(57)【要約】【課題】試料測定装置の光学ユニットに関し、組み立てやすさやメンテナンス性をより向上できる試料測定装置および試料測定方法を提供する。【解決手段】試料測定装置１０は、試料に照射光を照射し、試料中の粒子から光を生じさせる照射部１００と、試料中の粒子から生じた光が入射する入射面と、入射した光を選択的に反射する反射面２０１〜２０６と、反射面２０１〜２０６により反射した光を出射する出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２と、を有する複数のプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０が互いに接合された光学ブロック２００と、複数のプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２から出射した光を受光する受光部３００と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に照射光を照射し、前記試料中の粒子から光を生じさせる照射部と、
前記試料中の粒子から生じた光が入射する入射面と、入射した光を選択的に反射する反射面と、前記反射面により反射した光を出射する出射面と、を有する複数のプリズムが互いに接合された光学ブロックと、
前記複数のプリズムの前記出射面から出射した光を受光する受光部と、を備える、試料測定装置。
【請求項２】
前記光学ブロックは、前記複数のプリズムが接合され一体的に形成されている、請求項１に記載の試料測定装置。
【請求項３】
前記光学ブロックは、前記試料中の粒子から生じた光を透過し、前記受光部は前記光学ブロックを透過した光を受光する、請求項１または２に記載の試料測定装置。
【請求項４】
前記複数のプリズムの前記反射面は、前記光学ブロックに入射する光の進行方向に沿って配置されている、請求項１ないし３の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項５】
前記複数のプリズムの前記反射面は、前記光学ブロックに入射する光の進行方向に対して同じ方向に傾いている、請求項１ないし４の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項６】
前記複数のプリズムの前記反射面のうち第１グループの反射面は、前記光学ブロックに入射する光の進行方向に対して第１方向に傾いており、
前記複数のプリズムの前記反射面のうち前記第１グループとは異なる第２グループの反射面は、前記光学ブロックに入射する光の進行方向に対して前記第１方向とは異なる第２方向に傾いている、請求項１ないし４の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項７】
前記複数のプリズムの前記反射面は、前記光学ブロックに入射する光の進行方向に対して同じ角度で傾いている、請求項１ないし６の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項８】
前記複数のプリズムの前記反射面は、前記光学ブロックに入射する光の進行方向に対して互いに異なる角度で傾いている、請求項１ないし６の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項９】
前記複数のプリズムの前記出射面は、異なる波長の光をそれぞれ対応する受光領域に向かって出射する、請求項１ないし８の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項１０】
前記複数のプリズムの前記出射面は、前記光学ブロックに入射する光の進行方向に対して異なる角度で傾いている、請求項９に記載の試料測定装置。
【請求項１１】
前記複数のプリズムの前記反射面の間隔は、前記反射面で反射された光が、対応する出射面に隣り合う他の出射面に入射しない幅を有する、請求項９または１０に記載の試料測定装置。
【請求項１２】
前記プリズムは、透過性のガラスまたは樹脂からなる、請求項１ないし１１の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項１３】
前記反射面は、所定の波長の光を反射して前記所定の波長以外の光を透過する、請求項１ないし１２の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項１４】
前記受光部は、１つの受光面において、前記複数のプリズムの前記反射面で反射された光を受光する、請求項１ないし１３の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項１５】
前記受光部は、第１受光部と第２受光部を備え、
前記第１受光部は、第１受光面において、前記複数のプリズムの前記反射面のうち第１グループの反射面で反射された光を受光し、
前記第２受光部は、第１受光面とは異なる第２受光面において、前記複数のプリズムの前記反射面のうち前記第１グループとは異なる第２グループの反射面で反射された光を受光する、請求項１ないし１３の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項１６】
前記受光部は、ＴＤＩカメラまたはＣＣＤカメラである、請求項１ないし１５の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項１７】
前記照射光が照射された前記試料中の粒子から生じた光のビームサイズを縮小および平行光化して前記光学ブロックに光を導く縮小光学系を備える、請求項１ないし１６の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項１８】
前記縮小光学系は、前記試料中の粒子から生じた光を集光する第１レンズと、前記第１レンズにより集光された光を前記平行光に変換して前記光学ブロックへと導く第２レンズと、を備える、請求項１７に記載の試料測定装置。
【請求項１９】
前記第１レンズおよび前記第２レンズは、凸レンズである、請求項１８に記載の試料測定装置。
【請求項２０】
前記第１レンズにより集光された光の収束位置に配置され、前記第１レンズにより集光された光以外の不要な光を除去するための絞りを備える、請求項１９に記載の試料測定装置。
【請求項２１】
前記複数のプリズムの前記反射面によって反射された異なる波長の光を、それぞれ前記受光部に収束させる第３レンズを備える、請求項１ないし２０の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項２２】
前記照射光が照射された前記試料中の粒子から生じた光を集光する対物レンズを備える、請求項１ないし２１の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項２３】
前記受光部は、前記異なる受光領域において、前記粒子の明視野画像および蛍光画像をそれぞれ撮像する、請求項１ないし２２の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項２４】
前記複数のプリズムの前記反射面のうち端に配置された反射面は、前記明視野画像用の光を反射する、請求項２３に記載の試料測定装置。
【請求項２５】
前記照射光に含まれる所定の波長の光を遮断するフィルターを備える、請求項１ないし２４の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項２６】
前記受光部は、前記異なる受光領域において、前記粒子の明視野画像および蛍光画像をそれぞれ撮像し、
前記フィルターは、前記光学ブロックと前記受光部の間に配置され、前記蛍光画像用の光が通る位置で前記明視野画像用の光を遮断する、請求項２５に記載の試料測定装置。
【請求項２７】
前記試料が流されるフローセルを備え、
前記照射部は、前記フローセルを流れる前記試料に前記照射光を照射する、請求項１ないし２６の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項２８】
前記粒子は細胞であり、
前記受光部は、前記照射光が照射された前記細胞から、互いに異なる複数波長の蛍光を受光する、請求項１ないし２７の何れか一項に記載の試料測定装置。
【請求項２９】
試料に照射光を照射し、
前記照射光が照射された前記試料中の粒子から生じた光が入射する入射面と、入射した光を選択的に反射する反射面と、前記反射面により反射した光を出射する出射面と、を有する複数のプリズムが互いに接合された光学ブロックに、前記試料中の粒子から生じた光を入射させ、
前記複数のプリズムの前記出射面から出射した光を受光領域に導く、試料測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料を測定する試料測定装置および試料測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料中の細胞の蛍光画像を取得し、試料の測定を行う試料測定装置が知られている。特許文献１に記載の試料測定装置（蛍光画像分析装置６００）は、図１６に示すように、４枚のダイクロイックミラーが組み合わせられた構成を有する光学ユニット６１０を備えている。光学ユニット６１０の４枚のダイクロイックミラーは、試料に光が照射されることにより試料中の粒子から生じた異なる波長の４種類の光を、互いに僅かに異なる角度で反射し、撮像部６２０の受光面上において分離させ、波長ごとの蛍光画像を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１００１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような試料測定装置においては、光学ユニット６１０が備える複数のダイクロイックミラーによって反射された各波長の光が、撮像部６２０の受光面上の所望の位置に照射されるよう、装置の製造における組み立て時や装置の出荷後のメンテナンス時に、複数のダイクロイックミラーに対して光軸合わせなどの位置調整が行われている。
【０００５】
図１７に示すように、上記の光学ユニット６１０は、たとえば、ダイクロイックミラー６１１ａを保持するプレート６１１を４枚備えており、作業者は、プレート６１１に設けられたピン６１１ｂを回転させることにより、プレート６１１に保持されたダイクロイックミラー６１１ａの回転位置を調整する。４枚のプレート６１１はそれぞれ独立してダイクロイックミラー６１１ａを保持しており、作業者は、４枚のプレート６１１に対してそれぞれ個別にダイクロイックミラー６１１ａの位置調整を行う。
【０００６】
