JPH11148900A - 発光パターン読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平板状の試料からの微弱に発光する蛍光パタ
ーンの読み取りを回転円盤により円弧状に走査して行う
発光パターン読み取り装置を提供する。 【解決手段】 発光パターン読み取り装置は、読み取り
対象の試料を載置するステージと、ステージの下部に配
設され、試料の発光パターンの光の受光位置を回転板に
より走査して集光する受光円盤と、ステージと受光円盤
との間を相対的に移動させる移動機構と、受光円盤によ
り集光された発光パターンの光を光電変換器の受光口に
導出する光ガイド部と、光ガイド部からの光を受け入れ
て電気信号に変換する光電変換器と、受光円盤および移
動機構による走査の制御を行い、読み取りの走査位置信
号を発生する制御装置と、前記光電変換器からの電気信
号をディジタル信号に変換し、制御装置による走査位置
信号を得て、データ処理を行うデータ処理装置を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平板状の試料から
の微弱に発光する発光パターンの読み取りを回転円盤の
走査により行う発光パターン読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、生体高分子の蛋白質、核酸の
分画や構造解析には、ゲル電気泳動法による分析手法が
多く用いられている。ゲル電気泳動法では、電気泳動に
より試料の分子量の重さに応じて、泳動距離が異なると
いう原理を用いて分析を行う。この分析法によると、微
量な試料を適切に分析できる。このため、このゲル電気
泳動法が用いられる場合は、一般的には、取得できる試
料の量が限られている場合が多い。したがって、その場
合、その分析処理では、特に、確実な高い検出感度が要
求される。

【０００３】したがって、従来において、入手できる試
料の量が少ない場合には、確実性を重要視して、分析す
る対象の試料を放射性同位体で標識し、ゲルに試料を注
入して電気泳動を行った後、そのゲルをＸ線フィルムな
どに貼り付けて露光し、そのＸ線フィルムに転写された
放射性同位体による露光のパターンを読み取ることによ
り、試料の電気泳動パターンとして読み取っていた。

【０００４】しかしながら、放射性同位体は危険であ
り、その取扱いを厳重に管理しなくてはならない。その
ため、近年では、蛍光や化学発光を用いた高感度検出方
式（蛍光法，化学発光法）が開発されるに至っている。
また、これらの手法は、ＤＮＡの塩基配列決定やサザン
ブロッティング、ウエスタンブロッティング、ノザンブ
ロッティングなど各種の実験に使用される。

【０００５】蛍光法は、電気泳動を完了した後、蛍光物
質で標識した試料にレーザー光を照射して蛍光物質を励
起させ、その蛍光物質から発する蛍光の強度分布を測定
することにより、試料の電気泳動パターンを決定する方
法である。蛍光パターンを読み取る装置としては、例え
ば、特公平８−３４８１号公報（米国特許第５，０６
９，７６９号明細書）に開示されているものが参照でき
る。

【０００６】また、化学発光法による読み取り法に関し
ては、これまでに開発された例としては、「C.Martin,
L.Bresnick, R.-R.Juo.J.C.Voyta, and I.Bronstein 19
91:Improved Chemiluminescent DNA Sequencing: Bio T
echniques 8:pp110〜113」などがある。

【０００７】化学発光法による電気泳動パターンの読み
取りは、通常、電気泳動を完了した後、発光に関与する
酵素を標識したプローブなどをハイブリダイゼーション
することによって、対象とする試料の発光パターンを特
異的に発光させる。そして、発光した試料の発光パター
ンのフイルムへの露光は、発光状態にある試料を転写し
たメンブレンを、高感度フィルムに密着させて遮光ケー
ス内に置き、発光に対応して露光時間を調節しながら１
０〜３０分程度で行う。

【０００８】なお、ここで用いられる高感度フィルムと
しては、例えば、放射性同位体用のＸ線フィルムなどが
使用可能である。感光したフィルムは、現像した後、目
視によるパターンの解析や、そのフィルムをカメラまた
はイメージスキャナなどの画像取り込み装置を用いて、
各種の画像処理ソフトウェアにより解析を行うようにし
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したこ
れまでの発光パターン読み取り装置は、蛍光法による試
料分析のための専用装置であり、化学発光法による発光
パターン読み取りでは、マニュアル操作を伴うため、一
台の読み取リ装置で蛍光法と化学発光法の両方の発光を
読み取る専用の読み取り装置は特別に開発されていな
い。

【００１０】また、化学発光法による発光パターン読み
取り装置においては、全面が一斉に微弱に発光している
平面状の発光パターンの光を、その発光光量が変化しな
い間に読み取らなければならない。そのため、高感度の
光センサを用いることが必要となり、更に、光センサを
用いる場合には、発光パターンの画素の位置毎に微弱な
光を集めて入力する走査機構および受光経路の光学系が
必要とされる。

【００１１】発光パターンの個々の画素の位置を区別し
ながら逐次走査するためには、２次元的に受光窓が画素
に対応した位置を移動していく機構が必要である。走査
平面の全体としての読み取り速度を高めるためには、受
光窓の移動速度を速くしなければならない。従来の走査
機構によると、受光窓を直線運動で移動させる場合、例
えば、２００ｍｍの試料幅の場合では、移動させる受光
窓となる集光部の質量を最小限に切り詰めても、１秒間
に３回程度の往復運動が限度である。

【００１２】ところで、受光窓が試料面を走査するとき
の移動速度を高めさえすれば、装置としての読み取り速
度が無制限に向上するわけではなく、試料の発光パター
ンの個々の画素の位置から得られる光量と、利用する光
センサの光検出感度との関係で決まる上限がある。

【００１３】移動させる受光窓としての集光部を機械的
に（走査機構により）速く走査しても、その集光部から
の光を導入して受光する光センサ（光電気変換素子）に
おいては、蛍光のような非常に微弱に発光する光の量を
検出しなければならない。このため、例えば、フォトマ
ルチプライヤ、冷却型ＣＣＤ、イメージインテンシファ
イヤなどの高感度の光センサを用いることになる。この
場合、光センサで安定した感度を保証するためには、そ
の機構的構造として、光センサの取付位置は、走査機構
のキャリィーなどに搭載せず、静止位置とする構造が望
ましい。また、更に、多色発光している試料の発光パタ
ーンの色を弁別して読み取れることが望ましい。

