"生物学的分析及び他のシステムで使用するための計量線量照明を提供するためのシステムであって、複数の異なる色の光を光出力として提供することができる光エンジンと、前記光出力における光束の指標を検出することができる光検出器と、前記光検出器で検出された前記光束の指標をパルス列に変換することができ、前記パルス列の周波数が前記光束に比例する、光-周波数変換器と、前記パルス列によって示される進行中のカウントを、特定の色についての事前設定された基準と比較することができるカウンタと、を備え、動作中に、照明サブシステムは、色ごとの基準カウントを決定し、露光期間ごとに、前記光エンジンをイネーブルにして特定の色をオンにし、前記光検出器によって検出され、前記カウンタによってカウントされる前記パルス列に変換された、前記光出力における前記光束の指標を監視し、前記カウンタが前記基準カウントに達したときに、前記光エンジンによって現時点で提供されている前記特定の色をディスエーブルにして異なる色を選択する、ことを特徴とするシステム。前記光検出器は、蛍光を測定するためのフォト検出器であり、前記照明をゲートオンし、光-周波数カウントが前記基準カウントに等しくなったときにゲートオフされることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。前記システムは、定量的測定のために前記光検出器をトリガしてオンにし、周波数検出器カウントが前記基準カウンタ内の規定量に等しくなったときに前記検出器をゲートオフすることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。前記システムは、蛍光を測定するためのカメラをさらに備え、該システムは、前記照明をゲートオンし、光-周波数検出器カウントが前記基準カウントに等しくなったときにゲートオフされることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。前記システムは、イメージングのためのカメラをさらに備え、該システムは、周波数検出器カウントが前記基準カウンタ内の規定量に等しくなったときに前記カメラをゲートオフすることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。生物学的システムの一部として用いられることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。生物学的試料内の蛍光タグ又は蛍光体を検出するために用いられることを特徴とする、請求項6に記載のシステム。蛍光イメージング、遺伝子発現分析、種々のタイプの配列決定、高解像度蛍光顕微鏡法、蛍光寿命測定、種々の形態のフェルスター共鳴エネルギー移動FRET顕微鏡法及びハイコンテンツスクリーニングのような、定量分析又は時間的高速分析の1つ又はそれ以上のために用いられることを特徴とする、請求項7に記載のシステム。前記光エンジンは、定電流モードで動作するように構成され、前記光エンジンの電流監視回路は、各光源を通る電流を監視してそれを一定に保ち、概ね一定線量の定電流光出力を提供することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。前記光エンジンは、計量線量モードで動作するように構成され、前記システムは、光-周波数変換器又は回路を用いて前記光エンジンの内部で光エンジン出力ビームの一部を監視して、前記光出力が各々のカメラ露光又は定められた検出期間ごとに同じカウントになるように調節し、その結果、前記光源がオンである時間がわずかに変化することがあってもカウント数が変化しないようにすることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。前記光エンジンは、定強度モードで動作するように構成され、光強度監視/調整回路は、前記光出力194を監視して、1つ又はそれ以上の光源の強度レベルを実時間で調整することを特徴とする、請求項1に記載のシステム。生物学的分析及び他のシステムで使用するための計量線量照明を提供するための方法であって、複数の異なる色の光を光出力として提供することができる光エンジンを準備するステップと、前記光出力における光束の指標を検出することができる光検出器を準備するステップと、前記光検出器で検出された前記光束の指標をパルス列に変換することができ、前記パルス列の周波数が前記光束に比例する、光-周波数変換器を準備するステップと、前記パルス列によって示される進行中のカウントを、特定の色についての事前設定された基準と比較することができるカウンタを準備するステップと、を含み、照明サブシステムの動作中に、色ごとの基準カウントを決定するステップと、露光期間ごとに、前記光エンジンをイネーブルにして特定の色をオンにするステップと、前記光検出器によって検出され、前記カウンタによってカウントされる前記パルス列に変換された、前記光出力における前記光束の指標を監視するステップと、前記カウンタが前記基準カウントに達したときに、前記光エンジンによって現時点で提供されている前記特定の色をディスエーブルにして異なる色を選択するステップと、を含むことを特徴とする方法。