JPH09196752A - 測光装置 - Google Patents

測光装置

Info

Publication number
JPH09196752A
JPH09196752A JP8146220A JP14622096A JPH09196752A JP H09196752 A JPH09196752 A JP H09196752A JP 8146220 A JP8146220 A JP 8146220A JP 14622096 A JP14622096 A JP 14622096A JP H09196752 A JPH09196752 A JP H09196752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectron
distribution
wave height
height distribution
photodetector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8146220A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Osuga
慎二 大須賀
Hisanobu Takamoto
尚宜 高本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Original Assignee
BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO, Bunshi Biophotonics Kenkyusho KK filed Critical BUNSHI BIO PHOTONICS KENKYUSHO
Priority to JP8146220A priority Critical patent/JPH09196752A/ja
Priority to US08/748,837 priority patent/US5715049A/en
Priority to DE19647428A priority patent/DE19647428A1/de
Priority to GB9624014A priority patent/GB2307296B/en
Publication of JPH09196752A publication Critical patent/JPH09196752A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J11/00—Measuring the characteristics of individual optical pulses or of optical pulse trains
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/772—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters
    • H04N25/773—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters comprising photon counting circuits, e.g. single photon detection [SPD] or single photon avalanche diodes [SPAD]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光検出器の光電変換面から放出される光電子
の個数の平均値を高精度に推定して入射光量を精度よく
測定する。 【解決手段】 入射光束Ａが光検出器１０に入射すると
光電子Ｂが放出され増倍されて電流信号が出力される。
この電流信号は、積分器２０で所定時間積分されて電圧
信号となり、この電圧信号は、ＡＤ変換器５０でデジタ
ル値に変換され、このデジタル値は、ヒストメモリ６０
に入力して、電圧信号の波高分布が生成される。被測定
光束が光検出器１０に入射して生成された波高分布と、
単一光電子事象波高分布生成手段７１で獲得された単一
光電子事象の波高分布と、k-光電子事象波高分布生成手
段７２で算出されたk-光電子事象の波高分布（k=1,2,3,
…）とに基づいて、光電子数分布推定手段７３におい
て、被測定光束が光検出器１０に入射して放出された光
電子の個数分布が推定され、さらに被測定光束の光量が
求められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光束の光子数を計
数する測光装置に関するものであり、例えば生化学等の
分野においてパルス光源で励起された試料から発生する
蛍光を光子計数してその試料中の蛍光分子数を定量測定
するために利用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、試料中の蛍光物質（或いは、蛍光
分子）を定量測定するために、その試料に励起光を照射
し、蛍光物質から発生する蛍光の強度を測定している。
このような測定に用いられる装置として、蛍光光度計が
ある。この蛍光光度計には、光源として例えばキセノン
ランプが用いられ、また、蛍光検出器として光電子増倍
管が用いられる。一般には、キセノンランプは、パルス
点灯ではなく連続点灯され、また、光電子増倍管は、蛍
光物質で発生した蛍光を受光して、その蛍光強度に応じ
た出力電流を連続的に出力する。このようにして、蛍光
強度が測定され、光電子増倍管の出力値に基づいて蛍光
物質が定量される。
【０００３】しかし、試料中の蛍光物質の量が微量であ
り蛍光強度が検出限界以下である場合には、蛍光光度計
を用いることができない。そこで、このような場合に
は、励起光源としてレーザ光源が用いられる。この場合
も同様にレーザ光で励起された試料中の蛍光物質から発
生した蛍光の強度が光電子増倍管で測定され、光電子増
倍管の出力値に基づいて蛍光物質が定量される。
【０００４】レーザ光源から出力されたパルスレーザ光
で試料中の蛍光物質を励起し、蛍光強度測定結果すなわ
ち光電子増倍管からの出力値から試料中の蛍光物質を定
量する方法として、光電子増倍管からの出力パルスの計
数値を利用するいわゆる光子計数法によるものと、光電
子増倍管からの出力パルスの波高値を利用する方法とが
ある。更に、光子計数法による定量法には、計数値に比
例した蛍光物質があるものと推定する方法と、１パルス
のレーザ光の試料照射につき光電子増倍管の光電変換面
から放出される光電子の個数が０個である確率ｐ(0) か
ら蛍光物質の量を推定する方法とがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光子計
数法による定量方法で計数値に比例した量の蛍光物質が
あると推定すると以下のような問題がある。１パルスの
レーザ光の試料照射につき光電子増倍管の光電変換面か
ら放出される光電子の個数は、入射光量に応じた光電子
数分布に従う。この光電子数分布に従って放出される光
電子の個数が１個である確率をｐ(1) とし、また、その
個数が２個以上である確率をｐ(x≧2)とする。また、光
電変換面における光電子数分布がポアソン分布に従うも
のとする。この時、例えば、１パルスのパルスレーザ光
によって励起された蛍光物質から発生した蛍光を光電子
増倍管が受光して光電変換面から放出される光電子の個
数の平均値λが 0.1を越えると、ｐ(x≧2)／ｐ(1) は５
％以上になる。この比が大きい程、光電子増倍管に入射
した蛍光の光量と光電子増倍管からの出力パルスの計数
値とは比例関係から大きく外れるので、光電子増倍管か
らの出力パルスの計数値から蛍光物質を定量すると誤差
が大きくなる。
【０００６】また、ゼロ確率を利用する定量方法では以
下のような問題がある。この定量方法では、光電変換面
における光電子数分布がポアソン分布に従うものとし
て、光電子数の平均値λを
【数１】 なる式で推定し、これに比例するものとして蛍光物質を
定量する。ここで、パルスレーザ光による励起回数をＮ
とし、光電子増倍管からの出力パルスの計数値をｎとす
ると、
【数２】 であるので、（１）式は、
【数３】 となる。上式でλ値を推定する場合であっても、λ値が
大きくなると（例えば、λ＞1.5 ）、すなわち、ｎがＮ
に近付くと、λ値の推定誤差は大きくなる。
【０００７】また、光電子増倍管からの出力パルスの波
高値を利用する従来方法では以下のような問題点があ
る。この方法では、１回のパルス励起当たり光電変換面
から放出される平均光電子数が、出力パルスの波高値の
平均値＜ｈ＞に比例するとして、蛍光物質を定量する。
ここで、＜ｈ＞は、
【数４】 なる式で与えられ、Ｎは励起回数であり、ｎ(h) は波高
値がｈである光電子増倍管の出力パルスの計数値であ
り、ｈmax は、波高値をデジタル値に変換するＡＤ変換
器のビット数で決まる最大波高値であり、ｈmin は、平
均波高値の計算に使用する最小の波高値である。ｈmin
＝０であることが望ましいが、光電子増倍管からの出力
パルスに重畳する増幅器系のノイズの為に、ｈmin ＝０
とすることはできない。それ故、（４）式で計算した平
均波高値は真の値とは異なるものとなる。また、平均光
電子数が大きくなると、ｈmax よりも大きな波高値のパ
ルスが出力される頻度が増えてくるが、このような波高
値のパルスは計数されないので、（４）式で平均波高値
を計算して蛍光物質を定量すると過小評価することにな
る。
【０００８】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、光検出器の光電変換面で２個以上の光
電子が放出される確率が高くても、あるいは、光検出器
の光電変換面から放出される光電子の個数の平均値λが
大きくても、λを高精度に推定して、光量を精度よく測
定することができる測光装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の測光装置
は、(1) 入射した光束の光量に応じた光電子数分布に従
った個数の光電子を放出し、光電子を増倍して電流信号
を出力する光検出器と、(2) 電流信号を所定時間積分し
て電圧信号に変換する積分手段と、(3) 電圧信号の波高
分布を生成する波高分布生成手段と、(4) 光検出器で放
出される光電子が１個の場合に波高分布生成手段で生成
