JP4468583B2

JP4468583B2 - 円柱レンズ配列を有する結像システム

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Publication number: JP4468583B2
Application number: JP2000576266A
Authority: JP
Inventors: フェルカー，マルティン; ファティンガー，クリストフ
Original assignee: カール・ツアイス・スティフツング・トレーディング・アズ・カール・ツアイス
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1999-09-18
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-09-18
Also published as: DE59913131D1; US20020030894A1; DE19846928A1; US6473239B2; CA2347184A1; EP1121581B8; AU759896B2; EP1121581A1; JP2002527743A; CA2347184C; EP1121581B1; WO2000022417A1; AU6085499A

Description

【０００１】
本発明は、特に試料処理量の多い自動分析装置用の結像システムに関する。この種の自動分析装置はしばしば微量滴定プレート用の「読み取り装置」または「蛍光読み取り装置」と呼ばれる。この種の「読み取り装置」を例えば薬剤の作用物質開発や分子医学診断に投入、すなわち使用すると、微量の試料量で膨大な試料数の蛍光、ルミネセンスおよび吸収試験が必要となる。それ故これを使用する場合には高い試料処理量が非常に重要である。他方、時定数が高い試料処理量にとって邪魔になる反応運動力学を頻繁に測定することが求められる。
【０００２】
試料容器としては、これを使用する場合、例えば９６またはその整数倍、例えば３８４または１５３６個の試料容器を用いる標準の実施形態では、マトリクス配列した最小試料容器を有する微量滴定プレートを使用する。代替として、試料支持体として所謂材料チップも使用される。
【０００３】
いくつかの応用例では本来の測定課題は、溶液からセル内部に入り込んだ物質かまたはセル表面で化合した物質の割合または割合の時間による変化を決定することにある。その際該当する物質を通常蛍光色素によりマークする。この測定課題では、セルにより受け入れられたまたはセルと化合した色素の蛍光信号をまだ溶液中に存在する物質の蛍光信号と区別することが必要である。該当するセルは通常微量滴定プレートの底に置かれるので、したがって底を選択して稼動する蛍光読み取り装置が必要である。相当する底選択の蛍光読み取り装置は、例えばモレキュラー・デバイス・コーポレーション社（ＵＳＡ）からフルオロメトリック・イメージング・プレート・リーダー（ＦｌｕｏｒｏｍｅｔｒｉｃＩｍａｇｉｎｇＰｌａｔｅＲｅａｄｅｒ）の商標で提供されている。この装置では蛍光は、下から微量滴定プレートの底を通過してすれすれの入射によりスリットマスクを通って励起される。その後蛍光が、励起光がすれすれの入射に基づいて試料容器のわずかな深さまでしか入り込まない微量滴定プレートの横領域から検出される。しかしながらこの装置では、励起した蛍光のうちわずかな割合しかこの検出に利用されないので、蛍光励起の効果が非常に少ない。さらにこの試料容積底部の非常に小さい横領域の蛍光しか利用されないので、この小さい横領域に位置するセルだけが測定信号に寄与する。
【０００４】
