JPH02269919A - 複数のアーク放電放射線保護装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は過度の強度の放射線の入ｑ＝ｔビームによる損
傷からのレーザ受信装置の保護、特に入射した放射線の
通路を横切て設けられ単一の電源から直列に付勢される
複数のアーク放電を使用する保護システムに関する。

［従来技術］ 放射線受信装置は種々の状況において使用されている。

特に、赤外線のような放射線を放射するシーンの画像形
成において使用される受信装置が重要である。赤外線画
像システムは、典型的に走査反射鏡を含む光集束システ
ムを介して入来した放射線を観察する放射線感知検出器
のアレイを使用する。検出器は入射した放射線に応答し
て信号を出力し、その信号は赤外線画像システムを動作
しているオペレータによる観察のためにデイスプレィ上
にシーンの画像を生成するために良く知られた信号処理
回路によって使用される。

［発明の解決すべき課題］ 多数の検出器のアレイにおいて使用されるタイプの放射
線検出器は、過度に強い放射線に露出されたときの加熱
等によって損１易を受は易い半導体材料から構成されて
いる。例えば、画像システムの受信光学系の方向に不注
意または故意に導かれるレーザビームは、放射線検出器
に大きな損傷を与えて検出器を不能にする。

放射線のこのような検出器またはセンサはレーザレンジ
ファインダ、レーダおよび上Ｓ己の画１象システムのよ
うな受動受信システムに見られる。受信システムは、比
較的大きい視界およびレーザ放射線が受信される受容角
度を有する受信望遠鏡を使用する。レーザレンジファイ
ンダのような能動装置の場合において、受信望遠鏡はレ
ーザ放射線を受信するように構成されている。しかしな
がら、受動的な赤外線画像システムの場合には望遠鏡は
赤外線周波数でレーザ放射線に応答するが、シーン放射
線だけが受信望遠鏡に入射するように構成されている。

レーザ放射線は種々の波長で存在し、パルス化されるか
もしくは連続波でもよい。過度の強いレーザ放射線から
受信装置を保護するために、強い放射線が存在するとき
に迅速に動作する光スィッチが光通路を閉じることが望
ましく、さらにこのスイッチは通常の強度の放射線を妨
害されることなく光学系から検出器に通過させなければ
ならない。このような光スィッチはほとんど検出器の損
傷前に瞬間的に付勢され、強いレーザ放射線の伝送を遮
断または大幅に減少させなければならない。

理想的には、このような光スィッチは広い帯域のレーザ
波長から保護し、広い視界にわたって動作されるべきで
ある。

過度に強い放射線から保護するためのスイッチの１つは
プラズマアークスイッチである。レーザ放射線の通路を
遮断するプラズマアーク放電の動作は、Ｃｏｈｎ氏他に
よる米国特許節３．９１３４．００３号明ＩＩＴＪ書（
１９７６年６月ＩＧ日）およびＣｏｈｎ氏他による第４
，３８０．０７９号明細書（１９８３年４月１２日）に
おける説明から理解される。

高密度のプラズマは、屈折、反射および吸収により放射
線と相互作用することができる。この効果を使用するこ
とにより、パルス成形およびパワー制限のためにレーザ
放射線を外らすことが上記の特許明細書の最初のものに
記載されている。例えば、５ミクロンの波長の一酸化炭
素レーザからの放射線はビーム焦点に設置された短、い
パルスプラズマアーク放電によって外らされることかで
きる。レーザ放射線を外すか、もしくは吸収するのに必
要なプラズマ密度を探すために強度の集中された高電流
のアーク放電を使用する必要がある。

放射線受信装置において比較的広い視界を使用するため
に、プラズマアークスイッチの使用において問題が生じ
る。広い視界はプラズマを通る単一ではなく多数のアー
クのアレイを必要とする。

従来の多数のアーク放電の発生において、多数の電源が
必要であり、受信望遠鏡の光伝送特性を妨げずに種々の
アーク放電位置に電源を接続することは困難である。さ
らに、多数の電源の使用により全てのアーク放電が検出
器を保護するために同時に発生されるようにアーク放電
の同期に関して問題が発生する。実施例によると、典型
的なシステムでは１０乃至２０個程度の多数のアーク放
電が必要とされている。従来のこのような多数のアーク
放電は非常に多数のパワーケーブルすなわち増大された
合計パワー量を必要とし、アーク放電に与えられる種々
の電流によって発生された電磁妨害を伴う。このように
複雑な装置の結果、システム効率、システムの大きさお
よびセンサ電子装置との両立性はかなり制約されるため
、航空または衛星画像システムのような最小の寸法およ
び高性能を必要とする状況において効果的に使用される
ことができないシステムとなる。

