第１のしきい値よりも大きいときスタート信号を生成し、時間測定部３１４にスタート信号を出力する。 The comparator 307b compares the signal output from the shaping amplifier 302b input to the + terminal with the first threshold value (low) input to the − terminal, and the wave height of the signal output from the shaping amplifier 302b is When it is larger than the first threshold value, a start signal is generated and the start signal is output to the time measuring unit 314.

コンパレータ３０７ｃは、＋端子に入力するシェーピングアンプ３０２ｂから出力された信号と、−端子に入力する第２のしきい値（高）と、を比較し、シェーピングアンプ３０２ｂから出力された信号の波高が第２のしきい値よりも大きいときストップ信号を生成し、時間測定部３１４にストップ信号を出力する。なお、第１のしきい値（低）は、第２のしきい値（高）よりも小さい。 The comparator 307c compares the signal output from the shaping amplifier 302b input to the + terminal with the second threshold value (high) input to the − terminal, and the wave height of the signal output from the shaping amplifier 302b is determined. When it is larger than the second threshold value, a stop signal is generated, and the stop signal is output to the time measuring unit 314. Note that the first threshold value (low) is smaller than the second threshold value (high).

時間測定部３１４は、コンパレータ３０７ｂから出力されたスタート信号と、コンパレータ３０７ｃから出力されたストップ信号に基づいて図９に示すライズタイムを算出し、ライズタイム情報を生成する。このライズタイムは、スタート信号が入力してからストップ信号が入力するまでの時間間隔である。 The time measuring unit 314 calculates the rise time shown in FIG. 9 based on the start signal output from the comparator 307b and the stop signal output from the comparator 307c, and generates rise time information. The rise time is a time interval from when the start signal is input to when the stop signal is input.

時間測定部３１４は、生成したライズタイム情報を補正処理部３１２に出力する。このライズタイムが最も短いとき、電子がほぼ１００％寄与した放射線検出信号であることが分かり、最も長いとき、正孔がほぼ１００％寄与した放射線検出信号であることが分かる。補正処理部３１２は、このライズタイムと、時定数ｆａｓｔ又は時定数ｓｌｏｗにおける波高、及び補正パラメータからＢＰ補正後の波高を算出する。 The time measuring unit 314 outputs the generated rise time information to the correction processing unit 312. It can be seen that when the rise time is the shortest, the radiation detection signal contributes almost 100% of the electrons, and when the rise time is the longest, the radiation detection signal contributes almost 100% of the holes. The correction processing unit 312 calculates the wave height after BP correction from the rise time, the wave height at the time constant fast or the time constant slow, and the correction parameter.

本実施のカウンタ３０８は、コンパレータ３０７ａから出力されたトリガ信号に基づいて放射線の入射をカウントする。 The counter 308 of this embodiment counts the incidence of radiation based on the trigger signal output from the comparator 307a.

（第３の実施の形態の動作）
放射線４が、放射線検出器２のＣｄＴｅ素子２０に入射すると、入射位置に応じた放射線検出信号が陽電極２０ａ側から出力される。 (Operation of the third embodiment)
When the radiation 4 enters the CdTe element 20 of the radiation detector 2, a radiation detection signal corresponding to the incident position is output from the positive electrode 20a side.

陽電極２０ａから出力された放射線検出信号は、コンデンサ３００ａを介してプリアンプ３０１ａに入力し、プリアンプ３０１ａによって増幅された信号がシェーピングアンプ３０２ａ及びシェーピングアンプ３０２ｂに入力する。 The radiation detection signal output from the positive electrode 20a is input to the preamplifier 301a via the capacitor 300a, and the signal amplified by the preamplifier 301a is input to the shaping amplifier 302a and the shaping amplifier 302b.

シェーピングアンプ３０２ａに入力した信号は、波形整形された後、ピークホールド３０３ａによって波高の最大値に固定された信号としてＡ／Ｄ変換部３０４ａ、及びコンパレータ３０７ａの＋端子に出力される。 The signal input to the shaping amplifier 302a is waveform-shaped and then output to the A / D converter 304a and the + terminal of the comparator 307a as a signal fixed to the maximum value of the peak height by the peak hold 303a.

