JP2004207980A - Light distribution type imaging device and imaging method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging device capable of photographing an object to be photographed at a high signal-to-noise ratio, and moreover with sureness. <P>SOLUTION: The object which can be a subject of imaging is converted into a fluorescent image, and the fluorescent image is distributed into two fluorescent images by an optical distribution section 2. The object which is a subject for imaging can be photographed at a high S/N ratio, by using one of the distributed images, and obtaining gate-on signals for the shutter of an imaging section 4 for photographing the remaining one fluorescent image, and an electron multiplier for amplifying a fluorescent image to be inputted into the imaging section. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然界に、不規則に発生する事象を高速で検知し、その事象を記録できる撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自然界で不規則に発生する事象、例えば微弱な電磁波の到来や移動あるいは光の発生および消失等をナノ秒程度で認識して記録するため、事象を認識する検出装置と、検出装置による検出結果に基づいて生成されるトリガが与えられることで動作される記録装置を用いる方法が既に実用化されている。
【0003】
例えばナノ秒程度で動作可能な撮像装置を、検出された事象の存在期間内で動作させることで、比較的容易に、記録すべき事象を撮像することができる。
【0004】
検出装置(トリガ出力部)は、例えば事象をナノ秒以下の期間で認識できる高速検出器等と信号処理回路等を含む。
【0005】
信号処理回路は、高速検出器により検出された事象が撮像すべき事象であるか否かを特定するための任意数の論理回路を含む。
【0006】
撮像装置は、論理回路から出力される特定の論理結果をトリガとして、撮像すべき事象を撮像可能に動作される。すなわち、特定の論理結果を生起させた特別な事象が選択的に撮像される。
【0007】
なお、事象が発生する空間または領域の大きさや事象そのものの大きさ等に起因する制約と撮像装置およびまたは検出装置の大きさや配置上の制約とにより、検出装置で検出される事象と撮像装置で撮像される事象は、必ずしも同一とはならない。
【0008】
なお、撮像すべき事象の多くは、存在(現出)時間が非常に短いため、撮像装置を動作させるタイミングすなわち検出装置で事象を認識するために要求される時間を短くすることも重要である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述した通り、検出装置により検出される事象と撮像装置により撮像される事象は、異なる場合が多い。
【0010】
このため、撮像装置で撮像された事象とトリガが出力された時点(瞬間)に検出装置で検出されている事象とが、必ず一致されるとは限らず、撮像された事象が無駄になる問題がある。このことは、本来撮像すべき事象を撮像し損なうことに他ならない。
【0011】
本発明の目的は、撮像すべき事象を、高い信号対ノイズ比で、しかも確実に撮像可能な撮像装置を提供することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した問題点に基づきなされたもので、
蛍光像を撮像する撮像機構と、
撮像対象となりうる事象を蛍光像に変換する第1のイメージ増倍管と、
前記撮像機構と前記第1のイメージ増倍管との間に設けられ、前記第1のイメージ管から出力された上記蛍光像を、第1の蛍光像と第2の蛍光像とに分離するとともに、上記第2の蛍光像を前記撮像機構に案内するディストリビュータと、
前記ディストリビュータにより分離された上記第1の蛍光像から前記撮像機構を動作させるための撮像タイミングを規定するタイミング設定装置と、
を有することを特徴とする光分配型撮像装置である。
【0013】
またこの発明は、
入力情報を蛍光およびその分布に変換し、増幅する入力検出装置と、
この入力検出装置により変換された蛍光および分布を撮像する撮像機構と、
この撮像機構と前記入力検出装置との間に設けられ、前記入力検出装置により得られた蛍光およびその分布を所定の光強度の2つの蛍光およびその分布に分離する分離装置と、
この分離装置により分離され、前記撮像機構に案内される蛍光およびその分布とは異なる蛍光および分布から前記撮像機構を動作させるタイミングを設定するタイミング設定装置と、を有し、
前記入力検出装置は、入力情報である電磁波を一旦蛍光およびその分布に変換し、出力された蛍光およびその分布を光−電子変換し、得られた電子を増幅したのちの蛍光およびその分布に変換して出力する第1のイメージインテンシファイアを含み、
前記撮像機構は、近接型電子増倍器を含み、近接型電子増倍器の動作タイミングが外部からのトリガにより任意に設定可能な入力ゲート付きイメージインテンシファイアと、近接型電子増倍器に指示される動作タイミングにあわせて撮像動作が制御されるカメラとを含み、
前記タイミング設定装置は、前記入力検出装置に入力された入力情報の強度または移動方向もしくはその両者を特定可能な信号処理回路付きのマルチアノードフォトマルチプライヤを含み、
上記マルチアノードフォトマルチプライヤから出力される上記入力情報の強度または移動方向もしくはその両者が特定された結果に基づいて、上記撮像装置に撮像タイミングとしてのトリガを供給することで同一の蛍光およびその分布から得られたトリガ信号により任意の入力情報のみを撮像可能な光分配型撮像装置である。
【0014】
さらにこの発明は、
任意に発生する事象を受光し、
受光した蛍光像を第1の蛍光像と第2の蛍光像とに分配し、
第1の蛍光像に基づいて、受光した蛍光像の強度または移動方向もしくはその両方を特定し、
特定した結果に基づいて、撮像タイミングとしてのトリガを生成し、
生成されたトリガにより増幅装置を動作させて第2の蛍光像を増幅し、増幅された蛍光像を撮像することを特徴とする撮像方法である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【0016】
図1は、請求の範囲の理解を助けるために、撮像装置の構成を概略的に示している。
【0017】
図1に示される通り、記録装置すなわち光分配型高速撮像装置(以下、撮像装置と表記する)は、例えば自然界でランダムに現出(発生)する事象、すなわち微弱な電磁波の到来や光の発生および消失あるいは、それらの移動等を、蛍光およびその集合体である蛍光像に変換する事象入力部1、事象入力部1により蛍光像に変換された蛍光像出力(以下、単に蛍光像と表記する)を(互いに強度が異なる)2つの蛍光像に分配するディストリビュータ(光分配部)2、光分配部2により分配された一方の蛍光像に基づいて所定の信号を生成する信号処理部3および分配された他の一方の蛍光像を記録する撮像部4を有する。
【0018】
なお、撮像部4は、光分配部2により2つに分配された蛍光像のうち、強度の大きな(明るい)蛍光像が案内される側に配置される。
【0019】
図2は、図1に示した撮像装置の具体的な構成の一例を説明するための概略図である。
【0020】
事象入力部1は、所定波長の電磁波の到来(入力部1への電磁波の入射)や移動(主要な成分が入力部1とは異なる方向に定義されている電磁波の時間的な変位)を検出し、電磁波の強度に対応する蛍光像を出力可能なイメージインテンシファイア11を含む。
【0021】
光分配部2は、イメージインテンシファイア11から出力される蛍光像の光の波長に対して所定の透過率が与えられた光学部材21を含む。
【0022】
信号処理部3は、光学部材21により2つ分配された蛍光像のうちの一方を受光し、その蛍光像の強度に対応する電気信号を出力する光電変換部31と、光電変換部31から出力された電気信号の特徴を取り出す論理回路部32を有する。
【0023】
撮像部4は、光学部材21により2つに分配された蛍光像の他の一方を受光してその強度を増幅する第2のイメージインテンシファイア41と、イメージインテンシファイア41から出力される出力蛍光像すなわち蛍光の集合体もしくはその集合体を構成する蛍光を撮像する撮像装置42と、第2のイメージインテンシファイア41に蛍光像O3が入力される時点を、ビームスプリットミラー21により蛍光像O1が2つの蛍光像に分配された時点から所定の期間(タイミング)に設定可能な期間最適化機構(遅延機構)43と、を含む。遅延機構43は、ビームスプリットミラー21と第2のイメージインテンシファイア41との間に位置されている。
【0024】
図3は、図1および図2を用いて説明した撮像装置(記録装置)の動作を説明する概略図である。
