(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内において、配置されるマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と受光部とからなる組を、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ有する投光受光部と、
前記マイクロプレートを挟んで前記投光受光部とは反対側に配置され、前記投光受光部側から前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記投光受光部側へ反射させる反射部材と、
前記投光受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出される光を前記試料へ導光する投光用導光路と、前記反射部材によって反射され当該試料を通過した光を前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記投光用導光路および前記受光用導光路を、それぞれ光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する導光部と、を備えることを特徴とするマイクロプレートリーダー。
【請求項２】
前記投光受光部の上方に前記導光部が配置され、
前記導光部の上方に配置された前記マイクロプレートの上方に、前記反射部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項３】
複数の前記投光部および前記受光部への給電回路を有し、前記投光部および前記受光部がそれぞれ電気的に接続された基板をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項４】
前記投光部は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項５】
前記受光部は、受光センサであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項６】
前記受光部は、光ファイバであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項７】
前記反射部材は、前記マイクロプレートに対向する面において、前記投光用導光路および前記受光用導光路の形成位置に応じて選択的に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項８】
前記投光用導光路の光出射端と前記受光用導光路の光入射端との水平方向における距離が、前記投光用導光路の光入射端と前記受光用導光路の光出射端との水平方向における距離よりも短いことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項９】
前記投光用導光路および前記受光用導光路の光軸と鉛直方向とのなす角が０度であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１０】
前記反射部材は、
前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる光学素子を有することを特徴とする請求項９に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１１】
前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光の光軸と、前記反射部材により１８０度折り返され、前記受光用導光路に入射する折り返し光の光軸とが、所定の間隔をもって離間していることを特徴とする請求項１０に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１２】
前記反射部材は、
前記鉛直方向に対して４５度の角度をなす第１の反射面と、前記鉛直方向に対して−４５度の角度をなす第２の反射面とを有することを特徴とする請求項１１に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１３】
前記反射部材は、
前記第１の反射面と前記第２の反射面とを有する直角プリズムであることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１４】
前記反射部材は、
前記第１の反射面と前記第２の反射面とからなる凹部を有するプレート部材であることを特徴とする請求項１２に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１５】
前記第１の反射面と前記第２の反射面とは、それぞれ前記ウェルの配列方向に沿って伸びていることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１６】
前記反射部材は、
前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を散乱させ、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる平板状の散乱プレートであることを特徴とする請求項９に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１７】
前記反射部材は、
３つの反射面を有し、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を３回反射して、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させるリトロリフレクタ型光学素子であることを特徴とする請求項９に記載のマイクロプレートリーダー。
【請求項１８】
前記投光用導光路および前記受光用導光路の少なくとも一部に、前記顔料含有樹脂を構成する光透過特性を有する樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載のマイクロプレートリーダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロプレートのウェルに収容された試料に対して光学的測定を行うマイクロプレートリーダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなり、多数の窪み（ウェル）が設けられた平板状のマイクロプレートを用いて、試薬の分離、合成、抽出、分析、細胞培養などが行われている。例えば、抗体が固定された各ウェルに抗原を含む試薬を注入することにより発生する抗体抗原反応（酵素免疫反応）に関する測定（例えば、ＥＬＩＳＡ法による測定）が、マイクロプレートを用いて行われる。
マイクロプレートの各ウェルに収容された試料に対しては、例えば、当該試料の光学的性質が測定される。この測定は、上記試料に対して光学的測定を行う測定装置であるマイクロプレートリーダーによって行われる。マイクロプレートリーダーは、例えば、吸光、蛍光、化学発光、蛍光偏光等の光学的性質を測定可能である。【０００３】
従来のマイクロプレートリーダーとして、例えば特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載の技術がある。特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載のマイクロプレートリーダーは、試料に対して光照射を行ったり、光照射された試料からの発光を観測し光測定を行ったりするための光学的測定／検出装置（測定ヘッド）を有する。測定ヘッドからマイクロプレートへの光照射は、マイクロプレートの各ウェルの下方向から行われ、測定ヘッドは、各ウェルの上方へ放出される観測光を測定する。測定ヘッドは固定されており、マイクロプレートは、マイクロプレートリーダーの駆動機構により、測定ヘッドの検出軸（マイクロプレートに垂直な方向の軸（Ｚ軸））にウェルが位置するように、２次元方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に走査される。【０００４】
また、特許文献２（特開２００９−１０３４８０号公報）には、携帯可能な程度に小型化されたマイクロプレートリーダーが開示されている。特許文献２（特開２００９−１０３４８０号公報）に記載のマイクロプレートリーダーは、８つのウェルが一列に配置された８連のマイクロプレートを挿入可能な空間を有し、当該空間内をマイクロプレートがスライド可能に構成されている。このマイクロプレートリーダーは、上記空間の上部かつ、マイクロプレートのウェル上面に対向する位置から、当該ウェルに保持される試料へ光が照射される構成を有する。また、上記空間の下部には、上記試料から放出される光を検出するフォトダイオードが設けられている。マイクロプレートリーダーは、マイクロプレートを上記空間内においてスライドさせながら光測定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４１１２１号公報
【特許文献２】特開２００９−１０３４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーは、１回の測定で１枚のマイクロプレートの各ウェルに収容された試料全てについて測定を行うことはできない。各ウェルに収容された試料全てについて測定を行うには、マイクロプレートを走査させて複数回の光測定を行う必要があり、測定に時間がかかる。また、特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーでは、１回の光測定毎に都度、マイクロプレートを走査させるための駆動機構が必須となり、装置自体が大がかりとなる。