本発明は、試料測定装置の光学ユニットに関し、組み立てやすさやメンテナンス性をより向上できる試料測定装置および試料測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、試料測定装置に関する。図１を参照し、本態様に係る試料測定装置（１０）は、試料に照射光を照射し、試料中の粒子から光を生じさせる照射部（１００）と、試料中の粒子から生じた光が入射する入射面と、入射した光を選択的に反射する反射面（２０１〜２０６）と、反射面（２０１〜２０６）により反射した光を出射する出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）と、を有する複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）が互いに接合された光学ブロック（２００）と、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）から出射した光を受光する受光部（３００）と、を備える。
【０００８】
光学ブロック（２００）とは、一部または全部がほぼ均質な透過性の材料で構成され光を透過すると共に、光学ブロック（２００）内および外部空間を進む光の速さの違いを用いて光を屈折させる光学部品のことである。光学ブロック（２００）を構成するプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）は、たとえば、ガラス、樹脂、水晶などからなる。
【０００９】
本態様に係る試料測定装置（１０）によれば、たとえば、試料中の粒子から生じた互いに異なる複数の波長の光が光学ブロック（２００）に設けられた複数の反射面（２０１〜２０６）によりそれぞれ反射され、受光部（３００）にそれぞれ導かれる。複数の波長の光に対して共通の光学ブロック（２００）を用いることにより、各波長の光を受光部（３００）にそれぞれ導くための個別のダイクロイックミラー等を用いる必要がない。反射面（２０１〜２０６）を備える複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）が互いに接合された光学ブロック（２００）を設けることで、各反射面（２０１〜２０６）同士がなす角度が固定されるため、このような光学ユニットにおいて、複数の波長毎に個別に複数の光学部品の光軸合わせなどの調整が不要になる。よって、試料測定装置の組み立て時やメンテナンス時の作業負担を軽減できる。
【００１０】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、光学ブロック（２００）は、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）が接合され一体的に形成され得る。「複数のプリズムが一体的に形成されている」とは、光が光学ブロック（２００）の複数の反射面（２０１〜２０６）を通る際に、各プリズムの外部（空気）を通らないことを指す。複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）が一体的に形成されることにより、光学ブロック（２００）の複数の反射面（２０１〜２０６）の角度の関係が変化しなくなる。また、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）が一体的に形成されているため、複数の反射面（２０１〜２０６）が外部（空気）に出ることがない。これにより、複数の反射面（２０１〜２０６）で反射された各光の光軸が、所望の方向から想定外にずれることを抑制できる。よって、受光部（３００）の所望の受光領域に届く光が減少することを抑制できる。
【００１１】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、光学ブロック（２００）は、試料中の粒子から生じた光を透過し、受光部（３００）は光学ブロック（２００）を透過した光を受光し得る。
【００１２】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）は、光学ブロック（２００）に入射する光の進行方向に沿って配置され得る。
【００１３】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）は、光学ブロック（２００）に入射する光の進行方向に対して同じ方向に傾くよう構成され得る。こうすると、光学ブロック（２００）の各反射面（２０１〜２０６）で反射された光が一方向側に向かうため、光学ブロック（２００）を経由した光を１つの受光部（３００）によって容易に受光できる。よって、複数の受光部（３００）を配置する場合に比べて試料測定装置（１０）を簡素に構成できる。
【００１４】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）のうち第１グループの反射面（２０１、２０３、２０５）は、光学ブロック（２００）に入射する光の進行方向に対して第１方向に傾いており、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）のうち第１グループとは異なる第２グループの反射面（２０２、２０４、２０６）は、光学ブロック（２００）に入射する光の進行方向に対して第１方向とは異なる第２方向に傾くよう構成され得る。
【００１５】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）は、光学ブロック（２００）に入射する光の進行方向に対して同じ角度で傾くよう構成され得る。
【００１６】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）は、光学ブロック（２００）に入射する光の進行方向に対して互いに異なる角度で傾くよう構成され得る。
【００１７】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）は、異なる波長の光をそれぞれ対応する受光領域（３２１〜３２６）に向かって出射するよう構成され得る。こうすると、複数の出射面の形状を調整することにより、各波長の光を受光部（３００）の対応する受光領域に導くことができる。
【００１８】
この場合に、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）は、光学ブロック（２００）に入射する光の進行方向に対して異なる角度で傾くよう構成され得る。こうすると、複数の出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）の角度を調整することにより、各波長の光を受光部（３００）の対応する受光領域に導くことができる。
【００１９】
また、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）の間隔は、反射面（２０１〜２０６）で反射された光が、対応する出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）に隣り合う他の出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）に入射しない幅を有するよう構成され得る。こうすると、各波長の光が受光部（３００）の受光領域において重なることを抑制できる。よって、各波長の光に基づく信号を精度よく取得できる。
【００２０】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、プリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）は、透過性のガラスまたは樹脂からなるよう構成され得る。
【００２１】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、反射面（２０１〜２０６）は、所定の波長の光を反射して所定の波長以外の光を透過し得る。
【００２２】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、受光部（３００）は、１つの受光面（３１１）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）で反射された光を受光するよう構成され得る。
【００２３】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、受光部は、第１受光部（５１０）と第２受光部（５２０）を備え、第１受光部（５１０）は、第１受光面（５１１）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）のうち第１グループの反射面（２０１、２０３、２０５）で反射された光を受光し、第２受光部（５２０）は、第１受光面（５１１）とは異なる第２受光面（５２１）において、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）のうち第１グループとは異なる第２グループの反射面（２０２、２０４、２０６）で反射された光を受光するよう構成され得る。
【００２４】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、受光部（３００）は、ＴＤＩカメラまたはＣＣＤカメラとされ得る。
【００２５】
本態様に係る試料測定装置（１０）は、照射光が照射された試料中の粒子から生じた光のビームサイズを縮小および平行光化して光学ブロック（２００）に光を導く縮小光学系（４００）を備えるよう構成され得る。こうすると、光学ブロック（２００）のサイズを小型化できる。よって、試料測定装置（１０）の全体のサイズを小さくできる。
【００２６】
この場合に、縮小光学系（４００）は、試料中の粒子から生じた光を集光する第１レンズ（４１）と、第１レンズ（４１）により集光された光を平行光に変換して光学ブロック（２００）へと導く第２レンズ（４２）と、を備えるよう構成され得る。こうすると、第１レンズ（４１）の焦点距離を第２レンズ（４２）の焦点距離よりも大きくすることにより、受光部（３００）の受光面上における像を大きく設定できる。
【００２７】
この場合に、第１レンズ（４１）および第２レンズ（４２）は、凸レンズとされ得る。
【００２８】
この場合に、本態様に係る試料測定装置（１０）は、第１レンズ（４１）により集光された光の収束位置に配置され、第１レンズ（４１）により集光された光以外の不要な光を除去するための絞り（３２）を備えるよう構成され得る。こうすると、余分な光を除去できる。
【００２９】
本態様に係る試料測定装置（１０）は、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）によって反射された異なる波長の光を、それぞれ受光部（３００、５１０、５２０）に収束させる第３レンズ（４３、５０１、５０２）を備えるよう構成され得る。こうすると、ビームサイズを縮小する縮小光学系（４００）を用いることにより、第３レンズ（４３、５０１、５０２）の焦点距離を小さく設定できる。これにより、第３レンズ（４３、５０１、５０２）から受光部（３００、５１０、５２０）までの距離を小さくできるため、この方向における試料測定装置（１０）の幅を小さくできる。