【００１４】また、蛍光法と化学発光法の両方の分析方
法による試料の発光パターンを高感度に読み取ることが
できる読み取り装置とすることが望ましい。

【００１５】本発明は、このような従来からの様々な問
題を解決するためになされたものであり、本発明の目的
は、平板状の試料からの微弱に発光する発光パターンの
読み取りを回転円盤により円弧状に走査して行う発光パ
ターン読み取り装置を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、蛍光法と化学発光法
の双方の分析方法からの試料の発光パターンを共に読み
取ることができ、平板状の試料からの微弱に発光する発
光パターンの読み取りを、回転円盤により円弧状に走査
して行う発光パターン読み取り装置を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明の発光パターン読み取り装置は、平板
状で発光する試料の発光パターンを走査して読み取る発
光パターン読み取り装置であって、読み取り対象の試料
を載置するステージと、前記ステージの下部に配設さ
れ、試料の発光パターンの光の受光位置を回転板の回転
により走査して集光する受光円盤と、前記ステージと受
光円盤との間を相対的に移動させる移動機構と、前記受
光円盤により集光された発光パターンの光を光電変換器
の受光口に導出する光ガイド部と、光ガイド部から導出
された光を受け入れ電気信号に変換する光電変換器と、
前記受光円盤および移動機構による走査の制御を行い、
読み取りの走査位置信号を発生する制御装置と、前記光
電変換器からの電気信号をディジタル信号に変換し、制
御装置による走査位置信号を得て、データ処理を行うデ
ータ処理装置を備えることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の発光パターン読み取り装置
は、試料の発光パターンを走査して読み取る発光パター
ン読み取り装置であって、読み取り対象の試料を載置す
るステージと、前記ステージの下部に配設され、試料の
発光パターンの光の受光位置を回転板の回転により走査
して集光する受光円盤と、前記ステージと受光円盤との
間を相対的に移動させる移動機構と、前記受光円盤によ
り集光された発光パターンの光を光電変換器の受光口に
導出する光ガイド部と、前記光ガイド部による光路中に
設けたダイクロイックミラーと、前記ダイクロイックミ
ラーを介して導入し読み取り対象の試料の蛍光物質を励
起する励起光を発光する励起光源と、光ガイド部から導
出された光を受け入れ電気信号に変換する光電変換器
と、前記受光円盤および移動機構による走査の制御を行
い、読み取りの走査位置信号を発生する制御装置と、前
記光電変換器からの電気信号をディジタル信号に変換
し、制御装置による走査位置信号を得て、データ処理を
行うデータ処理装置を備えることを特徴とする。

【００１９】本発明の発光パターン読み取り装置におい
ては、ここでのデータ処理装置が、発光パターンを記憶
する画像メモリを備え、受光円盤の走査による円座標を
直交座標に変換するデータ処理部を備えることを特徴と
する。

【００２０】また、本発明の別の特徴として、本発明の
発光パターン読み取り装置は、前記受光円盤には、レン
ズ，波長選択フィルタ，ピンホールを含む集光部が備え
られ、この集光部のピンホールは、受光円盤上に設けら
れることを特徴とする。

【００２１】また、本発明の発光パターン読み取り装置
において、前記光ガイド部は、光導入口が前記回転円盤
の集光部に接続され、光導出口が前記回転円盤の回転中
心位置に設けられた光ファイバであり、別の態様の光ガ
イド部の構成では、光導入口が前記回転円盤の集光部に
配置された第１のミラーと、光導出口が前記回転円盤の
回転中心位置となるように配置された第２のミラーによ
る光路であることを特徴とする。

【００２２】更に、本発明の発光パターン読み取り装置
において、前記光電変換器は、フォトマルチプライヤで
あり、前記回転円盤の回転中心位置に配設されており、
前記受光円盤に設けられる集光部は、ステージに近接し
て設けられる。

【００２３】また、本発明の発光パターン読み取り装置
においては、多色読み取りの態様として、前記受光円盤
に設けられるレンズ，波長選択フィルタ，ピンホールを
含む集光部は複数備えられ、複数のそれぞれの集光部の
波長選択フィルタは、その選択される波長が異なるよう
に構成する。

【００２４】本発明の発光パターン読み取り装置におい
て、蛍光法の分析方法からの試料の発光パターンを読み
取るために、前述したように、試料中の蛍光物質を励起
する励起光源と、ダイクロイックミラーが、更に備えら
れ、この励起光源からの光をダイクロイックミラーを介
して照射し、蛍光物質を励起し、そこから発光する蛍光
を読み取る。このため、発光パターン読み取り装置にお
いて、ダイクロイックミラーは、前記光ガイド部の光導
出口で、かつ前記受光円盤の回転中心に設けられ、前記
励起光源による励起光は、ビーム幅の広がったレーザ光
源を用いることを特徴とする。

【００２５】また、この場合の多色発光している試料の
蛍光の発光パターン読み取りについては、受光円盤に、
レンズ，波長選択フィルタ，ピンホールを含む集光部を
複数備え、複数のそれぞれの集光部の波長選択フィルタ
は、その選択される波長が異なるフィルタを用い、ダイ
クロイックミラーは、前記光ガイド部の光導出口で、か
つ前記受光円盤の回転中心に設け、前記励起光源による
励起光は、ダイクロイックミラーに対して読み取り対象
を走査する範囲のビーム幅の広がったレーザ光源を用い
るようにすることを特徴とする。

【００２６】このような様々な特徴を有する本発明の発
光パターン読み取り装置において、平板状で発光する試
料の発光パターンを走査して読み取る場合にあっては、
ステージに、読み取り対象の試料を載置し、発光パター
ンの読み取りを開始する。読み取りを開始すると、この
ステージの下部に配設された受光円盤が回転し、試料の
発光パターンの光を、その受光位置を回転板の回転によ
り走査して集光する。その場合の受光円盤とステージの
機械的な駆動制御は、移動機構により行われ、つまり、
ステージと受光円盤との間を相対的に移動させることに
より行われる。そして、前記受光円盤により集光された
発光パターンの光は、光ガイド部により導かれて光電変
換器の受光口に導出される。光電変換器では、光ガイド
部からの光信号を受け入れて電気信号に変換して、デー
タ処理装置に供給する。

【００２７】この場合に、制御装置は、前記受光円盤お
よび移動機構による走査の制御を行い、読み取りの走査
位置信号を発生するので、データ処理装置は、光電変換
器からの電気信号をディジタル信号に変換し、制御装置
による走査位置信号を得て、データ処理を行う。

【００２８】データ処理装置は、データ処理部および画
像メモリを備えており、画像メモリに発光パターンを記
憶する場合に、データ処理部が、制御装置による走査位
置信号を得て、この走査位置信号から、受光円盤の走査
による円座標系を直交座標系に変換する。これにより、
直線的な走査機構によりに走査して発光パターンを得る
場合と変わらない発光パターンを得ることができる。

【００２９】蛍光法による分析方法の試料の発光パター
ンを読み取る場合にあっては、励起光源により、試料の
蛍光物質を励起する。このため、試料に対する励起光の
走査と、試料からの発光パターンの走査とを同時に行
う。前述した化学発光法の発光パターンの読み取りと同
様に、ステージに、読み取り対象の試料を載置し、発光
パターンの読み取りを開始する。読み取りを開始する
と、光ガイド部による光路中に設けたダイクロイックミ
ラーを介して、励起光源により発光する励起光を導入
し、これにより発光した試料からの発光パターンを受光
する。

