JPH0341324A - 光波形観測装置 - Google Patents
光波形観測装置Info
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- JPH0341324A JPH0341324A JP17692889A JP17692889A JPH0341324A JP H0341324 A JPH0341324 A JP H0341324A JP 17692889 A JP17692889 A JP 17692889A JP 17692889 A JP17692889 A JP 17692889A JP H0341324 A JPH0341324 A JP H0341324A
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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、ストリークカメラを利用した光波形観測装置
に係り、特に、発生時間が異なる複数の光現象の時間対
光強度波形を観測して、これらの波形の演算を行うため
の光波形観測装置に関するものである。
に係り、特に、発生時間が異なる複数の光現象の時間対
光強度波形を観測して、これらの波形の演算を行うため
の光波形観測装置に関するものである。
【従来の技術１
高速で変化する発光現象等の時間的光強度分布の変化を
測定する装置として、ストリークカメラが知られている
。このストリークカメラは、第１１図に基本的な構成を
示す如く、例えばスリット板１０及びレンズ１２から成
る入力光学系を介して、入射光をストリーク管１４の光
電面１６に当てて電子に変換し、偏向電極１８の間を光
電子が通過づ−る際に高速掃引することによって、時間
的に変化する入射光強度を蛍光面２２−ヒの位置におけ
る輝度変化として測定するものである。図において、２
０は、螢光面２２の直前で光電子を増倍するためのマル
チチャンネルプレート（ＭＣＰ）である。 ＝３− このストリークカメラで使用されるストリーク管１４は
、光電面１６と螢光面２２の間に偏向電Ｆｉ１８を配置
した電子管であり、ストリーク管１４の光電面１６に光
が入則さじられると、該光電面１６は、入射光の経時変
化に対応して順次光電子を放出し、時間的に変化する光
電子ビームが形成される。この光電子ビームが螢光面２
２に移動する過程で、前記偏向電極１８により電界を作
用させると、光電子ビームは、螢光面２２上で一方向（
第１１図では図の上から下の方向）に掃引され、入射光
の強度変化が、螢光面２２上の光電子ビームの掃引方向
く時間軸方向）の輝度変化として現われる。このように
して出力螢光面２２上に現われた像はストリーク像と呼
ばれ、これを撮像装置で礒像した後、この出力像の時間
軸方向に沿った明るさの分布を定量することによって、
被測定光の強度の経時変化を知ることができる。 このストリークカメラは、その動作原理上、掃引方式に
よって、単掃引型とシンクロスキャン型に大別される。 単掃引型は、通常数ｋ Ｈ２程度以下４− で繰返す超高速鋸歯状波による直線掃引を行うもので、
単一の発光現象の観測に利用されている。 又、シンクロスキャン型は、正弦波による高速繰返し掃
引をｊテうもので、繰返し発光現象を、その発光に同期
した掃引により螢光面上に重ねて観察するのに利用され
ている。 更に、第１２図に示す如く、前記偏向電極１８の他に、
もう１組の偏向電極（前記偏向電極と区別してシフト電
極と呼ぶ）２４を、前記偏向電極１８と直交する方向に
配置した２重掃引ストリークカメラが知られている。 この２重掃引ストリークカメラにおいては、偏向Ｎ極１
８には、前記と同様に電界を作用させ、１つの発光現象
のストリーク像を螢光面上に得るが、シフトＮ極２４に
は、偏向電極１８に比べて電界変化をゆっくりと作用さ
せる。その結果、ストリーク管の光電面に被測定光を次
々と入射させ、各々の被測定光の入射に合せて偏向電極
１８に電界を作用させ、シフト電極２４にはゆっくりと
した電界変化を作用させることによって、出力螢光面上
には、各々の被測定光のストリーク像が、時間軸と直交
する方向に並んで２次元的に得られる。 一方、分光測光の光源としてモード同期色素レーザがよ
く知られている。このモード同期色素レーザは、繰返し
周波数１００ＭＨ２程度である。このようなモード同期
色素レーザを物体に照射し、その物体からの発光の時間
的な強度変化を、Ｓ／間良く、高時間分解能で観測した
いという要求がある。このような場合、１回のレーザパ
ルスの照射による物体からの発光は一般的に微弱である
ため、レーザパルスを複数回物体に照射し、物体からの
発光を積算する必要がある。 このような分光測光にストリークカメラを用いることが
考えられる。 【発明が遠戚しようとする課題１ しかしながら、レーザ及びストリークカメラのジッタが
、系の時間分解能を劣化させることがあるという問題点
