JP2019074316A - Sample containing disc and fluorescence detector using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞等の被検体を蛍光染色することにより調製された試料を収容する試料収容ディスクおよびそれを用いた蛍光検出装置に関する。 The present invention relates to a sample storage disc for storing a sample prepared by fluorescently staining an object such as a cell, and a fluorescence detection apparatus using the same.
多数の細胞中から、病原菌に感染した細胞や所定の態様を有する細胞を検出することは、特に、臨床現場等の医療の分野において重要である。このような細胞の検出を迅速かつ簡便に行うための手法として、たとえば、特許文献1に記載の手法が紹介されている。
Detection of cells infected with pathogenic bacteria and cells having a predetermined aspect among many cells is particularly important in the field of medicine such as clinical practice. As a method for performing such cell detection quickly and simply, for example, the method described in
この手法では、抗原−抗体反応を用いたサンドイッチ法による原理を用いて、蛍光標識された検出対象の抗原がディスク上のトラックに固定される。その後、励起光となるレーザ光でトラックを走査することにより、検出対象の抗原から蛍光を生じさせ、検出対象の抗原が検出され計数される。 In this method, a fluorescence-labeled antigen to be detected is immobilized on a track on a disc using a sandwich principle based on an antigen-antibody reaction. Thereafter, by scanning the track with laser light as excitation light, fluorescence is generated from the antigen to be detected, and the antigen to be detected is detected and counted.
また、特許文献1には、試料が流入される流路に接続していないトラック部分に予めアドレス信号を記録しておくことで、ディスクから、半径方向とトラック方向のアドレス情報を得ることができ、これにより、アドレス情報に基づき、蛍光が検出された位置を特定できることが記載されている。
Further, in
病原菌に感染した細胞や所定の態様を有する細胞を検出する場合の有効な手法として、検出対象の細胞を蛍光色素で染色して流路に収容し、流路全体の蛍光画像を取得する方法を用いることができる。この場合、取得した蛍光画像を解析処理することにより、検出対象細胞の有無および数を取得でき、これに基づき病原菌の感染率等を取得することができる。また、取得した蛍光画像を適宜表示して蛍光の発生状況を目視により確認することもできる。 As an effective method for detecting cells infected with pathogenic bacteria and cells having a predetermined aspect, a method of staining cells to be detected with a fluorescent dye and containing them in a channel and acquiring a fluorescence image of the entire channel It can be used. In this case, by analyzing and processing the acquired fluorescence image, the presence or absence and the number of cells to be detected can be acquired, and based on this, the infection rate of pathogenic bacteria and the like can be acquired. Moreover, the acquired fluorescence image can be displayed suitably and the generation | occurrence | production condition of fluorescence can also be confirmed by visual observation.
本発明は、蛍光画像を円滑に取得することが可能な試料収容ディスクおよびそれを用いた蛍光検出装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a sample holding disc capable of smoothly acquiring a fluorescence image and a fluorescence detection apparatus using the same.
本発明の第1の態様は、試料収容ディスクに関する。本態様に係る試料収容ディスクは、基板と、ディスク中心の周りを旋回するように前記基板の上面に形成されたトラックと、前記トラックの上側に配置され試料を収容する試料収容部と、を備える。ここで、前記試料収容部を跨ぐトラック部分には、ディスク走査方向における前記試料収容部の開始位置から終了位置までの範囲に重なる領域の少なくとも1カ所に、同期調整用の信号がピット列により記録され、ディスク径方向に並ぶ前記トラック部分において、前記ピット列の各ピットがディスク径方向に揃っている。 A first aspect of the invention relates to a sample receiving disc. The sample storage disc according to the present embodiment includes a substrate, a track formed on the upper surface of the substrate so as to pivot around the center of the disc, and a sample storage unit disposed above the track and storing a sample. . Here, in a track portion straddling the sample storage unit, a signal for synchronization adjustment is recorded by a pit row in at least one place in an area overlapping the range from the start position to the end position of the sample storage unit in the disc scanning direction. In the track portions aligned in the disc radial direction, the pits in the pit row are aligned in the disc radial direction.
本態様に係る試料収容ディスクによれば、当該試料収容ディスクを扱う装置において、試料収容部の範囲を光で走査する間に検出された蛍光信号を所定の間隔でサンプリングして切出すことにより、1つのトラックに沿った一連の蛍光画像の断片を、試料収容部から取得することができる。こうして取得した断片を繋ぎ合わせることにより、試料収容部全体の蛍光画像を取得することができる。また、トラック部分には、同期調整用の信号が記録されているため、各トラック部分から検出された同期調整用の信号に基づいて、1つのトラック部分から取得された蛍光画像の断片の同期ずれを補正することができる。よって、より高品質の蛍光画像を取得することができる。 According to the sample storage disc according to this aspect, in the apparatus for handling the sample storage disc, the fluorescence signal detected while scanning the range of the sample storage portion with light is sampled and cut out at a predetermined interval, A series of fluorescence image fragments along one track can be obtained from the sample reservoir. By connecting the fragments obtained in this manner, a fluorescence image of the entire sample storage unit can be obtained. Moreover, since the signal for synchronization adjustment is recorded on the track part, the synchronization deviation of the fluorescence image fragment acquired from one track part based on the signal for synchronization adjustment detected from each track part Can be corrected. Therefore, a higher quality fluorescence image can be acquired.
本発明の第2の態様は、試料を収容する試料収容ディスクに対し光を照射するとともに、当該光の照射により生じる蛍光を検出する蛍光検出装置に関する。ここで、前記試料収容ディスクは、基板と、ディスク中心の周りを旋回するように前記基板の上面に形成されたトラックと、前記トラックの上側に配置され試料を収容する試料収容部と、を備える。ここで、前記試料収容部を跨ぐトラック部分には、ディスク走査方向における前記試料収容部の開始位置から終了位置までの範囲に重なる領域の少なくとも1カ所に、同期調整用の信号がピット列により記録され、ディスク径方向に並ぶ前記トラック部分において、前記ピット列の各ピットがディスク径方向に揃っている。本態様に係る蛍光検出装置は、前記光で前記トラックを走査する走査部と、前記試料収容ディスクから反射された前記光を受光する光検出部と、前記光検出部からの信号に基づいて前記トラック部分に記録された信号を検出する信号検出部と、前記光で前記トラックを走査することにより前記試料収容部に収容された前記試料から生じた前記蛍光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する蛍光検出部と、前記蛍光検出部から出力された前記検出信号を所定の間隔でサンプリングして切出す切出し部と、前記信号検出部により検出された前記同期調整用の信号に基づいて、前記切出し部によって切出された信号群の同期ずれを補正する画像処理部と、を備える。 A second aspect of the present invention relates to a fluorescence detection apparatus that irradiates light to a sample holding disk that holds a sample and detects fluorescence generated by the irradiation of the light. Here, the sample storage disc includes a substrate, a track formed on the upper surface of the substrate so as to pivot around the center of the disc, and a sample storage unit disposed above the track and storing the sample. . Here, in a track portion straddling the sample storage unit, a signal for synchronization adjustment is recorded by a pit row in at least one place in an area overlapping the range from the start position to the end position of the sample storage unit in the disc scanning direction. In the track portions aligned in the disc radial direction, the pits in the pit row are aligned in the disc radial direction. The fluorescence detection apparatus according to the present aspect includes the scanning unit that scans the track with the light, the light detection unit that receives the light reflected from the sample storage disc, and the signal from the light detection unit. A signal detection unit for detecting a signal recorded in a track portion; and detection according to the amount of light received by receiving the fluorescence generated from the sample stored in the sample storage portion by scanning the track with the light A fluorescence detection unit that outputs a signal, a cutout unit that samples and cuts out the detection signal output from the fluorescence detection unit at predetermined intervals, and the synchronization adjustment signal detected by the signal detection unit And an image processing unit that corrects the synchronization deviation of the signal group cut out by the cutting out unit.
本態様に係る蛍光検出装置によれば、信号検出部により検出された同期調整用の信号に基づいて、1つのトラック部分を走査する間に切出し部によって切出された信号群の同期ずれを補正することができる。よって、補正後の信号群により生成される蛍光画像の品質を高めることができ、試料に含まれた対象細胞を画像処理により精度良く検出できる。 According to the fluorescence detection device of the present aspect, based on the signal for synchronization adjustment detected by the signal detection unit, the synchronization deviation of the signal group cut out by the cutout unit while scanning one track portion is corrected can do. Therefore, the quality of the fluorescence image generated by the corrected signal group can be enhanced, and the target cells contained in the sample can be detected with high accuracy by image processing.
以上のとおり、本発明によれば、蛍光画像を円滑に取得することが可能な試料収容ディスクおよびそれを用いた蛍光検出装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a sample storage disc capable of smoothly acquiring a fluorescence image and a fluorescence detection apparatus using the same.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態によって何ら制限されるものではない。 The effects and significances of the present invention will become more apparent from the description of the embodiments shown below. However, the following embodiment is merely an example for practicing the present invention, and the present invention is not limited at all by the following embodiment.
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1.実施形態1
<試料収容ディスク>
まず、試料収容ディスク100の構成について、図1〜6を参照して説明する。試料収容ディスク100は、たとえば、マラリア原虫に感染した赤血球を検出するために用いられる。
1.