【００３０】この場合、ステージの下部に配設された受
光円盤が、試料の発光パターンの光をその受光位置を回
転板により走査して集光する。受光円盤とステージの機
構的な駆動制御は、移動機構により行われる。つまり、
ステージと受光円盤との間を相対的に移動させることに
より行われる。前記受光円盤により集光された発光パタ
ーンの光は、光ガイド部により導かれ、光電変換器の受
光口に導出される。光電変換器では、光ガイド部からの
光信号を受け入れて電気信号に変換して、データ処理装
置に供給する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施する場合の形
態について、実施例により図面を用いて具体的に説明す
る。図１は、本発明の第１の実施例にかかる発光パター
ン読み取り装置の構成を説明する図である。図１におい
て、１は試料を載せるステージ、２は受光円盤、３は受
光円盤の支持体を含む回転モータ、４は集光部、５は光
ガイド部、６は光電変換器のフォトマルチプライヤ、７
は読み取り対象の試料の電気泳動ゲル、８はステージを
移動させる移動機構、９は読み取り走査制御部、１０は
アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、１１はデータ処
理装置、１２は座標変換処理を行うデータ処理部、１３
は画像メモリ部である。

【００３２】このような構成の発光パターン読み取り装
置の動作の概略を説明する。平板状で発光する試料の発
光パターンを走査して読み取る場合、例えば、ＤＮＡに
対して発光基質で標識し、電気泳動したゲルを発光液に
浸し、化学発光させたゲルの発光パターンを読み取る場
合にあっては、ステージ１に読み取り対象の電気泳動ゲ
ル７を載置し、発光パターンの読み取りを指示する。こ
こでの読み取り対象とする電気泳動ゲル７は、ポリアク
リルアミドゲル７ａをガラス支持板７ｂ，７ｃにより両
面から挾み込んだものである。

【００３３】また、読み取り対象として、発光基質によ
り標識したプローブと試料とをバイオチップ（桝目状に
複数に仕切られた微小チップの部屋で、プローブ、試料
などを反応させる場）上でハイブリダイゼーションさせ
ることにより、発光する発光パターンから目的とするＤ
ＮＡを検出するものを読み取る場合には、ゲルの場合と
同様に、ステージ１に読み取り対象のバイオチップを載
置し、発光パターンの読み取りを指示する。

【００３４】この実施例の説明においては、電気泳動ゲ
ル７の読み取りを行う場合について説明する。ステージ
１に読み取り対象の試料の電気泳動ゲル７を載置し、コ
ンソールパネル（図示しない）から読み取り動作の開始
指示を与えると、発光パターンの読み取り制御の開始信
号が出され、読み取り走査制御部９が、移動機構８およ
び回転モータ３を制御して、読み取り動作の走査を開始
する。読み取り動作の走査では、Ｙ軸方向の副走査につ
いては、移動機構８によりステージ１がＹ方向に直線的
に移動することにより行われ、Ｘ軸方向の主走査につい
ては、回転モータ３により受光円盤２を回転させ、その
受光円盤２に設けられた集光部４が円弧状に走査ライン
を回転移動することにより行われる。

【００３５】つまり、ステージ１の下部に配設された受
光円盤２が回転し、その受光円盤２に設けられた集光部
４の回転移動により、試料の電気泳動ゲル７の発光パタ
ーンの読み取り面の光の受光位置を回転板により走査
し、発光パターンの光を集光する。この場合の受光円盤
２とステージ１による読み取り走査位置の駆動制御は、
読み取り走査制御部９が、回転モータ３および移動機構
８を制御して行っているものであり、その時に、集光部
４が発光パターンの読み取り面からの光を集光している
読み取り位置は、読み取り走査制御部９が、その回転モ
ータ３および移動機構８の制御と対応して、円座標系に
よる読み取りの走査位置信号を発生している。したがっ
て、データ処理装置１１においては、この読み取りの走
査位置信号を利用して、データ処理部１２がその対応位
置を画像メモリ１３に格納する。

【００３６】また、この場合、読み取った発光パターン
の画素の位置に対応した画像メモリの位置に発光パター
ンのディジタル信号を記録する場合に、データ処理装置
１１における座標変換処理を行うデータ処理部１２が、
受光円盤２による円弧状の走査ラインの位置を直交座標
の座標系に変換する。

【００３７】このようにして、ステージ１と受光円盤２
との間の相対的な移動と、受光円盤２の回転によって、
受光窓となる集光部４が、円弧状に移動し、発光パター
ンの読み取り走査が行われるが、その際、受光円盤２の
集光部４によって集光された発光パターンの光は、後述
するように、複数のミラーの組み合わせにより構成され
ている光ガイド部５により導かれ、光電変換器のフォト
マルチプライヤ６の受光口に導入される。ここでのフォ
トマルチプライヤ６は、光ガイド部５によってガイドさ
れた発光パターンの光を受け入れ、電気信号に変換し、
アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０により、デジ
タル信号に変換し、データ処理装置１１に供給する。

【００３８】前述したように、データ処理装置１１に
は、座標変換処理を行うデータ処理部１２および画像メ
モリ１３が備えられており、画像メモリ１３に発光パタ
ーンを記憶する場合に、データ処理部１２が、制御装置
による走査位置信号を得て、この走査位置信号から、受
光円盤の走査による位置の円座標系を直交座標系に変換
し、画像メモリ１３に記憶する。これにより、直線的な
走査機構により走査して発光パターンを得る場合と変わ
らない発光パターンを得ることができる。

【００３９】図２は、集光部および光ガイド部による発
光パターンを受光する光路を説明する図である。図２に
おいて、２は受光円盤、４は集光部、５は光ガイド部、
６はフォトマルチプライヤ、７は読み取り対象となる試
料の電気泳動ゲル、２１は第１レンズ、２２は波長選択
フィルタ、２３は第２レンズ、２４はピンホール、２５
は第３レンズ、２６は第１の平面鏡、２７は第２の平面
鏡である。

【００４０】図２を参照して動作を説明すると、試料の
電気泳動ゲル７からの発光は、化学発光法によると１０
数分以上継続するので、その間に試料から発光している
発光パターンの光を走査して読み取り、画像メモリの対
応位置に蓄積する。この読み取りの走査は、一つの発光
パターンの全体に対して複数回の走査が行われ、発光パ
ターンの画素毎の光量が蓄積される。つまり、一回目の
発光パターン全体の走査が終わると、ステージ１が初期
位置に戻され、再び、読み取り走査制御部９により、回
転モータ３および移動機構８を制御して、走査が行われ
る。この動作が繰り返される。この結果、発光パターン
全体について、その画素毎の光量が蓄積されていき、発
光パターンの全体画像が浮かび上がる。

