(57)【要約】【課題】ノイズ光の少ない信号を検知可能な、マイクロアレイ上の情報読取装置を提供する。【解決手段】レーザ光源からのレーザ光を集光する集光手段２４と、集光手段により集光されたレーザ光を透過させる孔２５と、光反射面２６とを有する光透過手段２７と、レーザ光により読み取られるマイクロアレイ上の情報に対応する光信号を検知する光検知器２９とを備え、集光手段は光透過手段の孔にレーザ光を結像する機能を有し、孔を透過したレーザ光の照射範囲内にマイクロアレイ２８が配置されるようになっており、光反射面は、孔を透過したレーザ光のうちマイクロアレイに照射されて得られるマイクロアレイ上の情報に対応する反射光信号を反射して光検知器に結像させる機能を有する。【選択図】　　　図２
2004020441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を集光する集光手段と、
前記集光手段により集光されたレーザ光を透過させる孔と光反射面とを有する光透過手段と、
前記レーザ光により読み取られたマイクロアレイ上の情報に対応する光信号を検知する光検知器とを備え、
前記集光手段は前記光透過手段の前記孔にレーザ光を結像する機能を有し、
前記光透過手段の前記孔を透過したレーザ光の照射範囲内に前記マイクロアレイが配置されるようになっており、
前記光反射面は、前記孔を透過したレーザ光のうち前記マイクロアレイに照射されて得られた該マイクロアレイ上の情報に対応する反射光信号を反射して前記光検知器に結像させる機能を有することを特徴とする、マイクロアレイ上の情報の読取装置。
【請求項２】
前記集光手段は、前記光透過手段の前記孔にレーザ光を結像するように前記レーザ光源から出力される前記レーザ光の光軸を修正可能に構成されており、前記光透過手段の前記反射面は、前記孔を透過したレーザ光のうち前記マイクロアレイに照射されて得られる該マイクロアレイ上の情報に対応する反射光信号を反射して前記光検知器に結像させるように前記集光手段と同期して配置角度を修正可能に構成されていることを特徴とする、請求項１記載の情報読取装置。
【請求項３】
前記集光手段は凸レンズ及びホログラムのいずれか一方で構成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の情報読取装置。
【請求項４】
前記光透過手段は、中心に前記孔を有する凹面鏡及びホログラムのいずれか一方で構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項記載の情報読取装置。
【請求項５】
前記マイクロアレイ及び前記光検知器に関して前記光透過手段と反対側に配置された鏡を更に備え、該鏡により反射された光が前記光透過手段の前記反射面に当たらないように前記鏡が配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項記載の情報読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロアレイ上の情報の読取装置、特にバイオチップ等の情報をレーザ光により読み取る装置に関する。
【０００２】
かかる情報読取装置は、近年のＤＮＡマイクロアレイやプロテインマイクロアレイに代表されるバイオチップ等の発展に伴って主要な入力装置に位置づけられている。
【０００３】
【従来の技術】
図１は従来の情報読取装置の１例を示す構成例図である。図において、１は例えばハロゲンランプ等の光源、２は半透過鏡、３は反射用の鏡、４は集光用の凸レンズ、５は光光検知器、６はマイクロアレイである。
【０００４】
光源１から出射される非コヒーレント光は、半透過鏡２で反射されてマイクロアレイ６に照射される。照射された光はマイクロアレイ６の表面で反射したり、マイクロアレイ６のコーナー等で散乱する。マイクロアレイ６から反射、散乱した反射、散乱光は、半透過鏡２を通り、鏡３で反射され、凸レンズ４で集光され、光検知器５に導かれる。半透過鏡２をその中心Ｏを中心に回転させることにより反射後の光の光軸を変化させて、マイクロアレイ６の表面を反射光で走査する。これにより、光検知器５はマイクロアレイ６上に形成された情報を読み取ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の情報読取装置においては、光源がハロゲン光源等の非コヒーレントな光源なので、半透過鏡２による反射後の光はひろがりのある光であり、マイクロアレイ６上に結像しにくい。