JP2018165620A - Analyzer and analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、抗原、抗体等の生体物質を分析するための分析装置及び分析方法に関する。 The present invention relates to an analyzer and an analysis method for analyzing biological materials such as antigens and antibodies.
疾病に関連付けられた特定の抗原または抗体をバイオマーカーとして検出することで、疾病の発見及び治療の効果等を定量的に分析する免疫検定法(immunoassay)が知られている。 An immunoassay is known in which a specific antigen or antibody associated with a disease is detected as a biomarker to quantitatively analyze the effect of disease detection and treatment.
特許文献1には、試料分析用ディスク上の反応領域に固定された抗体と試料中の抗原とを結合させ、抗体を有する微粒子によって抗原を標識し、光ピックアップから照射されるレーザ光を走査することにより、反応領域に捕捉された微粒子を検出する分析装置が記載されている。特許文献1に記載されている分析装置は、光ディスク装置を検体検出用に利用したものである。
In
試料分析用ディスクの表面には、凸部と凹部とが交互に配置されたトラック領域が形成されている。トラック領域上に形成される反応領域では、通常、凸部及び凹部に微粒子が捕捉される。そのため、反応領域に捕捉されている微粒子の総数を計測するためには、凸部及び凹部に対してレーザ光を走査することが必要であり、微粒子を検出するための測定時間が長くなる。 A track region in which convex portions and concave portions are alternately arranged is formed on the surface of the sample analysis disk. In the reaction region formed on the track region, fine particles are usually trapped in the convex and concave portions. Therefore, in order to measure the total number of fine particles trapped in the reaction region, it is necessary to scan the convex portions and the concave portions with laser light, and the measurement time for detecting the fine particles becomes long.
光ディスク装置を検体検出用に利用した分析装置では、トラッキング制御及びフォーカス制御等のサーボ制御を行っている。そのため、凹部に対してレーザ光を走査する場合、隣接する両側の凸部にもレーザ光が照射される。隣接する凸部に微粒子が捕捉されている場合、この微粒子は検出される。さらに隣の凹部に対してレーザ光を走査する場合にも上記の微粒子は検出される。即ち、トラック間クロストークにより、1個の微粒子が2回計測されるため、微粒子の定量精度を悪化させる要因となる。 In an analyzer using an optical disk device for specimen detection, servo control such as tracking control and focus control is performed. Therefore, when the laser beam is scanned with respect to the concave portion, the laser beam is also irradiated to the adjacent convex portions on both sides. When fine particles are captured by the adjacent convex portions, the fine particles are detected. Further, the fine particles are also detected when scanning the laser beam with respect to the adjacent concave portion. That is, one particle is measured twice due to crosstalk between tracks, which causes a deterioration in the quantitative accuracy of the particles.
本発明は、トラック間クロストークによる影響を抑制し、従来よりも短い時間で微粒子を精度よく計測できる分析装置及び分析方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an analysis apparatus and an analysis method capable of suppressing the influence of crosstalk between tracks and accurately measuring fine particles in a shorter time than conventional.
本発明は、対象領域と周辺領域とが交互に形成され、検出対象物質を標識する微粒子が捕捉されているトラック領域に、レーザ光を、前記レーザ光のレーザスポットが第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する両側の第1の周辺領域及び第2の周辺領域とを含む第1の照射領域に位置するように照射し、前記レーザスポットを、前記第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する一方の側の前記第1の周辺領域とを含む領域に位置する第1のレーザスポットと、前記第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する他方の側の前記第2の周辺領域とを含む領域に位置する第2のレーザスポットとに分割し、前記第1のレーザスポットに分割されたレーザ光を第1の検出光として受光する第1の受光領域と、前記第2のレーザスポットに分割されたレーザ光を第2の検出光として受光する第2の受光領域とを有する光ピックアップと、前記第1の検出光の受光レベルに基づいて第1の受光レベル信号を生成し、前記第2の検出光の受光レベルに基づいて第2の受光レベル信号を生成し、前記第1の受光レベル信号と前記第2の受光レベル信号とを加算して検出信号を生成し、前記第1の受光レベル信号から前記第2の受光レベル信号を減算して差信号を生成し、前記検出信号に基づいて微粒子検出信号を生成し、前記差信号に基づいて計測補正信号を生成し、前記微粒子検出信号と前記計測補正信号との排他的論理和を論理演算し、前記排他的論理和が1となる場合に微粒子計測信号を生成する信号処理回路とを備えることを特徴とする分析装置を提供する。 In the present invention, the target region and the peripheral region are alternately formed, and the laser beam is applied to the track region in which the fine particles labeling the detection target substance are captured, and the laser spot of the laser beam is the first target region and the Irradiating so as to be located in a first irradiation region including a first peripheral region and a second peripheral region on both sides adjacent to the first target region, the laser spot is irradiated with the first target region and the first target region A first laser spot located in a region including the first peripheral region on one side adjacent to the first target region; and the other adjacent to the first target region and the first target region. The first laser beam is divided into a second laser spot located in a region including the second peripheral region on the side, and the laser beam divided into the first laser spot is received as first detection light Region and said second laser spot An optical pickup having a second light receiving region for receiving the divided laser light as a second detection light; and a first light reception level signal is generated based on a light reception level of the first detection light; A second light reception level signal is generated based on the light reception level of the second detection light, and a detection signal is generated by adding the first light reception level signal and the second light reception level signal, Subtracting the second received light level signal from the received light level signal to generate a difference signal, generating a particulate detection signal based on the detection signal, generating a measurement correction signal based on the difference signal, and detecting the particulate detection Provided is an analysis apparatus comprising: a signal processing circuit that performs a logical operation on an exclusive OR of a signal and the measurement correction signal and generates a fine particle measurement signal when the exclusive OR is 1. .