そのため、ライフサイエンス分野におけるポイントオブケア（ＰＯＣＴ）検査のような分野で要請される装置の小型化への対応は難しい。【０００７】
また、上記特許文献２（特開２００９−１０３４８０号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーは、携帯可能な程度に小型化されてはいるが、特許文献１（特開２０１４−４１１２１号公報）に記載されたマイクロプレートリーダーと同様に、１回の測定でマイクロプレートの各ウェルに収容された試料全てについて光測定を行うことはできない。８連のマイクロプレートリーダーを、１回の光測定毎、１次元方向に走査させる必要があるため、測定に時間がかかる。また、２次元方向にウェルが配置されたマイクロプレートには対応できない。
さらに、マイクロプレートを挿入する空間に対して外光がノイズ光として入射するおそれがあり、各ウェルに収容されている試料の光測定を高精度に行うことができない。【０００８】
そこで、本発明は、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を短時間で高精度に行うことができるマイクロプレートリーダーを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るマイクロプレートリーダーの一態様は、筐体と、前記筐体内において、配置されるマイクロプレートの一方の側に配置され、前記マイクロプレートの１つのウェルに対応した投光部と受光部とからなる組を、少なくとも前記マイクロプレートのウェルの数だけ有する投光受光部と、前記マイクロプレートを挟んで前記投光受光部とは反対側に配置され、前記投光受光部側から前記ウェルに収容された試料を通過した光を、前記投光受光部側へ反射させる反射部材と、前記投光受光部と前記マイクロプレートとの間に配置され、前記投光部から放出される光を前記試料へ導光する投光用導光路と、前記反射部材によって反射され当該試料を通過した光を前記受光部へ導光する受光用導光路と、前記投光用導光路および前記受光用導光路を、それぞれ光を吸収する特性を有する顔料を含有する顔料含有樹脂により包囲する包囲部材と、を有する導光部と、を備える。【００１０】
このように、１つのウェルに投光部と受光部とがペアで設けられており、投光部と受光部との組が全てのウェルに対してそれぞれ設けられている。したがって、マイクロプレートの各ウェルに収容される試料の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能となり、測定時間を短縮することができる。また、従来のようなマイクロプレートを走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、小型化を実現することができる。さらに、導光路を、外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂により包囲するので、外光や散乱光等が迷光（ノイズ光）となって受光部に入射されることを抑制することができる。そのため、当該迷光による測定誤差を低減することができ、高精度な測定が可能となる。【００１１】
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光受光部の上方に前記導光部が配置され、前記導光部の上方に配置された前記マイクロプレートの上方に、前記反射部材が配置されていてもよい。
このように、マイクロプレートリーダーは、投光受光部の上に導光部を配置し、導光部の上にマイクロプレートを配置し、マイクロプレートの上に反射部材を配置する構造とすることができる。この場合、投光受光部および導光部を筐体内に固定しておき、試料を収容したマイクロプレートを導光部上に載置し、マイクロプレートの上方を反射部材で覆うようにすればよい。したがって、セッティングが容易なマイクロプレートリーダーとすることができる。【００１２】
さらに、前記マイクロプレートリーダーは、複数の前記投光部および前記受光部への給電回路を有し、前記投光部および前記受光部がそれぞれ電気的に接続された基板をさらに備えてもよい。
この場合、複数の投光部および受光部への電力供給を、配線パターンが形成された１枚のプリント基板によって実現することができ、マイクロプレートリーダーの小型化が図れる。【００１３】
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光部は、発光ダイオードであってもよい。発光ダイオード（ＬＥＤ）は小型であるため、投光部を適切に各ウェルに１つずつ対応させて設置することが可能である。また、ＬＥＤは比較的安価であるため、マイクロプレートリーダーを低コストで実現することができる。
さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記受光部は、受光センサであってもよい。この場合、受光部をカラーセンサとすることが可能であり、容易に測定データを得ることができる。
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記受光部は、光ファイバであってもよい。この場合、複数の光ファイバによって導光された光を画像センサにより取り込み、画像データとして光測定データを取得することもできる。この場合、全ウェルに対応した光測定データを一括して同時にデータ処理することが可能となる。【００１４】
さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記マイクロプレートに対向する面において、前記投光用導光路および前記受光用導光路の形成位置に応じて選択的に設けられていてもよい。
この場合、１つのウェルを通過して反射部材に到達した光の一部が当該ウェルに隣接する他のウェルに入射することを抑制することが可能となり、高精度な測定結果を得ることができる。【００１５】
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路の光出射端と前記受光用導光路の光入射端との水平方向における距離が、前記投光用導光路の光入射端と前記受光用導光路の光出射端との水平方向における距離よりも短くてもよい。
この場合、投光部から放出され、マイクロプレートのウェルを通過して反射部材により折り返された光を、再度上記ウェルを通過させて適切に受光部へ導くことができる。つまり、マイクロプレートの鉛直方向における一方の側に投光部と受光部とを配置した場合であっても（マイクロプレートを挟んで上下方向に投光部と受光部とを設けなくても）、適切に対応するウェルに収容される試料へ光を照射し、当該試料を通過した光を測定することができる。【００１６】
さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路および前記受光用導光路の光軸と鉛直方向とのなす角が０度であってもよい。この場合、導光部を容易に成形することができる。
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる光学素子を有してもよい。この場合、投光用導光路から放出され鉛直方向に進行する投光部からの光を、１８０度折り返して鉛直方向反対側に進行させ、受光用導光路を介して受光部に受光させることができる。【００１７】
さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光の光軸と、前記反射部材により１８０度折り返され、前記受光用導光路に入射する折り返し光の光軸とが、所定の間隔をもって離間していていてもよい。
この場合、投光用導光路の光軸と受光用導光路の光軸とが水平方向に所定の間隔をもって離間している場合であっても、投光用導光路から放出され鉛直方向に進行する投光部からの光を、適切に受光用導光路に入射させることができる。【００１８】
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記鉛直方向に対して４５度の角度をなす第１の反射面と、前記鉛直方向に対して−４５度の角度をなす第２の反射面とを有していてもよい。
この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射した入射光は、第１の反射面および第２の反射面の一方の反射面により９０度折り返されて他方の反射面に入射し、当該他方の反射面により９０度更に折り返される。このように、入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。【００１９】
さらにまた、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記第１の反射面と前記第２の反射面とを有する直角プリズムであってもよい。この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射する入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記第１の反射面と前記第２の反射面とからなる凹部を有するプレート部材であってもよい。この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射する入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。【００２０】
さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記第１の反射面と前記第２の反射面とは、それぞれ前記ウェルの配列方向に沿って伸びていてもよい。この場合、一方向に配列された複数のウェルに対応して１つの反射部材を設ければよい。したがって、その分の部品点数を削減することができる。また、マイクロプレートと反射部材との位置合わせの工数も削減することができる。【００２１】
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を散乱させ、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させる平板状の散乱プレートであってもよい。
この場合、投光用導光路の光軸と受光用導光路の光軸とが水平方向に所定の間隔をもって離間している場合であっても、投光用導光路から放出され鉛直方向に進行する投光部からの光を、適切に受光用導光路に入射させることができる。また、マイクロプレートと反射部材との位置合わせ精度も必要ない。【００２２】
また、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記反射部材は、３つの反射面を有し、前記投光用導光路を通過し前記反射部材に入射する入射光を３回反射して、１８０度折り返して前記投光受光部側へ反射させるリトロリフレクタ型光学素子であってもよい。
この場合、投光用導光路を通過し反射部材に入射する入射光を、適切に１８０度折り返して投光受光部側へ反射させることができる。【００２３】
さらに、前記マイクロプレートリーダーにおいて、前記投光用導光路および前記受光用導光路の少なくとも一部に、前記顔料含有樹脂を構成する光透過特性を有する樹脂が充填されていてもよい。
この場合、導光路と包囲部材との界面における光の反射や散乱を抑制することができる。したがって、より効果的に迷光による測定誤差を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明のマイクロプレートリーダーは、小型化が可能であり、マイクロプレートの各ウェルに収容された試料全ての光測定を短時間で高精度に行うことができる。
上記した本発明の目的、態様及び効果並びに上記されなかった本発明の目的、態様及び効果は、当業者であれば添付図面及び請求の範囲の記載を参照することにより下記の発明を実施するための形態（発明の詳細な説明）から理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダーの概略構成図である。
【図２】図２は、マイクロプレートリーダーの主要部の分解斜視図である。
【図３】図３は、光源およびセンサの電源ラインの一例である。
【図４】図４は、導光路に侵入する外光について説明する図である。
【図５】図５は、光の通過経路について説明する図である。
【図６】図６は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。
【図７】図７は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。
【図８】図８は、マイクロプレートリーダーのセッティング方法を説明する図である。
【図９】図９は、外光の影響を説明する図である。
【図１０】図１０は、ミラープレートの別の例を示す図である。
【図１１】図１１は、ミラープレートの別の例を示す図である。
【図１２】図１２は、測定データを一括処理するための構成を示す図である。
【図１３】図１３は、マイクロプレートリーダーユニットの構成を示す図である。
【図１４】図１４は、マイクロプレートリーダーユニットの配置例である。
【図１５】図１５は、９６ウェルのマイクロプレートの測定例である。
【図１６】図１６は、６ウェルのマイクロプレートの測定例である。
【図１７】図１７は、第三の実施形態のマイクロプレートリーダーの概略構成図である。
【図１８】図１８は、マイクロプレートリーダーの上面図である。
【図１９】図１９は、図１８におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図２０】図２０は、プリズム位置決め部材を有する反射部材の構成例である。
【図２１】図２１は、光透過板を有する反射部材の構成例である。
【図２２】図２２は、光透過板およびプリズム位置決め部材を有する反射部材の構成例である。
【図２３】図２３は、第三の実施形態のマイクロプレートリーダーの変形例である。
【図２４】図２４は、光折り返し部の構成を示す図である。
【図２５】図２５は、マイクロプレートの別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一の実施形態）
図１は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０の概略構成図である。また、図２は、マイクロプレートリーダー１０の主要部の構成を示す分解斜視図である。
マイクロプレートリーダー１０は、基板１１と、複数の光源１２ａと、複数の受光センサ１２ｂと、導光プレート部（導光部）１３と、ミラープレート（反射部材）１４と、筐体１５と、電源部１６と、給電ケーブル１７と、を備える。
【００２９】
基板１１、複数の光源１２ａ、複数の受光センサ１２ｂ、導光プレート部１３、電源部１６および給電ケーブル１７は、上方に開口部を有する筐体１５内に配置され、固定されている。本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、図２に示すように、基板１１の上に複数の光源１２ａおよび複数の受光センサ１２ｂからなる投光受光部が設けられ、当該投光受光部の上に導光プレート部１３が設けられ、筐体１５内における導光プレート部１３の上部にマイクロプレート２０が設置可能に構成されている。
そして、マイクロプレートリーダー１０は、導光プレート部１３上に設置されたマイクロプレート２０の上に、ミラープレート１４が配置されるよう構成されている。ミラープレート１４のマイクロプレート２０と対向する面１４ａは、反射面（ミラー面）となっている。ミラープレート１４は、筐体１５の開口部を塞ぎ、マイクロプレート２０の上蓋として機能する。
【００３０】
（マイクロプレート）
マイクロプレート２０は、例えばアクリル、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス等からなる平板状の部材である。図２に示すように、マイクロプレート２０は、例えば長方形状の平板であり、表面に多数のウェル２１が設けられている。ウェル２１の形状は、例えば平底を有する円柱形状である。また、ウェル２１の数は、６個、２４個、９６個、３８４個等であり、容量は数μリットル〜数ｍリットルである。図２に示すマイクロプレート２０は、８×１２の９６ウェルのマイクロプレートである。
【００３１】
（投光受光部）
光源１２ａは、光を照射する投光部であり、受光センサ１２ｂは、光を受光する受光部である。光源１２ａと受光センサ１２ｂとは、それぞれ基板１１の上部表面に配置される。光源１２ａは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光センサ１２ｂは、例えばＲＧＢカラーセンサである。
マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂを、それぞれマイクロプレート２０のウェル２１と同じ数だけ備える。つまり、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、１つの光源１２ａおよび１つの受光センサ１２ｂからなる１組の投光受光部が対応して設けられている。例えば図２に示すように、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個ある場合、基板１１には、９６組の投光受光部が設けられる。
【００３２】
（基板）
基板１１は、光源１２ａが接続される光源用電源ラインと、受光センサ１２ｂが接続されるセンサ用電源ラインとを有する。複数の光源１２ａは、基板１１に設けられた光源用電源ラインに接続され、光源用電源ラインから電力を得ている。また、複数の受光センサ１２ｂは、基板１１に設けられたセンサ用電源ラインに接続され、センサ用電源ラインから電力を得ている。基板１１の光源用電源ラインおよびンサ用電源ラインには、電源部１６から給電ケーブル１７を介して電力が供給される。
【００３３】
複数の光源１２ａは、例えば図３に示すように、光源用電源ラインに対し並列に接続されている。また、同様に複数の受光センサ１２ｂは、例えば図３に示すように、センサ用電源ラインに対し並列に接続されている。
光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに接続される給電用の配線部は、それぞれ２つである。そのため、本実施形態のように投光受光部が９６組設けられる場合は、３８４個の配線が必要となる。このように膨大な配線をコンパクトにまとめるために、基板１１は、上記配線のパターン（給電回路）が形成されたプリント基板として構成される。なお、基板１１は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂへの給電回路のみならず、センサ出力回路やセンサ出力の外部への通信回路等が設けられていてもよい。
【００３４】
（導光プレート部）
導光プレート部１３は、基板１１に設けられた光源１２ａから放出される光をマイクロプレート２０のウェル２１に導光するための投光用導光路１３ａと、後述するようにウェル２１に収容された試料３０等を通過して放出される光を受光センサ１２ｂに導光する受光用導光路１３ｂとを備える。
