JP2007333650A - Light detecting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試料からの光を検出することにより試料の測定を行う光検出装置に関するものである。 The present invention relates to a light detection apparatus that measures a sample by detecting light from the sample.
従来の光検出装置として、ガラスファイバーテーパー要素(導光部材)を取り囲むハウジングと、試験対象物(試料)が入った微量測定板(容器)を取り囲むハウジングとを備え、更に、弾性的な垂直方向調整装置で微量測定板をガラスファイバーテーパー要素に押し付けることにより、遮光を行っているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上述したような光検出装置は、遮光手段の構造上、十分な遮光性が確保できないという問題があった。更に、微量測定板を押し上げる前に位置合わせを行わなくてはならないため、遮光性確保のための作業効率に問題があった。 However, the above-described photodetection device has a problem that sufficient light shielding performance cannot be ensured due to the structure of the light shielding means. Furthermore, since the position must be aligned before the micro measurement plate is pushed up, there is a problem in work efficiency for securing light shielding properties.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、十分な遮光性を効率よく確保することのできる光検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a photodetecting device capable of efficiently ensuring sufficient light shielding properties.
本発明に係る光検出装置は、試料からの光を撮像する撮像手段と、試料を入れた容器を載置するサンプルホルダと、試料からの光を撮像手段に導く導光部材と、サンプルホルダと導光部材とを上下方向に相対的に移動させる駆動手段と、サンプルホルダを取り囲むように設けられた第1の遮光体を有する第1の遮光ボックスと、導光部材を取り囲むように設けられた第2の遮光体を有する第2の遮光ボックスと、を備え、第1及び第2の遮光体のいずれか一方は、第1の遮光ボックスと第2の遮光ボックスとの間に遮光空間を形成するための差し込み部を有し、第1及び第2の遮光体の他方には、差し込み部が入り込む受け用凹部が形成されていることを特徴とする。 An optical detection apparatus according to the present invention includes an imaging means for imaging light from a sample, a sample holder for placing a container in which the sample is placed, a light guide member for guiding light from the sample to the imaging means, a sample holder, Drive means for relatively moving the light guide member in the vertical direction, a first light-shielding box having a first light-shielding body provided so as to surround the sample holder, and provided so as to surround the light-guide member A second light shielding box having a second light shielding body, and one of the first and second light shielding bodies forms a light shielding space between the first light shielding box and the second light shielding box. A receiving recess for receiving the insertion portion is formed on the other of the first and second light shields.
この光検出装置では、試料の測定を行うべく、駆動手段によりサンプルホルダと導光部材を互いに近接させ、差し込み部を受け用凹部に挿入することにより、試料の入っている容器の周辺空間は、第1及び第2の遮光ボックスに取り囲まれて遮光されることになる。つまり、測定のためのサンプルホルダと導光部材の位置合わせとこれらを含む空間を遮光する動作とが同時に行われる。以上によって、十分な遮光性を効率よく確保することができる。 In this light detection device, in order to measure the sample, the sample holder and the light guide member are brought close to each other by the driving means, and the insertion portion is inserted into the receiving recess, so that the peripheral space of the container containing the sample is The light is shielded by being surrounded by the first and second light shielding boxes. That is, the positioning of the sample holder and the light guide member for measurement and the operation of shielding the space including these are simultaneously performed. As described above, sufficient light shielding properties can be efficiently ensured.
また、第1及び第2の遮光ボックスのいずれか一方には、第1及び第2の遮光ボックスの他方の遮光体と係合し、する遮光部材が設けられていることが好ましい。この光検出装置によれば、第1の遮光ボックスと第2の遮光ボックスとの間隙に外来光が入射した場合であっても、遮光部材により減衰・遮光することができる。 Moreover, it is preferable that either one of the first and second light shielding boxes is provided with a light shielding member that engages with the other light shielding body of the first and second light shielding boxes. According to this photodetection device, even when extraneous light enters the gap between the first light shielding box and the second light shielding box, the light shielding member can attenuate and shield the light.
また、遮光部材は上下方向に対して弾性力を有する弾性部材によって支持されていることが好ましい。この光検出装置によれば、例えば厚さの異なる容器を用いることで、試料測定時のサンプルホルダと導光部材との上下方向の相対位置が変更した場合であっても、それに伴って遮光部材が第1の遮光体と第2の遮光体との間に隙間が生じないように移動する。これによって、サンプルホルダに載置する容器の厚みに関わらず、確実に十分な遮光性を確保することができる。 The light shielding member is preferably supported by an elastic member having an elastic force in the vertical direction. According to this photodetection device, for example, by using containers having different thicknesses, even when the relative position in the vertical direction between the sample holder and the light guide member at the time of sample measurement is changed, the light shielding member is accordingly accompanied. However, it moves so that a clearance gap does not arise between the 1st shading body and the 2nd shading body. This ensures a sufficient light-shielding property regardless of the thickness of the container placed on the sample holder.