また、本発明は、対象領域と周辺領域とが交互に形成され、検出対象物質を標識する微粒子が捕捉されているトラック領域に、レーザ光を、前記レーザ光のレーザスポットが第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する両側の第1の周辺領域及び第2の周辺領域とを含む第1の照射領域に位置するように照射し、前記レーザスポットを、前記第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する一方の側の前記第1の周辺領域とを含む領域に位置する第1のレーザスポットと、前記第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する他方の側の前記第2の周辺領域とを含む領域に位置する第2のレーザスポットとに分割し、前記第1のレーザスポットに分割されたレーザ光を第1の検出光として受光し、前記第2のレーザスポットに分割されたレーザ光を第2の検出光として受光し、前記第1の検出光の受光レベルに基づいて第1の受光レベル信号を生成し、前記第2の検出光の受光レベルに基づいて第2の受光レベル信号を生成し、前記第1の受光レベル信号と前記第2の受光レベル信号とを加算して検出信号を生成し、前記第1の受光レベル信号から前記第2の受光レベル信号を減算して差信号を生成し、前記検出信号に基づいて微粒子検出信号を生成し、前記差信号に基づいて計測補正信号を生成し、前記微粒子検出信号と前記計測補正信号との排他的論理和を論理演算し、前記排他的論理和が1となる場合に微粒子計測信号を生成することを特徴とする分析方法を提供する。 In the present invention, the target region and the peripheral region are alternately formed, and the laser beam is applied to the track region where the fine particles for labeling the detection target substance are captured, and the laser spot of the laser beam is the first target region. And the first target region including both the first peripheral region and the second peripheral region on both sides adjacent to the first target region, and the laser spot is irradiated to the first target region And a first laser spot located in a region including the first peripheral region on one side adjacent to the first target region, and adjacent to the first target region and the first target region Splitting into a second laser spot located in a region including the second peripheral region on the other side, receiving the laser beam split into the first laser spot as a first detection light, Divided into second laser spots The user light is received as the second detection light, a first light reception level signal is generated based on the light reception level of the first detection light, and a second light is received based on the light reception level of the second detection light. A light reception level signal is generated, the first light reception level signal and the second light reception level signal are added to generate a detection signal, and the second light reception level signal is subtracted from the first light reception level signal. A difference signal is generated, a particle detection signal is generated based on the detection signal, a measurement correction signal is generated based on the difference signal, and an exclusive OR of the particle detection signal and the measurement correction signal is calculated. Provided is an analysis method characterized by performing a logical operation and generating a particle measurement signal when the exclusive OR becomes 1.
本発明の分析装置及び分析方法によれば、トラック間クロストークによる影響を抑制し、従来よりも短い時間で精度よく微粒子を計測できる。 According to the analysis apparatus and the analysis method of the present invention, the influence of crosstalk between tracks can be suppressed, and fine particles can be measured with higher accuracy in a shorter time than in the past.
図1を用いて、一実施形態の分析装置を説明する。分析装置1は、光ピックアップ10と信号処理回路20とを備える。光ピックアップ10は、レーザ光源11と、コリメータレンズ12と、ビームスプリッタ13と、対物レンズ14と、集光レンズ15a,15bと、光検出器30とを有する。信号処理回路20は、検出信号生成回路21と論理演算回路22とを有する。
An analyzer according to an embodiment will be described with reference to FIG. The
レーザ光源11は、波長が例えば405nmのレーザ光Laを射出する。コリメータレンズ12はレーザ光Laを平行光にする。ビームスプリッタ13はレーザ光Laを透過させる。対物レンズ14はレーザ光Laを試料分析用ディスク100のトラック領域101に所定のビームスポットで集光させる。
The
トラック領域101には凹部102(対象領域)と凸部103(周辺領域)とが半径方向に交互に形成されている。凹部102及び凸部103は、内周部から外周部に向かってスパイラル状に形成されている。試料分析用ディスク100は、例えばブルーレイディスク(BD)、DVD、コンパクトディスク(CD)等の光ディスクと同等の円板形状を有する。
In the
試料分析用ディスク100は、例えば、一般的に光ディスクに用いられるポリカーボネート樹脂またはシクロオレフィンポリマー等の樹脂材料で形成されている。なお、試料分析用ディスク100は、上記の光ディスクに限定されるものではなく、他の形態または所定の規格に準拠した光ディスクを用いることもできる。
The
試料分析用ディスク100のトラック領域101における凹部102は光ディスクのグルーブに相当し、凸部103はランドに相当する。凹部102の半径方向のピッチに相当するトラックピッチは例えば320nmである。
The
レーザ光Laはトラック領域101で反射し、検出光Lbとして対物レンズ14を介してビームスプリッタ13へ入射する。ビームスプリッタ13は検出光Lbを集光レンズ15a,15bに向けて反射する。集光レンズ15a,15bは検出光Lbを光検出器30に向けて集光させる。
The laser beam La is reflected by the
図2Aに示すように、光検出器30は、受光領域31と受光領域32と受光領域33と受光領域34とを有する。光検出器30は、受光領域が4分割された4分割フォトダイオードである。検出光Lbは受光領域31,32,33,34へ入射する。
As shown in FIG. 2A, the
光検出器30は、受光領域31に入射した検出光Lbの受光レベルRL1を検出し、信号処理回路20の検出信号生成回路21へ出力する。光検出器30は、受光領域32に入射した検出光Lbの受光レベルRL2を検出し、検出信号生成回路21へ出力する。光検出器30は、受光領域33に入射した検出光Lbの受光レベルRL3を検出し、検出信号生成回路21へ出力する。光検出器30は、受光領域34に入射された検出光Lbの受光レベルRL4を検出し、検出信号生成回路21へ出力する。
The
検出信号生成回路21は、受光レベルRL1に基づいて受光レベル信号RS1を生成する。検出信号生成回路21は、受光レベルRL2に基づいて受光レベル信号RS2を生成する。検出信号生成回路21は、受光レベルRL3に基づいて受光レベル信号RS3を生成する。検出信号生成回路21は、受光レベルRL4に基づいて受光レベル信号RS4を生成する。 The detection signal generation circuit 21 generates a light reception level signal RS1 based on the light reception level RL1. The detection signal generation circuit 21 generates a light reception level signal RS2 based on the light reception level RL2. The detection signal generation circuit 21 generates a light reception level signal RS3 based on the light reception level RL3. The detection signal generation circuit 21 generates a light reception level signal RS4 based on the light reception level RL4.
