JP2023078391A - マイクロビーズ - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロビーズの利用率を向上させる。【解決手段】周縁に刻印コードを有するマイクロビーズ１０であって、前記マイクロビーズは、中央領域１２と、中央領域を囲む周縁領域１１（角部領域１３、１３ａ、１３ｂ、辺部領域１４）とを備え、前記周縁領域の外周縁輪郭は、コードの刻印前及びコードの刻印後にいずれも非円形であり、前記周縁領域には、コード化ビット１４１が複数設けられ、前記マイクロビーズのコードは、前記コードの各ビットと、前記コード化ビットの各ビットとが１対１で対応するように、前記コード化ビットに刻印される。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、生体検出の分野に関し、特に、生体検出の分野に用いられるマイクロビーズに関する。

免疫学的な測定および分子診断の測定において、多重測定は重要な手段であり、多重測定とは単一の測定において複数の分析物を同時に測定し、複数種の捕獲剤を用い、各捕獲剤毎に異なる標的マクロ分子に特異的である。チップベースのアレイ多重測定において、各種類の捕獲剤はチップ上の所定の位置に装着される。検出分子の信号を１種類の捕獲剤に対応する位置ごとに測定することにより、複雑な試料中の多重ターゲットの量を測定する。浮遊アレイ多重測定においては、微粒子またはマイクロビーズが測定溶液に浮遊する。これらの微粒子またはマイクロビーズは、微粒子／マイクロビーズの１つまたは複数の素子によって埋め込まれ、印刷または他の態様で生成可能な識別素子（例えば、「コード」）を含む。各タイプの捕獲剤は同じコードを有する微粒子／マイクロビーズに固定され、特定のコードを有する微粒子／マイクロビーズの表面に分子から放出された信号を検出して、対応する標的の量を反映する。

従来、一般的なマイクロビーズのコード化では、マイクロビーズの内部に不透明物質または蛍光物質を標識し、不透明物質または蛍光物質の分布によりマイクロビーズのコードを得るが、図１Ａおよび図１Ｂに示すように、黒領域は不透明物質または蛍光物質である。このようなマイクロビーズのコード化の方式は、１）マイクロビーズ作製コストが高く、工程や材料を余分に増やしてコードを付ける必要があり、２）後続の識別工程が多く、このようなマイクロビーズがコードを識別する時に、別途でマイクロビーズの白色光図や特定の蛍光図を取得する必要があり、３）コードがマイクロビーズの内部にあり、コード化枚数および生体反応領域の面積が制限されるとの問題がある。

さらに、本技術分野は、図２に示すように、円形マイクロビーズの周囲に、異なる深さ、異なる形状、異なる間隔のコードを刻むことで、コードのグループ数が極めて多くなるという他のマイクロビーズのコード化の方式である。このようなマイクロビーズのコードも、１）マイクロビーズとして円形を採用し、単位面積あたりに刻印可能なコードが少ない、２）マイクロビーズの位置決めが難しく、当該方式は、画像処理層面では、位置決めが難しく、位置決め精度が低いという問題があり、３）コードとコードとの間に間隔をあけて、スペースを無駄にして、コードの長さを減らし、４）コードの方向は、フラグ位置のみで得られ、フラグ位置が隠れ、破れ、または識別が間違っていると、コードの方向の識別ができなくなり、エラーが発生するという問題点がある。

これを鑑みて、従来技術の問題点の少なくとも１つを解決できるマイクロビーズを提供する必要がある。

本発明は、周縁に刻印コードを有するマイクロビーズを提供し、
前記マイクロビーズは、中央領域と、中央領域を囲む周縁領域とを備え、
前記周縁領域の外周縁輪郭は、コードの刻印前及びコードの刻印後にいずれも非円形であり、
前記周縁領域には、コード化ビットが複数設けられ、
前記マイクロビーズのコードは、前記コード化ビットに刻印され、前記コードの各ビットは、前記コード化ビットの各ビットに１対１で対応する。

ある実施形態において、前記マイクロビーズは、第１次元に第１長さを有し、前記第１次元と垂直な第２次元に第２長さを有し、
前記第１長さが前記第２長さよりも長く、
前記周縁領域は、少なくとも前記第１次元と前記第２次元からなる平面内において、前記中央領域を囲んでいる。

ある実施形態において、少なくとも前記第１次元と前記第２次元からなる平面に設けられる。

ある実施形態において、
前記周縁領域は、角部領域および辺部領域を備え、
前記角部領域と前記辺部領域とは、前記中央領域を囲む方向に連なっている。

ある実施形態において、前記角部領域に設けられる位置決め装置および／またはマーク位が、コンピュータ識別装置により前記マイクロビーズの正反面、コード化開始位置、及びコード化方向を識別するために使用される。

