JPH07271962A - 試料パターン読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平板状の試料から発光する微弱な発光パター
ンを読み取るための試料パターン読み取り装置を提供す
る。 【構成】 平板状で発光する試料パターンを読み取る試
料パターン読み取り装置において、読み取り対象の試料
を載置するステージ手段と、前記試料パターンから発光
する光を集光する集光手段と、前記ステージ手段と前記
集光手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記集光
手段により集光された試料パターンの光を所定の区画に
分割し、前記区画からの光を１次元状で選択的に受光す
る受光手段と、前記受光手段で受光した光信号を電気信
号に変換するための光電変換手段と、前記光電変換手段
からの電気信号をディジタル信号に変換し、１次元状で
選択的に受光した区画の光信号から画像の再構成を行う
データ処理手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平板状で発光する試料
パターンを読み取る試料パターン読み取り装置に関し、
特に、平板状の試料から発光する微弱な発光パターンを
読み取るための試料パターン読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来に技術】従来から、生体高分子の蛋白質，核酸の
分画や構造解析には、ゲル電気泳動法による分析手法が
多く用いられる。ゲル電気泳動法は、微量な試料を適切
に分析できるので、ゲル電気泳動法が用いられる場合
は、取得できる試料の量が限られている場合が多い。こ
のため、分析処理では限られた試料を用いるため、特
に、確実で、高い検出感度が要求される。

【０００３】したがって、従来においては、入手できる
試料の量が少ない場合、分析する対象の試料を放射性同
位体で標識し、ゲルに試料を注入して電気泳動を行った
後、そのゲルをｘ線フィルムなどに貼付て露光し、その
ｘ線フィルムに転写された放射性同位体による露光のパ
ターンを読み取ることにより、試料の電気泳動パターン
として読み取っていた。

【０００４】しかし、放射性同位体は危険であり、取扱
を厳重に管理しなければならない。そのため、近年で
は、化学発光を用いて高感度で電気泳動パターンを検出
する化学発光法が開発されるに至っている。このような
化学発光法では、試料に標識した酵素などの物質と発光
基質を混合することによって得られる化学反応による化
学発光で、フィルムを感光させて試料パターンを得る。

【０００５】化学発光法による読み取り法に関する開発
を報告した文献の例として「C. Martin, L. Bresnick,
R. R. Juo. J. C. Voyata, and I. Bronstein 1991:
“Improved Chemiluminescent DNA Sequencing", Bio T
echniques 8, 110〜113」がある。これらの手法は、原理
的にＤＮＡの塩基配列決定やサザンブロッティング，ウ
ェスタンブロッティング，ノザンブロッティングなどの
各種の実験に使用されている。

【０００６】ゲル電気泳動法による試料パターンの読み
取りでは、通常の場合、電気泳動を完了した後、ゲルか
ら試料をメンブレン上に転写して固定し、発光に関与す
る酵素を標識したプローブなどをハイブリダイゼーショ
ンすることにより、対象とする試料断片を特異的に発光
させる。発光のメカニズムに関しては上記文献を含めて
多くの試薬メーカから試薬が発売され、説明書に説明さ
れており、特に、後に説明する本発明の要部と直接的に
関係しないので、ここでの説明を省略する。

【０００７】酵素による発光時間は、試薬の種類によっ
て異なるが、１０数分から数時間程度持続する。フィル
ムへの露光は、発光状態となっている試料が転写されて
いるメンブレンを樹脂製の透明バッグに入れ、遮光した
ケース内で可視光に感光する高感度フィルムを密着させ
て、試料からの発光にあわせて露路時間を調整しなが
ら、例えば１０〜３０分程度で実施する。ここでの高感
度フィルムとしては、放射性同位体による露光に用いら
れるｘ線フィルムなどが使用可能である。感光したフィ
ルムは、現像し、目視によるパターンの解析を行う。ま
た、露光したフィルムの画像は、ＣＣＤカメラ，イメー
ジスキャナなどの画像読み取り装置を用いて読み取り、
各種の画像分析ソフトウェアにより解析を行う。