上述のように、生物学的分析関連では、各々の照明露光又は蛍光励起事象ごとに励起光束を測定すること、又は照明を適切な短時間内でオンオフ切替すること、又は特定の生物学的分析システムの信号対雑音S/N要件の制約内で光束又は線量を最小化することが、しばしば要求される。これに対処するために、本明細書において、生物学的分析又は他のシステムにおける計量線量照明のためのシステム及び方法を説明する。実施形態に従って、速い生物学的活動を測定するために必要な短い露光時間内で最適量の励起光を提供することができる照明システム又はサブシステムを説明する。光の量を正確に測定して定量的な結果を与えることができる。蛍光体及び試料の両方に対する光の悪影響を減らすために、光束を正確に制御して規定量の光のみを発生させることもできる。種々の実施形態により、この技術は、あらゆる品質制御、分析、又はアセスメントに基づく環境において特に有用である。典型的な研究開発用途は、品質制御、機器較正、及び光出力標準化を含むことができ、一方、臨床及び診断用途は、臨床モニタリング、診断のためのバイオアッセイ較正及び制御、処置及び又は治療評価を含むことができる。図1は、実施形態により、計量線量照明のためのシステムを示す。図1に示すように、実施形態によれば、システム102は、試料108内の種々の蛍光マーカを励起するために、複数の異なる色の光を光出力106として供給することができる光エンジン104を含む。そのような光エンジンの一例は、Lumencor,Inc.から供給されるSPECTRAシリーズの光エンジンとすることができる。ホストコンピュータ110は、複数の色の各々についての線量を提供すること、及びカメラ112からのフィードバックを受け取ることを含む、分析プロトコルを生成する。実施形態によれば、線量は、光エンジンによって供給される各々の色ごとの露光時間当たりの光束の量を表す基準カウントの形態とすることができる。カメラは、試料からの蛍光を検出するように較正される。ビームスプリッタ114は、光エンジンからの光エンジン出力の一部を光ダイオード検出器116に振り向ける。光-周波数変換器118は、検出器出力を周波数が光束に比例するパルス列130に変換する。マイクロプロセッサベースのカウンタ120は、パルス列を色ごとにカウントし、進行中のカウントを色ごとの基準カウント又は事前設定線量と比較する。個々の実装に応じて、上記の構成要素は、完全システムの一部として設けることができ、あるいは、上記構成要素の幾つか又は全てを照明サブシステムの一部として設けることができる。例えば、実施形態によれば、多色光エンジン、ビームスプリッタ、光ダイオード検出器、光-周波数変換器、及びマイクロプロセッサベースのカウンタの構成要素は、別個に設けられたホストコンピュータ及びカメラと共に使用することが意図された照明サブシステムとして設けることができる。実施形態によれば、システムの動作中に、ホストコンピュータは、色ごとの基準カウント122をマイクロプロセッサベースのカウンタにダウンロードする。各々の露光期間ごとに、コンピュータは、カメラをトリガして露光期間を開始124させる。カメラは次に、イネーブルメッセージを送るか又は他の方法で光エンジンをイネーブル126にし、適切な色をオンにして蛍光の積算を開始する。ビームスプリッタによって振り向けられた光エンジン出力の一部128は、光ダイオード検出器で監視される。検出器の出力はパルス列に変換され、次にこれがカウンタでカウントされる。カウンタが基準カウントに達したときに、カウンタは、現在オンになっている又は光エンジンによって供給されている色チャネルをディスエーブル132にする。同時に、別のトリガ134がカメラに送られ、現在の露光期間を終了させる。上記の手法は、いかなる非実時間動作システムにも固有の待ち時間を回避する。実施形態によれば、どの色を作動させるべきか決定するための別の回路を設けて、光エンジンが色チャネルをオンにする際に固有のいかなる遅延も排除することができる。代替的な手法は、コンピュータが、カメラの露光期間を開始することと連動して各色を直接オンにする手法である。さらに他の実施形態において、上述の手順は、システムの個々の要求例えば後述するように定量分析又は時間的高速分析におけるその使用などに合わせて改変することができる。図2は、実施形態による、計量線量照明のためのシステムと共に用いるためのグラフィカルユーザインタフェースGUI142の例を示す。図2の例に示すように、GUIは、光エンジンが供給することができる複数の色の各々において、操作者が線量カウントDOSAGECOUNTを設定すること及び監視することを可能にする。図3は、実施形態による、計量線量照明のためのシステムと共に用いるための代替的なグラフィカルユーザインタフェースGUI144の例を示す。図3に示す例において、GUIは、パワーレベル及び露光時間を制御する。