JP2004152668A - Xenon lamp driving device, light source equipment, analyzer, microscope as well as diagnostic device and method - Google Patents

Xenon lamp driving device, light source equipment, analyzer, microscope as well as diagnostic device and method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To modulate intensity of light emitted from a xenon lamp. <P>SOLUTION: A certain current is supplied from a power source 11 to the xenon lamp 13 through a first circuit by turning on a first switch SW1 and turning off a second switch SW2 when starting the lighting of the xenon lamp 13 or lighting with direct current. When modulating intensity of the light emitted from the xenon lamp 13y, a certain bias current modulated by a first MOSFET Q1 and a current modulated in amplitude are supplied from the power source to the xenon lamp 13 through a second circuit by turning off the first switch SW1 and turning on the second switch SW2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キセノンランプを駆動するキセノンランプ駆動装置、キセノンランプを用いた光源装置、このような光源装置を用いた分析装置、顕微鏡並びに診断装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
キセノンランプ(Xeランプ)は、紫外から近赤外波長域の波長連続な、汎用分光分析用光源、計測用光源として広く用いられている。特に蛍光分光光度計や液体クロマトグラフィー用蛍光検出器など、蛍光測定用の光源には殆ど全てXeランプが使用されている。Xeランプを点灯するためには、点灯開始時に数万ボルトの高電圧パルスをランプのアノード電極とカソード電極間に印加する。そして電極間にスパーク放電を生じさせ、電極間のインピーダンスを瞬間的に低下させて電流経路を形成し、数アンペア以上の定電流を流して直流点灯させる。ここで、電流値はランプの定格によって決まる。
【0003】
図10は従来の直流点灯回路を説明する図である。
【0004】
Xeランプ13を点灯する際には、電源11に含まれる高電圧パルス発生器(スタータ)から高電圧を発生してXeランプ13を点灯させる。その後、Xeランプ13に電源11から一定の電流を流して直流点灯させる。
【0005】
このように従来のXeランプは直流的に駆動させるのが常識であった。しかし、蛍光分光分析を初めとする全ての計測分野において、光源からの放射光を変調させたいという要求が非常に強い。例えば、蛍光分光測定においては、変調光源とロックインアンプなどを組み合わせて、背景光に埋もれた微弱蛍光信号を取得しようとする場合や(例えば、非特許文献1,2参照。)、蛍光位相変調法を用いて試料の蛍光寿命を求めたい場合などが当てはまる(例えば、非特許文献文献3,4参照。)。さらに蛍光分光測定に限らず、吸光分光測定の場合でも信号対雑音比の向上の目的で光源を変調したい場合が多い。光音響分光分析、光熱レンズ・光熱偏向分光分析法などにおいても同様である。
【0006】
上記の変調光源とは目的をやや異とするが、従来例としてパルス点灯タイプのXeランプがフラシュキセノンランプとして市販されている。このようなランプでは、比較的ワット数の低いXeランプをパルス点灯し、繰り返し周波100Hz程度、パルス幅数マイクロ秒のオーダの非常にデユーティ比が小さな状態でスパーク放電させるものである。その応用の殆どは、試料をデルタ関数的に励起して、その後の過渡応答を測定するというものである。本発明者らは、このような目的に対しても、パルス放電キセノンランプに関して、繰り返し周波数KHz程度、パルス幅数ナノ秒のオーダでスパーク放電させるより適切な方式を提案し(例えば、非特許文献5,6,7,8参照。)パルス励起蛍光寿命測定や液体クロマトグラフィー用時間分解蛍光検出器として応用している(例えば、非特許文献9参照。)。しかし、この種の短時間パルス放電タイプのXeランプは、上記の変調光源目的には使用できない。
【0007】
一方、レーザダイオード(LD)、発光ダイオード(LED)は、非常に簡単にパルス点灯が行なえ、また一方で電流変調も行なえる。本発明者らは、LEDのナノ秒パルスを以前から報告しているが、電流変調に関しても、紫外LEDを利用して、位相変調方式蛍光寿命計を提案した(例えば、非特許文献3,4参照。)。しかし、それぞれ、発光波長域の問題や発光パワーの問題がある。現状ではまだ汎用分光計測用光源というまでには到っていない。そのような理由で、Xeランプを任意の周波数で簡便に変調する手法の開発が強く望まれていた。しかし、Xeランプをパルス点灯させることは、点灯開始時の高電圧パルス印加の必要性があることからから原理的に不可能である。したがって直流点灯用のXeランプをバイアス電流を流しながら、直接電流変調できれば良いのであるが、これまでそのような試みは全くなされていない。
【0008】
したがって従来は、通常の直流点灯タイプのXeランプを変調させる目的のため、通常は機械的なチョッパー、音響光学素子、非線形光学結晶を用いた電気光学素子などを用いてランプ放射光の変調を行なっていた。しかし機械的なチョッパーは、チョッパー面上に光源の像を結像し、さらにチョッパー通過後の光束を試料等の目的物に結像する必要があり、装置的に形状が大きくなってしまう(例えば、非特許文献10参照。)。チョッピングの周波数も高々10KHz程度である。また、チョッパーとそのドライバーに加えて紫外波長対応の光学系等、全体としてコストも高くなる。音響光学素子や電気光学素子は外部電気信号によって変調が可能であるが、チョッパーの場合と同様、結像光学系が必要であるといった問題や、紫外波長域での分光透過率の低下の問題がある。また、特に電気光学素子は周辺制御回路や高圧電源等を含めて価格が非常に高くなるという問題もあった。音響光学素子の場合は、電気光学素子の場合ほどではないがやはりシステムが高価複雑になってしまう。さらに、これらはいずれも従来の直流点灯モードと併用、あるいは容易に切り替えて使用するのはシステム構成上かなり繁雑となっていた。
【0009】
【非特許文献1】
佐藤隆宣、須崎寛則、岩田哲郎、山本賢太郎、小竹玉緒、伊永隆史、「マイクロチップを用いた蛍光検出型NO2モニタリング装置」、電気学会誌E、Vol.121−E、No.9、pp.507 − 512、2001.
【0010】
【非特許文献2】
T. Iwata, T. Takasu, T. Miyata, T. Araki, “Combination of a Gated Photomultiplier Tube and a Phase Sensitive Detector for Use in an Intensive Pulsed Background Situation”, Opt. Rev. , Vol.9, No.1, pp.18 − 24, 2002.
【0011】
【非特許文献3】
T. Iwata, T. Kamada, T. Araki, “Phase−Modulation Fluorometer Using an Ultraviolet Light−Emitting Diode,” Opt. Rev. , Vol.7, No.6, pp.495− 498,2000.
【0012】
【非特許文献4】
T. Iwata, A. Hori, T. Kamada, “Ptoton−Counting Phase−Modulation Fluorometer”, Opt. Rev., Vol.8, No.5, pp.326 − 330, 2001.
【0013】
【非特許文献5】
T. Komatsu, T. Iwata, T. Araki, “Reduction in Time Jitter for Free−Running, Nanosecond−Pulsed, Xe Lamp by Supplementary Illumination with Blue Light−Emitting Diode,” Rev. Sci. Instrum.. , Vol.71, No.4, pp.1621−1626, 2000.
【0014】
【非特許文献6】
岩田哲郎、堀留知徳、小松敏行、荒木勉、「自走放電型ナノ秒Xeパルス白色光源の空間過渡発光特性」、分光研究、Vol.49、No.5、pp.243 − 248、2000.
【0015】
【非特許文献7】
T. Iwata, T. Tanaka, T. Komatsu, T. Araki, “An Externally−Controlled, Nanosecond−Pulsed, Xe Lamp Using a High Voltage Semiconductor Switch, ” Rev. Sci. Instrum., Vol.71, No.11, pp4045 − 4049, 2000.
【0016】
【非特許文献8】
T. Iwata, T. Tanaka, T. Araki, T. Uchida, “Externally−Controlled Nanosecond Xe Discharge Lamp Equipped with a Synchronous High−Voltage Power Supply Using an Automobile Ignition Coil”, Rev. Sci. Instrum. , Vol.73, No.9, pp3165 − 3169, 2002.
【0017】
【非特許文献9】
T. Iwata, J. Koshoubu, Y. Kurosu, T. Araki, “Time−Resolved High−Performance Liquid Chromatography Fluorescence Detector Using a Nanosecond Pulsed Light Source for Detecting Lanthanide−Chelated Compounds, ” J. Chromatogr. A , Vol.859, pp.13−21, 1999.
【0018】
【非特許文献10】
T. Iwata, M. Senda, Y. Kurosu, T. Tsuji, M. Maeda, “Construction of Time−Resolved Fluorescence Detector for Amino Compounds after High Performance Liquid Chromatography Using Europium Chelate,” Anal. Chem., Vol.69,No.10, pp.1861−1865, 1997.