【０００８】ところで、上述したような従来の技術にお
いて、化学発光検出法による電気泳動パターン読み取り
では、化学発光によって発生した光を直接読み込む場
合、発光する光が非常に微弱な光であるため、特に、超
高感度で読み取ることが必要とされる。このため、冷却
型ＣＣＤカメラなどの高価な高感度読み取り装置が必要
となる。また、ＣＣＤカメラによるイメージの取り込み
は、拡大縮小が自由である面でフレキシブルであるが、
試料相互の比較時には、泳動距離など標準となる尺度を
同時に読み込む必要があり、また、その換算など煩わし
いという問題点がある。

【０００９】これに対し、１次元密着型センサを用いた
スキャナは、読み取りの距離的な精度を正確に読み取る
利点があるが、その反面、高感度が要求される場合にお
いても、高感度で読み取る装置が開発されていない。

【００１０】また、フィルムを直接読み取るイメージス
キャナが開始されているが、フィルム感度の非直線性の
ため定量分析に向かないという問題点がある。フィルム
を用いる試料パターンの分析方法は、一旦、高感度フィ
ルムに露光して、現像する作業と、当該フィルムをフィ
ルム読み取り装置に装着する作業と、更に、試料パター
ンを読み取る作業とが必要であり、その一連の作業が煩
雑な上、適切な露光時間により、露光を行なわないと、
目的の試料の発光パターンが捕らえられなかったり、バ
ックグランドノイズが上昇するなど、実験の再現性や信
頼性に欠けるという問題点もある。

【００１１】本発明は、これらの問題点を解決するため
になされたものであり、本発明の目的は、定量性が高
く、安価で、高感度で、平板状の試料から発光する微弱
な発光パターンを読み取る試料パターン読み取り装置を
提供することにある。また、本発明の他の目的は、定量
性を高めるため、発光の時間的な変化を補正して読み取
ることができる試料パターン読み取り装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するため、本発明の第１の特徴とする試料パターン読み
取り装置は、平板状で発光する試料パターンを読み取る
試料パターン読み取り装置において、読み取り対象の試
料を載置するステージ手段と、前記試料パターンから発
光する光を集光する集光手段と、前記ステージ手段と前
記集光手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記集
光手段により集光された試料パターンの光を所定の区画
に分割し、前記区画からの光を１次元状で選択的に受光
する受光手段と、前記受光手段で受光した光信号を電気
信号に変換するための光電変換手段と、前記光電変換手
段からの電気信号をディジタル信号に変換し、１次元状
で選択的に受光した区画の光信号から画像の再構成を行
うデータ処理手段とを備えることを特徴とする。

【００１３】本発明の第２の特徴とする試料パターン読
み取り装置において、前記ステージ手段は、読み取り対
象の試料を載置する載置台部材と、試料カバー部材とか
ら構成され、試料の読み取り時に、試料カバー部材によ
り載置台部材に載置された試料を覆い、光学的に密閉さ
れた部屋を構成することを特徴とする。

【００１４】本発明の第３の特徴とする試料パターン読
み取り装置においては、読み取り対象の試料のパターン
からの光は、メンブレンに転写された試料からの燐光ま
たは輝尽性蛍光、または化学的な変化に伴って発光する
光パターンであることを特徴とする。

【００１５】また、更に、本発明の第４の特徴とする試
料パターン読み取り装置においては、データ処理手段
は、更に、発光強度の時間的変化を補正する補正処理手
段を含むことを特徴とする。

【００１６】また、本発明の第５の特徴とする試料パタ
ーン読み取り装置においては、前記受光手段は、所定の
区画を形成するシャッタ素子とライトガイドを含み、シ
ャッタ素子による区画シャッタの制御より、試料パター
ンの光を所定の区画で分割し、分割した区画の光を１次
元状で選択的に通過させ、ライトガイドより導出して受
光することを特徴とする。

【００１７】また、本発明の第６の特徴とする試料パタ
ーン読み取り装置においては、更に、試料パターンに対
し平面状に光を照射するための平面状光源を含み、平板
状の試料が発光しない場合に前記平面状光源を発光さ
せ、試料からの透過光パターンを読み取ることを特徴と
する。