色チャネルごとに、操作者は、相対パワーレベル、最大線量周波数及び概算の露光期間を入力することができる。実施形態によれば、システム又はその中のソフトウェアは、周波数に所望の露光時間を掛けることによって、要求される線量又は基準カウントを計算する。強度は変化することがあり、その結果として露光時間がより短くなること又はより長くなることがあるが、それでもなお各期間に対して同じ計量線量をもたらすので、露光時間は概算である。パワーレベルが例えば半分に減らされると、線形応答を想定して線量計の周波数も同様に半分に小さくなる。同じ露光期間に対して、計算される線量は半分に減少する。定量分析定量分析における具体的な使用の実施形態によれば、システムは、色チャネルの集積を含むことができ、ここで各色チャネルは、タグの蛍光吸収によって定められるように特定の蛍光分子を励起するために必要とされる特定の波長帯を与えるために用いられる。実施形態によれば、各色チャネルは、固体光源例えば、LED、レーザ、ライトパイプ又は他の光源、単一帯域フィルタ、及び光源に給電する電子回路を含むことができる。システム内で、これらチャネルは、例えば落射蛍光測定の場合に必要とされるように各光源からの光が同じ光路を通るように、例えばダイクロイックミラーを用いて組み合わせることができる。実施形態によれば、制御回路は、光ダイオードを用いて、各露光期間中の各チャネルからの励起光束を測定することができる。そのような光ダイオードの一例は、TAOS光-周波数変換器部品番号TSL230RDとすることができ、これを用いて、照明パルスごとに光束又は線量を定量化することができる。変換器回路は、光束に比例するレートでパルスを生成する。パルスをカウントすることで、各露光時間中の線量の尺度が与えられる。線量測定は色チャネルごとに独立に行うことができるので、ユーザは、上述のようなGUIを用いて、所与の蛍光体を独自に照射するために光の量を最適化することができる。このことにより、色チャネルごとに、蛍光信号生成に関与する全てのプロセスの効率の差異を考慮に入れることが可能になる例えば、光生成、蛍光生成の効率、又は、生物学的試料条件及び蛍光体濃度の様々な差異。実施形態によれば、蛍光信号を測定してその信号を線量で割ることによって、定量的な蛍光測定値をレシオメトリックに得ることができる。この方法で、蛍光測定値を正規化して、照明強度に依存しないものにすることができる。この手法は、線量測定値を用いて照明及び検出事象のタイミングを制御することにより、さらに自動化することができる。例えば、実施形態によれば、色チャネルごとの所望の線量カウントを基準カウンタに入力することができる。測定中、制御電子回路は、線量を監視し、線量カウントが基準カウンタ内の量に等しくなったときに励起光源をゲートオフする。光は、露光期間とは独立に計量され、基準カウンタで規定された光送達の総計の関数として計量される。正確な線量が各露光中に送達され、光束測定と同様に正確な定量化がもたらされる。この方式では、定量分析は、計量された線量を用いて、一定の露光時間を用いて又は用いずに実行することができる。前者の場合、光束は同じレベルに維持され、光束は、露光期間内で送達される。計量された光線量が送達された後、励起光は、カメラがまだ蛍光信号を検出している期間を残してゲートオフされる。後者の場合、光束は一定に保たれ、露光時間は、強度が変動するにつれて変化することになる。実施形態によれば、ある範囲の光レベルは、従来のカウンタ及び論理回路を用いて監視及び測定することができる。幾つかの場合には、線量レベルが小さすぎて不十分な統計的カウントしか生成しないことがあり、又は大きすぎてカウンタをオーバーフローすることがある。それらの場合には、プログラム可能な利得を用いて、線量計回路からのカウント率を動的に調整することができる。時間的高速分析temporallyfastanalysis時間的高速分析における個々の使用の実施形態によれば、光源及び回路は、LED、レーザ及びライトパイプではよくあるように、高速切換用に実装することができる。例えば、これらの実施形態によれば、全ての切換は、機械式動作を用いることなく電子的に行うことができる。これにより、10ns乃至1msの範囲の変調を容易に達成することが可能になる。さらに、カメラと照明サブシステムとを直接接続することにより、著しい速度向上を達成することができる。この実施形態によれば、ホストコンピュータがカメラをトリガして、分析を開始させることができる。このカメラが次に照明サブシステムにトリガを送って、励起光をオンにすることができる。線量カウントが基準カウントに等しくなったときに、光はゲートオフされ、信号がカメラに送られて露光を終了させる。この構成は、非実時間動作システムに付随するタイミングの変動を排除する。照明サブシステムは、カメラを駆動して作動又は前進させるための直接接続としても用いることができる。色チャネルを例えばリングバッファによりプログラムして、カメラ動作を目的の蛍光体ごとに独自に、種々の色チャネルの事前プログラムされた一連の露光で各励起光源と連動させることができる。