JP2017501387A - 微光パルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法およびデバイス - Google Patents

Abstract

微光パルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法。方法は、以下のように、パルスとしきい値との間の関係をハイレベル信号およびローレベル信号に変換するステップと、レベル信号を分割するステップであって、パルス信号が予め設定されたしきい値を通過しかつ予め設定されたしきい値よりも高い段階、および、パルス信号が予め設定されたしきい値を通過しかつ予め設定されたしきい値よりも低い段階の間、2つの段階がそれぞれいくつかのジャンプによって生成されたいくつかの時点を含み、パルスがしきい値を通過した時点が、任意の1つのジャンプ時点、または、任意の2つ以上のジャンプ時点の加重値として記録される、ステップとを含む。1つのジャンプ時点を選択する、または、任意の2つ以上のジャンプ時点を加重することによって、本発明は、いくつかのジャンプの取得された時点を使用して、パルスが実際にしきい値を通過したより正確な時点を取得する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、中華人民共和国国家知識産権局で2013年11月14日に出願した、「METHOD AND DEVICE FOR ACQUIRING TIME POINT WHEN SCINTILLATION PULSE PASSES THRESHOLD」と題する、中国特許出願第201310572921.0号の優先権を主張するものである。

本開示は、デジタル信号処理、光電信号処理、ならびに、放射線検出および測定の技術分野に関し、具体的には、エネルギー粒子検出および医療撮像デバイスに適用可能な、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法およびデバイスに関する。

陽電子放射断層撮影(以下、PETと略記する)ならびに放射線検出および測定の技術分野では、シンチレータ検出器は、一般的にエネルギー粒子検出のために使用される。シンチレータ検出器の一般的な動作原理は、エネルギー粒子がシンチレーション結晶によって可視光に変換され、次いで、可視光が光検出器によって電気パルス信号に変換されるということである。典型的な電気パルス信号は、図1に示されている。電気パルス信号は、さらに、エネルギーおよび時間情報などのエネルギー粒子の情報を取得するために処理され得る。

電気パルス信号がしきい値を通過する時間情報を取得することは、当該技術分野において広く適用される。従来の方法では、エネルギー粒子の時間情報は、電気パルスが予め設定されたしきい値を通過した時点を検出することによって取得される。一方、従来の技術における多しきい値サンプリングデバイスは、そのような電気パルスをデジタル化しながら従来のアナログ-デジタル変換器(以下、ADCと略記する)の不十分なサンプリングレートおよび高い電力消費の技術的問題を解決するために、電気パルスが複数のしきい値を通過した時間情報を取得することによって、電気パルスのデジタル化を実現するために使用される。

現在、電気パルスがしきい値を通過した時点の検出は、比較器を時間-桁(digit)変換器と組み合わせることによって実現される。比較器は、電気パルスをしきい値と比較し、比較結果に基づいてハイレベル信号またはローレベル信号を出力するように構成される。理想的には、電気パルスがしきい値を通過した時点は、比較器の出力信号におけるハイレベルとローレベルとの間の遷移に対応し、遷移の時点は、時間-桁変換器を用いて捕捉され得る。実際には、電気パルスにおけるノイズにより、電気パルスがしきい値を通過する時間期間中に、複数の遷移が比較器の出力信号内に生じる可能性がある。図2に示すように、シンチレーションパルスの立下りエッジにおいて、シンチレーションパルスがしきい値を通過する時間期間中、ノイズの影響により、BからCまでの時間期間中に複数の遷移が比較器の出力信号において生じ、ここで、Bは、第1の遷移の時点であり、Cは、最後の遷移の時点である。明らかに、シンチレーションパルスがしきい値を通過した正確な時点は、BとCとの間であるべきである。従来、第1の遷移の時点、すなわち、図2に示す時点Bは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点として取得される。方法は、より簡単な回路を用いて実現され得るが、取得された時点は、十分に正確ではない。

したがって、上記の技術的課題に鑑みて、時点がノイズにより正確に取得されない可能性があるという課題を解決し、したがって、シンチレーションパルスがしきい値を通過したより正確な時点を提供するために、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための新しい方法を提供する必要がある。

上記の観点から、本開示の目的は、時点がノイズにより正確に取得されない可能性があるという課題を解決するために、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する方法およびデバイスを提供することである。

