JP2000275102A - 光計測装置、シンチレーションカウンタ、パーティクルカウンタ、光計測方法、シンチレーション計数方法及び粒子計数方法 - Google Patents
光計測装置、シンチレーションカウンタ、パーティクルカウンタ、光計測方法、シンチレーション計数方法及び粒子計数方法Info
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 精度の高いシンチレーションカウンタを提供
する。 【解決手段】 液体シンチレーションカウンタ１０は、
ＨＰＤ２４、チャージアンプ２６、電圧アンプ２８、比
較器３０、カウンタ３２、マルチチャネルアナライザ３
４、ＣＰＵ３６、ディスプレイ３８等を備えて構成され
る。ＨＰＤ２４は、光電面２４ａとＡＰＤ２４ｂとを有
し、入射する光子の数に応じた信号を出力する。比較器
３０は、ＨＰＤ２４から出力され、チャージアンプ２
６、電圧アンプ２８によって増幅された出力信号が、所
定のしきい値よりも大きい場合にのみ、当該出力信号を
出力する。しきい値は、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから
放出される光電子が１つである場合の出力信号より大き
く、光電子が２つである場合の出力信号より小さい値に
設定されている。
する。 【解決手段】 液体シンチレーションカウンタ１０は、
ＨＰＤ２４、チャージアンプ２６、電圧アンプ２８、比
較器３０、カウンタ３２、マルチチャネルアナライザ３
４、ＣＰＵ３６、ディスプレイ３８等を備えて構成され
る。ＨＰＤ２４は、光電面２４ａとＡＰＤ２４ｂとを有
し、入射する光子の数に応じた信号を出力する。比較器
３０は、ＨＰＤ２４から出力され、チャージアンプ２
６、電圧アンプ２８によって増幅された出力信号が、所
定のしきい値よりも大きい場合にのみ、当該出力信号を
出力する。しきい値は、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから
放出される光電子が１つである場合の出力信号より大き
く、光電子が２つである場合の出力信号より小さい値に
設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光計測装置、シン
チレーションカウンタ、パーティクルカウンタ、光計測
方法、シンチレーション計数方法及び粒子計数方法に関
するものである。
チレーションカウンタ、パーティクルカウンタ、光計測
方法、シンチレーション計数方法及び粒子計数方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばシンチレータから発せられる蛍光
のような微弱な光を計測する光計測装置として、光電子
増倍管を用いた光計測装置が知られている。光電子増倍
管は、入射した光束の光量に応じた光電子を放出する光
電面と、光電面から放出された光電子を増倍して出力す
る増倍部とを備えて構成される。従って、光電子増倍管
から出力されるパルス電流の数を計数することで、入射
した光束の光量を計測することが可能となる。
のような微弱な光を計測する光計測装置として、光電子
増倍管を用いた光計測装置が知られている。光電子増倍
管は、入射した光束の光量に応じた光電子を放出する光
電面と、光電面から放出された光電子を増倍して出力す
る増倍部とを備えて構成される。従って、光電子増倍管
から出力されるパルス電流の数を計数することで、入射
した光束の光量を計測することが可能となる。
【０００３】しかし、上記光計測装置を用いて精度の高
い測定を行おうとすると、熱的なゆらぎ等に起因して放
出される暗電流パルスがノイズとして作用する。これに
対して、光電子増倍管を２つ並べ、当該２つの光電子増
倍管の双方から同時に出力パルスが得られたときのみ、
出力パルスを有効なものとする同時計数法なる手法が知
られている。また、同時に複数個の光子が入射するマル
チフォトン検出の場合は、出力パルスのピーク値が一定
のしきい値以上となる場合にのみ、出力パルスを有効な
ものとする手法なども知られている。
い測定を行おうとすると、熱的なゆらぎ等に起因して放
出される暗電流パルスがノイズとして作用する。これに
対して、光電子増倍管を２つ並べ、当該２つの光電子増
倍管の双方から同時に出力パルスが得られたときのみ、
出力パルスを有効なものとする同時計数法なる手法が知
られている。また、同時に複数個の光子が入射するマル
チフォトン検出の場合は、出力パルスのピーク値が一定
のしきい値以上となる場合にのみ、出力パルスを有効な
ものとする手法なども知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、同時計数法に
より暗電流パルスを除去する光計測装置においては、以
下に示すような問題点があった。すなわち、２つの光電
子増倍管、２つの高速処理回路及び同時計数回路が必要
となることから装置が複雑化・大型化する。また、２つ
の光電子増倍管に同時に光子を入射させなくてはならな
いため、計数効率すなわち精度が低下する。
より暗電流パルスを除去する光計測装置においては、以
下に示すような問題点があった。すなわち、２つの光電
子増倍管、２つの高速処理回路及び同時計数回路が必要
となることから装置が複雑化・大型化する。また、２つ
の光電子増倍管に同時に光子を入射させなくてはならな
いため、計数効率すなわち精度が低下する。
【０００５】また、しきい値を設けて暗電流パルスを除
去する光計測装置においては、以下に示すような問題点
があった。すなわち、例えばMikio Yamashita, Osamu Y
uraand Yasushi Kawada: Utilization of High-Gain Fi
rst-Dynode PMTs for Measuring the Average Numbers
of Photoelectrons in Weak Light and Scintillation
s, Bulletin of the Electrotechnical Laboratory, Vo
l.47, Nos.9, 10, 1983に記載されているように、暗電
流パルスは、光電面から単一の光電子が放出された場合
とほぼ同様の出力波形を有する。しかし、光電子増倍管
の出力波形においては、光電面から単一の光電子が放出
された現象と複数の光電子が放出された現象とを完全に
分離することができないため、暗電流パルスを除去しよ
うとすると、しきい値を大きく（例えば４つの光電子に
対応するピーク値）する必要がある。ここで、しきい値
を大きくするに伴い暗電流パルスは効果的に除去できる
ようになるが、光電子の数え漏れも多く発生するように
なり、計数効率すなわち精度が低下する。
去する光計測装置においては、以下に示すような問題点
があった。すなわち、例えばMikio Yamashita, Osamu Y
uraand Yasushi Kawada: Utilization of High-Gain Fi
rst-Dynode PMTs for Measuring the Average Numbers
of Photoelectrons in Weak Light and Scintillation
s, Bulletin of the Electrotechnical Laboratory, Vo
l.47, Nos.9, 10, 1983に記載されているように、暗電
流パルスは、光電面から単一の光電子が放出された場合
とほぼ同様の出力波形を有する。しかし、光電子増倍管
の出力波形においては、光電面から単一の光電子が放出
された現象と複数の光電子が放出された現象とを完全に
分離することができないため、暗電流パルスを除去しよ
うとすると、しきい値を大きく（例えば４つの光電子に
対応するピーク値）する必要がある。ここで、しきい値
を大きくするに伴い暗電流パルスは効果的に除去できる
ようになるが、光電子の数え漏れも多く発生するように
なり、計数効率すなわち精度が低下する。
【０００６】これに対して、例えば特開平９−１９６７
５２号公報、特開平９−３２９５４８号公報、特開平１
０−２２７６９５号公報には、単一の光電子が放出され
た現象と複数の光電子が放出された現象とを分離して検
出できる光計測装置が記載されているが、これらの光計
測装置は、光電子数の平均値の推定等を行うものであ
り、暗電流パルスを除去することはできない。
５２号公報、特開平９−３２９５４８号公報、特開平１
０−２２７６９５号公報には、単一の光電子が放出され
た現象と複数の光電子が放出された現象とを分離して検
出できる光計測装置が記載されているが、これらの光計
測装置は、光電子数の平均値の推定等を行うものであ
り、暗電流パルスを除去することはできない。
【０００７】そこで本発明は、上記問題点を解決し、暗
電流パルスを有効に除去することができ、精度の高い測
定ができる光計測装置及びこれを用いたシンチレーショ
ンカウンタ、パーティクルカウンタ、並びに、光計測方
法及びこれを用いたシンチレーション計数方法、粒子計
数方法を提供することを課題とする。
電流パルスを有効に除去することができ、精度の高い測
定ができる光計測装置及びこれを用いたシンチレーショ
ンカウンタ、パーティクルカウンタ、並びに、光計測方
法及びこれを用いたシンチレーション計数方法、粒子計
数方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光計測装置は、入射した光束の光量に応じ
た光電子を放出し、光電子の数に応じた出力信号を出力
する光検出手段と、出力信号と所定のしきい値とを比較
し、出力信号がしきい値よりも大きい場合にのみ出力信
号を出力する比較手段とを備え、しきい値は、光検出手
段により放出される光電子が１つである場合の出力信号
より大きく、光検出手段により放出される光電子が２つ
である場合の出力信号より小さいことを特徴としてい
る。
に、本発明の光計測装置は、入射した光束の光量に応じ
た光電子を放出し、光電子の数に応じた出力信号を出力
する光検出手段と、出力信号と所定のしきい値とを比較
し、出力信号がしきい値よりも大きい場合にのみ出力信
号を出力する比較手段とを備え、しきい値は、光検出手
段により放出される光電子が１つである場合の出力信号
より大きく、光検出手段により放出される光電子が２つ
である場合の出力信号より小さいことを特徴としてい
る。
【０００９】光検出手段により光電子の数に応じた出力
信号を出力し、光電子が１つである場合の出力信号より
大きく光電子が２つである場合の出力信号より小さいし
きい値よりも大きい出力信号のみを出力することで、単
一の光電子が放出された場合とほぼ同様の出力波形を有
する暗電流パルスを有効に除去できる。一方、２つ以上
の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、有
効に出力される。
信号を出力し、光電子が１つである場合の出力信号より
大きく光電子が２つである場合の出力信号より小さいし
きい値よりも大きい出力信号のみを出力することで、単
一の光電子が放出された場合とほぼ同様の出力波形を有
する暗電流パルスを有効に除去できる。一方、２つ以上
の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、有
効に出力される。
【００１０】また、本発明の光計測装置においては、し
きい値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴と
してもよい。
きい値を設定する設定手段をさらに備えたことを特徴と
してもよい。
【００１１】単一の光電子が放出された場合の出力信
号、あるいは、暗電流パルスの出力信号は、周囲温度等
の使用環境により変動する。従って、しきい値を設定す
る設定手段を有することで、しきい値を使用環境に応じ
て適宜設定し直すことができる。
号、あるいは、暗電流パルスの出力信号は、周囲温度等
