粒子検出装置、粒子検出方法、フローサイトメータ
【課題】高感度な粒子検出装置を提供すること。
【解決手段】本粒子検出装置は、流路内を移動する検出対象に光を照射する第１の光源、及び前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を検出する第１の検出部を備えた第１の検出手段と、前記第１の検出手段の下流側に配置され、第２の光源、前記第２の光源からの光を偏向し前記検出対象に偏向光を照射する光偏向器、及び前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を検出する第２の検出部を備えた第２の検出手段と、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する制御手段と、を有する。
【解決手段】本粒子検出装置は、流路内を移動する検出対象に光を照射する第１の光源、及び前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を検出する第１の検出部を備えた第１の検出手段と、前記第１の検出手段の下流側に配置され、第２の光源、前記第２の光源からの光を偏向し前記検出対象に偏向光を照射する光偏向器、及び前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を検出する第２の検出部を備えた第２の検出手段と、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する制御手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を移動する検出対象（粒子）から光学情報を検出する粒子検出装置及び粒子検出方法、並びに前記粒子検出装置を有するフローサイトメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、細胞の蛍光定量等を行う装置であり、血液の検体検査等の様々な用途に用いられるフローサイトメータが知られている。フローサイトメータでは、分析対象となる生物学的粒子（細胞等）をフローセル（流路）中で一列に整列させる。より詳しくは、シース流を一定の流速でフローセル内に流入させ、その状態で生物学的粒子を含むサンプル流をフローセル内に注入する。
【０００３】
シース流とサンプル流の流入量を調節することにより、生物学的粒子を一つ一つが整列した状態で移動させることができる。そして、フローサイトメータの一部である粒子検出装置からフローセル内を移動する生物学的粒子にレーザ光等を照射し、生物学的粒子が発生する散乱光等の光学情報を検出する。その後、光学情報を光電変換し、分析手段等で分析することで細胞の大きさや数を検出できる。
【０００４】
しかしながら、微小な生物学的粒子の場合は散乱光が小さく感度が低いという原理的な課題がある。又、検査のスループット向上のために流速を大きくすると検出感度が更に低下するため、検出がより困難になる。
【０００５】
検出感度を高めるための改善策として、特にフローサイトメータの一部である粒子検出装置の光学系においては、レーザ光等の照射領域を絞り込むことやレーザ光等の形状を楕円形にすること、複数の光源と検出部を備えること等が提案されている。なお、レーザ光等の照射領域を絞り込む場合、数マイクロメートルの位置精度が要求されるため、位置合わせの技術が要求される。
【０００６】
従来の粒子検出装置の一例としては、フローセルの流れ方向に沿って複数の光源と検出部が設置された粒子検出装置を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の粒子検出装置は、通常設置される光源と検出部の組み合わせに加えて、これ以外の光源の光による生物学的粒子からの蛍光を受光して電気的信号に変換する第２の検出部を有する。つまり、特許文献１に記載の粒子検出装置では、光源と検出部の組み合わせが２つ以上存在する。
【０００７】
又、特許文献１に記載の粒子検出装置は、通常設置される検出部の受光信号に第２の検出部から出力された電気的信号を電気的に加算することにより、第２の光により生物学的粒子を励起したときに生じる蛍光の電気的信号を増大させる信号処理部を備えている。つまり、特許文献１に記載の粒子検出装置は、生物学的粒子からの受光信号を複数箇所で取得し、複数の地点での検出結果を重ね合わせている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の粒子検出装置は、複数の地点での検出結果を重ね合わせる場合、各地点での検出結果の差異により感度を損なうことが問題となり、高感度な粒子検出装置を実現することは困難である。なお、各地点での検出結果の差異は、生物学的粒子が常に向きを変えており生物学的粒子の向きが時間によって変化することや、フローセル（流路）内での位置ずれが生じることにより発生する。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高感度な粒子検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本粒子検出装置は、流路内を移動する検出対象に光を照射する第１の光源、及び前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を検出する第１の検出部を備えた第１の検出手段と、前記第１の検出手段の下流側に配置され、第２の光源、前記第２の光源からの光を偏向し前記検出対象に偏向光を照射する光偏向器、及び前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を検出する第２の検出部を備えた第２の検出手段と、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する制御手段と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、高感度な粒子検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る粒子検出装置を例示する図である。
【図２】従来の粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。
【図３】本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。
【図４】光偏向器の偏向開始タイミングの算出について説明する図である。
【図５】検出対象を追尾する偏向手法について説明する図である。
【図６】照射時間に関する効果について説明する図である。
【図７】信号処理について説明する図（その１）である。
【図８】信号処理について説明する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る粒子検出装置を例示する図である。図１を参照するに、粒子検出装置１は、大略すると、第１の検出手段１０と、第２の検出手段２０と、制御手段３０とを有する。
