JP2007240246A - Inspection device using microchip - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロチップを用いる検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus using a microchip.
近年、微細流路が集積加工されたマイクロチップ上において、複数の溶液を混合して反応させ、当該反応の状態を検出して分析を行うマイクロ総合分析システム(Micro Total Analysis System;μTAS)が注目されている。 In recent years, a micro total analysis system (μTAS) that performs analysis by mixing and reacting a plurality of solutions on a microchip in which microchannels are integrated and processed is drawing attention. Has been.
μTASでは、試料の量が少ない、反応時間が短い、廃棄物が少ない等のメリットがある。医療分野に使用した場合、検体(血液、尿、拭い液等)の量を少なくすることで患者への負担を軽減でき、試薬の量を少なくすることで検査のコストを下げることができる。また、検体、試薬の量が少ないことから、反応時間が大幅に短縮され、検査の効率化が図れる。さらに、装置が小型であるため小さな医療機関にも設置することができ、場所を選ばず迅速に検査を行うことができる。 μTAS has advantages such as a small amount of sample, a short reaction time, and a small amount of waste. When used in the medical field, the burden on the patient can be reduced by reducing the amount of specimen (blood, urine, wiping liquid, etc.), and the cost of the test can be reduced by reducing the amount of reagent. In addition, since the amount of sample and reagent is small, the reaction time is greatly shortened, and the efficiency of the test can be improved. Furthermore, since the device is small, it can be installed in a small medical institution, and a test can be performed quickly regardless of location.
特に、μTASでは、試薬と検体との反応結果を、例えば、マイクロチップ内に予め設けられた複数箇所の被検出部における濃度を判別して検査結果としているために、発光部と受光部を備えた光検出部で複数箇所の被検出部から複数の濃度データを検出するようにしている。 In particular, in μTAS, a reaction result between a reagent and a specimen is used as, for example, an examination result by determining the concentration in a plurality of detected parts provided in advance in a microchip. In addition, a plurality of density data are detected from a plurality of detected parts by the light detection unit.
特許文献1には、分析対象の試料液と試薬液を、予め設けられた光吸収流路内で反応させ、光吸収度合いにより分析する化学分析装置に関し、光源から発せられる光を反射面に当て、反射した光を光吸収流路に沿うように導くために、プリズムを回転させて光路の微調整を行う化学分析装置が記載されている。
特許文献2には、光源から照射される光の強度を光可変部が調節することにより、検体からの反射光量を受光したエリアセンサからの出力を受光量に応じた適切な電気信号に変換できるようにして、検体に含まれる成分の含有量の測定精度を向上させるようにした測定装置が記載されている。
しかしながら、特許文献1の化学分析装置は、プリズムの回転により光源からの光の光路を微調整するものであり、複数箇所の被検出部に光を投射するためのものではない。従って、マイクロチップ内の複数箇所の被検出部に光を投射する光路に、特許文献1のプリズムを光路毎に設けた場合は、光路の精度は格段に向上すると思われるが、装置の構成が極めて複雑になりコストが嵩むと共に、装置が小型化できないという問題がある。
However, the chemical analyzer of
また、特許文献2の測定装置は、エリアセンサによる出力を適切な電気信号に変換できるようにするために、光源から照射される光の強度を光可変部が調節するようにしたものであり、複数箇所の被検出部の出力を得るために設けられたものではない。従って、複数箇所の被検出部に光を投射する際に、特許文献2の光可変部とエリアセンサとを設けた場合は、検出信号の精度は格段に向上すると思われるが、特許文献1と同様に、装置の構成が極めて複雑になりコストが嵩むと共に、装置が小型化できないという問題がある。 In addition, the measuring device of Patent Document 2 is such that the light variable unit adjusts the intensity of light emitted from the light source so that the output from the area sensor can be converted into an appropriate electrical signal. It is not provided in order to obtain outputs from a plurality of detected parts. Therefore, when projecting light onto a plurality of detected parts, if the light variable part and area sensor of Patent Document 2 are provided, the accuracy of the detection signal is expected to be significantly improved. Similarly, there is a problem in that the configuration of the apparatus becomes extremely complicated and costs increase, and the apparatus cannot be reduced in size.
本発明は、上記問題に鑑み、光検出部の構成が簡単で、装置が小型で安価で設置が容易な、マイクロチップを用いる検査装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an inspection apparatus using a microchip, which has a simple configuration of a light detection unit, a small apparatus, is inexpensive, and can be easily installed.
本発明は、下記構成を採ることで上記目的を達成できる。
1.
複数の被検出部を有するマイクロチップが収容可能なマイクロチップ収容部と、
前記マイクロチップ収容部に収容されるマイクロチップの前記複数の被検出部に光を照射する光源と、前記光源の光路を前記複数の被検出部のそれぞれに対して分岐する光路分岐手段及び前記複数の被検出部に照射された前記光源からの光を受光する受光部を有する光検出部とを備えたこと
を特徴とするマイクロチップを用いる検査装置。
2.
前記光検出部は、
前記光路分岐手段により前記複数の被検出部のそれぞれに対して、
前記光源の光を同じ角度で照射するようにしたこと
を特徴とする1に記載のマイクロチップを用いる検査装置。
3.