検出信号生成回路21は、受光レベル信号RS1と受光レベル信号RS2と受光レベル信号RS3と受光レベル信号RS4とを加算して総和信号(RS1+RS2+RS3+RS4)を生成し、検出信号DSとして論理演算回路22へ出力する。
The detection signal generation circuit 21 adds the light reception level signal RS1, the light reception level signal RS2, the light reception level signal RS3, and the light reception level signal RS4 to generate a sum signal (RS1 + RS2 + RS3 + RS4), and outputs it as a detection signal DS to the
検出信号生成回路21は、受光レベル信号RS1と受光レベル信号RS2とを加算して加算信号(RS1+RS2)を生成し、受光レベル信号RS3と受光レベル信号RS4とを加算して加算信号(RS3+RS4)を生成する。検出信号生成回路21は、加算信号(RS1+RS2)から加算信号(RS3+RS4)を減算して差信号SS((RS1+RS2)−(RS3+RS4))を生成し、論理演算回路22へ出力する。
The detection signal generation circuit 21 adds the light reception level signal RS1 and the light reception level signal RS2 to generate an addition signal (RS1 + RS2), and adds the light reception level signal RS3 and the light reception level signal RS4 to generate an addition signal (RS3 + RS4). Generate. The detection signal generation circuit 21 generates a difference signal SS ((RS1 + RS2) − (RS3 + RS4)) by subtracting the addition signal (RS3 + RS4) from the addition signal (RS1 + RS2), and outputs the difference signal SS to the
論理演算回路22は、検出信号DSの信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSを生成する。論理演算回路22は、差信号SSの信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である計測補正信号CSを生成する。論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和(BS XOR CS)の論理演算を実行する。
The
図3〜図6を用いて、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算により、微粒子を計測する方法の一例を説明する。 An example of a method for measuring fine particles by a logical operation of exclusive OR of the fine particle detection signal BS and the measurement correction signal CS will be described with reference to FIGS.
図3に示すように、試料分析用ディスク100のトラック領域101には凹部102と凸部103とが交互に形成されている。以下に、凹部102をトラックTRとし、レーザ光Laが凹部102上を走査される場合について説明する。なお、説明をわかりやすくするために、図1と同じ構成部には同じ符号を付す。
As shown in FIG. 3,
レーザ光LaがトラックTR上を走査される場合、トラッキング制御を行うためには、レーザ光Laは、レーザスポットLSが凹部102と、凹部102に隣接する両側の凸部103とを含む領域(第1の照射領域)に位置するように照射される。なお、凸部103をトラックTRとし、レーザ光Laが凸部103上を走査される場合は、レーザ光Laは、レーザスポットLSが凸部103と、凸部103に隣接する両側の凹部102とを含む領域(第2の照射領域)に位置するように照射される。
When the laser beam La is scanned on the track TR, in order to perform tracking control, the laser beam La includes a region (first step) in which the laser spot LS includes the
レーザスポットLSの直径は、1.22×レーザ光Laの波長÷対物レンズ14の開口数NAにより決定される。図1に示すように、レーザ光Laは、トラック領域101で反射し、検出光Lbとして対物レンズ14、ビームスプリッタ13、集光レンズ15a,15bを介して光検出器30に集光される。
The diameter of the laser spot LS is determined by 1.22 × the wavelength of the laser beam La ÷ the numerical aperture NA of the
図2Bに示すように、検出光Lbは、光検出器30の受光領域31,32,33,34に4分割されて入射する。受光領域31に分割されて入射する検出光LbをLb1、受光領域32に分割されて入射する検出光LbをLb2、受光領域33に分割されて入射する検出光LbをLb3、受光領域34に分割されて入射する検出光LbをLb4とする。図3に示すレーザスポットLS1,LS2,LS3,LS4は図2Bに示すLb1,Lb2,Lb3,Lb4に対応する。
As shown in FIG. 2B, the detection light Lb is incident on the
図3に示すように、レーザ光Laは、レーザスポットLS1,LS2が凹部102と、凹部102に隣接する一方の側(図3における左側)の凸部103(第1の凸部)とを含む領域に位置するように照射される。また、レーザ光Laは、レーザスポットLS3,LS4が凹部102と、凹部102に隣接する他方の側(図3における右側)の凸部103(第2の凸部)とを含む領域に位置するように照射される。
As shown in FIG. 3, the laser beam La includes laser spots LS <b> 1 and LS <b> 2 including a
レーザ光LaのレーザスポットLS1,LS2により生成される検出光Lb1,Lb2は、光検出器30の受光領域31,32に入射する。レーザ光LaのレーザスポットLS3,LS4により生成される検出光Lb3,Lb4は、光検出器30の受光領域33,34に入射する。
The detection lights Lb1 and Lb2 generated by the laser spots LS1 and LS2 of the laser light La are incident on the