を有していた。例えば、螢光測光を単掃引ストリークカ
メラにより行うための構成の一例を第１３図に示す。単
掃引ストリークカメラ３０を用いる場合、パルスレーザ
３１から照射された、試料３２を励起するレーザパルス
光自体をハーフミラ−３４で分岐し、それを高速ホトダ
イオード３６で受け、該ホトダイオード３６の出力信号
を遅延装置３８で適当に遅延させた後、ストリークカメ
ラ３０のトリガ端子に入力させる。 ストリークカメラ３０は、このトリガ信号により掃引を
行う。 しかしながら、このときパルスレーザ３１から発生され
るレーザ光に出力の変動があるため、第１４図に示す如
く、レーザ光が強いときく第１４図の実線Ａ）と弱いと
きく同じく実線Ｂ〉でトリガ時点がΔ丁だけ変動し、掃
引のタイミングがずれてしまう（これを、レーザ光の出
力変動によるジッタと称する）。 又、螢光測定をシンクロスキャンストリークカメラによ
り行うための構成の一例を第１５図に示す。シンクロス
キャンストリークカメラ４２を用いる場合、モードロッ
ク装置４４からの同期信号（ＳＹＮＣ，０ＵＴ）に同期
してシンクロスキャ７− ンストリークカメラ４２は掃引を行うが、モード同期色
素レーザ４６によるレーザ光の発振は、必ずしもモード
ロック装置４４からの同期信号（ＳＹＮＣ，０ＵＴ）に
同期しておらず、これにより被測定現象とシンクロスキ
ャンストリークカメラ４２の掃引との間で、タイミング
のずれが生ずる。 又、ストリークカメラ自体にもジッタはあるが、これは
レーザによるジッタに対して十分小さい。 これらの現象により、被測定光とストリークカメラの掃
引との間にタイミングのずれが生じ、例えば第１６図に
示すような被測定光によって得られる実際のストリーク
像は、第１７図に示す如くとなる。従って、これを単純
に積算した場合には、第１７図の最下段に示すように、
時間分解能が劣化してしまう。 このように、単掃引ストリークカメラ３０やシンクロス
キャンストリークカメラ４２を用いた場合は、複数回の
発光の積算を行うことは可能であるが、ストリーク掃引
と光現象のタイミングを各棉引毎に一致させることは困
難である。その結果、一 複数個の光現象のストリーク像は、時間軸方向にずれを
発生し、これらストリーク像を積算して得たストリーク
像若しくは時間的光強度波形の時間分解能が劣化する。 一方、２重掃引ストリークカメラを用いれば、各被測定
光のストリーク像を分離して得ることができる。しかし
ながら、前記掃引と被測定光とのタイミングのずれを補
正する手段がなかったため、例え２重掃引ストリークカ
メラでストリーク像を分離して得ても、第１８図に示づ
如く、ストリーク像若しくは時間的強度変化の波形をそ
のまま単純に積算してしまえば、やはり時間分解能が劣
化するという問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、時間分解能を劣化させることなく、時間的強度変
化の波形の演算を行うことができ、更に、積算だけでな
く、任意の演算を時間的強度波形間で正確に行うことが
可能な光波形観測装置を提供することを課題とする。 （課題を達成するための手段１ 本発明は、発生時間が異なる複数の光現象の時間対光強
度波形を観測して、これらの波形の演算を行うための光
波形観測装置において、第１図にその基本構成を示す如
く、被測定光現象を順次撤えて、各々の光現象のストリ
ーク像を、単一ストリーク管の螢光面５２上に分離して
２次元的に形成するための２重掃引ストリークカメラ５
０と、該螢光面５２上の２次元ストリーク像を撮像する
ための撮像装置５４と、該撮像装置５４によるビデオ信
号を量子化するためのアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変
換器５６と、該Ａ／Ｄ変換器５６によって量子化された
ビデオ信号を記憶するためのデジタルメモリ５８とを備
え、該デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリー
ク像から、各々の光現象の時間対光強度波形を得、これ
ら波形の演算を行うことにより、前記課題を達成したも
のである。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、各々の光現
象の相対的な発生時間を検出し、複数の時間対光強度波
形間の発生時間のずれを補正しながら、それら波形の演
算を行うようにしたものである。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、各々の光現
象の発生時間を検出し、前記デジタルメモリ５８のアド
レス変換により、光現象間の発生時間のずれを補正する
ようにしたものである。 又、前記２重掃引ストリークカメラ５０をホトンカウン
ティングストリークカメラ（ＰＣ８Ｃと略する）とした
ものである。 【作用及び効果】 本発明は、発生時間が異なる複数の光現象を２重掃引ス