【００３０】
本態様に係る試料測定装置（１０）は、照射光が照射された試料中の粒子から生じた光を集光する対物レンズ（３１）を備えるよう構成され得る。
【００３１】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、受光部（３００、５１０、５２０）は、異なる受光領域（３２１〜３２６、５３１〜５３６）において、粒子の明視野画像および蛍光画像をそれぞれ撮像するよう構成され得る。
【００３２】
この場合に、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の反射面（２０１〜２０６）のうち端に配置された反射面（２０６）は、明視野画像用の光を反射するよう構成され得る。
【００３３】
本態様に係る試料測定装置（１０）は、照射光に含まれる所定の波長の光を遮断するフィルター（３３、３４）を備えるよう構成され得る。照射光に含まれる所定の波長の光は、試料から生じた各波長の光が入射する受光部（３００）の受光面に入射すると、この光は迷光となり、粒子から生じた光の測定精度が低下してしまう。これに対し、照射光に含まれる所定の波長の光を遮断するフィルターが設置されると、受光面に導かれる迷光を抑制できる。
【００３４】
この場合に、受光部（３００）は、異なる受光領域（３２１〜３２６、５３１〜５３６）において、粒子の明視野画像および蛍光画像をそれぞれ撮像し、フィルター（３４）は、光学ブロック（２００）と受光部（３００、５２０）の間に配置され、蛍光画像用の光が通る位置で明視野画像用の光を遮断するよう構成され得る。
【００３５】
本態様に係る試料測定装置（１０）は、試料が流されるフローセル（２０）を備え、照射部（１００）は、フローセル（２０）を流れる試料に照射光を照射するよう構成され得る。
【００３６】
本態様に係る試料測定装置（１０）において、粒子は細胞であり、受光部（３００）は、照射光が照射された細胞から、互いに異なる複数波長の蛍光を受光するよう構成され得る。これにより、複数波長の蛍光に基づいて、細胞の分析を詳細に行うことができる。
【００３７】
本発明の第２の態様は、試料測定方法に関する。本態様に係る試料測定方法は、試料に照射光を照射し、照射光が照射された試料中の粒子から生じた光が入射する入射面と、入射した光を選択的に反射する反射面（２０１〜２０６）と、反射面（２０１〜２０６）により反射した光を出射する出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）と、を有する複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）が互いに接合された光学ブロック（２００）に、試料中の粒子から生じた光を入射させ、複数のプリズム（２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０）の出射面（２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２）から出射した光を受光領域（３２１〜３２６、５３１〜５３６）に導く。
【００３８】
本態様に係る試料測定方法によれば、第１の態様と同様の効果が奏される。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、試料測定装置の光学ユニットに関し、組み立てやすさやメンテナンス性をより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、実施形態１に係る試料測定装置の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る試料測定装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る照射部の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るプリズムの構成を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は、実施形態１に係るプリズムの組み立て前の状態を模式的に示す斜視図である。図５（ｂ）は、実施形態１に係るプリズムの組み立てが完成した状態を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、実施形態１の変更例に係るプリズムの組み立て前の状態を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る受光部の構成を示す模式図である。
【図８】図８（ａ）は、実施形態１に係る縮小光学系および測定部の光学系全体の総合倍率を説明するための模式図である。図８（ｂ）は、比較例に係る縮小光学系および測定部の光学系全体の総合倍率を説明するための模式図である。
【図９】図９は、実施形態１の変更例に係る縮小光学系の構成を示す模式図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る試料測定装置による測定動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態２に係る測定部の構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態３に係るプリズムの構成を示す模式図である。
【図１３】図１３は、実施形態４に係るプリズムの構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、実施形態４に係る測定部の構成を示す模式図である。
【図１５】図１５は、実施形態５に係る測定部の構成を示す模式図である。
【図１６】図１６は、関連技術に係る構成を説明するための模式図である。
【図１７】図１７は、関連技術に係る構成を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
＜実施形態１＞
図１は、試料測定装置１０の構成を示す模式図である。図１において、ＸＹＺ軸は互いに直交しており、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平面に平行な方向であり、Ｚ軸正方向は鉛直下方向である。なお、他の図においても、ＸＹＺ軸は図１と同様に設定されている。
【００４２】
試料測定装置１０は、フローセル２０の内部に形成された流路２１を流れる試料に照射光を照射し、照射光が照射された試料中の粒子の画像を撮像するフローサイトメータである。試料測定装置１０は、撮像した粒子の画像を分析することで、粒子や試料等の状態を測定することが可能となる。
【００４３】
測定部６３は、照射部１００と、フローセル２０と、対物レンズ３１と、絞り３２と、フィルター３３、３４と、第１レンズ４１と、第２レンズ４２と、第３レンズ４３と、光学ブロック２００と、受光部３００と、を備える。
【００４４】
照射部１００は、フローセル２０の内部に形成された流路２１を流れる試料に照射光を照射する。照射光は、複数の波長λ１１、λ１２、λ１３、λ６の光を含む。照射光が試料に照射されると、試料に含まれる粒子から散乱光や蛍光等の光が生じる。試料中の粒子から生じ得る光の波長は照射部１００が照射する光の波長および試料中の粒子に施した蛍光標識等によりあらかじめ決まっている。粒子から生じる光は、第１波長の光、第２波長の光、第３波長の光、第４波長の光、第５波長の光、および第６波長の光を含む。第１波長の光、第２波長の光、第３波長の光、第４波長の光、第５波長の光、および第６波長の光を、それぞれ、以下、波長λ１の光、波長λ２の光、波長λ３の光、波長λ４の光、波長λ５の光、および波長λ６の光と称する。実施形態１において、「波長λの光」とは、中心波長λに対して所定範囲の波長の光を意味している。
【００４５】
なお、図１では、試料に対してＸ軸正方向に照射光が照射されるよう図示しているが、フローセル２０に対する照射光の照射方向はこれに限らない。図３を参照して後述するように、実施形態１では、蛍光を励起させるための照射光は、試料に対してＹ軸正方向に照射し、明視野画像を取得するための照射光は、試料に対してＸ軸正方向に照射している。
【００４６】
フローセル２０の内部には流路２１がＺ軸方向に形成されており、流路２１にはＺ軸正方向に試料が流される。対物レンズ３１は、試料からＸ軸正側に生じた光を、平行光となるよう集光する。第１レンズ４１は、凸レンズであり、対物レンズ３１によって集光され平行光に変換された光を集光して、絞り３２の位置で収束させる。第１レンズ４１は、色収差を抑制するように構成されている。なお、第１レンズ４１は、複数のレンズにより構成されてもよい。
【００４７】
絞り３２は、Ｙ−Ｚ平面に平行な平板であり、絞り３２には、Ｘ軸方向に貫通する孔３２ａが形成されている。孔３２ａは、第１レンズ４１により集光された光の収束位置に配置される。絞り３２が配置されることにより、試料中の粒子から生じた光以外の不要な光、たとえば、フローセル２０の外面などで反射した光等は、絞り３２によって遮光され、試料中の粒子から生じた光のみが孔３２ａを通過して第２レンズ４２へと導かれる。これにより、余分な光、すなわち試料中の粒子以外から生じた光を除去できる。なお、絞り３２は、平板に限らず、孔３２ａの径を変更可能な絞り機構であってもよい。また、余分な光が特に問題にならない場合は、絞り３２を省略してもよい。
【００４８】
第２レンズ４２は、凸レンズであり、絞り３２の孔３２ａを通過した光を集光して平行光に変換し、光学ブロック２００へと導く。第２レンズ４２は、色収差を抑制するように構成されている。なお、第２レンズ４２は、複数のレンズにより構成されてもよい。フィルター３３は、試料中の粒子から生じた光のみを通過させる。具体的には、フィルター３３の透過波長は、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光がフィルター３３を透過し、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６以外の波長の光がフィルター３３で遮断されるように設定される。なお、第２レンズ４２とフィルター３３との間に位相変調素子を配置し、拡大された被写界深度（Extended Depth of Focus : EDoF）が実現されるようにしてもよい。
【００４９】
ここで、上述したように、試料に照射される照射光は、複数の波長λ１１、λ１２、λ１３の光を含む。複数の波長λ１１、λ１２、λ１３の光はビーム強度が高く、試料中の粒子から生じる複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光は、たとえば蛍光であり、照射光と比較してビーム強度が低いため、複数の波長λ１１、λ１２、λ１３の光が受光部３００の受光面３１１に入射すると、これらの光は迷光となり、粒子から生じた光の測定精度が低下してしまう。これに対し、複数の波長λ１１、λ１２、λ１３の光を遮断するフィルター３３が設置されると、受光面３１１に導かれる迷光を抑制できる。
