JP2001339638A

JP2001339638A - ストリークカメラ装置

Info

Publication number: JP2001339638A
Application number: JP2000157025A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mizushima; 廣水島; Kazutaka Suzuki; 一孝鈴木
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2000-05-26
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2001-12-07
Also published as: AU2001258804A1; EP1306652A1; EP1306652A4; US20030128278A1; WO2001090709A1

Abstract

(57)【要約】【課題】被測定試料から放出される中性子線に起因す
るノイズを排除することのできるストリークカメラ装置
を提供すること。【解決手段】ＣＣＤカメラ駆動回路７がインターライ
ン型ＣＣＤカメラ５の動作状態を電荷掃き捨て動作状態
から露光動作状態へと切り換えるタイミングを、制御回
路１０により、試料９から被測定光Ｒが放出される時点
よりも遅延させることによって、被測定光Ｒと同時に試
料９から放出される中性子線によってインターライン型
ＣＣＤカメラ５の内部に発生するノイズを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定光強度の時
間的変化をストリーク像として計測するストリークカメ
ラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のストリークカメラ装置は、図７に
示すように、被測定光強度の時間的変化をストリーク像
へ変換して蛍光面１０１ａ上に形成するストリーク管１
０１と、ストリーク管１０１の蛍光面１０１ａに形成さ
れるストリーク像を増幅して蛍光面１０２ａ上に表示す
るイメージインテンシファイア１０２と、イメージイン
テンシファイア１０２の蛍光面１０２ａに形成される光
像を撮像するフレーム転送型ＣＣＤカメラ１０３と、ス
トリーク管１０１の動作を制御するストリーク掃引回路
１０４と、フレーム転送型ＣＣＤカメラ１０３を駆動す
るＣＣＤカメラ駆動回路１０５とから構成される。ま
た、ストリークカメラ装置の外部には、測定対象である
試料１０７と、試料１０７から被測定光Ｒを放出させる
ためのレーザ装置１０６が備えられている。

【０００３】次に、従来のストリークカメラ装置の動作
を、図７と図８とを参照しながら説明する。レーザ装置
１０６からレーザ光Ｌが試料１０７に照射されると同時
に（図７及び図８（ａ））、試料１０７からＸ線等の被
測定光Ｒが放出される（図７及び図８（ｂ））。この被
測定光Ｒがストリーク管１０１の光電面１０１ｂに入射
するとともに、レーザ装置１０６からのストリーク掃引
トリガ信号Ｔ１を受信したストリーク掃引回路１０４に
よって、ストリーク管１０１にストリーク掃引電圧Ｖｓ
が印加される（図８（ｃ）及び（ｄ））。これにより、
ストリーク管１０１の蛍光面１０１ａには、ストリーク
像が形成される。このストリーク像は、蛍光面１０１ａ
を構成する物質に残光特性があるため、数ｍｓｅｃ間残
光する。また、ストリーク像はイメージインテンシファ
イア１０２により増幅され、増幅されたストリーク像は
イメージインテンシファイア１０２の蛍光面１０２ａに
形成される。このイメージインテンシファイア１０２の
蛍光面１０２ａ上の増幅されたストリーク像は、フレー
ム転送型ＣＣＤカメラ１０３により撮像される。ここ
で、フレーム転送型ＣＣＤカメラ１０３は、ストリーク
掃引回路１０４からのＣＣＤトリガ信号Ｔ２を受信した
ＣＣＤカメラ駆動回路１０５からの指令信号Ｓにより露
光を開始する（図８（ｆ）及び（ｇ））。ここで、露光
開始のタイミングは、図８（ａ）と図８（ｈ）とを比べ
るとわかるように、レーザ光Ｌが試料１０７に照射され
るのと同時である。

【０００４】また、従来のストリークカメラ装置には、
図９に示すように、制御用コンピュータ１０８がレーザ
装置１０６とＣＣＤカメラ駆動回路１０５との間に設け
られたものもある。この制御用コンピュータ１０８か
ら、レーザトリガ信号Ｔ４がレーザ装置１０６へ、また
ＣＣＤトリガ信号Ｔ２がＣＣＤカメラ駆動回路１０５へ
とそれぞれ送信される。このような構成においては、図
１０（ａ）、図１０（ｇ）及び図１０（ｉ）からわかる
ように、レーザトリガ信号Ｔ４がレーザ装置１０６へ送
信される時点よりも一定時間だけ早い時点に、ＣＣＤト
リガ信号Ｔ２がＣＣＤカメラ駆動回路１０５へ送信さ
れ、被測定光Ｒが放出される時点よりも早くフレーム転
送型ＣＣＤカメラ１０３が露光を開始する（図１０
（ｉ））。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のストリ
ークカメラ装置においては、文献Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎ
ｓｔｒｕｍ．，６８（１），Ｊａｎｕａｒｙ１９９７
ｐｐ．６２８〜６３１．に述べられているような問題
がある。その問題を以下に説明する。

