WO2018135404A1 - Sample accommodation disk and fluorescence detector - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a sample storage disk for storing a sample prepared by fluorescently staining a subject such as a cell and a fluorescence detection device used therewith.
- Detecting cells infected with pathogenic bacteria or cells having a predetermined form from a large number of cells is particularly important in the medical field such as clinical sites.
- a technique for performing such cell detection quickly and easily for example, a technique described in Patent Document 1 is introduced.
- a fluorescently labeled antigen to be detected is fixed to a track on a disc using the principle of a sandwich method using an antigen-antibody reaction. Thereafter, the track is scanned with laser light serving as excitation light to generate fluorescence from the antigen to be detected, and the antigen to be detected is detected and counted.
- address information in the radial direction and the track direction can be obtained from a disk by recording an address signal in advance in a track portion that is not connected to a flow path into which a sample flows.
- address information in the radial direction and the track direction can be obtained from a disk by recording an address signal in advance in a track portion that is not connected to a flow path into which a sample flows.
- the sample storage disk includes a substrate, a track formed on the upper surface of the substrate so as to turn around the center of the disk, and a sample storage unit disposed on the upper side of the track to store the sample.
- the track is configured to be scanned in the scanning direction.
- the track includes a plurality of track portions that are arranged in the radial direction away from the center of the disk and straddle the sample storage portion. Synchronization adjustment signals are recorded on the upstream side and the downstream side of the sample container in the scanning direction of each of the plurality of track portions.
- This sample storage disk can generate a fluorescent image satisfactorily even when rotation unevenness occurs.
- FIG. 1A is a plan view of a sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 1B is an enlarged sectional view taken along line 1B-1B of the sample storage disk shown in FIG. 1A.
- FIG. 2 is an enlarged view of the sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 3A is a plan view schematically showing an area of the sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 3B is a plan view schematically showing a zone of the sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 4 is a diagram showing a groove and a land of the sample storage disk according to the embodiment developed in a straight line.
- FIG. 5A is a diagram showing a format of each field of the sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 5B is a diagram schematically illustrating an angle range of each field of the sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 6A is a diagram showing a signal format of each field of the sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 6B is a schematic enlarged view of the sample storage disk according to the embodiment.
- FIG. 7 is a configuration diagram of a fluorescence detection pickup of the fluorescence detection apparatus according to the embodiment.
- FIG. 8 is a configuration diagram of a signal calculation circuit of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 9 is a configuration diagram of the fluorescence detection apparatus according to the embodiment.
- FIG. 10A is a flowchart illustrating a fluorescence signal extraction process of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 10B is a flowchart illustrating a cut-out signal invalidation process of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 11 is a diagram for explaining a fluorescence signal cut-out process of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 12 is a diagram schematically illustrating a method of generating a fluorescence image of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 13A is a diagram illustrating a setting example of the extraction range of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 13B is a diagram illustrating a setting example of the extraction range of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 14 is a diagram illustrating an operation according to the first modification of the fluorescence detection device according to the embodiment.
- FIG. 15 is a view schematically showing the structure of another semipermeable membrane according to the embodiment.
- FIG. 1A is a plan view of a sample storage disk 100 according to the embodiment.
- FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view taken along line 1B-1B of the sample storage disk 100 shown in FIG. 1A, and shows a partially enlarged cross section of the sample storage disk 100 on a plane passing through the disk center Pc.
- the sample storage disk 100 is used, for example, to detect red blood cells infected with malaria parasites.
- the sample storage disk 100 has a disk shape similar to that of an optical disk such as a CD or a DVD, and a circular opening 101a is formed at the disk center Pc.
- the sample storage disk 100 includes a substrate 102 and a substrate 101 bonded to the upper surface 102p of the substrate 102.
- the substrate 101 constitutes a sample storage unit 101b.
- the substrates 101 and 102 are made of a resin material.
- the substrate 102 is made of a material that can transmit light.
- FIG. 1A By bonding the substrate 101 to the substrate 102, nine sample accommodating portions 101b are formed as shown in FIG. 1A.
- the sample storage portions 101b are arranged at regular intervals in the disc circumferential direction Dc with the disc center Pc as the center. Further, two boundaries (ends) aligned in the disk circumferential direction Dc of one sample storage portion 101b extend radially from the disk center Pc so as to be away from the disk center Pc.
- the nine sample storage portions 101b extend over an angular range Wa centered on the disc center Pc.
- the sample storage unit 101b is a space having a predetermined height. When viewed from above, the sample container 101b has a trapezoidal shape with rounded corners.
- the nine sample storage portions 101b have the same shape and are arranged at the same position in the disk radial direction Dr perpendicular to the disk circumferential direction Dc from the disk center Pc.
- Two holes 101c extending to the upper surface 101p are formed on the inner peripheral side facing the disc center Pc of the sample storage unit 101b.
- the sample storage portion 101b is filled with the sample 100Sa from the one hole 101c.
- Sample 100Sa is prepared such that the malaria parasite in red blood cells RC is labeled with a fluorescent dye.
- the two holes 101c are closed with a lid.
- the sample 100Sa prepared from nine types of specimens is filled in the sample storage unit 101b.
- FIG. 1B schematically shows the red blood cells RC stored in the sample storage unit 101b.
- the track 102c is composed of a series of grooves 111 that spirally turn around the disk center Pc. Groove 111 is formed in the track area 102a indicated by hatching in FIG. 1A from the outermost circumference that is the outermost edge farthest from the disk center Pc of the track area 102a to the innermost circumference that is the outermost edge closest to the disk center Pc.
- the substrate 102 is formed by injection molding by the same process as that for CD and DVD.
- the semi-transmissive film 102d is formed by a sputtering process.
- the semi-transmissive film 102d reflects a part of the laser light incident from the lower surface 102q of the substrate 102 through the lower surface 102dq of the semi-transmissive film 102d, and transmits the remainder of the laser light to the semi-transmissive film 102d, thereby forming the semi-transmissive film 102d.
- the sample is guided to the sample container 101b through the upper surface 102dp.
- the semi-transmissive film 102d transmits the fluorescence generated in the sample storage portion 101b to the substrate 102.
- the reflectivity of the semi-transmissive film 102d is about 5% to 20% so that more laser light can be guided to the sample storage portion 101b and more fluorescence can be transmitted to the base portion 102b of the substrate 102. Is set.
- the sample storage disk 100 is divided into nine areas A0 to A8 in the disk circumferential direction Dc. Each area includes one sample container 101b. As will be described later, one track portion Ta in each area of the track 102c constitutes one unit of information recording area. Various signals are recorded in portions of the track portion Ta that do not overlap the sample storage portion 101b when viewed from above. In the present embodiment, these signals are recorded by a pit string composed of one or more bits.
- FIG. 2 is an enlarged view of the semi-transmissive film 102d located on the upper surface 102p of the substrate 102, and schematically shows the structure of the groove 111, the land 112, and the pit 113.
- FIG. 2 shows only the semipermeable membrane 102d.
- the upper side is the substrate 102 side. That is, in FIG. 2, the upper surface 102dp of the semi-permeable membrane 102d faces downward and the lower surface 102dq faces upward.
- a groove 111 is formed on the substrate 102 (semi-transmissive film 102d).
- the lands 112 connected to the grooves 111 and between the grooves 111 constitute an upper surface 102 p of the substrate 102.
- a pit 113 is formed in a groove 111 corresponding to a portion of the track portion Ta that does not overlap the sample accommodating portion 101b, and a predetermined signal is recorded.
- the groove 111 includes pits 113 and spaces 113s. In the space 113s, the pit 113 is not formed, and the groove 111 extends monotonously. The format of the signal to be recorded will be described later. No signal is recorded on the land 112 between adjacent grooves 111. Further, the groove 111 and the land 112 extend spirally around the disc center Pc without meandering.
- the beam spot B1 of the laser beam applied to the lower surface 102q of the substrate 102 moves relatively along the groove 111 and scans the track 102c in the scanning direction Ds.
- the beam spot B1 scans the groove 111 (track 102c) from the outermost peripheral part farthest from the disk center Pc of the groove 111 toward the innermost peripheral part closest to the disk center Pc.
- the laser beam forming the beam spot B1 hits the lower surface 102dq of the semi-transmissive film 102d, a part of the laser beam is reflected by the lower surface 102q as described above and becomes reflected light.
- the intensity of the reflected light from the groove 111 decreases.
- the reflected light is modulated by the pits 113 and the intensity of the reflected light changes.
- the photodetector receives the modulated reflected light and outputs a detection signal that changes according to the intensity of the reflected light. By demodulating the detection signal, various information recorded in the pit 113 is reproduced.
- the diameter of the beam spot B1 is substantially the same as the pitch of the tracks 102c (grooves 111) extending spirally in the disc radial direction Dr, that is, the track pitch that is the interval between the track portions Ta adjacent to each other in the disc radial direction Dr. In the embodiment, the track pitch is about 0.3 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
- FIG. 3A is a plan view of the sample storage disk 100, schematically showing areas A0 to A8 arranged in the disk circumferential direction Dc.
- FIG. 3B is a plan view of the sample storage disk 100.
- the track region 102a of the sample storage disk 100 is divided into a plurality of zones Z0 to Zn arranged in the disk radial direction Dr.
- FIG. 3B schematically shows a plurality of zones Z0 to Zn.
- Areas A0 to A8 shown in FIG. 3A and zones Z0 to Zn shown in FIG. 3B are logically assigned to the sample storage disk 100 in order to set a signal format to be described later on the track 102c in relation to the sample storage unit 101b.
- the areas A0 to A8 and the zones Z0 to Zn are not partitioned by physical structures such as barriers and grooves.
- the sample storage disk 100 is divided into a plurality of areas at a predetermined constant angular interval with respect to the disc center Pc. It is divided into A0 to A8.
- a track portion included in each area is a track portion Ta shown in FIG. 1A.
- the track area 102a shown in FIG. 1A is detected between the outer area 102e farthest from the disk center Pc, the inner area 102f closest to the disk center Pc, and the outer area 102e and the inner area 102f in the disk radial direction Dr. It is divided into an area 102g.
- the outer area 102e is a lead-in area
- the inner area 102f is a lead-out area and an appearance identification area.
- the groove 111 of the lead-in area (outer area 102e), various pieces of information necessary for scanning the sample storage disk 100 are recorded as bit strings.
- a signal indicating the lead-out area is recorded by a pit string.
- the appearance identification area (inner area 102f) is provided with a structure for visually displaying the type and the like of the sample storage disk 100 by making the groove 111 discontinuous.
- the appearance identification area is set on the inner peripheral side near the disc center Pc in the lead-out area.
- the detection region 102g of the sample storage disk 100 is divided into a plurality of zones Z0 to Zn in the disk radial direction Dr.
- the sample storage disk 100 is divided into, for example, 75 zones.
- the number of track portions Ta arranged in the disk radial direction Dr included in each zone in the track 102c is the same.
- signals are recorded on the plurality of track portions Ta at a constant angular velocity.
- the track 102c (groove 111) of one zone is scanned by the beam spot B1 at the same angular velocity with respect to the disc center Pc.
- the angular velocity of each zone is set so that the track portion Ta of the track 102c (groove 111) at the center position of the zone in the disc radial direction Dr is scanned by the beam spot B1 at the same linear velocity.
- FIG. 4 shows the groove 111 and the land 112 of each zone developed in a straight line.
- the groove 111 and the land 112 for one round are shown by one straight line.
- the lengths of the grooves 111 and lands 112 shown in FIG. 4 are not physical lengths, but are standardized so that the length of one round is the same in all the grooves 111 and lands 112 for convenience. Has been.
- the detection area 102g is divided into a plurality of zones Z0 to Zn in the disk radial direction Dr.
- Each zone includes a plurality of tracks 102c (grooves 111) arranged in the disk radial direction Dr.
- track numbers T0 to Tm from the outer peripheral side are given to the track portion Ta of the track 102c in one zone.
- the number of track portions Ta of the track 102c included in one zone is, for example, 800.
- FIG. 5A shows the formats of the fields F1 to F8 set in the track portion Ta (groove 111) in each of the areas A0 to A8.
- FIG. 5B schematically shows the angle range of the fields F1 to F8.
- fields F1 to F8 are set in each of a plurality of track portions Ta (groove 111) in one area Ax.
- the fields F2, F5, and F6 no signal is recorded with the bit 113 (see FIG. 2), and only the groove 111 (G) including only the monotonically extending space 113s (see FIG. 2) is formed.
- the field F5 overlaps the sample storage portion 101b in the entire length. That is, both ends of the field F5 coincide with two boundaries (ends) arranged in the disk circumferential direction Dc of the sample storage unit 101b. No signal is recorded on the track portion that overlaps the sample storage portion 101b when viewed from above, and only the groove 111 that extends monotonously and flatly is formed.
- the track portion Ta starts at the start end SP and ends at the end EP along the scanning direction Ds.
- the start ends SP of all track portions Ta in the same area are aligned in one disk radial direction Dr, that is, located on a straight line Lr1 extending from the disk center Pc in the disk radial direction Dr1.
- the end points EP of all track portions Ta in the same area are aligned in one disc radial direction Dr, that is, located on a straight line Lr2 extending from the disc center Pc in the disc radial direction Dr2.
- the start ends of the fields F5 in all the track portions Ta in the same area are aligned in the disc radial direction Dr, and the end ends of the field F5 are aligned in another disc radial direction Dr.
- the start ends of the field F1 in all the track portions Ta in the same area are aligned in another disk radial direction Dr, and the ends of the field F1 are aligned in another disk radial direction Dr.
- the start ends of the field F3 in all the track portions Ta in the same area are aligned in another disk radial direction Dr, and the ends of the field F3 are aligned in another disk radial direction Dr.
- the start ends of the fields F4 in all track portions Ta in the same area are aligned in another disk radial direction Dr, and the ends of the field F4 are aligned in another disk radial direction Dr.
- the start ends of the fields F6 in all the track portions Ta in the same area are aligned in another disk radial direction Dr, and the ends of the field F6 are aligned in another disk radial direction Dr.
- the start ends of the field F8 in all the track portions Ta in the same area are aligned in another disk radial direction Dr, and the ends of the field F8 are aligned in another disk radial direction Dr.
- FIG. 6A shows a signal format of fields F1 to F8 of a certain track portion Ta1 among a plurality of track portions Ta.
- Each of the plurality of track portions Ta has the same configuration as the track portion Ta1.
- a hatched portion indicates a region where the pit 113 is formed in the groove 111, and a white portion where the hatched hatch is not illustrated indicates a region of only the groove 111.
- the time length 1T indicates the time length of the minimum pit when the groove 111 is scanned at a constant angular velocity as described above.
- a signal En composed of pits and spaces alternately repeated 10 times is recorded. Both the pit and the space of the signal En have a time length 2T that is twice the time length 1T.
- the signal En recorded in the field F1 indicates the start point SP (see FIG. 5A) of the track portion Ta1 of one area, and the signal En recorded in the field F8 indicates the end point EP of the track portion Ta1 of one area. .
- Field F4 starts with a space having a time length 8T which is eight times the time length 1T, a pit having a time length 1T and a space having a time length 1T which are alternately repeated four times after the space.
- a signal V3 is recorded.
- the start signal V3 is a synchronization adjustment signal for correcting the synchronization shift of the fluorescence signal when the fluorescence image is generated. The synchronization adjustment using the start signal V3 will be described later.
- the field F3 includes two header areas HE1 and HE2.
- an identification signal for identifying the header area HE1 an address signal indicating the position of the track portion Ta1, and an error correction signal for performing error detection or error correction on the address signal are recorded. These signals have a fixed bit length.
- the address signal includes the track number of the track portion Ta1 of the track numbers T0 to Tm shown in FIG. 4, the zone number indicating the zone including the track portion Ta of the zones Z0 to Zn, and the areas A0 to A8. And the area number of the area including the track portion Ta1.
- signals similar to those in the header area HE1 are recorded.
- the field F7 includes two footer areas FT1 and FT2.
- an identification signal Id8 In the footer area FT1, an identification signal Id8, an address signal, and an error correction signal are recorded. These signals have a fixed bit length.
- the address signal includes the track number of the track portion Ta1 of the track numbers T0 to Tm shown in FIG. 4, the zone number indicating the zone including the track portion Ta1 of the zones Z0 to Zn, and the areas A0 to A8. And an area number indicating an area including the track portion Ta1.
- a signal similar to that in the footer area FT1 is recorded.
- the identification signals Id8 in the footer areas FT1 and FT2 are different from the identification signals in the header areas HE1 and HE2.
- the address signals in the footer areas FT1 and FT2 are the same as the address signals in the header areas HE1 and HE2.
- digital signals (bit signals) having values of 1 and 0 are recorded by pits and spaces.
- FIG. 6A further shows the signal format of the identification signal Id8 in the footer areas FT1 and FT2.
- the identification signal Id8 of the footer areas FT1 and FT2 is also a synchronization adjustment signal for correcting the synchronization shift of the fluorescence signal when the fluorescence image is generated.
- the identification signal Id8 of the footer areas FT1 and FT2 includes a pit b5 and a space s5 that are alternately repeated four times, and a pit b1 and a space s1 that are alternately repeated 20 times.
- the pit b5 and the space s5 have a time length 5T that is five times the time length 1T.
- the pit b1 and the space s1 have a time length of 1T.
- the identification signal Id8 and the start signal V3 the synchronization deviation of the fluorescence signal is corrected.
- the synchronization adjustment using the identification signal Id8 in the footer area FT1 and the start signal V3 in the field F4, both of which are synchronization adjustment signals, will be described later.
- each field other than the fields F3 and F7 in which the address signal is recorded has a space having the same time length as the pits having the same time length arranged in the same arrangement.
- the same signal is recorded.
- the pits and spaces formed in these fields are aligned in the disc radial direction Dr in all track portions Ta in the same zone and the same area.
- the pits and spaces formed in the fields F1 and F8 are aligned in the disc radial direction in the track portion Ta included in all the zones of the same area.
- the pits and spaces formed in the fields F3 and F7 are shifted in the circumferential direction between the track portions Ta because the lengths of the pits and spaces change according to the contents of the address signal.
- FIG. 6B is a schematic enlarged view of the sample storage disk 100, and shows a field F4 in a track portion Ta of track numbers T11 to T15. As shown in FIG.
- a space Sc1 having a time length 8T, a pit Pt1 having a time length 1T, and a space Sc2 having a time length 1T along the scanning direction Ds A pit Pt2 having a time length 1T, a space Sc3 having a time length 1T, a pit Pt3 having a time length 1T, a space Sc4 having a time length 1T, a pit Pt4 having a time length 1T, and a time length 1T Space Sc5 is arranged in this order. As shown in FIG.
- both ends of the space Sc1 of the field F4 in all the track portions Ta of each zone including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disk radial directions Dr11 and Dr12 that are separated from the disk center Pc. And located on straight lines Lr11 and Lr12 extending in the disk radial direction Dr11 and Dr12 from the disk center Pc, respectively.
- Both ends of the pit Pt1 of the field F4 of all the track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disk radial directions Dr12 and Dr13 away from the disk center Pc, and the disk diameter from the disk center Pc. They are located on straight lines Lr12 and Lr13 extending in directions Dr12 and Dr13, respectively.
- Both ends of the space Sc2 of the field F4 of all track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disk radial directions Dr13 and Dr14 away from the disk center Pc, and the disk diameter from the disk center Pc. They are located on straight lines Lr13 and Lr14 extending in directions Dr13 and Dr14, respectively. Both ends of the pit Pt2 of the field F4 of all track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disk radial directions Dr14 and Dr15 away from the disk center Pc, respectively. They are located on straight lines Lr14 and Lr15 extending in directions Dr14 and Dr15, respectively.