トリークカメラ５０で順次撤らえて、各々の光現象のス
トリーク像を、単一ストリーク管の螢光面５２上に分離
して２次元的に形成する。 次いで、該螢光面５２上の２次元ストリーク像を撮像装
置５４で撮像し、該撮像装置５４によるビデオ信号をＡ
／Ｄ変換器５６で量子化する。更に、 １ − 該Ａ／Ｄ変換器５６によって量子化されたビデオ信号を
、デジタルメモリ５８に記憶するようにしている。従っ
て、該デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリー
ク像から、各々の光現象の時間対光強度波形を得ること
ができ、これら波形や波形間の演算を行うことが可能と
なる。従って、時間分解能を劣化させることなく、時間
対強度変化の波形の演算を行うことができる。又、積算
のみならず、任意の演算を時間的強度波形間に正確に行
うことが可能となる。従って、従来困難であった極微弱
な生体発光の観測も可能となる。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、例えば基準
光に対する各々の光現象の相対的な発生時間を検出すれ
ば、複数の時間対光強度波形間の発生時間のずれを補正
しながら、それら波形の演算を行うことが可能となる。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、各々の光現
象の発生時間を検出すれば、前記１２− デジタルメモリ５８のアドレス変換により、光現象間の
発生時間のずれを簡単に補正することが可能となる。 又、前記ストリークカメラ５０をＰＣ８Ｃとした場合に
は、光電子１個１個のレベルの観測が可能となる。 （実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 本発明の第１実施例は、前出第１図に示したような光波
形観測装置を用いて、第２図に示すような複数の被測定
光現象を２重掃引ストリークカメラ５０で撮らえて、第
３図に示すような２次元ストリーク像を得る。これを撮
像装置５４で読み出した後、そのビデオ信号をＡ／Ｄ変
換器５６でＡ／Ｄ変換し、デジタルメモリ５８に記憶さ
せる。 このようにしてデジタルメモリ５８内に記憶した２次元
的なストリーク像から、次の手順により、時間分解能を
劣化させることなく、時間的強度変化の波形間の演算を
行うことができる。 以下、ストリーク像とは、デジタルメモリ５８内に記憶
されたものを指す。 手順１ 第４図（Ａ）に示す如く、ストリーク像の時間軸に沿っ
てメモリ値を積分して、第４図（Ｂ）に示すような波形
を得る。次いで、この波形にスレッシュボールドを設け
て、第４図（Ｃ）に示す如く、各被測定光のストリーク
像を分離する。ストリーク像は、例えばモニタ６０（第
１図参照）に表示されているため、この分離作業は、作
業者がモニタ６０を見ながら行うこともできる。 又、シフト電極２４（第１２図参照）に作用させる電界
の変化を非常にゆっくりとし、第５図に示す第２実施例
のような被測定光から、第６図に示すような、図の横方
向に連続的なストリーク像を得た場合には、ストリーク
像の分離は特に行わず、デジタルメモリ５８の時間軸と
直交する方向のチャンネル数だけのストリーク像を得た
ものとして扱うこともできる。 手順２ 手順１で分離されたｎ個のストリーク像において、各々
のストリーク像から時間的強度変化波形を作成する。各
々の波形において、強度が最大となる位置を求め、又は
、波形の１次モーメントを求める等し、その位置と、異
なるストリーク像より得た波形のそれら位置とが一致す
るように、時間的強度波形、若しくはストリーク像を、
例えばアドレス変換によりシフトさせる。又、波形の立
上がりを合わせてもよい。 手順３ 手順２で位置合せを行った時間的強度波形間、若しくは
、位置合せを行ったストリーク像間、又はそのストリー
ク像より得られる時間的強度波形間の演算を行う。 以上の手順に従って、時間分解能を劣化させることなく
、時間的強度波形間の演算を行うことができる。 次に、被測定光が微弱で、精度良くストリーク像の位置
を求めることが困難である場合に用いるのに好適な、本
発明の第３実施例を詳細に説明す１５ る。 この第３実施例では、第７図に示す如く、各々の被測定
光との時間間隔が一定なパルス光を基準光として用意し
、該基準光を含む被測定光を２重掃引ストリークカメラ
５０で撮像する。このときに得られるストリーク像は、
第８図に示す如くとなる。被測定光が、例えば物体をレ
ーザパルスで照射して得られる発光である場合には、そ
の物体を照射するレーザパルスを分岐し、被測定光と時
間をずらしてストリークカメラ５０に入射させ、これを
基準光とすることができる。このようにすれば、基準光
パルスと被測定光とがストリークカメラ５０に入射され
る時間間隔が一定となる。このように基準光は一般的に
Ｓ／Ｎ良く観測できるので、第８図に示す如く、基準光