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述の課題を解決するために提案されるものであって、キセノンランプの放出する光の強度を変調するキセノンランプ駆動装置、このようなキセノンランプ駆動装置を用いてキセノンランプを駆動する光源装置、このような光源装置を用いた分析装置、顕微鏡並びに診断装置及び方法を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明に係るキセノンランプ駆動装置は、キセノンランプを駆動するものであって、キセノンランプに電流を供給する電源と、前記電源から前記キセノンランプに一定の電流を供給する第1の回路と、前記電源から前記キセノンランプに一定のバイアス電流と振幅変調された電流を供給する第2の回路と、前記第1及び第2の回路を切り替える切り替え手段と、を有する。
【0021】
好ましくは、前記第2の回路は、前記キセノンランプに供給する電流を制御する電流制御手段を有する。
【0022】
好ましくは、前記電流制御手段は、半導体素子であり、前記半導体素子は、MOSFET、パワートランジスタ又はIGBT(インシュレーテッドギガビットトランジスタ)の少なくとも一つを含む。
【0023】
好ましくは、前記切り替え手段は、機械式スイッチ、電磁リレー又は高圧半導体スイッチである。
【0024】
好ましくは、前記電源は、前記キセノンランプの点灯開始時に所定電圧を発生する機能を有し、前記切り替え手段は、前記点灯開始時には前記第1の回路に切り替える。
【0025】
好ましくは、前記第2の回路は、前記第1の回路に直列に前記電流制御手段を挿入したものである。
【0026】
好ましくは、前記第1の回路は、前記電源から前記キセノンランプに供給する電流を制限する電流制限手段を有し、前記第2の回路は、前記電流制御手段を前記電流制限手段に並列に接続したものである。
【0027】
好ましくは、前記第1の回路は、前記電源から前記キセノンランプに供給される電流を制御する第1の電流制御手段を有し、前記第2の回路は、前記電源から前記キセノンランプに供給される電源を制御する第2の電流制御手段を有する。
【0028】
好ましくは、前記第1および第2の電流制御手段は、半導体スイッチング素子であり、前記半導体スイッチング素子は、MOSFET、パワートランジスタ又はIGBT(インシュレーテッドギガビットトランジスタ)の少なくとも一つを含む。
【0029】
好ましくは、本発明に係るキセノンランプ駆動装置は、キセノンランプを駆動するものであって、キセノンランプに電流を供給する電源と、前記電源の電圧が一定の値を超えると前記電源から前記キセノンランプに電流を供給する第1の回路と、前記電源から前記キセノンランプに一定のバイアス電流と振幅変調された電流を供給する、前記第1の回路と並列に接続された第2の回路と、を有する。
【0030】
好ましくは、前記第2の回路は、前記キセノンランプに供給する電流を制御する電流制御手段を含む。
【0031】
好ましくは、前記電流制御手段は、半導体スイッチング素子であり、MOSFET、パワートランジスタ又はIGBT(インシュレーテッドギガビットトランジスタ)の少なくとも一つを含む。
【0032】
好ましくは、前記電源は、前記キセノンランプの点灯開始時に所定電圧を発生する機能を有する。
【0033】
好ましくは、前記第1の回路は、一定電圧を越えると導通する電圧感知手段を有する。
【0034】
好ましくは、前記電圧感知手段は、サージアブゾーバである。
【0035】
本発明に係る光源装置は、キセノンランプと、前記キセノンランプを駆動する前記いずれか1つの構成のキセノンランプ駆動装置と、を有する。
【0036】
本発明に係る顕微鏡は、前記光源装置から供給された強度を変調された光を用いて試料を観測する。
【0037】
好ましくは、前記光源装置から供給された光で前記試料を落射照明する。
【0038】
本発明に係る診断装置は、組織を診断するものであって、前記光源装置から供給された強度を変調された光を照射することにより組織を励起する励起手段と、前記励起された組織からの蛍光又は燐光の寿命を測定する測定手段と、前記測定した寿命に基づいて当該組織の状態を判定する判定手段と、を有する。
【0039】
好ましくは、前記励起手段は、強度を正弦波状に変調した光で前記組織を励起し、前記測定手段は、前記寿命を前記正弦波状の強度の光と前記蛍光又は燐光の位相差から算出する。
【0040】
好ましくは、前記判定手段は、前記寿命が閾値を超えると当該組織が腫瘍であると判定する。
【0041】
好ましくは、前記顕微鏡を用い、前記励起手段は、前記光源装置から供給された光で前記試料を前記試料に落射照明することにより励起し、前記測定手段は前記試料の特定部位からの蛍光又は燐光についての前記位相差から当該部位について前記寿命を算出する。
【0042】
本発明に係る診断方法は、組織を診断するものであって、光源装置から供給された強度を変調された光を照射することにより組織を励起するステップと、前記励起された組織からの蛍光又は燐光の寿命を測定するステップと、前記測定した寿命に基づいて当該組織の状態を判定するステップと、を有する。
【0043】
好ましくは、前記光源装置の供給する光は強度を正弦波状に変調されたものであり、前記寿命は、前記蛍光又は燐光との位相差から算出する。
【0044】
好ましくは、前記蛍光又は燐光の寿命が閾値を超えると当該組織が腫瘍であると判断する。
【0045】
好ましくは、前記顕微鏡を用いて、前記組織の所定部位に前記光源装置から供給された光を照射し、当該部位についての前記位相差から蛍光又は燐光の寿命を算出する。
【0046】
本発明に係る分析装置は、前記光源装置から供給された強度を変調された光を照射することで試料を励起し、前記励起された試料からの蛍光又は燐光を観測し、前記観測の結果に基づいて当該試料を分析する。
【0047】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るキセノンランプ(以下、Xeランプという。)駆動装置、光源装置、分析装置、顕微鏡並びに診断装置及び方法の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0048】
本実施の形態では、Xeランプを駆動するXeランプ駆動装置をXeランプと組み合わせた光源装置について説明するが、本発明はXeランプを駆動するXeランプ駆動装置単体でも実現することができる。
【0049】
図1は、第1の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【0050】
第1の実施の形態の光源装置は、電源11と、Xeランプ13と、第1及び第2のスイッチ(切り替え手段)SW1,SW2とを有している。これらの内、電源11、Xeランプ13及び第1のスイッチSW1は、Xeランプ13の点灯開始時又は直流点灯の際に電源11からXeランプ13に電流を供給する第1の回路を構成している。
【0051】
電源11は、Xeランプ13に電流を供給するとともに、Xeランプ13の点灯開始時に高電圧パルスを発生するスタータを備えている。Xeランプ13の点灯開始時には、第1のスイッチSW1をオン、第2のスイッチSW2をオフとして、電源11のスタータからXeランプ13に第1の回路を介して高電圧パルスを印加する。
【0052】
Xeランプ13を直流点灯する際には、同じく第1のスイッチSW1をオン、第2のスイッチSW2をオフとして、電源11からXeランプ13に第1の回路を介して一定の電流を供給する。
【0053】
第1の実施の形態の光源装置は、Nチャンネルの第1のMOSFET(電流制御手段)Q1と、第1乃至第3の抵抗R1,R2,R3と、結合用コンデンサCとを有している。前記電源11及びXeランプ13、第2のスイッチSW2、第1のMOSFET Q1及び第1の抵抗R1は、Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際に電源11からキセノンランプ13に電流を供給する第2の回路を構成している。この第2の回路は、第1の回路の第1のスイッチSW1を第2のスイッチSW2、第1のMOSFET Q1及び第1の抵抗R1で置き換えたものである。第1の抵抗R1は、第1のMOSFET Q1のソース電流を制限している。
【0054】
第1の実施の形態の光源装置は、第1のMOSFET Q1のバイアス電圧を設定する第2及び第3の抵抗R2,R3と、第1のMOSFET Q1に入力信号を結合する結合用コンデンサCを有している。
【0055】
第2及び第3の抵抗R2,R3は、バイアス用電圧源Vbから供給される電圧を分割して第1のMOSFET Q1のゲートに印加するバイアス電圧を設定している。結合用コンデンサCは、入力端子Sに入力された信号の交流成分を第1のMOSFET Q1のゲートに供給している。
【0056】
第1のMOSFET Q1は、第2及び第3の抵抗R2,R3によって設定されたバイアス電圧と結合用コンデンサCから入力された入力端子Sへの入力信号の交流成分の重畳に応じて、バイアス電流及び変調電流をドレイン電流として流すように制御している。
【0057】
ここで、バイアス電流とは、Xeランプ13におけるアークを維持するために必要な例えば数A程度の一定電流である。バイアス電流は、第1乃至第3の抵抗R1,R2,R3の値によって設定される。
【0058】
変調電流とは、Xeランプ13の放出する光の強度を変調する電流である。この変調電流は、入力端子Sに入力された入力信号によって制御される。入力端子Sは、例えば光の強度を変調する所望の周波数の正弦波が入力される。
【0059】
このように、Xeランプ13は、バイアス電流によってアークが維持されつつ、入力端子Sへの入力信号に応じた変調電流によって放出する光の強度が変調される。
【0060】
第1の実施の形態の光源装置において強度を変調した光を放出するまでには、次のような手順が必要である。
【0061】
まず、第1のスイッチSW1をオン、第2のスイッチSW2をオフとし、電源11の備えるスタータからXeランプ13に第1の回路を介して高電圧パルスを供給し、Xeランプ13を点灯させる。スタータによってXeランプ13が点灯した後、Xeランプ13の状態が安定するまで、電源11からXeランプ13に第1の回路を介して一定の電流を供給し、直流点灯を維持する。
【0062】
Xeランプ13の点灯から所定時間が経過してXeランプ13の状態が安定すると、第2のスイッチSW2をオンとした後、第1のスイッチSW1をオフとして、電源11からXeランプ13に第2の回路を介して電流を供給する。第2の回路においては、Xeランプ13に供給される電流は、第1のMOSFET Q1によって制御される。すなわち、Xeランプ13には、第1のMOSFET Q1のドレイン電流としてバイアス電流及び変調電流が供給される。Xeランプ13は、変調電流に応じた強度で変調された光を放出する。
【0063】
第1の実施の形態の光源装置では、Xeランプ13の点灯開始時には、電源11の備えるスタータによってXeランプ13に高電圧パルスが供給されるが、この際には第2のスイッチSW2はオフにされている。したがって、第1のMOSFET Q1が高電圧パルスの印加により破壊される恐れがない。このように、本実施の形態の光源装置においては、Xeランプ13の点灯起動、直流点灯、光の強度を変動させた点灯を安全で確実に実行することができる。
【0064】
図2は、ソース電圧とXeランプ13の光強度の測定結果を示すタイムチャートである。
【0065】
図2(a)はXeランプ13の光強度(任意単位、正負逆転)であり、図2(b)はソース電圧(任意単位)である。横軸は、単位目盛り5μsである。
【0066】
光源装置には、35WタイプのXeランプ13(L2193、浜松フォトニクス)と第1のMOSFET Q1(BUK454−200B, Philips Semiconductors)を用いた。
【0067】
ここでは、入力端子Sに周波数100kHzの信号を入力して電流変調させた場合の第1のMOSFET Q1のソース電圧の波形と、Xeランプ13からの放射光を光電子増倍管(U7400 浜松フォトニクス、50Ω負荷)で受光したオシロスコープの波形を示した。このときの変調度は約25%であった。変調度の最大値は、Xeランプ13が消灯もしくは発光が不安定になる電流値と電源11の最大電流容量によって決まる。第1のMOSFET Q1のゲート電圧と平均ドレイン電流、入力端子Sに印加する正弦波のピーク電圧を最適化すれば、さらに約50%にまで変調度を向上させることができると思われる(日本光学会、Optics Japan 2002、講演要旨集)。