- Both ends of the space Sc3 of the field F4 of all track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disk radial directions Dr15 and Dr16 away from the disk center Pc, and the disk diameter from the disk center Pc. They are located on straight lines Lr15 and Lr16 extending in the directions Dr15 and Dr16, respectively.
- Both ends of the pit Pt3 of the field F4 of all track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disc radial directions Dr16 and Dr17, respectively, away from the disc center Pc. They are located on straight lines Lr16 and Lr17 extending in directions Dr16 and Dr17, respectively.
- Both ends of the space Sc4 of the field F4 of all the track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disk radial directions Dr17 and Dr18 away from the disk center Pc. They are located on straight lines Lr17 and Lr18 extending in the directions Dr17 and Dr18, respectively. Both ends of the pit Pt4 of the field F4 of all track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disc radial directions Dr18 and Dr19, respectively, away from the disc center Pc. They are located on straight lines Lr18 and Lr19 extending in directions Dr18 and Dr19, respectively.
- Both ends of the space Sc5 of the field F4 of all the track portions Ta of each zone of each area including the track numbers T11 to T15 are aligned in the disk radial directions Dr19 and Dr110 that are separated from the disk center Pc, and the disk diameter from the disk center Pc. They are located on straight lines Lr19 and Lr110 extending in directions Dr19 and Dr110, respectively.
- the end of the start signal V3 recorded in the field F4 is aligned in the disc radial direction Dr in the track portion Ta included in all the zones of the same area. That is, the end of the start signal V3 recorded in the field F4 is aligned with the direction DV3 from the disc center Pc in the track portion Ta included in all the zones of the same area.
- the end of the identification signal Id8 in the footer area FT1 is aligned in the disk radial direction in the track portion Ta included in all the zones of the same area. That is, the end of the identification signal Id8 in the footer region FT1 is aligned in the direction DFT1 from the disc center Pc in the track portion Ta included in all the zones of the same area.
- FIG. 7 is a configuration diagram of a fluorescence detection pickup 200 for reading fluorescence from the sample storage disk 100.
- fluorescence is detected from the sample storage portion 101b of the sample storage disk 100 using the fluorescence detection pickup 200.
- fluorescence is detected from the sample storage disk 100 in order to determine whether the red blood cells RC are infected with malaria parasites.
- the sample 100Sa is prepared so that the malaria parasite in the red blood cells RC is labeled with a fluorescent dye.
- the fluorescent dye emits fluorescence having a wavelength of about 450 to 540 nm when irradiated with light having a wavelength of 405 nm, for example.
- the sample 100Sa thus prepared is filled into the nine sample storage portions 101b of the sample storage disk 100 for each specimen. Thereafter, the opening 101a (see FIG. 1A) of the sample storage disk 100 is fixed to the turntable 230 supported by the spindle motor 220.
- the fluorescence detection pickup 200 includes a semiconductor laser 201, a half-wave plate 202, a polarizing beam splitter (PBS) 203, a collimator lens 204, a quarter-wave plate 205, an objective lens 206, and an objective lens actuator. 207, a dichroic prism 208, an anamorphic lens 209, a photodetector 210, and a fluorescence detector 211.
- PBS polarizing beam splitter
- the semiconductor laser 201 emits laser light having a wavelength of about 405 nm.
- the polarization direction of the laser light emitted from the semiconductor laser 201 is adjusted by the half-wave plate 202 so as to be S-polarized with respect to the PBS 203.
- the laser beam is reflected by the PBS 203 and enters the collimator lens 204.
- the PBS 203 has polarization dependency of characteristics such as reflection and transmission only with respect to light having a wavelength of about 405 nm of the laser light emitted from the semiconductor laser 201, and the polarization dependence of the above characteristics for light with a wavelength of about 450 to 540 nm. Does not have sex.
- the collimator lens 204 converts laser light incident from the PBS 203 side into parallel light.
- the quarter-wave plate 205 converts the laser light incident from the collimator lens 204 side into circularly polarized light, and the polarization direction when the laser light incident from the objective lens 206 side is incident from the collimator lens 204 side.
- the laser light reflected by the semi-transmissive film 102d of the sample storage disk 100 passes through the PBS 203 as it is and is not reflected toward the fluorescence detector 211.
- the objective lens 206 converges the laser light incident from the 1 ⁇ 4 wavelength plate 205 side on the semi-transmissive film 102d of the sample storage disk 100.
- the objective lens actuator 207 is displaced by driving the objective lens 206 in the focus direction and the tracking direction so that the laser beam converges on the groove 111 of the sample storage disk 100 by a servo circuit 50 (see FIG. 9) described later.
- the dichroic prism 208 transmits light having a wavelength of about 405 nm of the laser light emitted from the semiconductor laser 201, and emits light having a wavelength other than the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser 201, for example, light having a wavelength of about 450 to 540 nm. It is configured to reflect. As a result, the fluorescence incident from the PBS 203 side is reflected by the dichroic prism 208, and the laser light incident from the PBS 203 side passes through the dichroic prism 208.
- the anamorphic lens 209 introduces astigmatism into the laser light transmitted through the dichroic prism 208.
- the laser light that has passed through the anamorphic lens 209 enters the photodetector 210.
- the photodetector 210 has a four-divided sensor for receiving laser light on the light receiving surface.
- the detection signal output from the photodetector 210 is processed by a signal arithmetic circuit 300 (see FIG. 8) described later.
- the fluorescence reflected by the dichroic prism 208 is guided to the light receiving surface of the fluorescence detector 211 while being converged by the collimator lens 204.
- the fluorescence detector 211 has a sensor provided on the light receiving surface for receiving fluorescence.
- a fluorescence signal that is a detection signal of the fluorescence detector 211 is amplified by a signal amplification circuit.
- a barrier or the like for preventing the laser light emitted from the semiconductor laser 201 from entering the fluorescence detector 211 is appropriately used. It is preferable to arrange in the optical system.
- FIG. 8 is a configuration diagram of the signal arithmetic circuit 300.
- FIG. 9 is a configuration diagram of the fluorescence detection apparatus 1 according to the first embodiment.
- the sample storage disk 100 and the fluorescence detection apparatus 1 constitute a fluorescence detection system.
- the light detector 210 has a quadrant sensor for receiving laser light as described above.
- the upper left sensor 2101, the upper right sensor 2102, the lower right sensor 2103, and the lower left sensor 2104 of the quadrant sensor output detection signals S1, S2, S3, and S4, respectively, based on the beam spot of the received laser beam.
- the signal arithmetic circuit 300 processes the detection signals S1 to S4 to generate a focus error signal FE, a tracking error signal TE, and a reproduction RF signal RF.
- the focus error signal FE and the tracking error signal TE are generated according to the astigmatism method and the one-beam push-pull method used in existing optical disc apparatuses.
- the signal operation circuit 300 includes adders 301 to 304 and 307 and subtractors 305 and 306.
- the adder 301 outputs a signal (S1 + S3) obtained by adding the detection signals S1 and S3 to the subtractor 305
- the adder 302 outputs a signal (S2 + S4) obtained by adding the detection signals S2 and S4 to the subtractor 305.
- the adder 303 outputs a signal (S1 + S4) obtained by adding the detection signals S1 and S4 to the subtractor 306 and the adder 307
- the adder 304 adds the signal (S2 + S3) obtained by adding the detection signals S2 and S3 to the subtractor 306. And output to the adder 307.
- the subtracter 305 subtracts the output signal of the adder 302 from the output signal of the adder 301 and outputs a focus error signal FE.
- the subtracter 306 subtracts the output signal of the adder 304 from the output signal of the adder 303 and outputs a tracking error signal TE.
- the adder 307 adds the output signals of the adders 303 and 304 and outputs a reproduction RF signal RF (SUM signal).
- the focal position of the objective lens 206 when the focal position of the objective lens 206 is positioned on the semi-transmissive film 102d of the sample storage disk 100, the beam spot on the four-divided sensors 2101 to 2104 of the photodetector 210 becomes a minimum circle of confusion, and a focus error signal.
- the value of FE becomes 0.
- the focal position of the objective lens 206 is positioned at the center position in the disk radial direction Dr of the track 102c (groove 111) of the sample storage disk 100, the beam spots on the quadrant sensors 2101 to 2104 of the photodetector 210.
- the left side of the two sensors 2101 and 2104 are equal in size to the right side of the two sensors 2102 and 2103, and the value of the tracking error signal TE is zero.
- the objective lens actuator 207 shown in FIG. 7 has the objective lens 206 mounted on the substrate of the sample storage disk 100 so that both the focus error signal FE and the tracking error signal TE become zero under the control of the servo circuit 50 shown in FIG.
- the pickup 200 is driven so as to be displaced in a focus direction perpendicular to the upper surface 102p of the 102 and a tracking direction parallel to the upper surface 102p of the substrate 102.
- the fluorescence detection apparatus 1 includes a signal processing circuit 10, an image processing unit 20, an input / output unit 30, a controller 40, and a servo. A circuit 50 and a thread motor 240 are further provided. A signal operation circuit 300 shown in FIG. 8 is provided in the fluorescence detection pickup 200.
- the signal processing circuit 10 processes the fluorescence signal FL and the reproduction RF signal RF output from the fluorescence detection pickup 200.
- the fluorescence signal FL is output from the fluorescence detector 211 shown in FIG. 7, and the reproduction RF signal RF is output from the adder 307 shown in FIG.
- the signal processing circuit 10 includes a signal detection unit 11, a signal reproduction unit 12, a cutout unit 13, and a superposition unit 14.
- the signal detection unit 11 and the signal reproduction unit 12 constitute a signal acquisition unit 11a.
- the signal detection unit 11 processes the reproduction RF signal RF input from the fluorescence detection pickup 200, detects various signals shown in FIG. 6A, and sends the detected signals to the signal reproduction unit 12, the cutout unit 13, and the controller 40. Output.
- the signal reproduction unit 12 reproduces the signals of the fields F3 and F7 input from the signal detection unit 11, that is, the signals of the header areas HE1 and HE2 and the footer areas FT1 and FT2, and acquires an address signal.
- the signal reproducing unit 12 outputs the acquired address signal to the superimposing unit 14.
- the cutout unit 13 converts each sample value obtained by sampling the fluorescence signal FL input from the fluorescence detection pickup 200 with a sampling clock of a predetermined period into a digital signal and outputs the digital signal to the superposition unit 14 as the fluorescence signal FLd. To do.
- the cutout unit 13 starts sampling of the fluorescent signal FL in response to detection of the start signal V3 (see FIG. 5A) by the signal detection unit 11, and the signal detection unit 11 detects the identification signal Id8 of the footer region FT1. In response to this, the sampling of the fluorescence signal FL is terminated.
- the sample storage disk 100 is rotated at a different angular velocity for each zone. Accordingly, the time during which the track portion Ta is scanned with the laser light varies from zone to zone. For this reason, when a fluorescence signal is cut out with a timing signal having the same period for each zone, the number of cut out signal groups differs for each zone.
- the sampling clock cycle of the fluorescence signal FL in the cutout unit 13 is adjusted so that the same number of signal groups are cut out from the track portion Ta of each zone. Thereby, in each zone, the fluorescence signal FL is cut out at substantially the same angular interval.
- the superimposing unit 14 adds the address signal input from the signal reproducing unit 12 to the fluorescent signal FLd acquired by the cutout unit 13 and outputs it to the image processing unit 20.
- the image processing unit 20 connects the input fluorescent signal FLd based on the address signal, and generates a fluorescent image for each of the areas A0 to A8. Further, the image processing unit 20 performs image processing on the fluorescent image, counts the number of fluorescent bright spots in the fluorescent image, and calculates the infection rate of malaria in the red blood cells RC. These fluorescent images, count values, infection rates, and the like are output from the image processing unit 20 to the input / output unit 30 as needed.
- the image processing unit 20 includes a programmable arithmetic processing circuit and a memory 20m.
- the input / output unit 30 includes input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel, and output devices such as a monitor and a speaker.
- An instruction for starting fluorescence detection is input via the input / output unit 30.
- the fluorescence image, the number of bright spots, the infection rate of malaria, and the like are displayed on the input / output unit 30.
- the controller 40 includes a processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and controls each unit according to a program stored in the memory.
- a processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and controls each unit according to a program stored in the memory.
- the servo circuit 50 controls the objective lens actuator 207 based on the focus error signal FE and the tracking error signal TE generated by the signal calculation circuit 300 in FIG.
- the servo circuit 50 controls the spindle motor 220 so that the zones Z0 to Zn shown in FIG. 3B are scanned by the beam spot B1 at the angular velocity set in each zone.
- the servo circuit 50 is a thread for sending the fluorescence detection pickup 200 in the disk radial direction Dr of the sample storage disk 100 so that the beam spot B1 can be scanned from the outermost position to the innermost position of the track 102c.
- the motor 240 is controlled.
- the servo circuit 50, the fluorescence detection pickup 200, the spindle motor 220, and the sled motor 240 constitute a scanning unit 1200 that irradiates the sample storage disk 100 with light and scans the sample storage disk 100 in the scanning direction Ds.
- FIG. 10A is a flowchart showing a cutting process for cutting out a fluorescent signal.
- step S11 When the signal detection unit 11 detects the start signal V3 (see FIG. 5A) (step S11: YES), the extraction unit 13 starts extraction of the fluorescent signal FL, that is, sampling (step S12). Thereafter, when the signal detection unit 11 detects the identification signal Id8 (see FIG. 6A) of the footer region FT1 (step S13: YES), the extraction unit 13 ends extraction of the fluorescent signal FL, that is, sampling (step S14).
- FIG. 10B is a flowchart showing the invalidation processing of the cut out signal, that is, the sampled signal.
- the controller 40 acquires the address signal reproduced from the header areas HE1 and HE2 and the address signal reproduced from the footer areas FT1 and FT2 while scanning one track portion Ta (steps S21 and S22).
- the controller 40 determines whether or not the address signal reproduced from the header areas HE1 and HE2 matches the address signal reproduced from the footer areas FT1 and FT2 (step S23). If the two address signals do not match (step S23: NO), the controller 40 invalidates the fluorescent signal FL cut out from the track portion Ta (step S24), and scans the track portion Ta again with laser light.
- a process of cutting out, that is, sampling, the fluorescence signal is executed (step S25).
- the controller 40 outputs the fluorescence signal FL cut out from the track portion Ta as the fluorescence signal FLd without invalidating it, and ends the process.
- the laser beam spot B1 may have moved out of the groove 111 and moved to another groove while scanning the groove 111 overlapping the sample storage unit 101b. .
- the fluorescence signal cut out in the meantime is acquired across two track portions, and is not a fluorescence signal acquired from one track portion.
- the beam spot B1 of the laser beam is detached from the groove 111 and moved to another groove while the process shown in FIG. 10A is executed and the groove 111 overlapping the sample storage unit 101b is scanned.
- the fluorescence signal acquired during that time is invalidated and the fluorescence signal is cut out again. Thereby, a fluorescence signal is appropriately acquired from one track portion Ta.
- FIG. 11 is a diagram for explaining the fluorescence signal cut-out process.
- FIG. 11 schematically shows the sampling clock Sck and signals cut out from one group of track portions Ta (track numbers T0 to Tm) included in the same area in the same zone.
- k signal groups SP1 to SPk are obtained from one track portion Ta.
- red blood cells RC infected with malaria are present in the sample 100Sa when the signal SPn is scanned while the track portion Ta of the track number T1 is scanned with laser light.
- the higher the sample value of the signal the higher the hatching density.
- the sampling value of the signal SPn of the track number T1 is higher than the other signals SP1 to SPn ⁇ 1, SPn + 1 to SPk of the track number T1 and the signals SP1 to SPk of the other tracks (track numbers T0, T2 to Tm).
- the sample values of the signals around the signal SPn (the signals SPn ⁇ 1 and SPn + 1 of the track number T1 and the signals SPn of the track numbers T0 and T2) are higher than other signals of those signals.
- the sample values of signals around the signal SPn (the signals SPn ⁇ 1 and Pn + 1 of the track numbers T0 and T2) are higher than those of other signals.
- the image processing unit 20 in FIG. 9 scans a signal group including signals respectively obtained from a plurality of track portions Ta included in the same area in the same zone based on the signal input from the superimposing unit 14 and the address signal.
- a fluorescent image showing one sample storage unit 101b is generated by arranging in the order of track numbers and track numbers. In the generation of the fluorescence image, the synchronization shift between the signal groups is corrected. Details of the method for generating the fluorescence image will be described later.
- the image processing unit 20 analyzes the fluorescence image thus generated, counts the number of fluorescent bright spots, that is, the number of red blood cells RC infected with malaria, and based on the number, malaria of red blood cells RC contained in the sample 100Sa. Calculate the infection rate.
- the image processing unit 20 outputs the acquired number and infection rate to the input / output unit 30 together with the fluorescence image. As a result, the fluorescence image, the number of detected malaria, the malaria infection rate, and the like are displayed on the input / output unit 30.
- the fluorescence signal is sampled according to the sampling clock Sck having a certain period, and the signals SP1 to SPk are acquired.
- the sample storage disk 100 is rotated at a constant angular velocity for each zone as described above.
- the angular velocity may be uneven.
- the rotation unevenness causes a distortion in the scanning direction in the fluorescent signal of each track portion Ta, and as a result, the accuracy of the fluorescent image may be lowered.
- the fluorescence detection apparatus 1 has the start signal V3 recorded in the field F4 that is the upstream synchronization adjustment signal in the scanning direction Ds and the footer region FT1 that is the downstream synchronization adjustment signal in the scanning direction Ds.
- the fluorescent signal is synchronously corrected using the identification signal Id8.
- FIG. 12 schematically shows a method of generating a fluorescence image while performing synchronization correction in the fluorescence detection device 1 according to the present embodiment.
- FIG. 12 shows a signal obtained by cutting out the fluorescence signal acquired from one zone of one area by the cutting unit 13 in a state where it is stored in the memory area 120m of the memory 20m and developed.
- FIG. 12 shows a fluorescence image extracted by extracting a signal within a predetermined range from the signal developed in the memory area 220m and saving it in the memory area 220m of the memory 20m.
- FIG. 12 shows the memory area 120m by the track portion Ta, the upstream and downstream directions in the scanning direction Ds, and the radial direction Dr indicating the outer peripheral side of the sample storage disk 100.
- Tk,..., Tm and the signals acquired from the track portion Ta developed on the memory area 120m shown in FIG. 12 are partially extracted to generate a fluorescent image and are shown in FIG.
- the memory area 220m shown in FIG. For example, a signal obtained from the track portion Ta with the track number T0 and stored in the memory area 120m is extracted in the extraction ranges R0-1, R0-2,..., R0-10 and stored in the memory area 220m. Signals obtained from the track portion Ta of the track number Tk and stored in the memory area 120m are extracted in the extraction ranges Rk-1, Rk-2,..., Rk-10 and stored in the memory area 220m.
- ten extraction ranges are set for a signal group of one track portion Ta, but the number of extraction ranges is not limited to this.
- the same number (10 in this case) of extraction ranges as the extraction ranges of the track numbers T0 and Tk are set in the signal group of other track portions Ta.
- a signal obtained by sampling the fluorescence signal FL is present in the extraction range.
- the number of signals extracted by sampling fluorescent signals FL included in a plurality of extraction ranges in one track portion is the same.
- the signal group is cut from each track portion Ta during the cut-out period from the detection of the signal V3 recorded in the field F4 to the detection of the identification signal Id8 in the footer area FT1. Is issued.
