(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電面と半導体検出器とを有し、前記光電面と前記半導体検出器との間に第１の電圧が印加された第１の動作状態においては、前記光電面への光の入射に伴って前記光電面から放出された光電子を前記半導体検出器によって検出するとともに前記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力し、前記光電面と前記半導体検出器との間に前記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧が印加された第２の動作状態においては、前記光電面に入射した光のうち前記光電面を透過する光束を前記半導体検出器によって検出するとともに前記光電面を透過する光束の光量に応じた出力信号を出力し、前記光電面と前記半導体検出器との間に前記第１の電圧よりも絶対値が小さく前記第２の電圧よりも絶対値が大きい第３の電圧が印加された第３の動作状態において、前記光電面への光の入射に伴って前記光電面から放出された光電子を前記半導体検出器によって検出するとともに前記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力する光検出手段と、
前記光検出手段から出力された出力信号に基づいて、前記光検出手段の前記動作状態を切り替える切替手段と、
前記第１の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、前記第２の動作状態において前記光電面に前記参照光を入射させた場合の出力信号と、前記第３の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、前記第３の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、前記第２の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、前記第１の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率と、前記第３の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率とに基づいて、前記第１の動作状態と前記第２の動作状態とにおける前記半導体検出器の感度差を補償するように、前記第１の動作状態における出力信号または前記第２の動作状態おける出力信号を補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする光計測装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記第３の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、前記第３の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、前記第２の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、前記第２の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、前記第１の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、前記第３の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ３＝Ｇ・（Ｋ１−１）＋１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ３で前記第１の動作状態における出力信号を除す、または、前記係数Ｃ３を前記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、前記第１の動作状態における出力信号または前記第２の動作状態おける出力信号を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の光計測装置。
【請求項３】
前記補正手段は、
前記第３の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、前記第３の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、前記第２の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、前記第２の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、前記第１の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、前記第３の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ４＝Ｇ・Ｋ１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ４で前記第１の動作状態における出力信号を除す、または、前記係数Ｃ４を前記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、前記第１の動作状態における出力信号または前記第２の動作状態おける出力信号を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の光計測装置。
【請求項４】
光電面と半導体検出器とを有し、前記光電面と前記半導体検出器との間に第１の電圧が印加された第１の動作状態においては、前記光電面への光の入射に伴って前記光電面から放出された光電子を前記半導体検出器によって検出するとともに前記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力し、前記光電面と前記半導体検出器との間に前記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧が印加された第２の動作状態においては、前記光電面に入射した光のうち前記光電面を透過する光束を前記半導体検出器によって検出するとともに前記光電面を透過する光束の光量に応じた出力信号を出力し、前記光電面と前記半導体検出器との間に前記第１の電圧よりも絶対値が小さく前記第２の電圧よりも絶対値が大きい第３の電圧が印加された第３の動作状態において、前記光電面への光の入射に伴って前記光電面から放出された光電子を前記半導体検出器によって検出するとともに前記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力する光計測装置を用いた光計測方法であって、
前記出力信号に基づいて、前記動作状態を切り替える切替工程と、