のストリーク像が得られる範囲を指定し、前記手順２で
はその範囲について最大値位置、１次モーメント又は立
上がり位置を求めることにより、各々のストリーク像の
位置ずれの補正を精度良く行うことができる。 次に、被測定光が極微弱である場合に用いるの ６− に好適な、本発明の第４実施例を詳細に説明する。 この第４実施例では、ストリーク管にマルチチャンネル
プレート（ＭＣＰ）を２枚内蔵したＰＣ８Ｃを使用する
。このＰＣ３Ｃを用いた計測では、光電面より放出され
た光電子１個１個が、１つの輝点となるストリーク像が
得られる。このＰＣ３Ｃを用いる場合には、基準光も被
測定光レベルまで減光する必要があるため、得られるス
トリーク像は、例えば第９図に示す如くとなる。この場
合は、まず、基準光による光電子の位置を先に述べた手
法で検出し、その位置を、第１０図に示す如く、スプラ
イン関数等で補間することによって、ストリーク像全体
に亘るタイミングずれを検出することができる。次に、
被測定光のストリーク像に対して、光電子像の位置検出
を行って、先に求めたタイミングずれを補正した後、そ
の位置について１つずつ加算すればよい。 本発明は、分光測光だけでなく、光のオンオフによるシ
ーケンシャルなデータ転送において、その光信号の受信
及びデコード、データ演算等を行うこともできる。
測定する装置として、ストリークカメラが知られている
。このストリークカメラは、第１１図に基本的な構成を
示す如く、例えばスリット板１０及びレンズ１２から成
る入力光学系を介して、入射光をストリーク管１４の光
電面１６に当てて電子に変換し、偏向電極１８の間を光
電子が通過づ−る際に高速掃引することによって、時間
的に変化する入射光強度を蛍光面２２−ヒの位置におけ
る輝度変化として測定するものである。図において、２
０は、螢光面２２の直前で光電子を増倍するためのマル
チチャンネルプレート（ＭＣＰ）である。 ＝３− このストリークカメラで使用されるストリーク管１４は
、光電面１６と螢光面２２の間に偏向電Ｆｉ１８を配置
した電子管であり、ストリーク管１４の光電面１６に光
が入則さじられると、該光電面１６は、入射光の経時変
化に対応して順次光電子を放出し、時間的に変化する光
電子ビームが形成される。この光電子ビームが螢光面２
２に移動する過程で、前記偏向電極１８により電界を作
用させると、光電子ビームは、螢光面２２上で一方向（
第１１図では図の上から下の方向）に掃引され、入射光
の強度変化が、螢光面２２上の光電子ビームの掃引方向
く時間軸方向）の輝度変化として現われる。このように
して出力螢光面２２上に現われた像はストリーク像と呼
ばれ、これを撮像装置で礒像した後、この出力像の時間
軸方向に沿った明るさの分布を定量することによって、
被測定光の強度の経時変化を知ることができる。 このストリークカメラは、その動作原理上、掃引方式に
よって、単掃引型とシンクロスキャン型に大別される。 単掃引型は、通常数ｋ Ｈ２程度以下４− で繰返す超高速鋸歯状波による直線掃引を行うもので、
単一の発光現象の観測に利用されている。 又、シンクロスキャン型は、正弦波による高速繰返し掃
引をｊテうもので、繰返し発光現象を、その発光に同期
した掃引により螢光面上に重ねて観察するのに利用され
ている。 更に、第１２図に示す如く、前記偏向電極１８の他に、
もう１組の偏向電極（前記偏向電極と区別してシフト電
極と呼ぶ）２４を、前記偏向電極１８と直交する方向に
配置した２重掃引ストリークカメラが知られている。 この２重掃引ストリークカメラにおいては、偏向Ｎ極１
８には、前記と同様に電界を作用させ、１つの発光現象
のストリーク像を螢光面上に得るが、シフトＮ極２４に
は、偏向電極１８に比べて電界変化をゆっくりと作用さ
せる。その結果、ストリーク管の光電面に被測定光を次
々と入射させ、各々の被測定光の入射に合せて偏向電極
１８に電界を作用させ、シフト電極２４にはゆっくりと
した電界変化を作用させることによって、出力螢光面上
には、各々の被測定光のストリーク像が、時間軸と直交
する方向に並んで２次元的に得られる。 一方、分光測光の光源としてモード同期色素レーザがよ
く知られている。このモード同期色素レーザは、繰返し
周波数１００ＭＨ２程度である。このようなモード同期
色素レーザを物体に照射し、その物体からの発光の時間
的な強度変化を、Ｓ／間良く、高時間分解能で観測した
いという要求がある。このような場合、１回のレーザパ
ルスの照射による物体からの発光は一般的に微弱である
ため、レーザパルスを複数回物体に照射し、物体からの
発光を積算する必要がある。 このような分光測光にストリークカメラを用いることが
考えられる。 【発明が遠戚しようとする課題１ しかしながら、レーザ及びストリークカメラのジッタが
、系の時間分解能を劣化させることがあるという問題点
を有していた。例えば、螢光測光を単掃引ストリークカ