の使用環境により変動する。従って、しきい値を設定す
る設定手段を有することで、しきい値を使用環境に応じ
て適宜設定し直すことができる。
【００１２】また、本発明の光計測装置においては、設
定手段は、光検出手段により放出される光電子が１つで
ある場合の出力信号を測定し、出力信号の１〜２倍の範
囲にしきい値を設定することを特徴としてもよい。
定手段は、光検出手段により放出される光電子が１つで
ある場合の出力信号を測定し、出力信号の１〜２倍の範
囲にしきい値を設定することを特徴としてもよい。
【００１３】光電子が１つである場合の出力信号を測定
し、出力信号の１〜２倍の範囲にしきい値を設定するこ
とで、光電子が１つである場合の出力信号があらかじめ
わからない場合であっても、適切なしきい値を設定する
ことができる。
し、出力信号の１〜２倍の範囲にしきい値を設定するこ
とで、光電子が１つである場合の出力信号があらかじめ
わからない場合であっても、適切なしきい値を設定する
ことができる。
【００１４】また、本発明の光計測装置においては、設
定手段は、光検出手段により光束が検出されない暗状態
の出力信号を一定期間測定し、出力信号の最大値をしき
い値として設定することを特徴としてもよい。
定手段は、光検出手段により光束が検出されない暗状態
の出力信号を一定期間測定し、出力信号の最大値をしき
い値として設定することを特徴としてもよい。
【００１５】暗状態の出力信号を一定期間測定し、当該
出力信号の最大値をしきい値として設定することで、暗
状態の出力信号があらかじめわからない場合であって
も、適切なしきい値を設定することができる。
出力信号の最大値をしきい値として設定することで、暗
状態の出力信号があらかじめわからない場合であって
も、適切なしきい値を設定することができる。
【００１６】また、本発明の光計測装置においては、し
きい値は、光検出手段により放出される光電子が１つで
ある場合の出力信号の１．２〜１．８倍の範囲であるこ
とが好適であり、１．３〜１．５倍の範囲であることが
より好適である。
きい値は、光検出手段により放出される光電子が１つで
ある場合の出力信号の１．２〜１．８倍の範囲であるこ
とが好適であり、１．３〜１．５倍の範囲であることが
より好適である。
【００１７】また、本発明の光計測装置においては、光
検出手段は、入射した光束の光量に応じた光電子を放出
する光電面と、光電面から放出された光電子を加速する
加速手段と、加速手段によって加速された光電子を入射
させ、光電子の数に応じた信号を出力する半導体光検出
器とを備えたことを特徴としてもよい。
検出手段は、入射した光束の光量に応じた光電子を放出
する光電面と、光電面から放出された光電子を加速する
加速手段と、加速手段によって加速された光電子を入射
させ、光電子の数に応じた信号を出力する半導体光検出
器とを備えたことを特徴としてもよい。
【００１８】上記光電面、加速手段及び半導体光検出器
を備えた光検出手段を用いることで、光電面から同時
（あるいは極めて近いタイミング）に放出される光電子
が１つである場合と２つ以上である場合とを効果的に分
離して検出することができる。
を備えた光検出手段を用いることで、光電面から同時
（あるいは極めて近いタイミング）に放出される光電子
が１つである場合と２つ以上である場合とを効果的に分
離して検出することができる。
【００１９】また、本発明の光計測装置においては、半
導体光検出器は、アバランシェフォトダイオードである
ことが好適である。
導体光検出器は、アバランシェフォトダイオードである
ことが好適である。
【００２０】また、上記課題を解決するために、本発明
のシンチレーションカウンタは、シンチレータから発せ
られる蛍光を光計測装置を用いて計測し、蛍光を計数す
るシンチレーションカウンタであって、光計測装置は、
上記いずれかの光計測装置であることを特徴としてい
る。
のシンチレーションカウンタは、シンチレータから発せ
られる蛍光を光計測装置を用いて計測し、蛍光を計数す
るシンチレーションカウンタであって、光計測装置は、
上記いずれかの光計測装置であることを特徴としてい
る。
【００２１】上記いずれかの光計測装置を用いること
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
【００２２】また、上記課題を解決するために、本発明
のパーティクルカウンタは、粒子によって散乱される散
乱光を光計測装置を用いて計測し、粒子を計数するパー
ティクルカウンタであって、光計測装置は、上記いずれ
かの光計測装置であることを特徴としている。
のパーティクルカウンタは、粒子によって散乱される散
乱光を光計測装置を用いて計測し、粒子を計数するパー
ティクルカウンタであって、光計測装置は、上記いずれ
かの光計測装置であることを特徴としている。
【００２３】上記いずれかの光計測装置を用いること
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
【００２４】また、上記課題を解決するために、本発明
の光計測方法は、入射した光束の光量に応じた光電子を
放出し、光電子の数に応じた出力信号を出力する光検出
工程と、出力信号と所定のしきい値とを比較し、出力信
号がしきい値よりも大きい場合にのみ出力信号を出力す
る比較工程とを備え、しきい値は、光検出工程において
放出される光電子が１つである場合の出力信号より大き
く、光検出工程において放出される光電子が２つである
場合の前記出力信号より小さいことを特徴としている。
の光計測方法は、入射した光束の光量に応じた光電子を
放出し、光電子の数に応じた出力信号を出力する光検出
工程と、出力信号と所定のしきい値とを比較し、出力信
号がしきい値よりも大きい場合にのみ出力信号を出力す
る比較工程とを備え、しきい値は、光検出工程において
放出される光電子が１つである場合の出力信号より大き
く、光検出工程において放出される光電子が２つである
場合の前記出力信号より小さいことを特徴としている。
【００２５】光検出工程において光電子の数に応じた出
力信号を出力し、光電子が１つである場合の出力信号よ
り大きく光電子が２つである場合の出力信号より小さい
しきい値よりも大きい出力信号のみを出力することで、
単一の光電子が放出された場合とほぼ同様の出力波形を
有する暗電流パルスを有効に除去できる。一方、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
力信号を出力し、光電子が１つである場合の出力信号よ
り大きく光電子が２つである場合の出力信号より小さい
しきい値よりも大きい出力信号のみを出力することで、
単一の光電子が放出された場合とほぼ同様の出力波形を
有する暗電流パルスを有効に除去できる。一方、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
【００２６】また、本発明の光計測方法においては、し
きい値を設定する設定工程をさらに備えたことを特徴と
してもよい。
きい値を設定する設定工程をさらに備えたことを特徴と
してもよい。
【００２７】単一の光電子が放出された場合の出力信
号、あるいは、暗電流パルスの出力信号は、周囲温度等
の使用環境により変動する。従って、しきい値を設定す
る設定工程を有することで、しきい値を使用環境に応じ
て適宜設定し直すことができる。
号、あるいは、暗電流パルスの出力信号は、周囲温度等
の使用環境により変動する。従って、しきい値を設定す
る設定工程を有することで、しきい値を使用環境に応じ
て適宜設定し直すことができる。
【００２８】また、本発明の光計測方法においては、設
定工程は、光検出工程において放出される光電子が１つ
である場合の出力信号を測定し、出力信号の１〜２倍の
範囲にしきい値を設定することを特徴としてもよい。
定工程は、光検出工程において放出される光電子が１つ
である場合の出力信号を測定し、出力信号の１〜２倍の
範囲にしきい値を設定することを特徴としてもよい。
【００２９】光電子が１つである場合の出力信号を測定
し、出力信号の１〜２倍の範囲にしきい値を設定するこ
とで、光電子が１つである場合の出力信号があらかじめ
わからない場合であっても、適切なしきい値を設定する
ことができる。
し、出力信号の１〜２倍の範囲にしきい値を設定するこ
とで、光電子が１つである場合の出力信号があらかじめ
わからない場合であっても、適切なしきい値を設定する
ことができる。
【００３０】また、本発明の光計測方法においては、設
定工程は、光検出工程において光束が検出されない暗状
態の出力信号を一定期間測定し、出力信号の最大値をし
きい値として設定することを特徴としてもよい。
定工程は、光検出工程において光束が検出されない暗状
態の出力信号を一定期間測定し、出力信号の最大値をし
きい値として設定することを特徴としてもよい。
【００３１】暗状態の出力信号を一定期間測定し、当該
出力信号の最大値をしきい値として設定することで、暗
状態の出力信号があらかじめわからない場合であって
も、適切なしきい値を設定することができる。
出力信号の最大値をしきい値として設定することで、暗
状態の出力信号があらかじめわからない場合であって
も、適切なしきい値を設定することができる。
【００３２】また、本発明の光計測方法においては、し
きい値は、光検出工程において放出される光電子が１つ
である場合の出力信号の１．２〜１．８倍の範囲である
ことが好適であり、１．３〜１．５倍の範囲であること
がより好適である。
きい値は、光検出工程において放出される光電子が１つ
である場合の出力信号の１．２〜１．８倍の範囲である
ことが好適であり、１．３〜１．５倍の範囲であること
がより好適である。
【００３３】また、上記課題を解決するために、本発明
のシンチレーション計数方法は、シンチレータから発せ
られる蛍光を所定の光計測方法を用いて計測し、蛍光を
計数するシンチレーション計数方法であって、光計測方
法は、上記いずれかの光計測方法であることを特徴とし
ている。
のシンチレーション計数方法は、シンチレータから発せ
られる蛍光を所定の光計測方法を用いて計測し、蛍光を
計数するシンチレーション計数方法であって、光計測方
法は、上記いずれかの光計測方法であることを特徴とし
ている。
【００３４】上記いずれかの光計測方法を用いること
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
【００３５】また、上記課題を解決するために、本発明
の粒子計数方法は、粒子によって散乱される散乱光を所
定の光計測方法を用いて計測し、粒子を計数する粒子計
数方法であって、光計測方法は、上記いずれかの光計測
方法であることを特徴としている。
の粒子計数方法は、粒子によって散乱される散乱光を所
定の光計測方法を用いて計測し、粒子を計数する粒子計
数方法であって、光計測方法は、上記いずれかの光計測
方法であることを特徴としている。
【００３６】上記いずれかの光計測方法を用いること
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
で、暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以
上の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、
有効に出力される。
【００３７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る液体シン
チレーションカウンタについて図面を参照して説明す
る。本実施形態にかかる液体シンチレーションカウンタ
は、被測定対象（以下、サンプルという）から放出され
るβ線を液体シンチレータによって光に変換し、かかる
シンチレーション光（蛍光）をカウントすることにより
サンプルの組成等を検出する装置である。尚、本発明の
光計測装置は、本実施形態にかかる液体シンチレーショ