前記第１の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、前記第２の動作状態において前記光電面に前記参照光を入射させた場合の出力信号と、前記第３の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、前記第３の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、前記第２の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、前記第１の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率と、前記第３の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率とに基づいて、前記第１の動作状態と前記第２の動作状態とにおける前記半導体検出器の感度差を補償するように、前記第１の動作状態における出力信号または前記第２の動作状態おける出力信号を補正する補正工程と
を備えたことを特徴とする光計測方法。
【請求項５】
前記補正工程は、
前記第３の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、前記第３の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、前記第２の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、前記第２の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、前記第１の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、前記第３の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ３＝Ｇ・（Ｋ１−１）＋１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ３で前記第１の動作状態における出力信号を除す、または、前記係数Ｃ３を前記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、前記第１の動作状態における出力信号または前記第２の動作状態おける出力信号を補正する
ことを特徴とする請求項４に記載の光計測方法。
【請求項６】
前記補正工程は、
前記第３の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、前記第３の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、前記第２の動作状態において前記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、前記第２の動作状態において前記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、前記第１の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、前記第３の動作状態における前記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ４＝Ｇ・Ｋ１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ４で前記第１の動作状態における出力信号を除す、または、前記係数Ｃ４を前記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、前記第１の動作状態における出力信号または前記第２の動作状態おける出力信号を補正する
ことを特徴とする請求項４に記載の光計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光計測装置及び光計測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光量が極端に異なる２つの状況下（例えば昼間と夜間）においても計測を可能とする光計測装置のニーズは高い。このようなニーズに応える光計測装置として、例えば特開昭６１−１３３５４０号公報に記載されている昼夜兼用カメラが挙げられる。かかる昼夜兼用カメラは、光電陰極と光検出器とを備え、光電陰極を透過する光子を光検出器によって検出する昼間モードと光電陰極から放出された光電子を光検出器によって検出する夜間モードとを適宜切り替えることで、日中と夜間という光量が極端に異なる２つの状況下で、入射イメージを検出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、上記昼夜兼用カメラは、動作モードを切り替えることにより、昼間と夜間という光量が極端に異なる２つの状況下において単に入射イメージの検出を可能としたものである。しかし、２つの動作モードを切り替えて入射光量を定量的に計測する場合は、それぞれの動作モードにおける感度が異なるため、当該２つの動作モードを切り替えてダイナミックレンジを拡げたとしても、精度の高い計測ができない。
【０００４】
そこで本発明は、広いダイナミックレンジを有し、精度の高い計測が可能な光計測装置及び光計測方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光計測装置は、光電面と半導体検出器とを有し、上記光電面と上記半導体検出器との間に第１の電圧が印加された第１の動作状態においては、上記光電面への光の入射に伴って上記光電面から放出された光電子を上記半導体検出器によって検出するとともに上記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力し、上記光電面と上記半導体検出器との間に上記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧が印加された第２の動作状態においては、上記光電面に入射した光のうち上記光電面を透過する光束を上記半導体検出器によって検出するとともに上記光電面を透過する光束の光量に応じた出力信号を出力し、上記光電面と上記半導体検出器との間に上記第１の電圧よりも絶対値が小さく上記第２の電圧よりも絶対値が大きい第３の電圧が印加された第３の動作状態において、上記光電面への光の入射に伴って上記光電面から放出された光電子を上記半導体検出器によって検出するとともに上記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力する光検出手段と、上記光検出手段から出力された出力信号に基づいて、上記光検出手段の上記動作状態を切り替える切替手段と、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に上記参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第３の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第３の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、上記第１の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率と、上記第３の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率とに基づいて、上記第１の動作状態と上記第２の動作状態とにおける上記半導体検出器の感度差を補償するように、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態における出力信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
