JP2008107320A - 検出装置、検出方法、及び光透過性部材 - Google Patents

検出装置、検出方法、及び光透過性部材 Download PDF

Info

Publication number
JP2008107320A
JP2008107320A JP2007189521A JP2007189521A JP2008107320A JP 2008107320 A JP2008107320 A JP 2008107320A JP 2007189521 A JP2007189521 A JP 2007189521A JP 2007189521 A JP2007189521 A JP 2007189521A JP 2008107320 A JP2008107320 A JP 2008107320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
intensity distribution
light intensity
light
spatial frequency
light beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007189521A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Yamamoto
拓明 山本
Toshihito Kimura
俊仁 木村
Hitoshi Shimizu
清水　　仁
Masashi Hakamata
正志 袴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2007189521A priority Critical patent/JP2008107320A/ja
Priority to EP20070018958 priority patent/EP1906171B1/en
Priority to US11/864,711 priority patent/US7830521B2/en
Publication of JP2008107320A publication Critical patent/JP2008107320A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G01N2021/155—Monitoring cleanness of window, lens, or other parts
    • G01N2021/157—Monitoring by optical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

【課題】精度の低下を検出することができる検出装置、検出方法、及び光透過性部材を提供する。
【解決手段】画像処理部３８に含まれる畳み込み演算部８０によって畳み込み演算を行なうことにより、誘電体ブロック５２の界面において全反射されるように複数の角度で誘電体ブロック５２に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、画像処理部３８に含まれる検出精度評価部８６により、取得した分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出し、導出した光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度を検出する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、検出装置に係り、特に、表面プラズモン共鳴現象を利用して試料の特性を検出する検出装置に関する。
従来より、表面プラズモン共鳴現象（Surface Plasmon Resonance：ＳＰＲ）を利用して試料の特性を検出する検出装置の１つとして、表面プラズモンセンサーが知られている。一般的に、表面プラズモンセンサーは、プリズムと、このプリズムの一面に配置され、試料としての生理活性物質が固定される金属性の薄膜層と、光ビームを発生させる光源と、光ビームをプリズムに対して、プリズムと薄膜層との界面で全反射条件が得られるように種々の角度で入射させる光学系と、上記界面で全反射した光ビームの光強度分布を検出する光検出手段と、を備え、光検出手段により検出された光強度分布から表面プラズモン共鳴現象による全反射減衰の発生により暗線が発生した位置を検出することにより、生理活性物質の特性の解析を行なうものである。
この暗線の位置を検出する技術として、特許文献１には、全反射減衰が発生していない光ビームそのものの光強度分布を基準光強度分布として予め記憶しておき、界面で全反射した光ビームの光強度分布を検出し、検出した光強度分布から分布値毎に基準光強度分布を除算することにより、光ビームの光強度分布のばらつきの影響を相殺して、暗線の位置を高精度に検出する技術が開示されている。
また、特許文献２には、反射率と入射角の関係を示すプラズモン共鳴カーブの方程式を予め記憶しておき、検出された光ビームの光強度分布に対して方程式に示されるプラズモン共鳴カーブのフィッティングを行なうことにより全反射減衰角の位置を高精度に検出する技術が開示されている。
特開２００６−９８３６９号公報 特開２００３−１４６２３号公報
ところで、この種の検出装置では、プリズムにゴミが付着したり、光学系の光路上に傷などがあると、光ビームにノイズが発生してしまう結果、暗線位置の検出精度が低下してしまう。
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、光ビームにノイズが発生した場合について考慮されていないため、暗線位置の検出精度が低下していることを検出することができない、という問題点があった。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、暗線位置の検出精度の低下を検出することができる検出装置、検出方法、及び暗線位置の検出精度低下を抑えることができる光透過性部材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、光ビームに対して透過性を有する光透過性部材の界面において全反射されるように複数の角度で前記光透過性部材に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出する導出手段と、前記導出手段により導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なう検出手段と、を備えている。
請求項１記載の発明は、取得手段により、光ビームに対して透過性を有する光透過性部材の界面において全反射されるように複数の角度で光透過性部材に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報が取得され、導出手段により、取得手段により取得された分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布が導出され、検出手段により、導出手段により導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出が行なわれる。なお、上記界面は、光透過性部材が他の物質や空気層と接触する面をいう。
このように請求項１記載の発明によれば、全反射されるように複数の角度で光透過性部材に入射されて界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、取得した分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出し、導出した光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なうので、暗線位置の検出精度の低下を検出することができる。
なお、請求項１記載の発明は、請求項２記載の発明ように、前記導出手段が、前記分布情報により示される光強度分布から所定幅毎の移動平均による光強度分布を求め、当該移動平均による光強度分布とこれに対応する前記分布情報により示される光強度分布との差分を求めることにより前記空間周波数毎の光強度分布を導出した後、前記差分の最大値と最小値の差を求めることを、前記幅を変えながら複数回行なうことにより前記分布情報により示される光強度分布に含まれる空間周波数毎のノイズ量を導出し、前記検出手段が、前記導出手段により導出された各ノイズ量を、当該ノイズ量を導出した際の幅毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なうものとしてもよい。
また、請求項１記載の発明は、請求項３記載の発明ように、前記導出手段が、前記光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を、前記分布情報により示される光強度分布に対してフーリエ変換を行うことにより導出するものとしてもよい。
また、本発明は、請求項４記載の発明ように、前記光透過性部材が、一部に薄膜層が形成され、当該薄膜層上に試料が接触され、前記取得手段が、前記光透過性部材と前記薄膜層との界面において全反射されるように複数の角度で前記光透過性部材に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、前記検出手段が、前記導出手段により導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより暗線位置の検出精度を検出するものとしてもよい。
また、請求項４記載の発明は、請求項５記載の発明ように、前記光ビームが、Ｐ偏光光ビームであり、前記試料が、前記界面において全反射されたＰ偏光光ビームの光強度分布において、全反射減衰による暗線が前記取得手段により取得される光強度分布の範囲外になる屈折率とされたものとされてもよい。
また、請求項４又は請求項５記載の発明は、請求項６記載の発明ように、前記光ビームが、Ｐ偏光光ビームであり、前記取得手段により取得された前記分布情報により示される光強度分布に基づき、全反射減衰による暗線の位置を検出する暗線位置検出手段と、前記導出手段により導出された光ビームの空間周波数毎の光強度分布に各空間周波数毎に予め定められた閾値よりも大きいものが存在する場合に、前記暗線位置検出手段による暗線の位置の検出を中止するか、又は前記暗線位置検出手段による検出結果に対して検出精度が低下したことを示す情報を付与することにより、検出精度が低下したことを提示する提示手段と、をさらに備えてもよい。
また、請求項４乃至請求項６の何れか１項記載の発明は、請求項７記載の発明ように、全反射減衰が発生していない状態の光ビームの光強度分布を示す基準データを予め記憶した記憶手段をさらに備え、前記導出手段が、前記取得手段により取得された前記分布情報により示される光強度分布と前記記憶手段に記憶された前記基準データにより示される光強度分布との差分として求められる光強度分布に対して空間周波数分解を行なって各空間周波数毎の光強度分布を導出するものとしてもよい。
また、請求項７記載の発明は、請求項８記載の発明ように、前記検出手段により暗線位置の検出精度が低下したことを検出したとき、その時点で前記取得手段により取得された前記分布情報で前記基準データを更新する更新手段をさらに備えたものとしてもよい。
