JP7055342B2 - Light multiplier - Google Patents
Light multiplier Download PDFInfo
- Publication number
- JP7055342B2 JP7055342B2 JP2018001948A JP2018001948A JP7055342B2 JP 7055342 B2 JP7055342 B2 JP 7055342B2 JP 2018001948 A JP2018001948 A JP 2018001948A JP 2018001948 A JP2018001948 A JP 2018001948A JP 7055342 B2 JP7055342 B2 JP 7055342B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light emitting
- panel
- avalanche
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、シンチレーション信号や蛍光などの微弱光を電流に変換して増倍し、微弱光に基づく画像を表示するための光増倍装置に関する。 The present invention relates to a light multiplying device for converting weak light such as a scintillation signal or fluorescence into an electric current and multiplying it to display an image based on the weak light.
シンチレーション信号や蛍光などの微弱光を電流に変換して増倍し、微弱光に基づく画像を表示するための装置として、従来はマイクロチャンネルプレート内蔵のイメージインテンシファイアという装置があった。 Conventionally, there was a device called an image intensifier with a built-in microchannel plate as a device for converting weak light such as a scintillation signal or fluorescence into an electric current and multiplying it to display an image based on the weak light.
この従来のイメージインテンシファイアは、放射線に励起されることにより微弱光を発するシンチレータと、シンチレータからの微弱光を電子に変換するフォトカソードと、フォトカソードにより変換された電子を増倍するマイクロチャンネルプレートと、マイクロチャンネルプレートにより増倍された電子を光信号に変換するフォスファーとを備える。 This conventional image intensifier has a scintillator that emits weak light when excited by radiation, a photocathode that converts the weak light from the scintillator into electrons, and a microchannel that multiplies the electrons converted by the photocathode. It comprises a plate and a scintillator that converts the electrons multiplied by the microchannel plate into an optical signal.
このイメージインテンシファイアの空間分解能は20μm程度であった。従来のイメージインテンシファイアは、真空管を用いた精密機器であり、非常に高価で、価格は数百万円から1千万円程度であり、手軽に使える装置ではなかった。 The spatial resolution of this image intensifier was about 20 μm. The conventional image intensifier is a precision instrument using a vacuum tube, is very expensive, and the price is about several million yen to 10 million yen, and it is not an easy-to-use device.
また、イメージインテンシファイアの口径として2インチ程度が最大である。従来のイメージインテンシファイアにおいて、フォトカソードからマイクロチャンネルプレートにかけての量子効率は典型的に10%程度が限界であり、フォトン数が少ない画像に対して画質の劣化が顕著であった。 In addition, the maximum diameter of the image intensifier is about 2 inches. In the conventional image intensifier, the quantum efficiency from the photo cathode to the microchannel plate is typically limited to about 10%, and the image quality is significantly deteriorated for an image having a small number of photons.
3ナノ秒程度の時間ゲート(1コマ撮影のみ)が可能なイメージインテンシファイアも存在するが、基本的に高速変化する画像信号を連続的に増倍する事は不可能であった。 Although there is an image intensifier capable of a time gate of about 3 nanoseconds (only one-frame shooting), it is basically impossible to continuously multiply an image signal that changes at high speed.
また、イメージインテンシファイアは構造上、フォトカソードの受光面の周りが、金属等の固定枠で覆われており、不感領域になっている。このため、このフォトカソードを多数並べても画像欠損のない大型のパネル状に組み上げることができず、10cm直径よりも大きな受光面を実現することができなかった。 Further, due to the structure of the image intensifier, the light receiving surface of the photocathode is covered with a fixed frame made of metal or the like, which is a dead area. Therefore, even if a large number of these photocathodes are arranged, it is not possible to assemble them into a large panel without image defects, and it is not possible to realize a light receiving surface having a diameter larger than 10 cm.