ある実施形態において、前記角部領域のうちの角部領域の一部は、全体的に前記位置決め装置として異なる形状に加工される。

ある実施形態において、前記角部領域のうちの一部の角部領域には、位置決め装置として前記マイクロビーズを貫通する前記マイクロビーズの貫通孔を設けられるか、あるいは、位置決め装置として位置決め突起を設けられる。

ある実施形態において、前記マーク位が、一方の角部領域を切除して生成される斜線段または円弧段である。

ある実施形態において、前記円弧段が位置する円の中心は前記マイクロビーズに位置する。

ある実施形態において、前記コード化ビットが、前記辺部領域に設けられるか、または、前記辺部領域と前記角部領域に設けられる。

ある実施形態において、前記周縁領域は、直辺領域および弧辺領域を備え、
前記直辺領域と前記弧辺領域とは、前記中央領域を囲む方向に連なっている。

ある実施形態において、前記コード化ビットが、前記直辺領域および前記弧辺領域に設けられる。

ある実施形態において、前記周縁領域は、角部領域および弧辺領域を備え、
前記角部領域と前記弧辺領域とは、前記中央領域を囲む方向に連なっている。

ある実施形態において、前記コード化ビットが、前記辺部領域に設けられるか、または、前記辺部領域と前記角部領域に設けられる。

ある実施形態において、前記コードは、１つまたは複数のパターンの組み合わせであるコード化パターンを前記コード化ビットに刻印することにより表現される。

ある実施形態において、前記コード化パターンは、三角形のコード化パターン、矩形のコード化パターン、台形のコード化パターン、またはこれらの任意の組み合わせである。

ある実施形態において、少なくとも１つのコード化ビットのコード化パターンが前記マイクロビーズの正反面とコード化方向を示す。

ある実施形態において、前記少なくとも１つのコード化ビットのコード化パターンは、所定の頂点を有し、前記所定の頂点は、前記マイクロビーズのコード化方向である所定の方向に偏向し、又はずれている。

ある実施形態において、前記コード化パターンの少なくとも１つは方向性を有し、前記コード化パターンの方向性はコードの構成要素の１つとなる。

ある実施形態において、前記方向性を有するコード化パターンは、所定の頂点を有し、前記所定の頂点は、少なくとも２つの異なる所定の方向のいずれかの所定の方向に偏向し、又はずれている、前記所定の頂点が偏向し又はずれている異なる所定の方向は、異なるコードを表す。

本発明の実施例によるマイクロビーズは、マイクロビーズの形状が円形からずれているため、円形のマイクロビーズに比べ、非円形のマイクロビーズの全面積と、マイクロビーズがコード化されない前の周長との比が小さいため、同じ消耗品の面積により多くコード化ビットを設けることができ、あるいは、同じくらいのコード化ビットを設けることができる場合には消耗品の面積を削減でき、マイクロビーズの利用率が向上させる。

本発明の実施例に係る発明をより明確に説明するために、以下に、本発明の実施例において必要な図面を簡単に紹介するうえで、以下の説明における図面はある実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労働を伴わずに、これらの図面からも他の図面が得られることは明らかである。

従来技術におけるコードがマイクロビーズの内部に位置する模式図である。 従来技術におけるコードがマイクロビーズの外部に位置する概略図である。 それぞれ、本発明の第１実施形態に係るマイクロビーズのコード化前およびコード化後の模式図である。 それぞれ、本発明の第２実施形態に係るマイクロビーズのコード化前およびコード化後の模式図である。 それぞれ、本発明の第３実施形態に係るマイクロビーズのコード化の前および後の模式図である。 本発明の第４実施形態に係るマイクロビーズのコード化後の模式図である。 それぞれ、本発明の第５実施形態に係るマイクロビーズのコード化前とコード化後の模式図である。 それぞれ、本発明の第６実施形態に係るマイクロビーズのコード化前とコード化後の模式図である。 それぞれ、本発明の第７実施形態に係るマイクロビーズのコード化前とコード化後の模式図である。 それぞれ、本発明の第８実施形態に係るマイクロビーズのコード化前とコード化後の模式図である。 本発明の第９実施形態に係るマイクロビーズのコード化後の模式図である。 本発明の一実施形態におけるビーズコードを識別するコンピュータ識別装置の模式ブロック図である。 以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態をさらに説明する。

本発明の実施形態における技術的解決手段は、本発明の実施形態における図面を参照して以下に明確かつ完全に説明される。なお、記載された各実施形態は、本発明の実施形態の一部に過ぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。創造的な努力なしに本発明の実施形態に基づいて当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本発明の範囲内である。