【0025】
図3に示されるように、事象入力部1のイメージインテンシファイア11は、入力側すなわち所定波長の電磁波が到来する側に位置され、入射した電磁波を受け入れて光電変換する光電子変換面12と、入力側に対向する出力側に位置され、イメージインテンシファイア11により増幅された電磁波を蛍光像すなわち可視像に変換して出力する出力蛍光面13を有する。なお、光電子変換面12と出力蛍光面13との間には、電源装置14により、例えば20kVの高電圧が供給されている。
【0026】
より詳細には、入力部1により受け入れられた事象すなわち前に説明した電磁波や光の発生および消失は、光電子変換面12により電子E1に変換される。
【0027】
電子E1は、加速電極および集束電極15に印加されている例えば20kVの高電圧により加速され、予め設定されている増幅率で増幅されて、蛍光面13に集束される。よって、蛍光面13の出力側には、光電子変換面12に入力された電磁波が所定の増幅率で増幅された蛍光像O1が出力される。なお、この実施例では、イメージインテンシファイア11として、例えば光電子変換面12の直径が10cmで、蛍光面13の直径が2.5cmの倍率0.25のイメージインテンシファイアを用いている。また、光電子変換面12に、更に口径の大きなイメージインテンシファイアを用いることで入力される電磁波を受け入れる感度を高めることができる。
【0028】
イメージインテンシファイア11の蛍光面13から出力された蛍光像O1は、光分配部2の光学部材(ディストリビュータ)21により、所定強度の2つの蛍光像すなわち第1および第2の蛍光像O2,O3に分配される。なお、ディストリビュータ21は、入射蛍光像O1の一部を反射し、残りを透過するビームスプリットミラーである。
【0029】
ビームスプリットミラー21は、一種のハーフミラーであって自身を通過する光の強度(光量、以下透過率と示す)と透過されずに反射される光の強度(光量、以下反射率と示す)が、自身の吸収による透過率の低下を考慮しない場合に、例えば30(透過率)対70(反射率)に設定されている。なお、図3に示した例では、透過率(1−反射率)は、後段に設けられる撮像部4の撮像装置側に多くの光量(の蛍光像)を供給可能に、入射蛍光像O1の光強度の1/2未満、透過率と反射率の比として、例えば45対55あるいは35対65、もしくは25対75等に設定可能である。
【0030】
また、ここでは、撮像部4側に多くの光量を供給可能に、ビームスプリットミラー21の透過率を設定した例を説明したが、撮像部4側に供給される蛍光像の光量は任意に設定できる。例えば、撮像部4側に供給される蛍光像の光量が少ない場合には(その光量を)撮像装置の前段で、適切に増幅すればよい。
【0031】
信号処理部3には、ビームスプリットミラー21により分配され、光路23に沿って進む第1の蛍光像O2が入射される。一方、撮像部4には、光路25に沿って進む第2の蛍光像O3が入射される。
【0032】
信号処理部3は、前に説明した通り、光電変換部31と論理回路部32とゲート/シャッタ制御回路33を含む。
【0033】
光電変換部31には、2次元位置検出器(例えばマルチアノードフォトマルチプライヤ)が用いられる。
【0034】
マルチアノードフォトマルチプライヤ31には、m(=8)行×n(=8)列=A(=64)ch(チャネル)に区分されたメッシュダイノードを有し、蛍光像O2が入力されたダイノードのアノードからのみ、蛍光像O2を光電変換して得られた電子E2が出力される。なお、マルチアノードフォトマルチプライヤ31の各アノードに入射された蛍光像が光電変換され、電子E2として出力されるまでに要求される時間は、10−9秒(1ナノ秒)程度である。
【0035】
マルチアノードフォトマルチプライヤ31の任意のアノードから出力された電子E2は、図4を用いて以下に詳細に説明するが、論理回路部32の例えば弁別回路(例えば波高弁別器)321および322により現出時期を設定可能に検出される。すなわち、各弁別回路321,322の出力は、マルチアノードフォトマルチプライヤ31の各アノードから出力される電子E2のX軸方向(m行)とY軸方向(n列)のそれぞれに関する位置情報を含む。従って、例えば、個々の弁別回路321,322に、マルチアノードフォトマルチプライヤ31から電子E2が出力されている全ての期間について、アノード上の位置(m×n座標)と個々の電子E2が出力された時間とを関係づける(演算する)ことで、第1の蛍光像O2(イメージインテンシファイア12に入射した電磁波)が現出している時間および位置ならびに移動方向等を求めるために利用可能である。
【0036】
それぞれの弁別回路321,322の出力は、後段に位置されるトリガ発生回路(例えば論理判定回路)323による所定の論理判定に利用される。すなわち、2つの弁別回路321,322の出力は、論理判定回路323に、予め設定されている所定の判定論理に基づいて、論理判定される。従って、判定論理に沿った特定の論理判定結果が得られた場合に、論理判定回路323から撮像部4の撮像装置を動作させるトリガが生起される。
【0037】
論理判定回路323の特定の論理判定結果(ゲート/シャッタに対するトリガ)は、図4に示されるようにゲート/シャッタ制御回路33を用いてタイミングが最適化され、撮像部4の第2のイメージインテンシファイア41と撮像装置42に入力される。
【0038】
また、このゲート/シャッタ制御回路33を使用せず、事象の発生時間にあわせて、または撮像装置42のシャッタをオンできるように、後述する第2のイメージインテンシファイアの蛍光面413の材質や厚さを選択することで、タイミングを最適化してもよい。
【0039】
なお、論理判定回路323に要求される処理時間と、事象の発生時間との差がわずかであれば(あるいは、事象がゆっくりと発生する系=事象が現出している時間が長い場合には)、マルチアノードフォトマルチプライヤ31からの出力が、直接、論理判定回路323に入力されてもよい。
【0040】
ビームスプリットミラー21により、撮像部4の遅延機構43に向けて反射された蛍光像O3は、遅延機構43により、ビームスプリットミラー21を透過され、信号処理部3に入力された蛍光像O2が論理判定回路323で論理判定されてトリガが生成されるまでの時間である第1の期間よりも長い第2の期間だけ遅延されて第2のイメージインテンシファイア41に入力される。
【0041】
より詳細には、遅延機構43は、第3のイメージインテンシファイアであり、光分配器2のビームスプリットミラー21で分配された第2の蛍光像O3を受光して電子E3に変換する光−電子変換面431と、光−電子変換面431から出力された電子E3を蛍光像O4に変換する蛍光面432を含む。蛍光面432は、その材質や厚さの特徴により、蛍光像O4を後段の第2のイメージインテンシファイア41に入力させる時間すなわち遅延時間を所定の長さに設定できる。
【0042】
第2のイメージインテンシファイア41は、近接型イメージインテンシファイアであり、周知の電子増倍器(MCP=マイクロチャネルプレート)412を含む。
【0043】
第3のイメージインテンシファイア43の蛍光面432から出力され、近接型イメージインテンシファイア41に入力された蛍光像O4は、光−電子変換面411により電子E4に変換され、MCP412は所定の大きさに増幅された電子E5を出力し、蛍光面413により蛍光像O5に変換される。なお、MCP412と光−電子変換面411との間には、電源414により所定の電圧が印加されている。なお、電源414にはゲートが設けられており、そのゲートには、信号処理部3の論理判定回路323における論理判定の結果、特定の論理判定結果が得られた場合にのみ、ゲートオン信号が入力される。
【0044】
すなわち、近接型(第2の)イメージインテンシファイア41に入力された蛍光像O4は、光−電子変換面411により、逐次電子E4に変換されるが、その電子E4は、MCP412と光−電子変換面411との間の電源414にゲートオン信号が入力される間のみMCP412により増幅されるので、信号対ノイズ比すなわちS/Nが改善される。
【0045】
また、MCP412と光−電子変換面411との間の電源414にゲートオン信号が入力されるタイミングは、信号処理部3のゲート/シャッタ制御回路33により、図5により後段に説明する撮像装置42のシャッタが動作されるタイミングと関連づけられて、最適なタイミングに設定される。
【0046】
第2のイメージインテンシファイア41の出力蛍光面413に出力された蛍光像O5は、シャッタ制御回路33によりシャッタ421−1の開放が指示されている間だけ画像(ここでは、蛍光像O5)を撮像可能なシャッタ付き撮像装置42により撮像される。なお、撮像装置42は、例えばCCDセンサやCMOS型画像センサ等である固体撮像素子421を含む。
【0047】
シャッタ付き撮像装置42は、シャッタ421−1の開放が指示された場合にのみ予め設定されている期間だけシャッタ421−1が開放されることから、例えば図5により以下に説明するように、少なくとも、MCP412が動作されることで増幅された電子E5が蛍光面413に出力される直前から電子E4の存在時間を経過するまでの間だけシャッタ421−1が開放されることで、ノイズ成分が撮像されることを抑止できる。これにより、撮像装置42により撮像される蛍光像O5に関し、信号対ノイズ比すなわちS/Nが改善される。
【0048】
図4は、信号処理部3の構成の一例を説明する概略図である。
【0049】
マルチアノードフォトマルチプライヤ31の任意の行から出力された出力は、弁別回路321でスレショルドされ、論理判定回路323に入力される。同様に、マルチプライヤ31の任意の列から出力された出力は、弁別回路322でスレショルドされ、論理判定回路323に入力される。