第１の動作状態と第２の動作状態とを有し、かかる動作状態を切り替えることで、ダイナミックレンジを広くすることが可能となる。また、第１の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と第２の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号とに基づいて、第１の動作状態における出力信号または第２の動作状態における出力信号を補正することで、第１の動作状態と第２の動作状態とにおける半導体検出器の感度差を補償することができ、精度の高い計測が可能となる。
【０００７】
第３の動作状態と第２の動作状態との感度差は、第１の動作状態と第２の動作状態との感度差と比較して小さいため、第３の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号等に基づいて、第１の動作状態における出力信号または第２の動作状態おける出力信号を補正することで、より精度の高い計測が可能となる。
【０００８】
また、本発明の光計測装置においては、上記補正手段は、上記第３の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、上記第３の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、上記第１の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、上記第３の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ３＝Ｇ・（Ｋ１−１）＋１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ３で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ３を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴とすることが好適である。
【０００９】
また、本発明の光計測装置においては、上記補正手段は、上記第３の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、上記第３の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、上記第１の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、上記第３の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ４＝Ｇ・Ｋ１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ４で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ４を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の光計測方法は、光電面と半導体検出器とを有し、上記光電面と上記半導体検出器との間に第１の電圧が印加された第１の動作状態においては、上記光電面への光の入射に伴って上記光電面から放出された光電子を上記半導体検出器によって検出するとともに上記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力し、上記光電面と上記半導体検出器との間に上記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧が印加された第２の動作状態においては、上記光電面に入射した光のうち上記光電面を透過する光束を上記半導体検出器によって検出するとともに上記光電面を透過する光束の光量に応じた出力信号を出力し、上記光電面と上記半導体検出器との間に上記第１の電圧よりも絶対値が小さく上記第２の電圧よりも絶対値が大きい第３の電圧が印加された第３の動作状態において、上記光電面への光の入射に伴って上記光電面から放出された光電子を上記半導体検出器によって検出するとともに上記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力する光計測装置を用いた光計測方法であって、上記出力信号に基づいて、上記動作状態を切り替える切替工程と、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に上記参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第３の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第３の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、上記第１の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率と、上記第３の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率とに基づいて、上記第１の動作状態と上記第２の動作状態とにおける上記半導体検出器の感度差を補償するように、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態における出力信号を補正する補正工程とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
第１の動作状態と第２の動作状態とを有し、かかる動作状態を切り替えることで、ダイナミックレンジを広くすることが可能となる。また、第１の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と第２の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号とに基づいて、第１の動作状態における出力信号または第２の動作状態における出力信号を補正することで、第１の動作状態と第２の動作状態とにおける半導体検出器の感度差を補償することができ、精度の高い計測が可能となる。
【００１２】
第３の動作状態と第２の動作状態との感度差は、第１の動作状態と第２の動作状態との感度差と比較して小さいため、第３の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号等に基づいて、第１の動作状態における出力信号または第２の動作状態おける出力信号を補正することで、より精度の高い計測が可能となる。
【００１３】
