JPS62278480A - 放射線検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、放射線のフォトンエネルギー、フォトン分布
等を測定する直接変換型半導体を用いた放射線検出回路
に関する。

（従来り技術） γ線等の放射線のスペクトロメータ・カウン夕等に放射
線のフォトンエネルギーを直接電気信号に変換する直接
変換型の半導体検出器が使用されるようになってきた。

第９図に示すように、フォトン１がバルク型半導体検出
器２に入射してくると、コンプトン散乱あるいは光電吸
収によりフォトンエネルギーが電子−正孔（ホール）対
３，４に変換される。ここで生じる電子−正孔対のエネ
ルギーの総和は入射フォトンのエネルギーＥｉに等しい
。上記電子−正孔対は半導体検出器の電極面５，６に印
加された電界により、電子３は高圧側電極５に向って、
ホール４はアース電極６に向って移動する。そして、上
記電子３及びホール４が半導体中を移動することにより
電極面に誘起される電界（電荷）が時間的に変化するこ
とにより生ずる誘導電流が外部回路に出力されることに
なる。ここで、電子３の移動より生ずる両電極面の電界
の変化を第１０図に示す。

このとき、電子、ホールの電荷をそれぞれｅとすると、
第１１図に示すように電子３が電極間をＸだけ移動した
ときに電極面上に誘起される電荷ｑは、電極間距離をＸ
とすると、 ｑ＝ｅ−Ｘ／Ｄ　　　　　　　　　・・・（１１になる
ことが知られている。

従って、入射フォトンにより生じた電子（ホール）の総
電荷をＱ、（Ｑｈ）とすると（Ｑ、＝Ｑ、）、高圧電極
面からの距ＭＸのところで発生した電子−正孔対により
電極面上に誘起される総電荷は、Ｑ　ｔｏｔａｌ　＝　
Ｑ＊　　・Ｘ　／　Ｄ　＋　Ｑｈ　　・（Ｄ−Ｘ）／Ｄ
＝Ｑ、　　　　・・・（２）となり、入射フォトンエネ
ルギーにより最初に発生した電子（ホール）の総電荷に
等しく、電荷−電圧変換回路により入射エネルギーに比
例した電圧出力が得られる。

また、電子（ホール）が電極間を移動する時間だけ外部
回路に誘導電流が流れる。電子、ホールのそれぞれの電
流ｍ続脂環Ｔｒ＊Ｘ＋Ｔｒｈｘは、となる。

ここで、ｖｄｌｌ＋　　ｖａｋは電子、ホールのドリフ
ト速度で、μ。μ、をそれぞれ電子、ホールの移動度と
し、Ｅを電界とすると、 となる。

また、流れる電流の大きさは、 Ｉ＝１゜＋Ｉ　ｎ　＝　Ｑｍ／　’Ｉ’ｒ＊　＋Ｑｈ／
　Ｔｒｂ　　・・・（５）となる。

ここで、１．Ｉｋはそれぞれ電子、ホールの移動による
電流を示し、Ｔ、、。＋Ｔｒｈは電子、ホールが電極間
を移動するのに要する時間で、Ｔｒａ＝Ｄ／　Ｖａｅ＋
　　　Ｔｒｈ＝　Ｄ／　Ｖｄｈ　　　　−（６１である
。

第１２図は、電子及びホールの移動により生ずる誘導電
流を示す図であるが、電子とホールの移動度が異なって
いるためそれぞれの電流値及び電流ｍ続時間は異なって
いる。尚、同図中７は電子による誘導電流を示し、８は
ホールによる誘導電流を示している。

この電流の積分値が電極面上に誘起される総電荷になる
。即ち、 となる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記第（２）式から明らかなように、入射フォトンのエ
ネルギーは電子の移動により誘起された電荷と、ホール
の移動による電荷の総和により認識することができる。

しかし、通常半導体放射線検出器においては、検出器内
の結晶中を移動中の不純物や空位により電子やホールが
検出器中を移動中に捕獲（トラップ）されてしまうこと
が起こる。トラップによる電子（ホール）の寿命をτＱ
　（τ、）とすると、電子及びホールの移動により誘起
される電荷は、ｑ＝　（ｖａ＠・（Ｌ−ｒ。）／Ｄ・　
（１−ｅに／　Ｔ　ａＶｄａ）＋　（ｙ、ｈ、Ｑｌ、、
　τ、）／Ｄ　、　　（１−ｅ−（Ｄ−Ｘｉ／τａＶｌ
ｋ）・・・（８） となる。

また、ＣｄＴｅ等の効率の高いしかも室温動作型の半導
体検出器においては、ホールの移動度が電子よりもかな
り小さい場合が多く　（ｖｏ＜ｖａ、）、しかもホール
の寿命についても電子よりかなり小さい場合が多い（τ
、（τ。）。

従って、電極面上に誘起される電荷としては、はとんど
電子の移動によるものとなり、ホールの移動による寄与
はわずかになる。従って、（８）式は下記のように近似
される。

ｑ”　（ｖａ、ＨＱ＠　・ｒ。）　／Ｄ　・（１−ｅ−
”””）・・・（９） 故に、電極面上に誘起される総電荷は電子−正孔対の発
生装置（フォトンの入射位置）に依存するようになり、
検出器のエネルギー分解能を著しく劣化してしまう。こ
のため、得られる放射線のエネルギー分布は第１３図に
示すようにフォトピークがはっきりしないものになる。

そこで本発明は、入射フォトンの入射位置によらず入射
エネルギーを忠実に認識することのできるエネルギー高
分解能型の放射線検出回路の提供を目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 入射した放射線エネルギーを電気信号に変換する半導体
放射線検出器と、この検出器の出力に基づき検出器の電
極面上に誘起された総電荷を電圧に変換する電荷−電圧
変換回路と、前記検出器の出力に基づき半導体中の電子
の移動により生ずる誘導電流の電流継続時間Ｔ　ｒｅｘ
を測定する電流継続時間測定回路と、この電流継続時間
Ｔ　ｒ　ａ　Ｋと予め求められた電子の移動度μ。、前
記検出器の電界強さＥとから、 Ｘ＝Ｔ、、、　　・μ。・Ｅ より前記検出器の電極間方向の放射線位置Ｘを検出する
放射線入射位置検出回路と、この放射線入射位置Ｘに基
づき、前記電荷−電圧変換回路の出力を位置Ｘに依存し
ない値に補正する補正回路とを有して放射線検出回路を
構成している。

（作　用） 電荷−電圧変換回路の出力は、入射フォトンエネルギー
に比例したものであるが、これは半導体検出器の電極間
方向のフォトン入射位置Ｘに依存した値となっている。

そこで、電子の移動により生ずる誘導電流の電流継続時
間Ｔ　ｒ　ａ　ｘを測定し、このＴ、。８と既知のパラ
メータより前記フォトン入射位置Ｘを算出する。そして
、この位置Ｘの情報より前記電荷−電圧変換回路の出力
を補正することで、位置Ｘに依存しないフォトンエネル
ギー値が得られるため、高分解能な放射線検出回路が提
供できる。尚、補正回路での具体的な補正演算は、後述
の実施例で示すようにホールの寄与、電子、ホールのト
ラップを考慮するか否かで異なる。

また、半導体検出回路をＮＸＭのマトリックスアレイ状
に配列したものにも適用できる（特許請求の範囲第２項
）。この場合、ＮＸＭの個々の検出器に電荷−電圧変換
回路及び電流継続時間測定回路を接続してもよいのであ
るが、回路数の節減のために特許請求の範囲第３項に示
す接続とすることもできる。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図は、本発明に係る放射線検出回路のブロック図で
ある。

同図において、半導体検出器１１の一端は接地され、他
端はバイアス抵抗ｌＯを介して高圧電源９に接続されて
いる。また、前記半導体検出器１１の例えば高圧側電極
には直流カット用のコンデンサ１２が接続され、この後
段には電荷−電圧変換回路４０が接続されている。

前記電荷−電圧変換回路４０は、増幅器１３゜フィード
バックコンデンサ１４及びフィードバック抵抗１５から
成り、その出力１６として第２図に示す電圧値が得られ
る。尚、同図において１７が入射フォトンのエネルギー
に相当する出力値となる。

一方、本実施例回路では前記電荷−電圧変換回路４０の
出力１６が、フォトン入射位置に依存していることに鑑
みこの出力１６を補正するための各種回路が設けられて
いる。

電流継続時間測定回路５０は、前記検出器１１に入射し
たフォトンにより発生した電子が、電極面に到達するま
で移動することにより生ずる誘導電流の電流継続時間を
計測するものであり、−例として下記の各部より構成さ
れている。

１８は前記誘導電流を電圧に変換するＩ−Ｖコンバータ
であり、その出力電圧の一例を第３図（Ａ）の実線２７
で示す、尚、この出力電圧２７は、電子の移動により誘
導される電流に基づく出力２５と、ホールの移動により
誘導される電流に基づく出力２６との和である。１９は
増幅器であり、前記１−Ｖコンバータ１８の出力を増幅
するものである。２０はトリガ発生器であり、トリガレ
ベル設定部２０′より第３図（Ｂ）に示すトリガレベル
２８が設定され、前記増幅器１９の出力がトリガレベル
２８を越えた時及びトリガレベル２８より下がったとき
にトリガパルスを発する。尚、この電流継続時間測定回
路５０では、電子の移動する誘導電流のｉ続時間を測定
するため、ホールの移動に基づく電圧値２６を増幅した
レベルよりも高いレベルに、前記トリガレベル２８が設
定される。

この両トリガパルス２９．３０を第３図（Ｃ）に示す。

２１は矩形波発生回路であり、前記両トリガパルス２９
．３０に基づき、第３図（Ｄ）に示すような矩形波３１
を発生するものである。２３はＡＮＤ回路であり。前記
矩形波発生回路２１からの矩形波３１と、高速クロック
パルス発生器２２からの高速クロック（第３図（Ｈ）参
照）とを２人力し、これらの論理積をとって出力する。

この結果、ＡＮＤ回路２３の出力は、第３図（Ｆ）に示
すようになる。２４はカウンタであり、前記ＡＮＤ回路
２３の出力をクロックとしてこれをカウントするもので
あり、このカウント値が電子の移動により生じた誘導電
流の電流ｍ続時間に対応することになる。

フォトン入射位置検出回路３２は、前記電流継続時間測
定回路５０の出力に基づき、前記検出器１１の電極間方
向のフォトン入射位置Ｘを検出するものである。即ち、
前記カウンタ２４の出力より電子の移動による誘導電流
の電流継続時間Ｔ１゜８が分かり、かつ、前記検出器１
１での電子の移動度μ。、検出器１１の電界強さＥを予
め計測しておけば、前述した式（２１，＋３１よりＸ　
＝　ＴｒａＫ・１１　ｅ　　・Ｅ　　　　　　　　−Ｑ
ＯＩとして、フォトン位置Ｘを検出できる。

補正回路６０は、前記フォトン入射位置検出回路３２で
のフォトン入射位ＩＸに基づき、前記電荷−電圧変換回
路４０の出力が前記位置Ｘに依存しないように補正する
ための補正項を求める補正項演算回路３３と、この補正
項により前記電荷−電圧変換回路４０の出力を補正する
補正演算回路３４とから構成されている。

ここで、前記補正項の算出及びこの補正項に基づく補正
について説明する。

このために、■ホールの寄与及び電子の捕獲を無視でき
る場合、■ホールの寄与を無視し、電子の捕獲を考慮し
た場合、■ホールの寄与を無視できず、かつ、電子、ホ
ールの捕獲を考慮した場合のそれぞれに場合分けして説
明する。

■　ホールの寄与及び電子の捕獲を無視できる場合 放射線が入射することにより生ずる電荷数は、Ｑ、（電
子）”Ｑｈ（ホール） なる関係があり、かつ、総電荷Ｑ８をもった電子部が検
出器１１の電極間距離りだけ移動したとき、電荷Ｑ０が
外部回路に蓄積されることになる（Ｒａｍｏの定理）。

ここで、電子が電極間距離りを移動するのに要する時間
は、Ｔ１゜、は Ｔ　ｒｅｏ　＝　Ｄ　／　Ｖ　ｄｓ　＝　Ｄ　／　μ。

・Ｅであり、また、これにより生ずる誘導電流Ｉｎ）は
、このケース■ではホールの寄与を無視し、かつ、電子
の捕獲がないと考えると一定と仮定することができ、Ｉ
（ｔ）＝［−と表わせる。

従って、前記電荷Ｑ、は （以下余白） ＝　Ｉｃｅ・　Ｄ／μ。　・　Ｅ となり、Ｉ　ｃｅは、 Ｉｃ、＝Ｑ、（μ。・Ｅ）　／Ｄ と表わせる。

次に、電子が電極間方向の距離Ｘだけ移動する場合を考
えたとき、この際蓄積される信号電荷をＱ、とすると、 となる。ここで、Ｔ１゜Ｘ＝Ｘ／Ｖａａ＝ｘ／（μ。・
Ｅ）であるから、 Ｑ、＝Ｉｃ、・Ｔ９× ＝（Ｑ、・（μ。・Ｅ）／Ｄ）Ｘ　（Ｘ／μ。・Ｅ）＝
Ｑ、・（Ｘ／Ｄ） となる。ここで、Ｑ、は前記電荷−電圧変換回路４０で
求められ（実際にはＱ、に対応する電圧として求められ
る）、Ｘは前記フォトン入射位置検出口路３２で検出さ
れ、Ｄは既知である。従って、前記補正項演算回路３３
で補正項としてＤ／Ｘを求め、補正演算回路３４で、 Ｑ、÷Ｑ８・（Ｄ／Ｘ） を演算することにより、Ｘに依存しない真の電荷Ｑ、を
補正によって求めることができる。

■　ホールの寄与を無視し、電子の捕獲を考慮した場合 この際、誘導室２ｉｔ１（ｔ）　　としては電子の捕獲
（トラップ）を考慮して、 Ｔ　（ｔ）　　＝　Ｉ　ｃｅ　・ｅ　−”でＱとして表
わすことができる。

そうすると、信号電荷Ｑ、は、 ＝Ｉｃｅ・　（−で、）（ｅ−むａｘ／ｆｓ　　　１）
＝Ｉｃｅ’τｍ’　　（１ｅ−”μａｆｅ゛Ｅ）＝６．
−λ、　／Ｄ　（１−ｅｌ−”ハ）となる。但し、λ。

＝μ。・τ。・Ｅである。従って、補正演算回路３４で
、 として、真の電荷を求められる。この場合の補正項はＱ
、に乗算される項であり、Ｄ、μ。、τ。

Ｅは予め求めておき、Ｘはフォトン入射位置検出回路３
２の出力として求められる。

■　ホールの寄与及び電子、ホールの捕獲を考慮した場
合 この場合、誘導電流■（む）は、 ■　（む）　　　＝　　１　　ｅ、ｅ　−ｔ／　τ　自
　＋　ｌ　　ｃｈ　ｅ　　−Ｌ／　τ　ｈとなり、ここ
で１ｃｈ＝Ｑｈ　　’　　（μ、・Ｅ）／Ｄである。

このケース■をさらに、（イ）電子の移動中ホールも移
動している場合（第４図（Ａ）の場合）と、（ｔｌ）電
子の移動中にホールの移動が終了する場合（第４図（Ｉ
ｌｌ））の場合とに分けて説明する。

（イ）即ち、Ｔ　ｒａＸ＜Ｔ　ｒｈ　ｃＯ−Ｘｉ　の場
合であり、ＴｒａＸ　＝　Ｘ、／　μｓ　　ＨＥ、　Ｔ
ｒａ＋ｏ−ｘ＋　　＝　（Ｄ　　ｘ＞のときである。こ
の場合の信号電荷Ｑ、は、＝Ｉｃｅ’τ。（１、−ｔ／
ｒ＠） ＋Ｉｃｈ’　　ｒｈ　　　（１ｅ　−丁ｒａＸ／τ　ｋ
　）＝Ｑ０　（λ、／Ｄ）（１−ｅ→′λ″）＋ｑｈ（
λｈ　／　Ｄ）（ｌ　　ｅ−”μ０゛ｒ０°′）＝Ｑ、
［（λ、／Ｄ）（１−ｅ−”λ″）＋（λｈ　／Ｄ）　
　（１ｅ−””’　”°Ｅ））となる。

上式の右辺でＱｅに乗算される項をＡで表わすと、補正
項は１／Ａとなり、真の電荷Ｑ８は、Ｑ、　＝Ｑ、　　
−１／Ａ を補正乗算回路３４で演算することにより求まる。

尚、補正項１／Ａのうち、電子の移動度μ。及び寿命τ
、、ホールの移動度μ、及び寿命で１．電極間距離りは
予めの測定により既知であり、Ｘはフォトン入射位置検
出回路３２で求められるものである。

（ロ）　　電子の移動中にホールの移動が終了する場合 即ち、Ｔ　ｒ　ａ　ｘ≧Ｔｒｈ（Ｄ−Ｘｌ　の場合であ
り、位置Ｘの関係で表わすとＸ≧□のとき １＋μｈ／μＱ である。この場合の信号電荷Ｑ、は、 ＝Ｑ、（λ、／Ｄ）（１−ｅ−”λ０）＋Ｑ１　（λ　
／Ｄ）　　（１−ｅ−＋１ｌ−Ｘ）／λｈ）＝Ｑ、（（
λ。　／Ｄ）　　　（１−ｅ−”λＱ）＋（λ　／　Ｄ
　）　　（ｌ　　ｅ　−（Ｄ　−Ｘ）　／λ’）　）と
なる。

上式の右辺でＱｅに乗算される項をＢで表わすと、１／
Ｂが補正項となり真の電荷Ｑ、は、Ｑ、＝Ｑ、　　・１
／Ｂ を補正乗算回路３４で演算することにより求まる。

尚、補正項１／Ｂの各パラメータは上記（イ）の場合と
同様に測定により既知である。

以上のように、本実施例回路によれば各ケース■〜■に
応じて所定の補正項をフォトン入射位置Ｘと他のパラメ
ータより求め、電荷−電圧変換回路４０の出力を前記補
正項で補正することにより、前記位置Ｘに依存しない電
荷を検出でき、これにより得られる放射線のエネルギー
特性は第５図に示すようにフォトピークの明確なものに
なる。

なお、上記の補正演算はディジタル値として取り扱うこ
ともできる。即ち、第６図に示すように電荷−電圧変換
回路４０の後段に増幅・波形整形回路３５．Ａ／Ｄ変換
器３６を設け、一方、前記補正項演算回路３３の後段に
Ａ／Ｄ変換器３７を設け、前記補正演算回路３４でディ
ジタル演算を行うことにより前記実施例と等価な補正処
理が可能となる。

さらに、前記実施例では電荷−電圧変換回路４０及び電
流′ｍｍ待時間測定回路０を、検出器１１の高圧電極側
に接続したが、第７図に示すように電流ｍ待時間測定回
路５０を検出器１１のアース電極に接続してもよく、あ
るいは、第７図あ逆の接続方式の他両回路共にアース電
極側に接続することも可能である。

次に、本発明をマトリックスガンマカメラに適用した実
施例について説明する。

マトリックスガンマカメラとは、前述した半導体検出器
１１を第８図に示すように２次元マトリクス状に配列し
たものであり、同図のマス目が１個分の半導体検出器Ｉ
Ｉに対応している。尚、同図では説明の便宜のため４×
４の検出器１１でマトリックスガンマカルラを構成する
ものとしている。

このようなマトリックスガンマカメラの個々の検出器１
１からの信号取り出し法としては、個々の検出器１１に
それぞれ電荷−電圧変換回路を接続する方式が考えられ
るが、本実施例回路−では、高圧側とアース側との両方
から信号を取り出し、高圧側についてはＹ方向の出力端
子を共通にしてＸ方向の出力としくＸＩ　−Ｘ４　）　
、アース側についてはＸ方向の出力端子を共通にしてＹ
方向の出力（ｙ＋　〜Ｙ、）としている。

そして、マトリックスガンマカメラの高圧側の出力端子
Ｘ１〜Ｘ４には、前記実施例で説明した電荷−電圧変換
回路４０．増幅波形回路３５及びＡ／Ｄ変換器３６が順
次接続されている。尚、上記各回路では出力端子の数だ
け設けられ、上記各回路の符号Ａ−Ｄは前記出力端子Ｘ
ｌ−Ｘ４にそれぞれ対応している。

一方、アース側の出力端子Ｙ、−Ｙ、にも、前記実施例
で説明した電流′ｍｍ待時間測定回路０゜フォトン入射
位置検出回路３２．補正項演算回路３３及びＡ／Ｄ変換
器３７が順次接続されている。

尚、高圧側と同様に上記各回路はアース側の出力端子の
数だけ設けられ、上記各回路の符号Ａ−Ｄは出力端子Ｙ
１〜Ｙ４にそれぞれ対応している。

そして、高圧電極側の出力端子Ｘ、〜Ｘ４からの入射フ
ォトンのエネルギー値をディジタル変換するＡ／Ｄ変換
器３６Ａ〜３６Ｄの出力端は全ＣＩ＋短絡されて、前記
補正演算回路３４に入力されるようになっている。また
、アース電極側の出力端子Ｙ１〜Ｙ４からの信号に基づ
き算出された補正項をディジタル変換するＡ／Ｄ変換器
３７Ａ〜３７Ｄの出力端も全ＣＨ短絡されて、前記補正
演算回路３４に人力されるようになっている。この補正
演算回路３４では、前記実施例と同様に、補正項によっ
て入射フォトンのエネルギー値を補正し、フォトン入射
位置Ｘに依存しない補正されたエネルギー値を出力する
ことになる。

また、マトリックスガンマカメラの各検出器１１毎に（
Ｘ、Ｙ位置毎に）、入射フォトンのエネルギー値として
所定レベル以上の入射フォトン数をカウントするために
、ディスクミネータ７１゜高速クロック回路７２．計数
回路７３．Ｘ方向トリガパルス発生回路７４及びＹ方向
トリガパルス発生回路７５が設けられている。

前記Ｘ方向トリガパルス発生回路７４は、前記電荷−電
圧変換回路４０Ａ〜４０Ｄの出力をそれぞれ入力し、該
入力が所定のトリガレベルを越えた際にトリガパルスを
発するトリガパルス発生回路７４Ａ〜？４Ｄで構成され
ている。前記Ｙ方向トリガパルス発生回路７Ｓは、前記
電流継続時間測定回路５０Ａ〜５０Ｄにおける前記トリ
ガ発生器２０からのパルスをそれぞれ入力し、このトリ
ガ発生器２０からの出力パルス（第３図（Ｃ）参照）の
うち最初のパルスに同期したトリガパルスを発するトリ
ガパルス発生回路７５Ａ〜７５Ｄで構成されている。

そして、上記Ｘ方向、Ｙ方向トリガパルス発生回路７４
．７５からのトリガパルスの組み合せによって、マトリ
ックスアレイ上にフォトン入射位置（Ｘ、Ｙ）が認識で
きるようになっている。

一方、前記補正演算回路３４からの出力に基づき、入射
フォトンのエネルギー値として所定レベル以上のパルス
について入射フォトン数をカウントするために、前記デ
ィスクリミネータ７１．高速クロック回路７２及び計数
回路７３が設けられている。前記ディスクリミネータ７
１は、前記補正演算回路３４の出力と高速クロ７り回路
７２からの高速クロックとを入力し、前記補正演算回路
３４の出力が所定のディスクリミネートレベル以上の場
合にはその間に互って前記高速パルスを計数回路７３に
出力し、ディスクリミネートレベル以下の場合には、前
記計数回路７３で計数が行なワレナいように、前記高速
クロックのレベルを変化させるものである。計数回路７
３では、ＡＮＤ回路、カウンター、メモリを含んでマト
リクラスアレイ上に配列されている。そして、前記Ｘ方
向。

Ｙ方向トリガパルス発生回路７４．７５からのトリガパ
ルスのＡＮＤが成立するＸ、　Ｙ位置上のカウンタで、
前記ディスクリミネータ７１を介して入力される高速ク
ロックを積算し、この位１で積算値を記憶することによ
り、フォトン入射位置とそのエネルギー値が検出される
ことになる。

このように、本発明をマトリックスガンマカメラに適用
することにより、個々の検出器１１の電極間方向のフォ
トン入射位置に依存しないエネルギー値が補正演算回路
３４の出力として得られるため、分解能の高いマトリッ
クスガンマカメラを提供することができる。尚、上記実
施例と等価な構成として、電流継続時間測定回路５０を
検出器１１の高圧電極側に接続し、電荷−電圧変換回路
４０を検出器１１のアース電極側に接続することもでき
る。また、マトリックス構成としては上記実施例のよう
にＸ、Ｙ方向の数をＮ個と同数にするものに限らず、Ｎ
ＸＭ個のマトリックス構成とすることもできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、半導体中の電子の
移動により生ずる誘導電流の電流継続時間Ｔ　ｒ　＠　
Ｘを測定し、この時間Ｔ　ｒ　ａ　ｘよりフォトン入射
位置Ｘを検出し、この位置Ｘによって電荷−電圧変換回
路の出力を位置Ｘに依存しない値に補正することができ
るため、入射エネルギーを忠実に認識できる高分解能な
放射線検出回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例回路のブロック図、第２図は
電荷−電圧変換回路の出力を示す図、第３図（Ａ）〜（
Ｆ）は電流継続時間測定回路を構成する各部の出力をそ
れぞれ示す図、第４図（Ａ）　、　（Ｂ）は電子、ホー
ルの発生位置の例を示す図、第５図は本実施例回路によ
りフォトピークの明確になったエネルギー特性を示す特
性図、第６図はディジタル演算を行う変形例を示すブロ
ック図、第７図は電荷−電圧変換回路、電流ｍ待時間測
定回路の接続方式の変形例を示す図、第８図はマトリッ
クスガンマカメラに適用した実施例回路のブロック図、
第９図は半導体検出器に発生したキャリア（電子−正孔
対）を示す図、第１０図はキャリアの動きと電界の変化
を示す図、第１１図はフォトン入射位置とキャリアの移
動距離を示す図、第１２図はキャリアの移動により生じ
た誘導電流を示す図、第１３図はフォトビークの明確で
ないエネルギー特性を示す特性図である。 １１・・・半導体検出器、３２・・・フォトン入射位置
検出回路、４０・・・電荷−電圧変換回路、５０・・・
電流継続時間測定回路、６０・・・補正回路。 （Ａ） （Ｂ） 第４図 ヒ 第　　５　因 区 域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射した放射線エネルギーを電気信号に変換する
   半導体放射線検出器と、この検出器の出力に基づき検出
   器の電極面上に誘起された総電荷を電圧に変換する電荷
   −電圧変換回路と、前記検出器の出力に基づき半導体中
   の電子の移動により生ずる誘導電流の電流継続時間Ｔ＿
   ｒ＿ｅ＿ｘを測定する電流継続時間測定回路と、この電
   流継続時間Ｔ＿ｒ＿ｅ＿ｘと予め求められた電子の移動
   度μ＿ｅ、前記検出器の電界強さＥとから、 Ｘ＝Ｔ＿ｒ＿ｅ＿ｘ・μ＿ｅ・Ｅ より前記検出器の電極間方向の放射線位置Ｘを検出する
   放射線入射位置検出回路と、この放射線入射位置Ｘに基
   づき、前記電荷−電圧変換回路の出力を位置Ｘに依存し
   ない値に補正する補正回路とを有することを特徴とする
   放射線検出回路。
2. （２）半導体放射線検出器はＸ方向にＮ個、Ｙ方向にＭ
   個でＮ列×Ｍ行（Ｎ＝Ｍを含む）のマトリックス状に配
   列されたものである特許請求の範囲第１項記載の放射線
   検出回路。
3. （３）Ｙ方向に沿った各列のＭ個の検出器について高圧
   側又はアース側のうちの一方の出力を共通に取り出した
   出力端子をＸ＿１〜Ｘ＿Ｎとし、Ｘ方向に沿った各行の
   Ｎ個の検出器についての他方の出力を共通にした出力端
   子をＹ＿１〜Ｙ＿Ｍとし、前記検出端子Ｘ＿１〜Ｘ＿Ｎ
   にそれぞれ前記電荷−電圧変換回路を接続し、前記出力
   端子Ｙ＿１〜Ｙ＿Ｎに前記電流継続時間測定回路を接続
   したものである特許請求の範囲第２項記載の放射線検出
   回路。