WO2019188473A1 - 光学測定器、およびフローサイトメータ - Google Patents

光学測定器、およびフローサイトメータ Download PDF

Info

Publication number
WO2019188473A1
WO2019188473A1 PCT/JP2019/011066 JP2019011066W WO2019188473A1 WO 2019188473 A1 WO2019188473 A1 WO 2019188473A1 JP 2019011066 W JP2019011066 W JP 2019011066W WO 2019188473 A1 WO2019188473 A1 WO 2019188473A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
edge
light
detected
predetermined period
timing
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/011066
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
西原　利幸
井本　努
正雄 松村
原　雅明
隆道 山腰
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
ソニー株式会社
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 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社, ソニー株式会社 filed Critical ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Publication of WO2019188473A1 publication Critical patent/WO2019188473A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device

Definitions

  • the present disclosure relates to an optical measuring instrument and a flow cytometer, and in particular, an optical measuring instrument and a flow sight that can reduce the size of the apparatus, realize stable operation at a low voltage, and improve throughput. Regarding the meter.
  • the flow cytometer can quantitatively inspect a large amount of specimens in a short time, and can detect various specimen abnormalities and virus infections by attaching various fluorescent labels to the specimen, including counting blood cells. it can. It can also be applied to antibody testing and DNA testing by using, as a specimen, an antibody or DNA (Deoxyribo Nucleic Acid) attached to a magnetic bead.
  • Such fluorescence and scattered light are detected as pulsed light each time an individual specimen passes through the beam spot. Since the intensity of the laser beam is suppressed so as not to damage the specimen, side scattered light and fluorescence are very weak.
  • a photomultiplier tube is usually used for such a pulsed light detector.
  • a pulsed light detector a method of amplifying a fluorescence spectrum with an image intensifier and detecting it with a CCD (Charge Coupled Device) has been proposed (see Patent Document 1).
  • a method using an APD (Avalanche Photodiode) as a photodetector has been proposed (see Patent Document 2).
  • flow cytometers can acquire a great deal of information such as the discovery of various infectious diseases and early cancers from blood tests alone, they are expected to be widely spread by downsizing the equipment.
  • the pulse light interval is simultaneously reduced at this time, so that it is necessary to detect the pulse light with higher speed and higher sensitivity.
  • the photomultiplier tube requires a high voltage of 1000 V and a corresponding power source is required, the apparatus configuration becomes large.
  • a flow cytometer usually includes a plurality of photodetectors corresponding to a plurality of types of fluorescence detection, the use of a photomultiplier tube increases the overall size of the apparatus.
  • photodetectors are all analog outputs and are easily affected by external noise.
  • APD has low noise immunity because the signal gain fluctuates greatly due to temperature and applied voltage fluctuations and the output signal is weak. Also, the photomultiplier tube has low magnetic field resistance.
  • the CCD detection throughput is defined by the frame rate, but it is limited by the CCD transfer of the vertical and horizontal registers.
  • the output reflects the time-series response of light quantity, so it is amplified and shaped, and multiple AD (Analog-Digital) conversions are performed over time.
  • the total amount of light is derived from the integration.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and in particular, improves the throughput by reducing the size and weight of the photodetector and increasing the accuracy and speed of weak pulse light detection. Application to other optical measuring instruments using pulsed light is realized.
  • An optical measuring instrument and a flow cytometer include a pulse light generation unit that generates pulse light having an intensity according to a state of a measurement target, a photoelectric conversion element, and an amplification element, and the photoelectric conversion element The electric charges photoelectrically converted by the above are sequentially accumulated for a predetermined period, and the pulse light is received by a plurality of pixels that are output through the amplifying element using a voltage corresponding to the amount of accumulated electric charges after the accumulation is completed as a pixel signal.
  • a light detection unit that detects a light amount of the pulsed light based on the pixel signal output from the plurality of pixels, and a timing at which the charge accumulation of the plurality of pixels in the light detection unit is performed for a predetermined period.
  • an optical measuring instrument and a flow cytometer including a control unit that performs control so as to repeat.
  • a light pulse having an intensity corresponding to a state of a measurement target is generated, and includes a photoelectric conversion element and an amplification element, and the electric charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion element is sequentially generated for a predetermined period.
  • a voltage corresponding to the amount of accumulated charge after the accumulation is completed is output as a pixel signal from the plurality of pixels via the amplifying element, and the light pulse is received and output from the plurality of pixels. Based on the pixel signal, the light quantity of the light pulse is detected, and the charge accumulation timing of the plurality of pixels is controlled to be repeated in a predetermined period.
  • FIG. 4 is a first timing chart for explaining the operation of the pixel circuit of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a second timing chart for explaining the operation of the pixel circuit of FIG. 3. It is a timing chart explaining operation
  • the flow cytometer 11 includes a flow cell 31, a laser light source 32, a photodiode 33, a photodetector 34, condenser lenses 35 and 36, an edge detector 41, and a signal processor 42.
  • a cylindrical flow cell 31 is provided, in which a sample tube 51 is inserted substantially coaxially.
  • the flow cell 31 has a structure in which the sample flow 52 flows downward in the figure, and a specimen 53 made of cells or the like is released from the sample tube 51. As a result, the specimen 53 rides on the sample flow 52 in the flow cell 31 and flows down in a line.
  • the laser light source 32 generates a laser beam 71 and irradiates an irradiation spot 72 set at a position through which the specimen 53 passes.
  • the laser beam 71 is irradiated onto the specimen 53, and the scattered light and the fluorescence excited from the fluorescent marker or the like are generated, thereby causing the forward scattered light 73 and the side scattered light or the fluorescent marker attached to the specimen.
  • the fluorescence 74 emitted from the light is generated.
  • the forward scattered light 73 is incident on a condenser lens (including a filter and the like) 35, converted into parallel light, and incident on the photodiode 33.
  • a condensing lens (including a filter and the like) 36 is incident on the side scattered light, converted into parallel light, and incident on the photodetector 34.
  • the edge detection unit 41 based on the detection result of the photodiode 33, at the timing when the sample 53 is detected to pass, an on-edge signal indicating that the sample 53 has started to pass and an off-edge signal indicating that the passage has been completed. And generate
  • the fluorescent light 74 emitted from the side scattered light or the fluorescent marker attached to the specimen is weak pulse light, which is converted into parallel light by the condenser lens 36 and is incident on the photodetector 34.
  • the light detector 34 detects side scattered light incident as weak pulse light or fluorescence 74 emitted from a fluorescent marker attached to the specimen, and outputs the detection result to the signal processing unit 42.
  • the photodetector 34 is an image pickup element composed of a plurality of pixels in which an AD (Analog Digital) converter is built in the same semiconductor chip.
  • Each pixel has a photoelectric conversion element and an amplifier (amplifier) element (amplification element), and the photoelectrically converted charge is accumulated inside the pixel.
  • a signal reflecting the amount of accumulated charge is amplified and output via an amplifier element at a desired timing, and is converted into a digital signal by a built-in AD converter.
  • the photodetector 34 is also referred to as an image sensor 34.
  • the signal processing unit 42 performs signal processing on the detection result corresponding to the detection state of the sample 53 output from the imaging device 34 based on the on-edge and the off-edge supplied from the edge detection unit 41, and the sample 53 A pulsed light detection result associated with the passage of one is output.
  • FIG. 2 shows a first configuration example of the image sensor 34
  • the lower part of FIG. 2 shows the pixels 101 in the pixel array 91 and the detection unit 93 in the upper image sensor 34 of FIG. 2.
  • a configuration example is shown.
  • the size, the number, the number of rows, the number of columns, and the like of the configuration used for explanation in the configuration example of the present embodiment below are examples, and other sizes, numbers, the number of rows, the number of columns, etc. may be used. .
  • pixel array 91 includes a connection unit 92, a detection unit 93, a drive circuit 94, a logic circuit 95, and an output circuit 96.
  • pixels (pixel circuits) 101 having a size of 30 ⁇ m ⁇ 30 ⁇ m are arranged in an array of, for example, 40 pixels ⁇ 40 pixels, and an opening of 1.2 mm ⁇ 1.2 mm as a whole. It is said that.
  • the fluorescence 74 and the like emitted from the irradiation spot 72 is condensed and irradiated on the pixel 101 in the pixel array 91 via the condenser lens 36 and the like.
  • the pixel 101 generates a pixel signal corresponding to the amount of light irradiated and is read by the detection unit 93.
  • the detection unit 93 is a circuit that detects a pixel signal output from the pixel 101, including an AD (Analog / Digital) converter.
  • AD Analog / Digital
  • 800 pieces are arranged in a row at a pitch of 3 ⁇ m. . These are connected one-to-one to the pixels 101 of 20 rows via the connection portion 92 by the arrangement shown in the lower part of FIG. That is, 800 detection units 93 are connected to the 40 columns ⁇ 20 rows of pixels 101 corresponding to the upper half of the pixel array 91 on a one-to-one basis.
  • 800 similar detection units 93 are arranged in the lower half of the pixel array 91, and they are connected to the 40 columns ⁇ 20 rows of pixels 101 corresponding to the lower half of the pixel array 91 on a one-to-one basis. .
  • the generated pixel signals are simultaneously read out as accumulated signals, converted into digital signals all at once by the AD converter of the detection unit 93, and sequentially output via the output circuit 96.
  • Each pixel 101 is driven by a drive circuit 94, and the drive timing of the pixel 101 and the detection unit 93 and the output circuit 96 are controlled by a logic circuit 95.
  • the pixel 101 since many wires pass through the pixel 101 for connection with the detection unit 93, the pixel 101 includes a wiring layer on the back surface of the photoelectric conversion layer so that the aperture ratio of the pixel does not decrease. A so-called back-illuminated configuration may be adopted.
  • the output of pixel signals does not go through a delay process such as CCD (Charge-Coupled Device) transfer, but directly to an on-chip AD converter, and many of them are in parallel Is transmitted. Therefore, in the pixel 101, pixel signal readout and AD conversion processing can be realized at high speed.
  • CCD Charge-Coupled Device
  • an amplifier circuit such as an operational amplifier may be inserted between the pixel signal output and the AD converter.
  • the circuit configuration of the pixel 101 includes a photodiode (PD) 111, a storage node 112, a transfer transistor 113, an amplification transistor 114, a selection transistor 115, a reset transistor 116, and a detection node 117.
  • PD photodiode
  • As the transfer transistor 113, the amplification transistor 114, the selection transistor 115, and the reset transistor 116 for example, an N-type MOS (Metal-Oxide Semiconductor) transistor is used.
  • N-type MOS Metal-Oxide Semiconductor
  • the photodiode 111 converts photons into electric charges by photoelectric conversion.
  • the photodiode 111 is connected to the transfer transistor 113 via the storage node 112.
  • the photodiode 111 generates a pair of electrons and holes from photons incident on the silicon substrate of the circuit of the pixel 101, and stores the electrons in the storage node 112 corresponding to the cathode.
  • the photodiode 111 is preferably a buried type in which the storage node 112 is completely depleted when charge is discharged by reset.
  • the transfer transistor 113 transfers electric charge from the storage node 112 to the detection node 117 under the control of the row drive circuit 121.
  • the detection node 117 accumulates the charge from the transfer transistor 113 and generates an analog voltage according to the amount of the accumulated charge. This voltage is applied to the gate of the amplification transistor 114.
  • the reset transistor 116 is for initializing the charge accumulated in the accumulation node 112 and the detection node 117 by drawing it out to the power source 118.
  • the gate of the reset transistor 116 is connected to the row drive circuit 121, the drain is connected to the power supply 118, and the source is connected to the detection node 117.
  • the row driving circuit 121 controls the reset transistor 116 to be on at the same time as the transfer transistor 113, thereby extracting electrons accumulated in the accumulation node 112 to the power supply 118, and causing the pixel 101 to be in a dark state before accumulation, that is, light Is initialized to a non-incident state.
  • the row driving circuit 121 controls only the reset transistor 116 to be turned on, thereby extracting the charge accumulated in the detection node 117 to the power supply 118 and initializing the amount of the charge.
  • the amplification transistor 114 amplifies the gate voltage.
  • the gate of the amplification transistor 114 is connected to the detection node 117, the drain is connected to the power supply, and the source is connected to the selection transistor 115.
  • the amplification transistor 114 and the constant current circuit 122 form a source follower, and the voltage of the detection node 117 is output to the vertical signal line 124 with a gain of less than 1.
  • the electrical signal of the voltage at the detection node 117 is acquired by the detection circuit 123 including an AD conversion circuit.
  • the selection transistor 115 outputs an electrical signal in accordance with the control of the row drive circuit 121.
  • the selection transistor 115 has a gate connected to the row drive circuit 121, a drain connected to the amplification transistor 114, and a source connected to the vertical signal line 124.
  • the selection transistor 115 is omitted, and the source of the amplification transistor 114 is directly connected to the vertical signal line 124. May be.
  • the pixel 101 accumulates the photoelectrically converted charge in a period from when the photodiode 111 is reset to when reading is performed, and outputs a signal corresponding to the accumulated charge at the time of reading.
  • accumulation and reading of such unit periods are repeated and pulsed light is incident during accumulation, an output result corresponding to the amount of light can be obtained at the time of reading.
  • a characteristic of such an embedded photodiode is that the detection node 117 and the storage node 112 of the photodiode 111 are not capacitively coupled at the time of reading.
  • the conversion efficiency improves as the parasitic capacitance of the detection node 117 is reduced, and the sensitivity to the incidence of one photon can be improved.
  • the photodiode 111 is enlarged, the conversion efficiency does not deteriorate. Therefore, as the photodiode 111 becomes larger, the sensitivity per pixel with respect to the same luminous flux density can be improved. Similar properties are also observed in MOS type photoelectric conversion elements.
  • Such pixels generally do not involve electron multiplication such as APD, Si-PM, and photomultiplier tubes. Therefore, the output of such a pixel is affected by readout noise caused by the amplification transistor 114 and the AD converter circuit in the subsequent stage. However, by maximizing the pixel sensitivity using the above characteristics, the influence is relatively Minimized.
  • the SN Signal to Noise Ratio
  • the detection circuit 123 and the constant current circuit 122 are a part of the detection unit 93 in FIG.
  • an electron multiplier its corresponding power source, a plurality of photodetectors for supporting multiple types of fluorescence detection, a photomultiplier, an image intensifier, and the like Therefore, it is possible to achieve downsizing of the device configuration and to realize stable operation even at a low voltage.
  • the row driving circuit 121 controls both the transfer transistor 113 and the reset transistor 116 to be in an on state at a timing immediately before the accumulation period.
  • PD Photo Diode
  • the row driving circuit 121 controls the transfer transistor 113 to be in an off state.
  • the storage node 112 is in a floating state, and new charge accumulation is started.
  • the row driving circuit 121 controls the reset transistor 116 to be in an off state after the PD reset.
  • the potential of the detection node 117 is slightly lowered from the reference potential due to coupling with the gate of the reset transistor 116, and becomes a floating state.
  • FD reset floating diffusion layer
  • the selection transistor 115 connects the circuit of the pixel 101 and the vertical signal line 124.
  • the voltage at the detection node 117 is amplified by the amplification transistor 114 and output to the vertical signal line 124.
  • the detection circuit 123 performs sampling once or more (for example, four times). In these samplings, the signal of the potential of the vertical signal line 124 is converted into a digital signal Ds1 by the detection circuit 123 as a reset signal. Multiple sampling of the reset signal is handled as the first reading in correlated double sampling.
  • the row driving circuit 121 controls the transfer transistor 113 to be turned on immediately before the accumulation period ends.
  • the electric charge accumulated in the accumulation node 112 is transferred to the detection node 117.
  • the potential of the detection node 117 is sufficiently deep, all the electrons stored in the storage node 112 are transferred to the detection node 117, and the storage node 112 is completely depleted.
  • the row driving circuit 121 controls the transfer transistor 113 to be in an OFF state.
  • the potential of the detection node 117 is lowered by the amount of accumulated charge (that is, the potential becomes shallower) than before the transfer transistor 113 is driven.
  • the selection transistor 115 connects the circuit of the pixel 101 and the vertical signal line 124.
  • the voltage corresponding to the decrease is amplified by the amplification transistor 114 and output to the vertical signal line 124.
  • the detection circuit 123 performs sampling one or more times (for example, four times). In these samplings, the potential signal of the vertical signal line 124 is converted into a digital signal Ds2 by the detection circuit 123 as an accumulated signal. Multiple sampling of the accumulated signal is handled as the second reading in correlated double sampling.
  • the detection circuit 123 compares the sampled accumulated signal (that is, the digital signal Ds2) and the reset signal (that is, the digital signal Ds1), and determines the amount of incident photons based on the comparison result.
  • the plurality of digital signals Ds1 are all added, and an average value thereof is calculated as necessary. Similarly, all the digital signals Ds2 are added and averaged as necessary.
  • the detection circuit 123 obtains the difference between the added value (or average value) of the digital signal Ds1 and the added value (or average value) of the digital signal Ds2 as a net accumulated signal.
  • the kTC noise generated at the time of FD reset is canceled by using the difference between the digital signals Ds1 and Ds2 as a net accumulated signal.
  • the exposure accumulation period of each pixel (pixel circuit) 101 is a period between the above-described PD reset operation and the readout operation of the accumulation signal. To be precise, after the transfer transistor 113 is turned off after being reset, it is read and turned off. It is a period until. When photons enter the photodiode 111 during this accumulation period and charge is generated, it becomes a difference between the reset signal and the accumulation signal, and is derived by the detection circuit 123 according to the above-described procedure.
  • the detection circuit 123 has a so-called CDS (Correlated Double Sampling) function, and cancels out low frequency noise of pixels including kTC noise.
  • the detection circuit 123 performs CDS between the digital values that have passed through the AD converter, thereby canceling out noise that has been mixed along with the AD conversion process.
  • the accumulated signal that is the light detection result is obtained by digital signal processing, so it is not easily affected by external noise and does not use APD, so it also has heat resistance, noise resistance, and magnetic field resistance. It becomes possible to improve. Further, since there is no restriction such as CCD transfer, it is possible to improve the throughput.
  • FIG. 5 shows a second operation example of the pixel (pixel circuit) 101 of the image sensor 34 of FIG. 2 in which such a dead period is removed particularly in order to cope with high-speed sampling.
  • the PD reset at the timing T41 performed in FIG. 4 is omitted, and the charge discharge of the PD 111 accompanying the charge transfer at the timing T43 at the time of reading is also used.
  • a pulse is applied to the transfer transistor 113 to transfer the accumulated signal to the detection node 117.
  • This charge discharge is also used as a PD reset.
  • the next accumulation period of the PD 111 starts immediately after that. As a result, the dead time in which the photons incident on the pixel 101 are not detected becomes almost zero.
  • the shortest unit accumulation cycle is defined by the total time required for reset level sampling and accumulation level sampling.
  • the light intensity of the side scattered light or the fluorescence 74 is drawn as a pulsed light waveform PL1 as shown in the upper part of FIG. 6 as the specimen 53 passes through the irradiation spot 72 of the laser light, and each pulsed light waveform PL1. Becomes a waveform corresponding to the passage of one specimen 53.
  • the detected intensity in the PD 33 of the forward scattered light 73 shown in the lower part of FIG. 6 is similar to the pulsed light waveform PL1 in the upper part of FIG. be painted.
  • the edge detection unit 41 detects the passage timing of the specimen 53 as an on edge and an off edge from a comparison between the intensity of the pulsed light waveform PL2 of the forward scattered light and the threshold value L1. More specifically, the edge detection unit 41 passes the on-edge E1 (upward arrow in the figure) at the timing tx when the threshold L1 is exceeded in FIG. 6, and the off-edge E2 (in the figure at the timing ty below the threshold L1). Are detected and output to the signal processing unit 42.
  • the on-edge is represented by an upward arrow at the rising edge of the pulse light waveform
  • the off-edge is represented by a downward arrow at the falling edge of the pulse light waveform.
  • the read access sequence is a global shutter having almost no dead period in accordance with FIG.
  • the start and end of accumulation are performed simultaneously for all pixels, intra-pixel transfer is performed in synchronization, and the accumulation period ends for all pixels simultaneously. Then, reading of the accumulated signal is started. Further, at this time, the next accumulation period starts all pixels at once.
  • the accumulation period is repeatedly set continuously in a predetermined period T.
  • an example of the accumulation period and the readout period in the predetermined period T is shown, and it is shown that the accumulation period and the readout period indicated by hatching are processing for handling the same accumulation signal. It is shown that the accumulation period shown in white and the readout period are processes for handling the same accumulation signal. That is, the accumulated signal accumulated in the “accumulation” period indicated by the hatched portion at the timing t21 to t22 is read out in the “read” period indicated by the hatched portion at the next timing t22 to t23. Similarly, the accumulated signal accumulated in the “accumulation” period indicated by the white portion at the timings t22 to t23 is read out in the “read” period as indicated by the white portion at the next timings t23 to t24.
  • the light intensity of the side scattered light or fluorescence 74 is drawn as pulsed light waveforms W1 to W5 as shown in the uppermost part of FIG. 7, for example, as the specimen 53 passes through the laser light irradiation spot 72,
  • Each of the pulsed light waveforms W1 to W5 is a waveform corresponding to the passage of one specimen 53, and here, the area of the pulsed light waveform corresponds to the amount of light.
  • the patterns of the pulsed light waveforms W1 to W5 in FIG. 7 change with the passage of the specimen 53, and are merely one example.
  • the time required for the passage of the pulsed light waveforms W1 to W5 accompanying the passage of the specimen 53 is generally about 1 to 10 ⁇ s.
  • the photodiode 33 outputs a signal at the passage timing of the specimen 53 to the edge detection unit 41 based on a comparison between the intensity of the waveform of the forward scattered light and the threshold value.
  • the edge detection unit 41 generates an on-edge based on the signal supplied from the photodiode 33 and outputs it to the signal processing unit 42.
  • the image sensor (photodetector) 34 completes accumulation in the pixel, starts reading the accumulated signal, and then starts the next accumulation.
  • the timing t22 is a timing after a predetermined period T has elapsed from the timing t21 when the accumulation is started.
  • the light amount P1 before the timing t22 is detected from the light amount indicated by the pulsed light waveform W1 generated by the sample 53 at the timing t1 to t2 in the upper part of FIG.
  • an on-edge of the pulsed light waveform W3 is detected at timing t5, and is indicated by a pulsed light waveform W3 generated by the specimen 53 at timings t5 to t6 in the upper part of FIG.
