JPS63281040A - 放射線の量子測定装置 - 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】 本発明は、放射量子（ｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｑｕａｎｔ
ａ）を測定し、かつ放射量子をパルス信号に変換する検
出デバイスと、さらに入力によって検出デバイスの出力
に結合されているパルス信号を相互に弁別するパルス弁
別デバイス（ｐｕｌｓｅ　ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏ
ｎ　ｄｅｖｉｃｅ）を具える放射量子測定装置に関連し
ている。

本発明はまたそのような装置を備える分光計に関連して
いる。

さらに本発明はそのような装置の使用に適したパルス弁
別デバイスにも関連している。

そのような放射量子測定装置はさらに特定するとＸ線放
射の測定に適しており、量子エネルギを測定する場合に
量子は検出のためにパルス信号に変換されている。特に
この装置は単色性放射（＋ｎｏｎｏｃｈｒｏｍａｔｉｃ
　ｒａｄｉａｔｉｏｎ）の測定に適している。

そのような放射量子測定装置は、アール・ジエンキンス
（Ｒ，Ｊｅｎｋｉｎｓ）と（シエー・エル・デバリエス
（Ｊ、Ｌ、　ｄｅ　Ｖａｒｉｅｓ）の著書、「実用Ｘ線
分光学（Ｐｒａｃｔｉｅａｌ　Ｘ−ｒａ’ｙ　Ｓｐｅｃ
ｔｒｏｍｅｔｒｙ　Ｊ　）　、フィリップス技術双書（
Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｌｉｂｒａｒｙ
）　、？クミラン（Ｍａｃ　Ｍｉｌｌａｎ）出版１９７
０年から既知であり、上記の本の第３章、頁４７−６７
にＸ線放射の検出が記載されている。いくつかの検出器
、就中、希ガスを充填された検出器が記載され、そこで
はＸ線量子がガス原子をイオン化し、そしてそれによっ
て解放された電子がさらにガス原子をイオン化している
。パルス信号が検出器出力信号として生起する。Ｘ線量
子検出用の検出デバイスは上記の本の第３章、頁５２の
第３．２図に記載されている。検出器出力信号が就中検
出デバイスの寄生容量を介して積分される場合、積分さ
れたパルス信号が得られ、そのパルス高はパルス信号の
エネルギの測度である。積分のあと検出デバイスの出力
信号はかなり大きい時定数を持つ放電によって比較的ゆ
っくりと減少される。上記の本の第４章、頁６８−８９
において、前処理のあとの積分パルス信号の処理が記載
されている。Ｘ線放射蛍光発光分光学（Ｘ−ｒａｙ　ｒ
ａｄｉａｔｉｏｎ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ　ｓｐｅ
ｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）によるいわゆる単一チャネノペす
なわち単色性放射に対して、パルス弁別デバイスが上記
の本の第４．１章、頁６８に記載されている。記載され
たパルス弁別デバイスは積分されたパルス性信号を選択
し、そのパルス高はパルス弁別デバイスで調整可能な最
小値と最大値の間（いわゆる「窓」）にある。

平均布は所与の波長を有する量子の選択パルス信号のエ
ネルギに比例しているものと仮定されている。パルス高
分布は検出器に入射する所与の波長の量子による検出器
の統計的性質によって主として得られている。最大値と
最小値、および最大値と最小値の間の差は各波長に対し
て異なっている。

従って、異なる波長のパルス信号は区別されなくてはな
らない。既知の装置の欠点は、単位時間当りのパルスの
数の増大、すなわち単位時間当りの量子の増大する数に
よって、パルス信号のますます大きな数が失われること
である。量子を検出しかつ処理する装置に存在する不感
時間（ｄｅａｄ　ｔｉｍｅ）はパルス信号の数の増大と
共にますます大きな部分を演すること−なろう。もし１
パルス信号以上が不感時間内に落ちると１パルス信号の
みが識別される。上記の本の頁５３には、不感時間のあ
とで次式のパルス高分布から決定されたパルス信号の測
定数を修正する式が与えられ、 Ｒ，＝　Ｒ，／　（１−Ｒ，Δ） こ−でＲ１はパルス信号の測定数、Δは装置の不感時間
、そしてＲｏはパルス信号の修正された数である。パル
ス信号の到着は統計的解析を許すものと仮定されている
。さらに、不感時間Δは例えば装置の種々の部分の影響
に依存している。その結果、単位時間当り非常に大きな
数のパルス信号によって、パルス信号の修正された数Ｒ
ｃは測定の間に起ったパルス信号の実際の数のかなり粗
い近似に過ぎない。既知の装置における単位時間当りの
量子の増大する数によって起る問題は、量子が検出デバ
イスにはゾ同時に入る場合に積分パルス信号が累積（ｐ
ｉｌｅ　ｕｐ）　　され得るということである。既知の
装置では、そのあとで起る累積積分パルス信号（ｐｉｌ
ｅｄ　ｕｐ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｐｕｌｓｅ　ｓｉ
ｇｎａｌ）は、調整された最小値と最大値に依存して「
窓」で１つの信号として、あるいは２つの信号として観
測され、あるいはそこで全く観測されないこともあろう
。パルス信号の実際の数と測定された数の間の偏差を生
じるこの現象は既知の装置の欠点である。