【0050】
論理判定回路323からは、図3により前に説明したように、予め設定されている所定の判定論理に基づく論理判定の結果、判定論理に沿った特定の論理判定結果が得られた場合にのみ、ゲート/シャッタ制御回路33にトリガが出力される。
【0051】
このとき、図5に示す通り、第2のイメージインテンシファイア41のMCP412と光−電子変換面411との間の電源414に、ゲートオン信号が入力される直前に、撮像装置42のシャッタ421−1が開放されるように、ゲート/シャッタ制御回路33から所定のタイミングで、シャッタ421−1に、シャッタ開放信号が出力される。従って、シャッタ421−1は、予め決められている開放時間の間、開放され、撮像装置42が蛍光像O5を撮像可能になる。
【0052】
また、図5に示す通り、ゲート/シャッタ制御回路33からシャッタ421−1にシャッタ開放信号が供給されてから所定時間経過後に、光−電子変換面411により変換された電子E4がMCP412に入射可能に、MCP412と光−電子変換面411との間の電源414にゲートオン信号が供給されることで、MCP412が所定時間だけ、オンされることになる。従って、少なくとも撮像装置42のシャッタ421−1が開放されている間にMCP412により増幅された電子E5のみが出力蛍光面413で変換された蛍光像O5が撮像装置42に案内される。
【0053】
詳細には、図5(a)に示されるように、MCP412と光−電子変換面411との間の電源414に、信号処理部3のゲート/シャッタ制御回路33からゲートオン信号が供給される際に、図5(b)に示されるように、MCP412と光−電子変換面411との間の電源414にゲートオン信号が供給されるに先だって撮像装置42のシャッタ421−1に、シャッタ制御信号が供給される。
【0054】
より詳細には、MCP412の電源414にゲートオン信号が供給される前のMCP412の非動作時が図5(a)の電圧A2であり、撮像装置42のシャッタ421−1にシャッタ制御信号が供給されていない状態が図5(b)の電圧B2である。
【0055】
MCPの電源414にゲートオン信号が入力されることで、図5(a)の電圧A2が電圧A1に変化されてゲートオン状態となるので、光−電子変換面411で変換された電子E4は、MCP412に向けて加速される。なお、図5(a)に示されている時間T1〜T2は、信号処理部3のゲート/シャッタ制御回路33からMCPの電源414にゲートオン信号が供給されている時間である。すなわち、近接型イメージインテンシファイア41のMCP412が動作されている間だけ増幅された撮像対象である蛍光像O5が、撮像装置42の固体結合素子421により撮像される。
【0056】
なお、図5(b)から明らかなように、撮像装置42のシャッタ421−1には、近接型イメージインテンシファイア41のMCP412にゲートオン信号が供給される期間T1〜T2よりも僅かに長い期間T3〜T4の間、シャッタ制御信号が供給されるので、MCP412と光−電子変換面411との間の電源414がオンされている間は、固体撮像素子421のシャッタ421−1が閉じられることはない。これにより、MCP412により増幅された撮像対象、すなわち蛍光像O5は、固体撮像素子421により、確実に撮像される。
【0057】
なお、固体撮像素子421のシャッタ421−1が開放される時間T3〜T4は、固体撮像素子421が画像(蛍光像O5)を撮像するために要求される最短動作時間(1コマ)に比較して短い時間に設定されるので、前に説明したMCP412が動作される時間T1〜T2と合わせて、撮像対象(蛍光像O5)が入力されている僅かな時間のみ、蛍光像O5を撮像可能である。これにより、信号対ノイズ比すなわちS/Nが改善される。
【0058】
なお、このゲート/シャッタ制御回路33は、撮像部4のシャッタを十分に開放するためのタイミングを制御するものであって、ゲート/シャッタ制御回路33を使用せず、第2のイメージインテンシファイアの蛍光面413の材質を選択することでタイミングを制御してもよい。
【0059】
上述した通り、本発明の記録装置は、撮像すべき事象すなわち電磁波もしくは光の発生および消失に基づいて生成された蛍光像を、ディストリビュータにより分配して得られた同一の蛍光像から、撮像装置のシャッタを開放させるシャッタ制御信号およびMCPによる増幅を制御させるゲートオン信号を得ている。このことから、撮像装置により撮像される蛍光像は、信号処理部により撮像すべき像(事象)と判定された像(事象)と同一となる。
【0060】
また、本発明の撮像装置においては、撮像装置のシャッタが開放されている間のみ、近接型電子増倍器により増幅された電子が出力蛍光面で変換された蛍光像が撮像装置に案内される。従って、撮像装置により蛍光像が撮像されている前後の僅かな時間を除いて、不所望な情報あるいは外乱すなわちノイズが撮像装置に入力されることが抑止される。これにより、撮像装置により撮像される蛍光像がノイズに埋もれることが抑止され、S/Nの高い撮像が可能となる。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、撮像すべき事象を、高い信号対ノイズ比で、しかも確実に撮像可能な撮像装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の記録装置の構成を説明する概略図。
【図2】図1に示した記録装置の一例として、本発明の実施の形態を光分配型撮像装置に適用した例を示す概略図。
【図3】図2に示した光分配型撮像装置の構成の一例を説明する概略図。
【図4】図2および図3を用いて説明した光分配型撮像装置に組み込まれる信号処理部の構成の一例を説明する概略図。
【図5】図2および図3を用いて説明した光分配型撮像装置により信号対ノイズ比すなわちS/Nが改善される原理を説明する概略図。
【符号の説明】
1・・・入力検出装置(事象入力部)、
2・・・ディストリビュータ(光分配部)、
3・・・信号処理部(タイミング設定装置)、
4・・・撮像部、
11・・・第1のイメージインテンシファイア(入力検出装置)、
12・・・光−電子変換面、
13・・・出力蛍光面、
14・・・電源装置、
15・・・加速電極および集束電極、
21・・・ビームスプリットミラー(光学部材)、
23,25・・・光路、
31・・・マルチアノードフォトマルチプライヤ(光電変換部)、
32・・・論理回路部、
321,322・・・弁別回路、
323・・・論理判定回路、
33・・・ゲート/シャッタ制御回路、
4・・・撮像部、
41・・・第2のイメージインテンシファイア
(近接型イメージインテンシファイア)、
411・・・光−電子変換面
412・・・MCP(マイクロチャネルプレート)、
413・・・蛍光面
414・・・電源(光−電子変換面−MCP間)、
42・・・撮像装置(シャッタ付き撮像装置)、
421・・・固体撮像素子、
43・・・第3のイメージインテンシファイア(遅延機構)、
431・・・光−電子変換面、
432・・・出力蛍光面、
O2・・・透過光(蛍光像)、
O3・・・反射光(蛍光像)、
O4、O5・・・蛍光像。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus capable of detecting an event that occurs irregularly in nature at a high speed and recording the event.
[0002]
[Prior art]
Events that occur irregularly in the natural world, such as the arrival and movement of weak electromagnetic waves or the occurrence and disappearance of light, are recognized and recorded in nanoseconds. A method using a recording device operated by giving a trigger generated based on the same has already been put to practical use.
[0003]
For example, by operating an imaging device that can operate in about nanoseconds within the existence period of the detected event, it is possible to relatively easily image an event to be recorded.
[0004]
The detection device (trigger output unit) includes, for example, a high-speed detector capable of recognizing an event in a period of nanoseconds or less, a signal processing circuit, and the like.
[0005]
The signal processing circuit includes an arbitrary number of logic circuits for specifying whether the event detected by the high-speed detector is an event to be imaged.
[0006]
