(57)【要約】  発光ダイオード（ＬＥＤ）から発せれ、光検出器で測定される光量Ｌの温度依存性を補正する方法であって、ＬＥＤが実質的に一定のパルス継続時間ｔPを有するパルスモードで作動するものを開示する。本発明の方法は、所定の関係でＬＥＤの温度に関係する所定のパラメータＸを用いるものであり、補正因子Ｋは好ましくは較正テーブルを用いて、さらに好ましくは分析的に予め決められた関数を用いて決定し、この補正因子Ｋによって測定された放出光量Ｌは放出光量の温度起因揺らぎについて補正する。ータＸは所定の形で互いに関係するＬＥＤの少なくとも２つの出力信号から決定する方法。
2007537583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に一定のパルス継続時間ｔPを有するパルスモードで作動する発光ダイオード（ＬＥＤ）から発せれる光量Ｌの温度依存性を補正する方法であって、所定の関係でＬＥＤの温度に関係する所定のパラメータＸを用いるものであり、補正因子Ｋは好ましくは較正テーブルを用いて、さらに好ましくは分析的に予め決められた関数を用いて決定し、この補正因子Ｋによって測定された放出光量Ｌは放出光量の温度起因揺らぎについて補正し、パラメータＸは所定の形で互いに関係するＬＥＤの少なくとも２つの出力信号から決定する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の発光ダイオード（ＬＥＤ）から放出される光量Ｌの温度依存性を補正する方法であって、放出光は光検出器で測定し、まず、ＬＥＤの温度を好ましくは較正テーブルを用いて、さらに好ましくは分析的に予め決められた関数を用いて測定されたパラメータＸから決定し、次いで、補正因子Ｋを好ましくは較正テーブルを用いて、さらに好ましくは分析的に予め決められた関数を用いて決定する方法。
【請求項３】
実質的に一定のパルス継続時間ｔPを有するパルスモードで作動する発光ダイオード（ＬＥＤ）の温度安定化方法であって、所定の関係でＬＥＤの温度に関係する所定のパラメータＸはコマンド変数として用い、パラメータＸを所定の形で互いに関係するＬＥＤの少なくとも２つの出力信号から決定する方法。
【請求項４】
パラメータＸを：
・ パルス継続時間ｔPが実質的に一定を維持し、ＬＥＤにおける電圧が少なくとも第１の電圧ＵP1と少なくとも第２の電圧ＵP2との間で周期的に変わるようにパルスモードでＬＥＤを作動する段階と；
・ 少なくともＵP1とＵP2とでパルスの平均光量Ｌ(ＵP)を測定する段階と；
・ パラメータＸを光量の比から決定する段階と；によって決定する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
パラメータＸを：
・ パルス継続時間ｔPが実質的に一定を維持し、ＬＥＤを流れる電流が少なくとも第１の値ＩP1と少なくとも第２の値ＩP2との間で周期的に変わるようにパルスモードでＬＥＤを作動する段階と；
・ 少なくともＩP1とＩP2とでパルスの平均光量Ｌ(ＩP)を測定する段階と；
・ パラメータＸを光量の比から決定する段階と；によって決定する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
パラメータＸを：
・ パルス継続時間ｔPが２つの異なる実質的に一定の値ｔPSとｔPLをとり、ＬＥＤの電圧が少なくとも第１の電圧ＵP1と少なくとも第２の電圧ＵP2との間で周期的に変わるようにパルスモードでＬＥＤを作動する段階と；
・ 少なくともＵP1及びＵP2とｔPS及びｔPLとでパルスの平均光量Ｌ(ＵP；ｔPS)とＬ(ＵP；ｔPL)とを測定する段階と；
・ 少なくとも光量Ｌ(ＵP1；ｔPL)とＬ(ＵP1；ｔPS)の差ＤP1とＬ(ＵP2；ｔPL)とＬ(ＵP2；ｔPS)の差ＤP2とを決定する段階と、
・ パラメータＸを光量の比から決定する段階と；によって決定する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
パラメータＸを：
・ パルス継続時間ｔPが２つの異なる実質的に一定の値ｔPSとｔPLをとり、ＬＥＤを流れる電流が少なくとも第１の値ＩP1と少なくとも第２の値ＩP2との間で周期的に変わるようにパルスモードでＬＥＤを作動する段階と；
・ 少なくともＩP1及びＩP2とｔPS及びｔPLとでパルスの平均光量Ｌ(ＩP；ｔPS)とＬ(ＩP；ｔPL)とを測定する段階と；
・ 少なくとも光量Ｌ(ＩP1；ｔPL)とＬ(ＩP1；ｔPS)の差ＤP1とＬ(ＩP2；ｔPL)とＬ(ＩP2；ｔPS)の差ＤP2とを決定する段階と、