なお、ある要素がもう１つの要素に「固定された」、「取り付された」と称される場合、それは直接に前記もう１つの要素に存在してもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に固定されてもよい。ある要素がもう１つの要素に「設けられる」と考えられる場合、それは前記もう１つの要素に直接に設けられてもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に設けられてもよい。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、１つ又は複数の関連する項目すべての及び任意の組み合わせを含む。

本発明の第１実施形態に係るマイクロビーズ１０のコード化前とコード化後の模式図である図３Ａ及び図３Ｂを参照する。マイクロビーズ１０は、非円形マイクロビーズであり、非円形は、矩形（正方形、長方形を含む）、台形、楕円形、その他の規則形又は不規則形等である。具体的には、本実施形態では、マイクロビーズ１０は矩形のビーズであり、そのコードはマイクロビーズ１０の外側に刻まれる。さらに、マイクロビーズ１０は、角部領域１３及び角部領域１３以外の辺部領域１４を含む周縁領域１１と、周縁領域１１により囲まれた中央領域１２とを有する。角部領域１３は、矩形の四隅が存在する領域であり、１つの角部領域１３ａには１つのマーク位Ａが設けられ、残りの３つの角部領域１３ｂは位置決め用の位置決め装置とする。マーク位Ａには、位置決めとして用いる３つの角部領域１３ｂを加えて、コンピュータ識別装置９００（図１２を参照）にマイクロビーズ１０を正確に位置決めすることができる。辺部領域１４は、角部領域１３に隣接する矩形の長辺と短辺とが位置する領域である。各辺部領域１４には、コード化パターンを刻印するためのコード化ビット１４１が少なくとも１つ設けられる。本実施形態では、マーク位Ａは、その１つの角部領域１３ａを切り欠いて生成された斜線段であり、１つの角部領域１３を切り欠いた後の長辺と短辺の長さによって異なるが、図３Ａに示す例では、長さ３０μｍ、幅２５μｍ、消耗品面積７５０μｍ^２の矩形のマイクロビーズ１０において、１０＊１０μｍの角部領域１３ａを切り欠いてマーク位Ａを形成し、隣り合うコード化ビット１４１の三角形のコード化パターンの夾角Ｅが略７２°である。マーク位Ａから、マーク位Ａに時計回りに隣接する１本目の短辺には、２つ隣接するコード化ビット１４１が設けられ、１本目の短辺に時計回りに隣接する１本目の長辺には、４つ隣接するコード化ビット１４１が設けられ、１本目の長辺に時計回りに隣接する２本目の短辺に３つ隣接するコード化ビット１４１が設けられ、２本目の短辺に時計回りに隣接する２本目の長辺には、３つ隣接するコード化ビット１４１が設けられるので、マイクロビーズ１０には、長さ１２ビットのコードが設置でき、同一辺上の複数のコード化ビットが密に隣接する。図３Ｂに示す例では、マーク位Ａから、コード化ビット１４１ごとに、頂点がマイクロビーズ１０の内部に向く三角形であるコード化パターンが刻印されており、むろん、他の実施形態では、前記コード化パターンは、頂点がマイクロビーズ１０の外部に向く三角形であってもよい。異なるコード化ビット１４１に三角形のコード化パターンを刻印して異なるコードの組み合わせを形成することで、２^１２＝４０９６種類の異なるコードが形成されることがわかる。

それぞれ本発明の第２実施形態に係るマイクロビーズ２０のコード化前とコード化後の模式図である図４Ａと図４Ｂとを参照する。本実施形態におけるマイクロビーズ２０は、基本的には第１実施形態のマイクロビーズ１０と同様であるが、マイクロビーズ２０は、マイクロビーズ１０よりも全体的に細長く、具体的には、本実施形態では、矩形のマイクロビーズ２０の長辺が３５μｍ、短辺が２０μｍ、消耗材の面積が７００μｍ^２であり、そのうちの１０＊１０μｍの角部領域２３ａを切り欠いてマーク位Ａを形成し、マーク位Ａから、マーク位Ａに時計回りに隣接する１本目の短辺、１本目の短辺に隣接する１本目の長辺、１本目の長辺に隣接する２本目の短辺及び２本目の短辺に隣接する２本目の短辺という順にそれぞれに、１個、５個、２個及び４個のコード化ビット２４１を設けるので、マイクロビーズ２０は、マイクロビーズ１０に対して、アスペクト比（長辺と短辺との比）をさらに高めるため、消耗材の面積が減少する場合には、長さ１２ビットのコードを設けることができる。図４Ｂは、マイクロビーズ２０のコードのいずれかを示しており、異なるコード化ビット２４１に三角形コード化パターンを刻印して異なるコードの組み合わせを形成することにより、２^１２＝４０９６種類の異なるコードが形成できることが分かる。