The imaging device is operated so that an event to be imaged can be imaged by using a specific logic result output from the logic circuit as a trigger. That is, a special event that has caused a specific logical result is selectively imaged.
[0007]
It should be noted that the event detected by the detection device and the imaging device and / or the imaging device and / or the restriction on the size and arrangement of the detection device due to the size of the space or region where the event occurs, the size of the event itself, and the like. The events to be imaged are not always the same.
[0008]
In addition, since many events to be imaged have very short existence (appearance) times, it is also important to shorten the timing for operating the imaging device, that is, the time required for the detection device to recognize the event. .
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the event detected by the detection device and the event captured by the imaging device often differ.
[0010]
For this reason, the event captured by the imaging device and the event detected by the detection device at the time (moment) when the trigger is output do not always match, and the captured event is wasted. There is. This is nothing but failure to capture the event that should be captured.
[0011]
An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of reliably imaging an event to be imaged with a high signal-to-noise ratio.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made based on the above-mentioned problems,
An imaging mechanism that captures a fluorescent image;
A first image intensifier for converting an event to be imaged into a fluorescent image,
The fluorescent image provided between the imaging mechanism and the first image intensifier and separated from the fluorescent image output from the first image tube into a first fluorescent image and a second fluorescent image. A distributor for guiding the second fluorescent image to the imaging mechanism;
A timing setting device that defines an imaging timing for operating the imaging mechanism from the first fluorescence image separated by the distributor;
A light distribution type imaging device characterized by having:
[0013]
The invention also provides
An input detection device that converts input information into fluorescence and its distribution and amplifies it,
An imaging mechanism for imaging the fluorescence and distribution converted by the input detection device;
A separation device provided between the imaging mechanism and the input detection device, for separating the fluorescence obtained by the input detection device and its distribution into two fluorescences having a predetermined light intensity and its distribution,
Separated by this separation device, a timing setting device that sets the timing of operating the imaging mechanism from fluorescence and distribution different from the fluorescence and its distribution guided to the imaging mechanism,
The input detection device converts the electromagnetic wave, which is input information, into fluorescent light and its distribution once, converts the output fluorescent light and its distribution into light-electron conversion, and amplifies the obtained electrons into fluorescent light and its distribution. Including a first image intensifier to output
The imaging mechanism includes a proximity electron multiplier, and the operation timing of the proximity electron multiplier can be arbitrarily set by an external trigger. Including a camera whose imaging operation is controlled in accordance with the instructed operation timing,
The timing setting device includes a multi-anode photomultiplier with a signal processing circuit capable of specifying the intensity or the moving direction or both of the input information input to the input detection device,
The same fluorescence and its distribution are provided by supplying a trigger as the imaging timing to the imaging device based on the result of specifying the intensity and / or moving direction of the input information output from the multi-anode photomultiplier. This is a light distribution type imaging device capable of imaging only arbitrary input information by a trigger signal obtained from the image forming apparatus.