本出願人の未公開のドイツ特許出願第１９７４８２１１号では、相当する分析器用の光学系が記載され、この系では試料容積側に、各試料容器に帰属するレンズを有するレンズ配列が設けられている。このレンズ配列の検出器側で下流に配設された対物レンズを有する望遠鏡と共同で、レンズ配列の個々のレンズの焦点が、望みの測定信号を発生させるための検出器配列上に結像する。ここで信号は、全試料容器に関して平行に同時に得られるので、この光学配列を用いて高い試料処理量を実現することができる。この測定信号、例えば検出された蛍光は、ほとんどレンズ配列の個々のレンズの集束容積のみに由来するので、この光学配列で深さを選択する蛍光検出が可能となる。もっともここでは検出容積の横断面、すなわちレンズ配列のレンズの光学軸に垂直な断面は非常に小さい。さらに試料容器の底領域からの蛍光検出または他の測定信号の検出は、製造による制限を受け微量滴定プレートの試料容器の個々の底が異なる高さをもつために、実際に深さの走査、すなわち微量滴定プレートと光学系配列間の光学軸方向での異なる間隔を有する多くの測定を必要とする。しかしながら深さの走査に必要な時間の浪費は、高い試料処理量という目的と矛盾する。
ＪＰ７０１３１０１−Ａから、２つのレンズ配列間に屋根型プリズムの配列を配設した線状の結像システムが知られている。その際、このレンズ配列は、屋根型プリズムに向いた側に各々１つの円柱レンズ表面を備える。その際、屋根型プリズムは、円柱レンズの軸方向の全システムにより生じる結像の側面交換を生じさせる。
【０００５】
本発明の目的は、多数の試料容器での平行測定が可能な結像システムを作り上げることである。平行で得られた測定信号は、試料容器の底の高さが異なる場合にも全試料容器中で同一の感度を示し、底付近の領域から来た測定信号の判別を可能にし、高い試料処理量を可能にするものである。
【０００６】
この目的は、本発明によれば、請求項１の特徴を備える結像システムにより達成される。本発明の有利な形態は従属請求項の特徴から明らかである。
【０００７】
それゆえ、本発明による結像システムは円柱レンズの配列を備える。この円柱レンズ配列の試料側にプリズム配列を上流に配設する。その際、このプリズム配列は、プリズムのプリズム効果が円柱レンズの円柱軸方向で起こるように円柱レンズ配列に対して方向付けられる。その際、この円柱レンズ配列とプリズム配列は、２つの分かれた構成部分かまたはただ１つの構成部分として形成することができる。後者の場合、共通の支持体上で組み合わされた配列は、試料側がプリズム配列として形成され、試料から離れた側に円柱レンズが設けられる。
【０００８】
円柱レンズによりほぼ円柱状の検出容積が各試料容器内に生じる。円柱レンズの試料側で上流に配設したプリズムにより、集束容積の円柱軸は円柱レンズの円柱軸に対して傾く。円柱レンズ配列は微量滴定プレートにほぼ平行に配設されるので、そのことから試料容器の底に対して傾けて方向付けられた円柱状の検出容積が生じる。この検出容積を貫通する横断面がこの検出容積を貫通する平行な切断面に関して一致するので、異なる深さの試料容積からの測定信号の検出が、同一の感度で実施される。したがって様々な試料容器の底の高さが違っても、異なる測定感度にはならない。
【０００９】
ここで、ＵＳ−Ａ５６０２６７９からすでに、結像すべき物体としてカラーＬＣＤディスプレイにより投影される結像システムが既知であることを指摘しておきたい。このシステムでは重なったプリズム効果を有するレンズ配列が使用される。その際このレンズ配列の考えられ得るレンズ型としては、円柱レンズも挙げられる。そこでほとんど具体的な記述がなされていないが、そこではプリズムのプリズム効果を円柱レンズの円柱軸に垂直に方向付けなければならず、それによって色画素の望まれる重畳が達成されることが出発点となる。加えてそこでは、本発明の問題提起から完全に逸れた問題提起がその基礎となっている。
【００１０】