・ パラメータＸを光量の比から決定する段階と；によって決定する請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
光量Ｌ(ＵP)及びＬ(ＩP)を、光検出器好ましくは、光電子増倍管、ハイブリッド光電子増倍管、アバランチェ光ダイオード又は増幅器を有する光ダイオードを用いて決定する請求項４から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
検出器信号のパルス増幅分光分析を実行する段階と；
光検出器における平均電流を測定する段階と；
光検出器の感光層で生成したＬＥＤパルスの電荷量を、好ましくは、ＬＥＤパルスによってトリガーされる好ましくは増幅された電荷信号の分光分析によって測定する段階と；
以上の段階の一又は二以上によって光検出器で測定される光量が決定される請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ＬＥＤは直列抵抗を備える請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記直列抵抗が、その抵抗が非線形的に温度Ｔに依存し、好ましくは、補正因子Ｋの温度に対する依存性若しくは依存性の非線形性が直列抵抗の温度依存性をほぼ補償するように選択される請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
光検出器好ましくは、光電子増倍管、ハイブリッド光電子増倍管、アバランチェ光ダイオード又は増幅器を有する光ダイオードの安定化方法であって、光検出器は少なくとも一のＬＥＤに光学的に結合し、少なくとも一のＬＥＤはパルスモードで作動し、安定化因子は少なくとも一のＬＥＤから発せられた信号によって生成され、少なくとも一のＬＥＤの発光の温度依存性は請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を用いて補正する方法。
【請求項１３】
検出器に少なくとも部分的に吸収され、かつ、検出器の温度に依存する放射線によって、放射線好ましくはイオン化放射線を測定するためのシンチレーション検出器によって生成された信号を安定化する方法であって、シンチレーション検出器は少なくとも一の光検出器とこれに光学的に結合された少なくとも一のＬＥＤを有し、シンチレーション検出器を安定化する安定化因子は少なくとも一のＬＥＤから発せられた信号から生成され、少なくとも一のＬＥＤの温度依存性は請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を用いて補正する方法。
【請求項１４】
少なくとも一のＬＥＤは熱伝導の形でシンチレータに接続される請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
信号処理がデジタル的に行われる請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法を用いて補正する方法。
【請求項１６】
信号処理装置を有する、光検出器好ましくは、光電子増倍管、ハイブリッド光電子増倍管、アバランチェ光ダイオード又は増幅器を有する光ダイオードであって、少なくとも一のＬＥＤは光検出器に光学的に結合され、少なくとも一のＬＥＤはパルスモードで作動し、光検出器の出力信号は安定化因子を用いて安定化され、安定化因子は少なくとも一のＬＥＤから発せられた信号によって生成され、少なくとも一のＬＥＤの発光の温度依存性は請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を用いて補正する光検出器。
【請求項１７】
信号処理がデジタル的に行われる請求項１６に記載の光検出器。
【請求項１８】
放射線好ましくはイオン化放射線を測定するためのシンチレーション検出器であって、該シンチレーション検出器によって生成された光の少なくとも一部を測定する請求項１６又は１７のいずれかに記載の光検出器を有するシンチレーション検出器。
【請求項１９】