また、マイクロチャンネルプレートには-5000V程度の高電圧をかけて使用するため、特殊な電源装置が必要であった。加えて、マイクロチャンネルプレートは、過大光がフォトカソードに入力されると損傷し易く、暗室装置や暗箱装置を用意し慎重に運転する必要があった。 Further, since the microchannel plate is used by applying a high voltage of about -5000V, a special power supply device is required. In addition, the microchannel plate is easily damaged when excessive light is input to the photocathode, and it is necessary to prepare a darkroom device and a darkbox device and operate them carefully.
近年マイクロチャンネルプレートなど真空管デバイスの代わりに半導体デバイスの発展が目覚ましい。シリコンフォトダイオードの量子効率は60%に達している。アバランシェフォトダイードは、量子効率が60%程度でありながら、106倍に微弱光を増倍することができる。 In recent years, the development of semiconductor devices instead of vacuum tube devices such as microchannel plates has been remarkable. The quantum efficiency of silicon photodiodes has reached 60%. Avalanche photodide can multiply weak light by 106 times while having a quantum efficiency of about 60%.
アバランシェフォトダイオード単体では単一の出力電流がオンかオフの2値にしかならないが、アバランシェフォトダイオードのマイクロ素子を1000個程度に多数並べて、回路的に一つに結線して線形増幅を実現したマルチピクセルフォトンカウンター(MPPC)が知られている(特許文献1)。このデバイスは量子効率が60%、増倍率が106、ダイナミックレンジが1000以上の線形増幅性能を実現している。このMPPCを1mm程度の画素サイズで多数並べたMPPCアレーはマイクロチャンネルプレートと同様の機能を果たすことができる。 A single output current of an avalanche photodiode can only be a binary value of on or off, but a large number of microelements of an avalanche photodiode are arranged in a circuit and connected to one to realize linear amplification. A multipixel photodiode counter (MPPC) is known (Patent Document 1). The device achieves linear amplification performance with a quantum efficiency of 60%, a Magnification of 106 , and a dynamic range of 1000 or more. An MPPC array in which a large number of MPPCs are arranged in a pixel size of about 1 mm can perform the same function as a microchannel plate.
近年、原子炉や加速器やレーザーなどで発生したX線や中性子を用いて、高速道路やコンクリート橋げたなどのメートルサイズの物体の内部の欠陥を、ラジオグラフによって非破壊で探知することができる様になりつつある。特に中性子は、発生手法と検出手法とが難しいが、メートルサイズのコンクリートでも透視できるので、発生手法と検出手法との技術開発が進められている。 In recent years, using X-rays and neutrons generated by nuclear reactors, accelerators, lasers, etc., it has become possible to detect internal defects of metric-sized objects such as highways and concrete bridges in a non-destructive manner using radiographs. It is becoming. In particular, neutrons are difficult to generate and detect, but since they can be seen through even metric-sized concrete, technological development of the generation method and detection method is underway.
中性子の検出手法には、一般に中性子により励起されたシンチレータから発光されるシンチレーション光の画像をCCDカメラで撮影する手法が用いられる。微弱なシンチレーション光の画像を撮影するためには、光増倍装置が必須である。 As a neutron detection method, a method of taking an image of scintillation light emitted from a scintillator excited by neutrons with a CCD camera is generally used. A photomultiplier is essential to capture images of faint scintillation light.
中性子の画像化のためのシンチレータには、1mm直径程度のファイバー状プラスチックシンチレータを多数束ねた、シンチレータアレイが用いられる。また、このようなプラスチックシンチレータファイバーバンドル(シンチレータアレイ)の代わりに、液体シンチレータをアルミハニカムパネルに充填してガラス窓で封じ込める事で、同様の性能を持つメートルサイズのシンチレータアレイパネルを安価に作ることができる。 As the scintillator for neutron imaging, a scintillator array in which a large number of fibrous plastic scintillators having a diameter of about 1 mm are bundled is used. Also, instead of such a plastic scintillator fiber bundle (scintillator array), a liquid scintillator is filled in an aluminum honeycomb panel and sealed with a glass window to make a metric-sized scintillator array panel with similar performance at low cost. Can be done.