上記の目的を達成するために、以下の技術的解決策が、本開示に従って提供される。

シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法が提供され、方法は、
(1)シンチレーションパルスと設定しきい値との間の関係を比較器によってハイまたはローレベル信号に変換するステップであって、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも高い場合、ハイレベル信号が出力され、または、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも低い場合、ローレベル信号が出力される、ステップと、
(2)出力されたハイまたはローレベル信号を分割するステップであって、立上りシンチレーションパルスが、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じ、立下りシンチレーションパルスが、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じる、ステップと、
(3)シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスまたは立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過する時点が記録されず、比較器が、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階中、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階中、一定のハイレベル信号または一定のローレベル信号を出力し、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Nの遷移がNの時点で生じ、Nの時点のうちの1つ、または、Nの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Mの遷移がMの時点で生じ、Mの時点のうちの任意の1つ、または、Mの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Pの遷移がPの時点で生じ、Pの時点のうちの任意1つ、または、Pの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Sの遷移がSの時点で生じ、Sの時点のうちの任意の1つ、または、Sの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録される、ステップと、を含む。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する上記の方法では、ステップ(2)において、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、立上りシンチレーションパルスパルスの5つの段階におけるレベル信号は、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号が一定のローレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号がローレベルからハイレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にハイレベルになる、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号が一定のハイレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号がハイレベルからローレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にローレベルになる、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号が一定のローレベル信号である、の特徴を有する。シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、立下りシンチレーションパルスパルスの5つの段階におけるレベル信号は、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号が一定のハイレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号がハイレベルからローレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にローレベルになる、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号が一定のローレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号がローレベルからハイレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にハイレベルになる、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号が一定のハイレベル信号である、の特徴を有する。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する上記の方法では、ステップ(3)において、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの遷移のNの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ハイレベルからローレベルへの遷移のMの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの遷移のPの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ローレベルからハイレベルへの遷移のSの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点がグループにグループ化され、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点がグループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点が、グループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点がグループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点がグループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点が、グループにグループ化される。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する上記の方法では、ステップ(3)において、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得る。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する上記の方法では、ステップ(3)において、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得る。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する上記の方法では、ステップ(3)において、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、Nの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、Mの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、Pの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、Sの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得る。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する上記の方法では、ステップ(3)において、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、Nの時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、Mの時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、Pの遷移の時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、Sの遷移の時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得る。

シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するためのデバイスがさらに提供され、デバイスは、
シンチレーションパルスと設定しきい値との間の関係に基づいてレベル信号を出力するように構成された比較ユニットであって、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも高い場合、ハイレベル信号が出力され、または、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも低い場合、ローレベル信号が出力される、比較ユニットと、
いくつかのカスケード接続された遅延素子で構成され、ハイレベル信号とローレベル信号とを受信して出力するように構成された遅延チェーンと、
均一な周波数の方形波信号と、カウンタと、データバッファユニットとを含むシンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットであって、カウンタが、方形波の立上りエッジの数を記録するように構成され、データバッファユニットが、方形波の立上りエッジが到着した時刻に遅延チェーン内の遅延素子の出力信号を記録するように構成され、遅延チェーンの出力信号および方形波の立上りエッジの数が時間コードに結合される、シンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットと、
遅延チェーンの記録された出力信号の特性に従って遅延チェーンの出力信号をソートするように構成された時間コードソーティングユニットと、
シンチレーションパルスの遷移と方形波の次の立上りエッジとの間の時間間隔を解釈するように構成された相対的時間解釈ユニットと、
遷移の時点を計算し、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した正確な時点を、時点のうちの1つを選択する、または時点のうちの任意の2つ以上を加重することによって取得し、正確な時点を次のユニットに送信するように構成された時間計算および送信ユニットと、
を含む。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための上記のデバイスでは、遅延チェーン内の遅延素子は、前のカスケード接続された遅延素子によって送信された信号を受信し、その状態が受信した信号の状態と逆の反転信号を出力し、時間間隔dtの後、反転信号を次のカスケード接続された遅延素子に送信するように構成され得る。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための上記のデバイスでは、シンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットの均一な周波数の方形波信号の周波数は、10MHzから20GHzまでの範囲内であり得る。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための上記のデバイスでは、遅延チェーンの出力信号は、時間コードソーティングユニットによって5つのタイプのシーケンスにソートされ、立上りシンチレーションパルスは、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じ、立下りシンチレーションパルスは、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じる。シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、5つのタイプのシーケンスは、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階における、連続した1からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階における、最下位ビットLSBから最上位ビットMSBまで、複数の連続した0で開始し、次いで1に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の連続した1で終了するシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階における、連続した0からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階における、LSBからMSBまで、複数の連続した1で開始し、次いで0に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の0で終了するシーケンス、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階における、連続した1からなるシーケンスの特徴を有する。シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、5つのタイプのシーケンスは、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階における、連続した0からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階における、LSBからMSBまで、複数の1で開始し、次いで0に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の0で終了するシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階における、連続した1からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階における、LSBからMSBまで、複数の0で開始し、次いで1に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の1で終了するシーケンス、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階における、連続した0からなるシーケンスの特徴を有する。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための上記のデバイスでは、相対的時間解釈ユニットは、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために第1の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ローレベルからハイレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために最後の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために最後の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ハイレベルからローレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために第1の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントするように構成され得、相対的時間解釈ユニットは、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために第1の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ハイレベルからローレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために最後の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために最後の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ローレベルからハイレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために第1の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントするように構成され得る。