また、マイクロアレイ６からの反射信号光を集光する凸レンズ４及び光検知器５が、光学系の中でマイクロアレイ６から最も離れた位置に置かれているので、マイクロアレイ６上の走査点以外からの光も凸レンズ４及び光検知器５に集光し、マイクロアレイの情報に対応する信号光とノイズ光との区別が困難となるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、かかる従来装置における問題に鑑み、ノイズ光の少ない信号を検知可能な、マイクロアレイ上の情報の読取装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のために、本発明の１態様により提供されるものは、レーザ光源からのレーザ光を集光する集光手段により集光されたレーザ光を透過させる孔と光反射面とを有する光透過手段と、レーザ光により読み取られたマイクロアレイ上の情報に対応する光信号を検知する光検知器とを備えている、マイクロアレイ上の情報の読取装置である。集光手段は光透過手段の孔にレーザ光を結像する機能を有する。光透過手段の孔を透過したレーザ光の照射範囲内にマイクロアレイが配置されるようになっている。光反射面は、孔を透過したレーザ光のうちマイクロアレイに照射されて得られるマイクロアレイ上の情報に対応する反射光信号を反射して光検知器に結像させる機能を有する。
【０００８】
光源がレーザ光源なので、マイクロアレイ上に効率良く集光でき、光検知器上にも効率良く結像できるので、高い精度で情報を読み取ることが可能になる。
【０００９】
また、レーザ光を用いることにより、マイクロアレイによる散乱光は発生しにくくなり、その結果光検知器にはノイズの少ない信号が入力されるので、やはり、高い精度で情報を読み取ることが可能になる。
【００１０】
さらに、従来はマイクロアレイから反射した光を光学系の最も離れた位置で検知していたのに対して、本発明では、マイクロアレイと光検知器とは光透過手段に対して同じ側にあり、この結果、ノイズの少ない信号が光検知器に入力されるので、やはり高い精度で情報を読み取ることが可能になる。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、集光手段は、光透過手段の孔にレーザ光を結像するようにレーザ光源から出力されるレーザ光の光軸を修正可能に構成されており、光透過手段の反射面は、孔を透過したレーザ光のうちマイクロアレイに照射されて得られるマイクロアレイ上の情報に対応する反射光信号を反射して光検知器に結像させるように集光手段と同期して配置角度を修正可能に構成されている。
【００１２】
これにより、光検知器に効率よく光を結像できる。
【００１３】
本発明の第３の態様によれば、集光手段は凸レンズ及びホログラムのいずれか一方で構成されている。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、光透過手段は、中心に孔を有する凹面鏡及びホログラムのいずれか一方で構成されている。
【００１５】
本発明の第５の態様によれば、マイクロアレイ及び光検知器に関して光透過手段と反対側に配置された鏡を更に備え、該鏡により反射された光が光透過手段の反射面に当たらないように鏡が配置されている。
【００１６】
これにより、光透過手段の光反射面には孔を透過してマイクロアレイにより反射された光以外は殆ど当たらないので、光検知器にはノイズの少ない信号が入力される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態によるマイクロアレイ上の情報読取装置の構成を示す図である。図において、この情報読取装置は、レーザ光源２１と、このレーザ光源２１からのレーザ光を反射する鏡２２と、鏡２２により反射されたレーザ光をさらに反射する回転多面鏡２３と、集光機能を持つホログラム２４と、中央部に孔２５を有し、内側が反射面２６になっている有孔凹面鏡２７と、マイクロアレイ２８と、光検知器２９と、鏡３０及び３１とを備えている。
【００１９】
鏡２２はレーザ光源２１から出力されるレーザ光の光軸を調整して走査光を得るために用いられる。
【００２０】
回転多面鏡２３は鏡２２により得られた走査光を反射してホログラム２４を走査する複数の反射鏡面を有する。図においては等面積の反射鏡をもつポリゴンミラーとして示されているが、本発明はこれに限定されず、反射鏡の面積は異なっていてもよい。反射鏡の面積が異なる回転多面鏡の場合は、この回転多面鏡を回転させることにより、走査範囲を変更することが可能になる。
【００２１】
鏡２２と回転多面鏡２３とで光走査手段を構成している。
【００２２】
ホログラム２４は、レーザ光源２１からのレーザ光を集光する集光手段を構成している。ホログラム２４に替えて凸レンズを用いてもよいが、ホログラムの方が集光の効率がよい。ホログラムの回折機能により凸レンズと同様に光ビームを結像することが出来る。
【００２３】
有孔凹面鏡２７は光透過手段を構成している。
【００２４】
図３は有孔凹面鏡２７の斜視図である。図示のように、有孔凹面鏡２７は湾曲面を有し、その中央部に孔２５が設けられている。湾局面の内側が反射面２６となっている。有孔凹面鏡２７に替えて孔を有し集光機能を有するホログラムを用いてもよい。
【００２５】