[0014]
Furthermore, this invention
Receiving events that occur arbitrarily,
Distributing the received fluorescence image into a first fluorescence image and a second fluorescence image,
Based on the first fluorescent image, specify the intensity and / or the moving direction of the received fluorescent image,
Based on the specified result, generate a trigger as an imaging timing,
An imaging method characterized in that the amplification device is operated by the generated trigger to amplify the second fluorescence image and to capture the amplified fluorescence image.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 schematically shows the configuration of an imaging device to help understand the claims.
[0017]
As shown in FIG. 1, a recording device, that is, an optical distribution type high-speed imaging device (hereinafter, referred to as an imaging device) is, for example, an event that appears (occurs) at random in the natural world, that is, the arrival of a weak electromagnetic wave or the generation of light. And an event input unit 1 for converting the disappearance or the movement thereof into a fluorescent image and a fluorescent image as an aggregate thereof, and a fluorescent image output converted into a fluorescent image by the event input unit 1 (hereinafter simply referred to as a fluorescent image) ) To two fluorescent images (different in intensity) from each other, a signal processing unit 3 for generating a predetermined signal based on one fluorescent image distributed by the light distributing unit 2, and a distributor. And an imaging unit 4 for recording the other fluorescence image.
[0018]
Note that the imaging unit 4 is arranged on the side on which the high-intensity (bright) fluorescent image of the two fluorescent images distributed by the light distribution unit 2 is guided.
[0019]
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a specific configuration of the imaging device illustrated in FIG.
[0020]
The event input unit 1 detects arrival of an electromagnetic wave of a predetermined wavelength (incident electromagnetic wave to the input unit 1) and movement (temporal displacement of an electromagnetic wave whose main component is defined in a direction different from that of the input unit 1). And an image intensifier 11 capable of outputting a fluorescent image corresponding to the intensity of the electromagnetic wave.
[0021]
The light distribution unit 2 includes an optical member 21 having a predetermined transmittance with respect to the wavelength of the light of the fluorescent image output from the image intensifier 11.
[0022]
The signal processing unit 3 receives one of the two fluorescent images distributed by the optical member 21 and outputs an electric signal corresponding to the intensity of the fluorescent image, and an output from the photoelectric conversion unit 31. And a logic circuit section 32 for extracting the characteristics of the obtained electric signal.
[0023]
The imaging section 4 receives a second one of the two fluorescent images distributed by the optical member 21 and amplifies the intensity of the other one of the two fluorescent images, and an output output from the image intensifier 41. An image pickup device 42 for picking up a fluorescent image, that is, an aggregate of fluorescent light or fluorescent light constituting the aggregate, and a point in time at which the fluorescent image O3 is input to the second image intensifier 41 are used to determine the fluorescent image O1 by the beam split mirror 21. And a period optimizing mechanism (delay mechanism) 43 that can be set to a predetermined period (timing) from the point at which the image is distributed to the two fluorescent images. The delay mechanism 43 is located between the beam split mirror 21 and the second image intensifier 41.
[0024]
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the operation of the imaging device (recording device) described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0025]
As shown in FIG. 3, the image intensifier 11 of the event input unit 1 is located on the input side, that is, the side on which an electromagnetic wave of a predetermined wavelength arrives, and a photoelectric conversion surface 12 that receives the incident electromagnetic wave and performs photoelectric conversion, An output fluorescent screen 13 is located on the output side opposite to the input side and converts the electromagnetic wave amplified by the image intensifier 11 into a fluorescent image, that is, a visible image, and outputs the fluorescent image. Note that a high voltage of, for example, 20 kV is supplied between the photoelectric conversion surface 12 and the output fluorescent surface 13 by the power supply device 14.
[0026]
More specifically, the event received by the input unit 1, that is, the generation and disappearance of the electromagnetic waves and light described above, is converted by the photoelectric conversion surface 12 into electrons E1.
[0027]
The electrons E <b> 1 are accelerated by a high voltage of, for example, 20 kV applied to the acceleration electrode and the focusing electrode 15, amplified at a preset amplification factor, and focused on the fluorescent screen 13. Therefore, the fluorescent image O1 in which the electromagnetic wave input to the photoelectric conversion surface 12 is amplified at a predetermined amplification rate is output to the output side of the fluorescent surface 13. In this embodiment, the image intensifier 11 is, for example, an image intensifier having a photoelectron conversion surface 12 having a diameter of 10 cm and a fluorescent surface 13 having a diameter of 2.5 cm and a magnification of 0.25. In addition, by using an image intensifier having a larger diameter for the photoelectric conversion surface 12, the sensitivity of receiving the input electromagnetic wave can be increased.
[0028]
The fluorescent image O1 output from the fluorescent screen 13 of the image intensifier 11 is converted into two fluorescent images of a predetermined intensity, that is, first and second fluorescent images O2 and O3 by an optical member (distributor) 21 of the light distribution unit 2. Distributed to The distributor 21 is a beam split mirror that reflects a part of the incident fluorescent image O1 and transmits the rest.
[0029]
The beam split mirror 21 is a kind of half mirror, and has a light intensity (amount of light, hereinafter referred to as a transmittance) passing through the beam split mirror 21 and an intensity (amount of light, hereinafter referred to as a reflectance) of light not transmitted and reflected. In the case where the decrease in transmittance due to absorption by itself is not taken into account, for example, the ratio is set to 30 (transmittance) versus 70 (reflectance). In the example illustrated in FIG. 3, the transmittance (1−reflectance) is set such that a large amount of light (a fluorescent image thereof) can be supplied to the imaging device side of the imaging unit 4 provided at the subsequent stage. The light intensity can be set to less than 1/2, and the ratio between the transmittance and the reflectance can be set to, for example, 45:55, 35:65, or 25:75.
[0030]
Also, here, an example is described in which the transmittance of the beam split mirror 21 is set so that a large amount of light can be supplied to the imaging unit 4 side, but the light amount of the fluorescent image supplied to the imaging unit 4 is arbitrarily set. it can. For example, when the light amount of the fluorescent image supplied to the imaging unit 4 is small (the light amount), it is sufficient to appropriately amplify the light amount before the imaging apparatus.
[0031]
The first fluorescence image O2 distributed by the beam split mirror 21 and traveling along the optical path 23 enters the signal processing unit 3. On the other hand, the second fluorescent image O3 that travels along the optical path 25 is incident on the imaging unit 4.
[0032]
The signal processing unit 3 includes the photoelectric conversion unit 31, the logic circuit unit 32, and the gate / shutter control circuit 33, as described above.
[0033]
For the photoelectric conversion unit 31, a two-dimensional position detector (for example, a multi-anode photomultiplier) is used.