【0068】
図3は、第2の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【0069】
第2の実施の形態の光源装置は、図1に示した第1の実施の光源装置において第1のスイッチSW1と電源11間に抵抗(電流制限手段)を挿入したものである。
【0070】
第2の実施の形態では、電源11、Xeランプ13、第1のスイッチSW1及び抵抗Rが、Xeランプ13の点灯開始時又は直流点灯時に電源11からXeランプ13に電流を供給する第1の回路を構成している。
【0071】
また、前記電源11及びXeランプ13と、第1のスイッチSW1及び抵抗R、第2のスイッチSW2、第1のMOSFET Q1及び第1の抵抗R1の並列回路とが、Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際に電源11からXeランプ13に電流を供給する第2の回路を構成している。すなわち、第2の回路は、第1の回路における第1のスイッチSW1及び抵抗Rに、第2のスイッチSW2、第1のMOSFET Q1及び第1の抵抗R1を並列に接続したものである。
【0072】
第2の実施の形態では、Xeランプ13の点灯開始時又は直流点灯の際には、第1のスイッチSW1をオン、第2のスイッチSW2をオフとして、電源11からXeランプ13に第1の回路を介して電流を供給する。Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際には、第1及び第2のスイッチSW1,SW2をオンにして、電源からXeランプ13に第2の回路を介して電流を供給する。第2の回路においては、Xeランプ13に供給される電流は、第1のMOSFET Q1によって制御される。
【0073】
第2の実施の形態では、第1のスイッチSW1は常に閉じられ、抵抗Rには常時電流が流れている。したがって、抵抗Rを流れる電流と、この抵抗Rに並列接続された第1のMOSFET Q1を流れる電流によりXeランプ13の光の強度が制御される。
【0074】
このように、第2の実施の形態は、抵抗Rと第1のMOSFET Q1の並列回路によって電流を制御しているので並列制御方式といえる。これに対して、第1の実施の形態は、第1のMOSFET Q1でのみ電流を制御しているので直列制御方式といえる。これら並列制御方式と直列制御方式のいずれかを使用するべきかは、第1のMOSFET Q1に流れる電流(オン抵抗)とパワー消費、変調の深さなどを考慮して判断すべきである。
【0075】
図4は、第3の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【0076】
第3の実施の形態の光源装置は、図3に示した第2の実施の形態の光源装置において、第1のスイッチSW1及び抵抗Rに、第3のスイッチSW3、第2のMOSFET(第2の電流制御手段) Q2及び第5の抵抗R5を並列接続したものである。また、第3の実施の形態の光源装置は、第2のMOSFET Q2に印加するバイアス電圧を設定する第6及び第7の抵抗R6,R7も有している。
【0077】
第3の実施の形態では、電源11、Xeランプ13と、第1のスイッチSW1及び抵抗R、第3のスイッチSW3、第2のMOSFET Q2及び第5の抵抗R5の並列回路とが、Xeランプ13の点灯開始時又は直流点灯時に電源11からXeランプ13に電流を供給する第1の回路を構成している。
【0078】
また、前記電源11及びXeランプ13と、第1のスイッチSW1及び抵抗R、第2のスイッチSW2、第1のMOSFET(第1の電流制御手段) Q1及び第1の抵抗R1の並列回路とが、Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際に電源11からXeランプ13に電流を供給する第2の回路を構成している。
【0079】
第3の実施の形態では、Xeランプ13の点灯開始時に第1のスイッチSW1をオン、第2及び第3のスイッチSW2,SW3をオフ、Xeランプ13の直流点灯の際には第1及び第3のスイッチSW1,SW3をオン、第2のスイッチSW2をオフとし、電源11からXeランプ13に第1の回路を介して電流を供給する。
【0080】
ここで、Xeランプ13の点灯開始時に第2及び第3のスイッチSW2,SW3をオフにするのは、第1及び第2のMOSFET Q1,Q2が電源11の備えるスタータによる高電圧パルスによって破損しないようにするためである。
【0081】
Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際には、第1及び第2のスイッチSW1,SW2をオン、第3のスイッチSW3をオフにして、電源からXeランプ13に第2の回路を介して電流を供給する。
【0082】
第3の実施の形態では、Xeランプ13の直流点灯の際に第1の回路を介してXeランプ13に供給する電流を、第2のMOSFET Q2によって制御することができる。すなわち、直流点灯の際には第1及び第3のスイッチSW1,SW3をオンとし、第6及び第7の抵抗R6,R7によって第2のMOSFET Q2のバイアス電圧を設定することにより、第2のMOSFET Q2のドレイン電流を制御することができる。したがって、第1のスイッチSW1及び第1の抵抗R1、第3のスイッチSW3、第2のMOSFET Q2及び第5の抵抗R5の並列回路によって電流が制御される。
【0083】
Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際の制御は、第2の実施の形態と同様である。
【0084】
図5は、第4の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【0085】
第4の実施の形態の光源装置は、図4に示した第3の実施の形態の光源装置に、Xeランプ13が放射した光を検出するフォトダイオード15と、フォトダイオード15から入力された信号を増幅する増幅器17と、増幅器17から入力された信号に基づいて制御を行う制御部19と追加したものである。
【0086】
これらの追加要素を除くと、第4の実施の形態の光源装置は、前述の第3の実施の形態と同様である。ただし、第4の実施の形態においては、Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際に電源11からXeランプ13に電流を供給する第2の回路は、電源11及びXeランプ13と、第1のスイッチSW1及び抵抗R、第2のスイッチSW2、第1のMOSFET Q1及び第1の抵抗R1、第3のスイッチSW3、第2のMOSFET Q2及び第5の抵抗R5の並列回路とによるものである。
【0087】
第4の実施の形態においては、第2のMOSFET Q2のゲート電圧は、フォトダイオード15によって検出されたXeランプ13の光強度に基づいて制御部19によってフィードバック制御されている。
【0088】
制御部19は、Xeランプ13の放出する光の強度が大きいときには第2のMOSFET Q2のゲート電圧を下げてドレイン電流を減少させ、光強度が小さいときには第2のMOSFET Q2のゲート電圧を上げてドレイン電流を増加させる。Xeランプ13の放出する光の強度のフィードバックによる制御は、蛍光分光光度計における励起スペクトルの測定などに適している。
【0089】
図6は、第5の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【0090】
第5の実施の形態の光源装置は、第1の実施の形態の光源装置において、電源11からXeランプ13に至る経路に、コイルL及びコンデンサCからなるLC回路21を切り替えにより挿入可能に設けたものである。
【0091】
第5の実施の形態においては、Xeランプ13の点灯開始時又は直流点灯の際には、第3のスイッチSW3を接点aに、第4のスイッチSW4を接点cに接続する。これによって、電源11の備えるスタータからコイルLのインダクタンスに妨げられることなくXeランプ13に高電圧パルスを供給することができる。
【0092】
一方、Xeランプ13の放出する光の強度を変調する際には第3のスイッチSW3を接点bに、第4のスイッチSW4を接点dに接続する。この場合、直流成分であるバイアス成分は電源11からコイルLを介してXeランプ13に供給され、交流成分の変調電流は、コンデンサCによって電源11をバイパスされる。
【0093】
第5の実施の形態では、Xeランプ13の放出する光の強度を変調する変調電流が電源11をバイパスされるので交流成分の損失が小さい。このような交流成分の損失は周波数が高くなるにつれて大きくなるので、第5の実施の形態は、Xeランプ13の放出する光の強度を高周波で変調する場合に適している。
【0094】
図7は、第6の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【0095】
第6の実施の形態の光源装置は、第2の実施の形態の光源装置において、第1及び第2のスイッチSW1,SW2を取り除き、抵抗Rをサージアブゾーバ(電圧感知手段)SAに置き換えたものである。サージアブゾーバSAは、所定値以上の電圧が印加されると導通する性質を有すし、たとえば大電流容量のツェナーダイオードによって代用することもできる。
【0096】
第6の実施の形態では、Xeランプ13の点灯開始時にXeランプ13に高電圧パルスを印加する際には、サージアブゾーバSAが導通し、電流はサージアブゾーバSAを介して流れる。このため、第1のMOSFET Q1に高電圧パルスが加わって破損の恐れはない。
【0097】
Xeランプ13の直流点灯又はXeランプ13の放出する光の強度を変調する際は、サージアブゾーバ13に印加される電圧は所定電圧以下であり、サージアブゾーバ13は導通せず、電流は第1のMOSFET Q1及び第1の抵抗R1を介して流れる。
【0098】
このように、第7の実施の形態では、第1の実施の形態の光源装置と同等の動作を、第1の実施の形態における第1及び第2のスイッチSW1,SW2の切り替えなしに行うことができ、操作が容易であるとともに動作が確実である。
【0099】
図8は、生体組織診断装置を構成する落射型蛍光顕微鏡の構成を示す図である。
【0100】
落射型蛍光顕微鏡50は、筐体51の内部に、光源52と、コリメータレンズ53と、反射鏡54と、試料ステージ55と、対物レンズ56と、ダイクロイックビームスプリッタ57と、プリズム58と、接眼レンズ59と、光電子増倍管(PMT)60とを有している。
【0101】
落射型蛍光顕微鏡50は、光源装置40から強度が変調された光が供給され、試料を落射照明し、励起された蛍光を観測する。光源装置40から落射型蛍光顕微鏡50に筐体50の横から入射された光は、筐体50内のダイクロイックビームスプリッタ57によって方向を転じられ、対物レンズ56を介して試料ステージ55上の試料を落射照明する。試料は、この照明によって励起され、蛍光を放出する。
【0102】
試料の放出した蛍光は、対物レンズ56、ビームスプリッタ57、プリズム58及び接眼レンズ59を介して像として観測される。また、ビームスプリッタ57を透過した蛍光の一部は、光電子増倍管60によって電気信号として検出される。
【0103】
コリメータレンズ53及び反射鏡54を介して試料ステージ55に入射する光源52からの照明は、試料ステージ55における試料の位置決めなどに用いる。
【0104】
このように位置決めした臨床試料のような試料の特定の部位に光源装置40から供給された強度を変調された光を照射する。そして、この光の照射により励起された蛍光の寿命を測定する。光源装置40からは正弦波状に強度を変調した光が供給され、これに応じて試料からは正弦波状の強度の蛍光が放出される。これらの正弦波間の位相差を測定し、この位相差から蛍光の寿命を算出する。
【0105】
本実施の形態の落射型蛍光顕微鏡50は、構造が簡単で小型であり、取り扱いが容易である。この落射型蛍光顕微鏡50によると、臨床試料などの試料にダメージを与えることなく、試料の蛍光寿命を迅速かつ簡便に測定することができる。
【0106】
生体組織診断装置は、落射型蛍光顕微鏡50の他に、落射型蛍光顕微鏡50に強度を変調された光を供給する前述の光源装置と、前記強度を変調された光とこの光によって励起された蛍光を観測した信号を供給され、これらの信号の位相差から所定のアルゴリズムに基づいて組織の状態を判定するコンピュータを有する。このコンピュータは、生体組織の診断方法として、次に述べるような方法にしたがって組織を判定する。
【0107】