される波高分布を単一光電子事象波高分布として獲得す
る単一光電子事象波高分布生成手段と、(5) 光検出器で
放出される光電子の個数ｋが２以上かつ所定数以下のそ
れぞれの場合におけるk-光電子事象波高分布を、単一光
電子事象波高分布に基づいて漸化的にコンボリューショ
ン計算によって算出するk-光電子事象波高分布生成手段
と、(6) 被測定光束が光検出器に入射して波高分布生成
手段で生成された波高分布と単一光電子事象波高分布と
光電子の個数ｋそれぞれの場合におけるk-光電子事象波
高分布とに基づいて、被測定光束が光検出器に入射した
場合の光電子数分布を推定することによって被測定光束
の光量を求める光電子数分布推定手段と、を備えること
を特徴とする。
【００１０】この測光装置によれば、光束が光検出器に
入射すると、その光量に応じた光電子数分布に従った個
数の光電子が放出され、その光電子が増倍されて電流信
号が出力される。この電流信号は、積分手段により所定
時間積分されて電圧信号となり、この電圧信号は、波高
分布生成手段によりその波高分布が生成される。光検出
器で放出される光電子が１個の場合に波高分布生成手段
で生成される波高分布は、単一光電子事象波高分布とし
て、単一光電子事象波高分布生成手段により獲得され、
また、光検出器で放出される光電子の個数ｋが２以上か
つ所定数以下のそれぞれの場合におけるk-光電子事象波
高分布は、k-光電子事象波高分布生成手段により、単一
光電子事象波高分布に基づいて漸化的にコンボリューシ
ョン計算によって算出される。そして、光電子数分布推
定手段により、被測定光束が光検出器に入射して波高分
布生成手段で生成された波高分布と単一光電子事象波高
分布と光電子の個数ｋそれぞれの場合におけるk-光電子
事象波高分布とに基づいて、被測定光束が光検出器に入
射した場合の光電子数分布を推定することによって被測
定光束の光量が求められる。
【００１１】請求項２記載の測光装置は、(1) 入射した
光束の光量に応じた光電子数分布に従った個数の光電子
を放出し、光電子を増倍して電流信号を出力する光検出
器と、(2) 電流信号を所定時間積分して電圧信号に変換
する積分手段と、(3) 電圧信号の波高分布を生成する波
高分布生成手段と、(4) 電圧信号を互いに異なる所定の
参照電圧それぞれと比較して、電圧信号が所定の参照電
圧それぞれより大きい場合に論理パルス信号をそれぞれ
出力する所定数の比較手段と、(5) 所定数の比較手段そ
れぞれから出力された論理パルス信号をそれぞれ計数す
る所定数の計数手段と、(6) 光検出器で放出される光電
子が１個の場合に波高分布生成手段で生成される波高分
布を単一光電子事象波高分布として獲得する単一光電子
事象波高分布生成手段と、(7) 光検出器で放出される光
電子の個数ｋが２以上かつ所定数以下のそれぞれの場合
におけるk-光電子事象波高分布を、単一光電子事象波高
分布に基づいて漸化的にコンボリューション計算によっ
て算出するk-光電子事象波高分布生成手段と、(8) 被測
定光束が光検出器に入射して所定数の計数手段それぞれ
で得られた計数結果と単一光電子事象波高分布と光電子
の個数ｋそれぞれの場合におけるk-光電子事象波高分布
とに基づいて、被測定光束が光検出器に入射した場合の
光電子数分布を推定することによって被測定光束の光量
を求める光電子数分布推定手段と、を備えることを特徴
とする。
【００１２】この測光装置によれば、光束が光検出器に
入射すると、その光量に応じた光電子数分布に従った個
数の光電子が放出され、その光電子が増倍されて電流信
号が出力される。この電流信号は、積分手段により所定
時間積分されて電圧信号となり、この電圧信号は、波高
分布生成手段によりその波高分布が生成される。光検出
器で放出される光電子が１個の場合に波高分布生成手段
で生成される波高分布は、単一光電子事象波高分布とし
て、単一光電子事象波高分布生成手段により獲得され、
また、光検出器で放出される光電子の個数ｋが２以上か
つ所定数以下のそれぞれの場合におけるk-光電子事象波
高分布は、k-光電子事象波高分布生成手段により、単一
光電子事象波高分布に基づいて漸化的にコンボリューシ
ョン計算によって算出される。また、被測定光束が光検
出器に入射した場合に積分手段から出力された電圧信号
は、所定数の比較手段により、互いに異なる所定の参照
電圧それぞれと比較されて、電圧信号が所定の参照電圧
それぞれより大きい場合に論理パルス信号がそれぞれ出
力され、その論理パルス信号は所定数の計数手段それぞ
れにより計数される。そして、光電子数分布推定手段に
より、その所定数の計数手段それぞれで得られた計数結
果と単一光電子事象波高分布と光電子の個数ｋそれぞれ
の場合におけるk-光電子事象波高分布とに基づいて、被
測定光束が光検出器に入射した場合の光電子数分布を推
定することによって被測定光束の光量が求められる。
【００１３】上記何れの測光装置においても、光検出器
として、(1) 入射した光束の光量に応じた光電子数分布
に従った個数の光電子を放出する光電変換面と、(2) ア
ノードとカソードとの間に逆バイアス電圧が印加され、
且つ、光電変換面に対向する部位が光電変換面の電位よ
りも高電位に設定されて、光電子を入力して生成された
電子・正孔対をアバランシェ増倍し、アバランシェ増倍
された電子・正孔対の数に応じた電流信号を出力するア
バランシェフォトダイオードと、(3) 光束を透過させる
入射窓を備えて光電変換面およびアバランシェフォトダ
イオードを内部に含む真空容器と、を備えるものが好適
に用いられる。この場合、光検出器から出力される電流
信号の波高分布において、光束が入射して放出される光
電子の個数がｋ個であるk-光電子事象それぞれに対応す
るピークを明瞭に識別することができるので、入射した
光束の光量に応じた光電子数分布およびその光束の光量
を精度よく測定することができる。
【００１４】また同様に上記何れの測光装置において
も、光電子数分布推定手段は、最尤法により光電子数分
布を推定してもよい。また、光電子数分布としてポアソ
ン分布を仮定してもよい。何れの場合でも、入射した光
束の光量に応じた光電子数分布およびその光束の光量を
精度よく測定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
【００１６】（第１の実施形態）まず、第１の実施形態
に係る測光装置の構成について説明する。図１は、第１
の実施形態に係る測光装置の構成図である。
【００１７】パルス状の入射光束Ａを受光する光検出器
１０は、その入射光束Ａの光量に応じた光電子数分布に
従った個数の光電子を放出し、その光電子を増倍して電
流信号を出力するものであり、例えば、アバランシェフ
ォトダイオード（以下、ＡＰＤ）を利用した光検出器
（参考文献 ： Shawn J. Fagen, "Vacuum avalanche ph
otodiodes can count single photons", Laser Focus W
orld, Nov. (1993) pp.125-132）が好適に用いられる。
このＡＰＤを利用した光検出器の断面図を図２に示す。
【００１８】この光検出器１０は、内部が真空に保たれ
ている真空容器１１の一部に入射窓１２が設けられてお
り、入射光束Ａは、その入射窓１２を透過して、光電変
換面１３に到達する。光電変換面１３には、ＡＰＤ１５
のアノード１６に対して例えば−１０ｋＶないし−１５
ｋＶの高電圧が、高圧電源１９によって印加されている
ので、入射光束Ａが光電変換面１３に入射すると、その
入射光束Ａの光量に応じた光電子数分布に従った個数の
光電子Ｂが放出される。そして、その光電子Ｂは、光電
変換面１３とＡＰＤ１５との間の電界によって加速さ
れ、中央部に開口を有し所定電位に設定された集束電極
１４によって集束されて、ＡＰＤ１５に入射する。
【００１９】このＡＰＤ１５は、アノード１６とカソー
ド１７との間に、逆バイアス電源１８によって逆バイア
ス電圧（例えば、＋１４５Ｖ）が印加され、且つ、光電
変換面１３に対向するアノード１６の電位は光電変換面
１３の電位よりも高電位に設定されている。このＡＰＤ
１５に光電子Ｂが衝突すると、電離作用により光電子が
ＡＰＤ１５中で失ったエネルギ３．６ｅＶ当たり１対の
電子および正孔が生成され、そして、この電子・正孔対
は、ＡＰＤ１５内で、逆バイアス電圧と図３に示すよう
な関係にあるアバランシェ増倍率でアバランシェ増倍さ
れ、アノード端子１６ａおよびカソード端子１７ａの間
に電流信号として出力される。但し、光電子がＡＰＤ１
５内で失うエネルギは一定値ではなく或る分布に従うた
め、また、ＡＰＤ１５の増倍率も一定値ではなく或る増
倍率分布に従うため、１個の光電子の入射により出力さ
れる電流信号の大きさも或る分布を有する。
【００２０】したがって、光検出器１０が一定光量の光
束を多数回測定すると、光電変換面１３で放出される光
電子の個数分布（光電子数分布）は、光量に応じた或る
平均値の周りに広がった分布となり、光検出器１０から
出力される電流信号は、光電子１個によりＡＰＤ１５か
ら出力される電子・正孔対の個数の分布に従って更に広
がりのある分布となる。
【００２１】このＡＰＤを利用した光検出器１０は、光
電子増倍管と同様に単一光子をも計数でき、さらに、光
電子増倍管と比較して増倍雑音が小さいため、一定光量
の光束を多数回測定して得られる電流信号の波高分布に
おいて、k-光電子事象すなわち光電変換面１３に光束が
入射して放出される光電子の個数がｋ個である事象（k=
1,2,3,…）それぞれに対応するピークを識別することが
できるという優れた特徴を有する。このような特徴を有
することから、本発明に係る測光装置に用いるに好適な
ものである。
【００２２】この光検出器１０から出力された電流信号
を入力する積分器２０は、その電流信号を一定時間積分
して電圧信号に変換する。この積分器２０には、光検出
器１０のアノード端子１６ａと接地端子との間に、スイ
ッチ２１とコンデンサ２２とが並列に設けられている。
スイッチ２１は、入射光束Ａが光検出器１０へ入射する
タイミングに同期して開閉され、例えば、パルス状の入
射光束Ａの入射時刻を基準として時間ｔ１から時刻ｔ２
までの一定時間だけ開かれる。コンデンサ２２は、スイ
ッチ２１が開いている間だけ、光検出器１０から出力さ
れた電流信号を積分し、その積分結果である電位が一方