本発明の目的は上記の欠点の生じない放射量子測定装置
を与えることである。この目的に対して本発明による放
射量子測定装置は、その入力が遅延デバイスを介して積
分器の積分入力に結合されているパルス弁別デバイスが
、放射量子を検出しかつパルス信号を処理するために不
感時間内で連続パルス信号によってパルス信号を積分す
る積分器を制御し、かつ不感時間外で連続パルス信号に
よって積分器の出力で出力信号を処理するために積分器
に結合された信号処理デバイスを駆動し、かつ出力を基
準信号にリセットするために積分器を駆動する目的で、
パルス弁別デバイスの入力に結合されている積分器を制
御する制御手段を具えることを特徴としている。このよ
うにして、少なくトモはゾすべてのパルス信号が単位時
間当りの非常に大きな数のパルス信号を弁別することが
達成されている。とりわけ積分器はパルスの下の面積を
パルス信号に対して弁別するのに役立ち、このパルスの
下の面積はパルス信号のエネルギの測度である。パルス
信号がとりわけ遅延デバイスを通過し、かつ既知の装置
におけるように寄生容量を介して通過しなかったあとで
、パルス信号の積分は本発明による装置で起る。積分器
の出力において、積分パルス信号は他の処理に利用可能
である。制御手段はパルス信号が単一パルス信号として
認識されるために余りにも早く相互に続く場合にも積分
器が積分を続行することを保証している。

かくして、多重エネルギ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｅｎｅｒ
ｇｙ）を表わす積分値が得られる。さらに弁別の可能な
距離にパルス信号が位置している場合に積分器がリセッ
トされることを制御手段は保証している。もしパルス信
号の累積が起ると、これはまた多重エネルギを表わす積
分値を生じる。積分器は信号処理デバイスによって読出
される。遅延デバイスは積分器の読出しプロセスの間に
どんな後続のパルス性信号も積分器に到着しないことを
保証するよう要求される。この目的の遅延デバイスの遅
延時間は積分器を読取りかつそれをリセットするために
必要な時間より長いかあるいはそれに等しくなくてはな
らない。パルス信号の総数は得られた情報から導くこと
ができる。装置は「累積」修正（”ｐｉｌｅ−ｕｐ″ｃ
ｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）に対してそれ自体既知であること
にさらに注意すべきである。例えば、ガンマ線放射測定
中の「累積」の修正に対して１つの装置が米国特許第４
．６２９．８９４号から知られている。ガンマ量子はＸ
線量子に対しかなり高いエネルギを有し、さらに検出に
よってガンマ量子から得られたパルス信号には実質的に
何らのエネルギ分布も存在しない。米国特許第４．６２
９．８９４号に記載された修正は暗黙的にこれらの前提
に基いている。Ｘ線量子の場合には、この修正は満足す
る結果を生じない。

本発明による放射量子測定装置の実施例は、制御手段が
パルス信号の信号変化検出デバイスを具え、その入力は
パルス弁別デバイスの入力に結合され、その出力はパル
ス信号に依存して信号谷値（ｓｉｇｎａｌ　ｖａｌｌｅ
ｙ　ｖａｌｕｅ）のあとの第１状態のあとで第２状態を
とり、かつパルス信号の信号ピーク値のあとの第２状態
のあとで第１状態をとり、さらに制御手段は制御可能な
タイミング回路を具え、その入力は信号変化検出デバイ
スの出力に結合され、もし信号変化検出デバイスの出力
の第２状態への第１状態からの変化を伴う第１状態への
第２状態からの変化の間の期間が所定の時間より長いな
ら、リセット用積分器と処理用信号処理デバイスを駆動
する目的でその出力が積分器のリセット入力と信号処理
デバイスに結合されていることを特徴としている。この
ように、お互に余りにも早く続く部分的に一致するパル
ス信号は弁別され、かつ積分のあとで多重パルス信号と
して認識できる。パルス信号の信号変化検出デバイスは
本特許出願と同時に出願されたオランダ国特許出願第８
７００９４８号に充分記載されている。

本発明による放射量子測定装置の別の実施例は、制御可
能なタイミング回路が単安定トリガ回路を具え、その入
力は制御可能なタイミング回路の入力に結合され、その
出力は制御可能なタイミング回路の出力に結合され、単
安定トリガ回路はトリガ時間を調整するために調整手段
に結合された調整入力を具えることを特徴としている。