- This cut-out period changes according to the rotation unevenness in the sample storage disk 100. That is, the faster the rotation speed of the sample storage disk 100, the shorter the cutout period.
- the cutout period Ck in the track part Ta of the track number Tk is shorter than the cutout period C0 in the track part Ta of the track number T0.
- a synchronization shift occurs between the signal groups acquired from Ta.
- the Sck cycle of the sampling clock for sampling the fluorescent signal FL is constant as described above, the number of signals acquired from the track portion Ta of the track number T0 is acquired from the track portion Ta of the track number Tk. More than the number of signals.
- the extraction range for the signal group acquired from each track portion Ta is changed according to the length of the extraction period so as to eliminate this synchronization shift. For example, as shown in the memory area 120m of FIG. 12, the extraction range for the signal group with the track number Tk is shifted to the upstream side in the scanning direction Ds from the extraction range for the signal group with the track number T0.
- the shift amount and the shift direction for shifting the extraction range for the signal group of the track portion Ta of the other target track number are determined based on the signal group of the track portion Ta of the track number T0.
- the extraction range is shifted upstream in the scanning direction Ds, and the extraction periods C0, Ck
- the shift amount of the extraction range is determined according to the ratio.
- the extraction range in which the signal group of the track part Ta with the track number Tk is extracted is the scanning direction Ds. Shifted upstream.
- the extraction range is shifted upstream in the scanning direction Ds.
- the signal portion of the extraction range set in the signal group of each track number is developed in the memory area 220m for forming the fluorescence image.
- FIG. 12 shows lines L0, Lk, and Lm corresponding to the track portions of track numbers T0, Tk, and Tm, respectively.
- signals extracted from the signal group of each track portion are mapped to each line in the same order as the track number.
- a region corresponding to each of the plurality of lines in the fluorescent image memory region 220m is divided into ten divided regions Wp.
- a signal included in the extraction range among the signal group obtained from the track portion Ta of the track number Ti corresponding to the line Li is stored and mapped.
- the fluorescence image is generated by mapping the signal in which the synchronization error is corrected to the fluorescence image memory area 220m. Thereby, a fluorescence image without distortion can be obtained.
- the position on the memory of each signal sampled and extracted from the fluorescence signal FL is referred to as a pixel, and the upstream side in the scanning direction Ds from the downstream side in each line on the memory. Defines the order of the pixels.
- extraction ranges R0-1 to R0-10 are set for the signal group of the reference track number T0.
- ten extraction ranges R0-1 to R0-10 are set for the P1th to P11th pixels.
- the signal may be deteriorated due to the influence of the boundary in the circumferential direction Dc of the sample container 101b.
- the range of pixels from P1 to P11 is assumed to be able to ensure the signal quality without being influenced by the vicinity of the boundary of the sample storage unit 101b even if the sample storage disk 100 is unevenly rotated. The range is set.
- the image processing unit 20 sets the extraction ranges Ri-1 to Ri-10 for the signal group of each track portion Ta of the track number Ti (i: integer of 2 to m).
- the image processing unit 20 uses the following expression (1) based on the extraction period Ci of the track number Ti and the extraction period C0 of the track number T0 to extract the extraction range R0-1 to R0 of the track number T0.
- the shift value Dp for shifting the extraction range Ri-1 to Ri-10 of the track number Ti is set for -10.
- Dp ⁇ (Ci / C0) ⁇ 1 ⁇ ⁇ VCp (1)
- Dp is a shift value of the p-th (p: 1 to 10) extraction range Ri-p from the upstream side.
- VCp is the position of the center pixel in the scanning direction Ds of the p-th extraction range Ri-p from the upstream side of the track number T0.
- the shift value Dp calculated by the equation (1) is positive when the cutout period Ci is longer than the cutout period C0, and is negative when the cutout period Ci is shorter than the cutout period C0.
- the shift value Dp is positive
- the p-th extraction range R1-p of the track number T1 is shifted by the absolute value of the shift value Dp upstream from the p-th extraction range R0-p of the track number T0.
- the shift value Dp is negative, the p-th extraction range R1-p of the track number T1 is shifted to the shift position by the absolute value of the shift value Dp on the downstream side with respect to the p-th extraction range R0-p of the track number T0. Is set.
- the shift value Dp is zero.
- the p-th extraction range Ri-p of the track number Ti is set at the same position in the scanning direction Ds with respect to the p-th extraction range R0-p of the track number T0.
- FIG. 13A and 13B show the first extraction range Ri-1 of the track number Ti, respectively.
- FIG. 13A shows the extraction range Ri-1 when the cutout period Ci is shorter than the cutout period C0
- FIG. 13B shows the extraction range Ri-1 when the cutout period Ci is longer than the cutout period C0.
- the extraction range Ri-1 is the first extraction of the track number T0.
- a position shifted by the absolute value of the shift value D1 is set upstream of the range R0-1.
- the first shift value D1 of the track number Ti is positive, and therefore the extraction range Ri-1 is 1 of the track number T0.
- a position shifted by the absolute value of the shift value D1 is set downstream from the first extraction range R0-1.
- the setting of the extraction range and the generation of the fluorescence image are performed by the image processing unit 20 shown in FIG.
- the image processing unit 20 develops a signal group cut out from the fluorescence signal in the internal memory 20m, and sets an extraction range for the signal group according to the above-described method.
- the image processing unit 20 acquires the extraction period of each track number by, for example, counting an internal fixed clock having a fixed frequency, and based on the acquired extraction period (number of clocks), the expression ( The operation of 1) is executed. Then, the image processing unit 20 sets an extraction range for the signal group of each track number based on the calculated shift value. And the signal of each extraction range is preserve
- FIG. 12 shows a method of generating a fluorescence image from a signal group obtained by cutting out the fluorescence signal acquired from one zone of one area by the cutout unit 13.
- a plurality of zones are set in the radial direction in a region corresponding to the sample storage unit 101b arranged in one area. Therefore, when acquiring the fluorescence image of the whole sample accommodating part 101b, the process which integrates the fluorescence image acquired about each zone in radial direction Dr is performed.
- the image processing unit 20 integrates the fluorescence images acquired for each zone in the radial direction Dr, and generates a fluorescence image of the entire sample storage unit 101b.
- 10 extraction ranges are set for the signal group obtained from the track portion Ta of one track number.
- the number of extraction ranges set for a signal group with one track number is not limited to 10. In actual processing, a larger number of extraction ranges are set for a signal group. In this case, the number of divided areas Wp set in the fluorescent image memory area 220m is also changed according to the number of extraction ranges.
- ⁇ Effect of embodiment> As an effective method for detecting cells infected with pathogenic bacteria or cells having a predetermined form, a method of obtaining a fluorescent image of the entire flow path by staining the cells to be detected with a fluorescent dye and storing them in the flow path Can be used.
- the presence / absence and number of detection target cells can be acquired by analyzing the acquired fluorescence image, and based on this, the infection rate of pathogenic bacteria and the like can be acquired. It is also possible to display the acquired fluorescence image as appropriate and visually confirm the occurrence of fluorescence.
- the sample storage disk 100 is disposed upstream and downstream of the sample storage portion 101b in the scanning direction Ds of the track 102c on each track portion Ta straddling the sample storage portion 101b.
- the start signal V3 of the field F4 and the identification signal Id8 of the footer area FT1 that are synchronization adjustment signals are recorded on the side. For this reason, when rotation unevenness occurs in the sample storage disk 100, from the detection of the start signal V3 that is the upstream synchronization adjustment signal to the detection of the identification signal Id8 that is the downstream synchronization adjustment signal. It is possible to measure the extraction period, which is the time of.
- the synchronization adjustment signals recorded on the upstream side in the plurality of track portions Ta of the sample storage portion 101b are recorded so as to be aligned in the disc radial direction Dr, that is, the direction DV3 away from the disc center Pc, and in the plurality of track portions Ta.
- the synchronization adjustment signal recorded on the side is recorded so as to be aligned in the disc radial direction Dr, that is, the direction DFT1 away from the disc center Pc, so that the synchronization deviation of the fluorescent signal FL obtained from each track portion Ta can be detected.
- the identification signal Id8 of the footer region FT1 that is the downstream synchronization adjustment signal is detected after the start signal V3 that is the upstream synchronization adjustment signal is detected.
- the time until is longer.
- the image processing unit 20 can correct the synchronization shift between the fluorescent signals according to the detected amount of synchronization shift. Therefore, a higher quality fluorescent image can be acquired.
- the image processing unit 20 of the fluorescence detection apparatus 1 identifies the footer region FT1 that is the downstream synchronization adjustment signal after the start signal V3 of the field F4 that is the upstream synchronization adjustment signal is detected.
- the cut-out period which is the time until the signal Id (is detected) is measured, and the synchronization deviation of the signal group corresponding to each track portion Ta cut out by the cut-out unit 13 is corrected based on the measured cut-out period.
- the image processing unit 20 divides each of the lines L0 to Lm on the fluorescent image into a plurality of regions.
- the divided areas Wp of the memory area 220m are allocated to the plurality of areas of the lines L0 to Lm, respectively.
- the extraction range of the signal group that is stored and manually mapped in each of the divided areas Wp is set based on the measured extraction period.
- the image processing unit 20 extracts the cutting period C0 measured in the track part Ta having the reference track number T0 and the tracks having the other track numbers T2 to Tm among the track parts Ta crossing the sample storage unit 101b. Based on the cutting periods C2 to Cm measured at the portion Ta, the shift value Dp is obtained by the equation (1).
- the image processing unit 20 sets an extraction range for the signal group acquired from the track number T2 to Tm track portion Ta according to the obtained shift value Dp, and the signals included in each extraction range are divided into regions Wp corresponding to the extraction range. Save and map to. Thereby, the synchronization shift between signals arranged in each divided region Wp can be effectively eliminated. Therefore, a high-quality fluorescent image can be acquired.
- the sample storage disk 100 is divided into areas A0 to A8 in the disk circumferential direction Dc. Two boundaries (ends) aligned in the disk circumferential direction Dc of each area extend radially from the disk center Pc in the disk radial direction Dr.
- the sample storage portions 101b are arranged in the areas A0 to A8, respectively, and the track portion Ta included in each area straddles the sample storage portion 101b.
- the track portions Ta included in each area are all scanned with the same time length. Therefore, the same signal format can be applied uniformly to all track portions Ta.
- the angle ranges of the areas A0 to A8 centered on the disc center Pc in the disc circumferential direction Dc are set to be equal to each other. For this reason, fluorescence signals can be cut out from all areas A0 to A8 by the same process.
- the sample storage disk 100 is divided into a plurality of zones Z0 to Zn in the disk radial direction Dr, and a signal is recorded at a constant angular velocity in the track portion Ta of each zone.
- the angular velocities of the zones Z0 to Zn are set so that the linear velocities of the track portions Ta at the center position in the disk radial direction Dr of each zone are the same.
- the difference between the linear velocity on the inner circumferential side and the linear velocity on the outer circumferential side of the sample storage disk 100 can be suppressed, For any zone, it is possible to stably extract the fluorescence signal and read the signal from the track portion Ta.
- the sample storage disk 100 stores the substrate 100, the track 102c formed on the upper surface of the substrate 102 so as to turn around the disk center Pc, and the sample 100Sa disposed above the track 102c.
- One or more sample storage portions 101b are provided.
- the track 102c is configured to be scanned in the scanning direction Ds.
- the track 102c includes a plurality of track portions Ta that straddle the sample storage portions 101b of the one or more sample storage portions 101b in a row in the disc radial direction Dr away from the disc center Pc.
- a synchronization adjustment signal (V3) is recorded on the upstream side of each of the sample storage portions 101b in the scanning direction Ds of each of the plurality of track portions Ta.
- a synchronization adjustment signal (Id8) is recorded on the downstream side of each sample storage portion 101b in the scanning direction Ds of each track portion Ta of the plurality of track portions Ta.
- the synchronization adjustment signal (V3) may be aligned in the direction DV3 away from the disc center Pc.
- the synchronization adjustment signal (Id8) may be aligned in the direction DFT1 away from the disk center Pc.
- each sample storage portion 101b that intersect the disc circumferential direction Dc centered on the disc center Pc may extend radially from the disc center Pc.
- the one or more sample storage units 101b may include a plurality of sample storage units 101b that are arranged on the upper side of the track 102c and store the sample 100Sa.
- the track region 102a of the sample storage disk 100 on which the track 102c is formed may be divided into a plurality of areas A0 to A8 in the disk circumferential direction Dc at a plurality of boundaries extending radially from the disk center Pc.
- a plurality of sample storage portions 101b are respectively disposed in the areas A0 to A8, and the portion of the track 102c included in each of the plurality of areas A0 to A8 covers the track portion Ta straddling the respective sample storage portions 101b.
- the plurality of areas A0 to A8 may be arranged in an equal angular range around the disc center Pc.
- the sample storage disk 100 may be divided into a plurality of zones Z0 to Zn along the disk radial direction Dr. In each of the plurality of zones Z0 to Zn, a signal may be recorded at a constant angular velocity on the plurality of track portions Ta.
- the angular velocities of the respective zones may be set so that the linear velocities of the portions located in the center in the disc radial direction Dr of the plurality of zones Z0 to Zn of the track portion Ta are the same.
- the fluorescence detection apparatus 1 is used together with a sample storage disk 100 that stores a sample 100Sa.
- the scanning unit 1200 irradiates the sample storage disk 100 with light and scans the sample storage disk 100 with the light in the scanning direction Ds.
- the photodetector 210 outputs a detection signal (S1 to S2) according to the light reflected by the sample storage disk 100.
- the signal acquisition unit 11a operates based on the detection signals (S1 to S2).
- the fluorescence detector 211 outputs a fluorescence signal FL corresponding to the fluorescence generated from the sample 100Sa accommodated in the sample accommodating portion 101b by the irradiated light.
- the cutout unit 13 cuts out a plurality of signals FLd obtained by sampling the fluorescent signal FL, and outputs a plurality of signal groups respectively corresponding to a plurality of track portions Ta from the cut out signals FLd.
- the image processing unit 20 generates a fluorescence image of the sample storage unit 101b based on the plurality of signal groups.
- a plurality of synchronization adjustment signals (V3) and a plurality of synchronization adjustment signals (Id8) are recorded on the track 102c of the sample storage disk 100.
- the track 102c includes a plurality of track portions Ta that straddle the sample storage portion 101b side by side in the disc radial direction Dr away from the disc center Pc.
- Each synchronization adjustment signal (V3) of the plurality of synchronization adjustment signals (V3) is recorded on the upstream side of the sample accommodating portion 101b in the scanning direction Ds of each track portion Ta of the plurality of track portions Ta.
- the respective synchronization adjustment signals (Id8) of the plurality of synchronization adjustment signals (Id8) are recorded on the downstream side of the sample storage portion 101b in the scanning direction Ds of each of the track portions Ta.
- the image processing unit 20 arranges a plurality of signal groups respectively corresponding to the plurality of track portions Ta in order of the plurality of track portions Ta in the disk radial direction Dr.
- the image processing unit 20 measures the time from when each of the synchronization adjustment signals (V3) is detected by the signal acquisition unit 11a to when each of the synchronization adjustment signals (Id8) is detected by the signal acquisition unit 11a. To do.
- the image processing unit 20 generates a fluorescence image by correcting the synchronization deviation of the plurality of signal groups based on the measured time.
- the plurality of synchronization adjustment signals (V3) may be recorded so as to be aligned in the direction DV3 from the disc center Pc.
- a plurality of synchronization adjustment signals (Id8) may be recorded so as to be aligned in the direction DFT1 from the disk center Pc.
- the cutout unit 13 may start sampling the fluorescence signal FL based on the signal acquisition unit 11a acquiring the respective synchronization adjustment signals (V3).
- the cutout unit 13 may end the sampling of the fluorescence signal FL based on the signal acquisition unit 11a acquiring the respective synchronization adjustment signals (Id8).
- the fluorescent image is composed of a plurality of lines L0 to Lm respectively corresponding to a plurality of track portions Ta.
- the image processing unit 20 includes a memory 20m that stores a fluorescent image.
- a line Li corresponding to each of the track portions Ta among the plurality of lines L0 to Lm may be divided into a plurality of regions.
- the memory 20m may include a memory area 220m divided into a plurality of divided areas Wp that respectively correspond to the plurality of areas of the line Li.
- the image processing unit 20 uses a plurality of extraction ranges Ri-1 to Ri assigned to the plurality of regions of the line Li, with the signal groups corresponding to the respective track portions Ta among the plurality of signal groups. Extracted at ⁇ 10 and mapped to a plurality of divided areas Wp of the memory area 220m.
- the image processing unit 20 sets a plurality of extraction ranges Ri-1 to Ri-10 based on the measured time.
- Other synchronization adjustment signals (V3) recorded on the upstream side of the sample storage portion 101b in the scanning direction Ds of the other track portions Ta among the plurality of track portions Ta may be included.
- a plurality of synchronization adjustment signals (Id8) are transmitted to a certain synchronization adjustment signal (Id8) recorded on the downstream side of the sample storage unit 101b in the scanning direction Ds of a certain track portion Ta and the other track portions Ta.
- synchronization adjustment signals (Id8) recorded on the downstream side of the sample storage unit 101b in the scanning direction Ds may be included.
- the image processing unit 20 performs the first process from when a certain synchronization adjustment signal (V3) is detected by the signal acquisition unit 11a to when a certain synchronization adjustment signal (Id8) is detected by the signal acquisition unit 11a. Measure the time.
- the image processing unit 20 calculates the second time from when the other synchronization adjustment signal (V3) is detected by the signal acquisition unit 11a to when the other synchronization adjustment signal (Id8) is detected by the signal acquisition unit 11a. taking measurement.
- the image processing unit 20 sets a plurality of extraction ranges Ri-1 to Ri-10 in the other track portion Ta based on the first time and the second time.
- the image processing unit 20 sets each extraction range based on the shift value Dp obtained by the calculation of Expression (1).
- the image processing unit 20 obtains a correlation coefficient between signals between the extraction range set in this way and the extraction range adjacent to the extraction range in the radial direction Dr, and the correlation coefficient is the highest. Reset the extraction range to the position.
- FIG. 14 shows a method for resetting the extraction range.
- FIG. 14 schematically shows the relationship between the extraction range R0-1 of the track number T0 and the extraction range R1-1 of the track number T1.
- FIG. 14 further shows a correlation coefficient between the signal group of the extraction range R1-1 and the signal group of the extraction range R0-1 when the extraction range R1-1 is shifted by one pixel.
- the extraction range of the signal group obtained from a certain track portion is set as the reference extraction range.
- the extraction range of the signal group of another track portion adjacent to the track portion in the radial direction Dr is set as the target extraction range according to the equation (1).
- the order of the reference extraction ranges in the scanning direction Ds is the same as the order of the target extraction ranges in the scanning direction Ds.
- the image processing unit 20 obtains a correlation coefficient between the signals of the plurality of candidate extraction ranges, which are extraction ranges obtained by shifting the target extraction range to the upstream side and the downstream side in the scanning direction Ds, and the signal of the reference extraction range.
- the candidate extraction range in which the largest correlation coefficient among the obtained correlation coefficients is obtained is reset as the target extraction range.
- the image processing unit 20 sets the first extraction range R1-1 that is the target extraction range from the upstream side by the calculation of Expression (1) for the signal group of the track number T1.
- the correlation coefficient between the signal in the target extraction range R1-1 and the signal in the first extraction range R0-1 from the upstream side that is the reference extraction range of the track number T0 adjacent in the radial direction Dr is obtained.