［課題解決のための手段］ 放射線検出器のアレイおよびシーンから検出器のアレイ
に放射線を導く光学系を有する赤外線画像システムのよ
うな受信システムによって上記の問題が克服され、その
他の利点が提供され、本発明によるとプラズマ中でアー
ク放電を電気的に発生させる放射線保護システムは光学
系内に設けられる。

放射線保護システムは放射線の伝播通路を横断する方向
に設けられ、放射線か伝播する窓を有する１以上の絶縁
プレート上に構成された電極を含む。スパーク電極は各
プレートの一側で窓を横断する方向にスパークを導くた
めにプレート中の窓の両側に直列に配置されている。接
地パッドは、スパーク電極と共に直列のキャパシタを形
成するようにスパーク電極と反対側の各プレートの背面
に位置されている。アーク電流が種々の電極でプラズマ
を通って流れている間、プラズマはキャパシタの放電に
低いインピーダンス通路を与え、これによって次の組の
アーク放電用のキャパシタが準備される。残りの電荷は
プレート材料の抵抗を通して放電される。プレート材料
はまた各電極と接地パッドの間において所望の量のキャ
パシタンスを選択するのに十分な値の誘電定数を有して
いることが好ましい。

さらに保護システムは、一連のキャパシタに電力を供給
するために入来した放射線のセンサによってトリガーさ
れる直流（Ｄ　Ｃ）電源を含む。センサに接続された電
気回路は、入来した放射線のパワーがパルス化された電
力供給源をトリガーするのに適切な値を設定するために
比較されるしきい値を設定する。電力供給源は第１の２
つの電極間のアークを発生させるのに十分に高い電圧で
一連のキャパシタにおける第１のキャパシタにノくルス
化された電力を供給する。プレートは、アークの電流が
１対の電極間を流れるプラズマの発生に適切なネオンの
ようなガスを充填された室内に設けられる。電流が第１
のキャパシタに流入すると、第１のキャパシタは次の２
つの電極間のアーク放電を開始する電圧に充電し、その
結果次のキャノマシタを充電する。このようにして、電
源からの電流が放射線通路に横断方向に設けられた同時
発生アークのアレイを提供するように同時に全てのアー
クを通って流れるまで、次々に放電アークが開始される
。アークは放射線が検出器のアレイに達することを阻止
するために入来した放射線と相互作用する。各々がそれ
自身のスパーク電極の組を具備する１組のプレートを使
用することによって、各プレートで生成されたアーク放
電位置は、伝播通路の全部分がアークによって阻止され
ることを保証し、それによって実質的に検出器のアレイ
に達する放射線がないことを保証するために他方のプレ
ートにおけるアーク放電位置に関してずらされて配置さ
れていてもよい。本発明の好ましい実施例において、電
源は機械的シャ・ンターのようなさらに別の保護装置を
付勢するのに十分に長い時間期間にわたってアークを維
持するのに適したエネルギで充電されるキャパシタを含
む。

［実施例］ 第１図において、シーン２４から出て、光学系２６によ
ってシーン２４から検出器２２に向けられる赤外線のよ
うな放射線を検出する検出器２２のアレイを含む画像シ
ステム２０が示されている。検出器は直線アレイまたは
行および列のマトリクスから構成されたアレイに配列さ
れてもよい。検出器２２は検出器２２に入射する放射線
に応答して信号プロセ、ソサ２８に電気信号を出力し、
信号プロセ・ノサ２８はシーン２４の画像に検出器の信
号を変換する良く知られた回路網を使用する。画像はプ
ロセッサ２８の出力端子に接続されたデイスプレィ３０
上に与えられる。

実施例について説明すると、光学系２６はシーン２４か
ら出る放射線の光線３Ｇを検出器２２上に焦点を結ばせ
るために第１のレンズ３２および第２のレンズ３４を含
む。典型的に検出器２２は平面１と沿って配列され、レ
ンズ３２および３４は検出器３２の平面上にシーン２４
の実像を形成する。さらに、第１のレンズ３２は２つの
レンズ３２と３４との間の焦平面３８に中間の実像を形
成し、焦平面３８を通った光線３Ｇは第２のレンズ３４
によって検出器３２の平面上に画像を再生される。