【０００６】試料１０７にレーザ光Ｌが照射されると、
試料１０７からはＸ線ばかりではなく中性子線が放出さ
れる。フレーム転送型ＣＣＤカメラ１０３の露光は、上
述の通り、試料１０７にレーザ光Ｌが照射されるのと同
時（すなわち被測定光が放出されるのと同時）、あるい
は照射されるより早く始まるので、露光中のフレーム転
送型ＣＣＤカメラ１０３は中性子線に晒されることにな
る。試料１０７から放出された中性子線がフレーム転送
型ＣＣＤカメラ１０３に入射すれば、フレーム転送型Ｃ
ＣＤカメラ１０３の内部に電荷が誘起される。また、中
性子線から二次的に生成されたα粒子あるいは陽子がフ
レーム転送型ＣＣＤカメラ１０３に入射した場合にも、
フレーム転送型ＣＣＤカメラ１０３の内部に電荷が誘起
される。このようにして生じた電荷は、測定により得よ
うとする信号とともに外部へ転送され、ノイズとして検
出されるという問題があった。

【０００７】また、従来のストリークカメラ装置に使用
されるイメージインテンシファイア１０２には電子増倍
器であるＭＣＰ（図示せず）が内蔵されているが、試料
１０７から放出される中性子線は、このＭＣＰにも影響
を与える。すなわち、中性子線あるいは中性子線から二
次的に発生したα粒子や陽子がＭＣＰに入射すると、Ｍ
ＣＰ内部で電子が発生する。この電子は、ＭＣＰ自体に
より増倍され、イメージインテンシファイア１０２の蛍
光面１０２ａ上に光像を形成する。この中性子線等に起
因した光像はフレーム転送型ＣＣＤカメラ１０３により
撮像され、バックグラウンドノイズとして検出されてし
まうという問題もあった。

【０００８】本発明は、被測定試料から放出される中性
子線に起因するノイズを低減することのできるストリー
クカメラ装置を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係るストリークカメラ装置は、被測定光
強度の時間的変化をストリーク像へ変換するストリーク
管と、ストリーク像を増幅する増幅手段と、増幅手段に
より増幅されたストリーク像を撮像するインターライン
型ＣＣＤカメラと、ストリーク管の動作を制御するスト
リーク掃引回路と、インターライン型ＣＣＤカメラの動
作状態を、電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと
切り換えるＣＣＤカメラ駆動回路と、ＣＣＤカメラ駆動
回路がインターライン型ＣＣＤカメラの動作状態を電荷
掃き捨て動作状態から露光動作状態へと切り換えるタイ
ミングを、被測定光が放出される時点よりも遅延させる
制御回路とを備えることを特徴とする。

【００１０】レーザ光が試料に照射されると、被測定光
であるＸ線とともに中性子線が試料から放出されるが、
中性子線が大量に発生する期間は、試料へのレーザ光入
射後数十μｓｅｃである。一方、ストリーク管で形成さ
れるストリーク像が残像する期間は、概ね数ｍｓｅｃ間
である。たとえば、蛍光面として使用されるＰ−４３の
残光時間（発光強度が１０％まで低下する時間）は約１
ｍｓｅｃである。また、Ｐ−３９のように５０〜１００
ｍｓｅｃもの間残光するものもある。したがって、ＣＣ
Ｄカメラの露光開始をレーザ光照射時点（Ｘ線と中性子
線とが放出される時点）より数十μｓｅｃ遅らせて、中
性子線の強度が充分に減衰してからＣＣＤカメラの露光
を開始すれば、ＣＣＤカメラ露光中の中性子線の影響を
低減することができる。しかも、蛍光面には数ｍｓｅｃ
間残光があるため、ＣＣＤカメラの露光開始タイミング
を遅延させても測定に必要な情報は問題なく得られる。

【００１１】本発明によるストリークカメラ装置は、Ｃ
ＣＤカメラ駆動回路がＣＣＤカメラ（インターライン
型）の動作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光動作状
態へと切り換えるタイミング（すなわちＣＣＤカメラが
露光を開始するタイミング）を、被測定光が放出される
時点よりも遅延させる制御回路を備えている。そのた
め、ＣＣＤカメラが露光を開始するタイミングをレーザ
光照射時点（Ｘ線と中性子線とが放出される時点）より
も一定の遅延時間δ（数十μｓｅｃ）だけ遅延させるこ
とができる。したがって、ＣＣＤカメラは中性子線の強
度が充分に減衰してから露光を開始するので、ＣＣＤカ
メラが露光中に中性子線等から受ける影響を低減するこ
とができる。

【００１２】また、ＣＣＤカメラの露光開始タイミング
をレーザ光照射時点より遅らせるだけでは、中性子線等
がＣＣＤカメラに与える影響を充分に除去できるわけで
はない。すなわち、露光開始以前であっても、中性子線
あるいは中性子線から二次的に生成されるα粒子や陽子
がＣＣＤカメラに入射するとＣＣＤカメラには電荷が誘
起される。この誘起された電荷は、ＣＣＤカメラ内に蓄
積され、露光終了後に、被測定光（Ｘ線）により誘起さ
れた電荷とともに外部へ転送されるので、ノイズとして
観測されてしまう。

【００１３】そこで、本発明のストリークカメラ装置に
おいては、従来のストリークカメラ装置において常用さ
れるフレーム転送型ＣＣＤカメラに替わり、インターラ
イン型ＣＣＤカメラを用いる。このインターライン型Ｃ
ＣＤカメラは、フレーム転送型ＣＣＤカメラに比べて、
ＣＣＤカメラ内に蓄積された電荷を高速に掃き捨てるこ
とができるので、中性子線等が露光開始以前にＣＣＤカ
メラに入射することによってＣＣＤカメラ内に電荷が誘
起されたとしても、その電荷を極めて短時間（遅延時間
δより短かい時間）に掃き捨てることができる。したが
って、インターライン型ＣＣＤカメラが露光開始以前に
被る中性子線等の影響を低減することができる。