上記の技術的解決策からわかるように、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する方法およびデバイスにより、遷移の複数の時点が取得され得、シンチレーションパルスがしきい値を通過したより正確な時点が、遷移の時点のうちの1つを選択することによって、または、遷移の時点のうちの2つ以上を加重することによって取得され得る。具体的には、シンチレーションパルスがしきい値を実際に通過したより正確な時点は、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時間期間中に第1の遷移が生じた時点と最後の遷移が生じた時点とを取得し、2つの時点を加重することによって取得され得る。本開示によれば、第1の遷移の時点、最後の遷移の時点、および、第1の遷移と最後の遷移との間の遷移の時点のいずれかは、0から1または1から0への遷移が生じた時点と、時点の間の関係とを取得するために、遅延チェーンの出力信号を分析することによって取得され得る。

本開示の実施形態による、または従来技術における技術的解決策をより明確に説明するために、実施形態または従来技術の説明において使用する図面は、以下に簡単に説明される。明らかに、以下で説明される図面は、本開示のいくつかの実施形態に過ぎず、他の図面は、創造的努力なしにこれらの図面に従って当業者によって得られ得る。

従来技術における典型的なシンチレーションパルスの波形の概略図である。 従来技術における別のシンチレーションパルスの波形の概略図である。 図2に示すシンチレーションパルスが入力される比較器によって出力される論理出力信号、および、最下位ビット(LSB)から最上位ビット(MSB)までの遅延チェーンによって出力される対応する信号の状態の概略図である。 本開示によるシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法により4つの異なるしきい値において取得されるサンプリングされた時点の概略図である。

シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法およびデバイスは、時点がノイズにより正確に取得されない可能性があるという課題を解決するために、本開示に従って提供される。

本開示の実施形態における技術的解決策は、本開示の実施形態における図面と併せて以下に詳細に説明される。明らかに、説明される実施形態は、本開示の実施形態のいくつかの実施形態に過ぎず、しかしすべての実施形態ではない。創造的努力なしに本開示の実施形態に基づいて当業者によって得られるすべての他の実施形態は、本開示の保護の範囲内に入る。

シンチレーションパルス信号は、立上りまたは立下りのパルス信号であり得るので、立上りパルス信号と立下りパルス信号の両方が、本開示において説明される。

本開示によるシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法は、以下のステップ(1)〜(3)を含む。

ステップ(1)では、シンチレーションパルスと設定しきい値との間の関係は、比較器によってレベル信号に変換され、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも高い場合、ハイレベル信号が出力され、または、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも低い場合、ローレベル信号が出力される。

ステップ(2)では、出力レベル信号は、分割され、立上りシンチレーションパルスは、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階に分割され、これらの5つの段階は、順次に生じ、立下りシンチレーションパルスは、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階に分割され、これらの5つの段階は、順次に生じる。

シンチレーションパルスが立上りパルス信号である場合、立上りシンチレーションパルスパルスの5つの段階における出力レベル信号は、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号が一定のローレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号がローレベルからハイレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にハイレベルになる、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号が一定のハイレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号がハイレベルからローレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にローレベルになる、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号が一定のローレベル信号である、の特徴を有する。

シンチレーションパルスが立下りパルス信号である場合、立下りシンチレーションパルスパルスの5つの段階における出力レベル信号は、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号が一定のハイレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号がハイレベルからローレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にローレベルになる、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階では、レベル信号が一定のローレベル信号である、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号がローレベルからハイレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にハイレベルになる、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階では、レベル信号が一定のハイレベル信号である、の特徴を有する。

ステップ(3)では、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスまたは立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階中、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階中、比較器は、一定のレベル(ハイレベル信号またはローレベル信号)を出力し、時点は、2つの段階の中に記録されない。時点は、シンチレーションパルスがしきい値を通過し、ハイレベルとローレベルとの間で遷移するレベル信号を出力するように比較器をトリガする場合にのみ記録される。したがって、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過する時点は、2つの段階中に記録されない。シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Nの遷移がNの時点で生じ得、Nの時点のうちの任意の1つ、または、Nの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Mの遷移がMの時点で生じ得、Mの時点のうちの任意の1つ、または、Mの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録される。シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Pの遷移がPの時点で生じ得、Pの時点のうちの任意1つ、または、Pの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Sの遷移がSの時点で生じ得、Sの時点のうちの任意の1つ、または、Sの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録される。

ステップ(3)の説明からわかるように、本開示によれば、Nの遷移が生じたN(M、P、またはS)の時点が取得された後、N(M、P、またはS)の時点のうちのいくつか(規則的または不規則的にサンプリングされる(M、P、またはS)の時点のうちの1つ、2つ、またはnの連続するまたは不連続な時点)またはすべての加重値または中央値は、正確な時点を示すために使用され得る。

ステップ(3)に関する開示のさらに好ましい範囲は、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの遷移のNの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、ハイレベルからローレベルへの遷移のMの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの遷移のPの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、ローレベルからハイレベルへの遷移のSの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録されることを含む。

ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点は、グループにグループ化され、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点は、グループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点は、グループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点は、グループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点は、グループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点は、グループにグループ化される。

ステップ(3)に関する開示の第1のさらに好ましい範囲は、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録されることを含む。

ステップ(3)に関する開示の第2のさらに好ましい範囲は、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録されることを含む。

ステップ(3)に関する開示の第3のさらに好ましい範囲は、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、Nの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、Mの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、Nの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、Sの時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録されることを含む。

ステップ(3)に関する開示の第4のさらに好ましい範囲は、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、Nの時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、Mの時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、Pの時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、Sの時点の中央値点が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録されることを含む。

上記の中央値点は、以下のように定義される。データ点x(i)、i=1、2、...、nのシーケンスが、値によって順序付けられ、シーケンスの中央におけるデータ点が、中央値点として出力される。nが奇数の場合、シーケンスの中央におけるデータ点が出力され、または、nが偶数の場合、シーケンスの中央における2つのデータ点の平均値が、中央値点として出力される。

上記の中央値点は、中央の遷移が生じた時点を示す。たとえば、遷移の数Mが8に等しいならば、中央値点は、第4の遷移の時点と第5の遷移の時点との平均値である。別の例として、遷移の数Mが7に等しいならば、中央値点は、第4の遷移の時点である。Nの遷移に関する中央値点は、同様に計算され得る。

要約すると、本開示の技術的解決策では、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点は、第1の遷移の時点と最後の遷移の時点とを加重することによって取得され得、または、第2の遷移の時点と最後から2番目の遷移の時点とを加重することによって取得され得る。さらに、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点は、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した段階中の遷移のすべての時点を取得し、すべての時点を加重することによって取得され得、すべての時点の中央値点を取得することによって取得され得、または、最尤推定手法を介して取得され得る。

本開示によれば、一般的に、第1の遷移の時点、最後の遷移の時点、および、第1の遷移と最後の遷移との間の遷移のすべての時点は、0から1または1から0への遷移が生じた時点と、時点間の関係とを取得するために、遅延チェーンの出力信号を解析することによって取得される。

シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するためのデバイスは、本開示によってさらに開示され、デバイスは、比較ユニットと、遅延チェーンと、シンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットと、時間コードソーティングユニットと、相対的時間解釈ユニットと、時間計算および送信ユニットとを含む。

比較ユニットは、シンチレーションパルスと設定しきい値との間の関係に基づいてレベル信号を出力するように構成され、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも高い場合、ハイレベル信号が出力され、または、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも低い場合、ローレベル信号が出力される。

遅延チェーンは、いくつかのカスケード接続された遅延素子で構成され、ハイレベル信号とローレベル信号とを受信して出力するように構成される。遅延チェーン内の遅延素子は、前のカスケード接続された遅延素子によって送信された信号を受信し、その状態が受信した信号の状態と逆の反転信号を出力し、時間間隔dtの後、反転信号を次のカスケード接続された遅延素子に送信するように構成される。

シンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットは、均一な周波数の方形波信号と、カウンタと、データバッファユニットとを含み、カウンタは、方形波の立上りエッジの数を記録するように構成され、データバッファユニットは、方形波の立上りエッジが到着した時刻に遅延チェーン内の遅延素子の出力信号を記録するように構成され、遅延チェーンの出力信号および方形波の立上りエッジの数は、時間コードに結合される。

シンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットの均一な周波数の方形波信号の周波数は、10MHzから20GHzまでの範囲内である。

カウンタは、方形波の立上りエッジの数を記録するように構成され、データバッファユニットは、方形波の立上りエッジが到着した時刻に遅延チェーン内の遅延素子の出力信号を記録するように構成され、遅延チェーンの出力信号および方形波の立上りエッジの数は、時間コードに結合される。

時間コードソーティングユニットは、遅延チェーンの記録された出力信号の特性に従って遅延チェーンの出力信号をソートするように構成される。遅延チェーンの出力信号は、時間コードソーティングユニットによって5つのタイプのシーケンスにソートされ得、立上りシンチレーションパルスは、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じ、立下りシンチレーションパルスは、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じる。

シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、5つのタイプのシーケンスは、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階における、連続した1からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階における、最下位ビットLSBから最上位ビットMSBまで、複数の連続した0で開始し、次いで1に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の連続した1で終了するシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階における、連続した0からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階における、LSBからMSBまで、複数の連続した1で開始し、次いで0に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の0で終了するシーケンス、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階における、連続した1からなるシーケンスの特徴を有する。

シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、5つのタイプのシーケンスは、それぞれ、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階における、連続した0からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階における、LSBからMSBまで、複数の1で開始し、次いで0に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の0で終了するシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階における、連続した1からなるシーケンス、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階における、LSBからMSBまで、複数の0で開始し、次いで1に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の1で終了するシーケンス、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階における、連続した0からなるシーケンスの特徴を有する。