図9は、前記生体組織診断装置を用いた生体組織を診断する診断方法を説明する図である。
【0108】
この診断方法は、前述の光源装置から臨床試料などの組織に正弦波状に強度を変調した光s1を照射する。そして、この光の照射により励起された組織から放出された正弦波状の強度を有する蛍光s2,s3と前記照射した光s1との位相差を測定する。そして、位相差から蛍光の寿命を算出し、この寿命が閾値を超える場合には当該組織は腫瘍であり、閾値を超えない場合には正常であると判定する。
【0109】
より詳細には、以下の通りである。図中の曲線s1は、光源装置から供給された強度が正弦波状の励起光の強度の時間変化を示す。図中の曲線s2,s3は、曲線s1の強度変化を有する励起光によって励起された蛍光の強度の時間変化を示す。
【0110】
腫瘍の識別は、次のように行う。例えば、正常組織の放出する蛍光は曲線s2のように励起光s1に対して遅延が比較的小さいが、腫瘍組織の放出する蛍光は曲線s3のように励起光s1に対して遅延が比較的大きい。前記曲線s3は、曲線s2に対して位相差θだけ遅れている。
【0111】
ここで、励起光の角周波数をωとすると、位相差θと遅延時間τの間には蛍光減衰波形が単一指数関数で表現されると仮定すると、tanθ=ωτの関係がある。したがって、位相差から決まる遅延時間が決まり、この遅延時間に基づいて寿命が得られる。そして、蛍光の寿命が所定の閾値を超える場合に腫瘍であり、超えない場合に正常であると識別する。
【0112】
このように、前記光源から発した強度を変調した光を用いることにより、組織が腫瘍であるか正常であるかを容易に診断することができる。また、この診断に前記落射型蛍光顕微鏡を用いることにより、試料の診断を容易に行うことができる。
【0113】
なお、前述の実施の形態においては、蛍光について説明したが、燐光についても蛍光と同様に本発明を適用することができる。
【0114】
以上のように、本実施の形態によると、紫外から近赤外波長域にわたる安価・簡便な変調Xe光源を実現することができた。本発明者は、従来は不可能と考えられていた、あるいは全く顧みられていなかった、直流点灯用のXeランプの直接電流変調を実現させた。変調回路は極めてシンプル・安価・小型であり、従来の直流点灯用Xeランプに対して、光学系の変更が全くなしに、容易に切り換え、あるいは併用可能であるという優れた特長を有する。
【0115】
本提案の電流変調Xeランプは、次のような装置機器に使用可能である。顕微分光用光源、液体クロマトグラフィー用蛍光検出器、汎用の蛍光分光光度計、可視・紫外吸光分光光度計、光音響用光源、フラシュフォトリシス用連続光源、など。また、変調周波数を高くできれば、位相変調型蛍光寿命計の光源として大きな利用価値がある。
【0116】
なお、本実施の形態は、本発明の具体例を示すものであり、本発明はこれに限定されない。本技術分野の専門化には、本発明の範囲を逸脱することなく、設計変更等が可能であることは明らかであろう。
【0117】
【発明の効果】
前述のように、本発明によると、キセノンランプの放出する光の強度を変調することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【図2】ソース電圧とキセノンランプの光強度の測定結果を示すタイムチャートである。
【図3】第2の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【図4】第3の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【図5】第4の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【図6】第5の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【図7】第6の実施の形態の光源装置の構成を示す図である。
【図8】落射型蛍光顕微鏡の構成を示す図である。
【図9】診断方法を説明する図である。
【図10】従来の直流点灯回路を示す図である。
【符号の説明】
11 電源
13 キセノンランプ
C 結合用コンデンサ
Q1 第1のMOSFET
Q2 第2のMOSFET
R 抵抗
R1 第1の抵抗
R2 第2の抵抗
R3 第3の抵抗
S 入力端子
SW1 第1のスイッチ
SW2 第2のスイッチ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a xenon lamp driving device for driving a xenon lamp, a light source device using a xenon lamp, an analyzer using such a light source device, a microscope, a diagnostic device, and a method.
[0002]
[Prior art]
A xenon lamp (Xe lamp) is widely used as a light source for general-purpose spectroscopic analysis and a light source for measurement that has a continuous wavelength in the ultraviolet to near-infrared wavelength range. In particular, almost all Xe lamps are used as light sources for fluorescence measurement, such as fluorescence spectrophotometers and fluorescence detectors for liquid chromatography. To turn on the Xe lamp, a high voltage pulse of tens of thousands of volts is applied between the anode and cathode electrodes of the lamp at the start of lighting. Then, a spark discharge is generated between the electrodes, the impedance between the electrodes is instantaneously reduced to form a current path, and a constant current of several amperes or more is passed to perform DC lighting. Here, the current value is determined by the rating of the lamp.
[0003]
FIG. 10 is a diagram illustrating a conventional DC lighting circuit.
[0004]
When the Xe lamp 13 is turned on, a high voltage is generated from a high voltage pulse generator (starter) included in the power supply 11 to turn on the Xe lamp 13. Thereafter, a constant current is supplied from the power supply 11 to the Xe lamp 13 to perform DC lighting.
[0005]
As described above, it is common sense to drive the conventional Xe lamp in a DC manner. However, in all measurement fields including fluorescence spectroscopy, there is a very strong demand to modulate the emitted light from the light source. For example, in fluorescence spectrometry, when a modulated light source and a lock-in amplifier are combined to obtain a weak fluorescence signal buried in background light (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2), or fluorescence phase modulation This applies to a case where it is desired to determine the fluorescence lifetime of a sample using the method (for example, see Non-Patent Documents 3 and 4). Furthermore, in many cases, not only in fluorescence spectrometry but also in absorption spectrometry, it is often desired to modulate the light source for the purpose of improving the signal-to-noise ratio. The same applies to photoacoustic spectroscopy, photothermal lens / photothermal deflection spectroscopy, and the like.
[0006]
Although the purpose is slightly different from that of the above-mentioned modulated light source, a pulse lighting type Xe lamp is commercially available as a flash xenon lamp as a conventional example. In such a lamp, a Xe lamp having a relatively low wattage is pulse-lit, and a spark discharge is performed in a state where the repetition frequency is about 100 Hz and the duty ratio is very small, on the order of several microseconds. Most of its applications are to excite the sample in a delta function and measure the subsequent transient response. The present inventors have proposed a more appropriate method for spark discharge on the order of a repetition frequency of about KHz and a pulse width of several nanoseconds for a pulse discharge xenon lamp for such a purpose (for example, see Non-Patent Documents). 5, 6, 7, 8). It is applied as a time-resolved fluorescence detector for pulse-excited fluorescence lifetime measurement or liquid chromatography (for example, see Non-Patent Document 9). However, this kind of short pulse discharge type Xe lamp cannot be used for the purpose of the modulated light source.