【００１４】上記のように、本発明のストリークカメラ
装置においては、ＣＣＤカメラ駆動回路がＣＣＤカメラ
の動作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へ
と切り換えるタイミングを、制御回路により被測定光の
放出時点から遅延させるようにしているので、試料から
放出される中性子線が減衰してから、ＣＣＤカメラの露
光を開始することができる。その結果、ＣＣＤカメラ露
光中に中性子線あるいは中性子線から二次的に生じるα
粒子や陽子に起因するノイズを低減できる。さらに、イ
ンターライン型ＣＣＤカメラを用い、このインターライ
ン型ＣＣＤカメラを露光開始前に電荷掃き捨て動作状態
としておくことによって、インターライン型ＣＣＤカメ
ラ内で中性子線等により誘起される電荷を掃き捨てるこ
とができる。その結果、被測定光と中性子線とが試料よ
り放出された時点から露光が始まる時点までの間にイン
ターライン型ＣＣＤカメラ内で中性子線等により生じる
ノイズをも低減できる。

【００１５】また、本発明によるストリークカメラ装置
においては、上述の制御回路が、ＣＣＤカメラ駆動回路
がインターライン型ＣＣＤカメラの動作状態を電荷掃き
捨て動作状態から露光動作状態へと切り換えるタイミン
グを、被測定光が放出される時点よりも一定期間早い時
点から一定期間遅い時点までの間に設定できるように構
成されるのが好ましい。

【００１６】制御回路を上述のように構成すれば、ＣＣ
Ｄカメラ駆動回路がインターライン型ＣＣＤカメラの動
作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと切
り換えるタイミングを被測定光が放出される時点に対し
て一定期間早い時点から一定期間遅い時点までの間に適
宜調整できる。したがって、測定により得ようとする信
号と中性子線等に起因したノイズとの強度の比（すなわ
ちＳ／Ｎ比）を確認しながら測定を行なえるので、精度
良い測定が可能となる。

【００１７】また、本発明のストリークカメラ装置は、
ストリーク像を増幅する増幅手段を被測定光が放出され
る時点よりも遅延させて駆動するための駆動手段をさら
に備えるよう構成されるのが好ましい。

【００１８】このように構成すれば、ストリーク像を増
幅する増幅手段であるイメージインテンシファイアに内
蔵された電子増倍器であるＭＣＰに電圧を印加するタイ
ミングを、上記の駆動手段によって中性子線の強度が減
衰するまで遅延させることができるので、中性子等の粒
子線がＭＣＰへ与える影響を低減できる。すなわち、被
測定光が放出される時点よりもＭＣＰに電圧を印加する
時点を遅延させれば、中性子線が大量に発生する期間に
は、ＭＣＰには電圧が印加されていないこととなり、中
性子線等によりＭＣＰ内で電子が誘起されたとしても、
この電子が増倍されることはない。したがって、従来の
技術のように遅延させることなくＭＣＰに電圧を印加し
た場合に比べ、中性子等の粒子線によりＭＣＰで生じる
ノイズを数千分の一にまで低く抑えることができる。な
お、中性子線の強度が減衰した数十μｓｅｃ後にＭＣＰ
への電圧を印加するようにしても、ストリーク管の蛍光
面にはストリーク像が数ｍｓｅｃ間継続するので問題な
く測定を行える。

【００１９】また、上記の増幅手段としてＭＣＰを含ま
ない増幅手段を用いるのが好ましい。すなわち、ＭＣＰ
を含まない増幅手段を用いれば、中性子線等がＭＣＰに
影響を与えることがないので、これらの粒子線によるノ
イズを排除できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明によるストリークカメラ装置の実施形態を説明す
る。なお、同一の要素には同一の符号を用いることと
し、重複する説明は省略する。

【００２１】図１は、本発明に係るストリークカメラ装
置の第１の実施形態の構成を示す概略図である。また、
図２は、第１の実施形態によるストリークカメラ装置の
動作を説明する模式図である。

【００２２】本実施形態によるストリークカメラ装置１
は、被測定光強度の時間的変化をストリーク像へと変換
して蛍光面２ａ上に表示するストリーク管２と、ストリ
ーク像を増幅して蛍光面３ａ上に表示するイメージイン
テンシファイア３と、イメージインテンシファイア３の
蛍光面３ａに形成される増幅されたストリーク像を、光
学系４を通して撮像するインターライン型ＣＣＤカメラ
５と、インターライン型ＣＣＤカメラ５の動作状態を電
荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと切り換えるＣ
ＣＤカメラ駆動回路７と、ＣＣＤカメラ駆動回路７がイ
ンターライン型ＣＣＤカメラ５の動作状態を電荷掃き捨
て動作状態から露光動作状態へと切り換えるタイミング
を被測定光Ｒが放出される時点よりも遅延させる制御回
路１０と、ストリーク管２の動作を制御するストリーク
掃引回路６とを備えている。また、ストリークカメラ装
置１の外部には、測定対象である試料９と、試料９を励
起するレーザ装置８とが設けられている。