導光プレート部１３は、導光路１３ａ、１３ｂを、それぞれマイクロプレート２０のウェル２１と同じ数だけ備える。つまり、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対し、１つの投光用導光路１３ａおよび１つの受光用導光路１３ｂからなる１組の導光路が対応して設けられる。例えば図２に示すように、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個ある場合、導光プレート部１３は、９６組の導光路を備える。
【００３５】
導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光入射端および受光用導光路１３ｂの光出射端は、それぞれ基板１１上に設置された光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに対応する位置に配置されている。また、導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光出射端および受光用導光路１３ｂの光入射端は、それぞれ導光プレート１３上に設置されたマイクロプレート２０のウェル２１の底面に対応する位置に配置されている。すなわち、図示を省略した位置決め手段により、マイクロプレート２０は、各ウェル２１の底面が、投光用導光路１３ａの光出射端と受光用導光路１３ｂの光入射端とが１つずつ対向する位置に位置決めされる。
【００３６】
投光用導光路１３ａは、光源１２ａから放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。同様に、受光用導光路１３ｂは、ウェル２１に収容された試料３０等から放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）により構成される。また、投光用導光路１３ａおよび受光用導光路１３ｂは、顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃにより包囲されている。ここで、顔料含有樹脂は、光透過特性を有する樹脂（例えば、シリコーン樹脂）に、迷光を吸収する特性を有する顔料を含有したものである。上記顔料は、例えば、黒色顔料であるカーボンブラック等を採用することができる。
【００３７】
本実施形態では、導光路１３ａ、１３ｂを構成する透明な樹脂と、顔料含有樹脂を構成する光透過性を有する樹脂との材質を同じにする。これにより、両樹脂の界面での反射および散乱が抑制される。また、顔料含有樹脂に入射した迷光は、その顔料含有樹脂で吸収され、導光路１３ａ、１３ｂにほとんど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。
図４に示すように、導光路１３ａ、１３ｂに侵入する外光等のノイズ光Ｌ１１は、導光路１３ａ、１３ｂの光軸と同方向に進む成分は非常に少なく、大部分は、導光路１３ａ、１３ｂと顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃとの界面から顔料含有樹脂へと入射し、顔料により吸収される。このとき、上記界面での反射は、導光路１３ａ、１３ｂを構成する透明な樹脂と、包囲部材１３ｃを構成する顔料含有樹脂との材質を同じとすることにより、発生しない。
【００３８】
なお、顔料に入射する外光やその散乱光は、当該顔料によりほぼ吸収されるが、わずかながら顔料表面で散乱される。しかしながら、その散乱光は、再度顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃへと入射する場合が多く、顔料含有樹脂の顔料により吸収されることになる。
したがって、図４に示すように、投光用導光路１３ａから取り出される光の大部分は、投光用導光路１３ａの光軸に沿った直進光Ｌ１となり、受光用導光路１３ｂから取り出される光の大部分は、受光用導光路１３ｂの光軸に沿った直進光Ｌ２となる。
【００３９】
ところで、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長の設定によっては、顔料表面によりわずかながら散乱される散乱光の一部が、導光路１３ａ、１３ｂの光出射端から放出される場合がある。そのため、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長を適宜設定し、その強度を測定に影響しない程度にまで減衰することが好ましい。
導光路の光入射端の面積が大きくなると、導光路へ入射する光量は大きくなる。よって、当該光入射端の面積が大きくなると、導光路を進む直進光の強度も、導光路の光入射端で散乱して光出射端へと散乱光として到達する外光の強度も大きくなる。
【００４０】
本発明者らは、導光路の光入射端の面積に対する直進光の強度依存性、および外光の強度依存性を調査した。その結果、導光路の直径の増加に対する外光の強度の増加量は、測定光の強度の増加量よりも大きいことがわかった。
つまり、導光路の光入射端の面積が狭いほど、Ｓ／Ｎ比が向上することがわかった。具体的には、光入射端から光出射端までの距離（Ｌ）に対する、導光路の光入射端の面積（Ａ）の平方根の比（√Ａ／Ｌ）が、０．４以下であると、Ｓ／Ｎ比が十分に高い光測定が可能となることがわかった。
したがって、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長を、上記の条件を満たすように設定することが好ましい。これにより、散乱光の光測定への悪影響を適切に抑制することができる。
【００４１】
（ミラープレート）
ミラープレート１４のマイクロプレート２０と対向する面１４ａは、反射面（ミラー面）となっている。そのため、各光源１２ａから放出され、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過した光は、ミラープレート１４に到達後、当該ミラープレート１４の反射面１４ａにより反射される。
【００４２】
本実施形態では、投光用導光路１３ａの光出射端と受光用導光路１３ｂの光入射端との水平方向における距離は、投光用導光路１３ａの光入射端と受光用導光路１３ｂの光出射端との水平方向における距離よりも短い。つまり、図１における上下方向を法線方向と規定した場合、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸は、それぞれ法線方向に対して所定の角度で傾斜している。
そのため、ミラープレート１４の反射面１４ａにより反射された光は、再度マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して、各受光センサ１２ｂに入射する。
【００４３】
投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角と、受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角とは、光源１２ａから放出された光が、ミラープレート１４の反射面１４ａによって反射されて受光センサ１２ｂへ適切に入射されるよう適宜設定される。以下、この点について図５を参照しながら詳細に説明する。
なお、図５においては、光路の理解を容易にするために、ミラープレート１４とマイクロプレート２０とは、上下方向にある程度離間して描画している。実際は、ミラープレート１４は、マイクロプレート２０上に載置され、マイクロプレート２０の上蓋として機能し、マイクロプレート２０の上方からの外光の侵入を抑制している。ただし、マイクロプレート２０の上方からの外光の影響を無視できる場合には、ミラープレート１４とマイクロプレート２０との間には、所定の間隔を設けてもよい。
【００４４】
図５に示すように、導光路１３ａ、１３ｂからミラープレート１４までの光が通過する経路は、複数の界面４１〜４３を含む。ここで、界面４１は、樹脂（例えば、シリコーン樹脂）からなる導光路１３ａ、１３ｂの端面（投光用導光路１３ａの光出射端、受光用導光路１３ｂの光入射端）とマイクロプレート２０の底面との間の界面である。界面４２は、マイクロプレート２０のウェル２１の底面と試料３０との間の界面である。また、界面４３は、試料３０と空気との界面である。各界面４１〜４３の前後では媒質が変わるため、光の屈折が生じる。
そこで、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角は、それぞれ上記のような光の屈折を考慮して設定しておく必要がある。
【００４５】
例えば、導光路１３ａ、１３ｂを構成する樹脂の材質がＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）樹脂、マイクロプレート２０の材質がポリスチレンである場合、導光路１３ａ、１３ｂの屈折率は１．４１、マイクロプレート２０の屈折率は、１．５９である。以下、試料３０の屈折率が水と同等（１．３３）であるとし、空気の屈折率を１として、上記の光の屈折の影響を検討する。
【００４６】
図５において、例えば、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角をθ１とする。この場合、投光用導光路１３ａからマイクロプレート２０への入射角はθ１である。ここで、マイクロプレート２０を通る光の屈折角をθ２とすると、スネルの法則により、以下の式が成立する。
１．４１×ｓｉｎ（θ１）＝１．５９×ｓｉｎ（θ２）  ・・・（１）
上記（１）式において、θ１を例えば５°とすると、θ２は４．４３°となる。
【００４７】
同様に、マイクロプレート２０から試料３０への入射角をθ２、試料３０を通る光の屈折角をθ３とすると、スネルの法則により、以下の式が成立する。