【００１８】

【作用】このような特徴を有する本発明の試料パターン
読み取り装置においては、平板状で発光する試料パター
ンを読み取る場合、ステージ手段に、読み取り対象の試
料を載置すると、集光手段は、前記試料パターンから発
光する光を集光する。移動手段は、前記ステージ手段と
前記集光手段とを相対的に移動させる。これにより、試
料パターンの読み取りが開始される。受光手段は、前記
集光手段により集光された試料パターンの光を所定の区
画に分割し、前記区画からの光を１次元状で選択的に受
光する。光電変換手段は、前記受光手段で受光した光信
号を電気信号に変換する。そして、データ処理手段が、
前記光電変換手段からの電気信号をディジタル信号に変
換し、１次元状で選択的に受光した区画の光信号から画
像の再構成を行う。

【００１９】ここでのステージ手段は、読み取り対象の
試料を載置する載置台部材と、試料カバー部材とから構
成されている。そして、試料の読み取り時に、試料カバ
ー部材により載置台部材に載置された試料を覆い、光学
的に密閉された部屋を構成する。これにより、非常に微
弱な発光パターンを読み取る場合にも、外光のノイズを
遮断して高感度で読み取ることができる。

【００２０】また、ここでの試料パターン読み取り装置
において、読み取り対象の試料のパターンからの光は、
メンブレンに転写された試料からの燐光または輝尽性蛍
光、または化学的な変化に伴って発光する光パターンで
あり、データ処理手段は、更に、発光強度の時間的変化
を補正する補正処理手段を含む。また、前記受光手段
は、所定の区画を形成するシャッタ素子とライトガイド
を含んでいる。光パーンを受光する場合、シャッタ素子
による区画シャッタの制御より、試料パターンの光を所
定の区画で分割し、分割した区画の光を１次元状で選択
的に通過させ、ライトガイドより導出して受光する。

【００２１】また、ここでの試料パターン読み取り装置
においては、試料パターンに対し平面状に光を照射する
ための平板状光源を含んでおり、平板状の試料が発光し
ない場合、前記光源を発光させ、平板状で照射する。こ
れによる透過光パターンの試料パターンは、発光パター
ンと同様に扱えるので、その試料からの透過光パターン
を読み取る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。図１は、本発明の一実施例にかかる試料パ
ターン読み取り装置の全体の装置構成を説明するブロッ
ク図である。図１において、１０は読み取り装置本体、
１１は試料支持台、１２は試料カバー部、１３は平板状
光源、１４は受光部を含む読み取りキャリッジ、１５は
データ処理部、１６はプリンタ、１７はデータ記憶装置
である。

【００２３】次に、図１を参照しながら装置全体の概略
の動作を、試料パターンの発光パターン読み取り操作に
従って説明する。読み取り装置本体１０において試料カ
バー部１２を開き、予じめ準備された発光パターンの試
料を、その試料支持台１１に載置し、試料カバー１２を
閉じる。なお、ここでの試料の発光パターンの光は、非
常に微弱な光なので、後述するように、試料カバー部１
２と試料支持台１１の周囲は、上部側の試料カバー部１
２の周囲が凸部とされ、また、下部側の試料支持台１１
の周囲の筐体が凹部とされて、互いに嵌合する構造とな
っており、試料カバー部１２により周囲から光が漏れ込
まないような部屋を構成する構造となっている。

【００２４】試料カバー部１２の裏面（試料面）に装備
されている平板状光源１３は、試料パターンに対し平面
状に光を照射するための平板状光源であり、試料支持台
１１に載置される平板状の試料が発光しない場合に、平
板状光源１３を発光させて試料面を照射する。これによ
り、試料が発光しない場合においても、平板状光源１３
による試料の透過光のパターンの試料パターンが、発光
パターンと同様に扱えるので、そのまま読み取れる。な
お、後述するように、ここでの試料の発光パーンを読み
取る受光部は高い読み取り感度を有するもので、平板状
光源１３はその輝度は低くても十分に利用可能である。
平板状光源１３として、ここでは平面発光体のエレクト
ロルミネッセンス発光体（ＥＬ発光体）が用いられる。