<Sample holding disk>
First, the configuration of the
図1(a)は、試料収容ディスク100の外観構成を模式的に示す平面図である。図1(b)は、ディスク面に垂直で且つディスク中心を通る平面で試料収容ディスク100を切断したときの断面の一部拡大図である。
FIG. 1A is a plan view schematically showing the appearance of the
図1(a)に示すように、試料収容ディスク100は、光ディスク(CDやDVD等)と同様に円盤形状を有しており、中心に円形状の開口101aが形成されている。図1(b)に示すように、試料収容ディスク100は、試料収容部101bを構成するための第1基板101を、ベースとなる第2基板102の上面に接合した構成となっている。第1基板101および第2基板102は、何れも、樹脂材料により構成される。第2基板102は、光を透過可能な材料からなっている。
As shown in FIG. 1A, the
第1基板101を第2基板102に接合することにより、図1(a)に示すように9つの試料収容部101bが形成される。これら試料収容部101bは、ディスク周方向に一定間隔で並んでいる。また、試料収容部101bのディスク周方向に並ぶ2つの境界は、それぞれディスク中心から放射状に延びている。9つの試料収容部101bの角度範囲は、何れもWaである。図1(b)に示すように、試料収容部101bは、所定高さの空間となっている。平面視において、試料収容部101bは、台形の角が丸められた形状である。9つの試料収容部101bは、同じ形状であり、ディスク径方向において同じ位置に配置されている。
By bonding the
試料収容部101bの内周側には、上面へと続く2つの孔101cが形成されている。2つの孔101cを開放した状態で、一方の孔101cから試料が試料収容部101bに充填される。試料は、赤血球中のマラリア原虫が蛍光色素によって標識されるように調製される。試料収容部101bに試料を充填した後、2つの孔101cが図示しない蓋で閉じられる。図1(a)の構成例では、9種類の検体から調製された試料が、それぞれの試料収容部101bに充填される。
On the inner peripheral side of the
図1(b)に示すように、第2基板102の上面には、ディスク中心の周りを旋回するトラック102cが形成され、このトラック102cの上面に、半透過膜102dが形成されている。図1(b)には、試料収容部101bに収容された赤血球RCが模式的に示されている。図1(a)に示すように、トラック102cは、螺旋状に旋回する一連のグルーブ111からなっている。グルーブ111は、図1(a)においてハッチングで示されたトラック領域102aにおいて、最外周から最内周まで形成されている。第2基板102は、CDやDVDと同様の工程により射出成形により形成される。半透過膜102dは、スパッタリング工程により形成される。
As shown in FIG. 1B, a
半透過膜102dは、第2基板102の下面から入射されたレーザ光の一部を反射し残りのレーザ光を試料収容部101bへと導く。また、半透過膜102dは、試料収容部101b内で生じた蛍光を第2基板102へと透過させる。より多くのレーザ光を試料収容部101bへと導き、且つ、より多くの蛍光を第2基板102bへと透過させ得るように、半透過膜102dの反射率は、5〜20%程度に設定されている。
The
図1(a)に一点鎖線で示すように、試料収容ディスク100は、周方向に9つのエリアに区分される。各エリアは、1つの試料収容部101bを含んでいる。後述のように、各エリアの1つのトラック部分Taは、1単位の情報記録領域を構成している。トラック部分Taの試料収容部101bに重ならない部分に、種々の信号が記録されている。本実施形態では、これらの信号がピット列によって記録される。
As shown by a dashed-dotted line in FIG. 1A, the
図2は、グルーブ111およびランド112と、ピット113の構造を模式的に示す図である。便宜上、図2には、半透過膜102dのみが示されている。なお、図2では、上側が第2基板102側となっている。
FIG. 2 is a view schematically showing the structure of the
図2に示すように、トラック部分Taの試料収容部101bに重ならない部分に相当するグルーブ111にピット113が形成され、所定の信号が記録されている。記録される信号のフォーマットは、追って、図5(a)を参照して説明する。隣り合うグルーブ111の間のランド112には、信号が記録されない。また、グルーブ111とランド112は、蛇行することなく螺旋状に延びている。
As shown in FIG. 2, a
ビームスポットB1は、グルーブ111に沿って走査される。ビームスポットB1は、グルーブ111の最外周側から内周に向かって走査される。ビームスポットB1がピット113に掛かると、グルーブ111からの反射光の強度が低下する。こうして変調された反射光を光検出器で受光し、その検出信号を復調することにより、ピット113で記録された各種情報が再生される。ビームスポットB1の径は、グルーブ111のトラックピッチと略同程度である。グルーブ111のトラックピッチは、0.3〜2.0μm程度である。
The beam spot B1 is scanned along the
図3(a)は、試料収容ディスク100の周方向のエリア割りを模式的に示す平面図である。図3(b)は、試料収容ディスク100の径方向のゾーン割りを模式的に示す平面図である。
FIG. 3A is a plan view schematically showing area division in the circumferential direction of the
なお、図3(a)のエリアA0〜A8および図3(b)のゾーンZ0〜Znは、試料収容部101bとの関係においてトラック102cに後述の信号フォーマットを設定するために論理的に試料収容ディスク100に割り当てられたものであって、物理的な障壁等によりエリアA0〜A8とゾーンZ0〜Znが区画されているわけではない。
The areas A0 to A8 in FIG. 3A and the zones Z0 to Zn in FIG. 3B are logically sample-accommodating in order to set the signal format described later in the
図3(a)に示すように、試料収容ディスク100は、40度ごとに9つのエリアA0〜A8に区分されている。各エリアに含まれるトラック部分が、図1(a)のトラック部分Taである。図1(a)に示すトラック領域102aは、アウター領域102eと、インナー領域102fと、検出領域102gに区分されている。アウター領域102eは、リードイン領域となっており、インナー領域102fは、リードアウト領域と外観識別領域となっている。
As shown in FIG. 3A, the
リードイン領域(アウター領域102e)のグルーブ111には、ピット列によって、試料収容ディスク100の走査に必要な各種情報が記録されている。リードアウト領域(インナー領域102f)には、ピット列によって、リードアウト領域であることを示す信号が記録されている。外観識別領域(インナー領域102f)には、グルーブ111を不連続にすることにより、試料収容ディスク100の種別等を視覚的に表示するための構造が適用されている。外観識別領域はリードアウト領域の内周側に設定されている。
In the
検出領域102gのグルーブ111には、図5(a)に示すフォーマットで各種信号が記録されている。検出領域102gのグルーブ111のフォーマットについては、追って説明する。
Various signals are recorded in the
図3(b)に示すように、試料収容ディスク100の検出領域102gは、径方向に複数のゾーンZ0〜Znに区分されている。試料収容ディスク100は、たとえば、75のゾーンに区分される。各ゾーンに含まれるディスク径方向のトラック数は同じである。1つのゾーンのトラック102c(グルーブ111)は、同じ角速度でビームスポットB1により走査される。また、各ゾーンの角速度は、ディスク径方向におけるゾーンの中心位置のトラック102c(グルーブ111)が、互いに同じ線速度でビームスポットB1により走査されるように設定される。
As shown in FIG. 3 (b), the
図4は、各ゾーンのグルーブ111とランド112を直線状に展開して示す図である。図4には、1周分のグルーブ111およびランド112が1つの直線で示されている。また、図4に示すグルーブ111およびランド112の長さは、物理的な長さでなく、便宜上、1周の長さが全てのグルーブ111およびランド112において同じとなるように規格化されて示されている。
FIG. 4 is a diagram showing the
図4に示すように、検出領域102gは、ディスク径方向に複数のゾーンZ0〜Znに区分されている。各ゾーンには、ディスク径方向に複数のトラック102c(グルーブ111)が含まれる。図4では、便宜上、1つのゾーン内のトラック102cに、外周側からのトラック番号T0〜Tmが示されている。1つのゾーンに含まれるトラック102cの数は、たとえば800である。
As shown in FIG. 4, the
図5(a)は、1エリアのトラック部分Ta(グルーブ111)に設定される各フィールドのフォーマットを示す図である。図5(b)は、各フィールドの角度範囲を模式的に示す図である。 FIG. 5A shows the format of each field set in the track portion Ta (groove 111) of one area. FIG. 5B is a view schematically showing the angle range of each field.
図5(a)に示すように、1エリアのトラック部分Ta(グルーブ111)には、フィールドF1〜F9が設定される。フィールドF2、F7には、信号が記録されておらず、単調に延びるグルーブ111のみが形成されている。フィールドF5には、一定角度ごとに同期調整ピットが記録されている。同期調整ピットについては、追って、図13(a)、(b)を参照して説明する。フィールドF5は、全長において試料収容部101bに重なっている。すなわち、フィールドF5の両端は、試料収容部101bのディスク周方向に並ぶ2つの境界に一致している。試料収容部101bに重なるトラック部分には、同期調整ピット以外に信号が記録されておらず、同期調整ピットが記録された箇所以外の部分は、単調に延びるグルーブ111のみが形成されている。
As shown in FIG. 5A, fields F1 to F9 are set in the track portion Ta (groove 111) of one area. In the fields F2 and F7, no signal is recorded, and only a monotonously extending
フィールドF1、F2、F4、F6、F8、F9には、図2に示すピット113により信号が記録されている。図5(b)に示すように、同一エリア内にある全てのトラック部分Taの始端SPと終端EPは、それぞれ、ディスク径方向に揃っており、また、フィールドF5の始端と終端も、同一エリア内にある全てのトラック部分Taにおいて揃っている。フィールドF1、F3、F4、F6、F8、F9は、同一ゾーン且つ同一エリア内にある全てのトラック部分Taにおいてディスク径方向に揃っている。
In the fields F1, F2, F4, F6, F8 and F9, signals are recorded by the
図6(a)〜(f)は、各フィールドの信号フォーマットを示す図である。図6(a)〜(d)において、斜線ハッチングが付された部分はグルーブ111にピット113が形成された領域を示し、白抜きの部分はグルーブ111のみの領域を示している。また、1Tは、上記のように角速度一定でグルーブ111が走査された場合の最小ピットの時間長を示している。図6(a)〜(f)の説明において、ピット113が形成されていないグルーブ111の部分を単にスペースといい、ピット113が形成されたグルーブ111の部分を単にピットという。
6 (a) to 6 (f) are diagrams showing the signal format of each field. In FIGS. 6A to 6D, the hatched portions indicate regions where the
図6(a)に示すように、フィールドF1、F9には、2Tのピットと2Tのスペースが10回繰り返された信号Enが記録されている。フィールドF1に記録された信号Enは、図5(a)に示す1エリアのトラック部分Taの始端を示す信号であり、フィールドF9に記録された信号Enは、図5(a)に示す1エリアのトラック部分Taの終端を示す信号である。 As shown in FIG. 6A, in the fields F1 and F9, a signal En in which 2T pits and 2T spaces are repeated 10 times is recorded. The signal En recorded in the field F1 is a signal indicating the beginning of the track portion Ta of one area shown in FIG. 5A, and the signal En recorded in the field F9 is one area shown in FIG. 5A. Signal indicating the end of the track portion Ta.
図6(b)に示すように、フィールドF2、F7には、ピットが形成されていない。これらのフィールドは、スペースのみからなっている。 As shown in FIG. 6B, pits are not formed in the fields F2 and F7. These fields consist of spaces only.
図6(c)に示すように、フィールドF4には、8Tのスペースの後に、1Tのピットと1Tのスペースが交互に4回繰り返された信号V3が記録されている。この信号V3は、試料収容部101bの開始を示す信号である。
As shown in FIG. 6C, in the field F4, after the 8T space, a signal V3 in which 1T pits and 1T spaces are alternately repeated four times is recorded. This signal V3 is a signal indicating the start of the
図6(d)に示すように、フィールドF6には、4Tのピットと4Tのスペースが5回繰り返された信号Vsが記録されている。この信号Vsは、試料収容部101bの終わりを示す信号である。
As shown in FIG. 6D, in the field F6, a signal Vs in which 4T pits and 4T spaces are repeated five times is recorded. The signal Vs is a signal indicating the end of the
図6(e)に示すように、フィールドF3は、3つのヘッダー領域HE0〜HE2からなっている。ヘッダー領域HE0は、フォーマットにより規定されていない信号を任意に記録可能なリザーブ領域である。ヘッダー領域HE1には、ヘッダー領域HE1を識別するための識別信号と、当該トラック部分Taの位置を示すアドレス信号と、アドレス信号に対する誤り検出または誤り訂正を行うための誤り訂正信号が記録される。これら信号のビット長は固定である。アドレス信号として、当該トラック部分Taのトラック番号(図4に示すT0〜Tmの何れか)と、当該トラック部分Taを含むゾーンのゾーン番号(図3(b)に示すZ0〜Znの何れか)と、当該トラック部分Taを含むエリアのエリア番号(図3(a)に示すA0〜A9の何れか)が含まれる。また、ヘッダー領域HE2には、ヘッダー領域HE1と同様の信号が記録される。 As shown in FIG. 6 (e), the field F3 consists of three header areas HE0 to HE2. The header area HE0 is a reserve area capable of arbitrarily recording a signal not defined by the format. In the header area HE1, an identification signal for identifying the header area HE1, an address signal indicating the position of the track portion Ta, and an error correction signal for performing error detection or correction on the address signal are recorded. The bit lengths of these signals are fixed. As the address signal, the track number of the track portion Ta (any one of T0 to Tm shown in FIG. 4) and the zone number of the zone including the track portion Ta (any one of Z0 to Zn shown in FIG. 3 (b)) And the area number of the area including the track portion Ta (one of A0 to A9 shown in FIG. 3A). In the header area HE2, a signal similar to that in the header area HE1 is recorded.