【００１５】
なお、１００はサンプル液（以降、サンプル液１００とする）、１１０は検出対象（以降、検出対象１１０とする）、１２０はシース流（以降、シース流１２０とする）、１３０はフローセル（以降、流路１３０とする）を示している。検体であるサンプル液１００中に存在する検出対象１１０は、シース流１２０によって一列に整列した状態で流路１３０内を矢印方向に移動する。検出対象１１０は、例えば、細胞や微生物、ＤＮＡ、タンパク質等の生物学的粒子を含む、流路１３０内を移動可能な全ての物質を指すものとする。
【００１６】
粒子検出装置１において、第１の検出手段１０は、光源１１と、検出部１３とを有する。光源１１は、流路１３０内をシース流１２０と共に移動する検出対象１１０に光を照射する機能を有する。光源１１は、出射光が流路１３０内のシース流１２０に垂直に照射されるようにアライメントされている。光源１１は、本発明に係る第１の光源の代表的な一例である。
【００１７】
検出部１３は、光源１１から光を照射された検出対象１１０が発する光学情報を検出する機能を有する。検出部１３が検出した検出対象１１０が発する光学情報（光信号）は、光電変換されて電気信号となり制御手段３０に入力される。ここで、光学情報とは、側方や後方の散乱光、蛍光等である。検出部１３は、本発明に係る第１の検出部の代表的な一例である。
【００１８】
第２の検出手段２０は、第１の検出手段１０よりも流路１３０の下流側に配置されている。第２の検出手段２０は、光源２１と、光偏向器２２と、検出部２３とを有する。光源２１は、光偏向器２２に光を照射する機能を有する。光源２１は、出射光が光偏向器２２に照射されるようにアライメントされている。光源２１は、本発明に係る第２の光源の代表的な一例である。
【００１９】
光偏向器２２は、光源２１から出射された光を偏向し、検出対象１１０に偏向光を照射する機能を有する。検出部２３は、光偏向器２２からの偏向光が照射された検出対象１１０が発する光学情報を検出する機能を有する。検出部２３が検出した検出対象１１０が発する光学情報（光信号）は、光電変換されて電気信号となり制御手段３０に入力される。ここで、光学情報とは、側方や後方の散乱光、蛍光等である。検出部２３は、本発明に係る第２の検出部の代表的な一例である。
【００２０】
光源１１及び１２としては、検出対象１１０が発する光学情報（散乱光や蛍光等）を確実に発生させるために、出射光の方向、出射光の波長、出射光の強度が一定である光源を用いることが好ましい。光源１１及び１２としては、例えば、半導体レーザ等のレーザ光源を用いると好適である。光源１１及び１２として、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子等を用いることもできる。
【００２１】
検出部１３及び２３としては、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。光偏向器２２としては、例えば、電気光学効果（Electro-Optic effect）を有する電気光学材料（EO材料）からなる偏向素子等を用いることができる。
【００２２】
電気光学材料（EO材料）からなる偏向素子を用いた場合、偏向の制御は光偏向器２２への電圧印加量によって行うことができる。代表的な電気光学材料（EO材料）としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）の単結晶や、タンタル酸ニオブ酸カリウム（ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３）の単結晶等を用いることができる。
【００２３】
なお、偏向器２２として、ＭＥＭＳミラーやガルバノミラー、ＡＯＤ（音響光学素子）等を用いてもよい。
【００２４】
制御手段３０は、検出部１３が光学情報を検出したことを示す検出信号、及び検出対象１１０に関する情報に基づいて、光偏向器２２の動作タイミングを算出し、第２の検出手段２０の検出領域を通過する検出対象１１０を偏向光が追尾するように光偏向器２２を制御する機能等を有する。ここで、検出対象１１０に関する情報とは、検出対象１１０の流速や流路１３０内の検出対象１１０の濃度等である。偏向開始のタイミングや偏向速度等については、光偏向器２２の偏向角や検出対象１１０の流速等により算出される（詳しくは後述する）。
【００２５】
制御手段３０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリ等を含み、制御手段３０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、制御手段３０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御手段３０は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。
【００２６】
制御手段３０は、検出部２３が検出した検出対象１１０が発する光学情報が光電変換された電気信号に所定の処理を施し、検出対象１１０の形状や数を分析する分析手段を含んでいてもよい。但し、制御手段３０をパーソナルコンピュータ等に接続し、パーソナルコンピュータ等で分析手段を実現してもよい。
【００２７】
ここで、従来の粒子検出装置の検出プロセスと比較しながら、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスについて説明する。図２は、従来の粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。図３は、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。
【００２８】
図２を参照するに、従来の粒子検出装置の検出プロセスでは、まず、光源から出射された出射光をシース流中の検出対象に照射し（ステップＳ２０１）、散乱光等を発生させる（ステップＳ２０２）。次に、ステップＳ２０２で発生させた散乱光等及び透過光を検出部が検出する（ステップＳ２０３）。そして、検出部が検出した散乱光等及び透過光を光電変換した電気信号（データ）を処理することにより、検出対象を認識する（ステップＳ２０４）。
【００２９】
一方、図３を参照するに、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスでは、まず、第１の検出手段１０が検出対象１１０を検知し、検出信号を制御手段３０に送信する（ステップＳ３０１）。次に、制御手段３０は、検知した検出対象１１０が第２の検出手段２０の検出領域に移動するまでの時間を算出し、この算出結果に基づいて、第２の検出手段２０における光偏向器２２の偏向開始タイミングの算出を行う（ステップＳ３０２）。
【００３０】