【００５０】
光学ブロック２００とは、一部または全部がほぼ均質な透過性の材料で構成され光を透過すると共に、光学ブロック２００内および外部空間を進む光の速さの違いを用いて光を屈折させる光学部品のことである。光学ブロック２００は、後述するように複数のプリズムにより構成されている。光学ブロック２００を構成するプリズムは、たとえば、ガラス、樹脂、水晶などからなる。光学ブロック２００は、試料中の粒子から生じた光を透過する。
【００５１】
光学ブロック２００は、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第４反射面、第５反射面、および第６反射面を備える。第１反射面、第２反射面、第３反射面、第４反射面、第５反射面、および第６反射面を、それぞれ、以下、反射面２０１、反射面２０２、反射面２０３、反射面２０４、反射面２０５、および反射面２０６と称する。第２レンズ４２により平行光に変換された光は、Ｘ軸正方向に光学ブロック２００に入射する。複数の反射面２０１〜２０６は、光学ブロック２００に入射する光の進行方向に沿って、この順に並んで配置されている。複数の反射面２０１〜２０６は、互いに異なる波長の光を選択的に反射して、受光部３００の異なる受光領域３２１〜３２６に導く。
【００５２】
ここで、「受光部の異なる受光領域に導く」とは、本実施形態のように、光学ブロック２００を出る複数波長の光が第３レンズ４３等の他の光学部品を介して間接的に受光部３００のそれぞれの受光領域３２１〜３２６に導かれてもよいし、直接受光部３００におけるそれぞれの受光領域３２１〜３２６に導かれてもよい。
【００５３】
反射面２０１は、波長λ１の光を反射して波長λ１以外の光を透過する。反射面２０２は、波長λ２の光を反射して波長λ２以外の光を透過する。反射面２０３は、波長λ３の光を反射して波長λ３以外の光を透過する。反射面２０４は、波長λ４の光を反射して波長λ４以外の光を透過する。反射面２０５は、波長λ５の光を反射して波長λ５以外の光を透過する。反射面２０６は、波長λ６の光を反射して波長λ６以外の光を透過する。
【００５４】
光学ブロック２００は、Ｙ軸正側において、第１出射面、第２出射面、第３出射面、第４出射面、第５出射面、および第６出射面を備える。第１出射面、第２出射面、第３出射面、第４出射面、第５出射面、および第６出射面を、それぞれ、以下、出射面２１２、出射面２２２、出射面２３２、出射面２４２、出射面２５２、および出射面２６２と称する。
【００５５】
複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２は、それぞれ、複数の反射面２０１〜２０６で反射された各波長の光を屈折させる。より詳細には、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２は、それぞれ、内部を透過する複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光の進行方向が互いに異なるよう各光を屈折させ、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光を、それぞれ、受光部３００の対応する複数の受光領域３２１〜３２６（図７参照）に向かって出射する。複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２の形状を調整することにより、各波長の光を受光部３００の異なる受光領域３２１〜３２６に導くことができる。
【００５６】
また、光学ブロック２００は、第１プリズム、第２プリズム、第３プリズム、第４プリズム、第５プリズム、第６プリズム、および第７プリズムを備える。第１プリズム、第２プリズム、第３プリズム、第４プリズム、第５プリズム、第６プリズム、および第７プリズムを、それぞれ、以下、プリズム２１０、プリズム２２０、プリズム２３０、プリズム２４０、プリズム２５０、プリズム２６０、プリズム２７０と称する。
【００５７】
光学ブロック２００は、７つのプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０が一体的に形成されることにより構成されている。「複数のプリズムが一体的に形成されている」とは、光が光学ブロック２００の複数の反射面２０１〜２０６を通る際に、各プリズムの外部（空気）を通らないことを指す。複数のプリズムが一体的に形成されることにより、光学ブロック２００の複数の反射面２０１〜２０６の角度の関係が変化しなくなる。６つの反射面２０１〜２０６は、それぞれ、６つのプリズム２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０のＸ軸負側の斜面（試料中の粒子から生じた光が入射する入射面）に形成されている。光学ブロック２００の詳細な構成については、追って図４〜図５（ｂ）を参照して説明する。
【００５８】
フィルター３４は、複数の反射面２０１〜２０５で反射された複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光が通る位置に配置されており、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光が通る領域に漏れ出た波長λ６の光を遮断する。具体的には、フィルター３４の透過波長は、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光がフィルター３４を透過し、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５以外の波長の光がフィルター３４で遮断されるように構成される。また、フィルター３４は、受光部３００の受光領域３２６に向かって波長λ６の光が通る位置から外れた位置に配置されている。
【００５９】
ここで、波長λ６の光は、照射光として試料に照射され、試料中の粒子を透過した光である。このため、波長λ６の光のビーム強度は、たとえば蛍光等の、試料中の粒子から生じる複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光のビーム強度より高い。このため、波長λ６の光が、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光に対応した受光部３００の５つの受光領域３２１〜３２５に入射すると、この光は迷光となり、粒子から生じた光の測定精度が低下してしまう。これに対し、波長λ６の光を遮断するフィルター３４が設置されると、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の５つの受光領域３２１〜３２５に導かれる迷光を抑制できる。
【００６０】
第３レンズ４３は、光学ブロック２００の複数の反射面２０１〜２０５で反射されフィルター３４を透過した複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を、それぞれ受光部３００に収束させる。また、第３レンズ４３は、光学ブロック２００の反射面２０６で反射された波長λ６の光を、受光部３００に収束させる。第３レンズ４３は、色収差を抑制するように構成されている。なお、第３レンズ４３は、複数のレンズにより構成されてもよい。
【００６１】
なお、実施形態１では、試料から生じた光が平行光として光学ブロック２００に入射したが、試料から生じた光が集光する光として光学ブロック２００に入射してもよい。この場合、第３レンズ４３を省略できる。
【００６２】
受光部３００は、光学ブロック２００を経由した複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光を、それぞれ、互いに異なる受光領域３２１〜３２６において受光する。受光部３００は、ＴＤＩ（Time Delay Integration）カメラである。受光部３００は、光学ブロック２００を経由した各波長の光を撮像して、各波長の光にそれぞれ対応した撮像画像を生成する。複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光は、後述するように標的部位を染色する蛍光色素から生じた蛍光であるため、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光に基づく撮像画像は蛍光画像である。波長λ６の光は、粒子を透過した光であるため、波長λ６の光に基づく撮像画像は明視野画像である。なお、受光部３００は、ＣＣＤカメラ等の他のカメラでもよい。ただし、受光部３００がＴＤＩカメラであると、標的部位に基づく撮像画像をより精度よく取得できる。
【００６３】
以上のように、互いに異なる複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光が試料中の粒子から生じた場合、これらの光が光学ブロック２００に設けられた複数の反射面２０１〜２０６によりそれぞれ反射され、受光部３００の異なる受光領域３２１〜３２６にそれぞれ導かれる。複数の波長の光に対して共通の光学ブロック２００を用いることにより、各波長の光を異なる受光領域３２１〜３２６にそれぞれ導くための個別のダイクロイックミラー等を用いる必要がない。複数の反射面２０１〜２０６が一体的に形成された光学ブロック２００を設けることで、各反射面同士がなす角度が固定されるため、複数の波長毎に個別に複数の光学部品の光軸合わせなどの調整が不要になる。よって、試料測定装置１０の組み立て時やメンテナンス時の作業負担を軽減できる。
【００６４】
また、複数のプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０が一体的に形成されているため、複数の反射面２０１〜２０６が外部（空気）に出ることがない。これにより、複数の反射面２０１〜２０６で反射された各光の光軸が、所望の方向から想定外にずれることを抑制できる。よって、受光部３００の所望の受光領域に届く光が減少することを抑制できる。
【００６５】
なお、上記の説明では、フローセル２０の流路２１を流れる試料に対して、照射光として、同時に複数の波長λ１１、λ１２、λ１３、λ６を含む光が照射され、試料から複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光が生じ得る例を挙げたが、これに限らない。同時に照射する光は、後述する標的部位を染色する蛍光色素の種類や染色する標的部位の数、および、明視野画像の取得の有無などに応じて決められればよく、複数の波長λ１１、λ１２、λ１３、λ６の少なくとも１つの光が照射光として照射されればよい。この場合、照射光として試料に照射された光の波長に応じて、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光のうち少なくとも１つの光が試料中の粒子から生じることになる。