検出器に少なくとも部分的に吸収され、かつ、検出器の温度に依存する放射線によって生成された信号が測定され、所定の比でシンチレータの温度Ｔに関係する安定化因子Ｓを用いて安定化され、光検出器の少なくとも一のＬＥＤは熱伝導の形でシンチレータに接続され、シンチレーション検出器を安定化するための温度起因安定化因子Ｓは所定の手法で好ましくは較正テーブルを用いて、さらに好ましくは熱伝導の形でシンチレーション検出器に接続された少なくとも一のＬＥＤのパラメータＸの所定の関数依存性を用いて決定される請求項１８に記載のシンチレーション検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質的に一定のパルス継続時間を有するパルスモードで作動し、光検出器内で測定される発光ダイオード（ＬＥＤ）によって発光する光量の温度依存性を補正する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの発光量はその温度に依存する。ＬＥＤを参照光源として用いる従来技術の研究用途では、ＬＥＤ及びこれに関連する測定装置は調整されて、ＬＥＤの温度及び発光量を一定にしていた。
【０００３】
このような温度の上昇はほとんど起こらないか若しくはわずかである研究室以外の用途では、温度の偶然の影響に対して光量の測定値を補正して、これによって測定結果の誤差を低減する必要がある。このようなＬＥＤを、例えば、光電子増倍管の安定化のために光源として、シンチレーション検出器において光検出器として用いられる、例えば、同位体の同定用の移動式検出器（携帯式同位体同定装置−ＲＩＤ）として用いる場合には、ＬＥＤは−２０℃から＋５０℃の温度範囲で熱揺らぎに曝される。これによって、光検出器のシステム増幅は約２０％以上で即座に変動しえて、これによってＲＩＤの十分良好なエネルギー増幅及びエネルギー解像度を維持するために、光検出器の増幅の安定化が必要となる。ＬＥＤを有するこのような光検出器の安定化のために、ＬＥＤから放出される光の質の温度依存性を知ることが必要となる。
【０００４】
温度が検出器で又は検出器内で測定され、温度起因の効果を予め測定しておいた較正テーブルによって調整される安定化方法が公知である。しかしながら、これらの方法は、特に検出器内での均一な温度分布がほとんど期待できないという理由のために、高速温度変化を有する温度測定がほとんど実現できないという欠点を有する。この他、例えば、光電子増倍管の増幅はその温度だけでなく、有効なカウント速度及びそのヒストリーすなわち、ヒステリシス及び経過時間にも依存する。全てのパラメータを考慮して増幅の十分正確な予測ができないことがわかっている。
【０００５】
従って、安定化のために、実際の測定中はアクティブな方法が用いられることがよくある。ほとんどの場合、このようなアクティブな安定を達成するために放射性較正源若しくは自然バックグランドを用いる。しかしながら、十分に短い較正測定と十分に厳密な較正測定との妥協を見つけなければならないので、これは最適化問題につながる。また、それぞれの追加の放射線はシステムの全感度の低下につながる。
【０００６】
代替としては、光検出器及びシンチレータのそれぞれの安定化である−後者は例えば、PCT/EP2004/050754に開示されている。光検出器の安定化について測定された標準としてパルス光源例えば、ＬＥＤを用いることが公知である。実験室用途においてこのような光検出器を安定化し、モニターすることも公知である。この従来技術の欠点はＬＥＤの発光がその温度特に、接合温度ＴLEDに依存することである。公知の方法に従って、温度を一定に保持し若しくは少なくともそれをモニターすること、又は、独立した想定装置を有するＬＥＤによってそれぞれ放出された光量をモニターすることのいずれかが必要である。このようなアセンブリは技術的に複雑かつ高価であるだけでなく、さらなるエネルギー及びさらなるスペースを要し、電池駆動移動式ＲＩＤにおける使用を複雑にする。
【０００７】
センサ技術から、一定の作動電圧で電流測定によって又は定電流でのフラックス電圧の測定によって半導体要素の温度を測定する方法は公知である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を回避して、パルスＬＥＤによって光検出器の安定化のための費用を低減することである。
【０００９】
さらに、本発明の目的は、関連エレクトロニクスによって生成されたパルス振幅スペクトルを含む信号を補正することができ、これによって、温度依存性に対してパルスＬＥＤによって安定化することができ、さもなければ揺らぎが生ずるという光検出器を提供することである。さらには、本発明の目的は、パルスＬＥＤによって安定化し得る放射線好ましくはイオン化放射線を測定する検出器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的は、本発明の請求項に係る装置及び方法によって達成することができる。温度依存の発光ダイオードの発光光量Ｌが、ＬＥＤの温度Ｔと所定の関係にある予め決めたパラメータＸを用いて補正される方法を提供する。パラメータＸから補正係数Ｋは決定され、好ましくは較正テーブルを用いて、特に好ましくは分析的な所定の関数を用いて決定される。この関数に従って、測定された発光量Ｌを温度起因揺らぎについて補正する。これによって、ダイオードは実質的に一定のパルス継続時間ｔｐのパルスモードで作動する。これによって、パラメータＸは、所定のやりかたで互いに関連するＬＥＤ自体の少なくとも２つの出力信号から決定される。
