WO2004038348A1

WO2004038348A1 - 光学ユニット、光センサ、マルチチャンネル光検出装置及び光学ユニットの製造方法

Info

Publication number: WO2004038348A1
Application number: PCT/JP2003/013518
Authority: WO
Inventors: Atsushi Murakami; Noriaki Furusato
Original assignee: Arkray, Inc.
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2004-05-06
Also published as: EP1560006A1; CN1708675A; AU2003277518A1; US20050285020A1; JP2004144678A; EP1560006A4

Abstract

透明ブロック１０ａ～１０ｅと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なるダイクロイック膜１１ａ～１１ｄとで光学ユニットを形成する。透明ブロック１０ａ～１０ｅは、各透明ブロック間にダイクロイック膜１１ａ～１１ｄを介在させ、ダイクロイック膜１１ａ～１１ｄが互いに平行となるように一列に接合する。

Description

明細書光学ユニット、光センサ、マルチチャンネル光検出装置及び光学ュニッ卜の製造方法技術分野

本発明は、光学ユニット、光センサ、マルチチャンネル光検出器及び光学ュニッ卜の製造方法に関する。背景技術

近年、物体からの反射光や蛍光等を検出することによって、種々の分析ゃ測定が行なわれている。例えば、物体の材質の分析を行なうために物体の赤外線の吸収度を測定する場合は、物体の反射光の検出が行なわる。また、物質の定性 ·定量分析を行なうために試料中の特定成分による光吸収の度合を測定する場合も、物体の反射光の検出が行なわれる。更に、遺伝子診断においては、遺伝子増幅法によって増幅された遺伝子を分析するため、光源からの出射光によって励起された蛍光の検出が行なわれる。

このような分析や測定においては、種々の波長の光を検出できる光検出装置が利用される。光検出装置は、例えば、特開平 5— 3 2 2 6 5 3 号公報ゃ特開平 5— 2 4 0 7 0 0号公報に開示されているように、通常，光センサを備えており、光センサは、入射した光から目的の波長の光を取り出すフィル夕と、取り出した光を受光して電気信号に変換するフォトダイォード等の受光素子とで構成されている。

図 5は、従来の光検出装置で用いられる光センサを示す斜視図である図 5に示すように、光センサ 5 1は、複数の受光面 5 2 a〜 5 2 dを有する受光素子である。なお、図 5の例では光センサ 5 1は C C D ( charge coupl ed devi ce) である。光センサ 5 1の受光面 5 2 a〜 5 2 dそれぞれには、透過波長がそれぞれ異なるフィル夕が取り付けられている。

従って、図 5に示すように光センサ 5 1に光を照射すると、照射光は波長に応じていずれかのフィルタを通過し、受光面 5 2 a〜 5 2 dのいずれかに入射するので、光センサ 5 1からは照射光の波長に対応した信号が出力される。この出力信号に基づいて、波長分布分析等の各種の分祈が行なわれる。

ところで、上記図 5に示す光センサにおいては、複数の受光面は二次元的に配置されている。このため、検出精度の向上を図るには、受光面 5 2 a〜 5 2 dの全てに均一に光を照射する必要がある。

しかしながら、各受光面に均一に光を照射させようとすると、光センサを用いた光検出装置全体を大型化する必要がある。また、光を照射したときの光センサの位置によっては特定の受光面周辺の量が低下する等して、各受光面に入射する光の光量がばらつく可能性が高いため、上記図 5に示す光センサでは検出精度の向上は難しいと言える。

本発明の目的は、上記問題を解決し、入射光を波長に応じて精度良く分光し得る光学ュニット及びこの製造方法を提供することにあり、更にはこの光学ュニットを用いた光センサ及びマルチチャンネル光検出装置を提供することにある。発明の開示

上記目的を達成するために本発明にかかる光学ュニットは、複数の透明ブロックと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイツク膜とを有し、前記複数の透明ブロックは、各透明ブロック間に前記複数のダイクロイック膜のいずれかを介在させ、前記複数のダイクロイック膜が互いに平行となるように一列に接合されていることを特徴とする。

