(57)【要約】【課題】【解決手段】いくつかの検出器（１９、２１、２２、３５、３６、３７）に散乱及び像光を伝搬する光学素子（２３、２４、３８）。光学素子は、回折ビームスプリッタ及び結像レンズの特性を有し得る。検出された光は、照光された標的からのものとすることができる。さらに、標的からの散乱光をいくつかのゾーン（３１、３２、３３）を経てそれぞれ特定の検出器（３５、３６、３７）に伝搬する光学素子（３８）があってもよい。後者の光学素子（３８）は、ハイブリッドレンズ上の多重環状ゾーン回折構造を含むことができる。
2009505101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学システムであって、
結像レンズ及び回折ビームスプリッタを有する光学素子と、
光軸に沿って前記光学素子から第１の距離に位置する像光検出器と、
前記光学素子から第２の距離に位置する散乱光検出器と、を備える、前記システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記散乱光検出器はＦＡＬＳ及び／又はＳＡＬＳ散乱チャネルであり、かつ、
前記像光検出器は二重スリットを備えた結像チャネルである、前記システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記散乱光検出器は回折次数に関するものである、前記システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、前記像光検出器は別の回折次数に関するものである、前記システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、標的に近接した光源をさらに備えており、
前記散乱光検出器は前記標的により散乱された光を受領することができ、かつ、
前記像光検出器は前記標的の像の光を受領することができる、前記システム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記散乱光検出器及び前記像光検出器に接続されたプロセッサをさらに備える、前記システム。
【請求項７】
散乱光捕獲システムであって、
回折レンズと、
前記回折レンズに近接した検出器アレイと、を備える、前記システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記回折レンズは複数の環状ゾーンを有する、前記システム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムにおいて、回折構造が前記レンズ上にある、前記システム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムにおいて、前記レンズはハイブリッドレンズを備える、前記システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記複数の環状ゾーンは、吸光ゾーンと、サイズゾーンと、構造ゾーンと、を備える、前記システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記吸光ゾーンは前記検出器アレイの第１の検出器に投影され、
前記サイズゾーンは前記検出器アレイの第２の検出器に投影され、かつ、
前記構造ゾーンは前記検出器アレイの第３の検出器に投影される、前記システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記複数の環状ゾーンは標的により散乱された光を伝搬する、前記システム。
【請求項１４】
検出方法であって、
光学素子を準備する工程と、
検出器アレイを準備する工程と、
散乱光を、前記光学素子によって、標的から前記検出器アレイの第１の検出器へと指向させる工程と、
結像光を、前記光学素子によって、前記標的から前記検出器アレイの第２の検出器へと指向させる工程と、を備える、前記方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法において、前記光学素子は回折構造を有する集束レンズである、前記方法。
【請求項１６】
検出方法であって、
光学素子を準備する工程と、
散乱光を、前記光学素子によって、標的から複数のゾーンを経て複数の検出器へとそれぞれ指向させる工程と、を備える、前記方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、前記光学素子はレンズ上に多重ゾーン回折構造を備える、前記方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記複数のゾーンは、
光軸の周りの第１の環状ゾーンと、
前記第１の環状ゾーンの外側の第２の環状ゾーンと、
前記第２の環状ゾーンの外側の第３の環状ゾーンと、を備える、前記方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、
散乱光が前記第１の環状ゾーンを経て前記複数の検出器の第１の検出器に行き、
散乱光が前記第２の環状ゾーンを経て前記複数の検出器の第２の検出器に行き、かつ、
散乱光が前記第３の環状ゾーンを経て前記複数の検出器の第３の検出器に行く、前記方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