【００２５】ところで、試料パターンからの発光は、１
０数分以上継続するので、その間に受光部を含む読み取
りキャリッジ１４が駆動機構により、図１では右左方向
に移動し、その移動した読み取り位置に応じて、受光部
が発光パターンからの光を読み取る。読み取りキャリッ
ジ１４の受光部は、その構成は詳細を後述するが、受光
部は、試料から発光する光を、セルフォックレンズアレ
イなどの集光素子を使用して集光し、ＰＬＺＴ光シャッ
タを用いて所定の区画に分割し、試料の読み取り区画に
対応するサイズの光を一次元状で選択的に通過させ、ラ
イトガイドで光を光変換素子に導き電気信号に変換し、
更に、ディジタル信号に変換して出力する。

【００２６】このようにして、読み取られた発光パター
ンのディジタル信号のデータは、データ処理部１５に送
られる。そして、データ処理部１５において、必要に応
じて画像データとして加工され、発光パターンの画像の
再構成を行い、ディスプレイ装置の画面に表示される。
また、データ記憶装置１７に画像データとして記憶され
る。この画像データはプリンタ１６にも出力される。こ
こでプリンタ１６としては、多階調表現が可能なプリン
タが好ましく、そのため、ここでは例えば熱昇華型の２
５６階調の性能を有するフルカラープリンタを使用す
る。

【００２７】図２は、読み取り装置本体における試料カ
バー部および試料支持台の構造を説明する要部の断面図
である。図２に示すように、試料カバー部１２は、カバ
ー全体を支持するカバー支持部材２１と、面発光体２２
と、保護シート２３とから構成されており、試料支持台
１１は、透明ガラス板の試料支持板２４と、試料支持板
２４を支持する筐体２５とから構成されている。また、
筐体２５の内部には、前述した受光部を含む読み取りキ
ャリッジ１４が設けられており、図示しない駆動機構に
より、読み取りキャリッジ１４は、紙面にして前後方向
に移動する。

【００２８】上部側のカバー支持部材２１は、周囲が下
向きの凸部２６に形成されており、凸部２６の形状に対
応して、下部側の試料支持体１１の筐体２５は、その対
向する部分の周囲の形状が凹部２７の形状に形成されて
いる。この凸部２６および凹部２７の形状は、試料カバ
ー部１２が閉じられた時の構造となっている。

【００２９】また、発光する試料パターンの読み取り時
には、面発光体２２の電源が切られた状態とし、発光し
ない試料パターンの読み取り時には、例えば、フィルム
の試料パターンの読み取り時には、面発光体２２の電源
が入れられ状態（点灯させた状態）として、試料パター
ンの読み取り動作を行う。これにより、発光する試料パ
ターンおよび発光しない試料パターンの双方とも同様に
読み取り動作が行なわれる。なお、発光しない試料パタ
ーンの読み取りの場合には、試料パターンを透過する光
パターンを受光部が読み取ることになる。

【００３０】試料パターンの読み取りを開始する時、読
み取り対象の試料を試料支持板２４の上に載置して試料
カバー部１２を閉じる。試料カバー部１２が閉じられる
と、保護シート２３が試料を押さえ、更に、凸部２６お
よび凹部２５が嵌合して、周囲から光が漏れ込まないよ
うな部屋を構成する。そして、この部屋の中で試料の発
光パターンの読み取りが行なわれる。発光パターンの読
み取りの開始はデータ処理部１５からの指示で開始され
る。読み取りが開始されると、読み取りキャリッジ１４
を移動させて読み取り動作を行う。その際、フィルム状
の試料の場合には、面発光体２２を点灯させ、試料を透
過する光による試料パターンを受光部が検出し、電気信
号に変換して画像を読み取る。