上記本発明にかかる光学ュニットにおいては、前記複数のダイクロイック膜が、特定波長以上の波長の光だけを反射する特性を有しており、反射可能な光の最小波長の順に配置されている態様とすることができるまた、前記複数のダイクロイツク膜が、特定波長以下の波長の光だけを反射する特性を有しており、反射可能な光の最大波長の順に配置されている態様とすることもできる。更に、前記複数の透明ブロックの列の一方の端にある透明ブロックとそれと接合された透明ブロックとの間に、前記ダイクロイック膜の代わりに全反射膜が介在している態様とすることもできる。

次に、上記目的を達成するために本発明にかかる光センサは、複数の透明ブロック及び反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダィクロイツク膜を備えた光学ユニットと、複数の受光面が一列に配置された受光素子とを有し、前記複数の透明ブロックは、前記複数のダイクロイック膜が互いに平行となるように、各透明ブロック間に前記複数のダイクロイック膜のいずれかを介在させて一列に接合されており、前記光学ュニットは、前記複数の透明ブロックの列の一方の端にある透明ブロックから入射した光が前記複数のダイクロイック膜のいずれかで反射されて前記複数の受光面のいずれかに入射するように配置されていることを特徴とする。

また、上記目的を達成するために本発明にかかるマルチチャンネル光検出装置は、反応容器と、出射する光の波長がそれぞれ異なる複数の発光素子と、第 1及び第 2の光学ユニットと、複数の受光素子とを少なくとも有し、前記複数の発光素子は、前記出射する光の波長の大きさの順に、各発光素子の出射方向が平行となるように配置され、前記複数の受光素子は、各受光素子の受光面が平行となるように配置され、第 1及び第 2の光学ユニットそれぞれは、複数の透明ブロックと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイック膜とを有し、前記複数の透明ブロックは、前記複数のダイクロイツク膜が互いに平行となるように、各透明ブロック間に前記複数のダイクロイック膜のいずれかを介在させて一列に接合されており、前記第 1の光学ユニットは、前記複数の発光素子それぞれの出射光が、その波長に応じて、前記複数のダイクロイック膜のいずれかで反射されて、同一の光路で前記第 1の光学ユニットから出射するように配置されており、前記第 2の光学ユニットは、前記反応容器の内部から放出された光が、その波長に応じて、前記複数のダイクロイック膜のいずれかで反射されて、前記複数の受光素子のいずれかに入射するように配置されていることを特徴とする。

上記目的を達成するために本発明にかかる光学ュニッ卜の製造方法は、複数の透明ブロックと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイツク膜とを少なくとも有する光学ュニットの製造方法であって、（a ) 1つの平面を少なくとも有する第 1の透明部材の前記 1 つの平面上にダイクロイツク膜を設ける工程と、（b ) 前記ダイクロイック膜に、平行な 2つの平面を少なくとも有する第 2の透明部材を、前記 2つの平面の一方を前記ダイクロック膜に向け、前記 2つの平面の他方に前記ダイクロイック膜とは別のダイクロイック膜を設けて接合する工程と、（c ) 最上層に位置する前記別のダイクロイツク膜に、前記第 1の透明部材とは別の第 1の透明部材をその 1つの平面で接合する工程と、（d ) 前記（a ) 〜（c ) の工程で得られた接合体を、前記第 1の透明部材の前記 1つの平面、前記別の第 1の透明部材の前記 1つの平面及び前記複数の第 2の透明部材の前記 2つの平面と交わる第 1の面と、前記第 1の面と平行な第 2の面とに沿って切断する工程とを少なくとも有することを特徴とする。

上記本発明にかかる光学ユニットの製造方法においては、前記（b ) の工程の代わりに、前記ダイクロイツク膜に、平行な 2つの平面を少なくとも有する第 2の透明部材を、前記 2つの平面の一方を前記ダイク口ック膜に向けて接合し、前記 2つの平面の他方に前記ダイクロイツク膜とは別のダイクロイツク膜を設ける工程を有していても良い。また、前記（a ) の工程において、前記ダイクロイツク膜の代わりに全反射膜を設け、又は前記（b ) の工程において、最上層に位置する前記別のダイクロイック膜の代わりに全反射膜を設けることもできる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明にかかる光学ュニットの製造方法の一例を示す斜視図であり、図 1 ( a ) 〜（d ) は主要な製造工程を示している。

図 2は、図 1に示す製造方法によって得られた本発明にかかる光学ュニットの一例を示す図であり、図 2 ( a ) は同一の光路で波長が異なる光が入射した場合を示し、図 2 ( b ) は波長の異なる光が別々の光路で入射した場合を示している。

