太阳城集团

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太阳城集团测量装置、太阳城集团测量方法、发光寿命测量装置及发光寿命测量方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201580047263.0

申请日:

2015.07.22

公开号:

CN106716266A

公开日:

2017.05.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G04F 10/06申请日:20150722|||公开
IPC分类号: G04F10/06; G01N21/64 主分类号: G04F10/06
申请人: 浜松光子学株式会社
发明人: 北泽健; 西泽充哲; 伊东孝
地址: 日本静冈县
优先权: 2014.09.03 JP 2014-179391
专利代理机构: 北京尚诚知识产权代理有限公司 11322 代理人: 杨琦
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580047263.0

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

2017.06.16|||2017.05.24

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团太阳城集团测量装置是将自第1触发信号被输入起至第2触发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团来计算的太阳城集团测量装置,具备:启动闸门,其生成启动信号;终止闸门,其生成终止信号;TDC电路,其生成相当于自启动信号被输入起至终止信号被输入为止的太阳城集团的数字码;延迟电路,其使启动信号及终止信号的至少一方的向TDC电路的输入以规定的延迟太阳城集团延迟;及控制部,其基于由TDC电路生成的多个数字码,计算测量太阳城集团,延迟电路选择至少2个延迟太阳城集团。

权利要求书

1.一种太阳城集团测量装置,其特征在于,
是将自第1触发信号被输入起至第2触发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团来计算
的太阳城集团测量装置,
具备:
第1信号生成部,其根据所述第1触发信号而生成第1信号;
第2信号生成部,其根据所述第2触发信号而生成第2信号;
数字转换部,其接收所述第1信号及所述第2信号的输入,生成相当于自所述第1信号被
输入起至所述第2信号被输入为止的太阳城集团的数字信号;
太阳城集团延迟部,其使所述第1信号及所述第2信号的至少一方的向所述数字转换部的输入
以自预先设定的多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团延迟;及
太阳城集团计算部,其基于多个所述数字信号而计算所述测量太阳城集团,
所述太阳城集团延迟部选择至少2个延迟太阳城集团。
2.如权利要求1所述的太阳城集团测量装置,其特征在于,
所述太阳城集团延迟部一边经时切换自所述多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团一边使所述第1信
号及所述第2信号的至少一方的向所述数字转换部的输入延迟。
3.如权利要求1或2所述的太阳城集团测量装置,其特征在于,
所述太阳城集团计算部通过自所述数字信号表示的太阳城集团减去赋予该数字信号的所述延迟时
间而计算所述测量太阳城集团。
4.如权利要求1至3中任一项所述的太阳城集团测量装置,其特征在于,
所述数字转换部相对于1个所述第1信号的输入而接收多个所述第2信号的输入,且对
于各第2信号的输入,生成所述数字信号。
5.如权利要求1至3中任一项所述的太阳城集团测量装置,其特征在于,
所述数字转换部接收多个作为所述第1信号及所述第2信号的对的信号对的输入,且对
于各信号对,生成所述数字信号。
6.一种太阳城集团测量方法,其特征在于,
是将自第1触发信号被输入起至第2触发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团来计算
的太阳城集团测量方法,
具备:
根据所述第1触发信号而生成第1信号的步骤;
根据所述第2触发信号而生成第2信号的步骤;
通过数字转换部,接收所述第1信号及所述第2信号的输入,生成相当于自所述第1信号
被输入起至所述第2信号被输入为止的太阳城集团的数字信号的步骤;
使所述第1信号及所述第2信号的至少一方的向所述数字转换部的输入以自预先设定
的多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团延迟的步骤;及
基于多个所述数字信号而计算所述测量太阳城集团的步骤,
在所述延迟的步骤中,选择至少2个延迟太阳城集团。
7.一种发光寿命测量装置,其特征在于,
是测量自试样发出的发光的寿命的发光寿命测量装置,
具备:
光源,其输出照射于所述试样的光;
触发信号发生部,其输出对应于所述光的输出的第1触发信号;
光检测器,其检测来自所述试样的发光,且将该检测信号作为第2触发信号而输出;
太阳城集团测量装置,其将自所述第1触发信号及所述第2触发信号的一方的触发信号被输入
起至另一方的触发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团来计算;及
运算部,其基于所述测量太阳城集团,计算太阳城集团所述发光的寿命的太阳城集团,
所述太阳城集团测量装置具备:
第1信号生成部,其输入所述一方的触发信号,根据该一方的触发信号而生成第1信号;
第2信号生成部,其输入所述另一方的触发信号,根据该另一方的触发信号而生成第2
信号;
数字转换部,其接收所述第1信号及所述第2信号的输入,生成相当于自所述第1信号被
输入起至所述第2信号被输入为止的太阳城集团的数字信号;
太阳城集团延迟部,其使所述第1信号及所述第2信号的至少一方的向所述数字转换部的输入
以自预先设定的多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团延迟;及
太阳城集团计算部,其基于多个所述数字信号,计算所述测量太阳城集团,
所述太阳城集团延迟部选择至少2个延迟太阳城集团。
8.如权利要求7所述的发光寿命测量装置,其特征在于,
所述触发信号发生部是控制利用所述光源的所述光的输出并将该控制信号作为第1触
发信号而输出的脉冲发生器。
9.如权利要求7所述的发光寿命测量装置,其特征在于,
所述触发信号发生部是检测来自所述光源的所述光并将该检测信号作为所述第1触发
信号而输出的第2光检测器。
10.如权利要求7至9中任一项所述的太阳城集团测量装置,其特征在于,
所述第1触发信号被输入至所述第2信号生成部,所述第2触发信号被输入至所述第1信
号生成部。
11.一种发光寿命测量方法,其特征在于,
是测量自试样发出的发光的寿命的发光寿命测量方法,
具备:
输出照射于所述试样的光的步骤;
输出对应于所述光的输出的第1触发信号的步骤;
检测来自所述试样的发光,将该检测信号作为第2触发信号而输出的步骤;
将自所述第1触发信号及所述第2触发信号的一方的触发信号被输入起至另一方的触
发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团而计算的步骤;及
基于所述测量太阳城集团,计算太阳城集团所述发光的寿命的太阳城集团的步骤,
在作为所述测量太阳城集团而计算的步骤中,包含:
根据所述一方的触发信号而生成第1信号的步骤;
根据所述另一方的触发信号而生成第2信号的步骤;
通过数字转换部,接收所述第1信号及所述第2信号的输入,生成相当于自所述第1信号
被输入起至所述第2信号被输入为止的太阳城集团的数字信号的步骤;
使所述第1信号及所述第2信号的至少一方的向所述数字转换部的输入以自预先设定
的多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团延迟的步骤;及
基于多个所述数字信号,计算所述测量太阳城集团的步骤,
在所述延迟的步骤中,选择至少2个延迟太阳城集团。