一般に、この検出に基いてパルス信号はそれが減少する
よりももっと早く増大する。パルス信号の減少はむしろ
検出デバイス中の検出器のタイプに依存している。調整
手段によってトリガ時間が検出器に同調されている場合
に、検出器の特定の性質は考慮されている。

本発明による放射量子測定装置の他の実施例では、信号
処理デバイスはそのアナログ入力が信号処理デバイスの
入力に結合されているアナログ対ディジタル変換器と、
そのアドレスバスがアナログ対ディジタル変換器のディ
ジタル出力に結合されている蓄積デバイ″ス、ならびに
信号処理デバイスがパルス弁別デバイスの制御手段によ
って駆動される場合にアドレスバスにおいてアナログ対
ディジタル変換器によって生成された蓄積デバイスのア
ドレスで蓄積内容を１だけ増大するために蓄積デバイス
を制御する制御ユニットを具えることを特徴としている
。このようにして、ディジタル出力信号によって積分器
が読出されてしまったあとで蓄積位置はアドレスされる
ことが達成されている。蓄積位置の内容は１だけ増大さ
れる。蓄積デバイス中の蓄積位置はカウンタとして利用
される（「事象カウンタ（：ｅｖｅｎｔ　ｃｏｕｎｔｅ
ｒ　：）　）。

本発明による放射量子測定装置の別の実施例において、
そのデータバスとアドレスバスがそれぞれ蓄積デバイス
のデータバスとアドレスバスに結合されているデータ処
理デバイスを具えるその装置は、測定されたパルスの総
数を決定するためにデータ処理デバイスが積分によって
得られた多重パルスのパルス数を単一パルスのパルス数
に減少し、かつ単一および減少された単一パルスのパル
ス数からパルスの総数を決定するプログラムされた計算
手段を具え、そのパルス数は蓄積デバイスに蓄積されて
いることを特徴としている。このようにして、放射量子
の物理測定の終了後、物理測定による放射量子の総数を
減少により決定するためにデータ処理デバイスが蓄積デ
バイスの蓄積位置（「カウンタ」）を読出している。プ
ログラムされた計算手段はパルス信号の多重エネルギを
表わす蓄積位置の内容を対応する多重因数によって乗算
する乗算器手段と、１チヤネルに対する放射量子の総数
を決定するようにパルス信号の単一エネルギを表わす蓄
積位置の内容に乗算内容を加算する加算手段とを具えて
いる。

本発明による放射量子測定装置によってシーケンシャル
分光計あるいは同時分光計の各チャネルを提供すること
は特に有利である。そのような分光計によって、より高
い数のパルス性信号が単位時間当り測定でき、かつ既知
の分光計よりも良い精度を持っている。

本発明の実施例を添付図面を参照し、実例によって説明
する。

これから先の説明において、示された装置は接地電位を
含めて電源を接続するための（示されていない）電源端
子が備えられているものと仮定されている。示された装
置の動作の説明に対して、電源が接続されているものと
仮定されている。

第１図は分光計１の主要回路図を示しており、これは本
発明による放射量子測定装置２を具えている。分光計１
は標本（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）　　４を放射するＸ
線管３を具えている。−次Ｘ線放射５は標本４上に入射
されている。従って標本４は二次放射６を発生し、これ
は−次コリメータ７によって方向付けられている。有向
放射（ｄｉｒｅｃｔｅｄ　ｒａｃ！１ａｔｉｏｎ）８は
ある角度をもって分析結晶（ａｎａｌｙｓｉｓ　ｃｒｙ
ｓｔａｌ）９上に入射され、この結晶格子面１０は相対
距離ｄで位置されている。分析結晶９は有向放射８を反
射する。分析結晶９は単色光分析器（ｍｏｎｏｃｈｒｏ
ｍａｔｏｒ）として作用し、一方、反射放射１１の波長
λに対して次のような既知のプラグ関係式が保持されて
いる。