図6(f)に示すように、フィールドF8は、3つのフッター領域FT0〜FT2からなっている。フッター領域FT0は、リザーブ領域である。フッター領域FT1には、ヘッダー領域HE1と同様、識別信号と、アドレス信号と、誤り訂正信号が記録される。これら信号のビット長は固定である。アドレス信号として、当該トラック部分Taのトラック番号(図4に示すT0〜Tmの何れか)と、当該トラック部分Taを含むゾーンのゾーン番号(図3(b)に示すZ0〜Znの何れか)と、当該トラック部分Taを含むエリアのエリア番号(図3(a)に示すA0〜A9の何れか)が含まれる。フッター領域FT2には、フッター領域FT1と同様の信号が記録される。 As shown in FIG. 6F, the field F8 includes three footer areas FT0 to FT2. The footer area FT0 is a reserve area. In the footer area FT1, as in the header area HE1, an identification signal, an address signal, and an error correction signal are recorded. The bit lengths of these signals are fixed. As the address signal, the track number of the track portion Ta (any one of T0 to Tm shown in FIG. 4) and the zone number of the zone including the track portion Ta (any one of Z0 to Zn shown in FIG. 3 (b)) And the area number of the area including the track portion Ta (one of A0 to A9 shown in FIG. 3A). In the footer area FT2, a signal similar to that of the footer area FT1 is recorded.
なお、フッター領域FT1、FT2の識別信号は、ヘッダー領域HE1、HE2の識別信号と異なっている。フッター領域FT1、FT2のアドレス信号は、ヘッダー領域HE1、HE2のアドレス信号と同じである。ヘッダー領域HE0〜HE2とフッター領域FT0〜FT2には、ピットとスペースによって、1、0のデジタル信号(ビット信号)が記録されている。 The identification signals of the footer areas FT1 and FT2 are different from the identification signals of the header areas HE1 and HE2. The address signals of the footer areas FT1 and FT2 are the same as the address signals of the header areas HE1 and HE2. In the header areas HE0 to HE2 and the footer areas FT0 to FT2, digital signals (bit signals) of 1 and 0 are recorded by pits and spaces.
フィールドF3、F8以外の各フィールドの形成されたピットとスペースは、同一ゾーン且つ同一エリア内の全てのトラック部分Taにおいてディスク径方向に揃っている。フィールドF1、F9に形成されたピットとスペースは、同一エリアの全てのゾーンに含まれるトラック部分Taにおいてディスク径方向に揃っている。フィールドF3、F8に形成されたピットとスペースは、アドレス信号の内容に応じてピットとスペースの長さが変わるため、トラック部分Ta間において、周方向の位置がずれている。 The formed pits and spaces of the fields other than the fields F3 and F8 are aligned in the disc radial direction in all the track portions Ta in the same zone and the same area. The pits and spaces formed in the fields F1 and F9 are aligned in the disk radial direction in the track portions Ta included in all zones in the same area. In the pits and spaces formed in the fields F3 and F8, the lengths of the pits and spaces change in accordance with the contents of the address signal, so the circumferential positions of the track portions Ta are shifted.
<蛍光検出装置>
図7は、試料収容ディスク100から蛍光を読み取るための構成を示す図である。
<Fluorescent detector>
FIG. 7 is a diagram showing a configuration for reading fluorescence from the
図7に示すように、蛍光検出用ピックアップ200を用いて、試料収容ディスク100の試料収容部101bから蛍光が検出される。たとえば、赤血球がマラリア原虫に感染しているかを判定するために試料収容ディスク100から蛍光が検出される。この場合、赤血球中のマラリア原虫が蛍光色素で標識されるように試料が調製される。蛍光色素は、たとえば、波長405nmの光が照射されると、波長450〜540nm程度の蛍光を生じる。こうして調製された試料が、検体ごとに、試料収容ディスク100の9つの試料収容部101bに充填される。その後、試料収容ディスク100の開口101a(図1(a)参照)が、スピンドルモータ220に軸支されたターンテーブル230にセットされる。
As shown in FIG. 7, fluorescence is detected from the
蛍光検出用ピックアップ200は、半導体レーザ201と、1/2波長板202と、偏光ビームスプリッタ(PBS)203と、コリメータレンズ204と、1/4波長板205と、対物レンズ206と、対物レンズアクチュエータ207と、ダイクロイックプリズム208と、アナモレンズ209と、光検出器210と、蛍光検出器211とを備えている。
The
半導体レーザ201は、波長405nm程度のレーザ光を出射する。半導体レーザ201から出射されたレーザ光は、1/2波長板202によって、PBS203に対しS偏光となるように偏光方向が調整される。これにより、レーザ光は、PBS203によって反射され、コリメータレンズ204に入射する。PBS203は、波長405nm付近の光に対してのみ偏光依存性を有し、波長450〜540nm程度の光には偏光依存性を有していない。
The
コリメータレンズ204は、PBS203側から入射するレーザ光を平行光に変換する。1/4波長板205は、コリメータレンズ204側から入射するレーザ光を円偏光に変換するとともに、対物レンズ206側から入射するレーザ光を、コリメータレンズ204側から入射する際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、試料収容ディスク100の半透過膜102dによって反射されたレーザ光は、PBS203を透過する。
The
対物レンズ206は、1/4波長板205側から入射するレーザ光を試料収容ディスク100の半透過膜102dに収束させる。対物レンズアクチュエータ207は、後述するサーボ回路50(図9参照)によって、試料収容ディスク100のグルーブ111に対してレーザ光が収束するように、フォーカス方向およびトラッキング方向に対物レンズ206を駆動する。
The
なお、レーザ光がグルーブ111に収束されると、レーザ光の80%程度がグルーブ111の半透過膜102dを透過して試料収容部101b内に進入する。このとき、試料収容部101b内に進入したレーザ光がマラリア原虫に感染している赤血球に照射されると、蛍光標識されたマラリア原虫から蛍光が生じる。こうして生じた蛍光は、半透過膜102dを透過して、対物レンズ206へと進む。このように、試料収容ディスク100からは、グルーブ111(半透過膜102d)によって反射されたレーザ光と、マラリア原虫によって生じた蛍光の両方が、対物レンズ206へ入射する。これら2つの光は、1/4波長板205、コリメータレンズ204およびPBS203を通って、ダイクロイックプリズム208に入射する。
When the laser beam is converged to the
ダイクロイックプリズム208は、波長405nm程度の光を透過し、波長450〜540nm程度の光を反射するよう構成されている。これにより、PBS203側から入射する蛍光は、ダイクロイックプリズム208によって反射され、PBS203側から入射するレーザ光は、ダイクロイックプリズム208を透過する。
The
アナモレンズ209は、ダイクロイックプリズム208を透過したレーザ光に非点収差を導入する。アナモレンズ209を透過したレーザ光は、光検出器210に入射する。光検出器210は、受光面上にレーザ光を受光するための4分割センサを有している。光検出器210から出力される検出信号は、後述する信号演算回路300(図8参照)によって処理される。
The
ダイクロイックプリズム208で反射された蛍光は、コリメータレンズ204によって収束された状態のまま、蛍光検出器211に導かれる。蛍光検出器211は、受光面上に蛍光を受光するためのセンサを有している。蛍光検出器211の検出信号は、図示しない信号増幅回路によって増幅される。
The fluorescence reflected by the
なお、試料収容ディスク100から生じる蛍光は微弱であるため、図7の光学系においては、半導体レーザ201から出射されたレーザ光が蛍光検出器211に入射しないようにするための障壁等を適宜光学系に配置することが好ましい。
Note that since the fluorescence generated from the
図8は、信号演算回路300の構成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the
光検出器210は、上述のように、レーザ光を受光するための4分割センサを有している。4分割センサの左上、右上、右下、左下のセンサは、それぞれ受光したレーザ光のビームスポットに基づいて検出信号S1〜S4を出力する。信号演算回路300は、これら検出信号S1〜S4を処理して、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号および再生RF信号を生成する。フォーカスエラー信号FEとトラッキングエラー信号TEは、既存の光ディスク装置において用いられる非点収差法と1ビームプッシュプル法に従って生成される。
As described above, the
信号演算回路300は、加算器301〜304、307と、減算器305、306を備えている。加算器301は、検出信号S1、S3を加算した信号を減算器305に出力し、加算器302は、検出信号S2、S4を加算した信号を減算器305に出力する。加算器303は、検出信号S1、S4を加算した信号を減算器306と加算器307に出力し、加算器304は、検出信号S2、S3を加算した信号を減算器306と加算器307に出力する。
The
減算器305は、加算器301、302の出力信号を減算して、フォーカスエラー信号FEを出力する。減算器306は、加算器303、304の出力信号を減算して、トラッキングエラー信号TEを出力する。加算器307は、加算器303、304の出力信号を加算して、再生RF信号(SUM信号)を出力する。
The
ここで、対物レンズ206の焦点位置が試料収容ディスク100の半透過膜102dに位置付けられているとき、光検出器210の4分割センサ上のビームスポットは最小錯乱円となり、フォーカスエラー信号FEの値が0となる。また、対物レンズ206の焦点位置が試料収容ディスク100のトラック102c(グルーブ111)の中央位置に位置付けられているとき、光検出器210の4分割センサ上のビームスポットは、左側の2つのセンサと右側の2つのセンサに対して等しく掛かり、トラッキングエラー信号TEの値が0となる。図7に示す対物レンズアクチュエータ207は、図9に示すサーボ回路50の制御のもと、フォーカスエラー信号FEおよびトラッキングエラー信号TEが共にゼロになるように、対物レンズ206をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。
Here, when the focal position of the
図9は、蛍光検出装置1の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the
蛍光検出装置1は、図7に示す蛍光検出用ピックアップ200、スピンドルモータ220およびターンテーブル230の他に、信号処理回路10と、画像処理回路20と、入出力ユニット30と、コントローラ40と、サーボ回路50と、スレッドモータ240とを備えている。図8の信号演算回路300は、蛍光検出用ピックアップ200側に設けられている。
The
信号処理回路10は、蛍光検出用ピックアップ200から出力される蛍光信号(FL)および再生RF信号(RF)を処理する。蛍光信号は、図7の蛍光検出器211から出力され、再生RF信号は、図8の加算器307から出力される。信号処理回路10は、信号検出部11と、信号再生部12と、切出し部13と、重畳部14とを備える。
The
信号検出部11は、蛍光検出用ピックアップ200から入力された再生RF信号を処理して、図6(a)〜(f)に示す各種信号を検出し、検出した信号を信号再生部12、切出し部13およびコントローラ40に出力する。信号再生部12は、信号検出部11から入力されたフィールドF3、F8の信号、すなわち、ヘッダー領域HE0〜HE2およびフッター領域FT0〜FT2の信号を再生し、アドレス信号を取得する。信号再生部12は、取得したアドレス信号を重畳部14に出力する。
The
切出し部13は、蛍光検出用ピックアップ200から入力された蛍光信号を所定周期でサンプリングし、各サンプル値をデジタル信号に変換して重畳部14へと出力する。切出し部13は、信号検出部11によって信号V3(図5(a)参照)が検出されたことに応じて蛍光信号のサンプリングを開始し、信号検出部11によって信号Vs(図5(a)参照)が検出されたことに応じて蛍光信号のサンプリングを終了する。
The
上記のように、試料収容ディスク100は、ゾーンごとに異なる角速度で回転される。したがって、トラック部分Taがレーザ光で走査される時間は、ゾーンごとに異なる。このため、各ゾーンに対して同じ周期のタイミング信号で蛍光信号を切出すと、切出された信号群の数がゾーンごとに異なる。本実施形態1では、各ゾーンのトラック部分Taから同じ数の信号群が切出されるように、切出し部13におけるサンプリングのタイミング信号の周期が調整される。これにより、各ゾーンにおいて、略同じ角度間隔で蛍光信号が切出される。
As described above, the
重畳部14は、切出し部13によって取得された信号群に信号再生部12から入力されたアドレス信号を付加して、画像処理回路20に出力する。画像処理回路20は、入力された信号群を繋ぎ合わせて、エリアA0〜A8ごとに蛍光画像を生成する。また、画像処理回路20は、蛍光画像を画像処理して、蛍光の輝点を計数し、赤血球におけるマラリアの感染率等を算出する。これらの蛍光画像、計数値および感染率等は、随時、画像処理回路20から入出力ユニット30に出力される。
The superimposing
なお、後述のように、信号V3(図5(a)参照)が検出されてから信号Vs(図5(a)参照)が検出されるまでの間にアドレス信号が変化した場合は、画像処理回路20に出力された信号群がコントローラ40によって無効化される。この場合、コントローラ40は、アドレス信号が変化した信号V3〜Vsの期間が、再度、レーザ光で走査され、蛍光信号の切出しが行われるよう、サーボ回路50と信号処理回路10を制御する。
As described later, when the address signal changes between the time when signal V3 (see FIG. 5A) is detected and the time signal Vs (see FIG. 5A) is detected, image processing is performed. The signal group output to the
入出力ユニット30は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力手段と、モニタ、スピーカ等の出力手段を備える。入出力ユニット30を介して、蛍光検出を開始するための指示が入力される。また、蛍光画像や輝点の計数値、マラリアの感染率等が、入出力ユニット30に表示される。
The input /
コントローラ40は、CPU(Central Processing Unit)等の処理回路やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等のメモリを備え、メモリに格納されたプログラムに従って各部を制御する。
The
サーボ回路50は、図8の信号演算回路300で生成されたフォーカスエラー信号FEおよびトラッキングエラー信号TEに基づいて、対物レンズアクチュエータ207を制御する。また、サーボ回路50は、図3(b)に示すゾーンZ0〜Znが、各ゾーンに設定された角速度でビームスポットB1により走査されるように、スピンドルモータ220を制御する。さらに、サーボ回路50は、ビームスポットB1がトラック102cの最外周位置から最内周位置まで走査可能となるように、蛍光検出用ピックアップ200を試料収容ディスク100の径方向に送るためのスレッドモータ240を制御する。
The
図10(a)は、アドレス信号の取得処理を示すフローチャートである。 FIG. 10A is a flowchart showing an acquisition process of an address signal.