シーン２４の走査は軸４２に回転可能に取付けられた反
射鏡４０を使用することによって実行され、軸４２は信
号プロセッサ２８によって回転装置４４に供給された電
気駆動信号に応答して反射鏡４０を回転する回転装置４
４に反射鏡４０を接続する。プロセッサ２８によって供
給された信号により回転装置４４を付勢することによっ
て、反射鏡４０の回転はプロセッサ２８によって実行さ
れる信号処理動作と同期される。シーン２４から伝播し
た光線３６はレンズ３２および３４を通過させるために
反射鏡４０によって反射される。羽根４８を有する保護
機械シャッタ４６は、過度に高いパワーの放射線による
損傷の可能性から検出器２２を保護するために過度に高
いパワーをｑす゛る入射する放射線を遮断するように第
１のレンズ３２の前面に設けられている。

本発明によると、システム２０は光学系２６内に位置さ
れた放射線保護システム５０を具備している。

保護システム５０は放射線の強さに応答して、検出器２
２を保護するために放射線を阻止するように放射光線３
Ｇの伝播通路に沿って配置されている。保護システム５
０の出力信号はライン５２を介して羽根４８を閉じるシ
ャッタ４Ｂに供給され、それによって過度の強力な放射
線による損傷から検出器２２を保護する。

赤外線の検出のために検出器２２は、検出器２２を冷却
してその動作に適切な低温に維持するために低温室（示
されていない）内に設置される。第１−図におけるシス
テム２０の図面は、本発明を理解するのに必要なシステ
ム２０の素子だけを示すために簡単化されている。した
がって、支持部５４上に設置された検出器２２が示され
ているだけであり、支持部５４は平面に沿って位置し、
導電体および、または信号プロセッサ２８に各検出器２
２の信号を接続するために良く知られている多重化回路
（示されていない）を含む。

保護システム５０はスパーク室５６、放射線のセンサ５
８および検出器２２からの放射線の伝播を阻止するプラ
ズマアークを生成するように室５Ｇを付勢するためにセ
ンサ５８に接続されたｊＪ勢装置６０を含む。

付勢装置６０の出力信号は、シャッタ４Ｇを動作するよ
うにライン５２を介して供給される。機械シャッタ４Ｇ
またはその他の機械シャッタ（示されていない）は、放
射線のビームの焦点またはその近くにその焦点を結ばせ
、それによって入射した放射線を弱める。ために必要な
シャッタ羽根の進行量を最小にするようにスパーク室５
６の側に沿って設けられてもよい。これはシャッタ応答
時間を最小にする。焦点またはその付近に位置される機
械シャッタの一例として、各シャッタ羽根がはさみの羽
根のように移動することが必要な全距離は、１ミリメー
タ以下の範囲である。急速な動作のシャッタは羽根を速
く進行させる機械的利点のために機械的なてこ作用と共
同する圧電気材料を使用することによって構成されても
よい。放射線を阻止するために羽根に要求される運動は
、１．０マイクロ秒という非常に小さい時間フレームに
おいて発生し、付勢間隔はプラズマの保護間隔の期間よ
りも速い。

そのため機械シャッタは、−度プラズマアーク放電が発
生されたら連続的な保護が与えられるようにプラズマに
よる保護が終了する前に保護することができる。

第２図および第３図を参照すると、保護システム５０の
構造が詳細に示されている。付勢装置６０は増幅器６２
、検出器６４、比較器６Ｇ、しきい値電圧の供給源６Ｂ
、電源７０、抵抗７２および７４、キャパシタ７６並び
にスイッチ７８を含む。スパーク室５６は、室５６の壁
８２内に包含されたネオン、アルゴン、キセノンおよび
ヘリウムのような稀ガスの１つであることが好ましいイ
オン化ガス内に設けられた１組のスパーク板８０を含む
。壁８２は第２図における矢印で示された光線３６に室
５６中を伝播させるように放射線に対して透明である。

室５６は、第１図に示されているように光線３６が集束
し第１のレンズ３２により光線に焦点を結ばせるので平
面３８で再少量を占有ので焦平面３８の位置に設けられ
ている。各スパーク板８０はスパーク板８０内の明確な
開口として形成された中心窓８４を具備し、６窓８４を
通って光線３Ｇを伝播させるように配置されている。ス
パーク板８０は通常の手段（示されていない）でそれを
把持する脚部８８を有するベース８６上に互いに整列し
て位置されている。