【００６６】
図２は、試料測定装置１０の構成を示すブロック図である。
【００６７】
前処理ユニット５０は、被検者から検体として採取された全血に対して所定の処理を行って、白血球を測定対象の粒子として抽出する。なお、被検者から採取される検体は、生体から採取した全血のほか、血漿、脳脊髄液、組織液、尿であってもよい。測定対象の粒子は、白血球に限らず、たとえば上皮細胞など他の細胞でもよく、小胞体のエクソソームなどでもよい。
【００６８】
また、前処理ユニット５０は、染色試薬を用いて、測定対象となる粒子の標的部位を蛍光色素で染色する。標的部位は、測定対象となる粒子内の核や遺伝子、および、測定対象となる粒子の表面のポリペプチドなどである。なお、核は、核染色用の蛍光色素により特異的に染色できる。遺伝子および粒子表面のポリペプチドは、蛍光色素を含む標識抗体とハイブリダイズさせることにより染色できる。実施形態１では、λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の５種類の波長の蛍光画像を取得できるため、粒子内の核、粒子内の所定の遺伝子、および、粒子表面の所定のポリペプチドなどから、標的部位を最大５つまで選択できる。
【００６９】
５つの標的部位が選択された場合、５つの標的部位をＰ１〜Ｐ５とすると、標的部位Ｐ１は、波長λ１１の励起光が照射されることにより波長λ１の蛍光を生じる蛍光色素により染色される。標的部位Ｐ２は、波長λ１１の励起光が照射されることにより波長λ２の蛍光を生じる蛍光色素により染色される。標的部位Ｐ３は、波長λ１２の励起光が照射されることにより波長λ３の蛍光を生じる蛍光色素により染色される。標的部位Ｐ４は、波長λ１２の励起光が照射されることにより波長λ４の蛍光を生じる蛍光色素により染色される。標的部位Ｐ５は、波長λ１３の励起光が照射されることにより波長λ５の蛍光を生じる蛍光色素により染色される。複数の波長λ１１、λ１２、λ１３、λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６は、互いに異なる波長である。
【００７０】
試料測定装置１０は、前処理ユニット５０による前処理により調製された試料を測定して分析を行う。制御部６１は、たとえば、ＣＰＵである。記憶部６２は、たとえば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクである。制御部６１は、記憶部６２に記憶されたプログラムやデータに従って、試料測定装置１０内の各部を制御する。
【００７１】
測定部６３は、図１に示した各種の光学部品と、図３を参照して後述する各種の光学部品と、を備える。制御部６１は、測定部６３の４つの光源１０１〜１０４（図３参照）と、フローセル２０の流路２１（図１、３参照）に試料を流すための機構と、受光部３００（図１参照）などを駆動して試料の測定を行う。制御部６１は、受光部３００により生成される撮像画像を取得し、取得した撮像画像を記憶部６２に記憶させる。制御部６１は、取得した撮像画像に基づいて試料を分析し、分析結果を表示部６４に表示する。表示部６４は、たとえば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ等である。入力部６５は、たとえば、マウスやキーボードである。
【００７２】
上述したように、測定対象である試料中の白血球の５つの部位Ｐ１〜Ｐ５が蛍光標識され、受光部３００は、５つの部位Ｐ１〜Ｐ５から生じた互いに異なる複数波長の蛍光を受光する。これにより、制御部６１は、複数波長の蛍光に基づいて、測定対象の白血球の分析を詳細に行うことができる。
【００７３】
図３は、照射部１００の構成を示す模式図である。
【００７４】
照射部１００は、４つの光源１０１〜１０４と、４つの集光レンズ１１１〜１１４と、２つのダイクロイックミラー１２１、１２２と、を備える。
【００７５】
４つの光源１０１〜１０４は、半導体レーザ光源である。４つの光源１０１〜１０４から出射される光は、それぞれ、異なる４つの波長λ１１、λ１２、λ１３、λ６のレーザ光である。４つの集光レンズ１１１〜１１４は、それぞれ、４つの光源１０１〜１０４から出射された光を集光する。ダイクロイックミラー１２１は、波長λ１１の光を透過させ、波長λ１２の光を反射する。ダイクロイックミラー１２２は、２つの波長λ１１、λ１２の光を透過させ、波長λ１３の光を反射する。３つの波長λ１１、λ１２、λ１３の光は、Ｙ軸正方向にフローセル２０の流路２１に照射される。波長λ６の光は、Ｘ軸正方向にフローセル２０の流路２１に照射される。フローセル２０の流路２１には、測定対象となる粒子を含む試料が流される。
【００７６】
フローセル２０の流路２１を流れる試料に３つの波長λ１１、λ１２、λ１３の光が照射されると、試料に含まれる測定対象の粒子から蛍光が生じる。具体的には、粒子の５つの標的部位Ｐ１〜Ｐ５から、それぞれ、５つの波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の蛍光が生じる。また、フローセル２０の流路２１を流れる試料に波長λ６の光が照射されると、この光は、試料に含まれる測定対象の粒子を透過する。粒子を透過した波長λ６の光は、明視野画像の生成に用いられる。
【００７７】
図４は、光学ブロック２００の構成を示す模式図である。
【００７８】
光学ブロック２００は、上述したように複数の反射面２０１〜２０６を備える。複数の反射面２０１〜２０６は、光学ブロック２００に入射する光の進行方向すなわちＸ軸正方向に対して、同じ方向に傾いている。すなわち、複数の反射面２０１〜２０６は、いずれも、光が入射するＸ軸負側の面が、Ｘ−Ｙ平面内においてＹ軸正側に向くように傾いている。また、複数の反射面２０１〜２０６は、Ｘ−Ｙ平面内において、Ｘ軸正方向に対して同じ角度θで傾いている。複数の反射面２０１〜２０６がＸ軸正方向に対して同じ方向に傾くことにより、光学ブロック２００の複数の反射面２０１〜２０６で反射された光が一方向側に向かうため、光学ブロック２００を経由した光を１つの受光部３００によって容易に受光できる。よって、複数の受光部を配置する場合に比べて試料測定装置１０を簡素に構成できる。
【００７９】
光学ブロック２００は、上述したように複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２を備える。実施形態１では、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２が、それぞれ、Ｘ−Ｙ平面内において、Ｘ軸正方向に対して角度θ１１、θ１２、θ１３、θ１４、θ１５、θ１６で傾く平面として構成される。そして、角度θ１１、θ１２、θ１３、θ１４、θ１５、θ１６は、互いに異なる角度である。こうすると、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２の角度を調整することにより、各波長の光を受光部３００の対応する受光領域に導くことができる。
【００８０】
なお、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２は、平面であることに限らず、レンズ面であってもよい。この場合、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２を通過する各波長の光を収束させることができるため、第３レンズ４３を省略することもできる。
【００８１】
図５（ａ）は、光学ブロック２００の組み立て前の状態を模式的に示す斜視図である。
【００８２】
光学ブロック２００は、上述したように７つのプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０が一体的に形成されることにより構成される。プリズム２１０の斜面２１３と、プリズム２２０の反射面２０１および斜面２２１と、プリズム２３０の反射面２０２および斜面２３１と、プリズム２４０の反射面２０３および斜面２４１と、プリズム２５０の反射面２０４および斜面２５１と、プリズム２６０の反射面２０５および斜面２６１と、プリズム２７０の反射面２０６とは、互いに平行である。プリズム２１０のＸ軸負側には、Ｙ−Ｚ平面に平行な入射面２１１が形成され、プリズム２７０のＸ軸正側には、Ｙ−Ｚ平面に平行な背面２７１が形成されている。
【００８３】
複数のプリズム２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０のＸ軸負側の斜面（試料中の粒子から生じた光が入射する入射面）に、誘電体の多層膜などの薄膜が蒸着されることにより、それぞれ、複数の反射面２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６が形成される。蒸着する誘電体の多層膜の膜厚を変えることにより、各反射面において反射および透過する光の波長を調整できる。すなわち、複数の反射面２０１〜２０６に形成されている誘電体の多層膜は、異なる厚みを有している。複数の反射面２０１は、いわゆるダイクロイック面であり、上述したように所定波長の光を反射して所定波長以外の光を透過する波長選択面である。
【００８４】
複数の反射面２０１〜２０６が形成された後、プリズム２１０の斜面２１３と反射面２０１とが接合され、プリズム２２０の斜面２２１と反射面２０２とが接合され、プリズム２３０の斜面２３１と反射面２０３とが接合され、プリズム２４０の斜面２４１と反射面２０４とが接合され、プリズム２５０の斜面２５１と反射面２０５とが接合され、プリズム２６０の斜面２６１と反射面２０６とが接合される。これにより、図５（ｂ）に示すように、複数のプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０が一体的に形成された光学ブロック２００が完成する。このような組み立て方法によれば、あらかじめ所望の形状となるように容易に光学ブロック２００を構成できる。
【００８５】
なお、複数のプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０の接合は、ＵＶ硬化接着剤等の接着剤を用いてもよいし、各プリズムの接合面を高精度研磨し、接合剤を使わずに接合面の表面分子間力により接合（オプティカルコンタクト）してもよい。
【００８６】
また、波長選択面は、プリズム２１０の斜面２１３、プリズム２２０の斜面２２１、プリズム２３０の斜面２３１、プリズム２４０の斜面２４１、プリズム２５０の斜面２５１、および、プリズム２６０の斜面２６１に形成されてもよい。
【００８７】