まず、信号再生部12は、信号検出部11からヘッダー領域HE1の信号を取得し(S11)、取得した信号中のアドレス信号に誤り訂正信号を適用して誤り訂正処理を行う(S12)。誤り訂正処理が適正であると(S13:YES)、信号再生部12は、ヘッダー領域HE2に対するアドレス信号の再生処理を行わずに、誤り訂正処理により取得されたアドレス信号を、フィールドF3(図5(a)参照)のアドレス信号として取得し(S14)、処理を終了する。一方、誤り訂正処理が適正でない場合(S13:NO)、信号再生部12は、さらにヘッダー領域HE2の信号を取得し(S15)、取得した信号中のアドレス信号に誤り訂正信号を適用して誤り訂正処理を行う(S16)。誤り訂正処理が適正であると(S17:YES)、信号再生部12は、誤り訂正処理により取得されたアドレス信号を、フィールドF3(図5(a)参照)のアドレス信号として取得し(S18)、処理を終了する。
First, the
なお、ステップS12、16では、ヘッダー領域HE1、HE2に含まれている誤り訂正信号を用いて、誤り検出処理と誤り訂正処理が行われる。アドレス信号に誤りが検出されない場合、ヘッダー領域HE1、HE2に含まれているアドレス信号は適正であると判定される。また、誤りが検出されると、誤り訂正信号を用いた演算により、アドレス信号中の誤りビットが抽出され、当該誤りビットが訂正される。なお、ステップS17の判定がNOである場合、コントローラ40は、当該トラック部分Taに対する走査を、再度、実行する。
In steps S12 and S16, error detection processing and error correction processing are performed using the error correction signals included in the header areas HE1 and HE2. If no error is detected in the address signal, the address signal included in the header areas HE1 and HE2 is determined to be correct. When an error is detected, an error bit in the address signal is extracted by an operation using an error correction signal, and the error bit is corrected. In addition, when determination of step S17 is NO, the
図10(a)には、ヘッダー領域HE1、HE2に対するアドレス信号の取得処理を示したが、フッター領域FT1、FT2に対するアドレス信号の取得処理も図10(a)と同様である。すなわち、フッター領域FT1、FT2に対するアドレス信号の取得処理では、図10(a)のステップS11、S12が、それぞれ、フッター領域FT1、FT2の信号を取得する処理に置き換えられる。 Although FIG. 10A shows the process of acquiring address signals for the header areas HE1 and HE2, the process of acquiring address signals for the footer areas FT1 and FT2 is the same as that of FIG. That is, in the process of acquiring address signals for the footer areas FT1 and FT2, steps S11 and S12 in FIG. 10A are replaced with processes for acquiring the signals of the footer areas FT1 and FT2, respectively.
このように、本実施形態では、ヘッダー領域HE1、HE2それぞれ、アドレス信号が記録されているため、ヘッダー領域HE1からアドレス信号を適正に読み取れなかった場合も、ヘッダー領域HE2からアドレス信号を取得できる。フッター領域FT1、FT2についても同様である。よって、より円滑に、アドレス信号を取得でき、結果、蛍光信号の切出し処理を円滑に進めることができる。 As described above, in the present embodiment, since the address signal is recorded in each of the header areas HE1 and HE2, the address signal can be obtained from the header area HE2 even when the address signal can not be properly read from the header area HE1. The same applies to the footer areas FT1 and FT2. Therefore, the address signal can be acquired more smoothly, and as a result, the processing for extracting the fluorescence signal can be smoothly advanced.
図10(b)は、トラッキング制御を示すフローチャートである。 FIG. 10 (b) is a flowchart showing tracking control.
信号検出部11が信号V3(図5(a)参照)を検出すると(S21:YES)、サーボ回路50は、トラッキングサーボ信号を直前の信号値に維持し(S22)、時間Ts1が経過するのを待つ(S23)。ここで、時間Ts1は、ビームスポットB1がフィールドF5の始端を抜けるのに要する時間に設定される。フィールドF5の始端は、試料収容部101bの境界位置にあるため、この位置において、レーザ光の反射率が大きく変化し、トラッキングエラー信号が大きく乱れやすい。トラッキングエラー信号が乱れると、ビームスポットB1の走査位置が、対象トラックから隣のトラックなどに外れてしまう恐れがある。
When the
そこで、本実施形態では、ビームスポットB1がフィールドF5の始端を抜けるまでの間、すなわち、時間Ts1が経過するまでの間、トラッキングサーボ信号を直前の信号値に維持して(S22)、トラッキングが外れることを防いでいる。これにより、安定的に、レーザ光でトラック102cを走査することができる。
Therefore, in the present embodiment, the tracking servo signal is maintained at the previous signal value (S22) until the beam spot B1 leaves the beginning of the field F5, that is, until the time Ts1 elapses (S22). I'm preventing it from coming off. As a result, the
時間Ts1が経過すると(S23:YES)、サーボ回路50は、トラッキングサーボを再開する(S24)。その後、時間Ts2が経過すると(S25:YES)、サーボ回路50は、再びトラッキングサーボ信号を直前の信号値に維持し(S26)、時間Ts3が経過するのを待つ(S27)。時間Ts3が経過すると(S27:YES)、サーボ回路50は、トラッキングサーボを再開する(S28)。
When the time Ts1 has elapsed (S23: YES), the
ここで、時間Ts2は、ビームスポットB1がフィールドF5の終端の直前位置に到達するのに要する時間に設定される。また、時間Ts3は、ビームスポットB1がフィールドF5の終端の直前位置からフィールドF5の終端を抜けるまでに要する時間に設定される。 Here, the time Ts2 is set to the time required for the beam spot B1 to reach the position immediately before the end of the field F5. The time Ts3 is set to the time required for the beam spot B1 to leave the end of the field F5 from the position immediately before the end of the field F5.
このように、ステップS25〜S27の処理においてフィールドF5の終端付近でトラッキングサーボ信号を維持する目的およびその効果は、ステップS22〜S23の処理においてフィールドF5の始端付近でトラッキングサーボ信号を維持する目的およびその効果と同様である。すなわち、この処理もまた、フィールドF5の終端において、レーザ光の反射率が大きく変化し、トラッキングエラー信号に大きな乱れが生じ易いことを考慮したものである。これらの処理により、トラック102cを安定的に走査でき、結果、蛍光信号の切出し処理を円滑に進めることができる。
Thus, the purpose and effect of maintaining the tracking servo signal near the end of field F5 in the process of steps S25 to S27 is the purpose of maintaining the tracking servo signal near the beginning of field F5 in the process of steps S22 to S23 and It is the same as the effect. That is, this process also takes into consideration that the reflectance of the laser light is largely changed at the end of the field F5, and the tracking error signal is likely to be largely disturbed. By these processes, the
ステップS27では、フィールドF5の終端に到達する時間Ts3が経過したことを判定しているが、フィールドF5の終端前に所定の信号をさらに記録し、この信号を検出することにより、処理をステップS28へと移行させてもよい。 In step S27, it is determined that the time Ts3 for reaching the end of the field F5 has elapsed, but a predetermined signal is further recorded before the end of the field F5, and the process is performed by detecting this signal. It may be transferred to
図11(a)は、蛍光信号の切出し処理を示すフローチャートである。 FIG. 11 (a) is a flowchart showing a process of cutting out a fluorescence signal.
信号検出部11が信号V3(図5(a)参照)を検出すると(S31:YES)、切出し部13は、蛍光信号の切出しを開始する(S32)。その後、信号検出部11が信号Vs(図5(a)参照)を検出すると(S33:YES)、切出し部13は、蛍光信号の切出しを終了する(S34)。
When the
なお、図11(a)の処理では、信号V3が検出されると直ちに蛍光信号の切出しが開始されたが、図10(b)と同様、信号V3が検出されてから所定時間(たとえば時間Ts1)が経過した後に蛍光信号の切出しが開始されるように切出し部13が構成されてもよい。また、図11(a)の処理では、信号Vsが検出されたことに応じて蛍光信号の切出しが終了されたが、図10(b)と同様、フィールドF5の終端の直前位置のタイミングで蛍光信号の切出しが終了されるように切出し部13が構成されてもよい。
In the process of FIG. 11A, the extraction of the fluorescence signal is started immediately when the signal V3 is detected. However, as in FIG. 10B, a predetermined time (for example, time Ts1) is detected after the signal V3 is detected. The
図11(b)は、切出し信号の無効化処理を示すフローチャートである。 FIG. 11 (b) is a flowchart showing invalidation processing of the cutout signal.
コントローラ40は、1つのトラック部分Taを走査する間に、ヘッダー領域HE1、HE2から再生されたアドレス信号と、フッター領域FT1、FT2から再生されたアドレス信号をそれぞれ取得する(S41、42)。コントローラ40は、こうして取得した2つのアドレス信号が不一致であるか否かを判定する(S43)。2つのアドレス信号が不一致である場合(S43:YES)、コントローラ40は、当該トラック部分Taから切り出された蛍光信号群を無効化し(S44)、当該トラック部分Taをレーザ光で再度走査して蛍光信号を切り出す処理を実行する(S45)。2つのアドレス信号が一致する場合(S43:NO)、コントローラ40は、当該トラック部分Taから切り出された蛍光信号群を無効化することなく、処理を終了する。
The
ステップS41、S42で取得したアドレス信号が一致しない場合、試料収容部101bに重なるグルーブ111を走査する間に、レーザ光のビームスポットB1がグルーブ111から外れて他のグルーブに移動したと考えられる。この場合、その間に切り出した蛍光信号群は、2つのトラック部分に跨がって取得されており、1つのトラック部分から取得された1群の蛍光信号とはならない。
If the address signals acquired in steps S41 and S42 do not match, it is considered that the beam spot B1 of the laser beam deviates from the
そこで、本実施形態では、図11(b)の処理を実行し、試料収容部101bに重なるグルーブ111を走査する間に、レーザ光のビームスポットB1がグルーブ111から外れて他のグルーブに移動した恐れがある場合は、その間に取得された信号群は無効化され、再度、蛍光信号の切出しが行われる。これにより、1つのトラック部分Taから適正に一群の蛍光信号が取得される。
Therefore, in the present embodiment, the process of FIG. 11B is performed to move the beam spot B1 of the laser beam out of the
図12は、蛍光信号の切り出し処理を説明するための図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining the process of cutting out a fluorescence signal.