说明书

太阳城集团测量装置、太阳城集团测量方法、发光寿命测量装置及发光寿命测量方法

技术领域

本发明的一个方式涉及一种太阳城集团测量装置、太阳城集团测量方法、发光寿命测量装置及
发光寿命测量方法。

背景技术

在测量对试样照射激发光时的发光的寿命的发光寿命测量装置等中,使用输出启
动脉冲信号及终止脉冲信号的太阳城集团差所涉及的太阳城集团的太阳城集团测量装置。作为这样的太阳城集团测量
装置,已知有利用通过将上述太阳城集团差作为数字信号输出而测量太阳城集团的TDC(Time-digital-
converter(太阳城集团数字转换器))方式的太阳城集团测量装置(例如参照非专利文献1)。TDC方式与将
太阳城集团差作为模拟信号而输出的TAC(Time-Analog-Converter(太阳城集团模拟转换器))方式相比
较,在测量范围长且低成本的方面有利。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:“Advanced Time-Correlated Single Photon Counting
Techniques”W.Becker(2005)

发明内容

发明所要解决的问题

在利用TDC方式的太阳城集团测量装置中,输出与自启动脉冲信号被输出起至终止脉冲
信号被输出为止的实际太阳城集团对应的量化间隔的数字信号。然而,难以将量化间隔设为固定
间隔,且难以使实际太阳城集团与量化间隔完全对应。由于量化间隔不均(微分非线性的影响变
大),因而存在输出原本与实际太阳城集团不对应的数字信号输出的情况,在该情况下,有无法充
分保证太阳城集团测量的精度的担忧。

本发明的一个方式是为了解决上述问题而完成的发明,其目的在于,提供一种可
高精度进行太阳城集团测量的太阳城集团测量装置、太阳城集团测量方法、发光寿命测量装置及发光寿命测量
方法。

解决问题的技术手段

本发明的一个方式所涉及的太阳城集团测量装置是将自第1触发信号被输入起至第2触
发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团而计算的装置;具备:第1信号生成部,其根据第1触
发信号而生成第1信号;第2信号生成部,其根据第2触发信号而生成第2信号;数字转换部,
其接收第1信号及第2信号的输入,生成相当于自第1信号被输入起至第2信号被输入为止的
太阳城集团的数字信号;太阳城集团延迟部,其使第1信号及第2信号的至少一方的向数字转换部的输入
以自预先设定的多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团延迟;及太阳城集团计算部,其基于多个数字信号
而计算测量太阳城集团;太阳城集团延迟部选择至少2个延迟太阳城集团。

该太阳城集团测量装置中,使第1信号及第2信号的至少一方的信号延迟,基于由第1信号
及第2信号的输入的太阳城集团差生成的多个数字信号,计算自第1触发信号被输入起至第2触发
信号被输入为止的太阳城集团即测量太阳城集团。然后,赋予第1信号及第2信号的至少一方的信号的延
迟太阳城集团被设为至少2个不同的延迟太阳城集团。一般来说,由于难以将数字转换所涉及的量化间隔
设为固定间隔,且量化间隔存在不均,因而难以使实际太阳城集团与量化间隔完全对应,由此太阳城集团
测量的精度容易降低。太阳城集团该方面,在本发明的一个方式中,由于根据对应于多个延迟太阳城集团
的多个数字信号而计算测量太阳城集团,因而即使在量化间隔存在不均的情况下,也可通过多个
延迟太阳城集团使量化间隔的不均平滑化,从而可根据多个数字信号整体高精度地计算太阳城集团。根
据以上所述,根据本发明的一个方式,可高精度地进行太阳城集团测量。

另外,太阳城集团延迟部也可以一边经时切换自多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团一边使第
1信号及第2信号的至少一方的向数字转换部的输入延迟。由此,可将太阳城集团不同的多个延迟
太阳城集团依次赋予第1信号及第2信号的至少一方,可有效率地生成对应于多个延迟太阳城集团的多个
数字信号。即,可有效率地进行高精度的太阳城集团测量。

另外,太阳城集团计算部也可以通过自数字信号所表示的太阳城集团减去赋予该数字信号的延
迟太阳城集团而计算测量太阳城集团。由此,可一边通过对应于延迟太阳城集团的多个数字信号使量化间隔的
不均平滑化一边适当地计算减去延迟太阳城集团后的实际太阳城集团。

另外,数字转换部也可以相对于一个第1信号的输入而接收多个第2信号的输入,
对于各第2信号的输入,生成数字信号。由此,即使在相对于一个第1触发信号,输入多个第2
触发信号的情况下,也可应对。

另外,数字转换部也可以接收多个第1信号及第2信号的对即信号对的输入,对于
各信号对,生成数字信号。

本发明的一个方式所涉及的太阳城集团测量方法是将自第1触发信号被输入起至第2触
发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团来计算的方法,具备:根据第1触发信号而生成第1
信号的步骤;根据第2触发信号而生成第2信号的步骤;通过数字转换部,接收第1信号及第2
信号的输入,生成相当于自第1信号被输入起至第2信号被输入为止的太阳城集团的数字信号的步
骤;使第1信号及第2信号的至少一方的向数字转换部的输入以自预先设定的多个延迟太阳城集团
选择的延迟太阳城集团延迟的步骤;及基于多个数字信号而计算测量太阳城集团的步骤;在延迟的步骤
中,选择至少2个延迟太阳城集团。

本发明的一个方式所涉及的发光寿命测量装置是测量太阳城集团自试样发出的发光的
寿命的太阳城集团的装置;具备:光源,其输出照射于试样的光;触发信号发生部,其输出对应于光
的输出的第1触发信号;光检测器,其检测来自试样的发光,且将该检测信号作为第2触发信
号而输出;太阳城集团测量装置,其将自第1触发信号及第2触发信号的一方的触发信号被输入起
至另一方的触发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团而计算;及运算部,其基于测量太阳城集团,
计算太阳城集团发光的寿命的太阳城集团;太阳城集团测量装置具有:第1信号生成部,其输入一方的触发信号,
根据该一方的触发信号而生成第1信号;第2信号生成部,其输入另一方的触发信号,根据该
另一方的触发信号而生成第2信号;数字转换部,其接收第1信号及第2信号的输入,生成相
当于自第1信号被输入起至第2信号被输入为止的太阳城集团的数字信号;太阳城集团延迟部,其使第1信
号及第2信号的至少一方的向数字转换部的输入以自预先设定的多个延迟太阳城集团选择的延迟
太阳城集团延迟;及太阳城集团计算部,其基于多个数字信号,计算测量太阳城集团;太阳城集团延迟部选择至少2个延
迟太阳城集团。

在该发光寿命测量装置中,使与对应于利用光源的光的照射的第1触发信号对应
的第1信号及与来自试样的发光的检测信号即第2触发信号对应的第2信号的至少一方的信
号,或者,与对应于利用光源的光的照射的第1触发信号对应的第2信号及与来自试样的发
光的检测信号即第2触发信号对应的第1信号的至少一方的信号延迟,基于由第1信号及第2
信号的太阳城集团差生成的多个数字信号,计算自第1触发信号及第2触发信号的一方的触发信号
被输入起至另一方的触发信号被输入为止的太阳城集团即测量太阳城集团。将赋予第1信号及第2信号的
至少一方的延迟太阳城集团设为至少2个不同的延迟太阳城集团。继而,基于测量太阳城集团,计算太阳城集团发光的
寿命的太阳城集团。由于根据对应于多个延迟太阳城集团的多个数字信号计算测量太阳城集团,因而即使在量
化间隔存在不均的情况下,也可通过多个延迟太阳城集团使量化间隔的不均平滑化,从而可根据
多个数字信号整体高精度地计算太阳城集团。由此,可高精度地计算有关自试样发出的发光的寿
命的太阳城集团。

另外,触发信号发生部也可以为控制利用光源的光的输出,将该控制信号作为第1
触发信号而输出的脉冲发生器,也可以为检测来自光源的光,且将该检测信号作为第1触发
信号而输出的第2光检测器。太阳城集团发光寿命测量装置,提出有各种方式的装置,但本发明的
一个方式可应对任一方式。

另外,第1触发信号也可以被输入至第2信号生成部,第2触发信号被输入至第1信
号生成部。例如,在测量荧光寿命的情况下,存在即使照射激发光也不发生荧光的情况。在
该情况下,若伴随于激发光的输出而输出第1信号,则存在无法进行太阳城集团测量的担忧。因此,
通过将第1信号设为伴随于荧光的检测的信号,可防止无法进行太阳城集团测量的情况。

本发明的一个方式所涉及的发光寿命测量方法是测量太阳城集团自试样发出的发光的
寿命的太阳城集团的方法,具备:输出照射于试样的光的步骤;输出对应于光的输出的第1触发信
号的步骤;检测来自试样的发光,将该检测信号作为第2触发信号而输出的步骤;将自第1触
发信号及第2触发信号的一方的触发信号被输入起至另一方的触发信号被输入为止的太阳城集团
作为测量太阳城集团而计算的步骤;及基于测量太阳城集团,计算太阳城集团发光的寿命的太阳城集团的步骤;在作为
测量太阳城集团而计算的步骤中,包含:根据一方的触发信号而生成第1信号的步骤;根据另一方
的触发信号而生成第2信号的步骤;通过数字转换部,接收第1信号及第2信号的输入,生成
相当于自第1信号被输入起至第2信号被输入为止的太阳城集团的数字信号的步骤;使第1信号及
第2信号的至少一方的向数字转换部的输入以自预先设定的多个延迟太阳城集团选择的延迟太阳城集团
延迟的步骤;及基于多个数字信号而计算测量太阳城集团的步骤;在延迟的步骤中,选择至少2个
延迟太阳城集团。

发明的效果

根据本发明的一个方式,可高精度地进行太阳城集团测量。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的太阳城集团测量装置的图。

图2是表示理想的量化间隔的测量结果的例子的图。

图3是表示无延迟太阳城集团的情况下的测量结果的例子的图。

图4是表示将延迟太阳城集团设为1nsec的情况下的测量结果的例子的图。

图5是表示将延迟太阳城集团设为2nsec的情况下的测量结果的例子的图。

图6是表示合计各测量结果的例子的图。

图7是表示微分非线性的周期性的曲线图。

图8是表示图1所示的太阳城集团测量装置的太阳城集团测量处理的流程图。

图9是表示本发明的第2实施方式所涉及的发光寿命测量装置的图。

图10是表示图9所示的发光寿命测量装置的发光寿命测量处理的流程图。

图11是表示变形例所涉及的太阳城集团测量装置的图。

图12是表示变形例所涉及的太阳城集团测量装置的图。

图13是表示变形例所涉及的发光寿命测量装置的图。

具体实施方式

以下,一边参照附图一边对本发明的一个方式所涉及的太阳城集团测量装置、太阳城集团测量
方法、发光寿命测量装置及发光寿命测量方法的一个方式所涉及的实施方式进行详细的说
明。

[第1实施方式]

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的太阳城集团测量装置的图。太阳城集团测量装置1是
将自第1触发信号被输入起至第2触发信号被输入为止的太阳城集团作为测量太阳城集团而计算的太阳城集团
测量装置。太阳城集团测量装置1可适用于根据以不同时机输入的2个信号(第1触发信号及第2触
发信号)而计算该2个信号的输入时机的差的各种装置及系统,例如,可适用于测量自试样
发出的发光的寿命的发光寿命测量装置等。太阳城集团适用于发光寿命测量装置的例子的详情,
记载于第2实施方式。

太阳城集团测量装置1具备启动闸门(start gate)11(第1信号生成部)、终止闸门(stop
gate)12(第2信号生成部)、延迟电路13(太阳城集团延迟部)、TDC(Time-Digital-Convertor(太阳城集团
数字转换器))电路14(数字转换部)、及控制部15(太阳城集团计算部)。

启动闸门11是自外部接收第1触发信号的输入,根据该第1触发信号而生成启动信
号(第1信号)且输出至TDC电路14的第1信号生成器(first signal generator)。启动信号
例如为脉冲信号。终止闸门12是自外部接收第2触发信号的输入,根据该第2触发信号而生
成终止信号(第2信号)并输出至延迟电路13的第2信号生成器(second signal
generator)。终止信号例如为脉冲信号。第1触发信号及第2触发信号成对地被连续输入至
太阳城集团测量装置1。由此,以这些信号为契机而输出的启动信号及终止信号也成对地被连续输
出。再者,自启动闸门11接收第1触发信号起至输出启动信号为止所需的太阳城集团、与自终止闸
门12接收第2触发信号起至输出终止信号为止所需的太阳城集团,可设为大致相同,也可仅以已知
的太阳城集团而具有太阳城集团差。

延迟电路13自终止闸门12接收终止信号的输入,且使该终止信号的向TDC电路14
的输入延迟自预先设定的多个延迟太阳城集团选择的一个延迟太阳城集团。该一个延迟太阳城集团针对每个启
动信号及终止信号的对即信号对而设置。延迟电路13将赋予多个信号对中至少2个信号对
的上述一个延迟太阳城集团设为互不相同的延迟太阳城集团。更详细而言,延迟电路13一边经时切换多
个延迟太阳城集团(延迟量)一边使终止信号延迟。再者,在多个延迟太阳城集团中也可包含延迟太阳城集团:
0nsec(无延迟太阳城集团)。这样的多个延迟太阳城集团由控制部15预先确定,延迟太阳城集团的经时切换也通
过控制部15进行控制。再者,延迟太阳城集团以例如成为相当于量化间隔(详情下文叙述)的单位
的n倍(n为正整数)的太阳城集团的方式设定。例如,延迟电路13在通过控制部15将延迟太阳城集团设为
1nsec的情况下,在自接收终止信号的输入起仅延迟1nsec后,输出该终止信号。另外,延迟
电路13在通过控制部15将延迟太阳城集团设为2nsec的情况下,根据该控制部15的控制将延迟时
间切换为2nsec,在自接收终止信号的输入起延迟2nsec后,输出该终止信号。再者,本实施
方式中,设为延迟电路13使终止信号延迟而进行说明,但延迟电路13只要使启动信号及终
止信号的至少一方的信号延迟即可,既可接收来自启动闸门11的启动信号并使启动信号延
迟规定的延迟太阳城集团,也可使启动信号及终止信号的双方延迟。

TDC电路14是接收多个启动信号及终止信号的对即信号对的输入,对于各信号对,
基于预先确定的规定的量化间隔,输出相当于自启动信号被输入起至终止信号被输入为止
的太阳城集团的数字码(数字信号)的数字转换器。TDC电路14参考通过延迟电路13延迟后的终止
信号的延迟太阳城集团,生成、输出多个基于规定的量化间隔的数字码。作为TDC电路14,有CMOS
(Complementary Metal Oxide Semiconductor(互补金氧半导体))型TDC电路或组合TAC
(Time-Analog-Converter(太阳城集团模拟转换器))及ADC(Analog-Digital-Converter(模拟/数
字转换器))而成的电路等。太阳城集团测量装置1仅包含1个TDC电路14。以下,一边参照图2~图6
一边对TDC电路14的数字码的输出进行说明。图2是表示理想的量化间隔的测量结果的例子
的图。图3是表示无延迟太阳城集团的情况下的测量结果的例子的图。图4是表示将延迟太阳城集团设为
1nsec的情况下的测量结果的例子的图。图5是表示将延迟太阳城集团设为2nsec的情况下的测量
结果的例子的图。图6是表示合计各测量结果的例子的图。

在图2~图6所示的例子中,将TDC电路14的量化间隔设定为1nsec,相对于0~
1nsec设定数字码000,相对于1~2nsec设定数字码001。另外,相对于2~3nsec设定数字码
010,相对于3~4nsec设定数字码011。另外,相对于4~5nsec设定数字码100,相对于5~
6nsec设定数字码101。另外,相对于6~7nsec设定数字码110,相对于7~8nsec设定数字码
111。若连续输入相对于第1触发信号非同步的第2触发信号,则如图2所示,在量化间隔为固
定(理想的量化间隔)的情况下,自TDC电路14输出的数字码的计数数,成为各太阳城集团、相同程
度。然而,由于各种主要原因(例如TDC电路14为CMOS型的情况下内部延迟电路的精度的主
要原因、TDC电路14为TAC及ADC的组合型的情况下模拟电路的精度的主要原因等),TDC电路
14的量化间隔产生不均匀性(图3)。例如在图3中,与数字码001的量化间隔相比,数位码011
的量化间隔大。在这样的情况下,在量化间隔均匀的情况下相同的各太阳城集团的数字码的计数
数如图3所示由于量化间隔变得不均匀而不均。即,量化间隔较大的数位码011的计数数少
于量化间隔较小的数位码001的计数数。由此可明确,由于TDC电路14的量化间隔产生不均
匀性(微分非线性),因而有所输出的数字码的精度下降的担忧。

太阳城集团该方面,在TDC电路14中,生成对应于延迟太阳城集团不同的多个终止信号的数字
码,从而保证最终自控制部15输出的太阳城集团测量结果的精度。即,TDC电路14例如如图4所示,
基于延迟1nsec后的终止信号,输出相当于自启动信号被输入起至终止信号被输入为止的
太阳城集团的数字码,再有,如图5所示,基于延迟2nsec后的终止信号,输出相当于自启动信号被
输入起至终止信号被输入为止的太阳城集团的数字码。继而,通过控制部15,将各延迟太阳城集团(延迟
太阳城集团:0nsec、1nsec、2nsec)中的同一太阳城集团的数字码(图3~图5)的计数数合计,由此可输出
量化间隔的不均被平滑化后的测量信号。再者,所谓同一太阳城集团的数字码,是指例如若实际时
间为0~1nsec,则延迟太阳城集团为0nsec的数字码“000”(图3)、延迟太阳城集团为1nsec的数字码“001”
(图4)、及延迟太阳城集团为2nsec的数字码“010”。即,由于对应的数字码偏移了各个延迟太阳城集团,因
而在偏移了延迟太阳城集团后将各数字码的计数数合计。

如图6所示,可确认考虑延迟太阳城集团而合计出的各太阳城集团的数字码的计数数成为大致
固定,微分非线性得以改善。再者,太阳城集团由于赋予延迟太阳城集团而无法测量的太阳城集团,具体而言,延
迟太阳城集团为1nsec、2nsec的情况下无法测量的实际太阳城集团7~8nsec、及延迟太阳城集团为2nsec的情况
下无法测量的实际太阳城集团6~7nsec,由于延迟太阳城集团的影响而不会成为正确的计数数。

上述的多个延迟太阳城集团根据利用TDC电路14的数字码的生成中的微分非线性的周期
性而决定。即,太阳城集团将被延迟后的各终止信号的间隔及数量设为何种程度,根据数字码的计
数数的不均的周期性(微分非线性的周期性)而决定。图7是表示微分非线性的周期性的曲
线图。在图7所示的例子中,TDC电路14的量化间隔设定为1psec,只要各量化间隔为固定(理
想的量化间隔),则以数字码的计数数在各量化间隔成为固定的方式,连续输入相对于第1
触发信号非同步的第2触发信号。如图7所示,实际上,由于量化间隔的不均匀性,使数字码
的计数数产生不均,不均的间隔(周期)达到900psec,不均的宽度达到200psec。在该情况
下,由于只要使200psec的不均在900psec的周期内均等地扩散即可,因而只要例如每
100psec切换10次延迟即可。即,只要通过控制部15,在延迟电路13设定10个100psec间隔的
终止信号即可。另外,由于不均存在周期性,因而可以输出延迟1周期以上的终止信号的方
式设定,也可在延迟电路13设定10个1000psec间隔的终止信号。

返回至图1,控制部15基于延迟太阳城集团不同的多个数字码而计算测量太阳城集团,且输出测
量结果(测量信号)。控制部15的功能可通过例如FPGA(Field Programmable Gate Array
(现场可编程门阵列))等的处理器实现。控制部15如上所述,在偏移延迟太阳城集团之后,合计各
数字码的计数数。即,控制部15自输入的数字码所表示的太阳城集团减去赋予该数字码的延迟时
间。继而,将该输入的数字码转换成上述减法运算后的数字码。这样,控制部15在进行了对
应于延迟太阳城集团的转换后,合计各数字码的计数数。另外,控制部15控制延迟电路13的延迟时
间的变更。

继而,参照图8,对太阳城集团测量装置1的处理流程进行说明。图8是表示图1所示的太阳城集团
测量装置的太阳城集团测量处理的流程图。

最初,通过控制部15,在延迟电路13设定使终止信号延迟的多个延迟太阳城集团(步骤
S1)。被延迟的各终止信号的间隔及数量根据数字码的计数数的不均的周期性(微分非线性
的周期性)而决定。再者,作为最初的延迟太阳城集团,以不使终止信号延迟的方式设定延迟太阳城集团:
0nsec。但是,也可不一定设定延迟太阳城集团:0nsec。

继而,通过启动闸门11将对应于第1触发信号的启动信号输入至TDC电路14(步骤
S2)。其后,通过终止闸门12将对应于第2触发信号的终止信号输入至延迟电路13,并在延迟
了由延迟电路13设定的延迟太阳城集团后,将终止信号输入至TDC电路14(步骤S3)。继而,通过TDC
电路14,输出相当于自启动信号被输入起至终止信号被输入为止的太阳城集团的数字码(步骤
S4)。

相同的延迟太阳城集团中的S2~S4的处理的重复次数被预先设定,通过控制部15判定是
否达到该重复次数(是否结束一连串的测量)(步骤S5)。在S5中判定为未达到重复次数的情
况下,再次重复S2~S4的处理。另一方面,在S5中判定为达到重复次数的情况下,通过控制
部15判定是否变更延迟太阳城集团(步骤S6)。

在S6中判定为变更延迟太阳城集团的情况下,通过控制部15在延迟电路13指示延迟太阳城集团
的变更(步骤S7)。另一方面,在太阳城集团预先确定的延迟太阳城集团全部,处理结束,且在S6中判定为
未变更延迟太阳城集团的情况下,通过控制部15,基于延迟太阳城集团不同的多个数字码计算测量结果
(测量信号)且将其输出(步骤S8)。

继而,对本实施方式所涉及的太阳城集团测量装置1的作用、效果进行说明。

在该太阳城集团测量装置1中,使由启动信号及终止信号构成的信号对的终止信号延迟
规定的延迟太阳城集团,基于由多个信号对中的启动信号及终止信号的太阳城集团差生成的多个数字
码,计算自第1触发信号被输入起至第2触发信号被输入为止的太阳城集团即测量太阳城集团。然后,将赋
予各信号对中至少2个信号对的延迟太阳城集团设为互不相同的延迟太阳城集团。一般来说,由于难以将
数字转换所涉及的量化间隔设为固定间隔,量化间隔存在不均,因而难以使实际太阳城集团与量
化间隔完全对应,由此太阳城集团测量的精度容易降低。太阳城集团该方面,在太阳城集团测量装置1中,由于根
据对应于多个延迟太阳城集团k的多个数字码计算测量太阳城集团,因而即使在量化间隔存在不均的情
况下,也可通过多个延迟太阳城集团使量化间隔的不均平滑化,且可由多个数字码整体高精度地
计算太阳城集团。

另外,由于延迟电路13一边经时切换自多个延迟太阳城集团选择的一个延迟太阳城集团一边使
终止信号的向TDC电路14的输入延迟,因而可将太阳城集团不同的多个延迟太阳城集团依次赋予终止信
号,可有效率地生成对应于多个延迟太阳城集团的多个数字码。即,可有效率地进行高精度的太阳城集团
测量。

另外,控制部15自输入的数字码所表示的太阳城集团减去赋予该数字码的延迟太阳城集团。继
而,控制部15将该输入的数字码转换为上述减法运算后的数字码。这样,控制部15在进行对
应于延迟太阳城集团的转换后,合计各数字码的计数数。由此,可一边通过对应于延迟太阳城集团的多个
数字码使量化间隔的不均平滑化一边适当计算减去延迟太阳城集团后的实际太阳城集团。

另外,多个延迟太阳城集团根据利用TDC电路14的数字信号的生成中的微分非线性的周
期性而决定。微分非线性存在固定的周期性,通过考虑微分非线性的周期,以量化间隔的不
均遍及该周期的整体而扩散的方式决定多个延迟太阳城集团,可有效地使量化间隔的不均平滑
化。

[第2实施方式]

继而,参照图9,对第2实施方式所涉及的发光寿命测量装置进行说明。图9是表示
本发明的第2实施方式所涉及的发光寿命测量装置的图。发光寿命测量装置50是应用了第1
实施方式所涉及的太阳城集团测量装置1的应用例,且是测量自试样S发出的发光的寿命的装置。

有机材料或荧光探测器的荧光光谱是峰值波长或荧光强度等、在控制、评价试样
的功能或特性的方面重要的参数。然而,为了取得荧光光谱在太阳城集团上积分后的太阳城集团,在试样
中含有多个物质或反应系统的情况下,仅能得到它们被积分后的太阳城集团。在这样的情况下,作
为评价试样的功能或特性的手段,在亚纳秒~毫秒的太阳城集团区域测定试样通过脉冲光而被光
激发后返回基态为止的太阳城集团的发光寿命测量是有效的。在发光寿命测量装置中,基于根据
来自脉冲发生器的脉冲信号而输出的启动信号、及根据该脉冲信号而接收了自光源输出的
激发光后的试样所输出的发光(荧光或磷光等)所涉及的终止信号,计算发光的检测时机。
继而,通过发光被多次检测,可获得检测时机的频率分布,基于该频率分布而推断试样的发
光寿命。

如图9所示,发光寿命测量装置50具备太阳城集团测量装置1、脉冲发生器51(触发信号发
生部)、光源52、光检测器53、计算机54(运算部)、显示装置55、输入装置56。太阳城集团测量装置1
与第1实施方式相同地构成,即,构成为包含启动闸门11、终止闸门12、延迟电路13(太阳城集团延
迟部)、TDC电路14(数字转换部)、及控制部15(太阳城集团计算部)。

脉冲发生器51是基于来自计算机54的指示,将同一时机的脉冲信号(第1触发信
号)分别输出至光源52及启动闸门11的触发器信号发生器(Trigger signal generator)。
脉冲发生器51控制利用光源52的光的输出,且将该控制信号作为脉冲信号(第1触发信号)
而输出。启动闸门11基于该脉冲信号将启动信号输出至TDC电路14。由于对光源52及启动闸
门11输入同一时机的脉冲信号,因而自启动闸门11输出的启动信号是对应于来自光源52的
光(激发光)的照射的信号。

光源52基于自脉冲发生器51输出的上述脉冲信号,输出照射至试样S的激发光。作
为光源52,可使用LED(Light Emitting Diode(发光二极管))光源、激光光源、SLD(Super
Luminescent Diode(超发光二极管))光源、灯系光源等。激发光的强度例如设定为若对试
样S照射激发光则发出1光子的程度。自激发光被照射了的试样S输出对应于激发光的发光
(荧光或磷光等)。

光检测器53检测发光,且对终止闸门12输出检测信号(第2触发信号)。作为光检测
器53,可使用光电倍增管或雪崩光电二极管、PIN光电二极管等。终止闸门12基于来自光检
测器53的检测信号,将终止信号输出至延迟电路13。延迟电路13、TDC电路14、及控制部15的
功能如第1实施方式中所说明的那样。即,延迟电路13使终止信号延迟规定的延迟太阳城集团并输
出至TDC电路14。另外,TDC电路14输出相当于自启动信号被输入起至终止信号被输入为止
的太阳城集团的数字码。继而,控制部15基于延迟太阳城集团不同的多个数字码而计算太阳城集团。控制部15将
计算的太阳城集团即测量结果输出至计算机54。

计算机54基于自太阳城集团测量装置1(更详细而言为控制部15)输出的测量结果,计算
(解析)太阳城集团发光寿命的太阳城集团。具体而言,计算机54所包含的处理器执行如下功能:自测量结
果所包含的终止信号的数字码(发光的检测时机)导出发光的检测时机的频率分布,根据该
频率分布求得试样S的发光寿命值或成分比、太阳城集团轴上的强度分布等有关发光寿命的太阳城集团。
再者,也可由计算机54承担太阳城集团测量装置1的控制部15的功能。在该情况下,计算机54自时
间测量装置1的TDC电路14接收数字码。继而,计算机54所包含的处理器执行基于延迟太阳城集团
不同的多个数字码而计算太阳城集团的控制部15的功能。

显示装置55是电连接于计算机54的显示器,显示上述试样S的发光寿命解析结果。
输入装置56是键盘或鼠标等,可进行发光寿命的解析条件或测量条件的输入、设定。

继而,参照图10,对发光寿命测量装置50的处理流程进行说明。图10是表示图9所
示的发光寿命测量装置的发光寿命测量处理的流程图。

最初,通过控制部15,在延迟电路13设定使终止信号延迟的多个延迟太阳城集团(步骤
S11)。继而,通过脉冲发生器51,将脉冲信号输出至光源52及启动闸门11(步骤S12),基于该
脉冲信号,将启动信号自启动闸门11输出至TDC电路14(步骤S13),自光源52输出照射至试
样S的激发光(步骤S14)。

继而,由光检测器53检测自试样S发生的发光(荧光或磷光等)(步骤S15),自光检
测器53输出检测信号。继而,基于该检测信号,自终止闸门12输出终止信号,该终止信号被
输入至延迟电路13,在延迟了由延迟电路13设定的延迟太阳城集团后,将该终止信号输入至TDC电
路14(步骤S16)。继而,通过TDC电路14,输出相当于自启动信号被输入起至终止信号被输入
为止的太阳城集团的数字码(步骤S17)。

相同的延迟太阳城集团中的S12~S17的处理的重复次数被预先设定,通过控制部15判定
是否达到该重复次数(是否结束一连串的测量)(步骤S18)。在S18中判定为未达到重复次数
的情况下,再次重复S12~S17的处理。另一方面,在S18中判定为达到重复次数的情况下,通
过控制部15判定是否变更延迟太阳城集团(步骤S19)。

在S19中判定为变更延迟太阳城集团的情况下,通过控制部15在延迟电路13指示延迟时
间的变更(步骤S20)。另一方面,在太阳城集团预先设定的延迟太阳城集团全部,处理完成,且在S19中判
定为未变更延迟太阳城集团的情况下,通过控制部15,基于与得到的多个数字码对应的延迟太阳城集团
而计算测量结果且输出(步骤S21)。继而,通过计算机54,基于测量结果,计算(解析)太阳城集团试
样的发光寿命的太阳城集团(步骤S22)。

在这样的发光寿命测量装置50中,在由与成为利用光源52的光的照射的契机的第
1触发信号对应的启动信号、及与来自试样S的发光的检测信号即第2触发信号对应的终止
信号构成的信号对中,使终止信号延迟规定的延迟太阳城集团,基于由多个信号对中的启动信号、
及终止信号的太阳城集团差生成的多个数字码,计算自第1触发信号被输入起至第2触发信号被输
入为止的太阳城集团即测量太阳城集团。另外,将赋予各信号对中至少2个信号对的延迟太阳城集团设为互不相
同的延迟太阳城集团。继而,基于测量太阳城集团计算太阳城集团发光的寿命的太阳城集团。由于根据与多个延迟太阳城集团
对应的多个数字信号计算测量太阳城集团,因而即使在量化间隔存在不均的情况下,也可通过多
个延迟太阳城集团使量化间隔的不均平滑化,从而可由多个数字码整体高精度地计算太阳城集团。由此,
可高精度地计算太阳城集团自试样S发出的发光的寿命的太阳城集团。

以上,对本发明的一个方式所涉及的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于
上述实施方式。例如,对太阳城集团测量装置1仅包含1个TDC电路14而构成的情况进行了说明,但
并不限定于此。即,数字转换部也可通过多个TDC电路(数字转换器)而构成。以下,参照图11
及图12,对数字转换部通过多个TDC电路而构成的例子进行说明。图11及12是表示变形例所
涉及的太阳城集团测量装置的图。

在图11所示的太阳城集团测量装置60中,设置有多个接收来自启动闸门11的启动信号、
及来自终止闸门12的终止信号的输入的TDC电路64。再有,由配线63a将启动闸门11及各TDC
电路64电连接,根据启动闸门11与TDC电路64的距离,使各配线63a的长度不同。另外,由配
线63b将终止闸门12与各TDC电路64电连接,根据终止闸门12与TDC电路64的距离,使各配线
63b的长度不同。这样,通过针对每个TDC电路64使配线63a、63b的长度不同,可对输入至各
TDC电路64的信号赋予太阳城集团差(延迟太阳城集团)。由于可通过配线63a、63b的长度使启动信号及终
止信号延迟,因而配线63a、63b具有作为太阳城集团延迟部的功能。这样,设为包含多个TDC电路64
的构成,通过配线63a、63b的长度赋予延迟太阳城集团,各TDC电路64输出对应于不同的延迟太阳城集团
的数字码,由此可同时进行不同的延迟太阳城集团中的数字码的输出,可迅速进行太阳城集团测量。

另外,如图12所示的太阳城集团测量装置80那样,也可以为如下构成:除了图11所示的时
间测量装置60的构成之外,还包含选择被输入启动信号的TDC电路64的选择部81、及选择被
输入终止信号的TDC电路64的选择部82。在该太阳城集团测量装置80中,也与图11的太阳城集团测量装置
60同样,根据配线63a、63b的长度决定延迟太阳城集团。

另外,在图9所示的发光寿命测量装置50中,设为自脉冲发生器51对启动闸门11输
出脉冲信号(第1触发信号)的构成,但并不限定于此,也可设为如图13所示的发光寿命测量
装置90那样,另外设置检测自光源52输出的激发光的光检测器93(触发信号发生部、第2光
检测器),自光检测器93对启动闸门11输出脉冲信号(第1触发信号)的构成。在该情况下,光
检测器93成为将对应于利用光源52的光的输出的脉冲信号(第1触发信号)输出至启动闸门
11的触发信号发生器(Trigger signal generator)。再者,作为光检测器93,可使用光电倍
增管或雪崩光电二极管、PIN光电二极管等。另外,也可共用光检测器53与光检测器93。

另外,在图9所示的发光寿命测量装置50中,设为自脉冲发生器51对启动闸门11输
出脉冲信号(第1触发信号),自光检测器53对终止闸门12输出脉冲信号的构成,但也可设为
自光检测器53对启动闸门11输出脉冲信号,自脉冲发生器51对终止闸门12输出脉冲信号的
构成。当然,在图13所示的发光寿命测量装置90中,也可同样地设为自光检测器53对启动闸
门11输出脉冲信号,自光检测器93对终止闸门12输出脉冲信号的构成。在该情况下,伴随着
自光检测器53输出的脉冲信号(第1触发信号),自启动闸门11输出启动信号(第1信号)。另
外,伴随着伴随于利用光源52的光的输出的脉冲信号(第2触发信号),自终止闸门12输出终
止信号(第2信号)。

再有,构成为将来自脉冲发生器51或光检测器53、93的脉冲信号经由启动闸门11
或终止闸门12而转换为启动信号或终止信号,但也可将来自脉冲发生器51或光检测器53、
93的脉冲信号就这样作为启动信号或终止信号而利用,并输入至延迟电路13或TDC电路14。

另外,太阳城集团TDC电路14,对接收多个启动信号及终止信号的对即信号对的输入,对
于各信号对,基于预先确定的量化间隔,输出相当于自启动信号被输入起至终止信号被输
入为止的太阳城集团的数字码(数字信号)的数字转换器进行了说明,但TDC电路14也可为相对于
一个启动信号输入多个终止信号的构成。在该情况下,TDC电路14输出相当于自启动信号被
输入起至各终止信号被输入为止的各个的太阳城集团的多个数字码(数字信号)。

符号的说明

1、60、80…太阳城集团测量装置、11…启动闸门、12…终止闸门、13…延迟电路、14…TDC
电路、15…控制部、50…发光寿命测量装置、51…脉冲发生器、52…光源、53…光检测器、
54…计算机、S…试样。

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太阳城集团 测量 装置 测量方法 发光 寿命
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