前記第１の環状ゾーンは吸光ゾーンであり、
前記第２の環状ゾーンはサイズゾーンであり、かつ、
前記第３の環状ゾーンは構造ゾーンである、前記方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法において、前記標的は分析器の流れチャネル内の粒子であることができる、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本発明は光学装置に関し、特に散乱光を伴う光学装置に関する。より詳細には、本発明は散乱光及び像から情報を収集することに関する。
【発明の概要】
【０００２】
本発明は、光の結像及び散乱検出と測定とによって関心領域からデータを取得するための光学システムである。
【発明の実施の形態】
【０００３】
血球計算器の流れチャネル等における事象の散乱及び結像に関する情報、及び、細胞、例えば白血球又は赤血球の散乱及び結像に関する情報の双方を収集するシステムがあり得る。例えば、血球計算器において、その目標とするところには、細胞容積の測定と共に、細胞種類の分類及び計数というものが含まれる。これらの目標に対する全光学的アプローチは、細胞を結像させるとともに細胞から様々な角度で散乱された光を測定することにより細胞の直径および他の特性を決定することにより達成することができる。結像及び散乱は、図１及び２に示す２つの独立した光学システムを用いてそれぞれ実現できる。しかしながら、本発明によれば、散乱及び結像を、図３に示す１つの独立した光学システムを用いて実現できる。回折又はハイブリッド（すなわち、回折−屈折）光学素子の使用は、結像及び散乱の両方を実現する光学列を達成するのを可能にし得る。
【０００４】
図１は、例えば流れチャネル１３内の血球１２（又は他の粒子）の直径及び流速を決定するのに使用できる光学結像チャネル又は列１０を図示する。結像レンズ１４は細胞１２からの光１５を結像検出器１６に集束させることができる。検出器１６は、光検出器のアレイ又は像検出のための何か他の機構としてもよい。レンズ１４及び検出器１６は光軸１７に沿って整列させてもよい。
【０００５】
図２は、流れチャネル１３内の血球１２（又は他の粒子）の種類及び／又は他の特性を決定するのに使用できる光学散乱チャネル又は列２０を図示する。細胞１２から散乱された光１８は、散乱収集レンズとして動作し得るレンズ２３を通過することができる。散乱光１８は、レンズ２３によって向きを変えられて、検出器２１へと前進することができる。検出器２１は１つの光検出器又は光検出器のアレイ又は何か他の機構としてもよい。検出器２１は環状形の検出器とすることができる。検出器２１は、光のＦＡＬＳ（前角散乱）及び／又はＳＡＬＳ（小角散乱）を検出してもよい。検出器１９は、光軸１７に沿って前進し得る光の吸光チャネル（細胞１２によって散乱されない）としてもよい。
【０００６】
図３は、流れチャネル１３内の血球１２（又は他の粒子１２）の、又は関心領域内のものの直径、流速及び／又は種類（及び／又はあるいは他の特性を含む）を決定するのに使用できる散乱及び結像一体型チャネル又は列３０である。粒子１２は光源４４によって照らしてもよい。レンズ２４は細胞１２からの光１５を二重スリットを備える結像検出器２２に集束することができる。レンズ２４は回析ビームスプリッターチャネルとみなすことができる。光１５はプラスの一次結像のものとすることができる。検出器２２は、光検出器のアレイ又は像検出のための何か他の機構からなり、かつ、散乱吸光チャネルとして成り立つ。レンズ２４は、検出器２１に進行し得るマイナスの第１の回析次数の散乱光１８を収集することができる。検出器２１は、１つの光検出器又は光検出器のアレイ又は何か他の機構であってもよい。検出器２１は環状形の検出器とすることができる。検出器２１は、ＦＡＬＳ及び／又はＳＡＬＳ光を検出することができる。検出器２２は、光軸１７に沿って前進し得る光の吸光チャネルの一部であってもよい。検出器１６、１９、２１及び２２はまた、それぞれ結像チャネル、吸光チャネル、ＦＡＬＳ／ＳＡＬＳ散乱チャネル、及び／又は二重スリットを備えた結像チャネルの一部とみなすこともできる。検出器２１及び２２からの信号は、信号の分析と、標的１２についての情報の出力のためプロセッサ４５に行くことができる。
【０００７】
角度散乱収集チャネル４０（図４）は、チャネル内を細胞１２（又は他の粒子）が流れる流れチャネル１３等の関心領域からの角度ゾーン３１、３２及び３３の散乱光を効率的かつコンパクトに収集することができる。関心領域又は標的は光源４２によって照射してもよい。流れチャネル１３は血球計算器の一部であってもよい。収集された光は、互いに同じ（同様の）面積のかつ互いに接近した小さい検出器３５、３６及び３７へと向きを変えられることができる。ハイブリッドレンズ３８上の３つの角度ゾーン回析面構造により、関心領域からの角度ゾーン３１、３２及び３３の散乱光を収集し、これらの異なったゾーンを互いに隣接した検出器３５、３６及び３７にそれぞれ集束することができる。集束特性及び格子特性を併せ持つ単一の光学素子３８を使用することにより、コンパクトなモジュールにおいて、完全な又はほぼ完全な環状散乱領域３１、３２、３３を捕獲して、直線的な（又は他の形態の）検出器アレイ３５、３６、３７へと向きを変えることができる。