メラにより行うための構成の一例を第１３図に示す。単
掃引ストリークカメラ３０を用いる場合、パルスレーザ
３１から照射された、試料３２を励起するレーザパルス
光自体をハーフミラ−３４で分岐し、それを高速ホトダ
イオード３６で受け、該ホトダイオード３６の出力信号
を遅延装置３８で適当に遅延させた後、ストリークカメ
ラ３０のトリガ端子に入力させる。 ストリークカメラ３０は、このトリガ信号により掃引を
行う。 しかしながら、このときパルスレーザ３１から発生され
るレーザ光に出力の変動があるため、第１４図に示す如
く、レーザ光が強いときく第１４図の実線Ａ）と弱いと
きく同じく実線Ｂ〉でトリガ時点がΔ丁だけ変動し、掃
引のタイミングがずれてしまう（これを、レーザ光の出
力変動によるジッタと称する）。 又、螢光測定をシンクロスキャンストリークカメラによ
り行うための構成の一例を第１５図に示す。シンクロス
キャンストリークカメラ４２を用いる場合、モードロッ
ク装置４４からの同期信号（ＳＹＮＣ，０ＵＴ）に同期
してシンクロスキャ７− ンストリークカメラ４２は掃引を行うが、モード同期色
素レーザ４６によるレーザ光の発振は、必ずしもモード
ロック装置４４からの同期信号（ＳＹＮＣ，０ＵＴ）に
同期しておらず、これにより被測定現象とシンクロスキ
ャンストリークカメラ４２の掃引との間で、タイミング
のずれが生ずる。 又、ストリークカメラ自体にもジッタはあるが、これは
レーザによるジッタに対して十分小さい。 これらの現象により、被測定光とストリークカメラの掃
引との間にタイミングのずれが生じ、例えば第１６図に
示すような被測定光によって得られる実際のストリーク
像は、第１７図に示す如くとなる。従って、これを単純
に積算した場合には、第１７図の最下段に示すように、
時間分解能が劣化してしまう。 このように、単掃引ストリークカメラ３０やシンクロス
キャンストリークカメラ４２を用いた場合は、複数回の
発光の積算を行うことは可能であるが、ストリーク掃引
と光現象のタイミングを各棉引毎に一致させることは困
難である。その結果、一 複数個の光現象のストリーク像は、時間軸方向にずれを
発生し、これらストリーク像を積算して得たストリーク
像若しくは時間的光強度波形の時間分解能が劣化する。 一方、２重掃引ストリークカメラを用いれば、各被測定
光のストリーク像を分離して得ることができる。しかし
ながら、前記掃引と被測定光とのタイミングのずれを補
正する手段がなかったため、例え２重掃引ストリークカ
メラでストリーク像を分離して得ても、第１８図に示づ
如く、ストリーク像若しくは時間的強度変化の波形をそ
のまま単純に積算してしまえば、やはり時間分解能が劣
化するという問題点を有していた。 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、時間分解能を劣化させることなく、時間的強度変
化の波形の演算を行うことができ、更に、積算だけでな
く、任意の演算を時間的強度波形間で正確に行うことが
可能な光波形観測装置を提供することを課題とする。 （課題を達成するための手段１ 本発明は、発生時間が異なる複数の光現象の時間対光強
度波形を観測して、これらの波形の演算を行うための光
波形観測装置において、第１図にその基本構成を示す如
く、被測定光現象を順次撤えて、各々の光現象のストリ
ーク像を、単一ストリーク管の螢光面５２上に分離して
２次元的に形成するための２重掃引ストリークカメラ５
０と、該螢光面５２上の２次元ストリーク像を撮像する
ための撮像装置５４と、該撮像装置５４によるビデオ信
号を量子化するためのアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変
換器５６と、該Ａ／Ｄ変換器５６によって量子化された
ビデオ信号を記憶するためのデジタルメモリ５８とを備
え、該デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリー
ク像から、各々の光現象の時間対光強度波形を得、これ
ら波形の演算を行うことにより、前記課題を達成したも
のである。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、各々の光現
象の相対的な発生時間を検出し、複数の時間対光強度波
形間の発生時間のずれを補正しながら、それら波形の演
算を行うようにしたものである。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、各々の光現
象の発生時間を検出し、前記デジタルメモリ５８のアド
レス変換により、光現象間の発生時間のずれを補正する
ようにしたものである。 又、前記２重掃引ストリークカメラ５０をホトンカウン
ティングストリークカメラ（ＰＣ８Ｃと略する）とした
ものである。 【作用及び効果】 本発明は、発生時間が異なる複数の光現象を２重掃引ス
トリークカメラ５０で順次撤らえて、各々の光現象のス