スパーク板８０は、６窓８４の長手方向を横断する方向
にイオン化されたガスのプラズマによる電気アークを発
生するために電極９０を具備している。

窓８４は、反射鏡４０によってシーン２４を走査すると
きに光線３６を横断方向に運動させるように反射鏡４０
の走査平面中に細長く形成されている。スパーク板８０
は各電極９０によって発生されたアークを交錯させ、そ
れによって反射鏡４０の回転により生じた放射線の全範
囲の走査通路をカバーするようにずらされて配置されて
いる。アークの交錯パターンは第３図におれる複合的な
窓の概略図により示されており、各アーク放電が第２図
において示されたアークの組の識別符号と対応するよう
に番号を付されている。

動作において、センサ５８はそれに入射した放射線に応
答して電気信号を出力する。センサ５８の出力信号は増
幅器６２を介して検出器６４に結合され、増幅器６２は
検出器６４による検出に適切なパワーレベルに信号を増
幅する。比較器６６はライン５２に信号を出力するよう
に検出器６４によって検出された信号をしきい値電源６
８によって供給された基準信号と比較する。ライン５２
上の信号はセンサ５８に入射した放射線が適切なパワー
レベルを有するときにゼロの論理状態を有し、検出器６
４によって出力された信号がしきい値電源Ｇ８によって
出力された基■信号を越えたときには論理］の値に変化
する。

ライン５２上の論理１の信号は、入射した放射線のパワ
ーが過度に高く、検出器２２のアレイを損傷するかもし
れないことを示している。

電源７０は、電極９０間の窓８４にわたって電気スパー
クを開始するのに十分に高い電圧をキャパシタ７６に供
給するＤＣ電源である。電源７０は適当な高い値を有す
る電圧を発生するために良く知られた回路を内臓してい
る。電源７０の一方の端子は接地され、他方の端子は抵
抗７２を介してキャパシタ７６に電圧を出力する。抵抗
７２とキャパシタ７６との間の接続ノードはスイッチ７
８によって接地されている。抵抗７４はキャパシタが充
電されるようにスイッチ７８と結合されたキャパシタ端
子と反対側のキャパシタ７６のの端子を接地する。キャ
パシタ７６と抵抗７４との接合部に接続しているライン
９２は、室５６中のスパーク板のアレイに電圧を接続す
るように機能する。スパーク板８０は、抵抗９４および
スパーク板８０を互に接続する導体９６および９８によ
ってライン９２と地面との間に電気的に直列に接続され
ている。

実施例によると、抵抗９４はアーク放電中にプラズマを
通って流れるほぼ２，０００アンペアの比較的大きい電
流のため０，１オ一ム程度の比較的小さい値を有する。

抵抗９４の大きさは所望のプラズマアーク放電期間を選
択するように調節されることができる。キャパシタ７６
と抵抗７２との間の接続ノードに接地するスイッチ７８
の動作は、プラズマ放電を開始させるように第１の電極
対間にキャパシタ７Ｇの電圧を与える。ライン５２上の
比較器６Ｇの論理１信号は、キャパシタ７６と抵抗７２
との間のノードに接地するようにスイッチ７８を動作す
るために使用される。上記のように、ライン５２上の比
較器の論理１信号はまたシャッタ４６を付勢し、さらに
プロセッサ２８に与えられる画像データのないことを信
号で示すために使用される。

第４図乃至第１０図はスパーク板８０の構造を詳ｔ（Ｉ
ｆに示している。少なくとも１つのスパーク板８０はス
パーク室５６の構成において使用される。好ましくは、
第２図に示された３枚の板のような（層数のスパーク板
８０がスパーク室５６の構成において使用されるべきで
ある。各スパーク板８０は同一の構造を灯し、第４図乃
至第１０図にはこれらの板の１構造が示されている。