  • the light amount P4 corresponding to the partial light amount before the timing t25 is detected.
  • the light amount P6 corresponding to the total light amount of the light amount indicated by the pulsed light waveform W4 generated by the specimen 53 at the timings t7 to t8 in the upper part of FIG.
  • a light quantity P7 corresponding to a partial light quantity before the timing t27 of the light quantity indicated by W5 is detected.
  • the signal processing unit 42 performs signal processing based on the detection result as shown in the upper part of FIG. 7 and outputs the detection result.
  • the light amount P4 that is the partial light amount detected at timings t24 to t25 consisting of a predetermined period T and the light amount that becomes the partial light amount detected at timings t25 to t26 consisting of the predetermined period T.
  • the output is divided into P5.
  • the pulsed light waveforms W1 and W3 cannot be used as detection results accompanying the passage of the specimen 53 even if the detection results are used as they are.
  • the pulsed light waveform W2 can be used as it is because the light quantity P3 detected at the timings t23 to t24 consisting of the predetermined period T is the total light quantity.
  • the signal processing unit 42 uses the on-edge detected by the edge detection unit 41 when the passage of each pulse light waveform is detected, and adds two partial light amounts to pass one waveform. Find the amount of light.
  • the signal processing unit 42 reads out the detection result of the most recent predetermined period T and the detection result of the next predetermined period T, and based on the two detection results, one waveform.
  • the pulse light amount is obtained.
  • the predetermined period T is also referred to as a frame.
  • the signal processing unit 42 adds the detection results of two frames when the on-edge is detected only in the latest frame from the detection results of the two most recent frames.
  • the signal processing unit 42 adds the light amounts P1 and P2 because the on-edge is detected only in the frames from timing t21 to t22.
  • the pulse light amount of the pulsed light waveform W1 is obtained.
  • the signal processing unit 42 uses the detection result of the most recent frame as the total light amount when the on-edge is detected in the most recent frame and the subsequent frame from the detection results of the most recent two frames. deal with.
  • the signal processing unit 42 sets the light amount P3 of the frame at the timing t23 to t24, which is the latest frame, as the pulse light amount of the pulsed light waveform W2.
  • the on-edge is detected only at timings t24 to t25, which are the latest frames.
  • the partial light amounts P4 and P5 are added to obtain the pulse light amount of the pulsed light waveform W3.
  • the signal processing unit 42 treats the case where two on-edges are detected in the most recent frame from the detection results for the most recent two frames as an error.
  • the detection results for one frame include the detection results of one or more waveforms. Since proper signal processing is not possible, it is treated as an error.
  • step S11 the signal processing unit 42 initializes a frame counter N to 1.
  • step S ⁇ b> 12 the signal processing unit 42 acquires the detection result of the frame N from the imaging device 34 and the edge detection unit 41.
  • the detection result is information including a pulse light waveform signal output from the image sensor 34 and a signal indicating the presence / absence of on-edge detection output from the edge detection unit 41.
  • step S13 the signal processing unit 42 determines whether an on-edge is detected based on the detection result of the frame N.
  • step S13 when the on-edge N is detected for the frame N, the process proceeds to step S14.
  • step S14 the signal processing unit 42 determines whether there is an on-edge next to the on-edge N based on the detection result of the frame N. That is, it is determined whether or not the second on-edge exists in the detection result of the same frame N.
  • step S14 when the next on-edge of on-edge N is not detected, the process proceeds to step S15.
  • step S15 the signal processing unit 42 acquires the detection result of the next frame (N + 1) from the image sensor 34 and the edge detection unit 41.
  • step S16 the signal processing unit 42 determines whether there is an on-edge (N + 1) in the detection result of the frame (N + 1).
  • step S16 when the on-edge (N + 1) is not detected in the frame (N + 1), the process proceeds to step S17.
  • step S ⁇ b> 17 the signal processing unit 42 adds the light amounts as the detection results of the image sensor 34 in the frame N and the frame (N + 1), and outputs the result as the signal amount (light amount) of the pulsed light waveform specified by the on-edge N. To do.
  • the signal amount of the pulsed light waveform W1 is obtained by adding the detection results of the light amounts P1 and P2 through a series of processes in steps S11 to S17.
  • step S18 the signal processing unit 42 increments the counter N by 2, and the process returns to step S14.
  • step S16 when an on-edge (N + 1) is detected in the frame (N + 1), the process proceeds to step S20.
  • step S20 the signal processing unit 42 outputs the detection result of the frame N as a signal amount corresponding to the total light amount of the pulsed light waveform detected as one specimen 53 passes.
  • step S21 the signal processing unit 42 increments the counter N by 1.
  • step S22 the signal processing unit 42 regards the edge (N + 1) as the edge N and continues the process, and the process returns to step S14.
  • the total light amount is detected in one frame within the timing t23 to t24, and the on-edge of the pulsed light waveform W3 is detected in the next frame. It corresponds to the processing in case.
  • the detection result of the waveform W3 detected in one frame within the timings t23 to t24 is output as a signal output as it is by the above-described processing of steps S11 to S16, S20, and S21. Further, the on-edge information of the pulsed light waveform W3 is maintained as information of the next frame.
  • step S14 when the second edge is detected in the frame N in step S14, the process proceeds to step S23.
  • step S23 the signal processing unit 42 outputs that the detection result related to the frame N cannot be adopted and an error occurs.
  • this corresponds to the processing when the pulsed light waveforms W4 and W5 are detected in one frame, as indicated by timings t26 to t27 in FIG. In this case, it is regarded as an error by the processing of steps S11 to S14 and S22 described above.
  • step S23 the signal processing unit 42 increments the counter N by 1, and the process returns to step S12.
  • step S13 if the on-edge N is not detected in the frame N, that is, if no signal is detected, the process proceeds to step S24 and proceeds to the next frame process.
  • the imaging device 34 is cyclically read out by the imaging device 34 in a predetermined period T, for example, even if the specimen 53 does not pass for a period longer than the predetermined period T, the imaging element 34 is periodically.
  • the pixel signal (charge) accumulated in the photodiode 111 is reset, noise does not accumulate even when the pixel signal is read only when the specimen 53 passes. It becomes possible to detect pulsed light with high accuracy.
  • the detection result of the image pick-up element 34 and the edge detection part 41 is with a time stamp, or When recording is performed in time series, offline processing may be performed using the recording after detection.
  • Second embodiment An example has been described in which the signal output accompanying the passage of the specimen 53 is obtained by signal processing based on the detection result by the imaging device 34 and the presence or absence of the on-edge detected by the photodiode 33. Thus, signal processing may be performed in consideration of off-edge.
  • signal processing is performed using both the on-edge and the off-edge detected at the respective rising and falling timings of the pulsed light waveforms W1 to W5. May be.
  • pulsed light waveforms W1 to W5 in FIG. 9 the upward arrow indicating the on-edge, and the timing of each frame are the same as those in FIG. 7, and only the off-edge is added.
  • the signal processing unit 42 adds the detection results for two frames when the on-edge is detected in the most recent frame and the off-edge is detected in the next frame from the detection results for the two most recent frames. .
  • the total light amount of the pulsed light waveform W1 is obtained by adding the light amounts P1 and P2.
  • the signal processing unit 42 detects that the on-edge is detected in the latest frame as well as the later frame and the on-edge is detected in the later frame based on the detection results of the latest two frames.
  • the detection result for the most recent frame is treated as the total light quantity.
  • the on-edge is detected at timings t3 and t5 in both the frames from timing t23 to t24 and the frames from timing t24 to t25.
  • an off-edge is detected at the timing t4. Therefore, the light amount P3 of the frame at the timing t23 to t24, which is the latest frame, is obtained as the total light amount of the pulse light waveform W2.
  • an on-edge is detected at timing t5 from timing t24 to t25, which is the latest frame, and timing t6 from timing t25 to t26, which is a subsequent frame. Since the off-edge is detected at, light amounts P4 and P5, which are partial light amounts of the respective frames, are added to obtain the light amount of the pulsed light waveform W3.
  • the signal processing unit 42 treats the case where two on-edges are detected in the most recent frame and an off-edge is detected in the most recent frame from the detection results of the most recent two frames as an error.
  • step S41 the signal processing unit 42 initializes a frame counter N to 1.
  • step S42 the signal processing unit 42 acquires the detection result of the frame N by the imaging device 34.
  • the detection result is information including a waveform signal and presence / absence of on-edge detection.
  • step S43 the signal processing unit 42 determines whether or not the on-edge N is detected based on the detection result of the frame N.
  • step S43 If the on-edge N is detected in step S43, the process proceeds to step S44.
  • step S44 the signal processing unit 42 determines whether or not the off-edge N is detected based on the detection result of the frame N.
  • step S44 If the off-edge N is detected in step S44, the process proceeds to step S45.
  • step S45 the signal processing unit 42 determines whether the next on-edge exists based on the detection result of the frame N. That is, it is determined whether or not the second on-edge exists in the detection result of the same frame N.
  • step S45 when there is no next on-edge, the process proceeds to step S46.
  • step S46 the signal processing unit 42 outputs the detection result of the frame N as a signal amount corresponding to the total light amount of the pulsed light waveform of the on-edge N detected as one specimen 53 passes.
  • the on-edge and the off-edge of the pulse light waveform W2 are detected in one frame within the timing t23 to t24, and the total light amount is detected.
  • the detection result of the pulsed light waveform W3 detected in one frame within the timings t23 to t24 is output as a signal output as it is by the processing of steps S41 to S46 described above.
  • step S47 the signal processing unit 42 increments the counter N by 1, and the process proceeds to step S48.
  • step S48 the signal processing unit 42 determines whether or not termination is instructed. If termination is instructed, the processing ends. In step S48, when the end is not instructed, the process returns to step S42.
  • step S44 when the off edge N does not exist in the frame N, the process proceeds to step S49.
  • step S49 the signal processing unit 42 acquires the detection result of the next frame (N + 1) from the image sensor 34 and the edge detection unit 41.
  • step S50 the signal processing unit 42 determines whether or not an off edge (N + 1) exists in the detection result of the frame (N + 1).
  • step S50 if there is an off-edge (N + 1), the process proceeds to step S51.
  • step S51 the signal processing unit 42 determines whether or not the next on-edge (N + 1) exists in the detection result of the frame (N + 1), that is, whether or not the second on-edge exists in the frame (N + 1). Determine.
  • step S51 if there is no next on-edge (N + 1), that is, if there is no second on-edge in the frame (N + 1), the process proceeds to step S52.
  • step S ⁇ b> 52 the signal processing unit 42 adds the signal amount that is the detection result of the image sensor 34 in the frame N and the frame (N + 1), and outputs it as the signal amount of the pulsed light waveform specified by the on-edge N in the frame N To do.
  • the signal output of the waveform W1 is obtained by adding the signal outputs of the light amounts P1 and P2 through a series of processes of steps S41 to S44 and S49 to S53.
  • step S53 the signal processing unit 42 increments the counter N by 2, and the process proceeds to step S48.
  • step S50 if there is no off-edge in the frame (N + 1), the process proceeds to step S54.
  • step S54 the signal processing unit 42 regards the detection result of the image sensor 34 related to the on-edge N of the frame N as an error, and the process proceeds to step S53.
  • a waveform of one frame or more that is, a waveform having a general waveform length of 10 ⁇ s or more, that is, a waveform of a predetermined period T or more exists, which is contradictory.
  • the signal processing unit 42 regards it as an error.
  • step S51 the signal processing unit 42 outputs that an error occurs because the detection result relating to the frame N cannot be adopted in step S54.
  • step S45 If it is determined in step S45 that the next on-edge in frame N, that is, two on-edges exist in frame N, the process proceeds to step S55.
  • step S55 the signal processing unit 42 outputs that an error has occurred because the detection result relating to the frame N cannot be adopted, and the process proceeds to step S47.
  • steps S54 and S55 are both performed when two on-edges of the pulsed light waveforms W4 and W5 are detected in one frame, as indicated by timings t26 to t27 in FIG. 9, for example. Corresponds to processing. In this case, it is regarded as an error by the processing of steps S41 to S44, S49 to S52, S55 described above, or the processing of steps S41 to S45, S55.
  • step S43 If it is determined in step S43 that the on-edge N does not exist in the frame N, it is considered that no signal is detected, and the process proceeds to step S47, and is switched to the next frame process.
  • signal processing is performed in addition to the detection result of the image sensor 34 and the on-edge of the edge detector 41, and also the off-edge, thereby repeatedly capturing images with the image sensor 34 while circulating in a predetermined period T.
  • signal processing is performed in addition to the detection result of the image sensor 34 and the on-edge of the edge detector 41, and also the off-edge, thereby repeatedly capturing images with the image sensor 34 while circulating in a predetermined period T.
  • the imaging device 34 is cyclically read out by the imaging device 34 in a predetermined period T, for example, even if the specimen 53 does not pass for a period longer than the predetermined period T, the imaging element 34 is periodically.
  • the pixel signal (charge) accumulated in the photodiode 111 is reset, noise does not accumulate even when the pixel signal is read only when the specimen 53 passes. It is possible to detect weak pulse light with high accuracy.
  • the detection result of the image pick-up element 34 and the edge detection part 41 is with a time stamp, or When recording is performed in time series, offline processing may be performed using the recording after detection.
  • FIG. 11 shows a configuration example of the flow cytometer 11 configured to set the accumulation period until the off-edge is detected when the on-edge is detected within a predetermined period T from the start of the accumulation period. Yes.
  • the same reference numerals are given to configurations having the same functions as those of the flow cytometer 11 of FIG. 1, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the flow cytometer 11 of FIG. 11 is different from the flow cytometer 11 of FIG. 1 in that the signal processing unit 42 is deleted and the on-edge and off-edge information detected by the edge detection unit 41 is This is a point supplied to the drive circuit 94 of the image sensor 34.
  • the drive circuit 94 controls the operation of the row drive circuit 121 based on on-edge and off-edge information supplied from the edge detection unit 41.
  • the control of the row drive circuit 121 based on the on-edge and off-edge information by the drive circuit 94 will be described in detail later with reference to FIGS.
  • each of the detection results of the pulsed light generated when the specimen 53 passes through the control of the row driving circuit 121 by the driving circuit 94 based on the on-edge and the off-edge is 1 for each.
  • the signal amount corresponds to the amount of light corresponding to one pulse light waveform.
  • the read access sequence is a global shutter with almost no dead period according to FIG.
  • the start and end of accumulation are performed simultaneously for all the pixels, and intra-pixel transfer is performed in synchronization, the accumulation period is completed for all pixels, and readout of the accumulation signal is started. At this time, the next accumulation period starts at the same time for all pixels.
  • the light intensity of the side scattered light or the fluorescence 74 is determined by the pulse light waveform W31 at the timings t101 to t102 as shown in the uppermost stage of FIG. 12 as the specimen 53 passes through the irradiation spot 72 of the laser light.
  • the pulse light waveforms W32 and W32 are drawn as pulse light waveforms W32 at timings t103 to t104, and each of the pulse light waveforms W31 and W32 becomes a waveform corresponding to the passage of one specimen 53.
  • the patterns of the pulsed light waveforms W31 and W32 in FIG. 12 change with the passage of the specimen 53, and are merely one example.
  • the time required for the passage of the pulsed light waveforms W31 and W32 accompanying the passage of the specimen 53 is generally about 1 to 10 ⁇ s.
  • the driving circuit 94 controls the row driving circuit 121 to execute PD reset (PD-RST) at timing t121, so that the reset signal (Reset level signal) is read, and the accumulation period of the photodiode 111 is started.
  • PD-RST PD reset
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 and executes PD reset again.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to transfer the accumulated signal accumulated in the accumulation period to the accumulation node 112 to the detection node 117 (PD transfer). Set the next accumulation period.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to read data of the accumulated signal accumulated during the accumulation period of the pulsed light waveform W31 (Data).
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to execute PD reset (PD-RST) and read a reset signal (Reset). Further, the detection circuit 123 obtains a pixel signal from the immediately preceding accumulated signal data and the immediately preceding reset signal data, performs AD conversion, and outputs a pixel signal composed of a digital signal (output).
  • PD-RST PD reset
  • Reset reset signal
  • the detection circuit 123 obtains a pixel signal from the immediately preceding accumulated signal data and the immediately preceding reset signal data, performs AD conversion, and outputs a pixel signal composed of a digital signal (output).
  • the period from the timing at which readout of the accumulation signal is started to the timing at which the next accumulation period is set and the reset signal is read out is the AD conversion period TAD in which AD conversion is performed.
  • the accumulation period of the photodiode 111 is set.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to transfer the accumulation signal accumulated in the accumulation period to the accumulation node 112 to the detection node 117 (PD transfer). Set the next accumulation period.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to read the data of the accumulated signal accumulated during the accumulation period of the pulsed light waveform W32 (Data).
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to execute PD reset (PD-RST) and read the reset signal.
  • the detection circuit 123 obtains a pixel signal from the immediately preceding accumulated signal data and the immediately preceding reset signal data, performs AD conversion, and outputs the output (output).
  • the process of reading the reset signal in the predetermined period T is repeated, and when the on edge is detected, the accumulation period is set until the off edge is detected.
  • the reset level is repeatedly read out during a predetermined period T, so that even if a period in which pulse light is not detected for a certain period or more occurs, weak noise does not accumulate and pulse light can be detected.
  • the pulsed light waveform can be detected.
  • pulsed light waveforms W41 to W44 as shown in the upper part of FIG. 13 are generated based on the pulsed light generated as the specimen 53 passes.
  • each of the pulsed light waveforms W41 to W44 is a waveform corresponding to the passage of one specimen 53. Further, the patterns of the pulsed light waveforms W41 to W44 in FIG. 13 change with the passage of the specimen 53, and are merely one example.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to transfer the accumulation signal accumulated in the accumulation period to the accumulation node 112 to the detection node 117 (PD transfer), Set the next accumulation period.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to read data of the accumulated signal accumulated during the accumulation period of the pulsed light waveform W31 (Data).
  • the driving circuit 94 controls the row driving circuit 121 to apply an FD reset (FD-RST) and read a reset signal (Reset).
  • the detection circuit 123 obtains a pixel signal from the immediately preceding accumulated signal data and the immediately preceding reset signal data, performs AD conversion, and outputs the output (output).
  • the next accumulation period is set from the timing when reading of the accumulation signal is started.
  • the on-edge of the pulsed light waveform W ⁇ b> 42 is detected at the timing t ⁇ b> 143 from the timing t ⁇ b> 163 when the accumulation period is set until the predetermined period T elapses.
  • the accumulation period is set to the later timing of the timing at which the off edge of the pulsed light waveform W42 is detected or the timing until the reading of the reset signal is completed.
  • the off edge of the pulsed light waveform W42 is detected at timing t144, but since the reading of the reset signal is completed at timing t165, the accumulation period is set up to timing t165.
  • timing t163 when reading of the stored signal data is started to timing t165 when the reset signal is read is an AD conversion period TAD.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to transfer the accumulated signal accumulated in the accumulation period to the accumulation node 112 to the detection node 117 (PD transfer), Set the next accumulation period.
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to read data of the accumulated signal accumulated during the accumulation period of the pulsed light waveform W42 (Data).
  • the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to apply FD reset (FD-RST) and read the reset signal (Reset).
  • the detection circuit 123 obtains a pixel signal from the immediately preceding signal level and the immediately preceding reset level, performs AD conversion, and outputs (output).
  • the readout of the reset signal from the timing t166 is started, but the on-edge of the pulsed light waveform W44 is detected at the timing t147 until the readout of the reset signal is completed.
  • the drive circuit 94 outputs an error.
  • step S71 the drive circuit 94 initializes a counter N for identifying the pulsed light waveform to 1.
  • step S72 the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121, applies a PD reset, starts an accumulation period, and starts reading a reset signal.
  • step S73 the drive circuit 94 determines whether or not an on-edge has been detected by the edge detection unit 41 between the start of the accumulation period and the elapse of a predetermined period T.
  • step S73 If the on-edge is not detected in step S73, the process proceeds to step S79.
  • step S79 the drive circuit 94 determines whether or not the end of the operation is instructed, and if the end is instructed, the process ends. In step S79, when the end is not instructed, the process returns to step S72. That is, when the on-edge is not detected, only the reset signal reading process is repeated in the predetermined period T.
  • step S73 if an on-edge is detected in step S73, the process proceeds to step S74.
  • step S74 the drive circuit 94 determines whether or not the reading of the reset signal is completed and an off edge is detected, and the same processing is repeated until the reading of the reset level is completed and the off edge is detected.
  • step S74 when reading of the reset level is completed and an off edge is detected, the process proceeds to step S75.
  • step S74 if the next on-edge is detected before reading of the reset signal is completed, the drive circuit 94 regards it as an error, and the process proceeds to step S78.
  • step S75 the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to transfer the accumulation signal to complete the accumulation period, start the next accumulation period, and start reading the accumulation signal.
  • step S76 the drive circuit 94 supplies the read reset signal and accumulated signal to the detection unit 93.
  • the detector 93 calculates the signal amount of the on-edge N pulsed light waveform from the reset signal and the accumulated signal and outputs the signal amount.
  • step S77 the drive circuit 94 determines whether an on-edge has been detected by the edge detection unit 41 between the start of the next accumulation period and the elapse of the predetermined period T, that is, within the predetermined period T. It is determined whether there are two on-edges.
  • step S77 when the on-edge is not detected by the edge detection unit 41 between the start of the next accumulation period and the elapse of the predetermined period T, the process proceeds to step S78.
  • step S78 the drive circuit 94 increments the counter N by 1, and the process proceeds to step S79.
  • the reset signal is basically read out in a predetermined period T by the series of processing from steps S72 to S78, and the off edge is detected when the on edge is detected.
  • the process of setting the accumulation period is performed until
  • step S77 when the next on-edge is detected by the edge detection unit 41 between the start of the next accumulation period and the elapse of the predetermined period T, the process proceeds to step S80.