また、本発明の光計測方法においては、上記補正工程は、上記第３の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、上記第３の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、上記第１の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、上記第３の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ３＝Ｇ・（Ｋ１−１）＋１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ３で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ３を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することが好適である。
【００１４】
また、本発明の光計測方法においては、上記補正工程は、上記第３の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、上記第３の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、上記第１の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ１と、上記第３の動作状態における上記光検出手段の電流増倍率Ｇ３とを用いて、
Ｃ４＝Ｇ・Ｋ１
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ４で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ４を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００１５】
本発明の光計測装置は、光電面と半導体検出器とを有し、上記光電面と上記半導体検出器との間に第１の電圧が印加された第１の動作状態においては、上記光電面への光の入射に伴って上記光電面から放出された光電子を上記半導体検出器によって検出するとともに上記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力し、上記光電面と上記半導体検出器との間に上記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧が印加された第２の動作状態においては、上記光電面に入射した光のうち上記光電面を透過する光束を上記半導体検出器によって検出するとともに上記光電面を透過する光束の光量に応じた出力信号を出力する光検出手段と、上記光検出手段から出力された出力信号に基づいて、上記光検出手段の上記動作状態を切り替える切替手段と、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と上記第２の動作状態において上記光電面に上記参照光を入射させた場合の出力信号とに基づいて、上記第１の動作状態と上記第２の動作状態とにおける上記半導体検出器の感度差を補償するように、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態における出力信号を補正する補正手段とを備えたことを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明の光計測装置においては、上記補正手段は、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ１と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２とを用いて
Ｃ１＝Ｉｓ１／Ｉｓ２
で表される係数Ｃ１で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ１を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００１７】
また、本発明の光計測装置においては、上記補正手段は、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第１の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号とに基づいて、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００１８】
第１の動作状態において光電面に光を入射させない場合の出力信号と、第２の動作状態において光電面に光を入射させない場合の出力信号をも考慮して第１の動作状態における出力信号または第２の動作状態おける出力信号を補正することで、光電面及び半導体検出器の暗電流が出力信号に与える影響を除去することができ、より精度の高い計測が可能となる。
【００１９】
また、本発明の光計測装置においては、上記補正手段は、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ１と、上記第１の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ１と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２とを用いて
Ｃ２＝（Ｉｓ１−Ｉｄ１）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ２で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ２を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００２０】
本発明の光計測方法は、光電面と半導体検出器とを有し、上記光電面と上記半導体検出器との間に第１の電圧が印加された第１の動作状態においては、上記光電面への光の入射に伴って上記光電面から放出された光電子を上記半導体検出器によって検出するとともに上記放出された光電子の数に応じた出力信号を出力し、上記光電面と上記半導体検出器との間に上記第１の電圧よりも絶対値が小さい第２の電圧が印加された第２の動作状態においては、上記光電面に入射した光のうち上記光電面を透過する光束を上記半導体検出器によって検出するとともに上記光電面を透過する光束の光量に応じた出力信号を出力する光計測装置を用いた光計測方法であって、上記出力信号に基づいて、上記動作状態を切り替える切替工程と、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と上記第２の動作状態において上記光電面に上記参照光を入射させた場合の出力信号とに基づいて、上記第１の動作状態と上記第２の動作状態とにおける上記半導体検出器の感度差を補償するように、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態における出力信号を補正する補正工程とを備えたことを特徴としてもよい。
【００２１】
また、本発明の光計測方法においては、上記補正工程は、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ１と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２とを用いて
Ｃ１＝Ｉｓ１／Ｉｓ２
で表される係数Ｃ１で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ１を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００２２】