の端子（図中の点Ｐ）に現れる。スイッチ２１が閉じる
と、コンデンサ２２に蓄積された電荷は放電され、点Ｐ
の電位は接地電位となる。
【００２３】積分器２０で電流信号が積分された結果で
ある点Ｐの電位は、増幅器３０によって、後段のサンプ
ルホールド回路４０やＡＤ変換器５０における動作に際
して適当な振幅となるよう増幅される。この増幅器３０
から出力された電圧信号は、サンプルホールド回路４
０、ＡＤ変換器５０およびヒストメモリ６０からなる波
高分布生成手段により、その波高値の分布が得られる。
【００２４】すなわち、増幅器３０から出力された電圧
信号は、サンプルホールド回路４０でサンプリングされ
てホールドされ、更に、ＡＤ変換器５０で、その電圧信
号に応じたデジタル値に変換される。サンプルホールド
回路４０およびＡＤ変換器５０も、入射光束Ａが光検出
器１０へ入射するタイミングに同期して動作し、例え
ば、時刻ｔ２の直前の時刻における点Ｐの電位に応じた
デジタル値が出力される。このデジタル値を入力するヒ
ストメモリ６０は、積分器２０において一定時間の積分
が行われる度に、そのデジタル値に応じた番地に所定値
（例えば、１）を累積加算する。積分器２０における多
数回の積分結果についてヒストメモリ６０に累積加算す
ることによって、ＡＤ変換器５０から出力された電圧信
号の波高値の分布が得られる。
【００２５】この波高分布に基づいて、演算部７０は、
光検出器１０の光電変換面１３で放出された光電子の個
数の分布（光電子数分布）を推定し、この推定された光
電子数分布に基づいて入射光束Ａの光量を求める。演算
部７０として例えばコンピュータが用いられる。
【００２６】次に、光検出器１０の光電変換面１３に入
射光束が入射して放出される光電子数分布の推定方法に
ついて詳細に説明する。この推定は、演算部７０におい
て行われるものである。
【００２７】被測定光束の光量測定に先立って、先ず、
演算部７０内の単一光電子事象波高分布生成手段７１
は、単一光電子事象の場合にヒストメモリ６０で生成さ
れる単一光電子事象波高分布を獲得する。ここで、単一
光電子事象とは、光検出器１０の光電変換面１３に光束
が入射して１個の光電子が放出される事象をいい、単一
光電子事象波高分布とは、その事象が発生した場合にヒ
ストメモリ６０で生成される波高分布である。すなわ
ち、単一光電子事象波高分布は、光電変換面１３で放出
された１個の光電子がＡＰＤ１５に入射したことにより
ＡＰＤ１５から出力される電子・正孔対の個数の分布を
表すものである。
【００２８】この単一光電子事象波高分布は以下のよう
にして求める。すなわち、入射光束Ａの強度を、単一光
電子事象が発生する確率が圧倒的に支配的となるような
極めて微弱にして光検出器１０に入射させ、光検出器１
０から出力された電流信号を積分器２０で一定時間積分
して電圧信号を出力し、その電圧信号を増幅器３０で増
幅する。増幅器３０から出力された電圧信号は、サンプ
リングホールド回路４０で所定のタイミングでサンプリ
ングされてホールドされ、さらに、ＡＤ変換器５０で、
その電圧値に応じたデジタル値に変換される。そして、
積分器２０において積分が行われる度に、このデジタル
値に対応したヒストメモリ６０の番地に所定値が累積加
算されて波高値分布が得られる。このようにして得られ
た波高値分布が、単一光電子事象波高分布である。
【００２９】この単一光電子事象波高分布を、波高値ｈ
の関数としてｐ1(h)で表す。ｈは、ＡＤ変換器５０から
の出力値であり、積分器２０から出力される電圧信号の
波高値と１対１に対応している。
【００３０】なお、このｐ1(h)の低波高部には増幅器系
のノイズが重畳しているので、実データを使用すること
ができない。そこで、低波高部では実データを用いるこ
となく、ノイズが重畳していない隣接した波高域のデー
タから外挿して求める。また、ｐ1(h)は、
【数５】 で規格化しておく。ｈmax は、波高値をデジタル値に変
換するＡＤ変換器５０のビット数で決まる最大波高値で
ある。
【００３１】続いて、k-光電子事象波高分布生成手段７
２は、k-光電子事象波高分布、すなわち、光検出器１０
の光電変換面１３に光束が入射してｋ個の光電子が放出
される場合の波高分布ｐk(h)を、
【数６】 なるコンボリューション計算によって漸化的に算出する
（k=2,3,…,K）。Ｋは２以上である。光電子数分布を推
定する際に任意の分布を仮定する場合には、ｐ1(h)のピ
ーク値を与える波高値をｈpeak1 として、Ｋ＝ｈmax ／
ｈpeak1 とする。ｈmax ＝４０９５、ｈpeak1 ＝４００
であれば、Ｋは１０程度である。また、光電子数分布と
してポアソン分布を仮定する場合には、Ｋは、ｈmax ／
ｈpeak1 の２ないし３倍程度、すなわち、ｈmax ＝４０
９５、ｈpeak1 ＝４００であれば、Ｋは３０程度にす
る。なお、以上のようにして波高分布ｐk-1(h)とｐ1(h)
とのコンボリューション計算から波高分布ｐk(h)を求め
ることができることの根拠は、光電変換面１３で放出さ
れＡＰＤ１５に入射したｋ個の光電子が、それぞれ独立
に電子・正孔対をアバランシェ増倍することに基づく。
【００３２】なお、光検出器１０、積分器２０および増
幅器３０において発生するノイズに起因する波高分布の
広がりが無視できない場合には、波高分布ｐ1(h)からそ
のノイズの影響をデコンボリューション計算によって取
り除いたものに基づいて、（６）式で波高分布ｐk(h)そ
れぞれを算出し、その後、波高分布ｐk(h)それぞれにノ
イズの影響をコンボリューション計算によって重畳して
おく（k=2,3,…,K）。
【００３３】以上のようにして、測光装置が固有的に有
しているノイズの影響を考慮した波高分布ｐk(h)（k=1,
2,3,…,K）を、被測定光束の光量測定に先立って用意し
ておく。図４は、このようにして求められたk-光電子事
象の波高分布ｐk(h)それぞれを示す図である。なお、こ
の図では、Ｋ＝８としてある。
【００３４】そして、光電子数分布推定手段７３は、被
測定光束を光検出器１０で受光してヒストメモリ６０に
生成された波高分布ｎ(h) を獲得し、この波高分布ｎ
(h) および上述した単一光電子事象およびk-光電子事象
それぞれ場合の波高分布ｐk(h)（k=1,2,3,…,K）から、
被測定光束を受光して光電変換面１３から放出された光
電子の個数の平均値すなわち被測定光束の光量を、以下
の要領で推定する。
【００３５】この波高分布ｎ(h) は、規格化する必要は
なく、ヒストメモリ６０に蓄積されたままの値でよい。
すなわち、波高分布ｎ(h) は、波高値ｈが得られた事象
の分布を表す。入射光束を受光して光検出器１０の光電
変換面１３で放出される光電子の個数の分布（光電子数
分布）の推定に際しては例えば最尤法を用いる。すなわ
ち、k-光電子事象それぞれが生起する確率をｑk （k=1,
2,3,…,K）として、
【数７】 なる式で表される対数尤度が最大になるｑk を求め、こ
れを推定光電子数分布とする。ここで、Ｎは測定回数で
あり、ｈmin は解析に使用できる最小の波高値ｈであ
る。波高値ｈが小さい場合には、光検出器１０や増幅器
３０などに因るノイズが重畳されているので解析には使
用できないので、波高値ｈmin 以上についてのみ解析す
る。また、ｐ(h) およびｐNDは、
【数８】
【数９】 である。このｐ(h) は、k-光電子事象（k=1,2,3,…,K）
それぞれの生起確率（光電子数分布）をも考慮した波高
値ｈの発生確率分布を表す。（７）式の対数尤度を最大
とするｑk を求めるには、例えば最適化問題に対して使
われる準ニュートン法等の数値計算法を適用する。
【００３６】光電子数分布としてポアソン分布を仮定す
る場合には、k-光電子事象それぞれが生起する確率ｑk
（k=1,2,3,…,K）は、
【数１０】 で表される。ここで、λは、光電変換面１３から放出さ
れる光電子の個数の平均値である。この場合、対数尤度
を最大とする光電子数分布を求めることは、対数尤度を
最大とするλ値を求めることであり、例えば黄金分割法
等の数値計算により求めることができる。以下では、光
電子数分布としてポアソン分布を仮定する。図５は、被
測定光束を光検出器１０で受光してヒストメモリ６０に
生成された波高分布（破線）と、最尤法で推定されたλ
値に基づいて計算された波高分布（実線）との１例を示
す。両者は、波高値ｈmin （＝１５０）以上の範囲で良
い一致を示している。なお、このとき推定された光電子
数の平均値λは、１．０３であった。
【００３７】次に、光電子数の平均値λの推定誤差に関
して第１の実施形態に係る測光装置と従来技術（ゼロ確
率を利用する推定法）との理論的比較について述べる。
図６は、本実施形態による推定法とゼロ確率を利用する
推定法との比較の結果を示す図である。
【００３８】光検出器の光電変換面から放出される光電
子数の平均値λ0 を 0.1、0.2、0.4、1.0、2.0、3.0 と
し、それぞれにつき５００個の波高分布をシミュレーシ
ョン計算で生成し、これを用いてそれぞれの手法で光電
子数の平均値λを推定し、その推定値の分布の標準偏差
を求めた。図６中の◇印は、第１の実施形態に係る測光
装置を用いた場合の推定λ値の分布の標準偏差の理論値
であり、□印は、ゼロ確率を利用する推定法の場合の推
定λ値の分布の標準偏差の理論値である。
【００３９】この図より、ゼロ確率を利用する推定法に
よる推定よりも、第１の実施形態に係る測光装置を用い
た方が、光電子数の平均値λを精度よく推定できること
がわかる。特に、光電子数の平均値λが 0.4を越える
と、この平均値λが大きい程、それぞれの推定法による
推定λ値の分布の標準偏差の差が大きくなる。すなわ
ち、第１の実施形態に係る測光装置を用いれば、入射光
束が光検出器１０に入射して光電変換面１３から放出さ
れる光電子数の平均値λが大きい場合であっても、その
平均値λを精度良く推定することができ、つまりは、そ
の入射光束の光量を精度良く求めることができる。
【００４０】次に、光電子数の平均値λの推定誤差に関
して第１の実施形態に係る測光装置と従来技術（平均波
高値を利用する推定法）との理論的比較について述べ
る。図７は、本実施形態による推定法と平均波高値を利
用する推定法との比較の結果を示す図である。
【００４１】光検出器の光電変換面から放出される光電
子数の平均値λ0 を 0.1、0.2、0.4、1.0、2.0、3.0、