それぞれ本発明の第３実施形態におけるマイクロビーズ３０のコード化前とコード化後の模式図である図５Ａと図５Ｂとを参照する。本実施形態におけるマイクロビーズ３０は、第１実施形態のマイクロビーズ１０とほぼ同じであるが、マーク位Ａは一方の角部領域３３ａを切り欠いて生成された円弧段であり、この円弧段が位置する円の中心はマイクロビーズ３０上に位置し、この円弧段の半径は１０μｍであり、この円弧段と、隣り合うコード化ビット３４１での三角形のコード化パターンとの間に大きさが略１１７°の夾角が形成されるため、マイクロビーズ１０におけるマーク位Ａと、隣り合うコード化ビット１３１上の三角形のコード化パターンとの間の７２°の夾角に比べて、マイクロビーズ３０のマーク位Ａがコンピュータ識別装置９００によって識別されやすい点で異なる。また、マイクロビーズ３０のマーク位Ａの円弧形状も、コンピュータ識別装置９００によって識別されやすい。そのため、マイクロビーズ３０のマーク位Ａは、コンピュータ識別装置９００によって他の位置決め用の角部領域３３ｂと区別されやすく、コンピュータ識別装置９００によって識別されやすい。図５Ｂは、マイクロビーズ３０のコードのいずれかを示しており、異なるコード化ビット３４１に三角形のコード化パターンを刻印して異なるコードの組み合わせを形成することにより、異なるコードが形成されることが分かる。

それぞれ本発明の第４実施形態に係るマイクロビーズ４０のコード化後の模式図である図６Ａ及び図６Ｂを参照する。本実施形態におけるマイクロビーズ４０ａ、４０ｂは、それぞれ、第１実施形態のマイクロビーズ１０、第３実施形態のマイクロビーズ３０とほぼ同じであるが、第４実施形態では、マーク位Ａのサイズをさらに小さくして、マーク位Ａのサイズの減少により、コード化ビット４４１の数を増やすことで、コードの長さを増やした点が異なる。ここで、マイクロビーズ４０ａのマーク位Ａは、５＊５μｍが切り欠かれた角部領域４３ａによって形成されており、マイクロビーズ４０ｂのマーク位Ａが位置する円の半径は５μｍである。図６Ａと図６Ｂは、いずれもマイクロビーズ４０ａ、４０ｂのコードの１つを示しているに過ぎず、異なるコード化ビット４４１に三角形のコード化パターンを刻印することで、図６Ａや図６Ｂに示されたコードとは異なる他のコードを形成できることが理解できる。

他の実施形態では、上記三角形のコード化パターンは、他のタイプのコード化パターンに置き換えられてもよく、例えば、矩形パターン、台形パターン等に置き換えられてもよく、２種類または複数種類のパターンの組み合わせに置き換えられてもよいことが理解できる。

本発明の第５実施形態における磁気ビーズのコード化前とコード化後の模式図である図７Ａと図７Ｂとを参照する。マイクロビーズ５０は、非円形のマイクロビーズであり、具体的には、本実施形態では、矩形のマイクロビーズであり、コードがマイクロビーズ５０の外側に刻印される。さらに、マイクロビーズ５０は、角部領域５３及び角部領域５３以外の辺部領域５４を含む周縁領域５１と、周縁領域５１により囲まれた中央領域５２とを有する。角部領域５３は、矩形の四角にある領域であり、その中の３つの角部領域５３ａは、他の角部領域５３ｂと異なる形状に形成され、具体的には、本実施形態においては、３つの角部領域５３ａが略１２５°の鈍角状に切り欠かれ、他の角部領域５３ｂは直角状に維持される。上記３つの角部領域５３ａが他の角部領域５３ｂと異なる配置は、コンピュータ識別装置９００がマイクロビーズ５０の位置決めを正確に行うことができ、３つの角部領域５３ａ自体がマイクロビーズ５０の位置決め装置を構成することが理解できる。辺部領域５４は、角部領域５３に隣接する矩形の長辺と短辺とが位置する領域である。各辺部領域５４には、コード化パターンを刻成するためのコード化ビット５４１が少なくとも１つ設けられる。本実施形態では、前記コード化ビット５４１の数は、合計で１２個であり、前記コード化パターンは、矩形、三角形、又は矩形と三角形との結合であってもよい。図７Ｂは、マイクロビーズ５０における１つのコードを示しており、異なるコード化ビット５４１に三角形のコード化パターンまたは矩形のコード化パターンを刻印して、さらに異なるマイクロビーズ５０に単一の三角形のコード化パターン、単一の矩形のコード化パターンまたは三角形のコード化パターンと矩形のコード化パターンとを組み合わせることで、マイクロビーズ５０に、３^１２＝５３１４４１１の異なるコードが得られることが分かる。