図 3は、本発明にかかる光センサの一例を示す斜視図である。

図 4は、本発明にかかるマルチチャンネル光検出装置の一例の内部構成を概略的に示す斜視図である。

図 5は、従来の光検出装置で用いられる光センサを示す斜視図である _c 発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の光学ユニット、光センサ、マルチチャンネル光検出器及び光学ュニットの製造方法について、図 1〜図 4を参照しながら説明する。

最初に、本発明の光学ュニット及びその製造方法について図 1及び図 2を用いて説明する。本発明の光学ユニットは、複数の透明ブロックと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイック膜とを少なくとも有するものであり、図 1に示す製造工程によって作製される。

図 1は、本発明にかかる光学ュニットの製造方法の一例を示す斜視図であり、図 1 (a) 〜（d) は主要な製造工程を示している。図 2は、図 1に示す製造方法によって得られた本発明にかかる光学ュニッ卜の一例を示す図であり、図 2 (a) は同一の光路で波長が異なる光が入射した場合を示し、図 2 (b) は波長の異なる光が別々の光路で入射した場合を示している。

先ず、図 1 (a) に示すように、透明部材 1 aの平面 3上にダイク口イツク膜 2 aを設ける。次に、図 1 (b) に示すように、ダイクロイツク膜 2 aに、透明部材 l b〜l dを、各透明部材の平面 4をダイクロック膜 2 aに向け、各透明部材の平面 5にダイクロイツク膜 2 b〜2 dを設けて接合する。更に、図 1 (c) に示すように、最上層に位置するダィクロイツク膜 2 dに、透明部材 1 eをその平面 3で接合する。

図 1の例では、透明部材 1 a〜l eの形状は直方体であり、透明部材 1 a〜 1 eは 6つの平面を有している。但し、本発明においてはこれに限定されず、透明部材 1 aと透明部材 1 eは、 1つの面にのみダイク口ィック膜が設けられるため、少なくとも 1つの平面を有したものであれば良い。また、透明部材 l b〜l dは、対抗する 2つの面にダイクロイック膜が設けられるため、少なくとも平行な 2つの平面を有したものであれば良い。

本発明において、透明部材の構成材料としては、例えば、 PMMA (ポリメタクリル酸メチル）や p c (ポリ力一ポネート）に代表される光学素子用の高分子材料、光学ガラス等が挙げられる。

図 1の例では、ダイクロイツク膜 2 a〜2 dは、特定波長以上の波長の光だけを反射する（ローパス）特性を有しており、ダイクロイツク膜 2 a〜2 dの順で反射可能な光の最小波長が大きくなつている。なお、反射可能な光の最小波長は、ダイクロイツク膜 2 a〜 2 dの順で小さくなっていても良い。

また、ダイクロイツク膜 2 a〜2 dは、特定波長以下の波長の光だけを反射する（ハイパス）特性を有したものであっても良い。この場合は、ダイクロイツク膜 2 a〜 2 dの順で、反射可能な光の最大波長が大きくなるように、又は小さくなるようにすれば良い。

図 1の例では、ダイクロイツク膜 2 b〜 2 dは、透明部材 l b〜 l d を接合する前に、これらの平面 5に形成されている。また、透明部材 1 b〜 l dへのダイクロイツク膜 2 b〜2 dの形成は、透明部材 1 aにダィクロイツク膜 2 aを形成する際に行なうこともできる。なお、本発明においては、ダイクロイツク膜 2 b〜 2 dの形成は、透明部材 l b〜 l dそれぞれを接合する度に行なっても良い。

なお、ダイクロイツク膜 2 a〜 2 dの形成は、膜厚が均一になるように行なうのが好ましい。膜厚を均一とすることにより、透明部材 l a〜 1 eの平面 3〜 5を平行とでき、後述の図 2 ( a ) 及び（b ) に示すように、反射光の反射方向を同一とすることができるからである。

本発明においては、最上層のダイクロイツク膜 2 d又は最下層のダイクロイツク膜 2 aを設ける代わりに、全反射膜を設けた態様としても良レ^ この場合、全反射膜は、アルミニウムの薄膜を蒸着等することによつて形成することができる。

また、図 1の例ではダイクロイツク膜の数は 4つであるが、本発明はこれに限定されるものではない。ダイクロイツク膜の数は、本発明の光学ユニットの用途等に合わせて適宜設定すれば良い。また、透明部材の数は、ダイクロイツク膜の数に合わせて設定すれば良い。