次に、制御手段３０は、ステップＳ３０２で算出された偏向開始タイミングに従って、光偏向器２２の偏向を開始させ、検出対象１１０の移動にともなって光源２１からの出射光が偏向するように動作させる（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０４〜Ｓ３０６については、図２のステップＳ２０２〜Ｓ２０４と同様であるため、その説明を省略する。
【００３１】
ここで、図４を参照しながら、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスについて、更に詳しく説明する。図４は、光偏向器の偏向開始タイミングの算出について説明する図である。図４において、検出対象１１０が流路１３０内を流速ｖ、粒子間隔ｄで移動している場合を考える。
【００３２】
まず、第１の検出手段１０の光源１１から光束が出射される。光源１１から出射された光束は、検出対象１１０に照射され、検出対象１１０は光学情報（散乱光等）を発する。検出対象１１０が発する光学情報は、検出部１３で検出される。検出部１３で検出された光学情報は光電変換され、光電変換された電気信号が制御手段３０に送られる。
【００３３】
制御手段３０のタイミング算出手段３１は、検出部１３から電気信号が入力され次第（つまり、検出部１３で光学情報が検出され次第）、第２の検出手段２０の光偏向器２２の動作タイミングを算出する。検出対象１１０が流路１３０内を流速ｖ、粒子間隔ｄで移動している場合の動作タイミングは、第１の検出手段１０の検出部１３で光学情報が検出された時点から、ｔ＝ｄ／ｖ（ｓｅｃ）経過後である。
【００３４】
なお、流速ｖは粒子検出装置１を制御する制御装置側（図示せず）で制御される。粒子間隔dは、サンプル液１００中の検出対象１１０の濃度と流速ｖとに基づいて、概算として求めることができる。例えば、ハイエンドのフローサイトメータでは流速２０ｍ／ｓｅｃ、検出粒子７千個／ｓｅｃの性能がある。この数字から、ｖ＝２０ｍ／ｓｅｃ、ｄ＝２０ｍ／７０００≒３ｍｍとなる。よって、この場合の動作タイミングは、ｔ＝３（ｍｍ）／２０（ｍ／ｓｅｃ）＝０．１５ｍｓｅｃと求めることができる。
【００３５】
つまり、第１の検出手段１０の検出部１３で検出対象１１０についての光学情報が検出された後、ｔ＝０．１５ｍｓｅｃ経過後が、第２の検出手段２０の光偏向器２２の偏向開始タイミングとなる。このタイミングで第２の検出手段２０の光源２１からの出射光を光偏向器２２が流路１３０の流れの上流側に偏向させることにより、検出対象１１０の追尾を適切に開始できる。
【００３６】
図５は、検出対象を追尾する偏向手法について説明する図である。検出対象１１０を追尾するには、検出対象１１０が通過する速度と同様の偏向速度で光束が移動すればよい。例えば、光偏向器２２として電気光学材料（EO材料）からなる偏向素子等を用いた場合、例えば±Ｖの電圧を三角波で掃引することにより、光束は一定の角速度で偏向される。
【００３７】
偏向開始タイミングを合わせた上で、電圧掃引する波形の周期Ｔ／２と、検出対象１１０が偏向領域Ｘを通過する時間を等しくすれば、偏向速度と検出対象１１０の移動速度（流速ｖ）が等しくなるので、検出対象１１０を的確に追尾することができる。
【００３８】
図５において、偏向領域Ｘ＝２Ｌｔａｎ（θ／２）である。ここで、Ｌは光偏向器２２の偏向面から検出対象１１０の中心までの距離、θは偏向角である。例えば、Ｌ＝２００ｍｍ、θ＝１０ｄｅｇであれば、Ｘ≒３５ｍｍとなる。検出対象１１０が偏向領域Ｘを通過する時間は、Ｘ／ｖ＝３５（ｍｍ）／２０（ｍ／ｓｅｃ）≒１．８ｍｓｅｃとなる。この時間と電圧掃引する波形の周期Ｔ／２とを一致させるには、周波数ｈ＝１／Ｔ＝１／３．６（ｍｓｅｃ）≒３００Ｈｚとすればよい。
【００３９】
光偏向器２２へ印加する電圧を周波数ｈで掃引することにより、光源２１からの出射光は、光偏向器２２により検出対象１１０の移動速度（流速ｖ）と同じ速度で偏向される。これにより、検出対象１１０を追尾するような形で効果的に検出対象１１０への光束の照射を行うことが可能となるため、検出感度を高くできる。
【００４０】
なお、Ｌは１０ｍｍ以上であることが好ましい。電気光学効果を利用した光偏向器２２では、偏向角であるθの最大値は１０ｄｅｇ程度である。例えば、Ｌ＝１０ｍｍ、θ＝１０ｄｅｇの場合に、検出対象１１０を追尾することにより長くなる照射時間は、光源２１の出射光を偏向させない場合の２．５倍程度である。Ｌが１０ｍｍ未満である場合には、これよりも照射時間が短くなり、検出感度向上の恩恵が得られにくいと考えられるためである。
【００４１】
ここで、粒子検出装置１における照射時間に関する効果について説明する。図６は、照射時間に関する効果について説明する図である。図６（ａ）が従来の粒子検出装置に関する図であり、図６（ｂ）が本実施の形態に係る粒子検出装置に関する図である。
【００４２】
図６（ａ）に示す従来の粒子検出装置では、検出対象１１０がレーザ光等に照射される時間は、レーザ光等の径を通過する時間のみである。レーザ光等の径Ｙ＝０．７ｍｍのとき、照射時間ｔ１＝Ｙ／ｖ＝０．７（ｍｍ）／２０（ｍ）＝３５μｓｅｃとなる。
【００４３】
一方、図６（ｂ）に示す本実施の形態に係る粒子検出装置では、図５を参照して説明したように、Ｌ＝２００ｍｍ、θ＝１０ｄｅｇであれば、偏向領域Ｘ≒３５ｍｍである。このとき、照射時間ｔ２＝Ｘ／ｖ＝３５（ｍｍ）／２０（ｍ／ｓｅｃ）≒１．８ｍｓｅｃとなる。
【００４４】
検出部２３で照射時間内に検出された光強度は、足し合わせて利用できるので、照射時間が長いほど高感度な検出を実現できる。上記例では、照射時間ｔ１と照射時間ｔ２との比較から、本実施の形態に係る粒子検出装置１は従来の粒子検出装置の約５００倍の高感度を実現できることになる。
【００４５】
なお、粒子検出装置１は、第１の検出手段１０の検出部１３で検出された検出信号が制御手段３０に送信され、制御手段３０が光偏向器２２を制御して光偏向器２２が動作を開始するまでの遅延時間が１０μｓｅｃ以下になる伝送手段を備えていることが好ましい。
前述のように、従来の粒子検出装置では、検出対象の散乱時間が３５μｓｅｃ程度なので、伝送手段での遅延時間が１０μｓｅｃ以上になると、検出対象の検出に影響を及ぼす虞があるためである。
【００４６】
ところで、図４を参照して説明したように、例えば、ハイエンドのフローサイトメータでは流速２０ｍ／ｓｅｃ、検出粒子７千個／ｓｅｃの性能がある。この数字と検出対象１１０の粒子間隔ｄから勘案し、１つの粒子の検出に利用できる時間は０．１５ｍｓｅｃとなる。
【００４７】
この場合、照射時間ｔ２が０．１５ｍｓｅｃに収まるように偏向角θを調整する等が必要になる。しかしながら、照射時間ｔ２が０．１５ｍｓｅｃであった場合でも、従来の粒子検出装置の照射時間ｔ１＝３５μｓｅｃと比較して５倍程度の高感度を実現できる。
【００４８】
ここで、図７及び図８を参照しながら、信号処理について説明する。図７（ａ）に示すように、第１の検出手段１０の検出部１３がｔ１０の時に検出対象１１０からの光学情報を検出したとする。図８に示すように、検出部１３が検出した光学情報は電気信号（検出信号）に変換されて制御手段３０の駆動制御回路３２に送信される。
【００４９】