【００１１】
これによって、まず、測定されたパラメータＸからＬＥＤの温度Ｔを決定し、ここで、較正テーブルを用いることができることが好都合であることがわかった。分析的所定関数を用いることが可能であることも好ましい。続いて、補正係数Ｋを温度Ｔから決定し、ここで、較正テーブル又は分析的所定関数を用いることが好ましい。
【００１２】
さらに、発光ダイオード（ＬＥＤ）の温度安定化方法を抵抗するものであって、所定のパラメータＸが所定の関係のＬＥＤの温度Ｔに関連するコマンド変数として用いられ、所定の方法で互いに関連するＬＥＤの少なくとも２つの出力信号から決定される。
【００１３】
パルス継続時間ｔＰが実質的に一定であるが、ＬＥＤに印加される電圧が少なくとも１つの第１の電圧ＵＰ１と該第１の電圧ＵＰ１と異なる第２の電圧ＵＰ２で変化するようにＬＥＤを作動することが好都合であることがわかった。パルス中は、各電圧は実質的に一定である。異なる電圧ＵＰにおけるパルスの平均光量Ｌ(ＵＰ)を測定する。従って、電圧ＵＰ１での少なくとも平均光量Ｌ(ＵＰ１)及び電圧ＵＰ２での少なくとも平均光量Ｌ(ＵＰ２)を測定する。次いで、パラメータＸの決定は光量Ｌ(ＵＰ)の比から導出される。一定のパルス継続時間であるが、異なる電圧での少なくとも２つの光量の比を用いることにより、温度揺らぎによって又は他の効果によって生ずる光検出器の増幅揺らぎはパラメータＸの決定において影響はなくなる。
【００１４】
一定のパルス継続時間ｔｐでパルスモードのＬＥＤの電流であって、少なくとも第１の値ＩＰ１と該第１の値ＩＰ１と異なる第２の値ＩＰ２との間で周期的に変わるものが印加されるような方法に設定できる。パルス中はＬＥＤを通る電流はそれぞれ実質的に一定である。次いで、異なる電流のパルスの少なくとも平均光量Ｌ(ＩＰ)すなわち、電流ＩＰ１のパルスの少なくとも平均光量Ｌ(ＩＰ１)、及び、電流ＩＰ２のパルスの少なくとも平均光量Ｌ(ＩＰ２)を測定する。次いで、パラメータＸを光量Ｌ(ＩＰ)の比から決定する。
【００１５】
ターンオン及びターンオフ効果の影響又はＬＥＤの発光に対する同様な影響を抑制するために、パラメータＸを以下のように決定することが特に好都合であることがわかった；パルス継続時間ｔｐが実質的に２つの異なる一定の値ｔＰＳ及びｔＰＬをとり、電圧がＬＥＤにおいて少なくとも第１の電圧ＵＰ１と該第１の電圧ＵＰ１と異なる第２の電圧ＵＰ２でとの間で周期的に変化し、少なくとも電圧ＵＰ１及びＵＰ２とパルス継続時間ｔＰ１及びｔＰ２とを有するパルスの平均光量Ｌ(ＵＰ；ｔＰＳ)及びＬ(ＵＰ；ｔＰＬ)を測定し、光量Ｌ(ＵＰ１；ｔＰＬ)及びＬ(ＵＰ１；ｔＰＳ)と光量Ｌ(ＵＰ２；ｔＰＬ)及びＬ(ＵＰ２；ｔＰＳ)の差ＤＰ１及びＤＰ２を決定し、光量の差の比からパラメータＸを決定するようなパルスモードでＬＥＤを作動する。
【００１６】
同様に、パラメータＸを以下のように決定することができる：パルス継続時間ｔｐが実質的に２つの異なる一定の値ｔＰＳ及びｔＰＬをとり、ＬＥＤを流れ抜ける電流がＬＥＤにおいて少なくとも第１の値ＩＰ１と該第１の値ＩＰ１と異なる第２の値ＩＰ２との間で周期的に変化し、少なくとも電流ＩＰ１及びＩＰ２とパルス継続時間ｔＰ１及びｔＰ２とを有するパルスの平均光量Ｌ(ＩＰ；ｔＰＳ)及びＬ(ＩＰ；ｔＰＬ)を測定し、光量Ｌ(ＩＰ１；ｔＰＬ)及びＬ(ＩＰ１；ｔＰＳ)と光量Ｌ(ＩＰ２；ｔＰＬ)及びＬ(ＩＰ２；ｔＰＳ)の差ＤＰ１及びＤＰ２を決定し、光量の差の比からパラメータＸを決定するようなパルスモードでＬＥＤを作動する。
【００１７】
さらに、光量Ｌ(ＵＰ)及びＬ(ＩＰ)のそれぞれ、すなわち少なくとも光量Ｌ(ＵＰ１)及びＬ(ＵＰ２)、又は、光量Ｌ(ＩＰ１)及びＬ(ＩＰ２)は光検出器、好ましくは光電子増倍管、ハイブリッド光電子増倍管、アバランチェ光電子増倍管、又は増幅器を有する光ダイオードを用いて決定するのが好都合であることがわかった。この光検出器を用いて測定された光量は、以下の方法段階のうちの一又は二以上を行うことによって決定されるのが好ましい：検出器信号のパルス増幅器スペクトロスコピーを実行する段階、及び／又は、光検出器内の平均電流を測定する段階、及び／又は、ＬＥＤパルスによって、好ましくはＬＥＤパルスによってトリガーされた既に増幅された電荷信号のスペクトロスコピーによって光検出器の感光層において生成された電荷量を測定するする段階。