  • step S80 the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to determine whether or not reading of the accumulated signal has been completed, and repeats the same processing until completion.
  • step S80 when reading of the accumulated signal is completed, the process proceeds to step S81.
  • step S81 the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121, applies FD reset, and starts reading the reset signal.
  • step S82 the drive circuit 94 controls the row drive circuit 121 to determine whether or not the reset signal has been read and an off edge has been detected, and the reset signal has been read and the off edge has been detected. Until the same process is repeated.
  • step S82 when the reading of the reset signal is completed and an off edge is detected, the process proceeds to step S83.
  • step S82 if the next on-edge is detected before reading of the reset signal is completed, the drive circuit 94 regards it as an error, and the process proceeds to step S87.
  • step S83 the drive circuit 94 transfers the accumulation signal to the detection unit 93, sets the next accumulation period, and reads the accumulation signal.
  • step S84 the detector 93 calculates and outputs the signal amount of the on-edge (N + 1) pulsed light waveform.
  • step S85 the drive circuit 94 determines whether or not the next on-edge has been detected by the edge detection unit 41 from the start of the next accumulation period to the elapse of the predetermined period T.
  • step S85 when the next on-edge is detected by the edge detection unit 41 between the start of the next accumulation period and the elapse of the predetermined period T, the process proceeds to step S86.
  • step S86 the drive circuit 94 increments the counter N by 1, and the process returns to step S80.
  • step S85 if the on-edge is not detected by the edge detection unit 41 between the start of the next accumulation period and the elapse of the predetermined period T, the process proceeds to step S87.
  • step S87 the drive circuit 94 increments the counter N by 2, and the process returns to step S79.
  • the reset signal is basically repeatedly read out in a predetermined period T and the off edge is detected when the on edge is detected by a series of processes from steps S80 to S85. If the on-edge is continuously detected in the next accumulation period, the FD reset is applied at the timing when the predetermined period T has elapsed. The accumulation period is continued.
  • the reset signal is basically repeatedly read out during a predetermined period T, and the timing from when the pulsed light is detected, that is, from the timing when the on-edge is detected to the timing when the off-edge is detected is accumulated. It was set as a period. Thereby, since the accumulation period is set at the timing when the pulsed light is detected, the pulsed light can be detected with high accuracy. In addition, since the reset signal is repeatedly read out in a predetermined period T, noise does not accumulate even if the period in which the sample 53 does not flow continues for a long time. It becomes possible to detect.
  • the reset level is sampled for each line to obtain the reset signal, the accumulated level is sampled to obtain the accumulated signal, and the difference is obtained.
  • the imaging device 34 for example, Drive as shown in the timing chart.
  • Sampling of the accumulated signal (Data Sampling) is started at time t202 ′, which is the timing immediately after the charge transfer.
  • Sampling of accumulated signal (Data Sampling) is started at time t204 ′, which is the timing immediately after the charge transfer.
  • Sampling of accumulated signal (Data Sampling) is started at time t206 ′, which is the timing immediately after the charge transfer.
  • reset signal sampling (Reset Sampling) is completed and charge transfer is performed, and immediately after time t200 ′, accumulation signal sampling (Data Sampling) is started. Shall.
  • the period between times t200 ', t202', t204 ', t206'... Immediately after the charge transfer is performed is the charge accumulation period of each frame.
  • time t202 ′ to t204 ′ of the first frame is time t204 ′ to t206 ′ of the second frame (Frame2).
  • time t204 ′ to t206 ′ of the second frame is time t204 ′ to t206 ′ of the second frame (Frame2).
  • the time t201 to t203 is the first frame (Frame1)
  • the time t203 to t205 is the second frame (Frame2)
  • the time t205 to t207 is the third frame (Frame3)
  • Each readout period is set.
  • the accumulation signal of each frame is obtained from the difference between the two and output.
  • the accumulated signals of the first frame (Frame 1) and the second frame (Frame 2) are output at times t203 and t205, which are timings when the line start signal is supplied.
  • the accumulation signal is output in synchronization with the line start signal and the frame start signal, but the accumulation period of each frame has a different timing from the line start signal and the frame start signal. Starts and ends. This amount of deviation differs depending on, for example, the driving conditions of the sensor and is adjusted inside the sensor using a register or the like in the sensor.
  • the signal processing unit 42 needs to grasp the relationship between the timing at which the pulse light waveform is detected by the edge detection unit 41 and the accumulation period of each line or frame of the sensor and process the flow of FIGS. There is a procedure for that.
  • the presence or absence of the on-edge and off-edge indicating the passage timing of the specimen 53 detected by the edge detection unit 41 and the occurrence pattern are recorded to recognize in which frame the on-edge or off-edge of the pulsed light waveform is detected. It is possible to make it possible to recognize the passage timing of the specimen in units of frames.
  • the flow cytometer 11 in FIG. 16 is different from the flow cytometer 11 in FIG. 1 in that a recording processing unit 151 is newly provided in the signal processing unit 42.
  • the recording processing unit 151 records information on the presence / absence of on-edge and off-edge indicating the passage timing of the specimen 53 and information on the occurrence pattern detected by the edge detection unit 41 in units of frames.
  • the recording processing unit 151 is detected by the edge detection unit 41.
  • Information indicating that the on-edge R and the off-edge F of the pulsed light waveform W51 are detected is recorded.
  • the recording processing unit 151 detects the pulse light detected by the edge detection unit 41. Information indicating that the on-edge R and off-edge F of the waveform W52 and the on-edge R of the pulsed light waveform W53 are detected is recorded.
  • the recording processing unit 151 detects the off-edge F of the pulsed light waveform W53 detected by the edge detecting unit 41. The information indicating that is detected is recorded.
  • the presence / absence of the detection of the on-edge R and the off-edge F and the order thereof are recorded in each frame, so that it is possible to recognize in which frame the pulsed light waveform is detected.
  • the recording processing unit 151 writes a signal corresponding to an on-edge and off-edge pattern, for example, at a predetermined position of a data packet in units of lines or frames.
  • the recording processing unit 151 records on-edge and off-edge pattern information as, for example, a 3-bit digital signal as shown in the right part of FIG.
  • the on-edge R and the off-edge F are detected. Recorded as a 3bit digital signal.
  • the recording processing unit 151 detects them.
  • the result is recorded as a 3-bit signal consisting of 011.
  • the on-edge R, the off-edge F, and the on-edge R (R, F, R) are detected in that order.
  • the unit 151 records the detection result as a 3-bit signal consisting of 100.
  • the recording processing unit 151 changes the detection result from 010. Is recorded as a 3-bit signal.
  • steps S111 to S116, S118, S119, S123 to S126, S128, S129, and S120 of FIGS. 19 and 20 are the same as the processes of steps S41 to S55 described with reference to the flowchart of FIG. The description is omitted.
  • the recording processing unit 151 in step S117 A 3-bit signal consisting of 011 indicating R and off-edge F is recorded.
  • step S115 If it is determined in step S115 that there is a next on-edge, an error is determined in step S120, and the process proceeds to step S121.
  • step S121 since there are two on-edges N and off-edges N in the frame N, the recording processing unit 151 records a 3-bit signal consisting of 100 indicating an error.
  • step S113 when there is no on-edge N in the frame N, the process proceeds to step S122.
  • step S122 since the frame N has no edge, the recording processing unit 151 records a 3-bit signal including 000 indicating that the frame N has no edge.
  • step S126 when the signal amount is obtained, the process proceeds to step S127.
  • step S127 since the frame N has an on-edge N and the frame (N + 1) has an off-edge (N + 1), the recording processing unit 151 outputs a 3-bit signal consisting of 001 indicating that the frame N has an on-edge R. Record, and record a 3-bit signal consisting of 010 indicating that there is an off-edge F in the frame (N + 1).
  • step S124 if there is no off-edge (N + 1) in step S124, or if there is a next on-edge (N + 1) in step S125, the process proceeds to step S129 and is regarded as an error.
  • step S130 the recording processing unit 151 records 001 indicating that there is an on-edge R for the frame N, and there is an off-edge F and an on-edge R for the frame (N + 1) even when there is no off-edge.
  • a 3-bit signal consisting of 100 indicating an error is recorded.
  • a signal indicating the on-edge and off-edge generation pattern is recorded in units of frames, so that it is possible to recognize in which frame the pulsed light waveform is detected.
  • the trigger edge state, the 3-bit description signal, the state (the state in which the pulse light waveform is detected), and the state description are described from the left.
  • the recording processing unit 151 records 000 as 3-bit information indicating that the sample does not pass.
  • the recording processing unit 151 When the on-edge R is detected (in the case of R), the recording processing unit 151 records 001 as 3-bit information indicating that one sample has passed over the frame and the subsequent frame. To do.
  • the recording processing unit 151 includes, as 3-bit information indicating that one sample has passed within the frame period, Record 010.
  • the recording processing unit 151 detects one sample within the frame period. After passing, 011 is recorded as 3-bit information indicating that one sample has passed across the subsequent frame of the frame.
  • the recording processing unit 151 records 100 as information indicating that one specimen has passed over the frame and the immediately preceding frame.
  • the recording processing unit 151 detects one sample across the immediately preceding frame and straddles the immediately following frame. 101 is recorded as 3-bit information indicating that one specimen has been detected.
  • the recording processing unit 151 moves over one frame across the immediately preceding frame. A sample is detected, and 110 is recorded as 3-bit information indicating that one sample is detected during the frame period.
  • the recording processing unit 151 uses 111 bits as 3-bit information indicating that two or three samples are detected during the frame period. Record.
  • the detection pattern of the specimen in the frame and the frames before and after the frame may be recognized by 3-bit information.
  • Second application example >> ⁇ Application to rolling shutter>
  • the image sensor 34 is a global shutter
  • the present invention can be applied not only to the image sensor 34 that functions as a global shutter but also to the image sensor 34 that functions as a rolling shutter.
  • the signal processing unit 42 divides the pixel array 191 of the image sensor into a plurality of regions (hereinafter also referred to as line blocks) having different readout timings. Must be processed separately in the area.
  • the pixel array 91 has 40 rows, for example, a line block in which a rolling shutter is performed in units of 10 rows is set, and processing is performed at different timings in units of line blocks.
  • the signal processing unit 42 divides the pixel array 91 into 10 rows and processes them in units of four line blocks (LB) L1 to L4.
  • each of the four line blocks L1 to L4 can be made to function as a global shutter by being stored and read at the same timing, or can be stored at individual timings. Thus, it can be made to function as a rolling shutter.
  • the signal processing unit 42 when functioning as a global shutter, the signal processing unit 42 operates as shown in FIG.
  • a pulsed light waveform W61 composed of an on-edge R at time t251 and an off-edge F at time t252 and a pulsed light waveform W62 composed of an on-edge R at time t253 and an off-edge F at time t254 are detected. It is a timing chart which shows the sequence in the case.
  • processing in the accumulation period FA2 of the second frame is a process that is performed subsequent to the accumulation period FA1 of the first frame, and as in the first frame, all the accumulations of the line blocks L1 to L4 are performed from time t262 to t263. Processes L1-2 to L4-2 are performed simultaneously.
  • the accumulated signal obtained from the light amount of the pulsed light waveform W61 in the first frame in FIG. 23 is accumulated in the accumulation processes L1-1 to L4-1 and output by the output processes Out1-1 to Out1-4. It becomes the sum of.
  • the accumulated signal obtained from the light amount of the pulsed light waveform W62 in the second frame is accumulated by the accumulation processes L1-2 to L4-2, and is the sum of the accumulated signals output by the output processes Out1-2 to Out4-2. It becomes.
  • accumulation processing L1-1 of the line block L1 is performed from time t271 to t275.
  • the accumulation process L2-1 of the line block L2 is performed from time t272 to t276 after time Tg with respect to time t271.
  • the accumulation process L3-1 of the line block L3 is performed from time t273 to t277, which is after the time Tg with respect to the time t272.
  • the accumulation process L4-1 of the line block L4 is performed from time t274 to t278 after the time Tg with respect to the time t273.
  • the second frame accumulation period FA2 is set continuously for each of the line blocks L1 to L4 after the first frame accumulation period FA1 ends.
  • the accumulation process L1-2 of the line block L1 is performed from time t275 to t279.
  • accumulation processing L2-2 of the line block L2 is performed from time t276 to t280 after time Tg with respect to time t275.
  • the accumulation processing L3-2 of the line block L3 is performed from time t277 to t281 after time Tg with respect to time t276.
  • the accumulation process L4-2 of the line block L4 is performed from time t278 to t282 after time Tg with respect to time t277.
  • the accumulation period of the 0th frame is set immediately before the accumulation period of the first frame.
  • the accumulation process L2-0 is performed in the period before time t272. It is shown that the period to be set is set.
  • the accumulation signal obtained from the light amount of the pulse light waveform W61 in the first frame and the pulse light waveform W62 in the second frame is obtained by the accumulation processing of each line block shown in FIG. This is the sum of accumulated signals.
  • the accumulation process L1-1, the accumulation process L2-1, the accumulation processes L3-0 and L3-1, and the accumulation process L4 It is obtained as the sum of the respective accumulated signals of ⁇ 0.
  • the accumulation signal obtained by each accumulation process corresponds to the accumulation signal obtained by the accumulation process in each of the line blocks L1 to L4 corresponding to the times t251 to t252 at which the pulse light waveform W61 in FIG. 24 is detected.
  • the notations “Full” and “Half” in FIG. 25 indicate whether each accumulation process is the entire period or a part of the period from time t251 to t252 when the pulsed light waveform W61 is detected. Is.
  • “Full” indicates the entire period from time t251 to t252 when the pulsed light waveform W61 is detected
  • “Half” indicates time t251 through t252 when the pulsed light waveform W61 is detected. It is shown that it is a part of period.
  • the accumulation process L1-2, the accumulation process L2-2, the accumulation process L3-2, and the accumulation processes L4-1 and L4- It is obtained as the sum of the two accumulated signals.
  • the accumulation periods FA1 and FA2 of the first frame overlap, but since there is no overlap in each line block unit, there is no overlap in the respective stored signals.
  • FIG. 26 illustrates a configuration example of the flow cytometer 11 when the recording processing unit 151 is provided inside the image sensor 34.
  • the image sensor 34 is provided with a trigger input pin 161 that receives an input of line data or frame data in which trigger information is recorded, which is supplied from the edge detector 41, and the image sensor 34 has the trigger information.
  • the recorded line data and frame data are supplied to the signal processing unit 42.
  • the signal processing unit 42 performs data processing using trigger information supplied via the image sensor 34.
  • this indication can also take the following structures.
  • a pulsed light generator that generates pulsed light having an intensity corresponding to the state of the measurement target;
  • the amplifying element includes a photoelectric conversion element and an amplifying element, and the electric charge photoelectrically converted by the photoelectric converting element is sequentially accumulated for a predetermined period, and a voltage corresponding to the amount of accumulated charge after the accumulation is completed is used as a pixel signal.
  • a light detection unit that receives the pulsed light by a plurality of pixels that output via the light, and detects the amount of the pulsed light based on the pixel signal output from the plurality of pixels;
  • a control unit that controls the charge detection timing of the plurality of pixels in the light detection unit to repeat in a predetermined period.
  • ⁇ 2> an edge detection unit that detects a timing at which the incidence of the pulsed light is started as an on-edge;
  • a signal processing unit that calculates a light amount of the pulsed light by performing signal processing on a signal indicating the light amount detected by the light detection unit;
  • the signal processing unit performs signal processing on a signal indicating the amount of light detected by the light detection unit based on on-edge information detected by the edge detection unit, so that the pulse corresponding to one measurement object is obtained.
  • the signal processing unit includes the pixel signal in the predetermined period, The optical measuring instrument according to ⁇ 2>, wherein a light amount of the pulsed light corresponding to one measurement object is calculated by adding the pixel signal in a predetermined period subsequent to the predetermined period.
  • the signal processing unit detects the pixel signal in the predetermined period.
  • the signal processing unit When the two on-edges are detected in the predetermined period, the signal processing unit generates an error indicating that calculation of the amount of the pulsed light corresponding to one measurement object is impossible. Outputting The optical measuring instrument according to ⁇ 2>.
  • the edge detection unit detects the timing at which the incidence of the pulsed light starts as an on-edge, and detects the timing at which the incidence of the pulsed light ends as an off-edge, The signal processing unit performs signal processing on a signal indicating the amount of light detected by the light detection unit based on on-edge and off-edge information detected by the edge detection unit, so that one measurement object is obtained.
  • the optical measuring instrument according to ⁇ 2> wherein a light amount of the corresponding pulsed light is calculated.
  • the signal processing unit adds the pixel signal in the predetermined period and the pixel signal in a predetermined period subsequent to the predetermined period, thereby generating the pulse light corresponding to one measurement object. Calculate the amount of light, In the predetermined period, when the on-edge is detected, the off-edge is detected, and the on-edge next to the on-edge is not detected, the signal processing unit measures only the pixel signal in the predetermined period.
  • the light amount of the pulsed light corresponding to one target object When two on-edges are detected in the predetermined period, the on-edge is detected in the predetermined period, and the off-edge is not detected, and the off-edge is detected in a predetermined period following the predetermined period. Is detected, or the on-edge is detected in the predetermined period and the off-edge is not detected, and the off-edge is detected and the on-edge is detected in the predetermined period following the predetermined period.
  • the signal processing unit outputs an error indicating that it is impossible to calculate the light amount of the pulsed light corresponding to the one measurement object.
  • the optical measuring instrument according to ⁇ 6>.
  • An edge detection unit that detects a timing at which the incidence of the pulsed light is started as an on-edge and further detects a timing at which the incidence of the pulsed light is terminated as an off-edge,
  • the control unit controls to repeat the charge accumulation timing of the plurality of pixels in the light detection unit in a predetermined period based on the detection result of the edge detection unit.
  • the optical measuring instrument in any one.
  • the control unit is configured to store the charges of the plurality of pixels in the light detection unit.
  • the edge detection unit detects the on-edge within the predetermined period, and the predetermined charge accumulation period is started after the next charge accumulation period is started.
  • the control unit converts the charge accumulated by the photoelectric conversion element into a pixel at a timing when the predetermined period has elapsed from the start of the next charge accumulation period. Reset the charge of the floating diffusion layer accumulated when converting to a signal and read the reset signal, and the period until the reset of the charge of the floating diffusion layer is completed, or the period until the off-edge is detected.
  • the edge detection unit After the start of the charge accumulation, the edge detection unit detects the on-edge within the predetermined period, and the predetermined period after the next charge accumulation period is started. If the on-edge is detected within a period and the on-edge is newly detected before the reset of the floating diffusion layer is completed, the control unit is incapable of calculating the amount of the pulsed light.
  • ⁇ 12> The optical measuring instrument according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>, wherein the pulsed light is fluorescence or scattered light generated when laser light is applied to the specimen in the fluid that has passed through the flow cell.
  • the light detection unit is fluorescence or scattered light generated when laser light is applied to the specimen in the fluid that has passed through the flow cell, and is in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the laser light.
  • a front light detection unit that detects the pulsed light generated when the laser light is applied to the specimen in the fluid that has passed through the flow cell in a substantially front direction with respect to the light source of the laser light; , The apparatus according to ⁇ 13>, further including an edge detection unit that detects a timing at which the incidence of the pulsed light is started as an on-edge and an end timing as an off-edge according to the level of the pulsed light detected by the front light detection unit.
  • Optical measuring instrument Optical measuring instrument.
  • An edge detector that detects a timing at which the incidence of the pulsed light is started as an on-edge, and detects a timing at which the incidence of the pulsed light is terminated as an off-edge;
  • the optical measuring instrument according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 14>, further including a recording processing unit that records a detection result of the edge detection unit.
  • the recording processing unit records a detection result of the edge detection unit as a code of a predetermined bit.
  • the light detection unit includes an input pin that receives an input of a detection result of the edge detection unit and the recording processing unit, The optical measuring instrument according to ⁇ 15>, wherein the recording processing unit records a detection result of the edge detection unit input via the input pin.
  • the light detection unit divides the region in which the plurality of pixels are arranged into a plurality of regions, controls the timing of sequentially storing the predetermined period for each of the divided regions, and outputs the pulsed light.
  • the optical measuring instrument according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 17>, which receives light and detects a light amount of the pulsed light based on the pixel signals output from the plurality of pixels.
  • the light detection unit divides the region in which the plurality of pixels are arranged into a plurality of regions, and controls a timing for sequentially storing the predetermined period for each of the divided regions, and a global shutter, or
  • a pulsed light generating unit that generates pulsed light having an intensity according to the state of the measurement target;
  • the amplifying element includes a photoelectric conversion element and an amplifying element, and the electric charge photoelectrically converted by the photoelectric converting element is sequentially accumulated for a predetermined period, and a voltage corresponding to the amount of accumulated charge after the accumulation is completed is used as a pixel signal.
  • a light detection unit that receives the pulsed light by a plurality of pixels that output via the light, and detects the amount of the pulsed light based on the pixel signal output from the plurality of pixels;
  • a control unit configured to control the charge detection timing of the plurality of pixels in the light detection unit to be repeated in a predetermined period.
  • 11 flow cytometer 31 flow cell, 32 laser light source, 33 photodiode, 34 image sensor (photodetector), 35, 36 condenser lens, 41 edge detector, 42 signal processor, 51 sample tube, 52 sample stream, 53 specimens, 71 laser light, 72 irradiation spots, 73 forward scattered light, 74 fluorescence, 91 pixel array, 92 connection part, 93 detection circuit, 94 drive circuit, 95 logic circuit, 96 output circuit, 101, 101a, 101b pixel ( Pixel circuit), 111 photodiode, 112 storage node, 113 transfer transistor, 114 amplification transistor, 115, 115a, 115b selection transistor, 116 reset transistor Motor, 117 detection node, 118 power, 121 line driving circuit, 122 a constant current circuit, 123 detection circuit, 124 a vertical signal line, 151 recording unit, 161 a trigger input pin