本発明による結像システムは、好ましくは冒頭で述べたドイツ特許出願第１９７４８２１１号と類似で、望遠鏡式結像システムと共に使用され、その際、望遠鏡式結像システムの焦点距離の長いレンズが円柱レンズ配列方向に合わせられ、その直径により多くの、好ましくは全ての円柱レンズが覆われる。それからさらに結像システムまたは望遠鏡式結像システムの下流に、好ましくは検出器配列が配設され、この検出器配列を用いて測定光が結像システムの様々な平行光路に関して平行に検出される。その際、この検出器配列はさらに、焦点距離の長い望遠鏡レンズと円柱レンズ配列から逸れ、円柱レンズ配列から離れた望遠レンズの出口側の焦点面の後ろに配設されることが望ましい。この種の光学系配列では、微量滴定プレートの底の高さが異なることから検出器配列上に測定光の強さ分布の異なる横のずれが生じる。通常最大測定信号、例えば最大蛍光強度は、試料容積底部から溶液への移行領域に起因するので、この領域から生じる測定信号は、さらなる評価のためには最大信号強度をもつ検出器配列領域のみが考慮されるため、容易にそれ以外の測定信号と区別することがでる。この方法で迅速かつ容易に底領域に起因する測定信号を、溶液に起因する測定信号と区別することができる。
【００１１】
本発明による結像システムは原則的に、望遠鏡式結像システムと検出器配列とを併せて１つの構成ユニットにまとめることができる。しかしながら円柱レンズ配列とプリズム配列が独自の構成ユニットを形成するモジュール構造が特に有利である。この構成ユニットは簡単に上述の特許出願第１９７４８２１１号のレンズ配列と交換することができるので、そこに記載された読み取り装置の機能性はそれに応じて拡張される。代替として本発明に従ってモジュール構造で構成された読み取り装置は、試料側の構造群をレンズ配列と交換すること、およびスペース環を両望遠レンズ間の対物レンズを有する構成ユニットに挿入またはこれと交換することにより、容易にＤＥ１９７４８２１１による読み取り装置に変更することができる。
【００１２】
望遠鏡式結像システムによって、本発明では円柱レンズの口径が検出器配列に形成される。
【００１３】
蛍光またはルミネセンスを励起するために、好ましくは検出器配列と焦点距離の短い望遠レンズ間で測定光路へ反射する照明装置を備える。
【００１４】
本発明による光学結像システムを備えた完全な自動分析装置では、検出器配列で検出された光信号を評価する評価用コンピュータを装備すべきである。この評価用コンピュータは、円柱レンズ配列の円柱軸に垂直な方向の各試料容器に帰属する光信号を積分し、続いてソフトウェアにより積分した光強度の最大値または円柱レンズの円柱軸方向での他の方法による特徴的な信号変化の最大値のみを算出し、それにより試料容積の底領域に起因する測定信号を判別する。
【００１５】
本発明をより詳細に説述するために、添付の図面に従ってこれを説明する。
【００１６】
図１に示した測定および評価システムは併せて４つのモジュール（１〜４）から成り、その内の３つは光学成分を含む。これは分析、特に微量滴定プレート（５）の試料容器（５ａ〜５ｃ）内にある試料の蛍光分析に利用される。試料は通常試料容器（５ａ〜５ｃ）の底に置かれ栄養溶液で囲まれたセルの中にある。
【００１７】
微量滴定プレート（５）に最も隣接するモジュール（１）は、多数の円柱レンズ（６ａ〜６ｃ）を備えたレンズ配列（６）とプリズム（７ａ〜７ｃ）を備えたプリズム配列（７）を含む。その際プリズム配列（７）は円柱レンズ配列（６）の試料側に配設されるので、プリズム（７ａ〜７ｃ）は円柱レンズ（６ａ〜６ｃ）と試料容器（５ａ〜５ｃ）の間に存在する。その際プリズム配列（７）またはプリズム配列のプリズム（７ａ〜７ｃ）は円柱レンズ配列（６）に対して、プリズムのプリズム効果が円柱レンズ（６ａ〜６ｃ）の円柱軸方向に来るように方向付けられる。
【００１８】
モジュール（１）の微量滴定プレート（５）から離れた側に１つのモジュール（２）が接続されている。これは焦点距離の長い望遠レンズ（８）を含む。その際、開口部の直径、正確に言うと焦点距離の長い望遠レンズ（８）の有効口径は、この口径が円柱レンズ配列の円柱レンズ（６ａ〜６ｃ）の全口径面を覆うように選択される。この状況では、図１およびその他の図では見やすくするために、各々３つの試料容器を備える微量滴定プレート（５）のほんの一部しか表していないことを指摘しておく。実際には９６またはその整数倍の３８４または１５３６の相当する試料容器と、それに応じて微小レンズ（６ａ〜６ｃ）とプリズム（７ａ〜７ｃ）の数によって決定される光路の数が存在する。それに応じて焦点距離の長い望遠レンズ（８）の口径が全光路を覆う。