トリーク像を、単一ストリーク管の螢光面５２上に分離
して２次元的に形成する。 次いで、該螢光面５２上の２次元ストリーク像を撮像装
置５４で撮像し、該撮像装置５４によるビデオ信号をＡ
／Ｄ変換器５６で量子化する。更に、 １ − 該Ａ／Ｄ変換器５６によって量子化されたビデオ信号を
、デジタルメモリ５８に記憶するようにしている。従っ
て、該デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリー
ク像から、各々の光現象の時間対光強度波形を得ること
ができ、これら波形や波形間の演算を行うことが可能と
なる。従って、時間分解能を劣化させることなく、時間
対強度変化の波形の演算を行うことができる。又、積算
のみならず、任意の演算を時間的強度波形間に正確に行
うことが可能となる。従って、従来困難であった極微弱
な生体発光の観測も可能となる。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、例えば基準
光に対する各々の光現象の相対的な発生時間を検出すれ
ば、複数の時間対光強度波形間の発生時間のずれを補正
しながら、それら波形の演算を行うことが可能となる。 又、前記デジタルメモリ５８に記憶された２次元ストリ
ーク像から得られた時間対光強度波形より、各々の光現
象の発生時間を検出すれば、前記１２− デジタルメモリ５８のアドレス変換により、光現象間の
発生時間のずれを簡単に補正することが可能となる。 又、前記ストリークカメラ５０をＰＣ８Ｃとした場合に
は、光電子１個１個のレベルの観測が可能となる。 （実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。 本発明の第１実施例は、前出第１図に示したような光波
形観測装置を用いて、第２図に示すような複数の被測定
光現象を２重掃引ストリークカメラ５０で撮らえて、第
３図に示すような２次元ストリーク像を得る。これを撮
像装置５４で読み出した後、そのビデオ信号をＡ／Ｄ変
換器５６でＡ／Ｄ変換し、デジタルメモリ５８に記憶さ
せる。 このようにしてデジタルメモリ５８内に記憶した２次元
的なストリーク像から、次の手順により、時間分解能を
劣化させることなく、時間的強度変化の波形間の演算を
行うことができる。 以下、ストリーク像とは、デジタルメモリ５８内に記憶
されたものを指す。 手順１ 第４図（Ａ）に示す如く、ストリーク像の時間軸に沿っ
てメモリ値を積分して、第４図（Ｂ）に示すような波形
を得る。次いで、この波形にスレッシュボールドを設け
て、第４図（Ｃ）に示す如く、各被測定光のストリーク
像を分離する。ストリーク像は、例えばモニタ６０（第
１図参照）に表示されているため、この分離作業は、作
業者がモニタ６０を見ながら行うこともできる。 又、シフト電極２４（第１２図参照）に作用させる電界
の変化を非常にゆっくりとし、第５図に示す第２実施例
のような被測定光から、第６図に示すような、図の横方
向に連続的なストリーク像を得た場合には、ストリーク
像の分離は特に行わず、デジタルメモリ５８の時間軸と
直交する方向のチャンネル数だけのストリーク像を得た
ものとして扱うこともできる。 手順２ 手順１で分離されたｎ個のストリーク像において、各々
のストリーク像から時間的強度変化波形を作成する。各
々の波形において、強度が最大となる位置を求め、又は
、波形の１次モーメントを求める等し、その位置と、異
なるストリーク像より得た波形のそれら位置とが一致す
るように、時間的強度波形、若しくはストリーク像を、
例えばアドレス変換によりシフトさせる。又、波形の立
上がりを合わせてもよい。 手順３ 手順２で位置合せを行った時間的強度波形間、若しくは
、位置合せを行ったストリーク像間、又はそのストリー
ク像より得られる時間的強度波形間の演算を行う。 以上の手順に従って、時間分解能を劣化させることなく
、時間的強度波形間の演算を行うことができる。 次に、被測定光が微弱で、精度良くストリーク像の位置
を求めることが困難である場合に用いるのに好適な、本
発明の第３実施例を詳細に説明す１５ る。 この第３実施例では、第７図に示す如く、各々の被測定
光との時間間隔が一定なパルス光を基準光として用意し
、該基準光を含む被測定光を２重掃引ストリークカメラ
５０で撮像する。このときに得られるストリーク像は、
第８図に示す如くとなる。被測定光が、例えば物体をレ
ーザパルスで照射して得られる発光である場合には、そ
の物体を照射するレーザパルスを分岐し、被測定光と時
間をずらしてストリークカメラ５０に入射させ、これを
基準光とすることができる。このようにすれば、基準光
パルスと被測定光とがストリークカメラ５０に入射され
る時間間隔が一定となる。このように基準光は一般的に
Ｓ／Ｎ良く観測できるので、第８図に示す如く、基準光
のストリーク像が得られる範囲を指定し、前記手順２で