- the target extraction range R1-1 is shifted by one pixel upstream from the initial set position PD0 in the predetermined search range Q1, and the target extraction range R11 is shifted downstream from the initial set position PD0 in the predetermined search range Q2.
- the correlation coefficient with the reference extraction range R01 is obtained while shifting one pixel at a time, that is, while shifting the target extraction range R11 one pixel at a time from the initial set position PD0 in the search range QT that combines the search ranges Q1 and Q2. Then, the position of the target extraction range R11 having the maximum correlation coefficient is searched.
- the correlation coefficient continuously decreases in a range in which the target extraction range R11 is shifted 10 pixels from a certain position to the upstream side, and the target extraction range R11 is set to 10 downstream from the predetermined position.
- the certain position is specified as the position where the correlation coefficient is maximized.
- the position PDa shifted by ⁇ P upstream from the initial setting position PD0 is the position where the correlation coefficient is maximized.
- the correlation coefficient at a certain position exceeds a predetermined threshold SH (for example, 0.9)
- the target extraction range R11 at the certain position is from the upstream side with respect to the signal group of the track number T1. It is reset to the first extraction range R1-1.
- the search range is expanded and the same search is performed again.
- the extraction range R1-1 is shifted and reset by the correction amount from the position obtained by the equation (1) to the position reset by the search.
- the image processing unit 20 performs the same search process on the other extraction ranges R1-2 to R1-10 of the track number T1, obtains correction amounts for the respective extraction ranges, and extracts the extraction ranges R1-2 to R1-10.
- the extraction ranges R1-2 to R1-10 are reset by shifting the position by each correction amount.
- the search process is performed on the extraction range R1-1 of the track number T1, and the same search process is performed on the most downstream extraction range R1-10 of the track number T1.
- the other extraction ranges R1-2 to R1-9 of the track number T1 are reproduced with correction amounts obtained by proportionally distributing the correction amount of the most upstream extraction range R1-1 and the correction amount of the most downstream extraction range R1-10. It may be set.
- the first extraction range R1-1 located on the most upstream side is reset to a position shifted by one pixel on the downstream side from the position set by the equation (1) by the correlation coefficient.
- the second to ninth extraction ranges R1-2 to R1-9 is reset to positions shifted by 2 pixels, 3 pixels, 4 pixels, 5 pixels, 6 pixels, 7 pixels, 8 pixels, and 9 pixels downstream from the position set according to the expression (1).
- the correction amount that is proportionally distributed to each extraction range is rounded off to the nearest decimal point and applied to each extraction range.
- the extraction range set in the signal group of track numbers T2 to Tm is also corrected by the same processing. That is, for the p-th extraction range of the track number Ti, the above processing is performed using the p-th extraction range of the track number Ti-1 adjacent to the track number Ti in the radial direction Dr as a reference extraction range. Correction is performed from the extraction range set in (1).
- the processing based on the correlation coefficient further suppresses the synchronization shift between the signal groups, so that a higher quality fluorescent image can be generated.
- the process using the correlation coefficient is performed in a state where the extraction range is set in advance by the process according to Equation (1), the position where the correlation coefficient is maximized can be obtained without greatly expanding the search range of the correlation coefficient. You can search smoothly. Therefore, the extraction range resetting process based on the correlation coefficient can be smoothly performed while suppressing the processing load.
- each extraction range is adjusted by the shift value Dp obtained by the equation (1) to correct the signal group synchronization deviation.
- the signal group synchronization deviation is corrected by thinning out or interpolating the signal group of the track portion Ta having the track numbers T0, T1,... Shown in FIG.
- the image processing unit 20 obtains an index Gi indicating the relationship between the extraction period C0 of the reference track number T0 and the extraction period Ci of the track number Ti to be corrected by the following equation (3).
- the index Gi is +0.001
- a process of thinning out signals every 1000 pixels from the pixel position on the most upstream side is performed on the signal group of the track number Ti, and the downstream side of the position of the thinned signal Is shifted upstream by one pixel.
- the index Gi is ⁇ 0.001
- the process of interpolating the signal for every 1000 pixels from the pixel position on the most upstream side is performed on the signal group of the track number Ti, and downstream from the position of the interpolated signal. Signal is shifted downstream by one pixel.
- the signal to be interpolated is, for example, an average value of signals on both sides of the interpolated position.
- the P1th pixel to the P11th pixel are performed on all the track number signal groups.
- the signals in the range up to are extracted, stored in the fluorescent image memory area 220m, and mapped. That is, in the second modification, the memory area 220m for the fluorescence image is not divided into the plurality of divided areas Wp shown in FIG. 12, and the signals of the pixels in the P1st to P11th ranges are respectively represented by the corresponding lines Li. Is stored and mapped as it is.
- a high-quality image can be obtained as in the above embodiment.
- the synchronization shift is corrected for each extraction range corresponding to the divided region Wp, and thus more appropriate synchronization correction can be realized. Therefore, in order to obtain a higher-quality fluorescent image, it is preferable to use the synchronization correction according to the above-described embodiment, and further, by applying the processing based on the correlation coefficient according to the modified example 1, a higher-quality fluorescent image Obtainable.
- the track area 102a of the sample storage disk 100 is divided into nine areas A0 to A8 in the disk circumferential direction Dc, and the number of areas in which the track area 102a of the sample storage disk 100 is divided in the disk circumferential direction Dc. Is not limited to this.
- the shape and internal structure of the sample container 101b can be changed as appropriate other than the forms shown in FIGS. 1A and 1B.
- a predetermined field can be appropriately deleted or changed from the format shown in FIG. 5A, or a new field can be added.
- the content of the signal recorded in each field can be appropriately changed from that shown in FIG. 6A.
- the shape of the sample storage portion 101b in plan view is not necessarily a trapezoidal shape, and may be another shape.
- the laser beam scans the groove.
- the laser beam may scan the land, or the laser beam may scan both the groove and the land.
- FIG. 15 schematically shows another semi-permeable membrane 102d of the sample storage disk 100.
- the same reference numerals are assigned to the same portions as those of the semipermeable membrane 102d shown in FIG.
- a row of pits 113 arranged in a spiral shape is formed on the substrate 102, that is, the semipermeable membrane 102d, without forming grooves and lands.
- a track 102 c is formed by a row of pits 113.
- a signal is recorded by the pit 113 and the space between the pits 113 adjacent in the circumferential direction Dc, as in the above embodiment.
- terms indicating directions such as “upper surface” and “upper side” indicate relative directions determined only by the relative positional relationship of the constituent members of the sample storage disk 100 such as the substrates 101 and 102, such as the vertical direction. It does not indicate the absolute direction.
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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と共に用いられる蛍光検出装置に関する。 The present invention relates to a sample storage disk for storing a sample prepared by fluorescently staining a subject such as a cell and a fluorescence detection device used therewith.
多数の細胞から、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。
Detecting cells infected with pathogenic bacteria or cells having a predetermined form from a large number of cells is particularly important in the medical field such as clinical sites. As a technique for performing such cell detection quickly and easily, for example, a technique 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 fluorescently labeled antigen to be detected is fixed to a track on a disc using the principle of a sandwich method using an antigen-antibody reaction. Thereafter, the track is scanned with laser light serving as excitation light to generate fluorescence 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。
In
試料収容ディスクは試料を収容する。この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基板の上面に形成されたトラックと、トラックの上側に配置されて試料を収容する試料収容部とを備える。トラックは走査方向に走査されるように構成されている。トラックは、ディスク中心から離れる径方向に並んで試料収容部を跨ぐ複数のトラック部分を含む。複数のトラック部分のそれぞれのトラック部分の走査方向における試料収容部の上流側と下流側にはそれぞれ同期調整用信号が記録されている。 Specimen storage disc stores samples. The sample storage disk includes a substrate, a track formed on the upper surface of the substrate so as to turn around the center of the disk, and a sample storage unit disposed on the upper side of the track to store the sample. The track is configured to be scanned in the scanning direction. The track includes a plurality of track portions that are arranged in the radial direction away from the center of the disk and straddle the sample storage portion. Synchronization adjustment signals are recorded on the upstream side and the downstream side of the sample container in the scanning direction of each of the plurality of track portions.
この試料収容ディスクは、回転ムラが生じた場合においても蛍光画像を良好に生成することができる。 This sample storage disk can generate a fluorescent image satisfactorily even when rotation unevenness occurs.
<試料収容ディスク>
図1Aは実施形態に係る試料収容ディスク100の平面図である。図1Bは図1Aに示す試料収容ディスク100の線1B-1Bにおける拡大断面図であり、ディスク中心Pcを通る平面での試料収容ディスク100の断面を一部拡大して示す。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。
<Sample storage disk>
FIG. 1A is a plan view of a
図1Aに示すように、試料収容ディスク100は、CDやDVD等の光ディスクと同様の円盤形状を有しており、ディスク中心Pcに円形状の開口101aが形成されている。図1Bに示すように、試料収容ディスク100は、基板102と、基板102の上面102pに接合する基板101とを有する。基板101は試料収容部101bを構成する。基板101、102は樹脂材料により構成される。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
基板101を基板102に接合することにより、図1Aに示すように9つの試料収容部101bが形成される。試料収容部101bは、ディスク中心Pcを中心とするディスク周方向Dcに一定間隔で並んでいる。また、1つの試料収容部101bのディスク周方向Dcに並ぶ2つの境界(端)は、それぞれディスク中心Pcから遠ざかるようにディスク中心Pcから放射状に延びている。9つの試料収容部101bはディスク中心Pcを中心とする角度範囲Waに広がっている。図1Bに示すように、試料収容部101bは、所定高さを有する空間である。上方から見て、試料収容部101bは、丸められた角を有する台形形状を有する。9つの試料収容部101bは同じ形状を有し、ディスク中心Pcからディスク周方向Dcに直角のディスク径方向Dr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のディスク中心Pcに対向する内周側には、上面101p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100Saが試料収容部101bに充填される。試料100Saは、赤血球RC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100Saを充填した後、2つの孔101cが蓋で閉じられる。図1Aの構成例では、9種類の検体から調製された試料100Saが、試料収容部101bにそれぞれ充填される。
Two
図1Bに示すように、基板102の上面102pには、ディスク中心Pcの周りを旋回するトラック102cが形成されている。トラック102cの上面に、半透過膜102dが形成されている。図1B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1Aに示すように、トラック102cは、ディスク中心Pcを中心に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1A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、トラック領域102aのディスク中心Pcから最も遠い外縁である最外周からディスク中心Pcに最も近い外縁である最内周まで形成されている。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, on the
半透過膜102dは、基板102の下面102qから半透過膜102dの下面102dqを通して入射されたレーザ光の一部を反射し、レーザ光の残りを半透過膜102dに透過させて半透過膜102dの上面102dpを介して試料収容部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、より多くの蛍光を基板102の基部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1Aに一点鎖線で示すように、試料収容ディスク100は、ディスク周方向Dcに9つのエリアA0~A8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、トラック102cのうちの各エリア内の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。上方から見てトラック部分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1つ以上のビットよりなるピット列によって記録される。
1A, the
図2は、基板102の上面102pに位置する半透過膜102dの拡大図であり、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。便宜上、図2は、半透過膜102dのみを示す。なお、図2では、上側が基板102側である。すなわち、図2において、半透過膜102dの上面102dpが下方を向き、下面102dqが上方を向いている。
FIG. 2 is an enlarged view of the
基板102(半透過膜102d)にはグルーブ111が形成されている。グルーブ111に繋がりグルーブ111の間のランド112は基板102の上面102pを構成する。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。グルーブ111は、ピット113とスペース113sとよりなる。スペース113sではピット113が形成されておらず、グルーブ111が単調に延びる。記録される信号のフォーマットは後述する。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、蛇行することなくディスク中心Pcを中心に螺旋状に延びている。
A
基板102の下面102qに当てられたレーザ光のビームスポットB1は、グルーブ111に沿って相対的に移動して走査方向Dsにトラック102cを走査する。ビームスポットB1は、グルーブ111のディスク中心Pcから最も遠い最外周の部分からディスク中心Pcに最も近い最内周の部分に向かってグルーブ111(トラック102c)を走査する。ビームスポットB1を形成するレーザ光が半透過膜102dの下面102dqに当たると、前述のようにレーザ光の一部が下面102qで反射されて反射光となる。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。このように、ピット113により反射光が変調されて反射光の強度が変化する。光検出器は変調された反射光を受けて、反射光の強度に応じて変化する検出信号を出力する。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、螺旋状に延びるトラック102c(グルーブ111)のディスク径方向Drの間隔すなわちディスク径方向Drで互いに隣り合うトラック部分Taの間隔であるトラックピッチと略同程度である。実施の形態では、トラックピッチは0.3μm~2.0μm程度である。
The beam spot B1 of the laser beam applied to the
図3Aは試料収容ディスク100の平面図であり、ディスク周方向Dcに配列されたエリアA0~A8を模式的に示す。図3Bは試料収容ディスク100の平面図である。試料収容ディスク100のトラック領域102aはディスク径方向Drに配列された複数のゾーンZ0~Znに区分けされている。図3Bは複数のゾーンZ0~Znを模式的に示す。
FIG. 3A is a plan view of the
図3Aに示すエリアA0~A8および図3Bに示すゾーン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、障壁や溝等の物理的な構造によりエリアA0~A8とゾーンZ0~Znが区画されてはいない。
Areas A0 to A8 shown in FIG. 3A and zones Z0 to Zn shown in FIG. 3B are logically assigned to the
図3Aに示すように、試料収容ディスク100は、ディスク中心Pcについて所定の一定の角度間隔で複数のエリアに区分けされており、実施形態1ではディスク中心Pcについて40度の角度間隔で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1Aに示すトラック部分Taである。図1Aに示すトラック領域102aは、ディスク中心Pcから最も遠いアウター領域102eと、ディスク中心Pcに最も近いインナー領域102fと、ディスク径方向Drにおいてアウター領域102eとインナー領域102fとの間に位置する検出領域102gとに区分されている。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、試料収容ディスク100の走査に必要な各種情報がビット列によって記録されている。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設けられている。外観識別領域は、リードアウト領域のディスク中心Pcに近い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、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後述する。
Various signals are recorded in the
図3Bに示すように、試料収容ディスク100の検出領域102gは、ディスク径方向Dr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。トラック102cのうち各ゾーンに含まれるディスク径方向Drに配列されたトラック部分Taの数は同じである。複数のゾーンのそれぞれにおいて複数のトラック部分Taには一定の角速度で信号が記録されている。1つのゾーンのトラック102c(グルーブ111)は、ディスク中心Pcについて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Drにおけるゾーンの中心位置のトラック102c(グルーブ111)のトラック部分Ta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. 3B, 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 shows the
図4に示すように、検出領域102gは、ディスク径方向Dr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Drに配列された複数のトラック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のトラック部分Taに、外周側からのトラック番号T0~Tmが付されている。1つのゾーンに含まれるトラック102cのトラック部分Taの数は、たとえば800である。
As shown in FIG. 4, the
図5Aは、エリアA0~A8のそれぞれのエリアのトラック部分Ta(グルーブ111)にそれぞれに設定されるフィールドF1~F8のフォーマットを示す。図5Bは、フィールドF1~F8の角度範囲を模式的に示す。 FIG. 5A shows the formats of the fields F1 to F8 set in the track portion Ta (groove 111) in each of the areas A0 to A8. FIG. 5B schematically shows the angle range of the fields F1 to F8.
図5Aに示すように、1つのエリアAxの複数のトラック部分Ta(グルーブ111)のそれぞれにはフィールドF1~F8が設定される。フィールドF2、F5、F6には、信号がビット113(図2参照)で記録されておらず、単調に延びるスペース113s(図2参照)のみよりなるグルーブ111(G)のみが形成されている。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Dcに並ぶ2つの境界(端)に一致している。上方から見て試料収容部101bに重なるトラック部分には信号が記録されておらず、単調に平坦に延びるグルーブ111のみが形成されている。
As shown in FIG. 5A, fields F1 to F8 are set in each of a plurality of track portions Ta (groove 111) in one area Ax. In the fields F2, F5, and F6, no signal is recorded with the bit 113 (see FIG. 2), and only the groove 111 (G) including only the monotonically extending
フィールドF1、F3、F4、F7、F8には、図2に示すピット113により信号が記録されている。各エリアAxにおいて、走査方向Dsに沿ってトラック部分Taは始端SPで始まり終端EPで終わる。図5B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は1つのディスク径方向Drに揃っており、すなわちディスク中心Pcからディスク径方向Dr1に延びる直線Lr1上に位置する。同様に、同一エリア内にある全てのトラック部分Taの終端EPは1つのディスク径方向Drに揃っており、すなわち、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr2に延びる直線Lr2上に位置する。トラック部分Taと同様に、同一エリア内にある全てのトラック部分TaでのフィールドF5の始端はディスク径方向Drに揃っており、フィールドF5の終端は別のディスク径方向Drに揃っている。同様に、同一エリア内にある全てのトラック部分TaでのフィールドF1の始端はさらに別のディスク径方向Drに揃っており、フィールドF1の終端はさらに別のディスク径方向Drに揃っている。同一エリア内にある全てのトラック部分TaでのフィールドF3の始端はさらに別のディスク径方向Drに揃っており、フィールドF3の終端はさらに別のディスク径方向Drに揃っている。同一エリア内にある全てのトラック部分TaでのフィールドF4の始端はさらに別のディスク径方向Drに揃っており、フィールドF4の終端はさらに別のディスク径方向Drに揃っている。同一エリア内にある全てのトラック部分TaでのフィールドF6の始端はさらに別のディスク径方向Drに揃っており、フィールドF6の終端はさらに別のディスク径方向Drに揃っている。同一エリア内にある全てのトラック部分TaでのフィールドF8の始端はさらに別のディスク径方向Drに揃っており、フィールドF8の終端はさらに別のディスク径方向Drに揃っている。
In the fields F1, F3, F4, F7, and F8, signals are recorded by the
図6Aは複数のトラック部分Taのうちの或るトラック部分Ta1のフィールドF1~F8の信号フォーマットを示す。複数のトラック部分Taのそれぞれはトラック部分Ta1を同じ構成を有する。図6A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、斜線ハッチングが付されていない白い部分はグルーブ111のみの領域を示している。時間長1Tは、上記のように一定の角速度でグルーブ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。
FIG. 6A shows a signal format of fields F1 to F8 of a certain track portion Ta1 among a plurality of track portions Ta. Each of the plurality of track portions Ta has the same configuration as the track portion Ta1. In FIG. 6A, a hatched portion indicates a region where the
図6Aに示すように、フィールドF1、F8には、交互に10回ずつ繰り返されたピットとスペースとよりなる信号Enが記録されている。信号Enのピットとスペースとは共には時間長1Tの2倍の長さの時間長2Tを有する。フィールドF1に記録された信号Enは、1つのエリアのトラック部分Ta1の始端SP(図5A参照)を示し、フィールドF8に記録された信号Enは、1つのエリアのトラック部分Ta1の終端EPを示す。
As shown in FIG. 6A, in the fields F1 and F8, a signal En composed of pits and spaces alternately repeated 10 times is recorded. Both the pit and the space of the signal En have a
フィールドF2、F5、F6にはピットが形成されておらず、フィールドF2、F5、F6はスペース113sのみからなっている。
No pits are formed in the fields F2, F5, and F6, and the fields F2, F5, and F6 are composed of only the
フィールドF4には、時間長1Tの8倍の時間長8Tを有するスペースと、そのスペースの後で交互に4回ずつ繰り返された時間長1Tを有するピットと時間長1Tを有するスペースとよりなる開始信号V3が記録されている。開始信号V3は、蛍光画像の生成時に蛍光信号の同期ずれを補正するための同期調整用信号である。開始信号V3を用いた同期調整については後述する。
Field F4 starts with a space having a
図6Aに示すように、フィールドF3は、2つのヘッダー領域HE1、HE2からなる。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、トラック部分Ta1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。これら信号は固定のビット長を有する。アドレス信号は、図4に示すトラック番号T0~Tmのうちのトラック部分Ta1のトラック番号と、ゾーンZ0~Znのうちのトラック部分Taを含むゾーンを示すゾーン番号と、エリアA0~A8のうちのトラック部分Ta1を含むエリアのエリア番号とを含む。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. 6A, the field F3 includes two header areas HE1 and HE2. In the header area HE1, an identification signal for identifying the header area HE1, an address signal indicating the position of the track portion Ta1, and an error correction signal for performing error detection or error correction on the address signal are recorded. These signals have a fixed bit length. The address signal includes the track number of the track portion Ta1 of the track numbers T0 to Tm shown in FIG. 4, the zone number indicating the zone including the track portion Ta of the zones Z0 to Zn, and the areas A0 to A8. And the area number of the area including the track portion Ta1. In the header area HE2, signals similar to those in the header area HE1 are recorded.