【００１８】
さらに、ＬＥＤが直列抵抗を備えるのが好都合である。ここで、直列抵抗はその抵抗が線形に温度に依存せず、特に好ましくは温度Ｔからの補正係数Ｋの依存性又はその補正係数Ｋの少なくとも非線形性が直列抵抗の温度依存性によってほぼ補償されるように温度に依存しないのが好都合である。
【００１９】
さらに、光検出器好ましくは、光電子増倍管、ハイブリッド光電子増倍管、アバランチェ光電子増倍管、又は増幅器を有する光ダイオードを安定化する方法をクレームしている。ここで、光検出器は少なくともＬＥＤに光学的に結合され、少なくともＬＥＤはパルスモードで作動され、これによって光検出器の出力信号は安定化因子で安定化され、安定化因子は少なくとも一のＬＥＤの信号によって作られ、これに従って、少なくとも一のＬＥＤ  の温度依存性は上述の方法のうちの一つによって補正される。
【００２０】
さらに、放射線好ましくはイオン化放射線を測定するシンチレーション検出器によって生成された信号の安定化方法をクレームしている。ここで、信号は検出器内で少なくとも一部吸収されかつ検出器の作動温度に依存する放射線によって生成され、シンチレーション検出器は少なくとも一の光検出器とこれに結合された少なくとも一のＬＥＤを有し、シンチレーション検出器を安定化する安定化因子は少なくとも一のＬＥＤによって放出された信号から生成され、これによれば、ＬＥＤの発光の温度依存性は上述され、請求項１から１０にクレームされた方法のうちの一つによって補正される。少なくとも一、好ましくはＬＥＤとシンチレーション検出器との間の光学的な結合を熱伝導のように構成される。これはシンチレーション検出器に熱伝導的に結合されたＬＥＤの温度はシンチレータの温度にほぼ一致する。
【００２１】
上述の全ての方法において、信号処理はデジタル的に実施するのが好ましい。
【００２２】
さらに、信号処理装置を有する光検出器、好ましくは光電子増倍管、ハイブリッド光電子増倍管、アバランチェ光電子増倍管、又は増幅器を有する光ダイオードをクレームしており、ここで少なくとも一のＬＥＤは光検出器に光学的に結合され、これに従って少なくとも一のＬＥＤはパルスモードで作動され、光検出器の出力信号は安定化因子によって安定化され、安定化因子は少なくとも一のＬＥＤによって生成された信号から作られ、これによって、少なくとも一のＬＥＤの発光の温度依存性は上述され、請求項１から１０にクレームされた方法によって補正される。ここで、信号処理はデジタル的に実施されるのが好ましい。
【００２３】
さらに、放射線好ましくはイオン化放射線を測定するシンチレーション検出器をクレームしている。ここで、シンチレーション検出器上述の少なくとも一の光検出器を有し、シンチレーション検出器によって生成された光を少なくとも部分的に測定される。一の実施形態では、検出器内で少なくとも一部が吸収された放射線によって生成されかつ検出器の作動温度に依存する放射線によって生成される信号が測定され、シンチレータの温度Ｔに対して所定の関係を有する安定化因子によって安定化され、光検出器の少なくとも一のＬＥＤは熱伝導のようにシンチレーション検出器に結合され、所定の方法で好ましくは較正テーブルを用いて、特に好ましくは所定の関数依存性を用いてシンチレーション検出器を安定化する温度依存安定化因子Ｓは、上述の処理段階の少なくとも一に従って熱伝導のようにシンチレーション検出器に結合された少なくとも一のＬＥＤのパラメータＸから決定する。
【００２４】
本発明は、例えば、光及び／又はシンチレーション検出器の安定化について用いられるＬＥＤ参照光源の温度安定化について技術的に非常に簡単で便利な方法であって、とにかく安定化のために測定しなければならないＬＥＤ信号のパルス増幅スペクトルを分析するものを提供する。従って、放射性較正源は必要なく、温度に依存するＬＥＤによって放出された光量をモニターするための追加の光検出器も必要ない。存在する光検出器で十分であり、異なるＬＥＤ様式の異なるスイッチングインターバルより大きな周期的な時間でその増幅だけを変える限り、その安定性はあまり重要ではない。このスイッチングインターバルは非常に小さいが（1ms以下）、少なくとも２つのＬＥＤパルス間の時間間隔の大きさに維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、好ましい実施形態を図面を用いて説明する。