それぞれ本発明の第６実施形態に係るマイクロビーズのコード化の前とコード化の後の模式図である図８Ａ及び図８Ｂを参照する。本実施形態におけるマイクロビーズ６０は、基本的には第５実施形態のマイクロビーズ５０と同様であるが、本実施形態では、その中の３つの角部領域６３ａに位置決め装置６３１ａが設けられ、他の角部領域６３ｂに位置決め装置が設けられていない点で相違する。具体的には、位置決め装置６３１ａは、位置決め孔又は位置決め突起であってもよく、マイクロビーズ６０の表裏両面の同じ位置にあり、図８Ａと図８Ｂに示す実施形態では、位置決め装置６３１ａは位置決め孔であり、前記位置決め孔がマイクロビーズ６０の表裏両面を貫通することで、マイクロビーズ６０の表裏両面の同じ位置でコンピュータ識別装置９００により識別可能となる。他の実施形態では、位置決め装置６３１ａは、マイクロビーズ６０の正反両面が同一又は異なる位置にある位置決め突起であってもよく、或いは、位置決め装置６３１ａは、マイクロビーズ６０の一方の面にある他方の面にない位置決め突起であってもよい。位置決め突起の配置により、マイクロビーズ６０を、コンピュータ識別装置９００によって、コードを識別する際に、マイクロビーズ６０の正面がコンピュータ識別装置９００を向いているのか、反対面がコンピュータ識別装置９００を向いているのかに関わらず、コンピュータ識別装置９００は、位置決め装置６３１ａに従って、マイクロビーズ６０に所定のコード化開始位置とコード化方向を識別することができる。図８Ｂは、マイクロビーズ６０における１つのコードを示しており、異なるコード化ビット６４１に三角形のコード化パターンまたは矩形のコード化パターンを刻印して、さらに異なるマイクロビーズ６０に単一の三角形のコード化パターン、単一の矩形のコード化パターンまたは三角形のコード化パターンと矩形のコード化パターンとを組み合わせることで、マイクロビーズ６０に、３^１２＝５３１４４１１の異なるコードが得られることが分かる。

それぞれ本発明の第７実施形態におけるマイクロビーズのコード化の前とコード化の後の模式図である図９Ａ及び図９Ｂを参照する。本実施形態におけるマイクロビーズ７０は、第１実施形態のマイクロビーズ１０とほぼ同じであるが、本実施形態におけるマイクロビーズ７０は、マーク位Ａが設けられた角部領域７３ａに加えて、角部領域７３ｂにもコード化ビット７３１が設けられることにより、コードの長さが増やされる点で相違する。図９Ｂは、マイクロビーズ７０の１つのコードを示しており、異なるコード化ビット７３１と７４１とにコード化パターンを刻印することで、マイクロビーズ７０により多様なコード化を得ることができ、マイクロビーズ７０の刻印可能な面積の使用を向上させることが分かる。

それぞれ本発明の第８実施形態のマイクロビーズのコード化前とコード化後の模式図である図１０Ａ及び図１０Ｂを参照する。マイクロビーズ８０は、非円形のマイクロビーズであり、具体的には、本実施形態では、マイクロビーズ８０は長円形状であり、そのコードはマイクロビーズ８０の外側に刻印される。さらに、マイクロビーズ８０は、周縁領域８１と、周縁領域８１に囲まれた中央領域８２とを含み、周縁領域８１は、直辺領域８３および弧辺領域８４とを含み、２つの弧辺領域８４は、２つの直辺領域８３が同一方向に延びる両端部をそれぞれ接続して、周縁領域８１の全体が中央領域８２を取り囲む囲み構造となる。前記直辺領域８３と弧辺領域８４とには、それぞれ複数のコード化ビット８３１、８４１が設けられる。中央領域８２にマーク位Ａが設けられ、マーク位Ａが前記中央領域８２の中心からずれて設けられるとともに、このマーク位Ａが方向の指示を有することにより、コンピュータ識別装置９００が、マーク位Ａの位置と方向の指示との２つの因子に従って、マイクロビーズ８０の正反面及びコード化開始位置を識別することを容易にする。本実施形態において、マーク位Ａは、三角形の貫通孔又は三角形の突起である。マーク位Ａとして三角形の貫通孔を採用した場合、この三角形の貫通孔はマイクロビーズ８０の正反面を貫通する。マーク位Ａとして三角形の突起を採用する場合、この三角形の突起は、マイクロビーズ８０の正反面の同じ位置に同時に設ける必要がある。なお、ある実施形態において、前記三角形の貫通孔又は三角形の突起が一方の弧辺領域８４に近い角を方向の指示としてもよい。