ホログラム２４及び有孔凹面鏡２７は、回転多面鏡２３の一つの面で反射されたレーザ光が、有孔凹面鏡２７の孔２５の位置に結像するように配置されている。有孔凹面鏡２７の孔２５を通過したレーザ光の照射範囲にマイクロアレイ２８が配置される。したがって、マイクロアレイ２８に当たるレーザ光は孔２５を通過したコヒーレントなレーザ光のみであり、従来のハロゲンランプのような非コヒーレントな光ではなく且つ散乱光もマイクロアレイ２８にはあたらない。
【００２６】
マイクロアレイ２８上で反射されたレーザ光は有孔凹面鏡２７の内側に設けられた反射面２６により反射されてレーザ走査線３２となり光検知器２９に集光するように、反射面２６が構成されている。
【００２７】
こうして、レーザ光により読み取られるマイクロアレイ２８上の情報に対応する光信号を光検知器２９が検知する。
【００２８】
ホログラム２４は、有孔凹面鏡２７の孔２５にレーザ光を結像するように構成されている。鏡２２の配置角度を変更することにより、レーザ光源２１から出力されるレーザ光の光軸を修正可能である。有孔凹面鏡２７の反射面２６は、孔２５を透過したレーザ光のうちマイクロアレイ２８に照射されて得られるマイクロアレイ上の情報に対応する反射光信号を反射して光検知器２９に結像させるようにホログラム２４と同期して配置角度を修正可能に構成されている。
【００２９】
マイクロアレイ２８に関して有孔凹面鏡２７と反対側に配置された鏡３０及び３１は、マイクロアレイ２８で反射されたレーザ光以外の光が有孔凹面鏡２７の反射面２６に当たらないように配置されている。
【００３０】
この鏡３０及び３１は必須の構成要素ではなく、必要に応じて適宜設けてもよい。
【００３１】
更に、回転多面鏡２３の回転と同期して有孔凹面鏡２７の配置角度を変えることによりマイクロアレイ２８からの反射光信号を効率よく集光して光検知器２９に導くように構成されている。
【００３２】
本実施の形態では、回転多面鏡２３から出たレーザ光は、ホログラム２４により孔２５において一旦結像される。更に、孔２５における結像点から再び出射してバイオチップ上のマイクロアレイ２８の情報を走査するレーザ走査線３２となる。孔２５を通過したレーザ走査線３２がマイクロアレイ２８上の情報を走査し、その反射光３３が有孔凹面鏡２７の反射面により反射されて光検知器２９に集光される。
【００３３】
従って、本実施の形態によれば、マイクロアレイ２８からの反射光は、回転多面鏡２３を経由しないので光検知器２９で検知される反射光量は、回転多面鏡２３の大きさに依存しない。
【００３４】
更に、ホログラム２４は、回転多面鏡２３により走査されるレーザ光を孔２５に結像し、この孔２５に有孔凹面鏡２７が置かれ、且つ有孔凹面鏡２７は、回転多面鏡２３と同期して配置角度を変えることが可能になっている。
【００３５】
これにより、レーザ光で走査されるマイクロアレイ２８上の情報位置と光検知器２９とは、点対点の対応関係が維持される。
【００３６】
以上に説明した本実施の形態による装置と従来装置との第一の相違点は、本実施の形態においては、光信号集光手段である有孔凹面鏡２７を回転多面鏡２３とマイクロアレイ２８との間に設けている点である。
【００３７】
更に第二の相違点は、ホログラム２４を設け、これにより回転多面鏡２３からの光ビームを一旦、有孔凹面鏡２７の中心位置である孔２５に結像している点である。
【００３８】
なお、上記本発明の実施の形態において、集光手段としてはホログラム２４や凸レンズに替えて光導波路デバイスを用いることができ、光透過手段としても有孔凹面鏡２７に替えて光導波路デバイスを用いることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により提供される読取装置によれば、バイオチップ上の走査点と信号光検知手段の位置は、点対点の対応関係にあり、バイオチップ上の走査点以外からのノイズ光は、光検知器以外の点で結像する。レーザ光源とマイクロアレイ上のレーザの走査点とは光学系を介して点対点の関係にある。従って、走査点以外から光学系内部に入る外乱光（ノイズ光）は、光検知器の周囲に結像され、検知されない。これにより、マイクロアレイからの反射散乱光の一部である非常に弱い光量でも読み取りが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の情報読取装置の１例を示す構成例図である。
【図２】本発明の実施の形態によるマイクロアレイ上の情報読取装置の構成を示す図である。
【図３】有孔凹面鏡２７の斜視図である。
【符号の説明】
２１…レーザ光源
２２…鏡
２３…回転多面鏡
２４…ホログラム
２５…孔
２６…反射面
２７…有孔凹面鏡
２８…マイクロアレイ
２９…光検知器
３０…鏡
３１…鏡
３２…レーザ走査線
【図１】
2004020441.tif 000003
【図２】
2004020441.tif 000004
【図３】
2004020441.tif 000005