(57)【要約】【課題】検体用検出装置を提供する。【解決手段】画像センサ、前記画像センサ上に配置された導光層、および前記導光層上に配置された上層を含む前記画像センサ上に配置された導光構造、および導光構造上に配置され、前記上層の上方に配置された第２のアレイ状に配列された複数のウェルを有し、各前記ウェルは検体を受けるように構成されるキャリアを含む検体用検出装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像センサ、
前記画像センサ上に配置された導光層、および前記導光層上に配置された上層を含む前記画像センサ上に配置された導光構造、および
前記導光構造上に配置され、前記上層の上方に配置された第２のアレイ状に配列された複数のウェルを有し、各前記ウェルは検体を受け入れるように構成されるキャリアを含む検体用検出装置。
【請求項２】
前記上層は、前記導光層上に配置されて第１のアレイ状に配列された複数の誘導部、および前記誘導部の上方に配置された前記ウェルを含む請求項１に記載の検体用検出装置。
【請求項３】
前記導光層の側面に隣接し、前記導光層内に励起光線を射出するように構成された光源を更に含み、
前記励起光線は、前記上層を通過して前記検体に伝達され、
前記検体は、前記検体が前記励起光線に照射されたとき、誘導光線を射出し、前記誘導光線は、前記上層と前記導光層を経由して、前記画像センサに順次に伝達される請求項２に記載の検体用検出装置。
【請求項４】
前記画像センサは、
感知層、
前記感知層上に配置され、第３のアレイ状に配列された複数のフィルターユニット、および
前記フィルターユニット上に配置され、第４のアレイ状に配列された複数のマイクロレンズを含み、
前記導光構造は、前記マイクロレンズ上に配置され、前記マイクロレンズは、前記励起光線を前記ウェルに向けて反射するように構成され、
前記誘導光線は、前記マイクロレンズと前記フィルターユニットを経由して、前記感知層に順次に伝達される請求項３に記載の検体用検出装置。
【請求項５】
前記画像センサは、前記感知層と前記マイクロレンズとの間に配置され、前記感知層を通過する前記励起光線をブロックするように構成される請求項４に記載の検体用検出装置。
【請求項６】
前記上層は、誘導部を囲み、導光層上に配置されたグリッド部を更に含み、前記グリッド部は、前記導光層で前記励起光線を反射するように構成され、前記導光層の屈折率は、前記グリッド部の屈折率より大きい請求項３に記載の検体用検出装置。
【請求項７】
前記導光構造は、前記画像センサ上に配置された底層を更に含み、前記底層は、前記導光層で前記励起光線を反射するように構成され、前記導光層の屈折率は、前記底層の屈折率より大きい請求項３に記載の検体用検出装置。
【請求項８】
第１のアレイ状に配列された複数のマイクロレンズを含む画像センサ、
前記マイクロレンズ上に配置された導光層と、前記導光層上に配置された上層を含む導光構造、および
前記導光構造上に配置され、第２のアレイ状に配列された複数のウェルを有し、
各前記ウェルは検体を受け入れるように構成されるキャリアを含む検体用検出装置。
【請求項９】
前記導光構造は、前記上層上に配置された透過層、前記透過層上に配置された前記キャリア、および複数の第１の格子部と複数の第２の格子部を含む上層を更に含み、各前記第１の格子部と各第２の格子部は、交互に配置される請求項８に記載の検体用検出装置。
【請求項１０】
前記透過層と関連する前記第１の格子部の高さは、前記導光構造のエッジ領域から前記導光構造の中央領域に徐々に減少される請求項９に記載の検体用検出装置。
【請求項１１】
前記第１の格子部の幅は、導光構造のエッジ領域から導光構造の中央領域に徐々に減少される請求項９に記載の検体用検出装置。
【請求項１２】
２つの隣接する前記第１の格子部間の間隔は、前記導光構造のエッジ領域から前記導光構造の中央領域に徐々に増加される請求項９に記載の検体用検出装置。
【請求項１３】