図6Aに示すように、フィールドF7は、2つのフッター領域FT1、FT2からなる。フッター領域FT1には、識別信号Id8と、アドレス信号と、誤り訂正信号が記録される。これら信号は固定ビット長を有する。アドレス信号は、図4に示すトラック番号T0~Tmのうちのトラック部分Ta1のトラック番号と、ゾーンZ0~Znのうちのトラック部分Ta1を含むゾーンを示すゾーン番号と、エリアA0~A8のうちのトラック部分Ta1を含むエリアを示すエリア番号とを含む。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. 6A, the field F7 includes two footer areas FT1 and FT2. In the footer area FT1, an identification signal Id8, an address signal, and an error correction signal are recorded. These signals have a fixed bit length. The address signal includes the track number of the track portion Ta1 of the track numbers T0 to Tm shown in FIG. 4, the zone number indicating the zone including the track portion Ta1 of the zones Z0 to Zn, and the areas A0 to A8. And an area number indicating an area including the track portion Ta1. In the footer area FT2, a signal similar to that in the footer area FT1 is recorded.
なお、フッター領域FT1、FT2の識別信号Id8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HE1、HE2とフッター領域FT1、FT2には、ピットとスペースによって、1と0の値よりなるデジタル信号(ビット信号)が記録されている。 Note that the identification signals Id8 in the footer areas FT1 and FT2 are different from the identification signals in the header areas HE1 and HE2. The address signals in the footer areas FT1 and FT2 are the same as the address signals in the header areas HE1 and HE2. In the header areas HE1 and HE2 and the footer areas FT1 and FT2, digital signals (bit signals) having values of 1 and 0 are recorded by pits and spaces.
図6Aはフッター領域FT1、FT2の識別信号Id8の信号フォーマットをさらに示す。フッター領域FT1、FT2の識別信号Id8は、蛍光画像の生成時に蛍光信号の同期ずれを補正するための同期調整用信号でもある。図6Aに示すように、フッター領域FT1、FT2の識別信号Id8は、交互に4回ずつ繰り返すピットb5とスペースs5と、引き続いて交互に20回ずつ繰り返すピットb1とスペースs1とよりなる。ピットb5とスペースs5とは、時間長1Tの5倍の時間長5Tを有する。ピットb1とスペースs1とは時間長1Tを有する。識別信号Id8と開始信号V3とを用いて、蛍光信号の同期ずれが補正される。ともに同期調整用信号であるフッター領域FT1の識別信号Id8とフィールドF4の開始信号V3を用いた同期調整については後述する。
FIG. 6A further shows the signal format of the identification signal Id8 in the footer areas FT1 and FT2. The identification signal Id8 of the footer areas FT1 and FT2 is also a synchronization adjustment signal for correcting the synchronization shift of the fluorescence signal when the fluorescence image is generated. As shown in FIG. 6A, the identification signal Id8 of the footer areas FT1 and FT2 includes a pit b5 and a space s5 that are alternately repeated four times, and a pit b1 and a space s1 that are alternately repeated 20 times. The pit b5 and the space s5 have a
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、アドレス信号が記録されたフィールドF3、F7以外の各フィールドには、同じ配置で配列された同じ時間長を有するピットと同じ時間長を有するスペースよりなる同じ信号が記録されている。これらのフィールドに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Drに揃っている。フィールドF1、F8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、F7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。フィールドF4を例にしてピットとスペースの上記の配置を説明する。図6Bは試料収容ディスク100の模式拡大図であり、トラック番号T11~T15のトラック部分TaでのフィールドF4を示す。図6Aにも示すように、トラック部分Taにおいて、フィールドF4では、走査方向Dsに沿って時間長8Tを有するスペースSc1と、時間長1Tを有するピットPt1と、時間長1Tを有するスペースSc2と、時間長1Tを有するピットPt2と、時間長1Tを有するスペースSc3と、時間長1Tを有するピットPt3と、時間長1Tを有するスペースSc4と、時間長1Tを有するピットPt4と、時間長1Tを有するスペースSc5とがこの順で配置されている。図6Bに示すように、トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaでのフィールドF4のスペースSc1の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr11、Dr12にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr11、Dr12に延びる直線Lr11、Lr12上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のピットPt1の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr12、Dr13にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr12、Dr13に延びる直線Lr12、Lr13上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のスペースSc2の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr13、Dr14にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr13、Dr14に延びる直線Lr13、Lr14上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のピットPt2の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr14、Dr15にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr14、Dr15に延びる直線Lr14、Lr15上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のスペースSc3の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr15、Dr16にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr15、Dr16に延びる直線Lr15、Lr16上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のピットPt3の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr16、Dr17にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr16、Dr17に延びる直線Lr16、Lr17上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のスペースSc4の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr17、Dr18にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr17、Dr18に延びる直線Lr17、Lr18上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のピットPt4の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr18、Dr19にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr18、Dr19に延びる直線Lr18、Lr19上にそれぞれ位置する。トラック番号T11~T15を含む各エリアの各ゾーンの全てのトラック部分TaのフィールドF4のスペースSc5の両端がディスク中心Pcから離れるディスク径方向Dr19、Dr110にそれぞれ揃っており、ディスク中心Pcからディスク径方向Dr19、Dr110に延びる直線Lr19、Lr110上にそれぞれ位置する。
In all track portions Ta in the same zone and the same area, each field other than the fields F3 and F7 in which the address signal is recorded has a space having the same time length as the pits having the same time length arranged in the same arrangement. The same signal is recorded. The pits and spaces formed in these fields are aligned in the disc radial direction Dr in all track portions Ta in the same zone and the same area. The pits and spaces formed in the fields F1 and F8 are aligned in the disc radial direction in the track portion Ta included in all the zones of the same area. The pits and spaces formed in the fields F3 and F7 are shifted in the circumferential direction between the track portions Ta because the lengths of the pits and spaces change according to the contents of the address signal. The above arrangement of pits and spaces will be described by taking the field F4 as an example. FIG. 6B is a schematic enlarged view of the
フィールドF4に記録された開始信号V3の終端は、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Drに揃っている。すなわち、フィールドF4に記録された開始信号V3の終端は、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、ディスク中心Pcから方向DV3に揃っている。また、フッター領域FT1の識別信号Id8の終端は、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。すなわち、フッター領域FT1の識別信号Id8の終端は、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、ディスク中心Pcから方向DFT1に揃っている。 The end of the start signal V3 recorded in the field F4 is aligned in the disc radial direction Dr in the track portion Ta included in all the zones of the same area. That is, the end of the start signal V3 recorded in the field F4 is aligned with the direction DV3 from the disc center Pc in the track portion Ta included in all the zones of the same area. Further, the end of the identification signal Id8 in the footer area FT1 is aligned in the disk radial direction in the track portion Ta included in all the zones of the same area. That is, the end of the identification signal Id8 in the footer region FT1 is aligned in the direction DFT1 from the disc center Pc in the track portion Ta included in all the zones of the same area.
<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蛍光検出用ピックアップ200の構成図である。
<Fluorescence detection device>
FIG. 7 is a configuration diagram of a
図7に示すように、本実施形態では、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。ここでは、赤血球RC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RC中のマラリア原虫が蛍光色素で標識されるように試料100Sa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程度の蛍光を発する。こうして調製された試料100Sa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1A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に固定される。
As shown in FIG. 7, in this embodiment, 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、アナモルフィックレンズ209と、光検出器210と、蛍光検出器211とを備えている。
The
本実施の形態において、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、半導体レーザ201から出射されたレーザ光の波長405nm付近の光に対してのみ反射や透過等の特性の偏光依存性を有し、波長450~540nm程度の光には上記特性の偏光依存性を有していない。
In this embodiment, the
コリメータレンズ204は、PBS203の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の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の側から入射するレーザ光を、コリメータレンズ204の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をそのまま透過して、蛍光検出器211に向かって反射はしない。
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を駆動して変位させる。
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RC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 on the
ダイクロイックプリズム208は、半導体レーザ201から出射されたレーザ光の波長405nm程度の光を透過し、半導体レーザ201から出射されたレーザ光の波長以外の蛍光の波長例えば450~540nm程度の波長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
アナモルフィックレンズ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。アナモルフィックレンズ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の受光面に導かれる。蛍光検出器211は、受光面上に設けられて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の検出信号である蛍光信号は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に示す光学系においては、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。
Since the fluorescence generated from the
図8は信号演算回路300の構成図である。図9は、実施形態1における蛍光検出装置1の構成図である。試料収容ディスク100と蛍光検出装置1は蛍光検出システムを構成する。
FIG. 8 is a configuration diagram of the signal
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分割センサの左上のセンサ2101、右上のセンサ2102、右下のセンサ2103、左下のセンサ2104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、S2、S3、S4をそれぞれ出力する。信号演算回路300は、検出信号S1~S4を処理して、フォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEおよび再生RF信号RF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。
The
信号演算回路300は、加算器301~304、307と、減算器305、306とを備えている。加算器301は、検出信号S1、S3を加算した信号(S1+S3)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(S2+S4)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(S1+S4)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(S2+S3)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の出力信号から加算器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の出力信号から加算器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RF(SUM信号)を出力する。
The subtracter 305 subtracts the output signal of 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2101~2104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)のディスク径方向Drにおける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2101~2104上のビームスポットの左側の2つのセンサ2101、2104にかかる部分の大きさと右側の2つのセンサ2102、2103にかかる部分の大きさと等しくなり、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を試料収容ディスク100の基板102の上面102pに直角のフォーカス方向および基板102の上面102pに平行なトラッキング方向にピックアップ200を変位させるように駆動する。
Here, when the focal position 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、画像処理部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とをさらに備えている。図8に示す信号演算回路300は、蛍光検出用ピックアップ200に設けられている。
In addition to 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FLは、図7に示す蛍光検出器211から出力され、再生RF信号RFは、図8に示す加算器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。信号検出部11と信号再生部12は信号取得部11aを構成する。
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RFを処理して、図6A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、F7の信号、すなわち、ヘッダー領域HE1、HE2およびフッター領域FT1、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FLを所定周期のサンプリングクロックでサンプリングして得られた各サンプル値をデジタル信号に変換して蛍光信号FLdとして重畳部14へと出力する。切出し部13は、信号検出部11によって開始信号V3(図5A参照)が検出されたことに応じて蛍光信号FLのサンプリングを開始し、信号検出部11によってフッター領域FT1の識別信号Id8が検出されたことに応じて蛍光信号FL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における蛍光信号FLのサンプリングクロック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FL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蛍光信号FLd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、画像処理部20に出力する。画像処理部20は、入力された蛍光信号FLdをアドレス信号に基づいて繋ぎ合わせて、エリアA0~A8ごとに蛍光画像を生成する。また、画像処理部20は、蛍光画像を画像処理して蛍光画像内の蛍光の輝点の数を数え、赤血球RC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、画像処理部20から入出力ユニット30に出力される。画像処理部20は、プログラマブルな演算処理回路とメモリ20mを備えている。
The superimposing
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デバイスと、モニタ、スピーカ等の出力デバイスを備える。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、蛍光画像や輝点の数、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 controller 40 includes a processing circuit such as a CPU (Central Processing Unit) and a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and controls each unit according to a program stored in the memory.
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3B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のディスク径方向Drに送るためのスレッドモータ240を制御する。サーボ回路50と蛍光検出用ピックアップ200とスピンドルモータ220とスレッドモータ240は、試料収容ディスク100に光を照射して走査方向Dsに試料収容ディスク100を走査する走査部1200を構成する。
The
図10Aは、蛍光信号を切出す切出し処理を示すフローチャートである。 FIG. 10A is a flowchart showing a cutting process for cutting out a fluorescent signal.
信号検出部11が開始信号V3(図5A参照)を検出すると(ステップS11:YES)、切出し部13は、蛍光信号FLの切出しすなわちサンプリングを開始する(ステップS12)。その後、信号検出部11がフッター領域FT1の識別信号Id8(図6A参照)を検出すると(ステップS13:YES)、切出し部13は、蛍光信号FLの切出しすなわちサンプリングを終了する(ステップS14)。
When the
図10Bは、切出されたすなわちサンプリングされた信号の無効化処理を示すフローチャートである。 FIG. 10B is a flowchart showing the invalidation processing of the cut out signal, that is, the sampled 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(ステップS21、S22)。コントローラ40は、ヘッダー領域HE1、HE2から再生されたアドレス信号がフッター領域FT1、FT2から再生されたアドレス信号と一致するか否かを判定する(ステップS23)。2つのアドレス信号が一致しない場合(ステップS23: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FLを無効化し(ステップS24)、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、すなわちサンプリングする処理を実行する(ステップS25)。2つのアドレス信号が一致する場合(ステップS23: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FLを無効化することなく蛍光信号FLdとして出力して処理を終了する。 The controller 40 acquires the address signal reproduced from the header areas HE1 and HE2 and the address signal reproduced from the footer areas FT1 and FT2 while scanning one track portion Ta (steps S21 and S22). The controller 40 determines whether or not the address signal reproduced from the header areas HE1 and HE2 matches the address signal reproduced from the footer areas FT1 and FT2 (step S23). If the two address signals do not match (step S23: NO), the controller 40 invalidates the fluorescent signal FL cut out from the track portion Ta (step S24), and scans the track portion Ta again with laser light. A process of cutting out, that is, sampling, the fluorescence signal is executed (step S25). When the two address signals match (step S23: YES), the controller 40 outputs the fluorescence signal FL cut out from the track portion Ta as the fluorescence signal FLd without invalidating it, and ends the process.
ステップS21、S22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可能性がある。この場合、その間に切り出した蛍光信号は、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蛍光信号とはならない。
If the address signals acquired in steps S21 and S22 do not match, the laser beam spot B1 may have moved out of the
そこで、本実施形態では、図10Aに示す処理を実行し、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蛍光信号は無効化され、再度、蛍光信号が切出される。これにより、1つのトラック部分Taから適正に蛍光信号が取得される。
Therefore, in the present embodiment, there is a possibility that the beam spot B1 of the laser beam is detached from the
図11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. 11 is a diagram for explaining the fluorescence signal cut-out process.
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の周期のサンプリングクロックSck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11はサンプリングクロックSckと、同じゾーンで同じエリアに含まれる1つの群のトラック部分Ta(トラック番号T0~Tm)から切り出された信号とを模式的に示す。ここでは、1つのトラック部分Taから、k個の信号群SP1~SPkが取得される。
While the laser beam scans the field F5, the
図11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SPnが走査される時において、試料100Sa中にマラリアに感染した赤血球RCが存在している。図11では、信号の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。この場合、トラック番号T1の信号SPnのサンプリング値はトラック番号T1の他の信号SP1~SPn-1、SPn+1~SPkと他のトラック(トラック番号T0、T2~Tm)の信号SP1~SPkより高い。信号SPnの周囲の信号(トラック番号T1の信号SPn-1、SPn+1とトラック番号T0、T2の信号SPn)のサンプル値はそれらの信号の他の信号よりも高い。信号SPnの周囲の信号(トラック番号T0、T2の信号SPn-1、Pn+1)のサンプル値はそれらの信号の他の信号よりも高くなっている。 In the example of FIG. 11, red blood cells RC infected with malaria are present in the sample 100Sa when the signal SPn is scanned while the track portion Ta of the track number T1 is scanned with laser light. In FIG. 11, the higher the sample value of the signal, the higher the hatching density. In this case, the sampling value of the signal SPn of the track number T1 is higher than the other signals SP1 to SPn−1, SPn + 1 to SPk of the track number T1 and the signals SP1 to SPk of the other tracks (track numbers T0, T2 to Tm). The sample values of the signals around the signal SPn (the signals SPn−1 and SPn + 1 of the track number T1 and the signals SPn of the track numbers T0 and T2) are higher than other signals of those signals. The sample values of signals around the signal SPn (the signals SPn−1 and Pn + 1 of the track numbers T0 and T2) are higher than those of other signals.
図9の画像処理部20は、重畳部14から入力された信号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複数のトラック部分Taからそれぞれ得られた信号よりなる信号群を、走査された順およびトラック番号の順に並べて1つの試料収容部101bを示す蛍光画像を生成する。蛍光画像の生成において、信号群の間の同期ずれが補正される。蛍光画像の生成方法の詳細は後述する。
The
画像処理部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RCの数を計り、その数に基づき、試料100Saに含まれる赤血球RCのマラリア感染率を算出する。画像処理部20は、取得した数と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F4に記録された開始信号V3と、フッター領域FT1の識別信号Id8とを用いた同期補正について説明する。 Next, synchronization correction using the start signal V3 recorded in the field F4 and the identification signal Id8 in the footer area FT1 will be described.