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本開示は、光検出器を小型軽量化し、微弱なパルス光検出の高精度化と高速化を図ることができるようにする光学測定器、およびフローサイトメータに関する。 レーザ光源が、レーザ光を計測対象となる検体に照射し、照射に応じた強度のパルス光を発生させる。光電変換素子により光電変換された電荷を、一定の所定の期間で逐次蓄積し、蓄積を完了した後の蓄積電荷量に応じた画素信号として、増幅素子を介して出力する画素を備えた撮像素子が、複数の画素によりなる１つ以上の画素グループにより、パルス光の入射に同期して、パルス光を受光し、画素グループの画素信号に基づいてパルス光の光量を検出し、所定の期間において、パルス光の入射が開始されるタイミングが検出され、その次の所定の期間において検出されない場合についは、それぞれの期間で検出された画素信号を加算してパルス光の光量とする。本開示は、フローサイトメータに適用することができる。

Description

光学測定器、およびフローサイトメータ
　本開示は、光学測定器、およびフローサイトメータに関し、特に、装置構成を小型化すると共に、低電圧での安定的な動作と、スループットの向上を実現できるようにした光学測定器、およびフローサイトメータに関する。
　細胞等の検体をシース流で包んでフローセル内を通過させ、そこにレーザ光等を照射して、散乱光または励起された蛍光から個々の検体の特性を取得するフローサイトメータが注目されている。
　フローサイトメータは、短時間に大量の検体を定量的に検査することができ、血球計数を始め、検体にさまざまな蛍光標識を付着させることで各種の検体異常やウイルス感染等を検出することができる。また、磁気ビーズに抗体やDNA（Deoxyribo Nucleic Acid）を付着させたものを検体として用いる等により、抗体検査やDNA検査にも応用される。
　このような蛍光や散乱光は、個々の検体がビームスポットを通過する都度に、パルス状の光として検出される。検体にダメージを与えぬよう、レーザ光の強度は抑制されるため、側方散乱光や蛍光は非常に微弱である。
　従って、そのようなパルス光の検出器には、通常、光電子増倍管が使用されている。また、パルス光の検出器として、蛍光スペクトルをイメージインテンシファイアで増幅し、CCD（Charge Coupled Device）で検出する手法も提案されている（特許文献１参照）。さらに、光検出器としてAPD（Avalanche Photodiode）を使用する手法も提案されている（特許文献２参照）。
　フローサイトメータは、血液検査のみから各種の感染症や早期癌の発見等、非常に多くの情報を取得できるので、装置の小型化による広範な普及が期待されている。
　また、検査のスループットは検体の流速に伴って向上するが、このとき同時にパルス光間隔が狭まって行くので、より高速、かつ、高感度でのパルス光の検出が必要となる。
特開平６－４３０９０号公報 特開２００６－３１３１５１号公報
　しかしながら、光電子増倍管は、1000Vの高電圧を必要とし、対応電源が必要であることから、装置構成が大型化してしまう。
　また、フローサイトメータは、通常、複数種の蛍光検出に対応して複数の光検出器を搭載するため、光電子増倍管の使用によって装置全体が大型化してしまう。
　さらに、CCDを用いる場合もイメージインテンシファイアの小型軽量化が容易ではない。
　また、これらの光検出器はいずれもアナログ出力であり、外部からのノイズの影響を受け易い。
　特に、APDは、温度や印加電圧の変動により信号のゲインが大きく変動する上、出力信号が微弱であるためノイズ耐性が低い。また、光電子増倍管も磁場耐性が低い。
　一方、CCDの検出スループットはフレームレートで規定されるが、それらは垂直レジスタ、および水平レジスタのCCD転送により制約されてしまう。
　また、光電子増倍管やAPDについては、その出力は時系列的な光量の応答を反映するので、増幅、整形され、経時的に複数回のAD（Analog Digital）変換が実施されて、それらの積分から全体光量が導出される。
　従って、外付けされるAD変換器の性能によってスループットが制約される。
　本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に、光検出器を小型軽量化すると共に、微弱なパルス光検出の高精度化と高速化を図ることで、スループットを向上させ、パルス光を用いた他の光学測定器への応用を実現させるものである。
　本開示の一側面の光学測定器およびフローサイトメータは、計測対象の状態に応じた強度のパルス光を発生させるパルス光発生部と、光電変換素子と増幅素子とを有し、前記光電変換素子により光電変換された電荷を、所定期間逐次蓄積し、蓄積を完了した後の蓄積電荷量に応じた電圧を画素信号として、前記増幅素子を介して出力する複数の画素により、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する光検出部と、前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する制御部とを含む光学測定器およびフローサイトメータである。
　本開示の一側面においては、計測対象の状態に応じた強度の光パルスが発生さされ、光電変換素子と増幅素子とを有し、前記光電変換素子により光電変換された電荷が、所定期間逐次蓄積され、蓄積が完了した後の蓄積電荷量に応じた電圧が画素信号として、前記増幅素子を介して、複数の画素より出力され、前記光パルスが受光され、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記光パルスの光量が検出され、前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングが所定の期間で繰り返されるように制御される。
　本開示の一側面により、装置構成を小型化すると共に、低電圧での安定的な動作と、スループットの向上を実現させることが可能となる。
本開示の技術を適用したフローサイトメータの第１の実施の形態および第２の実施の形態の構成例を説明する図である。 図１の撮像素子（光検出器）の第１の構成例を説明する図である。 図２の撮像素子の画素（画素回路）の構成例を説明する図である。 図３の画素回路の動作を説明する第１のタイミングチャートである。 図３の画素回路の動作を説明する第２のタイミングチャートである。 図１のエッジ検出部の動作を説明するタイミングチャートである。 第１の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するタイミングチャートである。 第１の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するフローチャートである。 第２の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するタイミングチャートである。 第２の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するフローチャートである。 本開示の技術を適用したフローサイトメータの第３の実施の形態の構成例を説明する図である。 第３の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するタイミングチャートである。 第３の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するタイミングチャートである。 第３の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するフローチャートである。 検体の通過タイミングを認識することができないことを説明する図である。 本開示の技術を適用したフローサイトメータの第３の実施の形態の構成例を説明する図である。 検体の通過タイミングを認識できるようにする構成を説明する図である。 検体の通過タイミングを認識できるようにする構成を説明する図である。 第４の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するフローチャートである。 第４の実施の形態のパルス光検出オペレーションを説明するフローチャートである。 第１の応用例におけるオンエッジとオフエッジのパターンを符号化する例を説明する図である。 第２の応用例における撮像素子の画素アレイを４つのラインブロックに分割する例を説明する図である。 ４つのラインブロックを用いてグローバルシャッタとして機能させるときの動作を説明するタイミングチャートである。 ４つのラインブロックを用いてローリングシャッタとして機能させるときの動作を説明するタイミングチャートである。 ４つのラインブロックを用いてローリングシャッタとして機能させるときの蓄積信号の算出方法を説明する図である。 第３の応用例を説明する図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、以下の順序で説明を行う。
　　１．第１の実施の形態
　　２．第２の実施の形態
　　３．第３の実施の形態
　　４．第４の実施の形態
　　５．第１の応用例
　　６．第２の応用例
　　７．第３の応用例
　＜＜１．第１の実施の形態＞＞
　まず、図１を参照して、本開示のフローサイトメータの構成例について説明する。
　フローサイトメータ１１は、フローセル３１、レーザ光源３２、フォトダイオード３３、光検出器３４、集光レンズ３５，３６、エッジ検出部４１、および信号処理部４２から構成される。
　図中の上方には、円筒状のフローセル３１が設けられており、その中であって、かつ、ほぼ同軸上にサンプルチューブ５１が内挿されている。フローセル３１は、サンプル流５２が図中の下方向に流れ下る構造とされ、さらに、サンプルチューブ５１から細胞等からなる検体５３が放出される。この結果、検体５３は、フローセル３１内のサンプル流５２に乗って、一列に並んで流れ下る。
　一方、レーザ光源３２は、レーザ光７１を発生させて、検体５３が通過する位置に設定された照射スポット７２に照射する。
　この結果、レーザ光７１が、検体５３に照射されて、散乱光や、蛍光マーカ等から励起された蛍光が発生することにより、前方散乱光７３と、側方散乱光または検体に付着した蛍光マーカが発する蛍光７４とが発生する。
　前方散乱光７３は、集光レンズ（この他、フィルタ等を含む）３５に入射して、平行光に変換されてフォトダイオード３３に入射する。一方、側方散乱光は、集光レンズ（この他、フィルタ等を含む）３６に入射して、平行光に変換されて光検出器３４に入射する。
　前方散乱光７３は、光量が大きいので、フォトダイオード３３の検出結果により、検体５３の大きさを検出できるので、これにより、検体５３の通過を検出することができる。そこで、エッジ検出部４１は、フォトダイオード３３の検出結果に基づいて、検体５３が通過したことが検出されたタイミングで、検体５３が通過の開始を示すオンエッジ信号と、通過の完了を示すオフエッジ信号とを生成する。
　一方、側方散乱光または検体に付着した蛍光マーカが発する蛍光７４は、微弱なパルス光であり、集光レンズ３６により平行光に変換されて、光検出器３４に入射する。
　光検出器３４は、微弱なパルス光となって入射される側方散乱光または検体に付着した蛍光マーカが発する蛍光７４を検知し、検知結果を信号処理部４２に出力する。
　ここで光検出器３４は、同一の半導体チップ内にAD（Analog Digital）変換機を内蔵した複数画素よりなる撮像素子である。各画素は光電変換素子とアンプ（アンプリファイア）素子（増幅素子）を有し、光電変換された電荷は画素内部に蓄積される。蓄積電荷量を反映した信号は、所望のタイミングでアンプ素子を介して増幅されて出力され、内蔵されたAD変換機によってデジタル信号に変換される。尚、以降においては、光検出器３４は、撮像素子３４とも称するものとする。
　信号処理部４２は、エッジ検出部４１より供給されるオンエッジ、およびオフエッジに基づいて、撮像素子３４より出力される検体５３の検出状態に応じた検出結果に対して信号処理を施して、検体５３の１個分の通過に伴うパルス光検出結果を出力する。
　＜撮像素子の第１の構成例＞
　次に、図２を参照して、撮像素子（光検出器）３４の構成例について説明する。ここで、図２の上段は、撮像素子３４の第１の構成例が示されており、図２の下段は、図２の上段の撮像素子３４における画素アレイ９１内の画素１０１と検出部９３との構成例が示されている。尚、以降における本実施の形態の構成例において説明に用いる構成のサイズ、個数、行数、列数等は、一例であり、その他のサイズ、個数、行数、列数等でもよいものである。
　図２の撮像素子３４は、画素アレイ９１、接続部９２、検出部９３、駆動回路９４、ロジック回路９５、および出力回路９６を備えている。
　画素アレイ９１は、例えば、30μm×30μmからなるサイズの画素（画素回路）１０１が、例えば、40画素×40画素のアレイ状に配置されたものであり、全体として、1.2mm×1.2mmの開口とされている。照射スポット７２から発した蛍光７４等は集光レンズ３６等を介して、この画素アレイ９１内の画素１０１に集光され、照射される。画素１０１は、照射された光量に応じた画素信号を発生し、検出部９３により読み出される。
　検出部９３は、AD（Analog Digital）変換機を含む、画素１０１より出力される画素信号を検出する回路であり、この例においては、例えば、3μmピッチで列状に800個が配置されている。これらは図２の下段で示される配置構成によって、接続部９２を介して20行分の画素１０１に１対１で接続されている。すなわち、800個の検出部９３が、画素アレイ９１の上半分にあたる40列×20行の画素１０１に１対１で接続されている。
　さらに、画素アレイ９１の下半分にも同様の800個の検出部９３が配置されており、それらは画素アレイ９１の下半分にあたる40列×20行の画素１０１に１対１で接続されている。
　画素１０１においては、発生した画素信号が蓄積信号として一斉に読み出され、検出部９３のAD変換機によって一斉にデジタル信号に変換され、出力回路９６を介して順次出力される。各画素１０１は、駆動回路９４によって駆動され、その駆動タイミングや検出部９３、出力回路９６の駆動タイミングはロジック回路９５によって制御される。
　尚、検出部９３との接続のため、画素１０１には多くの配線が通過するので、それらが画素の開口率を低下させることがないよう、画素１０１には、光電変換層の裏面に配線層が構成された、いわゆる、裏面照射型の構成とするようにしても良い。
　このようなデバイス構成においては、画素信号の出力はCCD（Charge Coupled Device）転送のような遅延工程を経ることなく、オンチップで内蔵されたAD変換機に直接的に、かつ、多数が並列一括的に伝達される。従って、画素１０１において、画素信号の読み出し、および、AD変換処理は、高速に実現することが可能な構成とされている。
　尚、画素信号の出力とAD変換機の間には、さらにオペアンプ等の増幅回路が挿入されるような構成としても良い。
　＜図２の撮像素子の画素回路の構成例＞
　次に、図３を参照して、図２の撮像素子３４の画素１０１の画素回路の構成例について説明する。
　この画素１０１の回路構成は、フォトダイオード（PD）１１１、蓄積ノード１１２、転送トランジスタ１１３、増幅トランジスタ１１４、選択トランジスタ１１５、リセットトランジスタ１１６、および検出ノード１１７を備える。転送トランジスタ１１３、増幅トランジスタ１１４、選択トランジスタ１１５、およびリセットトランジスタ１１６として、例えば、N型のMOS（Metal-Oxide Semiconductor）トランジスタが用いられる。
　フォトダイオード１１１は、光子を光電変換により電荷に変換するものである。このフォトダイオード１１１は、蓄積ノード１１２を介して転送トランジスタ１１３に接続される。フォトダイオード１１１は、画素１０１の回路のシリコン基板に入射した光子から、電子とホールのペアを発生させ、そのうちの電子をカソードに相当する蓄積ノード１１２に蓄積する。フォトダイオード１１１は、リセットによる電荷排出時には蓄積ノード１１２が完全空乏化される、埋め込み型であるのが望ましい。
　転送トランジスタ１１３は、行駆動回路１２１の制御に従って、蓄積ノード１１２から検出ノード１１７へ電荷を転送するものである。検出ノード１１７は、転送トランジスタ１１３からの電荷を蓄積して、その蓄積した電荷の量に応じたアナログの電圧を生成するものである。この電圧は、増幅トランジスタ１１４のゲートに印加される。
　リセットトランジスタ１１６は、蓄積ノード１１２や検出ノード１１７に蓄積された電荷を電源１１８に引き抜いて初期化するものである。このリセットトランジスタ１１６のゲートは行駆動回路１２１に接続され、ドレインは電源１１８に接続され、ソースは検出ノード１１７に接続される。
　行駆動回路１２１は、例えば、リセットトランジスタ１１６を転送トランジスタ１１３と同時にオン状態に制御することで蓄積ノード１１２に蓄積された電子を電源１１８に引き抜き、画素１０１を蓄積前の暗状態、すなわち、光が未入射の状態に初期化する。また、行駆動回路１２１は、リセットトランジスタ１１６のみをオン状態に制御することにより、検出ノード１１７に蓄積された電荷を電源１１８に引き抜き、その電荷量を初期化する。
　増幅トランジスタ１１４は、ゲートの電圧を増幅するものである。この増幅トランジスタ１１４のゲートは検出ノード１１７に接続され、ドレインは電源に接続され、ソースは選択トランジスタ１１５に接続される。この増幅トランジスタ１１４と定電流回路１２２とは、ソースフォロワを形成しており、検出ノード１１７の電圧は、１弱のゲインで垂直信号線１２４に出力される。検出ノード１１７の電圧の電気信号は、AD変換回路を含む検出回路１２３により取得される。
　選択トランジスタ１１５は、行駆動回路１２１の制御に従って、電気信号を出力するものである。この選択トランジスタ１１５のゲートは行駆動回路１２１に接続され、ドレインは増幅トランジスタ１１４に接続され、ソースは垂直信号線１２４に接続される。
　尚、図２の例のように、各画素１０１に検出部９３が１対１で設置されている場合には、選択トランジスタ１１５は省略し、増幅トランジスタ１１４のソースを垂直信号線１２４に直結しても良い。
　画素１０１は、フォトダイオード１１１がリセットされてから、読み出しが行われるまでの期間、光電変換された電荷を内部に蓄積し、読み出し時に蓄積電荷に応じた信号を出力する。このような単位期間の蓄積と読み出しを繰り返し、蓄積中にパルス光が入射すると、読み出し時に、その光量に対応した出力結果を得ることができる。
　ところで、このような埋め込み型フォトダイオードの特徴は、検出ノード１１７とフォトダイオード１１１の蓄積ノード１１２が読み出し時に容量結合しないことである。その結果、検出ノード１１７の寄生容量を低減するほど変換効率が向上し、１光子の入射に対する感度を向上させることができる。また、フォトダイオード１１１は、巨大化しても、変換効率が悪化することはない。従って、フォトダイオード１１１は、巨大化すればするほど、同じ光束密度に対する画素あたりの感度を向上させることができる。尚、同様の性質はMOS型の光電変換素子においても観察される。
　また、このような画素は一般的にAPD、Si-PM、光電子増倍管のような電子増倍を伴わない。従って、このような画素の出力は、増幅トランジスタ１１４や後段のAD変換回路に起因する読み出しノイズの影響を受けるが、上記性質を用いて画素感度を最大化することにより、その影響は相対的に最小化される。
　すなわち、検出ノード１１７の寄生容量をできる限り低減するとともに、フォトダイオード１１１を１電子転送が可能な範囲でできる限り巨大化することで、画素のSN（Signal to Noise Ratio）は最大化され、本開示に用いる高感度検出器としての画素が実現される。
　尚、図３における行駆動回路１２１は、例えば、図２における駆動回路９４の一部であり、検出回路１２３および定電流回路１２２は図２における検出部９３の一部である。
　以上のように、本開示のような構成により、電子増倍管や、その対応電源、複数種の蛍光検出に対応するための複数の光検出器、光電子増倍管、およびイメージインテンシファイア等を必要としないので、装置構成の小型化を実現することが可能となり、また、低電圧でも安定した動作を実現することが可能となる。
　＜図２の撮像素子の画素回路の第１の動作例＞
　次に、図４のタイミングチャートを参照して、図２の撮像素子３４の画素１０１を構成する画素回路の第１の動作例について説明する。
　タイミングＴ４１において、行駆動回路１２１は、蓄積期間直前となるタイミングで、転送トランジスタ１１３およびリセットトランジスタ１１６をともにオン状態に制御する。この制御により、フォトダイオード１１１および転送トランジスタ１１３の間の蓄積ノード１１２に蓄積された電荷が全て電源へ排出される。尚、以降において、この制御を「PD（Photo Diode）リセット」と称するものとする。
　その後、行駆動回路１２１は、転送トランジスタ１１３をオフ状態に制御する。この制御により、蓄積ノード１１２は浮遊状態となって、新たな電荷蓄積が開始される。
　また、行駆動回路１２１は、PDリセット後において、リセットトランジスタ１１６をオフ状態に制御する。この制御により、検出ノード１１７の電位は、リセットトランジスタ１１６のゲートとのカップリングを受けて基準電位から幾分低下し、浮遊状態となる。
　さらに、この際に検出ノード１１７には、有意なkTCノイズが発生する。検出ノード１１７として、一般に、浮遊拡散層（Floating Diffusion）が用いられるため、この制御を以下、「FDリセット」と称する。本例では、PDリセットとFDリセットが連続して実施されている。
　次に、タイミングＴ４２において、選択トランジスタ１１５は、画素１０１の回路と垂直信号線１２４とを接続する。これにより、検出ノード１１７の電圧が増幅トランジスタ１１４により増幅されて垂直信号線１２４へ出力される。
　検出回路１２３は、1回以上（例えば、4回）のサンプリングを行う。これらのサンプリングにおいて、垂直信号線１２４の電位の信号が、リセット信号として検出回路１２３によりデジタル信号Ｄｓ１に変換される。リセット信号の多重サンプリングは、相関二重サンプリングにおいて１回目の読出しとして扱われる。
　そして、タイミングＴ４３において、行駆動回路１２１は、蓄積期間が終了する直前に、転送トランジスタ１１３をオン状態に制御する。この制御により、蓄積ノード１１２に蓄積された電荷が検出ノード１１７へ転送される。この際に、検出ノード１１７のポテンシャルが十分に深ければ、蓄積ノード１１２に蓄積されていた電子は、検出ノード１１７に全て転送され、蓄積ノード１１２は完全空乏状態になる。
　また、タイミングＴ４３からパルス期間が経過したとき、行駆動回路１２１は、転送トランジスタ１１３をオフ状態に制御する。この制御により、検出ノード１１７の電位は、転送トランジスタ１１３の駆動前に比較して、蓄積電荷量の分だけ下降する（すなわち、ポテンシャルが浅くなる）。
　次に、タイミングＴ４４において、選択トランジスタ１１５は、画素１０１の回路と垂直信号線１２４とを接続する。これにより、この下降分の電圧が増幅トランジスタ１１４により増幅されて垂直信号線１２４へ出力される。
　ここで検出回路１２３は、1回以上（例えば、4回）のサンプリングを行う。これらのサンプリングにおいて、垂直信号線１２４の電位の信号が、蓄積信号として検出回路１２３によりデジタル信号Ｄｓ２に変換される。この蓄積信号の多重サンプリングは、相関二重サンプリングにおいて２回目の読出しとして扱われる。
　検出回路１２３は、サンプリングした蓄積信号（すなわち、デジタル信号Ｄｓ２）およびリセット信号（すなわち、デジタル信号Ｄｓ１）を比較して、その比較結果に基づいて入射光子量を判定する。複数のデジタル信号Ｄｓ１は、全て加算され、必要に応じて、それらの平均値が算出される。同様に、デジタル信号Ｄｓ２も全て加算され、必要に応じて平均化される。
　検出回路１２３は、デジタル信号Ｄｓ１の加算値（または平均値）と、デジタル信号Ｄｓ２の加算値（または平均値）との差分を正味の蓄積信号として求める。FDリセットの際に生じるkTCノイズは、デジタル信号Ｄｓ１およびＤｓ２の差分を正味の蓄積信号とすることにより相殺される。
　各画素（画素回路）１０１の露光蓄積期間は、上述のPDリセット動作と蓄積信号の読み出し動作との間の期間であり、正確には転送トランジスタ１１３がリセット後にオフしてから、読み出してオフするまでの期間である。この蓄積期間にフォトダイオード１１１に光子が入射し電荷が発生すると、それはリセット信号および蓄積信号の間の差分となり、上述の手順に従って検出回路１２３により導出される。
　すなわち、検出回路１２３は、所謂CDS（Correlated Double Sampling）機能を有しており、kTCノイズを含む画素の低周波ノイズをこれで相殺する。また、検出回路１２３は、AD変換機を通したデジタル値同士でCDSを実施することで、AD変換過程に伴って混入したノイズも相殺する。
　以上のような動作により、光検出結果である蓄積信号はデジタル信号処理により求められるので、外部からのノイズの影響を受け難く、APDなども用いないため、熱耐性、ノイズ耐性、および磁場耐性も向上させることが可能となる。また、CCD転送等の制約もないためスループットを向上させることが可能となる。
　＜図２の撮像素子の画素回路の第２の動作例＞
　ところで、上記例では単位蓄積が完了して次の蓄積が開始される間、特に、蓄積信号のサンプリング期間において、蓄積が実施されない不感期間が発生している。そこで、特に、高速なサンプリングに対応するため、このような不感期間を除去するようにしてもよい。
　図５は、特に、高速なサンプリングに対応するため、このような不感期間を除去するようにした、図２の撮像素子３４の画素（画素回路）１０１の第２の動作例を示している。
　図５の例においては、図４で実施したタイミングＴ４１におけるPDリセットが省略されており、読み出し時となるタイミングＴ４３における電荷転送に伴うPD１１１の電荷排出がこれと兼用されている。
　すなわち、図４のタイミングＴ４１に対応するタイミングＴ５１においては、FDリセットのみが実施される。そして、タイミングＴ４２に対応するタイミングＴ５２においては、リセットレベルのサンプリングが実施される。この時、転送トランジスタ１１３へのパルス印加は実施されず、PD１１１の蓄積電荷はそのまま保持される。
　そして、タイミングＴ５３において、転送トランジスタ１１３にパルスが印加されて、蓄積信号の検出ノード１１７への転送が実施されるが、この電荷排出をPDリセットと兼用させる。この時、PD１１１の次の蓄積期間は、その直後からスタートすることになる。これによって画素１０１に入射した光子が検知されない不感期間はほぼゼロになる。
　尚、図４および図５のいずれの動作例においても、単位蓄積の最短サイクルはリセットレベルのサンプリングと蓄積レベルのサンプリングの合計所要時間によって規定される。