さらに、請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の発明は、請求項９記載の発明ように、前記検出手段が、前記導出手段により導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより前記光透過性部材に含まれる異物を検出するものとしてもよい。
一方、請求項１０に記載の発明の検出方法は、光ビームに対して透過性を有する光透過性部材の界面において全反射されるように複数の角度で前記光透過性部材に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、取得された前記分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出し、導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なうものである。
よって、請求項１０記載の発明は、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、暗線位置の検出精度の低下を検出することができる。
一方、請求項１１に記載の発明の光透過性部材は、光ビームに対して透過性を有し、界面において全反射されるように複数の角度で光ビームが入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報が取得されて、当該分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解が行なわれて光ビームの各空間周波数毎の光強度分布が導出されて、当該光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより異物の検出が行なわれている。
よって、請求項１１記載の発明は、光透過性部材に異物が含まれるかを検出できるので、光透過性部材の製造精度を検出できるため、当該光透過性部材を暗線位置の検出に用いた場合に暗線位置の検出精度低下を抑えることができる。
このように、本発明の検出装置、検出方法によれば、全反射されるように複数の角度で光透過性部材に入射されて界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、取得した分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出し、導出した光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なうので、暗線位置の検出精度の低下を検出することができる、という効果が得られる。
また、本発明の光透過性部材によれば、当該光透過性部材を暗線位置の検出に用いた場合に暗線位置の検出精度低下を抑えることができる、という効果が得られる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態に係る検出装置としてのバイオセンサー１０は、金属膜の表面に発生する表面プラズモン共鳴現象を利用して、タンパクＴａと試料Ａとの相互作用を測定する、いわゆる表面プラズモンセンサーである。
図１〜図４に示すように、バイオセンサー１０は、下部筐体１１及び上部筐体１２を備えている。上部筐体１２は、断熱部材で構成されており、バイオセンサー１０の上半分全体を覆っている。上部筐体１２内と、外部及び下部筐体１１内との間は、断熱されている。上部筐体１２の手前側は、上方へ開放可能とされており、把手１３が取り付けられている。上部筐体１２の外側には、ディスプレイ１４及び入力部１６が設置されている。
図２は、上部筐体１２を取り去って、図１の奥側からみたバイオセンサー１０の内部を示す図であり、図３は筐体の内部を上面からみた図、図４は図２の手前側からみた内部の側面図である。
上部筐体１２の内部には、分注ヘッド２０、測定部３０、試料ストック部４０、ピペットチップストック部４２、バッファストック部４４、保冷部４６、測定チップストック部４８、ラジエータ６０、ラジエータ送風ファン６２、水平方向送風ファン６４が備えられている。
試料ストック部４０は、試料積層部４０Ａ及び試料セット部４０Ｂで構成されている。試料積層部４０Ａには、個々のセルに各々異なる測定対象とする試料としてのアナライト溶液をストックする試料プレート４０Ｐが、Ｚ方向（鉛直方向）に積層されて収容されている。試料セット部４０Ｂには、１枚の試料プレート４０Ｐが、図示しない搬送機構により試料積層部４０Ａから搬送されてセットされる。
ピペットチップストック部４２は、ピペットチップ積層部４２Ａ及びピペットチップセット部４２Ｂで構成されている。ピペットチップ積層部４２Ａには、複数のピペットチップを保持するピペットチップストッカー４２Ｐが、Ｚ方向に積層されて収容されている。ピペットチップセット部４２Ｂには、１枚のピペットチップストッカー４２Ｐが、図示しない搬送機構によりピペットチップ積層部４２Ａから搬送されてセットされる。
バッファストック部４４は、ボトル収容部４４Ａ及びバッファ供給部４４Ｂで構成されている。ボトル収容部４４Ａには、測定の基準となる基準試料としてのバッファー液が貯留された複数本のボトル４４Ｃが収容されている。バッファ供給部４４Ｂには、バッファプレート４４Ｐがセットされている。バッファプレート４４Ｐは、複数筋に区画されており、各々の区画には濃度の異なるバッファー液が貯留されている。また、バッファプレート４４Ｐの上部には、分注ヘッド２０のアクセス時にピペットチップＣＰが挿入される孔Ｈが構成されている。バッファプレート４４Ｐへは、ホース４４Ｈによりボトル４４Ｃからバッファ液が供給される。
バッファ供給部４４Ｂの隣には、補正用プレート４５が配置され、その隣に保冷部４６が配置されている。補正用プレート４５は、バッファー液の濃度調整を行うためのプレートであり、マトリクス状に複数セルが構成されている。保冷部４６には、冷蔵の必要な試料が配置される。保冷部は低温とされており、この上で試料は低温状態に保たれる。
測定チップストック部４８には、測定チップ収容プレート４８Ｐがセットされている。測定チップ収容プレート４８Ｐには、測定チップ５０が複数本収納されている。
測定チップストック部４８と測定部３０との間には、測定チップ搬送機構４９が備えられている。測定チップ搬送機構４９は、測定チップ５０を両側から挟み込んで保持する保持アーム４９Ａ、回転により保持アーム４９ＡをＹ方向に移動させるボールねじ４９Ｂ、Ｙ方向に配置され、測定チップ５０が載せられる搬送レール４９Ｃ、を含んで構成されている。測定の際には、１本の測定チップ５０が測定チップ搬送機構４９により測定チップ収容プレート４８Ｐから搬送レール４９Ｃ上に載せられ、保持アーム４９Ａにより挟持されつつ測定部３０へ移動してセットされる。
測定チップ５０は、図５及び図６に示すように、誘電体ブロック５２、流路部材５４、及び、保持部材５６、で構成されている。
誘電体ブロック５２は、光ビームに対して透明な透明樹脂等で構成されており、断面が台形の棒状とされたプリズム部５２Ａ、及び、プリズム部５２Ａの両端部にプリズム部５２Ａと一体的に形成された被保持部５２Ｂを備えている。プリズム部５２Ａの互いに平行な２面の内の広い側の上面には、金属性の薄膜５７が形成されている。誘電体ブロック５２は、いわゆるプリズムとして機能し、バイオセンサー１０での測定の際には、プリズム部５２Ａの対向する互いに平行でない２つの側面の内の一方から光ビームが入射され、他方から薄膜５７との界面で全反射された光ビームが出射される。
薄膜５７の表面には、タンパクＴａを薄膜５７上に固定化するための、リンカー層５７Ａが形成されている。このリンカー層５７Ａ上にタンパクＴａが固定される。
プリズム部５２Ａの両側面には、上側の端辺に沿って保持部材５６と係合される係合凸部５２Ｃが形成されている。また、プリズム部５２Ａの下側には、側端辺に沿って搬送レール４９Ｃと係合されるフランジ部５２Ｄが形成されている。
図６に示すように、流路部材５４は、６個のベース部５４Ａを備え、ベース部５４Ａの各々に４本の円筒部材５４Ｂが立設されている。ベース部５４Ａは、３個のベース部５４Ａ毎に、立設された円筒部材５４Ｂのうちの１本の上部が連結部材５４Ｄによって連結されている。流路部材５４は、軟質で弾性変形可能な材料、例えば非晶質ポリオフィレンエラストマーで構成されている。
ベース部５４Ａには、図７に示すように、底面側に略Ｓ字状の２本の流路溝５４Ｃが形成されている。流路溝５４Ｃは、端部の各々が１の円筒部材５４Ｂの中空部と連通されている。ベース部５４Ａは、底面が誘電体ブロック５２の上面と密着され、流路溝５４Ｃと誘電体ブロック５２の上面との間に構成される空間と前記中空部とで、液体流路５５が構成される。１個のベース部５４Ａには、２本の液体流路５５が構成される。各々の液体流路５５において、円筒部材５４Ｂの上端面に液体流路５５の出入口５３が構成される。
ここで、２本の液体流路５５のうち、１本は測定流路５５Ａとして用いられ、他の１本は参照流路５５Ｒとして用いられる。測定流路５５Ａの薄膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａが固定され、参照流路５５Ｒの薄膜５７上（リンカー層５７Ａ上）にはタンパクＴａが固定されない状態で測定が行われる。測定流路５５Ａ及び参照流路５５Ｒには、図７に示すように、各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射される。光ビームＬ１、Ｌ２は、図８に示すように、ベース部５４Ａの中心線Ｍ上に配置されるＳ字の屈曲部分に照射される。以下、測定流路５５Ａにおける光ビームＬ１の照射領域を測定領域Ｅ１、参照流路５５Ｒにおける光ビームＬ２の照射領域を参照領域Ｅ２という。参照領域Ｅ２は、タンパクＴａの固定された測定領域Ｅ１から得られるデータを補正するための測定を行う領域である。
測定チップ５０の保持部材５６（図６参照。）は、長尺とされ、上面部材５６Ａ及び２枚の側面板５６Ｂが蓋状に構成された形状とされている。側面板５６Ｂには、誘電体ブロック５２の係合凸部５２Ｃと係合される係合孔５６Ｃ、及び、光ビームＬ１、Ｌ２の光路に対応する部分に窓５６Ｄが形成されている。保持部材５６は、係合孔５６Ｃと係合凸部５２Ｃとが係合されて、誘電体ブロック５２に取り付けられる。なお、流路部材５４は、保持部材５６と一体成形されており、保持部材５６と誘電体ブロック５２の間に配置される。
上面部材５６Ａには、流路部材５４の円筒部材５４Ｂに対応する位置に、受部５９が形成されている。受部５９は略円筒状とされている。
一方、分注ヘッド２０は、図２に示すように、上部筐体１２内の上部に設けられ、水平駆動機構２２により矢印Ｘ方向に移動可能とされている。水平駆動機構２２は、ボールねじ２２Ａ、モータ２２Ｂ、ガイドレール２２Ｃにより構成されている。ボールねじ２２Ａ及びガイドレール２２Ｃは、Ｘ方向に配置されている。ガイドレール２２Ｃは平行に２本配置され、そのうちの１本はボールねじ２２Ａの下側に所定間隔離れて配置されている。分注ヘッド２０は、ボールねじ２２Ａの回転により、ガイドレール２２Ｃに沿ってＸ方向に移動される。