駆動制御回路３２は電圧電源３３に接続されており、光偏向器２２へ印加する電圧を生成し、生成した電圧の振幅及び周波数を制御する機能を有する。例えば、駆動制御回路３２から光偏向器２２に電圧ＶＡＣが図７（ｂ）に示すｔ２０のタイミングで印加される。ｔ１０からｔ２０までの時間は、上述した通り、流速ｖと粒子間隔ｄから算出できる。
【００５０】
図７（ｂ）に示すｔ２５において光偏向器２２に印加される電圧がピーク値になり、レーザ光等は光偏向器２２により図８に示すｅ１の方向に偏向される。続いてｔ３０において光偏向器２２に印加される電圧が対極のピーク値になり、レーザ光等は光偏向器２２により図８に示すｅ２の方向に偏向される。ｔ２５からｔ３０までの時間は、上述した通り、流速ｖと光偏向器２２への電圧掃引の周期から算出できる。
【００５１】
図８に示すｅ２からｅ１への移動は、図７（ｂ）に示すｔ３０からｔ４０までの波形にしたがって行われる。ｔ３０からｔ４０までの波形から明らかなように、ｅ２からｅ１への移動は検出とは無関係であるため、ｅ１からｅ２への移動に比べて極めて短い時間で行うことができる。
【００５２】
なお、ｔ１０からｔ２０までの時間をＴ１、ｔ２５からｔ３０までの時間をＴ２とすると、Ｔ１とＴ２の関係がＴ１＜Ｔ２である場合には、１つの検出対象１１０を追っている間に次の検出対象１１０が流れてきてしまうことになる。従って、全ての粒子を捕捉するためには、Ｔ１＞Ｔ２とする必要がある。
【００５３】
Ｔ１＞Ｔ２とするためには、（１）流速ｖを遅くする、（２）光偏向器２２に印加される電圧のピーク値を小さくする、（３）検体であるサンプル液１００中の検出対象１１０の濃度を低くする、等の方法が考えられる。これらの方法は、粒子検出装置の使用者が用途や目的に応じて適宜調整することが望ましく、本実施の形態においては、これらのパラメータが調整可能であることが好ましい。
【００５４】
このように、本実施の形態に係る粒子検出装置１は、第１の検出手段１０と、第２の検出手段２０と、制御手段３０とを有する。そして、制御手段３０は、検出部１３が光学情報を検出したことを示す検出信号、及び検出対象１１０に関する情報に基づいて、光偏向器２２の動作タイミングを算出し、光偏向器２２の偏向光が検出対象１１０を追尾するように光偏向器２２を制御する。
【００５５】
これにより、光偏向器２２の偏向光が流路１３０内を移動する検出対象１１０を従来よりも長い一定時間に渡って照射するため、検出対象１１０の光学情報（散乱光等）の入手感度が高くなり、観測地点でのばらつきにも影響されにくい検出が可能となる。すなわち、高感度な粒子検出装置１を実現できる。
【００５６】
又、検出対象１１０の分析に利用される光学情報（散乱光等）の検出を実質的に１つの検出系（第２の検出手段２０）のみで行うため、信頼性に優れた検出ができる。
【００５７】
又、検出対象１１０の分析に利用される光学情報（散乱光等）の検出を実質的に１つの検出系（第２の検出手段２０）のみで行うため、複数地点での検出結果を重ね合わせる処理の負荷がなく高速度での検出が可能となり、コスト増も抑制できる。
【００５８】
又、粒子検出装置１と、検査対象１１０が移動する流路１３０と、検出部２３が検出した光学情報を分析する分析手段と、を有することにより、高感度なフローサイトメータを実現できる。
【００５９】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 粒子検出装置
１０ 第１の検出手段
１１、２１ 光源
１３、２３ 検出部
２０ 第２の検出手段
２２ 光偏向器
３０ 制御手段
３１ タイミング算出手段
３２ 駆動制御回路
３３ 電圧電源
１００ サンプル液
１１０ 検出対象
１２０ シース流
１３０ フローセル
ｄ 検出対象の粒子間隔
ｖ 検出対象の流速
ｔ１、ｔ２ 照射時間
Ｌ 距離
Ｘ 偏向領域
Ｙ レーザ光等の径
θ 偏向角
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２０１１−９９８４８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を移動する検出対象（粒子）から光学情報を検出する粒子検出装置及び粒子検出方法、並びに前記粒子検出装置を有するフローサイトメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、細胞の蛍光定量等を行う装置であり、血液の検体検査等の様々な用途に用いられるフローサイトメータが知られている。フローサイトメータでは、分析対象となる生物学的粒子（細胞等）をフローセル（流路）中で一列に整列させる。より詳しくは、シース流を一定の流速でフローセル内に流入させ、その状態で生物学的粒子を含むサンプル流をフローセル内に注入する。
【０００３】
シース流とサンプル流の流入量を調節することにより、生物学的粒子を一つ一つが整列した状態で移動させることができる。そして、フローサイトメータの一部である粒子検出装置からフローセル内を移動する生物学的粒子にレーザ光等を照射し、生物学的粒子が発生する散乱光等の光学情報を検出する。その後、光学情報を光電変換し、分析手段等で分析することで細胞の大きさや数を検出できる。
【０００４】
しかしながら、微小な生物学的粒子の場合は散乱光が小さく感度が低いという原理的な課題がある。又、検査のスループット向上のために流速を大きくすると検出感度が更に低下するため、検出がより困難になる。
【０００５】
検出感度を高めるための改善策として、特にフローサイトメータの一部である粒子検出装置の光学系においては、レーザ光等の照射領域を絞り込むことやレーザ光等の形状を楕円形にすること、複数の光源と検出部を備えること等が提案されている。なお、レーザ光等の照射領域を絞り込む場合、数マイクロメートルの位置精度が要求されるため、位置合わせの技術が要求される。
【０００６】
従来の粒子検出装置の一例としては、フローセルの流れ方向に沿って複数の光源と検出部が設置された粒子検出装置を挙げることができる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の粒子検出装置は、通常設置される光源と検出部の組み合わせに加えて、これ以外の光源の光による生物学的粒子からの蛍光を受光して電気的信号に変換する第２の検出部を有する。つまり、特許文献１に記載の粒子検出装置では、光源と検出部の組み合わせが２つ以上存在する。
【０００７】