次に、図 1 ( d ) に示すように、図 1 ( a ) 〜（c ) の工程で得られた接合体を、図 1 ( c ) に示す第 1の面 6、第 2の面 7、第 3の面 8及び第 4の面 9とに沿って切断する。これにより、本発明の光学ユニットを得ることができる。

第 1の面 6は、透明部材 1 a〜 l dの平面 3〜 5と交わる面である。このため、光学ユニットは、図 1 ( c ) に示すようにダイクロイツク膜 2 a〜 2 dを全て含んだものとなる。図 1の例では、第 1の面 6は、更に接合体の側面に垂直となる面である。

また、第 2の面 7は、第 1の面 6と平行な面である。第 2の面 7と第 1の面 6との距離を適宜設定することにより、光学ュニッ卜の厚みを決定することができる。第 3の面 8及び第 4の面 9は、第 1の面 6及び第 2の面 7の両方と垂直に交わる面である。なお、光学ユニットの端部に丸みを付ける等の加工を行なうのであれば、第 3の面 8及び第 4の面 9 による切断は行なわなくても良い。

接合体の切断方法としては、ダイヤモンドカツ夕によって切断する方法等が挙げられるが、特に限定されるものではない。切断面には、必要に応じて研磨を施すのが好ましい。また、得られた光学ユニットにおいて、光の入射面や出射面とならない面には、光の利用効率を高めるために墨塗り等を行なうのが好ましい態様である。

このように、上記図 1 ( a ) 〜（d ) の工程によれば、図 1 ( d ) に示すように、透明ブロック 1 0 a〜 1 0 eと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なるダイクロイック膜 1 1 a〜 1 1 dとを有する光学ュニットを得ることができる。この光学ュニットにおいて、透明ブロック 1 0 a〜 1 0 eは、各透明ブロック間にダイクロイック膜 1 l a〜 l 1 dのいずれかが介在するように一列に接合されている。また、上記したように、ダイクロイツク膜 1 1 a〜 l 1 dは、反射可能な最小波長の順に、透明ブロック間に設けられている。このため、図 2 (a) に示すように、透明ブロックの列の一方の端から光 1 2が入射すると、光 1 2は、その波長に応じて、ダイクロイツク膜 1 1 a〜 1 1 dのいずれかで反射される。

ところで、一般に、ダイクロイツク膜によって設定波長の光が正確に反射されるかどうかは、ダイクロイツク膜の設置角度に依存する。従つて、図 2 (a) に示すように同一の光路で入射する光が、その波長に応じて、正確にいずれかのダイクロイック膜で反射されるようにするには、ダイクロイツク膜を設ける透明ブロックの接合面の傾斜角度を全て均一なものとすることが望まれる。

これに対して本発明の光学ュニットにおいては、透明ブロック 1 0 a 〜 1 0 eの接合面は、図 1で示したように透明部材 1 a〜 l dの平面 3 〜5の一部であり、これらは互いに平行である。よって、ダイクロイツク膜 1 1 a〜 1 1 dは互いに平行となる。このことから、図 1に示す本発明の光学ュニットの製造方法によれば、ダイクロイツク膜 1 1 a〜 l 1 dにおける光の入射方向に対する設置角度を高い精度で同一に設定できる。また、図 1 (d) の工程における切断方向を適宜設定することで、光の入射方向に対する設置角度は容易に設定することができる。

従って、本発明の光学ユニットの製造方法によれば、図 2 (a) に示すように、ダイクロイツク膜で反射された光 1 3 a〜 l 3 dを全て同一方向に出射する光学ユニットを実現することができる。更に、図 2 (b) に示すように、図 1に示す工程で得られた光学ユニットにおいて、波長が互いに異なる光 14 a〜 14 dが、ダイクロイック膜 1 1 a〜 1 1 dそれぞれに平行に入射した場合は、いずれも同一の光路で出射される。 1 5は出射光である。

また、本発明の光学ユニットにおいては、ダイクロイツク膜 1 1 a〜 1 1 dは透明ブロック 1 0 a〜 1 0 eによって一体化されている。このため、複数のダイクロイツクミラーを用いて光学系を構成する場合のように、各ダイクロイツク膜の設置角度を個別に調整する必要がなく、光学ュニット全体の位置決めを行なうだけで、入射光を波長に応じて精度良く分光することが可能である。