コンパレータ３０７ａは、＋端子に入力した信号と、−端子に入力したしきい値と、を比較し、入力した信号がしきい値よりも大きいとき、トリガ信号を生成してＡ／Ｄ変換部３０４ａ及びカウンタ３０８に出力する。Ａ／Ｄ変換部３０４ａは、トリガ信号に基づいてピークホールド３０３ａから出力された信号をデジタル信号に変換して補正処理部３１２に出力する。カウンタ３０８は、トリガ信号に基づいて放射線の計数率を算出し、算出した結果をカウンタ情報として補正パラメータ生成部３１１に出力する。 The comparator 307a compares the signal input to the + terminal and the threshold value input to the-terminal, and generates a trigger signal when the input signal is greater than the threshold value to generate an A / D converter 304a. And output to the counter 308. The A / D conversion unit 304a converts the signal output from the peak hold 303a into a digital signal based on the trigger signal and outputs the digital signal to the correction processing unit 312. The counter 308 calculates the radiation count rate based on the trigger signal, and outputs the calculated result to the correction parameter generation unit 311 as counter information.

一方、シェーピングアンプ３０２ｂに入力した信号は、波形整形され、コンパレータ３０７ｂの＋端子、及びコンパレータ３０７ｃの＋端子に入力する。 On the other hand, the signal input to the shaping amplifier 302b is waveform-shaped and input to the + terminal of the comparator 307b and the + terminal of the comparator 307c.

コンパレータ３０７ｂは、＋端子に入力した信号と、−端子に入力した第１のしきい値を比較し、入力した信号が第１のしきい値よりも大きいとき、スタート信号を生成して時間測定部３１４に出力する。 The comparator 307b compares the signal input to the + terminal with the first threshold value input to the − terminal, and generates a start signal and measures time when the input signal is greater than the first threshold value. To the unit 314.

また、コンパレータ３０７ｃは、＋端子に入力した信号と、−端子に入力した第２のしきい値を比較し、入力した信号が第２のしきい値よりも大きいとき、ストップ信号を生成して時間測定部３１４に出力する。 The comparator 307c compares the signal input to the + terminal with the second threshold value input to the-terminal, and generates a stop signal when the input signal is greater than the second threshold value. Output to the time measurement unit 314.

時間測定部３１４は、スタート信号が入力した時刻と、ストップ信号が入力した時刻と、の時間間隔を測定し、ライズタイム情報を生成して補正処理部３１２に出力する。 The time measurement unit 314 measures the time interval between the time when the start signal is input and the time when the stop signal is input, generates rise time information, and outputs the rise time information to the correction processing unit 312.

補正処理部３１２は、時定数ｆａｓｔの波高又は時定数ｓｌｏｗの波高、ライズタイム情報及び補正パラメータに基づいて、放射線４のエネルギーに応じた波高が得られるように、補正処理を行う。補正処理部３１２は、補正処理によって得られた補正後の波高を、補正波高情報として出力する。この補正波高情報は、例えば、放射線４が入射するピクセルごとに出力され、外部装置により画像情報に変換され視覚化される。 The correction processing unit 312 performs correction processing so that a wave height corresponding to the energy of the radiation 4 is obtained based on the wave height of the time constant fast or the wave height of the time constant slow, rise time information, and the correction parameter. The correction processing unit 312 outputs the corrected wave height obtained by the correction processing as corrected wave height information. The corrected wave height information is output, for example, for each pixel on which the radiation 4 is incident, converted into image information by an external device, and visualized.

（第３の実施の形態の効果）
第３の実施の形態に係る放射線検出器２によれば、放射線検出信号の立ち上がりの早さを示すライズタイム情報を時定数ｆａｓｔ又は時定数ｓｌｏｗの代わりに用いるので、時定数ｆａｓｔ及び時定数ｓｌｏｗの両方の信号を用いる場合と比べて、簡単な構成となり、部品コストを抑制することができる。 (Effect of the third embodiment)
According to the radiation detector 2 according to the third embodiment, since the rise time information indicating the rising speed of the radiation detection signal is used instead of the time constant fast or the time constant slow, the time constant fast and the time constant slow are used. Compared to the case where both signals are used, the configuration is simple, and the component cost can be suppressed.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments and modifications described above do not limit the invention according to the claims. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.