スパーク板８０は誘電材料のプレート１００を含み、プ
レート１００は窓８４を構成する中央の長方形開口を具
備して形成される。電極９０はプレート１００の前方側
面に設けられ、各電極９０の中央ボディ部分から窓８４
の周囲に外方向に延在するフィンガ１０２を含む。入力
電極１０４および出力電極１０６もまたプレート１００
の前方側面に設けられている。接地パッド１０８は電極
９０に一致してプレート１００の後部側面に設けられて
いる。第１０図に示されているように、パッド１０８は
窓８４の一端に沿って形成された接続セクション１１０
によって結合された窓８４の反対側に設けられた２枚の
板セクションを有する。第１Ｏ図にはまた電極９０．１
０４および１０６の外形が破線で示されている。接地パ
ッド１０８の上方で、プレート１００の誘電材料によっ
て接地パッド１０ｇから間隔を置かれた電極９０の配列
は一連のキャパシタを形成し、各キャパシタにおいて電
極９０が１つのキャパシタプレートとして機能し、パッ
ド＋０８が反対側のキャパシタプレートとして機能する
。出力電極１０Ｇの一部はパッド１０８と共同して別の
キャパシタを形成するように１１２で拡大され、電極１
０６のキャパシタは、第２図に示されているように１枚
のスパーク板８０と続くスパーク板８０との相互接続に
利用することができる。電極ＬＯＧの拡大部分１１２と
関連したキャパシタは、２枚の連続したスパーク板８０
の間に単一のスパーク板８０上の２つの連続した電極と
同一の電気特性を与えるように機能する。

スパーク板８０の構造において、プレート１００はほぼ
１ｍｍの厚さを有する。電極９０．１０４および１０６
は銅のような金属から構成され、誘電材料のスラブ１０
０上に容易に付着される。典型的に、スパーク板８０の
構造においてプレート１００の前方および後方の両側面
は銅箔でクラッドされ、電極および接地パッドはエツチ
ングされている。所望ならば、タングステンティップが
フィンガ１０２の端部および窓８４に面している電極１
０４および１０Ｂの端部に設けられてもよい。

第１１図および第１２図を参照すると、スパーク室５６
の電気的動作が説明されている。第１１図において、３
つの電極９０および電極１０４の拡大部分１．１２によ
って単一のスパーク板８０上に形成されたキャパシタは
４つのキャパシタ１１４　、１１８　、１１８および１
２０により示されている。プレートＬＯＯの材料は本質
的に絶縁性であり、キャパシタ１１４乃至１２０を放電
させるのに十分な最小抵抗を有し、この抵抗は第１１図
において符号１２２　、１２４　、１２６および１２８
で示されている。実施例によると、各抵抗２２乃至１２
８は少なくとも１メグオームの値を有し、はぼ２０ピコ
フアラドの容量と共同し、その結果として残りの電荷に
対して数マイクロ秒程度の放電時間となる。プラズマア
ークにより行われる放電と組合せられたこの放電は、キ
ャパシタがプラズマアークの比較的高い反復周波数を与
えるように動作することを保証する。本発明の好ましい
実施例において、例えばアーク放電は１秒に数百回の反
復率で再生されることができる。所望ならば、プレート
１００の材料は抵抗１２２乃至１２８に所望の値をもた
らすように炭素粒子を含浸されてもよいし、或はその代
りに抵抗１２２乃至１２８はプレート１００上に設けら
れたディスクリートな抵抗（示されていない）として構
成されることもできる。本発明の好ましい実施例では炭
素粒子は使用されておらずアークによる放電と共同する
プレートｔｏｏの材料の固有抵抗はキャパシタ１１４乃
至２０の速い放電に十分であることか発見された。プレ
ート１００は繊維状のガラスとエポキシまたはテフロン
のようなプラスチックバインダとのブレンドから構成さ
れるか、或はアルミナのようにセラミックから構成され
てもよい。

最初に、第１１図の回路の動作において、スイッチ７８
は電源７０が抵抗７２および７４を介してキャパシタ７
６に電流を供給することによりキャパシタ７６を充電す
ることができるように開かれる。ライン５２上に付勢信
号が発生されると、スイッチ７８は電極ＡおよびＢの両
端に充電されたキャパシタ７８の全電圧を供給するため
に閉じる（第１図に示された位置）。抵抗７２はスイッ
チ７８を通るサージ電流を阻止するのに十分な値の抵抗
を有する。抵抗７４の抵抗値は大きい電流が接地される
ことを阻止し、それによってキャパシタ７Ｂを短絡する
ように十分大きく選択されるが、キャパシタ７６の過度
に長い充電時間を回避する程度に小さい。例えば、キャ
パシタ７６の容量と抵抗７４の抵抗との積に比例する数
ミリ秒またはそれ以上の放電時間が適切である。