はその範囲について最大値位置、１次モーメント又は立
上がり位置を求めることにより、各々のストリーク像の
位置ずれの補正を精度良く行うことができる。 次に、被測定光が極微弱である場合に用いるの ６− に好適な、本発明の第４実施例を詳細に説明する。 この第４実施例では、ストリーク管にマルチチャンネル
プレート（ＭＣＰ）を２枚内蔵したＰＣ８Ｃを使用する
。このＰＣ３Ｃを用いた計測では、光電面より放出され
た光電子１個１個が、１つの輝点となるストリーク像が
得られる。このＰＣ３Ｃを用いる場合には、基準光も被
測定光レベルまで減光する必要があるため、得られるス
トリーク像は、例えば第９図に示す如くとなる。この場
合は、まず、基準光による光電子の位置を先に述べた手
法で検出し、その位置を、第１０図に示す如く、スプラ
イン関数等で補間することによって、ストリーク像全体
に亘るタイミングずれを検出することができる。次に、
被測定光のストリーク像に対して、光電子像の位置検出
を行って、先に求めたタイミングずれを補正した後、そ
の位置について１つずつ加算すればよい。 本発明は、分光測光だけでなく、光のオンオフによるシ
ーケンシャルなデータ転送において、その光信号の受信
及びデコード、データ演算等を行うこともできる。
第１図は、本発明にかかる光波形観測装置の基本的な構
成を示すブロック線図、 第２図は、本発明の第１実施例で観測される時間対光強
度波形の例を示す線図、 第３図は、第１実施例で得られるストリーク像の例を示
す線図、 第４図は、第１実施例における、ストリーク像の処理手
順を説明するための線図、 第５図は、本発明の第２実施例で観測される時間対光強
度波形の例を示す線図、 第６図は、第２実施例で得られるストリーク像の例を示
す線図、 第７図は、本発明の第３実施例で観測される時間対光強
度波形の例を示す線図、 第８図は、第３実施例で得られるストリーク像の例を示
す線図、 第９図は、本発明の第４実施例で得られるストリーク像
の一例を示す線図、 第１０図は、第４実施例におけるストリーク像の処理手
順を説明するための線図、 第１１図は、ストリーク管の動作原理を説明するための
略示断面図、 第１２図は、２重掃引の原理を説明するための断面図、 第１３図は、単掃引ストリークカメラにより蛍光測光を
行うための装置の構成例を示すブロック線図、 第１４図は、レーザ光の出力変動によるジッタを説明す
るための線図、 第１５図は、シンクロスキャンストリークカメラにより
螢光測光を行うための装置の構成例を示すブロック線図
、 第１６図は、被測定光の例を示す線図、第１７図は、ス
トリーク像の例を示す線図、第１８図は、２重掃引スト
リークカメラで得られるストリーク像の例及び従来の処
理方法を示す線図である。 ５０・・・２重掃引ストリークカメラ、２・・・螢光面
、 ５４・・・撮像装置、 ５６・・・アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、 ５８・・・デジタルメモリ。
成を示すブロック線図、 第２図は、本発明の第１実施例で観測される時間対光強
度波形の例を示す線図、 第３図は、第１実施例で得られるストリーク像の例を示
す線図、 第４図は、第１実施例における、ストリーク像の処理手
順を説明するための線図、 第５図は、本発明の第２実施例で観測される時間対光強
度波形の例を示す線図、 第６図は、第２実施例で得られるストリーク像の例を示
す線図、 第７図は、本発明の第３実施例で観測される時間対光強
度波形の例を示す線図、 第８図は、第３実施例で得られるストリーク像の例を示
す線図、 第９図は、本発明の第４実施例で得られるストリーク像
の一例を示す線図、 第１０図は、第４実施例におけるストリーク像の処理手
順を説明するための線図、 第１１図は、ストリーク管の動作原理を説明するための
略示断面図、 第１２図は、２重掃引の原理を説明するための断面図、 第１３図は、単掃引ストリークカメラにより蛍光測光を
行うための装置の構成例を示すブロック線図、 第１４図は、レーザ光の出力変動によるジッタを説明す
るための線図、 第１５図は、シンクロスキャンストリークカメラにより
螢光測光を行うための装置の構成例を示すブロック線図
、 第１６図は、被測定光の例を示す線図、第１７図は、ス
トリーク像の例を示す線図、第１８図は、２重掃引スト
リークカメラで得られるストリーク像の例及び従来の処
理方法を示す線図である。 ５０・・・２重掃引ストリークカメラ、２・・・螢光面
、 ５４・・・撮像装置、 ５６・・・アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、 ５８・・・デジタルメモリ。
Claims (4)
- （１）発生時間が異なる複数の光現象の時間対光強度波
形を観測して、これらの波形の演算を行うための光波形
観測装置において、 被測定光現象を順次撮らえて、各々の光現象のストリー