切出し部13は、レーザ光がフィールドF5を走査する間に、蛍光検出用ピックアップ200から出力される蛍光信号を、一定周期のタイミング信号(サンプリングクロック)に同期してサンプリングし、各タイミングにおけるサンプル値を取得する。図12の上段には、サンプリングのためのタイミング信号が示されており、図12の下段には、同じゾーンで同じエリアに含まれる一群のトラック部分Ta(トラック番号T0〜Tm)から切り出された信号群が模式的に示されている。ここでは、1つのトラック部分Taから、m個の信号群SP1〜SPkが取得される。
The
図12の例では、トラック番号T1のトラック部分Taがレーザ光で走査される間の、信号SP5の走査タイミングにおいて、試料中に、マラリアに感染した赤血球が存在していることが想定されている。この場合、トラック番号T1の信号SP5のサンプリング値は高く、この信号の周囲の信号のサンプル値も高くなっている。図12では、サンプル値が高いほどハッチングの濃度が高くなっている。 In the example of FIG. 12, it is assumed that erythrocytes infected with malaria are present in the sample at the scanning timing of the signal SP5 while the track portion Ta of the track number T1 is scanned by the laser light. . In this case, the sampling value of the signal SP5 of the track number T1 is high, and the sampling values of the signals around this signal are also high. In FIG. 12, the higher the sample value, the higher the hatching density.
図9の画像処理回路20は、重畳部14から入力された信号群とアドレス信号に基づいて、同じゾーンで同じエリアに含まれる一群のトラック部分Taの信号群を、走査順およびトラック番号順に並べて1つの試料収容部101bに対する蛍光画像を生成する。画像処理回路20は、こうして生成した蛍光画像を解析して、蛍光の輝点の数、すなわち、マラリアに感染した赤血球の数を計数し、その計数値に基づき、試料に含まれる赤血球のマラリア感染率を算出する。画像処理回路20は、取得した計数値、感染率を蛍光画像とともに、入出力ユニット30に出力する。これにより、入出力ユニット30に、蛍光画像やマラリアの検出数およびマラリア感染率等が表示される。
The
次に、フィールドF5のグルーブ111に記録された同期調整ピットについて説明する。
Next, the synchronization adjustment pit recorded in the
図12を参照して説明したように、蛍光信号の切出し処理においては、一定周期のタイミング信号に応じて蛍光信号がサンプリングされ、信号群SP1〜SPkが取得される。この場合、試料収容ディスク100は、上記のようにゾーンごとに角速度一定で回転される。しかしながら、試料収容ディスク100の回転駆動の際に、角速度にムラが生じることが起こり得る。このため、図12の処理により蛍光画像を生成した場合に、回転ムラによって、各トラックの1列の信号に走査方向の歪みが生じ、その結果、蛍光画像の精度が低下することが起こり得る。
As described with reference to FIG. 12, in the fluorescence signal extraction process, the fluorescence signals are sampled according to the timing signal having a predetermined cycle, and the signal groups SP1 to SPk are acquired. In this case, the
そこで、本実施形態では、フィールドF5のグルーブ111に、同期調整用のピット113が形成され、このピットを用いて、蛍光画像に生じる歪みが補正される。
Therefore, in the present embodiment, pits 113 for synchronization adjustment are formed in the
図13(a)は、フィールドF5に設定される信号フォーマットを示す図、図13(b)は、同期調整ピットSB1の構成を模式的に示す図である。 FIG. 13 (a) shows a signal format set in the field F5, and FIG. 13 (b) schematically shows a configuration of the synchronization adjustment pit SB1.
図13(a)に示すように、フィールドF5には、一定の角度間隔で均等に、6つの同期調整ピットSB1〜SB6が配置されている。全てのゾーンおよびトラックにおいて、同期調整ピットSB1は、径方向に揃っている。他の同期調整ピットSB2〜SB6も同様に構成されている。 As shown in FIG. 13A, in the field F5, six synchronization adjustment pits SB1 to SB6 are arranged uniformly at constant angular intervals. In all zones and tracks, the synchronization adjustment pits SB1 are radially aligned. The other synchronization adjustment pits SB2 to SB6 are similarly configured.
図13(b)に示すように、同期調整ピットSB1は、複数のピット113により構成されている。図13(b)では、同期調整ピットSB1として、6つのピット113が示されているが、実際は、数10程度のピット列から同期調整ピットSB1が構成される。同期調整ピットSB1は、グルーブ111に記録された他のピット列に存在し得ない特異なピット長およびランド長の組み合わせからなっている。図13(b)に示すように、同期調整ピットSB1の各ピット113の両端は、全てのゾーンおよびトラックにおいて、径方向に揃っている。
As shown in FIG. 13B, the synchronization adjustment pit SB1 is composed of a plurality of
なお、図13(b)には、同期調整ピットSB1の構成が図示されているが、同期調整ピットSB2〜SB6も、同期調整ピットSB1と同様の内容および構成となっている。すなわち、同期調整ピットSB2〜SB6の各ピット113の両端も、全てのゾーンおよびトラックにおいて、径方向に揃っている。
Although the configuration of the synchronization adjustment pit SB1 is illustrated in FIG. 13B, the synchronization adjustment pits SB2 to SB6 also have the same content and configuration as the synchronization adjustment pit SB1. That is, both ends of each
グルーブ111のフィールドF5をレーザ光で走査する間に光検出器210から出力される信号を蛍光画像と同様にサンプリングした信号群を繋ぎ合わせて1つの画像(以下、「信号光画像」という)を取得し、取得した信号光画像から、同期調整ピットSB1を画像処理により検出することができる。
A signal group obtained by sampling the signal output from the
この場合、蛍光検出装置1の構成は、図14のように変更される。すなわち、図14の構成では、図9の信号処理回路10に、切出し部15と重畳部16がさらに追加され、光検出器210から出力される信号をサンプリングした信号群にアドレス信号が重畳されて画像処理回路20に出力される。画像処理回路20は、入力された信号群を繋ぎ合わせて蛍光画像に対応する信号光画像を生成する。そして、画像処理回路20は、生成した信号光画像を処理して、信号光画像上における各トラックの同期調整ピットSB1〜SB6を検出する。
In this case, the configuration of the
なお、このように画像処理により同期調整ピットSB1〜SB6を検出する場合、1つの同期調整ピットの画像は、同期調整ピットの基準画像と整合した位置において相関係数が顕著に高く、同期調整ピットの基準画像から走査方向にずれると、何れのずれ位置においても相関係数が顕著に低くなるよう調整されている。同期調整ピットSB1〜SB6は、画像処理による検出において基準画像との間でこのような相関が満たされるピットパターンで構成される。 When the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 are detected by image processing as described above, the image of one synchronization adjustment pit has a remarkably high correlation coefficient at the position aligned with the reference image of the synchronization adjustment pit, and the synchronization adjustment pit When the reference image deviates in the scanning direction from the reference image, the correlation coefficient is adjusted to be significantly low at any position. The synchronization adjustment pits SB1 to SB6 are formed of pit patterns that satisfy such a correlation with the reference image in detection by image processing.
図15(a)は、信号光画像上における同期調整ピットSB1〜SB6の検出位置を実線により模式的に示す図である。 FIG. 15A is a diagram schematically showing the detection positions of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 on the signal light image by solid lines.
図15(a)に示すように、同期調整ピットSB1〜SB6のトラック間のずれ量は、信号の切出し開始位置から走査方向の下手側に進むにつれて次第に大きくなる。本発明者らの検討によると、同期調整ピットSB1〜SB6の隣接トラック間のずれ量は、切出し開始位置から走査方向の位置が変化するに伴って、線形に増加した。また、本発明者らの検討によると、同期調整ピットSB1〜SB6の隣接トラック間のずれ量は、8〜10トラックごとに最大と最小を繰り返し、そのずれ量は、100画素の範囲内に留まった。 As shown in FIG. 15A, the deviation amount between the tracks of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 becomes gradually larger as it progresses from the signal extraction start position to the lower side in the scanning direction. According to the study of the present inventors, the shift amount between the adjacent tracks of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 linearly increases as the position in the scanning direction from the cutout start position changes. Further, according to the study of the present inventors, the deviation between adjacent tracks of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 repeats maximum and minimum every 8 to 10 tracks, and the deviation remains within the range of 100 pixels. The
なお、図15(a)には、説明の便宜上、単に、同期調整ピットSB1〜SB6の検出位置が、試料収容ディスク100の回転ムラによって変化することが模式的に示されているが、実際には、上記発明者らの検討結果のように、同期調整ピットSB1〜SB6の隣接トラック間のずれ量は、8〜10トラックごとに最大と最小を繰り返している。
Note that FIG. 15A schematically shows that the detection positions of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 simply change due to the rotation unevenness of the
図14の画像処理回路20は、図15(a)に示す信号光画像上の同期調整ピットSB1〜SB6の分布に基づいて、蛍光画像を補正する。具体的には、画像処理回路20は、蛍光画像上における同期調整ピットSB1〜SB6に対応する位置の切出し信号が、それぞれ、ディスク径方向に1列に並ぶように、蛍光画像に補正処理を施す。
The
図15(b)、(c)は、蛍光画像の補正処理を模式的に示す図である。便宜上、図15(b)、(c)には、同期調整ピットSB1〜SB6の検出位置が破線により示されている。 FIG.15 (b), (c) is a figure which shows typically the correction process of a fluorescence image. For convenience, in FIGS. 15B and 15C, the detection positions of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 are indicated by broken lines.
たとえば、画像処理回路20は、トラック番号T0〜Tmの信号群のうち、最も下手側の同期調整ピットSB6に対応する位置が最も下手側にある信号群(以下、「基準信号群」という)を基準に、その他のトラック番号の信号群(以下、「補正信号群」という)に補間処理を施す。すなわち、画像処理回路20は、基準信号群のうち同期調整ピットSB6に対応する位置の信号と、補正信号群のうち同期調整ピットSB6に対応する位置の信号と間のずれ量を求め、このずれ量を解消する数の補間信号の隙間を、当該補正信号群の切出し開始位置から同期調整ピットSB6に対応する位置までの範囲に一定間隔で均等に分配する。このとき、画像処理回路20は、補間信号の隙間を一定間隔で繰り返して分配する処理を、同期調整ピットSB6以降の信号群の範囲にも適用し、補正信号群の全ての範囲にずれ量に基づく補間信号の隙間の分配を行う。
For example, among the signal groups of track numbers T0 to Tm, the
そして、画像処理回路20は、分配した隙間に、その隙間の前後の信号に基づく補間信号(たとえば、前後の信号の平均値)を付加する。以上の処理により、画像処理回路20は、図15(b)に示す補正前の蛍光画像から、図15(c)に示す補間処理後の蛍光画像を取得する。補間処理により各トラックの信号群に新たな信号が介挿されたため、図15(c)に示すように、各トラックの信号群の期間が補正前よりも長くなっている。画像処理回路20は、補間処理後の蛍光画像から、補正前の蛍光画像と同様の切出し期間Tspの範囲の蛍光信号群のみを抽出し、抽出した蛍光信号群による画像を補正後の蛍光画像として取得する。
Then, the
なお、上述の補間処理では、同期調整ピットSB1〜SB6のうち同期調整ピットSB6を用いて基準信号群と補正信号群とのずれ量を求めたが、同期調整ピットSB6以外の同期調整ピットSB1〜SB5の何れかを用いて、基準信号群と補正信号群とのずれ量を求めてもよい。上記のように、本発明者らの検証では、隣接トラック間のずれ量は、切出し開始位置から走査方向の位置が変化するに伴って線形に増加した。よって、同期調整ピットSB1〜SB5の何れかを用いて基準信号群と補正信号群とのずれ量を求めた場合も、当該補正信号群の切出し開始位置から当該同期調整ピットに対応する位置までの範囲に一定間隔で均等に隙間を分配し、当該同期調整ピットに対応する位置から切出し終了位置までの範囲にも同じ間隔で隙間を分配することにより、同期調整ピットSB6を用いてずれ量を検出した場合と同様の間隔で、当該補正信号群全体に、補間のための隙間を挿入できる。同期調整ピットSB1〜SB5の何れかを用いた場合も上記と同様の補間処理を行うことが可能である。 In the above-described interpolation processing, among the synchronization adjustment pits SB1 to SB6, the shift amount between the reference signal group and the correction signal group is obtained using the synchronization adjustment pit SB6, but synchronization adjustment pits SB1 to SB6 other than the synchronization adjustment pit SB6 The shift amount between the reference signal group and the correction signal group may be determined using any one of SB5. As described above, in the present inventors' verification, the amount of deviation between adjacent tracks linearly increases as the position in the scanning direction changes from the cutout start position. Therefore, even when the shift amount between the reference signal group and the correction signal group is obtained using any of the synchronization adjustment pits SB1 to SB5, the distance from the extraction start position of the correction signal group to the position corresponding to the synchronization adjustment pit A gap is evenly distributed in the range at a constant interval, and the gap is distributed at the same interval in the range from the position corresponding to the synchronous adjustment pit to the cutout end position, and the shift amount is detected using the synchronous adjustment pit SB6 A gap for interpolation can be inserted in the entire correction signal group at the same interval as in the case where the correction is performed. The same interpolation processing as described above can be performed when any of the synchronization adjustment pits SB1 to SB5 is used.