前記第１の格子部の屈折率は、前記第２の格子部より大きく、前記導光層の屈折率は、前記透過層と前記第１の格子部の屈折率より大きい請求項９に記載の検体用検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置に関し、特に、検体用検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種のバイオチップ、例えばマイクロ流体チップ、マイクロアレイチップ、またはラボオンチップがヒトゲノムを検出するように開発されているため、ヒトゲノムの解読が大きく向上してきた。人の血液は、血液中に特定の疾患のバイオマーカーを含むかどうかを検査するように分析されることができる。これが遺伝子疾患の発見を可能にした方法である。
【０００３】
図１は、従来のバイオチップ検出装置Ａ１の概略図である。バイオチップ検出装置Ａ１は、バイオチップ上にある検体Ａ２を検出するように用いられる。バイオチップＡ３は、検体Ａ２を受けるアレイ状に配列された複数のウェルＡ４を含む。バイオチップ検出装置Ａ１は、レーザー光源Ａ１０、フィルターＡ２０、ビームスプリッタＡ３０、レンズＡ４０、フィルターＡ５０、レンズＡ６０、および検出器Ａ７０を含む。
【０００４】
レーザー光源Ａ１０は、ビームスプリッタＡ３０に向けて励起光線Ｌ１を射出する。フィルターＡ２０は、レーザー光源Ａ１０とビームスプリッタＡ３０との間に配置され、所望の波長で励起光線Ｌ１をフィルタリングするように用いられる。例えば、励起光線Ｌ１の波長は、約３００ｎｍから５００ｎｍの範囲にある。ビームスプリッタＡ３０は、励起光線Ｌ１を検体Ａ２に反射させる。レンズＡ４０は、励起光線Ｌ１を検体Ａ２に集光させる。
【０００５】
検体Ａ２が励起光線Ｌ１で照射された後、検体は、ビームスプリッタＡ３０を通過することによって誘導光線Ｌ２をフィルターＡ５０に射出する。一般的に、誘導光線Ｌ２は、蛍光光線である。フィルターＡ５０は、励起光線Ｌ１の一部がビームスプリッタＡ３０から検出器Ａ７０に通過する可能性があるため、励起光線Ｌ１をブロックするように用いられる。
【０００６】
レンズＡ６０は、誘導光線Ｌ２を検出器Ａ７０に集光させるように用いられる。検出器Ａ７０は、誘導光線Ｌ２の波長と強度を分析するように用いられる。しかしながら、励起光線Ｌ１と誘導光線Ｌ２は、同一の光学経路を有するため、検出器Ａ７０によって検出された誘導光線Ｌ２は、励起光線Ｌ１によって配光される。従って検体Ａの検出結果は影響される。
【０００７】
従来のバイオチップ検出装置Ａ１は、一点一点の方式（ｐｏｉｎｔ−ｂｙ−ｐｏｉｎｔ  ｍａｎｎｅｒ）で検体を検出するため、多数の検体Ａ２が付着したバイオチップＡ３をスキャンするときは常に非常に時間がかかる。
【０００８】
また、図１に示されるように、従来のバイオチップ検出装置Ａ１は、大量の光学部品を含み、順次にバイオチップ検出装置Ａ１を移動させて、検体Ａ２を検出する運搬装置も必要である。このため、バイオチップ検出装置Ａ１の大きさと重さは大きくなり、バイオチップ検出装置Ａ１の製造コストも高くなる。バイオチップ検出装置Ａ１は、ユーザーには持ち運べない、または入手可能ではないものである。
【０００９】
バイオチップ検出装置は、通常、それらの用途に適うものであるが、あらゆる点において完全に満たしているわけではない。従って、バイオチップ検出装置を向上させる解決策を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、持ち運び易いように小型で軽量な検体用の検出装置を提供する。また、検出装置の製造コストは減少され、検体の検出に必要な時間も減少される。
【００１１】
本発明は、画像センサ、導光構造、キャリア、および光源を含む検出装置を提供する。導光構造は、画像センサ上に配置され、導光層と複数の誘導部を含む。導光層は、画像センサ上に配置される。誘導部は、導光層上に配置されてアレイ状に配列される。キャリアは導光構造上に配置される。キャリアは誘導部の上方に配置されたアレイ状に配列された複数のウェルを有する。各ウェルは検体を受け入れるように構成される。
【００１２】
光源は、導光層の側面に配置され、導光層内に励起光線を射出する。励起光線は、誘導部を通過して検体に伝達される。検体が励起光線に照射されたとき、検体は、誘導光線を射出し、誘導光線は、誘導部と導光層を経由して、画像センサに順次に伝達される。