キャパシタ１４４はプラズマアークの動作および抵抗２
２の動作によって十分に放電されるため、スイッチ７８
が閉じた直後に、第１１図の回路点Ａ、：！：Ｂとの間
に大きい電位差が生じる。参照を簡単にするために、符
号ＡおよびＢは第４図にも示されている。大きい電位差
の結果として、アーク放電は回路点ＡとＢの間で開始さ
れる。電流はキャパシタ１１４を充電するためにアーク
を介して流れ、その結果キャパシタ１１４わたって電圧
が発生される。

この結果、キャパシタ１１６が抵抗１２４によって放電
されるため、回路点ＣとＤとの間に大きい電位差が生じ
る。キャパシタ＋１４か充電し続けると、点ＣとＤとの
間の電圧は点ＣとＤとの間でアーク放電を開始するのに
十分に大きくなる。これによりキャパシタ１１６か充電
され、続いて点ＥとＦとの間でアーク放電が生じる。回
路点ＥとＦとの間のアーク放電によりキャパシタ１１８
が充電され、続いて回路点ＧとＨとの間でアーク放電が
発生する。回路点ＧとＨとの間のアークにおける電流は
キャパシタ１２０を充電し、その後抵抗９４を介して地
面に流れる。

第１１図に示された単一のスパーク板８０ではなく、２
枚のスパーク板８０が直列に接続された場合、午ヤバシ
タ１２０が充電されるとアーク放電は第２のスパーク板
８０において開始され、４つのアークが全て第２の板で
開始されるまで電流は抵抗９４を通らない。第２図に示
されたように３枚のスパーク板８０が直列に接続された
場合、第２のスパーク板８０における４つのアーク放電
の開始後、第１のアーク放電が第３の板において開始さ
れる。第３の板において４つのアーク放電か発生するま
で、電流は抵抗９４中を流れない。

第１２図において、アーク放電の連続的な開始はタイミ
ング図により示されている。タイミング図はスパーク室
５６における第１の３つのアーク放電の発生を示し、ア
ーク放電はタイミング図の下部の線に示されている付勢
信号に応答して発生される。図は第１のアーク放電の開
始に関する第２のアーク放電の開始における１ナノ秒程
度の遅延、および第２のアーク放電の開始に関する第３
のアーク放電の開始におけるほぼ同程度の大きさの遅延
を示す。第１１図示されているように、キャパシタ１１
４乃至１２０全ての充電後、電流は抵抗９４を介して継
続的に流れ、電流は継続的にキャパシタ７６を放電させ
る。

この電流および全てのアーク放電は、キャパシタ７Ｇが
低過ぎてアークを維持しない電圧レベルまで放電したと
きに終了する。このアーク終了は第１２図に示されてい
る。ライン５２上の付勢信号（第１図および第２図）は
、上述されたようにシャッタ４６にも１共給される。し
かしながら、シャ、ツタ４６はアークの電気的な発生よ
りもかなり遅く動作する機械的な装置である。その結果
、シャッタ４Ｇはアークが開始された後まで望ましくな
い放射線を阻止する効果的な動作を開始しない。アーク
の期間は、付勢信号の前縁からのシャッタ動作の遅延を
カバーするのに十分である。このようにして、検出器２
２（第１図）の継続的な保護は捕捉された信号の開始の
時間と共に始まる。

本゛発明のプラズマアークの発生に関する動作において
、一連のアークは各アークに対する電圧降下がほぼ１０
ボルトにすぎないと考えられるような十分に高い導電性
を有する各電極対Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−ＦおよびＧ−Ｈ
（第１１図）でイオン化された通路を導くことが認めら
れる。これは、上記の残りの電荷に対して非常に小さい
値だけを残してキャパシタを非常に効果的に放電させる
。本発明の好ましい実施例の構造において、電源キャパ
シタ７６の電圧の範囲は１０乃至２０キロボルトである
。

電源キャパシタ７６の容量は５６ナノフアラドである。

アーク放電が最初に開始されたとき、１つのア一り放電
の開始から次のアーク放電の開始までの時間遅延は上記
のようにほぼ１ナノ秒である。最後のアーク放電の完了
後、全てのアーク放電はアーク放電のシートを与えるよ
うに同時に現れる。