ｎ−λ＝　２ｄ　５ｉｎ（θ） こ−でｎは整数である。反射放射１１は二次コリメータ
１２によって方向付けられ、これはまた分析結晶９と角
度θをなし、かつ検出デバイス１３に含まれた検出器１
４上に入射されている。検出器１４は例えば希ガスを充
填した検出器である。入射放射１５の放射量子はそのよ
うなガス充填検出器１４でガス原子をイオン化する。検
出器Ｉ４の陽極（示されていない）に非常に高い電圧を
印加することにより、ガス原子と電子の再結合は少なく
とも実質的に回避される。電子は陽極で集められる。変
換デバイス１６は検出器１４に結合されている。変換デ
バイス１６は増幅器１７を具え、これは入力１８によっ
て検出器１４の出力１９に結合されている。さらに、増
幅器１７の出力２０は増幅器１７の出力２０において出
力信号の直流成分を再生するための直流再生デバイス２
２の入力２１に結合されている。直流再生デバイス２２
の出力２３において、その直流成分が再生されているパ
ルス信号が利用可能である。直流再生デバイス２２の出
力２３は検出デバイス１３の出力２４に結合されている
。パルス信号のエネルギ内容は検出器１４上に入射した
放射量子が常に同じ量の電子を解放しないという事実に
よって常に同じではない。説明において入射放射１５が
単色性であることが仮定されている。出力２４において
、パルス信号は任意の時点で起り、これらの信号のエネ
ルギ内容は分布関数を満足している。検出デバイス１３
の出力２４はパルス信号を相互に弁別するためにパルス
弁別デバイス２６の信号入力２５に結合されている。信
号入力２５は例えば電子的遅延線の形をしておりかつ出
力２９によって積分器３１の債券入力３ｏに結合されて
いる遅延デバイス２８の入力２７に結合され、積分器３
１の出力３２はパルス弁別デバイス２６の信号出力３３
に結合されている。パルス弁別デバイス２６の信号入力
２５は積分器３１を制御するためにさらに制御手段３５
の信号入力３４に結合され、その目的で制御手段３５は
積分器３１のリセット入力３７に結合されている第１制
御出力３６を備えている。パルス弁別デバイス２６の信
号出力３３は放射量子測定装置２の信号出力３８に結合
されている。信号出力３８は信号処理デバイス４０の信
号入力３９に結合されている。制御手段３５の第２制御
出力４１はパルス弁別デバイス２６の制御出力４２に結
合されている。放射量子測定装置２の制御出力４３は制
御出力４２に結合され、さらに信号処理デバイス４０の
制御入力４４に結合されている。信号処理デバイス４０
は放射量子測定装置２のリポートバック入力（ｒｅｐｏ
ｒｔ　ｂａｃｋ　１ｎｐｕｔ）　４５に結合されたリポ
ートバック出力４５を備えている。

リポートバック入力４６はパルス弁別デバイス２６のリ
ポートバック入力４７に結合されている。リポートバッ
ク入力４７は制御手段３５のリポートバック入力４８に
結合されている。信号処理デバイス４０のアドレスバス
４９は信号処理デバイス５１のアドレスバス５０に結合
されている。信号処理デバイス４０のデータバス５２は
データ処理デバイス５１のデータバス５３に結合されて
いる。

放射量子測定装置２および分光計１の動作は第２図を参
照してもっと詳しく説明され、こ−でパルス弁別デバイ
ス２６の信号入力２５におけるパルス信号Ｉｍと積分器
３１の出力３２における出力信号ｉｎｔは時間ｔの関数
として示され、ｔｏからｔ、はそのいくつかの時点を示
している。ｐは基準レベルを表わし、この場合それは零
レベルである。例示されたパルス信号１ｍの前にはどん
なパルス信号も信号入力２５に入らないと仮定されてい
る。１ｏにおいてパルス信号ｉｍが信号入力２５に入る
と、遅延デバイス２８はある遅れをもってパルス性信号
ｉｍを積分器３１に伝達する。制御手段３５は積分器３
１がパルス性信号ｉｎを積分するようにし、この積分は
ｔｌで開始するものと仮定されている。ｔ２において、
その信号値ｅがパルス信号ｉｍのエネルギの測度である
信号は出力３２に印加される。ｔ、まで信号値ｅは積分
器によって保持される。時間間隔１３−１２は信号処理
が信号処理デバイス４０によって実行されるために必要
である。時点ｔ、において、積分器３１は制御手段３５
によってリセットされる。遅延デバイス２８は次に続く
パルス信号が信号処理期間の間に積分器３１に入ってし
まったかどうかをパルス弁別デバイス２６によって決定
するために必要である。遅延デバイス２８の遅延時間は
このために時間差１．−１２より長くなければならない
、すなわち積分されたパルス性信号の信号処理および積
分器３１のリセットに必要な不感時間より長くなければ
ならない。

積分器３１の出力３２における出力信号を処理する第２
制御出力４１を介して信号処理デバイス４０を駆動する
ため制御手段３５によって取られるべき決定はまた検出
の不感時間に依存している。検出器１４に入る放射量子
は所与の期間、すなわち検出の不感時間を有するパルス
信号ｉｍを生じるであろう。従って全不感時間は検出の
不感時間と、処理の不感時間（積分器３１のリセット）
との和である。制御手段３５は遅延しないパルス信号と
次のパルス信号を分析する。もしパルス信号がお互に検
出と処理のための不感時間内に落ちるなら、積分器３１
は積分を続ける。もし信号入力２５に最後に入るパルス
信号が前の入りパルス信号から大きい時間長をもって位
置するなら、制御手障３５は処理のために信号処理デバ
イス４０を駆動し、そして出力３２を基準値ｐにリセッ
トするために積分器３１を駆動する。