7.0、10.0、12.5、15.0、17.5、20.0とし、それぞれに
つき５００個の波高分布をシミュレーション計算で生成
し、これを用いてそれぞれの手法で光電子数の平均値λ
を推定し、５００個の推定λ値の平均値＜λ＞とシミュ
レーションで波高分布を生成する際に与えたλ0 との比
＜λ＞／λ0 を求めた。図７中の◇印は、第１の実施形
態に係る測光装置を用いた場合の＜λ＞／λ0 であり、
□印は、平均波高値を利用する推定法の場合の＜λ＞／
λ0 である。
【００４２】この図より、平均波高値を利用する従来技
術では、平均光電子数λ0 が７より大きくなると、ｈ
max よりも大きな波高値の事象の発生が無視できないほ
どの頻度となり、推定値は真の値よりも小さくなってい
る。すなわち、この推定法に基づいて蛍光物質を定量す
ると過小評価することになる。λ0 ＝２０の場合、光電
子増倍管からの出力パルスのうち僅かに５％のみが、波
高値がｈmin からｈmaxまでの間に入って検出される。
一方、第１の実施形態に係る測光装置による推定法で
は、λ0 値が２０になっても真の値と略等しい推定値が
得られている。
【００４３】次に、第１の実施形態に係る測光装置を蛍
光測定に適用した場合について説明する。図８は、第１
の実施形態に係る測光装置を用いた蛍光測定システムの
構成図である。
【００４４】励起光であるパルスレーザ光を出力するパ
ルスレーザ光源８０は、そのレーザ光出力のタイミング
信号をも出力する。カウンタ８１は、このタイミング信
号に基づいて、出力されたパルスレーザ光のパルス数、
すなわち、蛍光物質の励起回数Ｎを計数する。また、ト
リガ回路８２は、タイミング信号に基づいて、測光装置
１００のスイッチ２１、サンプルホールド回路４０およ
びＡＤ変換器５０それぞれの動作タイミングを制御する
信号を生成し出力し、測光装置１００の動作を制御す
る。
【００４５】パルスレーザ光源８０から出力された蛍光
物質励起の為のパルスレーザ光は、反射鏡８３で反射さ
れ、レンズ８４および８５でビーム径を拡大された後、
レンズ８６で集光されて試料９０に照射され、試料９０
中の蛍光物質を励起する。この蛍光物質から発生した蛍
光は、レンズ９１および９３で集光され、バリアフィル
タ９２を透過して、測光装置１００の光検出器１０の入
射窓１２に入射する。バリアフィルタ９２は、蛍光を透
過させるが、試料９０で散乱されて光検出器１０の入射
窓１２の方向に向かうパルスレーザ光を遮断する。
【００４６】以下では、パルスレーザ光（励起光）発生
タイミング、蛍光光量および各信号の時間変化を示す図
９も参照しながら説明する。この図では、パルスレーザ
光（励起光）発生時刻を基準にしている（図９
（ａ））。
【００４７】蛍光は、試料９０中の蛍光物質にパルスレ
ーザ光が照射された直後から発生し、光検出器１０の入
射窓１２に入射する蛍光光量（図９（ｂ））は、その後
漸減する。この蛍光を受光した光検出器１０から出力さ
れる電流信号（図９（ｃ））は、蛍光光量変化に応じて
変化する。すなわち、光電変換面１３から放出された光
電子がＡＰＤ１５内に入射してアバランシェ増倍された
電子・正孔対の数に応じた電流信号が出力されるまで或
程度時間を要するので、光検出器１０から出力される電
流信号の大きさは、蛍光を初めて受光した時刻から次第
に増加し、やがて蛍光光量と同様に漸減する。
【００４８】測光装置１００の積分器２０は、この光検
出器１０から出力された電流信号を積分する。その積分
時間Ｔｗは、パルスレーザ光発生時刻またはその直前に
始まり、蛍光放出が殆ど終了するまで（例えば蛍光寿命
の４ないし５倍程度）とする。トリガ回路８２は、この
積分時間Ｔｗの間だけスイッチ２１が開状態となること
を指示するゲート信号（図９（ｄ））を、レーザ光出力
のタイミング信号に基づいて生成し出力する。コンデン
サ２２には、この積分時間Ｔｗの間に光検出器１０から
出力された電流信号（図９（ｃ））を積分した電荷が蓄
積される。図８中の点Ｐにおける電位（図９（ｅ））は
次第に増加するが、蛍光光量の漸減に伴ってやがて飽和
状態となり略一定値となる。この一定値となった点Ｐの
電位は、光検出器１０のＡＰＤ１５で生成された電子・
正孔対の総数に応じたものである。
【００４９】点Ｐの電位は増幅器３０で増幅され、増幅
器３０から出力された電圧信号は、サンプルホールド回
路４０でサンプリングされてホールドされ、ＡＤ変換器
５０でデジタル値に変換される。そのタイミングは、積
分器２０における積分時間Ｔｗの終了直前、すなわち、
ゲート信号がオフになる直前である。これらの動作を指
示する信号（図９（ｆ））もトリガ回路８２から出力さ
れる。
【００５０】そして、このデジタル値はヒストメモリ６
０に入力されて、波高分布ｎ(h) が生成される。演算部
７０の光電子数分布推定手段７３は、この波高分布ｎ
(h) と、これとは別に（５）式および（６）式から求め
た単一光電子事象およびk-光電子事象それぞれの波高分
布ｐk(h)（k=1,2,3,…,K）と、カウンタ８１でパルスレ
ーザ光の出力パルス数を計数して得られた値Ｎとから、
（７）式で表される対数尤度が最大になるλ値を求め、
これを光電変換面１３で発生した光電子の個数の平均値
と推定する。そして、このようにして推定した光電子数
の平均値に基づいて蛍光光量を求め、試料９０に含まれ
る蛍光物質を定量する。
【００５１】なお、図９では、蛍光寿命と積分時間Ｔｗ
との関係について触れる必要があったため、多数の蛍光
光子が発生するものとして、その蛍光光量や光検出器１
０から出力される電流信号などの時間変化を図示した。
しかし、蛍光物質が微量で蛍光光子数が数個程度である
場合には、蛍光光量の時間変化は、図９（ｂ）に図示し
た漸減曲線ではなく、個々の蛍光光子の発生時刻に対応
したパルス状のものとなる。このような場合でも、第１
の実施形態に係る測光装置は有効に用いられ得る。
【００５２】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
に係る測光装置の構成について説明する。図１０は、第
２の実施形態に係る測光装置の構成図である。
【００５３】本実施形態における光検出器１０、逆バイ
アス電源１８、高圧電源１９、積分器２０、増幅器３
０、サンプルホールド回路４０、ＡＤ変換器５０および
ヒストメモリ６０それぞれは、第１の実施形態の場合と
同様のものである。しかし、本実施形態では、第１の実
施形態と比べて、所定数対（ここでは６対）の比較器１
１ｋとカウンタ１２ｋとが増幅器３０と演算部７０Ａと
の間に並列に配されている点（k=1,2,3,…,6）、およ
び、比較器１１１ないし１１６それぞれの一方の入力端
子に参照電圧を供給する参照電圧発生器が備えられてい
る点が異なり、また、演算部７０Ａにおける処理内容
は、第１の実施形態の演算部７０の処理内容とは異な
る。
【００５４】入射光束Ａを受光して光検出器１０から出
力された電流信号は、積分器２０により一定時間積分さ
れて電圧信号に変換され、この積分器２０において電流
信号が積分された結果である点Ｐの電位は、増幅器３０
により増幅される。その増幅された電圧信号は、サンプ
ルホールド回路４０でサンプリングされてホールドさ
れ、更に、ＡＤ変換器５０で、その電圧信号に応じたデ
ジタル値に変換される。このデジタル値は、ヒストメモ
リ６０に入力され、積分器２０において一定時間の積分
が行われる度に、そのデジタル値に応じた番地に所定値
（例えば、１）が累積加算され、ＡＤ変換器５０から出
力された電圧信号の波高値の分布が得られる。以上の構
成と作用とは、第１の実施形態の場合と同様である。
【００５５】増幅器３０から出力された電圧信号は、サ
ンプルホールド回路４０に入力されるだけでなく、６個
の比較器１１１ないし１１６それぞれの一方の入力端子
に入力される。また、比較器１１１ないし１１６それぞ
れの他方の入力端子には、参照電圧発生器１１０から出
力された一定の参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞれが
入力される。比較器１１１ないし１１６それぞれは、増
幅器３０から出力された電圧信号と参照電圧発生器１１
０から出力された参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞれ
とを大小比較して、増幅器３０から出力された電圧信号
の方が大きい場合に論理パルス信号を出力する。カウン
タ１２１ないし１２６それぞれは、比較器１１１ないし
１１６それぞれから出力された論理パルス信号を計数す
る。なお、参照信号発生器１１０から出力される参照電
圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞれは、k-光電子事象の波高
分布ｐk(h)（k=1,2,3,…,K）に基づいて設定される。
【００５６】ヒストメモリ６０により生成された波高分
布およびカウンタ１２１ないし１２６それぞれによる計
数値に基づいて、演算部７０Ａは、光検出器１０の光電
変換面１３で放出された光電子の個数の分布（光電子数
分布）を推定し、この推定された光電子数分布に基づい
て入射光束Ａの光量を求める。演算部７０Ａとして例え
ばコンピュータが用いられる。
【００５７】次に、参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞ
れの設定値の決定方法、および、光検出器１０の光電変
換面１３に入射光束が入射して放出される光電子数分布
の推定方法について詳細に説明する。この推定は、演算
部７０Ａにおいて行われるものである。
【００５８】被測定光束の光量測定に先立って、演算部
７０Ａ内の単一光電子事象波高分布生成手段７１Ａは、
単一光電子事象波高分布ｐ1(h)を獲得し、続いて、k-光
電子事象波高分布生成手段７２Ａは、k-光電子事象波高
分布ｐk(h)を求める（k=2,3,…,K）。この単一光電子事
象波高分布ｐ1(h)およびk-光電子事象波高分布ｐk(h)
（k=2,3,…,K）それぞれの獲得方法、および、光検出器
１０、積分器２０および増幅器３０において発生するノ
イズに起因する波高分布の広がりに対する対処は、第１
の実施形態の場合と同様である。
【００５９】以上のようにして、測光装置が固有的に有
しているノイズの影響を考慮した波高分布ｐk(h)（k=1,