分注ヘッド２０には、分注ヘッド２０を矢印Ｚ方向に移動させる鉛直駆動機構２４が設けられている。鉛直駆動機構２４は、図９に示すように、モータ２４Ａ及びＺ方向に配置された駆動軸２４Ｂを含んで構成され、分注ヘッド２０をＺ方向に移動させる。図３に示すように、分注ヘッド２０によりアクセスされて液体の供給等が行われる、保冷部４６、補正用プレート４５、バッファ供給部４４Ｂ（バッファプレート４４Ｐ）、測定部３０（測定チップ５０）、試料セット部４０Ｂ（試料プレート４０Ｐ）、及びピペットチップセット部４２Ｂ（ピペットチップストッカー４２Ｐ）は、この順にＸ方向（分注ヘッド２０の移動方向）に配置されている。
図９に示すように、分注ヘッド２０は、１２本の分注管２０Ａを備えている。分注管２０Ａは、Ｘ方向と直交する矢印Ｙ方向に沿って１列に配置されている。分注管２０Ａは、隣り合う２本で一対とされ、一方が液体供給用、他方が液体排出用とされている。分注管２０Ａの先端部には、ピペットチップＣＰが取り付けられる。ピペットチップＣＰは、ピペットチップストッカー４２Ｐにストックされており、必要に応じて交換可能とされている。
測定時には、分注管２０Ａにより、測定チップ５０へ試料やバッファー液が供給される。これらの液体の供給は、分注ヘッド２０を、保冷部４６、試料セット部４０Ａ、バッファ供給部４４Ｂ上へ移動させ、液体供給用の６本の分注管２０Ａに取り付けられたピペットチップＣＰで試料やバッファー液を吸引する。このときの吸引量は、２本分の流路に供給するための量である。そして、試料やバッファー液を吸引した６本の分注管２０Ａ側のピペットチップＣＰを、測定チップ５０の測定流路５５Ａ側の片方の出入口５３（以下「供給口５３Ａ」という）へ挿入すると共に、排出用の列の６本の分注管２０Ａに取り付けられたピペットチップＣＰを他方の出入口５３（以下「排出口５３Ｂ」という）へ挿入する。そして、供給口５３Ａ側の分注管２０Ａから半量の液体を吐出すると共に、排出口５３Ｂ側の分注管２０Ａで液体を吸入することにより行われる。続いて、参照流路５５Ｒ側へも、同様にしてピペットチップＣＰの残り半量の液体が供給される。
測定部３０は、図４に示すように、光学定盤３２、光出射部３４、受光部３６を含んで構成されている。光学定盤３２には、側方向から見て、上部中央の水平平面で構成される上部台３２Ａ、上部台３２Ａから離れる方向に向かって低くなる出射傾斜部３２Ｂ、上部台３２Ａを挟んで出射傾斜部３２Ｂと逆側に配置される受光傾斜部３２Ｃが形成されている。上部台３２Ａには、Ｙ方向沿って測定チップ５０がセットされるものとされている。光学定盤３２の出射傾斜部３２Ｂには、測定チップ５０へ向かって光ビームＬ１、Ｌ２を出射する光出射部３４が設置されている。また、受光傾斜部３２Ｃには、受光部３６が設置されている。光学定盤３２の隣には、光学定盤３２を冷却する水冷ジャケット３２Ｊが設けられている。
図１０に示すように、光出射部３４には、光源３４Ａ、レンズユニット３４Ｂが備えられている。また、受光部３６には、レンズユニット３６Ａ、ＣＣＤ３６Ｂが備えられている。ＣＣＤ３６Ｂは、バイオセンサー１０の全体の制御を司る制御部７０が接続された画像処理部３８と接続されている。
光源３４Ａからは、発散状態の光ビームＬが出射される。レンズユニット３４Ｂは、偏光ビームスプリッタを内蔵しており、光源３４Ａから入射する光ビームＬのＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離し、光ビームＬのＰ偏光成分をＺ方向に対して一定の幅を持った比較的太い２本の平行な光ビームＬ１、Ｌ２に分ける。そして、レンズユニット３４Ｂは、この２本の平行な光ビームＬ１、Ｌ２を薄膜５７と誘電体ブロック５２との界面の測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に対して全反射角以上の種々の入射角で測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２において収束光状態となるように入射させる。よって、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２に入射する光ビームＬ１、Ｌ２は、誘電体ブロック５２と薄膜５７との界面において種々の反射角で全反射される。この全反射された光ビームＬ１、Ｌ２は、レンズユニット３６Ａを経てＣＣＤ３６Ｂに結像される。ＣＣＤ３６Ｂは、全反射された２本の光ビームＬ１、Ｌ２を共に受光可能な面積の受光面を有するエリアセンサとされており、受光面に結像した像を示す画像情報を生成して出力する。この出力された画像情報は画像処理部３８に入力される。画像処理部３８では、入力された画像情報に基づいて所定の処理が行なわれ、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２での屈折率変化データが求め、制御部７０へ出力される。
この屈折率変化データは、測定チップ５０に試料及びバッファー液をそれぞれ個別に供給してそれぞれ光出射部３４から光ビームＬを出射させて測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２に光ビームＬ１、Ｌ２を照射し、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において全反射された光ビームＬ１、Ｌ２に暗線が発生する暗線位置をそれぞれ求めた場合の、試料及びバッファー液での測定領域Ｅ１において暗線が発生する暗線位置の差分と、参照領域Ｅ２において暗線が発生する暗線位置の差分との差に基づいて求められるものである。薄膜５７とタンパクＴａとの界面に特定の入射角で入射した光ビームＬ１、Ｌ２は、界面に表面プラズモンを励起させ、これにより、特定の入射角で入射した光ビームＬ１、Ｌ２の反射光の強度が鋭く低下して暗線として観察される。この暗線となる光ビームＬ１、Ｌ２の入射角が全反射減衰角θＳＰであり、タンパクＴａと試料Ａとの反応に応じた全反射減衰角θＳＰの変化に基づいて屈折率変化データが求められる。
制御部７０は、屈折率変化データに基づいて、タンパクＴａと試料Ａとの反応を測定し、測定結果をディスプレイ１４に表示させる。
図１１には、本実施の形態に係る画像処理部３８の機能的な構成を示す機能ブロック図が示されている。
同図に示すように、画像処理部３８は、画像情報により示される２次元の画像に対して畳み込み演算を行なって１次元の光強度分布を示す分布情報を導出する畳み込み演算部８０と、導出された分布情報を記憶する分布情報記憶部８２と、上記分布情報に基づいて暗線位置の検出を行なう暗線位置検出部８４と、暗線位置の検出精度を検出し、検出精度の評価を行なう検出精度評価部８６と、暗線位置検出部８４により検出された暗線位置に基づいて屈折率変化データを導出する変化データ導出部８８と、を備えている。
なお、画像情報により示される２次元の画像には、界面において全反射された２本の光ビームＬ１、Ｌ２の像が含まれている。このため、本実施の形態に係る畳み込み演算部８０は、画像情報により示される２次元の画像の光ビームＬ１、Ｌ２の像の領域毎に畳み込み演算を行なって、光ビームＬ１、Ｌ２の１次元の光強度分布を示す分布情報をそれぞれ導出するものとされている。
次に、暗線位置の検出を行なう際の本実施の形態に係るバイオセンサー１０の作用について説明する。
屈折率変化データの導出を行なう場合、本実施の形態に係るバイオセンサー１０は、最初に測定対象とする測定チップ５０に分注ヘッド２０からバッファー液を供給し、当該測定チップ５０を測定チップ搬送機構４９により上部台３２Ａに搬送して測定対象とする測定流路５５Ａの測定領域Ｅ１及び参照流路５５Ｒの参照領域Ｅ２を各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射する位置に配置する。そして、バイオセンサー１０は、光出射部３４から光ビームを出射して測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２の各々に、光ビームＬ１、Ｌ２を各々照射する。これらの光ビームＬ１、Ｌ２は、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射され、発散しながら誘電体ブロック５２のプリズム面を通って外部に出射される。外部に出射された光ビームＬ１、Ｌ２は、レンズユニット３６Ａを経てＣＣＤ３６Ｂの受光面に結像され、受光面に結像した像を示す画像情報が生成されて画像処理部３８へ出力される。
図１２（Ａ）には、画像情報により示される画像の一例が示されている。
同図に示されるように、画像情報により示される画像には、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射された２本の光ビームＬ１、Ｌ２の像が含まれている。
画像処理部３８の畳み込み演算部８０（図１１参照。）は、入力した画像情報により示される画像の光ビームＬ１の像が含まれる領域Ａの画像及び光ビームＬ２の像が含まれる領域Ｂの画像に対してそれぞれ畳み込み演算を行なって光ビームＬ１、Ｌ２の１次元の光強度分布を示す分布情報をそれぞれ導出する。図１２（Ｂ）には、領域Ｂの画像に対して畳み込み演算を行なって導出された分布情報により示される光ビームＬ２の１次元の光強度分布が示されている。なお、図１２（Ｂ）では、横軸が反射角度方向を示しており、横軸の各位置が反射角度に対応している。
畳み込み演算部８０は、導出した光ビームＬ１、Ｌ２の分布情報を分布情報記憶部８２に記憶させる。
次に、バイオセンサー１０は、上記測定対象とする測定チップ５０に分注ヘッド２０から試料を供給し、上述したバッファー液の場合と同様に、当該測定チップ５０の測定対象とする測定流路５５Ａの測定領域Ｅ１及び参照流路５５Ｒの参照領域Ｅ２を各々光ビームＬ１、Ｌ２が入射する位置に配置する。そして、バイオセンサー１０は、光出射部３４から光ビームを出射して測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２の各々に、光ビームＬ１、Ｌ２を各々照射する。これらの光ビームＬ１、Ｌ２は、測定領域Ｅ１、参照領域Ｅ２で全反射され、レンズユニット３６Ａを経てＣＣＤ３６Ｂの受光面に結像され、受光面に結像した像を示す画像情報が生成されて画像処理部３８へ出力される。
畳み込み演算部８０は、上述したバッファー液の場合と同様に、入力した画像情報により示される画像の光ビームＬ１の像が含まれる領域Ａの画像及び光ビームＬ２の像が含まれる領域Ｂの画像に対してそれぞれ畳み込み演算を行なって光ビームＬ１、Ｌ２の１次元の光強度分布を示す分布情報をそれぞれ導出し、導出した光ビームＬ１、Ｌ２の分布情報を分布情報記憶部８２に記憶させる。
これにより、分布情報記憶部８２には、測定対象とする測定チップ５０に試料及びバッファー液をそれぞれ個別に供給して測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２において全反射された光ビームＬ１、Ｌ２の分布情報が記憶される。
画像処理部３８は、以下の屈折率変化データ導出処理を行なって屈折率変化データを導出する。
図１３には、第１の実施の形態に係る画像処理部３８により実行される屈折率変化データ導出処理の流れを示すフローチャートが示されている。以下同図を参照して、当該屈折率変化データ導出処理について説明する。
同図のステップ１０２では、分布情報記憶部８２から測定対象とする測定チップ５０に試料及びバッファー液をそれぞれ供給した際の測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２での分布情報をそれぞれ読み出す。そして、本ステップ１０２では、各分布情報により示される光強度分布からそれぞれ暗線位置の検出を行なう。