【００４１】集光部４は、図２に示すように、受光円盤
２に設けられた穴部分をピンホールとして利用し、回転
板の両側に渡ってレンズ等が設置されるハウジング部分
が設けられる。そして、受光部のレンズが、ガラス板で
はさまれた発光する試料の電気泳動ゲル７に近接するよ
うに、その下部に設置される。集光部４の光学系は、第
１レンズ２１、波長選択フィルタ２２、第２レンズ２
３、回転円盤２に設けられた穴部のピンホール２４、お
よび第３レンズ２５から構成されており、光ガイド部５
としての光学系が、第１の平面鏡２６および第２の平面
鏡２７により構成されている。

【００４２】試料の電気泳動ゲル７から発光した光は、
集光部４の第１レンズ２１を通ることにより、一且、平
行光になり、波長選択フィルタ２２を通ることによって
目的の波長が選択される。更に、第２レンズ２３により
集光され、第２レンズ２３の焦点位置に設置された受光
円盤２の穴部分のピンホール２４を通過させることによ
って、受光する光成分の背景ノイズ分を除去する。つま
り、ピンホール２４を通過した光は、試料（電気泳動ゲ
ル７）の一点からの光に対応するもののみとなる。この
光は、更に第３レンズ２５によって平行光となり、第１
の平面鏡２６により光路を変えられて、第２の平面鏡２
７の反射により光路を変えられて、フォトマルチプライ
ヤ６に導入され検出される。

【００４３】図３は、多色の発光パターンを読み取るよ
うに構成された受光円盤に設けられる複数個の集光部の
配置関係を説明する図であり、図３（ａ）に受光円盤の
平面図を示し、図３（ｂ）に部分横断面図を示してい
る。

【００４４】図３（ａ）に示すように、受光円盤２には
３つの集光部４１，４２，４３が、互いに１２０度の回
転角だけ離れた位置の同じ円周上に設けられている。こ
の３つの集光部４１，４２，４３は、ピンホール、レン
ズの構成などそれぞれ同じ構成であるが、その波長選択
フィルタ２２には、それぞれに選択波長が異なるものが
用いられ、各々の色の光を選択して受光するように構成
される。これにより、発光パターンの多色の各色に対応
して、同じ円弧上の走査ラインにおける発光パターンの
各々の色の光を集光する。

【００４５】受光円盤２の回転中心位置には、光ガイド
部５が設けられ、それぞれの集光部４１，４２，４３の
レンズおよびピンホールで集光され発光パターンの光
が、それぞれの集光部の下部に設けられた平面鏡２６に
より、受光円盤２の回転中心位置に設けられた光ガイド
部５に向けて送られる。

【００４６】図３（ｂ）に示すように、光ガイド部５に
は、それぞれの集光部４１，４２，４３から送られてき
た光の向きを変えて、フォトマルチプライヤ６に送るこ
とができるように、平面鏡２７が設けられている。つま
り、平面鏡２７は、各々の集光部４１，４２，４３に対
向して、正三角形状になるように背中合わせに固定され
ている。この光ガイド部５は、受光円盤２に固定されて
おり、受光円盤２と共に回転し、図示しない発光パター
ン読み取り装置の筐体に固定されて、回転しないフォト
マルチプライヤ６に対して、集光部４１，４２，４３か
らの光を送出する。ここでのフォトマルチプライヤ６
は、受光円盤２の回転中心位置に設けられており、光ガ
イド部５との間の相対的な位置関係は変わらない。な
お、集光部４１が現在の読み取り走査ラインとなってい
る場合に、読み取り走査ラインの位置にない集光部（４
２，４３）からの光は、それぞれの集光部の光路中にシ
ャッタ機構（図示しない）が設けられて、フォトマルチ
プライヤ６の受光口には到達しないように構成される。
具体的に、シャッタ機構は、例えば、光ガイド部５に対
して、読み取り走査ラインの移動範囲に関係しない左側
の２／３を覆うようなマスクが設けられる。また、フォ
トマルチプライヤ６の受光口を回転中心位置からわずか
にずらして設け、読み取り走査ラインの移動範囲の集光
部からの光のみが受光口に導入されるように構成され
る。

【００４７】このような構成により、試料のゲル７ａが
ガラス支持板７ｂ，７ｃで挾まれ、発光する当該試料の
電気泳動ゲル７からの発光パターンの光は、回転する受
光円盤２に設けられた集光部４１，４２，４３によっ
て、それぞれの位置からの光が集光され、光ガイド部５
に送られると、受光円盤２と共に光ガイド部５は回転し
ながら、固定されたフォトマルチプライヤ６の受光口の
同じ位置に集光部４１，４２，４３からの光を送出す
る。フォトマルチプライヤ６は、受光口から集光した光
の量に応じて、電気信号を出力する。

【００４８】図４は発光パターン読み取り装置の電気系
統の構成を示すブロック図である。電気系統の構成は、
図４に示すように、発光パターン読み取り装置の制御処
理を実行するためのマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１５
０，制御ソフトウェアのプログラムを格納しておくため
のリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１５２，一時的なデ
ータの保存のメモリ領域，画像メモリとして用いる領
域，その他のデータ処理のためのメモリ領域を提供する
ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１５１，受光円盤回
転制御装置１５４，ステージ移動制御装置１５５，受光
した光を電気信号に変換したアナログ信号をディジタル
データにアナログディジタル変換するためのＡ／Ｄコン
バータ１５７，集光部の受光経路の光学測定系の固定し
たズレを補正するためのシェーディング補正回路１５
８、外部のデータ処理装置１５９とのインタフェース制
御を行うＳＣＳＩコントローラ１５３などから構成され
る。

【００４９】電気系統の全体の動作では、電源を投入す
ると、まず、装置各部のイニシャライズを行い、イニシ
ャライズの処理が終了した後、試料の発光パターンの読
み取り制御を行う。ここでのイニシャライズの処理内容
としては、例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１
５２およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１５１の
チェック、受光円盤の回転動作チェック、ステージ移動
の動作チェック、インタフェース制御を行うＳＣＳＩコ
ントローラのインタフェース部のイニシャライズなどの
処理を行う。

【００５０】イニシャライズ処理が完了すると、ホスト
（データ処理装置１５９）側からのコマンド待ち状態と
なる。読み取り指示コマンドなどが入った場合には、そ
のコマンド処理を実行して、再度、コマンド待ち状態に
戻る。ここでの発光パターン読み取りの制御動作は、図
１の説明により説明したとおりである。

【００５１】次に、本発明の第１の実施例の発光パター
ン読み取り装置の実施例の変形例について説明する。図
５は、光ガイド部を光ファイバにより構成する場合の変
形例を説明する図である。光ガイド部は、機能的には、
集光部からの光をフォトマルチプライヤに送るためのも
のであるので、前述の実施例の２枚の平面鏡の構成に替
えて、光ファイバを用いて、この光ファイバにより集光
した光をフォトマルチプライヤに直接に導出するように
構成できる。