１…放射線検出装置
１ａ…放射線検出器立て
２…放射線検出器
３…電子部品搭載部
４…放射線
１０…支持板
１１…支持体
１２…コネクタ
２０…ＣｄＴｅ素子
２０ａ…陽電極
２０ｂ…陰電極
２１…基板
２２…フレキシブル基板
２３…カードホルダ
２４…カードホルダ
３０…放射線検出回路
３１…温度測定部
１１０…壁部
１１１…溝
１１２…くぼみ部
１１３…平坦面
２１０〜２１３…基板端子
２２０〜２２３…接続部
２２４…カードエッジ部
２２５…パターン
２３０…溝付穴
２３１…突起部
２４０…突起部
２５０…弾性部材実装部
２５１…弾性部材
３００ａ…コンデンサ
３００ｂ…コンデンサ
３０１ａ…プリアンプ
３０１ｂ…プリアンプ
３０２ａ…シェーピングアンプ
３０２ｂ…シェーピングアンプ
３０３ａ…ピークホールド
３０３ｂ…ピークホールド
３０４ａ…Ａ／Ｄ変換部
３０４ｂ…Ａ／Ｄ変換部
３０５…リフレッシュ回路
３０６…リフレッシュ制御回路
３０７…コンパレータ
３０７ａ…コンパレータ
３０７ｂ…コンパレータ
３０７ｃ…コンパレータ
３０８…カウンタ
３０９…タイマー
３１０…温度測定部
３１１…補正パラメータ生成部
３１２…補正処理部
３１３…電源
３１４…時間測定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radiation detection apparatus 1a ... Radiation detector stand 2 ... Radiation detector 3 ... Electronic component mounting part 4 ... Radiation 10 ... Support plate 11 ... Support body 12 ... Connector 20 ... CdTe element 20a ... Positive electrode 20b ... Negative electrode 21 ... Substrate 22 ... Flexible substrate 23 ... Card holder 24 ... Card holder 30 ... Radiation detection circuit 31 ... Temperature measurement unit 110 ... Wall portion 111 ... Groove 112 ... Indentation portion 113 ... Flat surface 210-213 ... Substrate terminals 220-223 ... Connection portion 224 ... card edge part 225 ... pattern 230 ... grooved hole 231 ... projection part 240 ... projection part 250 ... elastic member mounting part 251 ... elastic member 300a ... capacitor 300b ... capacitor 301a ... preamplifier 301b ... preamplifier 302a ... shaping amplifier 302b ... shaping Amplifier 303a ... Peak hold 303b ... Peak 304a ... A / D conversion unit 304b ... A / D conversion unit 305 ... refresh circuit 306 ... refresh control circuit 307 ... comparator 307a ... comparator 307b ... comparator 307c ... comparator 308 ... counter 309 ... timer 310 ... temperature measurement unit 311 ... correction Parameter generation unit 312 ... correction processing unit 313 ... power source 314 ... time measurement unit

Claims

A semiconductor element that detects the incidence of radiation and outputs a radiation detection signal;
A correction parameter generating unit that generates a correction parameter for use in correction processing for correcting the wave height of the radiation detection signal, which is reduced by recombination of carriers generated in the semiconductor element due to incidence of the radiation, based on an acquisition parameter ;
E Bei a correction processing unit for performing the correction process based on the generated said correction parameter,
Furthermore, a temperature measurement unit that measures the temperature of the semiconductor element to generate temperature information,
An elapsed time information generating unit for generating refresh elapsed time information indicating an elapsed time from the refresh process of the semiconductor element;
Having at least one of a count information generating unit that generates count information indicating a count rate of the radiation incident on the semiconductor element;
The correction parameter generation unit generates at least one of the temperature information, the refresh elapsed time information, and the count information as the acquisition parameter, and generates the correction parameter based on the dependency of the correction parameter on the acquisition parameter. To
A radiation detector characterized by that .

The radiation detection signal comprises a first radiation detection signal output from the positive electrode of the semiconductor element, and a second radiation detection signal output from the negative electrode,
The correction processing unit is the first radiation detection signal, a signal at a time point earlier than the first radiation detection signal, or a signal at a time point after the first radiation detection signal. The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the correction processing is performed based on two radiation detection signals .

The radiation detection signal is output from a positive electrode or a negative electrode of the semiconductor element;
The correction processing unit has passed a time from the first radiation detection signal, which is one signal obtained by dividing the radiation detection signal, and the first radiation detection signal, which is the other signal obtained by dividing the radiation detection signal. The radiation detection apparatus according to claim 1 , wherein the correction processing is performed based on the second radiation detection signal that is a signal at a time point .

The radiation detection signal is output from a positive electrode or a negative electrode of the semiconductor element;
A time interval between a time at which the radiation detection signal exceeds a first threshold and a time at which the radiation detection signal exceeds a second threshold greater than the first threshold; and The radiation detection apparatus according to claim 1 , wherein the correction process is performed based on the radiation detection signal .