図11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、一定周期のサンプリングクロックSckに応じて蛍光信号がサンプリングされ、信号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11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、各トラック部分Taの蛍光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. 11, in the fluorescence signal cut-out process, the fluorescence signal is sampled according to the sampling clock Sck having a certain period, and the signals SP1 to SPk are acquired. In this case, the
そこで、本実施形態における蛍光検出装置1は、走査方向Dsにおける上流側の同期調整信号であるフィールドF4に記録された開始信号V3と、走査方向Dsにおける下流側の同期調整信号であるフッター領域FT1の識別信号Id8とを用いて、蛍光信号の同期補正を行う。
Therefore, the
図12は、本実施形態における蛍光検出装置1において同期補正を行いながら蛍光画像を生成する方法を模式的に示す。具体的には、図12は、1つのエリアの1つのゾーンから取得した蛍光信号を切出し部13で切出した信号をメモリ20mのメモリ領域120mに保存されて展開した状態で示す。図12は、メモリ領域220mに展開された上記信号から所定範囲の信号を抽出してメモリ20mのメモリ領域220mに保存されて展開された蛍光画像を示す。
FIG. 12 schematically shows a method of generating a fluorescence image while performing synchronization correction in the
図12に示すメモリ領域120mにおいて、走査方向Dsに延びる3つの破線は、トラック番号T0、Tk、Tmのトラック部分Taから取得した信号を示している。図12では、トラック番号T0、Tk、Tm以外のトラック部分Taから取得した信号は省略している。図12に示すように、各トラック部分Taから取得した信号群は、トラック部分Taが試料収容ディスク100の径方向Drに並ぶ順番で、メモリ領域120m上に展開される。図12はメモリ領域120mを、トラック部分Taと、走査方向Dsにおける上流と下流の方向と試料収容ディスク100の外周側を示す径方向Drとで示す。
In the
図12に示すメモリ領域120m上に展開されたトラック番号T0、…、Tk、…、Tmのトラック部分Taから取得された信号は、蛍光画像を生成するために部分的に抽出されて図12に示すメモリ領域220mに展開される。例えば、トラック番号T0のトラック部分Taから得られてメモリ領域120mに保存された信号は抽出範囲R0-1、R0-2、…、R0-10で抽出されてメモリ領域220mに保存される。トラック番号Tkのトラック部分Taから得られてメモリ領域120mに保存された信号は抽出範囲Rk-1、Rk-2、…、Rk-10で抽出されメモリ領域220mに保存される。ここでは、説明の便宜上、1つのトラック部分Taの信号群に対して10個の抽出範囲が設定されているが、抽出範囲の数はこれに限られるものではない。その他のトラック部分Taの信号群にも、トラック番号T0、Tkの抽出範囲と同じ数(ここでは、10個)の抽出範囲が設定される。抽出範囲には蛍光信号FLをサンプリングして切出した信号が存在する。1つのトラック部分での複数の抽出範囲に含まれる蛍光信号FLをサンプリングして切出した信号の数は互いに同一である。
.., Tk,..., Tm, and the signals acquired from the track portion Ta developed on the
図10Aを参照して説明したように、フィールドF4に記録された信号V3が検出されてから、フッター領域FT1の識別信号Id8が検出されるまでの切出し期間に各トラック部分Taから信号群が切出される。この切出し期間は、試料収容ディスク100における回転ムラに応じて変化する。すなわち、試料収容ディスク100の回転速度が速いほど、切出し期間は短くなる。
As described with reference to FIG. 10A, the signal group is cut from each track portion Ta during the cut-out period from the detection of the signal V3 recorded in the field F4 to the detection of the identification signal Id8 in the footer area FT1. Is issued. This cut-out period changes according to the rotation unevenness in the
たとえば、図12に示すメモリ領域120mに保存されている信号において、トラック番号T0のトラック部分Taにおける切出し期間C0に比べて、トラック番号Tkのトラック部分Taにおける切出し期間Ckが短くなり、これらトラック部分Taから取得された信号群間に同期ずれが生じる。この場合、上記のように蛍光信号FLをサンプリングするサンプリングクロックのSckの周期は一定であるため、トラック番号T0のトラック部分Taから取得した信号の数は、トラック番号Tkのトラック部分Taから取得した信号の数よりも多くなる。
For example, in the signal stored in the
このように、試料収容ディスク100に回転ムラが生じると、トラック部分Taから取得した信号群に同期ずれが生じる。本実施形態では、この同期ずれを解消するように、各トラック部分Taから取得した信号群に対する抽出範囲を切出し期間の長さに応じて変化させる。たとえば、図12のメモリ領域120mに示すように、トラック番号Tkの信号群に対する抽出範囲は、トラック番号T0の信号群に対する抽出範囲から走査方向Dsの上流側にシフトしている。
As described above, when the rotation unevenness occurs in the
本実施形態では、トラック番号T0のトラック部分Taの信号群を基準に、その他の対象トラック番号のトラック部分Taの信号群に対する抽出範囲をシフトさせるシフト量およびシフト方向が決定される。ここでは、対象トラック番号のトラック部分Taの切出し期間が、トラック番号T0のトラック部分Taの切出し期間C0よりも短い場合に、抽出範囲が走査方向Dsにおいて上流側にシフトされ、切出し期間C0、Ckの比率に応じて、抽出範囲のシフト量が決定される。図12に示すメモリ領域120mでは、トラック番号Tkのトラック部分Taの切出し期間Ckが切出し期間C0よりも短いため、トラック番号Tkのトラック部分Taの信号群が抽出される抽出範囲が走査方向Dsにおいて上流側にシフトしている。対象トラック番号のトラック部分Taの切出し期間が、トラック番号T0のトラック部分Taの切出し期間C0よりも長い場合は、抽出範囲が走査方向Dsにおいて上流側にシフトされる。
In the present embodiment, the shift amount and the shift direction for shifting the extraction range for the signal group of the track portion Ta of the other target track number are determined based on the signal group of the track portion Ta of the track number T0. Here, when the extraction period of the track part Ta of the target track number is shorter than the extraction period C0 of the track part Ta of the track number T0, the extraction range is shifted upstream in the scanning direction Ds, and the extraction periods C0, Ck The shift amount of the extraction range is determined according to the ratio. In the
こうして各トラック番号の信号群に設定された抽出範囲の信号部分が、図12に示すように、蛍光画像を形成するメモリ領域220mに展開される。図12は、トラック番号T0、Tk、Tmのトラック部分にそれぞれ対応するラインL0、Lk、Lmを示す。蛍光画像用のメモリ領域220mには、トラック番号と同じ順番で、各トラック部分の信号群から抽出された信号が、各ラインにマッピングされる。蛍光画像用のメモリ領域220mの複数のラインのそれぞれに対応する領域は10の分割領域Wpに分割されている。ラインLiの分割領域Wpに、ラインLiに対応するトラック番号Tiのトラック部分Taから得られた信号群のうち抽出範囲に含まれる信号が保存されてマッピングされる。
Thus, as shown in FIG. 12, the signal portion of the extraction range set in the signal group of each track number is developed in the
このように、本実施形態における蛍光検出装置1では、同期ずれが補正された信号を蛍光画像用のメモリ領域220mにマッピングして蛍光画像が生成される。これにより、歪みのない蛍光画像を得ることができる。
As described above, in the
以下に、抽出範囲の具体的な設定方法について説明する。ここでは、便宜上、図12上段の図において、蛍光信号FLからサンプリングされて切出された各信号のメモリ上の位置を画素と称し、メモリ上の各ラインにおいて走査方向Dsの上流側から下流側に画素の順番が規定されている。 The following describes a specific method for setting the extraction range. Here, for the sake of convenience, in the diagram in the upper part of FIG. 12, the position on the memory of each signal sampled and extracted from the fluorescence signal FL is referred to as a pixel, and the upstream side in the scanning direction Ds from the downstream side in each line on the memory. Defines the order of the pixels.
まず、基準となるトラック番号T0の信号群に対して抽出範囲R0-1~R0-10が設定される。ここでは、P1番目からP11番目の画素に10の抽出範囲R0-1~R0-10が設定される。P1番目よりも上流側の画素とP11番目よりも下流側の画素では、試料収容部101bの周方向Dcの境界の影響により信号が劣化する可能性があるため、蛍光画像には含まれない。P1番目からP11番目の画素の範囲は、試料収容ディスク100に回転ムラが生じたとしても、信号が試料収容部101bの境界付近による影響を受けることがなく、信号の品質を確保できると想定される範囲に設定される。
First, extraction ranges R0-1 to R0-10 are set for the signal group of the reference track number T0. Here, ten extraction ranges R0-1 to R0-10 are set for the P1th to P11th pixels. In the pixel upstream from the P1th pixel and the pixel downstream from the P11th pixel, the signal may be deteriorated due to the influence of the boundary in the circumferential direction Dc of the
次に、画像処理部20は、トラック番号Ti(i:2~mの整数)のそれぞれのトラック部分Taの信号群に対して抽出範囲Ri-1~Ri-10を設定する。実施の形態では、画像処理部20は、トラック番号Tiの切出し期間Ciとトラック番号T0の切出し期間C0とに基づいて、以下の式(1)により、トラック番号T0の抽出範囲R0-1~R0-10に対してトラック番号Tiの抽出範囲Ri-1~Ri-10がシフトするそれぞれのシフト値Dpを設定する。
Next, the
Dp={(Ci/C0)-1}×VCp … (1)
ここで、Dpは、上流側からp番目(p:1~10の整数)の抽出範囲Ri-pのシフト値である。また、VCpは、トラック番号T0の上流側からp番目の抽出範囲Ri-pの走査方向Dsにおける中心の画素の位置である。たとえば、上流側から3番目の抽出範囲Ri-3がシフト値Dp(p=3)を算出する場合は、VCp(p=3)は、P3番目の画素とP4番目の画素とのの中間の画素の位置となり、すなわち、以下の式(2)で表される。
Dp = {(Ci / C0) −1} × VCp (1)
Here, Dp is a shift value of the p-th (p: 1 to 10) extraction range Ri-p from the upstream side. VCp is the position of the center pixel in the scanning direction Ds of the p-th extraction range Ri-p from the upstream side of the track number T0. For example, when the third extraction range Ri-3 from the upstream side calculates the shift value Dp (p = 3), VCp (p = 3) is an intermediate value between the P3th pixel and the P4th pixel. It becomes the position of the pixel, that is, it is expressed by the following equation (2).
VCp=P3+(P4-P3)/2 … (2)
より詳細には、P3が10240でありP4が14336である場合、中心の画素の位置VCp(p=3)は12288となる。
VCp = P3 + (P4-P3) / 2 (2)
More specifically, when P3 is 10240 and P4 is 14336, the center pixel position VCp (p = 3) is 12288.
なお、式(1)の算出において、シフト値Dpは、小数点以下が四捨五入される。 In the calculation of equation (1), the shift value Dp is rounded off after the decimal point.
式(1)により算出されるシフト値Dpは、切出し期間Ciが切出し期間C0よりも長い場合に正となり、切出し期間Ciが切出し期間C0よりも短い場合に負となる。シフト値Dpが正の場合、トラック番号T1のp番目の抽出範囲R1-pは、トラック番号T0のp番目の抽出範囲R0-pに対して上流側にシフト値Dpの絶対値だけシフトした位置に設定される。シフト値Dpが負の場合、トラック番号T1のp番目の抽出範囲R1-pは、トラック番号T0のp番目の抽出範囲R0-pに対して下流側にシフト値Dpの絶対値だけシフト位置に設定される。切出し期間Ciが切出し期間C0と同一である場合、シフト値Dpはゼロになる。この場合、トラック番号Tiのp番目の抽出範囲Ri-pは、トラック番号T0のp番目の抽出範囲R0-pに対して走査方向Dsにおいてに同じ位置に設定される。 The shift value Dp calculated by the equation (1) is positive when the cutout period Ci is longer than the cutout period C0, and is negative when the cutout period Ci is shorter than the cutout period C0. When the shift value Dp is positive, the p-th extraction range R1-p of the track number T1 is shifted by the absolute value of the shift value Dp upstream from the p-th extraction range R0-p of the track number T0. Set to When the shift value Dp is negative, the p-th extraction range R1-p of the track number T1 is shifted to the shift position by the absolute value of the shift value Dp on the downstream side with respect to the p-th extraction range R0-p of the track number T0. Is set. When the cutout period Ci is the same as the cutout period C0, the shift value Dp is zero. In this case, the p-th extraction range Ri-p of the track number Ti is set at the same position in the scanning direction Ds with respect to the p-th extraction range R0-p of the track number T0.
なお、式(1)では、抽出範囲ごとに個別にシフト値Dpが算出されるため、シフト値Dpによりシフトされた後の隣り合う抽出範囲の端が、互いに重なり合うことが起こり得る。 In Formula (1), since the shift value Dp is calculated for each extraction range, the ends of the adjacent extraction ranges after being shifted by the shift value Dp may overlap each other.
図13Aと図13Bは、それぞれ、トラック番号Tiの1番目の抽出範囲Ri-1を示す。図13Aは、切出し期間Ciが切出し期間C0よりも短い場合の抽出範囲Ri-1を示し、図13Bは、切出し期間Ciが切出し期間C0よりも長い場合の抽出範囲Ri-1を示す。 13A and 13B show the first extraction range Ri-1 of the track number Ti, respectively. FIG. 13A shows the extraction range Ri-1 when the cutout period Ci is shorter than the cutout period C0, and FIG. 13B shows the extraction range Ri-1 when the cutout period Ci is longer than the cutout period C0.
図13Aに示すように、切出し期間Ciが切出し期間C0よりも短い場合、トラック番号Tiの1番目のシフト値D1が負となるため、抽出範囲Ri-1は、トラック番号T0の1番目の抽出範囲R0-1に対して上流側に、シフト値D1の絶対値だけシフトした位置に設定される。また、図13Bに示すように、切出し期間Ciが切出し期間C0よりも長い場合は、トラック番号Tiの1番目のシフト値D1が正となるため、抽出範囲Ri-1は、トラック番号T0の1番目の抽出範囲R0-1に対して下流側に、シフト値D1の絶対値だけシフトした位置に設定される。 As shown in FIG. 13A, when the extraction period Ci is shorter than the extraction period C0, the first shift value D1 of the track number Ti is negative, so the extraction range Ri-1 is the first extraction of the track number T0. A position shifted by the absolute value of the shift value D1 is set upstream of the range R0-1. Further, as shown in FIG. 13B, when the extraction period Ci is longer than the extraction period C0, the first shift value D1 of the track number Ti is positive, and therefore the extraction range Ri-1 is 1 of the track number T0. A position shifted by the absolute value of the shift value D1 is set downstream from the first extraction range R0-1.
こうして、トラック番号T0以外の全てのトラック番号Tiの信号群に対して、それぞれ、10の抽出範囲Ri-1~Ri-10が設定される。そして、設定された各抽出範囲Ri-1~Ri-10に含まれる信号が、上記のように、蛍光画像用のメモリ領域220mの分割領域Wpに保存されてマッピングされる。これにより、蛍光画像が生成される。
In this way, 10 extraction ranges Ri-1 to Ri-10 are set for all signal groups of track number Ti other than track number T0. Then, the signals included in the set extraction ranges Ri-1 to Ri-10 are stored and mapped in the divided area Wp of the fluorescent
抽出範囲の設定および蛍光画像の生成は、図9に示す画像処理部20により行われる。画像処理部20は、蛍光信号から切出した信号群を内部のメモリ20mに展開し、上述の方法に従って、信号群に抽出範囲を設定する。ここで、画像処理部20は、各トラック番号の切出し期間を、たとえば、固定周波数を有する内部の固定クロックをカウントすることにより取得し、取得した切出し期間(クロックの数)に基づいて、式(1)の演算を実行する。そして、画像処理部20は、算出したシフト値に基づいて、各トラック番号の信号群に対して抽出範囲を設定する。そして、各抽出範囲の信号を内部メモリ20m上の蛍光画像用のメモリ領域220mに保存してマッピングして、蛍光画像を生成する。
The setting of the extraction range and the generation of the fluorescence image are performed by the
なお、図12は、1つのエリアの1つのゾーンから取得した蛍光信号を切出し部13で切出した信号群から蛍光画像を生成する方法を示す。1つのエリアに配置された試料収容部101bに対応する領域には、径方向に複数のゾーンが設定されている。したがって、試料収容部101b全体の蛍光画像を取得する場合は、各ゾーンについて取得した蛍光画像を、径方向Drに統合する処理が行われる。画像処理部20は、各ゾーンについて取得した蛍光画像を径方向Drに統合して、試料収容部101b全体の蛍光画像を生成する。
FIG. 12 shows a method of generating a fluorescence image from a signal group obtained by cutting out the fluorescence signal acquired from one zone of one area by the
また、図12では、1つのトラック番号のトラック部分Taから得られた信号群に対して10の抽出範囲が設定されている。1つのトラック番号の信号群に対して設定される抽出範囲の数は、10に限られるものではなく、実際の処理においてはさらに多い数の抽出範囲が信号群に設定される。この場合、蛍光画像用のメモリ領域220mに設定される分割領域Wpの数も抽出範囲の数に応じて変更される。
In FIG. 12, 10 extraction ranges are set for the signal group obtained from the track portion Ta of one track number. The number of extraction ranges set for a signal group with one track number is not limited to 10. In actual processing, a larger number of extraction ranges are set for a signal group. In this case, the number of divided areas Wp set in the fluorescent
<実施形態の効果>
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。
<Effect of embodiment>
As an effective method for detecting cells infected with pathogenic bacteria or cells having a predetermined form, a method of obtaining a fluorescent image of the entire flow path by staining the cells to be detected with a fluorescent dye and storing them in the flow path Can be used. In this case, the presence / absence and number of detection target cells can be acquired by analyzing the acquired fluorescence image, and based on this, the infection rate of pathogenic bacteria and the like can be acquired. It is also possible to display the acquired fluorescence image as appropriate and visually confirm the occurrence of fluorescence.
レーザ光を案内するためのトラックが形成された試料収容ディスクから蛍光画像を生成する場合、レーザ光が流路を走査する間に取得された蛍光信号を、流路を横切り且つ径方向に並ぶトラックについて統合することにより、流路全体の蛍光画像を生成することができる。しかし、この方法では、ディスクに回転ムラが生じた場合に、各トラック部分から取得された蛍光信号に同期ずれが生じ、これにより、蛍光画像の品質が低下するとの問題がある。上記特許文献1では、そもそも蛍光画像を生成するものではないため、このような問題は全く想定されていない。
When a fluorescent image is generated from a sample storage disk on which a track for guiding laser light is formed, a fluorescent signal acquired while the laser light scans the flow channel is crossed across the flow channel and aligned in the radial direction. By integrating the above, a fluorescence image of the entire flow path can be generated. However, this method has a problem that when the rotation unevenness occurs in the disc, the fluorescence signal acquired from each track portion is out of synchronization, thereby lowering the quality of the fluorescence image. In
本実施形態における試料収容ディスク100と蛍光検出装置1により、以下の効果が奏され得る。
The following effects can be achieved by the
図5Aと図5Bと図6Aを参照して説明したとおり、試料収容ディスク100は、試料収容部101bを跨ぐ各トラック部分Taに、トラック102cの走査方向Dsにおける試料収容部101bの上流側と下流側に、それぞれ、同期調整用信号であるフィールドF4の開始信号V3とフッター領域FT1の識別信号Id8が記録されている。このため、試料収容ディスク100に回転ムラが生じた場合に、上流側の同期調整用信号である開始信号V3が検出されてから下流側の同期調整用信号である識別信号Id8が検出されるまでの時間である切出し期間を測定することが可能となる。さらに、試料収容部101bの複数のトラック部分Taにおいて上流側に記録された同期調整用信号がディスク径方向Drすなわちディスク中心Pcから遠ざかる方向DV3に揃うように記録され、複数のトラック部分Taにおいて下流側に記録された同期調整用信号がディスク径方向Drすなわちディスク中心Pcから遠ざかる方向DFT1に揃うように記録されることによって、各トラック部分Taから取得された蛍光信号FLの同期ずれを検出できる。
As described with reference to FIG. 5A, FIG. 5B, and FIG. 6A, the
すなわち、試料収容ディスク100の回転速度が遅くなるほど、上流側の同期調整用信号である開始信号V3が検出されてから下流側の同期調整用信号であるフッター領域FT1の識別信号Id8が検出されるまでの時間が長くなる。この時間をトラック部分Ta間で比較することにより、各トラック部分Taから取得された蛍光信号FLの間の同期ずれの量を検出できる。画像処理部20は、検出された同期ずれの量に応じて、蛍光信号間の同期ずれを補正できる。よって、より高品質の蛍光画像を取得することができる。
That is, as the rotation speed of the
具体的には、蛍光検出装置1の画像処理部20は、上流側の同期調整用信号であるフィールドF4の開始信号V3が検出されてから下流側の同期調整用信号であるフッター領域FT1の識別信号Id(が検出されるまでの時間である切出し期間を測定し、測定した切出し期間に基づいて、切出し部13によって切出された各トラック部分Taに対応する信号群の同期ずれを補正して、蛍光画像を生成する。これにより、蛍光画像の品質を高めることができ、試料100Saに含まれている対象細胞を画像処理により精度良く検出することができる。
Specifically, the
ここで、画像処理部20は、図12に示すように、蛍光画像上のラインL0~Lmのそれぞれは複数の領域に分割される。ラインL0~Lmの複数の領域にメモリ領域220mの分割領域Wpがそれぞれ割り当てられている。分割領域Wpにそれぞれ保存され手マッピングされる信号群の抽出範囲を、測定した切出し期間に基づいて設定する。
Here, as shown in FIG. 12, the
具体的には、画像処理部20は、試料収容部101bを横切るトラック部分Taのうち、基準となるトラック番号T0のトラック部分Taで測定した切出し期間C0と、その他のトラック番号T2~Tmのトラック部分Taで測定した切出し期間C2~Cmとに基づいて、式(1)によりシフト値Dpを求める。画像処理部20は、求めたシフト値Dpに従って、トラック番号T2~Tmトラック部分Taから取得した信号群に抽出範囲を設定し、各抽出範囲に含まれる信号をその抽出範囲に対応する分割領域Wpに保存してマッピングする。これにより、各分割領域Wpに配置される信号間の同期ずれを効果的に解消できる。よって、高品質の蛍光画像を取得することができる。
Specifically, the
試料収容ディスク100は、ディスク周方向DcにエリアA0~A8に区分されている。各エリアのディスク周方向Dcに並ぶ2つの境界(端)がそれぞれディスク中心Pcからディスク径方向Drに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が試料収容部101bを跨いでいる。これにより、試料収容ディスク100を一定の角速度で回転させると、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Dcにおけるディスク中心Pcを中心とするエリア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から互いに同じ処理により、蛍光信号を切出すことができる。 The angle ranges of the areas A0 to A8 centered on the disc center Pc in the disc circumferential direction Dc are set to be equal to each other. For this reason, fluorescence signals can be cut out from all areas A0 to A8 by the same process.