【００５２】すなわち、この変形の構成では、図５に示
すように、光ファイバ５１は、光導入口５２が集光部４
のレンズ２５からの光出口に配置され、光導出口５３
は、フォトマルチプライヤ６の受光口に配置される。前
述した実施例と同様に、光ガイド部の光ファイバ５１
は、受光円盤２に固定されており、受光円盤２と共に回
転する。光ファイバ５１の光導出口は、受光円盤２の回
転中心の軸上に位置するように配置される。そして、固
定されたフォトマルチプライヤ６の受光口に光を出す。
多色対応になっている場合は、複数個の集光部が設けら
れており、そこからの複数の光ファイバの光導出口をま
とめて、フォトマルチプライヤ６の受光口の位置に合わ
せた構造とする。

【００５３】図６は、本発明の第２の実施例にかかる発
光パターン読み取り装置の構成を説明する図である。図
６において、１は試料を載せるステージ、２は受光円
盤、３は受光円盤の支持体を含む回転モータ、４は集光
部、５は光ガイド部、６は光電変換器のフォトマルチプ
ライヤ、７は読み取り対象の試料の電気泳動ゲル、８は
ステージを移動させる移動機構、９は読み取り走査制御
部、１０はアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、１１
はデータ処理装置、１２は座標変換処理を行うデータ処
理部、１３は画像メモリ部、１４はダイクロイックミラ
ー、１５はレーザ光源である。

【００５４】これらの要素で、図１で説明した第１の実
施例と同じものは、同じ参照番号で示している。第２の
実施例の発光パターン読み取り装置においては、蛍光基
質により標識した試料の電気泳動ゲルに対して励起光を
照射するための要素として、レーザ光源１５およびダイ
クロイックミラー１４が設けられている。

【００５５】このような構成の第２の実施例の発光パタ
ーン読み取り装置の動作の概略を説明する。この第２の
実施例の発光パターン読み取り装置においては、蛍光基
質により標識された試料の電気泳動ゲルに対して、その
試料中の蛍光基質に励起光を照射し、これにより発光す
る蛍光を読み取る。このため、レーザ光源１５から励起
光をダイクロイックミラー１４を介して光路中に導入し
て読み取りを行う。この場合にあっても、ステージ１に
読み取り対象の電気泳動ゲル７を載置して、発光パター
ンの読み取りを指示する。なお、ここでの読み取り対象
の電気泳動ゲル７は、ポリアクリルアミドゲル７ａをガ
ラス支持板７ｂ，７ｃにより両面から挾み込んだもので
ある。試料としてバイオチップを読み取る場合も同様で
ある。

【００５６】ステージ１に読み取り対象の試料の電気泳
動ゲル７を載置し、コンソールパネル（図示しない）か
ら読み取り動作の開始指示を与えると、発光パターンの
読み取り制御の開始信号が出され、読み取り走査制御部
９が、移動機構８および回転モータ３を制御して、読み
取り動作の走査を開始する。このときに、レーザ光源１
５がオンとされ、励起光が発光する。励起光は、光ビー
ムの幅が比較的に大きくされており、ダイクロイックミ
ラー１４の全面に対して大きな幅の光ビームの励起光が
照射される。励起光はダイクロイックミラー１４により
反射され、光ガイド部５および集光部４を通り、電気泳
動ゲル７の読み取り部分を照射する。読み取り動作の走
査では、Ｙ軸方向の副走査については、移動機構８によ
りステージ１がＹ方向に直線的に移動することにより行
われ、Ｘ軸方向の主走査については、回転モータ３によ
り受光円盤２を回転させ、その受光円盤２に設けられた
集光部４が円弧状に走査ラインを回転移動することによ
り行われる。

【００５７】読み取り走査は、前述した第１の実施例の
場合と同様であるが、この第２の実施例の発光パターン
読み取り装置では、試料中の発光基質を励起するための
励起光が、レーザ光源１５から発光されており、この光
がダイクロイックミラー１４により反射され、その反射
光が、光ガイド部５を通り、受光円盤２に設けられた集
光部４のレンズを通り、試料の電気泳動ゲル７の読み取
り部分を下から照射する。したがって、この励起光の試
料の電気泳動ゲル７に対する照射は、受光円盤２の回転
と共に走査されて照射される。

【００５８】受光円盤２は、ステージ１の下部に配設さ
れており、この受光円盤２が回転することにより、受光
円盤２に設けられた集光部４の回転移動し、これによ
り、試料の電気泳動ゲル７の読み取り面の光の受光位置
が円弧状の走査ラインにしたがって走査される。この走
査により、蛍光発光の光を集光する。この場合の受光円
盤２とステージ１による読み取り走査位置の駆動制御
は、読み取り走査制御部９が、回転モータ３および移動
機構８を制御して行っているものであり、その時、集光
部４が蛍光発光している電気泳動ゲル７の読み取り面か
らの光を集光している読み取り位置は、読み取り走査制
御部９が、その回転モータ３および移動機構８の制御と
対応して、円座標系による読み取りの走査位置信号を発
生している。したがって、データ処理装置１１において
は、この読み取りの走査位置信号を利用して、データ処
理部１２がその対応位置を画像メモリ１３に格納する。

【００５９】また、この場合、読み取った蛍光発光パタ
ーンの画素の位置に対応した画像メモリの位置に蛍光発
光パターンのディジタル信号を記録する場合に、データ
処理装置１１における座標変換処理を行うデータ処理部
１２が、受光円盤２による円弧状の走査ラインの位置を
直交座標の座標系に変換する。

【００６０】このようにして、ステージ１と受光円盤２
との間の相対的な移動と、受光円盤２の回転によって、
受光窓となる集光部４が、円弧状に移動して、励起光の
照射と、蛍光発光パターンの読み取り走査が行われる
が、その際、受光円盤２の集光部４によって集光された
蛍光発光パターンの光は、光ガイド部５により導かれ、
ダイクロイックミラー１４に至る。ダイクロイックミラ
ー１４においては、蛍光発光パターンの光は、そのまま
通過させるので、その光は、光電変換器のフォトマルチ
プライヤ６の受光口に導入される。フォトマルチプライ
ヤは、その受光口には導入された蛍光発光パターンの光
を受け入れて、電気信号に変換する。そして、アナログ
・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０により、デジタル信号
に変換し、データ処理装置１１に供給する。

【００６１】つまり、前述した第１の実施例と異なり、
第２の実施例の発光パターン読み取り装置の場合には、
蛍光基質により標識した試料の電気泳動ゲル７の読み取
りを行う場合に、レーザ光源１５を点灯し、レーザ光を
発光させ、この光を励起光として、ダイクロイックミラ
ー１４を介して光路中に導入して試料の電気泳動ゲル７
の読み取り部分を照射する。レーザ光源１５により発光
された光は、ダイクロイックミラーで１４で反射されて
光路中に導入され、光ガイド部５を通過して、試料の電
気泳動ゲル７の読み取り部分に導かれる。