【０００８】
光学素子３８の回折面構造の各々の角度ゾーン３１、３２及び３３は、関連の線形項（回折格子）を有することができ、該線形項が捕獲した散乱光をそれぞれの領域を越えてレンズ３８の光軸３９の近くの側方位置へと向け直す。レンズ３８はまた捕獲散乱光を集束する働きをすることもできる。各々の捕獲ゾーンは、その特定のゾーンにおけるレンズ３８の回折構造によって、例えば検出器３５、３６及び３７を支持し得る検出器アレイの平面４１内の異なった側方位置へと向け直されることができる。それぞれの検出器は、互いに等しい面積の、互いに接近した、及び／又は最大のエネルギ捕獲能力を備えたコンパクトなものであってもよい。検出器３５、３６及び３７からの信号は、該信号の分析と、標的１２についての情報の出力のためにプロセッサ４３に行くことができる。光収集領域は、吸光ゾーン３１、サイズゾーン３２及び構造ゾーン３３を含むことができ、これらのゾーンはそれぞれ検出器３５、３６及び３７に仕向けられた散乱光を有する。ゾーン３３は、レンズ３８の回折構造によって伝搬される時に軸３９から最も外側のゾーンとすることができる。ゾーン３１はレンズ３８の軸３９に対し最も内側のゾーンとすることができ、ゾーン３２は軸３９に対しゾーン３１と３３との間の中間のゾーンとすることができる。代替的に、角度散乱収集チャネル４０において、３つより多い又は少ないゾーンがあってもよい。
【０００９】
本明細書において、内容によっては仮想的に述べられている部分もある。
本発明を少なくとも１つの例示的な例に関して説明したが、本明細書を読むことによって当業者には多くの変形例及び改変例が明らかとなろう。従って、添付の特許請求の範囲は、かかるすべての変形例及び改変例を含むように先行技術との関連で可能な限り広く解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】粒子の直径及び流速を決定する光学結像チャネルである。
【図２】粒子種類を決定する光学散乱チャネルである。
【図３】光学結像及び散乱一体型チャネルである。
【図４】多重ゾーン回折構造を有する光学散乱デバイスである。
【符号の説明】
【００１１】
１７・・・・・・光軸
２１・・・・・・検出器
２２・・・・・・結像検出器
２４・・・・・・レンズ
３１・・・・・・吸光ゾーン
３２・・・・・・サイズゾーン
３３・・・・・・構造ゾーン
３５・・・・・・検出器
３６・・・・・・検出器
３７・・・・・・検出器
３８・・・・・・ハイブリッドレンズ
３９・・・・・・光軸
４１・・・・・・検出器アレイの平面
【図１】
2009505101.tif 000003
【図２】
2009505101.tif 000004
【図３】
2009505101.tif 000005
【図４】
2009505101.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月21日(2008.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学システムであって、
結像レンズ及び回折ビームスプリッタを有する光学素子（２４）と、
光軸（１７）に沿って前記光学素子から第１の距離に位置する像光検出器（２２）と、
前記光学素子から第２の距離に位置する散乱光検出器（２１）と、を備えており、
前記散乱光検出器（２１）はＦＡＬＳ及び／又はＳＡＬＳ散乱チャネルであり、かつ、
前記像光検出器（２２）は二重スリットを備えた結像チャネルである、前記光学システム。
【請求項２】
散乱光捕獲システムであって、
回折レンズ（３８）と、
前記回折レンズに近接した検出器アレイ（４１）と、を備えており、
前記回折レンズは複数の環状ゾーン（３１、３２、３３）を有し、
前記複数の環状ゾーンは、吸光ゾーン（３１）、サイズゾーン（３２）及び構造ゾーン（３３）を備え、
前記吸光ゾーン（３１）は前記検出器アレイ（４１）の第１の検出器（３５）に投影され、
前記サイズゾーン（３２）は前記検出器アレイの第２の検出器（３６）に投影され、かつ、
前記構造ゾーン(３３)は前記検出器アレイの第３の検出器（３７）に投影されるようになされている、前記散乱光捕獲システム。
【請求項３】
検出方法であって、
光学素子（２４）を準備する工程と、
検出器アレイを準備する工程と、
散乱光を、前記光学素子によって、標的から前記検出器アレイの第１の検出器（２１）へと指向させる工程と、
結像光を、前記光学素子によって、前記標的から前記検出器アレイの第２の検出器（２２）へと指向させる工程と、を備えており、
前記光学素子（２４）は回折構造を有する集束レンズである、前記検出方法。
【請求項４】
検出方法であって、
光学素子（３８）を準備する工程と、散乱光を、前記光学素子によって、標的から複数のゾーン（３１、３２、３３）を経て複数（４１）の検出器（３５、３６、３７）へとそれぞれ指向させる工程と、を備えており、前記複数のゾーンは、
光軸（３９）の周りの第１の環状ゾーン（３１）と、
前記第１の環状ゾーンの外側の第２の環状ゾーン（３２）と、
前記第２の環状ゾーンの外側の第３の環状ゾーン（３３）と、を備える、前記検出方法。
【国際調査報告】
2009505101.tif 000007
2009505101.tif 000008
2009505101.tif 000009