このようにして、積分器出力値は単一あるいは多重パル
ス信号のエネルギを表わし、この場合、「多重パルス信
号」という術語は共に時間的に分離されかつ累積した単
一パルス信号を意味するものと理解されるべきである。

積分器出力信号は信号処理デバイス４０で処理される。

第３図は本発明によるパルス弁別デバイス２６の一実施
例を示し、こ＼で信号入力や信号出力のような部分は第
１図と同じ参照記号によって示されている。パルス弁別
デバイス２６において、信号入力２５は制御手段３５の
信号入力３４に結合されている。

信号入力３４は信号変化検出デバイス５５の信号入力５
４に結合され、その制御出力５６は制御可能なタイミン
グ回路５８の第１制御入力５７に結合されている。

制御可能なタイミング回路５８の制御出力５９は制御手
段３５の第１および第２出力３６．４１に結合されてい
る。制御可能なタイミング回路５８は、リポートバック
入力４Ｂに結合されている第２制御入力６０と、制御手
段３５の入力６２に結合されている第３制御入力６１を
さらに具えている。第１制御入力５７は単安定トリガ回
路６５の入力６４に結合され、この単安定トリガ回路６
５は制御可能なタイミング回路５８中に存在し、かつ出
力６６によって制御出力５９に結合されている。単安定
トリガ回路６５はトリガ時間を調整する調整入力６７を
備えている。調整入力６７は制御手段３５の調整入力６
８に結合されている。調整入力６８はパルス弁別デバイ
ス２６の調整入力６９に結合されている。積分器３１は
基準値ｐにリセットするリセット手段７０を備えている
。信号変化検出デバイス５５は信号変化の検出に基いて
差値（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｖａｌｕｅ）を調整するた
めに差値調整人カフ１を備えている。差値は信号変化検
出デバイス５５がトリガされる場合にパルス信号に重畳
された雑音に対する感度を決定する。差値調整人カフ１
は制御手段３５の差値調整人カフ２と、パルス弁別デバ
イス２６の差値調整人カフ３に結合されている。パルス
信号に関連する信号変化検出デバイス５５の詳細にわた
る説明について、本特許出願と同時に出願したオランダ
国特許出願第８７００９４８号を再び参照できる。パル
ス弁別デバイス２６の動作は次のようになっている。

すなわち、信号変化検出デバイス５５の信号入力５４に
入るパルス信号が分析される。もし信号ピークが信号の
谷によって所定の時間内で続くなら、単安定トリガ回路
６５が再び開始され、積分器３１は部分を続行する。信
号の谷は信号が信号の谷から増大したあとで見出される
。もし信号の谷が所定の時間外に落ちるなら、制御可能
なタイミング回路５Ｂは信号処理回路４０で積分器３１
の出力信号を処理する開始信号を供給する。信号のピー
クと谷の検出は信号変化検出デバイス５５で起る。所定
の時間は全不感時間に依存する。

第４図は本発明による制御可能なタイミング回路５８の
一実施例を示し、信号入力や信号出力のような部分は第
３図と同じ参照記号によって表わされている。第１制御
入力５７は第１アンドゲート回路７５の入カフ４に接続
され、その出カフ６は単安定トリガ回路６５の入力６４
に接続され、またオアゲート回路７８の入カフ７にも接
続されている。第３制御入力６１はアンドゲート回路７
５の人カフ９に接続されている。単安定トリガ回路６５
の出力６６はオアゲート回路７８の入力８０に接続され
ている。オアゲート回路７８の出力８１はディジタル遅
延回路８３の入力８２に接続され、ディジタル遅延回路
８３の出力８４は双安定トリが回路８６のセット入力８
５に接続され、双安定トリガ回路８６は反転出力８７を
介して制御可能なタイミング回路５８の制御出力５９に
接続されている。

出力８４は第１インバータ８９０入力８８に接続され、
第１インバータ８９は出力９０によって第２アンドゲー
ト回路９２の入力９１に接続されている。アンドゲート
回路９２の出力９３は双安定トリガ回路８６のリセット
入力９４に接続されている。さらに、オアゲート回路７
８の出力８１は第２インバータ９６の入力９５に接続さ
れ、第２インバータ９６は出力９７によって第２アンド
ゲート回路９２の入力９８に接続されている。