前記光路分岐手段は、
光を反射する反射部材と、
前記光源の光路を分岐するために前記反射部材を作動する作動手段とを備えたこと
を特徴とする1又は2に記載のマイクロチップを用いる検査装置。
4.
前記作動手段は、
前記光源の光路に対して前記反射部材を移動又は回転作動させること
を特徴とする3に記載のマイクロチップを用いる検査装置。
5.
前記受光部は、マイクロチップの前記複数の被検出部に対応する単一の受光素子が設けられていること
を特徴とする1乃至4に記載のマイクロチップを用いる検査装置。
This invention can achieve the said objective by taking the following structure.
1.
A microchip accommodating portion capable of accommodating a microchip having a plurality of detected portions;
A light source for irradiating the plurality of detected parts of the microchip accommodated in the microchip accommodating part, an optical path branching unit for branching an optical path of the light source with respect to each of the plurality of detected parts, and the plurality An inspection apparatus using a microchip, comprising: a light detection section having a light receiving section that receives light from the light source irradiated to the detected section.
2.
The light detection unit is
For each of the plurality of detected parts by the optical path branching means,
2. The inspection apparatus using the microchip according to 1, wherein the light from the light source is irradiated at the same angle.
3.
The optical path branching means is
A reflective member that reflects light;
3. The inspection apparatus using the microchip according to 1 or 2, further comprising an operating unit that operates the reflecting member to branch the optical path of the light source.
4).
The operating means is
4. The inspection apparatus using a microchip according to 3, wherein the reflecting member is moved or rotated with respect to the optical path of the light source.
5).
5. The inspection apparatus using a microchip according to any one of
本発明は、光源の光路をマイクロチップの複数の被検出部のそれぞれに対して分岐する光路分岐手段を設けたことにより、単一の光源で複数の被検出部を検出できるので、光源のバラツキの影響のない高精度な検出が実行でき、また、光検出部の光学系の構成を簡単にできるので、小型で安価で設置が容易な、マイクロチップを用いる検査装置を提供できる。 In the present invention, since the optical path branching means for branching the optical path of the light source with respect to each of the plurality of detected parts of the microchip is provided, a plurality of detected parts can be detected with a single light source. Therefore, it is possible to provide an inspection apparatus using a microchip that is small, inexpensive, and easy to install.
また、光源の光を同じ角度で照射するようにしたことにより、マイクロチップの被検出部の界面での透過率や反射率等の影響を、被検出部ごとに考慮する必要がなく測定条件を一定にできるので、高精度な検出が実行でき、また、光検出部の光学系の構成を簡単にできるので、小型で安価で設置が容易な、マイクロチップを用いる検査装置を提供できる。 In addition, by irradiating the light from the light source at the same angle, it is not necessary to consider the influence of the transmittance, reflectance, etc. at the interface of the detected part of the microchip for each detected part. Since it can be made constant, highly accurate detection can be performed, and the configuration of the optical system of the light detection unit can be simplified, so that an inspection apparatus using a microchip that is small, inexpensive, and easy to install can be provided.
また、光源の光路を分岐するために反射部材を作動する作動手段を設けたことにより、適宜のタイミングで容易に光路を分岐できるので、複数の被検出部を効率よく迅速で高精度な検出が実行でき、また、光検出部の光学系の構成を簡単にできるので、小型で安価で設置が容易な、マイクロチップを用いる検査装置を提供できる。 In addition, since the light path can be easily branched at an appropriate timing by providing an operating means for operating the reflecting member to branch the optical path of the light source, it is possible to detect a plurality of detected parts efficiently and quickly with high accuracy. Since the configuration of the optical system of the light detection unit can be simplified, it is possible to provide an inspection apparatus using a microchip that is small, inexpensive, and easy to install.
また、受光部の受光素子を複数の被検出部に対応する単一の受光素子を設けることにより、単一の光源と単一の受光素子により、測定条件を一定にできるので、高精度な検出が実行でき、また、光検出部の光学系の構成を簡単にできるので、小型で安価で設置が容易な、マイクロチップを用いる検査装置を提供できる。 In addition, by providing a single light-receiving element corresponding to a plurality of detected parts as the light-receiving element of the light-receiving part, the measurement conditions can be made constant by a single light source and a single light-receiving element, so highly accurate detection In addition, since the configuration of the optical system of the light detection unit can be simplified, it is possible to provide an inspection device using a microchip that is small, inexpensive, and easy to install.
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、各図面において、同一符号のものは同一の物を示すものとし、適宜、関連する他の図面を参照して、詳細に説明するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In addition, in each drawing, the thing of the same code | symbol shall show the same thing, and shall be demonstrated in detail suitably with reference to other related drawings.
本実施形態では、一例として、検体と試薬とをマイクロチップ上で反応させる場合について示すが、これに限られず、少なくとも2種類の流体をマイクロチップ上で混合させる場合に適用することができる。 In the present embodiment, as an example, a case where a specimen and a reagent are reacted on a microchip is shown, but the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where at least two types of fluids are mixed on a microchip.