相対的時間解釈ユニットは、シンチレーションパルスの遷移と方形波の次の立上りエッジとの間の時間間隔を解釈するように構成される。

相対的時間解釈ユニットは、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために第1の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ローレベルからハイレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために最後の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために最後の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ハイレベルからローレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために第1の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントするように構成される。

相対的時間解釈ユニットは、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために第1の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ハイレベルからローレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために最後の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために最後の0がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ローレベルからハイレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために第1の1がLSBからMSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントするように構成される。

時間計算および送信ユニットは、相対的時間解釈ユニットによって取得された時間情報に従って遷移の時点を計算し、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した正確な時点を、時点のうちの1つを選択する、または時点のうちの任意の2つ以上を加重することによって取得し、正確な時点を次のユニットに送信するように構成される。

以下、本開示は、いくつかの具体的な例と併せて詳細に説明される。

図3は、シンチレーションパルスが入力される比較器によって出力される論理出力信号、および、最下位ビット(LSB)から最上位ビット(MSB)までの遅延チェーンによって出力される対応する信号の状態の概略図である。本実施形態では、基準しきい値電圧を通過するシンチレーションパルスにおける時間情報が取り込まれる。シンチレーションパルスの立上りエッジは、ノイズによって影響されず、したがって、論理信号の状態は、シンチレーションパルスがしきい値を通過しかつしきい値よりも高い段階中、安定して論理ハイレベルに維持されるまで、1回のみ遷移し、シンチレーションパルスの立下りエッジは、ノイズによって影響され、したがって、論理出力信号の状態は、シンチレーションパルスがしきい値を通過しかつしきい値よりも低い段階中、論理ローレベルに維持されるまで、1回遷移し、複数回切り替わる。図3に示すA、B、およびCは、それぞれ、パルスがしきい値を通過しかつしきい値よりも高いときの論理出力信号の立上りエッジと、パルスがしきい値を通過しかつしきい値よりも低いときの論理出力信号の第1の立下りエッジおよび論理出力信号の最後の立下りエッジとを示す。論理出力信号は、遅延チェーンに入力される。クロック信号の異なる立上りエッジにおいて遅延チェーンによって出力される出力信号は、図3の左側に示されている。この場合、3つの遅延チェーンは、本例において、A、B、およびCがそれぞれ生じた時点を記録するために使用され、3つの異なる符号化モードは、3つの遅延チェーンのために使用される。Aが生じた時点を捕捉するための遅延チェーンは、mのカスケード加算器からなり、各段における加算器の被加数は、1に設定され、各段における加算器の加数は、0に設定される。キャリーチェーン内の第1の段の加算器のキャリー入力に接続された比較器によって出力される論理レベルがローレベルからハイレベルに遷移したとき、加算器の出力Sumは、図3に示すAによって示されるように、ハイレベルからローレベルに遷移する。最下位ビット(LSB)から最上位ビット(MSB)までの遅延チェーンによって出力される連続した0の数Nは、プライオリティエンコーダを用いて符号化される。加算器の遅延がTであるとすると、Aとクロック信号の現在の立上りエッジとの間の時間間隔は、N*Tである。Bが生じた時点を捕
捉するためのキャリーチェーンは、mのカスケード加算器からなり、各段における加算器の被加数は、1に設定され、各段における加算器の加数は、0に設定される。キャリーチェーン内の第1の段の加算器のキャリー入力に接続された比較器によって出力される論理レベルがローレベルからハイレベルに遷移したとき、加算器の出力Sumは、図3に示すBによって示されるように、ハイレベルからローレベルに遷移する。最上位ビット(MSB)から最下位ビット(LSB)までの遅延チェーンによって出力される連続した0の数Nは、符号化される。加算器の遅延がTであるとすると、Bとクロック信号の現在の立上りエッジとの間の時間間隔は、N*Tである。Cが生じた時点を捕捉するためのキャリーチェーンは、mのカスケード加算器からなり、各段における加算器の被加数は、1に設定され、各段における加算器の加数は、0に設定される。キャリーチェーン内の第1の段の加算器のキャリー入力に接続された比較器によって出力される論理レベルがローレベルからハイレベルに遷移したとき、加算器の出力Sumは、図3に示すCによって示されるように、ハイレベルからローレベルに遷移する。最下位ビット(LSB)から最上位ビット(MSB)までの遅延チェーンによって出力される連続した1の数Nは、符号化される。加算器の遅延がTであるとすると、Cとクロック信号の現在の立上りエッジとの間の時間間隔は、(m-N)*Tである。

A、B、およびCの時点は、クロックカウンタによって記録されたクロック信号のサイクル数と併せて上記の方法で取得された時間間隔に基づいて取得され得る。本開示による方法を用いて異なるしきい値において取得されたサンプリングされた時点は、図4に示されており(4つの異なるしきい値において取得された4つの結果が図4に示されており、本開示による方法は、異なるしきい値におけるサンプリングされた時点を取得するために使用される)、丸い点は、実際に取得されたサンプリングされた時点を示す。シンチレーションパルスの立下りエッジにおけるノイズを考慮すると、シンチレーションパルスがしきい値を通過した実際の時点は、シンチレーションパルスの立下りエッジにおいて取得された2つのサンプリングされた時点を加重することによって取得される。実際の時点は、図4に示すように、アスタリスクでマークされている。