また、第2の遮光ボックスには、差し込み部が受け用凹部に挿入されたときに容器を位置決めするための位置決め手段が設けられており、位置決め手段は、容器と係合するテーパ面を有する位置決め部材と、位置決め部材を第2の遮光ボックスの内側に付勢する弾性体とを有することが好ましい。この光検出装置によれば、サンプルホルダと導光部材とを互いに近接させたときに、位置決め部材に設けられたテーパ面に容器が接触することにより、位置決め部材が弾性体の付勢力に抗して第2の遮光ボックスの外側へ押し退けられることとなる。その結果、容器はサンプルホルダと位置決め部材との間で挟まれ、位置決めされる。これによって、外部に別途位置決め装置を設けなくても、遮光性を損なわずに効率よく位置決めをすることができる。 Further, the second light shielding box is provided with positioning means for positioning the container when the insertion part is inserted into the receiving recess, and the positioning means has a tapered surface that engages with the container. It is preferable to have a member and an elastic body that biases the positioning member toward the inside of the second light shielding box. According to this photodetection device, when the sample holder and the light guide member are brought close to each other, the positioning member resists the biasing force of the elastic body by contacting the container with the tapered surface provided on the positioning member. Thus, it is pushed out of the second light shielding box. As a result, the container is sandwiched and positioned between the sample holder and the positioning member. Accordingly, the positioning can be performed efficiently without impairing the light shielding property without providing a separate positioning device outside.
このように本発明によれば、十分な遮光性を効率よく確保することができる。 Thus, according to this invention, sufficient light-shielding property can be ensured efficiently.
以下、本発明に係る光検出装置の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of a light detection device according to the invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係る光検出装置2を備えた光計測装置1を示す断面図である。同図において、光計測装置1は、例えば細胞等の試料から発せられた光(発光または蛍光)を自動測定するための装置である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an
光計測装置1は、直方体状の筺体3を有する装置本体2を備えている。筺体3上には、筺体3の一端側から他端側に向かって供給用スタッカ6、回収用スタッカ7、容器把持器8、光検出器4が一列に並設されている。
The
供給用スタッカ6は試料が入っている容器Sをストックし、回収用スタッカ7は測定が完了した容器Sをストックするものである。また、容器把持器8は容器Sを把持するものである。また、容器Sはマイクロプレートであってもよく、シャーレやフィルターであってもよい。
The
光検出器4は、試料から発せられた光を導波する導光部材であるテーパFOP(ファイバーオプティクスプレート)9と、特に図示はしないが、このテーパFOP9から出射された光を増幅するイメージインテンシファイアと、このイメージインテンシファイアから出射された光を撮像する撮像手段であるCCDカメラ11とを有している。光検出装置2は、外来光やフォトセンサの光等を遮光するための光検出装置側遮光ボックス12を有している。なお、テーパFOP9はハウジング13に収容されている。
The photodetector 4 includes a taper FOP (fiber optics plate) 9 that is a light guide member that guides light emitted from the sample, and an image input that amplifies the light emitted from the
筺体3の内部には、容器Sや容器5の蓋を載せるサンプルホルダ14と、このサンプルホルダ14を供給用スタッカ6、回収用スタッカ7、容器把持器8及び光検出器4の配列方向(X軸方向)に移動させる駆動機構18と、サンプルホルダ14を上下方向(Z軸方向)に移動させる駆動機構(移動手段)19とを有している。なお、駆動機構18は、ボールネジを有するスライダ16及び駆動モータ17からなる。
Inside the
このサンプルホルダ14は、図2及び図3に示すように、昇降体21及び連結部22を介して駆動機構19と接続されている。この移動機構19は、図示されないボールネジを駆動モータで回転させることにより、上下方向へ移動可能となっている。また、サンプルホルダ14には、光検出装置側遮光ボックス12と係合されることにより容器S周辺の空間を遮光するホルダ側遮光ボックス23が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ここで、本実施形態に係る光検出装置2の遮光構造について、図2〜図4を参照しながら説明する。なお、光検出装置2は、光検出器4とサンプルホルダ14とからなっている。