【００２６】
図１に示したテスト及び較正装置に、ＬＥＤを、ペルチェ要素Ｐ及び冷却要素Ｈによって、ＮａＩ（Ｔ１）シンチレータ結晶及び光電子増倍管ＰＭＴを備えた、シンチレーション検出器に対して独立に加熱・冷却できるように構成されている。これによって、ＬＥＤは強化されたアルミニウムブロックに収容され、ブロックの温度は従来のセンサで測定する。ＬＥＤの光は光学窓Ｏを介してシンチレーション結晶に入射する。
【００２７】
ＬＥＤはパルスモードで駆動回路によって調整可能な電圧が供給される。駆動回路自体はまた、図１にだけ必要な全エレクトロニクスを図示している。パルス長も調整可能であり、クオーツ発電機によって安定化させる。これは数個の固定値の間の測定中にプログラムによって可変に制御でいる。
【００２８】
他の制御ユニットが、パルス中に、２つの予め決定できる安定な値Ｕp1とＵp2との間の数秒のタイムラグにおいて規則的に自動的にダイオードに印加される電圧をスイッチングする。
【００２９】
それぞれダイオードに印加されるパルスの形状は、以下に詳細に説明するが、図２，図３ａ及び図３ｂに模式的に示す。
【００３０】
システムの機能をチェックするために、放射性の137Ｃｓ源をシンチレーション検出器において対応する信号を生成するＮａＩ（ＴＩ）シンチレータに固定する。エレクトロニクスを含む全構成は中の温度をプログラムによって変更し制御でき、又は一定に維持できる耐候試験室に収容する。
【００３１】
以下に記載する測定のために、ＮａＩ（ＴＩ）シンチレータ結晶の発光のスペクトル分布にほぼ対応する、ブルーすなわち、約430ｎｍの範囲の波長スペクトルの最大値を有するＬＥＤを例として用いた。
【００３２】
ＬＥＤから放出される平均光量は一定の作動条件でその温度に依存することが公知である。対応する温度依存性は以下の構成によって測定した：
−耐候試験室を一定温度に維持すること
−ペルチェ要素によってＬＥＤの温度ＴLEDを上げること又は下げること
−ＴLEDが一定になるまで温度センサによってＬＥＤの温度ＴLEDを測定すること
−選択した測定領域においてパルス増幅スペクトルを記録し、分析すること
【００３３】
図４は測定されたパルス増幅スペクトルを例示する。測定中、ＵPをＵP1とＵP2の間で規則的にスイッチし、パルス長ｔPをｔPSとｔPLの間で規則的にスイッチした。ＵPとｔPとの間の各組み合わせはスペクトルにおけるピークを形成する。このピークの位置は、平均してダイオードから放出され、検出器において検出された光量（ＵP、ｔP）についてのめやすである。図の左側において、シンチレーション検出器において137Ｃｓ源で生成されたパルス増幅スペクトルをさらに追加で見える。以下の図及び式においては、Ｌは互いに２つの変数の固定した関係によって対応するピークの位置と同一である。
【００３４】
図５は、等しいパルス長であるが、異なる電圧値ＵP1とＵP2によって特徴づけられる２つの異なる作動領域についての温度ＴLEDから放出される光量Ｌの測定依存性を示す。温度ＴLEDに対する光量Ｌの変動が明瞭にわかる。また、補正因子Ｋ(ＵP1)＝Ｌ0／Ｌ1(ＴLED)とＫ(ＵP2)＝Ｌ0／Ｌ2(ＴLED)とを示しており、これらによって光量Ｌ、従って、電圧ＵP1とＵP2のパルスで測定されたピークのピーク位置を、ＬＥＤの発光の温度起因の変化を補正する。
【００３５】
２つの電圧ＵP1及びＵP2とパルス長ｔPが示された図２に、それぞれＬＥＤに印加された対応する電圧パルスを模式的に示す。また、有限の信号の立ち上がり及び立ち下がり時間も示している。
【００３６】
２つのピーク位置から、Ｒ＝Ｌ(ＵP1)／Ｌ(ＵP2)が決定できる。ＬＥＤの特徴的な曲線の非線形性のために、この比は温度ＴLEDに対して一定ではなく、図６に示した変化がある。決定された変数Ｒは、検出器信号が検出された光量Ｌに比例する限り、光検出器の増幅に依存しない。この比例性（検出器応答の線形性）は実際に与えられ、追加の測定において検出した。
【００３７】
Ｒは未知の増幅を伴う非安定化検出器を用いて測定できる。Ｒから、温度ＴLEDをダイオードの較正曲線（図６）によって決定できる。
【００３８】