１．５９×ｓｉｎ（θ２）＝１．３３×ｓｉｎ（θ３）  ・・・（２）
上記（２）式において、θ２は、上記（１）式により４．４３°であるため、θ３は５．３０°となる。
【００４８】
同様に、試料３０から空気への入射角をθ３、空気を通りミラープレート１４の反射面１４ａへ到達する光の屈折角をθ４とすると、スネルの法則により、以下の式が成立する。
１．３３×ｓｉｎ（θ３）＝１×ｓｉｎ（θ４）  ・・・（３）
上記（３）式において、θ３は、上記（２）式により５．３０°であるため、θ４は７．０５°となる。
このように、上記条件では、θ１とθ４とでは２°程度の角度の差が生じる。したがって、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角は、それぞれ上記の角度の差を考慮して設定しておくことが好ましい。
【００４９】
ただし、例えばマイクロプレート２０のウェル２１の直径を６ｍｍ〜７ｍｍ程度、ウェル２１の深さを１０ｍｍ〜１１ｍｍ程度、導光プレート部１３の厚みを１０ｍｍ程度、マイクロプレート２０に収容されている試料３０の表面とミラープレート１４の反射面１４ａとの間隔を１ｍｍ程度とすると、導光プレート部１３からミラープレート１４の反射面１４ａまでの距離は２０ｍｍ程度である。つまり、光源１２ａからミラープレート１４までの光路長、およびミラープレート１４から受光センサ１３ｂまでの光路長は、それぞれ３０ｍｍ未満である。
上記の条件では、上述したようにθ１とθ４との差は２°程度である。したがって、光路長が３０ｍｍ未満と比較的短い場合には、導光プレート部１３からミラープレート１４までの光線経路への各界面（界面４１〜界面４３）での屈折の影響は小さいとみなすこともできる。
【００５０】
次に、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０のセッティング方法について説明する。
図６に示すように、筐体１５内部に基板１１、複数の光源１２ａ、複数の受光センサ１２ｂ、導光プレート部１３、電源部１６および給電ケーブル１７が固定された状態のマイクロプレートリーダー１０に対して、作業者は、図７に示すように、各ウェル２１に試料３０が収容されたマイクロプレート２０を設置する。このとき、マイクロプレート２０は、導光プレート部１３上に載置される。また、このときマイクロプレート２０は、各ウェル２１の底面が、投光用導光路１３ａの光出射端と受光用導光路１３ｂの光入射端とが１つずつ対向する位置に位置決めされる。
【００５１】
次に、図８に示すように、作業者は、マイクロプレート２０上にミラープレート１４を設置する。このとき、作業者は、ミラープレート１４における反射面１４ａとは反対の面に設けられた把持部１４ｂを持って、ミラープレート１４を、筐体１５の開口部を塞ぐようにマイクロプレート２０上に設置する。なお、ミラープレート１４は、不図示の位置決め部材により上下方向に位置決めがなされるようにしてもよい。
作業者は、ミラープレート１４をマイクロプレート２０上に設置した後、不図示の電源スイッチ等を操作して、電源部１６から給電ケーブル１７を介して各光源１２ａおよび各受光センサ１２ｂへ電力を供給する。これにより、各光源１２ａから光が放出される。
【００５２】
各光源１２ａから放出された光は、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過してミラープレート１４に到達する。そして、ミラープレート１４に到達した光は、ミラープレート１４の反射面１４ａによって反射され、再度各ウェル２１を通過する。各ウェル２１を通過した光は、導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して受光センサ１２ｂによって受光される。このようにして、試料３０の光学特性（例えば、吸光特性）が測定される。
受光センサ１２ｂによる測定結果は、光強度情報として、不図示のデータ通信部を介して外部装置に送信可能であってもよい。この場合、外部装置は、上記の光強度情報をもとに、試料３０の光学特性を測定する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、水平配置されるマイクロプレート２０の下方に配置され、マイクロプレート２０の１つのウェル２１に対応した光源１２ａと受光センサ１２ｂとからなる組を、マイクロプレート２０のウェル２１の数だけ有する投光受光部を備える。また、マイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０の上方に配置され、投光受光部側からウェル２１に収容された試料３０を通過した光を、投光受光部側へ反射させるミラープレート１４を備える。さらに、マイクロプレートリーダー１０は、投光受光部とマイクロプレート２０との間に配置され、光源１２ａから放出される光を試料３０へ導光する投光用導光路１３ａと、ミラープレート１４によって反射され当該試料３０を通過した光を受光センサ１２ｂへ導光する受光用導光路１３ｂと、投光用導光路１３ａおよび受光用導光路１３ｂを、それぞれ顔料含有樹脂により包囲する包囲部材１３ｃと、を有する導光プレート部１３を備える。
【００５４】
このように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０によれば、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して、当該ウェル２１に収容される試料３０に光を照射するための光源１２ａと、当該試料３０から放出される光を計測する受光センサ１２ｂが設けられている。
従来、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対応して光源および受光センサを設けるという発想はなく、１回の光測定毎に都度、マイクロプレート２０を走査させ、複数回の測定によって全てのウェル２１の光測定を行っていた。そのため、全てのウェル２１の光測定には時間を要していた。
本実施形態では、従来のように１回の光測定毎にマイクロプレート２０を走査させることなく、１回の測定でマイクロプレート２０の各ウェル２１に収容される試料３０の全ての光測定をほぼ同時に行うことが可能である。したがって、測定時間を短縮することができる。また、マイクロプレート２０を走査させるための複雑な駆動機構等が不要であるため、装置サイズを小さくすることが可能である。
【００５５】
また、マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａからマイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０へ照射され当該ウェル２１を通過した光を、再度上記ウェル２１を通過させて受光センサ１２ｂへ導くようなミラープレート１４を備える。そのため、光源１２ａと受光センサ１２ｂとをマイクロプレート２０の下方に並べて配置することが可能となり、投光部と受光部とをマイクロプレート２０を挟んで上下方向に対向配置させる場合と比較して光路部の長さを短くすることが可能となる。
さらに、投光部と受光部とをマイクロプレート２０を挟んで上下方向に対向配置させる場合、マイクロプレート２０の上下にそれぞれ給電用の配線基板（プリント基板）が必要となるが、本実施形態のようにミラープレート１４を設けることで、マイクロプレート２０の一方の側のみに配線基板を設けるだけでよい。
したがって、装置の小型化を実現することができる。
【００５６】
また、導光プレート部１３は、マイクロプレート２０の各ウェル２１へ光を導光する投光用導光路１３ａと、各ウェル２１からの光を受光センサ１２ｂへ導光する受光用導光路１３ｂとを透明な樹脂（シリコーン樹脂）から構成し、これらの導光路１３ａ、１３ｂを外光や散乱光を吸収可能な顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃにより包囲した構成を有する。したがって、上記外光や散乱光からのノイズ光（迷光）の影響を抑制することが可能である。
特に、上記透明な樹脂と、顔料含有樹脂との材質を同じにすることにより、両樹脂の界面での反射や散乱を適切に抑制することができる。つまり、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂により吸収され導光路に殆ど戻らず、迷光の複雑な多重反射がほとんど発生しない。また、導光路１３ａ、１３ｂの断面積や光路長を適宜設定することにより、外光の影響を著しく抑制することもできる。
【００５７】
すなわち、装置内部に外光が進入したとしても、導光プレート部１３における各導光路１３ａ、１３ｂにおいて、外光の影響は著しく減衰される。よって、マイクロプレートリーダー内部の光学系に対して厳密にノイズ光対策を行う必要がなく、また、そのノイズ光対策のために装置自体が大がかりになることもない。
以上のようなシリコーン樹脂を用いたモノリシックな光学系の技術を、ＳＯＴ（Silicone Optical Technologies）と呼称する。本実施形態では、ＳＯＴ構造をマイクロプレートリーダーの光学系に採用することにより、外光（ノイズ光）の影響をほぼ無視することが可能となり、装置の小型化と高精度な光測定とが実現されたマイクロプレートリーダーとすることができる。
【００５８】