[0034]
The multi-anode photomultiplier 31 has a mesh dynode divided into m (= 8) rows × n (= 8) columns = A (= 64) ch (channel), and the dynode to which the fluorescent image O2 is input. Only the anode outputs electrons E2 obtained by photoelectrically converting the fluorescent image O2. It should be noted that the time required until the fluorescent image incident on each anode of the multi-anode photomultiplier 31 is photoelectrically converted and output as the electron E2 is about 10-9 seconds (1 nanosecond).
[0035]
The electrons E2 output from any of the anodes of the multi-anode photomultiplier 31 will be described below in detail with reference to FIG. It is detected that the outgoing time can be set. That is, the outputs of the discrimination circuits 321 and 322 include the position information of the electron E2 output from each anode of the multi-anode photomultiplier 31 in the X-axis direction (m rows) and the Y-axis direction (n columns). . Accordingly, for example, the position (m × n coordinates) on the anode and the individual electrons E2 are output to the individual discriminating circuits 321 and 322 for the entire period during which the electrons E2 are output from the multi-anode photomultiplier 31. By associating (calculating) the time, the time and position in which the first fluorescent image O2 (electromagnetic wave incident on the image intensifier 12) appears, the direction of movement, and the like can be used. .
[0036]
The output of each of the discrimination circuits 321 and 322 is used for a predetermined logic determination by a trigger generation circuit (for example, a logic determination circuit) 323 located at a subsequent stage. That is, the outputs of the two discrimination circuits 321 and 322 are logically determined by the logic determination circuit 323 based on a predetermined determination logic set in advance. Therefore, when a specific logical determination result according to the determination logic is obtained, a trigger for operating the imaging device of the imaging unit 4 is generated from the logical determination circuit 323.
[0037]
The timing of the specific logic determination result (trigger for the gate / shutter) of the logic determination circuit 323 is optimized using the gate / shutter control circuit 33 as shown in FIG. It is input to the tensifier 41 and the imaging device 42.
[0038]
Further, without using the gate / shutter control circuit 33, the material of the fluorescent screen 413 of the second image intensifier, which will be described later, The timing may be optimized by selecting the thickness.
[0039]
Note that if the difference between the processing time required for the logic determination circuit 323 and the event occurrence time is small (or if the event occurs slowly, that is, if the event appears for a long time). Alternatively, the output from the multi-anode photomultiplier 31 may be directly input to the logic determination circuit 323.
[0040]
The fluorescence image O3 reflected by the beam split mirror 21 toward the delay mechanism 43 of the imaging unit 4 is transmitted through the beam split mirror 21 by the delay mechanism 43, and the fluorescence image O2 input to the signal processing unit 3 is logically converted. The signal is delayed by a second period longer than the first period, which is the time from when the logical determination is performed by the determination circuit 323 to when the trigger is generated, and is input to the second image intensifier 41.
[0041]
More specifically, the delay mechanism 43 is a third image intensifier, which receives the second fluorescent image O3 distributed by the beam split mirror 21 of the light distributor 2 and converts the received second fluorescent image O3 into electrons E3. It includes an electron conversion surface 431 and a fluorescent surface 432 that converts the electrons E3 output from the photo-electron conversion surface 431 into a fluorescent image O4. The phosphor screen 432 can set the time for inputting the fluorescent image O4 to the subsequent second image intensifier 41, that is, the delay time, to a predetermined length depending on the characteristics of the material and the thickness thereof.
[0042]
The second image intensifier 41 is a proximity type image intensifier and includes a well-known electron multiplier (MCP = microchannel plate) 412.
[0043]
The fluorescent image O4 output from the fluorescent screen 432 of the third image intensifier 43 and input to the proximity type image intensifier 41 is converted into an electron E4 by the photo-electron conversion surface 411, and the MCP 412 is changed to a predetermined size. The amplified electron E5 is output and converted into a fluorescent image O5 by the fluorescent screen 413. A predetermined voltage is applied between the MCP 412 and the photoelectric conversion surface 411 by the power supply 414. Note that the power supply 414 is provided with a gate, and a gate-on signal is input to the gate only when a specific logical determination result is obtained as a result of the logical determination in the logical determination circuit 323 of the signal processing unit 3. Is done.
[0044]
That is, the fluorescence image O4 input to the proximity type (second) image intensifier 41 is sequentially converted into electrons E4 by the photo-electron conversion surface 411, and the electrons E4 are converted to the MCP 412 and the photo-electrons. Since the signal is amplified by the MCP 412 only while the gate-on signal is input to the power supply 414 between the conversion surface 411 and the power supply 414, the signal-to-noise ratio, that is, S / N is improved.
[0045]
The timing at which the gate-on signal is input to the power supply 414 between the MCP 412 and the photoelectric conversion surface 411 is determined by the gate / shutter control circuit 33 of the signal processing unit 3 of the imaging device 42 described later with reference to FIG. The optimum timing is set in association with the timing at which the shutter is operated.
[0046]
The fluorescent image O5 output to the output fluorescent screen 413 of the second image intensifier 41 is an image (here, fluorescent image O5) only while the shutter control circuit 33 instructs the shutter 421-1 to open. The image is captured by the image-capturing device with shutter 42 capable of capturing an image. The imaging device 42 includes a solid-state imaging device 421 such as a CCD sensor or a CMOS image sensor.
[0047]
Since the shutter 421-1 is opened only for a preset period only when the shutter 421-1 is instructed to open, the imaging device with shutter 42 has at least, for example, as described below with reference to FIG. The noise component is imaged by opening the shutter 421-1 only from the time immediately before the electron E5 amplified by the operation of the MCP 412 to the phosphor screen 413 until the existence time of the electron E4 elapses. Can be suppressed. As a result, the signal-to-noise ratio, that is, the S / N of the fluorescence image O5 captured by the imaging device 42 is improved.
[0048]
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the signal processing unit 3.
[0049]
An output output from an arbitrary row of the multi-anode photomultiplier 31 is thresholded by a discrimination circuit 321 and input to a logic determination circuit 323. Similarly, an output output from an arbitrary column of the multiplier 31 is thresholded by the discrimination circuit 322 and input to the logic determination circuit 323.
[0050]
As described above with reference to FIG. 3, the logic determination circuit 323 only outputs a result of a logic determination based on a predetermined determination logic set in advance and a specific logic determination result along the determination logic. , A trigger is output to the gate / shutter control circuit 33.
[0051]
At this time, as shown in FIG. 5, immediately before the gate-on signal is input to the power supply 414 between the MCP 412 of the second image intensifier 41 and the photoelectric conversion surface 411, the shutter 421-21 of the imaging device 42. A shutter release signal is output from the gate / shutter control circuit 33 to the shutter 421-1 at a predetermined timing so that 1 is released. Accordingly, the shutter 421-1 is opened for a predetermined opening time, and the imaging device 42 can capture the fluorescent image O5.