ク像を、単一ストリーク管の蛍光面上に分離して２次元
的に形成するための２重掃引ストリークカメラと、 該蛍光面上の２次元ストリーク像を撮像するための撮像
装置と、 該撮像装置によるビデオ信号を量子化するためのアナロ
グ／デジタル変換器と、 該アナログ／デジタル変換器によつて量子化されたビデ
オ信号を記憶するためのデジタルメモリとを備え、 該デジタルメモリに記憶された２次元ストリーク像から
、各々の光現象の時間対光強度波形を得、これら波形の
演算を行うことを特徴とする光波形観測装置。 - （２）請求項１に記載の光波形観測装置において、前記
デジタルメモリに記憶された２次元ストリーク像から得
られた時間対光強度波形より、各々の光現象の相対的な
発生時間を検出し、複数の時間対光強度波形間の発生時
間のずれを補正しながら、それら波形の演算を行うこと
を特徴とする光波形観測装置。 - （３）請求項１に記載の光波形観測装置において、前記
デジタルメモリに記憶された２次元ストリーク像から得
られた時間対光強度波形より、各々の光現象の発生時間
を検出し、前記デジタルメモリのアドレス変換により、
光現象間の発生時間のずれを補正することを特徴とする
光波形観測装置。 - （４）請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光波形観
測装置において、前記ストリークカメラがホトンカウン
ティングストリークカメラであることを特徴とする光波
形観測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17692889A JPH0341324A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 光波形観測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17692889A JPH0341324A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 光波形観測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0341324A true JPH0341324A (ja) | 1991-02-21 |
Family
ID=16022200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17692889A Withdrawn JPH0341324A (ja) | 1989-07-07 | 1989-07-07 | 光波形観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0341324A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03160330A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 光子計数型光波形観測装置 |
| FR2850888A1 (fr) * | 2003-02-10 | 2004-08-13 | Roger Marcel Sabau | Dispositifs pour recouvrir ou incruster un metal, ou un autre materiau,par un autre metal,ou autre materiau, par une operation d'ecrouissage et de compactage des des elements impliques. |
-
1989
- 1989-07-07 JP JP17692889A patent/JPH0341324A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03160330A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 光子計数型光波形観測装置 |
| FR2850888A1 (fr) * | 2003-02-10 | 2004-08-13 | Roger Marcel Sabau | Dispositifs pour recouvrir ou incruster un metal, ou un autre materiau,par un autre metal,ou autre materiau, par une operation d'ecrouissage et de compactage des des elements impliques. |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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