なお、本ステップ１０２では、図１４（Ａ）〜（Ｅ）に示される処理を行なうことにより暗線位置の検出を行なう。
すなわち、まず、読み出した分布情報により示される光強度分布（図１４（Ａ））に対して平滑化処理を行なって平滑化した光強度分布を求める（図１４（Ｂ））。次に、分布情報により示される光強度分布から平滑化した光強度分布を減算して差分強度分布を導出する（図１４（Ｃ））。そして、導出した差分強度分布により示される各強度に所定閾値を加算する（図１４（Ｄ））。最後に、所定閾値を加算した差分強度分布において強度がゼロ以下となる部分を特定し（図１４（Ｆ））、強度がゼロ以下となる部分の面積の重心位置を求めることにより、暗線位置を検出する。
そして、本ステップ１０２では、検出した暗線位置を示す情報を変化データ導出部８８に出力する。なお、本ステップ１０２の処理が暗線位置検出部８４の処理に相当する。
次のステップ１０４では、分布情報記憶部８２から測定対象とする測定チップ５０に試料及びバッファー液をそれぞれ供給した際の測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２での分布情報をそれぞれ読み出す。そして、本ステップ１０４では、読み出した各分布情報により示される光強度分布に対してそれぞれ空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出し、導出した光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより暗線位置の検出精度を検出する。
なお、本ステップ１０４では、各分布情報毎に、当該分布情報により示される光強度分布から所定幅毎の移動平均による光強度分布を求め、当該移動平均による光強度分布とこれに対応する分布情報により示される光強度分布との差分を求めることにより空間周波数毎の光強度分布を導出した後、差分の最大値と最小値の差を求めることを、前記幅を変えながら複数回行なうことにより当該分布情報により示される光強度分布に含まれる空間周波数毎のノイズ量を導出する。
すなわち、例えば、分布情報により示される光強度分布が図１５（Ａ）に示されるような場合、例えば、各強度値を中心とした所定幅（例えば、前後８６ｐｉｘｅｌずつ（１７３ｐｉｘｅｌの幅））ずつ各強度値を平均化し、平均化した強度値をその幅の中心値としてプロットすることにより、図１５（Ｂ）に示されるように、移動平均による光強度分布を求める。次に、この移動平均による光強度分布と分布情報により示される光強度分布との差分を求めて、図１６に示されるような差分強度分布を求める。これにより、分布情報により示される光強度分布に含まれるノイズによる高周波成分が抽出される。
そして、図１６に示されるような差分強度分布の最大値ＭＡＸから最小値ＭＩＮを減算して最大ノイズ量を求める。この最大ノイズ量は、誘電体ブロック５２にゴミが付着したり、レンズユニット３４Ｂやレンズユニット３６Ａ光路上に傷が発生したことなどにより、光ビームＬ１、Ｌ２に含まれるノイズが多くなるほど大きな値となる。
このような処理を上記所定幅を変えながら複数回行って、各段階毎に分布情報により示される光強度分布に含まれる高周波成分のノイズ量を求める。
そして、本ステップ１０４では、上記各幅毎の最大ノイズ量を各幅毎に予め定められた閾値と比較することにより暗線位置の検出精度の評価を行なう。
図１７（Ａ）及び図１８（Ａ）には、各々分布情報により示される光強度分布の一例が実線で示されている。また、図１７（Ａ）及び図１８（Ａ）には、光強度分布の各強度値の前後のそれぞれ３ｐｉｘｅｌ、２１ｐｉｘｅｌ、１７３ｐｉｘｅｌずつ各強度値を平均化し、平均化した強度値を、その幅の中心値としてプロットすることにより得られた移動平均による光強度分布が１点鎖線、２点鎖線、破線でそれぞれ示されている。
一方、図１７（Ｂ）には、図１７（Ａ）に示される各移動平均による光強度分布と分布情報により示される光強度分布の差分を行って差分強度分布を求め、当該差分強度分布の最大値ＭＡＸから最小値ＭＩＮを減算して求められる最大ノイズ量を、移動平均を求める際に平均化した幅に含まれるピクセル数毎にプロットしたグラフが実線で示されている。
また、図１８（Ｂ）には、図１８（Ａ）に示される各移動平均による光強度分布と分布情報により示される光強度分布の差分を行って差分強度分布を求め、当該差分強度分布の最大値ＭＡＸから小値ＭＩＮを減算して求められる最大ノイズ量を、移動平均を求める際に平均化する幅に含まれるピクセル数毎にプロットしたグラフが実線で示されている。なお、図１７（Ｂ）及び図１８（Ｂ）には、各幅毎（幅に含まれるピクセル数毎）の閾値が破線で示されている。
本ステップ１０４では、読み出した各分布情報で光強度分布の最大ノイズ量が全てのピクセル数のおいて閾値以下であるかを判定し、最大ノイズ量が全てのピクセル数のおいて閾値以下である場合、暗線位置の検出精度が所望の精度を満たすことを示す精度情報を出力し、何れかの分布情報で光強度分布の最大ノイズ量が閾値よりも大きいものが存在する場合、暗線位置の検出精度が所望の精度よりも低いことを示す精度情報を変化データ導出部８８へ出力する。なお、本ステップ１０４の処理が検出精度評価部８６の処理に相当する。
次のステップ１０６では、測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２毎に、上記ステップ１０２の処理により検出されたバッファー液を供給した際の分布情報により示される光強度分布の暗線位置と試料を供給した際の分布情報により示される光強度分布の暗線位置の差分を求める。そして、本ステップ１０６では、測定領域Ｅ１での暗線位置の差分と参照領域Ｅ２での暗線位置の差分との差を屈折率変化データとし、当該屈折率変化データに精度情報を付与して制御部７０に出力して本屈折率変化データ導出処理を終了する。なお、本ステップ１０６の処理が変化データ導出部８８の処理に相当する。
制御部７０は、図示しない記憶部を備えており、屈折率変化データと精度情報を関連付けて記憶部に記憶する。また、制御部７０は、記憶部に記憶した屈折率変化データにより示される測定領域Ｅ１での暗線位置の差分と参照領域Ｅ２での暗線位置の差分との差に基づいて、タンパクＴａと試料Ａとの反応状態を測定し、測定結果をディスプレイ１４に表示させ、また、精度情報に基づいて検出精度が所望の精度を満たすか否かを表示させる。
次に、各幅毎の閾値を求める手順について説明する。
分布情報により示される光強度分布が、例えば、図１９（Ａ）に示されるように、半値幅が４００ｐｉｘｅｌ、振幅が４７０００、中心位置が５００ｐｉｘｅｌの正規分布であるものとする。このような光強度分布において暗線を光強度分布の一方側から他方側へスイープさせ、上述した図１４（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明した手法により暗線位置を検出した場合、検出される暗線位置とスイープさせた実際の暗線の中心位置は、図２０（Ａ）の実線に示すように比例関係になる。
一方、例えば、図１９（Ａ）に示される光ビームの光強度分布において暗線を光強度分布の一方側から他方側へスイープさせ、図１４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明した手法により所定閾値が加算された差分強度分布に対して、図１９（Ｂ）に示されるノイズを加算し、ノイズを加算した差分強度分布において図１４（Ｅ）を参照して説明した手法により暗線位置を検出した場合、検出される暗線位置とスイープさせた実際の暗線の中心位置は図２０（Ａ）の破線に示す関係となる。すなわち、ノイズの影響により検出される暗線位置に誤差が発生する。
図２０（Ｂ）には、加算するノイズの中心位置を５３２ｐｉｘｅｌ、ノイズの半値幅を２２ｐｉｘｅｌとし、ノイズの振幅を１００、５００、１０００、２０００、４０００、８０００、１６０００と変えて暗線位置を検出した場合のノイズの中心位置を基準とした暗線の位置と誤差との関係が示されている。
また、図２１（Ａ）には、図１４（Ａ）〜（Ｄ）を参照して説明した手法により所定閾値（例えば３０００）が加算された図２２に示されるような差分強度分布の５０５ｐｉｘｅｌ、５１２ｐｉｘｅｌ、５２０ｐｉｘｅｌ、５３２ｐｉｘｅｌ、５４３ｐｉｘｅｌ、５５４ｐｉｘｅｌ、５７０ｐｉｘｅｌ、５９０ｐｉｘｅｌの各位置にノイズを個別に位置させ、当該ノイズの振幅を８０００とし、当該ノイズの半値幅を１ｐｉｘｅｌ、１０ｐｉｘｅｌ、２２ｐｉｘｅｌ、４３ｐｉｘｅｌ、８６ｐｉｘｅｌと変えて暗線位置を検出した場合の各位置毎のノイズの半値幅と誤差との関係が示されている。
さらに、図２１（Ｂ）には、図２２に示されるような差分強度分布の５０５ｐｉｘｅｌ、５１２ｐｉｘｅｌ、５２０ｐｉｘｅｌ、５３２ｐｉｘｅｌ、５４３ｐｉｘｅｌ、５５４ｐｉｘｅｌ、５７０ｐｉｘｅｌ、５９０ｐｉｘｅｌの各位置にノイズを個別に位置させ、当該ノイズの半値幅を２２ｐｉｘｅｌとし、当該ノイズの振幅を１００、５００、１０００、２０００、４０００、８０００、１６０００と変えて暗線位置を検出した場合の各位置毎のノイズの振幅と誤差との関係が示されている。
ここで、誘電体ブロック５２にゴミが付着したり、レンズユニット３４Ｂやレンズユニット３６Ａの光路上に傷が発生したことなどにより実際に光ビームに発生するノイズの振幅は、４０００以下であることが一般的である。このように、ノイズの振幅が４０００以下である場合、図２１（Ｂ）の矢印に示されるように、ノイズの位置が５２０ｐｉｘｅｌ付近の場合に最も誤差が大きくなる。また、図２１（Ａ）に示されるように、ノイズの半値幅が１０ｐｉｘｅｌや２２ｐｉｘｅｌの場合に誤差が大きくなる。
図２３には、ノイズの位置を５２０ｐｉｘｅｌとし、ノイズの半値幅を２２ｐｉｘｅｌとしてノイズの振幅を変化させた場合の振幅と誤差との関係が示されている。
本実施の形態に係るバイオセンサー１０において、この許容できる誤差を、例えば、１２ｐｉｘｅｌ以内とした場合、許容できるノイズの振幅は１０００以下になる。
図２４（Ａ）には、ノイズの位置を５２０ｐｉｘｅｌとし、ノイズの振幅を１０００として、ノイズの半値幅を変えた場合における誤差が示されている。
図２４（Ａ）に示されるように、ノイズの半値幅が１０ｐｉｘｅｌの場合にエラーが最も大きくなる。このため、図２４（Ｂ）に示すように、ノイズの半値幅が１０ｐｉｘｅｌの場合、振幅１０００ｐｉｘｅｌを閾値する。また、ノイズの半値幅が１０ｐｉｘｅｌ以外の部分は、１０００×半値幅が１０ｐｉｘｅｌでの誤差（ここでは「１２」）／他の半値幅での誤差、の演算を行なうことにより各ノイズ幅毎の閾値を求める。例えば、ノイズの半値幅が８６ｐｉｘｅｌである場合、誤差が約２であるため、１０００×１２／２＝６０００と求められる。なお、図２４（Ｂ）では、検出対象とするノイズの光強度分布全体の平均を求めるため、移動平均によって平均化する幅のピクセル数を半値幅のピクセル数の２倍としている。
本実施の形態に係るバイオセンサー１０では、このようにして得られた閾値を検出精度評価部８６に予め記憶させている。
図２４（Ｂ）に示すような閾値を用いることにより、本実施の形態に係る検出精度評価部８６では、ノイズが含まれることにより誤差が１２ｐｉｘｅｌよりも大きくなる場合を検出することができる。