【００２３】ストリーク管２は、内部が真空に保たれた
円筒状のチューブ２ｂを備えている。このチューブ２ｂ
の被測定光Ｒ（Ｘ線）が入射する面には光電面２ｃが設
けられている。光電面２ｃは光を電子に変換する機能を
有しており、被測定光Ｒが光電面２ｃに入射すると、被
測定光Ｒの入射面と反対側の面から電子が放出される。
また、チューブ２ｂ内部において、光電面２ｃと対向す
る位置に加速電極２ｄが設けられている。この加速電極
２ｄは光電面２ｃで発生した電子を加速するものであ
る。さらに、チューブ２ｂの内部において、加速電極２
ｄに対して光電面２ｃと反対側の位置に一対の偏向板２
ｅが備えられている。この偏向板２ｅには、ストリーク
掃引回路６からストリーク掃引電圧Ｖｓが印加される。
このストリーク掃引電圧Ｖｓによって、加速電極２ｄで
加速された電子は偏向される。さらに、チューブ２ｂの
被測定光Ｒが入射する面と反対側の面には、蛍光面２ａ
が設けられている。この蛍光面２ａには、加速電極２ｄ
で偏向された電子が衝突する。電子が衝突すると蛍光面
２ａは発光するので、蛍光面２ａ上に衝突した電子の分
布に応じた光像、すなわちストリーク像が形成される。
なお、本実施形態及び第２〜４の実施形態においては、
ストリーク管２の蛍光面２ａにはＰ−４３が使用されて
いる。また、チューブ２ｂの外部には、チューブ２ｂの
側面を取り囲むようにコイル２ｆが設けられている。こ
のコイル２ｆは、加速電極２ｄで加速された電子を集束
するものである。

【００２４】ストリーク像を増幅する増幅手段であるイ
メージインテンシファイア３は、光が入射する面がスト
リーク管２の蛍光面２ａと対向するように設けられてい
る。このイメージインテンシファイア３の内部には、電
子増倍器であるＭＣＰ（図示せず）が備えられている。
ストリーク管２の蛍光面２ａ上のストリーク像から発せ
られた光が、イメージインテンシファイア３に入射する
と、入射面に設けられた光電面３ｂの光の入射面と反対
側の面から電子が放出される。この電子はＭＣＰにより
増倍された後に、蛍光面３ａに衝突する。その結果、蛍
光面３ａ上には増幅されたストリーク像が形成される。

【００２５】インターライン型ＣＣＤカメラ５は、光の
入射面がイメージインテンシファイア３の蛍光面３ａと
対向するように設けられており、この蛍光面３ａ上の光
像を撮像する役割を果たす。

【００２６】ＣＣＤカメラ駆動回路７は、インターライ
ン型ＣＣＤカメラ５を駆動するためのものであり、特
に、このインターライン型ＣＣＤカメラ５の動作状態を
電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと切り換える
機能を有する。

【００２７】制御回路１０は、ＣＣＤカメラ駆動回路７
がインターライン型ＣＣＤカメラ５の動作状態を電荷掃
き捨て動作から露光動作へと切り換えるタイミング（露
光開始タイミング）を制御するものである。具体的に
は、制御回路１０は、ストリーク掃引回路６から送信さ
れるＣＣＤトリガ信号Ｔ２を受信すると、一定の遅延時
間δだけ経過した後に遅延ＣＣＤトリガ信号Ｔ３をＣＣ
Ｄカメラ駆動回路７へと送信する機能を有する。

【００２８】このように構成されたストリークカメラ装
置１の動作を図１と図２とを参照しながら説明する。

【００２９】まず、レーザ装置８からレーザ光Ｌが試料
９に照射される以前に、インターライン型ＣＣＤカメラ
５はＣＣＤカメラ駆動回路７により電荷掃き捨て動作状
態に設定される。この動作状態においては、インターラ
イン型ＣＣＤカメラ５内の電荷はすべて外部へ転送され
てしまうので、インターライン型ＣＣＤカメラ５は無電
荷状態にある。

【００３０】パルス状のレーザ光Ｌが試料９に照射され
ると同時に（図２（ａ））、試料９からは被測定光Ｒ
（Ｘ線）が放出される（図２（ｂ））。この被測定光Ｒ
がストリーク管２の光電面２ｃに入射する同時に、光電
面２ｃの被測定光Ｒの入射側とは反対側の面から電子が
放出される。この電子は加速電極２ｄにより加速され、
蛍光面２ａに向かって飛行していく。ここで、電子は、
光電面２ｃに被測定光Ｒが照射されている間放出され続
けるため、ビーム状となって蛍光面２ａへと飛行してい
く。

【００３１】レーザ光Ｌが試料９に照射されるのに先立
ってレーザ装置８からストリーク掃引トリガ信号Ｔ１が
ストリーク掃引回路６へと送信される（図２（ｃ））。
ストリーク掃引回路６は、ストリーク掃引トリガ信号Ｔ
１を受信すると、電圧値が時間に対して直線的に変化す
るストリーク掃引電圧Ｖｓを偏向板２ｅに印加する（図
２（ｄ））。このストリーク掃引電圧Ｖｓにより飛行中
の電子は偏向されて蛍光面２ａに衝突する。電子が衝突
した蛍光面２ａは発光し、蛍光面２ａ上にはストリーク
像が形成される。そして、ストリーク像は、イメージイ
ンテンシファイア３により増幅され、イメージインテン
シファイア３の蛍光面３ａ上に増幅されたストリーク像
が形成される。なお、被測定光Ｒが試料９から放出され
る時点から、イメージインテンシファイア３の蛍光面３
ａ上に増幅されたストリーク像が形成されるまでの間に
時間遅れはなく、被測定光Ｒの放出と同時にイメージイ
ンテンシファイア３の蛍光面３ａ上に増幅されたストリ
ーク像が形成される。