そのようなカメラ及び/又は照明器パルスのタイミングは、例えば蛍光体寿命測定、光活性化及び光分解測定などのために特化された蛍光体特性に呼びかけするinterrogateように最適化することができる。光退色及び光毒性別の実施形態によれば、光線量を正確に計量して照明を正確にオンオフする能力は、照明器の励起光に対する生物学的試料の全体としての曝露を最小化することができる。そうすることで、光毒性効果が低減し、生存細胞分析のための試料の生存度が延長され、測定に対して照明が負わせるアーチファクトが少なくなる。そのような線量最適化の複合的な利益は、精度が高められ持続時間がより長い定量蛍光分析である。変調技術上述のように、実施形態により、計量線量技術を用いて、パルス間繰返し精度、及びダイナミックレンジの増大が得られる。この技術は、各カメラ露光期間中に要求線量に合わせて光をゲーティングしてオンオフすることを伴う。他の変調技術、例えばフェルスター又は蛍光共鳴エネルギー移動FRET、又は蛍光寿命イメージング顕微鏡法FLIMを用いることができ、蛍光寿命イメージング顕微鏡法FLIMでは、照明が変調され、蛍光寿命は、照明信号に対する蛍光信号の位相のずれ及び変調深さによって決定される。図4は、実施形態により、蛍光寿命イメージング顕微鏡法FLIM技術146の例を示す。アナログ測定技術上述のように、実施形態により、ホストコンピュータを用いて、複数の色の各々についての線量を提供すること及びカメラからのフィードバックデータを受け取ることを含む分析プロトコルを生成することができ、一方、マイクロプロセッサベースのカウンタは、パルス列をカウントし、進行中のカウントを色ごとの基準カウント又は事前設定線量と比較する。他の実施形態により、アナログ測定技術のような代替的な測定技術を用いることができる。図5に示すように、光ダイオードPD154の電流出力をトランスインピーダンス増幅器TIA156に供給することができ、これが電圧に変換される。この電圧信号は、積分演算増幅器∫158によって積分される。比較器=160は、積分器出力を所望の線量に等しい目標基準レベルと比較する。2つの値が等しいとき、比較器は、光エンジンをオフにする信号162を生成することができる。使用事例実施形態により、光エンジンは、個々の使用事例を満足させるように、異なるモードで動作させることができ、すなわち、光エンジンの出力を種々の異なる機構で制御することができる。これにより、光エンジンは、例えば品質制御、分析、又はアセスメントに基づく環境において特に有用なものとなる。例えば、幾つかの光エンジンは、開ループの選択肢を提供し、この場合、出力パワー情報はモニタ上で読むことができるが、そのような情報は一般に、光エンジンの内部のいかなるコントローラにもフィードバックされない。電流は一定とすることができるが、供給されるパワーに対するフィードバック機構がないので、出力は様々な雰囲気の変化に影響を受けやすい。実施形態によれば、閉ループの選択肢の使用は、アッセイ間の再現性を制御するためのみならず、機器間の再現性を監視するためにも有益である。例えば、計量線量手法を用いて、ある主体は、特定の設定において同じ出力を送達するように、その光エンジンの全てを全ての機器プロダクトについて較正することができる。別の例として、分析及び臨床検査施設において、バイオアッセイ開発、アッセイ開発及び試薬処方における品質制御、臨床スクリーニング、診断、処置及び治療評価、並びに他の分析及び生物学的分析の試みなどの用途は、機器間制御はむろんのことアッセイ内制御もロバストで再現性があることを要求する。このことは、同じ又は同様の分析を処理する複数の機器例えば、リーダ、スキャナ及び手持ち式分析ツールが、同様に実行された手順に対して生成される信号に関して等しい結果を与えることを保証する。そしてこのことは次に、機器性能それ自体が良好に挙動しかつ再現性があることを要求し、それは、光に依存する生物学的分析装置においては、照明が制御可能であり全ての機器について同一となり得る場合にのみ達成することができる。実施形態によれば、計量線量手法を用いてこのようなタイプの品質制御を可能にすることができる。具体的には、各機器の出力を例えばNIST追跡可能基準traceablestandardに対して較正することができ、このパワーレベルを達成するために必要とされる線量を記録することができる。次いで、この同一の光束線量又はこの線量に比例する量を、各々の露光ごとに、各機器に対して又は分析ツールのファミリー内の異なる機器間に送達することができる。使用事例-定電流実施形態によれば、定電流モードでは、光エンジンの回路は、各光源を通る電流を監視してそれを一定に保つ。電流の量は、較正された抵抗の両端間の電圧降下を測定することによって検知することができる。一旦、熱化されると、パワー出力は、一定の周囲温度及び圧力に対して一定となり、パルス間の再現性は99を上回る。これは、熱変化又はウォームアップ時間のない良く制御された環境には適した選択肢である。