[0052]
Also, as shown in FIG. 5, after a predetermined time elapses after the shutter open signal is supplied from the gate / shutter control circuit 33 to the shutter 421-1, the electrons E4 converted by the photo-electron conversion surface 411 can enter the MCP 412. Then, when the gate-on signal is supplied to the power supply 414 between the MCP 412 and the photoelectric conversion surface 411, the MCP 412 is turned on for a predetermined time. Therefore, the fluorescence image O5 obtained by converting only the electron E5 amplified by the MCP 412 by the output fluorescent screen 413 while the shutter 421-1 of the imaging device 42 is opened is guided to the imaging device 42.
[0053]
More specifically, as shown in FIG. 5A, when a gate-on signal is supplied from the gate / shutter control circuit 33 of the signal processing unit 3 to the power supply 414 between the MCP 412 and the photoelectric conversion surface 411. 5B, before the gate-on signal is supplied to the power supply 414 between the MCP 412 and the photoelectric conversion surface 411, the shutter control signal is supplied to the shutter 421-1 of the imaging device 42. Supplied.
[0054]
More specifically, when the MCP 412 is not operating before the gate-on signal is supplied to the power supply 414 of the MCP 412, the voltage A2 in FIG. 5A is used, and the shutter control signal is supplied to the shutter 421-1 of the imaging device 42. The state where the voltage is not applied is the voltage B2 in FIG.
[0055]
When the gate-on signal is input to the power supply 414 of the MCP, the voltage A2 in FIG. 5A is changed to the voltage A1 to be in the gate-on state. Accelerated towards Times T1 and T2 shown in FIG. 5A are times when the gate-on signal is supplied from the gate / shutter control circuit 33 of the signal processing unit 3 to the power supply 414 of the MCP. That is, the fluorescence image O5 to be imaged, which is amplified only while the MCP 412 of the proximity image intensifier 41 is operating, is captured by the solid-state coupling element 421 of the imaging device 42.
[0056]
Note that, as is clear from FIG. 5B, the shutter 421-1 of the imaging device 42 has a period slightly longer than the period T1 to T2 during which the gate-on signal is supplied to the MCP 412 of the proximity image intensifier 41. Since the shutter control signal is supplied between T3 and T4, the shutter 421-1 of the solid-state imaging device 421 is closed while the power supply 414 between the MCP 412 and the photoelectric conversion surface 411 is on. There is no. Thereby, the imaging target amplified by the MCP 412, that is, the fluorescence image O5 is reliably captured by the solid-state imaging device 421.
[0057]
The time T3 to T4 during which the shutter 421-1 of the solid-state imaging device 421 is opened is compared with the shortest operation time (one frame) required for the solid-state imaging device 421 to capture an image (fluorescent image O5). Is set to a short time, the fluorescence image O5 can be captured only for a short time while the imaging target (fluorescent image O5) is being input, together with the time T1 to T2 during which the MCP 412 described above is operated. is there. This improves the signal-to-noise ratio, or S / N.
[0058]
The gate / shutter control circuit 33 controls the timing for sufficiently opening the shutter of the imaging unit 4 and does not use the gate / shutter control circuit 33, but uses the second image intensifier. The timing may be controlled by selecting the material of the fluorescent screen 413.
[0059]
As described above, the recording apparatus of the present invention uses a fluorescent image generated based on an event to be imaged, that is, a fluorescent image generated based on the occurrence and disappearance of an electromagnetic wave or light, from the same fluorescent image obtained by distribution by a distributor. A shutter control signal for opening the shutter and a gate-on signal for controlling amplification by the MCP are obtained. From this, the fluorescent image captured by the imaging device is the same as the image (event) determined to be an image (event) to be captured by the signal processing unit.
[0060]
In the imaging device of the present invention, a fluorescent image in which electrons amplified by the proximity electron multiplier are converted on the output phosphor screen is guided to the imaging device only while the shutter of the imaging device is opened. . Therefore, except for a short time before and after the fluorescence image is captured by the imaging device, input of undesired information or disturbance, that is, noise, to the imaging device is suppressed. As a result, the fluorescence image picked up by the image pickup device is suppressed from being buried in noise, and an image with a high S / N can be obtained.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an imaging apparatus capable of reliably imaging an event to be imaged with a high signal-to-noise ratio.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of a recording apparatus according to the invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example in which the embodiment of the present invention is applied to a light distribution type imaging apparatus as an example of the recording apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of the light distribution type imaging device illustrated in FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a signal processing unit incorporated in the light distribution type imaging apparatus described with reference to FIGS. 2 and 3;
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the principle of improving the signal-to-noise ratio, that is, S / N, by the light distribution type imaging apparatus described with reference to FIGS. 2 and 3.
[Explanation of symbols]
1 ... input detection device (event input unit)
2 ... Distributor (light distribution unit)
3 ... Signal processing unit (timing setting device)
4 ... Imaging unit
11 ... first image intensifier (input detection device),
12 ... photo-electron conversion surface,
13 ... Output phosphor screen,
14 ... power supply device,
15 ・ ・ ・ Acceleration electrode and focusing electrode,
21: Beam split mirror (optical member),
23, 25 ... optical path,
31 ··· Multi-anode photomultiplier (photoelectric conversion unit)
32 ... logic circuit section
321, 322... Discrimination circuit,
323: logic judgment circuit,
33 gate / shutter control circuit
4 ... Imaging unit
41 ... second image intensifier (proximity type image intensifier)
411: photo-electron conversion surface 412: MCP (micro channel plate),
413: phosphor screen 414: power supply (between light-electron conversion surface-MCP),
42... Imaging device (imaging device with shutter)
421: solid-state imaging device,
43 ... third image intensifier (delay mechanism),
431 ... photo-electron conversion surface,
432 ... output fluorescent screen,
O2: transmitted light (fluorescent image)
O3: reflected light (fluorescent image)
O4, O5 ... fluorescent image.