また、本発明の光計測方法においては、上記補正工程は、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第１の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号とに基づいて、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００２３】
第１の動作状態において光電面に光を入射させない場合の出力信号と、第２の動作状態において光電面に光を入射させない場合の出力信号をも考慮して第１の動作状態における出力信号または第２の動作状態おける出力信号を補正することで、光電面及び半導体検出器の暗電流が出力信号に与える影響を除去することができ、より精度の高い計測が可能となる。
【００２４】
また、本発明の光計測方法においては、上記補正工程は、上記第１の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ１と、上記第１の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ１と、上記第２の動作状態において上記光電面に参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、上記第２の動作状態において上記光電面に光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２とを用いて
Ｃ２＝（Ｉｓ１−Ｉｄ１）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）
で表される係数Ｃ２で上記第１の動作状態における出力信号を除す、または、上記係数Ｃ２を上記第２の動作状態おける出力信号に乗ずることにより、上記第１の動作状態における出力信号または上記第２の動作状態おける出力信号を補正することを特徴としてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る光計測装置について図面を参照して説明する。本実施形態にかかる光計測装置は、蛍光色素で標識された試料（被測定対象）に対して励起光を照射し、この励起光によって生ずる蛍光の光量を計測する光計測装置である。まず、本実施形態に係る光計測装置の構成について説明する。図１は本実施形態に係る光計測装置の構成図である。
【００２６】
本実施形態にかかる光計測装置１０は、光源室１２、試料室１４及び計測室１６を備えている。光源室１２には、試料１８（標準試料、被測定対象である試料）に励起光を照射するための光源２０が設けられている。
【００２７】
試料室１４には、試料１８を入れるバイアル２２（容器）と、光源２０から照射された励起光の光路を変更して試料に入射させる反射ミラー２４と、試料１８から発せられた蛍光を集光する集光ミラー２６とが設けられている。集光ミラー２６は、試料１８を入れるバイアル２２を覆うように配置されており、光源２０から照射された励起光を試料１８に入射させるための孔２６ａと、孔２６ａと対向して設けられるとともに試料１８を透過した上記励起光を外部向けて通過させる孔２６ｂと、上記励起光の光軸から離れた部位に設けられるとともに集光された蛍光を出力する出力孔２６ｃとを有している。出力孔２６ｃが上記励起光の光軸から離れた部位に設けられていることから、出力孔２６ｃからは励起光が出力されない。
【００２８】
計測室１６には、光検出手段であるハイブリッドフォトディテクタ（以下、ＨＰＤ２８という）、トランスインピーダンスアンプ（以下、ＴＺアンプ３０という）、Ａ／Ｄ変換器３２、切替手段である電圧切替部３４、補正手段である補正部３６、メモリ３８及びディスプレイ４０が設けられている。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２９】
ＨＰＤ２８は、Ｓｂ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓを真空中で面板に蒸着して形成したマルチアルカリの光電面２８ａと、半導体検出器であるアバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ２８ｂという）とを、真空筐体２８ｃ内に対向配置（３ｍｍ間隔）して構成されている。ここで、ＡＰＤ２８ｂのアノード−カソード間には、電圧切替部３４により、＋１５０Ｖの逆バイアス電圧が印加されている。また、ＨＰＤ２８は、光電面２８ａが上記集光ミラー２６の出力孔２６ｃに対向するように配置され、試料１８から発せられて集光ミラー２６によって集光された蛍光を受光することができるようになっている。
【００３０】
ＨＰＤ２８は、電圧切替部３４からの出力電圧により、２つの異なる動作モード（動作状態）で動作するようになっている。すなわち、ＨＰＤ２８は、APD２８ｂ（のアノード）に対して光電面２８ａに−８ｋＶの電圧（第１の電圧）が印加された第１の動作状態（以下、電子照射モードという）においては、光電面２８ａへの光の入射に伴って光電面２８ａから放出された光電子をAPD２８ｂよって検出し、光電面２８ａから放出された光電子の数に応じた出力信号を出力する。一方、ＨＰＤ２８は、APD２８ｂに対して光電面２８ａに上記−８ｋＶよりも絶対値が小さい＋１２Ｖの電圧（第２の電圧）が印加された第２の動作状態（以下、光透過モードという）においては、光電面２８ａに入射した光のうち当該光電面２８ａを透過する光束をAPD２８ｂによって検出し、光電面２８ａを透過する光束の光量に応じた出力信号を出力する。
【００３１】
電子照射モードにおいて、光電面２８ａに光が入射すると、光電面２８ａからは入射した光束の光量に応じた光電子が放出される。かかる光電子は電界の作用によって加速され、APD２８ｂに入射する。APD２８ｂに入射した光電子は、そのエネルギーを失う際に多数の正孔−電子対を生成し、これが初段の増倍率になる。初段の増倍率は、電子の加速電圧（光電面に印加した電圧）に依存し、かかる電圧が−８ｋＶである電子照射モードでは約１２００（電子照射ゲイン）となる。その後、電子はさらに５０倍程度（アバランシェゲイン）にアバランシェ増倍する。その結果、ＨＰＤ２８全体で約６００００倍のゲインが得られる。ここで、初段の増倍率が約１２００と極めて大きいことから、APD２８ｂを用いたＨＰＤ２８の増倍ゆらぎは極めて小さい。
【００３２】
一方、光透過モードにおいて、光電面２８ａに光が入射すると、マルチアルカリの光電面２８ａは可視波長域の光に対して約５０％の透過率を有することから、入射した光束の光量の約５０％が光電面２８ａを透過し、APD２８ｂに入射する。ここで、APD２８ｂは光にも感度を有するため、当該透過光はAPD２８ｂによって検出され、透過光の光量に応じた出力信号がAPD２８ｂから出力される。光透過モードにおいては、APD２８ｂに対する光電面２８ａの電位が正なので光電面２８ａから電子は放出されず、APD２８ｂによる光電変換後のアバランシェゲイン（５０倍）がＨＰＤ２８全体のゲインとなる。
【００３３】