また、複数のプリズム２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０が、組み立て前の状態において、それぞれ、さらに２つのプリズムにより構成されてもよい。たとえば、図６に示すように、プリズム２１０は、２つのプリズム２１０ａ、２１０ｂにより構成され、プリズム２２０は、２つのプリズム２２０ａ、２２０ｂにより構成され、プリズム２３０は、２つのプリズム２３０ａ、２３０ｂにより構成され、プリズム２４０は、２つのプリズム２４０ａ、２４０ｂにより構成され、プリズム２５０は、２つのプリズム２５０ａ、２５０ｂにより構成され、プリズム２６０は、２つのプリズム２６０ａ、２６０ｂにより構成されてもよい。複数のプリズム２１０ｂ、２２０ｂ、２３０ｂ、２４０ｂ、２５０ｂ、２６０ｂは、それぞれ、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２を備え、三角柱の形状を有する。
【００８８】
図６の状態から光学ブロック２００を組み立てる際には、プリズム２１０ａとプリズム２１０ｂの互いに向かい合う面を上述の図５（ａ）、（ｂ）と同様の方法で接合する。同様に、プリズム２２０ａとプリズム２２０ｂとが接合され、プリズム２３０ａとプリズム２３０ｂとが接合され、プリズム２４０ａとプリズム２４０ｂとが接合され、プリズム２５０ａとプリズム２５０ｂとが接合され、プリズム２６０ａとプリズム２６０ｂとが接合される。これにより、各プリズムが図５（ａ）と同様の状態になり、その後、図５（ｂ）のように接合される。
【００８９】
図７は、受光部３００の構成を示す模式図である。
【００９０】
受光部３００は、上述したようにＴＤＩカメラである。受光部３００は、受光した光を撮像するための集積回路からなる撮像素子３１０を備える。撮像素子３１０には受光面３１１が設けられている。受光面３１１は、受光部３００に入射した光を受光する面であり、信号を生成するための画素が配置された領域に対応する面である。受光面３１１には、６つの波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光をそれぞれ受光するための６つの異なる受光領域３２１〜３２６が設定されている。異なる受光領域３２１〜３２６は、それぞれＺ軸方向に延びた矩形状であり、受光面３１１において互いに重ならないよう、幅方向に並んで設けられている。幅方向は、水平面および受光面３１１に平行な方向である。ここで、「異なる受光領域」とは、受光部３００の受光面３１１上における、異なる位置に設けられた領域を意味している。
【００９１】
図７において、左端の受光領域３２１は、蛍光画像用の波長λ１の蛍光を受光する。左から２番目の受光領域３２２は、蛍光画像用の波長λ２の蛍光を受光する。左から３番目の受光領域３２３は、蛍光画像用の波長λ３の蛍光を受光する。右から３番目の受光領域３２４は、蛍光画像用の波長λ４の蛍光を受光する。右から２番目の受光領域３２５は、蛍光画像用の波長λ５の蛍光を受光する。右端の受光領域３２６は、明視野画像用の波長λ６の光を受光する。
【００９２】
６つの受光領域３２１〜３２６に投影される測定対象となる粒子から生じる光の位置は、粒子がフローセル２０の流路２１をＺ軸正方向に移動することに合わせて、白抜きの矢印で示すように、それぞれ６つの受光領域３２１〜３２６内でＺ軸正方向に移動する。図７の６つの受光領域３２１〜３２６には、便宜上、測定対象となる粒子から生じた光の像が、点線で図示されている。６つの受光領域３２１〜３２６の大きさは、測定対象となる粒子から生じた光の像が受光領域の内部に収まるように設定されている。
【００９３】
このように、光学ブロック２００の複数の反射面２０１〜２０６で反射された各波長の光は、１つの受光面３１１上において分離されるため、受光部３００は、６つの受光領域３２１〜３２６内で移動するビームスポットを撮像して、各波長の光に対応した撮像画像を生成できる。
【００９４】
次に、図４、図５（ｂ）および図７を参照して、光学ブロック２００の各部の長さおよび角度について説明する。
【００９５】
図４に示すように、複数の反射面２０１〜２０６は、いずれもＸ−Ｙ平面内においてＸ軸方向に対して角度θだけ傾いている。たとえば、本実施形態１の角度θは、６０°に設定されている。複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２は、Ｘ−Ｙ平面内においてＸ軸方向に対して、それぞれ角度θ１１、θ１２、θ１３、θ１４、θ１５、θ１６だけ傾いている。
【００９６】
光学ブロック２００に光が入射する入射面２１１は、Ｙ−Ｚ平面に平行な平面である。入射面２１１と反射面２０１のＹ軸負方向の端部との距離はｄ１である。Ｘ軸方向における、反射面２０１と反射面２０２との距離、反射面２０２と反射面２０３との距離、反射面２０３と反射面２０４との距離、反射面２０４と反射面２０５との距離、および、反射面２０５と反射面２０６との距離は、いずれもｄ２である。光学ブロック２００のＸ軸正側の背面２７１は、Ｙ−Ｚ平面に平行な平面である。反射面２０６のＹ軸負方向の端部と背面２７１との距離はｄ３である。入射面２１１のＹ軸方向の長さおよび背面２７１のＹ軸方向の長さはｄ４である。複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２のＸ−Ｙ平面内における長さは、いずれもｄ５である。図５（ｂ）に示すように、光学ブロック２００のＺ軸方向の長さはｄ６である。
【００９７】
たとえば、本実施形態１では、距離ｄ１は２ｍｍ、距離ｄ２は６ｍｍ、距離ｄ３は４ｍｍ、長さｄ４は４√３ｍｍ、長さｄ５は５ｍｍ、長さｄ６は１０ｍｍに設定されている。
【００９８】
図４に示すように、複数の反射面２０１〜２０６のうち隣り合う２つの反射面によって反射される光は、それぞれ対応する出射面に入射する必要がある。たとえば、反射面２０２で反射された光が、当該光が入射すべき出射面２２２に隣り合う複数の出射面２１２、２３２に入射しないように、反射面２０１と反射面２０２との間隔、および反射面２０２と反射面２０３との間隔が設定されている。他の反射面２０１、２０３〜２０６についても同様である。すなわち、複数の反射面２０１〜２０６の間隔は、複数の反射面２０１〜２０６で反射されたそれぞれの光が、対応する出射面に隣り合う他の出射面に入射しない幅を有する。このような観点から、距離ｄ２は６ｍｍに設定されている。このように距離ｄ２が設定されると、各波長の光が受光部３００の受光面３１１（図７参照）において重なることを抑制できる。よって、各波長の光に基づく信号、すなわち撮像画像を精度よく取得できる。
【００９９】
図４に示すように、複数の反射面２０１〜２０６で反射された光は、それぞれ、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２により屈折されて進行方向がＸ−Ｙ平面内において変化する。複数の反射面２０１〜２０６でそれぞれ反射された光の方向を「基準線」と称すると、複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２から出射される光が、それぞれ、複数の反射面２０１〜２０６における基準線となす角度は、θ２１、θ２２、θ２３、θ２４、θ２５、θ２６である。Ｚ軸正方向に見て、基準線に対して時計回りの角度を正の角度とすると、図４に示す例では、角度θ２１、θ２２、θ２３が負の値となっており、角度θ２４、θ２５、θ２６が正の値となっている。
【０１００】
実施形態１において、角度差θ２２−θ２１、θ２３−θ２２、θ２４−θ２３、θ２５−θ２４、θ２６−θ２５は、いずれも同じ角度差Δθである。
【０１０１】
図７に示すように、受光面３１１上の隣り合う受光領域の幅方向における中心間の距離はΔｘである。ここで、第３レンズ４３の焦点距離をｆ３とすると、角度差Δθは、以下の式（１）により算出される。
【０１０２】
Δθ＝Ａｒｃｔａｎ（Δｘ／ｆ３）  …（１）
【０１０３】
したがって、隣り合う出射面における光の出射方向の角度差が、上記式（１）により算出される角度差Δθとなるよう、光学ブロック２００の複数の出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２の傾きが設定される。
【０１０４】
図８（ａ）は、測定部６３の縮小光学系４００と、測定部６３の光学系全体の総合倍率とを説明するための模式図である。図８（ａ）では、便宜上、フローセル２０と、対物レンズ３１と、第１レンズ４１と、第２レンズ４２と、第３レンズ４３と、受光部３００が示されている。また、図８（ａ）では、便宜上、第２レンズ４２により平行光となった光は、直接第３レンズ４３に入射し、その後、受光部３００の受光面３１１に集光するように図示されている。
【０１０５】
縮小光学系４００は、図１に示した第１レンズ４１と第２レンズ４２を含む。上述した対物レンズ３１は、試料から生じた光を集光して平行光に変換し、縮小光学系４００へと導く。
【０１０６】
第１レンズ４１と第２レンズ４２は、凸レンズであり、互いに焦点位置を共有している。第１レンズ４１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ４２の焦点距離をｆ２とすると、第１レンズ４１と第２レンズ４２との間隔がｆ１＋ｆ２となるよう、第１レンズ４１と第２レンズ４２が配置される。このとき、第１レンズ４１の焦点位置と、第２レンズ４２の焦点位置とが共有される。また、第１レンズ４１と第２レンズ４２の焦点距離は、ｆ１＞ｆ２となるよう設定される。これにより、対物レンズ３１からの平行光のビームサイズは、縮小光学系４００により縮小され、平行光となって縮小光学系４００から出射される。具体的には、縮小光学系４００から出射される平行光のビーム径は、縮小光学系４００に入射する平行光のビーム径のｆ２／ｆ１になる。
【０１０７】
このように縮小光学系４００が、試料から生じた光のビームサイズを縮小および平行光化して光学ブロック２００に光を導くと、光学ブロック２００のサイズを小型化できる。これにより、試料測定装置１０全体のサイズを小さくできる。
【０１０８】
次に、図８（ａ）を参照して、測定部６３の光学系全体の総合倍率について説明する。
【０１０９】
光学系全体の総合倍率をＭとし、対物レンズ３１の焦点距離をｆ０とする。第１レンズ４１、第２レンズ４２、および第３レンズ４３の焦点距離は、上述したように、それぞれｆ１、ｆ２、ｆ３である。フローセル２０の流路２１と対物レンズ３１との間隔がｆ０となるよう、フローセル２０と対物レンズ３１が配置され、第３レンズ４３と受光部３００の受光面３１１との間隔がｆ３となるよう、第３レンズ４３と受光部３００が配置される。総合倍率Ｍによって、フローセル２０の流路２１を流れる測定対象の粒子から生じた光を、どの程度の大きさで受光部３００の受光面３１１に照射させるかが決まる。総合倍率Ｍは、焦点距離ｆ０〜ｆ３を用いて以下の式（２）により算出できる。