ンカウンタに含まれる。まず、本実施形態に係る液体シ
ンチレーションカウンタの構成について説明する。図１
は本実施形態に係る液体シンチレーションカウンタの構
成図である。
チレーションカウンタについて図面を参照して説明す
る。本実施形態にかかる液体シンチレーションカウンタ
は、被測定対象（以下、サンプルという）から放出され
るβ線を液体シンチレータによって光に変換し、かかる
シンチレーション光（蛍光）をカウントすることにより
サンプルの組成等を検出する装置である。尚、本発明の
光計測装置は、本実施形態にかかる液体シンチレーショ
ンカウンタに含まれる。まず、本実施形態に係る液体シ
ンチレーションカウンタの構成について説明する。図１
は本実施形態に係る液体シンチレーションカウンタの構
成図である。
【００３８】本実施形態にかかる液体シンチレーション
カウンタ１０は、試料室１２と計測室１４とを備えてい
る。試料室１２には、サンプル１６と液体シンチレータ
１８とを入れる複数のバイアル２０（容器）と、複数の
バイアルを載置できるとともに回転可能に備えられた回
転台２２とが設けられている。
カウンタ１０は、試料室１２と計測室１４とを備えてい
る。試料室１２には、サンプル１６と液体シンチレータ
１８とを入れる複数のバイアル２０（容器）と、複数の
バイアルを載置できるとともに回転可能に備えられた回
転台２２とが設けられている。
【００３９】液体シンチレータ１８としては、例えば
２，５−ジフェニルオキサゾール(2,5-diphenyloxazol
e)をトルエンに溶かしたものなどが用いられる。かかる
場合にサンプルからβ線が放出されると、液体シンチレ
ータ１８からは波長３８０ｎｍの蛍光が発せられる。ま
た、サンプルとしてトリチウムを用いると、この蛍光
は、平均６０光子程度のパルス光となる。
２，５−ジフェニルオキサゾール(2,5-diphenyloxazol
e)をトルエンに溶かしたものなどが用いられる。かかる
場合にサンプルからβ線が放出されると、液体シンチレ
ータ１８からは波長３８０ｎｍの蛍光が発せられる。ま
た、サンプルとしてトリチウムを用いると、この蛍光
は、平均６０光子程度のパルス光となる。
【００４０】計測室１４には、ハイブリッドフォトディ
テクタ（以下、ＨＰＤ２４という）、チャージアンプ２
６、電圧アンプ２８、比較器３０（比較手段）、カウン
タ３２、マルチチャネルアナライザ３４、ＣＰＵ３６
（設定手段）、ディスプレイ３８及び切替スイッチ４０
が設けられている。ここで、ＨＰＤ２４、チャージアン
プ２６及び電圧アンプ２８は光検出部（光検出手段）を
構成する。以下、各構成要素について詳細に説明する。
テクタ（以下、ＨＰＤ２４という）、チャージアンプ２
６、電圧アンプ２８、比較器３０（比較手段）、カウン
タ３２、マルチチャネルアナライザ３４、ＣＰＵ３６
（設定手段）、ディスプレイ３８及び切替スイッチ４０
が設けられている。ここで、ＨＰＤ２４、チャージアン
プ２６及び電圧アンプ２８は光検出部（光検出手段）を
構成する。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００４１】ＨＰＤ２４は、入射する光子の数に応じた
光電子を放出する光電面２４ａと光電面２４ａから放出
された光電子の数に応じた信号を出力する半導体光検出
器であるアバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ
２４ｂという）とを、真空筐体２４ｃ内に対向配置して
構成されている。ここで、光電面２４ａには、高圧電源
２４ｄ（加速手段）によって負の高電圧（例えば−８ｋ
Ｖ）が印加されており、ＡＰＤ２４ｂのアノード−カソ
ード間には、バイアス回路２４ｅによって逆バイアス電
圧（例えば−１５０Ｖ）が印加されている。また、ＨＰ
Ｄ２４には、図示しない電子レンズ部が設けられてお
り、光電面２４ａから放出された光電子を効率よくＡＰ
Ｄ２４ｂに入射させることができるようになっている。
また、ＨＰＤ２４は、光電面２４ａが試料室１２に対向
するように配置されており、液体シンチレータ１８から
発せられた蛍光（の一部）を受光することができるよう
になっている。
光電子を放出する光電面２４ａと光電面２４ａから放出
された光電子の数に応じた信号を出力する半導体光検出
器であるアバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ
２４ｂという）とを、真空筐体２４ｃ内に対向配置して
構成されている。ここで、光電面２４ａには、高圧電源
２４ｄ（加速手段）によって負の高電圧（例えば−８ｋ
Ｖ）が印加されており、ＡＰＤ２４ｂのアノード−カソ
ード間には、バイアス回路２４ｅによって逆バイアス電
圧（例えば−１５０Ｖ）が印加されている。また、ＨＰ
Ｄ２４には、図示しない電子レンズ部が設けられてお
り、光電面２４ａから放出された光電子を効率よくＡＰ
Ｄ２４ｂに入射させることができるようになっている。
また、ＨＰＤ２４は、光電面２４ａが試料室１２に対向
するように配置されており、液体シンチレータ１８から
発せられた蛍光（の一部）を受光することができるよう
になっている。
【００４２】光電面２４ａに光子が入射すると、光電面
２４ａからは入射した光子の数に応じた光電子が放出さ
れる。かかる光電子は電界の作用によって加速され、電
子レンズ部の作用によって収束されてＡＰＤ２４ｂに入
射する。ＡＰＤ２４ｂに入射した光電子は、そのエネル
ギーを失う際に多数の正孔−電子対を生成し、これが初
段の増倍率になる。初段の増倍率は、電子の加速電圧
（光電面に印加した電圧）に依存し、かかる電圧が−８
ｋＶの場合で約１２００となる。その後、電子はさらに
５０倍程度にアバランシェ増倍する。その結果、ＡＰＤ
２４ｂ全体で約６００００倍のゲインが得られる。ここ
で、初段の増倍率が約１２００と極めて大きいことか
ら、ＡＰＤ２４ｂを用いたＨＰＤ２４の増倍ゆらぎは極
めて小さい。従って、ＨＰＤ２４を用いることにより、
図２に示すマルチフォトンに対する出力波高分布図から
わかるように、光電面２４ａから放出された光電子がい
くつであるかを区別して検出することができる。ここ
で、図２は、光電面２４ａの印加電圧を−８ｋＶ、ＡＰ
Ｄ２４ｂの逆バイアス電圧を−１５０Ｖとし、オルテッ
ク社の型番１４２Ａのプリアンプを用いて測定した結果
である。
２４ａからは入射した光子の数に応じた光電子が放出さ
れる。かかる光電子は電界の作用によって加速され、電
子レンズ部の作用によって収束されてＡＰＤ２４ｂに入
射する。ＡＰＤ２４ｂに入射した光電子は、そのエネル
ギーを失う際に多数の正孔−電子対を生成し、これが初
段の増倍率になる。初段の増倍率は、電子の加速電圧
（光電面に印加した電圧）に依存し、かかる電圧が−８
ｋＶの場合で約１２００となる。その後、電子はさらに
５０倍程度にアバランシェ増倍する。その結果、ＡＰＤ
２４ｂ全体で約６００００倍のゲインが得られる。ここ
で、初段の増倍率が約１２００と極めて大きいことか
ら、ＡＰＤ２４ｂを用いたＨＰＤ２４の増倍ゆらぎは極
めて小さい。従って、ＨＰＤ２４を用いることにより、
図２に示すマルチフォトンに対する出力波高分布図から
わかるように、光電面２４ａから放出された光電子がい
くつであるかを区別して検出することができる。ここ
で、図２は、光電面２４ａの印加電圧を−８ｋＶ、ＡＰ
Ｄ２４ｂの逆バイアス電圧を−１５０Ｖとし、オルテッ
ク社の型番１４２Ａのプリアンプを用いて測定した結果
である。
【００４３】チャージアンプ２６は、図１に示すよう
に、演算増幅器２６ａと、演算増幅器２６ａの−側入力
端と出力端とを接続するキャパシタ２６ｂと、キャパシ
タ２６ｂと並列に接続された抵抗２６ｃとを備えて構成
される。ここで、ＨＰＤ２４のＡＰＤ２４ｂから出力さ
れる信号は、演算増幅器２６ａの−側入力端に入力さ
れ、演算増幅器２６ａの＋側入力端は接地されている。
チャージアンプ２６は、ＨＰＤ２４から出力される電荷
量を積分し、電圧として出力する。例えば、キャパシタ
２６ｂの容量値を１ｐＦ、抵抗２６ｃの抵抗値を１ＧΩ
とすると、チャージアンプ２６は、入力された１ｐＣの
電荷量を１Ｖの電圧として出力する。この場合、出力さ
れる電圧波形の時定数は１ｍｓとなる。
に、演算増幅器２６ａと、演算増幅器２６ａの−側入力
端と出力端とを接続するキャパシタ２６ｂと、キャパシ
タ２６ｂと並列に接続された抵抗２６ｃとを備えて構成
される。ここで、ＨＰＤ２４のＡＰＤ２４ｂから出力さ
れる信号は、演算増幅器２６ａの−側入力端に入力さ
れ、演算増幅器２６ａの＋側入力端は接地されている。
チャージアンプ２６は、ＨＰＤ２４から出力される電荷
量を積分し、電圧として出力する。例えば、キャパシタ
２６ｂの容量値を１ｐＦ、抵抗２６ｃの抵抗値を１ＧΩ
とすると、チャージアンプ２６は、入力された１ｐＣの
電荷量を１Ｖの電圧として出力する。この場合、出力さ
れる電圧波形の時定数は１ｍｓとなる。
【００４４】電圧アンプ２８は、チャージアンプ２６か
ら出力された電圧を増幅して出力する。増幅ゲインは、
例えば５０倍に設定されている。
ら出力された電圧を増幅して出力する。増幅ゲインは、
例えば５０倍に設定されている。
【００４５】切替スイッチ４０は、ＣＰＵ３６からの指
示により、電圧アンプ２８から出力される出力信号が、
比較器３０またはマルチチャネルアナライザ３４のいず
れか一方に出力されるように出力先を切り替える。
示により、電圧アンプ２８から出力される出力信号が、
比較器３０またはマルチチャネルアナライザ３４のいず
れか一方に出力されるように出力先を切り替える。
【００４６】比較器３０は、電圧アンプ２８から出力さ
れる出力信号と所定のしきい値とを比較し、この出力信
号がしきい値よりも大きい場合にのみ出力信号を出力す
る。より具体的には、比較器３０の＋側入力端には電圧
アンプ２８からの出力信号が入力されており、−側入力
端にはしきい値を決める基準電圧が入力されている。か
かるしきい値は、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから放出さ
れる光電子が１つである場合の電圧アンプ２８からの出
力信号より大きく、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから放出
される光電子が２つである場合の電圧アンプ２８からの
出力信号より小さい値に設定される。本実施形態にかか
る液体シンチレーションカウンタ１０の場合は、ＡＰＤ
２４ｂのゲイン（６００００倍）、チャージアンプの変
換ゲイン（１Ｖ／１ｐＣ）、電圧アンプ２８のゲイン
（５０倍）等を考慮すると、光電子が１つである場合の
上記出力信号は０．５Ｖ、光電子が２つである場合の上
記出力信号は１．０Ｖとなることから、しきい値は０．
５〜１．０Ｖの間に設定される。ここで、しきい値はＣ
ＰＵ３６によって決定される。
れる出力信号と所定のしきい値とを比較し、この出力信
号がしきい値よりも大きい場合にのみ出力信号を出力す
る。より具体的には、比較器３０の＋側入力端には電圧
アンプ２８からの出力信号が入力されており、−側入力
端にはしきい値を決める基準電圧が入力されている。か
かるしきい値は、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから放出さ
れる光電子が１つである場合の電圧アンプ２８からの出
力信号より大きく、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから放出
される光電子が２つである場合の電圧アンプ２８からの
出力信号より小さい値に設定される。本実施形態にかか
る液体シンチレーションカウンタ１０の場合は、ＡＰＤ
２４ｂのゲイン（６００００倍）、チャージアンプの変
換ゲイン（１Ｖ／１ｐＣ）、電圧アンプ２８のゲイン
（５０倍）等を考慮すると、光電子が１つである場合の
上記出力信号は０．５Ｖ、光電子が２つである場合の上
記出力信号は１．０Ｖとなることから、しきい値は０．