[0007]
On the other hand, a laser diode (LD) and a light emitting diode (LED) can perform pulse lighting very easily, and can also perform current modulation. The present inventors have reported the nanosecond pulse of the LED for a long time, but also proposed a phase modulation type fluorescence life meter using an ultraviolet LED for current modulation (for example, Non-Patent Documents 3 and 4). reference.). However, there are problems of the emission wavelength range and emission power, respectively. At present, it has not yet become a general-purpose spectrometry light source. For such a reason, development of a method for simply modulating the Xe lamp at an arbitrary frequency has been strongly desired. However, pulse lighting of the Xe lamp is theoretically impossible because of the necessity of applying a high-voltage pulse at the start of lighting. Therefore, it is sufficient if the current can be directly modulated while flowing a bias current through the Xe lamp for DC lighting, but no such attempt has been made so far.
[0008]
Therefore, conventionally, for the purpose of modulating a normal DC lighting type Xe lamp, the lamp radiation light is usually modulated using a mechanical chopper, an acousto-optic device, an electro-optic device using a nonlinear optical crystal, or the like. I was However, a mechanical chopper needs to form an image of a light source on a chopper surface, and further form a light beam after passing through the chopper on a target object such as a sample, which results in an increase in device size (for example, , Non-Patent Document 10.). The chopping frequency is at most about 10 KHz. In addition to the chopper and its driver, an optical system for the ultraviolet wavelength and the like also increase the cost as a whole. The acousto-optic and electro-optic elements can be modulated by an external electric signal, but like the chopper, there are problems such as the need for an imaging optical system and the problem of a decrease in spectral transmittance in the ultraviolet wavelength range. is there. In addition, there is a problem that the price of the electro-optical element, including the peripheral control circuit and the high-voltage power supply, becomes extremely high. In the case of an acousto-optic element, the system becomes expensive and complicated, though not as much as in the case of an electro-optic element. Furthermore, it is quite complicated in terms of the system configuration to use them together with the conventional DC lighting mode or to easily switch and use them.
[0009]
[Non-patent document 1]
Takanori Sato, Hironori Suzaki, Tetsuro Iwata, Kentaro Yamamoto, Tamao Kotake, Takashi Inaga, "Fluorescence Detecting NO2 Monitoring Device Using Microchip", IEEJ, Vol. 121-E, No. 9, pp. 507-512, 2001.
[0010]
[Non-patent document 2]
T. Iwata, T .; Takasu, T .; Miyata, T .; Araki, “Combination of a Gated Photomultiplier Tube and a Phase Sensitive Detector for Use in an Intensive Pulsed Situation.”, Occasionally. Rev .. , Vol. 9, No. 1, pp. 18-24, 2002.
[0011]
[Non-Patent Document 3]
T. Iwata, T .; Kamada, T .; Araki, "Phase-Modulation Fluorometer Using an Ultraviolet Light Light-Emitting Diode," Opt. Rev .. , Vol. 7, No. 6, pp. 495-498, 2000.
[0012]
[Non-patent document 4]
T. Iwata, A .; Hori, T .; Kamada, "Ptoton-Counting Phase-Modulation Fluorometer", Opt. Rev .. , Vol. 8, No. 5, pp. 326-330, 2001.
[0013]
[Non-Patent Document 5]
T. Komatsu, T .; Iwata, T .; Araki, "Reduction in Time Jitter for Free-Running, Nanosecond-Pulsed, Xe Lamp by Supplementary Illumination with Blue Lighting-Emitting. Sci. Instrum. . , Vol. 71, No. 4, pp. 1621-1626, 2000.
[0014]
[Non-Patent Document 6]
Tetsuro Iwata, Tomonori Horidome, Toshiyuki Komatsu, Tsutomu Araki, "Spatial transient emission characteristics of self-propelled discharge nanosecond Xe pulsed white light source", Spectroscopy, Vol. 49, no. 5, pp. 243-248, 2000.
[0015]
[Non-Patent Document 7]
T. Iwata, T .; Tanaka, T .; Komatsu, T .; Araki, "An Externally-Controlled, Nanosecond-Pulsed, Xe Lamp Using a High Voltage Semiconductor Switch," Rev. Sci. Instrum. , Vol. 71, No. 11, pp 4045-4049, 2000.
[0016]
[Non-Patent Document 8]
T. Iwata, T .; Tanaka, T .; Araki, T .; Uchida, "Externally-Controlled Nanosecondd Xe Discharge Lamp Equipped with a Synchronous High-Voltage Power on a Yearly Usage in a Second Life." Sci. Instrum. , Vol. 73, No. 9, pp3165-3169, 2002.
[0017]
[Non-Patent Document 9]
T. Iwata, J .; Koshoubu, Y .; Kurosu, T .; Araki, "Time-Resolved High-Performance Liquid Chromatography Fluorescence Detector Utilizing a Nanosecond Pulsed Lighting Journey for the Departure of Trading for the Departure of the Contracting Led. Chromatogr. A, Vol. 859, p. 13-21, 1999.
[0018]
[Non-Patent Document 10]
T. Iwata, M .; Senda, Y .; Kurosu, T .; Tsuji, M .; Maeda, "Construction of Time-Resolved Fluorescence Detector for Amino Compounds after High Performance Liquid Chromatography, Using Chromaography, U.S.A. Chem. , Vol. 69, no. 10, pp. 1861-1865, 1997.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and has a xenon lamp driving device that modulates the intensity of light emitted from a xenon lamp, and drives a xenon lamp using such a xenon lamp driving device. It is an object of the present invention to provide a light source device, an analyzer using such a light source device, a microscope, a diagnostic device, and a method.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a xenon lamp driving device according to the present invention drives a xenon lamp, and includes a power supply for supplying a current to the xenon lamp, and a constant current from the power supply to the xenon lamp. A first circuit for supplying a constant bias current and an amplitude-modulated current from the power supply to the xenon lamp; and a switching unit for switching between the first and second circuits. .
[0021]
Preferably, the second circuit has current control means for controlling a current supplied to the xenon lamp.
[0022]
Preferably, the current control means is a semiconductor element, and the semiconductor element includes at least one of a MOSFET, a power transistor, or an IGBT (Insulated Gigabit Transistor).
[0023]
Preferably, the switching means is a mechanical switch, an electromagnetic relay, or a high voltage semiconductor switch.
[0024]
Preferably, the power supply has a function of generating a predetermined voltage at the start of lighting of the xenon lamp, and the switching unit switches to the first circuit at the start of lighting.
[0025]
Preferably, the second circuit has the current control means inserted in series with the first circuit.
[0026]
Preferably, the first circuit has current limiting means for limiting a current supplied from the power supply to the xenon lamp, and the second circuit connects the current control means in parallel with the current limiting means It was done.
[0027]
Preferably, the first circuit has first current control means for controlling a current supplied from the power supply to the xenon lamp, and the second circuit is supplied from the power supply to the xenon lamp. A second current control means for controlling the power supply.
[0028]
Preferably, the first and second current control means are semiconductor switching elements, and the semiconductor switching elements include at least one of a MOSFET, a power transistor, or an IGBT (Insulated Gigabit Transistor).
[0029]
Preferably, the xenon lamp driving device according to the present invention drives the xenon lamp, and includes a power supply for supplying a current to the xenon lamp, and the xenon lamp is supplied from the power supply when the voltage of the power supply exceeds a certain value. A first circuit for supplying a current to the xenon lamp from the power supply, and a second circuit connected in parallel with the first circuit for supplying a constant bias current and a current whose amplitude is modulated. Have.
[0030]
Preferably, the second circuit includes current control means for controlling a current supplied to the xenon lamp.
[0031]
Preferably, the current control means is a semiconductor switching element and includes at least one of a MOSFET, a power transistor, or an IGBT (insulated gigabit transistor).
[0032]
Preferably, the power supply has a function of generating a predetermined voltage at the start of lighting of the xenon lamp.
[0033]
Preferably, the first circuit has voltage sensing means that conducts when a certain voltage is exceeded.
[0034]
Preferably, the voltage sensing means is a surge absorber.
[0035]
A light source device according to the present invention includes a xenon lamp and the xenon lamp driving device of any one of the above-described configurations for driving the xenon lamp.
[0036]
The microscope according to the present invention observes the sample using the light whose intensity has been modulated supplied from the light source device.
[0037]
Preferably, the sample is epi-illuminated with light supplied from the light source device.
[0038]
A diagnostic device according to the present invention is for diagnosing tissue, and includes an excitation unit that excites tissue by irradiating light whose intensity is supplied from the light source device and that has been modulated. It has a measuring means for measuring the lifetime of fluorescence or phosphorescence, and a judging means for judging the state of the tissue based on the measured life.
[0039]
Preferably, the excitation unit excites the tissue with light whose intensity is modulated in a sinusoidal manner, and the measuring unit calculates the life from the phase difference between the light having the sinusoidal intensity and the fluorescence or phosphorescence.
[0040]
Preferably, the determination means determines that the tissue is a tumor when the life span exceeds a threshold.