メートルサイズのシンチレーション発光画像を従来の小口径のイメージインテンシファイアカメラ(CCDカメラ)で撮影するためには画像の縮小が必要である。典型的にはシンチレータアレイパネルから1メートルの位置に、口径3cm・焦点距離3cm程度の低ノイズ冷却型のCCDカメラのレンズを設置する必要があるが、この場合シンチレータアレイパネルからのごく一部の光しかレンズに集めることができない。この悪い効率をカバーできるだけの中性子を発生させられる装置は超大型の加速器(J-PARCなど)を除いて世の中に存在しないため、従来技術では中性子画像装置はなかなか汎用化ができなかった。
In order to capture a metric-sized scintillation emission image with a conventional small-diameter image intensifier camera (CCD camera), it is necessary to reduce the image. Typically, it is necessary to install the lens of a low noise cooling type CCD camera with a diameter of 3 cm and a focal length of about 3 cm at a
本発明の一態様は、メートルサイズの物体からの放射線に対応する微弱光に基づく画像を表示することができる汎用的な光増倍装置を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is to realize a general-purpose light multiplying device capable of displaying an image based on weak light corresponding to radiation from a metric-sized object.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光増倍装置は、微弱光を電流に変換して増倍する複数個のアバランシェフォトダイオードが格子状に配列されたアバランシェパネルと、前記微弱光に基づく画像を表示するために前記アバランシェフォトダイオードからの電流を可視光に変換する複数個の発光素子が格子状に配列された発光パネルとを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the optical multiplier according to one aspect of the present invention includes an avalanche panel in which a plurality of avalanche photodiodes in which weak light is converted into an electric current and multiplied in a grid pattern are arranged. It is characterized by including a light emitting panel in which a plurality of light emitting elements for converting a current from the avalanche photodiode into visible light in order to display an image based on the weak light are arranged in a grid pattern.
この特徴によれば、格子状に配列されたアバランシェフォトダイオードにより微弱光から変換して増倍された電流が、格子状に配列された発光素子により可視光に変換される。アバランシェフォトダイオードが格子状に配列されるので、イメージインテンシファイアのように不感領域が発生せず、大型のパネル状に組み上げることができる。この結果、メートルサイズの物体の微弱光に基づく画像を表示することができる汎用的な光増倍装置を実現することができる。 According to this feature, a current converted and multiplied from weak light by an avalanche photodiode arranged in a grid pattern is converted into visible light by a light emitting element arranged in a grid pattern. Since the avalanche photodiodes are arranged in a grid pattern, a dead region is not generated unlike an image intensifier, and the avalanche photodiode can be assembled into a large panel. As a result, it is possible to realize a general-purpose light multiplying device capable of displaying an image based on weak light of a metric-sized object.
本発明の一態様に係る光増倍装置は、前記複数個の発光素子が前記複数個のアバランシェフォトダイオードと1対1に対応するように配列されてもよい。 In the photomultiplier device according to one aspect of the present invention, the plurality of light emitting elements may be arranged so as to have a one-to-one correspondence with the plurality of avalanche photodiodes.
上記構成によれば、アバランシェフォトダイオードを画素とする画像を表示することができる。 According to the above configuration, an image having an avalanche photodiode as a pixel can be displayed.
本発明の一態様に係る光増倍装置は、前記複数個の発光素子を前記複数個のアバランシェフォトダイオードと1対1で結合する複数本の配線と、各アバランシェフォトダイオードと並列に結合されたフォトダイオード電圧源と、各発光素子と並列に結合された発光素子電圧源とをさらに備えてもよい。 The photomultiplying device according to one aspect of the present invention has a plurality of wirings for connecting the plurality of light emitting elements to the plurality of avalanche photodiodes on a one-to-one basis, and is coupled to each avalanche photodiode in parallel. A photodiode voltage source and a light emitting device voltage source coupled in parallel with each light emitting device may be further provided.