次に、本発明の光センサについて図 3を用いて説明する。図 3は、本発明にかかる光センサの一例を示す斜視図である。図 3に示すように、本発明の光センサは、受光素子 1 6と光学ュニット 1 7とで構成されている。図 3の例では、受光素子 1 6は、 1列に配列された受光面 1 8 a 〜 1 8 dを有する C C Dである。光学ュニット 1 7は、図 1 ( d ) 及び図 2に示したものである。

また、図 3に示すように、光学ユニット 1 7は、透明ブロックの列の一方の端にある透明ブロック 1 0 aから入射した光が、ダイクロイツク膜 1 1 a〜 1 1 dのいずれかで反射されて、受光面 1 8 a〜 1 8 dのいずれかに入射するように配置されている。従って、本発明の光センサにおいては、光学ユニットの 1 7の端部に光を照射すれば、照射光は、波長に応じて、受光面 1 8 a〜 l 8 dのいずれかに入射することとなる。

このように、本発明の光センサによれば、従来の光センサのように受光素子 1 6の受光面全体に均一に光を照射しなくても、光学ュニット 1 8によって各受光面に入射する光を均一なものとできるので、従来の光センサに比べて、検出精度の向上を図ることができる。更に、本発明の光センサにおいては、光ファイバ等を用いて照射光を光学ュニット 1 7 に導く態様とできるため、照射光の損失を従来の光センサに比べて抑制することができる。また、本発明の光センサを用いて光検出装置を構成すれば装置の小型化を図ることができる。

次に、本発明のマルチチャンネル光検出装置について図 4を用いて説明する。図 4は、本発明にかかるマルチチャンネル光検出装置の一例の内部構成を概略的に示す斜視図である。

図 4に示すように、マルチチャンネル光検出装置は、遺伝子診断に用いられる装置であり、反応容器 4 0と、光源ユニット 4 1と、受光ュ二ット 4 2とを有している。反応容器 4 0は、透明容器 2 8と、透明容器 2 8を収納する収納ケース 3 0とで構成されている。透明容器 2 8には、遺伝子診断の対象となる試料、試薬及び蛍光色素等を含む混合物 2 9が添加されている。

また、図示していないが、収納ケース 3 0には、例えば P C R法等の遺伝子増幅方法を実施するためのヒータ等の加熱手段（図示せず）が設けられている。このため、遺伝子増幅方法を実施して遺伝子が増幅した場合は、光源ユニット 4 1から反応容器 4 0へ光を出射することにより、蛍光色素が励起され、反応容器 4 0の内部から光が放出される。受光ュニット 4 2では、この放出された光が受光される。

更に、収納ケース 3 0には、光源ユニット 4 1から出射された光を透明容器 2 8の内部に入射させるための入射窓 3 7と、透明容器 2 8の内部から放出される光を外部に出射するための出射窓 3 8とが設けられている。

光源ュニット 4 1は、発光素子 2 1 a〜2 1 dと、光学ュニット 1 9 とを有している。発光素子 2 1 a〜2 1 dは、出射する光の波長がそれぞれ異なっており、発光素子 2 1 a、 2 1 b、 2 1 c、 2 I dの順で出射する光の波長が大きくなつている。また、発光素子 2 1 a〜2 1 dは、各発光素子の出射方向が平行となるように配置されている。光学ユニット 1 9は、図 1 ( a ) 〜（d ) で示した製造工程によって作製されており、透明ブロック 2 6 a〜2 6 eと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なるダイクロイツク膜 2 2 a〜2 2 dとで構成されている。但し、光学ュニット 1 9においては、ダイクロイック膜 2 2 a 〜2 2 dは、特定波長以下の波長の光だけを反射する（ハイパス）特性を有したものであり、ダイクロイツク膜 2 2 a〜 2 2 dの順で、反射可能な光の最大波長が大きくなつている。なお、ダイクロイツク膜 2 2 a 〜2 2 dの反射可能な光の最大波長は、発光素子 2 1 a〜2 1 dが出射する波長の大きさに応じて決定すれば良い。