ＴLEDから、温度依存因子Ｋ＝Ｌ0／Ｌ1(ＴLED)を、温度起因揺らぎについて検出器で測定された絶対光量Ｌを補正できる各作動領域に対して依存性Ｌ(ＴLED)を用いて決定できる。ここで、Ｌ0は基準（参照）温度Ｔ0での対応するピーク位置である。ＬＥＤは、温度ＴLEDの変化にも関わらず、補正因子Ｋの知識によって光検出器の増幅の安定のために測定標準となる。光検出器（光電子増倍管）の増幅はこれらの値によって制御でき、又は、対応する補正因子Ｋについて補正された例えばＵP1及びｔP1について電流で測定され、ＬＥＤのピーク位置が所望の位置にシフトするように数学的に補正できる。これによって、特に定義された光量によって生成された検出器信号が常に、スペクトルにおける同じ位置にピークを生成するのを保証する−光検出器の増幅は安定化される。
【００３９】
これによって、Ｒは、ＬＥＤの異なる作動モードに対応する光検出器の信号から導出される、ＬＥＤの温度の決定又は放出された光量の温度依存性の補正を可能とする上述の意味で適切なパラメータＸである。
【００４０】
図７に、２つの異なる作動領域についての絶対ピーク位置Ｌと対応する補正因子Ｋを、パラメータＲの関数−同じパルス増幅スペクトルからそれぞれ決定されるもの−として図示する。図は、温度ＴLEDの決定を省略でき、その代わりに、決定補正因子Ｋは比Ｒに直接相関し、それにより電流測定されたＲからそれぞれ決定し得る。
【００４１】
上述の構成においては、ＬＥＤは一定の電圧のパルスを用いて作動する。一定の電流強度のパルスでダイオードを作動すること、次いで、結果のピーク位置を測定することも可能である。変数ＩP及びＵPは、それぞれ使用されるＬＥＤのダイオード特徴線を介して明確にリンクされる。温度ＴLEDからのピーク位置Ｌ及びピーク位置比Ｒの対応する依存性は他の形状を有するが、それらは、ダイオードの発光Ｌの温度依存性を補正する補正因子Ｋの決定に対して同じように用いることができる。
【００４２】
光量比の形成は補正因子Ｒの決定に影響を与えない光検出器の増幅ドリフトのために予め用意されるが、オン及びオフにする手順はＬＥＤの発光及び望まない形でその温度依存性に影響を与え得る。これらの効果はさらに、２パルス以上の測定に基づく他の実施形態を用いてさらに低減され得る。
【００４３】
以下に、図４に実施形態を詳細に示す。この場合、４個のパルスを測定する、具体的には、定電圧ＵP1で異なる経過時間とｔPSとｔPLで２個のパルス、及び、定電圧ＵP2で異なる経過時間とｔPSとｔPLで２個のパルスを測定する。しかしながら、さらに精確にするために、さらに多い数のパルスを測定し、分析することもできる。
【００４４】
図３ａは、他の同等のエッジ条件、特に同一のダイオード電圧ＵP1で、異なる経過時間ｔPS及びｔPLを有する２個のパルスの電圧経過（コース）を模式的に示す。２個のパルスの電圧ＵP1は同一なので、パルスのセッティング時間及び立ち上がり時間も実質的に同一である。一定のエッジ条件で異なるパルス経過時間の２個のパルスの光量差ＬD＝Ｌ（ＵP1；ｔPL）−Ｌ（ＵP1；ｔPS）が確立されれば、同一のダイオード典型パラメータを互いから抽出され、結果として光量差がパルスのプラトー（平坦）領域の一エリアに実質的に対応するように抑制されるので、厳密に決定できる。これを図３ｂに模式的に示す。
【００４５】
２個の異なる電圧ＵP1とＵP2について光量差が示したように確立され、次いでにＵD2対するＵD1の光量比が決定される。光量比は特にパラメータＸとして作用するのに適しており、これから補正因子Ｋｇａ決定される：
【数１】
2007537583.tif 000003
ここで、
【数２】
2007537583.tif 000004
【００４６】
２個の異なる電圧及びパルス長についての光量差の比の測定の結果は、このパラメータが温度ＴLED（図８）に非常によく相関することを示している。
【００４７】
当然、光量の変動は電圧ＵPを介してだけでなく、ダイオード電流ＩPの変動を介しての結果であり得る。
【００４８】
この例において、光量を測定するために、光電子増倍管を用いたが、これによって光ダイオード又は他の様式の光検出器を用いることが可能である。
【００４９】
図６及び図８は、パラメータＸのダイオード温度Ｔへの依存性は通常非線形である。補正因子Ｋの電子的な決定はＬＥＤを直列抵抗で作動すればさらに簡単にでき、この直列抵抗を温度変化に対して非線形な挙動を有するように選択されるのが好ましい。これによってパラメータをそれぞれの対象とする温度範囲における直列の非線形性がパラメータＸの非線形性を補償するように選択され、結果としてパラメータＸのダイオード温度Ｔへのほぼ線形の依存性を対象とする温度範囲で得られる場合、測定の分析及び補正が実質的に簡単になる。
【００５０】