上記構成によれば、各アバランシェフォトダイオードと各発光素子とを簡素な構成で動作させることができる。 According to the above configuration, each avalanche photodiode and each light emitting element can be operated with a simple configuration.
本発明の一態様に係る光増倍装置は、前記フォトダイオード電圧源が、各アバランシェフォトダイオードに正電圧を供給する第1正極と、グランドに接地された第1負極とを有し、前記発光素子電圧源が、各発光素子に負電圧を供給する第2負極と、前記グランドに接地された第2正極とを有してもよい。 In the photomultiplying device according to one aspect of the present invention, the photodiode voltage source has a first positive electrode that supplies a positive voltage to each avalanche photodiode, and a first negative electrode grounded to the ground. The element voltage source may have a second negative electrode that supplies a negative voltage to each light emitting element and a second positive electrode that is grounded to the ground.
上記構成によれば、各アバランシェフォトダイオードと各発光素子とを簡素な構成で動作させることができる。 According to the above configuration, each avalanche photodiode and each light emitting element can be operated with a simple configuration.
本発明の一態様に係る光増倍装置は、放射線に励起されることにより前記微弱光を発するシンチレータをさらに備え、前記アバランシェフォトダイオードが前記シンチレータにより発せられた光を前記電流に変換して増倍してもよい。 The photomultiplier device according to one aspect of the present invention further includes a scintillator that emits the weak light when excited by radiation, and the avalanche photodiode converts the light emitted by the scintillator into the current to increase the light. You may double it.
上記構成によれば、放射線により励起された微弱光に基づく画像を表示することができる。 According to the above configuration, it is possible to display an image based on weak light excited by radiation.
本発明の一態様に係る光増倍装置は、前記発光パネルに表示された前記画像を撮像するカメラをさらに備えてもよい。 The light multiplying device according to one aspect of the present invention may further include a camera that captures the image displayed on the light emitting panel.
上記構成によれば、微弱光に基づく画像を撮像することができる。 According to the above configuration, an image based on weak light can be captured.
本発明の一態様に係る光増倍装置は、前記発光素子が発光ダイオードであってもよい。 In the light multiplying device according to one aspect of the present invention, the light emitting element may be a light emitting diode.
上記構成によれば、アバランシェフォトダイオードからの電流を効率良く可視光に変換することができる。 According to the above configuration, the current from the avalanche photodiode can be efficiently converted into visible light.
本発明の一態様によれば、メートルサイズの物体からの放射線に対応する微弱光に基づく画像を表示することができる汎用的な光増倍装置を実現することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to realize a general-purpose light multiplying device capable of displaying an image based on weak light corresponding to radiation from a metric-sized object.
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail.