【０１１０】
Ｍ＝（−ｆ１／ｆ０）×（−ｆ３／ｆ２）  …（２）
【０１１１】
たとえば、総合倍率Ｍの目標値が６０倍に設定された場合、Ｍ＝６０を上記式（２）に代入して、各レンズの焦点距離が設定される。一般的な対物レンズ３１が用いられる場合、対物レンズ３１の焦点距離ｆ０は３ｍｍである。上記式（２）にＭ＝６０とｆ０＝３ｍｍを代入して変形すると、以下の式（３）が得られる。
【０１１２】
ｆ３＝１８０×（ｆ２／ｆ１）  …（３）
【０１１３】
上記式（３）を参照すると、ｆ２／ｆ１の値を小さくすることで、ｆ３の値を小さくできることが分かる。したがって、たとえば、ｆ１＝３０ｍｍ、ｆ２＝１５ｍｍとすると、ｆ３＝９０ｍｍに設定できる。
【０１１４】
図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す縮小光学系４００において、ｆ１＝ｆ２とした場合の比較例を示す図である。
【０１１５】
図８（ｂ）に示すように、第１レンズ４１と第２レンズ４２の焦点距離が等しい場合、ｆ２／ｆ１＝１となる。この場合、上記式（３）において、ｆ２／ｆ１＝１を代入すると、ｆ３＝１８０ｍｍが得られる。同様に、縮小光学系４００が用いられない場合も、上記式（３）において、ｆ２／ｆ１が省略されるため、ｆ３＝１８０ｍｍが得られる。このように、第１レンズ４１と第２レンズ４２の焦点距離が等しい場合や、縮小光学系４００が用いられない場合、第３レンズ４３の焦点距離ｆ３は１８０ｍｍと大きくなってしまう。
【０１１６】
これに対し、実施形態１では、目標となる総合倍率Ｍを実現するために、ｆ２／ｆ１の値すなわち縮小光学系４００の縮小率を１／２と小さく設定することで、第３レンズ４３の焦点距離ｆ３を９０ｍｍと小さくできる。よって、所望の総合倍率Ｍを実現しながら、第３レンズ４３から受光部３００までの距離を小さくできるため、第３レンズ４３と受光部３００の並び方向における試料測定装置１０の小型化を実現できる。
【０１１７】
また、上記式（２）に示すように、焦点距離ｆ１を焦点距離ｆ２より大きくすることにより、言い換えれば縮小光学系４００の縮小率ｆ２／ｆ１を小さく設定することにより、総合倍率Ｍが大きくなる。したがって、縮小光学系４００の縮小率を小さくすることにより、微小な粒子から生じた光に基づく光の像を、受光面３１１上において大きく設定できる。
【０１１８】
なお、実施形態１において、縮小光学系４００の第２レンズ４２は凸レンズであったが、凹レンズでもよい。
【０１１９】
図９は、第２レンズ４２が凹レンズにより構成される場合の縮小光学系４００の変更例を示す図である。この場合も、第１レンズ４１の焦点位置と、第２レンズ４２の焦点位置とが共有される。図９の構成の場合も、縮小光学系４００は、試料から生じた光のビームサイズを縮小および平行光化して光学ブロック２００に光を導くことができるため、光学ブロック２００のサイズを小型化できる。また、図９の構成の場合も、上記式（２）の関係が成り立ち、たとえば、ｆ０＝３ｍｍ、ｆ１＝３０ｍｍ、ｆ２＝−１５ｍｍ、ｆ３＝９０ｍｍを代入すると、Ｍ＝−６０倍となる。したがって、上記と同様に、縮小光学系４００の縮小率ｆ２／ｆ１の値を小さくすることで、第３レンズ４３の焦点距離ｆ３を小さくできるため、所望の総合倍率Ｍを実現しながら、試料測定装置１０の小型化を実現できる。
【０１２０】
なお、図９の構成の場合、孔３２ａが十分に小さい絞り３２を配置できないため、絞り３２により余分な光を除去する必要がある場合、図８（ａ）に示すように第２レンズ４２は凸レンズである方が好ましい。
【０１２１】
図１０は、試料測定装置１０による測定動作を示すフローチャートである。
【０１２２】
試料を流す工程Ｓ１において、制御部６１は、前処理ユニット５０による前処理により調製された試料を、フローセル２０の流路２１に流す。試料に光を照射する工程Ｓ２において、制御部６１は、フローセル２０の流路２１を流れる試料に、複数の波長λ１１、λ１２、λ１３、λ６の光を含む照射光を照射する。
【０１２３】
光を光学ブロックに入射させる工程Ｓ３において、対物レンズ３１、第１レンズ４１、第２レンズ４２、およびフィルター３３は、照射光が照射された試料中の粒子から生じた光を光学ブロック２００に入射させる。これにより、フローセル２０のＸ軸正方向側に生じた複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の蛍光および明視野画像の生成に用いられる波長λ６の光が、光学ブロック２００の入射面２１１に入射し、光学ブロック２００の内部を透過する。
【０１２４】
光を反射させる工程Ｓ４において、光学ブロック２００は、光学ブロック２００に入射した互いに異なる波長の光を、複数の反射面２０１〜２０６によって選択的に反射させる。光を屈折させる工程Ｓ５において、光学ブロック２００は、複数の反射面２０１〜２０６で反射させた互いに異なる波長の光を、出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２によって屈折させる。光を受光領域に導く工程Ｓ６において、出射面２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２から出射された光は、それぞれ、対応する６つの受光領域３２１〜３２６に導かれる。
【０１２５】
撮像工程Ｓ７において、受光部３００は、６つの受光領域３２１〜３２６において受光した各波長の光に対応した撮像画像を生成する。分析工程Ｓ８において、制御部６１は、撮像工程Ｓ７で取得された撮像画像に基づいて、標的部位の位置、数、分布状態などに基づいて、測定対象である白血球の分析を行う。表示工程Ｓ９において、制御部６１は、撮像工程Ｓ７で取得した撮像画像と、分析工程Ｓ８で取得した分析結果とを、表示部６４に表示する。
【０１２６】
＜実施形態２＞
図１１は、実施形態２に係る測定部６３の構成を示す模式図である。
【０１２７】
実施形態２の測定部６３は、図１に示した実施形態１の測定部６３と比較して、第１レンズ４１と、第２レンズ４２と、絞り３２とが省略されている。また、実施形態２の光学ブロック２００と、フィルター３４と、第３レンズ４３は、実施形態１に比べて大きく構成されている。実施形態２のその他の構成は、実施形態１の試料測定装置１０の構成と同様である。
【０１２８】
実施形態２では、第１レンズ４１と第２レンズ４２からなる縮小光学系４００が省略されているため、対物レンズ３１で集光され平行光化された光は、ビームサイズが縮小されることなく光学ブロック２００へと導かれる。このため、図１１に示すように光学ブロック２００を、実施形態１に比べて大きくする必要がある。また、光学ブロック２００に入射するビームサイズが大きくなると、複数の反射面２０１〜２０６で反射された各波長の光は、互いに重なりやすくなるため、複数の反射面２０１〜２０６の間隔、すなわち図４に示した距離ｄ２を大きくする必要がある。これにより、実施形態２の光学ブロック２００は、実施形態１に比べて大きくなる。また、光学ブロック２００の距離ｄ２が大きくなると、フィルター３４および第３レンズ４３も大きくする必要がある。
【０１２９】
以上のように、実施形態２においても、実施形態１と同様、複数の波長の光に対して共通の光学ブロック２００を用いることにより、各波長の光を異なる受光領域３２１〜３２６にそれぞれ導くための個別のダイクロイックミラー等を用いる必要がない。このため、複数の波長毎に個別に複数の光学部品の光軸合わせなどの調整が不要になる。よって、試料測定装置１０の組み立て時やメンテナンス時の作業負担を軽減できる。その一方で、実施形態２の場合、縮小光学系４００が省略されているため、試料測定装置１０が、実施形態１と比べて大型化してしまう。よって、試料測定装置１０を小型化する観点においては、実施形態１の方が好ましい。
【０１３０】
＜実施形態３＞
図１２は、実施形態３に係る光学ブロック２００の構成を示す模式図である。実施形態３の光学ブロック２００以外の構成は、実施形態１の試料測定装置１０の構成と同様である。
【０１３１】
実施形態３では、複数の反射面２０１〜２０６の傾き角度θ１、θ２、θ３、θ４、θ５、θ６は、互いに異なっている。また、複数の反射面２０１〜２０６は、実施形態１と同様、光学ブロック２００に入射する光の進行方向に対して同じ方向に傾いている。実施形態１では、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６の光の進行方向は、複数の出射面によって互いに異なるように変化させられたが、実施形態３では、複数の反射面２０１〜２０６の傾き角度によって互いに異なるように変化させられる。
【０１３２】
実施形態３の光学ブロック２００は、光学ブロック２００のＹ軸正側に、Ｘ−Ｚ平面に平行な１つの出射面２００ａを備える。複数の反射面２０１〜２０６で反射された光は、出射面２００ａで屈折され出射面２００ａから出射される。ここで、出射面２００ａにおける各波長の光の屈折角は波長に応じて異なるため、出射面２００ａから出射される光の進行方向の調整においては、出射面２００ａによる屈折も考慮する必要がある。
【０１３３】
実施形態３においては、各波長の光の出射面２００ａにおける屈折角を考慮しつつ、複数の反射面２０１〜２０６の傾き角度を調整することにより、出射面２００ａから出射される各波長の光の進行方向が決められる。この場合も、実施形態１と同様、光学ブロック２００により反射された各波長の光を、所望の受光領域に照射させることができる。よって、実施形態３においても、複数の波長の光に対して図１２に示す共通の光学ブロック２００を用いることにより、実施形態１と同様、各波長の光を異なる受光領域３２１〜３２６にそれぞれ導くための個別のダイクロイックミラー等を用いる必要がない。このため、複数の波長毎に個別に複数の光学部品の光軸合わせなどの調整が不要になる。よって、試料測定装置１０の組み立て時やメンテナンス時の作業負担を軽減できる。
【０１３４】
＜実施形態４＞
図１３は、実施形態４に係る光学ブロック２００の構成を示す模式図である。
【０１３５】
実施形態４の光学ブロック２００は、図１２に示した実施形態３の光学ブロック２００と比較して、反射面２０２、２０４、２０６の傾き方向が異なっている。実施形態４では、反射面２０１、２０３、２０５は、実施形態３と同様、Ｙ軸正側に向けて光を反射し、反射面２０２、２０４、２０６は、Ｙ軸負側に向けて光を反射する。言い換えれば、複数の反射面のうち第１グループの３つの反射面２０１、２０３、２０５は、光学ブロック２００に入射する光の進行方向に対してＹ軸正方向に傾いており、複数の反射面のうち第１グループとは異なる第２グループの３つの反射面２０２、２０４、２０６は、光学ブロック２００に入射する光の進行方向に対してＹ軸負方向に傾いている。
【０１３６】