従って、レーザ光La(レーザスポットLS)は、凹部102と凹部102に隣接する一方の側の凸部103とを含む領域に位置するレーザスポットLS1,LS2(第1のレーザスポット)と、凹部102と凹部102に隣接する他方の側の凸部103とを含む領域に位置するレーザスポットLS3,LS4(第2のレーザスポット)とに分割される。レーザスポットLS1,LS2に分割されたレーザ光Laは、検出光Lb1,Lb2(第1の検出光)として受光領域31,32(第1の受光領域)に入射し、レーザスポットLS3,LS4に分割されたレーザ光Laは、検出光Lb3,Lb4(第2の検出光)として受光領域33,34(第2の受光領域)に入射する。
Therefore, the laser beam La (laser spot LS) includes laser spots LS1 and LS2 (first laser spot) located in a region including the
検出信号生成回路21は、検出光Lb1,Lb2の受光レベルRL1,RL2に基づいて受光レベル信号RS1,RS2(第1の受光レベル信号)を生成し、検出光Lb3,Lb4の受光レベルRL3,RL4に基づいて受光レベル信号RS3,RS4(第2の受光レベル信号)を生成する。 The detection signal generation circuit 21 generates light reception level signals RS1 and RS2 (first light reception level signals) based on the light reception levels RL1 and RL2 of the detection lights Lb1 and Lb2, and receives the light reception levels RL3 and RL4 of the detection lights Lb3 and Lb4. Based on the received light level signals RS3 and RS4 (second received light level signal).
図3は、トラック領域101上に、検出対象物質を標識する微粒子40が捕捉されている状態の一例を示している。なお、図3では、各凹部102及び各凸部103を区別するために、各凹部102を凹部1021,1022,1023とし、各凸部103を凸部1031,1032,1033,1034として図示している。
FIG. 3 shows an example of a state in which the
第1のトラックTR1に対応する凹部1021には2個の微粒子40a,40bが捕捉されている。第2のトラックTR2に対応する凹部1022には1個の微粒子40cが捕捉されている。第3のトラックTR3に対応する凹部1023には1個の微粒子40dが捕捉されている。
Two
凸部1031には微粒子40は捕捉されていない。第1のトラックTR1と第2のトラックTR2との間に位置する凸部1032には1個の微粒子40eが捕捉されている。第2のトラックTR2と第3のトラックTR3との間に位置する凸部1033には2個の微粒子40f,40gが連接して捕捉されている。凸部1034には微粒子40は捕捉されていない。
The
レーザ光Laが第1のトラックTR1上を走査される場合、トラッキング制御を行うために、レーザ光Laは、レーザスポットLSが凹部1021と、凹部1021に隣接する両側の凸部1031及び凸部1032とを含む領域に位置するように照射される。凹部1021を第1の凹部とすると、凸部1031は第1の凸部であり、凸部1032は第2の凸部である。
When the laser beam La is scanned on the first track TR1, in order to perform tracking control, the laser spot LS includes a
図4は、レーザ光Laが第1のトラックTR1上を走査される場合の検出信号DSと微粒子検出信号BSと差信号SSと計測補正信号CSとの関係を示すタイムチャートである。レーザ光Laが微粒子40a上を走査されると、微粒子40aにより受光レベルRL1,RL2,RL3,RL4がほぼ同じレベルで低下する。
FIG. 4 is a time chart showing the relationship among the detection signal DS, the fine particle detection signal BS, the difference signal SS, and the measurement correction signal CS when the laser beam La is scanned on the first track TR1. When the laser beam La is scanned on the
これにより、受光レベル信号RS1,RS2,RS3,RS4の信号レベルがほぼ同じレベルで低下するため、微粒子40aに対する検出信号DSaの信号レベルは低下し、差信号SSの信号レベルはほとんど変化しない。
As a result, the signal levels of the light reception level signals RS1, RS2, RS3, and RS4 decrease at substantially the same level, so that the signal level of the detection signal DSa with respect to the
論理演算回路22は、検出信号DSaの信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSaを生成する。差信号SSの信号レベルはほとんど変化しないので閾値を超えないため、計測補正信号CSは生成されない。ここで、信号レベルが閾値を超える期間とは、レーザ光Laが微粒子40a上を走査されると、微粒子40aにより受光レベルが低下するため、図4〜図6においては信号レベルが閾値を下回っている期間をいう。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。論理演算のフラグとしてハイレベルを1、ローレベルを0とすれば、微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BSaが生成されるので、微粒子検出信号BSaは1、計測補正信号CSは生成されないので0として論理演算される。これにより、排他的論理和は1となるため、論理演算回路22は、微粒子検出信号BSaに対応する微粒子計測信号HSaを生成する。即ち、論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行し、排他的論理和が1となる場合に微粒子計測信号HSを生成する。
The
次に、レーザ光Laが第1のトラックTR1(凹部1021)に隣接する凸部1032に捕捉されている微粒子40eの近傍を走査されると、微粒子40eにより受光レベルRL3,RL4が低下し、受光レベルRL1,RL2は変化しない。これにより、受光レベル信号RS3,RS4の信号レベルが低下し、受光レベル信号RS1,RS2の信号レベルは変化しないため、微粒子40eに対する検出信号DSe1の信号レベルは低下し、差信号SSe1の信号レベルは上昇する。
Next, when the laser beam La is scanned in the vicinity of the
論理演算回路22は、検出信号DSe1の信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSe1を生成する。差信号SSe1は信号レベルが上昇するので閾値を超えないため、計測補正信号CSは生成されない。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BSe1が生成されるので1、計測補正信号CSは生成されないので0として論理演算される。これにより、排他的論理和は1となるため、論理演算回路22は、微粒子検出信号BSe1に対応する微粒子計測信号HSeを生成する。