【００１９】
焦点距離の長い望遠レンズ（８）を含むモジュール（２）の上であって、焦点距離の長い望遠レンズ（８）の焦点面領域に、主に間隔支持器として使われ、絞り（９）を除いて光学系を含まない中間モジュール（３）が続く。その際この絞り（９）は、図１では図面に垂直に立っている円柱レンズ（６ａ〜６ｃ）の円柱軸方向に口径絞りを形成する。これに垂直な方向、つまり図１の図面内にこの絞り（９）は視域絞りを形成する。絞り（９）はこの方向で、絞り（９）を通る試料容器（５ａ〜５ｃ）の横の縁からの測定光、例えば蛍光が検出配列（１０）により遮断されるように作用する。
【００２０】
最後に照明および検出器モジュール（４）が中間モジュール（３）に続いている。これは、焦点距離の長い望遠レンズ（８）と共に無限焦点システムを形成する焦点距離の短い望遠レンズ（１１）と検出器配列（１０）、照明装置（１２）並びに焦点距離の短い望遠レンズ（１１）と検出器配列（１０）間に配設された照明反射器（１３）を含む。この照明反射器（１３）と検出器配列（１０）間にさらに、蛍光ないしルミネセンスの波長領域では透過性が高く、照明装置（１２）の励起光の波長領域では透過性が低い蛍光フィルタ（１４）を配設する。それに加えて代替で照明反射器は、相当する二色性ビームスプリッターとしても形成することができる。
【００２１】
照明装置（１２）はコリメート光束路を発生し、その直径は焦点距離の短い望遠レンズ（１１）の口径に相当する。この照射光束は、レンズ（８と１１）によって形成された望遠鏡を通って焦点距離の長い望遠レンズ（８）の口径へ広がり、それに応じて円柱レンズ配列（６）の円柱レンズ（６ａ）の全口径をくまなく照射する。すると円柱レンズ（６ａ〜６ｃ）を通って円柱レンズ（６ａ〜６ｃ）の円柱軸に垂直な方向、つまり図１の図面内に励起光の集束が起こる。それに対して垂直な方向では励起光はコリメートされたままで、その際プリズム（７ａ〜７ｃ）のプリズム効果により偏向されるので、試料容器（５ａ〜５ｃ）の底付近に、試料容器（５ａ〜５ｃ）の底へ傾いている多数のラインフォーカスが生じる。その際このラインフォーカスの幅は、実際に有効な光源の、照明装置（１２）内の光ファイバ（１５）の出口面（１５ａ）の横の寸法により算出される。この実際に有効な光源の寸法はその際、試料容器（５ａ〜５ｃ）中に十分大きな集束容積およびそれと共に励起容積が生じるように選択される。
【００２２】
結像側の移行関係を、２つの互いに垂直な方向に関して図２ａと２ｂに表す。その際図２ａの図面は図１の図面に相当する。この方向の結像の割合に関しては、プリズム（７ｂ、７ｃ）のプリズム効果がこれに対して垂直な方向にあるので、プリズム配列（７）は重要ではない。円柱レンズ（６ｂ、６ｃ）がこの方向で作用するので、試料容器（５ｂ、５ｃ）内で円柱レンズ（６ｂ、６ｃ）の集束容積中に生じる蛍光が、大口径をもつ円柱レンズ（６ｂ、６ｃ）および焦点距離の長い望遠レンズ（８）によりこの焦点距離の長い望遠レンズ（８）の焦点面に集められ、それにより絞り（９）の面に形成される。ここで重なった収差中間像が生じ、これは続いて焦点距離の短い望遠レンズ（１１）により無限に結像される。引き続き蛍光が検出器配列（１０）の分離領域（１０ｂ、１０ｃ）により検出される。その際円柱レンズ（６ｂ、６ｃ）の瞳孔は、両レンズ（８、１１）により形成された望遠鏡により、検出器配列（１０ｂ、１０ｃ）の分離領域上の検出器配列の面内に結像される。
【００２３】