また、図3Bに示すように、試料収容ディスク100は、ディスク径方向Dr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には一定の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Dr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を設定して各ゾーンでの角速度を調整することにより、試料収容ディスク100の内周側の線速度と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。
As shown in FIG. 3B, the
上述のように、試料収容ディスク100は、基板102と、ディスク中心Pcの周りを旋回するように基板102の上面に形成されたトラック102cと、トラック102cの上側に配置されて試料100Saを収容する1つ以上の試料収容部101bとを備える。トラック102cは走査方向Dsに走査されるように構成されている。トラック102cは、ディスク中心Pcから離れるディスク径方向Drに並んで上記1つ以上の試料収容部101bのそれぞれの試料収容部101bを跨ぐ複数のトラック部分Taを含む。複数のトラック部分Taのそれぞれのトラック部分Taの走査方向Dsにおける上記それぞれの試料収容部101bの上流側には同期調整用信号(V3)が記録されている。複数のトラック部分Taの上記それぞれのトラック部分Taの走査方向Dsにおける上記それぞれの試料収容部101bの下流側には同期調整用信号(Id8)が記録されている。
As described above, the
同期調整用信号(V3)はディスク中心Pcから遠ざかる方向DV3に揃っていてもよい。同期調整用信号(Id8)はディスク中心Pcから遠ざかる方向DFT1に揃っていてもよい。 The synchronization adjustment signal (V3) may be aligned in the direction DV3 away from the disc center Pc. The synchronization adjustment signal (Id8) may be aligned in the direction DFT1 away from the disk center Pc.
上記それぞれの試料収容部101bの、ディスク中心Pcを中心とするディスク周方向Dcと交差する2つの境界はディスク中心Pcから放射状に延びていてもよい。
The two boundaries of each
上記1つ以上の試料収容部101bは、トラック102cの上側に配置され試料100Saを収容する複数の試料収容部101bを含んでもよい。トラック102cが形成された試料収容ディスク100のトラック領域102aは、ディスク中心Pcから放射状に延びる複数の境界でディスク周方向Dcに複数のエリアA0~A8に区分されていてもよい、この場合、複数のエリアA0~A8には複数の試料収容部101bがそれぞれ配置され、複数のエリアA0~A8のそれぞれのエリアに含まれるトラック102cの部分が、上記それぞれの試料収容部101bを跨ぐトラック部分Taを構成する。
The one or more
複数のエリアA0~A8は、ディスク中心Pcを中心に互いに等しい角度範囲に配置されていてもよい。 The plurality of areas A0 to A8 may be arranged in an equal angular range around the disc center Pc.
試料収容ディスク100は、ディスク径方向Drに沿って複数のゾーンZ0~Znに区分されていてもよい。複数のゾーンZ0~Znのそれぞれのゾーンでは複数のトラック部分Taに一定の角速度で信号が記録されていてもよい。
The
上記それぞれのゾーンの角速度は、トラック部分Taの複数のゾーンZ0~Znのディスク径方向Drの中央に位置する部分の線速度が互いに同じとなるように設定されていてもよい。 The angular velocities of the respective zones may be set so that the linear velocities of the portions located in the center in the disc radial direction Dr of the plurality of zones Z0 to Zn of the track portion Ta are the same.
蛍光検出装置1は試料100Saを収容する試料収容ディスク100と共に用いられる。走査部1200は、試料収容ディスク100に光を照射して光で走査方向Dsに試料収容ディスク100を走査する。光検出器210は、試料収容ディスク100で反射した光に応じて検出信号(S1~S2)を出力する。信号取得部11aは、検出信号(S1~S2)に基づいて動作する。蛍光検出器211は、照射された光により試料収容部101bに収容された試料100Saから生じた蛍光に応じた蛍光信号FLを出力する。切出し部13は、蛍光信号FLをサンプリングして得られた複数の信号FLdを切出すことにより、切り出された複数の信号FLdから複数のトラック部分Taにそれぞれ対応する複数の信号群を出力する。画像処理部20は、上記複数の信号群に基づいて試料収容部101bの蛍光画像を生成する。試料収容ディスク100のトラック102cには複数の同期調整用信号(V3)と複数の同期調整用信号(Id8)とが記録されている。トラック102cは、ディスク中心Pcから離れるディスク径方向Drに並んで試料収容部101bを跨ぐ複数のトラック部分Taを含む。複数の同期調整用信号(V3)のそれぞれの同期調整用信号(V3)は複数のトラック部分Taのそれぞれのトラック部分Taの走査方向Dsにおける試料収容部101bの上流側に記録されている。複数の同期調整用信号(Id8)のそれぞれの同期調整用信号(Id8)は上記それぞれのトラック部分Taの走査方向Dsにおける試料収容部101bの下流側に記録されている。画像処理部20は、複数のトラック部分Taにそれぞれ対応する複数の信号群を、複数のトラック部分Taのディスク径方向Drにおける順番で配置する。画像処理部20は、上記それぞれの同期調整用信号(V3)が信号取得部11aにより検出されてから上記それぞれの同期調整用信号(Id8)が信号取得部11aにより検出されるまでの時間を測定する。画像処理部20は、測定した時間に基づいて複数の信号群の同期ずれを補正して蛍光画像を生成する。
The
複数の同期調整用信号(V3)はディスク中心Pcから方向DV3に揃うように記録されていてもよい。複数の同期調整用信号(Id8)はディスク中心Pcから方向DFT1に揃うように記録されていてもよい。 The plurality of synchronization adjustment signals (V3) may be recorded so as to be aligned in the direction DV3 from the disc center Pc. A plurality of synchronization adjustment signals (Id8) may be recorded so as to be aligned in the direction DFT1 from the disk center Pc.
切出し部13は、信号取得部11aが上記それぞれの同期調整用信号(V3)を取得したことに基づいて蛍光信号FLのサンプリングを開始してもよい。切出し部13は、信号取得部11aが上記それぞれの同期調整用信号(Id8)を取得したことに基づいて蛍光信号FLのサンプリングを終了してもよい。
The
蛍光画像は複数のトラック部分Taにそれぞれ対応する複数のラインL0~Lmよりなる。画像処理部20は蛍光画像を記憶するメモリ20mを有する。複数のラインL0~Lmのうちの上記それぞれのトラック部分Taに対応するラインLiは複数の領域に分割されていてもよい。メモリ20mは、ラインLiの複数の領域にそれぞれ対応する複数の分割領域Wpに分割されたメモリ領域220mを有していてもよい。この場合、画像処理部20は、複数の信号群のうちの上記それぞれのトラック部分Taに対応する信号群を、ラインLiの上記複数の領域にそれぞれ割り当てられた複数の抽出範囲Ri-1~Ri-10で抽出して、メモリ領域220mの複数の分割領域Wpにマッピングする。画像処理部20は、複数の抽出範囲Ri-1~Ri-10を上記測定した時間に基づいて設定する。
The fluorescent image is composed of a plurality of lines L0 to Lm respectively corresponding to a plurality of track portions Ta. The
複数の同期調整用信号(V3)は、複数のトラック部分Taのうちの或るトラック部分Taの走査方向Dsにおける試料収容部101bの上流側に記録された或る同期調整用信号(V3)と、複数のトラック部分Taのうちの他のトラック部分Taの走査方向Dsにおける試料収容部101bの上流側に記録された他の同期調整用信号(V3)とを含んでいてもよい。複数の同期調整用信号(Id8)は、或るトラック部分Taの走査方向Dsにおける試料収容部101bの下流側に記録された或る同期調整用信号(Id8)と、上記他のトラック部分Taの走査方向Dsにおける試料収容部101bの下流側に記録された他の同期調整用信号(Id8)とを含んでいてもよい。この場合、画像処理部20は、或る同期調整用信号(V3)が信号取得部11aにより検出されてから或る同期調整用信号(Id8)が信号取得部11aにより検出されるまでの第1の時間を測定する。画像処理部20は、他の同期調整用信号(V3)が信号取得部11aにより検出されてから他の同期調整用信号(Id8)が信号取得部11aにより検出されるまでの第2の時間を測定する。画像処理部20は、第1の時間と第2の時間とに基づいて、上記他のトラック部分Taにおける複数の抽出範囲Ri-1~Ri-10を設定する。
The plurality of synchronization adjustment signals (V3) and a certain synchronization adjustment signal (V3) recorded on the upstream side of the
<変更例1>
上記実施形態では、画像処理部20は式(1)の演算により求めたシフト値Dpに基づいて、それぞれの抽出範囲を設定する。本変更例では、画像処理部20は、こうして設定された抽出範囲と、その抽出範囲と径方向Drで隣り合う抽出範囲との間で信号間の相関係数を求め、最も相関係数が高い位置に抽出範囲を再設定する。
<
In the above embodiment, the
図14は抽出範囲の再設定方法を示す。 FIG. 14 shows a method for resetting the extraction range.
図14は、トラック番号T0の抽出範囲R0-1とトラック番号T1の抽出範囲R1-1との関係を模式的に示す。図14は、抽出範囲R1-1を1画素ずつずらしたときの抽出範囲R1-1の信号群と抽出範囲R0-1の信号群との相関係数をさらに示す。 FIG. 14 schematically shows the relationship between the extraction range R0-1 of the track number T0 and the extraction range R1-1 of the track number T1. FIG. 14 further shows a correlation coefficient between the signal group of the extraction range R1-1 and the signal group of the extraction range R0-1 when the extraction range R1-1 is shifted by one pixel.
変更例1の動作では、或るトラック部分から得られた信号群の抽出範囲を基準抽出範囲として設定する。そのトラック部分に径方向Drで隣り合う別のトラック部分の信号群の抽出範囲を対象抽出範囲として式(1)により設定する。ここで走査方向Dsにおける基準抽出範囲の順番は走査方向Dsにおける対象抽出範囲の順番と同じである。画像処理部20は、対象抽出範囲を走査方向Dsの上流側と下流側にずらした抽出範囲である複数の候補抽出範囲の信号のそれぞれと、基準抽出範囲の信号との相関係数を求める。求められた相関係数のうち最も大きな相関係数が得られた候補抽出範囲を対象抽出範囲として再設定する。たとえば、画像処理部20は、トラック番号T1の信号群に対して式(1)の演算により上流側から対象抽出範囲である1番目の抽出範囲R1-1を設定する。この場合、対象抽出範囲R1-1の信号とそれに径方向Drで隣り合うトラック番号T0の参照抽出範囲である上流側から1番目の抽出範囲R0-1の信号との相関係数を求める。さらに、所定の探索範囲Q1において対象抽出範囲R1-1を初期の設定位置PD0から上流側に1画素ずつずらしてかつ所定の探索範囲Q2において対象抽出範囲R11を初期の設定位置PD0から下流側に1画素ずつずらしながら、すなわち探索範囲Q1、Q2を合わせた探索範囲QTにおいて対象抽出範囲R11を初期の設定位置PD0から1画素ずつずらしながら、参照抽出範囲R01との相関係数を求める。そして、相関係数が最大となる対象抽出範囲R11の位置が探索される。
In the operation of the modification example 1, the extraction range of the signal group obtained from a certain track portion is set as the reference extraction range. The extraction range of the signal group of another track portion adjacent to the track portion in the radial direction Dr is set as the target extraction range according to the equation (1). Here, the order of the reference extraction ranges in the scanning direction Ds is the same as the order of the target extraction ranges in the scanning direction Ds. The
この探索では、たとえば、対象抽出範囲R11を或る位置から上流側に10画素シフトさせる範囲において連続的に相関係数が減少し続け、且つ、この所定位置から対象抽出範囲R11を下流側に10画素シフトさせる範囲においても連続的に相関係数が減少し続けた場合に、当該或る位置が、相関係数が最大となる位置に特定される。図14の例では、初期設定位置PD0から上流側にΔPだけシフトした位置PDaが、相関係数が最大となる位置である。そして、或る位置における相関係数が、所定の閾値SH(たとえば、0.9)を超えている場合に、当該或る位置における対象抽出範囲R11が、トラック番号T1の信号群に対する上流側から1番目の抽出範囲R1-1に再設定される。探索範囲でのどの位置における相関係数も閾値を超えていない場合は、探索範囲を広げて、再度、同様の探索が行われる。これにより、式(1)で求めた位置から探索により再設定された位置までの補正量だけ抽出範囲R1-1をシフトして再設定する。 In this search, for example, the correlation coefficient continuously decreases in a range in which the target extraction range R11 is shifted 10 pixels from a certain position to the upstream side, and the target extraction range R11 is set to 10 downstream from the predetermined position. When the correlation coefficient continues to decrease in the pixel shift range, the certain position is specified as the position where the correlation coefficient is maximized. In the example of FIG. 14, the position PDa shifted by ΔP upstream from the initial setting position PD0 is the position where the correlation coefficient is maximized. When the correlation coefficient at a certain position exceeds a predetermined threshold SH (for example, 0.9), the target extraction range R11 at the certain position is from the upstream side with respect to the signal group of the track number T1. It is reset to the first extraction range R1-1. If the correlation coefficient at any position in the search range does not exceed the threshold, the search range is expanded and the same search is performed again. As a result, the extraction range R1-1 is shifted and reset by the correction amount from the position obtained by the equation (1) to the position reset by the search.
画像処理部20は、同様の探索の処理によりトラック番号T1のその他の抽出範囲R1-2~R1-10に対して行い各抽出範囲に対する補正量を求め、抽出範囲R1-2~R1-10の位置を各補正量だけシフトさせることで抽出範囲R1-2~R1-10を再設定する。
The
あるいは、トラック番号T1の抽出範囲R1-1に対して探索処理を行って、さらにトラック番号T1の最も下流側の抽出範囲R1-10に対して同様の探索処理を行う。トラック番号T1のその他の抽出範囲R1-2~R1-9は、最も上流側の抽出範囲R1-1の補正量と最も下流側の抽出範囲R1-10の補正量を比例分配した補正量で再設定してもよい。たとえば、最も上流側にある1番目の抽出範囲R1-1が、式(1)により設定した位置から、相関係数により下流側に1画素シフトした位置に再設定され、最も下流側にある10番目の抽出範囲R1-10が、式(1)により設定した位置から、相関係数により下流側に10画素シフトした位置に再設定された場合、2番目~9番目の抽出範囲R1-2~R1-9は、式(1)により設定した位置からそれぞれ2画素、3画素、4画素、5画素、6画素、7画素、8画素、9画素だけ下流側にシフトした位置に再設定される。なお、各抽出範囲に比例分配される補正量は、小数点以下が四捨五入されて、各抽出範囲に適用される。 Alternatively, the search process is performed on the extraction range R1-1 of the track number T1, and the same search process is performed on the most downstream extraction range R1-10 of the track number T1. The other extraction ranges R1-2 to R1-9 of the track number T1 are reproduced with correction amounts obtained by proportionally distributing the correction amount of the most upstream extraction range R1-1 and the correction amount of the most downstream extraction range R1-10. It may be set. For example, the first extraction range R1-1 located on the most upstream side is reset to a position shifted by one pixel on the downstream side from the position set by the equation (1) by the correlation coefficient. When the first extraction range R1-10 is reset to a position shifted by 10 pixels downstream from the position set by the equation (1), the second to ninth extraction ranges R1-2 to R1-9 is reset to positions shifted by 2 pixels, 3 pixels, 4 pixels, 5 pixels, 6 pixels, 7 pixels, 8 pixels, and 9 pixels downstream from the position set according to the expression (1). . The correction amount that is proportionally distributed to each extraction range is rounded off to the nearest decimal point and applied to each extraction range.
トラック番号T2~Tmの信号群に設定される抽出範囲も、同様の処理により補正される。すなわち、トラック番号Tiのp番目の抽出範囲に対しては、トラック番号Tiに径方向Drに隣りあうトラック番号Ti-1のp番目の抽出範囲を参照抽出範囲として上記の処理が行われ、式(1)により設定された抽出範囲から補正される。 The extraction range set in the signal group of track numbers T2 to Tm is also corrected by the same processing. That is, for the p-th extraction range of the track number Ti, the above processing is performed using the p-th extraction range of the track number Ti-1 adjacent to the track number Ti in the radial direction Dr as a reference extraction range. Correction is performed from the extraction range set in (1).
変更例1によれば、相関係数に基づく処理により、信号群間の同期ずれがさらに抑制されるため、より高品質の蛍光画像を生成できる。また、予め、式(1)による処理により抽出範囲が設定された状態で相関係数による処理が行われるため、相関係数の探索範囲をさほど広げなくとも、相関係数が最大となる位置を円滑に探索できる。よって、処理負荷を抑えながら円滑に、相関係数に基づく抽出範囲の再設定処理を行うことができる。 According to the first modification, the processing based on the correlation coefficient further suppresses the synchronization shift between the signal groups, so that a higher quality fluorescent image can be generated. In addition, since the process using the correlation coefficient is performed in a state where the extraction range is set in advance by the process according to Equation (1), the position where the correlation coefficient is maximized can be obtained without greatly expanding the search range of the correlation coefficient. You can search smoothly. Therefore, the extraction range resetting process based on the correlation coefficient can be smoothly performed while suppressing the processing load.
なお、変更例1における相関係数に基づく同期補正処理も、図9の画像処理部20によって行われる。
Note that the synchronization correction processing based on the correlation coefficient in the first modification is also performed by the
<変更例2>
上記実施形態では、式(1)により求めたシフト値Dpにより各抽出範囲を調整して、信号群の同期ずれを補正する。変更例2では、図12に示すトラック番号T0、T1、…のトラック部分Taの信号群を切出し期間に基づいて間引きあるいは補間することにより、信号群の同期ずれが補正される。画像処理部20は、まず、以下の式(3)により、基準となるトラック番号T0の切出し期間C0と、補正対象のトラック番号Tiの切出し期間Ciとの関係を示す指標Giを求める。
<
In the above embodiment, each extraction range is adjusted by the shift value Dp obtained by the equation (1) to correct the signal group synchronization deviation. In the second modification, the signal group synchronization deviation is corrected by thinning out or interpolating the signal group of the track portion Ta having the track numbers T0, T1,... Shown in FIG. First, the
Gi=(Ci/C0)-1 … (3)
次に、指標Giに基づいて、トラック番号Tiの信号群に対して間引きまたは補間の処理が実行される。ここで、指標Giが正であれば間引き処理が行われ、指標Giが負であれば補間処理が行われる。間引きおよび補間は、指標Giの絶対値の逆数の画素ごとに行われる。
Gi = (Ci / C0) −1 (3)
Next, based on the index Gi, thinning or interpolation processing is executed for the signal group of the track number Ti. Here, if the index Gi is positive, the thinning process is performed, and if the index Gi is negative, the interpolation process is performed. Thinning and interpolation are performed for each pixel having a reciprocal of the absolute value of the index Gi.