方法は、ノイズによる電圧-時間対の不正確なサンプリングの課題を解決するために提供される。従来の方法では、シンチレーションパルスの立下りエッジにおけるノイズは、考慮されず、第1の遷移エッジは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点として記録される。この方法では、収集された時点は、ノイズの存在下でシンチレーションパルスがしきい値を通過した実際の時点よりも常に早く、したがって、収集の精度は、低下する。

シンチレーションパルスがしきい値を通過する段階中のすべての遷移エッジの時点を取得するための方法は、本開示に従って提案され、シンチレーションパルスがしきい値を通過したより正確な時点は、加重プロセスを用いて取得される。パルス形状は、N(M、P、またはS)の遷移の取得された時点を分析および処理することによってより正確に復元され得、それによって、パルス復元に対するノイズの影響を低減する。

本開示によれば、遷移の時点は、キャリーチェーンによって出力された信号の状態を分析することによって主に取得される。

本開示によれば、第1の遷移エッジの時点および最後の遷移エッジの時点は、取得され、シンチレーションパルスがしきい値を通過した実際の時点は、遷移エッジの2つの時点を加重することによってより正確に取得され得る。

シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法およびデバイスでは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した実際の時点は、取得された複数の遷移エッジの時点の中央値点を取得することによって、および/または、少なくとも1組の遷移エッジの時点を加重することによってより正確に取得され得る。

本開示によれば、第1の遷移の時点、最後の遷移の時点、および、第1の遷移と最後の遷移との間のすべての遷移の時点は、0から1または1から0への遷移が生じた時点と、時点の間の関係とを取得するために、遅延チェーンの出力信号を分析することによって取得され得る。

本開示は、前述の例示的な実施形態に限定されず、本開示は、その要旨または本質的な属性から逸脱することなく他の特定の実施形態において具体化され得ることは、当業者には明らかである。実施形態は、したがって、例示的であり、制限的なものではないことがすべての点において考慮され、本開示の範囲は、前述の説明によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、したがって、特許請求の範囲の意味および等価物の範囲内に入るすべての変更は、本開示に包含されることが意図される。特許請求の範囲における任意の参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

さらに、本明細書は、実施形態を参照して説明されているが、実施形態の各々は、唯一の独立した技術的解決策を含まないことが理解されるべきである。本明細書は、単に明快にするためにこのように記載されている。当業者は、本明細書を全体として取るべきであり、実施形態における技術的解決策は、当業者によって理解され得る他の実施形態を形成するために適切に組み合わされ得る。

シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法が提供され、方法は、
(1)シンチレーションパルスと設定しきい値との間の関係を比較器によってハイまたはローレベル信号に変換するステップであって、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも高い場合、ハイレベル信号が出力され、または、シンチレーションパルスの振幅が設定しきい値よりも低い場合、ローレベル信号が出力される、ステップと、
(2)出力されたハイまたはローレベル信号を分割するステップであって、立上りシンチレーションパルスが、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じ、立下りシンチレーションパルスが、5つの段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階に分割され、これらの5つの段階が順次に生じる、ステップと、
(3)シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点を記録するステップであって、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスまたは立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過する時点が記録されず、比較器が、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階中、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階中、一定のハイレベル信号または一定のローレベル信号を出力し、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Nの遷移がNの時点で生じ、Nの時点のうちの1つ、または、Nの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Mの遷移がMの時点で生じ、Mの時点のうちの任意の1つ、または、Mの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Pの遷移がPの時点で生じ、Pの時点のうちの任意1つ、または、Pの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Sの遷移がSの時点で生じ、Sの時点のうちの任意の1つ、または、Sの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録される、ステップと、を含む。

好ましくは、シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得する上記の方法では、ステップ(3)において、シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの遷移のNの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ハイレベルからローレベルへの遷移のMの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの遷移のPの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ローレベルからハイレベルへの遷移のSの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中にシンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され得、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点がグループにグループ化され、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点がグループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点が、グループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点がグループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点がグループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点が、グループにグループ化される。

ステップ(3)では、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点が記録される。シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスまたは立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも低い段階中、および、シンチレーションパルスが設定しきい値よりも高い段階中、比較器は、一定のレベル(ハイレベル信号またはローレベル信号)を出力し、時点は、2つの段階の中に記録されない。時点は、シンチレーションパルスがしきい値を通過し、ハイレベルとローレベルとの間で遷移するレベル信号を出力するように比較器をトリガする場合にのみ記録される。したがって、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過する時点は、2つの段階中に記録されない。シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Nの遷移がNの時点で生じ得、Nの時点のうちの任意の1つ、または、Nの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Mの遷移がMの時点で生じ得、Mの時点のうちの任意の1つ、または、Mの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録される。シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い段階中、Pの遷移がPの時点で生じ得、Pの時点のうちの任意1つ、または、Pの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録され、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも高い段階中、Sの遷移がSの時点で生じ得、Sの時点のうちの任意の1つ、または、Sの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、シンチレーションパルスが設定しきい値を通過した時点として記録される。