【００６２】レーザ光源１５による励起光によって励起
された試料から発光する蛍光は、前述した第１の実施例
の発光パターン読み取りの場合と同様にして、光ガイド
部５を通り、ダイクロイックミラー１４を介してフォト
マルチプライヤに導入され、最終的にデータ処理装置で
適当な処理を受ける。ここでのダイクロイックミラー１
４は、レーザ光源１５から発光した光の波長の光は反射
させ、試料からの蛍光は通過させるものである。したが
って、第２の実施例の構成において、レーザ光源１５を
点灯させないで、発光パターンの読み取りを行う場合に
は、ダイクロイックミラー１４を介して発光パターンの
読み取りを行うので、検出できる光量は減少するが、第
１の実施例の場合と同様になる。

【００６３】データ処理装置１１には、座標変換処理を
行うデータ処理部１２および画像メモリ１３が備えられ
ており、画像メモリ１３に発光パターンを記憶する場合
に、データ処理部１２が、制御装置による走査位置信号
を得て、この走査位置信号から、受光円盤の走査による
位置を円座標系を直交座標系に変換し、画像メモリ１３
に記憶する。これにより、直線的な走査機構により走査
して発光パターンを得る場合と変わらない発光パターン
を得ることができる。

【００６４】図７は、第２の実施例の集光部および光ガ
イド部による発光パターンを受光する光路を説明する図
である。図７において、２は受光円盤、４は集光部、５
は光ガイド部、６はフォトマルチプライヤ、７は読み取
り対象となる試料の電気泳動ゲル、１４はダイクロイッ
クミラー、１５はレーザ光源、２１は第１レンズ、２２
は波長選択フィルタ、２３は第２レンズ、２４はピンホ
ール、２５は第３レンズ、２６は第１の平面鏡、２７は
第２の平面鏡である。

【００６５】図７を参照して動作を説明すると、受光円
盤２の回転により励起光を走査して照射し、励起光の照
射により、試料の電気泳動ゲル７から発光した蛍光の発
光パターンの光を走査して読み取り、その走査位置の画
像メモリの対応位置に蓄積する。ここでの読み取りの走
査についても、蛍光発光パターンの全体に対して複数回
の走査が行われ、蛍光発光パターンの画素毎の光量が蓄
積される。つまり、一回目の蛍光発光パターン全体の走
査が終わると、ステージ１が初期位置に戻されて、再
び、読み取り走査制御部９により、回転モータ３および
移動機構８を制御して、走査が行われる。この動作が繰
り返される。この結果、微弱に発光する蛍光発光パター
ン全体について、その画素毎の光量が蓄積されていき、
蛍光発光パターンの全体画像が浮かび上がる。

【００６６】集光部４は、図７に示すように、受光円盤
２に設けられた穴部分をピンホールとして利用し、回転
板の両側に渡ってレンズ等が設置されるハウジング部分
が設けられる。受光部のレンズが、ガラス板ではさまれ
た発光する試料の電気泳動ゲル７に近接するように、そ
の下部に設置される。集光部４の光学系は、第１レンズ
２１、波長選択フィルタ２２、第２レンズ２３、回転円
盤２に設けられた穴部のピンホール２４、および第３レ
ンズ２５から構成されており、光ガイド部５としての光
学系の光路が、第１の平面鏡２６および第２の平面鏡２
７により構成されている。また、電気泳動ゲル７に対し
て励起光を照射するために、レーザ光源１５と、ダイク
ロイックミラー１４が設けられ、ダイクロイックミラー
１４は、光ガイド部５とフォトマルチプライヤ６の間の
光路中に設けられる。

【００６７】レーザ光源１５による励起光がダイクロイ
ックミラー１４を介して光路中に導入され、その励起光
の照射により、試料の電気泳動ゲル７から蛍光が発光す
る。この発光した蛍光は、集光部４の第１レンズ２１を
通ることにより、一且、平行光になり、波長選択フィル
タ２２を通ることによって目的の波長が選択される。更
に、第２レンズ２３により集光され、第２レンズ２３の
焦点位置に設置された受光円盤２の穴部分のピンホール
２４を通過させることによって、受光する光成分の背景
ノイズ分を除去する。つまり、ピンホール２４を通過し
た光は、試料（電気泳動ゲル７）の一点からの光に対応
するもののみとなる。この光は、更に第３レンズ２５に
よって平行光となり、第１の平面鏡２６により光路を変
えられて、第２の平面鏡２７の反射により光路を変えら
れて、ダイクロイックミラー１４を通過し、フォトマル
チプライヤ６に導入され検出される。

【００６８】図８は、第２の実施例の発光パターン読み
取り装置において、多色の発光パターンを読み取るよう
に構成された受光円盤に設けられる複数個の集光部の配
置関係を説明する図であり、図８（ａ）に受光円盤の平
面図を示し、図８（ｂ）に部分横断面図を示している。

【００６９】図８（ａ）に示すように、受光円盤２には
３つの集光部４１，４２，４３が、互いに１２０度の回
転角だけ離れた位置の同じ円周上に設けられている。こ
の３つの集光部４１，４２，４３は、ピンホール、レン
ズの構成などそれぞれ同じ構成であるが、その波長選択
フィルタ２２には、それぞれに選択波長が異なるものが
用いられ、各々の色の光を選択して受光するように構成
される。これにより、発光パターンの多色の各色に対応
して、同じ円弧状の走査ラインにおける発光パターンの
各々の色の光を集光する。

【００７０】受光円盤２の回転中心位置には、光ガイド
部５が設けられ、それぞれの集光部４１，４２，４３の
レンズおよびピンホールで集光され発光パターンの光
が、それぞれの集光部の下部に設けられた平面鏡２６に
より、受光円盤２の回転中心位置に設けられた光ガイド
部５に向けて送られる。

【００７１】図８（ｂ）に示すように、光ガイド部５に
は、それぞれの集光部４１，４２，４３から送られてき
た光の向きを変えて、フォトマルチプライヤ６に送るこ
とができるように、平面鏡２７が設けられ、この平面鏡
２７は、各々の集光部４１，４２，４３に対向して、正
三角形状になるように背中合わせに固定されている。光
ガイド部５は、受光円盤２に固定されており、受光円盤
２と共に回転し、図示しない発光パターン読み取り装置
の筐体に固定されており、回転しないフォトマルチプラ
イヤ６に対して、集光部４１，４２，４３からの光を送
出する。フォトマルチプライヤ６は、受光円盤２の回転
中心位置に設けられており、光ガイド部５との間の相対
的な位置関係は変わらない。集光部４１が現在の読み取
り走査ラインとなっている場合、読み取り走査ラインの
位置にない集光部（４２，４３）からの光は、それぞれ
の集光部の光路中にシャッタ機構（図示しない）を設け
られ、フォトマルチプライヤ６の受光口には到達しない
ように構成される。具体的に、シャッタ機構としては、
例えば、受光円盤２と共に回転する光ガイド部５に対し
て、読み取り走査ラインの移動範囲に関係しない左側の
２／３を覆うようなマスクが設けられる。また、フォト
マルチプライヤ６の受光口を回転中心位置からわずかに
ずらして設け、読み取り走査ラインの移動範囲の集光部
からの光のみが受光口に導入されるようなマスク機構ま
たはシャッタ機構が設けられる。