　＜エッジ検出部の動作について＞
　側方散乱光または蛍光７４の光強度は、レーザ光の照射スポット７２への検体５３の通過に伴って、図６の上段で示されるようなパルス光波形ＰＬ１として描かれ、各パルス光波形ＰＬ１が検体５３の1個分の通過に対応する波形となる。この時、図６の下段で示される、前方散乱光７３のPD３３における検出強度は、図６の上段におけるパルス光波形ＰＬ１とタイミングが類似して、かつ、強度の高いパルス光波形ＰＬ２のように描かれる。
　エッジ検出部４１は、前方散乱光のパルス光波形ＰＬ２の強度と、閾値Ｌ１との比較から、検体５３の通過タイミングをオンエッジおよびオフエッジとして検出する。より詳細には、エッジ検出部４１は、図６における閾値Ｌ１を上回ったタイミングｔｘにおいて、オンエッジＥ１（図中の上向きの矢印）を、閾値Ｌ１を下回ったタイミングｔｙにおいて、オフエッジＥ２（図中の下向きの矢印）を、それぞれ検出し、信号処理部４２に出力する。
　尚、以降のタイミングチャートにおいて、オンエッジを、パルス光波形の立上りにおける上向きの矢印で表し、オフエッジを、パルス光波形の立下りにおける下向きの矢印で表す。
　＜図１のフローサイトメータにおけるパルス光検出のオペレーション例＞
　次に、図７のタイミングチャートを参照して、図１のフローサイトメータ１１におけるパルス光検出のオペレーション例について説明する。尚、ここでは、読み出しのアクセスシーケンスは、図５に準じ、不感期間の殆ど無いグローバルシャッタとする。また、蓄積の開始と終了は全画素同時一斉に行われ、同期して画素内転送が行われ、蓄積期間が全画素一斉に終了する。そして、蓄積信号の読み出しが開始される。さらに、このとき次の蓄積期間が全画素一斉にスタートする。蓄積期間は、所定の期間Ｔで連続して、繰り返し設定される。
　また、図７の下段においては、所定の期間Ｔにおける蓄積期間と読み出し期間の例が示されており、斜線で示される蓄積期間と読み出し期間とが同一の蓄積信号を扱う処理であることが示されており、白色で示される蓄積期間と読み出し期間とが同一の蓄積信号を扱う処理であることが示されている。つまり、タイミングｔ２１乃至ｔ２２における斜線部で示される「蓄積」の期間において蓄積された蓄積信号は、次のタイミングｔ２２乃至ｔ２３において斜線部で示される「読み出し」の期間において読み出される。同様に、タイミングｔ２２乃至ｔ２３における白色部で示される「蓄積」の期間において蓄積された蓄積信号は、次のタイミングｔ２３乃至ｔ２４において白色部で示されるように「読み出し」の期間において読み出される。
　側方散乱光または蛍光７４の光強度は、レーザ光の照射スポット７２への検体５３の通過に伴って、例えば、図７の最上段で示されるようなパルス光波形Ｗ１乃至Ｗ５として描かれ、各パルス光波形Ｗ１乃至Ｗ５のそれぞれが検体５３の1個分の通過に対応する波形となり、ここでは、パルス光波形の面積が光量に対応するものとする。また、図７のパルス光波形Ｗ１乃至Ｗ５のパターンは、検体５３の通過に伴って変化するものであり、１つの例に過ぎない。さらに、検体５３の通過に伴うパルス光波形Ｗ１乃至Ｗ５の通過に必要とされる時間は、一般に、１乃至１０μs程度である。
　まず、タイミングｔ２１において、撮像素子（光検出器）３４における蓄積が開始される。
　次に、タイミングｔ１において、フォトダイオード３３は、前方散乱光の波形の強度と、閾値との比較から、検体５３の通過タイミングにおける信号をエッジ検出部４１に出力する。エッジ検出部４１は、フォトダイオード３３より供給される信号に基づいて、オンエッジを発生し、信号処理部４２に出力する。
　タイミングｔ２２において、撮像素子（光検出器）３４は、画素における蓄積を完了し、蓄積信号の読み出しを開始し、さらには、次の蓄積をスタートする。ここで、タイミングｔ２２は、蓄積を開始したタイミングｔ２１から、所定の期間Ｔが経過した後のタイミングである。
　すなわち、タイミングｔ２１乃至ｔ２２においては、図７の上段におけるタイミングｔ１乃至ｔ２における検体５３により発生するパルス光波形Ｗ１で示される光量のうちのタイミングｔ２２以前の分の光量Ｐ１が検出される。
　以降において、同様の処理が繰り返されることにより、タイミングｔ２２乃至ｔ２３の所定の期間Ｔにおいては、図７の上段におけるタイミングｔ１乃至ｔ２における検体５３により発生するパルス光波形Ｗ１で示される光量のうちのタイミングｔ２２以降の分の光量Ｐ２が検出される。
　また、タイミングｔ２３乃至ｔ２４の所定の期間Ｔにおいては、図７の上段におけるタイミングｔ３乃至ｔ４における検体５３により発生するパルス光波形Ｗ２で示される光量の全光量に相当する光量Ｐ３が検出され、タイミングｔ３において、パルス光波形Ｗ２のオンエッジが検出される。
　さらに、タイミングｔ２４乃至ｔ２５の所定の期間Ｔにおいては、タイミングｔ５において、パルス光波形Ｗ３のオンエッジが検出されて、図７の上段におけるタイミングｔ５乃至ｔ６における検体５３により発生するパルス光波形Ｗ３で示される光量のうちの、タイミングｔ２５より以前の部分光量に相当する光量Ｐ４が検出される。
　また、タイミングｔ２５乃至ｔ２６の所定の期間Ｔにおいては、図７の上段におけるタイミングｔ５乃至ｔ６における検体５３により発生するパルス光波形Ｗ３で示される光量の、タイミングｔ２５以降の部分光量に相当する光量Ｐ５が検出される。
　さらに、タイミングｔ２６乃至ｔ２７の所定の期間Ｔにおいては、図７の上段におけるタイミングｔ７乃至ｔ８における検体５３により発生するパルス光波形Ｗ４で示される光量の全光量に相当する光量Ｐ６、およびパルス光波形Ｗ５で示される光量の、タイミングｔ２７以前の部分光量に相当する光量Ｐ７が検出される。
　また、タイミングｔ２７乃至ｔ２８の所定の期間Ｔにおいては、図７の上段におけるタイミングｔ９乃至ｔ１０における検体５３により発生するパルス光波形Ｗ５で示される光量の、タイミングｔ２７以降の部分光量に相当する光量Ｐ８が検出される。
　これらの結果が、撮像素子３４より信号処理部４２に繰り返し出力される。
　信号処理部４２は、図７の上段で示されるような検出結果に基づいて、信号処理を施して、検出結果を出力する。
　すなわち、図７の上段で示されるパルス光波形Ｗ１の通過に伴う光量については、所定の期間Ｔからなるタイミングｔ２１乃至ｔ２２において検出された部分光量となる光量Ｐ１と、所定の期間Ｔからなるタイミングｔ２２乃至ｔ２３において検出された部分光量となる光量Ｐ２とに分割された状態で出力されている。
　また、パルス光波形Ｗ３についても、所定の期間Ｔからなるタイミングｔ２４乃至ｔ２５において検出された部分光量となる光量Ｐ４と、所定の期間Ｔからなるタイミングｔ２５乃至ｔ２６において検出された部分光量となる光量Ｐ５とに分割された状態で出力されている。
　このため、パルス光波形Ｗ１，Ｗ３については、検出結果をそのまま使用しても検体５３の通過に伴う検出結果として利用することができない。
　尚、パルス光波形Ｗ２については、所定の期間Ｔからなるタイミングｔ２３乃至ｔ２４において検出された光量Ｐ３が、全光量となるため、そのまま使用することが可能である。
　そこで、信号処理部４２は、各パルス光波形の通過が検出されるときにエッジ検出部４１により検出されるオンエッジを利用して、２つの部分光量を加算して１個の波形が通過したときの光量を求める。
　より詳細には、信号処理部４２は、直近の所定の期間Ｔの検出結果と、１つ後の所定の期間Ｔの検出結果とを読み出し、２つの検出結果に基づいて、１個分の波形のパルス光量を求める。尚、以降において、所定の期間Ｔをフレームとも称する。
　すなわち、信号処理部４２は、直近の２フレーム分の検出結果より、直近のフレームにのみオンエッジが検出されている場合については、２フレーム分の検出結果を加算する。
　例えば、タイミングｔ２１乃至ｔ２３の２フレーム分の検出結果が用いられるような場合、信号処理部４２は、タイミングｔ２１乃至ｔ２２のフレームでのみオンエッジが検出されているので、光量Ｐ１，Ｐ２を加算することで、パルス光波形Ｗ１のパルス光量を求める。
　また、信号処理部４２は、直近の２フレーム分の検出結果より、直近のフレームにも、後のフレームにおいてもオンエッジが検出されている場合については、直近のフレーム分の検出結果を全光量として扱う。
　例えば、タイミングｔ２３乃至ｔ２５の２フレーム分の検出結果が用いられるような場合、タイミングｔ２３乃至ｔ２４のフレームでも、タイミングｔ２４乃至ｔ２５のフレームでもオンエッジが検出されている。そこで、信号処理部４２は、直近のフレームであるタイミングｔ２３乃至ｔ２４のフレームの光量Ｐ３をパルス光波形Ｗ２のパルス光量とする。
　尚、タイミングｔ２４乃至ｔ２６の２フレーム分の検出結果が用いられる場合については、直近のフレームであるタイミングｔ２４乃至ｔ２５においてのみオンエッジが検出されることになるので、信号処理部４２は、それぞれのフレームの部分光量である光量Ｐ４，Ｐ５を加算して、パルス光波形Ｗ３のパルス光量とする。
　さらに、信号処理部４２は、直近の２フレーム分の検出結果より、直近のフレームに２つのオンエッジが検出されている場合については、エラーとして扱う。
　すなわち、例えば、タイミングｔ２６乃至ｔ２８の２フレーム分の検出結果が用いられるような場合、タイミングｔ２６乃至ｔ２７の１つのフレームにおいて、２つのオンエッジが検出されているので、エラーとして扱われる。この場合、タイミングｔ２６乃至ｔ２７のフレームにおいては、波形Ｗ４と波形Ｗ５の一部が含まれた状態となるため、１フレーム分の検出結果に１つ以上の波形の検出結果が含まれることにより、適切な信号処理が不能であるので、エラーとして扱われる。
　＜第１の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理＞
　次に、図８のフローチャートを参照して、第１の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理について説明する。
　ステップＳ１１において、信号処理部４２は、フレームのカウンタＮを１に初期化する。
　ステップＳ１２において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果を撮像素子３４、およびエッジ検出部４１より取得する。尚、検出結果とは、撮像素子３４より出力されるパルス光波形の信号と、エッジ検出部４１より出力されるオンエッジの検出の有無を示す信号とを含む情報である。
　ステップＳ１３において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果に基づいて、オンエッジが検出されているか否かを判定する。
　ステップＳ１３において、フレームＮについてオンエッジＮが検出されている場合、処理は、ステップＳ１４に進む。
　ステップＳ１４において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果に基づいて、オンエッジＮの次のオンエッジが存在するか否かを判定する。すなわち、同一のフレームＮの検出結果において、２つ目のオンエッジが存在するか否かが判定される。
　ステップＳ１４において、オンエッジＮの次のオンエッジが検出されない場合、処理は、ステップＳ１５に進む。
　ステップＳ１５において、信号処理部４２は、次のフレームであるフレーム（Ｎ＋１）の検出結果を撮像素子３４およびエッジ検出部４１より取得する。
　ステップＳ１６において、信号処理部４２は、フレーム（Ｎ＋１）の検出結果において、オンエッジ（Ｎ＋１）が存在するか否かを判定する。
　ステップＳ１６において、フレーム（Ｎ＋１）において、オンエッジ（Ｎ＋１）が検出されていない場合、処理は、ステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１７において、信号処理部４２は、フレームＮとフレーム（Ｎ＋１）との撮像素子３４の検出結果である光量を加算して、オンエッジＮで特定されるパルス光波形の信号量（光量）として出力する。
　すなわち、図７における波形Ｗ１における場合、ステップＳ１１乃至Ｓ１７の一連の処理により光量Ｐ１，Ｐ２の検出結果が加算されることで、パルス光波形Ｗ１の信号量とされる。
　ステップＳ１８において、信号処理部４２は、カウンタＮを２インクリメントして処理は、ステップＳ１４に戻る。
　また、ステップＳ１６において、フレーム（Ｎ＋１）にオンエッジ（Ｎ＋１）が検出されている場合、処理は、ステップＳ２０に進む。
　ステップＳ２０において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果を１つの検体５３の通過に伴って検出されるパルス光波形の全光量に対応する信号量として出力する。
　ステップＳ２１において、信号処理部４２は、カウンタＮを１インクリメントする。
　ステップＳ２２において、信号処理部４２は、エッジ（Ｎ＋１）をエッジＮとみなして処理を継続し、その処理は、ステップＳ１４に戻る。
　例えば、図７におけるパルス光波形Ｗ２で示されるように、タイミングｔ２３乃至ｔ２４内の１フレーム内において、全光量が検出されて、次のフレームにおいて、パルス光波形Ｗ３のオンエッジが検出されているような場合の処理に対応する。この場合、上述したステップＳ１１乃至Ｓ１６，Ｓ２０，Ｓ２１の処理により、タイミングｔ２３乃至ｔ２４内の１フレーム内において検出される波形Ｗ３の検出結果が、そのまま信号出力として出力される。また、パルス光波形Ｗ３のオンエッジの情報が、次のフレームの情報として維持される。
　さらに、ステップＳ１４において、フレームＮにおいて、２つ目のエッジが検出される場合、処理は、ステップＳ２３に進む。
　ステップＳ２３において、信号処理部４２は、フレームＮに係る検出結果が採用できず、エラーが発生することを出力する。
　例えば、図７におけるタイミングｔ２６乃至ｔ２７で示されるように、１フレーム内にパルス光波形Ｗ４，Ｗ５が検出されるような場合の処理に対応する。この場合、上述したステップＳ１１乃至Ｓ１４，Ｓ２２の処理により、エラーとみなされる。
　ステップＳ２３において、信号処理部４２は、カウンタＮを１インクリメントして処理は、ステップＳ１２に戻る。
　また、ステップＳ１３において、フレームＮにおいて、オンエッジＮが検出されない場合、すなわち、何の信号も検出されていない場合、処理は、ステップＳ２４に進み、次のフレーム処理に進む。
　以上の処理により、所定の期間Ｔで循環的に撮像素子３４により読み出しを繰り返して撮像することで、検体５３の通過の有無を検出して撮像処理を制御する必要がないので、一般的な構成からなる（検体５３の通過タイミングに応じた制御ができない）撮像素子３４を用いても、微弱なパルス光を高精度に検出することが可能となる。
　また、撮像素子３４は、所定の期間Ｔで循環的に撮像素子３４により読み出しが繰り返されるので、例えば、所定の期間Ｔよりも長い期間、検体５３の通過がない状態であっても、定期的にフォトダイオード１１１に蓄積された画素信号（電荷）がリセットされることにより、検体５３が通過したときにだけ画素信号が読み出されるような場合であっても、ノイズが溜まるようなことがないので、高精度にパルス光を検出することが可能となる。
　結果として、光検出器の精度を向上させ、小型化および軽量化を実現することが可能になると共に、装置コストの低減を実現することが可能となる。
　尚、以上の処理については、撮像素子３４およびエッジ検出部４１によりリアルタイムで取得される検出結果を用いる例について説明してきたが、撮像素子３４およびエッジ検出部４１の検出結果がタイムスタンプとともに、或いは時系列に沿って記録されるようにする場合については、検出の事後に上記記録を用いてオフライン処理するようにしてもよい。
　＜＜２．第２の実施の形態＞＞
　以上においては、撮像素子３４による検出結果と、フォトダイオード３３により検出されるオンエッジの有無に基づいた信号処理により、検体５３の通過に伴った信号出力を求める例について説明してきたが、オンエッジに加えて、オフオッジをも考慮して信号処理するようにしてもよい。
　すなわち、図９で示されるように、各パルス光波形Ｗ１乃至Ｗ５のそれぞれの立上りと、立下りとのそれぞれタイミングにおいて検出される、オンエッジとオフエッジとの両方を用いて信号処理がなされるようにしてもよい。
　尚、図９におけるパルス光波形Ｗ１乃至Ｗ５、オンエッジを示す上向きの矢印、および各フレームのタイミングについては、図７におけるものと同一であり、オフエッジが追記されたのみである。
　すなわち、信号処理部４２は、直近の２フレーム分の検出結果より、直近のフレームにオンエッジが検出され、次のフレームにオフエッジが検出されている場合については、２フレーム分の検出結果を加算する。
　例えば、タイミングｔ２１乃至ｔ２３の２フレーム分の検出結果が用いられるような場合、タイミングｔ２１乃至ｔ２２のフレームでタイミングｔ１においてオンエッジが検出されており、タイミングｔ２２乃至ｔ２３のフレームでタイミングｔ２においてオフエッジが検出されているので、光量Ｐ１，Ｐ２を加算することで、パルス光波形Ｗ１の全光量が求められる。
　また、信号処理部４２は、直近の２フレーム分の検出結果より、直近のフレームにも、後のフレームにおいてもオンエッジが検出されて、かつ、後のフレームにオンエッジが検出されている場合については、直近のフレーム分の検出結果を全光量として扱う。
　例えば、タイミングｔ２３乃至ｔ２５の２フレーム分の検出結果が用いられるような場合、タイミングｔ２３乃至ｔ２４のフレームでも、タイミングｔ２４乃至ｔ２５のフレームでもタイミングｔ３，ｔ５においてオンエッジが検出されており、タイミングｔ２３乃至ｔ２４のフレームにおいては、タイミングｔ４においてオフエッジが検出されているので、直近のフレームであるタイミングｔ２３乃至ｔ２４のフレームの光量Ｐ３がパルス光波形Ｗ２の全光量として求められる。
　尚、タイミングｔ２４乃至ｔ２６の２フレーム分の検出結果が用いられる場合については、直近のフレームであるタイミングｔ２４乃至ｔ２５のタイミングｔ５においてオンエッジが検出され、後のフレームであるタイミングｔ２５乃至ｔ２６のタイミングｔ６においてオフエッジが検出されているので、それぞれのフレームの部分光量である光量Ｐ４，Ｐ５が加算されて、パルス光波形Ｗ３の光量が求められる。
　さらに、信号処理部４２は、直近の２フレーム分の検出結果より、直近のフレームにおいて、２つのオンエッジが検出され、かつ、直近のフレームにおいてオフエッジが検出されている場合については、エラーとして扱う。
　すなわち、例えば、タイミングｔ２６乃至ｔ２８の２フレーム分の検出結果が用いられるような場合、タイミングｔ２６乃至ｔ２７のフレームにおいて、タイミングｔ７，ｔ９において、２つのオンエッジが検出され、かつ、タイミングｔ８においてオフエッジが検出されているので、エラーとして扱われる。この場合、タイミングｔ２６乃至ｔ２７のフレームにおいては、パルス光波形Ｗ４とパルス光波形Ｗ５の一部が含まれた状態となるため、１フレーム分の検出結果に１つ以上の波形の検出結果が含まれることにより、適切な信号処理が不能であるので、エラーとして扱われる。
　＜第２の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理＞
　次に、図１０のフローチャートを参照して、第２の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理について説明する。
　ステップＳ４１において、信号処理部４２は、フレームのカウンタＮを１に初期化する。
　ステップＳ４２において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果を、撮像素子３４により取得する。尚、検出結果とは、波形の信号と、オンエッジの検出の有無を含む情報である。
　ステップＳ４３において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果に基づいて、オンエッジＮが検出されているか否かを判定する。
　ステップＳ４３において、オンエッジＮが検出されている場合、処理は、ステップＳ４４に進む。
　ステップＳ４４において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果に基づいて、オフエッジＮが検出されているか否かを判定する。
　ステップＳ４４において、オフエッジＮが検出されている場合、処理は、ステップＳ４５に進む。
　ステップＳ４５において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果に基づいて、次のオンエッジが存在するか否かを判定する。すなわち、同一のフレームＮの検出結果において、２つ目のオンエッジが存在するか否かが判定される。
　ステップＳ４５において、次のオンエッジが存在しない場合、処理は、ステップＳ４６に進む。
　ステップＳ４６において、信号処理部４２は、フレームＮの検出結果を１つの検体５３の通過に伴って検出されるオンエッジＮのパルス光波形の全光量に対応する信号量として出力する。
　例えば、図９におけるパルス光波形Ｗ２で示されるように、タイミングｔ２３乃至ｔ２４内の１フレーム内において、パルス光波形Ｗ２のオンエッジとオフエッジが検出されて、全光量が検出されているような場合の処理に対応する。この場合、上述したステップＳ４１乃至Ｓ４６の処理により、タイミングｔ２３乃至ｔ２４内の１フレーム内において検出されるパルス光波形Ｗ３の検出結果が、そのまま信号出力として出力される。
　ステップＳ４７において、信号処理部４２は、カウンタＮを１インクリメントして、処理は、ステップＳ４８に進む。
　ステップＳ４８において、信号処理部４２は、終了が指示されたか否かを判定し、終了が指示されている場合、処理は、終了する。また、ステップＳ４８において、終了が指示されていない場合、処理は、ステップＳ４２に戻る。
　また、ステップＳ４４において、フレームＮにオフエッジＮが存在しない場合、処理は、ステップＳ４９に進む。
　ステップＳ４９において、信号処理部４２は、次のフレームであるフレーム（Ｎ＋１）の検出結果を撮像素子３４およびエッジ検出部４１より取得する。
　ステップＳ５０において、信号処理部４２は、フレーム（Ｎ＋１）の検出結果において、オフエッジ（Ｎ＋１）が存在するか否かを判定する。
　ステップＳ５０において、オフエッジ（Ｎ＋１）がある場合、処理は、ステップＳ５１に進む。
　ステップＳ５１において、信号処理部４２は、フレーム（Ｎ＋１）の検出結果において、次にオンエッジ（Ｎ＋１）が存在するか否か、すなわち、フレーム（Ｎ＋１）に２つ目のオンエッジが存在するか否かを判定する。
　ステップＳ５１において、次のオンエッジ（Ｎ＋１）がない場合、すなわち、フレーム（Ｎ＋１）に２つ目にオンエッジが存在しない場合、処理は、ステップＳ５２に進む。
　ステップＳ５２において、信号処理部４２は、フレームＮとフレーム（Ｎ＋１）の撮像素子３４の検出結果である信号量を加算して、フレームＮにおけるオンエッジＮで特定されるパルス光波形の信号量として出力する。
　すなわち、図９におけるパルス光波形Ｗ１における場合、ステップＳ４１乃至Ｓ４４，Ｓ４９乃至Ｓ５３の一連の処理により光量Ｐ１，Ｐ２の信号出力が加算されることで、波形Ｗ１の信号出力が求められる。
　ステップＳ５３において、信号処理部４２は、カウンタＮを２インクリメントして処理は、ステップＳ４８に進む。
　また、ステップＳ５０において、フレーム（Ｎ＋１）にオフエッジがない場合、処理は、ステップＳ５４に進む。
　ステップＳ５４において、信号処理部４２は、フレームＮのオンエッジＮに係る撮像素子３４の検出結果をエラーとみなし、処理は、ステップＳ５３に進む。
　すなわち、フレーム（Ｎ＋１）にオフエッジがない場合、１フレーム以上の波形、すなわち、一般的な波形の長さの１０μs以上、すなわち、所定の期間Ｔ以上の波形が存在することになり、矛盾するので、信号処理部４２は、エラーとみなす。
　さらに、ステップＳ５１において、フレーム（Ｎ＋１）に２つ目のオンエッジがある場合、ステップＳ５４において、信号処理部４２は、フレームＮに係る検出結果を採用できないので、エラーが発生することを出力する。
　また、ステップＳ４５において、フレームＮに次のオンエッジ、すなわち、フレームＮに２つのオンエッジが存在する場合、処理は、ステップＳ５５に進む。
　さらに、ステップＳ５５において、信号処理部４２は、フレームＮに係る検出結果が採用できないので、エラーが発生することを出力し、処理は、ステップＳ４７に進む。
　すなわち、ステップＳ５４，Ｓ５５の処理は、いずれも、例えば、図９におけるタイミングｔ２６乃至ｔ２７で示されるように、１フレーム内にパルス光波形Ｗ４，Ｗ５の２つのオンエッジが検出されるような場合の処理に対応する。この場合、上述したステップＳ４１乃至Ｓ４４，Ｓ４９乃至Ｓ５２，Ｓ５５の処理、または、ステップＳ４１乃至Ｓ４５，Ｓ５５の処理により、エラーとみなされる。
　また、ステップＳ４３において、フレームＮにオンエッジＮが存在しないとみなされた場合、何の信号も検出されていないものとみなされ、処理は、ステップＳ４７に進み、次のフレーム処理に切り替えられる。
　以上の処理により、撮像素子３４の検出結果、およびエッジ検出部４１のオンエッジに加えて、オフエッジをも併せて信号処理を施すことにより、所定の期間Ｔで循環しながら撮像素子３４で繰り返し撮像することで、微弱なパルス光を高精度に検出することが可能となる。
　また、撮像素子３４は、所定の期間Ｔで循環的に撮像素子３４により読み出しが繰り返されるので、例えば、所定の期間Ｔよりも長い期間、検体５３の通過がない状態であっても、定期的にフォトダイオード１１１に蓄積された画素信号（電荷）がリセットされることにより、検体５３が通過したときにだけ画素信号が読み出されるような場合であっても、ノイズが溜まるようなことがないので、微弱なパルス光を高精度に検出することが可能となる。
　また、オンエッジとオフエッジとの両方を用いることで、信号処理の精度を向上させることが可能となる。
　結果として、光検出器の精度を向上させ、小型化および軽量化を実現することが可能になると共に、装置コストの低減を実現することが可能となる。
　尚、以上の処理については、撮像素子３４およびエッジ検出部４１によりリアルタイムで取得される検出結果を用いる例について説明してきたが、撮像素子３４およびエッジ検出部４１の検出結果がタイムスタンプとともに、或いは時系列に沿って記録されるようにする場合については、検出の事後に上記記録を用いてオフライン処理するようにしてもよい。
　＜＜３．第３の実施の形態＞＞
　以上においては、所定の期間Ｔで蓄積と読み出しが繰り返される撮像素子の検出結果に基づいて、パルス光を検出する例について説明してきたが、原則的に、所定の期間Ｔで蓄積と読み出しが繰り返されるようにして、所定の期間Ｔ内においてオンエッジが検出された場合にはオフエッジが検出されるまでの期間を蓄積期間に設定するようにしてもよい。