【００１３】
本発明は、画像センサ、導光構造、キャリア、および光源を含む検出装置を提供する。画像センサは、アレイ状に配列された複数のマイクロレンズを含む。導光層は、マイクロレンズ上に配置された導光層、導光層上に配置された上層、および上層上に配置された透過層を含む。キャリアはアレイ状に配列された複数のウェルを有する。各ウェルは検体を受け入れるように構成される。光源は、透過層の側面に配置され、透過層内に励起光線を射出する。
【００１４】
マイクロレンズは、誘導部を経由して励起光線をウェルに向けて反射するように構成され、上層は、導光層の励起光線を反射するように構成される。検体が励起光線に照射されたとき、検体は、誘導光線を射出し、誘導光線は、透過層、上層、および導光層を経由して、画像センサに順次に伝達される。
【００１５】
従って、検出装置が画像センサと導光構造と一体化されるため、検出装置の大きさと重さは、大きく減少され、検出装置の製造コストは安価である。また、キャリア上の検体は、同時に画像センサによって検出されることができるため、検体の検出に必要な時間が減少される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
【図１】従来のバイオチップ検出装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る検出装置の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る検出装置の上面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る検出装置の概略図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る検出装置の概略図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る検出装置の概略図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る検出装置の概略図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る検出装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次の開示は、その開示の異なる特徴を実施するための、多くの異なる実施の形態または実施例を提供することがわかる。本開示を簡素化するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施例が以下に述べられる。例えば、本説明の第２の特徴の上方の、または第２の特徴上の第１の特徴の形成は、続いて、特徴が直接接触で形成される複数の実施の形態を含むことができ、且つ前記特徴が直接接触でないように、付加的な特徴が前記第１と第２の特徴間に形成された複数の実施の形態を含むこともできる。
【００１８】
また、本開示は、種々の実施例において、参照番号および／または文字を繰り返し用いている。この反復は、簡素化と明確さの目的のためであって、種々の実施形態および／または議論された構成との間の関係を規定するものではない。また、図の形状、大きさ、または厚さは、説明を明確にするために縮尺通りに描かれない、または簡易化される可能性もある。
【００１９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る検出装置１００の概略図である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る検出装置１００の上面図である。検出装置１００は、画像センサ１、導光構造２、および光源４を含む。導光構造２は、画像センサ１上に配置され、キャリアＢ１は、導光基板２の上に配置される。
【００２０】
キャリアＢ１は、バイオチップ、例えばマイクロ流体チップ、マイクロアレイチップ、またはラボオンチップであることができる。この実施形態では、キャリアＢ１は、マイクロアレイチップである。いくつかの実施形態では、キャリアＢ１は、導光構造２上に着脱可能に配置される。いくつかの実施形態では、キャリアＢ１は、導光構造２と固定されて一体化されている。