図1は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置80の外観図である。検査装置80は、マイクロチップ1に予め注入された検体と試薬とを自動的に反応させ、反応結果を自動的に出力する装置である。
FIG. 1 is an external view of an
検査装置80の筐体82には、マイクロチップ1を装置内部に挿入するための挿入口83、表示部84、メモリカードスロット85、プリント出力口86、操作パネル87、外部入出力端子88が設けられている。
The
検査担当者は、図1の矢印方向にマイクロチップ1を挿入し、操作パネル87を操作して検査を開始させる。検査装置80の内部では、マイクロチップ1内の反応の検査が自動的に行われ、検査が終了すると表示部84に結果が表示される。検査結果は操作パネル87の操作により、プリント出力口86よりプリントを出力したり、メモリカードスロット85に挿入されたメモリカードに記憶することができる。また、外部入出力端子88から例えばLANケーブルを使って、パソコンなどにデータを保存することができる。検査終了後、検査担当者はマイクロチップ1を挿入口83から取り出す。
The person in charge of inspection inserts the
図2は、本実施形態に係るマイクロチップを用いる検査装置80の構成図である。図2においては、マイクロチップが図1に示す挿入口83から挿入され、セットが完了している状態を示している。
FIG. 2 is a configuration diagram of an
検査装置80は、マイクロチップ1に予め注入された検体及び試薬を送液するための駆動液11を貯留する駆動液タンク10、マイクロチップ1に駆動液11を供給するためのポンプ5、ポンプ5とマイクロチップ1とを漏れなく接続するパッキン6、マイクロチップ1の必要部分を温調する温度調節ユニット3、マイクロチップ1をずれないようにパッキン6に密着させるためのチップ押圧板2、チップ押圧板2を昇降させるための押圧板駆動部32、マイクロチップ1をポンプ5に対して精度良く位置決めする規制部材31、マイクロチップ1内の検体と試薬との反応状態等を検出する光検出部4(発光部4a、受光部4b)等を備えている。受光部4bはチップ押圧板2の内部に設けられ、一体構造となっている。
The
初期状態においては、チップ押圧板2は、押圧板駆動部32により図2の状態から上方に退避している。これにより、マイクロチップ1は矢印X方向に挿抜可能であり、検査担当者は挿入口83(図1参照)から規制部材31に当接するまでマイクロチップ1を挿入する。その後、チップ押圧板2は、押圧板駆動部32により下方に移動されてマイクロチップ1に当接し、マイクロチップ1の下面が温度調節ユニット3及びパッキン6に密着されることになる。
In the initial state, the chip pressing plate 2 is retracted upward from the state of FIG. Thereby, the
温度調節ユニット3は、マイクロチップ1の必要部分を温調するもので、例えば、試薬が収容されている部分を冷却して試薬が変性しないようにしたり、検体と試薬とが反応する部分を加熱して反応を促進させたりする機能を有する。
The temperature control unit 3 controls the temperature of a necessary part of the
ポンプ5は、ポンプ室52、ポンプ室52の容積を変化させる圧電素子51、ポンプ室52のマイクロチップ1側に位置する第1絞り流路53、ポンプ室の駆動液タンク10側に位置する第2絞り流路54、等から構成されている。第1絞り流路53及び第2絞り流路54は絞られた狭い流路となっており、また、第1絞り流路53は第2絞り流路54よりも長い流路となっている。
The pump 5 includes a
駆動液11を順方向(マイクロチップ1に向かう方向)に送液する場合には、まず、ポンプ室52の容積を急激に減少させるように圧電素子51を駆動する。そうすると、短い絞り流路である第2絞り流路54において乱流が発生し、第2絞り流路54における流路抵抗が長い絞り流路である第1絞り流路53に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室52内の駆動液11は、第1絞り流路53の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室52の容積を緩やかに増加させるように圧電素子51を駆動する。そうすると、ポンプ室52内の容積増加に伴って駆動液11が第1絞り流路53及び第2絞り流路54から流れ込む。このとき、第2絞り流路54の方が第1絞り流路53と比べて長さが短いので、第2絞り流路54の方が第1絞り流路53と比べて流路抵抗が小さくなり、ポンプ室52内には第2絞り流路54の方から支配的に駆動液11が流入する。以上の動作を圧電素子51が繰り返すことにより、駆動液11が順方向に送液されることになる。
In the case where the driving liquid 11 is fed in the forward direction (direction toward the microchip 1), first, the
一方、駆動液11を逆方向(駆動液タンク10に向かう方向)に送液する場合には、まず、ポンプ室52の容積を緩やかに減少させるように圧電素子51を駆動する。そうすると、第2絞り流路54の方が第1絞り流路53と比べて長さが短いので、第2絞り流路54の方が第1絞り流路53と比べて流路抵抗が小さくなる。これにより、ポンプ室52内の駆動液11は、第2絞り流路54の方に支配的に押し出され送液される。次に、ポンプ室52の容積を急激に増加させるように圧電素子51を駆動する。そうすると、ポンプ室52内の容積増加に伴って駆動液11が第1絞り流路53及び第2絞り流路54から流れ込む。このとき、短い絞り流路である第2絞り流路54において乱流が発生し、第2絞り流路54における流路抵抗が長い絞り流路である第1絞り流路53に比べて相対的に大きくなる。これにより、ポンプ室52内には第1絞り流路53の方から支配的に駆動液11が流入する。以上の動作を圧電素子51が繰り返すことにより、駆動液11が逆方向に送液されることになる。
On the other hand, when the driving liquid 11 is fed in the reverse direction (direction toward the driving liquid tank 10), first, the