(光増倍装置1の構成)
図1は実施形態に係る光増倍装置1の模式図である。図2は光増倍装置1に設けられた光増倍パネル16の構成を示すブロック図である。
(Configuration of optical multiplier 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a light multiplying
光増倍装置1は、光増倍パネル16を備える。光増倍パネル16は、微弱光17を電流18に変換して増倍するために設けられたアバランシェパネル2と、アバランシェパネル2からの電流18を可視光19に変換するために設けられた発光パネル3とを有する。
The light multiplying
図3(a)は増倍パネル16をアバランシェパネル2側から見た斜視画像であり、(b)は光増倍パネル16を発光パネル3側から見た斜視画像である。図3(a)は光増倍パネル16の要部をアバランシェパネル2側から見た斜視画像であり、(b)は発光パネル3側から見た斜視画像である。
FIG. 3A is a perspective image of the
アバランシェパネル2には、微弱光17を電流18に変換して増倍する複数個のアバランシェフォトダイオード4が格子状に配列される。発光パネル3には、微弱光17に基づく画像を表示するためにアバランシェフォトダイオード4からの電流18を可視光19に変換する複数個の発光ダイオード(LED、Light Emitting Diode)5(発光素子)が格子状に配列される。複数個の発光ダイオード5は、複数個のアバランシェフォトダイオード4と1対1に対応するように配列される。
On the
光増倍装置1には、複数個の発光ダイオード5を複数個のアバランシェフォトダイオード4と1対1で結合する複数本の配線6と、各アバランシェフォトダイオード4と並列に結合されたフォトダイオード電圧源7と、各発光ダイオード5と並列に結合された発光素子電圧源8とが設けられる。フォトダイオード電圧源7は、各アバランシェフォトダイオード4に+55V程度の正電圧を供給する正極9(第1正極)と、グランドGに接地された負極10(第1負極)とを有する。発光素子電圧源8は、各発光ダイオード5に-2V程度の負電圧を供給する負極12(第2負極)と、グランドGに接地された正極11(第2正極)とを有する。発光素子電圧源8は、発光ダイオード5を高速パルス駆動することが可能である。
The
光増倍装置1は、放射線15に励起されることにより微弱光17を発するシンチレータ13をさらに備える。アバランシェフォトダイオード4はシンチレータ13により発せられた微弱光17を電流18に変換して増倍する。
The light multiplying
光増倍装置1には、発光パネル3に表示された画像を撮像するCCDカメラ14(カメラ)が設けられる。
The light multiplying
本実施形態に係る光増倍装置1は、従来のマイクロチャンネルプレート式のイメージインテンシファイアの欠点を解決する。この光増倍装置1は、アバランシェフォトダイオード4が格子状に配列されたMPPCアレーからなるアバランシェパネル2を用いて微弱光17を電流18(電子)に変換し、増倍してから、複数個の発光ダイオード5が格子状に配列された発光LEDアレーからなる発光パネル3で可視光19による画像信号に変換する。
The
MPPCアレーの量子効率は典型的に60%で、電子の像倍率は106、電子からLED(発光ダイオード5)のフォトン効率は10%程度であるので、光増倍パネル16の全体の光増倍率はおよそ105倍である。 The quantum efficiency of the MPPC array is typically 60%, the image magnification of the electrons is 106 , and the photon efficiency of the electrons to the LED (light emitting diode 5) is about 10%. The magnification is about 105 times.
この光増倍パネル16をシンチレータ13と組み合わせれば、微弱光17によるシンチレーション信号を肉眼で観測することができるため、放射線15を放射する放射性物質を肉眼で観測することができる。
When the
(光増倍装置1の動作)
図5は光増倍装置1に設けられたシンチレータ13からのシンチレーション信号の撮像画像である。
(Operation of optical multiplier 1)
FIG. 5 is an image of a scintillation signal from a
これは、NaI:Tlシンチレータからなるシンチレータ13に密封放射線源を接着させ、シンチレータ13から発生したシンチレーション信号(微弱光17)を光増倍パネル16で増倍し、デジタルカメラからなるCCDカメラ14で撮影した画像である。光増倍装置1によれば、シンチレーション信号のような微弱な光信号を通常のデジタルカメラで撮影できるほど高感度に増倍できていることを示す。
This is done by adhering a sealed radiation source to a
図6は光増倍パネル16にパルス光を入力した時の出力される光信号の時間応答を示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing the time response of the output optical signal when the pulsed light is input to the
応答速度は、アバランシェフォトダイオード4の種類と発光ダイオード5の種類とを適切に選択することによって、最小3ns程度までは高速にすることができる。