第２制御入力６０はアンドゲート回路９２の入力９９に
接続されている。調整入力６７は調整手段１０１の入力
１００に接続され、調整手段１０１はそめ出力１０２に
よって単安定トリガ回路６５の調整入力１０３に接続さ
れている。制御可能なタイミング回路５８はもし論理「
１」信号が第３制御入力６１に供給されるなら解放され
る。単安定トリガ回路６５は単安定トリガ回路６５のト
リガ時間に依存するパルス期間を有するパルスをオアゲ
ート回路７８によって生成する。第１制御入力５７に前
縁が現われる場合にパルスが開始する。するとパルス信
号は信号変化検出デバイスの入力５４で見出される。調
整入力６７を介して調整手段１０１は単安定トリガ回路
６５のトリガ時間を調整するよう駆動できる。調整手段
１０１は例えば異なる容量性素子によって構成され、こ
の容量性素子はトリガ時間を決定し、そしてその１つは
調整入力６７によって調整される。オアゲート回路７８
の出力におけるパルス期間はパルス信号のパルス期間に
少なくとも実質的に等しい。オアゲート回路７８の出力
において遅延デバイス２８の遅延時間に少なくとも実質
的に等しい時間だけパルスを遅延するディジタル遅延回
路８３と、第１および第２インバータ８９．９６と、第
２制御入力６０における信号処理デバイス４０のリポー
トバックと第２アンドゲート９２とによって積分器３１
の出力３２において出力信号を処理する開始信号を正し
い時点で供給するよう双安定トリガ回路８６のタイミン
グが保証されている。パルス信号が充分大きな相対間隔
で位置され、従って分離したパルス性信号あるいは累積
パルス性信号が処理できることを確実にしたあとでのみ
処理は起らなければならい。

第５図は積分器３１およびそれに結合されたデータ処理
デバイス５１からの出力信号を処理する信号処理デバイ
ス４０の主要回路図を示しており、信号入力や信号出力
のような部分は第１図と同じ参照記号によって表わされ
ている。信号入力３９はアナログ対ディジタル変換器１
０５のアナログ入力１０４に結合されている。アナログ
対ディジタル変換器１０５のディジタル出力１０６は蓄
積デバイス１０８のアドレスバス１０７に結合され、蓄
積デバイス１０８のデータバス１０９は蓄積デバイス１
０８を制御する制御ユニット１１１のデータバス１１０
に結合されている。制御ユニット１１１は制御入力１１
２を備え、それはアナログ対ディジタル変換器１０５の
開始入力１１３に結合され、さらに信号処理デバイス４
０の制御入力４４にも結合されている。さらに、制御ユ
ニッｌ−１１１はリポートバック出力４５に結合されて
いる制御出力１１４を備えている。その動作は以下の通
りである。積分器３１からのアナログ出力はアナログ対
ディジタル変換器１０５によって変換され、それは蓄積
デバイス１０８のアドレスを発生する。

双安定トリガ回路８６の反転出力８７はその前縁で変換
を開始する。変換のあと、制御ユニット１１１はそのア
ドレスで蓄積デバイス１０８を読出し、このアドレスの
内容を１だけ増大し、かつ修正された内容をそのアドレ
スで蓄積デバイス１０８に書込む。

制御ユニット１１１の制御の下で蓄積デバイス１０８中
にそのアドレスで内容を読取りかつ書込む間に、制御ユ
ニットは制御出力１１４においていわゆる「準備中（ｎ
ｏｔ−ｒｅａｄｙ）　Ｊ信号を供給し、ソノ結果、リポ
ートバック信号は制御可能なタイミング回路５８に供給
される。

第６図は本発明による放射量子の測定の終了後の信号処
理デバイス４０の蓄積内容を示しており、測定されたパ
ルスの数は蓄積内容を構成し、それは蓄積アドレスに対
してプロットされている。データ処理デバイス５１によ
って蓄積デバイス１０７の蓄積内容は測定の終了後に読
出される。第６図でＮはアドレスＣＮにおける蓄積内容
を示している。

パルス信号のエネルギはアドレスによって表わされ、一
方、所与のエネルギを有するパルス信号の数は内容によ
って表わされる。Ｎ１は単一パルス信号に対するエネル
ギ分布のパルス信号の総数を表わし、Ｎ２は２重パルス
信号に対するもの、Ｎ３は３重パルス信号に対するもの
等々である。Ｎｏｖはオーバーフローアドレスを示して
いる。検出デバイス１３中の増幅器１７の増幅度の所与
の調整によって、アナログ対ディジタル変換器１０５は
所与のエネルギの上で蓄積デバイス１０８の最高アドレ
スのみを発生する。数Ｎｌ、　Ｎ２．　Ｎ３．・・・は
例えばＸ線量子の正規分布（ガスウ分布）についてのも
のであり、その分解能は分布のピークにおいてエネルギ
によって割られた最高の分布の半分における分布の幅と
して定義されている。もしＮｌ、　Ｎ２．　Ｎ３．・・
・の分布のオーバーラツプ（劣悪すぎる分布）が起らず
、かつＮｏｖに何のオーバーフローも存在しないなら、
パルス信号の総数は簡単１ご Ｎ１＋２．　Ｎ２　＋３．　Ｎ３＋・・・となる。オー
バーラツプの場合には、もし放射量子の測定中に毎秒の
量子の数がかなり小さい（く５０、０００１子／秒）な
ら、データ処理デバイス５１は例えばいわゆる「逆畳込
み（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）　Ｊによってパルス
信号の総数を得る既知のプログラムされた手段を含み、
「累積」は実質的に起らぬであろう。もし分光計の光路
のチャネルフィルタリングのケースで所与のエネルギの
単色性放射（１次）が伝達されるのみならず、２重（２
次）およびもっと高いエネルギが検出デバイス１３で起
るなら、このことは本発明による装置の使用で問題を生
じる必要はない。１次のもののみがプログラムされた手
段によって処理される場合、正しい分析が遂行される。