The
次に、レーザ光Laが微粒子40b上を走査されると、微粒子40bにより受光レベルRL1,RL2,RL3,RL4がほぼ同じレベルで低下する。
Next, when the laser beam La is scanned on the
これにより、受光レベル信号RS1,RS2,RS3,RS4の信号レベルがほぼ同じレベルで低下するため、微粒子40aに対する検出信号DSbの信号レベルは低下し、差信号SSの信号レベルはほとんど変化しない。
As a result, the signal levels of the light reception level signals RS1, RS2, RS3, and RS4 decrease at substantially the same level, so that the signal level of the detection signal DSb for the
論理演算回路22は、検出信号DSbの信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSbを生成する。差信号SSの信号レベルはほとんど変化しないので閾値を超えないため、計測補正信号CSは生成されない。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BSbが生成されるので1、計測補正信号CSは生成されないので0として論理演算される。これにより、排他的論理和は1となるため、論理演算回路22は、微粒子検出信号BSbに対応する微粒子計測信号HSbを生成する。
The
論理演算回路22は、第1のトラックTR1における微粒子計測信号HSをカウントする。具体的には、第1のトラックTR1における微粒子計測信号HSa,HSe,HSbをカウントし、カウント結果に基づいて、第1のトラックTR1をレーザ光Laが走査された場合の微粒子40の数を3と判定する。第1のトラックTR1をレーザ光Laが走査された場合の微粒子40の総数は、凹部1021に捕捉されている微粒子40a,40bと凸部1032に捕捉されている微粒子40eの総数に対応する。
The
レーザ光Laが第2のトラックTR2上を走査される場合、トラッキング制御を行うために、レーザ光Laは、レーザスポットLSが凹部1022と、凹部1022に隣接する両側の凸部1032及び凸部1033とを含む領域に位置するように照射される。凹部1022を第1の凹部とすると、凸部1032は第1の凸部であり、凸部1033は第2の凸部である。
When the laser beam La is scanned on the second track TR2, in order to perform tracking control, the laser spot LS includes a
図5は、レーザ光Laが第2のトラックTR2上を走査される場合の検出信号DSと微粒子検出信号BSと差信号SSと計測補正信号CSとの関係を示すタイムチャートである。レーザ光Laが微粒子40c上を走査されると、微粒子40cにより受光レベルRL1,RL2,RL3,RL4がほぼ同じレベルで低下する。
FIG. 5 is a time chart showing the relationship among the detection signal DS, the fine particle detection signal BS, the difference signal SS, and the measurement correction signal CS when the laser beam La is scanned on the second track TR2. When the laser beam La is scanned on the
これにより、受光レベル信号RS1,RS2,RS3,RS4の信号レベルがほぼ同じレベルで低下するため、微粒子40cに対する検出信号DScの信号レベルは低下し、差信号SSの信号レベルはほとんど変化しない。
As a result, the signal levels of the light reception level signals RS1, RS2, RS3, and RS4 decrease at substantially the same level, so that the signal level of the detection signal DSc for the
論理演算回路22は、検出信号DScの信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BScを生成する。差信号SSの信号レベルはほとんど変化しないので閾値を超えないため、計測補正信号CSは生成されない。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BScが生成されるので1、計測補正信号CSは生成されないので0として論理演算される。これにより、排他的論理和は1となるため、論理演算回路22は、微粒子計測信号HScを生成する。
The
次に、レーザ光Laが第2のトラックTR2(凹部1022)に隣接する一方の凸部1032に捕捉されている微粒子40eの近傍を走査されると、微粒子40eにより受光レベルRL1,RL2が低下し、受光レベルRL3,RL4は変化しない。これにより、受光レベル信号RS1,RS2の信号レベルが低下し、受光レベル信号RS3,RS4の信号レベルは変化しないため、微粒子40eに対する検出信号DSe2及び差信号SSe2の信号レベルは低下する。
Next, when the laser beam La is scanned in the vicinity of the
論理演算回路22は、検出信号DSe2の信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSe2を生成する。論理演算回路22は、差信号SSe2の信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である計測補正信号CSeを生成する。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BSe2が生成されるので1、計測補正信号CSは計測補正信号CSeが生成されるので1として論理演算される。これにより、排他的論理和は0となり、微粒子計測信号HSは生成されない。即ち、微粒子検出信号BSe2はカウントされない。
The
次に、レーザ光Laが第2のトラックTR2(凹部1022)に隣接する他方の凸部1033に捕捉されている微粒子40f,40gの近傍を走査されると、微粒子40f,40gにより受光レベルRL3,RL4が低下し、受光レベルRL1,RL2は変化しない。これにより、受光レベル信号RS3,RS4の信号レベルが低下し、受光レベル信号RS1,RS2の信号レベルは変化しないため、微粒子40f,40gに対する検出信号DSfg1の信号レベルは低下し、差信号SSfg1の信号レベルは上昇する。
Next, when the laser beam La is scanned in the vicinity of the
論理演算回路22は、検出信号DSfgの信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSfgを生成する。差信号SSfg1は信号レベルが上昇するので閾値を超えないため、計測補正信号CSは生成されない。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BSfg1が生成されるので1、計測補正信号CSは生成されないので0として論理演算される。これにより、排他的論理和は1となるため、論理演算回路22は、微粒子検出信号BSfg1に対応する微粒子計測信号HSfgを生成する。
The