【００３１】図３は、読み取り装置本体の読み取りキャ
リッジの駆動機構を説明する斜視図であり、図４は、読
み取り装置本体の読み取りキャリッジの受光部の構成を
説明する側面図である。また、図５は、読み取り装置本
体の読み取りキャリッジの受光部の構成を説明する斜視
図である。図３，図４，および図５において、１４は読
み取りキャリッジ、２３は試料を押える保護シート、２
４は透明ガラス板の試料支持板、３０ａ，３０ｂはガイ
ドシャフト、３１はタインミングベルト、４０は平板状
の試料、４１は受光部のセルフォックレンズアレイ、４
２はＰＬＺＴ光シャッタ、４３はライトガイド、４４は
ライトガイドの口金、４５はフォトマルチプライヤ、４
６は電気信号線である。

【００３２】読み取りキャリッジの駆動機構は、図３に
示すように、透明ガラス板の試料支持板２４の下部に読
み取りキャリッジ１４が設けられ、読み取りキャリッジ
１４には、セルフォックレンズアレイ４１，ライトガイ
ド４３，フォトマルチプライヤ４５などからなる受光部
が搭載されている。読み取りキャリッジ１４は、ガイド
シャフト３０ａ，３０ｂに案内され、右左方向に摺動自
在に保持されている。ここでの駆動機構では、読み取り
キャリッジ１４にタイミングベルト３１の一部分が固定
され、タイミングベルト３１が駆動用ステッピングモー
タ（図示せず）に連結されて、ステッピングモータから
の駆動力を読み取りキャリッジ１４に伝達している。こ
れにより、タインミングベルト３１の回転により、読み
取りキャリッジ１４は移動する。

【００３３】読み取りキャリッジ１４においては、図４
に示すように、セルフォックレンズアレイ４１，ＰＬＺ
Ｔ光シャッタ４２，ライトガイド４３，口金４４，フォ
トマルチプライヤ４５などからなる受光部が、試料４０
からの光パターンを読み取る光学系を構成する。セルフ
ォックレンズアレイ４１は、ロッド上のレンズでロッド
の中心と週辺で屈折率が異なり集光レンズとしての働き
を有する光学部品であり、各々のロッドのレンズが１次
元アレイ状に並べられることにより試料上の発光パター
ンを１次元的に忠実に反対側の焦線上に結像する。

【００３４】試料４０から発光した光パターンの光は、
セルフォックスレンズアレイ４１で集光され、ＰＬＺＴ
光シャッタ４２上で結像する。ＰＬＺＴ光シャッタ４２
が透過状態になっている区画を通過した試料からの光
は、ライトガイド４３の光入射口に到達する。読み取り
の分解能はＰＬＺＴ光シャッタ４２の区画によって決定
される。この例では１６画素／ｍｍの１次元状ＰＬＺＴ
光シャッタを使用する。

【００３５】ここでのライトガイド４３は、図５に示す
ように、光ファイバをアレイ上に並べ、他方の末端を１
つに束ねた光学部品である。光ファイバは、この例にお
いては、ＰＬＺＴ光シャッタ４２からの光が充分に取り
込めるように直径０．２５ｍｍのプラスチックファイバ
を使用する。なお、ここでは受光部では、ライトガイド
４３からの光を口金４４を介して、直接にフォトマルチ
プライヤ４５に加えているが、特定の波長を分離して読
み取る場合は、口金４４とフォトマルチプライヤ４５の
間に干渉フィルタや色がラスを挿入することにより多色
の読み取りが可能となる。ここでのフォトマルチプライ
ヤ４５は、ヘッドオンタイプのものを使用しているが、
試料からの発光波長分布に合わせサイドオンタイプでも
特に問題なく使用可能である。