Here, the light blocking structure of the
ハウジング13におけるテーパFOP9の入射面9a側の先端部には、そのハウジング13の外周と同一形状の貫通穴24aを有する長方形状のフレーム24が取り付けられている。そして、フレーム24の下面には、そのフレーム24と略同形状のフレーム25が取り付けられる。
A
フレーム25における、長方形状の貫通穴25aを取り囲む縁部25bの4辺には、切欠部25c,25d,25e,25fがそれぞれ形成されている。これらの切欠部25c〜25fのうち、切欠部25dには位置決め部材27が配置され、切欠部25dに対して垂直に形成された切欠部25eには位置決め部材28が配置される。この位置決め部材27,28における内側の面は、下方から上方へ向かって狭まるようなテーパ面27a,28aとされている。また、テーパ面27a,28aの反対側の面には挿入穴が形成されており、この挿入穴にスプリング29が挿入される。
フレーム24とフレーム25の縁部25bとの間には、枠状の支持部材31が挟まれるようにして固定されており、この支持部材31は、位置決め部材27,28の上下方向の抜けやずれを防止している。また、支持部材31の中央部に設けられた貫通穴を取り囲む縁部にはストッパ31aが設けられているため、図2に示すように、位置決め部材27,28がスプリング29によって押された状態で、テーパ面27a,28aの上部がストッパ31aによって保持されている。
Between the
このような位置決め部材27,28が設けられていることにより、図3に示すように、駆動機構19によりサンプルホルダ14をテーパFOP9の入射面9aに近接させたときに、位置決め部材27,28に設けられたテーパ面27a,28aに容器Sが接触することにより、位置決め部材27,28がスプリング29の付勢力に抗して外側へ押し退けられることとなる。その結果、容器Sはサンプルホルダ14と位置決め部材27,28との間で挟まれ、位置決めされる。これによって、外部に位置決め装置を設けなくても、遮光性を損なわずに容器Sを効率よく位置決めをすることができる。
Since
図2〜図4に示すように、フレーム25の貫通穴25aの下面側を取り囲む縁部には略四角筒状の内側遮光体32が取り付けられており、この内側遮光体32の下側の端部には薄肉部32aが形成されている。そして、内側遮光体32の外面には、薄肉部32aと同等の厚みとされた四角筒状の外側遮光体33が取り付けられる。これによって、薄肉部32aと外側遮光体33との間には、遮光空間形成のための受け用凹部34が形成されることになる。
As shown in FIGS. 2 to 4, a substantially square cylindrical inner
以上によって、テーパFOP9の入射面9a側を取り囲むような光検出装置側遮光ボックス12が構成される。
As described above, the light detection device side
一方、容器Sはサンプルホルダ14のトレイ36に載置されている。このトレイ36の四隅には容器Sを位置決め・拘束するための保持部36aが設けられており、上述の光検出装置側遮光ボックス12の位置決め部材27,28によって容器Sが押されたとき、容器Sが保持部36aによって保持されるため、一層確実に位置決めがなされる。
On the other hand, the container S is placed on the
トレイ36は、四角筒状の支持部材37に取り付けられ、更に、その支持部材37は、長方形状の底板38の上に取り付けられている。
The
これらのトレイ36及び支持部材37が取り付けられた底板38は、上方に開口する箱状の遮光体39の底部に配置される。遮光体39の開口側の上端部は、図3に示すように、試料の測定を行うために、駆動機構19によりサンプルホルダ14とテーパFOP9を互いに近接させると、上記の受け用凹部34に挿入される差し込み部39aを構成している。そのため、容器Sの周辺領域は、光検出装置側遮光ボックス12とホルダ側遮光ボックス23に取り囲まれて遮光されることになる。つまり、差し込み部39aは、受け用凹部34と協働して、光検出装置遮光ボックス12とホルダ側遮光ボックス23との間に遮光空間を形成する。このため、確実に外部からの光を遮断できる。なお、少なくとも差し込み部39a及び受け用凹部34は、黒色処理されるのが好ましい。この場合、差し込み部39aと受け用凹部34との間隙に外来光が入射した場合であっても、外来光を効率良く減衰させられる。
The
このように試料の測定のための容器Sの位置合わせと光検出装置側遮光ボックス12とホルダ側遮光ボックス23とによる容器Sの周辺領域の遮光が同時に行われる。以上によって、光検出装置2の十分な遮光性を効率よく確保することができる。
In this way, the positioning of the container S for sample measurement and the light shielding of the peripheral region of the container S by the light detection device side
また、底板38の四隅には穴が形成されており、この穴にスプリング41が挿入されている。そして、枠状の遮光部材42が、支持部材37を取り囲むように取り付けられる。この遮光部材42の四隅はスプリング41と接触しているため、弾性的に移動することとなる。
Further, holes are formed in the four corners of the
従って、厚さの異なる容器Sを用いることで、試料測定時のサンプルホルダ14とテーパFOP9との上下方向の相対位置が変わっても、それに伴って遮光部材42が、内側遮光体32の薄肉部32aとの間に隙間が生じないように移動する。これによって、サンプルホルダ14に載置する容器Sの厚みに関わらず、光検出装置側遮光ボックス12とホルダ側遮光ボックス23とによる遮光性を十分確保することができる。
Therefore, by using the containers S having different thicknesses, even if the relative position in the vertical direction between the