５〜１．０Ｖの間に設定される。ここで、しきい値はＣ
ＰＵ３６によって決定される。
【００４７】カウンタ３２は、比較器３０から出力され
た出力パルスをカウントし、ＣＰＵ３２に対して出力す
る。また、マルチチャネルアナライザ３４は、電圧アン
プ２８から出力される出力信号の波高値の分布を計測す
る。ディスプレイ３８は、カウンタ３２のカウント値、
検出されたサンプルの組成等を表示する。
た出力パルスをカウントし、ＣＰＵ３２に対して出力す
る。また、マルチチャネルアナライザ３４は、電圧アン
プ２８から出力される出力信号の波高値の分布を計測す
る。ディスプレイ３８は、カウンタ３２のカウント値、
検出されたサンプルの組成等を表示する。
【００４８】ＣＰＵ３６は、装置全体の制御を行う。よ
り具体的には、切替スイッチ４０の制御、ディスプレイ
３８の表示内容の制御、比較器３０のしきい値の決定、
後述のシャッタの開閉制御などを行う。尚、しきい値の
より具体的な決定方法については後述する。ＣＰＵ３６
はまた、試料室１２の回転台２２の回転を制御し、測定
を行いたいバイアル２０をＨＰＤ２４に対向する位置ま
で移動させる。
り具体的には、切替スイッチ４０の制御、ディスプレイ
３８の表示内容の制御、比較器３０のしきい値の決定、
後述のシャッタの開閉制御などを行う。尚、しきい値の
より具体的な決定方法については後述する。ＣＰＵ３６
はまた、試料室１２の回転台２２の回転を制御し、測定
を行いたいバイアル２０をＨＰＤ２４に対向する位置ま
で移動させる。
【００４９】また、試料室１２を測定室１４とを隔てる
壁面であって、ＨＰＤ２４の光電面２４ａに対向する位
置には、シャッタ４０が設けられており、測定時にはシ
ャッタ４０を開けることで、液体シンチレータ１８から
発せられた蛍光（の一部）がＨＰＤ２４の光電面２４ａ
に入射する。一方、測定時以外は、シャッタ４０を閉じ
ることで、液体シンチレータ１８から発せられた蛍光を
遮断する。
壁面であって、ＨＰＤ２４の光電面２４ａに対向する位
置には、シャッタ４０が設けられており、測定時にはシ
ャッタ４０を開けることで、液体シンチレータ１８から
発せられた蛍光（の一部）がＨＰＤ２４の光電面２４ａ
に入射する。一方、測定時以外は、シャッタ４０を閉じ
ることで、液体シンチレータ１８から発せられた蛍光を
遮断する。
【００５０】以下、ＣＰＵ３６におけるしきい値の決定
方法について具体的に説明する。しきい値を決定するた
めには、まず、シャッタ４０を閉じるとともに、切替ス
イッチ４０をマルチチャネルアナライザ３４側に切り替
える。シャッタ４０を閉じることにより、ＨＰＤ２４に
光が入射しない状態（以下、ダーク状態という）が形成
される。ダーク状態においては光電面２４ａから光電子
が１電子ずつ離散的に放出されるので、マルチチャネル
アナライザ３４によってダーク状態における出力波高分
布を計測することで、光電面２４ａから放出される光電
子が１つである場合に電圧アンプ２８から出力される出
力信号を求めることができる。
方法について具体的に説明する。しきい値を決定するた
めには、まず、シャッタ４０を閉じるとともに、切替ス
イッチ４０をマルチチャネルアナライザ３４側に切り替
える。シャッタ４０を閉じることにより、ＨＰＤ２４に
光が入射しない状態（以下、ダーク状態という）が形成
される。ダーク状態においては光電面２４ａから光電子
が１電子ずつ離散的に放出されるので、マルチチャネル
アナライザ３４によってダーク状態における出力波高分
布を計測することで、光電面２４ａから放出される光電
子が１つである場合に電圧アンプ２８から出力される出
力信号を求めることができる。
【００５１】より具体的には、マルチチャネルアナライ
ザ３４によって検出される出力波高分布は図３に示すよ
うなものになり、この出力波高分布がピーク値となる出
力波高値が、光電面２４ａから放出される光電子が１つ
である場合に電圧アンプ２８から出力される平均的な出
力信号となる。一方、光電面２４ａから放出される光電
子が２つである場合に電圧アンプ２８から出力される出
力信号は、光電子が１つである場合の出力信号を２倍し
て求めればよい。
ザ３４によって検出される出力波高分布は図３に示すよ
うなものになり、この出力波高分布がピーク値となる出
力波高値が、光電面２４ａから放出される光電子が１つ
である場合に電圧アンプ２８から出力される平均的な出
力信号となる。一方、光電面２４ａから放出される光電
子が２つである場合に電圧アンプ２８から出力される出
力信号は、光電子が１つである場合の出力信号を２倍し
て求めればよい。
【００５２】さらに、光電子が１つである場合の出力信
号よりも大きく、光電子が２つである場合の出力信号よ
りも小さい範囲において、しきい値をどのような値とす
るかは以下のように定められる。すなわち、本願発明者
らの実験によれば、ＨＰＤ２４の光電面２４ａに印加す
る電圧、及び、ＡＰＤ２４ｂの逆バイアス電圧を種々に
変化させた場合の暗電流パルスの最大値は表１に示すよ
うになる。尚、暗電流パルスの最大値は、光電子の数に
換算してある。
号よりも大きく、光電子が２つである場合の出力信号よ
りも小さい範囲において、しきい値をどのような値とす
るかは以下のように定められる。すなわち、本願発明者
らの実験によれば、ＨＰＤ２４の光電面２４ａに印加す
る電圧、及び、ＡＰＤ２４ｂの逆バイアス電圧を種々に
変化させた場合の暗電流パルスの最大値は表１に示すよ
うになる。尚、暗電流パルスの最大値は、光電子の数に
換算してある。
【００５３】
【表１】
【００５４】表１の結果と、光電子が２つ以上放出され
た場合の出力信号を有効に出力することとを考慮する
と、しきい値は、光電子が１つである場合の出力信号の
１．２倍より大きく、かつ、大きくなりすぎない値、す
なわち、光電子が１つである場合の出力信号の１．２〜
１．８倍の範囲であることが好ましく、１．３〜１．５
倍の範囲であることがより好ましい。従って、ＣＰＵ３
６は、しきい値をかかる範囲に決定する。
た場合の出力信号を有効に出力することとを考慮する
と、しきい値は、光電子が１つである場合の出力信号の
１．２倍より大きく、かつ、大きくなりすぎない値、す
なわち、光電子が１つである場合の出力信号の１．２〜
１．８倍の範囲であることが好ましく、１．３〜１．５
倍の範囲であることがより好ましい。従って、ＣＰＵ３
６は、しきい値をかかる範囲に決定する。
【００５５】また、ダーク状態における出力波高分布を
一定期間測定すれば、その中の最大波高値が求められ
る。かかる最大波高値、あるいは、最大波高値よりもわ
ずかに大きい値をしきい値としてもよい。
一定期間測定すれば、その中の最大波高値が求められ
る。かかる最大波高値、あるいは、最大波高値よりもわ
ずかに大きい値をしきい値としてもよい。
【００５６】続いて、本実施形態にかかる液体シンチレ
ーションカウンタの動作について説明し、併せて、本発
明のシンチレーション計数方法について説明する。本実
施形態にかかる液体シンチレーションカウンタ１０を用
いてサンプルの分析を行うためには、まず比較器３０の
しきい値を決定する。しきい値の決定は、以下の手順で
行われる。すなわち、まず、ＨＰＤ２４の光電面２４ａ
に負の高電圧（−８ｋＶ）を印加し、ＡＰＤ２４ｂに逆
バイアス電圧を印加した状態で、シャッタ４０を閉じて
ダーク状態とする。また、切替スイッチ４０をマルチチ
ャネルアナライザ側に切り替え、出力波高分布を計測す
る。
ーションカウンタの動作について説明し、併せて、本発
明のシンチレーション計数方法について説明する。本実
施形態にかかる液体シンチレーションカウンタ１０を用
いてサンプルの分析を行うためには、まず比較器３０の
しきい値を決定する。しきい値の決定は、以下の手順で
行われる。すなわち、まず、ＨＰＤ２４の光電面２４ａ
に負の高電圧（−８ｋＶ）を印加し、ＡＰＤ２４ｂに逆
バイアス電圧を印加した状態で、シャッタ４０を閉じて
ダーク状態とする。また、切替スイッチ４０をマルチチ
ャネルアナライザ側に切り替え、出力波高分布を計測す
る。
【００５７】出力波高分布は図３に示すようなものにな
り、出力波高分布がピークとなる値（１２００チャネ
ル）から、光電面２４ａから放出される光電子が１つで
ある場合に電圧アンプ２８から出力される平均的な出力
信号は０．５６Ｖ（計算値は０．５０Ｖ）と求められ
る。その後、ＣＰＵ３６によって、光電子が１つである
場合の出力信号の例えば１．４倍に相当する０．７８Ｖ
がしきい値として決定され、比較器３０の基準電圧が当
該しきい値に設定される。ここで、ＨＰＤ２４のゲイン
や電源からの電圧等は周囲温度や使用条件によって微妙
に異なるので、正確な計測を行うためには、計測開始前
に、その都度上記基準電圧の設定を行うことが好まし
い。尚、基準電圧の設定が終わると、ＣＰＵ３６によっ
て切り替えスイッチ４０が比較器３０側に切り替えられ
る。
り、出力波高分布がピークとなる値（１２００チャネ
ル）から、光電面２４ａから放出される光電子が１つで
ある場合に電圧アンプ２８から出力される平均的な出力
信号は０．５６Ｖ（計算値は０．５０Ｖ）と求められ
る。その後、ＣＰＵ３６によって、光電子が１つである
場合の出力信号の例えば１．４倍に相当する０．７８Ｖ
がしきい値として決定され、比較器３０の基準電圧が当
該しきい値に設定される。ここで、ＨＰＤ２４のゲイン
や電源からの電圧等は周囲温度や使用条件によって微妙
に異なるので、正確な計測を行うためには、計測開始前
に、その都度上記基準電圧の設定を行うことが好まし
い。尚、基準電圧の設定が終わると、ＣＰＵ３６によっ
て切り替えスイッチ４０が比較器３０側に切り替えられ
る。
【００５８】ここで、図３に示すように、光電子が１つ
である場合の出力信号に広がりが生じるのは、ＨＰＤ２
４の増倍ゆらぎやチャージアンプ２６等のノイズに起因
するが、ＨＰＤ２４の増倍ゆらぎは光電子増倍管などの
それと比較して極めて小さいため、適切なしきい値を設
定することが可能となる。
である場合の出力信号に広がりが生じるのは、ＨＰＤ２
４の増倍ゆらぎやチャージアンプ２６等のノイズに起因
するが、ＨＰＤ２４の増倍ゆらぎは光電子増倍管などの
それと比較して極めて小さいため、適切なしきい値を設
定することが可能となる。
【００５９】サンプル１６及び液体シンチレータ１８
は、以下のようにセットされる。サンプル１６として
は、例えば、ホルモンや腫瘍マーカなどの抗原とβ線源
であるトリチウムで標識された抗体とが抗原・抗体反応
した後の生成物が対象となる。この場合、発せられるβ
線量が多いほど抗原が多く存在していることを示すの
で、ホルモンの異常や腫瘍の有無などを検出することが
できる。サンプル１６がバイアル２０に挿入された後、
バイアル２０は液体シンチレータ１８によって満たされ
る。また、サンプル１６及び液体シンチレータ１８を入
れたバイアル２０が回転台２２に載置されると、ＣＰＵ
３６からの指示により回転台２２が回転し、バイアル２
０が計測位置、すなわち、ＨＰＤ２４に対向する位置に
配置される。
は、以下のようにセットされる。サンプル１６として
は、例えば、ホルモンや腫瘍マーカなどの抗原とβ線源
であるトリチウムで標識された抗体とが抗原・抗体反応
した後の生成物が対象となる。この場合、発せられるβ
線量が多いほど抗原が多く存在していることを示すの
で、ホルモンの異常や腫瘍の有無などを検出することが
できる。サンプル１６がバイアル２０に挿入された後、
バイアル２０は液体シンチレータ１８によって満たされ
る。また、サンプル１６及び液体シンチレータ１８を入
れたバイアル２０が回転台２２に載置されると、ＣＰＵ
３６からの指示により回転台２２が回転し、バイアル２
０が計測位置、すなわち、ＨＰＤ２４に対向する位置に
配置される。
【００６０】バイアル２０が計測位置に配置されると、
ＣＰＵ３６によってシャッタ４０が開かれ、計測が開始
される。液体シンチレータ１８から発せられた蛍光（の
一部）は、ＨＰＤ２４の光電面２４ａに入射する。光電