又、特許文献１に記載の粒子検出装置は、通常設置される検出部の受光信号に第２の検出部から出力された電気的信号を電気的に加算することにより、第２の光により生物学的粒子を励起したときに生じる蛍光の電気的信号を増大させる信号処理部を備えている。つまり、特許文献１に記載の粒子検出装置は、生物学的粒子からの受光信号を複数箇所で取得し、複数の地点での検出結果を重ね合わせている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の粒子検出装置は、複数の地点での検出結果を重ね合わせる場合、各地点での検出結果の差異により感度を損なうことが問題となり、高感度な粒子検出装置を実現することは困難である。なお、各地点での検出結果の差異は、生物学的粒子が常に向きを変えており生物学的粒子の向きが時間によって変化することや、フローセル（流路）内での位置ずれが生じることにより発生する。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高感度な粒子検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本粒子検出装置は、流路内を移動する検出対象に光を照射する第１の光源、及び前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を検出する第１の検出部を備えた第１の検出手段と、前記第１の検出手段の下流側に配置され、第２の光源、前記第２の光源からの光を偏向し前記検出対象に偏向光を照射する光偏向器、及び前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を検出する第２の検出部を備えた第２の検出手段と、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する制御手段と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、高感度な粒子検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態に係る粒子検出装置を例示する図である。
【図２】従来の粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。
【図３】本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。
【図４】光偏向器の偏向開始タイミングの算出について説明する図である。
【図５】検出対象を追尾する偏向手法について説明する図である。
【図６】照射時間に関する効果について説明する図である。
【図７】信号処理について説明する図（その１）である。
【図８】信号処理について説明する図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る粒子検出装置を例示する図である。図１を参照するに、粒子検出装置１は、大略すると、第１の検出手段１０と、第２の検出手段２０と、制御手段３０とを有する。
【００１５】
なお、１００はサンプル液（以降、サンプル液１００とする）、１１０は検出対象（以降、検出対象１１０とする）、１２０はシース流（以降、シース流１２０とする）、１３０はフローセル（以降、流路１３０とする）を示している。検体であるサンプル液１００中に存在する検出対象１１０は、シース流１２０によって一列に整列した状態で流路１３０内を矢印方向に移動する。検出対象１１０は、例えば、細胞や微生物、ＤＮＡ、タンパク質等の生物学的粒子を含む、流路１３０内を移動可能な全ての物質を指すものとする。
【００１６】
粒子検出装置１において、第１の検出手段１０は、光源１１と、検出部１３とを有する。光源１１は、流路１３０内をシース流１２０と共に移動する検出対象１１０に光を照射する機能を有する。光源１１は、出射光が流路１３０内のシース流１２０に垂直に照射されるようにアライメントされている。光源１１は、本発明に係る第１の光源の代表的な一例である。
【００１７】
検出部１３は、光源１１から光を照射された検出対象１１０が発する光学情報を検出する機能を有する。検出部１３が検出した検出対象１１０が発する光学情報（光信号）は、光電変換されて電気信号となり制御手段３０に入力される。ここで、光学情報とは、側方や後方の散乱光、蛍光等である。検出部１３は、本発明に係る第１の検出部の代表的な一例である。
【００１８】
第２の検出手段２０は、第１の検出手段１０よりも流路１３０の下流側に配置されている。第２の検出手段２０は、光源２１と、光偏向器２２と、検出部２３とを有する。光源２１は、光偏向器２２に光を照射する機能を有する。光源２１は、出射光が光偏向器２２に照射されるようにアライメントされている。光源２１は、本発明に係る第２の光源の代表的な一例である。
【００１９】
光偏向器２２は、光源２１から出射された光を偏向し、検出対象１１０に偏向光を照射する機能を有する。検出部２３は、光偏向器２２からの偏向光が照射された検出対象１１０が発する光学情報を検出する機能を有する。検出部２３が検出した検出対象１１０が発する光学情報（光信号）は、光電変換されて電気信号となり制御手段３０に入力される。ここで、光学情報とは、側方や後方の散乱光、蛍光等である。検出部２３は、本発明に係る第２の検出部の代表的な一例である。
【００２０】
光源１１及び１２としては、検出対象１１０が発する光学情報（散乱光や蛍光等）を確実に発生させるために、出射光の方向、出射光の波長、出射光の強度が一定である光源を用いることが好ましい。光源１１及び１２としては、例えば、半導体レーザ等のレーザ光源を用いると好適である。光源１１及び１２として、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＳＨＧ（Second Harmonic Generation）素子等を用いることもできる。
【００２１】
検出部１３及び２３としては、例えば、フォトダイオード等を用いることができる。光偏向器２２としては、例えば、電気光学効果（Electro-Optic effect）を有する電気光学材料（EO材料）からなる偏向素子等を用いることができる。
【００２２】
電気光学材料（EO材料）からなる偏向素子を用いた場合、偏向の制御は光偏向器２２への電圧印加量によって行うことができる。代表的な電気光学材料（EO材料）としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）の単結晶や、タンタル酸ニオブ酸カリウム（ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３）の単結晶等を用いることができる。
【００２３】
なお、偏向器２２として、ＭＥＭＳミラーやガルバノミラー、ＡＯＤ（音響光学素子）等を用いてもよい。
【００２４】
制御手段３０は、検出部１３が光学情報を検出したことを示す検出信号、及び検出対象１１０に関する情報に基づいて、光偏向器２２の動作タイミングを算出し、第２の検出手段２０の検出領域を通過する検出対象１１０を偏向光が追尾するように光偏向器２２を制御する機能等を有する。ここで、検出対象１１０に関する情報とは、検出対象１１０の流速や流路１３０内の検出対象１１０の濃度等である。偏向開始のタイミングや偏向速度等については、光偏向器２２の偏向角や検出対象１１０の流速等により算出される（詳しくは後述する）。
【００２５】