【００３６】図６は読み取り装置の電気系統の構成を示
すブロック図である。電気系統の構成は、図６に示すよ
うに、全体を制御処理を実行するためのマイクロプロセ
ッサ（ＣＰＵ）５０，制御ソフトウェアを格納しておく
ためのリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）５２，一時的な
データの保存やその他のデータ処理のためのランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）５１，ＰＬＺＴ光シャッタ４２
を制御するためのシャッタコントローラ５４，読み取り
キャシリッジの駆動制御するためのモータを制御するモ
ータコントローラ５５，モータドライバ５６，読み込ま
れデータをアナログディジタル変換するためのＡ／Ｄコ
ンバータ５７，受光部や光源の強度ムラなどを含めた光
学測定系の固定したズレを補正するためのシェーディン
グ補正回路５８、面発光体２２を制御するための発光体
ドライバ５９，外部のデータ処理部１５とのインタフェ
ース制御を行うＳＣＳＩコントローラ５３などから構成
されている。

【００３７】図７は、読み取り装置の電気系統の全体の
動作の流れを説明するフローチャートである。この電気
系統の全体の動作は、図７に示すように、電源を投入す
ると、まず、ステップ６１において、装置全体のイニシ
ャライズを行う。このイニシャライズの作業としては、
リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）５２およびランダムア
クセスメモリ（ＲＡＭ）５１のチェック、光源をオン・
オフしての光源および受光部の動作チェック、インタフ
ェース制御を行うＳＣＳＩコントローラ５３のインタフ
ェース部のイニシャライズ、駆動系の動作チェックおよ
び読み取りキャリッジの原点出し、ＰＬＺＴ光シャッタ
４２の動作チェック、面発光体２２の発光ムラのパター
ン読み取りなどを行う。

【００３８】イニシャライズ処理が完了すると、次のス
テップ６２に進み、ホスト側からのコマンド待ち状態と
なる。コマンドが入った場合には、ステップ６３に進
み、そのコマンド処理を実行して、再度、ステップ６２
のコマンド待ち状態に戻る。

【００３９】読み取りコマンドの場合、透過光パターン
による試料パターンの読み取り時には発光体をオンとす
る。また、発光パターンによる試料パターンの読み取り
の場合には、面発光体２２の光源の電源をオフのまま、
読み取りを開始する。読み取りを開始すると、１ライン
ごとのデータを取得しながら、シェーディング補正回路
５８によるシェーディングの補正処理を施して、データ
処理部１５に、ＳＣＳＩコントローラ５３のインタフェ
ースを通して送出する。１ラインのデータを送出した
後、モータを駆動し次のラインの読み取りを開始する。

【００４０】ＰＬＺＴ光シャッタの１ラインごとの動作
は、基準となる側から１画素ずつ純に透過状態にするこ
とで各画素データを読み取る。しかし、この場合、全体
の中で透過状態になっている時間の比（デューティ比）
が低い。このため、更に高感度で試料パターンの光を読
み取るためには、ＰＬＺＴ光シャッタの１ライン全体の
各画素におけるオン・オフの制御を直交関数にしたがっ
て制御し、常に約半分の画素がオン状態になるように制
御して読み取りを行い、逆演算によって該当の光量値を
求める。

【００４１】たとえば、各画素“ＯＮ状態”および“Ｏ
ＦＦ状態”が、それぞれ“１”および“０”に対応した
直行行列［Ｗ］とし、試料上の各区画の発光輝度を列ベ
クトル［ｇ］とすると、測定データを［ｙ］は、 ［ｙ］＝［Ｗ］［ｇ］ で表わされる。したがって、［Ｗ］の逆行列を左側から
作用させることによって列ベクトル［ｇ］を求めること
ができる。直交行列としてはウォルシュ（Walsh）関数
を応用したものが適している。適切なスケーリングとオ
フセットを加えることによって「１，０」の行列と
「１，−１」行列がそのまま関係づけられるため、高速
Walsh変換（R.D.Brown:A Recursive Algorithm for Seq
uency‐odered Fast Walsh Transforms, IEEE‐C, Vol.
C24, No. 8, P819〜P822 (1977) などが使用できる。

【００４２】このような試料パターン読み取り装置の全
面読み取り時間は約５分であるが、試料からの発光量が
その間に大幅に変化する場合は、全体の感度が平均的に
同じになるようにシェーディング補正処理を施しながら
読み取る。まず、読み取りに先立ち、例えば、この試料
パターン読み取り装置では、光シャッタ４２の全画素を
オン状態にして、各ラインの発光量の総和を短時間で読
み取り、ユーザの指示により基準位置を数点設定する。