2,3,…,K）を、被測定光束の光量測定に先立って用意し
ておく。図１１は、このようにして求められたk-光電子
事象の波高分布ｐk(h)（k=1,2,3,…,K）それぞれを示す
図である。なお、この図では、Ｋ＝１０としてある。ま
た、この図には、参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞれ
に対応する波高値を破線で示してある。
【００６０】続いて、被測定光束の光量を測定する際に
は、その被測定光束が光検出器１０に入射して光検出器
１０から出力された電流信号は積分器２０で積分されて
電圧信号とされ、その電圧信号は増幅器３０で増幅さ
れ、増幅器３０から出力された電圧信号は、参照電圧Ｖ
ｒ１ないしＶｒ６それぞれと比較器１１１ないし１１６
それぞれにより比較される。そして、増幅器３０から出
力された電圧信号が参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞ
れより大きい場合に、比較器１１１ないし１１６それぞ
れから論理パルス信号が出力され、その論理パルス信号
はカウンタ１２１ないし１２６それぞれで計数される。
【００６１】このとき、参照電圧発生器１１０から出力
され比較器１１１ないし１１６それぞれの一方の入力端
子に入力される参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６は、k-光電
子事象の波高分布ｐk(h)（k=1,2,3,…,K）に基づいて、
例えば以下のようにして決定される。すなわち、比較器
１１１に入力される参照電圧Ｖｒ１は、単一光電子事象
波高分布ｐ1(h)の低波高部に重畳するノイズ成分より大
きく、且つ、単一光電子事象波高分布ｐ1(h)のピークの
低波高側の裾よりも小さい波高値に対応する電圧値に設
定される。比較器１１２に入力される参照電圧Ｖｒ２
は、単一光電子事象波高分布ｐ1(h)の高波高側の裾付近
の波高値に対応する電圧値に設定される。比較器１１３
に入力される参照電圧Ｖｒ３は、2-光電子事象波高分布
ｐ2(h)の高波高側の裾付近の波高値に対応する電圧値に
設定される。比較器１１４に入力される参照電圧Ｖｒ４
は、4-光電子事象波高分布ｐ4(h)の高波高側の裾付近の
波高値に対応する電圧値に設定される。比較器１１５に
入力される参照電圧Ｖｒ５は、7-光電子事象波高分布ｐ
7(h)の高波高側の裾付近の波高値に対応する電圧値に設
定される。比較器１１６に入力される参照電圧Ｖｒ６
は、 10-光電子事象波高分布ｐ10(h) の高波高側の裾付
近の波高値に対応する電圧値に設定される。
【００６２】波高値ｈと増幅器３０の出力電圧Ｖout と
の関係をＶout＝Ｖ(h)で表し、参照電圧Ｖｒ１ないしＶ
ｒ６を図１１に示すk-光電子事象波高分布ｐk(h)（k=1,
2,3,…,10 ）に基づいて求めると、Ｖｒ１＝Ｖ(h1=15
1)、Ｖｒ２＝Ｖ(h2=438)、Ｖｒ３＝Ｖ(h3=847)、Ｖｒ４
＝Ｖ(h4=1650) 、Ｖｒ５＝Ｖ(h5=2839) 、Ｖｒ６＝Ｖ(h
6=4001) である。このようにして設定された参照電圧Ｖ
ｒ１ないしＶｒ６それぞれが、参照信号発生器１１０か
ら出力され、比較器１１１ないし１１６それぞれの一方
の入力端子に入力される。
【００６３】そして、光電子数分布推定手段７３Ａは、
被測定光束を光検出器１０で受光したときのカウンタ１
２１ないし１２６それぞれの計数値Ｎ1 ないしＮ6 を獲
得し、これらの計数値Ｎm （m=1,2,3,…,M、ただし今の
場合 M=6）および上述した単一光電子事象およびk-光電
子事象それぞれ場合の波高分布ｐk(h)（k=1,2,3,…,K）
に基づいて、被測定光束を受光して光電変換面１３から
放出された光電子の個数の平均値すなわち被測定光束の
光量を、以下の要領で推定する。
【００６４】入射光束を受光して光検出器１０の光電変
換面１３で放出される光電子の個数の分布（光電子数分
布）の推定に際しては例えば最尤法を用いる。すなわ
ち、k-光電子事象それぞれが生起する確率をｑk （k=1,
2,3,…,K）、また、光電変換面１３から光電子が放出さ
れない確率（ゼロ確率）をｑ0 として、
【数１１】 なる式で表される対数尤度が最大になるｑk （k=0,1,2,
…,K）を求め、これを推定光電子数分布とする。ここ
で、Ｎは測定回数であり、パルス励起による蛍光強度測
定の場合には総励起回数である。また、ｎm 、ｐNDおよ
びｐm それぞれは、
【数１２】
【数１３】
【数１４】 である。
【００６５】ここで、光電子数分布の形として、母数の
数がカウンタの個数（今の場合は６）を超えない任意の
形を仮定することができるが、以下ではポアソン分布を
仮定する。光電子数分布としてポアソン分布を仮定する
場合には、k-光電子事象それぞれが生起する確率ｑk
（k=1,2,3,…,K）は、（１０）式で表される。ここで、
λは、光電変換面１３から放出される光電子の個数の平
均値である。この場合、対数尤度を最大とする光電子数
分布を求めることは、対数尤度を最大とするλ値を求め
ることであり、例えば黄金分割法等の数値計算により求
めることができる。
【００６６】なお、ここでは、比較器１１１ないし１１
６それぞれにおいて、入力する電圧信号の波高値ｈと論
理パルス信号が出力される確率との関係としてステップ
関数を仮定した。しかし、電圧信号の波高値ｈに対して
論理パルス信号が出力される確率が、より一般的にη
m(h)（m=1,2,3,…,M)）で与えられる場合には、上記
（１３）式および（１４）式に替えて、
【数１５】
【数１６】 が用いられる。
【００６７】次に、光電子数の平均値λの推定誤差に関
して第２の実施形態に係る測光装置と従来技術（ゼロ確
率を利用する推定法）との理論的比較について述べる。
図１２は、本実施形態による推定法とゼロ確率を利用す
る推定法との比較の結果を示す図である。
【００６８】光検出器の光電変換面から放出される光電
子数の平均値λ0 を 0.1、0.2、0.3、0.6、1.0、2.0、
3.0、6.0とし、また、測定回数Ｎを１００００として、
それぞれにつき５００個の波高分布をシミュレーション
計算で生成し、これを用いてそれぞれの手法で光電子数
の平均値λを推定し、その推定値の分布の標準偏差を求
めた。図１２中の◇印は、第２の実施形態に係る測光装
置を用いた場合の推定λ値の分布の標準偏差の理論値で
あり、□印は、ゼロ確率を利用する推定法の場合の推定
λ値の分布の標準偏差の理論値である。
【００６９】この図より、ゼロ確率を利用する推定法に
よる推定よりも、第２の実施形態に係る測光装置を用い
た方が、光電子数の平均値λを精度よく推定できること
がわかる。特に、光電子数の平均値λが 0.6を越える
と、この平均値λが大きい程、それぞれの推定法による
推定λ値の分布の標準偏差の差が大きくなる。すなわ
ち、第２の実施形態に係る測光装置を用いれば、入射光
束が光検出器１０に入射して光電変換面１３から放出さ
れる光電子数の平均値λが大きい場合であっても、その
平均値λを精度良く推定することができ、つまりは、そ
の入射光束の光量を精度良く求めることができる。
【００７０】次に、第２の実施形態に係る測光装置を蛍
光測定に適用した場合について説明する。図１３は、第
２の実施形態に係る測光装置を用いた蛍光測定システム
の構成図である。この図に示す蛍光測定システムは、第
１の実施形態に係る測光装置を用いた蛍光測定システム
（図８）の測光装置１００を、第２の実施形態に係る測
光装置１００Ａに置き換えたものである。
【００７１】励起光であるパルスレーザ光を出力するパ
ルスレーザ光源８０は、そのレーザ光出力のタイミング
信号をも出力する。カウンタ８１は、このタイミング信
号に基づいて、出力されたパルスレーザ光のパルス数、
すなわち、蛍光物質の励起回数Ｎを計数する。また、ト
リガ回路８２は、タイミング信号に基づいて、測光装置
１００Ａのスイッチ２１、サンプルホールド回路４０お
よびＡＤ変換器５０それぞれの動作タイミングを制御す
る信号を生成し出力し、測光装置１００Ａの動作を制御
する。
【００７２】パルスレーザ光源８０から出力された蛍光
物質励起の為のパルスレーザ光は、レンズ８４および８
５でビーム径を拡大された後、反射鏡８３で反射され、
レンズ８６で集光されて試料９０に照射され、試料９０
中の蛍光物質を励起する。この蛍光物質から発生した蛍
光は、レンズ９１および９３で集光され、バリアフィル
タ９２を透過して、測光装置１００Ａの光検出器１０の
入射窓１２に入射する。バリアフィルタ９２は、蛍光を
透過させるが、試料９０で散乱されて光検出器１０の入
射窓１２の方向に向かうパルスレーザ光を遮断する。
【００７３】以下では、パルスレーザ光（励起光）発生
タイミング、蛍光光子の光検出器１０の入射窓１２への
入射タイミングおよび各信号の時間変化を示す図１４も
参照しながら説明する。この図では、パルスレーザ光
（励起光）発生時刻を基準にしている（図１４
（ａ））。
【００７４】蛍光は、試料９０中の蛍光物質にパルスレ
ーザ光が照射された直後から発生し、その蛍光光子が光
検出器１０の入射窓１２に入射する頻度（図１４
（ｂ））は、その後漸減する。この蛍光を受光した光検
出器１０から出力される電流信号（図１４（ｃ））は、
蛍光光子が光検出器１０に入射するタイミングと、蛍光
光子により光電変換面１３から放出された光電子がＡＰ
Ｄ１５内に入射して衝突電離・アバランシェ増倍にして
生成された電子・正孔対の数とに応じたパルス形状とな
る。
【００７５】測光装置１００Ａの積分器２０は、この光
検出器１０から出力された電流信号を積分する。その積
分時間Ｔｗは、パルスレーザ光発生時刻またはその直前
に始まり、蛍光放出が殆ど終了するまで（例えば蛍光寿
命の４ないし５倍程度）とする。トリガ回路８２は、こ
の積分時間Ｔｗの間だけスイッチ２１が開状態となるこ
とを指示するゲート信号（図１４（ｄ））を、レーザ光
出力のタイミング信号に基づいて生成し出力する。コン
デンサ２２には、この積分時間Ｔｗの間に光検出器１０
から出力された電流信号（図１４（ｃ））を積分した電
荷が蓄積される。図１３中の点Ｐにおける電位（図１４
（ｅ））は次第に増加するが、蛍光光子の発生頻度の漸
減に伴ってやがて飽和状態となり略一定値となる。この
一定値となった点Ｐの電位は、光検出器１０のＡＰＤ１