ＴＺアンプ３０は、ＨＰＤ２８のＡＰＤ２８ｂから出力された電流信号を増幅するとともに、電圧に変換して出力する電流電圧変換回路である。かかるＴＺアンプ３０としては、１μＡを５０ｍＶ程度に増幅する増幅率を有し、３００ＭＨｚ程度の帯域を有することが好ましく、例えばＭｉｔｅｑ社のＡＵ−１４９４−３００（商品名）等が好適である。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換器３２は、ＴＺアンプ３０から出力された電圧信号をＡ／Ｄ変換した値（以下、Ａ／Ｄ出力信号という）を補正部３６及び電圧切替部に対して出力する。Ａ／Ｄ変換器３２は、入力レンジに対して１２ビット（４０９６階調）の分解能を有している。
【００３５】
電圧切替部３４は、Ａ／Ｄ変換器３２から出力されたＡ／Ｄ出力信号に基づいて、ＨＰＤ２８の動作モードを切り替える。より詳細には、ＨＰＤ２８が電子照射モードで動作している状態、すなわち、電圧切替部３４が光電面２８ａに対して−８ｋＶの電圧を印加している状態において、Ａ／Ｄ出力信号がしきい値（例えば４０９６）以上となった場合、電圧切替部３４は光電面２８ａに印加する電圧を＋１２Ｖに切り替える。光電面２８ａに印加する電圧が＋１２Ｖに切り替わることで、ＨＰＤ２８の動作モードは光透過モードに切り替わる。一方、ＨＰＤ２８が光透過モードで動作している状態、すなわち、電圧切替部３４が光電面２８ａに対して＋１２Ｖの電圧を印加している状態において、Ａ／Ｄ出力信号がしきい値（例えばＡ／Ｄ出力信号が９）以下となった場合、電圧切替部３４は光電面２８ａに印加する電圧を−８ｋＶに切り替える。光電面２８ａに印加する電圧が−８ｋＶに切り替わることで、ＨＰＤ２８の動作モードは電子照射モードに切り替わる。
【００３６】
補正部３６は、電子照射モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号と、電子照射モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号と、光透過モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号と、光透過モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号とに基づいて、光透過モードにおける出力信号を補正する。具体的には、電子照射モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｓ１と、電子照射モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ１と、光透過モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｓ２と、光透過モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ２とを用いて
Ｃ２＝（Ｉｓ１−Ｉｄ１）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）        （１）
で表される係数Ｃ２を光透過モードにおけるＡ／Ｄ出力信号に乗ずることにより、当該光透過モードにおけるＡ／Ｄ出力信号を補正する。ここで参照光としては、被測定対象となる試料が発する蛍光とほぼ同一の波長、放射角度分布を有する光が選択される。補正部３６はまた、電子照射モードにおけるＡ／Ｄ出力信号、光透過モードおける補正されたＡ／Ｄ出力信号を必要に応じて入射光量に変換し、出力信号Soutとしてメモリ３８に格納するとともに、ディスプレイ４０に表示する。
【００３７】
試料室１４と計測室１６とを隔てる壁面であって、ＨＰＤ２８の光電面２８ａに対向する位置にはシャッタ４２が設けられており、シャッタ４２を開閉することにより、ＨＰＤ２８の光電面２８ａへの光の入射、遮断を制御することが可能となっている。
【００３８】
続いて、本実施形態にかかる光計測装置１０の動作について説明し、併せて本発明の実施形態にかかる光計測方法について説明する。図２は、光計測装置１０を用いた光計測の手順を示すフローチャートである。光計測装置１０を用いて光計測を行う際は、まず、補正部３６で用いる係数Ｃ２の算出が行われる（Ｓ１）。具体的には、図３に示すフローチャートに従って係数Ｃ２が算出される。
【００３９】
まず、標準試料をバイアル２２に入れ、試料室１４にセットする（Ｓ２１）。ここで標準試料は、係数Ｃ２を算出するために用いる参照光を発する試料である。標準試料は、具体的には、被測定対象である試料１８と同じ色素で標識されており、励起光を照射することで、被測定対象である試料１８とほぼ同じ波長、ほぼ同じ放射角度分布を有する光（参照光）を発する。
【００４０】
標準試料がセットされ、光源２０から標準試料に対して励起光の照射が開始されると、電圧切替部３４により、APD２８ｂのアノード−カソード間に＋１５０Ｖの逆バイアス電圧が印加されるとともに、APD２８ｂ（のアノード）に対して光電面２８ａに＋１２Ｖの電圧が印加される（Ｓ２２）。ここで、シャッタ４２を閉じた状態（ダーク状態）におけるＡ／Ｄ出力信号、すなわち、光透過モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ２が補正部３６によって取得され、メモリ３８に格納される（Ｓ２３）。同様に、シャッタ４２を開いた状態におけるＡ／Ｄ出力信号、すなわち、光透過モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｓ２が補正部３６によって取得され、メモリ３８に格納される（Ｓ２４）。
【００４１】
続いて、電圧切替部３４により、APD２８ｂ（のアノード）に対して光電面２８ａに−８ｋＶの電圧が印加された状態で（Ｓ２５）、上記と同様に、電子照射モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ１（Ｓ２６）、電子照射モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｓ１（Ｓ２７）がそれぞれ補正部３６によって取得され、メモリ３８に格納される。
【００４２】
上記Ｉｓ１，Ｉｓ２，Ｉｄ１，Ｉｄ２が取得された後、補正部３６により、係数Ｃ２が算出される（Ｓ２８）。係数Ｃ２は、上述の（１）式に基づいて算出され、算出された係数Ｃ２は、メモリ３８に格納される。
【００４３】
係数Ｃ２の算出が終わると、図２に示す手順に従って計測が行われる。まず、被測定対象である試料１８をバイアル２２に入れ、試料室１４にセットする（Ｓ２）。ここで、光源２０から試料１８に対して励起光が照射されるとともに、光電面２８ａには、APD２８ｂ（のアノード）に対して−８ｋＶの電圧が電圧切替部３４によって印加される（Ｓ３）。すなわち、ＨＰＤ２８は電子照射モードで動作する状態となる。この状態で、シャッタ４２が開かれると、試料１８から発せられる蛍光がＨＰＤ２８によって検出され、ＴＺアンプ３０によってＩ／Ｖ変換及び増幅がなされた後Ａ／Ｄ変換器３２によってＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄが取得される（Ｓ４）。ここで、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄがしきい値（例えば４０９６）以上か否かが判断され（Ｓ５）、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄがしきい値以上でなければ、補正部３６により外部への出力信号Ｓｏｕｔが算出され（Ｓ６）、メモリ３８に格納されるとともに外部に出力される（Ｓ７）。外部への出力信号Ｓｏｕｔは、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄと、電子照射モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ１とを用いて、式（２）に基づいて算出され、必要に応じて光量への変換が行われる。