【００２１】
キャリアＢ１は、プレート構造であり、搬送体（ｃａｒｒｙｉｎｇ  ｂｏｄｙ）Ｂ１１と搬送体Ｂ１１上に形成されてアレイ状に配列された複数のウェルＢ１２を含む。いくつかの実施形態では、搬送体Ｂ１１は、透明材料、例えばガラスから作られる。各ウェルＢ１２は、検体Ｂ２を受け入れるように構成される。いくつかの実施形態では、検体Ｂ２は、血液、生体組織、またはＤＮＡ断片を含む。
【００２２】
光源４は、導光構造２の側面に配置され、励起光線Ｌ１を射出するように構成される。いくつかの実施形態では、光源４は、レーザー光源、または発光ダイオード（ＬＥＤ）である。励起光線Ｌ１の波長は、約５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。即ち、励起光線Ｌ１は、青色光ビームまたは紫外光ビームである。
【００２３】
導光構造２は、搬送体Ｂ１１を通過することによって励起光線Ｌ１を検体Ｂ２に送り、ガイドするように構成される。検体Ｂ２が励起光線Ｌ１によって照射されたとき、検体Ｂ２は、誘導光線Ｌ２を画像センサに射出する。いくつかの実施形態では、誘導光線Ｌ２は、蛍光光線である。
【００２４】
画像センサ１は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）画像センサ、または単一光子アバランシェダイオード（ＳＰＡＤ）画像センサであることができる。画像センサ１は、半導体製造プロセスによって製造される。
【００２５】
画像センサ１は、プレート構造であり、感知層１０、カット層２０、複数のフィルターユニット３０、および複数のマイクロレンズ４０を含む。感知層１０は、基準面Ｐ１に沿って延伸する。感知層１０は、誘導光線Ｌ２を感知し、感知層１０に当たった誘導光線Ｌ２に応じて検出信号を生成するように構成される。
【００２６】
感知層１０は、以下の構成要素の全てを含むことが可能であるが、感知層１０の目的が達成されたとき、必ずしも以下の構成要素の全てを含む必要があるわけではない。感知層１０は、基板１１と複数の感知ユニット１２を含む。いくつかの実施形態では、感知層１０は、他の任意の層（図示されていない）を更に含む。
【００２７】
感知ユニット１２は、基板１１上に配置される。感知ユニット１２は基準面Ｐ１にアレイ状に配列される。いくつかの実施形態では、感知ユニット１２は、フォトダイオードである。各感知ユニット１２は、誘導光線Ｌ２を感知し、感知ユニット１２に当たった誘導光線Ｌ２に応じて検出信号を生成するように構成される。
【００２８】
カット層２０は、感知層１０とマイクロレンズ４０との間に配置される。いくつかの実施形態では、カット層２０は、感知層１０とフィルターユニット３０との間に配置される。カット層２０は、感知層１０まで通過する励起光線Ｌ１をブロックするように構成される。
【００２９】
フィルターユニット３０は、感知層１０上に配置される。フィルターユニット３０は、基準面Ｐ１に平行する面上にアレイ状に配列される。各フィルターユニット３０は、感知ユニット１２の中の１つの上に配置される。
【００３０】
各フィルターユニット３０は、所定の範囲の波長の光を通過させる。いくつかの実施形態では、フィルターユニット３０は、カラーフィルターユニット３０である。例えば、フィルターユニット３０は、複数の赤色フィルターユニット３０ａと複数の黄色フィルターユニット３０ｂを含む。赤色フィルターユニット３０ａと黄色フィルターユニット３０ｂは、アレイ状に交互に配置される。
【００３１】
赤色フィルターユニット３０ａは、誘導光線Ｌ２の６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ（赤色）の範囲の波長を感知ユニット１２に通過させる。黄色フィルターユニット３０ｂは、５９０ｎｍ〜６２０ｎｍ（黄色）の範囲の光線の波長を感知ユニット１２に通過させる。
【００３２】
マイクロレンズ４０は、フィルターユニット３０上に配置され、基準面Ｐ１に平行する面にアレイ状に配列される。各マイクロレンズ４０は、フィルターユニット３０の中の１つの上に配置される。マイクロレンズ４０は、光線を感知ユニット１２に集光させるように構成される。マイクロレンズ４０も誘導部７２を経由して励起光線Ｌ１をウェルＢ１２に向けて反射するように構成される。