制御手段３０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、メインメモリ等を含み、制御手段３０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、制御手段３０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御手段３０は、物理的に複数の装置により構成されてもよい。
【００２６】
制御手段３０は、検出部２３が検出した検出対象１１０が発する光学情報が光電変換された電気信号に所定の処理を施し、検出対象１１０の形状や数を分析する分析手段を含んでいてもよい。但し、制御手段３０をパーソナルコンピュータ等に接続し、パーソナルコンピュータ等で分析手段を実現してもよい。
【００２７】
ここで、従来の粒子検出装置の検出プロセスと比較しながら、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスについて説明する。図２は、従来の粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。図３は、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスを例示する図である。
【００２８】
図２を参照するに、従来の粒子検出装置の検出プロセスでは、まず、光源から出射された出射光をシース流中の検出対象に照射し（ステップＳ２０１）、散乱光等を発生させる（ステップＳ２０２）。次に、ステップＳ２０２で発生させた散乱光等及び透過光を検出部が検出する（ステップＳ２０３）。そして、検出部が検出した散乱光等及び透過光を光電変換した電気信号（データ）を処理することにより、検出対象を認識する（ステップＳ２０４）。
【００２９】
一方、図３を参照するに、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスでは、まず、第１の検出手段１０が検出対象１１０を検知し、検出信号を制御手段３０に送信する（ステップＳ３０１）。次に、制御手段３０は、検知した検出対象１１０が第２の検出手段２０の検出領域に移動するまでの時間を算出し、この算出結果に基づいて、第２の検出手段２０における光偏向器２２の偏向開始タイミングの算出を行う（ステップＳ３０２）。
【００３０】
次に、制御手段３０は、ステップＳ３０２で算出された偏向開始タイミングに従って、光偏向器２２の偏向を開始させ、検出対象１１０の移動にともなって光源２１からの出射光が偏向するように動作させる（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０４〜Ｓ３０６については、図２のステップＳ２０２〜Ｓ２０４と同様であるため、その説明を省略する。
【００３１】
ここで、図４を参照しながら、本実施の形態に係る粒子検出装置の検出プロセスについて、更に詳しく説明する。図４は、光偏向器の偏向開始タイミングの算出について説明する図である。図４において、検出対象１１０が流路１３０内を流速ｖ、粒子間隔ｄで移動している場合を考える。
【００３２】
まず、第１の検出手段１０の光源１１から光束が出射される。光源１１から出射された光束は、検出対象１１０に照射され、検出対象１１０は光学情報（散乱光等）を発する。検出対象１１０が発する光学情報は、検出部１３で検出される。検出部１３で検出された光学情報は光電変換され、光電変換された電気信号が制御手段３０に送られる。
【００３３】
制御手段３０のタイミング算出手段３１は、検出部１３から電気信号が入力され次第（つまり、検出部１３で光学情報が検出され次第）、第２の検出手段２０の光偏向器２２の動作タイミングを算出する。検出対象１１０が流路１３０内を流速ｖ、粒子間隔ｄで移動している場合の動作タイミングは、第１の検出手段１０の検出部１３で光学情報が検出された時点から、ｔ＝ｄ／ｖ（ｓｅｃ）経過後である。
【００３４】
なお、流速ｖは粒子検出装置１を制御する制御装置側（図示せず）で制御される。粒子間隔dは、サンプル液１００中の検出対象１１０の濃度と流速ｖとに基づいて、概算として求めることができる。例えば、ハイエンドのフローサイトメータでは流速２０ｍ／ｓｅｃ、検出粒子７千個／ｓｅｃの性能がある。この数字から、ｖ＝２０ｍ／ｓｅｃ、ｄ＝２０ｍ／７０００≒３ｍｍとなる。よって、この場合の動作タイミングは、ｔ＝３（ｍｍ）／２０（ｍ／ｓｅｃ）＝０．１５ｍｓｅｃと求めることができる。
【００３５】
つまり、第１の検出手段１０の検出部１３で検出対象１１０についての光学情報が検出された後、ｔ＝０．１５ｍｓｅｃ経過後が、第２の検出手段２０の光偏向器２２の偏向開始タイミングとなる。このタイミングで第２の検出手段２０の光源２１からの出射光を光偏向器２２が流路１３０の流れの上流側に偏向させることにより、検出対象１１０の追尾を適切に開始できる。
【００３６】
図５は、検出対象を追尾する偏向手法について説明する図である。検出対象１１０を追尾するには、検出対象１１０が通過する速度と同様の偏向速度で光束が移動すればよい。例えば、光偏向器２２として電気光学材料（EO材料）からなる偏向素子等を用いた場合、例えば±Ｖの電圧を三角波で掃引することにより、光束は一定の角速度で偏向される。
【００３７】
偏向開始タイミングを合わせた上で、電圧掃引する波形の周期Ｔ／２と、検出対象１１０が偏向領域Ｘを通過する時間を等しくすれば、偏向速度と検出対象１１０の移動速度（流速ｖ）が等しくなるので、検出対象１１０を的確に追尾することができる。
【００３８】
図５において、偏向領域Ｘ＝２Ｌｔａｎ（θ／２）である。ここで、Ｌは光偏向器２２の偏向面から検出対象１１０の中心までの距離、θは偏向角である。例えば、Ｌ＝２００ｍｍ、θ＝１０ｄｅｇであれば、Ｘ≒３５ｍｍとなる。検出対象１１０が偏向領域Ｘを通過する時間は、Ｘ／ｖ＝３５（ｍｍ）／２０（ｍ／ｓｅｃ）≒１．８ｍｓｅｃとなる。この時間と電圧掃引する波形の周期Ｔ／２とを一致させるには、周波数ｈ＝１／Ｔ＝１／３．６（ｍｓｅｃ）≒３００Ｈｚとすればよい。
【００３９】
光偏向器２２へ印加する電圧を周波数ｈで掃引することにより、光源２１からの出射光は、光偏向器２２により検出対象１１０の移動速度（流速ｖ）と同じ速度で偏向される。これにより、検出対象１１０を追尾するような形で効果的に検出対象１１０への光束の照射を行うことが可能となるため、検出感度を高くできる。
【００４０】
なお、Ｌは１０ｍｍ以上であることが好ましい。電気光学効果を利用した光偏向器２２では、偏向角であるθの最大値は１０ｄｅｇ程度である。例えば、Ｌ＝１０ｍｍ、θ＝１０ｄｅｇの場合に、検出対象１１０を追尾することにより長くなる照射時間は、光源２１の出射光を偏向させない場合の２．５倍程度である。Ｌが１０ｍｍ未満である場合には、これよりも照射時間が短くなり、検出感度向上の恩恵が得られにくいと考えられるためである。
【００４１】
ここで、粒子検出装置１における照射時間に関する効果について説明する。図６は、照射時間に関する効果について説明する図である。図６（ａ）が従来の粒子検出装置に関する図であり、図６（ｂ）が本実施の形態に係る粒子検出装置に関する図である。
【００４２】