The response speed can be increased to a minimum of about 3 ns by appropriately selecting the type of the
図6には、実際に製作された光増倍パネル16のアバランシェパネル2の入力面にインパルス光(微弱光17)を入力し、発光パネル3の発光ダイオード5の発光を高速フォトディテクタで測定したインパルス応答が示されている。この光増倍パネル16では応答速度が100ns程度であるが、MPPCの種類の選択と回路設計次第では10ns程度まで高速化が可能である。高速撮影カメラと組み合わせることで、高速に時間変化する微弱光17の信号を増倍しながら連続的に撮影することも可能である。また、発光ダイオード5を駆動するためのLED回路にゲート回路を備えており、瞬間的な画像信号のみを切り出して増倍することができ、通常のCCDカメラやデジタルカメラで撮影することで高速ゲートカメラとして機能させることもできる。
In FIG. 6, an impulse light (weak light 17) is input to the input surface of the
アバランシェフォトダイオード4の画素サイズが現状2mmであるMPPCをアバランシェパネル2に用いているが、アバランシェフォトダイオード4の既製品を用いた場合でも画素サイズが1mmであるMPPCまで製造可能であり、原理的には0.1mm程度まで画素サイズを小さくすることも可能である。
An MPPC whose pixel size of the
このアバランシェフォトダイオード4は、全て半導体素子から構成されているため、55V程度と低い電圧で駆動し、DC-DCコンバーターによる昇圧を介して電池で駆動することも可能である。このため、光増倍装置1のアバランシェパネル2が、高圧電源を必要とせず、マイクロチャンネルプレート内蔵の従来のイメージインテンシファイアに比べてはるかにコンパクトになる。
Since the
フォトダイオード素子であるアバランシェフォトダイオード4は、過大光が入射されても出力が飽和するだけで、損傷する可能性は低い。従って、アバランシェフォトダイオード4は、従来のマイクロチャンネルプレートと比べて過大光に対する耐性が圧倒的に強く、特別な暗室や暗箱装置がなくても使用することができる。
The
また、アバランシェフォトダイオード4は、従来のイメージインテンシファイアのように受光面の周りに不感領域(デッドスペース)がないため、アバランシェフォトダイオード4を多数配列した大型化も容易であり、図3(a)に示すように20cm程度の大きさのアバランシェパネル2も実現している。アバランシェフォトダイオード4は安価であるため、1メートルサイズのアバランシェパネル2の実現も可能である。
Further, since the
本実施形態に係る光増倍装置1は2mm程度の分解能を有する。アバランシェパネル2のパネルサイズは数cmサイズからメートルサイズまで大型化が可能である。光増倍パネル16は、光画像信号を表す微弱光17を光-光増倍率105で増倍し、時間応答が100ns秒以下で連続的に微弱光17を増倍することができる。光増倍パネル16は、小型の電源で駆動し、過大光入力に対しても損傷は起こりにくい。そして、光増倍パネル16は、量子効率が60%程度であり、非常に高効率な感度を有している。
The
図7は光増倍装置1による中性子画像計測実験のセットアップを示す模式図である。図8は中性子画像計測実験のセットアップを示す画像である。図9は中性子画像計測実験の結果を示す画像である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the setup of a neutron image measurement experiment using the
アルミハニカムに液体シンチレータを充填してガラス窓付き容器で封入したシンチレータアレープレート(シンチレータ13)の発光面に、本実施形態の光増倍パネル16を貼り付け、この光増倍パネル16の発光パネル3に形成されるLED発光面をCCDカメラ14で撮像する。この光増倍装置1をX線カメラや中性子カメラとして用いることができる。
The
図7に示すようなセットアップで、大阪大学レーザー科学研究所の激光12号レーザーを用いて、重水素-重水素核融合反応による2.45MeVの中性子からなる放射線15を発生させ、これを中性子源として用いて、鉛ブロック21とパラフィンブロック22のシャドウグラフを行った画像が図9に示される。鉛の影とパラフィンの影が写っている。中性子は、鉛ではほとんど減衰しないが、パラフィンでは減衰するため、パラフィンの所に濃い影が写っている。
With the setup shown in Fig. 7, a
この画像は、X線と中性子を飛行時間弁別法によって弁別し、中性子時刻に時間ゲートをかけて撮影した画像である。鉛よりもパラフィンの方が中性子信号の減衰が大きいことからも、この画像が中性子信号に基づく画像であることがわかる。 This image is an image taken by discriminating X-rays and neutrons by the flight time discrimination method and applying a time gate to the neutron time. Since the attenuation of the neutron signal is larger in paraffin than in lead, it can be seen that this image is based on the neutron signal.