しかしながら、出力は、ウォームアップ、デューティサイクル、パワーレベル及び雰囲気条件によって変動することがある。図6は、実施形態により、定電流線量照明を与えるためにどのようにシステムを用いることができるかを示す。図6に示すように、システム170は、上記の図1に示したシステムと同様に設けることができる。定電流モードが用いられる場合には、光エンジンの電流監視回路172が各光源を通る電流を監視してそれを一定に保ち、概ね一定の線量178の定電流光出力176を与える上述のように、ウォームアップ、ディーティサイクル、パワーレベル及び雰囲気条件の考慮事項の影響を受ける。使用事例-計量線量実施形態によれば、計量線量モードでは、システムは、上述のものと同様の光-周波数変換器又は回路を用いて、光エンジンの内部で光エンジン出力ビームの一部を監視する。この回路の出力は、カウンタに供給されるパルス列である。カウンタが所望のカウント又は線量に達したときに、露光が停止される。総計の積算光束又は線量は、各々のカメラ露光又は定められた検出期間ごとに同じになるように調節することができる。これは、光源がオンである時間はわずかに変化することがあっても、カウント数は変化しないことを意味する。出力は、光子数でロックすることができ、結果として得られる線量は、ウォームアップ時間、デューティサイクル、パワーレベル又は雰囲気条件の変化の影響を受けにくい。図7は、実施形態により、計量線量照明を与えるためにどのようにシステムを用いることができるかを示す。図7に示すように、システム180もやはり、上記の図1に示したシステムと同様に設けることができる。計量線量モードが用いられる場合には、システムは、光-周波数変換器又は回路を用いて、光エンジンの内部で光エンジン出力ビームの一部を監視し、各々のカメラ露光又は定められた検出期間ごとに同じカウント184、186、189になるよう光出力182を調節して、その結果、光源オンである時間がわずかに変化することがあっても、カウント数は変化しないようにする。使用事例-定強度実施形態によれば、定強度モードでは、光エンジンは、光出力を監視して強度レベルを実時間で調整する回路を含むことができる。このモードは、巻き上げシャッター式カメラ用途に特に有用である。例えば上述の計量線量手法と対比したこの手法の限界としては、予期される変動を相殺するために幾らかのヘッドルームが必要とされるので、送達可能な最大パワー又は強度には妥協が必要な場合があること、露光時間が一般により長くなること、及び、最終的な機器のダイナミックレンジが計量線量で制御される機器の場合よりも小さくなること、が挙げられる。センサ応答は雰囲気条件により変動するので、光エンジン較正の精度もまた計量線量の場合よりもいくぶん低くなる。図8は、実施形態による、定強度照明を与えるためにどのようにシステムを用いることができるかを示す。図8に示すように、システム190もやはり、上記の図1に示したシステムと同様に設けることができる。定強度モードが用いられる場合には、光強度監視/調整回路192が、光出力194を監視して、1つ又はそれ以上の光源の強度レベル196、197を実時間で調整する。本発明は、本開示の教示に従ってプログラムされた1つ又はそれ以上の従来の汎用又は専用デジタルコンピュータ又はマイクロプロセッサを用いて、都合良く実装することができる。適切なソフトウェアコーディングは、ソフトウェア分野の当業者には明らかなように、熟練したプログラマが本開示の教示に基づいて容易に用意することができる。幾つかの実施形態において、本発明は、コンピュータプログラム製品を含み、これは、本発明のプロセスのいずれかを実行するようにコンピュータをプログラムすることができる格納された命令をその上/中に有する記憶媒体である。記憶媒体は、フロッピー登録商標ディスク、光ディスク、DVD、CD-ROM、マイクロドライブ、及び光磁気ディスクを含むいずれかのタイプのディスク、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、フラッシュメモリ装置、磁気若しくは光学式カード、ナノシステム分子メモリ、ICを含む、又は命令及び/又はデータの格納に適した任意のタイプの媒体若しくは装置を含むことができるがそれらに限定されない。上記の本発明の説明は、例証及び説明の目的で提供したものである。これは、網羅的であることも、開示したまさにその形態に本発明を限定することも意図しない。特に、上記の例の大部分は、計量線量照明を生物学的分析システム関連で提供することを例証するか、この技術は、他のタイプのシステムの関連で計量線量照明を提供するためにも同様に用いることができる。実施形態は、本発明の原理及びその実際の用途を最も良く説明するために選択及び説明され、それにより当業者が本発明を、種々の実施形態について、企図する具体的な使用に適した種々の修正と共に、理解することを可能にする。本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及びその均等物によって定められることが意図される。"