以上のように本実施の形態によれば、畳み込み演算部８０によって畳み込み演算を行なうことにより、誘電体ブロック５２と薄膜５７との界面において全反射されるように複数の角度で誘電体ブロック５２に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、検出精度評価部８６により、取得した分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出し、導出した光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより暗線位置の検出精度を検出しているので、暗線位置の検出精度が低下していることを検知することができる。
また、本実施の形態によれば、分布情報により示される光強度分布から所定幅毎の移動平均による光強度分布を求め、当該移動平均による光強度分布とこれに対応する前記分布情報により示される光強度分布との差分を求めるという簡易な計算で空間周波数毎の光強度分布を導出することができる。
また、本実施の形態によれば、屈折率変化データに対して精度情報を付与しているので、当該屈折率変化データに基づいて求められた測定結果の精度を判断することができる。
［第２の実施の形態］
本第２の実施の形態では、各分布情報により示される光強度分布に対してフーリエ変換を行うことにより空間周波数分解を行なって光ビームの空間周波数毎の光強度分布を導出する場合の形態例について説明する。
第２の実施の形態に係るバイオセンサー１０の構成及び画像処理部３８の構成は、上記第１の実施の形態（図１乃至図１１参照。）と同一であるので、ここでの説明は省略する。
なお、第２の実施の形態に係る画像処理部３８の検出精度評価部８６（図１１参照。）は、分布情報により示される光強度分布に対してフーリエ変換として高速フーリエ変換を行うことにより各空間周波数毎の光強度分布を求め、各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより暗線位置の検出精度の低下を検出するものとされている。
図２５には、第２の実施の形態に係る画像処理部３８により実行される屈折率変化データ導出処理の流れを示すフローチャートが示されている。なお、同図における図１３と同一の処理には図１３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
ステップ１０５では、分布情報記憶部８２から測定対象とする測定チップ５０に試料及びバッファー液をそれぞれ供給した際の測定領域Ｅ１及び参照領域Ｅ２での分布情報をそれぞれ読み出す。そして、本ステップ１０５では、読み出した各分布情報により示される光強度分布に対してそれぞれ高速フーリエ変換を行うことにより各空間周波数毎の光強度分布を求める。
これにより、例えば、分布情報により示される光強度分布が図２６（Ａ）に示されるような場合、図２６（Ｂ）に示されるように各空間周波数毎の光強度分布に変換され、また、分布情報により示される光強度分布が図２７（Ａ）に示されるような場合、図２７（Ｂ）に示されるように各空間周波数毎の光強度分布に変換される。
そして、本ステップ１０５では、各分布情報を高速フーリエ変換した各空間周波数毎の光強度分布を、それぞれ各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較し、読み出した各分布情報の全てで各空間周波数毎の光強度分布が全て閾値以下である場合、暗線位置の検出精度が所望の精度を満たすことを示す精度情報を出力し、何れかの分布情報で空間周波数毎の光強度分布が閾値よりも大きい部分が存在する場合、暗線位置の検出精度が所望の精度よりも低いことを示す精度情報を出力する。
図２８（Ａ）には、図２６（Ｂ）に示されるように各空間周波数毎の光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較した結果が示されており、また、図２８（Ｂ）には、図２７（Ｂ）に示されるように各空間周波数毎の光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較した結果が示されている。
次に、各空間周波数毎の閾値を求める手順について説明する。
図２９（Ａ）に示されるように、ピクセル数２０（半値幅が１０ｐｉｘｅｌ）のノイズの含まれる場合に誤差が最も大きくなる。このため、図２９（Ｂ）に示すように光ビームの光強度分布が正規分布であるものとして当該正規分布において最も誤差が大きくなる位置（ここでは、５１２ｐｉｘｅｌ）に振幅が３０００ノイズを付加し、当該光強度分布に対して高速フーリエ変換を行うことにより図３０に示すような各空間周波数毎の光強度分布を得られる。
本実施の形態に係るバイオセンサー１０では、このようにして得られた各空間周波数毎の光強度分布を検出精度評価部８６に予め記憶させている。
なお、図３１（Ａ）には、図２６（Ａ）に示される分布情報により示される光強度分布を第１の実施の形態に係る手法により評価した結果が示されており、図３１（Ｂ）には、図２７（Ａ）に示される分布情報により示される光強度分布を第１の実施の形態に係る手法により評価した結果が示されている。このように、第１及び第２の実施の形態とも同様の評価結果を得ることができる。
以上のように本実施の形態によれば、分布情報により示される光強度分布に対してフーリエ変換を行うことにより各空間周波数毎の光強度分布を導出しているので、特定の空間周波数のノイズのみを精度良く検出することができる。
［第３の実施の形態］
ところで、このようなバイオセンサー１０において用いられる測定チップ５０の誘電体ブロック５２をガラスで一体で製造することは高価である。このため、誘電体ブロック５２は、プラスチック等を用いて射出成型によって安価に製造されることが一般的である。なお、このような光ビームに対して透過性を有し、熱により溶融して型に流し込んでから冷やすことによって形を成形することが可能な光学材料には、ＢＫ７等の光学ガラス、あるいは合成樹脂、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
しかし、この誘電体ブロック５２を射出成型で製造する場合、成型機を十分なクリーンルーム環境に設置できないと、珪素酸化物、酸化鉄、アルミナ等を含む砂埃や、紙や衣類から発生するセルロース繊維等の異物が混入してしまう場合ある。また、成型機をクリーンルーム環境に設置して異物の混入が防げた場合でも、成型材料が成型機のシリンダー表面やスクリュー表面で熱により炭化することによって数１００μｍ以下の異物が発生し、当該異物の混入が避けられない。
そして、誘電体ブロック５２では、混入した異物が光ビームの光路上にあると、光ビームにノイズが発生してしまう結果、バイオセンサー１０の検出精度が低下してしまう。
例えば、図３２のように、異物のサイズが４０μｍ程度の異物を含んだ誘電体ブロック５２を用いた場合、誘電体ブロック５２中で光ビームにノイズが発生してＣＣＤ３６Ｂの受光面に投影される画像（図３２では、領域Ａの画像）にノイズが発生する。このため、光ビームの光強度分布にもノイズが発生して検出精度が低下する。
このような誘電体ブロック５２中に混入した異物を検出する方法としては、以下の図３３〜図３５に示す方法が考えられる。なお、以下の図３３〜図３５に示す方法は、平行、或いは、発散する暗視野の透過照明を誘電体ブロック５２全体に当て、上からレンズを通して異物を観察する方法である。
例えば、図３３に示す方法は、人間の目による目視検査である。ルーペなどの比較的低倍率のレンズを通して数１０μｍの異物を観察する。しかし、この方法では、検査する目標領域を目見当で行うため、光ビームの透過する範囲のみ、などというきめ細かい検査範囲は設定できず、検査範囲が広くなり、必要の無い範囲における異物まで検出してしまうことになる。
また、図３４に示す方法では、ＮＡ（開口数）が小さく、被写界深度の深いレンズを用いてＣＣＤカメラ等により撮影を行う。この場合、焦点の移動量により撮影画像内で判定に用いる範囲を変えることが可能であるため、目視で行う検査よりは検査範囲を必要な範囲に限ることができる。また、被写界深度の深いレンズを用いることによって一度に撮影できる深さ方向の範囲を大きくし、少ない撮影枚数で短時間に検査を行うことができる。
しかし、誘電体ブロック５２の表面の埃や成型金型の傷による突起、金型への付着物による表面の窪み等によって照明光が散乱して内部の異物と区別が付き難く、内部異物のみを排除することが困難である。
さらに、図３５に示す方法では、誘電体ブロック５２の表面の埃や成型金型の傷による突起、金型への付着物による表面の窪み等によって照明光が散乱して内部の異物と区別が付かなくなるのを防ぐため、ＮＡが大きく、被写界深度の浅いレンズを用い、焦点を細かく移動させて多量の画像を撮影し、数１０μｍの異物を判別する。但し、この方法では、焦点を移動させて多量の画像を撮影するため光ビームが透過する１箇所を検査するのに多大な時間を要する。
そこで、本第３の実施の形態では、誘電体ブロック５２と外部の空気層との界面において全反射されるように複数の角度で入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布に基づいて誘電体ブロック５２に混入した異物を検出する場合の形態例について説明する。
図３６には、第３の実施の形態に係る異物を検出する検査装置９０の概略構成が示されている。なお、検査装置９０は上述したバイオセンサー１０の図１０に示した光学測定部付近に類似した構成を有しており、同一の部分には図１０と同一の符号を付してここでの説明は省略する。
なお、本実施の形態のレンズユニット３４Ｂは、偏光ビームスプリッタを内蔵しておらず、光源３４Ａから入射する光ビームＬをＺ方向に対して一定の幅を持った比較的太い１本の平行な光ビームＬとして、この平行な光ビームＬを誘電体ブロック５２の界面に対して全反射角以上の種々の入射角で界面において収束光状態となるように入射させる。
図３７には、本実施の形態に係る画像処理部３８の機能的な構成を示す機能ブロック図が示されている。なお、同図における図１１と同一の構成要素には図１１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
同図に示すように、画像処理部３８は、画像情報により示される２次元の画像に対して畳み込み演算を行なって１次元の光強度分布を示す分布情報を導出する畳み込み演算部８０と、導出された分布情報に基づいて誘電体ブロック５２に混入した異物の検出を行なう異物検出部９２と、を備えている。
次に、本実施の形態に係る検査装置９０の作用について説明する。
本実施の形態に係る検査装置９０（図３６参照。）は、ユーザによって検査対象とする光出射部３４が所定位置にセットされる。
本実施の形態に係る検査装置９０は、セットされた誘電体ブロック５２の検査を行なう場合、光出射部３４から光ビームを出射して検査対象とする誘電体ブロック５２に光ビームＬを照射する。この光ビームＬは、誘電体ブロック５２内に入射し、誘電体ブロック５２と外部（空気層）との界面で全反射され、発散しながら誘電体ブロック５２のプリズム面を通って外部に出射される。外部に出射された光ビームＬは、ＣＣＤ３６Ｂの受光面に投影され、受光面に投影された像を示す画像情報が生成されて画像処理部３８へ出力される。