Claims (12)

1. シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法であって、
   前記シンチレーションパルスと設定しきい値との間の関係を比較器によってレベル信号に変換するステップであって、前記シンチレーションパルスの振幅が前記設定しきい値よりも高い場合、ハイレベル信号が出力され、または、前記シンチレーションパルスの前記振幅が前記設定しきい値よりも低い場合、ローレベル信号が出力される、ステップと、
   前記出力されたハイまたはローレベル信号を分割するステップであって、立上りシンチレーションパルスが、5つの段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも低い段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも高い段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い段階、および、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも低い段階に分割され、これらの前記5つの段階が順次に生じ、立下りシンチレーションパルスが、5つの段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも高い段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも低い段階、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い段階、および、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも高い段階に分割され、これらの前記5つの段階が順次に生じる、ステップとを含み、
   前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスまたは前記立下りシンチレーションパルスである場合、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過する時点が記録されず、前記比較器が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも低い前記段階中、および、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも高い前記段階中、一定のハイレベル信号または一定の低レベル信号を出力し、
   前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中、Nの遷移がNの時点で生じ、前記Nの時点のうちの1つ、または、前記Nの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録され、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中、Mの遷移がMの時点で生じ、前記Mの時点のうちの任意の1つ、または、前記Mの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録され、
   前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中、Pの遷移がPの時点で生じ、前記Pの時点のうちの任意1つ、または、前記Pの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録され、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中、Sの遷移がSの時点で生じ、前記Sの時点のうちの任意の1つ、または、前記Sの時点のうちの任意の2つ以上の中央値もしくは加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録される、
   方法。
2. 前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、前記立上りシンチレーションパルスの前記5つの段階における前記レベル信号が、それぞれ、前記レベル信号が一定のローレベル信号である、前記レベル信号がローレベルからハイレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にハイレベルになる、前記レベル信号が一定のハイレベル信号である、前記レベル信号がハイレベルからローレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にローレベルになる、および、前記レベル信号が一定のローレベル信号である、の特徴を有し、
   前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、前記立下りシンチレーションパルスの前記5つの段階における前記レベル信号が、それぞれ、前記レベル信号が一定のハイレベル信号である、前記レベル信号がハイレベルからローレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にローレベルになる、前記レベル信号が一定のローレベル信号である、前記レベル信号がローレベルからハイレベルに遷移し、次いで、ハイレベルとローレベルとの間で繰り返し遷移し、最終的にハイレベルになる、および、前記レベル信号が一定のハイレベル信号である、の特徴を有する、請求項1に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法。
3. 前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの遷移の前記Nの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録され、ハイレベルからローレベルへの遷移の前記Mの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録され、
   前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの遷移の前記Pの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録され、ローレベルからハイレベルへの遷移の前記Sの時点の中央値点および/または少なくとも1組の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した時点として記録され、
   ローレベルからハイレベルへの第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後の遷移の時点がグループにグループ化され、ローレベルからハイレベルへの第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの最後から2番目の遷移の時点がグループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点が、グループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後の遷移の時点がグループにグループ化され、ハイレベルからローレベルへの第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの最後から2番目の遷移の時点がグループにグループ化され、類推によって取得された2つの時点が、グループにグループ化される、請求項1または2に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法。
4. 前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの前記第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの前記最後の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、ハイレベルからローレベルへの前記第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの前記最後の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、
   前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの前記第1の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの前記最後の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、ローレベルからハイレベルへの前記第1の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの前記最後の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録される、請求項3に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法。
5. 前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、ローレベルからハイレベルへの前記第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの前記最後から2番目の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、ハイレベルからローレベルへの前記第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの前記最後から2番目の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、
   前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、ハイレベルからローレベルへの前記第2の遷移の時点およびハイレベルからローレベルへの前記最後から2番目の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、ローレベルからハイレベルへの前記第2の遷移の時点およびローレベルからハイレベルへの前記最後から2番目の遷移の時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録される、請求項3に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法。