面２４ａに光子が入射すると、光電面２４ａからは入射
した光子の数に応じた光電子が放出され、光電子は電界
の作用によって加速され、電子レンズ部の作用によって
収束されてＡＰＤ２４ｂに入射する。ＡＰＤ２４ｂに入
射した光電子は、そのエネルギーを失う際に多数の正孔
−電子対を生成し、さらにアバランシェ増倍して出力さ
れる。
ＣＰＵ３６によってシャッタ４０が開かれ、計測が開始
される。液体シンチレータ１８から発せられた蛍光（の
一部）は、ＨＰＤ２４の光電面２４ａに入射する。光電
面２４ａに光子が入射すると、光電面２４ａからは入射
した光子の数に応じた光電子が放出され、光電子は電界
の作用によって加速され、電子レンズ部の作用によって
収束されてＡＰＤ２４ｂに入射する。ＡＰＤ２４ｂに入
射した光電子は、そのエネルギーを失う際に多数の正孔
−電子対を生成し、さらにアバランシェ増倍して出力さ
れる。
【００６１】ＨＰＤ２４から出力された電荷は、チャー
ジアンプ２６によって増幅されて電圧として出力され、
さらに電圧アンプ２８によって増幅される。電圧アンプ
２８から出力される出力信号は比較器３０に入力される
が、比較器３０の基準電圧は光電子が１つである場合の
出力信号の１．４倍に相当する０．７８Ｖに設定されて
いることから、光電子が１つである場合の出力信号に相
当する暗電流パルスは比較器３０から出力されない。一
方、光電子が２つ以上である場合の出力信号は比較器３
０から効果的に出力される。
ジアンプ２６によって増幅されて電圧として出力され、
さらに電圧アンプ２８によって増幅される。電圧アンプ
２８から出力される出力信号は比較器３０に入力される
が、比較器３０の基準電圧は光電子が１つである場合の
出力信号の１．４倍に相当する０．７８Ｖに設定されて
いることから、光電子が１つである場合の出力信号に相
当する暗電流パルスは比較器３０から出力されない。一
方、光電子が２つ以上である場合の出力信号は比較器３
０から効果的に出力される。
【００６２】ここで、液体シンチレータ１８からの蛍光
により光電子が１つ放出される場合も考えられるが、液
体シンチレータ１８を用いた放射線検出等などの場合
は、１イベントで複数の光子を放出する場合が多く、光
電子が１つ放出される場合の出力信号を暗電流パルスと
ともに除去してしまっても特に問題はない。
により光電子が１つ放出される場合も考えられるが、液
体シンチレータ１８を用いた放射線検出等などの場合
は、１イベントで複数の光子を放出する場合が多く、光
電子が１つ放出される場合の出力信号を暗電流パルスと
ともに除去してしまっても特に問題はない。
【００６３】比較器３０から出力された出力信号は、カ
ウンタ３２によってカウントされ、このカウント値がＣ
ＰＵ３６に出力される。その後ＣＰＵ３６により、当該
カウント値に基づいて、ホルモンの異常や腫瘍の有無な
どが判断され、その結果がディスプレイ３８に表示され
る。
ウンタ３２によってカウントされ、このカウント値がＣ
ＰＵ３６に出力される。その後ＣＰＵ３６により、当該
カウント値に基づいて、ホルモンの異常や腫瘍の有無な
どが判断され、その結果がディスプレイ３８に表示され
る。
【００６４】続いて、本実施形態にかかる液体シンチレ
ーションカウンタの作用、効果について説明する。本実
施形態にかかる液体シンチレーションカウンタ１０は、
ＨＰＤ２４により光電子の数に応じた信号を出力し、ま
た、比較器３０により光電子が１つである場合の出力信
号の１．４倍に相当するしきい値よりも大きい出力信号
のみを出力する。従って、単一の光電子が放出された場
合とほぼ同様の出力波形を有する暗電流パルスを有効に
除去できるとともに、２つ以上の光電子が放出された場
合の出力信号は除去されず、有効に出力される。その結
果、精度の高い測定が可能となる。
ーションカウンタの作用、効果について説明する。本実
施形態にかかる液体シンチレーションカウンタ１０は、
ＨＰＤ２４により光電子の数に応じた信号を出力し、ま
た、比較器３０により光電子が１つである場合の出力信
号の１．４倍に相当するしきい値よりも大きい出力信号
のみを出力する。従って、単一の光電子が放出された場
合とほぼ同様の出力波形を有する暗電流パルスを有効に
除去できるとともに、２つ以上の光電子が放出された場
合の出力信号は除去されず、有効に出力される。その結
果、精度の高い測定が可能となる。
【００６５】暗電流パルスを形成する光電子が光電面か
ら放出される頻度は、光電面の大きさ、種類等にも依存
するが、概ね、数十〜数千カウント／秒である。従っ
て、微弱光の検出においては、かかる暗電流パルスが大
きなノイズとなり、それを除去するために、計数効率を
低下させている。これに対して、本実施形態にかかる液
体シンチレーションカウンタ１０は、暗電流パルスを効
果的に除去することができるため、計数効率が向上す
る。
ら放出される頻度は、光電面の大きさ、種類等にも依存
するが、概ね、数十〜数千カウント／秒である。従っ
て、微弱光の検出においては、かかる暗電流パルスが大
きなノイズとなり、それを除去するために、計数効率を
低下させている。これに対して、本実施形態にかかる液
体シンチレーションカウンタ１０は、暗電流パルスを効
果的に除去することができるため、計数効率が向上す
る。
【００６６】比較のため、従来の同時計数法による液体
シンチレーションカウンタと本実施形態にかかる液体シ
ンチレーションカウンタ１０それぞれの計数効率を図４
に示す。横軸は１イベントで発生する平均光子数を表
し、縦軸は計数効率を表す。同時計数法による液体シン
チレーションカウンタにおいては、２個の光電子増倍管
それぞれに入射する光子数の比が３：７程度になること
が多い。そこで、同時計数法による液体シンチレーショ
ンカウンタにおいては、光がこの割合で光電子増倍管に
導かれたときに、２個の光電子増倍管で光が同時に検出
される確率を計数効率とした。また、本実施形態にかか
る液体シンチレーションカウンタ１０においては、シン
チレーション光の７０％をＨＰＤ２４に入射させた場合
（集光率７０％）、または、シンチレーション光の８５
％をＨＰＤ２４に入射させた場合（集光率８５％）それ
ぞれについて、光電子が２つ以上検出される確率を計数
効率とした。例えば、１イベントで発生する平均光子数
が３である場合について比較すると、同時計数法による
液体シンチレーションカウンタの集光効率が５２％程度
であるのに対し、本実施形態にかかる液体シンチレーシ
ョンカウンタ１０の計数効率は、６２％（集光率７０
％）または７２％（集光率８５％）となっており、同時
計数法による液体シンチレーションカウンタと比較して
集光効率が向上している。尚、簡単のため、光電面２４
ａの量子効率は１００％としている。
シンチレーションカウンタと本実施形態にかかる液体シ
ンチレーションカウンタ１０それぞれの計数効率を図４
に示す。横軸は１イベントで発生する平均光子数を表
し、縦軸は計数効率を表す。同時計数法による液体シン
チレーションカウンタにおいては、２個の光電子増倍管
それぞれに入射する光子数の比が３：７程度になること
が多い。そこで、同時計数法による液体シンチレーショ
ンカウンタにおいては、光がこの割合で光電子増倍管に
導かれたときに、２個の光電子増倍管で光が同時に検出
される確率を計数効率とした。また、本実施形態にかか
る液体シンチレーションカウンタ１０においては、シン
チレーション光の７０％をＨＰＤ２４に入射させた場合
（集光率７０％）、または、シンチレーション光の８５
％をＨＰＤ２４に入射させた場合（集光率８５％）それ
ぞれについて、光電子が２つ以上検出される確率を計数
効率とした。例えば、１イベントで発生する平均光子数
が３である場合について比較すると、同時計数法による
液体シンチレーションカウンタの集光効率が５２％程度
であるのに対し、本実施形態にかかる液体シンチレーシ
ョンカウンタ１０の計数効率は、６２％（集光率７０
％）または７２％（集光率８５％）となっており、同時
計数法による液体シンチレーションカウンタと比較して
集光効率が向上している。尚、簡単のため、光電面２４
ａの量子効率は１００％としている。
【００６７】また、本実施形態にかかる液体シンチレー
ションカウンタ１０は、２つの光電子増倍管、２つの高
速処理回路及び同時計数回路などが不要であるため、同
時計数法による液体シンチレーションカウンタと比較し
た場合、装置を小型化、単純化することができる。ま
た、同時計数等の必要がないことから、高速処理の必要
性も緩和される。
ションカウンタ１０は、２つの光電子増倍管、２つの高
速処理回路及び同時計数回路などが不要であるため、同
時計数法による液体シンチレーションカウンタと比較し
た場合、装置を小型化、単純化することができる。ま
た、同時計数等の必要がないことから、高速処理の必要
性も緩和される。
【００６８】また、本実施形態にかかる液体シンチレー
ションカウンタ１０は、ＣＰＵ３６により比較器３０の
基準電圧（しきい値）を設定可能としたことで、しきい
値を使用環境に応じて適宜設定し直すことができる。そ
の結果、使用環境によらず、精度の高い測定が可能とな
る。
ションカウンタ１０は、ＣＰＵ３６により比較器３０の
基準電圧（しきい値）を設定可能としたことで、しきい
値を使用環境に応じて適宜設定し直すことができる。そ
の結果、使用環境によらず、精度の高い測定が可能とな
る。
【００６９】また、本実施形態にかかる液体シンチレー
ションカウンタは、マルチチャネルアナライザ３４によ
って、光電子が１つである場合の出力信号を測定し、Ｃ
ＰＵ３０によって当該出力信号の１〜２倍の範囲（具体
的には１．４倍）にしきい値を設定する。従って、光電
子が１つである場合の出力信号があらかじめわからない
場合であっても、適切なしきい値を設定することができ
る。
ションカウンタは、マルチチャネルアナライザ３４によ
って、光電子が１つである場合の出力信号を測定し、Ｃ
ＰＵ３０によって当該出力信号の１〜２倍の範囲（具体
的には１．４倍）にしきい値を設定する。従って、光電
子が１つである場合の出力信号があらかじめわからない
場合であっても、適切なしきい値を設定することができ
る。
【００７０】また、本実施形態にかかる液体シンチレー
ションカウンタ１０は、ＡＰＤ２４ｂを含むＨＰＤ２４
によって光の検出を行うことで、光電面２４ａから放出
される光電子が１つである場合と２つ以上である場合と
を効果的に分離して検出することができる。その結果、
光電子が１つである場合とほぼ同様の出力波形を有する
暗電流パルスを極めて効果的に除去することが可能とな
る。
ションカウンタ１０は、ＡＰＤ２４ｂを含むＨＰＤ２４
によって光の検出を行うことで、光電面２４ａから放出
される光電子が１つである場合と２つ以上である場合と
を効果的に分離して検出することができる。その結果、
光電子が１つである場合とほぼ同様の出力波形を有する
暗電流パルスを極めて効果的に除去することが可能とな
る。
【００７１】続いて、本発明の実施形態にかかるパーテ
ィクルカウンタについて説明する。本実施形態にかかる
パーティクルカウンタは、水や大気などのサンプルに光
を照射し、当該サンプルに混入している異物によって散
乱される散乱光を検出し、当該異物の粒径や数を計測す
る装置である。尚、上記実施形態にかかる液体シンチレ
ーションカウンタと同一の構成要素については同一の番
号を付し、重複する説明を省略する。まず、本実施形態
に係るパーティクルカウンタの構成について説明する。
図５は本実施形態に係るパーティクルカウンタの構成図
である。
ィクルカウンタについて説明する。本実施形態にかかる
パーティクルカウンタは、水や大気などのサンプルに光
を照射し、当該サンプルに混入している異物によって散
乱される散乱光を検出し、当該異物の粒径や数を計測す
る装置である。尚、上記実施形態にかかる液体シンチレ
ーションカウンタと同一の構成要素については同一の番
号を付し、重複する説明を省略する。まず、本実施形態