図3は、本実施形態に係るマイクロチップ1の構成図である。一例の構成を示すものであり、これに限定されない。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
図3(a)において矢印は、後述する検査装置80にマイクロチップ1を挿入する挿入方向であり、図3(a)は挿入時にマイクロチップ1の下面となる面を図示している。図3(b)はマイクロチップ1の側面図である。
In FIG. 3A, an arrow indicates an insertion direction in which the
図3(b)に示すように、マイクロチップ1は溝形成基板108と、溝形成基板108を覆う被覆基板109から構成されている。
As shown in FIG. 3B, the
本実施形態に係るマイクロチップ1には、化学分析、各種検査、試料の処理・分離、化学合成などを行うための、微小な溝状の流路(微細流路)および機能部品(流路エレメント)が、用途に応じた適当な態様で配設されている。これらの微細流路および流路エレメントによってマイクロチップ1内で行われる処理の一例を図3(c)を用いて説明する。図3(c)は、図3(a)において被覆基板109が取り外された状態を示している。
The
微細流路には、検体液を収容する検体収容部121、試薬を収容する試薬収容部120、ポジティブコントロールを収容するポジティブコントロール収容部122、ネガティブコントロールを収容するネガティブコントロール収容部123等が設けられている。試薬、ポジティブコントロール及びネガティブコントロールは、予め各収容部に収容されている。ポジティブコントロールは試薬と反応して陽性を示すもので、ネガティブコントロールは試薬と反応して陰性を示すものであり、正確な検査が実施されたか否かを確認するためのものである。
The fine channel is provided with a
検体注入部113はマイクロチップ1に検体を注入するための注入部であり、駆動液注入部110a〜110dはマイクロチップ1に駆動液11を注入するための注入部である。
The
まず、マイクロチップ1による検査を行うに先立って、検査担当者は検体を検体注入部113から注射器等を用いて注入する。図3(c)に示すように、検体注入部113から注入された検体は、連通する微細流路を通って検体収容部121に収容される。
First, prior to performing a test using the
次に、検体の注入されたマイクロチップ1は、検査担当者により図1に示す検査装置80の挿入口83に挿入され、図2に示すようにセットされる。
Next, the
次に、図2に示すポンプ5が順方向に駆動され駆動液注入部110a〜110dから駆動液11が注入される。駆動液注入部110aから注入された駆動液11は、連通する微細流路を通って検体収容部121に収容されている検体を押し出し、合流部124に検体を送り込む。駆動液注入部110bから注入された駆動液11は、連通する微細流路を通ってポジティブコントロール収容部122に収容されているポジティブコントロールを押し出し、合流部125にポジティブコントロールを送り込む。駆動液注入部110cから注入された駆動液11は、連通する微細流路を通ってネガティブコントロール収容部123に収容されているネガティブコントロールを押し出し、合流部126にネガティブコントロールを送り込む。駆動液注入部110dから注入された駆動液11は、連通する微細流路を通って試薬収容部120に収容されている試薬を押し出し、上記の合流部124〜126に試薬を送り込む。
Next, the pump 5 shown in FIG. 2 is driven in the forward direction, and the driving liquid 11 is injected from the driving
このようにして、合流部124では検体と試薬とが合流し、合流部125ではポジティブコントロールと試薬とが合流し、合流部126ではネガティブコントロールと試薬とが合流する。
In this way, the sample and the reagent merge at the
その後、合流部124で合流した検体と試薬との混合液の一部は、被検出部111aに送液される。合流部124で合流した検体と試薬との混合液の一部並びに合流部125で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部111bに送液される。合流部125で合流したポジティブコントロールと試薬との混合液の一部は、被検出部111cに送液される。合流部126で合流したネガティブコントロールと試薬との混合液は、被検出部111dに送液される。
Thereafter, a part of the mixed liquid of the specimen and the reagent merged at the merging
被検出部の窓111e及び被検出部111a〜111dは各混合液の反応を光学的に検出するために設けられており、ガラスや樹脂等の透明な部材で構成されている。
The detected
図4は、本実施形態に係る光検出部の光学系の構成を示す模式図である。光路分岐手段としては、例えば、光路を分岐するための反射鏡を直線的に作動させる第1の作動方式と、反射鏡を回転させる第2の作動方式がある。また、被検出部に照射した光の透過光を検出する透過光タイプと、反射した反射光を検出する反射光タイプがある。 FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the optical system of the light detection unit according to the present embodiment. As the optical path branching means, there are, for example, a first operating system that linearly operates a reflecting mirror for branching the optical path and a second operating system that rotates the reflecting mirror. Further, there are a transmitted light type that detects transmitted light of light irradiated to the detected part and a reflected light type that detects reflected light reflected.