画像処理部３８の畳み込み演算部８０（図３７参照。）は、入力した画像情報により示される画像の光ビームＬの像が含まれる画像に対して畳み込み演算を行なって光ビームＬの１次元の光強度分布を示す分布情報を導出する。
異物検出部９２では、導出された分布情報により示される光強度分布から所定幅毎の移動平均による光強度分布を求め、当該移動平均による光強度分布とこれに対応する分布情報により示される光強度分布との差分を求めることにより空間周波数毎の光強度分布を導出した後、差分の最大値と最小値の差を求めることを、前記幅を変えながら複数回行なうことにより当該分布情報により示される光強度分布に含まれる空間周波数毎のノイズ量を導出する。
すなわち、第１の実施の形態において上述した検出精度評価部８６の処理と同様に、例えば、分布情報により示される光強度分布の各強度値を所定幅ずつ平均化して移動平均による光強度分布を求め、この移動平均による光強度分布と分布情報により示される光強度分布との差分を求めて、差分強度分布を求める処理を上記所定幅を変えながら複数回行って、各段階毎に分布情報により示される光強度分布に含まれる高周波成分のノイズ量を求める。
これにより、分布情報により示される光強度分布に含まれるノイズによる高周波成分が抽出される。
図３８には、異物の混入が無い誘電体ブロック５２に対して光ビームＬを照射して得られた分布情報により示される光強度分布の一例が示されており、図３９（Ａ）〜（Ｄ）には、図３８に示される光強度分布の各強度値の前後のそれぞれ５ｐｉｘｅｌ、２１ｐｉｘｅｌ、４５ｐｉｘｅｌ、８７ｐｉｘｅｌずつ各強度値を平均化して、移動平均による光強度分布を求め、この移動平均による光強度分布と分布情報により示される光強度分布との差分を行って差分強度分布を求めた結果が示されている。
一方、図４０には、異物が混入している誘電体ブロック５２に対して光ビームＬを照射して得られた分布情報により示される光強度分布の一例が示されており、図４１（Ａ）〜（Ｄ）には、図４０に示される光強度分布の各強度値の前後のそれぞれ５ｐｉｘｅｌ、２１ｐｉｘｅｌ、４５ｐｉｘｅｌ、８７ｐｉｘｅｌずつ各強度値を平均化して、移動平均による光強度分布を求め、この移動平均による光強度分布と分布情報により示される光強度分布との差分を行って差分強度分布を求めた結果が示されている。
そして、得られた各差分強度分布の最大値ＭＡＸから最小値ＭＩＮを減算して最大ノイズ量を求める。この最大ノイズ量は、誘電体ブロック５２に異物が混入したことなどにより、光ビームＬに含まれるノイズが多くなるほど大きな値となる。
異物検出部９２では、上記各幅毎の最大ノイズ量を各幅毎に予め定められた閾値と比較することにより暗線位置の検出精度の評価を行なう。
図４２には、異物の混入が無い誘電体ブロック５２に対して光ビームＬを照射して得られた分布情報から上述した差分強度分布を求め、当該差分強度分布の最大値ＭＡＸから最小値ＭＩＮを減算して求められる最大ノイズ量を、移動平均を求める際に平均化した幅に含まれるピクセル数毎にプロットしたグラフが実線で示されており、図４２には、異物が混入している誘電体ブロック５２に対して同様に求められる最大ノイズ量を、移動平均を求める際に平均化した幅に含まれるピクセル数毎にプロットしたグラフが実線で示されている。また、図４２及び図４３には、各幅毎（幅に含まれるピクセル数毎）の閾値が破線で示されている。
異物検出部９２では、最大ノイズ量が全てのピクセル数において閾値以下であるかを判定し、最大ノイズ量が全てのピクセル数において閾値以下である場合、異物が混入しておらず暗線位置の検出精度が所望の精度を満たすことを示す精度情報を制御部７０へ出力し、何れかの分布情報で光強度分布の最大ノイズ量が閾値よりも大きいものが存在する場合、異物が混入しており暗線位置の検出精度が所望の精度よりも低いことを示す精度情報を制御部７０へ出力する。
本検査装置９０では、以上のような処理を、複数の光ビームで、あるいは、誘電体ブロック５２と光ビームＬとを相対的に移動させることによって繰返し、誘電体ブロック５２で光ビームが透過する可能性のある領域全てで判定を行う。
制御部７０は、全ての判定が「異物なし」であれば、その誘電体ブロック５２の検査を通過させる。
ここで、以下の表１には、図３３に示した目視による方法により検査した検査結果の一例が示されており、以下の表２には、本検査装置９０による検査方法により検査した検査結果の一例が示されている。
また、図４４には、目視による方法及び、本検査装置９０による検査方法による検査範囲の一例が示されている。従来法の目視による検査では、１本の誘電体ブロック５２に付き０．２０ｃｍ３×６箇所＝１．２ｃｍ３の検査範囲で異物の検査を行なっており、５０μｍより大きい異物があった場合に異物ありとする一方、本検査装置９０による検査方法では、１本の誘電体ブロック５２に付き０．００１２ｃｍ３×１２箇所＝０．０１４ｃｍ３の検査範囲で凹凸判定を行なう。
このように、本検査装置９０による検査方法では、目視による方法と比較して検査対象とする検査範囲の体積が約１／８７（≒０．０１４／１．２）に抑えられるため、検出精度に必要の無い範囲の異物まで検出してＮＧと判定してしまうことを防止することができる。
なお、第３の実施の形態では、界面で全反射された光ビームＬの光強度分布に基づいて検査を行なう場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図４５（Ａ）に示すように、誘電体ブロック５２の光ビームＬが全反射される界面の上方にＣＣＤカメラ９４を配置し、異物によって散乱された光ビームの散乱光のうち、上方に出射される角度成分の散乱光を低ＮＡのレンズ９６によってＣＣＤカメラ９４に結像させて光ビームＬによる異物の像を撮影するようにしてもよい。なお、この場合、結像に寄与する散乱光の角度成分は極めて少ないため、検出器には冷却ＣＣＤを用いることが望ましい。
図４５（Ｂ）に示すように、誘電体ブロック５２は、表面や異物による散乱がない空間には全く光点は表れず、異物が含まれる場合に光点が表れるため、このようにＣＣＤカメラ９４を界面の上方に配置することにより、コントラストの高い異物像が撮影することができる。
この場合、ＣＣＤカメラ９４によって得られる濃淡の画像を予め定められた閾値で２値化して異物による光点画素の集合を特定し、特定した異物による光点画素の集合が、許容できない異物のサイズとして予め定めた集合画素数を超えるか否かを判定することにより、撮影領域内の光ビームに対する異物の影響の有無を検査することができる。
また、上記第３の実施の形態では、光強度分布から空間周波数毎のノイズ量を導出して異物の検出を行なう場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記第２の実施の形態に説明したように、光強度分布に対してフーリエ変換を行うことにより空間周波数分解を行なって光ビームの空間周波数毎の光強度分布を導出して異物の検出を行なうものとしてもよい。
また、上記第３の実施の形態では、異物の検査を行なう検査装置９０として構成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１及び第２の実施の形態に係るバイオセンサー１０において異物の検査を行なうものとしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施の形態では、レンズユニット３４Ｂにより測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に対して種々の角度で２本の平行な光ビームＬ１、Ｌ２を同時に入射させて、測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２の界面において種々の反射角で全反射された光ビームＬ１、Ｌ２を同時にＣＣＤ３６Ｂにより受光するものとした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＣＣＤ３６Ｂにより個別に受光するものとしてもよい。
また、各実施の形態では、ＣＣＤ３６Ｂにより生成された画像情報により示される２次元の画像に対して畳み込み演算を行うことにより１次元の光強度分布を示す分布情報を取得する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、比較的細い光ビームを入射角を変化させて界面に入射させ、入射した光ビームの入射角の変化に従って、反射角が変化する光ビームを、反射角の変化に同期して移動する小さな光検出器によって検出して光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得するものとしてもよい。
また、各実施の形態では、レンズユニット３４ＢにおいてＰ偏光光ビームを測定領域Ｅ１と参照領域Ｅ２に対して入射させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光ビームに含まれるノイズの検出を行なう場合、Ｓ偏光光ビームでもよく、また、特に偏光を行なわない、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分を含んだ光ビームを入射させるものとしてもよい。
また、ノイズの検出を行なう場合、測定対象とする分注ヘッド２０により供給する試料やバッファー液の濃度を変えたりエアーを供給することにより屈折率を変えて、全反射減衰による暗線がＣＣＤ３６Ｂの受光面により受光される範囲外になるようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施の形態では、分布情報により示される光強度分布から平滑化した光強度分布を減算して暗線位置を検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、全反射減衰が発生していない状態の光ビームの光強度分布を示す基準データを予め暗線位置検出部８４に記憶させておき、暗線位置検出部８４が、分布情報により示される光強度分布と記憶した基準データにより示される光強度分布との差分を求めることにより、差分強度分布を導出するものとしてもよい。また、暗線位置検出部８４が基準データを記憶するものとした場合、変化データ導出部は、検出精度評価部８６により、暗線位置の検出精度が低下したことを検出したとき、その時点で畳み込み演算部８０により導出された分布情報で基準データを更新するように制御してもよい。
また、上記第１及び第２の実施の形態では、変化データ導出部８８が検出結果に対して検出精度が低下したことを示す情報を付与することにより検出精度が低下したことを提示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、変化データ導出部８８が、暗線位置検出部８４による暗線の位置の検出を中止させることにより検出精度が低下したことを提示するようにしてもよい。