また、マイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０を配置する筐体１５を備える。筐体１５は、例えば遮光性や断熱性を有する材料により構成することもできる。この場合、マイクロプレート２０の側面から入射する外光の影響や温度の影響を抑制することができる。したがって、マイクロプレート２０の端部に位置するウェル２１の測定データの信頼性を確保することができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、ＰＯＣＴ検査等の分野において携帯可能な程度に小型化され、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０全ての光測定を短時間で高精度に行うことができる。
【００６０】
なお、上述した導光プレート部１３の構造により、外光（ノイズ光）の影響はほぼ無視することが可能であるが、更なるノイズ光対策を講じるようにしてもよい。例えば図９に示すように、投光用導光路１３ａを通過する直進光以外の成分Ｌ２１がウェル２１を通過し、ミラープレート１４の反射面１４ａに到達した場合を考える。この場合、光成分Ｌ２１の一部が、隣接するウェル２１に入射し、受光用導光路１３ｂを通過してノイズ光として受光センサ１２ｂに到達することも考えられる。光源１２ａから放出される光（信号光）の強度が小さい場合には、微弱なノイズ光であっても測定結果に悪影響を及ぼす可能性が高いため、このようなノイズ光の影響を抑制する必要が出てくる。
【００６１】
この場合、各ウェル２１を通過してきた光が再度当該ウェル２１へのみへ入射するように、ミラープレート１４の反射面１４ａの領域を制限すればよい。図１０は、反射面１４ａ領域を制限したミラープレート１４の一例である。
図１０では、ミラープレート１４の反射面１４ａは、マイクロプレート２０の各ウェル２１の上方にそれぞれ制限され、反射面１４ａの周囲は、非反射面１４ｃとなっている。反射面１４ａの形状は、例えば図１１に示すように円形である。反射面１４ａが円形である場合、反射面１４ａは、ミラープレート１４において、円の中心が各ウェル２１の中心軸と略同位置となるような位置に設けられる。
【００６２】
このように、ミラープレート１４のマイクロプレート２０に対向する面において、反射面１４ａを導光路１３ａおよび１３ｂの形成位置に応じて選択的に設けるようにしてもよい。上記のように反射面１４ａを制限することにより、１つのウェル２１を通過してミラープレート１４に到達した光の一部が上記ウェル２１に隣接する他のウェル２１に入射することを抑制することが可能となる。したがって、高精度な測定結果が得られる。
【００６３】
また、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０は、上述したように、マイクロプレート２０の各ウェル２１全てに対して、ほぼ同時に測定データを取得することが可能である。しかしながら、測定データの処理は、必ずしも同時に行うわけではなく、例えば、１回のデータ処理は８つのウェルに対して行い、これを１２回行う場合もある。この場合、データ処理時間がある程度かかってしまう。
【００６４】
そこで、マイクロプレートリーダー１０は、各ウェル２１に対応する測定データを、一括して同時に処理することが可能な構造であってもよい。
この場合、図１２に示すように、マイクロプレートリーダー１０は、各ウェル２１に収容される試料３０から放出され、受光用導光路１３ｂによって導光される光を、光ファイバ５１で受光する構造であってもよい。つまり、受光部として、受光センサ１２ｂの代わりに光ファイバ５１の先端（入射端）５１ａを配置するようにしてもよい。
【００６５】
各ウェル２１に対応した受光用導光路１３ｂを通過した光を受光する各光ファイバ５１は、光出射端側で束ねることができる。この場合、各光ファイバ５１を束ねた光ファイバ束から出射される光は、画像センサ５２により取り込むことができる。画像センサ５２により取り込まれた画像データは、マイクロプレート２０の全ウェル２１に対応した光測定データであり、当該画像データを演算処理することにより、全ウェル２１に対応した光測定データを一括して同時にデータ処理することが可能となる。
【００６６】
なお、本実施形態においては、マイクロプレートリーダー１０は、光源１２ａおよび受光センサ１２ｂからなる投光受光部の上に導光プレート部１３を配置し、導光プレート部１３の上にマイクロプレート２０を配置し、マイクロプレート２０の上にミラープレートを配置する構造である場合について説明した。つまり、上述したマイクロプレートリーダー１０は、マイクロプレート２０のウェル２１の下方から光を照射し、ウェル２１を通過した光を当該ウェル２１の上方で反射させ、再度ウェル２１を通過させてウェル２１の底面側で受光する構造である。
しかしながら、マイクロプレート２０のウェル２１の上方から光を照射し、ウェル２１を通過した光を底面側で反射させ、再度ウェル２１を通過させてウェル２１の上方で受光する構造であってもよい。ただし、上述したようにマイクロプレート２０のウェル２１の底面側から光を照射する構造である方が、マイクロプレート２０のセッティングが容易であるため好ましい。
【００６７】
（第二の実施形態）
次に、本発明における第二の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、所定のウェル数（９６ウェル）のマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーについて説明した。第二の実施形態では、ウェル数が異なるマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーについて説明する。
例えば、マイクロプレートを用いて細胞培養を行い、培養した細胞に対する光測定を行う場合、ウェル数の少ない（例えば、６ウェル）マイクロプレートが使用される。このような異なる種類のマイクロプレートに対応するために、本実施形態では、１つのウェルのみに対応した単位ユニット（マイクロプレートリーダーユニット）を用いる。
【００６８】
図１３は、マイクロプレートリーダーユニット１８の構成例を示す図である。
この図１３に示すように、マイクロプレートリーダーユニット１８は、光源１８ａと、受光センサ１８ｂと、投光用導光路１８ｃと、受光用導光路１８ｄと、包囲部材１８ｅと、を備える。ここで、光源１８ａおよび受光センサ１８ｂは、上述した第一の実施形態における投光受光部を構成する光源１２ａおよび受光センサ１２ｂと同様である。また、投光用導光路１８ｃ、受光用導光路１８ｄおよび包囲部材１８ｅは、上述した第一の実施形態における導光プレート部１３を構成する投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂおよび包囲部材１３ｃと同様である。
【００６９】
マイクロプレートリーダーユニット１８は、基板１１Ａに対して着脱可能に構成されている。基板１１Ａは、上述した第一の実施形態における基板１１と同様の基板の表面に、当該基板に形成された給電回路とマイクロプレートリーダー１８の光源１８ａおよび受光センサ１８ｂとそれぞれ電気的に接続可能なコネクタ部１１ａおよび１１ｂを備えた構成を有する。
コネクタ部１１ａおよび１１ｂは、例えば９６ウェルのマイクロプレートの各ウェルに対応する位置にそれぞれ配置されるよう、基板１１Ａ上に９６個ずつ設けられている。具体的には、コネクタ部１１ａおよび１１ｂは、基板１１Ａにおいて、例えば図２に示す光源１２ａおよび受光センサ１２ｂに対応する位置にそれぞれ設けられている。マイクロプレートリーダーユニット１８は、９６ウェルのマイクロプレートの１つのウェルに相当する大きさを有し、基板１１Ａ上に、９６ウェルのマイクロプレートの各ウェルにそれぞれ対応して最大９６個装着可能である。
【００７０】
図１４は、本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ａの一例を示す図であり、マイクロプレートリーダーユニット１８を、基板１１Ａ上に複数隣接させて装着した場合の図である。この図１４に示すように、複数のマイクロプレートリーダーユニット１８を基板１１Ａに接続した構造は、図１に示す第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０の一部（基板１１、光源１２ａ、受光センサ１２ｂおよび導光プレート部１３）と同様の構造となる。
したがって、９６個のマイクロプレートリーダーユニット１８を基板１１Ａに接続したマイクロプレートリーダー１０Ａは、図１に示す第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０と同様の構造となる。
【００７１】
本実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ａは、光測定に使用するマイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に応じて、マイクロプレートリーダーユニット１８が適宜配置されてなるものである。
例えば９６ウェルのマイクロプレート２０を使用する場合、図１５に示すように、９６個のマイクロプレートリーダーユニット１８が、９６個の各ウェル２１にそれぞれ対応させた位置に配置される。これら９６個のマイクロプレートリーダーユニット１８は、基板１１Ａに形成された配線６０に接続され、電力が供給可能に構成される。ここで、配線６０の接続方式は、マルチドロップ接続やデイジーチェーン接続を用いることができる。
【００７２】
一方、６ウェルのマイクロプレート２０を使用する場合、図１６に示すように、６個のマイクロプレートリーダーユニット１８が、６個の各ウェル２１にそれぞれ対応させた位置に配置される。この場合にも、これら６個のマイクロプレートリーダーユニット１８は、基板１１Ａに形成された配線６０に接続され、電力が供給可能に構成される。