図4(a)図は第1の作動方式の透過光タイプに係わり、1個の光源の光路に対して複数の反射部材を挿脱させ光を分岐して、複数の被検出部に光を照射する光学系の構成を示している。マイクロチップ1には、被検出部として111a、111b、111cが設けられているものとする。
FIG. 4 (a) relates to the transmitted light type of the first operation method. A plurality of reflecting members are inserted into and removed from the optical path of one light source, the light is branched, and light is supplied to a plurality of detected parts. The structure of the optical system to irradiate is shown. Assume that the
なお、本実施形態における被検出部111a、111b、111cは、マイクロチップ1内の微細流路に連通して、例えば、駆動液と試薬、幾つかの試薬の混合状態、あるいは試薬と検体の反応状態等を光検出部4で検出する必要のある箇所に適宜に設けられている。また、説明を簡単にするために、本実施形態では被検出部111a、111b、111cの3箇所としているが、この数に限定するものではない。
In addition, the to-
4aは光検出部4の光源としての発光部である。発光部4aは被検出部111a、111b、111cに光を照射するために光路Lに沿って発光する。
M1、M2、M3は光路分岐手段の反射部材としての3つの反射鏡Mを示している。反射鏡M1、M2、M3は発光部4aが発する光の光路Lを光路L1、L2、L3に分岐し、被検出部111a、111b、111cを照射するようになっている。
M1, M2, and M3 indicate three reflecting mirrors M as reflecting members of the optical path branching means. The reflecting mirrors M1, M2, and M3 branch the optical path L of the light emitted from the
受光素子4b1、4b2、4b3は被検出部111a、111b、111cに対応して設けられている。受光素子4b1、4b2、4b3は発光部4aの光が反射鏡M1、M2、M3により光路L1、L2、L3に分岐され、被検出部111a、111b、111cを照射し、透過した光を受光するようになっている。
The light receiving elements 4b1, 4b2, 4b3 are provided corresponding to the detected
ここで、図4(a)図に示す光検出部の作動について簡単に説明する。 Here, the operation of the light detection unit shown in FIG. 4A will be briefly described.
まず、検査装置80の図示せぬ制御手段が作動し所定位置にマイクロチップ1を固定し、光検出部4により検出できる状態にする。
First, a control unit (not shown) of the
マイクロチップ1の被検出部111aを検出する場合は、図示せぬ作動手段により、反射鏡M1が破線で示す初期位置M12から矢印で示すように光路Lに進入しM1位置で停止するように作動される。
When detecting the detected
引き続いて、発光部4aが光を光路Lに沿って照射すると、反射鏡M1により光路L1に分岐した光が被検出部111aを照射する。被検出部111aを照射した光はマイクロチップ1の被検出部111aを透過して受光素子4b1で受光される。受光素子4b1で受光された光は図示せぬ制御回路で光電変換され、所定の処理が施された後に電気信号として被検出部111aに関する検査データが図示せぬ記憶手段に記憶される。検出作動が終了すると、反射鏡M1が初期位置M12に光路Lから退出するように作動される。
Subsequently, when the
被検出部111b、111cを検出する場合も同様で、適宜のタイミングで初期位置M22、M32から反射鏡M2、M3位置へと光路L内に進入することにより発光部4aの光が被検出部111b、111cに照射され、被検出部111b、111cを透過した光が受光素子4b2、4b3で受光され、被検出部111b、111cの状態が検出される。そして、受光素子4b2、4b3により受光された光に基づく被検出部111b、111cに関する検査データが記憶手段に記憶され検出作動が終了すると、光路Lから反射鏡M2、M3が退出し、初期位置M22,M32に戻るようになっている。
The same applies to the detection of the detected
図4(a)図に示す光検出部においては、光源としての1個の発光部4aの光は、反射鏡M1、M2、M3により、被検出部111a、111b、111cに対して同じ角度で照射され、同じ角度で受光素子4b1、4b2、4b3に入射し受光されるようになっている。
In the light detection unit shown in FIG. 4A, the light of one
従って、1つの光源の特性と、光源の光が被検出部111a、111b、111cを照射する角度が同じで、被検出部111a、111b、111cを介して受光素子4b1、4b2、4b3が受光する角度が同じなので、被検出部111a、111b、111cのそれぞれの界面における透過率や反射率等の条件がほぼ一定する。
Therefore, the characteristics of one light source and the angle at which the light from the light source irradiates the detected
従って、受光素子4b1、4b2、4b3は、光源毎の特性のバラツキや被検出部の界面における透過率や反射率等のバラツキによる影響をほぼ受けず、高精度な検出ができる。 Therefore, the light receiving elements 4b1, 4b2, and 4b3 are almost unaffected by variations in characteristics for each light source and variations in transmittance and reflectance at the interface of the detection target portion, and can be detected with high accuracy.