に係るパーティクルカウンタの構成について説明する。
図５は本実施形態に係るパーティクルカウンタの構成図
である。
【００７２】本実施形態にかかるパーティクルカウンタ
５０は、試料室５２と光源室５４と計測室５６とを備え
ている。試料室５２には、サンプル５８を流すための管
であるキャピラリ６０と、サンプル５８内に含まれる異
物６２による散乱光を集光して計測室５６に入射させる
湾曲ミラー６４とが設けられている。光源室５４には、
サンプル５８を照射するための照射光を発する光源６６
と、光源６６から照射された照射光を集光する集光レン
ズ６８が設けられている。
５０は、試料室５２と光源室５４と計測室５６とを備え
ている。試料室５２には、サンプル５８を流すための管
であるキャピラリ６０と、サンプル５８内に含まれる異
物６２による散乱光を集光して計測室５６に入射させる
湾曲ミラー６４とが設けられている。光源室５４には、
サンプル５８を照射するための照射光を発する光源６６
と、光源６６から照射された照射光を集光する集光レン
ズ６８が設けられている。
【００７３】計測室５６には、ＨＰＤ２４、Ｉ／Ｖ変換
アンプ７０、ゲイン調整アンプ７２、比較器３０、Ａ／
Ｄ変換器７４、マルチチャネルカウンタ７６、ピークホ
ールド回路７８、ＣＰＵ３６、ディスプレイ３８及び切
替スイッチ４０が設けられている。ここで、ＨＰＤ２４
とＩ／Ｖ変換アンプ７０とで、光検出部を構成する。以
下、各構成要素について詳細に説明する。
アンプ７０、ゲイン調整アンプ７２、比較器３０、Ａ／
Ｄ変換器７４、マルチチャネルカウンタ７６、ピークホ
ールド回路７８、ＣＰＵ３６、ディスプレイ３８及び切
替スイッチ４０が設けられている。ここで、ＨＰＤ２４
とＩ／Ｖ変換アンプ７０とで、光検出部を構成する。以
下、各構成要素について詳細に説明する。
【００７４】Ｉ／Ｖ変換アンプ７０は、ＨＰＤ２４から
出力される電流（電荷量）を積分し、電圧として出力す
る。ここで、Ｉ／Ｖ変換アンプ７０は、チャージアンプ
等と比較して高速応答性を有するため、高頻度に入射す
る光の検出をする際に有効である。
出力される電流（電荷量）を積分し、電圧として出力す
る。ここで、Ｉ／Ｖ変換アンプ７０は、チャージアンプ
等と比較して高速応答性を有するため、高頻度に入射す
る光の検出をする際に有効である。
【００７５】切替スイッチ４０は、ＣＰＵ３６からの指
示により、Ｉ／Ｖ変換アンプ７０から出力される出力信
号が、比較器３０等またはピークホールド回路７８のい
ずれか一方に出力されるように出力先を切り替える。
示により、Ｉ／Ｖ変換アンプ７０から出力される出力信
号が、比較器３０等またはピークホールド回路７８のい
ずれか一方に出力されるように出力先を切り替える。
【００７６】比較器３０は、Ｉ／Ｖ変換アンプ７０から
出力される出力信号と所定のしきい値とを比較し、この
出力信号がしきい値よりも大きい場合に、Ａ／Ｄ変換器
７４にトリガ信号を出力する。かかるしきい値は、ＨＰ
Ｄ２４の光電面２４ａから放出される光電子が１つであ
る場合のＩ／Ｖ変換アンプ７０からの出力信号より大き
く、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから放出される光電子が
２つである場合のＩ／Ｖ変換アンプ７０からの出力信号
より小さい値に設定されている。
出力される出力信号と所定のしきい値とを比較し、この
出力信号がしきい値よりも大きい場合に、Ａ／Ｄ変換器
７４にトリガ信号を出力する。かかるしきい値は、ＨＰ
Ｄ２４の光電面２４ａから放出される光電子が１つであ
る場合のＩ／Ｖ変換アンプ７０からの出力信号より大き
く、ＨＰＤ２４の光電面２４ａから放出される光電子が
２つである場合のＩ／Ｖ変換アンプ７０からの出力信号
より小さい値に設定されている。
【００７７】Ａ／Ｄ変換器７４は、比較器３０からのト
リガ信号を受けて、Ｉ／Ｖ変換アンプ７０から出力され
た出力信号をＡ／Ｄ変換し、マルチチャネルカウンタ７
６に対して出力する。その際、ＨＰＤ２４の光電面２４
ａから放出された光電子の数をデジタル値として出力す
るように分解能が調節されている。すなわち、ＨＰＤ２
４の光電面２４ａから２個の光電子が放出された場合は
デジタル値”２”、３個の光電子が放出された場合はデ
ジタル値”３”、４個の光電子が放出された場合はデジ
タル値”４”がそれぞれ出力される。ただし、Ａ／Ｄ変
換器７４は、比較器３０からのトリガ信号を受けてＡ／
Ｄ変換を行い、また、比較器３０のしきい値は、ＨＰＤ
２４の光電面２４ａから放出される光電子が１つである
場合のＩ／Ｖ変換アンプ７０からの出力信号より大きく
設定されていることから、ＨＰＤ２４の光電面２４ａか
ら１個の光電子が放出された場合に、Ａ／Ｄ変換器７４
から信号は出力されない。また、ゲイン調整アンプ７２
は、ＣＰＵ３６からの指示により、Ａ／Ｄ変換器７４の
ゲインを調整する。
リガ信号を受けて、Ｉ／Ｖ変換アンプ７０から出力され
た出力信号をＡ／Ｄ変換し、マルチチャネルカウンタ７
６に対して出力する。その際、ＨＰＤ２４の光電面２４
ａから放出された光電子の数をデジタル値として出力す
るように分解能が調節されている。すなわち、ＨＰＤ２
４の光電面２４ａから２個の光電子が放出された場合は
デジタル値”２”、３個の光電子が放出された場合はデ
ジタル値”３”、４個の光電子が放出された場合はデジ
タル値”４”がそれぞれ出力される。ただし、Ａ／Ｄ変
換器７４は、比較器３０からのトリガ信号を受けてＡ／
Ｄ変換を行い、また、比較器３０のしきい値は、ＨＰＤ
２４の光電面２４ａから放出される光電子が１つである
場合のＩ／Ｖ変換アンプ７０からの出力信号より大きく
設定されていることから、ＨＰＤ２４の光電面２４ａか
ら１個の光電子が放出された場合に、Ａ／Ｄ変換器７４
から信号は出力されない。また、ゲイン調整アンプ７２
は、ＣＰＵ３６からの指示により、Ａ／Ｄ変換器７４の
ゲインを調整する。
【００７８】マルチチャネルカウンタ７６は、Ａ／Ｄ変
換器７４から出力された信号を、その出力値毎にカウン
トして、ＣＰＵ３６に対して出力する。従って、マルチ
チャネルカウンタ７６では、ＨＰＤ２４の光電面２４ａ
から放出される光電子数の分布（入射する光子数の分布
に対応）が得られる。
換器７４から出力された信号を、その出力値毎にカウン
トして、ＣＰＵ３６に対して出力する。従って、マルチ
チャネルカウンタ７６では、ＨＰＤ２４の光電面２４ａ
から放出される光電子数の分布（入射する光子数の分布
に対応）が得られる。
【００７９】また、ピークホールド回路７８は、Ｉ／Ｖ
変換アンプ７０から出力された出力信号のピーク値をホ
ールドしてＣＰＵ３６に出力する。従って、ダーク状態
で切替スイッチ４０をピークホールド回路７８側に切り
替えることで、一定期間内の暗電流パルスの最大値を測
定することが可能となる。
変換アンプ７０から出力された出力信号のピーク値をホ
ールドしてＣＰＵ３６に出力する。従って、ダーク状態
で切替スイッチ４０をピークホールド回路７８側に切り
替えることで、一定期間内の暗電流パルスの最大値を測
定することが可能となる。
【００８０】続いて、本実施形態にかかるパーティクル
カウンタの動作について説明し、併せて、本発明の粒子
計数方法について説明する。本実施形態にかかるパーテ
ィクルカウンタ５０を用いてサンプル６０の分析を行う
ためには、まず比較器３０のしきい値を決定する。しき
い値の決定は、以下の手順で行われる。すなわち、シャ
ッタ４０を閉じてダーク状態を形成し、切替スイッチ４
０をピークホールド回路７８側に切り替えて、一定期
間、暗電流パルスを計測する。その際のピークホールド
回路７８の出力値、すなわち、かかる期間中の出力信号
の最大値をしきい値として決定する。
カウンタの動作について説明し、併せて、本発明の粒子
計数方法について説明する。本実施形態にかかるパーテ
ィクルカウンタ５０を用いてサンプル６０の分析を行う
ためには、まず比較器３０のしきい値を決定する。しき
い値の決定は、以下の手順で行われる。すなわち、シャ
ッタ４０を閉じてダーク状態を形成し、切替スイッチ４
０をピークホールド回路７８側に切り替えて、一定期
間、暗電流パルスを計測する。その際のピークホールド
回路７８の出力値、すなわち、かかる期間中の出力信号
の最大値をしきい値として決定する。
【００８１】しきい値の設定が終わると、ＣＰＵ３６に
よって切替スイッチ４０が比較器３０側に切り替えら
れ、計測が開始される。計測は、キャピラリ６０内に水
などのサンプル５８を流し、光源６６からサンプル５８
に光を照射して行う。サンプル５８に異物６２が含まれ
ていない場合は、光源６６から照射された光はキャピラ
リ６０、サンプル５８を透過し、ＨＰＤ２４には入射し
ない。一方、サンプル５８に異物６２が含まれている場
合は、光源６６から照射された光は異物６２によって散
乱し、その一部がＨＰＤ２４に入射する。
よって切替スイッチ４０が比較器３０側に切り替えら
れ、計測が開始される。計測は、キャピラリ６０内に水
などのサンプル５８を流し、光源６６からサンプル５８
に光を照射して行う。サンプル５８に異物６２が含まれ
ていない場合は、光源６６から照射された光はキャピラ
リ６０、サンプル５８を透過し、ＨＰＤ２４には入射し
ない。一方、サンプル５８に異物６２が含まれている場
合は、光源６６から照射された光は異物６２によって散
乱し、その一部がＨＰＤ２４に入射する。
【００８２】ＨＰＤ２４に光が入射すると、光電面２４
ａから光電子が放出され、かかる光電子はＡＰＤ２４ｂ
によって増倍されて出力される。出力電流は、Ｉ／Ｖ変
換アンプ７０によって電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換器７
４によってＡ／Ｄ変換された後、マルチチャネルカウン
タ７６によってカウントされる。ここで、比較器３０の
基準電圧は暗電流パルスの最大値（光電子が１つである
場合の出力信号の１．３〜１．５倍相当）に設定されて
いることから、光電子が１つである場合の出力信号に相
当する暗電流パルスはＡ／Ｄ変換されず、従ってＡ／Ｄ
変換器７４から出力されない。一方、光電子が２つ以上
である場合の出力信号はＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換器
７４から効果的に出力される。
ａから光電子が放出され、かかる光電子はＡＰＤ２４ｂ
によって増倍されて出力される。出力電流は、Ｉ／Ｖ変
換アンプ７０によって電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換器７
４によってＡ／Ｄ変換された後、マルチチャネルカウン
タ７６によってカウントされる。ここで、比較器３０の
基準電圧は暗電流パルスの最大値（光電子が１つである
場合の出力信号の１．３〜１．５倍相当）に設定されて
いることから、光電子が１つである場合の出力信号に相
当する暗電流パルスはＡ／Ｄ変換されず、従ってＡ／Ｄ
変換器７４から出力されない。一方、光電子が２つ以上
である場合の出力信号はＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換器
７４から効果的に出力される。
【００８３】Ａ／Ｄ変換器７４から出力された信号は、
マルチチャネルカウンタ７６によって出力値毎にカウン
トされ、光電子数の分布（入射する光子数の分布に対
応）が、ＣＰＵ３６に対して出力される。ここで、入射
する光子数は異物６２の粒径に依存するため、ＣＰＵ３
６によって、入射する光子数の分布から異物６２の粒径
分布が算出され、図６に示すように、ディスプレイ３８
に表示される。
マルチチャネルカウンタ７６によって出力値毎にカウン
トされ、光電子数の分布（入射する光子数の分布に対
応）が、ＣＰＵ３６に対して出力される。ここで、入射
する光子数は異物６２の粒径に依存するため、ＣＰＵ３
６によって、入射する光子数の分布から異物６２の粒径
分布が算出され、図６に示すように、ディスプレイ３８
に表示される。