図１０Ｂは、マイクロビーズ８０のコードの１つを示しており、異なるコード化ビット８３１、８４１にコード化パターンを刻印することにより、マイクロビーズ８０が複数の異なるコードを得ることができ、角部領域を除いて代わりに、弧辺領域８４を用いて直辺領域８３を接続することで、さらにマイクロビーズ８０がコードの刻印に使用可能な領域の面積をさらに拡大され、より多くの異なるコードが得られることが分かる。

他の実施形態では、マイクロビーズの周縁領域は、弧辺領域、直辺領域、角部領域の三者が中央領域を囲む方向に連なってもよい、最終的には中央領域を囲む全周縁領域が形成される。コード化ビットは、弧辺領域および直辺領域に分布されてもよく、または、角部領域に同時に分布されてもよい。

他の実施形態では、マイクロビーズの周縁領域は、弧辺領域と角部領域との両者が中央領域を囲む方向に連なってもよい、最終的には中央領域を囲む全周縁領域が形成される。前記コード化ビットは、弧辺領域に分布されてもよく、角部領域に同時に分布されてもよい。

本発明の第９実施形態におけるマイクロビーズのコード後の模式図である図１１を参照する。前述した実施形態と異なり、本実施形態におけるマイクロビーズ９０でのコード化パターンが同時に方向の指示を有することで、マーク位での破断、マスキング等の原因によりコンピュータ識別装置９００の読み取りエラーが発生され、コード化方向の判断ができないか、あるいはコード化方向の判断が誤っていることを防止する。さらに、コード化パターンは方向を示すことができるので、マイクロビーズ９０に位置決め装置やマーク位を省略させて、コード化パターンの方向、または、位置決め装置とマーク位の１つとの他の要素を同時に結合することにより、コンピュータ識別装置９００がマイクロビーズ９０の正反面、コード化方向、およびコード化開始位置を識別することができる。

ある具体的な実施形態において、前記コード化パターンは、所定の方向に偏向し、又はずれている所定の頂点を有し、前記所定の方向は、コード化方向として予め設定され、コンピュータ識別装置９００は、前記所定の頂点の偏向又はずれ方向を識別する、すなわち、マイクロビーズ９０の正反面及びコード化方向を識別できる。

本実施形態において、前記コード化パターンは、三角形コード化パターンであり、前記三角形コード化パターンが磁気ビーズ９０に向かっている頂点９１０の、頂点９１０に対向する底辺（図中点線で示す）への投影ｈが、底辺の中点位置ｉ上になく、前記三角形コード化パターンの幾何中心Ｘが、そのコード化ビットの幾何中心Ｏからずれるため、三角形のコードパターン全体は、頂点９１０が中央ではなく片側に偏向した傾き状態となり、その偏向したまたはずれた方向は、マイクロビーズ９０のコード化方向として設定され、三角形コード化パターンが頂点９１０の偏向したまたはずれた方向をコンピュータ識別装置９００により識別された後に、マーク位Ａを結合して、マイクロビーズ９０の正反面、コード化方向及びコード化開始位置を識別することができる。

なお、他の実施形態では、一定のコード化ビットに、マイクロビーズの正反面、コード化方向およびコード化開始位置をその方向により指し示す方向指示付きコード化パターンを１つ設け、他のコード化パターンは、形状、大きさ、向き等の要因の変更によりその方向指示があるコード化パターンとは異なることが理解できる。このとき、コンピュータ識別装置９００は、その方向指示があるコード化パターンを識別することにより、マイクロビーズの正反面、コード化方向およびコード化開始位置を識別することができる。

なお、他の実施形態では、コード化の一つの構成要素として、コード化パターンの方向性も同時にコードの構成要素の１つになり、例えば、三角形のコード化パターンのみを用いる場合には、三角形のコード化パターンを頂点の左傾きと頂点の右傾きに設定することで、２つのパターンの組み合わせのようなコード化結果が得られる。なお、ここでの「左傾き」と「右傾き」とは、三角形のコード化パターンの頂点が偏る方向が異なるのみを説明するためのであり、他のさらなる意味および本発明の制限はない。したがって、異なる実施形態において、マイクロビーズのコード化は、コード化パターンの形状、大きさ、方向性の何れか１つ又は複数の構成要素を組み合わせて得ることができる。