図4(b)図は、第2の作動方式の透過光タイプに係わり、1個の光源の光路に対して1個の反射部材を回転させて光を分岐し、複数の被検出部に光を照射する光学系の構成を示している。 FIG. 4B relates to the transmitted light type of the second operation method, and the light is branched by rotating one reflecting member with respect to the optical path of one light source, and the light is transmitted to a plurality of detected parts. The structure of the optical system which irradiates is shown.
図4(b)図においては、受光素子4b1、4b2、4b3はそれぞれの入射光路としての光路L1、L2、L3に対して受光面が垂直になるように設置されている。 In FIG. 4B, the light receiving elements 4b1, 4b2, and 4b3 are installed such that the light receiving surfaces are perpendicular to the optical paths L1, L2, and L3 as the respective incident optical paths.
作動手段により反射鏡Mが発光部4aの光路Lと交差するO点を中心に回転作動し、反射鏡Mが(Ma)位置では発光部4aの光は光路Lから光路L1に分岐され被検出部111aを照射する。反射鏡Mが(Mb)位置では発光部4aの光は光路Lから光路L2に分岐され被検出部111bを照射する。反射鏡Mが(Mc)位置では発光部4aの光は光路Lから光路L3に分岐され被検出部111cを照射する。被検出部111a、111b、111cを照射し透過した光は受光素子4b1、4b2、4b3により受光される。
The actuating means rotates the reflecting mirror M around an O point where it intersects the optical path L of the
図4(b)図に示す光検出部においては、光源としての1個の発光部4aの光を1個の反射鏡Mが回転して光路を分岐するので、例えば、被検出部111a、111cのように両端側に位置する被検出部になればなるほど、照射される光りはマイクロチップ1の界面でL1R、L3Rのような発光部4aの光の反射等が発生することがある。
In the light detection unit shown in FIG. 4B, the light of one
そこで、反射部材を回転させて光を分岐する第2の作動方式の場合は、予めそれぞれの被検出部に対応する界面の反射率や透過率等を考慮した検出ができる検出回路等を用いる必要がある。しかしながら、1個の反射鏡を回転させるだけでよいので、直線的に反射鏡等を作動させる作動手段に比べて比較的簡単に安価で小型の作動手段が構成できる利点がある。 Therefore, in the case of the second operating method in which the light is branched by rotating the reflecting member, it is necessary to use a detection circuit that can perform detection in consideration of the reflectance and transmittance of the interface corresponding to each detected part in advance. There is. However, since it is only necessary to rotate one reflecting mirror, there is an advantage that a small-sized operating means can be configured relatively easily and inexpensively compared with an operating means for operating the reflecting mirror linearly.
図5は本実施形態に係る光検出部の第1の作動方式の透過光タイプの他の実施形態を示す模式図である。図5(c)図は、1個の反射部材を1個の光源の光路に沿って被検出部に対応する位置に移動することにより光路を分岐して、複数の被検出部に光を照射する光学系の構成を示している。光源としての発光部4a、マイクロチップ1、受光素子4b1、4b2、4b3に関する構成は、図4(a)図に示す光検出部と同様の構成である。
FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the transmitted light type of the first operation method of the light detection unit according to the present embodiment. FIG. 5 (c) shows that a single reflecting member is moved along the optical path of one light source to a position corresponding to the detected part to diverge the optical path and irradiate a plurality of detected parts with light. 1 shows the configuration of an optical system. The configuration related to the
反射部材としての反射鏡Mが発光部4aの光路Lに沿って被検出部111a、111b、111cに対応する(Ma)位置から(Mb)、(Mc)位置へと往復作動する。例えば、角度が45度に固定されている反射鏡Mが(Ma)位置に固定されたときは発光部4aの光路Lは光路L1に分岐されて被検出部111aを照射し、反射鏡Mが(Mb)位置に固定されたときは発光部4aの光路Lは光路L2に分岐されて被検出部111bを照射し、反射鏡Mが(Mc)位置に固定されたときは発光部4aの光路Lは光路L3に分岐されて被検出部111cを照射する。被検出部111a、111b、111cを照射し透過した光は受光素子4b1、4b2、4b3により受光される。
The reflecting mirror M as a reflecting member reciprocates from the (Ma) position corresponding to the detected
図5(c)図に示す光検出部においては、光源としての1個の発光部4aと、所定角度に固定されている1個の反射鏡により構成できるので、光源と所定角度に固定されている反射鏡の特性等の条件を一定にでき、また、図4(a)図と同様に、光源の光が同じ角度で被検出部を透過した光が受光素子に入射され受光されるので、光源や反射鏡の特性のバラツキや被検出部の界面における透過率や反射率等のバラツキによる影響を受けず、高精度な検出ができる。
The light detection unit shown in FIG. 5 (c) can be composed of one
なお、図5(d)図に示すように、マイクロチップ1の被検出部111a、111b、111cを精度良く検出するためには、検査装置80における光源の光を照射する反射鏡Mが大きくならず又小さくなりすぎないようにすることが必要である。
As shown in FIG. 5D, in order to detect the detected
本実施形態においては、反射鏡Mのマイクロチップ1に対向する幅dと、被検出部111a、111b、111cの間隔D、及び被検出部111a、111b、111cのそれぞれの幅をWとしたとき、W≦d≦Dの関係を満たすように、反射鏡Mの幅dを設定することが好ましい。また、図5(d)図に示すように、被検出部111a、111b、111cの間隔等を考慮して、極端に受光素子が大きくならない範囲であれば、複数の被検出部に対して受光素子をそれぞれ設けず1個の受光素子として形成しても良い。つまり、受光素子のバラツキによる影響がないように、予め検出回路を構成する際に考慮することはできるが、検出回路に負担を掛けないようにするために、同一の受光素子を使用することが好ましい。
In the present embodiment, when the width d of the reflecting mirror M facing the
図6は本実施形態に係る光検出部の第1の作動方式の反射光タイプの実施形態を示す模式図である。 FIG. 6 is a schematic diagram showing a reflected light type embodiment of the first operation method of the light detection unit according to the present embodiment.