Claims (11)

蛍光像を撮像する撮像機構と、
撮像対象となりうる事象を蛍光像に変換する第1のイメージ増倍管と、
前記撮像機構と前記第1のイメージ増倍管との間に設けられ、前記第1のイメージ管から出力された上記蛍光像を、第1の蛍光像と第2の蛍光像とに分離するとともに、上記第2の蛍光像を前記撮像機構に案内するディストリビュータと、
前記ディストリビュータにより分離された上記第1の蛍光像から前記撮像機構を動作させるための撮像タイミングを規定するタイミング設定装置と、
を有することを特徴とする光分配型撮像装置。
An imaging mechanism that captures a fluorescent image;
A first image intensifier for converting an event to be imaged into a fluorescent image,
The fluorescent image provided between the imaging mechanism and the first image intensifier and separated from the fluorescent image output from the first image tube into a first fluorescent image and a second fluorescent image. A distributor for guiding the second fluorescent image to the imaging mechanism;
A timing setting device that defines an imaging timing for operating the imaging mechanism from the first fluorescence image separated by the distributor;
A light distribution type imaging device comprising:
前記撮像機構は、前記タイミング設定装置により規定された撮像タイミング信号が供給されることで前記ディストリビュータにより分離された上記第2の蛍光像を増幅する第2のイメージ増倍管と、前記撮像タイミング信号が前記第2のイメージ増倍管に供給されるタイミングを最適化する第3のイメージ増倍管と、前記第2のイメージ増倍管から出力された蛍光像を撮像する撮像装置と、を有することを特徴とする請求項1に記載の光分配型撮像装置。A second image intensifier tube configured to amplify the second fluorescence image separated by the distributor by being supplied with an imaging timing signal defined by the timing setting device; and the imaging timing signal. Has a third image intensifier for optimizing the timing of supply to the second image intensifier, and an imaging device for capturing a fluorescent image output from the second image intensifier. The light distribution type imaging device according to claim 1, wherein: 前記第2のイメージ増倍管は、前記タイミング設定装置からの撮像タイミング信号に同期して動作される電子増倍器を含むことを特徴とする請求項2に記載の光分配型撮像装置。The light distribution type imaging device according to claim 2, wherein the second image intensifier includes an electron multiplier operated in synchronization with an imaging timing signal from the timing setting device. 前記第2のイメージ増倍管は、所定の電子―光変換特性が与えられた蛍光体を含むことを特徴とする請求項2に記載の光分配型撮像装置。3. The light distribution type imaging apparatus according to claim 2, wherein the second image intensifier tube includes a phosphor having a predetermined electron-light conversion characteristic. 前記第3のイメージ増倍管は、所定の電子―光変換特性が与えられた蛍光体を含むことを特徴とする請求項2に記載の光分配型撮像装置。The light distribution type imaging apparatus according to claim 2, wherein the third image intensifier includes a phosphor having a predetermined electron-light conversion characteristic. 前記タイミング設定装置は、マルチアノードフォトマルチプライヤを含むことを特徴とする請求項1に記載の光分配型撮像装置。The light distribution type imaging apparatus according to claim 1, wherein the timing setting device includes a multi-anode photomultiplier. 前記撮像装置は、固体撮像素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の光分配型撮像装置。The light distribution type imaging device according to claim 1, wherein the imaging device includes a solid-state imaging device. 上記固体撮像素子は、前記タイミング設定装置からのタイミング信号により、シャッタが動作されるCCDカメラを含むことを特徴とする請求項7に記載の光分配型撮像装置。The light distribution type imaging device according to claim 7, wherein the solid-state imaging device includes a CCD camera whose shutter is operated by a timing signal from the timing setting device. 上記固体撮像素子は、前記タイミング設定装置からのタイミング信号が供給されている間だけ動作されるCMOS型撮像素子を含むことを特徴とする請求項7記載の光分配型撮像装置。8. The light distribution type imaging device according to claim 7, wherein the solid state imaging device includes a CMOS type imaging device that is operated only while a timing signal is supplied from the timing setting device. 入力情報を蛍光およびその分布に変換し、増幅する入力検出装置と、
この入力検出装置により変換された蛍光および分布を撮像する撮像機構と、
この撮像機構と前記入力検出装置との間に設けられ、前記入力検出装置により得られた蛍光およびその分布を所定の光強度の2つの蛍光およびその分布に分離する分離装置と、
この分離装置により分離され、前記撮像機構に案内される蛍光およびその分布とは異なる蛍光および分布から前記撮像機構を動作させるタイミングを設定するタイミング設定装置と、を有し、
前記入力検出装置は、入力情報である電磁波を一旦蛍光およびその分布に変換し、出力された蛍光およびその分布を光−電子変換し、得られた電子を増幅したのちの蛍光およびその分布に変換して出力する第1のイメージインテンシファイアを含み、
前記撮像機構は、近接型電子増倍器を含み、近接型電子増倍器の動作タイミングが外部からのトリガにより任意に設定可能な入力ゲート付きイメージインテンシファイアと、近接型電子増倍器に指示される動作タイミングにあわせて撮像動作が制御されるカメラとを含み、
前記タイミング設定装置は、前記入力検出装置に入力された入力情報の強度または移動方向もしくはその両者を特定可能な信号処理回路付きのマルチアノードフォトマルチプライヤを含み、
上記マルチアノードフォトマルチプライヤから出力される上記入力情報の強度または移動方向もしくはその両者が特定された結果に基づいて、上記撮像装置に撮像タイミングとしてのトリガを供給することで同一の蛍光およびその分布から得られたトリガ信号により任意の入力情報のみを撮像可能な光分配型撮像装置。
An input detection device that converts input information into fluorescence and its distribution and amplifies it,
An imaging mechanism for imaging the fluorescence and distribution converted by the input detection device;
A separation device provided between the imaging mechanism and the input detection device, for separating the fluorescence obtained by the input detection device and its distribution into two fluorescences having a predetermined light intensity and its distribution;
Separated by this separation device, a timing setting device that sets the timing of operating the imaging mechanism from fluorescence and distribution different from the fluorescence and its distribution guided to the imaging mechanism,
The input detection device converts the electromagnetic wave, which is input information, into fluorescent light and its distribution once, converts the output fluorescent light and its distribution into light-electron conversion, and converts the obtained electrons into amplified fluorescent light and its distribution. Including a first image intensifier to output
The imaging mechanism includes a proximity electron multiplier, and the operation timing of the proximity electron multiplier can be arbitrarily set by an external trigger. Including a camera whose imaging operation is controlled in accordance with the instructed operation timing,
The timing setting device includes a multi-anode photomultiplier with a signal processing circuit capable of specifying the intensity or the moving direction or both of the input information input to the input detection device,
The same fluorescence and its distribution are provided by supplying a trigger as the imaging timing to the imaging device based on the result of specifying the intensity and / or moving direction of the input information output from the multi-anode photomultiplier. A light distribution type image pickup apparatus capable of picking up only arbitrary input information by using a trigger signal obtained from the apparatus.
任意に発生する事象を受光し、
受光した蛍光像を第1の蛍光像と第2の蛍光像とに分配し、
第1の蛍光像に基づいて、受光した蛍光像の強度または移動方向もしくはその両方を特定し、
特定した結果に基づいて、撮像タイミングとしてのトリガを生成し、
生成されたトリガにより増幅装置を動作させて第2の蛍光像を増幅し、増幅された蛍光像を撮像する、
ことを特徴とする撮像方法。
Receiving events that occur arbitrarily,
Distributing the received fluorescence image into a first fluorescence image and a second fluorescence image,
Based on the first fluorescent image, specify the intensity and / or the moving direction of the received fluorescent image,
Based on the specified result, generate a trigger as an imaging timing,
Operating the amplifying device by the generated trigger to amplify the second fluorescent image and capture the amplified fluorescent image;
An imaging method characterized in that:
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