また、実施形態４の光学ブロック２００は、図１２に示した実施形態３の光学ブロック２００と比較して、光学ブロック２００のＹ軸負側に、Ｘ−Ｚ平面に平行な１つの出射面２００ｂを備える。第１グループの３つの反射面２０１、２０３、２０５で反射された光は、出射面２００ａで屈折され出射面２００ａから出射される。第２グループの３つの反射面２０２、２０４、２０６で反射された光は、出射面２００ｂで屈折され出射面２００ｂから出射される。
【０１３７】
図１４は、実施形態４に係る測定部６３の構成を示す模式図である。図１４では、便宜上、第１レンズ４１よりＸ軸負側に位置する構成が省略されている。実施形態４の測定部６３以外の構成は、実施形態１の試料測定装置１０の構成と同様である。
【０１３８】
実施形態４の測定部６３は、実施形態１と比較して、第３レンズ４３および受光部３００に代えて、２つの第３レンズ５０１、５０２と、２つの受光部５１０、５２０と、を備える。第３レンズ５０１と受光部５１０は、実施形態１と同様、光学ブロック２００のＹ軸正側に配置され、第３レンズ５０２と受光部５２０は、光学ブロック２００のＹ軸負側に配置される。Ｙ軸正側に向けて反射された３つの波長λ１、λ３、λ５の光は、第３レンズ５０１により集光され、受光部５１０の受光面５１１において互いに異なる受光領域５３１、５３３、５３５で受光される。一方、Ｙ軸負側に向けて反射された３つの波長λ２、λ４、λ６の光は、第３レンズ５０２により集光され、受光部５２０の受光面５２１において互いに異なる受光領域５３２、５３４、５３６で受光される。
【０１３９】
また、フィルター３４は、光学ブロック２００と第３レンズ５０２との間に配置される。この場合のフィルター３４の透過波長は、２つの波長λ２、λ４の光がフィルター３４を透過し、２つの波長λ２、λ４以外の波長の光がフィルター３４で遮断されるように構成される。また、フィルター３４は、受光部５２０の受光面５２１に向かって波長λ６の光が通る位置から外れた位置に配置される。
【０１４０】
実施形態４においても、複数の波長の光に対して図１３、１４に示すように共通の光学ブロック２００を用いることにより、実施形態３と同様、各波長の光を異なる受光領域５３１〜５３６にそれぞれ導くための個別のダイクロイックミラー等を用いる必要がない。このため、複数の波長毎に個別に複数の光学部品の光軸合わせなどの調整が不要になる。よって、試料測定装置１０の組み立て時やメンテナンス時の作業負担を軽減できる。
【０１４１】
なお、実施形態１の光学ブロック２００において、複数の反射面２０２、２０４、２０６の傾き方向を変更して、複数の反射面２０２、２０４、２０６が、Ｙ軸負側に向けて光を反射してもよい。この場合、複数の反射面２０２、２０４、２０６に対応する複数の出射面２２２、２４２、２６２が、光学ブロック２００のＹ軸負側に設けられる。
【０１４２】
＜実施形態５＞
図１５は、実施形態５に係る測定部６３の構成を示す模式図である。
【０１４３】
実施形態５では、照射部１００の光源１０１（図３参照）から出射される波長λ１１の光は、直線偏光となっており、光源１０１は、直線偏光の偏光方向が、所定の方向となるよう装置内に設置されている。光源１０１からの光が試料に照射されるときの偏光方向を、「初期の偏光方向」と称する。波長λ１１の光が試料中の粒子に照射されると、粒子からＸ軸正方向に散乱光が生じる。粒子から生じる散乱光の偏光方向は、粒子に含まれる成分が持つ旋光性に応じて、初期の偏光方向から変化する。
【０１４４】
なお、実施形態５では、光源１０１から出射される光は、図３を参照して説明したようにＹ軸正方向に試料に照射され、対物レンズ３１は、流路２１のＸ軸正方向に配置されている。したがって、対物レンズ３１によって集光され、光学ブロック２００を経て受光部３００に導かれる散乱光は、粒子から生じた側方散乱光である。
【０１４５】
実施形態５のフィルター３３は、波長λ１１の光を透過するよう構成される。これにより、試料から生じる波長λ１１の散乱光がフィルター３３を透過し、光学ブロック２００に入射する。
【０１４６】
実施形態５の複数の反射面２０１〜２０６は、実施形態１と比較して、さらに波長λ１１の光を透過するよう構成される。実施形態５の光学ブロック２００は、実施形態１と比較して、反射面２０６のＸ軸正側に、さらに第７反射面と第８反射面を備える。第７反射面および第８反射面を、それぞれ、以下、反射面２０７および反射面２０８と称する。また、実施形態５の光学ブロック２００は、さらに第８プリズムと第９プリズムを備える。第８プリズムおよび第９プリズムを、それぞれ、以下、プリズム２８０およびプリズム２９０と称する。実施形態５のプリズム２７０、２８０は、実施形態１のプリズム２２０、２３０、２４０、２５０、２６０と同様の形状を有しており、実施形態５のプリズム２９０は、実施形態１のプリズム２７０と同様の形状を有している。
【０１４７】
反射面２０７に対応する組み立て前のプリズム２８０の斜面に、偏光用コーティングが施されることにより、この斜面に偏光フィルターが形成され、反射面２０７が形成される。反射面２０７は、第１偏光方向の光を反射し、第１偏光方向とは異なる第２偏光方向の光を透過する。具体的には、反射面２０７は、初期の偏光方向に一致する波長λ１１の散乱光を反射し、初期の偏光方向に一致しない波長λ１１の散乱光を透過する。反射面２０８に対応する組み立て前のプリズム２９０の斜面に、光を全反射するコーティングが施されることにより、この斜面に全反射ミラーが形成され、反射面２０８が形成される。プリズム２７０とプリズム２８０の接合、およびプリズム２８０とプリズム２９０の接合は、実施形態１の各ブロックの接合と同様に行われる。
【０１４８】
反射面２０７で反射された初期の偏光方向に一致する波長λ１１の散乱光は、反射面２０７のＹ軸正側に位置する出射面２７２によって、進行方向が変化させられる。反射面２０８で反射された初期の偏光方向に一致しない波長λ１１の散乱光は、反射面２０８のＹ軸正側に位置する出射面２８２によって、進行方向が変化させられる。
【０１４９】
こうして、複数の反射面２０１〜２０８で反射された各光は、受光部３００の受光面３１１上の異なる受光領域３２１、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８に照射される。初期の偏光方向に一致する波長λ１１の散乱光は、受光領域３２７に導かれ、初期の偏光方向に一致しない波長λ１１の散乱光は、受光領域３２８に導かれる。これにより、複数の反射面２０１〜２０６で反射された光に基づく撮像画像に加えて、複数の反射面２０７、２０８で反射された光に基づく撮像画像も取得できる。複数の反射面２０７、２０８で反射された光に基づく撮像画像を参照することにより、測定対象の粒子に含まれる成分の旋光性を判断して、測定対象の粒子を分析できる。
【０１５０】
実施形態５では、初期の偏光方向の散乱光および初期の偏光方向に一致しない散乱光が試料中の粒子から生じた場合、これらの散乱光が光学ブロック２００に設けられた複数の反射面２０７、２０８によりそれぞれ反射され、受光部３００の異なる受光領域３２７、３２８に導かれる。したがって、偏光方向の異なる光に対して図１５に示す共通の光学ブロック２００を用いることにより、偏光方向の異なる光を異なる受光領域３２７、３２８にそれぞれ導くための個別の偏光フィルター等を用いる必要がない。複数の反射面２０７、２０８が一体的に形成された光学ブロック２００を設けることで、各反射面同士がなす角度が固定されるため、偏光方向の異なる光毎に個別に複数の光学部品の光軸合わせなどの調整が不要になる。よって、試料測定装置１０の組み立て時やメンテナンス時の作業負担を軽減できる。
【０１５１】
また、実施形態５では、図１０に示した実施形態１の試料測定装置１０と同様の測定動作において、試料中の粒子から生じた波長λ１１の散乱光に基づいて、分析および表示が行われる。以下、図１０を参照しながら、実施形態１と異なる測定動作について説明する。
【０１５２】
実施形態５では、光を光学ブロックに入射させる工程Ｓ３において、対物レンズ３１、第１レンズ４１、第２レンズ４２、およびフィルター３３は、照射光が照射された試料中の粒子から生じた波長λ１１の散乱光を光学ブロック２００に入射させる。
【０１５３】
光を反射させる工程Ｓ４において、光学ブロック２００は、光学ブロック２００に入射した偏光方向の異なる光を、２つの反射面２０７、２０８によって選択的に反射させる。光を屈折させる工程Ｓ５において、光学ブロック２００は、２つの反射面２０７、２０８で反射させた異なる偏光方向の光を、それぞれ、２つの出射面２７２、２８２によって屈折させる。光を受光領域に導く工程Ｓ６において、２つの出射面２７２、２８２から出射された光は、それぞれ、対応する２つの受光領域３２７、３２８に導かれる。
【０１５４】
撮像工程Ｓ７において、受光部３００は、異なる２つの受光領域３２７、３２８において受光した、異なる偏光方向の２種類の散乱光に対応した撮像画像を生成する。分析工程Ｓ８において、制御部６１は、撮像工程Ｓ７で取得された撮像画像に基づいて、粒子に含まれる成分が持つ旋光性を判定し、判定した旋光性に基づいて測定対象の粒子の分析を行う。表示工程Ｓ９において、制御部６１は、撮像工程Ｓ７で取得した撮像画像と、分析工程Ｓ８で取得した分析結果とを、表示部６４に表示する。
【０１５５】
なお、図１５に示す構成において、散乱光の分析のみを行う場合は、複数の反射面２０７、２０８および出射面２７２、２８２のみが設けられた光学ブロック２００が用いられてもよい。また、反射面２０７は、初期の偏光方向に一致する波長λ１１の散乱光を透過し、初期の偏光方向に一致しない波長λ１１の散乱光を反射してもよい。また、光学ブロック２００によって複数の受光領域３２７、３２８に導かれる偏光方向の異なる光は、側方散乱光に限らず、前方散乱光や蛍光でもよい。
【符号の説明】
【０１５６】
１０  試料測定装置
２０  フローセル
３１  対物レンズ
３２  絞り
３３、３４  フィルター
４１  第１レンズ
４２  第２レンズ
４３  第３レンズ
１００  照射部
２００  光学ブロック
２０１〜２０８  反射面
２００ａ、２００ｂ、２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２、２８２  出射面
２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０  プリズム
３００  受光部
３１０  撮像素子
３１１  受光面
３２１〜３２８  受光領域
４００  縮小光学系
５０１、５０２  第３レンズ
５１０  受光部（第１受光部）
５１１  受光面（第１受光面）
５２０  受光部（第２受光部）
５２１  受光面（第２受光面）
５３１〜５３６  受光領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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