５で生成された電子・正孔対の総数に応じたものであ
る。
【００７６】点Ｐの電位は増幅器３０で増幅され、増幅
器３０から出力された電圧信号（図１４（ｆ））は、比
較器１１１ないし１１６それぞれの一方の入力端子に入
力する。また、比較器１１１ないし１１６それぞれの他
方の入力端子には、参照電圧発生器１１０から出力され
た参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞれが入力されてい
る。この参照電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞれの値は、
図１１で説明した要領で既に設定された値である。
【００７７】そして、比較器１１１ないし１１６それぞ
れにおいて、増幅器３０から出力された電圧信号と参照
電圧Ｖｒ１ないしＶｒ６それぞれとの大小が比較され、
前者が後者より大きい場合に論理パルス信号が出力され
る。例えば、比較器１１４では、増幅器３０から出力さ
れた電圧信号と参照電圧Ｖｒ４とが比較され、前者が後
者より大きい場合に、論理パルス信号が出力される（図
１４（ｇ））。また、比較器１１５では、増幅器３０か
ら出力された電圧信号と参照電圧Ｖｒ５とが比較され、
前者が後者より大きい場合に、論理パルス信号が出力さ
れる（図１４（ｈ））。
【００７８】これら比較器１１１ないし１１６から出力
された論理パルス信号は、カウンタ１２１ないし１２６
それぞれにより計数され、カウンタ１２１ないし１２６
それぞれの計数値Ｎ1 ないしＮ6 それぞれは、演算部７
０Ａの光電子数分布推定手段７３Ａに入力される。光電
子数分布推定手段７３Ａは、この計数値Ｎm （m=1,2,3,
…,6）と、これとは別に（５）式および（６）式から求
めた単一光電子事象およびk-光電子事象それぞれの波高
分布ｐk(h)（k=1,2,3,…,K）と、カウンタ８１でパルス
レーザ光の出力パルス数を計数して得られた値Ｎとか
ら、（１１）式で表される対数尤度が最大になるλ値を
求め、これを光電変換面１３で発生した光電子の個数の
平均値と推定する。そして、このようにして推定した光
電子数の平均値に基づいて蛍光光量を求め、試料９０に
含まれる蛍光物質を定量する。
【００７９】なお、単一光電子事象波高分布ｐ1(h)の獲
得に際しては、極微量の蛍光物質を含んだ試料が用いら
れ、励起光１パルス照射当たりに光検出器１０の光電変
換面１３から放出される光電子の個数が殆ど０または１
になるような条件の下でヒストメモリ６０により生成さ
れた波高分布に基づいて、演算部７０Ａの単一事象波高
分布生成手段７１Ａにより、その波高分布が（５）式で
規格化されて求められる。このとき、入力された電圧信
号をサンプルホールド回路４０がサンプルしホールドす
るタイミングは、積分器２０における積分時間Ｔｗの終
了する直前であり、このタイミングを指示するサンプル
信号（図１４（ｉ））は、トリガ回路８２から出力され
る。
【００８０】以上のように、この第２の実施形態に係る
測光装置は、被測定光束の光量測定に際して、高速動作
が不可能なＡＤ変換器５０を用いないので、第１の実施
形態に係る測光装置と比較して、パルスレーザ光源８０
による試料９０の励起の繰り返しを高速にすることがで
きる。この励起の繰り返し率の最大値は、試料９０中に
含まれる蛍光物質の蛍光寿命により決まり、例えば、蛍
光寿命が１０ｎｓであり、積分器２０における積分時間
Ｔｗを５０ｎｓとすると、１０ＭＨｚ程度まで高速にす
ることができる。
【００８１】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、被測定光束
がパルス状のものである場合には、積分器は、コンデン
サとスイッチとからなるものに限られず、放射線検出の
分野で一般的に用いられている電荷有感型の前置増幅器
と波形整形増幅器との組み合わせからなるものでも構わ
ない。
【００８２】また、波高分布生成手段は、ＡＤ変換器と
ヒストメモリとを備えるものに限られるものではない。
例えば、１個の比較器の一方の入力端子に参照電圧Ｖｒ
を入力し、他方の入力端子に、増幅器３０から出力され
た電圧信号を入力する。そして、この参照電圧Ｖｒを走
査し、参照電圧の各値Ｖｒi に対するカウンタの一定時
間の計数値Ｎi を求め、この計数値Ｎi の差分Ｎi−Ｎ
i+1をもって波高分布とする。この場合、波高値ｈに
は、（Ｖｒi＋Ｖｒi+1）／２が対応する（i=1,2,3,
…）。
【００８３】また、本発明に係る測光装置は、上述のパ
ルス状に発生する蛍光の測定だけでなく他の適用の態様
が可能である。例えば、連続的に発生する光束の光量の
測定も可能である。この場合、測光装置の積分器２０
は、一定時間の積分を繰り返し行う。そして、第１の実
施形態に係る測光装置では、サンプルホールド回路４０
およびＡＤ変換器５０が積分器２０の動作に同期して動
作して、積分器２０における積分動作が所定回数行われ
た時点においてヒストメモリ６０に生成された波高分布
に基づいて、上記第１の実施形態における説明と同様の
要領で光検出器１０で放出された光電子の個数分布を推
定し、この推定値に基づいて被測定光束の光量を求める
ことができる。また、第２の実施形態に係る測光装置で
は、積分器２０における積分動作が所定回数行われた時
点でのカウンタ１２１ないし１２６の計数値に基づい
て、上記第２の実施形態における説明と同様の要領で光
検出器１０で放出された光電子の個数分布を推定し、こ
の推定値に基づいて被測定光束の光量を求めることがで
きる。
【００８４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり本発明によ
れば、光束が光検出器に入射すると、その光量に応じた
光電子数分布に従った個数の光電子が放出され、その光
電子が増倍されて電流信号が出力される。この電流信号
は、積分手段により所定時間積分されて電圧信号とな
り、この電圧信号は、波高分布生成手段によりその波高
分布が生成される。光検出器で放出される光電子が１個
の場合に波高分布生成手段で生成される波高分布は、単
一光電子事象波高分布として、単一光電子事象波高分布
生成手段により獲得され、また、光検出器で放出される
光電子の個数ｋが２以上かつ所定数以下のそれぞれの場
合におけるk-光電子事象波高分布は、k-光電子事象波高
分布生成手段により、単一光電子事象波高分布に基づい
て漸化的にコンボリューション計算によって算出され
る。
【００８５】そして、請求項１記載の測光装置では、光
電子数分布推定手段により、被測定光束が光検出器に入
射して波高分布生成手段で生成された波高分布と単一光
電子事象波高分布と光電子の個数ｋそれぞれの場合にお
けるk-光電子事象波高分布とに基づいて、被測定光束が
光検出器に入射した場合の光電子数分布を推定すること
によって被測定光束の光量が求められる。
【００８６】また、請求項２記載の測光装置では、被測
定光束が光検出器に入射した場合に積分手段から出力さ
れた電圧信号は、所定数の比較手段により、互いに異な
る所定の参照電圧それぞれと比較されて、電圧信号が所
定の参照電圧それぞれより大きい場合に論理パルス信号
がそれぞれ出力され、その論理パルス信号は所定数の計
数手段それぞれにより計数される。そして、光電子数分
布推定手段により、その所定数の計数手段それぞれで得
られた計数結果と単一光電子事象波高分布と光電子の個
数ｋそれぞれの場合におけるk-光電子事象波高分布とに
基づいて、被測定光束が光検出器に入射した場合の光電
子数分布を推定することによって被測定光束の光量が求
められる。
【００８７】この測光装置に用いられる光検出器とし
て、アバランシェフォトダイオードを利用したものが好
適であり、また、光電子の個数分布を推定するに際して
は、ポアソン分布を仮定して最尤法による。
【００８８】このような構成としたので、光検出器の光
電変換面で２個以上の光電子が放出される確率が高くて
も、あるいは、光検出器の光電変換面から放出される光
電子の個数の平均値λが大きくても、λを高精度に推定
して光量を精度よく測定することができる。
【００８９】特に、請求項２記載の測光装置は、被測定
光束の光量測定に際して、高速動作が可能な比較器とカ
ウンタとが用いられるので、光量測定を迅速に行うこと
ができる。例えば、試料中の蛍光物質の２次元的な分布
を求めるレーザ走査型蛍光顕微鏡において、この測光装
置を用いれば、試料励起の繰り返し率を高くすることが
できるので、走査範囲全体を走査するのに要する時間を
短縮することができる。
【００９０】したがって、例えば生化学等の分野におい
て、パルスレーザ光源で励起された試料から発生する蛍
光を光子計数してその試料中の蛍光分子数を定量測定す
る測光装置として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る測光装置の構成図であ
る。
【図２】アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）を利
用した光検出器の断面図である。
【図３】ＡＰＤにおける逆バイアス電圧とアバランシェ
増倍率との関係を示す図である。
【図４】k-光電子事象の波高分布ｐk(h)を示す図であ
る。
【図５】測定対象である光束を実際に測定して得られた
波高分布（破線）と、最尤法で推定されたλ値に基づい
て計算された波高分布（実線）とを示す図である。
【図６】光電子数の平均値λの推定誤差に関して第１の
実施形態に係る測光装置と従来技術（ゼロ確率を利用す
る推定法）との理論的比較の結果を示す図である。
【図７】光電子数の平均値λの推定誤差に関して第１の
実施形態に係る測光装置と従来技術（平均波高値を利用
する推定法）との理論的比較の結果を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る測光装置を用いた蛍光測
定システムの構成図である。
【図９】第１の実施形態に係る測光装置を用いた蛍光測
定システムにおけるパルスレーザ光発生タイミング、蛍
光光量および各信号の時間変化を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る測光装置の構成図であ
る。
【図１１】k-光電子事象の波高分布ｐk(h)および参照電
圧Ｖｒ１ないしＶｒ６を示す図である。
【図１２】光電子数の平均値λの推定誤差に関して第２