【００３３】
導光構造２は、画像センサ１とキャリアＢ１に平行するプレート構造である。いくつかの実施形態では、導光構造２は、半導体製造プロセスによって製造される。導光構造２は、画像センサ１と一体化されている。
【００３４】
導光構造２は、底層５０、導光層６０、上層７０を含む。底層５０、導光層６０、および上層７０は、基準面Ｐ１に平行し、透明である。底層５０は、画像センサ１のマイクロレンズ４０上に配置される。いくつかの実施形態では、底層５０は、マイクロレンズ４０に接続される。
【００３５】
導光層６０は、底層５０上に配置される。図２と図３に示されるように、光源４は、導光層６０の側面に配置され、導光層６０に励起光線Ｌ１を射出するように構成される。
【００３６】
上層７０は、底層５０上に配置される。上層７０は、グリッド部７１と複数の誘導部７２を含む。グリッド部７１と誘導部７２は、導光層６０上に配置される。
【００３７】
図２と図３に示されるように、グリッド部７１は、誘導部７２を囲み、誘導部７２は、アレイ状に配列される。各ウェルＢ１２は、誘導部７２の中の１つの上に配置される。
【００３８】
いくつかの実施形態では、底層５０の屈折率は、約１〜約１．５の範囲である。導光層６０の屈折率は、約１．５〜約３の範囲である。誘導部７２の屈折率は、約１．５〜約３の範囲である。グリッド部７１の屈折率は、約１〜約１．５の範囲である。
【００３９】
いくつかの実施形態では、導光層６０の屈折率は、誘導部７２の屈折率と等しい。導光層６０と誘導部７２は、同じ材料からできており、一体成形されている。
【００４０】
いくつかの実施形態では、導光層６０と誘導部７２は、底層５０の屈折率５０より大きい。
【００４１】
この実施形態では、導光層６０は、底層５０と上層７０の間に配置される。グリッド部７１は、励起光線Ｌ１を全内部反射によって導光層６０で励起光線Ｌ１を反射するように構成され、底層５０は、全内部反射によって導光層６０で励起光線Ｌ１の一部を反射するように構成される。従って、励起光線Ｌ１は、導光層６０に沿って伝達されることができる。
【００４２】
また、マイクロレンズは、約１．４〜約２．３の範囲の屈折率を含む。マイクロレンズに直接伝達された、またはグリッド部７１によってマイクロレンズに反射された励起光線Ｌ１は、マイクロレンズ４０によって誘導部７２を経由してウェルＢ１２に向けて反射される。
【００４３】
図２に示されるように、光源４は、励起光線Ｌ１を射出する。励起光線Ｌ１の一部は、全内部反射によって導光層６０に沿って伝達される。また、励起光線Ｌ１の一部は、マイクロレンズ４０に伝達され、マイクロレンズ４０によって反射される。従って、マイクロレンズ４０によって反射された励起光線Ｌ１の一部は、誘導部７２と搬送体Ｂ１１を経由して検体Ｂ２に伝達される。
【００４４】
検体Ｂ２が励起光線Ｌ１によって照射されたとき、検体Ｂ２は、誘導光線Ｌ２を射出する。誘導光線Ｌ２の一部は、グリッド部７１によってブロックされる。誘導光線Ｌ２の一部は、誘導部７２と導光層６０を経由して、画像センサ１に順次に伝達される。誘導光線Ｌ２が画像センサに当たったとき、誘導光線Ｌ２は、マイクロレンズ４０とフィルターユニット３０を経由して感知層１０に順次に伝達される。
【００４５】
誘導光線Ｌ２は、マイクロレンズ４０によって集光される。各フィルターユニット３０は、誘導光線Ｌ２の波長の所定の範囲を通過させる。各感知ユニット１２は、感知ユニット１２に当たった誘導光線Ｌ２に応じて検出信号を生成する。
【００４６】
例えば、誘導光線Ｌ２が赤色光線である場合、誘導光線Ｌ２は、赤色フィルターユニット３０ａを通過するが黄色フィルターユニット３０ｂによってブロックされることができる。従って、赤色フィルターユニット３０ａに対応する感知ユニット１２ｂは、検出信号を生成するが黄色フィルターユニット３０ｂに対応する感知ユニット１２ｂは、検出信号を生成しない。感知ユニット１２ａと１２ｂは、検体Ｂ２ａとウェルＢ１２ａに対応するため、検体Ｂ２ａによって発生された誘導光線Ｌ２の色が決定されることができる。