以上によって、サンプルホルダ14を取り囲むようなホルダ側遮光ボックス23が構成される。
As described above, the holder-side
上述したような構成を有する光検出装置1の動作について図1を参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、蓋付きの容器Sに入った試料を測定するものとする。
The operation of the
まず、供給用スタッカ6の一番下に1枚、ダミーの蓋を積載し、その上から順次蓋付き容器Sを計測枚数分積載する。
First, one dummy lid is loaded at the bottom of the
そして、供給用スタッカ6の位置にて、サンプルホルダ14が上昇し、供給用スタッカ6のカセットに入った蓋付きの容器Sのうち、一番下の蓋及び1枚目の容器Sのみが分離されて、トレイ36上に積載され、サンプルホルダ14が下降する。
Then, at the position of the
次に、サンプルホルダ14が容器把持器8の位置まで水平移動し、その状態で容器把持器8によって、上積みされた容器Sのみを把持する。これにより、サンプルホルダ14上には、蓋のみとなり、その状態で、サンプルホルダ14が回収用スタッカ7の位置に移動する。そして、蓋を回収用スタッカ7に収納したら、容器把持器8により把持された容器Sの位置までサンプルホルダ14が移動し、容器Sの把持を解除して、容器Sをトレイ36上に載置する。
Next, the
そして、容器Sは、光検出装置2に運ばれて試料の発光計測が行われた後、回収用スタッカ7に収納される。順次、この動作を繰返し行って、試料の計測を行う。
The container S is then transported to the
[第2の実施形態]
第2の実施形態に係る光検出装置2は、以下の点で第1の実施形態に係る光検出装置2と主に相違している。
[Second Embodiment]
The
すなわち、第2の実施形態に係る光検出装置2においては、図5に示すように、テーパFOP9が収容されたハウジング13をサンプルホルダ14の下側に設け、容器Sの下方からテーパFOP9の入射面9aを近づけることによって光の検出を行う。つまり、図示しないCCDカメラは、テーパFOP9の下方に配置されている。
That is, in the
サンプルホルダ14のトレイ49は容器Sを載置したときに、下側からも測定可能なように、トレイ49が光透過性の材質とされているか、あるいはトレイ49に貫通穴が設けられている。また、トレイ49は、上方に開口する遮光空間形成のための受け用凹部51と下方に開口する遮光空間形成のための受け用凹部52とを有する遮光体50に取り付けられており、受け用凹部51にはスプリング53によって弾性的な移動が可能とされた遮光部材54が配置されている。
The
ハウジング13には、遮光体56を有する光検出装置側遮光ボックス55が形成されている。また、遮光体56の先端側には上記の受け用凹部に挿入される差し込み部56aが形成されている。図5(b)に示すように、測定時は、差し込み部56aが受け用凹部52に挿入されることにより容器Sの周辺空間を遮光している。
In the
また、図5に示すように、サンプルホルダ14の上方にはホルダ側遮光ボックス57が設けられている。このホルダ側遮光ボックス57は、図示しない駆動手段によってサンプルホルダ14に対して上下方向に相対的に移動可能である。ホルダ側遮光ボックス57は、切欠部58aを有するフレーム58と、その切欠部58aに配置された位置決め部材59及びスプリング61と、フレーム58の上面に取り付けられた支持部材62とから形成されている。
Further, as shown in FIG. 5, a holder-side
支持部材62は、位置決め部材59の上下方向の抜けやずれを防止している。また、支持部材62は、位置決め部材59を保持するストッパ62aを有している。また、フレーム58の下面には遮光体63が設けられており、遮光体63の下端部には、受け用凹部51に挿入される差し込み部63aが設けられている。
The
図5(b)に示すように、測定時は、差し込み部63aが受け用凹部51に挿入されることにより容器Sの周辺空間を遮光する。このとき、厚さの異なる容器Sを用いた場合でも、遮光部材54は、差し込み部63aとの間に隙間を生じることなく弾性移動する。また、位置決め部材59によって容器Sが位置決めされることとなる。
As shown in FIG. 5B, at the time of measurement, the
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、第1の実施形態において、遮光空間を形成するための差し込み部を光検装置側遮光ボックス12の遮光体に設け、その差し込み部が入り込む受け用凹部をホルダ側遮光ボックス23の遮光体に設けてもよい。この場合には、遮光部材及びスプリングを光検出装置側遮光ボックス12に配置する。
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, in the first embodiment, an insertion portion for forming a light shielding space is provided in the light shielding body of the light inspection device side