[0041]
Preferably, using the microscope, the excitation means excites the sample by illuminating the sample with light supplied from the light source device, and the measurement means emits fluorescence or phosphorescence from a specific portion of the sample. The life is calculated for the part from the phase difference of
[0042]
The diagnostic method according to the present invention is for diagnosing a tissue, wherein the step of irradiating the intensity-modulated light supplied from the light source device to excite the tissue, and fluorescence or fluorescence from the excited tissue is provided. Measuring the phosphorescent lifetime; and determining the state of the tissue based on the measured lifetime.
[0043]
Preferably, the light supplied by the light source device is a light whose intensity is modulated in a sine wave shape, and the lifetime is calculated from a phase difference from the fluorescence or the phosphorescence.
[0044]
Preferably, when the lifetime of the fluorescence or phosphorescence exceeds a threshold, the tissue is determined to be a tumor.
[0045]
Preferably, using a microscope, a predetermined portion of the tissue is irradiated with light supplied from the light source device, and the life of fluorescence or phosphorescence is calculated from the phase difference of the portion.
[0046]
The analyzer according to the present invention excites a sample by irradiating light whose intensity has been modulated from the light source device, observes fluorescence or phosphorescence from the excited sample, and obtains a result of the observation. Analyze the sample based on that.
[0047]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a xenon lamp (hereinafter, referred to as Xe lamp) driving device, light source device, analyzer, microscope, diagnostic device, and method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0048]
In this embodiment, a light source device in which a Xe lamp driving device for driving a Xe lamp is combined with a Xe lamp will be described. However, the present invention can also be realized by a single Xe lamp driving device for driving a Xe lamp.
[0049]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the light source device according to the first embodiment.
[0050]
The light source device according to the first embodiment includes a power supply 11, a Xe lamp 13, and first and second switches (switching means) SW1 and SW2. Among these, the power supply 11, the Xe lamp 13, and the first switch SW1 constitute a first circuit for supplying a current from the power supply 11 to the Xe lamp 13 at the start of lighting of the Xe lamp 13 or at the time of DC lighting. I have.
[0051]
The power supply 11 supplies a current to the Xe lamp 13 and includes a starter that generates a high-voltage pulse when the Xe lamp 13 starts lighting. At the start of lighting of the Xe lamp 13, the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off, and a high voltage pulse is applied from the starter of the power supply 11 to the Xe lamp 13 via the first circuit.
[0052]
When DC lighting the Xe lamp 13, the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off, and a constant current is supplied from the power supply 11 to the Xe lamp 13 via the first circuit.
[0053]
The light source device according to the first embodiment includes an N-channel first MOSFET (current control means) Q1, first to third resistors R1, R2, R3, and a coupling capacitor C. . The power supply 11 and the Xe lamp 13, the second switch SW2, the first MOSFET Q1, and the first resistor R1 supply current from the power supply 11 to the xenon lamp 13 when modulating the intensity of light emitted from the Xe lamp 13. This constitutes a second circuit for supplying. This second circuit is obtained by replacing the first switch SW1 of the first circuit with a second switch SW2, a first MOSFET Q1, and a first resistor R1. The first resistor R1 limits the source current of the first MOSFET Q1.
[0054]
The light source device according to the first embodiment includes second and third resistors R2 and R3 for setting a bias voltage of the first MOSFET Q1, and a coupling capacitor C for coupling an input signal to the first MOSFET Q1. Have.
[0055]
The second and third resistors R2 and R3 set the bias voltage to be applied to the gate of the first MOSFET Q1 by dividing the voltage supplied from the bias voltage source Vb. The coupling capacitor C supplies the AC component of the signal input to the input terminal S to the gate of the first MOSFET Q1.
[0056]
The first MOSFET Q1 supplies a bias current according to the bias voltage set by the second and third resistors R2 and R3 and the superposition of the AC component of the input signal to the input terminal S input from the coupling capacitor C. And the modulation current is controlled to flow as a drain current.
[0057]
Here, the bias current is a constant current of, for example, about several A required to maintain the arc in the Xe lamp 13. The bias current is set by the values of the first to third resistors R1, R2, R3.
[0058]
The modulation current is a current that modulates the intensity of light emitted from the Xe lamp 13. This modulation current is controlled by an input signal input to the input terminal S. The input terminal S receives, for example, a sine wave of a desired frequency for modulating the intensity of light.
[0059]
As described above, in the Xe lamp 13, while the arc is maintained by the bias current, the intensity of the emitted light is modulated by the modulation current corresponding to the input signal to the input terminal S.
[0060]
The following procedure is required before the light source device of the first embodiment emits light whose intensity is modulated.
[0061]
First, the first switch SW1 is turned on, the second switch SW2 is turned off, and a high voltage pulse is supplied from the starter of the power supply 11 to the Xe lamp 13 via the first circuit to turn on the Xe lamp 13. After the Xe lamp 13 is turned on by the starter, a constant current is supplied from the power supply 11 to the Xe lamp 13 via the first circuit until the state of the Xe lamp 13 is stabilized, and DC lighting is maintained.
[0062]
When the state of the Xe lamp 13 is stabilized after a predetermined time has elapsed from the lighting of the Xe lamp 13, the second switch SW 2 is turned on, the first switch SW 1 is turned off, and the second power is supplied from the power supply 11 to the Xe lamp 13. The current is supplied through the circuit of FIG. In the second circuit, the current supplied to the Xe lamp 13 is controlled by the first MOSFET Q1. That is, the bias current and the modulation current are supplied to the Xe lamp 13 as the drain current of the first MOSFET Q1. The Xe lamp 13 emits light modulated at an intensity corresponding to the modulation current.
[0063]
In the light source device of the first embodiment, at the start of lighting of the Xe lamp 13, a high voltage pulse is supplied to the Xe lamp 13 by a starter provided in the power supply 11, but at this time, the second switch SW2 is turned off. Have been. Therefore, there is no possibility that the first MOSFET Q1 is broken by the application of the high voltage pulse. As described above, in the light source device according to the present embodiment, lighting activation of the Xe lamp 13, direct-current lighting, and lighting with varying light intensity can be executed safely and reliably.
[0064]
FIG. 2 is a time chart showing the measurement results of the source voltage and the light intensity of the Xe lamp 13.
[0065]
2A shows the light intensity (arbitrary unit, positive / negative reversal) of the Xe lamp 13, and FIG. 2B shows the source voltage (arbitrary unit). The horizontal axis is a unit scale of 5 μs.
[0066]
As the light source device, a 35 W type Xe lamp 13 (L2193, Hamamatsu Photonics) and a first MOSFET Q1 (BUK454-200B, Philips Semiconductors) were used.
[0067]
Here, the waveform of the source voltage of the first MOSFET Q1 in the case where a signal having a frequency of 100 kHz is input to the input terminal S and current-modulated, and the radiated light from the Xe lamp 13 are converted into a photomultiplier tube (U7400 Hamamatsu Photonics, The waveform of the oscilloscope received at 50 Ω load was shown. The degree of modulation at this time was about 25%. The maximum value of the modulation degree is determined by the current value at which the Xe lamp 13 is turned off or the light emission becomes unstable and the maximum current capacity of the power supply 11. If the gate voltage and the average drain current of the first MOSFET Q1 and the peak voltage of the sine wave applied to the input terminal S are optimized, it is considered that the modulation degree can be further improved to about 50% (Nihon Kogaku) Meeting, Optics Japan 2002, Abstracts of lectures).
[0068]
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to the second embodiment.
[0069]
The light source device according to the second embodiment is obtained by inserting a resistor (current limiting means) between the first switch SW1 and the power supply 11 in the light source device according to the first embodiment shown in FIG.
[0070]
In the second embodiment, the power supply 11, the Xe lamp 13, the first switch SW1, and the resistor R supply the current from the power supply 11 to the Xe lamp 13 when the Xe lamp 13 starts lighting or when the DC lighting is performed. Make up the circuit.
[0071]
In addition, the power source 11 and the Xe lamp 13 and the parallel circuit of the first switch SW1 and the resistor R, the second switch SW2, the first MOSFET Q1 and the first resistor R1 emit light emitted from the Xe lamp 13. A second circuit for supplying a current from the power supply 11 to the Xe lamp 13 when modulating the intensity of the Xe lamp. That is, in the second circuit, the second switch SW2, the first MOSFET Q1, and the first resistor R1 are connected in parallel to the first switch SW1 and the resistor R in the first circuit.
[0072]
In the second embodiment, at the start of lighting of the Xe lamp 13 or at the time of DC lighting, the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off, and the first switch SW1 is supplied from the power supply 11 to the Xe lamp 13. Supply current through the circuit. When modulating the intensity of light emitted by the Xe lamp 13, the first and second switches SW1 and SW2 are turned on, and a current is supplied from the power supply to the Xe lamp 13 via the second circuit. In the second circuit, the current supplied to the Xe lamp 13 is controlled by the first MOSFET Q1.
[0073]
In the second embodiment, the first switch SW1 is always closed, and a current always flows through the resistor R. Therefore, the light intensity of the Xe lamp 13 is controlled by the current flowing through the resistor R and the current flowing through the first MOSFET Q1 connected in parallel to the resistor R.
[0074]
As described above, the second embodiment is a parallel control method because the current is controlled by the parallel circuit of the resistor R and the first MOSFET Q1. On the other hand, the first embodiment can be said to be a series control method since the current is controlled only by the first MOSFET Q1. Whether to use the parallel control method or the serial control method should be determined in consideration of the current (on-resistance) flowing through the first MOSFET Q1, power consumption, modulation depth, and the like.
[0075]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to the third embodiment.