前記リアルタイム方式は、マイクロビーズを矩形もしくは長円形状にし、矩形もしくは長円形のマイクロビーズの周辺にコード化パターンを切って、異なるコード化を形成するのみであり、他の実施形態では、マイクロビーズの形状は、楕円形、台形、不規則形、その他の円形からずれた形状であってもよく、マイクロビーズの形状が円形からずれているため、円形のマイクロビーズに比べ、非円形のマイクロビーズの全面積と、マイクロビーズがコード化されない前の周長との比が小さいため、同じ消耗品の面積により多くコード化ビットを設けることができ、あるいは、同じくらいのコード化ビットを設けることができる場合には消耗品の面積を削減でき、マイクロビーズの利用率が向上させることが分かる。さらに、ある好ましい態様において、先に述べた第１、第２、第４、第８実施形態に示すように、マイクロビーズは、第１次元に第１長さを有し、第１次元と垂直な第２次元に第２長さを有し、第１長さが第２長さよりも長く、マイクロビーズは、第１次元と第２次元からなる平面内において、中央領域と、中央領域を囲む周縁領域とを有し、周縁領域には、コード化ビットを設けてコードの刻印に用いられ、第１長さと第２長さの比が増加するにつれて、マイクロビーズのコード化前の全面積と、マイクロビーズのコード化前の周長との比をより小さくし、マイクロビーズの利用率をさらに向上させることができる。

ビーズコードを識別するコンピュータ識別装置９００の模式図である図１２を参照する。コンピュータ識別装置９００は、映像取り込みモジュール９０１と、コード識別モジュール９０２とを備える。前記映像取り込みモジュール９０１は、マイクロビーズ１０００の映像を取り込むためのものであり、コード識別モジュール９０２は、マイクロビーズ１０００のマーク位、位置決め装置、コード化パターンの指示方向、又は前記要因の２つ若しくは複数の結合に基づいて、マイクロビーズ１０００の正反面、コード化開始位置、及びコード化方向を識別して、さらに、コード化ビット毎のコード化パターンに基づいて、マイクロビーズ１０００のコード化を識別する。このマイクロビーズ１０００は、上記実施例に紹介されたビーズであってもよく、その他の適宜に修正されたが、本発明の開示範囲にあるマイクロビーズであってもよい。この映像取り込みモジュール９０１は、ＣＭＯＳカメラ、ＣＣＤカメラまたは赤外線カメラ等であってもよい。

コード識別モジュール９０２は、コード化ビット毎のコード化パターンに基づいてマイクロビーズ１０００のコード化を識別し、具体的には、マイクロビーズ１０００のコードが１種類のコード化パターンのみである場合には、コード化ビットが凹んでいるか否かによって、コード化ビットにコード化パターンを刻印されているか否かを識別する。コード識別モジュール９０２は、各コード化パターンの予め設定された特徴を識別することによってコード化パターンを識別し、例えば、コード化パターンが三角形と矩形とを同時に有する場合、ある実施形態において、コード化ビットが凹んでいるか否かを先に識別し、コード化ビットが凹んでいる場合にはコード化ビットのエッジの所定の点から、凹みの内部の特定点までの距離に基づいて、三角形のコード化パターンか矩形のコード化パターンかを判断する。ここで、上記所定の点は事前設定のパラメータまたは条件として、予め定義され、コンピュータ識別装置９００に入力される。

コンピュータ識別装置９００は、コンピュータ識別装置９００の必要なマイクロビーズのコードの識別機能を持たせるために、適切な処理部と、記憶部とを備えることが分かる。

なお、コンピュータ識別装置９００の処理部は、ソフトウェアプログラムを実行し、記憶部は、処理部により実行したソフトウェアプログラムを記憶するとともに、ソフトウェアプログラムを実行して得られる結果データを記憶して、マイクロビーズを識別する機能を実現する。本明細書に示すコード識別モジュール９０２は、コンピュータ識別装置９００がソフトウェアプログラムを実行してマイクロビーズを識別する機能を実現する概要および説明である。

上記の各実施形態は、ただ本発明の技術的解決策を説明するためのものであり、限定することを意図するものではなく、好ましい実施形態を参照して、本発明について詳細に説明しているが、当業者は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の技術的解決策を修正または同等に置換できることを理解すべきである。

１０、２０、３０、４０ａ、４０ｂ、５０、６０、７０、８０、９０、１０００ マイクロビーズ
１１、５１、８１ 周縁領域
１２、５２、８２ 中央領域
１３、１３ａ、１３ｂ、２３ａ、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、５３、５３ａ、５３ｂ、６３ａ、６３ｂ、７３ａ、７３ｂ 角部領域
１４、５４ 辺部領域
Ａ マーク位
１４１、２４１、５４１、６４１、７３１、７４１、８３１、８４１ コード化ビット
６３１ａ 位置決め装置
８３ 直辺領域
８４ 弧辺領域
９１０ 頂点
ｈ 投影
ｉ 中点位置
Ｘ、Ｏ 幾何中心
９００ コンピュータ識別装置
９０１ 映像取り込みモジュール
９０２ コード識別モジュール