図６（ａ）に示す従来の粒子検出装置では、検出対象１１０がレーザ光等に照射される時間は、レーザ光等の径を通過する時間のみである。レーザ光等の径Ｙ＝０．７ｍｍのとき、照射時間ｔ１＝Ｙ／ｖ＝０．７（ｍｍ）／２０（ｍ）＝３５μｓｅｃとなる。
【００４３】
一方、図６（ｂ）に示す本実施の形態に係る粒子検出装置では、図５を参照して説明したように、Ｌ＝２００ｍｍ、θ＝１０ｄｅｇであれば、偏向領域Ｘ≒３５ｍｍである。このとき、照射時間ｔ２＝Ｘ／ｖ＝３５（ｍｍ）／２０（ｍ／ｓｅｃ）≒１．８ｍｓｅｃとなる。
【００４４】
検出部２３で照射時間内に検出された光強度は、足し合わせて利用できるので、照射時間が長いほど高感度な検出を実現できる。上記例では、照射時間ｔ１と照射時間ｔ２との比較から、本実施の形態に係る粒子検出装置１は従来の粒子検出装置の約５００倍の高感度を実現できることになる。
【００４５】
なお、粒子検出装置１は、第１の検出手段１０の検出部１３で検出された検出信号が制御手段３０に送信され、制御手段３０が光偏向器２２を制御して光偏向器２２が動作を開始するまでの遅延時間が１０μｓｅｃ以下になる伝送手段を備えていることが好ましい。
前述のように、従来の粒子検出装置では、検出対象の散乱時間が３５μｓｅｃ程度なので、伝送手段での遅延時間が１０μｓｅｃ以上になると、検出対象の検出に影響を及ぼす虞があるためである。
【００４６】
ところで、図４を参照して説明したように、例えば、ハイエンドのフローサイトメータでは流速２０ｍ／ｓｅｃ、検出粒子７千個／ｓｅｃの性能がある。この数字と検出対象１１０の粒子間隔ｄから勘案し、１つの粒子の検出に利用できる時間は０．１５ｍｓｅｃとなる。
【００４７】
この場合、照射時間ｔ２が０．１５ｍｓｅｃに収まるように偏向角θを調整する等が必要になる。しかしながら、照射時間ｔ２が０．１５ｍｓｅｃであった場合でも、従来の粒子検出装置の照射時間ｔ１＝３５μｓｅｃと比較して５倍程度の高感度を実現できる。
【００４８】
ここで、図７及び図８を参照しながら、信号処理について説明する。図７（ａ）に示すように、第１の検出手段１０の検出部１３がｔ１０の時に検出対象１１０からの光学情報を検出したとする。図８に示すように、検出部１３が検出した光学情報は電気信号（検出信号）に変換されて制御手段３０の駆動制御回路３２に送信される。
【００４９】
駆動制御回路３２は電圧電源３３に接続されており、光偏向器２２へ印加する電圧を生成し、生成した電圧の振幅及び周波数を制御する機能を有する。例えば、駆動制御回路３２から光偏向器２２に電圧ＶＡＣが図７（ｂ）に示すｔ２０のタイミングで印加される。ｔ１０からｔ２０までの時間は、上述した通り、流速ｖと粒子間隔ｄから算出できる。
【００５０】
図７（ｂ）に示すｔ２５において光偏向器２２に印加される電圧がピーク値になり、レーザ光等は光偏向器２２により図８に示すｅ１の方向に偏向される。続いてｔ３０において光偏向器２２に印加される電圧が対極のピーク値になり、レーザ光等は光偏向器２２により図８に示すｅ２の方向に偏向される。ｔ２５からｔ３０までの時間は、上述した通り、流速ｖと光偏向器２２への電圧掃引の周期から算出できる。
【００５１】
図８に示すｅ２からｅ１への移動は、図７（ｂ）に示すｔ３０からｔ４０までの波形にしたがって行われる。ｔ３０からｔ４０までの波形から明らかなように、ｅ２からｅ１への移動は検出とは無関係であるため、ｅ１からｅ２への移動に比べて極めて短い時間で行うことができる。
【００５２】
なお、ｔ１０からｔ２０までの時間をＴ１、ｔ２５からｔ３０までの時間をＴ２とすると、Ｔ１とＴ２の関係がＴ１＜Ｔ２である場合には、１つの検出対象１１０を追っている間に次の検出対象１１０が流れてきてしまうことになる。従って、全ての粒子を捕捉するためには、Ｔ１＞Ｔ２とする必要がある。
【００５３】
Ｔ１＞Ｔ２とするためには、（１）流速ｖを遅くする、（２）光偏向器２２に印加される電圧のピーク値を小さくする、（３）検体であるサンプル液１００中の検出対象１１０の濃度を低くする、等の方法が考えられる。これらの方法は、粒子検出装置の使用者が用途や目的に応じて適宜調整することが望ましく、本実施の形態においては、これらのパラメータが調整可能であることが好ましい。
【００５４】
このように、本実施の形態に係る粒子検出装置１は、第１の検出手段１０と、第２の検出手段２０と、制御手段３０とを有する。そして、制御手段３０は、検出部１３が光学情報を検出したことを示す検出信号、及び検出対象１１０に関する情報に基づいて、光偏向器２２の動作タイミングを算出し、光偏向器２２の偏向光が検出対象１１０を追尾するように光偏向器２２を制御する。
【００５５】
これにより、光偏向器２２の偏向光が流路１３０内を移動する検出対象１１０を従来よりも長い一定時間に渡って照射するため、検出対象１１０の光学情報（散乱光等）の入手感度が高くなり、観測地点でのばらつきにも影響されにくい検出が可能となる。すなわち、高感度な粒子検出装置１を実現できる。
【００５６】
又、検出対象１１０の分析に利用される光学情報（散乱光等）の検出を実質的に１つの検出系（第２の検出手段２０）のみで行うため、信頼性に優れた検出ができる。
【００５７】
又、検出対象１１０の分析に利用される光学情報（散乱光等）の検出を実質的に１つの検出系（第２の検出手段２０）のみで行うため、複数地点での検出結果を重ね合わせる処理の負荷がなく高速度での検出が可能となり、コスト増も抑制できる。
【００５８】
又、粒子検出装置１と、検査対象１１０が移動する流路１３０と、検出部２３が検出した光学情報を分析する分析手段と、を有することにより、高感度なフローサイトメータを実現できる。
【００５９】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１ 粒子検出装置
１０ 第１の検出手段
１１、２１ 光源
１３、２３ 検出部
２０ 第２の検出手段
２２ 光偏向器
３０ 制御手段
３１ タイミング算出手段
３２ 駆動制御回路
３３ 電圧電源
１００ サンプル液
１１０ 検出対象
１２０ シース流
１３０ フローセル
ｄ 検出対象の粒子間隔
ｖ 検出対象の流速
ｔ１、ｔ２ 照射時間
Ｌ 距離
Ｘ 偏向領域
Ｙ レーザ光等の径
θ 偏向角
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特開２０１１−９９８４８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を移動する検出対象に光を照射する第１の光源、及び前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を検出する第１の検出部を備えた第１の検出手段と、
前記第１の検出手段の下流側に配置され、第２の光源、前記第２の光源からの光を偏向し前記検出対象に偏向光を照射する光偏向器、及び前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を検出する第２の検出部を備えた第２の検出手段と、