【００８４】続いて、本実施形態にかかるパーティクル
カウンタの作用、効果について説明する。本実施形態に
かかるパーティクルカウンタ５０は、ＨＰＤ２４により
光電子の数に応じた信号を出力し、また、Ａ／Ｄ変換器
７４は比較器３０からのトリガ信号により信号を出力す
る。従って、単一の光電子が放出された場合とほぼ同様
の出力波形を有する暗電流パルスを有効に除去できると
ともに、２つ以上の光電子が放出された場合の出力信号
は除去されず、有効に出力される。その結果、精度の高
い測定が可能となる。
カウンタの作用、効果について説明する。本実施形態に
かかるパーティクルカウンタ５０は、ＨＰＤ２４により
光電子の数に応じた信号を出力し、また、Ａ／Ｄ変換器
７４は比較器３０からのトリガ信号により信号を出力す
る。従って、単一の光電子が放出された場合とほぼ同様
の出力波形を有する暗電流パルスを有効に除去できると
ともに、２つ以上の光電子が放出された場合の出力信号
は除去されず、有効に出力される。その結果、精度の高
い測定が可能となる。
【００８５】ここで、パーティクルカウンタにおいて
は、量子効率を高めるべくＧａＡｓ系の光電面を用い、
集光効率を高めるべく光電面の面積を大きくすると、暗
電流パルスを形成する光電子が光電面から放出される頻
度は、数十万カウント／秒となることもある。この場
合、Ａ／Ｄ変換を行うための時間を１μｓ程度とする
と、暗電流パルスの計測時間が全体の約１０％を占めて
しまうことになり、計測したい散乱光を数え落とす可能
性が極めて高くなる。これに対して、本実施形態にかか
るパーティクルカウンタ５０は、暗電流パルスをＡ／Ｄ
変換せず、信号光である散乱光による出力信号のみをＡ
／Ｄ変換するため、効率よく、精度の高い計測が可能と
なる。従って、本実施形態にかかるパーティクルカウン
タ５０は、例えば、半導体装置製造のためのクリーンル
ーム内の大気や洗浄水に含まれる異物（ゴミや塵など）
の数や粒径を正確に把握し、制御するために極めて有用
である。
は、量子効率を高めるべくＧａＡｓ系の光電面を用い、
集光効率を高めるべく光電面の面積を大きくすると、暗
電流パルスを形成する光電子が光電面から放出される頻
度は、数十万カウント／秒となることもある。この場
合、Ａ／Ｄ変換を行うための時間を１μｓ程度とする
と、暗電流パルスの計測時間が全体の約１０％を占めて
しまうことになり、計測したい散乱光を数え落とす可能
性が極めて高くなる。これに対して、本実施形態にかか
るパーティクルカウンタ５０は、暗電流パルスをＡ／Ｄ
変換せず、信号光である散乱光による出力信号のみをＡ
／Ｄ変換するため、効率よく、精度の高い計測が可能と
なる。従って、本実施形態にかかるパーティクルカウン
タ５０は、例えば、半導体装置製造のためのクリーンル
ーム内の大気や洗浄水に含まれる異物（ゴミや塵など）
の数や粒径を正確に把握し、制御するために極めて有用
である。
【００８６】また、本実施形態にかかるパーティクルカ
ウンタ５０は、２つの光電子増倍管、２つの高速処理回
路及び同時計数回路などが不要であるため、同時計数法
によるパーティクルカウンタと比較した場合、装置を小
型化、単純化することができる。また、同時計数等の必
要がないことから、高速処理の必要性も緩和される。
ウンタ５０は、２つの光電子増倍管、２つの高速処理回
路及び同時計数回路などが不要であるため、同時計数法
によるパーティクルカウンタと比較した場合、装置を小
型化、単純化することができる。また、同時計数等の必
要がないことから、高速処理の必要性も緩和される。
【００８７】また、本実施形態にかかるパーティクルカ
ウンタ５０は、ＣＰＵ３６により比較器３０の基準電圧
（しきい値）を設定可能としたことで、しきい値を使用
環境に応じて適宜設定し直すことができる。その結果、
使用環境によらず、精度の高い測定が可能となる。
ウンタ５０は、ＣＰＵ３６により比較器３０の基準電圧
（しきい値）を設定可能としたことで、しきい値を使用
環境に応じて適宜設定し直すことができる。その結果、
使用環境によらず、精度の高い測定が可能となる。
【００８８】また、本実施形態にかかるパーティクルカ
ウンタ５０は、ピークホールド回路７８によって一定期
間中の暗電流パルスの最大値を計測し、かかる最大値を
しきい値として決定することで、暗電流パルスの大きさ
があらかじめわからない場合であっても、適切なしきい
値を設定することができる。
ウンタ５０は、ピークホールド回路７８によって一定期
間中の暗電流パルスの最大値を計測し、かかる最大値を
しきい値として決定することで、暗電流パルスの大きさ
があらかじめわからない場合であっても、適切なしきい
値を設定することができる。
【００８９】また、本実施形態にかかるパーティクルカ
ウンタ５０は、ＡＰＤ２４ｂを含むＨＰＤ２４によって
光の検出を行うことで、光電面２４ａから放出される光
電子が１つである場合と２つ以上である場合とを効果的
に分離して検出することができる。その結果、光電子が
１つである場合とほぼ同様の出力波形を有する暗電流パ
ルスを極めて効果的に除去することが可能となる。
ウンタ５０は、ＡＰＤ２４ｂを含むＨＰＤ２４によって
光の検出を行うことで、光電面２４ａから放出される光
電子が１つである場合と２つ以上である場合とを効果的
に分離して検出することができる。その結果、光電子が
１つである場合とほぼ同様の出力波形を有する暗電流パ
ルスを極めて効果的に除去することが可能となる。
【００９０】上記実施形態にかかる液体シンチレーショ
ンカウンタ１０あるいはパーティクルカウンタ５０にお
いては、半導体光検出器としてＡＰＤ２４ｂを用いてい
たが、これは、フォトダイオードなどでもよい。
ンカウンタ１０あるいはパーティクルカウンタ５０にお
いては、半導体光検出器としてＡＰＤ２４ｂを用いてい
たが、これは、フォトダイオードなどでもよい。
【００９１】また、上記実施形態にかかる液体シンチレ
ーションカウンタ１０あるいはパーティクルカウンタ５
０においては、ＣＰＵ３６によってしきい値を決定して
設定していたが、これは、調節つまみなどを用いて手動
で設定してもよい。
ーションカウンタ１０あるいはパーティクルカウンタ５
０においては、ＣＰＵ３６によってしきい値を決定して
設定していたが、これは、調節つまみなどを用いて手動
で設定してもよい。
【００９２】
【発明の効果】本発明の光計測装置又は光計測方法は、
光検出手段あるいは光検出工程によって光電子の数に応
じた出力信号を出力し、また、かかる出力信号のうち所
定のしきい値以上の信号のみを出力する。従って、単一
の光電子が放出された場合とほぼ同様の出力波形を有す
る暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以上
の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、有
効に出力される。その結果、精度の高い測定ができるま
た、本発明の光計測装置又は光計測方法においては、し
きい値を設定する設定手段あるいは設定工程を有するこ
とで、しきい値を使用環境に応じて適宜設定し直すこと
ができる。その結果、使用環境に関わらず精度の高い測
定が可能となる。
光検出手段あるいは光検出工程によって光電子の数に応
じた出力信号を出力し、また、かかる出力信号のうち所
定のしきい値以上の信号のみを出力する。従って、単一
の光電子が放出された場合とほぼ同様の出力波形を有す
る暗電流パルスを有効に除去できるとともに、２つ以上
の光電子が放出された場合の出力信号は除去されず、有
効に出力される。その結果、精度の高い測定ができるま
た、本発明の光計測装置又は光計測方法においては、し
きい値を設定する設定手段あるいは設定工程を有するこ
とで、しきい値を使用環境に応じて適宜設定し直すこと
ができる。その結果、使用環境に関わらず精度の高い測
定が可能となる。
【００９３】また、本発明の光計測装置又は光計測方法
においては、光電子が１つである場合の出力信号を測定
し、出力信号の１〜２倍の範囲にしきい値を設定するこ
とで、光電子が１つである場合の出力信号があらかじめ
わからない場合であっても、適切なしきい値を設定する
ことができる。その結果、光電子が１つである場合の出
力信号があらかじめわからない場合であっても、精度の
高い測定が可能となる。
においては、光電子が１つである場合の出力信号を測定
し、出力信号の１〜２倍の範囲にしきい値を設定するこ
とで、光電子が１つである場合の出力信号があらかじめ
わからない場合であっても、適切なしきい値を設定する
ことができる。その結果、光電子が１つである場合の出
力信号があらかじめわからない場合であっても、精度の
高い測定が可能となる。
【００９４】また、本発明の光計測装置又は光計測方法
においては、暗状態の出力信号を一定期間測定し、当該
出力信号の最大値をしきい値として設定することで、暗
状態の出力信号があらかじめわからない場合であって
も、適切なしきい値を設定することができる。その結
果、暗状態の出力信号があらかじめわからない場合であ
っても、精度の高い測定が可能となる。
においては、暗状態の出力信号を一定期間測定し、当該
出力信号の最大値をしきい値として設定することで、暗
状態の出力信号があらかじめわからない場合であって
も、適切なしきい値を設定することができる。その結
果、暗状態の出力信号があらかじめわからない場合であ
っても、精度の高い測定が可能となる。
【００９５】また、本発明の光計測装置においては、光
電面、加速手段及び半導体光検出器を備えた光検出手段
を用いることで、光電面から同時（あるいは極めて近い
タイミング）に放出される光電子が１つである場合と２
つ以上である場合とを効果的に分離して検出することが
できる。その結果、極めて精度の高い測定が可能とな
る。
電面、加速手段及び半導体光検出器を備えた光検出手段
を用いることで、光電面から同時（あるいは極めて近い
タイミング）に放出される光電子が１つである場合と２
つ以上である場合とを効果的に分離して検出することが
できる。その結果、極めて精度の高い測定が可能とな
る。
【００９６】また、本発明のシンチレーションカウンタ
またはシンチレーション計数方法は、暗電流パルスを有
効に除去できるとともに、２つ以上の光電子が放出され
た場合の出力信号は除去されず、有効に出力される。そ
の結果、精度の高いシンチレーションの計数が可能とな
る。
またはシンチレーション計数方法は、暗電流パルスを有
効に除去できるとともに、２つ以上の光電子が放出され
た場合の出力信号は除去されず、有効に出力される。そ
の結果、精度の高いシンチレーションの計数が可能とな
る。
【００９７】また、本発明のパーティクルカウンタまた
は粒子計数方法は、暗電流パルスを有効に除去できると
ともに、２つ以上の光電子が放出された場合の出力信号
は除去されず、有効に出力される。その結果、精度の高
い粒子の計数が可能となる。
は粒子計数方法は、暗電流パルスを有効に除去できると
ともに、２つ以上の光電子が放出された場合の出力信号
は除去されず、有効に出力される。その結果、精度の高
い粒子の計数が可能となる。
【図１】液体シンチレーションカウンタの構成図であ
る。
る。
【図２】出力波高分布図である。
【図３】出力波高分布図である。
【図４】計数効率を示すグラフである。
【図５】パーティクルカウンタの構成図である。
【図６】ディスプレイの表示内容を示す図である。
１０…液体シンチレーションカウンタ、１２，５２…試
料室、１４，５６…測定室、１６，５８…サンプル、１
８…液体シンチレータ、２０…バイアル、２２…回転
台、２４…ＨＰＤ、２６…チャージアンプ、２８…電圧
アンプ、３０…比較器、３２…カウンタ、３４…マルチ
チャネルアナライザ、３６…ＣＰＵ、３８…ディスプレ
イ、４０…シャッタ、５０…パーティクルカウンタ、５
４…光源室、６０…キャピラリ、６２…異物、６４…湾
曲ミラー、６６…光源、６８…集光レンズ、７０…Ｉ／
Ｖ変換アンプ、７２…ゲイン調整アンプ、７４…Ａ／Ｄ