Claims (17)

1. 周縁に刻印コードを有するマイクロビーズであって、
   前記マイクロビーズは、中央領域と、中央領域を囲む周縁領域とを備え、
   前記周縁領域の外周縁輪郭は、コードの刻印前及びコードの刻印後にいずれも非円形であり、
   前記周縁領域には、コード化ビットが複数設けられ、
   前記マイクロビーズのコードは、１つまたは複数のパターンの組み合わせであるコード化パターンを前記コード化ビットに刻印することにより表現され、前記コードの各ビットは、前記コード化ビットの各ビットに１対１で対応しており、
   少なくとも１つの前記コード化ビットのコード化パターンが前記マイクロビーズの正反面とコード化方向を示す方向性を有し、または、
   前記コード化パターンの少なくとも１つは方向性を有し、前記コード化パターンの方向性はコードの構成要素の１つとなることを特徴とするマイクロビーズ。
2. 前記マイクロビーズは、第１次元に第１長さを有し、前記第１次元と垂直な第２次元に第２長さを有し、
   前記第１長さが前記第２長さよりも長く、
   前記周縁領域は、少なくとも前記第１次元と前記第２次元からなる平面内において、前記中央領域を囲んでいることを特徴とする請求項１に記載のマイクロビーズ。
3. 前記コード化ビットが、少なくとも前記第１次元と前記第２次元からなる平面に設けられることを特徴とする請求項２に記載のマイクロビーズ。
4. 前記周縁領域は、角部領域および辺部領域を備え、
   前記角部領域と前記辺部領域とは、前記中央領域を囲む方向に連なっていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロビーズ。
5. 前記角部領域に設けられる位置決め装置および／またはマーク位が、コンピュータ識別装置により前記マイクロビーズの正反面、コード化開始位置、及びコード化方向を識別するために使用されることを特徴とする請求項４に記載のマイクロビーズ。
6. 前記角部領域のうちの一部の角部領域は、全体的に前記位置決め装置として異なる形状に加工されることを特徴とする請求項５に記載のマイクロビーズ。
7. 前記角部領域のうちの一部の角部領域には、位置決め装置として前記マイクロビーズを貫通する前記マイクロビーズの貫通孔を設けられるか、あるいは、位置決め装置として位置決め突起を設けられることを特徴とする請求項５に記載のマイクロビーズ。
8. 前記マーク位が、一方の角部領域を切除して生成される斜線段または円弧段であることを特徴とする請求項５に記載のマイクロビーズ。
9. 前記円弧段が位置する円の中心は、前記マイクロビーズに位置することを特徴とする請求項８に記載のマイクロビーズ。
10. 前記コード化ビットが、前記辺部領域に設けられるか、または、前記辺部領域と前記角部領域に設けられることを特徴とする請求項４に記載のマイクロビーズ。
11. 前記周縁領域は、直辺領域および弧辺領域を備え、
    前記直辺領域と前記弧辺領域とは、前記中央領域を囲む方向に連なっていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロビーズ。
12. 前記コード化ビットが、前記直辺領域および前記弧辺領域に設けられることを特徴とする請求項１１に記載のマイクロビーズ。
13. 前記周縁領域は、角部領域および弧辺領域を備え、
    前記角部領域と前記弧辺領域とは、前記中央領域を囲む方向に連なっていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロビーズ。
14. 前記コード化ビットが、前記弧辺領域に設けられるか、または、前記弧辺領域と前記角部領域に設けられることを特徴とする請求項１３に記載のマイクロビーズ。
15. 前記コード化パターンは、三角形のコード化パターン、矩形のコード化パターン、台形のコード化パターン、またはこれらの任意の組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロビーズ。
16. 前記少なくとも１つのコード化ビットのコード化パターンは、所定の頂点を有し、前記所定の頂点は、前記マイクロビーズのコード化方向である所定の方向に偏向し、又はずれていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロビーズ。
17. 前記方向性を有するコード化パターンは、所定の頂点を有し、前記所定の頂点は、少なくとも２つの異なる所定の方向のいずれかの所定の方向に偏向し又はずれており、前記所定の頂点が偏向し又はずれている異なる所定の方向は、異なるコードを表すことを特徴とする請求項１に記載のマイクロビーズ。

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