また、光学ュニット 1 9は、その長軸が発光素子 2 1 a〜 2 1 dの出射方向に対して垂直となるように配置されている。このため、発光素子 2 1 a〜2 1 dからの出射光は、図 2 ( b ) で示したように、波長に応じてダイクロイツク膜 2 2 a〜2 2 dによって同一方向に反射され、同一の光路で光学ユニット 1 9から出射することになる。つまり、光源ュニット 4 1によれば、波長の異なる複数の光を同一の光路で出射して反応容器 4 0に入射させることができる。

図 4に示す、光源ユニット 4 1において、発光素子の数は上記に示した例に限定されるものではない。発光素子の数は、遺伝子診断で使用される蛍光色素に応じて決定される。また、図 4に示す光源ユニット 4 1 においては、発光素子から出射される光の波長は、遺伝子診断で用いられる蛍光色素の励起ピ一ク波長に応じて決定される。このため、必要とされる波長に応じて、発光素子が選択される。発光素子としては、発光ダイォ一ドゃ半導体レーザが用いられる。

受光ュ二ット 4 2は、受光素子 3 1 a〜 3 1 dと、光学ュニット 2 0 とを有している。受光素子 3 1 a〜3 1 dそれぞれは 1つの受光面（図示せず）を備えており、各受光面が平行となるように配置されている。光学ユニット 2 0も、図 1 ( a ) 〜（d ) で示した製造工程によって作製されており、透明ブロック 3 6 a〜 3 6 eと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なるダイクロイツク膜 3 2 a〜3 2 dとで構成されている。また、光学ユニット 2 0においても、図 1 ( d ) で示した光学ュニットと同様に、ダイクロイツク膜 3 2 a〜3 2 dは、特定波長以上の波長の光だけを反射する（口一パス）特性を有したものであり、ダイクロイツク膜 3 2 d、 3 2 c、 3 2 b、 3 2 aの順で、反射可能な光の最小波長が大きくなつている。なお、ダイクロイツク膜 3 2 a〜 3 2 d の反射可能な光の最小波長は、遺伝子診断で使用される蛍光色素に応じて設定される。

また、光学ュニット 2 0は、その長軸が受光素子 3 1 a〜 3 1 dの受光面の法線に対して垂直となるように配置されている。このため、反応容器 4 0の内部から放出された光が光学ュニット 2 0に入射すると、図 2 ( a ) で示したように、入射光は、その波長に応じて、ダイクロイツク膜 3 2 a〜 3 2 dのいずれかで反射され、対応する受光素子 3 1 a〜 3 1 dの受光面に入射することになる。つまり、受光ユニット 4 2によれば、同一の光路で入射した波長の異なる複数の光を各受光素子に入射させることができる。

なお、図 4において、 2 3 a〜2 3 dは、発光素子 2 1 a〜2 1 dから出射された光を集光するためのレンズである。 2 4は、光源ユニット 4 1から出射された光を集光するためのレンズである。 2 5は、光源ュニット 4 1から出射された光を反応容器 4 0の入射窓 3 7に導くための全反射ミラーである。

また、図 4において、 3 3 a〜 3 3 dは、ダイクロイツク膜 3 2 a〜 3 2 dで反射された光を集光するためのレンズである。 3 4は反応容器 4 0の内部から出射窓 3 8を介して放出された光を集光するためのレンズである。 3 5は、反応容器内部から放出された光を光学ユニット 2 0 に導くための全反射ミラーである。

このように、本発明のマルチチャンネル光検出装置によれば、試料に含まれる蛍光色素に対応した波長の光を出射することができ、又励起された蛍光の分析を行なうことができる。また、本発明のマルチチャンネル光検出装置は、本発明の光学ユニットを用いて構成されている。このため、光源ユニット及び受光ユニットにおいて、各ダイクロイツク膜の反射角度を全て均一とすることが容易であるので、本発明のマルチチヤンネル光検出装置を用いれば、高い検出精度を得ることができると言える。産業上の利用可能性

以上のように本発明の光学ュニット及びその製造方法によれば、ダイクロイック膜による特定波長の反射を簡単に精度良く行なうことができる光学ユニットを得ることができる。また、本発明の光センサによれば, 受光素子の受光面全体を均一に照射しなくても検出を行なうことができ, 又コンパクトな構成とできるので小型化を図ることもできる。更に、本発明のマルチチヤンネル光検出装置によれば、高い検出精度を得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 複数の透明ブロックと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイック膜とを有し、

前記複数の透明ブロックは、各透明ブロック間に前記複数のダイク口ィック膜のいずれかを介在させ、前記複数のダイクロイック膜が互いに平行となるように一列に接合されている光学ュニット。