【００７２】このような構成により、試料のゲル７ａが
ガラス支持板７ｂ，７ｃで挾まれ、励起光の照射により
発光する当該試料の電気泳動ゲル７からの発光パターン
の蛍光は、回転する受光円盤２に設けられた集光部４
１，４２，４３によって、それぞれの位置からの光が集
光され、光ガイド部５に送られると、受光円盤２と共に
光ガイド部５は回転しながら、固定されたダイクロイッ
クミラー１４を介してフォトマルチプライヤ６の受光口
の同じ位置に集光部４１，４２，４３からの光を送出す
る。フォトマルチプライヤ６は、受光口から集光した光
の量に応じて、電気信号を出力する。

【００７３】図９は本発明の第２の実施例の発光パター
ン読み取り装置の電気系統の構成を示すブロック図であ
る。第２の実施例の電気系統の構成は、読み取り対象が
蛍光法の試料の発光パターンであるかまたは化学発光法
による試料の発光パターンであるかに対応してレーザ光
源のオン・オフを制御する光源制御装置１６０が、更に
設けられている。つまり、図９に示すように、発光パタ
ーン読み取り装置の制御処理を実行するためのマイクロ
プロセッサ（ＣＰＵ）１５０，制御ソフトウェアのプロ
グラムを格納しておくためのリードオンリーメモリ（Ｒ
ＯＭ）１５２，一時的なデータの保存のメモリ領域，画
像メモリとして用いる領域，その他のデータ処理のため
のメモリ領域を提供するランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）１５１，受光円盤回転制御装置１５４，ステージ移
動制御装置１５５，受光した光を電気信号に変換したア
ナログ信号をディジタルデータにアナログディジタル変
換するためのＡ／Ｄコンバータ１５７，集光部の受光経
路の光学測定系の固定したズレを補正するためのシェー
ディング補正回路１５８、読み取り対象が蛍光法の試料
の発光パターンであるかまたは化学発光法による試料の
発光パターンであるかに対応してレーザ光源のオン・オ
フを制御する光源制御装置１６０、外部のデータ処理装
置１５９とのインタフェース制御を行うＳＣＳＩコント
ローラ１５３などから構成される。

【００７４】電気系統の全体の動作では、電源を投入す
ると、まず、装置各部のイニシャライズを行い、イニシ
ャライズの処理が終了した後、試料の発光パターンの読
み取り制御を行う。ここでのイニシャライズの処理内容
としては、例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１
５２およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１５１の
チェック、受光円盤の回転動作チェック、ステージ移動
の動作チェック、レーザ光源をオン・オフする光源制御
装置１６０のチェック、インタフェース制御を行うＳＣ
ＳＩコントローラのインタフェース部のイニシャライズ
などの処理を行う。

【００７５】イニシャライズ処理が完了すると、ホスト
（データ処理装置１５９）側からのコマンド待ち状態と
なる。読み取り指示コマンドなどが入った場合には、そ
のコマンド処理を実行して、再度、コマンド待ち状態に
戻る。発光パターン読み取りの制御動作は、図６の説明
により説明したとおりである。

【００７６】次に、本発明の第２の実施例の発光パター
ン読み取り装置の実施例の変形例について説明する。図
１０は、光ガイド部を光ファイバにより構成する場合の
変形例を説明する第１の図である。光ガイド部は、機能
的には、集光部からの光をフォトマルチプライヤに送る
ためのものであるので、前述の実施例の２枚の平面鏡の
構成に替えて、光ファイバを用い、この光ファイバによ
り集光した光をダイクロイックミラー１４に直接導入
し、ダイクロイックミラー１４の通過後に、フォトマル
チプライヤ６に検出されるように構成する。

【００７７】すなわち、この変形の構成では、図１０に
示すように、光ファイバ５１は、光導入口５２が集光部
４のレンズ２５からの光出口に配置され、光導出口５３
は、ダイクロイックミラー１４の前に配置され、ダイク
ロイックミラー１４を通過した光をフォトマルチプライ
ヤ６の受光口に導入するように配置される。前述した実
施例と同様に、光ガイド部に対応する光ファイバ５１
は、受光円盤２に固定されており、受光円盤２と共に回
転する。光ファイバ５１の光導出口は、受光円盤２の回
転中心の軸上に位置するように配置される。そして、固
定されたフォトマルチプライヤ６の受光口に光を出す。

【００７８】多色読み取り対応になっている場合には、
複数個の集光部が設けられており、そこからの複数の光
ファイバの光導出口がまとめられて、その光をダイクロ
イックミラー１４を通過させ、通過した光がフォトマル
チプライヤ６の受光口の位置に合っているような構造と
する。

【００７９】図１１は、本発明の第２の実施例の光ガイ
ド部を光ファイバにより構成する場合の変形例を説明す
る第２の図である。図１１（ａ）に示すように、多色読
み取り対応の複数個の集光部からの光ファイバの光導出
口がまとめられて、ダイクロイックミラー１４に対向し
て配置され、レーザ光源１５から幅の広がった励起光を
ダイクロイックミラー１４の反射面の全体から受ける。
その光導出口を下側から見ると、図１１（ｂ）に示すよ
うになっており、複数の光ファイバの光導出口が回転し
ながら、レーザ光源１５から幅の広がった励起光を受け
て導入し、これにより、励起された試料からの蛍光が検
出される。検出された蛍光は、ダイクロイックミラー１
４を通過し、フォトマルチプライヤ６の受光口に導入さ
れる。

【００８０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の発光パ
ターン読み取り装置によれば、平面状に微弱に光を発す
る試料からの発光パターンの読み取りを行う場合に、従
来のように、冷却型ＣＣＤなどの高感度の２次元センサ
を用いことなく、光センサを用いて、安価に高感度かつ
高速読み取りを実現できる。また、蛍光と化学発光の両
方を読み取ることができる発光パターン読み取り装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の発光パターン読み取
り装置の構成を説明する図である。

【図２】 本発明の第１の実施例の集光部および光ガイ
ド部による発光パターンを受光する光路を説明する図で
ある。

【図３】 本発明の第１の実施例の発光パターン読み取
り装置において、多色の発光パターンを読み取るように
構成された受光円盤に設けられる複数個の集光部の配置
関係を説明する図であり、図３（ａ）は受光円盤の平面
図であり、図３（ｂ）は部分横断面図である。

【図４】 第１の実施例の発光パターン読み取り装置の
電気系統の構成を示すブロック図である。

【図５】 本発明の第１の実施例の光ガイド部を光ファ
イバにより構成する場合の変形例を説明する図である。

【図６】 本発明の第２の実施例の発光パターン読み取
り装置の構成を説明する図である。

【図７】 本発明の第２の実施例の集光部および光ガイ
ド部による発光パターンを受光する光路を説明する図で
ある。

【図８】 第２の実施例の発光パターン読み取り装置に
おいて、多色の発光パターンを読み取るように構成され
た受光円盤に設けられる複数個の集光部の配置関係を説
明する図であり、図８（ａ）は受光円盤の平面図であ
り、図８（ｂ）は部分横断面図である。