実際の用途では、対応する依存性を予め決定すべきであり、すなわち、通常、具体的に用いられるＬＥＤにについて特性曲線が生成されるように測定すべきである。これは、測定中に実時間でさえ測定の補正がされ得るように補正テーブル又は分析関数の形で格納され得る。
【００５１】
十分な安定化のために、パラメータＸ及びＫがＬＥＤの関連する温度変化が起こる時間間隔より小さな時間間隔で決定されるならば、それで十分である。ここで、補正は信号自体に起因するので、ＬＥＤの温度ＴLEDが測定される光量の補正について明示的に既知である必要はない。ＬＥＤの温度ＴLEDがこの方法によって決定し得るのは明らかであり、ここで、補正因子Ｋの決定はダイオード温度ＴLEDから導出される変数として決定される。このような場合には、ダイオード温度ＴLEDの測定は他の目的のためにも用いることができる。
【００５２】
例えば、ＬＥＤを用いたこのような温度測定はシンチレーション検出器の較正のために用いることができる。このようなシンチレーション検出器は通常、固体、結晶又は液体のシンチレータと光検出器とからなる。光検出器多くの場合、光電子増倍管又は光ダイオードを有する光電陰極の特性は光電陰極特に光電子増倍管の温度に依存する。一定の光量Ｌが光検出器中へ放射される場合は、光検出器の出力信号は温度起因揺らぎを補償するように較正できる。ここで、放射された光量は一定に維持されることは必ずしも必要ではないが、これが既知ならば、それで十分である。
【００５３】
シンチレータに又は光検出器の視界の範囲に接続されたＬＥＤを用いる場合は、その放出光量は上述の一の方法によって温度補正され、全光検出器はこのようなＬＥＤを用いて較正できる。ここで、これは測定中にオンラインで行うことができる。しかしながら、上述の理由により、システムの温度Ｔを測定することも可能であるが、信号値の分析が較正に対して十分なのでそれは必要というわけではない。
【００５４】
ＬＥＤが、ＬＥＤの温度がシンチレータの温度と実質的に一致するように光検出器がシンチレータに結合されて使用される場合、ＬＥＤによってシステムの増幅の温度依存性の変化に対して全システムの安定化を実現することが可能である。
【００５５】
シンチレータの発光が温度Ｔに依存することも公知である。上述の一の方法によってＬＥＤから送られて信号の分析によって公知のシンチレータの温度において、温度に依存するシンチレータの光収率及び光検出器の測定中の温度に対する依存性は、全システムの較正がＬＥＤから送られた信号の分析全体で可能となるように考慮することができる。シンチレータの光収率はそこで吸収される放射線のエネルギーに実質的に対応するので、例えば、検出器システムを校正するために必要となる放射性較正源を用いることなく、全検出器のエネルギー較正が光検出器の端部のＬＥＤによってトリガーされる信号の信号分析全体でなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】ＬＥＤを較正するための測定装置である。
【図２】時間ｔに依存するＬＥＤにおける電圧経過Ｕp1及びＵp2である。
【図３ａ】時間ｔに依存する異なるパルス長ｔPS及びｔPLでの電圧Ｕpについての電圧経過ある。
【図３ｂ】等しい電圧Ｕでの異なる長さの２つの信号長から導出された差Ｄpの模式図である。
【図４】ＬＥＤパルスのパルス振幅スペクトルである。
【図５】光量ＬとＬＥＤの２つの作動領域の温度の補正因子Ｋ（測定値）に対する依存性である。
【図６】ＬＥＤ温度から図５で示した測定値から決定された光量比Ｒの依存性である。
【図７】光量Ｌと光量比Ｒの補正因子Ｋ（測定値）に対する依存性である。
【図８】ＬＥＤ温度からＤp1及びＤp2の光量差からの比の依存性である。
【符号の説明】
【００５７】
Ｏ  光学窓
Ｐ  ペルチェ要素
Ｈ  冷却要素
【図１】
2007537583.tif 000005
【図２】
2007537583.tif 000006
【図３ａ】
2007537583.tif 000007
【図３ｂ】
2007537583.tif 000008
【図４】
2007537583.tif 000009
【図５】
2007537583.tif 000010
【図６】
2007537583.tif 000011
【図７】
2007537583.tif 000012
【図８】
2007537583.tif 000013
【国際調査報告】
2007537583.tif 000014
2007537583.tif 000015
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