論理演算回路22は、第2のトラックTR2における微粒子計測信号HSをカウントする。具体的には、第2のトラックTR2における微粒子計測信号HSc,HSfgをカウントし、カウント結果に基づいて、第2のトラックTR2をレーザ光Laが走査された場合の微粒子40の数を3と判定する。論理演算回路22は、微粒子計測信号HSfgのパルス幅に基づいて、微粒子40の数を2と判定する。第2のトラックTR2をレーザ光Laが走査された場合の微粒子40の総数は、凹部1022に捕捉されている微粒子40cと凸部1033に捕捉されている微粒子40f,40gとの総数に対応する。
The
レーザ光Laが第3のトラックTR3上を走査される場合、トラッキング制御を行うために、レーザ光Laは、レーザスポットLSが凹部1023と、凹部1023に隣接する凸部1033及び凸部1034とを含む領域に位置するように照射される。凹部1023を第1の凹部とすると、凸部1033は第1の凸部であり、凸部1034は第2の凸部である。
When the laser beam La is scanned on the third track TR3, in order to perform tracking control, the laser spot LS includes a
図6は、レーザ光Laが第3のトラックTR3上を走査される場合の検出信号DSと微粒子検出信号BSと差信号SSと計測補正信号CSとの関係を示すタイムチャートである。レーザ光Laが微粒子40d上を走査されると、微粒子40dにより受光レベルRL1,RL2,RL3,RL4がほぼ同じレベルで低下する。
FIG. 6 is a time chart showing the relationship among the detection signal DS, the fine particle detection signal BS, the difference signal SS, and the measurement correction signal CS when the laser beam La is scanned on the third track TR3. When the laser beam La is scanned on the
これにより、受光レベル信号RS1,RS2,RS3,RS4の信号レベルがほぼ同じレベルで低下するため、微粒子40dに対する検出信号DSdの信号レベルは低下し、差信号SSの信号レベルはほとんど変化しない。
As a result, the signal levels of the light reception level signals RS1, RS2, RS3, and RS4 decrease at substantially the same level, so that the signal level of the detection signal DSd for the
論理演算回路22は、検出信号DSdの信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSdを生成する。差信号SSの信号レベルはほとんど変化しないので閾値を超えないため、計測補正信号CSは生成されない。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BSdが生成されるので1、計測補正信号CSは生成されないので0として論理演算される。これにより、排他的論理和は1となるため、論理演算回路22は、微粒子計測信号HSdを生成する。
The
次に、レーザ光Laが第3のトラックTR3(凹部1023)に隣接する凸部1033に捕捉されている微粒子40f,40gの近傍を走査されると、微粒子40f,40gにより受光レベルRL1,RL2が低下し、受光レベルRL3,RL4は変化しない。これにより、受光レベル信号RS1,RS2の信号レベルが低下し、受光レベル信号RS3,RS4の信号レベルは変化しないため、微粒子40f,40gに対する検出信号DSfg2及び差信号SSfg2の信号レベルは低下する。
Next, when the laser beam La is scanned in the vicinity of the
論理演算回路22は、検出信号DSfg2の信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である微粒子検出信号BSfg2を生成する。論理演算回路22は、差信号SSfg2の信号レベルが閾値を超えている期間にハイレベルとなるパルス信号である計測補正信号CSfgを生成する。
The
論理演算回路22は、微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。微粒子検出信号BSは微粒子検出信号BSfg2が生成されるので1、計測補正信号CSは計測補正信号CSfgが生成されるので1として論理演算される。これにより、排他的論理和は0となり、微粒子計測信号HSは生成されない。即ち、微粒子検出信号BSfg2はカウントされない。
The
論理演算回路22は、第3のトラックTR3における微粒子計測信号HSをカウントする。具体的には、第3のトラックTR3における微粒子計測信号HSdをカウントし、カウント結果に基づいて、第3のトラックTR3をレーザ光Laが走査された場合の微粒子40の数を1と判定する。
The
第3のトラックTR3をレーザ光Laが走査された場合の微粒子40の総数は、凹部1023に捕捉されている微粒子40dと凸部1034に捕捉されている微粒子との総数に対応する。
The total number of the
従って、論理演算回路22は、図3に示すトラック領域101上に捕捉されている微粒子40の総数を7と判定する。従来のように微粒子検出信号BSをカウントすると、図3に示すトラック領域101上に捕捉されている微粒子40の総数は10と判定される。
Accordingly, the
この測定誤差は、レーザ光Laが第1のトラックTR1を走査される場合と第2のトラックTR2を走査される場合とで微粒子40eがトラック間クロストークによりダブルカウントされ、レーザ光Laが第2のトラックTR2を走査される場合と第3のトラックTR3を走査される場合とで微粒子40f,40gがトラック間クロストークによりダブルカウントされることに起因する。
This measurement error is caused when the laser beam La is scanned on the first track TR1 and when the laser beam La is scanned on the second track TR2, the
以上のように、本実施形態の分析装置1及び分析方法は、差信号SSに基づいて計測補正信号CSを生成し、総和信号である検出信号DSに基づいて生成された微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算を実行する。本実施形態の分析装置1及び分析方法は、排他的論理和が1のときに微粒子計測信号HSを生成し、微粒子計測信号HSをカウントすることにより、トラック領域101上に捕捉されている微粒子40を計測する。
As described above, the
従って、本実施形態の分析装置1及び分析方法によれば、レーザ光Laをトラック領域101の凹部102のみを走査することにより、凹部102に捕捉されている微粒子40と、凹部102に隣接する一方の側の凸部103に捕捉されている微粒子40との総数を計測することができる。よって、本実施形態の分析装置1及び分析方法によれば、トラック間クロストークによる影響を抑制し、従来よりも短い時間で精度よく微粒子を計測できる。
Therefore, according to the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change variously.