[0076]
The light source device according to the third embodiment is different from the light source device according to the second embodiment shown in FIG. 3 in that the first switch SW1 and the resistor R are replaced by a third switch SW3 and a second MOSFET (second MOSFET). Current control means) Q2 and a fifth resistor R5 are connected in parallel. Further, the light source device of the third embodiment also has sixth and seventh resistors R6 and R7 for setting a bias voltage applied to the second MOSFET Q2.
[0077]
In the third embodiment, the power supply 11, the Xe lamp 13, and the parallel circuit of the first switch SW1 and the resistor R, the third switch SW3, the second MOSFET Q2, and the fifth resistor R5 are connected to the Xe lamp. The first circuit supplies a current from the power supply 11 to the Xe lamp 13 at the start of lighting of the LED 13 or at the time of DC lighting.
[0078]
The power supply 11 and the Xe lamp 13 and a parallel circuit of a first switch SW1 and a resistor R, a second switch SW2, a first MOSFET (first current control means) Q1 and a first resistor R1 are provided. , A second circuit for supplying a current from the power supply 11 to the Xe lamp 13 when modulating the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13.
[0079]
In the third embodiment, the first switch SW1 is turned on at the start of lighting of the Xe lamp 13, the second and third switches SW2 and SW3 are turned off, and the first and second switches are turned on at the time of DC lighting of the Xe lamp 13. The third switch SW1 and SW3 are turned on, the second switch SW2 is turned off, and current is supplied from the power supply 11 to the Xe lamp 13 via the first circuit.
[0080]
Here, turning off the second and third switches SW2 and SW3 at the start of lighting of the Xe lamp 13 does not damage the first and second MOSFETs Q1 and Q2 due to the high voltage pulse generated by the starter of the power supply 11. That is to ensure.
[0081]
When modulating the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13, the first and second switches SW1 and SW2 are turned on, the third switch SW3 is turned off, and the second circuit is supplied from the power supply to the Xe lamp 13. Supply current through.
[0082]
In the third embodiment, the current supplied to the Xe lamp 13 via the first circuit during the DC lighting of the Xe lamp 13 can be controlled by the second MOSFET Q2. That is, at the time of DC lighting, the first and third switches SW1 and SW3 are turned on, and the bias voltage of the second MOSFET Q2 is set by the sixth and seventh resistors R6 and R7. The drain current of the MOSFET Q2 can be controlled. Therefore, the current is controlled by a parallel circuit of the first switch SW1 and the first resistor R1, the third switch SW3, the second MOSFET Q2, and the fifth resistor R5.
[0083]
The control for modulating the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13 is the same as in the second embodiment.
[0084]
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to the fourth embodiment.
[0085]
The light source device according to the fourth embodiment is different from the light source device according to the third embodiment shown in FIG. 4 in that a photodiode 15 for detecting light emitted by the Xe lamp 13 and a signal input from the photodiode 15 And a control unit 19 for performing control based on a signal input from the amplifier 17.
[0086]
Except for these additional elements, the light source device according to the fourth embodiment is the same as the above-described third embodiment. However, in the fourth embodiment, when modulating the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13, the second circuit for supplying current from the power supply 11 to the Xe lamp 13 includes the power supply 11 and the Xe lamp 13, A first switch SW1 and a resistor R, a second switch SW2, a first MOSFET Q1 and a first resistor R1, a third switch SW3, a parallel circuit of a second MOSFET Q2 and a fifth resistor R5. It is.
[0087]
In the fourth embodiment, the gate voltage of the second MOSFET Q2 is feedback-controlled by the control unit 19 based on the light intensity of the Xe lamp 13 detected by the photodiode 15.
[0088]
When the intensity of light emitted from the Xe lamp 13 is high, the control unit 19 lowers the gate voltage of the second MOSFET Q2 to reduce the drain current, and when the light intensity is low, increases the gate voltage of the second MOSFET Q2. Increase drain current. The feedback control of the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13 is suitable for the measurement of the excitation spectrum in a fluorescence spectrophotometer.
[0089]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to the fifth embodiment.
[0090]
The light source device according to the fifth embodiment differs from the light source device according to the first embodiment in that an LC circuit 21 including a coil L and a capacitor C is provided in a path from the power supply 11 to the Xe lamp 13 so as to be switchably inserted. It is a thing.
[0091]
In the fifth embodiment, the third switch SW3 is connected to the contact a and the fourth switch SW4 is connected to the contact c when the Xe lamp 13 starts to be lit or when the DC lamp is lit. Thus, a high voltage pulse can be supplied from the starter included in the power supply 11 to the Xe lamp 13 without being hindered by the inductance of the coil L.
[0092]
On the other hand, when modulating the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13, the third switch SW3 is connected to the contact b and the fourth switch SW4 is connected to the contact d. In this case, the bias component, which is a DC component, is supplied from the power supply 11 to the Xe lamp 13 via the coil L, and the modulation current of the AC component is bypassed by the capacitor C.
[0093]
In the fifth embodiment, since the modulation current for modulating the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13 is bypassed to the power supply 11, the loss of the AC component is small. Since the loss of the AC component increases as the frequency increases, the fifth embodiment is suitable for modulating the intensity of light emitted from the Xe lamp 13 at a high frequency.
[0094]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to the sixth embodiment.
[0095]
The light source device according to the sixth embodiment differs from the light source device according to the second embodiment in that the first and second switches SW1 and SW2 are removed and the resistor R is replaced with a surge absorber (voltage sensing means) SA. is there. The surge absorber SA has a property of conducting when a voltage equal to or higher than a predetermined value is applied. For example, a zener diode having a large current capacity can be used instead.
[0096]
In the sixth embodiment, when a high-voltage pulse is applied to the Xe lamp 13 at the start of lighting of the Xe lamp 13, the surge absorber SA conducts, and the current flows through the surge absorber SA. Therefore, there is no possibility that the high voltage pulse is applied to the first MOSFET Q1 and the first MOSFET Q1 is damaged.
[0097]
When the DC lighting of the Xe lamp 13 or the intensity of the light emitted from the Xe lamp 13 is modulated, the voltage applied to the surge absorber 13 is equal to or lower than a predetermined voltage, the surge absorber 13 does not conduct, and the current flows through the first MOSFET Q1. And flows through the first resistor R1.
[0098]
Thus, in the seventh embodiment, an operation equivalent to that of the light source device of the first embodiment is performed without switching between the first and second switches SW1 and SW2 in the first embodiment. The operation is easy and the operation is reliable.
[0099]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an epi-illumination type fluorescence microscope constituting the living tissue diagnosis apparatus.
[0100]
The epi-illumination type fluorescence microscope 50 includes a light source 52, a collimator lens 53, a reflecting mirror 54, a sample stage 55, an objective lens 56, a dichroic beam splitter 57, a prism 58, and an eyepiece inside a housing 51. 59 and a photomultiplier tube (PMT) 60.
[0101]
The epi-illumination type fluorescence microscope 50 is supplied with light whose intensity is modulated from the light source device 40, epi-illuminates the sample, and observes the excited fluorescence. The light incident on the epi-illumination fluorescence microscope 50 from the side of the housing 50 from the light source device 40 is turned by the dichroic beam splitter 57 in the housing 50, and the sample on the sample stage 55 is passed through the objective lens 56. Epi-illumination. The sample is excited by this illumination and emits fluorescence.
[0102]
The fluorescence emitted from the sample is observed as an image via the objective lens 56, the beam splitter 57, the prism 58, and the eyepiece 59. A part of the fluorescence transmitted through the beam splitter 57 is detected by the photomultiplier tube 60 as an electric signal.
[0103]
Illumination from the light source 52 incident on the sample stage 55 via the collimator lens 53 and the reflecting mirror 54 is used for positioning the sample on the sample stage 55 and the like.
[0104]
A specific portion of the sample such as the clinical sample positioned as described above is irradiated with light whose intensity is supplied from the light source device 40 and whose intensity is modulated. Then, the lifetime of the fluorescence excited by the light irradiation is measured. Light whose intensity is modulated in a sinusoidal manner is supplied from the light source device 40, and in response to this, fluorescence having a sinusoidal intensity is emitted from the sample. The phase difference between these sine waves is measured, and the lifetime of the fluorescence is calculated from the phase difference.
[0105]
The epi-illumination fluorescence microscope 50 of the present embodiment has a simple structure, is small, and is easy to handle. According to the epi-illumination type fluorescence microscope 50, the fluorescence lifetime of the sample can be measured quickly and easily without damaging the sample such as a clinical sample.
[0106]
The biological tissue diagnostic apparatus includes, in addition to the epi-illumination type fluorescence microscope 50, the above-described light source device that supplies the intensity-modulated light to the epi-illumination type fluorescence microscope 50, the intensity-modulated light, and the light. It has a computer that receives signals obtained by observing fluorescence and determines the state of the tissue based on a predetermined algorithm based on the phase difference between these signals. This computer determines a tissue according to the following method as a method for diagnosing a living tissue.
[0107]
FIG. 9 is a diagram illustrating a diagnosis method for diagnosing living tissue using the living tissue diagnosis apparatus.
[0108]
In this diagnostic method, light such as a sinusoidally modulated light s1 is emitted from a light source device described above to a tissue such as a clinical sample. Then, the phase difference between the fluorescence s2 and s3 having a sinusoidal intensity emitted from the tissue excited by the light irradiation and the irradiated light s1 is measured. Then, the lifetime of the fluorescence is calculated from the phase difference. If the lifetime exceeds the threshold, the tissue is determined to be a tumor, and if not, the tissue is determined to be normal.