なお、図１６では、１つのウェル２１に対して１つのマイクロプレートリーダーユニット１８を配置する場合について説明したが、１つのウェル２１に対して複数のマイクロプレートリーダーユニット１８を配置してもよい。この場合、１つのウェル２１に対応する複数のマイクロプレートリーダーユニット１８の測定データの統計を、当該１つのウェル２１に対する測定データとして採用してもよい。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態におけるマイクロプレートリーダーユニット１０Ａは、マイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に応じて、マイクロプレートリーダーユニット１８を基板１１Ａ上の必要な位置に必要な数だけ配置する構成を有する。したがって、異なるウェル数のマイクロプレート２０に対応したマイクロプレートリーダーとすることができる。
【００７４】
なお、本実施形態においては、マイクロプレートリーダーユニット１８は、投光受光部と導光プレート部とを備える場合について説明したが、投光受光部を構成する光源１８ａおよび受光センサ１８ｂにそれぞれ接続された配線を有する基板までを含むようにしてもよい。この場合、マイクロプレート２０のウェル２１の数および位置に対応させてマイクロプレートリーダーユニット１８を配置した際に、当該ユニットを構成する上記基板が、電源部に接続された給電ケーブルに接続可能な構成であればよい。
【００７５】
（第三の実施形態）
次に、本発明における第三の実施形態について説明する。
上述した第一の実施形態では、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸が、それぞれ法線方向に対して所定の角度で傾斜している場合について説明した。第三の実施形態では、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸が、それぞれ法線方向に対して傾斜していない（平行である）場合について説明する。
【００７６】
導光プレート部１３を製造する場合、まず顔料含有樹脂からなる包囲部材１３ｃを、投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂに相当する空洞を備えるように成形する。その後、投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂに相当する空洞に、光源１２ａから放出される光に対して透明な樹脂（例えば、シリコーン樹脂）が設けられる。
その際、投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂに相当する空洞の中心軸（投光用導光路１３ａ、受光用導光路１３ｂの光軸に相当）と法線方向とがなす角が０度でない場合、包囲部材１３ｃを成形することは難しい。
【００７７】
そこで、本実施形態では、導光プレート部１３における投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角を、それぞれ０度もしくはほぼ０度とする。
【００７８】
図１７は、第三の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０Ｂの概略構成図である。
マイクロプレートリーダー１０Ｂは、基板１１と、複数の光源１２ａと、複数の受光センサ１２ｂと、導光プレート部（導光部）１３と、プリズム型反射部材（反射部材）１４０と、筐体１５と、電源部１６と、給電ケーブル１７と、を備える。
マイクロプレートリーダー１０Ｂは、導光プレート部１３および反射部材（第一の実施形態では、ミラープレート１４）の構成が異なることを除いては、第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０と同様の構成を有する。したがって、以下、マイクロプレートリーダー１０と構成が異なる部分を中心に説明する。
【００７９】
導光プレート部１３は、投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角が、第一の実施形態におけるマイクロプレートリーダー１０とは異なる。具体的には、導光プレート部１３における投光用導光路１３ａの光軸と法線方向とのなす角、および受光用導光路１３ｂの光軸の法線方向とのなす角は、０度となっている。つまり、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸と鉛直方向とのなす角が０度である。
【００８０】
また、マイクロプレートリーダー１０Ｂは、反射部材として、プリズム型反射部材１４０を備える。プリズム型反射部材１４０は、導光プレート部１３上に設置されたマイクロプレート２０の上に配置される。プリズム型反射部材１４０のマイクロプレート２０と対向する面は、光折り返し構造となっている。プリズム型反射部材（反射部材）１４０は、筐体１５の開口部を塞ぎ、マイクロプレート２０の上蓋として機能する。
【００８１】
（プリズム型反射部材）
図１と同様、図１７における上下方向を法線方向と規定した場合、投光用導光路１３ａの光軸および受光用導光路１３ｂの光軸と法線方向とのなす角度は０度である。ここで、法線方向は、水平面に対して直交する鉛直方向である。
プリズム型反射部材１４０は、投光用導光路１３ａから放出され上側に進行する光源１２ａからの光を、１８０度折り返して下側に進行させ、受光用導光路１３ｂを介して受光センサ１２ｂに受光させるという光学的機能を有する光学素子である。
【００８２】
プリズム型反射部材１４０は、複数のプリズム１４０ａと当該複数のプリズム１４０ａを保持するプリズム保持フレーム１４０ｂとを有する。
図１７および図１７のＡ方向矢視図である図１８に示すように、プリズム１４０ａは直角プリズムであり、三角柱構造を有する。プリズム１４０ａは、ガラスや環状オレフィン樹脂等により構成することができる。このプリズム１４０ａは、頂角が９０度となる姿勢で、ウェル２１の上方に配置される。
【００８３】
具体的には、プリズム１４０ａは、マイクロプレート２０の複数のウェル２１に対応しており、プリズム１４０ａの長手方向は、マイクロプレート２０の各ウェルの整列方向に一致する。例えば、マイクロプレート２０のウェル２１が９６個であって、８個のウェル２１からなる１列のウェル群が１２列配置されている場合、プリズム１４０ａの長手方向は、８個のウェルまたは１２個のウェルの整列方向に対応する。すなわち、プリズム１４０ａは、８個のウェル、または１２個のウェルに対応する。
【００８４】
プリズム保持フレーム１４０ｂは、マイクロプレート２０の大きさに対応した四角形状の空洞部を有し、この空洞部に複数のプリズム１４０ａが配置される。この四角形状の空洞部を取り囲む壁のうち、プリズム１４０ａの両端部が配置される側に対応し、互いに対向する二面の壁には、所定の長さだけ内側に突出したプリズム支持部１４０ｃが設けられている。
【００８５】
図１８のＢ−Ｂ断面図である図１９に示すように、プリズム支持部１４０ｃは、プリズム保持フレーム１４０ｂにおける上記二面の壁の下端部に設けられる。各プリズム１４０ａは、その長手方向両端部の一部が、プリズム支持部１４０ｃ上に載置されることで、当該プリズム支持部１４０ｃによって支持される。このとき、各プリズム１４０ａは、配列するウェル群の上方に位置するように配置される。
なお、プリズム支持部１４０ｃの突出長さは、ウェル２１から放出され、プリズム型反射部材１４０により折り返されウェル２１に入射する光を遮光しないような長さに設定される。
【００８６】
プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａのマイクロプレート２０と対向する面（底面）は、平面となっている。図１７に示すように、プリズム１４０ａの平面部（底面）から入射した光は、頂角（直角）を挟む２つの斜面により全反射され、結果的に１８０度折り返されて出射する。このとき、プリズム１４０ａに入射する入射光の光軸と、プリズム１４０ａにより１８０度折り返され、プリズム１４０ａから出射する折り返し光の光軸とは、所定の間隔をもって離間する。
このように、プリズム型反射部材１４０は、９０度の頂角を挟む２つの反射面を有する直角プリズムである。ここで、２つの反射面のうち、一方の反射面は鉛直方向に対して４５度の角度をなし、他方の反射面は鉛直方向に対して−４５度の角度をなす。そして、これら２つの反射面は、それぞれウェル２１の配列方向に沿って伸びている。
【００８７】
したがって、各光源１２ａから放出され、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過した光は、プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａに到達すると、プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａの平面部（底面）から入射し、１８０度折り返されて当該平面部（底面）から出射する。そして、プリズム型反射部材１４０のプリズム１４０ａから出射した光は、再度マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して、各受光センサ１２ｂに入射する。
【００８８】
なお、図２０に示すように、プリズム型反射部材１４０は、プリズム１４０ａをプリズム保持フレーム１４０ｂの空洞部の所定の位置に位置決めするための平板状のプリズム位置決め部材１４１を備えていてもよい。プリズム位置決め部材１４１は、プリズム１４０ａの頂角に対応した楔状の凹部であって、プリズム１４０ａの長手方向に沿って直線状に伸びるプリズム位置決め部１４１ａを有する。