それに対して円柱レンズ（６ｂ）の円柱軸方向では（図２ｂ）、円柱レンズは作用しない。ところがこの方向ではプリズム配列（７）のプリズム（７ｂ、７ｄ）がプリズム効果を発揮する。この方向では焦点距離の長い望遠レンズ（８）が対物レンズとして作用し、これは比較的小さい口径を用いて蛍光を試料容器（５ｂ、５ｄ）から集める。プリズム（７ｂ、７ｄ）のプリズム効果によりさらに偏向が起こるので、この方向では個々の光路の焦点が焦点距離の長い望遠レンズ（８）の焦点面に対して傾き、それにより試料容器（５ｂ、５ｄ）の底に対して傾く。試料容器（５ｂ、５ｄ）、すなわち微量滴定プレートはその際試料容器の底と共に焦点距離の長い望遠レンズ（８）の焦点面内に配設される。焦点距離の長い望遠レンズ（８）から集められた蛍光は、これによりコリメートされるので、この方向では絞り（９）が口径絞りとして作用する。焦点距離の短い望遠レンズ（１１）の後方焦点面（Ｆ２）には、焦点距離の長い望遠レンズ（８）の焦点の中間像が生じる。領域（１０ｂ、１０ｄ）を有するこの検出器配列は、この焦点面のわずかに後方に配設される。
【００２４】
円柱レンズ配列（６）の構成を、図３ａに円柱レンズ配列（６）の部分図として表す。この円柱レンズ配列は、円柱軸方向で各々配列の全長上でこの方向へ伸びる多数の互いに平行に配置された円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）を含む。円柱レンズ間の領域（１７）は、光路を分離するために特に不透明に形成される。図３ｂでは相当するプリズム配列（７）の部分図を透視画法で表す。これは、円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の円柱軸方向で各々プリズム効果をもつプリズム（７ａ、７ｂ、７ｃ）の帯状配置を含む。言い換えると各プリズム（７ａ、７ｂ、７ｃ）は円柱軸方向で、その厚みが増えるまたは減る。円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の円柱軸に垂直な方向では、プリズム（７ａ、７ｂ、７ｃ）はプリズム配列（７）の全長上で伸びている。プリズム（７ａ、７ｂ、７ｃ）間の領域（１８）は、光路を分離するためにこれも不透明に形成される。
【００２５】
円柱レンズ配列（６）とプリズム配列（７）の重なりと、円柱レンズ間ないしプリズム間の間隙（１７、１８）の不透明な形態により、光路の二次元配列が生じ、その数は円柱レンズの数とプリズムの数の積に相当する。
【００２６】
しかしながら図３ａと３ｂによる形態の代替として、各光路ごとに、１つの固有のプリズムをプリズム配列上に、１つの固有の円柱レンズを円柱レンズ配列上に装備することも考えられる。この場合、円柱レンズ配列もプリズム配列も各々二次元配列として形成される。間隙をこれに応じて不透明に形成することで光路の分離がわずかに改良される。すなわち光路間の混線が減少する。
【００２７】
図３ｃに組み合わせた円柱レンズおよびプリズム配列（１９）による断面を表す。これは拡大したスペクトル領域上では無色である。共通の支持体上で各光路に対し、各々３つのレンズ（２０ａ〜２０ｃ、２１ａ〜２１ｃ、２２ａ〜２２ｃ）とこのレンズの後ろに接続したプリズム（２３ａ〜２３ｃ）から成る円柱レンズ−プリズム・コンビネーション（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）を含む。既知の方法で各円柱レンズシステムの個々の成分は異なる材料から成り、それにより３５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域に対して無色補正が達成される。プリズム（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）は再び図３の図面に垂直に示され、それと共に円柱レンズの円柱軸方向に異なる厚みを有し、そのことからプリズム効果が生じる。
【００２８】