　図１１は、蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔ内においてオンエッジが検出された場合にはオフエッジが検出されるまで蓄積期間に設定するようにしたフローサイトメータ１１の構成例が示されている。尚、図１１のフローサイトメータ１１において、図１のフローサイトメータ１１における構成と同一の機能を備えた構成については、同一の符号を付しており、その説明は適宜省略する。
　すなわち、図１１のフローサイトメータ１１において、図１のフローサイトメータ１１と異なる点は、信号処理部４２が削除されている点と、エッジ検出部４１により検出されたオンエッジおよびオフエッジの情報が、撮像素子３４の駆動回路９４に供給される点である。
　ここで、駆動回路９４は、エッジ検出部４１より供給されてくるオンエッジおよびオフエッジの情報に基づいて、行駆動回路１２１の動作を制御する。尚、駆動回路９４が、オンエッジおよびオフエッジの情報に基づいた行駆動回路１２１の制御については、図１２，図１３を参照して詳細を後述する。
　また、図１１のフローサイトメータ１１においては、オンエッジおよびオフエッジに基づいた駆動回路９４による、行駆動回路１２１の制御により、検体５３が通過する際に発生するパルス光の検出結果は、それぞれが１つのパルス光波形分の光量に対応する信号量にされる。結果として、検出結果を加算する等の処理が必要ないので、信号処理部４２が不要となる。
　＜図１１のフローサイトメータにおけるパルス光検出のオペレーション例＞
　次に、図１２のタイミングチャートを参照して、図１１のフローサイトメータ１１におけるパルス光検出のオペレーション例について説明する。
　尚、ここでは、読み出しのアクセスシーケンスは、図５に準じ、不感期間の殆ど無いグローバルシャッタとする。また、蓄積の開始と終了は全画素同時一斉に行われ、同期して画素内転送が行われ、蓄積期間が全画素一斉に終了し、蓄積信号の読み出しが開始される。そして、このとき次の蓄積期間が全画素一斉にスタートする。
　また、側方散乱光または蛍光７４の光強度は、レーザ光の照射スポット７２への検体５３の通過に伴って、図１２の最上段で示されるようなタイミングｔ１０１乃至ｔ１０２におけるパルス光波形Ｗ３１、およびタイミングｔ１０３乃至ｔ１０４におけるパルス光波形Ｗ３２として描かれ、各パルス光波形Ｗ３１，Ｗ３２のそれぞれが検体５３の１個分の通過に対応する波形となる。また、図１２のパルス光波形Ｗ３１，Ｗ３２のパターンは、検体５３の通過に伴って変化するものであり、１つの例に過ぎない。さらに、検体５３の通過に伴うパルス光波形Ｗ３１，Ｗ３２の通過に必要とされる時間は、一般に、１乃至１０μs程度である。
　すなわち、図１２の下段で示されるように、タイミングｔ１２１乃至ｔ１２２においては、駆動回路９４が、行駆動回路１２１を制御して、タイミングｔ１２１においてPDリセット（PD-RST）を実行させて、リセット信号（リセットレベルの信号）を読み出すと共に、フォトダイオード１１１の蓄積期間を開始する。
　しかしながら、図１２の上段で示されるように検体５３の通過が検出される際の波形が存在せず、オンエッジが検出されることがないので、所定の期間Ｔが経過するタイミングｔ１２２において、蓄積期間が終了するが、ここではAD変換がなされない。
　タイミングｔ１２２において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、再びPDリセットを実行する。ここで、タイミングｔ１２２の後、所定の期間Ｔ内に、タイミングｔ１０１において、パルス光波形Ｗ３１のオンエッジが検出されることになるので、オフエッジが検出されるタイミングｔ１０２（＝ｔ１２３）までが、フォトダイオード１１１の蓄積期間に設定される。
　タイミングｔ１２３において、蓄積期間が終了すると、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、蓄積ノード１１２に蓄積期間において蓄積された蓄積信号を検出ノード１１７に電荷を転送（PD転送）し、次の蓄積期間を設定する。また、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、パルス光波形Ｗ３１の蓄積期間において蓄積された蓄積信号のデータを読み出す（Data）。
　タイミングｔ１２４において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、PDリセット（PD-RST）を実行させて、リセット信号を読み出す（Reset）。また、検出回路１２３は、直前の蓄積信号のデータと直前のリセット信号のデータから画素信号を求めてAD変換し、デジタル信号からなる画素信号を出力する（出力）。
　すなわち、蓄積信号の読み出しが開始されるタイミングから、次の蓄積期間が設定されて、リセット信号が読み出されるタイミングまでの期間が、AD変換がなされるAD変換期間ＴＡＤとなる。
　また、ここで、タイミングｔ１２４の後、所定の期間Ｔ内に、タイミングｔ１０３において、パルス光波形Ｗ３２のオンエッジが検出されることになるので、オフエッジが検出されるタイミングｔ１０４（＝ｔ１２５）までが、フォトダイオード１１１の蓄積期間に設定される。
　タイミングｔ１２５において、蓄積期間が終了すると、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、蓄積ノード１１２に蓄積期間において蓄積された蓄積信号を検出ノード１１７に電荷を転送（PD転送）し、次の蓄積期間を設定する。また、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、パルス光波形Ｗ３２の蓄積期間において蓄積された蓄積信号のデータを読み出す（Data）。
　タイミングｔ１２６において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、PDリセット（PD-RST）を実行させて、リセット信号を読み出す。また、検出回路１２３は、直前の蓄積信号のデータと直前のリセット信号のデータから画素信号を求めてAD変換し、出力する（出力）。
　すなわち、以上の処理により、基本的には、所定の期間Ｔでリセット信号が読み出される処理が繰り返され、オンエッジが検出されると、オフエッジが検出されるまで蓄積期間が設定される。結果として、所定の期間Ｔでリセットレベルが繰り返し読みだされることで、一定期間以上パルス光が検出されない期間が発生しても、微弱なノイズが蓄積してしまうことなく、パルス光の検出に合わせてパルス光波形を検出することが可能となる。
　＜連続する蓄積期間において、オンエッジが検出される場合のパルス光検出のオペレーション例＞
　また、連続する蓄積期間において、オンエッジが検出されるような場合には、後段の蓄積期間において、所定の期間Ｔが完了するところで、FDリセットを掛けるようにして、蓄積期間を継続するようにしてもよい。
　検体５３の通過に伴って発生するパルス光に基づいて、例えば、図１３の上段で示されるようなパルス光波形Ｗ４１乃至Ｗ４４が発生する場合について説明する。
　尚、図１３の上段においては、タイミングｔ１４１乃至ｔ１４２におけるパルス光波形Ｗ４１、タイミングｔ１４３乃至ｔ１４４におけるパルス光波形Ｗ４２、タイミングｔ１４５乃至ｔ１４６におけるパルス光波形Ｗ４３、およびタイミングｔ１４７乃至ｔ１４８におけるパルス光波形Ｗ４４として描かれ、各パルス光波形Ｗ４１乃至Ｗ４４のそれぞれが検体５３の１個分の通過に対応する波形となる。また、図１３のパルス光波形Ｗ４１乃至Ｗ４４のパターンは、検体５３の通過に伴って変化するものであり、１つの例に過ぎない。
　尚、図１３においては、タイミングｔ１４２（＝ｔ１６３）までの動作については、図１２におけるタイミングｔ１０２（＝ｔ１２３）までの動作と同一であるので、その説明は省略する。
　タイミングｔ１６３において、蓄積期間が終了すると、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、蓄積ノード１１２に蓄積期間において蓄積された蓄積信号を検出ノード１１７に電荷を転送（PD転送）し、次の蓄積期間を設定する。また、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、パルス光波形Ｗ３１の蓄積期間において蓄積された蓄積信号のデータを読み出す（Data）。
　タイミングｔ１６３から所定の期間Ｔが経過するタイミングｔ１６４において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、FDリセット（FD-RST）を掛けると共に、リセット信号を読み出す（Reset）。また、検出回路１２３は、直前の蓄積信号のデータと直前のリセット信号のデータから画素信号を求めてAD変換し、出力する（出力）。
　すなわち、蓄積信号の読み出しが開始されるタイミングから、次の蓄積期間が設定される。ここで、図１３においては、蓄積期間が設定されたタイミングｔ１６３から所定の期間Ｔが経過するまでの間に、タイミングｔ１４３において、パルス光波形Ｗ４２のオンエッジが検出されることになる。このため、パルス光波形Ｗ４２のオフエッジが検出されるタイミング、または、リセット信号の読み出しが完了するまでタイミングの、いずれか後のタイミングまでが蓄積期間に設定される。図１３の例においては、パルス光波形Ｗ４２のオフエッジがタイミングｔ１４４において検出されるが、リセット信号の読み出しがタイミングｔ１６５において完了するため、タイミングｔ１６５までが蓄積期間に設定される。
　この間、蓄積信号のデータ読み出しが開始されるタイミングｔ１６３乃至リセット信号が読み出されるタイミングｔ１６５までの期間が、AD変換期間ＴＡＤとなる。
　また、ここで、タイミングｔ１６５の後、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、蓄積ノード１１２に蓄積期間において蓄積された蓄積信号を検出ノード１１７に電荷を転送（PD転送）し、次の蓄積期間を設定する。また、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、パルス光波形Ｗ４２の蓄積期間において蓄積された蓄積信号のデータを読み出す（Data）。
　タイミングｔ１６５から所定の期間Ｔが経過するタイミングｔ１６６において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、FDリセット（FD-RST）を掛けると共に、リセット信号を読み出す（Reset）。また、検出回路１２３は、直前の信号レベルと直前のリセットレベルから画素信号を求めてAD変換し、出力する（出力）。
　ここで、図１３においては、タイミングｔ１６６からのリセット信号の読み出しが開始されているが、リセット信号の読み出しが完了するまでに、タイミングｔ１４７においてはパルス光波形Ｗ４４のオンエッジが検出されている。この場合、タイミングｔ１６５乃至ｔ１６７における蓄積期間に、１個以上の波形が検出されることになるので、駆動回路９４は、エラーとして出力する。
　以上の処理により、連続する蓄積期間において、オンエッジが検出されるような場合、すなわち、連続する蓄積期間においてパルス光波形が検出される場合でも、所定の期間ＴでFDリセットを掛けることで、蓄積期間を継続することが可能となる。
　＜第３の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理＞
　次に、図１４のフローチャートを参照して、第３の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理について説明する。
　ステップＳ７１において、駆動回路９４は、パルス光波形を識別するカウンタＮを１に初期化する。
　ステップＳ７２において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、PDリセットを掛けて、蓄積期間を開始して、リセット信号の読み出しを開始する。
　ステップＳ７３において、駆動回路９４は、蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔが経過するまでの間に、エッジ検出部４１によりオンエッジが検出されたか否かを判定する。
　ステップＳ７３において、オンエッジが検出されていない場合、処理は、ステップＳ７９に進む。
　ステップＳ７９において、駆動回路９４は、動作の終了が指示されているか否かを判定し、終了が指示されている場合、処理は終了する。また、ステップＳ７９において、終了が指示されていない場合、処理は、ステップＳ７２に戻る。すなわち、オンエッジが検出されない場合、所定の期間Ｔでリセット信号の読み出し処理のみが繰り返される。
　一方、ステップＳ７３において、オンエッジが検出された場合、処理は、ステップＳ７４に進む。
　ステップＳ７４において、駆動回路９４は、リセット信号の読み出しが完了し、オフエッジが検出されたか否かを判定し、リセットレベルの読み出しが完了し、オフエッジが検出されるまで、同様の処理を繰り返す。ステップＳ７４において、リセットレベルの読み出しが完了し、オフエッジが検出された場合、処理は、ステップＳ７５に進む。尚、ステップＳ７４において、リセット信号の読み出しが完了するまでの間に、次のオンエッジが検出される場合、駆動回路９４は、エラーとみなし、処理は、ステップＳ７８に進む。
　ステップＳ７５において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、蓄積信号を転送して蓄積期間を完了し、次の蓄積期間を開始すると共に、蓄積信号の読み出しを開始する。
　ステップＳ７６において、駆動回路９４は、読み出したリセット信号と蓄積信号を検出部９３に供給する。検出部９３は、リセット信号と蓄積信号とからオンエッジＮのパルス光波形の信号量を計算して出力する。
　ステップＳ７７において、駆動回路９４は、次の蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔが経過するまでの間に、エッジ検出部４１によりオンエッジが検出されたか否か、すなわち、所定の期間Ｔ内にオンエッジが２つ存在するか否かを判定する。
　ステップＳ７７において、次の蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔが経過するまでの間に、エッジ検出部４１によりオンエッジが検出されない場合、処理は、ステップＳ７８に進む。
　ステップＳ７８において、駆動回路９４は、カウンタＮを１インクリメントして、処理は、ステップＳ７９に進む。
　すなわち、ステップＳ７２乃至Ｓ７８までの一連の処理により、図１２を参照して説明したように、基本的に所定の期間Ｔでリセット信号の読み出しがなされ、オンエッジが検出されたときにオフエッジが検出されるまで蓄積期間が設定される処理がなされる。
　また、ステップＳ７７において、次の蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔが経過するまでの間に、エッジ検出部４１により次のオンエッジが検出された場合、処理は、ステップＳ８０に進む。
　ステップＳ８０において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、蓄積信号の読み出しが完了したか否かを判定し、完了するまで同様の処理を繰り返す。そして、ステップＳ８０において、蓄積信号の読み出しが完了した場合、処理は、ステップＳ８１に進む。
　ステップＳ８１において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、FDリセットを掛けて、リセット信号の読み出しを開始させる。
　ステップＳ８２において、駆動回路９４は、行駆動回路１２１を制御して、リセット信号の読み出しが完了し、オフエッジが検出されたか否かを判定し、リセット信号の読み出しが完了し、オフエッジが検出されるまで、同様の処理を繰り返す。そして、ステップＳ８２において、リセット信号の読み出しが完了し、オフエッジが検出された場合、処理は、ステップＳ８３に進む。尚、ステップＳ８２において、リセット信号の読み出しが完了するまでの間に、次のオンエッジが検出される場合、駆動回路９４は、エラーとみなし、処理は、ステップＳ８７に進む。
　ステップＳ８３において、駆動回路９４は、蓄積信号を検出部９３に転送し、次の蓄積期間を設定して、蓄積信号を読み出す。
　ステップＳ８４において、検出部９３は、オンエッジ（Ｎ＋１）のパルス光波形の信号量を算出し、出力する。
　ステップＳ８５において、駆動回路９４は、次の蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔが経過するまでの間に、エッジ検出部４１により次のオンエッジが検出されたか否かを判定する。
　ステップＳ８５において、次の蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔが経過するまでの間に、エッジ検出部４１により次のオンエッジが検出される場合、処理は、ステップＳ８６に進む。
　ステップＳ８６において、駆動回路９４は、カウンタＮを１インクリメントし、処理は、ステップＳ８０に戻る。
　ステップＳ８５において、次の蓄積期間が開始されてから所定の期間Ｔが経過するまでの間に、エッジ検出部４１によりオンエッジが検出されない場合、処理は、ステップＳ８７に進む。
　ステップＳ８７において、駆動回路９４は、カウンタＮを２インクリメントし、処理は、ステップＳ７９に戻る。
　すなわち、ステップＳ８０乃至Ｓ８５までの一連の処理により、図１３を参照して説明したように、基本的に所定の期間Ｔで繰り返しリセット信号の読み出しがなされ、オンエッジが検出されたときにオフエッジが検出されるまで蓄積期間が設定される処理がなされ、さらに、次の蓄積期間で連続的にオンエッジが検出される場合、次の蓄積期間においては、所定の期間Ｔが経過したタイミングでFDリセットが掛けられ、蓄積期間が継続される。
　以上の一連の処理により、基本的に所定の期間Ｔで繰り返しリセット信号の読み出しがなされつつ、パルス光が検出されたタイミング、すなわち、オンエッジが検出されたタイミングからオフエッジが検出されるタイミングまでを蓄積期間として設定するようにした。これにより、パルス光が検出されるタイミングで蓄積期間が設定されるので、高精度にパルス光を検出することが可能になる。また、所定の期間Ｔで繰り返しリセット信号が読み出されるので、検体５３が流れてこない期間が長く続くようなことがあっても、ノイズが蓄積するようなことがなくなるので、高精度にパルス光を検出することが可能となる。
　＜＜４．第４の実施の形態＞＞
　ところで、第２の実施の形態において、各フレームの正味の蓄積信号は、例えば、図５を参照して説明したように、蓄積信号とリセット信号との差分として求められることを説明した。
　このため、１フレーム分の蓄積信号が読み出されるには、例えば、各ラインについて、リセットレベルがサンプリングされてリセット信号が求められ、蓄積レベルがサンプリングされて蓄積信号が求められ、その差分が求められる必要がある。
　ここで、ライン開始信号（XHS信号）に対応付けて、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）、および蓄積信号のサンプリング（Data Sampling）がなされるような場合、撮像素子３４は、例えば、図１５のタイミングチャートで示されるように駆動する。
　時刻ｔ２０１において、ライン開始信号（XHS信号）が出力されると、FDリセットがなされる。
　FDリセットがなされた直後である、時刻ｔ２０１’において、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）が開始される。
　時刻ｔ２０２において、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）が終了すると共に、電荷転送がなされる。
　電荷転送がなされた直後のタイミングである時刻ｔ２０２’において、蓄積信号のサンプリング（Data Sampling）が開始される。
　時刻ｔ２０３において、ライン開始信号（XHS信号）が出力されると、FDリセットがなされて、蓄積信号のサンプリング（Data Sampling）が終了する。
　FDリセットがなされた直後である、時刻ｔ２０３’において、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）が開始される。
　時刻ｔ２０４において、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）が終了すると共に、電荷転送がなされる。
　電荷転送がなされた直後のタイミングである時刻ｔ２０４’において、蓄積信号のサンプリング（Data Sampling）が開始される。
　時刻ｔ２０５において、ライン開始信号（XHS信号）が出力されると、FDリセットがなされて、蓄積信号のサンプリング（Data Sampling）が終了する。
　FDリセットがなされた直後である、時刻ｔ２０５’において、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）が開始される。
　時刻ｔ２０６において、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）が終了すると共に、電荷転送がなされる。
　電荷転送がなされた直後のタイミングである時刻ｔ２０６’において、蓄積信号のサンプリング（Data Sampling）が開始される。
　このような処理が繰り返されることになる。尚、時刻ｔ２０１以前の時刻ｔ２００においても、リセット信号のサンプリング（Reset Sampling）が終了されると共に、電荷転送がなされ、直後の時刻ｔ２００’より、蓄積信号のサンプリング（Data Sampling）が開始されているものとする。
　ここで、電荷転送がなされた直後の時刻ｔ２００’，ｔ２０２’，ｔ２０４’，ｔ２０６’・・・それぞれの間の期間が各フレームの電荷の蓄積期間となる。
　より具体的には、図１５では、左から時刻ｔ２００’乃至ｔ２０２’が、第１フレーム（Frame1）の、時刻ｔ２０２’乃至ｔ２０４’が、第２フレーム（Frame2）の、時刻ｔ２０４’乃至ｔ２０６’が、第３フレーム（Frame3）の、それぞれの蓄積期間となる。
　すると、図１５においては、FDリセットがなされる時刻ｔ２０１，ｔ２０３，ｔ２０５，ｔ２０７・・・それぞれの間の期間が各フレームの正味の蓄積信号の読み出し期間となる。
　従って、図１５では、左から時刻ｔ２０１乃至ｔ２０３が、第１フレーム（Frame1）の、時刻ｔ２０３乃至ｔ２０５が、第２フレーム（Frame2）の、時刻ｔ２０５乃至ｔ２０７が、第３フレーム（Frame3）の、それぞれの読み出し期間となる。
　さらに、それぞれのフレームの蓄積信号は、読み出し期間が終了し、蓄積信号とリセット信号とが求められたとき、両者の差分より求められて出力されることになる。
　このため、図１５においては、ライン開始信号が供給されるタイミングである時刻ｔ２０３，ｔ２０５において、それぞれ第１フレーム（Frame1）、および第２フレーム（Frame2）の蓄積信号が出力されることになる。
　尚、ライン開始信号に代えて、フレーム開始信号（XVS信号）を利用しても同様の処理が可能である。
　ところで、図１５で示されるように、蓄積信号は、ライン開始信号やフレーム開始信号と同期して出力されることなるが、各フレームの蓄積期間は左記ライン開始信号やフレーム開始信号とは異なるタイミングで開始され終了する。このずれ量は例えばセンサの駆動条件によって異なり、センサ内のレジスタ等を用いてセンサ内部で調整される。一方信号処理部４２は、エッジ検出部４１によりパルス光波形が検出されるタイミングとセンサの各ラインまたはフレームとの蓄積期間との関係を把握して図８や図１０のフローを処理する必要があり、そのための手順が必要になる。
　そこで、エッジ検出部４１により検出される、検体５３の通過タイミングを示すオンエッジおよびオフエッジの有無や発生パターンを記録するようにして、どのフレームにおいてパルス光波形のオンエッジやオフエッジが検出されたのかを認識できるようにし、検体の通過タイミングをフレーム単位で認識できるようにしてもよい。
　＜第４の実施の形態におけるフローサイトメータの構成例＞
　次に、図１６を参照して、検体の通過タイミングをフレーム単位で認識できるようにしたフローサイトメータの第４の実施の形態の構成例について説明する。
　尚、図１６のフローサイトメータ１１において、図１のフローサイトメータ１１と異なる点は、信号処理部４２において、記録処理部１５１を新たに設けた点である。
　記録処理部１５１は、フレーム単位でエッジ検出部４１により検出される、検体５３の通過タイミングを示すオンエッジおよびオフエッジの有無や発生パターンの情報を記録する。
　すなわち、例えば、図１７の右部で示されるように、第１フレーム（Frame1）の蓄積期間ＴＦ１において、パルス光波形Ｗ５１が検出されるときには、記録処理部１５１は、エッジ検出部４１により検出されるパルス光波形Ｗ５１のオンエッジＲとオフエッジＦが検出されたことを示す情報を記録する。
　また、例えば、第２フレーム（Frame2）の蓄積期間ＴＦ２において、パルス光波形Ｗ５２とパルス光波形Ｗ５３の一部が検出されるときには、記録処理部１５１は、エッジ検出部４１により検出されるパルス光波形Ｗ５２のオンエッジＲ、およびオフエッジＦ、並びにパルス光波形Ｗ５３のオンエッジＲが検出されたことを示す情報を記録する。
　さらに、例えば、第３フレーム（Frame3）の蓄積期間ＴＦ３において、パルス光波形Ｗ５３の一部が検出されるときには、記録処理部１５１は、エッジ検出部４１により検出されるパルス光波形Ｗ５３のオフエッジＦが検出されたことを示す情報を記録する。
　このように各フレームにおいて、オンエッジＲとオフエッジＦの検出の有無と、その順番が記録されることにより、どのフレームにおいて、パルス光波形が検出されたのかを認識することが可能となる。
　また、記録処理部１５１は、記録の際には、例えば、オンエッジとオフエッジのパターンに応じた信号を、ラインまたはフレーム単位のデータパケットの所定の位置に書き込む。
　より具体的には、記録処理部１５１は、例えば、図１８の右部で示されるような3bitのデジタル信号として、オンエッジとオフエッジのパターンの情報を記録する。
　図１８の右部においては、エッジがない場合、000とされ、オンエッジＲのみが検出された場合、001とされ、オフエッジＦのみが検出された場合、010とされ、オンエッジＲおよびオフエッジＦが、この順番で検出された場合、011とされ、それ以外の場合、100とされる。
　従って、図１７の右部の検出結果である場合、図１８の左部で示されるように、オンエッジＲおよびオフエッジＦが検出されることになるので、それぞれの状態に対応付けて、以下のような3bitのデジタル信号として記録される。
　すなわち、図１８の左部で示されるように、第１フレーム（Frame1）では、オンエッジＲ、およびオフエッジＦ（Ｒ，Ｆ）が、その順番で検出されているので、記録処理部１５１は、検出結果を011からなる3ビットの信号として記録する。