秒当り非常に大きな数の量子（〉５００、０００量子／
秒）によって、生起する高次の量子の数は多重パルス信
号による分布に対してかなり小さくなくてはならず、一
方、高次の分布は１次のもの一全体を実質的に影響しな
い。修正は単一および多重パルス信号の分布の変動に基
いて起る。

本発明は示された実施例に限定されないが、しかし本発
明の範囲内で多くの変形が当業者にとって可能である。

従前の技術によっていわゆる「フラッジ：Ｌ（ｆｌａｓ
ｈ）　Ｊ　Ａ／Ｄ変換器の使用が明らかであるとはいえ
、安価な高速信号処理装置が利用可能になる場合には信
号処理を異る態様で遂行することが可能であろう。本発
明は示された使用分野のいずれにも限定されない。本発
明はまた回折計に使用できることも明らかであろう。し
かし、例えばガンマ量子の測定あるいは電子光学システ
ムでも使用されよう。パルス弁別デバイス２６の使用は
パルス信号が任意の時点で入り、かつ例えば「累積」が
起るようなこれらのすべてのケースで考えつくものであ
る。

（要　約） 分光計（１）において、標本（４）がＸ線放射によって
照射されている。標本（４）によって発出されたＸ線量
子は分析結晶（９）による反射のあとで検出デバイス（
１３）によりパルス信号に変換される。