上述の配置の場合に得られた試料容積底部領域の作用は、図４ａと４ｂに基づいて理解される。そこでは試料容積底部（２４ａ、２４ｂ）が微量滴定プレートの例による２つの隣り合わせのセルに関して表される。その際、両試料容積底部がわずかな距離（ｈ）だけ互いに位置がずれていると推測される。両試料容積内の該当する光路の集束容積は（２５ａ、２５ｂ）で表される。この集束容積は円柱であり、その円柱軸は試料容積底部の面に対して傾いている。その際、試料容積底部の面と集束容積（２５ａ、２５ｂ）の円柱軸間の傾きは、プリズムのプリズム効果により決定される。円柱状の集束容積の直径は、主として全配置の開口数により決められる。その際、ここではまず第１に円柱レンズの開口数が決定的である。その際、この方向の０．５かそれよりも大きい開口数は、問題なく達成される。
【００２９】
図４ａと４ｂの比較に基づいて判ることは、試料容積底部の面に対して傾いた集束容積に基づいて、底の高さが異なることから、微量滴定プレートの異なるセル内に、円柱状の集束容積と試料容積底部の表面間の該当する部分の面の横のずれが生じることである。そのことから生じる、検出器配列上の領域（１０ａ〜１０ｃ）での蛍光の異なる強度分布を図５ａと５ｂに示す。蛍光強度は通常試料容積底部のすぐ近くが最大であるので、集束容積と試料容積底部間の切断面がずれることにより、円柱レンズ配列の円柱軸方向で相当する強度分布のずれが生じる。信号を評価するために評価用コンピュータ（１６）内にまず、各試料容積ないし各光路に帰属する検出器配列の画素の強度信号を、円柱レンズの円柱軸に垂直な方向に積分し、続いてソフトウェアにより円柱軸方向の、通常最大値である積分した蛍光強度の特徴的な信号変化を算出および評価する。蛍光信号の反応運動力学測定または時間経過を測定する場合に、検出器配列の多数の受け入れサイクルと読み出しサイクル上で繰り返して蛍光測定を行う。
【００３０】
プリズム配列のプリズムを、円柱状の集束容積（２５ａ、２５ｂ）が全配置の光学軸方向で０．３〜０．５ｍｍの領域を覆うように寸法設定することが合目的的であることが明らかになった。円柱状の集束容積の長さは、好ましくは試料容積の対応する全長上に伸びている。これは３８４の微量滴定プレートの場合の約３ｍｍに相当する。円柱状の集束容積が傾くことにより試料容積底部と集束容積間にほぼ楕円形の断面が生じ、その長い軸は約１ｍｍで短い軸は約０．１３ｍｍとなる。
【００３１】
図６ａに、図１による配置の場合のモジュール（１）を交換する交換モジュールないし補充モジュール（３１）を表す。この交換モジュール（３１）は、回転対称レンズ（３２ａ〜３２ｃ）を有するレンズ配列（３２）を含む。モジュール（３）を交換する別の交換モジュール（３３）（図６ｂ）は対物レンズ（３４）を含む。図１のモジュール（１）と（３）をモジュール（３１）と（３３）と交換することで、冒頭に記載の特許出願１９７４８２１１による光学系に相当する光学配列が生じる。それゆえ適当な追加モジュールにより、旧出願に記載の光学配列に対する互換性が保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による結像システムを備えた分析システムの光学構造の原理図を表す。
【図２ａ】図１の分析システムの光路を２つの互いに垂直な交差方向で示す図である。
【図２ｂ】図１の分析システムの光路を２つの互いに垂直な交差方向で示す図である。
【図３ａ】円柱レンズ配列の切開透視図である。
【図３ｂ】プリズム配列の切開透視図である。
【図３ｃ】円柱レンズとプリズムを組み合わせた配列の切開図である。
【図４ａ】底の高さが異なる場合の、２つの試料容積の底部に対する２つの円柱状の集束容積のグラフである。
【図４ｂ】底の高さが異なる場合の、２つの試料容積の底部に対する２つの円柱状の集束容積のグラフである。
【図５ａ】図４ａと４ｂによる底の高さが異なる場合の、検出器配列上の強度分布のグラフである。
【図５ｂ】図４ａと４ｂによる底の高さが異なる場合の、検出器配列上の強度分布のグラフである。
【図６ａ】回転対称レンズを有するレンズ配列を備えた、本発明による結像システムとモジュール方式で交換可能なモジュールを示す図である。
【図６ｂ】モジュール構造方式の場合に追加で望遠レンズ間に装着可能な対物レンズを備えるモジュールを示す図である。

Claims