アーク放電のシートは５乃至ＩＯマイクロ秒の期間中生
じ、その後消滅する。しかしながら、イオン化された粒
子は合計でほぼ２０マイクロ秒以上イオン化された粒子
を存在させる時間期間中容アーク中に残る。この期間中
に、イオン化された粒子は効果的に入射した放射線を反
射する。上記のように機械シャッタは１０マイクロ秒の
間隔内に付勢されることができるため、アーク放電のプ
ラズマは機械シャッタの保護間隔の始めと重畳するのに
十分に長い時間期間の間その放射線反射特性を維持する
。これにより連続的な保護が実現され、保護はアーク放
電の開始と共に始まる。

第１３図はスパーク室５６（第２図）の構造の好ましい
実施例を示し、３枚のスパーク板８０は第２図のベース
８６および脚部８８により与えられる分離した支持部で
はなくモノリシック構造内に支持されている。第２図に
示されて支持部は本発明の動作を示すのに便利である。

しかしながら、製造を容易にし、スパーク室５Ｇを小型
の構造にするためには第１３図の多層構造１３０が好ま
しい。３枚のス（−ク板８０は２つの絶縁材料の層１３
２によって分離され、その材料はスパーク板８０のプレ
ート１００の構成の際に使用されたものと同じであって
もよい。

各層１３２は窓１３４を具備しておりぐ窓１３４は構造
１３０を通って光線３６の通路を形成するために窓８４
のように光通路を包囲している。導体９６および９８（
第２図）は、各層１３２のそれぞれにわたって延在して
いる短い導電ストリップのような構造１３０の中に容易
に構成されることができる。導体９６および９８を構成
する便宜上、構造１３０の中間におけるスパーク板８０
は別の２つのスパーク板８０の鏡像のように形成され、
この配置が導体９Ｇおよび９８の長さを最小にする。中
間のスパーク板８０の構造の鏡装置による形態は、第２
図に示されているように入力電極１０４の゛位置が逆に
され、同様に出力電極１０Ｇの位置も逆にされている。

本発明において使用されるプラズマアークは、広い帯域
の波長にわたる放射線を阻止するように動作する。構造
１３０の入口から見たアーク配列（第３図および第１３
図）は広い視界を完全にカバーするものである。プラズ
マアーク放電において、電子はレーザ放射線の屈折、反
射または吸収を生じるようにガスの屈折率を変化させる
。完全な反射のために、プラズマ電子密度はプラズマ周
波数が入射したレーザ放射線の周波数を越えるように十
分に高くなければならない。本発明において、これは上
記の米国特許筒３，９６４，００３号明細書に記載され
ているプラズマ密度のような所望のプラズマ密度を達成
するように強いプラズマアークを使用することによって
得られる。本発明の実施例の構造において、キャパシタ
７Ｇ（第１１図）は２５，０００ボルトの電圧に充電さ
れ、５ｎＦ　（ナノファラド）の蓄積容量を有してもよ
い。アーク放電発生の上昇時間は、５乃至乃至ｔｏｎｓ
（ナノ秒）程度である。

