JP2006203222A - 電子増倍ccdの自動較正 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電子増倍管、特に「電子増倍電荷結合素子(EMCCD)」におけるものの利得を判断する方法。電子増倍管は、使用上、少なくとも1つの光検知器を含む素子、典型的にはCCDから受信した信号を増倍する。本方法は、試験信号を素子から電子増倍管に入力させる段階と、電子増倍管の出力から電子増倍管の利得を判断する段階とを伴っており、この試験信号は、上述の少なくとも1つの光検知器上への電磁信号の入射以外の理由により、この少なくとも1つの光検知器によって発生した電荷を含むか又はそれから導出されたものである。試験信号は、有利な態様においては、暗電流又はクロック誘導電荷を含むか又はそれから導出されたものである。
【選択図】図2A
Description
一実施形態では、本方法は、電子増倍管の利得が有効にされた時及び電子増倍管の利得が無効にされた時に試験信号を電子増倍管に入力させる段階と、この利得が、電子増倍管の利得が有効にされた時の試験信号に応答した電子増倍管の出力を電子増倍管の利得が無効にされた時の試験信号に応答した電子増倍管の出力に比較することによって判断される段階とを含む。
好ましい実施形態では、本方法は、判断された又は測定された利得に応答して電子増倍管の利得を調節する段階を更に含む。
便利な態様においては、本発明の方法は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、又は装置に含まれるか又は装置に関連する他のコンピュータによって実行することができるコンピュータソフトウエア又はコンピュータプログラムコードによって全体的又は部分的に実施することができる。
本発明の更に別の有利な態様は、本発明の特定的な実施形態の以下の説明を考察すれば当業者に明らかになるであろう。
本発明の特定的な実施形態を例示的に添付図面を参照して以下に説明する。
1)より大きな計器(例えば、DNAチップ読取装置)の内側で定期的な測定を行う装置/カメラ。このような計器は、通常、その作動の異なる態様に対して定期的な診断を行い、これらは、EM利得の較正又は調節の理想的な時になると考えられる。
2)装置/カメラがデータを連続的に取得している用途(例えば、監視)。このような用途においては、装置の通常の連続作動を妨げない較正方法を用いることが望ましいと考えられる。
「クロック誘導電荷(CIC)」は、「疑似電荷」としても公知であり、通常の刻時処理中に時折り発生する電荷である。この現象は、EMCCDに独特のものではなく、全ての種類のCCDに存在するが、CCD又はEMCCDが適正に作動している時には、発生する電荷量は、無視することができるほど少量である可能性があり、例えば、10回又は100回の移動毎に電子1つだけ又は更にそれよりも少ない電子を発生する場合がある。
暗電流及び/又はCICをEM利得測定の信号源として使用することを提案する。2つの好ましい方法に対してこれ以降に説明する。
1)EM利得の印加の有無を問わず暗電流及び/又はCICの量を測定し、それぞれの検出暗電流及び/又はCIC値の比率を取ってEM利得を確かめる。必要であれば、測定を容易にするために暗電流及び/又はCICを強化するようにクロックレベル及びパターンを通常の設定から変えることができる。
2)必ずしも通常の設定からクロックレベル又はパターンを変えることなく、先の式1を通じて暗電流及び/又はCICから生じる離散的な単一イベントの統計的分布を用いてEM利得を確かめる。
有利な態様では、一連の「きれいに保つ」走査を行ってEMCCD10に存在することがあるあらゆる光発生残留電荷を除去する。この走査は、それがEMCCD10全体を読み取る限り、広範囲の読取作動のいずれも含むことができる。
EM利得の測定は、EM電圧設定値の範囲に対して繰り返すことができ、EM利得の値をあらゆるEM電圧設定値に対して取得することができるように、曲線当て嵌めを適用することができる。必要であれば、更に別のこのような測定を異なる温度で繰り返すことができる。
「方法2」は、10(平均で)毎に1イベントよりも高い信号レベルに対して働くようにすることができるが、分析は遥かに複雑になることに注意することが重要である。
以下でより詳細に説明するように、検出された一連のイベントの特性は、EM利得を判断するために、過去の記録した又は予測したデータに照らして比較することができる。
本発明は、本発明の範囲から逸脱することなく修正又は変更することができる本明細書で説明した実施形態に限定されないものとする。
28 電極又は端子
Claims (14)
- 試験信号を素子から電子増倍管に入力させる段階と電子増倍管の出力から電子増倍管の利得を判断する段階とを含む、少なくとも1つの光検知器を含む素子から受信した信号を使用上増倍するように構成された電子増倍管の利得を判断する方法であって、
前記試験信号は、前記少なくとも1つの光検知器上への電磁信号の入射以外の理由により、該少なくとも1つの光検知器によって発生した電荷を含むか又はそれから導出されたものである、
ことを特徴とする方法。 - 前記試験信号は、暗電荷又は暗電流を含むか又はそれから導出され、及び/又はクロック誘導電荷又は疑似電荷から導出されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 暗電流及び/又はクロック誘導電荷を前記素子内で促進させる段階を更に含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記素子内で電荷移動を達成してクロック誘導電荷を促進させるための少なくとも1つの制御信号を構成する段階を更に含むことを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの制御信号の振幅は、電荷移動中にクロック誘導電荷を促進させるように設定され、及び/又は
前記少なくとも1つの制御信号は、周期的信号であり、
前記周期を電荷移動中にクロック誘導電荷を促進させるように設定する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記素子内の電荷移動を達成するために少なくとも1つの制御信号を外す段階を更に含むことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電子増倍管の利得が有効にされた時及び該電子増倍管の利得が無効にされた時に前記試験信号を該電子増倍管に入力させる段階と、該電子増倍管の利得が有効にされた時の該試験信号に応答した該電子増倍管の出力を該電子増倍管の利得が無効にされた時の該試験信号に応答した該電子増倍管の出力と比較することによって利得を判断する段階とを更に含むことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記電子増倍管の利得が有効にされた時の前記試験信号に応答した該電子増倍管の前記出力の特性を分析することによって該電子増倍管の利得を判断する段階を含むことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記特性は、前記電子増倍管へのそれぞれの単一電子の入力によって引き起こされたイベントを含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記分析は、前記検出又は測定された出力の特性を既知の出力結果又は予測した出力結果に対して比較する段階を伴っていることを特徴とする請求項8又は請求項9に記載の方法。
- 前記判断又は測定された利得に応答して前記電子増倍管の利得を調節する段階を更に含むことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記素子は、少なくとも1つの電荷結合素子(CCD)を含むことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つの光検知器を含む素子から電子増倍管に試験信号を入力させるための手段と電子増倍管の出力から電子増倍管の利得を判断するための手段とを含む、電子増倍管の利得を検知するための装置であって、
前記試験信号は、前記少なくとも1つの光検知器上への電磁信号の入射以外の理由により、該少なくとも1つの光検知器によって発生した電荷を含むか又はそれから導出されたものである、
ことを特徴とする装置。 - 請求項1に記載の方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムコード、
を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
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