Ｓｏｕｔ  ＝  Ｉａｄ  −  Ｉｄ１  （２）
【００４４】
一方、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄがしきい値以上である場合は、電圧切替部３４により光電面２８ａへの印加電圧が＋１２Ｖに切り替えられ、ＨＰＤ２８の動作状態が光透過モードに切り替えられる（Ｓ８）。この状態で、試料から発せられる蛍光がＨＰＤ２８によって検出され、ＴＺアンプ３０によってＩ／Ｖ変換及び増幅がなされた後Ａ／Ｄ変換器３２によってＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄが取得される（Ｓ９）。Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄが取得されると、外部への出力信号Ｓｏｕｔが算出され（Ｓ１１）、メモリ３８に格納されるとともに外部に出力される（Ｓ７）。ここで、外部への出力信号Ｓｏｕｔは、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄと、光透過モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ２と、係数Ｃ２とを用いて、式（３）に基づいて算出され、必要に応じて光量への変換が行われる。
Ｓｏｕｔ  ＝  （Ｉａｄ  −  Ｉｄ２）×  Ｃ２        （３）
尚、光透過モードにおいて取得したＡ／Ｄ出力信号がしきい値以下である場合は、電圧切替部３４により光電面２８ａへの印加電圧が−８ｋＶに切り替えられ、ＨＰＤ２８の動作状態が電子照射モードに切り替えられる（Ｓ１０）。
【００４５】
続いて、本実施形態にかかる光計測装置の作用及び効果について説明する。本実施形態にかかる光計測装置１０は、小さい光量を計測する電子照射モードと大きい光量を計測する光透過モードとを有するＨＰＤ２８を光検出手段として用いることで、ダイナミックレンジを広くすることが可能となる。また、電子照射モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号と光透過モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合のＡ／Ｄ出力信号とを用いて、光透過モードにおけるＡ／Ｄ出力信号を補正することで、電子照射モードと光透過モードとにおけるAPD２８ｂの感度差を補償することができ、精度の高い計測が可能となる。
【００４６】
例えば、５００ｎｍ波長光に対する光電面２８ｂの量子効率を１５％、光電面２８ｂの光透過率を５０％、APD２８ｂの量子効率を８０％、電子照射モードのゲインを６００００、光透過モードのゲインを５０、係数Ｃ２を４５０、ＴＺアンプ３０の増幅率を１Ｖ／μＡ、Ａ／Ｄ変換器３２の入力レンジを４Ｖ、Ａ／Ｄ変換器３２の分解能を１２ビット（４０９６階調）とすると、電子照射モードにおいては、ＨＰＤ２８の光電面２８ａに１ｎＷの光が入射すると３．６μＡの出力電流が得られる。かかる出力電流は、ＴＺアンプ３０によって３．６Ｖの電圧となり、Ａ／Ｄ変換器３２からはＡ／Ｄ出力信号としてデジタル値”３６８６”が出力され、この”３６８６”が外部に対する出力信号となる（暗電流は非常に小さいものとして無視している）。
【００４７】
ここで、入射する光の光量が２ｎＷになると、Ａ／Ｄ変換器３２から出力されるＡ／Ｄ出力信号は”４０９６”以上（飽和）となるため、電圧切替部３４により、ＨＰＤ２８の動作状態が光透過モードに切り替えられる。この場合、ＨＰＤ２８からは１６ｎＡの出力電流が得られ、ＴＺアンプ３０によって１６ｍＶの電圧となり、Ａ／Ｄ変換器３２からはＡ／Ｄ出力信号としてデジタル値”１６”が出力される。このＡ／Ｄ出力信号は、補正部３６によってＣ２（＝４５０）倍され、”７２００”が外部に対する出力信号となる。この場合、分解能が１２ビットであるＡ／Ｄ変換器３２を用いながら、ダイナミックレンジを実質的に４５０倍（２０ビット、１×１０6階調）に広げることが可能となる。また、参照光を用いた計測値により算出されたＣ２を用いた補正を行うことで、精度の高い計測が可能である。
【００４８】
また、本実施形態にかかる光計測装置１０は、電子照射モードにおいて光電面に光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ１と、光透過モードにおいて光電面に光を入射させない場合のＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ２をも考慮し、式（１）に基づいて、光透過モードにおけるＡ／Ｄ出力信号を補正することで、光電面２８ａおよびAPD２８ｂの暗電流がＡ／Ｄ出力信号に与える影響を除去することができ、より精度の高い計測が可能となる。
【００４９】
また、本実施形態にかかる光計測装置１０は、小さな光量と大きな光量との双方をＨＰＤ２８によって計測することで、小さな光量を計測するための光電子増倍管と大きな光量を計測するためのフォトダイオードとを併設する光計測装置と比較して、入射光学系、信号処理回路等を簡素化でき、装置全体を小型化することが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態にかかる光計測装置１０は、大きな光量を計測する際は透過光の光量を計測するに光透過モードとするため、光電面２８ａからは光電子が放出されない。従って、ＨＰＤ２８の寿命を長くすることが可能となる。また、上記光透過モードにおいては、電子管に大きい光量の光を入射させたときに一般的に生じるドリフトの影響を受けることが無くなる。ここで、光透過モードにおいては、光電面２８ａの透過率が１００％ではないことから、APD２８ｂに入射する光の光量は減少するが、光透過モードは大きな光量を計測する場合にのみ選択されるため、Ｓ／Ｎ比への影響は少ない。
【００５１】
上記実施形態にかかる光検出装置１０においては、式（１）に基づいて算出される係数Ｃ２を用いてＡ／Ｄ出力信号の補正を行っていたが、光電面２８ａ、APD２８ｂの暗電流が小さい場合は、式（４）に基づいて算出される係数Ｃ１を光透過モードにおけるＡ／Ｄ出力信号に乗ずることによってＡ／Ｄ出力信号の補正を行ってもよい。
Ｃ１＝Ｉｓ１／Ｉｓ２  （４）
この場合、電子照射モード、光透過モードにおける外部への出力信号Ｓｏｕｔは、Ａ／Ｄ出力信号Ｉａｄを用いてそれぞれ、式（５）、式（６）に示すようになる。尚、必要に応じて光量への変換が行われる。
Ｓｏｕｔ  ＝  Ｉａｄ  （５）
Ｓｏｕｔ  ＝  Ｉａｄ  ×  Ｃ２    （６）
【００５２】