プリズム位置決め部材１４１をプリズム型反射部材１４０の上部に配置し、プリズム位置決め部１４１ａに各プリズム１４０ａの頂角を配置することにより、各プリズム１４０ａは所定の位置に位置決めされる。
【００８９】
これにより、プリズム１４０ａは、その頂点位置が、導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光軸と受光用導光路１３ｂの光軸との中央位置に一致するように位置決めされる。したがって、各光源１２ａから放出され、導光プレート部１３の各投光用導光路１３ａを通過し、マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、プリズム１４０ａにより１８０度折り返された光は、再度マイクロプレート２０の各ウェル２１に収容された試料３０を通過し、適切に導光プレート部１３の各受光用導光路１３ｂを通過して、各受光センサ１２ｂに入射することができる。
【００９０】
また、プリズム１４０ａは、プリズム保持フレーム１４０ｂのプリズム支持部１４０ｃにより支持するのではなく、図２１に示すように、例えばガラス板である光透過性の光透過板１４０ｄの上に載置するようにしてもよい。光透過板１４０ｄは、例えば、プリズム保持フレーム１４０ｂの空洞部を取り囲む壁から所定の長さだけ内側に突出した光透過板支持部１４０ｅにより支持することができる。このように、光透過板１４０ｄを設けることで、プリズム１４０ａの汚れ防止の効果が得られる。
なお、この光透過板１４０ｄを有する構造においても、プリズム１４０ａを所定の位置に位置決めするために、図２２に示すようにプリズム位置決め部材１４１を用いることができる。
【００９１】
（第三の実施形態の変形例）
図２３は、第三の実施形態の変形例であるマイクロプレートリーダー１０Ｃの概略構成図である。本変形例は、投光用導光路１３ａ放出され上側に進行する光源１２ａからの光を１８０度折り返して下側に進行させ、受光用導光路１３ｂを介して受光センサ１２ｂに受光させるという光学的機能を有する反射部材として、プリズム型反射部材１４０に代えて光折り返し部材１５０を用いるものである。
図２３に示すマイクロプレートリーダー１０Ｃは、光折り返し部材１５０を除いては、図１７に示すマイクロプレートリーダー１０Ｂと同様の構成を有する。したがって、以下、マイクロプレートリーダー１０Ｂと構成が異なる部分を中心に説明する。
【００９２】
光折り返し部材１５０は、合成樹脂、もしくは金属からなるプレート部材である。この光折り返し部材１５０の下面には、頂角が直角である楔状の凹部であって、マイクロプレート２０のウェル２１に対向する位置に、当該ウェル２１の配列方向に沿って直線状に伸びる光折り返し部１５０ａが設けられている。光折り返し部材１５０は、光折り返し部１５０ａの頂点位置が、導光プレート部１３の投光用導光路１３ａの光軸と受光用導光路１３ｂの光軸との中央位置に一致するように位置決めして配置される。
光折り返し部１５０ａは、図２４に示すように、法線方向に対して４５度の角度をなす第１の斜面１５１と、法線方向に対して−４５度の角度をなす第２の斜面１５２とを有する。第１の斜面１５１および第２の斜面１５２は、それぞれ表面に光反射コーティング部１５０ｂが設けられた反射面である。光反射コーティング部１５０ｂは、例えばアルミニウム薄膜からなり、めっき等の方法により第１の斜面１５１および第２の斜面１５２に施される。
【００９３】
これにより、第１の斜面１５１および第２の斜面１５２のうちの一方の斜面に入射する法線方向に進行する光は、９０度折り返されて他方の斜面に入射し、当該他方の斜面により９０度更に折り返される。このように、光折り返し部材１５０は、図１７に示すプリズム型反射部材１４０と同様に、投光用導光路１３ａから放出され上側に進行する光源１２ａからの光を、１８０度折り返して下側に進行させることができる。
【００９４】
ただし、光折り返し部材１５０は、長期間の使用により光反射コーティング部１５０ｂが酸化等で劣化し、反射率が低下する場合がある。よって、劣化の度合いに応じて、光折り返し部材１５０は、適宜、交換が必要となる。
これに対して、上述したプリズム型反射部材１４０は、ガラスや光透過性の合成樹脂からなるプリズム１４０ａを用いるため、光を反射させるための光反射コーティング部１５０ｂを設ける必要がない。したがって、プリズム型反射部材１４０には、光折り返し部材１５０のように光反射コーティング部１５０ｂの劣化による交換作業は必要ない。
【００９５】
（その他の実施形態）
光を１８０度折り返す反射部材は、上記したプリズム型反射部材１４０、光折り返し部材１５０に限るものではない。例えば、反射部材は、第一の実施形態のミラープレート１４と同様の平板状の構成とし、マイクロプレート２０と対向する面が散乱面となる散乱板（散乱プレート）とすることも可能となる。この散乱プレートを用いる場合、反射光強度は著しく低下するものの、上記したプリズム型反射部材１４０、光折り返し部材１５０のような位置合わせは不要とすることができる。
【００９６】
また、例えば、反射部材は、３回の反射を用いたリトロリフレクタ型（例えば、コーナーキューブ・リフレクタ）の光学素子を使っても良い。プリズム型反射部材１４０を用いる場合、場合によっては、位置合わせのみならず、入射光に対する斜面（反射面）の角度位置を調整する必要が生じるが、このリトロリフレクタ型光学素子を用いる場合においては、位置合わせのみでよい。
【００９７】
なお、第２の実施形態におけるマイクロプレートリーダーユニット１８の投光用導光路１８ｃの光軸および受光用導光路１３ｄの光軸と法線方向とのなす角度を０度とし、第３の実施形態における、プリズム型反射部材１４０、光折り返し部材１５０および上記した散乱板（散乱プレート）、リトロリフレクタ型光学素子のいずれかを適用したマイクロプレートリーダーユニットとすることも可能である。
【００９８】
（変形例）
上記各実施形態において、投光用導光路（１３ａ、１８ｃ）および受光用導光路（１３ｂ、１８ｄ）を透明な樹脂により構成する場合について説明したが、これら導光路は空洞であってもよい。その場合、導光路とそれを包囲する顔料含有樹脂からなる包囲部材（１３ｃ、１８ｅ）との界面における迷光反射の抑制効果は得られないものの、顔料含有樹脂に入射した迷光は当該顔料含有樹脂によって吸収されるので、迷光の複雑な多重反射はある程度抑制される。
【００９９】
また、上記各実施形態において、マイクロプレート２０のウェル底面が平板形状である場合について説明した。ウェル底面が平板形状の場合、導光プレート部１３との接触性が良いため好ましいが、ウェル底面の形状は、必ずしも平板形状でなくてもよい。
例えば図２５に示すように、マイクロプレート２０のウェル２２の底面の形状が球面であってもよい。この場合、投光用導光路１３ａの光出射端とウェル２２の底面との間、および受光用導光路１３ｂの光入射端とウェル２２の底面との間には、それぞれ僅かな間隙が形成されるため、外光が入射するおそれがある。しかしながら、導光路１３ａ、１３ｂの断面積および光路長を適宜設定することにより、外光の強度は測定結果に影響しない程度にまで減衰させることが可能である。
【０１００】
さらに、上記各実施形態においては、投光受光部（光源および受光センサ）を１組ずつ個別に駆動可能な構成であってもよい。この場合、マイクロプレートのウェル数および位置に応じて、必要な数および位置の投光受光部を選択的に駆動することもできる。これにより、ウェル数の異なるマイクロプレートに対応したマイクロプレートリーダーとすることができる。
また、上記各実施形態においては、投光受光部数とウェル数は必ずしも一致する必要はなく、投光受光部数よりも少ないウェル数のマイクロプレートを配置することもできる。
また、上記各実施形態においては、必ずしもマイクロプレートを水平配置して、その鉛直方向に投光受光部を配置することに限られるものではなく、例えばマイクロプレートを垂直配置したり、マイクロプレートの斜め方向に投光受光部を配置したりするなど、ウェルに収容されている試料が光測定できる範囲内で適宜変形可能である。
【０１０１】
なお、上記において特定の実施形態が説明されているが、当該実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意図はない。本明細書に記載された装置及び方法は上記した以外の形態において具現化することができる。また、本発明の範囲から離れることなく、上記した実施形態に対して適宜、省略、置換及び変更をなすこともできる。かかる省略、置換及び変更をなした形態は、請求の範囲に記載されたもの及びこれらの均等物の範疇に含まれ、本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…マイクロプレートリーダー、１１…基板、１２ａ…光源、１２ｂ…受光センサ、１３…導光プレート部、１３ａ…投光用導光路、１３ｂ…受光用導光路、１４…ミラープレート、１４ａ…反射面、１５…筐体、１８…マイクロプレートリーダーユニット、２０…マイクロプレート、２１…ウェル、１４０…プリズム型反射部材、１４０ａ…プリズム、１４０ｄ…光透過板、１４１…プリズム位置決め部材、１５０…光折り返し部材、１５０ａ…光折り返し部、１５０ｂ…光反射コーティング部、１５１…第１の斜面、１５２…第２の斜面
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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