【００４７】
検出装置１００は、半導体製造プロセスによって製造される。検出装置１００のサイズは小さく、検出装置１００の重さは軽い。いくつかの実施形態では、検出装置１００の幅または長さは、約６．３５ｎｍ〜約１２．７ｎｍの範囲であり、検出装置１００の厚さは、約３μｍ〜約４．５μｍの範囲である。従って、検出装置１００は、ポータブルである。また、検出装置１００の製造コストは、大量の光学部品を有する従来のバイオチップ検出装置より安い。
【００４８】
また、画像センサ１は、導光構造２と一体化され、画像センサ１は、同時に、検体Ｂ２により生成された誘導光線Ｌ２を感知する。従って、検出装置１００の検体Ｂ２の検出に必要な時間は、減少される。
【００４９】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る検出装置１００の概略図である。図２および図３に示されるように、マイクロレンズ４０の高さは、検出装置１００のエッジ領域Ｚ１から検出装置１００の中央領域Ｚ２に徐々に増加される。導光構造２の構造でウェルＢ１２と検体Ｂ２に伝達された励起光線Ｌ１は、より均一である。
【００５０】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る検出装置１００の概略図である。導光構造２は、上層７０上に配置された透過層（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）８０を更に含む。キャリアＢ１は、透過層８０上に配置される。光源４は、透過層８０の側面に配置され、励起光線Ｌ１を透過層８０に射出するように構成される。
【００５１】
透過層８０の励起光線Ｌ１の一部は、検体Ｂ２に直接伝達される。導光構造２に伝達された励起光線Ｌ１は、励起光線Ｌ１が上層７０を通過して導光層６０に入ったとき、導光層６０と上層７０のインターフェースＥ１または上層７０に散乱される。
【００５２】
導光層６０にある励起光線Ｌ１の一部は、底層５０によって反射され、導光層６０の励起光線Ｌ１の一部は、マイクロレンズ４０に向けて伝達される。底層５０で反射された励起光線Ｌ１は、インターフェースＥ１に伝達され、インターフェースＥ１または上層７０で散乱される。インターフェースＥ１または上層７０で散乱された励起光線Ｌ１の一部は、検体Ｂ２に向けて伝達されるか、またはインターフェースＥ１によって反射する。
【００５３】
上層７０は、交互に配置された複数の第１の格子部７３と複数の第２の格子部７４を含む。いくつかの実施形態では、第１の格子部７３と第２の格子部７４は、互いに平行するロッド構造である。
【００５４】
いくつかの実施形態では、ウェルＢ１２は、第１の格子部７３（または第２の格子部７４）と位置合わせされていない。図５に示されるように、各第１の格子部７３（または第２の格子部７４）は、上層７０と垂直する方向でウェルＢ１２の最も近いウェルに対してオフセットを有し、且つオフセットは変化させられる。言い換えれば、ウェルＢ１２の中心の一部は、第１の格子部７３（または第２の格子部７４）の中心の一部の上方にそれぞれ配置され、ウェルＢ１２の中心の一部は、第１の格子部７３（または第２の格子部７４）の中心の一部の上方に配置されない。
【００５５】
いくつかの実施形態では、ウェルＢ１２は、第１の格子部７３（または第２の格子部７４）と位置合わせされる。各第１の格子部７３（または第２の格子部７４）は、上層７０と垂直する方向でウェルＢ１２の最も近いウェルに対してオフセットを有し、且つオフセットは同一である。言い換えれば、各ウェルＢ１２は、第１の格子部７３（または第２の格子部７４）の上方に配置される。いくつかの実施形態では、各ウェルＢ１２の中心は、各第１の格子部７３（または第２の格子部７４）の中心の上方にそれぞれ配置される。いくつかの実施形態では、ウェルＢ１２は、第２の格子部７４（または第１の格子部７３）の上方に配置されない。
【００５６】
第１の格子部７３の屈折率は、第２の格子部７４の屈折率より低い。いくつかの実施形態では、導光層６０の屈折率は、透過層８０と第１の格子部７３の屈折率の約１〜１．５倍である。