また、Ａ／Ｄ出力信号の補正は、以下に示すように行ってもよい。すなわち、電子照射モードと光透過モードとでは、感度差が大きいので、電子照射モードにおいて適当なＡ／Ｄ出力信号が得られるように参照光の強度を決定すると、光透過モードにおいては十分大きいＡ／Ｄ出力信号が得られず、感度の補償が難しくなる場合がある。この場合、光電面２８ａとAPD２８ｂとの間に、電子照射モードにおいて印加される−８ｋＶよりも絶対値が小さく、光透過モードにおいて印加される＋１２Ｖよりも絶対値が大きい−２ｋＶ（第３の電圧）が印加された第２電子照射モード（第３の動作状態）でＨＰＤ２８を動作させ、第２電子照射モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ３と、第２電子照射モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ３と、光透過モードにおいて光電面２８ａに参照光を入射させた場合の出力信号Ｉｓ２と、光透過モードにおいて光電面２８ａに光を入射させない場合の出力信号Ｉｄ２と、電子照射モードにおけるＨＰＤ２８ｂの電流増倍率Ｇ１と、第２電子照射モードにおけるＨＰＤ２８ｂの電流増倍率Ｇ３とを用いて式（７）〜（９）に基づいて求められた係数Ｃ３を光透過モードにおけるＡ／Ｄ出力信号に乗ずることによってＡ／Ｄ出力信号の補正を行ってもよい。
Ｃ３＝Ｇ・（Ｋ１−１）＋１        （７）
Ｇ＝Ｇ１／Ｇ３  （８）
Ｋ１＝（Ｉｓ３−Ｉｄ３）／（Ｉｓ２−Ｉｄ２）        （９）
ここで、電流増倍率Ｇ１，Ｇ３とは、光電面２８ａから放出される光電子流に対するAPD２８ｂから出力される出力電流の比である。
【００５３】
電流増倍率Ｇ１（Ｇ３についても同様）は、図４に示す手順に従って求められる。すなわち、まず、標準試料をバイアル２２に入れ、試料室１４にセットする（Ｓ３１）。標準試料がセットされ、光源２０から標準試料に対して励起光の照射が開始されると、電圧切替部３４により、APD２８ｂ（のアノード）に対して光電面２８ａに−８ｋＶの電圧が印加され（Ｓ３２）、APD２８ｂのアノード−カソード間が短絡される（Ｓ３３）。ここで、シャッタ４２を閉じた状態（ダーク状態）におけるＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ０１（Ｓ３４）、シャッタ４２を開いた状態におけるＡ／Ｄ出力信号Ｉｓ０１（Ｓ３５）が補正部３６によってそれぞれ取得され、メモリ３８に格納される。
【００５４】
続いて、電圧切替部３４により、APD２８ｂのアノード−カソード間に＋１５０Ｖの逆バイアス電圧が印加され（Ｓ３６）、シャッタ４２を閉じた状態（ダーク状態）におけるＡ／Ｄ出力信号Ｉｄ１（Ｓ３７）、シャッタ４２を開いた状態におけるＡ／Ｄ出力信号Ｉｓ１（Ｓ３８）が補正部３６によってそれぞれ取得され、メモリ３８に格納される。
【００５５】
上記Ｉｓ０１，Ｉｄ０１，Ｉｓ１，Ｉｄ１が取得された後、補正部３６により、電流増倍率Ｇ１が算出される（Ｓ３９）。電流増倍率Ｇ１は、式（１０）に基づいて算出され、メモリ３８に格納される。
Ｇ１  ＝  （Ｉｓ１−Ｉｄ１）／（Ｉｓ０１−Ｉｄ０１）         （１０）
尚、上記電流増倍率Ｇ１，Ｇ３は、入射光の波長の影響を受けず、APD２８ｂに対する光電面２８ａの電圧、APD２８ｂのアノード−カソード間に印加される逆バイアス電圧によって決定されるため、必ずしも被測定対象である試料と同波長の蛍光を発する標準試料を用いる必要はない。また、電流増倍率Ｇ１，Ｇ３は、ＨＰＤ２８を光計測装置１０に組み込む前に計測されてもよい。
【００５６】
また、上記式（７）において、Ｋ１、及び、Ｇ・（Ｋ１−１）が１と比較して十分大きい場合は、式（１１）に基づいて算出される係数Ｃ４を用いてＡ／Ｄ出力信号の補正を行ってもよい。
Ｃ４＝Ｇ・Ｋ１        （１１）
【００５７】
また、第２電子照射モードを係数Ｃ３あるいはＣ４の算出のみならず、実際の光計測に用いることも可能である。すなわち、電子照射モードと第２電子照射モードとの電流増倍率の比、及び、光透過モードと第２電子照射モードとの感度の比をあらかじめ求めておき、Ａ／Ｄ出力信号に基づいてこれらの動作モードを切替え、また、上記電流増倍率の比、あるいは、感度の比を用いてＡ／Ｄ出力信号を補正して外部に出力することも可能である。光電面２８ａとAPD２８ｂとの間に−２ｋＶの電圧が印加された第２電子照射モードにおいては、電子照射ゲインが約６０となり、アバランシェゲインが約５０であることから、ＨＰＤ２８全体のゲインは約３０００となる。
【００５８】
上記第２電子照射モードの如く、電子照射モードと光透過モードとの中間のゲインを有する動作モードを設けることにより、感度の低い領域における分解能を向上させることが可能となる。例えば、Ａ／Ｄ変換器３２の１ビットは、電子照射モードにおいては２．７×１０-13Ｗ、光透過モードにおいては１．２×１０-10Ｗの光量にそれぞれ相当する。これに対して、第２電子照射モードにおいては、電子照射モードとの感度比が２２であるため、Ａ／Ｄ変換器３２の１ビットは、５．４×１０-12Ｗの光量に相当する。従って、第２電子照射モードで計測可能な光量である１．１×１０-9〜２．２×１０-8Ｗの範囲における分解能を向上させることができる。
【００５９】
上記実施形態にかかる光計測装置１０においては、半導体検出器としてAPD２８ｂを用いていたが、これは、フォトダイオードなどでもよい。
【００６０】
また、上記実施形態にかかる光計測装置は、被測定対象である試料から発せられた蛍光を計測するものであったが、これは、化学発光その他の光を計測するものであってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の光計測装置及び光計測方法は、第１の動作状態と第２の動作状態とを有し、かかる動作状態を切り替えることで、ダイナミックレンジを広くすることが可能となる。また、第１の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号と第２の動作状態において光電面に参照光を入射させた場合の出力信号とに基づいて、第１の動作状態における出力信号または第２の動作状態における出力信号を補正することで、第１の動作状態と第２の動作状態とにおける半導体検出器の感度差を補償することができ、精度の高い計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光計測装置の構成図である。
【図２】光計測の手順を示すフローチャートである。
【図３】係数Ｃ２を求める手順を示すフローチャートである。
【図４】係数Ｇ１を求める手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…光計測装置、１２…光源室、１４…試料室、１６…計測室、１８…試料、２０…光源、２２…バイアル、２４…反射ミラー、２６…集光ミラー、２８…ＨＰＤ、２８ａ…光電面、２８ｂ…APD、３０…ＴＺアンプ、３２…Ａ／Ｄ変換器、３４…電圧切替部、３６…補正部、３８…メモリ、４０…ディスプレイ、４２…シャッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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