また上記実施形態では、遮光部材がスプリング等の弾性部材によって上下方向に弾性的に支持される構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば、可撓性材料からなる遮光部材を設けても良い。この場合には、試料測定時のサンプルホルダと導光部材との上下方向の相対位置が変更した場合であっても、それに伴って可撓性材料からなる遮光部材が第1の遮光体と第2の遮光体との間に隙間が生じないように伸縮する。これによって、サンプルホルダに載置する容器の厚みに関わらず、確実に十分な遮光性を確保することができる。 In the above embodiment, the configuration in which the light shielding member is elastically supported in the vertical direction by an elastic member such as a spring is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, a light shielding member made of a flexible material is used. It may be provided. In this case, even when the relative position in the vertical direction between the sample holder and the light guide member during sample measurement is changed, the light shielding member made of a flexible material is associated with the first light shielding body and the first light shielding body. It expands and contracts so that there is no gap between the two light shields. This ensures a sufficient light-shielding property regardless of the thickness of the container placed on the sample holder.
2…光検出装置、3…テーパFOP(導光部材)、11…CCDカメラ(撮像手段)、12,56…光検出装置側遮光ボックス(第2の遮光ボックス)、14…サンプルホルダ、19…駆動機構(駆動手段)、23,57…ホルダ側遮光ボックス(第1の遮光ボックス)、27,28,59…位置決め部材、27a,28a…テーパ面、29,61…スプリング(弾性体)、32…内側遮光体(第2の遮光体)、33…外側遮光体(第2の遮光体)、34,51,52…受け用凹部、39,63…遮光体(第1の遮光体)39a,56a,63a…差し込み部、42,54…遮光部材、56…遮光体(第2の遮光体)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記試料を入れた容器を載置するサンプルホルダと、
前記試料からの光を前記撮像手段に導く導光部材と、
前記サンプルホルダと前記導光部材とを上下方向に相対的に移動させる駆動手段と、
前記サンプルホルダを取り囲むように設けられた第1の遮光体を有する第1の遮光ボックスと、
前記導光部材を取り囲むように設けられた第2の遮光体を有する第2の遮光ボックスと、
を備え、
前記第1及び第2の遮光体のいずれか一方は、前記第1の遮光ボックスと前記第2の遮光ボックスとの間に遮光空間を形成するための差し込み部を有し、前記第1及び第2の遮光体の他方には、前記差し込み部が入り込む受け用凹部が形成されていることを特徴とする光検出装置。 Imaging means for imaging light from the sample;
A sample holder for placing a container containing the sample;
A light guide member for guiding light from the sample to the imaging means;
Driving means for relatively moving the sample holder and the light guide member in the vertical direction;
A first light shielding box having a first light shielding body provided so as to surround the sample holder;
A second light shielding box having a second light shielding body provided so as to surround the light guide member;
With
One of the first and second light shielding members has an insertion portion for forming a light shielding space between the first light shielding box and the second light shielding box. 2. A photodetecting device, wherein a receiving recess into which the insertion portion is inserted is formed on the other of the two light shielding bodies.
前記位置決め手段は、前記容器と係合するテーパ面を有する位置決め部材と、前記位置決め部材を前記第2の遮光ボックスの内側に付勢する弾性体とを有することを特徴とする請求項1〜3記載の光検出装置。 The second light shielding box is provided with positioning means for positioning the container when the insertion portion is inserted into the receiving recess.
The said positioning means has a positioning member which has a taper surface engaged with the said container, and an elastic body which urges | biases the said positioning member inside a said 2nd light-shielding box, The 1-3 characterized by the above-mentioned. The light detection apparatus as described.
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