【００４３】次に読み取りを開始して、あらかじめ設定
した時間３０秒から１分程度の間に近くの基準位置の１
ライン全体からの発光を読み取り、減小分の補正をかけ
ながら次のエリアの読み取りを行う。発光時間の減衰が
既値の場合は、データ処理装置１５側から読み取り装置
本体１０に送り込むことによりシューディンング補正と
同時に処理できる。

【００４４】図８はシェーディング補正回路の要部の構
成を示すブロック図である。シェーディング補正回路
（５８：図６）ではホームポジション側の基準エリアに
おいてライトガイド４３やフォトマルチプライヤの感度
ムラなどを含めて取り込む。次に試料を載置しないいま
ま、受光部の読み取りキャリッジを移動させながら面発
光体２２の全面のムラを測定して、図８に示すように、
シェーディング補正係数データとして書き込み可能な不
揮発生メモリ７１に格納する。発光パターンの時間減衰
が明らかな場合は、読み取り方向に従って読み取り時間
に併せた補正を更に乗算しておく。

【００４５】試料をセットして試料パターンを読み取る
場合は、その補正用メモリからデータを読み出し、Ａ／
Ｄ変換した読み取りデータ７３をテーブルにより変換し
て、最終データとする。この試料の発光パターン読み取
りを行う場合のシェーディング補正に伴う変換は、メモ
リテーブルよる変換方式とするため、シェーディング補
正用の補正テーブル７２が設けられる。この補正テーブ
ル７２に、変換する値をデータとして予めメモリテーブ
ルに書き込んでおき、補正に伴う変換は、メモリテーブ
ルのアドレスとしてＡ／Ｄ変換後の画素データの読み取
りデータ７３を加え、補正後のデータを読み出し、デー
タバス７０に送出する。この結果、図９のグラフに示す
ように、キャリッジ方向画素により、読み取りの出力レ
ベルが変化しても、これを補正することができる。

【００４６】読み取り試料の発光パターンは、化学発光
のほか燐光による発光、または輝尽性蛍光体による発光
などが利用可能である。輝尽性蛍光体の場合非常に薄い
層に塗布することによって面光源から透過モードで発光
を読み取ることができる。エレクトロルミネッセンスの
場合、光源の波長の種類をある程度選択できる。それら
により輝尽性の発光のみを、フォトマルチプライヤの前
にセットした光学フィルタで選択的に透過し、信号を検
出することもできる。

【００４７】以上に説明したように、本実施例の試料パ
ターン読み取り装置によれば、読み取りキャリッジ１４
の受光部が非常に高感度に構成できるため、面発光体の
光源は、通常のスキャナの光源（約１０００ｃｄ程度）
よりも輝度が十分に低くてよい。ここでの面発光体とし
ては、液晶ディスプレイなどで使用しているバックライ
トが使用できる。たとえば蛍光管と拡散板の組み合わせ
や、エレクトロルミネッセンス発光体などである。な
お、この実施例の装置構成では約５０ｃｄ程度のエレク
トロルミネッセンス発光体を使用している。

【００４８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の試料パ
ターン読み取り装置によれば、試料パターンの発光を読
み取る場合に、化学発光などの微弱な発光パターンを簡
易な構成の受光部を有する読み取りキャリッジによっ
て、手軽なスキャナ方式と同様にして、効率的に受光し
て試料パターンを可視化できる。また、この試料パター
ン読み取り装置によれば、平面状光源（面発光体）を装
着しているので従来からのフィルムを同様に読み取るこ
とができる。平面状光源（面発光体）は移動する部分を
有しないため従来の蛍光灯などを光源として用いて移動
させながら読み取る方式よりも小型で、長寿命のシステ
ムを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の一実施例にかかる試料パタ
ーン読み取り装置の全体の装置構成を説明するブロック
図、