本実施形態に係る光増倍装置1は、携帯型放射線源と組み合わせることにより、例えば、トンネルの中に配置されたコンクリートの内部欠陥を可視化する非破壊検査に使用するためのハンディタイプの放射線画像検出装置に適用することができる。また、光増倍装置1は、放射線源と組み合わせることにより、トモグラフィ(tomography、断層映像法)を用いた医療機器に適用することができる。
The light multiplying
以上のように本実施形態に係る光増倍装置1では、メートルサイズの光増倍パネルを製作することも可能である。メートルサイズのシンチレータパネルの表面に同サイズの光増倍パネルを設置して、増倍された光をCCDカメラで撮影することによって、大型の中性子画像計測も可能になった。
As described above, in the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
1 光増倍装置
2 アバランシェパネル
3 発光パネル
4 アバランシェフォトダイオード
5 発光ダイオード(発光素子)
6 配線
7 フォトダイオード電圧源
8 発光素子電圧源
9 正極(第1正極)
10 負極(第1負極)
11 正極(第2正極)
12 負極(第2負極)
13 シンチレータ
14 CCDカメラ(カメラ)
15 放射線
16 光増倍パネル
17 微弱光
18 電流
19 可視光
1 Photomultiplier 2
6
10 Negative electrode (first negative electrode)
11 Positive electrode (second positive electrode)
12 Negative electrode (second negative electrode)
13
15
Claims (4)
前記携帯型中性子源により発生した中性子に励起されることにより微弱光を発するシンチレータと、
前記シンチレータにより発生した微弱光を電流に変換して増倍する複数個のアバランシェフォトダイオードが格子状に配列されたアバランシェパネルと、
前記中性子に基づく中性子画像を表示するために前記アバランシェフォトダイオードからの電流を可視光に変換する複数個の発光ダイオードが格子状に配列された発光パネルと、
前記発光パネルに表示された前記中性子画像を撮像するカメラとを備えたことを特徴とする光増倍装置。 A portable neutron source that generates neutrons and
A scintillator that emits weak light when excited by neutrons generated by the portable neutron source.
An avalanche panel in which a plurality of avalanche photodiodes, which convert weak light generated by the scintillator into an electric current and multiply it, are arranged in a grid pattern.
A light emitting panel in which a plurality of light emitting diodes that convert the current from the avalanche photodiode into visible light in order to display a neutron image based on the neutrons are arranged in a grid pattern .
A light multiplying device including a camera that captures the neutron image displayed on the light emitting panel .
各アバランシェフォトダイオードと並列に結合されたフォトダイオード電圧源と、
各発光ダイオードと並列に結合された発光素子電圧源とをさらに備える請求項1に記載の光増倍装置。 A plurality of wires for connecting the plurality of light emitting diodes to the plurality of avalanche photodiodes on a one-to-one basis.
A photodiode voltage source coupled in parallel with each avalanche photodiode,
The light multiplying device according to claim 1, further comprising each light emitting diode and a light emitting element voltage source coupled in parallel.
グランドに接地された第1負極とを有し、
前記発光素子電圧源が、各発光ダイオードに負電圧を供給する第2負極と、
前記グランドに接地された第2正極とを有する請求項3に記載の光増倍装置。 The photodiode voltage source has a first positive electrode that supplies a positive voltage to each avalanche photodiode.
