放射线检测器、触发信号生成器以及放射线分析系统的制作方法

本发明涉及生成用于与外部电路的同步的触发输出信号的放射线检测器、触发信号生成器以及具备它们的放射线分析系统。

背景技术：

1、以往，已知使用外部装置的控制信号来取得与放射线检测器的曝光的同步的技术(参照非专利文献1)。例如，在非专利文献1记载的系统中，在连续扫描时，基于计算出的轨道而在试样经过规则间隔的各位置时生成触发脉冲，以最大9khz记录了叠层数据集(ptychographic data set)。这样，既有将外部装置的控制信号作为同步信号使用的情况，也有将确定放射线检测器的曝光时间的开始和结束的信号作为同步信号使用的情况。

2、但是，近年来，开发出了用各种方法进行曝光的放射线检测器。例如，已知如连续曝光(零死区(zero dead))或突发(burst)这样的特殊模式下的摄像(参照专利文献1、非专利文献2)。专利文献1记载的放射线检测器切换多个计数器之中对脉冲进行计数的计数器，进行了连续曝光。非专利文献2记载的放射线检测器使用具有2个14比特(bit)的计数器的像素来高速连续地测定14个2比特的帧，一并以28比特进行了读出。

3、另外，还已知基于迭代模式(iterative mode)等的高速曝光的摄像(参照专利文献2)。专利文献2记载的放射线检测器是使用切换电路来读出2个计数器按各自的阈值对在检测出放射线的粒子时由传感器产生的脉冲进行计数而得到的计数值。

4、非专利文献

5、非专利文献1：“high-speed x-ray ptychographic tomography”,darren batey,christoph rau&silvia cipiccia,scientific reports,12may 2022

6、非专利文献2：“sub-microsecond-resolved multi-speckle x-ray photoncorrelation spectroscopy with a pixel array detector”,qingteng zhang,ericm.dufresne,suresh narayanan,piotr maj,anna koziol,robert szczygiel,pawelgrybos,mark sutton and alec r.sandy,journal of synchrotron radiation(2018).25,1408-1416

7、专利文献

8、专利文献1：日本专利第6182758号公报

9、专利文献2：日本专利第7088555号公报

10、但是，例如在以连续曝光或突发这样的特殊模式进行摄像的情况下，在一连串的帧的测定中，表示曝光时间的状态一直维持高(high)的状态，无法将确定曝光时间的开始和结束的信号作为与外部装置的同步信号使用。另外，在基于高速曝光的摄像中，曝光时间过短，无法探测出确定曝光时间的开始和结束的信号作为同步信号。这样，当将确定曝光时间的开始和结束的信号直接作为同步信号使用时，有时难以取得与外部装置的同步。

技术实现思路

1、本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种放射线检测器、触发信号生成器以及放射线分析系统，通过生成不依赖于曝光或读出的信号的触发输出信号，能够以高精度且高效率使外部电路与放射线检测同步。

2、(1)为了达到上述的目的，本发明的放射线检测器是生成用于与外部电路的同步的触发输出信号的放射线检测器，其特征在于，具备：传感器，其在通过曝光检测出放射线的粒子时产生脉冲；计数器，其设置成能按每帧对所述脉冲进行计数；读出电路，其读出由所述计数器进行的计数值；控制电路，其通过信号来控制所述曝光和所述读出；以及触发信号生成电路，其在将设定有高或低的区间的1个或一连串的预定个数的帧表示为1个单位的帧时，生成确定所述设定的高和低的区间的触发输出信号。

3、(2)另外，在(1)所述的放射线检测器中，其特征在于，所述高和低的区间的起点或终点设定在所述1个单位的帧的曝光时间的上升沿和下降沿中的一方、或者所述1个单位的帧的读出时间的上升沿和下降沿中的一方。