なお、このように、同期調整ピットSB1〜SB6の何れか1つのみを用いて補間処理を行う場合は、必ずしも図13(a)に示すように6つの同期調整ピットSB1〜SB6をフィールドF5に配置せずともよく、原理的には、同期調整ピットSB1〜SB6のうち何れか1つをフィールドF5に配置すればよい。しかし、フィールドF5に1つの同期調整ピットのみを配置する場合、同一ゾーン内の何れか1つのトラックから同期調整ピットを検出できないと、当該トラックには、信号群の補正処理を行うことができない。これに対して、図13(a)に示すように、フィールドF5に複数の同期調整ピットを配置しておけば、1つのトラックから少なくとも何れかの同期調整ピットを検出できる確率が高まるため、補正処理を施すことができない信号群が存在する確率を低下させることができる。よって、図13(a)に示すように、フィールドF5に複数の同期調整ピットを配置することにより、試料収容ディスク100の回転ムラに基づく蛍光画像の歪みをより円滑に抑制することができる。
As described above, when performing the interpolation process using only one of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6, the six synchronization adjustment pits SB1 to SB6 are not limited to the field F5 as shown in FIG. It is not necessary to arrange, and in principle, any one of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 may be arranged in the field F5. However, when only one synchronization adjustment pit is arranged in the field F5, if the synchronization adjustment pit can not be detected from any one track in the same zone, the correction process of the signal group can not be performed on the track. On the other hand, as shown in FIG. 13A, if a plurality of synchronization adjustment pits are arranged in the field F5, the probability that at least one synchronization adjustment pit can be detected from one track is increased. It is possible to reduce the probability that a signal group that can not be processed exists. Therefore, as shown in FIG. 13A, by disposing the plurality of synchronization adjustment pits in the field F5, distortion of the fluorescence image based on the rotation unevenness of the
なお、図15(a)〜(c)に示す補正処理では、説明の便宜上、予め、同期調整ピットSB1〜SB6の基準画像と信号光画像とを対照して、図15(a)に示す同期調整ピットSB1〜SB6の分布が取得された。しかしながら、同期調整ピットSB1〜SB6の検出方法はこれに限られるものではなく、1つのトラックから取得された信号波形とこのトラックに隣接するトラックから取得された信号波形との相関に基づいて、同期調整ピットSB1〜SB6が検出されてもよい。 In the correction process shown in FIGS. 15 (a) to 15 (c), for convenience of explanation, the reference image of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 and the signal light image are compared in advance, and the synchronization shown in FIG. Distributions of the adjustment pits SB1 to SB6 were obtained. However, the method of detecting synchronization adjustment pits SB1 to SB6 is not limited to this, and synchronization is performed based on the correlation between the signal waveform acquired from one track and the signal waveform acquired from a track adjacent to this track. The adjustment pits SB1 to SB6 may be detected.
すなわち、1つのトラックから所定期間においてUP/DOWNを繰り返す信号波形が取得された場合、このトラックに隣接するトラックに対し、この信号波形が取得されたタイミングを中心に、走査方向に100画素程度の範囲で、この信号波形と隣接トラックの信号との相関係数を求め、求めた相関係数が顕著に高い位置を、隣接トラックにおける同期調整ピットの位置として特定する。そして、隣接トラックに特定した位置と、当該トラックにおいて上記信号波形を取得した位置との差分を、これら2つのトラックにおける同期調整ピットのずれ量として取得する。 That is, when a signal waveform that repeats UP / DOWN in a predetermined period is acquired from one track, for a track adjacent to this track, about 100 pixels in the scanning direction centering on the timing when this signal waveform is acquired. In the range, the correlation coefficient between the signal waveform and the signal of the adjacent track is determined, and the position where the calculated correlation coefficient is significantly high is specified as the position of the synchronization adjustment pit in the adjacent track. Then, the difference between the position specified as the adjacent track and the position where the signal waveform is obtained in the track is obtained as the shift amount of the synchronization adjustment pit in these two tracks.
なお、同期調整ピットSB1〜SB6の位置は、必ずしも、上記のように信号光画像を画像処理して検出されなくともよく、たとえば、フィールドF5の走査期間において、再生RF信号から同期調整ピットSB1〜SB6に対応する波形(ビット信号)が得られたか否かにより、同期調整ピットSB1〜SB6を検出するようにしてもよい。また、蛍光画像の補正処理は、上記のような補間処理に限らず、他の処理が用いられてよい。たとえば、フィールドF5の周方向の一部のみを切り出し、ずれ量を用いて左右位置のみを補正してもよい。たとえば、周方向1000ピクセルごとに画像を分割し、各分割画像中心(500ピクセル目)での各ずれ量を、同期調整ピットからの距離に基づいて線形補間により求め、この値をもとにトラックごとに画素を左右に調整しても良い。 The positions of the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 may not necessarily be detected by image processing the signal light image as described above. For example, in the scanning period of the field F5, the synchronization adjustment pits SB1 to SB1 are not The synchronization adjustment pits SB1 to SB6 may be detected depending on whether or not the waveform (bit signal) corresponding to SB6 is obtained. Further, the correction process of the fluorescence image is not limited to the interpolation process as described above, and other processes may be used. For example, only part of the circumferential direction of the field F5 may be cut out, and only the left and right positions may be corrected using the amount of deviation. For example, the image is divided every 1000 pixels in the circumferential direction, each shift amount at each divided image center (the 500th pixel) is obtained by linear interpolation based on the distance from the synchronization adjustment pit, and the track is calculated based on this value. The pixels may be adjusted to the left and right each time.
なお、補間処理を用いる場合は、フィールドF5の走査期間において取得された信号群が、走査終了位置付近の信号群を除いて全て削除されずに残されるため、たとえば、マラリアに感染した赤血球をレーザ光が走査するタイミングで切出された蛍光信号が削除されることを抑止できる。よって、マラリア等の対象細胞を、より適正に検出することができる。 When interpolation processing is used, the signal group acquired in the scanning period of the field F5 is not deleted except for the signal group in the vicinity of the scanning end position. It is possible to suppress deletion of the fluorescence signal cut out at the timing of light scanning. Therefore, target cells such as malaria can be detected more properly.
<実施形態の効果>
本実施形態によれば、以下の効果が奏され得る。
<Effect of the embodiment>
According to the present embodiment, the following effects can be achieved.
図1(a)に示すように、ディスク周方向の2つの境界がそれぞれディスク中心から放射状に延びるように、試料収容部101bが配置されている。このため、角速度一定で試料収容ディスク100を回転させると、1つの試料収容部101bに重なる何れのトラック部分Taをレーザ光で走査しても、試料収容部101bの範囲を走査する期間が略一定となる。これにより、上記のように蛍光検出装置1において、予めトラックに記録された信号V3と信号Vs(図5(a)参照)をそれぞれ検出し、これら信号が検出される2つのタイミング間の期間、すなわち、試料収容部101bの範囲を走査する期間において、蛍光信号を所定の間隔でサンプリングして切出すことにより、1つのトラック部分Taに沿った一連の蛍光画像の断片を、試料収容部101bに収容された試料から取得することができる。こうして取得した断片を、図12に示すように繋ぎ合わせることにより、試料収容部101b全体の蛍光画像を取得することができる。
As shown in FIG. 1A, the
図13(a)、(b)に示すように、トラック部分Taには、フィールドF5に同期調整ピットSB1〜SB6が記録されているため、各トラック部分Taから検出された同期調整用の信号に基づいて、1つのトラック部分Taから取得された蛍光信号の断片の同期ずれを補正することができる。よって、蛍光画像の品質を高めることができ、試料に含まれた対象細胞を画像処理により精度良く検出できる。 As shown in FIGS. 13A and 13B, since the synchronization adjustment pits SB1 to SB6 are recorded in the field F5 in the track portion Ta, the synchronization adjustment signal detected from each track portion Ta is used. Based on this, it is possible to correct desynchronization of fragments of the fluorescence signal acquired from one track portion Ta. Therefore, the quality of the fluorescence image can be enhanced, and target cells contained in the sample can be detected with high accuracy by image processing.
図13(b)に示すように、グルーブ111にピット113を形成することにより、同期調整用の信号が記録されている。このようにピット113で信号を記録することにより、グルーブ111をディスク径方向にウォブルさせて信号を記録する場合に比べて、ディスク形成時のカッティングを容易に行うことができる。
As shown in FIG. 13B, by forming the
試料収容ディスク100は、ディスク周方向にエリアA0〜A8に区分され、各エリアは、ディスク周方向の2つの境界がそれぞれディスク中心から放射状に延びている。そして、エリアA0〜A8にそれぞれ試料収容部101bが配置され、各エリアに含まれるトラック部分Taが前記試料収容部を跨いでいる。これにより、試料収容ディスク100を角速度一定で回転させると、各エリアに含まれるトラック部分Taは、全て同じ時間長で走査される。よって、全てのトラック部分Taに対して一律に同じ信号フォーマットを適用することができる。
The
ディスク周方向におけるエリアA0〜A8の角度範囲は、互いに等しく設定されている。このため、全てのエリアA0〜A8から同様の処理により、蛍光信号を切出すことができる。 The angular ranges of the areas A0 to A8 in the disc circumferential direction are set equal to one another. For this reason, a fluorescence signal can be cut out from all the areas A0 to A8 by the same processing.