図6(E)図は、反射鏡としての1個のハーフミラーMRと1個の受光素子4bが一対として構成され、光源としての1個の発光部4aの光路Lに沿って移動するように構成された光検出部の光学系の構成を示している。
In FIG. 6E, one half mirror MR as a reflecting mirror and one
例えば、ハーフミラーMRが(Ma)位置では、発光部4aの光はハーフミラーMRにより光路Lから光路L1に分岐される。光路L1に分岐された光は被検出部111aを照射し、被検出部111aで反射した光はハーフミラーMRを透過して光路LR1に沿って進み、受光素子4bはハーフミラーMRを透過した光を受光して検出するように構成されている。
For example, when the half mirror MR is at the (Ma) position, the light from the
同様に、ハーフミラーMRが(Mb)位置では、発光部4aの光はハーフミラーMRにより光路Lから光路L2に分岐され、被検出部111bを照射し、被検出部111bで反射した光はハーフミラーMRを透過して光路LR1に沿って進み、受光素子4bはハーフミラーMRを透過した光を受光して検出するように構成されている
また、ハーフミラーMRが(Mc)位置では、発光部4aの光はハーフミラーMRにより光路Lから光路L3に分岐され、被検出部111cを照射し、被検出部111cで反射した光はハーフミラーMRを透過して光路LR1に沿って進み、受光素子4bはハーフミラーMRを透過した光を受光して検出するように構成されている
図6(E)図に示す光検出部においては、光源とハーフミラーMRと受光素子の条件を一定にでき、また、図4(a)図と同様に、光源の光が同じ角度で被検出部を照射し反射した光を受光素子が受光するので、光源とハーフミラーMRと受光素子の特性のバラツキや被検出部の界面における透過率や反射率等のバラツキによる影響を受けず、高精度な検出ができる。また、反射光タイプで光路Lに沿って被検出部に対して移動できるようにするとハーフミラーMRと受光素子がそれぞれ1個で済み、小型にできる利点がある。また、ハーフミラーMRと受光素子を一対の高精度な光学ユニットとして構成できる利点がある。
Similarly, when the half mirror MR is at the (Mb) position, the light from the
図6(F)図は、図4(b)図に示す光源としての1個の発光部4aと、光路Lに沿って移動する反射鏡Mとの間に、固定された一対のハーフミラーMRと受光素子4bが固定された光検出部の光学系の構成を示している。
FIG. 6F shows a pair of half mirrors MR fixed between one
従って、反射鏡Mが(Ma)位置では、発光部4aの光はハーフミラーMRを透過して反射鏡Mにより光路Lから光路L1に分岐される。分岐された光は被検出部111aを照射し、被検出部111aで反射した光は反射鏡Mにより光路L1から光路Lに戻り、ハーフミラーMRで反射して光路LRに沿って進み、受光素子4bハーフミラーMRで反射した光を受光して検出するように構成されている。
Therefore, when the reflecting mirror M is in the (Ma) position, the light from the
同様に、反射鏡Mが(Mb)位置では、発光部4aの光は反射鏡Mにより光路Lから光路L2に分岐され、被検出部111bで反射した光は反射鏡Mにより光路L2から光路Lに戻り、更に、ハーフミラーMRを介して光路LRに沿って進み、受光素子4bはハーフミラーMRで反射した光を受光して検出するように構成されている。
Similarly, when the reflecting mirror M is in the (Mb) position, the light of the
反射鏡Mが(Mc)位置では、発光部4aの光は反射鏡Mにより光路Lから光路L3に分岐され、被検出部111cで反射した光は反射鏡Mにより光路L3から光路Lに戻り、更に、ハーフミラーMRを介して光路LRに沿って進み、受光素子4bはハーフミラーMRで反射した光を受光して検出するように構成されている。
When the reflecting mirror M is in the (Mc) position, the light of the
図6(F)図に示す光検出部においては、光源とハーフミラーMRと受光素子の条件を一定にでき、また、図4(a)図と同様に、光源の光が同じ角度で被検出部を照射し反射した光を受光素子が受光するので、光源とハーフミラーMRと受光素子の特性のバラツキや被検出部の界面における透過率や反射率等のバラツキによる影響を受けず、高精度な検出ができる。 In the light detection section shown in FIG. 6 (F), the conditions of the light source, the half mirror MR, and the light receiving element can be made constant, and the light from the light source is detected at the same angle as in FIG. 4 (a). Because the light receiving element receives the light reflected from the light source and reflected, it is not affected by variations in the characteristics of the light source, the half mirror MR and the light receiving element, and variations in the transmittance and reflectance at the interface of the detected part. Can be detected.