It has a first negative electrode grounded to the ground,
The light emitting element voltage source has a second negative electrode that supplies a negative voltage to each light emitting diode , and
The photomultiplying device according to claim 3, further comprising a second positive electrode grounded to the ground.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018001948A JP7055342B2 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Light multiplier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018001948A JP7055342B2 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Light multiplier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019120638A JP2019120638A (en) | 2019-07-22 |
JP7055342B2 true JP7055342B2 (en) | 2022-04-18 |
Family
ID=67307245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018001948A Active JP7055342B2 (en) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | Light multiplier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7055342B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060197025A1 (en) | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Burr Kent C | Systems and methods to localize optical emission in radiation detectors |
JP2011501415A (en) | 2007-10-11 | 2011-01-06 | ヤオ ジエ | Photodetector array and semiconductor image intensifier |
JP2012225680A (en) | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Toshiba Corp | Neutron detector |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2688343A1 (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-10 | Thomson Tubes Electroniques | INTENSIFYING IMAGE TUBE, IN PARTICULAR RADIOLOGICAL, OF THE TYPE A GALETTE OF MICROCHANNELS. |
US5349177A (en) * | 1993-02-22 | 1994-09-20 | Itt Corporation | Image intensifier tube having a solid state electron amplifier |
-
2018
- 2018-01-10 JP JP2018001948A patent/JP7055342B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060197025A1 (en) | 2005-03-04 | 2006-09-07 | Burr Kent C | Systems and methods to localize optical emission in radiation detectors |
JP2011501415A (en) | 2007-10-11 | 2011-01-06 | ヤオ ジエ | Photodetector array and semiconductor image intensifier |
JP2012225680A (en) | 2011-04-15 | 2012-11-15 | Toshiba Corp | Neutron detector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019120638A (en) | 2019-07-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11013479B2 (en) | Semiconductor X-ray detector | |
TWI776834B (en) | Image sensors having x-ray detectors | |
WO2017041221A1 (en) | Methods for making an x-ray detector | |
KR101941898B1 (en) | Semiconductor X-ray detector | |
US11063082B2 (en) | Methods of making semiconductor X-ray detector | |
KR100680700B1 (en) | A digital radiography system using a flat-panel type X-ray source and the method of using the same | |
US7928397B2 (en) | Gamma camera including a scintillator and an image intensifier | |
KR20180003533A (en) | Method for manufacturing a semiconductor X-ray detector | |
WO2017091989A1 (en) | Packaging methods of semiconductor x-ray detectors | |
TWI813785B (en) | Image sensors, radiography system, cargo scanning or non-intrusive inspection (nii) system, full-body scanner system, radiation computed tomography (radiation ct) system, electron microscope and imaging system | |
JP6435154B2 (en) | Photon counting detector | |
WO2017059558A1 (en) | A photomultiplier tube and method of making it | |
JP7055342B2 (en) | Light multiplier | |
Dinca et al. | Calculus for a neutron imaging system based on a CCD camera | |
RU2754112C1 (en) | Device for high-speed high-sensitivity registration of x-ray images with discrimination of secondary scattered radiation | |
TWI834847B (en) | Image sensor, using method thereof and radiation computed tomography system | |
TWI816995B (en) | Semiconductor x-ray detector, inspection system, cargo scanning or non-intrusive inspection system, full-body scanner system, x-ray computed tomography system and electron microscope | |
JPH04307388A (en) | Device for measuring space distribution of dose of x-rays radiation | |
Tamda et al. | Characterization of a/spl gamma/-ray detector based on square PSPMT array | |
RU81810U1 (en) | DEVICE FOR FORMATION AND REGISTRATION OF X-RAY IMAGES | |
Da Via et al. | Experimental results using a hybrid silicon pixel detector for scintillating fibre readout and x-ray imaging | |
JPS6011187A (en) | Radiation detector | |
Baker et al. | SSPM scintillator readout for gamma radiation detection | |
Ishikawa et al. | Quantitative evaluation of imaging characteristics of the neutron image intensifiers | |
Auricchio et al. | Scientific requirements and detectors specification analysis for the Project: Laue-Una lente per i raggi Gamma |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211029 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211116 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211214 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220322 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220330 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7055342 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |