JP5025388B2 - 試料分析装置及び試料分析方法 - Google Patents
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Description
ところで、レーザダイオードは、連続的に発光させるとシングルモード発振の状態(単一の波長で発振する状態)になる。しかしながら、レーザダイオードに供給される電流の大きさの変化や、レーザダイオードの温度変化によって、レーザダイオードの発振波長は、シングルモード発振中に他の波長に変化(以下、「モードホップ」ともいう)することがある。そして、モードホップが発生すると、レーザダイオードから出力される光量に変化が生じ、このような光量変化がノイズとして検出される(例えば、特許文献2,3参照)。このノイズは、微小な粒子を測定する場合に検出される検出信号と見分けがつきにくい。そのため、精度の良い測定を行うためには、モードホップによるノイズの発生を抑える必要がある。
そこで、上述の特許文献2および3に記載の技術においては、レーザダイオードをシングルモード発振の状態に落ち着かせないように、ベースとなる直流電流に高周波変調をかけた駆動電流をレーザダイオードに与えることにより、レーザダイオードをマルチモード発振の状態(複数の波長で発振する状態)に維持する手法が用いられている。この手法を用いた場合には、高周波電流の振幅を手動で調整することにより、高周波変調のかかった駆動電流の下限値(正弦波波形の谷の部分)を、レーザダイオードのレーザ光出力の閾値電流値より下回らせることができる。これにより、レーザダイオードにレーザ光出力のオン・オフを繰り返させることができ、レーザダイオードをマルチモード発振の状態に維持することができる。
上記の試料分析装置では、直流駆動回路から出力された直流電流に応じて高周波の振幅が制御され、レーザダイオードを、マルチモード発振の状態とすることができる。従ってこのような試料分析装置は、レーザダイオードを自動的に安定してマルチモード発振の状態とすることができる。また、基準電流値に近づける簡易な制御で、初期の直流電流に応じて、マルチモード発振の状態とすることができる。
この場合、オン・オフの繰り返しによりシングルモードへの移行を防止し、マルチモード発振の状態を維持することができる。
この場合、試料の測定項目に応じてレーザダイオードの発光量を変化させた場合にも、自動的に安定してレーザダイオードをマルチモード発振させることができる。
この場合、最大定格を超える電流を与えてレーザダイオードの寿命が短くなることを、防止することができる。
上記の試料分析方法では、直流電流制御ステップで出力された直流電流に応じて、高周波制御ステップで高周波の振幅が制御され、レーザダイオードを、マルチモード発振の状態とすることができる。従ってこのような試料分析装置は、レーザダイオードを自動的に安定してマルチモード発振の状態とすることができる。また、基準電流値に近づける簡易な制御で、初期の直流電流に応じて、マルチモード発振の状態とすることができる。
この場合、試料の測定項目に応じてレーザダイオードの発光量を変化させた場合にも、自動的に安定してレーザダイオードをマルチモード発振させることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る試料分析装置の全体的な外観を示した斜視図である。図2〜図6は、図1に示した試料分析装置の構成要素を説明するための図である。まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る試料分析装置1の全体構成について説明する。なお、この試料分析装置1は、血液検査を行うための多項目自動血球分析装置として構成されているが、以下の説明では、血液中の白血球、網状赤血球及び血小板の測定に関してのみ説明する。
測定部2は、図2に示すように、装置機構部4と、測定試料の測定を行う検出部5と、検出部5の出力に対するアナログ処理部6と、表示・操作部7と、測定部2を制御するためのマイクロコンピュータ部8とを備えている。
データ処理部3は、図1に示すように、パーソナルコンピュータ(PC)などからなり、測定部2の測定データを解析するとともに、その解析結果を表示する機能を有する。また、データ処理部3は、制御部301と、表示部302と、入力デバイス303とを含んでいる。制御部301は、測定モード情報を含む測定開始信号及びシャットダウン信号を測定部2に送信する機能を有する。また、制御部301は、図5に示すように、CPU301aと、ROM301bと、RAM301cと、ハードディスク301dと、読出装置301eと、入出力インターフェース301fと、画像出力インターフェース301gとにより構成されている。CPU301a、ROM301b、RAM301c、ハードディスク301d、読出装置301e、入出力インターフェース301f及び画像出力インターフェース301gは、バス301hによって接続されている。
また、測定部2の検出部5における発光部501は、図6に示すように、発光部本体501aと、発光部本体501aから出射される出射光量を制御するAPC(Automatic Power Control)回路501bと、高周波自動調整回路501cとを含んでいる。
DIFF測定モード時:3.4mW
RET測定モード時 :6mW
PLT測定モード時 :10mW
なお、測定する時以外には、LD501dは、オフ状態に設定される。
図7は、本発明の一実施形態に係る試料分析装置の血液分析動作を説明するためのフローチャートである。以下、図7及び関連する各図を参照して、本発明の一実施形態に係る試料分析装置1の血液分析動作について説明する。
図11は、本発明の一実施形態に係る試料分析装置のDIFF測定時の動作を説明するためのフローチャートである。次に、図11及び関連する各図を参照して、図7に示したステップS6のDIFF測定の詳細について説明する。
なお、レーザ光の照射の詳細な動作については後述する。
図12は、本発明の一実施形態に係る試料分析装置のRET測定時の動作を説明するためのフローチャートである。次に、図12及び関連する各図を参照して、図7に示したステップS8のRET測定の詳細について説明する。
なお、レーザ光の照射の詳細な動作については後述する。
図13は、本発明の一実施形態に係る試料分析装置のPLT測定時の動作を説明するためのフローチャートである。次に、図13及び関連する各図を参照して、図7に示したステップS10のPLT測定の詳細について説明する。
なお、レーザ光の照射の詳細な動作については後述する。
次に、上記のDIFF測定、RET測定及びPLT測定におけるレーザ光の照射に関して、図6、図14及び図16を参照して詳細に説明する。図14は、レーザ光の照射に関するフローチャート(サブルーチン)である。また、図16は、図6のLD501d及び高周波自動調整回路501c内のスイッチ501s、501t、501mの動作を示す図である。レーザ光の照射開始により図14のステップS71において、LD501dの初期駆動制御が行われる。
なお、高周波発振回路501fは、高周波電流の振幅が、LD501dの最大定格以下となるように抑制されている。これにより、最大定格を超える電流を与えてLD501dの寿命が短くなることを、防止することができる。
また、レーザ光の照射停止時(図16の時刻T3)には、LD501dがオフになり、スイッチ501s及び501tが共にオフ、スイッチ501mはオンとなる。そして、再びレーザ光照射が行われるときは、同様の動作が行われるので、LD501dのオンのたびに高周波電流の振幅がその時の直流電流に応じて調整され、確実にマルチモード発振の状態となる。
また、上記実施形態では、高周波電流制御手段として、アナログ回路である高周波自動調整回路501cが用いられる例を示したが、本発明はこれに限らず、ホールド回路501nや誤差増幅器501rをデジタル技術により構成し、CPUを介して高周波電流を制御してもよい。
5 検出部
501b APC回路
501c 高周波自動調整回路
501d LD
501f 高周波発振回路
501g 加算器
Claims (8)
- 試料にレーザ光を照射するレーザダイオードと、
レーザ光が照射された試料から生じる光学的情報を検出する検出部と、
検出された光学的情報を処理して試料を分析する分析手段と、
前記レーザダイオードの発光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部により検出された発光量に基づき、前記レーザダイオードの発光量が所定量に保たれるように、前記レーザダイオードに供給する直流電流を出力する直流駆動回路と、
前記直流駆動回路から出力される直流電流に高周波成分を重畳させる高周波重畳回路と、
前記レーザダイオードがマルチモード発振するよう、前記直流駆動回路から出力された直流電流の大きさに応じて、前記高周波重畳回路から出力される高周波の振幅を制御する高周波制御手段と、を備え、
前記高周波制御手段は、高周波成分を重畳せずに前記直流駆動回路に直流電流を出力させる初期駆動制御を実行し、その後、前記直流駆動回路から出力される直流電流に高周波成分を重畳させて前記レーザダイオードをマルチモード発振させるマルチモード発振制御を実行し、
前記高周波制御手段は、前記初期駆動制御を実行している間に前記直流駆動回路から出力された直流電流の電流値に基づいて基準電流値を決定し、前記マルチモード発振制御を実行している間に前記直流駆動回路から出力される直流電流の電流値が前記基準電流値に近づくように、前記高周波重畳回路を制御する、試料分析装置。 - 前記高周波制御手段は、前記レーザダイオードがレーザ光出力のオン・オフを交互に繰り返すよう、前記高周波重畳回路を制御する請求項1記載の試料分析装置。
- 前記試料の測定項目に応じて、前記レーザダイオードの発光量を変更するために、前記直流駆動回路により出力される直流電流の大きさを変更する発光量変更手段をさらに備え、
前記直流駆動回路は、前記レーザダイオードの発光量が、前記発光量変更手段により変更された発光量に保たれるように、前記レーザダイオードに供給する直流電流を出力する請求項1又は2に記載の試料分析装置。 - 前記高周波制御手段は、前記レーザダイオードをマルチモード発振させるとともに前記レーザダイオードの最大定格以下の電流が前記レーザダイオードに対して供給されるよう、前記高周波重畳回路を制御する請求項1〜3のいずれか1項に記載の試料分析装置。
- 前記高周波制御手段は、前記マルチモード発振制御を実行している間に前記直流駆動回路から出力される直流電流の電流値が、初期駆動制御を実行している間に前記直流駆動回路から出力された直流電流の電流値と所定の関係を有するように、前記高周波重畳回路を制御する請求項1〜4のいずれか1項に記載の試料分析装置。
- 前記試料は血液試料である請求項1〜5のいずれか1項に記載の試料分析装置。
- 高周波成分を重畳した電流を用いてレーザダイオードからレーザ光を照射させて試料から生じる光学的情報を検出し、検出した光学的情報を処理して試料を分析する試料分析方法であって、
前記レーザダイオードから照射されたレーザ光の光量をモニタし、前記レーザダイオードの発光量が所定量に保たれるように、前記レーザダイオードに供給する直流電流の大きさを制御する直流電流制御ステップと、
前記レーザダイオードがマルチモード発振するよう、前記直流電流制御ステップにおいて前記レーザダイオードに供給された直流電流の大きさに応じて、直流電流に重畳される高周波の振幅を制御する高周波制御ステップと、を備え、
前記高周波制御ステップは、
高周波成分を重畳せずに前記レーザダイオードに直流電流を出力する初期駆動制御を実行するステップと、
前記初期駆動制御を実行した後、高周波成分が重畳された直流電流を前記レーザダイオードに出力して前記レーザダイオードをマルチモード発振させるマルチモード発振制御を実行するステップと、を含み、
前記初期駆動制御を実行している間に前記レーザダイオードに出力された直流電流の電流値に基づいて、基準電流値を決定し、
前記マルチモード発振制御を実行している間に前記レーザダイオードに出力される直流電流の電流値が、前記基準電流値に近づくように、直流電流に重畳される高周波の振幅を制御する、試料分析方法。 - 前記試料の測定項目に応じて、前記レーザダイオードの発光量を変更する発光量変更ステップをさらに備え、
前記直流電流制御ステップは、前記レーザダイオードの発光量が、前記発光量変更ステップにおいて変更された発光量に保たれるように、前記レーザダイオードに供給する直流電流の大きさを制御することにより実行される請求項7記載の試料分析方法。
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