プリズム（７ａ、７ｂ、７ｃ）のプリズム効果が円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の円柱軸方向にあるため、円柱レンズのほぼ円柱状の集束容積の円柱軸が円柱レンズの円柱軸に対して傾きをもつことを特徴とする、円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の配列（６）と、この円柱レンズの配列と組み合わせたまたはその上流に配設したプリズム配列（７）を備える結像システム。
検出器配列（１０）と望遠鏡式結像システムを備え、望遠鏡式結像システムは円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の配列（６）と検出器配列（１０）の間に配設され、プリズム配列（７）は円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の配列（６）の、望遠鏡式結像システムから離れた側に配設されることを特徴とする請求項１に記載の結像システム。
望遠鏡式結像システムの焦点距離の長いレンズ（８）が円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の配列（６）に隣接して配設され、その直径により複数の円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）が覆われることを特徴とする請求項２に記載の結像システム。
検出器配列（１０）が円柱レンズ配列（６）から離れた望遠レンズ（１１）の出口側焦点面（Ｆ２）の後ろに配設されることを特徴とする請求項３に記載の結像システム。
望遠鏡式結像システム（８、１１）により円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の口径が検出器配列（１０）上に形成されることを特徴とする、請求項２ないし４のいずれか一項に記載の結像システム。
円柱レンズ配列（６）および／またはプリズム配列（７）が帯状であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の結像システム。
検出器配列（１０）と望遠鏡式結像システムの焦点距離の短いレンズの間に、円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の配列（６）へ続く光路へ反射する照明装置（１２）が設けられることを特徴とする、請求項２ないし６のいずれか一項に記載の結像システム。
検出器配列（１０）を用いて検出した光信号を評価する評価用コンピュータ（１６）を備えることを特徴とする、請求項３ないし７のいずれか一項に記載の光学結像システムを備える自動分析装置。
プリズム（７ａ、７ｂ、７ｃ）のプリズム効果が円柱レンズ（６ａ、６ｂ、６ｃ）の円柱軸方向にある円柱レンズ配列（６）と、この円柱レンズ配列（６）と組み合わせたまたはこれの上流に配設したプリズム配列（７）とを備える第１構成ユニット（１）と、
上記第１ユニット（１）の下流に設けられ、有効な開口直径が上記円柱レンズ配列（６）の直径を覆う、焦点距離の長い光学系（８）を備える第２構成ユニット（２）と、
上記第２構成ユニット（２）の下流に設けられ、この第２構成ユニットの焦点距離の長い光学系（８）と共に無限焦点システムを形成する、焦点距離の短い光学系（１１）を備える第３構成ユニット（４）と、
上記第２構成ユニット（２）と上記第３構成ユニット（４）の間に配設され、上記焦点距離の長い光学系（８）の焦点面領域に絞り（９）を配置した結像光学系のない第４構成ユニット（３）と
から成るモジュール構成の結像システム。
さらに２つの別の構成ユニット（３１、３３）を装備し、その一方の構成ユニット（３１）は、上記第１構成ユニット（１）と交換すべき回転対称個別レンズ（３２ａ〜３２ｃ）を備える配列（３２）であり、他方の構成ユニット（３３）は対物レンズ（３４）を備え、上記第４構成ユニット（３）と交換可能であることを特徴とする、請求項９に記載のモジュール構成の結像システム。