【図９】 本発明の第２の実施例の発光パターン読み取
り装置の電気系統の構成を示すブロック図である。

【図１０】 本発明の第２の実施例の光ガイド部を光フ
ァイバにより構成する場合の変形例を説明する第１の図
である。

【図１１】 本発明の第２の実施例の光ガイド部を光フ
ァイバにより構成する場合の変形例を説明する第２の図
である。

【符号の説明】

１…ステージ、２…受光円盤、３…回転モータ、４…集
光部、５…光ガイド部、６…フォトマルチプライヤ、７
…試料の電気泳動ゲル、８…移動機構、９…読み取り走
査制御部、１０…アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換
器、１１…データ処理装置、１２…座標変換処理を行う
データ処理部、１３…画像メモリ部、１４…ダイクロイ
ックミラー、１５…レーザ光源、２１…第１レンズ、２
２…波長選択フィルタ、２３…第２レンズ、２４…ピン
ホール、２５…第３レンズ、２６…第１の平面鏡、２７
…第２の平面鏡、４１，４２，４３…各色のそれぞれの
集光部、５１…光ファイバ、５２…光導入口、５３…光
導出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 敏正 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 塚本 勇次 東京都小平市回田町393番地 日立小金井 電子株式会社内 (72)発明者 近藤 健夫 東京都小平市回田町393番地 日立小金井 電子株式会社内 (72)発明者 西田 武彦 東京都小平市回田町393番地 日立小金井 電子株式会社内 (72)発明者 藤宮 仁 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 百合野 以子 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状で発光する試料の発光パターンを
   走査して読み取る発光パターン読み取り装置であって、 読み取り対象の試料を載置するステージと、 前記ステージの下部に配設され、試料の発光パターンの
   光の受光位置を回転板の回転により走査して集光する受
   光円盤と、 前記ステージと受光円盤との間を相対的に移動させる移
   動機構と、 前記受光円盤により集光された発光パターンの光を光電
   変換器の受光口に導出する光ガイド部と、 光ガイド部から導出された光を受け入れ電気信号に変換
   する光電変換器と、 前記受光円盤および移動機構による走査の制御を行い、
   読み取りの走査位置信号を発生する制御装置と、 前記光電変換器からの電気信号をディジタル信号に変換
   し、制御装置による走査位置信号を得て、データ処理を
   行うデータ処理装置を備えることを特徴とする発光パタ
   ーン読み取り装置。
2. 【請求項２】 試料の発光パターンを走査して読み取る
   発光パターン読み取り装置であって、 読み取り対象の試料を載置するステージと、 前記ステージの下部に配設され、試料の発光パターンの
   光の受光位置を回転板の回転により走査して集光する受
   光円盤と、 前記ステージと受光円盤との間を相対的に移動させる移
   動機構と、 前記受光円盤により集光された発光パターンの光を光電
   変換器の受光口に導出する光ガイド部と、 前記光ガイド部による光路中に設けたダイクロイックミ
   ラーと、 前記ダイクロイックミラーを介して導入し読み取り対象
   の試料の蛍光物質を励起する励起光を発光する励起光源
   と、 光ガイド部から導出された光を受け入れ電気信号に変換
   する光電変換器と、 前記受光円盤および移動機構による走査の制御を行い、
   読み取りの走査位置信号を発生する制御装置と、 前記光電変換器からの電気信号をディジタル信号に変換
   し、制御装置による走査位置信号を得て、データ処理を
   行うデータ処理装置を備えることを特徴とする発光パタ
   ーン読み取り装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の発光パ
   ターン読み取り装置において、 前記データ処理装置は、発光パターンを記憶する画像メ
   モリを備え、受光円盤の走査による円座標を直交座標に
   変換するデータ処理部を備えることを特徴とする発光パ
   ターン読み取り装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の発光パ
   ターン読み取り装置において、 前記受光円盤には、レンズ，波長選択フィルタ，ピンホ
   ールを含む集光部を備えることを特徴とする発光パター
   ン読み取り装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の発光パターン読み取り
   装置において、 前記集光部のピンホールは、受光円盤に設けられること
   を特徴とする発光パターン読み取り装置。
6. 【請求項６】 請求項１または請求項２に記載の発光パ
   ターン読み取り装置において、 前記光ガイド部は、光導入口が前記受光円盤の集光部に
   接続され、光導出口が前記受光円盤の回転中心位置に設
   けられた光ファイバであることを特徴とする発光パター
   ン読み取り装置。
7. 【請求項７】 請求項１または請求項２に記載の発光パ
   ターン読み取り装置において、 前記光ガイド部は、光導入口が前記受光円盤の集光部に
   配置された第１のミラーと、光導出口が前記受光円盤の
   回転中心位置となるように配置された第２のミラーによ
   る光路であることを特徴とする発光パターン読み取り装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１または請求項２に記載の発光パ
   ターン読み取り装置において、 前記光電変換器は、フォトマルチプライヤであり、前記
   受光円盤の回転中心位置に配設されていることを特徴と
   する発光パターン読み取り装置。
9. 【請求項９】 請求項１または請求項２に記載の発光パ
   ターン読み取り装置において、 前記受光円盤に設けられる集光部は、ステージに近接し
   て設けられることを特徴とする発光パターン読み取り装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１または請求項２に記載の発光
    パターン読み取り装置において、 前記受光円盤には、レンズ，波長選択フィルタ，ピンホ
    ールを含む集光部を複数備え、複数のそれぞれの集光部
    の波長選択フィルタは、その選択される波長が異なるこ
    とを特徴とする発光パターン読み取り装置。
11. 【請求項１１】 請求項２に記載の発光パターン読み取
    り装置において、 ダイクロイックミラーは、前記光ガイド部の光導出口
    で、かつ前記受光円盤の回転中心に設けられ、 前記励起光源による励起光は、ビーム幅の広がったレー
    ザ光源を用いることを特徴とする発光パターン読み取り
    装置。
12. 【請求項１２】 請求項２に記載の発光パターン読み取
    り装置において、 前記受光円盤には、レンズ，波長選択フィルタ，ピンホ
    ールを含む集光部を複数備え、複数のそれぞれの集光部
    の波長選択フィルタは、その選択される波長が異なるフ
    ィルタを用いており、 ダイクロイックミラーは、前記光ガイド部の光導出口
    で、かつ前記受光円盤の回転中心に設けられ、 前記励起光源による励起光は、ダイクロイックミラーに
    対して読み取り対象を走査する範囲のビーム幅の広がっ
    たレーザ光源を用いることを特徴とする発光パターン読
    み取り装置。