　また、図１８の左部で示されるように、第２フレーム（Frame2）では、オンエッジＲ、オフエッジＦ、およびオンエッジＲ（Ｒ，Ｆ，Ｒ）が、その順番で検出されているので、記録処理部１５１は、検出結果を100からなる3ビットの信号として記録する。
　さらに、図１８の左部で示されるように、第３フレーム（Frame3）では、オフエッジＦ（Ｆ）のみが検出されたことが示されているので、記録処理部１５１は、検出結果を010からなる3ビットの信号として記録する。
　このように数ビット程度のデジタル信号に変換してオンエッジおよびオフエッジのパターンの情報を記録することで、フレーム単位で検体の通過タイミングを認識できるようにすることが可能となる。
　＜第４の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理＞
　次に、図１９，図２０のフローチャートを参照して、第４の実施の形態におけるパルス光検出オペレーション処理について説明する。
　尚、図１９，図２０のステップＳ１１１乃至Ｓ１１６，Ｓ１１８，Ｓ１１９，Ｓ１２３乃至Ｓ１２６，Ｓ１２８，Ｓ１２９，Ｓ１２０については、図１０のフローチャートを参照して説明したステップＳ４１乃至Ｓ５５の処理と同様であるので、その説明は省略する。
　すなわち、ステップＳ１１１乃至Ｓ１１６（図１９）の処理により、信号量が求められた場合、すなわち、フレームＮには、オンエッジＮとオフエッジＮとがあるので、ステップＳ１１７において、記録処理部１５１は、オンエッジＲおよびオフエッジＦを示す011からなる3ビットの信号を記録する。
　また、ステップＳ１１５において、次のオンエッジがあると判定された場合、ステップＳ１２０においてエラーとみなされて、処理は、ステップＳ１２１に進む。
　ステップＳ１２１においては、フレームＮにおいて、オンエッジＮが２つとオフエッジＮがあるので、記録処理部１５１は、エラーを示す100からなる3ビットの信号を記録する。
　さらに、ステップＳ１１３において、フレームＮにオンエッジＮがない場合、処理は、ステップＳ１２２に進む。
　ステップＳ１２２において、フレームＮには、エッジがないので、記録処理部１５１は、フレームＮはエッジなしであることを示す000からなる3ビットの信号を記録する。
　また、ステップＳ１２６（図２０）において、信号量が求められると、処理は、ステップＳ１２７に進む。
　ステップＳ１２７においては、フレームＮにオンエッジＮがあり、フレーム（Ｎ＋１）にオフエッジ（Ｎ＋１）があるので、記録処理部１５１は、フレームＮにオンエッジＲがあることを示す001からなる3ビットの信号を記録し、フレーム（Ｎ＋１）にオフエッジＦがあることを示す010からなる3ビットの信号を記録する。
　さらに、ステップＳ１２４において、オフエッジ（Ｎ＋１）がない場合、または、ステップＳ１２５において、次のオンエッジ（Ｎ＋１）がある場合、処理は、ステップＳ１２９に進み、エラーとみなされる。
　そこで、ステップＳ１３０において、記録処理部１５１は、フレームＮについては、オンエッジＲがあることを示す001を記録し、フレーム（Ｎ＋１）については、オフエッジがない場合についても、オフエッジＦとオンエッジＲがある場合についても、エラーであることを示す100からなる3ビットの信号を記録する。
　以上の処理により、フレーム単位でオンエッジとオフエッジの発生パターンを示す信号が記録されることになるので、どのフレームでパルス光波形が検出されたのかを認識することが可能となる。
　＜＜５．第１の応用例＞＞
　以上においては、各フレームにおけるエッジなし、オンエッジＲ、オフエッジＦ、オンエッジＲおよびオフエッジＦ、並びに、それ以外のエラーの５つのパターンを３ビットの情報で記録する例について説明してきたが、図２１で示されるように、それ以外のパターンを詳細に記録するようにしてもよい。
　尚、図２１においては、左からトリガエッジの状態、3ビットの記載信号、状態（パルス光波形が検出される状態）、および状態説明が記載されている。
　ここで、状態においては、パルス光波形がフレーム内において0個検出されているときには0と記載され、１個検出されているときにはFullと記載され、一部が検出されているときにはHalfと記載され、それ以外のときエラーであることを示すDoubleが記載される。
　すなわち、図２１で示されるように、上から、例えば、エッジなしである場合、記録処理部１５１は、検体の通過がないことを示す3ビットの情報として、000を記録する。
　また、オンエッジＲが検出された場合（Ｒの場合）、記録処理部１５１は、当該フレームとその後段のフレームとに跨って１つの検体が通過したことを示す3ビットの情報として、001を記録する。
　さらに、オンエッジＲが検出された後、オフエッジＦが検出された場合（Ｒ－Ｆの場合）、記録処理部１５１は、フレーム期間内に１つの検体が通過したことを示す3ビットの情報として、010を記録する。
　また、オンエッジＲが検出された後、オフエッジＦが検出され、さらにその後、オンエッジＲが検出された場合（Ｒ－Ｆ－Ｒの場合）、記録処理部１５１は、フレーム期間内に１つの検体が通過した後、当該フレームの後段のフレームに跨って１つの検体が通過したことを示す3ビットの情報として、011を記録する。
　さらに、オフエッジＦが検出された場合（Ｆの場合）、記録処理部１５１は、当該フレームと、直前のフレームとに跨って１つの検体が通過したことを示す情報として、100を記録する。
　また、オフエッジＦが検出された後に、オンエッジＲが検出された場合（Ｆ－Ｒの場合）、記録処理部１５１は、直前のフレームに跨って１つの検体が検出され、直後のフレームに跨って１つの検体が検出されたことを示す3ビットの情報として、101を記録する。
　さらに、オンエッジＦが検出された後、オンエッジＲが検出され、さらにその後、オフエッジＦが検出された場合（Ｆ－Ｒ－Ｆの場合）、記録処理部１５１は、直前のフレームに跨って１つの検体が検出され、当該フレーム期間中に１つの検体が検出されたことを示す3ビットの情報として、110を記録する。
　また、その他のパターン、例えば、オフエッジＦ、オンエッジＲ、オフエッジＦ、およびオンエッジＲが検出される場合（Ｆ－Ｒ－Ｆ－Ｒの場合）や、オンエッジＲ、オフエッジＦ、オンエッジＲ、およびオフエッジＦが検出される場合（Ｒ－Ｆ－Ｒ－Ｆの場合）には、記録処理部１５１は、フレーム期間中に２つ、または３つの検体が検出されたことを示す3ビットの情報として、111を記録する。
　以上のように、3ビットの情報により、当該フレームやその前後のフレームにおける検体の検出のパターンを認識できるようにしてもよい。
　このようにオンエッジＲおよびオフエッジＦのパターンを記録するようにすることで、各フレームにおけるパルス光波形の検出タイミング、すなわち、検体の通過タイミングやエラーの種別を認識することが可能となる。
　尚、以上においては、3ビットの信号により記録する例について説明してきたが、それ以上のビット数の信号により、さらに多くのパターンが記録されるようにしてもよい。
　＜＜６．第２の応用例＞＞
　＜ローリングシャッタへの応用＞
　以上においては、撮像素子３４がグローバルシャッタである例について説明してきたがグローバルシャッタとして機能する撮像素子３４のみならず、ローリングシャッタとして機能する撮像素子３４においても適用することができる。
　ただし、ローリングシャッタとして機能する撮像素子３４に対応するため、信号処理部４２は、撮像素子の画素アレイ１９１を、読み出しタイミングの異なる複数の領域（以下、ラインブロックとも称する）に分割し、それぞれの領域で個別に処理する必要がある。
　すなわち、画素アレイ９１が、40行である場合には、例えば、10行単位でローリングシャッタがなされるラインブロックを設定し、ラインブロック単位で異なるタイミングで処理するようにする。
　すなわち、信号処理部４２は、例えば、図２２で示されるように、画素アレイ９１を、10行ずつに分割し、４本のラインブロック（LB）Ｌ１乃至Ｌ４単位で処理する。
　このように４本のラインブロックＬ１乃至Ｌ４のそれぞれについて、同一のタイミングで蓄積して読み出すようにすることで、グローバルシャッタとして機能させるようにすることもできるし、それぞれを個別のタイミングで蓄積して読み出すようにすることでローリングシャッタとして機能させることもできる。
　例えば、グローバルシャッタとして機能させる場合、信号処理部４２は、図２３で示されるように動作する。
　尚、図２３は、時刻ｔ２５１におけるオンエッジＲと、時刻ｔ２５２におけるオフエッジＦからなるパルス光波形Ｗ６１、および、時刻ｔ２５３におけるオンエッジＲと、時刻ｔ２５４おけるオフエッジＦとからなるパルス光波形Ｗ６２が検出される場合のシーケンスを示すタイミングチャートである。
　すなわち、撮像素子３４は、グローバルシャッタとして機能する場合、第１フレームの蓄積期間ＦＡ１においては、時刻ｔ２６１乃至ｔ２６２において、ラインブロックＬ１乃至Ｌ４の全ての蓄積処理Ｌ１－１乃至Ｌ４－１が同時になされる。
　そして、引き続き、対応する読み出し処理Ｒ１－１乃至Ｒ１－４、および出力処理Ｏｕｔ１－１乃至Ｏｕｔ１－４がなされる。
　また、第２フレームの蓄積期間ＦＡ２の処理は、第１フレームの蓄積期間ＦＡ１に引き続きなされる処理であり、第１フレームと同様に、時刻ｔ２６２乃至ｔ２６３において、ラインブロックＬ１乃至Ｌ４の全ての蓄積処理Ｌ１－２乃至Ｌ４－２が同時になされる。
　そして、引き続き読み出し処理Ｒ１－２乃至Ｒ４－２、および出力処理Ｏｕｔ１－２乃至Ｏｕｔ４－２がなされる。
　そして、全てのラインブロックＬ１乃至Ｌ４の蓄積結果より得られる蓄積信号が加算されることによりパルス光波形Ｗ６１，Ｗ６２の光量に応じた蓄積信号が求められる。
　すなわち、図２３の第１フレームにおけるパルス光波形Ｗ６１の光量から得られる蓄積信号は、蓄積処理Ｌ１－１乃至Ｌ４－１において蓄積され、出力処理Ｏｕｔ１－１乃至Ｏｕｔ１－４により出力される蓄積信号の合計となる。
　同様に、第２フレームにおけるパルス光波形Ｗ６２の光量から得られる蓄積信号は、蓄積処理Ｌ１－２乃至Ｌ４－２により蓄積され、出力処理Ｏｕｔ１－２乃至Ｏｕｔ４－２により出力される蓄積信号の合計となる。
　これに対して、ローリングシャッタとして機能させる場合、例えば、ラインブロックＬ１乃至Ｌ４について、それぞれ隣接するラインブロック間における処理が、時間Ｔｇずつずらされるとき、図２４で示されるような処理となる。
　すなわち、ローリングシャッタとして機能させる場合、第１フレームの蓄積期間ＦＡ１においては、まず、時刻ｔ２７１乃至ｔ２７５において、ラインブロックＬ１の蓄積処理Ｌ１－１がなされる。
　そして、時刻ｔ２７１に対して時間Ｔｇ後となる時刻ｔ２７２乃至ｔ２７６において、ラインブロックＬ２の蓄積処理Ｌ２－１がなされる。
　また、時刻ｔ２７２に対して時間Ｔｇ後となる時刻ｔ２７３乃至ｔ２７７において、ラインブロックＬ３の蓄積処理Ｌ３－１がなされる。
　さらにまた、時刻ｔ２７３に対して時間Ｔｇ後となる時刻ｔ２７４乃至ｔ２７８において、ラインブロックＬ４の蓄積処理Ｌ４－１がなされる。
　そして、ラインブロックＬ１乃至Ｌ４のいずれにおいても、蓄積処理Ｌ１－１乃至Ｌ４－１が終了した後、それぞれ時間Ｔｇずつずれたタイミングで、読み出し処理Ｒ１－１乃至Ｒ４－１、および出力処理Ｏｕｔ１－１乃至Ｏｕｔ４－１がなされる。
　第２フレームの蓄積期間ＦＡ２については、ラインブロックＬ１乃至Ｌ４のそれぞれについて、第１フレームの蓄積期間ＦＡ１が終了後、連続的に設定されることになる。
　すなわち、時刻ｔ２７５乃至ｔ２７９において、ラインブロックＬ１の蓄積処理Ｌ１－２がなされる。
　そして、時刻ｔ２７５に対して時間Ｔｇ後となる時刻ｔ２７６乃至ｔ２８０において、ラインブロックＬ２の蓄積処理Ｌ２－２がなされる。
　また、時刻ｔ２７６に対して時間Ｔｇ後となる時刻ｔ２７７乃至ｔ２８１において、ラインブロックＬ３の蓄積処理Ｌ３－２がなされる。
　さらにまた、時刻ｔ２７７に対して時間Ｔｇ後となる時刻ｔ２７８乃至ｔ２８２において、ラインブロックＬ４の蓄積処理Ｌ４－２がなされる。
　そして、ラインブロックＬ１乃至Ｌ４のいずれにおいても、蓄積処理Ｌ１－２乃至Ｌ４－２が終了した後、それぞれ時間Ｔｇずつずれたタイミングで、読み出し処理Ｒ１－２乃至Ｒ４－２、および出力処理Ｏｕｔ１－２乃至Ｏｕｔ４－２がなされる。
　尚、図２４においては、第１フレームの蓄積期間の直前においては、第０フレームの蓄積期間が設定されており、ラインブロックＬ２においては、時刻ｔ２７２より以前の期間において、蓄積処理Ｌ２－０がなされる期間が設定されていることが示されている。
　また、同様に、ラインブロックＬ３，Ｌ４においても、それぞれ時刻ｔ２７３，ｔ２７４より以前の期間において、蓄積処理Ｌ３－０，Ｌ４－０がなされる期間が設定されていることが示されている。
　さらに、蓄積処理Ｌ２－０乃至Ｌ４－０のそれぞれに対応する読み出し処理、および出力処理についても図示しないが存在する。
　ここで、ローリングシャッタとして機能させる場合、第１フレームにおけるパルス光波形Ｗ６１、および第２フレームにおけるパルス光波形Ｗ６２の光量から得られる蓄積信号は、図２５で示される各ラインブロックの蓄積処理により得られる蓄積信号の合計となる。
　より詳細には、図２５で示されるように、第１フレームにおけるパルス光波形Ｗ６１については、蓄積処理Ｌ１－１、蓄積処理Ｌ２－１、蓄積処理Ｌ３－０とＬ３－１、および蓄積処理Ｌ４－０のそれぞれの蓄積信号の合計として求められる。
　すなわち、各蓄積処理により得られる蓄積信号は、図２４におけるパルス光波形Ｗ６１が検出される時刻ｔ２５１乃至ｔ２５２に対応する各ラインブロックＬ１乃至Ｌ４における蓄積処理により得られる蓄積信号に対応する。
　尚、図２５における「Full」、および「Half」の表記は、各蓄積処理が、パルス光波形Ｗ６１が検出される時刻ｔ２５１乃至ｔ２５２の全期間であるか、一部の期間であるのかを示すものである。
　すなわち、図２５においては、「Full」が、パルス光波形Ｗ６１が検出される時刻ｔ２５１乃至ｔ２５２の全期間であることを示し、「Half」が、パルス光波形Ｗ６１が検出される時刻ｔ２５１乃至ｔ２５２のうちの一部の期間であることを示している。
　同様に、図２５で示されるように、第２フレームにおけるパルス光波形Ｗ６２については、蓄積処理Ｌ１－２、蓄積処理Ｌ２－２、蓄積処理Ｌ３－２、並びに、蓄積処理Ｌ４－１，Ｌ４－２のそれぞれの蓄積信号の合計として求められる。
　ここで、フレーム単位においては、第１フレームの蓄積期間ＦＡ１とＦＡ２とは重複しているが、各ラインブロック単位では重複していないため、それぞれ求められる蓄積信号における重複は発生しない。
　以上のような処理により、ローリングシャッタとして機能する撮像素子３４にも対応することが可能となる。
　＜＜７．第３の応用例＞＞
　以上においては、記録処理部１５１が信号処理部４２に設けられる例について説明してきたが、記録処理部１５１は撮像素子３４の内部に設けられる構成としても良い。
　図２６は、記録処理部１５１が撮像素子３４の内部に設けられる場合の、フローサイトメータ１１の構成例を示している。
　すなわち、撮像素子３４には、エッジ検出部４１より供給される、トリガ情報が記録されたラインデータやフレームデータの入力を受け付けるトリガ入力ピン１６１が設けられており、撮像素子３４は、トリガ情報が記録されたラインデータやフレームデータを信号処理部４２に供給する。信号処理部４２は、撮像素子３４を介して供給されるトリガ情報を用いてデータの処理を実施する。
　この場合、ラインデータやフレームデータの開始信号と蓄積期間とのずれ量は撮像素子３４内で把握されているので、そのずれ量が撮像素子３４の動作条件に伴って変化した場合でも、撮像素子３４内部で自動的かつ柔軟に対処することが可能となる。
　尚、本開示は、以下のような構成も取ることができる。
＜１＞　計測対象の状態に応じた強度のパルス光を発生させるパルス光発生部と、
　光電変換素子と増幅素子とを有し、前記光電変換素子により光電変換された電荷を、所定期間逐次蓄積し、蓄積を完了した後の蓄積電荷量に応じた電圧を画素信号として、前記増幅素子を介して出力する複数の画素により、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する光検出部と、
　前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する制御部と
　を含む光学測定器。
＜２＞　前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出するエッジ検出部と、
　前記光検出部により検出された光量を示す信号を信号処理することで、前記パルス光の光量を算出する信号処理部とをさらに含み、
　前記信号処理部は、前記エッジ検出部により検出されたオンエッジの情報に基づいて、前記光検出部により検出された光量を示す信号を信号処理することで、計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出する
　＜１＞に記載の光学測定器。
＜３＞　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、前記所定の期間の次の所定の期間において、前記オンエッジが検出されない場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号と、前記所定の期間の次の所定の期間における前記画素信号とを加算することにより、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出する
　＜２＞に記載の光学測定器。
＜４＞　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、前記所定の期間の次の所定の期間において、前記オンエッジが検出された場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号を、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量とする
　＜２＞に記載の光学測定器。
＜５＞　前記所定の期間において、２つの前記オンエッジが検出された場合、前記信号処理部は、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量の算出が不可であることを示すエラーを出力する
　＜２＞に記載の光学測定器。
＜６＞　前記エッジ検出部は、前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出すると共に、前記パルス光の入射が終了したタイミングをオフエッジとして検出し、
　前記信号処理部は、前記エッジ検出部により検出されたオンエッジ、およびオフエッジの情報に基づいて、前記光検出部により検出された光量を示す信号を信号処理することで、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出する
　＜２＞に記載の光学測定器。
＜７＞　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出され、前記所定の期間の次の所定の期間において、前記オフエッジが検出され、かつ、前記オンエッジが検出されない場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号と、前記所定の期間の次の所定の期間における前記画素信号とを加算することにより、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出し、
　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出され、前記オンエッジの次のオンエッジが検出されない場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号のみを、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量とし、
　前記所定の期間において、２つの前記オンエッジが検出された場合、前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出されず、前記所定の期間の次の所定の期間において、オフエッジが検出されない場合、または、前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出されず、前記所定の期間の次の所定の期間において、オフエッジが検出され、かつ、オンエッジが検出される場合、前記信号処理部は、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量の算出が不可であることを示すエラーを出力する
　＜６＞に記載の光学測定器。
＜８＞　前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出し、前記パルス光の入射が終了したタイミングをオフエッジとして検出するエッジ検出部をさらに含み、
　前記制御部は、前記エッジ検出部の検出結果に基づいて、前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する
　＜１＞乃至＜７＞のいずれかに記載の光学測定器。
＜９＞　前記電荷の蓄積が開始されてから、前記所定の期間内に、前記エッジ検出部により前記オンエッジが検出されない場合、前記制御部は、前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する
　＜８＞に記載の光学測定器。
＜１０＞　前記電荷の蓄積が開始されてから、前記所定の期間内に、前記エッジ検出部により前記オンエッジが検出され、かつ、その次の前記電荷の蓄積の期間が開始されてから前記所定の期間内にオンエッジが検出された場合、前記制御部は、その次の前記電荷の蓄積の期間が開始されてから前記所定の期間が経過したタイミングにおいて、前記光電変換素子により蓄積された電荷を画素信号に変換する際に蓄積される浮遊拡散層の電荷をリセットすると共にリセット信号を読み出し、前記浮遊拡散層の電荷のリセットが完了するまでの期間、または、前記オフエッジが検出されるまでの期間を、前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積の期間にするように制御する
　＜８＞に記載の光学測定器。
＜１１＞　前記電荷の蓄積が開始されてから、前記所定の期間内に、前記エッジ検出部により前記オンエッジが検出され、かつ、その次の前記電荷の蓄積の期間が開始されてから前記所定の期間内にオンエッジが検出され、かつ、前記浮遊拡散層をリセットが完了するまでに、新たに前記オンエッジが検出された場合、前記制御部は、前記パルス光の光量の算出が不可であることを示すエラーを出力する
　＜１０＞に記載の光学測定器。
＜１２＞　前記パルス光は、フローセルを通過した流体内の検体にレーザ光を当てた際に発生する蛍光または散乱光である
　＜１＞乃至＜１１＞のいずれかに記載の光学測定器。
＜１３＞　前記光検出部は、前記フローセルを通過した流体内の検体にレーザ光を当てた際に発生する蛍光または散乱光であって、前記レーザ光の進行方向に対して略垂直な方向で観測される前記パルス光を検出する
　＜１２＞に記載の光学測定器。
＜１４＞　前記フローセルを通過した前記流体内の前記検体に前記レーザ光を当てた際に発生する前記パルス光を、前記レーザ光の光源に対してほぼ正面の方向で検出する正面光検出部と、
　前記正面光検出部により検出されたパルス光のレベルに応じて、前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして、終了したタイミングをオフエッジとして検出するエッジ検出部をさらに含む
　＜１３＞に記載の光学測定器。
＜１５＞　前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出し、前記パルス光の入射が終了したタイミングをオフエッジとして検出するエッジ検出部と、
　前記エッジ検出部の検出結果を記録する記録処理部とをさらに含む
　＜１＞乃至＜１４＞のいずれかに記載の光学測定器。
＜１６＞　前記記録処理部は、前記エッジ検出部の検出結果を所定ビットの符号として記録する
　＜１５＞に記載の光学測定器。
＜１７＞　前記光検出部は、前記エッジ検出部の検出結果の入力を受け付ける入力ピンと前記記録処理部とを備えており、
　前記記録処理部は、前記入力ピンを介して入力される前記エッジ検出部の検出結果を記録する
　＜１５＞に記載の光学測定器。
＜１８＞　前記光検出部は、前記複数の画素が配置された領域を複数の領域に分割して、分割された領域毎に、前記所定期間逐次蓄積させるタイミングを制御して、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する
　＜１＞乃至＜１７＞のいずれかに記載の光学測定器。
＜１９＞　前記光検出部は、前記複数の画素が配置された領域を複数の領域に分割して、分割された領域毎に、前記所定期間逐次蓄積させるタイミングを制御して、グローバルシャッタ、またはローリングシャッタのいずれかとして機能させ、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する
　＜１８＞に記載の光学測定器。
＜２０＞　計測対象の状態に応じた強度のパルス光を発生させるパルス光発生部と、
　光電変換素子と増幅素子とを有し、前記光電変換素子により光電変換された電荷を、所定期間逐次蓄積し、蓄積を完了した後の蓄積電荷量に応じた電圧を画素信号として、前記増幅素子を介して出力する複数の画素により、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する光検出部と、
　前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する制御部と
　を含むフローサイトメータ。
　１１　フローサイトメータ，　３１　フローセル，　３２　レーザ光源，　３３　フォトダイオード，　３４　撮像素子（光検出器），　３５，３６　集光レンズ，　４１　エッジ検出部，　４２　信号処理部，　５１　サンプルチューブ，　５２　サンプル流，　５３　検体，　７１　レーザ光，　７２　照射スポット，　７３　前方散乱光，　７４　蛍光，　９１　画素アレイ，　９２　接続部，　９３　検出回路，　９４　駆動回路，　９５　ロジック回路，　９６　出力回路，　１０１，１０１ａ，１０１ｂ　画素（画素回路），　１１１　フォトダイオード，　１１２　蓄積ノード，　１１３　転送トランジスタ，　１１４　増幅トランジスタ，　１１５，１１５ａ，１１５ｂ　選択トランジスタ，　１１６　リセットトランジスタ，　１１７　検出ノード，　１１８　電源，　１２１　行駆動回路，　１２２　定電流回路，　１２３　検出回路，　１２４　垂直信号線，　１５１　記録処理部，　１６１　トリガ入力ピン