[0109]
More specifically, it is as follows. A curve s1 in the drawing indicates a temporal change in the intensity of the excitation light having a sinusoidal waveform supplied from the light source device. Curves s2 and s3 in the figure show a time change of the intensity of the fluorescence excited by the excitation light having the intensity change of the curve s1.
[0110]
Tumor identification is performed as follows. For example, the fluorescence emitted from the normal tissue has a relatively small delay with respect to the excitation light s1 as shown by a curve s2, whereas the fluorescence emitted from the tumor tissue has a relatively large delay with respect to the excitation light s1 as shown by a curve s3. . The curve s3 lags behind the curve s2 by the phase difference θ.
[0111]
Here, assuming that the angular frequency of the excitation light is ω, there is a relationship of tan θ = ωτ between the phase difference θ and the delay time τ, assuming that the fluorescence decay waveform is expressed by a single exponential function. Therefore, the delay time determined by the phase difference is determined, and the life is obtained based on the delay time. Then, if the lifespan of the fluorescence exceeds a predetermined threshold, it is identified as a tumor, and if not, it is determined as normal.
[0112]
As described above, by using the light having the modulated intensity emitted from the light source, it is possible to easily diagnose whether the tissue is a tumor or a normal tissue. In addition, by using the above-mentioned epi-illumination type fluorescence microscope for this diagnosis, the diagnosis of the sample can be easily performed.
[0113]
Note that, in the above-described embodiment, fluorescence has been described, but the present invention can be applied to phosphorescence in the same manner as fluorescence.
[0114]
As described above, according to the present embodiment, an inexpensive and simple modulated Xe light source in the ultraviolet to near-infrared wavelength range can be realized. The present inventor has realized direct current modulation of a Xe lamp for direct current lighting, which was conventionally considered impossible or completely ignored. The modulation circuit is extremely simple, inexpensive, and small, and has an excellent feature that it can be easily switched or used together with the conventional DC lighting Xe lamp without any change in the optical system.
[0115]
The proposed current modulation Xe lamp can be used for the following equipment. Light source for microspectroscopy, fluorescence detector for liquid chromatography, general-purpose fluorescence spectrophotometer, visible / ultraviolet absorption spectrophotometer, light source for photoacoustic, continuous light source for flash photolysis, etc. Also, if the modulation frequency can be increased, there is great utility as a light source for a phase modulation type fluorescence life meter.
[0116]
The present embodiment shows a specific example of the present invention, and the present invention is not limited to this. It will be apparent to one skilled in the art that changes in design and the like are possible without departing from the scope of the invention.
[0117]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the intensity of light emitted from a xenon lamp can be modulated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a time chart showing measurement results of source voltage and light intensity of a xenon lamp.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to a second embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to a fourth embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to a fifth embodiment.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a light source device according to a sixth embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of an epi-illumination type fluorescence microscope.
FIG. 9 is a diagram illustrating a diagnosis method.
FIG. 10 is a diagram showing a conventional DC lighting circuit.
[Explanation of symbols]
11 Power supply
13 Xenon lamp
C coupling capacitor
Q1 First MOSFET
Q2 The second MOSFET
R resistance
R1 First resistance
R2 Second resistance
R3 Third resistance
S input terminal
SW1 First switch
SW2 Second switch

Claims (12)

キセノンランプを駆動するキセノンランプ駆動装置において、
キセノンランプに電流を供給する電源と、
前記電源から前記キセノンランプに一定の電流を供給する第1の回路と、
前記電源から前記キセノンランプに一定のバイアス電流と振幅変調された電流を供給する第2の回路と、
前記第1及び第2の回路を切り替える切り替え手段と、
を有することを特徴とするキセノンランプ駆動装置。
In a xenon lamp driving device for driving a xenon lamp,
A power supply for supplying current to the xenon lamp,
A first circuit for supplying a constant current from the power supply to the xenon lamp;
A second circuit for supplying a constant bias current and an amplitude-modulated current from the power supply to the xenon lamp;
Switching means for switching between the first and second circuits;
A xenon lamp driving device comprising:
前記第2の回路は、前記キセノンランプに供給する電流を制御する電流制御手段を有することを特徴とする請求項1記載のキセノンランプ駆動装置。2. The xenon lamp driving device according to claim 1, wherein said second circuit has a current control means for controlling a current supplied to said xenon lamp. 前記電源は、前記キセノンランプの点灯開始時に所定電圧を発生する機能を有し、前記切り替え手段は、前記点灯開始時には前記第1の回路に切り替えることを特徴とする請求項1記載のキセノンランプ駆動装置。2. The xenon lamp drive according to claim 1, wherein the power supply has a function of generating a predetermined voltage at the start of lighting of the xenon lamp, and the switching unit switches to the first circuit at the start of lighting. apparatus. 前記第2の回路は、前記第1の回路に直列に前記電流制御手段を挿入したものであることを特徴とする請求項1記載のキセノンランプ駆動装置。2. The xenon lamp driving device according to claim 1, wherein the second circuit has the current control means inserted in series with the first circuit. 前記第1の回路は、前記電源から前記キセノンランプに供給する電流を制限する電流制限手段を有し、前記第2の回路は、前記電流制御手段を前記電流制限手段に並列に接続したものであることを特徴とする請求項1記載のキセノンランプ駆動装置。The first circuit has current limiting means for limiting a current supplied from the power supply to the xenon lamp, and the second circuit has the current control means connected in parallel to the current limiting means. The xenon lamp driving device according to claim 1, wherein キセノンランプと、
前記キセノンランプを駆動する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のキセノンランプ駆動装置と、
を有する光源装置。
A xenon lamp,
The xenon lamp driving device according to any one of claims 1 to 5, which drives the xenon lamp,
A light source device having:
請求項6記載の光源装置から供給された強度を変調された光を用いて試料を観測する顕微鏡。A microscope for observing a sample using light whose intensity is supplied from the light source device according to claim 6. 組織を診断する診断装置において、
請求項6記載の光源装置から供給された強度を変調された光を照射することにより組織を励起する励起手段と、
前記励起された組織からの蛍光又は燐光の寿命を測定する測定手段と、
前記測定した寿命に基づいて当該組織の状態を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする診断装置。
In a diagnostic device for diagnosing tissue,
An excitation unit that excites a tissue by irradiating light whose intensity is supplied from the light source device according to claim 6,
Measuring means for measuring the lifetime of fluorescence or phosphorescence from the excited tissue,
Determining means for determining the state of the tissue based on the measured life,
A diagnostic device comprising:
前記励起手段は、強度を正弦波状に変調した光で前記組織を励起し、前記測定手段は、前記寿命を前記正弦波状の強度の光と前記蛍光又は燐光の位相差から算出することを特徴とする請求項8記載の診断装置。The excitation means excites the tissue with light whose intensity is modulated in a sinusoidal manner, and the measuring means calculates the lifetime from the phase difference between the light having the sinusoidal intensity and the fluorescence or phosphorescence. The diagnostic device according to claim 8, wherein the diagnosis is performed. 前記判定手段は、前記寿命が閾値を超えると当該組織が腫瘍であると判定することを特徴とする請求項8記載の診断装置。9. The diagnostic apparatus according to claim 8, wherein the determining unit determines that the tissue is a tumor when the life span exceeds a threshold. 前記励起手段は、前記光源装置から供給された光で前記試料を前記試料に落射照明することにより励起し、前記測定手段は前記試料の特定部位からの蛍光又は燐光についての前記位相差から当該部位について前記寿命を算出することを特徴とする請求項7記載の顕微鏡を用いた請求項8記載の診断装置。The excitation means excites the sample by illuminating the sample with light supplied from the light source device, and the measuring means determines the position of the sample from the phase difference of fluorescence or phosphorescence from a specific portion of the sample. The diagnostic apparatus according to claim 8, wherein the life is calculated for the microscope. 組織を診断する診断方法において、
請求項6記載の光源装置から供給された強度を変調された光を照射することにより組織を励起するステップと、
前記励起された組織からの蛍光又は燐光の寿命を測定するステップと、
前記測定した寿命に基づいて当該組織の状態を判定するステップと、
を有することを特徴とする診断方法。
In a diagnostic method for diagnosing a tissue,
Exciting the tissue by irradiating the intensity-modulated light supplied from the light source device according to claim 6;
Measuring the lifetime of fluorescence or phosphorescence from the excited tissue;
Determining the state of the tissue based on the measured life,
A diagnostic method comprising:
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102753949A (en) * 2010-02-18 2012-10-24 株式会社日立高新技术 Spectrophotometer and method for measuring performance thereof
JP2015049227A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 独立行政法人国立高等専門学校機構 Growth diagnostic system and method for large sized algae
CN114205944A (en) * 2021-12-03 2022-03-18 北京东方计量测试研究所 Control circuit of pulse xenon lamp power supply
CN118215175A (en) * 2024-03-29 2024-06-18 上海瑞柯恩激光技术有限公司 Pre-burning maintaining circuit, method and system of xenon lamp and laser

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102753949A (en) * 2010-02-18 2012-10-24 株式会社日立高新技术 Spectrophotometer and method for measuring performance thereof
JP2015049227A (en) * 2013-09-04 2015-03-16 独立行政法人国立高等専門学校機構 Growth diagnostic system and method for large sized algae
CN114205944A (en) * 2021-12-03 2022-03-18 北京东方计量测试研究所 Control circuit of pulse xenon lamp power supply
CN118215175A (en) * 2024-03-29 2024-06-18 上海瑞柯恩激光技术有限公司 Pre-burning maintaining circuit, method and system of xenon lamp and laser

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