6. 前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、前記Nの時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、前記Mの時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、
   前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、前記Pの時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、前記Sの時点の加重値が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録される、請求項3に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法。
7. 前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、前記Nの時点の中央値点が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、前記Mの時点の中央値点が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、
   前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、前記Pの遷移の時点の中央値点が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録され、前記Sの遷移の時点の中央値点が、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中に前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した前記時点として記録される、請求項3に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するための方法。
8. シンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するためのデバイスであって、
   前記シンチレーションパルスと設定しきい値との間の関係に基づいてレベル信号を出力するように構成された比較ユニットであって、前記シンチレーションパルスの振幅が前記設定しきい値よりも高い場合、ハイレベル信号が出力され、または、前記シンチレーションパルスの前記振幅が前記設定しきい値よりも低い場合、ローレベル信号が出力される、比較ユニットと、
   いくつかのカスケード接続された遅延素子で構成され、前記ハイレベル信号と前記ローレベル信号とを受信して出力するように構成された遅延チェーンと、
   均一な周波数の方形波信号と、カウンタと、データバッファユニットとを備えるシンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットであって、前記カウンタが、前記方形波の立上りエッジの数を記録するように構成され、前記データバッファユニットが、前記方形波の立上りエッジが到着した時刻に前記遅延チェーン内の前記遅延素子の出力信号を記録するように構成され、前記遅延チェーンの前記出力信号および前記方形波の前記立上りエッジの数が時間コードに結合される、シンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットと、
   前記遅延チェーンの前記記録された出力信号の特性に従って前記遅延チェーンの前記出力信号をソートするように構成された時間コードソーティングユニットと、
   前記シンチレーションパルスの遷移と前記方形波の次の立上りエッジとの間の時間間隔を解釈するように構成された相対的時間解釈ユニットと、
   前記相対的時間解釈ユニットによって取得された時間情報に従って遷移の時点を計算し、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過した正確な時点を、前記時点のうちの1つを選択する、または前記時点のうちの任意の2つ以上を加重することによって取得し、前記正確な時点を次のユニットに送信するように構成された時間計算および送信ユニットと、
   を備える、デバイス。
9. 前記遅延チェーン内の前記遅延素子が、前のカスケード接続された遅延素子によって送信された信号を受信し、その状態が前記受信した信号の状態と逆の反転信号を出力し、時間間隔dtの後、前記反転信号を次のカスケード接続された遅延素子に送信するように構成された、請求項8に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するためのデバイス。
10. 前記シンチレーションパルス状態時間コード記録ユニットの前記均一な周波数の方形波信号の周波数が、10MHzから20GHzまでの範囲内である、請求項8に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するためのデバイス。
11. 前記シンチレーションパルスが立上りシンチレーションパルスである場合、前記遅延チェーンの前記出力信号が、前記時間コードソーティングユニットによって、それぞれ、連続した1からなるシーケンス、最下位ビットLSBから最上位ビットMSBまで、複数の連続した0で開始し、次いで1に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の連続した1で終了するシーケンス、連続した0からなるシーケンス、前記LSBから前記MSBまで、複数の連続した1で開始し、次いで0に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の0で終了するシーケンス、および、連続した1からなるシーケンスの特徴を有する5つのタイプのシーケンスにソートされ、前記立上りシンチレーションパルスが、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも低い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも高い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも低い段階とを備え、これらの前記5つの段階が順次に生じ、
    前記シンチレーションパルスが立下りシンチレーションパルスである場合、前記遅延チェーンの前記出力信号が、前記時間コードソーティングユニットによって、それぞれ、連続した0からなるシーケンス、前記LSBから前記MSBまで、複数の1で開始し、次いで0に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の0で終了するシーケンス、連続した1からなるシーケンス、前記LSBから前記MSBまで、複数の0で開始し、次いで1に切り替わり、その後0と1との間で繰り返し切り替わり、複数の1で終了するシーケンス、および、連続した0からなるシーケンスの特徴を有する5つのタイプのシーケンスにソートされ、前記立下りシンチレーションパルスが、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも高い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも低い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い段階と、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値よりも高い段階とを備え、これらの前記5つの段階が順次に生じる、請求項8に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するためのデバイス。
12. 前記相対的時間解釈ユニットが、前記シンチレーションパルスが前記立上りシンチレーションパルスである場合、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために第1の1が前記LSBから前記MSBまでに生じるまで前記遅延素子の数をカウントし、ローレベルからハイレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために最後の0が前記LSBから前記MSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも低い前記段階中、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために最後の1が前記LSBから前記MSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントし、ハイレベルからローレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために第1の0が前記LSBから前記MSBまでに生じるまで遅延素子の数をカウントするように構成され、
    相対的時間解釈ユニットが、前記シンチレーションパルスが前記立下りシンチレーションパルスである場合、前記シンチレーションパルスが設定しきい値を通過しかつ設定しきい値よりも低い前記段階中、ハイレベルからローレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために第1の0が生じるまで前記LSBから前記MSBまで遅延素子の数をカウントし、ハイレベルからローレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために最後の1が生じるまで前記LSBから前記MSBまで遅延素子の数をカウントし、前記シンチレーションパルスが前記設定しきい値を通過しかつ前記設定しきい値よりも高い前記段階中、ローレベルからハイレベルへの第1の遷移のために必要な時間期間を示すために最後の0が生じるまで前記LSBから前記MSBまで遅延素子の数をカウントし、ローレベルからハイレベルへの最後の遷移のために必要な時間間隔を示すために第1の1が生じるまで前記LSBから前記MSBまで遅延素子の数をカウントするように構成された、請求項11に記載のシンチレーションパルスがしきい値を通過した時点を取得するためのデバイス。

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