また、上記第１及び第２の実施の形態では、検出精度評価部８６は、分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの空間周波数毎の光強度分布を導出して暗線位置の検出精度を検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、暗線位置検出部８４により導出される差分強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの空間周波数毎の光強度分布を導出して暗線位置の検出精度を検出するものとしてもよい。また、分布情報により示される光強度分布と上述した基準データにより示される光強度分布との差分を求め、当該差分強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの空間周波数毎の光強度分布を導出して暗線位置の検出精度を検出するものとしてもよい。
また、全反射減衰を利用する他のバイオセンサーとしては、漏洩モード検出器をあげることができる。漏洩モードセンサは、誘電体と、この上に順に層設されたクラッド層と光導波層とによって構成された薄膜とからなり、この薄膜の一方の面がセンサ面となり、他方の面が光入射面となる。光入射面に全反射条件を満たすように光を入射させると、その一部が前記クラッド層を透過して前記光導波層に取り込まれる。そして、この光導波層において、導波モードが励起されると、前記光入射面における反射光が大きく減衰する。導波モードが励起される入射角は、表面プラズモン共鳴角と同様に、センサ面上の媒質の屈折率に応じて変化する。この反射光の減衰を検出することにより、前記センサ面上の反応を測定することができる。
第１及び第２の実施の形態に係るバイオセンサー全体の斜視図である。 第１及び第２の実施の形態に係るバイオセンサーの内部の斜視図である。 第１及び第２の実施の形態に係るバイオセンサーの内部の上面図である。 第１及び第２の実施の形態に係るバイオセンサーの内部の側面図である。 第１及び第２の実施の形態に係る測定チップの斜視図である。 第１及び第２の実施の形態に係る測定チップの分解斜視図である。 第１及び第２の実施の形態に係る測定チップの測定領域及び参照領域へ光ビームが入射している状態を示す図である。 第１及び第２の実施の形態に係る測定チップの流路部材を下側からみた図である。 第１及び第２の実施の形態に係るバイオセンサーの分注ヘッドの鉛直駆動機構を示す斜視図である。 第１及び第２の実施の形態に係るバイオセンサーの光学測定部付近の概略図である。 第１及び第２の実施の形態に係る画像処理部の機能構成を示すブロック図である。 （Ａ）は画像情報により示される２本の光ビームの像を含んだ画像の一例を示す図であり、（Ｂ）は光ビームの光強度分布の一例を示すグラフである。 第１の実施の形態に係る屈折率変化データ導出処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｅ）は暗線を導出する際の流れを示す図である。 （Ａ）は光ビームの光強度分布の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は移動平均による光強度分布を示すグラフである。 光強度分布の一例を示すグラフである。 （Ａ）はノイズが少ない光ビームの光強度分布の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は最大ノイズ量と閾値との比較結果を示すグラフである。 （Ａ）はノイズが多い光ビームの光強度分布の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は最大ノイズ量と閾値との比較結果を示すグラフである。 （Ａ）は正規分布とした場合の光ビームの光強度分布を示すグラフであり、（Ｂ）はノイズの光強度分布を示すグラフである。 （Ａ）は検出される暗線位置とスイープさせた実際の暗線の中心位置との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はノイズの中心位置を基準とした暗線の位置と誤差との関係を示すグラフである。 （Ａ）はノイズの半値幅を変えて暗線位置を検出した場合のノイズの半値幅と誤差との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はノイズの振幅を変えて暗線位置を検出した場合のノイズの振幅と誤差との関係を示すグラフである。 差分強度分布の一例を示すグラフである。 ノイズの振幅を変化させた場合の振幅と誤差との関係を示すグラフである。 （Ａ）はノイズの半値幅と誤差との関係を示すグラフであり、（Ｂ）平均化する際のピクセル数毎の閾値を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る屈折率変化データ導出処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）はノイズが少ない光ビームの光強度分布の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は空間周波数毎の光強度分布を示すグラフである。 （Ａ）はノイズが多い光ビームの光強度分布の一例を示すグラフであり、（Ｂ）は空間周波数毎の光強度分布を示すグラフである。 （Ａ）は図２６（Ｂ）示される空間周波数毎の光強度分布と閾値との比較結果を示すグラフであり、（Ｂ）は図２７（Ｂ）示される空間周波数毎の光強度分布と閾値との比較結果を示すグラフである。 （Ａ）は平均化する際のピクセル数毎の閾値を示すグラフであり、（Ｂ）はノイズを付加した光ビームの光強度分布を示すグラフである。 空間周波数毎の閾値を示すグラフである。 （Ａ）は図２６（Ａ）示される光強度分布を第１の実施の形態の手法で評価した結果であり、（Ｂ）は図２７（Ａ）示される光強度分布を第１の実施の形態の手法で評価した結果である。 異物を含んだ誘電体ブロックによってノイズが発生した画像の一例を示す図である。 従来の目視検査による検査方法の一例を示す模式図である。 従来のＮＡの低いレンズを用いたＣＣＤカメラによる検査方法の一例を示す模式図である。 従来のＮＡの高いレンズを用いたＣＣＤカメラによる検査方法の一例を示す模式図である。 第３の実施の形態に係る検査装置の概略構成を示す構成図である。 第３の実施の形態に係る画像処理部の機能構成を示すブロック図である。 異物の混入が無い誘電体ブロックによる光ビームの光強度分布の一例を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｄ）は図３８に示される光強度分布の差分強度分布を示すグラフである。 異物の混入が有る誘電体ブロックによる光ビームの光強度分布の一例を示すグラフである。 （Ａ）〜（Ｄ）は図４０に示される光強度分布の差分強度分布を示すグラフである。 異物の混入が無い誘電体ブロックによる最大ノイズ量と閾値との比較結果を示すグラフである。 異物の混入が有る誘電体ブロックによる最大ノイズ量と閾値との比較結果を示すグラフである。 目視による方法及び、第３の実施の形態による検査方法による検査範囲の一例を示す図である。 異物の混入を検出する別な形態の概略構成を示す構成図である。
符号の説明
１０ バイオセンサー
５２ 誘電体ブロック（光透過性部材）
５７ 薄膜（薄膜層）
８０ 畳み込み演算部（取得手段）
８４ 暗線位置検出部（暗線位置検出手段、記憶手段）
８６ 検出精度評価部（導出手段、検出手段）
８８ 変化データ導出部（提示手段、更新手段）
９０ 検査装置
９２ 異物検出部（導出手段、検出手段）

Claims (11)

  1. 光ビームに対して透過性を有する光透過性部材の界面において全反射されるように複数の角度で前記光透過性部材に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得する取得手段と、
    前記取得手段により取得された前記分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出する導出手段と、
    前記導出手段により導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なう検出手段と、
    を備えた検出装置。
  2. 前記導出手段は、前記分布情報により示される光強度分布から所定幅毎の移動平均による光強度分布を求め、当該移動平均による光強度分布とこれに対応する前記分布情報により示される光強度分布との差分を求めることにより前記空間周波数毎の光強度分布を導出した後、前記差分の最大値と最小値の差を求めることを、前記幅を変えながら複数回行なうことにより前記分布情報により示される光強度分布に含まれる空間周波数毎のノイズ量を導出し、
    前記検出手段は、前記導出手段により導出された各ノイズ量を、当該ノイズ量を導出した際の幅毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なう
    請求項１記載の検出装置。
  3. 前記導出手段は、前記光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を、前記分布情報により示される光強度分布に対してフーリエ変換を行うことにより導出する
    請求項１記載の検出装置。
  4. 前記光透過性部材は、一部に薄膜層が形成され、当該薄膜層上に試料が接触され、
    前記取得手段は、前記光透過性部材と前記薄膜層との界面において全反射されるように複数の角度で前記光透過性部材に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、
    前記検出手段は、前記導出手段により導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより暗線位置の検出精度を検出する
    請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の検出装置。
  5. 前記光ビームは、Ｐ偏光光ビームであり、
    前記試料は、前記界面において全反射されたＰ偏光光ビームの光強度分布において、全反射減衰による暗線が前記取得手段により取得される光強度分布の範囲外になる屈折率とされたものである
    請求項４記載の検出装置。
  6. 前記光ビームは、Ｐ偏光光ビームであり、
    前記取得手段により取得された前記分布情報により示される光強度分布に基づき、全反射減衰による暗線の位置を検出する暗線位置検出手段と、
    前記導出手段により導出された光ビームの空間周波数毎の光強度分布に各空間周波数毎に予め定められた閾値よりも大きいものが存在する場合に、前記暗線位置検出手段による暗線の位置の検出を中止するか、又は前記暗線位置検出手段による検出結果に対して検出精度が低下したことを示す情報を付与することにより、検出精度が低下したことを提示する提示手段と、をさらに備えた
    請求項４又は請求項５記載の検出装置。
  7. 全反射減衰が発生していない状態の光ビームの光強度分布を示す基準データを予め記憶した記憶手段をさらに備え、
    前記導出手段は、前記取得手段により取得された前記分布情報により示される光強度分布と前記記憶手段に記憶された前記基準データにより示される光強度分布との差分として求められる光強度分布に対して空間周波数分解を行なって各空間周波数毎の光強度分布を導出する
    請求項４乃至請求項６の何れか１項記載の検出装置。
  8. 前記検出手段により暗線位置の検出精度が低下したことを検出したとき、その時点で前記取得手段により取得された前記分布情報で前記基準データを更新する更新手段をさらに備えた
    請求項７記載の検出装置。