たとえば、指標Giが+0.001の場合、トラック番号Tiの信号群に対して、最上流側の画素位置から1000画素ごとに信号を間引く処理が行われ、間引かれた信号の位置より下流側の信号が1画素ずつ上流側にシフトされる。また、指標Giが-0.001の場合、トラック番号Tiの信号群に対して、最上流側の画素位置から1000画素ごとに信号を補間する処理が行われ、補間された信号の位置より下流側の信号が1画素ずつ下流側にシフトされる。補間される信号は、たとえば、補間した位置の両隣にある信号の平均値とされる。 For example, when the index Gi is +0.001, a process of thinning out signals every 1000 pixels from the pixel position on the most upstream side is performed on the signal group of the track number Ti, and the downstream side of the position of the thinned signal Is shifted upstream by one pixel. Further, when the index Gi is −0.001, the process of interpolating the signal for every 1000 pixels from the pixel position on the most upstream side is performed on the signal group of the track number Ti, and downstream from the position of the interpolated signal. Signal is shifted downstream by one pixel. The signal to be interpolated is, for example, an average value of signals on both sides of the interpolated position.
変更例2では、トラック番号T2~Tmの信号群に対してそれぞれ上述の間引きまたは補間の処理が行われた後、全てのトラック番号の信号群に対して、P1番目の画素からP11番目の画素までの範囲の信号が抽出されて、蛍光画像用のメモリ領域220mに保存されてマッピングされる。すなわち、変更例2では、蛍光画像用のメモリ領域220mが図12に示す複数の分割領域Wpに分割されることなく、P1番目からP11番目の範囲の画素の信号が、それぞれ、対応するラインLiにそのまま保存されてマッピングされる。
In the second modification example, after the above-described thinning or interpolation processing is performed on the signal groups of the track numbers T2 to Tm, the P1th pixel to the P11th pixel are performed on all the track number signal groups. The signals in the range up to are extracted, stored in the fluorescent
変更例2による処理によっても、上記実施形態と同様、高品質の画像を得ることができる。ただし、上記実施形態では、分割領域Wpに対応する抽出範囲ごとに同期ずれが補正されるため、より適切な同期補正が実現され得る。よって、より高品質の蛍光画像を得るためには、上記実施形態による同期補正を用いることが好ましく、さらに変更例1による相関係数による処理を適用することにより、より一層高品質の蛍光画像を得ることができる。 Also by the processing according to the modified example 2, a high-quality image can be obtained as in the above embodiment. However, in the above embodiment, the synchronization shift is corrected for each extraction range corresponding to the divided region Wp, and thus more appropriate synchronization correction can be realized. Therefore, in order to obtain a higher-quality fluorescent image, it is preferable to use the synchronization correction according to the above-described embodiment, and further, by applying the processing based on the correlation coefficient according to the modified example 1, a higher-quality fluorescent image Obtainable.
なお、変更例2による同期補正処理も、図9の画像処理部20によって行われる。
Note that the synchronization correction processing according to the second modification is also performed by the
<その他の変更例>
上記実施形態では、試料収容ディスク100のトラック領域102aがディスク周方向Dcに9つのエリアA0~A8に区分される、試料収容ディスク100のトラック領域102aがディスク周方向Dcにおいて区分されるエリアの数はこれに限られるものではない。
<Other changes>
In the above embodiment, the
また、試料収容部101bの形状や内部構造も、図1Aと図1Bに示す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5Aに示すフォーマットから所定のフィールドを適宜削除または変更し、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。また、各フィールドに記録される信号の内容も、図6Aに示したものから適宜変更可能である。
In addition, the shape and internal structure of the
また、平面視における試料収容部101bの形状は、必ずしも台形でなくてもよく、他の形状であってもよい。また、上記実施形態では、レーザ光がグルーブを走査する構成であったが、レーザ光がランドを走査する構成や、レーザ光がグルーブとランドの両方を走査する構成であってもよい。
Further, the shape of the
図15は試料収容ディスク100の他の半透過膜102dを模式的に示す。図15において、図2に示す半透過膜102dと同じ部分には同じ参照番号を付す。図15に示す半透過膜102dでは、基板102すなわち半透過膜102dにグルーブとランドを形成することなく螺旋状に並ぶピット113の列が形成されている。ピット113の列によってトラック102cが形成されている。この場合も、上記実施形態と同様、ピット113と、周方向Dcに隣り合うピット113間のスペースとによって信号が記録される。
FIG. 15 schematically shows another
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、上記の実施の形態は、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、上記の実施の形態によって何ら制限されるものではない。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。 The effect or significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the above embodiment is merely an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited by the above embodiment. The embodiments of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims.
実施の形態において、「上面」「上側」等の方向を示す用語は基板101、102等の試料収容ディスク100の構成部材の相対的な位置関係でのみ決まる相対的な方向を示し、鉛直方向等の絶対的な方向を示すものではない。
In the embodiment, terms indicating directions such as “upper surface” and “upper side” indicate relative directions determined only by the relative positional relationship of the constituent members of the
1 蛍光検出装置
11 信号検出部
11a 信号取得部
13 切出し部
20 画像処理部
100 試料収容ディスク
101b 試料収容部
102 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
210 光検出器
211 蛍光検出器
220 スピンドルモータ
240 スレッドモータ
1200 走査部
Ta トラック部分
V3 開始信号(第1の同期調整用信号)
Id8 識別信号(第2の同期調整用信号)
A0~A8 エリア
Z0~Zn ゾーン
DESCRIPTION OF
Id8 identification signal (second synchronization adjustment signal)
A0 ~ A8 Area Z0 ~ Zn Zone
Claims (12)
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て前記試料を収容する1つ以上の試料収容部と、
を備え、
前記トラックは走査方向に走査されるように構成されており、
前記トラックは、前記ディスク中心から離れるディスク径方向に並んで前記1つ以上の試料収容部のそれぞれの試料収容部を跨ぐ複数のトラック部分を含み、
前記複数のトラック部分のそれぞれのトラック部分の前記走査方向における前記それぞれの試料収容部の上流側には第1の同期調整用信号が記録されており、
前記複数のトラック部分の前記それぞれのトラック部分の前記走査方向における前記それぞれの試料収容部の下流側には第2の同期調整用信号が記録されている、試料収容ディスク。 A sample storage disk for storing a sample,
A substrate,
A track formed on the top surface of the substrate to swivel around the center of the disk;
One or more sample storage units disposed above the track for storing the sample;
With
The track is configured to be scanned in a scanning direction;
The track includes a plurality of track portions straddling each sample accommodating portion of the one or more sample accommodating portions arranged in a disc radial direction away from the disc center,
A first synchronization adjustment signal is recorded on the upstream side of each sample storage portion in the scanning direction of each track portion of the plurality of track portions,
A sample storage disk in which a second synchronization adjustment signal is recorded on the downstream side of each sample storage portion in the scanning direction of each track portion of the plurality of track portions.
前記第1の同期調整用信号は前記ディスク中心から遠ざかる第1の方向に揃っており、
前記第2の同期調整用信号は前記ディスク中心から遠ざかる第2の方向に揃っている、試料収容ディスク。 The sample storage disk according to claim 1,
The first synchronization adjustment signals are aligned in a first direction away from the disc center;
The sample storage disk, wherein the second synchronization adjustment signals are aligned in a second direction away from the center of the disk.
前記それぞれの試料収容部の、前記ディスク中心を中心とするディスク周方向と交差する2つの境界は前記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 disk according to claim 2,
The sample storage disk, wherein two boundaries of the respective sample storage portions intersecting with the disk circumferential direction centering on the disk center extend radially from the disk center.
前記1つ以上の試料収容部は、前記トラックの上側に配置され前記試料を収容する複数の試料収容部を含み、
前記トラックが形成された前記試料収容ディスクのトラック領域は、前記ディスク中心から放射状に延びる複数の境界でディスク周方向に複数のエリアに区分されており、
前記複数のエリアには前記複数の試料収容部がそれぞれ配置され、前記複数のエリアのそれぞれのエリアに含まれる前記トラックの部分が、前記それぞれの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 disk according to claim 2 or 3,
The one or more sample storage units include a plurality of sample storage units arranged on the upper side of the track for storing the sample,
The track area of the sample-receiving disk in which the track is formed is divided into a plurality of areas in the circumferential direction of the disk at a plurality of boundaries extending radially from the center of the disk,
The plurality of sample storage portions are respectively disposed in the plurality of areas, and a portion of the track included in each of the plurality of areas constitutes the track portion straddling each of the sample storage portions,
Sample storage disk.
前記複数のエリアは、前記ディスク中心を中心に互いに等しい角度範囲に配置されている、試料収容ディスク。 The sample storage disk according to claim 4,
The sample storage disk, wherein the plurality of areas are arranged in an equal angle range around the disk center.
前記試料収容ディスクは、前記ディスク径方向に沿って複数のゾーンに区分されており、
前記複数のゾーンのそれぞれのゾーンでは前記複数のトラック部分に一定の角速度で信号が記録されている、試料収容ディスク。 In the sample storage disk according to any one of claims 2 to 5,
The sample storage disk is divided into a plurality of zones along the disk radial direction,
A sample storage disk in which a signal is recorded at a certain angular velocity on each of the plurality of track portions in each of the plurality of zones.
前記それぞれのゾーンの前記角速度は、前記トラック部分の前記複数のゾーンの前記ディスク径方向の中央に位置する部分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。 The sample storage disk according to claim 6, wherein
The sample storage disk, wherein the angular velocities of the zones are set such that the linear velocities of the portions of the track portions located in the center in the disk radial direction of the plurality of zones are the same.
前記試料収容ディスクに光を照射して前記光で走査方向に前記試料収容ディスクを走査する走査部と、
前記試料収容ディスクで反射した光に応じて検出信号を出力する光検出器と、
前記検出信号に基づいて動作する信号取得部と、
前記照射された光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蛍光に応じた蛍光信号を出力する蛍光検出器と、
前記蛍光信号をサンプリングして得られた複数の信号を切出す切出し部と、
前記試料収容部の蛍光画像を生成する画像処理部と、
を備え、
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て、複数の第1の同期調整用信号と複数の第2の同期調整用信号とが記録されたトラックと、
前記トラックの上側に配置されて前記試料を収容する試料収容部と、
を備え、
前記トラックは、前記ディスク中心から離れるディスク径方向に並んで前記試料収容部を跨ぐ複数のトラック部分を含み、
前記複数の第1の同期調整用信号のそれぞれの第1の同期調整用信号は前記複数のトラック部分のそれぞれの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流側に記録されており、
前記複数の第2の同期調整用信号のそれぞれの第2の同期調整用信号は前記それぞれの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流側に記録されており、
前記切出し部は、前記蛍光信号をサンプリングして得られた前記複数の信号を切出すことにより、前記切り出された複数の信号から前記複数のトラック部分にそれぞれ対応する複数の信号群を出力し、
前記画像処理部は、
前記複数のトラック部分にそれぞれ対応する前記複数の信号群を、前記複数のトラック部分の前記ディスク径方向における順番で配置し、
前記それぞれの第1の同期調整用信号が前記信号取得部により検出されてから前記それぞれの第2の同期調整用信号が前記信号取得部により検出されるまでの時間を測定し、
前記測定した時間に基づいて前記複数の信号群の同期ずれを補正して前記蛍光画像を生成する、
ように構成された、蛍光検出装置。 A fluorescence detection device used together with a sample storage disk for storing a sample,
A scanning unit that irradiates the sample storage disk with light and scans the sample storage disk in the scanning direction with the light; and
A photodetector that outputs a detection signal according to the light reflected by the sample storage disk;
A signal acquisition unit that operates based on the detection signal;
A fluorescence detector that outputs a fluorescence signal corresponding to fluorescence generated from the sample housed in the sample housing portion by the irradiated light;
A cutout unit for cutting out a plurality of signals obtained by sampling the fluorescent signal;
An image processing unit for generating a fluorescent image of the sample storage unit;
With
The sample storage disk is
A substrate,
A track formed on the upper surface of the substrate so as to swivel around the center of the disk, on which a plurality of first synchronization adjustment signals and a plurality of second synchronization adjustment signals are recorded;
A sample storage unit that is disposed on the upper side of the track and stores the sample;
With
The track includes a plurality of track portions that straddle the sample storage portion in a disk radial direction away from the disk center,
The first synchronization adjustment signal of each of the plurality of first synchronization adjustment signals is recorded on the upstream side of the sample storage portion in the scanning direction of each track portion of the plurality of track portions,
A second synchronization adjustment signal of each of the plurality of second synchronization adjustment signals is recorded on the downstream side of the sample container in the scanning direction of the respective track portions;
The cutout unit outputs a plurality of signal groups respectively corresponding to the plurality of track portions from the plurality of cut out signals by cutting out the plurality of signals obtained by sampling the fluorescent signal,
The image processing unit
The plurality of signal groups respectively corresponding to the plurality of track portions are arranged in order in the disk radial direction of the plurality of track portions,
Measuring a time from when each of the first synchronization adjustment signals is detected by the signal acquisition unit to when each of the second synchronization adjustment signals is detected by the signal acquisition unit;
Correcting the synchronization deviation of the plurality of signal groups based on the measured time to generate the fluorescence image;
A fluorescence detection device configured as described above.
前記複数の第1の同期調整用信号は前記ディスク中心から第1の方向に揃うように記録されており、
前記複数の第2の同期調整用信号は前記ディスク中心から第2の方向に揃うように記録されている、
蛍光検出装置。 The fluorescence detection apparatus according to claim 8, wherein
The plurality of first synchronization adjustment signals are recorded so as to be aligned in a first direction from the disc center,
The plurality of second synchronization adjustment signals are recorded so as to be aligned in a second direction from the disc center,
Fluorescence detection device.
前記切出し部は、
前記信号取得部が前記それぞれの第1の同期調整用信号を取得したことに基づいて前記蛍光信号のサンプリングを開始し、
前記信号取得部が前記それぞれの第2の同期調整用信号を取得したことに基づいて前記蛍光信号のサンプリングを終了する、
ように構成されている、蛍光検出装置。 The fluorescence detection apparatus according to claim 9, wherein
The cutout part is
The sampling of the fluorescence signal is started based on the signal acquisition unit acquiring the first synchronization adjustment signal,
Ending the sampling of the fluorescence signal based on the signal acquisition unit acquiring the respective second synchronization adjustment signals;
A fluorescence detection device configured as described above.
前記蛍光画像は前記複数のトラック部分にそれぞれ対応する複数のラインよりなり、
前記画像処理部は前記蛍光画像を記憶するメモリを有し、
前記複数のラインのうちの前記それぞれのトラック部分に対応するラインは複数の領域に分割されており、
前記メモリは、前記ラインの前記複数の領域にそれぞれ対応する複数の分割領域に分割されたメモリ領域を有し、
前記画像処理部は、
前記複数の信号群のうちの前記それぞれのトラック部分に対応する信号群を、前記ラインの前記複数の領域にそれぞれ割り当てられた複数の抽出範囲で抽出して、前記メモリ領域の前記複数の分割領域にマッピングし、
前記複数の抽出範囲を前記測定した時間に基づいて設定する、
ように構成されている、蛍光検出装置。 The fluorescence detection apparatus according to claim 9 or 10,
The fluorescent image is composed of a plurality of lines respectively corresponding to the plurality of track portions,
The image processing unit has a memory for storing the fluorescent image,
Lines corresponding to the respective track portions of the plurality of lines are divided into a plurality of regions,
The memory has a memory area divided into a plurality of divided areas respectively corresponding to the plurality of areas of the line;
The image processing unit
The signal groups corresponding to the respective track portions of the plurality of signal groups are extracted by a plurality of extraction ranges respectively assigned to the plurality of areas of the line, and the plurality of divided areas of the memory area are extracted. Mapping to
Setting the plurality of extraction ranges based on the measured time;
A fluorescence detection device configured as described above.
前記複数の第1の同期調整用信号は、
前記複数のトラック部分のうちの第1の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流側に記録された或る第1の同期調整用信号と、
前記複数のトラック部分のうちの第2の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流側に記録された他の第1の同期調整用信号と、
を含み、
前記複数の第2の同期調整用信号は、
前記第1の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流側に記録された或る第2の同期調整用信号と、
前記第2の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流側に記録された他の第2の同期調整用信号と、
を含み、
前記画像処理部は、
前記或る第1の同期調整用信号が前記信号取得部により検出されてから前記或る第2の同期調整用信号が前記信号取得部により検出されるまでの第1の時間を測定し、
前記他の第1の同期調整用信号が前記信号取得部により検出されてから前記他の第2の同期調整用信号が前記信号取得部により検出されるまでの第2の時間を測定し、
前記第1の時間と前記第2の時間とに基づいて、前記第2のトラック部分における前記複数の抽出範囲を設定する、
ように構成されている、蛍光検出装置。 The fluorescence detection apparatus according to claim 11, wherein
The plurality of first synchronization adjustment signals are:
A first synchronization adjustment signal recorded on the upstream side of the sample container in the scanning direction of the first track portion of the plurality of track portions;
Another first synchronization adjustment signal recorded on the upstream side of the sample container in the scanning direction of the second track portion of the plurality of track portions;
Including
The plurality of second synchronization adjustment signals are:
A second synchronization adjustment signal recorded on the downstream side of the sample container in the scanning direction of the first track portion;
Another second synchronization adjustment signal recorded on the downstream side of the sample container in the scanning direction of the second track portion;
Including
The image processing unit
Measuring a first time from when the certain first synchronization adjustment signal is detected by the signal acquisition unit to when the certain second synchronization adjustment signal is detected by the signal acquisition unit;
Measuring a second time from when the other first synchronization adjustment signal is detected by the signal acquisition unit to when the other second synchronization adjustment signal is detected by the signal acquisition unit;
Setting the plurality of extraction ranges in the second track portion based on the first time and the second time;
A fluorescence detection device configured as described above.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2017007175A JP2020046178A (en) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | Sample storage disk and fluorescence detecting device using the same |
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|---|---|
| WO2018135404A1 true WO2018135404A1 (en) | 2018-07-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2018/000620 Ceased WO2018135404A1 (en) | 2017-01-19 | 2018-01-12 | Sample accommodation disk and fluorescence detector |
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| WO (1) | WO2018135404A1 (en) |
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| WO2020195871A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | 株式会社Jvcケンウッド | Analysis device and analysis method |
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2017
- 2017-01-19 JP JP2017007175A patent/JP2020046178A/en active Pending
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2018
- 2018-01-12 WO PCT/JP2018/000620 patent/WO2018135404A1/en not_active Ceased
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| JP7310199B2 (en) | 2019-03-25 | 2023-07-19 | 株式会社Jvcケンウッド | Analysis equipment |
| US12007325B2 (en) | 2019-03-25 | 2024-06-11 | Jvckenwood Corporation | Analysis device and analysis method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020046178A (en) | 2020-03-26 |
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