変換器、７６…マルチチャネルカウンタ、７８…ピーク
ホールド回路
料室、１４，５６…測定室、１６，５８…サンプル、１
８…液体シンチレータ、２０…バイアル、２２…回転
台、２４…ＨＰＤ、２６…チャージアンプ、２８…電圧
アンプ、３０…比較器、３２…カウンタ、３４…マルチ
チャネルアナライザ、３６…ＣＰＵ、３８…ディスプレ
イ、４０…シャッタ、５０…パーティクルカウンタ、５
４…光源室、６０…キャピラリ、６２…異物、６４…湾
曲ミラー、６６…光源、６８…集光レンズ、７０…Ｉ／
Ｖ変換アンプ、７２…ゲイン調整アンプ、７４…Ａ／Ｄ
変換器、７６…マルチチャネルカウンタ、７８…ピーク
ホールド回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 哲家 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 大庭 弘一郎 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2G043 AA06 CA09 EA01 EA14 GA08 GB11 KA02 LA02 MA01 MA12 NA05 2G065 AA04 AB04 AB11 AB15 AB19 AB24 BA09 BA17 BC01 BC08 BC17 BC28 CA01 DA20
Claims (18)
- 【請求項１】 入射した光束の光量に応じた光電子を放
出し、該光電子の数に応じた出力信号を出力する光検出
手段と、 前記出力信号と所定のしきい値とを比較し、前記出力信
号が前記しきい値よりも大きい場合にのみ前記出力信号
を出力する比較手段とを備え、 前記しきい値は、 前記光検出手段により放出される前記光電子が１つであ
る場合の前記出力信号より大きく、前記光検出手段によ
り放出される前記光電子が２つである場合の前記出力信
号より小さいことを特徴とする光計測装置。 - 【請求項２】 前記しきい値を設定する設定手段をさら
に備えたことを特徴とする請求項１に記載の光計測装
置。 - 【請求項３】 前記設定手段は、前記光検出手段により
放出される前記光電子が１つである場合の前記出力信号
を測定し、該出力信号の１〜２倍の範囲に前記しきい値
を設定することを特徴とする請求項２に記載の光計測装
置。 - 【請求項４】 前記設定手段は、前記光検出手段により
光束が検出されない暗状態の前記出力信号を一定期間測
定し、該出力信号の最大値を前記しきい値として設定す
ることを特徴とする請求項２に記載の光計測装置。 - 【請求項５】 前記しきい値は、 前記光検出手段により放出される前記光電子が１つであ
る場合の前記出力信号の１．２〜１．８倍の範囲である
ことを特徴とする請求項１に記載の光計測装置。 - 【請求項６】 前記しきい値は、 前記光検出手段により放出される前記光電子が１つであ
る場合の前記出力信号の１．３〜１．５倍の範囲である
ことを特徴とする請求項５に記載の光計測装置。 - 【請求項７】 前記光検出手段は、 入射した光束の光量に応じた光電子を放出する光電面
と、 前記光電面から放出された前記光電子を加速する加速手
段と、 前記加速手段によって加速された前記光電子を入射さ
せ、該光電子の数に応じた信号を出力する半導体光検出
器とを備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか
１項に記載の光計測装置。 - 【請求項８】 前記半導体光検出器は、アバランシェフ
ォトダイオードであることを特徴とする請求項７に記載
の光計測装置。 - 【請求項９】 シンチレータから発せられる蛍光を光計
測装置を用いて計測し、該蛍光を計数するシンチレーシ
ョンカウンタにおいて、 前記光計測装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載
の光計測装置であることを特徴とするシンチレーション
カウンタ。 - 【請求項１０】 粒子によって散乱される散乱光を光計
測装置を用いて計測し、該粒子を計数するパーティクル
カウンタにおいて、 前記光計測装置は、請求項１〜８のいずれか１項に記載
の光計測装置であることを特徴とするパーティクルカウ
ンタ。 - 【請求項１１】 入射した光束の光量に応じた光電子を
放出し、該光電子の数に応じた出力信号を出力する光検
出工程と、 前記出力信号と所定のしきい値とを比較し、前記出力信
号が前記しきい値よりも大きい場合にのみ前記出力信号
を出力する比較工程とを備え、 前記しきい値は、 前記光検出工程において放出される前記光電子が１つで
ある場合の前記出力信号より大きく、前記光検出工程に
おいて放出される前記光電子が２つである場合の前記出
力信号より小さいことを特徴とする光計測方法。 - 【請求項１２】 前記しきい値を設定する設定工程をさ
らに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の光計測
方法。 - 【請求項１３】 前記設定工程は、前記光検出工程にお
いて放出される前記光電子が１つである場合の前記出力
信号を測定し、該出力信号の１〜２倍の範囲に前記しき
い値を設定することを特徴とする請求項１２に記載の光
計測方法。 - 【請求項１４】 前記設定工程は、前記光検出工程にお
いて光束が検出されない暗状態の前記出力信号を一定期
間測定し、該出力信号の最大値を前記しきい値として設
定することを特徴とする請求項１２に記載の光計測方
法。 - 【請求項１５】 前記しきい値は、 前記光検出工程において放出される前記光電子が１つで
ある場合の前記出力信号の１．２〜１．８倍の範囲であ
ることを特徴とする請求項１１に記載の光計測方法。 - 【請求項１６】 前記しきい値は、 前記光検出工程において放出される前記光電子が１つで
ある場合の前記出力信号の１．３〜１．５倍の範囲であ
ることを特徴とする請求項１５に記載の光計測方法。 - 【請求項１７】 シンチレータから発せられる蛍光を所
定の光計測方法を用いて計測し、該蛍光を計数するシン
チレーション計数方法において、 前記光計測方法は、請求項１１〜１６のいずれか１項に
記載の光計測方法であることを特徴とするシンチレーシ
ョン計数方法。 - 【請求項１８】 粒子によって散乱される散乱光を所定
の光計測方法を用いて計測し、該粒子を計数する粒子計
数方法において、 前記光計測方法は、請求項１１〜１６のいずれか１項に
記載の光計測方法であることを特徴とする粒子計数方
法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08383999A JP4040789B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 光計測装置、シンチレーションカウンタ、パーティクルカウンタ、光計測方法、シンチレーション計数方法及び粒子計数方法 |
| US10/381,368 US6960771B1 (en) | 1999-03-26 | 2000-09-25 | Optical measurement apparatus and method for optical measurement |
| PCT/JP2000/006561 WO2002027283A1 (fr) | 1999-03-26 | 2000-09-25 | Appareil et procede de mesure optique |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08383999A JP4040789B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 光計測装置、シンチレーションカウンタ、パーティクルカウンタ、光計測方法、シンチレーション計数方法及び粒子計数方法 |
| PCT/JP2000/006561 WO2002027283A1 (fr) | 1999-03-26 | 2000-09-25 | Appareil et procede de mesure optique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000275102A true JP2000275102A (ja) | 2000-10-06 |
| JP4040789B2 JP4040789B2 (ja) | 2008-01-30 |
Family
ID=26344941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08383999A Expired - Fee Related JP4040789B2 (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 光計測装置、シンチレーションカウンタ、パーティクルカウンタ、光計測方法、シンチレーション計数方法及び粒子計数方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6960771B1 (ja) |
| JP (1) | JP4040789B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002027283A1 (fr) * | 1999-03-26 | 2002-04-04 | Hamamatsu Photonics K.K. | Appareil et procede de mesure optique |
| US6960771B1 (en) | 1999-03-26 | 2005-11-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Optical measurement apparatus and method for optical measurement |
| JP2020025171A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | キヤノン株式会社 | 撮像素子及びその制御方法、及び撮像装置 |
| WO2020129150A1 (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 株式会社日立ハイテク | 測定装置、及び信号処理方法 |
| JP7100184B1 (ja) | 2021-07-14 | 2022-07-12 | 浜松ホトニクス株式会社 | 演算装置、光検出装置、及びゲイン算出方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI441915B (zh) * | 2007-09-07 | 2014-06-21 | Nisshin Oillio Group Ltd | １，３－二飽和－２－不飽和三酸甘油酯的區分方法 |
| JP5797884B2 (ja) | 2010-08-04 | 2015-10-21 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 光量検出方法及びその装置 |
| US9121762B2 (en) * | 2012-05-10 | 2015-09-01 | Voxtel, Inc. | Discriminating photo counts and dark counts in an avalanche photodiode output |
| CN103712668B (zh) * | 2014-01-22 | 2016-06-08 | 黑龙江省中贝技术有限公司 | 被动式核物位检测器及检测方法 |
| CN104777506A (zh) * | 2015-03-27 | 2015-07-15 | 安徽养和医疗器械设备有限公司 | 液体闪烁计数仪 |
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