例えば、検出信号生成回路21は、加算信号(RS3+RS4)から加算信号(RS1+RS2)を減算して差信号SS((RS3+RS4)−(RS1+RS2))を生成してもよい。この場合、微粒子40に対する差信号SSの信号レベルの変化が反転するため、例えば微粒子40eは、レーザ光Laが第2のトラックTR2(凹部1022)を走査される場合にはカウントされ、第1のトラックTR1(凹部1021)を走査される場合にカウントされない。
For example, the detection signal generation circuit 21 may generate the difference signal SS ((RS3 + RS4) − (RS1 + RS2)) by subtracting the addition signal (RS1 + RS2) from the addition signal (RS3 + RS4). In this case, since the change in the signal level of the difference signal SS with respect to the
即ち、レーザ光Laが第1のトラックTR1を走査される場合の微粒子40の総数は、凹部1021に捕捉されている微粒子40a,40bと凸部1031に捕捉されている微粒子の総数に対応する。レーザ光Laが第2のトラックTR2を走査される場合の微粒子40の総数は、凹部1022に捕捉されている微粒子40cと凸部1032に捕捉されている微粒子40eの総数に対応する。レーザ光Laが第3のトラックTR3を走査される場合の微粒子40の総数は、凹部1023に捕捉されている微粒子40dと凸部1033に捕捉されている微粒子40f,40gの総数に対応する。
That is, the total number of
凸部103を対象領域とし、凹部102を周辺領域としてもよい。即ち、レーザ光Laがトラック領域101の凸部103のみを走査されることにより、凸部103に捕捉されている微粒子40と、凸部103に隣接する一方の側の凹部102に捕捉されている微粒子40との総数を計測するようにしてもよい。
The
具体的には、例えば凸部1032を第1の凸部とし、凸部1032に隣接する一方の側の凹部1021を第1の凹部、他方の側の凹部1022を第2の凹部とする。光ピックアップ10は、レーザ光Laを、レーザスポットLSが第1の凸部と、第1の凸部に隣接する両側の第1及び第2の凹部とを含む第2の照射領域に位置するように照射する。
Specifically, for example, the
レーザスポットLSは、第1の凸部と第1の凸部に隣接する一方の側の第1の凹部とを含む領域に位置する第1のレーザスポットLS1,LS2と、第1の凸部と第1の凸部に隣接する他方の側の第2の凹部とを含む領域に位置する第2のレーザスポットLS3,LS4とに分割される。 The laser spot LS includes first laser spots LS1 and LS2 located in a region including the first convex portion and the first concave portion on one side adjacent to the first convex portion, the first convex portion, The laser beam is divided into second laser spots LS3 and LS4 located in a region including the second concave portion on the other side adjacent to the first convex portion.