Claims (20)

  1. 　計測対象の状態に応じた強度のパルス光を発生させるパルス光発生部と、
    　光電変換素子と増幅素子とを有し、前記光電変換素子により光電変換された電荷を、所定期間逐次蓄積し、蓄積を完了した後の蓄積電荷量に応じた電圧を画素信号として、前記増幅素子を介して出力する複数の画素により、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する光検出部と、
    　前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する制御部と
    　を含む光学測定器。
  2. 　前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出するエッジ検出部と、
    　前記光検出部により検出された光量を示す信号を信号処理することで、前記パルス光の光量を算出する信号処理部とをさらに含み、
    　前記信号処理部は、前記エッジ検出部により検出されたオンエッジの情報に基づいて、前記光検出部により検出された光量を示す信号を信号処理することで、計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出する
    　請求項１に記載の光学測定器。
  3. 　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、前記所定の期間の次の所定の期間において、前記オンエッジが検出されない場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号と、前記所定の期間の次の所定の期間における前記画素信号とを加算することにより、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出する
    　請求項２に記載の光学測定器。
  4. 　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、前記所定の期間の次の所定の期間において、前記オンエッジが検出された場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号を、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量とする
    　請求項２に記載の光学測定器。
  5. 　前記所定の期間において、２つの前記オンエッジが検出された場合、前記信号処理部は、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量の算出が不可であることを示すエラーを出力する
    　請求項２に記載の光学測定器。
  6. 　前記エッジ検出部は、前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出すると共に、前記パルス光の入射が終了したタイミングをオフエッジとして検出し、
    　前記信号処理部は、前記エッジ検出部により検出されたオンエッジ、およびオフエッジの情報に基づいて、前記光検出部により検出された光量を示す信号を信号処理することで、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出する
    　請求項２に記載の光学測定器。
  7. 　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出され、前記所定の期間の次の所定の期間において、前記オフエッジが検出され、かつ、前記オンエッジが検出されない場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号と、前記所定の期間の次の所定の期間における前記画素信号とを加算することにより、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量を算出し、
    　前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出され、前記オンエッジの次のオンエッジが検出されない場合、前記信号処理部は、前記所定の期間における前記画素信号のみを、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量とし、
    　前記所定の期間において、２つの前記オンエッジが検出された場合、前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出されず、前記所定の期間の次の所定の期間において、オフエッジが検出されない場合、または、前記所定の期間において、前記オンエッジが検出され、かつ、前記オフエッジが検出されず、前記所定の期間の次の所定の期間において、オフエッジが検出され、かつ、オンエッジが検出される場合、前記信号処理部は、前記計測対象物１個に相当する前記パルス光の光量の算出が不可であることを示すエラーを出力する
    　請求項６に記載の光学測定器。
  8. 　前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出し、前記パルス光の入射が終了したタイミングをオフエッジとして検出するエッジ検出部をさらに含み、
    　前記制御部は、前記エッジ検出部の検出結果に基づいて、前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する
    　請求項１に記載の光学測定器。
  9. 　前記電荷の蓄積が開始されてから、前記所定の期間内に、前記エッジ検出部により前記オンエッジが検出されない場合、前記制御部は、前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する
    　請求項８に記載の光学測定器。
  10. 　前記電荷の蓄積が開始されてから、前記所定の期間内に、前記エッジ検出部により前記オンエッジが検出され、かつ、その次の前記電荷の蓄積の期間が開始されてから前記所定の期間内にオンエッジが検出された場合、前記制御部は、その次の前記電荷の蓄積の期間が開始されてから前記所定の期間が経過したタイミングにおいて、前記光電変換素子により蓄積された電荷を画素信号に変換する際に蓄積される浮遊拡散層の電荷をリセットすると共にリセット信号を読み出し、前記浮遊拡散層の電荷のリセットが完了するまでの期間、または、前記オフエッジが検出されるまでの期間を、前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積の期間にするように制御する
    　請求項８に記載の光学測定器。
  11. 　前記電荷の蓄積が開始されてから、前記所定の期間内に、前記エッジ検出部により前記オンエッジが検出され、かつ、その次の前記電荷の蓄積の期間が開始されてから前記所定の期間内にオンエッジが検出され、かつ、前記浮遊拡散層をリセットが完了するまでに、新たに前記オンエッジが検出された場合、前記制御部は、前記パルス光の光量の算出が不可であることを示すエラーを出力する
    　請求項１０に記載の光学測定器。
  12. 　前記パルス光は、フローセルを通過した流体内の検体にレーザ光を当てた際に発生する蛍光または散乱光である
    　請求項１に記載の光学測定器。
  13. 　前記光検出部は、前記フローセルを通過した流体内の検体にレーザ光を当てた際に発生する蛍光または散乱光であって、前記レーザ光の進行方向に対して略垂直な方向で観測される前記パルス光を検出する
    　請求項１２に記載の光学測定器。
  14. 　前記フローセルを通過した前記流体内の前記検体に前記レーザ光を当てた際に発生する前記パルス光を、前記レーザ光の光源に対してほぼ正面の方向で検出する正面光検出部と、
    　前記正面光検出部により検出されたパルス光のレベルに応じて、前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして、終了したタイミングをオフエッジとして検出するエッジ検出部をさらに含む
    　請求項１３に記載の光学測定器。
  15. 　前記パルス光の入射が開始したタイミングをオンエッジとして検出し、前記パルス光の入射が終了したタイミングをオフエッジとして検出するエッジ検出部と、
    　前記エッジ検出部の検出結果を記録する記録処理部とをさらに含む
    　請求項１に記載の光学測定器。
  16. 　前記記録処理部は、前記エッジ検出部の検出結果を所定ビットの符号として記録する
    　請求項１５に記載の光学測定器。
  17. 　前記光検出部は、前記エッジ検出部の検出結果の入力を受け付ける入力ピンと前記記録処理部とを備えており、
    　前記記録処理部は、前記入力ピンを介して入力される前記エッジ検出部の検出結果を記録する
    　請求項１５に記載の光学測定器。
  18. 　前記光検出部は、前記複数の画素が配置された領域を複数の領域に分割して、分割された領域毎に、前記所定期間逐次蓄積させるタイミングを制御して、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する
    　請求項１に記載の光学測定器。
  19. 　前記光検出部は、前記複数の画素が配置された領域を複数の領域に分割して、分割された領域毎に、前記所定期間逐次蓄積させるタイミングを制御して、グローバルシャッタ、またはローリングシャッタのいずれかとして機能させ、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する
    　請求項１８に記載の光学測定器。
  20. 　計測対象の状態に応じた強度のパルス光を発生させるパルス光発生部と、
    　光電変換素子と増幅素子とを有し、前記光電変換素子により光電変換された電荷を、所定期間逐次蓄積し、蓄積を完了した後の蓄積電荷量に応じた電圧を画素信号として、前記増幅素子を介して出力する複数の画素により、前記パルス光を受光し、前記複数の画素より出力される前記画素信号に基づいて、前記パルス光の光量を検出する光検出部と、
    　前記光検出部における前記複数の画素の前記電荷の蓄積のタイミングを所定の期間で繰り返すように制御する制御部と
    　を含むフローサイトメータ。
PCT/JP2019/011066 2018-03-30 2019-03-18 光学測定器、およびフローサイトメータ WO2019188473A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018069049A JP2019178978A (ja) 2018-03-30 2018-03-30 光学測定器、およびフローサイトメータ
JP2018-069049 2018-03-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019188473A1 true WO2019188473A1 (ja) 2019-10-03

Family

ID=68058848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/011066 WO2019188473A1 (ja) 2018-03-30 2019-03-18 光学測定器、およびフローサイトメータ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2019178978A (ja)
WO (1) WO2019188473A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05133878A (ja) * 1991-11-13 1993-05-28 Fuji Electric Co Ltd 液体中の微粒子測定装置
JPH05296915A (ja) * 1992-02-18 1993-11-12 Hitachi Ltd 粒子分析装置及び粒子分析方法
WO2017145816A1 (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 ソニー株式会社 光学測定器、フローサイトメータ、および放射線計数器
JP2017526914A (ja) * 2014-08-06 2017-09-14 ベックマン コールター， インコーポレイテッド フローサイトメーターを用いた多重ピークイベントの評価
WO2018047815A1 (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 国立大学法人東京大学 フローサイトメーター

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05133878A (ja) * 1991-11-13 1993-05-28 Fuji Electric Co Ltd 液体中の微粒子測定装置
JPH05296915A (ja) * 1992-02-18 1993-11-12 Hitachi Ltd 粒子分析装置及び粒子分析方法
JP2017526914A (ja) * 2014-08-06 2017-09-14 ベックマン コールター， インコーポレイテッド フローサイトメーターを用いた多重ピークイベントの評価
WO2017145816A1 (ja) * 2016-02-24 2017-08-31 ソニー株式会社 光学測定器、フローサイトメータ、および放射線計数器
WO2018047815A1 (ja) * 2016-09-06 2018-03-15 国立大学法人東京大学 フローサイトメーター

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019178978A (ja) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10063784B2 (en) Imaging apparatus, an electronic device, and imaging method to uniformize distribution of incident light, and a photostimulated luminescence detection scanner
US10277850B2 (en) Solid-state imaging device for a distance sensor transferring charges from one pixel while resetting another pixel in a same period
WO2013058147A1 (ja) 撮像素子およびカメラシステム
US7436495B2 (en) Photoelectric sensor, range image producing apparatus and method for producing range data
JP6821596B2 (ja) 光パルス検出装置、光パルス検出方法、放射線計数装置、および生体検査装置
WO2017145816A1 (ja) 光学測定器、フローサイトメータ、および放射線計数器
EP4053500A1 (en) Object recognition system, signal processing method of object recognition system, and electronic device
WO2017104438A1 (ja) 撮像素子および駆動方法、並びに電子機器
TW201515204A (zh) 影像捕獲器件，輻射偵測裝置，以及用於影像捕獲器件之控制方法
JP2019140537A (ja) 固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法
US20230154135A1 (en) Object recognition system and electronic apparatus
WO2019188473A1 (ja) 光学測定器、およびフローサイトメータ
JP3774225B2 (ja) 三次元計測センサ
WO2018186329A1 (ja) 撮像装置、およびそれに用いられる固体撮像装置
JP7447897B2 (ja) 光学測定装置及び光学測定システム
WO2021106521A1 (ja) 光検出器、固体撮像装置、及び、距離測定装置
JP6366325B2 (ja) 撮像システム
CN112383726B (zh) 一种ccd高速信号采集方法和装置
CN116481488A (zh) 一种基于单光子雪崩二极管的激光三角法测距装置及方法
JP6320132B2 (ja) 撮像システム
JP5268149B2 (ja) 固体撮像装置
JP2012244357A (ja) 撮像方法および撮像装置
JP2012068253A (ja) 光電変換装置及び撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19776850

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19776850

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1