また、図6(E)図に示す光検出部に比べて、光源とハーフミラーMRと受光素子が固定できるので、これらの光学系を高精度な光学ユニットとして構成でき、更に、反射鏡Mを移動させるだけでよいので、反射鏡Mの移動機構が簡単にできる利点がある。 In addition, since the light source, the half mirror MR, and the light receiving element can be fixed as compared with the light detection unit shown in FIG. 6 (E), these optical systems can be configured as a high-precision optical unit. Since it only needs to be moved, there is an advantage that the moving mechanism of the reflecting mirror M can be simplified.
以上説明した(a)から(F)に示す光検出部の光学系の構成における作動手段としては、反射鏡Mを回転作動させる場合は、例えば、直流モータを駆動源とする歯車機構にエンコーダ等の位置検出手段を備え回転位置制御を行ったり、あるいは、ステッピンググモータによるパルス駆動制御等を行うことで、適宜のタイミングで容易にそれぞれの回転位置に反射鏡Mを迅速に回転させ停止させる装置が考えられる。 As the operating means in the configuration of the optical system of the light detection section shown in (a) to (F) described above, when the reflecting mirror M is rotated, for example, a gear mechanism using a DC motor as a drive source, an encoder or the like A device for quickly rotating and stopping the reflecting mirror M at each rotational position easily at an appropriate timing by performing rotational position control or performing pulse drive control by a stepping motor, etc. Can be considered.
また、反射鏡Mや一対のハーフミラーMRと受光素子4bとからなる光学ユニットを往復作動させる場合は、例えば、予め設けられた直線的なガイド部材に沿って歯車機構やベルト機構等により反射鏡等を移動させたり、直線的な駆動が行えるリニアモータを利用して作動させ、更に、エンコーダ等の位置検出手段を備えることで、直線的に正確な位置制御を行うことができる装置が考えられる。
Further, when the optical unit including the reflecting mirror M or the pair of half mirrors MR and the
従って、作動手段は、検査装置の仕様に基づき決定された光検出部の光学系の光分岐手段の機能性能等に応じて、適切な作動機構を選択することが重要である。そして、小型で安価で設置が容易な検査装置を構築することが望まれる。 Therefore, it is important for the operating means to select an appropriate operating mechanism according to the functional performance of the light branching means of the optical system of the light detection unit determined based on the specifications of the inspection apparatus. And it is desired to construct a small, inexpensive and easy-to-install inspection apparatus.
1 マイクロチップ
2 チップ押圧板
3 温度調整ユニット
4 光検出部
5 ポンプ
6 パッキン
10 駆動液タンク
11 駆動液
80 検査装置
82 筐体
83 挿入口
84 表示部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記マイクロチップ収容部に収容されるマイクロチップの前記複数の被検出部に光を照射する光源と、前記光源の光路を前記複数の被検出部のそれぞれに対して分岐する光路分岐手段及び前記複数の被検出部に照射された前記光源からの光を受光する受光部を有する光検出部とを備えたこと
を特徴とするマイクロチップを用いる検査装置。 A microchip accommodating portion capable of accommodating a microchip having a plurality of detected portions;
A light source for irradiating the plurality of detected parts of the microchip accommodated in the microchip accommodating part, an optical path branching unit for branching an optical path of the light source with respect to each of the plurality of detected parts, and the plurality An inspection apparatus using a microchip, comprising: a light detection section having a light receiving section that receives light from the light source irradiated to the detected section.
前記光路分岐手段により前記複数の被検出部のそれぞれに対して、
前記光源の光を同じ角度で照射するようにしたこと
を特徴とする請求項1に記載のマイクロチップを用いる検査装置。 The light detection unit is
For each of the plurality of detected parts by the optical path branching means,
2. The inspection apparatus using a microchip according to claim 1, wherein the light from the light source is irradiated at the same angle.
光を反射する反射部材と、
前記光源の光路を分岐するために前記反射部材を作動する作動手段とを備えたこと
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載のマイクロチップを用いる検査装置。 The optical path branching means is
A reflective member that reflects light;
The inspection apparatus using the microchip according to claim 1, further comprising an operating unit that operates the reflecting member to branch an optical path of the light source.
前記光源の光路に対して前記反射部材を移動又は回転作動させること
を特徴とする請求項3に記載のマイクロチップを用いる検査装置。 The operating means is
The inspection apparatus using a microchip according to claim 3, wherein the reflecting member is moved or rotated with respect to an optical path of the light source.
を特徴とする請求項1乃至請求項4に記載のマイクロチップを用いる検査装置。 The inspection apparatus using a microchip according to claim 1, wherein the light receiving section is provided with a single light receiving element corresponding to the plurality of detected parts of the microchip.
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2006
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