本発明の上記の実施例は説明に過ぎず、当業者はその修
正が可能であることを理解するであろう。

したがって、本発明はここに記載の実施例に限定される
ものではなく、添付された特許請求の範囲の各請求項に
よってのみ制限されるものである。

匪の藺庸各占ｒ

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による放射線保護システムを内臓した
画像システムの概略図である。 第２図は第１図の放射線保護システムの斜視図である。 第３図はプラズマを通る電気アークのアレイを示す第２
図の放射線保護システムのスパーク板の窓から見た図°
であり、アーク放電はスパーク板と一致して交互に配置
されている。 第４図は第２図のスパーク板の平面である。 第５図は第４図のライン５−５におけるスパーク板の側
面図である。 第６図は第４図のライン６−６におけるスパーク板の断
面図である。 第７図は第４図のライン７−７におけるスパーク板の断
面図である。 第８図は第４図のライン８−８におけるスパーク板の断
面図である。 第９図は第４図のライン９−９におけるスパーク板の端
面図である。 第１０図は第９図のライン１０−１０に沿って見たスパ
ーク板の後方側面図である。 第１１図は電源に電気接続されている第２図のスパーク
板あ配線図である。 第１２図は本発明のスパーク室中での連続的なプラズマ
アーク放電発生のタイミングを示し、また第１図のシス
テムにおいて使用される保護シャッタの効果的な動作時
間を示す。 第１３図は本発明のスパーク室における１組のスパーク
板のコンパクトな層構造を示す。 ２２、８４・・・検出器、２４・・・シーン、２８・・
・プロセッサ、３２、　３４・・・レンズ、４０・・・
反射鏡、４６・・・機械シャ・ツタ、４８・・・羽根、
５０・・・保護システム、５６・・・スパーク室、５８
・・・センサ、７０・・・電源、７２．７４．９４．１
２２　。 １２４　、１２６　、１２８・・・抵抗、７６、１１４
　、　ｌｉＢ　、　１１８　。 １２０・・・キャパシタ、７８・・・スイッチ、８０・
・・スノく−り板、８４・・・窓、１００・・・プレー
１−１１０２・・・フィンガ、９０、１．０４　、１．
０６・・・電極、１０ｇ・・・接地パッド。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線を検出する手段および受信システムによっ
   て観察されているシーンから検出手段に向う通路に沿っ
   て放射線の光線を向ける手段を含む受信システムにおけ
   る前記通路上に設けられた放射線保護システムにおいて 放射線通路を横切るように向けられた放電アークを発生
   するために配置された、放射線通路の周囲に設けられた
   電極を有する電極装置と、 前記電極の対の間にアーク放電を発生するのに十分な大
   きさの電圧を供給するための出力端子および帰線端子を
   有し、前記電極が出力端子および帰線端子間に直列に配
   置されている電源手段と、前記電源手段の帰線端子にそ
   れぞれ電極が接続されている１組のキャパシタと、 前記直列電極の第１の電極対の間に第１のアーク放電を
   発生するために前記電源手段を付勢する手段とを具備し
   、 前記第１の電極の対に接続された前記キャパシタの第１
   のものは前記第１のアーク放電の電流によって前記直列
   電極の第２の電極対の間の第２のアーク放電を発生する
   のに十分な大きさの電位に充電され、前記キャパシタの
   次のものはアーク放電のアレイを順次開始するために前
   記アーク放電中の電流によって順次充電され、前記アー
   ク放電は前記放射線光線が前記検出手段に到達すること
   を阻止する放射線保護システム
2. （２）前記電極は、アーク放電の存在する際にプラズマ
   を発生させる気体の雰囲気中に取付けられる請求項１記
   載のシステム。
3. （３）前記電極装置は少なくとも１つのスパーク板を含
   み、このスパーク板は前記放射線通路を横切るように設
   けられ、前記放射線に透明な中央の窓を有し、前記電極
   は前記板の第１の側に位置され、前記電極と共に複数の
   前記キャパシタを形成するために前記電極と一致して前
   記第１の側の反対側の第２の側に接地パッドが設けられ
   ており、前記板の材料は前記複数のキャパシタの誘電体
   として機能する請求項２記載のシステム。
4. （４）前記電源手段は、出力キャパシタおよび前記アー
   ク放電を開始するのに十分な電圧に前記出力キャパシタ
   を充電するための電力供給源を含み、前記電源手段は前
   記電力供給源から前記出力キャパシタを遮断し、前記ア
   ーク放電を開始するように前記第１の電極対と前記出力
   キャパシタを直列に再接続するスイッチを含む請求項３
   記載のシステム。
5. （５）入射した放射線のパワーレベルを感知するために
   センサ手段を含み、前記センサ手段は過度の放射線パワ
   ーを感知したとき前記アーク放電を開始するために前記
   電源手段のスイッチを付勢する請求項４記載のシステム
   。
6. （６）前記システムは複数の前記スパーク板を含み、前
   記スパーク板は前記光通路に沿って直列に配置され、前
   記スパーク板はそれぞれ前記通路に対して横断する方向
   に向けられ、通路は前記スパーク板の前記窓を通過し、 前記板の第１のものの上の直列電極中の最後の電極は、
   前記板の第２のものの上の直列電極中の第１の電極に接
   続されている請求項５記載のシステム。
7. （７）前記板の１つの中の電極は前記放射線通路の周囲
   の前記板の別のものの中の電極に関してずらされて配置
   されている請求項６記載のシステム。
8. （８）前記システムは複数の前記スパーク板を含み、前
   記スパーク板は前記光通路に沿って直列に配置され、そ
   れぞれ前記通路に横断する方向に向けられ、前記通路は
   前記スパーク板の前記窓を通過し、 前記板の第１のものの上の直列電極中の最後の電極は、
   前記板の第２のものの上の直列電極中の第１の電極に接
   続されている請求項３記載のシステム。
9. （９）前記板の１つにおける電極は前記放射線通路の周
   囲の前記板の別のものの中の電極に関してずらされて配
   置されている請求項８記載のシステム。