【００３２】また、パルス状のレーザ光Ｌが試料９に照
射されるのと同時に、ストリーク掃引回路６からＣＣＤ
トリガ信号Ｔ２が制御回路１０へと送信される（図２
（ｆ））。ここで、ＣＣＤトリガ信号Ｔ２がストリーク
掃引回路６から送信されるのと、制御回路１０がＣＣＤ
トリガ信号Ｔ２を受信されるのは同時である。制御回路
１０は、ＣＣＤトリガ信号Ｔ２を受信すると、一定の遅
延時間δだけ経過してから、遅延ＣＣＤトリガ信号Ｔ３
をＣＣＤカメラ駆動回路７へと送信する（図２
（ｇ））。遅延ＣＣＤトリガ信号Ｔ３が制御回路１０か
ら送信されるのと、ＣＣＤカメラ駆動回路７に遅延ＣＣ
Ｄトリガ信号Ｔ３が受信されるのは同時である。そし
て、ＣＣＤカメラ駆動回路７は、遅延ＣＣＤトリガ信号
Ｔ３を受信すると同時に、指令信号Ｓをインターライン
型ＣＣＤカメラ５へと発信する。インターライン型ＣＣ
Ｄカメラ５の動作状態は、この指令信号Ｓを受信すると
同時に、電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと切
り換わる。すなわち、インターライン型ＣＣＤカメラ５
は露光を開始する（図２（ｊ））。このようにして、イ
メージインテンシファイア３の蛍光面３ａ上に形成され
た増幅されたストリーク像が光学系４を通してインター
ライン型ＣＣＤカメラ５により撮像される。

【００３３】以上説明したように、試料９から被測定光
Ｒが放出される時点と、制御回路１０がＣＣＤトリガ信
号Ｔ２を受信する時点は同時である。また、遅延ＣＣＤ
トリガ信号Ｔ３が制御回路１０から送信される時点と、
インターライン型ＣＣＤカメラ５の動作状態は電荷掃き
捨て動作状態から露光動作状態へと切り換わる時点は同
時である。遅延ＣＣＤトリガ信号Ｔ３が制御回路１０か
ら送信される時点は、制御回路１０がＣＣＤトリガ信号
Ｔ２を受信する時点に対して遅延時間δ分だけの遅れが
ある。したがって、インターライン型ＣＣＤカメラ５の
動作状態は電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと
切り換わる時点、すなわちインターライン型ＣＣＤカメ
ラ５が露光を開始する時点は、試料９から被測定光Ｒが
放射される時点よりも遅延時間δだけ遅延される。

【００３４】本実施形態のストリークカメラ装置におい
ては、制御回路１０により、被測定光Ｒが放出される時
点よりも一定の遅延時間δの後にインターライン型ＣＣ
Ｄカメラ５が露光を開始するよう構成されているため、
図２（ｅ）と図２（ｊ）とを比較するとわかるように、
試料９から放出された中性子線が充分に減衰してからイ
ンターライン型ＣＣＤカメラ５が露光を開始する。その
ため、インターライン型ＣＣＤカメラ５が露光中に受け
る中性子線等の影響は低減される。また、ＣＣＤカメラ
５はインターライン型であり、露光開始以前にはＣＣＤ
カメラ駆動回路７により電荷掃き捨て動作状態に設定さ
れる。したがって、Ｘ線と同時に放出された中性子線あ
るいは中性子線から二次的に生成されるα線や陽子がイ
ンターライン型ＣＣＤカメラ５に入射しても、これらの
粒子線によりインターライン型ＣＣＤカメラ５内に誘起
された電荷は掃き捨てられ、ノイズとして検出されるこ
とはない。また、インターライン型ＣＣＤカメラ５が露
光を開始する時点においては、ストリーク管２の蛍光面
２ａの残光作用によりストリーク像が残像しているの
で、ストリーク像はインターライン型ＣＣＤカメラ５に
より撮像される（図２（ｈ）、図２（ｉ）及び図２
（ｊ）を参照）。したがって、中性子線等に起因したノ
イズが低減された状態で、被測定光Ｒにより形成される
ストリーク像を測定することができる。

【００３５】次に、本発明によるストリークカメラ装置
の第２の実施形態を説明する。

【００３６】図３は、本発明によるストリークカメラ装
置の第２の実施形態の構成を示す概略図である。図４
は、第２の実施形態によるストリークカメラ装置の動作
を説明するための模式図である。

【００３７】第２の実施形態によるストリークカメラ装
置２０においては、第１の実施例における制御回路１０
の替わりに、図３に示すように、制御回路１２がレーザ
装置８とＣＣＤカメラ駆動回路７とに接続されるよう設
けられている。この制御回路１２により、レーザ装置８
からレーザ光Ｌが試料９へと放出されるタイミングと、
ＣＣＤカメラ駆動回路７がインターライン型ＣＣＤカメ
ラの動作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態
へと切り換えるタイミングとが制御される。

【００３８】第２の実施形態によるストリークカメラ装
置２０において、試料９から放出された被測定光Ｒによ
り形成されるストリーク像が、イメージインテンシファ
イア３により増幅され、イメージインテンシファイア３
の蛍光面３ａに増幅されたストリーク像が形成されると
いう一連の動作は、第１の実施形態のストリークカメラ
装置１における動作と同様である。以下、動作の異なる
点について説明する。

【００３９】ストリークカメラ装置２０においては、制
御回路１２からレーザトリガ信号Ｔ４がレーザ装置８へ
と送信され、このレーザトリガ信号Ｔ４を受信したレー
ザ装置８からレーザ光Ｌが試料９へと放出される。さら
に、制御回路１２からＣＣＤトリガ信号Ｔ５がＣＣＤカ
メラ駆動回路７へと送信される。そして、このＣＣＤト
リガ信号Ｔ５を受信したＣＣＤカメラ駆動回路７からの
指令信号Ｓにより、インターライン型ＣＣＤカメラ５の
動作状態は電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと
切り変わる。（すなわち露光が開始される。）ここで、
インターライン型ＣＣＤカメラ５が露光を開始するタイ
ミングは、制御回路１２から送信されるレーザトリガ信
号Ｔ４とＣＣＤトリガ信号Ｔ５との送信時点の差により
任意に決定される。例えばＣＣＤトリガ信号Ｔ５をレー
ザトリガ信号Ｔ４よりも早く送信するようにすれば、イ
ンターライン型ＣＣＤカメラ５は被測定光Ｒの放出時点
よりも早く露光を開始する（図４（ｅ））。また、ＣＣ
Ｄトリガ信号Ｔ５とレーザトリガ信号Ｔ４とを同時に送
信するようにすれば、インターライン型ＣＣＤカメラ５
は被測定光Ｒの放出と同時に露光を開始する（図４
（ｆ））。さらに、ＣＣＤトリガ信号Ｔ５をレーザトリ
ガ信号Ｔ４よりも遅く送信するようにすれば、インター
ライン型ＣＣＤカメラ５は被測定光Ｒの放出時点よりも
遅く露光を開始する（図４（ｇ））。

【００４０】このように、第２の実施形態においては、
ＣＣＤカメラ駆動回路７がインターライン型ＣＣＤカメ
ラ５の動作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光動作状
態へと切り換えるタイミング（露光開始タイミング）
を、制御回路１２によって被測定光Ｒが放出される時点
よりも一定期間早い時点から一定期間遅い時点までの間
に任意に設定できるよう構成したので、得ようとする信
号と中性子線等に起因したノイズとの強度の比（すなわ
ちＳ／Ｎ比）を確認しながら、測定を行うことができ
る。そのため、測定の精度を向上させることができる。

【００４１】なお、第２の実施形態のストリークカメラ
装置２０においては、インターライン型ＣＣＤカメラの
露光開始タイミングを、被測定光Ｒが放出される時点よ
りも一定期間早い時点から一定期間遅い時点までの間に
設定するよう制御回路１２を構成されるが、その設定可
能範囲については、試料の材質、ストリーク管２及びイ
メージインテンシファイア３の蛍光面３ａの残光時間、
レーザ光の強度あるいはレーザ光照射時間などの測定条
件を勘案して決定すれば良い。

【００４２】次に、本発明によるストリークカメラ装置
の第３の実施形態を説明する。

【００４３】図５は、本発明によるストリークカメラ装
置の第３の実施形態の構成を示す概略図である。図６
は、第２の実施形態によるストリークカメラ装置の動作
を説明する模式図である。

【００４４】第３の実施形態によるストリークカメラ装
置３０おいては、第１の実施形態の構成に加えて、図５
に示すように、ストリーク像を増幅する増幅手段を駆動
するイメージインテンシファイア駆動回路１１が設けら
れている。このイメージインテンシファイア駆動回路１
１は、制御回路１０と結線されており、遅延ＣＣＤトリ
ガ信号Ｔ３を受信する。この場合、イメージインテンシ
ファイア駆動回路１１と制御回路１０とによって、スト
リーク像を増幅する増幅手段（イメージインテンシファ
イア３）を被測定光Ｒが放出される時点よりも遅延させ
て駆動するための駆動手段が構成される。

【００４５】第３の実施形態のストリークカメラ装置に
おいては、試料９から放出される被測定光Ｒの強度の時
間的変化がストリーク管２の蛍光面２ａ上にストリーク
像として表示される動作は、上述した第１の実施形態の
動作と同様である。以下では、第１の実施形態の動作と
異なる点についてのみ説明する。