５　パルス弁別デバイス（２６）において、パルス信号
は弁別され、かつパルス信号の数として信号処理デバイ
ス（４０）の単一あるいは多重積分パルス信号として記
録される。測定の終了後、パルス信号の数は信号処理デ
バイス（４０）から読み出され、かつ数に基づく分析は
データ処理デバイス（５１）によって起こる。例えば、
単色性放射の検出量子の総数は決定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による放射量子測定装置を備える分光計
の主要回路図を示し、 第２図は本発明による放射量子測定装置の動作を説明す
るために、パルス弁別デバイス中の積分器出力信号とと
もに変化するパルス信号を示し、第３図は本発明による
パルス弁別デバイスの一実施例を示し、 第４図は本発明による制御可能なタイミング回路の一実
施例を示し、 第５図は積分器の出力信号を処理する信号処理デバイス
とそれに結合されたデータ処理デバイスの主要回路図を
示し、 第６図は本発明による放射量子測定装置による測定の終
了後の信号処理デバイス中の蓄積デバイスの蓄積内容を
図式的に示し、測定されたパルス信号の数は蓄積アドレ
スに対してプロットされた蓄積内容を構成している。 １・・・分光計　　　　　　２・・・放射量子測定装置
３・・・Ｘ線管　　　　　　４・・・標本５・・・−次
Ｘ線放射　　　６・・・二次放射７・・・−次コリメー
タ　　８・・・有向放射９・・・分析結晶　　　　　１
０・・・結晶格子面１１・・・反射放射　　　　　１２
・・・二次コリメータ１３・・・検出デバイス　　　１
４・・・（ガス充填）検出器１５・・・入射放射　　　
　　１６・・・変換デバイス１７・・・増幅器　　　　
　　１８．２１・・・入力１９、２０・・・出力　　　
　　２２・・・直流再生デバイス２３、２４・・・出力
　　　　　２５・・・信号入力２６・・・パルス弁別デ
バイス ２７・・・入力　　　　　　　２８・・・遅延デバイス
２９、３２・・・出力　　　　　３０・・・積分入力３
１・・・積分器　　　　　　３３・・・信号出力３４・
・・信号入力　　　　　３５・・・制御手段３６・・・
第１制御出力　　　３７・・・リセット入力３８・・・
信号出力　　　　　３９・・・信号入力４０・・・信号
処理デバイス　４１・・・第２制御出力４２、４３・・
・制御出力　　　４４・・・制御入力４５・・・リポー
トバック出力 ４６、４７．　４８・・・リポートバック入力４９、５
０・・・アドレスバス　５１・・・データ処理デバイス
５２、５３・・・データバス　　５４・・・信号入力５
５・・・信号変化検出デバイス ５６・・・制御出力　　　　　５７・・・第１制御入力
５８・・・制御可能なタイミング回路 ５９・・・制御出力　　　　　６０・・・第２制御入力
６１・・・第３制御入力　　　６２．６３．６４・・・
入力６５・・・単安定トリガ回路　６６・・・出力６７
、６８．６９・・・調整入力　７０・・・リセット手段
７１、７２．７３・・・差値調整入カ フ４、７７、７９．８０．８２・・・入カフ５・・・第
１アンドゲート回路 ７６、８１．８４・・・出力　　　７８・・・オアゲー
ト回路８３・・・ディジタル遅延回路 ８５・・・セット入力　　　　８６・・・双安定トリガ
回路８７・・・反転出力 ８８、９１．９５．９８．９９．１００・・・入力８９
・・・第１インバータ　　９０．９３．９７．１０２・
・・出力９２・・・第２アンドゲート回路 ９４・・・リセット入力　　　９６・・・第２インバー
タ１０１・・・調整手段　　　　１０３・・・調整入力
１０４・・・アナログ入力 １０５・・・アナログ対ディジタル変換器１０６・・・
ディジタル出力　１０７・・・アドレスバス１０８・・
・蓄積デバイス　　１０９．１１０・・・データバス１
１１・・・制御ユニット１１２・・・制御入力１１３・
・・開始入力　　　　１１４・・・制御出力特許出願人
　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペンフ
ァブリケン ＩＧ−４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射量子を検出しかつ放射量子をパルス信号に変換
   する検出デバイスと、入力によって検出デバイスの出力
   に結合されているパルス信号を相互に弁別するパルス弁
   別デバイスを具える放射量子測定装置において、 その入力が遅延デバイスを介して積分器の 積分入力に結合されているパルス弁別デバイスは、放射
   量子を検出しかつパルス信号を処理するために不感時間
   内で連続パルス信号によってパルス信号を積分する積分
   器を駆動し、かつ不感時間外で連続パルス信号によって
   積分器の出力で出力信号を処理するために積分器に結合
   された信号処理デバイスを駆動し、かつ出力を基準信号
   にリセットするために積分器を駆動する目的で、パルス
   弁別デバイスの入力に結合されている積分器を制御する
   制御手段を具えることを特徴とする放射量子測定装置。 ２、制御手段はパルス信号の信号変化検出デバイスを具
   え、その入力はパルス弁別デバイスの入力に結合され、
   その出力はパルス信号に依存して信号谷値のあとの第１
   状態のあとで第２状態をとり、かつパルス信号の信号ピ
   ーク値のあとの第２状態のあとで第１状態をとり、 さらに制御手段は制御可能なタイミング回 路を具え、その入力は信号変化検出デバイスの出力に接
   続され、もし信号変化検出デバイスの出力の第２状態へ
   の第１状態からの変化を伴う第１状態への第２状態から
   の変化の間の期間が所定の時間より長いなら、リセット
   用積分器と処理用信号処理デバイスを駆動する目的でそ
   の出力が積分器のリセット入力と信号処理デバイスに結
   合されていることを特徴とする請求項１記載の放射量子
   測定装置。 ３、制御可能なタイミング回路は単安定トリガ回路を具
   え、その入力は制御可能なタイミング回路の入力に結合
   されかつその出力は制御可能なタイミング回路の出力に
   結合され、単安定トリガ回路はトリガ時間を調整するた
   めに調整手段に結合された調整入力を備えることを特徴
   とする請求項２記載の放射量子測定装置。 ４、信号処理デバイスはそのアナログ入力が信号処理デ
   バイスの入力に結合されているアナログ対ディジタル変
   換器と、そのアドレスバスがアナログ対ディジタル変換
   器のディジタル出力に結合されている蓄積デバイス、な
   らびに信号処理デバイスがパルス弁別デバイスの制御手
   段によって駆動される場合にアドレスバスにおいてアナ
   ログ対ディジタル変換器によって生成された蓄積デバイ
   スのアドレスで蓄積内容を１だけ増大するために蓄積デ
   バイスを制御する制御ユニットを具えることを特徴とす
   る請求項１ないし３のいずれか１つに記載の放射量子測
   定装置。 ５、測定されたパルスの総数を決定するためにデータ処
   理デバイスは積分によって得られた多重パルスのパルス
   数を単一パルスのパルス数に減少し、かつ単一および減
   少された単一パルスのパルス数からパルスの総数を決定
   するプログラムされた計算手段を具え、該パルス数が蓄
   積デバイスに蓄積されていることを特徴とするところの
   そのデータバスとアドレスバスがそれぞれ蓄積デバイス
   のデータバスとアドレスバスに結合されているデータ処
   理デバイスを具える請求項４記載の放射量子測定装置。 ６、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の放射量子
   測定装置の使用に適するパルス弁別デバイス。 ７、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の放射量子
   測定装置を備える分光計。