【図２】 図２は読み取り装置本体における試料カバー
部および試料支持台の構造を説明する要部の断面図、

【図３】 図３は読み取り装置本体の読み取りキャリッ
ジの駆動機構を説明する斜視図、

【図４】 図４は読み取り装置本体の読み取りキャリッ
ジの受光部の構成を説明する側面図、

【図５】 図５は読み取り装置本体の読み取りキャリッ
ジの受光部の構成を説明する斜視図、

【図６】 図６は読み取り装置の電気系統の構成を示す
ブロック図、

【図７】 図７は読み取り装置の電気系統の全体の動作
の流れを説明するフローチャート、

【図８】 図８はシェーディング補正回路の要部の構成
を示すブロック図、

【図９】 図９はキャリッジ方向画素により読み取りの
出力レベルが変化する様子を説明するグラフである。

【符号の説明】

１０…読み取り装置本体、 １１…試料支持台、 １２…試料カバー部、 １３…平板状光源、 １４…受光部を含む読み取りキャリッジ、 １５…データ処理部、 １６…プリンタ、 １７…データ記憶装置、 ２１…カバー支持部材、 ２２…面発光体、 ２３…保護シート、 ２４…透明ガラス板の試料支持板、 ２５…筐体、 ２６…凸部、 ２７…凹部２７、 ３０ａ，３０ｂ…ガイドシャフト、 ３１…タインミングベルト、 ４０…平板状の試料、 ４１…受光部のセルフォックレンズアレイ、 ４２…ＰＬＺＴ光シャッタ、 ４３…ライトガイド、 ４４…ライトガイドの口金、 ４５…フォトマルチプライヤ、 ４６…電気信号線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 27/447 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｚ (72)発明者 中村 義隆 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 奈須 永典 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 伊藤 敏明 神奈川県横浜市中区尾上町６丁目81番地 日立ソフトウェアエンジニアリング株式会 社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平板状で発光する試料パターンを読み取
   る試料パターン読み取り装置において、 読み取り対象の試料を載置するステージ手段と、 前記試料パターンから発光する光を集光する集光手段
   と、 前記ステージ手段と前記集光手段とを相対的に移動させ
   る移動手段と、 前記集光手段により集光された試料パターンの光を所定
   の区画に分割し、前記区画からの光を１次元状で選択的
   に受光する受光手段と、 前記受光手段で受光した光信号を電気信号に変換するた
   めの光電変換手段と、 前記光電変換手段からの電気信号をディジタル信号に変
   換し、１次元状で選択的に受光した区画の光信号から画
   像の再構成を行うデータ処理手段とを備えることを特徴
   とする試料パターン読み取り装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の試料パターン読み取り
   装置において、 前記ステージ手段は、読み取り対象の試料を載置する載
   置台部材と、試料カバー部材とから構成され、試料の読
   み取り時に、試料カバー部材により載置台部材に載置さ
   れた試料を覆い、光学的に密閉された部屋を構成するこ
   とを特徴とする試料パターン読み取り装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の試料パターン読み取り
   装置において、 読み取り対象の試料のパターンからの光は、メンブレン
   に転写された試料からの燐光または輝尽性蛍光、または
   化学的な変化に伴って発光する光パターンであることを
   特徴とする試料パターン読み取り装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の試料パターン読み取り
   装置において、 データ処理手段は、更に、発光強度の時間的変化を補正
   する補正処理手段を含むことを特徴とすることを特徴と
   する試料パターン読み取り装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の試料パターン読み取り
   装置において、 前記受光手段は、所定の区画を形成するシャッタ素子と
   ライトガイドを含み、シャッタ素子による区画シャッタ
   の制御より、試料パターンの光を所定の区画で分割し、
   分割した区画の光を１次元状で選択的に通過させ、ライ
   トガイドより導出して受光することを特徴とする試料パ
   ターン読み取り装置。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の試料パターン読み取り
   装置において、更に、試料パターンに対し平面状に光を
   照射するための平板状光源を含み、平板状の試料が発光
   しない場合に前記平板状光源を発光させ、試料からの透
   過光パターンを読み取ることを特徴とする試料パターン
   読み取り装置。