の実施形態に係る測光装置と従来技術（ゼロ確率を利用
する推定法）との理論的比較の結果を示す図である。
【図１３】第２の実施形態に係る測光装置を用いた蛍光
測定システムの構成図である。
【図１４】第２の実施形態に係る測光装置を用いた蛍光
測定システムにおけるパルスレーザ光発生タイミング、
蛍光光子入射タイミングおよび各信号の時間変化を示す
図である。
【符号の説明】
１０…光検出器、１１…真空容器、１２…入射窓、１３
…光電変換面、１４…集束電極、１５…アバランシェフ
ォトダイオード（ＡＰＤ）、１６…アノード、１６ａ…
アノード端子、１７…カソード、１７ａ…カソード端
子、１８…逆バイアス電源、１９…高圧電源、２０…積
分器、２１…スイッチ、２２…コンデンサ、３０…増幅
器、４０…サンプルホールド回路、５０…ＡＤ変換器、
６０…ヒストメモリ、７０，７０Ａ…演算部、７１，７
１Ａ…単一光電子事象波高分布生成手段、７２，７２Ａ
…k-光電子事象波高分布生成手段、７３，７３Ａ…光電
子数分布推定手段、８０…パルスレーザ光源、８１…カ
ウンタ、８２…トリガ回路、８３…反射鏡、８４，８
５，８６…レンズ、９０…試料、９１…レンズ、９２…
バリアフィルタ、９３…レンズ、１００，１００Ａ…測
光装置、１１０…参照信号発生器、１１１，１１２，１
１３，１１４，１１５，１１６…比較器、１２１，１２
２，１２３，１２４，１２５，１２６…カウンタ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射した光束の光量に応じた光電子数分
    布に従った個数の光電子を放出し、前記光電子を増倍し
    て電流信号を出力する光検出器と、 前記電流信号を所定時間積分して電圧信号に変換する積
    分手段と、 前記電圧信号の波高分布を生成する波高分布生成手段
    と、 前記光検出器で放出される光電子が１個の場合に前記波
    高分布生成手段で生成される波高分布を単一光電子事象
    波高分布として獲得する単一光電子事象波高分布生成手
    段と、 前記光検出器で放出される光電子の個数ｋが２以上かつ
    所定数以下のそれぞれの場合におけるk-光電子事象波高
    分布を、前記単一光電子事象波高分布に基づいて漸化的
    にコンボリューション計算によって算出するk-光電子事
    象波高分布生成手段と、 被測定光束が前記光検出器に入射して前記波高分布生成
    手段で生成された波高分布と前記単一光電子事象波高分
    布と前記光電子の個数ｋそれぞれの場合における前記k-
    光電子事象波高分布とに基づいて、前記被測定光束が前
    記光検出器に入射した場合の前記光電子数分布を推定す
    ることによって前記被測定光束の光量を求める光電子数
    分布推定手段と、 を備えることを特徴とする測光装置。
  2. 【請求項２】 入射した光束の光量に応じた光電子数分
    布に従った個数の光電子を放出し、前記光電子を増倍し
    て電流信号を出力する光検出器と、 前記電流信号を所定時間積分して電圧信号に変換する積
    分手段と、 前記電圧信号の波高分布を生成する波高分布生成手段
    と、 前記電圧信号を互いに異なる所定の参照電圧それぞれと
    比較して、前記電圧信号が前記所定の参照電圧それぞれ
    より大きい場合に論理パルス信号をそれぞれ出力する所
    定数の比較手段と、 前記所定数の比較手段それぞれから出力された論理パル
    ス信号をそれぞれ計数する前記所定数の計数手段と、 前記光検出器で放出される光電子が１個の場合に前記波
    高分布生成手段で生成される波高分布を単一光電子事象
    波高分布として獲得する単一光電子事象波高分布生成手
    段と、 前記光検出器で放出される光電子の個数ｋが２以上かつ
    所定数以下のそれぞれの場合におけるk-光電子事象波高
    分布を、前記単一光電子事象波高分布に基づいて漸化的
    にコンボリューション計算によって算出するk-光電子事
    象波高分布生成手段と、 被測定光束が前記光検出器に入射して前記所定数の計数
    手段それぞれで得られた計数結果と前記単一光電子事象
    波高分布と前記光電子の個数ｋそれぞれの場合における
    前記k-光電子事象波高分布とに基づいて、前記被測定光
    束が前記光検出器に入射した場合の前記光電子数分布を
    推定することによって前記被測定光束の光量を求める光
    電子数分布推定手段と、 を備えることを特徴とする測光装置。
  3. 【請求項３】 前記光検出器は、 入射した光束の光量に応じた光電子数分布に従った個数
    の光電子を放出する光電変換面と、 アノードとカソードとの間に逆バイアス電圧が印加さ
    れ、且つ、前記光電変換面に対向する部位が前記光電変
    換面の電位よりも高電位に設定されて、前記光電子を入
    力して生成された電子・正孔対をアバランシェ増倍し、
    アバランシェ増倍された電子・正孔対の数に応じた前記
    電流信号を出力するアバランシェフォトダイオードと、 前記光束を透過させる入射窓を備えて前記光電変換面お
    よび前記アバランシェフォトダイオードを内部に含む真
    空容器と、 を備えることを特徴とする請求項１または２記載の測光
    装置。
  4. 【請求項４】 前記光電子数分布推定手段は、最尤法に
    より前記光電子数分布を推定する、ことを特徴とする請
    求項１または２記載の測光装置。
  5. 【請求項５】 前記光電子数分布推定手段は、前記光電
    子数分布がポアソン分布であると仮定して前記光電子数
    分布を推定する、ことを特徴とする請求項１または２記
    載の測光装置。
JP8146220A 1995-11-15 1996-06-07 測光装置 Pending JPH09196752A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8146220A JPH09196752A (ja) 1995-11-15 1996-06-07 測光装置
US08/748,837 US5715049A (en) 1995-11-15 1996-11-14 Light measuring apparatus for quantifying photons
DE19647428A DE19647428A1 (de) 1995-11-15 1996-11-15 Lichtmessvorrichtung zur Quantifizierung von Photonen
GB9624014A GB2307296B (en) 1995-11-15 1996-11-15 Light measuring apparatus

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP29690295 1995-11-15
JP7-296902 1995-11-15
JP8146220A JPH09196752A (ja) 1995-11-15 1996-06-07 測光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09196752A true JPH09196752A (ja) 1997-07-31

Family

ID=26477093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8146220A Pending JPH09196752A (ja) 1995-11-15 1996-06-07 測光装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5715049A (ja)
JP (1) JPH09196752A (ja)
DE (1) DE19647428A1 (ja)
GB (1) GB2307296B (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO2002027284A1 (fr) * 2000-09-25 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
WO2012017762A1 (ja) * 2010-08-04 2012-02-09 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
JP2013008878A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Canon Inc 描画装置、物品の製造方法、及び処理装置
KR20170052189A (ko) * 2015-11-04 2017-05-12 삼성전자주식회사 신호 처리 장치 및 신호 처리 방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005047271A1 (de) * 2005-08-15 2007-02-22 Berthold Detection Systems Gmbh Verfahren zum Messen der Lichtintensität einer Lichtquelle in der Bioanalytik
EP1826554A1 (en) * 2006-02-23 2007-08-29 STMicroelectronics (Research & Development) Limited Improved fluorescence biosensor
DE102006020839B4 (de) * 2006-05-04 2009-02-19 Austriamicrosystems Ag Schaltungsanordnung und Verfahren zur Steuerung mindestens zweier Lichtquellen
US8222882B2 (en) * 2009-01-30 2012-07-17 Power Integrations, Inc. Power supply controller with input voltage compensation for efficiency and maximum power output