【００５７】
いくつかの実施形態では、透過層８０の屈折率は、第１の格子部７３の屈折率と等しい。透過層８０と第１の格子部７３は、同じ材料からできており、一体成形されている。
【００５８】
いくつかの実施形態では、導光層６０の屈折率は、第２の格子部７４の屈折率と等しい。導光層６０と第２の格子部７４は、同じ材料からできており、一体成形されている。
【００５９】
透過層８０の厚さは、導光層６０の厚さの約８倍から約２００倍であり、導光層６０の厚さは、上層７０の厚さの約１倍〜約２倍である。
【００６０】
いくつかの実施形態では、第１の格子部７３と第１の格子部７３に隣接する第２の格子部７４の幅Ｗ１は、励起光線Ｌ１の波長の約４分の１〜励起光線Ｌ１の波長の約半分である。
【００６１】
いくつかの実施形態では、透過層８０の厚さは、約８μｍ〜約２００μｍの範囲である。導光層６０の厚さは、約０．６μｍ〜約２μｍの範囲である。上層７０の第１の格子部７３と第２の格子部７４の厚さは、約０．１μｍ〜約０．５μｍの範囲である。
【００６２】
導光構造２の構造でほとんどの励起光線Ｌ１は、検体Ｂ２に伝達されることができる。
【００６３】
マイクロレンズ４０は、順次に底層５０、導光層６０、上層７０、および透過層８０を経由して、励起光線Ｌ１をウェルＢ１２に向けて反射させるように構成される。
【００６４】
誘導光線Ｌ２は、順次に透過層８０、上層７０、導光層６０、および底層５０を経由して、画像センサ１に伝達される。
【００６５】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る検出装置１００の概略図である。透過層８０と関連する第１の格子部７３の高さＨ１は、導光構造２のエッジ領域から導光構造２の中央領域に徐々に減少される。従って、第１の格子部７３の構造でウェルＢ１２と検体Ｂ２に伝達された励起光線Ｌ１は、より均一である。
【００６６】
図７は、本発明の第５の実施形態に係る検出装置１００の概略図である。２つの隣接する第１の格子部７３間の間隔Ｗ３は、導光構造２のエッジ領域から導光構造２の中央領域に徐々に増加される。従って、第１の格子部７３の構造でウェルＢ１２と検体Ｂ２に伝達された励起光線Ｌ１は、より均一である。
【００６７】
図８は、本発明の第６の実施形態に係る検出装置１００の概略図である。第１の格子部７３の幅Ｗ２は、導光構造２のエッジ領域から導光構造２の中央領域に徐々に減少される。従って、第１の格子部７３の構造でウェルＢ１２と検体Ｂ２に伝達された励起光線Ｌ１は、より均一である。
【００６８】
従って、検出装置が画像センサと導光構造と一体化されるため、検出装置の大きさと重さは、大きく減少され、検出装置の製造コストは安価である。また、キャリア上の検体は、同時に画像センサによって検出されることができるため、検体の検出に必要な時間が減少される。
【００６９】
本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００７０】
Ａ１  バイオチップ検出装置
Ａ２  検体
Ａ３  バイオチップ
Ａ４  ウェル
Ａ１０  レーザー光源
Ａ２０  フィルター
Ａ３０  ビームスプリッタ
Ａ４０  レンズ
Ａ５０  フィルター
Ａ６０  レンズ
Ａ７０  検出器
Ｌ１  励起光線
Ｌ２  誘導光線
１００  検出装置
１  画像センサ
２  導光構造
４  光源
１０  感知層
１１  基板
１２  感知ユニット
１２ａ、１２ｂ  感知ユニット
２０  カット層
３０  フィルターユニット
３０ａ  赤色フィルターユニット
３０ｂ  黄色フィルターユニット
４０  マイクロレンズ
５０  底層
６０  導光層
７０  上層
７１  グリッド部
７２  誘導部
７３  第１の格子部
７４  第２の格子部
８０  透過層
Ｗ１  第１の格子部と第２の格子部の幅
Ｗ２  第１の格子部の幅Ｗ２
Ｗ３  ２つの隣接する第１の格子部間の間隔
Ｅ１  インターフェース
Ｈ１  第１の格子部の高さ
Ｐ１  基準面Ｐ１
Ｂ１  キャリア
Ｂ２  検体
Ｂ２ａ  検体
Ｂ１１  搬送体
Ｂ１２  ウェル
Ｂ１２ａ  ウェル
Ｚ１  エッジ領域
Ｚ２  中央領域