2 . 前記複数のダイクロイツク膜が、特定波長以上の波長の光だけを反射する特性を有しており、反射可能な光の最小波長の順に配置されている請求の範囲 1記載の光学ュニット。

3 . 前記複数のダイクロイツク膜が、特定波長以下の波長の光だけを反射する特性を有しており、反射可能な光の最大波長の順に配置されている請求の範囲 1記載の光学ュニット。

4 . 前記複数の透明ブロックの列の一方の端にある透明プロックとそれと接合された透明ブロックとの間に、前記ダイクロイツク膜の代わりに全反射膜が介在している請求の範囲 1記載の光学ュニット。

5 . 複数の透明ブロック及び反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイック膜を備えた光学ュニットと、複数の受光面が一列に配置された受光素子とを有し、

前記複数の透明ブロックは、前記複数のダイクロイツク膜が互いに平行となるように、各透明ブロック間に前記複数のダイクロイツク膜のいずれかを介在させて一列に接合されており、

前記光学ュニットは、前記複数の透明ブロックの列の一方の端にある透明ブロックから入射した光が前記複数のダイクロイツク膜のいずれかで反射されて前記複数の受光面のいずれかに入射するように配置されている光センサ。

6 . 反応容器と、出射する光の波長がそれぞれ異なる複数の発光素子と、第 1及び第 2の光学ュニットと、複数の受光素子とを少なくとも有し、前記複数の発光素子は、前記出射する光の波長の大きさの順に、各発光素子の出射方向が平行となるように配置され、

前記複数の受光素子は、各受光素子の受光面が平行となるように配置され、

第 1及び第 2の光学ユニットそれぞれは、複数の透明ブロックと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイック膜とを有し、前記複数の透明ブロックは、前記複数のダイクロイツク膜が互いに平行となるように、各透明ブロック間に前記複数のダイクロイツク膜のいずれかを介在させて一列に接合されており、

前記第 1の光学ュニットは、前記複数の発光素子それぞれの出射光が、その波長に応じて、前記複数のダイクロイック膜のいずれかで反射されて、同一の光路で前記第 1の光学ュニッ卜から出射するように配置されており、

前記第 2の光学ュニットは、前記反応容器の内部から放出された光が、その波長に応じて、前記複数のダイクロイック膜のいずれかで反射されて、前記複数の受光素子のいずれかに入射するように配置されているマルチチヤンネル光検出装置。

7 . 複数の透明ブロックと、反射可能な光の波長の範囲がそれぞれ異なる複数のダイクロイツク膜とを少なくとも有する光学ュニットの製造方法であって、

( a ) 1つの平面を少なくとも有する第 1の透明部材の前記 1つの平面上にダイクロイック膜を設ける工程と、

( b ) 前記ダイクロイツク膜に、平行な 2つの平面を少なくとも有する第 2の透明部材を、前記 2つの平面の一方を前記ダイク口ック膜に向け、前記 2つの平面の他方に前記ダイクロイック膜とは別のダイクロイック膜を設けて接合する工程と、

( c ) 最上層に位置する前記別のダイクロイツク膜に、前記第 1の透明部材とは別の第 1の透明部材をその 1つの平面で接合する工程と、

( d ) 前記（a ) 〜（c ) の工程で得られた接合体を、前記第 1の透明部材の前記 1つの平面、前記別の第 1の透明部材の前記 1つの平面及び前記複数の第 2の透明部材の前記 2つの平面と交わる第 1の面と、前記第 1の面と平行な第 2の面とに沿って切断する工程とを少なくとも有する光学ュニットの製造方法。

8 . 前記（b ) の工程の代わりに、前記ダイクロイツク膜に、平行な 2 つの平面を少なくとも有する第 2の透明部材を、前記 2つの平面の一方を前記ダイク口ック膜に向けて接合し、前記 2つの平面の他方に前記ダィクロイツク膜とは別のダイクロイツク膜を設ける工程を有している請求の範囲 7記載の光学ュニットの製造方法。

9 . 前記（a ) の工程において、前記ダイクロイツク膜の代わりに全反射膜を設け、又は前記（b ) の工程において、最上層に位置する前記別のダイクロイック膜の代わりに全反射膜を設ける請求の範囲 7記載の光学ュニッ卜の製造方法。