【００４６】制御回路１０からの遅延ＣＣＤトリガ信号
Ｔ３は、ＣＣＤカメラ駆動回路７ばかりではなく、イメ
ージインテンシファイア駆動回路１１へも送信される。
イメージインテンシファイア駆動回路１１は、遅延ＣＣ
Ｄトリガ信号Ｔ３を受信すると同時にイメージインテン
シファイア３内のＭＣＰ（図示せず）に電圧を印加す
る。この時点において、ストリーク管２の蛍光面２ａ上
にストリーク像が残像しているので、ストリーク像は、
イメージインテンシファイア３により増幅され、イメー
ジインテンシファイア３の蛍光面３ａ上に増幅されたス
トリーク像が形成される（図６（ｉ））。一方、遅延Ｃ
ＣＤトリガ信号Ｔ３は、イメージインテンシファイア駆
動回路１１に受信されるのと同時にＣＣＤカメラ駆動回
路７にも受信されるので、ＣＣＤカメラ駆動回路７がイ
ンターライン型ＣＣＤカメラの動作状態を電荷掃き捨て
動作状態から露光動作状態へと切り換えるタイミング
は、イメージインテンシファイア３内のＭＣＰへの電圧
が印加されるのと同時である。（図６（ｇ）、図６
（ｉ）及び（ｊ））。すなわち、イメージインテンシフ
ァイア３の蛍光面３ａ上に増幅されたストリーク像が形
成されるのと同時に、インターライン型ＣＣＤカメラ５
の動作状態は電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へ
と切り換えられ、蛍光面３ａ上の増幅されたストリーク
像は光学系４を通してインターライン型ＣＣＤカメラ５
により撮像される。

【００４７】以上のように、第３の実施形態において
は、イメージインテンシファイア駆動回路１１を設け、
このイメージインテンシファイア駆動回路１１が制御回
路１０からの遅延ＣＣＤトリガ信号Ｔ３を受信するよう
に構成されているので、インターライン型ＣＣＤカメラ
５の露光ばかりでなく、イメージインテンシファイア３
内の電子増倍器であるＭＣＰへの電圧印加をも遅延させ
ることができる。そのため、図６（ｅ）と図６（ｉ）を
比較すると分かるように、試料９から放出される中性子
線が充分に減衰してから、ＭＣＰへ電圧が印加される。
その結果、中性子線あるいは中性子線から二次的に生成
されるα粒子や陽子によりＭＣＰにおいて誘起される電
子がＭＣＰにより増倍されることはなく、ＭＣＰに与え
る中性子線等の影響を低減できる。

【００４８】次に、本発明によるストリークカメラ装置
の第４の実施形態を説明するが、この実施形態では、第
１の実施形態において使用されたＭＣＰを内蔵したイメ
ージインテンシファイア３に替わり、ＭＣＰを含まず構
成されたイメージインテンシファイアが使用される。そ
の他の装置構成及び測定動作はすべて第１の実施形態と
同一である。

【００４９】中性子線等がイメージインテンシファイア
に与える影響は、主にＭＣＰに対するものなので、ＭＣ
Ｐを含まないイメージインテンシファイアであれば、中
性子線等がイメージインテンシファイアに与える影響を
抑えることができる。

【００５０】本発明は、上述した実施形態に限定される
ものではなく、さらに様々な変形が可能である。

【００５１】上記第１の実施形態においては、ストリー
ク掃引回路６とＣＣＤカメラ駆動回路７との間に制御回
路１０を設けるよう構成したが、これに限られるもので
はない。インターライン型ＣＣＤカメラ５の露光開始タ
イミングを被測定光Ｒが放出される時点に対して遅延さ
せることができれば、制御回路１０を例えばＣＣＤカメ
ラ駆動回路７とＣＣＤカメラ５との間に設けるようにし
てもよい。

【００５２】また、上記第２の実施形態において、スト
リーク像を増幅する増幅手段であるイメージインテンシ
ファイア３を、被測定光Ｒが放出される時点より遅延さ
せて駆動するため駆動手段を備えるよう構成し、ＭＣＰ
への電圧印加のタイミングを遅延させるようにしてもよ
い。

【００５３】また、第２の実施形態のストリークカメラ
装置２０において、第４の実施形態のストリークカメラ
装置３０に用いたＭＣＰを含まず構成されたイメージイ
ンテンシファイアを使用するようにしてもよい。

【００５４】また、上記のいずれの実施形態において
も、蛍光面としてＰ−４３を有するストリーク管を用い
たが、どのような蛍光物質からなる蛍光面を選択するか
については、蛍光面の残光時間と中性子線が大量に発生
する期間とを考慮して決定すれば良い。

【００５５】また、中性子線等が影響を与えるのは主に
はＣＣＤカメラとＭＣＰであるが、中性子線等がイメー
ジインテンシファイア３の蛍光面３ａへ衝突し、蛍光面
３ａ上に中性子線等による光像が形成される可能性が僅
かながらある。このような中性子線等によるイメージイ
ンテンシファイア３の蛍光面３ａへの影響を排除するた
めには、残光の短い蛍光物質をイメージインテンシファ
イア３の蛍光面３ａとして使用するのが好ましい。すな
わち、残光時間が短ければ、中性子線等がイメージイン
テンシファイア３の蛍光面３ａに衝突した場合でも、イ
ンターライン型ＣＣＤカメラ５が露光を開始する以前
に、蛍光面３ａ上の中性子線等により形成される光像は
短時間で減衰する。したがって、中性子線等による光像
がインターライン型ＣＣＤカメラ５により撮像され難く
なる。そのため、中性子線等が蛍光面に与える影響を低
減できる。