受光領域31,32は第1のレーザスポットLS1,LS2に分割されたレーザ光Laを第1の検出光Lb1,Lb2として受光する。受光領域33,34は第2のレーザスポットLS3,LS4に分割されたレーザ光Laを第2の検出光Lb3,Lb4として受光する。
The
信号処理回路20による微粒子検出信号BSと計測補正信号CSとの排他的論理和の論理演算により微粒子40を計測する方法は、レーザ光Laが凹部102のみを走査される場合と同じである。
The method of measuring the
光検出器30として2分割フォトダイオードを用いてもよい。この場合、一方の受光領域は受光領域31,32に対応し、他方の受光領域は受光領域33,34に対応する。
A two-divided photodiode may be used as the
検出信号DS及び差信号SSの閾値は、トラック領域に微粒子が捕捉されていない場合の信号レベルと、トラック領域に捕捉された微粒子に起因する信号レベルの中間値に設定するが、微粒子の材質または径の大きさ、並びに、用いられるレーザ光Laの波長または対物レンズ14の開口数に応じて、より最適な値に設定してもよい。トラック領域に微粒子が捕捉されていない信号レベルに対して、トラック領域に捕捉されている微粒子に起因する信号レベルが高い値として検出されるような検出系の場合は、閾値を上回っている信号に対して論理演算のフラグを1にすればよい。
The threshold value of the detection signal DS and the difference signal SS is set to an intermediate value between the signal level when the fine particles are not captured in the track region and the signal level caused by the fine particles captured in the track region. You may set to a more optimal value according to the magnitude | size of a diameter, the wavelength of the laser beam La used, or the numerical aperture of the
1 分析装置
10 光ピックアップ
20 信号処理回路
31,32 受光領域(第1の受光領域)
33,34 受光領域(第2の受光領域)
40 微粒子
101 トラック領域
102 凹部(対象領域)
103 凸部(周辺領域)
La レーザ光
LS レーザスポット
Lb 検出光
RS 受光レベル信号
DS 検出信号
SS 差信号
BS 微粒子検出信号
CS 計測補正信号
HS 微粒子計測信号
DESCRIPTION OF
33, 34 Light receiving area (second light receiving area)
40
103 Convex (peripheral area)
La laser beam LS laser spot Lb detection beam RS received light level signal DS detection signal SS difference signal BS particle detection signal CS measurement correction signal HS particle measurement signal
Claims (2)
前記第1の検出光の受光レベルに基づいて第1の受光レベル信号を生成し、前記第2の検出光の受光レベルに基づいて第2の受光レベル信号を生成し、前記第1の受光レベル信号と前記第2の受光レベル信号とを加算して検出信号を生成し、前記第1の受光レベル信号から前記第2の受光レベル信号を減算して差信号を生成し、前記検出信号に基づいて微粒子検出信号を生成し、前記差信号に基づいて計測補正信号を生成し、前記微粒子検出信号と前記計測補正信号との排他的論理和を論理演算し、前記排他的論理和が1となる場合に微粒子計測信号を生成する信号処理回路と、
を備えることを特徴とする分析装置。 The target region and the peripheral region are alternately formed, and the laser beam is applied to the track region where the fine particles for labeling the detection target substance are captured. The laser spot of the laser beam is the first target region and the first target region. Irradiating to include a first peripheral region and a second peripheral region on both sides adjacent to the region, the laser spot is irradiated on one side adjacent to the first target region and the first target region A region including a first laser spot located in a region including the first peripheral region, the first target region and the second peripheral region on the other side adjacent to the first target region Is divided into a second laser spot and a first light receiving region for receiving the laser light divided into the first laser spot as a first detection light, and the second laser spot. The second detection light An optical pickup having a second light receiving region to the light receiving,
A first received light level signal is generated based on the received light level of the first detected light, a second received light level signal is generated based on the received light level of the second detected light, and the first received light level. A detection signal is generated by adding a signal and the second received light level signal, a difference signal is generated by subtracting the second received light level signal from the first received light level signal, and based on the detected signal The particle detection signal is generated, a measurement correction signal is generated based on the difference signal, an exclusive OR of the particle detection signal and the measurement correction signal is logically calculated, and the exclusive OR becomes 1. A signal processing circuit for generating a particle measurement signal in a case;
An analysis apparatus comprising:
前記レーザスポットを、前記第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する一方の側の前記第1の周辺領域とを含む領域に位置する第1のレーザスポットと、前記第1の対象領域と前記第1の対象領域に隣接する他方の側の前記第2の周辺領域とを含む領域に位置する第2のレーザスポットとに分割し、
前記第1のレーザスポットに分割されたレーザ光を第1の検出光として受光し、
前記第2のレーザスポットに分割されたレーザ光を第2の検出光として受光し、
前記第1の検出光の受光レベルに基づいて第1の受光レベル信号を生成し、
前記第2の検出光の受光レベルに基づいて第2の受光レベル信号を生成し、
前記第1の受光レベル信号と前記第2の受光レベル信号とを加算して検出信号を生成し、
前記第1の受光レベル信号から前記第2の受光レベル信号を減算して差信号を生成し、
前記検出信号に基づいて微粒子検出信号を生成し、
前記差信号に基づいて計測補正信号を生成し、
前記微粒子検出信号と前記計測補正信号との排他的論理和を論理演算し、
前記排他的論理和が1となる場合に微粒子計測信号を生成する
ことを特徴とする分析方法。 The target region and the peripheral region are alternately formed, and the laser beam is applied to the track region where the fine particles for labeling the detection target substance are captured. The laser spot of the laser beam is the first target region and the first target region. Irradiate so as to be located in the first irradiation region including the first peripheral region and the second peripheral region on both sides adjacent to the region,
A first laser spot located in a region including the first target region and the first peripheral region on one side adjacent to the first target region; and the first target. A second laser spot located in a region including a region and the second peripheral region on the other side adjacent to the first target region;
Receiving the laser light divided into the first laser spots as first detection light;
Receiving the laser light divided into the second laser spots as second detection light;
Generating a first received light level signal based on the received light level of the first detection light;
Generating a second received light level signal based on the received light level of the second detection light;
Adding the first received light level signal and the second received light level signal to generate a detection signal;
Subtracting the second received light level signal from the first received light level signal to generate a difference signal;
Generate a particulate detection signal based on the detection signal,
Generate a measurement correction signal based on the difference signal,
Logical operation of an exclusive OR of the particle detection signal and the measurement correction signal;
A fine particle measurement signal is generated when the exclusive OR is 1, An analysis method characterized by:
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