  9. 前記検出手段は、前記導出手段により導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより前記光透過性部材に含まれる異物を検出する
    請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の検出装置。
  10. 光ビームに対して透過性を有する光透過性部材の界面において全反射されるように複数の角度で前記光透過性部材に入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報を取得し、
    取得された前記分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解を行なって光ビームの各空間周波数毎の光強度分布を導出し、
    導出された光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより精度の検出を行なう
    検出方法。
  11. 光ビームに対して透過性を有し、界面において全反射されるように複数の角度で光ビームが入射されて当該界面において全反射された光ビームの光強度分布を示す分布情報が取得されて、当該分布情報により示される光強度分布に対して空間周波数分解が行なわれて光ビームの各空間周波数毎の光強度分布が導出されて、当該光強度分布を各空間周波数毎に予め定められた閾値と比較することにより異物の検出が行なわれた
    光透過性部材。
JP2007189521A 2006-09-29 2007-07-20 検出装置、検出方法、及び光透過性部材 Pending JP2008107320A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007189521A JP2008107320A (ja) 2006-09-29 2007-07-20 検出装置、検出方法、及び光透過性部材
EP20070018958 EP1906171B1 (en) 2006-09-29 2007-09-26 Surface plasmon resonance detection apparatus and associated method
US11/864,711 US7830521B2 (en) 2006-09-29 2007-09-28 Detection apparatus, detection method, and optically transparent member

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006269112 2006-09-29
JP2007189521A JP2008107320A (ja) 2006-09-29 2007-07-20 検出装置、検出方法、及び光透過性部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008107320A true JP2008107320A (ja) 2008-05-08

Family

ID=38891084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007189521A Pending JP2008107320A (ja) 2006-09-29 2007-07-20 検出装置、検出方法、及び光透過性部材

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7830521B2 (ja)
EP (1) EP1906171B1 (ja)
JP (1) JP2008107320A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015087371A1 (ja) * 2013-12-12 2017-03-16 ヤマハ発動機株式会社 対象物の移動装置
JP2017070316A (ja) * 2017-01-31 2017-04-13 ヤマハ発動機株式会社 対象物の移動装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2264438A1 (en) * 2009-06-19 2010-12-22 The European Union, represented by the European Commission A surface plasmon resonance sensing method and sensing system
US10416077B2 (en) * 2016-02-08 2019-09-17 Shimadzu Corporation V-block refractometer
CN114770189B (zh) * 2022-04-12 2023-04-18 宿迁鼎诚机械制造有限公司 数控机床提升式装卸料桁架
CN114544510A (zh) * 2022-04-26 2022-05-27 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光束的分析设备、方法、装置、存储介质及电子装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2197065A (en) * 1986-11-03 1988-05-11 Stc Plc Optical sensor device
WO2001084120A2 (en) * 2000-05-03 2001-11-08 Quantech Ltd. Methods and devices for signal position analysis
US20020033943A1 (en) * 2000-09-19 2002-03-21 Horst Clauberg Device and method for the optical inspection, assessment, and control of colored plastic articles and/or container contents
DE10055655C2 (de) * 2000-11-10 2003-06-12 Jandratek Gmbh Plasmonenresonanzsensor, insbesondere für die Biosensorik
JP2003014623A (ja) 2001-07-04 2003-01-15 Kanagawa Acad Of Sci & Technol 表面プラズモン共鳴現象を利用したセンシングにおける表面プラズモン共鳴カーブの非対称表面プラズモン共鳴カーブ方程式による決定方法
DE10261323B3 (de) * 2002-12-27 2004-10-07 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung struktureller und/oder geometrischer Eigenschaften eines Maskenblanks
WO2005052644A2 (en) * 2003-11-21 2005-06-09 Perkinelmer Las, Inc. Optical device integrated with well
JP2006098368A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 全反射減衰を利用したセンサー
JP2006098369A (ja) 2004-09-30 2006-04-13 Fuji Photo Film Co Ltd 全反射減衰を利用した測定方法および測定装置
JP4474290B2 (ja) * 2005-01-18 2010-06-02 富士フイルム株式会社 センサユニット
JP2007064943A (ja) * 2005-09-02 2007-03-15 Fujifilm Corp 全反射減衰を利用した測定方法及び装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015087371A1 (ja) * 2013-12-12 2017-03-16 ヤマハ発動機株式会社 対象物の移動装置
US9969967B2 (en) 2013-12-12 2018-05-15 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Subject moving device
JP2017070316A (ja) * 2017-01-31 2017-04-13 ヤマハ発動機株式会社 対象物の移動装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7830521B2 (en) 2010-11-09
EP1906171A3 (en) 2008-06-25
EP1906171B1 (en) 2014-06-04
US20080079951A1 (en) 2008-04-03
EP1906171A2 (en) 2008-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110389021B (zh) 透镜图像产生系统及屈光能力和厚度确定与缺陷检测方法
JP5175842B2 (ja) 透明基板の欠陥の特性評価のための装置及び方法
US9383311B2 (en) Non-scanning SPR system
JP4368535B2 (ja) 測定チップ
US8017079B2 (en) Apparatus for and method of measuring bio-chips using uniform total internal reflection illumination
JP4455362B2 (ja) 全反射減衰を利用した測定装置
JP2008107320A (ja) 検出装置、検出方法、及び光透過性部材
EP2726852B1 (en) Multiple examinations of a sample
JP5636921B2 (ja) 分析支援装置、及びこの分析支援装置を備えた表面プラズモン共鳴蛍光分析装置
US20100188662A1 (en) Surface tension measuring device and method
JP2017146226A (ja) 自動分析装置
JP3860202B2 (ja) 透光性シート状物の欠陥検査装置
JP2008089389A (ja) 測定装置及び測定方法
JP2008241463A (ja) 測定装置
JP2008089369A (ja) 測定装置
JP2008089370A (ja) 測定装置
JP2008241461A (ja) 測定装置
KR20010074256A (ko) 레이저 위상차 해석과 가시광 영상 신호 해석 방식의조합에 의한 고속, 정밀 검사 시스템
JP4053246B2 (ja) 全反射減衰を利用したセンサー
JP4874848B2 (ja) 測定装置
JP2009103485A (ja) センシング装置
JP2005249489A (ja) 眼鏡レンズの欠陥検出方法
JP2003194712A (ja) 全反射減衰を利用した測定装置および測定チップ
JP2008232744A (ja) 測定装置
JP2008089366A (ja) 分注装置