4、(3)另外，在(1)或(2)所述的放射线检测器中，其特征在于，所述高和低的区间分别包含所述1个单位的帧的读出时间。

5、(4)另外，在(3)所述的放射线检测器中，其特征在于，所述高和低的区间设定在所述1个单位的帧的曝光时间的上升沿中的任意一个上升沿，并在同一测定中是恒定的。

6、(5)另外，在(3)所述的放射线检测器中，其特征在于，1个帧的曝光时间为1000μsec以下。

7、(6)另外，在(1)至(5)中的任意一项所述的放射线检测器中，其特征在于，所述计数器设置有多个，所述控制电路在产生所述触发输出信号的定时切换多个所述计数器之中对所述脉冲进行计数的计数器和被读出所述计数值的计数器，进行连续曝光。

8、(7)另外，在(6)所述的放射线检测器中，其特征在于，所述1个单位的帧为1个帧，所述触发信号生成电路生成按各帧的曝光时间的每个上升沿规定高和低的区间的触发输出信号。

9、(8)另外，在(1)至(7)中的任意一项所述的放射线检测器中，其特征在于，所述高和低的区间不包含所述1个单位的帧的读出时间，设定在所述1个单位的帧的曝光时间的上升沿和下降沿，并在每次测定中是恒定的。

10、(9)另外，在(1)至(8)中的任意一项所述的放射线检测器中，其特征在于，还具备在预定的模式之间对所述曝光和所述读出的定时的设定进行切换的模式切换电路，所述控制电路根据所述预定的模式，通过信号来控制所述曝光和所述读出，所述触发信号生成电路生成根据所述预定的模式规定高和低的区间的触发输出信号。

11、(10)另外，本发明的触发信号生成器是针对将在通过曝光检测出放射线的粒子时产生的脉冲按每帧进行计数的放射线检测器来生成用于供外部电路进行同步的触发输出信号的触发信号生成器，其特征在于，连接到放射线检测器，并在将设定有高或低的区间的1个或一连串的预定个数的帧表示为1个单位的帧时，生成确定所述设定的高和低的区间的触发输出信号。

12、(11)另外，本发明的放射线分析系统是按每帧取得放射线强度分布的放射线分析系统，其特征在于，具备：(1)至(9)中的任意一项所述的放射线检测器；以及同步电路，其与由所述放射线检测器生成的触发输出信号同步地动作。

13、(12)另外，本发明的放射线分析系统是按每帧取得放射线强度分布的放射线分析系统，其特征在于：具备：(10)所述的触发信号生成器；放射线检测器，其连接到所述触发信号生成器；以及同步电路，其与由所述触发信号生成器生成的触发输出信号同步地动作。

技术特征：

1.一种放射线检测器，是生成用于与外部电路的同步的触发输出信号的放射线检测器，其特征在于，具备：

2.根据权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于，

3.根据权利要求1或权利要求2所述的放射线检测器，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的放射线检测器，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的放射线检测器，其特征在于，

6.根据权利要求1或权利要求2所述的放射线检测器，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的放射线检测器，其特征在于，

8.根据权利要求1或权利要求2所述的放射线检测器，其特征在于，

9.根据权利要求1或权利要求2所述的放射线检测器，其特征在于，

10.一种触发信号生成器，是针对将在通过曝光检测出放射线的粒子时产生的脉冲按每帧进行计数的放射线检测器来生成用于供外部电路进行同步的触发输出信号的触发信号生成器，其特征在于，

11.一种放射线分析系统，是按每帧取得放射线强度分布的放射线分析系统，其特征在于，具备：

12.一种放射线分析系统，是按每帧取得放射线强度分布的放射线分析系统，其特征在于，具备：

技术总结
本发明提供一种放射线检测器、触发信号生成器以及放射线分析系统，通过生成不依赖于曝光或读出的信号的触发输出信号，能够以高精度且高效率使外部电路与放射线检测同步。具备：传感器(110)，在通过曝光检测出放射线的粒子时产生脉冲；计数器(140)，其设置成能按每帧对脉冲进行计数；读出电路(150)，其读出由计数器(140)进行的计数值；控制电路(160)，其通过信号来控制曝光和读出；以及触发信号生成电路(170)，其在将设定有高或低的区间的1个或一连串的预定个数的帧表示为1个单位的帧时，生成确定所述设定的高和低的区间的触发输出信号。

技术研发人员：佐久间保孝,中江保一,作村拓人
受保护的技术使用者：株式会社理学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/26