JP5984852B2 (ja) * 2011-02-28 2016-09-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 物質決定装置
CN102841084B (zh) * 2012-10-07 2015-03-04 复旦大学 基于脉冲宽度调制的荧光检测与光到数字转换系统
US8859951B2 (en) * 2012-10-19 2014-10-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for photosensor gain and scintillation crystal optical coupling monitoring in radiation detectors
CN103528695B (zh) * 2013-10-14 2016-03-09 中国人民解放军理工大学 采样单光子探测器及其自适应差分判决方法
DE102019210421B4 (de) * 2019-07-15 2023-03-09 Leica Microsystems Cms Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines Lichtsignalparameters und nichtflüchtiges Speichermedium

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2359404A1 (fr) * 1976-07-21 1978-02-17 Rank Organisation Ltd Procede pour mesurer les faibles niveaux d'intensite lumineuse et appareil de mise en oeuvre
DE3206407A1 (de) * 1982-02-23 1983-09-01 Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH, 8000 München Einrichtung zum quantitativen nachweis biochemischer reaktionen
DD205522B5 (de) * 1982-05-26 1994-06-23 Wolfgang Dipl-Ing Dr Becker Anordnung zur Messung von Lumineszenzabklingfunktionen durch zeitkorrelierte Einzelphotonenz{hlung
JPS5972049A (ja) * 1982-10-19 1984-04-23 Horiba Ltd 試料の発光寿命測定装置
SE8302733D0 (sv) * 1983-05-13 1983-05-13 Wallac Oy En metod att kalibrera vetskescintillationsreknare
DE3329516A1 (de) * 1983-08-16 1985-02-28 Karl-Heinz 2000 Hamburg Silke Vorsatzgeraet fuer einen vielkanalanalysator
JPS61250525A (ja) * 1985-04-30 1986-11-07 Tokyo Optical Co Ltd 測光器
JPS62142234A (ja) * 1985-12-16 1987-06-25 Hamamatsu Photonics Kk 高速繰り返しパルス光計測装置
US4855930A (en) * 1987-03-27 1989-08-08 Chimerix Corporation Method and appartatus for improved time-resolved fluorescence spectroscopy
DE4223773C2 (de) * 1992-07-18 1997-07-10 Berthold Lab Prof Dr Verfahren zur Unterscheidung und gleichzeitigen oder getrennten Messung von Einzel- und Mehrelektronenereignissen in einem optoelektronischen Detektor
DE4420572C2 (de) * 1994-06-03 1999-02-04 Hartmut Dr Rer Nat Lucht Vorrichtung zur Bestimmung der Konzentration von fluoreszierenden Stoffen
US5561287A (en) * 1994-09-30 1996-10-01 Board Of Regents Of The University Of Colorado Dual photodetector for determining peak intensity of pixels in an array using a winner take all photodiode intensity circuit and a lateral effect transistor pad position circuit
US5694211A (en) * 1995-12-19 1997-12-02 Laboratory Of Molecular Biophotonics Light measuring apparatus for quantizing photon

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
WO2002027284A1 (fr) * 2000-09-25 2002-04-04 Hamamatsu Photonics K.K. Appareil et procede de mesure optique
US6940589B1 (en) 2000-09-25 2005-09-06 Hamamatsu Photonics K.K. Optical measurement apparatus and method for optical measurement
WO2012017762A1 (ja) * 2010-08-04 2012-02-09 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
US8797522B2 (en) 2010-08-04 2014-08-05 Hitachi High-Technologies Corporation Light quantity detection method and device therefor
JP2013008878A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Canon Inc 描画装置、物品の製造方法、及び処理装置
KR20170052189A (ko) * 2015-11-04 2017-05-12 삼성전자주식회사 신호 처리 장치 및 신호 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
GB2307296A (en) 1997-05-21
US5715049A (en) 1998-02-03
DE19647428A1 (de) 1997-06-12
GB2307296B (en) 1999-11-03
GB9624014D0 (en) 1997-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH09196752A (ja) 測光装置
JPH11132953A (ja) 蛍光寿命測定方法および装置
AU2013344418B2 (en) Optical detectors and methods of using them
US5032714A (en) Light waveform measuring device including a streak camera
JPS63198251A (ja) 光電子増倍管
US6960771B1 (en) Optical measurement apparatus and method for optical measurement
JP4370127B2 (ja) 光走査型顕微鏡及び顕微鏡用測光装置
US20070267565A1 (en) Time-Resolved Measurement Apparatus
JPH09159527A (ja) 蛍光物質定量装置
JP2908742B2 (ja) 測光装置
JPH09329548A (ja) 蛍光寿命測定装置
US5694211A (en) Light measuring apparatus for quantizing photon
US20110186740A1 (en) System for controlling photomultiplier gain drift and associated method
JPH10227695A (ja) パルス光測光装置
JPH09210907A (ja) 走査型蛍光検出装置
JP2000304697A (ja) 蛍光寿命測定方法および装置
JP2003202292A (ja) 蛍光寿命測定装置および方法
JP3136102B2 (ja) 測光装置
EP1329699A1 (en) Optical measurement apparatus and method for optical measurement
JP2002107300A (ja) 蛍光寿命測定装置及び測定方法
US11361951B2 (en) System and method for photomultiplier tube image correction
Ballini et al. Single-electron multiplication statistics as a combination of Poissonian pulse height distributions using constraint regression methods
JPH0783829A (ja) 微弱発光測定装置
JP2656106B2 (ja) 光波形測定装置
JP2016017766A (ja) 光検出回路及び光量測定装置