また、図3(b)に示すように、試料収容ディスク100は、ディスク径方向に複数のゾーンZ0〜Znに区分され、各ゾーンのトラック部分Taには、角速度一定で信号が記録されている。ここで、ゾーンZ0〜Znの角速度は、各ゾーンのディスク径方向の中央位置にあるトラック部分Taの線速度が互いに同じとなるように設定されている。このように複数のゾーンZ0〜Znを設定してゾーン間の角速度を調整することにより、ディスク内周側の線速度とディスク外周側の線速度の差を抑制することができ、何れのゾーンに対しても、蛍光信号の切出しと、トラック部分Taからの信号の読み出しを、安定的に行うことができる。
Further, as shown in FIG. 3B, the
また、図5(a)および図6(e)、(f)に示すように、トラック部分Taには、当該トラック部分Taを含むゾーンを示す信号と、ゾーンにおけるトラック部分のディスク径方向の位置(トラック番号)を示す信号と、トラック部分Taのディスク周方向の位置(エリア)を示す信号が、アドレス信号として記録されている。これにより、各トラック部分Taのディスク上における位置を正確に特定することができる。 Further, as shown in FIGS. 5A, 6E, and 6F, in the track portion Ta, a signal indicating a zone including the track portion Ta, and the position of the track portion in the disk radial direction in the zone A signal indicating (track number) and a signal indicating the position (area) of the track portion Ta in the disk circumferential direction are recorded as address signals. Thus, the position of each track portion Ta on the disk can be accurately identified.
2.実施形態2
図16は、実施形態2に係る各ゾーンのグルーブとランドを直線状に展開して示す図である。
2.
FIG. 16 is a diagram showing grooves and lands of each zone according to the second embodiment, developed linearly.
上記実施形態では、グルーブ111が最外周部から最内周部まで螺旋状に一続きとなっていた。これに対し、実施形態2では、図16に示すように、検出領域102gのトラック102cにおいて、周方向にエリアが切り替わるごとに、グルーブ111とランド112が交互に置き換わっている。実施形態2においても、図3(a)に示すように、試料収容ディスク100には、ディスク周方向に9つのエリアA0〜A8が設定されている。このため、グルーブ111から始まるトラック102cが1周すると、次の1周のトラック102cはランド112から始まることになる。また、同じエリア内では、グルーブ111とランド112がディスク径方向に交互に繰り返されることになる。ここでは、各ゾーンのトラック番号T0のトラック102cは、全て、グルーブ111から始まるように、各ゾーンのトラック数が設定されている。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、グルーブ111のみがレーザ光により走査されたが、実施形態2では、図16に示すように、トラック102cがグルーブ111とランド112の繰り返しにより構成されているため、ディスク周方向にグルーブ111とランド112が交互に走査される。したがって、上記実施形態ではランド112であった領域も、実施形態2ではレーザ光により走査されることになる。このため、レーザ光により走査される領域が、上記実施形態に比べて2倍になり、試料収容部101bに対する走査密度も2倍となる。よって、蛍光信号の切出し密度も上記実施形態に対して2倍となり、実施形態2では、より高精細な蛍光画像が得られる。
In the above embodiment, only the
図17(a)は、実施形態2に係る1エリアのトラック部分Taに設定される各フィールドのフォーマットを示す図である。 FIG. 17A is a view showing the format of each field set in the track portion Ta of one area according to the second embodiment.
図17(a)に示すように、実施形態2においても、グルーブ111からなるトラック部分Taのみに信号が記録され、ランド112からなるトラック部分Taには信号が記録されない。グルーブ111からなるトラック部分Taに記録される信号のフォーマットは、上記実施形態1における図5(a)のフォーマットを同様である。
As shown in FIG. 17A, also in the second embodiment, the signal is recorded only on the track portion Ta formed of the
このようにランド112からなるトラック部分Taに信号を記録しないのは、以下の理由による。すなわち、ランド112からなるトラック部分Taに信号を記録すると、グルーブ111からなるトラック部分TaをビームスポットB1で走査して信号を読み取る際に、これに隣接するランド112からなるトラック部分Taにも同時にビームスポットB1が掛かり、ランド112からなるトラック部分Taによって光が変調される。このため、本来読み取られるべきグルーブ111からなるトラック部分Taからの再生RF信号が乱れてしまい、信号を適正に取得できなくなる。このため、実施形態2では、グルーブ111からなるトラック部分Taのみに、信号が記録されている。
The reason why the signal is not recorded on the track portion Ta formed of the
グルーブ111からなるトラック部分Taをレーザ光で走査する際には、当該トラック部分Taに記録された各種信号をそのまま用いて、図10(b)〜図11(b)の制御が行われる。これに対し、ランド112からなるトラック部分Taをレーザ光で走査する際には、当該トラック部分Taに対してディスク径方向に隣り合うトラック部分Taに記録された信号V3、Vsを用いて図10(b)および図11(a)の制御が行われ、また、当該トラック部分Taに対して上手側および下手側にそれぞれ隣り合うトラック部分Taに記録されたアドレス信号を用いて、図11(b)の制御が行われる。
When the track portion Ta formed of the
すなわち、図14(a)に示すように、実施形態2においても、ディスク径方向に並ぶグルーブ111からなるトラック部分Taにおいて、フィールドF1、F4、F6、F9は、それぞれ、ディスク径方向に揃っている。また、これらフィールドF1、F4、F6、F9には、ディスク径方向に並ぶグルーブ111からなるトラック部分Taにおいて、それぞれ、同じ信号が記録されている。
That is, as shown in FIG. 14A, also in the second embodiment, the fields F1, F4, F6, and F9 are aligned in the disk radial direction in the track portion Ta formed of the
したがって、ランド112からなるトラック部分TaをビームスポットB1で走査する際には、ビームスポットB1のディスク径方向の両側の部分が、隣接する2つのトラック部分Taに掛かって、これらトラック部分TaのフィールドF1、F4、F6、F9に記録された信号により変調されるが、ビームスポットB1の両側の部分は、これらの信号により同様の変調を受けることになる。このため、ランド112からなるトラック部分Taをレーザ光で走査する場合であっても、当該トラック部分Taに対してディスク径方向に隣接するトラック部分TaのフィールドF1、F4、F6、F9に記録された信号を適正に読み取ることができる。
Therefore, when the track portion Ta consisting of the
よって、実施形態2では、ランド112からなるトラック部分Taをレーザ光で走査する場合においても、ディスク径方向に隣接するトラック部分Taから適正に、信号V3、Vsが取得される。したがって、ランド112からなるトラック部分Taをレーザ光で走査する場合においても、図10(b)および図11(a)の制御を、グルーブ111からなるトラック部分Taをレーザ光で走査する場合と同様に行い得る。
Therefore, in the second embodiment, even when the track portion Ta formed of the
なお、図14(a)のフィールドF3、F8に記録された信号、すなわちアドレス信号は、ディスク径方向に隣り合うトラック部分Taで異なる。このため、ランド112からなるトラック部分Taをレーザ光で走査する場合には、当該トラック部分Taに対してディスク径方向に隣り合うトラック部分TaのフィールドF3、F8からアドレス信号を適正に取得することができない。
The signals recorded in the fields F3 and F8 of FIG. 14A, that is, the address signals are different in the track portions Ta adjacent in the radial direction of the disc. Therefore, when the track portion Ta consisting of the
このため、実施形態2では、ランド112からなるトラック部分Taについては、当該トラック部分Taに対して上手側に隣り合うトラック部分Taのフッター領域FT1、FT2から取得されたアドレス信号と、当該トラック部分Taに対して下手側に隣り合うトラック部分Taのヘッダー領域HE1、HE2から取得されたアドレス信号に基づいて、図11(b)の処理が行われる。
For this reason, in the second embodiment, with respect to the track portion Ta consisting of the
すなわち、ステップS41では、ランド112からなるトラック部分Taの下手側にあるトラック部分Taのヘッダー領域HE1、HE2からアドレス信号が取得され、ステップS42では、ランド112からなるトラック部分Taの上手側にあるトラック部分Taのフッター領域FT1、FT2からアドレス信号が取得される。そして、ステップS43では、両アドレス信号の関係が適正であるか否かが判定される。つまり、両アドレス信号のゾーン番号とトラック番号が一致し、且つ、エリア番号に連続性がある場合に、両アドレス信号の関係が適正であると判定される。両アドレス信号の関係が不適正である場合に(S43:YES)、ステップS44以降の処理が行われる。
That is, in step S41, an address signal is obtained from the header areas HE1 and HE2 of the track portion Ta located on the lower side of the track portion Ta composed of the
また、実施形態2においても、実施形態1と同様、グルーブ111のフィールド5に記録された同期調整ピットSB1〜SB6の各ピット113の両端は、全てのゾーンおよびトラックにおいて、径方向に揃っている。このため、実施形態2の信号フォーマットにおいてビームスポットB1がランド112部分のフィールドF5を走査する場合も、当該ランド112のディスク径方向に隣り合うグルーブ111に形成された同期調整ピットSB2〜SB6の各ピット113にビームスポットB1の両端が同時に掛かり、各ピット113が適正に検出され得る。よって、ランド112のフィールドF5がビームスポットB1で走査される場合も、同期調整ピットSB1〜SB6が、適正に検出され得る。よって、ランド112のフィールドF5をビームスポットB1が走査する場合も、図15(a)〜(c)を参照して説明した処理を同様に実行することができ、試料収容ディスク100の回転ムラによる蛍光画像の歪みを同様に補正できる。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, both ends of each
なお、実施形態2では、ビームスポットB1の走査位置が、グルーブ111とランド112との境界を通過するごとに、グルーブ111によって変調されるビームスポットB1の領域が、ビームスポットB1の中央位置とディスク径方向の両側位置との間で切り替わる。このため、ビームスポットB1の走査位置が、グルーブ111とランド112との境界を通過するごとに、トラッキングエラー信号TEの極性を反転させる必要がある。
In the second embodiment, each time the scanning position of the beam spot B1 passes the boundary between the
図17(b)は、実施形態2に係るトラッキングエラー信号の極性を反転させるための構成を示す図である。図17(c)は、実施形態2に係るビームの走査とトラッキングエラー信号の極性反転タイミングを模式的に示す図である。なお、極性反転部51は、図9に示すサーボ回路50内に設けられている。信号検出部11は、図9に示す信号処理回路10に設けられたものである。
FIG. 17B is a diagram showing a configuration for inverting the polarity of the tracking error signal according to the second embodiment. FIG. 17C is a view schematically showing the beam scanning and the polarity inversion timing of the tracking error signal according to the second embodiment. The
信号検出部11よってトラック部分Taの末尾に記録された信号Enが検出されると、極性反転部51は、トラッキングエラー信号TEの極性を反転させてトラッキングサーボのための回路部に供給する。これにより、図17(c)に示すように、ビームスポットB1が、グルーブ111からなるトラック部分Taとランド112からなるトラック部分Taとの境界を通過するタイミングで、トラッキングエラー信号TEの極性が反転される。このようにトラッキングエラー信号の極性が反転されることにより、走査位置がグルーブ111からランド112へと移行しても、ビームスポットB1を、ずれなくトラック102c上に位置づけることができる。よって、蛍光信号の切出しを安定的に行うことができる。
When the signal En recorded at the end of the track portion Ta is detected by the
以上のように、実施形態2においても、上記実施形態1と同様の効果が奏され得る。加えて、実施形態2では、上述のように、上記実施形態1ではランド112であった領域もレーザ光により走査されるため、レーザ光により走査される領域が、上記実施形態1に比べて2倍になり、試料収容部101bに対する走査密度も2倍となる。よって、蛍光信号の切出し密度も上記実施形態1に対して2倍となり、より高精細な蛍光画像が得られる。
As described above, also in the second embodiment, the same effect as the first embodiment can be exhibited. In addition, in the second embodiment, as described above, since the region which was the
<変更例>
上記実施形態1、2では、試料収容ディスク100の領域がディスク周方向に9つに区分されたが、試料収容ディスク100の領域がディスク周方向において区分される数はこれに限られるものではない。ただし、上記実施形態2のように、ディスク周方向のみならずディスク径方向においてもグルーブ111とランド112を交互に配置する場合は、試料収容ディスク100に奇数のエリアを割り当てる必要がある。この場合、試料収容ディスク100に割り当てるエリアの数を3以上の奇数とすることにより、複数種類の試料に対し蛍光画像を取得することができる。
<Modification example>
In the first and second embodiments, the area of the
試料収容部101bの形状や試料収容部101bの内部構造も、図1(a)、(b)に示した形態以外に適宜変更可能である。さらに、1つのトラック部分Taに設定する信号フォーマットも、図5(a)のフォーマットから適宜所定のフィールドを削除または変更し、あるいは、新たなフィールドを追加することも可能である。たとえば、フィールドF5の両端は、必ずしも、上記実施形態1、2のように、試料収容部101bのディスク周方向に並ぶ2つの境界に一致しなくてもよく、これら2つの境界間の範囲よりもやや広目に設定されてもよい。また、各フィールドに記録される信号の内容も、図6(a)〜(f)に示したものから適宜変更可能である。
The shape of the
また、平面視における試料収容領域101bの形状は、必ずしも台形でなくてもよく、たとえば、内周位置から外周方向に延びた後、周方向に折れ曲がり、その後、内周方向に延びる、平面視においてU字状の形状であってもよい。この場合、図5(a)に示すフィールドF5の範囲には、試料収容領域101bに重ならない部分が含まれ得る。このような試料収容領域101bに重ならないフィールドF5の部分に、上記同期調整ピットが配置されてもよい。
The shape of the
さらに、各フィールドの信号は、必ずしもグルーブ111に記録されなくともよく、グルーブ111に代えてランド112に、各フィールドの信号が記録されてもよい。また、溝形状のウォブルやDVD−RAM等に見られるCAPA信号をさらに付与してもよい。この他、蛍光検出用ピックアップ200の構成も図7の構成から適宜、変更可能である。
Furthermore, the signal of each field may not necessarily be recorded in the
なお、同期調整ピットが形成されていない場合は、フィールドF5の上手側または下手側のフィールド(たとえば、フィールドF4、F6)に形成されたピット列を用いて、上記と同様の手法により、蛍光信号を切出した信号群の同期を補正することも可能である。すなわち、これらフィールドに記録されたピット列の検出タイミングから、各トラックの信号群の同期ずれを求め、求めた同期ずれに応じて、各トラックの信号群の同期が合うように補正がなされる。 When the synchronization adjustment pit is not formed, a fluorescence signal is generated by the same method as described above using a pit row formed in the upper or lower field (for example, fields F4 and F6) of field F5. It is also possible to correct the synchronization of the signal group that has been extracted. That is, from the detection timing of the pit string recorded in these fields, the synchronization deviation of the signal group of each track is determined, and the correction is performed so that the signal group of each track becomes synchronized according to the acquired synchronization deviation.