【００５６】

【発明の効果】上記のように、本発明のストリークカメ
ラ装置においては、ＣＣＤカメラ駆動回路がＣＣＤカメ
ラの動作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態
へと切り換えるタイミングを、制御回路により被測定光
の放出時点から遅延させるようにしているので、試料か
ら放出される中性子線が減衰してから、ＣＣＤカメラの
露光を開始することができる。その結果、ＣＣＤカメラ
露光中に中性子線あるいは中性子線から二次的に生じる
α粒子や陽子に起因するノイズを低減できる。さらに、
インターライン型ＣＣＤカメラを用い、このインターラ
イン型ＣＣＤカメラを露光開始前に電荷掃き捨て動作状
態としておくことによって、インターライン型ＣＣＤカ
メラ内で中性子線により誘起される電荷を掃き捨てるこ
とができる。その結果、被測定光と中性子線とが試料よ
り放出された時点から露光が始まる時点までの間にイン
ターライン型ＣＣＤカメラ内で中性子線等により生じる
ノイズをも低減できる。

【００５７】また、本発明によるストリークカメラ装置
において、ＣＣＤカメラ駆動回路がインターライン型Ｃ
ＣＤカメラの動作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光
動作状態へと切り換えるタイミングを、被測定光が放出
される時点よりも一定の期間早い時点から遅い時点まで
の間に設定する制御回路を備えるよう構成すれば、得よ
うとする信号と中性子線等に起因したノイズとの強度の
比（すなわちＳ／Ｎ比）を確認しながら、測定を行うこ
とができる。そのため、測定の精度を向上させることが
できる。

【００５８】また、本発明によるストリークカメラ装置
において、ストリーク像を増幅する増幅手段を被測定光
が放出される時点よりも遅延させて駆動するための駆動
手段を設けて、この駆動手段により、ストリーク像を増
幅する増幅手段に内蔵されたＭＣＰに電圧を印加するタ
イミングを遅延させるようにすれば、中性子線が大量に
発生する期間には、ＭＣＰには電圧が印加されないの
で、中性子線等によりＭＣＰ内で電子が誘起されたとし
ても、この電子が増倍されることはない。したがって、
中性子等の粒子線により増幅手段で生じるノイズを低減
することができる。

【００５９】また、ＭＣＰを含まない増幅手段を用いる
ようにすれば、中性子等がＭＣＰに影響を与えることが
なく、これらの粒子線により増幅手段で生じるノイズを
排除できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るストリークカメラ装置の第１の実
施形態の構成を示す概略図である。

【図２】第１の実施形態によるストリークカメラ装置の
動作を説明するための模式図である。

【図３】本発明に係るストリークカメラ装置の第２の実
施形態の構成を示す概略図である。

【図４】第２の実施形態によるストリークカメラ装置の
動作を説明するための模式図である。

【図５】本発明に係るストリークカメラ装置の第３の実
施形態の構成を示す概略図である。

【図６】第３の実施形態によるストリークカメラ装置の
動作を説明するための模式図である。

【図７】従来のストリークカメラ装置の第１例の構成を
示す概略図である。

【図８】第１例の従来のストリークカメラ装置の動作を
説明するための模式図である。

【図９】従来のストリークカメラ装置の第２例の構成を
示す概略図である。

【図１０】第２例の従来のストリークカメラ装置の動作
を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１…ストリークカメラ装置、２…ストリーク管、３…イ
メージインテンシファイア、５…インターライン型ＣＣ
Ｄカメラ、６…ストリーク掃引回路、７…ＣＣＤカメラ
駆動回路、８…レーザ装置、９…試料、１０…制御回
路、１１…イメージインテンシファイア駆動回路、１２
…制御回路、２０…ストリークカメラ装置、３０…スト
リークカメラ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G001 AA07 CA01 CA04 DA01 DA09 FA21 GA09 GA12 HA12 HA13 JA11 5C022 AA14 AA15 AB01 AB37 AC42 5C024 AX13 AX16 CX03 GY04 GZ01 HX02 HX03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定光強度の時間的変化をストリーク
像へ変換するストリーク管と、前記ストリーク像を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅されたストリーク像を撮像する
インターライン型ＣＣＤカメラと、前記ストリーク管の動作を制御するストリーク掃引回路
と、前記インターライン型ＣＣＤカメラの動作状態を、電荷
掃き捨て動作状態から露光動作状態へと切り換えるＣＣ
Ｄカメラ駆動回路と、前記ＣＣＤカメラ駆動回路が前記インターライン型ＣＣ
Ｄカメラの動作状態を電荷掃き捨て動作状態から露光動
作状態へと切り換えるタイミングを、被測定光が放出さ
れる時点よりも遅延させる制御回路と、を備えることを
特徴とするストリークカメラ装置。
【請求項２】前記制御回路が、前記ＣＣＤカメラ駆動
回路が前記インターライン型ＣＣＤカメラの動作状態を
電荷掃き捨て動作状態から露光動作状態へと切り換える
タイミングを、被測定光が放出される時点よりも一定期
間早い時点から一定期間遅い時点までの間に設定できる
ように構成されていることを特徴とする請求項１に記載
のストリークカメラ装置。
【請求項３】被測定光が放出される時点よりも遅延さ
せて前記増幅手段を駆動する駆動手段をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のストリークカメ
ラ装置。
【請求項４】前記増幅手段がＭＣＰを含まず構成され
ていることを特徴とする請求項１又は２に記載のストリ
ークカメラ装置。