前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する制御手段と、を有する粒子検出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の検出部が前記第１の光学情報を検出したことを示す検出信号、及び前記検出対象に関する情報に基づいて、前記光偏向器の動作タイミングを算出し、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する請求項１記載の粒子検出装置。
【請求項３】
前記情報は、前記検出対象の流速及び前記検出対象の濃度を含む請求項２記載の粒子検出装置。
【請求項４】
前記光偏向器は、印加電圧により偏向角を制御できる材料を用いて形成されている請求項１乃至３の何れか一項記載の粒子検出装置。
【請求項５】
前記材料は、電気光学効果を有する請求項４記載の粒子検出装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記光偏向器へ印加する電圧を生成し、前記電圧の振幅及び周波数を制御する駆動制御回路を更に有する請求項４又は５記載の粒子検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項記載の粒子検出装置と、
前記検査対象が移動する流路と、
前記第２の光学情報を分析する分析手段と、を有するフローサイトメータ。
【請求項８】
流路内を移動する検出対象に第１の光源から光を照射し、前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を第１の検出部で検出する第１の検出工程と、
前記第１の検出工程で前記第１の検出部が前記第１の光学情報を検出後の所定の動作タイミングで第２の光源を発光させ、前記第２の光源からの光を光偏向器で偏向して前記検出対象に偏向光を照射し、前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を第２の検出部で検出する第２の検出工程と、を有し、
前記第２の検出工程では、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する粒子検出方法。
【請求項９】
前記第２の検出工程では、前記第１の検出部が前記第１の光学情報を検出したことを示す検出信号、及び前記検出対象に関する情報に基づいて、前記光偏向器の前記動作タイミングを算出し、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する請求項８記載の粒子検出方法。
【請求項１０】
前記情報は、前記検出対象の流速及び前記検出対象の濃度を含む請求項９記載の粒子検出方法。
【請求項１１】
前記光偏向器は、印加電圧により偏向角を制御できる材料を用いて形成されており、
前記第２の検出工程では、前記光偏向器に所定の振幅及び周波数の電圧を印加して前記光偏向器を動作させる請求項８乃至１０の何れか一項記載の粒子検出方法。
【請求項１】
流路内を移動する検出対象に光を照射する第１の光源、及び前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を検出する第１の検出部を備えた第１の検出手段と、
前記第１の検出手段の下流側に配置され、第２の光源、前記第２の光源からの光を偏向し前記検出対象に偏向光を照射する光偏向器、及び前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を検出する第２の検出部を備えた第２の検出手段と、
前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する制御手段と、を有する粒子検出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の検出部が前記第１の光学情報を検出したことを示す検出信号、及び前記検出対象に関する情報に基づいて、前記光偏向器の動作タイミングを算出し、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する請求項１記載の粒子検出装置。
【請求項３】
前記情報は、前記検出対象の流速及び前記検出対象の濃度を含む請求項２記載の粒子検出装置。
【請求項４】
前記光偏向器は、印加電圧により偏向角を制御できる材料を用いて形成されている請求項１乃至３の何れか一項記載の粒子検出装置。
【請求項５】
前記材料は、電気光学効果を有する請求項４記載の粒子検出装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記光偏向器へ印加する電圧を生成し、前記電圧の振幅及び周波数を制御する駆動制御回路を更に有する請求項４又は５記載の粒子検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項記載の粒子検出装置と、
前記検査対象が移動する流路と、
前記第２の光学情報を分析する分析手段と、を有するフローサイトメータ。
【請求項８】
流路内を移動する検出対象に第１の光源から光を照射し、前記光が照射された前記検出対象が発する第１の光学情報を第１の検出部で検出する第１の検出工程と、
前記第１の検出工程で前記第１の検出部が前記第１の光学情報を検出後の所定の動作タイミングで第２の光源を発光させ、前記第２の光源からの光を光偏向器で偏向して前記検出対象に偏向光を照射し、前記偏向光が照射された前記検出対象が発する第２の光学情報を第２の検出部で検出する第２の検出工程と、を有し、
前記第２の検出工程では、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する粒子検出方法。
【請求項９】
前記第２の検出工程では、前記第１の検出部が前記第１の光学情報を検出したことを示す検出信号、及び前記検出対象に関する情報に基づいて、前記光偏向器の前記動作タイミングを算出し、前記偏向光が前記検出対象を追尾するように前記光偏向器を制御する請求項８記載の粒子検出方法。
【請求項１０】
前記情報は、前記検出対象の流速及び前記検出対象の濃度を含む請求項９記載の粒子検出方法。
【請求項１１】
前記光偏向器は、印加電圧により偏向角を制御できる材料を用いて形成されており、
前記第２の検出工程では、前記光偏向器に所定の振幅及び周波数の電圧を印加して前記光偏向器を動作させる請求項８乃至１０の何れか一項記載の粒子検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６１２１１（Ｐ２０１３−６１２１１Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９２１９（Ｐ２０１１−１９９２１９）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
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