【図１】
2016200575.tif 000003
【図２】
2016200575.tif 000004
【図３】
2016200575.tif 000005
【図４】
2016200575.tif 000006
【図５】
2016200575.tif 000007
【図６】
2016200575.tif 000008
【図７】
2016200575.tif 000009
【図８】
2016200575.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月26日(2016.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
光源４は、導光構造２の側面に配置され、励起光線Ｌ１を射出するように構成される。いくつかの実施形態では、光源４は、レーザー光源、または発光ダイオード（ＬＥＤ）である。励起光線Ｌ１の波長は、約２００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲である。即ち、励起光線Ｌ１は、青色光ビームまたは紫外光ビームである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
各フィルターユニット３０は、所定の範囲の波長の光を通過させる。いくつかの実施形態では、フィルターユニット３０は、カラーフィルターユニット３０である。例えば、フィルターユニット３０は、複数の赤色フィルターユニット３０ａと複数のフィルターユニット３０ｂを含む。赤色フィルターユニット３０ａとフィルターユニット３０ｂは、アレイ状に交互に配置される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
赤色フィルターユニット３０ａは、誘導光線Ｌ２の６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ（赤色）の範囲の波長を感知ユニット１２に通過させる。フィルターユニット３０ｂは、５９０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲の光線の波長を感知ユニット１２に通過させる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
例えば、誘導光線Ｌ２が赤色光線である場合、誘導光線Ｌ２は、赤色フィルターユニット３０ａを通過するがフィルターユニット３０ｂによってブロックされることができる。従って、赤色フィルターユニット３０ａに対応する感知ユニット１２ｂは、検出信号を生成するがフィルターユニット３０ｂに対応する感知ユニット１２ｂは、検出信号を生成しない。感知ユニット１２ａと１２ｂは、検体Ｂ２ａとウェルＢ１２ａに対応するため、検体Ｂ２ａによって発生された誘導光線Ｌ２の色が決定されることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
Ａ１  バイオチップ検出装置
Ａ２  検体
Ａ３  バイオチップ
Ａ４  ウェル
Ａ１０  レーザー光源
Ａ２０  フィルター
Ａ３０  ビームスプリッタ
Ａ４０  レンズ
Ａ５０  フィルター
Ａ６０  レンズ
Ａ７０  検出器
Ｌ１  励起光線
Ｌ２  誘導光線
１００  検出装置
１  画像センサ
２  導光構造
４  光源
１０  感知層
１１  基板
１２  感知ユニット
１２ａ、１２ｂ  感知ユニット
２０  カット層
３０  フィルターユニット
３０ａ  赤色フィルターユニット
３０ｂ  フィルターユニット
４０  マイクロレンズ
５０  底層
６０  導光層
７０  上層
７１  グリッド部
７２  誘導部
７３  第１の格子部
７４  第２の格子部
８０  透過層
Ｗ１  第１の格子部と第２の格子部の幅
Ｗ２  第１の格子部の幅Ｗ２
Ｗ３  ２つの隣接する第１の格子部間の間隔
Ｅ１  インターフェース
Ｈ１  第１の格子部の高さ
Ｐ１  基準面Ｐ１
Ｂ１  キャリア
Ｂ２  検体
Ｂ２ａ  検体
Ｂ１１  搬送体
Ｂ１２  ウェル
Ｂ１２ａ  ウェル
Ｚ１  エッジ領域
Ｚ２  中央領域