本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 Various modifications can be made as appropriate to the embodiments of the present invention within the scope of the technical idea shown in the claims.
1 … 蛍光検出装置
11 … 信号検出部
13 … 切出し部
20 … 画像処理回路(画像処理部)
100 … 試料収容ディスク
101b … 試料収容部
102 … 第2基板(基板)
102c … トラック
111 … グルーブ
113 … ピット
200 … 蛍光検出用ピックアップ(走査部)
211 … 蛍光検出器
220 … スピンドルモータ(走査部)
240 … スレッドモータ(走査部)
Ta … トラック部分
A0〜A8 … エリア
Z0〜Zn … ゾーン
SB1〜SB6 … 同期調整ピット
1 ...
100 ... sample containing
102c ... Track 111 ... Groove 113 ... Pit 200 ... Pickup for fluorescence detection (scanning section)
211 ...
240 ... thread motor (scanner)
Ta ... Track part A0 to A8 ... Area Z0 to Zn ... Zones SB1 to SB6 ... Synchronization adjustment pit
Claims (11)
基板と、
ディスク中心の周りを旋回するように前記基板の上面に形成されたトラックと、
前記トラックの上側に配置され試料を収容する試料収容部と、を備え、
前記試料収容部を跨ぐトラック部分には、ディスク走査方向における前記試料収容部の開始位置から終了位置までの範囲に重なる領域の少なくとも1カ所に、同期調整用の信号がピット列により記録され、ディスク径方向に並ぶ前記トラック部分において、前記ピット列の各ピットがディスク径方向に揃っている、
ことを特徴とする試料収容ディスク。 A sample receiving disc for receiving a sample, wherein
A substrate,
A track formed on the top surface of the substrate so as to pivot about a disc center;
And a sample storage unit disposed above the track for storing a sample.
In a track portion straddling the sample storage unit, a signal for synchronization adjustment is recorded by a pit row in at least one place in an area overlapping the range from the start position to the end position of the sample storage unit in the disc scanning direction. In the track portions aligned in the radial direction, the pits of the pit row are aligned in the disk radial direction.
A sample storage disc characterized by;
前記試料収容部は、ディスク周方向の2つの境界がそれぞれディスク中心から放射状に延びている、試料収容ディスク。 In the sample storage disc according to claim 1,
The sample storage portion is a sample storage disc in which two boundaries in the disk circumferential direction respectively extend radially from the center of the disk.
前記トラック部分の前記走査方向における前記試料収容部の上手側に前記試料収容部の開始を示す信号がディスク径方向に揃うように記録され、前記トラック部分の前記走査方向における前記試料収容部の下手側に前記試料収容部の終了を示す信号がディスク径方向に揃うように記録されている、試料収容ディスク。 In the sample holding disc according to claim 1 or 2,
A signal indicating the start of the sample storage portion is recorded on the upper side of the sample storage portion in the scanning direction of the track portion so as to be aligned in the disc radial direction, and the lower portion of the sample storage portion in the scanning direction of the track portion The sample storage disc, wherein a signal indicating the end of the sample storage portion is recorded on the side so as to be aligned in the disc radial direction.
前記トラックが形成された前記試料収容ディスクの領域は、ディスク周方向に複数のエリアに区分され、前記各エリアは、ディスク周方向に並ぶ2つの境界がそれぞれディスク中心から放射状に延びており、
前記複数のエリアにそれぞれ前記試料収容部が配置され、前記各エリアに含まれる前記トラックの部分が、前記試料収容部を跨ぐ前記トラック部分を構成する、試料収容ディスク。 The sample storage disc according to any one of claims 1 to 3.
The area of the sample-containing disc on which the track is formed is divided into a plurality of areas in the disc circumferential direction, and in each area, two boundaries aligned in the disc circumferential direction extend radially from the disc center, respectively.
The sample accommodating disk is disposed in each of the plurality of areas, and the portion of the track included in each of the areas constitutes the track portion straddling the sample accommodating portion.
前記複数のエリアは、ディスク周方向における角度範囲が互いに等しく設定されている、試料収容ディスク。 In the sample storage disc according to claim 4,
The sample storage disc, wherein the plurality of areas have angular ranges in the circumferential direction of the disc set equal to one another.
ディスク径方向に並ぶ前記トラック部分の両端に、前記トラック部分の開始位置と終了位置を示す信号が、ディスク径方向に並ぶように記録されている、試料収容ディスク。 The sample storage disc according to any one of claims 1 to 5, wherein
A sample storage disc, wherein signals indicating the start position and the end position of the track portion are recorded at both ends of the track portion aligned in the disk radial direction so as to be aligned in the disk radial direction.
前記トラックは、ディスク径方向に複数のゾーンに区分され、
各ゾーンの前記トラック部分には、角速度一定で信号が記録されている、試料収容ディスク。 The sample storage disc according to any one of claims 1 to 6,
The track is divided into a plurality of zones in the radial direction of the disc;
A sample storage disc in which a signal is recorded at a constant angular velocity on the track portion of each zone.
前記各ゾーンの角速度は、各ゾーンのディスク径方向の中央位置にある前記トラックの線速度が互いに同じとなるように設定されている、試料収容ディスク。 In the sample holding disc according to claim 7,
The angular velocity of each zone is set so that the linear velocity of the track located at the center position in the disk radial direction of each zone is equal to each other.
前記トラック部分には、当該トラック部分を含む前記ゾーンを示す信号と、前記ゾーンにおける前記トラック部分のディスク径方向の位置を示す信号と、前記トラック部分のディスク周方向の位置を示す信号が、当該トラック部分の位置を示すアドレス信号として記録されている、試料収容ディスク。 The sample storage disc according to claim 7 or 8
In the track portion, a signal indicating the zone including the track portion, a signal indicating the position in the disk radial direction of the track portion in the zone, and a signal indicating the position in the disk circumferential direction of the track portion A sample storage disc recorded as an address signal indicating the position of a track portion.
前記試料収容ディスクは、
基板と、
ディスク中心の周りを旋回するように前記基板の上面に形成されたトラックと、
前記トラックの上側に配置され試料を収容する試料収容部と、を備え、
前記試料収容部を跨ぐトラック部分には、ディスク走査方向における前記試料収容部の開始位置から終了位置までの範囲に重なる領域の少なくとも1カ所に、同期調整用の信号がピット列により記録され、ディスク径方向に並ぶ前記トラック部分において、前記ピット列の各ピットがディスク径方向に揃っており、
前記光で前記トラックを走査する走査部と、
前記試料収容ディスクから反射された前記光を受光する光検出部と、
前記光検出部からの信号に基づいて前記トラック部分に記録された信号を検出する信号検出部と、
前記光で前記トラックを走査することにより前記試料収容部に収容された前記試料から生じた前記蛍光を受光して受光量に応じた検出信号を出力する蛍光検出部と、
前記蛍光検出部から出力された前記検出信号を所定の間隔でサンプリングして切出す切出し部と、
前記信号検出部により検出された前記同期調整用の信号に基づいて、前記切出し部によって切出された信号群の同期ずれを補正する画像処理部と、を備える、蛍光検出装置。 A fluorescence detection apparatus that irradiates light to a sample holding disk that holds a sample and detects fluorescence generated by the irradiation of the light,
The sample storage disc is
A substrate,
A track formed on the top surface of the substrate so as to pivot about a disc center;
And a sample storage unit disposed above the track for storing a sample.
In a track portion straddling the sample storage unit, a signal for synchronization adjustment is recorded by a pit row in at least one place in an area overlapping the range from the start position to the end position of the sample storage unit in the disc scanning direction. In the track portions aligned in the radial direction, the pits of the pit row are aligned in the disk radial direction,
A scanning unit that scans the track with the light;
A light detection unit that receives the light reflected from the sample storage disc;
A signal detection unit that detects a signal recorded in the track portion based on a signal from the light detection unit;
A fluorescence detection unit that receives the fluorescence generated from the sample stored in the sample storage unit by scanning the track with the light and outputs a detection signal according to the amount of received light;
A cutout unit that samples and cuts out the detection signal output from the fluorescence detection unit at a predetermined interval;
A fluorescence detection apparatus comprising: an image processing unit that corrects out-of-synchronization of the signal group extracted by the cutout unit based on the synchronization adjustment signal detected by the signal detection unit.
前記試料収容ディスクは、前記トラック部分の前記走査方向における前記試料収容部の上手側に前記試料収容部の開始を示す信号がディスク径方向に揃うように記録され、前記トラック部分の前記走査方向における前記試料収容部の下手側に前記試料収容部の終了を示す信号がディスク径方向に揃うように記録され、
前記切出し部は、前記信号取得部によって取得された前記開始を示す信号および前記終了を示す信号に基づいて、前記検出信号のサンプリングを開始および終了する、蛍光検出装置。 In the fluorescence detection device according to claim 10,
The sample storage disc is recorded on the upper side of the sample storage portion in the scanning direction of the track portion such that a signal indicating the start of the sample storage portion is aligned in the disc radial direction, and the track portion in the scanning direction A signal indicating the end of the sample storage unit is recorded on the lower side of the sample storage unit so as to be aligned in the disk radial direction.
The said detection part starts and complete | finishes the sampling of the said detection signal based on the signal which shows the said start acquired by the said signal acquisition part, and the signal which shows the said end.
Priority Applications (2)
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